CN105659351B - 热敏开关和成形用模具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热敏开关，该热敏开关的热敏板组件以及固定接点被收纳于密闭容器内，前述热敏板组件具有如下所述的结构：在热敏板的长边方向的一端侧固接有可动接点，在另一端侧固接有金属支承体的一端，并且在固接之后前述热敏板被拉深成形，前述热敏板组件在前述热敏板的中央部附近具有盘状的拉深形状部，在前述可动接点的固接部与前述热敏板的短边方向两侧端之间，以及在前述金属支承体的固接部与前述热敏板的短边方向两侧端之间，分别具有弯折形状部。

Description

热敏开关和成形用模具

技术领域

本发明涉及在密闭容器内具有使用热敏板的接点开闭机构的热敏开关以及热敏板的成形用模具。

背景技术

这种热敏开关被日本专利公开公报平10-144189号公开。该热敏开关在金属制的密闭容器内部具备热敏板组件与固定接点。热敏板组件具备如下所述的结构：在由双金属材料等构成的热敏板的一端侧焊接有可动接点，在另一端侧焊接有金属支承体的一端。金属支承体的另一端被固定于密闭容器的内表面。由可动接点与固定接点形成开闭接点。

该热敏开关被配置于例如冷冻机和空调机等的密闭型电动压缩机的密闭外壳内，作为截断流过压缩机用电动机的交流电流的热保护器而被使用。热敏板被拉深成形为盘状，在既定的温度下其弯曲方向发生翻转。在热敏开关的周围变得异常高温时，或者在约束电流等过大电流流过电动机时，热敏板的弯曲方向急跳翻转，接点之间打开。若因运转停止而温度降低到既定值以下，则热敏板的弯曲方向急跳翻转（急跳复位），接点之间再次闭合。

在直到冷冻机和空调机等结束其产品寿命为止的期间中，要求热敏板具有为了重复进行急跳翻转的充分的耐久性。例如，若热敏板的焊接部或者其周边部的强度不足，则由于重复动作而热敏板容易发生破裂。

若热敏板原材料的特性相离散，则翻转动作温度也相离散。因此，在上述的热敏开关中，将密闭容器的既定位置从外侧压扁变形，由此调整热敏板的可动接点与固定接点的接触压力，从而校准翻转动作温度。为了扩大该可校准范围，需要提高上述接触压力的上限值。但是，若提高接触压力，则容易产生永久性的弯曲、破裂等。

发明内容

本发明的目的是提供耐久性高、翻转动作温度的可校准范围大的热敏开关以及热敏板的成形用模具。

本发明的热敏开关的热敏板组件以及固定接点被收纳于金属制的密闭容器内，前述热敏板组件具有如下所述的结构：在呈矩形的热敏板的长边方向的一端侧固接有可动接点，在另一端侧固接有金属支承体的一端，并且在这些可动接点与金属支承体的固接后，前述热敏板被拉深成形为盘状，该热敏开关由前述可动接点与前述固定接点形成开闭接点，前述金属支承体的另一端被固定于前述密闭容器的内表面，由此前述热敏板组件被悬臂支承，其特征在于，前述热敏板组件在前述热敏板的中央部附近具有盘状的拉深形状部，在前述可动接点的固接部与前述热敏板的短边方向两侧端之间，以及在前述金属支承体的固接部与前述热敏板的短边方向两侧端之间，分别具有弯折形状部。

本发明的成形用模具相对于热敏板组件，利用盘状凹面的模面和盘状凸面的模面将前述热敏板夹压而进行拉深成形，前述热敏板组件在呈矩形的热敏板的长边方向的一端侧固接有可动接点，在另一端侧固接有金属支承体的一端，其特征在于，前述模面是具有如下所述的直径的圆盘状面，前述直径比前述热敏板的短边宽度大，并且比前述热敏板上的前述可动接点以及前述金属支承体的各重叠部彼此的距离最远部的距离小，前述模面在分别对应于前述热敏板与前述可动接点的重叠部以及前述热敏板与前述金属支承体的重叠部的部分上，形成有将该对应于重叠部的部分包围且由圆弧形成的凹口部。

若在将可动接点与金属支承体固接于热敏板之后，将热敏板拉深成形为盘状，则能够在热敏板上形成弯折形状部。若使用本发明的成形用模具进行拉深成形，则能够在确保相对于热敏板与可动接点的重叠部以及热敏板与金属支承体的重叠部的避让的同时将热敏板拉深成形为盘状，并且在热敏板上形成弯折形状部。

