专利名称：导电端子和导电端子用的适配器的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于使用电池的电器中并且直接连接电池的导电端子和导电端子用的适配器。
背景技术：
伴随着电池的高电容化，也和使用普通商用电源的电器一样，使用电池的电器大多具有如果一定大小以上的电流流过则断电的电热调节器等过电流保护元件。随着数字照相机和摄象机等便携式产品变得普及，具有这种过电流保护元件的电器在市场中的比率也增高。
但是，在上述已有的电器中，由于过电流保护元件设置在构成电器的主要电路基板上，所以，如果在比电路基板更靠近电池的位置由于某些故障而发生短路，过电流保护元件将不起作用，在某些情况下电池有可能会急剧过热而损坏。
本发明是鉴于上述情况而作成的，其目的在于，即使在比电路基板更靠近电池的位置由于某些故障而发生短路，电池也不会损坏，确保了电器的完整性和安全性。
发明内容
作为用于解决上述问题的手段，采用了如下结构的导电端子。也就是说，本发明的导电端子，其与某一个电池的正极或负极中任一方抵接，并且与另一个电池的正极或负极中的另一方抵接，从而用于这两个电池之间的导电，其特征在于，将导电性聚合物夹在与上述某一个电池的正极或负极中任一方抵接的一个电极以及与上述另一个电池的正极或负极中的另一方抵接的另一个电极之间。
导电性聚合物，是将例如聚乙烯和碳黑混炼后、通过放射线交联而构成的高分子树脂体。在该导电性聚合物内部，由于在常温环境下碳黑粒子彼此交联地存在，从而形成电流流过的多个导电通路，发挥良好的导电性。但是，若由于流过导电通路的电流过大或环境温度上升而使导电性聚合物热膨胀，则在碳黑粒子之间的距离增大，从而导电通路被切断，导电性将急剧下降(意味着电阻值急剧增大，几乎不通电的状态)。这称作导电性聚合物的正阻抗温度特性，即PTC(正温度系数)。本发明利用了该特性。
在本发明的导电端子中，利用上述PTC特性，在比设置过电流保护元件的电路基板更靠近电池的位置产生短路，并且在由于该短路而产生过电流的情况下，导电性聚合物靠焦耳热(Joule heat)自身发热从而热膨胀，碳黑粒子之间的距离增大并且切断导电通路，两个电池之间的通电被断开。
此外，在上述短路产生的电阻变大到一定程度，并且不产生过电流的情况下，在由短路形成的闭合回路内会引起通电，但在这种情况下，由于通电使电池急剧发热并且使环境温度上升，从而导电性聚合物受环境温度的影响而热膨胀，碳黑粒子之间的距离增大并且切断导电通路，两个电池之间的通电仍然被断开。
由此可防止由过电流或环境温度上升而引起的电池破损。此外，本发明是非常有效的，其不需要对构成电器的电路基板附加任何改变，就可以强化过电流保护或温度保护的功能。
在本发明的导电端子中，优选使设置在上述一个电极上的导电端子与上述某一个电池的接点和设置在上述另一个电极上的导电端子与上述另一个电池的接点露出，并且将其它部分内置在树脂体内。由此提高了作为导电端子部件的容易操作的特性。
本发明的电器，其特征在于，设置有在电池盒上支承本发明的导电端子的座，并且设置有将该导电端子固定在该座或所述导电端子上的固定机构。
在本发明的电器中，将通过内置在树脂体内而提高了操作性的本发明的导电端子稳定地固定在该电器上。
本发明的导电端子，是用于与电池的正极或负极中任一方接触以使电路通电的导电端子，其特征在于，将导电性聚合物夹在与上述电池的正极或负极中任一方连接的一个电极以及连接到上述电路上的另一个电极之间。
在本发明的导电端子中，还利用上述PTC特性，使本发明的导电端子与电池的电极抵接，在比设置过电流保护元件的电路基板更靠近电池的位置产生短路的情况下，由于该短路而产生的过电流或环境温度的上升，导电性聚合物热膨胀，碳黑粒子之间的距离增大并且切断导电通路，电池之间的通电被断开。因此，可防止由于过电流或环境温度的上升而产生的电池的破损。
此外，本发明的导电端子是非常有效的，其仅仅通过替换已有的导电端子，不需要对构成电器的电路基板附加任何改变，就可以强化过电流保护或温度保护的功能。
本发明的导电端子用的适配器，其安装在用于与电池的正极或负极中任一方接触以使电路通电的导电端子上，其特征在于，通过可拆卸的树脂体将中继导电片保持在上述导电端子上，该中继导电片将导电性聚合物夹在与上述导电端子抵接的某一个电极以及与上述电池的正极或负极中任一方抵接的另一个电极之间。
