CN117616529A - 温度开关 - Google Patents

Abstract

提供一种根据来自与通电路径无关的热敏面的热使热响应元件进行动作且结构的复杂度比较低的温度开关。温度开关具备：热响应元件(120)，其当成为规定温度时，翘曲方向反转；弹性板结构体，其具有随着所述热响应元件的反转而移动的可动部(133)；固定触点(114b)；以及可动触点(134)，其设置在所述可动部，能与所述固定触点接触及分离，所述热响应元件位于在所述可动触点与所述固定触点接触时产生的电流路径之外。

Description

温度开关

技术领域

本发明涉及利用热响应元件使电回路接通和关断的温度开关。

背景技术

在专利文献1中，记载了利用将金属板材切割并弯曲而成的可动构件支撑板进行双金属件的保持及与可动板的连接的薄型恒温器。

在专利文献2中，记载了利用从壳体通过盖被传递了热的双金属板的反转将陶瓷销向板簧的方向按压从而阻断电流的恒温器。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭60-193221号公报

专利文献2：日本实开平6-5080号公报

发明内容

发明要解决的问题

在专利文献1中，由于作为热响应元件的双金属元件被保持在壳体内的中空部并远离壳体面，因此可以想到无法将壳体面作为热敏面。另外，专利文献2中记载的恒温器由于具有陶瓷销，因此可以想到其结构是比较复杂的。

本发明鉴于这样的状况，其目的在于提供一种根据来自与通电路径无关的热敏面的热使热响应元件进行动作且结构的复杂度比较低的温度开关。

用于解决问题的方案

本发明的温度开关具备：热响应元件，其当成为规定温度时，翘曲方向反转；弹性板结构体，其具有随着所述热响应元件的反转而移动的可动部；固定触点；以及可动触点，其设置在所述可动部，能与所述固定触点接触及分离，所述热响应元件位于在所述可动触点与所述固定触点接触时产生的电流路径之外。

发明效果

根据本发明，能够提供一种根据来自与通电路径无关的热敏面的热使热响应元件进行动作且结构的复杂度比较低的温度开关。

附图说明

图1A是从上方观看第一实施方式的温度开关的集热板结构体的立体图。

图1B是从上方观看第一实施方式的温度开关的热响应元件的立体图。

图2A是从上方观看第一实施方式的温度开关的弹性板结构体的立体图。

图2B是从下方观看第一实施方式的温度开关的弹性板结构体的立体图。

图3A是第一实施方式的温度开关的立体图。

图3B是与外部回路连通的引线所连接的温度开关的立体图。

图3C是壳体的立体图。

图4A是收纳于壳体的第一实施方式的温度开关的横截面图。

图4B是收纳于壳体的第一实施方式的温度开关的纵截面图。

图4C是收纳于壳体的第一实施方式的温度开关的别的纵截面图。

图5A是收纳于壳体的第二实施方式的温度开关的俯视图。

图5B是收纳于壳体的第二实施方式的温度开关的侧视图。

图6是从上方观看第三实施方式的温度开关的集热板结构体的立体图。

图7A是收纳于壳体的第三实施方式的温度开关的横截面图。

图7B是收纳于壳体的第三实施方式的温度开关的纵截面图。

图7C是收纳于壳体的第三实施方式的温度开关的别的纵截面图。

具体实施方式

以下，基于图示的实施方式来说明本发明。不过，本发明不限于以下说明的实施方式。

[第一实施方式]

如图1A、图1B、图2A、图2B、图3A、图3B以及图4A～图4C所示，温度开关100具备集热板结构体110、热响应元件120以及弹性板结构体130。

如图1A所示，集热板结构体110具有矩形的集热板主体部111。在该集热板主体部111的长边方向一端部，宽度方向一端部111a和宽度方向另一端部向长边方向外侧突出，宽度方向中央部111b向长边方向内侧凹陷。由此，以被宽度方向一端部111a、宽度方向另一端部以及宽度方向中央部111b夹着的方式形成有切口部111c。这样，集热板主体部111的长边方向一端部在俯视时为大致U字状。

在集热板主体部111形成有从宽度方向的两缘部向上方立起的周壁部112。

在宽度方向一端部111a和宽度方向另一端部的长边方向外侧分别形成有第一外部端子113a和第二外部端子113b。

另外，集热板结构体110具有固定触点结构体114。固定触点结构体114是大致矩形的板状构件，具有设置在长边方向一端侧的第三外部端子114a和设置在长边方向另一端侧的固定触点114b。

