微型熱保護器的裝配方法與流程

2023-05-29 13:49:26 2

本發明涉及一種微型熱保護器的裝配方法，它主要用於微型電機或其它控制電路板的過溫升、過電流的同時保護。

背景技術：

中國專利號zl200410098345.1公開了一種名稱為「低電流電動機保護器」的發明專利，該專利的主要結構如下：由金屬底板和兩個分離的金屬外殼組成，金屬底板上連接有帶觸點的雙金屬元件，螺旋型發熱絲兩端和兩個分離的金屬外殼連接，其採用點焊連接，金屬底板和兩個分離的金屬外殼間使用耐高溫的絕緣件隔開，上述幾個部件連接後，即形成熱保護器通電迴路；具體地，該專利特徵包括：金屬殼體及其上的凸緣，金屬蓋上分離的第一蓋部和第二蓋部，第一蓋部和第二蓋部中至少一個形成圓拱結構，一加熱器容納在所述的圓拱結構中，在金屬殼體與金屬蓋之間設置有一襯墊即一非金屬絕緣件。

上述專利在實際使用時存在以下缺點：1、由於兩個分離的金屬第一蓋部和第二蓋部與螺旋型發熱絲電氣絕緣間隙較小，一般只有0.5-1mm，發熱絲焊接後封閉在金屬蓋內，其位置靠焊接工藝保證，電氣絕緣間隙較小，很難精確測量，如果遇上瞬間大電流，發熱絲通電膨脹，在熱效應作用下螺旋型發熱絲會產生形變，如發熱絲上拱，可能會和兩個分離的金屬蓋接觸短路，導致電流保護特性失效，嚴重時會燒斷螺旋型發熱絲引起熱保護器不良，致使電機無法正常工作；2、金屬蓋的圓拱結構，不僅易導致加熱器的局部短路而使產品失效，有時還會在短路後形成二次非正常導通，引起更大的安全風險。

上述專利中，熱保護器的裝配方法如下：1、先將雙金屬片與動觸點焊接，再將另一端和襯墊焊接，最後襯墊端和金屬底板焊接形成底板組件。2、再將第一蓋部與靜觸點焊接，再將發熱絲兩端與第一蓋部和第二蓋部焊接，形成蓋部組件。3、最後將絕緣件設置在底板組件與蓋部組件之間，並進行裝配鉚接，最後形成熱保護器通電迴路。存在的缺點如下：1、由於兩個分離的金屬蓋部與螺旋型發熱絲焊接後封閉在金屬蓋內，其位置靠焊接工藝保證，電氣絕緣間隙較小，很難精確測量，如果遇上瞬間大電流，發熱絲通電膨脹，在熱效應作用下螺旋型發熱絲會產生形變，如發熱絲上拱，可能會和兩個分離的金屬蓋接觸短路，導致電流保護特性失效；2、金屬蓋的圓拱結構，不僅易導致加熱器的局部短路而使產品失效，有時還會在短路後形成二次非正常導通，引起更大的安全風險。

中國實用新型專利號zl201120163297.5，名稱為「結構改良的壓縮機熱保護器」公開了一種具體的壓縮機熱保護器，其包括底座、蓋板、雙金屬片、發熱絲、觸頭、複合靜腳、插片、靜腳和插腳；蓋板內設置有發熱絲裝載型腔，發熱絲裝載型腔呈半圓弧形，發熱絲的兩端分別與插片及靜腳焊接連接。其中：發熱絲的兩端與插片胖點、靜腳胖點焊接連接，該發熱絲與插片、靜腳的連接採用十字型接觸，將發熱絲組件裝入蓋板的發熱絲裝載型腔內，然後進行鉚接固定。由於半圓弧形的發熱絲固定在半圓弧形的發熱絲裝載型腔內，而後進行通電定型，如果遇上瞬間大電流，發熱絲通電膨脹，在熱效應作用下螺旋型發熱絲產生形變，極有可能會向上翹，此時發熱絲會和雙金屬片接觸短路，導致電流保護特性失效；問題嚴重時會燒斷螺旋型發熱絲引起熱保護器不良，致使電機無法正常工作。

