JPWO2013058362A1 - 保護装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、樹脂ベース１４、ＰＴＣ素子２４、バイメタル素子２６、アーム２８および上方プレート４６を有して成り、これらが樹脂ハウジング内に収容されている保護装置であって、樹脂ベース１４は、インサート成形されたターミナル１２を有して成り、樹脂ベース１４の空間内においてターミナル１２上に、ＰＴＣ素子２４、バイメタル素子２６、アーム２８および上方プレート４６がこの順に重ねた状態で、これらを覆うようにインサート成形することによって形成された樹脂カバー１６を更に有して成り、樹脂ベース１４の空間は、上方プレート４６によって実質的に閉鎖された状態にあり、樹脂ベース１４および樹脂カバー１６は、一体に接着されて樹脂ハウジングを規定し、平常時にはターミナル１２とアーム２８とが電気的に直列に接続された状態にあり、バイメタル素子２６が作動する異常時には、ターミナル１２とアーム２８とが電気的に遮断された状態になる一方、ターミナル１２、ＰＴＣ素子２４、バイメタル素子２６およびアーム２８がこの順で電気的に直列に接続された状態となるように構成されていることを特徴とする保護装置を提供する。

Description

本発明は、電気または電子装置（例えばモーター、２次電池パック）に過剰電流が流れた場合、あるいは、電気または電子装置またはその周囲の温度が過度に上昇した場合、そのような装置を流れる電流を実質的に遮断する、バイメタル素子およびＰＴＣ素子を有して成る保護装置に関する。

電気装置（例えばモーター）に電流が過剰に流れて電気装置が異常に高い温度になった場合、過剰電流以外の何等かの理由で電気装置の温度が異常に高い温度になった場合等の異常が生じた際、電気装置を流れる電流を遮断して、必要に応じてそのような異常を解消して、電気装置の安全を確保する必要がある。そのように電流を遮断する手段としてバイメタル素子が使用されている。

バイメタル素子は、バイメタル金属のシート部材を有して成り、それ自体が特定の温度を越えて高温になった場合、あるいはその周囲の雰囲気の温度が高くなってバイメタル素子が特定の温度を越えて高温になった場合、作動して（即ち、変形して）、バイメタル素子を流れる電流を遮断するように構成されている。

そのようなバイメタル素子が電気装置に組み込まれている場合、過剰電流または他の理由によって電気装置が異常な高温になると作動して電流を遮断する。電流の遮断により電気装置の温度が低下するが、バイメタル素子は、その温度も低下するので、元の形状に戻り（即ち、復帰して）、その結果、電気装置の安全を確保する前に、再び電流が流れることを許容することになり得る。

そのように再び電流が流れることを防止するには、バイメタル素子が作動した状態を確保・維持する必要がある。そのために、電気装置の回路においてバイメタル素子を直列に配置して、その回路の電流を遮断できるようにすると共に、バイメタル素子に対してＰＴＣ素子が並列に配置されている。このような配置によって、バイメタル素子が作動した場合に、それを流れていた電流をＰＴＣ素子に迂回させ、その電流によってＰＴＣ素子がジュール熱を発生して、その熱をバイメタル素子に伝達してバイメタル素子の作動状態を確保できる。

このように電気回路においてバイメタル素子を直列に配置し、また、ＰＴＣ素子をバイメタル素子に対して並列に配置するように構成された保護装置が知られている。このような保護装置は、例えば下記特許文献１に開示されている。そのような保護装置では、ターミナルを有する樹脂ベースがそれに設けた空間内にＰＴＣ素子、バイメタル素子およびアームを有して成り、上方プレートを予め設けたカバーが樹脂ベース上に配置され、この状態で樹脂ベースと樹脂カバーとが接着剤または超音波溶融によって接着されている。

特開２００５−２０３２７７号公報

上述のような保護装置の性能について種々の検討を重ねた結果、保護装置は、バイメタル素子の特性とＰＴＣ素子の特性とを組み合わせることによって、バイメタル素子が復帰することに起因する問題点を解決できる点で優れているものの、装置の内部に配置されている種々の要素間の接触部における良好電気的接続状態の維持が必ずしも十分ではなく、その結果、保護装置がその機能を十分に果たさないことになる場合があることに発明者らは気付いた。

