CN1604259A - 热响应开关 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种组装性能好、能够小型化的自我保持型热响应开关。包括配设在基座(1)上的第1及第2固定端子(2、3)，一端与第1固定端子(2)相连、另一端上固定着可动接点(5)的双金属片(4)，设置在第2固定端子(3)上、与可动接点(5)接触或离开的固定接点(3a)，通过与双金属片(4)相连而发热来保持双金属片(4)的翻转的正特性热敏电阻(9)，以及与基座(1)重合的盖体(6)；正特性热敏电阻(9)安装在盖体(6)一侧，同时在盖体上配设连接构件(7)，当盖体与基座重合时，使连接构件(7)与第2固定端子(3)相连，通过连接构件(7)将正特性热敏电阻(9)并联连接在第1与第2固定端子(2、3)之间。

Description

热响应开关

技术领域

本发明涉及一种热响应开关，特别是涉及针对过电流和过热的自我保持型的热响应开关的结构。

背景技术

作为以往的自我保持型热响应开关的结构，我们已知道在可动接点板与固定接点板之间保持由通电而发热的电子元件即正特性热敏电阻(PTC元件)的结构(参照例如专利文献1)。

下面根据附图说明以往的自我保持型热响应开关的结构。

图7为表示以往的自我保持型热响应开关的纵向剖视图，图8为表示以往的自我保持型热响应开关的主要部分的结构的分解透视图。

该热响应开关具有用例如尼龙制成的扁平的箱形外壳110，外壳110的内侧收容装置的主要部分(对过电流或过热的保护机构)，从外壳110的开口突出一对由例如黄铜等导电板制成的外部连接端子112、114。外壳110的开口用例如环氧树脂等树脂体116密封或密闭。

在外壳110内，从外部连接端子112沿外壳110的内壁延伸到外壳的内部或底部的导电板118形成固定电极，该固定电极118的顶端安装有用例如银合金制成的固定接点120。

在密封用树脂体116内侧的固定电极118上设置有例如与固定电极118一体镶嵌成型的、由例如尼龙制成的支持或隔热用的树脂块122。该树脂块122的中间部形成有孔穴122a，该孔穴122a中能够安装例如扁平长方体形状的正特性热敏电阻124，能将其下半部分插入孔穴122a内。正特性热敏电阻124的下部电极端子面124a用例如银环氧树脂等导电性粘接材料粘接在固定电极118上。

可动电极126由例如铜-黄铜合金制成，如图8所示那样包括鞋垫状的双金属片126a、一体连接在该双金属片126a的基端上的四边环形或框状的卡合部126b和从该框状卡合部126b的一端向外延伸的钩状卡合部126c。双金属片126a的顶端安装有用例如银合金制成的可动接点128。

树脂块122的中间角形隆起部122c通过加热铆接在框状挤压部130的凹部130a中，通过这样，可动电极126用双金属片126a的基端部126d压接在正特性热敏电阻124的上部电极端子面124b上。通过该压接部(126d、124b)在正特性热敏电阻124与可动电极126之间形成电连接，同时形成可动电极126的双金属片126a的变位支点。

如果说明动作，则为：可动电极126的双金属片126a在原始状态下如图7所示那样以将顶端部往下垂的姿势，在这种状态下适度加压使可动接点128压接在固定接点120上。在该原始状态下，当电流流过端子114和端子112之间时，双金属片126a主要被自身的电阻发热而加热，同时还被固定电极118等周围的导电体的电阻发热而加热。在接点闭合的状态下，电流通过两接点120、128以近似短路的状态流过两电极118、126，因此在正特性热敏电阻124一侧实质上不流过电流，正特性热敏电阻124几乎不发热。

但是当由于过电流或负荷的加热而达到动作温度时，双金属片126a变位，顶端抬起。此时，双金属片126a以压在正特性热敏电阻124上的基端部126d为支点变位。由于该双金属片126a的变位，可动接点128离开固定接点120，处于接点打开的状态，电流被切断。

当接点这样处于打开状态时，两电极118、126之间的电压施加到正特性热敏电阻124上，正特性热敏电阻124动作，即通电发热。由于这样的正特性热敏电阻124的发热，双金属片126a被保持在变位位置或应答位置，两接点120、128维持分离了的状态。

