CN105869952A - 一种桥式触点结构感温开关 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有桥式触点结构感温开关，利用感温体在预定温度下的状态变化特性，通过设置弹性装置和带动桥式动簧结构实现动触点与静触点的分离或接触，进一步实现两个静簧脚之间线路的导通和断开。由此提供了一种应用于灾难性热失控和最终用户安全的保护中的主动型温度开关，可在一个功率器件被加热到其特殊的额定跳闸温度时通过中断电流；另一方面，还提供了一种主动型温度敏感开关，能在环境温度达到预设温度时导通报警电路，发出警报。

Description

一种桥式触点结构感温开关

技术领域

本发明涉及一种感温开关，尤其涉及一种桥式触点结构感温开关。

背景技术

在现代工业电子和消费电子设备中，产品的功能性越来越强，而它们的尺寸和重量却在不断缩减，这只有通过元器件和系统基底的集成化和小型化才能得以实现。在产品的集成化和小型化过程中存在着一个问题，过度的元器件集中，必然导致了产品在工作过程中容易发热，不易散热，对电子电路存在着一定的安全隐患。

在进行热管理设计时，由电阻和电容负荷、电力电容器、电流驱动器、开关、继电器和MOSFET所产生的热量给工程师带来了重大的挑战。这些发热元件常常可以在诸如机车牵引电动机和混合动力车辆的开关电源(SMPS)、高压电源和开关应用中发现。

提高功率器件性能、使用更均匀散热的设计技术、采用新的散热器材料是目前已经用于增强热管理性能的一些解决方案。不过，很多设计方案目前依赖二级保护来防止因功率器件故障或腐蚀导致发热而产生的热失控。

一方面，我们在设计应用于灾难性热失控和最终用户安全的保护中，需要一种感温开关，可在一个功率器件被加热到其特殊的额定跳闸温度时通过中断电流。

另一方面，在温度报警电路中，需要有一种温度敏感开关，能在环境温度达到预设温度时导通报警电路，发出警报。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种桥式触点结构感温开关，包括由外壳和绝缘底座形成的腔体、感温体、弹性装置、桥式动触点装置、静触点装置；其中感温体、弹性装置和桥式动触点装置位于上述述腔体中，桥式动触点装置包括桥体、第一动触点和第二动触点；静触点装置包括与第一动触点和第二动触点相对应的第一静触点和第二静触点，第一静触点和第二静触点位于底座上的孔中并分别穿过该孔向外延伸形成第一静簧脚和第二静簧脚；该感温开关还包括导向装置，导向装置具有与感温体相接触的第一端和与桥式动触点装置相连接的第二端，当感温体熔化时，弹性装置带动桥式动触点装置沿导向装置轴向运动，实现动触点和静触点之间的接触或分离，从而导通或断开第一静簧脚和第二静簧脚之间的电连接。

优选地，导向装置包括导向垫片和导向轴，导向垫片的端面与感温体相接触，导向轴连接至桥式动触点装置并具有轴向导向凸棱，导向垫片上开有与导向凸棱相配合的导向槽。

优选地，弹性装置包括第一弹性件和第二弹性件，第一弹性件位于感温体与桥式动触点 装置之间，第二弹性件位于桥式动触点装置与腔体的内壁之间，第一弹性件的弹力大于第二弹性件的弹力。

优选地，桥体为导体，第一动触点和第二动触点之间通过桥体导通。

可选择地，桥体为绝缘体，桥式动触点装置还包括第三动触点和第四动触点，静触点装置还包括相互连接的第三静触点和第四静触点，第三静触点和第四静触点之间通过位于底座中的U型触点连接片电连接，第三静触点和第四静触点分别与第三动触点和第四动触点相对应，第三动触点与第一动触点电连接，第四动触点与第二动触点电连接，相应的动触点和的静触点之间同步接触或分离，从而实现第一静簧脚和第二静簧脚之间的导通或断开。

优选地，动触点位于桥体的孔中并且带有蝶形弹簧片。

优选地，底座上的孔为阶梯孔，使得静触点缩进底座中。

优选地，动触点和静触点均为多组并联触点。

优选地，腔体内具有容纳感温体的感温腔，感温腔的两侧设有熔化槽，感温腔与熔化槽之间具有贯通槽。

优选地，外壳的外表面上可设置安装孔。

优选地，腔体内具有压缩空气、六氟化硫气体或真空作为灭弧介质。

附图说明

参考下面附图，对本发明作进一步说明，其中：

图1是本发明实施例一的剖视图，其中感温体为固态；

图2是图1所示的结构的立体爆炸图；

图3是本发明实施例一的剖视图，其中感温体为液态；

图4是本发明实施例二的剖视图；

图5是本发明实施例三的剖视图；

图6是本发明实施例一、二、三的端面安装方式图；

图7是本发明实施例一、二、三的侧面安装方式图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图以实施例的方式对本发明进行具体描述，所涉及实施例仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

