CN114188184A - 断路器 - Google Patents
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Abstract
能以较高的精度确定双金属件的反转温度和恢复温度、且在组装工序中顺畅地将双金属件设置于规定位置的断路器。具备:外装壳体;具有固定触点的固定触点金属板;在与固定触点对置的位置具有可动触点、且以能使可动触点移动的方式将一部分固定于外装壳体的可动触点金属板;和在高于设定温度时从非反转形状向反转形状反转而使得可动触点金属板从接通切换为断开的双金属件。外装壳体具有供双金属件以在非反转形状和反转形状之间自如变形的方式配置的收纳部,收纳部在双金属件的外周缘的对置面具有将双金属件配置于规定位置的定位引导件,定位引导件具有倾斜引导件,其沿随着双金属件从非反转形状向反转形状变形而与外周缘之间的间隙扩大的方向倾斜。
Description
技术领域
本发明涉及一种若高于预先设定的温度则将电流切断的断路器。
背景技术
正在开发一种作为保护元件而内置于电池组、马达等设备中的小型断路器。该断路器用于例如锂离子电池的电池组,若电池温度变为异常的高温则将电流切断。另外,在马达等中,有时温度也会异常地升高,因此,在该状态下,利用断路器将电流切断而能够安全地保护马达。
正在开发一种用于以上目的的小型断路器。(专利文献1)
图17中示出了现有的断路器。该断路器在固定触点金属板104与可动触点金属板106的弹性臂106A之间配置有在设定温度下反转的双金属件108。双金属件108在低于设定温度的状态下呈非反转形状(参照图17(a)),若超过设定温度则反转而变形为反转形状(参照图17(b))。非反转形状的双金属件108不对可动触点金属板106进行按压,可动触点107与固定触点105接触而使得断路器处于接通状态。若高于设定温度则双金属件108变形为反转形状,可动触点107与固定触点105分离而切换为断开状态。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011-198645号公报
发明内容
断路器在可动触点金属板与固定触点金属板之间配置有双金属件,并在可动触点金属板设置有弹性臂。弹性臂在前端固定设置有可动触点。在双金属件呈非反转形状时,弹性臂将可动触点弹性地按压于固定触点而使得触点保持为接通状态。若超过设定温度而双金属件进行反转,则反转后的双金属件按压弹性臂,使得可动触点与固定触点分离而切换为断开状态。可动触点由弹性臂的弹力朝向固定触点按压,因双金属件反转而与固定触点分离。即,利用弹性臂的弹力和反转后的双金属件将可动触点向彼此相反的方向按压,由此在接通状态和断开状态之间对触点进行切换。在触点的接通状态下,双金属件形成为非反转形状而不对弹性臂进行按压。因此,在触点的接通状态下,利用弹性臂的弹力将可动触点按压于固定触点。与此相对,在断开状态下,虽然弹性臂形成为利用弹力而朝向固定触点对可动触点施力的状态,但被反转后的双金属件按压而使得可动触点与固定触点分离。双金属件在低于设定温度的状态下呈非反转形状,若超过设定温度则进行反转,但是,在从非反转形状变形为反转形状的时刻,弹性臂的弹力作用于抑制双金属件变形为反转形状的方向。在触点从接通状态切换为断开状态的瞬间,确定双金属件欲反转的变形力强于弹性臂的弹力的时刻。双金属件在被弹性臂的弹力按压的同时产生克服该弹力的反转力,由此使得可动触点与固定触点分离。双金属件随着从设定温度升高而使得反转力增大,因此,在达到超过弹性臂的弹力的反转力的温度下进行反转而切换为断开状态。
由于双金属件克服弹性臂的弹力进行反转而使得断路器切换为断开状态,所以,双金属件与弹性臂之间的相对错位成为导致双金属件进行反转的反转温度的误差增大的原因。这是因为:若双金属件在按压弹性臂的前端部的同时进行反转则反转温度降低,相反,若按压与弹性臂的前端部分离并固定于外装壳体的根部而进行反转则反转温度升高。弹性臂按压双金属件的弹力随着靠近前端而减弱,从而使得双金属件容易反转。另外,基于相同的理由,双金属件与弹性臂之间的相对错位成为导致反转后的双金属件恢复的恢复温度的误差也增大的原因。
关于断路器,可动触点金属板固定于外装壳体,双金属件配置于外装壳体的收纳部。收纳部配置为能够使得双金属件在非反转形状与反转形状之间变形,所以,使得收纳部的内部形状略微大于双金属件的外部形状,由此在收纳部与双金属件之间形成缝隙。缝隙成为导致双金属件错位的原因。缩窄缝隙能够减小双金属件的错位程度进而减小双金属件反转的温度误差,但是狭窄缝隙的收纳部难以在组装工序中快速且稳定地设置双金属件,而且还成为妨碍双金属件可靠地反转的原因。这是因为:若缩窄缝隙,则双金属件的外周缘与收纳部的内表面碰撞。由此,减小双金属件的错位程度而相对于反转或恢复的温度减小误差、与在组装工序中将双金属件顺畅地设置于收纳部且能够使收纳部的双金属件可靠地反转呈现出彼此相反的特性,从而同时满足双方的条件是极其困难的。
本发明是以进一步解决以上缺点为目的而开发的。本发明的重要目的在于提供一种能够以较高的精度确定双金属件的反转温度和恢复温度并且能够在组装工序中将双金属件顺畅地设置于规定位置的断路器。
本发明的断路器具备:外装壳体;固定触点金属板,其固定于外装壳体并具有固定触点;可动触点金属板,其在与固定触点金属板的固定触点对置的位置具有可动触点,并且以能够使可动触点移动的方式将一部分固定于外装壳体;以及双金属件,其配设于可动触点金属板和固定触点金属板之间,当高于设定温度时,从非反转形状向反转形状反转而使得可动触点金属板从接通状态切换为断开状态。外装壳体具有收纳部,双金属件以在非反转形状和反转形状之间自如变形的方式配置于该收纳部,收纳部在双金属件的外周缘的对置面具有将双金属件配置于规定位置的定位引导件,定位引导件具有倾斜引导件,该倾斜引导件沿随着双金属件从非反转形状向反转形状变形而与外周缘之间的间隙扩大的方向倾斜。
