专利名称：蠕动式小型恒温电开关及其使用的恒温构件的制作方法
技术领域：
本发明总的涉及恒温电开关，尤其涉及具有蠕动式恒温构件的这样一种开关。
(2)背景技术恒温电开关采用热响应恒温开关元件，它含有一种由具有不同热膨胀系数的金属层如双金属元件组成的元件，并且这种开关要么是快动式的，要么是蠕动式的。在快动式开关的情况下，恒温元件成盘形结构，这种结构在有选择地改变温度的时候，会从一种盘形结构(如呈凹面)变成相对的盘形结构(如呈凸面)。美国专利3,430,117中给出了一例这种类型的开关。这种类型的开关包含了一种安装有悬臂梁的快动式构件，该构件的活动尾端上有一个可动触点，可以与一固定的触点啮合或松开，而使电机、发动机、变压器以及其他的电器不会因过电流或温度状况而出现过热。为了密切地监视设备的温度，将开关安装在设备内部，并且使开关小型化，以便用于小型电机、发动机、变压器等装置。成千上万种上述专利开关被广泛用于各种应用场合。
在蠕动式开关的情况下，恒温元件通常呈平面状，并且随温度的变化而弯曲。对于较好的、可预期的恒温元件的蠕动，设计中通常采用的原则是，使安装有悬臂梁的蠕动式恒温元件的长-宽比为2∶1。这样便于恒温元件的滑动。按照这种原则制成的蠕动式恒温元件与上述快动式元件相比，通常要求有更大的外壳。蠕动式开关用于小型装置，如加热片，以保持温度恒定不变。
(3)发明内容本发明要解决的问题是提供一种蠕动式恒温元件，它具有所建议的长-宽比，其封装尺寸可以与快动式恒温元件相比拟。本发明要解决的另一个问题是提供一种小型恒温开关，这种小型恒温开关安装有一个蠕动式悬臂梁的恒温开关，而该安装有蠕动式悬臂梁的恒温开关有一个安装了蠕动式悬臂梁的恒温元件，该元件可以安装在足以用于快动式构件的小型外壳内。本发明再要解决的技术问题是提供一种蠕动式的恒温开关以及一种没有上述已有技术中的限制的开关元件。
简而言之，按照本发明的蠕动式恒温元件含有一种通常为平面形状并且是用合适的材料(如双金属)制成的叶片，其形状已永久变形成J形。这种结构使得形成几乎与外壳具有相同长度的有效长度。J形结构给出了一种装置，它将一种较宽的叶片安装在较小的封壳内，从而增大对给定尺寸的封壳的盘形压力，从而增加了使用寿命。本发明的特点是，在两条臂之间形成一个相当平整的叶片部分，从而避免抵触外壳端壁和底面之间形成的角落。
读者在阅读了下文中参照附图对本发明的详细描述以后，将会清楚地理解本发明要解决的技术问题和特征。图中，相同的标号所表示的意义相同。
(4)
图1是现有技术的小型恒温开关，它包含一个图中用虚线表示的快动式恒温盘形元件；图2是图1中沿线2-2截取的截面图；图3是按照本发明制成的小型恒温开关的比例略小的俯视图，该开关含有一个蠕动式恒温叶片；图4是沿图3中的线4-4截取的放大截面图；图5是用图3中的比例描绘的图3的侧视图；图6和图7与图4相似，示出的本发明的另一实施例。
(5)具体实施方式
参见图1-2，现有技术的小型恒温开关10包含一个金属外壳构件12，其形状呈长方杯形，它有一个底面12a，和竖起来的侧面12b，形成一个截面通常呈矩形立面的长方形开关盒。沿开关盒的外围由向外延伸的法兰部分12c，在壁12b的活动尾端上形成一个突起的边缘。法兰部分12c上有一个绝缘的垫板14，垫板的顶面上有一个罩盖16，罩盖16由法兰12c的12d部分通过弯曲卡在垫板上。垫板14有一个窗口，固定的电触点18固定在罩盖16上，并突出伸出窗外。
快动式恒温盘形构件20(如盘形双金属构件)一端固定在外壳构件12的底面12a上，并且其另一活动端上的活动电触点可以在盘形构件20从一个盘形结构移动到另一个盘形结构的时候，与固定触点18形成啮合或不啮合。合适的引线端L1、L2分别固定在外壳和罩盖上。图中所示的装置是插在绝缘可收缩套管24上，从而将其与周围电绝缘。快动式开关更进一步的细节见美国专利3,430,177中的描述。正如其中所描述的那样，小型化的程度基本上限制在快动式盘形构件所需的空间内，它将使在给定的电流范围内，在开启和闭合触点位置之间能够充分运动。
如上所述，对较好的、可预期的叶片蠕动，一般的设计原则是将悬臂梁蠕动式恒温叶片的长-宽比控制在2∶1。图3-5描绘的是具有长-宽比满足设计原则的滑动恒温叶片的开关外壳，叶片安装在外壳内，其整体封装尺寸与通常用于小型化快动式开关的尺寸相当。
按照本发明制成的蠕动式恒温电开关30含有一个长方形的杯形外壳32，它是用一种导电金属制成的，它有一个底面32a，和一个沿底面32a的周边延伸的侧壁32b，围成一个呈平行六面体形状的开关盒。外壳32的四周形成一个突起部分，突起部分沿侧壁32b的法兰部分32c向外延伸，上面有一片电绝缘垫板材料片34。通常为平面并且由导电材料制成的罩盖36置于突起部分的上面绝缘垫板材料片34上，并采用使延伸的法兰部分32d变形，而固定在外壳的两个相向的侧面上以及罩盖36的顶部而绝缘垫板材料片介于其间。绝缘垫板材料片34上有一个窗口34a，它与固定的电触点37对齐，通过焊接而安装到罩盖36的下表面上。
