JP3200985U - サーマルプロテクター - Google Patents

Abstract

【課題】バイメタルによる電流遮断機構を有し、熱応動素子と外部熱源との熱結合を強化して感温性を一層向上させるサーマルプロテクターを提供する。【解決手段】サーマルプロテクター１０は、固定接点１１を有する第１リード１２と、可動接点１３を有し、可動接点１３を固定接点１１に押圧して接触させる可動アーム１４と、可動アーム１４に電気接続した第２リード１５と、温度変化に伴って固定接点１１および可動接点１３を開閉するように可動アーム１４を作動させる熱応動素子１６と、熱応動素子１６に当接する発熱素子１７と、第１リード１２および第２リード１５を挿着し、さらに可動アーム１４、熱応動素子１６および発熱素子１７を収容する筐体１８と、筐体１８の開口を覆った高熱伝導性の蓋体１９とを備え、蓋体１９は可動アーム１４と固着され、かつ蓋体の一部を筐体縁辺から突出延伸させた側板部１００を有する。【選択図】図１

Description

本考案は、バイメタルによる電流遮断機構を有するサーマルプロテクターに関する。

バイメタルを用いるサーマルプロテクターは、従来から電動機器、二次電池などの電源回路の保護装置に利用されている。このような保護装置には、高精度な動作設定が可能であり、動作温度も比較的自由に設定でき、かつ繰り返し復帰動作できるという利点から、接点開閉式のサーマルプロテクターが用いられる。サーマルプロテクターの基本構成としては、固定接点を有する第１のリード端子と、可動接点を有し、この可動接点を固定接点に押圧して接触させる可動アームと、この可動アームに電気接続した第２のリード端子と、温度変化に伴って固定接点と可動接点を開閉するように可動アームを作動させるバイメタルと、これら部材を収容する筐体からなる。近年では、特許文献１や特許文献２に記載されたサーマルプロテクターのように、前述の基本構成に加えて、可動接点と固定接点が開離した時に通電されバイメタルの復帰動作をセルフコントロールするヒーターとしてＰＴＣ（正特性サーミスター）を搭載するものがある。サーマルプロテクターは、各種電子機器の電源ユニットなど狭隘なスペースに実装されることもあり、出来るだけ小型かつ薄型のパッケージサイズのものが望ましい。特に近年は、一段と小型化した携帯型電子機器に対応してサーマルプロテクターのパッケージサイズも極限に近い小型・薄型サイズのものが求められている。

例えば、特許文献２には、固定片、可動片、反転型の熱応動素子、ＰＴＣ素子（正特性サーミスター）をケースに収容したサーマルプロテクター（ブレーカー）において、正特性サーミスター及び熱応動素子は固定片と可動片との間に挟まれ、熱応動素子は正特性サーミスターの上面に被さり、かつ熱応動素子の片面が反転時に正特性サーミスターに接触し、もう片面が可動片に接触する状態で各部材を積層的にケース内に配置し、ケース開口部を、金属板を埋め込んだ蓋体で封口した技術が開示されている。

特開２００５−１２９４７１号公報 特開２０１３−２０１１２３号公報

バイメタルによる電流遮断機構を有するサーマルプロテクターにおいて、金属蓋体に熱伝導用のリードを固着させることで、熱応動素子と外部熱源との熱結合を強化して感温性を一層向上させることを目的とする。

本考案によると、固定接点を有する第１リードと、可動接点を有し、該可動接点を固定接点に押圧して接触させる可動アームと、この可動アームに電気接続した第２リードと、温度変化に伴って固定接点および可動接点を開閉するように可動アームを作動させるバイメタルや形状記憶合金などの熱応動素子と、熱応動素子に当接するＰＴＣ素子や抵抗体などの発熱素子と、第１リードおよび第２リードを挿着し、可動アームと熱応動素子および発熱素子を収容する筐体と、筐体の開口を覆った高熱伝導性の蓋体とを備え、蓋体は可動アームと一体化することで熱結合され、かつ蓋体の一部を筐体縁辺から突出延伸させたことを特徴とするサーマルプロテクターが提供される。本考案のサーマルプロテクターの蓋体は、筐体縁辺から突出延伸させた側板部を有し、この側板部を外部熱源や被保護装置に抵抗溶接等により直付けすることができる。被保護装置に直接固着された本考案のサーマルプロテクターの側板部は、被保護装置の熱をサーマルプロテクターの筐体内に収められた熱応動素子に速やかに伝熱する熱伝導リードとして機能する。この蓋体は、一部を筐体外部に露出させて設けてもよい。その場合、露出面の熱受容性を高めるため蓋体表面に剣山状や蛇腹状の凹凸フィンを設けてもよい。