以上断路器具有如下特点:能够以较高的精度确定双金属件的反转温度和恢复温度,并且能够在设定温度下可靠地将电流切断。这是因为:以上断路器的外装壳体在将双金属件以在非反转形状和反转形状之间自如变形的方式配置的收纳部的内侧面、且是与双金属件的外周缘对置的对置面,具备将双金属件配置于规定位置的定位引导件,该定位引导件具有倾斜引导件,该倾斜引导件沿与从非反转形状向反转形状变形的双金属件的外周缘之间的间隙扩大的方向倾斜。另外,以上断路器在与双金属件的外周缘对置的收纳部的对置面设置有定位引导件,所以,在组装工序中,通过沿着定位引导件的倾斜引导件设置双金属件,能够将双金属件顺畅且准确地配置于收纳部的规定位置。
附图说明
图1是本发明的一实施方式所涉及的断路器的立体图。
图2是表示图1所示的断路器的接通状态的局部放大垂直纵剖视图。
图3是表示图1所示的断路器的断开状态的局部放大垂直纵剖视图。
图4是图2所示的断路器的局部放大Ⅳ-Ⅳ线剖视图。
图5是图2所示的断路器的局部放大分解剖视图。
图6是将图1所示的断路器的盖壳体卸下后的俯视图。
图7是图6所示的断路器的分解立体图。
图8是主体壳体的收纳部的要部放大立体图。
图9是表示定位引导件的另一例的要部放大立体图。
图10是表示定位引导件的又一例的分解立体图。
图11是图10所示的定位引导件的要部放大剖面立体图。
图12是表示倾斜引导件的另一例的要部放大剖视图。
图13是表示具备定位引导件的主体壳体的又一例的俯视图。
图14是表示图2所示的断路器的触点构造的放大剖视图。
图15是表示将图2所示的断路器安装于电路基板的一例的剖视图。
图16是表示比较例所涉及的断路器的收纳部的内表面构造的放大剖视图。
图17是表示现有的断路器的一例的剖视图。
附图标记说明
100…断路器;1…外装壳体;1A…主体壳体;1B…盖壳体;4…固定触点金属板;4A…前端部;4B…中间部;4D…阶梯部;4X…连接端子;5…固定触点;6…可动触点金属板;6A…弹性臂;6B…固定部;6C…突出部;6F…贯通孔;6G…定位凹部;6X…连接端子;7…可动触点;8…双金属件;8a…外周缘;8b…按压缘;8A…外侧角部;9…加热器;10…外周壁;11…外壁;11A…第1外壁;11B…第2外壁;12…对置壁;13…底部;14…突出部;15…连结凸部;16…连结凹部;17…连结凸部;18…连结凹部;20…收纳部;20A…内侧角壁部;20a…内壁面;21…阶梯凹部;22…定位肋;23…连结塑料件;24…层叠金属板;25…按压凸部;26…变形限制凸部;27…外周壁;28…熔融凸条;29…收纳凹部;30…定位引导件;31…倾斜引导件;32…引导肋;33…垂直引导件;60…电路基板;61…焊接面;104…固定触点金属板;105…固定触点;106…可动触点金属板;106A…弹性臂;107…可动触点;108…双金属件。
具体实施方式
以下,基于附图对本发明进行详细说明。此外,在以下说明中,根据需要而使用表示特定的方向或位置的用语(例如,“上”、“下”以及包括这些用语的其他用语),但是,使用这些用语是为了易于参照附图对发明进行理解,这些用语的含义并未对本发明的技术范围进行限制。另外,在多个附图中示出的相同附图标记的部分表示相同或等同的部分或部件。
另外,以下所示的实施方式示出了本发明的技术思想的具体例,并不如以下那样对本发明进行限定。另外,对于以下记载的构成部件的尺寸、材料、形状、其相对配置等,只要未特别记载,则其主旨并非将本发明的范围限定于此,而是旨在进行例示。另外,一实施方式、实施例中说明的内容还可以适用于其他实施方式、实施例。另外,附图中所示的部件的大小、位置关系有时以夸张的手法来表现以使说明明确。
本发明的一实施方式的断路器具备:外装壳体;固定触点金属板,其固定于外装壳体并具有固定触点;可动触点金属板,其在与固定触点金属板的固定触点对置的位置具有可动触点,并且以能够使可动触点移动的方式将一部分固定于外装壳体;以及双金属件,其配设于可动触点金属板和固定触点金属板之间,若高于设定温度则从非反转形状向反转形状反转,使得可动触点金属板从接通切换为断开,其中,外装壳体具有收纳部,将双金属件以在非反转形状和反转形状之间自如变形的方式配置于该收纳部,收纳部在双金属件的外周缘的对置面具有将双金属件配置于规定位置的定位引导件,定位引导件具有倾斜引导件,该倾斜引导件在双金属件从非反转形状向反转形状变形而使得与外周缘之间的间隙增大的方向上倾斜。
对于本发明的其他实施方式的断路器,倾斜引导件设置于包括收纳部的开口部在内的区域。
对于本发明的其他实施方式的断路器,定位引导件为向收纳部的内侧突出的引导肋,引导肋对与双金属件的外周缘对置的对置面进行倾斜引导。
对于本发明的其他实施方式的断路器,倾斜引导件具有倾斜的平面。
对于本发明的其他实施方式的断路器,双金属件和收纳部在俯视观察时呈四边形,定位引导件配置于呈四边形的双金属件的外周缘的对置的2条边的支承位置。
对于本发明的其他实施方式的断路器,双金属件和收纳部在俯视观察时呈四边形,定位引导件配置于呈四边形的双金属件的外周缘的4条边的支承位置。
对于本发明的其他实施方式的断路器,定位引导件设置于与双金属件的外周缘对置的整周,在定位引导件的整周内表面设置有倾斜引导件。
对于本发明的其他实施方式的断路器,双金属件和收纳部在俯视观察时呈四边形,收纳部具有在双金属件的外周缘的外侧角部的外侧配置的内侧角壁部,定位引导件配置于内侧角壁部。
对于本发明的其他实施方式的断路器,在内侧角壁部,在双金属件的外周缘的相邻的2条边的支承位置配置有定位引导件。
对于本发明的其他实施方式的断路器,配置于内侧角壁部的定位引导件为向收纳部的内侧突出的引导肋,引导肋对与双金属件的外周缘对置的对置面进行倾斜引导。
对于本发明的其他实施方式的断路器,在双金属件的非反转形状时,双金属件的外周缘和定位引导件之间的最小间隙(t)为100μm以下。
对于本发明的其他实施方式的断路器,倾斜引导件相对于垂直面的倾斜角(α)大于3度。
(实施方式1)
断路器内置于电池组,当电池或周围温度变为高温、或者在异常的状态下使用电池组时,使内置的双金属件变形而切断电流。不过,本发明不对断路器和断路器的用途进行特殊限定,能够用于:例如像马达等那样检测到温度升高而切断电流的所有用途中所使用的断路器。
(断路器100)
