JP4301744B2 - 安全装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば二次電池などに使用される安全装置に係わり、更に詳しくは、異常時に生じた接点の開状態を確実に永続させる安全装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、過電流や過熱から本体装置や内部回路を保護するために周囲温度に感応して通電路の接点を開閉する安全装置がある。一般に、これらの安全装置には種々の形式のものがある。
【０００３】
例をあげると、周囲温度が一定温度を超えると接点を開いて電流を遮断する開動作とその電流遮断後の一定以上の温度下降によって接点を閉じて通電する閉動作とを繰り返す自動復帰型や、一度開動作を行うとその開状態を保持し手動によってのみ閉状態に復帰する手動復帰型、さらには、一度開動作を行うとその開状態を抵抗による発熱で復帰を阻止する自己保持型などがある。また、１度限りの開動作を行う素子としてはヒューズがある。
【０００４】
ところで、安全装置を必要とする異常状態として、例えば充電式の電池である二次電池の場合では、電池の端子間での短絡による過大な短絡電流や、過充電、過負荷による電池の異常発熱などがある。また、誤使用によっても同様の現象が生じることが想定されている。このような異常な状況を経過した二次電池は安全上からみて再使用することは好ましくない。したがって、そのような異常な状況が発生した後は、内蔵の安全装置を動作させて通電路の接点を開き、この開状態を永続させて本体装置（この例では二次電池）の再利用を禁止する方法が取られる場合が多い。
【０００５】
この場合、安全装置としてヒューズ単独では、ヒューズの場合は溶融による開動作であるため、極端な異常ではない通常の定格付近で発生した異常に対して一度開動作を行ってしまうと、そのままでは復帰はできず、接点を閉状態に戻して本体装置を再使用するには新たなヒューズの交換を必要とし、この作業が面倒であるという問題があった。
【０００６】
上記の手動復帰型は繰り返しが利き、手動であるだけに安全性も高いと言えるが、復帰するときの条件によってはかえって危険を伴う場合もあり、一概に安全であるとは言えない面も有している。また、この手動復帰型は装置の部品点数も多く大型化する傾向があり製品コストを押し上げる要因を含んでいる。また、自己保持型は、電源が接続されている限り開状態を維持できるが、開状態においても自己保持のための電流が別に流れるから、完全な遮断とは言えない面があり、この点で安全に対する更なる配慮が必要な構成となっている。
【０００７】
したがって種々の点を総合すると自動復帰型が最も使い勝手が良いことになる。この場合、通常の定格付近の異常に対しては接点の開閉の繰り返しによって危険を回避し、極端な異常に対しては１回乃至数回の開閉動作後は、閉状態に復帰しない構成とすることが望ましい。
【０００８】
図８(a),(b) は、それぞれ、そのような要求に対応すべく提案されている安全装置の構成の例を示す側断面図である。同図(a),(b) ともに固定接点１に可動接点２が当接して通電路の接点が閉じた状態を示している。可動接点２はバイメタル３の一端に取り付けられており、固定接点１は金属製固定支持部材４の一端に取り付けられている。バイメタル３及び金属製固定支持部材４の他端は、それぞれ外部端子５ａ及び５ｂに接続されている。そして、本体ハウジング内面の上記可動接点２が配設されているバイメタル３先端に対向する位置に凹部６が形成されており、この凹部６に感温可溶体７が充填されている。
【０００９】
この安全装置は、通常の定格使用時には周囲温度の上下によって接点が開閉する。そして可動接点２が開いてバイメタル３の一端が上方に持ち上がったとき、その持ち上がったバイメタル３の一端を感温可溶体７が適正位置に抑止する。他方、異常な状態によって装置が過熱しバイメタル３の一端が上方に持ち上がって可動接点２が開いたときは、過熱したバイメタル３の一端からの熱で感温可溶体７が溶融して凹部６から除去され、これにより、バイメタル３の一端は感温可溶体７によって抑止されることなく凹部６に嵌入して係合する。このバイメタル３の一端と凹部６との係合は、一旦係合すると外れることがなく、これにより、周囲温度が下がってバイメタル３が復帰反転動作を行おうとしても変形出来ず、接点の開状態が永続するというものである。
【００１０】
図９(a) は、他の安全装置の例を示す側断面図であり、同図(b) は、そのＡ−Ａ′断面矢視拡大図である。同図(a),(b) に示す安全装置も、固定接点８に可動接点９が当接して通電路の接点は閉状態を示している。可動接点９はバイメタル１０の一端に取り付けられており、固定接点８は金属製固定支持部材１１の一端に取り付けられている。バイメタル１０及び金属製固定支持部材１１の他端は、それぞれ外部端子１２ａ及び１２ｂに接続されている。そして、熱可塑性の本体ハウジング１３内面の上記可動接点９が配設されているバイメタル１０先端に対向する位置に、本体ハウジング１３と一体に形成された突起１４が配設されている。
【００１１】
この安全装置も、通常の定格使用時には周囲温度の上下によって接点が開閉する。そして、可動接点９が開いてバイメタル１０の一端が上方に持ち上がっても、単に突起１４に当接するのみであり、周囲温度が下がれば再び可動接点９が閉位置に復帰する。他方、異常な状態によって装置が過熱しバイメタル１０の一端が上方に持ち上がって可動接点９が開いたときは、過熱したバイメタル１０の一端からの熱で熱可塑性の突起１４が溶融し、バイメタル１０の一端を本体ハウジング１３に融着させる。これにより、周囲温度が下がってバイメタル１０が復帰反転動作を行おうとしても変形出来ず、接点の開状態が永続するというものである。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記溶融により感温可溶体７が除去された凹部６にバイメタル３の一端を係止させる方法は、嵌入と係止の動作の釣り合いを適正に調整するには高度の技術を要し実現が困難である。
【００１３】
また、熱可塑性の突起１４の溶融によってバイメタル１０の一端を本体ハウジング１３に融着させる方法は、小さな突起による融着の強度に不安があり、永続する確実な開状態が要求される場合には、安全装置の構造としては疑問が残るものであった。
【００１４】
本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、特別異常時に生じた接点の開状態を確実に永続させる安全装置を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
先ず、請求項１記載の発明の安全装置は、一面が開口する箱状の本体ハウジングと、該本体ハウジングの前記開口を覆うカバー部材とにより形成される空間内に、固定接点を備えた一端を前記本体ハウジングの内底部に固定され、他端を外部接続のための第１の端子として前記本体ハウジングの外部に露出する第１の固定導体と、該第１の固定導体の前記固定接点に対向する位置に可動接点を備え、他端を前記本体ハウジング内において外部接続のための第２の端子として前記本体ハウジングの外部に露出する第２の固定導体に固定して接続された可動板と、該可動板と前記カバー部材との間に配置されたバイメタルとを備え、周囲温度が設定温度を上下することに応じて反り返り方向を反転する上記バイメタルにより上記可動接点が上記固定接点と接離して電気回路を開閉するスイッチ部を備えた安全装置であって、上記可動接点を備えた可動板の先端部の上記可動接点と反対側に形成され、上記スイッチ部の接点が開放されたとき上記カバー部材の裏面に当接すべく上記カバー部材の裏面を押圧する当接面と、該当接面と上記カバー部材の裏面との間に配設された絶縁性の熱可塑性樹脂部材と、を備え、該熱可塑性樹脂部材は、第１の熱可塑性樹脂部材に該第１の熱可塑性樹脂部材よりも熱変形温度の低い第２の熱可塑性樹脂部材を貼り合わせて成り、前記第１の熱可塑性樹脂部材の面が前記スイッチ部側に配置され前記第２の熱可塑性樹脂部材の面が前記カバー部材側に配置され、上記バイメタルの反り返り方向反転により上記スイッチ部の接点が開放され上記可動板の上記先端部の上記当接面が上記カバー部材の裏面に前記熱可塑性樹脂部材を介して押圧した際に上記当接面が定格を超える温度であるとき該当接面の熱により溶融して、周囲温度が低下しても再度接点が閉じないように上記当接面を上記カバー部材の裏面に固着させるように構成される。