本考案のサーマルプロテクターは、筐体外部に表面を露出させた高熱伝導性の蓋体に可動アームを一体化し、さらにこの蓋体の一部を筐体縁辺から突出延伸させた側板部を有するので、外部熱源−蓋体−可動アーム−熱応動素子を経由する良導体による熱直結を実現して感温性を向上し、被保護装置への取り付けを容易にする。また、本考案に係るサーマルプロテクターの蓋体の表面積を広くなるように加工することで蓋体の熱抵抗を小さくする。

本考案に係るサーマルプロテクター１０を示し、（ａ）は平面図を、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄを結んだ線で切断した側面断面図を示し、（ｃ）は過熱に感応してバイメタルが反転した動作状態における側面断面図を示し、（ｄ）は下面図を示す。 本考案に係るサーマルプロテクター１０の取り付け形態例を示す。 本考案に係るサーマルプロテクター２０を示し、（ａ）は平面図を、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄを結んだ線で切断した側面断面図を示し、（ｃ）は過熱に感応してバイメタルが反転した動作状態における側面断面図を示し、（ｄ）は下面図を示す。 本考案に係るサーマルプロテクター２０の取り付け形態例を示す。

本考案に係るサーマルプロテクター１０は、図１に示すように、固定接点１１を有する第１リード１２と、可動接点１３を有し、可動接点１３を該固定接点１１に押圧して接触させる可動アーム１４と、可動アーム１４に電気接続した第２リード１５と、温度変化に伴って固定接点１１および可動接点１３を開閉するように可動アーム１４を作動させるバイメタルや形状記憶合金などの熱応動素子１６と、この熱応動素子１６に当接するＰＴＣ素子や抵抗体などの発熱素子１７と、第１リード１２および第２リード１５を挿着し、さらに可動アーム１４、熱応動素子１６および発熱素子１７を収容する筐体１８と、筐体１８の開口を覆った高熱伝導性の蓋体１９とを備え、蓋体１９は可動アーム１４と固着され、さらに蓋体の一部を筐体縁辺から翼状に突出延伸させた側板部１００を有することを特徴とするサーマルプロテクターが提供される。側板部１００は、図２に示すように外部熱源または被保護装置３００に固着され伝熱路を形成する。さらに、必要ならば側板部１００を所望の形状に折り曲げて外部熱源または被保護装置３００に取り付けてもよい。

本考案に係るサーマルプロテクター２０は、図３に示すように、固定接点２１を有する第１リード２２と、可動接点２３を有し、可動接点２３を該固定接点２１に押圧して接触させる可動アーム２４と、可動アーム２４に電気接続した第２リード２５と、温度変化に伴って固定接点２１および可動接点２３を開閉するように可動アーム２４を作動させるバイメタルや形状記憶合金などの熱応動素子２６と、熱応動素子２６に当接するＰＴＣ素子や抵抗体などの発熱素子２７と、第１リード２２および第２リード２５を挿着し、可動アーム２４と熱応動素子２６および発熱素子２７を収容する筐体２８と、筐体２８の開口を覆った高熱伝導性の蓋体２９とを備え、蓋体２９は可動アーム２４と固着し、さらに蓋体２９の一部を筐体縁辺から翼状に突出延伸させた側板部２００を有し、かつ蓋体２９表面の少なくとも一部に剣山状または蛇腹状の凹凸フィン２１０を設けたことを特徴とするサーマルプロテクターが提供される。側板部２００は、図４に示すように外部熱源または被保護装置３００に固着され伝熱路を形成する。さらに、必要ならば側板部２００を所望の形状に折り曲げて外部熱源または被保護装置３００に取り付けてもよい。

