(57)【要約】【課題】弾性歪エネルギー状態の弾性体の弾性歪エネルギーが可溶体の溶融で解除されて動作するタイプのサーモセンサの長期安定性を保証し、かかるサーモセンサを使用するサーモプロテクタの動作の信頼性の向上を図ることにある。【解決手段】板状、箔状または線状弾性体２の一端部２１を躯体面に固定し、該弾性体２に弾性歪エネルギーを加えた状態で当該弾性体２の他端部２２を躯体面に可溶材３により面接合で固定し、可溶材３の溶融乃至は軟化による弾性歪エネルギーの解放で動作させる。【選択図】図１
2005078954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状、箔状または線状弾性体の一端部を躯体面に固定し、該弾性体に弾性歪エネルギーを加えた状態で当該弾性体の他端部を躯体面に固定し、これら両固定の少なくとも一方を可溶材による面接合で行ない、該可溶材の溶融乃至は軟化による弾性歪エネルギーの解放で動作させることを特徴とするサーモセンサ。
【請求項２】
弾性歪エネルギーが弾性曲げ歪エネルギーであり、可溶材による接合界面に作用する主たる応力が剪断応力であることを特徴とする請求項１記載のサーモセンサ。
【請求項３】
面接合される弾性体端部または躯体面の少なくとも一方に、孔、窪み、切欠きを設けて可溶材を食い込ませたことを特徴とする請求項１または２記載のサーモセンサ。
【請求項４】
面接合される弾性体端部または躯体面の少なくとも一方を粗面としたことを特徴とする請求項１〜３何れか記載のサーモセンサ。
【請求項５】
弾性体が金属または可溶材に接合される側の面が金属であるその金属と合成樹脂との複合体である請求項１〜４何れか記載のサーモセンサ。
【請求項６】
弾性体が合成樹脂または可溶材に接合される側の面が合成樹脂であるその合成樹脂と金属との複合体である請求項１〜４何れか記載のサーモセンサ。
【請求項７】
可溶材が低融点金属であることを特徴とする請求項５記載のサーモセンサ。
【請求項８】
可溶材が熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項６記載のサーモセンサ。
【請求項９】
ギャップを隔てて配設した一対の電極のうち、一方の電極表面を躯体面として請求項５記載のサーモセンサを構成し、該サーモセンサの弾性体金属と一方の電極とを電気的に導通し、同サーモセンサの弾性体金属と他方の電極とを接触させたことを特徴とするサーモプロテクタ。
【請求項１０】
一対の電極及び請求項５記載のサーモセンサを有し、該サーモセンサの弾性体金属と一方の電極とを電気的に接続し、同サーモセンサの弾性体金属を他方の電極に接触させたことを特徴とするサーモプロテクタ。
【請求項１１】
各電極にリード導体を一体に設けたことを特徴とする請求項９または１０記載のサーモプロテクタ。
【請求項１２】
固定接点材と可動接点材とを有し、請求項１〜８何れか記載のサーモセンサを組み込んだことを特徴とするサーモプロテクタ。
【請求項１３】
抵抗体を付設し、抵抗体の通電発熱により可溶材を溶融乃至は軟化させて動作させることを特徴とする請求項９〜１２何れか記載のサーモプロテクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は可溶材の融点または軟化点を動作温度とするサーモプロテクタ及びこのサーモプロテクタに使用するサーモセンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子・電気機器における異常発熱を感知し、この感知に基づくカットオフ動作で機器を電源から遮断して機器の過熱を防止し、火災の発生を未然に防止するサーモプロテクタとして、弾性応力を利用する応力型、バイメタルスイッチのような熱応力型が存在する。
応力型としては、例えば図７の（イ）に示すように弾性金属片２'を強制的に曲げ、この曲げ弾性金属片１'の両端を曲げ反力に抗して一対の固定端子４１'，４２'に所定融点の可溶合金（はんだ）３'で接合し、周囲温度が可溶合金２'の融点まで昇温して可溶合金が溶融されると、図７の（ロ）に示すように弾性金属片２'の曲げ応力を解除させて弾性金属片２'の一端と一方の固定端子４２'との接合を脱離して通電を遮断するものが知られている（特許文献１参照）。