更に検討を進めると、樹脂ベースと樹脂カバーとによって樹脂ハウジングが形成されているが、保護装置の周囲の酸素が樹脂ハウジング内に侵入し、そこに配置されているバイメタル素子およびＰＴＣ素子等の要素の金属部分が酸化されることが望ましくないとの結論に到った。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、バイメタル素子およびＰＴＣ素子を有して成る保護装置において、その内部に酸素が侵入することを更に抑制した新たな保護装置を提供すること、そして、そのような保護装置の製造方法を提供することである。

上述の課題について鋭意検討を重ねた結果、樹脂ベースの空間を上方プレートが実質的に閉鎖するように保護装置を構成することによって課題を解決できることに到った。また、そのような保護装置は、樹脂ベースの空間内にＰＴＣ素子、バイメタル素子およびアームを空間内に配置し、その後、上方プレートによって樹脂ベースの空間を閉鎖した状態でインサート成形することによって製造できることを見出した。

従って、第１の要旨において、本発明は、樹脂ベース、ＰＴＣ素子、バイメタル素子、アームおよび上方プレートを有して成り、これらが樹脂ハウジング内に収容されている保護装置を提供し、この保護装置は、
樹脂ベースは、インサート成形により樹脂ベースと一体化されたターミナルを有して成り、
樹脂ベースの空間内においてターミナル上に、ＰＴＣ素子、バイメタル素子、アームおよび上方プレートをこの順に重ねた状態で、これらを覆うようにインサート成形することによって形成された樹脂カバーを更に有して成り、
樹脂ベースの空間は、上方プレートによって実質的に閉鎖された状態にあり、
樹脂ベースおよび樹脂カバーは、一体に接着されて樹脂ハウジングを規定し、
平常時にはターミナルとアームとが電気的に直列に接続された状態にあり、
バイメタル素子が作動する異常時には、ターミナルとアームとが電気的に遮断された状態になる一方、ターミナル、ＰＴＣ素子、バイメタル素子およびアームがこの順で電気的に直列に接続された状態となるように構成されていることを特徴とする。

本発明の保護装置では、アームの上に配置された上方プレートが樹脂ベースの空間を閉鎖している状態で樹脂ベースと樹脂カバーとが一体に接着されているので、樹脂ベースの空間内へ酸素が侵入することがより困難となる。

本発明の保護装置の１つの好ましい態様では、樹脂ベースの空間を規定する壁面の外側と樹脂カバーを規定する壁面の内側とが隣接状態でこれらの壁面が一体に接着されている。この場合、樹脂ベースと樹脂カバーとの接着は、面接着状態（即ち、樹脂ベースの面と樹脂カバーの面との間の接着）となり、保護装置の外部から樹脂ベースの空間内まで酸素の侵入経路がより長くなるので、酸素の空間内への侵入がより困難になる。このような面接触は、樹脂ベースの空間がその全周にわたって存在する壁面によって規定され、また、樹脂カバーがそのような壁面の外側に隣接する壁面をその全周にわたって有するのが好ましい。この場合、樹脂ハウジングの全周にわたってより長い侵入経路が確保される。

より好ましい態様では、樹脂ベースの空間の底部で露出しているターミナルの上で、ＰＴＣ素子、バイメタル素子およびアームが樹脂ベースの空間内に配置された状態で、アーム上に配置された上方プレートが空間を実質的に閉鎖するようにこれらの要素のアッセンブリを形成し、このアッセンブリを所定の金型に入れた状態で射出成形することによって、即ち、インサート成形することによって樹脂カバーをアッセンブリの周囲に形成する。その結果、実質的に樹脂ベースの下面以外が露出しないように覆う樹脂カバーが形成されているように樹脂カバーと樹脂ベースとを一体に接着する。