参见图1至图3，根据本发明的一种桥式触点结构感温开关可为常闭型的过温保护件。 在非金属外壳101与绝缘底座102所构造的腔体内，设有感温体103、包括导向垫片104和导向轴106的导向装置，包括第一弹簧105和第二弹簧108的弹性装置、桥式动触点装置107、桥式动触点装置107包括桥体和位于桥体两端的第一动触点107a和第二动触点107b，在第一动触点107a和第二动触点107b的对面设置有第一静触点112a和第二静触点112b，第一和第二静触点位于底座上的孔中，并穿过底座102向腔体外延伸形成第一静簧脚110、第二静簧脚111，并采用环氧树脂109进行封口，密闭的腔体内具有压缩空气、六氟化硫气体或真空作为灭弧介质。

如图1-3所示，感温体103一端与感温腔101a的内壁相接触，另一端与导向垫片的上端面相接触。优选地，在非金属外壳101与底座102所构造的腔体内设有一可装入感温体103的感温腔101a，感温腔两侧各设有熔化槽101b，感温腔101a与两熔化槽101b间存在贯通槽，当感温体103受热由固态转为液态时，液态的感温体103可往两侧的熔化槽101b流动，有利于引流液态的感温体，防止其滞留在导向垫片和腔体之间，影响开关效果。导向垫片104的下端具有凸台，凸台的下端面设有一凹部，该凹部可与导向轴106相配合并轴向滑动。而且，导向垫片104的凸台上开有导向槽104a，该导向槽104a与设于导向轴106的轴向凸棱106a配合，可防止导向轴106的旋转。导向轴106的下端面上具有向下的突起，桥式动触点装置107的中心点上设置有与该突起相对的通孔，通过导向轴上的突起与桥式动触点装置107上的通孔配合将该导向轴铆接于桥式动触点装置107的中心点上。在导向垫片104与桥式动触点装置107之间围绕导向轴106设有呈压缩状的第一弹簧105。当感温体103软化时，感温体103长度收缩，第一弹簧105可保持桥式动触点装置107与第一静簧脚110及第二静簧脚111的触点压力；在第一弹簧105的弹力作用下，桥式动触点装置107沿导向垫片104及导向轴106的导向，不会因装配、外界振动造成倾斜。当然，导向装置和弹性装置也可以替换为其他的合适的变体结构。

在该实施例中，桥式动触点装置107包括第一动触点107a、第二动触点107b以及桥体，其中桥体为导体，第一动触点107A和第二动触点107b与桥式动触点装置为一体化结构。在第一弹簧105的弹力作用下，桥式动触点装置107上的第一动触点107a、第二动触点107b与第一静触点112a、第二静触点112b与紧密接触，第一静簧脚110和第二静簧脚111之间导通。

底座102上的两阶梯孔之间设有与第一弹簧105同轴的弹簧孔，弹簧孔安装有呈压缩状的第二弹簧108，由此该第二弹簧108也与第一弹簧105同轴，第二弹簧108的一端作用在弹簧孔的内壁上，另一端作用在桥式动触点装置107上；当感温体103由固态转为液态时，第一弹簧105失去支撑，第二弹簧108推动桥式动触点装置107向上移动，使第一动触点107a， 第二动触点107b分别脱开与第一静触点112a和第二静触点112b的接触，断开第一静簧脚110、第二静簧脚111之间电连接。

第一动触点107a、第二动触点107b脱开第一静触点112a和第二静触点112b时会产生拉弧，拉弧有可能击穿电气间隙，通过第二弹簧108形成第一静簧脚110与第二静簧脚111的导通，故将第一静簧脚110及第二静簧脚111的静触点头安装在底座102的阶梯孔中，低于底座102的端面，拉长第一静簧脚110及第二静簧脚111与第二弹簧的电气间隙。

为提高桥式动触点装置与第一、第二静簧脚的通流能力，可将第一、第二静触点设为多组并联触点，桥式动触点装置107上设置与之对应的多组并联动触点联来增加接触面积，提高通流能力。

图4示出了本发明实施例二的示意图，一种桥式触点结构感温开关可作为常开型的过温开关，在温度达到预设温度时导通电路。在非金属外壳201与绝缘底座202所构造的腔体内，设有感温体203、包括导向垫片204和导向轴206的导向装置，包括第一弹簧205和第二弹簧208的弹性装置、桥式动触点装置207、桥式动触点装置207包括桥体和位于桥体两端的第一动触点107a和第二动触点107b，在第一动触点107a和第二动触点107b的对面设置有第一静触点212a和第二静触点212b，第一和第二静触点位于底座上的孔中，并穿过底座202向腔体外延伸形成第一静簧脚210、第二静簧脚211，并采用环氧树脂209进行封口，第一动触点207a与第一静触点212a之间、第二动触点207b与第二静触点212b之间存在着一定的电气间隙，密闭的腔体内具有压缩空气、六氟化硫气体或真空作为灭弧介质。

