CN1260760C - 热敏开关 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种热敏开关，当检测出电池等发热体的异常发热时，能对该发热体切断通电使电流流入其它线路。本发明的热敏开关(2)，在外壳(3)的内部设有：第1固定接点(7a)；第2固定接点(8a)；双金属片等热动元件(9)，其自由端部能在上述第1和第2固定接点(7a、8a)之间位移；及活动接点部(10)，位于该热动元件(9)的自由端部，与上述第1和第2固定接点(7a、8a)中的任意一个相接触；当温度不超过预定温度时，上述热动元件(9)使上述活动接点部(10)与上述第1固定接点(7a)相接触，当超过预定温度时，上述热动元件(9)反转，而使上述活动接点部(10)与上述第2固定接点(8a)相接触。

Description

热敏开关

技术领域

本发明涉及一种使双金属片等热动元件所支承的活动接点与固定接点相接触分离的热敏开关，尤其涉及适用于对电池组等电池装置中的异常发热进行检测，抑制发热的热保护器的热敏开关。

背景技术

这种热敏开关，其众所周知的现有结构是，具有把多片热膨胀系数不同的金属片接合在一起而形成的双金属(bimetal)片等的热动元件，该双金属片以单臂状态安装在外壳内，而且使固定设置在双金属片的自由端部上的活动接点与固定设置在外壳内的固定接点相对置并能接触分离，当超过预定温度时，从开关接通(ON)状态转换到切断(OFF)状态。(例如参见日本特开2001-76600号公报(第4～7页，图3))。也就是说，当降到预定温度以下时，利用双金属片把活动接点按压到固定接点上，所以保持开关接通状态，当超过预定温度时，双金属片反转，所以活动接点离开固定接点，而使两个接点之间的导通被切断，转换到开关切断状态。这种热敏开关与电池串联连接，因此，当该电池异常发热，双金属片超过预定温度时，能迅速切断通电而抑制发热，所以具有对电池组等电池装置的热保护器功能。

但是，在设备的电源中有时采用把许多个电池串联连接在一起的电池组，作为这种电池组的热保护器若采用上述现有的热敏开关，则在热敏开关检测出一个电池的异常发热而切断通电的阶段，电池组就停止了作为电源的功能，所以设备主机不能使用而很不方便，并且，即使对异常发热的电池切断了通电，温度也不会立即下降，所以在安全对策上，有时不得不开动冷却风扇或报警器等，仅靠上述现有的热敏开关，不能向保护功能电路等外部电路输出指令信号，所以存在不能以低成本来提高作为热保护器的可靠性的问题。

发明内容

本发明正是为解决现有技术的实际问题而提出的，其目的在于提供一种热敏开关，当检测出电池等发热体的异常发热时，能对该发热体切断通电使电流流入其它线路。

为了达到上述目的，本发明的热敏开关，其特征在于：在外壳的内部设有：第1固定接点；第2固定接点；热动元件，把多块热膨胀系数不同的金属板接合在一起而构成，且自由端部能在上述第1和第2固定接点之间位移；及活动接点部，位于该热动元件的自由端部，与上述第1和第2固定接点中的任意一个相接触；所述外壳由分割的两个壳体组合而成，并使所述第1固定接点和所述第2固定接点分开保持在各壳体内，当温度不超过预定温度时，上述热动元件使上述活动接点部与上述第1固定接点相接触，当超过预定温度时，上述热动元件反转，而使上述活动接点部与上述第2固定接点相接触。

所述的热敏开关，其特征在于：把热动元件的一端侧作为自由端部，把另一端侧作为固定端部，而且在上述外壳的外部，设有与第1固定接点相导通并引出的第1端子、与第2固定接点相导通并引出的第2端子、及通过上述固定端部平常与活动接点部相导通的公用端子，当温度不超过预定温度时，通过上述热动元件使上述第1端子和上述公用端子导通，当超过预定温度时，通过上述热动元件使上述第2端子和上述公用端子导通。

所述的热敏开关，其特征在于：上述活动接点部采用的接点构件固定设置在热动元件的自由端部，并具有向第1固定接点侧突出的部位、及向第2固定接点侧突出的部位。

所述的热敏开关，其特征在于，所述外壳由分割的两个壳体上下组合而成，所述第1端子和所述公用端子从第1壳体引出，并使所述第2端子从第2壳体引出，且所述第1端子和第2端子以及公用端子的各自的下面形成为位于同一平面上。

