(57)【要約】【課題】  所定の融点で確実に溶断し、安定な動作温度を示す温度ヒューズを提供する。【解決手段】  対向する内端を離間して対向配置した一対のリード導体１０ａ，１０ｂと、各リード導体１０ａ，１０ｂの内端部の表面を被覆するメッキ層としての一対の中間可溶合金層１２ａ，１２ｂと、リード導体１０ａ，１０ｂの対向内端部における一対の中間可溶合金層１２ａ，１２ｂに両端部を溶接して両リード導体間を接続するヒューズエレメントとしての可溶合金体１３とを含む温度ヒューズであって、中間可溶合金層１２ａ，１２ｂと可溶合金体１３とを同一の成分組成の低融点可溶性合金で形成する。【選択図】  図１
2006310215.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する内端を離間して対向配置した一対のリード導体と、一対のリード導体の少なくとも互いに対向する内端部の表面を被覆する中間可溶合金層と、これらの中間可溶合金層に両端部を溶接して一対のリード導体間を接続する低融点の可溶合金体と、中間可溶合金層を含む各リード導体の内端部分ならびに可溶合金体を収容するケースとよりなり、
中間可溶合金層と可溶合金体とは実質的に同じ成分組成の低融点可溶性合金でなることを特徴とする
温度ヒューズ。
【請求項２】
低融点可溶性合金は、錫（Ｓｎ）、ビスマス（Ｂｉ）、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）または金（Ａｕ）のうちの複数の金属の合金でなることを特徴とする請求項１に記載の温度ヒューズ。
【請求項３】
中間可溶合金層はリード導体の内端部の表面と裏面ならびに端面を被覆して設けられることを特徴とする請求項１に記載の温度ヒューズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、周囲温度の異常な上昇により溶断する温度ヒューズ、特に、低融点の可溶合金体とリード導体との間に中間可溶合金層を有し、小型電子機器等の回路内に挿入して例えば２次電池の過充電や過放電時の異常温度上昇を検知して可溶合金体が溶断し、回路を遮断して電子機器等を保護する温度ヒューズに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の公知の温度ヒューズとしては、例えば図３に示すヒューズが提案されている。このヒューズでは、絶縁性基体１の上に錫、銅、銀、金、ニッケル、亜鉛などの金属材料でなるメッキ層３ａ，３ｂが上面に設けられた一対の帯状のリード導体２ａ，２ｂの内端を所定間隔５で対向させて配置し、板状のヒューズエレメント４を二つのメッキ層３ａ，３ｂの間にまたがらせて溶接することにより、両リード導体２ａ，２ｂが接続される。ヒューズエレメント４は錫、ビスマス、インジウム等の低融点金属を単独で用いるか、またはそれらの複数の合金、例えば融点を９６℃とする錫とビスマスと鉛の３元素合金とする。
【特許文献１】特開２００５−２６０３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記した温度ヒューズにおいて、メッキ層３ａ，３ｂはリード導体２ａ，２ｂとヒューズエレメント４の間の溶接を確実にすることによって両者間の電気的な接続を良好かつ確実にすると共に、温度ヒューズとしては特に動作温度、つまり融点が安定であるという特性を示すことがメッキ層に求められる。しかし、上記の温度ヒューズにおいてはメッキ層３ａ，３ｂとヒューズエレメント４とは、錫以外は互いに異なる金属成分でなるため、両者間の溶接の際にこれらの互いに異なる金属材がメッキ層の組成とも、またヒューズエレメントの組成とも異なる不純物層として別の溶接層を形成することになり、この不純物層は実際に使用する金属成分に応じて不均一に生じるから、動作温度の安定化を図ることができないという課題が在る。
【０００４】
また、リード導体として銅、鉄、ニッケルなどを材料とするときは、その純度が高いと通常はそのままでは可溶合金をこのリード導体と効率よく溶接することが非常に困難である。そのため、一般に従来からリード導体の表面に錫、銀（一部を銅とする）、半田等によるメッキ層を形成し、このメッキ層を介してリード導体に可溶合金を溶接するようにしてきた。これは、溶接の過程で瞬時に高温加熱され、可溶合金とメッキ層の成分が混ざって新たな合金を作るので、電気的特性と機械的強度が良好で安定した溶接が得られるためである。しかし、互いに異なる融点の可溶合金の成分が微量でも存在すれば、これがメッキ層成分と混ざり合って可溶合金の融点、つまり温度ヒューズの動作温度に変化を生じ、結果として温度ヒューズの特性が確実性、信頼性を失う、と言う課題がある。
【０００５】
この発明は上記の課題を解決するために提案されたもので、その目的とするところは、所定の融点で確実に溶断して安定な動作温度を示す温度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】
【０００６】
