JP2005190847A - サーマルプロテクタの融解防止構造及び融解防止方法ならびにこれを用いた携帯用電子機器 - Google Patents

Abstract

【解決課題】 過熱状態の可動片の反転作動によりケース内壁の接触部が溶解するのを、工程上より簡単な構成で防止できるサーマルプロテクタを提供すること。
【解決手段】 所定の作動温度で反転作動する熱応動素子の反転作動により、固定片に設けられた固定接点から可動片の先端部に設けられた可動接点を絶縁性材料からなるケース内で離反させる構造のサーマルプロテクタであって、前記可動接点が固定接点から離反したときに、前記可動片の先端部が当接する当接片を前記ケース内に設けたことを特徴とする。
【選択図】 図２

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、ケース内で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おいて、ケース内壁の融解を防止したサーマルプロテクタ、当該サーマルプロテクタを使用した携帯用電子機器及びサーマルプロテクタのケース内壁の融解防止方法に関するものである。

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。昨今、特に携帯電話、携帯電子手帳、携帯用パソコンその他の携帯用電子機器への２次電池の使用が増加しており、これらの２次電池の電池パックを構成する際に、過電流防止用にサーマルプロテクタが使用されるようになってきた。
従来のこの種のサーマルプロテクタは、一般に図９で示すように構成されている。
１はケース本体１０とそれに接合された蓋体１１とを含む絶縁性材料からなる密閉構造のケースであり、このケース１の内底部の一端にはケース外へ一体に延び出した端子部２０ａを有する固定片２０が設けられ、この固定片２０には、ケース１内に面するように固定接点２が取り付けられている。
ケース１内には、他端部から突入するように弾性を有する板状の可動片３０が設けられており、当該可動片３０の先端部には、当該可動片３０の弾性により固定接点２と接触するように可動接点３が取り付けられている。可動片３０の基端部側は、ケース１から外部に露出した一体の端子部３０ａを構成している。
ケース本体１０内には、可動片３０の下に位置するように凸球面状に形成された熱応動素子（バイメタル板又はトリメタル板）４が配置されている。例えば、この熱応動素子４の反転中心部は固定接点２から離れた位置に形成された凸状台座１０ａの上に位置している。
可動片３０には、熱応動素子４の反転作動時に当該熱応動素子４の外周部寄り位置が強く接する下向きの凸部３０ｂ，３０ｂが形成されている。

図９のサーマルプロテクタは、例えば図示しない二次電池に取り付けて電池パックを構成する際、固定片２０側の端子部２０ａが当該二次電池の負極と接続され、可動片３０側の端子部３０ａが当該二次電池の陽極と接続される。この使用状態で回路に例えば過電流が流れると、その過電流によりケース１内の温度が上昇し、この温度上昇により熱応動素子４が図９の状態から凹球面状に反転作動するので、可動片３０の先端部が図９の二点鎖線で示すように変位し、可動接点３を固定接点２から離反させて電流を遮断する。このとき、可動片３０の先端部（可動接点３の取付部の反対面）がケース１の端部の上内面に所定の接触圧で当接した状態になる。
ケース１の材質には、熱応動素子４の作動温度には十分に耐えられるものが選ばれるので通常は支障はない。しかしながら、電流が極端に過大である場合は、ケース１が密閉状であることとも相俟って、作動時に可動片３０の先端部が電気抵抗により発熱してケース材質の溶融温度以上に達し、ケース１内壁の可動片３０の先端部（可動接点取付部の反対面）との接触部が溶融するおそれがある。このような場合はケース１の溶融部が固化したときに、可動片３０が固定状態になることがある。