所述的热敏开关，其特征在于，所述第1固定端子和第2固定端子以及公用端子从外壳的引出是向完全不同的方向引出的。

所述的热敏开关，其特征在于，所述第1固定接点和第1固定端子，以及，所述第2固定接点和第2固定端子，以及，所述公用端子，都是由一体形成在由合成树脂构成的所述外壳上的金属板形成的。

所述的热敏开关，其特征在于，所述热动元件的两端为自由端，在一方的端部一侧设置有所述第1固定接点和所述第2固定接点，在另一端一侧设置有第1公用接点和第2公用接点，并且，在所述外壳的外部设置有，和所述第1固定接点导通并被引出的第1端子、和所述第2固定接点导通并被引出的第2端子、和所述第1公用接点及第2公用接点导通并被导出的公用端子，

在预定温度以下时，通过所述热动元件将所述第1端子和所述公用端子导通，当超过预定温度时，通过所述热动元件将所述第2端子和所述公用端子导通。

所述的热敏开关，其特征在于，所述可动接点部使用被固定设置在所述热动元件的一方的自由端部上，并具有向所述第1固定接点一侧突出的部位和向所述第2固定接点一侧突出的部位的节点部件，并且使用被固定在所述热动元件的另一方的自由端部上，并具有向所述第1公用接点一侧突出的部位和向所述第2公用接点一侧突出的部位的接点部件。

所述的热敏开关，其特征在于，所述外壳由被分割的两个壳体上下组合而成，所述第1端子和所述第1公用端子从第1壳体引出，所述第2端子和第2公用端子从第2壳体引出。

本发明的热敏开关，在外壳的内部设有：第1固定接点；第2固定接点；热动元件(例如双金属片)，把多块热膨胀系数不同的金属板接合在一起而构成，且自由端部能在上述第1和第2固定接点之间位移；及活动接点部，位于该热动元件的自由端部，与上述第1和第2固定接点中的任意一个相接触；当温度不超过预定温度时，上述热动元件使上述活动接点部与上述第1固定接点相接触，当超过预定温度时，上述热动元件反转，而使上述活动接点部与上述第2固定接点相接触。

这样构成的热敏开关，若把第1固定接点连接到电池的发热体上，通过活动接点部向该发热体通电，则当该发热体异常发热时，利用双金属片等热动元件的反转，能使活动接点部从第1固定接点上离开而与第2固定接点相接触，所以不仅可以切断对发生异常的发热体的通电，还可以使绕过该发热体的旁路线路和外部回路导通。所以，能作为自动切换开关使用，将其安装到电池等的发热体串联连接的设备内，绕过异常发热的发热体继续与其他发热体通电，或者作为安全开关等使用，向保护功能电路通报(输出)发热体的异常发热信息，使冷却风扇和报警器动作。

例如，把热动元件的一端侧作为自由端部，把另一端侧作为固定端部，而且在上述外壳的外部，设有与第1固定接点相导通并引出的第1端子、与第2固定接点相导通并引出的第2端子、及通过上述固定端部平常与活动接点部相导通的公用端子，当温度不超过预定温度时，通过上述热动元件使上述第1端子和上述公用端子导通，当超过预定温度时，通过上述热动元件使上述第2端子和上述公用端子导通。若采用这种结构，则所得到的热敏开关能可靠地进行与温度变化相对应的活动接点部和各固定接点的接触分离动作、随之切换导电电路的切换，且结构也很简单。

再者，活动接点部采用的接点构件，如果固定设置在热动元件的自由端部，且具有向第1固定接点侧突出的部位和向第2固定接点侧突出的部位，那么，不必分别设置与各固定接点相接触分离的活动接点，所以效果良好。

发明的效果，本发明按以上说明的方式来实施，能获得以下效果。

这种热敏开关，当电池等发热体异常发热时，利用双金属片等热动元件的反转，能使活动接点部离开第1固定接点，而与第2固定接点相接触，所以，不仅能切断对发生异常的发热体的通电，而且能使绕过该发热体的旁路线路和外部电路导通。因此，能把该热敏开关安装到电池等发热体串联连接的装置内，作为自动切换开关使用，绕过异常发热的发热体继续使其他发热体通电，或者作为安全开关等使用，向保护功能电路通报(输出)发热体的异常发热信息，使冷却风扇和报警器动作。

