CN102543575B - 二速温控电源开关 - Google Patents

Abstract

一种二速温控电源开关。包括开关壳体、传感器壳体、基座、双金属片、推杆、活动触片和固定触片。传感器壳体内腔下部设有梯台，用于安放双金属片，其中：双金属片为圆片形，包括主动金属层和被动金属层，主动金属层和被动金属层紧密结合呈双层结构，主动金属层的上端面和被动金属层的下端面为由主动层向被动层方向凹陷的弧面。利用本发明可以保证双金属片能够及时快速发生形变，并将形变动能准确传递到开关触点。实现对触点连接电路的闭合、开路控制。

Description

二速温控电源开关

技术领域

本发明涉及一种电路开关，特别是涉及一种以温度为触发条件的温控开关。

背景技术

温控电源开关通常主要由触点开关，传动部件，传感器，基座及壳体组成。传感器感受温度变化的同时，容易受到使用环境的干扰，造成达到特定温度时触发不稳定，在温度变化频繁、多机械振动的环境下，容易虚连接。

针对以上问题，考虑利用双金属片的物理特性作为温度传感器。双金属片由两种膨胀系数不同的金属或合金构成，膨胀系数较高的一面为主动层，膨胀系数较低的一面为被动层，温度升高会使主动层的形变要大于被动层的形变，从而双金属片的整体就会向被动层一侧弯曲，当达到一定温度数值时，使金属片产生形变，这一工作过程是可逆的。金属片的形变可以使传动部件带动开关触片连接或断开，电路的通/断控制。

目前使用的温控电源开关，通常是在温度上升至一特定温控值时，接通后续电路，特殊状况下，也需要一种温控电源开关能够达到一个特定温控值时使后续电路开路，并且工作过程可逆。具有此类状态控制功能的温控开关未在实际应用中出现。

发明内容

本发明的目的是提供一种二速温控电源开关，解决温控材料不能够快速响应温度变化产生形变，并将形变力量准确传递到开关触点，及时完成对后续电路闭合或开路的技术问题。

本发明的二速温控电源开关，包括传感器壳体、双金属片，传感器壳体内腔下部设有梯台，用于安放双金属片，其中：双金属片为圆片形，包括主动金属层和被动金属层，主动金属层和被动金属层紧密结合呈双层结构，主动金属层的上端面和被动金属层的下端面为由主动金属层向被动金属层方向凹陷的弧面。

还包括推杆、位于开关壳体内的活动触片、固定触片，推杆的一端与双金属片抵触，推杆的另一端与活动触片相抵触，活动触片和固定触片保持接触。

在所述活动触片与固定触片保持接触的端面上，活动触片上安装有活动触片触点，固定触片上安装有相应的固定触片触点。

一种二速温控电源开关，所述推杆的一端与双金属片的主动层相抵触，活动触片的下端面与固定触片的上端面相接触。

另一种二速温控电源开关，所述推杆的一端与双金属片的被动层相抵触，活动触片的上端面与固定触片的下端面相接触。

所述固定触片为类三角形的薄板，在靠近左边处开有贯穿上下端面的插接通孔，在插接通孔的右侧安装有固定触片触点。

所述活动触片包括上弹片、下弹片、圆弧形弹片和固定板，上弹片和下弹片为矩形薄板，上弹片的右端面和下弹片的右端面通过圆弧形弹片固定连接，上弹片的下端面固定连接在固定板的上端面，上弹片上开有贯穿固定板的插接通孔。

还包括导电片，导电片固定在开关壳体内腔的固定层中，导电片的末端设有与插接通孔对应的插接凸起。

还包括设有中心导向孔的基座，中心导向孔的厚度大于推杆长度的三分之一。

本发明的二速温控电源开关，对特定温控值的反应迅速准确，双金属片的特定形状和结构，可以保证双金属片在达到特定温控值前随温度变化积聚能量，在达到特定温控值时能量超过临界值，使双金属片瞬间向预定方向产生较大的快速形变，形变力量大于活动触片的形变弹力，通过推杆可以使活动触片和固定触片彻底接合或分离，触点间不会出现粘连或虚连接的状态。

利用基座上的导向孔实现了对推杆的多点支撑，导向孔的厚度保证了推杆在传递形变力量时与受力方向一致，传递准确，减少形变能量的损失。

活动触片的结构可以保证常温时持续保持弹性，使双金属片和活动触片间形成稳定的相持力量，保证传动装置结构状态稳定，不会轻易受到开关外界使用环境的干扰。

通过对双金属片、推杆、活动触片和固定触片之间连接结构的改变形成了不同于现有技术对后续电路状态控制的实施例，使得后续控制电路可以灵活设计，易于与装置的电路结合，产生更有效的控制效果。

