CN107270862B - 微型热保护器中发热丝平整度的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种微型热保护器中发热丝平整度的检测方法，它包括对发热丝定型平整度和发热丝定型高度的检测；在发热丝平整度的检测中，需要在非金属底座两个中部台阶上分别测量出所述左、右两个测量点的高度，其差值小于所要求的设置值即为非金属底座平整度合格，否则为不合格；再在发热丝上测量出两个测量点的高度，其差值小于所要求的设置值即为发热丝平整度合格，否则为不合格；在发热丝高度的检测中，需要计算出发热丝和非金属底座中两个中部台阶的平均高度差。本发明的发热丝在遇到瞬间大电流时不会因为通电膨胀而产生热形变，同时，发热丝定型平整度和发热丝定型高度能达到规定要求。

Description

微型热保护器中发热丝平整度的检测方法

技术领域

本发明涉及一种微型热保护器中发热丝平整度的检测方法，它主要用于微型电机或其它控制电路板的过温升、过电流的同时保护。

背景技术

中国专利号ZL200410098345.1公开了一种名称为“低电流电动机保护器”的发明专利，该专利的主要结构如下：由金属底板和两个分离的金属外壳组成，金属底板上连接有带触点的双金属元件，螺旋型发热丝两端和两个分离的金属外壳连接，其采用点焊连接，金属底板和两个分离的金属外壳间使用耐高温的绝缘件隔开，上述几个部件连接后，即形成热保护器通电回路；具体地，该专利特征包括：金属壳体及其上的凸缘，金属盖上分离的第一盖部和第二盖部，第一盖部和第二盖部中至少一个形成圆拱结构，一加热器容纳在所述的圆拱结构中，在金属壳体与金属盖之间设置有一衬垫即一非金属绝缘件。

上述专利在实际使用时存在以下缺点：1、由于两个分离的金属第一盖部和第二盖部与螺旋型发热丝电气绝缘间隙较小，一般只有0.5-1mm，发热丝焊接后封闭在金属盖内，其位置靠焊接工艺保证，电气绝缘间隙较小，很难精确测量，如果遇上瞬间大电流，发热丝通电膨胀，在热效应作用下螺旋型发热丝会产生形变，如发热丝上拱，可能会和两个分离的金属盖接触短路，导致电流保护特性失效，严重时会烧断螺旋型发热丝引起热保护器不良，致使电机无法正常工作；2、金属盖的圆拱结构，不仅易导致加热器的局部短路而使产品失效，有时还会在短路后形成二次非正常导通，引起更大的安全风险。

上述专利中，发热丝平整度的检测方法如下：第一盖部和第二盖部之间焊接的螺旋型发热丝，其焊接质量靠工艺保证，无法用基准点来测量，一般靠目测来判断；存在的缺点如下：螺旋型发热丝和第一盖部、第二盖部之间的电气绝缘间隙较小，发热丝无基准平面定位，由于其四周悬空，发热丝平整度一致性较差；如果遇上瞬间大电流，发热丝通电膨胀，在热效应作用下螺旋型发热丝会产生形变，如发热丝上拱，可能会和两个分离的金属盖接触短路，导致电流保护特性失效，严重时会烧断螺旋型发热丝引起热保护器不良，致使电机无法正常工作。

中国实用新型专利号ZL201120163297.5，名称为“结构改良的压缩机热保护器”公开了一种具体的压缩机热保护器，其包括底座、盖板、双金属片、发热丝、触头、复合静脚、插片、静脚和插脚；盖板内设置有发热丝装载型腔，发热丝装载型腔呈半圆弧形，发热丝的两端分别与插片及静脚焊接连接。其中：发热丝的两端与插片胖点、静脚胖点焊接连接，该发热丝与插片、静脚的连接采用十字型接触，将发热丝组件装入盖板的发热丝装载型腔内，然后进行铆接固定。由于半圆弧形的发热丝固定在半圆弧形的发热丝装载型腔内，而后进行通电定型，如果遇上瞬间大电流，发热丝通电膨胀，在热效应作用下螺旋型发热丝产生形变，极有可能会向上翘，此时发热丝会和双金属片接触短路，导致电流保护特性失效；问题严重时会烧断螺旋型发热丝引起热保护器不良，致使电机无法正常工作。

