(57)【要約】【課題】平面寸法の小型化を図り得、また外部からヒューズ（可溶金属片）への熱伝達性を向上できる基板型抵抗体付きヒューズを提供する。【解決手段】抵抗体２及びこの抵抗体２の通電発熱により溶断される可溶金属片４を有する抵抗体付きヒューズであり、抵抗体２を絶縁基板１に埋設し、この抵抗体埋設絶縁基板の片面に可溶金属片取付け用電極３２〜３４を設け、この電極３２〜３４に可溶金属片４を接続し、同絶縁基板１内の前記抵抗体２を絶縁基板１の孔ｈ１を経て前記可溶金属片取付け用電極３４に電気的に導通した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
抵抗体及びこの抵抗体の通電発熱により溶断される可溶金属片を有する抵抗体付きヒューズであり、抵抗体を絶縁基板に埋設し、この抵抗体埋設絶縁基板の片面に可溶金属片取付け用電極を設け、この電極に可溶金属片を接続し、同絶縁基板内の前記抵抗体を絶縁基板の孔を経て前記可溶金属片取付け用電極に電気的に導通したことを特徴とする基板型抵抗体付きヒューズ。
【請求項２】
抵抗体がシート状であり、その外郭が可溶金属片を包囲する寸法とされていることを特徴とする請求項１記載の基板型抵抗体付きヒューズ。
【請求項３】
抵抗体埋設絶縁基板の片面にリード導体の先端部を前記シート状抵抗に上下にラップさせて取付けたことを特徴とする請求項２記載の基板型抵抗体付きヒューズ。
【請求項４】
所定の外部温度でも可溶金属片を溶断させるように可溶金属片の融点を所定の温度としたことを特徴とする請求項３記載の基板型抵抗体付きヒューズ。
【請求項５】
請求項４記載の基板型抵抗体付きヒューズを組込み、電池の異常を検出させて前記基板型抵抗体付きヒューズの抵抗体を通電発熱させて可溶金属片を溶断させる保護回路及び二次電池を有し、保護回路中のＦＥＴに前記基板型抵抗体付きヒューズを絶縁基板の裏面において取付け、前記基板型抵抗体付きヒューズの可溶金属片の融点をＦＥＴの許容温度に対応した所定の温度に設定したことを特徴とする電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基板型抵抗体付きヒューズ、より詳しくは、被保護機器の異常時に抵抗体を通電発熱させ、その発生熱で可溶金属片を溶断させて被保護機器を通電に対し遮断する基板型抵抗体付きヒューズ及びその基板型抵抗体付きヒューズを組み込んだ電池パックに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池やリチウムポリマー二次電池等の二次電池においては、エネルギー密度が高く、異常時にはそのエネルギーが一挙に放出されて危険な状態に曝される可能性が高い。
そこで、これら二次電池の電池パックにおいては、例えば図２において、過充電から電池を保護するために、過充電突入時に生じる電圧変化によってツエナダイオードＤを導通させ、これに連動してトランジスターＴｒを導通させて抵抗体付きヒューズＦの抵抗体２を通電発熱させ、この抵抗体２の通電発熱でヒューズ４を溶断させて二次電池Ｅを充電器Ｃから遮断することが知られている。（例えば、特許文献１参照）
【特許文献１】特開平７−１５３３６７号公報
【０００３】
従来、この抵抗体付きヒューズとしては、セラミックス等の絶縁基板上に膜抵抗を形成し、この膜抵抗上に耐熱性・良熱伝導性の絶縁膜、例えばガラス焼付け膜を設け、この絶縁膜上に配する可溶金属片と前記膜抵抗とを図の点線枠内のように接続するための接続用電極やリード導体接続用電極を印刷・焼付けにより形成し、前記絶縁膜上に可溶金属片を配設し、この可溶金属片と前記膜抵抗とを前記接続用電極により接続し、前記のリード導体接続用電極にリード導体を接続したものが知られている。（例えば、特許文献１参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記の抵抗体付きヒューズにおいては、膜抵抗上に良熱伝導性の絶縁膜を介して可溶金属片を設けて抵抗体と可溶金属片とを上下にラップさせているから、膜抵抗の発生熱を可溶金属片に効率良く伝達させ得、迅速に動作させることができる。
しかしながら、この抵抗体付きヒューズでは、平面寸法が大きく、電池パック内への装着上支障になることがあり、平面寸法の小サイズ化が要請されている。
