CN107437479A - 热敏颗粒型热熔断器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及热敏颗粒型热熔断器，该热熔断器尤其包括：金属材质的圆筒形壳体(11)；第一引脚(1)，以绝缘套管(20)为介质与所述壳体(11)绝缘地固定设置于所述壳体(11)的一侧前端；第二引脚(2)，与所述壳体(11)的另一侧前端通电连接；热敏粒(12)，设置于所述壳体(11)的内部，并且在温度达到一定温度以上时熔融且高度发生变化；活动端子(16)，通过第一弹簧(17)弹性支承于所述热敏粒(12)上；操作部件(15)，所述操作部件在所述热敏粒(12)熔融且高度下降时，通过压缩设置于所述绝缘套管(20)的底面与下端的弹簧支承台(15b)之间的第二弹簧(18)的反弹力而朝着所述热敏粒(12)的高度降低的方向移动，并且自所述热敏粒(12)下降至一定高度的时间点开始，使活动端子(16)操作为活动端子(16)的第一活动触点(16b)与第一引脚(1)的第一固定触点(1a)分离；以及固定端子板(19)，设置于所述绝缘套管(20)的下方以与所述壳体(11)通电，并且引导所述活动端子(16)直线滑动。

Description

热敏颗粒型热熔断器
技术领域
本发明涉及热敏颗粒型热熔断器，尤其涉及这样一种热敏颗粒型热熔断器，即，在周围温度及电路温度上升至既定标准以上时，随着壳体内的热敏性颗粒的熔融而使得通过弹簧弹性支承的活动端子和引线分离或连接，从而通/断电路的热敏颗粒型热熔断器。
背景技术
热熔断器作为检测设备的异常过热而迅速切断电路的元件，其用于诸如汽车的电气部件、各种家用电器、移动电子通信设备、办公设备、车载电气部件、AC适配器、充电器、电机、电池等多种领域。
上述热熔断器通常使用由在预定的熔断器操作温度下熔融的有机物成型的颗粒型作为热敏材料。包括以下专利文献的多个文献中已公开了这种热熔断器。
现有技术文献
专利文献
(专利文献1)KR10-1202434B1
(专利文献2)US5530417B1
在上述专利文献1所公开的传统的热熔断器中，当支承体在操作温度范围内熔融时，使连接至第一引线的第一触点与连接至第二引线的第一触点(金属壳体内壁)选择性通电的活动端子由于按压支承体的弹簧的力而朝着触点分离的方向移动，使得第一触点和第二触点电气上断开，由此切断电路。
然而，在上述传统的热熔断器中，当作用于使活动端子从第二触点分离的方向上的第二弹力变得比作用于使活动端子接触第一触点的方向上的第一弹力更大时，即在支承体熔融为缩减至一定高度的某一瞬间的时间点上，活动端子使第一触点和第二触点瞬间断开，因此具有开关的操作对于支承体高度的变化敏感的结构。
因而，在这种结构中，由于通电截止(cut-off)操作灵敏地反应于两个弹簧的作用力上的细微差异或热敏性颗粒少量的减少，因此存在着在温度低于预定的操作温度范围的低温区域中当发生温敏颗粒的不期望的收缩变形时引发切断电路的误操作的问题。这种结构的传统的热熔断器由于对周围温度的变化反应灵敏而具有操作不稳定的问题。
此外，对于所述传统的热熔断器，由于其具有活动端子的外侧周长方向的前端与壳体的内侧壁面以线接触的状态接触的结构，存在如下问题，即，当弹性支承活动端子的弹簧的力未能均匀地施加至活动端子时，活动端子向某一侧倾斜且活动端子的内壁被卡住而不能滑动，从而导致无法操作。
发明内容
解决的技术问题
本发明的目的在于提供一种通过使触点稳定地接触或分离使得在预定的温度范围中在不发生误操作的情况下准确操作从而具有较高操作可信性的热敏颗粒型热熔断器，以解决如上所述的传统热熔断器的缺点。
解决方法
为实现所述目的的、本发明的热敏颗粒型热熔断器包括：金属材质的圆筒形壳体；第一引脚，所述第一引脚以绝缘套管为介质与所述壳体绝缘地固定设置于所述壳体的一侧前端；第二引脚，所述第二引脚与所述壳体的另一侧前端通电连接；热敏粒，所述热敏粒设置于所述壳体的内部，并且在温度达到一定温度以上时熔融且高度发生变化；活动端子，所述活动端子通过第一弹簧弹性支承于所述热敏粒上，并且随着所述热敏粒的高度的降低使第一引脚与第二引脚彼此电气上分离；操作部件，所述操作部件在所述热敏粒熔融且高度下降时，通过第二弹簧的反弹力而朝着所述热敏粒的高度降低的方向移动，并且自所述热敏粒下降至一定高度的时间点开始，使活动端子移动为活动端子的第一活动触点与第一引脚的第一固定触点分离。
