導電端子和導電端子用的適配器的製作方法
2023-08-09 02:48:06 2
專利名稱：導電端子和導電端子用的適配器的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於使用電池的電器中並且直接連接電池的導電端子和導電端子用的適配器。
背景技術：
伴隨著電池的高電容化，也和使用普通商用電源的電器一樣，使用電池的電器大多具有如果一定大小以上的電流流過則斷電的電熱調節器等過電流保護元件。隨著數位照相機和攝象機等可攜式產品變得普及，具有這種過電流保護元件的電器在市場中的比率也增高。
但是，在上述已有的電器中，由於過電流保護元件設置在構成電器的主要電路基板上，所以，如果在比電路基板更靠近電池的位置由於某些故障而發生短路，過電流保護元件將不起作用，在某些情況下電池有可能會急劇過熱而損壞。
本發明是鑑於上述情況而作成的，其目的在於，即使在比電路基板更靠近電池的位置由於某些故障而發生短路，電池也不會損壞，確保了電器的完整性和安全性。
發明內容
作為用於解決上述問題的手段，採用了如下結構的導電端子。也就是說，本發明的導電端子，其與某一個電池的正極或負極中任一方抵接，並且與另一個電池的正極或負極中的另一方抵接，從而用於這兩個電池之間的導電，其特徵在於，將導電性聚合物夾在與上述某一個電池的正極或負極中任一方抵接的一個電極以及與上述另一個電池的正極或負極中的另一方抵接的另一個電極之間。
導電性聚合物，是將例如聚乙烯和碳黑混煉後、通過放射線交聯而構成的高分子樹脂體。在該導電性聚合物內部，由於在常溫環境下碳黑粒子彼此交聯地存在，從而形成電流流過的多個導電通路，發揮良好的導電性。但是，若由於流過導電通路的電流過大或環境溫度上升而使導電性聚合物熱膨脹，則在碳黑粒子之間的距離增大，從而導電通路被切斷，導電性將急劇下降(意味著電阻值急劇增大，幾乎不通電的狀態)。這稱作導電性聚合物的正阻抗溫度特性，即PTC(正溫度係數)。本發明利用了該特性。
在本發明的導電端子中，利用上述PTC特性，在比設置過電流保護元件的電路基板更靠近電池的位置產生短路，並且在由於該短路而產生過電流的情況下，導電性聚合物靠焦耳熱(Joule heat)自身發熱從而熱膨脹，碳黑粒子之間的距離增大並且切斷導電通路，兩個電池之間的通電被斷開。
此外，在上述短路產生的電阻變大到一定程度，並且不產生過電流的情況下，在由短路形成的閉合迴路內會引起通電，但在這種情況下，由於通電使電池急劇發熱並且使環境溫度上升，從而導電性聚合物受環境溫度的影響而熱膨脹，碳黑粒子之間的距離增大並且切斷導電通路，兩個電池之間的通電仍然被斷開。
由此可防止由過電流或環境溫度上升而引起的電池破損。此外，本發明是非常有效的，其不需要對構成電器的電路基板附加任何改變，就可以強化過電流保護或溫度保護的功能。
在本發明的導電端子中，優選使設置在上述一個電極上的導電端子與上述某一個電池的接點和設置在上述另一個電極上的導電端子與上述另一個電池的接點露出，並且將其它部分內置在樹脂體內。由此提高了作為導電端子部件的容易操作的特性。
本發明的電器，其特徵在於，設置有在電池盒上支承本發明的導電端子的座，並且設置有將該導電端子固定在該座或所述導電端子上的固定機構。
在本發明的電器中，將通過內置在樹脂體內而提高了操作性的本發明的導電端子穩定地固定在該電器上。
本發明的導電端子，是用於與電池的正極或負極中任一方接觸以使電路通電的導電端子，其特徵在於，將導電性聚合物夾在與上述電池的正極或負極中任一方連接的一個電極以及連接到上述電路上的另一個電極之間。
在本發明的導電端子中，還利用上述PTC特性，使本發明的導電端子與電池的電極抵接，在比設置過電流保護元件的電路基板更靠近電池的位置產生短路的情況下，由於該短路而產生的過電流或環境溫度的上升，導電性聚合物熱膨脹，碳黑粒子之間的距離增大並且切斷導電通路，電池之間的通電被斷開。因此，可防止由於過電流或環境溫度的上升而產生的電池的破損。
此外，本發明的導電端子是非常有效的，其僅僅通過替換已有的導電端子，不需要對構成電器的電路基板附加任何改變，就可以強化過電流保護或溫度保護的功能。