固定触点结构体114的尺寸和配置被确定为使得第三外部端子114a从第一外部端子113a和第二外部端子113b空开间隔并被两个外部端子夹着，并且使得固定触点114b位于切口部111c内。固定触点结构体114与集热板主体部111的宽度方向一端部111a及宽度方向另一端部由树脂制绝缘块部115固定。

在集热板主体部111的宽度方向中央部111b与长边方向另一端部之间，以向上方突出的方式形成有穹顶部116。在穹顶部116的顶部形成有圆柱状的突起部116a。另外，在集热板主体部111中，在穹顶部114的长边方向另一端侧形成有爪部117。爪部117以从集热板主体部111向上方立起的方式形成，顶端部向集热板主体部111的长边方向一端侧弯曲。此外，也可以在集热板主体部111的宽度方向上空开间隔地设置有多个爪部117。

在图1B中示出双金属件等热响应元件120。热响应元件120为圆角长方形，在反转前，当从上观看时为中心部突出的凸形，当从下观看时为中心部凹陷的凹形。在热响应元件120的大致中央形成有孔部121。

热响应元件120以使热响应元件120的长边方向一端部成为自由端的方式组装到集热板主体部111。具体地说，突起部116a插入到热响应元件120的孔部121，热响应元件120的长边方向另一端部被爪部117卡定。由此，热响应元件120能根据温度以其中央部为支点而使长边方向一端部较大地位移。

此外，在集热板主体部111的长边方向另一端部也可以形成有向长边方向外侧延伸的延长部118。在壳体设置有固定孔时其延长到该固定孔的附近。在不具备固定孔的情况下，能够将延长部切断。

如图2A所示，弹性板结构体130是将细长的板状构件以使长边方向的两端部相互重叠的方式弯折成大致U字状而成的，具有从弯折部131观看时位于一侧的固定部132和位于另一侧的可动部133。固定部132位于可动部133之上。

在固定部132的宽度方向的两缘部形成有向下方延伸的周壁部132a。在固定部132及周壁部132a以覆盖设置有热响应元件120的集热板主体部111及周壁部112的方式被重叠的状态下，位于宽度方向外侧的周壁部132a与位于宽度方向内侧的周壁部112通过焊接等在多个部位被接合。

在可动部133的顶端部下表面设置有可动触点134。该可动触点134能与固定触点114b接触及分离。另外，通过在可动部133的基端部设置大致U字状的切口135b，而形成有以弯折部131为基端的舌片部135。舌片部135与固定部132所成的角度比可动部133与固定部132所成的角度大。在舌片部135的顶端部，以使宽度方向中央部向基端侧弯曲的方式形成有切口部135a。该切口部135a是与突起部116a和孔部121的一部分对应的形状。热响应元件120的中心部附近被舌片部135的弹力朝向穹顶部114按压。

当热响应元件120反转时，可动部133被抬起，原本与固定触点114b接触的可动触点134会与固定触点114b分开。在可动部133的可动触点134与切口135b之间，能够以与热响应元件120的长边方向一端部接触的方式在宽度方向上空开间隔设置多个突起部136。无论可动触点134相对于固定触点114b的接触状态如何，都能够通过多个突起部136稳定地驱动可动部133。

在突起部136仅为1个且位于宽度方向中央的情况下，当发生了被称为触点的粘连(sticking)的粘附或轻熔敷时，热响应元件的反转力会向阻力少的一侧逸散，变得难以将触点断开。相对于此，通过设置多个突起部136，热同相元件的反转力被传递到整个可动部133，使得能可靠地进行断开动作。

在固定部132的顶端部，以位于可动触点134的上方的方式形成有孔部132b。由于该孔部132b，使得当可动部133通过热响应元件120的反转而被抬起时，可动部133的顶端部不会与固定部132发生干扰。

温度开关100由金属构件形成，外形为扁平的箱状，在其内部空间具有热响应元件120、可动部133、以及一对触点即固定触点114b及可动触点134。因此，能够实现薄型形状且刚性高的结构。

如图3B所示，温度开关100通过引线连接到外部回路。对第一外部端子113a连接引线141，对第三外部端子114a连接引线142。此外，也可以将引线141连接到第二外部端子113b而非第一外部端子113a。

温度开关100能够收纳于图3C所示的设置有开口部的箱状壳体150。能够在收纳后将环氧树脂这样的固化性树脂填充到壳体150的开口部。即使在将温度开关100收纳于壳体150而无法看到温度开关100的内部结构的状态下，也能够识别出壳体150的在厚度方向上相互面对的2个面中的哪个面是集热板主体部111侧。即，如果以对第一外部端子113a连接有引线141为前提，朝向引线142从温度开关100的引出方向而引线141位于左侧，则在此时的温度开关的配置中，底面为集热板主体部111侧。另外，如果在上述前提下，朝向引线142从温度开关100的引出方向而引线141位于右侧，则在此时的温度开关的配置中，上表面为集热板主体部111侧。这样，能够从收纳于壳体后的外观判别出集热板主体部是哪一侧。由于一个面是热敏面，所以能够从外观容易地判别出热敏面是非常重要的。

