KR20160002919A

KR20160002919A - 보호 장치

Info

Publication number: KR20160002919A
Application number: KR1020157032560A
Authority: KR
Inventors: 히로후미 모치즈키; 아라타 다나카
Original assignee: 타이코 일렉트로닉스 저팬 지.케이.
Priority date: 2013-04-19
Filing date: 2014-04-17
Publication date: 2016-01-08
Also published as: WO2014171516A1; CN105308709B; JP6195910B2; JPWO2014171516A1; CN105308709A

Abstract

PTC 소자 및 바이메탈 소자를 포함하는 보호 장치이며, 과전류 이외의 이상에 대해서도 적절한 보호를 제공할 수 있는 보호 장치를 제공하는 것. 수지 베이스, 제1 터미널, 제2 터미널, PTC 소자, 절연층, 바이메탈 소자, 아암, 상방 플레이트 및 수지 커버를 갖고 이루어지는 보호 장치이며, 수지 베이스 및 수지 커버에 의해 규정되는 수지 하우징 내에, 제1 터미널, PTC 소자, 제2 터미널, 절연층, 바이메탈 소자, 아암 및 상방 플레이트가, 이 순서대로 겹쳐져 있으며, 제1 터미널 및 터미널 기능을 갖는 아암이 직렬로 배치되어 주 회로를 구성하고, 제1 터미널, PTC 소자 및 제2 터미널이 전기적으로 직렬로 접속되어 부 회로를 구성하고, 평상 시에는, 주 회로는, 제1 터미널과 아암이, 양쪽의 접점부를 통하여 전기적으로 직렬로 접속된 상태에 있으며, 한편, 부 회로에는 전류가 흐르지 않고, 이상 시에는, 부 회로에 통전되면, 이 전류에 의해 PTC 소자가 발열하고, 이 열에 의해 바이메탈 소자가 작동하고, 제1 터미널 및 아암의 전기적 접속이 차단되어, 주 회로가 개방되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 보호 장치.

Description

보호 장치{PROTECTIVE DEVICE}

본 발명은, 전기 또는 전자 장치(예를 들어 모터, 2차 전지 팩)에 이상이 발생한 경우에, 그 장치를 흐르는 전류를 실질적으로 차단하는, 바이메탈 소자 및 PTC 소자를 갖고 이루어지는 보호 장치에 관한 것이다.

전기 장치(예를 들어 모터)에 전류가 과잉으로 흘러서 전기 장치가 평상시와 다르게 높은 온도로 되었을 경우, 과잉 전류 이외의 어떠한 이유로 전기 장치의 온도가 평상시와 다르게 높은 온도로 되었을 경우 등의 이상이 발생했을 때, 전기 장치를 흐르는 전류를 차단하고, 필요에 따라서 그와 같은 이상을 해소하여, 전기 장치의 안전을 확보할 필요가 있다. 그와 같이 전류를 차단하는 수단으로서 바이메탈 소자가 사용되고 있다.

바이메탈 소자는, 바이메탈 금속의 시트 부재를 갖고 이루어지고, 그 자체가 특정한 온도를 초과해서 고온이 되었을 경우, 혹은 그 주위의 분위기의 온도가 높아져서 바이메탈 소자가 특정한 온도를 초과해서 고온이 되었을 경우, 작동하여(즉, 변형되어), 바이메탈 소자를 흐르는 전류를 차단하도록 구성되어 있다.

그러한 바이메탈 소자가 전기 장치에 내장되어 있을 경우, 과잉 전류 또는 다른 이유에 의해 전기 장치가 이상 고온이 되면 작동하여 전류를 차단한다. 전류의 차단에 의해 전기 장치의 온도가 저하되지만, 바이메탈 소자는, 그 온도도 저하되므로, 원래의 형상으로 되돌아가서(즉, 복귀하여), 그 결과, 전기 장치의 안전을 확보하기 전에, 다시 전류가 흘러드는 것을 허용하게 될 수 있다.

그와 같이 다시 전류가 흐르는 것을 방지하기 위해서는, 바이메탈 소자가 작동한 상태를 확보·유지할 필요가 있다. 그 때문에, 전기 장치의 회로에 있어서 바이메탈 소자를 직렬로 배치하여, 그 회로의 전류를 차단할 수 있도록 함과 함께, 바이메탈 소자에 대하여 PTC 소자가 병렬로 배치되어 있다. 이와 같은 배치에 의해, 바이메탈 소자가 작동한 경우에, 거기에 흐르고 있던 전류를 PTC 소자로 우회시켜서, 그 전류에 의해 PTC 소자가 줄 열을 발생하여, 그 열을 바이메탈 소자에 전달하여 바이메탈 소자의 작동 상태를 확보할 수 있다.

이와 같이 전기 회로에 있어서 바이메탈 소자의 작동에 의해 동작하는 가동 접점을 직렬로 배치하고, 또한 PTC 소자를 바이메탈 소자에 대하여 병렬로 배치하도록 구성된 보호 장치가 알려져 있다. 이와 같은 보호 장치는, 예를 들어 하기 특허문헌 1에 개시되어 있다. 그러한 보호 장치에서는, 터미널을 갖는 수지 베이스가 그것에 마련된 공간 내에 PTC 소자, 바이메탈 소자 및 아암을 갖고 이루어지고, 상방 플레이트를 미리 설치한 커버가 수지 베이스 상에 배치되며, 이 상태에서 수지 베이스와 수지 커버가 접착제 또는 초음파 용융에 의해 접착되어 있다.

일본 특허공개 제2005-203277호 공보

상기와 같은 종래의 보호 장치에서는, 이상 발열이 보호 장치로부터 이격된 위치에서 발생하거나, 과전류 이외의 이상, 예를 들어 과전압이 발생하거나 한 경우에는, 전기 또는 전자 장치를 적확하게 보호할 수 없다. 따라서, 본 발명은 이상 발열이 보호 장치로부터 이격된 위치에서 발생하거나, 과전류 이외의 이상이 발생하거나 한 경우에도, 보호해야 할 장치를 적절하게 보호할 수 있는 보호 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토한 결과, 바이메탈 소자의 작동에 의해 동작하는 가동 접점을 포함하는 주 회로와는 별도로, 다양한 이상에 따라서 통전되는 PTC 소자를 포함하는 부 회로를 설치함으로써 상기 과제를 해결할 수 있음을 알아내어, 본 발명에 이르렀다.

본 발명의 제1 요지에 의하면, 수지 베이스, 제1 터미널, 제2 터미널, PTC 소자, 절연층, 바이메탈 소자, 아암, 상방 플레이트 및 수지 커버를 갖고 이루어지는 보호 장치로서,

수지 베이스 및 수지 커버에 의해 규정되는 수지 하우징 내에, 제1 터미널, PTC 소자, 제2 터미널, 절연층, 바이메탈 소자, 아암 및 상방 플레이트가, 이 순서로 겹쳐 있으며,

제1 터미널 및 터미널 기능을 갖는 아암이 직렬로 배치되어 주 회로를 구성하고,

제1 터미널, PTC 소자 및 제2 터미널이 전기적으로 직렬로 접속되어 부 회로를 구성하고,

평상 시에는, 주 회로는, 제1 터미널과 아암이, 양쪽의 접점부를 통하여 전기적으로 직렬로 접속된 상태에 있으며, 한편, 부 회로에는 전류가 흐르지 않고,

이상 시에는, 부 회로에 통전되면, 이 전류에 의해 PTC 소자가 발열하고, 이 열에 의해 바이메탈 소자가 작동하여, 제1 터미널 및 아암의 전기적 접속이 차단되어, 주 회로가 개방되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 보호 장치가 제공된다.

