(57)【要約】【課題】接触圧力が小さい場合や落下、振動、変形等による接点の接触位置ずれによる接触抵抗の増大を防ぎ、且つ接点表面への酸化物の凝集を予防するサーマルプロテクタおよび接点間の接触抵抗を低減する方法を提供する。【解決手段】第１の外部端子に電気的に接続して設けられた第１の接点と、第２の外部端子に電気的に接続して設けられ第１の接点と対向して対をなす第２の接点を有し、前記第１および第２の接点表面あるいは前記第１乃至第２の接点表面に振動を与えながら通電して活性化痕を形成する方法及び前記方法により形成した活性化痕を有することを特徴とするサーマルプロテクタ等の電気部品及びそれを用いた携帯電話、ノートパソコンなどの電気機器。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の接点と、可動片に設けられた第１の接点と対向して対をなす第２の接点を接触離反させる方式のサーマルプロテクタであって、前記第１の接点および第２の接点の少なくとも１つの接点表面に振動を与えながら活性化処理を行なって形成した活性化痕を有することを特徴とするサーマルプロテクタ。
【請求項２】
第１の外部端子に固定片を介して電気的に接続する第１の接点と、第２の外部端子に可動片を介して電気的に接続する前記第１の接点と対向して対をなす第２の接点とを有するサーマルプロテクタであって、前記第１の接点および第２の接点の少なくとも１つの接点表面に振動を与えながら通電して形成した活性化痕を有することを特徴とするサーマルプロテクタ。
【請求項３】
第１の外部端子に固定片を介して電気的に接続する第１の接点と、第２の外部端子に可動片を介して電気的に接続する前記第１の接点と対向して対をなす第２の接点と、前記第１および第２の接点間を離反させる装置を有するサーマルプロテクタであって、前記第１の接点および第２の接点の少なくとも１つの接点表面に振動を与えながら通電して形成した活性化痕を有することを特徴とするサーマルプロテクタ。
【請求項４】
第１の外部端子に固定片を介して電気的に接続する第１の接点と、第２の外部端子に可動片を介して電気的に接続する第２の接点とを有し、前記第１の接点表面の活性化痕は活性化痕が部分的に重なって形成された集合体であることを特徴とするサーマルプロテクタ。
【請求項５】
第１の外部端子に固定片を介して電気的に接続する第１の接点と、第２の外部端子に可動片を介して電気的に接続する第２の接点と、前記第１および第２の接点間を離反させる装置を有し、前記第１の接点表面の活性化痕は活性化痕が部分的に重なって形成された集合体であることを特徴とするサーマルプロテクタ。
【請求項６】
同一電流で前記活性化痕を形成した場合に、振動を与えながら形成された第１の接点の活性化痕の面積が振動を与えずに形成された第１の接点の活性化痕の面積より大きいことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載のサーマルプロテクタ。
【請求項７】
振動を与えながら形成された第１の接点の活性化痕活性化痕の面積が振動を与えずに形成された第１の接点の活性化痕の平均面積の少なくとも２倍以上であることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載のサーマルプロテクタ。
【請求項８】
振動を与えながら形成された第１の接点の活性化痕の面積が振動を与えずに形成された第１の接点の活性化痕の平均面積の少なくとも４倍以上であることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載のサーマルプロテクタ。
【請求項９】
可動片が熱応動素子で構成されていることを特徴とする請求項１、２または４に記載のサーマルプロテクタ。
【請求項１０】
対向して設けられた対の前記第１および第２の接点を、熱応動素子により離反させる構造であることを特徴とする請求項１、３または５に記載のサーマルプロテクタ。
【請求項１１】
前記第１および第２の接点が、Ａｇ、Ｎｉ，Ｃｕ、Ｂｅ，Ｔｉ，Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃからなる群から選ばれた１つ、またはいずれかの合金であることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載のサーマルプロテクタ。
【請求項１２】
電気的に分離している第１および第２の外部端子と、前記第１の外部端子に電気的に接続して設けられた第１の接点と、前記第２の外部端子に電気的に接続して設けられ、前記第１の接点と対向して対をなす第２の接点を有する電気機器の前記第１および第２の接点表面を接触状態とし、これに振動を与えながら通電して活性化痕を形成することを特徴とする電気機器の電気接点の接触抵抗の低減方法。
