CN111066112A - 断路器及具备该断路器的安全电路 - Google Patents
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Abstract
断路器(1)具备:固定接点(21);可动片(4),其具有形成为板状并发生弹性变形的弹性部(43),并且在该弹性部(43)的一端部具有可动接点(41),可动片(4)将可动接点(41)向固定接点(21)按压而与固定接点(21)接触;热响应元件(5),其通过伴随温度变化发生变形而使可动片(4)进行动作,使得可动接点(41)与固定接点(21)分隔;壳体(10),其收容可动片(4)及热响应元件(5);以及端子片(2)或(3),其与外部电路电连接。壳体(10)具有沿弹性部(43)的长度方向延伸的侧壁(11)。端子片(2)或(3)具有从侧壁(11)向壳体(10)的外侧突出的突出部(27)或(37)。侧壁(11)在突出部(27)或(37)的周边具有向壳体(10)的内侧凹陷的凹部(12)或(13)。
Description
技术领域
本发明涉及内置于电气设备的二次电池组等的小型的断路器等。
背景技术
以往,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),使用断路器。在产生充放电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,断路器切断电流以保护二次电池、电动机等。就作为如上所述的保护装置使用的断路器而言,为了确保设备的安全,要求追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。
在断路器设有热响应元件,该热响应元件根据温度变化而进行动作,导通或切断电流。在专利文献1中,示出了应用双金属作为热响应元件的断路器。所谓双金属,是由热膨胀率不同的两种板状的金属材料层叠而成,并通过根据温度变化来改变形状,从而控制接点的导通状态的元件。该文献所示的断路器是在壳体收纳固定片、端子片、可动片、热响应元件、PTC热敏电阻等部件而成的,固定片及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:日本特开2016-035822公报
发明内容
发明所需解决的课题
另外,在断路器作为个人笔记本电脑、平板电脑型便携信息终端设备或被称为智能手机的薄型的多功能移动电话等电气设备所装备的二次电池等的保护装置而使用的情况下,除了上述安全性的确保之外,还要求小型化。特别是,在近年的便携信息终端设备中,用户的小型化(薄型化)的意向强烈,由各公司新发售的设备为了确保设计上的优势,设计成小型的倾向显著。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断路器也强烈要求进一步的小型化。
本发明是为了解决上述课题而完成的,其目的在于提供一种能够容易地实现小型化的断路器。
用于解决课题的技术方案
为了达到上述目的,本发明的特征在于,断路器具备:固定接点;可动片,其具有形成为板状并发生弹性变形的弹性部,并且在该弹性部的一端部具有可动接点,所述可动片将所述可动接点向所述固定接点按压而与所述固定接点接触;热响应元件,其通过伴随温度变化发生变形而使所述可动片进行动作,使得所述可动接点与所述固定接点分隔;壳体,其收容所述可动片及所述热响应元件;以及端子片,其与外部电路电连接,在所述断路器中,所述壳体具有沿所述弹性部的长度方向延伸的侧壁,所述端子片具有从所述侧壁向所述壳体的外侧突出的突出部,所述侧壁在所述突出部的周边具有向所述壳体的内侧凹陷的凹部。
在本发明所涉及的所述断路器中,优选为,所述突出部相对于所述热响应元件配置在所述长度方向的两侧。
在本发明所涉及的所述断路器中,优选为,所述侧壁在所述热响应元件的周边具有凸部,该凸部比所述凹部更向所述壳体的外侧突出。
在本发明所涉及的所述断路器中,优选为,所述壳体具有:第一壳体,其形成有用于收容所述可动片及所述热响应元件的收容凹部;以及第二壳体,其安装于所述第一壳体,并覆盖所述收容凹部,所述凹部形成于所述第一壳体。
