JP2002324467A - Thermal protector and its manufacturing method - Google Patents

Thermal protector and its manufacturing method

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JP2002324467A
JP2002324467A JP2001127912A JP2001127912A JP2002324467A JP 2002324467 A JP2002324467 A JP 2002324467A JP 2001127912 A JP2001127912 A JP 2001127912A JP 2001127912 A JP2001127912 A JP 2001127912A JP 2002324467 A JP2002324467 A JP 2002324467A
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electrode body
thermal protector
movable electrode
fixed
contact
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JP2001127912A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshinori Harada
利範 原田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thermal protector ultra thin shape, low contact resistance and low cost which is sufficiently adaptable to a lithium-ion battery pack by realizing a simple element composition of ultra-thin shape with a thickness dimension for an outer vessel of 1.0 mm or below, and a simple manufacturing process adapted to it, using a thermal element body made of a bimetal for temperature detection. SOLUTION: This thermal protector is equipped with a pair of two fixed electrodes 2 and 3, a movable electrode 4 including a thermal clement body, without being fastened to other members, arranged adjacent to the fixed electrodes, and an outer vessel 5 accommodating combination of the fixed electrodes and the movable electrode. The movable electrode approaches to/ moves away from the two fixed electrodes by thermal deformation of thermal element body.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、過熱保護素子とし
ての、特に電池パック用などの超薄形状を特徴とするサ
ーマルプロテクタの素子構成と、その製造方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an element configuration of a thermal protector having an ultra-thin shape, such as an overheat protection element, particularly for a battery pack, and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】サーマルプロテクタは、電気機器や熱源
応用機器に装備され、機器の異常時での過熱あるいは過
電流を検知して、回路電流を一時的に遮断する機能を有
し、かかる機器の異常状態を知らせる過熱保護素子であ
る。サーマルプロテクタには、用いられる機器に相応し
て異なる構成、形状寸法及び動作特性をもつ品種があ
る。具体的には、従来からモータや蛍光ランプ用の銅鉄
形安定器及び電子インバータ回路などに用いられてきた
品種は、いわば技術的には完成された構成と、比較的大
きい、例えば厚寸法tが3.1mmあるいは3.6mm
の外容器形状からなる製品である。一方、近年の情報社
会を迎えて、特に需要の伸びが大きい携帯用電気機器の
電池パック用として、新しい品種であるサーマルプロテ
クタが開発・展開されている。
2. Description of the Related Art A thermal protector is provided in an electric device or a heat source application device, and has a function of detecting overheating or overcurrent at the time of abnormality of the device and temporarily interrupting a circuit current. This is an overheat protection element that reports an abnormal state. There are various types of thermal protectors having different configurations, shapes and dimensions, and operating characteristics according to the equipment used. Specifically, the varieties conventionally used for copper-iron ballasts and electronic inverter circuits for motors and fluorescent lamps are, so to speak, technically completed configurations and relatively large, for example, thickness t Is 3.1mm or 3.6mm
Is a product having an outer container shape. On the other hand, with the recent information society, a new type of thermal protector is being developed and deployed, particularly for battery packs of portable electric devices, for which demand is growing rapidly.

【0003】電池パック用のサーマルプロテクタに要求
される第1の事項は、その外容器形状の小形化、特に薄
形化である。これは、電池パックの携帯用としての小形
形状に相応するための必要条件である。従来技術による
かかる小形のサーマルプロテクタの構成は、例えば特許
第2636615号公報に開示されている。
The first requirement for a thermal protector for a battery pack is to make the outer container smaller, especially thinner. This is a prerequisite for adapting the battery pack to a small size for portable use. The configuration of such a small-sized thermal protector according to the related art is disclosed in, for example, Japanese Patent No. 2636615.

【0004】図8は、上記公報に開示された、かかるサ
ーマルプロテクタの典型的構成を示す。まず、サーマル
プロテクタ21は、一対の固定電極体22と、これに接
離する可動電極体23を組み立てたものから構成されて
おり、これがPBT樹脂などからなる外容器24内に収
容されている。固定電極体22は、一端部に固定接点2
5が溶接された接点板26と、この他端部に固定電極板
27を介して溶接・接続された固定電極側リード線28
からなる。可動電極体23は、一端部に半球状の可動接
点29が溶接されたバイメタルあるいはトリメタルから
なる熱応動素子体30と、この他端部に可動電極板31
を介して溶接・接続された可動電極側リード線32から
なる。なお、固定接点25と可動接点29は、一般に銀
あるいは銀合金材料からなる。固定電極体22と可動電
極体23が樹脂ビーズ33により組立てられたマウント
体34が、外容器24内に樹脂充填材35により固定・
装着されている。なお、外容器24内は、大気圧の空気
で満たされている。
FIG. 8 shows a typical configuration of such a thermal protector disclosed in the above publication. First, the thermal protector 21 is constituted by assembling a pair of fixed electrode members 22 and a movable electrode member 23 which comes into contact with and separates from the fixed electrode members 22, and this is accommodated in an outer container 24 made of PBT resin or the like. The fixed electrode body 22 has a fixed contact 2 at one end.
And a fixed electrode side lead wire 28 welded and connected to the other end of the contact plate 26 via a fixed electrode plate 27.
Consists of The movable electrode body 23 includes a thermally responsive element body 30 made of a bimetal or a trimetal to which a hemispherical movable contact 29 is welded at one end, and a movable electrode plate 31 at the other end.
And a movable electrode-side lead wire 32 which is welded and connected via a wire. The fixed contact 25 and the movable contact 29 are generally made of silver or a silver alloy material. A mount body 34 in which the fixed electrode body 22 and the movable electrode body 23 are assembled by the resin beads 33 is fixed in the outer container 24 by the resin filler 35.
It is installed. The inside of the outer container 24 is filled with air at atmospheric pressure.

【0005】上記サーマルプロテクタ21の構成におい
て、可動電極体23の熱応動素子体30が、機器異常時
の過熱・過電流による温度上昇を検知する基本機能を有
している。ここで、熱応動素子体30は、その可動接点
29の開閉動作時に固定接点25との接点間で発生する
アーキング現象を防止するために、可動接点29の開閉
動作を瞬間・確実に行なうためのスナップ動作機構を有
するよう、特殊なポンチング成形加工がなされている。
これが、サーマルプロテクタの構成面での一つの特徴で
ある。また、従来技術によるかかる熱応動素子30から
なる可動電極体23は、可動接点側でない方の端部が固
定された形で設置されている。
[0005] In the configuration of the thermal protector 21, the thermally responsive element body 30 of the movable electrode body 23 has a basic function of detecting a temperature rise due to overheating and overcurrent at the time of equipment abnormality. Here, the thermally responsive element body 30 is used to instantaneously and reliably perform the opening and closing operation of the movable contact 29 in order to prevent an arcing phenomenon occurring between the contact with the fixed contact 25 during the opening and closing operation of the movable contact 29. Special punching processing is performed so as to have a snap operation mechanism.
This is one characteristic of the structure of the thermal protector. In addition, the movable electrode body 23 including such a thermally responsive element 30 according to the related art is installed in a form in which an end other than the movable contact side is fixed.

【0006】以上のように、従来技術によるサーマルプ
ロテクタは、基本的に(I)一端部に可動接点を備えた
熱応動素子体からなる可動電極体と固定接点を備えた固
定電極体とが、外容器内に組み立てられるという構成か
らなり、(II)少なくとも前記可動電極体は、可動接点
側でない方の端部が固定された形で外容器内に組立・設
置される、という構造を有している。
As described above, the thermal protector according to the prior art basically comprises (I) a movable electrode body comprising a thermally responsive element body having a movable contact at one end and a fixed electrode body comprising a fixed contact. (II) At least the movable electrode body has a structure in which the movable electrode body is assembled / installed in the outer container in a form in which an end other than the movable contact side is fixed. ing.

