CN112514022A - 断路器、安全电路、以及二次电池组 - Google Patents
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Abstract
第一端子片(2)具有与PTC热敏电阻(6)电连接的第一连接部(23),第二端子片(3)具有与PTC热敏电阻(6)电连接的第二连接部(33)。PTC热敏电阻(6)具有与热致动元件(5)相对的第一面(61)、和与热致动元件(5)不相对的第二面(62)。第一连接部(23)和第二连接部(33)在第二面(62)与PTC热敏电阻(6)连接。
Description
技术领域
本发明涉及适合于在电气设备的安全电路中使用的小型的断路器等。
背景技术
以往,使用断路器作为各种电气设备的二次电池、电动机等的保护装置(安全电路)。在发生了充放电过程中的二次电池的温度过度上升的情况、或过电流流过汽车、家电产品等设备的电动机等的情况等异常时,断路器为了保护二次电池、电动机等而切断电流。为了确保设备的安全,作为这样的保护装置而使用的断路器要求跟随温度变化而准确地动作(具有良好的温度特性)和通电时的电阻值稳定。
另外,在断路器用作笔记本型个人计算机、平板型便携信息终端设备、或被称为智能手机的薄型的多功能便携电话机等所谓的移动设备的二次电池等的保护装置的情况下,除了上述的安全性的确保以外,还要求小型化。特别对于近年来的便携信息终端设备,用户的小型化(薄型化)的意向强,由各公司新发售的设备为了确保设计上的优势,被设计为小型的倾向显著。在这样的背景下,作为构成便携信息终端设备的一个部件,与二次电池一起安装的电流切断装置也强烈要求进一步的小型化。
断路器具备根据温度变化进行动作而导通或切断电流的热致动元件。在专利文献1中示出了应用双金属片作为热致动元件的断路器。双金属片是层叠热膨胀率不同的2种板状的金属材料而成的,是通过根据温度变化改变形状来控制触点的导通状态的元件。该文献所示的断路器将固定片、端子片、可动片、热致动元件、PTC热敏电阻等部件收纳于壳体而成,固定片和端子片的端子从壳体突出,与电气设备的电路连接而使用。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:WO2017-217003号公报
发明内容
发明要解决的课题
上述的笔记本型个人计算机等移动设备虽然能够由用户自由地携带,但另一方面伴随着向地面等的落下的危险。在处于工作中的移动设备落下到地面等的情况下,由于其冲击,有可能引起可动片弹性变形,可动触点从固定触点分离,致使向设备各部的电力供给瞬间被切断(以下记载为瞬断)。由于这样的电力供给的瞬断,除了设备各部的动作有可能变得不稳定以外,还有可能产生正在执行的数据消失等不良状况。
在上述专利文献1记载的断路器中,通过经由引线将PTC热敏电阻的上侧电极和可动触点板进行连接,从而防止电力供给的瞬断。
但是,在这样的断路器中,高度尺寸庞大,难以实现小型化。另外,断路器的结构和制造工序变得复杂,招致成本上升。
本发明为了解决上述课题而作,其主要目的在于,提供一种能够在实现小型化的同时抑制电力供给的瞬断的断路器。另外,其目的在于提供一种能够通过简单且低成本的结构来抑制电力供给的瞬断的断路器。
用于解决课题的手段
为了达到上述目的,本发明是一种断路器,其特征在于,具备:第一端子片,其具有第一端子和固定触点;可动片,其具有可动触点,并将可动触点向固定触点进行按压而使其与所述固定触点接触;第二端子片,其具有第二端子,并与可动片电连接;热致动元件,其通过伴随温度变化而变形,使可动片工作以使得可动触点从固定触点分离;以及正特性热敏电阻,其使第一端子片与第二端子片导通,第一端子片具有与正特性热敏电阻电连接的第一连接部,第二端子片具有与正特性热敏电阻电连接的第二连接部,正特性热敏电阻具有与热致动元件相对的第一面、以及与热致动元件不相对的第二面,第一连接部和第二连接部在第二面与正特性热敏电阻连接。
在本发明的断路器中,优选的是,在上述第二面,形成有与上述第一连接部电连接的第一电极、以及与上述第二连接部电连接的第二电极。
在本发明的断路器中,优选的是,上述第二面在上述正特性热敏电阻的厚度方向上设置在与上述第一面相反的一侧。
在本发明的断路器中,优选的是,上述第一连接部和上述第二连接部设置在同一平面上。
在本发明的断路器中,优选的是,上述第二面是上述正特性热敏电阻的与上述第一面交叉的侧面。