本發明的導電端子用的適配器，其安裝在用於與電池的正極或負極中任一方接觸以使電路通電的導電端子上，其特徵在於，通過可拆卸的樹脂體將中繼導電片保持在上述導電端子上，該中繼導電片將導電性聚合物夾在與上述導電端子抵接的某一個電極以及與上述電池的正極或負極中任一方抵接的另一個電極之間。
在本發明的導電端子用的適配器中，若將其安裝到導電端子上，則在比設置過電流保護元件的電路基板更靠近電池的位置產生短路的情況下，由於短路而產生過電流或環境溫度的上升，導電性聚合物熱膨脹，碳黑粒子之間的距離增大並且切斷導電通路，從而其與電池之間的通電被斷開。因此，可防止由於過電流或環境溫度的上升而產生的電池的破損。
此外，本發明的導電端子用的適配器是非常有效的，其不用說可以在其設計階段附加到具有導電端子的電器上，也可以將本發明的導電端子用的適配器安裝在製成產品的電器中的已有的導電端子上，然後強化過電流保護或溫度保護的功能。
圖1是表示本發明第一實施例的俯視圖。
圖2是沿圖1的II-II線箭頭所示的剖面圖。
圖3是表示以本發明的導電端子為其一部分的電器、特別是電池盒內部的透視圖。
圖4是表示本發明第二實施例的俯視圖。
圖5是沿圖4的V-V線箭頭所示的剖面圖。
圖6是表示本發明第三實施例的俯視圖。
圖7是沿圖6的VII-VII線所示的剖面圖。
圖8是同樣沿圖6的VIII-VIII線所示的剖面圖。
具體實施例方式根據圖1至圖3說明本發明第一實施例。
本實施例的導電端子T1設置於使用多個電池的電器的電池盒中，應當確保各電池之間通電。如圖1和圖2所示，其結構包括與其一電池A正極抵接的正極側電極(一個電極)1，與應串聯連接電池A的電池B的負極抵接的負極側電極(另一個電極)2，和夾在所述電極1和2之間的導電性聚合物3。
正極側和負極側的兩電極1和2都是具有恆定厚度的平板狀，其中，正極側電極1俯視看去是呈長方形的金屬板。負極側電極雖然俯視看去也呈長方形的金屬板，但是在與電池B的負極直接接觸的部分上形成俯視看去呈正方形狀的凸部4。此外，在稍微偏離凸部4的中央的位置上，形成確保與電池B的平的負極有充分的接觸壓力並且可靠接觸的小突起5。
導電性聚合物3設置為使不抵接正極側電極1的電池A的一個端部1a和不抵接負極側電極2的電池B的一個端部2a疊置，並且在所述端部1a和2a之間結合兩電極1和2。電極1和導電性聚合物3之間，以及電極2和導電性聚合物3之間，利用構成導電性聚合物3的聚乙烯樹脂的溶接而結合。
正極側和負極側的兩電極1和2和導電性聚合物3這三個部件，除了與正極側電極1的電池A直接接觸的接點(區域S)以及與電極2的電池B直接接觸的接點(凸部4的上面)之外，內置在聚碳酸酯或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)製成的樹脂體6內。樹脂體6也是俯視看去呈長方形並且具有恆定厚度。被結合的上述三個部件，從設置於樹脂體6的一個側緣的狹縫(省略圖示)滑入到樹脂體6的內部而被內置，然後通過進行填埋該狹縫的處理而形成一體。
在從截面觀察內置於樹脂體6的三個部件時(參照圖2)，正極側電極1的接點(區域S)從通孔7的底部露出，該通孔7是以從樹脂體6的上面6a下挖而形成的。這是一種防止錯誤連接的結構，在電池的正負錯誤地接反的情況下，負極將不會與正極側電極1抵接。負極側電極2的接點(凸部4的上面)從樹脂體6的上面6a以稍微高地突出的方式露出。
圖3示出了使用兩個電池的電器的電池盒的一部分。電池盒上設置有支承如上所述構成的導電端子T1的座10。該座10，包括配合樹脂體6的平面形狀、並且包圍其四周而形成的四邊形的突條11，使樹脂體6嵌合於其內側來支承導電端子T1。此外，在樹脂體6的長度方向的兩側邊緣形成沿該長度方向分離開的兩個凹部8，在形成座10的突條11上形成用於在嵌合樹脂體6的同時卡合凹部8的爪12(以凹部8和爪12作為導電端子T1的固定機構)。
將如上所述構成的導電端子T1安裝於圖3所示的電池盒中，使裝入兩個電池的電器動作，根據通常情況，在串聯連接的兩個電池(A、B)之間，電流按照正極側電極1、導電性聚合物3和負極側電極2的順序流過。由於只要在通過包含導電端子T1構成的電路中不流過過電流，導電性聚合物3就不會熱膨脹，所以可發揮良好的導電性，確保構成電器的電路的通電狀態。
