CN100399661C - 电气封装件和构制电机起动器的方法 - Google Patents

Abstract

一种与各种家用电器分马力压缩机电机联用的组合电气封装件(12、32)，具有形成在封装件中收容电机起动器(14)的第一凹槽和形成在封装件中收容封装在其中的工作电容器(16)的第二凹槽，并且具有接至连接器(20、20’)电容器引线连接部(20e、20e’)的电容器引线(16a)，还具有电机枢轴连接部(20d)与电机起动器连接部(20b)。在一较佳实施例中，电容器引线连接部包括适应电容器引线失准的间隔开平行延伸的轨。在一改进实施例中，电容器引线连接部包括用于普通电容器快接端子的快接插孔。连接器形成可对左右连接器以两相对定向使用同一个连接器。电机起动器是一种与电容器(16)热隔离的PTC元件(14)，可确保电容器保持低于其最高使用温度。在一实施例中，封装件具有安装电机起动器(14)与电机保护器(18)的第一壳件和安置封装在其内的工作电容器(16)的第二壳件。在另一实施例中，电机保护器、电机起动器和工作电容器全都装在配有封闭盖(32b)的同一壳件内。

Description

电气封装件和构制电机起动器的方法

相关申请

根据35 U.S.C.节119(e)(1)，本申请要求2001年4月20日提交的美国临时申请No.60/285,166的权益。

发明领域

本发明一般涉及供电机使用的组合电机起动器、电容器和电机保护器的封装件，尤其涉及与某些电机如应用于家电压缩机等分马力电机一起使用的电气元件。

发明背景

在与压缩机电机联用的电气封装件中安装电机保护器与电机起动器很普通。设置的电气连接可以附接作为分立元件连接的工作电容器。电容器可用合适的导线来遥控安装接线，或者封装件适宜用安装柱等把电容器直接附接于封装件上，具体可参见美国专利No.5,170,207，该专利己转让给本发明受让人，其内容通过引用包括在此。在任一种方式中，电容器与电气封装件都作为分立元件购买，并由家电制造者作电气连接。

工作电容器的电容单元一般是一块绕在盘管上或堆迭成多层结构以提供所需电接触面积的金属化聚合物薄膜。聚合物膜装在塑壳里，对延伸至金属化聚合物膜的引线连上快接线，并封装在塑壳里，以符合工业使用寿命与可靠性要求。

接至金属化聚合物膜的引线容易偏斜而改变快接线的特定位置。当家用电器(配有应用电气封装件的压缩机)制造者试图把电容器快接线插入电气封装件中设置的接头以便直接附接于该封装件时，电容器快接线与电气封装件连接器不对准的情况是常见的。电容器连接器柱与插孔之间大的偏置距离更加重了这一问题。在各种封装件应用中，要接纳范围宽广的工作电容器几何尺寸，必须有大的偏置。这样会造成组装线中断而浪费时间。对于应用分立或遥控安装的电容器，为了使用比期望的更多更长的引线流水线安装电容器，必须设置独立的装置。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种简单、可靠并作过改进的廉价封装件和方法，用于把工作电容器安装与电气连接到会有电机起动器与电机保护器的电气封装件里。本发明的另一目的是提供一种上述美国专利No.5,170,307所述类型的电气封装件，它能更有效地接纳配用于某些电机的工作电容器。又一个目的是提供一种能在电机起动器与配用电容器之间简化电气连接方式的电气封装件。本发明的另一目的是为电机起动器与电机保护器提供一种电气封装件，与原有技术封装件相比，它还能接纳成本更低、家电制造商更易于安装的电容器。本发明的再一个目的是提供一种可克服上述原有技术局限性的封装件与方法。