上述专利中，发热丝定型平整度和发热丝定型高度的检测是采用目测方法进行，而目测方法通常会产生偏差，若偏差较大时，会带来以下问题：1、如果发热丝定型平整度有较大偏差，一旦遇到瞬间大电流，发热丝通电膨胀，在热效应作用下发热丝会产生形变，如发热丝上拱，可能会和双金属片短路，导致电流保护特性失效，严重时会烧断发热丝引起热保护器不良，致使电机无法正常工作；2、如果发热丝定型高度有较大偏差，会直接影响保护器冷态动作时间和热态过负荷特性，问题严重时会导致电机无法正常工作。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种微型热保护器中发热丝平整度的检测方法，以达到以下目的：1、发热丝在遇到瞬间大电流时不会因为通电膨胀而产生热形变；2、发热丝定型平整度和发热丝定型高度能达到规定要求。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：该微型热保护器中发热丝平整度的检测方法，该微型热保护器包括外壳、双金属片、静触点、绝缘件和带有两端部的弯曲形发热丝，其特征在于：还设置有插片，其上固定有插片胖点、插片输出端、以及向内弯并彼此对应的插片第一卡爪和插片第二卡爪，所述的插片胖点与插片输出端分别位于插片中段的两侧，插片胖点与所述发热丝第一端部焊接；静脚，其上固定有静脚胖点、以及向内弯并彼此对应的静脚第一卡爪和静脚第二卡爪，所述的静脚胖点与发热丝第二端部焊接；非金属底座，其为四边形，其上设置有与插片、静脚和发热丝相匹配的插片型腔、静脚型腔、发热丝型腔，所述的发热丝型腔位于中间，插片型腔和静脚型腔位于两侧，其中至少有两个中部台阶。

在发热丝平整度检测前，将已经与插片胖点和静脚胖点焊接固定的发热丝组件对应安装到非金属底座的插片型腔、静脚型腔和发热丝型腔内，构成底座组件。

然后按以下方法对发热丝进行检平整度测：检测方法包括对发热丝定型平整度和发热丝定型高度的检测。

1）对发热丝平整度的检测：在非金属底座两个中部台阶的上表面分别选取左、右两个测量点，并分别测量出所述左、右两个测量点的高度，其差值小于所要求的设置值即为非金属底座平整度合格，否则为不合格。

再在发热丝的上表面选取左、右两个测量点，并分别测量出所述左、右两个测量点的高度，其差值小于所要求的设置值即为发热丝平整度合格，否则为不合格。

2）发热丝高度的检测：计算非金属底座中两个中部台阶测量值的分别平均值，然后将该两个平均值再平均一下得出最终平均值，再计算发热丝两点测量值的平均值，将上述非金属底座中的最终平均值与发热丝两点的平均值相减即为发热丝和非金属底座中两个中部台阶的平均高度差，该平均高度差小于或等于所要求的平均高度差设置值即发热丝高度合格，否则为不合格。发热丝定型高度的一致性直接影响到微型热保护器电流保护时间特性的一致性，使产品保护特性更优。

本发明所述的检测方法通过发热丝高度测试仪采用激光测试头无接触测量法进行，在对发热丝平整度的检测中：当选定非金属底座两个中部台阶的左、右两个测量点后，通过移动测试头分别测量出所述左、右两个测量点的高度；当选定发热丝的左、右两个测量点后，通过移动测试头分别测量出所述左、右两个测量点的高度。

本发明所述的检测方法先将发热丝高度测试仪放在原始位置，并将底座组件放入夹具，取好基准点即可进行发热丝定型平整度和发热丝定型高度的检测，最后通过发热丝高度测试仪自动计算出差额值。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：1、微型热保护器的设计更合理、安全性更高、使用寿命更长，发热丝容纳在一个特制的非金属底座中，不会引起加热器的局部短路，也不会形成二次非正常导通；发热丝电气绝缘间隙在3mm以上，使用更安全，且封闭的加热器容纳腔，更好的防护加热器，并得到较长的复位时间；2、该微型热保护器中发热丝平整度的检测方法准确、可靠，在确保发热丝遇到瞬间大电流时不会因为通电膨胀而产生热形变的情况下，发热丝定型平整度和发热丝定型高度能达到规定要求。3、该微型热保护器中发热丝平整度的检测方法采用激光测试头无接触测量法，测试数据准确，提高了生产效率，降低了劳动力成本。

