JP2005158682A - Thermal protector - Google Patents
Thermal protector Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005158682A JP2005158682A JP2004190656A JP2004190656A JP2005158682A JP 2005158682 A JP2005158682 A JP 2005158682A JP 2004190656 A JP2004190656 A JP 2004190656A JP 2004190656 A JP2004190656 A JP 2004190656A JP 2005158682 A JP2005158682 A JP 2005158682A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piece
- fixed
- contact
- movable
- thermal protector
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000001012 protector Effects 0.000 title claims abstract description 66
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 9
- 229910001316 Ag alloy Inorganic materials 0.000 description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 108091027981 Response element Proteins 0.000 description 4
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 4
- 229920000106 Liquid crystal polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000004977 Liquid-crystal polymers (LCPs) Substances 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- -1 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910017532 Cu-Be Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910017876 Cu—Ni—Si Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910017945 Cu—Ti Inorganic materials 0.000 description 2
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 2
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 2
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 229910003271 Ni-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003286 Ni-Mn Inorganic materials 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ITZSSQVGDYUHQM-UHFFFAOYSA-N [Ag].[W] Chemical compound [Ag].[W] ITZSSQVGDYUHQM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RRKGBEPNZRCDAP-UHFFFAOYSA-N [C].[Ag] Chemical compound [C].[Ag] RRKGBEPNZRCDAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- YCKOAAUKSGOOJH-UHFFFAOYSA-N copper silver Chemical compound [Cu].[Ag].[Ag] YCKOAAUKSGOOJH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PQTCMBYFWMFIGM-UHFFFAOYSA-N gold silver Chemical compound [Ag].[Au] PQTCMBYFWMFIGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- MOFOBJHOKRNACT-UHFFFAOYSA-N nickel silver Chemical compound [Ni].[Ag] MOFOBJHOKRNACT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010956 nickel silver Substances 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Thermally Actuated Switches (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
Abstract
Description
本発明は、所定の作動温度に達したときの熱応動素子の反転作用により、可動接点を固定接点から離反させて回路を遮断する構造のサーマルプロテクタに関するものである。 The present invention relates to a thermal protector having a structure in which a movable contact is separated from a fixed contact and a circuit is shut off by a reversal action of a thermally responsive element when a predetermined operating temperature is reached.
この種のサーマルプロテクタは、一般に各種モータ、各種機器類に用いられている二次電池などの過電流や過熱に対して、回路を遮断する保護部品として使用される。
後記の特許文献には、固定接点が取り付けられた導電性固定板(固定片)と、先端部に可動接点が取り付けられ弾性により当該可動接点を固定接点に接触させる熱応動素子(バイメタル、トリメタル等)と、熱応動素子に接続された導電性可動板(可動片)とを絶縁性のケース内に封入し、導電性固定板と導電性可動板にはそれぞれケース外に延び出す端子部を設け、前記導電性固定板と導電性可動板とを正特性サーミスタ(以下「PTC素子」という。)を介して接続したサーマルプロテクタ(自己保持型過電流保護装置)が記載されている。
サーマルプロテクタは機器類等の電気回路内に取り付けられ、過電流により周囲温度が熱応動素子の作動温度以上に達すると、熱応動素子が反転することにより可動接点が固定接点から離反し、両接点を通じて形成された回路が遮断される。
This type of thermal protector is generally used as a protective component that interrupts the circuit against overcurrent and overheating of secondary batteries used in various motors and various devices.
In the patent document described later, there is a conductive fixed plate (fixed piece) to which a fixed contact is attached, and a thermally responsive element (bimetal, trimetal, etc.) that has a movable contact attached to the tip and elastically contacts the movable contact with the fixed contact. ) And a conductive movable plate (movable piece) connected to the thermally responsive element is enclosed in an insulating case, and each of the conductive fixed plate and the conductive movable plate is provided with terminal portions that extend out of the case. A thermal protector (self-holding overcurrent protection device) in which the conductive fixed plate and the conductive movable plate are connected via a positive temperature coefficient thermistor (hereinafter referred to as “PTC element”) is described.
