JP2005285439A - Self-reset type protection element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電源回路、電池、その他の電子機器などにおいて用いられ、過電流や異常発熱などからこれら電子機器などの破損を防止するために好適に用いられる、特に電池や電源回路に装着が容易な薄型の自己復帰型保護素子に関するものである。 The present invention is used in power supply circuits, batteries, and other electronic devices, and is preferably used to prevent damage to these electronic devices due to overcurrent, abnormal heat generation, etc., and particularly easy to mount on batteries and power supply circuits. The present invention relates to a thin self-recovering protective element.
携帯電話などに用いられる電池や電源回路などの異常発熱による電子危機の損傷発生を未然防止するために、電池などに温度ヒューズが装着されることがあった。 In order to prevent the occurrence of an electronic crisis damage due to abnormal heat generation of a battery or a power circuit used in a mobile phone or the like, a thermal fuse is sometimes attached to the battery or the like.
しかしながら温度ヒューズは異常発熱により溶断してしまい、部品取替えを行わなければならないため、異常発熱時には導電を遮断し、その後復帰する自己復帰型保護素子が用いられるようになってきている。 However, since the thermal fuse is blown off due to abnormal heat generation and parts must be replaced, a self-recovery protection element that cuts off the electrical conductivity and returns thereafter after abnormal heat generation has been used.
自己復帰型保護素子としては、温度膨張係数の異なる金属を多層にしたバイメタルと呼ばれる可動電極が用いられるものがある。通常時には可動電極が端子同士を接続して電流が導通し、異常発熱時には温度膨張係数の異なる金属の多層構造により可動電極が反り返って、端子の一方の接点から離隔して導通を遮断して機器が保護される(たとえば特許文献1参照)。 As a self-restoring protection element, there is an element using a movable electrode called a bimetal in which metals having different temperature expansion coefficients are made into a multilayer. Normally, the movable electrode connects the terminals to each other to conduct current, and when abnormal heat is generated, the movable electrode warps due to the metal multilayer structure with a different coefficient of thermal expansion. Is protected (see, for example, Patent Document 1).
図27は従来の技術における自己復帰型保護素子の側面図であり、100は自己復帰型保護素子、101は信号線、102、103は可動電極、104は接続部、105は接点電極、106はケースである(たとえば特許文献2、特許文献3、特許文献4参照)。
FIG. 27 is a side view of a self-recovering protection element according to the prior art, in which 100 is a self-recovering protection element, 101 is a signal line, 102 and 103 are movable electrodes, 104 is a connection portion, 105 is a contact electrode, and 106 is This is the case (see, for example,
また、図28は、従来の技術における自己復帰型保護素子の上面図であり、200は自己復帰型保護素子、201はケース、202は可動電極、203はリード端子である。 FIG. 28 is a top view of a self-recovering protective element according to the prior art, in which 200 is a self-recovering protective element, 201 is a case, 202 is a movable electrode, and 203 is a lead terminal.
また、自己復帰型保護素子ではないが、回路を保護する素子の一つとして、サーミスタを用いた温度センサーも提案されている(例えば特許文献5参照)。
しかしながら、図27に示されるような従来の自己復帰型保護素子は、ケースの一方から2つのリード端子が突出するために、どうしても大型化してしまい、特に薄型化が要求されるパック電池や電源回路などに装着するには不向きである問題があった。これは、薄型化の困難性もある上に、リード端子が一端から二つとも突出するために、電池や電源回路などの平面に沿って実装することができなかったと言う問題もあった。 However, the conventional self-restoring protection element as shown in FIG. 27 is inevitably increased in size because two lead terminals protrude from one side of the case. There was a problem that it was unsuitable to wear it. In addition to the difficulty in reducing the thickness, both of the lead terminals protrude from one end, so that there was a problem that the battery could not be mounted along the plane of the power supply circuit or the like.
また、図28に記載の自己復帰型保護素子では、ほぼ同一幅で形成された一対のリード端子にそのまま可動電極が接続された上でケーシングされているため、リード端子とケースを確実に溶着するためにケースの幅を、リード端子の幅に比べて十分大きくする必要があるため、小型化や全体の狭幅化に限界があるという問題があった。 In the self-restoring protection element shown in FIG. 28, since the casing is formed by directly connecting the movable electrode to a pair of lead terminals formed with substantially the same width, the lead terminal and the case are securely welded. For this reason, since the width of the case needs to be sufficiently larger than the width of the lead terminal, there is a problem in that there is a limit to downsizing and overall narrowing.
特に、薄型化などが要求されるパック電池などにおいては、この側面に自己復帰型保護素子を装着することが望まれるが、その小型化や狭幅化が不十分であると、装着が困難で、薄型のパック電池などに装着することが困難であるなどの問題があった。 In particular, in battery packs and the like that require thinning, it is desirable to install a self-recovering protection element on this side, but if the size and width are insufficient, it is difficult to install. There is a problem that it is difficult to attach to a thin battery pack or the like.
また、これを解決するために、リード端子の幅をどんどん狭くしていくと、加工性が悪くなって歩留まりが悪くなる上、リード端子を実装することが困難となったり、リード端子の接合強度が不十分となる問題があったり、通常の電流の導通時に抵抗値が非常に高くなって(消費電力増加による電池動作時間の減少、導電性の劣化、発熱の多さ)、使用に耐えないという問題があり、これらの問題を回避しつつ小型化を同時実現することが困難であった。 Also, to solve this problem, if the width of the lead terminal is made narrower, the workability will be worsened and the yield will be worsened, it will be difficult to mount the lead terminal, and the lead terminal joint strength will be reduced. May be insufficient, or the resistance value will be very high during normal current conduction (reduction of battery operating time due to increased power consumption, deterioration of conductivity, high heat generation), and it cannot withstand use. Therefore, it has been difficult to simultaneously achieve downsizing while avoiding these problems.
以上のように、従来の技術における自己復帰型保護素子では、小型、薄型の電源やパック電池、あるいは電子機器に装着するには対応できない問題があった。また、上記のように、小型化を追求することで生じる耐久性や強度の劣化などの問題も非常に大きかった。 As described above, the self-recovery protection element in the prior art has a problem that it cannot be applied to a small and thin power source, a battery pack, or an electronic device. In addition, as described above, problems such as durability and strength deterioration caused by pursuing downsizing were also very large.
本発明は、携帯機器や電子機器など小型化が求められる電子機器、とりわけパック電池や電源回路など薄型、小型で装着されることが望まれる自己復帰型保護素子であり、更に、強度や耐久性も同時に確保する自己復帰型保護素子を提供することを目的とする。 The present invention is a self-recovering protective element that is desired to be mounted in a thin and small size such as a battery pack or a power circuit, in particular, an electronic device that is required to be miniaturized such as a portable device or an electronic device. In addition, an object of the present invention is to provide a self-recovering protection element that can be secured simultaneously.
本発明は、基板と、基板の上に設けられ、対向面が相互に離隔している一対のリード端子と、対向する一対のリード端子の一方に固定接続され、他方とは離合可能である可動電極と、リード端子の少なくとも一部と、可動電極を格納するカバーを有し、一対のリード端子において、可動電極が接続される部分およびカバーが接合される部分は他の部分よりも狭幅に構成された狭幅部を有している構成とする。 The present invention is a movable member that is fixedly connected to one of a pair of lead terminals that are provided on the substrate and whose opposing surfaces are spaced apart from each other, and a pair of opposing lead terminals that can be separated from each other. The electrode, at least a part of the lead terminal, and a cover for storing the movable electrode, and in the pair of lead terminals, the part to which the movable electrode is connected and the part to which the cover is joined are narrower than the other parts. It is set as the structure which has the comprised narrow part.
本発明の構成により、一対のリード端子において、可動電極が接続される部分およびカバーが接続される部分を他の部分よりも狭幅とすることで、リード端子の幅に比較されるケースの幅を従来よりも十分に狭くすることができることとなり、小型化、薄型化が実現される。 According to the configuration of the present invention, in the pair of lead terminals, the width of the case compared to the width of the lead terminal by making the portion to which the movable electrode is connected and the portion to which the cover is connected narrower than the other portions. Can be made sufficiently narrower than in the prior art, and a reduction in size and thickness is realized.
特に、本発明の構成要件により、ケースの幅を、リード端子の中での最大となる幅と同等か、それ以下とすることができることで、自己復帰型保護素子の最大幅を、実際の実装や、使用抵抗、発熱などを考慮したうえでの限界まで狭くすることができるようになるため、電源回路や電池などの薄型化や小型化に十二分に対応することができるようになる効果がある。 In particular, according to the configuration requirements of the present invention, the width of the case can be equal to or less than the maximum width among the lead terminals, so that the maximum width of the self-recovery protection element can be actually mounted. In addition, it is possible to narrow down to the limit considering the use resistance, heat generation, etc., so the effect of being able to cope with thinning and miniaturization of power supply circuits and batteries etc. There is.
更に、リード端子においては、カバーの端面と接する部分よりも外側に突出している部分においては、そのリード端子の幅を狭くする必要が無いので、装着時の十分な接合強度を確保でき、更に高抵抗となることが無いため、電流が流れている通常の状態においては、電池の消費電力を増加させたり、電流の流れを制限したり、余分な発熱を生じさせたりなどが無く、素子の小型化と性能とのバランスが確保されるものである。 Furthermore, in the lead terminal, it is not necessary to reduce the width of the lead terminal in the portion protruding outward from the portion in contact with the end surface of the cover. Since there is no resistance, there is no increase in battery power consumption, current flow limitation, extra heat generation, etc. in normal conditions where current is flowing. The balance between performance and performance is ensured.
