技术领域
[0001] 本
发明涉及在
电阻器的组装中不需要其他工序、结构简单且
电流响应性或热响应性优异的热保护器。
背景技术
[0002] 作为
现有技术已知有如下一种热保护器：其利用由通电电流产生的
焦耳热反转驱动双金属片，从而开闭接点。
[0003] 就这些热保护器中的大多数而言，为了不仅感应环境
温度的上升还感应过电流地进行应对，将
薄膜状的
电阻器(例如，参照
专利文献1)、金属线的电阻器(例如，参照专利文献2)等用于产生焦耳热的电阻器作为增加部件组装到内部。
[0004] 在先技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1：日本特许3393981号
[0007] 专利文献2：日本特开2003-141977号
公报发明内容
[0008] 发明要解决的问题
[0009] 但是，在专利文献1或专利文献2等现有技术中，存在如下所述的问题：不仅因为作为增加部件的电阻器的价格，而且，将电阻器作为增加部件组装的组装工序也是增加的工序，因此，很难避免热保护器整体的价格上升。
[0010] 用于解决问题的手段
[0011] 为了解决上述问题，本发明的热保护器构成为：通过双金属片来开闭
电路，该双金属片与周围温度的变化对应地在预定温度使
翘曲方向反转，所述热保护器具有：固定导体，其具有设置在一端的固定接点、和用于进行外部连接的第1
端子；绝缘体，其设置在该固定导体的所述固定接点与所述第1端子的中间，并具有通过
树脂成型一体成型的支柱；可动板，其具有：固定部，该固定部具有在该绝缘体上与所述支柱相嵌合的孔；可动接点，其形成在位于所述固定部相反侧的端部的、与所述固定接点对置的
位置上；以及钩爪，其在可动端侧和固定端侧分别保持双金属片；双金属片，其保持于该可动板的所述钩爪，并在预定温度使翘曲方向反转而开闭所述可动接点和所述固定接点；树脂
块，其从所述孔已与所述支柱相嵌合的所述可动板的所述固定部之上与所述支柱相嵌合，从而将所述固定部固定于所述绝缘体，所述可动板在常态下使所述可动接点以预定的弹性与所述固定接点相抵接，所述可动板具有：细长孔，其沿着连接所述可动接点和所述固定部的中心线，在从该中心线靠一侧部方向的位置上，从所述固定部向所述可动接点侧剪切形成，从而将所述可动板分割为宽幅部分和窄幅部分，该细长孔与该分割相连续地将所述固定部分割到端部；以及第2端子，其与被分割到所述端部的所述固定部的与所述窄幅部分相连续的端部相连接，用于进行外部连接。
[0012] 另外，为了解决上述问题，本发明的热保护器构成为：通过双金属片来开闭电路，该双金属片与周围温度的变化对应地在预定温度使翘曲方向反转，所述热保护器具有：固定导体，其具有设置在一端的固定接点、和用于进行外部连接的第1端子；绝缘体，其设置在该固定导体的所述固定接点与所述第1端子的中间，并具有通过树脂成型一体成型的支柱；双金属片，其具有：固定部，该固定部具有在该绝缘体上与所述支柱相嵌合的孔；第2端子，其形成在该固定部上，用于进行外部连接；可动接点，其形成在位于所述固定部相反侧的端部的、与所述固定接点对置的位置上；以及反转动作部，对除了该可动接点的配置部分之外的所述双金属片整体，沿着连接所述可动接点和所述固定部的中心线，在从该中心线靠一侧部方向的位置上形成剪切，从而分割为宽幅部分和窄幅部分，所述反转动作部是在所述宽幅部分上通过上凸状的
拉深加工而形成，并在预定的温度进行反转动作，所述双金属片在常态下为上凸状，使所述可动接点以预定的弹性与所述固定接点相抵接；以及树脂块，其从所述孔已与所述支柱相嵌合的所述双金属片的所述固定部之上与所述支柱相嵌合，从而将所述固定部固定于所述绝缘体。