附图说明

图1是表示涉及本发明实施例的热敏开关的正常状态的断面图。

图2是表示图1所示的双金属片反转后的状态的断面图。

图3是图1、2所示的热敏开关的外观图。

图4是图1～图3所示的热敏开关的上壳被去掉后的平面图。

图5是图1～图4所示的热敏开关装入后的电池装置的主要部分说明图。

图6是表示涉及本发明另一实施例的热敏开关的正常状态的断面图。

图7是表示图6所示的双金属片反转后的状态的断面图。

具体实施方式

以下参照附图，详细说明本发明的实施例。图1是表示涉及本发明实施例的热敏开关的正常状态的断面图，图2是表示该热敏开关的双金属片反转后的状态的断面图，图3是该热敏开关的外观图，图4是该热敏开关的上壳被去掉的平面图，图5是装入了该热敏开关的电池装置的主要部分说明图。

图5所示的电池装置，对多个电池1进行串联连接，在各个电池1上安装了热敏开关2和导体板11～13。该热敏开关2的主要构成部分有：把下壳4和上壳5组合起来形成平面为矩形的合成树脂制的外壳3、在下壳4成形时整体形成的良导体性的金属板6、7、在上壳5成形时整体形成的良导体性的金属板8、把热膨胀系数不同的2块金属板叠层接合而构成的双金属片(包括夹持良导电性铜板作为中间层的三层金属片在内)9、以及在该双金属片9的自由端部上铆接固定的良导电性的活动接点构件10。而且，金属板6～8例如由黄铜或磷青铜构成，活动接点构件10例如由铜镍合金或银氧化锡构成。并且，在双金属片9的中央部，形成用于使反转动作可靠的半圆球状反转部9a。

金属板6具有：在下壳4的内底面露出的公用接点6a、向下壳4的外侧突出的公用端子6b、以及埋设在下壳4内的倾斜部6c。同样，金属板7具有：在下壳4的内底面露出的第1固定接点7a、向下壳4的外侧突出的第1端子7b、以及埋设在下壳4内的倾斜部7c。金属板8具有：在上壳5的顶面露出的第2固定接点8a、向上壳5的外侧突出的第2端子8b、以及埋设在上壳5内的无图示的倾斜部。双金属片9的固定端部通过点焊等方法被固定在公用接点6a上。双金属片9的自由端部能在相对置的第1固定接点7a和第2固定接点8a之间上下位移(能摇动)。活动接点构件10向第1固定接点7a侧突出的部位，能与该固定接点7a相接触分离；向第2固定接点8a侧突出的部位，能与该固定接点8a相接触分离。

但是，如图3所示，公用端子6b和第1端子7b从外壳3(下壳4)中向互相相反的方向引出。第2端子8b从外壳3(上壳5)向与公用端子6b和第1端子7b的引出方向相交叉的方向(在本实施例中为垂直方向)引出。这样，3个端子6b、7b、8b从外壳3向完全不同的方向引出，能提高与导体板11～13相连接时的操作性，而且，能减小把热敏开关2安装到电池等发热体和基板(无图示)等上时的安装面积(专用面积)。

并且，与双金属片9的固定端部进行导通连接的公用端子6b、以及第1和第2端子7b、8b中的任意一个端子(在本实施例中为第1端子7b)，从外壳3向互相相反的方向延伸，所以，在通过插入成形端子6b和端子7b而与外壳3(下壳4)整体形成的情况下，能用由相同的环带状(hoop)材料构成的金属材料来加工2个端子6b、7b，其生产效率好。

并且，对第2端子8b进行如图3所示的弯曲加工，公用端子6b和第1及第2端子7b、8b这3个端子的下表面位于同一平面上，这样一来，热敏开关2也能用于在电路板等上进行表面安装。

安装在各电池1上的热敏开关2和导体板11～13的连接关系如图5所示，第1端子7b连接在导体板11上，公用端子6b安装在导体板12上，第2端子8b连接在导体板13上。并且，导体板11连接在该电池1的负极上，导体板12连接在与该电池1相邻接一方的电池1的正极上，导体板13连接在由与该电池1相邻接的另一方的电池1延伸的另一导体板12上。