在本发明的断路器中,优选的是,上述第一连接部和上述第二连接部在上述可动片的长边方向上相对设置。
在本发明的断路器中,优选的是,上述热致动元件在变形时与上述第一面抵接。
在本发明的断路器中,优选的是,上述正特性热敏电阻经由导电性粘接剂与上述第一连接部和上述第二连接部紧固。
在本发明的断路器中,优选的是,还具备:第一壳体,其具备用于容纳上述可动片和上述热致动元件的第一孔部、以及用于容纳上述正特性热敏电阻的第二孔部;第二壳体,其为了封闭上述第一孔部和第二孔部而装配于上述第一壳体,其中,上述第一端子片和上述第二端子片埋设于上述第一壳体。
在本发明的断路器中,优选的是,上述第一连接部和上述第二连接部露出于上述第二孔部。
在本发明的断路器中,优选的是,上述正特性热敏电阻被压入到上述第二孔部。
在本发明的断路器中,优选的是,上述正特性热敏电阻的上述第一电极与上述第二电极之间的电阻是1~2Ω。
在本发明的断路器中,优选的是,在上述第一面设置有用于增强上述正特性热敏电阻的金属板。
本发明的电气设备用的安全电路的特征在于,具备断路器。
本发明的二次电池组的特征在于,具备断路器。
根据本发明的断路器,第一端子在第一连接部与正特性热敏电阻电连接,第二端子在第二连接部与正特性热敏电阻电连接。因此,能够通过简单且低成本的结构来抑制电力供给的瞬断。另外,第一连接部和第二连接部在与热致动元件不相对的第二面与正特性热敏电阻连接,因此能够使热致动元件和正特性热敏电阻接近地配置,断路器的尺寸不会变得庞大。因此,能够在容易实现小型化的同时抑制电力供给的瞬断。另外,由于不需要专利文献1公开的引线等结构,因此能够通过简单且低成本的结构来抑制电力供给的瞬断。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的断路器的概要结构的组装前的立体图。
图2是表示通常的充电或放电状态下的上述断路器的截面图。
图3是表示过充电状态或异常时等的上述断路器的截面图。
图4是表示PTC热敏电阻的立体图。
图5是落下时的上述断路器的截面图。
图6是表示上述断路器的变形例的概要结构的截面图。
图7是表示具备本发明的上述断路器的二次电池组的结构的平面图。
图8是具备本发明的上述断路器的安全电路的电路图。
图9是表示图4的PTC热敏电阻的变形例的立体图。
图10是表示应用了图9的PTC热敏电阻的断路器的通常的充电或放电状态的截面图。
图11是表示应用了图9的PTC热敏电阻的断路器的过充电状态或异常时的状态的截面图。
图12是表示图4的PTC热敏电阻的其他变形例的立体图。
图13是表示应用了图12的PTC热敏电阻的断路器的通常的充电或放电状态的截面图。
图14是表示应用了图12的PTC热敏电阻的断路器的过充电状态或异常时的状态的截面图。
具体实施方式
参照附图对本发明的一个实施方式的断路器进行说明。图1~图3表示断路器的结构。如图1和图3所示,断路器1具备一部分从壳体10露出到外部的一对端子、即第一端子22和第二端子32。第一端子22和第二端子32与外部电路(未图示)电连接,由此断路器1构成电气设备的安全电路的主要部分。
如图1所示,断路器1由具有固定触点21和第一端子22的第一端子片2、具有第二端子32的第二端子片3、在前端部具有可动触点41的可动片4、伴随着温度变化而变形的热致动元件5、以及PTC(Positive Temperature Coefficient:正温度系数)热敏电阻6等构成。
第一端子片2、第二端子片3、可动片4、热致动元件5、以及PTC热敏电阻6容纳在壳体10中。壳体10由壳体主体(第一壳体)7和装配在壳体主体7的上表面的盖构件(第二壳体)8等构成。
第一端子片2例如通过对以铜等为主要成分的金属板(除此以外,铜-钛合金、锌白铜、黄铜等的金属板)进行冲压加工而形成,通过嵌入成型而埋入壳体主体7。
固定触点21除了通过银、镍、镍-银合金之外,还通过铜-银合金、金-银合金等导电性好的材料的包层、镀覆或涂布等而形成。固定触点21形成在第一端子片2中的与可动触点41相对的位置处,从形成于壳体主体7的内部的开口73a的一部分露出到壳体主体7的容纳凹部73。
隔着固定触点21在第一端子片2的一端侧,形成有与外部电路电连接的第一端子22,在另一端侧形成有与PTC热敏电阻6电连接的第一连接部23。第一端子22从壳体主体7的侧壁露出,并通过焊接等方法与电路基板的焊盘部连接。