본 발명에 의하면, 바이메탈 소자가 작동함으로써 차단되는 주 회로와는 별도로, PTC 소자를 포함하고, 이상 시에 통전되는 부 회로를 설치함으로써, 과전류이외의 이상이 발생한 경우라 해도, 그 이상에 따라서 부 회로에 통전함으로써, 부 회로의 PTC 소자가 줄 열을 발생하고, 이 열에 의해 바이메탈 소자를 작동시켜서 주 회로를 개방함으로써, 보호해야 할 전기 또는 전자 장치를 적절하게 보호할 수 있다.

도 1은, 3 단자형의 본 발명의 보호 장치(1A)의 사시도를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 2는, 도 1의 보호 장치(1A)의 직선 x₁-x₂를 포함하는 평면에 대하여 수직인 면을 따른 단면도를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 3은, 도 1의 보호 장치(1A)를, 그것을 구성하는 요소로 가상으로 분해한 경우에 얻어지는 분해 사시도를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 4는, 도 1의 보호 장치(1A)의 수지 베이스의 사시도를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 5는, 도 1의 보호 장치(1A)의 제1 터미널의 사시도를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 6은, 4 단자형의 본 발명의 보호 장치(1B)의 사시도를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 7은, 도 6의 보호 장치(1B)의 직선 x₁-x₂를 포함하는 평면에 대하여 수직인 면을 따른 단면도를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 8은, 도 6의 보호 장치(1B)를, 그것을 구성하는 요소로 가상으로 분해한 경우에 얻어지는 분해 사시도를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 9는, 도 6의 보호 장치(1B)의 수지 베이스의 사시도를 모식적으로 나타낸 도면이다.

본 발명의 일 실시 형태인 보호 장치(1A)에 대하여, 도 1 내지 5를 참조하면서 상세히 설명한다. 또한, 도 3에, 도 1 및 도 2에 도시한 본 발명의 보호 장치(1A)를, 그것을 구성하는 요소별로 분해한 모습을 모식적으로 나타내지만, 도 3은, 장치로서 완성 상태에 있는, 본 발명의 보호 장치(1A)를 그것을 구성하는 요소로 가상으로 분해한 경우에 얻어지는 분해 사시도를 모식적으로 나타내는 것으로서, 도 3에 도시한 요소를 조립함으로써, 본 발명의 보호 장치가 얻어지는 것은 아니라는 점에 유의해야 한다.

본 발명의 보호 장치(1A)는, 개략적으로는, 도 1 내지 3에 도시한 바와 같은 구조를 갖는다. 구체적으로는, 보호 장치(1A)는, 제1 터미널(2)을 갖는 수지 베이스(4) 및 수지 커버(6)에 의해 규정되는 수지 하우징(8)을 갖고 이루어진다. 수지 베이스(4)는 공간(10)을 갖고, 그 저부에는 제1 터미널(2)의 일부가 노출되고, 그 노출 부분(12)의 상방에 PTC 소자(14)가 배치되고, 그 상방에 제2 터미널(16)이 배치되고, 그 상방에 절연층(18)이 배치되고, 그 상방에 바이메탈 소자(20)가 배치되며, 그 상방에 터미널로서도 기능하는 아암(22)이 배치되어 있다. 제1 터미널의 일부(24), 제2 터미널의 일부(26) 및 아암의 일부(28)는 수지 하우징(8)을 관통하고, 하우징의 외부로 연장되어 있다. 제1 터미널의 노출 부분(12), PTC 소자(14), 제2 터미널(16)의 일부분, 절연층(18), 바이메탈 소자(20) 및 아암(22)의 일부분을 포함하는 공간(10)은, 상방 플레이트(30)에 의해 밀폐되어 있으며, 또한 이들은, 제1 터미널(2), 제2 터미널(16) 및 아암(22)의 일부를 제외하고 수지 커버(6)에 의해 덮여 있다. 보호 장치(1A)에 있어서, 제1 터미널(2) 및 아암(22)에 의해 주 회로가 구성되고, 제1 터미널(2), PTC 소자(14) 및 제2 터미널(16)에 의해 부 회로가 구성된다. 이하, 이와 같이 다른 전기 요소와의 접속 단자를 3개 갖는 보호 장치를 「3 단자형」의 보호 장치라고도 한다.

본 발명의 3 단자형의 보호 장치(1A)에 있어서, 평상 시에는, 제1 터미널(2)과 아암(22)은, 양쪽의 접점부(32, 34)를 통하여 전기적으로 직렬로 접속되어 있다. 또한, 바이메탈 소자(20)는, 도시한 바와 같이 상향(아암측)으로 볼록해지도록 만곡된 상태이다. 또한, 제2 터미널(16)과 바이메탈 소자(20)는, 절연층(18)에 의해 전기적으로 차단되어 있다. 평상 시에는, 전류는, 주 회로, 즉, 제1 터미널(2), 제1 터미널의 접점부(32), 아암의 접점부(34), 아암(22)의 순(또는 그 반대)으로 흐르고, 부 회로에는 전류는 흐르지 않는다. 이상 시에는, 제2 터미널에 접속된 전기 요소로부터 부 회로에 통전이 개시되고, 부 회로, 즉, 제1 터미널(2), PTC 소자(14), 제2 터미널(16)의 순(또는 그 반대)으로 전류가 흐르고, 이 전류에 의해 PTC 소자(14)가 트립(동작)하고, 줄 열을 발생하고, 그 열에 의해 바이메탈 소자(20)가 작동하여, 상향 볼록으로부터 하향 볼록으로 변형되고, 이에 의해 아암(22)이 상방으로 밀어 올려져서, 아암의 접점부(34)와 제1 터미널의 접점부(32)의 전기적 접속이 차단되고, 주 회로가 개방된다. 또한, 「평상 시」라 함은, 보호해야 할 전기 또는 전자 장치에 이상이 발생하지 않았음을 의미하고, 「이상 시」라 함은, 예를 들어 보호해야 할 전기 혹은 전자 장치가 접속되어 있는 회로에 과전류가 흐르거나, 과전압이 걸리거나, 혹은, 보호해야 할 전기 혹은 전자 장치 또는 그 주변에서 이상 발열이 발생한 상황을 의미한다.

본 발명의 3 단자형의 보호 장치(1A)에 있어서, 제1 터미널(2)과 수지 베이스(4)는, 인서트 성형에 의해 일체로 형성된다. 이와 같이 인서트 성형함으로써, 제1 터미널(2)과 수지 베이스(4) 사이의 밀착성을 높일 수 있다. 수지 베이스(4)는, 공간(10)을 갖고, 그 저부에서는 제1 터미널(2)의 일부가 노출되어 있다. 이 제1 터미널(2)의 노출 부분(12) 위에 PTC 소자(14)가 배치된다. 제1 터미널(2)은, 노출 부분(12) 위에 PTC 소자(14)의 전기적 접속을 용이하게 확보할 수 있도록, 예를 들어 돔 형상의 접점(36)을 복수, 예를 들어 3개 갖고 있어도 된다(도 4 참조).