但是，在上述以往的自我保持型热响应开关中，由于在将正特性热敏电阻(PTC元件)夹在可动接点板与固定接点板之间后，以一体化的状态将它们组装到外壳中，用树脂密封使外部连接端子突出的外壳开口，因此处理或组装作业繁杂，存在不能小型化的问题。

专利文献1  日本专利特开平7-282701号公报

发明内容

因此，本发明就是为了解决上述问题，目的是提供一种组装性好、能够小型化的自我保持型热响应开关。

为了解决上述问题，本发明的第1种方案包括：绝缘性的基座，一端露出表面地配设在该基座上的第1及第2固定端子，一端被连接在上述第1固定端子上、另一端上固定着可动接点的能够翻转的双金属片，设置在上述第2固定端子上、与上述可动接点接触和分离的固定接点，通过与上述双金属片连接而发热来保持上述双金属片的翻转的正特性热敏电阻，以及与上述基座重合的绝缘性盖体；上述正特性热敏电阻安装在上述盖体一侧，并且在上述盖体上配设有导电性连接构件，当上述盖体与上述基座重合时，使上述连接构件与上述第2固定端子连接，通过上述连接构件将上述正特性热敏电阻并联连接在上述第1与第2固定端子之间。

并且，作为第2种解决方案，采用上述连接构件一体地埋设到上述盖体中而形成，上述正特性热敏电阻与上述连接构件的一端相连，上述连接构件的另一端与上述第2固定端子相连的结构。

或者，作为第3种解决方案，采用上述连接构件由镍导线形成，将与上述第2固定端子连接的另一端再延长，作为焊接连接用的安装部的结构。

或者，作为第4种解决方案，采用将镍导线的空端子一体地埋设到上述盖体中而形成，使该空端子的一端与上述第1固定端子连接，同时将该一端再延长，作为焊接连接用的安装部的结构。

或者，作为第5种解决方案，采用上述盖体中包括与上述正特性热敏电阻的一端相连的具有弹性的板簧片，用该板簧片将上述正特性热敏电阻的另一端压接、保持在上述连接构件的一端上，使上述板簧片的一部分与上述第1固定端子或上述双金属片相连的结构。

或者，作为第6种解决方案，采用在使上述板簧片的一部分与上述第1固定端子或上述双金属片相抵接的状态下，通过超声波焊接使上述基座与上述盖体一体化的结构。

或者，作为第7种解决方案，采用将上述连接构件和上述正特性热敏电阻配置在上述第2固定端子一侧而形成，当上述双金属片翻转时，上述可动接点直接与上述正特性热敏电阻相连接的结构。

发明效果

如上所述，由于本发明的热响应开关包括：绝缘性的基座，一端露出表面地配设在该基座上的第1及第2固定端子，一端被连接在第1固定端子上、另一端上固定着可动接点的能够翻转的双金属片，设置在第2固定端子上、与可动接点接触和分离的固定接点，通过与双金属片连接而发热来保持双金属片的翻转的正特性热敏电阻，以及与基座重合的绝缘性盖体；正特性热敏电阻安装在盖体一侧，并且在盖体上配设有导电性连接构件，当盖体与基座重合时，使连接构件与第2固定端子连接，通过连接构件将正特性热敏电阻并联连接在第1与第2固定端子之间，因此，由于将保持双金属片的翻转的正特性热敏电阻和连接构件安装在与基座重叠的盖体的一侧使它们组块化，所以通过将盖体重叠在成为保持双金属片的热响应开关组块的基座上，能够简单地进行组装。

并且，由于将正特性热敏电阻安装在盖体一侧，因此，只需变更盖体就可以与保持双金属片的翻转的自我保持型和不需保持的非自我保持型的变型相对应，由于能够将成为热响应开关组块的基座通用化，因此制造管理变得容易，能够降低成本。

或者，由于连接构件一体地埋设到盖体中而形成，正特性热敏电阻与连接构件的一端相连，连接构件的另一端与第2固定端子相连，因此在成型盖体时能够一体地形成连接构件，因此连接构件与正特性热敏电阻和第2固定端子的连接能够容易地进行。

