(57)【要約】【課題】発熱体の電流値によって熱感応のヒューズエレメントを動作させる電流ヒューズ機能付温度ヒューズをリード部材の加工処理で任意の発熱抵抗値を正確かつ調整容易に提供する。【解決手段】電流ヒューズ機能付温度ヒューズ１０は、リード部材１５、１６の電極部１１、１２間に架設したフラックス被膜付低融点可溶合金１７のヒューズエレメント１９と、リ−ド部材１５、１６の導出部１３、１４の少なくとも一方に設けた発熱手段３０と、ヒューズエレメント１９を密閉封止する気密パッケージ２０とにより構成され、発熱手段３０をパンチング加工の窓穴３１やレーザトリミング加工の切り欠き３２など、調整容易な加工処理で所定の抵抗値に設定する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱感応ヒューズエレメントを接合させて架設する一対のリード部材と、このヒューズエレメントを収容する気密パッケージとを具備し、前記気密パッケージは前記リード部材を固定配置する絶縁ケースおよびこの絶縁ケースの開口をカバーするキャップからなり、前記リード部材は所定の抵抗値を付与する発熱手段を形成したパッケージ外部に延び出る導出部とパッケージ内部で前記ヒューズエレメントを溶着する電極部とを有する電流ヒューズ機能付温度ヒューズ。
【請求項２】
前記発熱手段は前記リード部材の少なくとも一方の導出部に加工処理して形成する断面形状の変形部分から成ることを特徴とする請求項１に記載の電流ヒューズ機能付温度ヒューズ。
【請求項３】
前記発熱手段は前記リ−ド部材の少なくとも一方の導出部に切り込みまたは切り欠きを形成して所定の抵抗値にしたことを特徴とする請求項１に記載の電流ヒューズ機能付温度ヒュ−ズ。
【請求項４】
前記リ−ド部材の導出部は任意形状のトリミング加工により前記発熱手段を所定の抵抗値に設定したことを特徴とする請求項１に記載の電流ヒューズ機能付ヒューズ。
【請求項５】
前記リ−ド部材の導出部は任意形状のパンチング加工により前記発熱手段を所定の抵抗値に設定したことを特徴とする請求項１に記載の電流ヒューズ機能付ヒューズ。
【請求項６】
前記リード部材はそれ自体に抵抗を有する熱伝導性導体からなり、その内方先端側電極部にめっきが施されて前記ヒュ−ズエレメントが接合され、外方側導出部に任意形状の窓穴または窪み変形を形成して前記発熱手段としたことを特徴とする請求項１に記載の電流ヒューズ機能付温度ヒュ−ズ。
【請求項７】
前記ヒュ−ズエレメントは低融点可溶合金であることを特徴とする請求項１に記載の電流ヒューズ機能付温度ヒュ−ズ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電流による発熱を利用する電流ヒューズ機能付温度ヒューズ、特に熱感応のヒューズエレメントを気密パッケージ内に収容しリード部材の導出部を部分的加工処理してジュール熱を発生させる発熱体とした電流値によって作動させる温度ヒュ−ズに関する。
【０００２】
【従来の技術】電流ヒュ−ズと温度ヒュ−ズの複合化は周知であり、各ヒュ−ズエレメントを並列に接続したり、中間電極を設けて直列に接続したりして絶縁パッケ−ジするものがある。こうした複合タイプのヒュ−ズは、携帯型電気電子機器類で使用される２次電池の保護手段として利用される。特に、エネルギ−密度や動作電圧が高くてライフサイクルの長いリチウイオン２次電池では電池パック内に電流ヒュ−ズと温度ヒュ−ズがセットとして使用されている。
【０００３】電流ヒュ−ズは、通常定格電流の２倍以上の過電流に対し１分以内に作動させることを要求する規格もあるが、定格電流が２倍未満でも通電時間が１分以上の長時間にわたると電流ヒュ−ズが溶断することなくジュ−ル熱を発生して過熱による危険状態を招くことがあり、こうした危険の回避に温度ヒュ−ズを併設して安全に溶断させて過熱状態から脱却させる。この種複合タイプのヒュ−ズとして、一対のリ−ド導体の先端部を樹脂ベースフィルムに固着すると共にこれらの導体先端部間に中間電極を設け、一方の側に温度ヒュ−ズエレメント、他方の側に電流ヒュ−ズエレメントを接続した複合ヒュ−ズが知られている。また、このような複合ヒュ−ズの製造には外枠を有するリ−ドフレ−ムを用い、これに樹脂ベ−スフィルムを固着して中間電極と一対のリ−ド導体の各先端部との間に各ヒュ−ズエレメントを接続している（特開平７−２１８８７号、特開２０００−１２３６９４号および特開２０００−１３３１０２号公報参照）。