图1~图6的断路器100根据周围温度而使双金属件8从非反转形状向反转形状变形,反转的双金属件8使得可动触点金属板6的弹性臂6A变形而从接通状态切换为断开状态。另外,图中的断路器100内置有对双金属件8进行加热的加热器9。内置有加热器9的断路器100利用加热器9对双金属件8进行加热,从而能够保持为断开状态、即将电流切断的状态。这是因为:在断开状态下对加热器9通电,利用被通电的加热器9对双金属件8进行加热,从而能够保持为断开状态。该断路器100内置于电池组,能够进一步提高电池组的安全性。这是因为:在电池组变为异常的温度而利用断路器100切断电流之后,利用电池对加热器9通电,从而能够保持为断开状态,所以,只要电池能够放电,断路器100就保持为断开状态从而能够将向外部流动的电流保持为切断状态。若电池完全放电,则即便加热器9无法被通电而无法利用加热器9对双金属件8进行加热进而恢复为接通状态,在该状态下电池也无法放电,所以,安全性得以确保。另外,内置有加热器9的断路器100还能够对电池的异常进行检测而对加热器9通电,并利用加热器9对双金属件8进行加热而将电池的电流切断。内置有断路器的电池组将断路器与原电池串联连接,利用断路器将电池的电流切断。
图中所示的断路器100具备:具有固定触点5的固定触点金属板4;在与固定触点5对置的位置配置有可动触点7的可动触点金属板6;配置于固定触点金属板4与可动触点金属板6之间的双金属件8;以及对固定触点金属板4和可动触点金属板6进行固定设置的外装壳体1。关于该断路器100,在周围温度低于设定温度的状态下,如图2所示,非反转形状的双金属件8不对可动触点金属板6的弹性臂6A进行按压,可动触点7与固定触点5接触而保持为接通状态。若周围温度升高并高于设定温度,则如图3所示,双金属件8进行反转而变形为反转形状,反转的双金属件8对可动触点金属板6的弹性臂6A进行按压,使得可动触点7与固定触点5分离而将触点切换为断开状态。若周围温度下降到规定的温度,则反转后的双金属件8变形为非反转形状而形成为不对可动触点金属板6的弹性臂6A进行按压的状态,使得可动触点7与固定触点5接触而切换为接通状态。
(外装壳体1)
外装壳体1包括塑料制的主体壳体1A和盖壳体1B,通过超声波焊接而使得盖壳体1B与主体壳体1A连结或者通过粘接而将它们连结。外装壳体1将固定触点金属板4和可动触点金属板6固定于规定位置。关于图中的外装壳体1,对固定触点金属板4进行嵌入成型而使其固定于主体壳体1A的底部,并且以夹持状态将可动触点金属板6固定于主体壳体1A和盖壳体1B之间,并将盖壳体1B固定于上表面。主体壳体1A在两端部分以突出的方式设置有第1外壁11A和第2外壁11B,在第1外壁11A和第2外壁11B之间,设置有将双金属件8和加热器9配置于规定位置的收纳部20。图中的外装壳体1利用固定触点金属板4将设置于主体壳体1A的收纳部20的底面封闭,并利用连结的盖壳体1B将收纳部20的上表面封闭。
(主体壳体1A)
主体壳体1A在外周壁10的内侧设置有用于配置双金属件8的收纳部20。外周壁10包括:由第1外壁11A及第2外壁11B构成的一对外壁11;以及将一对外壁11的两端连结的一对对置壁12,在对置壁12和外壁11的内侧设置有收纳部20。主体壳体1A利用外周壁10将收纳部20的周围包围,并将外周壁10的底面和上表面封闭。收纳部20的底面由与主体壳体1A一体成型的底部13、固定触点金属板4封闭,收纳部20的上表面由与主体壳体1A连结的盖壳体1B封闭,由此使得收纳部20形成为封闭的中空状。
主体壳体1A通过嵌入成型而将固定触点金属板4固定。在图2和图3中,固定触点金属板4以中间部4B埋设于第1外壁11A的方式通过嵌入成型而固定于主体壳体1A。该固定触点金属板4以将第1外壁11A贯通的状态固定于主体壳体1A,在向外装壳体1的内部露出的部分设置有固定触点5,向外部引出的部分设为连接端子4X。
(双金属件8)
双金属件8以加热变形的方式对热膨胀率不同的金属进行层叠而构成。双金属件8配设于加热器9与可动触点金属板6的弹性臂6A之间,在设定温度下反转,使得可动触点7与固定触点5分离而将断路器100切换为断开状态。双金属件8形成为以中央凸起的方式弯曲的形状,在未受热变形的状态下、即在非反转形状时,如图2所示那样保持为使得中央突出部向弹性臂6A侧突出的姿势。关于双金属件8,若达到设定温度则反转而变形为反转形状,在反转形状时,如图3所示那样形成为中央突出部向加热器9侧突出的姿势、且形成为在两端部对弹性臂6A进行按压的形状。关于双金属件8,在图3所示的反转形状时,使得中央突出部与加热器9接触,并且在两端部分对弹性臂6A进行按压,由此将弹性臂6A顶起并使得可动触点7与固定触点5分离而切换为断开。
(收纳部20)
收纳部20在外周壁10的内表面设置有用于将双金属件8配置于规定位置的定位引导件30。图6的俯视图和图7的立体图所示的双金属件8在俯视观察时呈四边形,并设置于俯视观察时呈近似四边形的收纳部20的内侧。双金属件8利用设置于外周缘8a外侧的定位引导件30而配置于收纳部20的规定位置。双金属件8以能够变形为非反转形状和反转形状的方式配置于收纳部20。因此,在双金属件8的定位引导件30与双金属件8的外周缘8a之间设置有缝隙。定位引导件30能够使得缝隙缩小而减小双金属件8的错位程度,进而能够减小反转的温度误差。然而,当将双金属件8的外周缘8a与定位引导件30之间的间隙即缝隙缩小时,如前面叙述那样,难以将双金属件8快速地设置于收纳部20,并且成为妨碍双金属件8在收纳部20的内部可靠且稳定地进行反转的原因,所以,难以缩小缝隙。
图6~图8的定位引导件30设置有倾斜引导件31,以使得双金属件8的错位程度减小而进行反转,并且使得恢复的温度误差减小,进而有效地进行组装,使双金属件8可靠且稳定地进行反转,并且能够使双金属件8恢复原样。如图2及图3的局部放大图所示,倾斜引导件31设置于相对于双金属件8的外周缘8a的对置面,并且沿随着双金属件8进行反转而与外周缘8a之间的间隙逐渐扩大的方向倾斜。关于利用定位引导件30的倾斜引导件31而配置于收纳部20的双金属件8,在非反转形状时,缩小与外周缘8a之间的缝隙而将双金属件8配置于收纳部20的准确位置,另外,在将双金属件8设置于收纳部20的组装工序中,能够增大收纳部20的开口面积而有效地将双金属件8配置于收纳部20,另外,在双金属件8进行反转的时刻,能够不与定位引导件30碰撞而可靠地进行反转并由此将断路器切换为断开状态。
