熱保護器及使用該熱保護器的蓄電池的制作方法
【專利摘要】熱保護器具備具有固定觸點(20)的固定片(2)及具有可動觸點(30)的可動片(3)，以所述可動片(3)向所述固定觸點(20)側(cè)延伸而使所述可動觸點(30)相對于所述固定觸點(20)接觸或遠離的方式配置所述可動片(3)，作為使所述可動觸點(30)相對于所述固定觸點接觸或遠離的機構(gòu)，在所述可動片(3)的附近配置有熱動構(gòu)件(4)，在所述熱保護器中，所述可動片(3)由含有Cu、第一成分和第二成分的合金構(gòu)成，所述Cu為93.00重量％以上，所述第一成分含有0.05～1.00重量％的Mg及0.05～2.00重量％的Sn中的至少一種，所述第二成分含有0.05～1.00重量％的Fe、0.10～3.50重量％的Ni及0.10～2.50重量％的Zn中的至少一種。
【專利說明】熱保護器及使用該熱保護器的蓄電池
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于防止電氣設(shè)備的過熱的熱保護器及使用該熱保護器的蓄電池。
【背景技術(shù)】
[0002]使用雙金屬片等熱動構(gòu)件的熱保護器作為在發(fā)動機、家電制品等產(chǎn)生過電流、過電壓、過充電及其他異常加熱時阻斷電路的電流、維持電路的保全及設(shè)備安全性的保護部件來使用。
[0003]近年來，例如，在搭載于移動電話、筆記本電腦等便攜式電子設(shè)備上的二次電池中使用的熱保護器的需求增大。在近來的電子設(shè)備中，由于高度的信號處理、圖像處理等高功能化，存在電子設(shè)備在使用時所需的電流量增加的趨勢，因此使用高容量的二次電池，且期望隨之使熱保護器也高容量化。
[0004]以往，在用于便攜式設(shè)備的熱保護器中，通常阻斷動作溫度(在保持電流值的條件下阻斷該電流的溫度)為約60°C以上，容許電流(在某一溫度下能夠?qū)ǖ淖畲箅娏?通常小于5A，最大為8A左右。但是，這種程度的電流容量對于上述那樣的高容量的二次電池而言不夠用，在相同的動作溫度范圍內(nèi)，要求與以往的保護器相比具有1.5倍以上的額定電流。另外，在常溫附近的溫度區(qū)域內(nèi)，也要求具有在超過容許電流時能夠可靠地切斷的性能。需要說明的是，額定電流通常根據(jù)制造者或使用者的規(guī)定來設(shè)定，大多設(shè)定為通常使用條件下的容許電流的70-80%左右的大小，一般使其與容許電流具有2A左右的富余。
[0005]為了與上述的設(shè)備高功能化相對應(yīng)地增大容許電流及額定電流的值，即使在更大的電流下也不會使熱保護器動作地使用熱`保護器，通過進行熱保護器的周密的低電阻設(shè)計就能夠?qū)崿F(xiàn)，這是已知的。
[0006]另一方面，動作時間的縮短也是熱保護器的設(shè)計上的重要課題。即，在流動過電流時，期待縮短熱保護器阻斷電流為止的響應(yīng)時間。通常，動作時間的縮短通過向熱動構(gòu)件附近追加電阻部件等而增加熱保護器的電阻，由此以短時間進行熱動構(gòu)件的加熱而能夠?qū)崿F(xiàn)。
[0007]上述高容量化及動作時間的縮短這2個特性在熱保護器的設(shè)計上成為相反的要求，在熱保護器的設(shè)計中兩者的兼得成為設(shè)計上的問題。
[0008]根據(jù)這些要求，在專利文獻I中提出了一種熱保護器，該熱保護器具備用于提高設(shè)于熱動構(gòu)件附近的電阻的機構(gòu)和降低設(shè)于熱動機構(gòu)以外的部分的電阻的機構(gòu)。在專利文獻I中，作為使可動片實現(xiàn)低電阻的機構(gòu)，使用純銅、磷青銅、黃銅，另一方面，使可動片成為高電阻機構(gòu)例示出了 SUS304、SUS30U6mass% Al-4mass % V-Ti等，此外還例示出Cu-N1-Mn 與 N1-Fe 的組合、N1-Cr-Fe 與 N1-Fe 的組合等。