或者，由于连接构件由镍导线形成，将与第2固定端子连接的另一端再延长，作为焊接连接用的安装部，因此在将热响应开关组块安装到电子设备等上去时，通过该镍导线能够直接(直付け)安装到电子设备上，因此不用准备别的焊接连接用的导体，安装变得容易，而且能够降低成本。

或者，由于将镍导线的空端子一体地埋设到盖体中而形成，使该空端子的一端与第1固定端子连接，同时将该一端再延长，作为焊接连接用的安装部，因此同样地，在将热响应开关组块安装到电子设备等上去时，通过空端子能够直接(直付け)安装到电子设备上，因此不用准备别的焊接连接用的导体，安装变得容易，而且能够降低成本。

或者，盖体中包括与正特性热敏电阻的一端相连的具有弹性的板簧片，用该板簧片将正特性热敏电阻的另一端压接、保持在连接构件的一端上，使板簧片的一部分与第1固定端子或双金属片相连，因此利用板簧片的弹性能够弹性保持正特性热敏电阻，因此不仅能够防止破损确实地保持，还能够确实地与第1固定端子或双金属片连接。

或者，由于在使板簧片的一部分与第1固定端子或双金属片相抵接的状态下，通过超声波焊接使基座与盖体一体化，因此通过超声波焊接时的微振动，金属表面的氧化膜被摩擦掉，所以能够获得稳定的接触。

或者，由于将连接构件和正特性热敏电阻配置在第2固定端子一侧而形成，当双金属片翻转时，可动接点直接与正特性热敏电阻相连接，因此不需正特性热敏电阻与双金属片或者第1固定端子相连的板簧片，因此结构变得简单，能够与小型化或降低成本相对应。

附图说明

图1是表示本发明的热响应开关的分解透视图。

图2是表示本发明的热响应开关的俯视图。

图3是表示本发明的热响应开关的剖视图。

图4是表示本发明的发热体组块的仰视图。

图5是表示本发明的热响应开关组块的俯视图。

图6是表示本发明的发热体组块的变形例的主要部分的剖视图。

图7是表示以往的自我保持型热响应开关的纵向剖视图。

图8是表示以往的自我保持型热响应开关的主要部分的分解透视图。

具体实施方式

下面用图1～图6说明本发明的热响应开关的实施方式。图1为本发明的热响应开关的分解透视图，图2为热响应开关的俯视图，图3为热响应开关的剖视图，图4为发热体组块的仰视图，图5为热响应开关组块的俯视图，图6为表示发热体组块的变形例的主要部分的剖视图。

在图中，绝缘性基座1为利用合成树脂等绝缘材料被形成为上面开口的箱形，设置了收容部1a。在该基座1的收容部1a的内底部一体地埋设有后述的各固定端子，其一端露出地配设，这些各固定端子的另一端分别从上述基座1的两侧面向外导出。

并且，基座1的开口的四个角上设置有向上突出的突起部1b，该突起部1b与后述的盖体6的卡合凹部6b卡合，进行定位。

第1固定端子2用黄铜等导电性金属材料形成为平板状。该第1固定端子2的一端通过冲压等产生厚度差来形成突出部2a，该突出部2a固定在后述双金属片的一端，成为焊接部。并且，该第1固定端子2的另一端从上述基座1的侧面向外导出，设置与其他的电子设备等连接的连接端子2b。并且，该连接端子2b与后述的空端子8相连接。

第2固定端子3同样用黄铜等导电性金属材料形成为平板状。该第2固定端子3的一端设置与后述的可动接点5相抵接的固定接点3a，该第2固定端子3的另一端从上述基座1的侧面向外导出，设置与其他的电子设备等相连接的连接端子3b。并且，该连接端子3b与后述的连接构件7相连接。

双金属片4通过将例如热膨胀率高的材料制成的高膨胀构件和热膨胀率低的材料制成的低膨胀构件这至少2种热膨胀率不同的金属材料层叠结合成平板状而形成。该双金属片4的一端通过激光焊接等方法固定在上述第1固定端子2上设置的上述突出部2a上。而另一方面，与上述固定接点3a接离的、由银氧化锡等构成的可动接点5通过激光焊接等方法被固定在成为该双金属片4的自由端的另一端侧。

