專利名稱：熱保護(hù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種組合在變壓器、電機(jī)等當(dāng)中的熱保護(hù)器。尤其涉及一種與PTC(正溫度系數(shù))組成的加熱電阻結(jié)合以通過加熱電阻產(chǎn)生的熱而保持開放狀態(tài)的自持型熱保護(hù)器。
迄今已經(jīng)提出了一種熱保護(hù)電阻，該保護(hù)電阻中加入了諸如正熱敏電阻的PTC元件作為加熱電阻，以通過加熱電阻產(chǎn)生的熱而保持開放狀態(tài)。


圖12表示日本專利申請7-282701中提出的這種類型的熱保護(hù)器。
在此種熱保護(hù)器中，負(fù)載電流以這樣的順序或與此相反的順序流過用于與外部連結(jié)的終端a→雙金屬b→活動接觸件c→固定接觸件d→固定電極e→用于與外部連結(jié)的終端f。
當(dāng)雙金屬b的溫度由于過載電流或負(fù)載施加的熱量而升至預(yù)定的工作溫度時(shí)，雙金屬b執(zhí)行反相工作，使得活動接觸件c與固定接觸件d分開，由此中斷流向負(fù)載的電流。
在雙金屬b的近端部分和固定電極ee之間設(shè)置一個(gè)為PTC元件的正熱敏電阻g。當(dāng)活動接觸件c與固定接觸件d分開時(shí)，終端a和f之間的電壓施加到熱敏電阻，使得熱敏電阻g在激勵(lì)態(tài)變成發(fā)熱。
當(dāng)熱敏電阻g發(fā)熱時(shí)，熱傳導(dǎo)給雙金屬b，由此保持雙金屬的反轉(zhuǎn)態(tài)。
雙金屬b的近端部下表面與熱敏電阻直接接觸的上述傳統(tǒng)熱保護(hù)器具備把熱敏電阻產(chǎn)生的熱有效地傳導(dǎo)給雙金屬b的優(yōu)點(diǎn)。但它有下列缺點(diǎn)。
雙金屬b的高度擴(kuò)展側(cè)上的表面(下表面)由于氧化等原因而具有不好的表面狀態(tài)并還有很高的電阻。在傳統(tǒng)的熱保護(hù)器中，雙金屬b的高度擴(kuò)展側(cè)上的表面與熱敏電阻g的電阻面接觸，雙金屬b與熱敏電阻g的電接觸穩(wěn)定性不足。因此，存在雙金屬b反轉(zhuǎn)后在熱敏電阻g中不能流過適當(dāng)?shù)募訜犭娏鞯目赡苄浴?br> 鑒于上述情況產(chǎn)生了本發(fā)明，并因而其目的在于提供一種熱保護(hù)器，其中由PTC元件組成的加熱電阻的電導(dǎo)率不受衰減，并且加熱電阻中產(chǎn)生的熱量可以有效地傳導(dǎo)給雙金屬。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種熱保護(hù)器，保護(hù)器包括一個(gè)導(dǎo)體固定板，在其一端有一個(gè)固定終端，在另一端形成有一個(gè)用于外部連接的第一終端；一個(gè)具有彈性和導(dǎo)電性的活動板，在其一端配有活動接觸件，活動接觸件通過彈力與固定接觸件接觸；一個(gè)連結(jié)到活動板的用于外部連結(jié)的第二終端；一個(gè)雙金屬，當(dāng)其溫度超過預(yù)定值時(shí)轉(zhuǎn)向工作，由此通過雙金屬的的反轉(zhuǎn)力移動活動板，把活動接觸件與固定接觸件分開；和一個(gè)夾在固定板和活動板之間的加熱電阻，由PTC元件組成，其中活動板的中心部分被截成U形，沿活動板的縱軸方向產(chǎn)生一個(gè)舌片，舌片與加熱電阻的電極上表面密切接觸，電阻的電極下表面與固定板接觸，位于截口兩側(cè)上的活動板部分用作一個(gè)彈性臂。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，雙金屬平行布置在活動板之上，使得其一個(gè)端部與活動板的前端銜接，另一端與舌片銜接，處于雙金屬不反轉(zhuǎn)狀態(tài)的活動板的前端高度設(shè)置成一個(gè)使得當(dāng)雙金屬反轉(zhuǎn)時(shí)雙金屬的一部分可以與舌片的上表面接觸的高度。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，處于雙金屬不反轉(zhuǎn)狀態(tài)的活動板的前端高度設(shè)置成不高于加熱電阻電極上表面高度的高度。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，在舌片上設(shè)置一個(gè)用作雙金屬反轉(zhuǎn)支點(diǎn)的突起。