正溫度係數的熱電阻裝置的製作方法
2023-05-07 04:24:46
專利名稱：正溫度係數的熱電阻裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種其中裝有正溫度係數熱電阻元件的具有正溫度係數(以下用PTC表示)的熱電阻裝置，尤其涉及一種PTC熱電阻裝置的支承結構。
背景技術：
PTC熱電阻裝置可與電機控制電路一道用在電冰箱中。用於PTC熱電阻裝置中PTC熱電阻元件是一種半導體溫度傳感器件，在溫度升高時其電阻率呈非線形或指數規律明顯增加，總的來說具有正的溫度係數。通常，這種PTC熱電阻元件安裝在其附帶的殼體中，如盒子或小箱體，附裝在電機控制電路中。
PTC熱電阻元件是具有利用產生熱量抑制電流的功能的器件。但是如果PTC熱電阻元件工作不正常，可能會出現因過載電流造成熱擊穿，引起元件溫度迅速升高，溫度升高可能會導致元件破碎。
一般來說，即使出現上述的元件破碎的情況，過載電流也不大可能可靠地中斷或切斷，這樣就會增大因過載電流的繼續存在而發生殼體燃燒的危險性。因此，人們一直希望一旦發生前面所述的元件破碎，任何可能的過載電流都會被可靠中斷或切斷，以避免意外的火災或其他事故，增加可靠性。
圖15所示是普通的PTC熱電阻裝置。圖中序號1是PTC熱電阻元件，2是PTC熱電阻元件1的電極，3是PTC熱電阻元件的支承件，5是殼體，6和7是引線部分，8和9是分別與引線部分6和7為一體結構的彈簧，10是彈簧接觸片(同電極2接觸的接觸部分)，11是彈簧接觸部分的支承段。
圖15所示的已有技術的PTC熱電阻裝置的結構形式為，兩個主平面上帶有電極2的片狀PTC熱電阻元件1裝在絕緣殼體5中，被由彈性金屬片製成的彈簧8和9彈性夾持，同時彈簧8和9與引線部分6和7是固定在一起。彈簧8和9都帶有與PTC熱電阻元件1主平面上的電極2平行且等寬度的彈簧接觸部分的支承段11和彈簧接觸片10，彈簧接觸片10(接觸部分)由彈簧接觸部分的支承段11兩端延伸出去並向PTC熱電阻元件1的主平面電極2方向彎折，與電極2接觸，再向彈簧接觸部分的支承段11的方向彎折(見日本未審查實用新型公開No.3-99402)。
圖16所示的是另一種已有技術的PTC熱電阻裝置。圖中，15是PTC熱電阻元件，16是PTC熱電阻元件15的電極，17和18是引線。圖16所示的已有技術的PTC熱電阻裝置的結構形式為，兩個對置外側平面上帶有電極16的PTC熱電阻元件15被引線17和18彈性夾持。這時，PTC熱電阻元件15被引線17和18彈性夾持(利用三點固定PTC熱電阻元件15)，而引線17和18的接觸部分19、20和21對於PTC熱電阻元件15的兩個表面為非對稱分布。(見日本未審查實用新型公開No.3-99402)。
圖17是又一種已有技術的PTC熱電阻裝置，圖18為沿圖17中18-18線的剖視圖。圖中25是PTC熱電阻元件，26是PTC熱電阻元件25的電極，28是殼體，29和30是彈簧，31和32是分別與彈簧29和30為一體結構的引線。
將PTC熱電阻元件裝入圖17和18所示的PTC熱電阻裝置中的安裝/組裝方法如圖19和20所示，圖21為安裝步驟的流程圖，S1至S6分別表示安裝過程中的各個步驟。在圖19和20中，序號34為引導薄膜。
下面是對圖17和18所示的已有技術中PTC熱電阻元件的安裝/組裝方法的敘述。
先將帶有彈簧29和30的引線31和32裝入殼體28中，再將PTC熱電阻元件25插入彈簧29和30之間，使PTC熱電阻元件25彈性夾持固定在彈簧29和30之間。
由於電極26(例如可以是銀電極)位於PTC熱電阻元件25的兩個側面，在將PTC熱電阻元件25直接插入彈簧29和30之間時，在插裝過程中電極26會與彈簧29和30接觸，這就會造成刮擦和劃痕。為避免出現這種現象，採用了如圖19至21所示的安裝方法將PTC熱電阻元件25插裝在彈簧29和30之間。