本发明提供一种用于安装与电机联用的电气元件的封装件，包括：用电气绝缘材料形成的第一壳件，具有形成在第一壳件里的凹槽的开端、收容在凹槽中的电机起动器、收容在凹槽内的第一与第二间隔开连接器，各连接器具有电机枢轴连接部、电容器引线连接部、和收容在第一凹槽中的电机起动器连接部，电机起动器连接部电气连接至电机起动器，第一壳件具有电机枢轴收容孔，用电气绝缘材料形成的第二壳件，具有形成在第二壳件里的凹槽的开端、收容封装在第二壳件凹槽内的电容器，电容器的第一与第二引线从封装材料中伸出，二壳件收容在第一壳件上，关闭第一与第二壳件的开端，第一与第二电容器引线电气连接至第一与第二连接器各自的电容器引线连接部，电容器与电机起动器热隔离，和第二壳件具有形成在里面的功率端子接收孔。

本发明还提供一种用于安装与电机联用的电气元件的封装件，包括：电机起动开关，包括收容在封装件里的正温度系数电阻率材料的盘形元件，装在封装件中的第一与第二间隔开的连接器，具有通过各弹性指的力压入盘形元件中而与其接合的弹性指并具有电容器引线连接部的各连接器，所述封装件形成有电机枢轴收容孔，收容并封装在封装件里的电容器与电机起动开关热隔离，电容器具有延伸出封装材料的第一与第二引线，第一与第二电容器引线电气连接至第一与第二连接器各自的电容器引线连接部，封装件具有形成于其内的功率端子收容孔。

本发明还提供一种构制分马力电机的电机起动器的方法，包括以下步骤：形成具有电气绝缘材料壁的封装件，并在该封装件中形成电机起动凹槽与电容器收容凹槽；把电机起动开关装在与封装件壁热隔离的封装件电机起动凹槽内；把电容器装在电容器收容凹槽内：和以平行关系对电容器与电机起动开关作电气连接。

简单地说，根据本发明，在封装件中形成第一与第二凹槽里，电机起动器收容在第一凹槽里，工作电容器收容并密封在第二凹槽里，工作电容器与电容器热隔离并电气连接至电机起动器端子。在一较佳实施例中，电气封装件包括第一与第二接合壳件，第一凹槽形成在第一壳件里，第二凹槽形成在第二壳件里。较佳地通过第一与第二一体化连接器与电容器作电气连接，各连接器具有电机起动器连接部、电机枢轴连接部与电容器引线连接部。在一较佳实施例中，各电容器引线连接部包括一对间隔开的平行延伸的轨，其长度选成可在其间容纳一各别的电容器引线，沿轨长度的任何地方都适应引线对准变化。在另一较佳实施例中，各电容器引线连接部包括一快接插孔端。根据本发明一个特征，两类连接器都较佳地配有垂直对准的上下电机枢轴连接部和电容器引线连接部，单个连接器结构可在电机起动器任一侧作同样的连接器定向。电机起动器连接部在配用正温度系数电阻率(PTC)材料的盘形元件时，包括适于压位元件各接触面的弹性指。

在一替代实施例中，电气封装件包括单个机壳，其中形成的凹槽用于接纳电机起动器与电容元件，连盖子容纳在机壳里。在所有实施例中，电容器与电气封装件连成一体，不再是分立元件，由于不需要独立的罩壳，要求比现有技术更少的塑料，而且电容器电气连接至电机起动器端子，因而家电组装不再包括对电容器电气连接的步骤。根据本发明，电气封装件也可用作电气机壳或端盖，与冰箱或有关的除湿机、自动售货机等使用的分马力压缩机一起使用。