このようにインサート成形することによって、樹脂ベースを規定する面と樹脂カバーを規定する面とが相互に隣接する部分においてこれらの面が一体に接着され、好ましくは樹脂ベースの空間を規定する壁面の外側と樹脂カバーを規定する壁面の内側とが隣接状態でこれらの壁面が一体に接着された樹脂ハウジングが形成される。但し、保護装置を所定の回路またはそれに接続された電気要素（例えばリード、パッド、ランド、配線等）に接続するために、樹脂ハウジングの一方の側方の壁面を貫通してターミナルの端部分が外向きに延在し、また、樹脂ハウジングの別の側方の壁面を貫通してアームの端部分が外向きに延在しているが、樹脂ハウジング内に配置された種々の要素、例えばターミナルの端部分以外の部分、ＰＴＣ素子、バイメタル素子、アームの端部分以外の部分（実質的に可動の部分）、上方プレートは樹脂ハウジングの外側に露出していないのが好ましい。特に、樹脂ベースのターミナルの端部分以外の部分は樹脂ベースの下面に露出していないのが好ましい。

本発明の保護装置の１つの好ましい態様では、樹脂ベースおよび樹脂カバーは同じプラスチック材料でできている。用いることができるプラスチック材料はいずれの適当なものであってもよく、例えばＬＣＰと称される液晶ポリマー、特にサーモトロピック型のものを使用できる。液晶ポリマーとしては、例えば芳香族ポリエステル系樹脂を例示できる。別の態様では、樹脂ベースおよび樹脂カバーが異なるプラスチック材料でできていてもよく、その場合には、ポリマー材料は相互に相溶性であるのが好ましい。このように、同じまたは相互に相溶性のプラスチック材料を使用する場合、樹脂ベースと樹脂カバーとの接着による一体性がより十分に確保される。

第２の要旨において、本発明は、樹脂ベース、ＰＴＣ素子、バイメタル素子、アームおよび上方プレートを有して成り、これらが樹脂ハウジング内に収容されている保護装置を製造する方法を提供し、この製造方法は、
（１）ターミナルをインサートとしてインサート成形することによって、ターミナルが一体化され、その上方に空間を有する樹脂ベースを得る工程、
（２）ターミナルの上方に、ＰＴＣ素子、バイメタル素子、アームおよび上方プレートをこの順に重ねてこれらのアッセンブリを形成する工程、
（３）アッセンブリをインサートとして金型に配置して、上方プレートが樹脂ベースの空間を閉鎖した状態で、樹脂カバーをインサート成形する工程を含んで成ることを特徴とする。

本発明の保護装置の製造方法では、樹脂ベースの空間内にＰＴＣ素子、バイメタル素子およびアームを空間内に配置し、その後、上方プレートによって樹脂ベースの空間を閉鎖した状態でインサート成形して、樹脂カバーを樹脂ベースに一体に接着することができる。このようにインサート成形することによって、製造される保護装置において、樹脂ベースと樹脂カバーとの間の接着は、上述のように面接着状態とすることができ、樹脂ベースの空間内への酸素のアクセスがより困難となる。

本発明の保護装置では、その周囲からその内部への酸素の侵入がより困難となり、その結果、保護装置は長期間にわたって安定してその機能を果たすことができる。また、本発明の保護装置の製造方法では、そのように長期間にわたって安定してその機能を果たすことができる保護装置を簡便に製造することができる。

図１は、本発明の保護装置の断面図を模式的に示す。 図２は、本発明の保護装置の斜視図を模式的に示す。 図３は、装置として完成状態にある、本発明の保護装置を、それを構成する要素に仮に分解したとした場合に得られる分解斜視図を模式的に示す。 図４は、樹脂ベースの斜視図を模式的に示す。 図５は、空間に所定の要素を配置した後に、樹脂ベースに上方プレートを位置決めした後の状態の斜視図を模式的に示す。

次に、図面を参照して本発明を更に詳細に説明する。本発明は、基本的には、上述または後述のように、樹脂ベースの空間を上方プレートが実質的に閉鎖するように保護装置を構成すること、また、そのような保護装置は、樹脂ベースの空間内にＰＴＣ素子、バイメタル素子およびアームを空間内に配置し、その後、上方プレートによって樹脂ベースの空間を閉鎖した状態でインサート成形すること、およびこれに関連する技術的事項に特徴があり、本発明の保護装置および保護装置の製造方法のその他の部分については、上記特許文献にて開示されているような既知の事項を適用できるため、詳細な説明を省略する。従って、本発明の保護装置を構成する種々の要素の形状、それを構成する材料等は、特に断らない限り、既知のものを使用できる。尚、ＰＴＣ素子としては、いわゆるポリマーＰＴＣ素子を使用するのが特に好ましい。

