专利名称：热应力开关的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种热应力开关，特别是涉及一种利用双金属(バイメタル)片的热应力使可动接点反转来开关电接点的开关结构。
背景技术：
热应力开关设有以将多片热膨胀系数不同的金属粘合的热应力元件(双金属片)作为可动片的可动电极、和与该可动电极一起构成常闭接点形的回路的固定电极，与电器回路连接并对该电器进行保护。
即，与电器的回路连接的热应力开关，当流过该电器的电流过大、周围温度异常升高时，由于具有利用双金属片的弯曲反转作用打开开关接点的结构，所以可切断对电器的供电。而且，由于通过切断对电器的供电而降低周围的温度，双金属片自动恢复，开关接点再次闭合，再次开始供电，在起到防范危险的作用的同时，可以使电器恒定地在规定的温度范围内工作。
这种现有的热应力开关的结构表示在图8和图9中。图8是拆下盖体的状态的平面图，图9是双金属片的平面图。
作为现有的热应力开关的结构，在由合成树脂等绝缘材料形成的有底箱形的壳体21的内底面上，成一定间隔地对向配置由导电性金属构成的一对固定端子22、23。在一个固定端子22上形成固定接点24，在另一个固定端子23上，在一端侧呈悬臂状固定着固定有可动接点25的双金属片26。
并且，前述可动接点25，以可与前述固定接点24接通、分离的方式离开一定距离地对向配置，并且，在前述双金属片26上，在中央形成穹顶状的反转部26a，该反转部26a以可以根据温度的变化而反转的方式形成。另外，在通常的状态下，前述可动接点25与前述固定接点24接触，开关回路形成接通状态。
并且，前述双金属片26由激光焊接的方法固定到前述固定端子23上，作为该激光焊接的位置，经由前述反转部形成于与前述可动接点25对向的另一端侧上。并且，虽然图中未示出，但是以覆盖容纳前述双金属片26的壳体21的开口部的方式安装有板状的盖体。
在将前述双金属片26固定在前述固定端子23上的情况下，固定前述可动接点25的前述双金属片26，使用双金属吸引夹具等定位在前述壳体21的规定位置上，与重叠组装到前述固定端子23上，在下一工序中，从壳体21的上面侧利用激光照射装置进行激光焊接、组装。
在这种情况下，利用设置在前述壳体21中的限位用槽部21a、和设置在前述双金属片26上的限位用凸起部26b，前述双金属片26限制向与前述反转部26a的反转方向相交的方向的转动。
在将热应力开关安装到电器上的情况下、或者在向装有热应力开关的电器安装其它构件的情况下，存在使用超声波熔焊的情况。在这种情况下，上述现有的热应力开关，由于利用激光焊接进行前述双金属片26的固定，在结构上焊接点小，所以存在这样的问题，即，由于超声波振动使前述双金属片26旋转，与树脂制成的前述壳体21的内壁接触并利用振动能量使接触部分熔融，从而将前述可动接点25剥离。并且，为了不因振动而旋转，还产生了增加焊接的部位，使组装变得复杂的问题。
发明内容
因此，本发明用以解决上述问题，其目的是提供一种在进行超声波熔焊时可以防止双金属片旋转，并且组装容易的热应力开关结构。
为了解决上述课题，在本发明中，作为第一个方案，其特征为，包括有底状的壳体；配置在该壳体内底面上的固定接点；具有可根据温度反转的反转部的、在一端侧固定有可与前述固定接点接触和分离的可动接点的双金属片；与该双金属片的另一端侧重合并呈悬臂状固定、并且配置在前述壳体内底面上的固定端子；在前述壳体中，形成限制构件，所述限制构件由金属材料制成，与前述双金属片的外边缘部接触，以限制前述双金属片向与前述反转部的反转方向相交的方向旋转移动。
并且，作为第二个方案，其特征为，在呈悬臂状固定在与固定于前述双金属片的一端侧上的前述可动接点相反的一侧的前述固定端子上的另一端侧的固定部附近，形成前述限制构件。