在本发明的导电端子用的适配器中，若将其安装到导电端子上，则在比设置过电流保护元件的电路基板更靠近电池的位置产生短路的情况下，由于短路而产生过电流或环境温度的上升，导电性聚合物热膨胀，碳黑粒子之间的距离增大并且切断导电通路，从而其与电池之间的通电被断开。因此，可防止由于过电流或环境温度的上升而产生的电池的破损。
此外，本发明的导电端子用的适配器是非常有效的，其不用说可以在其设计阶段附加到具有导电端子的电器上，也可以将本发明的导电端子用的适配器安装在制成产品的电器中的已有的导电端子上，然后强化过电流保护或温度保护的功能。
图1是表示本发明第一实施例的俯视图。
图2是沿图1的II-II线箭头所示的剖面图。
图3是表示以本发明的导电端子为其一部分的电器、特别是电池盒内部的透视图。
图4是表示本发明第二实施例的俯视图。
图5是沿图4的V-V线箭头所示的剖面图。
图6是表示本发明第三实施例的俯视图。
图7是沿图6的VII-VII线所示的剖面图。
图8是同样沿图6的VIII-VIII线所示的剖面图。
具体实施例方式根据图1至图3说明本发明第一实施例。
本实施例的导电端子T1设置于使用多个电池的电器的电池盒中，应当确保各电池之间通电。如图1和图2所示，其结构包括与其一电池A正极抵接的正极侧电极(一个电极)1，与应串联连接电池A的电池B的负极抵接的负极侧电极(另一个电极)2，和夹在所述电极1和2之间的导电性聚合物3。
正极侧和负极侧的两电极1和2都是具有恒定厚度的平板状，其中，正极侧电极1俯视看去是呈长方形的金属板。负极侧电极虽然俯视看去也呈长方形的金属板，但是在与电池B的负极直接接触的部分上形成俯视看去呈正方形状的凸部4。此外，在稍微偏离凸部4的中央的位置上，形成确保与电池B的平的负极有充分的接触压力并且可靠接触的小突起5。
导电性聚合物3设置为使不抵接正极侧电极1的电池A的一个端部1a和不抵接负极侧电极2的电池B的一个端部2a叠置，并且在所述端部1a和2a之间结合两电极1和2。电极1和导电性聚合物3之间，以及电极2和导电性聚合物3之间，利用构成导电性聚合物3的聚乙烯树脂的溶接而结合。
正极侧和负极侧的两电极1和2和导电性聚合物3这三个部件，除了与正极侧电极1的电池A直接接触的接点(区域S)以及与电极2的电池B直接接触的接点(凸部4的上面)之外，内置在聚碳酸酯或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)制成的树脂体6内。树脂体6也是俯视看去呈长方形并且具有恒定厚度。被结合的上述三个部件，从设置于树脂体6的一个侧缘的狭缝(省略图示)滑入到树脂体6的内部而被内置，然后通过进行填埋该狭缝的处理而形成一体。
在从截面观察内置于树脂体6的三个部件时(参照图2)，正极侧电极1的接点(区域S)从通孔7的底部露出，该通孔7是以从树脂体6的上面6a下挖而形成的。这是一种防止错误连接的结构，在电池的正负错误地接反的情况下，负极将不会与正极侧电极1抵接。负极侧电极2的接点(凸部4的上面)从树脂体6的上面6a以稍微高地突出的方式露出。
图3示出了使用两个电池的电器的电池盒的一部分。电池盒上设置有支承如上所述构成的导电端子T1的座10。该座10，包括配合树脂体6的平面形状、并且包围其四周而形成的四边形的突条11，使树脂体6嵌合于其内侧来支承导电端子T1。此外，在树脂体6的长度方向的两侧边缘形成沿该长度方向分离开的两个凹部8，在形成座10的突条11上形成用于在嵌合树脂体6的同时卡合凹部8的爪12(以凹部8和爪12作为导电端子T1的固定机构)。
将如上所述构成的导电端子T1安装于图3所示的电池盒中，使装入两个电池的电器动作，根据通常情况，在串联连接的两个电池(A、B)之间，电流按照正极侧电极1、导电性聚合物3和负极侧电极2的顺序流过。由于只要在通过包含导电端子T1构成的电路中不流过过电流，导电性聚合物3就不会热膨胀，所以可发挥良好的导电性，确保构成电器的电路的通电状态。
