专利名称：热保护器的制作方法
技术领域：
本发明涉及热保护器，特别是适用于装在笔记本电脑之类的便携式家用电脑(PC)内部的二次电池组的热保护器。
如
图1所示，笔记本电脑1由主体2和二次电池组BP-1组成。主体2中装有基本功能的CPU和储存器等等。在二次电池组BP-1中安装了二次电池1a和热保护器3。热保护器3处于二次电池1a与家用电脑主体2之间。当电池1a由于负载短路而产生过电流时，即由于输出的电流过大使得电池1a因为所产生的热量而处在过热状态时，这种热保护器便起作用，把家用电脑主体2与电池1a的电气连接切断。
图2表示热保护器3的断面图。这种热保护器的构造和工作过程已经公开在特开平6-119859，特开平8-161989等专利文献中。
图2中，用良好的导电体制成的固定板3a的一端有连接在外部电路上的第一外部端子3b，其另一端设有固定触点3c。用带有弹性的良好的导电材料制成的可动板3d的一端设有能与上述固定触点3c接触的可动触点3e，其另一端上固定着第二外部端子3f。固定板3a与可动板3d用绝缘部件3g使它们绝缘。
在可动板3d的上面夹持着能够反向弯曲的双金属板3h。上述绝缘部件3g穿过固定板3a、可动板3d、双金属板3h和外部端子3f，并与它们互相固定。
双金属板3h在它的温度低于规定的温度时，呈图2所示的向上凸出的形状。此时，可动触点3e与固定触点3c接触。当双金属板3h的温度高于规定的温度时，它立即向相反的方向弯曲变形，呈向下凸出的形状。具有这种性质的双金属板3h，通常称为快速作用双金属板。
双金属板3h的前端通过设置在可动板3d前端的爪3i与该可动板3d连接在一起。因此，当双金属板3h进行向下凸出的变形时，可动板3d就能借助于它的变形力向着离开固定板3a的方向变形，结果，可动触点3e便离开固定触点3c。
上述热保护器3设置在图1所示的连接二次电池1a与家用电脑(PC)主体2的导线4a、4b的至少一端上。
当双金属板3h处于图2所示的不反向的状态时，电流便能沿着第一外部端子3b、固定板3a、固定触点3c、可动触点3e、可动板3d、第二外部端子3f这样的顺序，或者沿着与此相反的顺序流动。另一方面，当双金属板3h向相反的方向弯曲，可动触点3e离开固定触点3c时，二次电池1a与电脑主体2的电气连接就被切断。
以往，上述二次电池1a一直是使用镍镉电池或者镍氢电池。这种二次电池必须要有对短路产生的过大电流的保护，因此，要求热保护器3能对过大电流作出反应。因此，在上述以往的热保护器3中，必须具有适当的内部阻抗，而外部端子3b、3f，固定板3a和可动板3d要用导电率为IACS20％的材料(例如黄铜)制成。所谓IACS是国际退火铜标准(International Annealed Copper Standard)的简称，所谓IACS的百分比，是相对于标准退火铜而言的导电率的百分比。
当导电部分用上述那样的材料制成的热保护器3时，如果因为负载短路等原因使得流过二次电池的电流过大时，上述双金属板3h就会因为上述内部阻抗所产生的自身的热量而向相反的方向动作。于是，随着双金属板3h向相反的方向变形而使触点3c、3e离开，就能使二次电池1a从短路状态下解脱出来。
可是，近来的二次电池已经逐渐从镍镉电池和镍氢电池转向了使用锂离子电池。这种锂离子电池必须对充电和放电进行正确的管理，为此，采用半导体的控制回路也必须承担包括短路保护在内的管理工作。
可是，从安全的观点看，希望具备各种不同种类的安全装置。因此，在使用上述锂电池的电池组中，大都也装入了热保护器。另一方面，随着便携式电脑的性能急剧的提高，所需要的电流也向着增大的方向发展。
因此，在这种电池组中所使用的热保护器，与以往所使用的热保护器相反，要求对电流的敏感性能低。即，对于本身所产生的热量而进行动作的灵敏度很低，换言之，使得在不动作状态下的电流(以下简称为不动作电流)变大变得十分重要了。
本发明就是有鉴于这一现状，以提供一种能在不动作状态下流过大电流的热保护器作为自己的任务。
上述任务可用权利要求1中所述的热保护器来解决。即，借助于将固定板、可动板等等通电的部件都用导电率为50％IACS以上的材料来制作，来完成这个任务。
为了完成本发明的任务，必须在在电流通过的时候不使温度有显著的上升。为此，必须减小设置在双金属板附近的可动板的电气阻抗，以便使流过可动板的电流自身的发热量减少。
可是，为了进一步减小双金属板温度的上升，把只在可动板中所产生的热量迅速地排到外部去就显得很重要了。
在本发明中，借助于把不是设置在双金属板附近的固定板之类的通电部件都使用热传导率很高的材料来制作，从而提高了排出热量的效率。
在普通的金属中，主导着电传导率和热传导率的是自由电子，电传导率与热传导率之间的比率是固定的，遵循魏德曼-弗朗茨定律。因此，使用电传导率大的材料就能够得到很高的热传导率。