The thermal protector is installed in electrical circuits such as equipment, and when the ambient temperature reaches the operating temperature of the thermal actuator due to overcurrent, the thermal actuator reverses and the movable contact separates from the fixed contact. The circuit formed through is interrupted.
両接点が離反すると、両接点が接続しているときは電流が流れない電気抵抗の大きいPTC素子を通じて電流が流れる。PTC素子は、通電→発熱→電気抵抗増大→通電量減少→温度低下→電気抵抗減少→通電量増大→発熱、の作用によって定温発熱体として機能するから、熱応動素子の作動温度以上の温度を保つPTC素子を使用することにより、サーマルプロテクタは、所定の操作により前記両接点が接続しない限り、前記両接点を通じて形成される電気回路を遮断した状態を保ち続けるので、機器類を過電流や高熱から安定的に保護することができる。
しかし、前記のサーマルプロテクタは、定温発熱体であるPTC素子と当該PTC素子の熱によって反転状態を維持する熱応動素子とが離れており、両者間に熱が伝わり難いという問題があった。
However, the thermal protector has a problem that the PTC element, which is a constant temperature heating element, is separated from the thermally responsive element that maintains the inverted state by the heat of the PTC element, and it is difficult for heat to be transmitted between the two.
本発明が解決しようとする課題は、PTC素子を用いたサーマルプロテクタにおいて、PTC素子の熱が熱応動素子に伝わり難い点であり、この点が改善されたサーマルプロテクタを提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is that in a thermal protector using a PTC element, the heat of the PTC element is not easily transmitted to the thermally responsive element, and there is an object to provide a thermal protector in which this point is improved.
本発明に係るサーマルプロテクタの一つは、前記の課題を解決するため、固定接点を有する固定片と、先端部に有する可動接点をバネ作用により前記固定接点へ接触させ、かつ所定の作動温度で反転して前記可動接点が前記固定接点から離反させる熱応動素子からなる可動片と、前記固定片に接続されたPTC素子と、前記固定片,固定接点,可動接点,可動片及びPTC素子を収容し、かつ、本体と当該本体へ接合された蓋体とからなる絶縁性のケースと、前記固定片と一体に連続し又は接続され前記ケースの外部に現われた端子部と、前記可動片と接続され前記ケースの外部に現われた端子片と、を備え、前記可動片の反転中心部は可動接点の取付位置と固定側端部とのほぼ中間に位置し、前記PTC素子は前記可動片の反転中心部と近接して配設されていることを主要な特徴としている。 In order to solve the above problems, one of the thermal protectors according to the present invention is to bring a fixed piece having a fixed contact and a movable contact at the tip portion into contact with the fixed contact by a spring action, and at a predetermined operating temperature. A movable piece comprising a thermally responsive element that reverses and moves the movable contact away from the fixed contact, a PTC element connected to the fixed piece, and the fixed piece, the fixed contact, the movable contact, the movable piece, and the PTC element are accommodated. And an insulating case composed of a main body and a lid joined to the main body, a terminal portion that is continuous with or connected to the fixed piece and appears outside the case, and connected to the movable piece And a terminal piece appearing outside the case, the reversal center portion of the movable piece being located approximately in the middle between the mounting position of the movable contact and the fixed side end, and the PTC element is a reversal of the movable piece. Near center It is mainly characterized in that it is provided with.
