專利名稱：蠕動(dòng)式小型恒溫電開關(guān)及其使用的恒溫構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及恒溫電開關(guān)，尤其涉及具有蠕動(dòng)式恒溫構(gòu)件的這樣一種開關(guān)。
(2)背景技術(shù)恒溫電開關(guān)采用熱響應(yīng)恒溫開關(guān)元件，它含有一種由具有不同熱膨脹系數(shù)的金屬層如雙金屬元件組成的元件，并且這種開關(guān)要么是快動(dòng)式的，要么是蠕動(dòng)式的。在快動(dòng)式開關(guān)的情況下，恒溫元件成盤形結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)在有選擇地改變溫度的時(shí)候，會(huì)從一種盤形結(jié)構(gòu)(如呈凹面)變成相對(duì)的盤形結(jié)構(gòu)(如呈凸面)。美國專利3,430,117中給出了一例這種類型的開關(guān)。這種類型的開關(guān)包含了一種安裝有懸臂梁的快動(dòng)式構(gòu)件，該構(gòu)件的活動(dòng)尾端上有一個(gè)可動(dòng)觸點(diǎn)，可以與一固定的觸點(diǎn)嚙合或松開，而使電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、變壓器以及其他的電器不會(huì)因過電流或溫度狀況而出現(xiàn)過熱。為了密切地監(jiān)視設(shè)備的溫度，將開關(guān)安裝在設(shè)備內(nèi)部，并且使開關(guān)小型化，以便用于小型電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、變壓器等裝置。成千上萬種上述專利開關(guān)被廣泛用于各種應(yīng)用場合。
在蠕動(dòng)式開關(guān)的情況下，恒溫元件通常呈平面狀，并且隨溫度的變化而彎曲。對(duì)于較好的、可預(yù)期的恒溫元件的蠕動(dòng)，設(shè)計(jì)中通常采用的原則是，使安裝有懸臂梁的蠕動(dòng)式恒溫元件的長-寬比為2∶1。這樣便于恒溫元件的滑動(dòng)。按照這種原則制成的蠕動(dòng)式恒溫元件與上述快動(dòng)式元件相比，通常要求有更大的外殼。蠕動(dòng)式開關(guān)用于小型裝置，如加熱片，以保持溫度恒定不變。
(3)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的問題是提供一種蠕動(dòng)式恒溫元件，它具有所建議的長-寬比，其封裝尺寸可以與快動(dòng)式恒溫元件相比擬。本發(fā)明要解決的另一個(gè)問題是提供一種小型恒溫開關(guān)，這種小型恒溫開關(guān)安裝有一個(gè)蠕動(dòng)式懸臂梁的恒溫開關(guān)，而該安裝有蠕動(dòng)式懸臂梁的恒溫開關(guān)有一個(gè)安裝了蠕動(dòng)式懸臂梁的恒溫元件，該元件可以安裝在足以用于快動(dòng)式構(gòu)件的小型外殼內(nèi)。本發(fā)明再要解決的技術(shù)問題是提供一種蠕動(dòng)式的恒溫開關(guān)以及一種沒有上述已有技術(shù)中的限制的開關(guān)元件。
簡而言之，按照本發(fā)明的蠕動(dòng)式恒溫元件含有一種通常為平面形狀并且是用合適的材料(如雙金屬)制成的葉片，其形狀已永久變形成J形。這種結(jié)構(gòu)使得形成幾乎與外殼具有相同長度的有效長度。J形結(jié)構(gòu)給出了一種裝置，它將一種較寬的葉片安裝在較小的封殼內(nèi)，從而增大對(duì)給定尺寸的封殼的盤形壓力，從而增加了使用壽命。本發(fā)明的特點(diǎn)是，在兩條臂之間形成一個(gè)相當(dāng)平整的葉片部分，從而避免抵觸外殼端壁和底面之間形成的角落。