[0013] 另外，为了解决上述问题，本发明的热保护器构成为：通过双金属片来开闭电路，该双金属片与周围温度的变化对应地在预定温度使翘曲方向反转，所述热保护器具有：固定导体，其具有设置在一端的固定接点、和用于进行外部连接的第1端子；绝缘体，其设置在该固定导体的所述固定接点与所述第1端子的中间，并具有通过树脂成型一体成型的支柱；可动板，其具有：固定部，该固定部具有在该绝缘体上与所述支柱相嵌合的孔；可动接点，其形成在位于所述固定部相反侧的端部的、与所述固定接点对置的位置上；以及钩爪，其在可动端侧和固定端侧分别保持双金属片，所述可动板在常态下使所述可动接点以预定的弹性与所述固定接点相抵接；双金属片，其保持于该可动板的所述钩爪，并在预定温度使翘曲方向反转而断开所述可动接点与所述固定接点之间的接点；以及树脂块，其从所述孔已与所述支柱相嵌合的所述可动板的所述固定部之上与所述支柱相嵌合，从而将所述固定部固定于所述绝缘体，所述可动板具有：细长孔，其沿着连接所述可动接点和所述固定部的中心线，在从该中心线靠一侧部方向的位置上，从所述固定部向所述可动接点侧剪切形成，从而将所述可动板分割为宽幅部分和窄幅部分，该细长孔与该分割相连续地将所述固定部分割到端部；第2端子，其与同所述窄幅部分相连续的固定部侧端部相连接；以及第3端子，其与同所述宽幅部分相连续的固定部侧端部相连接。
[0014] 发明效果
[0015] 本发明具有如下所述的效果，即在将可动板或双金属片从原材料切出的
冲压加工阶段，由于能够仅通过形成将可动板或双金属片主体分割为宽幅部分和窄幅部分的细长孔来将窄幅部分作为电阻器来使用，因此能够提供在电阻器的组装中不需要其他工序的结构简单、电流响应性或热响应性优异的热保护器。
附图说明
[0016] 图1是将本发明的
实施例1的热保护器的结构分解示出的立体图。
[0017] 图2是作为本发明的实施例1的热保护器的
变形例1、示出将窄幅部分的长度形成为比实施例1的长度短的、大概1/2的长度的状态的图。
[0018] 图3是作为本发明的实施例1的热保护器的变形例2、示出将窄幅部分的长度形成为比实施例1的长度更短的、大概1/4的长度的状态的图。
[0019] 图4是作为本发明的实施例1的热保护器的变形例3、示出将窄幅部分的宽度形成为比实施例1的宽度窄的、大概1/2的宽度的状态的图。
[0020] 图5是作为本发明的实施例1的热保护器的变形例4、示出双金属片元件的安装方法的其他例的图。
[0021] 图6是示出本发明的实施例2的热保护器的可动板的结构的立体图。
[0022] 图7是示出作为本发明的实施例2的热保护器的变形例的绝缘体的结构的立体图。
[0023] 图8是将本发明的实施例3的热保护器的结构分解示出的立体图。
[0024] 图9是将本发明的实施例4的热保护器的结构分解示出的立体图。
具体实施方式
[0025] 以下，详细说明本发明的实施方式。
[0026] 实施例1
[0027] 图1是示出实施例1的热保护器的结构的分解立体图。如图1所示，本例的热保护器1是由固定导体2、绝缘体3、可动板4、双金属片5以及树脂块6构成。
[0028] 固定导体2具有：设置在一端的固定接点7；以及与设置有该固定接点7的端部的相反侧端部连接的、用于外部连接的第1端子8。
[0029] 绝缘体3通过树脂成型设置在固定导体2的固定接点7与第1端子8的中间。该绝缘体3具有通过树脂成型一体成型的两根支柱9。
[0030] 可动板4具有：固定部12，其具有在绝缘体3上与支柱9相嵌合的孔11；可动接点13，其形成在位于固定部12相反侧的端部的、与固定导体2的固定接点7对置的位置；以及一个钩爪14和两个钩爪15，其用于在可动接点13所在的可动端侧和形成有固定部12的固定端侧分别保持双金属片5。