若在热敏板上形成弯折形状部，则热敏板重复翻转动作时的耐久性提高。另外，热敏板的强度提高，变得不容易发生永久性的弯曲、破裂等，所以能够在借助压扁变形进行的翻转动作温度校准中提高接点间的接触压力。由此能够扩大翻转动作温度的可校准范围。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的热敏开关的纵剖视图。

图2是沿图1中的II-II线的横剖视图。

图3是热敏开关的侧视图。

图4是热敏开关的俯视图。

图5是表示热敏板组件与成形用模具的关系的图。

图6A是拉深成形前的热敏板组件的侧视图。

图6B是拉深成形后的热敏板组件的侧视图。

图7A是成形用上模具的俯视图。

图7B是沿图7A中的VIIB-VIIB线的横剖视图。

图8A是成形用下模具的俯视图。

图8B是沿图8A中的VIIB-VIIB线的横剖视图。

图9是在模面的直径D与热敏板的短边宽度L1相等的情况下的图5的对应图。

图10是在模面10的直径D接近可动接点以及支承体的各重叠部彼此的距离最远部的距离L2的情况下的图5的对应图。

具体实施方式

下面，关于将本发明的热敏开关应用于截断流过压缩机用电动机的交流电流的热保护器的一个实施例，参照附图进行说明。

如图1所示，热敏开关1的密闭容器2由金属制的外壳3与盖板4构成。外壳3通过将铁板等用冲压机拉深成形被制作成长半球形状。外壳3的长边方向的两端部被成形为近似球面状，连接该两端部的中央部具有半圆状的截面。盖板4被制作成将比外壳3厚度更厚的铁板成形为长圆形，在外壳3的开口端处借助环形凸焊等气密地封闭。

在密闭容器2的内部收纳有热敏板组件5。热敏板组件5如图1、图5等所示，在呈矩形的热敏板6的长边方向的一端侧固接有可动接点7，在另一端侧固接有金属制的支承体8的一端。热敏板6在固接这些部件之后被拉深成形为浅盘状。借助该成形，固接有可动接点7的一侧的面成为盘状凹面，而固接有支承体8的一侧的面成为盘状凸面。支承体8的另一端被固定于密闭容器2的内表面，热敏板组件5借助支承体8被悬臂支承。热敏板6由双金属材料或三金属材料等根据温度而变形的部件构成，若温度上升并达到既定的温度，则其弯曲方向急跳翻转，若温度下降并达到既定温度，则其弯曲方向急跳翻转（急跳复位）。

可动接点7和支承体8向热敏板6的固接例如借助凸焊进行。为了提高强度，将作为金属制的焊接片的补强板9与热敏板6和支承体8一并进行焊接。在这些可动接点7、支承体8以及补强板9上，预先形成有用于焊接的凸点。图6A表示焊接后拉深成形前的热敏板组件5的形状。

在焊接后，热敏板组件5的热敏板6借助冲压装置拉深成形。图6B表示拉深成形后的热敏板组件5的形状。图7A、图7B以及图8A、图8B分别表示装配于冲压装置的成形用上模具10以及成形用下模具11的形状。如图5所示，成形用下模具11的模面是具有直径D的圆盘状的凸面，前述直径D比热敏板6的短边宽度L1大，并且比热敏板6上的可动接点7以及支承体8的各重叠部彼此的距离最远部的距离L2小。成形用上模具10的模面是具有相同直径D的圆盘状的凹面。

在成形用模具10、11的各模面的对应于热敏板6与可动接点7的重叠部的部分上，形成有将该对应于重叠部的部分包围且由圆弧形成的凹口部10a、11a。同样地，在对应于热敏板6与支承体8（补强板9）的重叠部的部分上，形成有将该对应于重叠部的部分包围且由圆弧形成的凹口部10b、11b。

在利用成形用模具10、11的模面冲压（夹压）热敏板6时，被圆盘状面的外周与凹口部10a、11a的圆弧夹着的角部10c、11c位于热敏板6和可动接点7的重叠部与热敏板6的短边方向两侧端之间。角部10c、11c的末端的位置为进入到上述重叠部的径的一半的位置。同样地，被圆盘状面的外周与凹口部10b、11b的圆弧夹着的角部10d、11d位于热敏板6和支承体8的重叠部与热敏板6的短边方向两侧端之间。角部10d、11d的末端的位置为进入到上述重叠部的径的一半的位置。