附图说明

图1为本发明微型热保护器的元件分解立体结构示意图。

图2为本发明微型热保护器以外壳面为主的轴测示意图。

图3为本发明微型热保护器以非金属底座面为主的立体结构示意图。

图4为本发明微型热保护器以外壳内侧为主的立体结构示意图。

图5为本发明微型热保护器双金属片部件的立体结构示意图。

图6为本发明图4中除去双金属片部件后的的立体结构示意图。

图7为本发明微型热保护器去掉外壳和非金属底座的立体结构示意图。

图8为本发明微型热保护器绝缘件的立体结构示意图。

图9为本发明微型热保护器去掉外壳和绝缘件的立体结构示意图。

图10为本发明微型热保护器非金属底座的立体结构示意图。

图11为本发明微型热保护器发热丝组件的立体结构示意图。

图12为本发明微型热保护器插片的立体结构示意图。

图13为本发明微型热保护器静脚的立体结构示意图。

图14为本发明微型热保护器的整体结构剖视示意图。

图15为本发明中图10的放大结构示意图。

图16为本发明中图9的尺寸标注示意图。

图17为本发明中图14的尺寸标注示意图。

图18为本发明发热丝平整度检测方法的工艺流程简图。

图19为本发明发热丝组件的另一种结构示意图。

图20为本发明非金属底座的另一种结构示意图。

图21为本发明发热丝的第三种结构示意图。

图中：外壳1，双金属片2，衬垫3，动触点41，静触点42，绝缘件5，发热丝6，插片7，静脚8，非金属底座9，外壳输出端11，外壳折角一121，外壳折角二122，圆形凸台13，长方形凸台14，外壳凹槽15，双金属片连接端一21，双金属片连接端二22，挡板一51，挡板二52，折角一53，折角二54，型腔55，发热丝第一端部61，发热丝第二端部62，发热丝第一测试点611，发热丝第二测试点621，插片输出端71，插片第一卡爪72，插片第二卡爪73，插片胖点74，插片凹槽一75，插片凹槽二76，插片凸出一77，插片凹槽三78，插片凸出二79，插片凹槽四710，插片凹槽五711，插片中段713，静脚胖点81，静脚第一卡爪82，静脚第二卡爪83，静脚凸出一84，静脚凹槽一85，静脚凹槽二86，静脚凸出二87，静脚凹槽三88，定位凹槽一91，定位凹槽二92，定位凹槽三93，定位凹槽四94，封闭台阶一95，封闭台阶二96，封闭台阶三97，封闭台阶四98，发热丝型腔99，插片型腔910，静脚型腔911，第一定位凸台912，第二定位凸台913，第三定位凸台914，第四定位凸台915，第五定位凸台916，封闭台阶第一测试点971，封闭台阶第二测试点972，封闭台阶第三测试点981，封闭台阶第四测试点982，外壳组件101，底座组件102，发热丝组件103，发热丝装载型腔凸台9111。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的最佳实施例作详细说明。

参见图1～图15，本发明的微型热保护器包括外壳1、双金属片2、衬垫3、动触点41、静触点42、绝缘件5、发热丝6、插片7、静脚8、非金属底座9。

外壳1内设置有长方形凸台14，长方形凸台14上设置有圆形凸台13，一组带一个动触点41的双金属片2通过衬垫3和圆形凸台13可靠连接，构成外壳组件101，并使得焊接强度效果更佳。

外壳1设置有外壳输出端11，外壳1上还直接连有两个向内弯曲的外壳折角一121，外壳折角二122，它们与非金属底座9紧固，以便于底座组件102匹配连接，外壳1还设置有外壳凹槽15，它可以对应外壳内侧的长方形凸台14。

