JP2011198645A - Breaker - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自己保持型の回路による電流遮断機構を有する二次電池用の安全装置に関する。特に、熱応動素子の反転作用により可動片上の可動接点と固定片上の固定接点とを接触又は離反させるブレーカーに関する。 The present invention relates to a safety device for a secondary battery having a current interruption mechanism by a self-holding type circuit. In particular, the present invention relates to a breaker that contacts or separates a movable contact on a movable piece and a fixed contact on a fixed piece by an inversion action of a thermally responsive element.
携帯電話、ノートパソコンなどに載置されるニッケル水素電池、リチウムイオン電池などのバッテリーパックには、過充電や短絡などの異常が発生した場合、速やかに電流を遮断し過熱による危険を回避するための安全装置が必須である。このような安全装置には、設定できる動作温度の帯域幅が広く、且つ高精度な温度設定が可能であり、繰り返し使用できるという利点から、機械動作式のブレーカーが有用である。 Battery packs such as nickel metal hydride batteries and lithium-ion batteries mounted on mobile phones and notebook PCs, etc., to quickly cut off current and avoid danger due to overheating when abnormalities such as overcharge or short circuit occur Safety devices are essential. For such a safety device, a mechanically operated breaker is useful because it has a wide bandwidth of operating temperature that can be set, can be set with high accuracy, and can be used repeatedly.
例えば、特許文献1には、図4のように固定片3、可動片2、反転型の熱応動素子4、PTC素子(正特性サーミスター5)を扁平なケース6に収容したサーマルプロテクター(ブレーカー1)において、正特性サーミスター5及び熱応動素子4は固定片3と可動片2との間に挟まれ、熱応動素子4は正特性サーミスター5の上面53に被さり、且つ熱応動素子4の片面が反転時に正特性サーミスター5に接触し、もう片面が可動片2に接触する状態で各部材を積層的に配置することで、小型化を実現する技術が開示されている。さらに、同文献には、可動片2上の熱応動素子4と接触する箇所に熱応動素子4に向かって突き出した小突起(ダボ25)を設けることによって、熱応動素子4の反転動作による可動片2の反応動作を、ひいては電流遮断を迅速にする技術も開示されている。尚、正特性サーミスターとは、電流の導通により温度及び電気抵抗を急激に増大させる発熱素子のことである。
For example,
この種のブレーカーの動作機序は、図5に示す従来品の一例を挙げると、次のとおりである。
充放電、無通電などの通常時(図5の(a)参照)においては、可動接点21及び固定接点31が可動片2のバネ作用により互いに接触している。この時、可動片2、固定片3及び両接点を介して、ブレーカー1の両端子(24,33)間に電流が流れ、ブレーカー1は導通状態にある。そして、熱応動素子4及び正特性サーミスター5が固定片3と可動片2とに挟まれ、熱応動素子4は可動片2の下方で正特性サーミスター5の上面53に接触して、正特性サーミスター5の上面53は熱応動素子4の湾曲面41の凹面に覆われて(以下、この状態を熱応動素子の正転状態という。)いる。この導通状態では、電流は正特性サーミスター5に比べて圧倒的に抵抗の小さい可動片2、固定片3及び両接点を流れ、正特性サーミスター5には実質的に電流が流れない。
一方で、過充電、短絡、その他異常などの過熱時(図5の(b)参照)においては、熱応動素子4は通常時と反対向きに反転し、正特性サーミスター5には湾曲面41の凸面が向くようになるため(以下、熱応動素子の反転状態という。)、熱応動素子4により可動片2は押し上げられ、可動接点21と固定接点31とは離反する。ここでブレーカー1を通して充放電する電流は遮断される。そして、可動片2、熱応動素子4及び正特性サーミスター5を介して固定片3に流れる漏れ電流が生じる。正特性サーミスター5は漏れ電流を通しながら自己発熱により電気抵抗を増大させるので、漏れ電流は極めて小さいものに抑えられ、且つ熱応動素子4の温度を一定に保ち、熱応動素子4の反転状態を維持する。このようにブレーカーの遮断状態が自己保持的に作り出される。
過熱の要因が解消され熱応動素子が冷却されれば、熱応動素子4は原形に復帰し、可動接点21と固定接点31とは再び接触し、ブレーカー1は導通状態に戻る。尚、過熱とは、熱応動素子4の反転状態となる温度を超えることをいう。
The operation mechanism of this type of breaker is as follows, taking an example of a conventional product shown in FIG.