并且，作为第三个方案，其特征为，前述限制构件与前述固定端子形成一体。
并且，作为第四个方案，其特征为，在前述双金属片上形成向下弯曲的凸片，并且，在前述固定端子上形成切除一部分的开口部，通过将前述凸片配合到前述开口部中，对前述双金属片的旋转移动进行限制。
并且，作为第五个方案，其特征为，在前述固定端子的开口部上形成相互对向的一对臂部，该臂部向前述双金属片的凸片方向变形，利用前述臂部夹住前述凸片。
图1是表示作为本发明的一个实施例的热应力开关的将盖体拆去的状态的平面图。
图2表示本发明中的图1的2-2线的剖视图。
图3表示本发明的图1的3-3线的剖视图。
图4表示固定本发明的可动接点的状态的双金属片的平面图。
图5表示固定本发明的可动接点的状态的双金属片的正面图。
图6表示本发明的固定端子的平面图。
图7表示本发明的固定端子的正面图。
图8表示现有的热应力开关的拆去盖体的状态的平面图。
图9表示固定现有的可动接点的状态的双金属片的平面图。
具体实施例方式
下面，在图1至图7中表示本发明的实施例。图1是拆去热应力开关的盖体的状态的平面图，图2是图1的2-2线的剖视图，图3是图1的3-3线的剖视图，图4是固定可动接点的状态的双金属片的平面图，图5是同一情况的正面图，图6是固定端子的平面图，图7是同一情况的正面图。
在图中，壳体1由合成树脂等绝缘材料形成上面开口的箱形。在该壳体1的内底部配置后面所述的各端子，各个端子的一端部从壳体1的两侧面引出到外面。并且，在前述壳体1的内底面的中央，设置从该内底面呈半球状突出的支撑凸起部1a。
并且，在前述壳体1的一端侧上形成长方形的槽部1b，后面所述的双金属片5的支撑片部5b配合在该槽部1b中以进行导向。
并且，在前述壳体的底部，设置从外底面侧到达后面所述的各端子的里面的导向孔1c、1d。在各端子嵌入成型到前述壳体1内的情况下，该导向孔1c、1d成为为了对各端子进行定位而设置在成型金属模中的导向销的轨迹。
第一端子2由黄铜等导电性金属材料形成平板状。在该第一端子2的一端侧，设置由在前述壳体1的内底面露出的小圆形平面构成的固定接点3，在该第一端子2的另一端侧，设置从前述壳体1的侧面向外侧导出并连接到其它电器的回路等上的连接端子部2b上。
并且，在前述第一端子2上，在前述固定接点3和前述连接端子2b之间，于前述固定接点3附近设置宽度较宽的窗口部2c。该窗口部2c形成于前述第一端子2的长度方向的通过前述固定接点3的中心线上，并且，在前述第一端子2的宽度方向上，以前述窗口部2c的宽度比前述固定接点3的外周宽度大的方式形成。并且，前述窗口部2c以与前述固定接点3的外周重合并包围的方式形成切口。
并且，在前述第一端子2上，在包含前述窗口部2c的部分上设置倾斜部(图中未示出)，通过该倾斜部将前述固定接点3和前述连接端子部2b连接起来。在前述第一端子2安装在前述壳体1上的情况下，前述倾斜部分埋设并安装在前述壳体1的内底部中。
作为固定端子的第二端子4，同样由黄铜等导电性金属材料形成平板状。在该第二端子4的一端侧上，通过加压等使壁厚不等，形成突出部4a，该突出部4a构成固定后面所述的双金属片5的一端部的熔焊部。并且，在该第二端子4的另一端侧上，设置连接端子部4b，该连接端子部4b从前述壳体1的侧面部向外侧导出并连接到其它电器回路上。
并且，在前述第二端子4上，在固定后面所述的双金属片5的前述突出部4a和前述连接端子部4b之间，于前述突出部4a的附近设置宽度较宽的窗口部4c。该窗口部4c形成于前述第二端子4的长度方向的通过前述突出部4a的中心线上，并且，在前述第二端子4的宽度方向上，以前述窗口部4c的宽度比前述突出部4a的宽度大的方式形成。并且，前述窗口部4c以与前述突出部4a的外周重合并大致包围的方式切割形成。
