專利名稱：熱響應電開關的制作方法
熱響應電開關技術領域
本發(fā)明關注涉及采用諸如雙金屬元 件的熱致動器的熱響應電開關的改進，尤其但不是專門地關注在電機的過熱保護中所采用的熱響應開關。
背景技術：
已知采用雙金屬致動器的許多種電開關，同樣已知許多不同形式的雙金屬開關致動器。早期的雙金屬開關僅采用平面雙金屬刀片，其響應于溫度變化相對緩慢地移動，且在開關中引起了電弧(arcing)問題。快動(snap-acting)雙金屬致動器的開發(fā)提供了本領域中的一重大進步，所述快動雙金屬致動器被構造為能夠在相對彎曲的配置之間以快動作移動的中凹的雙金屬元件。已知各種形式的快動雙金屬致動器，諸如例如在GB-A-600055， GB-A-657434, GB-A-1064643，GB-A-1542252 和 GB-A-2124429 中所公開的那些。
同樣，已知采用這樣的雙金屬致動器的各種形式的電開關；例如上述的 GB-A-2124429公開了在電流靈敏式開關中利用梨形快動雙金屬致動器，其中通過穿過其的電流的流動對雙金屬的加熱被設計成在電流過載的情形中使開關跳閘。
在W0-A-92/20086中，描述了采用快動雙金屬致動器的微型電開關，開關很好地適合于自動制造和安裝，且包括很小數(shù)量的部件。開關包括模制的塑料主體部，其在其中捕獲了第一和第二端子導體；快動雙金屬致動器固定至兩個導體中的一個上，且支撐一接觸件，其構成了開關的活動接觸件且被布置用于與兩個導體中的另一個以切換操作協(xié)同操作。另外描述了提供銀或銀合金涂層(例如在W0-A-92/14282中所描述的銀銻涂層)到端子導體上的可能性，該端子導體與通過雙金屬支撐的移動開關接觸件共同操作，以便在不需要連接分離的接觸件至導體的情況下使得能夠利用另外的平面導體。為了提高開關的電流靈敏度，進一步地公開了在開關中提供串聯(lián)連接的加熱元件用于在開關處于關閉狀態(tài)中時注入熱量到雙金屬致動器中的可能性，在一尤其便利的布置中，這通過使加熱元件形成為兩個端子導體中的一個或另一個或上述兩者的一部分來實現(xiàn)。
在GB-A-2275823中，描述了具有與W0-A-92/20086類似構造的開關，其中模制的塑料主體由聚合的PTC材料形成,使得熱響應開關的斷開(break)和再啟動(remake)特性可以對于特定的應用進行調節(jié)。
在GB-A-2280785中，公開了熱響應開關的另一種變體，其中為自動組件(一般稱為鉛框架)專門設計所述部件，由此由連續(xù)的金屬條壓印出大部分部件。焊接、鉚接和塑料插件或包覆模制所有可以被以條形式進行且使一起以條形式到達最終組裝機器。例如端子配置的變形可以包含在條的形式中，且剩余部分被提前切掉或在最終組裝的期間被切掉。 GB-A-2280785也處理減小雙金屬中的工作應力的問題，以增加熱響應開關的壽命。
上述專利描述了目的是提供寬范圍的電機應用要求的方案的連續(xù)改進組裝和材料特性的方法，同時有效地使得加工和部件數(shù)量最小化。通常，上文專利公開采用使用塑料和聚合物進行最終的開關的制造、組裝、電絕緣和隔離以及保護的設計，具體地塑料和聚合物的插入或包覆模制便于金屬部件之間的電絕緣。
例如US-A-4476452的其它專利主要依賴于設計中的金屬材料且依賴于用于電絕緣電學部件的分離的墊圈。這本身提供了確保熱響應開關的分離的部件的剛性和另外使泥土和灰塵進入到熱響應開關的工作部件中的問題。在熱響應開關在所述設計中還包括串聯(lián)連接的加熱元件時，增加了這些問題。
GB-A-1526275具有形成開關外殼的部件的第一和第二金屬板，在它們之間具有絕緣間隔件。雙金屬傳感器焊接至所述板中的一個上，其還具有作用在雙金屬傳感器上的凸出部或突出。
US-A-5268664教導了使用平坦的且薄的絕緣材料以電隔離基底板與蓋板。然而， 平坦且薄的絕緣材料沒有為蓋板提供支撐。替代地，基底板上的折部為蓋板上的鎖緊片提供支撐。具有這樣布置的問題是在部件的裝配期間通過鎖緊片施加的力被傳遞至基底的折部上，其反過來使得基底板扭曲?；椎呐で赡軐ψ詣诱{溫裝置的可靠操作產(chǎn)生不利影響，且可以使得自動調溫裝置刀片在其設計的操作參數(shù)之外工作。
近年來，電機的尺寸、性能和裝配方法已經(jīng)發(fā)生改變。在這些電機的過熱保護中采用的熱響應開關可能在電機的裝配期間經(jīng)歷較高的溫度，例如無鉛焊料的使用已經(jīng)導致加工溫度的升高。
此外，電機變得更小和更輕，因此更加易于過熱。另外同時熱響應開關期望在電子控制電路旁邊運行，其可·能在故障狀態(tài)時需要更長的激勵時間，從而使得電子控制裝置在雙金屬切換之前運行通過預定的邏輯序列。
對于主要由金屬材料制造的熱響應開關，在更高的周圍環(huán)境溫度是有利的；然而在這些情況下，與一定程度上依賴于由塑料和聚合物制造的部件的熱響應開關相比，在制造工藝、電絕緣和長期可靠性上進行了折衷。
