熱動開關的製作方法
2023-10-11 04:09:19 3
本發明涉及一種作為電動機等的保護裝置使用的熱動開關。
背景技術：
作為這種熱動開關，在現有技術中提出了許多使用雙金屬等的熱動體的熱動開關。參照圖6、圖7來說明其一個例子的熱動開關的結構。該熱動開關101具有金屬制的殼體102和蓋板103。並且，將蓋板103通過焊接固定在殼體102的開口部而構成氣密容器。在蓋板103設有貫穿孔。在該貫穿孔中插入有金屬制的導電引線腳104A、104B。這些導電引線腳104A、104B被玻璃等的電絕緣性材料105氣密地固定。在一個導電引線腳104A的氣密容器內部側固定有固定觸點106。在另一個導電引線腳104B的氣密容器內部側連接有作為發熱構件的加熱器107的一端。該加熱器的另一端與蓋板103連接。
在殼體102的內側經由連接體110連接有由雙金屬等構成的熱動板109。在熱動板109的可動端設有可動觸點108。熱動板109成型為淺碟狀，當達到規定的工作溫度時會使其彎曲方向反轉，當達到規定的恢復溫度時會使其彎曲方向恢復。另外，如圖6所示，熱動板109通常使可動觸點108與固定觸點106接觸。
熱動開關101使用於例如空調等的用於壓縮製冷劑的密閉式電動壓縮機等。在此情況下，熱動開關101在未圖示的壓縮機的密閉殼體內，導電引線腳104A，104B與電動機串聯連接。在這樣連接的熱動開關101中，在空調運行中電動式壓縮機的運行電流按照導電引線腳104B-加熱器107-蓋板103-殼體102-連接體110-熱動板109-可動觸點108-固定觸點106-導電引線腳104A的路徑流動。通過像這樣流動的電流，從而熱動開關101的加熱器107、熱動板109發熱。但是，在空調的通常運行條件下的電流中，熱動板109被構成為工作溫度以下。因而維持向電動機的通電。
但是，在由於某種原因導致電動機的旋轉被限制的情況等下，在電動機中流過比通常的運行電流大數倍的過電流。因此，如果就這樣置之不理則有可能燒壞電動機的線圈等。
在由於過電流導致加熱器107、熱動板109的發熱量大大超出通常狀態的情況下，熱動板109的溫度上升到規定的工作溫度而其彎曲方向反轉。因此，固定在熱動板109的頂端部的可動觸點108向從固定觸點106遠離的方向移動，由此，可動觸點108和固定觸點106之間開放而電路被切斷。像這樣通過將觸點間開放，熱動開關101在壓縮機發生異常時，在電動機的線圈達到燒壞溫度之前可靠地切斷向電動機的通電。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1：日本特開2005-240596號公報。
技術實現要素：
發明要解決的課題
然而，在例如作為保護對象的電動壓縮機是小型的情況下其通電電流小。因此，在現有技術的熱動開關101的結構中，加熱器、熱動板等不能發生充分的自發熱。因此，需要採取措施增加加熱器、熱動板的發熱量。但是，在熱動板中例如雙金屬、三金屬等所使用的金屬的種類是確定的。因此，通過改良構成熱動板的材料來增加發熱量是有極限的。此外，也考慮通過將熱動板形成得薄來減少截面面積而提高電阻值，由此來增加發熱量。但是，熱動板需要確保用於使可動觸點開閉的驅動力。因此，將熱動板形成得薄也是有極限的。此外，關於加熱器，從焊接性等所要求的物理特性、成本的問題出發，作為其材料所使用的金屬的種類也是確定的，調換成電阻率高的材質實質上是有極限的。因此，為了在熱動開關中增加發熱量，減小加熱器的截面面積並且延長整體長度是最有效的。
用於解決課題的方案
根據本發明的熱動開關，加熱器的發熱元件具有由帶狀的金屬板構成的多個曲折部，所述加熱器的發熱元件在蓋板和熱動板之間平行地配置。而且，曲折部中的至少2個以夾著導電引線腳彼此相向的方式配置，且曲折部以分別沿著所述殼體的內周表面的方式配置，且曲折部以在殼體的長尺寸方向上延伸的軸作為基準軸，以該基準軸為基準被折彎，帶狀的平面部相向。
發明效果