本発明に係るサーマルプロテクタの他の一つは、前記の課題を解決するため、固定接点を有する固定片と、先端部に有する可動接点をバネ作用により前記固定接点へ接触させる可動片と、所定の作動温度で反転して前記可動接点が前記固定接点から離反するように前記可動片を作動させる熱応動素子と、前記固定片に接続されたPTC素子と、前記固定片,固定接点,可動接点,可動片,熱応動素子及びPTC素子を収容し、かつ本体と当該本体へ接合された蓋体とからなる絶縁性のケースと、前記固定片と一体に連続し又は接続され前記ケースの外部に現われた端子部と、前記可動片と一体に連続し又は接続され前記ケースの外部に現われた端子片と、を備え、前記可動片の可動接点の取付位置と固定側端部とのほぼ中間位置と、前記熱応動素子の反転中心部とは近接し、前記PTC素子は前記熱応動素子の反転中心部と近接して配設されていることを主要な特徴としている。 In order to solve the above problems, another thermal protector according to the present invention includes a fixed piece having a fixed contact, a movable piece for bringing the movable contact at the tip portion into contact with the fixed contact by a spring action, and a predetermined piece. And a PTC element connected to the fixed piece, the fixed piece, the fixed contact, and the movable contact. The thermal response element operates the movable piece so that the movable contact is separated from the fixed contact. , A movable piece, a thermally responsive element and a PTC element, and an insulating case composed of a main body and a lid joined to the main body, and the fixed piece integrally or continuously connected to the outside of the case A terminal portion that appears, and a terminal piece that is continuous with or connected to the movable piece and appears outside the case, and a substantially intermediate position between the mounting position of the movable contact of the movable piece and the fixed side end. And the thermal response Close the inversion center of the element, the PTC element are mainly characterized in that it is disposed near the inversion center of the heat responsive element.
本発明に係るサーマルプロテクタは、熱応動素子からなる可動片又は熱応動素子の反転作動により、両接点が開いたとき、PTC素子が熱応動素子の反転中心部と近接して配設されているので、PTC素子の熱が熱応動素子に伝わり易く、より安定して作動する。 In the thermal protector according to the present invention, the PTC element is disposed in the vicinity of the reversal center portion of the thermally responsive element when both the contacts are opened by the reversal operation of the movable piece made of the thermally responsive element or the thermally responsive element. Therefore, the heat of the PTC element is easily transferred to the thermally responsive element and operates more stably.
以下図面を参照しながら、本発明に係るサーマルプロテクタの好ましい実施形態を説明する。
図1は本発明の一実施形態に係るサーマルプロテクタ(請求項1に対応)を携帯電話機の二次電池(リチウムイオン電池)に取り付けた状態の部分断面図、図2は本発明の一実施形態に係るサーマルプロテクタを携帯電話機の二次電池に取り付けた状態の部分斜視図、図3は図1のサーマルプロテクタの分解平面図、図4はケースの蓋体の底面(裏面)図、図5は図4の矢印A−Aに沿う部分拡大断面図、図6は図1のサーマルプロテクタの接点が開いた状態の断面図である。