在本申请中,除非另有说明,否则在第一端子片2中,将形成有固定触点21的一侧的面(即图1中上侧的面)作为A面,将其相反侧的底面作为B面来进行说明。对于其他部件,例如第二端子片3、可动片4、以及热致动元件5、壳体10、罩片9等也同样。
第一连接部23从形成在壳体主体7的内部的开口73d的一部分露出到壳体主体7的容纳凹部73,与PTC热敏电阻6电连接。
如图2所示,第一端子片2具有以阶梯状(在侧视时为曲柄状)弯曲的台阶弯曲部25。台阶弯曲部25将固定触点21和第一连接部23相连,将固定触点21和第一连接部23配置为高度不同。由此,能够紧凑地容纳PTC热敏电阻6。
第二端子片3与第一端子片2同样,通过对以铜等为主要成分的金属板进行冲压加工而形成,通过嵌入成型而埋入壳体主体7。第二端子片3具有接合可动片4的接合部31、与外部电路电连接的第二端子32、以及与PTC热敏电阻6电连接的第二连接部33。
接合部31从形成于壳体主体7的内部的开口部73b的一部分露出到壳体主体7的容纳凹部73,并与可动片4电连接。
隔着接合部31在第二端子片3的一端侧,形成有与外部电路电连接的第二端子32,在另一端侧形成有与PTC热敏电阻6电连接的第二连接部33。第二端子32从壳体主体7的侧壁露出,通过焊接等方法与电路基板的焊盘部连接。
第二连接部33从形成在壳体主体7的内部的开口73d的一部分露出到壳体主体7的容纳凹部73,并与PTC热敏电阻6电连接。第一连接部23和第二连接部33在可动片4的长边方向上隔开距离而设置。在第一连接部23与第二连接部33之间填充有构成壳体主体7的树脂。
第二端子片3具有以阶梯状弯曲的台阶弯曲部35。台阶弯曲部35将接合部31和第二连接部33相连,将接合部31和第二连接部33配置为高度不同。由此,能够紧凑地容纳PTC热敏电阻6。
可动片4通过对以铜等为主要成分的金属材料进行冲压加工而形成为板状。可动片4形成为相对于长边方向的中心线对称的悬臂状。
在可动片4的一个端部形成有可动触点41。可动触点41由与固定触点21同等的材料形成在可动片4的B面,通过焊接、另外还有包层、铆接(crimping)等方法与可动片4的前端部接合。
在可动片4的另一端部,形成有与第二端子片3的接合部31接合的接合部42。第二端子片3的接合部31的A面和可动片4的结合部42的B面例如通过激光焊接而紧固。由此,第二端子片3与可动片4电连接。所谓激光焊接,是指通过向工件(在本实施方式中相当于第二端子片3和可动片4)照射激光并使工件局部熔融和凝固而将工件之间接合的焊接方法。在被照射激光的工件的表面形成有与其他的焊接方法(例如利用焦耳热的电阻焊接)形成的焊接痕迹不同的形态的激光焊接痕迹。
可动片4在可动触点41和接合部42之间具有弹性部43。弹性部43从接合部42延伸到可动触点41侧。由此,接合部42设置在隔着弹性部43与可动触点41相反的一侧。
通过在接合部42处与第二端子片3的接合部31紧固,从而可动片4被固定,通过弹性部43弹性变形,从而形成在其前端的可动触点41向固定触点21侧被按压并接触,第一端子片2与可动片4能够通电。可动片4和第二端子片3在接合部31和接合部42处电连接,因此第一端子片2与第二端子片3能够通电。
可动片4在弹性部43中通过冲压加工而弯曲或折曲。弯曲或折曲的程度只要能够容纳热致动元件5,则没有具体限定,考虑到工作温度和恢复温度下的弹性力、触点的按压力等适当设定即可。另外,在弹性部43的B面,与热致动元件5相对地形成有一对突起(接触部)44a、44b。突起44a、44b与热致动元件5接触,经由突起44a、44b将热致动元件5的变形传递至弹性部43(参照图1和图3)。
热致动元件5使可动片4的状态从可动触点41与固定触点21接触的导通状态转移到可动触点41从固定触点21分离的切断状态。热致动元件5呈弯曲成圆弧状的初始形状,通过层叠热膨胀率不同的薄板材料而形成。如果由于过热而达到工作温度,则热致动元件5的弯曲形状伴随着速动(snap motion)而反翘曲,如果通过冷却而低于恢复温度,则会复原。热致动元件5的初始形状能够通过冲压加工来形成。只要在所期望的温度下通过热致动元件5的反翘曲动作使得可动片4的弹性部43被上推,并且通过弹性部43的弹性力而复原,则热致动元件5的材质和形状没有特别限定,但从生产性和反翘曲动作的高效性的观点出发,优选为矩形状,为了在小型的同时高效地上推弹性部43,优选为接近正方形的长方形。此外,作为热致动元件5的材料,例如,可根据所需条件组合使用将在高膨胀侧以铜-镍-锰合金或镍-铬-铁合金为代表、在低膨胀侧以铁-镍合金为代表的由锌白铜、黄铜、不锈钢等各种合金构成的热膨胀率不同的2种材料层叠而成的材料。