作動時に可動片が接触するケース内壁部の融解を防止するため、後記特許文献１には図１０及び図１１で示すようなサーマルプロテクタが提案されている。図において、１は絶縁性の樹脂からなる密閉状のケースで、その内底部には入り口方向から先端に向かって固定片２０が固定され、その先端部上面側には固定接点２が取り付けられている。ケース１内には入り口側から先端部に向かって延びる弾性を有する可動片３０が挿入され、この可動片３０の基端部は固定用部材１ａによって固定されており、その先端部には可動接点３が取り付けられ、この可動接点３は可動片３０の弾性により固定接点２と接触している。
ケース１内には、可動片３０の上に重なるように板状の熱応動素子４が設けられ、熱応動素子４の基端部は前記固定用部材１ａにより固定され、その先端部は可動片３０の先端部中央に形成された鉤片３０ｃに係止されている。ケース１内の先端部の両側上部には、それぞれ係止突起１ｂ，１ｂがそれぞれ形成されている。ケース１の入り口は、レジン１ｃにより密閉されている。
このサーマルプロテクタは、ケース１内の温度が熱応動素子４の作動温度に達し、その反転に伴なって可動片３０が反転作動して可動接点３が固定接点２から離反したとき、図１１のように熱応動素子４の両側部が係止突起１ｂ，１ｂに係止し、可動片３０の先端部である鉤片３０ｃがケース１の先端上部内面に接触しないので、可動片３０の先端部が異常な過熱状態でもケース１の当該部分の溶融を防止することができる。
しかし、前記特許文献１に開示されているサーマルプロテクタは、作動時にケース１の内壁に可動片３０の先端部上面が接触しないので、ケース１内の当該部分の溶解を防止することができるが、熱応動素子４の先端部を可動片３０の先端部に係止させる構造であるので、構成が複雑で工程上製造コストが増大する。
また、近時要請されているようにケース１を含むサーマルプロテクタ全体を小型化した場合には、可動片３０の先端部の異常な熱が熱応動素子４を通じて（熱応動素子４が伝熱手段となって）ケース１内の係止突起１ｂ，１ｂに伝わり、当該係止突起１ｂ，１ｂの部分を溶解させるおそれがある。
特許第２７９１３８４号公報

前述の問題を解決するために、ケースの上壁内側全面に金属板を内張り状に設け、当該金属板のほぼ中央部に下向きの突起を形成し（プレスによる）、可動接点が固定接点から離反したときに可動片を前記突起の突き当たらせ、可動片の先端部がケースの天井面に接触しないように構成したものが市場に提供されている。
しかし、薄い金属板に対してプレスにより局部的に形成される突起高さには限界があり、接点が開いたときに、可動片の中央部を前記突起に接触させてその先端部がケースの天井面に接触するのを完全に防止するのは困難である。一方、プレス成形される突起高さを十分にするため金属板の肉厚を厚くすると、サーマルプロテクタ全体の重さが大きくなり、近時におけるこの種部品の軽量化の要請に反することになる。

また、前述の問題解決のため、ケースの天井面に単に金属板を内張状に設けるのは、サーマルプロテクタの重量を増大させるほか、可動接点が固定接点から離反したとき、可動片先端部と内張り金属板の当接位置が安定せず、広範囲にわたってケース天井面の金属板に接触し、可動片の異常な熱が当該金属板を通じてケースの樹脂部分に伝達され、当該樹脂部分を融解するおそれがある。

本発明が解決しようとする課題は、過熱状態の可動片の反転作動によりケース内壁の可動片先端部との接触部が融解するのを、工程上より簡単な構成でより有効に防止できるサーマルプロテクタ、及びそのケース内壁の融解防止方法、及び前記のようなサーマルプロテクタを備えた携帯用電子機器を提供することにある。

本発明に係るサーマルプロテクタは、前記課題を解決するため、所定の作動温度で反転作動する熱応動素子の反転作動により、固定片に設けられた固定接点から可動片の先端部に設けられた可動接点を絶縁性材料からなるケース内で離反させる構造のサーマルプロテクタであって、前記可動接点が固定接点から離反したときに、前記可動片の先端部が当接する当接片を前記ケース内に設けたことを主要な特徴としている。