下面结合附图对本发明的二速温控电源开关作进一步说明。

附图说明

图1为本发明二速温控电源开关实施例1的双金属片结构示意图；

图2为本发明二速温控电源开关实施例1的内部结构示意图；

图3为本发明二速温控电源开关实施例1的内部结构主视剖视图；

图4为本发明二速温控电源开关实施例1的内部结构A-A方向剖视图；

图5为本发明二速温控电源开关实施例1的传动装置的轴侧图；

图6为本发明二速温控电源开关实施例1的传动装置的轴向图；

图7为本发明二速温控电源开关实施例1在常温时与电磁风扇离合器中受控线圈的等效电路；

图8为本发明二速温控电源开关实施例2的传动装置的轴侧图。

具体实施方式

在实施例1中，如图2和图3所示，二速温控电源开关包括开关壳体001，传感器壳体002，基座003，传感器壳体内腔开口处设有平台，基座003为耐高温的工程塑料压制而成，中心开有中心导向孔020，基座003置于传感器壳体002的开口处平台上。开关壳体001通过卡接方式与传感器壳体002的开口处接驳，使得开关壳体001、基座003与传感器壳体002固定连接为一个整体，传感器壳体和开关壳体的结合面利用密封圈004密封。

两个导电片022固定在开关壳体001的腔内固定层中，导电片的末端设有两个插接凸起。。传感器壳体002底部有突出部005，与发动机水箱紧密接触。

如图1、图3、图4、图5和图6所示，实施例1的传动装置包括双金属片006，推杆007，活动触片010，固定触片012。双金属片006安放于传感器壳体002内腔底部的梯台011上，双金属片为圆片形，包括主动金属层0051形成的主动层和被动金属层0052形成的被动层，主动金属层和被动金属层紧密结合呈双层结构，主动金属层的上端面和被动金属层的下端面为由主动层向被动层方向凹陷的弧面。当双金属片受热发生形变时，主动金属层的上端面和被动金属层的下端面变形为由被动层向主动层方向凹陷的弧面，双金属片的中心较原始位置位移最大，双金属片的负荷能力不明显下降。

推杆007为圆柱体，端面平滑，采用耐高温的工程塑料制成。

固定触片为类三角形的薄板，在靠近左边处开有贯穿上下端面的插接通孔，在插接通孔的右侧上端面安装有固定触片触点009，通过插接通孔与相应导电片的插接凸起固定连接。

活动触片010包括上弹片、下弹片、圆弧形弹片和固定板，上弹片、下弹片和固定板为矩形薄板，在下弹片的左端下端面，安装有活动触片触点008，上弹片的右端面和下弹片的右端面通过圆弧形弹片固定连接，上弹片的下端面固定连接在固定板的上端面，上弹片上开有贯穿固定板的插接通孔，与相应导电片的插接凸起固定连接。

固定触片触点009与活动触片触点008接触，推杆007穿过中心导向孔020，推杆007一端与活动触片010相抵触，另一端与双金属片006的主动层相抵触。

突出部005，作为感温体，与水箱外壁紧密接触，嵌入水箱内壁，增大传感器壳体与水箱的接触面积，加快水箱的热量传导，缩小传感器反应时间，有利于快速传导水箱热量变化。

如图7所示，是当实施例1的二速温控电源开关应用在汽车电磁风扇离合器的电路控制时，在发动机水箱常温时，与电磁风扇离合器中受控线圈的等效电路。活动触片和固定触片作为第一开关K1，第一开关K1闭合，使电源P与第一线圈L1的回路闭合，线圈产生电磁吸力。

当温度未达到限定值前，保持第一工作状态，活动触片和固定触片保持接触。第一线圈L1的回路闭合，当双金属片006因温度变化升到限定值时双金属片发生形变，推动推杆007发生位移，推杆007推动活动触片010使其弹性形变，使固定触片触点009与活动触片触点008分离，进入第二工作状态，活动触片和固定触片保持分离，第一线圈L1的回路开路。当温度降到限定值时，双金属片006再次发生形变复原，推杆失去支撑活动触片复原，恢复原状，进入并保持第一工作状态，活动触片和固定触片保持接触，第一线圈L1的回路闭合。双金属片006发生形变时产生的动作准确地传递到活动触片009，使活动触片和固定触片快速完成接触、断开动作。

在实施例2中，如前述如图1至6所示的实施例1的其他结构不变的情况下，双金属片006a安放于传感器壳体002内腔底部的梯台011上，如图6所示，推杆007a穿过中心导向孔020，推杆007a一端与活动触片010a相抵触，另一端与双金属片006a的被动层相抵触。