上述專利中，熱保護器的裝配方法如下：1、先在底座內安裝有一對複合靜腳和帶一對觸頭的雙金屬片，此時一對觸頭與一對複合靜腳相接觸，構成底座組件；2、將半圓弧形發熱絲和連接插片、靜腳焊接，再和蓋板鉚接，構成蓋板組件，3、將底座組件和蓋板組件合攏連接；4、將靜腳和複合靜腳引出端焊接，再將插腳和另一複合靜腳引出端焊接，最後形成熱保護器通電迴路。存在的缺點如下：由於半圓弧形的發熱絲固定在半圓弧形的發熱絲裝載型腔內，如果遇上瞬間大電流，發熱絲通電膨脹，在熱效應作用下螺旋型發熱絲產生形變，極有可能會向上翹，此時發熱絲會和雙金屬片接觸短路，導致電流保護特性失效。

技術實現要素：

本發明的目的在於克服現有技術中存在的上述不足，而提供一種微型熱保護器的裝配方法，以達到發熱絲在遇到瞬間大電流時不會因為通電膨脹而產生熱形變的目的。

本發明解決上述技術問題所採用的技術方案是：該微型熱保護器的裝配方法，包括外殼、雙金屬片、襯墊、動觸點、靜觸點、絕緣件和帶有兩端部的彎曲形發熱絲，其特徵在於：還設置有插片，其上固定有插片胖點、插片輸出端、以及向內彎並彼此對應的插片第一卡爪和插片第二卡爪，所述的插片胖點與插片輸出端分別位於插片中段的兩側，插片胖點與所述發熱絲第一端部焊接，所述的插片第一卡爪和插片第二卡爪位於插片中段上且它們的兩側分別設有插片凹槽；靜腳，其上固定有靜腳胖點、以及向內彎並彼此對應的靜腳第一卡爪和靜腳第二卡爪，所述的靜腳胖點與發熱絲第二端部焊接，所述的靜腳第一卡爪和靜腳第二卡爪的一側分別設有靜腳凹槽，其中一個靜腳凹槽將其中一個靜腳卡爪與靜腳胖點分設在其兩側；非金屬底座，其為四邊形，其上設置有與插片、靜腳和發熱絲相匹配的插片型腔、靜腳型腔、發熱絲型腔，它們通過四個封閉臺階和四個定位凹槽實現，所述的發熱絲型腔位於中間，插片型腔和靜腳型腔位於兩側，所述四個封閉臺階中至少有兩個中部臺階，它們位於四邊形長邊的中部向內位置上，四個定位凹槽均設置在四邊形的長邊上。

上述微型熱保護器的裝配方法按以下步驟進行：

1、將所述的雙金屬片與動觸點焊接，形成焊接件一，並將外殼與襯墊焊接，形成焊接件二，然後將上述焊接件一和焊接二焊接，形成外殼組件。

2、將所述的靜腳與靜觸點焊接，形成焊接件三，並將發熱絲與插片焊接後再與焊接三焊接，形成發熱絲組件，然後將上述發熱絲組件對應安裝到非金屬底座的插片型腔、靜腳型腔、發熱絲型腔內，並與非金屬底座鉚接，形成底座組件。

3、在所述的底座組件完成裝配後，進行發熱絲通電整形工序。

4、將所述的絕緣件設置在上述外殼組件與底座組件之間，裝配完畢，此時，發熱絲在遇到瞬間大電流時不會因為通電膨脹而產生熱形變。

本發明所述的底座組件裝配時，發熱絲與插片焊接後再與靜腳焊接，在將發熱絲組件裝入非金屬底座時，所述插片的插片第一卡爪、插片第二卡爪分別與非金屬底座中的兩個定位凹槽對應鉚接，所述靜腳的靜腳第一卡爪、靜腳第二卡爪分別與非金屬底座中的另外兩個定位凹槽對應鉚接。以便更簡單可靠地將發熱絲組件裝入非金屬底座中。

本發明在所述的絕緣件上表面設置有兩個擋板，當所述的絕緣件位於外殼組件與底座組件之間時，發熱絲的兩端部分別對準高於絕緣件上表面的兩個擋板。以便對發熱絲兩輸出端定位絕緣，增加電氣強度。

本發明在所述的發熱絲經過通電整形工序後，進行發熱絲定型平整度和發熱絲定型高度的檢測，檢測採用雷射測試頭無接觸測量法進行。它避免了發熱絲定型平整度有較大偏差時發熱絲通電膨脹，導致燒斷髮熱絲引起電機無法工作的後果；同時，還避免了發熱絲定型高度有較大偏差時會直接影響保護器冷態動作時間和熱態過負荷特性而導致電機無法正常工作的後果。