首先，備齊加工好的零件，包括殼體28，帶有彈簧29和30的引線31和32和PTC熱電阻元件25(圖21中的步驟S1)；然後開始組裝。將引線31和32裝進殼體28中(圖21中的步驟S2)；再將兩條引導薄膜34裝入殼體28(圖21中的步驟S3)。此時兩條引導薄膜34插入並位於彈簧29和30之間。
下一步，按圖19所示的方法將PTC熱電阻元件25插入兩條引導薄膜34之間(圖21中的步驟S4)。也就是說，將PTC熱電阻元件25由上端推入。然後如圖20所示，在按圖中箭頭所示方向(向下)按壓住PTC熱電阻元件25的同時，將引導薄膜34按圖中箭頭所示方向(向上)拉出(圖21中的步驟S5)。這樣，彈簧29和30就與PTC熱電阻元件25的電極26相接觸，完成PTC熱電阻元件25的組裝(圖21中的步驟S6)。
前面所述的已有技術的裝置會遇到下述問題。
如果PTC熱電阻元件工作不正常，可能會出現因過載電流造成的熱擊穿，引起元件溫度迅速升高，溫度升高可能會導致元件破碎。這時，如果PTC熱電阻元件的碎片落到殼體的底部，電路會被中斷。但是，有時碎片會卡在引線之間，這時即使電路本身已經切斷，停留在引線之間的碎片會妨礙電路的電氣中斷。如出現這種情況，過載電流仍會繼續，使溫度異常升高，最終可能導致殼體或其他部件的燃燒。
尤其是，在圖15所示的已有技術的PTC熱電阻裝置設計中，PTC熱電阻元件是由引線的多點接觸所固定。因此，在PTC熱電阻元件破碎之後其碎片幾乎不能落到殼體的底部。這種設計有時會造成前面所述的殼體或其他部件的燃燒。
對於圖16所示的已有技術的PTC熱電阻裝置，由於PTC熱電阻元件採用了三點支承方式，PTC熱電阻元件很容易破碎。但是，考慮到支承PTC熱電阻元件的所有部分都是可導電的引線，在元件破碎時要中斷過載電流很困難，除非破碎的元件碎片能夠完全落到殼體的底部。換句話說，如果有很少幾片碎片留在殼體的底部，過載電流通過這些破碎的PTC熱電阻元件和/或引線繼續流通的可能性仍然很大，有時這可能導致前面所述的意外火災。
已有技術的PTC熱電阻裝置會遇到另一個問題出現在利用引導薄膜將PTC熱電阻元件裝入殼體的組裝時，如圖19和20所示。這種PTC熱電阻元件組裝過程存在下面的問題。
(a)裝入和取下引導薄膜的操作費時且麻煩，降低生產率。
(b)在取下引導薄膜時可能出現PTC熱電阻元件的位置偏移，這就使PTC熱電阻元件精確定位和對正變得困難。
(c)在將PTC熱電阻元件插入(壓力裝入)引導薄膜之間時，這些引導薄膜必要與PTC熱電阻元件的電極發生摩擦，造成電極表面出現劃痕。
(d)使用引導薄膜使成本增加。
發明簡述本發明的一個目的是提出一種能夠避免前面所述的已有技術的裝置遇到的那些問題的PTC熱電阻裝置。
本發明的又一個目的是提出一種PTC熱電阻裝置，在PTC熱電阻元件因熱擊穿而破碎時，這種裝置能夠加速碎片的分散，中斷可能存在的任何過載電流。
本發明的另一個目的是提出一種在將PTC熱電阻元件裝入殼體中時，具有改進的工藝性的PTC熱電阻裝置。
本發明的再一個目的是提出一種能夠避免電極表面出現劃痕並提高元件定位穩定性的PTC熱電阻裝置。
為實現上述目的，本發明提出了兩種形式的PTC熱電阻裝置。相應於本發明的第一種形式的PTC熱電阻裝置包括PTC熱電阻元件，絕緣的殼體，第一引線和第二引線。PTC熱電阻元件的兩個表面上帶有電極。絕緣的殼體帶有可對PTC熱電阻元件一端角部或靠近角部的某個部位起引導作用的絕緣引導部分。帶有導電的彈性接觸部分的第一引線和帶有可導電的非彈性的接觸部分的第二引線裝在殼體中，在確定的位置處彈性支承著PTC熱電阻元件的電極，一個位置是位於或靠近PTC熱電阻元件另一端的一個電極上，另一個位置是位於或靠近PTC熱電阻元件中心的另一個電極上。
