应用双金属片的过载保护装置

本发明涉及一种用在电机或类似物上的应用双金属片的过载保护装置。

一般地，冰箱、空调器、干燥器、等使用电动机的各种各样的产品都具有过载保护装置以防止电动机的过热和损坏。照例，这种类型的过载保护装置已提出许多申请，它们的例子公开在JP-U-59-72641，JP-U-64-35642等中。下边将参照图1和2说明这样一种典型的过载保护装置。图1是该例的纵剖面图、图2是沿图1的剖线Ⅱ-Ⅱ剖开的平面图。所述的过载保护装置包括盒1;外底面1a、内底面1b、盖2;可动触点3、4;双金属片5;调节螺栓6;调节螺栓的头部6A;固定触点7、8;固定接线端9、10;热源接线端11;热源线12和弹簧13。

在图1中，盒1由耐热材料例如由包括酚醛树酯、不饱和聚酯等的合成树酯制成并形成为一个有底平面的园柱形，盒1用盖2盖上，从而形成一内部空间。

在内部空间中，黄铜制的调节螺栓6以穿透底壁的方式从内底面1b到外底面1a地大致安装在盒1底部的中心处。调节螺栓6在盒1内的末端处有头部6a。成拱式盘形的双金属片5安装到调节螺栓6上、螺栓6穿过双金属片5上成形的支承孔。弹簧13放在双金属片5和盒1的内底面1b之间这样借助弹簧13的推力双金属片5被推向调节螺栓6的头部6a，从而双金属 片5与盒1的底部隔开。

双金属片是拱式的，一对可动触点3、4通过电阻焊围绕着支承孔对称地固定在其上。

固定触点7紧固在固定接线端9的顶部，固定接线端9从内底面1b到外底面1a地穿透盒1的底壁并固定在内底面1b上。该固定触点7定位在对着双金属片5上的由3表示的其中一个可动触点的内底面1b上。类似地，固定触点8紧固在固定连接10的顶部，固定连接10也固定在内底面1b上并伸出底壁外。固定触点8定位在对着双金属片5上的另一个可动触点4的内底面1b上。

另外，热源端11也固定在盒1的内底面1b上，它的一部分伸出盒1的底壁外。此外，，热源线12通过焊接或类似方法连接在热源端11和固定接线端9之间。固定接线端10和热源接线端11用作过载保护装置的外接线端。热源线12安排成靠近双金属片5的下表面布置使得它围绕着调节螺栓6，从而整个双金属片5被由热源线12所产生的热加热。

双金属片5被成形为一园弧形，它的中心位于其中心部分。尤其是当它的温度低时，随着它的中心部分向上突出而弯曲，正如图示那样可动触点3、4分别保持与固定触点7、8接触，这样从固定接线端10到热源接线端11经固定触点8、可动触点4、双金属片5、可动触点3、固定触点7、固定接线端9和热源线12形成一电流通路。当双金属片5被加热并达到一预定温度时，它突然随着其中心部分向下突出使它的形状变成弧状、即相反于图示状态，这种形状上的突然变化以后将称为“反向运动”、在反向运动以后的双金属片5的状态将称为“反向状态”。同样地，这种反向运动发生时的温度将称为“反向运动温度”。 当双金属片5进行反向运动时，可动触点3、4分别与固定触点7、8分离，断开电流通路。

当由于双金属片5处在反向状态而使其温度开始下降并达到某一温度的时候，双金属片5恢复到图示的开始状态。这种运动以后将称为“恢复运动”，而图示状态将称为“原始状态”。同样地，恢复运动发生时的温度称为“恢复运动温度”。当双金属片5由反向状态恢复到原始状态时，可动触点3、4再次分别与固定触点7、8实现接触，以恢复电流通路。

图3是表示了上述的过载保护装置用于一电动机中时的电路连接图。该电路包括一如上所述的过载保护装置14;一电动机15;一起动器16;一起动绕组17及一主绕组18。相应于图1和图2所示的部件标以同样的序号。

正如所见到的一样，图3仅仅示出了过载保护装置中的构成部分和电动机15的绕组17、18。电动机15具有一与主绕组18并联连接的由起动绕组17和起动器16形成的串联电路。通过把电动机15的一接线端与过载保护装置14的热源接线端11相连使电动机15与过载保护装置14串联连接，从而通过过载保护装置14的固定接线端10、双金属片5、热源线12和热源接线端11，电流流过电动机15的起动绕组17和主绕组18。

在电动机15的运行中，如果电动机15被机械锁定是由于电动机15的轴承部分的烧伤或通过电动机15驱动的一未示出的压缩机中轴承部分的烧伤及闯入的杂物或类似物进入到压缩机的旋转部分的话，电动机15的转子被阻止旋转，结果一相应于起动电流很大的电流保持流过电动机15。这个大电流只要连有电源就保持流动而转子保持锁定。这个大电流被称为“抑制电流”并达到电动机15的额定电流的4-5倍。通常，在正常 的起动操作中由于起动电流仅流2-3秒的短周期（起动周期），所以电动机15设计的足以承受住这个流动这样短时间周期数值的电流，然而所设计的电动机15没有考虑保持流过电动机15的抑制电流和与此有关的用于长时间的电路，以致这样一种当然不可取的状态，没有被仔细考虑。

当大抑制电流流过电动机15时，双金属片5和热源线12的自身热值增大。此外，当温度达到双金属片5的反向运动温度时，双金属片5突然在那时刻进行反向运动，从而可动触点3、4分别与固定触点7、8分离，结果中断了到电动机15上的电流。如果这种电流中断发生的话，双金属片5和热源线12开始冷下来。以后当温度到达双金属片5的恢复运动温度时，双金属片5突然地进行恢复运动，以恢复到原始状态。从而可动触点3、4分别与固定触点7、8再次进入接触，结果重新开始将电流施加到电动机15上。

在此刻电动机15重新被施加一电流，如果电动机15已解除抑制状态，则电动机15在双金属片5不再进行反向运动的情况下进行正常运行。

接下来，正如在JP-U-60-183349等中所述的现有技术的过载保护装置的另一实施例将参照图4加以说明。图4中相应于图1中的那些部件被标以同样的序号。

图示的现有技术实施例与图1所示的例子的基本差别在于前者没有提供热源线。由于此原因，正如图4所示，在其顶部有一固定触点7的固定接线端9伸出盒1的底壁外。另一固定接线端10同样地外伸，这些固定接线端9、10用作过载保护装置的外部接线端。当可动触点3、4与固定触点7、8接触时，通过固定触点8、可动触点4、双金属片5、可动触点3和固定触 点7从固定接线端10到固定接线端9形成一电流通路。

为了使用如上述在电动机15中所构成的过载保护装置，其中一个过载保护装置14的被称以9的固定接线端连到电动机15的一接线端上（如图5所示）。

如果由于在那里发生的某故障，大抑制电流流过电动机15的话，双金属片5的自热增大。当温度达到双金属片5的反向运动温度时，双金属片5突然地在那瞬间进行反向运动，从而可动触点3、4与固定触点7、8分离，这样中断了到电动机15上的电流。当电流中断发生时，双金属片5冷下来，此外，当温度达到双金属片5的恢复运动温度时，双金属片5突然进行恢复运动，以恢复到原始状态，从而可动触点3、4分别与固定触点7、8进入接触，结果重新开始将一电流施加到电动机15上。

在电动机15重新被施加一电流时，如果电动机15已解除抑制状态，则在双金属片下再进行反向运动的情况下，电动机15进行正常运行。

如上所述，按照有关的现有技术例子，如果电动机15解除抑制状态，同时双金属片5保持反向状态的话，电动机15将不再继续正常运行，这样就防止了电动机15过载及损坏。

然而，如果电动机15的反常状态一直不解决，而当双金属片已进行恢复运动以恢复到原始状态时，电动机15仍然保持在抑制状态的话，大抑制电流再次流入过载保护装置14，引起双金属片5再进行反向运动以进入到反向状态，从而中断了到电动机15中的电流。

如上所述，只要电动机15的反常状态没解决，双金属片5交替重复反向运动和恢复运动。当这些操作重复很多次时，双 金属片5将逐渐疲劳并最终断裂。如图6所示上述的JP-U-60-183349使用了这样的件作为双金属片5，即它被制成有许多槽5c，这些槽5c从插入调节螺栓6的支承孔5b处径向伸出。如果双金属片5如上述举的例子一样重复反向运动和恢复运动的话，作为举例的裂纹E、F将从槽5c的两端部延伸。

应注意到，图6所示的双金属片5的平面形状是这样的，即矩形端面5a，5a′从大致在一园或椭园形形成区域的外园周5d上的两相对位置处伸出。通过靠近端面5a，5a′、对称地围绕支承孔5b处进行电阻焊使可动触点3、4固定。

在一接通和断开大电流的过载保护装置中，由于使用大的可动触点3、4来适应于电流的大小，确保了在反向运动期间双金属片上连接有可动触点3、4的区域的自由度，从而在这些区域的应力将增大。为此原因，裂缝可能从可动触点3、4的周围同时出现。

