CN105489450A - 一种机械式电路保护器件 - Google Patents

Abstract

一种机械式电路保护器件，包括一个含固定端子的塑胶下壳，一个含金属嵌件的塑胶上壳，一个与塑胶下壳相配合的可动端子，以及装配在塑胶外壳中的双金属片和PTC部件。在所述的塑胶下壳中，尾部形成凹槽结构，并在凹槽结构的前部和后部，各有一个限位柱。在所述的可动端子中，含有与塑胶下壳凹槽结构及限位柱相配合的弯折结构和限位孔。在所述的塑胶上壳中，尾部形成与塑胶下壳凹槽结构相配合的突起结构。在所述的可动端子和固定端子上，各有两个几何缺口。本发明目的在于改善器件在电路中使用时或装配到电路上的过程中，由于两侧端子受到拉力或扭力引起的器件结构破坏，从而提高器件使用的可靠性。

Description

一种机械式电路保护器件

技术领域

本发明涉及一种能为电路提供过热或过电流双重保护的且具有自恢复功能的安全器件，为一种机械式电路保护器件。

背景技术

一种能为电路提供过热或过电流双重保护的且具有自恢复功能的安全器件，目前已经被提出，并应用到电子电路保护中。这种保护器件通常含有一个塑胶外壳，以及装配在塑胶外壳中的双金属片、PTC元件、触点等部件。使用时通过两侧的端子连接在电路当中。由于电子行业日益小型化、薄型化的发展趋势，电路保护器件也面临着相同的要求。因此，电路保护器件包含的各个零部件的外形尺寸、结构设计都受到了限制，例如，由于器件总厚度的限制，塑胶注塑层厚度、金属件的厚度都受到限制，从而器件结构强度也受到相应的限制。但另一方面，器件在使用过程中，当将两侧的端子连接到电路中时，端子会受到一定的拉力和扭力。从而，容易引起器件的破坏（例如，端子从塑壳中拉出，或塑胶上壳和塑胶下壳相互脱开），降低产品应用的可靠性。

已公开的对比文件CN102568958A,公开了一种性能更可靠的自保持型过电流保护装置，包含塑料壳体、可分断电路、PTC元件、双金属元件四部分，可分断电路由可动电极、动触点、静触点和固定电极串联构成；塑料壳体形成的中空腔体被并列分隔成两个腔体，一腔体放置PTC元件和另一腔体放置双金属片；PTC元件为载流型安装，与可分断电路并联；双金属片为非载流型安装，自身不连入电路，为可分断电路的分断和导通提供驱动力，正常状态下，电流由动静触点和PTC元件组成的并联电路流过，异常时双金属片变形，带来可动电极的位移，从而切断可分断电路，当双金属片变形恢复时，可动电极的位移恢复，从而可分断电路导通；PTC元件的常温电阻为不少于100倍可分断电路的电阻。

另外，已公开的对比文件CN103617928A，公开了一种薄型电路保护器件，包括上壳和下壳形成的中空腔体，由可动电极、动触点、静触点和固定电极串联构成的可分断电路，高分子PTC元件和双金属片，其中，上壳由上金属嵌件和上塑胶件构成，上金属嵌件上有加强筋，上塑胶件上亦设有与其配合的加强筋；下壳由设有带引出端和静触点的下金属嵌件和下塑胶件构成，下塑胶件二侧近外壁端设有二个卡槽，下金属嵌件与下塑胶件相接的三个相邻侧边围成的框形上分别设有三个嵌钩，金属嵌件与下塑胶件通过嵌钩相嵌接；在可动电极中段，在可动电极平面垂直方向上设有两个折弯，安装时，所述折弯伸入下塑胶件的卡槽内，紧抵外壁。