[0031] 另外，在该可动板4上形成有细长孔19，该细长孔19是通过沿着连接可动接点13和固定部12的中心线，在从该中心线靠一侧部方向(图中，斜左上方向)的位置上，从固定部12向可动接点13侧剪切形成，从而将可动板主体部16分割为窄幅部分17和宽幅部分18。
[0032] 该细长孔19与上述窄幅部分17与宽幅部分18之间的分割相连续地将固定部12在大致中央处分割到端部。在可动板4上，在与分割到端部为止的固定部12的窄幅部分17相连续的端部上，连接有用于进行外部连接的第2端子21。另外，在宽幅部分18上，在相当于可动板主体部16的大致中心的部分上形成有突部20。
[0033] 双金属片5通过拉深加工形成为在常温时如图所示那样中央部22成为上凸状，在比常温高的预定温度下使翘曲方向以中央部22成为上凹状的方式反转。
[0034] 树脂块6具有与绝缘体3的支柱9相嵌合的贯通孔23，并在下部形成有台阶部24，台阶部24在完成了整体的组装时成为可动板4的固定端侧的钩爪15的退避部。
[0035] 图1所示的各部件的组装是，首先，使绝缘体3的支柱9通过可动板4的固定部12的孔11，在用绝缘体3绝缘了中央部的固定导体2上组装可动板4。
[0036] 接着，使双金属片5的两端部(图中的斜左下方向端部和斜右上方向端部)与可动板4的一个钩爪14和两个钩爪15卡合，从而将双金属片5组装到可动板4上。
[0037] 接着，使绝缘体3的支柱9贯通树脂块6的贯通孔23，用树脂块6按压可动板4的固定部12而固定在绝缘体3上，使树脂的支柱9的末端熔融而通过支柱9压入树脂块6，将树脂块6固定在绝缘体3上。
[0038] 到此完成了组装。在该状态下、即常态下，可动板4的可动接点13通过可动板主体部16的宽幅部分18具有的弹性，以预定的压
力与固定导体2的固定接点7相抵接。以此时产生的接点
接触压力例如成为98mN(毫
牛顿)的方式设定宽幅部分18具有的弹性。
[0039] 另外，双金属片5在常态(常温)下，如上所述(如图1所示)向上翘起为凸状，其中央部轻轻地与可动板4的突部20相抵接。并且，双金属片5与周围温度变化为双金属片5上固有的反转动作温度以上的情况对应地，将翘曲方向反转为上凹状。
[0040] 上述周围温度的上升是因为，在通过可动接点13及固定接点7在第1端子8与第2端子21之间形成的电路上配置有可动板4的窄幅部分17，在流过电流该窄幅部分17的截面面积小且长形状的部分时，窄幅部分17是作为电阻器来发挥作用。
[0041] 即、窄幅部分17在通电时兼用作导体和电阻器。并且，在通电电流成为过电流时窄幅部分17作为电阻器来工作，在双金属片5上产生固有的反转动作温度以上的焦耳热。由此，双金属片5反转。
[0042] 通过上述双金属片5的反转，根据以突部20作为
支点、将两个钩爪15作为压入部的杠杆原理，双金属片5将一个钩爪14、即可动板4的可动接点13所在的端部侧抬起。由此，将可动接点13与固定接点7之间的接点断开，在第1端子8与第2端子21之间形成的电路的通电被截断。
[0043] 关于上述可动板4的材料，当例如
选定如不锈
钢那样的
导电性低的材料时，对于作为电阻器工作的窄幅部分17是非常有效的。例如，在沿着图1所示的细长孔19的窄幅部分17的长度c为9mm左右的长度、可动板4的板厚为0.1mm、窄幅部分17的宽度a为0.5mm的情况下，通过测量机得到0.2Ω左右的电阻值。
[0044] 由于以往的
铜类的
弹簧材料中的没有细长孔19(即、没有窄幅部分17状态的可动板)的电阻为数mΩ，因此可知，通过将可动板4构成为如图1所示的实施例1的形状，能够设定接近以往的100倍的电阻值。