根據本發明的熱動開關，通過對加熱器的形狀採取創造性措施，從而實現了減小其截面面積並且延長整體長度的結構。由此能夠增加加熱器的發熱量。
附圖說明
圖1是一個實施方式的熱動開關的正面圖。
圖2是熱動開關的縱剖面圖。
圖3是熱動開關的橫剖面圖。
圖4是加熱器的立體圖。
圖5是加熱器的展開圖。
圖6是現有技術的熱動開關的縱剖面圖。
圖7是現有技術的熱動開關的橫剖面圖。
具體實施方式
以下，參照附圖對應用了本發明的熱動開關的一個實施方式進行說明。如圖1、圖2所示，熱動開關1通過金屬制的殼體2和蓋板3構成氣密容器。殼體2形成為一端開口的長條的圓頂狀的形狀。蓋板3通過焊接等被氣密地固定在殼體2的開口端。在設置於蓋板3的2個貫穿孔中插入有金屬制的導電引線腳4A、4B。而且，這些導電引線腳4A、4B被玻璃等的電絕緣性的填充材料固定。由此，導電引線腳4A、4B以電絕緣的狀態被氣密地固定。
在一個導電引線腳4A中成為氣密容器的內部側的部位，經由導電性的固定觸點支承體6B固定有固定觸點6A。此外，在殼體2的內側經由連接體10固定有由例如雙金屬、三金屬等構成的熱動板9。熱動板9為拉深成型為碟狀的構件，一端經由連接體10連接在殼體2的內表面。當熱動板9達到規定的溫度時其彎曲方向反轉。此外，在作為熱動板9的另一端的可動端固定有可動觸點8。
當熱動板9進行反轉時，可動觸點8向從固定觸點6A遠離的方向移動。由此，可動觸點8和固定觸點6A之間開放，並切斷由導電引線腳4B-加熱器7-蓋板3-殼體2-連接體10-熱動板9-可動觸點8-固定觸點6A-固定觸點支承體6B-導電引線腳4A構成的電路。另外，在熱動板9沒反轉的通常狀態下，可動觸點8與固定觸點6A接觸而形成上述電路。這樣，通過可動觸點8被熱動板9驅動而對固定觸點6A接觸、分離來開關電路。
如圖3所示，在另一個導電引線腳4B中成為氣密容器的內部側的部位連接有加熱器7的一端。此外，該加熱器7的另一端與蓋板3的內表面連接。參照圖4、圖5對該加熱器7的形狀進行說明。該加熱器7由通過對具有規定的電阻率的金屬板進行衝壓加工等而成型為帶狀的構件構成。而且，加熱器7是使其一部分曲折並且將其曲折的部分折彎的結構。即，該加熱器7由多個加熱器單元構成，該多個加熱器單元包括作為直線狀的發熱元件的直線狀部7A和作為半圓形的發熱元件的半圓狀部7B。加熱器7通過將一個加熱器單元的直線狀部7A連結於另一個加熱器單元的半圓狀部7B而將多個加熱器單元交替地連接。由此，加熱器7形成直線狀部7A經由半圓狀部7B而反覆鄰接的多個曲折部7C、7D。
加熱器7是通過使發熱元件曲折，從而成為在有限的空間內得到更長的電路的結構。曲折部7C、7D由連接部7E連接。在此情況下，連接部7E為直線狀地延伸的帶狀元件。但是，也可以使連接部7E曲折。此外，在加熱器7的兩端部設有固定部7F、7G。
曲折部7C、7D以圖5所示的規定的基準軸7H為基準而被折彎。在此情況下，基準軸7H為沿長條的圓頂狀的殼體2的長尺寸方向延伸的軸。像這樣設定的基準軸7H為直線狀部7A的中心軸，換而言之基準軸7H為在相對於直線狀部7A延伸的方向直角的方向上延伸的軸。此外，基準軸7H為在相對於連接曲折部7C、7D的連接部7E的延伸方向垂直的方向上延伸的軸。另外，在曲折部7D中，在與固定部7F相向的部分的加熱器單元中，其直線部7A比其它的加熱器單元的直線狀部7A短。
曲折部7C、7D以基準軸7H為基準，以直線狀部7A的兩面中的一個面彼此相向的方式被折彎。即，曲折部7C、7D是以基準軸7H為基準而被彎曲180度的結構。在像這樣被折彎的曲折部7C、7D中，在相同的直線狀部7A中彼此相向的同一面之間，即，在折彎的狀態下成為內側的面之間形成規定的間隙。此外，曲折部7C、7D分別為構成直線狀部7A的帶狀平面部相向的結構。此外，曲折部7C、7D以直線狀部7A的延伸方向相對於連接部7E成直角的方式被折彎。而且，加熱器7以連接部7E與蓋板3的內表面平行的方式被配置在氣密容器內。因而，加熱器7以直線狀部7A的延伸方向垂直於蓋板3的內表面的狀態被配置在氣密容器內。
