(57)【要約】【課題】大電流化に対応しても遮断特性を悪化させることなく小型化をも可能とした温度ヒューズの提供を目的としている。【解決手段】金属板からなり先端部１３間に間隔を空けて対向配置した一対の金属端子１２と、金属端子１２の先端部１３間に橋絡させて接合した可溶体１４とを備え、金属端子１２は、主要部１７と金属端子１２の対向面１８に形成された濡れ拡がり防止部１９とからなり、濡れ拡がり防止部１９は、主要部１７を構成する金属材料よりも溶融した可溶体１４の濡れ性が悪い材料で構成したものである。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板からなり先端部間に間隔を空けて対向配置した一対の金属端子と、前記金属端子の前記先端部間に橋絡させて接合した可溶体とを備え、前記金属端子は、主要部と前記金属端子の対向面に形成された濡れ拡がり防止部とからなり、前記濡れ拡がり防止部は、前記主要部を構成する金属材料よりも溶融した前記可溶体の濡れ性が悪い材料で構成したことを特徴とする温度ヒューズ。
【請求項２】
前記濡れ拡がり防止部を、前記金属端子の前記可溶体側の縁部に沿って形成するとともに、前記金属端子の厚み方向の３０％以上に形成したことを特徴とする請求項１記載の温度ヒューズ。
【請求項３】
前記濡れ拡がり防止部を、前記金属端子の対向面の全面に形成したことを特徴とする請求項１記載の温度ヒューズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン電池等の過熱保護に用いられる薄型温度ヒューズに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話、ノートパソコン等の携帯機器に高容量のリチウムイオン、リチウムポリマー等の二次電池を用いたパック電池が多く用いられている。
【０００３】
これらの二次電池はエネルギー密度が高く、過充電や急激な放電時に異常発熱する可能性があるため、パック電池の電池缶に抵抗溶接、スポット溶接等で温度ヒューズを取り付け、異常発熱を感知し回路を遮断するようにしている。
【０００４】
そして、このようなパック電池の薄型化、小型化が進む中、温度ヒューズに対しても薄型化、小型化の要望が強くなってきている。
【０００５】
この要望に対して、図６のように、対向する金属板からなる端子１間に可溶合金２を橋絡させて接合し、これらをベースフィルム３とカバーフィルム４とで挟んで封止した温度ヒューズが用いられている。
【０００６】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−４２６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
携帯機器のさらなる高性能化が進む中、温度ヒューズに対して大電流化の要望が強くなってきており、従来の電流値の２〜４Ａから４〜１０Ａへの大電流化が求められてきている。
【０００９】
温度ヒューズにおいて大電流化に対応しようとすると、温度ヒューズの電気抵抗を小さくすることが必要であり、温度ヒューズの中でも端子の電気抵抗を小さくすることが重要である。
【００１０】
通常、パック電池の電池缶には耐腐食性が高いニッケル材が用いられているため、この電池缶に溶接接続する温度ヒューズの端子にも溶接を容易にするためにニッケル材が用いられており、温度ヒューズの大電流化には、端子の材料をニッケル材よりも導電率が大きい材料にして電気抵抗を小さくすることが考えられ、導電率が大きい材料としては銅材が挙げられる。
【００１１】
しかし、上記従来の温度ヒューズの構成では、銅材はニッケル端子に比べて溶融した可溶合金の濡れ性がよく、端子の対向面に溶融した可溶合金が濡れ拡がって、対向した端子間に溶融した可溶合金が留まりやすくなるために、温度ヒューズの遮断特性を悪くする可能性があり小型化ができないという問題があった。
【００１２】
本発明はこれらの課題を解決するもので、大電流化に対応しても遮断特性を悪化させることなく小型化をも可能とした温度ヒューズの提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は上記課題を解決するために、金属板からなり先端部間に間隔を空けて対向配置した一対の金属端子と、金属端子の先端部間に橋絡させて接合した可溶体とを備え、金属端子は、主要部と金属端子の対向面に形成された濡れ拡がり防止部とからなり、濡れ拡がり防止部は、主要部を構成する金属材料よりも溶融した可溶体の濡れ性が悪い材料で構成したものである。