【請求項１３】
電気的に分離している第１および第２の外部端子と、前記第１の外部端子に電気的に接続して設けられた第１の接点と、前記第２の外部端子に電気的に接続して設けられ、前記第１の接点と対向して対をなす第２の接点と、前記第１および第２の接点間を離反させる装置を有する電気機器の前記第１および第２の接点表面を接触状態とし、これに振動を与えながら通電して活性化痕を形成することを特徴とする電気機器の電気接点の接触抵抗の低減方法。
【請求項１４】
請求項１２、請求項１３記載の電気接点がサーマルプロテクタの接点であることを特徴とする電気接点の接触抵抗低減方法。
【請求項１５】
接触状態にある前記第１および第２の接点に、周波数が１ｋＨｚ〜１ＧＨｚ、且つ振幅が０．００１〜０．５ｍｍからなる振動を０．００１〜１秒間、電流０．１〜５０Ａを通電しながら与えることを特徴とする請求項１４に記載のサーマルプロテクタの接触抵抗の低減方法。
【請求項１６】
周波数が１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ、且つ振幅が０．０１〜０．１ｍｍからなる振動を０．０１〜０．１秒間、電流１〜３０Ａを通電しながら与えることを特徴とする請求項１４に記載のサーマルプロテクタの接触抵抗の低減方法。
【請求項１７】
サーマルプロテクタのケース溶接時の振動を利用して活性化処理を行う、または、ケース溶接に引き続いて行うか、または、ケース溶接後に活性化処理を行うことを特徴とする請求項１４に記載のサーマルプロテクタの接触抵抗低減方法。
【請求項１８】
請求項1から請求項５の何れか１項に記載のサーマルプロテクタを用いた電子部品。
【請求項１９】
請求項１から請求項５の何れか１項に記載のサーマルプロテクタを用いた携帯電話。
【請求項２０】
請求項１から請求項５の何れか１項に記載のサーマルプロテクタを用いたノートパソコン。
【請求項２１】
請求項１から請求項５の何れか１項に記載のサーマルプロテクタを用いた携帯用電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種モータや機器類で、電気回路を遮断して過電流や過熱による破損および破壊を未然に防ぐ保護部品として用いられるもので、携帯電話機やノート型パソコン等の二次電池、小型モータ、自動車用モータ、充電器の直流回路、エアコンのファン、電気洗濯機等の汎用モータの交流回路等で使用されているサーマルプロテクタ及びリレースイッチやリードスイッチ等の小型有接点の電気部品及びその電気部品を用いた小型電気機器の応用製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やノート型パーソナルコンピュータなどの電気機器は、小型化・高性能化が顕著であり、使用されるサーマルプロテクタも、より小型で高性能なものが要求されている。
【０００３】
図５で提案されるサーマルプロテクタは、携帯電話機の小型電池パックに組み込んで用いられる。上面に凹部１ａを有する薄肉の金属板からなる筐体１と電気絶縁性の樹脂からなる支持体２により囲まれた空間内に、一端に固定接点４ａを設けた外部回路接続用の第１の外部端子５ａを有する固定片６、および可動片７ｂが設けられている。可動片７ｂは、弾性を有した金属材料からなり、一端に前記固定接点４ａに対向する可動接点４ｂを有し、他端に外部接続用の第２の外部端子５ｂを備えている。前記可動片７ｂの上方には、可動片７ｂを上下に動作させるバイメタル製の熱応動素子８が常温で凸型形状に成形されて設けられている。
【０００４】
このサーマルプロテクタは、常温で、可動片７ｂの弾性力、およびバイメタル製の熱応動素子８が前記凹部１ａとの接触により生じる押圧力により可動接点４ｂは、固定接点４ａと接触している。
周囲温度が、熱応動素子８の動作温度に近づくと、熱応動素子８の形状が凸形状から凹形状へと変化してゆく。それにより、前記可動片７ｂを押し上げ、且つ前記押圧力が解除され、可動接点４ｂは固定接点４ａより離れ、電気の導通を遮断する。したがって、このサーマルプロテクタの導入により小型電池パックの過熱や過電流による損傷から携帯電話機やノートパソコンなどの携帯用電子機器を守ることができる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−３０７６０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記従来技術が提案するサーマルプロテクタは、前記構成により小型化を可能とするが、熱応動素子のサイズも小さくなり、その反転動作力も弱くなってしまう。