また、溶断するだけでよい可溶合金のヒューズエレメントを用いる温度ヒューズであれば、ヒューズエレメントを線状とするなどが容易であるため、ヒューズエレメントを接続する部分までリード端子を狭幅としても、特段の問題は生じない。これに対して離合を繰り返す可動電極の場合には、可動電極が固定接続される部分や離合部分において、一定のリード端子の面積などが必要となるが(接続強度や、導通時の低抵抗の確保などのため)、本発明のように、可動電極の離合部に接点電極を設けたり、めっき層を多層化、あるい
は厚くするなどにより、これらの必要性も解決した上で限界まで幅を狭くして小型化、薄型化、狭幅化を実現することができる。
Also, if it is a thermal fuse using a fusible alloy fuse element that only needs to be blown, it is easy to make the fuse element linear, so even if the lead terminal is narrowed to the part where the fuse element is connected, There is no particular problem. On the other hand, in the case of a movable electrode that repeats separation, it is necessary to have a certain lead terminal area in the portion where the movable electrode is fixedly connected and separation portion (connection strength and low resistance during conduction). For example, the contact electrode is provided at the separation part of the movable electrode, or the plating layer is multi-layered or thickened, as in the present invention. Thus, a reduction in size, thickness and width can be realized.
また、リード端子に穴を形成することで自己復帰型保護素子の重量を低減するとともに、
穴の大きさを変えることで抵抗値の調整をおこなうことが可能な自己復帰型保護素子を実現することができる。
In addition, by reducing the weight of the self-recovery protection element by forming a hole in the lead terminal,
By changing the size of the hole, it is possible to realize a self-restoring protection element capable of adjusting the resistance value.
また、基板と、基板の上に配置された温度維持部品を設けることにより、一旦温度が上昇して可動電極が離隔して電流が遮断された場合でも、一定の期間はその状態が保たれるために、異常電流などの状態が確実に終了したのを確保してから、電流導通が復帰するために、電子機器への悪影響の非常に少ない自己復帰型保護素子とすることができる。 In addition, by providing a substrate and a temperature maintaining component arranged on the substrate, even when the temperature rises once and the movable electrode is separated to interrupt the current, the state is maintained for a certain period of time. For this reason, since the current conduction is restored after ensuring that the state of the abnormal current or the like is surely ended, the self-recovery protection element having very little adverse effect on the electronic device can be obtained.
特に、基板やカバー、あるいは必要に応じて設けられる中間補強材を熱可塑性フィルムで形成することで、非常に薄型の自己復帰型保護素子を実現することができる。これにより、特にパック電池や電源回路など、薄型が求められる電子機器に最適な自己復帰型保護素子とすることが可能となる。例えばパック電池の厚みが1.5mm〜5mm程度になったとしても対応することができるものである。 In particular, a very thin self-recovering protection element can be realized by forming a substrate, a cover, or an intermediate reinforcing material provided as necessary with a thermoplastic film. As a result, it is possible to provide a self-recovering protection element that is optimal for electronic devices such as battery packs and power supply circuits that require thinness. For example, even if the thickness of the battery pack is about 1.5 mm to 5 mm, it can be dealt with.
さらに以上ように小型、薄型が実現された自己復帰型保護素子が実装されることで、電子機器の小型化、高寿命化を実現することが可能となる。 Furthermore, by mounting the self-recovering protection element that is small and thin as described above, it is possible to reduce the size and increase the life of electronic devices.
本発明の請求項1に記載の発明は、基板と、基板の上に設けられ、対向面が相互に離隔している一対のリード端子と、対向する一対のリード端子の一方に固定接続され、他方とは離合可能である可動電極と、リード端子の少なくとも一部と、可動電極を格納するカバーを有し、一対のリード端子において、可動電極が固定接続される部分およびカバーが接合される部分は他の部分よりも狭幅に構成された狭幅部を有していることを特徴とする自己復帰型保護素子であって、リード端子の最大幅と同等化それ以下となる、リード端子の接続や接続抵抗などの面から考慮される極限までの小型で、薄型、かつ狭幅の自己復帰型保護素子を実現することができる。
The invention according to
本発明の請求項2に記載の発明は、基板と、基板の上に設けられた温度維持部品と、温度維持部品の上に設けられ、温度維持部品と接続され、対向面が相互に離隔している一対のリード端子と、対向する一対のリード端子の一方に固定接続され、他方とは離合可能である可動電極と、リード端子の少なくとも一部と、可動電極と、温度維持部品を格納するカバーを有し、一対のリード端子において、可動電極が接続される部分およびカバーが接合される部分は他の部分よりも狭幅に構成された狭幅部を有していることを特徴とする自己復帰型保護素子であって、リード端子の最大幅と同等化それ以下となる、リード端子の接続や接続抵抗などの面から考慮される極限までの小型で、薄型、かつ狭幅の自己復帰型保護素子であり、非導通の状態を一定時間維持して、回路の保護をより確実にできる自己復帰型保護素子を実現できる。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a substrate, a temperature maintaining component provided on the substrate, a temperature maintaining component provided on the substrate, connected to the temperature maintaining component, and opposing surfaces separated from each other. A movable electrode fixedly connected to one of the pair of opposing lead terminals and separable from the other, at least a part of the lead terminal, the movable electrode, and a temperature maintaining component. In the pair of lead terminals, a portion to which the movable electrode is connected and a portion to which the cover is joined have a narrow portion configured to be narrower than other portions. Self-recovery protection element that is equal to or less than the maximum width of the lead terminal and is small, thin, and narrow self-recovery to the limit considered from the viewpoint of connection and connection resistance of the lead terminal. Type protection element, non-conductive state Maintains a certain time, you can realize a self-restoration type protection device that can protect the circuit more reliably.
本発明の請求項3に記載の発明は、リード端子においては、カバーが接合される部分および可動電極の離合部分においても、他の部分よりも狭幅に構成された狭幅部を有していることを特徴とする請求項1乃至2のいずれかに記載の自己復帰型保護素子であって、リード端子の最大幅と同等化それ以下となる、リード端子の接続や接続抵抗などの面から考慮される極限までの小型で、薄型、かつ狭幅の自己復帰型保護素子を実現することができる。
According to a third aspect of the present invention, the lead terminal has a narrow portion configured to be narrower than the other portions at the portion where the cover is joined and the separation portion of the movable electrode. 3. The self-restoring protection element according to
本発明の請求項4に記載の発明は、カバーにおけるリード端子が接続される辺の幅が、リード端子の狭幅部以外における最大となる幅と同等か、それ以下であることを特徴とする請求項1〜3いずれか1に記載の自己復帰型保護素子であって、リード端子の最大幅と同等化それ以下となる、リード端子の接続や接続抵抗などの面から考慮される極限までの小型で、薄型、かつ狭幅の自己復帰型保護素子を実現することができる。
The invention according to
本発明の請求項5に記載の発明は、可動電極における離合部分、もしくはこれと接するリード端子の面、もしくはこれらの両方に接点電極が設けられたことを特徴とする請求項1〜4いずれか1に記載の自己復帰型保護素子であって、リード端子の狭幅に伴い可動電極が狭幅となった場合であっても、離合部分における接触時の電気抵抗の増加や放電などを防止することができる。
The invention according to
本発明の請求項6に記載の発明は、接点電極においては可動電極の他の部分よりもめっきを多層とするか、もしくはめっき層の厚みを厚くしたこと、もしくはその両方であることを特徴とする請求項5に記載の自己復帰型保護素であって、リード端子の狭幅に伴い可動電極が狭幅となった場合であっても、離合部分における接触時の電気抵抗の増加や放電などを防止することができる。
The invention according to
本発明の請求項7に記載の発明は、可動電極がリード端子の一方と固定接続される部分においては、めっき層の厚みを厚くしたか、もしくはめっき層の層数が他の部分よりも多いか、もしくはその両方であることを特徴とする請求項1〜6いずれか1記載の自己復帰型保護素子であって、リード端子の狭幅に伴い可動電極が狭幅となった場合であっても、固定接続部分における電気抵抗の増加を防止することができる。
According to the seventh aspect of the present invention, in the portion where the movable electrode is fixedly connected to one of the lead terminals, the thickness of the plating layer is increased or the number of plating layers is larger than that of the other portions. The self-recovering protection element according to any one of
本発明の請求項8に記載の発明は、可動電極を線状もしくは棒状としたことを特徴とする請求項1〜7いずれか1記載の自己復帰型保護素であって、リード端子の狭幅化に伴って、可動電極も狭幅化することが可能となる。
The invention according to
本発明の請求項9に記載の発明は、カバーにおいて、リード端子と接続される部分に第一補強材が設けられたことを特徴とする請求項1〜8いずれか1に記載の自己復帰型保護素子であって、可動電極の可動領域を確保して、十分な強度を有したカバーをフィルム素材などで実現でき、薄型と強度を同時実現することができる。
The invention according to
本発明の請求項10に記載の発明は、基板とリード端子が接続される部分において、温度維持部品の周囲に第二補強材が設けられたことを特徴とする請求項2〜9いずれか1記載の自己復帰型保護素子であって、温度維持部品の損傷防止を実現することができる。 The invention according to claim 10 of the present invention is characterized in that a second reinforcing material is provided around the temperature maintaining component at a portion where the substrate and the lead terminal are connected. The self-restoring protection element as described above can prevent damage to temperature maintaining components.
本発明の請求項11に記載の発明は、基板、第一補強材、第二補強材、カバーのうち少なくとも一つが、PET(ポリエチレンテレフタレート)もしくはPEN(ポリエチレンナフタレート)、PPS(ポリフェニレンサルファイト)もしくはPEEK(ポリエーテルエーテルケトン)を主成分とする熱可塑性樹脂フィルムまたは液晶ポリマーで形成されていることを特徴とする請求項1〜10いずれか1記載の自己復帰型保護素子であって、安価な材料で作製することができ、更に薄型化を実現することが可能となる。
According to an eleventh aspect of the present invention, at least one of the substrate, the first reinforcing material, the second reinforcing material, and the cover is made of PET (polyethylene terephthalate) or PEN (polyethylene naphthalate), PPS (polyphenylene sulfite). The self-recovering protective element according to any one of
本発明の請求項12に記載の発明は、可動電極が、任意の温度以下ではリード端子と接し、任意の温度以上ではリード端子と離れることを特徴とする請求項1〜11いずれか1に記載の自己復帰型保護素子であって、異常電流や異常発熱時に自動で電流導通を遮断して回路を保護することを実現し、そうでない場合には、通常通り電流導通を行って回路動作を確保することを実現し、ヒューズのように部品の取替えを不要とする。 The invention according to claim 12 of the present invention is characterized in that the movable electrode is in contact with the lead terminal at an arbitrary temperature or lower and is separated from the lead terminal at an arbitrary temperature or higher. This self-recovery protection element automatically shuts off current conduction when abnormal current or abnormal heat is generated, and protects the circuit. Otherwise, current conduction is performed as usual to ensure circuit operation. This makes it unnecessary to replace parts like a fuse.
