JP6590501B2 - External PTC element and cylindrical battery - Google Patents
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Description
本発明は電池に外付けされるPTC素子に関する。またその外付けPTC素子が取り付けられた筒形電池にも関する。 The present invention relates to a PTC element externally attached to a battery. The present invention also relates to a cylindrical battery to which the external PTC element is attached.
利用者によって電池交換ができない電子機器では、電池自体が電子部品の一つとしてその電子機器の回路基板に実装されている。そして大電流を扱う電子機器では電池内外の短絡などによって電池の温度が上昇したときに電流を遮断するための安全装置が必要となる。そこでリチウム電池などの大電流放電が可能な電池にはPTC(Positive Temperature Coefficient)素子が組み込まれているものがある。周知のごとく、PTC素子は通常は低抵抗であるが温度が上昇したときに電気抵抗が増大する板状の高分子材料(ポリマー)やセラミックス材料の両面に金属箔を配置した積層構造を有するチップ部品である。電池内に組み込まれるPTC素子は、普通、一方の電極端子を兼ねる封口体内に配置される。 In an electronic device that cannot be replaced by a user, the battery itself is mounted as an electronic component on the circuit board of the electronic device. An electronic device that handles a large current requires a safety device for interrupting the current when the temperature of the battery rises due to a short circuit inside or outside the battery. Thus, some batteries capable of discharging a large current, such as lithium batteries, incorporate a PTC (Positive Temperature Coefficient) element. As is well known, a PTC element usually has a low resistance, but a chip having a laminated structure in which metal foils are arranged on both sides of a plate-like polymer material (polymer) or ceramic material whose electrical resistance increases when the temperature rises. It is a part. The PTC element incorporated in the battery is usually disposed in a sealing body that also serves as one electrode terminal.
しかしながらPTC素子を内蔵できない封口構造を備えた電池もある。あるいは電池内に組み込まれたPTCの電流遮断特性が電子機器側で要求される特性と一致しないような場合もある。そこでそのような場合に対応する電子部品として、電池の電極端子に外付けされるPTC素子(以下、外付けPTC素子とも言う)がある。そして外付けPTC素子が取り付けられた電池を電子機器内に組み込むのである。 However, some batteries have a sealing structure in which a PTC element cannot be built. Alternatively, there is a case where the current interruption characteristic of the PTC incorporated in the battery does not match the characteristic required on the electronic device side. Therefore, as an electronic component corresponding to such a case, there is a PTC element (hereinafter also referred to as an external PTC element) that is externally attached to an electrode terminal of a battery. Then, the battery to which the external PTC element is attached is incorporated in the electronic device.
図1は従来の外付けPTC素子101を示しており、ここでは円筒形電池50に取り付けられた状態を示している。なお図中では外付けPTC素子101の構成部材を異なるハッチングで示した。図1に示したように外付けPTC素子101は、板状のチップ部品であるPTC素子(以下、PTCチップ部品10とも言う)の表裏のそれぞれに金属板(120、130)を積層した構造を有し、PTCチップ部品10と金属板(120,130)とはリフロー半田付けによって接合されている。そしてこの外付けPTC素子101は、円筒形電池50の両端面のいずれかの端面にある電極端子52に取り付けられる。図示した例では、外付けPTC素子101を構成する一方の金属板130と電池110の両端面のいずれか一方の端面における電極端子(図中では、電極端子52)とをスポット溶接などによって固着させることで外付けPTC素子101が円筒形電池50に取り付けられる。外付けPTC素子101が取り付けられた円筒形電池50を回路基板などに実装する際には、他方の金属板120に半田60などを用いてリード線70を接続しておく。また円筒形電池50の他方の電極端子51には、例えば金属板のみからなる端子板80を取り付け、やはりその端子板80にリード線70を半田付けしておく。そしてリード線70を回路基板に半田付けすることで、円筒形電池50が実装される。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、図2に示した外付けPTC素子201のように、2枚の帯状の金属板(220、230)でPTCチップ部品10を狭持した構造のものもある。この場合も金属板(220、230)とPTCチップ部品10とはリフロー半田付けによって接合されている。そして以下の特許文献1には板状のPTCチップ部品を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チップ部品を用いたPTC素子の構造や特性などについて記載されている。
FIG. 1 shows a conventional externally attached
従来の外付けPTC素子はPTCチップ部品を2枚の金属板で挟持しつつ金属板とPTCチップ部品とをリフロー半田付けによって接合した構造を有している。そして従来の外付けPTC素子ではこのリフロー半田付け工程を要することにより種々の問題が発生する。例えば、外付けPTC素子を量産するまでにはリフロー半田の塗布量や塗布箇所への位置合わせ精度など、細かい条件出しを行う必要がある。また量産に際しても、リフロー半田付け工程における煩雑な手順を要する。すなわち底板の上面に位置合わせをしてリフロー半田を塗布し、その底板の上にPTCチップ部品を位置合わせして積層する。さらにそのPTCチップ部品の上面にもリフロー半田を位置合わせして塗布し、そのPTCチップ部品の上に天板を位置合わせして積層する。そして加熱によるリフロー半田の溶融と冷却による溶融半田の固化とによって積層状態にある底板、PTCチップ部品、および天板を相互に接合させる。 