在相應於本發明的第一種形式的PTC熱電阻裝置中，殼體帶有絕緣的第一和第二引導部分，它們可對PTC熱電阻元件一端或靠近一端的某個部位起引導作用，同時使第一和第二引線分別在位於或靠近PTC熱電阻元件的另一端的位置處彈性支承著一個電極，以及在位於或靠近PTC熱電阻元件中心的位置處彈性支承著另一個電極。
在這種結構中，當PTC熱電阻元件意外出現熱擊穿時，元件很容易破碎，同時迫使破碎元件的所有碎片完全落到殼體的底部，使每個碎片散布開或彼此分離開，沒有碎片卡在引線之間。這樣在元件破碎之後就不再會有過載電流流過。而且，PTC熱電阻元件利用了三點支承結構，其中一點是由絕緣的引導部分構成，因此在元件破碎時可將過載電流繼續流通的危險性降低到最小，增加可靠性。
在相應於本發明第一種形式的PTC熱電阻裝置中，引導部分的結構形式最好設計成互相對置的第一和第二引導部分，PTC熱電阻元件置於其間，第一和第二引導部分之中的一個以及第一和第二引線支承著PTC熱電阻元件。這種結構可在必要時隨意變換引線的位置。
相應於本發明第一種形式的PTC熱電阻裝置的另一種較佳的結構形式為，第一和第二引線帶有與PTC熱電阻元件的電極形成接觸的接觸部分，同時在一個引線的接觸部分或靠近接觸部分處設置一個可供手工工具勾住的掛鈎。
對於這種結構，在將PTC熱電阻元件安放在引線之間後要做的工作只是取下所使用的工具。因此，不會出現PTC熱電阻元件的位置偏差，實現PTC熱電阻元件方便可靠的安裝。
相應於本發明的第二種形式的PTC熱電阻裝置包括PTC熱電阻元件，絕緣的殼體以及第一和第二引線。PTC熱電阻元件的兩個表面上帶有電極。殼體帶有支承PTC熱電阻元件的支承部分。第一和第二引線固定在殼體上並支承著PTC熱電阻元件。第一引線帶有可導電的彈性接觸部分，第二引線帶有可導電的非彈性的接觸部分。PTC熱電阻元件的一個表面被支承部分支承，第二引線的接觸部分在這個表面與支承部分分開一段距離處同PTC電極接觸，第一引線的接觸部分在PTC熱電阻元件的另外一個表面與PTC電極接觸。
在這種結構中，當PTC熱電阻元件意外出現熱擊穿時，元件很容易破碎，同時迫使破碎元件的所有碎片完全落到殼體的底部，使每個碎片散布開或彼此分離開，沒有碎片卡在引線之間。這樣在元件破碎之後就不再會有過載電流流過。而且，PTC熱電阻元件利用了三點支承結構，其中一點是具有彈性的。因此在元件破碎時可將過載電流繼續流通的危險性降低到最小，增加可靠性。
在相應於本發明第二種形式的PTC熱電阻裝置中，所確定的迫使第一引線的接觸部分與PTC熱電阻元件的電極相接觸的位置為，靠近支承部分一側並且距離大約為支承部分與第二引線接觸部分距離的三分之二處。
對於這種結構，第一和第二引線之間的距離增大了，幾乎可完全避免PTC熱電阻元件破碎時兩個電極之間短路電流的危險。
在相應於本發明第二種形式的PTC熱電阻裝置中，支承部分可用不鏽鋼或任何等效的合金來製造。同樹脂製造的支承部分相比，用不鏽鋼製造支承部分可以增加熱阻。這樣可以避免由於PTC熱電阻元件放熱使支承部分表面受損或燃燒，從而增加耐久性防止殼體的燃燒，冒煙或類似現象。
在相應於本發明第二種形式的PTC熱電阻裝置中，第一和第二引線與PTC熱電阻元件電極接觸的接觸部分和它們附帶的外部引線部分之間的導電部分的寬度確定為比引線其他部分的寬度要小，以增加熱傳導阻力。
對於這種結構，PTC熱電阻元件產生的熱量很難傳導到外部。因此，就有可能將熱量保持在PTC熱電阻元件之中，以通過改變PTC熱電阻元件的電阻值來有效抑制過載電流。這樣還可減少PTC熱電阻裝置的能量損耗。
