CN1207743C

CN1207743C - 热保护器

Info

Publication number: CN1207743C
Application number: CN01141255.0A
Authority: CN
Inventors: 武田秀昭
Original assignee: Uchiya Thermostat Co Ltd
Current assignee: Uchiya Thermostat Co Ltd
Priority date: 2000-10-13
Filing date: 2001-10-11
Publication date: 2005-06-22
Anticipated expiration: 2021-10-11
Also published as: JP4471479B2; DE10151107B4; JP2002124172A; US6577223B2; CN1348196A; DE10151107A1; US20020044039A1

Abstract

一种热保护器，其第一接触部(10a)沿与双金属片(90)相交叉的方向被凸出地设置在第一端子(10)的一个部分上，而第二接触部(20a)被凸出地设置在第二端子(20)的一个部分上，从而与第一接触部(10a)相对。一个发热电阻(30)被置于第一接触部(10a)和第二接触部(20a)之间，从而使得在发热电阻(30)的一个端表面和另一个端表面上的电极分别与第一接触部(10a)和第二接触部(20a)相接触。

Description

热保护器

发明领域

本发明涉及一种热保护器，这种热保护器被用于防止伴有发热的电气装置的过热，这种电气装置例如热风机。

背景技术

图5表示了日本专利临时公开号No.8-222103中所公开的热保护器。在这种热保护器中，当使用该热保护器的电气装置，例如热风机，发热时，双金属片1产生反向动作，从而推起一个可动板2。因此，设置在可动板2远端的一个可动触点2与一个固定触点3相脱离，通过这种脱离，使流入电气装置的电流被断开。

电流的断开减少了电气装置中产生的热量。甚至当发热温度低于双金属片1的反向动作温度时，这种断电状态仍然被保持。这是因为在触点2脱离触点3的同时，一个位于端子4和5之间的发热电阻将会发热，该发热电阻由一个热敏电阻或类似元件构成，由此，双金属片1被持续加热。例如，通过关闭该电气装置的电源开关，这种持续保持断电状态的功能(自保持功能)就会失效。

对于传统的热保护器而言，发热电阻6的安装方式是，该发热电阻6的一个和另一个电极被分别置于顶和底表面上。顶表面侧上的电极与片7相接触，而底表面侧的电极与端子4的一个延伸部4a的顶表面相接触。

当如上所述，采用一种其中电流通过发热电阻6的顶和底表面被导入的结构时，电流传导件7和4的布置将会增大厚度方向的尺寸。另外，各结构元件也必须通过紧固铆钉8和9进行固定，从而组装工作需要耗费大量的时间和劳力。

为了减小厚度方向的尺寸，可以减小电阻6的厚度。然而，在这种情况下，该电阻6不能够承受足够大的压力。另外，片7和铆钉8之间以及端子4的延伸部和铆钉9之间的绝缘距离也不能被保证。

有人建议了两种热保护器，在其中一种热保护器中，一个与发热电阻的电极相接触的电极片与一个端子相分离，而在另一种热保护器中，发热电阻的一个表面与一个端子的一部分相接触。这两种热保护器都有缺点，这是因为用于组装工作的零件数量和人力将会增加，从而导致高成本，同时还因为需要一个较大的空间来装入电阻，从而导致主体形状的增大。

发明概述

本发明的产生是为了解决上述问题，相应地，本发明的目的是提供一种热保护器，该热保护器能够在不增加成本和主体形状的情况下一个装入发热电阻。

为了达到上述目的，本发明提供一种热保护器，其包括：第一和第二端子，其与外电路相连接；双金属片，其平行于所述第一和第二端子；第一和第二支撑部，其形成方式是把所述第一和第二端子各自的一部分切开并朝所述双金属片弯起；弹性可动板，其近端部由所述第一支撑部支撑；第一和第二触点，第一触点设置在所述弹性可动板的远端，与第一触点相面对的第二触点由所述第二支撑部支撑；其中，所述可动板通过所述双金属片的反向动作而被操纵，这样，所述第一触点与所述第二触点相接触和相分离；第一和第二接触部，其形成方式是把所述第一和第二端子的各自的内端部朝双金属片的侧面弯曲，所述内端部相互面对；发热电阻，其介于所述第一和第二接触部之间，这样，位于所述发热电阻的一个端面和另一个端面的电极分别与所述第一和第二接触部相接触。