如果双金属片5如上述的裂开，双金属片5的特性将改变，除反向运动温度和恢复运动温度改变外，引起相对于触点的压力和触点分开力减少。结果，即使双金属片5执行反向运动，则反向运动之间的时间间隔由于一些原因（例如，由于双金属片5的反向运动，使双金属片5上连接可动触点3、4的区域的位移量减少）而变短了些，从而流过双金属片5和热源线12的抑制电流的导电率增大引起盒内的温度越来越升高。

由于这些重复运动引起的最后故障是可动触点3、4和固定触点7、8之间产生接触沉积物。如果接触沉积物以这样方式发生，则大抑制电流将连续地流过电动机15的绕组和过载保护装置14的双金属片5，引起电动机15的绕组被加热并损坏，或盒1内的温度由于热的双金属片5和热源线12而升高。如果盒1 内的总温度超过了盒1与盖2的耐受温度的话，这还将引起靠近双金属片5的如盒1、盖2等件烧坏或损坏。

顺便说说，在图1所示的现有技术例子中，如果由于盒1内的异常升高温度，热源线12被断开的话，过载保护装置14的电流通路也被断开，结果可以阻止上述烧坏和损坏现象。然而，热源线12不是每一次盒1内的温度异常变高时总是断开。这样在这样一种情况下不断开的热源线将引起安全上的问题。用图4所示的过载保护装置，它甚至没有热源线，这种作用愈加不能指望。

一般用在冰箱中的过载保护装置里的双金属片的熔化电流是5秒钟传导70安培或多些。另一方面，用在空调器等上的熔化电流是100安培或比100安培大些。这些数值表示除非用在这些机器中的电动机的最大抑制电流的两倍或更多些的电流流过双金属片，否则双金属片将不会断裂。

已提出了种种解决上述问题的方法，作为这些方法的一个实例，JP-U-59-72641公开了一种由耐热材料如陶瓷制的盒。

JP-U-63-174145公开了一种方法，在此提供了一块具有许多锯齿状突起的运动频率指示板，这样使得双金属片顺序地与不同的锯齿突起啮合，每当双金属片执行恢复运动就逐渐地降低运动频率指示板，当双金属片重复恢复运动的次数已等于锯齿状突起的数目时，运动频率指示板紧靠到盒的内底面上，以便阻止双金属片进一步执行恢复运动。按照此方法，即使电动机的异常状态没解决，双金属片在重复它预定的次数后也停止执行恢复运动，而且它保持在反向状态以中断抑制电流。

JP-A-63-224125公开了一种方法，在此，第一双金属片 与比第一双金属片的反向运动温度高点的第二双金属片按一种方式串联连接，这种方式即如果异常电流发生，第一双金属片首先执行反向运动，而如果在第一双金属片已重作了反向运动和恢复运动之后异常状态仍然保持没解决的话，第一双金属片最后断裂引起接触沉积物，由接触沉积物造成的异常温度升高引起第二双金属片执行反向运动以断开该异常电流。

JP-U-64-1450公开了一种在第一双金属片的下表面上安排一第二双金属片的技术，这样如果第一双金属片断裂引起接触沉积物的话，第二双金属片执行反向运动，以抬起第一双金属片。

上述的JP-U-64-35642也公开了一种结构，即调节螺栓的头部作为调节螺栓的分开件制造，双金属片安装到头部上，头部成形有凹槽，当头部安装在调节螺栓上时该槽充满了热可溶金属，这样使得用这种热可溶金属就能将头部粘结到调节螺栓的顶部上。而双金属片一般被弹簧推到头部处，如果双金属片被断开产生接触沉积物并因此被加热的话，热可溶金属被熔化、在头部和调节螺栓之间的接头脱开，从而双金属片和头部被弹簧的推力提起。

JP-A-3-77228公开了一种方法，在此，在双金属片的支承孔501和两可动触点3、4之间位置处形成穿过双金属片的长孔502，以提供比双金属片的电阻高些的高阻区，使得由涡流产生的轴颈（Jour）热集中在这些高阻区，这样双金属片在高阻区断裂。JP-A-3-77228也叙述了作为提供高阻区的另一个方法即通过减少双金属片部分区域的厚度或在双金属片的园周上开槽以产生同样的效果。

接下来，将对在无涡流产生情况下检测异常状态的另一个 过载保护装置加以描述。

一种分离式空调器，例如，具有彼此通过管连接的一室内机器和一室外机器。如果管道制造的不好，氟利昂或冷却剂将可能漏出。在这种情况下，空调器的压缩机将被过度加热，同时流过所用电动机的电流实质上没从空载电流起增加，以致如在JP-A-59-72461等中叙述的仅对一电流敏感的传统保护器不能保护这种情况下的电动机。

通常，为了注意到这个问题，在压缩机内配置一密封式保护器以直接检测压缩机的温度，正如在JP-U-60-95183、JP-U-62-38090、JP-Y2-63-5422、JP-A-63-61783等中所公开的一样。然而，虽然这种保护器可以阻止由于冷却剂的上述状态的泄漏使过热而引起的烧坏和损坏现象，但密封式保护器本身却很昂贵，况且它的装配是如此复杂即制造工序增加，这样引起制造成本的增加。

还有，由于保护器装在压缩机中，当保护器发生故障时，整个压缩机必须经受更换保护器的检修，这样招致了增加服务费用的缺点。

作为解决这些问题的一种方式，JP-A-2-139820公开了一种安装到一驱动压缩机的电动机外壳上的过载保护装置，即一种两件式热保护器。这样一种两件式热保护器具有由装在园柱盒的开口端侧上的热源R和温度开关TH组成的一串联电路，该园柱盒容纳一由盘形主双金属片19等构成的主保护器P（如图8所示）。热源R靠近主保护器P放置。

如上所述的两件式热保护器安排在电源开关SW和电动机M之间。在正常情况下，主保护器P闭合，而温度开关TH打开。这样电动机M由一未示出的电源经电源开关SW和两件式热 保护器提供驱动电流。如果由于事故例如冷却剂的泄漏使压缩机的温度升高的话，温度开关TH检测这种温度升高并闭合，如图9A所示，使热源R导通结果热源R产生热量。由于热量来自于热源R，主保护器P的主双金属片被加热并打开触点，如图9B所示切断了到电动机M上的电流。

如上所述，已提出各种各样专注于双金属片接触沉积物的方法，它们进一步包含下述问题。

如果正如JP-U-59-72641中所述的那样盒是由陶瓷构成的话，尽管确保盒免受烧坏或损坏，但用作负载的电动机绕组却不能避免烧坏和损坏。进一步的问题是盒变昂贵了。

在有一如JP-U-63-174145中所述的操作频率指示板的传统机构中，双金属片的反向和恢复运动的次数受这个操作频率指示板的限制，因此实施这种型式的机构，留下了下述没有解决的问题;

（1）一种用在冰箱、空调器、干燥器或类似物中的过载保护装置不可避免地随压缩机的故障即由除机械锁定外的原因引起的故障而工作，从而靠操作频率指示板，双金属片很容易处在反向状态，这样导致需要的维修服务增加。

（2）操作频率指示板更加提高了调节程序中有效工作的重复反向运动数值，这样就减少了许可至反向运动的剩余次数。

当使用如JP-A-63-224125中所述的串联连接的第一和第二双金属片时，由于这些双金属片必须同时导电，因此实施这种技术时留下下述没解决的问题：

（1）有效电流的大小范围根据这些双金属片的电阻率而限定。

（2）当双金属片的电阻率不足从而不能产生足够热量时，必须另外提供一热源线。然而由于在双金属片和热源线之间必须维 持一段绝缘距离，被热源线占用的空间也扩大了，结果是过载保护装置的尺寸较大。

（3）第一和第二双金属片的每一个都需要设置其上的昂贵的触点，这就使过载保护装置非常昂贵。

当调节螺栓的头部如JP-U-64-35642中所述的一样用热可溶金属粘结到调节螺栓上时，实施这种技术留下下述没解决的问题：

（1）当在双金属片上出现接触沉积物而双金属片被加热到一高温时，热可溶金属开始熔化并且头部最终与调节螺栓分开，以致双金属片和调节螺栓的头部被弹簧抬起来。然而，由于热可溶金属的粘性，这种抬起进行地很慢。其后，当上升的双金属片引起可动触点与在盒的内底面上的固定触点分开时电流通路被切断，结果断开的同时脱开热源，从而热可溶金属直接到达固相。尽管如此，如果弹簧的推力不能作用到足以克服热可溶金属的粘性的话，当双金属片按上述被抬起时在可动触点和固定触点之间不能确保一充分接触分离量（接触气隙）。

（2）上叙的热可溶金属的固相现象除用于弹簧的负载阻力、和起到减小在接触沉积物发生时弹簧接触分离力之外别无它用。因此可以预料到固相现象对用于接通和关掉较大电流将流过的负载的过载保护装置的提供构成了一障碍。

（3）由于用热溶金属粘接带螺栓的头部存在蠕变，因此在热溶金属的熔点和双金属片的反向运动温度之间应当确保足够温度差。通常这种盒的所需温差大约为40-50℃。为此原因，提高了触点分离时的工作温度，以致装置的有效范围在很多应用中受到了限制。