對附圖的簡要說明通過下面結合附圖對本發明優選實施例的更具體的描述可對本發明上述的和其他目的，特點及優越性有清楚地理解，附圖包括圖1是相應於本發明的PTC熱電阻裝置的剖視圖；圖2是沿圖1中2-2線的剖視圖；圖3是與圖1和圖2不同的引線的立體圖，這種引線也可用於圖1和圖2所示的PTC熱電阻裝置中；圖4是相應於本發明的PTC熱電阻裝置的另一個實施例的剖視圖；圖5是說明圖1至圖4所示的PTC熱電阻元件安裝/組裝方法的示意圖；圖6是說明圖1至圖4所示的PTC熱電阻元件安裝/組裝方法的流程圖；圖7是相應於本發明的PTC熱電阻裝置的又一個實施例的視圖；圖8是用於圖7所示的PTC熱電阻裝置中的第一引線的前視圖；圖9是由圖8中M方向所取的第一引線的側視圖；圖10是用於圖7所示的PTC熱電阻裝置中的第二引線的前視圖；圖11是由圖8中M方向所取的第二引線的側視圖；圖12是相應於本發明的PTC熱電阻裝置的再一個實施例的視圖；圖13是用於圖12所示的PTC熱電阻裝置中的支承部分的視圖；圖14是由圖12中P方向所取的支承部分的前視圖15是已有技術的PTC熱電阻裝置的剖視圖；圖16是另一種已有技術的PTC熱電阻裝置的剖視圖；圖17是又一種已有技術的PTC熱電阻裝置的剖視圖；圖18是沿圖17中18-18線的剖視圖；圖19是說明圖17和圖18所示的PTC熱電阻元件安裝/組裝方法的示意圖；圖20是進一步說明圖17和圖18所示的PTC熱電阻元件安裝/組裝方法的示意圖；圖21是說明圖1至圖4所示的PTC熱電阻元件安裝/組裝方法的流程圖。
對優選實施例的詳細描述參見圖1和圖2，相應於本發明的PTC熱電阻裝置包括殼體40、第一引線44、第二引線45和PTC熱電阻元件48。殼體40用絕緣樹脂製成，帶有可容放PTC熱電阻元件48的空腔部分39。殼體40還帶有用絕緣樹脂製成的向空腔部分39內突出的第一引導部分41和第二引導部分42。
第一引導部分41和第二引導部分42設置在適當位置處，當PTC熱電阻元件48插入它們之間時，可對PTC熱電阻元件48一端或靠近一端的某部分的安裝位置對正起引導作用，引導部分與處於其間的PTC熱電阻元件48互相對置。第一引導部分41和第二引導部分42末端之間的距離設計成比PTC熱電阻元件48自身厚度略大。
在上述的結構的PTC熱電阻裝置中，殼體40帶有絕緣的引導部分41和42，它們可對PTC熱電阻元件48一端或靠近一端的某個部位起引導作用，並使第一和第二引線44、45在特定位置處彈性支承著PTC熱電阻元件48的電極，一個特定位置是位於或靠近PTC熱電阻元件48的另一端的電極上，另一個在位於或靠近PTC熱電阻元件48中心的另一個電極上。
在相應於本發明的PTC熱電阻裝置中，殼體40帶有絕緣的第一和第二引導部分41和42，它們可對PTC熱電阻元件48一端或靠近一端的某個部位起引導作用，同時使第一和第二引線44、45在位於或靠近PTC熱電阻元件48另一端的位置處彈性支承在一個電極的表面上，在位於或靠近PTC熱電阻元件48中心的位置處彈性支承著另一個電極。
對於這種結構，當PTC熱電阻元件48意外出現熱擊穿時，元件很容易破碎，同時迫使破碎元件的所有碎片完全落到殼體40的底部，使每個碎片散布開或彼此分離開，沒有碎片卡在第一引線44和第二引線45之間。這樣在元件破碎之後就不再會有過載電流流過。而且，PTC熱電阻元件48利用了三點支承結構，其中一點是由絕緣的引導部分41或42構成。因此在元件破碎時可將過載電流繼續流通的危險性降低到最小，增加可靠性。
殼體40還帶有若干可供第一引線44和第二引線45插入的引線嵌槽43。第一引線44和第二引線45分別與外部引線段50和51為一體結構，以便於將帶有外部引線段50和51的第一和第二引線44、45與引線嵌槽43插裝連接(壓力裝配)。
第一引線44和第二引線45的安裝位置可在圖1和圖2以及圖4所示的位置之間調整。因此，可以調整或改變外部引線段50和51的拆卸位置。當PTC熱電阻元件48插裝進殼體40中時，第一和第二引導部分41和42可對位於或靠近PTC熱電阻元件48一端的某個部位起引導作用，而與引線實際位置無關。