そのために可動片から接点への接触圧力の付与も小さくなる。また落下、振動、変形等による接点の接触位置ずれにより、接触抵抗が増加することもある。したがって、これらの原因により、可動接点と固定接点間の接触抵抗が大きくなってしまうという問題が生じる。この接触抵抗の増大は、発熱による電流ロスの発生および接点の溶断、並びに絶縁状態を形成し、電流の遮断を引き起こして電気機器としての役割を果たせなくする。特に、携帯電話なノートパソコンなどの携帯用電子機器の落下による接点位置ずれはユーザクレームの対象となることから大きな問題となる。
【０００６】
ところで、接触抵抗が増大する現象は、第一に可動片から付与される荷重が低い場合に、接点表面の酸化皮膜が破壊できないことから生じ、第二にサーマルプロテクタの組み立て工程で、振動溶着接合をする際に接点間で酸化物等が凝集するフレッティング現象により引き起こされることが知られている。
【０００７】
従来、このような問題の解決には、外部端子間に熱応動素子が反転するような高電流を印可し、その反転に伴い接点が離反する際に発生するスパークにより、接点表面の酸化膜を除去して新生面を露出させて接触抵抗の低減化を図っていたが、この活性化処理は、スパークの状態にばらつきがあることから、携帯電話などに使用される小型のサーマルプロテクタの場合には、落下時に接点位置がずれ、これにより接触抵抗が増大する問題が極稀に発生することがあり、新たな活性化処理方法の開発が望まれていた。さらに、その他の用途の場合にも、長期間使用した場合に、可動片の残留応力開放や変形、設置する機械本体からの振動等さまざまな原因により、接点位置がずれる場合があり、その接点位置のずれによる接触抵抗の増大の問題が有り、これらの問題点の解決が望まれていた。
【０００８】
本発明は、前記問題点に鑑み、接触圧力が小さい場合や落下、振動、変形などによる接点の接触位置ずれによる接触抵抗の増大を防ぎ、且つ接点表面への酸化物の凝集を予防するサーマルプロテクタおよび接点間の接触抵抗を低減する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明のサーマルプロテクタの第１の態様は、第１の接点と、可動片に設けられた第１の接点と対向して対をなす第２の接点を接触離反させる方式のサーマルプロテクタであって、前記第１および第２の接点表面あるいは前記第１乃至第２の接点表面に振動を与えながら活性化処理を行なって形成した活性化痕を有することを特徴とするサーマルプロテクタである。
【００１０】
この発明のサーマルプロテクタの第２の態様は、第１の外部端子に固定片を介して電気的に接続する第１の接点と、第２の外部端子に可動片を介して電気的に接続する前記第１の接点と対向して対をなす第２の接点とを有するサーマルプロテクタであって、前記第１および第２の接点表面あるいは前記第１乃至第２の接点表面に振動を与えながら通電して形成した活性化痕を有することを特徴とするサーマルプロテクタである。
【００１１】
この発明のサーマルプロテクタの第３の態様は、第１の外部端子に固定片を介して電気的に接続する第１の接点と、第２の外部端子に可動片を介して電気的に接続する前記第１の接点と対向して対をなす第２の接点と、前記第１および第２の接点間を離反させる装置を有するサーマルプロテクタであって、前記第１および第２の接点表面あるいは前記第１乃至第２の接点表面に振動を与えながら通電して形成した活性化痕を有することを特徴とするサーマルプロテクタである。
【００１２】
この発明のサーマルプロテクタの第４の態様は、第１の外部端子に固定片を介して電気的に接続する第１の接点と、第２の外部端子に可動片を介して電気的に接続する第２の接点とを有し、前記第１の接点表面の活性化痕は活性化痕が部分的に重なって形成された集合体であることを特徴とするサーマルプロテクタである。
【００１３】
この発明のサーマルプロテクタの第５の態様は、第１の外部端子に固定片を介して電気的に接続する第１の接点と、第２の外部端子に可動片を介して電気的に接続する第２の接点と、前記第１および第２の接点間を離反させる装置を有し、前記第１の接点表面の活性化痕は活性化痕が部分的に重なって形成された集合体であることを特徴とするサーマルプロテクタである。
【００１４】
この発明のサーマルプロテクタの第６の態様は、同一電流で前記活性化痕を形成した場合に、振動を与えながら形成された第１の接点の活性化痕の面積が振動を与えずに第１の接点の形成された活性化痕の面積より大きいことを特徴とするサーマルプロテクタである。
【００１５】
