CN215771002U - 温度开关及电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种温度开关及电池。温度开关包括壳体及两个断路机构。断路机构包括接触片、受热变形的形变臂及热敏电阻;接触片包括依次连接的连接部、固定部及活动臂;热敏电阻固定于固定部;两固定部分别固定于壳体上两相对的内壁,两连接部分别位于壳体相对的两端处。形变臂为初始形状时,活动臂抵接于另一接触片的固定部。两个活动臂的动触点对向布置,在跌落时,由于惯性作用,一动触点脱离,另一动触点更加紧密,避免掉电问题,两对触点增加了其过流能力而实现更大的电流。当形变臂为受热形状时,形变臂作用于活动臂与另一接触片的固定部相分离,两个接触片经热敏电阻电导通,使得热敏电阻能够产生一定热量让形变臂保持在受热形状。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池领域,尤其涉及一种温度开关及电池。
背景技术
目前,手机电池、笔记本电池、平板电池等各类电池的二次保护器件如温度开关,由于其内部为触点连接,终端或电池在跌落时,其中一个方向由于牛顿第一定律即惯性定律,在跌落停止瞬间,其动触点由于惯性原理继续向下运动,会造成其闭合的触点短时间的脱离而断开,这个时间维持在数百微秒至毫秒级;这种短暂的电池掉电会造成终端掉电而关机,造成其数据不能保存而丢失,其在一些行业如:军工、医疗、安防等行业来说是不可接收的。另外,各类终端设备的厂家也在最大可能的提升电池充电速度,如手机由早些时候的5小充电逐步提高到了现在1小时或更短时间,由于温度开关的过电流限制,成为其制约电池快充的瓶颈,因而需要提高温度开关的过电流。再者,温度开关在受热状态下,其触点位置容易出现间断式导通而使电池发生过充等问题进而产生安全问题。
实用新型内容
本实用新型提供了一种温度开关及电池,能够避免跌落时断电,且提高了过电流,能保证断路状态下的稳定性和可靠性。
第一方面,本实用新型实施例提供了一种温度开关,包括壳体、及两个相对设置的断路机构;
各所述断路机构包括导电的接触片、受热能够变形的形变臂、及连接在所述接触片与所述形变臂之间的热敏电阻;所述接触片包括依次连接的连接部、固定部及活动臂;所述连接部位于所述壳体外,且两个所述接触片的所述连接部分别位于所述壳体相对的两端处;所述固定部及所述活动臂位于所述壳体内,所述热敏电阻固定于所述固定部;两个所述接触片的所述固定部分别固定于所述壳体上两相对的内壁,
所述形变臂具有初始形状及受热变形后的受热形状;当所述形变臂为初始形状时,一所述接触片的活动臂抵接于另一所述接触片的固定部,两个所述接触片之间形成两个对向布置的动触点;当所述形变臂为受热形状时,所述形变臂作用于一所述接触片的活动臂使所述活动臂与另一所述接触片的固定部相分离,两个所述接触片经所述热敏电阻电导通。
其中,所述形变臂包括层叠设置的基层和形变层,所述基层和形变层的热膨胀系数相异。
其中,在同一所述断路机构内,所述形变层的热膨胀系数大于所述基层的热膨胀系数,所述形变层位于所述基层与所述热敏电阻之间;当所述形变臂为初始形状时,所述形变臂整体呈弧形,且其朝向所述热敏电阻的一侧为凹弧;
当所述形变臂为受热形状时,所述形变臂作用于另一所述断路机构的所述接触片。
其中,当所述形变臂为受热形状时,所述形变臂整体呈弧形,且其朝向同一所述断路机构内所述热敏电阻的一侧为凸弧;
所述形变臂的一端连接于同一所述断路机构的所述热敏电阻、另一端作用于另一所述断路机构的接触片;或者,所述形变臂的两端均作用于另一所述断路机构的接触片、所述形变臂的中部连接于同一所述断路机构的所述热敏电阻。
其中,当所述形变臂为初始形状时,所述形变臂上远离同一所述断路机构内所述热敏电阻的一侧抵接于另一所述断路机构的接触片。
其中,两个所述形变臂的基层的一端相连、另一端相背延伸,两个所述基层位于两个所述形变层之间。