[0009]【先行技術(shù)文獻】
[0010]【專利文獻】
[0011]【專利文獻I】日本特開2006-331693號公報[0012]【發(fā)明的概要】
[0013]【發(fā)明要解決的課題】
[0014]然而，上述專利文獻I所述的熱保護器由于在熱動構(gòu)件附近設(shè)置高電阻機構(gòu)，因此雖然能夠?qū)崿F(xiàn)流動過電流時的可靠的電路切斷和短動作時間，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且在增大熱保護器整體的容許電流方面存在局限，無法滿足高容量化的迫切期望。即，存在因高電阻機構(gòu)使得熱保護器整體的容許電流不足，且無法充分確保電子設(shè)備所需電流的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]因此，本發(fā)明的目的在于解決上述問題，提供一種呈現(xiàn)與以往相同的精密的動作溫度范圍，且在常溫時容許電流更大，在流動過電流時動作時間足夠短并且能夠可靠地阻斷電流的熱保護器。
[0016]【用于解決課題的手段】
[0017]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明如以下方式構(gòu)成。根據(jù)本發(fā)明的第一方案，提供一種熱保護器，其具備具有固定觸點的固定片及具有可動觸點的可動片，以所述可動片向所述固定觸點側(cè)延伸且所述可動觸點相對于所述固定觸點接觸或遠離的方式配置所述可動片，作為使所述可動觸點相對于所述固定觸點接觸或遠離的機構(gòu)，在所述可動片的附近配置有熱動構(gòu)件，所述熱保護器的特征在于，
[0018]所述可動片由含有Cu、第一成分和第二成分的合金構(gòu)成，
[0019]所述Cu為93.00重量％以上，
[0020]所述第一成分包括0.05-L 00重量％的Mg及0.05-1.00重量％的Sn中的至少一種，
`[0021]所述第二成分包括0.05-1.00重量％的？6、0.10-3.50重量％的Ni及0.10-
2.50重量％的Zn中的至少一種。
[0022]在本發(fā)明中，Cu優(yōu)選為93.3重量％以上，更優(yōu)選為99.0-99.6重量％。另外，所述第一成分中含有的Sn等優(yōu)選為0.05-1.00重量％。另外，進而，所述第二成分中含有的Ni等優(yōu)選為0.10-3.20重量％。
[0023]另外，所述可動片也可以進而配合0.01-0.80重量％的Si或0.01-0.60重量％的？。另外，也可以含有0.10-0.35重量％的Cr。
[0024]另外，本發(fā)明提供一種根據(jù)上述方案的熱保護器，其特征在于，所述可動片構(gòu)成為厚度為0.05-0.15mm,電導(dǎo)率為35% IACS以上且85% IACS以下。
[0025]另外，本發(fā)明提供一種根據(jù)上述各方案的熱保護器，其特征在于，所述可動觸點包括第一層和第二層，所述第一層由Ni和Cu的合金構(gòu)成且設(shè)置在所述可動片的表面，所述第二層由Ni為5-15重量％而其余部分為Ag的合金構(gòu)成且層疊設(shè)置在所述第一層上。作為構(gòu)成第一層的合金，可以例示出Ni為10-40重量％的銅合金，例如Ni為30重量％而其余部分為Cu的合金等。作為構(gòu)成第二層的合金，可以例示出Ni為10重量％而其余部分為Ag的合金等。
[0026]本發(fā)明所涉及的熱保護器能夠?qū)崿F(xiàn)高容量化和動作速度的縮短，使用該熱保護器的蓄電池、特別是二次電池可消除過放電的問題且能夠安全地在電子設(shè)備中使用。