本発明に係る携帯用電子機器は、前記本発明に係るサーマルプロテクタを用いたことを主要な特徴としている。

本発明に係るサーマルプロテクタのケース内壁の融解防止方法は、前記課題を解決するため、所定の作動温度で反転作動する熱応動素子の反転作動により、固定片に設けられた固定接点から可動片の先端部に設けられた可動接点を絶縁性材料からなるケース内で離反させる構造のサーマルプロテクタにおいて、前記可動接点が固定接点から離反したときに、前記可動片の先端部を前記ケース内に設けた当接片の受部に当接させ絶縁性内面からなるケースに直接接触させないものである。さらに、本発明では、前記受部と可動片の先端が当接した時に可動片が相対しているケースの絶縁性内面との間に空間が形成されていることを主要な特徴としている。そのためには、ケースを本体と蓋体とから構成し、当接片はケース本体側部から突出させることもできるし、ケース蓋体から可動片先端に向かって突出させることもできる。また、ケース本体と蓋部の境界から斜め下に突出させることも、可動片の固定接点との接触，離間作用を妨げない限り可能である。また、当接片を蓋体から下方に突出させる場合やケース本体と蓋部の境界から斜め下に突出させる場合は、当接部の当接面積を確保するために、当接部先端を折り曲げることもできる。

本発明に係るサーマルプロテクタによれば、ケース内の温度が作動温度以上に達して可動片が反転作動したとき、当該可動片の先端部が当接片に当接し、ケースの内壁の絶縁性樹脂等の絶縁性材料面に直接接触せず、可動片の先端部がケース内壁と融着しない。また、可動片の先端部が異常に過熱していてもケースの樹脂等の絶縁材料内面は融解し難く、かつ、可動片の先端部の高温の熱が当接片を通じてケース内壁の樹脂等の絶縁材料部分に伝達されても、融解の範囲は極めて限定される。さらに、ケース内に当接片を設置する簡単な構成であるので、製造コストの増大を防止しより低コストで提供することができる。

本発明に係る携帯用電子機器によれば、前記のような効果を奏するサーマルプロテクタが使用されているので、より長寿命である。

本発明に係るサーマルプロテクタのケース内壁の融解防止方法によれば、可動接点が固定接点から離反し、可動片の先端部が当接片の受部に当接した時に、可動片と当該可動片が相対するケースの絶縁性内面との間に空間を形成するので、可動片の先端部とケース内壁の樹脂との融着は生じない。また、ケース内壁の樹脂等の絶縁材料面が当接片の受部の伝熱により融解しても、前記空間の存在によりその融解の範囲は極めて限定されたものとなる。

第１実施形態
図１は本発明の第１実施形態（請求項４に対応）に係るサーマルプロテクタの分解断面図、図２は図１のサーマルプロテクタの組立状態を示すもので、（ａ）図は接点が閉じている状態の断面図、（ｂ）図は接点が開いた状態の断面図、図３はケース本体の平面図、図４は当接片の平面図、図５はケースの蓋体の底面図、図６は図５の矢印Ａ−Ａに沿う拡大断面図である。

図１で示すように、全体としてほぼ直方体形状である絶縁性のケース１は、絶縁性樹脂からなるケースの本体１０と、当該本体１０へ密閉状に接合された同様な材質の蓋体１１とから構成されている。本体１０と蓋体１１と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。
サーマルプロテクタを図示しない形態電話の二次電池に取り付けて電池パックを構成する場合には、ケース１の幅（図３及び図５の上下方向の長さ）は二次電池の取付面の幅（電池の厚み）とほぼ同様な幅にするのが好ましい。

図２で示すように、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、熱応動素子（トリメタル板又はバイメタル板）４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、ばね性をもった導電板からなる可動片３０と、固定片２０に対して接触接続しているＰＴＣ素子７（正特性サーミスタ）とが封入されている。
固定接点２と可動接点３とは、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の反転作動にともなって反転することにより離反するように構成されている。