[0045] 另外，在以往研究的使可动板的板厚变薄的方法中，由于电阻值的上升连数倍都达不到，而且会破坏作为弹簧的功能，因此无法在实际中采用。
[0046] 根据使可动板成为本发明的实施例1的形状的方法，由于在通过细长孔19分割的宽幅部分18具有充分的板厚，能够作为弹簧充分地使用。进而，由于在宽幅部分18上没有电流流过，因此完全没有由
过热引起的弹性的劣化，从而能够提供既维持作为
开关的性能又具有高电阻的热保护器。
[0047] 关于上述的作为弹簧的性能，通常，接点接触压力只要为98mN以上则作为
银接点是充分的，也可以通过细长孔的分割宽度来调整该接点接触压力。
[0048] 即、通过各种实验的结果表明，虽然也与可动板的宽度有关，但是只要通过细长孔19分割的窄幅部分17的宽度a与宽幅部分18的宽度b之比“a∶b”为“1∶2”以上(即“a/b”≤“1/2”)，则作为电阻工作的窄幅部分17部分不会对作为弹簧工作的宽幅部分18的弹性产生坏影响，宽幅部分18能作为弹簧进行稳定的工作。
[0049] 当使窄幅部分17的宽度a与宽幅部分18的宽度b之比达到“1∶1”时，虽然成为电阻侧的窄幅部分17的弹性也变强，但是由于作为电阻使用时的劣化很大，因此，恐怕存在作为整体的特性变化超过容许范围的可能性。因此，“a/b”≤“1/2”是安全且是优选的。
[0050] 如上所述，根据实施例1，由于能够在与以往部件相同的结构中设定高的内部电阻，而不是采用将内部电阻作为增加部件组装到热保护器的方式，因此具有不会增加加工费的优点。
[0051] 另外，与以往的在热保护器上增加电阻器的方式相比较，由于电阻器在双金属片附近发热，因此双金属片的热响应性优异，即实现热响应性优异的热保护器。
[0052] 另外，像这样，采用在同一部件中设置电阻部的形式，并通过细长孔物理地分离弹簧部(宽幅部分)和电阻部(窄幅部分)，从而使电流不流过弹簧部，因此，能够使弹性的劣化达到最低限，能够得到可靠性高的热保护器。
[0053] 另外，关于上述热保护器5上固有的反转动作温度、与产生该反转动作温度以上的焦耳热的窄幅部分17之间的对应关系，首先，第一，可以通过加减从图1所示的窄幅部分17的固定部12到可动接点13为止的长度c的长短来调节设定。
[0054] 图2示出了实施例1的变形例1，是示出将窄幅部分17的长度形成为比图1的长度c短的、大致1/2的长度d的状态的图。像这样，在将可动板4的窄幅部分17的长度设定为1/2时，与图1所示的原来的长度时相比较，通过单纯计算焦耳热降低到1/2，能够在热保护器1通过更大的电流。
[0055] 图3示出了实施例1的变形例2，是示出将窄幅部分17的长度形成为比图1的长度c更短的、大概1/4的长度e的状态的图。像这样，在将可动板4的窄幅部分17的长度设定为1/4时，与图1所示的原来的长度时相比较，通过单纯计算焦耳热降低到1/4，能够在热保护器1通过进一步更大的电流。
[0056] 图4是示出了实施例1的变形例3，是示出将窄幅部分17的宽度形成为比图1的宽度a更窄的、大概1/2的宽度f的状态的图。像这样，在将可动板4的窄幅部分17的宽度设定为1/2时，与图1所示的原来的宽度时相比较，通过单纯计算焦耳热上升为两倍，热保护器1能够用更小的过电流截断通电。
[0057] 另外，在如上所述那样使窄幅部分17的宽度变窄的情况下，当流过额定电流10倍等的过电流时，作为电阻器的窄幅部分17的温度变得非常高。该情况下，在通过双金属片5的反转而断开接点之前，窄幅部分17通过自身的焦耳热熔断而截断通电。这样来构成也是可以的。
[0058] 图5示出了实施例1的变形例4，是示出双金属片5的安装方法的其他例子的图。另外，在图5中，对于与图1至图4所示的结构相同结构部分，加上与图1至图4相同的标号。