[0027]【發(fā)明效果】[0028]根據(jù)本發(fā)明，在產(chǎn)生過電流時使熱保護器以短動作時間動作，與以往的熱保護器相比能夠提高電流容量，能夠提供可應(yīng)對近年來的電氣設(shè)備的小型化、高性能化及便攜化的高性能的熱保護器。
[0029]S卩，可動片通過相對于用于確保導(dǎo)電性的Cu以適當?shù)呐浜媳嚷逝浜腺x予機械強度及彈簧特性的Sn等第一成分和賦予材料強度及電阻、耐熱效果、保熱效果等的Ni等第二成分，從而形成為低電阻，且發(fā)熱性優(yōu)越，另外，從成形性、耐用性等方面來看也具有各種優(yōu)良特征。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)在不加長產(chǎn)生過電流時的動作時間的情況下使常溫下的容許電流最大為約20A的熱保護器。
[0030]另外，通過配合適當量的Si或P，能夠形成機械強度優(yōu)越且成形性得以提高的可動片。因此，能夠減薄可動片的厚度，實現(xiàn)熱保護器的小型化、薄型化。進而，通過配合適當量的Cr，能夠提高可動片的材料強度及發(fā)熱性，能夠?qū)崿F(xiàn)動作時間的縮短。
[0031]另外，通過在構(gòu)成可動觸點的材料上層疊Cu-Ni合金和Ag-Ni合金進行使用，能夠在不減弱可動觸點相對于可動片的焊接強度的情況下形成低電阻的可動片。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]本發(fā)明的上述及其他目的和特征根據(jù)與針對附圖的優(yōu)選實施方式相關(guān)的以下說明得以清楚。在該附圖中，
[0033]圖1是本發(fā)明的第一實施方式所涉及的熱保護器的分解剖視圖。
[0034]圖2是圖1的熱保護器的阻斷動作前的狀態(tài)的剖視圖。
[0035]圖3是圖1的熱保護器的阻斷動作后的狀態(tài)的剖視圖。
[0036]圖4是圖1的熱保護器的可動觸點附近部分的放大剖視圖。
[0037]圖5是表示熱保護器的動作電流-溫度特性試驗的結(jié)果的圖表。
[0038]圖6是表示使用了圖1的熱保護器的蓄電池的結(jié)構(gòu)例的圖。
【具體實施方式】
[0039]在繼續(xù)本發(fā)明的說明之前，在附圖中對相同的部件標注相同的參照符號。以下，參照附圖詳細說明本發(fā)明的第一實施方式。
[0040]圖1是本發(fā)明的第一實施方式所涉及的熱保護器的分解剖視圖。圖2是熱保護器的阻斷前的狀態(tài)的剖視圖。圖3是熱保護器的阻斷后的狀態(tài)的剖視圖。
[0041]本實施方式所涉及的熱保護器100是如下的保護部件，即，在絕緣性的殼體I上設(shè)有第一端子22及第二端子32，當在該第一端子22及第二端子32間流動的電流達到規(guī)定值以上時，后述的內(nèi)部機構(gòu)動作，從而阻斷第一端子22及第二端子32間的通電。
[0042]殼體I整體為大致長方體形狀的扁平形狀，由殼體主體10和與該殼體主體10接合成封閉狀的蓋體11構(gòu)成。
[0043]作為收容在殼體I內(nèi)的內(nèi)部機構(gòu)，封入有:在上表面的一部分鍍敷或金屬包覆有固定觸點20的板狀的固定片2 ;在前端部設(shè)有可動觸點30的具有彈簧作用的板狀的可動片3 ;通過在規(guī)定的溫度下翻轉(zhuǎn)而使可動片3動作的熱動構(gòu)件4 ;被固定片2及可動片3夾持配置的PTC元件5。
[0044]固定片20埋入殼體主體10的底部12配置，其一端部成為從殼體主體10的一端部延伸出的第一端子22。需要說明的是，第一端子22可以如本實施方式這樣與固定片2 —體構(gòu)成，也可以作為其他構(gòu)件構(gòu)成。