また、図８の（イ）に示すように一端にリード端子１３'を取付けた金属ケース１４'内に一端側から所定融点のペレット２'、座板１５'、圧縮スプリング１'、座板１６'を順次に収容し、更に外周が金属ケース内面に摺動接触されたコンタクト４２'を収容し、リードピン貫通ブッシング１７'を金属ケース１４'の他端側に固定し、このブッシング１７'とコンタクト４２'との間に引外しスプリング１８'を組み込んでリード端子１３'→金属ケース１４'→コンタクト４２'→リードピン４１'を経る導通路を構成し、周囲温度がペレット２'の融点まで昇温されてペレット２'が溶融されると、図８の（ロ）に示すように圧縮スプリング１'の圧縮応力を解放させて引外しスプリング１８'の圧縮応力でリードピン４１'の先端からコンタクト４２'を離隔させて前記導通路を遮断するものも知られており、いわゆる、ペレットタイプ温度ヒューズと称されている（非特許文献１参照）。
前記の熱応力型としては、既述した通りバイメタルスイッチが知られている。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２９４８１号公報
【非特許文献１】電気工学ハンドブック１９８８の第８１８頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、図７に示す応力型では、弾性金属片の曲げ反力Ｍ’及びｎ方向押し拡げ力Ｆ’が可溶合金（はんだ）に作用するから、可溶合金における応力分布が複雑であり、作用部位が局部的であるために応力集中が避けられずクリープの基づく動作不良が発生し易い。更に、可溶合金が通電路の一部となっているので、可溶合金のクリープによる抵抗増大により発熱し、自己発熱による動作誤差も懸念される。また、溶融した合金の糸引きによる動作不良も生じ得る。
また、図８に示すペレットタイプでは、座板による均圧化のためにペレットを一様に圧縮できても構造が複雑であり、小型化やコスト面での不利を免れ得ない。
更に、バイメタルタイプは復帰型であり、オン・オフの繰返しが進むにつれてヒステリシスにより動作温度が経時的に上昇する危険性がある。
【０００５】
本発明の目的は、弾性歪エネルギーをはんだ等の可溶材による接合固定で支持している弾性体の弾性歪エネルギーが可溶体の溶融で解放されて動作するタイプのサーモセンサの長期安定性を保証し、かかるサーモセンサを使用するサーモプロテクタの動作の信頼性の向上を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係るサーモセンサは、板状、箔状または線状弾性体の一端部を躯体面に固定し、該弾性体に弾性歪エネルギーを加えた状態で当該弾性体の他端部を躯体面に固定し、これらの両固定の少なくとも一方を可溶材による面接合で行ない、該可溶材の溶融乃至は軟化による弾性歪エネルギーの解放で動作させることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係るサーモセンサは、請求項１のサーモセンサにおいて、弾性歪エネルギーが弾性曲げ歪エネルギーであり、弾性体端部と躯体面との可溶材による接合界面に作用する主たる応力が剪断応力であることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に係るサーモセンサは、請求項１または２のサーモセンサにおいて、面接合される弾性体端部または躯体面の少なくとも一方に、孔、窪み、切欠きを設けて可溶材を食い込ませたことを特徴とする。
【０００９】
請求項４に係るサーモセンサは、請求項１〜３何れかのサーモセンサにおいて、面接合される弾性体端部または躯体面の少なくとも一方を粗面としたことを特徴とする。
【００１０】
請求項５に係るサーモセンサは、請求項１〜４何れかのサーモセンサにおいて、弾性体が金属または可溶材に接合される側の面が金属であるその金属と合成樹脂との複合体であることを特徴とする。