導電板からなる固定片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の孔１００を跨いで延び出した端子部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に取り付けて電池パックを構成する際、スポット溶接等により二次電池の負極に接続される。
端子部２１は、スポット溶接等をし易くし接続の信頼性向上を図るため、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（図３）を形成することにより、平面視において二股状を呈するように構成されている。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、端子部２１を二股状に形成することに代えて、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図示しない孔を形成してもよい。

固定片２０には、熱応動素子４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接続されている。したがって、熱応動素子４の反転作動により可動片３０が反転すると、両接点２，３が開くとともに熱応動素子４がＰＴＣ素子７に所定の圧力で接触し、固定片２０と可動片３０とが熱応動素子４及びＰＴＣ素子７を介して電気的に接続する。
図１で示すように、この実施形態では、ケース本体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れ孔１０１を形成し、この受入れ孔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の受入れ孔１０１から現われる部分に中心から等距離で９０度の角度間隔に四個の突起状台座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。

導電板からなる可動片３０には、基端部側（図の右端側）にケース１の蓋体１１から延び出すように接合片３１が一体に形成され、ケース１内に突入する部分には、熱応動素子４が反転したときに当該熱応動素子４が接触する下向きの突起３２，３２が形成されている。前記接合片３１の部分には、後述の端子片５の端部５１との溶接接合の便宜のために上向きの突起３３が形成されている。
可動片３０の基端部寄り位置には、組み立ての便宜のために図の右側の各位置決めピン１０３と対応する図示しない各位置決め孔が形成されている。

図１で示すように、熱応動素子４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もたせるためその平面形状は角を丸く形成した方形に形成されている。

図２で示すように、蓋体１１の天井面の端部には、可動片３０が反転したときにその先端部が当接する当接片８が設けられている。
前記当接片８は、金属（例えばリン青銅，Ｃｕ−Ｂｅ合金等の板）を材質とし、全体が薄い板状であって、可動片３０の先端部を受ける受部８０と、ケースの本体１０と蓋体１１との接合面とで挟まれた状態で固定される平滑な被固定部８１とを有する。被固定部８１には、図の左側の各位置決めピン１０３と対応する位置に各位置決め孔８２（図４）が形成されており、組立時には各位置決め孔８２へそれぞれ対応する位置決めピン１０３が案内されるようになっている。
当接片８の位置決めは、前述のように位置決め孔と位置決めピンによる構成に代えて、例えばケース本体１０又は蓋体１１に当接片８の被固定部８１と対応する図示しない凹部を形成し、この凹部に被固定部８１を案内するなど、他の位置決め手段を採用することができる。
当接片８の被固定部８１がケース１へ固定された状態では、受部８０の受面（図における下面）はケース１の絶縁性の内面から内側へ所定量離れた（離間した）状態になるように構成されている。

図１及び図２で示すように、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複数の端子片５と５０及び外部端子板６が互いに非接触状態で並べて固定されており、一方の端子片５（便宜上「第１の端子片」という。）と他方の端子片５０（便宜上「第２の端子片」という。）の間、第２の端子片５０と外部端子板６との間は、蓋体１１の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図示しない二次電池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に接続される。

図５及び図６で示すように、蓋体１１の内側には、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の下面の一部がケース１の内側に現われる状態に二つの収容孔１１４が並列的に形成されている。これらの収容孔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により接続されている。
半田には、例えばＳｎ−３．０％Ａｇ−０．５％Ｃｕ等のＰｂなし（Ｐｂフリー）半田が使用される。この他、Ｓｎ−Ａｇ系，Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系，Ｓｎ−Ａｇ−Ｉｎ系，Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ−Ｉｎ系，Ｓｎ−Ｃｕ系，Ｓｎ−Ｂｉ系，Ｓｎ−Ｚｎ系，Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系，Ｓｎ−Ｚｎ−Ａｌ系の各合金が使用される。