【００１６】
そして、上記熱可塑性樹脂部材は、例えば請求項２記載のように、上記第２の熱可塑性樹脂部材の面を本体ハウジングの開口部の縁部に接着され、上記カバー部材は上記熱可塑性樹脂部材の上から上記本体ハウジングの開口部を覆って配設されて構成される。
【００１７】
次に、請求項３記載の発明の安全装置は、一面が開口する箱状の本体ハウジングと、該本体ハウジングの前記開口を覆うカバー部材とにより形成される空間内に、固定接点を備えた一端を前記本体ハウジングの内底部に固定され、他端を外部接続のための第１の端子として前記本体ハウジングの外部に露出する第１の固定導体と、該第１の固定導体の前記固定接点に対向する位置に可動接点を備え、他端を前記本体ハウジング内において外部接続のための第２の端子として前記本体ハウジングの外部に露出する第２の固定導体に固定して接続された可動板と、該可動板と前記カバー部材との間に配置されたバイメタルとを備え、周囲温度が設定温度を上下することに応じて反り返り方向を反転する上記バイメタルにより上記可動接点が上記固定接点と接離して電気回路を開閉するスイッチ部を備えた安全装置であって、上記可動接点を備えた可動板の先端部の上記可動接点と反対側に形成され、上記スイッチ部の接点が開放されたとき上記カバー部材の裏面に当接すべく上記カバー部材の裏面を押圧する当接面と、該当接面に配設された絶縁性の熱可塑性樹脂部材と、を備え、該熱可塑性樹脂部材は、上記バイメタルの反り返り方向反転により上記スイッチ部の接点が開放され上記可動板の上記先端部の上記当接面が上記カバー部材の裏面に前記熱可塑性部材を介して押圧した際に上記当接面が定格を超える温度であるとき該当接面の熱で溶融して、周囲温度が低下しても再度接点が閉じないように上記当接面を上記カバー部材の裏面に固着させるように構成される。
【００１９】
また、請求項４記載の発明の安全装置は、一面が開口する箱状の本体ハウジングと、該本体ハウジングの前記開口を覆うカバー部材とにより形成される空間内に、固定接点を備えた一端を前記本体ハウジングの内底部に固定され、他端を外部接続のための第１の端子として前記本体ハウジングの外部に露出する第１の固定導体と、該第１の固定導体の前記固定接点に対向する位置に可動接点を備え、他端を前記本体ハウジング内において外部接続のための第２の端子として前記本体ハウジングの外部に露出する第２の固定導体に固定して接続された可動板と、該可動板と前記カバー部材との間に配置されたバイメタルとを備え、周囲温度が設定温度を上下することに応じて反り返り方向を反転する上記バイメタルにより上記可動接点が上記固定接点と接離して電気回路を開閉するスイッチ部を備えた安全装置であって、上記バイメタルのほぼ中心位置に当たる前記本体ハウジングの底部に、上記バイメタルの反り返り方向反転の支点を形成する合成樹脂の突起を備え、該突起は、上記バイメタルの反転により上記接点が開いた際に上記バイメタルが定格を超える温度であるとき該バイメタルの熱により溶融し該バイメタルに接着して、周囲温度が低下しても再度接点が閉じないように上記バイメタルを反転形状のまま維持するように構成される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１(a),(b) は、第１の実施の形態における安全装置の側断面図であり、同図(a) は閉動作時の状態を示し、同図(b) は開動作時の状態を示している。同図(a),(b) に示すように、この安全装置１５は、浅い長方形の枡状の本体ハウジング１６の長手方向（図の左右方向）両端部にそれぞれ外部端子１７ａ及び１７ｂを備え、本体ハウジング１６の内部には、上記外部端子１７ａにハウジング壁内を介して接続する固定接点１８と、同じく外部端子１７ｂにハウジング壁内と可動板１９を介して接続する可動接点２０が配設されている。
【００２３】
可動板１９の上記外部端子１７ｂに接続する一端は支持部２１により本体ハウジング１６に固定され、可動接点２０が配設されている他端には、可動接点２０と反対側に、切り込みと折り曲げによって形成された当接面２２を備えている。そして、その当接面２２と上記の切り込みと折り曲げによって段差を形成された可動板１９の段差部との間に一端を挿入されたバイメタル２３が本体ハウジング１６の長手方向に延在して配置されている。
【００２４】
このバイメタル２３は、平常温度では同図(a) に示すように下に反り返って上に凸状態であり、その凸部をカバー部材２４のほぼ中央部に形成されている下に凸状部分に当接させて、可動接点２０が配設されている可動板１９端部を押し下げている。これにより、可動接点２０が固定接点１８に圧接して接点が閉じている。
【００２５】
上記のカバー部材２４は、金属または硬質の樹脂からなり、このカバー部材２４の裏面と上記の当接面２２との間には、熱可塑性樹脂部材が配設される。本例において、熱可塑性樹脂部材２５は熱可塑性樹脂フィルムであり、カバー部材２４が金属製であるときは絶縁性の樹脂フィルムで構成され、本例では、予めカバー部材２４の裏面に貼着される。
【００２６】
この熱可塑性樹脂部材２５は、適宜の接着材（又は接着剤）で接着してもよく、あるいは熱可塑性樹脂部材２５自体が粘性による接着作用を発揮する温度（以下、これを熱変形温度という）で熱圧着により接着するようにしてもよい。また、フィルムを貼着するのではなく、同樹脂を高熱で溶融してカバー部材２４の裏面に塗布するようにしてもよく、吹き付けでも良い。
【００２７】
この安全装置１５は、平常の定格使用状態で周囲温度が予め決められた一定の温度を越えて上昇すると、バイメタル２３が同図(b) に示すように反転し、上に反り返って下に凸状態になる。このとき、その凸状態になったバイメタル２３の下面ほぼ中央部には、本体ハウジング１６と一体に形成され、可動板１９の切り欠き孔１９−１を貫通して上方に突設されている支点部２６が当接する。これにより、バイメタル２３は上に押し上げられるように支持されて、可動板１９の当接面２２と段差部との間に挿入されている端部により、可動接点２０が配設されている可動板１９端部を押し上げ、これにより、一方では可動接点２０が開放され、他方では当接面２２が熱可塑性樹脂部材２５を介してカバー部材２４裏面に押圧される。
【００２８】
上記のような平常定格時の使用状態では、安全装置１５の動作温度は通常１００℃以下に設定されているため、接点部（可動接点２０、固定接点１８）の温度上昇はあまり大きくはならない。したがって、バイメタル２３が同図(b) のように反転する平常定格時の周囲温度では、当接面２２から熱可塑性樹脂部材２５に伝達される温度は熱可塑性樹脂部材２５の熱変形温度以下である。このため熱可塑性樹脂部材２５の状態に変化は無く、周囲温度が低下すると、バイメタル２３は再び反転復帰して、全体が同図(a) に示す閉状態に戻る。
【００２９】
ところが、接点に過電流が流れる、あるいは周囲温度が定格温度をはるかに超えるなどの特別異常状態が発生すると、バイメタル２３の反転によって接点が開くとともに、それまでの過電流による接点の過熱、定格温度を超える周囲の過熱、あるいは開放時の接点間の過電流遮断の高温アークによって、可動接点２０が配設されている可動板１９端部、すなわち当接面２２が過熱状態、つまり、その温度が熱可塑性樹脂部材２５の熱変形温度以上となり、同図(b) に示すように当接面２２が熱可塑性樹脂部材２５を介してカバー部材２４裏面に押圧されたとき過熱状態の当接面２２の熱変形温度以上の熱により溶融状態となった熱可塑性樹脂部材２５が当接面２２に粘着し、温度の低下によって固結して、当接面２２をカバー部材２４裏面に接着させる。
【００３０】
当接面２２は広く形成されているため上記の接着力は極めて強固であり、さらに接着力を確保する為当接面２２の少なくとも一部に凹凸を設けても良く、この後バイメタル２３が周囲温度の低下によって反転復帰しようとしても、当接面２２のカバー部材２４裏面への接着が強固の維持されて、接点が閉じることが無い。このように、接点の開状態が継続して周囲温度の変化による接点の周期的開閉動作が停止され、これにより、例えば二次電池等の本体装置が特別異常の事故等を経過した後は、再び使用されることが防止される。