Hereinafter, preferred embodiments of a thermal protector according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a partial sectional view of a state in which a thermal protector (corresponding to claim 1) according to an embodiment of the present invention is attached to a secondary battery (lithium ion battery) of a mobile phone, and FIG. 2 is an embodiment of the present invention. FIG. 3 is an exploded plan view of the thermal protector of FIG. 1, FIG. 4 is a bottom (back) view of the case lid, and FIG. 5 is a perspective view of the thermal protector according to FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view taken along the arrow AA in FIG. 4, and FIG. 6 is a cross-sectional view in a state where the contact of the thermal protector in FIG. 1 is opened.
全体としてほぼ直方体形状である絶縁性のケース1は、図示しない携帯電話機における二次電池8の取付面の幅(電池の厚み)とほぼ同じ幅を有し、本体10と当該本体10へ密閉状に接合された蓋体11とから構成されている。後述の外部端子板6を含めたサーマルプロテクタの二次電池8への取付状態(図2)では、サーマルプロテクタの平面形状及び平面寸法は、二次電池8の取付端面の平面形状及び平面寸法とほぼ一致している。ここで、外部端子板を含めたサーマルプロテクタ又はケース1の平面形状及び平面寸法が二次電池8の取付端面の平面形状及び平面寸法とほぼ等しいか、2次電池の取付端面内に収まる平面形状及び平面寸法であることが望ましいが、両者がほぼ相似形状であれば取付端面寸法より前者が極く僅かに大きいことも許容される。また、その他の形態としては、外部端子板6を含めたサーマルプロテクタ又はケース1の幅が少なくとも二次電池8の取付端面の厚さとほぼ等しいか、それより小さいことが望ましい。二次電池8との組立性を考慮した場合に外部端子板6を含めたサーマルプロテクタ又はケース1の平面形状及び平面寸法と二次電池8の取付端面の平面形状及び平面寸法の上記のような適合性が特に重要である。
本体10と蓋体11の接合面の一方には両端部に複数の位置決め孔113が形成され、他方には対応する位置決め孔113に挿入される位置決めピン103が形成されている。
ケース1内には、一端部上面に固定接点2が接続又はクラッドされている板状の固定片20と、先端部に前記固定接点2と接触する可動接点3を有し、ばね性をもった熱応動素子(トリメタル又はバイメタル)4を兼ねる板状の可動片30と、固定片20に対して接触により接続しているPTC素子7が封入されている。
固定接点2と可動接点3は、可動片30のばね作用により所定の圧力で接触しており、熱応動素子4を兼ねる可動片30が反転作動することにより離反するように構成されている。蓋体11の天井面には、可動片30が反転作動したときにその先端部が突き当たる突起110が形成されている。
The
A plurality of
The
The fixed
板状の固定片20はケース1の本体10の底部へ埋め込み状に設けられ、その一端部には本体10のほぼ中央部に形成された露出孔100から延び出した端子部21が一体に形成されている。この端子部21は、サーマルプロテクタを二次電池8に取り付けて電池パックを構成する際、スポット溶接により二次電池8の負極80に接続される。
端子部21は、スポット溶接をし易くし接続の信頼性を向上を図るため、幅方向のほぼ中央部に長さ方向に沿ってスリット状の切欠部210(図3)を形成することにより平面視において二股状を呈している。端子部21と外部電極とのスポット溶接性及び接続の信頼性を向上させるためには、図3のように二股状に形成することに代えて、図7で示すように端子部21の幅方向のほぼ中央部に長さ方向に沿ってスリット状の孔211を形成してもよい。
The plate-
In order to facilitate spot welding and improve connection reliability, the
熱応動素子4を兼ねる可動片30は、反転作動部分がやや凸球面状又は凸円弧状になるように成形され、反転作動時に他の部材と緩衝しない限度ででき得る限り広い平面積を有するように設計されている。
可動片30の固定側端部(本体10と蓋体11との挟まれた状態でケース1に固定されている部分)には、図3で示すように中央部に固定用の孔32が形成され、この孔32の両側に片方の位置決めピン103,103と対応する位置決め孔33,33が形成されている。可動片30は、位置決めピン103,103が位置決め孔33,33に貫通した状態でその基端部が本体10の上面周縁部の一端に固定されており、蓋体11から延び出した接合片31は、後述の第1の端子片5の蓋体11から延び出した端部51に対して溶接により接続されている。
The
As shown in FIG. 3, a