在焊接導線或導體到端子上時，需要小心，用于確保焊劑不會沿著端子進行傳遞和不會污染開關的內部部件。另外，在正常或非正常的使用期間，升高的溫度可以使得端子上的過量的焊劑熔解，且隨后流動污染了開關的內部部件。發(fā)明內容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種熱響應開關，其包括電端子、熱響應開關致動器以及殼體，所述殼體包括電連接至所述電端子中的相應電端子上的至少基底和蓋金屬板，所述殼體還包括具有模制到所述基底金屬板的外周壁的絕緣材料，所述蓋金屬板被固定至所述絕緣材料。外周壁可以提供支撐允許蓋板被固定至其上。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種熱響應開關，其包括第一電端子和第二電端子、熱響應開關致動器以及殼體，所述殼體包括與所述第一電端子電接觸的金屬板。形成殼體的一部分的金屬板可以因此改善從所述開關的熱損失，例如在電機運行的時間段期間， 從而允許運載更聞的負載電流。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種熱響應控制裝置，其中一定比例的所述部件的部分被以適合于超過320°C的周圍溫度的先進塑料聚合物制造。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種熱響應控制裝置，其中一定比例的所述部件的部分被以適合于超過320°C的周圍溫度的先進塑料聚合物制造，且所述聚合物幫助隔離內部電部件。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種熱響應控制裝置，其中一定比例的金屬部件和先進塑料聚合物被通過插入或覆蓋模制過程裝配在一起。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種熱響應控制裝置，其中具有通過機械夾持工藝裝配在一起的兩個子組件，第一子組件依賴于高溫聚合物的插入或覆蓋模制以提供模制單元，來封閉和/或連接第一電連接裝置、基底部、串聯(lián)的電加熱器以及固定的接觸件，第二子組件由第二電連接裝置組成，雙金屬刀片部件包括第二接觸件和一體的金屬殼體，使得兩個子組件在雙金屬刀片處于冷的狀態(tài)中是電連接，且在雙金屬刀片部件處于熱的狀態(tài)中時電分開。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種熱響應開關，其中所述組件的一側被通過插入的模制橋件密封以防止灰塵和碎片進入。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種熱響應控制裝置，其中雙金屬刀片部件被裝配至刀片安裝部件，使得減小了雙金屬中的工作應力。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種熱響應控制裝置，其包括用塑料聚合物制造的部件，其中所述控制裝置的第一斷開時間在電機中大于4秒且具有30安培的停止電流， 控制裝置的隨后的循環(huán)限制了對于短期的持續(xù)時間電機的繞組溫度小于300°C和對于長期的持續(xù)時間小于250°C。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種熱響應開關，其中在開關的殼體的內部或外部延伸的端子表面的一部分使得帶紋理和/或形成以防止或限制焊劑或焊料從端子的外部流入到開關的內部區(qū)域中。
本發(fā)明的實施例提供了開發(fā)一套熱響應控制裝置的能力，其被設計以保護一范圍內的電機，使得僅一小部分需要·被修改以涵蓋所述范圍。
本發(fā)明的實施例可以提供滿足本領域中的新要求的熱響應開關，同時使得開關以自動工藝且在最小的部件的情況被制造。


僅通過舉例的方式，參考下文示出的視圖，現(xiàn)在接下來的是對本發(fā)明的優(yōu)選實施例的詳細描述。
圖I示出第一實施例的完整組件的分解視圖。
圖2a示出從兩個主要的子組件的上方的分解視圖，其是基底子組件和蓋子組件。
圖2b示出從圖2a中的子組件的底側的分解視圖。
圖3a至3c示出蓋子組件的裝配順序。
圖3d至3f示出蓋子組件的可替代的裝配順序。
圖3g示出具有分離的鉚釘?shù)淖冃误w的透視橫截面。
圖4a示出包括加熱器的第一實施例的基底子組件的平面視圖。
圖4b示出不包括加熱器的第二實施例的基底子組件的平面視圖。
圖5a示出第一實施例的橫截面。
圖5b示出第二實施例的橫截面。
圖6a示出完整的組件的頂部視圖，由此蓋子組件的左手側端子是多余的，因此端子在組件的同一端部上。CN 102947907 A說明書4/9頁
圖6b示出完整的組件的頂部視圖，由此蓋子組件的右手側端子是多余的，因此組件端子在同一線上。
圖6c示出在端子的區(qū)域中具有孔和凹痕的圖6a的實施例的變形。
圖6d示出在端子的區(qū)域中具有孔和凹痕的圖6a的實施例的變形。
圖7a示出在第一實施例的基底子組件的模制保持特征的底側視圖。
圖7b示出在第一實施例的基底子組件的可替代的模制保持特征的底側視圖。