[0059] 如图5所示，在该变形例4中，可动板4仅具有形成在可动端侧、即设置有可动接点13的端部的钩爪14，删除了在图1的实施例1中位于固定部侧的两个钩爪15。
[0060] 作为代替该删除的两个钩爪15的部件，双金属片5在固定侧端部具有形成有孔25的固定部26，该孔25与固定导体2的支柱9相嵌合。
[0061] 本例的双金属片5将在翘曲方向反转
时移动的端部(图的斜左下方向的端部)保持在钩爪14上，通过树脂块6将固定部26隔着在本例中新设置的绝缘薄板27(形成有与固定导体2的支柱9相嵌合的孔28)固定在可动板4的固定部12上。针对过电流的动作与实施例1的情况相同。
[0062] 实施例2
[0063] 图6是示出本发明的实施例2的热保护器的可动板的结构的立体图。另外，图6中在可动板4的上方还示出了随着该可动板4的结构进行动作的双金属片5。
[0064] 在本例中的可动板4中，在宽幅部分18侧的根部的靠窄幅部分17的部分上，设置有高出一个台阶的突部29。像这样，当突部29靠窄幅部分17侧时，在双金属片5的固定侧端部与可动板4的固定侧的钩爪15卡合时，比双金属片5的固定侧端部的中央靠窄幅部分17的点31与突部29相抵接。
[0065] 由此，双金属片5的固定侧端部以突部29为跷跷板(seesaw)的支点，在平衡方面如箭头g及h所示，向宽幅部分18侧倾斜。因此，能够防止双金属片5的固定侧端部接触到窄幅部分17。
[0066] 由此，能够防止双金属片5的固定侧端部使可动板4的分离的固定部12
短路、从而使窄幅部分17的作为电阻部的功能失效的问题。
[0067] 图7是示出作为本发明的实施例2的热保护器的变形例的绝缘体的结构的立体图。就本例中的绝缘体3而言，在支柱9的稍微前方的比中心线靠可动板4的窄幅部分17方向的位置上具有突部32。
[0068] 在整体组装完成之后，该突部32是在与连接钩爪15的线对应的位置上突出，该钩爪15贯通将可动板4分割为宽幅部分18和窄幅部分17的细长孔19(严格来说，分割为宽幅部分18和窄幅部分17的长孔、和与该长孔连续而将固定部分割到端部为止的长孔的连续部分19a)而分别设置在可动板4的固定端侧的两侧部。
[0069] 此时，由于在可动板4的固定部侧上面突出的突部32靠窄幅部分17侧，因此，在双金属片5的固定侧端部与可动板4的固定侧的钩爪15卡合时，比双金属片5的固定侧端部的中央靠窄幅部分17的点31与突部32相抵接。
[0070] 由此，双金属片5的固定侧端部将突部32作为跷跷板的支点，在平衡上如箭头g及h所示，向宽幅部分18侧倾斜。因此，能够防止双金属片5的固定侧端部接触到窄幅部分17。
[0071] 另外，虽然未图示，但如下这样构成也能够得到同样的效果：在进行可动板4的钩爪的折弯加工时，对窄幅部分17的可动接点13侧实施折弯加工，并使窄幅部分17的上下位置比宽幅部分18低。
[0072] 另外，在实施例2及其变形例中，针对过电流的电流截断的动作与实施例1的情况相同。这样，根据实施例2及其变形例，能够防止双金属片的固定侧端部通过固定部使可动板的电阻部的窄幅部分、与弹簧部的宽幅部分短路，能够作为热保护器表现出稳定的特性。
[0073] 实施例3
[0074] 图8是将本发明的实施例3的热保护器的结构分解示出的立体图。另外，在图8中，在与图1相同的结构部分加上与图1相同的标号。如图8所示，在本例的热保护器30中，固定导体2、绝缘体3以及树脂块6的结构与图1的情况相同。
[0075] 本例的热保护器30是删除了图1的可动板4，且双金属片33兼有可动板的作用、电阻器的作用、双金属片的作用这3个方式。即、本例的热保护器30是在双金属片上直接流过电流的结构的例子。