A conventional external PTC element has a structure in which a metal plate and a PTC chip component are joined by reflow soldering while the PTC chip component is sandwiched between two metal plates. In the conventional external PTC element, various problems occur due to this reflow soldering process. For example, before mass production of an external PTC element, it is necessary to determine detailed conditions such as the amount of reflow solder applied and the alignment accuracy to the application location. In addition, complicated steps in the reflow soldering process are required for mass production. That is, reflow soldering is applied to the top surface of the bottom plate, and PTC chip components are aligned and stacked on the bottom plate. Further, reflow solder is aligned and applied to the upper surface of the PTC chip component, and a top plate is aligned and laminated on the PTC chip component. Then, the bottom plate, the PTC chip component, and the top plate in a laminated state are bonded to each other by melting the reflow solder by heating and solidifying the molten solder by cooling.
このように従来の外付けPTC素子は、煩雑な作業を要するリフロー半田付け工程によって製造されるためコストダウンが難しい。またリフロー半田付け工程では、リフロー半田を精度よく位置合わせして塗布する必要もあり、その位置がずれると底板と天板が短絡する可能性もあった。すなわち高い信頼性を確保するためには極めて厳密な工程管理が必要であり、この厳密な工程管理もコストアップの要因となる。 Thus, since the conventional external PTC element is manufactured by the reflow soldering process which requires a complicated operation | work, cost reduction is difficult. Further, in the reflow soldering process, it is necessary to align and apply the reflow solder with high accuracy. If the position is shifted, the bottom plate and the top plate may be short-circuited. That is, in order to ensure high reliability, extremely strict process management is necessary, and this strict process management also causes an increase in cost.
そこで本発明の目的は、簡素な工程で製造でき、かつ信頼性の高い外付けPTC素子、およびその外付けPTC素子を取り付けた筒形電池を提供することを目的としている。 Therefore, an object of the present invention is to provide an external PTC element that can be manufactured by a simple process and has high reliability, and a cylindrical battery having the external PTC element attached thereto.
上記目的を達成するための本発明は、両端面に電極端子を備えた筒形電池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チップ部品と金属板からなる天板とシート状の絶縁体とがこの順に積層されてなり、
前記PTCチップ部品は前記天板と前記底板との対面領域内に配置され、
上下方向に直交する1方向を左右方向として、前記底板は前記天板との対面領域の左右両側に突出する舌片を備え、
前記舌片が上下方向でかしめられて、前記底板と前記PTC素子と前記天板と前記絶縁体とが積層方向に圧着され、
前記絶縁体は、下面縁辺から下方に垂設される壁面部を有し、当該壁面部が前記天板の側面と前記舌片との間に介在し、
前記上下方向と前記左右方向とに直交する方向を前後方向として、前記天板は前記底板に対して前方に延長しつつ前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、
前記底板は、後端に前記天板の後端に当接して当該天板が後方に逸脱するのを防止するための構造を備え、
前記絶縁体は前記底板の後端と前記天板の後端との間に介在している、
ことを特徴とする外付けPTC素子としている。
あるいは、前記天板は、前記舌片の後端あるいは前端あるいは前後両端に当接して当該天板前方あるいは後方あるいは前後両方向に逸脱するのを防止する構造を備え、
前記絶縁体は前記天板と前記舌片との間に介在している、
ことを特徴とする外付けPTC素子とすることもできる。
The present invention for achieving the above object is an external PTC element attached to an electrode terminal of a cylindrical battery having electrode terminals on both end faces,
A plate-like PTC chip component, a top plate made of a metal plate, and a sheet-like insulator are laminated in this order above a bottom plate made of a metal plate arranged below,
The PTC chip component is disposed in a facing area between the top plate and the bottom plate,
The bottom plate is provided with tongues protruding on the left and right sides of the facing area with the top plate, with one direction orthogonal to the vertical direction as the left and right direction,
The tongue piece is caulked in the vertical direction, and the bottom plate, the PTC element, the top plate, and the insulator are pressure-bonded in the stacking direction,
The insulator has a wall surface portion that hangs downward from a lower surface edge, and the wall surface portion is interposed between a side surface of the top plate and the tongue piece,
The direction perpendicular to the up and down direction and the left and right direction is the front and back direction, and the top plate is formed in the shape of a lead terminal that can be mounted on a circuit board while the front plate extends forward with respect to the bottom plate ,
The bottom plate has a structure for preventing the top plate from deviating backward by contacting the rear end of the top plate at the rear end ,
The insulator is interposed between a rear end of the bottom plate and a rear end of the top plate ;
This is an externally attached PTC element.