在可动片4处于切断状态时,PTC热敏电阻6使第一端子片2与第二端子片3以及可动片4导通。PTC热敏电阻6配设在第一端子片2的第一连接部23以及第二端子片3的第二连接部33与热致动元件5之间。在通过热致动元件5的反翘曲动作而切断了第一端子片2与可动片4的通电时,流过PTC热敏电阻6的电流增大。PTC热敏电阻6若是电阻值随着温度上升增大而限制电流的正特性热敏电阻,则能够根据工作电流、工作电压、工作温度、恢复温度等需要来选择种类,只要不损害这些各特性,其材料和形状就没有特别限定。在本实施方式中,使用含有钛酸钡、钛酸锶、或钛酸钙的陶瓷烧结体。除了陶瓷烧结体以外,也可以使用在聚合物中含有碳等导电性颗粒的所谓聚合物PTC。
构成壳体10的壳体主体7和盖构件8通过阻燃性的聚酰胺、耐热性优异的聚苯硫醚(PPS)、液晶聚合物(LCP)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等热塑性树脂而成形。只要能够得到与上述树脂同等以上的特性,也可以应用树脂以外的绝缘材料。
在壳体主体7中形成有作为内部空间的容纳凹部73,该容纳凹部73用于容纳可动片4、热致动元件5、以及PTC热敏电阻6等。容纳凹部73具有用于容纳可动片4的开口73a、73b、用于容纳可动片4和热致动元件5的开口73c、以及用于容纳PTC热敏电阻6的开口73d等。此外,组装于壳体主体7的热致动元件5的端缘被形成在容纳凹部73的内部的框适当抵接,在热致动元件5的反翘曲时被导向。
在盖构件8中,通过嵌入成型而埋入有罩片9。罩片9通过对上述以铜等为主要成分的金属或不锈钢等金属进行冲压加工而形成为板状。如图2和图3所示,罩片9与可动片4的A面适当抵接,限制可动片4的运动,并且提高盖构件8乃至作为框体的壳体10的刚性/强度,同时有助于断路器1的小型化。
如图1所示,盖构件8装配于壳体主体7,使得堵塞容纳了第一端子片2、第二端子片3、可动片4、热致动元件5、以及PTC热敏电阻6的壳体主体7的开口73a、73b、73c等。壳体主体7和盖构件8例如通过超声波熔敷而接合。这时,壳体主体7和盖构件8在各自的外缘部的整周上连续地接合,壳体10的气密性提高。由此,容纳凹部73所提供的壳体10的内部空间被密闭,能够将可动片4、热致动元件5、以及PTC热敏电阻6等部件从壳体10的外部的气氛隔断,进行保护。
图2表示通常的充电或放电状态下的断路器1的动作。在通常的充电或放电状态下,热致动元件5维持(反翘曲前)初始形状。在罩片9设置有突出部91,该突出部91与可动片4的顶部43a抵接,将顶部43a向热致动元件5侧进行按压。通过突出部91按压顶部43a,从而弹性部43弹性变形,形成在其前端的可动触点41向固定触点21侧被按压并接触。由此,断路器1的第一端子片2和第二端子片3之间通过可动片4的弹性部43等而导通。也可以构成为,可动片4的弹性部43与热致动元件5接触,可动片4、热致动元件5、PTC热敏电阻6、以及第一端子片2作为电路而导通。
图3表示过充电状态或异常时等的断路器1的动作。当由于过充电或异常而成为高温状态时,达到工作温度的热致动元件5发生反翘曲,可动片4的弹性部43被上推而使固定触点21与可动触点41分离。在断路器1的内部,热致动元件5变形,上推可动片4时的热致动元件5的工作温度例如是70℃~90℃。这时,在固定触点21与可动触点41之间流动的电流被切断,微小的漏电流会通过热致动元件5和PTC热敏电阻6而流动。只要这样的漏电流流过,PTC热敏电阻6就会持续发热,并在使热致动元件5维持为反翘曲状态的同时使电阻值急剧增加,因此电流不流过固定触点21和可动触点41之间的路径,而仅存在上述的微小的漏电流(构成自保持电路)。该漏电流能够用于安全装置的其他功能。此外,在本实施方式中,在达到工作温度的热致动元件5进行反翘曲变形的状况下,也维持顶部43a与突出部91的抵接。由此,顶部43a与突出部91的抵接部位成为支点,可动片4被上推,容易维持固定触点21与可动触点41的距离。另外,可动片4被突出部91支承,突出部91负担热致动元件5的上推力的一部分,因此施加于可动片4的接合部42的力被抑制,接合部42从接合部31的剥离得到抑制。
图4表示PTC热敏电阻6。PTC热敏电阻6具有与热致动元件5相对的第一面61、以及与热致动元件5不相对的第二面62。在图4中,第一面61面向上方。第二面62包含面向下方的第二面62a、面向侧方的第二面62b、62c。第二面62b、62c是与第一面61交叉的侧面。