双金属片2上设置有双金属片连接端一21、双金属片连接端二22，衬垫3焊接在双金属片连接端一21上，动触点41焊接在双金属片连接端二22上。

非金属底座9内安装有插片7、静脚8和发热丝6，静脚8上连接一个静触点42，发热丝6的两端分别与插片7及静脚8连接；非金属底座9周围设置有封闭台阶一95，封闭台阶二96，封闭台阶三97，封闭台阶四98；为保证非金属底座9和插片7、静脚8的可靠连接，非金属底座9四周设置有四个定位凹槽，即定位凹槽一91，定位凹槽二92，定位凹槽三93，定位凹槽四94；带有发热丝6的插片7、静脚8和非金属底座9连接后，构成底座组件102；h为电气绝缘间隙。

非金属底座9为四边形，其内设置有安装插片7的插片型腔910、安装静脚8的静脚型腔911和安装发热丝6的发热丝型腔99；发热丝型腔99位于中间，插片型腔910和静脚型腔911位于两侧；封闭台阶一95、封闭台阶二96、封闭台阶三97、封闭台阶四98中至少有两个中部台阶，即封闭台阶三97和封闭台阶四98，它们位于四边形长边的中部向内位置上，定位凹槽一91、定位凹槽二92、定位凹槽三93、定位凹槽四94均设置在四边形的长边上，该四边形的长边上还设置有第一定位凸台912、第二定位凸台913、第三定位凸台914、第四定位凸台915、第五定位凸台916；使得插片7、静脚8和非金属底座9连接后前后左右定位更可靠、安全性更高。在本实施例中，发热丝6贴近非金属底座9都不会有短路风险。

发热丝型腔99呈圆弧型，和发热丝6形状基本吻合，使得发热丝6的定型位置更准确、技术参数更稳定。

插片7上设置有插片输出端71、插片第一卡爪72、插片第二卡爪73、插片胖点74，插片胖点74与插片输出端71分别位于插片中段713的两侧，插片胖点74与发热丝第一端部61焊接，插片第一卡爪72和插片第二卡爪73位于插片中段713上且它们的两侧分别设有插片凹槽一75、插片凹槽二76、插片凹槽四710、插片凹槽五711；插片凸出一77、插片凹槽三78、插片凸出二79用以安放发热丝6的一侧，即有发热丝第一端部61的一侧。

静脚8上设置有静脚胖点81、静脚第一卡爪82、静脚第二卡爪83，静脚胖点81与发热丝第二端部62焊接，静脚第一卡爪82和静脚第二卡爪83的一侧分别设有静脚凹槽一85和静脚凹槽二86，其中静脚凹槽一85将第一静脚卡爪82与静脚胖点81、静脚凸出一84分设在其两侧，静脚凹槽二86将静脚第二卡爪83和静脚凸出二87分设在其两侧；静脚凹槽三88内用以安放发热丝6的另一侧，即有发热丝第二端部62的一侧。

发热丝6与插片胖点74、静脚胖点81的连接采用十字型点焊固定，使得和发热丝6的焊接更牢固可靠；发热丝6呈螺旋型，和非金属底座9上的发热丝型腔99吻合，发热丝6通电时储热能力较强，使得热保护器以得到较长的复位时间。

发热丝组件103装入非金属底座9，插片7的插片第一卡爪72、插片第二卡爪73分别和非金属底座9的定位凹槽一91、定位凹槽二92对应连接，静脚8的静脚第一卡爪82、静脚第二卡爪83分别和非金属底座9的定位凹槽三93、定位凹槽四94对应连接。

绝缘件5采用耐高温材料制成，在绝缘件5中间型腔55两侧设置有斜对角的挡板一51，挡板二52，以对发热丝6两输出端即发热丝第一端部61、发热丝第二端部62定位绝缘用，增加电气强度；绝缘件5上还设置有折角一53、折角二54，它们对称设置且向内弯曲，以便与底座组件102配套连接。在本实施例中，绝缘件5为一软的塑料片，它衬在外壳1和非金属底座9之间，当外壳1和非金属底座9铆合后，它夹在中间，起隔离作用。