【００３１】
図２(a),(b) は、第２の実施の形態における安全装置の側断面図であり、同図(a) は閉動作時の状態を示し、同図(b) は開動作時の状態を示している。尚、図２(a),(b) において、図１(a),(b) に示した安全装置と同一の構成部分には、説明に必要な部分にのみ図１(a),(b) と同一の番号を付与して示し、異なる部分には新たな番号を付与して示している。
【００３２】
図２(a),(b) に示すように、カバー部材２４の裏面と当接面２２との間には（本例では当接面２２との間だけでなく全面にわたっている）、第１の熱可塑性樹脂部材２７と第２の熱可塑性樹脂部材２８からなる二層構造の熱可塑性樹脂部材２９が配置されている。上記第１及び第２の熱可塑性樹脂部材は共に熱可塑性フィルムであり、第１の熱可塑性樹脂部材（フィルム）２７の一面に熱可塑性樹脂部材（フィルム）２８を貼り合わせたものである。
【００３３】
上記第１の熱可塑性樹脂部材２７の面は、当接面２２に対向しており、その熱変形温度は、図１(a),(b) に示した熱可塑性樹脂部材２５の場合と同様に、当接面２２の異常温度で容易に軟化して粘着性を発揮するように調整されている。他方の第２の熱可塑性樹脂部材２８の面はカバー部材２４の裏面に対面しており、その熱変形温度は、第１の熱可塑性樹脂部材２７の熱変形温度よりも低く設定されている。 上記第１の熱可塑性樹脂部材２７の材料としては、ポリエステルフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリオレフィン、ナイロン、ポリプロピレン、フツ素系樹脂等のフィルムを用いることができる。また、第２の熱可塑性樹脂部材２８の材料としては、一般的にホットメルトと呼ばれる材料の他、上記第１の熱可塑性樹脂部材２７の材料と同様のものを、より低い熱変形温度となるようにしたものを使用するようにしてもよい。
【００３４】
本例の構成では、上記二層構造の熱可塑性樹脂部材２９を予めカバー部材２４の裏面に貼着しておく必要はなく、単にカバー部材２４の裏面と当接面２２との間にくるように配置しておくだけでも良い。この場合、第２の熱可塑性樹脂部材２８の端部の面を、本体ハウジング１６の開口部の縁部上面に接着しておくだけでよい。そして、カバー部材２４は熱可塑性樹脂部材２９の上から本体ハウジング１６の開口部を覆って配設する。
【００３５】
上記第２の熱可塑性樹脂部材２８の本体ハウジング１６縁部への接着方法として、適宜の接着材を用いてもよく、熱圧着してもよく、また、後述するように、本体ハウジング１６が適宜の樹脂から成る場合には、レーザ光を用いて接着することもできる。いずれにしても、当接面２２と対向する部分で熱可塑性樹脂部材２９がカバー部材２４裏面に必ずしも接着している必要はない。
【００３６】
この図２(a),(b) に示す本例の構成において、平常時の定格動作におけるバイメタル２３による固定接点１８に対する可動接点２０の開閉動作、及び当接面２２による熱可塑性樹脂部材２９を介してのカバー部材２４裏面への押圧動作は、図１(a),(b) の場合と同様である。
【００３７】
そして、本例において、接点に過電流が流れる、あるいは周囲温度が定格温度をはるかに超えるなどの異常状態が発生すると、図１(b) の場合と同様に当接面２２が過熱状態で二層構造の熱可塑性樹脂部材２９を介してカバー部材２４裏面に押圧される。これにより、熱可塑性樹脂部材２７が熱変形温度を超えて当接面２２に融着するとともに、当接面２２からやや低くなった熱が伝導される熱可塑性樹脂部材２８も、熱変形温度が低く設定されていることにより容易に軟化又は溶融してカバー部材２４裏面に貼着する。
【００３８】
これにより、当接面２２が熱可塑性樹脂部材２７及び２８を介してカバー部材２４裏面に固着される。バイメタル２３が周囲温度の低下によって反転復帰しようとしても、当接面２２のカバー部材２４裏面への接着により接点が閉じることが無く、接点の開状態が維持される。
【００３９】
図３(a),(b) は、第３の実施の形態における安全装置の側断面図であり、同図(a) は閉動作時の状態を示し、同図(b) は開動作時の状態を示している。尚、図３(a),(b) において、図１(a),(b) に示した安全装置と同一の構成部分には、説明に必要な部分にのみ図１(a),(b) と同一の番号を付与して示し、異なる部分には新たな番号を付与して示している。
【００４０】
図３(a),(b) に示すように、カバー部材２４の裏面と当接面２２との間には、熱可塑性樹脂部材３０が当接面２２に貼着して設けられる。この場合の熱可塑性樹脂部材３０の当接面２２への貼着は、印刷、塗布、吹さ付け等いずれかの方法で容易に形成することができる。
【００４１】
この図３(a),(b) に示す本例の構成においても、平常時の定格動作におけるバイメタル２３による固定接点１８に対する可動接点２０の開閉動作、及び当接面２２による熱可塑性樹脂部材３０を介してのカバー部材２４裏面への押圧動作は図１(a),(b) の場合と同様である。
【００４２】
そして、本例において、接点に過電流が流れる、あるいは周囲温度が定格温度をはるかに超えるなどの異常状態が発生すると、図１(b) の場合と同様に当接面２２が過熱状態で熱可塑性樹脂部材３０をカバー部材２４裏面に押圧する。これにより、熱可塑性樹脂部材３０がカバー部材２４裏面に融着して当接面２２をカバー部材２４裏面に固定する。この場合も、バイメタル２３が周囲温度の低下によって反転復帰しようとしても、当接面２２のカバー部材２４裏面への接着により接点が閉じることが無く、接点の開状態が維持される。
【００４３】
図４(a),(b) は、第４の実施の形態における安全装置の側断面図であり、同図(a) は閉動作時の状態を示し、同図(b) は開動作時の状態を示している。尚、図４(a),(b) において、図１(a),(b) に示した安全装置と同一の構成部分には、説明に必要な部分にのみ図１(a),(b) と同一の番号を付与して示し、異なる部分には新たな番号を付与して示している。
【００４４】
図４(a),(b) に示すように、カバー部材２４の裏面と当接面２２との間には、熱可塑性樹脂部材３１がカバー部材２４裏面の当接面２２との対向部に貼着して設けられる。この場合の熱可塑性樹脂部材３１のカバー部材２４裏面への貼着も、印刷、塗布、吹さ付け等いずれかの方法で容易に形成することができる。
【００４５】
本例では、熱可塑性樹脂部材３１がカバー部材２４裏面に貼着されている点が、熱可塑性樹脂部材３０を当接面２２に貼着して設けた図３(a),(b) の場合と異なるのみであり、平常定格時の動作及び特別異常時の動作は、図３(a),(b) の場合と同様である。
【００４６】
図５(a),(b) は、第５の実施の形態における安全装置の側断面図であり、同図(a) は閉動作時の状態を示し、同図(b) は開動作時の状態を示している。尚、図５(a),(b) において、図１(a),(b) に示した安全装置と同一の構成部分には、説明に必要な部分にのみ図１(a),(b) と同一の番号を付与して示し、異なる部分には新たな番号を付与して示している。
【００４７】
本例は、図５(a) に示すように、カバー部材２４の裏面と当接面２２との間に熱可塑性樹脂部材が配置されていない構成となっている。そして、本例では、本体ハウジング１６と一体に成形され、反転したバイメタル２３を支持すべく上方に突設された支点部２６が、熱可塑性樹脂によって形成されている。 尚、この場合、支点部２６を本体ハウジング１６と一体に成形するのではなく、同一部分に、本体ハウジング１６とは別体に構成してもよい。また、成形材料も、ナイロン、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、液晶ポリマ等、幅広く任意のものを選択して使用できる。
【００４８】
本例も平常定格時の動作は図１乃至図４に示した安全装置と同一であるが、特別異常時にバイメタル２３が反転して可動接点２０が、図５(b) に示すように開いたとき、これとともにバイメタル２３の反転した凸状下部に圧接した支点部２６が、可動接点２０や可動板１９と同様に過熱状態となっているバイメタル２３の熱によって溶融し、バイメタル２３下面に融着し、固結して、バイメタル２３の反転形状を固定化させる。
【００４９】