根据本发明，由于被用作向发热电阻供电的电流传导件的第一和第二接触部沿与双金属片相交叉的方向布置，也就是说，接触部不与双金属片平行，所以沿厚度方向的尺寸就可被减小，从而可以实现一种紧凑的热保护器。这即是说，沿厚度方向的尺寸可以近似与无发热电阻类型的热保护器的厚度尺寸相等。因此，该热保护器所被应用的装置的设计自由度增大了。

在本发明的一个实施例中，第一端子的一个部分和第二端子的一个部分被分别切开，并且被向上弯起，从而构成第一和第二支撑部；一个在远端设置有第一触点的弹性可动板的近端部受到第一支撑部的支撑，而与第一触点相对的第二触点受到第二支撑部的支撑；同时可动板通过双金属片的反向动作而被操纵，从而使第一触点与第二触点相互接触和分离。

根据这种结构，用于安装该发热电阻的附加部件的数量减少了，从而组装工作可被简化，并且成本可被降低。

在本发明的一个实施例中，一个具有导电性的弹性元件被置于发热电阻的一个端表面上的电极和第一接触部之间，或者被置于发热电阻的另一个端表面上的电极和第二接触部之间。

根据这种结构，当该热保护器被用在温度的上升和下降不断重复的环境中时，每个部件中产生的热膨胀和收缩都可以被该弹性元件所吸收，从而每一个接触部都可以一直保持以合适的接触压力与发热电阻的电极相接触。

在本发明的一个实施例中，一个电绝缘树脂块被用于使第一和第二端子相互连接，并且该树脂块中设置有一个凹腔，该凹腔被用于容纳发热电阻，从而使第一和第二接触部被从该凹腔的两个相对内表面上暴露出来，同时发热电阻的顶表面与该凹腔的底表面相接触。

根据这种结构，发热电阻中产生的热量可以从其三个表面上被散出。因此，该发热电阻可以产生更多的热量。

在本发明的一个实施例中，一个凹槽沿发热电阻的电极表面的方向被加工在树脂块中的凹腔的底表面内。

根据这种结构，一个空间被形成在凹腔的底表面和发热电阻的顶表面之间，从而当该热保护器被用在露水凝结状态下时，发热电阻的电极之间的电绝缘性能可得以提高。

在本发明的一个实施例中，弹性元件上设置有一个保持部，该保持部被用于保持该发热电阻与树脂块中的凹腔的底表面相配合。

根据这种结构，该发热电阻可以被更加可靠地保持住。

对附图的简要说明

图1是根据本发明的一种热保护器的一个实施例的中心纵剖视图；

图2是图1所示的热保护器的俯视图；

图3是图1所示的热保护器的仰视图；

图4表示了一个弹性金属件的形状，图4(a)和4(b)分别为主视图和仰视图，图4(c)是沿图4(a)中线A-A的剖视图；和

图5是一个纵剖视图，表示了传统热保护器的一个例子。对推荐实施例的详细说明

图1是根据本发明的一种热保护器的一个实施例的中心纵剖视图，图2和3分别是图1所示的热保护器的俯视图和仰视图。

根据本实施例的一个热保护器包括与外电路相连接的第一和第二端子10和20，和一个发热电阻30，该发热电阻由一个被置于端子10和20之间的长方体构成。

对于该第一和第二端子10和20而言，其近端部被分别向上弯曲90度，从而构成接触部10a和20a。另外，接触部10a和20a的远端侧上的端子部分被分别切开，并且被向上弯起，从而构成支撑部10b和20b。

端子10和20的近端部通过一个电绝缘树脂块40相互连接。该树脂块40与接触部10a和20a以及支撑部10b和20b整体模塑成型，从而这些元件中的每一个都有一部分被嵌入。该树脂块40在其中心部分处加工有一个朝向底表面侧开口的正方形凹腔41。

接触部10a和20a的内表面从凹腔41(如图1中虚线所示)的内表面上被暴露出来。因此，接触部10a和20a的内表面在凹腔41中彼此相面对。

在发热电阻30的右和左端表面上分别加工有一个未示出的电极。其中一个电极与左手接触部10a的内表面直接接触，而另一个电极通过一个弹性金属件50与右手接触部20a相接触，该弹性金属件50将在下文进行说明。

一个可动板60的近端部分通过焊接或其它方法被固定在支撑部10b的顶表面上，该支撑部10b是通过切开和向上弯起端子10而形成的。另外，在通过切开和向上弯起端子20而形成的支撑部20b上提供有一个固定触点70。