【００１１】
請求項６に係るサーモセンサは、請求項５のサーモセンサにおいて、弾性体が合成樹脂または可溶材に接合される側の面が合成樹脂であるその合成樹脂と金属との複合体であることを特徴とする。
【００１２】
請求項７に係るサーモセンサは、請求項６のサーモセンサにおいて、可溶材が低融点金属であることを特徴とする。
【００１３】
請求項８に係るサーモセンサは、請求項６のサーモセンサにおいて、可溶材が熱可塑性樹脂であることを特徴とする。
【００１４】
請求項９に係るサーモプロテクタは、ギャップを隔てて配設した一対の電極のうち、一方の電極表面を躯体面として請求項５のサーモセンサを構成し、該サーモセンサの弾性体金属と一方の電極とを電気的に導通し、同サーモセンサの弾性体金属と他方の電極とを接触させたことを特徴とする。
【００１５】
請求項１０に係るサーモプロテクタは、一対の電極及び請求項５のサーモセンサを有し、該サーモセンサの弾性体金属と一方の電極とを電気的に接続し、同サーモセンサの弾性体金属を他方の電極に接触させたことを特徴とする。
【００１６】
請求項１１に係るサーモプロテクタは、請求項９または１０のサーモプロテクタにおいて、各電極にリード導体を一体に設けたことを特徴とする。
【００１７】
請求項１２に係るサーモプロテクタは、固定接点材と可動接点材とを有し、請求項１〜８何れかのサーモセンサを組み込んだことを特徴とする。
請求項１３に係るサーモプロテクタは、請求項９または１２のサーモプロテクタにおいて、抵抗体を付設し、抵抗体の通電発熱により可溶材を溶融乃至は軟化させて動作させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
弾性体他端部と躯体面との間の可溶材による接合を面で行ない、弾性体に加えた弾性歪エネルギーをこの接合面で支え、その接合面に主に剪断力のみを作用させるようにしてあるから、接合界面の可溶材の応力分布を一様な剪断応力分布にできる。従って、可溶材での応力集中よるクリープをよく防止でき、可溶材クリープによる動作不良を排除して長期安定性を保証できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は本発明に係るサーモセンサの基本的構造を示す図面である。
図１において、１は躯体である。２は板状、箔状または線状の弾性体であり、一端部を躯体面に平行接触で固定し、弾性体他端部２２を躯体面に平行に接触させた状態で当該弾性体他端部２２に縦方向荷重ｆを作用させて弾性曲げ歪エネルギーを加え、この弾性曲げ歪エネルギーを加えたままで弾性体他端部２２を躯体面に可溶材３により面接合してある。
このサーモセンサにおいては、外部温度が上昇されて可溶材３が溶融若しくは軟化されると、接合界面３２が破断され、弾性曲げ歪エネルギーが解放されて弾性体が元の直線形状に復帰される。
【００２０】
図１において、弾性体２の他端部が未固定のとき、オイレルの理論から縦方向荷重ｆが４π２ＥＩ／Ｌ２(Ｌは弾性体長さ）を越えると座屈を生じる。すなわち、このオイレルの荷重以上では、縦方向荷重ｆがなす仕事ｆΔλ（Δλは弾性体他端の移動距離）が弾性体２の曲げ歪エネルギーを越えて系が不安定化し座屈を生じる。
座屈が生じない安定系での弾性体の曲げ形状ｙを近似的に
【００２１】
ｙ＝ｈ（１−cos２πx/L）／２
【００２２】
とすると、上記の押し付け量Δλ、すなわち
【数１】
2005078954.tif 000003
【００２３】
は、Δλ＝π２ｈ２／（４Ｌ）で与えられ、
【００２４】
ｈ＝２（Δλ・Ｌ）１／２／π
【００２５】
から、押し付け量Δλの調整により所定の曲げ高さｈを設定できる。
【００２６】
図１において、可溶材３が融点乃至は軟化点に達すると、弾性体２の曲げ高さｈが零になり、弾性体他端が外側にΔλだけ移動して元の直線状態に復帰する。
上記において、弾性体他端部２２と躯体面との接合界面３２に作用する主な力は剪断力ｆであり、接合界面の面積をＳとすれば、剪断力ｆに対する接合界面の剪断応力τは、