在本发明所涉及的所述断路器中,优选为,所述第二壳体的所述侧壁形成为平面状。
在本发明所涉及的所述断路器中,优选为,所述凹部比所述第二壳体的所述侧壁更向所述壳体的内侧凹陷。
在本发明所涉及的所述断路器中,优选为,所述凹部及所述收容凹部分别具有圆角状的内角部,所述收容凹部的所述内角部的曲率半径大于所述凹部的所述内角部的曲率半径。
在本发明所涉及的所述断路器中,优选为,所述突出部的前端和所述凸部的前端配置在与所述长度方向平行的同一平面上。
在本发明所涉及的所述断路器中,优选为,从所述弹性部的厚度方向观察,所述壳体形成为以该弹性部的所述长度方向为长边的矩形形状,所述凹部配置于所述壳体的角部。
本发明的电气设备用的安全电路的特征在于,具备所述断路器。
发明效果
在本发明的断路器中,壳体具有沿弹性部的长度方向延伸的侧壁,端子片具有从侧壁向壳体的外侧突出的突出部。即,突出部从侧壁向弹性部的宽度方向突出,能够与外部电路连接。由此,能够抑制上述长度方向上的断路器的长度尺寸,从而实现断路器的小型化。
另外,侧壁在突出部的周边具有向壳体的内侧凹陷的凹部。由此,能够在确保突出部从侧壁突出的突出量的同时,抑制上述宽度方向的长度尺寸,由此实现断路器的小型化。
附图说明
图1是表示基于本发明的一个实施方式的断路器的概略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剖视图。
图3是表示过充电状态或异常时等的上述断路器的剖视图。
图4是表示上述断路器的外观结构的立体图。
图5是表示依次装填热响应元件及可动片等之后且安装盖部件之前的壳体主体的立体图。
图6是放大表示壳体主体的凹部及其周边的俯视图。
图7是从底面侧观察上述断路器的立体图。
图8是上述断路器的俯视图。
图9是本发明的具备上述断路器的安全电路的电路图。
具体实施方式
参照附图,对基于本发明的一个实施方式的断路器进行说明。图1至图3示出了断路器的结构。断路器1具备一部分从壳体10露出到外部的一对端子片2、3。通过端子片2、3与外部电路(未图示)电连接,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包括:具有固定接点21及端子22的端子片2;具有端子32的端子片3;在前端部具有可动接点41的可动片4;伴随温度变化发生变形的热响应元件5;PTC(Positive Temperature Coefficient:正温度系数)热敏电阻6;以及收容端子片2、端子片3、可动片4、热响应元件5及PTC热敏电阻6的壳体10等。壳体10包括:壳体主体(第一壳体)7;以及安装于壳体主体7的上表面的盖部件(第二壳体)8等。
端子片2例如通过对以铜等为主要成分的金属板(除此之外,铜钛合金、铜镍锌合金、黄铜等的金属板)进行冲压加工而形成,并通过嵌件成形而埋入壳体主体7。
固定接点21除了银、镍、镍银合金以外,还通过铜银合金、金银合金等导电性良好的材料的包层、镀覆或涂布等而形成。固定接点21形成在与可动接点41对置的位置,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的收容凹部73。
在本申请中,只要没有特别说明,则在端子片2中,将形成有固定接点21一侧的面(即,图1中上侧的面)作为第一面,将其相反侧的底面作为第二面来进行说明。对于其他部件而言,例如端子片3、可动片4及热响应元件5、壳体10、金属板9等也是同样的。
如图2所示,端子片2具有:以阶梯状(侧视时为曲柄状)弯曲的台阶弯曲部25;以及对PTC热敏电阻6进行支承的支承部26。台阶弯曲部25连接固定接点21和支承部26,将固定接点21和支承部26配置为高度不同。台阶弯曲部25埋设于壳体主体7。PTC热敏电阻6载置在凸状的突起(凸点)26a之上,被突起26a支承,该突起26a在支承部26形成有3处。
端子片3与端子片2同样地,通过对以铜等为主要成分的金属板进行冲压加工而形成,并通过嵌件成形而埋入壳体主体7。端子片3具有与可动片4连接的连接部31、以及端子32。
连接部31从形成在壳体主体7的内部的开口73b的一部分露出到壳体主体7的收容凹部73,并与可动片4电连接。