【０００４】一方、温度ヒュ−ズは、被保護機器の過電流により生ずる過大発熱で作動させるほかに、機器に生ずる異常信号を検知しこの信号により抵抗発熱させて作動させることが知られている。例えば、一般に二次電池では過充電および過放電を防止するために復帰型と非復帰型の二重の保護回路を設けるのが望まれ、電池の電圧が所定の設定電圧を越えたとき充電電流を遮断する復帰型保護回路と、その保護回路が何らかの原因で作動せず電池電圧が異常に上昇したとき電流ヒューズ機能付温度ヒューズを溶断する非復帰型保護回路とで安全性の高い保護装置を構成することが知られている。非復帰型保護回路で使用する温度ヒューズは、充電器と電池との間に直列接続した２個の可溶体エレメントおよびこれらのエレメントと熱的に結合する発熱素子の抵抗により構成された抵抗内蔵温度ヒューズとも呼ばれるものであって、発熱素子は電池電圧を検知し電池電圧が設定値以上になるとオン信号を出力する電圧検出回路のオン信号で動作するようにしている（特開平１０−５６７４２号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、発熱体の過熱により温度ヒューズを作動させる前述の電流ヒューズ機能付温度ヒュ−ズでは、発熱素子と熱感応ヒューズエレメントとが使い分けられるために本体サイズの見直しの必要があり、また、抵抗値の選定では電流ヒューズ部分の長さや太さの制約があった。例えば、同じ太さのヒューズ線材を使用する場合に、抵抗値を高くするにはヒューズ線材を長くする必要があり、逆に同一の長さ寸法で抵抗値を低くするには太いヒューズ線材が必要になる。それゆえ、限られた寸法内で所定の抵抗値を得ることが困難であり、これを解決する電流ヒューズ機能付温度ヒューズの提案が望まれていた。
【０００６】したがって、この発明は上記欠点に鑑みて提案されたものであリ、電流値によって温度ヒューズを動作させる場合、温度ヒューズ自体の外形サイズを変えることなく、発熱手段としての抵抗値の選定を正確かつ調整容易に実現する新規かつ改良された電流ヒューズ機能付温度ヒューズの提供を目的とする。
【０００７】さらに、本発明の他の目的は、電流ヒューズエレメントやケース本体を変えることなく、リード部材の一部分を切り欠きや変形加工を施して電気抵抗を可変にする発熱体とし、そのジュール熱を利用した電流値によって作動する電流ヒューズ機能付温度ヒューズを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の電流ヒューズ機能付温度ヒューズは、熱感応するヒューズエレメントを例えば、溶接等により、直接接合させて架設配置する一対のリード部材と、このリード部材を固定配置する絶縁ケースおよびこのヒューズエレメントをカバーするキャップからなる気密パッケージとを具備し、一対のリード部材は気密パッケージの内部にヒューズエレメントを装着する電極部および気密パッケージの外部に延びる導出部を有し、この導出部をその断面形状の任意な選定で所定の抵抗値を付与してジュール熱の発熱手段としたものである。ジュール熱の発熱手段はリ−ド部材の少なくとも一方の導出部を加工して所定の抵抗値にしたことを特徴とするものであり、平板状導体からなる導出部の任意形状のトリミング加工やパンチング加工等により確実かつ調整容易に所定の抵抗値を得ることができる。
【０００９】本発明の別の観点によれば、一対リード部材は電極部および導出部を有しており、導出部を所定形状のレーザトリミングやパンチング加工で徐々に切り欠き、それによってこの部分の抵抗値を所望する値に選定してジュール熱を生じさせる発熱手段としている。したがって、温度ヒューズ自体の本体外形サイズを変えることなく所望する値の電流ヒューズ機能付温度ヒューズが開示される。
【００１０】
【発明の実施の形態】電極部と導出部から成る一対のリ−ド部材と、このリ−ド部材の電極部に架設した低融点可溶合金のヒューズエレメントと、一対のリード部材を固着した絶縁ケースおよびこのケースの開口をカバーするキャップから成る気密パッケージとにより構成され、一対のリ−ド部材の少なくとも一方の導出部を断面形状の変形加工により所定の抵抗値を得るような発熱手段とした電流ヒューズ機能付温度ヒューズである。ここで電流ヒューズ機能は導出部の許容電流に見合った断面形状であり、リード部材には例えばＦｅ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｕなどの熱伝導良好な平板状導体が使用され、熱感応するヒュ−ズエレメントには所定の溶融温度を有する低融点可溶合金を表面にフラックス被膜を形成して使用される。例えば、すず（Ｓｎ）、インジウム（Ｉｎ）、鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、銀（Ａｇ）および銅（Ｃｕ）を含む金属グル−プから選ばれる２種以上の組成からなる可溶合金があり、その組成比により６０〜１９０℃の動作温度範囲内で溶断温度が決められる。具体的に動作温度が９８℃の温度ヒュ−ズにはＳｎ−Ｐｂ−Ｂｉを含む三元合金材、動作温度が１８０℃の温度ヒュ−ズにはＳｎ−Ｐｂの二元合金材がそれぞれ使用される。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例である電流ヒューズ機能付温度ヒューズについて詳述する。