Alternatively, the top plate is provided with a structure that prevents contact with the rear end or front end or both front and rear ends of the tongue piece and deviates in the front, rear, or both front and rear directions .
The insulator is interposed between the top plate and the tongue ;
An external PTC element characterized by this can also be obtained.
また前記PTCチップ部品、前記天板、および前記絶縁体には上下方向に連絡する内部空洞領域が形成されているとともに、それぞれの内部空洞領域は前記底板の上面を上方に露出させるように上下方向で連絡していることを特徴とする外付けPTC素子としてもよい。 The PTC chip component, the top plate, and the insulator are formed with internal cavity regions communicating in the vertical direction, and the internal cavity regions are vertically oriented so that the upper surface of the bottom plate is exposed upward. It is good also as an external PTC element characterized by having contacted by.
上記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も本発明の範囲であって、当該筒形電池は上下両端面に電極端子を備えるとともに、いずれか一方の端面における電極端子に前記底板の下面が接触した状態で取り付けられていることを特徴としている。 A cylindrical battery to which the external PTC element according to any one of the above is attached is also within the scope of the present invention, and the cylindrical battery has electrode terminals on both upper and lower end surfaces, and an electrode on one end surface. The terminal is attached with the bottom surface of the bottom plate in contact with the terminal.
本発明の外付けPTC素子では、簡素な工程で製造可能な構造を有してより安価に提供することができ、かつ信頼性も確保されている。当該外付けPTCが取り付けられた筒形電池についてもより安価に提供することができ信頼性も確保されている。なおその他の効果については以下の記載で明らかにする。 The external PTC element of the present invention has a structure that can be manufactured by a simple process, can be provided at a lower cost, and is reliable. The cylindrical battery to which the external PTC is attached can also be provided at a lower cost, and the reliability is ensured. Other effects will be clarified in the following description.
本発明の実施例について、以下に添付図面を参照しつつ説明する。なお以下の説明に用いた図面において、同一または類似の部分に同一の符号を付して重複する説明を省略することがある。ある図面において符号を付した部分について、不要であれば他の図面ではその部分に符号を付さない場合もある。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Note that in the drawings used for the following description, the same or similar parts may be denoted by the same reference numerals and redundant description may be omitted. In some drawings, reference numerals may be assigned to parts that are not required in other drawings if unnecessary.
===第1の実施例===
本発明の実施例として円筒形電池を取り付け対象とした外付けPTC素子を挙げる。図3と図4に本発明の第1の実施例に係る外付けPTC素子1aを示した。図3と図4では外付けPTC素子1aを構成する各部材を異なるハッチングによって示した。まず図3に基づいて第1の実施例に係る外付けPTC素子1aの概略について説明する。図3(A)は第1の実施例に係る外付けPTC素子1aを組み立てる前の分解斜視図であり、図3(B)は組み立て後の外付けPTC素子1aの斜視図である。図4(A)は当該外付けPTC素子1aの平面図であり、図4(B)は図4(A)におけるa−a矢視断面図である。以下、図3と図4を参照しつつ第1実施例1aの構成や構造についてより詳しく説明する。
=== First Embodiment ===
As an embodiment of the present invention, an external PTC element to which a cylindrical battery is attached is given. 3 and 4 show an