對於圖1所示的引線位置，第一引線44的接觸部分52在靠近PTC熱電阻元件48的另一端(遠離第一引導部分41的一端)的位置處壓靠在PTC熱電阻元件48的一個電極表面上，第二引線45的接觸部分53在位於或靠近PTC熱電阻元件48中心的位置處壓靠在另一個電極上。
這樣，兩個帶有彈性的引線通過PTC熱電阻元件48的電極表面將PTC熱電阻元件48彈性固定在引線之間。此時，PTC熱電阻元件48在三點受到支承(即第一引導部分41，第一引線44的接觸部分52和第二引線45的接觸部分53)。並且，在PTC熱電阻元件48的電極表面和第二引導部分42之間形成了小的間隙，二者之間沒有接觸。
另外，對於圖4所示的引線位置，第一引線44的接觸部分52在位於或靠近PTC熱電阻元件48中心的位置處壓靠在一個電極表面上，第二引線45的接觸部分53在位於或靠近PTC熱電阻元件48的另一端(遠離第二引導部分42的一端)的位置處壓靠在PTC熱電阻元件48的另一個電極表面上。
這樣，兩個帶有彈性的引線通過元件的電極表面將PTC熱電阻元件48彈性固定在引線之間，PTC熱電阻元件48在三點受到支承，即第二引導部分42，第一引線44的接觸部分52和第二引線45的接觸部分53。並且，在PTC熱電阻元件48的電極表面和第一引導部分41之間形成了小的間隙，二者之間不會發生接觸。
如同前面的論述，為使引線的安裝位置可任意變化，殼體40至少在對應於各個引線安裝位置的三處設有引線嵌槽43。具體的說，在製造殼體時，分別在圖1所示的第一和第二引線44,45的安裝位置和圖4所示的第一和第二引線44,45的安裝位置處加工出引線嵌槽43。在插裝引線時根據所需引線位置在這些不同位置的成對的槽中選擇一對，即可做到任意改變引線的安裝位置。
第一引線44和第二引線45分別插入並固定在各自的引線嵌槽43中。第一引線44和第二引線45都是由彈性的可導電薄板(導電金屬板)彎成的零件構成。接觸部分52和53位於第一引線44和第二引線45末端，並且在引線接觸部分52和53或靠近接觸部分處帶有一個可供工具(圖中未示)勾住的掛鈎部分46和47。
在將PTC熱電阻裝置安裝在殼體中時，首先將第一和第二引線44、45插入引線嵌槽43中。隨後，利用手工工具撥開兩個引線中的一個。然後用工具的末端勾住並拉動引線的掛鈎部分(46或47)，使引線向外張開。
例如，工具可勾住第一引線44的掛鈎部分46或第二引線45的掛鈎部分47，使引線的接觸部分向外張開。然後，將PTC熱電阻元件48置於張開的引線之間的預定位置處。再將工具由掛鈎部分取下使引線回到其原來的位置。這樣就完成了PTC熱電阻元件48的安裝或組裝。
對於這種結構，在將PTC熱電阻元件安裝於引線之間後要做的工作只是取下所使用的工具。因此，PTC熱電阻元件不會出現任何位置偏差，實現了PTC熱電阻元件的方便可靠的安裝。同時，還可以防止PTC熱電阻元件48的電極表面出現劃痕。
掛鈎部分46的形狀可以是圖1所示的螺旋形，也可以是圖3所示的改型結構中的突伸形。在這兩個例子中，掛鈎部分可以採用任何形狀，只要工具能夠勾在這些掛鈎部分上使引線之間的距離增大即可。
圖5是圖1至4所示的PTC熱電阻元件的安裝/組裝方法的示意圖，圖6是圖1至圖4所示的PTC熱電阻元件的安裝/組裝方法的流程圖。S11至S16為組裝過程中的各個步驟。
首先，備齊加工好的零件，包括殼體40、第一和第二引線44，45以及PTC熱電阻元件48(步驟S11)，然後開始組裝。將第一和第二引線44、45裝進殼體40中以備組裝(步驟S12)。利用工具使引線之一向外偏轉或「張開」。
這時如圖5所示，殼體40是不動的，將工具的末端勾住靠近對應引線接觸部分的掛鈎部分並向圖中M或N所示的方向拉動工具(用手或組裝機械)使引線張開。這裡應注意，兩個引線可以同時向外側張開。