可动片4通过对以铜等为主要成分的板状的金属材料进行冲压加工而形成。可动片4形成为相对于长度方向的中心线对称的臂状。
在可动片4的一端部形成有可动接点41。可动接点41由与固定接点21同等的材料形成于可动片4的第二面,除了焊接以外,还通过包层、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端子片3的连接部31电连接的连接部42。端子片3的连接部31的第一面与可动片4的连接部42的第二面通过激光焊接而固着。所谓激光焊接,是通过向工件(在本实施方式中,相当于端子片3及可动片4)照射激光而使工件局部地熔融及凝固,从而将工件彼此接合的焊接方法。在照射激光后的工件的表面,形成与其他焊接方法(例如,利用焦耳热的电阻焊接)的焊接痕迹不同的形态的激光焊接痕迹。
可动片4在可动接点41与连接部42之间具有弹性部43。弹性部43从连接部42向可动接点41侧延伸。由此,连接部42隔着弹性部43设置在与可动接点41相反的一侧。
通过在连接部42处与端子片3的连接部31固着而将可动片4固定,通过弹性部43发生弹性变形,从而形成在其前端的可动接点41被向固定接点21侧按压而与固定接点21接触,由此端子片2与可动片4能够通电。由于可动片4与端子片3在连接部31及连接部42处电连接,因此端子片2与端子片3能够通电。
可动片4在弹性部43处通过冲压加工而弯曲或屈曲。只要能够收纳热响应元件5,则弯曲或屈曲的程度不被特别限定,只需考虑动作温度及恢复温度下的弹性力、接点的按压力等进行适当设定即可。另外,在弹性部43的第二面,与热响应元件5对置地形成有一对突起(接触部)44a、44b。突起44a、44b与热响应元件5接触,从而热响应元件5的变形经由突起44a、44b传递至弹性部43(参照图1及图3)。
使热响应元件5从可动接点41与固定接点21接触的导通状态转变为可动接点41与固定接点21分隔的切断状态。热响应元件5呈弯曲为圆弧状的初始形状,通过层叠热膨胀率不同的薄板材而形成。若由于过热而达到动作温度,则热响应元件5的弯曲形状伴随卡扣运动(snap motion)而发生逆翘曲,若由于冷却而低于恢复温度,则复原。热响应元件5的初始形状能够通过冲压加工而形成。只要在所期望的温度下通过热响应元件5的逆翘曲动作而推起可动片4的弹性部43,并且通过弹性部43的弹性力而恢复原状,则热响应元件5的材质及形状没有特别限定,但从生产效率及逆翘曲动作的效率性的观点出发优选为矩形形状,为了在小型的同时效率地推起弹性部43,优选为接近正方形的长方形。
作为热响应元件5的材料,层叠由铜镍锌合金、黄铜、不锈钢等各种合金构成的热膨胀率不同的两种材料而成的材料根据所需条件而组合使用。例如,作为得到稳定的动作温度及恢复温度的热响应元件5的材料,优选为在高膨胀侧为铜镍锰合金、在低膨胀侧铁为镍合金,由此组合而成的材料。另外,从化学稳定性的观点出发,作为更优选的材料,可举出在高膨胀侧为铁镍铬合金、在低膨胀侧为铁镍合金,由此组合而成的材料。而且,从化学稳定性及加工性的观点出发,作为更优选的材料,可举出在高膨胀侧为铁镍铬合金、在低膨胀侧为铁镍钴合金,由此组合而成的材料。
PTC热敏电阻6在可动片4处于切断状态时,使端子片2与可动片4导通。PTC热敏电阻6配设在端子片2的支承部26与热响应元件5之间。即,隔着PTC热敏电阻6,支承部26位于热响应元件5的正下方。在通过热响应元件5的逆翘曲动作而切断端子片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只要是电阻值随着温度上升而增大从而限制电流的正特性热敏电阻,就能够根据动作电流、动作电压、动作温度、恢复温度等的需要来选择种类,只要不损害上述诸多特性,其材料及形状没有特别限定。在本实施方式中,使用包括钛酸钡、钛酸锶或钛酸钙的陶瓷烧结体。除了陶瓷烧结体以外,也可以使用使聚合物含有碳等导电性颗粒的所谓的聚合物PTC。
从可动片4的弹性部43的厚度方向观察,壳体10形成为以弹性部43的长度方向D1(即,从连接部42侧朝向可动接点侧的方向)为长边的矩形形状。弹性部43的长度方向D1与壳体10的长度方向一致(下面,将两者记为长度方向D1)。
