(57)【要約】【課題】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。【解決手段】本発明は、基板２と、基板２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４と、対向する一対のリード端子４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６と、リード端子４の少なくとも一部と、可動電極６を格納するカバーを有し、一対のリード端子４において、可動電極６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４ｂを有している構成とする。【選択図】図１
2005285439.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
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。
【請求項２】
基板と、
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。
【請求項３】
前記リード端子においては、前記カバーが接合される部分および前記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。
【請求項４】
前記カバーにおけるリード端子が接続される辺の幅が、前記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。
【請求項５】
前記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。
【請求項６】
前記接点電極においては前記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子。
【請求項７】
前記可動電極が前記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。
【請求項８】
前記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子。
【請求項９】
前記カバーにおいて、前記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。
【請求項１０】
前記基板と前記リード端子が接続される部分において、前記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。
【請求項１１】
前記基板、前記第一補強材、前記第二補強材、前記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。
【請求項１２】
前記可動電極が、任意の温度以下では前記リード端子と接し、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。
【請求項１３】
前記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。
【請求項１４】
前記バイメタルが、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。
【請求項１５】
前記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。
【請求項１６】
前記温度維持部品が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。
【請求項１７】
電池と、前記電池を収納する本体と、前記本体から導出され前記電池と電気的に接合された配線と、前記配線間に設けられしかも前記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、前記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。
【請求項１８】
電源部と、
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。
【請求項１９】
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。
【請求項２０】
前記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。
【請求項２１】
前記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。
【請求項２２】
前記可動電極が、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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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）。
【０００５】
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）。
【０００６】
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。
【０００７】
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）。
【特許文献１】特開平６−１１９８５９号公報
【特許文献２】特開平８−２２２１０３号公報
【特許文献３】特開平７−４５１７０号公報
【特許文献４】特開平６−２９５６０号公報
【特許文献５】特開平１０−９２６０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
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。
【発明の効果】
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
以下、図面を用いて説明する。
【００５０】
（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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
最初に、各部の詳細について説明する。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
次に温度維持部品３について説明する。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
次にリード端子４について説明する。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
次に、接続面５について説明する。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
次に、可動電極６について説明する。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
次に、接点電極８について説明する。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
次に、カバー１０について説明する。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
次に補強材について説明する。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
（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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
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。
【０１５５】
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。
【０１５６】
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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
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。
【０１６２】
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。
【０１６３】
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。
【０１６４】
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。
【０１６５】
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。
【０１６６】
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。
【０１６７】
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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
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。
【０１７０】
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。
【０１７１】
（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。
【０１７２】
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。
【０１７３】
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。
【０１７４】
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。
【０１７５】
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。
【０１７６】
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。
【０１７７】
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。
【０１７８】
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。
【０１７９】
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。
【０１８０】
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。
【０１８１】
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。
【０１８２】
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。
【０１８３】
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。
【０１８４】
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。
【０１８５】
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。
【０１８６】
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。
【０１８７】
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。
【０１８８】
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。
【０１８９】
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。
【０１９０】
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。
【産業上の利用可能性】
【０１９１】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１９２】
【図１】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
【図２】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
【図３】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
【図４】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
【図５】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
【図６】本発明の実施の形態１における温度維持部品の斜視図
【図７】本発明の実施の形態１における可動電極の側面図
【図８】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
【図９】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
【図１０】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
【図１１】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
【図１２】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
【図１３】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
【図１４】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
【図１５】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
【図１６】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
【図１７】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
【図１８】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
【図１９】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
【図２０】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
【図２１】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
【図２２】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
【図２３】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
【図２４】本発明の実施の形態３におけるパック電池の斜視図
【図２５】本発明の実施の形態３における電子機器の斜視図
【図２６】本発明の実施の形態３における電子機器の斜視図
【図２７】従来の技術における自己復帰型保護素子の側面図
【図２８】従来の技術における自己復帰型保護素子の上面図
【符号の説明】
【０１９３】
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
【図１】
2005285439.tif 000003
【図２】
2005285439.tif 000004
【図３】
2005285439.tif 000005
【図４】
2005285439.tif 000006
【図５】
2005285439.tif 000007
【図６】
2005285439.tif 000008
【図７】
2005285439.tif 000009
【図８】
2005285439.tif 000010
【図９】
2005285439.tif 000011
【図１０】
2005285439.tif 000012
【図１１】
2005285439.tif 000013
【図１２】
2005285439.tif 000014
【図１３】
2005285439.tif 000015
【図１４】
2005285439.tif 000016
【図１５】
2005285439.tif 000017
【図１６】
2005285439.tif 000018
【図１７】
2005285439.tif 000019
【図１８】
2005285439.tif 000020
【図１９】
2005285439.tif 000021
【図２０】
2005285439.tif 000022
【図２１】
2005285439.tif 000023
【図２２】
2005285439.tif 000024
【図２３】
2005285439.tif 000025
【図２４】
2005285439.tif 000026
【図２５】
2005285439.tif 000027
【図２６】
2005285439.tif 000028
【図２７】
2005285439.tif 000029
【図２８】
2005285439.tif 000030