專利名稱：電機起動繼電器和使用該電機起動繼電器的電動壓縮機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及一種用于起動單相感應(yīng)電機等的電機起動繼電器，尤其涉及一種具有故障保護(hù)裝置的電機起動繼電器，該電機起動繼電器用于電動壓縮機等。
背景技術(shù)：
圖11所示為用于電冰箱或空調(diào)的電動機的電機起動電路。在圖中，電阻率為正溫度系數(shù)(PTC)的熱敏電阻11與電機10的起動繞組S串聯(lián)連接，電機10具有起動繞組S和主繞組M。過載保護(hù)裝置12與起動繞組S和主繞組M的公共接頭C連接。在正常環(huán)境溫度下，當(dāng)電機被首先起動時，PTC熱敏電阻11具有低電阻值，結(jié)果是起動繞組S中流過足夠大的起動電流以起動該電機。
電機起動后，由于流過PTC熱敏電阻11的電流使PTC熱敏電阻11變熱，因此PTC熱敏電阻11產(chǎn)生熱量，結(jié)果PTC熱敏電阻的電阻值突然升高，產(chǎn)生一個高阻值狀態(tài)并保持一個電流為幾十毫安大小的平衡狀態(tài)。在電機10發(fā)生過載運行等的情況下，過載保護(hù)裝置12響應(yīng)于過載電流產(chǎn)生的升高的溫度和/或繞組溫度而斷開通過公共接頭C的電路。在密封壓縮機的外殼頂部提供三個氣密接頭用作外部接口(后文稱之為接線柱)，以連接起動繞組S，主繞組M和公共接頭C。電機起動繼電器將PTC熱敏電阻11裝在一絕緣外殼內(nèi)，彈簧接頭偏壓PTC熱敏電阻11的電極表面，并具有夾持在接線柱上的部分。
已經(jīng)公知，可以給電機起動繼電器提供故障保護(hù)裝置以應(yīng)付PTC熱敏電阻元件的斷路?？梢詤⒖既毡緦＠鸍P2,891,179，如本申請圖12所示，是這種裝置的一個例子。該日本專利中公開的正溫度熱敏電阻裝置，具有第一彈簧接觸件40和第一定位凸起56、第二彈簧接觸件43和第二定位凸起57，其中第一定位凸起56與位于機殼32內(nèi)正溫度熱敏電阻35的第一電極38接合，第二定位凸起57與反向的第二電極39接合。
第一彈簧件40和第二彈簧接觸件43相對熱敏電阻35的表面沿斜線方向設(shè)置，第一定位凸起56和第二定位凸起57相對熱敏電阻表面沿另一斜線方向設(shè)置。第一彈簧接觸件40被設(shè)置在一個比另一個表面上的第二定位凸起57更遠(yuǎn)離中心的表面上，且與外周相鄰接。同樣地，第二彈簧接觸件43設(shè)置在比位于前述表面上的第一定位凸起56更遠(yuǎn)離中心的另一個表面上，并與外周相鄰接。
以上所述的結(jié)果是，因第一和第二彈簧接觸件40和43相對于凸起56和57的彈簧作用的結(jié)果而作用在熱敏電阻35上的力矩方向如箭頭58和59所示。傾斜的表面60和61形成在第一和第二定位凸起56和57的外周上。
如果正溫度熱敏電阻35破裂并損壞，例如，由于電弧的原因，斷開部分由于第一和第二彈簧接觸件40和43的彈簧作用而向相互遠(yuǎn)離的方向移動，從而防止任何可能的短路或斷開部分的熔化沉積。這樣，正向作用將斷開電路。
然而，如上面引用部分的正溫度熱敏電阻裝置受到如下限制。
按照如圖12所示的故障保護(hù)裝置，通過使第一和第二彈簧接觸件40和43作為施力點和將第一和第二偏離定位凸起56和57作為杠桿支點來將正溫度熱敏電阻35固定，由于上述原因，當(dāng)熱敏電阻處于高溫運行時，第一和第二定位凸起56和57將總是與正溫度熱敏電阻35的電極接觸。
在第一和第二定位凸起56和57與外殼整體地形成的情況下，有必要使外殼的材料由高耐熱性樹脂形成。
此外，正溫度熱敏電阻35從殼體32的上面插入(在垂直于附圖所在紙面的方向)，結(jié)果是第一和第二彈簧接觸件40和43將延伸到正溫度熱敏電阻35所插入的空間中。因此，正溫度熱敏電阻35難于插入，而且彈簧接觸件和正溫度熱敏電阻不得不使用夾具裝配在一起。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有易于安裝的正溫度熱敏電阻的小型、廉價的電機起動繼電器，該正溫度熱敏電阻帶有故障保護(hù)裝置。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種具有電阻率為正溫度系數(shù)且沒有如上所述的現(xiàn)有技術(shù)的缺點的熱敏電阻的電機起動機繼電器。
