(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の温度で溶断する温度ヒューズ用素子であって、
Ｂｉを０．５〜１５質量％、Ｉｎを４５〜５５質量％、Ｚｎを０．５〜５質量％含有し、且つ残りをＳｎとしたＳｎ−Ｂｉ−Ｉｎ−Ｚｎ合金からなることを特徴とする温度ヒューズ用素子。
【請求項２】
所定の温度で溶断する温度ヒューズ用素子であって、
Ｂｉを０．５〜１５質量％、Ｉｎを４８〜５５質量％、Ｚｎを１．３〜５質量％含有し、且つ残りをＳｎとしたＳｎ−Ｂｉ−Ｉｎ−Ｚｎ合金からなることを特徴とする温度ヒューズ用素子。
【請求項３】
所定の温度で溶断する可溶合金を備える温度ヒューズであって、
前記可溶合金は、Ｂｉを０．５〜１５質量％、Ｉｎを４５〜５５質量％、Ｚｎを０．５〜５質量％含有し、且つ残りをＳｎとしたＳｎ−Ｂｉ−Ｉｎ−Ｚｎ合金から構成されることを特徴とする温度ヒューズ。
【請求項４】
所定の温度で溶断する可溶合金を備える温度ヒューズであって、
前記可溶合金は、Ｂｉを０．５〜１５質量％、Ｉｎを４８〜５５質量％、Ｚｎを１．３〜５質量％含有し、且つ残りをＳｎとしたＳｎ−Ｂｉ−Ｉｎ−Ｚｎ合金から構成されることを特徴とする温度ヒューズ。
【請求項５】
電池本体と、前記電池本体が異常発熱した際に電流を遮断するように電気的に接続された温度ヒューズとを備え、
前記温度ヒューズは、所定の温度で溶断する可溶合金を備え、
前記可溶合金は、Ｂｉを０．５〜１５質量％、Ｉｎを４５〜５５質量％、Ｚｎを０．５〜５質量％含有し、且つ残りをＳｎとしたＳｎ−Ｂｉ−Ｉｎ−Ｚｎ合金からなることを特徴とする電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度ヒューズ用素子、温度ヒューズ及びそれを用いた電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器に用いられているＣｄ、Ｐｂが自然環境中に溶出することが問題になり、電子機器に対してＣｄフリー、Ｐｂフリーの要求が高まっている。このため、電子機器を保護するために使用される温度ヒューズにおいても、Ｐｂ、Ｃｄを含まないものが望まれている。
【０００３】
特に、携帯電話などの電源に用いるパック電池では、スポット溶接を用いて電池と温度ヒューズとの接続を行い、電池の充放電を制御する保護回路においても、Ｐｂフリーはんだを用いるようになってきているため、Ｐｂ、Ｃｄを含まない温度ヒューズが強く要求されている。
【０００４】
上記のパック電池は、小形化によりその熱容量が小さくなるため、発熱時における昇温速度が速くなる傾向が進んでいる。このため、温度ヒューズは、異常時に早く電流を遮断するために、動作温度が８５〜１０８℃という低いものが要求されている。
【０００５】
また、パック電池が、例えば炎天下で使用された場合、周囲の温度と電池による発熱とにより、電池の表面温度が５５℃程度の状態で使用される場合がある。このため、温度ヒューズには、５５℃程度の状態で長時間使用された場合でも、その機能を確保することが要求される。
【０００６】
図７は、従来の温度ヒューズの断面図である。図７に示すように、従来の温度ヒューズは、両端に開口部を有する円筒状の絶縁ケース１と、絶縁ケース１内に配設された略円柱状又は略角柱状の可溶合金２と、可溶合金２の両端部に一端部が接続され、且つ他端部が絶縁ケース１の開口部から絶縁ケース１外に導出される一対のリード導体３と、可溶合金２に塗布されたフラックス（図示せず）と、絶縁ケース１の両端開口部を封口する封口体４とを備えた構成となっている。
【０００７】
例えば、８５〜１０８℃で動作する温度ヒューズにおいては、可溶合金２は、Ｓｎ−Ｃｄ−Ｉｎ共晶合金（融点９３℃）、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｐｂ共晶合金（融点９５℃）から構成されていた。なお、このような従来の温度ヒューズとしては、例えば、特許文献１に開示される合金型温度ヒューズがある。
【特許文献１】特開２０００−９０７９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来の温度ヒューズにおいては、可溶合金２をＰｂ又はＣｄを含有する合金から構成しているため、この温度ヒューズを用いた電子機器が廃棄されると、Ｐｂ、Ｃｄが自然環境に溶出して自然環境を害する可能性がある。
【０００９】
本発明の目的は、自然環境を害することを抑制することができる温度ヒューズ用素子、温度ヒューズ及びそれを用いた電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一局面に従う温度ヒューズ用素子は、所定の温度で溶断する温度ヒューズ用素子であって、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｉｎ−Ｚｎ合金からなるものである。
【００１１】
この温度ヒューズ用素子においては、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｉｎ−Ｚｎ合金から構成されるので、従来のように温度ヒューズ用素子の中にＰｂ及びＣｄが含有されず、自然環境を害することを抑制することができる温度ヒューズ用素子を提供することができる。
【００１２】
温度ヒューズ用素子は、Ｂｉを０．５〜１５質量％、Ｉｎを４５〜５５質量％、Ｚｎを０．５〜５質量％含有し、且つ残りをＳｎとしたＳｎ−Ｂｉ−Ｉｎ−Ｚｎ合金からなることが好ましい。この場合、８５℃〜１０７℃までの任意の動作温度の温度ヒューズ用素子を提供することができる。
【００１３】
温度ヒューズ用素子は、Ｂｉを０．５〜１５質量％、Ｉｎを４８〜５５質量％、Ｚｎを１．３〜５質量％含有し、且つ残りをＳｎとしたＳｎ−Ｂｉ−Ｉｎ−Ｚｎ合金から構成することがより好ましい。
【００１４】
この場合、フラックスの融点を超える温度で温度ヒューズ用素子を長時間使用することができるとともに、配合バラツキに対する融点の変動が小さくなり、溶断温度の精度の優れた温度ヒューズ用素子を提供することができる。
【００１５】
温度ヒューズ用素子は、Ｉｎを４５〜５５質量％、Ｚｎを０．５〜５質量％含有し、且つ残りをＳｎとしたＳｎ−Ｉｎ−Ｚｎ合金から構成してもよい。
【００１６】
この場合、Ｓｎ−Ｉｎ−Ｚｎ合金の融点が約１０７℃となり、また、固相線温度と液相線温度との差が小さくなって固液混合の温度幅が小さくなるため、動作温度のバラツキが小さい動作温度１０７℃前後の温度ヒューズ用素子を提供することができる。
【００１７】