【発明の効果】
【００１４】
上記構成により、金属端子は、主要部と金属端子の対向面に形成された濡れ拡がり防止部とからなり、濡れ拡がり防止部は、主要部を構成する金属材料よりも溶融した可溶体の濡れ性が悪い材料で構成したので、一対の金属端子の対向面に、溶融した可溶体の濡れ拡がりが悪い面が形成されるため、金属端子の主要部に溶融した可溶合体と濡れ性のよい例えば銅材を用いても、温度ヒューズの遮断特性を損なうことなく大電流化に対応することができ、さらには対向した一対の金属端子の間隔を小さくして小型化を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施の形態における温度ヒューズの上面平面図
【図２】図１におけるＡ−Ａ線の側面断面図
【図３】図２におけるＣ部拡大断面図
【図４】本発明の一実施の形態における別の温度ヒューズの側面拡大断面図
【図５】本発明の一実施の形態における別の温度ヒューズの側面拡大断面図
【図６】従来の温度ヒューズの側面断面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施の形態における温度ヒューズについて、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施の形態における温度ヒューズの上面平面図、図２は図１におけるＡ−Ａ線の側面断面図、図３は図２におけるＣ部の拡大断面図であり、本発明の一実施の形態の温度ヒューズは、厚さが０．１ｍｍのポリエチレンナフタレートからなる板状の第一の絶縁フィルム１１の上面に、厚さが０．１ｍｍの金属板からなる一対の金属端子１２がその先端部１３に間隔を空けて対向配置され、対向する金属端子１２の先端部１３側を第一の絶縁フィルム１１に載せて熱融着等により固着されている。
【００１８】
この金属端子１２の先端部１３間には、所定の温度で溶融するＳｎ−Ｉｎ−Ｂｉ合金からなる可溶体１４が先端部１３を跨るように載せられ、レーザー溶接等で溶着されて、一対の金属端子１２の先端部１３間に可溶体１４が橋絡されている。
【００１９】
この可溶体１４の周りには、可溶体１４が所定の温度で溶融したときに、溶融した可溶体１４が表面張力により球状化して溶断することを促進するフラックス１５が塗布されている。
【００２０】
そして、このフラックス１５が塗布された可溶体１４に、開口部が略矩形状にエンボス加工された厚さが０．１ｍｍのポリエチレンナフタレートからなる第二の絶縁フィルム１６を被せ、第一の絶縁フィルム１１と第二の絶縁フィルム１６を超音波溶着することにより、可溶体１４とフラックス１５が封止されている。
【００２１】
なお、図１ではＢ−Ｂ線で第一の絶縁フィルムの一部を切り欠いて第一の絶縁フィルムの内部を示している。
【００２２】
ここで、金属端子１２についてさらに詳しく説明する。
【００２３】
金属端子１２は、主要部１７と金属端子１２の対向面１８に形成された濡れ拡がり防止部１９とから構成され、濡れ拡がり防止部１９は、主要部１７を構成する金属材料よりも溶融した可溶体１４の濡れ性が悪い材料で構成されており、金属端子１２の対向面１８には濡れ拡がり防止部１９によって、溶融した可溶体１４の濡れ拡がりが悪い面が形成されている。
【００２４】
金属端子１２の主要部１７の材料としては、パック電池の大電流化に対応するために従来のニッケル材に比べて導電率の大きい材料を用いることが重要であり、ニッケル材と比べて導電率の大きい材料として、銅材、銀材、金材等が挙げられ、材料コスト面から銅材が好適である。
【００２５】
濡れ拡がり防止部１９の材料としては、金属端子１２の主要部の銅材よりも溶融した可溶体と濡れ性が悪いアルミ材やニッケル材が挙げられ、より濡れ性が悪いニッケル材が好適である。
【００２６】
この銅材からなる主要部１７とニッケル材からなる濡れ拡がり防止部１９との結合は、銅のフープ材の一部を切削し、そこへニッケル材をはめ込んで圧延したクラッド材を形成することで一体に結合させることができ、そしてニッケル材の部分で切断加工することによりニッケル材からなる濡れ拡がり防止部１９を形成したものである。
【００２７】
このようにすることにより、本発明の一実施の形態の温度ヒューズは、金属端子１２を、主要部１７と金属端子１２の対向面１８に形成された濡れ拡がり防止部１９とから構成し、濡れ拡がり防止部１９を、主要部１７を構成する金属材料よりも溶融した可溶体１４の濡れ性が悪い材料で構成したために、一対の金属端子１２の対向面１８に、濡れ拡がり防止部１９によって溶融した可溶体１４の濡れ拡がりが悪い面が形成されるので、一対の金属端子１２の対向面１８に溶融した可溶体１４が濡れ拡がることを防止し、金属端子１２間に溶融した可溶体１４が留まって遮断特性が悪化することを防止することができる。