关于图6的俯视图所示的断路器100,双金属件8和收纳部20在俯视观察时呈四边形,在呈四边形的双金属件8的外周缘8a的对置的4条边的支承位置配置有定位引导件30。该图中的收纳部20在呈四边形的双金属件8的外周缘8a的1条边配置有2组定位引导件30,各定位引导件30配置于各条边的两端部。对于该构造,在收纳部20的内侧角壁部20A配置有一对定位引导件30,定位引导件30配置于各条边的两端部。内侧角壁部20A配置于双金属件8的外周缘8a的外侧角部8A的外侧,所以,一对定位引导件30配置于四个角的内侧角壁部20A的收纳部20将四边形的双金属件8在四个角部保持于规定位置而防止错位。
图7~图9的立体图所示的定位引导件30为向收纳部20的内侧突出的引导肋32,该引导肋32将图6所示的与双金属件8的外周缘8a对置的对置面设为平面状的倾斜引导件31,由此将双金属件8配置于规定位置。图8是图7的要部放大立体图,该图所示的引导肋32的整体形状形成为近似三棱柱状、且使得倾斜引导件31形成为平面状。如图9的放大立体图所示,定位引导件30在位于图中的上部的收纳部20的开口部设置有倾斜引导件31,可以在图中将引导肋32的下部设为垂直引导件33。关于图6所示的断路器100,将呈四边形的双金属件8的外周缘8a的对置的4条边设为定位引导件30,在定位引导件30设置有在局部向收纳部20内侧突出的多个引导肋32,在各个引导肋32设置有倾斜引导件31,利用设置于各个引导肋32的各个倾斜引导件31将双金属件8引导至规定位置。
另外,如图10及图11所示,断路器还能够将与双金属件8的外周缘8a对置的整周设为定位引导件30,在定位引导件30的整周内表面设置倾斜引导件31,从而将双金属件8引导至收纳部20的规定位置。这些图中所示的定位引导件30遍及外周壁10的整个内表面而设置,将与双金属件8的外周缘对置的整个内周面设为倾斜面而作为倾斜引导件31。
不过,定位引导件30还能够将与双金属件8的外周缘8a对置的对置面设为曲面状的倾斜引导件31。图12所示的定位引导件30将与双金属件8的外周缘8a对置的对置面设为弯曲面状的倾斜引导件31,该倾斜引导件31以下端和上端之间的中间部凹陷的形状而以中央凹陷的方式弯曲。该定位引导件30通过使倾斜引导件31形成为沿着双金属件8进行反转而移动的外周缘8a的移动轨迹的弯曲面形状而能够不使双金属件8错位而顺畅地进行反转。
定位引导件30能够缩小倾斜引导件31和双金属件8之间的缝隙而进一步减小双金属件8的错位程度。因此,对于该缝隙,在双金属件8的非反转形状时,双金属件8的外周缘8a与定位引导件30的倾斜引导件31之间的最小间隙(t)例如为100μm以下,优选为80μm以下,进一步优选为50μm以下。对于缝隙,考虑到倾斜引导件31的倾斜角而设定为最佳值,以便能够将双金属件8快速地设置于收纳部20并使得双金属件8可靠地进行反转,但是,为了能够在组装工序中将双金属件8顺畅地设置于收纳部20,优选为10μm以上。
在本说明书中,“缝隙的最小间隙”是指:当将非反转形状的双金属件8配置于收纳部20的中央部时双金属件8的外周缘8a与定位引导件30之间的最小间隙(t)。对于具有引导肋32的定位引导件30,是指:双金属件8的外周缘8a与引导肋32之间的最小间隙(t)。
关于定位引导件30,通过增大图5所示的倾斜引导件31的倾斜角(α)而能够将双金属件8顺畅地设置于收纳部20,所以,倾斜引导件31的倾斜角(α)优选为大于3度。不过,过大的倾斜角会成为使得反转的双金属件8的错位程度增大的原因,所以,倾斜角优选为小于30度,进一步优选为小于15度。在此,倾斜引导件31的倾斜角(α)是相对于垂直面的角度,在图5及图8中是指:倾斜引导件31的从上端趋向下端朝内侧突出的倾斜面相对于收纳部20的外周壁10的内壁面20a即垂直面而倾斜的角度。
以上收纳部20在四边形的四个角部设置有一对定位引导件30,从而将双金属件8配置于收纳部20的规定位置,但是,收纳部20还可以如图13所示那样将定位引导件30配置于呈四边形的双金属件8的外周缘8a的2条边的支承位置。图13的断路器在与位于弹性臂6A两端部的双金属件8的2条边的外周缘8a对置的对置位置设置有定位引导件30。该收纳部20利用定位引导件30来防止双金属件8在弹性臂6A的长边方向上错位。双金属件8的横宽(W)大于弹性臂6A的横宽(d),反转后的双金属件8的位于弹性臂6A两端部的2条边的外周缘成为按压缘8b。按压缘8b与弹性臂6A之间的错位成为反转温度的误差,所以,能够抑制双金属件8在该方向上的错位而减小反转温度的误差。因此,如图13所示,仅在双金属件8的按压缘8b的两侧配置有定位引导件30,从而能够减小双金属件8的反转温度的误差。不过,优选地,如图6和图7所示,在双金属件8的外周缘a的4条边的外侧配置定位引导件30。这是因为:该断路器100能够在减小反转温度的误差的同时将双金属件8顺畅地配置于收纳部20,使得双金属件8的反转也能够顺畅地进行。
关于以上断路器100,双金属件8和收纳部20呈四边形,在四边形的角部设置有定位引导件30,多个定位引导件30配置于双金属件8的外周缘8a的局部,所以,与在双金属件的外周缘的整周配置定位引导件的断路器(未图示)相比,具有能够使双金属件8更加顺畅地反转的特点。这是因为:能够减小反转的双金属件8的外周缘8a与收纳部20的内壁面20a碰撞的概率。另外,该构造的断路器100还具有能够将双金属件8顺畅地设置于缝隙较小的收纳部20的特点。
关于以上断路器100,双金属件8和收纳部20在俯视观察时呈四边形,但是,双金属件8和收纳部20并未特别限定为四边形,也可以形成为如下构造:例如,虽未图示但是双金属件和收纳部呈椭圆形或圆形,在双金属件的外周缘的多处位置配置有定位引导件,在双金属件的中央部配置有弹性臂。关于双金属件、收纳部呈椭圆形或圆形的断路器,在椭圆形或圆形的中央部配置弹性臂,并且椭圆形的双金属件配置成:弹性臂的长边方向与椭圆的长径方向平行的姿势,利用反转的双金属件对弹性臂进行按压而能够切换为断开状态。
另外,图2~图5的剖视图所示的主体壳体1A在收纳部20设置有用于配置加热器9的收纳凹部29。收纳凹部29处于收纳部20的中央部,其底面由固定触点金属板4的前端部4A封闭。收纳凹部29的内部形状略微大于加热器9的外部形状,以便能够将加热器9插入。另外,收纳凹部29沿着外周缘设置有突出部14。插入于收纳凹部29的加热器9从突出部14的上表面略微突出,以热耦合状态对上表面弯曲的双金属件8进行载置。
