热动开关及其制造方法以及可动触点的高度调整装置 |
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| 申请号 | CN201380071068.2 | 申请日 | 2013-01-21 | 公开(公告)号 | CN104919559A | 公开(公告)日 | 2015-09-16 |
| 申请人 | 株式会社生方制作所; | 发明人 | 东方伊佐男; 安达祐司; | ||||
| 摘要 | 本 发明 是一种热动 开关 （1），在将盖板组件（6）固接到壳体组件（5）上之前，通过使热动板组件（7）的金属支承体（10）从初始形状 变形 ，调整壳体组件（5）中的可动触点（9）的 位置 ，以使其相对于壳体（3）的开口端成为规定的高度范围内，通过该高度调整，使组装后的开闭触点间产生 接触 压 力 ，然后，将壳体（3）的热动板组件（7）的固接部附近变形而能够校正动作 温度 。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种热动开关， |
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| 说明书全文 | 热动开关及其制造方法以及可动触点的高度调整装置技术领域[0001] 本发明涉及热动开关及其制造方法以及可动触点的高度调整装置，所述热动开关在由金属制的壳体和盖板构成的耐压密闭容器内具有使用双金属等热动板的触点开闭机构。 背景技术[0002] 这种热动开关在专利文献1、专利文献2等中公开。在它们中记载的热动开关在由金属制的壳体和盖板构成的密闭容器的内部，具备由热动板、固接在该热动板的一端上的可动触点和固接在另一端上的金属支承体构成的热动板组件。热动板在规定的温度下使其弯曲方向反转。在盖板中插通导电端子销，被玻璃等电绝缘性的填充材料气密地固定。在导电端子销的密闭容器内的端部上，安装着与上述可动触点一起构成开闭触点的固定触点。 [0003] 该热动开关被安装在密闭型电动压缩机的密闭壳体内，被作为压缩机用电动机的热保护器使用。在此情况下，在导电端子销或盖板上连接电动机的各绕线。当热动开关的周边成为异常的高温时或在电动机中流过异常的电流时，热动板反转而触点间被开放，如果温度下降到规定值以下，则触点间再次被关闭而成为通电状态。此时的热动板的反转动作温度通过将密闭容器中的金属支承体的固接部分（校正部）从外侧压扁变形而被校正（以下，称作压扁调温）。 [0004] 在专利文献3中，公开了具备与上述热动开关类似的结构的热动开关。在该热动开关中，在导电端子销的密闭容器内前端部固接着金属制的固定触点支承体的一端，在该固定触点支承体的另一端固接着固定触点。固定触点距固定触点支承体的背面或表面的高度被调整为规定值，使固定触点与可动触点的接触面成为规定形状。由此，将固定触点向固定触点支承体焊接时产生的触点高度的离差及组装后的触点压力的离差减小，组装后的温度校正作业变容易。 [0005] 在专利文献4中，公开了以下这样的热动开关：在顶板上固接着固定触点，在将顶板贯通固定的导电体的密闭容器内前端部固接着热动板支承体的一端，在设在该热动板支承体上的支承部上固接着热动板的一端。在热动板的另一端固接着可动触点，在热动板支承体的另一端附近插接着由电绝缘材料成形的校正片。 发明内容[0007] 在上述各专利文献所记载的热动开关中，除了固定触点的高度的离差以外，热动板的形状或固接姿勢的离差也成为问题。在热动开关中使用的热动板例如使用双金属构成，其中央附近被拉深成形为盘状。在该结构中，因双金属自身的特性的离差、在拉深成形中产生的加工离差等，在拉深成形后的弯曲形状中产生离差。 [0008] 进而，在使用该热动板形成热动板组件并将其向壳体或导电体固接的工序中，在热动板与金属支承体的焊接部、热动板与可动触点的焊接部、金属支承体与壳体或导电体的焊接部等处，在形状或完成尺寸上产生离差。如果存在这样的形状或尺寸的离差，则在组装后的触点间的初始的接触压力中也产生离差，随之，在上述温度校正时的校正部的变形量（压扁量）中也产生离差。 [0009] 在上述专利文献4所记载的热动开关中，在将罩向顶板焊接固接的组装前，使热动板支承体的支承部的根部分变形，以使可动触点与固定触点成为大致轻轻接触或以很小的间隙对置那样的位置关系。通过该调整，在组装前能够进行可动触点与固定触点接触为止的位置调整。但是，如果接触则不能进行进一步的位置调整，不能对触点间施加初始的接触压力及调整接触压力的离差。结果，压扁调温中的压扁量变得过大或在压扁量中产生离差。 [0010] 图9是用来说明专利文献1、2中的压扁量的离差的图。时刻t1是在壳体上安装了热动板组件的时点，其纵轴表示可动触点距壳体开口端的高度H。通过上述原因，可动触点的高度具有ΔH（例如0.5mm）的离差。时刻t2是在壳体上固接盖板并实施了压扁调温的时点，其纵轴表示以时刻t1的高度位置为基准的压扁量C。 [0011] 制品A由于热动板组件的安装时点的可动触点距壳体开口端的位置（HA）较高，所以在组装时点，可动触点和固定触点离开，通过将校正部压扁变形，可动触点与固定触点接触，被校正为规定的动作温度。此时的压扁量是CA。另一方面，制品B由于热动板组件的安装时点的可动触点距壳体开口端的位置（HB）较低，所以在组装时点，可动触点和固定触点已经接触，通过将校正部压扁变形，校正为规定的动作温度。此时的压扁量是CB。如果将为了得到规定的动作温度而需要的触点压力的离差去除，则压扁量的离差ΔC成为与可动触点的高度的离差ΔH大致相等。 [0012] 如果如上述制品A那样校正部的变形量变得过大，则有可能产生固接在校正部附近的金属支承体脱落、或应变集中在校正部附近而密闭容器的强度或耐久性下降等的不良状况。此外，如果组装时点的温度校正前的触点压力已经超过对应于反转动作温度的值，则不再能够进行通过压扁变形的温度校正。进而，当在密闭容器的内部具备加热器时，由于热动板与加热器的距离根据校正部的变形量而不同，所以压扁量的离差ΔC越大，在电动机的转子被约束时等过大的电流流过时，在到触点间开放为止的时间（Short Time Trip：S/T，称作ST动作时间）上越产生离差。 [0013] 本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的是提供一种能够使用来校正动作温度的校正部的变形量成为大致一定、能够得到稳定的保护性能的热动开关及其制造方法以及可动触点的高度调整装置。 [0014] 本发明的热动开关，由壳体组件和盖板组件构成；所述壳体组件在底部开口的金属制的壳体中，收容着热动板组件，所述热动板组件由热动板、可动触点和金属支承体构成，所述热动板的中央附近被拉深成形为盘状，所述可动触点固接在该热动板的一端，所述金属支承体固接在上述热动板的另一端，上述金属支承体的一端部固接在上述壳体内；所述盖板组件在穿设在盖板上的贯通孔中插通至少1根导电端子销并通过电绝缘性的填充材料固定，在上述导电端子销上固接着固定触点，所述盖板固接在上述壳体的开口端，以形成耐压密闭容器；通过将上述盖板组件气密地固接到上述壳体组件上，由上述可动触点和上述固定触点构成开闭触点，然后，通过使上述壳体的上述热动板组件的固接部附近变形，能够校正动作温度；所述热动开关的特征在于，在将上述盖板组件气密地固接到上述壳体组件上之前，通过使上述热动板组件的金属支承体从初始形状变形，调整上述壳体组件中的上述可动触点的位置以使其相对于上述壳体的开口端成为规定的高度范围内，构成为，通过该高度调整，当将上述盖板组件气密地固接在上述壳体组件上时，上述可动触点通过与上述固定触点的接触被推回规定距离，在上述开闭触点间产生接触压力。 [0015] 根据本发明，在将盖板组件向壳体组件固接之前，调整壳体组件中的可动触点的位置，能够使将盖板组件固接在壳体组件上时的可动触点与固定触点之间产生一定的接触压力，所以即使拉深成形后的热动板的弯曲形状、热动板组件的尺寸等离散，也能够使温度校正时的校正部的变形量变小且成为大致一定。由此，能够避免由变形带来的耐压密闭容器的强度下降或不能进行温度校正的状况，并且在温度校正后能够得到稳定的保护性能。附图说明 [0016] 图1是表示本发明的第1实施例的热动开关的纵剖视图。 [0017] 图2是沿着图1的II－II线的横剖视图。 [0018] 图3是热动开关的侧视图。 [0019] 图4是热动开关的俯视图。 [0020] 图5是可动触点的高度调整装置的结构图。 [0021] 图6是高度调整和压扁调温的说明图。 [0022] 图7是表示压扁调温后的校正部的高度与ST动作时间的关系的图。 [0023] 图8是表示本发明的第2实施例的可动触点的高度调整方法的说明图。 [0024] 图9是以往技术所示的压扁调温的说明图。 [0025] 附图标记说明1 热动开关；2 耐压密闭容器；3 壳体；4 盖板；4A、4B 贯通孔；5 壳体组件；6 盖板组件；7 热动板组件；8 热动板；9 可动触点；10 金属支承体；11 固定触点；12 填充材料；13A、13B 导电端子销；16 加热器；17 高度调整装置；18 保持部；19 推压装置；20 位置测量装置；21 控制装置。 具体实施方式[0026] 以下，一边参照图1至图7一边对本发明的第1实施例进行说明。 [0027] 图3及图4是热动开关的侧视图及俯视图，图1是其纵剖视图，图2是沿着图1的II－II线的横剖视图。热动开关1的耐压密闭容器2（以下，称作密闭容器2）由金属制的壳体3和盖板4构成。壳体3将铁板等通过压力加工拉深成形而制作，呈长尺寸方向的两端部被成形为大致球面状、将其两端部相连的中央部被成形为具有半圆状截面的长圆顶形状。盖板4将比壳体3厚壁的铁板成形为长圆形而制作，被使用环形凸焊等气密地封固在壳体3的开口端上。 [0028] 热动开关1由壳体组件5和盖板组件6构成。其中，壳体组件5由壳体3和收容固定在其内部的热动板组件7构成。热动板组件7由热动板8、通过焊接固定在该热动板8的一端上的可动触点9、以及通过焊接固接在热动板8的另一端上的板状的金属支承体10（以下，称作支承体10）构成。在支承体10中，与固接着热动板8的端部相反侧的端部通过焊接固接在壳体3内的上表面端部上。 [0029] 热动板8是将双金属或三金属等受热变形的部件拉深成形为浅盘状的结构，如果达到规定的温度，则其弯曲方向急跳反转。通过将密闭容器2中的固接着支承体10的部分（校正部2A）从外侧压扁变形，能够调整构成开闭触点的可动触点9与固定触点11（后述）的接触压力（触点压力），能够将上述热动板8的反转动作温度校正为希望的规定值（压扁调温）。 [0030] 接着，对盖板组件6进行说明。在盖板4上设有贯通孔4A、4B。在这些贯通孔4A、4B中，借助考虑了热膨胀系数的玻璃等电绝缘性的填充材料12，通过周知的压缩型的气密封分别气密地绝缘固定着导电端子销13A、13B。在填充材料12之上，无间隙地紧贴固定着考虑了对于沿面放电的电气强度或对于溅射的耐热性等物理强度的形状的陶瓷、锆氧（氧化锆）等耐热性无机绝缘部件14。通过该耐热性无机绝缘部件14，能够使导电端子销13A、 13B与盖板4之间的绝缘耐力提高，并且能够防止产生的电弧转移到导电端子销13B与盖板 4之间或导电端子销13A、13B间。 [0031] 在导电端子销13A的密闭容器2内侧的前端附近固接着触点支承体15。在该触点支承体15中，在与可动触点9对置的位置固接着固定触点11。在导电端子销13B的密闭容器2内侧的前端附近，固接着作为发热体的加热器16的一端。加热器16的另一端固定在盖板4上。该加热器16如图2所示那样沿着导电端子销13B的周围与热动板8大致平行地配置，使得加热器16的发热被高效率地向热动板8传递。 [0032] 在加热器16上，设有截面积比其他部分小的熔断部16A（参照图2）。在作为控制对象设备的压缩机的通常运转时，不会通过电动机的运转电流使熔断部16A熔断。此外，当电动机成为约束状态时，由于在短时间中热动板8反转而将触点9、11间开放，所以在此情况下熔断部16A也不会熔断。如果热动开关1持续长期反复开闭而超过保证动作次数，则有可动触点9与固定触点11熔粘而不能离开的情况。在此情况下，如果电动机的转子被约束，则通过过大的电流而熔断部16A的温度上升、不久达到熔断，所以能够可靠地将向电动机的通电切断。 [0033] 在流向电动机的电流包括短时间的起动电流是通常的运转电流的情况下，热动开关1的触点9、11是关闭的原状，电动机继续运转。