此外，本发明的热熔断器在所述壳体的内侧以及所述绝缘套管的下方通电设置有固定端子板，并且所述固定端子板具有在与所述绝缘套管的贯通孔相同的中心轴方向上贯通的孔，所述活动端子滑动接触地引导于所述固定端子板的孔，以及所述孔的内侧壁在与所述活动端子的外周面滑动接触的同时，作为第二固定触点起到使第一引脚侧的第一固定触点与第二引脚侧的壳体彼此通电的作用，直到所述热敏粒达到触发开关断开的操作高度。
此外，所述活动端子的体部的下端具有扩展为直径比体部的直径相对更大的头部，所述第一弹簧压缩设置在所述活动端子的头部的底面与放置于热敏粒的上表面的垫板之间，以及所述操作部件的上端侧壁上形成有供所述活动端子的体部贯通的贯通孔，所述操作部件的上端侧壁的底面在热敏粒的高度变化量达到一定程度时与所述活动端子的头部的上表面相接触，并且当热敏粒熔融为超过所述一定程度的热敏粒高度的变化量时，所述操作部件使所述活动端子移动。
另外，所述垫板上形成有孔使得在所述热敏粒熔融时所述热敏粒熔融的部分流入操作部件的内部。
所述壳体的内径相对大的上部区域与内径相对小的下部区域边界处形成有阶梯部，所述壳体的阶梯部上放置并固定有所述固定端子板，以及所述固定端子板的上表面放置并固定有所述绝缘套管。
有益效果
根据如上所述的本发明的结构，由于在活动端子随着热敏粒的熔融而移动时沿着固定端子板的孔内壁被引导，使得活动端子与固定触点的分离操作稳定地进行，从而在预定的温度范围内不发生误操作的情况下准确地实现开关操作。
此外，由于不会受到因外部的振动或冲击等未预料的因素而导致的热敏粒变形的直接影响，而是仅在根据周围温度的上升而熔融变形至预定量的情况下，才精确地反应并进行开关操作，因此确保较高的操作可靠性。
附图说明
图1是示意性地示出根据本发明的热敏颗粒型热熔断器的整体结构的分解立体图。
图2是根据本发明的热敏颗粒型热熔断器处于壳体内外温度为导通的状态的纵向组装剖视图。
图3是热敏粒处于开始熔融的初始状态的纵向组装剖视图。
图4是活动端子即将从第一引脚分离的状态的纵向组装剖视图。
图5是活动端子从第一引脚分离的状态的纵向组装剖视图。
附图标记的说明
1 第一引脚 1a 第一固定触点
2 第二引脚 11 壳体
11c 底部 12 热敏粒
12a 热敏粒的熔融部分 13 垫板
13a 孔 15 操作部件
15a 贯通孔 15b 弹簧支承台
15c 上端侧壁 15d 上端侧壁的底面
16 活动端子 16a 体部
16b 第一活动触点 16c 头部
16d 头部的上表面 17 第一弹簧
18 第二弹簧 19 固定端子板
19a 孔 19b 底面
20 绝缘套管 21 贯通孔
H0 开始熔融前的热敏粒的高度 H1 部分熔融的热敏粒的高度
H2 处于第一活动端子与第一引脚的第一固定触点分离的状态的热敏粒的高度
具体实施方式
以下，将参照附图对根据本发明的热敏颗粒型热熔断器的优选实施例进行详细的说明。
如图1和图2所示，根据本发明的热敏颗粒型热熔断器的一侧打开，且另一侧包括具有底部11c的金属壳体11。所述壳体11由形成为相对较大内径的上部区域和相对较小内径的下部区域构成，并且所述上部区域与下部区域的边界处形成有阶梯部。
在所述壳体11的下部区域中，从壳体11的底部11c开始顺序地插置有热敏粒12、垫板13、第一弹簧17、活动端子16、操作部件15、第二弹簧18，并且在所述壳体11的上部区域中，依次插置有固定端子板19和绝缘套管20。
所述固定端子板19优选地形成为金属圆盘形状。该固定端子板19沿着侧面周长以与壳体11的内侧壁面接触的状态放置并固定在所述阶梯部上，使得与壳体(11)通电。另外，所述固定端子板19具有供活动端子16在中心轴方向上以滑动接触的方式移动的孔19a。因此，所述固定端子板19通过与壳体10的内侧壁面和/或阶梯部接触而与壳体10通电的同时，还通过与所述孔19a滑动接触而与所述活动端子16通电，此外还起到引导所述活动端子16使其以与所述孔19a的内壁滑动接触的方式移动的作用。
所述热敏粒12通过将非传导性有机物压缩成型为颗粒(pellet)形态。这种热敏粒12具有初始高度H0，且放置并安装在所述壳体11的内侧底部11c上，并且当壳体11的周围温度达到或超过预先设置的一定的操作温度(使热熔断器切断电路的开关断开操作温度)时，热敏粒12开始熔融，且如图5所示，热敏粒12的高度下降至使开关进行断开操作的一定高度H2以下。