In normal times such as charging / discharging and non-energization (see FIG. 5A), the
On the other hand, during overheating such as overcharge, short circuit, and other abnormalities (see FIG. 5B), the
When the cause of overheating is eliminated and the thermally responsive element is cooled, the thermally
近年、二次電池の搭載される機器の携帯化やその普及に応ずるため、二次電池に内蔵されるこの種のブレーカーには、更に小型で、衝撃に強く、安定して動作することが要求されている。しかしながら、従来技術によるブレーカーには空間利用率に限界があり、各部材の寸法縮小に伴って、遮断状態における固定接点と可動接点との間の距離(接点ギャップg0。図5参照)が過度に小さくなる。そのため接点間に火花放電(スパーク)の生ずる虞がある。このようなスパークは両接点を酸化や熱溶融、汚損により傷付け、ブレーカーの寿命を短くするという問題を引き起こす。
そこで、一層小さい寸法を実現しながら従来と同様の安定性及び耐用性を併せ持つブレーカーが望まれるところであった。
In recent years, this type of breaker built into a secondary battery is required to be smaller, more resistant to impact, and operate stably in order to respond to the portability and widespread use of equipment equipped with a secondary battery. Has been. However, the breaker according to the prior art has a limited space utilization factor, and the distance between the fixed contact and the movable contact in the interrupted state (contact gap g0, see FIG. 5) is excessive as the size of each member is reduced. Get smaller. Therefore, there is a risk of spark discharge (spark) between the contacts. Such a spark causes problems such as damage to both contacts due to oxidation, thermal melting, and fouling, and shortening the breaker life.
Therefore, there has been a demand for a breaker having both the same stability and durability as the conventional one while realizing smaller dimensions.
本発明は、部材の寸法が縮小されたブレーカーにおいて、接点ギャップの不足を解消し、接点間に生じうるスパークを回避し、長寿命化を図るための手段を提供するものである。 The present invention provides a means for solving a shortage of a contact gap, avoiding a spark that may occur between contacts, and prolonging the life of a breaker with reduced member dimensions.
本発明の第1態様は、前掲の課題を解決するため、固定接点を形成された固定片、端部に形成された可動接点をバネ作用により前記固定接点に接触させる可動片、温度変化に伴う湾曲面の反転により前記可動接点が前記固定接点から接触又は離反するように動作する熱応動素子、前記固定片及び前記可動片と電気的に接続される正特性サーミスターを備えて構成される。さらに、本態様で、正特性サーミスターは突起部を有する板状であり、過熱していない通常時において、前記熱応動素子の湾曲面の凹面が前記正特性サーミスターに覆い被さっている。そして、前記突起部は、前記正特性サーミスターの、前記熱応動素子に対向する面(上面)に形成されて、通常時において、該面及び前記湾曲部に区画された空間を占めている。 In order to solve the above-mentioned problems, the first aspect of the present invention is a fixed piece formed with a fixed contact, a movable piece that makes the movable contact formed at the end contact the fixed contact by a spring action, and a change in temperature. The movable contact is configured to include a thermal response element that operates so that the movable contact contacts or separates from the fixed contact by reversing the curved surface, and a positive temperature coefficient thermistor that is electrically connected to the fixed piece and the movable piece. Further, in this aspect, the positive temperature coefficient thermistor has a plate shape having a protrusion, and the concave surface of the curved surface of the thermally responsive element covers the positive temperature coefficient thermistor during a normal time when the heat response element is not overheated. The protruding portion is formed on the surface (upper surface) of the positive temperature coefficient thermistor facing the thermally responsive element, and normally occupies a space defined by the surface and the curved portion.