本考案に係るサーマルプロテクター１０の実施例１は、図１に示すように、銀合金の固定接点１１を有するニッケルめっき銅合金製の第１リード１２と、銀合金の可動接点１３を有し、可動接点１３を固定接点１１に押圧して接触させる金属バネ材からなる可動アーム１４と、可動アーム１４に電気接続したニッケルめっき銅合金製の第２リード１５と、温度変化に伴って固定接点１１および可動接点１３を開閉するように可動アーム１４を作動させるＮｉ−Ｃｒ−Ｆｅ合金の高熱膨張金属材料とＮｉ−Ｆｅ合金の低熱膨張金属材料とを積層させたバイメタルからなる熱応動素子１６と、熱応動素子１６に当接するＰＴＣ素子からなる発熱素子１７と、第１リード１２および第２リード１５を挿着し可動アーム１４と熱応動素子１６および発熱素子１７を収容するプラスチック製筐体１８と、筐体１８の開口を覆ったニッケルめっき銅合金製の蓋体１９とを備え、蓋体１９は可動アーム１４に溶接され、さらに蓋体１９の一端を筐体１８縁辺から翼状に延伸させた側板部１００を有する。側板部１００は、図２に示すように、被保護装置３００に抵抗溶接等により直付され、さらに反転させて折り曲げたフォーミングを施して伝熱路とする。

本考案に係るサーマルプロテクター２０の実施例２は、図３に示すように、銀合金の固定接点２１を有するニッケルめっき銅合金製の第１リード２２と、銀合金の可動接点２３を有しこの可動接点２３を固定接点２１に押圧して接触させる金属バネ材からなる可動アーム２４と、可動アーム２４に電気接続したニッケルめっき銅合金製の第２リード２５と、温度変化に伴って固定接点２１および可動接点２３を開閉するように可動アーム２４を作動させるＮｉ−Ｃｒ−Ｆｅ合金の高熱膨張金属材料とＮｉ−Ｆｅ合金の低熱膨張金属材料とを積層させたバイメタルからなる熱応動素子２６と、熱応動素子２６に当接するＰＴＣ素子の発熱素子２７と、第１リード２２および第２リード２５を挿着し可動アーム２４と熱応動素子２６および発熱素子２７を収容するプラスチック製筐体２８と、筐体２８の開口を覆ったニッケルめっき銅合金製の蓋体２９とを備え、蓋体２９は可動アーム２４と溶接し、さらに蓋体２９の一端を筐体２８縁辺から翼状に延伸させた側板部２００を有し、かつ筐体２８上部の蓋体２９の露出表面に蛇腹状に凹凸フィン２１０を設ける。側板部２００は、図４に示すように、被保護装置３００に抵抗溶接等により直付され、さらに反転させて折り曲げたフォーミングを施して伝熱路とする。

本考案のサーマルプロテクターは各種電源の保護装置、例えば、アダプター電源や電池パックなど２次電池の保護装置などに利用できる。

１０，２０・・・サーマルプロテクター
１１，２１・・・固定接点、
１２，２２・・・第１リード、
１３，２３・・・可動接点、
１４，２４・・・可動アーム、
１５，２５・・・第２リード、
１６，２６・・・熱応動素子、
１７，２７・・・発熱素子、
１８，２８・・・筐体、
１９，２９・・・蓋体、
１００，２００・・・側板部（熱伝導リード）、
２１０・・・凹凸フィン
３００・・・外部熱源または被保護装置。

Claims (4)

1. 固定接点を有する第１リードと、可動接点を有し、前記可動接点を前記固定接点に押圧して接触させる可動アームと、この可動アームに電気接続した第２リードと、温度変化に伴って前記固定接点および前記可動接点を開閉するように前記可動アームを作動させるバイメタルや形状記憶合金などの熱応動素子と、この熱応動素子に当接するＰＴＣ素子や抵抗体などの発熱素子と、前記第１リードおよび前記第２リードを挿着し、前記可動アームと前記熱応動素子および前記発熱素子を収容する筐体と、前記筐体の開口を覆った高熱伝導性の蓋体とを備え、前記蓋体は前記可動アームと一体化することで熱結合され、かつ前記蓋体の一部を前記筐体縁辺から突出延伸した側板部を有することを特徴とするサーマルプロテクター。
2. 前記蓋体は、表面の少なくとも一部に剣山状または蛇腹状の凹凸フィンを設けたことを特徴とする請求項１に記載のサーマルプロテクター。
3. 前記側板部は、外部熱源または被保護装置に固着され伝熱路を形成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のサーマルプロテクター。
4. 前記側板部は、さらに所望の形状に折り曲げて外部熱源または被保護装置に取り付けたことを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか一つに記載のサーマルプロテクター。
   

Images