采用热敏材料体的热熔断器制造技术

本发明专利技术提供了一种采用热敏材料体的热熔断器，该热熔断器所提供的工作温度仅有有限的变化，而且其操作的精确度很高，因此高度可靠。为了达到该目的，采用热敏材料体的热熔断器包括一个开关功能部件，该部件包括一个热敏材料体、一个可移动导体和一个弹簧部件。在指定的工作温度下，热敏材料体软化或熔化从而将弹簧部件从负载力中释放出来，而使弹簧部件外推可移动导体，从而改变位于第一电极和第二电极之间电路的开关状态。热敏材料体由热敏材料形成，根据其软化或熔化时表现出来的流动性特征加以选择。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及采用热敏材料体的热熔断器，该热熔断器利用了热敏材料在温度升高的情况下发生热变形而具有的流动性特征，使其能够在一精确的温度下起作用，具体的是，本专利技术涉及采用热敏材料体的热熔断器，其使用的热敏材料由在软化或熔化时能表现出流动性特征的热塑性树脂组成。相关技术的描述通常，根据所使用的热敏材料可以将热熔断器分成2种类型。第一种类型的热熔断器采用的是由非导电热敏材料构成的热敏材料体，而另一种热熔断器采用的则是导电性热敏材料的低熔点合金。这两者都称为非重接性热开关。当周围温度上升并且达到一个指定温度时，熔断器起作用而切断或导通仪器或装置中的载电流通路从而起到保护作用。熔断器的工作温度由所使用的热敏材料确定。通常，市售产品中的热熔断器的工作温度在60℃至240℃之间，额定电流在0.5A至15A的范围内，热熔断器作为电保护器件使得在起始的普通温度下所处的起始导电或中断状态在预先一确定的温度下发生转化而成为中断或导通的状态。在上述热熔断器中，应用热敏材料体的热熔断器是由以下部件组成的一个具有两个相对末端的套筒，附着在套筒上的引入部件，和非导电热敏材料组成的材料体，一个压缩弹簧以及安装在套筒中的可移动导体。达到指定的工作温度时，材料体软化或熔化，压缩弹簧推进并且加压，因此作用于可移动导体上，使其发生移动而改变导通或中断状态或者相反。典型的热敏材料体由具有指定熔点的化学制剂形成，并且制成指定的几何形状，制粒(granulated)，制成片状，这样就制成片粒状的材料体。应用热敏材料体的热熔断器通常采用由单一的具有已知熔点的有机化学化合物组成，要将其制成热敏材料体，需要加入粘合剂、润滑剂、颜料等等材料，这些材料的作用分别是加强其成形特性、提供均匀的密度和划分热敏材料体的类型，然后将这样得到的介质造粒成形。此单一的有机化合物包括4-甲基-7-羟基香豆素，这是一种纯的化学制剂，如在日本专利公开号S60-138819的实施例中揭示的。此外，如日本专利公开号2002-163966和日本专利号2551754所揭示的，可以将两种或更多类型的有机化合物混合在一起来制备并使用具有不同熔点的热敏材料。一般来说，共熔混合物在热稳定性和绝缘稳定性上令人满意。然而，据说如果和一种预定的化学制剂相混合，所得的熔点也会有所变动。进一步说，这些化学制剂是低分子量的化合物，而且是诸如保证试剂或其它高纯度类似试剂的化学试剂。此外，日本技术出版号H6-12594指出了与造粒成形相关的缺点，这些缺点有关热敏材料体熔化以及因此发生分解时热敏材料体所具有的耐绝缘性能。日本专利公开号S50-138354和日本技术公开号S51-145538揭示了由石蜡或类似的热敏可熔物质或抗热、非导电、合成树脂材料构成的热敏材料。然而，这些例子都没有投入实际应用，这是因为它们都利用了热敏材料自身的熔化，因此在设定一个确定的工作温度方面有一定的问题，而且热敏材料体也会发生长期变化。此外，日本专利公开号2003-317589揭示了一种采用热敏材料体的热熔断器，其所应用的热敏材料由热塑性树脂与填料混合而成。然而，很难对热熔断器设定一个高度精确的、稳定的工作温度。专利技术概述对于采用热敏材料体的热熔断器，在选择热敏材料时，需要热敏材料容易成形并且能够提供非常精确和稳定的工作温度。例如，将一种化学试剂用作热敏材料时，该材料会在温度高到和其熔点接近时由于升华而缩小，在高湿度条件下储存或使用时由于潮解而溶化并缩小。任一种情况都会导致热熔断器的错误接通或切断，从而不能保证稳定的工作温度。此外，采用热敏材料体的热熔断器会受到其环境的影响，而且，因为它是由粉末材料成形的，所以不够坚固，容易破裂或碎裂或产生类似的缺陷。这样，该熔断器在热、物理和化学方面都不够稳定，因此需要一种能够解决上述缺陷并且改善其特性的令人满意的热敏材料。此外，采用的热敏材料由热塑性树脂组成，并且利用其在温度上升时的软化或熔化的热熔断器还有另一个与确定工作温度方法相关的问题，也就是其工作温度有明显的变化。具体地说，对于在温度升高时发生热变形的热敏材料并不能清楚地确定其操作响应速度，这点和工作温度的精确度都是投入实际应用的障碍。而且，还不清楚什么样的热塑性树脂性质有利于成形和能够确保材料体在指定的工作温度下迅速发生热变形。因此，究竟应当选择何种热敏材料仍然是一个有待解决的困难问题。本专利技术从物理和化学的角度考虑了所选择的用于热熔断器热敏材料体的热敏材料，从而确保其在指定的温度迅速起作用。