本發明所述的所述的絕緣件通過絕緣件折角與底座組件卡接，然後外殼組件再通過外殼折角與底座組件鉚接，連接簡單可靠。

本發明與現有技術相比，具有以下優點：微型熱保護器的設計更合理、安全性更高、使用壽命更長，而裝配方法將發熱絲容納在一個特製的非金屬底座中，不會引起加熱器的局部短路，也不會形成二次非正常導通；發熱絲電氣絕緣間隙在3mm以上，使用更安全，且封閉的加熱器容納腔，更好的防護加熱器，並能得到較長的復位時間；通過發熱絲定型平整度和發熱絲定型高度的檢測，保證了發熱絲定型參數的一致性，確保了熱保護器冷態動作時間和熱態過負荷特性的穩定性。

附圖說明

圖1為本發明微型熱保護器的元件分解立體結構示意圖。

圖2為本發明微型熱保護器以外殼面為主的軸測示意圖。

圖3為本發明微型熱保護器以非金屬底座面為主的立體結構示意圖。

圖4為本發明微型熱保護器以外殼內側為主的立體結構示意圖。

圖5為本發明微型熱保護器雙金屬片部件的立體結構示意圖。

圖6為本發明微型熱保護器以外殼內側為主的立體結構示意圖。

圖7為本發明微型熱保護器去掉外殼和非金屬底座的立體結構示意圖。

圖8為本發明微型熱保護器絕緣件的立體結構示意圖。

圖9為本發明微型熱保護器去掉外殼和絕緣件的立體結構示意圖。

圖10為本發明微型熱保護器非金屬底座的立體結構示意圖。

圖11為本發明微型熱保護器發熱絲組件的立體結構示意圖。

圖12為本發明微型熱保護器插片的立體結構示意圖。

圖13為本發明微型熱保護器靜腳的立體結構示意圖。

圖14為本發明微型熱保護器的整體結構剖視示意圖。

圖15為本發明中圖10的放大結構示意圖。

圖16為本發明裝配方法的工藝流程簡圖。

圖17為本發明發熱絲組件的另一種結構示意圖。

圖18為本發明非金屬底座的另一種結構示意圖。

圖19為本發明發熱絲的第三種結構示意圖。

圖中：外殼1，雙金屬片2，襯墊3，動觸點41，靜觸點42，絕緣件5，發熱絲6，插片7，靜腳8，非金屬底座9，外殼輸出端11，外殼折角一121，外殼折角二122，圓形凸臺13，長方形凸臺14，外殼凹槽15，雙金屬片連接端一21，雙金屬片連接端二22，擋板一51，擋板二52，折角一53，折角二54，型腔55，發熱絲第一端部61，發熱絲第二端部62，插片輸出端71，插片第一卡爪72，插片第二卡爪73，插片胖點74，插片凹槽一75，插片凹槽二76，插片凸出一77，插片凹槽三78，插片凸出二79，插片凹槽四710，插片凹槽五711，插片中段713，靜腳胖點81，靜腳第一卡爪82，靜腳第二卡爪83，靜腳凸出一84，靜腳凹槽一85，靜腳凹槽二86，靜腳凸出二87，靜腳凹槽三88，定位凹槽一91，定位凹槽二92，定位凹槽三93，定位凹槽四94，封閉臺階一95，封閉臺階二96，封閉臺階三97，封閉臺階四98，發熱絲型腔99，插片型腔910，靜腳型腔911，第一定位凸臺912，第二定位凸臺913，第三定位凸臺914，第四定位凸臺915，第五定位凸臺916，外殼組件101，底座組件102，發熱絲組件103，發熱絲裝載型腔凸臺9111。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的最佳實施例作詳細說明。

參見圖1～圖15，本發明的微型熱保護器包括外殼1、雙金屬片2、襯墊3、動觸點41、靜觸點42、絕緣件5、發熱絲6、插片7、靜腳8、非金屬底座9。

外殼1內設置有長方形凸臺14，長方形凸臺14上設置有圓形凸臺13，一組帶一個動觸點41的雙金屬片2通過襯墊3和圓形凸臺13可靠連接，構成外殼組件101，並使得焊接強度效果更佳。