按照本發(fā)明優(yōu)選實施例制造的電機起動繼電器包括圓盤形的電阻率為正溫度系數(shù)(PTC)的熱敏電阻和用以固定該PTC熱敏電阻并由耐熱樹脂制成的PTC殼體，其中，該PTC熱敏電阻在其相對的各表面上具有相對的第一和第二電極層。導(dǎo)電的第一和第二接觸件/接頭件分別具有第一和第二接觸件，這些第一和第二接觸件分別由彈簧偏壓而與PTC熱敏電阻相應(yīng)的第一和第二電極層電接合。PTC殼體裝納于包括一空腔的外殼中，外殼上有一蓋，用于封閉該空腔。
第一和第二接觸件分別與PTC熱敏電阻的電極層在相互偏離的位置處接合，第二接觸件與第二電極層在與PTC熱敏電阻另一側(cè)的一空腔部分成一直線的位置接合，第二接觸件偏壓熱敏電阻而朝向空腔部分。
PTC熱敏電阻殼體包括在殼體上表面中的PTC熱敏電阻容納開口和底部部分，該底部部分用于將熱敏電阻大體水平地安裝，以至于該PTC熱敏電阻將大體平行于外殼的底壁。第一接觸件置于PTC熱敏電阻下方位于底部部分中形成的附屬形狀的凹槽中。PTC熱敏電阻殼體上表面的開口使得水平布置在PTC殼體中的PTC熱敏電阻的第二電極層顯露出來。理想的是，該開口具有與圓盤形PTC熱敏電阻的形狀相應(yīng)的形狀，并且第二接觸件布置在該PTC熱敏電阻上部。
第一接觸件最好壓住PTC熱敏電阻的第一電極層的大致中央位置，第二接觸件最好壓住PTC熱敏電阻的第二電極層的外周偏離部分。
優(yōu)選地，在PTC殼體的上表面形成一凸緣，該凸緣在大致沿直徑方向與第二接觸件的位置相對的位置上伸向圓形開口。當(dāng)PTC熱敏電阻被第一和第二接觸件的彈簧彈力擠壓時，該熱敏電阻被偏壓成與該凸緣接合，并使該熱敏電阻部分與第一接觸件保持有效接觸。如果PTC熱敏電阻斷開，斷開部分將與第二接觸件對齊并通過第二接觸件的彈簧彈力被排出或移出PTC殼體。另外，當(dāng)PTC熱敏電阻斷開時，其本身的重力將有助于所述斷開部分的排出。由于將斷開部分從剩余部分分離開，可以防止各斷開元件之間可能發(fā)生的熔化沉積或短路。
根據(jù)本發(fā)明的一個特性，第一和第二接觸件/接頭件具有第一和第二彈簧連接部分，該第一和第二彈簧連接部分位于與第一和第二接觸件間隔開的位置上，并且該第一和第二彈簧連接部分彈性地夾持住分別從形成于外殼中的通孔中插入的各接線柱。
另外，第一和第二接觸件/接頭件具有第一和第二外部接頭，該第一和第二外部接頭位于從第一和第二接觸件延伸的位置上，并且該第一和第二外部接頭可以穿過蓋上的各個開口向外伸出。
優(yōu)選地，形成一外殼，使得過載保護(hù)裝置能與其連接，該保護(hù)裝置的至少一部分被蓋住，該過載保護(hù)裝置用以保護(hù)電機，使其不處于過載運行或過熱溫度狀態(tài)。
按照本發(fā)明的電動機具有的電機起動繼電器包括前面所述的各特性，該電動機安裝在一外殼內(nèi)，該外殼包括多個接線柱，這些接線柱與主繞組和起動繞組一起形成外部接口。電機起動繼電器的接觸件/接頭件的第一和第二彈簧連接部分與各接線柱相連。
理想地，在外殼的頂部設(shè)置多個接線柱，并且電機起動繼電器與各接線柱連接，所以外殼和PTC熱敏電阻得以水平布置。另外，如果使用保護(hù)裝置的話，將其與起動繼電器和多個接線柱中的公共接線柱連接。
根據(jù)本發(fā)明，PTC熱敏電阻裝納于PTC殼體中，該PTC殼體中第一和第二接觸件/接頭件的接觸位置是相互偏離的，這樣，當(dāng)PTC熱敏電阻損壞時，從PTC殼體中排出斷開部分，并且有效地防止由于斷開部分之間的熔化沉積導(dǎo)致的短路就成為可能。
要達(dá)到使PTC熱敏電阻裝納于外殼中并且使用PTC殼體來實現(xiàn)故障保護(hù)的目的，外殼本身并不需要直接固定PTC熱敏電阻。因此對外殼來說，為了承受PTC熱敏電阻產(chǎn)生的熱量而選用的適當(dāng)?shù)牟牧系姆秶梢约訉?。所以，外殼可以使用耐熱性樹脂，這樣與過去使用的材料相比更廉價。
由于在PTC殼體和外殼中，PTC熱敏電阻是大致水平地布置的，這樣與PTC熱敏電阻被垂直固定的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比，實現(xiàn)較小的高度和薄的電機起動繼電器成為可能。
由于第一和第二接觸件的設(shè)置，所以不需要使用特殊工具，這樣就提高了電機起動繼電器的裝配工作的效率。


附圖作為說明書的一部分并與說明書一起，用于說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并且與說明書的描述一起，用于解釋本發(fā)明的目的、優(yōu)點和原理。圖中圖1是按照本發(fā)明優(yōu)選實施例制造的電機起動繼電器的拆開后的透視圖；圖2(a)是圖1所示繼電器殼體的俯視圖；圖2(b)是圖2(a)所示殼體的透視圖；圖3(a)是圖1所示繼電器蓋的俯視圖；圖3(b)是圖3(a)所示蓋的側(cè)視圖；