例如，可用工具勾住第一引線44的掛鈎部分46或第二引線45的掛鈎部分47，使引線的接觸部分向外張開(步驟S13)。然後，將PTC熱電阻元件48置於張開的引線之間的預定位置處(步驟S14)；再將工具由掛鈎部分取下，使引線回到其原來的位置(步驟S15)。這樣就完成了PTC熱電阻元件48的組裝(步驟S16)。
圖7所示為相應於本發明的PTC熱電阻裝置的又一個實施例，圖8是用於圖7所示的PTC熱電阻裝置中的第一引線的前視圖，圖9是由圖8中M方向所取的第一引線的側視圖，圖10是用於圖7所示的PTC熱電阻裝置中的第二引線的前視圖，圖11是由圖8中M方向所取的第二引線的側視圖。
殼體40可選用絕緣樹脂製造(如聚酯樹脂)，其內部帶有供PTC熱電阻元件48插入的空腔部分39。殼體40還帶有用同樣的絕緣樹脂(如聚酯樹脂)製成的絕緣支承部分60，絕緣支承部分具有向空腔部分39內突出的與PTC熱電阻元件48接觸的突出部分。
圖7所示的PTC熱電阻裝置包括殼體40、固定在殼體上的第一和第二引線44、45以及兩面均帶有電極的PTC熱電阻元件48，第一和第二引線44、45在PTC熱電阻元件48的兩側面對元件的支承形成了PTC熱電阻元件48的支承結構。殼體40帶有在位於或靠近PTC熱電阻元件48一個表面的端部位置處起支承作用的絕緣的支承部分60。另外，第一引線44帶有可導電的彈性接觸部分52，而第二引線45帶有可導電的非彈性的接觸部分53。
PTC熱電阻元件48的一個表面在靠近其端部的位置受到絕緣的支承部分60的支承，同時使第二引線45的接觸部分53在距支承部分60一定距離處與元件同一表面的PTC電極相接觸，並使第一引線44的接觸部分52與PTC熱電阻元件48另一表面的PTC熱電阻元件電極相接觸。第一引線44的接觸部分52與PTC熱電阻元件電極的接觸位置，設計在靠近支承部分60一側並且位於支承部分60與第二引線45接觸部分53之間距離的大約三分之二處的特定位置。
如上所述，圖7所示的殼體40帶有可支承PTC熱電阻元件48的支承部分60，第一引線44帶有可導電的彈性接觸部分52，而第二引線45帶有可導電的非彈性的接觸部分53,PTC熱電阻元件48的一個表面由支承部分60支承，第二引線45的接觸部分53在距支承部分60一定距離處與元件同一表面的PTC電極相接觸，第一引線44的接觸部分52與PTC熱電阻元件48另一表面的PTC熱電阻元件電極相接觸。
對於這種結構，當PTC熱電阻元件48意外出現熱擊穿時，元件仍然容易破碎，同時迫使破碎元件的所有碎片完全落到殼體40的底部，使每個碎片散布開或彼此分離開，沒有碎片卡在第一引線44和第二引線45之間。這樣在元件破碎之後就不再會有過載電流流過。而且，PTC熱電阻元件48利用了三點支承結構，其中只有一點是彈性引線接觸形式。因此在元件破碎時引線之間不會有短路電流，從而將過載電流繼續流通的危險性降低到最小，增加可靠性。
而且，在圖7所示的PTC熱電阻裝置中，第一引線44的接觸部分52是在靠近支承部分一側支承部分60與第二引線45接觸部分53之間距離的大約三分之二處的特定位置在彈性力的作用下與PTC熱電阻元件電極接觸。因此，增加了第一引線44和第二引線45之間的距離，幾乎完全消除了在PTC熱電阻元件破碎時電極之間形成短路電流的危險性。
支承部分60可用不鏽鋼或任何等效的合金來製造。同樹脂製造的支承部分相比，用不鏽鋼製造支承部分60可以增加熱阻。這樣可以避免由於PTC熱電阻元件放熱使支承部分60表面受損或燃燒，從而增加耐久性防止殼體的燃燒，冒煙或類似現象。
與PTC熱電阻元件48電極接觸的第一和第二引線44、45的接觸部分52和53與它們附帶的外部引線部分50和51之間的導電部分63和64的寬度設計成比引線其他任何部分的寬度都小，以增加熱傳導阻力。在這種結構中，PTC熱電阻元件48產生的熱量很難傳導到外部；因此，就有可能迫使熱量保持在PTC熱電阻元件48之中，以通過改變PTC熱電阻元件48的電阻值來有效抑制過載電流。這樣還可減少PTC熱電阻裝置的能量損耗。