该可动板60由一个具有弹性的金属片构成，并且其远端处设置有一个可动触点80，该可动触点80在正常情况下与固定触点70相接触。在可动板60的顶表面上设置有一个双金属片90。该双金属片90通过加工在可动板60上的保持件60a、60b和60c被保持在可动板60上，从而能够进行反向动作。

可以使用一个PTC(正温度系数)元件，例如一个正热敏电阻，作为发热电阻30。该PTC元件的特征在于，当通以电流时，可以在短时间内发热。

图4(a)和4(b)分别为前述弹性金属件50的主视图和仰视图，图4(c)是沿图4(a)中线A-A的剖视图。

弹性金属件50通过弯曲一个弹性金属片制成，并且具有如下所述的结构，该结构包括一个与电阻30的电极相接触的扁平部51、一个从扁平部51的上端向下倾斜弯曲的弹性接触部52、和一个从扁平部51的下端弯曲90度形成的保持部53，其弯曲方向与弹性接触部52相反。

弹性金属件50被压入在发热电阻30的右手电极和端子20的接触部20a之间，同时弹性接触部52被挤压变形。发热电阻30在弹性接触部52的推力作用下被向左推。其结果是，发热电阻30的左手电极与接触部10a的内表面相互压紧接触，同时弹性金属件50的扁平部51与发热电阻30的右手电极相互压紧接触。

另一方面，当弹性金属件50被压入时，金属件50的保持部53与发热电阻30的底表面相接触。因此，该发热电阻30被保持在树脂块40的凹腔41中，其中发热电阻30的顶表面与凹腔41的底表面41a相接触。换句话说，发热电阻30被保持在保持部53和底表面41a之间。

如图4所示，对于弹性金属件50而言，扁平部51的两侧都被延伸构成延伸部51a，并且在每个延伸部51a的上面部分的侧端处设置有一个凸起51b。当弹性金属件50被压入时，该延伸部51a被有力地压靠在树脂块40的凹腔41的内侧表面41b(见图3)上，从而防止弹性金属件50从凹腔41中脱离出来。

根据本实施例的具有上述结构的热保护器被安装在伴有发热的电气装置中，这种电气装置例如一个热风机，未示出，并且该热保护器通过端子10和20与该电气装置的通电线路相连接。

当由于过载等原因导致电气装置的非正常发热，并进而导致环境温度超过一个预定反向动作温度时，热保护器的双金属片90反转成一个凹形。当双金属片90反转时，可动板60的远端在双金属片90的弯曲力的作用下向上升起，同时一个设置在树脂块40的顶表面中心部分处的凸起42被用作一个支点，其结果是，可动触点80与固定触点70相分离，由此，该电气装置的供电电流被切断。

电流的断开减少了电气装置中产生的热量。甚至当发热温度低于双金属片90的反向动作温度时，这种断电状态仍然被保持。

具体而言，加工在发热电阻30左手表面上的电极通过接触部10a与端子10进行电连通，而加工在发热电阻30右手表面上的电极通过弹性金属件50和接触部20a与端子20进行电连通。

于是，在触点80与触点70相分离的同时，由于端子10和20之间存在一个电压(通过电气装置提供的电源电压)，所以发热电阻30中将产生电流。发热电阻30中因该电流而产生的热量将对双金属片90进行持续加热。因此，该电气装置的断电状态可得以保持。

例如，通过关闭该电气装置的电源开关，这种持续保持断电状态的功能(自保持功能)就会失效。

根据基于上述实施例的热保护器，接触部10a和20a被沿例如与双金属片90交叉的方向设置，同时发热电阻30在安装状态下其电极被置于右侧和左侧，从而该发热电阻30的顶和底表面侧上不存在任何电流传导件。因此，沿厚度方向的尺寸可被减小，从而可以实现一种紧凑的热保护器。

当散热不充分时，由PTC元件等构成的发热电阻30会表现出发热量减小的趋势，这是由于电阻值增大所致，而电阻值的增大又是因电阻的温升而引起的。然而，根据基于上述实施例的热保护器，发热电阻30的三个表面与包括树脂块40、接触部10a和20a以及支撑部10b和20b在内的保护器体相接触，从而发热电阻30中产生的热量可以被有效地散除。因此，在发热电阻30中将产生更多的热量，由此，自保持功能可得以增强。