従来技術における正特性サーミスターのように、突起のない平板状の形態では、正特性サーミスターの上面と熱応動素子の湾曲面の凹面とで区画される空間が所謂「死に領域」となって、部材の占めるべき余地を排除して嵩高となっていながら、接点ギャップに寄与しない。しかし、本形態において前記突起部は、過熱時の反転状態で熱応動素子の湾曲面の凸面に接触し、従来形態におけるより可動接点を高く押し上げ、接点ギャップを増大する。 In the flat plate-like form without protrusions, like the positive temperature coefficient thermistor in the prior art, the space defined by the upper surface of the positive temperature coefficient thermistor and the concave surface of the curved surface of the thermal actuator element is a so-called “dead area”. It does not contribute to the contact gap while eliminating the room to be occupied by the member and being bulky. However, in the present embodiment, the projecting portion comes into contact with the convex surface of the curved surface of the thermally responsive element in an inverted state when overheated, and pushes the movable contact higher than in the conventional embodiment, thereby increasing the contact gap.
本発明の第2態様は、前記課題を解決するため、過熱していない通常時に、正特性サーミスターと熱応動素子とは該正特性サーミスターの上面の外周において接触し、且つ該正特性サーミスターの突起部は、全体が熱応動素子の湾曲面の凹面と正特性サーミスターの上面とで区画される空間に収容されるように設計される。
この形態では突起部は熱応動素子に接触せず、板状の正特性サーミスター上面の外周の一部又は全体が熱応動素子湾曲面の凹面に接触する。
According to a second aspect of the present invention, in order to solve the above-described problem, the normal characteristic thermistor and the thermally responsive element are in contact with each other on the outer periphery of the upper surface of the positive characteristic thermistor and the positive characteristic thermistor is not heated. The projecting portion of the mister is designed so that the entirety is accommodated in a space defined by the concave surface of the curved surface of the thermally responsive element and the upper surface of the positive temperature coefficient thermistor.
In this embodiment, the protrusion does not contact the thermal actuator, and a part or the whole of the outer periphery of the upper surface of the plate-like positive temperature coefficient thermistor contacts the concave surface of the curved surface of the thermal actuator.
本発明の第3態様は、熱応動素子と一体的になった可動片を有し、過熱時に反転する湾曲面は可動片に形成されている。本態様では、独立した熱応動素子は不要である。 The third aspect of the present invention has a movable piece integrated with the thermally responsive element, and a curved surface that reverses when overheated is formed on the movable piece. In this embodiment, an independent thermal response element is not necessary.
本発明の第4態様は、前記課題を解決するため、可動片に2つの可動接点を各両端に有し、固定片に、前記2つの可動接点のそれぞれと接触又は離反する2つの固定接点を有する。 According to a fourth aspect of the present invention, in order to solve the above-mentioned problem, the movable piece has two movable contacts at both ends, and the fixed piece has two fixed contacts that contact or separate from each of the two movable contacts. Have.
本発明の第1態様により、正特性サーミスターの上面に***した突起部が、正特性サーミスター上面と熱応動素子湾曲面の凹面とで区画された空間を排除し、空間効率を改善する。これにより、既述のような死に領域が減少し或いは実質的に解消され、反転状態において、突起部で補填されるだけ、充分に長い接点間ギャップが確保され、接点間でのスパークを抑制できる。しかも、正特性サーミスターを除き、部材は大きさがほぼ従来のままで使用することができる。 According to the first aspect of the present invention, the protruding portion protruding on the upper surface of the positive temperature coefficient thermistor eliminates the space defined by the upper surface of the positive temperature coefficient thermistor and the concave surface of the curved surface of the thermally responsive element, thereby improving the space efficiency. As a result, the area of death as described above is reduced or substantially eliminated, and in the inverted state, a sufficiently long gap between the contacts can be secured and the spark between the contacts can be suppressed only by being compensated by the protrusion. . In addition, except for the positive temperature coefficient thermistor, the members can be used in the conventional size.