本発明の請求項13に記載の発明は、可動電極が複数の金属層からなるバイメタルであることを特徴とする請求項1〜12のいずれか1に記載の自己復帰型保護素子であって、容易に可動電極を実現することができる。
The invention according to claim 13 of the present invention is the self-restoring protection element according to any one of
本発明の請求項14に記載の発明は、バイメタルが、リード端子に対向する内層側の金属層が温度膨張係数の高い金属から形成され、外層側の金属層が温度膨張係数の低い金属から形成されることを特徴とする請求項13に記載の自己復帰型保護素子であって、温度変化に応じて、離合を実現する可動電極が形成される。
According to the fourteenth aspect of the present invention, in the bimetal, the inner metal layer facing the lead terminal is formed from a metal having a high temperature expansion coefficient, and the outer metal layer is formed from a metal having a low temperature expansion coefficient. 14. The self-returning protection element according to
本発明の請求項15に記載の発明は、一対のリード端子に、孔部が設けられたことを特徴とする請求項1〜14いずれか1に記載の自己復帰型保護素子であって、重量や抵抗を調整し、折り曲げに対する耐久性をもったリード端子を実現することができる。
The invention according to claim 15 of the present invention is the self-returning protection element according to any one of
本発明の請求項16に記載の発明は、温度維持部品がPositive Temperature Coefficient thermister(以下「PTC」という)であることを特徴とする請求項2〜15いずれか1記載の自己復帰型保護素子であって、安価に温度維持部品を実現することができる。
The invention according to claim 16 of the present invention is the self-recovering protection element according to any one of
本発明の請求項17に記載の発明は、電池と、電池を収納する本体と、本体から導出され電池と電気的に接合された配線と、配線間に設けられしかも本体に接触するよう設けられた自己復帰型保護素子とを備え、自己復帰型保護素子として請求項1〜16いずれか1記載の自己復帰型保護素子を用いたことを特徴とするパック電池であって、異常電流時、異常発熱時にパック電池を保護することを可能とする。
According to a seventeenth aspect of the present invention, there is provided a battery, a main body for storing the battery, a wiring led out from the main body and electrically connected to the battery, and provided between the wirings and in contact with the main body. And a self-recovering protection element, wherein the self-recovering protection element according to any one of
本発明の請求項18に記載の発明は、電源部と、電源を制御する制御部と、電源部から出力された出力線路と、出力線路上に実装された請求項1〜16いずれか1記載の自己復帰型保護素子を有することを特徴とする電源回路であって、異常電流時、異常発熱時には電源回路を保護することを可能とする。
The invention according to claim 18 of the present invention is a power supply unit, a control unit for controlling the power supply, an output line output from the power supply unit, and any one of
本発明の請求項19に記載の発明は、請求項18の電源回路と、データ処理部と、制御部と、マンマシンインターフェースと、これらを格納する筐体を有することを特徴とする電子機器であって、電子機器の小型化、薄型化などを阻害することなく装着され、異常電流や異常発熱から電子機器を保護することが可能となる。 According to a nineteenth aspect of the present invention, there is provided an electronic apparatus comprising the power supply circuit according to the eighteenth aspect, a data processing unit, a control unit, a man-machine interface, and a housing for storing them. Thus, the electronic device can be mounted without hindering the downsizing and thinning of the electronic device, and the electronic device can be protected from abnormal current and abnormal heat generation.
本発明の請求項20に記載の発明は、電子機器がノートブックパソコンであることを特徴とする請求項19に記載の電子機器であって、薄型化などを阻害することなく装着され、異常電流や異常発熱からノートブックパソコンを保護することが可能となる。 The invention according to claim 20 of the present invention is the electronic apparatus according to claim 19, wherein the electronic apparatus is a notebook personal computer, and is mounted without obstructing a reduction in thickness, etc. It becomes possible to protect the notebook computer from abnormal heat generation.
本発明の請求項21に記載の発明は、電子機器が携帯端末であることを特徴とする請求項19に記載の電子機器であって、薄型化などを阻害することなく装着され、異常電流や異常発熱から携帯端末を保護することが可能となる。 The invention according to claim 21 of the present invention is the electronic device according to claim 19 characterized in that the electronic device is a portable terminal, which is mounted without obstructing a reduction in thickness, etc. It becomes possible to protect the portable terminal from abnormal heat generation.
本発明の請求項22に記載の発明は、可動電極が、ドーム形状、もしくは湾曲形状を有していることを特徴とする請求項1〜16いずれか1記載の自己復帰型保護素子であって、リード端子の狭幅化に伴い可動電極が狭幅化されても、その応力により十分な接点電極での接触性能を確保して、極限までの自己復帰型保護素子の狭幅化、小型化を実現する。
The invention according to claim 22 of the present invention is the self-returning protection element according to any one of
なお、本明細書での自己復帰型保護素子は、バイメタルスイッチや、温度スイッチ、温度センサなどとして用いられるものである。 Note that the self-recovery protection element in this specification is used as a bimetal switch, a temperature switch, a temperature sensor, or the like.
また、本明細書での可動電極は温度膨張係数の異なる複数の金属層からなるバイメタルが用いられることが多いが、これ以外であってもよく、バイメタルは2層構造、3層構造、これ以上の層構造を有するものであってもよい。本明細書では可動電極として説明されているが、これの具体例としてバイメタル片が用いられることが多い。 In addition, the movable electrode in this specification is often a bimetal made of a plurality of metal layers having different temperature expansion coefficients, but other than this, the bimetal may have a two-layer structure, a three-layer structure, or more. It may have the following layer structure. Although described in this specification as a movable electrode, a bimetal piece is often used as a specific example thereof.
また、可動電極の可動とは、可動電極の一端が固定接続されている場合に、他端が基本的に上下に動いて、その先端部がリード端子表面、あるいはリード端子に設けられた接点電極と接触したり、非接触となったりする離合を行う動作を主にいう。また、もちろん横方向に動作して接触、非接触となる離合を行うものであってもよい。 The movable electrode is movable when one end of the movable electrode is fixedly connected, and the other end basically moves up and down, and the tip of the contact electrode is provided on the surface of the lead terminal or the lead terminal. Mainly refers to the operation of making contact with or non-contacting. Of course, it may be one that moves in the lateral direction to make contact and non-contact.
また、温度維持部品とは、一定の時間その温度を維持する部品をいい、特に高温となった場合に、その高温状態を一定時間維持する役割を有するものを言う。特に、低温時には抵抗値が低く、高温時には抵抗が高くなって、その高温状態を維持するPTCが用いられることが多く、本明細書では温度維持部品としての一例としてPTCが説明される。 Further, the temperature maintaining component refers to a component that maintains the temperature for a certain period of time, and particularly has a role of maintaining the high temperature state for a certain period of time when the temperature becomes high. In particular, a PTC that has a low resistance value at a low temperature and a high resistance at a high temperature and maintains the high temperature state is often used. In this specification, PTC is described as an example of a temperature maintaining component.
以下、図面を用いて説明する。 Hereinafter, it demonstrates using drawing.
(実施の形態1)
図1、図2、図5は本発明の実施の形態1における自己復帰型保護素子の斜視図であり、図3、図4、図8、図9、図10、図11は本発明の実施の形態1における自己復帰型保護素子の側面図であり、図6は本発明の実施の形態1における温度維持部品の斜視図であり、図7は本発明の実施の形態1における可動電極の側面図である。
(Embodiment 1)
1, 2, and 5 are perspective views of the self-recovering protection element according to
図1、図3などには可動電極が板状体の場合が示されており、図2には可動電極が棒状体もしくは、線状体である場合が示されている。 1 and 3 show the case where the movable electrode is a plate-like body, and FIG. 2 shows the case where the movable electrode is a rod-like body or a linear body.
また、図1にはカバー10がはずされてカバー10内部が見える状態の自己復帰型保護素子1が表されており、図3、図4には、カバー10内部を透視した状態での自己復帰型保護素子1の側面図が表されており、図5には、カバー10が接合された完成品としての自己復帰型保護素子1が表されており、図8〜図11には、自己復帰型保護素子1の動作を流れ的に説明する図が表されている。
1 shows the self-recovering
1は自己復帰型保護素子、2は基板、3は温度維持部品、4はリード端子、4bは狭幅部、5は接続面、6は可動電極、6bは離合接点、7は固定接続部、8は接点電極、9は第二補強材、10はカバー、11は第一補強材、12は内層部、13は電極面、14は外層、15は内層、16は中間層、I1は電流である。 1 is a self-recovering protection element, 2 is a substrate, 3 is a temperature maintaining component, 4 is a lead terminal, 4b is a narrow portion, 5 is a connection surface, 6 is a movable electrode, 6b is a separation contact, 7 is a fixed connection portion, 8 is a contact electrode, 9 is a second reinforcing material, 10 is a cover, 11 is a first reinforcing material, 12 is an inner layer portion, 13 is an electrode surface, 14 is an outer layer, 15 is an inner layer, 16 is an intermediate layer, and I1 is an electric current. is there.
最初に、各部の詳細について説明する。 First, details of each part will be described.
