JP2008169754A - 圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】ケーシング外側に、ターミナルの収納された端子箱が取り付けられた圧縮機において、該ターミナル周辺で短絡によってスパークが繰り返し発生するのを防止する。
【解決手段】圧縮機（1）のケーシング（2）に給電用のターミナル（21）を設けるとともに、該ターミナル（21）を収納するようにケーシング（2）の外周面上に端子箱（3）を設ける。この端子箱（3）内に、ターミナル（21）の周りを囲むように、消弧材（52）の封入されたパック（51）を配置する。このパック（51）は、環状に形成されていて、その穴部（51a）内に上記ターミナル（21）のケーシング外側部分が位置付けられるように、上記端子箱（3）内に配設される。
【選択図】図２

Description

本発明は、給電用のターミナルを収納した端子箱がケーシングの外側に設けられた圧縮機に関し、特に、ケーシング外側でのスパーク防止に係るものである。

従来より、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷凍装置に用いられる圧縮機として、密閉型電動圧縮機が知られている。

例えば特許文献１に開示されている圧縮機は、密閉容器内にモータなどの電動要素と圧縮要素とを収納し、電源から電力供給される該電動要素によって圧縮要素を動作させるようにしている。そのため、上述のような圧縮機では、給電用のターミナルや、該ターミナルと電源側から延びるリード線とを繋ぐコネクタ等が必要となる。

これらのターミナル及びコネクタは、特許文献２に開示されるように、一般的に、端子箱と呼ばれるケース内に収納され、上記圧縮機のケーシングの外側に配設される。詳しくは、図４に示すように、端子箱（103）内に収納される上記ターミナル（121）は、一端側が圧縮機のケーシング（102）内に、他端側がケーシング（102）外に位置するように該ケーシング（102）に取り付けられている。そして、ケーシング（102）外に突出しているターミナル（121）の他端側は、コネクタ（141）に繋がり、該コネクタ（141）にはリード線（131）が繋がっている。これにより、上記コネクタ（141）を介して上記ターミナル（121）とリード線（131）とは電気的に接続され、電源からの電流をリード線（131）、コネクタ（141）及びターミナル（121）を介して上記電動要素に供給するようになっている。

ところで、密閉容器の溶接や圧縮要素の摺動摩耗によって発生した金属粉や、短絡によって電動要素が焼損した場合などに発生する炭化物等が、上記ターミナルに付着すると、それらの付着物によって該ターミナル周辺で短絡や地絡が発生する場合があり、該ターミナルの溶損若しくは破損に至る可能性がある。

これに対し、特許文献３に開示されるように、ターミナルの外側部分に溶断部を設け、電動要素に過電流が流れた場合に該溶断部を切断して該電動要素の焼損を防止する方法や、特許文献４に開示されるように、圧縮機のケーシングの内側から上記ターミナルの基端部周辺を絶縁材料で覆う構成などが考えられている。
特開２００１−２００７９０号公報 特許３７７５３３１号公報 特許２８０２１４４号公報 特公平４−７７１５８号公報

ところで、上述のような特許文献３、４に開示される構成をターミナル周辺に適用しても、溶断部が正常に機能しない場合や、絶縁材料の表面に多量の金属粉や炭化物が付着した場合などには、密閉容器内でターミナル間の短絡が発生する場合があり、これにより、ターミナルは破損若しくは溶損してしまう。そして、その状態で、電源側からの電流が遮断されていない場合や、ブレーカー切断後にそのまま再投入した場合などには、破損若しくは溶損したターミナルが他の部材（例えばケーシングや端子箱、他のターミナルなど）に接触すると、上記リード線、コネクタ及びターミナルに電流が流れて再び短絡が発生する場合がある。すなわち、上述のような構成のターミナル周辺では、短絡に起因するスパークが繰り返し発生する可能性がある。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ケーシングの外側に、ターミナルの収納された端子箱が取り付けられた圧縮機において、該ターミナル周辺で短絡によってスパークが繰り返し発生するのを防止することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る圧縮機（1）では、端子箱（3）内に、ターミナル（21）を囲むように消弧材（52）を配設し、該ターミナル（21）のケーシング（2）外側でのスパークの発生を確実に防止するようにした。