第1の実施例に係る外付けPTC素子(以下、第1実施例1aとも言う)は、他の実施例に共通する基本的な構成や構造を備えており、図3(A)に示したように、平板状のPTCチップ部品10を2枚の金属板(20、30)で狭持した積層構造を有している。この例では金属板(20、30)としてニッケル板を用い、PTCチップ部品10には高温になると電気抵抗が増大する特性を有する導電性ポリマーをアルミ箔などの金属箔で狭持した所謂「ポリスイッチ」を用いている。
The external PTC element according to the first embodiment (hereinafter also referred to as the
ここで第1実施例1aを含めた以下の各実施例において、PTCチップ部品10を狭持する2枚の金属板(20、30)のうち、電池の電極端子に直接取り付けられる側の金属板30を「底板」と言うこととする。PTCチップ部品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チップ部品10と天板20がこの順に積層されていることとして上下の各方向を規定することとする。したがって図4(A)は第1実施例1aを上方から見たときの平面図となる。
第1実施例1aは、底板30と天板20でPTCチップ部品10を挟持するという従来の外付けPTC素子と同様の基本構成を備えるものの、天板20および底板30がPTCチップ部品10とリフロー半田付けによって接合されていない点が異なっている。具体的には、図3(A)に示したように、第1実施例1aでは矩形の底板30において互いに対向する二つの縁辺に、互いに反対方向に突出する舌片31が形成されている。舌片31は底板30の当該二つの縁辺を基端33としてその基端33にて上方に屈曲している。ここで上下方向と直交する2方向を前後方向および左右方向として、舌片31が底板30の左右両側に形成されていることとし、また図中に示したように左右の各方向、および前後の各方向を規定することとする。
Here, in each of the following embodiments including the
Although the
底板30の上面32において、左右の舌片31が対面する領域にはPTCチップ部品10と天板20とがこの順で積層されている。また図4(A)に示したように、上方から見ると底板30と天板20の対面する領域にPTCチップ部品10が配置されている。そして組み立て状態にある第1実施例1aは、図3(B)や図4(B)に示したように、舌片31の先端34側が下方に屈曲し、当該舌片31が上下方向にかしめられている。それによって底板30、PTCチップ部品10および天板20が圧着された状態となり相互に接合されている。また舌片31をかしめる際に当該舌片31の先端34が天板20の上面21に直接接触すると底板30と天板20とが短絡してしまうことから、第1実施例1aでは、天板20の上面21にシート状の樹脂などから形成される絶縁体(以下、絶縁シート40とも言う)が載置されている。そして舌片31の先端34はその絶縁シート40の上面41に当接した状態でかしめられている。
On the
さらに図3(A)や図4(B)に詳しく示したように、絶縁シート40は下面周縁の左右の縁辺に壁面部42が垂設されており、この壁面部42が舌片31と天板20の側面との間に介在して、底板30と一体形成されている舌片31と天板20の側面との間で短絡することを防止している。
Further, as shown in detail in FIGS. 3A and 4B, the insulating
図5は第1実施例1aを円筒形電池50に取り付けた状態を示している。図示した円筒形電池(以下、電池50とも言う)は、一方の端面が平坦面からなる電極端子52である。また他方の端面には凸状の電極端子51が形成されている。そして図5では平坦面となっている側の電極端子52に第1実施例1aが取り付けられている例を示した。この図5に示したように、第1実施例1aを電池50に取り付ける際には、底板30の上面32において、天板30との対向領域から前後方向の外側に露出する領域35に電極端子52と溶接(例えば、スポット溶接やレーザー溶接)する箇所36を設ければよい。あるいは底板30と電極端子52とを導電性接着剤などを用いて取り付けることもできる。もちろん第1実施例1aは凸状の電極端子51に取り付けることもできる。なおこの第1実施例1aが取り付けられた電池50を回路基板に実装する際には、天板20の適宜な位置にリード線70の一端を半田60などを用いて接続しておけばよい。この例では天板20の前後長を絶縁シート40の前後長よりも長く形成しておき、天板20の上面21において絶縁シートの平面領域から前後方向外側に露出する領域22にリード線70を半田付けしている。なお電池50の他方の電極端子51については、金属板のみからなる端子板80を取り付け、その端子板80にリード線70の一端を半田付けしておけばよい。そして第1実施例1aの天板20および端子板80に接続されているリード線70の他端を回路基板に接続すればよい。
FIG. 5 shows a state in which the
このように第1実施例1aは、リフロー半田付け工程を経ずに、底板30に一体的に形成されている舌片31をかしめるだけの簡素な工程によって製造することができる。そして絶縁シート40が舌片31と天板20の上面21や側面との間に介在して底板30と天板20との短絡を確実に防止することができる。すなわち第1実施例1aは安価でかつ高い信頼性を有している。
As described above, the
===第2の実施例===