当该状态改变，并且在比构成电器的电路基板更靠近电池A、B的位置产生短路时(例如考虑在电池盒内加入导电性物体时)，在由于短路而产生过电流的情况下，导电端子T1中的导电性聚合物3靠焦耳热自身发热从而热膨胀，碳黑粒子之间的距离增大并且切断导电通路，电池A、B之间的通电被断开。此外，在上述短路产生的电阻变大到一定程度，并且不产生过电流的情况下，在由短路形成的闭合回路内会引起通电，在这种情况下，由于通电电池将急剧发热并且环境温度上升，从而导电端子T1中的导电性聚合物3受环境温度的影响而热膨胀，碳黑粒子之间的距离增大并且切断导电通路，两个电池之间的通电仍然被断开。
此外，将上述导电端子T1中的正极侧和负极侧的两电极1和2和导电性聚合物3这三个部件，仅露出与电池A、B的各个接点而内置于硬质树脂体6内，在组装电器的工序中要操作导电端子T1的情况下，可以不与电极部分接触地使用树脂体6部分，在要固定到电池盒等规定位置的情况下，通过将树脂体6一侧的凹部8与电池盒一侧的爪12卡合而固定。
这样，根据如上所述构成的导电端子T1，在比构成电器的电路基板更靠近电池A、B的位置产生短路时，产生过电流或环境温度上升后就马上切断电池A、B之间的通电，可防止因此导致电池的破损，并且可进一步防止伴随此产生的电器的故障。而且，本实施例中的导电端子T1是非常有效的，其不需要对构成电器的电路基板附加任何改变，就可以强化过电流保护或温度保护的功能。
此外，操作时需要注意，由于正极侧和负极侧的两电极1和2和导电性聚合物3这三个部件内置于硬质树脂体6内，特别在组装电器的工序中，可提高作为导电端子T1的部件的容易操作性。
在本实施例中，虽然由设置于树脂体6上的凹部8和设置于座10上的爪12来构成导电端子T1的固定机构，但是并不限于该固定机构，可选择任何结构。例如，也可以设置使树脂体6从侧部滑入座10的滑轨，如果需要强度的话，也可以设置螺纹固定件，或用粘接剂结合等。
根据图4和图5说明本发明的第2实施例。
本实施例的导电端子T2设置于电器的电池盒中，应当确保电池C与电路基板20之间通电。如图4和图5所示，其结构包括与电池C的正极或负极中任一方抵接的电极(一个电极)21，直接连接或通过导线等连接电路基板20的电极(另一个电极)22，和夹在所述电极21和22之间的导电性聚合物23。
电极21是厚度恒定的平板状，俯视看去是长方形的金属板，是与电池C的电极直接接触的部分。在稍微偏离其中央的位置，形成确保与电池C的电极有充分的接触压力并且可靠接触的小突起24。电极22本来是厚度恒定的平板状的金属板，但是从侧面看塑性变形成为U字形，弯曲部分的弹性力用作相对于电池C产生接触压力的手段。
导电性聚合物23与电极21和电极22的一个端部22a叠合，导电性聚合物23以结合两电极21和22的方式设置在它们之间。和第一实施例相同，电极21和导电性聚合物23之间，以及电极22和导电性聚合物23之间，利用构成导电性聚合物23的聚乙烯树脂的溶接而结合。
将如上所述构成的导电端子T2安装于电池盒中，使装入电池的电器动作，根据通常情况，在电池C和电路基板20之间，电流按照正极侧电极21、导电性聚合物23和负极侧电极22的顺序流过。由于只要在通过包含导电端子T2构成的电路中不流过过电流，导电性聚合物23就不会热膨胀，所以可发挥良好的导电性，确保构成电器的电路的通电状态。
当该状态改变，并且在比构成电器的电路基板20更靠近电池C的位置产生短路时，在由于该短路而产生的过电流或环境温度上升的情况下，导电端子T2中的导电性聚合物23热膨胀，碳黑粒子之间的距离增大并且切断导电通路，从而在电池C和电路基板20之间的通电被断开。因此，可防止电池的破损，并且可进一步防止伴随此产生的电器的故障。
本发明的导电端子T2是非常有效的，其仅仅通过替换已有的导电端子，不需要对构成电器的电路基板20附加任何改变，就可以强化过电流保护或温度保护的功能。
根据图6至图8说明本发明的第3实施例。
本实施例的导电端子用的适配器TA粘附在电器的电池盒中，应当插入在已有的导电端子30和电池D之间。如图6和图7所示，其结构通过可拆卸的树脂体35将中继导电片34保持在上述导电端子30上，该中继导电片将导电性聚合物33夹在应与导电端子30抵接的电极(一个电极)31以及与电池D的电极抵接的电极(另一个电极)32之间。