【0007】上記サーマルプロテクタ21の製造工程と
しては、(I)固定電極体22及び可動電極体23の各
部品が加工・製作され、(II)上記各部品をそれぞれ溶
接・接続して固定電極体22及び可動電極体23が製作
され、(III)固定電極体22と可動電極体23を樹脂
ビーズ33で組み立てたマウント体34が製作され、
(IV)マウント体34がいわゆるポッティング方式によ
り、樹脂充填材35を用いて外容器24に装着される。
In the manufacturing process of the thermal protector 21, (I) each part of the fixed electrode body 22 and the movable electrode body 23 is processed and manufactured, and (II) each of the above parts is welded and connected to the fixed electrode body. 22 and the movable electrode body 23 are manufactured, and (III) a mount body 34 in which the fixed electrode body 22 and the movable electrode body 23 are assembled with the resin beads 33 is manufactured.
(IV) The mount body 34 is mounted on the outer container 24 using a resin filler 35 by a so-called potting method.

【0008】上記サーマルプロテクタ21の特徴は、外
容器24が厚寸法t2.4mmで薄形、かつ山形の断面
形状を有することである。これにより、サーマルプロテ
クタ21は、図9に示すように、特に従来主力であった
ニッケル・カドミウム及びニッケル・水素などの、単3
形電池パック36への装備にうまく適合でき、広く用い
られてきた。更に、もう一つの主要な特徴は、サーマル
プロテクタに共通するものとして、その接点抵抗が10
mΩ以下と極めて低いことである。これにより、電池に
直列接続されるサーマルプロテクタの接点抵抗損失が低
い、いわゆる低インピーダンス・電池パックが実現さ
れ、それだけ使用時間が長くなるという効果が得られ
る。
A feature of the thermal protector 21 is that the outer container 24 has a thickness t2.4 mm, a thin shape, and a mountain-shaped cross-sectional shape. As a result, as shown in FIG. 9, the thermal protector 21 is particularly suitable for the conventional mainstream, such as nickel-cadmium and nickel-hydrogen.
It can be well adapted to the equipment of the battery pack 36 and has been widely used. Further, another key feature is that the contact resistance of the thermal protector is 10%.
This is extremely low at mΩ or less. As a result, a so-called low impedance battery pack is realized in which the contact resistance loss of the thermal protector connected in series to the battery is low, and the effect of using the battery pack becomes longer is obtained.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】近年、従来のニッケル
・カドミウム及びニッケル・水素電池に代わる新しい高
容量のリチウムイオン電池が開発・普及されている。こ
の電池の形状は角形であり、保護素子はその側壁面に貼
り付ける形で装備されるために、従来の電池用サーマル
プロテクタよりも薄形であるものが求められていた。一
方、近年新しい過電流・過熱保護素子として、導電性樹
脂材料からなる正温度特性抵抗素子であるいわゆるPT
Cサーミスタが開発・製品化された。このPTCサーミ
スタは、素子構成が極めて簡易であって、板状の厚寸法
tが0.8mm以下の超薄形状を有するうえに、製造工
程も簡易で低コストという特徴も有しいる。これによ
り、新しいリチウムイオン電池パック用の主力の保護素
子として、従来のサーマルプロテクタに代えて用いられ
ている。ところで、PTCサーミスタの保護素子として
の基本的な問題として、その内部抵抗がサーマルプロテ
クタの接点抵抗の10mΩ以下に比べて高いことが、当
初から指摘されてきた。つまり、PTCサーミスタの内
部抵抗は、動作前の室温状態における初期値ですでに数
10mΩと高く、更に動作毎の温度上昇につれて一層高
くなる。従って、PTCサーミスタでの抵抗損失はそれ
だけ増大するので、従来のサーマルプロテクタを装備し
たときの低インピーダンス・電池パックが得られず、使
用時間もより短くなることが避けられない。また、特に
最近の電気機器のデジタル化に伴うパルス動作では、電
池パックの使用ピーク電流の上昇により、PTCサーミ
スタの抵抗損失が一層増大するに及んで、上記問題への
対策を市場からより強く要望されている。
In recent years, new high-capacity lithium-ion batteries have been developed and spread in place of conventional nickel-cadmium and nickel-metal hydride batteries. This battery has a rectangular shape, and the protection element is attached to a side wall surface of the battery, so that the protection element is required to be thinner than a conventional battery thermal protector. On the other hand, as a recent overcurrent / overheat protection element, a so-called PT, which is a positive temperature characteristic resistance element made of a conductive resin material, is used.
C thermistor was developed and commercialized. The PTC thermistor has an extremely simple element configuration, has an ultrathin shape with a plate-shaped thickness t of 0.8 mm or less, and has a feature of a simple manufacturing process and low cost. As a result, it has been used as a main protection element for a new lithium ion battery pack instead of a conventional thermal protector. By the way, it has been pointed out from the beginning that the internal resistance of a PTC thermistor as a protection element is higher than the contact resistance of a thermal protector of 10 mΩ or less. That is, the internal resistance of the PTC thermistor is already as high as several tens of mΩ as an initial value in a room temperature state before the operation, and further increases as the temperature increases for each operation. Therefore, since the resistance loss in the PTC thermistor increases accordingly, a low-impedance battery pack when a conventional thermal protector is provided cannot be obtained, and it is inevitable that the use time becomes shorter. In addition, especially in the pulse operation accompanying the recent digitization of electric devices, the use of peak currents of battery packs has increased and the resistance loss of PTC thermistors has further increased. Have been.

【0010】上記の対策の一つとして、基本的に接点抵
抗が極めて低いという特徴をもつサーマルプロテクタの
再開発が要望されている。前述のように、従来の電池パ
ック用サーマルプロテクタは、モータ・電子回路用など
の当初品種より小形化されたものであるが、新しいリチ
ウム電池パック用として適合するには一層の小形化、特
に薄形化が第1の課題である。具体的な技術課題は、本
発明者による市場調査結果によれば、サーマルプロテク
タの外容器の厚寸法tが1.0mm以下のレベルを達成
することである。これにより、リチウム電池パックへの
装備にも適合可能となる。更に、従来のサーマルプロテ
クタに比べて、より簡易な素子構成及び製造工程の実現
により、低コスト化を図ることがもう一つの課題であ
る。
[0010] As one of the measures described above, there is a demand for the redevelopment of a thermal protector which basically has a characteristic of extremely low contact resistance. As described above, the conventional thermal protector for a battery pack is smaller than the original model for motors and electronic circuits, but it must be further downsized, especially thinner, to be suitable for new lithium battery packs. Shaping is the first issue. A specific technical problem is that according to market research results by the present inventor, the thickness t of the outer container of the thermal protector achieves a level of 1.0 mm or less. This makes it possible to adapt to the equipment for the lithium battery pack. Further, another object is to reduce the cost by realizing a simpler element configuration and manufacturing process as compared with a conventional thermal protector.

【0011】本発明は、温度検知のためにバイメタルあ
るいはトリメタルなどからなる熱応動素子体を用いたサ
ーマルプロテクタにおいて、外容器の厚寸法tが1.0
mm以下の超薄形状の簡易な素子構成を実現し、併せて
これに適応した簡易な製造工程を実現して、これにより
新しいリチウムイオン電池パックにも適合できる、超薄
形状で低コストのサーマルプロテクタを提供することを
目的とする。
According to the present invention, there is provided a thermal protector using a thermally responsive element made of bimetal or trimetal for temperature detection, wherein the outer container has a thickness t of 1.0.
Ultra-thin, low-cost thermal element that realizes a simple element configuration with an ultra-thin shape of less than 1 mm or less, and at the same time realizes a simple manufacturing process adapted to this. The purpose is to provide a protector.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明のサーマルプロテ
クタの基本構成は、請求項1に記載のように、温度検知
のための熱応動素子体を備えたサーマルプロテクタであ
って、対をなす2つの固定電極体と、熱応動素子体を含
み他の部材に固着されることなく固定電極体に隣接して
配置された可動電極体と、固定電極体および可動電極体
が組み合されて収容された外容器とを備える。可動電極
体は、熱応動素子体の熱応動変形により、2つの固定電
極体に対して接離する。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a thermal protector having a thermally responsive element body for detecting a temperature. One fixed electrode body, a movable electrode body disposed adjacent to the fixed electrode body without being fixed to other members including the thermally responsive element body, and the fixed electrode body and the movable electrode body are combined and housed. And an outer container. The movable electrode body comes into contact with and separates from the two fixed electrode bodies due to the thermally responsive deformation of the thermally responsive element body.

【0013】これにより、超薄形状で簡易な構成が得ら
れるとともに、この構成に適合した簡易な製造工程を実
現することができ、新しいリチウムイオン電池パックに
も十分適合可能となる。
As a result, a simple structure having an ultra-thin shape can be obtained, a simple manufacturing process suitable for this structure can be realized, and the device can be sufficiently adapted to a new lithium ion battery pack.