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，在固定板上與加熱電阻電極下表面接觸的部分形成一個(gè)波狀截面的彈性上揚(yáng)部分，使得上揚(yáng)部分與電極下表面彈性接觸。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，在固定板的縱向形成多個(gè)上揚(yáng)部分，形成在上揚(yáng)部分之間的舌片部分下端的高度設(shè)置成不低于固定板平坦部分的上表面高度。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，形成平坦的槽部分的下端。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，舌片與加熱電阻電極上表面的接觸面以及固定板的電極上表面與加熱電阻電極下表面的接觸面經(jīng)過表面處理，以便提高電接觸的穩(wěn)定性。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，導(dǎo)電糊狀物夾在加熱電阻的電極上表面和舌片之間以及加熱電阻的電極下表面和固定板之間，以便提高電接觸的穩(wěn)定性。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，在本發(fā)明的第一模式中，雙金屬平行布置在活動板之上，以使得其一個(gè)端部與活動板的前端銜接，另一端部與舌片銜接，并且在舌片上設(shè)置一個(gè)與反轉(zhuǎn)的雙金屬接觸的突起。
本發(fā)明可以達(dá)到下述效果。
(1)無需對由PTC元件組成的加熱電阻加入一個(gè)新的部分，使得可以用與采用活動板的傳統(tǒng)熱保護(hù)器的部件數(shù)量相同的部件構(gòu)造熱保護(hù)器。
(2)因?yàn)橥ㄟ^活動板產(chǎn)生加熱電阻的導(dǎo)電性，所以加熱電阻的電導(dǎo)率提高。
(3)因?yàn)橛蛇B結(jié)雙金屬的活動板的一部分載送加熱電阻，所以具有雙金屬的加熱效率提高的熱傳導(dǎo)表面之優(yōu)點(diǎn)。
(4)因?yàn)樵谠O(shè)置于活動板上的舌片兩側(cè)形成窄臂部分，所以可以很容易地移動活動板。因此，雙金屬反轉(zhuǎn)時(shí)的負(fù)荷減小，以使得雙金屬的工作特性穩(wěn)定。
(5)當(dāng)雙金屬反轉(zhuǎn)時(shí)，雙金屬可以與緊密接觸加熱電阻的活動板的舌片接觸，使得加熱電阻中產(chǎn)生的熱有效地傳導(dǎo)給雙金屬。結(jié)果是可以穩(wěn)定地保持雙金屬的反轉(zhuǎn)態(tài)。
(6)因?yàn)榫哂胁罱孛娴膹椥陨蠐P(yáng)部分形成在固定板上，所以吸收任何大小的加熱電阻的誤差，使得可以把加熱電阻的電極上表面壓到活動板舌片的下表面上，該表面是一個(gè)基準(zhǔn)面。因此，提高了加熱電阻的電接觸穩(wěn)定性。另外，因?yàn)楣潭ò迮c加熱電阻的接觸面減小，所以加熱電阻的熱能向固定板的流動被限制到最大限度。結(jié)果是減小了加熱電阻的熱能損耗。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的熱保護(hù)器結(jié)構(gòu)的縱向截面；圖2是圖1沿A-A截取的截面圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的熱保護(hù)器的剖視圖；圖4是活動板的平面圖；圖5是圖4沿B-B截取的截面圖；圖6是連結(jié)支撐塊的固定板平面圖；圖7是圖6沿C-C線截取的截面圖；圖8是雙金屬執(zhí)行反轉(zhuǎn)操作的狀態(tài)的縱向截面圖；圖9是本發(fā)明另一實(shí)施例的平面圖；圖10是圖9沿D-D線截取的截面圖；圖11根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的縱向截面圖；圖12是傳統(tǒng)熱保護(hù)器的結(jié)構(gòu)的縱向截面圖。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的熱保護(hù)器結(jié)構(gòu)的縱向截面圖，圖2是圖1沿A-A截取的截面圖，圖3是根據(jù)本發(fā)明的熱保護(hù)器的剖視圖。