【００２７】
τ＝ｆ／Ｓ
【００２８】
で与えらる。
弾性体他端部と躯体面との接合界面に作用する曲げ反力については、弾性体他端部２２を撓み角ほぼ零で固定してあるから、その曲げ反力を小にとどめ得、しかもその曲げ反力に対する接合面の応力を接合面積Ｓに分散させ得るから、僅小にとどめ得る。
【００２９】
前記接合界面の剪断応力τ＝ｆ／Ｓに対し、接合界面の剪断強度をｆ／Ｓを越える強度とする必要がある。この剪断強度は充分な安全率を有するものでなくてはならず、このため面接合される弾性体他端部または躯体面の一方または双方に、孔、窪み、切欠きを設けて可溶材を食い込ませたり、面接合される弾性体他端部または躯体面の一方または双方を粗面として接合界面の剪断強度を増強することが望ましい。また、前記可溶材で面接合された界面を機械的に補強するために弾性体の先端面と躯体面とにわたって可溶材を盛り付けることもできる。
【００３０】
前記躯体１には、前記剪断力ｆに耐え得る強度の絶縁体または金属体或いは両者の複合体が用いられる。後述するサーモプロテクタの場合、プロテクタのベース躯体を用いることができる。
前記弾性体２には、金属、合成樹脂または金属と合成樹脂との複合体を用いることができる。複合体には、金属粉を混合した樹脂も含まれる。このように弾性体に金属粉混合樹脂のような電気抵抗値の高いものを使用する場合、抵抗体の通電発熱で可溶材を溶融させてセンサまたはプロテクタを動作させることもできる。
前記可溶材３には、はんだ等の可溶合金、単体金属または熱可塑性樹脂、或いは導電性粉末を添加した導電性熱可塑性樹脂を用いることができる。
【００３１】
本発明に係るサーモセンサを製作するには、弾性体の一端部を躯体面に平行接触で固定し、次いで弾性体他端部を躯体面に平行接触させた状態で縦方向荷重ｆを加えて弾性体を曲げ変形させ、次いで弾性体他端部と躯体面との間に可溶材を介在させ、この可溶材の加熱溶融・凝固により接触界面を接合し、これにて製作を終了する。
この場合、可溶材の溶融・凝固時、その溶融温度のもとでも弾性体の曲げ歪を保持させるように、すなわち弾性体が焼鈍されることのないように、可溶材の融点乃至は軟化点を弾性体の融点乃至は軟化点よりも充分に高くしてある。
而して、サーモセンサの動作時、可溶材がその融点乃至は軟化点近傍までに加熱された際でも弾性体の弾性歪エネルギーを保持させ得、可溶材がその融点乃至は軟化点にまで加熱されると確実に動作させ得る。
【００３２】
前記弾性体一端部２１と躯体面との固定においても、前記サーモセンサの製作時及び動作時の何れの加熱に対しても安定に保持される耐熱性が必要であり、その固定は、躯体が合成樹脂（可溶材の軟化点よりも高い軟化点を有する）の場合、予め設けた突起を固定子とするリベッティング、可溶材の融点乃至は軟化点よりも高い融点乃至は軟化点を有する接着剤を使用でき、躯体面が金属の場合、抵抗溶接や電磁誘導加熱溶接等の溶接（フラックスを使用した溶接が好ましい）を使用できる。
【００３３】
図１に示すサーモセンサでは、弾性体の他端部のみを可溶材で躯体面に面接合しているが、弾性体の一端部も可溶材で躯体面に面接合することができる。
【００３４】
図２の（イ）は本発明に係るサーモプロテクタの一実施例の平面図を、図２の（ロ）は図２の（イ）におけるロ−ロ断面図を、図２の（ハ）は図２の（イ）におけるハ−ハ断面図をそれぞれ示している。
図２において、１はベース躯体であり、セラミックスや合成樹脂等の絶縁体から構成してある。４１，４２は扁平リード導体であり、一方のリード導体４１の先端部には直線状電極部４１０を設け、他方のリード導体４２の先端部には前記直線状電極部４１０に対し厚み方向にギャップを隔てて配置される折り曲げ電極部４２０を設けてある。２は弾性金属板であり、一端部２１を一方のリード導体４１に面接触でリベット５や溶接等により固定し、この状態で弾性板２の他端部２２に前記縦方向荷重ｆを作用させて弾性板２に曲げ歪エネルギーを加え、更に弾性板他端部２２を一方のリード導体４１の最先端部に面接触で可溶合金や熱可塑性樹脂等の可溶材３の溶融・凝固（可溶材の溶融温度は弾性板の焼き鈍し温度よりも充分に低くしてある）により接合固定して本発明に係るサーモセンサを組み立て、前記弾性板２の曲げ外面を前記他方のリード導体４２の折り曲げ電極部４２０に接触させてある。