ポリマーＰＴＣ素子とは、導電性充填剤（例えばカーボンブラック、ニッケル合金等）が分散しているポリマー（例えばポリエチレン、ポリビニリデンフルオライド等）を含んで成る導電性組成物を押出することによって得られる層状のＰＴＣ要素およびその両側に配置された電極（例えば金属箔）を有して成る。別の態様では、ＰＴＣ素子は、ＰＴＣ要素がセラミックでできている、いわゆるセラミックＰＴＣ素子であってもよい。

本発明の保護装置において、ＰＴＣ素子としてポリマーＰＴＣ素子を使用する場合、その抵抗値は、０．５Ω以上であるのが好ましく、０．６０Ω以上であるのがより好ましく、例えば０．６５Ωまたはそれ以上である。この場合、バイメタル素子が作動した場合に、一般的にはその状態を維持するために必要な熱をＰＴＣ素子が供給できる。このような抵抗値より小さい場合、使用条件によっては、保護デバイスがチャタリングを起こす場合があり、保護装置の誤動作をもたらす場合がある。また、ポリマーＰＴＣ素子の抵抗値は、好ましくは１０Ω以下である。これより大きい抵抗値のＰＴＣ素子は、その製造に際して、抵抗値のバラツキを小さくするのが容易でない場合がある。

尚、出願人の実験では、１Ｖ（直流）／２３Ａの条件で印可した場合、セラミックＰＴＣ素子（抵抗値：１０Ω）を使用した保護装置がチャタリングを起こしたのに対して、例えば、ポリマーＰＴＣ素子の抵抗値が０．６５Ωの場合、チャタリングは全く起こらなかった。発明者の種々の検討によれば、ポリマーＰＴＣ素子の抵抗値が０．５Ω以上、特に０．６０Ω以上であれば、チャタリングを実質的に回避できると推測できる。

尚、本明細書において、ポリマーＰＴＣ素子の抵抗値とは、ポリマーを含んで成る導電性組成物を押し出して得られるＰＴＣ要素の両側に電極（好ましくはニッケル箔）を圧着して得られるポリマーＰＴＣ素子の両電極間に２５℃にて６．５ｍＶ（直流）の電圧を印可した状態で測定される電流値および印可電圧から算出される抵抗値（４端子法による測定、抵抗測定器の測定レンジの印可電流：１００ｍＡ）を意味する。尚、電極の抵抗値はＰＴＣ要素の抵抗値と比較した場合、無視できるほどに小さいので、ＰＴＣ素子の抵抗値は、ＰＴＣ要素の抵抗値に実質的に等しい。

さらに、本発明の保護装置において、ＰＴＣ素子としてポリマーＰＴＣ素子を使用する場合、その抵抗値は、１．２Ω以上であるのがより好ましく、３．５Ω以上であるのがより好ましく、４Ω以上であるのが特に好ましく、例えば４．５Ωまたはそれ以上である。本発明の保護装置を使用する場合には、バイメタル素子が作動して回路を流れる電流を迂回させた後に、ポリマーＰＴＣ素子がトリップした状態にあっても回路に微量の電流（漏れ電流またはリーク電流）が流れ得る。この漏れ電流またはリーク電流がより小さい方が好ましい場合がある。例えば、２次電池パックのような電気装置に保護素子を使用するに際して、３Ｖの電圧が印可された状態で漏れ電流を２５℃にて２００ｍＡ以下としたいという要望がある。ポリマーＰＴＣ素子の抵抗値を上記のようにある程度大きくすることによって、例えば、ポリマーＰＴＣ素子の抵抗値を４Ω以上にすることによって、そのような要望を満足できる。