热响应元件120位于由第三外部端子114a、固定触点114b、可动触点134、可动部133、弯折部131、固定部132、周壁部112、以及第一外部端子113a或第二外部端子113b形成的通电路径的外部。并且，如图4C所示，当热响应元件120成为规定温度以上而形状进行了反转时，可动部133被抬起，可动触点134会与固定触点114b分开，电流被阻断。

电从通入有电的部分即充电部(或金属部)流过时，通常以最短路径流动。没有电的流出目的地的舌片部135、热响应元件120以及集热板主体部111不会成为通电路径。

[第二实施方式]

如图5A和图5B所示，能够将一对延长部118维持下来而不将它们切掉。与此对应地，壳体200具备收纳一对延长部118的壳体延长部210。在壳体延长部210，在上下方向上形成有安装孔部211。孔部211是与一对延长部118之间的区域在上下方向上进行了对位的。

这样，利用一对延长部118，集热板在整体上被延长，因此，集热效果进一步提高。

在使用安装孔部211将温度开关安装于规定位置的情况下，集热板紧贴安装面，能将其热高效地传递到热响应元件。

此外，也可以代替安装孔部211而设置长边方向顶端部开放的U字状的切口部。不限于通过安装孔部211和螺钉进行的安装，也有将一对延长部118插入固定到具有强度的外部的安装配件的方法。

[第三实施方式]

在图6和图7A～图7C中示出第三实施方式。虽然与第一实施方式相似，但是在集热板结构体310的穹顶116的顶部未设置有突起。伴随于此，在穹顶116之上配置没有孔部的热响应元件320来代替形成有孔部的热响应元件120。即，不存在进行热响应元件的定位的突起和热响应元件的中央部的孔。

取而代之，在集热板主体部111中，在宽度方向中央部111b的附近，在宽度方向上设置向上方立起的壁部311。

由于设置有壁部311，从而没有孔部的热响应元件320即使进行反转动作，也不会向固定触点和可动触点侧飞出。

或者，也可以代替壁部311而在周壁部112以沿着热响应元件的外周部的方式设置向宽度方向内侧伸出的伸出部。

由于集热板的穹顶116成为热响应元件320进行反转时的支点，所以能够根据热响应元件320的反转特性来调整穹顶116的高度。

[第四实施方式]

在上述第一实施方式中，也可以在热响应元件120与弹性板结构体130的可动部133之间装配与突起部116a匹配地设置有孔的热绝缘片(未图示)。能够使得热响应元件不会受到在通电路径中产生的焦耳热的影响。该热绝缘片优选是将除了供突起部116a插入的热响应元件120的孔部121的附近以外的热响应元件120的整个区域覆盖的热绝缘片。

在第二实施方式和第三实施方式中也同样能够设置热绝缘片。

[效果]

根据第一实施方式至第三实施方式的各个实施方式，通过将位于通电路径之外的集热板作为热敏面，热响应元件易于受到来自该热敏面的热，能够根据来自热敏面的热使热响应元件工作。另外，由于热响应元件被弹性板结构体的舌片部朝向集热板按压，所以热敏性进一步提高。

根据第一实施方式至第三实施方式的各个实施方式，在集热板主体部之上配置有热响应元件，在该热响应元件之上配置有通过热响应元件的反转而被抬起的可动部。与现有技术不同，不需要在温度开关的高度方向上延伸的陶瓷销，因此能够使温度开关成为薄型。

根据第一至第三的各实施方式，设置有从集热板的宽度方向的两侧部立起的周壁部，从该周壁部也能够进行集热。

根据第二实施方式，由于形成用于将温度开关固定的壳体延长部，并与此相应地形成集热板的延长部，因此能够进一步增大热敏面的面积。

以上的温度开关能够用于与温度相应的控制。特别是，能够用于比较低的温度下的控制或动作温度与恢复温度之差小的控制。

此外，弹性板结构体130能够由弹簧用合金制成。作为弹簧用合金的例子，可以举出铜合金(磷青铜或铍铜等)、不锈钢。

集热板结构体110和310的材料能够设为电传导度和热传导度高的金属。具体地说，是铜、黄铜等铜合金、铝等。

到此为止叙述的实施方式也能应用于形状记忆合金(100℃以下)、三金属件等双金属件以外的热响应元件。

关于到此为止说明的实施方式，公开以下的附记。

[附记1]