但上述已公开的专利中，申请人发现在器件小型化、薄型化方向发展后，容易导致器件的结构强度不足，器件在使用过程中，当将两侧的端子连接到电路中时，由于端子会受到一定的拉力和扭力，容易引起器件的破坏（例如，端子从塑壳中拉出，或塑胶上壳和塑胶下壳相互脱开），降低产品应用的可靠性。本发明所要解决的问题是提供一种电路保护安全器件，该器件能够在实现薄型话和小型化的同时，改善器件由于薄型话和小型化带来的机械强度不足、器件在使用中由于两侧端子会受到拉力和扭力作用下易被破坏的问题，提高器件使用的可靠性。当引出的端子连接在外部电路中，就会受到不同程度的拉力，从而可能导致其中的器件从中拉出，造成器件失效。

另一方面，器件在使用或装配加工过程中，经常会承受一定的扭力。由此而导致的一个结果，当这一扭力通过引出的端子传递至器件内部时，可能会破坏器件的整体结构，引起器件功能的完全失效，危及电路功能或安全。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明目的在于：提供一种机械式电路保护器件，结构和性能更稳定，可适用于某些需要通过大电流的电子电路的保护，例如智能手机、平板电脑及笔记本电脑中的大容量电池内部的电子电路。

本发明目的通过下述技术方案实现：一种机械式电路保护器件，至少包括一个内嵌固定端子的塑胶下壳，一个与塑胶下壳配合的塑胶上壳，所述塑胶下壳与塑胶上壳形成外壳框架，一个与塑胶外壳相配合的可动端子，以及装配在塑胶外壳内的双金属片和PTC元件，所述的固定端子和可动端子分别从所述的外壳框架中引出，形成引脚，其中：

在所述的塑胶下壳的一端部设有下凹台阶，另一端设有凹穴，所述的下凹台阶与塑胶上壳同侧设置的突起结构相匹配，所述的凹穴与塑胶上壳同侧的限位凸起配合，在所述的下凹台阶弯折线二侧分设左、右限位柱；

所述的可动端子上设有一与所述的下凹台阶相匹配的弯折部，在该弯折部的二侧设有左、右限位孔，分别插在所述的下凹台阶的左、右限位柱上定位。

为保护整体器件的结构稳定，在所述的可动端子和固定端子的引脚上设有对称的几何缺口。当受到外力时，几何缺口作为应力集中点，先行被破坏，以防止壳体内的结构受损。

在上述方案基础上，所述的塑胶下壳的限位柱和四周框壁，与上壳塑胶熔接。

在上述方案基础上，所述的引脚上各设一对结构对称的几何缺口，若设定端子宽度为X，半圆形缺口直径为Y。则应满足：（X-2Y）/X为0.4~0.9之间。

在上述方案基础上，在所述的可动端子和固定端子的引脚上的各几何缺口的长度之和与端子宽度之比为0.4~0.9。具体来说，若设定端子宽度为X，半圆形缺口直径为Y。则应满足：（X-2Y）/X为0.4~0.9之间。

在上述方案基础上，塑胶下壳与上壳塑胶熔接的方法可以是超声波熔接。

由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下优点：

（1）可动端子弯折结构嵌在相互熔接的塑胶上壳和塑胶下壳中，当器件两侧端子在使用或装配到电路上的过程中受到拉力时，端子的拔出会受到塑胶下壳凹槽结构和上壳突起结构的阻挡。从而增大端子的拔出力，在使用中不容易发生端子脱出。特别是限位部位从一个增加为两个，改善因尺寸减小引起的抗拉强度的下降。

（2）通过可动端子和固定端子上形成两个对称的缺口，当器件两侧端子在使用过程中受到扭力时，端子的变形优先发生在缺口位置。从而防止扭力进一步传递到器件塑壳内部，引起塑壳的破坏。