同時に、反転動作中、熱応動素子の湾曲面が直ちに正特性サーミスターの突起部に接触して、押圧力は湾曲面から正特性サーミスター及び可動片に迅速に伝わるので、従来型のブレーカーに比べて、スパークの生じない一定の接点ギャップを得るまでの所要時間が少なくなり、速度的に優位な電流遮断が実現する。さらに、突起部の占める体積によりブレーカー内部の空隙を減少させることで、発生する熱の蓄積速度や蓄積効率を大きくして、従来技術によるブレーカーより低電流又は低電圧においても作動するブレーカーを実現できる。 At the same time, during the reversing operation, the curved surface of the thermally responsive element immediately contacts the projection of the positive temperature coefficient thermistor, and the pressing force is quickly transmitted from the curved surface to the positive temperature coefficient thermistor and the movable piece. In comparison, the time required to obtain a constant contact gap where no spark occurs is reduced, and a current interruption that is superior in speed is realized. Furthermore, by reducing the air gap inside the breaker by the volume occupied by the protrusions, it is possible to realize a breaker that operates at a lower current or lower voltage than the breaker according to the prior art by increasing the accumulation speed and accumulation efficiency of the generated heat. .
本発明の第2態様により、突起部の全体が湾曲面と正特性サーミスターの上面とに区画された空間に収容され、正転状態において突起部は熱応動素子に接触しない。正転状態の熱応動素子は、従来技術おけるのと同じ高さにある。よって、従来技術で使用した設計と同様にブレーカーを構成できる。同時に、熱応動素子の高さは突起部の寸法誤差に影響されないので、従来技術と同程度に量産品間のバラツキを抑制できる。 According to the second aspect of the present invention, the entire protrusion is accommodated in the space defined by the curved surface and the upper surface of the positive temperature coefficient thermistor, and the protrusion does not contact the thermal actuator in the forward rotation state. The thermoresponsive element in the forward rotation state is at the same height as in the prior art. Therefore, the breaker can be configured similarly to the design used in the prior art. At the same time, the height of the thermally responsive element is not affected by the dimensional error of the protrusions, so that variation among mass-produced products can be suppressed to the same extent as in the prior art.
本発明の第3態様により、熱応動素子の占める空間がなくなるため、ブレーカーの一層の小型化が可能となる。さらに、可動片と熱応動素子は一体的に形成されているため、熱応動素子の反転動作は一瞬の遅れもなく可動片の押し上げ動作となって、一層速度的に有利な電流遮断を行うことができる。 According to the third aspect of the present invention, since the space occupied by the thermally responsive element is eliminated, the breaker can be further reduced in size. Furthermore, since the movable piece and the thermally responsive element are integrally formed, the reversing operation of the thermally responsive element becomes a push-up operation of the movable piece without a momentary delay, and the current can be cut off more advantageously in terms of speed. Can do.
本発明の第4態様により、導通及び遮断を行う2つの接触箇所が、正特性サーミスターを中間に位置させて、形成されるので、可動片の一端を固定する構造をケースに形成する必要がなくなる。したがって、簡素で更に小型化及び安定化されたブレーカーを提供できる。 According to the fourth aspect of the present invention, the two contact points for conducting and blocking are formed by positioning the positive temperature coefficient thermistor in the middle, so it is necessary to form a structure for fixing one end of the movable piece in the case. Disappear. Accordingly, it is possible to provide a breaker that is simple, further downsized and stabilized.