제1 터미널(2)은, 아암(22)의 접점부(34)와의 접점부(32)를 갖는다. 당해 접점부(32)는, 제1 터미널(2)이 대응하는 위치에 관통해서 설치된 구멍에, 접점재를 코오킹함으로써 형성할 수 있다. 본 명세서에 있어서 「코오킹하다」라 함은, 어떤 부재(예를 들어, 제1 터미널용 플레이트)에 관통해서 설치된 구멍에, 그 구멍의 직경과 동등한 직경을 갖고, 그 구멍의 두께보다도 큰 두께(높이)를 갖는 별도의 부재(예를 들어, 접점재)를 끼워 넣고, 이 구멍으로부터 상하로 돌출된 부분을 찌부러뜨림으로써 어떤 부재에 다른 부재를 고정하는 것을 의미한다. 또한, 접점재는 반드시 원기둥형일 필요는 없으며, 각기둥형 등이어도 된다. 제1 터미널(2)에 이러한 접점부를 형성함으로써, 접점부에 큰 열 용량을 갖게 하는 것이 가능해지고, 이에 의해 보호 장치에 비교적 큰 전류를 흘린 경우라도 접점부의 온도의 급격한 상승을 방지할 수 있어, 보호 장치의 유지 전류를 크게 하는 것이 가능해진다.

상기 접점재를 구성하는 금속은, 특별히 한정되지 않지만, 열 용량이 큰 것이 바람직하며, 예를 들어 은-니켈, 은-구리, AgCdO, AgSnO₂, AgZnO, AgSnOInO, AgCu, 구리-텅스텐 합금 등이 바람직하다. 경도가 낮고, 접점부의 형상, 특히 두께의 미세한 설계가 가능하며, 열 용량도 크다는 관점에서, 90% 은 10% 니켈 합금이 바람직하다.

제1 터미널(2)은, 바람직하게는 제1 터미널의 적어도 일부에, 예를 들어 도 5에 도시한 부분(38)에 리브(72)를 갖는다. 본 명세서에 있어서, 「리브」란, 그것이 설치된 부재의 강도를 높이기 위한 요소 또는 구조를 의미하며, 예를 들어 부재면에 설치되는 선 형상, 막대 형상 또는 스트립 형상의 보강재, 부재의 표면의 일부를 볼록 형상 또는 오목 형상으로 변형시킨 구조를 들 수 있다. 이러한 리브를 형성함으로써, 보호 장치의 강성, 특히 이면(제1 터미널이 노출되는 측)으로부터의 외압에 대한 강도를 높일 수 있다.

상기 제1 터미널(2)은, 바람직하게는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 노출 부분(12)을 포함하는 부분(38)이 수지 베이스(4)의 공간(10)의 보다 깊은 위치에 위치하도록, 크랭크 형상으로 구부러져서 형성된다. 이러한 형상으로 함으로써, 수지 베이스(4)의 공간(10)의 용량을 크게 할 수 있다. 이 경우, 제1 터미널의 부분(38)은, 수지 베이스의 이측(공간(10)측과 반대인 측)에서 노출되어 있어도 된다. 이와 같이 제1 터미널의 부분(38)을 노출시킴으로써, 보호 장치의 두께를 저감할 수 있음에 추가로, 제1 터미널과 아암의 접점 등 보호 장치 내부에서 발생한 열을 효율적으로 외부로 소산(消散)할 수 있어, 유지 전류를 보다 향상시킬 수 있다.

상기한 바와 같이, 제1 터미널의 일부(24)는, 수지 하우징(8)의 측면을 관통하여 외측 방향으로 연장되어 있다. 이 제1 터미널의 일부(24)는, 본 발명의 보호 장치(1A)를 소정의 전기 요소에 전기적으로 접속하기 위한 부분이며, 터미널로서의 본래의 기능을 행한다. 도시한 바와 같이, 제1 터미널의 일부(24)에 접점(40)을 설치하여도 된다.

바람직하게는, 수지 베이스(4)는, 유동성이 높은 수지로 형성된다. 이와 같은 수지를 사용함으로써, 인서트 성형 시에 세부로까지 수지가 널리 퍼지므로, 보다 미세한 설계가 가능해진다. 예를 들어, 수지 베이스의 저면 및 측면의 두께를 작게 하고, 소형화하는 것이 가능해진다.

상기 유동성이 높은 수지로서는, 예를 들어 유동 길이가 25㎜ 이상, 바람직하게는 30㎜인 수지를 들 수 있다. 이러한 수지로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 SZ6505HF(스미토모카가쿠사) 및 SZ6506HF(스미토모카가쿠사) 등을 들 수 있으며, SZ6505HF가 바람직하다.

상기 「유동 길이」는, 사출 성형기로서 PS10E1ASE(닛세이쥬시코교사 제조)을 사용하여, 4.0㎜φ의 러너, 폭 1.5㎜, 두께 0.3㎜, 길이 2.0㎜의 게이트를 통하여, 90MPa의 압력으로 6초간, 폭 5.0㎜, 두께 0.3㎜의 제품을 사출 성형한 경우의 제품 길이로서 정의된다.

또한, 수지 베이스(4)는, 내열성 수지로 형성되어 있어도 된다. 이러한 수지를 사용함으로써, 리플로우 로(爐) 등 고온 환경에 처하게 된 경우이더라도, 보호 소자의 변형을 방지할 수 있다.

상기 내열성 수지로서는, 예를 들어 LCP 수지, 폴리아미드계 수지, PPS계 수지 등을 들 수 있다.

본 발명의 3 단자형의 보호 장치(1A)에 있어서, 상기 제1 터미널의 노출 부분(12)의 상방에 PTC 소자(14)가 배치되어 있다. 그 결과, 제1 터미널(2)과 PTC 소자(14)는, 예를 들어 접점(36)을 통하여 전기적으로 접속되어 있다.

상기 PTC 소자로서는, 세라믹 PTC 소자 또는 중합체 PTC 소자 중 어느 것을 사용해도 되지만, 중합체 PTC 소자를 사용하는 것이 바람직하다. 중합체 PTC 소자는, 세라믹 PTC 소자와 비교하여, 소자 자체의 저항값이 낮고, 일정 이상의 온도가 되어도 자기 파괴가 발생하기 어렵다는 점에서 유리하다. 또한, 중합체 PTC 소자는, 세라믹 PTC 소자와 비교하여, 트립 상태를 유지하기 위해 필요한 전압이 낮고, 회로의 전압이 낮은 상태이더라도 트립 상태를 유지할 수 있다. 이 결과, 접점을 개방 상태로 유지할 수 있어(래치 상태), 접점의 개폐를 반복하는 채터링 현상을 방지할 수 있다는 점에서 유리하다. 또한, 유지 전류값이 동등한 경우, 중합체 PTC 소자는, 세라믹 PTC 소자보다도 소형·저저항인 점에서도 바람직하다.

상기 중합체 PTC 소자는, 도전성 충전제(예를 들어, 카본 블랙, 니켈 합금 등)가 분산되어 있는 중합체(예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리비닐리덴플루오라이드 등)를 포함해서 이루어지는 도전성 조성물을 압출함으로써 얻어지는 층 형상의 PTC 요소 및 그 양측에 배치된 전극(예를 들어 금속박)을 갖고 이루어진다.

중합체 PTC 소자의 크기 및 형상은, 특별히 한정되지 않지만, 본 발명의 보호 장치에서는, 예를 들어 직경 2.0㎜ 이하, 두께 0.20㎜ 이하의 디스크 형상의 것을 사용할 수 있다.