殼體40還帶有若干可供第一引線44和第二引線45插入的引線嵌槽43。第一引線44帶有外部引線段50和接觸部分52，導電部分63連接在二者中間成為一體化結構。類似地，第二引線45帶有外部引線段51和接觸部分53，導電部分64連接在在二者中間成為一體化結構。第一和第二引線44、45插裝在引線嵌槽43中。
第一引線44和第二引線45分別插入並固定在各自的引線嵌槽43中，第一引線44是由彈性的可導電不鏽鋼薄板(如SUS304)加工成的零件構成，第二引線45是由可導電的接觸部分為非彈性的不鏽鋼薄板(如SUS304)加工成的零件構成。應注意到不鏽鋼的導熱率低於銅和鋁，可減少熱傳導或熱輻射。
如上所述，第一引線44和第二引線45分別帶有導電部分63和64並在導電部分63和64的一端形成一體結構的與PTC熱電阻元件48的電極接觸的接觸部分52和53，在導電部分63和64的另一端形成一體結構的外部引線段50和51。並且，第一和第二引線44、45的接觸部分52和53和外部引線段50和51之間的導電部分63和64的寬度d比兩個引線其他任何導電部分的寬度都小，這樣可以增加熱傳導阻力。
在圖8至圖11所示的一個例子中，導電部分63和64的寬度d=1毫米。其他導電部分的寬度如下外部引線段50的寬度b=6.2毫米，外部引線段52的寬度a=1.8毫米。
圖12是相應於本發明的PTC熱電阻裝置的另外一個實施例的平面圖，圖13是用於圖12所示的PTC熱電阻裝置中的支承部分的平面圖，圖14是由圖12中P方向所取的支承部分的前視圖。
如圖所示，PTC熱電阻裝置包括絕緣殼體40，第一和第二引線44，45以及兩面帶有電極的PTC熱電阻元件48，並具有利用第一引線44和第二引線45對PTC熱電阻元件48做支承的PTC熱電阻元件48的支承結構。殼體40帶有支承PTC熱電阻元件48一個表面的不鏽鋼支承部分61。應注意，這個支承部分61與第一引線44和第二引線45之間是電氣絕緣的。
另外，第一引線44帶有可導電的彈性接觸部分52，第二引線45也帶有可導電的彈性接觸部分53。PTC熱電阻元件48的一個表面受到不鏽鋼支承部分61的支承，同時迫使第二引線45的接觸部分53在距支承部分61一定距離處與元件同一表面的PTC電極相接觸，還迫使使第一引線44的接觸部分52與PTC熱電阻元件48另一表面的PTC電極相接觸。
第一引線44的接觸部分52與PTC熱電阻元件電極的接觸位置設計在靠近支承部分60一側並且位於支承部分61與第二引線45接觸部分53之間距離的大約三分之二處的特定位置。不鏽鋼支承部分61是用不鏽鋼薄板(如SUS304)加工成，其末端彎成曲面形式的可與PTC熱電阻元件48接觸的接觸部分。這種不鏽鋼支承部分61的熱阻性能比製造殼體用的絕緣樹脂要好。
與圖7至圖11所示的實施例類似，處於第一引線44和第二引線45與外部引線段50和51之間的導電部分63和64的寬度比兩個引線其他導電部分的寬度都小，以增加熱傳導阻力。
如上所述，圖12至圖14所示的實施例採用了不鏽鋼的支承部分61，同樹脂製成的支承部分相比，可以改善支承部分的熱阻性能。還可以避免由於PTC熱電阻元件48產生的熱量使支承部分60受到損傷，變形和老化，從而防止殼體受損。因此，可延長PTC熱電阻裝置的使用壽命，增加可靠性。
儘管前面已對某些優選實施例做了敘述，還可以以下述幾種不同方式實施本發明。
(1)儘管可以在兩個引線上都設置引線掛鈎部分，也可以只在其中一個引線上設置引線掛鈎部分。
(2)儘管第一和第二引導部分可以與殼體製成一體結構(例如樹脂整體加工)，也可以將引導部分製成單獨的零件或部件再安裝在殼體上。