[0045]在殼體主體10內(nèi)部的底部形成有收容孔13，PTC元件5收容在收容孔13的內(nèi)部。該收容孔13的形狀與PTC元件5的平面輪廓基本適合。在收容孔13的周圍形成有定位壁14，該定位壁14的平面形狀與熱動構(gòu)件4的平面形狀相似且比其稍大。
[0046]需要說明的是，由于該定位壁14是用于熱動構(gòu)件4的定位的構(gòu)件，因此只要如后述那樣在將熱動構(gòu)件4設(shè)置在PTC元件5上時能夠使該熱動構(gòu)件4以不在水平方向上偏移規(guī)定量以上的方式定位即可，其形狀可以任意。
[0047]殼體主體10和蓋體11以聚苯硫醚(PPS)、液晶聚合物(LCP)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)及其它的耐熱性優(yōu)良的樹脂為材質(zhì)成形。特別是在將熱保護器用于蓄電池的單元可能成為100度以上的高溫的電池組中的情況下，優(yōu)選使用具有200°C以上的耐熱性的液晶聚合物。
[0048]大致平面四邊形狀的熱動構(gòu)件4以在通常時朝向上方略呈凸球面狀的曲面的方式成形，在以規(guī)定的溫度翻轉(zhuǎn)時不與其他構(gòu)件緩沖的范圍內(nèi)設(shè)計成具有盡量大的平面積。
[0049]在熱動構(gòu)件4中優(yōu)選使用例如層疊基于Cu-N1-Mn合金構(gòu)成的高熱膨脹金屬材料和基于N1-Fe合金構(gòu)成的低熱膨脹金屬材料而成的雙金屬板。此外，作為高膨脹金屬材料例示出了不銹鋼(例如N1-Cr-Fe)等材料等，但沒有特別的限定。在雙金屬板的制造中，在考慮使用條件而設(shè)定雙金屬片的各層厚度、上述的凸曲面的曲率等并進行成形后，進行緩和殘余應(yīng)力的熱處理等。由此能夠制造具有期望的熱特性的熱保護器。
[0050]熱動構(gòu)件4基于溫度上升而在60?100°C下翻轉(zhuǎn)(翻轉(zhuǎn)動作溫度)。熱動構(gòu)件4的翻轉(zhuǎn)動作溫度如上所述根據(jù)熱動構(gòu)件4的材質(zhì)、各種尺寸、熱處理等進行調(diào)整。如后所述，當熱動構(gòu)件4溫度上升時，熱動構(gòu)件4翻轉(zhuǎn)，由此可動片3從固定片2分離而使熱保護器100可靠地阻斷。由于熱保護器100的阻斷動作溫度接近熱動構(gòu)件4的翻轉(zhuǎn)動作溫度，因此，通過根據(jù)二次電池的單元、電池組等的使用條件適當?shù)夭捎迷?0?100°C的某一溫度下呈現(xiàn)翻轉(zhuǎn)動作溫度的熱動構(gòu)件4，從而能夠進行調(diào)整。在從常溫至約60度的溫度區(qū)域中使用的條件下，為了增大熱保護器100的容許電流，選定在60?100°C之間具有高翻轉(zhuǎn)動作溫度的熱動構(gòu)件即可。
[0051]在殼體I的蓋體11中埋設(shè)有金屬板6以主要用于加強,該金屬板6的一端部從蓋體11的一端部向外部延伸。金屬板6通過注射模塑成型而與蓋體11 一體化。
[0052]在本實施方式中，具有固定觸點20的固定片2通過注射模塑成型與殼體主體10一體化。
[0053]在以俯視為長方形且稍呈凸圓弧狀的方式形成的可動片3的前端部向下形成有可動觸點30。如圖2所示，可動觸點30在可動片3的彈簧特性的作用下在通常時成為與固定觸點20接觸的狀態(tài)。在可動片3的彈簧特性不足時，固定觸點20與可動觸點30的接觸壓力不足，無法在內(nèi)部電路內(nèi)適當?shù)剡M行通電。
[0054]本實施方式所涉及的熱保護器如所述那樣，以將各自的部件一體化的方式分別成形殼體主體10和蓋體11，之后在收容孔13內(nèi)收容圓盤狀的PTC元件5而使其下表面?zhèn)入姌O部與固定片2接觸。