具体的には、第１の発明では、給電用のターミナル（21）が収納された端子箱（3）がケーシング（2）の外側に取り付けられた圧縮機を対象とする。そして、上記端子箱（3）内には、上記ターミナル（21）を囲むように消弧材（52）が配設されているものとする。

この構成により、圧縮機（1）のケーシング（2）内側で短絡が生じて、ターミナル（21）のケーシング内側部分が破損若しくは溶損しても、ケーシング（2）外側の端子箱（3）内では、消弧材（52）によってターミナル（21）のケーシング外側部分でスパークが発生するのを確実に防止することができる。すなわち、最初にケーシング（2）の内側で短絡によるスパークが発生しても、その後、ケーシング外側部分で再スパークが発生するのを防止することができる。

上記消弧材（52）は、上記ターミナル（21）周辺の温度が所定温度以上になると破れるように構成された袋部材（51）内に収納されているものとする（第２の発明）。

ここで、上記所定温度とは、ターミナル（21）で短絡等が発生した場合の該ターミナル（21）周辺の温度を意味する。

これにより、ターミナル（21）で短絡等によるスパークが発生した場合にのみ、袋部材（51）が破れて、中の消弧材（52）が流出する。すなわち、上述の構成により、必要なときにだけ消弧材（52）をターミナル周辺に配置することができる。したがって、端子箱（3）内に消弧材（52）を配設する際の作業性を向上することができるとともに、例えば、平常時に端子箱（3）内のメンテナンス作業を行う場合などには、消弧材（52）が袋部材（51）内に収納されているため、消弧材がそのまま端子箱（3）内に収納されている状態よりもメンテナンス時の作業性を向上することができる。

また、上記袋部材（51）は、上記端子箱（3）の内面に沿うように変形可能に構成されているのが好ましい（第３の発明）。このように上記袋部材（51）を端子箱（3）の内面に沿って収納できるような柔軟な材料によって構成することで、該端子箱（3）内に消弧材（52）を効率良く収納することが可能となり、より多くの消弧材（52）によって短絡等に起因するスパークがターミナル（21）で繰り返し発生するのを確実に防止することができる。

また、上記袋部材（51）は、上記端子箱（3）内に収納された状態で上記ターミナル（21）が挿通可能なように環状に形成されているのが好ましい（第４の発明）。これにより、消弧材（52）が収納された袋部材（51）を、ターミナル（21）を囲むように端子箱（3）内に配置することが可能になるため、該ターミナル（21）の周りに袋部材（51）が確実に位置付けられることになる。したがって、上記ターミナル（21）での短絡等に起因する温度上昇によって該袋部材（51）が確実に破れて消弧材（52）が流出し、上記ターミナル（21）での再スパークの発生をより確実に防止することができる。しかも、一つの袋部材（51）を端子箱（3）内に配置すればよいので、消弧材（52）を設置する際の作業性を向上することができる。

また、上記消弧材（52）は、消火剤であるのが好ましい（第５の発明）。このように、消火剤を用いれば、ターミナル（21）周辺でスパークに起因する装置の二次的な損傷の拡大を確実に防止することができる。

さらに、上記消弧材（52）は、電気絶縁材料であってもよい（第６の発明）。このように、電気絶縁材料を用いることで、ターミナル（21）周辺で短絡が繰り返し発生するのを防止することができる。

以上より、第１の発明に係る圧縮機（1）によれば、ケーシング（2）外側の端子箱（3）内には、給電用のターミナル（21）を囲むように消弧材（52）が配設されているため、該ターミナル（21）でのスパークの発生を確実に防止することができる。

また、第２の発明によれば、上記消弧材（52）は、ターミナル（21）周辺が所定温度以上になると破れる袋部材（51）内に収納されているため、該ターミナル（21）周辺の温度が短絡等によって上昇した場合にのみ、消弧材（52）がターミナル（21）周辺に展開する。これにより、上記端子箱（3）内への消弧材（52）の設置が容易になるとともに、平常時の該端子箱（3）内のメンテナンス作業が容易になる。