温度ヒューズ用素子は、Ｉｎを４８〜５５質量％、Ｚｎを１．３〜５質量％含有し、且つ残りをＳｎとしたＳｎ−Ｉｎ−Ｚｎ合金から構成することがより好ましい。
【００１８】
この場合、フラックスの融点を超える温度で温度ヒューズ用素子を長時間使用することができるとともに、配合バラツキに対する融点の変動は小さくなり、溶断温度の精度の優れた温度用ヒューズ素子を提供することができる。
【００１９】
本発明の他の局面に従う温度ヒューズ用素子は、所定の温度で溶断する可溶合金を備える温度ヒューズであって、可溶合金は、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｉｎ−Ｚｎ合金から構成される。
【００２０】
この温度ヒューズ用素子においては、可溶合金がＳｎ−Ｂｉ−Ｉｎ−Ｚｎ合金から構成されるので、従来のように可溶合金の中にＰｂ及びＣｄが含有されず、自然環境を害することを抑制することができる温度ヒューズを提供することができる。
【００２１】
可溶合金は、Ｂｉを０．５〜１５質量％、Ｉｎを４５〜５５質量％、Ｚｎを０．５〜５質量％含有し、且つ残りをＳｎとしたＳｎ−Ｂｉ−Ｉｎ−Ｚｎ合金から構成されることが好ましい。この場合、８５℃〜１０７℃までの任意の動作温度の温度ヒューズを提供することができる。
【００２２】
可溶合金は、Ｂｉを０．５〜１５質量％、Ｉｎを４８〜５５質量％、Ｚｎを１．３〜５質量％含有し、且つ残りをＳｎとしたＳｎ−Ｂｉ−Ｉｎ−Ｚｎ合金から構成することがより好ましい。
【００２３】
この場合、フラックスの融点を超える温度で温度ヒューズを長時間使用することができるとともに、配合バラツキに対する融点の変動は小さくなり、溶断温度の精度の優れた温度ヒューズを提供することができる。
【００２４】
可溶合金は、Ｉｎを４５〜５５質量％、Ｚｎを０．５〜５質量％含有し、且つ残りをＳｎとしたＳｎ−Ｉｎ−Ｚｎ合金から構成してもよい。
【００２５】
この場合、Ｓｎ−Ｉｎ−Ｚｎ合金の融点が約１０７℃となり、また固相線温度と液相線温度との差が小さくなって固液混合の温度幅が小さくなるため、動作温度のバラツキが小さい動作温度１０７℃前後の温度ヒューズを提供することができる。
【００２６】
可溶合金は、Ｉｎを４８〜５５質量％、Ｚｎを１．３〜５質量％含有し、且つ残りをＳｎとしたＳｎ−Ｉｎ−Ｚｎ合金から構成してもよい。
【００２７】
この場合、フラックスの融点を超える温度で温度ヒューズを長時間使用することができるとともに、配合バラツキに対する融点の変動は小さくなり、溶断温度の精度の優れた温度ヒューズを提供することができる。
【００２８】
可溶合金にフラックスが塗布され、フラックスの融点が６０℃以上であることが好ましい。
【００２９】
この場合、温度ヒューズを５５℃程度で長時間使用しても、フラックスに含まれる活性剤が減少するのを小さくすることができ、その結果、速断性が長時間確保できる温度ヒューズを提供することができる。
【００３０】
可溶合金にフラックスが塗布され、フラックス中に臭素系活性剤を添加することが好ましい。
【００３１】
この場合、フラックスの融点を越える温度で長時間使用しても、フラックスに含まれる活性剤が減少するのを小さくすることができ、その結果、速断性が長時間確保できる温度ヒューズを提供することができる。
【００３２】
温度ヒューズは、一対の金属端子と、一対の金属端子が取り付けられる第１の絶縁フィルムと、第１の絶縁フィルムとの間に空間を形成するように第１の絶縁フィルムに取り付けられる第２の絶縁フィルムとをさらに備え、可溶合金は、第１の絶縁フィルムと第２の絶縁フィルムとの間に配置され、一対の金属端子の先端部間に接続されることが好ましい。
【００３３】
この場合、第１の絶縁フィルムと第２の絶縁フィルムとが可溶合金を覆い、可溶合金が設けられた部分を除いた箇所において、第１の絶縁フィルムの外周部と第２の絶縁フィルムの外周部とを封止によって固着することにより可溶合金を密閉し、可溶合金の劣化を防止することができる。
【００３４】
第１の絶縁フィルム、第２の絶縁フィルム、可溶合金を備えた温度ヒューズ本体部の長さをＬａとしたとき、Ｌａを２．０ｍｍ〜７．５ｍｍの範囲に設定することが好ましい。この場合、温度ヒューズの小型化を図ることができる。
【００３５】
第１の絶縁フィルムの外表面から第２の絶縁フィルムの外表面までの厚さをＬｂとしたとき、Ｌｂを０．４ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲に設定することが好ましい。この場合、温度ヒューズの薄型化が図ることができる。
【００３６】
金属端子の端部に凸部が形成され、凸部が第１の絶縁フィルムから第２の絶縁フィルム側へ突出するように一対の金属端子が第１の絶縁フィルムに取り付けられ、可溶合金が凸部に接続されることが好ましい。この場合、第１の絶縁フィルムに一対の金属端子を正確に取り付けることができ、薄形温度ヒューズを高精度に製造することができる。
【００３７】
第１の絶縁フィルム及び第２の絶縁フィルムから延出する、金属端子の端部に凸部が形成されることが好ましい。この場合、金属端子と外部配線とを電気溶接により接続する場合、凸部において接続を行えば、溶接電流を集中させることができるため、溶接強度及び溶接位置が安定し、生産性を向上させることができる。
【００３８】
温度ヒューズは、開口部を有する有底筒状の絶縁ケースと、絶縁ケースの開口部から絶縁ケース外に同一方向となるように一端部が導出される一対のリード導体と、絶縁ケースの開口部を封口する封口体とをさらに備え、可溶合金は、絶縁ケース内に配設され、一対のリード導体の他端部に接続されるようにしてもよい。
【００３９】
この場合、可溶合金に他端部が接続された一対のリード導体は、一端部を絶縁ケースの開口部より絶縁ケース外に同一方向となるように導出させているため、この温度ヒューズを電池等へ取り付ける場合の自由度を向上させることができる。
【００４０】
温度ヒューズは、両端に開口部を有する円筒状の絶縁ケースと、絶縁ケースの両端開口部から絶縁ケース外に一端部が導出される一対のリード導体と、絶縁ケースの両端開口部を封口する封口体とをさらに備え、可溶合金は、絶縁ケース内に配設され、一対のリード導体の他端部に接続されるようにしてもよい。
【００４１】
この場合、可溶合金を内部に配設する絶縁ケースは、両端に開口部を有する円筒状に構成されているため、この温度ヒューズを電池等へ取り付ける場合、その取り付けに方向性がなく、製造時の取り扱いが容易となる。
【００４２】