构成壳体10的壳体主体7及盖部件8由阻燃性的聚酰胺、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)等热塑性树脂成形。只要可得到与上述树脂同等以上的特性,也可以应用树脂以外的材料。
在壳体主体7形成有收容凹部73,该收容凹部73是用于收容可动片4、热响应元件5及PTC热敏电阻6等的内部空间。收容凹部73具有:用于收容可动片4的开口73a、73b;用于收容可动片4及热响应元件5的开口73c;以及用于收容PTC热敏电阻6的开口73d等。此外,组装于壳体主体7的可动片4、热响应元件5的端缘分别被形成于收容凹部73的内部的框抵接,在热响应元件5逆翘曲时被引导。
金属板9通过嵌件成形而埋入盖部件8。金属板9通过对上述以铜等为主要成分的金属板或不锈钢等金属板进行冲压加工而形成。如图2及图3所示,金属板9与可动片4的第一面适当抵接,限制可动片4的运动,并且在提高盖部件8乃至作为框体的壳体10的刚性/强度的同时,有助于断路器1的小型化。
如图1所示,盖部件8以堵塞壳体主体7的开口73a、73b、73c等的方式安装于壳体主体7,该壳体主体7收容有端子片2、端子片3、可动片4、热响应元件5及PTC热敏电阻6等。壳体主体7与盖部件8例如通过超声波熔敷而接合。此时,壳体主体7与盖部件8遍及各自的外缘部的整周连续地接合,从而壳体10的气密性提高。由此,收容凹部73带来的壳体10的内部空间密闭,可动片4、热响应元件5及PTC热敏电阻6等部件可与壳体10的外部的气氛隔断并被保护。在本实施方式中,在金属板9的第一面侧整体配置有树脂,因此收容凹部73的气密性进一步提高。
图2示出了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,热响应元件5维持(逆翘曲前)初始形状。在金属板9设有突出部91,该突出部91与可动片4的顶部43a抵接,将顶部43a向热响应元件5侧按压。通过突出部91按压顶部43a,弹性部43发生弹性变形,从而在其前端所形成的可动接点41被向固定接点21侧按压而与固定接点21接触。由此,通过可动片4的弹性部43等,断路器1的端子片2与端子片3之间导通。也可以使可动片4的弹性部43与热响应元件5接触,从而可动片4、热响应元件5、PTC热敏电阻6及端子片2作为电路而导通。但是,PTC热敏电阻6的电阻压倒性地大于可动片4的电阻,因此流过PTC热敏电阻6的电流与流过固定接点21及可动接点41的量相比是实质上可忽视的程度。
图3示出了过充电状态或异常时等的断路器1的动作。若由于过充电或异常而成为高温状态,则达到动作温度的热响应元件5发生逆翘曲,可动片4的弹性部43被推起,从而固定接点21与可动接点41分隔。在断路器1的内部热响应元件5发生变形,推起可动片4时的热响应元件5的动作温度例如为70℃~90℃。此时,在固定接点21与可动接点41之间流过的电流被切断,少量的漏电流通过热响应元件5及PTC热敏电阻6而流通。只要流过如上所述的漏电流,PTC热敏电阻6就持续发热,从而在使热响应元件5维持在逆翘曲状态的同时使电阻值急剧增加,因此电流不在固定接点21和可动接点41之间的路径流通,而仅存在上述少量的漏电流(构成自保持电路)。该漏电流可以用于安全装置的其他功能。
图4示出了断路器1的外观结构。壳体10具有沿着可动片4的弹性部43的长度方向(即,壳体10自身的长度方向)D1延伸的一对侧壁11。
端子片2具有从侧壁11向壳体10的外侧突出的一对突出部27(参照图6及图7)。突出部27向弹性部43的宽度方向(即,壳体10自身的宽度方向)D2突出,能够与外部电路连接。由此,例如与上述专利文献1公开的具有向壳体的长度方向D1突出的端子的断路器相比,能够抑制上述长度方向D1上的断路器1的长度尺寸,从而容易实现断路器1的小型化。
侧壁11在突出部27的周边具有向壳体10的内侧(即,宽度方向D2)凹陷的凹部12。由此,能够在确保突出部27从侧壁11突出的突出量的同时,抑制上述宽度方向D2的宽度尺寸,由此实现断路器1的小型化。