[0055]接下來，將熱動構(gòu)件4覆蓋在PTC元件5上并且載置成該熱動構(gòu)件4的外周緣部與定位壁14接觸或接近的狀態(tài)，以可動片3的基端部向主體11外突出的方式將可動片3配置在熱動構(gòu)件4上的附近，并通過超聲波接合將蓋體11在殼體主體10上緊密接合。需要說明的是，此時，優(yōu)選可動片3和熱動構(gòu)件4接觸，成為通過可動片3的彈簧特性將熱動構(gòu)件4和PTC元件5 —起固定的狀態(tài)。
[0056]本實施方式的熱保護器在與二次電池一體化的狀態(tài)下與例如便攜式設(shè)備等的充電電路連接而使用。在這樣配置的狀態(tài)下，當電流正常流動時，如圖2所示，通過可動片3的彈簧特性，可動觸點30與固定觸點20以可動觸點30壓抵于固定觸點20的狀態(tài)接觸。
[0057]另一方面，當在觸點間流動異常的電流而使可動片3發(fā)熱并達到高溫或因其他原因而使殼體I內(nèi)的溫度上升且超過翻轉(zhuǎn)動作溫度時，熱動構(gòu)件4通過按扣作用以如圖3所示那樣朝向上方翹曲成凹球面狀(碟狀)的方式翻轉(zhuǎn)。熱動構(gòu)件4通過這樣的翻轉(zhuǎn)而將可動片3的前端側(cè)向上方頂起從而使可動觸點30遠離固定觸點20，阻斷觸點間的電流以保護設(shè)備。
[0058]當熱動構(gòu)件4翻轉(zhuǎn)時，可動片3經(jīng)由熱動構(gòu)件4以規(guī)定的壓力將PTC元件5壓抵于固定片2。如圖3所示，熱動構(gòu)件4翻轉(zhuǎn)而成為朝向下方凸出的凸球面狀，并與PTC元件5相接。如此，通過在PTC元件5中流動漏電流，從而PTC元件5恒溫發(fā)熱，繼續(xù)阻斷觸點
20、30間的電流。
[0059]另一方面，當通過消除引起高溫的原因而使熱保護器冷卻時，熱動構(gòu)件4復(fù)位至原來的形狀，通過可動片3的彈簧特性使可動觸點30再次與固定觸點20接觸。通常，對于熱保護器要求能夠進行幾百-幾千次反復(fù)這樣的動作的耐用性。
[0060]另外，在如此動作的熱保護器中，為了在動作溫度范圍內(nèi)可靠地導(dǎo)通規(guī)定的電流以維持規(guī)定的電壓，需要成為規(guī)定的電阻值的電氣特性。進而，熱保護器要求在溫度上升至阻斷動作溫度時可靠地阻斷通電，并且在常`溫下也能夠阻斷過電流及過電壓的熱特性。
[0061]在本實施方式所涉及的熱保護器中，以電流通常的阻斷動作溫度在60-100°C的范圍內(nèi)且在通常的使用條件下容許電流為10-20A(此時額定電流為約8-15A)為目標，進行以下的設(shè)計。
[0062]通常，為了增大熱保護器的電流容量，優(yōu)選將內(nèi)部電路的電阻設(shè)計得小。但是，若減小內(nèi)部電路的電阻，則在施加有過電流?過電壓時，內(nèi)部電路的發(fā)熱不充分，因此動作時間變長，存在長時間導(dǎo)通過電流而無法安全地動作的問題。因此，為了對過電流?過電壓的施加迅速地作出響應(yīng)，在僅部分改變可動片3的現(xiàn)有技術(shù)中存在局限。
[0063]進而，為了將電阻設(shè)計得小，通常在通電材料中使用高純度的銅、銀等材料而能夠?qū)崿F(xiàn)，但將它們應(yīng)用于可動片3的情況下，從材料強度等方面考慮，未必適合其用途目的。為了在觸點間發(fā)揮接觸壓力而保持穩(wěn)定的接觸電阻，用于進行電流的導(dǎo)通.阻斷的可動片3要求具有硬度、剛性、回復(fù)力等彈簧特性以及在高溫下反復(fù)使用時也不會失去彈簧特性的耐用性等。但是，若增大銅、銀的配合比率，則這些材料的強度、彈簧特性等產(chǎn)生不足，無法具有上述的特性。另一方面，可動片3還必須要確保在過電流或過電壓時通過內(nèi)部電阻發(fā)熱而使熱動構(gòu)件4翻轉(zhuǎn)這樣的熱特性。
[0064]因此，在本實施方式中，固定片2或可動片3的材料、尤其是可動片3采用以下的結(jié)構(gòu)。