以下、図を参照して本発明の実施形態を説明する。図1は、本発明の実施形態の通常時又は過熱時における断面図である。ブレーカー1は、従来品とほぼ同様、直方体状の絶縁性樹脂のケース6内に諸部品を設置、封入することにより構成される。ケース6は、諸部品の封入されるケース本体61と当該ケース本体61に接合されるカバー62とで構成される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of an embodiment of the present invention during normal or overheating. The
固定片3は金属製の平板で、通常、インサート成形により樹脂製のケース本体61のに埋め込まれて設けられ、その一端はケース本体61の片端から延び出して、当該固定片3の本体部分と一体的に形成された固定側端子33となっている。但し、この固定側端子33は、固定片3と一体でなくても電気的に接続していれば問題ない。ケース本体61の底部には、固定片3の一部が上方に露出した領域が存在し、ここに正特性サーミスター5を収容する収容穴が形成され、該収容穴には複数の台座突起32が形成され、これらに正特性サーミスター5の下面54が安定的に接触する。固定片3の別の一部には、可動片上の可動接点21と接触して導通させる固定接点31が形成される。固定接点31は、塗布、メッキ又はクラッドなど既知の方法により形成できる。
The fixed
可動片2は、バネ性に富んだ金属製の平板で、湾曲面41の反転動作により振り子様に回動する可動部22、回動運動の中心となる固定部23及びこれを挟んだ一端に、ケース6から延び出した可動側端子24などから構成される。可動部先端には、固定接点31と接触又は離反する可動接点21の土台となる構造が下向きに突出して設けられる。可動片2及び可動側端子24は、電気的に接続される限り、一体的に設けられるか否か特に限定されず、最終製品であるブレーカー1の使用形態に従う。可動片2の形状は、上下方向から見て全体としてほぼ長方形で、且つ可動部22は断面視で上に凸の円弧状又は山折れに特徴付けられる。固定部23はブレーカー1の全体構成に従い、固定に好適なように上下方向から見て他の部分より幅広になっていることが一般的である。
The
熱応動素子は通常バイメタルで形成される。よって以下、特に言及のない限り熱応動素子とはバイメタルをいう。バイメタル4は、窪み状に湾曲した金属片で、湾曲面41及びその周辺に延在する端部42で構成され、本実施形態のように独立した部品となる場合、望ましい形状は、可動片2を押し上げる能率の観点から矩形である。湾曲面41は、通常、球面形状の絞りパンチで球面状に浅くプレス加工することにより形成される。端部42は湾曲面41を挟むか囲繞して存在し、絞り加工されなかった残部であり、但し、バイメタル4の形状は、円形又は楕円形など他の形状であっても、反転作用と可動片2の押し上げ動作を呈する限り、特に限定はない。
The thermally responsive element is usually formed of bimetal. Therefore, hereinafter, unless otherwise specified, the thermally responsive element refers to a bimetal. The bimetal 4 is a metal piece curved in a hollow shape, and is composed of a
前記可動片2及びバイメタル4の一方又は双方には、バイメタル4が反転した時、可動片2と接触する箇所で、可動片2及びバイメタル4が向かい合うに方向に突出したダボ25(小突起)が形成されてもよい。このようなダボ25が形成されるとバイメタル4と可動片2とが接触するまでの時間が短くなり、更に迅速に電流を遮断し、また、接点ギャップを一層大きく取ることが可能になる。
One or both of the
ケース本体61及びカバー62は、ポリアミド、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、液晶ポリマー(LCP)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、その他の耐熱性や難燃性に優れた樹脂を材質として成形される。特に二次電池と一体化して電池パックを製造する場合には、200℃以上の耐熱性を有する液晶ポリマーを使用するのが好ましい。カバー62は、強度を得るために金属片がインサート成形などにより埋設されている。
The case
固定片3、固定側端子33及びカバー62の金属部の材料は銅が好ましく、リン青銅、銅−チタン合金、洋白、黄銅、ステンレス鋼などの導電性材料を用いる。可動片2の材料も同様にリン青銅,銅−チタン合金、洋白、黄銅、ステンレス鋼などの導電性を有するバネ性に富んだ材料を用いる。
The material of the metal part of the fixed