圖3(c)是圖3(a)所示蓋的前視圖；圖4(a)是圖1所示繼電器的PTC熱敏電阻外殼的俯視圖；圖4(b)是沿圖4(a)中A-A線的截面圖；圖4(c)是圖4(a)外殼的前視圖；圖4(d)是圖4(a)外殼的側(cè)視圖；圖5(a)是一個類似于圖4(a)但表示在外殼中安裝了PTC熱敏電阻的視圖；圖5(b)是圖5(a)結(jié)構(gòu)的截面正視圖；圖6(a)是圖1所示繼電器的第一接觸件/接頭件的側(cè)視圖；圖6(b)是圖6(a)所示接觸件/接頭件的俯視圖；圖7(a)是圖1所示繼電器的第二彈簧接觸件/接頭件的俯視圖；圖7(b)是圖7(a)所示接頭的側(cè)視圖；圖8是圖1所示電機起動繼電器安裝好后的俯視圖；圖9(a)是內(nèi)部裝納有PTC熱敏電阻的PTC殼體的俯視圖，并示出了與PTC熱敏電阻的一個電極表面相接合的第二接觸件的拆開部分；圖9(b)是圖9(a)結(jié)構(gòu)的截面圖，但是也示出了與PTC熱敏電阻的相對電極表面接合的第一接觸件；圖9(c)是類似于圖9(a)，但是示出了斷開的PTC熱敏電阻的圖，圖9(d)是圖9(c)的結(jié)構(gòu)和第一接觸件類似于圖9(b)的截面圖。圖9(c)和圖9(d)用于解釋當(dāng)PTC熱敏電阻損壞時故障保護(hù)裝置的運行；圖10(a)、10(b)、10(c)是用于電機起動繼電器的各種不同類型電路連接的接線示意圖；圖11是電機起動電路的接線圖；和圖12是傳統(tǒng)的電機起動繼電器主要部件的視圖。
具體實施例方式
如圖1所示，起動繼電器100包括由熱塑性和耐熱性樹脂例如聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)形成的外殼200，由類似材料形成的蓋300，安裝有PTC殼體400的熱敏電阻和一對與PTC熱敏電阻連接的接觸件/接頭件500、560，其中PTC殼體400由適當(dāng)?shù)牟牧侠鐭崴苄跃郾搅蛎?PPS)形成，其目的是用于裝納圓形的或圓盤形的電阻率為正溫度系數(shù)的熱敏電阻(后面簡稱為PTC熱敏電阻)。
另外，在本實施例中，保護(hù)裝置600與電機起動繼電器100以可拆除的方式相連接，保護(hù)裝置600用于根據(jù)過載或過熱溫度狀態(tài)來斷開連接到電機的電路。
參照圖2(a)、2(b)，外殼200包括大體上為長方形的底壁和側(cè)壁210，212，214和216，這些側(cè)壁沿底壁外周向上延伸從而形成具有空間S1、S2的空腔。鉤220和222分別形成在相對的側(cè)壁212和216的頂部表面上，鉤224形成在側(cè)壁214的頂部表面上。鉤220、222和224包括各自的部件220a、222a和224a，這些部件從頂部向上延伸，凸起220b、222b和224b從這些部件橫向突出。這些鉤與蓋300的嚙合將在后面進(jìn)行描述。
分隔壁230大致位于外殼200中央的位置。在俯視圖中，空腔的長方形空間S1由分隔壁230和側(cè)壁212，214和216形成，同樣在俯視圖中，空腔的長方形空間S2由分隔壁230和側(cè)壁210，212和216形成。PTC殼體400裝納于空間S1的一部分中，并排的凹槽240、242、244、246和248通過空間S2內(nèi)的外殼200底壁上間隔開的壁形成，這些凹槽用于安裝接觸件/接頭件，后面將對此進(jìn)行論述。圓形通孔250形成于凹槽242的底部，用于裝納連接到起動繞組的接線柱，圓形通孔252形成于凹槽246的底部，用于裝納連接到主繞組的接線柱。
空間S3由一對凸起210a和210b形成，凸起210a和210b從外殼200的側(cè)壁210的兩端沿側(cè)壁212和216的方向延伸。開口210c位于側(cè)壁210上并在側(cè)壁210的大約中央位置向底部延伸。如圖1所示，過載保護(hù)裝置600位于空間S3中。
如圖1所示，保護(hù)裝置600包括一對從殼體610的主體伸出的薄的板狀部分620和622。該板狀部分620和622插入位于外殼200底部的配合間隙(圖中未示出)中。當(dāng)板狀部分620和622已經(jīng)插入位于外殼200底部的間隙(圖中未示出)中后，成對的凸起210a和210b支撐保護(hù)裝置600的兩側(cè)，位于板狀部分620和622端部的半圓形剖去部分624和626與成對的通孔250和252對齊。
一個由彈簧材料制成并具有一銷裝納開口的金屬銷裝納接頭630，位于保護(hù)裝置600的主殼體610的中央。由于作為主繞組和起動繞組的公共接頭的接線柱插入該銷裝納開口中，所以金屬接頭630與公共接線柱電連接。當(dāng)保護(hù)裝置600安裝在空間S3中時，金屬接頭630被置于側(cè)壁210的開口210c中。
