目前众所周知已提供了性能稳定、造价低廉的马达保护器，其包 括一个小型壳体，在该壳体中设有一个弱电流输送热敏开关，该开关 具有双金属盘，其适于一旦发生某些温度情况时，便能与固定电触头 接合或断开以相应地闭合或断开电路。
为了使这种保护器快速对非常小的电流作出响应，我们还知道设 置一个以与所述盘呈热交换关系安装的加热器。这种保护器的一个实 例如美国专利No.4,476,452所示，其包括一个具有开口端的金属壳体， 一个凸缘围绕该开口端形成，并且一个衬垫和所述盖安装并固定在壳 体上。将一个热响应电开关设置在壳体内，其适于在一旦出现选定的 热条件时，便能与通过壳体和盖的电路连通或者断开。所述盖包括两 个分离并相互隔开的部分，一个部分具有从该处伸出以起到终端作用 的细长部分，另一部分设置在开关的部分上。盘管式加热器以机械和 电的方式连接在盖的隔开部分之间，从而提供一个尤其适合于分数功 率马达的保护器。

虽然上述专利中提到的马达保护器适合于低电流的应用，但是必 须提供一种适用于低电流应用的低成本保护器，其具有更高的电流敏 感度，并且机械强度更大，并具有某些用途(如保护压缩机的电动机) 所需的增长的复位时间。
因此，本发明的一个目的在于提供一种低电流马达保护器，其能 克服现有技术中提到的各种局限。本发明的另一个目的在于提供一种 低电流马达保护器，其具有改进的电流敏感度，同时在操作和振动过 程中还有很大的机械强度。而本发明的另一个目的在于提供一种能够 容易并精确地用于各种电气装置如压缩机、变压器以及小型马达的低 电流马达保护器。本发明的另一个目的在于提供一种特别适合于低成 本装配技术的低电流马达保护器。本发明的再一个目的在于提供一种 始终具有开路状态的低电流电动机保护器。
根据本发明，提供了一种马达保护器包括：壳体件，其具有一条 纵向轴线，一个底壁，一个从底壁向上延伸并限定了一个开口端和一 个开关腔室的侧壁，所述侧壁具有一个自由端，该自由端形成有一个 横向、向外延伸的凸缘，所述凸缘具有位于开口端的至少两个相对侧 上的部分；恒温开关，其具有一个容纳在开关腔室内的与壳体件电连 接的可动触头；容纳在凸缘上的衬垫，衬垫具有一个与壳体件的开口 端对齐的开口；盖，其具有安装在衬垫上并固定在壳体件上的分离的 第一盖部和第二盖部，所述分离的第一盖部和第二盖部中的至少一个 形成有具有圆拱结构的部分，所述圆拱结构形成了凹入结构的凹槽， 细长加热件，其具有大致螺旋状结构，并且具有第一和第二端部，这 些端部电连接至相应的分离的第一盖部和第二盖部，并且所述螺旋状 结构容纳在所述分离的第一盖部和第二盖部中的至少一个的圆拱结构 中并与所述分离的第一盖部和第二盖部中的至少一个的圆拱结构分 离。
简单来说，根据本发明，低电流马达保护器包括：一个大致平行 六面体形状的金属壳体，其限定有一个开关腔室，该开关腔室具有一 个形成有向外、横向延伸的凸缘的开口端，在所述开关腔室中安装一 个热敏开关。一个窗口状的衬垫安装在凸缘上，第一和第二分离的盖 部通过与金属壳体电绝缘的衬垫安装在并固定在凸缘上。每一盖部均 形成一个凹式接触支架，这些支架排成一列且彼此相对，并适于接收 陶瓷基片的端部。将一厚膜加热器设置在陶瓷基片的底表面上，并且 在相对端上设置接触部分以安装在盖部的接触支架上。陶瓷加热器在 开关腔室内的凹入定位使陶瓷加热器能以与恒温开关形成最佳热交换 配合的方式位移。根照本发明的特点，陶瓷基片增大了加热器的热质 量以便能够延长恒温开关的复位时间。恒温开关具有一个可动触头， 其可以与设置在一个盖部的下表面或内侧表面上的静触点接合或断 开，以便通过陶瓷加热器对恒温开关进行了选定的加热，恒温开关便 会使可动触头从触头接合或闭合的位置移动至触头分离或断开位置。