PTC热敏电阻6的电阻值伴随着加热而急剧增大。PTC热敏电阻6的状态从低电阻状态转移到高电阻状态的温度被称为跳闸温度。
如图1等所示,在本实施方式的断路器1中,第一端子片2的第一连接部23以及第二端子片3的第二连接部33与PTC热敏电阻6的第二面62a连接。
图5表示在低于热致动元件5的动作温度的温度下由于落下所伴随的冲击而使可动触点41从固定触点21分离的状态的断路器1。若对断路器1施加较大的冲击,则可动触点41从固定触点21分离,第一端子片2与弹性部43的导通被切断。
在本断路器1中,即使处于上述的第一端子片2与弹性部43的导通被切断的状况,也能维持第一连接部23以及第二连接部33与PTC热敏电阻6的第二面62a的连接状态。因此,经由在低于跳闸温度时处于低电阻状态的PTC热敏电阻6维持第一端子片2与第二端子片3的导通,能够抑制向电气设备的各部的电力供给的瞬断。
另外,第一连接部23以及第二连接部33通过与热致动元件5不相对的第二面62a与PTC热敏电阻6连接,因此能够使热致动元件5和PTC热敏电阻6接近地配置,断路器1的尺寸不会变得庞大。因此,能够容易地实现小型化,同时抑制电力供给的瞬断。另外,由于不需要专利文献1公开的引线等结构,因此能够通过简单且低成本的结构,抑制电力供给的瞬断。
此外,在图3所示的切断状态下,由于热响应元件5上升到进行反翘曲变形的程度的温度,因此PTC热敏电阻6处于跳闸温度以上的高电阻状态。因此,在PTC热敏电阻6中产生较大的电压降,流过第一端子片2和第二端子片3之间的电流为能够维持上述自保持电路的程度。
如图4所示,在PTC热敏电阻6的固定触点21侧的端部,形成有与第一连接部23电连接的第一电极63。另一方面,在PTC热敏电阻6的接合部31侧的端部,形成有与第二连接部33电连接的第二电极64。在本实施方式中,PTC热敏电阻6在第二面62a与第一连接部23以及第二连接部33,因此在第二面62a至少形成第一电极63和第二电极64即可。此外,在使用陶瓷烧结体作为PTC热敏电阻6的情况下,为了降低第一电极63与第二电极64之间的电阻值,优选为将电极之间的距离(触点间隙)设定得较短。例如,若还考虑到制造上的精度和电流的泄漏,则上述电极之间的距离优选为0.1~0.5mm。
通过第一电极63和第二电极64,从而减小PTC热敏电阻6与第一连接部23以及第二连接部33的接触电阻,并抑制上述瞬断时的第一端子片2与第二端子片3之间的电压降。
在本实施方式中,通过在PTC热敏电阻6的厚度方向上设置于与第一面61相反一侧的第二面62a,使PTC热敏电阻6与第一连接部23以及第二连接部33的导通维持。因此,能够废弃介于热致动元件5与PTC热敏电阻6的第一面61之间的构件(例如专利文献1的引线),能够使热致动元件5和PTC热敏电阻6接近地配置。
第一连接部23和第二连接部33优选为配置在同一平面上。通过这样的结构,能够抑制壳体主体7的厚度尺寸,实现断路器1的低高度化。另外,能够以平面构成PTC热敏电阻6的第二面62a。
如图1所示,在壳体主体7的内侧,形成有用于容纳可动片4、热致动元件5、以及PTC热敏电阻6的容纳凹部73。容纳凹部73具有用于容纳可动片4和热致动元件5的第一孔部75、以及用于容纳PTC热敏电阻6的第二孔部76。第一连接部23和第二连接部33构成第二孔部76的底壁的一部分,露出于第二孔部76。由此,将第一连接部23、第二连接部33、以及PTC热敏电阻6紧凑地容纳在壳体主体7内。另外,通过将PTC热敏电阻6***于第二孔部76,能够将第一连接部23以及第二连接部33与PTC热敏电阻6的第一电极63以及第二电极64分别容易地进行连接,能提高断路器1的生产性。
PTC热敏电阻6的第一面61与热致动元件5相对,因此如图3所示,由于过热而变形的热致动元件5与第一面61抵接。由此,两者的抵接部位作为热致动元件5和可动片4的弹性部43的支点而发挥作用,能充分确保可动触点41相对于固定触点21的距离。
PTC热敏电阻6优选为通过导电性粘接剂与第一连接部23以及第二连接部33进行紧固。作为导电性粘接剂,例如可以列举银糊剂等包含导电性优异的金属粉作为成分的粘接剂。通过这样的结构,能减小PTC热敏电阻6与第一连接部23以及第二连接部33的接触电阻。另外,即使在落下等的较大的冲击施加于断路器1的情况下,也能抑制PTC热敏电阻6从第一连接部23以及第二连接部33的分离。