相对于此，在通过电动机的负荷增大而持续流过比通常大的电流的情况、电动机被约束而很大的约束电流持续流过数秒以上的情况、压缩机的密闭壳体内的制冷剂成为异常的高温的情况下等，热动板8的弯曲方向反转而触点9、11打开，将电动机的电流切断。然后，如果热动开关1的内部温度下降，则热动板8将弯曲方向再次反转而触点9、11关闭，开始向电动机的通电。 [0034] 接着，对热动开关1的组装工序中的可动触点9的高度调整及组装后的热动板8的反转动作温度的校正工序进行说明。热动开关1的制造由组装工序和校正工序构成。在组装工序中，制作热动板组件7并将其安装到壳体3上来制造壳体组件5，并制造盖板组件6。然后，一边封入规定压力的气体一边将盖板组件6向壳体组件5气密地固接。在然后的校正工序中，在被保持为规定的反转动作温度的油中，将密闭容器2的校正部2A从外侧压扁变形直到热动板8进行反转动作（压扁调温）。 [0035] 如已述那样，热动板8因其自身的特性的离差、由拉深成形产生的加工离差等，在拉深成形后的弯曲形状中产生离差。此外，在热动板组件7的制作时及向壳体3的安装时，产生起因于焊接等的形状或尺寸离差。进而，关于支承体10的形状也有一些离差。如果从该状态进行压扁调温，则校正部2A的变形量（压扁量）变得过大而密闭容器2的强度或耐久性下降，或各个制品的压扁量离散，在到将触点9、11间开放为止的ST动作时间中产生离差。 [0036] 所以，即使壳体组件5的制造时点的可动触点9的高度离散，通过在组装工序中使安装在壳体3上的支承体10从初始形状变形、以使压扁调温中的压扁量成为大致一定且压扁量变小，也调整为使得壳体组件5的可动触点9的位置相对于壳体3的开口端成为规定的高度范围内。通过该高度调整，当将盖板组件6气密地固接在壳体组件5上时可动触点9被推压在固定触点11上，在开闭触点间产生接触压力（初始接触压力）。 [0037] 图5表示可动触点9的高度调整装置的结构。高度调整装置17由保持部18、推压装置19、位置测量装置20及控制装置21构成。保持部18将壳体组件5以开口端为上侧而保持。推压装置19由以伺服马达等为驱动源的推压缸构成。杆19A根据来自控制装置的指令信号而相对于主体19B进出动作，将支承体10的与热动板8的固接部附近从上方（即从壳体3的开口端朝向内部）向一方向推压。位置测量装置20由差动变压器构成，测量壳体组件5的可动触点9距开口端的高度H。控制装置21将推压装置19的杆19A推下，使支承体10从初始形状变形，直到位置测量装置20的测量值H与规定值H1相等。 [0038] 图6是高度调整和压扁调温的说明图。时刻t0是将热动板组件7安装在壳体3上的时点，其纵轴表示可动触点9距壳体3的开口端的高度。可动触点9的初始高度H（HA～HB的范围）与以往同样具有ΔH（例如0.5mm）的离差，但进行设定以使得在哪种制品中都比规定值H1小（HA，HB [0039] 时刻t1是通过高度调整装置17进行了可动触点9的高度调整的时点，关于全部的制品，将可动触点9调整到距壳体3的开口端为H1的位置（根据需要，在规定的容许誤差范围内）。设定了规定值H1，以使得在时刻t1后、当将盖板组件6固接在壳体组件5上时，可动触点9通过与固定触点11的接触被推回规定距离。通过该推回，在可动触点9与固定触点11之间产生一定的初始接触压力。 [0040] 时刻t2是将盖板组件6气密地固接在壳体组件5上而实施了压扁调温的时点，其纵轴表示以时刻t1的高度位置为基准的压扁量C。由于预先进行可动触点9的高度调整，所以组装时点的触点压力在制品间大致相等。如果将固定触点11的高度的离差或为了得到规定的反转动作温度而需要的触点压力的离差等去除，则压扁调温中的压扁量的离差（ΔC=CA－CB）变得很小，关于全部的制品能够使得压扁量不会较大地不同。此外，由于事前给出初始接触压力，所以能够使压扁调温中的压扁量变得尽可能小。 [0041] 图7表示压扁调温后的校正部2A的高度E（参照图1）与当流过过大的电流时到触点9、11间开放为止的ST动作时间的关系。如果压扁量较小而以盖板4的下表面为基准的校正部2A的高度E较大，则热动板8与加热器16的距离变大，所以ST动作时间变长。