保護(hù)裝置600具有公知的雙金屬開關(guān)，該雙金屬開關(guān)使用能通過雙金屬元件的運動而進(jìn)行觸點間開和關(guān)的雙金屬熱敏元件。位于殼體610的主體一側(cè)的成對的接頭640和642分別與主殼體內(nèi)雙金屬開關(guān)的觸點電連接。另外，一個接頭640通過在主殼體610外周上延伸的導(dǎo)電元件(圖中未示出)與接頭630電連接。當(dāng)電機處于正常運行時，接頭640和642處于相互導(dǎo)通的關(guān)系；盡管如此，在過載或過熱溫度狀態(tài)時它們將處于非導(dǎo)通狀態(tài)。
參照圖3(a)、3(b)和3(c)，蓋300有一個與外殼200外周形狀大致相同的主表面310，開口320、322和324位于主表面310的外周預(yù)先選定的位置上。當(dāng)蓋300安裝在外殼200的上表面上時，這些開口320、322和324分別與鉤220、224和222的凸起220b、224b和222b相嚙合，從而直接將空間S1和S2密封在外殼200中。
開口或窗口332位于后側(cè)壁330和蓋300的主表面310之間。當(dāng)保護(hù)裝置600安裝到外殼200上時，后側(cè)壁330蓋住保護(hù)裝置600的側(cè)邊，窗口332使保護(hù)裝置600的接頭630、640和642顯露出來。
另外，三個槽狀開口340、342和344在主表面310上沿直線排列。包括開口340、342和344的凸起350、352和354位于主表面310的相反側(cè)。當(dāng)蓋300安裝到外殼200上時，凸起350、352和354分別與凹槽240、244和248對齊。
如圖4(a)所示的PTC殼體400大體上為長方形結(jié)構(gòu)，并具有形成在其上部或主表面410上的座部420。該座部420具有第一開口部分，即大體上為半圓形的開口422，和第二開口部分，即大體上為長方形的開口424，開口424向下延伸到較低的結(jié)構(gòu)體426。半圓形的開口422具有與板狀PTC熱敏電阻的外部形狀相適應(yīng)的直徑，以將該PTC熱敏電阻裝納在其中。
底部部分430位于大體上與半圓形開口422成一直線的位置。支撐部分432和434形成在底部部分430的上表面上，由兩個橫向延伸的帶狀凸起形成，凹槽436位于它們之間。支撐部分432和434具有平的頂部表面，并具有相同的高度。第二開口部分或者長方形開口424沒有底部，因此形成了穿過外殼的空腔438。
弧形凸緣440以蓋住半圓形開口422一部分的形式從PTC殼體400的主表面410突伸到半圓形開口422中。具有選定寬度的缺口442形成在主表面410上，該缺口用于與長方形開口424相連通。長方形槽446形成在PTC殼體400的側(cè)面444上并與底部部分430上的凹槽436相連通，該長方形槽從底部表面向主表面延伸一個選定的距離。
如圖5(a)、5(b)所示，當(dāng)PTC熱敏電阻插入座部420時(實際上一彈簧接觸件被安裝在PTC熱敏電阻上，只是在圖中將其省略了)，PTC熱敏電阻(圖5(b))的一個電極表面450由形成在底部部分上的支撐件432和434所支撐，PTC熱敏電阻的另一個電極表面460稍微與弧形凸緣440間隔開。當(dāng)插入座部420的PTC熱敏電阻被跟電極表面450相接合的彈簧接觸件擠壓時，凸緣440以這樣的方式支撐PTC熱敏電阻，即PTC熱敏電阻被有效地固定住而不會輕易地從空腔438中移走。
如圖6(a)、6(b)所示是連接于PTC熱敏電阻的其中一個電極表面450的第一接觸件/接頭件500。該第一接觸件/接頭件500由適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電彈簧金屬制成，例如鈹銅合金或者不銹鋼。
第一接觸件/接頭件500包括第一接觸件510，延伸部分520，第一彈簧連接部分530，第一和第二外部接頭540和550，其中，第一接觸件510與PTC熱敏電阻的電極表面450彈性接合，延伸部分520從第一接觸件510垂直延伸，第一彈簧連接部分530與彎曲部分522整體地連接，彎曲部分522從延伸部分520彎成一個直角，第一和第二外部接頭540和550同樣與彎曲部分522整體地連接。關(guān)于第一接觸件/接頭件500，前述各部分可以通過例如對板狀材料的沖壓方便地形成。
第一接觸件510設(shè)有一個具有選定寬度的基座512和一個接觸接合部分516，該接觸接合部分516通過將基座512的底部或根部部分514折疊大約180度得到。接觸接合部分516具有一從根部514輕微彎曲的表面，由于根部514的彈性形變，該表面可提供一定的彈簧功能。