また、第３の発明によれば、上記袋部材（51）は、端子箱（3）の内面に沿うように変形可能に構成されているため、該端子箱（3）内に多くの消弧材（52）を効率良く配設することができる。

また、第４の発明によれば、上記袋部材（51）は、ターミナル（21）が挿通可能なように環状に形成されているため、該ターミナル（21）周辺に確実に消弧材（52）を供給してスパークの発生を防止することができるとともに、消弧材（52）の設置作業性をさらに向上することができる。

また、第５の発明によれば、上記消弧材（52）は消火剤であるため、仮にターミナル（21）で短絡等に起因するスパークが発生しても、すぐに消すことができ、スパークによる装置の二次的な損傷の拡大を確実に防止することができる。

さらに、第６の発明によれば、上記消弧材（52）は電気絶縁材料であるため、ターミナル（21）で短絡等が発生するのを防止することができ、スパークの発生を確実に防止することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１に示すように、本発明の実施形態に係る圧縮機（1）は、いわゆる全密閉型に構成されている。特に図示しないが、上記圧縮機（1）のケーシング内部には、電動機、駆動軸、圧縮機構、軸受などが収納されている。すなわち、上記圧縮機（1）は、電動機に電力を供給すると、該電動機のロータと同軸に設けられた駆動軸が回転するように構成されている。そして、該駆動軸の一端は、圧縮機構に係合しており、該駆動軸を介して電動機から圧縮機構に動力を伝達する。これにより、上記圧縮機構は、低圧のガス冷媒を吸入し、吸入したガス冷媒を圧縮して吐出するようになっている。

図１に示すように、上記圧縮機（1）のケーシング(2)の外側で且つ上下方向のほぼ中心付近には、端子箱(3)が取り付けられている。この端子箱(3)は、図２にも示すように、正面視で略長方形状の箱体であって、上記ケーシング（2）の外側に取り付け固定されるベース部材(11)と該ベース部材（11）を覆う上蓋(16)とを備えている。そして、上記端子箱（3）内には、上記圧縮機（1）のケーシング（2）を貫通するように設けられている給電用のターミナル（21）や、該ターミナル（21）と電源（図示省略）から延びるリード線（31）とを繋ぐコネクタ（41）などが配置されている。

上記ベース部材(11)は、底面部（12）及び４つの側壁部（13,13,13,13,）を有し、正面視で略長方形状に形成された箱状の部材であり、その底面部（12）が上記ケーシング（2）の外周面上に固定されている。また、上記ベース部材（11）の底面部（12）には、上記ターミナル（21)が挿通するための貫通穴（12a）が形成されている。すなわち、上記ベース部材（11）は、上記ターミナル（21）が貫通穴（12a）を挿通した状態で上記ケーシング（2）の外周面上に取り付けられている。

上記上蓋（16）も、底面部（18）及び４つの側壁部（17,17,17,17）を有する箱状の部材であり、上記ベース部材（11）に対して該ベース部材（11）の開口側を覆うように配設される。上記上蓋（16）は、上記ベース部材（11）の内側に嵌め込まれるように該ベース部材（11）よりも小さく形成されている。すなわち、上記上蓋（16）は、その側壁部（17）の外面がベース部材（11）の側壁部（13）の内面に嵌合するように構成されている。

また、上記上蓋（16）には、左右の側壁部（17,17）の外面からそれぞれ側方に向かって突出する突起部（17a,17a）が形成されている（図２（Ａ）参照）。各突起部（17a）は、上記上蓋（16）がベース部材（11）に対して取り付けられた状態で、該ベース部材（11）の側壁部（13）に形成された係合穴（13a）に係合するように設けられている。これにより、上記上蓋（16）がベース部材（11）から容易に外れないようになっている。なお、上記上蓋（16）の突起部（17a）は、上記ターミナル（21）で短絡等が生じて該ターミナル（21）が破損し、ケーシング内部からガスが噴出しても該上蓋（16）が吹き飛ばないような十分な強度を有している。

