6如圖所示是向上(臂側(cè))凸地彎曲的狀態(tài),與臂18隔開。在該狀態(tài)下,電流按照第1端子2、第1端子的接點部28、臂的接點部30、臂18、上方板22的順序(或反之)流動,在PTC元件14以及雙金屬元件16中電流不流動。在異常時,即在產(chǎn)生過電流的情況或產(chǎn)生異常發(fā)熱的情況下,雙金屬元件16進行工作,從向上(圖2中的紙面朝上)凸變形為向下(圖2中的紙面朝下)凸,由此臂18被向上方抬起,臂的接點部30與第1端子的接點部28的電連接被切斷。此外,變形后的雙金屬元件16與PTC元件14以及臂18接觸而成為與它們電連接的狀態(tài)。在該狀態(tài)下,電流按照第1端子2、PTC元件14、雙金屬元件16、臂18、上方板22的順序(或反之)流動,通過由該電流所產(chǎn)生的焦耳熱從而PTC元件14跳閘(trip)(動作),焦耳熱持續(xù)產(chǎn)生。通過該焦耳熱,從而雙金屬元件16保持為向下凸的狀態(tài),能夠維持臂18與第1端子2的接點的斷開狀態(tài)。此時在應(yīng)該保護的電路中,實質(zhì)上電流被切斷(但是有作為泄露電流的微小電流流動)。
在本發(fā)明的一個方式中,第1端子2、固定部件26以及樹脂基底4通過嵌入成型而一體地形成。通過這樣嵌入成型,從而能夠提高第1端子2與樹脂基底4間的密接性。樹脂基底4具有空間10,在其底部,第1端子2的一部分12露出。在該第1端子的露出部分12上,配置PTC元件
14。第1端子2在露出部分12上,具有多個例如圓頂狀的接點32,例如可以具有3個(參照圖3),以使得能夠容易地確保與PTC元件14的電連接。
構(gòu)成第1端子2的材料只要是導(dǎo)電性的材料則并不被特別限定,但優(yōu)選導(dǎo)電性金屬。第1端子2具有與臂18的接點部30的接點部28。該接點部28能夠通過將接點材料緊固于在第1端子2的相對應(yīng)的位置貫通地設(shè)置的孔中來形成。在本說明書中,所謂“緊固”,是指通過向在某一部件(例如第1端子用的板)上貫通地設(shè)置的孔中,嵌入具有與該孔的直徑同等的直徑、且具有比該孔的厚度更大的厚度(或高度)的另一部件(例如接點材料),并將從該孔上下突出的部分碾碎,從而在某一部件固定另一部件。另外,接點材料無需一定是圓柱形,也可以是棱柱形等。通過在第1端子2形成這樣的接點部,從而能夠使接點部具有較大的熱容量,由此即使在保護裝置中流過比較大的電流的情況下也能夠防止接點部的溫度的急劇上升,能夠增大保護裝置的保持電流。
構(gòu)成上述接點材料的金屬并不被特別限定,但優(yōu)選熱容量較大的金屬,例如優(yōu)選銀_鎳、銀-銅、AgCdO、AgSn02、AgZnO、AgSnOInO、AgCu、銅-媽合金等。從硬度較低、能夠進行接點部的形狀尤其是厚度的微細的設(shè)計、且熱容量較大這樣的觀點出發(fā),優(yōu)選90%銀和10%鎳的合金。
第1端子2優(yōu)選為在第1端子的至少一部分,例如可以在露出部分12的周圍具有肋(rib)。在本說明書中,所謂“肋”,是指用于提高設(shè)置有其的部件的強度的要素或結(jié)構(gòu),可以列舉例如設(shè)置于部件面的線狀、棒狀或帶狀的加強材料、使部件的表面的一部分呈凸?fàn)罨虬紶畹刈冃蔚慕Y(jié)構(gòu)。通過形成這樣的肋,能夠提高保護裝置的剛性,尤其是提高對抗來自背面(即第1端子側(cè)的面)的外壓的強度。
如上所述,第1端子的一部分20貫通樹脂外殼8的側(cè)面向外延伸。該第1端子的一部分20是用于將本發(fā)明的保護裝置1與規(guī)定的電氣要素電連接的部分,實現(xiàn)第1端子的本來的功能。如圖所示,也可以在第1端子的一部分20設(shè)置接點34。
優(yōu)選為,樹脂基底6由耐熱性樹脂形成。通過使用這樣的樹脂,從而即使在安裝于回流焊爐等高溫環(huán)境的情況下,也能夠防止保護元件的變形,能夠進行表面安裝。