當該狀態改變，並且在比構成電器的電路基板更靠近電池A、B的位置產生短路時(例如考慮在電池盒內加入導電性物體時)，在由於短路而產生過電流的情況下，導電端子T1中的導電性聚合物3靠焦耳熱自身發熱從而熱膨脹，碳黑粒子之間的距離增大並且切斷導電通路，電池A、B之間的通電被斷開。此外，在上述短路產生的電阻變大到一定程度，並且不產生過電流的情況下，在由短路形成的閉合迴路內會引起通電，在這種情況下，由於通電電池將急劇發熱並且環境溫度上升，從而導電端子T1中的導電性聚合物3受環境溫度的影響而熱膨脹，碳黑粒子之間的距離增大並且切斷導電通路，兩個電池之間的通電仍然被斷開。
此外，將上述導電端子T1中的正極側和負極側的兩電極1和2和導電性聚合物3這三個部件，僅露出與電池A、B的各個接點而內置於硬質樹脂體6內，在組裝電器的工序中要操作導電端子T1的情況下，可以不與電極部分接觸地使用樹脂體6部分，在要固定到電池盒等規定位置的情況下，通過將樹脂體6一側的凹部8與電池盒一側的爪12卡合而固定。
這樣，根據如上所述構成的導電端子T1，在比構成電器的電路基板更靠近電池A、B的位置產生短路時，產生過電流或環境溫度上升後就馬上切斷電池A、B之間的通電，可防止因此導致電池的破損，並且可進一步防止伴隨此產生的電器的故障。而且，本實施例中的導電端子T1是非常有效的，其不需要對構成電器的電路基板附加任何改變，就可以強化過電流保護或溫度保護的功能。
此外，操作時需要注意，由於正極側和負極側的兩電極1和2和導電性聚合物3這三個部件內置於硬質樹脂體6內，特別在組裝電器的工序中，可提高作為導電端子T1的部件的容易操作性。
在本實施例中，雖然由設置於樹脂體6上的凹部8和設置於座10上的爪12來構成導電端子T1的固定機構，但是並不限於該固定機構，可選擇任何結構。例如，也可以設置使樹脂體6從側部滑入座10的滑軌，如果需要強度的話，也可以設置螺紋固定件，或用粘接劑結合等。
根據圖4和圖5說明本發明的第2實施例。
本實施例的導電端子T2設置於電器的電池盒中，應當確保電池C與電路基板20之間通電。如圖4和圖5所示，其結構包括與電池C的正極或負極中任一方抵接的電極(一個電極)21，直接連接或通過導線等連接電路基板20的電極(另一個電極)22，和夾在所述電極21和22之間的導電性聚合物23。
電極21是厚度恆定的平板狀，俯視看去是長方形的金屬板，是與電池C的電極直接接觸的部分。在稍微偏離其中央的位置，形成確保與電池C的電極有充分的接觸壓力並且可靠接觸的小突起24。電極22本來是厚度恆定的平板狀的金屬板，但是從側面看塑性變形成為U字形，彎曲部分的彈性力用作相對於電池C產生接觸壓力的手段。
導電性聚合物23與電極21和電極22的一個端部22a疊合，導電性聚合物23以結合兩電極21和22的方式設置在它們之間。和第一實施例相同，電極21和導電性聚合物23之間，以及電極22和導電性聚合物23之間，利用構成導電性聚合物23的聚乙烯樹脂的溶接而結合。
將如上所述構成的導電端子T2安裝於電池盒中，使裝入電池的電器動作，根據通常情況，在電池C和電路基板20之間，電流按照正極側電極21、導電性聚合物23和負極側電極22的順序流過。由於只要在通過包含導電端子T2構成的電路中不流過過電流，導電性聚合物23就不會熱膨脹，所以可發揮良好的導電性，確保構成電器的電路的通電狀態。
當該狀態改變，並且在比構成電器的電路基板20更靠近電池C的位置產生短路時，在由於該短路而產生的過電流或環境溫度上升的情況下，導電端子T2中的導電性聚合物23熱膨脹，碳黑粒子之間的距離增大並且切斷導電通路，從而在電池C和電路基板20之間的通電被斷開。因此，可防止電池的破損，並且可進一步防止伴隨此產生的電器的故障。
本發明的導電端子T2是非常有效的，其僅僅通過替換已有的導電端子，不需要對構成電器的電路基板20附加任何改變，就可以強化過電流保護或溫度保護的功能。
根據圖6至圖8說明本發明的第3實施例。
本實施例的導電端子用的適配器TA粘附在電器的電池盒中，應當插入在已有的導電端子30和電池D之間。如圖6和圖7所示，其結構通過可拆卸的樹脂體35將中繼導電片34保持在上述導電端子30上，該中繼導電片將導電性聚合物33夾在應與導電端子30抵接的電極(一個電極)31以及與電池D的電極抵接的電極(另一個電極)32之間。