PTC热敏电阻6也可以构成为压入第二孔部76。这样的结构能够通过将第二孔部76的尺寸设定得比PTC热敏电阻6稍小来实现。通过将PTC热敏电阻6压入第二孔部76,从而PTC热敏电阻6被第二孔部76的侧壁等牢固地固定,即使在落下等的较大的冲击施加于断路器1的情况下,也能够进一步抑制PTC热敏电阻6从第一连接部23以及第二连接部33的分离。
图6表示作为图1~图3、图5所示的断路器1的变形例的断路器1A的截面。对于断路器1A中的以下没有说明的部分,可以采用上述的断路器1的结构。
断路器1A在以下方面与断路器1不同:通过PTC热敏电阻6的第二面62b、62c与第一端子片2A、第二端子片3A连接。第二面62b是PTC热敏电阻6的朝向固定触点21侧的侧面,第二面62c是PTC热敏电阻6的朝向接合部31侧的侧面。
伴随于此,第一端子片2A和第二端子片3A的形状相对于第一端子片2和第二端子片3发生了变更。即,第一端子片2A具有与第二面62b电连接的第一连接部23A。第一连接部23A沿着第二面62b在PTC热敏电阻6的厚度方向上弯曲。在本实施方式中,第一连接部23A向远离热致动元件5的方向弯曲,但也可以向接近热致动元件5的方向弯曲。
同样地,第二端子片3A具有与第二面62c电连接的第二连接部33A。第二连接部33A沿着第二面62c在PTC热敏电阻6的厚度方向上弯曲。在本实施方式中,第二连接部33A向远离热致动元件5的方向弯曲,但也可以向接近热致动元件5的方向弯曲。
在本断路器1A中,即使处于上述第一端子片2A与弹性部43的导通被切断的状况,也能维持第一连接部23A以及第二连接部33A与PTC热敏电阻6的第二面62b、62c的连接状态。因此,经由在低于跳闸温度下处于低电阻状态的PTC热敏电阻6使第一端子片2A与第二端子片3A的导通维持,能够抑制向电气设备的各部的电力供给的瞬断。
另外,由于第一连接部23A和第二连接部33A通过与热致动元件5不相对的第二面62b、62c与PTC热敏电阻6连接,因此能够使热致动元件5和PTC热敏电阻6接近地配置,断路器1的尺寸不会变得庞大。因此,能够容易地实现小型化,同时能够通过简单且低成本的结构来抑制电力供给的瞬断。
在断路器1A中,由于不是沿着PTC热敏电阻6的第二面62a设置第一连接部23A和第二连接部33A,因此能够相对于断路器1实现进一步的低高度化。
在断路器1A中,由于PTC热敏电阻6在第二面62b、62c与第一连接部23A和第二连接部33A连接,因此在第二面62b、62c至少形成第一电极63和第二电极64即可(参照图4)。
在本实施方式中,通过与第一面61交叉的第二面62b、62c来维持PTC热敏电阻6与第一连接部23A以及第二连接部33A的导通。因此,能够废弃介于热致动元件5与PTC热敏电阻6的第一面61之间的构件,能够使热致动元件5和PTC热敏电阻6接近地配置。
第一连接部23A和第二连接部33A在可动片4的长边方向上相对地设置。由此,能够抑制壳体主体7的宽度尺寸(可动片4的短边方向的尺寸),容易实现断路器1A的小型化。
第一连接部23A和第二连接部33A构成第二孔部76的侧壁的一部分,露出到第二孔部76。由此,与断路器1同样地,能够紧凑地将第一连接部23A、第二连接部33A、以及PTC热敏电阻6容纳在壳体主体7内,另外能提高断路器1A的生产性。
与断路器1同样地,在断路器1A中,PTC热敏电阻6也优选为经由导电性粘接剂与第一连接部23A以及第二连接部33A进行紧固。另外,PTC热敏电阻6也可以构成为压入到第二孔部76。
本发明的断路器1并不限于上述实施方式的结构,能够变更为各种实施例而实施。即,断路器1等至少具备:第一端子片2,其具有第一端子22和固定触点21;可动片4,其具有可动触点41,并将可动触点41向固定触点21进行按压而使其与固定触点21接触;第二端子片3,其具有第二端子32,并与可动片4电连接;热致动元件5,其伴随温度变化而变形,由此使可动片4工作使得可动触点41从固定触点21分离;以及PTC热敏电阻6,其使第一端子片2与第二端子片3导通,其中,第一端子片2具有与PTC热敏电阻6电连接的第一连接部23,第二端子片3具有与PTC热敏电阻6电连接的第二连接部33,PTC热敏电阻6具有与热致动元件5相对的第一面61、和与热致动元件5不相对的第二面62,第一连接部23和第二连接部33在第二面62与PTC热敏电阻6连接即可。