更具体地，本专利技术考虑的采用热敏材料体的热熔断器可以对其工作温度进行调节，这样就能在其生产过程中便于成形，减少其作为成品在贮存和使用过程中的败坏，并且使其能对局限在一定变动范围内的指定工作温度迅速做出响应。此外，本专利技术考虑了利用热敏材料流动性的高精确度热敏热熔断器。更具体地，该熔断器采用的热敏材料，在选择时要考虑其流动性特征，这样熔断器就能可靠地在指定温度下起作用。为了解决这一问题，在选择作为热敏材料的热塑性树脂时，要根据其在合适的成形条件下所具有的流动性以及其在操作中对热变形的迅速响应。此外，为了达到高精确度和稳定的工作温度，工作温度的变动范围必须很小，而且热敏材料体的升华和潮解也必须降至最低程度。为了达到这一目的，可以用JIS K7210所定义的流动性特征测量熔体流动速率(MFR)来确定热敏材料在接近工作温度的高温条件下的流动性，来降低产品在成形过程中的缺陷型破裂或碎裂，以及提高工作温度的精确度和响应速度，从而改善其绝缘电阻并且使其在高温下能够经受电压。本专利技术的热熔断器采用的热敏材料体包括通过一个绝缘套管固定在金属圆柱套筒一端开口处的第一引入部件，弯曲而固定在套筒另一端开口处的第二引入部件，以及安装在套筒内的一个开关功能部件，该开关功能部件包括一个热敏材料体、一个与热敏材料体接触的可移动导体、和对可移动导体施压的弹簧部件。在指定的工作温度下，热敏材料体软化或熔化而将弹簧部件从负载力中释放出来，从而使得弹簧部件推动可移动导体，以此改变位于第一和第二引入部件之间电路的开关状态，热敏材料体由热敏材料形成，热敏材料的选择依据是其在软化或熔化时表现出来的流动性特征。优选的热敏材料是具有的流动性特征至少为0.5g/10分钟的热塑性树脂，更优选的至少为1.0g/10分钟，流动性特征是用熔体流动速率表示的。优选的是，将工作温度设定在外推起始熔化温度与外推终止熔化温度之间，用弹簧部件所施加的力加以调节。合适的热塑性树脂是结晶度至少为20％的聚烯烃。这样，热熔断器的热敏材料体就能利于成形并且降低长时间使用而发生的变化，以及将产品的变化降至最低，从而获得高精确度和稳定的工作温度。本专利技术的采用热敏材料体的热熔断器在另一方面包括一个含有热敏材料体的开关功能部件(对热敏材料体加热和加压时，在低于指定工作温度的条件下该热敏材料体即开始变形)，和一个与热敏材料体接触的可移动导体；一个圆柱形的套筒，在套筒内安装有开关功能部件；固定在圆柱形套筒一端开口处的第一引入部件，该部件的末端有一个第一电极；固定在圆柱形套筒另一端开口处的第二引入部件，而圆柱形套筒的内表面即为其提供第二电极。热敏材料体在指定的工作温度下发生变形，从而让弹簧部件推动可移动导体，使得可移本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用热敏材料体的热熔断器，其特征在于，该熔断器包括：通过一个绝缘套管固定在金属圆柱形套筒一端开口处的第一引入部件，弯曲而固定在套筒另一端开口处的第二引入部件，以及安装在套筒内的一个开关功能部件，该开关功能部件包括一个热敏材料体、一个与热敏材料体接触的可移动导体、和对可移动导体施压的弹簧部件，在指定的工作温度下，热敏材料体软化或熔化而从负荷条件下释放出弹簧部件，从而使得弹簧部件推动可移动导体，以此导通或中断位于第一和第二引入部件之间的电路，其中，所述的热敏材料体由热敏材料构成，热敏材料的选择依据是其在软化或熔化时表现出来的流动性特征。

【技术特征摘要】
JP 2005-3-17 2005-0764841.一种采用热敏材料体的热熔断器，其特征在于，该熔断器包括通过一个绝缘套管固定在金属圆柱形套筒一端开口处的第一引入部件，弯曲而固定在套筒另一端开口处的第二引入部件，以及安装在套筒内的一个开关功能部件，该开关功能部件包括一个热敏材料体、一个与热敏材料体接触的可移动导体、和对可移动导体施压的弹簧部件，在指定的工作温度下，热敏材料体软化或熔化而从负荷条件下释放出弹簧部件，从而使得弹簧部件推动可移动导体，以此导通或中断位于第一和第二引入部件之间的电路，其中，所述的热敏材料体由热敏材料构成，热敏材料的选择依据是其在软化或熔化时表现出来的流动性特征。2.根据权利要求1所述的热熔断器，其特征在于，其中所述的热敏材料是以熔体流动速率表示的流动性特征至少为0.5g/10分钟的热塑性树脂。3.根据权利要求2所述的热熔断器，其特征在于，其中所述的工作温度设定在所述热塑性树脂的外推起始熔化温度和外推终止熔化温度之间，而且由所述弹簧部件施加的力来进行调节。4.根据权利要求2所述的热熔断器，其特征在于，所述的热塑性树脂是结晶度至少为20％的聚烯烃。5.一种采用热敏材料体所述的热熔断器，其特征在于，该熔...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉川時弘，
申请(专利权)人：恩益禧肖特电子零件有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]