圖7c示出在第一實施例的可替代的配置中基底子組件中的可替代的模制保持特征的底側視圖。
圖8a
圖8b
圖8c
圖9a 節(jié)的變形。
圖9b示出蓋和同一線的端子的底側視圖，示出圖8b的實施例的帶紋理的表面細節(jié)的變形。
圖9c示出蓋和同一線的端子的底側視圖，示出圖8c的實施例的帶紋理的表面細節(jié)的變形。
圖9d示出完整的組件的底側視圖，示出圖9b的實施例的帶紋理的表面細節(jié)。示出蓋和同一線的端子的底側視圖，示出帶紋理的表面細節(jié)。 示出蓋和同一線的端子的底側視圖，示出可替代的帶紋理的表面細節(jié)。 示出蓋和同一線的端子的底側視圖，示出另一可替代的帶紋理的表面細節(jié)。 示出蓋和同一線的端子的底側視圖，示出圖8a的實施例的帶紋理的表面細具體實施方式
在下述描述中，功能類似的部件在不同的實施例之間具有相同的參考標記。對本文所有者的上述專利公開 GB-A-2124429，W0-A-92/20086, GB-A-2275823 和 GB-A-2280785 做出了參考，其描述了各種控制類型的功能；下述的描述將集中到對這些控制類型的改進上。
第一實施例_具有一體加熱器的熱響應開關
圖I是第一實施例的分解視圖。單獨的部件如下述?；锥俗影?1由導電條材料形成，且包括基底端子12?；锥俗影?1包括模制保持特征16和加熱器墊14，加熱器墊14用于串聯(lián)的電加熱器8的第一連接?；捉佑|板13由與基底端子板11相同的導電條材料形成?；捉佑|板13包括加熱器墊14和平臺15，加熱器墊14用于串聯(lián)的電加熱器 8的第二連接，固定的接觸件10將被裝配至平臺15。
固定的電接觸件10將通過焊接工藝、鉚接或任何其它的適合的方法裝配至基底接觸板13。接觸件可以由銀合金、鍍銀的銅、銀導線、層狀的接觸帶或任何其它的適合于滿足電切換要求的低電阻材料制成。
模制單元9在進行的包覆模制過程期間形成，而基底板11&13成條形式。模制單元9通過成形的模制的塑料鉚釘27用于支撐基底板11&13，所述模制的塑料鉚釘27在模制過程期間由熔融的塑料和/或在預成型的斜面23 (和/或在基底板11&13的邊緣周圍的壓印輪廓28)周圍流動的熔融的塑料形成。模制單元9具有四個直立側面，模制工藝填充和密封兩個基底板11&13之間的間隙。在使用中，模制單元9將經(jīng)受從串聯(lián)的電加熱器8輻射和傳導的熱量以及來自電機和電機組裝工藝的周圍環(huán)境熱量，因此，塑料應當優(yōu)選地具9有高于320°C的熱撓曲溫度和大于375°C的熔化溫度。
串聯(lián)的電加熱器8連接至加熱器墊14。這一加熱器8與特定的已選擇的雙金屬規(guī)格一起可以用于精細調節(jié)已裝配的熱響應開關的斷開和重啟特性。
蓋4由導電條材料形成。這可以是與形成基底板11&13的相同的導電條材料，或它可以是第二導電條材料。蓋4包括第二電端子24或25。蓋可以包括從至少一個邊緣延伸的側壁35，且可以進一步包括鎖緊特征38。蓋4還可以包括刀片安裝平臺3，鉚釘18形成于其上。在可替代的實施例中，可以利用分離的鉚釘18?？梢酝ㄟ^剪切連續(xù)進給的導線材料(例如兩端在裝配過程中被使得平坦或被卷邊的合金導線)形成鉚釘18。
刀片安裝平臺3可以用作致動器6的支點，且可在其冷的、未被激勵的狀態(tài)中使得致動器6升高遠離蓋4。
雙金屬刀片6可以由適合的雙金屬材料的帶材壓印得到。刀片6包括往復的鉚釘孔5。刀片6經(jīng)工藝(已知為加工)處理，其將設定雙金屬的啟動和斷開特性。可以進行所述加工，同時刀片6成條的形式。
可移動的接觸件7通過焊接工藝或可替代地通過鉚釘或其它的適合的連接方式裝配至雙金屬刀片6。如具有固定 的接觸件10，這可以由適合的低電阻材料制造。
基底端子板11、基底接觸板13、模制單元9、加熱器8和固定的接觸件10形成第一子組件la。蓋4、鉚釘18、刀片6和移動接觸件7形成了第二子組件lb。
圖2a示出了在最終裝配之前從兩個子組件la、Ib的上方的視圖。在這一視圖中， 可以在適合的地方清楚地看到第一子組件的內部部件。加熱器墊14、接觸件平臺15、固定的接觸件10以及串聯(lián)的加熱器8中的任一個或全部可以被添加至基底板11&13，同時在模制工藝之前或之后仍然成條的形式。
圖2b示出在最終裝配之前的從兩個子組件la、Ib的底側的視圖。在這種視圖中， 清楚地看見第一子組件的模制鉚釘27特征以及在兩個基底板11、13之間的橋件26。這一橋件26防止接觸活動的部件且還防止碎片進入到開關的接觸件和雙金屬區(qū)域中。
圖2b還顯示處于其的裝配形式中的第二子組件的內部細節(jié)。雙金屬刀片6通過兩種獨立的方法連接至蓋4，每種具有其自身的目的。鉚釘18由蓋4形成，以便消除對另外的部件的需要。鉚釘18提供了極好的機械強度，實質上形成雙金屬刀片6圍繞其移動的樞軸或支點。然而，已知在裝置的壽命期間的鉚釘?shù)暮愣ǖ囊苿涌梢哉壑酝ㄟ^鉚釘?shù)碾娺B接。 焊件17提供了極好的電接觸但是已知焊件17在雙金屬中引起應力，其可以折衷在用具的壽命期間的雙金屬6的機械強度。通過在焊件17和雙金屬6的主動的可移動部分之間放置鉚釘18，可以增加在故障之前實現(xiàn)的循環(huán)次數(shù)，例如增加50%。