この発明のサーマルプロテクタの第７の態様は、振動を与えながら形成された第１の接点の活性化痕の面積が振動を与えずに形成された第１の接点の活性化痕の平均面積の少なくとも２倍以上であることを特徴とするサーマルプロテクタである。
【００１６】
この発明のサーマルプロテクタの第８の態様は、振動を与えながら形成された第１の接点の活性化痕の面積が振動を与えずに形成された第１の接点の活性化痕の平均面積の少なくとも４倍以上であることを特徴とするサーマルプロテクタである。
【００１７】
この発明のサーマルプロテクタの第９の態様は、可動片が熱応動素子で構成されていることを特徴とするサーマルプロテクタである。
【００１８】
この発明のサーマルプロテクタの第１０の態様は、対向して設けられた対の前記第１および第２の接点を、熱応動素子により離反させる構造であることを特徴とするサーマルプロテクタである。
【００１９】
この発明のサーマルプロテクタの第１１の態様は、前記第１および第２の接点が、少なくともＡｇ、Ｎｉ，Ｃｕ、Ｂｅ，Ｔｉ，Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃのいずれか、若しくはそれらのいずれかの合金であることを特徴とするサーマルプロテクタである。
【００２０】
この発明の電気機器の電気接点の接触抵抗の低減方法の第１の態様は、電気的に分離している第１および第２の外部端子と、前記第１の外部端子に電気的に接続して設けられた第１の接点と、前記第２の外部端子に電気的に接続して設けられ、前期第１の接点と対向して対をなす第２の接点と、前記第１および第２の接点間を離反させる装置を有する電気機器の前記第１および第２の接点表面を接触状態とし、これに振動を与えながら通電して活性化痕を形成することを特徴とする電気機器の電気接点の接触抵抗の低減方法である。
【００２１】
この発明の電気機器の電気接点の接触抵抗の低減方法の第２の態様は、電気的に分離している第１および第２の外部端子と、前記第１の外部端子に電気的に接続して設けられた第１の接点と、前記第２の外部端子に電気的に接続して設けられ、前期第１の接点と対向して対をなす第２の接点と、前記第１および第２の接点間を離反させる装置を有する電気機器の前記第１および第２の接点表面を接触状態とし、これに振動を与えながら通電して活性化痕を形成することを特徴とする電気機器の電気接点の接触抵抗の低減方法である。
【００２２】
この発明の電気機器の電気接点の接触抵抗の低減方法の第３の態様は、上述した電気機器の電気接点がサーマルプロテクタの接点であることを特徴とする電気接点の接触抵抗低減方法である。
【００２３】
この発明のサーマルプロテクタの接触抵抗の低減方法の第４の態様は、接触状態にある前記第１および第２の接点に、周波数が１ｋＨｚ〜１ＧＨｚ、且つ振幅が０．００１〜０．５ｍｍからなる振動を０．００１〜１秒間、電流０．１〜５０Ａを通電しながら与えることを特徴とするサーマルプロテクタの接触抵抗の低減方法である。
【００２４】
この発明のサーマルプロテクタの接触抵抗の低減方法の第５の態様は、周波数が１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ、且つ振幅が０．０１〜０．１ｍｍからなる振動を０．０１〜０．１秒間、電流１〜３０Ａを通電しながら与えることを特徴とするサーマルプロテクタの接触抵抗の低減方法である。
【００２５】
この発明のサーマルプロテクタの接触抵抗の低減方法の第６の態様は、サーマルプロテクタのケース溶接時の振動を利用して活性化処理を行うかケース溶接後連続して活性化処理を行うことを特徴とするサーマルプロテクタの接触抵抗低減方法である。
【００２６】
この発明の電子部品の１つの態様は、上述したサーマルプロテクタを用いた電子部品である。
【００２７】
この発明の携帯電話の１つの態様は、上述したサーマルプロテクタを用いた携帯電話である。
【００２８】
この発明のノートパソコンの１つの態様は、上述したサーマルプロテクタを用いたノートパソコンである。
【００２９】
この発明の携帯用電子機器の１つの態様は、上述したサーマルプロテクタを用いた携帯用電子機器である。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によると、電気接点の接触圧力が低い場合においても接触抵抗を低く保つことができ、且つ接触抵抗を増加させる接点表面への酸化物の凝集を除去することで、サーマルプロテクタ等各種電気機器の電気接点の接触抵抗を低く保つことができる。本発明は各種電気機器の接触抵抗を低く保つ方法とその結果得られる電気電子機器を提供するものであり、本発明の結果得られる電気接点を用いた電子部品、携帯電話、ノートパソコン等の携帯用端末や携帯用電子機器を提供でき、工業上顕著な効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