６はハウジングであり、セラミックスや合成樹脂等の絶縁体で構成してあり、融着例えば高周波溶着（ベース１及びハウジング６が共に合成樹脂の場合）や接着剤や嵌合方式等によりベース躯体に結着してある。
【００３５】
このサーモプロテクタにおいて、常時は、一方のリード導体→弾性板→弾性板と他方のリード導体電極部との接触面→他方のリード導体の経路で導通されている。可溶材３は、導通経路に含まれていないので、その導通性に可溶材の導電性が関与することはない。
このサーモプロテクタの動作について説明すると、外部温度の上昇により可溶材３がその融点乃至は軟化点にまで加熱されると、弾性板２の曲げ歪エネルギーにより弾性板他端部２２と一方のリード導体電極最先端部４１１との間の可溶材３による面接合が解放され、図３に示すように弾性板２が元の平板状に復帰されて弾性板の曲げ高さが０にされ、前記弾性板２と他方のリード導体電極部４２０との接触が脱離されて非復帰の通電オフが行なわれる。この場合、可溶材が溶融乃至は軟化して弾性体の弾性歪エネルギーが解放されることが動作開始要件であるから、たとえ可溶材の糸引きが生じても、動作性能に影響を与えることがない。
図２の（ロ）における弾性板２の曲げ外面と他方のリード導体電極部４２０との接触面に後述するように接触圧力が作用し、接触抵抗の低減に役立つが、更なる接触抵抗の低減を図るために、その接触面を前記した可溶材よりも低融点のはんだで接合することもできる。この場合、糸引きを抑えるために、低融点はんだの層を十分薄くすることが好ましい。
【００３６】
図２に示すサーモプロテクタを製作するには、図４の（イ）に示すようにベース躯体１に一方のリード導体４１の電極部４１０を配置し、該電極部４１０上に弾性板２を配置し、該弾性体２の一端部２１を電極部４１０と共にリベット等５によりベース躯体１に固定し、次いで、図４の（ロ）に示すように、弾性板他端部２２に縦方向荷重ｆを加えて弾性板２に曲げ歪エネルギーを与え、この状態で図４の（ハ）に示すように弾性板他端部２２と一方のリード導体電極部先端側４１１との接触界面を可溶合金や熱可塑性樹脂等の可溶材３の溶融・凝固により接合固定し、次いで図４の（ニ）に示すように他方のリード導体４２を配置して当該リード導体４２の折り曲げ電極部４２０を弾性板２の曲げ頂部に接触させ、ついで図４の（ニ）に示すようにハウジング６を融着、接着剤または嵌合方式によりベース躯体１に結着し、これにて製作を終了する。
この製作時、ハウジング６の結着により他方のリード導体４２の折り曲げ電極部４２０が押えられて弾性体２の曲げ頂面との接触面に反力ｆ’が生じるが、弾性板２の曲げ剛性ＥＩが小さいためにこの反力ｆ’を充分に小さくでき、図４の（ニ）において可溶材３による接合面に前記反力ｆ’に基づき作用する曲げモーメントｆ’Ｌ’も充分に小さくできる。従って、弾性板他端部と一方のリード導体電極部先端側との間の可溶材による接合面での単純な剪断応力一様分布をよく維持できる。
【００３７】
図２〜図４により説明したサーモプロテクタでは、弾性体の他端部のみを可溶材で躯体面に面接合しているが、弾性体の一端部も可溶材で躯体面に面接合することができる。
図２において、他方のリード導体４２の電極部４２０は一方のリード導体４１の電極部４１０に対して一定の距離を隔てて配置したものであれば、図示のものに限定されず、例えばリード導体４２の屈曲部をハウジング６の外側に位置させることもできる。
図２に示すサーモプロテクタにおいては、弾性体の一端部２１とリード導体４１との間にカーボン等の抵抗体を介在させ、こ抵抗体の異常発熱時で可溶材３を溶融させて動作させることも可能である。すなわち、外部からの加熱と抵抗体の所定の通電発熱の何れかで動作させることもできる。
【００３８】