まず、基板2について説明する。基板2は図1〜図11に表されている。
First, the
基板2は、自己復帰型保護素子1の底面に位置して配置され、素子全体の形態の確保と強度の確保が実現される。基板2としてはアルミナなどのセラミック板が使用されることもあるが、十分な強度を有するものであれば、PET(ポリエチレンテレフタレート)もしくはPEN(ポリエチレンナフタレート)、PPS(ポリフェニレンサルファイト)もしくはPEEK(ポリエーテルエーテルケトン)を主成分とする熱可塑性樹脂フィルムまたは液晶ポリマーで形成されてもよいものである。これらの素材で形成される場合には、非常に薄型として実現され、また軽くなるというメリットもある。
The
また、基板2は方形板状のみでなく、円形状、楕円形状、三角形状、五角形以上の多角
形状の板状体を用いても良い。
Further, the
次に温度維持部品3について説明する。
Next, the
温度維持部品3は、他のリード端子4や可動電極6などのような金属に比較して、通常時にはその抵抗がやや高く、通常状態においては大半の電流がリード端子4から可動電極6を通じてもう一方のリード端子4に流れる。この状態においては、温度維持部品3にはほとんど電流が流れず、発熱もほとんど起こらない。
The
これに対して、可動電極6が発熱により反り返り、接点電極8がリード端子4と離れると、電流はリード端子4から温度維持部品3に流れるようになり、温度維持部品3は発熱する。ここで温度維持部品3は、抵抗が急激に高くなって電流が流れなくなるキュリー点が100℃前後にあるため、それ以上には温度があがらず、温度が維持される。さらに、この温度では温度維持部品3はキュリー点の作用により電流が流れず、リード端子4同士の間での電流の導通が起こらず、電流が遮断されたままである。この維持された温度が可動電極6にも伝導されるため、可動電極6はしばらくは反り返って接点電極8がリード端子4と離れた状態が維持されて通常の電流が遮断された状態が継続される。
On the other hand, when the
温度が下がってくると、可動電極6が再びリード端子4と接触して通常状態に戻るものである。温度維持部品3は以上のような役割を果たすものである。
When the temperature is lowered, the
温度維持部品3は基板2の上に配置されており、接着剤などで接着されて基板2に固定されている。なお、接着に当たっては、溶着などでもよく、基板2との間に衝撃緩衝材(図示せず)が設けられることも好適である。衝撃緩衝材は、たとえばゲル状の樹脂などがあり、このような衝撃緩衝材が設けられることで、温度維持部品3の上に一対のリード端子4が接続される際の衝撃により、温度維持部品3が破損したり、クラックが生じたりするのを防止することが可能となる。もちろん、温度維持部品3による基板2への損傷も防止することが可能となる。
The
なお、基板2の上に温度維持部品3を接着する材料としては、プラスチック樹脂、ガラス及びプラスチック樹脂またはガラスを含有する金属皮膜などが使用できる。金属被膜を接着剤として用いる場合には、基板2上に印刷などによって、金属被膜を形成し、この金属被膜上に温度維持部品3を載置し、超音波溶接等を用いて基板2と温度維持部品3とを接合する。基板2の材料が熱可塑性プラスチックである場合には、温度維持部品3を基板2に配置した後、急速加熱、急速冷却して基板の表面を融かし接着することもできる。特に好適な接着剤として、アルミナ及びシリカのフィラーを含有したエポキシ樹脂が使用される。
In addition, as a material which adhere | attaches the
ここで、温度維持部品3としては、いわゆる「Positive Temperature Coefficient thermister」(以下「PTC]という)が用いられることが多く、PTCを任意の形状に形成したものが、基板2の上に配置される。
Here, as the
PTCはその内層部12がチタンバリウム(BaTiO3)にLaなどの希土類をドープしたチタンバリウム半導体などの材料で形成され、その周回に電極面13が形成される。図5には、このPTCの形態が表されている。
In the PTC, the
あるいは、樹脂にカーボンなどのフィラーを入れた樹脂ベースのPTCを用いてもよい。この場合には、セラミックなどで形成するよりも耐衝撃性の強いPTCを形成することが可能である。 Alternatively, a resin-based PTC in which a filler such as carbon is added to the resin may be used. In this case, it is possible to form a PTC having higher impact resistance than that formed of ceramic or the like.
また、温度維持部品3の強度確保のために、その角部に面取りを施すことも好適であり、形状を角形のみならず、多角形や円形、楕円形とする、あるいは角部をとった形状とすることなどで、温度維持部品3の強度を確保することができる。これは、温度維持部品がリード端子4と基板2にはさまれて配置されること際に受けやすい衝撃に対する対応性を確保できるメリットがあるものである。
Further, in order to ensure the strength of the
また、温度維持部品の面積を少なくとも可動電極6の固定接続部7と接点電極8とリード端子4の幅から囲まれる範囲を超える面積とすることが好ましい。これにより、一定の硬さを持つ温度維持部品3が基板2とともに自己復帰型保護素子の底面を形成して、一定の形状を確保でき、さらにその強度も確保できるようになるメリットがある。さらには、基板2と同等の面積とすることも好適であり、これによりさらに底面の形状と強度を確保でき、これとカバー10とをあわせて薄型を実現しながら、十分な強度を確保することができるメリットがある。
Further, it is preferable that the area of the temperature maintaining component exceeds at least the range surrounded by the width of the fixed
また、温度維持部品3とリード端子4の接続においては、半田や金属ペーストによる接続のほかに、作業時の破壊や損傷防止のために、いわゆる密着させることで電気伝導される圧着や圧接が用いられることも好適である。
In addition, in connection with the
なお、もちろん、自己復帰型保護素子1において温度維持部品3を用いなくともよく、必要とされるスペックなどに応じて、適宜、使用が選択されればよいものである。
Of course, it is not necessary to use the
次にリード端子4について説明する。
Next, the
リード端子4は一対のリード端子になっており、基板2の上にそれぞれ対向するように接続されている。リード端子4の対向面はそれぞれ任意の距離離れて対向している離隔状態にある。
The
なお、リード端子4は、温度維持部品3を用いない場合には、基板2の上に直接接続されれば良く、温度維持部品3が用いられる場合には、温度維持部品3の上に接続されるものである。
The
接続には半田付けや、銀ペーストなどの金属ペーストによる溶着、あるいは圧接などで実現され、接続強度や接続精度を高めるために、接続面に表面あらしが設けられることも好適である。 The connection is realized by soldering, welding with a metal paste such as silver paste, or pressure welding, and it is also preferable that a surface roughness is provided on the connection surface in order to increase connection strength and connection accuracy.
また、温度維持部品3と接続される必要がある場合には、温度維持部品3がセラミックなどの非常にデリケートな部材で形成されることが多く、半田付けや金属ペーストによる溶着ではなく、リード端子4との間では圧着されることでもよい。
In addition, when it is necessary to be connected to the
リード端子4は、電気伝導性の有る材料から形成され、特に金属材料が好ましく、具体的には、鉄、ニッケル、銅、アルミニウム、金、銀、スズから選ばれる少なくとも一つの単体材料もしくはそれら金属材料の合金、或いは前述の材料グループから選ばれる少なくとも一つの単体もしくは合金に材料グループ以外の元素を含有させた金属材料等が使用できる。
The
また、表面に単層あるいは多層のめっき処理が施されることで導電性や耐久性の向上などを高めることも好適である。 It is also preferable to improve the conductivity and durability by subjecting the surface to a single layer or multilayer plating treatment.
また、リード端子4においては後で述べる可動電極6の接点電極8の離合の繰り返しに対する耐久性を確保するために、この離合部分のめっき層をより多層化したり、厚くした
り、別材料を用いることも好適である。
In addition, in the
同様に、可動電極6を固定接続する固定接続部7の部分においても、リード端子4の狭幅部4bを実現した際であっても、その接合強度を確保するために、表面荒らしを十分にとった上で接合したり、幅方向でなく、長さ方向での接合面積を確保したりすることも好適である。また、固定接続部7の接合面積が小さくなることでの高抵抗化を防止するため、低抵抗の接合金属により接合したり、固定接続部7においては、そのリード端子4側、あるいは可動電極6側におけるめっき層の多層化や、めっき層を厚くする、適切なめっき材料の選択などを行うことも好適である。
Similarly, even in the portion of the fixed
また、リード端子4は相互に対向しているが、その対向距離があまりに短いと、可動電極6の先端がリード端子4と非接触となることで非導通となった場合であっても、リード端子4同士で導通してしまう可能性があり、回路の保護に不適切となる。このため、リード端子4の対向距離は一定以上あることが好ましい。
Further, the
また、リード端子4は、その可動電極6の接続部およびカバー10が接合される部分に渡って、カバー10の外に突出して、実装に用いられる部分よりも狭幅になっている狭幅部4bを有している。
Further, the
狭幅部4bは、カバー10の接合部のやや手前から細くなり始め、カバー10内部に至るまで細くなっていき、可動電極6が接続される部分に至るまで狭幅となることで実現される。このとき、図1などにあるように、カーブ曲線を描くようにして狭幅部4bが実現されてもよく、直線的に切り取られるようにして狭幅部4bが実現されても良く、角形に切り取られるようにして狭幅部4bが実現されても良い。
The
カーブ曲線を描くようにして実現される場合には、リード端子4の折り曲げ強度が強くなり、直線的に切り取られる場合には加工性が容易であるメリットがある。
When realized by drawing a curved curve, the bending strength of the
また、狭幅部4bは次第に細くなり、カバー10内部のいずれか任意の位置で最も細くなったまま、可動電極6の接続部分までその細さが維持された状態であっても良く、次第に細くなり、可動電極6の接続部分で最も細くなるように形成されてもよい。また、次第に細くなりながら、カバー10の外側で最も細くなった状態となって、カバー10内部にリード端子4が格納されても良く、カバー10の外で、角形に切り取られて狭幅部4bが形成され、そのままの幅を維持したままカバー10内部に格納されて、カバー10の接合部および可動電極6の接続部分7(可動電極6の接点電極8も含めて)にその細さを維持して狭幅部4bが形成されても良い。
Further, the
加工性の容易性や、強度、カバー10の接合強度を確保するための接合部分面積の確保などの観点から、適宜決められればよいものである。
From the viewpoints of ease of workability, strength, and securing of the joint area for securing the joint strength of the
また、狭幅部4bは、一対のリード端子4の両方に形成されるものであり、可動電極6が固定接続される固定接続部7側の存在するリード端子4のみならず、可動電極6と離合する側のリード端子4にも形成されるものである。
The
なお、狭幅部4bは、可動電極6が固定接続される固定接続部7が存在する側のリード端子4と、反対の離合部分が存在する側のリード端子4とで、その実寸上の幅に相違があってもよいものである。
The
次に、接続面5について説明する。
Next, the
接続面5は可動電極6の一端を固定接続するための部分であり、固定接続部7が設けられており、リード端子4の一方の先端部分に設けられる。固定接続の接続強度を確保するために、表面があらされていてもよく、半田や金属ペーストなどで接続される、固定接続部7が形成される。
The
ここで、固定接続部7はリード端子4の一方と、可動電極6の一方を固定的に接続する部位であり、可動電極6の一端がリード端子4に確実に固定されてリード端子4と可動電極6の電気導通が確実になる。接続には半田付けや金属ペーストによるものでもよく、上述のように、あらかじめ可動電極6と固定接続部7の間に溶着用金属を挟んでおいて、リード端子4に電流プローブを当てて電流を流して発熱させて溶着用金属を溶融させて、リード端子4と可動電極6とを接続させる。
Here, the fixed
また、上記で説明したように、実際の接続部である固定接続部7は、可動電極6との接続部分の抵抗値を低くするために、長さ方向の接触長さを長くして、トータルの接合面積を広くしたり、リード端子4や可動電極6の固定接続部7におけるめっき面を厚くしたり、めっき層を多層化したりするなどすることも好適である。これにより、リード端子4の幅が狭くなることでの悪影響を回避できるものである。
In addition, as described above, the fixed
このとき、可動電極6の四隅に切り落としをつけることで、リード端子4に電流プローブを当てるスペースを確保して、確実に溶着を行うことに加えて、フィルムなどで形成される中間補強材の溶着時の電流プローブ設置スペースの確保が兼用されている。
At this time, by cutting off the four corners of the
次に、可動電極6について説明する。
Next, the
可動電極6は、温度によって反り返るなどして、その固定接続部7と反対側の先端が、リード端子4と接触したり非接触となったりするスイッチの役割を有する部材である。
The
可動電極6は、通常バイメタルと呼ばれる温度膨張係数の異なる多層の金属から形成される。たとえば、図7に示されるように、リード端子と対向する内層15には、温度膨張係数の高い金属で層が形成され、外層14には温度膨張係数の低い金属で層が形成される。また、強度確保や可動動作の機敏性を高めるために、内層15と外層14の間にさらに別の中間層16を形成することも好適である。内部に存在する中間層16は2層以上であってもよい。また、温度膨張係数が、内層15よりも低いが、外層14よりも高い金属を用いて、反り返りと復帰の動作をより機敏にすることも好適である。
The
可動電極6の材料としては、一般的に、高膨張側はMn―Ni−Co系合金材料が用いられ、低膨張側はFe−Ni系のインバー合金材料が用いられることが多く、もちろん、これら以外の材料であっても良いものである。
As the material of the
また、可動電極の他の材料としては、形状記憶(合金、樹脂)材料も好適に用いられるものである。 As another material of the movable electrode, a shape memory (alloy, resin) material is also preferably used.
