JP2016127034A - 外付けptc素子、および筒形電池 - Google Patents
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Abstract
Description
なお従来の外付けPTC素子としては、図1に示した例に限らず、PTC素子を2枚の帯状の金属板で狭持したものもある。図2に2枚の帯状の金属板(220、230)でPTC素子10を狭持してなる外付けPTC素子201を示した。図2(A)は当該外付けPTC素子201の積層構造を示す図であり、図2(B)は電池110にこの外付けPTC素子201を取り付けた状態を示す図である。図2(A)に示した例では、PTC素子10を介して対面する2枚の電極板(220、230)がともに帯状の金属板からなる。そして双方の電極板(220、230)は基端側(222、232)が対面しつつ、それぞれの先端(221、231)が互いに反対方向を向くように延長している。PTC素子10は双方の電極板(220、230)の対面領域内に配置される。ところでこの図2(A)に示した外付けPTC素子201を円筒形電池110に取り付けると、一方の金属板230の先端側231が電極端子111と接触することになる。そして2枚の帯状の金属板(220、230)が対面領域を経て同じ方向に延長しているため、外付けPTC素子201が電池110の外方に大きく突出してしまう。この状態で円筒形電池110を回路基板に実装すれば電池110自体が回路基板から大きく離間することになり、電子機器の小型化を阻害する。そこで図2(B)に示したように、2枚の電極板(220、230)の対面領域が電池110の側面と平行となるように、電極端子111と接触する側の金属板230をその延長途上で円筒形電池110の外形に沿って折り曲げる場合がある。なお以下の特許文献1には板状のPTC素子を2枚の帯状の金属板で狭持した構造の外付けPTC素子について記載されている。また以下の非特許文献1にはPTC材料にポリマーを用いた所謂「ポリスイッチ」と呼ばれるPTC素子の構造や特性などについて記載されている。
下方に配置された金属板からなる底板の上方に板状のPTC素子と金属板からなる天板がこの順に積層されてなり、
前記PTC素子は前記天板と前記底板との対面領域内に配置され、
前記天板は前記底板の平面領域に対して一方向に突出して延長しつつ、先端が回路基板に実装可能なリード端子の形状に成形されている、
ことを特徴とする外付けPTC素子としている。
本発明の実施例として、両端面が電極端子となる円筒形電池を取付け対象とした外付けPTC素子を挙げる。図3はその実施例に係る外付けPTC素子1aの構造を示す図である。図3(A)はPTC素子1aを上方から見たときの平面図であり、図3(B)は(A)におけるa−a矢視断面図である。実施例に係る外付けPTC素子1aの基本構造は従来の外付けPTC素子と同様に2枚の金属板(20、30)でPTC素子10を狭持した構成であるが、金属板(20、30)の平面形状が従来の外付けPTC素子とは異なっている。なお以下では、PTC素子10を狭持する2枚の金属板(20、30)において、電池の電極端子と接触する金属板30を「底板」と言うこととする。PTC素子10を介して底板30と対面する金属板20については「天板」とも言うこととする。また底板30を下方として、底板30の上方にPTC素子10と天板20がこの順に積層されていることして外付けPTC素子1aにおける上下の各方向を規定することとする。
ところで上記実施例に係る外部PTC素子1aは電池110において平坦面を有する電極端子面111側に取り付けることを想定していた。しかしながら強度を確保するなどの理由から、一般的な電池における正極端子ほど高さはないものの、表面が完全な平坦面ではなく同心円状の低い台状の凸部が電極端子面111に形成されている場合がある。図6に電極端子面111に低い凸部(以下、円形凸部113とも言う)が形成された電池110を示した。図6(A)は電池110をその電極端子面111側からみたときの斜視図であり、図6(B)は電極端子112側から見たときの斜視図である。電極端子面111側にも円筒形の電池110の円形端面と同心円をなす円形凸部113が形成されている。他方の端面には高さのある円柱状の突起からなる電極端子(以下、凸状端子112とも言う)が形成されている。そこで上記実施例1aの変形例として、円形凸部113のある電極端子面111にも取り付けが可能な外部PTC素子を挙げる。
実施例1aやその変形例1bでは底板30を円筒形電池110の一方の端面に溶接により取り付けることとしていた。そのため底板がリード端子としても機能する天板の延長方向に対して幅広の円板形状をしていた。そして電池の電極端子板と接触する底板の外周部分をスポット溶接していた。確かに溶接は、取り付け強度が大きく、振動などによる脱落もし難い。その一方で溶接には専用の溶接機を必要とすることから、例えば、試作レベルの電子回路に組み込む電池に外部PTC素子を取り付けるような場合には、溶接を前提とした外部PTC素子を敢えて採用する必要はなく、より汎用的な外部PTC素子が求められる場合もある。図9に汎用的な外部PTC素子1cを示した。図9(A)はその平面図であり、図9(B)は(A)におけるc−c矢視断面図である。この図9に示した外部PTC素子1cでは、リード端子板としても機能する天板20の基端側22に、天板20と同程度の幅の底板30が対面し、その対面領域にPTCチップ10が配置されている。そして導電性接着剤や半田を用いるなどして底板30の下面33を電極端子面に取り付ければよい。図9に示した外部PTC素子1cであれば、電極端子面に限らず、凸状端子の端子面に取り付けることもできる。なお本発明に係る外部PTC素子が取り付け対象とする電池は円筒形電池に限らず両端面が電極端子となる筒型電池であればよい。
110 円筒形電池、111 電極端子面、112 電極端子(凸状端子)、
113 円形凸部
Claims (4)
- 両端面に電極端子を備えた筒形電池の一方の電極端子に取り付けられる外付けPTC素子であって、
下方に配置された金属板からなる底板の上方に板状のPTC素子と金属板からなる天板がこの順に積層されてなり、
前記PTC素子は前記天板と前記底板との対面領域内に配置され、
前記天板は前記底板の平面領域に対して一方向に突出して延長しつつ、先端が回路基板に実装可能なリード端子の形状に成形されている、
ことを特徴とする外付けPTC素子。 - 請求項1において、前記底板の下面は前記筒型電池における一方の端面の平面形状に沿う形状で、当該底板の上面で前記天板との対面領域以外の領域が前記一方の端面に溶接される領域として露出していることを特徴とする外付けPTC素子。
- 請求項2において、前記一方の端面に当該端面と同心円状の台状凸部が形成された円筒形電池を取付け対象とし、前記底板の下面には、前記台状凸部が挿入される凹部が形成されていることを特徴とする外付けPTC素子。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の前記外付けPTC素子が取り付けられてなる筒形電池であって、両端面を電極端子として、一方の端面に前記底板の下面が接触した状態で取り付けられ、他方の端面には金属板からなるリード端子が取り付けられていることを特徴とする筒形電池。
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