端子片3具有从侧壁11向壳体10的外侧突出的一对突出部37(参见图6及图7)。突出部37向上述宽度方向D2突出,能够与外部电路连接。由此,例如,能够抑制上述长度方向D1上的断路器1的长度尺寸,从而容易实现断路器1的小型化。
侧壁11在突出部37的周边具有向壳体10的内侧凹陷的凹部13。由此,能够在确保突出部37从侧壁11突出的突出量的同时,抑制壳体10的上述宽度方向D2的长度尺寸,由此实现断路器1的小型化。
在本实施方式中,在端子片2形成有突出部27,在端子片3形成有突出部37。也可以在端子片2或3的任意一方没有形成有突出部27或37。在该情况下,在不存在突出部27或37的侧壁11中,也可以废除凹部12或13。
图5示出了依次装填PTC热敏电阻6、热响应元件5及可动片4之后且安装盖部件8之前的壳体主体7。优选为,突出部27与突出部37相对于热响应元件5配置在长度方向D1的两侧。由此,突出部27、37与热响应元件5在长度方向D1上不重叠地配置,从而容易避免突出部27、37与热响应元件5的干涉。
另外,优选为,凹部12与凹部13相对于收容凹部73配置在长度方向D1的两侧。能够在充分确保侧壁11的壁厚的基础上,将收纳凹部73的容积设定得较大,从而应用尺寸大的热响应元件5。
侧壁11在热响应元件5的周边具有凸部14,该凸部14比凹部12、13更向壳体10的外侧(即,宽度方向D2)突出。由此,能够在充分确保侧壁11的壁厚的基础上,将收容凹部73的宽度方向D2的宽度尺寸设定得较大。因此,能够采用宽度方向D2的宽度尺寸大的热响应元件5,从而容易进行热响应元件5的加工。另外,如上所述的热响应元件5容易得到稳定的动作温度及恢复温度,有助于断路器1的温度特性的提高。其结果,构成热响应元件5的材料选择的自由度提高,例如,能够用化学稳定性更优异的材料或更廉价的材料构成热响应元件5。
另外,上述的宽度尺寸大的热响应元件5利用图3所示的逆翘曲变形时产生的大的弹性力将可动片4向盖部件8的方向推起。伴随于此,通过采用具有宽度尺寸及厚度尺寸大的弹性部43的可动片4,能够提高固定接点21与可动接点41的接触压力,从而能够降低图2所示的固定接点21与可动接点41接触的导通状态下的断路器1的电阻值。
如图4所示,侧壁11包括壳体主体7的侧壁71以及盖部件8的侧壁81。
在本实施方式中,凹部12、13形成于壳体主体7的侧壁71。由此,能够在确保突出部37从侧壁11突出的突出量的同时,抑制壳体主体7的上述宽度方向D2的长度尺寸,从而实现壳体主体7乃至断路器1的小型化。另外,凸部14也形成于壳体主体7的侧壁71。由此,能够将收容凹部73的宽度方向D2的宽度尺寸设定得较大,从而应用尺寸大的热响应元件5。
如图5所示,一对凹部12间的宽度方向D2的距离W1与收容凹部73的宽度方向D2的宽度尺寸W2之比W2/W1优选为0.85~1.05。在比W2/W1小于0.85的情况下,在凸部14处壳体主体7在宽度方向D2上肥大化。另一方面,在比W2/W1超过1.05的情况下,凸部14的壁厚(特别是凸部14的长度方向D1的端部14a处的壁厚)变薄,可能对壳体10的密封性和强度造成影响。另外,在想要充分确保端部14a的壁厚的情况下,在凸部14处壳体主体7在长度方向D1及宽度方向D2上肥大化。从上述观点出发,比W2/W1的更优选的范围为0.88~0.98。此外,一对凹部13间的宽度方向D2的距离(未图示)与收容凹部73的宽度方向D2的宽度尺寸W2之比也与上述相同。
图6是放大表示壳体主体7的凹部12及其周边的俯视图(下面,由于凹部13及其周边的结构也是同样的,因此省略其说明)。凹部12、13与凸部14经由倾斜部15平滑地连接。由此,能够容易确保端部14a处的壳体主体7的壁厚。
凹部12与倾斜部15交叉的内角部16a在弹性部43的厚度方向的俯视观察时形成为圆弧状。另外,收容矩形形状的热响应元件5的收容凹部73的内角部73e在俯视观察时形成为圆弧状。即,凹部12在倾斜部15侧的端缘部具有圆角状的内角部16a,收容凹部73具有圆角状的两对内角部73e。由此,能够容易确保端部14a处的壳体主体7的壁厚。在本实施方式中,内角部73e的曲率半径Re大于内角部16a的曲率半径Ra。由此,能够更容易确保端部14a处的壳体主体7的壁厚。