综上，本发明增强了器件在使用或装配到电路过程中两侧端子抗拉力和抗扭力特性，提高器件使用的可靠性。

附图说明

图1为本发明分解结构示意图；

图2为塑胶下壳的尾部凹槽结构和限位柱示意图；

图3为可动端子弯折结构和限位孔示意图；

图4为可动端子和塑胶下壳配合示意图；

图5为塑胶上壳突起结构示意图；

图6为塑胶下壳与可动端子与塑胶上壳配合的剖面图；

图7为可动端子和固定端子缺口示意图；

附图中标号说明：

1——塑胶下壳；

11——下凹台阶；12、13——左、右限位柱；

14——凹穴；

2——PTC元件；

3——双金属片；

4——可动端子；

41——弯折部；42、43——左、右限位孔；

44、45——可动端子的第一、第二缺口

5——塑胶上壳；

51、52——第一、第二限位凸起；53——突起结构；

6——固定端子；

61、62——固定端子的第一、第二缺口。

具体实施方式

下面请参阅说明书附图，对本发明进一步说明。

如图1为本发明分解结构示意图、图2为塑胶下壳的尾部凹槽结构和限位柱示意图、图3为可动端子弯折结构和限位孔示意图、图4为可动端子和塑胶下壳配合示意图、图5为塑胶上壳突起结构示意图、图6为塑胶下壳与可动端子与塑胶上壳配合的剖面图和图7为可动端子和固定端子缺口示意图所示：

一种机械式电路保护器件，至少包括一个内嵌固定端子6的塑胶下壳1，与塑胶下壳1配合的塑胶上壳5，所述塑胶下壳1与塑胶上壳5形成外壳框架，一个与塑胶外壳相配合的可动端子4，以及装配在塑胶外壳内的双金属片3和PTC元件2，所述的固定端子6和可动端子4分别从所述的外壳框架中引出，形成引脚，其中：

在所述的塑胶下壳1的尾部设有下凹台阶11，前端设有凹穴14，所述的下凹台阶11与塑胶上壳5同侧设置的突起结构53相匹配，如图5所示的塑胶上壳，所述的凹穴14与塑胶上壳5同侧的第一、第二限位凸起51、52配合，在所述的下凹台阶11弯折线二侧分设左、右限位柱12、13；

所述的可动端子4上设有一与所述的下凹台阶11相匹配的弯折部41，在该弯折部41的二侧设有左、右限位孔42、43，分别插在所述的下凹台阶11的左、右限位柱12、13上定位，如图1、图2和图3所示。

如图7所示，所述的可动端子4和固定端子6的引脚上设有对称的几何缺口。其中，可动端子和固定端子上各设有两个对称的半圆形缺口，形成可动端子的第一第、二缺口44、45和固定端子的第一、第二缺口61、62，缺口形状可以是半圆形或开口向的三角形，以半圆形缺口为例，若设定端子宽度为X，半圆形缺口直径为Y，则应满足：（X-2Y）/X=0.4～0.9。

本发明装配步骤如图1至6所示：

如图1和2所示，依序在内嵌固定端子6的塑胶下壳1上装配PTC2、双金属片3，将可动端子4的左、右限位孔42、43插在塑胶下壳1的左、右限位柱12、13上，形成如图4所示结构。

如图2所示，塑胶下壳1尾部的下凹台阶11二侧各设左、右限位柱12、13，所述左、右限位柱12、13的端部形成尖锥形，在组装完成后，左、右限位柱12、13的端部尖锥形与塑胶上壳5塑胶相接触。该突起结构53与下凹台阶11形成配合，将可动端子4限制在塑胶下壳1和塑胶上壳5之间。