[0065]以下，只要沒有特別提及，則是對與以往制品相比額定電流增大了的中容量及大容量的熱保護器進行說明。在此，將常溫(25°C )下的額定電流超過12A且上限為15A左右(容許電流在常溫下為15A?不足20A)的熱保護器稱為“大容量”，將常溫下的額定電流大于5A特別是為8?12A(容許電流在常溫下為10?15A)的熱保護器稱為“中容量”。
[0066]另一方面，在此，以往制品的熱保護器是指常溫下容許電流為8A以下的熱保護器。需要說明的是，這種情況下，額定電流通常為6A以下。
[0067]在上述這樣的大容量、中容量及以往制品的熱保護器中，60°C下的容許電流的保證值(在60°C下能夠保證熱保護器不進行阻斷動作的最大限度的電流)分別以5?9A、3?5A及I?3A為目標。根據(jù)考慮了溫度額定值的上限(通常為50?60°C)的使用條件，也存在將額定電流設(shè)定成與60°C下的容許電流相同程度或比其稍高的情況。但是，并不是所有的使用狀態(tài)都限于該基準。
[0068]可動片3為了確保導(dǎo)電性及經(jīng)濟性而以Cu為主要成分。Cu為至少93重量％，優(yōu)選為95重量％以上。在Cu小于93重量％時,導(dǎo)電性劣化。
[0069]特別是在大容量的熱保護器中，為了確保導(dǎo)電性，可動片3優(yōu)選選取以下這樣的組成。Cu為至少93.3重量％以上，優(yōu)選95重量％以上，更優(yōu)選99.0?99.6重量％。在Cu超過99.6重量％時，材料強度及保熱性能劣化。另一方面，在小于所述的范圍時，存在導(dǎo)電性不足的傾向。需要說明的是，為了提高導(dǎo)電性，也可以添加最多0.35重量％的Zr或最多0.2重量％的Ag或Au。特別是,在Cu的配合量小于95重量％的情況下,通過進行上述添加，能夠賦予導(dǎo)通性。
[0070]在向可動片3材料添加的成分中，作為用于賦予彈簧特性、耐用性、耐熱性等材料強度及加工性的第一成分，需要添加Sn及/或Mg。Sn優(yōu)選為0.05?2.00重量％。更優(yōu)選為0.05?1.00重量％。添加量小于該范圍時，彈簧特性不足，在大于該范圍時，導(dǎo)電性可能劣化。Mg添加0.05?1.00重量％,優(yōu)選添加0.05?0.30重量％。在脫離所述范圍的情況下，與Sn同樣地產(chǎn)生性能不足。需要說明的是，作為與Sn及/或Mg同樣的第一成分,也可以添加少量的Mn。
[0071]特別是在大容量的熱保護器中，可動片3中的Sn的添加量優(yōu)選為0.05?0.50重量％，更優(yōu)選為0.23?0.27重量％。在添加量少于該范圍的情況下，彈簧特性不足，在大于該范圍的情況下，導(dǎo)電性可能不足。與上述同樣地，Mg優(yōu)選添加0.05?0.30重量％，更優(yōu)選添加0.10?0.20重量％。在脫離所述范圍的情況下,與Sn同樣地產(chǎn)生性能不足。需要說明的是，也可以與上述同樣地添加少量的Mn來加強彈簧特性。
[0072]另外，作為不損害導(dǎo)通性地加強材料強度、彈簧特性、發(fā)熱性、耐用性等的第二成分，添加Fe、Ni或Zn中的至少一種成分。Fe為0.05?2.50重量％，優(yōu)選為0.05?1.00重量％。Ni為0.10?3.50重量％，優(yōu)選為0.10?3.20重量％，更優(yōu)選為0.10?3.00重量％。Zn為0.10?5.00重量％，優(yōu)選為0.05?3.50重量％，更優(yōu)選為0.10?2.00重量％。上述成分可以任意地組合配合。在添加量小于所述范圍的情況下，作為第二成分賦予充分的材料強度的能力不足。另一方面，在超過所述范圍的情況下，存在導(dǎo)電性不足，力口工性變差的問題。特別是，Ni能夠使可動片3在通電時發(fā)熱，具有縮短低溫環(huán)境下的動作時間的效果。