本発明のさらに他の局面に従う電池は、電池本体と、電池本体が異常発熱した際に電流を遮断するように電気的に接続された温度ヒューズとを備え、温度ヒューズは、所定の温度で溶断する可溶合金を備え、可溶合金は、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｉｎ−Ｚｎ合金から構成される。
【００４３】
この電池においては、従来のように温度ヒューズの可溶合金の中にＰｂ及びＣｄが含有されず、自然環境を害することを抑制することができる電池を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
（第１の実施例）
図１は、本発明の第１の実施例における薄形温度ヒューズの構成を示す図であり、図１の（ａ）は上面図、図１の（ｂ）は図１の（ａ）におけるI−I線断面図、図１の（ｃ）は図１の(ａ)における一部切欠き図である。
【００４５】
図１の（ａ）及び（ｂ）に示すように、薄形温度ヒューズは、一対の金属端子１２と、一対の金属端子１２が取り付けられる第１の絶縁フィルム１１と、第１の絶縁フィルム１１との間に空間を形成するように第１の絶縁フィルム１１に取り付けられる第２の絶縁フィルム１４と、第１及び第２の絶縁フィルム１１，１４間に配置され、一対の金属端子１２の先端部間に接続される可溶合金１３とを備える。
【００４６】
絶縁フィルム１１は、単層構造をなすシート状の絶縁フィルムであり、第１の絶縁フィルム１１より幅が狭い一対の金属端子１２が第１の絶縁フィルム１１に取り付けられる。可溶合金１３は、温度ヒューズ用素子を構成し、第１の絶縁フィルム１１の上面中央部において一対の金属端子１２の先端部間に橋設され、第１の絶縁フィルム１１の上方に位置して一対の金属端子１２の先端部間に接続される。
【００４７】
可溶合金１３の周囲には、ロジンにステアリン酸アミドなどからなるワックス成分及び活性剤を添加した樹脂から構成されるフラックス（図示せず）が塗布されている。第２の絶縁フィルム１４は、単層構造をなすシート状の絶縁フィルムであり、可溶合金１３の上方に位置し、且つ第１の絶縁フィルム１１との間に内部空間を形成するように第１の絶縁フィルム１１に封止により取り付けられる。
【００４８】
このように、第１の絶縁フィルム１１と第２の絶縁フィルム１４とが可溶合金１３を覆い、可溶合金１３が設けられた部分を除いた箇所において、第１の絶縁フィルム１１の外周部と第２の絶縁フィルム１４の外周部とを封止によって固着することにより可溶合金１３を密閉し、可溶合金１３の劣化を防止することができる。
【００４９】
第１の絶縁フィルム１１及び第２の絶縁フィルム１４の厚さは、０．１５ｍｍ以下であることが好ましい。厚さが０．１５ｍｍを超えると、温度ヒューズ自体の厚みが厚くなって薄形には不向きとなるからである。
【００５０】
第１の絶縁フィルム１１及び第２の絶縁フィルム１４を構成する具体的な材料としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＡＢＳ樹脂、ＳＡＮ樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ノリル、塩化ビニール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂、ＰＰＳ樹脂、ポリアセタール、フッ素系樹脂、ポリエスターのいずれかを主成分とする樹脂（好ましくは熱可塑性樹脂）が挙げられる。
【００５１】
なお、本実施例においては、第１の絶縁フィルム１１及び第２の絶縁フィルム１４は単層構造としているが、この例に特に限定されず、異なる材料のシートを積層して構成してもよい。例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）で構成されたフィルムと、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）で構成されたフィルムを積層して構成すれば、第１の絶縁フィルム１１自体及び第２の絶縁フィルム１４自体の強度アップを行うことができ、これにより、機械的強度を向上させることができる。また、第１の絶縁フィルム１１及び第２の絶縁フィルム１４を積層構造で作製する場合には、上記材料の組み合わせ以外に耐熱性が低い材料と耐熱性が高い材料の組み合わせで行うことも可能である。
【００５２】
第１の絶縁フィルム１１、第２の絶縁フィルム１４、可溶合金１３を備えた温度ヒューズ本体部の長さ、すなわち第１の絶縁フィルム１１及び第２の絶縁フィルム１４の長辺の長さをＬａとしたとき、Ｌａが２．０ｍｍ未満の場合は、溶断後の絶縁距離が確保できず、一方、Ｌａが７．５ｍｍを超える場合は、小形の電池に薄形温度ヒューズを設置する場合、その設置に必要な面積が大きくなるため、実用的ではない。したがって、温度ヒューズ本体部の長さＬａは、２．０ｍｍ〜７．５ｍｍであることが好ましい。
【００５３】
また、第１の絶縁フィルム１１の外表面から第２の絶縁フィルム１４の外表面までの厚さ、すなわち第１の絶縁フィルム１１の下面から第２の絶縁フィルム１４の上面までの厚さをＬｂとしたとき、Ｌｂが０．４ｍｍ未満の場合は、可溶合金１３を収納する空間が確保できず、一方、Ｌｂが１．５ｍｍを超える場合は、薄形温度ヒューズが使用される電池が有する突起、例えば電極などの突起に対して、薄形温度ヒューズの厚さが厚くなるため、電池の小形化を阻害することになる。したがって、第１の絶縁フィルム１１の下面から第２の絶縁フィルム１４の上面までの厚さＬｂは、０．４ｍｍ〜１．５ｍｍであることが好ましい。
【００５４】
一対の金属端子１２は、帯状又は線状の形状を有し、主材料がニッケルの金属、銅ニッケルなどのニッケル合金、ニッケル単体、又はニッケル合金に他の元素を添加したものなどから構成される。例えば、金属端子１２をニッケルが９８％以上の材料から構成した場合、電気抵抗率が６．８×１０−８Ω・ｍ〜１２×１０−８Ω・ｍと低くなるため、耐腐食性などの信頼性を飛躍的に向上させることができる。
【００５５】
金属端子１２自体の厚みは、０．１５ｍｍ以下であることが好ましい。厚みが０．１５ｍｍを超えると、温度ヒューズ自体の厚みが厚くなって薄形には不向きとなるからである。
【００５６】
また、金属端子１２として、ヤング率が３×１０１０Ｐａ〜８×１０１０Ｐａで、且つ引張り強さが４×１０８Ｐａ〜６×１０８Ｐａである材料を用いることが好ましい。この場合、取扱時又は輸送時に誤って曲げてしまうことがなく、且つ端子曲げ加工も容易となり、しかも曲げ加工で断線などが生じることも防止できる。
【００５７】