鉚釘孔5可以定位在雙金屬刀片6的中心線上，且焊件17定位在鉚釘18的外周之外的弧形區(qū)域內，中心線的任一側與在鉚釘18的中點處的弧的頂點形成的所述弧的最大值是60°。焊件17應當優(yōu)選地是盡可能地靠近鉚釘18的外緣，且不實際地接觸鉚釘18。 這可以使得刀片6的非主動部分的整體長度最小化，其反過來可以減小最終的開關的整體封裝尺寸和材料成本。
在另一可替代的方式中，在刀片安裝平臺3的部分和刀片6之間可以是過盈配合或接合，而不需要鉚釘。例如，材料條19可以形成在刀片安裝平臺3的后面，其可以在焊接處理之前被折疊到雙金屬刀片6的末端上。雙金屬刀片6之后通過材料條19焊接到刀片安裝平臺3上。所述另外的材料條19可以成為“焊接嵌條”的等同物，其將通常需要被供給作為分離的部件。材料條19在焊接之后可以為雙金屬刀片6提供支點，而不需要另外的鉚釘。材料條19將由另外地是形成蓋4的條中的廢棄材料形成。
圖3a至3c顯示一體的鉚釘18和焊件17的裝配順序。在包括一體的或分離的鉚釘18的實施例中，優(yōu)選的順序是制造首先被焊件17跟隨的鉚釘18 ;然而，這一順序如果需要可以被顛倒?？梢苿拥慕佑|件7可以固定至雙金屬刀片6，同時雙金屬是成條的形式。
圖3g是具有分離的鉚釘?shù)闹懊枋龅淖冃蔚臋M截面視圖。
在可替代的實施例中，鉚釘18可以被另一適合的固定裝置替換，諸如在刀片安裝平臺3的部分和刀片6之間的過盈配合或接合。在可替代的實施例中，焊件17可以通過銅焊或另外的適合的連接替換。
雙金屬刀片6是熱響應控制裝置的主動元件，其的功能是公知的。簡言之，在關閉位置可移動的電接觸件7接觸在基底接觸板13上的固定接觸件10，其通過開關閉合電路。 雙金屬6是溫度和電流靈敏的，且在周圍溫度、由于電流所造成的雙金屬的自加熱性質或上述兩者的組合到達設定限制時被使得在相反方向上凹陷或扣合。刀片6的移動使得移動分開可移動的電接觸件7與固定的接觸件10的電接觸，使得電接觸斷開且開關打開。
在雙金屬刀片6已經(jīng)冷卻至低于特定的重設溫度時，返回至其初始位置?？梢允褂镁哂胁煌碾娮杪实牟煌碾p金屬材料。在一些情況中，雙金屬材料可以具有多于兩個的層。
圖4a示出連接至基底板11&13的加熱器8的平面視圖。加熱器8可以由任何范圍的材料制造，或制造成任意范圍的厚度、長度和/或形狀，以提供期望的電阻值。這使得熱靈敏的開關的性質根據(jù)特定應用的需要進行調節(jié)。加熱器8具有兩個末端，其被焊接至單獨的加熱器墊14，橋接兩個基底板11&13之間的電路?？商娲募訜崞骺梢岳缡侨缭?W0-A-92/20086 或 GB-A-2275823 中所描述的。
制造各個的部件的材料還影響了開關執(zhí)行的方式，例如蓋4可以在循環(huán)期間幫助或阻止熱損失。可替代地，蓋4和/或基底板11&13的材料可能影響電阻和隨后影響這些部件的發(fā)熱性。
可以修改下述標準以精細調節(jié)開關的性能
·雙金屬材料的選擇
雙金屬的加工
·加熱器電阻和輸出
·蓋4的材料
·基底板的材料
接觸件的材料和質量
上述的任一個或全部可以使得標準的設計部件滿足電機中的寬范圍的保護要求， 例如機動車輛車窗提升電機、座位調節(jié)電機以及風擋刮水器電機。
期望開關的性能特征在下述的寬范圍中，目的是提供平均的4比I的斷開/接通比。
負載電流3-20安培
停止電流7-50安培
在故障狀態(tài)下的第一中斷時間達到10秒
第一次重啟小于10秒
第二次重啟大于10秒
繞組溫度-短期最大值300°C
繞組溫度-長期最大值250°C
可見，加熱器8、模制單元9以及固定的接觸件10設置在第一子組件中，雙金屬刀片6、可移動的接觸件7和金屬蓋4設置在第二子組件中。在蓋4被鎖緊到模制單元9上以形成如圖5所示的完整的開關時，使得第一和第二子組件在一起作為最終組件的一部分。 蓋4可以通過鎖緊特征38鎖緊到模制單元9上，該鎖緊特征38可以由側壁35預先形成。 可替代地或另外地，其它的鎖緊特征(未顯示)可以被沖壓或形成在側壁35中，作為鎖緊過程的一部分。特定用于模制單元9的塑料材料優(yōu)選地能夠承受鎖緊工藝且還能夠承受拉開的力，其可以通過蓋4和基底板11&13施加到模制單元9上。
條材料提供在金屬部件上包含另外的特征的選擇，其中可以依賴于需要的配置根據(jù)情況剪切剩余的部件。圖6a和6b顯示這樣的例子，其提供對第二端子24在第一端子12 的同一側上或第二端子25與第一端子12在同一線上的選擇。
圖6c和6d顯示硬化和/或加固的凹痕37，其可以設置在重疊端子25和蓋4的部分中，使得端子25的窄部分可以能夠承受施加的力，例如在裝配陽型片端子(未示出)到端子25上的期間。優(yōu)選的是凹痕37定位在蓋4的外側面對部件上，使得凹痕37不會為碎片或另外的污染物提供進入到開關組件I的內部部分中的路徑。還優(yōu)選的是凹痕37形成在蓋4的材料深度內，使得在蓋4的向內的面對部件上沒有看到凹痕37。替代凹痕37，可以設置突起的或皺褶的部分。