固定片20には、熱応動素子を兼ねる可動片30の反転中心部(図1で上方へやや突出している部分)又はその近傍の直下に近接するように、PTC素子7の下面側電極が接触状態に接続されている。したがって、可動片30は周囲温度が一定以上に上昇して反転すると、両接点2,3が開くとともに当該可動片30がPTC素子7に所定の圧力で接触し、固定片20と可動片30とがPTC素子7を介して電気的に接続する。
この実施形態では、ケースの本体10の内底面に固定片20の上面が現われるようにPTC素子7とほぼ適合する平面形状の受入穴101を形成し、この受入穴101へPTC素子7を収容している。また、PTC素子7がより一層安定した状態で固定片20の上面へ接触するように、固定片20の受入穴101から現われる部分に中心から等距離で等角度間隔に四個以上の突起状台座200をプレス成形し、この各突起状台座200にPTC素子7の裏面側電極を接触させている。この突起状台座200は、PTC素子7を安定させるためには四個以上必要であるが、PTC素子7の安定性が得られる限り中心からの距離や角度間隔は限定されないが、等距離等角度間隔であるのが望ましい。
可動片30の反転中心部は、可動接点3の取付位置と当該可動片30の固定側端部とのほぼ中間にあり、PTC素子7は可動片30の反転中心部へ近接するように配設されている。
The
In this embodiment, a
The reversal center portion of the
蓋体11には、一面が外部上方に面するようにそれぞれ板状の第1の端子片5と第2の端子片50及び外部端子板6が並べて固定されており、第1の端子片5と第2の端子片50との間、第2の端子片50と外部端子板6との間は、蓋体11一部を形成する隔壁111,112によりそれぞれ絶縁されている。
前記外部端子板6は蓋体11の端部から必要量延び出しており、その延び出した端部は、サーマルプロテクタを二次電池8に取り付けて電池パックを構成する際に当該二次電池の正極81に接続される。
A plate-like first
The external
蓋体11の内側には、図4で示すように、第1の端子片5と第2の端子片50との間の隔壁111をまたぎ、かつ各端子片5,50の下面の一部が現われる状態に二つの孔114が並列的に形成されている。これらの孔114,114には電気部品5aがそれぞれ収容され、それらの電気部品5aはその上の第1の端子片5と第2の端子片50へそれぞれ半田付け(Pbフリー)により接続されている。
この実施形態において、二つの電気部品5aの一方はコンデンサ,他方は抵抗であり、図1及び図2のように二次電池8にサーマルプロテクタを取り付け、サーマルプロテクタの端子片5,50及び外部端子板6をそれぞれプローブ90,91,92を通じて図示しない携帯電話機の回路と接続すると、並列接続されたコンデンサと抵抗により二次電池8の容量を検出することができる。
このように、サーマルプロテクタを電池と一体化して携帯電話機その他の機器類の回路内に組み込んだとき、サーマルプロテクタ内に電気部品5aが接続されていると、機器類の中の基板に当該電気部品5aを取り付ける必要がなく、機器類の基板の小型化を達成することができる。
Inside the
In this embodiment, one of the two
As described above, when the thermal protector is integrated with the battery and incorporated in the circuit of the mobile phone or other device, if the
この実施形態において、ケース1の蓋体11の周縁部上面は端子片5,50及び外部端子板6の上面から所定量上方に突出している(端子片5,50及び端子板6の上面が周縁部上面より沈んでいる)。すなわち、後述のように本体10と蓋体11とを超音波接合法によって接合する際に、超音波接合装置のアンビルと相対する図示しない加圧工具をその上面に接触振動させたとき、端子片5,50及び端子板6の上面に傷が付くのを防止している。
符号102,104は溶接の便宜のための孔、105,115はゲート位置決めのための穴である。
In this embodiment, the upper surface of the peripheral portion of the
この実施形態において、固定接点2を含む固定片20は、絶縁性樹脂からなる本体10の内底面側へ埋め込み状になるようにインサート成形することにより、当該本体10と一体化されている。
他方、第1の端子片5,第2の端子片50及び外部端子板6は、絶縁性樹脂からなる蓋体11とインサート成形することにより、当該蓋体11と一体化されている。
サーマルプロテクタは、前述のようにそれぞれの部品が一体化されるように本体10と蓋体11とを成形した後、本体10の受入穴101へPTC素子7を収容し、可動片30の基端部を一部に挟んで本体10の上に蓋体11を超音波接合により密に接合し、可動片30の接合片31と第1の端子片5の外側の端部51とを溶接することによって製造される。
In this embodiment, the fixed
On the other hand, the 1st
The thermal protector forms the
ケース1の本体10と蓋体11は、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、液晶ポリマー(LCP)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)その他の耐熱性に優れた樹脂を材質として成形される。特に二次電池8と一体化して電池パックを製造する場合には、200℃以上の耐熱性を有する液晶ポリマーを使用するのが好ましい。