図１および図２は、それぞれ本発明に係るサーマルプロテクタの利用時の実施形態を示す断面図である。図３は、図１に示す本発明に係るサーマルプロテクタへの振動および電流の付与形態の説明図である。
【００３２】
図１はこの発明に係るサーマルプロテクタの１つの態様の一例を示している。本発明のサーマルプロテクタは、電気絶縁性の樹脂からなる筐体１と蓋体３により囲まれた空間内に、外部回路接続用の第１の外部端子５ａ、第２の外部端子５ｂ、固定片６、および熱応動素子からなる可動片７ａが設けられている。
【００３３】
固定片６は、一端に第１の外部端子５ａを有し、他端側の面上に本発明に係る活性化痕を有する一般に固定接点となる第１の接点９ａを備える。熱応動素子を兼ねる可動片７ａは、一端に前記第１の接点９ａに対向する可動接点となる第２の接点９ｂを備え、他端に外部回路接続用の第２の外部端子５ｂと電気的に接続している。前記第２の接点９ｂの表面にも本発明に係る活性化痕の発生が見られる。第１の接点９ａと第２の接点９ｂは、正常に電流が流れている時には可動片７ａの弾性力により接触しているが、接点間に異常電流が流れたり、ケース内の温度が上昇し可動片７ａの動作温度以上に達したりすると反転作動により離反し、電流を遮断する。
【００３４】
次いで本発明のサーマルプロテクタは、第１の接点９ａを有し、第１の外部端子５ａを備える固定片６を、絶縁性の樹脂からなる筐体１の内底面へインサート成形により一体化する。次に第２の接点９ｂを有し、第２の外部端子５ｂを備える可動片７ａを、絶縁性の樹脂からなる蓋体３にインサート成形により一体化し、筐体１と蓋体３を重ね合わせ、超音波接合法を用い接合して組立てられる。
【００３５】
図２は、この発明に係るサーマルプロテクタの他の１つの態様の一例を示している。本発明のサーマルプロテクタは、電気絶縁性の樹脂からなる筐体１と蓋体３により囲まれた空間内に、外部回路接続用の第１の外部端子５ａ、第２の外部端子５ｂ、固定片６、可動片７ｂ、および熱応動素子８が設けられている。
【００３６】
固定片６は、一端に第１の外部端子５ａを有し、他端側の面上に本発明に係る活性化痕を有する第１の接点９ａを備える。可動片７ｂは弾性を有した金属材料からなり、一端に前記第１の接点９ａに対向する第２の接点９ｂを備え、その表面にも本発明に係る活性化痕の発生が見られる。他端には、外部回路接続用の第２の外部端子５ｂが設けられる。
前記可動片７ｂの下方に、可動片７ｂを上下に動作させる熱応動素子８が、凸型の形状に設けられている。第１の接点９ａと第２の接点９ｂは、可動片７ｂの弾性力により接触し、熱応動素子８の反転動作によって離反し電流を遮断する。
【００３７】
次いで本発明のサーマルプロテクタは、第１の接点９ａを有し、第１の外部端子５ａを備える固定片６を、絶縁性の樹脂からなる筐体１の内底面へインサート成形により一体化する。次に第２の接点９ｂを有し、第２の外部端子５ｂを備える可動片７ｂを、絶縁性の樹脂からなる蓋体３にインサート成形により一体化した後、前記筐体１の内部に熱応動素子８を所定位置に配置し、筐体１と蓋体３を重ね合わせ、超音波接合法を用い、接合して組立てられる。
【００３８】
組立てられたサーマルプロテクタは、本発明に係る振動を与えながら通電して接点表面に活性化痕を付与される。本発明に係る活性化方法は第１の接点の活性化痕として、第２の接点９ｂの振動による移動により、多数の活性化痕がその位置を変えて新生面を露出させながら、ひとつの大きな活性化痕の集合体を形成する。前記第１の接点９ａに形成された活性化痕は、振動を与えながら通電する本発明に係る活性化手法を用いるので、第２の接点９ｂの振動による移動により、第１の接点９ａの表面に位置を変えながら新生面が徐々に露出して形成された連続的輪郭を有する集合体となり、活性化痕の面積が大きくなるために、接点間の接触抵抗を低減する効果を示す。ここで、第２の接点９ｂも可動片の移動による第１接点との接触角度の変化や活性化時の接点表面先端の減耗等により、接点表面の新生面が増加するが、その活性化面積は第２の接点の移動により新生面が形成される第１の接点の方が大きいのは、言うまでもない。従来方法による連続しない輪郭を有する活性化痕では、不連続の箇所にある酸化膜や酸化物の影響により接触抵抗を安定して低減することができない。
【００３９】