【０００５】
前記電池パックの保護回路においては、一部の回路素子としてＦＥＴが使用されており、前記抵抗体付きヒューズをこのＦＥＴに装着し、万一ＦＥＴが異常発熱したときに可溶金属片を溶断させてその異常発熱による被害の拡大を未然に防止することが望まれる。
而して、前記抵抗体付きヒューズの絶縁基板の厚みを可及的に薄くすることが有効であるが、従来の抵抗体付きヒューズでは、セラミックス絶縁基板の薄肉化が難しく、５００μｍ程度が限度であり、これを超えて薄くすると、リード導体の引っ張りによる絶縁基板の破断が避けられない。
【０００６】
本発明の目的は、平面寸法の小型化を図り得、また外部からヒューズ（可溶金属片）への熱伝達性を向上できる基板型抵抗体付きヒューズを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る基板型抵抗体付きヒューズは、抵抗体及びこの抵抗体の通電発熱により溶断される可溶金属片を有する抵抗体付きヒューズであり、抵抗体を絶縁基板に埋設し、この抵抗体埋設絶縁基板の片面に可溶金属片取付け用電極を設け、この電極に可溶金属片を接続し、同絶縁基板内の前記抵抗体を絶縁基板の孔を経て前記可溶金属片取付け用電極に電気的に導通したことを特徴とする。
請求項２に係る基板型抵抗体付きヒューズは、請求項１の基板型抵抗体付きヒューズにおいて、抵抗体がシート状であり、その外郭が可溶金属片を包囲する寸法とされていることを特徴とする。
請求項３に係る基板型抵抗体付きヒューズは、請求項２の基板型抵抗体付きヒューズにおいて、抵抗体埋設絶縁基板の片面にリード導体の先端部を前記シート状抵抗に上下にラップさせて取付けたことを特徴とする。
請求項４に係る基板型抵抗体付きヒューズは、請求項３の基板型抵抗体付きヒューズにおいて、所定の外部温度でも可溶金属片を溶断させるように可溶金属片の融点を所定の温度としたことを特徴とする。
請求項５に係る電池パックは、請求項４の基板型抵抗体付きヒューズを組込み電池の異常を検出させて前記基板型抵抗体付きヒューズの抵抗体を通電発熱させて可溶金属片を溶断させる保護回路及び二次電池を有し、保護回路中のＦＥＴに前記基板型抵抗体付きヒューズを絶縁基板の裏面において取付け、前記基板型抵抗体付きヒューズの可溶金属片の融点をＦＥＴの許容温度に対応した所定の温度に設定したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
（１）絶縁基板にシート状抵抗を埋設し、この抵抗体埋設絶縁基板上に可溶金属片を配設し、可溶金属片取付け用電極とシート状抵抗とを基板の孔（スルホールやベアホール）を介して導通して可溶金属片とシート状抵抗との電気的連結を行っており、その連結を絶縁基板の厚み方向に行っているから、シート状抵抗側の電極が不要であり、その電極を設けるための平面スペースが不要であり、基板型抵抗体付きヒューズの平面寸法を小さくできる。
（２）シート状抵抗埋設絶縁基板にリード導体の先端部をシート状抵抗に上下にラップさせるようにその先端部をシート状抵抗埋設絶縁基板の表面に取付けてあり、リード導体の引っ張りに対しシート状抵抗にその引っ張り力の一部を支持させることができるので、絶縁基板の引っ張り破断強さを増大できる。従って、絶縁基板の厚みを全体として薄くして外部から可溶金属片への熱伝達性をアップできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１の（イ）は本発明に係る基板型抵抗体付きヒューズの一実施例を示す一部切欠き上面図、図１の（ロ）は図１の（イ）におけるロ−ロ断面図、図１の（ハ）は図１の（ロ）におけるハ−ハ断面図である。
図１において、１はシート状抵抗２を埋設したセラミックス絶縁基板であり、比抵抗値の高い金属シート、例えばニッケル−クロム合金シートをアルミナのグリーンシートで挾み、焼成により一体化したものを使用できる。３１〜３４は抵抗体埋設絶縁基板１の片面に設けた膜電極であり、導電ペースト例えば銀ペーストの印刷・焼き付けにより形成できる。４は可溶金属片であり、膜電極３２−３３間に溶接し、その中間を膜電極３４に溶接してある。５１〜５３はリード導体であり、それぞれの先端部を膜電極３１〜３３にはんだ付けまたは溶接（例えば、スポット溶接）により連結してある。