すなわち、金属端子１２のヤング率が３×１０１０Ｐａ未満であると、金属端子１２が容易に曲がりやすくなるため、曲げてはいけない部分（例えば金属端子１２の端部の電気的接続部分）が凹凸になりやすく、これにより、可溶合金１３との溶接による電気的接続が困難になるという不具合が生じる。一方、ヤング率が８×１０１０Ｐａを超えると、金属端子１２における曲げたい部分が曲げにくかったり、又は折れて断線するという不具合が生じる。また、金属端子１２の引張り強さが４×１０８Ｐａ未満であると、曲がりやすいという不具合が生じ、一方、引張り強さが６×１０８Ｐａを超えると、金属端子１２における曲げたい部分が曲げにくかったり、又は折れて断線するという不具合が生じる。
【００５８】
可溶合金１３は、断面円形の線状に加工したものを圧潰加工することにより、断面形状が矩形又は楕円形をなす厚さ０．４ｍｍ以下の線状に構成し、これを適当な長さに切断して作製することができる。可溶合金１３を線状に加工する方法として、ダイス引き加工、ダイス押し出し加工等を用いることができる。また、金属端子１２と可溶合金１３との接続は、レーザー溶接、熱溶接、超音波溶接などを用いて行うことができ、特に、レーザー溶接を用いた場合は、発熱部を小さくできるため、可溶合金１３の溶接部以外を損傷させることなく接続することができる。
【００５９】
また、Ｓｎ−Ｉｎ−Ｚｎ合金にＢｉを加えて、Ｓｎの含有量を減らすと、融点を下げることができるので、Ｂｉを０．５〜１５質量％、Ｉｎを４５〜５５質量％、Ｚｎを０．５〜５．０質量％含有し、且つ残りがＳｎであるＳｎ−Ｂｉ−Ｉｎ−Ｚｎ合金から可溶合金１３を構成する。この場合、８５℃〜１０７℃までの任意の動作温度の薄形温度ヒューズを提供することができる。すなわち、Ｂｉが１５質量％を越せると、融点が８５℃未満となり、また、固相線温度と液相線温度との差が大きくなって動作温度のバラツキが大きくなるため、実用的な薄形温度ヒューズを提供することができないからである。
【００６０】
また、上記のＳｎ−Ｂｉ−Ｉｎ−Ｚｎ合金において、Ｚｎが５．０質量％を超えると、溶融した可溶合金１３の粘性が高くなるため、可溶合金１３が溶融してから溶断するまでの時間にバラツキが生じやすくなる。このため、Ｚｎの組成比は５．０質量％以下であることが好ましい。
【００６１】
さらに、可溶合金１３に塗布されたフラックスが溶融状態である場合、可溶合金１３を構成する金属のうちＩｎ及びＺｎは、他の金属に比べてフラックスとの反応性が高いため、これらの金属の配合比が減少していく場合がある。このため、フラックスの融点を超える温度で温度ヒューズを長時間使用する場合は、これらの金属の配合比を高めに設定しておく必要がある。したがって、上記のＳｎ−Ｂｉ−Ｉｎ−Ｚｎ合金において、Ｉｎは４８〜５５質量％、Ｚｎも同様に１．３〜５．０質量％とすることがより好ましい。
【００６２】
また、上記のＳｎ−Ｂｉ−Ｉｎ−Ｚｎ合金において、Ｚｎの配合比が１．３〜５．０質量％である場合、Ｚｎの配合比に対して融点が極めて安定したものとなるため、Ｚｎの配合比が１．３〜５．０質量％であれば、可溶合金１３の作成時の配合バラツキに対する融点の変動が小さくなり、溶断温度の精度の優れた薄形温度ヒューズを提供することができる。
【００６３】
さらに、フラックスの融点を超える温度で長時間使用するのであれば、前述の通り、さらにＺｎの配合比を高く設定する必要があり、この場合、Ｚｎの配合比は２．０〜５．０質量％であることが好ましい。
【００６４】
可溶合金１３に塗布されるフラックスは、ロジンにステアリン酸アミドなどからなるワックス成分、及び活性剤を添加した樹脂により構成されているが、このフラックスは可溶合金１３が溶融した時に、フラックス中のロジンの作用により可溶合金１３の表面張力を促進させ、速やかに可溶合金１３の分断を行うように作用する。
【００６５】
フラックスの融点は、ワックス成分の添加量を調整することにより、５０℃〜１２０℃程度の間で調整することができる。フラックスは、溶融状態でないと、可溶合金１３の表面張力を促進させる作用を発揮することができないため、ワックス成分の添加量によりフラックスの融点を可溶合金１３の融点より低くなるように設定する。なお、フラックスの融点は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）での測定において、その測定結果のピークとして測定される。
【００６６】
フラックスに添加される活性剤としては、アニリン塩酸塩、ヒドラジン塩酸塩、フェニルヒドラジン塩酸塩、テトラクロルナフタレン、メチルヒドラジン塩酸塩、メチルアミン塩酸塩、ジメチルアミン塩酸塩、エチルアミン塩酸塩、ジエチルアミン塩酸塩、ブチルアミン塩酸塩、シクロヘキシルアミン塩酸塩、ジエチルエタノールアミン塩酸塩などの塩素系活性剤を用いることができ、また、アニリン臭素酸塩、ヒドラジン臭素酸塩、フェニルヒドラジン臭素酸塩、臭化セチルピリジン、メチルヒドラジン臭素酸塩、メチルアミン臭素酸塩、ジメチルアミン臭素酸塩、エチルアミン臭素酸塩、ジエチルアミン臭素酸塩、ブチルアミン臭素酸塩、シクロヘキシルアミン臭素酸塩、ジエチルエタノールアミン臭素酸塩などの臭素系活性剤を用いることが好ましい。
【００６７】
塩素系活性剤は臭素系活性剤に比べＩｎ、Ｚｎとの反応性が高く、活性剤の減少が速いため、可溶合金１３がＳｎ−Ｂｉ−Ｉｎ−Ｚｎ合金から構成される場合、臭素系活性剤を用いれば、フラックスの融点を超える温度で温度ヒューズを使用しても、長時間活性剤の効果を維持できる。
【００６８】
また、活性剤は、ロジンの活性力を促進させるために０．１％〜３％程度添加されることが好ましい。この場合、例えば、１分あたり１℃で上昇する条件で薄形温度ヒューズを溶断させると、溶断温度が１℃〜２℃程度低下し、速断性に優れた薄形温度ヒューズを提供することができる。
【００６９】
さらに、フラックスが溶融状態にある場合、活性剤は可溶合金１３の中の金属と反応し、徐々にその量が減少する。したがって、フラックスの融点を６０℃以上にすれば、例えば、薄形温度ヒューズが電池パックなどに５５℃程度で長時間使用された場合においても、フラックス中の活性剤の減少はほとんど無く、速断性に優れた薄形温度ヒューズを提供することができる。
【００７０】
また、図１の（ｃ）に示すように、金属端子１２の先端部の上面には、可溶合金１３に対して濡れ性がよいＳｎやＣｕ等からなる金属層１６が設けられ、金属層１６と可溶合金１３とが接続されている。この場合、金属層１６を構成するＳｎやＣｕの可溶合金１３に対する濡れ性が、金属端子１２を構成するニッケルの濡れ性より良いため、溶断後の可溶合金１３の金属層１６への移動が促進され、この結果、速やかに可溶合金１３が分断される。