讀者在閱讀了下文中參照附圖對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述以后，將會(huì)清楚地理解本發(fā)明要解決的技術(shù)問題和特征。圖中，相同的標(biāo)號(hào)所表示的意義相同。
(4)


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的小型恒溫開關(guān)，它包含一個(gè)圖中用虛線表示的快動(dòng)式恒溫盤形元件；圖2是圖1中沿線2-2截取的截面圖；圖3是按照本發(fā)明制成的小型恒溫開關(guān)的比例略小的俯視圖，該開關(guān)含有一個(gè)蠕動(dòng)式恒溫葉片；圖4是沿圖3中的線4-4截取的放大截面圖；圖5是用圖3中的比例描繪的圖3的側(cè)視圖；圖6和圖7與圖4相似，示出的本發(fā)明的另一實(shí)施例。
(5)具體實(shí)施方式
參見圖1-2，現(xiàn)有技術(shù)的小型恒溫開關(guān)10包含一個(gè)金屬外殼構(gòu)件12，其形狀呈長方杯形，它有一個(gè)底面12a，和豎起來的側(cè)面12b，形成一個(gè)截面通常呈矩形立面的長方形開關(guān)盒。沿開關(guān)盒的外圍由向外延伸的法蘭部分12c，在壁12b的活動(dòng)尾端上形成一個(gè)突起的邊緣。法蘭部分12c上有一個(gè)絕緣的墊板14，墊板的頂面上有一個(gè)罩蓋16，罩蓋16由法蘭12c的12d部分通過彎曲卡在墊板上。墊板14有一個(gè)窗口，固定的電觸點(diǎn)18固定在罩蓋16上，并突出伸出窗外。
快動(dòng)式恒溫盤形構(gòu)件20(如盤形雙金屬構(gòu)件)一端固定在外殼構(gòu)件12的底面12a上，并且其另一活動(dòng)端上的活動(dòng)電觸點(diǎn)可以在盤形構(gòu)件20從一個(gè)盤形結(jié)構(gòu)移動(dòng)到另一個(gè)盤形結(jié)構(gòu)的時(shí)候，與固定觸點(diǎn)18形成嚙合或不嚙合。合適的引線端L1、L2分別固定在外殼和罩蓋上。圖中所示的裝置是插在絕緣可收縮套管24上，從而將其與周圍電絕緣?？靹?dòng)式開關(guān)更進(jìn)一步的細(xì)節(jié)見美國專利3,430,177中的描述。正如其中所描述的那樣，小型化的程度基本上限制在快動(dòng)式盤形構(gòu)件所需的空間內(nèi)，它將使在給定的電流范圍內(nèi)，在開啟和閉合觸點(diǎn)位置之間能夠充分運(yùn)動(dòng)。
如上所述，對(duì)較好的、可預(yù)期的葉片蠕動(dòng)，一般的設(shè)計(jì)原則是將懸臂梁蠕動(dòng)式恒溫葉片的長-寬比控制在2∶1。圖3-5描繪的是具有長-寬比滿足設(shè)計(jì)原則的滑動(dòng)恒溫葉片的開關(guān)外殼，葉片安裝在外殼內(nèi)，其整體封裝尺寸與通常用于小型化快動(dòng)式開關(guān)的尺寸相當(dāng)。