其中,两个所述形变臂的基层连接呈S型。
其中,在所述形变臂为受热形状时,两个所述热敏电阻电连接,两个所述接触片经两个串联的所述热敏电阻电导通。
其中,所述形变臂为导电材质,两个所述热敏电阻电隔离,在所述形变臂为受热形状时,所述形变臂电连接于另一所述断路机构的活动臂,两个所述接触片经两个并联的所述热敏电阻及形变臂电导通。
第二方面,本实用新型还提供了一种电池,所述电池具有前述的温度开关。
本实用新型实施例提供的温度开关及电池,采用两个相对设置的活动臂,形成两对动静触点,且两个动触点呈对向布置,产品在跌落时,由于惯性作用,一个动触点造成一瞬间的脱离,另一个动触点由于惯性力,其接触更加紧密,使得两对触点一个断开、一个导通,使得整个温度开关的电路在跌落时,仍保持导通状态而避免掉电问题,同时触点相对现有技术为两对,触点的导通面积增大为2倍,且两对触点电通部分导体横截面积增大为2倍,从而增加了其过流能力而实现更大的电流,解决电池需要大电流快充和快放的问题;温度开关断路状态下,两个接触片经热敏电阻电导通,有电流经过热敏电阻,使得热敏电阻能够产生一定热量让形变臂保持在受热形状,使温度开关能够保持一定时间的断路状态,避免触点位置出现间断式导通而使电池发生过充等问题进而产生安全问题,能保证断路状态下的稳定性和可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的技术方案,下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型第一实施例提供的温度开关的结构示意图;
图2是图1中温度开关的分解示意图;
图3是图1中温度开关在导通状态下的剖视图;
图4是图1中温度开关在断开状态下的剖视图;
图5是图2中温度开关的第一形变臂与第二形变臂的分解示意图;
图6是本实用新型第二实施例提供的温度开关在导通状态下的剖视图;
图7是图6中温度开关在断开状态下的剖视图;
图8是本实用新型第三实施例提供的温度开关在断路状态下的剖视图;
图9是本实用新型第四实施例提供的温度开关在导通状态下的剖视图;
图10是图9中温度开关在断开状态下的剖视图;
图11是本实用新型第四实施例提供的温度开关在导通状态下的剖视图;
图12是图11中温度开关在断开状态下的剖视图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施方式中的附图,对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。
为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本实用新型的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型,所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本实用新型保护的范围。
请参见图1及图2,本实用新型实施例提供的一种温度开关,包括壳体9、及相对设置的第一断路机构10和第二断路机构20。需要说明的是,本实施例中的第一断路机构10和第二断路机构20是两个断路机构设置在不同位置处、为了方便描述而进行的命名,是本实用新型所指断路机构的具体实施方式。本实施例中,第一断路机构10与第二断路机构20的所含部件相同、结构也是相同的,二者包含的相同部件也分别用第一、第二进行区分。
以第一断路机构10为例介绍断路机构的具体实施方式。第一断路机构10包括导电的第一接触片11、受热能够变形的第一形变臂12、及连接在第一接触片11与第一形变臂12之间的第一热敏电阻13。第一接触片11包括依次连接的第一连接部111、第一固定部112及第一活动臂113。第一连接部111位于壳体9外,第一固定部112及第一活动臂113位于壳体9内。与上述相对应,第二断路机构20内的各部件、结构均以“第二”进行命名。