附图简介

在以下结合附图对本发明较佳实施例的详细描述中，新颖改进的组合电气封装件的其它目的、优点与细节将更清楚了，其中：

图1是电机和具有电机起动器、电机保护器与工作电容器的电气封装件的电气示意图；

图2是取自封装件上面某一位置的电气封装件的透视图，所述封装件包括按本发明第一较佳实施例制造并与电机一起使用的第一与第二互接合壳件；

图3是取自封装件下面一位置的图2电气封装件的透视图：

图4是在组装任何元件之前取自壳件下面某一位置的第二或上壳件的透视图；

图5是图4所示第二壳件的底面图，形成电容器收容凹槽的壁部稍作修改；

图6类似于图5，但是示出了收容和密封在壳件电容器收容凹槽里的电容器；

图7是未组装任何元件时第一或下壳件的顶平图；

图8类似于图7，但是示出了电机起动器与收容在壳件凹槽里的连接器，并示出壳件孔内的电机保护器；

图9是图2电气封装件使用的连接器透视图；

图10是与图9连接联用的端件透视图；

图11是包含图9连接器与图10端件的组件透视图；

图12是修改的连接器透视图：和

图13是本发明另一较佳实施例透视图，示出的一个壳件与第二壳件分开。

较佳实施例的详细描述

参照图1，图示电机10具有主绕组10a、起动绕组10b、和端子R、S与C。按本发明制造的电气封装件12包括做成正温度系数电阻率(PTC)元件14形式的电机起动开关和相互电气并联并与起动绕组10b和线路端子L1串接的工作电容器16。线路端子L1还接至主绕组端R，而线路端子L2通过电机保护器18接至公共电机端子C。

对于图2和图3，按本发明第一较佳实施例制造的组合电气封装件，包括与第二或上壳件12b互接合的第一或下壳件12a(如图2所示)，这些壳件用合适的电绝缘塑料形成。图7和8是壳件在收容诸元件前后的顶面图，形成在其中的凹槽12c用来收容电机起动开关。在本发明范围内，虽能使用各种电机起动开关，但图示的实施例应用了正系数电阻率材料的盘形元件14，并具有以已知方法设置了导电层的相对表面。利用图9和11所示和描述的连接器的连接器指20b以及凹槽底壁形成的凸出部12v，使元件14基本上悬空而与与凹槽壁接合，由此对电机起动器提供热分离。这种热隔离有助于确保电容元件保持低于其最高使用温度。

连接器20用合适的导电弹性材料形成，从其主体部20a形成的指20b用作电机起动开关连接部。与弹性指20b从中伸出的表面相对的表面20c，针对各肋12d的端面安置，肋12d作为反作用件，在把相应的连接器20置于PTC元件14相对侧时，可对PTC元件14的接触面提供选择的指接触力。

连接器20具有枢轴插孔形式的电机枢轴连接部20d，最好还具有一对各自从主体部20a向上和向下延伸的垂直对准的枢轴插孔，这样能使同一连接器结构应用于PTC元件14的两个表面，即翻转第二连接器，在同一位置对两种连接器定向提供电机枢轴插孔。

连接器20的电容器引线连接部20e还包括具有选定长度、间隔开平行延伸的弹性轨20f，其作用下面再述。最好还形成垂直对准的上下连接轨20f，以便对左右两侧连接器使用单个连接器主体。主体20a在连接部20h弯曲约90度，使轨沿选择的方向定向以接纳电容器引线，下面结合图6讨论。

连接器20收容在凹槽12c里，主体部20a的端部20k位于凹槽一个侧端，使电机枢轴连接部20d与形成于凹槽12c底壁的各个电机枢轴孔12e和导肋12e1对准，电容器引线连接部20e面对凹槽侧端。具有电机起动器、电机枢轴和电容器引线连接部的连接器20具好整体形成，而且后两个部分配有垂直对准上下部分，使连接器能够如上所述在两个相对的定向中使用，但应理解，必要时可提供分离的连接器部分。

图8、10和11还示出了跨接端子22。跨接端子22具有与线路L1连接的卡口刀片端接部22a、收容于槽12f内的安置部22b和通过在端部20k附近焊接而连接至主体20a的下主体部22c。应该明白，需要时，可用任何合适的方法连接端子22和连接器20。