これにより、温度が低下してもバイメタル２３の復帰反転動作が禁止され、接点の開状態が維持されて、特別異常の使用環境を経過した本体装置の再使用が防止される。
尚、特には図示しないが、可動板１９自体を所定温度で変形するＴｉ−Ｎｉ系やＣｕ−Ｚｎ−Ａｌ系などの形状記憶合金で構成し、その所定温度をバイメタル２３の反転温度以上に設定すると、平常定格時では図１乃至図５の場合と同様に開閉動作を繰り返し、特別異常状態では、可動板１９及びバイメタル２３とも過熱状態となるので、可動板１９を構成している形状記憶合金が開状態を保持することができる。この場合も、温度が低下してもバイメタル２３の復帰反転動作が禁止され、接点の開状態が維持されて、特別異常の使用環境を経過した本体装置の再使用が防止される。
【００５０】
図６(a),(b) は、第６の実施の形態における安全装置の側断面図であり、同図(a) は閉動作時の状態を示し、同図(b) は開動作時の状態を示している。尚、図６(a),(b) において、図１(a),(b) に示した安全装置と同一の構成部分には、説明に必要な部分にのみ図１(a),(b) と同一の番号を付与して示し、異なる部分には新たな番号を付与して示している。
【００５１】
本例も、図６(a) に示すように、カバー部材２４の裏面と当接面２２との間に熱可塑性樹脂部材は配置されていない。また、本例では、本体ハウジング１６と一体に成形されている支点部２６は熱可塑性樹脂ではない。代って本例では、固定接点１８の近傍に配置され、可動接点２０を備えた可動板１９の先端部近傍に対峙して、熱可塑性発泡樹脂３２が配設される。この熱可塑性発泡性樹脂３２の形成は、熱可塑性樹脂に発泡剤を添加する又は微細な気泡を分散させることによって形成することができる。
【００５２】
この構成において、平常定格時の動作は図１乃至図４に示した安全装置と同一である。そして、特別異常時には、バイメタル２３が反転して可動接点２０が、図６(b) に示すように開いたとき、過熱状態の周囲温度によって熱可塑性発泡樹脂３２が溶融して発泡する。そして、この発泡した盛り上がり部３２−１が、周囲温度が低下したことによるバイメタル２３の復帰反転動作に拘わりなく可動板先１９端部の変形を抑止する。これにより、この場合も特別異常状態が発生後は、接点の開状態が維持される。
【００５３】
図７は、図２(a),(b) に示した二層構造の熱可塑性フィルム２９を本体ハウジング１６に接着する方法の一例を示す図である。本例は、高融点材料からなる成形品である本体ハウジング１６に、比較的高融点の第１の熱可塑性樹脂フィルム２８を接着するものであり、このフィルムの反対側面には低融点の第２の熱可塑性樹脂フィルム２８が貼り合わせられているため、熱圧着では接着加工に困難が伴う。
【００５４】
そこで、二層のフィルムが共に光透過性であれば、０．６μｍから１．２μｍの波長のレーザ光３３で、二層のフィルムを透過させ、本体ハウジング１６縁部の接着面を溶融させて、二層のフィルムを本体ハウジング１６側に接着する事ができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、可動接点のある可動板端部に広い当接面を形成し、この面とカバー部材との間に熱可塑性部材を設けるだけで、通常定格時の動作では周囲温度の上下に対応する接点の開閉動作を繰り返し、特別異常時の動作に於いては接点を開放状態に維持して機能を停止することができるので、簡単な構成の安全装置を用いて、特別異常状態により機能に不具合を生じた虞のある本体機器を継続して再使用する危険を回避することが容易にできるようになる。
【００５６】
また、熱可塑性樹脂部材を介装するだけであるので、安全装置の各部の構成を変更することなく、熱変形温度の異なる熱可塑性樹脂部材を種々代えて使用することにより、種々の異常状態の程度に対応する安全装置を容易に提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態における安全装置の側断面図であり、(a) は閉動作時の状態を示す図、(b) は開動作時の状態を示す図である。
【図２】第２の実施の形態における安全装置の側断面図であり、(a) は閉動作時の状態を示す図、(b) は開動作時の状態を示す図である。
【図３】第３の実施の形態における安全装置の側断面図であり、(a) は閉動作時の状態を示す図、(b) は開動作時の状態を示す図である。
【図４】第４の実施の形態における安全装置の側断面図であり、(a) は閉動作時の状態を示す図、(b) は開動作時の状態を示す図である。
【図５】第５の実施の形態における安全装置の側断面図であり、(a) は閉動作時の状態を示す図、(b) は開動作時の状態を示す図である。
【図６】第６の実施の形態における安全装置の側断面図であり、(a) は閉動作時の状態を示す図、(b) は開動作時の状態を示す図である。
【図７】二層構造の熱可塑性フィルムを本体ハウジングに接着する方法の一例を示す図である。
【図８】 (a),(b) はそれぞれ従来の安全装置の例を示す側断面図である。
【図９】 (a) は従来の他の安全装置の例を示す側断面図、(b) はそのＡ−Ａ′断面矢視拡大図である。
【符号の説明】
１、８ 固定接点
２、９ 可動接点
３、１０ バイメタル
４、１１ 金属製固定支持部材
５ａ、 ５ｂ、１２ａ、１２ｂ 外部端子
６ 凹部
７ 感温可溶体
１３ 本体ハウジング
１４ 突起
１５ 安全装置
１６ 本体ハウジング
１７ａ、１７ｂ 外部端子
１８ 固定接点
１９ 可動板
１９−１ 切り欠き孔
２０ 可動接点
２１ 支持部
２２ 当接面
２３ バイメタル
２４ カバー部材
２５ 熱可塑性樹脂部材（フィルム）
２６ 支点部
２７ 第１の熱可塑性樹脂部材（フィルム）
２８ 第２の熱可塑性樹脂部材（フィルム）
２９ 二層構造の熱可塑性部材
３０、３１ 熱可塑性樹脂部材
３２ 熱可塑性発泡樹脂
３２−１ 発泡盛り上がり部
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば二次電池などに使用される安全装置に係わり、更に詳しくは、異常時に生じた接点の開状態を確実に永続させる安全装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、過電流や過熱から本体装置や内部回路を保護するために周囲温度に感応して通電路の接点を開閉する安全装置がある。一般に、これらの安全装置には種々の形式のものがある。
【０００３】
例をあげると、周囲温度が一定温度を超えると接点を開いて電流を遮断する開動作とその電流遮断後の一定以上の温度下降によって接点を閉じて通電する閉動作とを繰り返す自動復帰型や、一度開動作を行うとその開状態を保持し手動によってのみ閉状態に復帰する手動復帰型、さらには、一度開動作を行うとその開状態を抵抗による発熱で復帰を阻止する自己保持型などがある。また、１度限りの開動作を行う素子としてはヒューズがある。
【０００４】
ところで、安全装置を必要とする異常状態として、例えば充電式の電池である二次電池の場合では、電池の端子間での短絡による過大な短絡電流や、過充電、過負荷による電池の異常発熱などがある。また、誤使用によっても同様の現象が生じることが想定されている。このような異常な状況を経過した二次電池は安全上からみて再使用することは好ましくない。したがって、そのような異常な状況が発生した後は、内蔵の安全装置を動作させて通電路の接点を開き、この開状態を永続させて本体装置（この例では二次電池）の再利用を禁止する方法が取られる場合が多い。
【０００５】
この場合、安全装置としてヒューズ単独では、ヒューズの場合は溶融による開動作であるため、極端な異常ではない通常の定格付近で発生した異常に対して一度開動作を行ってしまうと、そのままでは復帰はできず、接点を閉状態に戻して本体装置を再使用するには新たなヒューズの交換を必要とし、この作業が面倒であるという問題があった。
【０００６】
上記の手動復帰型は繰り返しが利き、手動であるだけに安全性も高いと言えるが、復帰するときの条件によってはかえって危険を伴う場合もあり、一概に安全であるとは言えない面も有している。また、この手動復帰型は装置の部品点数も多く大型化する傾向があり製品コストを押し上げる要因を含んでいる。また、自己保持型は、電源が接続されている限り開状態を維持できるが、開状態においても自己保持のための電流が別に流れるから、完全な遮断とは言えない面があり、この点で安全に対する更なる配慮が必要な構成となっている。