（4）为将熔化的热熔金属放进调节螺栓头部上凹槽内，需要一 种高度稳定的工具，结果制造这种过载保护装置的工具费用变成不能接受的高。

当如JP-A-3-77228中所述的一样，在双金属片上成形通孔以使双金属片具有高阻区（该高阻区具有比双金属片的剩下区域高些的电阻）时，这些孔如图7所示应当位于双金属片上的可动触点附近。

当在双金属片的园周上成形一些凹槽时，虽然它们的位置在JP-A-3-77228中没被公开，但可以说由于类似于上述成形通孔情况的原因，这些凹槽必须成形在可动触点附近。

另外，为了减少双金属片的厚度，虽然没公开给出关于在哪里和如何使双金属片变薄，但很容易地估计到有关位置，即类似于成形通孔的情况可动触点附近区域将被变薄。就方法而论，可以认为通过压制或类似方法局部地变薄双金属片。然而，无论如何，当双金属片的弹力作用在可动触点上时，双金属片的变形量不可避免地集中在靠近可动触点的横截面为最小的高阻区。因此如果与现有技术相比保证同样的接触压力的话，可以预见到下述的问题;

（1）必须为双金属片提供较大的调节范围。

（2）双金属片的应力增加引起从高阻区开始的裂缝，结果是加速了双金属片的疲劳从而缩短了寿命。

（3）在双金属片上成形通孔或凹槽的情况下，由于切口效应双金属片的寿命被加速缩短。

（4）在局部减小双金属片厚度的方法中，由于施加到双金属片宽区上的机加工效应及在不同金属粘接区（层压区）内剥层的原因，双金属片的寿命愈来愈缩短了。

为避免上述问题，如果实施中的双金属片采用与现有技术 相比低些的接触压力的话;

（1）正如众所周知的一样，由于减少了接触压力，接触沉积物很可能更频繁地发生。

（2）结果，尤其用在接通和关掉大容量负载的情况下，双金属片的寿命大大地被缩短了，从而双金属片的功能将在初期就丧失掉。

另外，如果将如JP-U-60-183349所公开的企图分散双金属片应力的一种双金属片（图6）及由JP-A-3-77228提出的双金属片（图7）相结合使用时，可以产生下述问题;

（1）由于在可动触点和径向槽之间存在例如图7中所示的长孔502，双金属片的弹簧常数将被减少，从而大大改变了双金属片的基本特性。

（2）由于径向槽引起双金属片的电路电阻变大了点，所以长孔的长度必须进一步延长以在靠近可动触点的位置上而不是靠近中心支承孔的位置处提供高阻区，必然地双金属片的弹簧常数变小了点，引起接触压力降低及可动和固定触点更易产生接触沉积物，从而这种双金属片在实际使用中是不能接受的。

加之，在这种现有技术中，双金属片支承机构不具备将双金属片推到螺栓头上的弹簧，以致在破裂后双金属片可能自由地停在一位置上，从而在固定触点和双金属片上的可动触点之间不能保证有足够的分开距离。

采用图8、9A和9B所示的两件式的热保护器时，当一种事故，例如冷却剂的泄漏引起压缩机中温度升高时，温度开关TH检测从压缩机的园顶辐射的热量。当检测的温度达到一预定值时，温度开关TH闭合电路以使热源R导电和加热，从而主保护器P的主双金属片19被加热，以断开电路。因此，当图8所示 的状态经图9A所示的状态变到图9B所示的状态时，可能会出现下述问题;

1.正如众所周知的，双金属片19被打开的瞬间切断了驱动压缩机的电动机M上的电流，产生由下述公式表示的脉冲电压de

de＝di/dt

这里的di是电路电压，dt是切断时间。

在这种情况下产生的脉冲电压被施加到包括驱动压缩机的电动机、温度开关TH及热源R在内的闭合电路上，这里大多数电压被施加到具有大阻抗的热源R上。

应当注意到由驱动压缩机的电动机M所产生的脉冲电压de一般可能达到几百至1千几百伏。

2.当双金属片恢复到原始状态以闭合电路时，它的主触点不会造成一些机械振动（即震颤或跳动），以致驱动压缩机的电动机M即使是在很短的时间周期内也被反复地接通和关断。同样在这种情况下也产生上述的脉冲电压，如果温度开关TH闭合，则大多数的脉冲电压被施加到热源R上。

上文中的热源R需要具有能承受这样大的脉冲电压的过压特性。这是因为如果热源R不能承受这样大电压的话，热源R将在最坏的情况下被断开，从而就不能获得作为两件式热保护器的功能。

然而，如果以能承受脉冲电压的过压特性的观点来选择热源R的话，选出的热源将较大并且昂贵。

本发明的目的是为了解决上述的问题而提供一种结构简单和廉价的、应用双金属片的过载保护装置，它即能在预定工作温度下迅速和持久地断开电路，又能在正常使用中保持高度的可靠性。

本发明的另一目的是提供一种两件式热保护器型的过载保护装置，它可以使用一小而廉价的热源及一个温度开关。

为了达到上述目的，本发明提供了一种结构，它依据双金属片上的位置具有不同的电流密度，这样以致当很大的电流流过双金属片上时，至少其中一个被连到双金属片上的可动触点被由双金属片产生的热量可靠地破裂。

下述结构可以考虑作为本发明所使用的双金属片：

（1）双金属片具有许多围绕着可动触点的通孔这样以致双金属片的电流通道的横截面积在可动触点附近变小了些。通孔可以从每个可动触点的中心辐射式成形或围绕着同一触点同心地排列。

由于双金属片被这样构成以即靠近可动触点的电流通道的横截面积比其它区域小些，则在双金属片的这些区域中电流密度较大，结果当异常电流流过那里时双金属片在这些部分破裂。

（2）可动触点焊接在双金属片上具有小焊接面，这样当异常电流流过双金属片时，焊接部分破裂。

（3）在双金属片上的可动触点连结部分的宽度实际上被制成与可动触点的直径相同，这样使在可动触点连结部分附近的电流密度变的特别大。

（4）连到双金属片上的可动触点由与双金属片的电导率和热传导率不同的材料制成。

（5）一对可动触点的体积制造的不同，这样以致它们中的一个的电流密度比另一个大些。

（6）在连接可动触点的双金属片端面的面积制造的彼此不同，这样以致给到双金属片上的电流密度与相应的可动触点的不同。

（7）从双金属片中心的支承孔径向地成形多个槽，这里相对于 连接可动触点的一直线，彼此在相对位置上定位的至少一对槽与其它槽相比被伸长至双金属片的圆周附近，采用这样的一种结构，在长槽和双金属片外圆周之间的电流通道部分中的电流密度产生的大些，电流通道的横截面积小些，从而如果异常电流流过的话，双金属片在这些部分破裂。

（8）除了围绕可动触点的双金属片部分为由具有较高或者较低延伸率的仅仅一种金属组成的单层结构形式外，通常双金属片为由具有较高延伸率的一种金属层和具有较低延伸率的一种金属层构成的二层结构形式。由于可动触点也制到单层结构中，所以这些部分中的电流密度较高，相应地在这些部分中产生较大的热量。这样，如果异常电流流过的话，这些单层结构部分被破裂。

（9）除围绕可动触点的双金属片部分为由具有较高或者较低延伸率的仅仅一种金属组成的单层结构形式外，通常，双金属片为由具有较高延伸率的一种金属层、具有较低延伸率的一种金属层，以及被夹在最初的两金属层中间的中间金属层构成的三层结构形式。

（10）一种具有上述各特性组合的双金属片。例如，可以给双金属片提供许多围绕可动触点的通孔，（这样靠近可动触点处的电流通道电阻变大）以及许多从双金属片中心成形的支承孔那里径向延伸的槽，这里相对于连接可动触点的一直线彼此在相对位置上定位的至少一对槽与其它槽相比被伸长至双金属片的圆周附近。

并且，使用按照本发明的双金属片的过载保护装置（它可以被认为具有安装其内的任一种上述双金属片的两件式热保护器）包括一热源，该热源有一个连接到温度开关上的接线端和 连接到主双金属片上的另一接线端，这样使得由温度开关和热源组成的串联电路在双金属片执行反向运动时与负载完全断开。

如上所述，按照本发明，当由于负载陷入异常状态，一异常大的电流流过过载保护装置时，至少被连结到双金属片上的一个可动触点可靠地破裂，永久地断开到负载上的电流。结果可以产生以下效果;

1.可以获得非常安全的过载保护装置而不改变传统的基本结构。

2.本发明的双金属片可以用在所有过载保护装置中而不增加元件数目和无需考虑热源的存在与否，以致过载保护装置制造成本可以很低。

3.由于不存在断开电流的消极作用因素，本发明的双金属片可以用在所用电流范围从小到大的所有过载保护装置中。

另外，按照本发明的作为二件式热保护器，由于当主双金属片执行反向运动时产生的脉冲电压并不施加到生热元件或温度开关上，所以能产生下述效果;

1.可以使用一个与主双金属片相组合的、小的和廉价的生热件。由于生热件的体积也可以任意调节，则能提供良好的热响应。

2.也可以任意地选择小的和廉价的温度开关，并且它的响应性做的极好。

3.从而，由这些元件组成的二件式热保护器也可以做的紧凑、廉价和具有极好工作性。

4.结果，二件式热保护器提供了保护特性曲线，该曲线不仅类似于传统的同样的包括了一宽范围的保护器，而且也大大加以 改进了，结果是减少了有可能引起驱动压缩机或负载的电动机的热损坏并且长期间保持高可靠性。