図7に可動電極の断面図が示されている。図7にあるように、可動電極6を屈曲させることで、ばね性などの弾性を持たせて、先端がリード端子4と接触する際の圧接力を高めることも好適である。これにより、余分なばね材料やばね部品を用いる必要がなく、小型化、低コスト化に貢献するものである。
FIG. 7 shows a cross-sectional view of the movable electrode. As shown in FIG. 7, it is also preferable to increase the pressure contact force when the tip contacts the
また、可動電極6が接続される部分において、角部に切り取りが設けられておくことで、接続処理などの部材の位置確保が容易となるメリットがある。たとえば、切り取られた角部に電気プローブを当ててリード端子4と可動電極6とに電流を流して温度を上昇させ
て、リード端子4と可動電極6の間に挟まれた接続溶融体を溶融させて接続を容易に実現することができる。これは、素子の小型化が進むにつれ、効果的な手法である。
Moreover, in the part to which the
更に、可動電極6をドーム形状や湾曲形状とすることで、接点電極8における圧力を高めて、十分な電気的接触を確保し、導通時の電気的抵抗値を下げることができる。また、離合の繰り返しに対する耐久性も高まるものである。同様に、湾曲形状である場合には反り返りも大きくなるため、離隔時の離隔距離も十分に確保されるメリットもある。
Furthermore, by making the
次に、接点電極8について説明する。
Next, the
接点電極8は可動電極6の先端につけられてもよく、リード端子4の可動電極の可動側の先端と接する部分につけられてもよく、その両方につけられてもよい。接点電極8は半球形などの凸部により形成されることが多く、その表面は金属層が形成され、めっきなどが施される。また、接触と非接触を繰り返しに対応するため、接点電極8やこれに接触する可動電極6やリード端子4の接触部分のめっき層の多層化や、厚みを増すなども好適である。また接点電極8が、図2のように凸部として形成されていなくてもよく、可動電極6とリード端子4がその先端で接触するだけでもよいが、凸部からなる接点電極8が存在することで、可動電極6とリード端子4の確実な接触が可能となって、低抵抗の導通が可能となる。
The
また、接点電極8の厚みは、可動電極のリード端子4から遠ざかる上下方向の可動領域を妨げない程度の厚みとすることが好ましく、接触する表面積を十分に確保することで、接触時の電気抵抗を下げることが好ましい。
Further, the thickness of the
また、接触電極8の耐久性をさらに高めるために可動電極6やリード端子4に用いられる金属よりも硬度の硬い金属を用いることも好適である。また、可動電極6側のみに接点電極8が形成される場合には、リード端子4のこれと接触する位置のめっき厚や金属厚を厚くし、逆に、リード端子4側のみに接点電極8が形成される場合には、可動電極6のこれと接触する部位のめっき厚や金属厚を厚くすることも好適である。
In order to further enhance the durability of the
この接点電極8の存在により、自己復帰型保護素子の小型化、狭幅化を実現するために、リード端子4において、その可動電極6からカバー10の接合部に至るまでを狭幅とした狭幅部4bを形成した場合でも、可動電極6の離合において十分な動作を確保できることとなる。
Due to the presence of the
即ち、接点電極8のない通常の平板の金属片による可動電極6とリード端子4とによる離合の場合には、その接触部分に曲がりや反りがあったりした場合には、接触面積が非常に小さくなり、導通時の抵抗が高くなる問題もあり、更に放電などの問題も生じることもある。また、可動電極6が反り返ってリード端子4から離れる場合でも、離隔が不十分で、非導通が完全でなくなるなどの問題がある。これは、リード端子4の狭幅化に伴い、可動電極6も狭幅になるためである。
That is, in the case where the
これに対し、接点電極8が形成されている場合には、可動電極6にねじれや曲がりがあっても、確実にリード端子4に接触することが可能となり、可動電極6が狭幅となった場合でも、導通時の電流導通を確実にすることができる。
On the other hand, when the
また、同様に離隔時には、確実に離隔するため、非導通時においては、可動電極6が確実に離隔して、非導通を確実にすることができる。
Similarly, since the electrodes are reliably separated at the time of separation, the
次に、カバー10について説明する。
Next, the
図3、図4、図5にはカバー10により覆われている場合があらわされている。
In FIGS. 3, 4, and 5, there are cases where the
カバー10は自己復帰型保護素子1において、可動電極6、リード端子4の一部、基板2などを覆うものであり、素子としての形状、耐久性を確保するために用いられる。カバー10は可動電極6、温度維持部品3とリード端子4の一部を少なくとも覆うものであり、これに伴い接点電極8や固定接続部7なども覆われるものである。
The
カバー10は少なくとも可動電極6が動作する可動領域を確保できることが好ましい。また、カバー10が衝撃などにより底面側に押し込まれると、可動電極6が上方に反り返って非接触となる動作が困難となるので、一定の形状を確保できる強度を有していることが好ましい。たとえばカバー10の周囲側面に面取り(R)を設けて強度向上を実現し、あるいは折り曲げとなる部分の厚みを他の部分より厚くし、あるいは面取りを設けて強度向上を図ることも好適である。
It is preferable that the
あるいは、カバー10内部に柱状の支え部を設けて、可動電極6が動作する動作領域を確保することも好適である。
Alternatively, it is also preferable to provide a columnar support portion inside the
また、カバー10は基板2とリード端子4の外周において溶着接続されて、カバー10による素子を覆うことが実現される。
In addition, the
また、狭幅部4bが設けられることで、リード端子4の最大となる幅L1に対して、カバー10の幅L2は同等かそれ以下とすることができる。これにより、自己復帰型保護素子1を、そのリード端子4の実装強度、実装時の電流抵抗など所望に応じて、限界まで狭幅化することができる。これにより、パック電池や、電池、電源、電源回路、電子回路などの小型化、薄型化に十分対応したものとすることができる。
In addition, by providing the
次に補強材について説明する。 Next, the reinforcing material will be described.