并且，在前述窗口部4c中，形成从前述突出部4a的外周部向前述窗口部4c内延伸的一对臂部4d、4d，在该一对臂部4d、4d之间，设置呈方形形状切割的开口部4e。即，在前述窗口部4c内夹住前述开口部4e地对向形成前述一对臂部4d、4d。后面所述的双金属片5的凸片5c插入到前述开口部4e中，并且与前述一对臂部4d、4d接合并且，在前述第二端子4中，在含有前述窗口部4c的部分上设置倾斜部分4f，通过该倾斜部分4f将固定后面所述的双金属片5的突出部4a和前述连接端子部4b连接起来。在前述第二端子4安装在前述壳体1上的情况下，前述倾斜部4f部分埋设安装在前述壳体1的内底部中。
双金属片5，例如是将由电阻高的材料构成的高膨胀材料、和电阻低的材料构成的低膨胀材料至少两种以上热膨胀率不同的金属材料层叠结合呈平板状而构成的。在构成该双金属片5的自由端的一端侧上，利用电焊等方法固定可以与前述固定接点3接触和分离的、由银和氧化锡的混合物等构成的可动接点6，另一方面，另一端侧借助激光焊接等方法固定在设置于前述第二端子4上的前述突出部4a上。在这种情况下，前述第二端子4和前述双金属片5的另一端侧的结合位置，由于不是与整个面而仅与前述突出部4a部分地结合，在前述双金属片5进行反转的情况下，不会损害动作的特性。
并且，在前述双金属片5的中央部上，形成用于辅助反转运动的隆起的穹顶状反转部5a，通过形成该反转部5a，前述双金属片5的温度特性、即根据温度进行的反转运动可以可靠地进行。
并且，在前述双金属片5的另一端侧，在比与前述第二端子4固定的位置更靠外的位置上，形成向着与前述反转部5a的形成位置相反的一侧延伸的支撑片部5b。该支撑片部5b，沿着相对于连接前述可动接点6和与前述第二端子4的固定部的中心线正交的方向，并且分别与平面方向相对地成对延伸出来的状态形成。
并且，在前述支撑片5b的中央，在下方形成大致呈直角弯曲的凸片5c，该凸片5c插入到设置在从前述壳体1的前述槽部1b露出的前述第二端子4的窗口部4c上的前述开口部4e中，并与一对前述臂部4d、4d接合，借此，前述双金属片5定位于前述壳体1中。
并且，在前述双金属片5的反转部5a和前述支撑片部5b之间，形成作为与前述第二端子4结合的部位的平坦部5d，该平坦部5d和前述第二端子4的突出部4a熔接并固定在一起。
在这种情况下，前述支撑片部5b，经由与前述第二端子4的固定部，向与前述反转部5a的形成位置的相反侧延伸设置，因此，在将前述双金属片5组装到前述壳体1中时，可以防止前述双金属片5的反转部5a的变形，可以容易地进行组装。
并且，在前述支撑片部5b的中央，形成大致呈直角向下方弯曲的凸片5c，该凸片5c插入到设置在前述第二端子4的窗口部4c中的前述开口部4e中，并与一对前述臂部4d、4d接合，因此，可以有效地抑制前述双金属片5的旋转方向的动作，提高定位精度。
并且，前述突片5c和与其配合的前述开口部4e和一对臂部4d、4d，形成于与固定在前述双金属片5的一端侧上的前述可动接点6相反一侧的呈悬臂(片持ち)状固定的固定部附近，因而，在前述双金属片5的前述可动接点6侧反转移动的情况下，不会相互摩擦而产生操作不良，可以可靠地进行限位。
并且，进行前述双金属片5的旋转方向的限位的限制部，由于与作为固定端子的前述第二端子4形成一体，所以不必设置新的限制构件，由于不增加零件数目便可以进行限位，所以可以降低成本。
另外，虽然图中未示出，由合成树脂等绝缘材料形成大致板状的盖体，安装在前述壳体1的开口部上，防止灰尘或气体等对配置在前述壳体1的内部的前述第一、第二端子2、4、前述双金属片5、以及前述可动接点6、前述固定接点3等产生影响。
下面，对上述本发明的热应力开关的组装进行说明。