使陶瓷加热器容纳在由接触支架形成的凹入座上并通过延伸穿过 一个盖部的机械夹固定就位，所述机械夹对靠在接触支架上的基片的 外表面施加适当的压力以便能够实现陶瓷加热器接触部分与该处的良 好电接合。
在另一个实施例中，盘管式加热器具有一个第一端部和一个第二 端部，其中，所述第一端部固定至两个盖部的第一盖部上，所述第一 盖部经一个电绝缘衬垫夹紧安装在壳体上，所述第二端部固定至两个 盖部的第二盖部上，也经所述电绝缘衬垫夹紧安装在壳体上。两盖部 具有形成于另外的大致为平面状盖部的一部分中形成的圆拱结构，同 时，横向延伸的薄片弯曲以经衬垫夹紧接合壳体的横向延伸的凸缘部 分。以相对于恒温开关能够进行热传递的方式，使盘管式加热器容纳 在圆拱结构的凹入部分中，并且两个盖部沿纵向彼此分离足以维持彼 此电绝缘的距离。
附图说明
通过以下参照附图所作的详细说明，能够清楚地理解本发明的新 型改进电动机保护器的其它目的、优点以及细节，其中：
图1为根据现有技术制造的马达保护器的俯视图；
图2是沿图1中线2-2所示的横剖面图；
图3是根据本发明的最佳实施例制成的马达保护器的分解透视 图；
图4与图3类似，是本发明的一个改进实施例，但图中恒温开关 未示出；
图5是根据本发明另一实施例制造的盘管式加热器的透视图；
图6是沿图5中的线6-6所示的剖面图；
图7是图5所示的实施例的俯视图，为了便于说明，切除了盖部。
对最佳实施例的详细说明
参见图1和图2，现有技术中的低电流马达保护器包括一个长方 形金属壳体1，其具有底壁1a、侧壁1b和在侧壁自由端横向、向外延 伸的凸缘1c。在凸缘1c上接收一个由电绝缘材料制成的衬垫2，并且 在衬垫2上接收由隔开部分3a、3b形成的盖3。使在壳体相对侧上的 凸缘1c的延伸部分1d弯折以通过衬垫夹持盖部3a、3b。
衬垫2形成有一个窗口2a，其与由壳体的侧壁1b限定的开关腔 室匹配，一包括速动双金属件4的恒温开关一端牢固安装在壳体的底 壁1a上，并且其具有一个安装有可动电触头4a的自由端，可动电触 头可以与焊接在盖部3a上的静触点3c接合或断开。
一个辅助盘管式加热器5一端焊接到盖部3a上，相对的一端焊接 到盖部3b上。盖部3b带有一个端部部分3e，壳体1带有一个末端1e。
可动电触头4a通常与静触点3c电接合，从而通过双金属件4和 盘管式加热器5、在末端之间形成一个电流通路；然而，一旦被加热 到一个选定温度，例如，由于一个过载电流的作用，盘4将会突然移 动至其虚线位置以切断电路。
虽然上述现有技术中描述的马达保护器对于某些应是有效的，然 而为了在一个更广阔的市场范围内使用，需要一种有更高电流敏感度 的保护器。这就要求加大加热器的电阻，其可以通过减少盘管式加热 器的横截面积来实现；但是，这样会导致加热器元件在正常操作中过 于脆弱。另外，为了能用于某些场合(例如，具有正温度系数(PTC) 的起动装置的压缩机)，需要较长的切断和复位时间以允许对PTC起 动装置进行适当的冷却。
根据本发明制成的保护器克服了这些缺陷。如图3所示，马达保 护器10包括：一个长方形金属壳体12，其具有底壁12a、从底壁延出 的侧壁12b以及一个凸缘12c，该凸缘从侧壁的自由端横向和向外伸 出。
在由侧壁12b限定的开关腔室12d中设有一个热敏开关14。开关 14包括：一个在现有技术中已知的双金属速动盘14a，其末端14b以 悬臂形式固定至壳体底壁12a上，最好是例如通过利用焊接块14c焊 接到该处而固定在向内延伸的平板12e上。一个可动电触头14d安装 在所述盘背离壳体底壁的侧面上的自由端14e上。