在加熱器7中，通過像這樣將曲折部7C、7D折彎，從而可以抑制作為與基準軸7H正交的方向、也是連接部7E延伸的方向的寬度方向的尺寸。因此，能夠減小加熱器7的收容空間，即使延長加熱器7的整體長度，也能夠配置在與現有技術相同尺寸的氣密容器內。此外，像這樣曲折部7C、7D被折彎的加熱器7在氣密容器內被配置成一個曲折部7C的直線狀部7A和另一個曲折部7D的直線狀部7A彼此相向。此外，加熱器7在氣密容器內被配置成一個曲折部7C的直線狀部7A平行於另一個曲折部7D的直線狀部7A。
此外，在加熱器7被配置在氣密容器內時，由固定部7G-曲折部7C-連接部7E-曲折部7D-固定部7F包圍導電引線腳4B的周圍。即，加熱器7以形成漩渦狀的方式被配置在導電引線腳4B的周圍。此外，加熱器7以曲折部7C、7D夾著導電引線腳4B彼此相向的方式配置。此外，加熱器7以曲折部7C、7D與蓋板3的內表面平行的方式配置。此外，加熱器7以成為曲折部7C、7D的外側的側面沿著殼體2的內周表面的方式配置。而且，成為加熱器7的周緣側的端部的固定部7G通過焊接等被固定在蓋板3的內表面。另一方面，成為加熱器7的中心側的端部的固定部7F通過焊接等被固定在導電引線腳4B的氣密容器內的端部。
此外，加熱器7在氣密容器內被配置成連接部7E成為熱動板9側，連接部7E的最近的折彎部位成為蓋板3側，其下一個的折彎部位成為熱動板9側的狀態。由此，加熱器7在被配置在氣密容器內的狀態下是熱動板9側的部位的面積比成為熱動板9側的相反側的蓋板3側的部位的面積大的結構。
根據熱動開關1，加熱器7的發熱元件具有由帶狀的金屬板構成的多個曲折部7C、7D。這些曲折部7C、7D在蓋板3和熱動板9之間被配置成至少平行於蓋板3。而且，曲折部7C、7D以夾著導電引線腳4B並彼此相向的方式配置。此外，曲折部7C、7D被配置成分別沿著殼體2的內周表面。此外，在曲折部7C、7D中，其一部分以在殼體2的長尺寸方向上延伸的基準軸7H為基準而被折彎。而且，曲折部7C、7D分別為帶狀的平面部相向的結構。即，根據熱動開關1，通過對加熱器7的形狀採取創造性措施，從而實現了減小其截面面積並延長整體長度的結構。由此能夠增加加熱器7的發熱量。
在此，帶狀地形成的加熱器在展開的狀態下，在相對於加熱器的面直角的方向上易於施加力，因此加熱器易於撓曲。但是，根據應用了本發明的熱動開關1，將作為發熱元件的曲折部7C、7D以規定的基準軸7H為基準而折彎。進而，曲折部7C、7D以規定的基準軸7H為基準，以直線狀部7A的延伸方向垂直於蓋板3的內表面的方式被折彎。由此，難以在相對於曲折部7C、7D的面直角的方向上施加力，加熱器7對於撓曲的強度變高。
此外，在對固定加熱器的固定部施加振動、衝擊等時施加了大的應力。特別是在加熱器向橫方向較大地突出的結構中，由於加熱器的重心離開固定部，所以易於受到振動等的影響。因此，在施加振動、衝擊等時由於大的轉矩施加在固定部而導致耐久性受損。但是，根據應用了本發明的熱動開關1，加熱器7採用其一部分被折彎，由此沒有向橫方向較大地突出的結構。此外，加熱器7被配置成在平行於蓋板3的狀態下形成漩渦形，其中心側的固定部7F被固定在導電引線腳4B。根據該結構，固定部7F位於加熱器7的重心附近。由此，即使受到振動、衝擊等，也難以對固定部7F施加過大的轉矩。
此外，加熱器7其整體成漩渦形，兩端部的固定部7F、7G配置成沿熱動開關1的長尺寸方向具有規定的間隔。即，加熱器7的整體為不對稱的形狀。此外，加熱器7通過將作為發熱元件的曲折部7C、7D複雜地折彎，從而細微地改變各部分的長度、方向。由此能夠抑制由振動等導致在加熱器7產生共振現象。
另外，本發明不僅限於上述的一個實施方式，在不脫離其主旨的範圍內可進行各種各樣的變形或擴充。例如，加熱器具有的曲折部不限於2個，能夠對其數量進行恰當變更而實施。