如图3所示,第一接触片11的第一固定部112与第二接触片21的第二固定部212分别固定于壳体9上两相对的内壁,第一接触片11的第一连接部111与第二接触片21的第二连接部211分别位于壳体9相对的两端外侧处,即图示的壳体9的左端与右端处。
第一形变臂12与第二形变臂22均具有初始形状(如图3所示)及受热变形后的受热形状(如图4所示)。可以理解地,初始形状为温度开关正常使用、所处环境为正常温度状态下第一形变臂12与第二形变臂22所呈现的形状,受热变形后的受热形状是指温度开关所处环境温度超过预定温度阈值时第一形变臂12与第二形变臂22所呈现的形状。由于第一形变臂12与第二形变臂22所处环境相同,故二者会同时处于初始形状、或同时处于受热形状。
如图3所示,当第一形变臂12及第二形变臂22为初始形状时,第一接触片11的第一活动臂113抵接于第二接触片21的第二固定部212,第二接触片21的第二活动臂213抵接于第一活动臂113的第一固定部112,实现第一接触片11与第二接触片21的电导通。第一接触片11与第二接触片21之间有两对动静触点,即固定部处为静触点、活动臂处为动触点;两对动静触点能够减少回路阻抗,提高其过电流问题,解决现有快充温度开关过电流不足的问题。由于第一接触片11与第二接触片21相对设置,第一活动臂113与第二活动臂213的活动方向相反,两个第一接触片11与第二接触片21之间形成两个对向布置的动触点,当产品跌落时,如第一活动臂113由于惯性问题与第二固定部212相分离产生掉电可能,则第二活动臂213与第一固定部112之间会由于惯性问题接触更加紧密,确保整个温度开关不会掉电,解决产品跌落时由于惯性定律导致的掉电问题。由以上说明可以看出,本实用新型提供的温度开关在两个方向上设置有触点,产品跌落时其只有一个方向由于惯性问题产生掉电的可能;另一方向由于惯性的问题使其接触更加紧密,而保证其不会掉电;解决产品跌落时由于惯性定律导致的掉电问题。
为保证活动臂与固定部之间接触可靠性,第一活动臂113的动触点位置设置有第一凸起113b,第二活动臂213的动触点位置设置有第二凸起213b。进一步,第一凸起113b、第二凸起213b,以及第一固定部112的静触点、第二固定部212的静触点位置设置有银层,来进一步触点的接触可靠性。
如图4所示,当第一形变臂12及第二形变臂22为受热形状时,第一形变臂12与第二形变臂22能够作用于第一接触片11或第二接触片21使得第一接触片11与第二接触片21相分离,从而使得温度开关处于断路状态,进而起到保护作用。以下以第一形变臂12为例介绍其结构及作用机制。
如图5所示,第一形变臂12包括层叠设置的第一基层121和第一形变层122,第一基层121和第一形变层122的热膨胀系数相异,第一基层121和第二形变层222在受热时,由于热膨胀系数不同,第一基层121与第二形变层222在长度方向上的膨胀程度不同即延长的长度不同,使得第一形变臂12的整体形状发生改变。此处可以理解地,第一形变臂12为长条状,前述长度方向是指第一形变臂12的长度方向。
在实施例中,第一形变层122的热膨胀系数大于第一基层121的热膨胀系数,在受热时,第一形变层122的延展长度大于第一基层121的延展长度,使得第一形变臂12弯曲变形。
更具体的,如图3所示,在第一断路机构10内,第一形变层122位于第一基层121与第一热敏电阻13之间;当第一形变臂12为初始形状时,第一形变臂12整体呈弧形,且其朝向第一热敏电阻13的一侧为凹弧,利用凹弧,可以形成收容第一热敏电阻13的空间,从而利于在初始形状时将第一形变臂12与第一热敏电阻13进行配合连接。相应第二形变臂22的第二形变层222的热膨胀系数大于第二基层221的热膨胀系数,第二形变臂22朝向第二热敏电阻23的一侧为凹弧。