본 발명의 보호 장치에 있어서, PTC 소자로서 중합체 PTC 소자를 사용하는 경우, 그 저항값은, 0.8 내지 10Ω인 것이 바람직하고, 4.5 내지 10Ω인 것이 보다 바람직하다. 중합체 PTC 소자의 저항값을 0.8Ω 이상으로 함으로써, 3V에서 트립한 상태를 유지할 수 있다. 또한, 중합체 PTC 소자의 저항값을 4.5Ω 이상으로 함으로써, 3V에서의 트립 상태 시의 누설 전류를 0.2A 이하로 하는 것이 가능해진다. 또한, 중합체 PTC 소자의 저항값을 10Ω 이하로 함으로써, 그 제조 시에, 저항값의 변동을 작게 하는 것이 용이해진다.

또한, 본 명세서에 있어서, 중합체 PTC 소자의 저항값이란, 중합체를 포함해서 이루어지는 도전성 조성물을 압출하여 얻어지는 PTC 요소의 양측에 전극(바람직하게는 니켈 박)을 압착하여 얻어지는 중합체 PTC 소자의 양 전극 간에 25℃에서 6.5㎷(직류)의 전압을 인가한 상태에서 측정되는 전류값 및 인가 전압으로부터 산출되는 저항값(4 단자법에 의한 측정, 저항 측정기의 측정 레인지의 인가 전류: 100㎃)을 의미한다. 또한, 전극의 저항값은 PTC 요소의 저항값과 비교한 경우, 무시할 수 있을 정도로 작으므로, PTC 소자의 저항값은, PTC 요소의 저항값과 실질적으로 동등하다.

본 발명의 3 단자형의 보호 장치(1A)에 있어서, PTC 소자(14)의 상방에는 제2 터미널(16)이 배치되어 있다. PTC 소자(14)와 제2 터미널(16)은, 예를 들어 땜납에 의해 전기적으로 접속되어 있다.

제2 터미널(16)은, 이상에 따라서 부 회로에 통전하기 위한 전기 요소, 예를 들어 스위칭 소자, FET(전해 효과 트랜지스터) 등에 접속된다. 이상 시에, 제2 터미널을 개재하여 상기 전기 요소로부터 PTC 소자에 전류를 흘림으로써, PTC 소자를 고온·고저항 상태로 하고, 즉, 트립시켜서, 그 열에 의해 바이메탈 소자(20)를 작동시킨다.

상기한 바와 같이, 제2 터미널의 일부(26)는, 수지 하우징(8)의 측면을 관통해서 외측 방향으로 연장되어 있다. 이 제2 터미널의 일부(26)는, 본 발명의 보호 장치(1A)를 소정의 전기 요소에 전기적으로 접속하기 위한 부분이다. 도면에는 기재되어 있지 않지만, 제2 터미널의 일부(26)에 접점을 설치하여도 된다.

본 발명의 3 단자형의 보호 장치(1A)에 있어서, 제2 터미널(16)의 상방에는 절연층(18)이 배치되어 있다. 절연층(18)은, 공간(10) 내에 설치한 단차부(42) 위에서 지지된다. 이 절연층(18)에 의해, 제2 터미널(16)과 바이메탈 소자(20)가 전기적으로 이격되어 있다.

상기 절연층은, 절연성 재료로 형성된다. 절연성 재료로서는, 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 수지, 세라믹, 실리콘, 종이, 고무 등을 들 수 있다.

상기 절연층의 두께는, 제2 터미널과 바이메탈 소자의 전기적 절연을 확보할 수 있는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 50 내지 500㎛, 바람직하게는 150 내지 400㎛이어도 된다. 절연층이 얇을수록, PTC 소자에서 발생한 줄 열을, 효율적으로 바이메탈 소자에 전달할 수 있는 점에서, 250㎛ 이하인 것이 바람직하고, 200㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 제2 터미널과 바이메탈 소자의 전기적 절연을 확실하게 하기 위해서, 50㎛ 이상인 것이 바람직하고, 100㎛ 이상인 것이 보다 바람직하다.

본 발명의 3 단자형의 보호 장치(1A)에 있어서, 절연층(18)의 상방에는 바이메탈 소자(20)가 배치되어 있다. 또한, 바이메탈 소자(20)는, PTC 소자(14)의 열 영향하에 있다. 당해 바이메탈 소자(20)는, PTC 소자(14)에서 발생하는 줄 열에 의해 변형될 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않으며, 자체 공지된 것을 사용할 수 있다.

바이메탈 소자(20)는, 수지 베이스의 공간(10)을 허용할 수 있는 한, 가능한 한 표면적이 큰 것이 바람직하다. 표면적을 크게 함으로써, 동작 온도의 변동을 저감할 수 있으며, 또한 이상 시에 변형될 때 아암(22)을 상방으로 밀어올리는 힘이 커지게 된다.

바람직하게는, 바이메탈 소자(20)는, 그 하면(PTC 소자측)의 중앙부 부근에, 돌기, 예를 들어 돔 형상의 볼록부(44)를 갖고 있어도 된다. 이 돌기는, 바이메탈 소자(20)가 작동하여, 상향 볼록 상태로부터 하향으로 볼록해진 경우, PTC 소자(14)와 접촉한 상태로 된다. 이 돌기의 높이에 상당하는 양만큼 아암(22)이 더 상방으로 밀어 올려지므로, 바이메탈 소자(20) 자체의 만곡 정도가 보다 작은 경우에도, 아암(22)을 충분히 밀어올릴 수 있어, 아암과 제1 터미널의 접점에서의 전기적 접속을 보다 확실하게 차단할 수 있다.

본 발명의 3 단자형의 보호 장치(1A)에 있어서, 아암(22)은, 바이메탈 소자(20)의 상방에 위치하고, 수지 베이스(4)에 고정되어 있다. 고정 방법은, 특별히 한정되지 않지만, 아암(22)의 고정부(46)를 크랭크 형상으로 구부리고, 그 스텝부(48)의 양단부에 끼워맞춤부(50)(예를 들어, 돌출부)를 설치하는 것이 바람직하다. 이 경우, 수지 베이스(4)에, 이 끼워맞춤부에 대응하는 피끼워맞춤부(52)(예를 들어, 상기 돌출부가 끼워 넣어지는 오목부)를 설치한다. 이들을 끼워맞춤(압입함)으로써, 아암(22)을 수지 베이스(4)에 고정할 수 있다. 이러한 형태로 함으로써, 수지 베이스(4)의 공간(10)을 보다 넓게 확보할 수 있어, 보다 큰 바이메탈 소자를 설치하는 것이 가능해진다.

또한, 아암(22)은, 접점부(34)를 갖고, 도시한 바와 같이, 그 접점부(34)가 수평 방향(수지 베이스의 저면 연장 방향)에 대하여 약간 하방에 위치하도록 만곡되어 있는 상태로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이 접점부(34)는, 평상 시에는, 제1 터미널의 접점부(32)와 접촉하고 있으며, 이상 시에는, 바이메탈 소자(20)가 변형됨으로써 아암(22)이 상방으로 밀어 올려지고, 이 접촉 상태가 해제된다.

상기 접점부(34)는, 제1 터미널의 접점부(32)와 마찬가지로, 아암(22)이 대응하는 위치에 형성된 구멍에, 접점재를 코오킹함으로써 형성할 수 있다. 아암(22)에 이와 같은 접점부를 형성함으로써, 접점부에 큰 열 용량을 갖게 하는 것이 가능해지고, 이에 의해 보호 장치에 비교적 큰 전류를 흘린 경우라도 접점부의 온도의 급격한 상승을 방지할 수 있어, 보호 장치의 유지 전류를 크게 하는 것이 가능해진다. 또한, 제1 터미널의 접점부(32) 및 아암의 접점부(34) 중 어느 한쪽이, 접점재를 제1 터미널 및/또는 아암에 코오킹함으로써 형성되어 있으면 되지만, 바람직하게는 양쪽의 접점부가 접점재를 코오킹함으로써 형성된다.