一个形状大致采用窗口框架16a的电绝缘衬垫16容纳并覆盖在壳 体的凸缘12c上。衬垫沿两个细长相对侧具有延伸部分16b，所述相 对侧朝向窗口框架结构的中心弯折成大致V形形状，以便在层16a和 16b之间夹持壳体的两个相对凸缘部分。最好，一个附加部分16c从 延伸部分16b伸出以便沿壳体的侧壁12b移动，从而可以确保在将论 述的盖部和壳体之间形成电绝缘。
盖18相应地包括第一和第二部分18a、18b。每一盖部均具有分 别位于一个平面内的平坦支承部分18c、18d以及相对的薄片18e，其 中，所述支承部分用于容纳在凸缘12c上的框架衬垫部分16a上，所 述薄片18e向盖部的中心弯折，从而与支承部分形成大致V型结构。 盖部18b上的薄片18e在其弯曲的弧形部位上形成一个切口，以限定卡 扣面18k，所述卡扣面位于伸入所述切口内的支承部分18d的表面中。
每一盖部均形成一个呈接触支架18f形式的加热器底座，所述接 触支架与各个支承部分18c、18d位于朝开关腔室的盖部的侧面上的平 面分离，以便当将所述盖置于壳体中时，将支架设置在开关腔室12d 中。使各个侧壁与后壁18g、18h与支架相连以确保形成一个用于保持 加热元件的选定位置的坚固底座。支架18f并排一列且彼此相对，并 且它们彼此之间相距选定距离，以提供在支架上接收的加热元件与速 动恒温盘14a之间的直接的、近距离的辐射热耦合。
一个采用陶瓷基片20形式的加热器元件具有相对的第一和第二 工作面20a、20b以及第一和第二端部20c、20d。一个由合适材料如 含银材料制成的最好形成有外部接触突块的电接触层20e延伸通过第 一工作面20a的每个端部20c、20d，一个被玻璃层覆盖的电阻厚膜层 20f设置在第一工作面20a上，该工作面在接触层之间延伸并与接触 层电连接。陶瓷基片的接触层适于放置在支架18f上，同时，陶瓷元 件紧密安装在凹形底座中并且加热器表面面向恒温盘14a。
静电触点21最好安装在形成于盖部18a的支承部分18c中的平台 上，其中，所述盖部具有支架18f。可动电触头14d适于根据恒温盘 14a的凹状结构与静电触点21接合或断开。
弹性夹22由如不锈钢这样的适当材料制成并且通常具有一个延 伸通过壳体12的宽度部分的细长主体部分，并且相对的端部22a自身 弯折以与细长主体部分形成大致V形结构，锁定片22b从每一弯折部 分冲压而成，并且其自由端22c延伸离开每一锁定片22b的自由端。 采用突起22e形式的施力部分在端部22a弯曲延伸的弹性夹的同一侧 上离开弹性夹22的本体部分延伸。
一个末端12f从壳体12伸出，另一个末端18m从盖部18b伸出。
一旦将恒温开关14安装在开关腔室12d中，便使衬垫16滑至凸 缘12c上，接着具有V形薄片18e的盖部18a、18b滑过包括16b部 分的衬垫16。盖部相互之间的间隔足以确保电绝缘的选定距离，壁架 18f的特征在于彼此分离以在其上接收陶瓷基片20，同时使接触面20e 容纳在相应的支架18f上。随后，使薄片18e向内弯曲以将盖部夹持 在它们的选定位置处。接着，插入陶瓷基片并将弹性夹22设置在盖部 18b上，以便在薄片18e上方接收端部22a，并且，在相应的卡扣面18k 下方接收冲压出的锁片22b，施力部分22e在陶瓷基片20的表面20b 上施加力。
图4显示了一种改进的实施例10′，其中，卡扣面18k形成于盖部 18a′，夹子22′形成有一个腿部22f，其用于对施力突起22e′进行定位， 以便当将夹子22′固定至盖部18a′上时，其将与陶瓷基片20的中心对 准。如图所示，例如，沿虚线18g向上弯折腿部22f，以向陶瓷基片 提供适当的偏压。