圖6c和6d還示出孔36，其可以設置在端子25內以幫助例如在例如焊接過程之前或期間保持導線(未示出)?？走€可以用于與例如共同操作的陰型片端子上的凹陷接合。
凹痕37和孔36可以設置在另外的端子部分(例如端子12或24)的區(qū)域上或中。
圖7a、7b和7c示出通過鎖緊特征38鎖緊到模制單元9上的蓋4的等距視圖。
圖7a顯示模制鉚釘27的埋頭孔的細節(jié)28，其在模制過程期間形成。
圖7b示出圖7a的可替代的實施例，其中保持模制單元9到基底板11&13上是通過在基底板11&13的斜面邊23周圍形成模制單元9來實現(xiàn)的。
圖7c示出圖7b的可替代的配置，其中基底板11&13的邊緣包括壓印的輪廓29， 而不是斜面邊。輪廓29被設計以在基底板11&13以及模制單元9之間提供提高的保持力。 可以利用其它的輪廓，另外的實施例可以包括鉚釘、斜面和壓印輪廓的組合。
在圖7a、7b和7c中，熔融的塑料在兩個基底板11&13之間形成了橋件26，以提高組件的剛性和/或封閉間隙防止雜質顆粒(諸如碳灰塵)從電機組件進入。
電機組件工藝正朝向無鉛焊接發(fā)展，其在比含鉛種類更高的溫度熔化；這需要熱響應開關在安裝期間承受提高的溫度。另外，機動車輛的電機裝配線可以采用帶式爐以加工無鉛焊料，其又需要開關承受更長時間的升高的溫度。
如之前詳細描述，模制單元9還將經(jīng)受從串聯(lián)的電加熱器8的輻射和傳導的熱量以及來自電機的周圍環(huán)境熱量，因此模制單元9的聚合物材料應當優(yōu)選地具有320°C或更高的熱撓曲溫度和高于375°C的最終熔化溫度。模制單元9將還需要能夠承受可能通過蓋4和基底單元11&13施加到模制單元9上的拉開的力。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，高溫液晶聚合物(LCP)適合用于這種目的。
第二實施例_沒有一體加熱器的熱響應開關
在一些應用中，可以不必包括加熱器8以實現(xiàn)性能要求，因此在第二實施例中提供具有如在圖4b和5b中詳細描述的單個基底板22的熱響應開關。有利地，部件的設計可以允許對單個基底板22進行模制和裝配加工以與兩件式基底板11&13互換。
剩余的開關將一定程度上經(jīng)受比第一實施例更少的熱量，但是將仍然經(jīng)受制造線和/或應用的極端溫度，因此可能仍然從對在第一實施例中詳細描述的材料、保持特征和制造技術的改進獲得益處。
具有紋理面的端子
在將導線或導體焊接到端子12、24、25上的電機應用中，紋理面可以被添加至端子12、24、25上，以防止和/或阻止焊劑沿著端子12、24、25流動且流入到開關組件I的內部部分中。紋理可以通過許多方法中的任一種形成，例如打磨、噴丸清理、蝕刻或壓印，紋 理可以是隨機的(例如粗糙的)或形成為幾何構型形狀，或可以通過凸起的部分形成在表面上，例如通過化學或等離子體沉積。
導線或導體將被焊接到其上的端子12、24、25的遠端區(qū)域優(yōu)選地保持沒有紋理。
圖8a示出同一線的蓋端子25在端子25的遠端區(qū)域和模制單元9之間包括紋理表面32的實施例，以便于防止焊料或焊劑在開關的裝配或在開關的壽命期間進入開關殼體且穿過進入到接觸件7、10的區(qū)域中。如圖8a至Sc所示，紋理表面32優(yōu)選地在進入模制單元9之前基本上覆蓋端子25的寬度，且可以沿著端子25在模制單元9的下面延伸和可以延伸到組件I的開關殼體中。紋理表面32可以可替代地或另外地定位在開關殼體中， 例如在模制單元和接觸件7、10的區(qū)域之間。紋理表面32可以形成部分地或完全地圍繞接觸件7、10的阻擋件。
如在圖8a中顯示,紋理表面可以采用斜線(diagonal line)的形式,其優(yōu)選地壓印到端子25中，同時材料成條的形式。優(yōu)選的是這些斜線延伸至端子25的側邊緣。
圖Sb示出了紋理表面32采用壓印到端子25中的相交的陰影線的斜線(cross hatched diagonal line)形式的可替代的實施例。
在圖8a和8b的實施例中，斜線對于端子25的橫向方向成大約30°的角度，但是這一角度可以在約45°和0°之間，使得可以在裝配期間或在開關的壽命期間流動的任何焊料或焊劑被從開關接觸件7、10引導遠離。圖Sc顯示線橫向地橫跨端子延伸的實施例。
相鄰的線之間的距離可以在O. I和O. 9mm之間，且優(yōu)選地大約是O. 3mm。
線的寬度可以在O. 05和O. 15mm之間，優(yōu)選地寬度是約O. 1mm。
線具有的深度或高度在O. 02和O. 06mm之間，優(yōu)選地約為O. 04mm。
圖8b示出了交叉的陰影線，其可以形成大致平行四邊形類型的部分，且每一部分具有例如60°的第一相對角和120°的第二相對角，因此每一部分的斜線邊處于與端子25 的橫向方向成大約30°的角度。如上所述，可以采用其它的角度。
線可以制成凹進狀，如溝槽或通道，或使得從端子25的表面突起，如脊或臺階。