5.本发明可以很容易地应用到各种各样的装置上而不改变传统的基本结构，这样提供了广泛的实用效果。

图1是一个传统过载保护装置例子的纵剖面图;

图2是从图1的剖线Ⅱ-Ⅱ剖开的一平面图;

图3是使用图1的过载保护装置的一个机器的电路简图;

图4是另一个传统过载保护装置例子的纵剖面图;

图5是使用图4的过载保护装置的一个机器的电路简图;

图6是表示在图1和4中的双金属片断裂状态的平面图;

图7示出了传统双金属片的例子;

图8是使用一传统过载保护装置的一个机器的电路简图;

图9A、9B是用于说明图8图示的传统过载保护装置的线路工作的电路简图;

图10是表示按照本发明的一过载保护装置实施例的纵剖面图;

图11示出了用在图10的过载保护装置中的一双金属片实例;

图12是表示图11的双金属片的可动触点区断裂的简图;

图13是表示在图10实例中的双金属片上的可动触点放置在固定触点上的纵剖面图;

图14示出了用在图10的过载保护装置中的另一种双金属片的实施例;

图15是图14中示出的可动触点连结区的断面图;

图16示出了图14所示双金属片上可动触点连续区的附着状态;

图17示出了图14所示双金属片上断裂的可动触点;

图18是表明图10所示双金属片上的可动触点连接区的另一实施例的剖面图;

图19示出了图18的双金属片上断裂的可动触点;

图20是表示用在图10的过载保护装置中的双金属片的另一实施例的平面图;

图21-24每一个均表示用在图10的过载保护装置中的双金属片的进一步实施例的平面图;

图25示出了图23中图示的双金属片的断开状态;

图26示出了图24中图示的双金属片的断开状态;

图27示出了图23中图示的双金属片在断开后的破裂状态;

图28示出了图10所述实例中的电流通道的断开状态;

图29是用在图10的过载保护装置中的双金属片的另一实施例的平面图;

图30是按照本发明的过载保护装置的另一实施例的纵截面图;

图31示出了图30所述实例中的电流通道的断开状态;

图32是按照本发明的过载保护装置的另一实施例的纵截面图;

图33示出了图32所述实例中的电流通道的断开状态;

图34A，34B分别示出了图30、32中图示的双金属片的专门实例;

35是一可动触点部分的侧视图，它示出了用在图10的过载保护装置中的双金属片的另一实施例;

图36是一可动触点部分的侧视图，示出了用在图10的过 载保护装置中的双金属片的再一实施例;

图37是表示用在图10的过载保护装置中的双金属片的另一实施例的平面图;

图38是表示示出按照本发明另一实施例的过载保护装置内部的平面图;

图39是沿图38的过载保护装置中剖线ⅩⅩⅪⅩ-ⅩⅩⅪⅩ剖开的纵截面图;

图40是图38所示实施例的后视图;

图41是沿图38的过载保护装置中剖线ⅩLI-ⅩLI剖开的纵截面图;

图42是沿图38的过载保护装置中剖线ⅩⅢ-ⅩⅢ剖开的纵截面图;

图43是应用图38所述实例的一机器的电路简图;

图44是表示图38所述实例的工作特性的曲线图;

图45A，45B是用于说明图38所示实例的线路工作的电路简图;

图46A、46B的每个示出了图38说明的过载保护装置是如何安装到使用它的机器上的，

图47是表示按照本发明的另一实施例的过载保护装置的使用状态的电路简图;

图48是表示图47所述实例的工作特性的曲线图;

图49A，49B是用于说明图47所示实例的线路工作的电路简图;

下文将参照附图说明本发明的几个实施例。

图10是按照本发明的一过载保护装置实施例的整个结构的纵截面图，这里，相当于图1中的那些部件被标以同样的序 号。图10的过载保护装置包括用5e表示的一些通孔。

在图10中，通孔5e围绕着其上连接可动触点3、4的双金属片5的区域形成。图10中的其余结构类似于图1所示的传统过载保护装置的结构，从而省去图10上的相似说明。还应注意到这个实施例的电路在使用时也类似于图3所示的电路。

图11是表示图10中的双金属片5的专门实例，这里相当于图10和6中的那些部件被标以同样的序号。

在图11中，围绕着双金属片5上的可动触点3、4的连结区形成多个孔通5e，它们从相应的连结区径向地延伸并彼此相等地隔开。所述的另一方式是，由在通孔5e之间的多个与双金属片5一样的材料制的窄支承件使这些连续区压紧在双金属片5上。

假设具有上述结构的双金属片5的该实施例的过载保护装置用在图3所示的电动机15上，当电动机15正常运行时，在起动时的短时期的大起动电流已流过双金属片5和热源线12之后，电动机15具有供到那里的小工作电流使其处在连续的导电状态。一般，这个起动电流流动大约2秒或更小并被起动器16或类似物的作用限制住。在这个过程中，双金属片5的反向运动类似于现有技术一样没有被双金属片5本身产生的热能及热源线12的热能引起的温度升高所诱发。

如果电动机15在最大值的起动电流之后被连续的通以过大的抑制电流的话，双金属片5和热源线12的自身产生的热能增加，双金属片5在其温度达到反向运动温度的瞬间突然执行反向运动，从而可动触点3、4分别离开固定触点7，8，切断了供到电动机15上的电流。这样，双金属片5和热源线12开始冷下来，并当在晚些时候达到恢复运动温度时，双金属片5执 行恢复运动恢复到原始位置，从而可动触点3、4分别与固定触点7、8进入接触再次将电流供给电动机15。

当双金属片恢复到原始位置时，如果电动机15已经免除了抑制状态，则电动机15将正常工作而且双金属片5将不再执行反向运动。这个完全与现有技术一样。

然而，如果电动机15仍然保持在抑制状态下时，双金属片5重复反向运动和恢复运动。必然地，如果双金属片被例如大约5000至15000次的重复运动、疲劳的话，则从相对的槽的顶部朝向外园周5d的方向上产生裂缝E、F（如图11所示）。

当双金属片5如上述那样破裂时，双金属片5的特性变化引起了接触压力和接触分开力的减小以及在反向运动温度和恢复运动温度上的改变。即使双金属片5执行反向运动，反向运动之间的时间被缩短了，这是因为由反向运动提供的靠近可动触点3、4的双金属片5的位移量减少的原因。从而流过双金属片5和热源线12的抑制电流的导电率增大了，结果是盒1内的温度越来越高。

如果分别在可动触点3、4和固定触点7、8之间产生接触沉积物的话，则大抑制电流将连续地在可动触点3、4和双金属片5之间流动。然而在这个实施例中，由于围绕着用于可动触点3、4的双金属片5的连结区提供许多通孔5e，而在通孔5e之间的支承件是窄的，所以这些支承件的温度不均匀地充分升高。之后，当支承件的温度超过了双金属片5的材料规定的熔点时，支承件开始熔化。当这些支承件被局部地熔化掉时，电流进一步集中在剩下的支承件上。这样支承件的熔化以链反应方式被加速。最后可动触点3、4的周围按图12用参考号X表示的一环形方式熔化。当它们熔化时，双金属片5执行反向运动，使 可动触点3、4离开固定触点7、8，因此切断了电流通道。在双金属片5因中断的电流冷下来时，双金属片恢复到如图13所示的原始状态。

在图13中，可动触点3已经与双金属片5脱离并仍粘到固定触点7上，结果将不能恢复导电状态。

在这种方式中，当电动机15维持在抑制状态下时，可动触点3与双金属片5的脱离引起如图3所示的电路被处在断开状态，并且只要不更换过载保护装置14，电动机15就不会有电流，在这个方式中，电动机15可以通过过载保护装置防止大的电流。

顺便说说，上述作用一般仅施加到可动触点3和4之一上（如图12、13所示），很少出现在它们俩上，这是因为随着可动触点3、4和双金属片5之间（已经被阻焊）的焊接有效面积不同，放置在固定触点7、8上的可动触点3，4位置的不同等等而引起电阻不同的缘故。由于此刻的不同电阻所产生的不同热量影响着围绕双金属片5的可动触点3、4成形的整个通孔5e区域内的温升。并且根据安装过载保护装置的方向，可动触点3、4中的一个可能比另一个更被加热，这也引起上述作用仅施加到可动触点3、4中的任一个上。

如上所述，由于只要可动触点3、4的任一连结区破裂就足够了，所以没必要在将破裂的连续区上作出限制。然而如果作出了限制，这样使得例如可动触点3的连结区达到破裂，则通孔5e可能仅围绕着可动触点3的连结区成形就可以了。因此，不言而喻通孔5e是否围绕着一个或两个可动触点3、4的连接区，对于设计过载保护装置来说，是在自由处理范围之内。