若利用这样的成形用模具10、11的模面来冲压热敏板6，则如图5所示，在热敏板6的中央部附近形成盘状的拉深形状部12。与此同时，在可动接点7的固接部与热敏板6的短边方向两侧端之间以及支承体8的固接部与热敏板6的短边方向两侧端之间，分别形成弯折形状部13以及弯折形状部14。弯折形状部13、14具有大致沿热敏板6的短边方向延伸的折痕。该折痕在固接有可动接点7的一侧的面上形成为谷折。

盖板4上设置有通孔4A、4B。在这些通孔4A、4B中，借助考虑到热膨胀系数的玻璃等电气绝缘性的填充件15，分别将导电接头销16A、16B用压缩型的气密密封件气密地绝缘固定。在导电接头销16A的密闭容器内侧的末端附近固接有金属制的接点支承体17。在该接点支承体17上，在与可动接点7对置的位置上固接有固定接点18。由可动接点7与固定接点18构成开闭接点。

在导电接头销16B的密闭容器内侧的末端附近，固定有加热器19的一端。加热器19的另一端固定于盖板4上。该加热器19沿导电接头销16B的周围与热敏板6大致平行地配置，使得由加热器19发出的热被有效地传递到热敏板6。

在加热器19上，如图2所示，设置有截面积比其他部分小的熔断部19A。在压缩机正常运转时，不会因电动机的运转电流而使熔断部19A熔断。在电动机为约束状态时，在短时间内热敏板6翻转，将接点7、18之间打开，因此在这种情况下也不会使熔断部19A熔断。若热敏开关1经过长期重复开闭而超过保证动作次数，则存在可动接点7与固定接点18因熔接而不能分开的情况。若在这种情况下电动机的转子被约束，则因电流过大使熔断部19A的温度上升并在不久之后熔断，因此能够切实地截断向电动机的通电。

在密闭容器2的内部，封入有50%以上95%以下的氦气。被封入的气体中的余下的气体是氮气和干燥空气等。通过封入热传导率较高的氦气，在电动机的转子被约束时等过大的电流流过时，由加热器19产生的热被迅速地传到热敏板6，从而能够缩短使接点7、18之间打开的时间（Short time trip: S/T）。

若增加氦气的封入比例，则抗电压性能有下降的趋势，所以相对于交流100V~260V左右的通常的商用电源，优选地将氦气的封入比例设为30%以上95%以下，特别优选地设为50%以上95%以下。

在将导电接头销16A、16B固定的填充件15上，无间隙地紧密连接地固接有由陶瓷、氧化锆（氧化锆）等构成的耐热性无机绝缘部件20。由此，即使加热器19熔断时产生的飞溅物附着到耐热性无机绝缘部件20的表面上，也能够维持充分的绝缘性。

在流过电动机的电流为包括短时间的启动电流在内的通常的运转电流的情况下，热敏开关1的接点7、18为闭合的状态，电动机继续运转。与之相对地，在由于电动机的负荷增大而持续流过比通常更大的电流的情况下、在电动机被约束而在数秒以上持续流过极大的约束电流的情况下、在压缩机的密闭外壳内的制冷剂变为异常的高温的情况下等，热敏板6的弯曲方向翻转，接点7、18打开，从而截断电动机的电流。然后，若热敏开关1的内部温度下降，则热敏板6的弯曲方向再次翻转复位，接点7、18闭合，向电动机的通电再次打开。

接下来，就热敏板6的拉深成形以及由此形成的弯折形状部13、14进行说明。在将焊接有可动接点7和支承体8的热敏板6借助冲压加工拉深成形的情况下，在成形用模具10、11的模面上，需要用于避让热敏板6与可动接点7的重叠部以及热敏板6与支承体8的重叠部的避让（逃げ）。该避让部是凹口部10a、11a以及凹口部10b、11b。

若将热敏板6的短边宽度设为L1、将热敏板6上的可动接点7以及支承体8的各重叠部彼此的距离最远部的距离设为L2、将模面的直径设为D，则在模面满足下列（1）和（2）的条件时，在热敏板6上同时形成拉深形状部12和弯折形状部13、14。进而，若加上（3）的条件，则更切实地形成弯折形状部13、14。

(1) L2>D>L1。

(2) 在对应上述各重叠部的部分上，形成有将该对应于重叠部的部分包围并且由圆弧形成的凹口部10a、11a、10b、11b。

(3) 在冲压加工时，角部10c、11c、10d、11d位于热敏板6上的各重叠部与热敏板6的短边方向两侧端之间的位置。在这种情况下，角部10c、11c、10d、11d的末端位置是进入到上述重叠部的径的大致一半的位置的位置（如图5所示的位置）。

