CN1607627A - 热动开关及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种热动开关及其制造方法，该热动开关具有：绝缘性的底座(1)、露出局部地配置在底座(1)上的第1及第2固定端子(2、3)、一端侧与第1端子(2)上且在另一端侧上固定了可动触点(6)的能翻转的双金属片(5)、被设在第2固定端子(3)上且与可动触点(6)接触分离的固定触点(3a)、被设在双金属片附近且与通电对应发热而保持双金属片翻转的正温度特性热敏电阻(4)；在第1及第2固定端子上形成向与双金属片接近的方向延伸的能通电的突片部(2a、3c)，在突片部之间配置正温度特性热敏电阻，并且将正温度特性热敏电阻并联连接在第1及第2固定端子之间。因此，能够提供一种组装性好、且可小型化的自保持型的热动开关。

Description

热动开关及其制造方法

技术领域

本发明涉及热动开关，特别涉及针对过电流、过热的自保持型热动开关的构造。

背景技术

作为以往的自保持型的热动开关的结构，已知有在可动触点板与固定触点板之间保持作为被通电而发热的电子元件的正温度特性热敏电阻(PTC元件)的构造(例如，参照专利文献1)。

以下，参照附图说明以往的自保持型热动开关的构造。

图5是以往的自保持型热动开关的纵剖面图，图6是以往的自保持型热动开关的局部结构的分解立体图。

该自保持型热动开关，具有例如由尼龙构成的扁平箱形机壳110，在机壳110内侧收纳了装置主要部分(针对过电流或过热的保护机构)，从机壳110的开口凸出一对例如由黄铜等导电板构成的外部接线端子112、114。机壳110的开口被例如环氧树脂等的树脂体116密封或封闭。

在机壳110内，从外部接线端子112沿内壁面延伸到机壳内深处或底部的导电板118形成固定电极，在该固定电极118的前端部安装了例如由银合金构成的固定触点120。

在密封用树脂体116的内侧，将例如用镶嵌成型将例如由尼龙构成的支撑及隔热用树脂块122与固定电极118形成一体地设在固定电极118上。在该树脂块122的中间部形成了孔122a，在该孔122a中放入并固定扁平的正方体状的正温度特性热敏电阻124的下半部。正温度特性热敏电阻124的下部电极端子面124a，被例如银环氧树脂等的导电性粘接剂粘接在固定电极118上。

可动电极126，例如由铜或黄铜合金构成，如图6所示，其具有鞋垫状的双金属片部126a、与该双金属片部126a的根端一体连接的四边形环或框状的配合部126b、从该配合部126b的一端向外方延伸的钩状的配合部126c。在双金属片部126a的前端部，安装了银合金构成的可动触点128。

将树脂块122的中间方形隆起部122c用热卡入框状按压部130的凹处130a中，以便利用双金属片部126a的根部126d将可动电极126压接在正温度特性热敏电阻124的上部电极端子面124b上。在该压接部(126d、124b)，形成正温度特性热敏电阻124与可动电极126之间的电连接，同时形成可动电极126的双金属片部126a变位支点。

以下说明动作，可动电极126的双金属片部126a，在原始状态下，如图5所示，其以前端部向下方下垂的姿态，将可动触点128以适度地接触压力压在固定触点120上。在该原始状态的基础上，当在端子114、端子112之间流过电流时，双金属片部126a，主要以自己的电阻发热被加热并且被固定电极118等周围的导电体的电阻发热加热。在触点闭合状态下，由于电流通过两触点120、128几乎以短路状态流过两电极118、126之间，所以在正温度特性热敏电阻124侧没有实质上的电流流过，正温度特性热敏电阻124几乎不发热。

但是，当因过电流或负荷的加热达到动作温度时，双金属片部126a其前端部向上抬起变位。此时，双金属片部126a以被压接在正温度特性热敏电阻124上的根端部126d为支点而变位。由于该双金属片部126a的变位，可动触点128从固定触点120分离，触点处于打开状态，电流被切断。