第一補強材11と第二補強材9は、必要に応じて設けられる。
The
第一補強材11は図3に示されるように、基板2とリード端子4との間に設けられ、温度維持部品3の配置空間を形成しつつ、その周囲の強度を確保するために用いられる。図2に示されるように、リード端子4の途中部分を折り曲げることで、その折り曲げられた空間に温度維持部品3を配置する空間を設ける場合には、基板2とリード端子4が直接接するので、温度維持部品3の配置空間の確保は不要である。しかしこのような場合であっても強度を向上させるために、第一補強材11が用いられることも好適である。
As shown in FIG. 3, the first reinforcing
また、図3に示されるような場合には、温度維持部品3の配置空間確保に加えて、リード端子4と基板2との間に非充填空間が発生すると、リード端子4と温度維持部品3との接続の耐久性が弱くなるなどの問題も発生するため、これを防止して強度向上させるための補強材としても好適に用いられる。
In addition, in the case shown in FIG. 3, in addition to securing the arrangement space for the
さらに、第一補強材11と第二補強材9とをリード端子4の外周において相互に溶着させることで、リード端子4、温度維持部品3を挟み込む力が強くなり、これにカバー10を加えて薄型でありながら十分な強度確保ができる素子を実現することができる。
Furthermore, the force which pinches | interposes the
次に第二補強材9は図1、図2などに示されるように、リード端子4の上であって、固定接続部や接点電極8よりも外側の位置において形成される。第二補強材9はカバー10により形成される内部空間の空間確保と強度確保を実現する。
Next, as shown in FIGS. 1 and 2, the second reinforcing
また、第二補強材9は第一補強材11、およびカバー10、基板2とを相互接続するための溶着の仲介部としても用いられることで、基板2とカバー10を基本として構成される本体と可動電極6の可動領域が確保される空間が構成される。
The second reinforcing
特に、カバー10が樹脂フィルムなどで形成される場合には、金属であるリード端子4とを直接溶着させることができないため、中間層としての第二補強材9を活用することが効果的であるメリットもある。
In particular, when the
ここで、基板2と同様に、カバー10、第一補強材11、第二補強材9はそれぞれ、あるいは少なくとも一部がPET(ポリエチレンテレフタレート)もしくはPEN(ポリエチレンナフタレート)、PPS(ポリフェニレンサルファイト)もしくはPEEK(ポリエーテルエーテルケトン)を主成分とする熱可塑性樹脂フィルムまたは液晶ポリマーで形成されてもよいものである。これらの素材で形成される場合には、非常に薄型として実現され、また軽くなるというメリットもある。
Here, similarly to the
また、ポリイミドも好適に用いられる。これは基板2、第一補強材11、第二補強材9、カバー10のいずれでも同様である。
Polyimide is also preferably used. The same applies to any of the
さらに、基板2とカバー10をこれらの樹脂フィルムで形成し、リード端子4の下に温度維持部品3を配置して、温度維持部品を底面形状確保の部材として活用し、さらに必要に応じて形状と強度確保のための第一補強材11、第二補強材9を基板2やカバー10との封止溶着の中間層16として用いるという以上の構成により、可動電極6動作を確保しつつ、従来のように樹脂や絶縁体ケースを用いる場合に比べて、非常に薄型の自己復帰型保護素子1を実現することができる。
Further, the
すなわち、基板2の上に温度維持部品3を配置して、その上に一対のリード端子を重ね、リード端子間に渡って可動電極6が設けられて、可動電極6の可動空間を確保するカバーを形成する構成で、ケース10の中にスイッチを格納して、ケース10から銅線を突出させる場合より、非常に薄型とできるものである。このため、電池に装着したり、電源回路などの回路基板に装着したりすることも容易となる。また、装着できることで、電池や基板からの熱や電流の感知が容易となって、より機敏な自己復帰型保護素子の動作が実現されるメリットがある。
That is, the
これらのように、PENなどのフィルム素材をベースとしたカバー10と、これを補強する第一補強材11や第二補強材9、あるいはカバー10に面取りなどを施すことで、十分な強度と、可動電極6の可動領域を確保しながらも、薄型の自己復帰型保護素子1を実現することができる。
As described above, sufficient strength is obtained by chamfering the
以上のように、自己復帰型保護素子1の小型化、狭幅化、薄型化を実現するための構成について、再度まとめて説明する。
As described above, the configuration for realizing the downsizing, narrowing, and thinning of the self-
まず、リード端子4を、カバー10の接合部および可動電極6の接続部に至るまでを狭幅とした狭幅部4bを形成することで、カバー10の幅L2を、リード端子4の最大幅L1と同等かそれ以下とすることができ、リード端子4の実装強度や実装時の抵抗値などから定まる極限までの狭幅化された自己復帰型保護素子1を実現できる。
First, the
更に、このようにリード端子4を可動電極6の接合部と離合部に至るまで狭幅とした場合には、離合を繰り返す可動電極6とリード端子4との関係において、固定接続部7での接合強度や接合抵抗などの十分なレベルでの確保が、固定接続部7において、めっき層の
多層化やめっき層厚みを厚くすることで実現される。更に、離合部分での、接触時、即ち導通時の電気抵抗を十分に低くでき、放電などが起きないような十分な接触を確実とすることが、接点電極8を設けることで実現される。これは、離合における非導通とする場合での離隔時においても、十分な離隔を実現することができるものである。
Further, in the case where the
更に、必要に応じて、可動電極6をドーム型や湾曲形状とすることで、接点電極8における圧力、即ち、接点電極8の接触を高めて可動電極6がリード端子4の狭幅化に伴って狭幅となった場合であっても、導通時の電気抵抗を十分に下げることができ、更に、離隔時の非導通状態の確実性も高めることができ、狭幅化の実現を更に確実にすることができるものであって、狭幅化で起こりうる課題も解決できるものである。
Furthermore, if necessary, the
これらに加えて、本体のケースとなるカバー10をPENなどのフィルム素材を中心とした材料で形成して、薄型化を実現する。
In addition to these, the
このとき、必要に応じて第一補強材11や第二補強材9、あるいはその他の補強材や内部に柱状支持を形成したり、あるいは溶着部での溶着部分の量を十分にしたり、あるいは、カバー10に面取りを施したりすることで、フィルム素材であっても、十分な強度を確保し、更に可動電極6の可動領域も確保することで、薄型でありながら、信頼性の高い動作や十分な強度を確保できる。
At this time, if necessary, the first reinforcing
以上の構成要件を、必要に応じて選択して用い、あるいは組み合わせることで、従来の技術では実現できなかった、小型、薄型、狭幅の自己復帰型保護素子1が実現されるものである。また、この自己復帰型保護素子1により、薄型化や小型化が進む、パック電池や電池、電源、電源回路、電子回路、電子機器に適用することが可能となって、電子機器などの小型化を阻害することなく、部品取替え不要な己復帰可能で、異常発熱時や異常電流時に回路を保護する保護素子を実現することができるものである。
By selecting, using, or combining the above structural requirements as necessary, the self-recovering
以上が、実施の形態1に係る自己復帰型保護素子1の構成などについての説明である。
The above is the description of the configuration of the self-restoring
次に、自己復帰型保護素子の動作について図8〜図11を用いて説明する。 Next, the operation of the self-recovery protection element will be described with reference to FIGS.
図8には、自己復帰型保護素子の通常状態が示されている。 FIG. 8 shows a normal state of the self-restoring protection element.
通常状態では、リード端子4から電流I1が流れ込み、接点電極8がリード端子4と接触状態である可動電極6においても同様に電流I1が導通して、他方のリード端子4に電流I1が流れ出す。すなわち、可動電極6を経由して電流I1が導通し、たとえばこの自己復帰型保護素子1が接続された電極間の導通が実現されている。
In a normal state, a current I1 flows from the
次に、何らかの異常電流が発生し、可動電極6が異常発熱する。可動電極6はその内層の熱膨張係数が高く、外層が低いため、内層側の体積が大きくなって、留め金がはじけるように外層側に向かって反り返ることになる。この結果、接点電極8がリード端子4から離れ非接触となり、可動電極6を経由したリード端子4間の電流導通が遮断される。代わりにI1がリード端子4から温度維持部品3に流れ込むように電流経路が切り替わる。図9に示される状態である。
Next, some abnormal current is generated, and the
電流I1が温度維持部品3に流れ込むと、温度維持部品3は即座に温度上昇し、キュリー点付近まで早急に温度が上昇する。キュリー点付近まで温度が上昇すると、抵抗値が非常に大きくなり電流I1が流れなくなり、温度維持部品3を経由した電流導通も遮断される。このとき、可動電極6の非接触発生から生ずる電流遮断から即座に温度維持部品3の電流遮断も起こるので、リード端子4間に電流が流れるのはごくわずかである。
When the current I1 flows into the
キュリー点付近まで温度上昇した温度維持部品3は、一定時間その温度状態が維持される。特に、異常電流が残っている間は温度状態が維持される。このため、温度維持部品3の発生させる高い温度が伝導された可動電極6は、未だ反り返った状態が維持されて接点電極8はリード端子4と非接触状態を維持し続ける。図10に示される状態である。
The
徐々に、電子機器の異常が是正され、異常電流がなくなり、温度維持部品3の温度が低下すると、可動電極6の温度も低下し、その反り返り状態が解消されて、再び接点電極8がリード端子4と接触する状態に戻る。図11に示される状態である。これにより、再び可動電極6を経由してリード端子4同士の電流導通が確保され、電子機器の通常動作が行われる。
Gradually, the abnormality of the electronic device is corrected, the abnormal current disappears, and when the temperature of the
このように、異常電流などの発生により、装着している電源や回路、電池などの温度が上昇した場合には、その電流の導通を遮断して、以後の温度上昇を防止し、機器への悪影響を防止するものである。更に、温度ヒューズと異なり、再び電流導通が復帰するものであるので、素子の取替えや回路の取替え、修理などが不要で、電子機器の修理コストの低下や、ユーザーへのフレンドリーさを向上させることも可能である。 In this way, when the temperature of the installed power supply, circuit, battery, etc. rises due to the occurrence of an abnormal current, etc., the current conduction is interrupted to prevent subsequent temperature rise, This is to prevent adverse effects. In addition, unlike thermal fuses, current conduction is restored again, so there is no need to replace elements, replace circuits, repair, etc., and reduce the repair cost of electronic equipment and improve user friendliness. Is also possible.
更に図8〜図11を使って説明したように、温度維持部品3が存在する場合には、発熱により可動電極6が非接触となって電流が遮断されたあとでも、異常電流状態が終了するまでの間、その電流遮断が維持されて、回路や機器の保護が十分に確保されるメリットがあるが、温度維持部品3がない場合でも基本的な動作は同様である。この場合には、温度維持部品3による一定時間の電流遮断状態の維持が生じず、可動電極6の反り返りがなくなるレベルまで冷却されれば、電流遮断状態から、電流導通状態へ復帰するものである。製品の仕様や要求に応じて使い分けられればよいものである。
Further, as described with reference to FIGS. 8 to 11, when the
なお、このようにして作成される自己復帰型保護素子の大きさは、カバー10などで形成される本体サイズとしては、縦の長さL1、横の長さL2、厚みL3としたときに、
2.0mm ≦ L1 ≦ 12.0mm
4.0mm ≦ L2 ≦ 20.0mm
1.0mm ≦ L3 ≦ 3.0mm
であって、更に好ましくは、
3.0mm ≦ L1 ≦ 6.0mm
4.0mm ≦ L2 ≦ 8.0mm
1.0mm ≦ L3 ≦ 2.0mm
であるものが構成されるが、もちろん、これ以外の大きさであってもよいものである。
In addition, the size of the self-restoring protection element created in this way is as follows: the main body size formed by the
2.0mm ≦ L1 ≦ 12.0mm
4.0mm ≦ L2 ≦ 20.0mm
1.0mm ≤ L3 ≤ 3.0mm
And more preferably,
3.0 mm ≦ L1 ≦ 6.0 mm
4.0mm ≤ L2 ≤ 8.0mm
1.0mm ≦ L3 ≦ 2.0mm
Of course, other sizes may be used.