固定接点31及び可動接点21の材料は、導電性の良い銀合金が好ましく、銅−
銀合金、金− 銀合金、炭素−
銀合金、タングステン− 銀合金などの接点材料を用いることができる。これらの接点の固定片3や可動片2への接合は、塗布、クラッド、めっき、カシメなど従来法により行うことができる。
The material of the fixed
Silver alloy, gold-silver alloy, carbon-
A contact material such as a silver alloy or tungsten-silver alloy can be used. These contacts can be joined to the fixed
バイメタル4には、例えば銅−ニッケル−マンガン合金、ニッケル−クロム−鉄合金などによる高熱膨張金属材料と、ニッケル−鉄合金などによる低熱膨張金属材料とを積層させたものなど既存の材料を用いることができる。熱応動素子にトリメタルを使用する場合もバイメタル同様、既存の材料を適宜組み合わせて用いることができる。 For the bimetal 4, for example, an existing material such as a laminate of a high thermal expansion metal material such as a copper-nickel-manganese alloy or a nickel-chromium-iron alloy and a low thermal expansion metal material such as a nickel-iron alloy is used. Can do. When trimetal is used for the thermally responsive element, similar to bimetal, existing materials can be used in appropriate combination.
正特性サーミスター5は電流により発熱し、電気抵抗を急増させる発熱素子であり、通常の導通時は抵抗が大きいため実質上導通しない。正特性サーミスター5は、例えば図2の(e)のように、板状の主部51及びその上面53に形成された突起部52により構成される。主部51の形状は、加工の容易性から円盤状又は円柱状であることが望ましく、通常、ブレーカー1全体の小型化及び電気特性のために円盤状を呈する。厚さ、断面積などの寸法は、ブレーカー1に必要とされる寸法、電気特性などに応じて選ばれる。突起部52は主部上面53から***した構造であり、通常、主部51と同質の材料で形成され、その数は単数であっても複数も受けてもよい。突起部52は寸法上、主部51より小さい構成を取り、平面視でその断面は主部上面53より小さく、上面53の外周に包摂される。正特性サーミスター5の材料は、酸化チタンとその他の添加剤を混錬したものなど、既知のものが用いられる。但し、ブレーカーの熱的及び電気的な特性が損なわれないならば、正特性サーミスター5は上記の条件に限定されない。
The positive
突起部52の形状は、具体的には、主部51の上面53より断面積の小さい角柱、円柱、半球、球面の一部、円錐若しくは角錐、又はこれらの切頭体が挙げられる。これらの中で、加工の容易性から、図2の(e)のような円柱、図2の(c)のような切頭円錐、図2の(b)のような球面の一部などが望ましい。突起部52の形成される部位は上面53の平面視で外周の内部であれば特に指定はなく、図2の(d)のような偏心した形態もありうる。このように偏心した形状によって、反転状態で可動片2は片側に傾き、可動接点21が更に高く上がり、一層の接点ギャップの増大を図れる。
Specific examples of the shape of the
先述の実施態様2において、上面53の外周、突起部52及び主部51の区別が明瞭で、突起部52が死に領域dに包摂され正転状態にあるバイメタル4に接していないことを望ましいとしたが、上面53の外周、突起部52及び主部51は不明瞭であり、又は突起部52が若干、正転状態にあるバイメタル4を従来品におけるより押し上げていても、正特性サーミスター5の一部が湾曲面41の凹面と上面53とで区画される空間を充填し、図5に現れるような死に領域dが解消されていれば、本発明の作用効果は得られる。正特性サーミスターの上面が平面視でバイメタルをはみ出していても同様である。但し、図2の(a)のように上面53の大部分または全部が完全な平板になると死に領域dで空間排除ができなくなり、従来型の正特性サーミスターと同様になってしまうため、本発明の効果が得られなくなる。また、バイメタル4を幅広にした方が接点ギャップを大きく取ること及び製品個体ごとのバラツキを抑えることを考慮すると、図1の(a)、図3の(a)又は図5の(a)におけるように、正特性サーミスター5の上面53の外周でバイメタル4の接触するのが有利である。