在本发明中，由于对不在双金属板附近的通电部件使用了电传导率高于50％IACS的材料，所以在热保护器内部产生的热量很少，而排出所产生的热量的效率却很高，实现了在室温下不动作电流在12A以上的热保护器。
借助于本发明可以在不增大尺寸的前提下使不动作电流大约提高到原来的两倍。
下面，参照附图详细说明本发明的实施例。附图中图1是表示以往装有二次电池的热保护器与电脑主体之间的关系的框图；图2是热保护器构造的断面图；图3是本发明的装有二次电池的热保护器与电脑主体之间的关系的框图；图4是在外部端子上连接着铜线的本发明的热保护器的优选实施例的外观图。
图3中，电池组BP-2由锂离子电池组成的二次电池1b，电流控制回路5和按照本发明的热保护器6所组成，它布置在家用电脑(PC)1的内部。
上述控制电路5是用半导体构成的，用于管理二次电池1b的充电和放电，以及短路时的保护。
热保护器6连接在电流控制回路5与电脑主体2之间的导线4a、4b中的至少一根导线上。不过，该热保护器6也可以连接在二次电池1b与电流控制回路5之间。上述电脑主体2具有CPU和储存器之类的要部件。
热保护器6本身的构造与图2中所示的以往的热保护器相同。不过，这种热保护器6的导电部件的材料与以往的热保护器中的不同。
即，以往，图2中所示的可动板3d是用导电率约为20％IACS的材料制成的，而本实施例中的热保护器6中的可动板3d则是用导电率为50％IACS以上的材料(例如，11号铍铜合金)制成的。另外，装有第一外部端子3b的固定板3a和第二外部端子3f以往都是用黄铜制成的，而在本实施例的热保护器6中，上述固定板3a和外部端子3f则是用铜(其导电率大约在98％IACS以上)制成的。
图4表示连接在外部端子3b、3f上的引线7。以往，这种引线7是用镍带制成的，而在本实施例的热保护器6中，它是用直径为0.8mm的铜线制成的。这样就进一步减少了所产生的热量，也提高了热传导率。
上述以往的热保护器在两个外部端子3b、3f之间的电阻抗大约是6.5mΩ。而且，不动作电流在室温下大约是6.5A左右，在60℃时大约为3.5A左右。
与之相对应，在可动板3d、固定板3a和外部端子3b、3f都用以上所说的材料制成的本发明的热保护器6中，由于外部端子3b、3f之间的电气阻抗降低到2.5mΩ以下，所以不动作电流在室温下超过12A，在60℃时超过7A。另外，在端子3b、3f之间的电气阻抗可望降低到3mΩ以下。
这样，按照本发明的热保护器6因为不动作电流大，所以即使电流在以往电流的两倍以上，也不会产生使双金属板3h反向弯曲那样大的热量。因此，非常适合于在负载大的大容量电池组PB中用作热保护器。
另外，当采用半导体的电流控制回路5不正常时，或者当二次电池1b的负载电流超过电流控制电路能控制的范围之类的情况发生时，双金属板3h的温度就超过了规定的数值，于是热保护器6便动作，结果，就切断了二次电池1b与电脑主体2之间的电气连接。
本发明的热保护器6由于对电流的敏感性能很低，在电绝缘部件中不会发生因电流过大而引起的坏影响，所以这种电绝缘部件最好用热硬化树脂来制造。
权利要求
1.一种热保护器，它具有以下各种部件一端具有固定触点、另一端通过第一端子与外部电路连接的固定板；一端具有能与上述固定触点接触的可动触点、另一端通过第二端子与外部电路连接的可动板；以及当温度超过预先设定的温度时便向相反方向弯曲，使得可动板向着上述可动触点离开上述固定触点的方向变形的双金属板；其特征在于，它内部的通电部件都用导电率超过50％IACS的材料制成。
2.如权利要求1所述的热保护器，其特征在于，上述第一、第二端子用铜制成。
3.如权利要求1所述的热保护器，其特征在于，上述第一、第二端子的电阻抗小于3mΩ。
4.如权利要求1所述的热保护器，其特征在于，通电部件所用的材料选择为不动作电流在60℃时在7A以上。
5.如权利要求1所述的热保护器，其特征在于，其内部的电绝缘部件用热硬化树脂制成。
6.如权利要求1所述的热保护器，其特征在于，连接在上述第一、第二端子上的引线是直径为0.8mm以上的铜线。
全文摘要
一种热保护器,它具有以下各种部件:一端具有固定触点,另一端通过第一端子与外部电路连接的固定板;一端具有能与上述固定触点接触的可动触点,另一端通过第二端子与外部电路连接的可动板;以及当温度超过预先设定的温度时便向相反方向弯曲,使得可动板向着上述可动触点离开上述固定触点的方向变形的双金属板;并且,它内部的通电部件都用导电率超过50%IACS的材料制成。
文档编号H01M2/34GK1229204SQ9910292
公开日1999年9月22日 申请日期1999年3月8日 优先权日1998年3月13日
发明者武田秀昭 申请人:打矢恒温器株式会社