此时，上述第1固定端子2与上述双金属片4的一端的接合处并不是整个面接触，仅是上述突出部2a的部分结合，因此上述双金属片4在进行翻转动作时不会妨碍动作特性。

并且，上述双金属片4的中央部分形成有助长翻转作用的鼓出了的圆顶状的翻转部4a，通过形成该翻转部4a，使上述双金属片4的温度特性，即根据温度的翻转动作能够确实地进行。

绝缘性的盖体6由合成树脂等绝缘材料形成为下面开口的箱形，具有收容部6a。该收容部6a的内底部一体地埋设有后述的连接构件7，其一端露出而设置，该连接构件7的另一端从上述盖体6的一个上面沿侧面弯曲成近似Z字的形状，向外导出。而另一方面盖体6的另一侧配设有同样从上面沿侧面弯曲成近似Z字形状的空端子8。

并且，在盖体6的开口的四个角部设置有凹状的卡合凹部6b，该卡合凹部6b与上述基座1的突起部1b卡合，以确定基座1与盖体6的位置进行重合。并且，上述收容部6a中设置有保持后述的正特性热敏电阻9的圆孔状的保持部6c，该保持部6c的周边附近设置有保持、固定后述的板簧片10的保持孔6d和保持突起6e。

连接构件7用镍等导电性的金属材料形成为板状。该连接构件7的配设在上述收容部6a中的一端从上述保持部6c的内底面露出，成为与正特性热敏电阻9连接的连接部7a。并且，另一端从上述盖体6的一个上面沿侧面弯曲成2段，成近似Z字形状，向外导出，该导出部分与上述第2固定端子3的连接端子3b平行配设，形成镍导线7b。

并且，该镍导线7b不仅与上述连接端子3b连接而且进一步延出，其顶端成为直接(直付け)安装到电子设备等上时的焊接连接用的安装部。

这样，由于使连接构件7一体地埋设在盖体6中而形成，连接构件7的一端与正特性热敏电阻9连接，将连接构件7的另一端连接到第2固定端子3上，因此在盖体6成型时将连接构件7一体形成，因而能够容易地进行连接构件7与正特性热敏电阻9及第2固定端子3的连接。

并且，连接构件7上有镍导线7b，使该镍导线7b的与第2固定端子3的连接端子3b连接的另一端再延长，作为焊接用的安装部，因此在将热响应开关安装到电子设备等上时，通过该镍导线7b能够直接安装到电子设备上，因此不用准备别的焊接连接用的导体，安装变得容易，而且能够降低成本。

空端子8同样用镍等导电性金属板形成为板状，在上述盖体6的与连接构件7的导出一侧相反的一侧同样从上面沿侧面弯曲成2段，成近似Z字形配设，形成与从该弯曲部到上述第1固定端子2的连接端子2b相平行配设的镍导线8a。

该镍导线8a不仅与上述连接端子2b相连，而且继续延伸，其顶端成为直接(直付け)安装到电子设备等上时的焊接连接用的安装部。

同样，在将热响应开关安装到电子设备等上时，第1固定端子2一侧也可以通过该空端子8直接安装到电子设备上，因此不用准备别的焊接连接用的导体，安装变得容易，而且能够降低成本。

正特性热敏电阻9为利用通电而发热的电子元件(PTC元件)，为圆板形状，当双金属片4由于温度变化而翻转时，正特性热敏电阻9发热保持双金属片4的翻转状态进行自我保持动作。该正特性热敏电阻9保持在上述盖体6的保持部6c中，与从保持部6c的内底面露出配设的连接构件7的连接部7a相连接。

板簧片10用具有弹性的导电性金属板形成，包括近似平板状的弹簧部10a和从该弹簧部10a垂直向上竖起的竖起部10b，弹簧部10a上具有一对保持槽10c。并且，板簧片10的上述竖起部10b与上述盖体6的保持孔6d卡合，一对保持槽10c与保持突起6e卡合铆紧。

上述板簧片10配设在保持在上述盖体6的保持部6c中的正特性热敏电阻9的下侧，与该正特性热敏电阻9的一端连接，通过该板簧片10将正特性热敏电阻9的另一端压接保持在上述连接构件7的连接部7a上。并且，板簧片10的下端的一部分与上述双金属片4相抵接，与上述第1固定端子2相连接。