如图3所示,当第一形变臂12与第二形变臂22为初始形状时,第一形变臂12上远离第一断路机构10内第一热敏电阻13的一侧抵接于第二断路机构20第二接触片21,第一形变臂12上远离第二形变臂22的端部抵接于第一接触片11;相应,第二形变臂22上远离第二断路机构20内第二热敏电阻23的一侧抵接于第一断路机构10第一接触片11,第二形变臂22上远离第一形变臂12的端部抵接于第二接触片21,可以使得第一形变臂12及第二形变臂22均夹持在第一接触片11与第二接触片21之间,利于第一形变臂12与第二形变臂22的装配。
如图4所示,当第一形变臂12与第二形变臂22为受热形状时,第一形变臂12作用于第二断路机构20的第二活动臂213,使第二活动臂213朝远离第一接触片11的方向移动,进而第二活动臂213与第一固定部112相分离,进而使得第二活动臂213与第一固定部112之间为断路,相应地,第一活动臂113与第二固定部212之间亦为断路,使得电流无法在第一接触片11与第二接触片21之间的触点流过,以起到保护作用。
如图4所示,第一形变臂12及第二形变臂22为受热形状时,第一形变臂12及第二形变臂22整体呈弧形,第一形变臂12朝向第一断路机构10内第一热敏电阻13的一侧为凸弧,第二形变臂22朝向第二断路机构20内第二热敏电阻23的一侧为凸弧。第一形变臂12及第二形变臂22的凹凸形状变化,其形状变化较大,其端部的移动距离相对较大,从而利于对第一活动臂113及第二活动臂213施加作用力以使第一活动臂113及第二活动臂213的动触点移动距离较大,保证第一接触片与第二接触片之间的触点为断路状态。
第一形变臂12的一端连接于第一断路机构10的第一热敏电阻13、另一端作用于第二断路机构20的第一接触片11。即可以利用第一形变臂12的其中一个端部对第二接触片21的第二活动臂213施加作用力,使得第二活动臂213移动到断路状态。
在上述实施方式中,形变臂在初始形状与受热形状为凹凸之间的形状变化,需要说明的是,形变臂的形状变化并不局限于此,在其他实施例中,形变臂也可以在平直与弧形之间变化,例如,形变臂的初始形状为平直状、受热形状为弧形,或者,形变臂的初始形状为弧形、受热形状为平直状,等等。
在本实施例中,如图5所示,第一形变臂12的第一基层121的一端与第二形变臂22的第二基层221的一端相连,第一基层121的另一端与第二基层221的另一端相背延伸,第一基层121及第二基层221位于第一形变层122与第二形变层222之间。第一基层121与第二基层221相连,可以使得第一形变臂12与第二形变臂22连接为一个整体,以方便进行装配。进一步,在初始形状下,第一基层121与第二基层221连接成S型,即第一形变臂12与第二形变臂22二者整体呈S型,利用S型的两个凹弧可以与第一热敏电阻13与第二热敏电阻23进行配合,第一形变臂12与第二形变臂22夹持在第一接触片11与第二接触片21之间,使得第一形变臂12与第一热敏电阻13、第一接触片11、第二接触片21相抵接,第二形变臂22与第二热敏电阻23、第一接触片11、第二接触片21相抵接,无需使用焊接等固定结构将第一形变臂12与第二形变臂22进行固定即可实现装配连接,从而简化了装配过程,降低生产成本。
优选地,第一基层121与第二基层221为相同材质一体成型,以便于加工制备。
第一形变臂12的第一基层121与第一形变层122均为金属导电材质,第二基层221与第二形变层222均为金属导电材质,使得第一形变臂12与第二形变臂22具有导电性能。如图3所示,在第一形变臂12与第二形变臂22为初始状态时,第一形变臂12抵接在第一接触片11和第二接触片21之间,第二形变臂22抵接在第一接触片11和第二接触片21之间,利用第一形变臂12与第二形变臂22亦可以实现第一接触片11与第二接触片21的电导通,从而可以增大导通面积,进而增加了整个温度开关的过流能力而实现更大的电流。同时第一热敏电阻13与第二热敏电阻23可以通过第一形变臂12与第二形变臂22电导通。