上記図２に示すように、上記端子箱（3）の下面、すなわち、該端子箱（3）をケーシング（2）に取り付けた状態で下側に位側する上記ベース部材（11）及び上蓋（16）の側壁部（13,17）には、図示しない電源に繋がるリード線(31)の取出し口(3a)が形成されている。この取出し口(3a)は、上記ベース部材(11)及び上蓋(16)の側壁部（13,17）にそれぞれ形成された切欠部（13b,17b）によって構成されている。なお、本実施形態では、上記取出し口（3a）を上記端子箱（3）の下面に設けているが、この限りではなく、上面や側面など、どの面に設けても良い。

上記リード線（31）は、電源側とは反対側の一端が上記端子箱（3）内に位置付けられていて、該一端には、ボルトによってコネクタ（41）に固定可能なように、円盤状の端子片（32）が一体的に設けられている。なお、上記図２では、リード線（31）が１本のみ記載されているが、実際には、３本のリード線が上記コネクタ（41）にそれぞれ接続されていて、それらのリード線は束ねられた状態で上記取出し口（3a）から外側へ引き出されている。

上記コネクタ（41）は、厚肉板状の部材で、その表面に上記各リード線（31）の一端側をボルトによって固定するためのボルト穴（42,42,42）が形成されている。そして、このボルト穴（42）の周辺には、上記各リード線（31）の端部をガイドするための案内溝（43,44,45）、後述するターミナル（21）の端子片（24）が挿通するスリット穴（46,46,46）及び該各スリット穴（46）から上記各ボルト穴（42）まで延びるように上記端子片（24）の接触部（47）が形成されている。

また、上記コネクタ（41）は、上記図２（Ａ）に示すように、上記各案内溝(43,44,45)と端子片接続部(47)とのなす角度がそれぞれ異なるように形成されている。具体的には、１２０°間隔で放射状に延びる上記各端子片接続部（47）に対して、上記端子箱(3)のリード線の取出し口(3a)にもっとも近い案内溝(43)は約１２０°、次に近い案内溝(44)は約９０°、取出し口（3a）から最も離れている案内溝(45)は約６０°の角度をなしている。すなわち、上記図２（Ａ）に示すように、上記案内溝(43,44,45)は、上記端子箱(3)の取出し口(3a)に向かって延びるように形成されている。

上述のようなコネクタ（41）の構成により、上記各リード線（31）は、ほとんど蛇行することなく取出し口(3a)に向かって伸長される。つまり、上記各リード線（31）は、きつく屈曲されることなく上記取出し口(3a)へ案内される。そのため、上記各リード線（31）同士が干渉し合ったり、リード線（31）が端子箱(3)の内面に接触したりすることもない。

上記ターミナル(21)は、図２（Ｂ）に示すように、盆状に形成された基部(22)を有していて、この基部(22)が、ケーシング(2)に形成された孔に対し、ケーシング外方に底面が向くように嵌め込まれた状態で溶接固定されている。上記基部(22)には、３本の端子ピン(23,23,23)が底面を貫通するように設けられている。これらの端子ピン(23,23,23)は、同一ピッチ円上に１２０°間隔で配置されている。また、上記各端子ピン(23)は、上記基部（22）よりもケーシング外側の基端部分をガラス製の絶縁材(25)によって覆われている。

上記ターミナル(21)の各端子ピン(23)は、図示しないが、ケーシング（2）内側の端部が圧縮機（1）内の電動機に対して電気的に接続されている。一方、上記各端子ピン(23)のケーシング（2）外側の端部には、端子片(24)が一体的に設けられている（図２（Ａ）参照）。この端子片(24)は、真鍮など金属製の板状の部材であって、その先端部にはボルト孔（図示省略）が形成されている。そして、図２（Ａ）に示すように、上記端子片（24）は、上記コネクタ（41）に形成されたスリット穴（46）を挿通した状態で、該コネクタ（41）表面に形成された端子片接触部（47）に沿うように折り曲げられて、上記ボルト穴（42）に挿通されるボルト（48）によって該コネクタ（41）に固定されている。

