專利名稱：安裝在電磁線圈中的熱控開關(guān)的保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對熱控開關(guān)裝置的保護(hù)，以便在繞組期間保護(hù)電磁線圈中的繞組。優(yōu)選的是，隨后封裝本發(fā)明的電磁線圈。
背景技術(shù)：
在隨后的說明書以及權(quán)利要求書中，除非本文另有需要，術(shù)語“包括”或者其變型應(yīng)被理解為表示一個整體或一個步驟或者一組整體或步驟的組成部分。
本說明書中任何對現(xiàn)有技術(shù)的描述并不、也不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是已經(jīng)承認(rèn)這種現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)在澳大利亞為廣泛熟知或成為本領(lǐng)域的公知常識。
根據(jù)電氣標(biāo)準(zhǔn)的基本要求，使用在電動機(jī)和其它電氣設(shè)備中的電磁線圈需要被保護(hù)，以便在正常操作以及電氣設(shè)備或其負(fù)載發(fā)生故障時不受溫度過度升高的影響。線圈溫度過高會造成線圈或其部件的損壞，并能導(dǎo)致火災(zāi)或電擊的危險。常用的、防止這種過高溫度的線圈保護(hù)方法是在靠近繞組的位置處安裝一個封裝的小型快動熱敏開關(guān)。在溫度明顯低于相對繞組的危險溫度時選擇這種開關(guān)，以便開啟電路，并使該開關(guān)與繞組串聯(lián)，以便在開啟開關(guān)時確保電絕緣。
在電磁線圈中連接和安裝該熱控開關(guān)的一種方法如Hangmann等人的US6326879所述。在該US6326879專利中，電磁線圈卷繞在一塑料線圈架，并將用來形成線圈磁路的鐵心片插入該線圈架中。為保護(hù)電磁線圈免受高溫的影響，在線圈外部放置一熱保護(hù)開關(guān)，并利用例如粘結(jié)劑將該開關(guān)保持到位。該熱保護(hù)開關(guān)與線圈繞組串聯(lián)，以便在該熱保護(hù)開關(guān)操作時中斷電流。
Hangmann所述的熱保護(hù)開關(guān)的設(shè)置對于常見構(gòu)造類型的線圈和電動機(jī)是令人滿意的，由此線圈和鐵心片組件或者可以在一主殼體內(nèi)的自由空氣中操作，或者可以由一個密封配合的包裝物所封裝。然而，在一些應(yīng)用中要求所述制成的線圈和電動機(jī)必須在一個不利的環(huán)境內(nèi)運(yùn)作。尤其是，在例如一個加濕器或蒸發(fā)空氣冷卻器中線圈和鐵心片會接觸水滴或噴霧的環(huán)境下，尤其希望能防止任何水分接觸到線圈和電動機(jī)的內(nèi)部。在這種應(yīng)用中，通常的實(shí)踐是用塑料材料封裝線圈的繞組。實(shí)現(xiàn)這種封裝的一種方法是在注塑工具空腔內(nèi)將卷繞的線圈放置在線圈架上，利用高壓注射的熱塑性材料填充線圈和注塑工具之間的空間。這種方法會使電磁線圈被密封封裝，這樣就不會被在正常情況下可能進(jìn)入電動機(jī)或線圈的水汽所影響。
上述封裝過程使注塑成型空腔中的整個空間承受較高的流體靜壓力和溫度。如果對US6326879所述的線圈和熱保護(hù)開關(guān)進(jìn)行上述操作，所述熱保護(hù)開關(guān)無疑會由于擠壓的流體靜壓力和在注射熱塑性塑料時直接接觸該熔融熱塑性塑料而永久受損。