首先，对以规定间隔形成进给孔的带状金属板进行压力成型形成前述第一、第二端子2、4，利用嵌入成型等方法将形成的前述第一、第二端子2、4成一体地埋设在前述壳体1的内底部中，多个壳体1形成呈带状连续形成的环带材料。
接着，利用双金属片组装夹具吸引保持前述双金属片5的平坦部5d，在前述壳体1内，前述固定接点3和可动接点6对向，且以一端部与前述第二端子4的突出部4a重合的状态组装前述双金属片5。这时，在前述双金属片5上，在与前述可动接点6的固定方向相反侧，形成沿着与长度方向正交的方向延伸的支撑片部5b，通过将该支撑片部5b配合到前述壳体1的前述槽部1b中，在前述壳体1内对前述双金属片5进行导向。
这时，设置在前述双金属片5上的前述突片5c，插入到设置在前述第二端子4的窗口部4c中的前述开口部4e中，并与一对前述臂部4d、4d接合，因而，可以有效地抑制前述双金属片5的旋转方向的运动，提高定位精度。并且，由于结构简单，所以提高了组装和操作性能。
并且，这时，根据需要利用加压等方法使一对前述臂部4d、4d向前述双金属片5的前述凸片5c的方向变形，由前述臂部4d、4d夹住前述凸片5c，借此，可以减小相互间的间隙，可以更牢固地限制前述双金属片5的旋转。
接着，在从前述壳体1的上面开口侧起的前述双金属片5的一端部的上面，在以熔焊时与实施双金属片5的固定和吸热的接触板接触的状态，从形成于前述壳体1底面上的前述导向孔1c，利用激光照射装置对前述固定端子4的底面照射熔焊用的激光，将前述双金属片5结合到前述固定端子4的突出部4a上。
接着，在前述壳体1的开口部上面侧上，安装盖体，由环带材料切断成各热应力开关并将它们分离，完成组装。
下面，对上述本发明的热应力开关的操作进行说明。
在常温和通常的使用温度下，相互对向配置的前述可动接点6和前述固定接点3，形成相互接触并接通接点的状态。当从该状态起由于任何原因而使温度上升时，设置在固定前述可动接点6的前述双金属片5上的前述反转部5a，根据温度的上升进行反转运动。这时，与前述双金属片5一起驱动固定在前述双金属片5上的前述可动接点6，与前述固定接点3分离开，接点形成断开状态。在这种情况下，反转的前述双金属片5的前述反转部5a，其隆起部反转，向着前述固定接点3的方向、即前述壳体1的内底面的方向突出。
进而，当从该状态起温度下降并恢复开始的常温时，前述双金属片5的前述反转部5a根据温度的下降而反转回复，向着与前述固定接点3的方向相反的方向突出，从而，前述可动接点6与前述固定接点3接触，且接点形成接通状态，恢复到初始状态。
如上所述，在本发明的热应力开关的结构中，前述双金属片5的中央部，在根据温度进行反转时，形成由于反转作用而隆起的穹顶状反转部5a，因而，可以可靠地进行反转动作。
并且，在前述壳体1的内底面上设置前述支撑凸起部1a。因此，在温度下降时，万一，在由于前述反转部5a温度逐渐发生变化(逐渐变冷)而不能反转恢复的情况下，由于前述反转部5a与该支撑凸起部1a接触，所以前述可动接点6和前述固定接点3的接触保持分离状态，可以防止在温度上升时再度反转的情况下、可动接点6和固定接点3的接点产生振动。
采用上述实施例的结构，作为配置在前述壳体1中的固定端子的前述第二端子4的一部分，与将前述双金属片5的一部分弯曲而形成的前述凸片5c接触，由于前述双金属片5设有用于限制向与反转部5a的反转方向相交的方向转动的前述一对臂部4d、4d和开口部4e，所以通过将金属制成的前述第二端子4和前述双金属片5组合在一起，以限制前述双金属片5的转动的接合部的接触部位彼此均为金属的方式形成。
因而，在将热应力开关安装到电器上的情况下，在向装有热应力开关的电器上安装其它构件的情况下，即使在使用超声波焊接的情况下，也不会发生这样的情况，即，因超声波振动使前述双金属片5旋转，与树脂制成的前述壳体1的内部接触并且由于振动能量而使接触位置熔融，导致前述可动接点6剥离，并且，由于振动不会导致旋转，不必增加与作为固定端子的前述第二端子4熔接的部位，可以容易地进行组装。