如图6所示，将所述的塑胶下壳1的左、右限位柱12、13和四周框壁与塑胶上壳5熔接。

可动端子4的一部分和固定端子6的一部分从外壳支架中引出，形成两个引脚。在器件使用过程中，两侧引脚通过焊接等方式连接在外部电路中。

两侧端子在实际使用过程中会受到不同程度的拉力。由此而导致的一个问题，就是可动端子4容易从外壳支架中拉出，造成器件失效。而本发明通过对可动端子4与外壳配合的结构改进，即：左、右限位孔42、43与左、右限位柱12、13相配合的连接结构，提高了连接强度，可有效防止可动端子4从外壳中拉出的风险。需要同时破坏下凹台阶11和左、右限位柱12、13结构，才可使得可动端子4的弯折部41从塑胶外壳中脱出，大大提升了可动端子4从外壳支架中脱出的阻力。使本发明器件装配到电路上，或在装配的过程中，两侧端子承受一定的拉力时，器件破坏失效的概率大大降低。

另一方面，本发明器件在使用或装配加工过程中，可动端子4和固定端子6分别引出的两侧引脚也可能会承受一定的扭力。由此而导致的结果是：当这一扭力通过可动端子4传递至器件内部时，会作用到塑胶上壳5及塑胶下壳1上。由于塑胶上壳5及塑胶下壳1的熔接强度有限，这一扭力有可能会破坏塑胶上壳5与塑胶下壳1的相互熔接，导致塑胶上壳5与塑胶下壳1相互分离，引起器件功能的完全失效，危及电路功能或安全。

所以在本发明中，如图3所示，在外壳框架的外部，在可动端子4和固定端子6上形成两对对称的缺口，当器件中引出的两侧端子在使用过程中受到扭力时，由于可动端子的第一第、二缺口44、45和固定端子的第一、第二缺口61、62的机械强度相对薄弱，端子的变形优先发生在缺口位置。从而抵消大部分的扭力，防止扭力进一步传递到器件塑壳内部，引起整个器件的破坏。

为了满足两侧端子在受到扭力时，端子的变形能够优先发生在缺口位置。可动端子4和固定端子6上形成两对对称的几何缺口时，需要满足一定的几何比例。如图7中所示，若设定端子宽度为X，半圆形缺口直径为Y。则应满足：（X-2Y）/X为0.4~0.9之间。当这一比例小于0.4时，可能会引起端子结构强度的不足。当这一比例高于0.9时，可能会导致抵消扭力的作用大幅减弱。

因此，本发明器件在使用或装配到电路上的过程中，增强了两侧端子抗拉力和抗扭力特性，提高器件使用的可靠性。

Claims (4)

1.一种机械式电路保护器件，至少包括一个内嵌固定端子（6）的塑胶下壳（1），一个与塑胶下壳（1）配合的塑胶上壳（5），所述塑胶下壳（1）与塑胶上壳（5）形成外壳框架，一个与塑胶外壳相配合的可动端子（4），以及装配在塑胶外壳内的双金属片（3）和PTC元件（2），所述的固定端子（6）和可动端子（4）分别从所述的外壳框架中引出，形成引脚，其特征在于：

在所述的塑胶下壳（1）的一端部设有下凹台阶（11），另一端设有凹穴，所述的下凹台阶（11）与塑胶上壳（5）同侧设置的突起结构（53）相匹配，所述的凹穴与塑胶上壳（5）同侧的（前端的）限位凸起配合，在所述的下凹台阶（11）弯折线二侧分设左、右限位柱（12、13）；

所述的可动端子（4）上设有一与所述的下凹台阶（11）相匹配的弯折部（41），在该弯折部（41）的二侧设有左、右限位孔（42、43），分别插在所述的下凹台阶（11）的左、右限位柱（12、13）上定位。

2.根据权利要求1所述的一种机械式电路保护器件，其特征在于：所述的可动端子（4）和固定端子（6）的引脚上设有对称的几何缺口。

3.根据权利要求1所述的一种机械式电路保护器件，其特征在于：所述的塑胶下壳（1）的限位柱和四周框壁，与上壳塑胶熔接。

4.根据权利要求1或2所述的一种机械式电路保护器件，其特征在于：可动端子和固定端子上各设有两个对称的半圆形缺口，若设定端子宽度为X，半圆形缺口直径为Y，则应满足：（X-2Y）/X=0.4~0.9。