根据所述最佳实施例制成的电动机保护器10、10′与现有技术相 比，具有多个优点。加热器材料的横断面减小，以便增大使保护器对 电流更为敏感同时又不会降低强度的电阻。陶瓷基片增大了加热器元 件的热质量，以增长了热敏开关的复位时间，该特征对于某些用途而 言是重要的，例如，对于那些对于PTC起动器而言，要求延长冷却时 间的压缩机是重要的。将加热器设置在形成于壳体的开关腔室中的凹 进部分提供了与热敏开关的最佳热耦合，同时为加热器保护器提供了 底座，从而避免了在操作、振动及类似情况下的意外移动。
厚膜层加热器提供了一种长期的故障保护，即，烧坏加热器材料 或破损陶瓷基片会导致开路。厚膜层加热器的使用还提供了一个优势， 即，可调整加热器膜片以提供能够形成准确时间性能的精确电阻值。 另外，激光调整在限定额定电阻值时允许更大的灵活性，并且与可以 对应的盘管式加热器相比，可以使用更广范围的数值，因此可以用于 更广范围的应用。
将陶瓷加热器保持在其底座中的弹性夹的使用能够确保最佳的电 和机械的连接，同时避免焊接或钎焊操作。
参见图5-7，如图所示，本发明的另一实施例100包括一个长方 形金属壳体12，与前面的实施例中那样。壳体12具有底壁12a，从底 壁伸出的侧壁12b，一个凸缘12c，其从侧壁的至少一部分的自由端侧 向向外延伸，以及一个在壳体的一端部从凸缘12c沿纵向伸出的末端 12f。
图3所示类型的热敏开关(未示出)容纳在一个开关腔室12d中， 恒温盘元件优选设置在底壁12a的平台12e上。
正如前面的实施例那样，电绝缘衬垫16容纳并覆盖在壳体12c 的凸缘上。
导电材料制成的盖28分别包括第一和第二部分28a，28b。如在 前面实施例中所述的那样，每一盖部均具有一个平坦支承部28c，28d 以及相对的薄片28e，其中，所述支承部分别位于一个平面上，以便 在框架式衬垫部分16a和凸缘12c上接收这些支承部，所述薄片朝相 应的盖部的中心向内弯曲，从而与支承部分形成大致V型结构。静触 点平台28m和一个末端28n形成于盖部28a上。
在所述盖的平坦支承部分中形成圆拱型结构28f，它沿与长方形 壳体12的纵向轴线2大致平行的方向延伸。如图所示，圆拱型结构 28f在第一盖部28a具有第一相对较小的纵向长度部分28g，在第二盖 部28b具有第二相对较大的纵向长度部分28h。
如在图7中能最清楚地看到的那样，盖部28a、28b最好在所述盖 的纵向轴线2的一侧具有一个较宽的平坦支承表面，以有助于焊接突 起28j、28k在各个盖部上的设置，同时使适于加热器螺旋结构的有效 纵向空间达到最大，如后文所述。如果需要的话，焊接突起可以通过 平坦支承部分的局部变形或通过设置焊接金属块形成。圆拱型结构28f 的壁形成有与每个焊接突起匹配的切口，以允许盘管式加热器的端部 通过并固定在该处。
螺旋加热器或者盘管式加热器30具有第一端部30a和第二端部 30b，这些端部例如以与容纳在壳体12中的恒温开关形成直接热交换 的方式，通过与设置在由圆拱型结构形成的凹形部分内的加热器的螺 旋部分焊接在一起而固定在相应的焊接突起28j、28k上。盖部28a、 28b通过薄片28e固定至壳体12上，并且，盖部沿纵向纵向轴线2彼 此充分分离以在两个盖之间提供适当的电绝缘，但是它们还要充分靠 近以有效地形成用以长时间保存盘管式加热器产生的热量的封闭结 构，从而能够延长热敏开关的切断或复位时间。圆拱型结构28f还能 够起到在进行操作等期间保护盘管式加热器的作用。
虽然已结合本发明的一个特定最佳实施例对本发明进行了说明， 但是，显然：根据前面所述内容，很多替换、改进和变型对于本领域 技术人员而言均是显而易见的。应想到：本发明包括落入权利要求书 保护范围内的所有公开实施例的改进和等同变换。
相关专利申请
本申请是2003年12月3日提交的No.10/727,297专利申请的部分 继续申请，所述No.10/727,297专利申请已转让给本发明的受让人。