尚、本発明の保護装置において、ＰＴＣ素子としてポリマーＰＴＣ素子を使用する場合、２５℃の測定温度、３Ｖ（直流）の印可電圧の条件で、ポリマーＰＴＣ素子の抵抗値が４．５Ωである場合には、漏れ電流が１７５ｍＡであり、ポリマーＰＴＣ素子の抵抗値が１．７Ωの場合、漏れ電流が２２０ｍＡであり、ポリマーＰＴＣ素子の抵抗値が０．８Ωの場合、漏れ電流が２２５ｍＡとなることを実験的に確認できている。ポリマーＰＴＣ素子の抵抗値は、導電性充填剤としてのカーボンブラックの量を変更することによって変えた。

本発明の保護装置の断面図を図１に、斜視図を図２に模式的に示す。尚、図１の断面図は、図２において一点鎖線で示す直線Ｘ_１−Ｘ_２を含む平面に沿って保護装置を垂直方向に切断した時の保護装置の内部の状態を示す。但し、図１の一点鎖線Ｘ_１−Ｘ_２で示すように、左右の方向が図１と図２とでは逆になっている。

本発明の保護装置１０は、ターミナル１２を有する樹脂ベース１４および樹脂カバー１６を一体に接着することによって形成された樹脂ハウジング１８を有して成る。樹脂ベース１４は、空間２０を有し、その底部ではターミナル１２の一部分２２が露出し、その部分の上方にＰＴＣ素子２４が配置され、その上方にバイメタル素子２６（バイメタルプレート）が配置され、その上方にアーム２８が配置されている。バイメタル素子２６は、樹脂ベースの空間２０内に設けた突起３０およびステップ部３０’上で支持され、ＰＴＣ素子２４から離隔されている（図１では、この離隔状態が必ずしも明確ではないが、実際、十分な空間を隔てて離間している）。尚、バイメタル素子は、平常時には図示するように、上向きに凸となるよう湾曲した状態であり、所定の温度を越えた時に、作動して下向きに凸となるように変形し、その結果、ＰＴＣ素子２４と、詳しくはその金属電極と接触して電気的に接続された状態となる。尚、バイメタル素子２６は、１つの好ましい態様では、その下面の中央部付近に、平常時にはＰＴＣ素子２４から離間している突起、例えば先端部がＰＴＣ素子２４から離間しているドーム状の凸部を有してよい。この突起は、バイメタル素子２６が作動して、図１または図３に示す上向きに凸の状態から下向きに凸となる場合に、ＰＴＣ素子２４と接触するように構成されている。その場合、突起の高さに相当する分だけ余分にアーム２８が上方に押し上げられるので、バイメタル素子２６自体の湾曲の程度がより小さい場合であっても、アーム２８を十分に押し上げられるので、そのような突起を設けることは有利である。

尚、ターミナル１２の該一部分２２の残りの部分３２は、樹脂ハウジング１８の側面を貫通して外向きに延在している。この部分３２は、所定の電気要素に電気的に接続するための部分であり、ターミナルの本来の機能を果たす。図示するように、部分３２に接点３４を設けてよい。

アーム２８は、その一部分３６が樹脂ベースの空間２０内に位置し、残りの部分３８は、ターミナル１２と同様に、樹脂ハウジング１８の側面を貫通して外向きに延在している。この部分３８は、所定の電気要素に電気的に接続するための部分であり、ターミナル１２と同様の機能を果たす。図示するように、部分３８に接点４０を設けてよい。

アームの部分３６は、図示するように、その先端部４２がやや下方に位置するように湾曲している状態に形成され、先端部４２には接点４４が設けられているのが好ましい。図示した態様では、正常時の保護装置を示し、接点４４が露出しているターミナルの部分２２に接触している。バイメタル素子２６が作動して上述のように上向きに凸の状態になると、バイメタル素子２６はＰＴＣ素子２４に接触すると共に、アームの部分３６を上方に押し上げ、その結果、先端部４２が上方に移動し、接点４４とターミナルの部分２２との接触状態が解除される。

その結果、正常時には、ターミナル１２→接点４４→先端部４２→アームの部分３６→アームの部分３８の順またはこの逆の順に電流が流れるが、バイメタル素子２６が作動した場合には、ターミナル１２→ＰＴＣ素子２４→バイメタル素子２６→アームの部分３６→アームの部分３８の順またはこの逆の順に電流が流れる。ＰＴＣ素子２４に電流が流れると、ＰＴＣ要素が発熱して、その熱がバイメタル素子２６の変形状態を維持することができる。