将外壳组件101、底座组件102、绝缘件6连接组装后，即形成微型热保护器。使得本发明的结构设计更合理、安装更简便、安全性更高、使用寿命更长，加之其密封性能较好，热保护器具有防爆功能。

非金属底座9、外壳1、绝缘件5连接组装后，动触点41、静触点42接触，构成通电回路，经专门的机械装置微调后，技术参数达到规定值；外壳输出端11和插片输出端71呈同方向设置，安装连接比较方便，密封性能较好，热保护器具有防爆功能。

参见图16～图17，上述微型热保护器中发热丝平整度的检测方法如下：

在底座组件102完成装配后，再进行发热丝6通电整形工序，最后进行发热丝6定型平整度和发热丝6定型高度的检测，检测通过发热丝高度测试仪并采用激光测试头无接触测量法进行。

1、对发热丝平整度的检测：在非金属底座9两个中部台阶即封闭台阶三97，封闭台阶四98的上表面分别选取左、右两个测量点即封闭台阶第一测试点971、封闭台阶第二测试点972，以及封闭台阶第三测试点981、封闭台阶第四测试点982，并通过移动激光测试头分别测量出所述左、右两个测量点的高度，在本实施例中，非金属底座9与封闭台阶第一测试点971的高度H1=4.27mm，非金属底座9与封闭台阶第二测试点972的高度H2=4.25mm，两者的差值为0.02mm；而非金属底座9与封闭台阶第三测试点981的高度H3=4.26mm，非金属底座9与封闭台阶第四测试点982的高度H4=4.27mm，两者的差值为0.01mm；若其差值小于所要求的设置值即为非金属底座9平整度合格，本实施例中所要求的设置值为0.05mm，所以，非金属底座9平整度合格。

再在发热丝6的上表面选取左、右两个测量点即发热丝第一测试点611，发热丝第二测试点621，并通过移动激光测试头分别测量出所述左、右两个测量点的高度，在本实施例中，非金属底座9与发热丝第一测试点611的高度H5=4.96mm，非金属底座9与发热丝第二测试点621的高度H6=4.97 mmmm，两者的差值为0.01mm；若其差值小于所要求的设置值即为发热丝6平整度合格，本实施例中所要求的设置值为0.05mm，所以，发热丝6平整度合格。

如果上述非金属底座9平整度不合格，会在显示屏幕上显示出该栏目不合格，然后需要对非金属底座9的制作模具进行修正，并再次检测，直至合格为止。

如果上述发热丝6平整度不合格，会在显示屏幕上显示出该栏目不合格，然后底座组件102返回通电整形工序，再次进行发热丝6通电整形工序，最后再进行发热丝6定型平整度和发热丝6定型高度的检测，直至合格为止。

发热丝高度的检测：计算非金属底座9中两个中部台阶即封闭台阶三97，封闭台阶四98测量值的分别平均值，然后将该两个平均值再平均一下得出最终平均值，在本实施例中，非金属底座9与封闭台阶第一测试点971的高度H1=4.27mm，非金属底座9与封闭台阶第二测试点972的高度H2=4.25mm，两者的平均值为4.260mm；而非金属底座9与封闭台阶第三测试点981的高度H3=4.26mm，非金属底座9与封闭台阶第四测试点982的高度H4=4.27mm，两者的平均值为4.265mm，最终平均值为4.2625mm；再计算发热丝6两点即发热丝第一测试点611，发热丝第二测试点621测量值的平均值，在本实施例中，非金属底座9与发热丝第一测试点611的高度H5=4.96mm，非金属底座9与发热丝第二测试点621的高度H6=4.97 mmmm，两者的平均值为4.9650mm；将上述非金属底座9中的最终平均值与发热丝6两点的平均值相减即为发热丝6和非金属底座9中两个中部台阶的平均高度差，在本实施例中，该平均高度差为4.9650mm-4.2625mm=0.7025mm。本实施例中所要求的平均高度差设置值为0.70+/-0.025mm，所以，发热丝6平均高度差合格。这充分说明发热丝高度测试仪的应用，对监控和检测发热丝定型高度的一致性起到了有效保证，使微型热保护器技术参数更稳定。