凸部14与倾斜部15交叉的外角部16b在俯视观察时形成为圆弧状。外角部16b的曲率半径Rb与内角部16a的曲率半径Ra相同。由此,能够容易制作成形壳体主体7的模具。
盖部件8的侧壁81形成为平面状。如上所述的侧壁81容易成形,并且无凹凸的侧壁81有助于断路器1的小型化。
侧壁81的端面82配置于比凹部12、13更靠宽度方向D2的外侧。由此,能够将宽度方向D2的宽度尺寸大的金属板9埋设于盖部件8,从而能够容易提高壳体10的刚性。例如,能采用如下宽幅的金属板9:能够在充分确保金属板9的外侧的侧壁81的壁厚即金属板9的端面与侧壁81的端面82之间的距离的同时,在俯视观察时覆盖热响应元件5。另外,能够在确保突出部27、37从凹部12、13突出的突出量的同时,抑制突出部27、37从盖部件8的侧壁81突出的突出量,由此实现断路器1的小型化。
通过上述结构,凹部12、13比盖部件8的侧壁81的端面82更向壳体10的内侧凹陷。由此,构成外部电路的电路基板的焊盘部的占有范围缩小,图案设计的自由度提高。另外,由于容易确保突出部27、37从凹部12、13突出的突出量,因此软钎料容易以圆角状绕到凹部12、13的侧面,从而端子22、32与焊盘部的机械连接变得牢固,并且两者间的电阻进一步降低。
在本实施方式中,突出部27、37的前端与凸部14的前端配置在与长度方向D1平行(与宽度方向D2垂直)的同一平面上。由此,能够抑制断路器1的宽度方向D2的宽度尺寸(整个宽度尺寸),从而实现断路器1的小型化。
图7示出了从壳体主体7的底面侧观察的断路器1。凹部12、13配置在壳体10的角部。由此,能够将热响应元件5等部件不与突出部27、37干涉地配置在壳体10的中央部。另外,突出部27、37与外部电路的连接变得容易。另外,能够容易提高在锡焊工序中熔融的软钎料上的断路器1的定位(及定姿势)精度。
端子22、32从壳体主体7的底面露出,通过锡焊等方法与外部电路的焊盘部连接。在本实施方式中,在壳体10的宽度方向D2上分别并排设置有一对端子22及一对端子32。
在本实施方式中,在端子片2,在固定接点21与端子22之间形成有台阶弯曲部28。台阶弯曲部28埋设于壳体主体7。台阶弯曲部28连接固定接点21与端子22,将固定接点21与端子22配置为高度不同。由此,无论固定接点21的高度如何,都能够使端子22的第二面从壳体主体7的底面露出,从而与外部电路的连接变得容易。
同样地,在端子片3,在连接部31与端子32之间形成有台阶弯曲部38。台阶弯曲部38埋设于壳体主体7。台阶弯曲部38将连接部31与端子32连接,并将连接部31与端子32配置为高度不同。由此,无论连接部31的高度如何,都能够使端子32的第二面从壳体主体7的底面露出,从而与外部电路的连接变得容易。另外,能够在壳体10的宽度方向D2上汇集端子32,从而外部电路的焊盘部的占有范围缩小,图案设计的自由度提高。
端子22、32与外部电路的焊盘部的连接例如应用回流焊方式的锡焊方法。在断路器1中,端子22、32的前端部向壳体主体7的宽度方向D2的外侧延伸,并从壳体主体7的侧壁71突出,构成了突出部27、37。因此,端子22、32与焊盘部的接触面积变大,两者间的接触电阻降低。另外,通过软钎料以圆角状绕到突出部27、37的端面,从而端子22、32与焊盘部的机械连接变得牢固,并且两者间的电阻进一步降低。
在本发明中,可以省略上述的台阶弯曲部28、38。在该情况下,虽然妨碍端子22、32从壳体主体7的底面的露出,但通过变更突出部27、37的突出量,能够确保端子22、32与焊盘部的接触面积。此外,在该结构中,可以在突出部27、37(即,壳体10的外部)设置台阶弯曲部,也可以在外部电路的基板设置避免与壳体主体7的干涉的开口、切口等。
本发明的断路器1不限于上述实施方式的结构,能够变更为各种方式来实施。即,只要断路器1至少具备:固定接点21;可动片4,其具有形成为板状且发生弹性变形的弹性部43,并且在该弹性部43的一端部具有可动接点41,可动片4将可动接点41向固定接点21按压而与固定接点21接触;热响应元件5,其通过伴随温度变化发生变形而使可动片4进行动作,使得可动接点41与固定接点21分隔;壳体10,其收容可动片4及热响应元件5;以及端子片2或3,其与外部电路电连接,壳体10具有沿弹性部43的长度方向延伸的侧壁11,端子片2或3具有从侧壁11向壳体10的外侧突出的突出部27或37,侧壁11在突出部27或37的周边具有向壳体10的内侧凹陷的凹部12或13即可。