按照本發(fā)明制成的蠕動(dòng)式恒溫電開關(guān)30含有一個(gè)長方形的杯形外殼32，它是用一種導(dǎo)電金屬制成的，它有一個(gè)底面32a，和一個(gè)沿底面32a的周邊延伸的側(cè)壁32b，圍成一個(gè)呈平行六面體形狀的開關(guān)盒。外殼32的四周形成一個(gè)突起部分，突起部分沿側(cè)壁32b的法蘭部分32c向外延伸，上面有一片電絕緣墊板材料片34。通常為平面并且由導(dǎo)電材料制成的罩蓋36置于突起部分的上面絕緣墊板材料片34上，并采用使延伸的法蘭部分32d變形，而固定在外殼的兩個(gè)相向的側(cè)面上以及罩蓋36的頂部而絕緣墊板材料片介于其間。絕緣墊板材料片34上有一個(gè)窗口34a，它與固定的電觸點(diǎn)37對(duì)齊，通過焊接而安裝到罩蓋36的下表面上。
蠕動(dòng)式恒溫構(gòu)件38是由通常為平面的材料如雙金屬制成的，形成通常為J形的結(jié)構(gòu)，有一個(gè)短壁38a通過焊接固定在外殼32的側(cè)壁32b上，長壁38b跨越開關(guān)盒延伸到與外殼另一側(cè)上相鄰但隔開一定距離的位置上。滑動(dòng)電觸點(diǎn)40安裝在與活動(dòng)尾端相鄰的壁32b的頂部，并且可以移動(dòng)而與固定觸點(diǎn)37嚙合或不嚙合。平面部分38c形成在臂38a、38b之間的彎曲部分上，用來使葉片與側(cè)壁32b和底面32a之間外殼32的角落部分隔開，而防止與雙金屬葉片工作時(shí)抵觸。葉片38的工作部分或活動(dòng)部分基本上就是臂38b的長度部分。各端32e、36a從外殼32和罩蓋36延伸，作為連接電線(未示出)的附加裝置。開關(guān)的校準(zhǔn)是通過打開開關(guān)、使它處于選擇的溫度下，并使得外殼32在32f處變形來進(jìn)行的，從而如圖4所示，使恒溫構(gòu)件38向上偏置，直到觸點(diǎn)閉合為止。
通常使滑動(dòng)葉片呈J形，可以將更寬的葉片用在給定的封裝中，而產(chǎn)生更大的葉片力，通過加大使焊縫斷裂的力來加大使用壽命。例如，按照本發(fā)明制成的開關(guān)有一個(gè)厚度為0.012英寸、寬帶為0.150英寸、長度為0.413英寸的恒溫葉片。
圖6和圖7示出的是另一種實(shí)施例，其中，固定的和活動(dòng)的電觸點(diǎn)安裝在開關(guān)內(nèi)，并且改進(jìn)了相互間的位置在閉合或觸點(diǎn)嚙合位置上的對(duì)齊。在圖6所示的開關(guān)30’中，罩蓋36’在36b處變形，從而安裝著固定觸點(diǎn)37的罩蓋部分傾斜，而與罩蓋的其余部分形成一個(gè)選擇的銳角，從而在觸點(diǎn)相互嚙合的時(shí)候，固定的電觸點(diǎn)安裝部分位于通常與恒溫構(gòu)件38的長臂38b包括安裝有活動(dòng)電觸點(diǎn)40的活動(dòng)尾端所在的平面相平行的平面內(nèi)。
在圖7所示的開關(guān)30”的情況下，恒溫構(gòu)件38’的長臂38b’永久變形，而使得安裝活動(dòng)電觸點(diǎn)40的構(gòu)件38的尾端部分38e在觸點(diǎn)相互嚙合的時(shí)候，位于與罩蓋36上的固定電觸點(diǎn)37的安裝部分平行的平面里。
盡管本發(fā)明的描述是針對(duì)較佳實(shí)施例來進(jìn)行的，但應(yīng)當(dāng)理解，在不偏離權(quán)利要求書中所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以有各種變更和修改。
權(quán)利要求
1.一種恒溫開關(guān)，其特征在于，它含有一個(gè)導(dǎo)電的腔體，所述腔體有一個(gè)底面，和一端形成開口的向上延伸的側(cè)壁，所述腔體通常呈平行六面體形狀，所述恒溫開關(guān)有一個(gè)通常呈J形的滑動(dòng)恒溫構(gòu)件，短臂固定安裝在側(cè)壁上，而長臂跨越腔體延伸，所述長臂有一個(gè)活動(dòng)尾端，活動(dòng)電觸點(diǎn)安裝在與所述活動(dòng)尾端相鄰的長臂上，一罩蓋位于使腔體閉合而向上延伸的壁上，一固定電觸點(diǎn)安裝在與所述罩殼電隔開的罩蓋上，第一和第二端部分別與所述罩殼和所述固定電觸點(diǎn)電連接，所述活動(dòng)電觸點(diǎn)可以與所述固定電觸點(diǎn)電嚙合或不嚙合。