本発明の保護装置において、アームの部分３６の上方には、上方プレート４６が配置されている。上方プレート４６は、バイメタル素子２６が作動することによって、アームの部分３６が上方に移動する時に、所定の高温になっているバイメタル素子２６からの熱によって加熱状態に有り得る先端部４２または接点４４（厳密には図示する接点の反対側）が接触して熱を消散させる機能を有する。従って、上方プレート４６は優れた熱伝導性を有するのが好ましく、熱は、上方プレート４６の端部からそれに接触しているアームを経て部分３８を介して散逸する。従って、上方プレート４６は例えば金属シートによって形成されている。その結果、バイメタル素子２６から樹脂カバー１６に伝えられる熱量を可及的に減らすことができ、熱により樹脂カバー１６が受ける影響を最小限とできる。

図示するように、上方プレート４６は、樹脂ベース１４によって規定されている空間２０を実質的に閉鎖している。尚、「実質的に閉鎖する」とは、本発明の保護装置の製造方法において、樹脂カバー１６を形成するためにインサート成形する場合に、成形に用いる溶融樹脂が空間２０内に侵入できない状態にあることを意味する。換言すれば、本発明の保護装置においては、樹脂カバー１６を形成するために用いた樹脂が、空間２０内に侵入していない状態にあることを意味する。

図３に、図１および図２に示す本発明の保護装置を、それを構成する要素毎に分解した様子を模式的に示す。尚、図３は、装置として完成状態にある、本発明の保護装置１０をそれを構成する要素に仮に分解した場合に得られる分解斜視図を模式的に示すものであって、図３に示す要素を組み立てることによって、本発明の保護装置が得られるわけではない点に留意すべきである。

樹脂ベース１４に配置したターミナル１２上にＰＴＣ素子２４が配置され、その上方に位置するようにバイメタル素子２６が突起３０およびステップ部３０’上に配置され、その上方に位置するようにアーム２８が配置されている。尚、ＰＴＣ素子とバイメタル素子との間およびバイメタル素子とアームとの間の双方が接触状態にあってはならず、従って、これらの間の一方または双方が離間状態にあればよい。図１に示した態様では、ＰＴＣ素子２４とバイメタル素子２６とは接触状態にあるが、バイメタル素子２６とアーム２８とは離間状態にある。

アーム２８は、樹脂ベース１４に設けた突起４８に例えば嵌り込む孔５０を有し、また、樹脂ベース１４に設けた穴５２に嵌り込む脚部５４を有する。突起４８および脚部５４がそれぞれ嵌り込むことによって、アーム２８が樹脂ベース１４に対して所定のように位置決めされる。

尚、図４に示す樹脂ベース１４の斜視図から理解できるように、突起４８は、例えば円筒状であり、孔５０に嵌め込んだ後に、（そして、後述するように上方プレートの孔に嵌め込んだ後に）かしめることによって、図示するように、その頂部が下方部分より大きくなるように形成されていてもよい。図４に示す樹脂ベース１４が有する空間２０は、ＰＴＣ素子２４を収容する部分５６およびアームの先端部４２を収容する部分５８を有する。部分５６の周囲には、突起３０およびステップ部３０’を含む段差部が周状に形成され、部分５６の底部ではターミナルの一部分６０が露出している。また、部分５８の底部においてもターミナルの一部分６２が露出し、この一部分６２は突出部６４を有し、アームの先端部４２の接点４４との接触を容易ならしめる。

図４に示した態様では、ターミナルの一部分６０には、３つの低いドーム状の接点６６が配置され、ＰＴＣ素子２４との電気的接続を容易に確保できるようになっている。尚、これらの接点の間に位置する円形部分は該一部分に設けた開口部を示し、そこには成形に用いた樹脂７０が存在する。

このような樹脂ベース１４の部分５６内に、ＰＴＣ素子２４を配置して、ターミナルの一部分６０と電気的に接続された状態とし、次に、バイメタル素子２６を突起３０およびステップ部３０’を含む周状に形成された段差部上に載せ、次に、アーム２８を配置して、その孔５０に突起４８を嵌め込む。次に、上方プレート４６をアーム２８上に位置決めする。