在这个如上所述的实施例中，通孔5e按照过载保护装置使 用的条件提供，即电流流过那里，保证当接触沉积物产生时线路断开。

根据一些发明人作的试验，对于使用在相对小电流区例如冰箱等等上的双金属片，即由日本工业标准（JIS）C2530规定的TM-1（在20℃时体积电阻率＝140μΩ·CM）和TM-2（在20℃时体积电阻率＝80μΩ·CM），以及用在相对大电流区如空调器等等上的双金属片即TM-6（在20℃时体积电阻率＝20-50μΩ·CM）的话，各种各样具有0.15毫米、0.18毫米和0.20毫米厚的材料被特别处理过并经受试验，揭示的结果为：由局部热产生的温度升高对径向通孔5e的影响度可由下述公式表示：

△T＝0.24I2RT/MC

这里的△T：在包括通孔5e（以后简称为“通孔区”）的双金属片5区域内的温升（℃）

I：流过通孔区的电流（A）

R：作用该通孔区的电阻（Ω）

T：在电流流过通孔区期间的时间（sec）

M：通孔区的影响体（g）

C：特殊热量（Cal/g/℃）

根据上述的公式，当双金属片的截面积被通孔5e减至一半时，该体也被减至一半，从而，在这个区内的电阻R被加倍。结果，在这个区内的温度比双金属片的剩余区以高4倍的速度上升。相应地为了温度达到同样值所需要的时间被减至1/4。

所述的另一种方式，当同样大小的电流施加到一带通孔5e制成的双金属片和一没有它们的双金属片上时，前者比后者可以在4倍短的时间内被破裂。同样，假设，为这些双金属片提 供同样的破裂时间的话，给形成通孔的双金属片通以电流，则电流的大小比没有通孔的双金属片小了3/4。这样可以根据通孔5e的尺寸任意建立这些条件。

另外，如果通孔5e这样形成即它们在可动触点附近延伸的不多，就是说如果通孔5e被限制在围绕着可动触点3、4的小面积内的话，像在现有技术中要求的大调节范围的缺点就避免了。相反，当双金属片5执行反向运动时，围绕着双金属片5上的可动触点3、4的连结区的部位形状由于通孔5e的作用可以采用自由地形状，这样阻止了裂纹从这些部位的任一个上延伸。结果，过载保护装置14，尤其用于开关大电流上的，具有改进可靠性等等的优点。

进一步有利地是，通孔5e吸收机械振动（振颤、跳动等等），这些振动可以是在双金属片5的恢复运动期间当可动触点3、4与固定触点7、8进入接触时发生的，这个结果延长了过载保护装置的寿命。相反，如果带有通孔5e的过载保护装置被设计成具有像传统过载保护装置那样的寿命的话，可以减小接触体积，这样可以相应地减少其初期费用。可以这样理解为，在双金属片5上通孔5e的构成导致产生多种效应。

顺便说说，在图14所示的专门实施例中，通孔，例如在包括可动触点3、4的连结区的部位中成形的通孔5e或细长孔5f、槽或切口可以被交替地成形在这些部位上。基本点在于提供一种以增加这些部位电阻的方式。

图14是表示图10中的双金属片5的另一专门实施例的平面图。应注意，图14中的双金属片5包括细长孔5f而不是径向成形的通孔5e。相当于图11中的那些其它部件被标以同样的序号。

在图14中，不像图11中所示的专门实例，通孔5f按这样一种方式构成即，当从可动触点3或4观察时它们的每一个都跨过双金属片5上的可动触点3或4的连结区并沿着正交于支承孔5b的方向延伸。可动触点3、4的每一个通过电阻焊固定在双金属片5上，这样使得它们像图15中所示的一样跨过细长通孔5f。

在使用了这个专门实施例的双金属片的过载保护装置中，当接触沉积物发生时，具有最高电流密度的部分首先熔化，随后破裂扩展到刺余的区域。尤其是由于可动触点3连接到双金属片5上时具有如图15所示的窄连结面积，所以靠近其中一个可动触点3和双金属片5之间的连结区的部位首先开始熔化，并且可动触点3和双金属片5之间的一连结区（如图16用X表示的）破裂。之后，大电流流过另一个连结区，通过这些部分，可动触点3仍然保持与双金属片5连接，即大电流流过对着双金属片5上细长通孔5f末端的部分Y、Y′，结果这些部分Y，Y′发生了断裂（如图17所示）。

从而，可动触点3与双金属片5脱离，断开了电流通道，这样产生了一种类似于使用图11的双金属片5时所提供的效果。

假定在上述实施例中首先破裂的是靠近在支承孔5b侧的可动触点3连结区的部位，同时靠近支承孔5b相对侧上的可动触点3的另一个连结区的部位也可能首先破裂。在这种情况下，如果靠近这个结合区的部位破裂的话，大电流流过支承孔5b侧上的可动触点3的连结区，这样引起靠近这个连结区的双金属片5的部位加热并随后破裂。因此，在这种情况下，可动触点3只是如图12所示的与双金属片脱离。

图18是图10中的双金属片的另一专门实施例的截面图， 它示出了一靠近双金属片5的连结区的一个部位，在该区域的双金属片5上连接有可动触点3。双金属片5上形成一个作为可动触点连接区的突起5g。相当于在以前的参照图中的那些部件被标以同样的序号。

在图18中，双金属片5通过塑性变形（压制）成形有锥状突起5g，可动触点3通过阻焊被连到这个突起5g上。另一可动触点4类似地连到同样的突起上。

采用上述的结构，由于可动触点3和双金属片5之间的连结区的面积较小，并且当双金属片5上成形突起5g时双金属片5被加以处理，以致其特定电阻已经高了些，一大电流如果流过这个连结区，在这个区中将产生一增高的热量，从而，突起5g的园周部位呈环形破裂（如图19所示），结果可动触点3与双金属片5脱离。这样上述相应的专门实例使用这种结构可以产生同样的效果。顺便说说，最好是连结区的面积是可动触点3的连结表面面积的1/5-1/10这样大。

图20是表示图10中的双金属片的另一个专门实施例的平面图，这里，相当于在以前的参照图中示出的那些部件被标以同样的序号。

在图20所示的专门实施例中，用在双金属片5上连接可动触点3、4的连结区的端面5a，5a′的宽度实际上被制成相等于可动触点3、4的头部直径。采用此结构，来自可动触点3、4的电流密度变的大些，而从端面5a，5a′上释放的热量更严重，从而如果大电流流过的话，在这些电阻区中产生的热量增加，以使双金属片5易于在这些部分破裂。

图21是表明图10中的双金属片的又一专门实施例的平面图，这里，相当于以前参照图的部件被标以同样的序号。

在图21中所示的专门实施例中，可动触点3、4的体积彼此制造的不同。假定在此可动触点3的体积比可动触点4的体积大些的话，当一大电流流过时，在具有小体积的可动触点4中产生的热量增加。为此原因，连接可动触点4的双金属片5的部位被熔化，使得可动触点4更易于与双金属片5脱离。

图22是表示图10中的双金属片5的再一专门实例的平面图，这里相当于以前参照图的部件被标以同样的序号。

在图22所示的专门实例中，可动触点3、4通过阻焊被固定到双金属片5的端部5a，5a′上，端部5a，5a′的面积彼此不同。假定在这里，小面积的双金属片5的端部5a′上连接可动触点4，而大面积的双金属片5的端部5a上连接可动触点3，当大电流流过双金属片5时，在其上连接有可动触点4的小面积的双金属片5端面5′侧部上的部位更容易被强行断裂。

作为另一专门的实施例，可动触点3、4可以通过同样方法构成并被连到双金属片5上，但它们却由不同材料制成，这样使可动触点3、4产生彼此不同的热量。例如，可动触点3、4中的一个可以采用呈现良好导电和导热的银触点，而另一个触点采用由银和一呈现不良导电与导热的材料例如钨的组合物制作的触点，这样在靠近由银和呈现不良导电与导热材料的组合物制成的可动触点的部位中使断裂能易于发生。

而对于这个实例可从上述中选取任一双金属片，一双金属片可能是这样一种，即它具有由上述双金属片5的专门实例提供的二个或更多的产热方式的任意组合。例如，在图22所示的双金属片中，可动触点3采用呈现良好导电和导热的银触点，而可动触点4采用银与呈现不良导电和导热材料如钨的组合物，从而产生更显著的效果。

图23示出了双金属片5的另一实施例，该双金属片5防止了其弹簧常数的降低并在可动触点附近提供大的阻值。

在图23中，双金属片5包括从位于双金属片5的中心部分的支承孔7a处径向延伸的6个等间距槽7b-7g，槽7b-7g的每个端部7b′-7g′制成园形。槽7b和7g;7c和7f;7d和7e相对于连接可动触点3、4的一直线是对称的，而槽7c、7f平行于一条垂直于连接可动触点3、4直线的一直线。

现参照图23进行较详细的说明，槽7b相对于可动触点3稍朝右伸展，而槽7g相对于可动触点3稍稍朝左伸展。槽7b、7g长度相同，并比其它槽7c、7d、7e、7f长点，而且延伸至双金属片5的外园周附近。应注意到，槽7c、7d、7e、7f的长度相同。这样，在槽7b、7g的顶部7b′、7g′与双金属片5的外周边之间的宽度（即电流通道的横截面）比其它槽7c、7d、7e、7f的顶部与双金属片5的外周边之间的宽度（即电流通道的横截面）要窄。