如上所述，本发明的热应力开关，包括一个有底状的壳体，配置在该壳体内底面上的固定接点，具有可根据温度反转的反转部的、在一端侧固定有可与前述固定接点接触和分离的可动接点的双金属片，与该双金属片的另一端侧重合并呈悬臂状固定、并且配置在前述壳体内底面上的固定端子，在前述壳体中，形成限制构件，所述限制构件由金属材料制成，与前述双金属片的外边缘部接触，以限制前述双金属片向与前述反转部的反转方向相交的方向旋转移动，因此，利用金属制成的限制构件与双金属片的组合，由于接触部位彼此均为金属，所以超声波焊接时的振动能量不会使接触部位熔融，可以防止以与固定端子的熔焊部位为中心的双金属片的转动。并且，由于不必增加熔焊部位，所以可以容易地进行组装。
并且，在呈悬臂状固定在与固定于前述双金属片的一端侧上的前述可动接点相反的一侧的前述固定端子上的另一端侧的固定部附近，形成前述限制构件，因此，即使在双金属片的可动接点侧反转的情况下，也不会摩擦而导致操作不良，可以可靠地进行限位。
并且，由于前述限制构件与前述固定端子形成一体，所以可以不增加构件数目而进行限位，可以降低成本。
并且，在前述双金属片上形成向下弯曲的凸片，且在前述固定端子上形成切除一部分的开口部，通过将前述凸片配合到前述开口部中，前述双金属片对旋转移动进行限制，因而，结构简单，提高了组装、操作性能。
并且，在前述固定端子的开口部上形成相互对向的一对臂部，该臂部向前述双金属片的凸片方向变形，利用前述臂部夹住前述凸片，因而，可以减小相互间的间隙，更牢固地限制双金属片的旋转。
权利要求
1.一种热应力开关，其特征为，包括有底状的壳体；配置在该壳体内底面上的固定接点；具有可根据温度进行反转的反转部、在一端侧固定有可与前述固定接点接触和分离的可动接点的双金属片；与该双金属片的另一端侧重合并呈悬臂状固定、并且配置在前述壳体的内底面上的固定端子；在前述壳体中，形成限制构件，所述限制构件由金属材料制成，与前述双金属片的外边缘部接触，以限制前述双金属片向与前述反转部的反转方向相交的方向旋转移动。
2.如权利要求1所述的热应力开关，其特征为，在呈悬臂状固定在与固定于前述双金属片的一端侧上的前述可动接点相反的一侧的前述固定端子上的另一端侧的固定部附近，形成前述限制构件。
3.如权利要求2所述的热应力开关，其特征为，前述限制构件与前述固定端子形成一体。
4.如权利要求3所述的热应力开关，其特征为，在前述双金属片上形成向下弯曲的凸片，并且，在前述固定端子上形成切除一部分的开口部，通过将前述凸片与前述开口部接合，对前述双金属片的旋转移动进行限制。
5.如权利要求4所述的热应力开关，其特征为，在前述固定端子的开口部上形成相互对向的一对臂部，使该臂部向前述双金属片的凸片方向变形，利用前述臂部夹住前述凸片。
全文摘要
本发明提供一种在进行超声波焊接时可以防止双金属片的旋转、并且组装容易的热应力开关结构。包括有底状的壳体(1)；配置在该壳体(1)内底面上的固定接点(3)；具有可根据温度反转的反转部(5a)、在一端侧固定有可与前述固定接点(3)接触和分离的可动接点(6)的双金属片(5)，与该双金属片(5)的另一端侧重合并呈悬臂状固定、并且配置在前述壳体(1)内底面上的固定端子(4)，在前述壳体(1)中，形成限制构件(4d)，所述限制构件由金属材料制成，与前述双金属片(5)的外边缘部接触，以限制前述双金属片(5)向与前述反转部(5a)的反转方向相交的方向旋转移动。
文档编号H01H37/00GK1428805SQ0215753
公开日2003年7月9日 申请日期2002年12月20日 优先权日2001年12月20日
发明者三上功, 桑原秀一 申请人:阿尔卑斯电气株式会社