所述第一引脚1贯穿所述绝缘套管20的贯通孔21，其一端延伸至壳体11的外部，且另一端的前端面在所述贯通孔21的内部提供第一固定触点1a。第二引脚2在所述壳体11的底部11c与第一引脚1相对地与所述壳体11通电连接。另外，所述绝缘套管20的开放的上端由密封材料3密封。
所述活动端子16的一侧前端具有与所述第一引脚1的第一固定触点1a接触的第一活动触点16b，并且另一侧前端具有扩展为具有比体部16a相对更大的直径的头部16c。对于这种结构的活动端子16，如图2至图3所示，其体部16a设置为贯穿所述固定端子板19的孔19a从而滑动地引导于孔19a的内侧面，并且体部16a下端具有扩展为具有比体部相对更大的直径的头部16c。活动端子16由压缩地设置于头部16c的底面与热敏粒12的上表面之间的第一弹簧17弹性支承。即，所述第一弹簧17弹性支承活动端子16的头部16c的底面以使活动端子16的第一活动触点16b与第一引脚1的第一固定触点1a保持接触状态，直到热敏粒12熔融为高度下降至一定程度以下。
为了在热敏粒12熔融变形或因破损而变形的情况下也能够稳定地支承所述第一弹簧17的一侧前端，第一弹簧17与热敏粒12之间插置有垫板13。此外，该垫板13上形成有孔13a使得在所述热敏粒12熔融变形时其熔融的部分12a能够排出。
本发明的热熔断器具有操作部件15，当壳体11内部的热敏粒12随着周围温度的上升而从初始高度H0熔融至触发开关断开操作的一定高度H2以下时，所述操作部件15使所述活动端子16的第一活动触点16b从第一引脚1的第一固定触点1a分离使得开关断开。
所述操作部件15的下端打开，且其上端形成为具有上端侧壁15c的圆筒形状，并且其下端的外侧面具有弹簧支承台15b。该操作部件15放置于所述垫板13上而被支承，并且所述活动端子16和第一弹簧17容纳在其内部空间中，其中，所述活动端子16的体部贯穿上端侧壁15c的贯通孔15a且朝着第一引脚1延伸，而头部16c在内部空间中由所述第一弹簧17弹性支承。此外，相比于所述第一弹簧17具有相对更大的弹性系数的第二弹簧18弹性设置在所述操作部件15的外侧，使得所述操作部件15对应于由热敏粒12的熔融而导致的高度下降而弹性地偏向热敏粒12。
如图2至图3所示，当所述热敏粒12随着熔融而高度下降时，这种操作部件15由于弹性设置在所述固定端子板19的底面19b与弹簧支承台15b之间的第二弹簧18的反弹力而朝着热敏粒12移动，直到所述热敏粒12下降至一定高度H2以下时，使活动端子16以上端侧壁15c的底面15d与所述活动端子16的头部16c的上表面16d相接触的状态移动的同时，使所述活动端子16的第一活动触点16b与所述第一引脚1的第一固定触点1a分离，从而使开关断开。
如上所述，当所述活动端子16与操作部件15的滑动联动地朝着与操作部件的滑动方向相同的方向上移动时，由于所述活动端子16的体部16a滑动接触地引导于固定端子板19的孔19a的内侧壁，因此能够防止因活动端子16倾斜并卡在壳体内壁上而发生故障的现象。
以下，将参照附图说明根据本发明的热熔断器的操作。
正常(normal)状态：开关闭合(ON)状态(图2和图3)
当壳体11的周围温度处于预定的熔断器操作温度以下时，如图2所示，由于热敏粒12不会熔融，热敏粒12的高度不会发生变化。因此，活动端子16通过第一弹簧17的弹力来维持第一活动触点16b与第一引脚1的第一固定触点1a接触的状态，并且活动端子16的体部16a的外侧面维持与连接至壳体1的固定端子板19的孔19a的内壁接触的状态。即，在图2的状态中，第一引脚1经由活动端子16-固定端子板19-壳体11的路径与第二引脚2电连接，从而维持开关闭合的状态。
在图2的状态中，随着温度上升，热敏粒12部分地熔融并变形，使得颗粒的高度下降，而该热敏粒12的高度H1降低至作为触发开关操作的实质性条件的高度H2之前(H1>H2)的情况如图3所示，随着高度因热敏粒12的熔融而下降，垫板13也与热敏粒12的高度减少量(H0-H1)对应地下降。因此，通过第二弹簧18在伸长的同时推动操作部件15使其紧贴至热敏粒12，而第一弹簧17则在相反的方向上向上推动活动端子16，从而维持活动端子16的第一活动端子的第一活动触点16b与第一引脚1的第一固定触点1a紧密贴合的状态。