請求項１に係る本発明は、互いに対向する内端を離間して対向配置した一対のリード導体と、一対のリード導体の少なくとも互いに対向する内端部の表面を被覆する中間可溶合金層と、これらの中間可溶合金層に両端部を溶接して一対のリード導体間を接続する低融点の可溶合金体と、中間可溶合金層を含む各リード導体の内端部分ならびに可溶合金体を収容するケースとよりなり、中間可溶合金層と可溶合金体とは実質的に同じ成分組成の低融点可溶性合金でなることを特徴とする温度ヒューズである。
請求項２の発明は、請求項１に記載の温度ヒューズにおいて、低融点可溶性合金は、錫（Ｓｎ）、ビスマス（Ｂｉ）、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）または金（Ａｕ）のうちの複数の金属の合金でなることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１に記載の温度ヒューズにおいて、中間可溶合金層はリード導体の内端部の表面と裏面ならびに端面を被覆して設けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、温度ヒューズにおいて間隔をおいて対向する一対のリード導体の内端部間を接続し、周囲温度の所定レベル以上の上昇時には溶断する可溶合金体と、リード導体および可溶合金体の間の接続を容易且つ確実にするために介在させる中間可溶合金層とを実質的に同じ成分組成の低融点可溶性合金で形成した。そのことにより可溶合金体を中間可溶合金層に対して溶接する際に、互いに異なる成分があればそれらによって不純物層が形成されるようなことがなく、両者は均一で均質な溶着組織をもって一体に溶接されるので、安定な動作温度を示す温度ヒューズが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面に示す実施例に沿って本発明を説明する。
【０００９】
［実施の形態１］
図１（ａ）は本発明が適用される第１実施例の温度ヒューズの構成を示す側面図、（ｂ）は（ａ）におけるケース１４を除く他の部材の構成を示す斜視図である。
【００１０】
図１（ａ），（ｂ）において、この温度ヒューズは、導電性金属材で帯状平板に形成してそれぞれ一端で間隔を置いて対向させた一対のリード導体１０ａ，１０ｂと、これらリード導体１０ａ，１０ｂの対向内端部に隣接する部分の表面に例えば電気メッキにより低融点可溶性合金で形成した中間可溶合金層１２ａ，１２ｂと、これら中間可溶合金層１２ａ，１２ｂのものと同じ組成の低融点可溶性合金で棒状に形成して中間可溶合金層を介し一対のリード導体１０ａ，１０ｂの対向内端部間を接続する可溶合金体１３と、リード導体１０ａ，１０ｂの対向内端部の可溶合金体１３による接続部分を収容するケース１４とでなる。
【００１１】
リード導体１０ａ，１０ｂは対向内端部にそれぞれ上方に向って折曲された立ち上げ部１１ａ，１１ｂを備え、切り欠き１１ｃ，１１ｄが各立ち上げ部の中央に形成される。中間可溶合金層１２ａ，１２ｂは、リード導体１０ａ，１０ｂの立ち上げ部１１ａ，１１ｂに隣接する一部に形成した例を示すが、立ち上げ部１１ａ、１１ｂも含めて、或いは少なくとも切り欠き１１ｃ，１１ｄの部分も含めて形成すれば、可溶合金体１３との接触面が増加する。
【００１２】
中間可溶合金層１２ａ，１２ｂの形成には、電気メッキ以外に、化学メッキ、溶融メッキ、真空蒸着メッキ、クラッド法のいずれの被覆法をも採用可能であり、要は、銅、銀、鉄、ニッケル等の導電金属材でなるリード導体１０ａ，１０ｂの表面と密接強固に接合する低融点可溶性合金による被覆層を形成することである。中間可溶合金層１２ａ，１２ｂとしての被覆層の厚さは採用する被覆法によっても異なるが、後述する可溶合金体１３との溶接性や接合強度の点から見て、１〜３０μｍの範囲とすることが望ましい。
【００１３】
棒状の可溶合金体１３はその中央部分において、両リード導体１０ａ，１０ｂの立ち上げ部１１ａ，１１ｂの切り欠き１１ｃ，１１ｄに挿入される。したがって、所定の位置に容易、かつ確実に可溶合金体１３を取付けることができる。そして、可溶合金体１３の両端部分を中間可溶合金層１２ａ，１２ｂ上に載置して、例えばリード導体側からの加熱によって、可溶合金体１３の両端を中間可溶合金層１２ａ，１２ｂに溶接する。なお、可溶合金体１３の周囲には可溶合金体１３の溶接を促すために特に図示しないが周知のようにロジンが塗布される。溶接の際には熱で可溶合金体１３全般に溶解が生じないようにすることは言うまでもないが、溶接のための加熱法としては、ヒーターによるリード導体の加熱、通電によるリード導体の発熱、可溶合金体１３の端部と中間可溶合金層１２ａ，１２ｂに対する近赤外線レーザ光の照射等のいずれをも採用可能である。
【００１４】
前述したように中間可溶合金層１２ａ，１２ｂと可溶合金体１３とは同じ組成の低融点可溶性合金で作成される。この低融点可溶性合金としては、錫（Ｓｎ）、ビスマス（Ｂｉ）、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）と金（Ａｕ）のいずれか、またはそれらのうち複数の金属の合金を用いるが、その成分ないし組成は温度ヒューズとして所定の動作温度、つまり低融点可溶性合金として必要とされる融点との関連において選択される。