在另外的實施例中，紋理表面32可以采用非線形的凹痕或突起部或一系列的非線形凹痕或突起部的形式。
優(yōu)選地，如果過量的焊料或焊劑在裝配期間被使用，在最靠近接觸件7、10的紋理表面32的末端處具有小的突起臺階或阻擋件34，以用作阻擋件。可替代地或另外地，如圖 8c所示，突起臺階或阻擋件可以形成在紋理表面的末端處且朝向端子25的遠端。剩余的線大致垂直于焊料或焊劑的流動的預期方向延伸，且通常比紋理表面32的線更深或更高。線可以依賴于端子和開關的幾何形狀進行彎曲。作為突起臺階或阻擋件34的替代，可以設置凹槽或通道。
圖9a、9b和9c示出了用于紋理表面32的可替代的位置，其重疊端子25的末端與蓋4的部分的對應的寬度之間的部分。
如圖所示，紋理部分32基本上終止接觸區(qū)域7、10的附近。在另外的實施例(未顯示)中，紋理部32可以終止于端子25的端部和接觸區(qū)域7、10之間。
在例如端子12、24或25與蓋4或基底板11的重疊區(qū)域包括紋理表面32和凹痕 37的情形中，優(yōu)選的是，凹痕37定位在外側面對部分上，紋理表面32定位在基底板11或各自的蓋4的向內的面對部分上，使得凹痕37不會為例如焊料提供進入組件I的路徑。
圖9d示出了包括凹痕37和紋理表面32的電機保護器組件I的優(yōu)選的實施例。
可替代的實施例
本發(fā)明不限于上述的實施例。例如PTC或NTC加熱器可以包含在組件I中以增加雙金屬刀片6的重啟時間(remake time)。可替代地，來自PTC或NTC加熱器的熱量輸入可能是，如此使得不可能再次激勵開關，直到已經(jīng)切斷來自外部源的電力且組件已經(jīng)被允許冷卻為止。
在其它的實施例中，在基底板13上的接觸件10可以形成為基底板11的一部分， 如果需要，所述接觸件可以被低電阻材料鍍覆。
在其它的實施例中，雙金屬刀片6可以安裝在基底板22或兩件式的基底板11&13 上，在該情形中固定的接觸件10可以位于蓋4上。蓋4可以由絕緣材料9制成，該絕緣材料被圍繞端子24模制，固定的接觸件10直接安裝在端子24上。
在其它實施例中，模制單元9可以在基底板11和13中的一個或兩者的下面或在基底板22的下面延伸，使得所述模制可以形成另外的絕緣層和/或電隔離，例如如果開關的一側靠近另外的熱源或被容納以靠近活動的電部件。
使得接觸區(qū)域帶紋理防止焊料和焊劑在端子上流動的方法不限于本發(fā)明的開關實施例，且可以在任何應用的任何焊接接點上采用。
上述的實施例是說明性的，不是限制本發(fā)明。在閱讀上述的描述之后能夠明白的可替代的實施例然而可以落入到本發(fā)明的范圍內。
權利要求
1.一種熱響應開關(1)，包括電端子(12，24 ;25)、熱響應開關致動器(6)以及殼體，所述殼體包括電連接至所述電端子(12，24;25)中的相應電端子上的至少第一和第二金屬板 (4 ；11 ；13 ;22)，所述殼體還包括模制到所述第一金屬板(11，13 ；22)且固定至所述第二金屬板⑷的絕緣材料(9)的外周壁。
2.根據(jù)權利要求I所述的熱響應開關，其中所述絕緣材料(9)將所述開關(I)的接觸區(qū)域(7，10)與所述殼體的外部大致密封隔離。
3.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的熱響應開關(I)，其中所述第一金屬板包括第一金屬板部(11)和第二金屬板部(13)，所述第一金屬板部和所述第二金屬板部通過用于加熱所述致動器(6)的加熱器(8)電連接在一起。
4.根據(jù)權利要求3所述的熱響應開關，其中所述第一金屬板部和第二金屬板部(11， 13)由與所述絕緣材料(9) 一體的絕緣部(26)隔離。
5.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的熱響應開關，其中所述絕緣材料(9)具有至少 320°C的熱撓曲溫度。
6.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的熱響應開關，其中所述絕緣材料(9)具有高于 375 °C的熔化溫度。
7.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的熱響應開關，其中所述絕緣材料(9)包括高溫液晶聚合物。
8.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的熱響應開關，其中所述絕緣材料(9)具有大于 llOMPa、優(yōu)選大于120MPa的抗彎強度。
9.一種熱響應開關(I)，其包括電端子(12，24 ;25)、熱響應開關致動器(6)、以及第一和第二金屬板部(11，13)，所述第一和第二金屬板部(11，13)通過用于加熱所述致動器(6) 的加熱器(8)串聯(lián)電連接并且通過與所述開關(I)的絕緣殼體部(9) 一體的絕緣部(26) 分開。