开关断开(OFF)状态(图4和图5)
所述热敏粒12随着周围温度的上升而继续熔融的同时其高度继续降低，与此同时，操作部件15也朝着壳体11的底部11c移动，并且如图4所示，自操作部件15的上端侧壁15c的底面15d与活动端子16的头部16c的上表面16d相接触的时间点(G＝0)之后，操作部件15通过比第一弹簧17的力相对更强的第二弹簧18的力使活动端子16朝着热敏粒12移动，使得活动端子16的第一活动触点16b与第一引脚1的第一固定触点1a分离，从而使开关断开。
在操作部件15使活动端子16移动以进行上述开关断开操作时，由于活动端子16的体部16a滑动地通过固定端子板19的孔19a而被直线引导，使得活动端子16能够无晃动地直线移动，由此能够防止因用于提供使活动端子16移动以进行开关断开操作的动力的弹簧产生不均衡的作用力而使活动端子偏向某一方向并卡在壳体的内壁上而发生的操作停止乃至误操作。

Claims (5)

1.一种热敏颗粒型热熔断器，包括：
金属材质的圆筒形壳体(11)；
第一引脚(1)，以绝缘套管(20)为介质与所述壳体(11)绝缘地固定设置于所述壳体(11)的一侧前端；
第二引脚(2)，与所述壳体(11)的另一侧前端通电连接；
热敏粒(12)，设置于所述壳体(11)的内部，并且在温度达到一定温度以上时熔融且高度发生变化；
活动端子(16)，所述活动端子(16)的一侧前端通过第一弹簧(17)弹性支承于所述热敏粒(12)上，并且随着所述热敏粒(12)的高度的降低使第一引脚与第二引脚彼此电气上分离；
固定端子板(19)，在所述壳体(11)的内侧以及所述绝缘套管(20)的下方与所述壳体(11)的内侧壁面通电接触，并且与所述活动端子(16)滑动接触为通电状态；
操作部件(15)，所述操作部件(15)在所述热敏粒(12)熔融且高度下降时，通过作用于热敏粒的第二弹簧(18)的反弹力而朝着所述热敏粒(12)的高度降低的方向移动，并且自所述热敏粒(12)下降至设置为触发开关断开操作的一定高度的时间点开始，使活动端子(16)操作为：活动端子(16)的第一活动触点(16b)与第一引脚(1)的第一固定触点(1a)分离。
2.根据权利要求1所述的热敏颗粒型热熔断器，其中，
所述固定端子板(19)具有在与所述绝缘套管(20)的贯通孔(21)相同的中心轴方向上贯通的孔(19a)，
所述活动端子(16)滑动接触地引导于所述固定端子板(19)的孔(19a)，以及
所述孔(19a)的内侧壁(19a)与所述活动端子(19)的外周面滑动接触的同时，作为第二固定触点起到使第一引脚(1)侧的第一固定触点(1a)与第二引脚(2)侧的壳体(11)彼此通电的作用，直到所述热敏粒(12)达到触发开关断开的操作高度(H2)。
3.根据权利要求1所述的热敏颗粒型热熔断器，其中，
所述活动端子(16)的体部(16a)的下端具有扩展为直径比体部(16a)的直径相对更大的头部(16c)，
所述第一弹簧(17)压缩设置在所述活动端子(16c)的头部(16c)的底面与放置于热敏粒(12)的上表面的垫板(13)之间，以及
所述操作部件(15)的上端侧壁(15c)上形成有供所述活动端子(16)的体部(16a)贯通的贯通孔(15a)，所述操作部件(15)的上端侧壁(15c)的底面(15d)在热敏粒(12)的高度变化量达到一定程度时与所述活动端子(16)的头部(16c)的上表面(16d)相接触，并且当热敏粒(12)熔融为超过所述一定程度的热敏粒高度(H2)的变化量时，所述操作部件(15)使所述活动端子(16)移动。
4.根据权利要求3所述的热敏颗粒型热熔断器，其中，
所述垫板(13)上形成有孔(13a)使得在所述热敏粒(12)熔融时所述热敏粒(12)熔融的部分(12a)流入操作部件(15)的内部。
5.根据权利要求2所述的热敏颗粒型热熔断器，其中，
所述壳体(11)的内径相对大的上部区域与内径相对小的下部区域边界处形成有阶梯部，
所述壳体(11)的阶梯部上放置并固定有所述固定端子板(19)，以及
所述固定端子板(19)的上表面放置并固定有所述绝缘套管(20)。
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