[0076] 本例的双金属片33具有固定部35，其具有在绝缘体3上与支柱9相嵌合的孔34。另外，该双金属片33具有：第2端子21，其形成在固定部35上，用于进行外部连接；以及可动接点13，其形成在位于固定部35相反侧的端部的、与固定导体2的固定接点7对置的位置。
[0077] 进而，对于该双金属片33，除了可动接点13的配置部分之外，整体沿着连接可动接点13和固定部35的中心线，在从该中心线靠一侧部方向(图中，为斜左上方向)的位置上形成有细长孔36。通过该细长孔36，除了可动接点13的配置部分之外，双金属片33被分割为窄幅部分37和宽幅部分38。
[0078] 并且，窄幅部分37构成为：在常态下，是通过经由固定接点7和可动接点13在第1端子8和第2端子21之间通电的电路中的导体部，在通电电流成为预定值以上的过电流时，成为产生期望的焦耳热的电阻部。由于双金属片自身本来是由导电率低的材料构成，因此，通过窄幅部分37获得高电阻是合适的。
[0079] 另一方面，宽幅部分38构成通过上凸状的拉深加工39形成的、在预定温度(与上述的期望的焦耳热对应的温度)下进行反转动作的反转动作部。该宽幅部分38兼用作双金属片和可动板，在常态下是上凸状，使可动接点13以预定的弹性与固定接点7相抵接。另外，针对过电流的电流截断的动作，与实施例1的情况相同。
[0080] 实施例4
[0081] 图9是将本发明的实施例4的热保护器的结构分解示出的立体图。另外，在图9中，在与图1相同的结构部分加上与图1相同的标号。如图9所示，在本例的热保护器40中，固定导体2、绝缘体3、双金属片5以及树脂块6的结构与图1的情况相同。
[0082] 本例的热保护器40与图1所示的实施例1的热保护器1不同，不仅通过可动板4的细长孔19分割的窄幅部分17的固定部12，在宽幅部分18的固定部12上也连接有作为第3端子41的新的端子。
[0083] 经由该宽幅部分18连接的第3端子41和固定导体2的第1端子8之间的关系，可以认为与以往的热保护器的端子的基本结构相同。
[0084] 与此相对，经由窄幅部分17连接的第1端子8与第2端子21之间的关系是，由于在第1端子8与第2端子21之间设置有窄幅部分17这样的电阻器，因此通过通电电流发热的程度变大。
[0085] 作为该热保护器40的使
用例，相对于通常的热保护器的动作温度，在耐热限度根据使用环境而变化时，例如能够应对通过
电池的过负荷发热的温度。
[0086] 即、对于通过电池的过充而发热的情况，由于充电侧调整是不起作用的，因此，在宽幅部分18侧连接用于进行外部连接的第3端子，通过在窄幅部分17侧的端子上流过的电流，使作为热保护器的动作温度比预定温度低，能够设定在更低的温度下动作这样的不同的应对方案。
[0087] 这些设定可以根据通过细长孔分隔的长度、通过细长孔分隔的窄幅部分侧的宽度等来调整，这与实施例1的变形例1、2、3的情况相同。
[0088] 工业上的可利用性
[0089] 本发明能够利用于结构简单、电流响应性或热响应性优异的热保护器。
[0090] 标号说明
[0091] 1：热保护器；2：固定导体；3：绝缘体；4：可动板；5：双金属片元件；6：树脂块；7：固定接点；8：第1端子；9：支柱；11：孔；12：固定部；13：可动接点；14、15：钩爪；16：可动板主体部；17：窄幅部分；18：宽幅部分；19：细长孔；19a：细长孔的连续部分；20：突部；
21：第2端子；22：中央部；23：贯通孔；24：台阶部；25：孔；26：固定部；27：绝缘薄板；28：
孔；29：突部；30：热保护器；31：靠窄幅部分的点；32：突部；33：双金属片；34：孔；35：固定部；36：细长孔；37：窄幅部分；38：宽幅部分；39：拉深加工；40：热保护器；41：第3端子。