10.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的熱響應開關，其中所述熱響應致動器(6)通過第一安裝裝置(18)和第二安裝裝置(17)固定，所述第一安裝裝置為所述開關致動器(6) 提供支點，所述第二安裝裝置提供至所述開關致動器(6)的電連接。
11.一種熱響應開關，其包括第一電端子和第二電端子(12，24;25)以及熱響應開關致動器(6)，所述熱響應開關致動器由第一安裝裝置(18)和第二安裝裝置(17)固定為與所述端子(12，24 ；25)中的一個電接觸，第一安裝裝置(18)用作所述開關致動器(6)的支點，所述第二安裝裝置(17)用作至所述開關致動器(6)的電連接部。
12.根據(jù)權利要求10或11所述的熱響應開關，其中所述第一安裝裝置包括鉚釘(18)。
13.根據(jù)權利要求11或12所述的熱響應開關，其中所述致動器(6)安裝在形成所述開關的殼體的一部分的金屬板(4)上。
14.根據(jù)權利要求10或從屬于權利要求12時的權利要求13所述的熱響應開關，其中所述鉚釘(18)與其上安裝所述致動器(6)的金屬板(4)是一體的。
15.根據(jù)權利要求10-14中任一項所述的熱響應開關，其中所述第二安裝裝置包括焊件或焊縫(17)。
16.根據(jù)權利要求10或13所述的熱響應開關，其中所述致動器(6)通過所述金屬板 ⑷的部分(19)固定。
17.一種熱響應開關(I)，其包括電端子(12，24 ;25)、電連接至所述電端子(24 ；25)中的一個的金屬板(4)，和通過所述金屬板(4)的部分(19)固定的熱響應開關致動器(6)。
18.根據(jù)權利要求16或17所述的熱響應開關，其中所述金屬板的該部分(19)被折疊到所述致動器(6)的部分上。
19.根據(jù)權利要求16-18中任一項所述的熱響應開關，其中所述金屬板的該部分(19) 被焊接至所述致動器(6)。
20.根據(jù)從屬于權利要求18時的權利要求19所述的熱響應開關，其中所述致動器(6) 的該部分被焊接在折疊的所述部分(19)和所述金屬板(4)之間。
21.根據(jù)權利要求19或20所述的熱響應開關，其中所述金屬板的該部分(19)提供至所述致動器(6)的電連接。
22.根據(jù)權利要求16-21中任一項所述的熱響應開關，其中所述金屬板的該部分(19) 為所述致動器(6)提供支點。
23.根據(jù)權利要求10-22中任一項所述的熱響應開關，其中所述第一安裝裝置(18)定位在所述第二安裝裝置(17)和所述致動器(6)的可移動部分之間。
24.一種熱響應開關(I)，其具有殼體(4，9，11，13 ;22)和從所述殼體延伸的電端子 (12 ；24 ;25)，至少一個所述端子(12 ；24 ；25)具有在所述殼體的內部和/或外部延伸的表面部(32，34)，所述表面部被布置以防止焊劑或焊料在焊接過程期間或之后進入到所述開關(I)的接觸區(qū)域。
25.根據(jù)權利要求24所述的熱響應開關(I)，其中所述表面部包括紋理表面(32)。
26.根據(jù)權利要求25所述的熱響應開關(I)，其中所述紋理表面(32)包括多條線。
27.根據(jù)權利要求26所述的熱響應開關(I)，其中所述線是相對所述端子的軸線的斜線。
28.根據(jù)權利要求26-27中任一項所述的熱響應開關(I)，其中所述線沿遠離所述開關(I)的接觸區(qū)域的方向延伸。
29.根據(jù)權利要求26-28中任一項所述的熱響應開關(I)，其中所述線凹進到所述表面中或突起高于表面。
30.根據(jù)權利要求24-29中任一項所述的熱響應開關(I)，其中所述表面部包括橫向地橫跨所述端子(12 ；24 ；25)延伸的阻擋件(34)。
31.根據(jù)權利要求30所述的熱響應開關(I)，其中所述阻擋件凹進到所述表面中或突起聞于表面。
32.根據(jù)權利要求30至31中任一項所述的熱響應開關(I)，在每一個引用權利要求25 時，其中所述阻擋件(34)定位在所述紋理表面(32)和所述開關(I)的接觸區(qū)域(7，10)之間。
33.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的熱響應開關，其中至少一個所述端子(12;24; 25)在其近端處具有加固部(37)。
34.根據(jù)權利要求33所述的熱響應開關，其中所述加固部包括一個或多個凹痕(37)、 關起部或皺裙。
35.根據(jù)每個從屬于權利要求24時的權利要求33或34所述的熱響應開關，其中所述加固部(37)設置在所述端子(12 ；24 ；25)的與所述表面部(32，34)相反的一側。
36.一種形成權利要求24-32中任一項所述的開關(I)的方法，其中所述端子(12 ；24 ； 25)由條材料形成，并且所述表面部(32，34)置于所述條材料。
37.根據(jù)權利要求36所述的方法，其中所述表面部(32，34)被壓印在所述條材料上。
38.根據(jù)權利要求36所述的方法，其中所述表面部(32，34)沉積在所述條材料上。