收纳部20利用固定触点金属板4将收纳凹部29的底面封闭,并利用主体壳体1A的塑料件将收纳凹部29的外侧底面封闭。关于主体壳体1A,在收纳凹部29的外侧对收纳部20的底进行封闭的塑料制的底部13通过嵌入成型而将固定触点金属板4固定于主体壳体1A。
(可动触点金属板6)
可动触点金属板6是弹性变形的金属板,并具有:固定于外装壳体1的固定部6B;以及在前端设置有可动触点7的弹性臂6A。关于可动触点金属板6,如图2及图3所示,固定部6B固定于外装壳体1,前端侧的弹性臂6A配设于在外装壳体1设置的收纳部20。关于可动触点金属板6,固定部6B固定于在外装壳体1设置的第2外壁11B的上部。可动触点金属板6使得固定部6B的外侧从外装壳体1突出,并将该突出片设为连接端子6X。
可动触点金属板6形成为如下金属板:使得配置于收纳部20的弹性臂6A能够弹性变形、或者使得可动触点金属板6整体能够弹性变形。关于图中的断路器100,由于由1张金属板构成可动触点金属板6,所以形成为整体能够弹性变形的金属板。不过,可动触点金属板也可以由相互连结的2张金属板构成。该可动触点金属板形成为如下金属板:虽未图示但是构成为包括固定于外装壳体的端子板、以及通过焊接等与该端子板连结而被固定的弹性臂,弹性臂能够弹性变形。可动触点金属板包括弹性臂和端子板、且由2张金属板构成的断路器能够以如下方式制造:通过嵌入成型将端子板固定于主体壳体,并通过激光焊接等将弹性臂固定于向外装壳体内部露出的端子板。
另外,可动触点金属板6在弹性臂6A的前端部且是与固定触点5对置的面设置有可动触点7。该可动触点金属板6在双金属件8呈非反转形状的状态下使得可动触点7与固定触点5接触而使得断路器形成为接通状态,在双金属件8呈反转形状的状态下,被双金属件8按压的弹性臂6A发生弹性变形,由此使得可动触点7与固定触点5分离而使得断路器形成为断开状态。
(弹性臂6A)
如图2和图3所示,弹性臂6A配置于在收纳部20配置的双金属件8的上方,并形成为能够弹性变形的弹性金属板。该弹性臂6A为Cu-Zr系合金、Cu-Cr-Ag-Si系合金。Cu-Zr系合金优选在作为母体的Cu中含有0.05~0.15wt%的Zr。Cu-Cr-Ag-Si系合金在作为母体的Cu中含有:0.01~5wt%的Cr、优选为0.01~2.5wt%的Cr;0.01~5wt%的Ag、优选为0.01~2.5wt%的Ag;以及0.01~5wt%的Si、优选为0.01~2.5wt%的Si。另外,弹性臂能够形成为:Cr、Ag及Si的合计含有率为0.5~3重量%且IACS为78%~84%的铜合金的弹性金属板(Materion Corp.(MATERION PERFORMANCE ALLOYS AND COMPOSITES USA)的QMET 300注册商标)。另外,弹性臂还能够使用如下铜合金等的弹性金属板等:含有Ni、P、Zn及Fe的铜合金;含有Fe、P及Zn的铜合金;含有Cr和Mg且IACS为75%以上的铜合金;含有Zr且IACS为80%以上的铜合金;以及含有Sn且IACS为80%以上的铜合金。
其中,IACS[international annealed copper standerd:国际退火铜标准]表示:作为电阻或电导率的基准,将国际上采用的退火标准退火铜(体积电阻率为1.7241×10-2μΩm)的导电率规定为100%。
另外,弹性臂6A在前端部且是与固定触点5对置的面设置有可动触点7。图14所示的弹性臂6A的可动触点7设置为由银或银合金构成的金属板固定于与固定触点5对置的区域,使得相对于固定触点5的接触阻力降低。可动触点7通过缝焊而对例如厚度为100μm~150μm的Ag-Ni合金进行接合。关于该弹性臂6A,在双金属件8未发生热变形的状态下,可动触点7与固定触点5接触而形成为接通状态,在双金属件8发生热变形的状态下,被双金属件8按压而弹性变形,由此使得可动触点7与固定触点5分离而形成为断开状态。关于图2和图3所示的非通电型断路器100,将弹性臂6A的后端部侧向下方按压的按压凸部25设置为从盖壳体1B的内表面突出,以便在双金属件8未发生热变形的状态下能够使可动触点7与固定触点5可靠地接触。该弹性臂6A因后端部侧被按压凸部25向下按压而对前端部向下方施力,使得前端的可动触点7与固定触点5可靠地接触。
另外,图2和图3的断路器100在盖壳体1B设置有变形限制凸部26。变形限制凸部26处于将弹性臂6A的前端部即可动触点7侧向下方按压的位置并向弹性臂6A侧突出,以便在双金属件8发生热变形而使得可动触点7与固定触点5分离的断开状态下限制弹性臂6A被双金属件8按压而变形的变形量。该断路器100利用变形限制凸部26将弹性臂6A的前端部向下即向固定触点5侧按压,由此能够限制弹性臂6A被反转后的双金属件8顶起而变形的量。因而,该构造的断路器100具有如下特点:能够防止反转后的双金属件8将弹性臂6A以超过弹性极限的方式顶起而使得弹性降低,并在恢复后能够以规定的接触压力将可动触点7向固定触点5按压而将接触阻力保持为较小。
另外,图2~图5的弹性臂6A在下表面设置有突出部6C,使得双金属件8的两端部与该突出部6C接触并相互按压。关于图中所示的突出部6C,外部形状呈圆弧状,不使双金属件8的两端部在横向上滑动而能够可靠地接触并相互按压。图中所示的弹性臂6A在与双金属件8的两端部对置的下表面设置有多个突出部6C。关于该构造,即便是具有宽度的双金属件8也能够可靠地接触并相互按压。