当处于如此的触点打开状态时，两电极118、126之间的电压被施加在正温度特性热敏电阻124上，正温度特性热敏电阻124动作即通电并发热。利用如此的正温度特性热敏电阻124的发热，双金属片部126a被保持在变位位置或应变位置，并原封不动地维持两触点120、128分离的状态。

【专利文献1】特开平7-282701号公告

但是，在上述以往的自保持型的热动开关上，由于在可动触点与固定触点之间夹入正温度特性热敏电阻(PTC元件)以后，以将其一体化的状态装配在机壳内，并用树脂密封使外部接线端子凸出的机壳的开口，所以具有使用、或装配操作繁琐，且难于小型化的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于：解决上述问题，提供一种组装性良好、能小型化的自保持型热动开关。

为了解决上述问题在本发明中作为第1解决方案，具有：绝缘性的底座、露出局部地配置在该底座上的第1及第2固定端子、一端侧连结在所述第1端子上且在另一端侧上固定了可动触点的能翻转的双金属片、被设在所述第2固定端子上且与所述可动触点接触分离的固定触点、被设在所述双金属片附近且与通电对应发热而保持所述双金属片翻转的发热元件；

在所述第1及第2固定端子上形成向与所述双金属片接近的方向延伸的能通电的连接部，在该连接部之间配置所述发热元件，并且将所述发热元件并联连接在所述第1及第2固定端子之间。

此外，作为第2解决方案，其结构是：将所述连接部的一部分弯曲而在上下方向形成台阶差部，且将所述发热元件配置在该台阶差部，而保持在所述底座内。

此外，作为第3解决方案，其结构是：所述连接部具有弹性，由该连接部弹性保持所述发热元件。

此外，作为第4解决方案，其结构是：所述连接部由将所述第1及第2固定端子的一端侧一体延伸形成的凸片部构成。

此外，作为第5解决方案，其结构是：在所述底座上一体成形并保持所述第1及第2固定端子和所述发热元件。

此外，作为第6解决方案，其结构是：所述发热元件由薄板状的正温度特性热敏电阻构成，在板厚方向上相对向设置一对电极部。

此外，作为第7解决方案，其结构是：在所述底座的上部重合并保持盖体，在由该底座和盖体形成的空间内收容所述双金属片、可动触点和固定触点。

此外，作为第8解决方案，其制造方法是：使由平板状金属板构成的端子材料，裁切成规定的形状并通过成形加工的方法形成在上下方向上相对向的一对台阶差部，其次，将发热元件配置在所述台阶差部，以保持该发热元件的状态将所述端子材料与绝缘树脂材料一体成型而形成具有第1及第2固定端子的底座，再次，在所述第1及第2固定端子上组入具有可动触点的双金属片，固定后，将盖体安装在所述底座上。

此外，作为第9解决方案，其制造方法是：将所述端子材料的一部分带状连结而连续形成，在向所述底座上安装了盖体后切断分离而形成各个热动开关。

如上所述，本发明的热动开关，由于具有：绝缘性的底座、露出局部地配置在该底座上的第1及第2固定端子、一端侧连结在所述第1端子上且在另一端侧上固定了可动触点的能翻转的双金属片、被设在所述第2固定端子上且与所述可动触点接触分离的固定触点、被设在双金属片附近且与通电对应发热而保持所述双金属片翻转的发热元件；在第1及第2固定端子上形成向与双金属片接近的方向延伸的能通电的连接部，在该连接部之间配置发热元件，并且将所述发热元件并联连接在所述第1及第2固定端子之间，所以预先将发热元件组入成为开关本体的基座的底座上而一体化，因此，能简单地进行热动开关的组装。