第一活动臂113上设置有第一绝缘部113a,第二活动臂213上设置有第二绝缘部213a,当第一形变臂12及第二形变臂22为受热状态时,第一形变臂12抵接于第一绝缘部113a,以向第二活动臂213施加作用力,第二形变臂22抵接于第二绝缘部213a,以向第一活动臂113施加作用力。利用第一绝缘部113a及第二绝缘部213a,可以避免第一形变臂12与第二活动臂213电导通、避免第二形变臂22与第一活动臂113电导通,进而避免第一接触片11与第二接触片21之间通过第一形变臂12与第二形变臂22电导通。同时,第一接触片11、第一热敏电阻13、第一形变臂12与第二形变臂22的连接处、第二热敏电阻23、及第二接触片21依次电导通,由于第一热敏电阻13及第二热敏电阻23在受热状态下阻值增大,根据欧姆定律,通过第一热敏电阻13与第二热敏电阻23的电流位置在大约100mA以下,并且由于有电流经过,第一热敏电阻13与第二热敏电阻23发热并保持一定温度,使得第一形变臂12与第二形变臂22能够保持在受热形状,避免两个接触片的触点位置出现间断式导通而使电池发生过充等问题进而产生安全问题。
本实施例中,第一热敏电阻13与第二热敏电阻23均为正温度系数热敏电阻(PTCthermistor,即Positive Temperature Coefficient thermistor,简称PTC)。第一热敏电阻13与第一接触片11的固定部之间通过导电胶连接,也可以通过焊料连接,以实现二者之间的固定连接,还可以直接通过无增料焊接来实现第一热敏电阻13与第一接触片11之间的机械物理和电性能连接,第一热敏电阻13与第一接触片11可以固定连接为一个整体部件,以便于装配连接。第二热敏电阻23及第二接触片21为与第一电阻和第二接触片21为相同的设计,以保证部件的通用性。
结合图2、图3所示,壳体9包括两个相对设置的半壳,为了便于描述,两个半壳分别命名为第一半壳91与第二半壳92,第一接触片11的第一固定部112固定于第一半壳91内,第二接触片21的第二固定部212固定于第二半壳92内。第一半壳91上设置有第一卡槽(图中未标示),第一固定部112与第一连接部111的连接处位于第一卡槽中,第二半壳92上设置有第二卡槽920,第二固定部212与第二连接部211的连接处位于第二卡槽920中。利用两个半壳,可以方便两组断路机构的装配。
第一半壳91内嵌有第一金属片911,第二半壳92内嵌有第二金属片921,以提高第一半壳91及第二半壳92的结构强度。第一金属片911与第二金属片921可以选择强度较高的钢片,也可以选择具有较高强度的其他材质。第一半壳91与第一金属片911、第二半壳92与第二金属片921通过五金注塑工艺实现连接,即注塑形成整体部件。两个半壳的形状结构相同,以保证物料的通用性。第一半壳91与第二半壳92之间可以通过超声焊接熔合为一体,以保证整个温度开关的结构强度。
在上述第一实施例中,第一形变臂12与第二形变臂22二者在初始形状时整体呈S型,第一形变臂12与第二形变臂22的整体形状并不局限于此,例如在本实用新型第二实施例中,如图6所示,第一形变臂12与第二形变臂22二者在初始形状时整体呈蛇形,其第一形变臂12朝向第一热敏电阻13的一侧为凹弧,第二形变臂22朝向第二热敏电阻23的一侧为凹弧,以利于装配连接。如图7所示,第一形变臂12与第二形变臂22二者在受热形状时,第一形变臂12的两端均抵接于第二断路机构20的第二接触片21,第一形变臂12的中部抵接于第一热敏电阻13,第二形变臂22的两端均抵接于第一断路器的第一接触片11,第二形变臂22的中部抵接于第二热敏电阻23。由于第一形变臂12、第二形变臂22在受热时均是中部与热敏电阻连接,从而利于第一形变臂12、第二形变臂22吸收热敏电阻的热量而保持在受热形状,保证温度开关处于断路状态。第一形变臂12的两端与第二接触片21之间均设置有第一绝缘部113a,第二形变臂22的两端与第一接触片11之间设置有第二绝缘部213a,利用第一绝缘部113a及第二绝缘部213a可以避免第一接触片11与第二接触片21之间经第一形变臂12、第二形变臂22电导通。第一热敏电阻13与第二热敏电阻23之间通过第一形变臂12与第二形变臂22连接处电导通,使得有微弱电流经过第一热敏电阻13与第二热敏电阻23,以产生一定热量使第一形变臂12与第二形变臂22保持在受热形状。第二实施例的其他部分与第一实施例相同,此处不再赘述。