【0014】上記基本構成において好ましくは、請求項
2に記載のように、外容器は、2つの固定電極体がイン
サート成形された樹脂ベースと、樹脂ベースに上蓋とし
て装着された樹脂カバーとを備え、2つの固定電極体の
それぞれに形成された固定接点が樹脂ベースから露出
し、可動電極体に形成された可動接点部が固定接点に接
離する構成とする。
Preferably, in the above basic structure, the outer container includes a resin base on which two fixed electrode bodies are insert-molded, and a resin cover mounted on the resin base as an upper lid. The fixed contact formed on each of the two fixed electrode bodies is exposed from the resin base, and the movable contact portion formed on the movable electrode body comes into contact with and separates from the fixed contact.

【0015】これにより、超薄形状の素子構成がより簡
易化され、また製造工数の削減により製造工程もより簡
易化できて、一層の低コスト化を実現できる。
As a result, the structure of the ultra-thin element can be further simplified, and the manufacturing process can be further simplified by reducing the number of manufacturing steps, thereby achieving further cost reduction.

【0016】以上のいずれかの構成において、請求項3
に記載のように、2つの固定電極体及び可動電極体のい
ずれにも別個の接点部材が装着されていない構成とする
ことができる。
In any one of the above configurations,
As described in above, it is possible to adopt a configuration in which separate contact members are not attached to both the fixed electrode body and the movable electrode body.

【0017】これにより、外容器の厚寸法は未装着の接
点部材の厚さだけ短縮されて、容器厚寸法tが1.0m
m以下という超薄形状が実現されるとともに、素子構成
もより簡易化され、併せてかかる部材及び関連製造工数
が削減されて、一層の低コスト化を実現できる。
As a result, the thickness of the outer container is reduced by the thickness of the unmounted contact member, and the thickness t of the container is reduced to 1.0 m.
m, and the element configuration is further simplified, the number of members and related manufacturing steps are reduced, and the cost can be further reduced.

【0018】以上のいずれかの構成において好ましく
は、請求項4に記載のように、2つの固定電極体にはそ
れぞれ半円弧状の固定接点が形成され、可動電極体は円
盤形状をなし、その外周辺に沿って2つの固定接点に対
して接離する円弧状の可動接点部が形成された構成とす
る。
Preferably, in any one of the above structures, the two fixed electrode members are each formed with a semi-circular fixed contact, and the movable electrode member has a disk shape. An arcuate movable contact portion which comes into contact with and separates from the two fixed contacts is formed along the outer periphery.

【0019】これにより、個別の接点部材が装着されな
くとも、多点接触による、より広い接触面積が確保され
て、サーマルプロテクタ特有の低い接点抵抗を達成でき
る。従って、新しいリチウムイオン電池パックにも適合
可能な、低接点抵抗をもつ超薄形状で低コストのサーマ
ルプロテクタが得られる。
As a result, even if individual contact members are not mounted, a wider contact area is ensured by multipoint contact, and a low contact resistance unique to a thermal protector can be achieved. Therefore, an ultra-thin and low-cost thermal protector having a low contact resistance, which can be adapted to a new lithium ion battery pack, can be obtained.

【0020】以上のいずれかの構成において好ましく
は、請求項5に記載のように、可動電極体は円盤形状を
なし、樹脂カバーの内側部分により押圧される状態で外
容器に装備されている構成とする。この構成において更
に好ましくは、請求項6に記載のように、可動電極体
が、樹脂カバーの内側に形成された突起により押圧され
る状態で外容器に装備された構成とする。
Preferably, in any one of the above structures, the movable electrode body has a disk shape and is mounted on the outer container while being pressed by the inner portion of the resin cover. And More preferably, in this configuration, the movable electrode body is mounted on the outer container in a state where the movable electrode body is pressed by a protrusion formed inside the resin cover.

【0021】これにより、可動電極体の円弧状の可動接
点部が、2つの固定電極体の半円弧状の固定接点に加圧
接触され、サーマルプロテクタ特有の10mΩ以下の低
い接触抵抗値が確実に得られる。従って、新しいリチウ
ムイオン電池パックに適合できる低接点抵抗をもつ、超
薄形状で低コストのサーマルプロテクタを実現できる。
Thus, the arc-shaped movable contact portion of the movable electrode body is brought into pressure contact with the semi-circular fixed contact of the two fixed electrode bodies, and a low contact resistance value of 10 mΩ or less unique to the thermal protector is ensured. can get. Therefore, an ultra-thin and low-cost thermal protector having a low contact resistance suitable for a new lithium ion battery pack can be realized.

【0022】以上のいずれかの構成において好ましく
は、請求項7に記載のように、固定電極体の固定接点と
可動電極体の可動接点部の表面に貴金属薄膜が形成され
た構成とする。
Preferably, in any one of the above structures, a noble metal thin film is formed on the surfaces of the fixed contact of the fixed electrode and the movable contact of the movable electrode.

【0023】これにより、個別の接点部材が装着されな
くとも、5000回以上の接点開閉動作にも接点溶着な
どの問題が発生することなく、優れた寿命特性が達成で
きて、高品質かつ超薄形状で低コストのサーマルプロテ
クタが得られる。
As a result, even if individual contact members are not mounted, even if the contact is opened and closed more than 5,000 times, problems such as contact welding do not occur, excellent life characteristics can be achieved, and high quality and ultra thinness can be achieved. A low-cost thermal protector with a shape can be obtained.

【0024】以上のいずれかの構成において好ましく
は、請求項8に記載のように、樹脂ベースあるいは樹脂
カバーの少なくともいずれかに、円盤形状をなす可動電
極体を収容するための薄い円筒状空間が、可動電極体の
円盤外周に沿って形成される。
In any one of the above structures, preferably, at least one of the resin base and the resin cover has a thin cylindrical space for accommodating a disk-shaped movable electrode body. Are formed along the outer periphery of the disk of the movable electrode body.

【0025】これにより、可動電極体の動きが規制され
て、確実な接点開閉動作が保証でき、高品質かつ超薄形
状で低コストのサーマルプロテクタが得られる。
As a result, the movement of the movable electrode body is regulated, and a reliable contact opening / closing operation can be guaranteed. Thus, a high-quality, ultra-thin, and low-cost thermal protector can be obtained.

【0026】以上のいずれかの構成において好ましく
は、請求項9に記載のように、円盤形状をなす可動電極
体の中心部の円形部分が打抜かれ、外容器の樹脂べース
あるいは樹脂カバーのいずれかに細心棒が形成されてお
り、細心棒が可動電極体の円形部分に挿入された状態に
構成される。
Preferably, in any one of the above structures, a circular portion at the center of the disk-shaped movable electrode body is punched, and the resin base of the outer container or the resin cover is formed. A fine rod is formed in any of them, and the fine rod is inserted into a circular portion of the movable electrode body.

【0027】これにより、開閉動作時などにおける可動
電極体の特に水平方向への動きが規制され、細心棒に沿
った垂直方向での動きが主体となり、より一層確実な接
点開閉動作が保証される。併せて素子製造において、可
動電極体などの加工寸法の許容範囲が広げられ、部品コ
ストの削減と製造歩留まりの向上により、一層の低コス
ト化が達成できて、高品質かつ超薄形状でより低コスト
のサーマルプロテクタが得られる。
Thus, the movement of the movable electrode body, particularly in the horizontal direction, at the time of opening and closing operation is restricted, and the movement in the vertical direction along the fine rod is mainly performed, so that a more reliable contact opening and closing operation is guaranteed. . At the same time, in the element manufacturing, the permissible range of the processing dimensions of the movable electrode body and the like is expanded, and the cost reduction can be achieved by reducing the cost of parts and improving the manufacturing yield. A costly thermal protector is obtained.

【0028】上記の請求項8に対応する構成において好
ましくは、請求項10に記載のように、外容器の樹脂ベ
ースあるいは樹脂カバーの少なくともいずれかに、円筒
状空間に沿ってガイド溝あるいはガイド突起が形成さ
れ、可動電極体の外周にはガイド溝あるいはガイド突起
に嵌合するガイド片あるいはガイド切片が形成された構
成とする。
Preferably, in the configuration corresponding to the eighth aspect, at least one of the resin base and the resin cover of the outer container is provided with a guide groove or a guide protrusion along the cylindrical space. Are formed, and a guide piece or a guide piece that fits into a guide groove or a guide protrusion is formed on the outer periphery of the movable electrode body.