关于可动触点金属板6,固定部6B固定于主体壳体1A的第2外壁11B,并且弹性臂6A配置于收纳部20。关于图2和图3的断路器30,可动触点金属板6的固定部6B固定设置于第2外壁11B的上端面。如图2、图3及图5所示,主体壳体1A在第2外壁11B上端面设置有比外周壁10的上表面低一级的阶梯凹部21,可动触点金属板6的固定部6B与阶梯凹部21嵌合而配置于规定位置。图7的主体壳体1A以从该阶梯凹部21的中央部突出的方式设置有将可动触点金属板6的固定部6B贯通的连结凸部15。在可动触点金属板6的固定部6B设置有供连结凸部15贯通的贯通孔6F。关于图中所示的连结凸部15,水平截面形状呈长圆形,能够将可动触点金属板6的固定部6B以准确的姿势配置于阶梯凹部21。另外,关于图6及图7所示的阶梯凹部21,用于对可动触点金属板6的两侧部进行定位的定位肋22形成于第2外壁11B的上端部。图7所示的第2外壁11B在其上端面以使定位肋22以外的部分低于外周壁10的上表面的方式设置阶梯凹部21,从而形成阶梯形状的定位肋22。可动触点金属板6在固定部6B的两侧设置有对定位肋22进行引导的定位凹部6G。关于可动触点金属板6,连结凸部15插入于在固定部6B开口的贯通孔6F,并且定位肋22被引导至设置于固定部6B两侧的定位凹部6G,由此配置于第2外壁11B的阶梯凹部21的规定位置。固定部6B配置于阶梯凹部21的可动触点金属板6粘接固定于第2外壁11B、或被固定于主体壳体1A的盖壳体1B夹持,即,以由第2外壁11B的阶梯凹部21的底面和盖壳体1B的对置面从上下两面夹持的方式将可动触点金属板6固定于外装壳体1的规定位置。
关于可动触点金属板6,从外装壳体1向外部引出的延伸部分形成为连接端子6X。关于图中所示的连接端子6X,后端部折曲成阶梯形状,以便与从外装壳体1的相反侧的端面引出的固定触点金属板4的连接端子4X位于大致相同的平面。
(盖壳体1B)
如图2~图5所示,盖壳体1B以将弹性臂6A的上方覆盖的状态配置于主体壳体1A的开口部侧。图中所示的盖壳体1B在主体壳体1A的上端开口部侧具备:层叠于可动触点金属板6外侧的层叠金属板24、以及对该层叠金属板24进行固定的连结塑料件23。盖壳体1B使得层叠金属板24向内表面侧即主体壳体1A侧露出,并以由该层叠金属板24将可动触点金属板6的上方覆盖的状态配置于主体壳体1A的开口部侧。图2~图5所示的盖壳体1B在上表面侧利用连结塑料件23将层叠金属板24的大致整个面覆盖而实现绝缘。层叠金属板24通过嵌入成型而固定于连结塑料件23。将待嵌入成型的层叠金属板24临时固定于对连结塑料件23进行成型的模具的成型室,向成型室注入熔融状态的塑料而将层叠金属板24固定于连结塑料件23。嵌入成型于连结塑料件23的层叠金属板24设置为:将弹性臂6A的后端部向下方按压的按压凸部25和限制被双金属件8按压而变形的弹性臂6A的变形量的变形限制凸部26从内表面突出。
关于以上盖壳体1B,通过将连结塑料件23的外周缘部固定于主体壳体1A的外周壁10的上表面而固定于主体壳体1A。如图5所示,盖壳体1B的连结塑料件23在与主体壳体1A的外周壁10对置的外周缘部具备向主体壳体1A侧突出的外周壁27,层叠金属板24在该外周壁27的内侧露出。如图5所示,关于盖壳体1B,外周壁27的内侧形成为下方开口的凹部形状,由此作为对被双金属件8按压而弹性变形的弹性臂6A进行收纳的空间。连结塑料件23的外周壁27固定于在主体壳体1A两端部设置的第1外壁11A和第2外壁11B,进而固定于对置壁12。
图5~图7所示的外装壳体1为了准确地对盖壳体1B和主体壳体1A进行定位且将它们连结而具备相互嵌合的连结凸部15、17和连结凹部16、18。如前面叙述的那样,主体壳体1A在第2外壁11B的上表面突出设置有将可动触点金属板6的固定部6B贯通而定位的连结凸部15。盖壳体1B在主体壳体1A的第2外壁11B侧的端部且是与该连结凸部15对置的位置设置有对连结凸部15进行引导的连结凹部16。另外,图5所示的盖壳体1B在主体壳体1A的第1外壁11A侧的端部的两侧设置有从外周壁27的下表面向主体壳体1A突出的连结凸部17。如图6和图7所示,主体壳体1A在与上述连结凸部17对置的外周壁10的上表面设置有对连结凸部17进行引导的连结凹部18。
关于以上外装壳体1,在主体壳体1A的第1外壁11A侧的端部,盖壳体1B的两侧的连结凸部17被主体壳体1A的连结凹部18引导,并且,在主体壳体1A的第2外壁11B侧的端部,将可动触点金属板6的固定部6B贯通的连结凸部15被盖壳体1B的连结凹部16引导,从而将盖壳体1B连结于主体壳体1A的准确位置。
借助连结凸部15、17和连结凹部16、18而在规定位置连结的盖壳体1B和主体壳体1A通过超声波焊接而将连结塑料件23固定于主体壳体1A。图5所示的盖壳体1B在连结塑料件23的外周壁27的下表面且是与主体壳体1A的外周壁10对置的对置面的位置,设置有通过超声波振动而熔融的熔融凸条28。图中的盖壳体1B沿着外周壁27的下表面突出设置有熔融凸条28。该盖壳体1B在除了与可动触点金属板6的固定部6B对置的部分以外的外周缘部设置有仰视观察呈近似コ字状的熔融凸条28。关于该盖壳体1B,在借助前面叙述的连结凸部15、17和连结凹部16、18而连结于主体壳体1A的规定位置的状态下,对外周部施加超声波振动而使得熔融凸条28因摩擦热而熔融,由此熔接于主体壳体1A的外周壁10。另外,关于施加了超声波振动的盖壳体1B和主体壳体3,相互连结的连结凸部15、17和连结凹部16、18的接触部分也因摩擦热熔融而相互熔接。不过,外装壳体还能够将盖壳体的连结塑料件和主体壳体粘接或者通过嵌合构造或卡止构造而予以连结固定。
(固定触点金属板4)
固定触点金属板4通过嵌入成型而固定于主体壳体1A。固定触点金属板4以如下方式进行嵌入成型而固定于主体壳体1A:利用前端部4A将收纳部20的底部13的开口部封闭,将中间部4B和前端部4A的一部分从收纳部20的底部13埋设于主体壳体1A的第1外壁11A的。图2和图3的固定触点金属板4以使埋设于第1外壁11A的部分高于对收纳凹部29的底部进行封闭的部分的方式设置阶梯部4D,将阶梯部4D埋设于主体壳体1A的底部13,并使阶梯部4D的后端侧在底部13的上表面露出,将该露出部设为固定触点5。
如图14所示,固定触点金属板4在与可动触点7对置的区域设置有镀银层而形成为固定触点5。固定触点5的镀银层例如为5μm。不过,固定触点的镀银层的膜厚可以设为3μm~20μm,优选设为4μm~10μm。通过减薄固定触点5的镀银层而能够降低制造成本。
关于固定触点金属板4,从外装壳体1向外部引出的延伸部分形成为连接端子4X。图中所示的固定触点金属板4将从外装壳体1向外部延长的部分从埋设于外装壳体1的中间部4B呈直线状地引出而形成为连接端子4X。