上方プレート４６は、図３に示すように、両側に一対の脚部７２を有し、この脚部７２は、開口部を有する。この開口部には、樹脂ベース１４の両側に設けた突起７４が嵌り込むように構成されている。上方プレート４６の位置決めは、それに設けた孔６８および６８’内に樹脂ベースの突起４８および４８’を嵌め込み、また、脚部７２に設けた開口部に突起７４を嵌め込み、その後、突起４８および４８’の頂部を潰してかしめることによって実施してよい。

このような上方プレート４６の位置決めによって、樹脂ベースの空間２０を規定する、即ち、包囲する壁の上面と上方プレート４６の下面とが実質的に接触する。この接触は、上述の孔６８および６８’、および脚部７２の嵌め込みによって、上方プレート４６と樹脂ベース１４とが相互に若干の力で付勢し合う状態となるのが特に好ましい。その結果、樹脂ベース１４を構成する樹脂の弾性によって、金属製の上方プレート４６の裏側の周辺部が、樹脂ベース１４の壁の上面に僅かに押し込まれるようになるのが好ましく、本発明の特徴である、「樹脂ベースの空間は、上方プレートによって実質的に閉鎖された状態」を容易に確保できる。

このように、上方プレート４６を位置決めした後の状態を図５に模式的に斜視図にて示す。この状態は、樹脂ベースの空間２０の底部で露出しているターミナル１２の上で、ＰＴＣ素子２４、バイメタル素子２６およびアーム２８が樹脂ベースの空間２０内に配置された状態で、アーム２８上に配置された上方プレート４６が空間を実質的に閉鎖する、これらの要素のアッセンブリが形成された状態に対応する。

尚、上方プレート４６は、図示するようにその中央部が外向きに（図面では上向きに）突出した形状（即ち、それを下方から見ると、凹部を有する形状）となっているのが好ましい。それによって、上方プレート４６の強度が増し、上方プレートにより薄い金属材料を使用しても、後述するインサート成形時に図６において下向きに作用する力に対してその形状を維持することができる。

図５に示したアッセンブリを所定の金型に入れ、金型の一方の側方からアームの一部分３８が外向きに延在し、また、金型の他方の側方からターミナルの一部分３２が外向きに延在した状態で樹脂を射出成形することによって、即ち、インサート成形することによって樹脂カバー１６をアッセンブリの周囲に、即ち、樹脂ベース１４の周囲に形成する。このインサート成形によって金型に供給される溶融樹脂は、樹脂ベース１４の樹脂部分と接触する箇所にてその樹脂と一体となり、樹脂ベース１４と樹脂カバー１６との接着状態が確保される。特に樹脂ベース１４を構成する樹脂と、インサート成形によって供給される樹脂とが上述のように同じ樹脂または相溶性のある樹脂である場合には、この一体性が一層確実となる。尚、インサート成形時に金型に供給される樹脂の圧力が上方プレート４６を樹脂ベース１４に向かって（即ち、図１において下向きに）押し付けるので、上方プレート４６による樹脂ベース１４の空間の閉鎖がより一層確保できる。

好ましい態様では、樹脂カバー１６は、樹脂ベースの空間２０を規定する壁７６に隣接する壁７８を有する。より詳しくは、壁７６の外側８０と壁７８の内側８２とが隣接し、これらが一体に接着されている。図示した態様では、樹脂カバー１６は、樹脂ベース１４の空間を規定する側壁７６の実質的に全周にわたってそれに隣接する側壁７８を有するように形成されている。この場合、面同士が隣接して接着されているので、上述の面接着状態が形成されるので、酸素が空間２０内に侵入するパスがより長くなり、従って、酸素の空間内への侵入をより確実に抑制できる。