如果在線圈卷繞到線圈架之前，將熱保護(hù)開關(guān)放置到塑料線圈架上，或者是塑料線圈架內(nèi)形成的一空腔空間中，就能減小壓力和溫度的極限值。在該構(gòu)造中，熱保護(hù)開關(guān)將不會承受相比在位于線圈外部的傳統(tǒng)位置時由于在熔融熱塑料和熱控開關(guān)之間的線圈的熱阻和熱惰性而受到的高溫。但是，熱控開關(guān)仍然會在注射熱塑料時受到流體靜壓力，而且已經(jīng)在生產(chǎn)試驗(yàn)階段發(fā)現(xiàn)該流體靜壓力會對很大比例的開關(guān)造成永久損壞。所述熱控開關(guān)同樣會由于線圈在卷繞時卷繞到線圈架上方的開關(guān)的任何突出部上方，而受到擠壓作用力。這種目前市場上可獲得的熱控開關(guān)的內(nèi)部構(gòu)造依賴于連接在開關(guān)外套的、過中心的雙金屬彈簧。當(dāng)承受較高的流體靜壓力或者來自線圈繞組的擠壓作用力時，開關(guān)的外套會變形，從而導(dǎo)致開關(guān)溫度和繞組操作的顯著變化。這種損壞通常是永久性的，并會造成所生產(chǎn)的電磁線圈成為廢棄品。此外，因?yàn)闊峥亻_關(guān)是安裝在線圈繞組中的法定安全裝置，所以其在線圈過熱情況下的有效和可靠操作不能有任何問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的就是防止在生產(chǎn)時任何對裝配到電磁線圈中的保護(hù)開關(guān)的損壞，其中所述開關(guān)安裝在線圈架和電磁線圈的繞組之間。
本發(fā)明在一方面提供了一種裝配到電磁線圈的保護(hù)性裝置，用來防止對裝配到電磁線圈中繞組下方的熱保護(hù)開關(guān)的任何損壞。在一個優(yōu)選實(shí)施例中，在線圈制作工藝之后是封裝步驟。最佳的是，所述裝置包括一個形狀與所述熱控開關(guān)的形狀相對應(yīng)、并且緊密裝配所述熱控開關(guān)和所連接的導(dǎo)線的保護(hù)罩。
本發(fā)明在另一方面提供了一種制作具有熱保護(hù)開關(guān)的電磁線圈的方法，包括將所述開關(guān)定位在所述線圈的線圈架上；為所述開關(guān)覆蓋一保護(hù)罩，該保護(hù)罩適于抵抗線圈繞組卷繞在線圈架上時所施加的作用力、以及在線圈安放到線圈架后封裝該線圈所施加的溫度和壓力，這樣就保護(hù)所述熱保護(hù)開關(guān)免受制作該電磁線圈時所帶來的作用力和溫度；將線圈繞組應(yīng)用到已裝配有開關(guān)和保護(hù)罩的線圈架上。
附圖描述以下借助附圖利用一個實(shí)施例更詳細(xì)地描述本發(fā)明。所述附圖包括

圖1為一個小型同步永磁體電機(jī)和電磁線圈的分解示意圖，其中一個線圈裝配有根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的熱控開關(guān)；圖1a為圖1中組合好的電機(jī)的等比示意圖；圖2為圖1中線圈架的等比示意圖，其中該線圈架上卷繞有線盤，并且安置到位的熱控開關(guān)位于線圈架內(nèi)形成的一個凹口內(nèi)；圖3為圖1中塑料線圈架的等比示意圖，其中保護(hù)罩位于熱控開關(guān)上，并且鐵心疊片插過塑料線圈架；圖4為線圈繞組位于塑料線圈架上的等比示意圖；圖5為圖1a的放大示意圖；圖6為圖5中線圈、處于原位置的熱控開關(guān)和保護(hù)罩的橫截面圖；以及圖6a為圖6中圓圈區(qū)域的放大示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出一個使用在小型交流同步電機(jī)10中的電磁線圈。本申請通常只描述電磁線圈可能使用的電動機(jī)類型，而本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道該線圈會有很多應(yīng)用。這些應(yīng)用包括螺線管傳動器、繼電器電磁線圈等，這些應(yīng)用需要在線圈或其控制器失靈針對溫度的保護(hù)措施。所示電動機(jī)10的構(gòu)造首先是線圈架24，熱保護(hù)開關(guān)14即放置在線圈架形狀內(nèi)形成的空腔26中的線圈架24中。隨后將作為本發(fā)明課題的保護(hù)罩16放置到位，覆蓋住熱控開關(guān)14。隨后將線卷12卷繞在線圈架上。在卷繞過程中，熱控開關(guān)14可能會承受擠壓通常處于張力狀態(tài)下的線卷12所引起的相當(dāng)?shù)膽?yīng)力。保護(hù)罩16通過承受來自繞組線卷的擠壓載荷并防止該載荷到達(dá)熱控開關(guān)14而提供了保護(hù)措施，使其免受該應(yīng)力的影響。