【0029】これにより、開閉動作時などにおける可動
電極体の水平及び回転方向への動きがともに規制され
て、ガイド溝あるいはガイド突起に沿った垂直方向での
動きが主体となり、より確実な接点開閉動作が保証で
き、高品質かつ超薄形状で低コストのサーマルプロテク
タが得られる。
Thus, the movement of the movable electrode body in the horizontal and rotational directions at the time of opening and closing operation is restricted, and the movement in the vertical direction along the guide groove or guide projection is mainly performed, so that more reliable contact opening and closing can be performed. Operation can be guaranteed, and a high-quality, ultra-thin and low-cost thermal protector can be obtained.

【0030】本発明のサーマルプロテクタの製造方法
は、請求項11に記載のように、上記基本構成を有する
サーマルプロテクタの製造方法であって、まず2つの固
定電極体がインサート成形された樹脂ベースを作製し、
次いで樹脂ベースに、可動電極体を他の要素に固着され
ない状態で収容した後に、樹脂カバーを装着することを
特徴とする。
The method for manufacturing a thermal protector according to the present invention is a method for manufacturing a thermal protector having the above-mentioned basic structure, wherein a resin base on which two fixed electrode bodies are insert-molded is first used. Made,
Next, after the movable electrode body is accommodated in the resin base in a state where it is not fixed to other elements, a resin cover is attached.

【0031】この方法により、製造工程が従来技術に比
べてより簡易化されて、製造コストの大幅な低減が達成
でき、超薄形状で低コストのサーマルプロテクタが得ら
れる。
According to this method, the manufacturing process is simplified as compared with the prior art, the manufacturing cost can be greatly reduced, and an ultra-thin and low-cost thermal protector can be obtained.

【0032】上記いずれかの構成のサーマルプロテクタ
を備えた応用機器、特にリチウムイオンなどの電池パッ
クを構成することができる。
Applied equipment provided with the thermal protector of any of the above structures, particularly a battery pack of lithium ion or the like can be constructed.

【0033】これにより、携帯用として小形で低インピ
ーダンスの電池パックなどの応用機器が得られる。
As a result, an applied device such as a small, low-impedance battery pack for portable use can be obtained.

【0034】[0034]

【発明の実施の形態】(実施の形態1)図1から図4
は、本発明の実施の形態1におけるサーマルプロテクタ
の素子構成を示す。このサーマルプロテクタ1の基本構
成は、対をなす2つの固定電極体2、3と、これに接離
するフリーの熱応動素子体そのものからなる可動電極体
4の3つの部品が、難溶性のPBT樹脂からなる外容器
5に収容されたものである。ここで、フリーとは、他の
部材に固着されていないことを意味する。
(Embodiment 1) FIGS. 1 to 4
1 shows an element configuration of the thermal protector according to Embodiment 1 of the present invention. The basic structure of this thermal protector 1 is that three parts, a pair of fixed electrode bodies 2 and 3 and a movable electrode body 4 composed of a free heat-responsive element itself coming and going, are made of a hardly soluble PBT. It is housed in an outer container 5 made of resin. Here, free means that it is not fixed to another member.

【0035】図1及び図2はそれぞれ、固定電極体2、
3が導通状態にあるときのサーマルプロテクタ1の平面
断面図、及び中央部の正面断面図である。図1は、外容
器5の上部を取り去った状態を示す。固定電極体2、3
のそれぞれは、材料が単体の銅・ニッケル板(板厚t
0.2mm)からなり、外容器5の内部で露出した半円
弧状の固定接点6、7(半円弧の外径φ3.2mm、内
径φ2.2mm)、外容器5の外に引き出されている外
部リード板8、9、及び外容器5の樹脂内に埋込まれた
板部10、11から構成されている。ここで、固定接点
6、7の露出した表面には、メッキあるいはクラッド工
法により銀または金の薄膜が形成されている。また、固
定電極体2と3の間には、絶縁間隔g0.3mmが設け
られている。なお、固定電極体2、3を外容器5の樹脂
内に強固に固定するために、埋込まれた板部10、11
には、円形の打抜加工部12、13が設けられている。
可動電極体4は、材料がFe−Ni−Mn/Ni/Fe
−Niの三層からなる円盤状のトリメタル板(直径φ
3.0mm、板厚t0.088mm)の熱応動素子体か
らなり、スナップ動作をするようにポンチング成形加工
されてその中央部が上側に膨らんだ凸面形状をなしてい
る。その外周辺部には、固定電極体2、3の固定接点
6、7に対して接離する円弧状の可動接点部14が形成
されている。可動接点部14の表面には、メッキあるい
はクラッド工法により銀または金の薄膜が形成されてい
る。可動電極体4は、いずれの箇所も固定されずに、い
わゆるフリーの状態で外容器5内に装着されている。
FIGS. 1 and 2 show a fixed electrode body 2,
FIG. 3 is a plan cross-sectional view of the thermal protector 1 when 3 is in a conductive state, and a front cross-sectional view of a central portion. FIG. 1 shows a state in which the upper part of the outer container 5 has been removed. Fixed electrode body 2, 3
Are copper-nickel plates (plate thickness t
0.2 mm), and the semicircular fixed contacts 6 and 7 (external diameter φ3.2 mm, internal diameter φ2.2 mm of the semicircular arc) exposed inside the outer container 5 are drawn out of the outer container 5. It comprises external lead plates 8 and 9 and plate portions 10 and 11 embedded in the resin of the outer container 5. Here, on the exposed surfaces of the fixed contacts 6 and 7, a silver or gold thin film is formed by plating or cladding. Further, an insulating gap g0.3 mm is provided between the fixed electrode bodies 2 and 3. In order to firmly fix the fixed electrode bodies 2, 3 in the resin of the outer container 5, the embedded plate parts 10, 11
Are provided with circular punching portions 12 and 13.
The movable electrode body 4 is made of a material of Fe—Ni—Mn / Ni / Fe
-Disc-shaped trimetal plate consisting of three layers of Ni (diameter φ
It is made of a thermally responsive element body having a thickness of 3.0 mm and a thickness of 0.088 mm), and is formed by punching so as to perform a snapping operation, and has a convex shape in which a central portion bulges upward. At its outer periphery, an arc-shaped movable contact portion 14 that comes into contact with and separates from the fixed contacts 6 and 7 of the fixed electrode bodies 2 and 3 is formed. On the surface of the movable contact portion 14, a silver or gold thin film is formed by plating or cladding. The movable electrode body 4 is mounted in the outer container 5 in a so-called free state without fixing any part.

【0036】外容器5は、固定電極体2、3がいわゆる
インサート成形された樹脂ベース15と、樹脂ベース1
5に上蓋として装着された樹脂カバー16から構成され
ている。樹脂ベース15及び樹脂カバー16の形状は、
ともに正方形(一辺L=3.8mm)である。外容器5
の内部は、大気圧の空気で満たされている。樹脂ベース
15には、可動電極体4を収容するための薄い円筒状空
間17(直径φ3.35mm、高さ0.35mm)が、
可動電極体4の円盤外周辺に沿って形成されている。ま
た、樹脂ベース15の樹脂底面18の中心部には、円筒
状突起19(直径φ0.6mm、肉厚t0.1mm)が
設けられている。円筒状突起19を除く樹脂底面18の
肉厚tは、0.45mmに設定されている。一方、樹脂
カバー16の中心部にも、フリーの可動電極体4の中心
部を押圧するための円筒状突起20(直径φ0.6m
m、肉厚t0.17mm)が形成されている。また、樹
脂カバー16の肉厚tは、突起20を除く部分で0.2
mmに設定されている。なお、図3に示すように、可動
電極体4を収容する円筒状空間17が樹脂カバー16の
方に形成されるように、樹脂ベース15と樹脂カバー1
6の形状をともに変えてもよい。
The outer container 5 includes a resin base 15 in which the fixed electrode bodies 2 and 3 are formed by insert molding, and a resin base 1.
5 comprises a resin cover 16 mounted as an upper lid. The shapes of the resin base 15 and the resin cover 16 are as follows.
Both are square (one side L = 3.8 mm). Outer container 5
Is filled with air at atmospheric pressure. A thin cylindrical space 17 (diameter φ3.35 mm, height 0.35 mm) for accommodating the movable electrode body 4 is provided in the resin base 15.
The movable electrode body 4 is formed along the outer periphery of the disk. A cylindrical projection 19 (diameter φ0.6 mm, thickness t0.1 mm) is provided at the center of the resin bottom surface 18 of the resin base 15. The thickness t of the resin bottom surface 18 excluding the cylindrical protrusion 19 is set to 0.45 mm. On the other hand, a cylindrical projection 20 (diameter φ0.6 m) for pressing the center of the free movable electrode body 4 is also provided at the center of the resin cover 16.
m, thickness t0.17 mm). Further, the thickness t of the resin cover 16 is 0.2
mm. As shown in FIG. 3, the resin base 15 and the resin cover 1 are formed such that a cylindrical space 17 for accommodating the movable electrode body 4 is formed toward the resin cover 16.
6 may be changed together.