参见图18，在本实施例中，检测方法可以先将发热丝高度测试仪放在原始位置，并将底座组件102放入夹具，取好基准点即可进行发热丝定型平整度和发热丝定型高度的检测，最后通过发热丝高度测试仪自动计算出差额值。

参见图19-图20，在本实施例中，发热丝6是线材平板式结构，与之配套的非金属底座90中设置有发热丝装载型腔911，发热丝装载型腔911内设置有发热丝定位凸台9111，以保证发热丝6定位用，确保技术参数的一致性；本实施例中的其余结构均与实施例1相同或等同，不再叙述。

参见图21，在本实施例中，发热丝6是带材平板式结构，与之配套的非金属底座与图20中的相同，其余结构均与实施例1相同或等同，不再叙述。

本文所述的“微型热保护器”是指：长度尺寸不大于28mm，宽度尺寸不大于15mm，高度尺寸不大于10mm的热保护器。

本文所述的“弯曲形发热丝”是指：该发热丝的形状可以为螺旋弯曲形或平面连续弯曲形等，如线材螺旋型，线材平板型，带材平板型等。

经过上述描述，本领域的技术人员已能实施。

本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明；而且，本发明零部件所取的名称也可以不同，凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。

Claims (3)

1.一种微型热保护器中发热丝平整度的检测方法，该微型热保护器包括外壳、双金属片、静触点、绝缘件和带有两端部的弯曲形发热丝，其特征在于：还设置有

插片，其上固定有插片胖点、插片输出端、以及向内弯并彼此对应的插片第一卡爪和插片第二卡爪，所述的插片胖点与插片输出端分别位于插片中段的两侧，插片胖点与所述发热丝第一端部焊接；

静脚，其上固定有静脚胖点、以及向内弯并彼此对应的静脚第一卡爪和静脚第二卡爪，所述的静脚胖点与发热丝第二端部焊接；

非金属底座，其为四边形，其上设置有与插片、静脚和发热丝相匹配的插片型腔、静脚型腔、发热丝型腔，所述的发热丝型腔位于中间，插片型腔和静脚型腔位于两侧，

在非金属底座上还设置有四个封闭台阶，其中至少有两个中部台阶；

在发热丝平整度检测前，将已经与插片胖点和静脚胖点焊接固定的发热丝组件对应安装到非金属底座的插片型腔、静脚型腔和发热丝型腔内，构成底座组件；

然后按以下方法对发热丝平整度进行检测：

检测方法包括对发热丝定型平整度和发热丝定型高度的检测；

1）对发热丝平整度的检测：在非金属底座两个中部台阶的上表面分别选取左、右两个测量点，并分别测量出所述左、右两个测量点的高度，其差值小于所要求的设置值即为非金属底座平整度合格，否则为不合格；

再在发热丝的上表面选取左、右两个测量点，并分别测量出所述左、右两个测量点的高度，其差值小于所要求的设置值即为发热丝平整度合格，否则为不合格；

发热丝高度的检测：计算非金属底座中两个中部台阶测量值的分别平均值，然后将该两个平均值再平均一下得出最终平均值，再计算发热丝两点测量值的平均值，将上述非金属底座中的最终平均值与发热丝两点的平均值相减即为发热丝和非金属底座中两个中部台阶的平均高度差，该平均高度差小于或等于所要求的设置值即发热丝高度合格，否则为不合格。

2.根据权利要求1所述的微型热保护器中发热丝平整度的检测方法，其特征在于：所述的检测方法通过发热丝高度测试仪采用激光测试头无接触测量法进行，在对发热丝平整度的检测中：当选定非金属底座两个中部台阶的左、右两个测量点后，通过移动测试头分别测量出所述左、右两个测量点的高度；当选定发热丝的左、右两个测量点后，通过移动测试头分别测量出所述左、右两个测量点的高度。

3.根据权利要求1或2所述的微型热保护器中发热丝平整度的检测方法，其特征在于：所述的检测方法先将发热丝高度测试仪放在原始位置，并将底座组件放入夹具，取好基准点即可进行发热丝定型平整度和发热丝定型高度的检测，最后通过发热丝高度测试仪自动计算出差额值。