另一方面，如果压扁量较大而校正部2A的高度E较小，则热动板8与加热器16的距离变小，所以ST动作时间变短。如果在压扁调温之前进行可动触点9的高度调整，则由于压扁调温后的校正部2A的高度E收纳在6.9±0.3mm的范围中，所以与以往相比能够减小ST动作时间的离差。 [0042] 如以上说明，本实施例的热动开关1经过将安装在壳体3上的热动板组件7的支承体10从初始形状变形而进行可动触点9的高度调整的工序来组装。因而，在制造时，管理壳体组件5单体上的可动触点9的位置，以使其相对于壳体3的开口端成为规定的高度H1。结果，能够使组装后的压扁调温中的校正部2A的压扁量成为大致一定，能够减小ST动作时间的制品离差而得到稳定的保护性能。 [0043] 此外，通过设定上述高度调整中的可动触点9的高度H1以在组装工序后的可动触点9与固定触点11之间产生一定的初始接触压力，能够尽可能使压扁调温中的压扁量变小。由此，能够减小在压扁调温中施加在校正部2A附近的应变，能够尽可能防止配设在作为高温高压环境的压缩机内的密闭容器2的强度或耐久性的下降。 [0044] 在将热动板组件7的支承体10焊接在壳体3上之后，调整可动触点9的高度。因而，不仅是热动板组件7的形状及尺寸的离差，也包括通过支承体10与壳体3的焊接产生的形状及尺寸的离差，能够调整可动触点9的高度。由此，能够精度更好地使压扁调温中的压扁量一定化。 [0045] 热动板8经由支承体10固接在壳体3上，通过将支承体10变形来调整可动触点9的高度。由于将金属制的支承体10的弯曲角度变更，所以不产生因对热动板8施加变形带来的反转动作特性的离差，能够经过然后的压扁调温而得到没有离差的稳定的保护性能。此外，由于从壳体3的开口端朝向内部向一方向推压而使其变形，所以高度调整装置17的结构变简单。 [0046] 接着，一边参照图8一边对本发明的第2实施例进行说明。 [0047] 在本实施例中，在将热动板组件7向壳体3安装前进行可动触点9的高度调整。图8是高度调整的说明图。将热动板组件7配置在保持部，以支承体10向壳体3的固接面为基准进行调整，以使可动触点9的高度成为规定的高度L1。高度调整通过由推压装置19的杆19A将支承体10的与热动板8的固接部分从上方向一方向推压来进行。在该高度调整后，将热动板组件7向壳体3安装，完成壳体组件5。 [0048] 此时，壳体组件5上的可动触点9的位置相对于壳体3的开口端为规定的高度范围内。并且，当将盖板组件6气密地固接在壳体组件5上时，可动触点9通过与固定触点11的接触被推回规定距离。通过该推回，在可动触点9与固定触点11之间产生一定的初始接触压力。换言之，设定上述高度L1以产生一定的初始接触压力。 [0049] 通过本实施例，也通过与第1实施例同样的作用，组装后的压扁调温中的压扁量成为大致一定且压扁量变小。另外，在本实施例的情况下，关于因支承体10与壳体3的焊接产生的尺寸的离差，通过上述高度调整不能减小，所以通过然后的压扁调温中的压扁量的调整来实现减小。 [0050] 另外，本发明并不限定于上述各实施例，例如可以进行以下这样的变形。 [0051] 密闭容器2的形状并不限定于长圆顶形，例如如果通过沿着容器的长度方向设置肋等能够得到强度，则也可以并不一定是长圆顶形状。 [0052] 将支承体10固定在密闭容器2的一方的端部上，但在做成更小型的热动开关的情况下等，也可以将热动板8固定在密闭容器2的中央附近。也可以将支承体10做成按钮型的形状。 [0053] 支承体10也可以不是板状。 [0054] 加热器16及耐热性无机绝缘部件14只要根据需要来设置就可以。 [0055] 在盖板4上设置了两根导电端子销13A、13B，但也可以做成仅设置1根导电端子销、使用金属性的盖板4作为另一个端子的结构。 [0056] 也可以将由可动触点9和固定触点11构成的开闭触点设置两对以上。 [0057] 使用热动开关的电动机并不限于单相感应电动机，也可以是三相感应电动机等其他的电动机。 [0058] 产业上的可利用性如以上那样，本发明的热动开关作为压缩机用电动机的热保护器是有用的。 |
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