[0073]特別是在大容量的熱保護器中，各種第二成分的添加量以如下方式被限制。Fe優(yōu)選為0.05?0.25重量％。Ni優(yōu)選為0.10?1.00重量％。Zn優(yōu)選為0.18?0.26重量％。這些成分可以任意地組合配合。在第二成分的添加量小于所述范圍的情況下，賦予充分的材料強度的能力不足。另一方面，在超過所述范圍的情況下，導(dǎo)電性及發(fā)熱性不足，無法獲得足夠的電流容量，或者在期望的電流、電壓或溫度下熱保護器可能不動作。
[0074]需要說明的是，也可以在可動片3的材料中添加0.01-0.80重量％的Si或
0.01-0.60重量％的P。通過添加這些成分，能夠獲得脫氧效果，并且能夠獲得在不損害導(dǎo)電性的情況下提高硬度、耐用性等材料強度及各種加工性等的效果。特別是，在與Fe、Ni或Zn共同使用的情況下，通過與這些成分的相互輔助效果，能夠在將Cu的配合量維持得多的狀態(tài)下提高材料強度。在小于所述范圍時，無法獲得期望的效果，另一方面，在超過所述范圍時，導(dǎo)通性可能受損。
[0075]特別是在大容量的熱保護器中，從導(dǎo)通性的觀點考慮，優(yōu)選Si為0.01-0.04重量％。同樣地，P優(yōu)選為0.01-0.10重量％。在 小于所述范圍時，無法獲得充分的效果，而在超過所述范圍時，有時無法獲得期望的導(dǎo)通性。
[0076]進而，也可以在可動片3材料中添加0.10-0.35重量％的Cr。通過添加Cr，能夠提高可動片3的材料強度并使其在通電時發(fā)熱，具有縮短低溫環(huán)境下的動作時間的效果。
[0077]特別是在大容量的熱保護器中，從適當兼顧導(dǎo)通性和材料強度的觀點考慮，優(yōu)選Cr為0.25-0.35重量％。
[0078]由上述的合金構(gòu)成的可動片3的彈性模量為90.00kN/mm2以上，顯示出較強的彈簧特性，因此能夠?qū)崿F(xiàn)可靠的動作前的通電及動作后的阻斷。
[0079]可動片使用上述的合金形成，優(yōu)選其厚度尺寸為0.05-0.15mm。通過將可動片成形得薄，能夠使熱保護器小型化.薄型化。
[0080]需要說明的是，如圖4所示，設(shè)置在上述可動片3上的可動觸點30由雙層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。與可動片接觸的第一層30a優(yōu)選為Ni與Cu的合金，特別優(yōu)選Ni為10-40重量％其余部分為Cu的合金，層疊在第一層上的第二層30b由Ni為5-15重量％其余部分為Ag的合金構(gòu)成。第一層30a是為了進行可動片3與第二層30b的粘接而設(shè)置的，在本實施方式中，使用Ni為30重量％的材料。另外，為了減小可動觸點30的電阻值，第二層30b使用低電阻材料，在本實施例中，使用Ni為10重量％的材料。由于第二層30b的材料難以與可動片3焊接，因此在第二層30b與可動片3之間夾設(shè)第一層30a來焊接第二層30b，由此形成可動觸點30。具體地說，將由第一層30a及第二層30b構(gòu)成的雙層結(jié)構(gòu)的金屬線材與可動片3焊接。第一層30a為20 μ m以上且小于200 μ m的厚度。第二層30b為至少5 μ m，優(yōu)選10-100 μ m的厚度。
[0081]通過使用由上述材料構(gòu)成的可動片3，能夠使熱保護器的電阻值成為大致2πιΩ左右，能夠?qū)崿F(xiàn)可流動大的電流的熱保護器的聞容量化。另外，使可動片的電導(dǎo)率為35%IACS以上且85% IACS以下?？蓜悠碾妼?dǎo)率優(yōu)選40% IACS以上。特別是在大容量的熱保護器中，優(yōu)選為70% IACS以上的值。由此，在施加過電流?過電壓時，內(nèi)部電路的發(fā)熱充分，能夠縮短阻斷電路的動作時間。