在這些圖中，由彈性金屬板構(gòu)成的固定板10在其后端部形成有一個(gè)用于與外部連結(jié)的終端11，在其前端部配置有一個(gè)固定接觸件12。
在固定板10上固定地設(shè)置一個(gè)由電絕緣樹脂材料形成的支撐塊20。支撐塊20形成有一個(gè)穿過其中心部分的方形孔21，該孔容納一個(gè)由PTC元件組成的矩形加熱電阻，如圖3所示。另外，支撐塊20在其前端部的上表面中心形成有一個(gè)突起22，并在其后端部的上表面兩側(cè)形成柱23。
在支撐塊20上設(shè)置一個(gè)由彈性金屬板構(gòu)成的活動板40?；顒影?0配置有一個(gè)形成在其前端部的活動接觸件41，以致于與固定接觸件12相對，活動板40還配置有一個(gè)形成在活動接觸件41后側(cè)的釋放孔42，設(shè)置在釋放孔42后側(cè)上的舌片43，形成在后端部兩側(cè)上的豁口44和形成在后端用于外部連結(jié)的終端45。
通過在活動板40的中心部分設(shè)置如圖4中所示的U形切口46而形成舌片43。舌片43沿活動板40的縱軸設(shè)置，并且其頂端位于接觸件41的側(cè)面。
配置有切口46的活動板40形成有彈性臂部分47，舌片43的兩側(cè)寬度很窄。如圖5所示，該圖是沿圖4中B-B線截取的截面圖，臂部分47在切口46的后端向下彎曲，因而包括臂部分47的活動板40的前半部分關(guān)于舌片43傾斜θ角。
活動板40的豁口44安裝到支撐塊20的柱23上，而重疊在活動板44后端部上表面的形成在固定金屬50兩側(cè)上的豁口51也安裝到支撐塊20的柱23上。豁口44和51安裝到柱23上之后，柱23的端部被壓擠并發(fā)熱。因此，活動板40的后端部保持在固定金屬50的下表面和支撐塊20后端部的上表面之間。
如圖1所示，支撐在支撐塊20上的活動板40通過其彈性而把活動接觸件41壓到固定接觸件12上，使它們彼此接觸。此時(shí)，支撐塊20的突起22位于釋放孔42中，舌片43與加熱電阻30的電極上表面31(見圖3)緊密接觸。
在活動板40的活動接觸件41壓在固定接觸件12上并與之接觸的正常狀態(tài)中(見圖1)，活動板40的前端位于一個(gè)低于比加熱電阻30的電極上表面31低的位置。在這種狀態(tài)下，臂部分47位于加熱電阻30的側(cè)面。
因?yàn)橹螇K20在其前半部有一個(gè)如圖3所示的傾斜面24，所以避免了支撐塊20與臂部分47的接觸。
在活動板40上放置一個(gè)雙金屬60，該金屬是一種熱響應(yīng)元件。雙金屬60的一端鎖住設(shè)置在活動板40前端的卡爪，另一端鎖住固定金屬50前端部的下表面。
圖6是連結(jié)支撐塊20的固定板10的平面圖，圖7是圖6沿C-C線截取的截面圖。
如圖7所示，固定板10在位于支撐塊20的孔21以下形成有兩個(gè)波狀截面的上揚(yáng)部分13。這些上揚(yáng)部分13鄰近固定板10的橫向，并通過把一對彼此平行的狹縫14之間的部分按壓成波形而形成，如圖6所示。
上揚(yáng)部分13之間槽部分的下端高度設(shè)置成等于或大于固定板10平坦部分的上表面高度。因?yàn)樯蠐P(yáng)部分13有垂直的彈性，所以它彈性鄰接圖1中所示的加熱電阻30的電極下表面32。
上揚(yáng)部分13通過其彈性而向上頂著加熱電阻30。即使加熱電阻30的高度大小有誤差，此誤差也被上揚(yáng)部分13的彈性吸收。結(jié)果是，舌片43和加熱電阻30的上電極之間的電連結(jié)以及固定板10和加熱電阻30的電極下表面32之間的電連結(jié)變得穩(wěn)定。另外，加熱電阻30的電極上表面31也穩(wěn)定地設(shè)置成一個(gè)靜止的參考面。
如果舌片43與加熱電阻30的電極上表面31的接觸面以及固定板10和加熱電阻30的電極下表面32的接觸面經(jīng)受表面處理(如鍍覆)以提高電接觸的穩(wěn)定性，則舌片43和固定板10與加熱電阻30的電連結(jié)的穩(wěn)定性得以進(jìn)一步地提高。
電接觸的穩(wěn)定性還可以通過利用表面處理之外的方法提高。具體地說，如果導(dǎo)電板夾在加熱電阻30的電極上表面31和舌片43之間以及加熱電阻30的電極下表面32和固定板10之間，則可以獲得非常優(yōu)良的接觸穩(wěn)定性。