【００７１】
ここで、金属層１６のうち、可溶合金１３の長手方向に対して垂直方向の側部の面積をＳ１、可溶合金１３の端部より外側の面積をＳ２とした場合、溶融した可溶合金１３の面積Ｓ２の部分への移動量が大きいほど速やかに分断されるため、Ｓ１とＳ２の関係は、Ｓ１＜Ｓ２に設定することが好ましい。
【００７２】
金属層１６の材料としては、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｉｎの金属単体又はこれらの合金を用いることができる。また、金属層１６の材料として、可溶合金１３と同じ組成の合金を用いることが好ましい。この場合、金属層１６を構成する金属が可溶合金１３へ拡散しても、その拡散量は少量であるため、可溶合金１３の融点の変動は起こらない。
【００７３】
金属層１６の厚さは、１５μｍ以下であることが好ましい。１５μｍを超えると、金属層１６を構成する金属の可溶合金１３への拡散量が多くなるため、可溶合金１３の融点が変動し、温度ヒューズの動作温度のバラツキの原因となるからである。
【００７４】
上記したように、本実施例においては、第１の絶縁フィルム１１の上方に位置して一対の金属端子１２の先端部間に接続された温度ヒューズ用素子を構成する可溶合金１３を、Ｂｉを０．５〜１５質量％、Ｉｎを４５〜５５質量％、Ｚｎを０．５〜５．０質量％含有し、且つ残りがＳｎであるＳｎ−Ｂｉ−Ｉｎ−Ｚｎ合金から構成しているため、従来のように可溶合金の中にＰｂ及びＣｄが含有されるということはなくなり、その結果、自然環境を害することのない薄形温度ヒューズを提供することができる。
【００７５】
（第２の実施例）
図２は、本発明の第２の実施例における薄形温度ヒューズの構成を示す図であり、図２の（ａ）は上面図、図２の（ｂ）は図２の（ａ）におけるII−II線断面図である。図２に示す薄形温度ヒューズと図１に示す薄形温度ヒューズとで異なる点は、一対の金属端子１２ａを帯状に構成し、且つ金属端子１２ａの一部に凸部１５を設けた点であり、その他の点は図１に示す薄形温度ヒューズと同様であるので、詳細な説明を省略する。
【００７６】
図２に示すように、第１の絶縁フィルム１１及び第２の絶縁フィルム１４から延出する金属端子１２ａの端部に円形状の凸部１５が形成されている。本実施例では、第１の実施例と同様の効果を得ることができるとともに、一対の金属端子１２ａと外部配線（図示せず）とを電気溶接により接続する場合、凸部１５において接続を行えば、溶接電流を集中させることができるため、溶接強度及び溶接位置が安定し、生産性を向上させることができる。
【００７７】
（第３の実施例）
図３は、本発明の第３の実施例における薄形温度ヒューズの構成を示す図であり、図３の（ａ）は上面図、図３の（ｂ）は図１の（ａ）におけるIII−III線断面図、図３の（ｃ）は図３の(ａ)における一部切欠き図である。
【００７８】
図３に示す薄形温度ヒューズと図１に示す薄形温度ヒューズとで異なる点は、図３の（ｂ）及び（ｃ）に示すように、一対の金属端子１２ｂの各端部の一部が第１の絶縁フィルム１１ａの下面から上面に表出するように、一対の金属端子１２ｂが第１の絶縁フィルム１１ａに取り付けられている点であり、その他の点は図１に示す薄形温度ヒューズと同様であるので、詳細な説明を省略する。
【００７９】
図３の（ｂ）及び（ｃ）に示すように、金属端子１２ｂの内側の端部が略波型に折り曲げられて金属端子１２ｂの端部の一部に凸部１５ａが形成され、第１の絶縁フィルム１１ａには、凸部１５ａを取り付けるための切り欠き部１７が形成されている。凸部１５ａが切り欠き部１７に挿入されることにより、一対の金属端子１２ｂの凸部１５ａは、第１の絶縁フィルム１１ａから第２の絶縁フィルム１４側へ突出するように第１の絶縁フィルム１１ａに取り付けられる。可溶合金１３は、凸部１５ａの上面に接続される。このようにして、温度ヒューズ用素子を構成する可溶合金１３は、第１の絶縁フィルム１１ａと第２の絶縁フィルム１４との間に配置され、一対の金属端子１２ｂの先端部間に接続される。
【００８０】
上記のように、本実施例では、凸部１５ａを切り欠き部１７に係合させることにより一対の金属端子１２ｂと第１の絶縁フィルム１１ａとの位置関係を決定することができるので、第１の絶縁フィルム１１ａに一対の金属端子１２ｂを正確に取り付けることができ、薄形温度ヒューズを高精度に製造することができる。
【００８１】
また、本実施例の薄型温度ヒューズにおいても、上記した第１の実施例の薄形温度ヒューズと同様、可溶合金１３を、Ｂｉを０．５〜１５質量％、Ｉｎを４５〜５５質量％、Ｚｎを０．５〜５．０質量％含有し、且つ残りがＳｎであるＳｎ−Ｂｉ−Ｉｎ−Ｚｎ合金で構成しているため、従来のように可溶合金の中にＰｂ及びＣｄが含有されるということはなくなり、その結果、自然環境を害することのない薄形温度ヒューズを提供することができる。
【００８２】
また、本実施例においても、上記した第１の実施例と同様、可溶合金１３に塗布されるフラックスの融点を６０℃以上にしているため、例えば、温度ヒューズが電池パックなど用いられ、５５℃程度で長時間使用された場合においても、フラックス中の活性剤の減少はほとんど無く、速断性に優れた薄形温度ヒューズを提供することができる。
【００８３】
また、本実施例においても、上記した第１の実施例と同様、図３の（ｃ）に示すように、金属端子１２ｂの先端部の上面に、可溶合金１３に対して濡れ性がよいＳｎやＣｕ等からなる金属層１６を設け、金属層１６と可溶合金１３とが接続されている。この場合、金属層１６を構成するＳｎやＣｕの可溶合金１３に対する濡れ性が、金属端子１２ｂを構成するニッケルの濡れ性より良いため、溶断後の可溶合金１３の金属層１６への移動が促進され、この結果、速やかに可溶合金１３が分断される。
【００８４】
さらに、本実施例においても、上記した第１の実施例と同様、金属層１６のうち、可溶合金１３の長手方向に対して垂直方向の側部の面積をＳ１、可溶合金１３の端部より外側の面積をＳ２とした場合、溶融した可溶合金１３のＳ２への移動量が大きいほど速やかに分断されるため、Ｓ１とＳ２の関係は、上記した第１の実施例と同様に、Ｓ１＜Ｓ２に設定することが好ましい。
【００８５】