此外，由于能更接近翻转的双金属片地配置发热元件，所以来自发热元件的发热能高效率地传递给双金属片。

此外，由于将上述连接部的一部分弯曲而在上下方向形成台阶差部，将上述发热元件配置在该台阶差部，而保持在上述底座内，所以能使热动开关整体的厚度薄形化。

此外，由于利用连接部的弹性而弹性保持上述发热元件，所以能提高与发热元件电连接的可靠性。

此外，由于用将第1及第2固定端子的一端侧一体延伸形成的凸片部构成连接部，所以不必另外设置保持部件，能小型化、且便宜。

此外，由于在底座的成型时将发热元件一体成型，所以能容易地进行第1及第2固定端子与发热元件的连接。

此外，由于用薄板状的正温度特性热敏电阻构成，在其板厚方向设有相对向的一对电极部，所以能提供薄型的热动开关。

此外，由于在上述底座的上部重合并保持盖体，在由该底座和盖体形成的空间内收纳了上述双金属片及可动触点和固定触点，所以能提供一种防止灰尘进入触点内部、高可靠性的热动开关。

此外，由于是使由平板状金属板构成的端子材料，裁切成规定的形状并通过成形加工的方法形成在上下方向上相对向的一对台阶差部，其次，将发热元件配置在所述台阶差部，以保持该发热元件的状态将所述端子材料与绝缘树脂材料一体成型而形成具有第1及第2固定端子的底座，再次，在所述第1及第2固定端子上组入具有可动触点的双金属片，固定后，将盖体安装在所述底座上的制造方法，所以能使用用于形成第1及第2固定端子的平板状的端子材料，形成保持发热元件的台阶差部，由于利用将发热元件保持在该台阶差部而将端子材料与底座一体成型而一体化，所以能简单地进行热动开关的组装。

此外，由于是将上述端子材料的一部分带状连结而连续成形、在往上述底座上安装了盖体之后切断分离而形成各个热动开关的制造方法，所以能容易进行组装并能进行开关的连续生产。

附图说明

图1是表示本发明的热动开关的剖面图。

图2是表示本发明的热动开关的主要部位的俯视图。

图3是表示本发明的热动开关的底座的俯视图。

图4是表示本发明的热动开关的底座的剖面图。

图5是以往的自保持型热动开关的纵剖面图。

图6是以往的自保持型热动开关的主要部位结构的分解立体图。

图中：1-底座，1a-收纳部，1b-凸起部，2-第1固定端子，2a-凸片部，2b-凸出部，2c-连接端子部，3-第2固定端子，3a-固定触点，3b-台阶差部(高度差部)，3c-凸片部，3d-连接端子部，3e-孔，4-正温度特性热敏电阻，5-双金属片，5a-翻转部，6-可动触点，7-盖体。

具体实施方式

以下，本发明的热动开关的实施例如图1～图4所示。图1是本发明的热动开关的剖面图，图2是表示热动开关的主要部位的俯视图，图3是热动开关的底座俯视图，图4是热动开关的底座剖面图。

在附图上，绝缘性的底座1，是由合成树脂等绝缘材料形成的上面开口的箱状，且设有收纳部1a。在该底座1收纳部1a的内底部一体地镶嵌设置了后述的各固定端子，且被设置为其一端侧的一部分外露，该各固定端子的另一端侧分别被从上述底座1的两侧面侧向外方导出。

此外，在底座1开口的四角部，设有向上方凸出的凸起部1b，该凸起部1b与后述的盖体7的未图示的配合凹部配合而将盖体7定位于底座1上。

第1固定端子2，由黄铜等导电性金属材料形成平板状。该第1固定端子2的一端侧，被配置为向上述底座1收纳部1a的中央伸出，在该伸出的前端设有两叉状的凸片部2a。此外，在收纳部1a的一端侧的上述凸片部2a的根部附近，用冲压形成偏向上方的凸出部2b，该凸出部2b是被固定在后述的双金属片5一端部上的焊接部。