先に説明した本発明の保護装置の製造方法は、樹脂ベース、ＰＴＣ素子、バイメタル素子、アームおよび上方プレートを有して成り、これらが樹脂ハウジング内に収容されている保護装置を製造する方法であり、この製造方法は、
（１）ターミナルをインサートとしてインサート成形することによって、ターミナルが一体化され、その上方に空間を有する樹脂ベースを得る工程、
（２）ターミナルの上方に、ＰＴＣ素子、バイメタル素子、アームおよび上方プレートをこの順に重ねてこれらのアッセンブリを形成する工程、
（３）アッセンブリをインサートとして金型に配置して、上方プレートが樹脂ベースの空間を閉鎖した状態で、樹脂カバーをインサート成形する工程を含んで成ることを特徴とし、インサート成形によって、樹脂ベースと一体に接着された樹脂カバーが形成され、一体に接着されたこれらが樹脂ハウジングを構成する。

尚、本発明の方法では、工程（１）および工程（３）においてインサート成形を実施する。このような製造方法は、一次成形および二次成形を実施する二重成形、またはオーバーモールド成形とも呼ばれる。即ち、本発明は、一次インサート成形と二次インサート成形との間に、アッセンブリを形成する工程を含む、上述の本発明の保護装置の製造方法である。

１０…保護装置、１２…ターミナル、１４…樹脂ベース、１６…樹脂カバー、
１８…樹脂ハウジング、２０…空間、２２…ターミナルの一部分、
２４…ＰＴＣ素子、２６…バイメタル素子、２８…アーム、３０…突起、
３０’…ステップ部、３２…ターミナルの一部分、３４…接点、
３６，３８…アームの一部分、４０…接点、４２…アームの先端部、
４４…接点、４６…上方プレート、４８，４８’…突起、５０…孔、５２…穴、
５４…脚部、５６…ＰＴＣ素子収容部分、５８…アーム先端部収容部分、
６０，６２…ターミナルの一部分、６４…突出部、６６…接点、
６８，６８’…孔、７０…樹脂露出部分、７２…脚部、７４…突起、
７６，７８…壁、８０…壁の外側、８２…壁の内側。

Claims (5)

1. 樹脂ベース、ＰＴＣ素子、バイメタル素子、アームおよび上方プレートを有して成り、これらが樹脂ハウジング内に収容されている保護装置であって、
   樹脂ベースは、インサート成形により樹脂ベースと一体化されたターミナルを有して成り、
   樹脂ベースの空間内においてターミナル上に、ＰＴＣ素子、バイメタル素子、アームおよび上方プレートがこの順に重ねた状態で、これらを覆うようにインサート成形することによって形成された樹脂カバーを更に有して成り、
   樹脂ベースの空間は、上方プレートによって実質的に閉鎖された状態にあり、
   樹脂ベースおよび樹脂カバーは、一体に接着されて樹脂ハウジングを規定し、
   平常時にはターミナルとアームとが電気的に直列に接続された状態にあり、
   バイメタル素子が作動する異常時には、ターミナルとアームとが電気的に遮断された状態になる一方、ターミナル、ＰＴＣ素子、バイメタル素子およびアームがこの順で電気的に直列に接続された状態となるように構成されていることを特徴とする保護装置。
2. 樹脂ベースの空間を規定する外側壁面と樹脂カバーを規定する内側壁面とが隣接状態で一体に接着されていることを特徴とする請求項１に記載の保護装置。
3. 樹脂ベースおよび樹脂カバーは同じプラスチック材料または相互に相溶性のプラスチック材料でできている請求項１または２に記載の保護装置。
4. 樹脂ベース、ＰＴＣ素子、バイメタル素子、アームおよび上方プレートを有して成り、これらが樹脂ハウジング内に収容されている保護装置を製造する方法であって、
   （１）ターミナルをインサートとしてインサート成形することによって、ターミナルが一体化され、その上方に空間を有する樹脂ベースを得る工程、
   （２）ターミナルの上方に、ＰＴＣ素子、バイメタル素子、アームおよび上方プレートをこの順に重ねてこれらのアッセンブリを形成する工程、
   （３）アッセンブリをインサートとして金型に配置して、上方プレートが樹脂ベースの空間を閉鎖した状態で、樹脂カバーをインサート成形する工程を含んで成る、保護装置の製造方法。
5. 保護装置は、請求項１〜３のいずれかに記載の装置である、請求項４に記載の保護装置の製造方法。

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