并且，双金属片9在不超过预定温度的正常状态(通常的使用状态)下，如图1所示，活动接点构件10与第1固定接点7a相搭接，所以，通过双金属片9使公用端子6b和第1端子7b导通，因此导体板12、11之间闭合，导体板12、13开放。然而，当超过预定温度时，如图2所示双金属片反转，所以活动接点10离开第1固定接点7a，与第2固定接点8a相搭接。也就是说，公用端子6b和第1端子7b的导通被切断，变成公用端子6b和第2端子8b通过双金属片9进行导通的状态，所以，导体板12、11之间开放，导体板12、13闭合。

安装在各电池1上的热敏开关2如上所述进行动作，所以，涉及本实施例的电池装置，当任意一个电池1异常发热时，该电池1的通电被切断，附设在该电池1上的导体板13具有作为旁路线路的功能。也就是说，在图5中，假定图示中央的电池为1a、电池1a右邻的电池为1b、电池1a左邻的电池为1c，那么这3个电池1a～1c若无异常，则电流经过附设在各电池负极上的导体板12、11而流入，从各电池的正极向邻接的电池的导体板12流出。然后，例如若图示中央的电池1a异常发热，安装在该电池1a上的热敏开关2的双金属片9反转，则如上所述，活动接点构件10离开第1固定接点7a，搭接到第2固定接点8a上，所以，附设在电池1a上的导体板12、11之间开放，导体板12、13闭合，图5所示的阴影线部分变成导电通路。这样，从电池1b的正极流入到电池1a用的导体板12内的电流，不是流向电池1a用的导体板11，而是流向导体板13。所以，电池1a的负极不流入电流，通电被切断，而且，电流经过电池1a用的导体板12、13而流出到电池1c用的导体板12，因此，电池1b和电池1c绕过电池1a而变成短路的状态。

这样，涉及本实施例的电池装置，即使任意电池1异常发热，也能确保绕过该电池1的旁路线路，从而使电源功能不停止，所以既能确保安全性，又能大大提高使用的方便性。而且，如果把附设在各电池1上的作为备用线路的导体板13与保护功能电路等外部电路相连接，则能把电池1的异常发热信息自动向外部电路通报(输出)，所以，容易提高安全措施。

并且，在本实施例中，热敏开关2把双金属片9的一端侧作为支承活动接点构件10的自由端部，把双金属片9的另一端侧作为平常与公用端子6b相导通的固定端部，所以，既简化了结构，又能可靠地进行与温度变化相对应的活动接点构件构件10和各固定接点7a、8a的接触分离动作、及随之切断导电通路。并且，第1固定接点7a和第2固定接点8a相对置，能使铆接固定在双金属片9的自由端部上的活动接点构件10与各固定接点7a、8a相接触分离。所以，也不必设置专门用于和旁路线路的固定接点8a相接触分离的活动接点构件。因此，能使电池装置使用方便，安全性高，成本低。

然而，2个固定接点7a、8a处于位置偏移而相对置的情况下，为了使通/断动作可靠，也可以分别与第1和第2固定接点7a、8a相对应，分开设置2个活动接点构件。并且，公用接点6a和第1及第2固定接点7a、8a与分别构成公用端子6b和第1及第2端子7b、8b的金属板6～8整体形成。但也可以根据需要，在金属板6～8上分别固定与各端子6b、7b、8b不同的由另外的构件构成的接点6a、7a、8a。

图6是表示涉及另一实施例的热敏开关的正常状态的断面图，图7是表示该热敏开关的双金属片反转的状态的断面图，在与图1、2相对应的部分上标注相同的符号。

图6、7所示的热敏开关，利用下壳4的凸起部4a和上壳5的凸起部5a来夹持双金属片9的中央部，双金属片9的两端部能摇动(能位移)，在其两端部上分别铆接固定活动接点构件10和活动接点构件15。同时，平常与金属板6导通的良导电性的金属板16在上壳5内整体形成。该金属板16具有：在上壳5的顶板面上露出来的公用接点16a、向上壳5的外侧突出的公用端子16b、以及埋设在上壳5内的倾斜部16c，活动接点构件15能与公用接点16a和公用接点6a相接触分离，公用端子16b和公用端子6b相连接。