如公知技术一样，围绕槽7b-7g上作用的应力在其顶部变的最大，及在较靠近支承孔7a的顶部7c′-7f′上的应力比在顶7b′、7g′上的应力大些。

图24是表示图10中的双金属片5的另一专门实施例的平面图，这里，相当于在图23中的那些部件被标以同样的序号。

在这个专门实例中，如图24所示，六个相等间距槽7b-7g从支承孔7a处径向地延伸，这里的两槽7b，7e相对于支承孔7a被彼此完全相反的地位于连接可动触点3、4的线上。另外，在上右方向上延伸的槽7c和在上左方向上延伸的槽7g靠近双金属片5的外园周。

在上述结构的双金属片5中，当电流被施加到那里时，在 槽7b-7g的外边形成两条电流通道，通过这两条通道，电流由可动触点4按两条路线流到可动触点3上。

当使用上述双金属片5的图10中所示的过载保护装置14用在图3所示的电动机15中，而该电动机15处在正常运行状态时，在大起动电流已流过双金属片5和热源线12一短时期之后，小驱动电流连续地流过那里。一般起动电流流动的时间周期约在3秒内，它受起动器16或类似物作用的限制。在这个过程中，类似于现有技术，双金属片5没有被由双金属片5产生的热能与热源线12的热能所引起的温升而导致执行反向运动。

如果过大的抑制电流连续地流过电动机15，而抑制电流的最大值等于起动电流的话，则双金属片5产生的热能和热源线12的热能增加。当双金属片5的温度到达反向运动温度时，双金属片5在到达反向运动温度的瞬间突然执行反向运动，从而可动触点3、4与固定触点7、8分开，断开了连到电动机15上的电流。

在电流被断开之后，双金属片5和热源线12开始冷下来。当双金属片5的温度到达恢复运动温度时，双金属片5在到达恢复运动温度的一瞬间执行恢复运动并被恢复到原始状态。如果电动机15在双金属片恢复到原始状态时已经解除了抑制状态的话，电动机15开始正常工作并且双金属片5将不再执行反向运动。这些操作与现有技术的完全一样。

然而，如果电动机15在双金属片被恢复到原始状态时一直没有解除抑制状态的话，则双金属片5重复反向运动和恢复运动。如果这些运动被重复约5000-15000次，双金属片5将会疲劳和断开。

图25示出了上述图23中所示的双金属片5的断开状态， 这里假定裂缝E已发生在槽7c的顶部7c′与双金属片5的外园周之间。

图26示出了上述图24所示的双金属片5的上述断开状态，这里假定裂缝F已发生在槽7d的顶部7d′与双金属片5的外园周之间。

当裂缝如E或F如上述一样发生在双金属片5上时，在双金属片5上的槽7b-7g的右侧上的电流通道被断开，而在双金属片5左侧上的电流通道照原样子保留下来。然而，断裂引起双金属片5的性能改变，结果减少了可动触点3、4连到固定触点7、8上的推力和减少了可动触点3、4与固定触点7、8的分离力以及改变了双金属片5的反向运动温度和恢复运动温度。因此，即使重复反向运动和恢复运动，在反向运动之间的间隔时间由于靠近可动触点3、4处的由反向运动提供的双金属片5的位移量减少的原因而被缩短，所以抑制电流流过双金属片5和热源线12的导电率增加了，必然地，盒1内的温度越来越高。

如果由于这些重复运动引起了接触沉积物的话，大抑制电流连续地流过位于被焊的可动触点3、4之间的双金属片5的槽7b-7g左侧上的电流通道（见图25，26）。由于此原因，在槽7g的顶部7g′和双金属片5之间的窄区（具有较小截面的区域）中温度大大地上升。当这个温度超过了双金属片5的材料规定的熔点时，窄区开始熔化，这样的结果是电流进一步集中在局部剩余区。该剩余区以链反应和加速的方式顺序地熔化，从而整个这一区域断裂（见图27）。结果，双金属片5在可动触点3、4之间被上述的裂缝E或F及断裂区G分开。

一般地，在双金属片5上的电流通道完全断开以中断大抑制电流，以致过载保护装置14充分地显示了它的功能。但在此 过程中，双金属片5已经失去了它的弹性，结果它被弹簧13的弹力向上推。如果可动触点4侥幸地没被焊上，则这个区也与固定触点8分开，这样更可靠地断开了电流通道。

如上所述，如果电流通道可以被任一个可动触点3、4的分开切断的话，则主要目的就达到了，在致没必要限制双金属片5断裂的区域（G）。例如，如果断裂G打算发生在靠近可动触点4的部位中，则图23中的槽7d，7e或图24中的槽7d，7f可以分别延伸到双金属片5的外园附近。

换句话说，将如上所述的靠近可动触点3、4中一个的俩槽用靠近可动触点3、4两者每个均有的两槽代替，即靠近可动触点3的槽7b，7g和靠近可动触点4的槽7d，7e可以分别地延伸到双金属片5的外园周附近（如图29所示）。

然而，如果弹簧13的作用希望将可动触点3或4与固定触点7或8分离的话，如上所述为了保证断开电流通道，最好如图29所示的为可动触点3、4两者均提供长槽。这是因为接触沉积物很可能发生在任何一个可动触点3、4上而很少同时发生在它们两者上。

按照如上所述的这个实施例，双金属片5成形有和使用条件一致的不同长度的径向槽，尤其是这样使得断裂发生在双金属片5的一预定位置中，以致当接触沉积物发生时，电流通道可以可靠地断开。

在由一些发明人作的试验中，对于使用相对小电流区例如冰箱等等上的双金属片来说，即由日本工业标准（JIS）C2530规定的TM-1（在20℃时体积电阻率＝140μΩ·CM）和TM-2（在20℃时体积电阻率＝80μΩ·CM），而用在相对大电流区例如空调器等等上的双金属片，即TM-6（在20℃时体积电阻率 ＝20-50μΩ·CM），各种各样具有0.15MM，0.18MM及0.20MM厚的材料被进行特别处理并经受试验，揭示的结果为;在由局部热产生的温升处径向通孔的影响度可由下述公式表示：

△T＝0.24I2RT/MC

这里，假定，例如在图23所示的双金属片5中，在槽7b′，7g′和双金属片5的外园周之间的预定发生破裂的部位被称作断裂预定区，这里的

△T：断裂预定区的温升（℃）

I：流过断裂预定区的电流（A）

R：断裂预定区的电阻（Ω）

T：电流流过断裂预定区期间的时间（sec）

M：断裂预定区5e的影响体（g）

C：特殊热量（Cal/g/℃）

按照上述公式，当断裂预定区的电流通道的横截面是在另一槽的顶部与双金属片5的外园周之间的另一区域的电流通道横截面大小的一半时，断裂预定区的体也被减至一半，从而同样的电阻R被加倍。结果，断裂预定区的温升表现为4倍的变化，相应地，温度达到同样温度所需要的时间被减至1/4。所述的另一种方式是，采用同样的电流，在断裂预定区内将发生断裂的时间周期比在其它区内的短了3/4。这样，通过借助成形槽方式在断裂预定区内适当地设置电流通道横截面，则可以建立任意的断裂条件。

在这个实施例中，双金属片5具有一适当的靠近可动触点3的面积，例如，可见图23中槽7b，7g之间一样以保持弹簧常数这样避免了现有技术中需要提供大调节范围的双金属片5的 缺点。

并且，确定断裂预定区的长径向槽受到比其它槽小点的应力，以致这些槽上不会产生裂缝。结果，过载保护装置14，尤其是用于开关大电流的过载保护装置14具有改进可靠性等等的优点。

另外，由于确定断裂预定区的长径向槽的作用，当双金属片5执行恢复运动时，在可动触点3、4与固定触点7、8进入接触时所产生的机械振动（振颤和跳动）被吸收。这样延长了双金属片5的寿命。相反，如果具有长径向通孔的过载保护装置设计成具有像传统的过载保护装置一样的寿命的话，则接触体积可以减小，这样可以相应地减少其初期费用。可以这样理解为，通过双金属片5的长径向通孔的形成导致产生多种效果。

按照上述的这佣实施例，可以很容易地生产各种各样的具有不同特性的双金属片，而与负载电流的大小无关。

图30是表示按照本发明另一实施例的过载保护装置的纵截面图，该装置另外包括一高延伸率金属5′和一低延伸率5″。相当于图10中的那些部件被标以同样的序号并且有关的重复说明部分将被删掉。

在图30中，双金属片5按2层结构成形，它包括被连接到低延伸率金属5″上的高延伸率金属5′，这里高延伸率金属5′是下层而低延伸率金属5″是上层。靠近双金属片5的可动触点3、4的部位仅包括低延伸率金属5″，以致可动触点通过阻焊被固定到低延伸率金属5″的下表面上。

当双金属片5的温度低时，高延伸率金属5′处在收缩状态，以致双金属片5按弧形向上突出，其中可动触点3、4与固定触点7、8接触。相反，当双金属片5的温度高时，高延伸率金属 5′大规模膨胀使双金属片5成为下突的弧形，从而可动触点3、4与固定触点7、8分离。