以上のように、リード端子4に、狭幅部4bを形成してカバー10と接続し、可動電極6が接続される部分においては、種々の形態による幅広形態とすることで、小型化、薄型化と、強度や耐久性の確保、可動電極の動作領域の確保といった全ての点をバランスよく実現することが可能となる自己復帰型保護素子を実現できる。また、これにより、この自己復帰型保護素子1を装着する電池や電源回路などの小型化、薄型化に対応できるものである。
As described above, the
なお、リード端子4に孔部を設けて、軽量化したり、強度を強化したりすることや、カバーフィルム上に色を付けて、品番認識を容易にすることも好適である。
It is also preferable to provide a hole in the
(実施の形態2)
実施の形態2において、本発明の自己復帰型保護素子の製造工程について説明する。
(Embodiment 2)
In the second embodiment, the manufacturing process of the self-restoring protection element of the present invention will be described.
図12〜図23は本発明の実施の形態2における自己復帰型保護素子の製造工程図である。それぞれ、製造工程における順序に図面番号が従っている。なお、これは製造工程の一例であり、もちろん、これ以外の工程で製造されてもよいものである。 12 to 23 are manufacturing process diagrams of the self-recovering protection element according to the second embodiment of the present invention. Each drawing number follows the order in the manufacturing process. In addition, this is an example of a manufacturing process, and of course, it may be manufactured in a process other than this.
20は貫通孔、21はドーム、22は接点薄膜面、23はフィルム溶着部、24は内部空間、25は溶着物、26はカバー部材、39は狭幅部、40は孔部である。 20 is a through hole, 21 is a dome, 22 is a contact thin film surface, 23 is a film welded part, 24 is an internal space, 25 is a welded material, 26 is a cover member, 39 is a narrow part, and 40 is a hole.
図12には基板2を形成する基板フィルムに温度維持部品3が接着されている状態が示されている。基板フィルムは、実施の形態1で説明したように、PET(ポリエチレンテレフタレート)もしくはPEN(ポリエチレンナフタレート)、PPS(ポリフェニレンサルファイト)もしくはPEEK(ポリエーテルエーテルケトン)を主成分とする熱可塑性樹脂フィルムまたは液晶ポリマーなどで形成される。あるいはセラミックや絶縁処理が施された金属板で形成されてもよい。
FIG. 12 shows a state in which the
温度維持部品3はチタン酸バリウム半導体などで形成されたセラミックの表面に電極が形成されたPTCなどであり、プラスチック樹脂、ガラス及びプラスチック樹脂またはガラスを含有する金属皮膜などなどの接着剤などで接着、固定される。超音波溶着なども用いられる。貫通孔20は、製造工程を自動化する際に、部品を固定する固定具を通すために用いられるものである。
The
図13には可動電極6が示されており、熱膨張係数の異なる多層金属から形成されるバイメタル片などである。ドーム21はドーム形状に湾曲した部分であり、これにより、先端の先端電極8がリード端子4に対して接触する際にばね性、弾性力を持たせることで、圧接力を向上させることができる。
FIG. 13 shows the
図14にはリード端子4が基板2上の温度維持部品3の上に接続された状態が示されている。また、図示されていないが、リード端子4と基板2の間には第一補強材が形成されていてもよい。
FIG. 14 shows a state in which the
図15には図14と同様にリード端子4が基板2上の温度維持部品3の上に接続された状態が示されているが、リード端子4に孔部40が形成されている。
FIG. 15 shows a state in which the
なお、温度維持部品3がない場合には、基板2上に直接リード端子4を接続すればよいものである。
If the
ここで、孔部40はドリル、レーザーなどで形成されるものであるが、この孔部40により、リード端子4の軽量化や、あるいは断面を増やすことによる強度増加を実現することができるものである。また、孔部40により、リード端子4の抵抗値を調整することも可能である。
Here, the
リード端子4と温度維持部品3は半田や金属ペーストによる接続や、圧接により接続され、リード端子4上には第二補強材11を接続するフィルム接合部23が形成され、さらに可動電極6の先端が接触する部位には接点薄膜面22が形成されている。接点薄膜面22は導通製のよい低抵抗で、かつ耐久性と耐衝撃性のよい金属膜やめっきにより実現される。
The
図16には可動電極6がリード端子4に固定接続部7を用いて接続された状態が示されている。可動電極6の根元は、リード端子4と固定接続部7により固定接続され、先端(必要に応じて接点電極が設けられている)は対向するもう一方のリード端子4の接点薄膜面22と接触する。ここが、離合部分となる。このときドーム21のもつ弾性力により、
接点での接圧が高くなる。
FIG. 16 shows a state in which the
The contact pressure at the contact increases.
図17には、第二補強材9が示されており内部空間となる部分が切り抜かれたフィルムであって、その形状、大きさが素子本体に合わせた形状で構成されている。材質としては、PENなど基板2と同様のものが用いられる。
FIG. 17 shows the second reinforcing
図18には第二補強材9が基板2やリード端子4と接続された状態が示されている。第二補強材9のもつ開口部が、可動電極6やこれに接続される固定接続部7、接点薄膜面22が存在する内部空間24として確保される。第二補強材9はフィルム溶着部23とあわせられて溶着され、さらに基板2とも溶着される。このとき貫通孔20をあわせることで、位置ずれなどなく製造することができる。
FIG. 18 shows a state in which the second reinforcing
図19には第二補強材9が溶着された状態が示されている。溶着部25は超音波溶着などにより溶着された結果、溶着物がはみ出した状態であり、この溶着物が十分な量を有していることで、内部空間の封止が十分に確保される。このため、この溶着部25の溶着物の適正量を十分に確認しつつ、溶着を実行することが好ましいものである。溶着が不十分であると、外部との密封性が不十分となり、熱の漏れや水分や酸素の本体内部への混入による接点電極8や可動電極6の腐食などが発生する可能性がある。耐久性の高い自己復帰型保護素子1とするために、十分に溶着を確保する必要がある。
FIG. 19 shows a state in which the second reinforcing
図20には、カバー10を形成するカバー部材26が示されている。カバー10は盛り上がりを有した形態をしており、基板2などと同じくPENなどにより形成される。
FIG. 20 shows a
カバー10はその角部に面取りが施されたり、Rを設けたりすることで、その強度を向上させることが好適である。またカバー10の大きさは、図18に示された第二補強材9に設けられた開口部、すなわち可動電極6などの格納される本体部をすっかり覆う大きさのものであればよい。このため、カバー10は可動電極6、接点電極8、リード端子4の一部、温度維持部品3を覆うものとなる。
It is preferable to improve the strength of the
図21には、カバー部材26が第二補強材9の上に溶着されて、素子にカバー10がかぶせられた状態が示されている。溶着においては、第二補強材9と基板2との間での接続に用いたのと同じように超音波溶着などが用いられる。溶着において溶着物が生じ、これにより十分な封止が実現されるので、内部空間に存在する可動電極6などの腐食や劣化を防止するためには、十分な溶着物による溶着が実現されているかを確認することが好ましい。
FIG. 21 shows a state in which the
図22で示される余分なフィルム部分を切り取って、単体の自己復帰型保護素子としたものが表されている。 The extra film portion shown in FIG. 22 is cut out to form a single self-recovering protective element.
図22には通常のリード端子4が、図23には孔部40が設けられた場合が示されている。
FIG. 22 shows a
このように、一連に連続した状態で製造して、最後に個別に切り離す事で、一度に、非常に簡単な工程で大量に製造することができるので、低コストかつ歩留まりの高い製造が可能となるものである。 In this way, it is possible to manufacture in a series of continuous states, and finally separate them individually, so that they can be manufactured in large quantities with a very simple process at a time, which enables low-cost and high-yield manufacturing. It will be.
以上のような工程で、最終的に製造される自己復帰型保護素子1は非常に小型かつ薄型のものとすることができる。
Through the above process, the self-recovering
(実施の形態3)
実施の形態3においては、パック電池や電子機器などに実施の形態1、2で説明された自己復帰型保護素子1が装着された場合が示されている。
(Embodiment 3)
In the third embodiment, the case where the self-recovering
なお、パック電池以外の電池や電源回路、基板回路に用いられてもよく、照明機器や発熱機器などのさまざまな発熱タイプの機器や、電源周辺に用いられてもよいものである。 In addition, it may be used for a battery other than a battery pack, a power supply circuit, and a substrate circuit, and may be used for various heat generation type devices such as lighting devices and heat generation devices, and around a power supply.
図24は本発明の実施の形態3におけるパック電池の斜視図である。パック電池に実施の形態1、2で説明した自己復帰型保護素子が装着されている。
FIG. 24 is a perspective view of a battery pack according to
図25、図26は本発明の実施の形態3における電子機器の斜視図であり、電子機器の一例として図25にはノートブックパソコンが、図26には携帯端末が表されており、これの機器内部における、たとえば電源部、電源接続部、液晶ドライバなどの高電圧部などに実施の形態1で説明された自己復帰型保護素子1が装着された形態が示されている。
25 and 26 are perspective views of an electronic device according to
なお、電子機器は図25のノートブックパソコンや図26の携帯端末に限られるものではなく、携帯電話やPDA、テレビなの家電品、カーナビゲーションシステム、AV関連機器、情報端末、など、種々の製品に用いられるものである。 Note that the electronic devices are not limited to the notebook personal computer of FIG. 25 and the mobile terminal of FIG. 26, but various products such as mobile phones, PDAs, television home appliances, car navigation systems, AV related devices, information terminals, and the like. It is used for.