这样，通过板簧片10将正特性热敏电阻9的另一端压接保持在连接构件7的连接部7a上，使该板簧片10的一部分与双金属片4相连接，因此利用板簧片10的弹性能够弹性保持正特性热敏电阻9，因此不仅能够防止破损而确实地保持，还能够确实地与第1固定端子2或双金属片4电连接。

在组装上述结构的热响应开关时，使固定接点3a与可动接点5相对地将双金属片4插入配设了第1及第2固定端子2、3的基座1的收容部1a中，通过电点焊等方法将双金属片4的一端固定在第1固定端子2的突出部2a上。此时，固定接点3a与可动接点5处于电连接的状态。在此状态下，形成热响应开关组块。

接着，将正特性热敏电阻9插入配设了连接构件7及空端子8的盖体6的收容部6a中设置的保持部6c中。然后使板簧片10的竖起部10b与盖体6的保持孔6d卡合，使一对保持槽10c与保持突起6e卡合，用热铆接等的方法铆接固定，通过这样，用板簧片10将正特性热敏电阻9压接保持在连接构件7的连接部7a上。此时，正特性热敏电阻9与露出在保持部6c的内底面的连接构件7的连接部7a电连接。在此状态下形成发热体组块。

接着，从热响应开关组块的上侧被覆发热体组块，使基座1的开口的四个角上设置的突起部1b与盖体6的开口的四个角上设置的卡合凹部6b卡合，定位重叠。此时，板簧片10的下端的一部分与双金属片4相抵接，正特性热敏电阻9与第1固定端子2电连接。并且，第1固定端子2的连接端子2b与空端子8的镍导线8a以及第2固定端子3的连接端子3b与连接构件7的镍导线7b处于连接状态。

接着，用超声波焊接等方法焊接基座1和盖体6的重合面，使热响应开关组块与发热组块一体化，同时用激光焊接或电点焊等方法使第1固定端子2的连接端子2b与空端子8的镍导线8a以及第2固定端子3的连接端子3b与连接构件7的镍导线7b固定，完成组装。

在此状态下，连接构件7与第2固定端子3电连接，并且正特性热敏电阻9通过连接构件7及板簧片10和双金属片4在第1及第2固定端子2、3之间并联连接。

并且，此时使板簧片10的一部分与双金属片4相抵接，在此状态下超声波焊接基座1和盖体6使它们一体化，因此通过超声波焊接时的微振动，金属表面的氧化膜被摩擦掉，因此即使在金属板压接状态的接触结构中也能够获得稳定的接触。

下面说明上述结构的热响应开关的动作。

在常温和一般的使用温度下，相对配置的可动接点5与固定接点3a互相接触，接点处于导通状态。此时，第1及第2固定端子2、3之间虽并联连接着双金属片4和正特性热敏电阻9，但由于与正特性热敏电阻9的内部电阻相比，双金属片4的电阻值极小，因此正特性热敏电阻9中不流过电流，施加到第1及第2固定端子2、3之间的电流流过双金属片4。

因此，正特性热敏电阻9一侧实质上不流过电流，正特性热敏电阻9几乎不发热。

从这种状态起如果由于某种原因温度上升，则固定着可动接点5的双金属片4上设置的翻转部4a根据温度的上升而进行翻转动作。此时，固定在双金属片4上的可动接点5与双金属片4一起被驱动，离开固定接点3a，接点处于断开状态。此时，己翻转的双金属片4的翻转部4a的鼓出部分翻转，向固定接点3a的方向即基座1的内底面的方向突出。

当接点这样处于断开状态时，第1及第2固定端子之间的电压施加在正特性热敏电阻9上，正特性热敏电阻9动作，即通电发热。由于正特性热敏电阻9这样发热，双金属片4被保持在翻转位置上，可动接点5与固定接点3a维持断开了的状态。即，自我保持状态。

为了解除该自我保持的接点的断开状态，只要切断施加在第1及第2固定端子2、3之间的电压就可以了。这样，当温度从该状态下降，恢复到原来的常温时，双金属片4的翻转部4a随温度的下降而翻转恢复，向与固定接点3a的方向相反的方向突出，因此可动接点5与固定接点3a接触，接点处于接通状态，恢复到初始的状态。