当温度未达到限定值前，保持第一工作状态，活动触片和固定触片保持接触。当双金属片006a因温度变化升到限定值发生形变时，双金属片006a与推杆007a间出现空隙，活动触片010a因其弹性形变，使推杆007a发生位移，活动触片010a发生形变，使固定触片触点009a与活动触片触点008a分离，进入第二工作状态，活动触片和固定触片保持分离。当温度降到限定值时，双金属片006a再次发生形变恢复原状，进入并保持第一工作状态，活动触片和固定触片保持接触。

制造上述实施例中温控电源开关的方法，包括：

形成传感器壳体002；

形成基座003；

形成开关壳体001；

将导电片022装入开关壳体001；

将固定触片012和固定触片触点009连接后与导电片022安装，将活动触片010和活动触片触点008连接后与导电片022安装；

将双金属片006、推杆007和基座003顺序装入传感器壳体003；将开关壳体001、密封圈004和传感器壳体003通过卡接方式接驳在一起。

利用本发明对电磁风扇离合器进行控制的方法，包括步骤如下：

发动机温度达到限定值前，突出部005传递的热量不足以使双金属片006产生形变，温控开关不动作，固定触片触点009与活动触片触点008保持接触，温控开关处于第一工作状态；

发动机温度升到设定值时，双金属片006瞬间翻转，活动触片触点008与固定触片触点009分离，温控开关处于第二工作状态；

发动机温度降到设定值时，双金属片006瞬间翻转还原，活动触片触点008与固定触片触点009接触，温控开关处于第一工作状态。

包含本发明的二速温控电源开关的一种电磁风扇离合器，可以完成在第一工作状态时，或发动机启动未达到工作温度时，散热风扇不转动散热降温；当达到第二工作状态的限定温度时，断开电磁风扇离合器的专用控制电路，使散热风扇转动散热降温。

双金属片006发生形变的温度值与双金属片主动层和被动层的弧度相关。

本发明实施例中的双金属片，配合传感器壳体内腔的形状，边缘形状可以为圆形、矩形、三角形等形状。

本发明实施例中的对应触点的接触面为相互配合的凸面和凹面，保证接触面积。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种二速温控电源开关，包括传感器壳体(002)、双金属片(006)，传感器壳体内腔下部设有梯台(011)，用于安放双金属片，其特征在于：双金属片为圆片形，包括主动金属层(0051)和被动金属层(0052)，主动金属层和被动金属层紧密结合呈双层结构，主动金属层的上端面和被动金属层的下端面为由主动金属层向被动金属层方向凹陷的弧面，还包括推杆(007,007a)、位于开关壳体内的活动触片(010,010a)、固定触片(012,012a)，所述活动触片包括上弹片、下弹片、圆弧形弹片和固定板，上弹片和下弹片为矩形薄板，上弹片的右端面和下弹片的右端面通过圆弧形弹片固定连接，上弹片的下端面固定连接在固定板的上端面，上弹片上开有贯穿固定板的插接通孔，推杆的一端与双金属片抵触，推杆的另一端与活动触片相抵触，使双金属片和活动触片间形成稳定的相持力量，活动触片和固定触片保持接触。

2.如权利要求1所述的二速温控电源开关，其特征在于：在所述活动触片与固定触片保持接触的端面上，活动触片(010,010a)上安装有活动触片触点(008,008a)，固定触片(012,012a)上安装有相应的固定触片触点(009,009a)。

3.如权利要求2所述的二速温控电源开关，其特征在于：所述推杆(007)的一端与双金属片(006)的主动层相抵触，活动触片(010)的下端面与固定触片(012)的上端面相接触。

4.如权利要求2所述的二速温控电源开关，其特征在于：所述推杆(007a)的一端与双金属片(006a)的被动层相抵触，活动触片(010a)的上端面与固定触片(012)的下端面相接触。

5.如权利要求1至4任一所述的二速温控电源开关，其特征在于：所述固定触片为类三角形的薄板，在靠近左边处开有贯穿上下端面的插接通孔，在插接通孔的右侧安装有固定触片触点(009,009a)。

6.如权利要求5所述的二速温控电源开关，其特征在于：还包括导电片(022)，导电片固定在开关壳体(001)内腔的固定层中，导电片的末端设有与插接通孔对应的插接凸起。

7.如权利要求6所述的二速温控电源开关，其特征在于：还包括设有中心导向孔(020)的基座(003)，中心导向孔的厚度大于推杆长度的三分之一。