【0037】上記のサーマルプロテクタ1の動作は、図
4に示される。サーマルプロテクタ1を組み込んだ応用
機器の異常時における過熱により、熱応動素子体からな
る可動電極体4の温度が、70〜80℃の範囲で規定さ
れたいわゆる反転温度値より上昇すると、可動電極体体
4が下側に膨らむ凹面形状へと反転する。それにより、
その円弧状の可動接点部14が固定接点6、7から離れ
て、固定電極体2、3の間の導通が遮断される。この場
合、可動電極体4の中心部は樹脂ベース15の円筒状突
起19に押圧され、これにより可動電極体4の動きが抑
えられて、可動接点部14が確実に固定接点6、7から
離される。なお、可動電極体4の温度が、40〜50℃
の範囲に規定されたいわゆる復帰温度値より低くなる
と、可動電極体4は図2の元の形状へと復帰し、可動接
点部14が固定接点6、7に加圧接触して、固定電極体
2、3の間の導通が復帰する。
The operation of the above-described thermal protector 1 is shown in FIG. When the temperature of the movable electrode body 4 composed of the thermally responsive element body rises from a so-called inversion temperature value defined in a range of 70 to 80 ° C. due to overheating of the applied device incorporating the thermal protector 1 at the time of abnormality, the movable electrode body The body 4 reverses to a concave shape that swells downward. Thereby,
The arcuate movable contact portion 14 is separated from the fixed contacts 6 and 7, and the conduction between the fixed electrode bodies 2 and 3 is cut off. In this case, the central part of the movable electrode body 4 is pressed by the cylindrical projection 19 of the resin base 15, whereby the movement of the movable electrode body 4 is suppressed, and the movable contact part 14 is securely separated from the fixed contacts 6, 7. It is. The temperature of the movable electrode body 4 is 40 to 50 ° C.
When the temperature is lower than the so-called return temperature value defined in the range, the movable electrode body 4 returns to the original shape in FIG. 2, and the movable contact part 14 comes into pressure contact with the fixed contacts 6 and 7 to fix the fixed electrode body. The continuity between the two and three is restored.

【0038】本実施形態におけるサーマルプロテクタ1
の基本的な特徴は、従来技術による一対の固定電極体と
熱応動素子体を用いた一端固定の可動電極体の組合せに
代えて、対をなす2つの固定電極体とフリーの熱応動素
子体そのものからなる可動電極体という新規な組み合せ
が導入されたことである。これにより、基本的な目的で
ある、簡易な素子構成からなる超薄形状で低コストのサ
ーマルプロテクタが実現される。
The thermal protector 1 according to the present embodiment
The basic feature of the present invention is that instead of the combination of a pair of fixed electrode bodies and a movable electrode body fixed at one end using a thermally responsive element body according to the prior art, two fixed electrode bodies forming a pair and a free thermally responsive element body are used. This is the introduction of a new combination of movable electrode bodies. As a result, an ultra-thin and low-cost thermal protector having a simple element configuration, which is a basic object, is realized.

【0039】上記サーマルプロテクタ1の構成面での第
1の特徴は、外容器5が、2つの固定電極体2、3がイ
ンサート成形された樹脂ベース15と、これに上蓋とし
て装着された樹脂カバー16から構成されており、2つ
の固定電極体2、3のそれぞれに形成された固定接点
6、7が樹脂ベース15から露出され、一方フリーの可
動電極体4に形成された可動接点部14が2つの固定接
点6、7に接離されるように構成されていることであ
る。これにより、超薄形状をなす素子構成がより簡素化
され、また製造工数の削減により製造工程もより簡易化
された。第2の特徴は、固定電極体2、3及び可動電極
体4のいずれにも、従来のような個別の銀などの接点部
材が装着されていないことである。これにより、外容器
5の厚寸法はその接点部材の厚さだけ短縮されて、容器
厚寸法t1.0mm以下という超薄形状が実現されると
ともに、素子構成もより簡素化され、併せてかかる部材
及び関連製造工数の削減により、一層の低コスト化が図
られた。第3の特徴は、固定電極体2、3には半円弧状
の固定接点6、7が形成され、一方これに接離する円弧
状の可動接点部14が、凸面の円盤形状をなす可動電極
体4の外周辺に沿って形成されていることである。これ
により、個別の接点部材が装着されなくとも、より広い
接点面積が確保され、これが後述する加圧接触と組み合
されて、サーマルプロテクタ特有の10mΩ以下の低い
接点抵抗が得られた。第4の特徴は、樹脂カバー16の
中心部に形成された円筒状突起20により、可動電極体
4が押圧されていることである。これにより、可動電極
体4の円弧状の可動接点部14が、固定電極体2、3の
固定接点6、7に加圧接触させられる。この加圧接触
と、上記の広い接触面積との組み合せにより、サーマル
プロテクタ特有の10mΩ以下の低い接触抵抗値が得ら
れた。第5の特徴は、固定電極体2、3の固定接点6、
7と可動電極体4の可動接点部14の表面に、銀あるい
は金などの貴金属薄膜が形成されていることである。こ
れにより、個別の接点部材が装着されなくとも、サーマ
ルプロテクタ1は5000回以上の接点開閉動作にも接
点溶着などの問題が発生することなく、優れた寿命特性
と高品質特性が得られた。第6の特徴は、樹脂ベース1
5に、フリーな円盤形状をなす可動電極体4を収容する
ための薄い円筒状空間17が、可動電極体4の円盤外周
に沿って形成されていることである。これにより、フリ
ーな可動電極体4の動きが規制されて、確実な接点開閉
動作が保証され、素子の高品質な動作特性が得られた。
The first feature of the structure of the thermal protector 1 is that the outer container 5 includes a resin base 15 on which two fixed electrode bodies 2 and 3 are insert-molded, and a resin cover mounted on the resin base 15 as an upper lid. The fixed contacts 6 and 7 formed on each of the two fixed electrode bodies 2 and 3 are exposed from the resin base 15, while the movable contact portion 14 formed on the free movable electrode body 4 is That is, it is configured to be brought into contact with and separated from the two fixed contacts 6 and 7. As a result, the element configuration having an ultra-thin shape is simplified, and the manufacturing process is further simplified by reducing the number of manufacturing steps. The second feature is that none of the fixed electrode members 2 and 3 and the movable electrode member 4 is provided with a conventional contact member such as silver. As a result, the thickness of the outer container 5 is reduced by the thickness of the contact member, an ultra-thin shape with a container thickness t of 1.0 mm or less is realized, and the element configuration is further simplified, and such members are also added. Further cost reduction was achieved by reducing the number of related man-hours. The third feature is that semi-circular fixed contacts 6 and 7 are formed on the fixed electrode bodies 2 and 3, while a movable contact part 14 having an arc shape which comes into contact with and separates from the fixed contacts 6 and 7 has a convex disk-shaped movable electrode. That is, it is formed along the outer periphery of the body 4. As a result, even if individual contact members were not mounted, a wider contact area was ensured, and this was combined with the pressurized contact described later to obtain a low contact resistance of 10 mΩ or less specific to a thermal protector. A fourth feature is that the movable electrode body 4 is pressed by the cylindrical projection 20 formed at the center of the resin cover 16. Thus, the arc-shaped movable contact portion 14 of the movable electrode body 4 is brought into pressure contact with the fixed contacts 6 and 7 of the fixed electrode bodies 2 and 3. By the combination of the pressure contact and the above-mentioned large contact area, a low contact resistance value of 10 mΩ or less unique to the thermal protector was obtained. The fifth feature is that the fixed contacts 6 of the fixed electrode bodies 2 and 3
7 and a noble metal thin film such as silver or gold is formed on the surface of the movable contact portion 14 of the movable electrode body 4. As a result, even if individual contact members were not mounted, the thermal protector 1 was able to obtain excellent life characteristics and high quality characteristics without causing problems such as contact welding even in 5000 times of contact opening and closing operations. The sixth feature is the resin base 1
5 is that a thin cylindrical space 17 for accommodating the free disk-shaped movable electrode body 4 is formed along the outer periphery of the disk of the movable electrode body 4. As a result, the free movement of the movable electrode body 4 is regulated, the reliable contact opening / closing operation is guaranteed, and high-quality operating characteristics of the element are obtained.