電流ヒューズ機能付温度ヒューズ１０は、図１および２に示すように、電極部１１、１２と導出部１３、１４を有する一対のリ−ド部材１５、１６と、各リ−ド部材の電極部１１、１２間に架設した低融点可溶合金１７の表面にフラックス被膜１８を形成したヒューズエレメント１９と、このヒューズエレメント１９を密閉封止する気密パッケージ２０とにより構成されたラジアルリード型チップタイプ構造である。気密パッケージ２０は一対のリード部材１５、１６を所定位置に固定配置する絶縁ケース２１およびこの絶縁ケース２１の開口をカバーするキャップ２２により構成される。一対のリ−ド部材１５、１６の導出部１３、１４は、少なくとも一方の一部分が発熱手段３０として機能するように断面形状変形部分として平面的パンチング窓穴３１が多数形成され所定の抵抗値になるよう設定される。導出部１３、１４の両方に発熱手段３０を形成すれば消費するエネルギーは倍増してジュール熱も増大して温度上昇が早まり、温度ヒューズの動作時間は短縮される。したがって、発熱手段３０はリード部材導出部１３および１４の断面形状を変えて所定の抵抗値を得るように調整する。この結果、発熱手段３０が電流ヒュ−ズ機能として発生するジュール熱を熱感応するヒューズエレメント１９に熱伝達されて所定の動作温度で電路が遮断され、カット−オフ状態になる。熱感応ヒュ−ズエレメント１９は低融点可溶合金１７を一対のリ−ド部材１５、１６の先端側のめっき処理された電極部１１、１２間に溶着して架設され、架設装着後、この低融点可溶合金１７の表面にフラックス被膜１８を塗布形成する。
なお、この実施例では、理解を容易にするために、リ−ド部材１５、１６およびこれらに両端を溶接等により接合した熱感応ヒュ−ズエレメント１９を、絶縁ケース２１内に浮かせて架設しているが、勿論浮かせることは必要な条件ではなく、絶縁ケース２１の内底面に貼り付けるなどの設計としても差し支えない。
【００１２】上述の実施例の変形例として、発熱手段３０はリード部材の導出部１３、１４に関して異なる手法で所望する抵抗値を得ることができる。例えば、平板状導体のリード部材の場合に、図２に示すように、パンチング加工による円形状窓穴とするほか窓穴の形状や面積を変えたり、穴数を変えたりすることができる。特に、抵抗値の調整にはパンチングする穴数や窪み程度で肉厚を変える方法もある。別の手法としては、図３に示すような切り込み３２をレーザ光を照射する加工法によりトリミングすることもでき、この場合レーザ加工の際には抵抗値の変化を監視しつつトリミング加工すれば抵抗値の微調整も容易にできる。さらには、抵抗値の調整は切り込みや切り欠き部分の形状や切り込み数を変えてもよく、抵抗値の設定も容易にできる。したがって、本発明の電流ヒューズ機能付温度ヒューズは、温度ヒューズ本来の寸法構造や使用するヒューズエレメントの特性・形状を変えることなく、単にリード部材の導出部を加工することで所望する発熱抵抗体とすることができる。
【００１３】
【発明の効果】本発明による電流ヒューズ機能付温度ヒュ−ズは、リ−ド部材の導出部を発熱手段に利用するから、所望する抵抗値で気密パッケージや温度ヒューズ自体の外形サイズや構造の大きな変更を必要としない。特に、ヒューズエレメントおよび気密パッケージを共通にした状態でリード部材導出部を加工処理するので任意の電流ヒューズ機能を確実かつ調整容易に付与し得る電流ヒューズ機能付温度ヒューズが提供できる。
【００１４】一方、リード部材の導出部の一部分を発熱体とするので使用目的に応じて動作温度と動作時間を任意に設定し、そのために所望する抵抗値の微調整を容易に実現するから、小型薄型化したチップタイプの温度ヒュ−ズにも容易に適応できるなど工業的価値を高める。加えて、発熱手段の調整作業の効率化や共通部品の使用で量産化に適し、コスト低減化と同時に品質の安定化や信頼性の向上に役立つなどの実用的効果が期待される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例である電流ヒューズ機能付温度ヒューズの要部断面図。
【図２】本発明の実施例である電流ヒューズ機能付温度ヒューズの部分切り欠き平面図。
【図３】本発明の実施例である電流ヒューズ機能付温度ヒューズの導出部の変形例を示す平面図。
【符号の説明】
１０　　　　　　　電流ヒュ−ズ機能付温度ヒューズ
１１、１２　　　　電極部
１３、１４　　　　導出部
１５、１６　　　　リード部材
１７　　　　　　　低融点可溶合金
１８　　　　　　　フラックス被膜
１９　　　　　　　ヒューズエレメント
２０　　　　　　　気密パッケ−ジ
２１　　　　　　　絶縁ケース
２２　　　　　　　キャップ
３０　　　　　　　発熱手段
３１　　　　　　　窓穴（断面形状変形部分）
３２　　　　　　　切り込み（レ−ザトリミング等）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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