前記膜電極３１〜３４の厚みは２０μｍ〜１０μｍであり、可溶金属片４やリード導体５１〜５３の太さや厚みは４００μｍ〜６００μｍである。
【００１０】
前記抵抗体２と可溶金属片４とは図２のように並列的に接続され、この場合、図２における可溶金属片４の中間３４と抵抗体２との接続は、図１において抵抗体埋設絶縁基板に設けたスルホールｈ１を介して膜電極３４とシート状抵抗２とをはんだ付けすることにより行い、図２における抵抗体２とリード導体３１との接続は、図１においてリード導体３１を接続した接続膜電極３１とシート状抵抗２とを抵抗体埋設絶縁基板１に設けたスルホールｈ２を介してはんだ付けすることにより行い、何れの接続にもスルホールに代えてベアホールを使用することも可能である。
６は可溶金属片４に塗布したフラックス、７は絶縁基板１の片面上に設けた封止保護体であり、例えば、エポキシ樹脂液の滴下塗装により設けることができる。この封止保護体は、蓋片、例えば裏面周囲を突出させたセラモックス蓋を裏面周囲において接着剤で絶縁基板に接着することにより設けることもできる。
【００１１】
前記シート状抵抗２の外郭は、各リード導体５１〜５３の先端部をシート状抵抗２に上下にラップさせる寸法としてある。従って、各リード導体５１〜５３に引っ張り力が作用しても、その引っ張り力をシート状抵抗２とその上下のセラミックス層とで支持でき、それだけセラミックス層に作用する引っ張り力を小さくできるから、絶縁基板１全体に対する引っ張り強度を増すことができる。従って、シート状抵抗の埋設がない絶縁基板に較べ、同一引っ張り強度のもとで絶縁基板のセラミックス厚みを薄くでき、抵抗体埋設絶縁基板裏面から可溶金属片への熱伝達性をアップできる。
【００１２】
本発明に係る基板型抵抗体付きヒューズは、電池パックの保護回路に組み込んで好適に使用できる。
図２は電池パックの充電中の電気回路を示し、回路端に充電器Ｃを接続してある。
この充電中、過充電のために電池電圧が異常に変化すると、ツェナダイオードＤが導通され、この導通に連動してトランジスターＴｒが導通され、抵抗体付きヒューズＦの抵抗体２が通電発熱され、その発生熱で可溶金属片４が溶断され、電池Ｅの充電が停止される。
図２において、可溶金属片４をＡ、Ｂの２部分に分けて使用する理由は、部分ＡまたはＢがなく、その間が直結されていると、部分ＢまたはＡの溶断後も電池または充電器から電流が流されつづけ、抵抗体の発熱が停止されないからである。
【００１３】
上記の保護回路には、図示されていないが、例えば過放電時に放電制御スイッチのＦＥＴをオフにして充電方向への電流経路をＦＥＴのボディーダイオードにより確保することがあり、このときＦＥＴが異常に発熱する畏れがある。
本発明に係る電池パックにおいては、本発明に係る基板型抵抗体付きヒューズを組込み、電池の異常を検出させて前記基板型抵抗体付きヒューズの抵抗体を通電発熱させて可溶金属片を溶断させる保護回路及び二次電池を有し、保護回路中のＦＥＴに前記基板型抵抗体付きヒューズを絶縁基板の裏面において取付けており、前記した通り抵抗体付きヒューズの平面寸法を小さくできるので、その取付けを容易に行うことができ、さらに、絶縁基板の厚みを薄くできるので、ＦＥＴの異常発生熱を可溶金属片に効率良く伝達でき、迅速にＦＥＴの通電を遮断して被害の拡大を良好に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る基板型抵抗体付きヒューズの一実施例を示す図面である。
【図２】電池パックの回路図である。
【符号の説明】
【００１５】
１            抵抗体埋設絶縁基板
２            シート状抵抗
３１          膜電極
３２          膜電極
３３          膜電極
３４          膜電極
４            可溶金属片
５１          リード導体
５２          リード導体
５３          リード導体
ｈ１          スルホール
ｈ２          スルホール
【図１】
2006221919.tif 000003
【図２】
2006221919.tif 000004