采用上述的结构中，当接触沉积物发生时，电流密度仅在围绕着可动触点3、4连结区的低延伸率金属5″的部位中变的很高，这些部位中之一熔化从而双金属片5如图31中用G指示的一样被断开。在这种方式中，附着到固定触点7上的可动触点3与双金属片5分开，从而确保电流通路进入断开状态。在这个方式中，用这个实施例也可以产生类似的效果。

图32是表明按照本发明的另一实施例的过载保护装置的纵截面图，这里相当于图30中的那些部件被标以同样的序号。

在如图32所示的这个实施例中，双金属片5按二层结构成形，它包括一高延伸率金属5′和一被连到那里的低延伸率金属5″，这里，高延伸率金属5′是低层而低延伸率金属5″是高层。双金属片5仍然具有围绕着可动触点3、4的连结区的仅由高延伸率金属5′组成的部位。换言之。可动触点3、4通过阻焊被固定在高延伸率金属5′的下表面上。

采用上述的结构时，假定接触沉积物发生在可动触点3侧（如图33中所示），断裂G产生在围绕着可动触点3的连结部位的高延伸率金属5′中，从而相同于以前的实施例，可动触点3与双金属片5分开，断开电路。

图34A、34B是分别表示图30中说明的双金属片5的专门实施例的平面图，这里，相当于图30中的那些部件被标以同样的序号。

图34A所示的双金属片5具有高延伸率金属5′，它在围绕着可动触点3、4的地方被去掉了园环形式，图34B所示的双金属片5具有高延伸率金属5′，它在围绕着可动触点3、4并直到 双金属片5的端部的地方被去掉了。为了生产这些双金属片5，可以首先将高延伸率金属5′连接到低延伸率金属5″上，然后可以通过机械加工或类似方式将围绕着可动触点3、4的高延伸率5′部分去掉。或者反过来，在连接之前先通过冲压，使高延伸率金属5′围绕着可动触点3、4的区域去掉，之后冲压过的高延伸金属5′可以连到低延伸率金属5″上。由于通过任一个上述方法生产的双金属片5都具有围绕着可动触点3、4的局部单层结构，所以它能防止接触压力的大大减小。

应注意到图32中所示的双金属片5按同样方法构成。

图35是表示使用在按本发明另一实例的过载保护装置中的双金属片主要部分的横截面图，其中新增加的是一中间层金属5″′。相当于以前参考图中的那些其它部件被标以同样的序号。

如图35所示，这个实施例包括按多层结构成形的一双金属片5，在多层结构中按高延伸率金属5′、中间层金属5′″、和低延伸率金属5″这个顺序连接。类似于图30、32中所示的实施例，高延伸率金属5′是下层，低延伸率金属5″是上层、而中间层金属5′″放在这两层之间。围绕着可动触点3、4的连结区，去掉了高延伸率金属5′和中间层金属5′″，以致通过电阻焊接使可动触点3、4固定到低延伸率金属5″的下表面上。

并且在这个实施例中，类似于以前的实例，断裂最可能发生在横截面比多层结构部位小些的、围绕着可动触点3或4的连结区上。

图36是表示使用在按本发明另一实例的过载保护装置中的一双金属片的主要部分的横截面图，这里相当于图35中的那些部件被标以相同的序号。

在图36中所示的这个实施例中，双金属片5按多层结构成形，在其中连接有一高延伸率金属5′、一中间层金属5′″、及一低延伸率金属5″，这里高延伸率金属5′是低层，低延伸率金属5″是高层，中间层金属5′″放在这俩层之间，类似于图35所示的实施例。然而与图35不同的是，围绕着可动触点3、4的连结区去掉了低延伸金属5″和中间层金属5′″、以及通过电阻焊接使可动触点3、4固定到高延伸率金属5′的下表面上。

也应当意识到，在这个实施例中断裂是最可能发生在横截面比多层结构部位小些的、围绕着可动触点3或4的连结区上。

尽管本发明已结合其实施例进行了叙述，但应清楚，本发明并不仅限于这些实施例。例如，双金属片5可能由上述实例的随意组合构成。尤其是，图11的结构可以与图23的结构相结合，以提供如图37所示的结构。同样，图23的结构可以与图30的结构相结合。

在被用在图23所示实施例中的双金属片中，虽然槽的数目可以适当地选择，但最好槽相对于连接可动触点3、4的直线为对称设置，以便于等量电流可以流过被槽分开的俩电流通道。

从上文中将体会到，按照本发明，具有不同特性的各种各样的双金属片可以很容易地生产而与负载电流大小无关。

图38-42示出了按照本发明的、作为两件式热保护器的过载保护装置实例的结构。图38示出了其内部的平面图;图39是沿图38中剖线ⅩⅩⅪⅩ-ⅩⅩⅪⅩ剖开的截面图;图40是从图38的相反侧着的后视图;图41是沿图38中剖线XLI-XLI剖开的剖面图;图42是沿图38中剖线XLII-XLII剖开的剖面图。两件式热保护器包括盒1;盖2;可动触点3、4;调节螺栓6;调节螺栓6的头部6A;螺母6B;固定触点7、8;固定接线 端板9、10;压簧13;主双金属片19;隔板20;接线端子21、22;接片端子23、24、25;双金属片26;可动触点27;固定触点28;支承件29、30;导体板31;连接块32;主保护器P;热源R;及温度开关TH。

在图38-42中，盒1由绝缘材料制成，并成形为一端开口的矩形套。盖2装进盒1的开口端，以形成一内部空间。正如图38、39所示的一样，这个内空间分成用于容纳主保护器P的室和用于容纳温度开关TH的另一个室，这里，由如无纺纤维或类似物制成的隔板安置在两者之间的边界上以将主保护器P和温度开关TH彼此绝缘。

首先说明主保护器P，正如图38，39，41所示的一样，盘形主双金属片19安装到调节螺栓6上，该螺栓穿入一穿过盒1底成形的通孔并且它的底部分被盒1外底面1a上的螺母6B拧紧。另外，压缩弹簧7装在位于双金属片19和盒1内底面之间的调节螺栓6上。螺母6B被一预定量扣紧，从而主双金属片19被扣紧的螺母6B产生的压缩弹簧13的弹力推到调节螺栓6的头部6A上，这样，主双金属片19与盒1的内底面间隔开一预定距离。在这个结构中，双金属片19被使它的凹面朝着盒1的底地安装到调节螺栓6上。

正如在图38和39中所示的一样，在双金属片19和盒1的内底面之间的空间中，热源R相对调节螺栓6放置在隔板20侧，热源R并不限于它的现有范围，它可以是一电阻、例如一碳膜电阻、金属膜电阻、碳电阻、线绕电阻或类似物、或任何材料例如镍-铬合金、镍-铬-铁合金、铁-铬-铝合金、硅碳化物、铜-镍合金、铜合金或类似物，只要当通以电流时它能用作热源就行。当热源R被安排在一相等于在盒1内底面上 的双金属片19的突出面积部位内时，在主双金属层19被加热时，热量散掉的很少，从而改进了主双金属片的可靠性。

如图41中所示，在主双金属片19凹面的外园周上，可动触点3、4沿着图38中的剖线XLI-XLI的方向，放置在调节螺栓6的两侧上，即，与安排热源R的方位平行。固定接线端板10、9穿过盒1底壁的周边部分，并固定到盒1的内底面上。成形在固定接线端板9或10一端上的固定触点7、8中的每一个被对着固定在主双金属片19上的可动触点3或4而固定在盒1的内底面上。固定接线端板10、9的另一端伸出到盒1的底壁外，如图39、40所示，而接片端子24、25分别被固定到固定接线端板9、10的伸出部分上。

主保护器P的构造如上所述，接下来将参照图42说明温度开关TH的结构。

如图42所示，安排两个绝缘支承件30、29，以便与盖2的内表面一起将接线端子21、22局部地夹在当中。有弹性的导体板31的一端固定在支承件30上，此端通过一装置（未示出）与接线端21电连接。在导体板31的另一端上，可动触点27安装到对着盖2的表面上。固定触点28安排在相对导体板31上可动触点27的位置处的支承件29上。固定触点28也通过一未示出的装置与接线端22电连接。另外，连接块32相对盖2，突出地放置在导体板31表面上的大致中心部分，这样以致弓形弯曲的、它的两端触到支承件29、30的双金属片26的突出表面靠到导体板31上的连接块32上。一般地，双金属片26较大地弯曲以推导体板31，这样使可动触点27与固定触点28分开。

接线端21、22类似于主保护器P的固定接线板10，9（图40）伸到盒1的底壁外，接片端子23固定到接线端22上。

温度开关TH如上所述的构造。在如上述的主保护器P和温度开关TH的结构中，主双金属片19和双金属片26在正常状态下被较大地弯曲，以致固定在主双金属片19上的可动触点3、4分别与在固定接线端板9、10上的固定触点7、8接触，而固定在导体板31上的可动触点27避免与在支承件29上的固定触点28接触。由于此原因，接片端24、25通过固定接线端线10、9和主双金属片19被电连接，同时温度开关TH保持断开状态，以致使接线端子21、22或23之间的电流通道断开。应注意到，主双金属片19和双金属片26随着环境温度的升高呈现较小的弯曲。