基座512和接觸接合部分516插入位于底部部分430(圖4(d))的側(cè)面444上的槽446。這樣，基座512位于底部部分430的凹槽436中。接觸接合部分516位于支撐件432和434稍微向上的位置并且與PTC熱敏電阻的電極表面450彈性接合，從而形成電連接。
隨著第一接觸件/接頭件500的安裝，PTC殼體400裝納于外殼200內(nèi)。這時，延伸部分520沿圖1所示的PTC殼體400的側(cè)面444延伸，并由彎曲部分522沿直角方向彎曲，第一彈簧連接部分530裝納于凹槽246中，凹槽246位于外殼200的空間S2里形成的凹槽的隔開的間隔壁之間。第一和第二外部接頭540和550分別裝納于空間S2的凹槽244和248中。
第一彈簧連接部分530具有第一平板532和第二平板534，第一平板532與彎曲部分522連接，通過將第一平板532折疊大約180度以形成大體U形的結(jié)構(gòu)，使得第二平板534與第一平板532相面對，第二平板534也與彎曲部分522連接。
在第一和第二平板532和534之間設(shè)置一缺口，第一和第二平板之間的距離隨彎曲部分的彈性形變而變化。第一和第二平板532和534最好以從底部向頂部傾斜的方式形成。
第一和第二平板532和534具有第一和第二彎曲部分536和538，該第一和第二彎曲部分536和538所處的位置使它們互相面對并形成一大致圓形孔。該孔與凹槽246內(nèi)的通孔252成一直線，平板532、534稍微偏壓凹槽246的間隔壁。
由于第一和第二平板532和534是稍微傾斜的，第一和第二彎曲部分536和538形成的孔的形狀要么是錐形要么是碗形。當(dāng)接線柱從通孔252中插入時，接線柱彈性固定在第一和第二彎曲部分536和538之間，并停止在某一插入點上。
第一外部接頭540具有與彎曲部分522連接的基座部分542和從基座部分542延伸的接頭544?；糠?42裝納于空間S2的凹槽248中，接頭544從中沿垂直方向延伸。當(dāng)蓋300置于外殼200上時，接頭544裝納于蓋300的槽狀開口344中并從蓋300的表面伸出。
第二接頭550具有與彎曲部分522連接的基座部分552和從基座部分552延伸的接頭554。基座部分552裝納于空間S2的凹槽244中，接頭554從中沿垂直方向突出。當(dāng)蓋300置于外殼200上時，接頭554裝納于蓋300的槽狀開口342中并從蓋300的表面伸出。
圖7所示為第二接觸件/接頭件。第二接觸件/接頭件560由各合適的導(dǎo)電彈簧金屬例如鈹銅合金或者不銹鋼制成，并且與PTC熱敏電阻的其它電極表面460彈性地電連接。第二接觸件/接頭件560具有第二接觸件570，延伸部分572，第二彈簧連接部分580和第三外部接頭590，其中，延伸部分572從第二接觸件570沿垂直方向延伸，第二彈簧連接部分580與延伸部分572連接，第三外部接頭590與延伸部分572連接。
第二接觸件570具有選定的寬度并沿水平方向延伸。該寬度與PTC殼體400的主表面410上形成的缺口442的寬度大致相等。第二彈簧連接部分580，與延伸部分572連接，基本上具有與第一彈簧連接部分530相同的結(jié)構(gòu)，并包括具有U形結(jié)構(gòu)的第一和第二平板582和584。第一和第二彎曲部分586、588分別位于第一和第二平板上。第二彈簧連接部分580裝納于外殼200的空間S2的凹槽中，與凹槽的間隔壁一起稍微偏斜，第一和第二彎曲部分586和588形成的孔與通孔250對齊。
第三外部接頭590與第一和第二外部接頭540、550形成的方式基本上相同，其具有與延伸部分572連接的基座部分592和與基座部分592連接的接頭594?；糠?92裝納于空間S2的凹槽240中，且當(dāng)蓋300置于外殼200上時，接頭部分594裝納于蓋300的開口340中并從其表面突出。
接下來，將解釋關(guān)于裝配電機起動繼電器100的方法。首先，把接觸件/接頭件500安裝在PTC殼體400內(nèi)。由于第一接觸件510插入PTC熱敏電阻外殼側(cè)面444上的槽446中，其被定位并固定在底部部分430上。
接下來，隨著如圖1所示的第一接觸件/接頭件的安裝，PTC殼體400裝納于外殼200中。PTC殼體裝納于外殼200的空間S1中，彈簧連接部分530裝納于空間S2中。
接下來，PTC熱敏電阻插入PTC殼體400的座部420中。PTC熱敏電阻從PTC殼體400的主表面410上的長方形開口424朝著圓形開口422成一角度。然后，由于第一接觸件/接頭件500的接觸接合部分516在支撐件432和434上向外突出，PTC熱敏電阻的第一電極表面450與接觸接合部分516彈性接合，結(jié)果第二電極表面460就與弧形凸緣440相接觸。這樣，PTC熱敏電阻就被鎖定在PTC殼體400的空腔438中。