此外，第1固定端子2的另一端侧，在上述底座1的内部被向底面侧弯曲，该被弯曲的前端侧，被从上述底座1的侧面部向外方导出，设有与其他电子设备连接的连接端子部2c。

第2固定端子3，同样地由黄铜等导电性金属材料形成平板状。该第2固定端子3的一端侧的一部分露出于上述底座1收纳部1a的另一端侧，并设有与后述的可动触点6接触的固定触点3a。此外，在设有该固定触点3a的前端侧，形成被向下方弯曲的台阶差部3b，该台阶差部3b的前端侧，再向底座1的中央延伸配置并设有凸片部3c。

此外，形成了使凸片部3c的下面与底座1下面连通的孔3e，但这是成型时的端子顶销的痕迹。

此外，第2固定端子3的另一端侧，与上述第1固定端子2相同，在上述底座1的内部被向底面侧弯曲，该被弯曲的前端侧，从上述底座1的侧面部被向外方导出，设有与其他电子设备连接的连接端子部3d。

此外，在上述台阶差部3b上保持正温度特性热敏电阻4，该正温度特性热敏电阻4，也与第1及第2固定端子2、3相同地被一体埋在上述底座1中。该正温度特性热敏电阻4，其由因通电而发热的电子元件(PTC元件)形成薄板圆板状，并沿其板厚方向(图1的上下方向)具有一对相对向的电极，该正温度特性热敏电阻4的上下电极，被夹持在上述第1固定端子2的凸片部2a、与上述第2固定端子3的凸片部3c之间，并以电连接的状态被保持于底座1厚度内。因此，可以将热动开关全体的厚度薄型化。

该上述正温度特性热敏电阻4，在后述的双金属片5因温度变化而翻转后，其发热而能进行保持双金属片5的翻转状态的自保持动作。

双金属片5，例如，其将由热膨胀率高的材料构成的高膨胀材料、及热膨胀率低的材料构成的低膨胀材料的、热膨胀率不同的至少两种金属材料层叠结合并形成平板状。该双金属片5的一端侧，用激光焊接等方法被固定在设于上述第1固定端子2上的上述凸出部2b上。另一方面，在作为该双金属片5自由端的另一端上，将能与上述固定触点3a接触分离的、由银氧化锡等构成的可动触点6用激光焊接等方法固定于其上。

此时，由于上述第1固定端子2与上述双金属片5的一端侧结合处，能与向第1固定端子2局部凸出形成的上述凸出部2b部分结合，所以上述双金属片5在作翻转动作时容易翻转，不会阻碍动作特性。

此外，在上述双金属片5的中央部，形成了有助于翻转动作的鼓出的拱状的翻转部5a，因形成了该翻转部5a，能可靠地进行上述双金属片5的温度特性、即，对应温度的翻转动作。

绝缘性的盖体7，由合成树脂等的绝缘材料形成下面开口的箱状。此外，在盖体7开口的四角部，设有未图示的凹陷状的配合凹部，该配合凹部与上述底座1的凸起部1b配合而将底座1与盖体7定位重合。

因此，由于在由底座1与盖体7所形成的空间内收纳了双金属片5及可动触点6及固定触点3a，所以能防止灰尘从外部向触点内部进入，并可以提高触点的可靠性。

在制造上述结构的开关(底座)块时，首先，将由按规定间距形成进给孔的平板状带状金属板所形成的端子材料残留连接部分地利用冲压等方法裁成规定的形状，并形成在一端侧具有分别对向的凸片部2a及3c的第1及第2固定端子2、3。然后，将分别对向的凸片部2a及3c中的一方(本实施例中为3c)利用成形加工(弯曲)形成沿上下方向相对的一对台阶差部3b。

并且，如此地，将从一条带料上分离形成具有凸片部2a、3c的固定端子2、3，可以连续生产。此时，利用冲裁并弯曲凸片部2a，能使剩余的端子形状与凸片部3c一致，此时可以减少废料。

然后，将正温度特性热敏电阻4配置在上述台阶差部3b上，并将该正温度特性热敏电阻4保持在第1及第2固定端子2、3的各个凸片部2a及3c之间。此时，比正温度特性热敏电阻4的厚度小一些地形成台阶差部3b的间隔，以便能由端子材料的弹性而弹性保持。