在上述本发明的热响应开关的结构中，不仅将正特性热敏电阻9安装在盖体6一侧，而且在该盖体6上配置有导电性的连接构件7，当将盖体6与基座1重叠时，该连接构件7与第2固定端子3相连，通过连接构件7使正特性热敏电阻9并联连接在第1及第2固定端子2、3之间，因此，由于将保持双金属片4的翻转的正特性热敏电阻9和连接构件7安装在与基座1重叠的盖体6的一侧使它们组块化，所以通过将盖体6重叠在成为保持双金属片4的热响应开关组块的基座1上，就能够简单地进行组装。

并且，由于将正特性热敏电阻9安装在盖体6一侧，因此，只需盖体6的变更就可以与保持双金属片4的翻转的自我保持型和不需保持的非自我保持型的变化相对应，由于能够将成为热响应开关组块的基座1通用化，因此制造管理变得容易，能够降低成本。

图6表示的是本发明的发热体组块的变形例。

与上述实施例的结构的不同点在于，将连接构件7和正特性热敏电阻9配置在第2固定端子3一侧而形成，当双金属片4翻转时，可动接点5直接与正特性热敏电阻9相连。

即，在盖体6的收容部6a的内底部一体埋设有连接构件7，连接构件7的一端露出表面地配置，该连接构件7的另一端从盖体6的一侧沿侧面弯曲成大致Z字形状，向外导出。并且，收容部6a中设置有圆孔状保持部6c，在该保持部6c中，正特性热敏电阻9用导电性粘接材料等与连接构件7的连接部7a固定。

于是，如图6中用双点划线所示那样，当双金属片4翻转时，可动接点5直接与正特性热敏电阻9的下端相连，通过双金属片4、正特性热敏电阻9和连接构件7将固定端子2和固定端子3间电连接。

通过采用这样的结构，由于不需要连接正特性热敏电阻9和双金属片4或者第1固定端子2的板簧片10，因此结构变得简单，能够小型化和降低成本。

Claims (7)

1.一种热响应开关，包括：绝缘性的基座，一端露出表面地配设在该基座上的第1及第2固定端子，一端被连接在上述第1固定端子上、另一端上固定着可动接点的能够翻转的双金属片，设置在上述第2固定端子上、与上述可动接点接触和分离的固定接点，通过与上述双金属片连接而发热来保持上述双金属片的翻转的正特性热敏电阻，以及与上述基座重合的绝缘性盖体；其特征在于：

上述正特性热敏电阻安装在上述盖体一侧，并且在上述盖体上配设有导电性连接构件，当上述盖体与上述基座重合时，使上述连接构件与上述第2固定端子连接，通过上述连接构件将上述正特性热敏电阻并联连接在上述第1与第2固定端子之间。

2.如权利要求1所述的热响应开关，其特征在于，上述连接构件一体地埋设到上述盖体中而形成，上述正特性热敏电阻与上述连接构件的一端相连，上述连接构件的另一端与上述第2固定端子相连。

3.如权利要求2所述的热响应开关，其特征在于，上述连接构件由镍导线形成，将与上述第2固定端子连接的另一端再延长，作为焊接连接用的安装部。

4.如权利要求2所述的热响应开关，其特征在于，将镍导线的空端子一体地埋设到上述盖体中而形成，使该空端子的一端与上述第1固定端子连接，同时将该一端再延长，作为焊接连接用的安装部。

5.如权利要求1所述的热响应开关，其特征在于，上述盖体中包括与上述正特性热敏电阻的一端相连的具有弹性的板簧片，用该板簧片将上述正特性热敏电阻的另一端压接、保持在上述连接构件的一端上，使上述板簧片的一部分与上述第1固定端子或上述双金属片相连。

6.如权利要求5所述的热响应开关，其特征在于，在使上述板簧片的一部分与上述第1固定端子或上述双金属片相抵接的状态下，通过超声波焊接使上述基座与上述盖体一体化。

7.如权利要求1所述的热响应开关，其特征在于，将上述连接构件和上述正特性热敏电阻配置在上述第2固定端子一侧而形成，当上述双金属片翻转时，上述可动接点直接与上述正特性热敏电阻相连接。

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