図5に示したように、第1実施例1aを円筒形電池50などの電極端子52に取り付ける際には、底板30において上方に露出する領域35にて溶接を行うか、あるいは底板30と電極端子52(あるいは電極端子51)とを導電性接着剤を用いて接着することになる。しかし取り付け強度を考えれば、外付けPTC素子は溶接によって電極端子に取り付けることが望ましい。しかし第1実施例1aでは、底板30の上面において天板20の平面領域の外側に露出する領域35でのみ溶接できるようになっていた。そのため電池50において第1実施例1aが取り付けられる側の電極端子52は平坦面であることが必要であり、かつその平坦面が底板30よりも広い平面領域を有していることが必要であった。例えば図5に示した一般的な円筒形電池50では凸状の電極端子51と平坦面からなる電極端子52とを備えており、回路基板への電池50の実装に際して、何らかの理由により、凸状電極端子51側に外付けPTC素子を取り付ける必要性がある場合、第1実施例1aでは底板30における溶接のための領域35が凸状の電極端子51の平面領域よりも外側にあれば凸状の電極端子51に溶接によって取り付けることができない。もちろん平坦面側の電極端子52に取り付ける場合であっても小径の電池であれば同様に溶接による取り付けが難しい。そこで第2の実施例として小径の電池や凸状の電極端子にも溶接が可能な外付けPTC素子を挙げる。
=== Second Embodiment ===
As shown in FIG. 5, when attaching the
図6に第2の実施例に係る外付けPTC素子(以下、第2実施例1bとも言う)を示した。図6(A)は第2実施例1bを組み立てる前の分解斜視図であり、図6(B)は組み立て後の第2実施例1bを示す斜視図である。図6(A)に示したように、第2実施例1bでは第1実施例と同様の底板30の上面32に平板状のPTCチップ部品10、天板20、および絶縁体シート40がこの順に積層されてなる。また絶縁体シート40には下面周縁の左右2辺に壁面部42が垂設されている。しかし底板30の上に積層されているこれらの構成要素(10、20、40)には上下方向に連絡する内部空洞領域(11、23、43)が形成されている。この例ではPTCチップ部品10a、天板20、および絶縁体シート40は、ともに平面形状が矩形状でその中心に円形の内部空洞領域(11、23、43)が形成されている。またPTCチップ部品10、天板20および絶縁体シート40はそれぞれの内部空洞領域(11、23、43)の面積がほぼ一致している。
FIG. 6 shows an external PTC element according to the second embodiment (hereinafter also referred to as
そして図6(B)に示したように組み立て後の第2実施例1bでは、PTCチップ部品10、天板20および絶縁体シート40の内部空洞領域(11、23、43)を介して上方から底板30の上面32が露出している。そして、その露出した領域37に溶接箇所を設けるのである。図7に第2実施例1bを円筒形電池50に取り付けた状態を示した。ここでは円筒形電池50の凸状電極端子51に第2実施例1bを取り付けた例を示した。凸状電極端子51の直上に第2実施例1bにおける内部空洞領域(11、23、43)が配置され、その内部空洞領域内(11、23、43)に露出している底板30の円形の領域37内にスポット溶接箇所36が設けられている。このように第2実施例1bでは、電極端子(51、52)の面積が小さくても溶接が可能となり、大きな取り付け強度を確保することができる。
In the
===第3の実施例===
上記第1および第2実施例に係る外付けPTC素子を取り付けた電池を基板などに実装する場合、その外付けPTC素子にリード線を取り付けることになる。そのためリード線自体に係る部品コスト、リード線の一端を外付けPTC素子に取り付けるための工程に要する製造コスト、およびリード線の他端を回路基板に半田付けする工程に要する製造コストなどが掛かり、電池が組み込まれる電子機器のさらなるコストダウンが難しくなる。またリード線を引き回す必要もあることから電子機器の小型化が阻害されてしまう可能性もある。そこで本発明の第3の実施例として、取り付け対象となる電池を容易にかつ低コストで実装でき、さらにはその電池が組み込まれる電子機器の小型化にも寄与できる外付けPTC素子を挙げる。
=== Third embodiment ===
When the battery to which the external PTC element according to the first and second embodiments is attached is mounted on a substrate or the like, a lead wire is attached to the external PTC element. Therefore, it costs the component cost related to the lead wire itself, the manufacturing cost required for the process for attaching one end of the lead wire to the external PTC element, the manufacturing cost required for the process of soldering the other end of the lead wire to the circuit board, etc. It becomes difficult to further reduce the cost of the electronic device in which the battery is incorporated. In addition, since it is necessary to route the lead wire, there is a possibility that downsizing of the electronic device may be hindered. Therefore, as a third embodiment of the present invention, an external PTC element that can easily and inexpensively mount a battery to be attached and can contribute to downsizing of an electronic device in which the battery is incorporated is exemplified.