상기 접점재를 구성하는 금속은, 제1 터미널의 접점부(32)를 형성하는 접점재를 구성하는 것과 마찬가지이다.

또한, 아암(22)은, 도시한 바와 같이, 볼록부(54, 56)를 갖고 있어도 된다. 이 볼록부는, 바이메탈 소자(20)가 작동하고, 상향 볼록 상태로부터 하향으로 볼록해진 경우, 이 볼록부(54)로 바이메탈 소자의 일단부를 지지함으로써, 바이메탈 소자의 타단부 높이를 보다 높게 할 수 있고, 또한 볼록부(56)의 높이에 상당하는 양만큼 아암(22)이 보다 상방으로 밀어 올려지므로, 바이메탈 소자(20) 자체의 만곡 정도가 보다 작은 경우에도, 아암(22)을 충분히 밀어올릴 수 있어, 아암과 제1 터미널의 접점에서의 전기적 접속을 보다 확실하게 차단할 수 있다. 이와 같은 볼록부는, 아암(22)의 길이 방향(도 2의 좌우 방향)으로 이격해서 바이메탈 소자(20)의 길이 방향(도 2의 좌우 방향)의 양단 또는 그 근방에 설치하는 것이 바람직하다.

바람직하게는, 아암(22)은, 도시한 바와 같이, 공간(10) 내에서 크랭크 형상으로 구부러진다. 이와 같은 형상으로 함으로써, 이상 시에 바이메탈 소자(20)에 의해 아암(22)이 밀어 올려졌을 때, 접점부(32)와 접점부(34) 사이의 거리(접점 갭)를 크게 할 수 있어, 양자의 접촉 상태를 보다 확실하게 해제할 수 있다.

상기한 바와 같이, 아암의 일부(28)는, 수지 하우징(8)의 측면을 관통해서 외측 방향으로 연장되어 있다. 이 아암의 일부(28)는, 본 발명의 보호 소자(1A)를 소정의 전기 요소에 전기적으로 접속하기 위한 부분이며, 터미널과 마찬가지의 기능을 행한다. 도시한 바와 같이, 아암의 일부(28)에 접점(58)을 설치해도 된다.

본 발명의 3 단자형의 보호 장치(1A)에 있어서, 공간(10) 내의 아암(22)의 상방에는, 상방 플레이트(30)가 배치되어 있다. 상방 플레이트(30)는, 바이메탈 소자(20)가 소정의 고온이 되어 작동하여 아암(22)을 상방으로 밀어올렸을 때, 바이메탈 소자(20)로부터의 열에 의해 가열 상태에 있을 수 있는 아암(22) 및/또는 접점부(34)가 접촉해서 열을 소산시키는 기능을 갖는다. 따라서, 상방 플레이트(30)는 우수한 열 전도성을 갖는 것이 바람직하고, 열은, 상방 플레이트(30)로부터 그것에 접촉하고 있는 아암을 거쳐서 아암의 일부(28)를 통하여 흩어진다. 따라서, 상방 플레이트(30)는 예를 들어 금속 시트에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다. 그 결과, 바이메탈 소자(20)로부터 수지 커버(6)에 전달되는 열량을 가급적으로 저감시킬 수 있어, 열에 의해 수지 커버(6)가 받는 영향을 최소한으로 할 수 있다.

도시한 바와 같이, 상방 플레이트(30)는, 수지 베이스(4)에 의해 규정되어 있는 공간(10)을 실질적으로 폐쇄하고 있다. 또한, 「실질적으로 폐쇄한다」라 함은, 본 발명의 보호 장치의 제조에 있어서, 수지 커버(6)를 인서트 성형에 의해 형성한 경우에, 성형에 사용하는 용융 수지가 공간(10) 내에 침입할 수 없는 상태에 있음을 의미한다. 다시 말하면, 본 발명의 보호 장치에 있어서는, 수지 커버(6)를 인서트 성형한 경우에, 성형에 사용한 수지가, 공간(10) 내에 침입되지 않은 상태에 있음을 의미한다.

상방 플레이트(30)는 걸림부(60)를 갖고, 이것이 수지 베이스(4)의 피 걸림부(62)와 결합함으로써 고정되어 있다. 바람직하게는, 걸림부(60)는, 갈고리형 형상(훅 형상)이며, 피 걸림부(62)는, 이것에 대응하는 절결 형상이다. 이와 같은 구조로 함으로써, 결합에 필요한 영역을 작게 할 수 있고, 그 결과, 보호 장치를 보다 소형화할 수 있으며, 혹은, 공간(10)을 보다 크게 확보할 수 있어, 보다 큰 바이메탈 소자를 사용하는 것이 가능해진다.

본 발명의 3 단자형의 보호 장치(1A)에 있어서, 상방 플레이트(30)를 덮도록, 수지 커버(6)가 배치된다. 수지 커버(6)는, 수지 베이스(4)와 함께 수지 하우징(8)을 규정한다. 수지 커버(6)와 수지 베이스(4)는, 예를 들어 접착제, 초음파 용착, 레이저 용착 등에 의해 접착할 수 있다.

또한, 수지 커버(6)는, 제1 터미널(2)을 갖는 수지 베이스(4), PTC 소자(14), 제2 터미널(16), 절연층(18), 바이메탈 소자(20), 아암(22) 및 상방 플레이트(30)를 도시한 바와 같이 조립한 어셈블리를 소정의 금형에 넣고, 금형의 측면으로부터 제1 터미널의 일부(24), 제2 터미널의 일부(26) 및 아암의 일부(28)가 외측 방향으로 연장된 상태에서, 수지를 사출 성형함으로써, 즉, 인서트 성형함으로써 어셈블리의 주위에 형성하여도 된다. 이 인서트 성형에 의해 금형에 공급된 용융 수지는, 수지 베이스(4)의 수지 부분과 접촉하는 부분에서 그 수지와 일체로 되고, 수지 베이스(4)와 수지 커버(6)의 접착 상태가 확보된다. 이 경우, 수지 커버(6)의 사출 성형 시의 압력에 의해 상방 플레이트가 변형되는 것을 방지하기 위해서, 상방 플레이트(30)를 수지 베이스(4)에 고정하기 전에, 그 일부에, 바람직하게는 중앙부 부근의 상방에 미리 수지 커버의 일부(7)를 인서트 성형하고, 이 수지 커버의 일부(7)를 갖는 상방 플레이트를 수지 베이스에 고정하고, 계속해서 수지 커버의 나머지 부분(7')을 인서트 성형하는 것이 바람직하다. 또한, 인서트 성형 시에 금형에 공급되는 수지의 압력이 상방 플레이트(30)를 수지 베이스(4)를 향해서(즉, 도 2에 있어서 하향으로) 가압하므로, 상방 플레이트(30)에 의한 수지 베이스(4)의 공간(10)의 폐쇄를 보다 한층 확보할 수 있다. 이와 같이 수지 커버(6)를 형성함으로써, 산소가 공간 내에 침입하는 것을 억제할 수 있다.

하나의 형태에 있어서, 상방 플레이트(30)의 상면부의 일부는, 수지 커버(6)로부터 노출되어 있어도 된다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 보호 장치의 내부, 특히 접점에서 발생한 열을 장치 외부로 효율적으로 소산할 수 있어, 이에 의해 유지 전류를 크게 할 수 있다.