図５の（イ）は本発明に係るサーモプロテクタの別実施例の平面図を、図５の（ロ）は図５の（イ）におけるロ−ロ断面図をそれぞれ示し、一方のリード導体を弾性金属製とし、このリード線先端部をサーモセンサの弾性体に使用している。  図５の（ハ）は同上実施例の動作後を示す図面である。
図５において、１はベース躯体であり、セラミックスや合成樹脂等の絶縁体から構成してある。４１は一方のリード導体であり、先端部が板状の弾性金属製とし、先端から所定の距離を隔てた箇所を躯体面に面接触でリベットや溶接等５により固定し、この状態で当該リード導体４１の先端部に縦方向荷重ｆを加えて弾性リード導体先端部２に曲げ歪エネルギーを与え、更に弾性リード導体最先端部４１１を躯体面に面接触で可溶合金や熱可塑性樹脂等の可溶材３の溶融・凝固（可溶材の溶融温度は弾性リード導体の焼き鈍し温度よりも充分に低くしてある）により接合固定して本発明に係るサーモセンサを形成してある。
前記躯体面への弾性リード導体４１の面接触下での溶接固定５や面接触下での可溶合金３による接合固定には、金属箔の貼付・エッチングや金属粉ペーストの印刷・焼き付けにより躯体面を金属化したうえで行なうことができる。
４２は他方の扁平リード導体であり、先端部４２１を折り曲げ成形して一方の弾性リード導体先端部２の曲げ頂面に接触させてある。
６はハウジングであり、セラミックスや合成樹脂等の絶縁体から構成してあり、融着例えば高周波溶着（ベース及びハウジングが共に合成樹脂の場合）や接着剤や嵌合方式等によりベース躯体に結着してある。
前記一方のリード導体には、弾性丸線の先端部を薄く圧潰加工したものを使用することもできる。
【００３９】
このサーモプロテクタにおいて、常時は、一方のリード導体４１→一方のリード導体先端部２と他方のリード導体４２の先端折り曲げ部４２０との接触面→他方のリード導体４２の経路で導通されている。ード導体電極部との接触面→他方のリード導体の経路で導通されている。可溶材３は、導通経路に含まれていないので、可溶材の導電性の関与はない。
このサーモプロテクタの動作について説明すると、外部温度の上昇により可溶材３がその融点乃至は軟化点にまで加熱されると、一方の弾性リード導体先端部２の曲げ歪エネルギーにより一方のリード導体最先端部４１１と躯体面との間の可溶材３による面接合が解放され、図５の（ロ）に示すように弾性リード導体先端部２が元の平板状に復帰されて当該先端部２の曲げ高さが０にされ、前記一方の弾性リード導体先端部２と他方のリード導体４２の先端折り曲げ部４２０との接触面が脱離されて非復帰の通電オフが完結される。
【００４０】
上記においても、弾性リード導体先端部２の曲げ外面と他方のリード導体４２の先端折り曲げ部４２０との接触面に接触圧力が作用し、接触抵抗の低減に役立つが、更なる接触抵抗の低減を図るために、その接触面を前記した可溶材より低融点のはんだで接合することもできる。
【００４１】
図６の（イ）は本発明に係るサーモプロテクタの他の別実施例の平面図を、図６の（ロ）は図６の（イ）におけるロ−ロ断面図をそれぞれ示し、固定接点材と可動接点材とを有し、本発明に係るサーモセンサを組み込んである。図６の（ハ）は同上実施例の動作後を示す図面である。
図６において、１はベース躯体であり、セラミックスや合成樹脂等の絶縁体から構成してある。４２００はベース躯体に固定した固定接点材、４２は固定接点材４２００に一体に形成したリード導体である。４１００は可動接点材、４１は可動接点材４１００に一体に形成したリード導体である。Ａはサーモセンサであり、金属又は合成樹脂製の弾性板２の一端部２１を躯体面に面接触でリベットや溶接等５により固定し、この状態で当該弾性板２の他端部２２に前記と同様に縦方向荷重ｆを加えて弾性板２に曲げ歪エネルギーを与え、更に弾性板他端部２２を躯体面に面接触で可溶合金や熱可塑性樹脂等の可溶材３の溶融・凝固（可溶材の溶融温度は弾性リード導体の焼き鈍し温度よりも充分に低くしてある）により接合固定してる。
前記躯体面への弾性板２の面接触下での溶接固定や面接触下での可溶合金３による接合固定には、金属箔の貼付・エッチングや金属粉ペーストの印刷・焼き付けにより躯体面を金属化したうえで行なうことができる。