壳件12a最好还设置收容顺电机保护器18的开口12g，如上述参照的美国专利No.5,170,307所图示和描述的那样。应该理解，需要时，提供一种只有电机起动器14与电容器16的电气封装件，也包含在本发明范围内。

图5和6分别是收容电容器前后上壳件12b相对于图2所示定向的底面图。壳件12b形成一凹槽12h，其中收容的工作电容器16在凹槽中用合适的封装材料24密封，以提供环境保护。电容器引线16a延伸出密封剂，通过槽12k收容在壳件壁件内。槽一般沿平行于安置连接器20主体20a的平面的方向对准引线，从而在壳件互连时，根据其特定位置，引线将收容在轨20f之间，并沿轨的长度在某一位置被迫进入电气接合。轨入口20g开口变圆，以适应横向失准。这样，即使各电容器的具体位置可能不同，也便于使从电容器16延伸出来的引线适合与电容器引线连接部20e作电气连接。壳件12a配有外围向上延伸凸出部121，将壳件12b的外缘准确地收容在凸出部外围内，而且还配有分别收容在壳件12a槽12n、12p里的壳件12b向上延伸的臂12m和12o。臂12m、12o最好在其自由远端12m、12o分别设置有锁定件，以便与壳件12a壁件内的搁板12n1与壁部互接合。

壳件12b示出的柱12q从壳闭合端向上延伸，用作电机枢轴连接部20d的止动表面。壳件12b还形成有收容跨接端刀片部22a的端槽12r和收容电机保护器端子18a的开口12s。槽12t形成在壁12u的外面中心部分，在壳件连在一起时对PTC元件14提供间隙。

图12示出一修改的连接器20′，它类似于连接器20，不过用垂直对准的上下快接插孔形成的电容器引线连接部20e′，用于同与之连接的普通电容器快接端子作电气连接。由于组合电气封装件第一与第二壳件之间有固定的对准，而且单一尺寸的电容器外壳包含在封装件壳件内，所以已将快接端子与插孔之间的失准问题减至最小。

在另一较佳实施例中，组合电气封装件32包括第一壳件32a，其中第一凹槽32c收容电机起动器PTC元件14和连接器20，它可以与前述实施例中使用的凹槽相同，并与肋32d协同针对PTC元件14和第二凹槽32h为弹性接触指20b提供反作用表面，第二凹槽32h收容在封装入凹槽前图示的电容器16。与前述实施例一样，图示的电容器引线16a远自由端收容在平行延伸、间隔开的轨20f之间。像上述参照第一实施例描述的一样，可在壳件32a中设置开口32g来收容电机保护器18。做成盖形式的第二壳件32b可收容在壳件32a的开口端上封闭该凹槽。盖壳件32b设置一合适的端子收容部32r、s，可提供进入端子18a、22a的通路。

通过组装作为组合电气封装件组成部分而不再是独立元件的电容器，可向家电制造商提供更低的安装费用。这种低费用源于若干因素，包括使用电气封装件的壳件作为电容器盖，因而取消了独立的电容器塑壳：不要求家电制造商将电容器附接于电气封装件，从而在遥控安装情况下，可节省制造劳力和导线费用：简化了起动器与电容器之间的连接方法：保护器有助于电容元件的失效-安全公开安全性要求，甚至可降低元件成本。

应该理解，本发明包括对所述实施例所作的落在所附权项范围内的所有更改和等效技术方案。

Claims (14)

1.一种用于安装与电机联用的电气元件的封装件，其特征在于包括：

用电气绝缘材料形成的第一壳件，具有形成在第一壳件里的凹槽的开端、收容在凹槽中的电机起动器、收容在凹槽内的第一与第二间隔开连接器，各连接器具有电机枢轴连接部、电容器引线连接部、和收容在第一凹槽中的电机起动器连接部，电机起动器连接部电气连接至电机起动器，第一壳件具有电机枢轴收容孔，