在前述第一实施例和第二实施例中,第一形变臂12与第二形变臂22均为金属材质直接连接,且第一基层121与第二基层221为同一材质一体成型,第一形变臂12及第二形变臂22本身具有导电性能,可以实现第一热敏电阻13和第二热敏电阻23之间的电连接,从而使得温度开关在断路状态下即第一形变臂12与第二形变臂22处于受热形状时,第一接触片11、第一热敏电阻13、第二热敏电阻23及第二接触片21依次电导通,电流可以流经第一热敏电阻13和第二热敏电阻23,第一热敏电阻13和第二热敏电阻23阻值较大且串联,流经的电流较小,可以使得第一热敏电阻13和第二热敏电阻23处于发热状态,从而使得第一形变臂12及第二形变臂22保持在受热形状下,即使得温度开关在一定时间内保持断路状态。同时,第一形变臂12与第二接触片21之间通过第一绝缘部113a隔开,第二形变臂22与第一接触片11之间通过第二绝缘部213a隔开,以避免两个接触片之间通过两个形变臂电导通。
作为其他的实施方式,如本实用新型第三实施例提供的温度开关,参见图8所示,第一形变臂12与第二形变臂22均为金属材质且具有导电性能,二者可以通过绝缘材料30连接成的一个整体部件,以便于装配连接,第一热敏电阻13与第二热敏电阻23之间为断路状态,即未电导通。在第一形变臂12处于受热形状时,第一形变臂12的端部直接抵接于第二活动臂213实现电导通,第一接触片11的第一固定部112、第一热敏电阻13、与第二活动臂213依次电导通,使得第一热敏电阻13中有微弱电流经过,第一热敏电阻13可以发热对第一形变臂12进行加热,以使得第一形变臂12保持在受热形状。相应地,在第二形变臂22处于受热形状时,第二形变臂22的端部直接抵接于第一活动臂113实现电导通,第二接触片21的第二固定部212、第二热敏电阻23、与第一活动臂113依次电导通,使得第二热敏电阻23中有微弱电流经过,第二热敏电阻23可以发热对第二形变臂22进行加热,以使得第二形变臂22保持在受热形状。通过热敏电阻的热量结合环境的热量共同使得形变臂更好地保持在受热形状,温度开关保持断路状态,避免两个接触片的触点位置出现间断式导通而使电池发生过充等问题进而产生安全问题。当环境温度降下来后,形变臂恢复至初始形状,活动臂与固定部抵接电导通,热敏电阻将无电流经过,不会再对形变臂进行加热。
在前述三种实施例中,第一形变臂12与第二形变臂22均连接为一个整体部件,以方便装配连接,当然,在其他实施方式中,如本实用新型第四实施例提供的温度开关,参见图9所示,第一形变臂12与第二形变臂22也可以为相互独立的部件,第一形变臂12可以通过焊接或螺钉等方式与第一热敏电阻13进行件固定连接,第二形变臂22亦通过焊接或螺钉等方式与第二热敏电阻23进行件固定连接。在本实施例中,第一形变臂12与第二形变臂22可以为金属等导电材质,此时,如图10所示,第一形变臂12与第二形变臂22在受热状态下,第一固定部112、第一热敏电阻13、第一形变臂12、及第二活动臂213依次电导通,使得第一热敏电阻13中有电流经过,从而对第一形变臂12进行加热使其保持在受热形状,相应的,第二固定部212、第二热敏电阻23、第二形变臂22、及第一活动臂113依次电导通,使得第二热敏电阻23中有电流经过,从而对第二形变臂22进行加热使其保持在受热形状。