또 다른 형태에 있어서, 상기와 같이 장치의 상부에 노출시킨 상방 플레이트(30)는, 전극으로서 사용할 수도 있다. 이 경우, 아암의 일부(28)는 생략할 수 있다. 이 경우, 장치를 흐르는 전류는, 평상 시에는, 제1 터미널(2), 제1 터미널의 접점부(32), 아암의 접점부(34), 아암(22), 상방 플레이트(30)의 순(또는 그 반대)으로 흐르고, 이상 시에는, 제1 터미널의 접점부(32)와 아암의 접점부(34)의 전기적 접속이 차단된다.

수지 커버(6)를 구성하는 수지는, 특별히 한정되지 않지만, 수지 베이스(4)를 구성하는 수지와 동일한 것이면 바람직하다. 동일한 수지를 사용함으로써, 수지 베이스(4)와 수지 커버(6)의 접착을 일층 확실하게 할 수 있다.

바람직한 형태에 있어서, 본 발명의 3 단자형 보호 장치는, 수지 베이스, 제1 터미널, 제2 터미널, PTC 소자, 절연층, 바이메탈 소자, 아암, 상방 플레이트 및 수지 커버를 갖고 이루어지고,

(1) 수지 베이스 및 수지 커버에 의해 규정되는 수지 하우징 내에, 제1 터미널, PTC 소자, 제2 터미널, 절연층, 바이메탈 소자, 아암 및 상방 플레이트가, 이 순서로 겹쳐져 있으며,

(2) 제1 터미널 및 터미널 기능을 갖는 아암이 직렬로 배치되어 주 회로를 구성하고,

(3) 제1 터미널, PTC 소자 및 제2 터미널이 전기적으로 직렬로 접속되어 부 회로를 구성하고,

(4) 평상 시에는, 주 회로는, 제1 터미널과 아암이, 양쪽의 접점부를 개재하여 전기적으로 직렬로 접속된 상태에 있으며, 이상 시에는, 부 회로에 통전이 개시되고, 이 전류에 의해 PTC 소자가 발열하고, 이 열에 의해 바이메탈 소자가 작동하여, 제1 터미널 및 아암의 전기적 접속이 차단되어, 주 회로가 개방되도록 구성되어 있으며,

(5) 제1 터미널 및 아암의 접점부 중 적어도 한쪽이, 접점재를 제1 터미널 및/또는 아암에 코오킹함으로써 형성되고,

(6) 수지 베이스가, 인서트 성형에 의해 제1 터미널과 일체로 형성되어 있으며,

(7) 제1 터미널의 적어도 일부가 리브를 갖고,

(8) 수지 베이스가 높은 유동성을 갖는 수지로 형성되고,

(9) 상방 플레이트가 갈고랑이 형상의 걸림부를 갖고, 이 걸림부를 수지 베이스의 절결 형상의 피 걸림부에 결합시킴으로써 수지 베이스에 고정되어 있으며,

(10) 아암이, 수지 베이스의 공간 내에서, 크랭크 형상을 갖고,

(11) 아암의 고정부가 크랭크 형상을 갖고, 이 크랭크의 스텝부의 양단부에 끼워맞춤부를 갖고, 이 끼워맞춤부를 수지 베이스의 피끼워맞춤부에 끼워맞춤으로써 아암이 고정되어 있으며,

(12) 바이메탈 소자가 그 중앙부 부근에 돌기를 갖는

것을 특징으로 한다. 단, 상기 특징 (5) 내지 (12) 중 적어도 하나를 구비하면 되지만, 바람직하게는 복수, 예를 들어 2 내지 5개, 더 바람직하게는 전부를 구비한다.

본 발명의 다른 실시 형태인 보호 장치(1B)에 대하여, 도 6 내지 9를 참조하면서 상세히 설명한다. 또한, 도 8에, 도 6 및 도 7에 도시한 본 발명의 보호 장치(1B)를, 그것을 구성하는 요소마다 분해한 모습을 모식적으로 나타내지만, 도 8은, 장치로서 완성 상태에 있는, 본 발명의 보호 장치(1B)를 그것을 구성하는 요소로 가상으로 분해한 경우에 얻어지는 분해 사시도를 모식적으로 나타내는 것으로서, 도 8에 도시한 요소를 조립함으로써, 본 발명의 보호 장치가 얻어지는 것은 아니라는 점에 유의해야 한다.

본 발명의 보호 장치(1B)는, 개략적으로는, 도 6 내지 8에 도시한 바와 같은 구조를 갖는다. 보호 장치(1B)는, 보호 장치(1A)의 구성 요소에 추가하여 제3 터미널(64)을 더 갖고 이루어지며, 이 제3 터미널(64)은, 부 회로에 있어서 보호 장치(1A)에서의 제1 터미널(2)(상세하게는 제1 터미널의 부분(38)) 대신에 설치되고, 수지 베이스(4) 및 수지 커버(6)에 의해 규정되는 수지 하우징(8) 내에서, 제3 터미널(64), PTC 소자(14), 제2 터미널(16), 절연층(18), 바이메탈 소자(20), 아암(22) 및 상방 플레이트(30)가, 이 순서로 겹쳐져 있으며, 제3 터미널(64), PTC 소자(14) 및 제2 터미널(16)이 전기적으로 직렬로 접속되어 부 회로를 구성하고 있는 것을 특징으로 한다.

구체적으로는, 보호 장치(1B)는, 제1 터미널(2) 및 제3 터미널(64)을 갖는 수지 베이스(4) 및 수지 커버(6)에 의해 규정되는 수지 하우징(8)을 갖고 이루어진다. 수지 베이스(4)에 있어서 제1 터미널(2)과 제3 터미널(64)은 전기적으로 이격되어 있다. 수지 베이스(4)는 공간(10)을 갖고, 그 저부에는 제3 터미널(64)의 일부가 노출되고, 그 노출 부분(66)의 상방에 PTC 소자(14)가 배치되고, 그 상방에 제2 터미널(16)이 배치되고, 그 상방에 절연층(18)이 배치되고, 그 상방에 바이메탈 소자(20)가 배치되고, 그 상방에 아암(22)이 배치되어 있다. 제1 터미널의 일부(24), 제2 터미널의 일부(26), 제3 터미널의 일부(68) 및 아암의 일부(28)는 수지 하우징(8)을 관통하고, 하우징의 외부로 연장되어 있다. 제1 터미널(2)의 일부분, 제3 터미널의 노출 부분(66), PTC 소자(14), 제2 터미널(16)의 일부분, 절연층(18), 바이메탈 소자(20) 및 아암(22)의 일부분을 포함하는 공간(10)은, 상방 플레이트(30)에 의해 밀폐되어 있으며, 또한 이들은, 제1 터미널의 일부(24), 제2 터미널의 일부(26), 제3 터미널의 일부(68) 및 아암의 일부(28)를 제외하고 수지 커버(6)에 의해 덮여 있다. 보호 장치(1B)에 있어서, 제1 터미널(2) 및 아암(22)에 의해 주 회로가 구성되고, 제3 터미널(64), PTC 소자(14) 및 제2 터미널(16)에 의해 부 회로가 구성된다. 이하, 이와 같이 다른 전기 요소와의 접속 단자를 4개 갖는 보호 장치를 「4 단자형」의 보호 장치라고도 한다.