关于以上断路器100,若周围温度达到设定温度则双金属件8瞬间反转,另外,若周围温度下降到恢复温度则瞬间恢复,由此使得弹性臂变形,但是,这难以将弹性臂长期可靠地固定于端子板。除此以外,对于整体极小的微型断路器而言,即便触点的接触位置略微偏移,接触阻力也会增大。这是因为:可动触点和固定触点的接触压力较弱,在接通状态下可动触点和固定触点在极其狭小的局部位置接触。另外,断路器的可动触点及固定触点的表面并未始终保持为在整个面都均匀的状态,与始终接触的位置相比,未始终接触的非接触位置的表面因薄膜的氧化膜等而使得接触阻力增大。
微型断路器以减小触点的接触阻力为目的而采用激活处理。在触点的激活处理中,在接通状态下通电的同时施加超声波振动。以该方法进行了激活处理的触点只有在可动触点和固定触点在特定位置处接触的状态下,才会使得接触阻力减小,所以若触点的接触位置偏移则接触阻力会增大。
(触点的激活处理)
接触压力较弱的微型断路器能够在组装后的状态下对触点进行激活处理而使得接触阻力减小。对于触点的激活处理,在对组装后的断路器100的触点通电的状态下施加超声波振动而进行处理。断路器100使可动触点7和固定触点5相互碰撞并在分离方向上进行超声波振动。即,断路器100施加超声波振动,以使固定触点5和可动触点7相互接近并碰撞、或者使二者在相互分离的方向上相对移动。超声波振动状态下的触点的电流在阻抗负载的状态下优选为0.1A~100A。增大超声波振动时的触点电流而使得触点更有效地被激活。将线圈与电阻串联连接的带电感的负载由于在将电流切断时蓄积于线圈的电流能量会变大,所以能够将触点电流减小而激活触点。这是因为:为了消耗蓄积于线圈的电流的能量,触点的放电电流会变大。因此,考虑到阻抗负载和电感负载而将触点电流设定为最佳值。另外,断路器100具有如下特性:若触点的电流增大则因焦耳热而发热由此使得自身切换为断开状态。为了通过超声波振动将触点激活,需要将可动触点7保持为与固定触点5接触的接通状态。因此,对于使触点流过较大电流而进行超声波振动的方法,可以缩短超声波振动的时间,使触点在处于接通状态的状态下进行超声波振动。因此,对于使触点流过较大电流而进行超声波振动的方法,可以缩短超声波振动的时间。
在通电状态下使触点进行超声波振动的时间为0.1毫秒~1秒。对于超声波振动的时间,虽然若变长则能够更有效地激活触点,但是,若过长则触点的镀银层会受到损伤,所以设定为不会损伤镀银层而能够激活触点的时间。另外,基于超声波振动的触点的激活还受到触点电流、负载的种类、超声波振动的振幅的影响,若触点电流和振幅较大则能够在短时间内更有效地激活触点。因此,考虑触点电流和超声波振动的振幅而将超声波振动的时间在前面叙述的范围内设定为最佳值。
另外,使触点进行超声波振动的频率为20KHz~6GHz,优选为20KHz~1GHz。可以提高超声波振动的频率而增加单位时间内可动触点7和固定触点5之间的碰撞次数和分离次数。不过,若超声波振动的频率过高则可动触点7与固定触点5分离的间隔缩小,由此使得放电所引起的激活减少,相反,若频率过低则碰撞次数变少,由此使得激活减少,所以,考虑弹性臂6A的厚度、长度并且考虑弹性臂6A的共振频率而将超声波振动的频率设定为最佳值。
另外,使断路器100进行超声波振动的振幅设为0.01μm~100μm。可以增大超声波振动的振幅而增加可动触点7与固定触点5碰撞的动能,另外,可以增大可动触点7与固定触点5分离的间隔。使断路器100进行超声波振动的振幅对可动触点7与固定触点5分离的间隔造成影响。不过,可以通过使弹性臂6A共振而使得可动触点7与固定触点5分离的间隔大于使断路器100进行超声波振动的振幅。因此,通过使断路器100进行超声波振动的频率设定为弹性臂6A的共振频率或其附近的频率、或者其共振频率的整数倍、或者共振频率的整数分之一,可以使可动触点7与固定触点5以足够的间隔分离而有效地进行激活。
为了增大使断路器100进行超声波振动的振幅,需要增大与断路器100接触并使之进行超声波振动的超声波振动器或超声波喇叭的输出。若将大功率的超声波振动器或超声波喇叭按压至断路器100的外装壳体1并使之进行超声波振动,则存在与超声波振动器接触的位置由于超声波振动所引起的发热而变形等弊端,所以,使断路器100进行超声波振动的振幅在能够激活触点的范围内设定得较小。
(加热器9)
加热器9被通电而发热,由此对双金属件8进行加热。加热器9为对置面设为长圆形或长方形且具有一定厚度的PTC加热器,在上表面和下表面设置有电极。不过,加热器未必需要使用PTC加热器,可以使用被通电而能够对双金属件8进行加热的所有加热器。在上下表面设置有电极的加热器9使下表面与固定触点金属板4接触,并使上表面借助双金属件8而能够与弹性臂6A接触。关于该加热器9,在弹性臂6A的可动触点7与固定触点5接触的接通状态下,弹性臂6A和双金属件8处于非接触状态而未被通电,在弹性臂6A的可动触点7与固定触点5分离而处于断开状态的状态下,借助与弹性臂6A接触的双金属件8和固定触点金属板4被通电而发热,由此对双金属件8进行加热。如图3所示,被加热的双金属件8使得可动触点7保持为与固定触点5分离的断开状态。该非通电型断路器100在切换为断开状态的状态下将可动触点7保持为断开状态,所以能够安全地用于电池组。这是因为:在电池组异常的状态下使用会变得高于设定温度,使得非通电型断路器100切换为断开,之后,从电池组的电池对加热器9持续通电而对双金属件8进行加热,所以,断路器100未恢复到接通状态而能够保持为将电流切断的状态,直至电池被放电为止。
不过,断路器并不局限于内置加热器的构造。关于未内置加热器的断路器,若双金属件8高于设定温度而变形使得弹性臂变形而将触点切换为断开状态,则不对双金属件进行加热而将断路器保持为断开状态,若双金属件8下降到规定的温度,则使双金属件和弹性臂恢复原样而将断路器切换为接通状态。
(断路器100向电池组的内置)
以上断路器100例如内置于电池组,在电池或周围温度变为高温或者电池组异常的状态下使用时将电流切断。内置于电池组的断路器100将从外装壳体1的两端引出的一对连接端子6X、4X直接或者借助连接引线而连接于电池端子或电路基板。连接端子6X、4X例如通过激光溶接而连接于连接引线或电池端子。另外,断路器100以外装壳体1接近电池表面或电路基板的状态,优选以热耦合状态进行配置,若电池或周围温度变为高温则使内置的双金属件8反转而将电流切断。
(断路器100向电路基板的固定)