这里，盒1内的接线端子21的一端部被连到靠近主双金属片19放置的热源R的一接线端子上。接片端子23被连到电动机和电源接线端子上，该接片端子23被固定到从盒1处向外伸出的接线端子22的一端部上。热源R的另一接线端子通过主保护器P中的调节螺栓而被连到双金属片19的中心部分。

图43是表示包括上述结构的两件式热保护器的电路连接简图，该两件式热保护器被连到一电动机和电源之间，这里，相当于以前参考图中的那些部件被标以同样序号。

现参照图43进行详述，可动触点3通过固定接线端板10和接片端子25被连到电动机M的一接线端子上，而可动触点3通过固定接线端板9，接片端子24，及一电源开关SW被连到一未示出的电源接线端子上。换言之，主双金属片19被连到电源接线端子和电动机M的一接线端子之间。依次，热源R的一接线端通过接线端子21与温度开关TH串联连接而另一接线端连到主双金属片19上。温度开关TH连接到电源接线端子上，又通过接线端子22和接片端子23连接到电动机M的另一接 线端子上。这样，由热源R和温度开关TH组成的串联电路与电动机M并联连接。

图44示出了使用如图43所述的上述两件式热保护器的工作特性曲线和非工作特性曲线，这里，横坐标表示围绕着两件式热保护器的环境温度，纵坐标表示流过两件式热保护器中主双金属片19的电流。

在图44中，实线a表示设置在主保护器P中的主双金属片19的工作特性曲线。在实线a下边的画阴影线区表示非工作区，在实线a上边的空白区表示工作区。表示环境温度W（℃）的点划线d代表温度开关TH的工作特性曲线。在点画线d左边的区（由黑箭头表示的）表示不工作区，而在其右边的区（由白箭头表示的）表示工作区。点划线d也表示温度开关TH已经工作之后的主双金属片19的工作特性曲线。

按照图44所示的曲线图，一合并的不工作区被画阴影响线区划定，在这个区中不论是电流还是温度都不会引起两件式热保护器工作，并且所有剩下的区可以当作为两件式热保护器的工作区。例如，在一限定主保护器P工作和不工作条件的环境温度X（℃）处的临界电流是Y（A），在此如果流过那儿的电流低于Y（A）则主保护器P保持不工作状态。而高于Y（A）的电流引起主保护器P变成工作状态。在温度开关TH已工作之后，主保护器P具有Y（A）以下的电流流过那里时处在不工作状态，而具有Y（A）以上的电流时变为工作状态。

因此，如果电动机M由于过载、抑制转子或类似状态被施加上一个与正常电流相比为过大电流时，主双金属片19产生引起主双金属片19执行反向运动的热量，以致可动触点3、4分别与固动触点7、8分离，以断开到电动机M上的电流，这样， 防止了电动机M过热和损坏。

由于冷却剂泄漏或类似现象，流过主双金属片19的电流并没有增加，以及仅仅检测盒1内温度升高的情况下，在预定的温度W（℃）下温度开关TH如图45A的关上以给热源R-电流来加热主双金属片19。结果是，主双金属片19执行反向运动以使可动触点3，4从固定触点7，8上分开，这样切断了流至电动机M的电流以防止电动机M过热和损坏。

当主双金属片19执行反向运动时，由于热源R的一接线端与调节螺栓6相连、包括电动机M、温度开关TH和热源R的闭合电路断开，当包括电动机M的电路断开时产生的大部分脉冲电压在打开的触点之间作为电弧出现，从而脉冲电压的能量被消耗掉。这样，温度开关TH和热源R就不被施于大脉冲电压。

在这种方式中，本实施例中的温度开关TH和热源R避免了脉冲电压，以致小型和便宜的热源R可以作为热源R使用。

并且本实例的两件式热保护器可以安装在如图46A，46B所示的驱动压缩机的电动机外壳的或竖直表面或水平表面上。即保护特性不受其安装方位的影响。

因此，如果工业用的电源电压是满意的话，那么热源R所需的过压特性是足够的，所以为此目的可以随意选择小型的、便宜的热源，结果是改进了热灵敏度。

加之，由于热源R可以在整个长时间周期内保持稳定的特性，所以使用这种热源R的这个实施例改进了作为两件式热保护器的可靠性和延长了其寿命。

由于温度开关TH也没被施加脉冲电压，所以在温度开关TH的触点之间不需要大间距，这样的结果是使有可能使用小 型和便宜的温度开关而具有极好的工作可靠性。

顺便说说，一热反应开关可以作为温度开关TH使用。这种热反应开关随触点之间的间距缩短而改进了工作灵敏方式。

正如上述，按照本实施例的两件式热保护器可以安装到任何密闭型压缩机或电动机上，以便响应任何特性曲线和各种负载。另外，由于很容易地提供低成本高可靠的保护器，预料在应用保护器方面将具有很大价值。

图47是一个表示按照本发明的另一实例的作为两件式热保护使用的过载保护装置的电路连接简图。这里新加的是热源R1、R2和一温度开关TH′。相当于图45A中的那些其它部件被标以同样的序号。

这个实施例改变成使得电流能连续地加到热源上，以便提高围绕着主双金属片19的、甚至在一个主双金属片19不执行反向运动仅具有在以前实例中所述的其自产热能区的环境温度。

在图47中，温度开关TH′是一个单力双掷开关，它有一常开接线端和一常闭接线端，简化了图42中的温度开关TH，图42的开关是具有常开接线端的单刀单掷开关。温度开关TH′的常开接线端与热源R1连接，而常闭接线端与产生的热量比热源R1小些的热源R2连接。这些热源R1、R2相对于主双金属片19放置在实际上等于盒1内底面上的主双金属片（图38和39）突出面积的一部位上。从而当主双金属片19被加热时，热损耗减小，这样，改进了主双金属片的反应性。

图48示出了使用图47中所示的本实施例时的工作特性曲线和非工作特性曲线。在图48中，横坐标代表围绕着两件式热保护器的环境温度，纵坐标代表流过主双金属片19的电流。

在图48中，一实线a表示主双金属片单独使用时所获得的工作特性曲线和不工作特性曲线，而虚线b1代表由热源R2产生的热量加到那里时主双金属片19的可见工作特性曲线和非工作特性曲线。更尤其是，热源R2产生的热能引起围绕主双金属片19的环境温度升高，尽管靠由热源R2所产生的热能使主双金属片产生的热能执行反向运动是不足的，仍能促使主双金属片19工作。所述的另一方式是，通过改变围绕主双金属片19的环境温度可以任意变换能使主双金属片19工作的电流。因此，借助热源R2的帮助，在主双金属片19的一工作点处的电流可以变换到一低值。

例如，如果围绕主双金属片19的环境温度是X（℃），限定主双金属片19的工作区和不工作区的一临界电流被表示在实线a代表的特性曲线上的Y（A）处和在由虚线β代表的特性曲线上的Z（A）处。这样，当比Y（A）或Z（A）小的电流流过那里时，主双金属片19处在不工作状态，而当比Y（A）或Z（A）大些的电流流过那里时，它处在工作状态。在图48中将理解到，由虚线β1表示的特性曲线代表主保护器P的实际工作特性曲线，这里虚线β1下边的画阴影线区表示不工作区，无阴影线区表示工作区。

如上所述，即使流过电动机M的稳态电流不足以使主双金属片19工作，电动机M可以具有一适当的、应用热源R2热效应的两件式热保护器。结果，如果与稳态电流相比的一过大电流由于过载、一抑制的转子或类似情况流进电动机M中时，主双金属片19产生热量，执行反向运动以将可动触点3、4分别与固定触点7、8分离，这样切断了电流，防止了电动机M的过热和损坏。

并且，在图48中，点划线62表示当温度开关TH′选择热源R1（图47）时的主双金属片19的工作特性曲线，这里，分别地在点划线B2下边的画阴影线区表示不工作区、在点划线B2上边的区表示工作区。结果，在电流和温度都不会引起两件式热保护器工作的两件式热保护器的不工作区根据所选的热源R1或R2用B1下边或B2下边的区域表示。

因此，在冷却剂或类似物的泄漏引起盒1中的温度升高而没引起电流增加的情况下，在图49A所示的预定温度W（℃）处，该温度开关TH′移到另一接线端以切断到热源R2上的电流代之开始给热源R1供给电流。由于此原因，热源R1释放了大量热能以迅速加热主双金属片19。结果，主双金属片19执行反向运动，如图49B所示分别将可动触点3、4与固定触点7、8分离，这样切断了到电动机M上的电流，防止了电动机M的过热和损坏。

当主双金属片19执行如上所述的反向运动时，每一个热源R1，R2的一个接线端都连接到调节螺栓6上，以致由电动机M、温度开关TH和热源R组成的闭合电路断开。这样，当电动机M的电路断开时所产生的脉冲电压能作为打开和闭合触点之间的电弧而大大地损耗掉。从而温度开关TH和热源R1，R2类似于以前所述的实施例不受脉冲电压的影响。

最好，在上述相应实施例中说明的双金属片5的厚度在0.15毫米至0.25毫米的范围内。

按照本发明的过载保护装置可以连接和使用在空调器、冰箱、干燥器等等中的电压缩机上。