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、図示しない二次電池にサーマルプロテクタを取り付け、図２の（ａ）図のように、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、並列接続された電気部品５ａ，５ａであるコンデンサと抵抗により二次電池の容量を検出することができるように構成されている。
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，電子手帳，携帯用パソコンその他の電子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，５ａが接続されていることにより、機器類の中の回路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し、基板に対する実装の高密度化による製造コストの高騰化を防止することができる。
板状の端子片５，５０の厚みは０．２５ｍｍ以上であるのが好ましい。端子片５，５０の厚みが０．２５ｍｍ以下であると、半田付けの熱により変形する場合があったり、携帯電話の端子との接触の繰り返しにより変形する等の不具合を生ずるおそれがある。

この実施形態においては、図１及び図２で示すように、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に、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。

図１で示すように、この実施形態における固定接点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を製造するには、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、各電気部品５ａをそれぞれ端子片５，５０の裏面に半田付けする。そして、本体１０の受入れ孔１０１へＰＴＣ素子７を収容し、ＰＴＣ素子７の上に熱応動素子４を重ね、可動片３０の基端部と当接片８の被固定部８１とをそれぞれ一部に挟んだ状態で本体１０の上に蓋体１１を重ねて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とを溶接により接合する。
この製品の状態において、当接片８の受部８０はその受面が図２で示すようにほぼその肉厚分が蓋体１１の当該部分の絶縁性内面から内側に離間した状態になり、（ｂ）図のように可動片３０の先端部が当該受部８０に当接した状態では、蓋体１１の当該部分の天井絶縁材料面と可動片３０の先端部の上面（可動片３０と受部８０との当接部分から可動片３０の基端部寄り部分上面と蓋体１１の樹脂内面）との間に空間が生じ、当該先端部の熱が蓋体１１の内面に伝わり難くなるように構成されている。

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等の絶縁性材料を材質として成形される。特にインサート成形等により二次電池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，端子部２１，各端子片５，５０及び外部端子板６の材質はＮｉが好ましいが、Ｃｕ，リン青銅，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。
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。
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。

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。

この実施形態のサーマルプロテクタは、例えば図示しない二次電池と一体化した状態で例えば携帯電話機の電気回路に接続されるようにセットした状態で、正常に電流が流れているときは、図２の（ａ）図のように可動片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ている。
接点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の作動温度以上に達すると、当該熱応動素子４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。熱応動素子４がこのように反転作動することにより可動片３０の先端部が（ｂ）図のように浮上し、可動接点３を固定接点２から離反させて接点間の電流を遮断する。
熱応動素子４が前述のように反転作動すると、当該熱応動素子４が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、固定片２０と可動片３０が電気的に接続し、回路内にわずかに電流が流れることによりＰＴＣ素子７が定温発熱し、接点２，３間の電流を遮断し続ける。

前記実施形態のサーマルプロテクタの他の作用効果と、本発明に係る方法の実施形態をあわせて説明する。
すなわち、前述のように可動接点３が固定接点２から離反したとき、可動片３０の先端部の上面は当接片８の受部８０に当接するので、可動片３０の先端部がケース１の材質の溶融温度以上に過熱していても、その熱がケース１の当該部分の内面を溶融して可動片３０の先端部がケース１の内面に固着するのを防止することができる。
可動片３０の先端部が当接片８に当接した状態では、当該当接片８の受部８０の受面がケース１の絶縁性の内面から内側に離間していて、可動片３０の受部８０との当接部分から基端側寄り部分には、可動片３０とケース１の当該部分の内面との間に空間が形成されるため、ケース１の内面の溶融をさらによく防止することができる。仮に、可動片３０の先端部の異常な熱が受部８０を通じてケース１の天井面に伝達され、ケース１内の当該部分の樹脂が融解してもその範囲は極めて限定されたものとなる。
また、前記実施形態のように、ケース１内に電気部品５ａ，５ａを取り付けた状態では、可動片３０の当接によりケース１の内面に溶融，磨耗や変形が発生して、電気部品５ａの取付位置が変化したり歪みが加わる等の故障が生じるおそれがあるが、このような故障を防止することができる。