在卷繞步驟之后，將線圈架組件上的繞組插入一個熱塑料注塑工具中，注射熔融的熱塑料材料，以便填充繞組組件周圍的空腔空間。這就導(dǎo)致封裝材料18完全密封住電繞組，并防止水分偶然進(jìn)入有電部件。在熱塑料的注射過程中，注塑工具腔體內(nèi)部承受高溫高壓，通常情況下會損壞熱保護(hù)裝置14。而由于將保護(hù)罩16緊密裝配在熱控開關(guān)14上，并在該保護(hù)罩16和熱控開關(guān)14之間留有一個很小的間隙20(如圖6所示)，因此阻止了任何高壓和高溫?zé)崴芰系竭_(dá)熱控開關(guān)14。將封裝的線圈和線圈架組件裝配在電動機(jī)疊片22上，就獲得了電動機(jī)組件。在所示泵的應(yīng)用情況下，隨后將電動機(jī)裝配到塑料模塑物(plastic moulding)28上，該塑料模塑物將密封同步電機(jī)的旋轉(zhuǎn)元件。
圖2示出帶有放置到位的保護(hù)性熱控開關(guān)14的線圈架24。為了輔助裝配熱控開關(guān)，通常在線圈架的模塑物(moulding)內(nèi)成型有一個凹陷部26，以確保熱控開關(guān)定位得盡可能靠近線圈，但又不會明顯凸出，否則會使開關(guān)在卷繞線圈時受到過大的擠壓作用力。需要這種定位是為了確保熱控開關(guān)盡可能準(zhǔn)確地響應(yīng)線圈的溫度。成為線圈架24模塑物一部分的肋狀件25在熱控開關(guān)14上引導(dǎo)繞組線，同時使該繞組線盡可能靠近熱控開關(guān)14。
在圖3中，保護(hù)罩16在熱控開關(guān)14上裝配到位，保護(hù)罩16的形狀被設(shè)計(jì)成緊密配合熱控開關(guān)的形狀，同時又確保該保護(hù)罩16在到位時實(shí)際上不會接觸所述熱控開關(guān)14的關(guān)鍵部分。留有一個小的間隙很關(guān)鍵，這樣能確保來自繞組和熱塑料注射的作用力遠(yuǎn)離熱控開關(guān)14。最好是彎曲保護(hù)罩16靠近繞組線一面的表面，以便增大對卷繞作用力和注射壓力的抵抗力。最好的是，保護(hù)罩16部分的材料性能和厚度使得保護(hù)罩16的最終彎曲在繞線和注射熱塑料過程中不會導(dǎo)致在生產(chǎn)時保護(hù)罩16和熱控開關(guān)14的關(guān)鍵部件的接觸。最好的是，保護(hù)罩16能由非導(dǎo)電材料制成，并且最好的是，該非導(dǎo)電材料是可注塑成型的塑料。最好的是，保護(hù)罩16的材料在注塑成型過程時其承受的注塑成型溫度下具有充分的機(jī)械強(qiáng)度，以便在保護(hù)罩16和熱控開關(guān)14不產(chǎn)生接觸的情況下抵抗模制壓力。
圖4和圖5示出制作線圈時的生產(chǎn)步驟。圖4中，線圈12已經(jīng)卷繞到線圈架14上、以及熱控開關(guān)14及其保護(hù)罩16的上方，該熱控開關(guān)14和保護(hù)罩16由于在線圈12下方而觀察不到。所述線圈12完全覆蓋住線圈14及其保護(hù)罩16，以便確保熱控開關(guān)響應(yīng)線圈溫度，同時受到其它環(huán)境的最小影響。在圖5中，熱封裝材料18已經(jīng)通過注塑成型添加到線圈架和線圈上方。該線圈現(xiàn)在相對外部環(huán)境被完全密封住。
圖6示出線圈繞組12和熱控開關(guān)14的橫截面圖。熱開關(guān)14和保護(hù)罩16的設(shè)置細(xì)節(jié)在插圖6a中被詳細(xì)示出。所述保護(hù)罩16被成形成為熱控開關(guān)14提供緊密裝配，以便在保護(hù)罩16的基體接觸線圈架24時使間隙20盡可能小。被模制成線圈架24的一部分的肋狀件25以及保護(hù)罩16的組合用來在保護(hù)罩16的上方引導(dǎo)線圈12繞線，同時保持繞組線和保護(hù)罩之間的物理接觸。線圈12的繞線在纏繞時的張力會導(dǎo)致在保護(hù)罩16外表面上產(chǎn)生相當(dāng)大的作用力。在封裝材料18的注塑成型過程中，所有內(nèi)部部件都會受到流體靜溫度和壓力。保護(hù)罩16密封熱控開關(guān)，免受這些高壓的影響，從而保護(hù)熱控開關(guān)14不受可能的擠壓和機(jī)械損壞。在保護(hù)罩16和熱控開關(guān)14之間的小間隙20允許保護(hù)罩16在線圈繞線施加的載荷以及流體靜壓力下彎曲，并且不與熱控開關(guān)14接觸。應(yīng)當(dāng)知道保護(hù)罩16面向線圈12的彎曲形狀提高了保護(hù)罩16在承受卷繞和注塑成型作用力和壓力時的強(qiáng)度。