蠕动式恒温构件38是由通常为平面的材料如双金属制成的，形成通常为J形的结构，有一个短壁38a通过焊接固定在外壳32的侧壁32b上，长壁38b跨越开关盒延伸到与外壳另一侧上相邻但隔开一定距离的位置上。滑动电触点40安装在与活动尾端相邻的壁32b的顶部，并且可以移动而与固定触点37啮合或不啮合。平面部分38c形成在臂38a、38b之间的弯曲部分上，用来使叶片与侧壁32b和底面32a之间外壳32的角落部分隔开，而防止与双金属叶片工作时抵触。叶片38的工作部分或活动部分基本上就是臂38b的长度部分。各端32e、36a从外壳32和罩盖36延伸，作为连接电线(未示出)的附加装置。开关的校准是通过打开开关、使它处于选择的温度下，并使得外壳32在32f处变形来进行的，从而如图4所示，使恒温构件38向上偏置，直到触点闭合为止。
通常使滑动叶片呈J形，可以将更宽的叶片用在给定的封装中，而产生更大的叶片力，通过加大使焊缝断裂的力来加大使用寿命。例如，按照本发明制成的开关有一个厚度为0.012英寸、宽带为0.150英寸、长度为0.413英寸的恒温叶片。
图6和图7示出的是另一种实施例，其中，固定的和活动的电触点安装在开关内，并且改进了相互间的位置在闭合或触点啮合位置上的对齐。在图6所示的开关30’中，罩盖36’在36b处变形，从而安装着固定触点37的罩盖部分倾斜，而与罩盖的其余部分形成一个选择的锐角，从而在触点相互啮合的时候，固定的电触点安装部分位于通常与恒温构件38的长臂38b包括安装有活动电触点40的活动尾端所在的平面相平行的平面内。
在图7所示的开关30”的情况下，恒温构件38’的长臂38b’永久变形，而使得安装活动电触点40的构件38的尾端部分38e在触点相互啮合的时候，位于与罩盖36上的固定电触点37的安装部分平行的平面里。
尽管本发明的描述是针对较佳实施例来进行的，但应当理解，在不偏离权利要求书中所限定的本发明的精神和范围的情况下，还可以有各种变更和修改。
权利要求
1.一种恒温开关，其特征在于，它含有一个导电的腔体，所述腔体有一个底面，和一端形成开口的向上延伸的侧壁，所述腔体通常呈平行六面体形状，所述恒温开关有一个通常呈J形的滑动恒温构件，短臂固定安装在侧壁上，而长臂跨越腔体延伸，所述长臂有一个活动尾端，活动电触点安装在与所述活动尾端相邻的长臂上，一罩盖位于使腔体闭合而向上延伸的壁上，一固定电触点安装在与所述罩壳电隔开的罩盖上，第一和第二端部分别与所述罩壳和所述固定电触点电连接，所述活动电触点可以与所述固定电触点电啮合或不啮合。
2.如权利要求1所述的恒温开关，其特征在于，所述罩盖是用一种导电材料制成的，并且还包含介于所述罩壳和所述罩盖之间的电绝缘垫板，在其间提供电隔离。
3.如权利要求1所述的恒温开关，其特征在于，在所述短臂与长臂之间形成一个弯曲部分，而所述弯曲部分与所述罩壳的底面相邻。
4.如权利要求3所述的恒温开关，其特征在于，所述弯曲部分包括一个通常为平面的表面，以防止侧壁与底面形成的角落和恒温构件之间形成抵触。
5.如权利要求1所述的恒温开关，其特征在于，所述长臂通常位于这样一个平面内，即，在活动电触点与固定电触点形成电啮合的时候，它与所述罩盖所在平面形成一个选择形成的锐角，并且所述固定的和活动的电触点安装在这样一些表面内，即，在所述触点进入电啮合的时候，这些表面通常相互平行。
6.如权利要求5所述的恒温开关，其特征在于，使安装所述固定触点的罩盖部分变形，从而它位于与所述罩盖的其余部分形成选择形成的锐角的平面内。
7.如权利要求5所述的恒温开关，其特征在于，使所述蠕动式恒温构件长臂的活动尾端变形，从而在所述触点进入电啮合的时候，使安装固定触点的活动尾端位于通常与所述罩盖平行的平面里。
8.一种蠕动式恒温构件，其特征在于，它由通常呈平面的恒温金属叶片制成，所述叶片变形呈J形结构，其短臂固定在一支撑件上，长臂有一个活动的尾端，活动电触点安装在与所述活动尾端相邻的长臂上，所述短臂和长臂之间形成的弯曲部分具有一个通常为平面的部分。
全文摘要
一种蠕动式恒温开关(30),它有一个长方形的并且导电的杯形外壳(32),外壳有一个从底面(32a)向上延伸的侧壁(32b)。通常为J形的蠕动式恒温构件(38)有一个安装在侧壁上的短臂(38a),跨越外壳形成的腔体而延伸的长臂(38b),以及介于两臂之间具有平面表面部分(38c)以防止侧壁和底面之间的角落形成抵触的弯曲部分。蠕动式电触点(40)安装在长臂的活动端,并且可动电触点可与安装在侧壁上的罩盖(36)上的固定电触点(37)形成啮合或不啮合。这种结构使得具有最佳长－宽比的恒温构件能够对于给定的外壳尺寸给出最大的盘形力。
文档编号H01H37/52GK1339808SQ0112575
公开日2002年3月13日 申请日期2001年8月20日 优先权日2000年8月18日
发明者D·E·雷诺, B·J·西蒙斯, G·R·霍尔曼 申请人:德克萨斯仪器股份有限公司