固定片20及び端子部21の材質は、純ニッケルが好ましいが、リン青銅,銅,Cu−Ti合金,Cu−Be合金,洋白,黄銅,Cu−Ni−Si合金等の導電性材料を用いることができる。
固定接点2及び可動接点3の材質は、ニッケル−銀合金であるのが好ましく、例えばニッケル10mass%を含む銀合金であるのが特に好ましい。しかし、これらの部品には、銅−銀合金、金−銀合金、炭素−銀合金、タングステン−銀合金等の接点材料を用いることができる。これらの接点2,3の固定片20や可動片30への接合は、クラッド,めっき,カシメその他具体的手段は問わない。
熱応動素子4を兼ねる可動片30には、例えばCu−Ni−Mn合金による高熱膨張金属材料と、Ni−Fe合金による低熱膨張金属材料とを積層させたものが使用される。
The
The material of the fixed
The material of the fixed
For the
機器の対応する電極と接触させる端子片5,50及び端子板6の露出面には、接触状態における電気抵抗を小さくするため、湿式メッキや適当な蒸着手段などにより金を被覆することができる。被覆金属には金のほか、銀,銅,パラジウム及びニッケルの中の一又は二以上の元素を用いることができる。
The exposed surfaces of the
この実施形態のサーマルプロテクタは、図1及び図2で示すように二次電池8と一体化した状態で、携帯電話機その他の電子機器(図示しない)と二次電池8とが形成する電気回路において、所定の作動温度以上に達したとき前記固定接点2と可動接点3とが開いて前記電子機器と二次電池8と固定接点2と可動接点3とが形成する電気回路を遮断するようにセットされる。このような機器へのセット状態で、固定接点2と可動接点3とが閉じているときは両接点2,3を通じて固定片20と可動片30とが電気的に接続し、固定接点2と可動接点3とが開くとPTC素子7を通じて固定片20と可動片30とが電気的に接続するように、両接点2,3の開閉状態により電流経路が選択的に変更される。
すなわち、正常な状態では、図1のように可動片30の弾性により可動接点3が固定接点2へ押し付けられた状態で接触し、両接点を含む電気回路は閉じられていて正常に電流が流れる。
他方、接点2,3間に異常な電流が流れるかあるいは他の原因によりケース1内の温度が上昇し、ケース1内の温度が熱応動素子4を兼ねる可動片30の作動(反転)温度以上に達すると、当該可動片30がスナップ作用により上方へ凹球面状(皿状)に反るように反転する。可動片30がこのように反転作動することにより、図6のように可動接点3が固定接点2から離反して接点間の電流が遮断され、電気回路中には正常な電流が流れなくなる。
可動片30が反転作動すると、当該可動片30が反転によりPTC素子7へ所定の圧力で接触して当該PTC素子7を固定片20に押し付け、当該PTC素子7を通じて固定片20と可動片30とが電気的に接続する。このとき、当該PTC素子7の電気抵抗により電気回路中にわずかに電流が流れるのでPTC素子7が定温発熱して可動片30の復帰を妨げ、接点2,3間の電流を遮断し続ける。したがって、電子機器の側からの操作がない限り、当該部位の温度低下による電気回路の正常状態への復帰は阻止され、回路の安全性が保たれる。
The thermal protector of this embodiment is an electric circuit formed by the
That is, in a normal state, as shown in FIG. 1, the
On the other hand, an abnormal current flows between the
When the
前記実施形態のサーマルプロテクタは、固定片20と接続しているPTC素子7が熱応動素子からなる可動片30の反転中心部に近接して配設されており、熱応動素子からなる可動片30の反転作動により両接点2,3が開いたとき、PTC素子7に熱応動素子である可動片30がその反転の圧力で接触するので、PTC素子の熱が熱応動素子に確実に伝わり、より安定して作動する。
In the thermal protector of the above embodiment, the
第2実施形態
図8は、本発明に係るサーマルプロテクタの第2実施形態(請求項2に対応)を示す部分断面図である。
この実施形態のサーマルプロテクタは、可動片30をばね性を有する導電性の板で構成し、所定の作動温度での反転により可動接点3が固定接点2から離反するように前記可動片30を作動させる熱応動素子4を別に設けたものである。
可動片30の材質は、ステンレス合金が好ましいが、Cu−Be合金、リン青銅,Cu−Ti合金,洋白,黄銅,Cu−Ni−Si合金等の導電性を有するバネ材料を用いることができる。
熱応動素子4はPTC素子7の上面をカバーする状態に設置され、可動片30の可動接点3の取付位置と固定側端部とのほぼ中間位置と、前記熱応動素子4の反転中心部とは近接し、PTC素子7は前記熱応動素子4の反転中心部と近接して配設されている。したがってPTC素子7は、熱応動素子4の反転により所定の圧力でPTC素子7に接触する熱応動素子4を介して可動片30と接続し、PTC素子7の熱が熱応動素子4に確実に伝わるのでより安定して作動する。
図8の実施形態のサーマルプロテクタの他の構成や作用・効果は、図1〜図6の実施形態のサーマルプロテクタと同様であるので、それらの説明は省略する。
Second Embodiment FIG. 8 is a partial sectional view showing a second embodiment (corresponding to claim 2) of a thermal protector according to the present invention.