図8は第3の実施例に係る外付けPTC素子(以下、第3実施例1cとも言う)を示す図である。図8(A)は第3実施例1cを構成する天板20の形状を示す斜視図であり、図8(B)は第3実施例1cの外観を示す斜視図である。図8(A)に示したように、第3実施例1cでは天板20が前後方向に延長しつつ前端側が回路基板に直接実装可能な形状に加工されたリード端子部24となっており、この天板20自体がリード端子板として機能する。なお図示した例では天板20のリード端子部24は回路基板のスルーホールに挿入されるリードピンの形状になっている。また図示した例では後端側の矩形領域に第2実施例と同様に上下方向に連絡する円形の内部空洞領域23が形成されている。そして図8(B)に示したように第3実施例1cでは天板20が左右方向で対面する1対の舌片31によって左右方向から挟持され、リード端子部24が底板30に対して前方に突出している。
FIG. 8 is a diagram showing an external PTC element (hereinafter also referred to as
図9に第3実施例1cを電池50に取り付けた状態を示した。第3実施例1cが電池50の一方の電極端子52に溶接などの方法により取り付けられている。他方の電極端子51には天板20と同様に先端側81がリードピン形状の端子板(以下、リード端子板80とも言う)のみが溶接などの方法によって取り付けられている。そして天板20のリード端子部24とリード端子板80の前端が回路基板のスルーホールに挿入されつつ半田付けされることで電池50が回路基板に実装される。なお天板20におけるリード端子部24の形状は回路基板への実装構造に応じて適宜に変更することができ、リードピンの形状でなくてもよい。例えば図10に示した外付けPTC素子1dのように、天板20に回路基板のエッジに差し込まれる切欠25が形成されたリード端子部24を備えさせてもよい。
FIG. 9 shows a state where the
===第4の実施例===
上述した第1〜第3の実施例に係る外付けPTC素子では天板がPTCチップ部品とともに舌片によって左右方向から挟持されつつ上方から圧着されていた。したがって天板が左右方向に逸脱する可能性はほとんど無い。そして第1および第2の実施例に係る外付けPTC素子を電池に取り付けた上で、その電池を回路基板に実装する際にはリード線を用いることを想定しているため天板に対して前後方向の力が加わる機会はほとんど無い。一方第3実施例ではリード線を用いた実装形態に起因する各種問題を解決するために、天板に回路基板に直接する実装するためのリード端子部が形成されていた。そして第3実施例では、そのリード端子部に起因して天板が前後方向に逸脱する可能性を考慮する必要性が生じた。具体的には図9を参照しながら説明すると、電池50を実装する際、あるいは電池50が実装された後に、その電池50に対し前後方向に過大な力が加わると、その力が直接天板20に伝わり、天板20が前後方向に逸脱する可能性がある。とくに実装時には、天板20の前端側にあるリード端子部24を回路基板のスルーホールに押し込むなどして天板20に対して後方への力が加わる場合が多い。そしてその力が過大であった場合には天板20が後方に逸脱する可能性がある。なお電池50を実装した後は、その電池50自体が回路基板とともに電子機器に組み込まれるため電池50を介して天板20に大きな力が加わる機会は少ない。そこで本発明の第4の実施例として、天板20が後方に逸脱するのを防止する構造を備えた外付けPTC素子を挙げる。
=== Fourth embodiment ===
In the external PTC elements according to the first to third embodiments described above, the top plate is pressure-bonded from above while being sandwiched by the tongue pieces from the left and right directions together with the PTC chip components. Therefore, there is almost no possibility that the top plate deviates in the left-right direction. Since it is assumed that the external PTC element according to the first and second embodiments is attached to the battery and the battery is mounted on the circuit board, a lead wire is used. There is almost no opportunity to apply force in the front-back direction. On the other hand, in the third embodiment, lead terminal portions for mounting directly on the circuit board are formed on the top board in order to solve various problems caused by the mounting form using the lead wires. In the third embodiment, there is a need to consider the possibility that the top plate deviates in the front-rear direction due to the lead terminal portion. Specifically, referring to FIG. 9, when an excessive force is applied to the