前記第１の接点９ａおよび第２の接点９ｂには、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｂｅ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃのいずれかの１つの材料、またはその合金を用いることができ、Ａｇ−Ｎｉ合金、特にＡｇ−１０ｍａｓｓ％Ｎｉ合金の場合において顕著な効果を示すが、Ａｇ−Ｃｕ合金、Ａｕ−Ａｇ合金、Ａｇ−Ｃ合金、Ｗ−Ａｇ合金等も用いられる。なお、固定片６、可動片７ａ、７ｂへの前記接点の接合には、クラッド法、めっき法、およびカシメ法などの接合方法を通常用いるが、その他の接合方法でもよい。例えば、固定接点としては、りん青銅が用いられる。接点は、これに直接Ａｇめっきをすることも可能であるが、Ｎｉ下地にＡｇめっき等を用いても良い。
【００４０】
次に、図３を用いて前記第１の接点９ａおよび第２の接点９ｂとの間の接触抵抗を低減する方法を説明する。
図３が示すように、第１の接点９ａと第２の接点９ｂを接触した状態で水平若しくは垂直方向に振動を与えながら通電すると、接点間にスパークが生じて接点表面の酸化層を破壊し、活性化痕が形成される。１０はスイッチ、１１は電源を示している。図３では水平方向への振動の付与の一例を示している。
【００４１】
振動の付与と通電は、第１の接点９ａと第２の接点９ｂを接触させた状態で行う。印加する電流は、熱応動素子８や可動片７ａが反転動作し接点を離反させない大きさの電流を所定時間、外部端子間に印加するもので、その電流が接点を離反させるような大きさでは効果のある活性化痕を形成できなくなる。印加する電流は、サーマルプロテクタの使用目的・設計等により異なり、種々の値を取ることが可能である。設計的に可能な範囲としては、印加電流は１から５０Ａの範囲である。電流が接点を離反させないようにするためには、印加電流を大きくしても通電時間を短くすれば、接点を離反させないことができるし、印加電流を多少低めに設定した場合は、通電時間を大きく取っても接点を反転させないことが可能である。印加電流範囲としては０．１〜５０Ａ、振幅は０．００１〜０．５ｍｍ、振動条件は周波数が１ｋＨｚ〜１ＧＨｚ、振動を０．００１〜１秒間の範囲で組み合わせて、これらの条件を調整することにより、設計値に応じた所望の活性化痕を形成することができる。印加電流の望ましい範囲は1〜３０Ａ、加振する振動の周波数の望ましい範囲は、１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ、振幅の望ましい範囲は０．０１〜０．１ｍｍで、加振時間は０．０１〜０．１秒間が望ましい。振動を与える方法としては、本発明の実施例では超音波振動発生器を使用しているが何を用いてもよい。
【００４２】
振動の付与と通電は、活性化処理を単独で行うのではなく、本発明の範囲内の所定の条件を選定することにより、サーマルプロテクタの樹脂製ケースの本体と蓋部の溶接と同時に行うこともできるし、樹脂製ケースの溶接に引き続いて行うか、ケース溶接後に行うこともできる。こうすることにより、活性化処理とケース蓋部の溶接を同時に行うこともできこの場合には、生産性が向上する。また生産工程の都合によっては、ケース溶接に引き続いて行うこともできるし、溶接後に行うこと等の選択も可能となる。
以下に、本発明を実施例により詳細に説明する。
【実施例１】
【００４３】
先ず、本発明の方法により活性化処理を行ったサーマルプロテクタと従来例の方法により活性化処理を行ったサーマルプロテクタの活性化処理後の第１の接点の活性化痕面積と接触抵抗の比較試験を図１に示す構造のサーマルプロテクタを用いて行った。接触抵抗は接点の材質によって異なるので、接点材料は全てＡｇＮｉ製の接点を用いた。
表１に示す活性化処理条件のうち、本発明例としてＮｏ．１、Ｎｏ．２の条件、比較例としてＮｏ．１０の各条件で、活性化処理を行ったサーマルプロテクタを各１００個作製し、接触抵抗および第１の接点の活性化痕の面積を測定した。試験結果の測定については、接触抵抗はＪＩＳ  Ｃ５４４２  ４．５により測定し、第１の接点の活性化痕の面積は画像解析装置を用いて測定し、その平均値を画像解析装置に付属のコンピュータにより算出した。その結果を表２に示す。本発明例の活性化処理を行った、Ｎｏ．1, Ｎｏ．２のサーマルプロテクタは、比較例のサーマルプロテクタＮｏ．１０と比べて、第１の接点の活性化痕の面積は大きく、接触抵抗は小さいことが判る。
【００４４】