【０００７】
したがって種々の点を総合すると自動復帰型が最も使い勝手が良いことになる。この場合、通常の定格付近の異常に対しては接点の開閉の繰り返しによって危険を回避し、極端な異常に対しては１回乃至数回の開閉動作後は、閉状態に復帰しない構成とすることが望ましい。
【０００８】
図８(a),(b) は、それぞれ、そのような要求に対応すべく提案されている安全装置の構成の例を示す側断面図である。同図(a),(b) ともに固定接点１に可動接点２が当接して通電路の接点が閉じた状態を示している。可動接点２はバイメタル３の一端に取り付けられており、固定接点１は金属製固定支持部材４の一端に取り付けられている。バイメタル３及び金属製固定支持部材４の他端は、それぞれ外部端子５ａ及び５ｂに接続されている。そして、本体ハウジング内面の上記可動接点２が配設されているバイメタル３先端に対向する位置に凹部６が形成されており、この凹部６に感温可溶体７が充填されている。
【０００９】
この安全装置は、通常の定格使用時には周囲温度の上下によって接点が開閉する。そして可動接点２が開いてバイメタル３の一端が上方に持ち上がったとき、その持ち上がったバイメタル３の一端を感温可溶体７が適正位置に抑止する。他方、異常な状態によって装置が過熱しバイメタル３の一端が上方に持ち上がって可動接点２が開いたときは、過熱したバイメタル３の一端からの熱で感温可溶体７が溶融して凹部６から除去され、これにより、バイメタル３の一端は感温可溶体７によって抑止されることなく凹部６に嵌入して係合する。このバイメタル３の一端と凹部６との係合は、一旦係合すると外れることがなく、これにより、周囲温度が下がってバイメタル３が復帰反転動作を行おうとしても変形出来ず、接点の開状態が永続するというものである。
【００１０】
図９(a) は、他の安全装置の例を示す側断面図であり、同図(b) は、そのＡ−Ａ′断面矢視拡大図である。同図(a),(b) に示す安全装置も、固定接点８に可動接点９が当接して通電路の接点は閉状態を示している。可動接点９はバイメタル１０の一端に取り付けられており、固定接点８は金属製固定支持部材１１の一端に取り付けられている。バイメタル１０及び金属製固定支持部材１１の他端は、それぞれ外部端子１２ａ及び１２ｂに接続されている。そして、熱可塑性の本体ハウジング１３内面の上記可動接点９が配設されているバイメタル１０先端に対向する位置に、本体ハウジング１３と一体に形成された突起１４が配設されている。
【００１１】
この安全装置も、通常の定格使用時には周囲温度の上下によって接点が開閉する。そして、可動接点９が開いてバイメタル１０の一端が上方に持ち上がっても、単に突起１４に当接するのみであり、周囲温度が下がれば再び可動接点９が閉位置に復帰する。他方、異常な状態によって装置が過熱しバイメタル１０の一端が上方に持ち上がって可動接点９が開いたときは、過熱したバイメタル１０の一端からの熱で熱可塑性の突起１４が溶融し、バイメタル１０の一端を本体ハウジング１３に融着させる。これにより、周囲温度が下がってバイメタル１０が復帰反転動作を行おうとしても変形出来ず、接点の開状態が永続するというものである。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記溶融により感温可溶体７が除去された凹部６にバイメタル３の一端を係止させる方法は、嵌入と係止の動作の釣り合いを適正に調整するには高度の技術を要し実現が困難である。
【００１３】
また、熱可塑性の突起１４の溶融によってバイメタル１０の一端を本体ハウジング１３に融着させる方法は、小さな突起による融着の強度に不安があり、永続する確実な開状態が要求される場合には、安全装置の構造としては疑問が残るものであった。
【００１４】
本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、特別異常時に生じた接点の開状態を確実に永続させる安全装置を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
先ず、請求項１記載の発明の安全装置は、一面が開口する箱状の本体ハウジングと、該本体ハウジングの前記開口を覆うカバー部材とにより形成される空間内に、固定接点を備えた一端を前記本体ハウジングの内底部に固定され、他端を外部接続のための第１の端子として前記本体ハウジングの外部に露出する第１の固定導体と、該第１の固定導体の前記固定接点に対向する位置に可動接点を備え、他端を前記本体ハウジング内において外部接続のための第２の端子として前記本体ハウジングの外部に露出する第２の固定導体に固定して接続された可動板と、該可動板と前記カバー部材との間に配置されたバイメタルとを備え、周囲温度が設定温度を上下することに応じて反り返り方向を反転する上記バイメタルにより上記可動接点が上記固定接点と接離して電気回路を開閉するスイッチ部を備えた安全装置であって、上記可動接点を備えた可動板の先端部の上記可動接点と反対側に形成され、上記スイッチ部の接点が開放されたとき上記カバー部材の裏面に当接すべく上記カバー部材の裏面を押圧する当接面と、該当接面と上記カバー部材の裏面との間に配設された絶縁性の熱可塑性樹脂部材と、を備え、該熱可塑性樹脂部材は、第１の熱可塑性樹脂部材に該第１の熱可塑性樹脂部材よりも熱変形温度の低い第２の熱可塑性樹脂部材を貼り合わせて成り、前記第１の熱可塑性樹脂部材の面が前記スイッチ部側に配置され前記第２の熱可塑性樹脂部材の面が前記カバー部材側に配置され、上記バイメタルの反り返り方向反転により上記スイッチ部の接点が開放され上記可動板の上記先端部の上記当接面が上記カバー部材の裏面に前記熱可塑性樹脂部材を介して押圧した際に上記当接面が定格を超える温度であるとき該当接面の熱により溶融して、周囲温度が低下しても再度接点が閉じないように上記当接面を上記カバー部材の裏面に固着させるように構成される。
【００１６】
そして、上記熱可塑性樹脂部材は、例えば請求項２記載のように、上記第２の熱可塑性樹脂部材の面を本体ハウジングの開口部の縁部に接着され、上記カバー部材は上記熱可塑性樹脂部材の上から上記本体ハウジングの開口部を覆って配設されて構成される。
【００１７】
次に、請求項３記載の発明の安全装置は、一面が開口する箱状の本体ハウジングと、該本体ハウジングの前記開口を覆うカバー部材とにより形成される空間内に、固定接点を備えた一端を前記本体ハウジングの内底部に固定され、他端を外部接続のための第１の端子として前記本体ハウジングの外部に露出する第１の固定導体と、該第１の固定導体の前記固定接点に対向する位置に可動接点を備え、他端を前記本体ハウジング内において外部接続のための第２の端子として前記本体ハウジングの外部に露出する第２の固定導体に固定して接続された可動板と、該可動板と前記カバー部材との間に配置されたバイメタルとを備え、周囲温度が設定温度を上下することに応じて反り返り方向を反転する上記バイメタルにより上記可動接点が上記固定接点と接離して電気回路を開閉するスイッチ部を備えた安全装置であって、上記可動接点を備えた可動板の先端部の上記可動接点と反対側に形成され、上記スイッチ部の接点が開放されたとき上記カバー部材の裏面に当接すべく上記カバー部材の裏面を押圧する当接面と、該当接面に配設された絶縁性の熱可塑性樹脂部材と、を備え、該熱可塑性樹脂部材は、上記バイメタルの反り返り方向反転により上記スイッチ部の接点が開放され上記可動板の上記先端部の上記当接面が上記カバー部材の裏面に前記熱可塑性部材を介して押圧した際に上記当接面が定格を超える温度であるとき該当接面の熱で溶融して、周囲温度が低下しても再度接点が閉じないように上記当接面を上記カバー部材の裏面に固着させるように構成される。
【００１９】