例如,壳体主体7与盖构件8的接合方法并不限于超声波熔敷,只要是牢固地接合两者的方法,就能够适当地适用。例如,也可以通过涂布、填充液状或凝胶状的粘接剂并使其固化,从而粘接两者。另外,壳体10并不限于由壳体主体7和盖构件8等构成的方式,只要由两个以上的部件构成即可。
另外,也可以是通过利用双金属片或三金属片等层叠金属来形成可动片4,从而一体地形成可动片4和热致动元件5的结构。在该情况下,能够简化断路器1等的结构,能够实现小型化。
另外,本发明的断路器1等也能够广泛地应用于电气设备用的安全电路等。图8表示二次电池组500。二次电池组500具备二次电池501和设置在二次电池501的输出端电路中的断路器1等。图9表示电气设备用的安全电路502。安全电路502在二次电池501的输出电路中串联地具备断路器1等。也可以利用包含具备断路器1等的连接器的电缆来构成安全电路502的一部分。
第一电极63和第二电极64例如由铜或以铜为主要成分的金属板构成。优选为在第一电极63和第二电极64的表面例如实施镀镍。
PTC热敏电阻6的第一电极63与第二电极64之间的电阻优选为1~2Ω。通过上述电阻是1Ω以上,能够适度地抑制泄漏电流。另一方面,通过上述电阻是2Ω以下,能够适度地抑制上述瞬断时的第一端子片2与第二端子片3之间的电压降。
图9是上述PTC热敏电阻6的变形例,示出适合用于本发明的断路器1的PTC热敏电阻6A的结构。对于PTC热敏电阻6A中的以下没有说明的部分,可以采用上述PTC热敏电阻6的结构。
PTC热敏电阻6A在以下方面与上述PTC热敏电阻6不同:第一电极63和第二电极64仅形成于第二面62a。优选为在第一电极63和第二电极64的表面例如实施镀镍。通过镀镍,能够抑制第一连接部23与第一电极63之间和第二连接部33与第二电极64之间的电压降,能够容易地抑制上述瞬断时的第一端子片2与第二端子片3之间的电压降。
另外,PTC热敏电阻6A也可以在第一面61设置金属板65。金属板65例如可以由铜或以铜为主要成分的金属板构成。金属板65在PTC热敏电阻6A的侧面与第一电极63以及第二电极64分离。金属板65对PTC热敏电阻6A进行增强,抑制热致动元件5由于过热而变形时的PTC热敏电阻6A的变形。
在PTC热敏电阻6A中,在第一面61的整体形成有金属板65。通过这样的金属板65,能够容易抑制PTC热敏电阻6的弯曲。
图10、11表示代替PTC热敏电阻6而应用了PTC热敏电阻6A的断路器。图10与图2同样地表示通常的充电或放电状态,图11与图3同样地表示在过充电状态或异常时热致动元件5由于过热而变形的状态。
在图11所示的状态下,可动片4的弹性力(反作用力)经由热致动元件5传递并作用于PTC热敏电阻6A。在本PTC热敏电阻6A中,由于通过金属板65增强第一面61的整体,因此即使处于可动片4的弹性力作用于PTC热敏电阻6A的状况,也能够抑制PTC热敏电阻6A的变形等。另外,在热致动元件5发生反翘曲变形的状况下,热致动元件5与PTC热敏电阻6A的第一面61也不直接接触,因此能够降低施加于第一面61的应力,能够抑制PTC热敏电阻6A的变形等。
图12是上述PTC热敏电阻6的其他变形例,表示适合用于本发明的断路器1的PTC热敏电阻6B的结构。对于PTC热敏电阻6B中的以下没有说明的部分,可以采用上述PTC热敏电阻6、6A的结构。
如图12所示,对于PTC热敏电阻6B,在第一面61上也设置有金属板65。金属板65对PTC热敏电阻6B进行增强,抑制热致动元件5由于过热而变形时的PTC热敏电阻6B的变形等。
在PTC热敏电阻6B中,在金属板65的中央部,设置有将金属板65在厚度方向上贯通的贯通孔66。在PTC热敏电阻6B中,在图14所示的热致动元件5发生反翘曲变形的状况下,能够避免热致动元件5与金属板65的接触。由此,能够抑制从可动片4经过热致动元件5和PTC热敏电阻6B流向第一端子片2的泄漏电流。因此,贯通孔66优选形成于在图14所示的状态下热致动元件5与PTC热敏电阻6B接触的中央的区域67(参照图12)。对于PTC热敏电阻6B,区域67并不限于第一面61的中央,也可以遍及端缘而形成。在该情况下,从抑制PTC热敏电阻6B的变形的观点出发,金属板65也优选为从第一面61的第一端子片2侧的端缘到第二端子片3侧的端缘在至少一部分上连续地形成。
符号说明
1 断路器
2 第一端子片
3 第二端子片
4 可动片
5 热致动元件
6 PTC热敏电阻(正特性热敏电阻)
6A PTC热敏电阻(正特性热敏电阻)