把由此組裝的機(jī)構(gòu)元件插入外殼70內(nèi)。外殼70的開口由樹脂等密封。形成在固定板10后端部的用于外部連結(jié)的終端11與引線81連結(jié)，并且形成在活動板40后端部的用于外部連結(jié)的終端45與引線82連結(jié)。
在上述熱保護(hù)器中，負(fù)載電流以用于與外部連結(jié)的終端11→固定板10→固定接觸件12→活動接觸件41→活動板40和終端45的順序或相反的順序流過。
當(dāng)由于電流過載而在活動板40中的發(fā)熱或負(fù)載90(見圖1)的過熱而使雙金屬60的溫度升至預(yù)定的工作溫度時(shí)，雙金屬60以支撐塊20的突起22作為支點(diǎn)而執(zhí)行反轉(zhuǎn)操作，如圖8所示。因此，活動接觸件41通過雙金屬60的反轉(zhuǎn)力與固定接觸件12分開，其結(jié)果是流經(jīng)負(fù)載90的電流被阻截。
反轉(zhuǎn)雙金屬60后端部的下表面鄰接活動板40的舌片43頂部的上表面。這是因?yàn)樘幱诨顒咏佑|件41被壓成與固定接觸件12接觸狀態(tài)的活動板40的前端高度設(shè)置成不高于加熱電阻30電極上表面31的高度的高度。
如果處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的活動板40的前端高度高于電極上表面31的高度，則用作支點(diǎn)的突起22的高度因此增高。在這種情況下，雙金屬60后端部的下表面與舌片43頂端部的上表面大大地分開。因此，當(dāng)雙金屬60反轉(zhuǎn)時(shí)，其后端部的下表面不能與舌片43充分地鄰接。
當(dāng)通過雙金屬60的反轉(zhuǎn)操作而使活動接觸件41與固定接觸件12分開時(shí)，用于外部連結(jié)的終端11和45中產(chǎn)生的電壓施加到加熱電阻30，使得加熱電阻30變成激勵(lì)態(tài)發(fā)熱。
當(dāng)加熱電阻30發(fā)熱時(shí)，熱量經(jīng)內(nèi)部空間傳導(dǎo)給雙金屬60。另外，因?yàn)殡p金屬60的一部分與處于和電阻30密切接觸的活動板40的舌片43接觸，所以加熱電阻30中的熱量經(jīng)此接觸部分直接傳導(dǎo)給雙金屬60。其結(jié)果是雙金屬60保持反轉(zhuǎn)態(tài)，并繼續(xù)保持活動接觸件41的開放態(tài)。
如果斷開圖1所示的電源開關(guān)91，則流徑加熱電阻30的電流被截止。因此，雙金屬60返回圖1所示的位置，使得活動接觸件41又回到與固定接觸件12接觸的狀態(tài)。
雖然在上述實(shí)施例中雙金屬60以設(shè)置在支撐塊20上的突起為支點(diǎn)反轉(zhuǎn)，但可以在活動板40的舌片43上設(shè)置作為支點(diǎn)的突起。在這種情況下，希望把加熱電阻30的位置、形狀設(shè)置成突起位于雙金屬60的縱向中心一側(cè)。
以這種方式在舌片43上設(shè)置作為雙金屬60反轉(zhuǎn)支點(diǎn)的突起的情況下，雙金屬60與此接觸件接觸，使得加熱電阻30中的熱量更有效地傳導(dǎo)給雙金屬60。
圖9和沿圖9中D-D線截取的截面圖10表示本發(fā)明的另一實(shí)施例。雖然上述實(shí)施例中槽部分存在于設(shè)置在固定板10上的兩個(gè)彈性上揚(yáng)部分13之間，但在本實(shí)施例中平坦部分13a形成在槽部分的下端。如果設(shè)置平坦部分13a，則當(dāng)槽部分13a通過發(fā)熱元件30施加到彈性上揚(yáng)部分13的作用力而被壓到外殼70的內(nèi)表面上時(shí)，接觸面增加。因此即使上揚(yáng)部分13由加熱電阻30中產(chǎn)生的熱加熱，也避免了槽部分鑿入外殼70的內(nèi)表面。
圖11表示本發(fā)明的另一實(shí)施例。本實(shí)施例熱保護(hù)器的結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施例中熱保護(hù)器的不同之處在于活動板40的形狀以及固定接觸件12的高度設(shè)置成標(biāo)準(zhǔn)態(tài)(見鏈線)中活動板40的前端高度不低于加熱電阻30上表面的高度，并且在舌片43的頂端部分設(shè)置面對雙金屬60的突起43a。