【００１５】
いずれの場合にも、本発明によれば、ヒューズエレメントとしての可溶合金体１３は同一の成分組成を有する中間可溶合金層１２ａ，１２ｂと溶接されてリード導体１０ａ，１０ｂに接続されるから、可溶合金体と中間可溶合金層とは、何等不純物層を介在させることなく、均質な組織をもって一体に溶接されるから、温度ヒューズの動作温度が確実に安定化される。
【００１６】
上記の実施の形態１ではリード導体として端部の立ち上げ部以外は平坦な帯状平板を用いた温度ヒューズの構成を示したが、本発明はこの構成に限定されることなく、例えば、同一出願人による特願２００５−０４３６４５に記載するように、立ち上げ部の他に折曲部を有するリード導体を用いる温度ヒューズにも適用される。以下にその例について説明する。
【００１７】
［実施の形態２］
図２は本発明を適用し得る第２実施例の温度ヒューズの構成を示す側面図である。
【００１８】
この第２実施例の温度ヒューズは、使用するリード導体１０ｃ，１０ｄが第１実施例のものが平板状であるに対して、対向端部の立ち上げ部１１ａ，１１ｂと平行な、それぞれ断面をほぼ逆Ｕ字形とした例えば二つの折曲部１５ａ，１５ｃと１５ｂ，１５ｄを形成し、強度を持たせた点で異なるが、他の構成は、使用する低融点可溶性合金の特徴を含めて第１実施例と同じなので，詳述は省略する。
【００１９】
図２において、リード導体１０ｃ，１０ｄの立ち上げ部１１ａ，１１ｂに近い側の第１の折曲部１５ａ，１５ｂは、中間可溶合金層１２ａ，１２ｂの外側においてケース１４内の位置に、遠い側の第２の折曲部１５ｃ，１５ｄはケース１４外の位置にそれぞれ設けられる。図２において一方のリード導体１０ｄの第２の折曲部１５ｄより外方の部分を曲げ脚部１０ｅとして示すように、リード導体の電子機器への取付けの際にケースより外方の部分を曲げ脚とする必要があるときは、外方部分に外力を加えねばならないが、リード導体が平板状であるとこの外力がケースとリード胴体間の封止部を介してケース内部に直接伝わり、中間可溶合金層１２ｂを有するリード導体１０ｄと可溶合金体１３の間の接続に影響を与えることになるが、本実施例によれば、ケースの外側の第２の折曲部１５ｄがこの外力に対する曲げ支点として働き、外力がケース内に伝わらないようにする。仮に伝わっても、ケース内において中間可溶合金層１２ｂの外側に位置する第１の折曲部１５ｂがこの外力を吸収するから、中間可溶合金層１２ｂを有する上記接続が影響を受けることはない。従って、第１実施例について述べたように強固な接合と安定な動作温度を保証する可溶合金体１３と中間可溶合金層１２ｂの間の均質な溶接は、本第２実施例のリード導体の外力吸収構成によって確実に保護され、信頼性の高い温度ヒューズが得られる。
【００２０】
以上、本発明を二つの実施形態で説明したが、温度ヒューズの具体的な構成は記載の実施形態に限定されるものではなく、本発明の精紳を逸脱しない範囲で種々に設計変更することが可能である。即ち、上記実施の形態で説明した温度ヒューズは薄型の温度ヒューズとしているが、薄型に限定されるものではなく、通常の一般的な温度ヒューズにも適用し得ることは言うまでもない。また、リード導体として帯状平板の導電材料でなるものについてのみ説明したが、プラスチック、ガラス、セラミクス等の絶縁物でなる基体の表面にメッキ法等で形成した導電材層を用いることも可能である。さらに、リード導体の内端部に立ち上げ部１１ａ，１１ｂを形成したタイプを示したが、立ち上げ部１１ａ，１１ｂがなく、平板状のものとすることも可能である。また、中間可溶合金層は主としてリード導体の対向内端部の表面に設けられるものとして記載されているが、内端部の表面のみでなく、裏面にも、また端面にも設けることによってリード導体と可溶合金体間の溶接強度や電気特性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】（ａ）は本発明の第１実施例における温度ヒューズの構成を示す側面図、（ｂ）は（ａ）のケースを取り除いた温度ヒューズの斜視図である。
【図２】本発明の第２実施例における温度ヒューズの構成を示す側面図である。
【図３】一従来例における温度ヒューズの側断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１    基体
２ａ，２ｂ    リード導体
３ａ，３ｂ    メッキ層
４    ヒューズエレメント
１０ａ，１０ｂ    リード導体
１１ａ，１１ｂ    立ち上げ部
１１ｃ    切り欠き
１２ａ，１２ｂ    中間可溶合金層
１３    可溶合金体
１４    ケース
１０ｃ，１０ｄ    リード導体
１０ｅ    曲げ脚部
１５ａ，１５ｃ；１５ｂ，１５ｄ    折曲部
【図１】
2006310215.tif 000003
【図２】
2006310215.tif 000004
【図３】
2006310215.tif 000005