并且，双金属片9在不超过预定温度的正常状态(通常的使用状态)下，如图6所示，活动接点构件10搭接到第1固定接点7a上，活动接点构件15搭接到公用接点6a上，所以，通过双金属片9使公用端子6b和第1公用端子7b导通。然而，当超过预定温度的高温时，如图7所示，双金属片9反转，因此，活动接点构件10脱离固定接点7a而搭接到第2固定接点8a上，同时活动接点构件15脱离公用接点6a而搭接到公用接点16a上。在此，公用接点6a、16a通过公用端子6b、16b平常为导通状态，所以，即使活动接点构件15搭接到任意一个公用接点6a、16a上，在电气上也等效，因此，使活动接点构件10离开第1固定接点7a而与第2固定接点8a相接触，因此，能进行与上述实施例相同地切换动作。

Claims (9)

1、一种热敏开关，其特征在于：

在外壳的内部设有：第1固定接点；第2固定接点；热动元件，把多块热膨胀系数不同的金属板接合在一起而构成，且自由端部能在上述第1和第2固定接点之间位移；及活动接点部，位于该热动元件的自由端部，与上述第1和第2固定接点中的任意一个相接触；

所述外壳由分割的两个壳体组合而成，并使所述第1固定接点和所述第2固定接点分开保持在各壳体内，

当温度不超过预定温度时，上述热动元件使上述活动接点部与上述第1固定接点相接触，当超过预定温度时，上述热动元件反转，而使上述活动接点部与上述第2固定接点相接触。

2、如权利要求1所述的热敏开关，其特征在于：

把热动元件的一端侧作为自由端部，把另一端侧作为固定端部，而且在上述外壳的外部，设有与第1固定接点相导通并引出的第1端子、与第2固定接点相导通并引出的第2端子、及通过上述固定端部平常与活动接点部相导通的公用端子，

当温度不超过预定温度时，通过上述热动元件使上述第1端子和上述公用端子导通，当超过预定温度时，通过上述热动元件使上述第2端子和上述公用端子导通。

3、如权利要求1或2所述的热敏开关，其特征在于：

上述活动接点部采用的接点构件固定设置在热动元件的自由端部，并具有向第1固定接点侧突出的部位、及向第2固定接点侧突出的部位。

4、根据权利要求2所述的热敏开关，其特征在于，所述外壳由分割的两个壳体上下组合而成，所述第1端子和所述公用端子从第1壳体引出，并使所述第2端子从第2壳体引出，且所述第1端子和第2端子以及公用端子的各自的下面形成为位于同一平面上。

5、根据权利要求4所述的热敏开关，其特征在于，所述第1固定端子和第2固定端子以及公用端子从外壳的引出是向完全不同的方向引出的。

6、根据权利要求4所述的热敏开关，其特征在于，所述第1固定接点和第1固定端子，以及，所述第2固定接点和第2固定端子，以及，所述公用端子，都是由一体形成在由合成树脂构成的所述外壳上的金属板形成的。

7、根据权利要求1所述的热敏开关，其特征在于，所述热动元件的两端为自由端，在一方的端部一侧设置有所述第1固定接点和所述第2固定接点，在另一端一侧设置有第1公用接点和第2公用接点，并且，在所述外壳的外部设置有，和所述第1固定接点导通并被引出的第1端子、和所述第2固定接点导通并被引出的第2端子、和所述第1公用接点及第2公用接点导通并被导出的公用端子，

在预定温度以下时，通过所述热动元件将所述第1端子和所述公用端子导通，当超过预定温度时，通过所述热动元件将所述第2端子和所述公用端子导通。

8、根据权利要求7所述的热敏开关，其特征在于，所述可动接点部使用被固定设置在所述热动元件的一方的自由端部上，并具有向所述第1固定接点一侧突出的部位和向所述第2固定接点一侧突出的部位的节点部件，并且使用被固定在所述热动元件的另一方的自由端部上，并具有向所述第1公用接点一侧突出的部位和向所述第2公用接点一侧突出的部位的接点部件。

9、根据权利要求7或8所述的热敏开关，其特征在于，所述外壳由被分割的两个壳体上下组合而成，所述第1端子和所述第1公用端子从第1壳体引出，所述第2端子和第2公用端子从第2壳体引出。

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