【0040】更に、上記サーマルプロテクタ1の製造工
程面での特徴は、上記の構成面での特徴が最大限活かさ
れて、製造工程が従来技術に比べて簡易化されたことで
ある。これにより、製造コストの大幅な低減が実現され
た。実際に上記サーマルプロテクタ1は、(I)対をな
す固定電極体2、3及び可動電極体4を打ち抜き・成形
加工により製作し、(II)対をなす固定電極2、3のイ
ンサート成形により樹脂ベース15を製作し、(III)樹
脂ベース15に可動電極体4を単に収容し、最終的に樹
脂カバー16を樹脂接着材、熱溶着及び超音波溶着など
のいずれかの工法で樹脂ベース15に装着する、という
極めて簡易な製造工程により作製される。
Further, the feature of the manufacturing process of the thermal protector 1 is that the manufacturing process is simplified as compared with the prior art, by making the most of the feature in the above-described configuration. As a result, a significant reduction in manufacturing cost was realized. Actually, the thermal protector 1 manufactures (I) a pair of fixed electrodes 2 and 3 and a movable electrode 4 by punching and molding, and (II) insert-molds the pair of fixed electrodes 2 and 3 to form a resin. The base 15 is manufactured, and (III) the movable electrode body 4 is simply accommodated in the resin base 15, and finally the resin cover 16 is attached to the resin base 15 by any method such as a resin adhesive, heat welding, or ultrasonic welding. It is manufactured by an extremely simple manufacturing process of mounting.

【0041】上記本実施形態1に示された素子構成と製
造工程により製作されたサーマルプロテクタ1は、外容
器5の面寸法3.8mm□で、厚寸法t1.0mmとい
う目標とする小形・超薄形状が達成された。併せて、本
発明者の試算による製造コストも含めた総コストは、図
8の従来サーマルプロテクタに比べて40%と大幅に低
減できることが判った。一方、素子特性においても、固
定接点6、7と可動接点部14の閉状態における接点抵
抗として7〜9mΩの範囲の値が得られて、サーマルプ
ロテクタ特有の低接点抵抗という特徴が維持された。そ
して、確実な接点開閉動作が保証され、また接点開閉動
作5000回以上に耐える優れた寿命特性も得られた。
The thermal protector 1 manufactured according to the element configuration and the manufacturing process shown in the first embodiment has a target size of 3.8 mm square of the outer container 5 and a thickness t of 1.0 mm. A thin profile has been achieved. In addition, it was found that the total cost including the manufacturing cost estimated by the present inventor can be greatly reduced to 40% as compared with the conventional thermal protector of FIG. On the other hand, in the element characteristics, as the contact resistance in the closed state of the fixed contacts 6 and 7 and the movable contact portion 14, a value in the range of 7 to 9 mΩ was obtained, and the characteristic of the low contact resistance unique to the thermal protector was maintained. As a result, a reliable contact opening / closing operation was assured, and excellent life characteristics that could withstand 5,000 or more contact opening / closing operations were obtained.

【0042】(実施の形態2)図5及び図6はそれぞ
れ、本発明の実施の形態2におけるサーマルプロテクタ
101の素子構成を示す平面断面図、及び中央部の断面
図である。図5に示すサーマルプロテクタ101の平面
の素子構成は、実施形態1における図1に示したサーマ
ルプロテクタ1と殆ど同じである。なお、図5及び図6
における各要素について、図1における要素に対応する
要素には、参照番号の下2桁が一致する参照番号を付し
て説明する。実施の形態1に対する唯一の相違点は、フ
リーな熱応動素子体からなる可動電極体104の中心部
において円形部分121(直径φ0.6 mm)が打抜
かれ、一方外容器105の樹脂べース115の円筒状突
起119上に、細心棒122(直径φ0.5mm)が形
成されており、細心棒122が可動電極体104の円形
部分121に挿入されていることである。これが本実施
の形態2におけるサーマルプロテクタ101の、素子構
成面で付与された新たな特徴である。なお、図6に示す
ように、樹脂ベース115の細心棒122の先端部分
は、樹脂カバー116の中心部をも貫通する形で、樹脂
カバー116が樹脂ベース115に装着されている。ま
た、細心棒122は、樹脂ベース115上ではなく、樹
脂カバー116の円筒状突起120の方に形成されても
よい。
(Embodiment 2) FIGS. 5 and 6 are a plan sectional view and a central sectional view, respectively, showing an element configuration of a thermal protector 101 according to Embodiment 2 of the present invention. The planar element configuration of the thermal protector 101 shown in FIG. 5 is almost the same as the thermal protector 1 shown in FIG. 5 and 6
, The elements corresponding to the elements in FIG. 1 will be described with reference numbers having the same last two digits of the reference numbers. The only difference from the first embodiment is that a circular portion 121 (diameter φ0.6 mm) is punched in the center of the movable electrode body 104 made of a free thermoresponsive element body, while the resin base of the outer container 105 is formed. A fine rod 122 (diameter φ 0.5 mm) is formed on the cylindrical projection 119 of 115, and the fine rod 122 is inserted into the circular portion 121 of the movable electrode body 104. This is a new feature of the thermal protector 101 according to the second embodiment provided in terms of the element configuration. As shown in FIG. 6, the resin cover 116 is attached to the resin base 115 such that the distal end of the fine rod 122 of the resin base 115 also penetrates the center of the resin cover 116. The fine rod 122 may be formed not on the resin base 115 but on the cylindrical protrusion 120 of the resin cover 116.

【0043】図5のサーマルプロテクタ101の製造工
程も、図1のサーマルプロテクタ1と殆ど同じであり、
極めて簡易なものである。唯一の相違点は、図6に示す
ように、樹脂カバー116が樹脂ベース115に熱溶着
工法により装着される最終工程において、樹脂カバー1
16の中心部に設けられ貫通孔123に挿入された細心
棒122も同時に樹脂カバー116に熱溶着されること
である。
The manufacturing process of the thermal protector 101 of FIG. 5 is almost the same as that of the thermal protector 1 of FIG.
It is very simple. The only difference is that, as shown in FIG. 6, in the final step in which the resin cover 116 is mounted on the resin base 115 by the thermal welding method, the resin cover 1
The fine rod 122 provided at the center of the core 16 and inserted into the through hole 123 is also thermally welded to the resin cover 116 at the same time.

【0044】上記サーマルプロテクタ101の新たな特
徴により、開閉動作時などにおけるフリーな可動電極体
104の動作は、特に水平方向への動きが規制されて、
細心棒122に沿った垂直方向での動きが主体となり、
一層確実な接点開閉動作が保証された。また、実際の素
子製造において、可動電極体104や樹脂ベース115
の円筒空間117等の加工寸法の許容範囲を広げること
ができ、これによる部品コストの削減と製造歩留まりの
向上で、一層の低コスト化を図ることができた。なお、
サーマルプロテクタ101においては、実施形態1のサ
ーマルプトテクタ1と同様の、小形・超薄形状や、低接
点抵抗及び優れた寿命特性が実現された。
Due to the new feature of the thermal protector 101, the free operation of the movable electrode body 104 at the time of opening / closing operation or the like is restricted particularly in the horizontal direction.
The movement in the vertical direction along the fine rod 122 is mainly performed,
A more reliable contact opening and closing operation was guaranteed. Further, in the actual manufacture of the element, the movable electrode body 104 and the resin base 115
The allowable range of the processing dimensions of the cylindrical space 117 and the like can be widened, and the cost can be further reduced by reducing the cost of parts and improving the production yield. In addition,
In the thermal protector 101, a small and ultra-thin shape, low contact resistance, and excellent life characteristics similar to the thermal protector 1 of the first embodiment were realized.