第２実施形態
図７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５に対応）を示す断面図である。
この実施形態のサーマルプロテクタは、可動片３０が熱応動素子４を兼ねており、前記可動片３０の先端部と基端部のほぼ中間位置に当該可動片３０の反転中心部が位置し、この可動片３０の反転中心部と近接するようにＰＴＣ素子７が配設されている。
可動片３０には、下向きの突起３２（図１）は形成されていない。
この実施形態のサーマルプロテクタは、過電流又は過熱によりケース１内の温度が熱応動素子４を兼ねる可動片３０の作動温度以上に達すると、可動片３０が反転作動し、固定接点２から可動接点３が離反して電流を遮断する。この状態では、ＰＴＣ素子７を介して固定片０と可動片３０が電気的に接続し、ＰＴＣ素子７の定温発熱作用により接点２，３間の遮断状態を維持する。
他の構成や作用効果は、第１実施形態のサーマルプロテクタとほぼ同様なのでそれらの説明は省略する。

第３実施形態
図８は、本発明に係るサーマルプロテクタの第３実施形態を示す断面図で、第１実施形態に対して当接片８の材質及び形状を異にしている。
当接片８はセラミックス（例えばアルミナ，ジルコニア等）を材質とし、全体として平板の形態であり、ケース１内に突入した部分の先端部が受部８０、その反対側の平板部が被固定部８１である。この被固定部８１には、第１実施形態とほぼ同様に図示しない位置決め孔が形成されている。
この実施形態では、当接片８がセラミックスであるので、可動片３０の熱がケース１の内壁の樹脂面等の絶縁材料面に対して一層伝わり難いという利点がある。
その他の構成や作用効果は、第１実施形態のサーマルプロテクタとほぼ同様なのでそれらの説明は省略する。

その他の実施形態
図８のサーマルプロテクタにおける当接片８は、第２実施形態のように可動片３０が熱応動素子４を兼ねるサーマルプロテクタについても使用することができる。
要求されるサーマルプロテクタのサイズが許す限り、当接片８の受部８０と当該受部８０が相対するケース１の絶縁性の内面（前記各実施形態では蓋体１１の当該部分の内面）との間には、間隙を設けるのが好ましい。この間隙を設けることにより、可動片３０の先端部の熱が受部８０を通じてケース１の内面に伝達されるのを防止することができるからである。
当接片８をケース１に取り付けるのに際しては、前記各実施形態のように被固定部８１をケース１の本体１０と蓋体１１とで挟着した状態で固定するのに代えて、本体１０又は蓋体１１と一体にインサート成形するなど、前記被固定部８１を本体１０又は蓋体１１に埋め込み状態で固定することができる。
第１及び第３実施形態のサーマルプロテクタにおいては、端子片５を可動片３０（接合片３１）と一体に接続する状態に構成することができる。また、第１〜第３実施形態において電気部品５ａを設けない場合には、一方の端子片５のみを設け、当該端子片５をケース１の側方に延び出すように構成することができる。

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る例を説明したが、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。

本発明の第１実施形態に係るサーマルプロテクタの分解断面図である。 図１のサーマルプロテクタの組立状態を示すもので、（ａ）図は接点が閉じている状態の断面図、（ｂ）図は接点が開いた状態の断面図である。 ケース本体の平面図である。 当接片の平面図である。 ケースの蓋体の底面図である。 図５の矢印Ａ−Ａに沿う拡大断面図である。 本発明の第２実施形態に係るサーマルプロテクタの断面図である。 本発明の第３実施形態に係るサーマルプロテクタの断面図である。 従来の一般的なサーマルプロテクタの断面図である。 特許文献１に記載されているサーマルプロテクタの断面図である。 図９のサーマルプロテクタの一部破断斜視図である。