图5表示在形成弯折形状部13、14时优选的热敏板组件5与成形用下模具11的关系。弯折形状部13、14是在由于可动接点7和支承体8被焊接所以热敏板6没有完全变形的情况下、形成于可动接点7、支承体8的各固接部与热敏板6的短边方向两侧端之间的折痕。本实施例的折痕相对于热敏板的短边方向稍微具有角度地沿直线延伸。但是，根据热敏板6的形状、模面的相对大小、重叠部的相对大小等，也存在如下情况：正好沿短边方向延伸的情况、相对于短边方向成角度（例如30度以下）地延伸的情况、或者不是以直线而是以曲线延伸的情况。沿这些方向延伸的折痕都不妨碍热敏板6的翻转动作。

弯折形状部13、14即使是轻微的弯折也具有使热敏板6的强度（韧性）增大的作用。借助该增强作用，没有成形为盘状的上述重叠部周围的变形变得较难产生，从而因翻转动作的重复动作而产生的疲劳破坏（破裂）变得较难产生，因此，热敏开关1的耐久性提高。另外，热敏开关1的翻转动作温度的校准通过下述方法进行：将密闭容器2的既定位置从外侧压扁变形，调整接点间的接触压力。热敏板6的强度较高，所以能够提高校准时的接触压力的上限值，能够将可校准范围（调整量）扩大例如5℃左右。

图9表示直径D与L1相等的情况。冲压部分的面积较小，所以不形成弯折形状部13、14。因此，热敏板6的稳定性降低，在重复进行翻转动作时在位置P附近容易发生永久性的弯曲，与图5所示的结构相比耐久性下降。图10表示直径D接近L2的情况。冲压部分的面积较大，所以弯折形状部13、14很难形成。另外，热敏板6上的上述重叠部被凹口部11a、11b包围的范围增加，所以在冲压加工时在焊接部容易残留变形。因此，在位置Q附近容易产生疲劳破坏（破裂），与图5表示的结构相比耐久性稍有下降。

如上述说明那样，本实施例的热敏板6在其中央部附近具备盘状的拉深形状部12，并且在可动接点7、支承体8的各焊接部与热敏板6的短边方向两侧端之间具备弯折形状部13、14。由于该弯折形状部13、14的存在，热敏板6的强度提高，从而热敏开关1的耐久性提高。即使弯折形状部13、14的折痕的深度较浅，其也有助于提升耐久性。另外，借助压扁变形进行的可校准范围扩大，所以热敏开关1的动作温度合格率上升，从而能够提高生产性。

将热敏板6冲压的成形用模具10、11的模面至少具备上述（1）以及（2）的结构，所以在热敏板6上形成合适的弯折形状部13、14。另外，在冲压加工时在热敏板6的冲压部的边界部分产生的变形以及在焊接部残留的变形也减少。结果，热敏板6的耐久性提高，热敏开关1能够在直到冷冻机和空调等结束其产品寿命为止的期间中作为热保护器切实地进行动作。

弯折形状部13、14是通过在将可动接点7与支承体8焊接到热敏板6上之后、对热敏板6进行冲压加工而得到的。如果根据这种制造方法，那么与在冲压加工后进行焊接的制造方法相比，能够降低由焊接变形的影响引起的热敏板6的翻转动作温度的离散，能够实现品质的稳定化。

以上就本发明的优选的实施例进行了说明，但本发明并不限于上述的实施例，在不脱离发明要点的范围内可以进行各种变形和扩张。

本发明中的由圆弧形成的凹口部并不是仅意味着严密地仅由单一曲率的圆弧形成的凹口部。也意味着由如下所述的圆弧形成的凹口部：由椭圆形成的圆弧、多个不同曲率的圆弧的组合、曲率连续地变化的圆弧、部分地包括直线的圆弧等。即使使用具有这样的由各种圆弧形成的凹口部的模面，也形成与上述作用相同的弯折形状部13、14，从而能够提升热敏板6的强度以及热敏开关1的耐久性。