用电气绝缘材料形成的第二壳件，具有形成在第二壳件里的凹槽的开端、收容封装在第二壳件凹槽内的电容器，电容器的第一与第二引线从封装材料中伸出，第二壳件收容在第一壳件上，关闭第一与第二壳件的开端，第一与第二电容器引线电气连接至第一与第二连接器各自的电容器引线连接部，电容器与电机起动器热隔离，和

第二壳件具有形成在里面的功率端子接收孔。

2.如权利要求1的封装件，其中电机起动器包括具有平行间隔开接触面的由正温度系数电阻率材料形成的盘形元件，电机起动器连接部包括压住盘形元件各表面以与之电气连接并且与第一壳件热隔离安装该元件的弹性指。

3.如权利要求2的封装件，其中第一与第二连接器相互相同，各自具有弹性指从中延伸的主体部分、从主体一部分中延伸的彼此垂直对准的上下电机枢轴插孔以及从各连接器另一部分延伸的彼此垂直对准的上下电容器引线连接器，因而一个连接器可在盘形元件一表面侧沿一个定向装在第一壳件里，第二连接器可在盘形元件相对表面侧沿第二定向安装，电机枢轴插孔与第一壳件里的各个电机枢轴孔对准，电容器引线部与第二壳件里的各根电容器引线对准。

4.如权利要求3的封装件，其中所述电容器引线连接部各自包括间隔开的平行延伸的彼此垂直对准的弹性轨，用于沿轨长度将各电容器引线收容在轨之间，允许各电容器引线失准。

5.如权利要求2的封装件，其中所述电容器引线连接部各自包括间隔开的平行延伸的对准的弹性轨，用于沿轨长度将各电容器引线收容在轨之间，允许各电容器引线失准。

6.如权利要求1的封装件，其中穿过第一壳件形成有开口，电机保护器收容在开口中，电机保护器具有电机枢轴连接器与功率端子，功率端子通过第二壳件的功率端子孔延伸。

7.一种用于安装与电机联用的电气元件的封装件，其特征在于包括：

电机起动开关，包括收容在封装件里的正温度系数电阻率材料的盘形元件，装在封装件中的第一与第二间隔开的连接器，具有通过各弹性指的力压入盘形元件中而与其接合的弹性指并具有电容器引线连接部的各连接器，所述封装件形成有电机枢轴收容孔，

收容并封装在封装件里的电容器与电机起动开关热隔离，电容器具有延伸出封装材料的第一与第二引线，第一与第二电容器引线电气连接至第一与第二连接器各自的电容器引线连接部，封装件具有形成于其内的功率端子收容孔。

8.如权利要求7的封装件，其中弹性指固定与电容器热隔离的盘形元件。

9.如权利要求8的封装件，其中封装件包括第一与第二壳件，各壳件形成一凹槽，电机起动开关收容在第一壳件凹槽内，电容器收容密封在第二壳件凹槽内。

10.如权利要求9的封装件，其中各电容器引线连接部包括选定长度的间隔开的平行延伸的轨，用于在其间沿轨长度任何位置收容各电容器引线。

11.如权利要求9的封装件，其中各电容器引线连接部包括一快接插孔。

12.如权利要求8的封装件，其中封装件包括其中形成有第一与第二凹槽的壳件，电机起动开关收容在第一凹槽内，电容器收容封装在第二凹槽内，盖收容在凹槽上。

13.一种构制分马力电机的电机起动器的方法，其特征在于包括以下步骤：

形成具有电气绝缘材料壁的封装件，并在该封装件中形成电机起动凹槽与电容器收容凹槽，

把电机起动开关装在与封装件壁热隔离的封装件电机起动凹槽内，

把电容器装在电容器收容凹槽内，和

以平行关系对电容器与电机起动开关作电气连接。

14.如权利要求13的方法，其中电机起动开关包括一正温度系数电阻率材料的盘形元件。

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