また、請求項４記載の発明の安全装置は、一面が開口する箱状の本体ハウジングと、該本体ハウジングの前記開口を覆うカバー部材とにより形成される空間内に、固定接点を備えた一端を前記本体ハウジングの内底部に固定され、他端を外部接続のための第１の端子として前記本体ハウジングの外部に露出する第１の固定導体と、該第１の固定導体の前記固定接点に対向する位置に可動接点を備え、他端を前記本体ハウジング内において外部接続のための第２の端子として前記本体ハウジングの外部に露出する第２の固定導体に固定して接続された可動板と、該可動板と前記カバー部材との間に配置されたバイメタルとを備え、周囲温度が設定温度を上下することに応じて反り返り方向を反転する上記バイメタルにより上記可動接点が上記固定接点と接離して電気回路を開閉するスイッチ部を備えた安全装置であって、上記バイメタルのほぼ中心位置に当たる前記本体ハウジングの底部に、上記バイメタルの反り返り方向反転の支点を形成する合成樹脂の突起を備え、該突起は、上記バイメタルの反転により上記接点が開いた際に上記バイメタルが定格を超える温度であるとき該バイメタルの熱により溶融し該バイメタルに接着して、周囲温度が低下しても再度接点が閉じないように上記バイメタルを反転形状のまま維持するように構成される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１(a),(b) は、第１の実施の形態における安全装置の側断面図であり、同図(a) は閉動作時の状態を示し、同図(b) は開動作時の状態を示している。同図(a),(b) に示すように、この安全装置１５は、浅い長方形の枡状の本体ハウジング１６の長手方向（図の左右方向）両端部にそれぞれ外部端子１７ａ及び１７ｂを備え、本体ハウジング１６の内部には、上記外部端子１７ａにハウジング壁内を介して接続する固定接点１８と、同じく外部端子１７ｂにハウジング壁内と可動板１９を介して接続する可動接点２０が配設されている。
【００２３】
可動板１９の上記外部端子１７ｂに接続する一端は支持部２１により本体ハウジング１６に固定され、可動接点２０が配設されている他端には、可動接点２０と反対側に、切り込みと折り曲げによって形成された当接面２２を備えている。そして、その当接面２２と上記の切り込みと折り曲げによって段差を形成された可動板１９の段差部との間に一端を挿入されたバイメタル２３が本体ハウジング１６の長手方向に延在して配置されている。
【００２４】
このバイメタル２３は、平常温度では同図(a) に示すように下に反り返って上に凸状態であり、その凸部をカバー部材２４のほぼ中央部に形成されている下に凸状部分に当接させて、可動接点２０が配設されている可動板１９端部を押し下げている。これにより、可動接点２０が固定接点１８に圧接して接点が閉じている。
【００２５】
上記のカバー部材２４は、金属または硬質の樹脂からなり、このカバー部材２４の裏面と上記の当接面２２との間には、熱可塑性樹脂部材が配設される。本例において、熱可塑性樹脂部材２５は熱可塑性樹脂フィルムであり、カバー部材２４が金属製であるときは絶縁性の樹脂フィルムで構成され、本例では、予めカバー部材２４の裏面に貼着される。
【００２６】
この熱可塑性樹脂部材２５は、適宜の接着材（又は接着剤）で接着してもよく、あるいは熱可塑性樹脂部材２５自体が粘性による接着作用を発揮する温度（以下、これを熱変形温度という）で熱圧着により接着するようにしてもよい。また、フィルムを貼着するのではなく、同樹脂を高熱で溶融してカバー部材２４の裏面に塗布するようにしてもよく、吹き付けでも良い。
【００２７】
この安全装置１５は、平常の定格使用状態で周囲温度が予め決められた一定の温度を越えて上昇すると、バイメタル２３が同図(b) に示すように反転し、上に反り返って下に凸状態になる。このとき、その凸状態になったバイメタル２３の下面ほぼ中央部には、本体ハウジング１６と一体に形成され、可動板１９の切り欠き孔１９−１を貫通して上方に突設されている支点部２６が当接する。これにより、バイメタル２３は上に押し上げられるように支持されて、可動板１９の当接面２２と段差部との間に挿入されている端部により、可動接点２０が配設されている可動板１９端部を押し上げ、これにより、一方では可動接点２０が開放され、他方では当接面２２が熱可塑性樹脂部材２５を介してカバー部材２４裏面に押圧される。
【００２８】
上記のような平常定格時の使用状態では、安全装置１５の動作温度は通常１００℃以下に設定されているため、接点部（可動接点２０、固定接点１８）の温度上昇はあまり大きくはならない。したがって、バイメタル２３が同図(b) のように反転する平常定格時の周囲温度では、当接面２２から熱可塑性樹脂部材２５に伝達される温度は熱可塑性樹脂部材２５の熱変形温度以下である。このため熱可塑性樹脂部材２５の状態に変化は無く、周囲温度が低下すると、バイメタル２３は再び反転復帰して、全体が同図(a) に示す閉状態に戻る。
【００２９】
ところが、接点に過電流が流れる、あるいは周囲温度が定格温度をはるかに超えるなどの特別異常状態が発生すると、バイメタル２３の反転によって接点が開くとともに、それまでの過電流による接点の過熱、定格温度を超える周囲の過熱、あるいは開放時の接点間の過電流遮断の高温アークによって、可動接点２０が配設されている可動板１９端部、すなわち当接面２２が過熱状態、つまり、その温度が熱可塑性樹脂部材２５の熱変形温度以上となり、同図(b) に示すように当接面２２が熱可塑性樹脂部材２５を介してカバー部材２４裏面に押圧されたとき過熱状態の当接面２２の熱変形温度以上の熱により溶融状態となった熱可塑性樹脂部材２５が当接面２２に粘着し、温度の低下によって固結して、当接面２２をカバー部材２４裏面に接着させる。
【００３０】
当接面２２は広く形成されているため上記の接着力は極めて強固であり、さらに接着力を確保する為当接面２２の少なくとも一部に凹凸を設けても良く、この後バイメタル２３が周囲温度の低下によって反転復帰しようとしても、当接面２２のカバー部材２４裏面への接着が強固の維持されて、接点が閉じることが無い。このように、接点の開状態が継続して周囲温度の変化による接点の周期的開閉動作が停止され、これにより、例えば二次電池等の本体装置が特別異常の事故等を経過した後は、再び使用されることが防止される。
【００３１】
図２(a),(b) は、第２の実施の形態における安全装置の側断面図であり、同図(a) は閉動作時の状態を示し、同図(b) は開動作時の状態を示している。尚、図２(a),(b) において、図１(a),(b) に示した安全装置と同一の構成部分には、説明に必要な部分にのみ図１(a),(b) と同一の番号を付与して示し、異なる部分には新たな番号を付与して示している。
【００３２】
図２(a),(b) に示すように、カバー部材２４の裏面と当接面２２との間には（本例では当接面２２との間だけでなく全面にわたっている）、第１の熱可塑性樹脂部材２７と第２の熱可塑性樹脂部材２８からなる二層構造の熱可塑性樹脂部材２９が配置されている。上記第１及び第２の熱可塑性樹脂部材は共に熱可塑性フィルムであり、第１の熱可塑性樹脂部材（フィルム）２７の一面に熱可塑性樹脂部材（フィルム）２８を貼り合わせたものである。
【００３３】
上記第１の熱可塑性樹脂部材２７の面は、当接面２２に対向しており、その熱変形温度は、図１(a),(b) に示した熱可塑性樹脂部材２５の場合と同様に、当接面２２の異常温度で容易に軟化して粘着性を発揮するように調整されている。他方の第２の熱可塑性樹脂部材２８の面はカバー部材２４の裏面に対面しており、その熱変形温度は、第１の熱可塑性樹脂部材２７の熱変形温度よりも低く設定されている。 上記第１の熱可塑性樹脂部材２７の材料としては、ポリエステルフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリオレフィン、ナイロン、ポリプロピレン、フツ素系樹脂等のフィルムを用いることができる。また、第２の熱可塑性樹脂部材２８の材料としては、一般的にホットメルトと呼ばれる材料の他、上記第１の熱可塑性樹脂部材２７の材料と同様のものを、より低い熱変形温度となるようにしたものを使用するようにしてもよい。
【００３４】
本例の構成では、上記二層構造の熱可塑性樹脂部材２９を予めカバー部材２４の裏面に貼着しておく必要はなく、単にカバー部材２４の裏面と当接面２２との間にくるように配置しておくだけでも良い。この場合、第２の熱可塑性樹脂部材２８の端部の面を、本体ハウジング１６の開口部の縁部上面に接着しておくだけでよい。そして、カバー部材２４は熱可塑性樹脂部材２９の上から本体ハウジング１６の開口部を覆って配設する。
【００３５】