作為上述的耐熱性樹脂,可以列舉例如LCP(Liquid Crystal Polymer,液晶聚合物)樹月旨、聚酰胺系樹脂、PPS(Poly Phenylene Sulfide,聚苯硫醚)系樹脂等。
本發(fā)明的保護裝置也可以具有固定部件26。固定部件的位置并不限定于圖示的例子,可以設(shè)置于能夠設(shè)置的任意部位。此外,固定部件也可以存在多個,例如2個、3個或4個以上。通過具備這樣的固定部件,從而能夠?qū)⒈Wo裝置更可靠、更穩(wěn)定地設(shè)置于基板。
在本發(fā)明的保護裝置中,在上述第1端子的露出部分12的上方配置了PTC元件14。結(jié)果,第1端子2與PTC元件14經(jīng)由例如接點32而電連接。
作為上述PTC元件,可以使用陶瓷PTC元件或聚合物PTC元件的任意一者,但優(yōu)選使用聚合物PTC元件。聚合物PTC元件與陶瓷PTC元件相比,元件本身的電阻值較低,并且即使在一定以上的溫度下也不容易發(fā)生自毀,在這些方面有利。此外,聚合物PTC元件與陶瓷PTC元件相比,用于維持跳閘狀態(tài)所需要的電壓較低,即使在電路的電壓較低的狀態(tài)下也能夠維持跳閘狀態(tài)。結(jié)果,能夠使接點維持在斷開狀態(tài)(鎖定狀態(tài)),能夠防止反復(fù)接點的開閉的抖動現(xiàn)象,在這些方面有利。進而,在保持電流值同等的情況下,聚合物PTC元件與陶瓷PTC元件相比更小型、且更低電阻,在這一點上也優(yōu)選。
一般地,上述聚合物PTC元件具有層狀的PTC要素以及配置于其兩側(cè)的電極(例如金屬箔)而構(gòu)成,該層狀的PTC要素通過對包含導(dǎo)電性填充劑(例如炭黑、鎳合金等)進行分散的聚合物(例如聚乙稀、聚偏氟乙稀(polyvinylidene fluoride)等)而構(gòu)成的導(dǎo)電性組合物進行擠壓而得到。
聚合物PTC元件的大小以及形狀并不被特別限定,但在本發(fā)明的保護裝置中,能夠使用例如直徑為2.0_以下、且厚度為0.20_以下的盤狀的PTC元件。
在本發(fā)明的保護裝置中,在使用聚合物PTC元件作為PTC元件的情況下,其電阻值優(yōu)選為0.8?10Ω,更優(yōu)選為4.5?10Ω。例如,通過將聚合物PTC元件的電阻值設(shè)為0.8Ω以上,從而能夠以3V維持跳閘的狀態(tài)。此外,通過將聚合物PTC元件的電阻值設(shè)為4.5 Ω以上,從而能夠使3V下的跳閘狀態(tài)時的泄露電流成為0.2A以下。此外,通過將聚合物PTC元件的電阻值設(shè)為10 Ω以下,從而在其制造時,容易減小電阻值的偏差。
另外,在本說明書中,所謂的聚合物PTC元件的電阻值,是指根據(jù)在聚合物PTC元件的兩電極間在25°C下施加了 6.5mV(直流)的電壓的狀態(tài)下測量到的電流值以及施加電壓,來計算出的電阻值(基于4端子法的測量,電阻測量器的測量范圍的施加電流:100mA),其中聚合物PTC元件通過在對包含聚合物而構(gòu)成的導(dǎo)電性組合物進行擠壓而得到的PTC要素的兩側(cè)壓接電極(優(yōu)選為鎳箔)而得到的。另外,由于電極的電阻值在與PTC要素的電阻值相比的情況下,小到可以忽略不計,因此PTC元件的電阻值實質(zhì)上與PTC要素的電阻值相等。
在本發(fā)明的保護裝置中,在PTC元件14的上方配置了雙金屬元件16。該雙金屬元件16由設(shè)置在空間10內(nèi)的層差部36或PTC元件14的肩部來支撐。優(yōu)選為,雙金屬元件16由PTC元件的肩部來支撐,與層差部36隔開。通過這樣配置,從而在保護裝置的溫度是比通常的使用溫度低溫的情況下,例如從室溫起成為_40°C的情況下,雙金屬元件的曲率變大,其高度(從雙金屬元件的邊緣到頂點部的高度)變高,直到雙金屬元