[0082]另外，由于本實施方式所涉及的熱保護器能夠?qū)崿F(xiàn)高容量化，且能夠縮短電路的動作時間，因此通過將其應(yīng)用到蓄電池中，能夠?qū)崿F(xiàn)蓄電池的高容量化。例如，如圖6所示，在將作為電池主體的一例的二次電池單元51和接頭54連接的任一電極線52上串聯(lián)連接本實施方式的熱保護器100,并將單兀51與熱保護器100作為一體而收納于框體53內(nèi)，由此能夠構(gòu)成蓄電池50。本實施方式所涉及的熱保護器能夠構(gòu)成為薄型，因此能夠使蓄電池小型化。
[0083]【實施例】
[0084](可動片材料的物性)
[0085]使用下表I中所示的合金制成實施例1-6的熱保護器并使用表2所示的合金制成比較例I-3的熱保護器。各合金的電導(dǎo)率、導(dǎo)熱系數(shù)及彈性模量如表中所示。除了實施例6以外，可動片3的厚度制成為0.1Omm(實施例6為0.15mm)，電導(dǎo)率為該形狀下的電導(dǎo)率。導(dǎo)熱系數(shù)為常溫時(25°C)的值。彈性模量為拉伸彈性模量。硬度表示維氏硬度。需要說明的是，表中的0.00表示混入極微量。
[0086][表I]
【權(quán)利要求】
1.一種熱保護器，其具備具有固定觸點的固定片及具有可動觸點的可動片，以所述可動片向所述固定觸點側(cè)延伸且所述可動觸點相對于所述固定觸點接觸或遠離的方式配置所述可動片，作為使所述可動觸點相對于所述固定觸點接觸或遠離的機構(gòu)，在所述可動片的附近配置有熱動構(gòu)件，所述熱保護器的特征在于， 所述可動片由含有Cu、第一成分和第二成分的合金構(gòu)成， 所述Cu為93.0O重量％以上， 所述第一成分包括0.05?1.00重量％的Mg及0.05?2.00重量％的Sn中的至少一種， 所述第二成分包括0.05?1.00重量％的？6、0.10?3.50重量％的Ni及0.10?2.50重量％的Zn中的至少一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱保護器，其特征在于， 所述可動片還包括0.01?0.80重量％的Si或0.01?0.60重量％的卩。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱保護器，其特征在于， 所述可動片還包括0.10?0.35重量％的Cr。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱保護器，其特征在于， 所述可動片構(gòu)成為厚度為0.05?0.15mm,電導(dǎo)率為35% IACS以上且85% IACS以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱保護器，其特征在于， 所述可動觸點包括第一層和第二層，所述第一層由Ni和Cu的合金構(gòu)成且設(shè)置在所述可動片的表面，所述第二層由Ni為5?15重量％而其余部分為Ag的合金構(gòu)成且層疊設(shè)置在所述第一層上。
6.一種蓄電池，其特征在于， 在電池主體的電極上連接有權(quán)利要求1至5中任一項所述的熱保護器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的蓄電池，其特征在于， 所述電池主體為二次電池。
【文檔編號】H01H1/04GK103460327SQ201280017699
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年4月3日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月15日
【發(fā)明者】岡田浩司, 河野篤司 申請人:小松電子部品有限公司