31はパック電池、32は電池、33は本体、34、38は配線、35、37はリード端子、36は自己復帰型保護素子である。
50はノートブックパソコン、51は第一筐体、52は表示部、53は第二筐体、54は入力装置である。
60は携帯端末、61は筐体、62は表示部、63は送信処理部、64は受信処理部、65は制御部、66は電源である。送信処理部63は送信信号の変調などを行い、受信処理部64は受信信号の復調などを行い、制御部65は全体の制御を行う。また、表示部62や電源66の近辺などに自己復帰型保護素子1が装着されるものである。
自己復帰型保護素子は実施の形態1、2で説明した自己復帰型保護素子であり、以上発熱からの保護素子として用いられている。自己復帰型保護素子36は基板の上に一対のリード端子35、37が接着され、電池32の配線34、38とそれぞれ接続されている。自己復帰型保護素子36は電池32のプラス、もしくはマイナスのいずれかの電極のみから導出された配線の途中に置かれた状態で接続されているもので、途中に自己復帰型保護素子36により、その配線が34と38に分かれている上体である。配線34もしくは38はそのまま外部に導出されて他の電子部品に接続される。また、これと別個に(図示せず)プラス、もしくはマイナスの別の極からの配線34、38が電池32から導出されて、他の電子部品に接続されて給電される。
The self-recovering protection element is the self-recovering protection element described in the first and second embodiments, and is used as a protection element against heat generation. The self-restoring
ここで、パック電池32に異常発熱が発生した場合には、実施の形態1で説明したとおり、可動電極6とリード端子と非接触となり、電流導通が遮断される。さらには温度維持部品の温度が上昇し、この維持された温度により可動電極6がそのまま非接触の状態を維持する。これにより電流遮断状態がさらに一定期間維持される。これにより電子部品への給電が一時停止状態となって、回路や機器が異常電流や異常発熱から保護される。
Here, when abnormal heat generation occurs in the
このとき、温度維持部品3の働きにより、可動電極6の非接触が一定時間は維持されて、少なくとも異常電流がなくなるまでは非接触状態が維持されるので、即座に可動電極が接触状態に復帰して、電流供給が再開されることでの回路や機器への悪影響回避が十分に確保される。
At this time, the non-contact of the
さらに、異常電流が消滅して、温度維持部品3の温度が低下することで、可動電極6が再び接触状態となり、可動電極6を経由した電流導通が再開されて、電池32からの回路への給電が再開される。
Furthermore, when the abnormal current disappears and the temperature of the
これにより、溶断することで電流が遮断される温度ヒューズなどと異なり、素子の交換無に動作状態へ安全に復帰させることができる。 This makes it possible to safely return to the operating state without replacing the element, unlike a thermal fuse that cuts off the current by fusing.
このため、携帯端末やノートブックパソコンなど、命令処理実行中であっても、これを再開することができるので、それまでのユーザーの処理が無駄とならず、記憶されたデータを失うこともないので非常にユーザーフレンドリーであるメリットがある。 For this reason, even if command processing is being executed, such as a portable terminal or a notebook personal computer, it can be resumed, so that the user's processing up to that point is not wasted and stored data is not lost. So there is an advantage of being very user friendly.
このため、異常電流や異常発熱から機器を守りつつ、ユーザーへの余分な負担を減じさせたい電子機器のパック電池、電池、電源回路、その他の回路に最適に用いることが可能である。 For this reason, it can be optimally used for a battery pack, a battery, a power supply circuit, and other circuits of an electronic device that protects the device from abnormal current and abnormal heat generation while reducing an extra burden on the user.
なお、パック電池以外であっても、電源回路、電源装置、発電装置、発熱機器、二次電池系電池、燃料電池などの電源周辺の部品、機器、装置をはじめ、ノートブックパソコン、携帯電話、携帯端末、カーナビゲーションシステムなどの車載電子機器、ビデオデッキやDVD機器などの種々の機器に幅広く適用されるものである。 In addition to battery packs, power supply circuits, power supply devices, power generation devices, heat generating devices, secondary battery cells, fuel cells and other peripheral components, devices, devices, notebook computers, mobile phones, The present invention is widely applied to various devices such as in-vehicle electronic devices such as portable terminals and car navigation systems, video decks and DVD devices.
また、図25に示されるように、ノートブックパソコンなどの電子機器においても、電源周り、電池周り、あるいは電源と本体基板との接続部分や、内蔵充電池の周囲、あるいは液晶ドライバなどからなる表示部52など、大きな電流が流れる可能性や、高温となる可能性などがある場所などの基板上などに自己復帰型保護素子1が装着されることで、上記と同様に、異常状態では電流の導通を遮断し、解除後に再び導通させることにより、ノートブックパソコンなどの電子機器への悪影響を防止することができる。
Further, as shown in FIG. 25, in an electronic device such as a notebook personal computer, a display including a power supply, a battery, or a connection portion between the power supply and the main board, a built-in rechargeable battery, or a liquid crystal driver. By mounting the self-recovering
あるいは、図26に示されるように携帯端末における電源部や表示部などの周囲(同様に電流が増加して、温度が上昇する可能性がある)に装着して、同様の効果を得ることもできる。 Alternatively, as shown in FIG. 26, it is possible to obtain the same effect by attaching to the periphery of the power supply unit or the display unit of the portable terminal (the current may increase and the temperature may increase similarly). it can.
これらにおいても、実施の形態1で説明された自己復帰型保護素子1が用いられることで、非常に小型で薄型で幅狭の素子が装着されるために、電子機器の小型化や薄型化を阻害することが無いものである。
Also in these cases, the use of the self-recovering
また、本発明に係わる自己復帰型保護素子の薄型、小型化が実現されていることにより、携帯型の機器などをはじめとした、小型、薄型、軽量化が求められる電子機器の温度上昇に対する保護素子として、効果的に用いられるものである。 In addition, the self-recovery protection element according to the present invention has been realized to be thin and small, so that it can protect against temperature rise of electronic devices that are required to be small, thin and light, such as portable devices. As an element, it is effectively used.
本発明は、基板と、基板の上に設けられ、対向面が相互に離隔している一対のリード端子と、対向する一対のリード端子の一方に固定接続され、他方とは離合可能である可動電極と、リード端子の少なくとも一部と、可動電極を格納するカバーを有し、一対のリード端子において、可動電極が接続される部分およびカバーが接合される部分は他の部分よりも狭幅に構成された狭幅部を有している構成により、リード端子の幅に比較されるケースの幅を極限まで狭くすることができることとなり、小型化、薄型化、狭幅化の実現される自己復帰型保護素子が必要な用途にも適用できる。 The present invention is a movable member that is fixedly connected to one of a pair of lead terminals that are provided on the substrate and whose opposing surfaces are spaced apart from each other, and a pair of opposing lead terminals that can be separated from each other. The electrode, at least a part of the lead terminal, and a cover for storing the movable electrode, and in the pair of lead terminals, the part to which the movable electrode is connected and the part to which the cover is joined are narrower than the other parts. The configuration having a narrow width portion can reduce the width of the case compared to the width of the lead terminal to the limit, and the self-recovery that achieves miniaturization, thinning, and narrowing It can also be applied to applications that require mold protection elements.
1 自己復帰型保護素子
2 基板
3 温度維持部品
4 リード端子
4b 狭幅部
5 接続面
6 可動電極
6b 離合接点
7 固定接続部
8 接点電極
9 第二補強材
10 カバー
11 第一補強材
12 内層部
13 電極面
14 外層
15 内層
16 中間層
20 貫通孔
21 ドーム
22 接点薄膜面
23 フィルム溶着部
24 内部空間
25 溶着物
26 カバー部材
31 パック電池
32 電池
33 本体
34、38 配線
35、37 リード端子
36 自己復帰型保護素子
39 狭幅部
40 孔部
50 ノートブックパソコン
51 第一筐体
52 表示部
53 第二筐体
54 入力装置
60 携帯端末
61 筐体
62 表示部
63 送信処理部
64 受信処理部
65 制御部
66 電源
DESCRIPTION OF
Claims (22)
前記基板の上に設けられ、対向面が相互に離隔している一対のリード端子と、
前記対向する一対のリード端子の一方に固定接続され、他方とは離合可能である可動電極と、
前記リード端子の少なくとも一部と、前記可動電極を格納するカバーを有し、
前記一対のリード端子において、前記可動電極が固定接続される部分およびカバーが接合される部分は他の部分よりも狭幅に構成された狭幅部を有していることを特徴とする自己復帰型保護素子。 A substrate,
A pair of lead terminals provided on the substrate and having opposing surfaces spaced apart from each other;
A movable electrode fixedly connected to one of the pair of opposing lead terminals and separable from the other;
Having at least a part of the lead terminal and a cover for storing the movable electrode;
In the pair of lead terminals, the portion to which the movable electrode is fixedly connected and the portion to which the cover is joined have a narrow width portion configured to be narrower than the other portions. Type protection element.
前記基板の上に設けられた温度維持部品と、
前記温度維持部品の上に設けられ、前記温度維持部品と接続され、対向面が相互に離隔している一対のリード端子と、
前記対向する一対のリード端子の一方に固定接続され、他方とは離合可能である可動電極と、
前記リード端子の少なくとも一部と、前記可動電極と、前記温度維持部品を格納するカバーを有し、
前記一対のリード端子において、前記可動電極が接続される部分およびカバーが接合される部分は他の部分よりも狭幅に構成された狭幅部を有していることを特徴とする自己復帰型保護素子。 A substrate,
A temperature maintaining component provided on the substrate;
A pair of lead terminals provided on the temperature maintaining component, connected to the temperature maintaining component, and having opposing surfaces separated from each other;
A movable electrode fixedly connected to one of the pair of opposing lead terminals and separable from the other;
A cover for storing at least a part of the lead terminal, the movable electrode, and the temperature maintaining component;
In the pair of lead terminals, the part to which the movable electrode is connected and the part to which the cover is joined have a narrow part configured to be narrower than the other part. Protective element.
強材が設けられたことを特徴とする請求項2〜9いずれか1記載の自己復帰型保護素子。 The self-recovering protection element according to any one of claims 2 to 9, wherein a second reinforcing material is provided around the temperature maintaining component at a portion where the substrate and the lead terminal are connected.
前記電源を制御する制御部と、
前記電源部から出力された出力線路と、
前記出力線路上に実装された請求項1〜16いずれか1記載の自己復帰型保護素子を有することを特徴とする電源回路。 A power supply,
A control unit for controlling the power source;
An output line output from the power supply unit;
A power supply circuit comprising the self-restoring protection element according to claim 1 mounted on the output line.
データ処理部と、
制御部と、
マンマシンインターフェースと、
これらを格納する筐体を有することを特徴とする電子機器。 A power supply circuit according to claim 18;
A data processing unit;
A control unit;
A man-machine interface,
An electronic device having a housing for storing them.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2011508391A (en) * | 2007-12-25 | 2011-03-10 | ビーワイディー カンパニー リミテッド | Protective cover for battery cell end cap assembly |
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