如图4所示，底座202上两侧设有两阶梯通孔分别安装第一静触点212a和第二静触点212b，该第一和第二静触点低于底座202端面；在底座202的两阶梯孔中间设有一凹部，用于安装感温体203，感温体203一端作用在底座202的内壁上，另一端与凸台导向垫片204接触，凸台面设有一沉孔与导向轴206相配合，形成轴向可滑动，并且导向垫片204的凸台轴向开有导向槽(未示出)，该导向槽与设于导向轴206的轴向凸棱(未示出)配合，可控制导向轴206的旋转；导向轴206的另一端铆接于桥式动触点装置207的中心点上；在导向垫片204与桥式动触点装置207间，围绕导向轴206设有呈压缩状的第一弹簧205；桥式动触点装置207在导向垫片204及导向轴206的导向下，不会因装配、外界振动造成倾斜。

在桥式动触点装置207背离第一弹簧205的另一面，设有与第一弹簧205同轴的呈压缩状的第二弹簧208，第二弹簧208一端作用在桥式动触点装置207上，另一端作用在外壳201的内壁上，第一弹簧205的弹力大于第二弹簧208的弹力，感温体203在弹力作用下长度会有所收缩，其收缩的长度由第一弹簧205补偿。第二弹簧208的压缩变形长度大于桥式动触点装置207与第一静簧脚210、第二静簧脚211之间的距离，第二弹簧208为桥式动簧片207 与第一静簧脚210、第二静簧脚211闭合提供动力。

在外界温度异常升高时，感温体203的温度随之升高，达到动作温度点，此时感温体203由固态转为液态，导向垫片204失去支撑，在第二弹簧208的作用下，桥式动触点装置207朝向第一静簧脚210、第二静簧脚211运动，第一动触点207a与第一静触点212a相接触、第二动触点207b与第二静触点212b相接触，使第一静簧脚210及第二静簧脚211的电路导通，形成回路。

在一定的场合中，可取消第一弹簧205的运用，将导向垫片204与导向轴206设为一体，但必须满足下列条件：桥式动触点装置207上的第一动触点207a、第二动触点207b与第一静簧脚210、第二静簧脚211上的第一静触点212a和第二静触点212b之间的电气间隙长度大于感温体203的软化长度变化值；且感温体203软化后，桥式动触点装置207朝第一静触点212a和第二静触点212b移动后的间隙值必须大于所需通流的电气间隙安全值。

图5示出了本发明实施例三的示意图，一种桥式触点结构温度保险丝可作为常闭型多断点的过温保护件，来提高温度保险丝的分断能力。在非金属的外壳301与底座302所构造的腔体内，设有感温体303、导向垫片304、第一弹簧305、桥式动触点装置306、第二弹簧307、桥式动触点装置306包括桥体600和位于桥体两端的第一动触点403a和第二动触点403b，在第一动触点403a和第二动触点403b的对面设置有第一静触点312a和第二静触点312b，第一和第二静触点位于底座上的孔中，并穿过底座302上的孔向腔体外延伸形成第一静簧脚310、第二静簧脚311，并采用环氧树脂309进行封口，密闭的腔体内具有压缩空气、六氟化硫气体或真空作为灭弧介质。感温体303的一端作用在外壳301内腔面，另一端与带凸台的导向垫片304相接触，凸台轴向套设有一呈压缩状的第一弹簧305，第一弹簧305的另一端作用在桥式动触点装置306上。

与实施例1不同，在该实施例中，桥式动触点装置306包括非金属的桥体600和设置在桥架体600上的动触点403a-403d，具体地，桥架体600上对称地分布有4个轴孔，各个轴孔中设置动触点403a-403d。其中第一动触点403a和第二动触点403b位于两端的两个轴孔中，分别与第一静触点312a和第二静触点312b相对；第三动触点403c和第四动触点403d位于另外的两个轴孔中，在底座上设置有分别与第三动触点403c和第四动触点403d相对的第三静触点313a和第四静触点313b，其中第三静触点313a和第四静触点313b之间通过底座中的U形触点连接片308电连接。

动触点403-403d的尾部设有与该尾部铆接的套筒402，其中第一动触点403a和第三动触点403c的尾部套筒之间通过软股线401电连接，第二动触点403b和第四动触点403b的尾部套筒之间通过软股线401电连接；各动触点403在桥体600的轴孔上沿轴向都具有带弹性蝶 型弹簧片404，在装配、使用过程中，多个动触点头难以保证同一水平面，出现高低不平时，可以依靠蝶形弹簧片404来补偿，保持触点压力。