6B PTC热敏电阻(正特性热敏电阻)
21 固定触点
22 第一端子
23 第一连接部
32 第二端子
33 第二连接部
41 可动触点
43 弹性部
61 第一面
62 第二面
62a 第二面
62b 第二面(侧面)
62c 第二面(侧面)
63 第一电极
64 第二电极
65 金属板
75 第一孔部
76 第二孔部
500 二次电池组
502 安全电路。
Claims (15)
1.一种断路器,其特征在于,所述断路器具备:
第一端子片,其具有第一端子和固定触点;
可动片,其具有可动触点,并将所述可动触点向所述固定触点进行按压而使其与所述固定触点接触;
第二端子片,其具有第二端子,并与所述可动片电连接;
热致动元件,其通过伴随温度变化而变形,使所述可动片工作以使得所述可动触点从所述固定触点分离;以及
正特性热敏电阻,其使所述第一端子片与所述第二端子片导通,
所述第一端子片具有与所述正特性热敏电阻电连接的第一连接部,
所述第二端子片具有与所述正特性热敏电阻电连接的第二连接部,
所述正特性热敏电阻具有与所述热致动元件相对的第一面、以及与所述热致动元件不相对的第二面,
所述第一连接部和所述第二连接部在所述第二面与所述正特性热敏电阻连接。
2.根据权利要求1所述的断路器,其中,
在所述第二面,形成有与所述第一连接部电连接的第一电极、以及与所述第二连接部电连接的第二电极。
3.根据权利要求1或2所述的断路器,其中,
所述第二面在所述正特性热敏电阻的厚度方向上设置在与所述第一面相反的一侧。
4.根据权利要求3所述的断路器,其中,
所述第一连接部和所述第二连接部设置在同一平面上。
5.根据权利要求1或2所述的断路器,其中,
所述第二面是所述正特性热敏电阻的与所述第一面交叉的侧面。
6.根据权利要求3所述的断路器,其中,
所述第一连接部和所述第二连接部在所述可动片的长边方向上相对设置。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的断路器,其中,
所述热致动元件在变形时与所述第一面抵接。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的断路器,其中,
所述正特性热敏电阻经由导电性粘接剂与所述第一连接部和所述第二连接部紧固。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的断路器,其中,
所述断路器还具备:
第一壳体,其具有用于容纳所述可动片和所述热致动元件的第一孔部、以及用于容纳所述正特性热敏电阻的第二孔部;
第二壳体,其为了封闭所述第一孔部和第二孔部而装配于所述第一壳体,
所述第一端子片和所述第二端子片埋设于所述第一壳体。
10.根据权利要求9所述的断路器,其中,
所述第一连接部和所述第二连接部露出于所述第二孔部。
11.根据权利要求9或10所述的断路器,其中,
所述正特性热敏电阻被压入到所述第二孔部。
12.根据权利要求2所述的断路器,其中,
所述正特性热敏电阻的所述第一电极与所述第二电极之间的电阻是1~2Ω。
13.根据权利要求2或12所述的断路器,其中,
在所述第一面设置有用于增强所述正特性热敏电阻的金属板。
14.一种电气设备用的安全电路,其特征在于,具备权利要求1至13中任一项所述的断路器。
15.一种二次电池组,其特征在于,具备权利要求1至13中任一项所述的断路器。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN115295970A (zh) * | 2022-10-09 | 2022-11-04 | 宁德新能源科技有限公司 | 电化学装置及用电设备 |
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JPS60232630A (ja) * | 1984-04-14 | 1985-11-19 | リミター・ゲーエムベーハー | バイメタル保護スイツチ |
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2019
- 2019-07-23 CN CN201980047262.4A patent/CN112514022A/zh active Pending
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