此外，也可以在凸片部2a上形成保持正温度特性热敏电阻4外缘的凹部地保持正温度特性热敏电阻4，或涂抹常温下能硬化的银糊剂来固定保持正温度特性热敏电阻4。

然后，在该保持状态下，利用镶嵌成型等方法将上述端子材料与合成树脂等绝缘材料一体成型而形成上述底座1，并形成埋设了第1及第2固定端子2、3及正温度特性热敏电阻4的开关(底座)块。

另外，此时，在成型模具内，在凸片部2a、3c与正温度特性热敏电阻4之间流入树脂，为了不扭曲，而用顶销压住端子材料而成型。

根据上述的制造方法，由于其使用了用于形成上述第1及第2固定端子2、3的平板状端子材料，可以形成保持上述正温度特性热敏电阻4的上述台阶差部3b，并可以在该台阶差部3b上保持上述正温度特性热敏电阻4而将端子材料一体形成于上述底座1上实现一体化，所以能简单地进行热动开关的组装。

然后，在组装上述构成的热动开关时，在一体地配置了第1和第2固定端子2、3及正温度特性热敏电阻4的底座1的收纳部1a中，将固定触点3a与可动触点6相对地插入双金属片5，并用激光焊接等方法将双金属片5的一端侧固定在第1固定端子2的凸出部2b上。此时，固定触点3a与可动触点6处于电连接状态。在该状态下，形成了开关块。

然后，从开关块的上侧，盖上盖体7，并将设在底座1开口的四角部的凸起部1b、与设在盖体7开口的四角部的配合凹部配合定位而重合在一起。并且，用超声波焊接等方法焊接底座1与盖体7重合面，从使开关块与盖体7一体化的带状金属板上切下各个开关而结束装配。

在该状态下，第1及第2固定端子2、3之间通过双金属片5而处于导通状态，此外，正温度特性热敏电阻4与第1及第2固定端子2、3之间被并联连接。

以下，说明上述结构的热动开关动作。

在常温及通常的使用温度下，被相互面对配置的可动触点6及固定触点3a，相互接触且触点处于接通状态。此时，在第1及第2固定端子2、3之间，双金属片5、与正温度特性热敏电阻4被并联连接，但由于与正温度特性热敏电阻4所具有的内阻值相比，双金属片5的电阻极其微小，所以正温度特性热敏电阻4上几乎没有电流流动，施加在第1及第2固定端子2、3之间的电流流过双金属片5。

从而，在正温度特性热敏电阻4侧没有实质的电流流过，正温度特性热敏电阻4几乎不发热。

当从该状态因某种原因温度上升时，被设在固定了可动触点6的双金属片5上的翻转部5a，对应温度的上升而进行翻转动作。此时，被固定在双金属片5上的可动触点6，与双金属片5一起被驱动、而从固定触点3a离开，触点处于断开状态。此时，翻转了的双金属片5的翻转部5a，其鼓出部翻转，并向固定触点3a的方向、即底座1的内底面方向凸出。

如此当触点处于断开状态时，第1及第2固定端子2、3之间的电压被施加于正温度特性热敏电阻4上，正温度特性热敏电阻4动作也就是通电并发热。由于如此的正温度特性热敏电阻4的发热，双金属片5被保持在翻转位置，并使可动触点6与固定触点3a原封不动地维持断开状态。即，自保持状态。

此时，正温度特性热敏电阻4的发热，利用将两叉状的凸片部2a靠近双金属片5配置，而可以在大范围内高效率地传递给双金属片5。

在解除该被自保持的触点断开状态时，只要切断第1及第2固定端子2、3之间的施加电压即可。如此，当温度从该状态下降并恢复到常温时，双金属片5的翻转部5a随着温度的下降而翻转复原，而向与固定触点3a方向相反的方向凸出，可动触点6与固定触点3a接触而触点处于接通状态，恢复到初期的状态。