(3)還可以在絕緣的支承部分上加裝不鏽鋼罩子，代替不鏽鋼支承部分來實施本發明。
本領域的一般技術人員容易理解，本發明可以應用於各種帶有採用殼體封裝結構來穩固支承具有正溫度係數的固態變阻元件的電氣裝置或組件，這裡所說的元件包括但不局限於與電機控制線路一同用作電氣設備過流或過載保護器的PTC熱電阻裝置，這裡所說的電氣設備包括但不局限於電冰箱。
綜上所述，本發明具有下述優越性(a)可以提供一種能夠免除已有技術裝置所遇到的問題的PTC熱電阻裝置。
(b)可以提供一種PTC熱電阻裝置，它可在PTC熱電阻元件因熱擊穿而損壞時通過加速碎片的分散將任何可能存在的電流中斷。
(c)可以提供一種在將PTC熱電阻元件插裝入附帶的殼體中時安裝工藝性得以改進的PTC熱電阻裝置。
(d)可以提供一種可以避免電極表面出現劃痕以及提高元件安裝位置對正的穩定性的PTC熱電阻裝置。
權利要求
1．一種PTC熱電阻裝置，包括絕緣殼體，安裝在所述殼體上的彈性的可導電的第一和第二引線，兩個表面上帶有電極的PTC熱電阻元件，其特徵在於所述殼體帶有可對位於或靠近所述PTC熱電阻元件一端角部部位起引導作用的絕緣引導部分，同時所述第一和第二引線彈性分別支承在靠近所述PTC熱電阻元件的另一端的一個電極表面上和在位於或靠近所述PTC熱電阻元件的中心的另一個電極表面上。
2．如權利要求1所述的PTC熱電阻裝置，其特徵在於，所述引導部分包括彼此對置的第一和第二引導部分，所述PTC熱電阻元件置於其間，所述第一和第二引導部分其中之一以及所述第一和第二引線形成對所述PTC熱電阻元件的支承。
3．如權利要求1或2所述的PTC熱電阻裝置，其特徵在於，所述第一和第二引線帶有與所述PTC熱電阻元件的電極接觸的接觸部分，在引線的一端或靠近一端設有可被工具勾住的掛鈎部分。
4．一種PTC熱電阻裝置，包括絕緣殼體，安裝在所述殼體上的第一和第二引線，兩個表面上帶有電極的PTC熱電阻元件，其特徵在於所述殼體帶有支承PTC熱電阻元件的支承部分，所述第一引線帶有可導電的彈性接觸部分，所述第二引線帶有可導電的非彈性的接觸部分，所述PTC熱電阻元件的一個表面被所述支承部分支承，同時所述第二引線的接觸部分在這個表面與所述支承部分分開一段距離處同PTC電極接觸，所述第一引線的接觸部分在所述PTC熱電阻元件的另外一個表面與PTC電極接觸。
5．如權利要求4所述的PTC熱電阻裝置，其特徵在於，所述第一引線的接觸部分與所述PTC熱電阻元件的電極相接觸的位置為，靠近支承部分一側並且位於所述支承部分與所述第二引線接觸部分距離的三分之二處。
6．如權利要求4或5所述的PTC熱電阻裝置，其特徵在於，所述支承部分是用不鏽鋼製作的。
7．如權利要求4至6中任何一項所述的PTC熱電阻裝置，其特徵在於，所述第一和第二引線與所述PTC熱電阻元件電極接觸的接觸部分和它們附帶的外部引線部分之間的導電部分的寬度，比引線所有其他導電部分的寬度要小，以增加熱傳導阻力。
全文摘要
本發明的目的是改進在具有正溫度係數(PTC)熱電阻裝置中將PTC熱電阻元件裝入殼體時的安裝工藝性,並避免損傷電極表面,提高元件定位的穩定性。因此,殼體帶有可在PTC熱電阻元件一端或靠近一端對其起引導作用的絕緣引導部分,可使第一和第二引線彈性支承在靠近PTC熱電阻元件另一端的一個電極表面上和位於中心處的另一個電極表面上。引導部分包括彼此對置的第一和第二引導部分,PTC熱電阻元件置於其間,第一和第二引導部分其中之一以及第一和第二引線形成對PTC熱電阻元件的支承。在靠近一個引線一端的接觸部分設有可被手工工具鉤住的掛鈎部分。
文檔編號H01C7/13GK1231055SQ9719797
公開日1999年10月6日 申請日期1997年9月22日 優先權日1996年9月20日
發明者小林一三, 小谷勉, 斎藤和夫 申請人:Tdk株式會社