根據(jù)本實(shí)施例的熱保護(hù)器，當(dāng)雙金屬60如實(shí)線所示反轉(zhuǎn)時(shí)，雙金屬后端部的下表面位于舌片43的上表面之上。但設(shè)置在舌片43上的突起43a與反轉(zhuǎn)雙金屬60后端部的下表面接觸，以致于與上述實(shí)施例中的熱保護(hù)器相同，加熱電阻30中產(chǎn)生的熱量可以通過舌片43有效地傳導(dǎo)給雙金屬60。
突起43a的高度不引致阻礙雙金屬60的反轉(zhuǎn)操作，即該高度設(shè)置為不限制反轉(zhuǎn)操作的適當(dāng)值。
雖然在上述實(shí)施例中設(shè)置的舌片43其頂端位于活動接觸件41的側(cè)面上，但可以形成舌片43頂端位于終端45的側(cè)面。
權(quán)利要求
1．一種熱保護(hù)器，包括一個(gè)導(dǎo)體固定板，在其一端有一個(gè)固定接觸件，在另一端形成有一個(gè)用于外部連接的第一終端；一個(gè)具有彈性和導(dǎo)電性的活動板，在其一端配有活動接觸件，活動接觸件通過彈力與固定接觸件接觸；一個(gè)連結(jié)到活動板的用于外部連接的第二終端；一個(gè)雙金屬，當(dāng)其溫度超過預(yù)定值時(shí)進(jìn)行反轉(zhuǎn)操作，由此通過雙金屬的的反轉(zhuǎn)力移動活動板，把活動接觸件與固定接觸件分開；和一個(gè)夾在固定板和活動板之間的加熱電阻，由PTC元件組成，其特征在于活動板的中心部分被截成U形，沿活動板的縱軸方向產(chǎn)生一個(gè)舌片，舌片與加熱電阻的上電極表面密切接觸，電阻的下電極表面與固定板接觸，位于截口兩側(cè)上的活動板部分用作一個(gè)彈性臂。
2．如權(quán)利要求1所述的熱保護(hù)器，其特征在于雙金屬平行布置在活動板之上，使得其一個(gè)端部與活動板的前端銜接，另一端與舌片銜接，處于雙金屬不反轉(zhuǎn)狀態(tài)的活動板的前端高度設(shè)置成一個(gè)使得當(dāng)雙金屬反轉(zhuǎn)時(shí)雙金屬的一部分可以與舌片的上表面接觸的高度。
3．如權(quán)利要求2所述的熱保護(hù)器，其特征在于處于雙金屬不反轉(zhuǎn)狀態(tài)的活動板的前端高度設(shè)置成不高于加熱電阻電極上表面高度的高度。
4．如權(quán)利要求2所述的熱保護(hù)器，其特征在于在舌片上設(shè)置一個(gè)用作雙金屬反轉(zhuǎn)支點(diǎn)的突起。
5．如權(quán)利要求1所述的熱保護(hù)器，其特征在于在固定板上與加熱電阻下電極表面接觸的部分形成一個(gè)波狀截面的彈性上揚(yáng)部分，使得上揚(yáng)部分與下電極表面彈性接觸。
6．如權(quán)利要求5所述的熱保護(hù)器，其特征在于在固定板的縱向形成多個(gè)上揚(yáng)部分，形成在上揚(yáng)部分之間的槽部分下端的高度設(shè)置成不低于固定板平坦部分的上表面高度。
7．如權(quán)利要求6所述的熱保護(hù)器，其特征在于形成平坦的槽部分的下端。
8．如權(quán)利要求1或5所述的熱保護(hù)器，其特征在于舌片與加熱電阻上電極表面的接觸面以及固定板下與加熱電阻下電極表面的接觸面經(jīng)過表面處理，以便提高電接觸的穩(wěn)定性。
9．如權(quán)利要求1或5所述的熱保護(hù)器，其特征在于導(dǎo)電糊狀物夾在加熱電阻的上電極表面和舌片之間以及加熱電阻的下電極表面和固定板之間，以便提高電接觸的穩(wěn)定性。
10．如權(quán)利要求1所述的熱保護(hù)器，其特征在于雙金屬平行布置在活動板之上，以使得其一個(gè)端部與活動板的前端銜接，另一端與舌片銜接，并且在舌片上設(shè)置一個(gè)與反轉(zhuǎn)的雙金屬接觸的突起。
全文摘要
活動板40的中心部分被截成U形,沿活動板的縱軸方向產(chǎn)生一個(gè)舌片43,舌片43與加熱電阻30的上電極表面32密切接觸,加熱電阻30的下電極表面32與固定板10接觸,位于截口46兩側(cè)上的活動板40部分用作一個(gè)彈性臂47。
文檔編號H01H1/50GK1282089SQ0012163
公開日2001年1月31日 申請日期2000年7月21日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月22日
發(fā)明者武田秀昭 申請人:打矢恒溫器株式會社