在第一弹簧305的弹力作用下，桥式动触点装置306上的四个动触点403a-403d分别与第一至第四静触点紧密接触，其中第一静簧脚310依次通过第一静触点、第一动触点、第三动触点、第三静触点、U形触点连接片、第四静触点、第四动触点以及第二动触点第二静触点电连接至第二静簧脚311。

底座302上的两阶梯孔之间设有与第一弹簧305同轴的弹簧孔，弹簧孔安装有呈压缩状的第二弹簧307，第二弹簧307的一端作用在弹簧孔的内壁上，另一端作用在桥式动簧机构306上。当感温体303由固态转为液态时，第一弹簧305失去支撑，第二弹簧307推动桥式动触点装置306，桥式动触点装置上的所有动触点与对面相应的静触点分离，第一静簧脚110、触点连接片308、第二静簧脚111之间的电连接断开。该实施例中的多断点结构可以确保及时切断拉弧，提高了产品的分断能力

如图6至7所示，为更好的贴紧发热源，可在外壳101的底端面的两侧设有安装孔101c，或在底端面设置安装孔101d，以便安装感温，更有效的保护线路的安全。

对于本领域技术人员而言，很容易想到本发明的多种修改和其他实施方式，本发明在前述说明书和相关的附图中所示出的内容具有有益的技术启示。因此，本发明仅公开了较佳的实施方式，并不局限于所公开的特定实施例，还意图包括所附权利要求范围内所请求保护的多种修改和其他实施方式。尽管本文中使用了一些特定术语，但它们是仅用于通用和描述性的意义，并且不构成限制。

Claims (11)

1.一种桥式触点结构感温开关，包括由外壳和绝缘底座形成的腔体、感温体、弹性装置、桥式动触点装置、静触点装置；其中所述感温体、弹性装置和桥式动触点装置位于所述腔体中，所述桥式动触点装置包括桥体、第一动触点和第二动触点；所述静触点装置包括与第一动触点和第二动触点相对应的第一静触点和第二静触点，所述第一静触点和第二静触点位于所述底座上的孔中并分别穿过所述孔向外延伸形成第一静簧脚和第二静簧脚；其特征在于，所述感温开关还包括导向装置，所述导向装置具有与感温体相接触的第一端和与所述桥式动触点装置相连接的第二端，当所述感温体熔化时，所述弹性装置带动所述桥式动触点装置沿导向装置轴向运动，实现动触点和静触点之间的接触或分离，从而导通或断开第一静簧脚和第二静簧脚之间的电连接。

2.如权利要求1所述的感温开关，其特征在于，所述导向装置包括导向垫片和导向轴，所述导向垫片的端面与所述感温体相接触，所述导向轴连接至桥式动触点装置并具有轴向导向凸棱，所述导向垫片上开有与所述导向凸棱相配合的导向槽。

3.根据权利要求1所述的感温开关，其特征在于，所述弹性装置包括第一弹性件和第二弹性件，所述第一弹性件位于所述感温体与所述桥式动触点装置之间，所述第二弹性件位于所述桥式动触点装置与所述腔体的内壁之间，所述第一弹性件的弹力大于所述第二弹性件的弹力。

4.根据权利要求1所述的感温开关，其特征在于，所述桥体为导体，所述第一动触点和第二动触点之间通过桥体导通。

5.根据权利要求1所述的感温开关，其特征在于，所述桥体为绝缘体，所述桥式动触点装置还包括第三动触点和第四动触点，所述静触点装置还包括相互连接的第三静触点和第四静触点，所述第三静触点和第四静触点之间通过U型触点连接片电连接，所述触点连接片位于所述底座中，所述第三静触点和第四静触点分别与第三动触点和第四动触点相对应，所述第三动触点与所述第一动触点电连接，所述第四动触点与所述第二动触点电连接，相应的所述动触点和的静触点之间同步接触或分离，从而实现第一静簧脚和第二静簧脚之间的导通或断开。

6.根据权利要求5所述的感温开关，其特征在于，所述动触点位于所述桥体的孔中并且带有蝶形弹簧片。

7.根据权利要求1所述的感温开关，其特征在于，所述底座上的所述孔为阶梯孔，使得所述静触点缩进所述底座中。

8.根据权利要求1所述的感温开关，其特征在于，所述触点为多组并联触点。

9.根据权利要求1所述的感温开关，其特征在于，所述腔体内具有容纳感温体的感温腔，所述感温腔的两侧设有熔化槽，所述感温腔与所述熔化槽之间具有贯通槽。

10.根据权利要求1所述的感温开关，其特征在于，所述外壳的外表面上可设置安装孔。

11.根据权利要求1所述的感温开关，其特征在于，所述腔体内具有压缩空气、六氟化硫气体或真空作为灭弧介质。