2.如權(quán)利要求1所述的恒溫開關(guān)，其特征在于，所述罩蓋是用一種導(dǎo)電材料制成的，并且還包含介于所述罩殼和所述罩蓋之間的電絕緣墊板，在其間提供電隔離。
3.如權(quán)利要求1所述的恒溫開關(guān)，其特征在于，在所述短臂與長臂之間形成一個(gè)彎曲部分，而所述彎曲部分與所述罩殼的底面相鄰。
4.如權(quán)利要求3所述的恒溫開關(guān)，其特征在于，所述彎曲部分包括一個(gè)通常為平面的表面，以防止側(cè)壁與底面形成的角落和恒溫構(gòu)件之間形成抵觸。
5.如權(quán)利要求1所述的恒溫開關(guān)，其特征在于，所述長臂通常位于這樣一個(gè)平面內(nèi)，即，在活動(dòng)電觸點(diǎn)與固定電觸點(diǎn)形成電嚙合的時(shí)候，它與所述罩蓋所在平面形成一個(gè)選擇形成的銳角，并且所述固定的和活動(dòng)的電觸點(diǎn)安裝在這樣一些表面內(nèi)，即，在所述觸點(diǎn)進(jìn)入電嚙合的時(shí)候，這些表面通常相互平行。
6.如權(quán)利要求5所述的恒溫開關(guān)，其特征在于，使安裝所述固定觸點(diǎn)的罩蓋部分變形，從而它位于與所述罩蓋的其余部分形成選擇形成的銳角的平面內(nèi)。
7.如權(quán)利要求5所述的恒溫開關(guān)，其特征在于，使所述蠕動(dòng)式恒溫構(gòu)件長臂的活動(dòng)尾端變形，從而在所述觸點(diǎn)進(jìn)入電嚙合的時(shí)候，使安裝固定觸點(diǎn)的活動(dòng)尾端位于通常與所述罩蓋平行的平面里。
8.一種蠕動(dòng)式恒溫構(gòu)件，其特征在于，它由通常呈平面的恒溫金屬葉片制成，所述葉片變形呈J形結(jié)構(gòu)，其短臂固定在一支撐件上，長臂有一個(gè)活動(dòng)的尾端，活動(dòng)電觸點(diǎn)安裝在與所述活動(dòng)尾端相鄰的長臂上，所述短臂和長臂之間形成的彎曲部分具有一個(gè)通常為平面的部分。
全文摘要
一種蠕動(dòng)式恒溫開關(guān)(30),它有一個(gè)長方形的并且導(dǎo)電的杯形外殼(32),外殼有一個(gè)從底面(32a)向上延伸的側(cè)壁(32b)。通常為J形的蠕動(dòng)式恒溫構(gòu)件(38)有一個(gè)安裝在側(cè)壁上的短臂(38a),跨越外殼形成的腔體而延伸的長臂(38b),以及介于兩臂之間具有平面表面部分(38c)以防止側(cè)壁和底面之間的角落形成抵觸的彎曲部分。蠕動(dòng)式電觸點(diǎn)(40)安裝在長臂的活動(dòng)端,并且可動(dòng)電觸點(diǎn)可與安裝在側(cè)壁上的罩蓋(36)上的固定電觸點(diǎn)(37)形成嚙合或不嚙合。這種結(jié)構(gòu)使得具有最佳長－寬比的恒溫構(gòu)件能夠?qū)τ诮o定的外殼尺寸給出最大的盤形力。
文檔編號(hào)H01H37/52GK1339808SQ0112575
公開日2002年3月13日 申請(qǐng)日期2001年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月18日
發(fā)明者D·E·雷諾, B·J·西蒙斯, G·R·霍爾曼 申請(qǐng)人:德克薩斯儀器股份有限公司