例如,壳体主体7与盖部件8的接合方法不限于超声波熔敷,只要是将两者牢固接合的方法就能够适当应用。例如,可以通过涂布/填充液状或凝胶状的粘接剂并使其固化,来将两者粘接。另外,壳体10不限于由壳体主体7和盖部件8等构成的方式,也可以由两个以上的部件构成。
另外,壳体10可以在端子22、32露出的状态下,通过二次嵌件成形等由树脂等密封。由此,壳体10的气密性进一步提高。
另外,可以采用通过由双金属或三金属等层叠金属形成可动片4,从而一体地形成可动片4和热响应元件5的结构。在该情况下,断路器的结构被简化,从而能够实现进一步的小型化。
另外,也可以将本发明应用于如WO2011/105175号公报所示的一体地形成有端子片3和可动片4的方式中。
在本实施方式中,具有基于PTC热敏电阻6的自保持电路,但即使是省略如上所述的结构的方式也可应用。在如上所述的结构中,断路器1的高度尺寸变小,能够实现进一步的小型化。
另外,如图8所示,可以在端子片2形成有突出部29,该突出部29从沿壳体10的宽度方向D2延伸的侧壁向外侧突出。在如上所述的端子片2中,在将端子片2嵌入模具而对壳体主体7进行注塑成形时,通过在突出部27、29处使模具与端子片2抵接,能够提高端子片2的定姿势及定位精度。同样地,可以在端子片3形成有突出部39,该突出部39从沿壳体10的宽度方向D2延伸的侧壁向外侧突出。通过利用突出部27、29以及突出部37、39提高端子片2、3的定姿势及定位精度,从而能够准确地维持固定接点20与可动接点41的相对的位置关系,容易制造具有优异的温度特性的断路器1。
突出部27、29以及突出部37、39可以形成为从壳体10突出的突出量大于图8所示的方式。在该情况下,可以在壳体主体7与盖部件8熔敷后,将各前端部分切断。
在图8中,突出部27可以形成在任一个侧壁(例如,11A),在该情况下,突出部37可以形成在一个侧壁(11A)或另一个侧壁(11B)。在不存在突出部27、37的侧壁中,可以废除凹部12或13。
另外,本发明的断路器1也能够广泛应用于二次电池组、电气设备用的安全电路等。图9示出了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。
而且,本发明的断路器1也能够应用于日本特开2016-225142号公报所公开的连接器。在该情况下,能够容易实现连接器的小型化。另外,也可以由电缆来构成安全电路502的一部分,该电缆包括具备断路器1的连接器。
符号说明
1:断路器
2:端子片
3:端子片
4:可动片
5:热响应元件
7:壳体主体(第一壳体)
8:盖部件(第二壳体)
10:壳体
11:侧壁
12:凹部
13:凹部
14:凸部
21:固定接点
27:突出部
37:突出部
41:可动接点
43:弹性部
81:侧壁
501:二次电池
502:安全电路
D1:长度方向
D2:宽度方向
Claims (10)
1.一种断路器,其特征在于,具备:
固定接点;
可动片,其具有形成为板状并发生弹性变形的弹性部,并且在该弹性部的一端部具有可动接点,所述可动片将所述可动接点向所述固定接点按压而与所述固定接点接触;
热响应元件,其通过伴随温度变化发生变形而使所述可动片进行动作,使得所述可动接点与所述固定接点分隔;
壳体,其收容所述可动片及所述热响应元件;以及
端子片,其与外部电路电连接,
在所述断路器中,
所述壳体具有沿所述弹性部的长度方向延伸的侧壁,
所述端子片具有从所述侧壁向所述壳体的外侧突出的突出部,
所述侧壁在所述突出部的周边具有向所述壳体的内侧凹陷的凹部。
2.根据权利要求1所述的断路器,其中,
所述突出部相对于所述热响应元件配置在所述长度方向的两侧。
3.根据权利要求2所述的断路器,其中,