In the second embodiment described above, it is desirable that the outer periphery of the
〈通常時〉〈従来品との比較〉
図1の(a)のように、正常に充放電しているか、無通電の通常時においては、バイメタル4は正転状態にあって、湾曲面41が正特性サーミスターの上面53を覆っている。湾曲面41は、凹面が正特性サーミスター5に接触し、凸面が可動片2に対向している。
一方、従来技術においても図5の(a)のように、各部品の位置関係は全く同じであり、唯、突起部52の存否のみが相違する。これら双方を見ればわかるように、突起部52は、従来技術のブレーカー内部において元々何も存在しない死に領域dを占めているので、ブレーカー1の全体寸法に全く影響しない。つまり、従来品と本発明の製品とで外観寸法は同一にできる。
<Normal><Comparison with conventional products>
As shown in FIG. 1A, when the battery is normally charged / discharged or not energized, the
On the other hand, in the prior art, as shown in FIG. 5A, the positional relationship between the components is exactly the same, and only the presence or absence of the
〈過熱時〉〈従来品との比較〉
過充電状態又は短絡などにより温度が上昇している過熱時には
バイメタル4は反転状態になり、湾曲面41は正特性サーミスター5に凸面を向けて該凸面で正特性サーミスター5に接触し、一方で可動片2の側は凹面となり端部42で可動片2を押し上げる。本発明では図1の(b)のように過熱時の湾曲面41の凸面は突起部52に接触している。一方で従来技術においては、図5の(b)のように過熱時の湾曲面41の凸面は正特性サーミスター5の上面53に接している。これら双方を比べると、本発明の接点ギャップg1は、突起部52の上げしろr(上面53からの高さ)によって、従来技術の接点ギャップg0より、大きくなっている。
<During overheating><Comparison with conventional products>
At the time of overheating when the temperature rises due to an overcharged state or a short circuit, the
以上のように、接点ギャップg1が突起部の上げしろrの分、相対的に長くなるので、本発明のブレーカー1は従来品よりスパークが起きにくく長寿命となる。しかも、本発明は、従来品における死に領域dを新たな部位の設置に充てているので、従来品と同じ製品寸法を保つことを可能ならしめる。本発明によると、一定の接点ギャップの保障される限り、部材を縮小して更に小型のブレーカーを提供できる。
As described above, since the contact gap g1 is relatively longer by the amount r of the protrusion, the
〈一体型〉
本発明の実施形態には、可動片の一部又は全体がバイメタル又はトリメタルからなり、所定温度で反転する湾曲面が、可動片上に形成されるもの(図示せず)もある。この場合、熱応動素子が可動片から独立した部材となっている場合に比べて、バイメタルチップが除かれる分、ケース内部で諸部材の占める所要体積が小さくなり、ブレーカーの一層の小型化を図ることができる。
<Integrated>
In some embodiments of the present invention, a part or the whole of the movable piece is made of bimetal or trimetal, and a curved surface that is reversed at a predetermined temperature is formed on the movable piece (not shown). In this case, as compared with the case where the thermally responsive element is a member independent of the movable piece, the required volume occupied by the various members in the case is reduced by the amount of removal of the bimetal chip, thereby further reducing the size of the breaker. be able to.