すなわち、上記コネクタ（41）の表面上で、上記ターミナル（21）の端子片（24）と、上記リード線（31）の端子片（32）とが電気的に接続されている。なお、上記図２（Ａ）には、リード線（31）、端子片（32）及び端子ピン（23）の端子片（24）を一つずつのみ記載しているが、当然のことながら、これらはすべて３つずつ設けられているものとする。

ところで、ケーシング（2）の溶接や圧縮機構の摺動摩耗によって発生した金属粉や、電動機の短絡による焼損によって発生した炭化物などが上記ターミナル（21）のケーシング内側部分に付着すると、それらの付着物によって端子ピン（23）同士の間で短絡が発生したり、端子ピン（23）とケーシング（2）との間で地絡が発生したりする場合がある。そうすると、上記ターミナル（21）、特に端子ピン（23）が溶損若しくは破損する。

そして、上述のようにターミナル（21）が溶損若しくは破損しても、電源から電流が供給されている場合、上述のように上記端子ピン（23）の一端側はコネクタ（41）に接続されているため、端子ピン（23）の溶断した箇所が他の端子ピン（23）やケーシング（2）等に接触すると、短絡や地絡が繰り返し発生する場合がある。

これに対し、本発明では、図２に示すように、上記端子箱（3）の内部に消弧材（52）の収納されたパック（51）（袋部材）を配設する。このパック（51）は、上記ターミナル（21）で短絡や地絡が発生し、端子ピン（23）の温度（ターミナルの周辺温度）が所定温度まで上昇すると、破れて中から粉末状の消弧材（52）を流出させるように構成されている。すなわち、上記パック（51）は、例えば薄いシート状の樹脂によって袋状に構成されたもので、上記ターミナル（21）の短絡や地絡によるスパークの熱で溶けるような融点を有している。なお、上記パック（51）の材質としては、スパークの熱によって炭化しないようなものが好ましい。

上記パック（51）は、図３に示すように、環状に形成されていて、その穴部（51a）に上記ターミナル（21）が位置付けられるように上記端子箱（3）内に配置される。すなわち、上記パック（51）は、上記ターミナル（21）を囲むように、上記端子箱（3）のベース部材（11）内に配設されている（図２参照）。

ここで、上記消弧材（52）は、スパークを防止できるようなものであれば、どのようなものであってもよく、例えば、消火剤や電気絶縁材料であってもよい。消火剤を用いる場合には、スパークに起因する装置の二次的な損傷の拡大を確実に防止することができる一方、電気絶縁材料を用いる場合には、短絡や地絡が繰り返し発生するのを確実に防止することができる。ただし、上記電気絶縁材料は、例えばシリコンなど、スパークの熱によって炭化しないものが好ましい。

上述のように、上記ターミナル（21）を囲むように、消弧材の封入されたパック（51）を配置し、該ターミナル（21）が短絡や地絡によって所定温度になった場合に、該パック（51）が破れて消弧材（52）が流出するような構成にすることで、該ターミナル（21）で短絡や地絡が発生した場合には、展開した消弧材（52）によってターミナル（21）でスパークが再び発生するのを確実に防止しつつ、消弧材（52）を設置する際や平常時の端子箱（3）のメンテナンスの際には、消弧材（52）の取り扱いが容易になり、設置作業やメンテナンス作業の作業性の向上を図ることができる。

また、上記パック（51）を環状に形成し、その穴部内に上記ターミナル（21）を位置付けることで、該ターミナル(21）で短絡や地絡等が発生した場合に、該ターミナル（21）の周辺に消弧材（52）を確実に展開することができる。すなわち、上記ターミナル（21）を囲むようにパック（51）の外皮が位置付けられるので、上記ターミナル（21）の熱によって該パック（51）を確実に溶かして、該パック（51）内から消弧材（52）を確実に流出させることができる。しかも、上述のように上記パック（51）を環状に形成することで、該パック（51）を上記端子箱（3）内に設置する際の作業性を向上することができる。