電極31和電極32都是厚度恆定的平板狀，俯視看去是長方形的大致尺寸相同的金屬板，導電端子用的適配器TA安裝在導電端子30上，並且分別是電極31與電池D的電極直接接觸，電極32與導電端子30直接接觸。在電極31的表面上，形成確保與電池D的電極有充分的接觸壓力並且可靠接觸的小突起36。
導電性聚合物33與電極31和電極32疊合，並且導電性聚合物33以結合兩電極31和32的方式設置在它們之間。和第一、第二實施例相同，電極31和導電性聚合物33之間，以及電極32和導電性聚合物33之間，利用構成導電性聚合物33的聚乙烯樹脂的溶接而結合。
樹脂體35，從插入導電端子30的方向看，如圖8所示，在插入導電端子30的槽37的兩側，形成設置有用於保持中繼導電片34的鉤部38的形狀。槽37配合導電端子30的形狀並且越向裡進去時其寬度越窄(參照圖6)。在最裡部與導電端子30的肩部一致，並且形成確定適配器相對於導電端子30的位置的突出部39。
在保持於鉤部38的中繼導電片34和槽37之間，設有插入導電端子30用的空隙40。該空隙40的寬度，比用於確保在導電端子30和電極31之間有充分的接觸壓力的導電端子30的厚度稍窄。
此外，在樹脂體35上設置用於將自身固定在導電端子30上的爪41。在導電端子30上，缺口30a形成在其基端，並且爪41卡合在該缺口30a中。
將如上所述構成的導電端子用的適配器TA安裝於電池盒的導電端子中，使裝入電池的電器動作，根據通常情況，在電池D和未圖示的電路基板之間，電流按照電極31、導電性聚合物33、電極32和導電端子30的順序流過。由於只要在通過包含導電端子用的適配器TA構成的電路中不流過過電流，導電性聚合物33就不會熱膨脹，所以可發揮良好的導電性，確保構成電器的電路的通電狀態。
當該狀態改變，並且在比構成電器的電路基板更靠近電池D的位置產生短路時，在由於該短路而產生的過電流或環境溫度上升的情況下，導電端子用的適配器TA中的導電性聚合物33熱膨脹，碳黑粒子之間的距離增大並且切斷導電通路，從而在電池D和電路基板之間的通電被斷開。因此，可防止電池的破損，並且可進一步防止伴隨此產生的電器的故障。
本發明的導電端子用的適配器TA是非常有效的，其不用說可以在其設計階段附加到具有導電端子的電器上，也可以將本發明的導電端子用的適配器安裝在製成產品的電器中的已有的導電端子上，然後強化過電流保護或溫度保護的功能。具體而言，不需要設計改變等，只要安裝在製成產品的電器中的導電端子上就可以，並且由於安裝操作中僅需要將該適配器插入到導電端子30上就可以，故不需要再創建生產線。
權利要求
1.一種導電端子，其與某一個電池的正極或負極中任一方抵接，並且與另一個電池的正極或負極中的另一方抵接，從而用於這兩個電池之間的導電，其特徵在於，將導電性聚合物夾在與上述某一個電池的正極或負極中任一方抵接的一個電極以及與上述另一個電池的正極或負極中的另一方抵接的另一個電極之間。
2.如權利要求1所述的導電端子，其特徵在於，使設置在上述一個電極上的導電端子與上述某一個電池的接點和設置在上述另一個電極上的一導電端與上述另一個電池的接點露出，並且將其它部分內置在樹脂體內。
3.一種電器，具有如權利要求2所述的導電端子，其特徵在於，設置有在電池盒上支承上述導電端子的座，並且設置有將該導電端子固定在該座或上述導電端子上的固定機構。
4.一種導電端子，其用於與電池的正極或負極中任一方接觸以使電路通電，其特徵在於，將導電性聚合物夾在應與上述電池的正極或負極中任一方抵接的一個電極以及連接到上述電路上的另一個電極之間。
5.一種導電端子用的適配器，其安裝在用於與電池的正極或負極中任一方接觸以使電路通電的導電端子上，其特徵在於，通過可拆卸的樹脂體將中繼導電片保持在上述導電端子上，該中繼導電片將導電性聚合物夾在與上述導電端子抵接的一個電極以及與上述電池的正極或負極中任一方連接的另一個電極之間。
全文摘要
一種導電端子，其與電池A的正極抵接，並與電池B的負極抵接，從而用於兩個電池之間的導電，其中，將導電性聚合物(3)夾在與電池A正極抵接的正極側電極(1)以及與電池B負極抵接的負極側電極(2)之間。
文檔編號H01M2/20GK1679186SQ03820378
公開日2005年10月5日 申請日期2003年8月28日 優先權日2002年8月30日
發明者鈴木克彰 申請人:泰科電子雷伊化學株式會社