In the thermal protector of this embodiment, the
The material of the
The thermally
Since the other structures, operations, and effects of the thermal protector of the embodiment of FIG. 8 are the same as those of the thermal protector of the embodiment of FIGS. 1 to 6, description thereof is omitted.
第3実施形態
図9は、本発明に係るサーマルプロテクタの第3実施形態(請求項4に対応)を示す部分断面図である。
この実施形態のサーマルプロテクタは、第2実施形態のサーマルプロテクタと同様に、可動片30をばね性を有する導電性の板で構成し、所定の作動温度での反転により可動接点3が固定接点2から離反するように前記可動片30を作動させる熱応動素子4を別に設けている。
この実施形態では、蓋体11に第1の端子片5と外部端子板6を一体に取り付け、可動片30の接合片31と端子片5とを接続させている。第1実施形態のように、第2の端子片50や第1の端子片5と第2の端子片50とを接続する電気部品5aは設けられていないほか、ケース1の幅は二次電池8の幅とほぼ適合しているが、その長さは二次電池8の長さより小さい。
可動片30における可動接点3の取付位置と固定側端部(この実施形態では接合片31の部分)とのほぼ中間に熱応動素子4の反転中心部が近接しており、PTC素子7は熱応動素子4の反転中心部に近接して配設されている。可動片30の固定側端部寄り位置には先端部方向に向けて先下がり傾斜状に弾性を有する舌片34が形成されており、熱応動素子4は前記舌片34によりPTC素子7に押し付けられている。
第3実施形態のサーマルプロテクタは、熱応動素子4が可動片30に形成された弾性を有する舌片34によりPTC素子7に押し付けられているので、PTC素子7の位置が安定し、熱が熱応動素子4に一層伝わり易く、また、熱応動素子4の振動が防止される。固定片20と可動片30との間にはPTC素子7を通じて電流が流れるが、その電流は極小さいので電気回路中機器の通常の動作に必用な電流は供給されない。
第3実施形態のサーマルプロテクタの他の構成や作用効果は、第2実施形態のものとほぼ同様なのでそれらの説明は省略する。
Third Embodiment FIG. 9 is a partial sectional view showing a third embodiment (corresponding to claim 4) of the thermal protector according to the present invention.
In the thermal protector of this embodiment, like the thermal protector of the second embodiment, the
In this embodiment, the first
The inversion center portion of the thermally
In the thermal protector of the third embodiment, since the thermally
The other configurations and operational effects of the thermal protector of the third embodiment are substantially the same as those of the second embodiment, so that the description thereof is omitted.
その他の実施形態
可動片30が熱応動素子4を兼ねる第1実施形態のサーマルプロテクタ(図1)においては、第3実施形態である図9のサーマルプロテクタと同様に、可動片30に図9の舌片34と同様な舌片を形成し、この舌片でPTC素子7を固定片20へ押し付けるように構成することができる。
このように構成すれば、PTC素子7を舌片34により押圧できるので、PTC素子7の位置を安定させることができ、熱が熱応動素子を兼ねる可動片30に一層伝わり易い。
このような構成は、請求項4に係る発明と対応する。
Other Embodiments In the thermal protector (FIG. 1) of the first embodiment in which the
If comprised in this way, since the
Such a configuration corresponds to the invention according to
前記実施形態では、サーマルプロテクタを携帯電話機の二次電池に取り付けた例を説明したが、本発明に係るサーマルプロテクタはその他の機器類の電気回路における保護装置として使用することができる。 In the embodiment, the example in which the thermal protector is attached to the secondary battery of the mobile phone has been described. However, the thermal protector according to the present invention can be used as a protection device in an electric circuit of other devices.