さらに、上記パック（51）は、上述のように、薄いシート状の樹脂材料からなるため、上記図２に示すように、上記端子箱（3）の内面やコネクタ（41）等に沿うように変形することができ、該端子箱（3）内に多くの消弧材（52）を効率良く配置することができる。

なお、本実施形態では、上記消弧材（52）を粉末としたが、この限りではなく、例えば液体や気体、固形物であってもよい。

−実施形態の効果−
以上より、圧縮機（1）のケーシング（2）の外周面上に取り付けられる端子箱（3）の内部に、給電用のターミナル（21）を囲むように消弧材（52）の封入されたパック（51）を配設することで、該ターミナル（21）で短絡や地絡が発生し高温になると、上記パック（51）が溶けて破れ、その中から消弧材（52）が流出し、該ターミナル（21）で繰り返しスパークが発生するのを防止することができる。これにより、上記ターミナル（21）で短絡や地絡が発生した場合には、消弧材（52）によって更なるスパークの発生を防止しつつ、平常時には、消弧材（52）がパック（51）内に封入されたままなので、端子箱（3）への設置作業や端子箱（3）内の他の部材のメンテナンス作業の作業性を向上することができる。

また、上記パック（51）は、ターミナル（21）を囲むように環状に形成されているため、該ターミナル（21）の熱によって確実に破れ、該ターミナル（21）周辺に確実に消弧材（52）を展開することができる。これにより、上記ターミナル（21）で繰り返しスパークが発生するのをより確実に防止することができる。

さらに、上記パック（51）は、端子箱（3）の内面に沿うよう変形できるため、該端子箱（3）内により多くの消火剤を無駄な隙間なく配置することが可能となる。

《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。

上記実施形態では、袋状のパック（51）内に消弧材（52）を封入しているが、この限りではなく、消弧材をそのまま端子箱（3）内に封入してもよい。

また、上記実施形態では、ターミナル（21）を挿通させるようにパック（51）を環状に形成しているが、この限りではなく、該ターミナル（21）の周りを囲むように複数のパックを配置するようにしてもよい。

以上説明したように、本発明は、ターミナルの収容される端子箱がケーシングの外側に設けられている圧縮機に有用である。

本発明の実施形態に係る圧縮機の外観を示す正面図である。 （Ａ）端子箱を上蓋の底面部に平行な平面で切断した図、（Ｂ）（Ａ）におけるIIB-IIB線断面図である。 （Ａ）パックの正面図、（Ｂ）（Ａ）におけるIIIB-IIIB線断面図である。 従来の端子箱内の構成を示す断面図である。

符号の説明

１ 圧縮機
２ ケーシング
３ 端子箱
２１ ターミナル
２２ 基部
２３ 端子ピン
３１ リード線
４１ コネクタ
５１ パック（袋部材）
５１ａ 穴部
５２ 消弧材

Claims (6)

1. 給電用ターミナル（21）が収納された端子箱（3）がケーシング（2）外側に設けられた圧縮機であって、
   上記端子箱（3）内には、上記ターミナル（21）を囲むように消弧材（52）が配設されていることを特徴とする圧縮機。
2. 請求項１において、
   上記消弧材（52）は、上記ターミナル（21）周辺の温度が所定温度以上になると破れるように構成された袋部材（51）内に収納されていることを特徴とする圧縮機。
3. 請求項２において、
   上記袋部材（51）は、上記端子箱（3）の内面に沿うように変形可能に構成されていることを特徴とする圧縮機。
4. 請求項２または３において、
   上記袋部材（51）は、上記端子箱（3）内に収納された状態で上記ターミナル（21）が挿通可能なように環状に形成されていることを特徴とする圧縮機。
5. 請求項１から４のいずれか一つにおいて、
   上記消弧材（52）は、消火剤であることを特徴とする圧縮機。
6. 請求項１から４のいずれか一つにおいて、
   上記消弧材（52）は、電気絶縁材料であることを特徴とする圧縮機。

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