接下來，第二接觸件/接頭件560安裝到PTC殼體400上。如前面所述，第二接觸件/接頭件560的第二接觸件570被定位，以便其能通過PTC殼體400的主表面上的缺口442延伸，另外，第二彈簧連接部分580和第三外部接頭590裝納于外殼200的凹槽242和240中。
接下來，過載保護(hù)裝置600安裝到外殼200的空間S3一側(cè)。這樣，金屬接頭630定位于外殼側(cè)壁210上的開口210c中。
接下來，外殼200的鉤220、222和224分別插入蓋300的開口320、324和322中，這樣蓋就安裝到外殼200上了。蓋300已安裝完，第二接觸件/接頭件560的第二接觸件570被蓋所偏置，結(jié)果PTC將呈現(xiàn)出一種被彈性固定在第一和第二接觸件/接頭件500和560之間的狀態(tài)。圖8所示是從上面看被組裝的電機起動繼電器100。
根據(jù)本實施例，不使用工具就可以容易地安裝具有PTC熱敏電阻的電機起動繼電器。通過使保護(hù)裝置600的安裝成為可能，而且，整個安裝可以變得緊湊。由于PTC熱敏電阻水平地布置在PTC殼體400和外殼200中，可以充分地減小電機起動繼電器的高度，而且與傳統(tǒng)的繼電器相比制得更薄。關(guān)于保護(hù)裝置600的安裝，其可以在安裝蓋300之前的任何時間進(jìn)行安裝。
接下來，將闡述按照本實施例制造的電機起動繼電器的運行和故障保護(hù)裝置。前面已經(jīng)利用傳統(tǒng)電路為例子進(jìn)行了說明，電機起動繼電器100從外面安裝到位于例如密封電動壓縮機上部(或上表面)的接線柱上。起動繞組的銷插入外殼200的通孔250中，并由第二接觸件/接頭件560的第二彈簧連接部分580固定。主繞組的銷插入通孔252中，并由第一接觸件/接頭件500的第一彈簧連接部分530固定。另外，公共接頭的銷插入在蓋300的窗口332里露出的金屬接頭630中。
圖9(a)-9(d)用于說明PTC殼體400提供的故障保護(hù)裝置。圖9(a)和9(b)所示是固定在PTC熱敏電阻外殼內(nèi)的PTC熱敏電阻的正常狀態(tài)，圖9(c)和9(d)所示是PTC熱敏電阻損壞的狀態(tài)。PTC熱敏電阻的一個電極表面450被第一接觸件/接頭件500的第一接觸件510產(chǎn)生的力F1擠壓，另一個電極表面460被第二接觸件/接頭件560的第二接觸件570產(chǎn)生的力F2擠壓。
第一接觸件510在PTC熱敏電阻的上半部分與PTC熱敏電阻相接合，同時第二接觸件570在軸向相反的PTC熱敏電阻的下半部分與PTC熱敏電阻相接合，結(jié)果就使得力F1和F2可以互相偏離開。通過力F1和F2給PTC熱敏電阻施加旋轉(zhuǎn)力矩。該旋轉(zhuǎn)力矩由與PTC熱敏電阻的上部接合的作為轉(zhuǎn)軸的凸緣支撐。
如果PTC熱敏電阻破碎，如圖9(d)所示，開口部分422中PTC熱敏電阻上半部分的熱敏電阻部分PTC1被第一接觸件510施加的力F1驅(qū)動而以凸緣440為轉(zhuǎn)軸沿順時針方向旋轉(zhuǎn)，斷開的一端接觸到蓋300的內(nèi)壁，并在座部內(nèi)部保持為這種狀態(tài)。
同時，如圖9(d)所示，開口部分424中PTC熱敏電阻下半部分的熱敏電阻部分PTC2從空腔438中被第二接觸件570的力F2推出PTC殼體，熱敏電阻部分PTC2沿遠(yuǎn)離上半部熱敏電阻部分PTC1的方向移動。這樣一來，可以有效地防止由于在斷開的熱敏電阻部分PTC1和PTC2之間的火花或熔化沉積所產(chǎn)生的任何可能的短路，從而實現(xiàn)當(dāng)PTC熱敏電阻斷開時的故障保護(hù)。
可以在支撐434上形成一倒角434a，這樣當(dāng)PTC熱敏電阻發(fā)生破裂時就有助于其斷開。這樣一來，損壞的PTC熱敏電阻可以被倒角部分434a容易地斷開并且容易地被從空腔438中引導(dǎo)出。
當(dāng)在密封型電動壓縮機的外殼頂部設(shè)置接線柱時，電機起動繼電器100沿大致水平的方向布置。因此，由于熱敏電阻部分PTC2自身的重力和第二接觸件570施加的力F2的作用，已斷開的下半部分的熱敏電阻部分PTC2可以容易地從PTC殼體的空腔438中掉出。