６はハウジングであり、セラミックスや合成樹脂等の絶縁体から構成してあり、融着例えば高周波溶着（ベース及びハウジングが共に合成樹脂の場合）や接着剤や嵌合方式等によりベース躯体１に結着してある。
【００４２】
このサーモプロテクタにおいて、常時は、一方のリード導体→固定接点材→固定接点材と可動接点材との接触面→可動接点材→他方のリード導体の経路で導通されている。可溶材３は、導通経路に含まれていないので、その導通性への可溶材の導電性の関与はない。
このサーモプロテクタの動作について説明すると、外部温度の上昇により可溶材３がその融点乃至は軟化点にまで加熱されると、サーモセンサＡの弾性板２の曲げ歪エネルギーにより当該弾性板２と躯体面との間の可溶材３による面接合が解放され、図６の（ハ）に示すように同弾性板２が元の平板状に復帰されて当該サーモセンサＡの弾性板２の曲げ高さが０にされ、可動接点材４１００がその弾性によりサーモセンサＡの弾性板２と共に移動され固定接点材４２００より脱離されて非復帰の通電オフが完結される。
【００４３】
上記弾性金属材には、例えばリン青銅を使用できる。弾性材として樹脂製を使用する場合、樹脂（熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂）をガラス繊維、金属繊維、合成繊維等の繊維で補強したＦＲＰ、高剛性エンジニアリングプラスチック等を可溶材として使用する熱可塑性樹脂との融点との相対的な関係を考慮して選択できる。弾性材として、弾性金属材と合成樹脂との複合体、例えばリン青銅板とポリアミドフィルムとの積層体を使用することもできる。
【００４４】
上記弾性材としての樹脂や可溶材としての熱可塑性樹脂としては、ポリエチレンテレフタレ−ト、ポリエチレンナフタレ−ト、ポリアミド、ポリイミド、ポリブチレンテレフタレ−ト、ポリフェニレンオキシド、ポリエチレンサルファイド、ポリサルホン等のエンジニアリングプラスチック、ポリアセタ−ル、ポリカ−ボネ−ト、ポリフェニレンスルフィド、ポリオキシベンゾイル、ポリエ−テルエ−テルケトン、ポリエ−テルイミド等のエンジニアリングプラスチックやポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリメチルメタクリレ−ト、ポリ塩化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、エチレンポリテトラフルオロエチレン共重合体、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、アイオノマ−、ＡＡＳ樹脂、ＡＣＳ樹脂等中から所定融点のものを選定できる。
【００４５】
上記可溶材としての可溶合金としては、ＰｂやＣｄ等の生体系に有害な元素を含まないものを使用することが好ましく、次ぎの組成[Ａ]（１）４３％Ｓｎ≦７０％，０．５％≦Ｉｎ≦１０％，残Ｂｉ、（２）２５％≦Ｓｎ≦４０％，５０％≦Ｉｎ≦５５％，残Ｂｉ、（３）２５％Ｓｎ≦４４％，５５％Ｉｎ≦７４％，１％≦Ｂｉ２０％、（４）４６％Ｓｎ≦７０％，１８％≦Ｉｎ４８％，１％≦Ｂｉ≦１２％、（５）５％≦Ｓｎ≦２８％，１５％≦Ｉｎ３７％，残Ｂｉ（但し、Ｂｉ５７．５％，Ｉｎ２５．２％，Ｓｎ１７．３％とＢｉ５４％，Ｉｎ２９．７％，Ｓｎ１６．３％のそれぞれを基準にＢｉ±２％，Ｉｎ及びＳｎ±１％の範囲を除く）、（６）１０％≦Ｓｎ≦１８％，３７％≦Ｉｎ≦４３％，残Ｂｉ、（７）２５％Ｓｎ≦６０％，２０％≦Ｉｎ５０％，１２％Ｂｉ≦３３％、（８）（１）〜（７）の何れか１００重量部にＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｓｂ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｐの１種または２種以上を合計０．０１〜７重量部添加、（９）３３％≦Ｓｎ≦４３％，０．５％≦Ｉｎ≦１０％，残Ｂｉ、（１０）４７％≦Ｓｎ≦４９％，５１％≦Ｉｎ≦５３％の１００重量部にＢｉを３〜５重量部を添加、（１１）４０％≦Ｓｎ≦４６％，７％≦Ｂｉ≦１２％，残Ｉｎ、（１２）０．