一种温度开关，具备：

热响应元件，其当成为规定温度时，翘曲方向反转；

弹性板结构体，其具有随着所述热响应元件的反转而移动的可动部；

固定触点；以及

可动触点，其设置在所述可动部，能与所述固定触点接触及分离，

所述热响应元件位于在所述可动触点与所述固定触点接触时产生的电流路径之外。

[附记2]

根据附记1所述的温度开关，其中，

还具备面积比所述热响应元件的面积大的集热板，

在所述集热板上配置有所述热响应元件，

所述热响应元件利用所述可动部的弹性被压靠于所述集热板。

〔附记3〕

根据附记1或2所述的温度开关，其中，

所述集热板为矩形，

所述集热板还具备从所述集热板的宽度方向的两缘部向上方立起的周壁部，

所述弹性板结构体具有矩形的固定部，并设置有从所述固定部的宽度方向的两缘部向下方延伸的周壁部，

所述集热板的周壁部与所述弹性板结构体的周壁部被接合。

[附记4]

根据附记3所述的温度开关，其中，

所述弹性板结构体为大致U字状，从所述弹性板结构体的弯折部的两端分别延伸有所述可动部和所述固定部。

[附记5]

根据附记4所述的温度开关，其中，

在所述弹性板结构体的所述可动部形成有大致U字状的切口，

利用所述切口形成有以所述弯折部为基端的舌片部，

所述热响应元件被所述舌片部按压到所述集热板。

[附记6]

根据附记1～5中的任意一项所述的温度开关，其中，

在所述集热板的长边方向的两端部中的一端部设置有集热板延长部。

[附记7]

根据附记1～6中的任意一项所述的温度开关，其中，

所述热响应元件是双金属件，

在所述双金属件与所述弹性板结构体的所述可动部之间设置有热绝缘片。

[附记8]

根据附记2～7中的任意一项所述的温度开关，其中，

在所述集热板形成有支撑所述热响应元件的穹顶部，

在所述集热板的长边方向一端部与所述穹顶部之间，以在所述集热板的宽度方向上延伸的方式形成有从所述集热板向上方立起的壁部。

以上，对本发明的实施方式进行了叙述，但本发明不限于已述的实施方式，能基于本发明的技术思想进行各种变形和变更。

附图标记说明

110集热板结构体

111集热板主体部

112周壁部

113a、113b外部端子

114固定触点结构体

116穹顶部

116a突起部

117爪部

118延长部

120热响应元件

121孔部

130弹性板结构体

131弯折部

132固定部

132a周壁部

133可动部

134突起部

135舌片部

310集热板结构体

311壁部

320热响应元件。

Claims (8)

1.一种温度开关，其特征在于，具备：

热响应元件，其当成为规定温度时，翘曲方向反转；

弹性板结构体，其具有随着所述热响应元件的反转而移动的可动部；

固定触点；以及

可动触点，其设置在所述可动部，能与所述固定触点接触及分离，

所述热响应元件位于在所述可动触点与所述固定触点接触时产生的电流路径之外。

2.根据权利要求1所述的温度开关，其中，

还具备面积比所述热响应元件的面积大的集热板，

在所述集热板上配置有所述热响应元件，

所述热响应元件利用所述可动部的弹性被压靠于所述集热板。

3.根据权利要求1或2所述的温度开关，其中，

所述集热板为矩形，

所述集热板还具备从所述集热板的宽度方向的两缘部向上方立起的周壁部，

所述弹性板结构体具有矩形的固定部，并设置有从所述固定部的宽度方向的两缘部向下方延伸的周壁部，

所述集热板的周壁部与所述弹性板结构体的周壁部被接合。

4.根据权利要求3所述的温度开关，其中，

所述弹性板结构体为大致U字状，从所述弹性板结构体的弯折部的两端分别延伸有所述可动部和所述固定部。

5.根据权利要求4所述的温度开关，其中，

在所述弹性板结构体的所述可动部形成有大致U字状的切口，

利用所述切口形成有以所述弯折部为基端的舌片部，

所述热响应元件被所述舌片部按压到所述集热板。

6.根据权利要求1或2所述的温度开关，其中，

在所述集热板的长边方向的两端部中的一端部设置有集热板延长部。

7.根据权利要求1或2所述的温度开关，其中，

所述热响应元件是双金属件，

在所述双金属件与所述弹性板结构体的所述可动部之间设置有热绝缘片。

8.根据权利要求2所述的温度开关，其中，

在所述集热板形成有支撑所述热响应元件的穹顶部，

在所述集热板的长边方向一端部与所述穹顶部之间，以在所述集热板的宽度方向上延伸的方式形成有从所述集热板向上方立起的壁部。