外殼1設置有外殼輸出端11，外殼1上還直接連有兩個向內彎曲的外殼折角一121，外殼折角二122，它們與非金屬底座9緊固，以便於底座組件102匹配連接，外殼1還設置有外殼凹槽15，它可以對應外殼內側的長方形凸臺14。

雙金屬片2上設置有雙金屬片連接端一21、雙金屬片連接端二22，襯墊3焊接在雙金屬片連接端一21上，動觸點41焊接在雙金屬片連接端二22上。

非金屬底座9內安裝有插片7、靜腳8和發熱絲6，靜腳8上連接一個靜觸點42，發熱絲6的兩端分別與插片7及靜腳8連接；非金屬底座9周圍設置有封閉臺階一95、封閉臺階二96、封閉臺階三97、封閉臺階四98；為保證非金屬底座9和插片7、靜腳8的可靠連接，非金屬底座9四周設置有四個定位凹槽即定位凹槽一91、定位凹槽二92、定位凹槽三93、定位凹槽四94；帶有發熱絲6的插片7、靜腳8和非金屬底座9連接後，構成底座組件102；h為電氣絕緣間隙。

非金屬底座9為四邊形，其內設置有安裝插片7的插片型腔910、安裝靜腳8的靜腳型腔911和安裝發熱絲6的發熱絲型腔99；發熱絲型腔99位於中間，插片型腔910和靜腳型腔911位於兩側；封閉臺階一95、封閉臺階二96、封閉臺階三97、封閉臺階四98中至少有兩個中部臺階，即封閉臺階三97和封閉臺階四98，它們位於四邊形長邊的中部向內位置上，定位凹槽一91、定位凹槽二92、定位凹槽三93、定位凹槽四94均設置在四邊形的長邊上，該四邊形的長邊上還設置有第一定位凸臺912、第二定位凸臺913、第三定位凸臺914、第四定位凸臺915、第五定位凸臺916；使得插片7、靜腳8和非金屬底座9連接後前後左右定位更可靠、安全性更高。在本實施例中，發熱絲6貼近非金屬底座9都不會有短路風險。

發熱絲型腔99呈圓弧型，和發熱絲6形狀基本吻合，使得發熱絲6的定型位置更準確、技術參數更穩定。

插片7上設置有插片輸出端71、插片第一卡爪72、插片第二卡爪73、插片胖點74，插片胖點74與插片輸出端71分別位於插片中段713的兩側，插片胖點74與發熱絲第一端部61焊接，插片第一卡爪72和插片第二卡爪73位於插片中段713上且它們的兩側分別設有插片凹槽一75、插片凹槽二76、插片凹槽四710、插片凹槽五711；插片凸出一77、插片凹槽三78、插片凸出二79用以安放發熱絲6的一側，即有發熱絲第一端部61的一側。

靜腳8上設置有靜腳胖點81、靜腳第一卡爪82、靜腳第二卡爪83，靜腳胖點81與發熱絲第二端部62焊接，靜腳第一卡爪82和靜腳第二卡爪83的一側分別設有靜腳凹槽一85和靜腳凹槽二86，其中靜腳凹槽一85將第一靜腳卡爪82與靜腳胖點81、靜腳凸出一84分設在其兩側，靜腳凹槽二86將靜腳第二卡爪83和靜腳凸出二87分設在其兩側；靜腳凹槽三88內用以安放發熱絲6的另一側，即有發熱絲第二端部62的一側。

發熱絲6與插片胖點74、靜腳胖點81的連接採用十字型點焊固定，使得和發熱絲6的焊接更牢固可靠；發熱絲6呈螺旋型，和非金屬底座9上的發熱絲型腔99吻合，發熱絲6通電時儲熱能力較強，使得熱保護器以得到較長的復位時間。

發熱絲組件103裝入非金屬底座9，插片7的插片第一卡爪72、插片第二卡爪73分別和非金屬底座9的定位凹槽一91、定位凹槽二92對應連接，靜腳8的靜腳第一卡爪82、靜腳第二卡爪83分別和非金屬底座9的定位凹槽三93、定位凹槽四94對應連接。