次に、前記本発明例Ｎｏ．１と比較例Ｎｏ．１０から無作為に各１０個のサーマルプロテクタを抽出し、第１の接点の活性化痕の個数と面積を測定した。その結果を表３（本発明例Ｎｏ．１）および表４（比較例Ｎｏ．１０）に記す。表３、表４に示す試験結果から、本発明の活性化処理条件で活性化処理をおこなった場合の第１の接点の活性化痕は必ず一つの輪郭を有しており、１０個のサーマルプロテクタのいずれも、活性化痕の数はすべて１個であるのに対して、比較例Ｎｏ．１０の場合の第１の接点の活性化痕は、１０個のサーマルプロテクタ中、９個のサーマルプロテクタは活性化痕が１個形成されていたが、１個のサーマルプロテクタには、活性化痕が２箇所認められた。これは、活性化処理を５回繰り返す（比較例に示す）従来の活性化処理の場合には、接点の表面状態や初期接触位置のずれなどにより、スパーク位置がずれて形成されることがまれに存在するためである。また、活性化痕の面積を比較すると、本発明例Ｎｏ．１の場合の第１の接点の活性化痕は、比較例Ｎｏ．１０の第１の接点の活性化痕に比べてはるかに大きい。各サーマルプロテクタの活性化痕の面積のばらつきは両者とも、それ程大きくない。また、比較例Ｎｏ．１０の場合の活性化痕が２箇所に形成された１個のサーマルプロテクタの面積はその他の場合の約２倍であるが、形成頻度が低いために、１０個のサーマルプロテクタの活性化面積の平均値に対する影響は極めて低い。従って、１０個のサーマルプロテクタの活性化面積を比較すれば、本発明例のサーマルプロテクタの活性化痕の面積は、比較例品の活性化痕の面積より大きく、表３の結果も表２と同様である。さらに、本発明例のサーマルプロテクタの場合は、第１の接点の活性化痕は振動により、活性化痕が少しずつずれて大きく形成されるものの、１度に大きくずれることはないため、活性化痕は必ず１個しか形成されない。これに対し、比較例Ｎｏ．１０のように、活性化処理数を増やした場合には、形成頻度は低いもののサーマルプロテクタの第１の接点の活性化痕が離れて形成されたり、第１の接点の活性化痕は全く別の位置とはならないが略ひょうたん型に形成されることがまれに存在する。
【実施例２】
【００４５】
図２に示すサーマルプロテクタの筐体１と蓋体３を超音波接合した状態のサーマルプロテクタ（未活性化処理サーマルプロテクタ）と、筐体１と蓋体３を超音波接合した後に表１の活性化処理Ｎｏ．３の条件で活性化処理を施したサーマルプロテクタ（活性化処理サーマルプロテクタ）を各１００個作製し、落下および衝撃試験を行った。落下試験は、作製したサーマルプロテクタを構成する６面を各々落下面として各２回ずつ計１２回、１．８ｍの高さから落下させることにより行い。衝撃試験は、所定個数のサーマルプロテクタを長さ１ｍの金属製の筒に入れて、その両端部に蓋をして、端部を交互に上下とすることにより、サーマルプロテクタを金属製の筒内をランダムに２００回ころがすことにより行いその結果を評価した。
両試験後のサーマルプロテクタの接触抵抗を実施例１と同様にして測定し、その不良率を表５に記した。不良率は、接触抵抗が１０ｍΩを超える場合を不良として求めた。表５より明らかなように、活性化処理なしのものは、１００中８２個の接触抵抗が１０ｍΩを超え、不良率が約８０％であるのに対して、本発明例の場合の活性化処理を行ったものは、いずれも接触抵抗が１０ｍΩ以下で不良率は０％であった。
【実施例３】
【００４６】
実施例１と同じサーマルプロテクタを用い筐体１と蓋体３を超音波接合した後、表１に示す各種活性化条件で接点表面の活性化処理を行ったサーマルプロテクタを各１００個作製した。表６には実施例１と同じ方法で接触抵抗および第１の接点の活性化痕面積を測定し平均値を算出した結果を示す。接触抵抗、第１の接点の活性化痕面積とも、これまで同様の方法により評価し、さらに、表６には接触抵抗が１０ｍΩを超える場合を不良とした不良率を求め記した。耐久性試験１は、筐体１と蓋体３を超音波接合で組立てた後、活性化処理を施した状態のサーマルプロテクタに実施例２と同様の条件により、落下試験および衝撃試験を行った後の接触抵抗の値を求め、それから不良率を求めた。耐久性試験２は、ユーザにより、サーマルプロテクタの使用環境が異なるために、さらに過酷な条件における耐久性を評価するために、前記落下試験における落下高さを２倍にして落下試験を行った後の接触抵抗を測定し、各活性化処理条件における不良率を求めた。通常の耐久性試験に相当する耐久性試験１では、本発明例の全てが合格であったが、試験条件を過酷なものに設定した耐久性試験２では、活性化処理条件によっては、試験条件が過酷なために、極くわずかではあるが不良が認められた。ただし、過酷試験で不良となったものについては、通常の使用条件を設定した耐久性試験１では全てが良品であり、特に製品として問題がないものであることは、いうまでもない。
【実施例４】
【００４７】