此处,在其他实施方式中,第一形变臂12与第二形变臂22为相互独立的部件时,第一形变臂12与第二形变臂22亦可以为绝缘材质,第一热敏电阻13与第二热敏电阻23通过导电材料进行连接实现电导通,当第一形变臂12与第二形变臂22处于受热形状时,温度开关处于断路状态,第一固定部112、第一热敏电阻13、导电材料、第二热敏电阻23、第二固定部212依次电导通,使得第一热敏电阻13及第二热敏电阻23中有电流经过,可以使得第一形变臂12与第二形变臂22保持在受热形状。
在上述实施例中,形变臂受热形变并作用于另一断路机构中的活动臂,使温度开关进入断路状态,在其他实施例中,如本实用新型第五实施例提供的温度开关,结合图11及图12所示,形变臂可以作用于同一断路机构内的活动臂,具体地,第一形变臂12与第二形变臂22处于受热形状时,如图12所示,第一形变臂12的端部抵接于第一断路机构10的第一活动臂113,第二形变臂22的端部抵接于第二断路机构20的第二活动臂213,使得温度开关为断路状态,在该实施例中,第一形变臂12与第二形变臂22为相互独立的部件,在其他实施方式中,也可以连接为一个整体部件。本实施例中,两个形变臂均为绝缘的受热可形变材料制成,两个形变臂无电连接作用,第一热敏电阻13与第二热敏电阻23之间可以通过导电材料40相连,以使得温度开关在断路状态下,第一接触片11与第二接触片21通过第一热敏电阻13及第二热敏电阻23电导通,进而可以有微弱电流经过第一热敏电阻13和第二热敏电阻23。此处,在其他实施例中,两个热敏电阻之间可以通过导电材料40相连情况下,两个形变臂亦可为导电材质,同时形变臂与活动臂之间的抵接位置设置绝缘材质,以避免形变臂与活动臂之间电连接。
通过上述多个实施例的描述,可以看出,本实用新型提供的温度开关,形变臂在初始形状与受热形状之间变化,能够使得活动臂动作,进而实现两个接触片之间触点的导通与断开,形变臂的形状变化时,可以作用于同一断路机构内的活动臂,如第五实施例所示;也可以用于另一断路机构的活动臂,如第一至第四实施例所示。形变臂的形状变化可以是凹凸变化,也可以是平直与弧形之间的变化,如第五实施例所示,或者是其他形状之间的变化。两个形变臂可以连接成为一个整体部件,如第一、第二、第三实施例,也可以为两个独立的部件,如第第四、第五实施例。
在上述实施例中,两个形变臂通过两个热膨胀系数不同基层与形变层形成,利用受热后长度尺寸增加不同而使形变臂的形状发生改变,此处,在其他实施方式中,也可以采用其他受热可以形变的材质制成。
由于活动臂及形变臂均为两个,两个形变臂分别作用于两个活动臂,以确保在环境温度超过阈值时,两个接触片为断路状态。形变臂作用于活动臂,可以直接作用于活动臂,如第二实施例中,形变臂直接抵接于活动臂,也可以间接作用于活动臂,如第一实施例所示,形变臂作用于活动臂上的绝缘部。
采用两个相对设置的活动臂,形成两对动静触点,且两对触点呈对向布置,产品在跌落时,由于惯性作用,一个动触点造成一瞬间的脱离,另一个动触点由于惯性力,其接触更加紧密,使得两对触点一个断开、一个导通,使得整个温度开关的电路在跌落时,仍保持导通状态而避免掉电问题,同时触点相对现有技术为两对,触点的导通面积增大为2倍,且两对触点电通部分导体横截面积增大为2倍,从而增加了其过流能力而实现更大的电流,解决电池需要大电流快充和快放的问题。在前述第一实施例中,由于两个形变臂为金属导电材质且连为一个整体,两个形变臂在初始形状时能够电连接两个接触片,使得形变臂也可以有电流通过,从而进一步增大整个温度开关的过流能力。
本实用新型中的热敏电阻,能够在温度开关断路状态下,将两个接触片电导通,由于热敏电阻在温度较高时电阻本身较大,通过的电流很小,不会影响温度开关的保护作用。热敏电阻直接固定与其中一个接触片上,其与另一接触片之间可以通过两个形变臂的连接部位、另一热敏电阻实现电导通,如前述第一、第二实施例所示;或者,如第三、第四、第五实施例所示,热敏电阻与另一接触片之间可以通过形变臂电导通,且两个形变臂之间为断路状态,即两个形变臂可以无连接,或者通过绝缘材料连接;或者,如第五实施例所示,两个热敏电阻之间可以通过其他导电材料进行连接或直接抵接。以上实施例可以概括为,如第一、第二、第五实施例中,形变臂为受热形状时,两个热敏电阻电连接,两个接触片经两个串联的热敏电阻电导通;以及,如第三、第四实施例所示,所述形变臂为导电材质,两个所述热敏电阻电隔离,在所述形变臂为受热形状时,所述形变臂电连接于另一所述断路机构的活动臂,两个所述接触片经两个并联的热敏电阻及形变臂电导通。