図４は、本発明による温度ヒューズを用いた電池の斜視図である。図４に示すように、温度ヒューズ２２は、電池本体２１の長辺側の一方の側面に取り付けられる。温度ヒューズ２２は、電池本体２１が異常発熱した際に電流を遮断するように電気的に接続され、電池本体２１から発生する熱が所定以上生ずると電流を遮断する。温度ヒューズ２２としては、上記の薄形温度ヒューズのいずれかを用いることができるが、後述するラジアル形温度ヒューズ及びアキシャル形温度ヒューズのいずれかを用いてもよい。電池本体２１の短辺側の一方の側面には電池本体２１の外部電極２３が設けられ、温度ヒューズ２２の一方の端子２５と外部電極２３とは、接続部２６においてスポット溶接等により電気的に接続されている。
【００８６】
また、保護回路２４が電池本体２１と電気的に接続され、保護回路２４と温度ヒューズ２２の他方の電極２７とは、接続部２８においてスポット溶接等により電気的に接続されている。保護回路２４を構成する部品は、ＳｎＡｇ系やＳｎＣｕ系などのＰｂフリーはんだにより保護回路２４に取り付けられている。
【００８７】
上記した電池においては、温度ヒューズ２２として第１乃至第３の実施例の薄形温度ヒューズのいずれかが用いられ、この薄形温度ヒューズでは、温度ヒューズ用素子を構成する可溶合金１３を、Ｂｉを０．５〜１５質量％、Ｉｎを４５〜５５質量％、Ｚｎを０．５〜５．０質量％含有し、且つ残りがＳｎであるＳｎ−Ｂｉ−Ｉｎ−Ｚｎ合金から構成しているため、従来のように可溶合金の中にＰｂ及びＣｄが含有されるということはなくなり、その結果、自然環境を害することのない電池を提供することができる。
【００８８】
また、本電池においては、温度ヒューズ２２として第１乃至第３の実施例の薄形温度ヒューズのいずれかを用いており、これらの薄形温度ヒューズは、可溶合金１３に塗布されるフラックスの融点を６０℃以上にしているため、例えば、この薄形温度ヒューズが電池パックなどに５５℃程度で長時間使用された場合においても、フラックス中の活性剤の減少はほとんど無く、速断性に優れた電池を提供することができるものである。
【００８９】
（第４の実施例）
図５は、本発明の第４の実施例におけるラジアル形温度ヒューズの断面図である。図５において、絶縁ケース３１は、開口部を有する有底筒状又は有底角筒状の絶縁ケースであり、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、フェノール樹脂、セラミック、ガラス等のいずれかから構成される。
【００９０】
可溶合金３２は、絶縁ケース３１内に配設された略円柱状又は略角柱状の可溶合金であり、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｉｎ−Ｚｎ合金から構成される。これにより、ＰｂやＣｄを含まない動作温度１０８℃以下のラジアル形温度ヒューズを提供することができる。
【００９１】
可溶合金３２は、Ｉｎを４５〜５５質量％、Ｚｎを０．５〜５．０質量％含有し、且つ残りがＳｎであるＳｎ−Ｉｎ−Ｚｎ合金から構成されることが好ましい。この場合、Ｓｎ−Ｉｎ−Ｚｎ合金の融点が約１０７℃となり、また、固相線温度と液相線温度との差が小さくなって固液混合の温度幅が小さくなるため、動作温度のバラツキが小さい動作温度１０７℃前後のラジアル形温度ヒューズを提供することができる。
【００９２】
また、上記のＳｎ−Ｉｎ−Ｚｎ合金にＢｉを加えて、Ｓｎの含有量を減らすと、融点を下げることができるので、可溶合金３２を、Ｂｉを０．５〜１５質量％、Ｉｎを４５〜５５質量％、Ｚｎを０．５〜５．０質量％含有し、且つ残りがＳｎであるＳｎ−Ｂｉ−Ｉｎ−Ｚｎ合金から構成してもよい。この場合、８５℃〜１０７℃までの、任意の動作温度のラジアル形温度ヒューズを提供することができる。すなわち、Ｂｉが１５質量％を超えると、融点が８５℃以下となり、また、固相線温度と液相線温度との差が大きくなって、動作温度のバラツキが大きくなるため、実用的なラジアル形温度ヒューズを提供することができない。
【００９３】
また、上記のＳｎ−Ｂｉ−Ｉｎ−Ｚｎ合金において、Ｚｎが５．０質量％を超えると、溶融した可溶合金３２の粘性が高くなるため、可溶合金３２が溶融してから溶断するまでの時間にバラツキが生じやすくなる。このため、Ｚｎの組成比は５．０質量％以下であることが好ましい。
【００９４】
可溶合金３２の周囲には、ロジンにステアリン酸アミドなどからなるワックス成分及び活性剤を添加した樹脂により構成されているフラックス（図示せず）が塗布されている。このフラックスは周囲温度が上昇した時溶融し、可溶合金３２の酸化膜を除去する作用をなすものである。また、フラックスは、可溶合金３２が溶融した時に、フラックス中のロジンの作用により可溶合金３２の表面張力を促進させ、速やかに可溶合金３２の分断を行うように作用するものである。
【００９５】
上記のフラックスの融点は、ワックス成分の添加量により、５０℃〜１２０℃程度の間で調整することができる。フラックスは溶融状態でないと可溶合金３２の表面張力を促進させる作用を発揮することができないため、ワックス成分の添加量により、フラックスの融点を可溶合金３２の融点より低くなるように設定する。なお、フラックスの融点は示差走査熱量計（ＤＳＣ）での測定において、その測定結果のピークとして測定される。
【００９６】
フラックスに添加される活性剤としては、アニリン塩酸塩、ヒドラジン塩酸塩、フェニルヒドラジン塩酸塩、テトラクロルナフタレン、メチルヒドラジン塩酸塩、メチルアミン塩酸塩、ジメチルアミン塩酸塩、エチルアミン塩酸塩、ジエチルアミン塩酸塩、ブチルアミン塩酸塩、シクロヘキシルアミン塩酸塩、ジエチルエタノールアミン塩酸塩などの塩素系活性剤を用いることができ、また、アニリン臭素酸塩、ヒドラジン臭素酸塩、フェニルヒドラジン臭素酸塩、臭化セチルピリジン、メチルヒドラジン臭素酸塩、メチルアミン臭素酸塩、ジメチルアミン臭素酸塩、エチルアミン臭素酸塩、ジエチルアミン臭素酸塩、ブチルアミン臭素酸塩、シクロヘキシルアミン臭素酸塩、ジエチルエタノールアミン臭素酸塩などの臭素系活性剤を用いることが好ましい。
【００９７】
塩素系活性剤は臭素系活性剤に比べＩｎ、Ｚｎとの反応性が高く、活性剤の減少が速いため、可溶合金３２がＳｎ−Ｂｉ−Ｉｎ−Ｚｎ合金から構成される場合、臭素系活性剤を用いれば、フラックスの融点を超える温度でラジアル形温度ヒューズを使用しても、長時間活性剤の効果を維持できる。
【００９８】
また、活性剤は、ロジンの活性力を促進させるために０．１％〜３％程度添加されることが好ましい。この場合、例えば、１分あたり１℃で上昇する条件でラジアル形温度ヒューズを溶断させると、溶断温度が１℃〜２℃程度低下し、速断性に優れたラジアル形温度ヒューズを提供することができる。
【００９９】