絕緣件5採用耐高溫材料製成，在絕緣件5中間型腔55兩側設置有斜對角的擋板一51，擋板二52，以對發熱絲6兩輸出端即發熱絲第一端部61、發熱絲第二端部62定位絕緣用，增加電氣強度；絕緣件5上還設置有折角一53、折角二54，它們對稱設置且向內彎曲，以便與底座組件102配套連接。在本實施例中，絕緣件5為一軟的塑料片，它襯在外殼1和非金屬底座9之間，當外殼1和非金屬底座9鉚合後，它夾在中間，起隔離作用。

將外殼組件101、底座組件102、絕緣件6連接組裝後，即形成微型熱保護器。使得本發明的結構設計更合理、安裝更簡便、安全性更高、使用壽命更長，加之其密封性能較好，熱保護器具有防爆功能。

非金屬底座9、外殼1、絕緣件5連接組裝後，動觸點41、靜觸點42接觸，構成通電迴路，經專門的機械裝置微調後，技術參數達到規定值；外殼輸出端11和插片輸出端71呈同方向設置，安裝連接比較方便，密封性能較好，熱保護器具有防爆功能。

參見圖1-圖16，上述微型熱保護器的裝配方法按以下步驟進行：

1、將雙金屬片2與動觸點41焊接，形成焊接件一，並將外殼1與襯墊3焊接，形成焊接件二，然後將上述焊接件一和焊接二焊接，形成外殼組件101；

2、將靜腳8與靜觸點42焊接，形成焊接件三，並將發熱絲6與插片7焊接後再與焊接三焊接，形成發熱絲組件103，然後將上述發熱絲組件103對應安裝到非金屬底座9的插片型腔910、靜腳型腔911、發熱絲型腔99內，並與非金屬底座9鉚接，形成底座組件102。

3、在底座組件102完成裝配後，進行發熱絲6通電整形工序。

4、將絕緣件5設置在上述外殼組件101與底座組件102之間，裝配完畢，此時，發熱絲6在遇到瞬間大電流時不會因為通電膨脹而產生熱形變。

在本實施例中，底座組件102裝配時，發熱絲6與插片7焊接後再與靜腳8焊接，在將發熱絲組件103裝入非金屬底座9時，所述插片7的插片第一卡爪72、插片第二卡爪73分別與非金屬底座9中的兩個定位凹槽即定位凹槽一91、定位凹槽二92對應鉚接，靜腳8的靜腳第一卡爪82、靜腳第二卡爪83分別與非金屬底座9中的另外兩個定位凹槽即定位凹槽一91、定位凹槽二92對應鉚接。

當絕緣件5位於外殼組件101與底座組件102之間時，發熱絲6的發熱絲第一端部61、發熱絲第二端部62分別對準高於絕緣件5上表面的兩個擋板即擋板一51、擋板二52。

在發熱絲6經過通電整形工序後，進行發熱絲6定型平整度和發熱絲6定型高度的檢測，檢測採用雷射測試頭無接觸測量法進行。該發熱絲定型平整度和發熱絲定型高度的檢測方法已另行申請專利，不再詳述。

絕緣件5通過絕緣件折角即折角一53、折角二54與底座組件102卡接，然後外殼組件101再通過外殼折角一121、外殼折角二122與底座組件102鉚接。

參見圖17-圖18，在本實施例中，發熱絲6是線材平板式結構，與之配套的非金屬底座90中設置有發熱絲裝載型腔911，發熱絲裝載型腔911內設置有發熱絲定位凸臺9111，以保證發熱絲6定位用，確保技術參數的一致性；本實施例中的其餘結構均與實施例1相同或等同，不再敘述。

參見圖9，在本實施例中，發熱絲6是帶材平板式結構，與之配套的非金屬底座與圖18中的相同，其餘結構均與實施例1相同或等同，不再敘述。

本文所述的「微型熱保護器」是指：長度尺寸不大於28mm，寬度尺寸不大於15mm，高度尺寸不大於10mm的熱保護器。

本文所述的「彎曲形發熱絲」是指：該發熱絲的形狀可以為螺旋彎曲形或平面連續彎曲形等，如線材螺旋型，線材平板型，帶材平板型等。

經過上述描述，本領域的技術人員已能實施。

本說明書中所描述的以上內容僅僅是對本發明結構所作的舉例說明；而且，本發明零部件所取的名稱也可以不同，凡依本發明專利構思所述的構造、特徵及原理所做的等效或簡單變化，均包括於本發明專利的保護範圍內。