【００２８】
これにより、金属端子１２の主要部１７に銅材などを用いて大電流化に対応することができ、金属端子１２の対向距離をも小さくして温度ヒューズを小型化することも可能とすることができる。
【００２９】
なお、この場合、金属端子１２の主要部１７に銅材を用いたことにより、金属端子１２の上下面には電池缶との溶接を容易にするためにニッケル材をめっきしたニッケルめっき層２０を形成しておくことが望ましく、また可溶体１４を接合する部分にはニッケルめっき層２０への可溶体１４の接合を容易にするために錫材をめっきした錫めっき層２１を形成しておくことが望ましい。
【００３０】
そして、濡れ拡がり防止部１９は、金属端子１２の可溶体１４側の縁部に沿って形成し、金属端子１２の厚み方向の３０％以上に形成されている。
【００３１】
濡れ拡がり防止部１９をニッケルめっき層２０のようにめっきで形成した場合には、その厚さが数μｍ程度しか形成することができず溶融した可溶体１４が容易に乗り越えて濡れ拡がってしまうが、本実施の形態では金属端子の厚さ０．１ｍｍに対して、０．０３ｍｍ以上の濡れ拡がり防止部１９を形成しているので、溶融した可溶体１４の濡れ拡がりを防止することができるものである。
【００３２】
また、図３に示すように、濡れ拡がり防止部１９の金属端子１２の対向面１８から金属端子１２の末端側の寸法を（ｉ）、金属端子１２と可溶体１４が重なり合う寸法を（ii）としたとき、（ｉ）＜（ii）とすることが望ましい。
【００３３】
このようにすることにより、可溶体１４と金属端子１２との間を流れる電流を、金属端子１２の主要部１７から可溶体１４に流れる電流（図３における実線矢印）と、金属端子１２の主要部１７から濡れ拡がり防止部１９を経由して可溶体１４に流れる電流（図３における破線矢印）とに分散させることができるもので、単に、金属端子１２を、濡れ拡がり防止部１９を形成することなく銅材だけで構成した場合には、Ｓｎ−Ｉｎ−Ｂｉ合金からなる可溶体１４よりも金属端子１２の電気抵抗が小さくなるため、金属端子１２から可溶体へ流れる電流が金属端子１２の先端に集中してしまい部分的な発熱が大きくなるが、本実施の形態では、濡れ拡がり防止部１９が金属端子１２の主要部１７の銅材よりも電気抵抗が大きくなるので、流れる電流を分散させて部分的な発熱を抑える効果が得られるものである。
【００３４】
この場合、温度ヒューズの電気抵抗に影響を与えないようにするために（ｉ）＜（ii）×０．５とすることがより望ましい。
【００３５】
なお、本実施の形態では、対向面１８における濡れ拡がり防止部１９を、金属端子１２の可溶体１４側に形成した例で説明したが、図４のように、対向面１８の全面に濡れ拡がり防止部１９を形成してもよい。このように、対向面１８の全面に濡れ拡がり防止部１９を形成する方法としては、銅のフープ材にニッケル材を突き合わせて結合した所謂エッジクラッド材を用いて形成することができ、本実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００３６】
また、対向面１８の全体に濡れ拡がり防止部１９を形成する他の例として、図５に示すように、金属端子１２の対向面１８全面にニッケルめっき層２０を形成してもよく、対向面１８の全面にニッケルめっき層２０を形成する方法としては、銅のフープ材全面にニッケルめっきを施し、このニッケルめっき層２０を形成したフープ材のエッジ部分が金属端子１２の対向面１８となるように切断加工すればよく、本実施の形態と同様の作用効果が得られるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明に係る温度ヒューズは、遮断特性を悪化させることなく大電流化に対応することができさらには小型化をも可能とするものであり、産業上有用である。
【符号の説明】
【００３８】
１１  第一の絶縁フィルム
１２  金属端子
１３  先端部
１４  可溶体
１５  フラックス
１６  第二の絶縁フィルム
１７  主要部
１８  対向面
１９  濡れ拡がり防止部
２０  ニッケルめっき層
２１  錫めっき層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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