應(yīng)當(dāng)了解到，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員有可能為如上所述本發(fā)明的特定實(shí)施例作出另外的實(shí)施例和變型。因此，這些實(shí)施例應(yīng)被認(rèn)為是示例性的，而非限制性的。
權(quán)利要求
1.一種制作具有熱保護(hù)開關(guān)的電磁線圈的方法，包括將所述開關(guān)定位在所述線圈的線圈架上；為所述開關(guān)覆蓋一保護(hù)罩，該保護(hù)罩適于抵抗線圈繞組卷繞在線圈架上時所施加的作用力、以及在制作該線圈時所施加的其它作用力和溫度，由此來保護(hù)所述熱保護(hù)開關(guān)的關(guān)鍵部件免受制作該電磁線圈時的損壞；將線圈繞組應(yīng)用到已裝配有開關(guān)和保護(hù)罩的線圈架上。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括封裝上述獲得的電磁線圈的步驟。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于上述開關(guān)定位在上述線圈架內(nèi)的一個凹陷部或凹槽內(nèi)。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于上述凹槽或凹陷部由若干設(shè)置在線圈架上的平行肋狀件限定出。
5.如上述權(quán)利要求中任一所述的方法，其特征在于上述保護(hù)罩具有一外部末端，該外部末端在實(shí)際覆蓋住開關(guān)時明顯設(shè)在線圈架的鄰近外周邊上，其中所述保護(hù)罩在線圈繞組纏繞在線圈架上后不與上述開關(guān)的關(guān)鍵性操作部件壓力接觸。
6.一種具有熱保護(hù)開關(guān)的電磁線圈，其中該熱保護(hù)開關(guān)設(shè)置在位于該線圈的線圈架上的一個保護(hù)罩下方，所述纏繞在線圈架上的線圈繞組橫跨所述保護(hù)罩并且將該保護(hù)罩保持定位在上述開關(guān)的上方。
7.如權(quán)利要求6所述的電磁線圈，其特征在于上述線圈被封裝。
8.如權(quán)利要求7所述的電磁線圈，其特征在于上述線圈被熱塑性材料封裝。
9.如權(quán)利要求6-8任一所述的電磁線圈，其特征在于上述保護(hù)罩的外表面被成形為可抵抗所施加壓力下的變型。
10.一種基本如所附附圖描述的具有熱保護(hù)開關(guān)的電磁線圈。
11.一種基本如所附附圖描述的制作具有熱保護(hù)開關(guān)的電磁線圈的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及安裝在電磁線圈中的熱控開關(guān)的保護(hù)裝置，該裝配到電磁線圈的保護(hù)性裝置，用來防止對裝配到電磁線圈中繞組下方的熱保護(hù)開關(guān)的任何損壞。在一個優(yōu)選實(shí)施例中，在線圈制作工藝之后是封裝步驟。最佳的是，所述裝置包括一個形狀與所述熱控開關(guān)的形狀相對應(yīng)、并且緊密裝配所述熱控開關(guān)和所連接的導(dǎo)線的保護(hù)罩。
文檔編號H01F41/12GK1452199SQ03110630
公開日2003年10月29日 申請日期2003年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月19日
發(fā)明者史蒂文·C·邁克邁克爾, 羅伯特·W·詹姆斯, 安東尼·D·克里弗, 安德魯·S·弗里博, 羅伯特·R·馬拉 申請人:Ff西里·諾明西斯有限公司