図11に第4の実施例に係る外付けPTC素子(第4実施例1eとも言う)を示した。図11(A)は組み立て前の第4実施例1eを示す分解斜視図であり、図11(B)は組み立て後の第4実施例1eを示す斜視図である。そして図11(C)は第4実施例1eを構成する絶縁シート40を下前方から見たときの斜視図である。図11(A)に示したように、底板30は左右両側の舌片31に加え、後方にも舌片38が形成されている。そして図11(B)に示したように後方の舌片38がかしめられた状態ではその舌片38が天板20の後端に当接する。それによって天板20が後方に強く付勢されたとしても天板20が後方に逸脱することがない。さらに図11(C)に示したように、絶縁体シート40には左右縁辺の壁面部42に加え、後縁辺にも壁面部44が形成されており、それによって後方の舌片38を介して底板30と天板20が短絡するのを防止している。なお底板30の後端の舌片38は必ずしもかしめる必要はない。この舌片38が天板20の後端に絶縁シート40を介して当接していれば天板20が後方に逸脱することを防止できる。
FIG. 11 shows an external PTC element (also referred to as fourth example 1e) according to the fourth example. FIG. 11A is an exploded perspective view showing the
<変形例>
図11に示した第4実施例1eでは天板20が後方に逸脱するのを防止するための構造を備えていた。もちろん天板20の前方あるいは前後両方向への逸脱を防止する構造を備えた外付けPTC素子も考えられる。図12と図13に第4実施例の変形例として、天板20が前方や前後両方向に逸脱するのを防止する構造を備えた外付けPTC素子(1f、1g)を示した。まず図12に天板20が前方に逸脱するのを防止する構造を備えた外付けPTC素子1fを示した。図12(A)は当該外付けPTC素子1fを構成する天板20を示す斜視図であり、図12(B)は絶縁体シート40を上前方から見たときの斜視図である。図12(C)は絶縁体シート40を上後方から見たときの斜視図である。そして図12(D)は図12(A)に示した天板20と図12の(B)と(C)に示した絶縁体シート40を備えた外付けPTC素子1fの斜視図である。図12(A)に示したように、天板20の後端に左右に突出する突起部26が形成され、図12の(B)と(C)に示したように絶縁体シート40の後端には左右方向に突出する凸部45が形成されている。そして図12(D)に示したように、舌片31がかしめられた状態では、天板20の突起部26の前端が絶縁シート40の凸部45を介して舌片31の後端に当接し、天板20の前方への逸脱を防止しているとともに、天板20の突起部34と舌片31との間での短絡を防止している。
<Modification>
In 4th Example 1e shown in FIG. 11, the structure for preventing the
図13は天板20の前後両方向への逸脱を防止する構造を備えた外付けPTC素子1gを示している。図13(A)は天板20を示す斜視図であり、図12(B)は絶縁体シート40を示す斜視図である。図13(C)は図13(A)に示した天板と図13(B)に示した絶縁体シート40とを備えた外付けPTC素子1gの斜視図である。図13(A)に示したように、天板20には後端に左右に突出する突起部26が形成されているとともに、この後端の突起部26に対して前方に所定の距離を隔てた位置に同様の突起部27が左右に突出している。また図13(B)に示したように絶縁体シート40には後端の凸部45に加え前方にも左右に突出する凸部46が形成されている。そして図13(C)に示したように、舌片31がかしめられた状態では、天板20の前方の突起部27の後端が絶縁シート40の前方の凸部46を介して舌片31の前端に当接し、天板20の後方の突起部26の前端が絶縁シート40の後方の凸部45を介して舌片31の後端に当接している。それによって天板20は前方と後方の両方向への逸脱が防止され、かつ突起部(24、25)と舌片31との間での短絡が防止される。
FIG. 13 shows an
なおリード端子部が形成された天板を備えた外付けPTC素子において、天板が前後いずれか、あるいは前後両方向に逸脱するのを防止する構造については、図11〜図13に示した構造に限定されるものではなく、天板の前後方向への移動を阻止する構造が天板自体、あるいは底板に形成されているとともに、天板と底板との間に絶縁シートが介在していればよい。 In addition, in the external PTC element provided with the top plate on which the lead terminal portion is formed, the structure for preventing the top plate from deviating either in the front-rear direction or in both the front-rear directions is the same as the structure shown in FIGS. It is not limited, and the structure for preventing the top plate from moving in the front-rear direction is formed on the top plate itself or the bottom plate, and an insulating sheet may be interposed between the top plate and the bottom plate. .