前記実施例２で作製したサーマルプロテクタに、（ア）従来の熱応動素子８が反転するような高電流を印加して、その反転に伴い接点が離反する際に発生するスパークによって活性化痕を形成する方法（従来方法）、（イ）本発明に係る振動を与えながら通電して活性化痕を形成する方法（本発明方法）、で活性化処理を行い、第１の接点表面を光学顕微鏡で観察し、活性化痕の形態を比較した。その結果を図４に記す。
【００４８】
【表１】
2005116511.tif 000003
【００４９】
【表２】
2005116511.tif 000004
【００５０】
【表３】
2005116511.tif 000005
【００５１】
【表４】
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【００５２】
【表５】
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【００５３】
【表６】
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【００５４】
第１の接点の活性化痕の形態は、図４（イ）に示されるように本発明例においては、部分的に重なって連続する輪郭を有する集合体である。しかしながら、従来の活性化処理法で形成された第１の接点の活性化痕である図４（ア）のように活性化痕が１箇所に集中して認められる場合が殆どである。比較例の活性化処理の場合に多数回活性化処理を行うと、殆どの場合に第１の接点の活性化痕は１カ所に集中するが、表４のＮ８のように第１の接点の活性化痕がずれて形成されることがある。この場合の第１の接点の活性化痕の形態としては、活性化痕が２−３個所発生する場合や活性化痕が離れてはいないがその中心位置が大きくずれる場合などもある。第１の接点の活性化痕として、従来法でこのような活性化痕が発生する原因としては、活性化時のスパークによって、接点材料が溶融し、接点個所がずれることや可動片を通電加熱することによって、加工時の残留応力が大きいものが存在する場合に、残留応力が開放されて接点個所がずれることなどが考えられる。
【００５５】
以上、表１〜表４、表６から明らかなように、本発明に係るサーマルプロテクタとその接触抵抗の低減方法は、第１の接点の活性化痕として従来の方法に比べて大きな活性化痕を形成することができ、且つ連続した輪郭を有する新生面を露出させることができる。これにより、接触抵抗は７．０μΩ以下を達成し、且つ利用時の落下や衝撃等のアクシデントが起こった場合にも、適当な接触抵抗は大きくならないことが判る。
【００５６】
更に、表５からは本発明の接触抵抗の低減方法を施した本発明例Ｎｏ．３は、振動や落下などの使用環境における接触抵抗の劣化要因に顕著な効果を示し、接触抵抗の低減方法を施していない比較例Ｎｏ．１１と比較してサーマルプロテクタの不良を著しく抑えることがわかる。
【００５７】
図４（ア）は従来方法による第１の接点の活性化痕で、図４（イ）は本発明の方法の第１の接点の活性化痕である。図４で明らかなように、本発明に係る活性化処理による第１の接点の活性化痕は、従来の活性化痕に比べて大きく且つ連続的で略花弁状の形態（例えば、全周が曲線で囲まれて、外周が微小な凹凸で覆われている形態）を示す。このように、活性化方法による活性化痕の形態の違いがよくわかり、効果に大きな違いをもたらしていることが見てとれる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】可動体一体型サーマルプロテクタの断面図である。
【図２】端子と可動体を別々に有するサーマルプロテクタの断面図である。
【図３】サーマルプロテクタへの振動及び電流の印加形態の説明図である。
【図４】（ア）従来法に係る第１の接点の活性化痕を示す光学顕微鏡写真である。        （イ）本発明に係る第１の接点の活性化痕を示す光学顕微鏡写真である。
【図５】従来のサーマルプロテクタの断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１    筐体
１ａ  凹部
２    支持体
３    蓋体
４ａ  固定接点
４ｂ  可動接点
５ａ  外部接続用端子
５ｂ  外部接続用端子
６    固定片
７ａ  可動片（熱応動素子兼用）
７ｂ  可動片
８    熱応動素子（バイメタル製）
９ａ  第１の接点（固定接点）
９ｂ  第２の接点（可動接点）
１０  スイッチ
１１  電源
１２  活性化痕
【図１】
2005116511.tif 000009
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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