圖10所示是當(dāng)使用電機起動繼電器時的典型的電路接線的例子。圖10(a)所示是RSIR接線方式，該接線方式中不包括與PTC熱敏電阻并聯(lián)連接的電容。圖10(b)和10(c)所示是RICR和RSCR+L的接線方式的例子，其中電容器與PTC熱敏電阻并聯(lián)連接。電容器的連接可以通過使用從蓋300中伸出的外部接頭540、550和590來實現(xiàn)。
對于按照如前述的日本專利JP2,891,179制造的繼電器來說，PTC元件沿與各彈簧接觸件之間的電極表面平行的方向插入，各彈簧接觸件在自由或未偏壓狀態(tài)阻止該插入。然而對于按照本發(fā)明制造的繼電器來說，圓盤形PTC熱敏電阻成一角度地進(jìn)入開口部分422中，并裝納于將PTC熱敏電阻保持在一定位置的凸緣440下方，與此同時，將第二接觸件/接頭件560和蓋300組裝起來。這樣，不需要使用任何特別的工具，使得通過減少安裝步驟的數(shù)量來降低成本成為可能。
另外，由于PTC水平布置于PTC殼體內(nèi)，繼電器的結(jié)構(gòu)可以制成為薄的。現(xiàn)有技術(shù)的繼電器在兩個位置處有支點且在兩個位置上有施力點。然而，本發(fā)明的繼電器在一個位置處有支點且在兩個位置上有施力點，從而通過較少數(shù)量的接觸點實現(xiàn)故障保護(hù)。
另外，利用熱敏電阻部分PTC1的重力和彈簧力將斷開的部分隔開一段延長的距離，會使斷開電流通路的可靠性得以提高。
由于將PTC固定于PTC殼體內(nèi)，PTC殼體由耐熱性樹脂制成，而且由于PTC熱敏電阻不與外殼直接接觸，因此外殼的材料可以有較寬的選擇范圍，這樣以來使用廉價的材料制造繼電器就成為可能，從而降低了制造成本。
由于第一和第二接觸件/接頭件500和560可以無焊接地整體形成，使得降低制造成本成為可能。
由于在電機起動繼電器中將PTC熱敏電阻以水平狀態(tài)安裝到接線柱上，與處于垂直位置的PTC相比，熱敏電阻可以更有效地吸收電動壓縮機的熱量。因此，在正常運行時，減少PTC消耗的電能成為可能。
盡管在此已詳細(xì)闡述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但可以理解的是，在不脫離本發(fā)明實質(zhì)或附加的權(quán)利要求的范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改進(jìn)。例如，可以不給按照本發(fā)明制造的電機起動繼電器提供安裝在相同外殼上的過載保護(hù)裝置，使其只具有起動電機的功能。而且，按照本發(fā)明制造的電機起動繼電器不僅可以應(yīng)用在單相交流電機上，還可以應(yīng)用在各種其它電機上。
權(quán)利要求
1.一種電機起動繼電器，包括由電絕緣材料形成的外殼，該外殼具有底壁和側(cè)壁，側(cè)壁從底壁向上延伸形成一空腔，側(cè)壁上的蓋用于封閉該空腔，一大致圓盤形的電阻率為正溫度系數(shù)(PTC)的熱敏電阻，該熱敏電阻具有相對的大致平坦的表面，每個相對的表面上有一電極層，由耐熱性電絕緣材料形成的PTC殼體，該PTC殼體裝納于外殼中，該PTC殼體具有一頂部表面和一底部部分，位于頂部表面的PTC熱敏電阻的裝納開口的結(jié)構(gòu)形狀，可以裝納PTC熱敏電阻，所述開口具有第一和第二部分，該開口的第一部分與PTC殼體的底部部分對齊，第二部分完全穿過PTC殼體而延伸，PTC熱敏電阻裝納于該開口中，使PTC熱敏電阻的表面與PTC殼體的頂部表面大體平行，一凸緣從頂部表面延伸到該開口的第一部分里并覆蓋住圓盤形PTC熱敏電阻的外周部分，第一接頭件/接觸件安裝在外殼內(nèi)并具有位于PTC熱敏電阻下方的第一彈簧接觸件，該第一彈簧接觸件與一個電極層接合，并且一第二接頭件/接觸件安裝在外殼內(nèi)并具有位于PTC熱敏電阻上方的第二彈簧接觸件，該第二彈簧接觸件與另一個電極層在接合位置處相接合，具有各自電極層的該接合位置與帶有各自電極層的第一彈簧接觸件的接合位置相偏離，第二彈簧接觸件置于該開口的第二部分中，因此該開口的第二部分中的PTC熱敏電阻的斷開部分將被第二彈簧接觸件的彈性力從PTC殼體中彈出。
2.如權(quán)利要求1所述的電機起動繼電器，其中，每個接頭件/接觸件具有一個由一對整體連接的腿部形成的大致U形的彈簧連接部分，和彈簧連接凹槽一起形成的外殼底壁具有間隔部分，相面對的壁和彈簧連接部分裝納于所述各彈簧連接凹槽中，每時腿部偏壓各凹槽相面對的壁。
3.如權(quán)利要求2所述的電機起動繼電器，其中，接線柱裝納孔形成在外殼的底壁上，與各個彈簧連接凹槽和每對腿部相面對的表面對齊，使得插入接線柱裝納孔的銷可由各彈簧連接部分的成對腿部夾緊。
4.如權(quán)利要求1所述的電機起動繼電器，其中，第一彈簧接觸件裝納于PTC殼體底部部分的表面上，并包括偏壓各電極層大致中央位置的部分。