上記第２の熱可塑性樹脂部材２８の本体ハウジング１６縁部への接着方法として、適宜の接着材を用いてもよく、熱圧着してもよく、また、後述するように、本体ハウジング１６が適宜の樹脂から成る場合には、レーザ光を用いて接着することもできる。いずれにしても、当接面２２と対向する部分で熱可塑性樹脂部材２９がカバー部材２４裏面に必ずしも接着している必要はない。
【００３６】
この図２(a),(b) に示す本例の構成において、平常時の定格動作におけるバイメタル２３による固定接点１８に対する可動接点２０の開閉動作、及び当接面２２による熱可塑性樹脂部材２９を介してのカバー部材２４裏面への押圧動作は、図１(a),(b) の場合と同様である。
【００３７】
そして、本例において、接点に過電流が流れる、あるいは周囲温度が定格温度をはるかに超えるなどの異常状態が発生すると、図１(b) の場合と同様に当接面２２が過熱状態で二層構造の熱可塑性樹脂部材２９を介してカバー部材２４裏面に押圧される。これにより、熱可塑性樹脂部材２７が熱変形温度を超えて当接面２２に融着するとともに、当接面２２からやや低くなった熱が伝導される熱可塑性樹脂部材２８も、熱変形温度が低く設定されていることにより容易に軟化又は溶融してカバー部材２４裏面に貼着する。
【００３８】
これにより、当接面２２が熱可塑性樹脂部材２７及び２８を介してカバー部材２４裏面に固着される。バイメタル２３が周囲温度の低下によって反転復帰しようとしても、当接面２２のカバー部材２４裏面への接着により接点が閉じることが無く、接点の開状態が維持される。
【００３９】
図３(a),(b) は、第３の実施の形態における安全装置の側断面図であり、同図(a) は閉動作時の状態を示し、同図(b) は開動作時の状態を示している。尚、図３(a),(b) において、図１(a),(b) に示した安全装置と同一の構成部分には、説明に必要な部分にのみ図１(a),(b) と同一の番号を付与して示し、異なる部分には新たな番号を付与して示している。
【００４０】
図３(a),(b) に示すように、カバー部材２４の裏面と当接面２２との間には、熱可塑性樹脂部材３０が当接面２２に貼着して設けられる。この場合の熱可塑性樹脂部材３０の当接面２２への貼着は、印刷、塗布、吹さ付け等いずれかの方法で容易に形成することができる。
【００４１】
この図３(a),(b) に示す本例の構成においても、平常時の定格動作におけるバイメタル２３による固定接点１８に対する可動接点２０の開閉動作、及び当接面２２による熱可塑性樹脂部材３０を介してのカバー部材２４裏面への押圧動作は図１(a),(b) の場合と同様である。
【００４２】
そして、本例において、接点に過電流が流れる、あるいは周囲温度が定格温度をはるかに超えるなどの異常状態が発生すると、図１(b) の場合と同様に当接面２２が過熱状態で熱可塑性樹脂部材３０をカバー部材２４裏面に押圧する。これにより、熱可塑性樹脂部材３０がカバー部材２４裏面に融着して当接面２２をカバー部材２４裏面に固定する。この場合も、バイメタル２３が周囲温度の低下によって反転復帰しようとしても、当接面２２のカバー部材２４裏面への接着により接点が閉じることが無く、接点の開状態が維持される。
【００４３】
図４(a),(b) は、第４の実施の形態における安全装置の側断面図であり、同図(a) は閉動作時の状態を示し、同図(b) は開動作時の状態を示している。尚、図４(a),(b) において、図１(a),(b) に示した安全装置と同一の構成部分には、説明に必要な部分にのみ図１(a),(b) と同一の番号を付与して示し、異なる部分には新たな番号を付与して示している。
【００４４】
図４(a),(b) に示すように、カバー部材２４の裏面と当接面２２との間には、熱可塑性樹脂部材３１がカバー部材２４裏面の当接面２２との対向部に貼着して設けられる。この場合の熱可塑性樹脂部材３１のカバー部材２４裏面への貼着も、印刷、塗布、吹さ付け等いずれかの方法で容易に形成することができる。
【００４５】
本例では、熱可塑性樹脂部材３１がカバー部材２４裏面に貼着されている点が、熱可塑性樹脂部材３０を当接面２２に貼着して設けた図３(a),(b) の場合と異なるのみであり、平常定格時の動作及び特別異常時の動作は、図３(a),(b) の場合と同様である。
【００４６】
図５(a),(b) は、第５の実施の形態における安全装置の側断面図であり、同図(a) は閉動作時の状態を示し、同図(b) は開動作時の状態を示している。尚、図５(a),(b) において、図１(a),(b) に示した安全装置と同一の構成部分には、説明に必要な部分にのみ図１(a),(b) と同一の番号を付与して示し、異なる部分には新たな番号を付与して示している。
【００４７】
本例は、図５(a) に示すように、カバー部材２４の裏面と当接面２２との間に熱可塑性樹脂部材が配置されていない構成となっている。そして、本例では、本体ハウジング１６と一体に成形され、反転したバイメタル２３を支持すべく上方に突設された支点部２６が、熱可塑性樹脂によって形成されている。 尚、この場合、支点部２６を本体ハウジング１６と一体に成形するのではなく、同一部分に、本体ハウジング１６とは別体に構成してもよい。また、成形材料も、ナイロン、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、液晶ポリマ等、幅広く任意のものを選択して使用できる。
【００４８】
本例も平常定格時の動作は図１乃至図４に示した安全装置と同一であるが、特別異常時にバイメタル２３が反転して可動接点２０が、図５(b) に示すように開いたとき、これとともにバイメタル２３の反転した凸状下部に圧接した支点部２６が、可動接点２０や可動板１９と同様に過熱状態となっているバイメタル２３の熱によって溶融し、バイメタル２３下面に融着し、固結して、バイメタル２３の反転形状を固定化させる。
【００４９】
これにより、温度が低下してもバイメタル２３の復帰反転動作が禁止され、接点の開状態が維持されて、特別異常の使用環境を経過した本体装置の再使用が防止される。
尚、特には図示しないが、可動板１９自体を所定温度で変形するＴｉ−Ｎｉ系やＣｕ−Ｚｎ−Ａｌ系などの形状記憶合金で構成し、その所定温度をバイメタル２３の反転温度以上に設定すると、平常定格時では図１乃至図５の場合と同様に開閉動作を繰り返し、特別異常状態では、可動板１９及びバイメタル２３とも過熱状態となるので、可動板１９を構成している形状記憶合金が開状態を保持することができる。この場合も、温度が低下してもバイメタル２３の復帰反転動作が禁止され、接点の開状態が維持されて、特別異常の使用環境を経過した本体装置の再使用が防止される。
【００５０】
図６(a),(b) は、第６の実施の形態における安全装置の側断面図であり、同図(a) は閉動作時の状態を示し、同図(b) は開動作時の状態を示している。尚、図６(a),(b) において、図１(a),(b) に示した安全装置と同一の構成部分には、説明に必要な部分にのみ図１(a),(b) と同一の番号を付与して示し、異なる部分には新たな番号を付与して示している。
【００５１】
本例も、図６(a) に示すように、カバー部材２４の裏面と当接面２２との間に熱可塑性樹脂部材は配置されていない。また、本例では、本体ハウジング１６と一体に成形されている支点部２６は熱可塑性樹脂ではない。代って本例では、固定接点１８の近傍に配置され、可動接点２０を備えた可動板１９の先端部近傍に対峙して、熱可塑性発泡樹脂３２が配設される。この熱可塑性発泡性樹脂３２の形成は、熱可塑性樹脂に発泡剤を添加する又は微細な気泡を分散させることによって形成することができる。
【００５２】
この構成において、平常定格時の動作は図１乃至図４に示した安全装置と同一である。そして、特別異常時には、バイメタル２３が反転して可動接点２０が、図６(b) に示すように開いたとき、過熱状態の周囲温度によって熱可塑性発泡樹脂３２が溶融して発泡する。そして、この発泡した盛り上がり部３２−１が、周囲温度が低下したことによるバイメタル２３の復帰反転動作に拘わりなく可動板先１９端部の変形を抑止する。これにより、この場合も特別異常状態が発生後は、接点の開状態が維持される。
【００５３】
図７は、図２(a),(b) に示した二層構造の熱可塑性フィルム２９を本体ハウジング１６に接着する方法の一例を示す図である。本例は、高融点材料からなる成形品である本体ハウジング１６に、比較的高融点の第１の熱可塑性樹脂フィルム２８を接着するものであり、このフィルムの反対側面には低融点の第２の熱可塑性樹脂フィルム２８が貼り合わせられているため、熱圧着では接着加工に困難が伴う。