【0045】(実施の形態3)図7(a)及び(b)は
それぞれ、本発明の実施の形態3における2種のタイプ
のサーマルプロテクタ201の素子構成を表す平面断面
図である。図7(a)及び(b)のサーマルプロテクタ
201の素子構成は、実施形態1における図1に示した
サーマルプロテクタ1と殆ど同じである。なお、図7
(a)及び(b)における各要素について、図1におけ
る要素に対応する要素には、参照番号の下2桁が一致す
る参照番号を付して説明する。実施の形態1に対する唯
一の相違点として、フリーの可動電極体204の水平及
び回転方向の動きをともに規制するために、例えば図7
(a)のタイプでは、樹脂ベース215の円筒状空間2
17に沿ってガイド溝221、222が設けられ、可動
電極体204の外周にガイド溝221、222に嵌合す
るガイド片223、224が設けられている。また、同
様の目的で図7(b)のタイプでは、樹脂ベース215
の円筒状空間217に沿ってガイド突起225、226
が設けられ、可動電極体204の外周にガイド突起22
5、226に嵌合するガイド切片227、228が設け
られている。これらが本実施の形態3におけるサーマル
プロテクタ201の新たな特徴である。なお、上記サー
マルプロテクタ201の製造工程は、図1のサーマルプ
ロテクタ1と全く同じ簡易なものである。
(Embodiment 3) FIGS. 7A and 7B are plan sectional views showing the element configurations of two types of thermal protectors 201 according to Embodiment 3 of the present invention. The element configuration of the thermal protector 201 shown in FIGS. 7A and 7B is almost the same as that of the thermal protector 1 according to the first embodiment shown in FIG. FIG.
Regarding each element in (a) and (b), the elements corresponding to the elements in FIG. 1 will be described with reference numbers having the same last two digits of the reference numbers. The only difference from the first embodiment is that, in order to restrict both the horizontal and rotational movements of the free movable electrode body 204, for example, FIG.
In the type of (a), the cylindrical space 2 of the resin base 215 is used.
17, guide grooves 221 and 222 are provided, and guide pieces 223 and 224 that fit into the guide grooves 221 and 222 are provided on the outer periphery of the movable electrode body 204. For the same purpose, in the type of FIG.
Guide protrusions 225, 226 along the cylindrical space 217 of
Are provided on the outer periphery of the movable electrode body 204.
5 and 226 are provided with guide pieces 227 and 228 to be fitted. These are new features of the thermal protector 201 according to the third embodiment. The manufacturing process of the thermal protector 201 is exactly the same as that of the thermal protector 1 shown in FIG.

【0046】上記サーマルプロテクタ201の新たな特
徴により、開閉動作時などにおけるフリーな可動電極体
204の動作は、水平及び回転方向への動きがともに規
制されて、ガイド溝221、222あるいはガイド突起
225、226に沿った垂直方向での動きが主体とな
る。それにより、実施形態2におけるサーマルプロテク
タ101と同様に、一層確実な接点開閉動作が保証され
た。なお、サーマルプロテクタ201においても、実施
の形態1のサーマルプロテクタ1と同様の、小形・超薄
形状及び低コスト化や、同様の低接点抵抗及び優れた寿
命特性が実現された。
Due to the new feature of the thermal protector 201, the movement of the free movable electrode body 204 at the time of opening / closing operation or the like is restricted both in the horizontal and rotational directions, so that the guide grooves 221 and 222 or the guide protrusion 225 are provided. , 226 in the vertical direction. Thereby, as in the case of the thermal protector 101 according to the second embodiment, a more reliable contact opening / closing operation is guaranteed. In the thermal protector 201, the same small and ultra-thin shape and low cost as in the thermal protector 1 according to the first embodiment, and the same low contact resistance and excellent life characteristics were realized.

【0047】以上のように、上記の各実施形態で示され
た素子構成を備え、かつ上記の製造工程で製作すること
により、外容器の厚寸法tが1.0mm以下という小形
・超薄形状と大幅な低コスト化を実現でき、併せてサー
マルプロテクタ特有の10mΩ以下の低接点抵抗と優れ
た寿命特性も達成されて、目的とするサーマルプロテク
タが得られる。
As described above, by providing the element configuration shown in each of the above-described embodiments and manufacturing it in the above-described manufacturing process, the outer container has a small and ultra-thin shape having a thickness t of 1.0 mm or less. In addition, a low contact resistance of 10 mΩ or less unique to the thermal protector and excellent life characteristics are achieved, and the intended thermal protector can be obtained.

【0048】[0048]

【発明の効果】本発明によれば、温度検知のためにバイ
メタルあるいはトリメタルなどからなる熱応動素子体を
用いたサーマルプロテクタにおいて、外容器の厚寸法t
が1.0mm以下という超薄形状の簡易な素子構成と、
これに適合した簡易な製造工程を実現できる。併せてサ
ーマルプロテクタ特有の10mΩ以下の低接点抵抗と優
れた寿命特性も達成される。その結果、新しいリチウム
イオン電池パックにも十分適用できる超薄形状で低コス
トのサーマルプロテクタが得られる。
According to the present invention, in a thermal protector using a thermally responsive element made of bimetal or trimetal for temperature detection, the thickness t of the outer container is increased.
Is an ultra-thin simple element configuration of 1.0 mm or less;
A simple manufacturing process adapted to this can be realized. At the same time, a low contact resistance of 10 mΩ or less and excellent life characteristics unique to the thermal protector are achieved. As a result, an ultra-thin and low-cost thermal protector that can be sufficiently applied to a new lithium ion battery pack can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態1におけるサーマルプロテ
クタの閉状態での平面断面図
FIG. 1 is a plan sectional view of a thermal protector in a closed state according to Embodiment 1 of the present invention.

【図2】図1のサーマルプロテクタの閉状態での中央部
の正面断面図
2 is a front sectional view of a central portion of the thermal protector in FIG. 1 in a closed state.

【図3】図2に示した態様の変形例を示すサーマルプロ
テクタの正面断面図
FIG. 3 is a front sectional view of a thermal protector showing a modification of the embodiment shown in FIG. 2;

【図4】図1のサーマルプロテクタの開状態での中央部
の正面断面図
4 is a front sectional view of a central portion of the thermal protector of FIG. 1 in an open state.

【図5】本発明の実施の形態2におけるサーマルプロテ
クタの閉状態での平面断面図
FIG. 5 is a cross-sectional plan view of the thermal protector according to Embodiment 2 of the present invention in a closed state.

【図6】図5のサーマルプロテクタの閉状態での中央部
の正面断面図
6 is a front sectional view of a central portion of the thermal protector in FIG. 5 in a closed state.

【図7】本発明の実施の形態3におけるサーマルプロテ
クタの閉状態での平面断面図
FIG. 7 is a cross-sectional plan view of the thermal protector according to Embodiment 3 of the present invention in a closed state.

【図8】従来例におけるサーマルプロテクタの素子構成
FIG. 8 is a diagram showing an element configuration of a thermal protector in a conventional example.