1a〜1g,101,201 外付けPTC素子、10 PTCチップ部品、
11 PTCチップ部品の内部空洞領域、20 天板、23 天板の内部空洞領域、
24 リード端子部、26,27 突起部、30 底板、31,38 舌片、
40 絶縁シート、42,44 壁面部、43 絶縁シートの内部空洞領域、
45,46 凸部、50電池、51,52 電池の電極端子、60 半田、
70 リード線、80 端子板(リード端子板)
1a to 1g, 101, 201 External PTC element, 10 PTC chip component,
11 PTC chip component internal cavity region, 20 Top plate, 23 Top plate internal cavity region,
24 Lead terminal part, 26, 27 Protruding part, 30 Bottom plate, 31, 38 Tongue piece,
40 insulating sheet, 42, 44 wall surface part, 43 internal cavity region of insulating sheet,
45, 46 Convex part, 50 battery, 51, 52 Battery electrode terminal, 60 Solder,
70 Lead wire, 80 Terminal board (Lead terminal board)
Claims (4)
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チップ部品と金属板からなる天板とシート状の絶縁体とがこの順に積層されてなり、
前記PTCチップ部品は前記天板と前記底板との対面領域内に配置され、
上下方向に直交する1方向を左右方向として、前記底板は前記天板との対面領域の左右両側に突出する舌片を備え、
前記舌片が上下方向でかしめられて、前記底板と前記PTC素子と前記天板と前記絶縁体とが積層方向に圧着され、
前記絶縁体は、下面縁辺から下方に垂設される壁面部を有し、当該壁面部が前記天板の側面と前記舌片との間に介在し、
前記上下方向と前記左右方向とに直交する方向を前後方向として、前記天板は前記底板に対して前方に延長しつつ前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、
前記底板は、後端に前記天板の後端に当接して当該天板が後方に逸脱するのを防止するための構造を備え、
前記絶縁体は前記底板の後端と前記天板の後端との間に介在している、
ことを特徴とする外付けPTC素子。 An external PTC element attached to an electrode terminal of a cylindrical battery having electrode terminals on both end faces,
A plate-like PTC chip component, a top plate made of a metal plate, and a sheet-like insulator are laminated in this order above a bottom plate made of a metal plate arranged below,
The PTC chip component is disposed in a facing area between the top plate and the bottom plate,
The bottom plate is provided with tongues protruding on the left and right sides of the facing area with the top plate, with one direction orthogonal to the vertical direction as the left and right direction,
The tongue piece is caulked in the vertical direction, and the bottom plate, the PTC element, the top plate, and the insulator are pressure-bonded in the stacking direction,
The insulator has a wall surface portion that hangs downward from a lower surface edge, and the wall surface portion is interposed between a side surface of the top plate and the tongue piece,
The direction perpendicular to the up and down direction and the left and right direction is the front and back direction, and the top plate is formed in the shape of a lead terminal that can be mounted on a circuit board while the front plate extends forward with respect to the bottom plate ,
The bottom plate has a structure for preventing the top plate from deviating backward by contacting the rear end of the top plate at the rear end ,
The insulator is interposed between a rear end of the bottom plate and a rear end of the top plate ;
An external PTC element characterized by that.
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チップ部品と金属板からなる天板とシート状の絶縁体とがこの順に積層されてなり、
前記PTCチップ部品は前記天板と前記底板との対面領域内に配置され、
上下方向に直交する1方向を左右方向として、前記底板は前記天板との対面領域の左右両側に突出する舌片を備え、
前記舌片が上下方向でかしめられて、前記底板と前記PTC素子と前記天板と前記絶縁体とが積層方向に圧着され、
前記絶縁体は、下面縁辺から下方に垂設される壁面部を有し、当該壁面部が前記天板の側面と前記舌片との間に介在し、
前記上下方向と前記左右方向とに直交する方向を前後方向として、前記天板は前記底板に対して前方に延長しつつ前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、
前記天板は、前記舌片の後端あるいは前端あるいは前後両端に当接して当該天板前方あるいは後方あるいは前後両方向に逸脱するのを防止する構造を備え、
前記絶縁体は前記天板と前記舌片との間に介在している、
ことを特徴とする外付けPTC素子。 An external PTC element attached to an electrode terminal of a cylindrical battery having electrode terminals on both end faces,
A plate-like PTC chip component, a top plate made of a metal plate, and a sheet-like insulator are laminated in this order above a bottom plate made of a metal plate arranged below,
The PTC chip component is disposed in a facing area between the top plate and the bottom plate,
The bottom plate is provided with tongues protruding on the left and right sides of the facing area with the top plate, with one direction orthogonal to the vertical direction as the left and right direction,
The tongue piece is caulked in the vertical direction, and the bottom plate, the PTC element, the top plate, and the insulator are pressure-bonded in the stacking direction,
The insulator has a wall surface portion that hangs downward from a lower surface edge, and the wall surface portion is interposed between a side surface of the top plate and the tongue piece,
The direction perpendicular to the up and down direction and the left and right direction is the front and back direction, and the top plate is formed in the shape of a lead terminal that can be mounted on a circuit board while the front plate extends forward with respect to the bottom plate ,
The top plate has a structure that prevents contact with the rear end or front end or both front and rear ends of the tongue piece and deviates in the front, rear, or both front and rear directions .
The insulator is interposed between the top plate and the tongue ;
An external PTC element characterized by that.
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