作为图15所示的构造,还可以将以上断路器100通过软钎焊而固定于电路基板60。图15所示的断路器100将从外装壳体1向外部引出的可动触点金属板6的连接端子6X和固定触点金属板4的连接端子4X折曲成:与外装壳体1的底面即主体壳体1A的底面位于大致相同的平面。该断路器100将从外装壳体1的两端向外部引出的可动触点金属板6的连接端子6X和固定触点金属板4的连接端子4X通过软钎焊而固定于电路基板60。该断路器100以外装壳体1的底面即主体壳体1A的底面与电路基板60的上表面对置的姿势配置并软钎焊于电路基板60。关于该断路器100,在将设置于外装壳体1两端的连接端子6X和连接端子4X配置于在电路基板60表面设置的焊接面61的状态下实施加热处理并进行回流焊。断路器100借助连接端子6X和连接端子4X而连接于电路基板60的焊接面61,并且固定于电路基板60的规定位置。
[实施例1]
以如下方法试制断路器100,将该断路器100以使弹性臂6A的长边方向呈垂直姿势的方式上下反转之后,从断开状态切换为接通状态,若检测出切换的温差,则恢复温度的温度偏差范围为5℃以下,在该方法中,双金属件8设为3.48mm×3.00mm的长方形,厚度设为68μm,反转温度设为85℃,恢复温度设为30℃,如图6~图8所示那样将一对定位引导件30设置于收纳部20的内侧角壁部20A,定位引导件30的倾斜引导件31的宽度设为0.3mm,定位引导件30的双金属件反转方向上的长度设为0.41mm,非反转形状时的双金属件8的外周缘8a和倾斜引导件31之间的缝隙设为20μm,反转形状时的双金属件8的外周缘8a和倾斜引导件31之间的缝隙设为30μm,由可动触点金属板6的一部分构成的弹性臂6A的厚度设为100μm,对于弹性臂6A使用Cu-Zr系合金,弹性臂6A的长度设为4.35mm且横宽设为1.5mm,将可动触点7设置于弹性臂6A的前端部,该可动触点7设为厚度为120μm的接缝材料((Ag-Ni),固定触点5设为4.5μm的镀银层,外装壳体1的外部形状设为纵5.8mm、横3.7mm、高度1.05mm。
该实施例1中使用的Cu-Zr系合金设为以下组成。
Cu………99.9wt%
Zr………0.1wt%
[实施例2]
关于如下实施例2的断路器,恢复温度的偏差范围约为10℃,该实施例2的断路器是构造与实施例1相同的断路器,除了非反转形状时的双金属件8的外周缘8a与定位引导件30的倾斜引导件31之间的缝隙设为25μm、且反转形状时的双金属件8的外周缘8a与倾斜引导件31之间的缝隙设为35μm以外,其余与实施例1相同。
[比较例1]
收纳部20的内壁面20a未设为倾斜面,如图16所示,相对于底面而设为垂直面,双金属件8的外周缘8a和收纳部20的内壁面20a之间的缝隙在非反转形状和反转形状时均设为60μm,除此以外与实施例1相同,由此制造了比较例1的断路器。该断路器若上下反转而检测出反转温度,则恢复温度的偏差范围约为20℃,达到实施例1的4倍。
【工业上的利用可能性】
本发明适合用作如下断路器:对于双金属件的反转温度要求较高的精度,能够在设定温度下可靠地将电流切断。
Claims (12)
1.一种断路器,具备:
外装壳体;
固定触点金属板,其固定于所述外装壳体并具有固定触点;
可动触点金属板,其在与所述固定触点金属板的所述固定触点对置的位置具有可动触点,并且以能够使所述可动触点移动的方式将一部分固定于所述外装壳体;以及
双金属件,其配设于所述可动触点金属板和所述固定触点金属板之间,当高于设定温度时,从非反转形状向反转形状反转而使得所述可动触点金属板从接通状态切换为断开状态,
其特征在于,
所述外装壳体具有收纳部,所述双金属件以在非反转形状和反转形状之间自如变形的方式配置于该收纳部,
所述收纳部在所述双金属件的外周缘的对置面具有将所述双金属件配置于规定位置的定位引导件,
所述定位引导件具有倾斜引导件,该倾斜引导件沿随着所述双金属件从非反转形状向反转形状变形而与外周缘之间的间隙扩大的方向倾斜。
2.根据权利要求1所述的断路器,其特征在于,
所述倾斜引导件设置于包括所述收纳部的开口部在内的区域。
3.根据权利要求1或2所述的断路器,其特征在于,
所述定位引导件为向所述收纳部的内侧突出的引导肋,
所述引导肋使得与所述双金属件的外周缘对置的对置面形成为所述倾斜引导件。
4.根据权利要求2或3所述的断路器,其特征在于,
所述倾斜引导件具有倾斜的平面。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的断路器,其特征在于,
所述双金属件和所述收纳部在俯视观察时呈四边形,
所述定位引导件配置于呈四边形的所述双金属件的外周缘的对置的2条边的支承位置。
6.根据权利要求1~4中任一项所述的断路器,其特征在于,
所述双金属件和所述收纳部在俯视观察时呈四边形,
所述定位引导件配置于呈四边形的所述双金属件的外周缘的4条边的支承位置。
7.根据权利要求1或2所述的断路器,其特征在于,
所述定位引导件设置于与所述双金属件的外周缘对置的整周,
在所述定位引导件的整周内表面设置有所述倾斜引导件。
8.根据权利要求1或2所述的断路器,其特征在于,
所述双金属件和所述收纳部在俯视观察时呈四边形,
所述收纳部具有:在所述双金属件的外周缘的外侧角部的外侧配置的内侧角壁部,
所述定位引导件配置于所述内侧角壁部。
9.根据权利要求8所述的断路器,其特征在于,
在所述内侧角壁部,在所述双金属件的外周缘的相邻的2条边的支承位置配置有所述定位引导件。
10.根据权利要求8或9所述的断路器,其特征在于,
配置于所述内侧角壁部的定位引导件为向所述收纳部的内侧突出的引导肋,
所述引导肋使得与所述双金属件的外周缘对置的对置面形成为所述倾斜引导件。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的断路器,其特征在于,
在所述双金属件的非反转形状时,所述双金属件的外周缘与所述定位引导件之间的最小间隙为100μm以下。
12.根据权利要求1~11中任一项所述的断路器,其特征在于,
所述倾斜引导件相对于垂直面的倾斜角大于3度。
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