〈両端型〉
次に図3により、本発明の別の実施形態について説明する。この実施形態においては、可動片2の両端において接点の接触又は離反を行い、図3の(b)に見られるようにバイメタル4の反転及び正転を通して、可動片2は羽ばたき様の運動をする。さらにカバー62には、同図(a)ように可動片2中央の上方にカバー凸部63が形成され、可動片2の中央に接触し、可動片2が下方へ押圧され、可動片2のバネ作用により可動接点21と固定接点31とが接触する。この実施形態においても、可動片2をバイメタル又はトリメタルで形成して、熱応動素子と可動片とを一体化することが可能である。さらに、反転状態の可動片2を傾斜させ(図示せず)、片方の可動接点21を更に大きく離反させるために、正特性サーミスターの突起部52は例えば、図2の(d)のように偏心していると有利である。
本実施形態の他の構成や作用効果は、既述の実施形態とほぼ同様であるので、説明は省略する。
<Both ends type>
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, the contact point contacts or separates at both ends of the
Other configurations and operational effects of the present embodiment are substantially the same as those of the above-described embodiment, and thus description thereof is omitted.
尚、本発明は上記実施形態に限られることなく、少なくとも固定片3、可動片2、温度変化に伴う湾曲面41及び正特性サーミスター5を備え、湾曲面41の反転動作により固定接点31と可動接点21とを接触又は離反させる構造を持つブレーカーにおいて、正特性サーミスター5が、その上面53から***して正転状態の湾曲面41の内部の空間を占有する突起部52を持つものであればよい。
以上において、熱応動素子の反転動作の時に、それぞれの部材が他部材と緩衝しない限度に広い面積の空間を有するように設計されるのは言うまでもない。
The present invention is not limited to the above embodiment, and includes at least the
In the above description, it is needless to say that each member is designed to have a large space so as not to be buffered with other members during the reversal operation of the thermally responsive element.
1 ブレーカー
2 可動片
21 可動接点
22 可動部
23 固定部
24 可動側端子
25 ダボ
3 固定片
31 固定接点
32 台座突起
33 固定側端子
4 バイメタル
41 湾曲面
42 端部
5 正特性サーミスター
51 主部
52 突起部
53 上面
54 下面
6 ケース
61 ケース本体
62 カバー
63 カバー凸部
d 死に領域
g0 接点ギャップ(従来品)
g1 接点ギャップ(本発明)
r 上げしろ
DESCRIPTION OF
g1 Contact gap (invention)
r Raise it
Claims (4)
過熱していない通常時において、前記熱応動素子の湾曲面の凹面が前記正特性サーミスターに覆い被さり、
該正特性サーミスターは突起部を有する板状であり、
該突起部は前記正特性サーミスターの、前記熱応動素子に対向する面に形成され、該面及び前記湾曲部に区画された空間を占めることを特徴とするブレーカー。 A fixed piece formed with a fixed contact, a movable piece formed at the end to contact the fixed contact by a spring action, and the movable contact contacts or separates from the fixed contact due to reversal of the curved surface with temperature change. A thermoresponsive element that operates to include a positive temperature coefficient thermistor that is electrically connected to the fixed piece and the movable piece;
In normal time when not overheating, the concave surface of the curved surface of the thermoresponsive element covers the positive temperature coefficient thermistor,
The positive temperature coefficient thermistor is a plate having a protrusion,
The projecting portion is formed on a surface of the positive temperature coefficient thermistor facing the thermally responsive element and occupies a space defined by the surface and the curved portion.
前記熱応動素子に対向する面の外周において前記熱応動素子と接触し、
前記突起部の全体が、前記湾曲面の凹面と、前記正特性サーミスターの、前記熱応動素子に対向する面とに区画された空間に収容されることを特徴とする請求項1に記載のブレーカー。 The positive temperature coefficient thermistor is normally not overheated,
In contact with the thermoresponsive element at the outer periphery of the surface facing the thermoresponsive element;
The entire protrusion is housed in a space defined by a concave surface of the curved surface and a surface of the positive temperature coefficient thermistor that faces the thermal actuator. breaker.
前記2つの可動接点のそれぞれと接触又は離反する2つの固定接点が前記固定片に設けられることを特徴とする請求項1乃至3に記載のブレーカー。 The movable piece is provided with two movable contacts at both ends,
The breaker according to any one of claims 1 to 3, wherein the fixed piece is provided with two fixed contacts that contact or separate from each of the two movable contacts.
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