【図9】従来例におけるサーマルプロテクタの電池パッ
クへの取付構成図
FIG. 9 is a configuration diagram of a conventional example in which a thermal protector is attached to a battery pack.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、101、201 サーマルプロテクタ 2、3、102、103、202、203 固定電極体 4、104、204 可動電極体 5、105、205 外容器 6、7、106、107、206、207 固定接点 8、9、108、109、208、209 外部リード
板 10、11、110、111、210、211 埋込ま
れた板部 12、13、112、113、212、213 打抜加
工部 14、114、214 可動接点部 15、115、215 樹脂ベース 16、116 樹脂カバー 17、117、217 円筒状空間 18、118 樹脂底面 19 円筒状突起 20 円筒状突起 121 円形部分 122 細心棒 221、222 ガイド溝 223、224 ガイド片 225、226 ガイド突起 227、228 ガイド切片
1, 101, 201 Thermal protector 2, 3, 102, 103, 202, 203 Fixed electrode body 4, 104, 204 Movable electrode body 5, 105, 205 Outer container 6, 7, 106, 107, 206, 207 Fixed contact 8 , 9, 108, 109, 208, 209 External lead plate 10, 11, 110, 111, 210, 211 Embedded plate portion 12, 13, 112, 113, 212, 213 Punching portion 14, 114, 214 Movable contact portion 15, 115, 215 Resin base 16, 116 Resin cover 17, 117, 217 Cylindrical space 18, 118 Resin bottom 19 Cylindrical projection 20 Cylindrical projection 121 Circular portion 122 Fine rod 221, 222 Guide groove 223, 224 Guide pieces 225, 226 Guide protrusions 227, 228 Guide pieces

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 温度検知のための熱応動素子体を備えた
サーマルプロテクタにおいて、対をなす2つの固定電極
体と、前記熱応動素子体を含み他の部材に固着されるこ
となく前記固定電極体に隣接して配置された可動電極体
と、前記固定電極体および前記可動電極体が組み合され
て収容された外容器とを備え、 前記可動電極体は、前記熱応動素子体の熱応動変形によ
り、前記2つの固定電極体に対して接離することを特徴
とするサーマルプロテクタ。
1. A thermal protector having a thermally responsive element body for detecting temperature, comprising: a pair of fixed electrode bodies; and a fixed electrode including the thermally responsive element body and not being fixed to another member. A movable electrode body disposed adjacent to the body, and an outer container in which the fixed electrode body and the movable electrode body are combined and housed, wherein the movable electrode body is thermally responsive to the thermally responsive element body. A thermal protector which comes into contact with and separates from the two fixed electrode bodies by deformation.
【請求項2】 前記外容器は、2つの前記固定電極体が
インサート成形された樹脂ベースと、前記樹脂ベースに
上蓋として装着された樹脂カバーとを備え、2つの前記
固定電極体のそれぞれに形成された固定接点が前記樹脂
ベースから露出し、前記可動電極体に形成された可動接
点部が前記固定接点に接離することを特徴とする請求項
1記載のサーマルプロテクタ。
2. The outer container includes a resin base on which the two fixed electrode bodies are insert-molded, and a resin cover mounted on the resin base as an upper lid, and is formed on each of the two fixed electrode bodies. The thermal protector according to claim 1, wherein the fixed contact is exposed from the resin base, and a movable contact portion formed on the movable electrode body contacts and separates from the fixed contact.
【請求項3】 2つの前記固定電極体及び前記可動電極
体のいずれにも別個の接点部材が装着されていないこと
を特徴とする請求項1または2に記載のサーマルプロテ
クタ。
3. The thermal protector according to claim 1, wherein a separate contact member is not mounted on any of the two fixed electrode bodies and the movable electrode body.
【請求項4】 2つの前記固定電極体にはそれぞれ半円
弧状の固定接点が形成され、前記可動電極体は円盤形状
をなし、その外周辺に沿って2つの前記固定接点に対し
て接離する円弧状の可動接点部が形成されていることを
特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のサーマルプ
ロテクタ。
4. A fixed contact having a semicircular arc shape is formed on each of the two fixed electrode bodies, and the movable electrode body has a disk shape, and comes into contact with and separates from the two fixed contacts along its outer periphery. The thermal protector according to any one of claims 1 to 3, wherein an arc-shaped movable contact portion is formed.
【請求項5】 前記可動電極体は円盤形状をなし、前記
樹脂カバーの内側部分により押圧される状態で前記外容
器に装備されていることを特徴とする請求項2〜4のい
ずれかに記載のサーマルプロテクタ。
5. The movable electrode body according to claim 2, wherein the movable electrode body has a disk shape and is mounted on the outer container in a state where the movable electrode body is pressed by an inner portion of the resin cover. Thermal protector.
【請求項6】 前記可動電極体は、前記樹脂カバーの内
側に形成された突起により押圧される状態で前記外容器
に装備されていることを特徴とする請求項5に記載のサ
ーマルプロテクタ。
6. The thermal protector according to claim 5, wherein the movable electrode body is provided on the outer container in a state where the movable electrode body is pressed by a protrusion formed inside the resin cover.
【請求項7】 前記固定電極体の固定接点と前記可動電
極体の可動接点部の表面に貴金属薄膜が形成されている
ことを特徴とする請求項2〜6のいずれかに記載のサー
マルプロテクタ。
7. The thermal protector according to claim 2, wherein a noble metal thin film is formed on surfaces of a fixed contact of the fixed electrode body and a movable contact portion of the movable electrode body.
【請求項8】 前記樹脂ベースあるいは樹脂カバーの少
なくともいずれかに、円盤形状をなす前記可動電極体を
収容するための薄い円筒状空間が、前記可動電極体の円
盤外周に沿って形成されていることを特徴とする請求項
3〜7のいずれかに記載のサーマルプロテクタ。
8. A thin cylindrical space for accommodating the disk-shaped movable electrode body is formed along at least one of the resin base and the resin cover along the outer periphery of the disk of the movable electrode body. The thermal protector according to any one of claims 3 to 7, wherein:
【請求項9】 円盤形状をなす前記可動電極体の中心部
の円形部分が打抜かれ、前記外容器の樹脂べースあるい
は樹脂カバーのいずれかに細心棒が形成されており、前
記細心棒が前記可動電極体の円形部分に挿入された状態
に構成されていることを特徴とする請求項2〜8のいず
れかに記載のサーマルプロテクタ。
9. A circular portion at the center of the disk-shaped movable electrode body is punched, and a fine rod is formed on either a resin base or a resin cover of the outer container, and the fine rod is The thermal protector according to any one of claims 2 to 8, wherein the thermal protector is configured to be inserted into a circular portion of the movable electrode body.
【請求項10】 前記外容器の樹脂ベースあるいは樹脂
カバーの少なくともいずれかに、前記円筒状空間に沿っ
てガイド溝あるいはガイド突起が形成され、前記可動電
極体の外周には前記ガイド溝あるいはガイド突起に嵌合
するガイド片あるいはガイド切片が形成されていること
を特徴とする請求項8記載のサーマルプロテクタ。
10. A guide groove or guide protrusion is formed along at least one of the resin base and the resin cover of the outer container along the cylindrical space, and the guide groove or guide protrusion is formed on an outer periphery of the movable electrode body. 9. The thermal protector according to claim 8, wherein a guide piece or a guide piece that fits into the guide is formed.
【請求項11】 対をなす2つの固定電極体と、熱応動
素子体を含み他の部材に固着されることなく前記固定電
極体に隣接して配置された可動電極体と、前記固定電極
体および前記可動電極体が組み合されて収容された外容
器とを備え、前記外容器が樹脂ベースとこれに装着され
た樹脂カバーとから構成され、前記可動電極体は、前記
熱応動素子体の熱応動変形により、前記2つの固定電極
体に対して接離するサーマルプロテクタの製造方法にお
いて、 まず2つの前記固定電極体がインサート成形された前記
樹脂ベースを作製し、 次いで前記樹脂ベースに、前記可動電極体を他の要素に
固着されない状態で収容した後に、前記樹脂カバーを装
着することを特徴とするサーマルプロテクタの製造方
法。
11. A pair of fixed electrode bodies, a movable electrode body including a thermally responsive element body and arranged adjacent to the fixed electrode body without being fixed to another member, and the fixed electrode body And an outer container in which the movable electrode body is combined and accommodated, wherein the outer container is composed of a resin base and a resin cover attached to the resin base, and the movable electrode body is a heat-responsive element body. In the method for manufacturing a thermal protector that comes into contact with and separates from the two fixed electrode bodies by thermally responsive deformation, first, the resin base on which the two fixed electrode bodies are insert-molded is manufactured. A method for manufacturing a thermal protector, wherein the resin cover is attached after the movable electrode body is accommodated in a state where it is not fixed to other elements.
【請求項12】 請求項1〜請求項10のいずれかに記
載のサーマルプロテクタを備えた応用機器。
12. An applied device comprising the thermal protector according to claim 1.
【請求項13】 請求項1〜請求項10のいずれかに記
載のサーマルプロテクタを備えた電池パック。
13. A battery pack comprising the thermal protector according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109817479A (en) * 2019-02-27 2019-05-28 嵊州市甘霖王氏热保护器厂 A kind of manufacturing method of thermal protector

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