电极31和电极32都是厚度恒定的平板状，俯视看去是长方形的大致尺寸相同的金属板，导电端子用的适配器TA安装在导电端子30上，并且分别是电极31与电池D的电极直接接触，电极32与导电端子30直接接触。在电极31的表面上，形成确保与电池D的电极有充分的接触压力并且可靠接触的小突起36。
导电性聚合物33与电极31和电极32叠合，并且导电性聚合物33以结合两电极31和32的方式设置在它们之间。和第一、第二实施例相同，电极31和导电性聚合物33之间，以及电极32和导电性聚合物33之间，利用构成导电性聚合物33的聚乙烯树脂的溶接而结合。
树脂体35，从插入导电端子30的方向看，如图8所示，在插入导电端子30的槽37的两侧，形成设置有用于保持中继导电片34的钩部38的形状。槽37配合导电端子30的形状并且越向里进去时其宽度越窄(参照图6)。在最里部与导电端子30的肩部一致，并且形成确定适配器相对于导电端子30的位置的突出部39。
在保持于钩部38的中继导电片34和槽37之间，设有插入导电端子30用的空隙40。该空隙40的宽度，比用于确保在导电端子30和电极31之间有充分的接触压力的导电端子30的厚度稍窄。
此外，在树脂体35上设置用于将自身固定在导电端子30上的爪41。在导电端子30上，缺口30a形成在其基端，并且爪41卡合在该缺口30a中。
将如上所述构成的导电端子用的适配器TA安装于电池盒的导电端子中，使装入电池的电器动作，根据通常情况，在电池D和未图示的电路基板之间，电流按照电极31、导电性聚合物33、电极32和导电端子30的顺序流过。由于只要在通过包含导电端子用的适配器TA构成的电路中不流过过电流，导电性聚合物33就不会热膨胀，所以可发挥良好的导电性，确保构成电器的电路的通电状态。
当该状态改变，并且在比构成电器的电路基板更靠近电池D的位置产生短路时，在由于该短路而产生的过电流或环境温度上升的情况下，导电端子用的适配器TA中的导电性聚合物33热膨胀，碳黑粒子之间的距离增大并且切断导电通路，从而在电池D和电路基板之间的通电被断开。因此，可防止电池的破损，并且可进一步防止伴随此产生的电器的故障。
本发明的导电端子用的适配器TA是非常有效的，其不用说可以在其设计阶段附加到具有导电端子的电器上，也可以将本发明的导电端子用的适配器安装在制成产品的电器中的已有的导电端子上，然后强化过电流保护或温度保护的功能。具体而言，不需要设计改变等，只要安装在制成产品的电器中的导电端子上就可以，并且由于安装操作中仅需要将该适配器插入到导电端子30上就可以，故不需要再创建生产线。
权利要求
1.一种导电端子，其与某一个电池的正极或负极中任一方抵接，并且与另一个电池的正极或负极中的另一方抵接，从而用于这两个电池之间的导电，其特征在于，将导电性聚合物夹在与上述某一个电池的正极或负极中任一方抵接的一个电极以及与上述另一个电池的正极或负极中的另一方抵接的另一个电极之间。
2.如权利要求1所述的导电端子，其特征在于，使设置在上述一个电极上的导电端子与上述某一个电池的接点和设置在上述另一个电极上的一导电端与上述另一个电池的接点露出，并且将其它部分内置在树脂体内。
3.一种电器，具有如权利要求2所述的导电端子，其特征在于，设置有在电池盒上支承上述导电端子的座，并且设置有将该导电端子固定在该座或上述导电端子上的固定机构。
4.一种导电端子，其用于与电池的正极或负极中任一方接触以使电路通电，其特征在于，将导电性聚合物夹在应与上述电池的正极或负极中任一方抵接的一个电极以及连接到上述电路上的另一个电极之间。
5.一种导电端子用的适配器，其安装在用于与电池的正极或负极中任一方接触以使电路通电的导电端子上，其特征在于，通过可拆卸的树脂体将中继导电片保持在上述导电端子上，该中继导电片将导电性聚合物夹在与上述导电端子抵接的一个电极以及与上述电池的正极或负极中任一方连接的另一个电极之间。
全文摘要
一种导电端子，其与电池A的正极抵接，并与电池B的负极抵接，从而用于两个电池之间的导电，其中，将导电性聚合物(3)夹在与电池A正极抵接的正极侧电极(1)以及与电池B负极抵接的负极侧电极(2)之间。
文档编号H01M2/20GK1679186SQ03820378
公开日2005年10月5日 申请日期2003年8月28日 优先权日2002年8月30日
发明者铃木克彰 申请人:泰科电子雷伊化学株式会社