본 발명의 4 단자형의 보호 장치(1B)에 있어서, 평상 시에는, 제1 터미널(2)과 아암(22)은 양쪽의 접점부를 통하여 전기적으로 직렬로 접속되어 있다. 또한, 바이메탈 소자(20)는, 도시한 바와 같이 상향(아암측)으로 볼록해지도록 만곡된 상태이다. 또한, 제2 터미널(16)과 바이메탈 소자(20)는, 절연층(18)에 의해 전기적으로 차단되어 있다. 평상 시에는, 전류는, 주 회로, 즉, 제1 터미널(2), 제1 터미널의 접점부(32), 아암의 접점부(34), 아암(22)의 순(또는 그 반대)으로 흐르고, 부 회로에는 전류는 흐르지 않는다. 이상 시에는, 제2 터미널(또는 제3 터미널)에 접속된 전기 요소로부터 부 회로에 통전이 개시되고, 부 회로, 즉, 제3 터미널(64), PTC 소자(14), 제2 터미널(16)의 순(또는 그 반대)으로 전류가 흐르고, 이 전류에 의해 PTC 소자(14)가 트립(동작)하여, 줄 열을 발생하고, 그 열에 의해 바이메탈 소자(20)가 작동하여, 상향 볼록으로부터 하향 볼록으로 변형되고, 이에 의해 아암(22)이 상방으로 밀어 올려져서, 아암의 접점부(34)와 제1 터미널의 접점부(32)의 전기적 접속이 차단되고, 주 회로가 개방된다.

본 발명의 4 단자형의 보호 장치(1B)에 있어서, 제1 터미널(2) 및 제3 터미널(64)과 수지 베이스(4)는, 인서트 성형에 의해 일체로 형성된다. 이와 같이 인서트 성형함으로써, 제1 터미널(2) 및 제3 터미널(64)과 수지 베이스(4) 사이의 밀폐성을 높일 수 있다. 수지 베이스(4)는, 공간(10)을 갖고, 그 저부에서는 제3 터미널(64)의 일부가 노출되어 있다. 이 제3 터미널(64)의 노출 부분(66) 위에 PTC 소자(14)가 배치된다. 제3 터미널(64)은, 노출 부분(66) 위에 PTC 소자(14)와의 전기적 접속을 용이하게 확보할 수 있도록, 예를 들어 돔 형상의 접점(70)을 복수, 예를 들어 3개 갖고 있어도 된다(도 9 참조).

본 발명의 4 단자형의 보호 장치(1B)에 있어서, 제1 터미널(2)은, 3 단자형의 보호 장치(1A)에 있어서의 제1 터미널의 부분(38)이 존재하지 않고, PTC 소자(14)와 전기적으로 이격하고 있는 점에서 3 단자형의 보호 장치(1A)와는 상이하다.

본 발명의 4 단자형의 보호 장치(1B)에 있어서, 제3 터미널의 일부(68)는, 수지 하우징(8)의 측면으로부터 외향으로 연장되어 있다. 이 제3 터미널의 일부(68)는, 본 발명의 보호 장치(1B)를 소정의 전기 요소에 전기적으로 접속하기 위한 부분이다. 도면에는 기재되어 있지 않지만, 제3 터미널의 일부(68)에 접점을 설치해도 된다.

본 발명의 4 단자형의 보호 장치(1B)에 있어서, 그 밖의 구성 요소: PTC 소자(14), 제2 터미널(16), 절연층(18), 바이메탈 소자(20), 아암(22), 상방 플레이트(30) 및 수지 커버(6)는, 3 단자형의 보호 장치(1A)와 실질적으로 마찬가지로 구성된다.

바람직한 형태에 있어서, 본 발명의 4 단자형의 보호 장치는, 수지 베이스, 제1 터미널, 제2 터미널, 제3 터미널, PTC 소자, 절연층, 바이메탈 소자, 아암, 상방 플레이트 및 수지 커버를 갖고 이루어지고,

(1) 수지 베이스 및 수지 커버에 의해 규정되는 수지 하우징 내에, 제3 터미널, PTC 소자, 제2 터미널, 절연층, 바이메탈 소자, 아암 및 상방 플레이트가, 이 순서로 겹쳐져 있으며,

(3) 제3 터미널, PTC 소자 및 제2 터미널이 전기적으로 직렬로 접속되어 부 회로를 구성하고,

(4) 평상 시에는, 주 회로는, 제1 터미널과 아암이, 양쪽의 접점부를 통하여 전기적으로 직렬로 접속된 상태에 있으며, 이상 시에는, 부 회로에 통전이 개시되어, 이 전류에 의해 PTC 소자가 발열하고, 이 열에 의해 바이메탈 소자가 작동하여, 제1 터미널 및 아암의 전기적 접속이 차단되어, 주 회로가 개방되도록 구성되어 있으며,

(6) 수지 베이스가, 인서트 성형에 의해 제1 터미널 및 제3 터미널과 일체로 형성되어 있으며,

(7) 제1 터미널 및/또는 제3 터미널의 적어도 일부가 리브를 갖고,

(8) 수지 베이스가 높은 유동성을 갖는 수지로 형성되고,

(12) 바이메탈 소자가 그 중앙부 부근에 돌기를 갖는 것을 특징으로 한다. 단, 상기 특징 (5) 내지 (12) 중 적어도 하나를 구비하면 되지만, 바람직하게는 복수, 예를 들어 2 내지 5개, 더 바람직하게는 전부를 구비한다.

본 발명의 보호 장치는, 소형화가 가능하며, 예를 들어 세로 5.0㎜ 이하, 가로 3.0㎜ 이하, 높이 0.9㎜ 이하의 사이즈로 할 수 있고, 대표적으로는, 세로 4.6㎜, 가로 2.8㎜, 높이 0.88㎜의 사이즈로 할 수 있다.

본 발명의 보호 장치는, 휴대 전화, 태블릿 기기 등의 리튬이온 배터리 전지 셀의 보호 장치로서 바람직하게 이용할 수 있다.

1A: 보호 장치
1B: 보호 장치
2: 제1 터미널
4: 수지 베이스
6: 수지 커버
7, 7': 수지 커버의 일부
8: 수지 하우징
10: 공간
12: 노출 부분
14: PTC 소자
16: 제2 터미널
18: 절연층
20: 바이메탈 소자
22: 아암
24: 제1 터미널의 일부
26: 제2 터미널의 일부
28: 아암의 일부
30: 상방 플레이트
32: 제1 터미널의 접점부
34: 아암의 접점부
36: 접점
38: 제1 터미널의 부분
40: 접점
42: 단차부
44: 볼록부
46: 고정부
48: 스텝부
50: 끼워맞춤부
52: 피끼워맞춤부
54, 56: 볼록부
58: 접점
60: 걸림부
62: 피 걸림부
64: 제3 터미널
66: 노출 부분
68: 제3 터미널의 일부
70: 접점
72: 리브