也可以在密闭容器2的内部收纳两对以上的热敏板组件5。即，也可以设置两对以上的由可动接点7和固定接点18构成的开闭接点。

在焊接热敏板6和支承体8时，也可以根据需要使用补强板9。

将支承体8的另一端固定于密闭容器2的一侧的端部附近，但也可以固定于密闭容器2的中央部附近。

加热器19以及耐热性无机绝缘部件20可以根据需要设置。

在盖板4上设置有两根导电接头销16A、16B，但是也可以构成为，仅设置一根导电接头销，并将金属制的盖板4作为另一个接头来使用。

热敏板6的形状只要是大致矩形（长条形）即可。

密闭容器2的形状不限于长半球形，如果能够通过例如沿容器的长边方向设置肋板等得到强度，那么也可以不一定是长半球形。

作为热保护器而使用的热敏开关1可以应用于诱导电动机、同步电动机等各种电动机。

产业上的可利用性

如上所述，本发明的热敏开关以及成形用模具对压缩用电动机的热保护器及其制造是有用的。

附图标记说明

1 热敏开关；2 密闭容器；5 热敏板组件；6 热敏板；7 可动接点；8 金属支承体；10 成形用上模具；11 成形用下模具；10a、11a、10b、11b 凹口部；10c、11c、10d、11d 角部；12 拉深形状部；13、14 弯折形状部；18 固定接点。

Claims (10)

1.一种热敏开关，该热敏开关的热敏板组件以及固定接点被收纳于金属制的密闭容器内，前述热敏板组件具有如下结构：在呈矩形的热敏板的长边方向的一端侧固接有可动接点，在另一端侧固接有金属支承体的一端，并且在这些可动接点与金属支承体的固接后，前述热敏板被拉深成形为盘状，该热敏开关由前述可动接点与前述固定接点形成开闭接点，前述金属支承体的另一端被固定于前述密闭容器的内表面，由此前述热敏板组件被悬臂支承，其特征在于，

前述热敏板组件在前述热敏板的中央部附近具有盘状的拉深形状部，在前述可动接点的固接部与前述热敏板的短边方向两侧端之间，以及在前述金属支承体的固接部与前述热敏板的短边方向两侧端之间，分别具有弯折形状部。

2.如权利要求1所述的热敏开关，其特征在于，前述弯折形状部具有沿前述热敏板的短边方向延伸的折痕。

3.如权利要求1所述的热敏开关，其特征在于，前述弯折形状部具有相对于热敏板的短边方向成角度地延伸的折痕。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的热敏开关，其特征在于，前述热敏板组件的拉深形状部和弯折形状部通过将前述热敏板用盘状凹面的模面与盘状凸面的模面进行夹压而形成，在前述热敏板上固接有前述可动接点与前述金属支承体的一端。

5.如权利要求4所述的热敏开关，其特征在于，前述盘状凹面的模面和前述盘状凸面的模面是具有如下直径的圆盘状面，前述直径比前述热敏板的短边宽度大，并且比前述热敏板上的前述可动接点以及前述金属支承体的各重叠部彼此的距离最远部的距离小，前述盘状凹面的模面和前述盘状凸面的模面在分别对应于前述热敏板与前述可动接点的重叠部以及前述热敏板与前述金属支承体的重叠部的部分上，形成有将该对应于重叠部的部分包围且由圆弧形成的凹口部。

6.如权利要求5所述的热敏开关，其特征在于，前述盘状凹面的模面和前述盘状凸面的模面在进行夹压时，被前述圆盘状面的外周与前述凹口部的圆弧夹着的角部形成为,位于前述重叠部与前述热敏板的短边方向两侧端之间。

7.如权利要求6所述的热敏开关，其特征在于，在夹压时，前述热敏板的长边方向上的前述角部的末端的位置是进入到前述重叠部的直径的一半的位置。

8.一种成形用模具，该成形用模具相对于热敏板组件，利用盘状凹面的模面和盘状凸面的模面将热敏板夹压而进行拉深成形，前述热敏板组件在呈矩形的前述热敏板的长边方向的一端侧固接有可动接点，在另一端侧固接有金属支承体的一端，其特征在于，

前述盘状凹面的模面和前述盘状凸面的模面是具有如下直径的圆盘状面，前述直径比前述热敏板的短边宽度大，并且比前述热敏板上的前述可动接点以及前述金属支承体的各重叠部彼此的距离最远部的距离小，前述盘状凹面的模面和前述盘状凸面的模面在分别对应于前述热敏板与前述可动接点的重叠部以及前述热敏板与前述金属支承体的重叠部的部分上，形成有将该对应于重叠部的部分包围且由圆弧形成的凹口部。

9.如权利要求8所述的成形用模具，其特征在于，前述盘状凹面的模面和前述盘状凸面的模面在进行夹压时，被前述圆盘状面的外周与前述凹口部的圆弧夹着的角部形成为，位于前述重叠部与前述热敏板的短边方向两侧端之间。

10.如权利要求9所述的成形用模具，其特征在于，在夹压时，前述热敏板的长边方向上的前述角部的末端的位置为进入到前述重叠部的直径的一半的位置。