1 ケース
10 本体
101 受入穴
103 位置決めピン
11 蓋体
113 位置決め孔
114 孔
2 固定接点
20 固定片
200 突起状台座
21 端子部
210切欠部
211 スリット状の孔
3 可動接点
30可動片
31 接合片
34 舌片
4 熱応動素子
5 第1の端子片
50 第2の端子片
5a 電気部品
6 外部端子板
7 PTC素子
8 二次電池
80 負極
81 正極
DESCRIPTION OF
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004190656A JP2005158682A (en) | 2003-10-27 | 2004-06-29 | Thermal protector |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003366619 | 2003-10-27 | ||
JP2004190656A JP2005158682A (en) | 2003-10-27 | 2004-06-29 | Thermal protector |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005158682A true JP2005158682A (en) | 2005-06-16 |
Family
ID=34741055
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004190656A Pending JP2005158682A (en) | 2003-10-27 | 2004-06-29 | Thermal protector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005158682A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014122960A1 (en) * | 2013-02-08 | 2014-08-14 | 日立マクセル株式会社 | Secondary cell pack having protective circuit |
JP2016031917A (en) * | 2014-07-30 | 2016-03-07 | 株式会社小松ライト製作所 | Breaker, safety circuit with the same, and secondary battery circuit |
JP2020149841A (en) * | 2019-03-13 | 2020-09-17 | ボーンズ株式会社 | Method for manufacturing breaker |
WO2022085611A1 (en) * | 2020-10-19 | 2022-04-28 | ボーンズ株式会社 | Breaker, safety circuit equipped therewith, and secondary battery pack |
-
2004
- 2004-06-29 JP JP2004190656A patent/JP2005158682A/en active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014122960A1 (en) * | 2013-02-08 | 2014-08-14 | 日立マクセル株式会社 | Secondary cell pack having protective circuit |
JP2014154345A (en) * | 2013-02-08 | 2014-08-25 | Hitachi Maxell Ltd | Secondary battery pack with protection circuit |
JP2016031917A (en) * | 2014-07-30 | 2016-03-07 | 株式会社小松ライト製作所 | Breaker, safety circuit with the same, and secondary battery circuit |
JP2020149841A (en) * | 2019-03-13 | 2020-09-17 | ボーンズ株式会社 | Method for manufacturing breaker |
WO2022085611A1 (en) * | 2020-10-19 | 2022-04-28 | ボーンズ株式会社 | Breaker, safety circuit equipped therewith, and secondary battery pack |
JP7425710B2 (en) | 2020-10-19 | 2024-01-31 | ボーンズ株式会社 | Breaker and safety circuit equipped with it, secondary battery pack |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR20130019370A (en) | Breaker | |
JP2005129471A (en) | Thermal protector | |
JP2013246977A (en) | Breaker, and safety circuit and secondary battery circuit including the same | |
JP2006004783A (en) | Protection module and its assembling method | |
US11239037B2 (en) | Breaker and safety circuit equipped with the same | |
JP7017922B2 (en) | Breaker and safety circuit with it | |
US11551895B2 (en) | Breaker, safety circuit and secondary battery pack | |
JP6967932B2 (en) | A breaker and a safety circuit equipped with it. | |
JP2005158682A (en) | Thermal protector | |
JP6967878B2 (en) | A breaker and a safety circuit equipped with it. | |
JP2003297204A (en) | Thermal protector | |
JP2004220944A (en) | Thermal protector | |
JP7083742B2 (en) | Thermal response element, breaker, safety circuit and secondary battery pack | |
WO2020022298A1 (en) | Circuit breaker, safety circuit and secondary battery pack | |
JP2006031956A (en) | Thermal switch | |
JP2001256873A (en) | Heat sensitive switch | |
JP2005124329A (en) | Battery protector and battery pack using the same | |
JP2005347225A (en) | Thermal protector, cellular phone using it and electronic apparatus | |
JP2006031955A (en) | Thermal switch | |
JP2003115246A (en) | Thermal protector | |
JP3632754B2 (en) | Battery breaker | |
JP2020021607A (en) | Current cutoff device, safety circuit, and secondary battery pack | |
JP2006107922A (en) | Battery pack | |
JP7492495B2 (en) | Breakers, safety circuits and secondary battery packs | |
JP2005135848A (en) | Thermal protector |