热敏电阻与两接触片之间的连接方式并不局限于上述多个实施例中,其能够在温度开关断路状态下,两个接触片经热敏电阻电导通,有电流经过热敏电阻,使得热敏电阻能够产生一定热量让活动臂保持在受热状态即可,该设计可以有效避免两个接触片的触点位置出现间断式导通而使电池发生过充等问题进而产生安全问题。
基于前述实施例描述的温度开关,本实用新型还相应提供了一种电池,该电池具有前述任意一种实施例中所示的温度开关。
以上是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种温度开关,其特征在于,包括壳体、及两个相对设置的断路机构;
各所述断路机构包括导电的接触片、受热能够变形的形变臂、及连接在所述接触片与所述形变臂之间的热敏电阻;所述接触片包括依次连接的连接部、固定部及活动臂;所述连接部位于所述壳体外,且两个所述接触片的所述连接部分别位于所述壳体相对的两端处;所述固定部及所述活动臂位于所述壳体内,所述热敏电阻固定于所述固定部;两个所述接触片的所述固定部分别固定于所述壳体上两相对的内壁,
所述形变臂具有初始形状及受热变形后的受热形状;当所述形变臂为初始形状时,一所述接触片的活动臂抵接于另一所述接触片的固定部,两个所述接触片之间形成两个对向布置的动触点;当所述形变臂为受热形状时,所述形变臂作用于一所述接触片的活动臂使所述活动臂与另一所述接触片的固定部相分离,两个所述接触片经所述热敏电阻电导通。
2.根据权利要求1所述的温度开关,其特征在于,所述形变臂包括层叠设置的基层和形变层,所述基层和形变层的热膨胀系数相异。
3.根据权利要求2所述的温度开关,其特征在于,在同一所述断路机构内,所述形变层的热膨胀系数大于所述基层的热膨胀系数,所述形变层位于所述基层与所述热敏电阻之间;当所述形变臂为初始形状时,所述形变臂整体呈弧形,且其朝向所述热敏电阻的一侧为凹弧;
当所述形变臂为受热形状时,所述形变臂作用于另一所述断路机构的所述接触片。
4.根据权利要求3所述的温度开关,其特征在于,当所述形变臂为受热形状时,所述形变臂整体呈弧形,且其朝向同一所述断路机构内所述热敏电阻的一侧为凸弧;
所述形变臂的一端连接于同一所述断路机构的所述热敏电阻、另一端作用于另一所述断路机构的接触片;或者,所述形变臂的两端均作用于另一所述断路机构的接触片、所述形变臂的中部连接于同一所述断路机构的所述热敏电阻。
5.根据权利要求3所述的温度开关,其特征在于,当所述形变臂为初始形状时,所述形变臂上远离同一所述断路机构内所述热敏电阻的一侧抵接于另一所述断路机构的接触片。
6.根据权利要求3所述的温度开关,其特征在于,两个所述形变臂的基层的一端相连、另一端相背延伸,两个所述基层位于两个所述形变层之间。
7.根据权利要求6所述的温度开关,其特征在于,两个所述形变臂的基层连接呈S型。
8.根据权利要求1-7任一项所述的温度开关,其特征在于,在所述形变臂为受热形状时,两个所述热敏电阻电连接,两个所述接触片经两个串联的所述热敏电阻电导通。
9.根据权利要求1-7任一项所述的温度开关,其特征在于,所述形变臂为导电材质,两个所述热敏电阻电隔离,在所述形变臂为受热形状时,所述形变臂电连接于另一所述断路机构的活动臂,两个所述接触片经两个并联的所述热敏电阻及形变臂电导通。
10.一种电池,其特征在于,所述电池具有权利要求1至9任一项所述的温度开关。
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