在上述的本发明热动开关的构造中，由于在第1及第2固定端子2、3上形成了向与双金属片5接近的方向延伸的作为可通电连接部的凸片部2a、3c，并在该凸片部2a、3c之间配置了作为发热元件的正温度特性热敏电阻4，并且将该正温度特性热敏电阻4并联连接于第1及第2固定端子2、3之间，然后将正温度特性热敏电阻4组装于预先成为开关本体基座的底座1上而使其一体化，所以能简单地进行热动开关的装配。

此外，由于作为能通电的连接部的凸片部2a、3c被配置为能延伸到正温度特性热敏电阻4的翻转部5a的正下方，所以能更接近作为发热元件的正温度特性热敏电阻4配置，而可以高效率地向双金属片传递来自发热元件的发热。

此外，由于在通过将第1及第2固定端子2、3的一侧一体延伸而形成的凸片部2a、3c来构成的连接部上，不必另外设置正温度特性热敏电阻4的保持部件，所以能小型化，且价格便宜。

此外，由于使第1及第2固定端子2、3的一端侧伸出形成凸片部2a、3c，并且将凸片部2a、3c的一部分弯曲形成了台阶差部3b，且该台阶差部3b夹持正温度特性热敏电阻4的一对电极，而将第1及第2固定端子2、3及正温度特性热敏电阻4一体形成并保持在底座1上，从而能在底座1的成型时将正温度特性热敏电阻4形成一体，所以容易进行第1及第2固定端子2、3与正温度特性热敏电阻4的连接。

Claims (9)

1.一种热动开关，其特征在于：

具有：绝缘性的底座、露出局部地配置在该底座上的第1及第2固定端子、一端侧连结在所述第1端子上且在另一端侧上固定了可动触点的能翻转的双金属片、被设在所述第2固定端子上且与所述可动触点接触分离的固定触点、被设在所述双金属片附近且与通电对应发热而保持所述双金属片翻转的发热元件，

在所述第1及第2固定端子上形成向与所述双金属片接近的方向延伸的能通电的连接部，在该连接部之间配置所述发热元件，并且将所述发热元件并联连接在所述第1及第2固定端子之间。

2.根据权利要求1所述的热动开关，其特征在于：将所述连接部的一部分弯曲而在上下方向形成台阶差部，且将所述发热元件配置在该台阶差部，而保持在所述底座内。

3.根据权利要求2所述的热动开关，其特征在于：所述连接部具有弹性，由该连接部弹性保持所述发热元件。

4.根据权利要求2所述的热动开关，其特征在于：所述连接部由将所述第1及第2固定端子的一端侧一体延伸形成的凸片部构成。

5.根据权利要求2所述的热动开关，其特征在于：在所述底座上一体成形并保持所述第1及第2固定端子和所述发热元件。

6.根据权利要求1～5中任何一项所述的热动开关，其特征在于：所述发热元件由薄板状的正温度特性热敏电阻构成，在板厚方向上相对向设置一对电极部。

7.根据权利要求1～5中任何一项所述的热动开关，其特征在于：在所述底座的上部重合并保持盖体，在由该底座和盖体形成的空间内收容所述双金属片、可动触点和固定触点。

8.一种热动开关的制造方法，其特征在于：使由平板状金属板构成的端子材料，裁切成规定的形状并通过成形加工的方法形成在上下方向上相对向的一对台阶差部，其次，将发热元件配置在所述台阶差部，以保持该发热元件的状态将所述端子材料与绝缘树脂材料一体成型而形成具有第1及第2固定端子的底座，再次，在所述第1及第2固定端子上组入具有可动触点的双金属片，固定后，将盖体安装在所述底座上。

9.根据权利要求8所述的热动开关的制造方法，其特征在于：将所述端子材料的一部分带状连结而连续形成，在向所述底座上安装了盖体后切断分离而形成各个热动开关。

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