さらに、フラックスが溶融状態にある場合、活性剤は可溶合金３２の中の金属と反応し、徐々にその量が減少する。したがって、フラックスの融点を６０℃以上にすれば、例えば、ラジアル形温度ヒューズが電池パックなどに５５℃程度で長時間使用された場合においても、フラックス中の活性剤の減少はほとんど無く、速断性に優れたラジアル形温度ヒューズを提供することができる。
【０１００】
また、フラックスが溶融状態にある場合、可溶合金３２を構成する金属のうちＩｎ及びＺｎは、他の金属に比べてフラックスとの反応性が高いため、これらの金属の配合比が減少していく場合がある。このため、フラックスの融点を超える温度で温度ヒューズを長時間使用する場合は、これらの金属の配合比を高めに設定しておく必要がある。したがって、上記のＳｎ−Ｂｉ−Ｉｎ−Ｚｎ合金において、Ｉｎは４８〜５５質量％、Ｚｎも同様に１．３〜５．０質量％とすることがより好ましい。
【０１０１】
また、上記のＳｎ−Ｂｉ−Ｉｎ−Ｚｎ合金において、Ｚｎの配合比が１．３〜５．０質量％である場合、Ｚｎの配合比に対して融点が極めて安定したものとなるため、Ｚｎの配合比が１．３〜５．０質量％であれば、可溶合金３２の作成時の配合バラツキに対する融点の変動が小さくなり、溶断温度の精度の優れたラジアル形温度ヒューズを提供することができる。
【０１０２】
さらに、フラックスの融点を超える温度で長時間使用するのであれば、前述の通り、さらにＺｎの配合比を高く設定する必要があり、この場合、Ｚｎの配合比は２．０〜５．０質量％であることが好ましい。
【０１０３】
リード導体３３の一端部は、可溶合金３２の両端部に接続され、他端部は、絶縁ケース３１の開口部から絶縁ケース３１外に導出される。リード導体３３は、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｎｉ等の単一の金属又はこれらの合金を用いて線状に構成され、且つその表面にはＳｎ、Ｚｎ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ａｇ、Ｃｕのいずれか１つの金属又はこれらを有する合金からなる金属めっきが施されている。
【０１０４】
封口体３４は、エポキシ、シリコン等の硬化性樹脂により構成され、絶縁ケース３１の開口部を封口する。可溶合金３２と一対のリード導体３３との接続は、溶接や超音波溶着により行うか、又はリード導体３３と可溶合金３２への通電により可溶合金３２を溶融させることにより行うことができる。
【０１０５】
上記したように、本実施例のラジアル形温度ヒューズにおいては、可溶合金３２を、Ｂｉを０．５〜１５質量％、Ｉｎを４５〜５５質量％、Ｚｎを０．５〜５．０質量％含有し、且つ残りがＳｎであるＳｎ−Ｂｉ−Ｉｎ−Ｚｎ合金から構成することにより、従来のように可溶合金の中にＰｂ及びＣｄが含有されないようにしているため、自然環境を害することのないラジアル形温度ヒューズを提供することができるとともに、可溶合金３２に一端部が接続された一対のリード導体３３は、他端部を絶縁ケース３１の開口部より絶縁ケース３１外に同一方向となるように導出させているため、このラジアル形温度ヒューズを電池等へ取り付ける場合の自由度を向上することができる。
【０１０６】
（第５の実施例）
図６は、本発明の第５の実施例におけるアキシャル形温度ヒューズの断面図である。図６において、絶縁ケース４１は、両端に開口部を有する円筒状の絶縁ケースであり、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、フェノール樹脂、セラミック、ガラス等のいずれかから構成される。
【０１０７】
可溶合金４２は、絶縁ケース４１内に配設された略円柱状又は略角柱状の可溶合金であり、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｉｎ−Ｚｎ合金から構成される。これにより、ＰｂやＣｄを含まない動作温度１０８℃以下のアキシャル形温度ヒューズを提供することができる。
【０１０８】
可溶合金４２を、Ｉｎを４５〜５５質量％、Ｚｎを０．５〜５．０質量％含有し、且つ残りがＳｎであるＳｎ−Ｉｎ−Ｚｎ合金から構成されることが好ましい。この場合、Ｓｎ−Ｉｎ−Ｚｎ合金の融点が約１０７℃となり、また、固相線温度と液相線温度との差が小さくなって固液混合の温度幅が小さくなるため、動作温度のバラツキが小さい動作温度１０７℃前後のアキシャル形温度ヒューズを提供することができる。
【０１０９】
また、上記のＳｎ−Ｉｎ−Ｚｎ合金にＢｉを加えて、Ｓｎの含有量を減らすと、融点を下げることができるので、可溶合金４２を、Ｂｉを０．５〜１５質量％、Ｉｎを４５〜５５質量％、Ｚｎを０．５〜５．０質量％含有し、且つ残りがＳｎであるＳｎ−Ｂｉ−Ｉｎ−Ｚｎ合金から構成してもよい。この場合、８５℃〜１０７℃までの、任意の動作温度のアキシャル形温度ヒューズを提供することができる。すなわち、Ｂｉが１５質量％を超えると、融点が８５℃以下となり、また、固相線温度と液相線温度との差が大きくなって、動作温度のバラツキが大きくなるため、実用的なアキシャル形温度ヒューズを提供することができない。
【０１１０】
また、上記のＳｎ−Ｂｉ−Ｉｎ−Ｚｎ合金において、Ｚｎが５．０質量％を超えると、溶融した可溶合金４２の粘性が高くなるため、可溶合金４２が溶融してから溶断するまでの時間にバラツキが生じやすくなる。このため、Ｚｎの組成比は５．０質量％以下であることが好ましい。
【０１１１】
可溶合金４２の周囲には、ロジンにステアリン酸アミドなどからなるワックス成分及び活性剤を添加した樹脂により構成されているフラックス（図示せず）が塗布されている。このフラックスは周囲温度が上昇した時溶融し、可溶合金４２の酸化膜を除去する作用をなすものである。また、フラックスは、可溶合金４２が溶融した時に、フラックス中のロジンの作用により可溶合金４２の表面張力を促進させ、速やかに可溶合金４２の分断を行うように作用するものである。
【０１１２】
上記のフラックスの融点は、ワックス成分の添加量により、５０℃〜１２０℃程度の間で調整することができる。フラックスは溶融状態でないと可溶合金４２の表面張力を促進させる作用を発揮することができないため、ワックス成分の添加量により、フラックスの融点を可溶合金４２の融点より低くなるように設定する。なお、フラックスの融点は示差走査熱量計（ＤＳＣ）での測定において、その測定結果のピークとして測定される。
【０１１３】