符号の説明

１ ケース
１０ 本体
１００ 孔
１０１ 受入れ孔
１０３ 位置決めピン
１１ 蓋体
１１１，１１２ 隔壁
１１３ 位置決め孔
１１４ 孔
２ 固定接点
２０ 固定片
２１ 端子部
３ 可動接点
３０ 可動片
３１ 接合片
４ 熱応動素子
５，５０ 端子片
５ａ 電気部品
６ 外部端子板
７ ＰＴＣ素子
８ 当接片
８０ 受部
８１ 被固定部

Claims (12)

1. 所定の作動温度で反転作動する熱応動素子の反転作動により、固定片に設けられた固定接点から可動片の先端部に設けられた可動接点を絶縁性材料からなるケース内で離反させる構造のサーマルプロテクタであって、前記可動接点が固定接点から離反したときに、前記可動片の先端部が当接する当接片を前記ケース内に設けたことを特徴とするサーマルプロテクタ。
2. 前記当接片は金属又はセラミックスである、請求項１に記載のサーマルプロテクタ。
3. 前記ケースは本体と当該本体に接合された蓋体とから構成され、前記当接片は、その一端部が前記ケースの本体と蓋体の間に挟まれた状態又は前記本体若しくは前記蓋体へ埋め込み状態に固定されている、請求項１又は２に記載のサーマルプロテクタ。
4. 前記当接片は板状であってケースに固定される被固定部と可動片の先端部を受ける受部とから構成され、前記受部に前記可動片の先端部が当接したとき当該可動片と当該可動片が相対しているケースの絶縁性内面との間に空間が形成される、請求項１〜３に記載のサーマルプロテクタ。
5. 前記可動片と前記熱応動素子とはそれぞれ別に設けられている、請求項１〜４のいずれかに記載のサーマルプロテクタ。
6. 前記可動片は前記熱応動素子を兼ねている、請求項１〜４のいずれかに記載のサーマルプロテクタ。
7. 前記ケース内にＰＴＣ素子を設け、前記可動片の先端部と基端部のほぼ中間位置と前記ＰＴＣ素子とは、前記熱応動素子を挟む状態で配設されている、請求項５に記載のサーマルプロテクタ。
8. 前記可動片の先端部と基端部のほぼ中間位置に当該可動片の反転中心部が位置し、前記ケース内に前記可動片の反転中心部と近接するようにＰＴＣ素子が配設されている、請求項６に記載のサーマルプロテクタ。
9. 前記ケースにはそれぞれ外部に面する状態に相互に非接触な複数の端子片を設け、前記複数の端子片の中の一つを前記可動片と接続させ、前記複数の端子片相互を電気的に接続する電気部品を設けた、請求項５又は７に記載のサーマルプロテクタ。
10. 前記ケースにはそれぞれ外部に面する状態に相互に非接触な複数の端子片を設け、前記複数の端子片の中の一つを前記可動片と接続させ、前記複数の端子片相互を電気的に接続する電気部品を設けた、請求項６又は８に記載のサーマルプロテクタ。
11. 請求項１〜１０に記載のサーマルプロテクタを用いた携帯用電子機器。
12. 所定の作動温度で反転作動する熱応動素子の反転作動により、固定片に設けられた固定接点から可動片の先端部に設けられた可動接点を絶縁性材料からなるケース内で離反させる構造のサーマルプロテクタにおいて、前記可動接点が固定接点から離反したときに、前記可動片の先端部を前記ケース内に設けた当接片の受部に当接させ、前記可動片と当該可動片が相対しているケースの絶縁性内面との間に空間を形成することを特徴とする、サーマルプロテクタのケース内壁の融解防止方法。

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