5.如權(quán)利要求1所述的電機起動繼電器，其中，第二彈簧接觸件偏壓各電極層的外周部分，所述電極層沿直徑方向設(shè)置在與被凸緣蓋住的PTC熱敏電阻的部分相對的位置上。
6.如權(quán)利要求1所述的電機起動繼電器，其中，PTC殼體底部部分包括表面部分，該表面部分位于PTC殼體頂部表面下方選定距離的位置，該表面部分可限制開口中PTC熱敏電阻的插入深度。
7.如權(quán)利要求3所述的電機起動繼電器，還包括一個具有一主繞組、一起動繞組的電機；一個包含該電機的壓縮機外殼；多個穿過該外殼而延伸以提供與該電機的電接口的接線柱；被彈簧連接部分每對腿部的各個相面對表面固定的接線柱，外殼底壁和PTC熱敏電阻的電極層與各接線柱處的外殼大體平行。
8.如權(quán)利要求1所述的電機起動繼電器，其中，外殼的側(cè)壁形成一開口，蓋上形成一窗口，還進(jìn)一步包括一電機保護(hù)裝置和片狀接口，該電機保護(hù)裝置具有沿保護(hù)裝置壁設(shè)置的接線柱裝納接口，該片狀接口從該電機保護(hù)裝置向上延伸，該電機保護(hù)裝置裝納于外殼的側(cè)壁上，并帶有置于側(cè)壁上的開口中的接線柱裝納接口，該蓋與位于電機保護(hù)裝置之上的側(cè)壁一起形成，該片狀接口與窗口對齊。
9.一種電機起動繼電器，包括圓盤狀的電阻率為正溫度系數(shù)(PTC)的熱敏電阻，該熱敏電阻具有相對的各表面、在所述一個表面上的第一電極層、及在所述另一個表面上的第二電極層；一PTC殼體；第一和第二彈簧接頭件/接觸件；具有一空腔的外殼；和一蓋，所述PTC殼體由耐熱性塑料制成并具有固定PTC熱敏電阻的座部，所述PTC殼體具有穿過殼體并與座部的至少一部分對齊的開口，所述第一和第二彈簧接頭件/接觸件具有分別受偏壓與處于PTC殼體內(nèi)的PTC熱敏電阻的第一和第二電極層電接合的第一和第二接觸件，所述PTC殼體裝納于空腔的一部分中，剩余的空間與PTC殼體的開口相連，所述蓋置于外殼上用以封閉所述空腔，第一接觸件與第一電極層接合的位置跟第二接觸件與第二電極層接合的位置互相偏離，第二接觸件所處的位置使其與穿過PTC殼體的開口對齊，并大致對著所述空腔的敞開空間，PTC熱敏電阻置于該空間中。
10.如權(quán)利要求9所述的電機起動繼電器，其中，所述外殼具有一底壁，所述PTC殼體包括一個用于使該PTC熱敏電阻大致保持水平并使該PTC熱敏電阻的各相對表面大致與該外殼的底面平行的底部部分；一個形成于該外殼的底壁中的第一彈簧連接凹槽；具有裝納于第一彈簧連接凹槽內(nèi)的彈簧連接部分的第一接頭件；和位于與PTC殼體的底部部分鄰接的位置的空的空間。
11.如權(quán)利要求9所述的電機起動繼電器，其中，PTC殼體的開口形成于頂部表面，該開口顯露出PTC熱敏電阻的第二電極層，第二接觸件形成有一個與之相連的臂，PTC殼體的頂部表面形成一槽用于裝納所述臂并且定位所述第二接觸件。
12.如權(quán)利要求9所述的電機起動繼電器，其中，第一接觸件與第一電極層的大致中央位置壓緊接合，第二接觸件與PTC熱敏電阻的第二電極層外周部分壓緊接合。
13.如權(quán)利要求9所述的電機起動繼電器，其中還包括位于PTC殼體頂部表面的凸緣，該凸緣延伸到覆蓋PTC熱敏電阻的外周部分的開口中，當(dāng)PTC熱敏電阻與第一和第二接觸件接合時，該凸緣限制PTC熱敏電阻向外的移動。
14.如權(quán)利要求9所述的電機起動繼電器，其中，蓋與接頭裝納孔一起形成，并且第一和第二接頭件/接觸件與穿過該蓋中各接頭裝納孔而伸出的接頭一起形成。
全文摘要
一種電機起動繼電器(100)，包括正溫度PTC熱敏電阻，由耐熱性樹脂制成并用于水平地裝納PTC熱敏電阻的PTC殼體400，第一和第二接觸件/接頭件(500，560)，裝納PTC殼體(400)的外殼(200)和連接到外殼(200)上的蓋(300)，所述第一和第二接觸件/接頭件(500，560)的每個都具有與PTC殼體(400)內(nèi)PTC熱敏電阻的各個電極表面電接合的接觸件。圖9表示本發(fā)明的故障保護(hù)裝置。當(dāng)PTC熱敏電阻發(fā)生斷裂時，熱敏電阻部分PTC1被彈簧接觸件(510)的力F1推動而旋轉(zhuǎn)，熱敏電阻部分PTC2被彈簧接觸件(570)朝相反方向推而通過PTC殼體(400)的開口掉出來。
文檔編號H02K11/00GK1607719SQ200410095118
公開日2005年4月20日 申請日期2004年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月26日
發(fā)明者小澤幸一 申請人:得州儀器公司