【００５４】
そこで、二層のフィルムが共に光透過性であれば、０．６μｍから１．２μｍの波長のレーザ光３３で、二層のフィルムを透過させ、本体ハウジング１６縁部の接着面を溶融させて、二層のフィルムを本体ハウジング１６側に接着する事ができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、可動接点のある可動板端部に広い当接面を形成し、この面とカバー部材との間に熱可塑性部材を設けるだけで、通常定格時の動作では周囲温度の上下に対応する接点の開閉動作を繰り返し、特別異常時の動作に於いては接点を開放状態に維持して機能を停止することができるので、簡単な構成の安全装置を用いて、特別異常状態により機能に不具合を生じた虞のある本体機器を継続して再使用する危険を回避することが容易にできるようになる。
【００５６】
また、熱可塑性樹脂部材を介装するだけであるので、安全装置の各部の構成を変更することなく、熱変形温度の異なる熱可塑性樹脂部材を種々代えて使用することにより、種々の異常状態の程度に対応する安全装置を容易に提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態における安全装置の側断面図であり、(a) は閉動作時の状態を示す図、(b) は開動作時の状態を示す図である。
【図２】第２の実施の形態における安全装置の側断面図であり、(a) は閉動作時の状態を示す図、(b) は開動作時の状態を示す図である。
【図３】第３の実施の形態における安全装置の側断面図であり、(a) は閉動作時の状態を示す図、(b) は開動作時の状態を示す図である。
【図４】第４の実施の形態における安全装置の側断面図であり、(a) は閉動作時の状態を示す図、(b) は開動作時の状態を示す図である。
【図５】第５の実施の形態における安全装置の側断面図であり、(a) は閉動作時の状態を示す図、(b) は開動作時の状態を示す図である。
【図６】第６の実施の形態における安全装置の側断面図であり、(a) は閉動作時の状態を示す図、(b) は開動作時の状態を示す図である。
【図７】二層構造の熱可塑性フィルムを本体ハウジングに接着する方法の一例を示す図である。
【図８】 (a),(b) はそれぞれ従来の安全装置の例を示す側断面図である。
【図９】 (a) は従来の他の安全装置の例を示す側断面図、(b) はそのＡ−Ａ′断面矢視拡大図である。
【符号の説明】
１、８ 固定接点
２、９ 可動接点
３、１０ バイメタル
４、１１ 金属製固定支持部材
５ａ、 ５ｂ、１２ａ、１２ｂ 外部端子
６ 凹部
７ 感温可溶体
１３ 本体ハウジング
１４ 突起
１５ 安全装置
１６ 本体ハウジング
１７ａ、１７ｂ 外部端子
１８ 固定接点
１９ 可動板
１９−１ 切り欠き孔
２０ 可動接点
２１ 支持部
２２ 当接面
２３ バイメタル
２４ カバー部材
２５ 熱可塑性樹脂部材（フィルム）
２６ 支点部
２７ 第１の熱可塑性樹脂部材（フィルム）
２８ 第２の熱可塑性樹脂部材（フィルム）
２９ 二層構造の熱可塑性部材
３０、３１ 熱可塑性樹脂部材
３２ 熱可塑性発泡樹脂
３２−１ 発泡盛り上がり部
Claims (4)
- 一面が開口する箱状の本体ハウジングと、該本体ハウジングの前記開口を覆うカバー部材とにより形成される空間内に、固定接点を備えた一端を前記本体ハウジングの内底部に固定され、他端を外部接続のための第１の端子として前記本体ハウジングの外部に露出する第１の固定導体と、該第１の固定導体の前記固定接点に対向する位置に可動接点を備え、他端を前記本体ハウジング内において外部接続のための第２の端子として前記本体ハウジングの外部に露出する第２の固定導体に固定して接続された可動板と、該可動板と前記カバー部材との間に配置されたバイメタルとを備え、周囲温度が設定温度を上下することに応じて反り返り方向を反転する前記バイメタルにより前記可動接点が前記固定接点と接離して電気回路を開閉するスイッチ部を備えた安全装置であって、
前記可動接点を備えた可動板の先端部の前記可動接点と反対側に形成され、前記スイッチ部の接点が開放されたとき前記カバー部材の裏面に当接すべく前記カバー部材の裏面を押圧する当接面と、
該当接面と前記カバー部材の裏面との間に配設された絶縁性の熱可塑性樹脂部材と、
を備え、
該熱可塑性樹脂部材は、
第１の熱可塑性樹脂部材に該第１の熱可塑性樹脂部材よりも熱変形温度の低い第２の熱可塑性樹脂部材を貼り合わせて成り、前記第１の熱可塑性樹脂部材の面が前記スイッチ部側に配置され前記第２の熱可塑性樹脂部材の面が前記カバー部材側に配置され、
前記バイメタルの反り返り方向反転により前記スイッチ部の接点が開放され前記可動板の前記先端部の前記当接面が前記カバー部材の裏面を前記熱可塑性樹脂部材を介して押圧した際に前記当接面が定格を超える温度であるとき該当接面の熱により溶融して、周囲温度が低下しても再度接点が閉じないように前記当接面を前記カバー部材の裏面に固着させる、
ことを特徴とする安全装置。 - 前記熱可塑性樹脂部材は、前記第２の熱可塑性樹脂部材の面を本体ハウジングの開口部の縁部に接着され、前記カバー部材は前記熱可塑性樹脂部材の上から前記本体ハウジングの開口部を覆って配設されることを特徴とする請求項１記載の安全装置。
- 一面が開口する箱状の本体ハウジングと、該本体ハウジングの前記開口を覆うカバー部材とにより形成される空間内に、固定接点を備えた一端を前記本体ハウジングの内底部に固定され、他端を外部接続のための第１の端子として前記本体ハウジングの外部に露出する第１の固定導体と、該第１の固定導体の前記固定接点に対向する位置に可動接点を備え、他端を前記本体ハウジング内において外部接続のための第２の端子として前記本体ハウジングの外部に露出する第２の固定導体に固定して接続された可動板と、該可動板と前記カバー部材との間に配置されたバイメタルとを備え、周囲温度が設定温度を上下することに応じて反り返り方向を反転する前記バイメタルにより前記可動接点が前記固定接点と接離して電気回路を開閉するスイッチ部を備えた安全装置であって、
前記可動接点を備えた可動板の先端部の前記可動接点と反対側に形成され、前記スイッチ部の接点が開放されたとき前記カバー部材の裏面に当接すべく前記カバー部材の裏面を押圧する当接面と、
該当接面に配設された絶縁性の熱可塑性樹脂部材と、
を備え、
該熱可塑性樹脂部材は、前記バイメタルの反り返り方向反転により前記スイッチ部の接点が開放され前記可動板の前記先端部の前記当接面が前記カバー部材の裏面に前記熱可塑性部材を介して押圧した際に前記当接面が定格を超える温度であるとき該当接面の熱で溶融して、周囲温度が低下しても再度接点が閉じないように前記当接面を前記カバー部材の裏面に固着させる、
ことを特徴とする安全装置。 - 一面が開口する箱状の本体ハウジングと、該本体ハウジングの前記開口を覆うカバー部材とにより形成される空間内に、固定接点を備えた一端を前記本体ハウジングの内底部に固定され、他端を外部接続のための第１の端子として前記本体ハウジングの外部に露出する第１の固定導体と、該第１の固定導体の前記固定接点に対向する位置に可動接点を備え、他端を前記本体ハウジング内において外部接続のための第２の端子として前記本体ハウジングの外部に露出する第２の固定導体に固定して接続された可動板と、該可動板と前記カバー部材との間に配置されたバイメタルとを備え、周囲温度が設定温度を上下することに応じて反り返り方向を反転する前記バイメタルにより前記可動接点が前記固定接点と接離して電気回路を開閉するスイッチ部を備えた安全装置であって、
前記バイメタルのほぼ中心位置に当たる前記本体ハウジングの底部に、前記バイメタルの反り返り方向反転の支点を形成する合成樹脂の突起を備え、
該突起は、前記バイメタルの反転により前記接点が開いた際に前記バイメタルが定格を超える温度であるとき該バイメタルの熱により溶融し該バイメタルに接着して、周囲温度が低下しても再度接点が閉じないように前記バイメタルを反転形状のまま維持する、
ことを特徴とする安全装置。
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