39.一種裝配熱響應開關的方法，包括下述步驟a.提供第一和第二金屬板(4,11,13;22),第一和第二金屬板(4,11,13;22)電連接至對應的第一電端子和第二電端子(12，24;25)；b.將絕緣材料(9)的外周壁模制到所述第一金屬板(11，13；22)上；以及c.將所述第二金屬板(4)固定至所述絕緣材料(9)。
40.根據(jù)權利要求39所述的方法，其中所述絕緣材料(9)和所述第一和第二金屬板 (4,11,13 ；22)包括用于所述開關(I)的殼體。
41.根據(jù)權利要求39或40所述的方法，其中所述絕緣材料(9)通過模制到第一和/或第二金屬板(4,11,13;22)的一個或多個固定部件(23,28)而固定至第一和/或第二金屬板(4，11，13 ;22)。
42.根據(jù)權利要求39-41中任一項所述的方法，其中模制過程包括包覆模制或夾物模壓過程。
43.根據(jù)權利要求39-42中任一項所述的方法，其中所述第二金屬板(4)通過機械夾持工藝固定至所述絕緣材料(9)。
44.根據(jù)權利要求39-43中任一項所述的方法，其中所述金屬板(4；22)中的一個具有安裝在其上的熱響應開關致動器(6)。
45.根據(jù)權利要求44所述的方法，其中所述熱響應開關致動器(6)通過鉚接安裝至所述金屬板(4;22)中的所述一個。
46.根據(jù)權利要求45所述的方法，其中鉚釘(18)與所述金屬板(4，11，13；22)中的所述一個成一體。
47.根據(jù)權利要求44-46中任一項所述的方法，其中所述熱響應開關致動器通過焊接安裝至所述金屬板(4 ；22)中的所述一個。
48.根據(jù)權利要求44所述的方法，其中所述金屬板(4;22)中的所述一個的部分(19) 被折疊到所述致動器(6)的部分上。
49.根據(jù)權利要求48所述的方法，其中所述致動器(6)的該部分被焊接在折疊的所述部分(19)和所述金屬板⑷之間。
50.根據(jù)權利要求39-47中任一項所述的方法，其中所述第一和第二金屬板中的至少一個包括通過加熱器(8)電連接在一起的第一和第二板部(11，13)，并且步驟b包括將所述絕緣材料的絕緣部模制在所述第一和第二板部(11，13)之間。
51.根據(jù)權利要求39-50中任一項所述的方法,其中所述第一和第二金屬板(4,11,13； 22)中的至少一個具有多個端子部(24，25)，每個端子部用于提供所述開關(I)的對應的端子，該方法包括去除所述端子部(24，25)中的至少一個。
52.根據(jù)權利要求51所述的方法，其中所述端子部(24，25)位于所述開關(I)的相對側。
53.一種裝配熱響應開關的方法，包括下述步驟a.提供第一子組件(Ia)，該第一子組件(Ia)包括電連接至第一電端子(12)的第一金屬板(11，13 ；22)；b.提供第二子組件(Ib)，該第二子組件(Ib)包括第二金屬板(4)，該第二金屬板(4) 電連接至第二電端子(24 ；25)并具有安裝在其上的熱響應開關致動器(6)；其中所述第一和第二子組件中的一個(Ia)具有模制到其上的絕緣材料(9)的外周壁； 該方法還包括下述步驟c.將所述子組件中的另一個(Ib)夾持至所述絕緣材料(9)。
54.根據(jù)權利要求39-53中任一項所述的方法，其中所述絕緣材料(9)大致密封所述開關(I)的接觸區(qū)域。
55.一種裝配熱響應開關(I)的方法，包括通過第一安裝裝置(18)和第二安裝裝置(17)將熱響應開關致動器(6)固定成與開關端子(24)電接觸，所述第一安裝裝置用作用于所述開關致動器(6)的支點，所述第二安裝裝置用作至所述開關致動器(6)的電連接部。
56.根據(jù)權利要求55所述的方法，其中所述第一安裝裝置包括鉚釘(18)。
57.根據(jù)權利要求55或56所述的方法，其中所述第二安裝裝置包括焊縫(17)。
58.根據(jù)權利要求55-57中任一項所述的方法，其中所述第一安裝裝置(18)定位在所述第二安裝裝置(17)和所述致動器(6)的可移動部分之間。
59.一種裝配熱響應開關(I)的方法，包括將熱響應開關致動器(6)安裝至金屬板(4 ； 11 ；22)上，所述金屬板電連接至電端子(12 ；24 ;25)，其中所述致動器(6)通過所述金屬板 (4，11，22)的部分(19)被安裝。
60.根據(jù)權利要求59所述的方法，其中所述金屬板的該部分(19)折疊在所述致動器(6)的一部分上。
61.根據(jù)權利要求59或60所述的方法，其中所述金屬板的該部分(19)焊接至所述致動器(6)。
全文摘要
一種熱響應開關(1)包括第一和第二電端子(12，24；25)、熱響應開關致動器(6)以及殼體，所述殼體包括與第一電端子(24；25)電接觸的第一金屬板(4)、與第二電端子(12)電接觸的第二金屬板(11，3；22)以及設置在第一和第二金屬板(4，11，13；22)之間的絕緣材料(9)。
文檔編號H01H37/54GK102947907SQ201180029863
公開日2013年2月27日 申請日期2011年6月14日 優(yōu)先權日2010年6月17日
發(fā)明者馬克·海伍德, 安德魯·里克斯哈姆, 馬克·謝羅特 申請人:翱泰溫控器(深圳)有限公司