Claims

수지 베이스, 제1 터미널, 제2 터미널, PTC 소자, 절연층, 바이메탈 소자, 아암, 상방 플레이트 및 수지 커버를 갖고 이루어지는 보호 장치로서,
수지 베이스 및 수지 커버에 의해 규정되는 수지 하우징 내에, 제1 터미널, PTC 소자, 제2 터미널, 절연층, 바이메탈 소자, 아암 및 상방 플레이트가, 이 순서로 겹쳐져 있으며,
제1 터미널 및 터미널 기능을 갖는 아암이 직렬로 배치되어 주 회로를 구성하고,
제1 터미널, PTC 소자 및 제2 터미널이 전기적으로 직렬로 접속되어 부 회로를 구성하고,
평상 시에는, 주 회로는, 제1 터미널과 아암이, 양쪽의 접점부를 통하여 전기적으로 직렬로 접속된 상태에 있으며, 한편, 부 회로에는 전류가 흐르지 않고,
이상 시에는, 부 회로에 통전되면, 이 전류에 의해 PTC 소자가 발열하고, 이 열에 의해 바이메탈 소자가 작동하여, 제1 터미널 및 아암의 전기적 접속이 차단되어, 주 회로가 개방되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 보호 장치.
제1항에 있어서,
제3 터미널을 더 갖고 이루어지며,
제1 터미널 대신에 제3 터미널이 부 회로를 구성하고,
수지 베이스 및 수지 커버에 의해 규정되는 수지 하우징 내에서, 제3 터미널, PTC 소자, 제2 터미널, 절연층, 바이메탈 소자, 아암 및 상방 플레이트가, 이 순서로 겹쳐져 있는 것을 특징으로 하는, 보호 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
제1 터미널 및 아암의 접점부 중 어느 한쪽이, 접점재를 제1 터미널 및/또는 아암에 코오킹함으로써 형성되어 있는, 보호 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
터미널 및 아암의 양쪽 접점부가, 접점재를 터미널 및 아암에 코오킹함으로써 형성되어 있는, 보호 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
접점재가, 은-니켈 합금인, 보호 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
수지 베이스가, 인서트 성형에 의해 제1 터미널 및 존재하는 경우에는 제3 터미널과 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 보호 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
제1 터미널 또는 존재하는 경우에는 제3 터미널의 적어도 일부가 리브를 갖는, 보호 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
수지 베이스가, 유동성이 높은 수지에 의해 형성되어 있는, 보호 장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상방 플레이트가 갈고랑이 형상의 걸림부를 갖고, 이 걸림부를 수지 베이스의 절결 형상의 피 걸림부에 결합시킴으로써, 상방 플레이트가 수지 베이스에 고정되어 있는, 보호 장치.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
아암이, 수지 베이스의 공간 내에서, 크랭크 형상을 갖는, 보호 장치.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
아암의 고정부가 크랭크 형상을 갖고, 이 스텝부의 양단부에 끼워맞춤부를 갖고, 이 끼워맞춤부를 수지 베이스의 피끼워맞춤부에 끼워맞춤으로써 아암이 고정되어 있는, 보호 장치.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
바이메탈 소자가 그 중앙부 부근에 돌기를 갖는, 보호 장치.
수지 베이스, 제1 터미널, 제2 터미널, PTC 소자, 절연층, 바이메탈 소자, 아암, 상방 플레이트 및 수지 커버를 갖고 이루어지고,
(1) 수지 베이스 및 수지 커버에 의해 규정되는 수지 하우징 내에, 제1 터미널, PTC 소자, 제2 터미널, 절연층, 바이메탈 소자, 아암 및 상방 플레이트가, 이 순서로 겹쳐져 있으며,
(2) 제1 터미널 및 터미널 기능을 갖는 아암이 직렬로 배치되어서 주 회로를 구성하고,
(3) 제1 터미널, PTC 소자 및 제2 터미널이 전기적으로 직렬로 접속되어 부 회로를 구성하고,
(4) 평상 시에는, 주 회로는, 제1 터미널과 아암이, 양쪽의 접점부를 통하여 전기적으로 직렬로 접속된 상태에 있으며, 이상 시에는, 부 회로에 통전이 개시되어, 이 전류에 의해 PTC 소자가 발열하고, 이 열에 의해 바이메탈 소자가 작동하여, 제1 터미널 및 아암의 전기적 접속이 차단되어, 주 회로가 개방되도록 구성되어 있으며,
(5) 제1 터미널 및 아암의 접점부 중 적어도 한쪽이, 접점재를 제1 터미널 및/또는 아암에 코오킹함으로써 형성되고,
(6) 수지 베이스가, 인서트 성형에 의해 제1 터미널과 일체로 형성되어 있으며,
(7) 제1 터미널의 적어도 일부가 리브를 갖고,
(8) 수지 베이스가 높은 유동성을 갖는 수지로 형성되고,
(9) 상방 플레이트가 갈고랑이 형상의 걸림부를 갖고, 이 걸림부를 수지 베이스의 절결 형상의 피 걸림부에 결합시킴으로써 수지 베이스에 고정되어 있으며,
(10) 아암이, 수지 베이스의 공간 내에서, 크랭크 형상을 갖고,
(11) 아암의 고정부가 크랭크 형상을 갖고, 이 크랭크의 스텝부의 양단부에 끼워맞춤부를 갖고, 이 끼워맞춤부를 수지 베이스의 피끼워맞춤부에 끼워맞춤으로써 아암이 고정되어 있으며,
(12) 바이메탈 소자가 그 중앙부 부근에 돌기를 갖는 것을 특징으로 하는, 보호 장치.
수지 베이스, 제1 터미널, 제2 터미널, 제3 터미널, PTC 소자, 절연층, 바이메탈 소자, 아암, 상방 플레이트 및 수지 커버를 갖고 이루어지며,
(1) 수지 베이스 및 수지 커버에 의해 규정되는 수지 하우징 내에, 제3 터미널, PTC 소자, 제2 터미널, 절연층, 바이메탈 소자, 아암 및 상방 플레이트가, 이 순서대로 겹쳐져 있으며,
(2) 제1 터미널 및 터미널 기능을 갖는 아암이 직렬로 배치되어 주 회로를 구성하고,
(3) 제3 터미널, PTC 소자 및 제2 터미널이 전기적으로 직렬로 접속되어 부 회로를 구성하고,
(4) 평상 시에는, 주 회로는, 제1 터미널과 아암이, 양쪽의 접점부를 통하여 전기적으로 직렬로 접속된 상태에 있으며, 이상 시에는, 부 회로에 통전이 개시되어, 이 전류에 의해 PTC 소자가 발열하고, 이 열에 의해 바이메탈 소자가 작동하여, 제1 터미널 및 아암의 전기적 접속이 차단되고, 주 회로가 개방되도록 구성되어 있으며,
(5) 제1 터미널 및 아암의 접점부 중 적어도 한쪽이, 접점재를 제1 터미널 및/또는 아암에 코오킹함으로써 형성되고,
(6) 수지 베이스가, 인서트 성형에 의해 제1 터미널 및 제3 터미널과 일체로 형성되어 있으며,
(7) 제1 터미널 및/또는 제3 터미널의 적어도 일부가 리브를 갖고,
(8) 수지 베이스가 높은 유동성을 갖는 수지로 형성되고,
(9) 상방 플레이트가 갈고랑이 형상의 걸림부를 갖고, 이 걸림부를 수지 베이스의 절결 형상의 피 걸림부에 결합시킴으로써 수지 베이스에 고정되어 있으며,
(10) 아암이, 수지 베이스의 공간 내에서, 크랭크 형상을 갖고,
(11) 아암의 고정부가 크랭크 형상을 갖고, 이 크랭크의 스텝부의 양단부에 끼워맞춤부를 갖고, 이 끼워맞춤부를 수지 베이스의 피끼워맞춤부에 끼워맞춤으로써 아암이 고정되어 있으며,
(12) 바이메탈 소자가 그 중앙부 부근에 돌기를 갖는 것을 특징으로 하는, 보호 장치.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상면 플레이트가 수지 커버의 상부로부터 노출되어 있는 것을 특징으로 하는, 보호 장치.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
세로 5.0㎜ 이하, 가로 3.0㎜ 이하, 높이 0.9㎜ 이하의 사이즈인, 보호 장치.