フラックスに添加される活性剤としては、アニリン塩酸塩、ヒドラジン塩酸塩、フェニルヒドラジン塩酸塩、テトラクロルナフタレン、メチルヒドラジン塩酸塩、メチルアミン塩酸塩、ジメチルアミン塩酸塩、エチルアミン塩酸塩、ジエチルアミン塩酸塩、ブチルアミン塩酸塩、シクロヘキシルアミン塩酸塩、ジエチルエタノールアミン塩酸塩などの塩素系活性剤を用いることができ、また、アニリン臭素酸塩、ヒドラジン臭素酸塩、フェニルヒドラジン臭素酸塩、臭化セチルピリジン、メチルヒドラジン臭素酸塩、メチルアミン臭素酸塩、ジメチルアミン臭素酸塩、エチルアミン臭素酸塩、ジエチルアミン臭素酸塩、ブチルアミン臭素酸塩、シクロヘキシルアミン臭素酸塩、ジエチルエタノールアミン臭素酸塩などの臭素系活性剤を用いることが好ましい。
【０１１４】
塩素系活性剤は臭素系活性剤に比べＩｎ、Ｚｎとの反応性が高く、活性剤の減少が速いため、可溶合金４２がＳｎ−Ｂｉ−Ｉｎ−Ｚｎ合金から構成される場合、臭素系活性剤を用いれば、フラックスの融点を超える温度でアキシャル形温度ヒューズを使用しても、長時間活性剤の効果を維持できる。
【０１１５】
また、活性剤は、ロジンの活性力を促進させるために０．１％〜３％程度添加されることが好ましい。この活性剤により、例えば、１分あたり１℃で上昇する条件でアキシャル形温度ヒューズを溶断させると、溶断温度が１℃〜２℃程度低下し、速断性に優れたアキシャル形温度ヒューズを提供することができる。
【０１１６】
さらに、フラックスが溶融状態にある場合、活性剤は可溶合金４２の中の金属と反応し、徐々にその量が減少する。したがって、フラックスの融点を６０℃以上にすれば、例えば、アキシャル形温度ヒューズが電池パックなどに５５℃程度で長時間使用された場合においても、フラックス中の活性剤の減少はほとんど無く、速断性に優れたアキシャル形温度ヒューズを提供することができる。
【０１１７】
また、フラックスが溶融状態にある場合、可溶合金４２を構成する金属のうちＩｎ及びＺｎは、他の金属に比べてフラックスとの反応性が高いため、これらの金属の配合比が減少していく場合がある。このため、フラックスの融点を超える温度で温度ヒューズを長時間使用する場合は、これらの金属の配合比を高めに設定しておく必要がある。したがって、上記のＳｎ−Ｂｉ−Ｉｎ−Ｚｎ合金において、Ｉｎは４８〜５５質量％、Ｚｎも同様に１．３〜５．０質量％とすることが好ましい。
【０１１８】
また、上記のＳｎ−Ｂｉ−Ｉｎ−Ｚｎ合金において、Ｚｎの配合比が１．３〜５．０質量％では、Ｚｎの配合比に対して融点が極めて安定したものとなるため、Ｚｎの配合比が１．３〜５．０質量％であれば、可溶合金４２の作成時の配合バラツキに対する融点の変動は小さく、溶断温度の精度の優れたアキシャル形温度ヒューズを提供することができる。
【０１１９】
さらに、フラックスの融点を超える温度で長時間使用するのであれば、前述の通り、さらにＺｎの配合比を高く設定する必要があり、この場合、Ｚｎの配合比は２．０〜５．０質量％であることが好ましい。
【０１２０】
リード導体４３の一端部は、可溶合金４２の両端部に接続され、他端部は、絶縁ケース４１の両端開口部から絶縁ケース４１外に導出される。リード導体４３は、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｎｉ等の単一の金属又はこれらの合金を用いて線状に構成され、且つその表面にはＳｎ、Ｚｎ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ａｇ、Ｃｕのいずれか１つの金属又はこれらを有する合金からなる金属めっきが施されている。
【０１２１】
封口体４４は、エポキシ、シリコン等の硬化性樹脂により構成され、絶縁ケース４１の両端開口部を封口する。可溶合金４２と一対のリード導体４３との接続は、溶接や超音波溶着により行うか、又はリード導体４３と可溶合金４２とへの通電により可溶合金４２を溶融させることにより行うことができる。
【０１２２】
上記したように、本実施例のアキシャル形温度ヒューズにおいては、可溶合金４２を、Ｉｎを４５〜５５質量％、Ｚｎを０．５〜５．０質量％含有し、且つ残りがＳｎであるＳｎ−Ｉｎ−Ｚｎ合金、又は、Ｂｉを０．５〜１５質量％、Ｉｎを４５〜５５質量％、Ｚｎを０．５〜５．０質量％含有するＳｎ−Ｂｉ−Ｉｎ合金から構成することにより、従来のように可溶合金の中にＰｂ及びＣｄが含有されないようにしているため、自然環境を害することのないアキシャル形温度ヒューズを提供することができるとともに、可溶合金４２を内部に配設する絶縁ケース４１を両端に開口部を有する円筒状に構成しているため、このアキシャル形温度ヒューズを電池等へ取り付ける場合、その取り付けに方向性がなく、製造時の取り扱いが容易となる。
【０１２３】
なお、本発明の温度ヒューズが適用される電気機器は、上記の電池に特に限定されず、他の電気機器にも同様に適用して同様の効果を得ることができる。また、上記の各実施例の特徴部分は、任意に組み合わせることができ、その場合、当該特徴部分による作用効果を奏することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２４】
上記のように、本発明によれば、温度ヒューズ用素子がＳｎ−Ｂｉ−Ｉｎ−Ｚｎ合金から構成されるので、従来のように温度ヒューズ用素子の中にＰｂ及びＣｄが含有されず、自然環境を害することを抑制することができ、温度ヒューズ用素子、温度ヒューズ及びそれを用いた電池等に好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】図１の（ａ）は、本発明の第１の実施例における薄形温度ヒューズの上面図であり、図１の（ｂ）は、図１の（ａ）におけるI−I線断面図であり、図１の（ｃ）は、図１の（ａ）における一部切欠き図である。
【図２】図２の（ａ）は、本発明の第２の実施例における薄形温度ヒューズの上面図であり、図２の（ｂ）は、図２（ａ）におけるII−II線断面図である。
【図３】図３の（ａ）は、本発明の第３の実施例における薄形温度ヒューズの上面図であり、図３の（ｂ）は、図３（ａ）におけるIII−III線断面図であり、図３の（ｃ）は、図３（ａ）における一部切欠き図である。
【図４】図４は、本発明による薄形温度ヒューズを用いた電池の斜視図である。
【図５】図５は、本発明の第４の実施例におけるラジアル形温度ヒューズの断面図である。
【図６】図６は、本発明の第５の実施例におけるアキシャル形温度ヒューズの断面図である。
【図７】図７は、従来の温度ヒューズの断面図である。
【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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【図７】
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