另外，对于上述热保护器而言，由于弹性金属件50被置于发热电阻30和接触部20a之间，即使因环境温度的改变而导致结构件，例如树脂块40，产生膨胀或收缩，并进而导致接触部10a和20a之间的距离发生改变，这种改变也可以被弹性金属件50的弹性所吸收。因此，发热电阻30的电极与接触部10a和20a之间的电气接触可以一直令人满意地得以保持。

弹性金属件50也可以被置于发热电阻30和接触部10a之间。然而，从增加向双金属片90的传热能力的角度来考虑，推荐如上述实施例所述，将弹性金属件50置于发热电阻30和接触部20a之间。

具体而言，例如，假设支撑部10a和支撑部20a产生的热量相等，那么较多的热量将从与可动板60相连接的支撑部10a流入双金属片90。因此，发热电阻30与接触部10a的直接和大范围接触有利于增加向双金属片90的传热能力。为此，理想的情况是将弹性金属件50布置在发热电阻30和接触部20a之间。

在上述实施例中，一个凹槽41c沿发热电阻30的电极表面的方向(垂直于图1中纸表面的方向)被加工在树脂块40中的凹腔41的底表面41a的中心部分内。

凹槽41c的形成在凹腔41的底表面41a和发热电阻30的顶表面之间提供了一个空间，从而当该热保护器被用在露水凝结状态下时，发热电阻30的电极之间的电绝缘性能可得以提高。

根据上述实施例的热保护器的结构特点是，可动板60被双金属片90所操纵。然而，用于并入发热电阻30的结构当然也可以被用在一种类型的热保护器中，在这种热保护器中，可动板60被加工在双金属片90上，也就是说，这种类型的热保护器不使用可动板。

Claims

1.一种热保护器，其包括：

第一和第二端子(10，20)，其与外电路相连接；

双金属片(90)，其平行于所述第一和第二端子(10，20)；

第一和第二支撑部(10b，20b)，其形成方式是把所述第一和第二端子(10，20)各自的一部分切开并朝所述双金属片(90)弯起；

弹性可动板(60)，其近端部由所述第一支撑部(10b)支撑；

第一和第二触点(80，70)，第一触点设置在所述弹性可动板的远端，与第一触点相面对的第二触点由所述第二支撑部支撑；其中，所述可动板(60)通过所述双金属片(90)的反向动作而被操纵，这样，所述第一触点(80)与所述第二触点(70)相接触和相分离；

第一和第二接触部(10a，20a)，其形成方式是把所述第一和第二端子(10，20)的各自的内端部朝双金属片(90)的侧面弯曲，所述内端部相互面对；

发热电阻(30)，其介于所述第一和第二接触部(10a，20a)之间，这样，位于所述发热电阻的一个端面和另一个端面的电极分别与所述第一和第二接触部(10a，20a)相接触。

2.如权利要求1所述的热保护器，其特征在于，一个具有导电性的弹性元件(50)被置于所述发热电阻(30)的一个端表面上的电极和所述第一接触部(10a)之间，或者被置于所述发热电阻(30)的另一个端表面上的电极和所述第二接触部(20a)之间。

3.如权利要求1所述的热保护器，其特征在于，一个电绝缘树脂块(40)被用于使所述第一和第二端子(10，20)相互连接，并且所述树脂块(40)中设置有一个凹腔(41)，该凹腔被用于容纳所述发热电阻(30)，这样，所述凹腔的底表面(41a)位于双金属片(90)的侧部，而所述第一和第二接触部(10a，20a)被从所述凹腔(41)的两个相对内表面上暴露出来。

4.如权利要求2所述的热保护器，其特征在于，一个电绝缘树脂块(40)被用于使所述第一和第二端子(10，20)相互连接，并且所述树脂块(40)中设置有一个凹腔(41)，该凹腔被用于容纳所述发热电阻(30)，这样，所述凹腔的底表面(41a)位于双金属片(90)的侧部，而所述第一和第二接触部(10a，20a)被从所述凹腔(41)的两个相对内表面上暴露出来。

5.如权利要求3或4所述的热保护器，其特征在于，一个凹槽(41c)沿所述发热电阻(30)的一个端面和另一个端面被加工在所述树脂块(40)的底表面(41a)内。

6.如权利要求4所述的热保护器，其特征在于，所述弹性元件(50)上设置有一个保持部(53)，该保持部被用于保持所述发热电阻(30)与所述树脂块(40)的底表面(41a)相配合。