所述侧壁在所述热响应元件的周边具有凸部,该凸部比所述凹部更向所述壳体的外侧突出。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的断路器,其中,
所述壳体具有:第一壳体,其形成有用于收容所述可动片及所述热响应元件的收容凹部;以及第二壳体,其安装于所述第一壳体,并覆盖所述收容凹部,
所述凹部形成于所述第一壳体。
5.根据权利要求4所述的断路器,其中,
所述第二壳体的所述侧壁形成为平面状。
6.根据权利要求5所述的断路器,其中,
所述凹部比所述第二壳体的所述侧壁更向所述壳体的内侧凹陷。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的断路器,其中,
所述凹部及所述收容凹部分别具有圆角状的内角部,所述收容凹部的所述内角部的曲率半径大于所述凹部的所述内角部的曲率半径。
8.根据权利要求3所述的断路器,其中,
所述突出部的前端和所述凸部的前端配置在与所述长度方向平行的同一平面上。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的断路器,其中,
从所述弹性部的厚度方向观察,所述壳体形成为以该弹性部的所述长度方向为长边的矩形形状,
所述凹部配置于所述壳体的角部。
10.一种电气设备用的安全电路,其特征在于,具备权利要求1至9中任一项所述的断路器。
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Families Citing this family (1)
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---|---|---|---|---|
CN110120557B (zh) * | 2018-02-05 | 2021-01-15 | 宁德新能源科技有限公司 | 保护装置及电池 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104025235A (zh) * | 2011-10-14 | 2014-09-03 | 小松电子部品有限公司 | 断路器、具备该断路器的安全电路以及二次电池 |
JP2015088361A (ja) * | 2013-10-31 | 2015-05-07 | 株式会社小松ライト製作所 | ブレーカー並びにそれを備えた安全回路及び2次電池パック |
CN105308710A (zh) * | 2013-04-19 | 2016-02-03 | 泰科电子日本合同会社 | 保护装置 |
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Family Cites Families (2)
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104025235A (zh) * | 2011-10-14 | 2014-09-03 | 小松电子部品有限公司 | 断路器、具备该断路器的安全电路以及二次电池 |
CN105308710A (zh) * | 2013-04-19 | 2016-02-03 | 泰科电子日本合同会社 | 保护装置 |
JP2015088361A (ja) * | 2013-10-31 | 2015-05-07 | 株式会社小松ライト製作所 | ブレーカー並びにそれを備えた安全回路及び2次電池パック |
WO2017010830A1 (ko) * | 2015-07-14 | 2017-01-19 | 주식회사 비티케이 | 압축기 모터의 과부하 보호장치 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022094969A1 (en) * | 2020-11-06 | 2022-05-12 | Dongguan Littelfuse Electronics Company Limited | Smd type tco device |
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