３％≦Ｓｎ≦１．５％，５１％≦Ｉｎ≦５４％，残Ｂｉ、（１３）２．５％≦Ｓｎ≦１０％，２５％≦Ｂｉ≦３５％，残Ｉｎ、（１４）（９）〜（１３）の何れか１００重量部にＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｓｂ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｐの１種または２種以上を合計０．０１〜７重量部添加、（１５）１０％≦Ｓｎ≦２５％，４８％≦Ｉｎ≦６０％，残Ｂｉを１００重量部にＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｓｂ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｐの１種または２種以上を合計０．０１〜７重量部添加、等のＩｎ−Ｓｎ−Ｂｉ系合金の組成[Ｂ]（１６）３０％≦Ｓｎ≦７０％，０．３％≦Ｓｂ≦２０％，残Ｂｉ、（１７）（１６）の１００重量部にＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｐの１種または２種以上を合計０．０１〜７重量部添加、等のＢｉ−Ｓｎ−Ｓｂ系合金の組成[Ｃ]（１８）５２％≦Ｉｎ≦８５％，残Ｓｎ、（１９）（１８）の１００重量部にＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｓｂ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｐの１種または２種以上を合計０．０１〜７重量部添加、等のＩｎ−Ｓｎ系合金の組成[Ｄ]（２０）４５％≦Ｂｉ≦５５％，残Ｉｎ、（２１）（２０）の組成の１００重量部にＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｓｂ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｐの１種または２種以上を合計０．０１〜７重量部添加、等のＩｎ−Ｂｉ系合金の組成、[Ｅ]（２２）５０％Ｂｉ≦５６％，残Ｓｎ、（２３）（２２）の１００重量部にＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｐの１種または２種以上を合計０．０１〜７重量部添加、等のＢｉ−Ｓｎ系合金の組成[Ｆ]（２４）Ｉｎの１００重量部にＡｕ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｐの１種または２種以上を合計０．０１〜７重量部添加、（２５）９０％≦Ｉｎ≦９９．９％，０．１％≦Ａｇ≦１０％の１００重量部にＡｕ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、、Ｇａ、Ｇｅ、Ｐの１種または２種以上を合計０．０１〜７重量部添加、（２６）９５％≦Ｉｎ≦９９��９％，０．１％≦Ｓｂ≦５％の１００重量部にＡｕ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｐの１種または２種以上を合計０．０１〜７重量部添加等のＩｎ系合金の組成等からサーモセンサまたはサーモプロテクタの動作温度に適合した融点の組成を選定することができる。
【００４６】
上記リード導体には、ニッケル、銅、銅合金等の導電性金属乃至は合金を使用でき、必要に応じ鍍金することができる。
上述した通り、リード導体の先端部に接点材や電極を設けることができ、また弾性金属リード導体の先端部を圧潰加工して弾性板状とすることもできる。
これらの場合、躯体及びハウジング外のリード導体の形状は任意の形状にできる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
リチウムイオン２次電池、リチウムポリマー２次電池等の高いエネルギー密度の２次電池では、その高いエネルギー密度のために異常時の発熱温度が高く、その発熱を検知して電池を不通電とするサーモプロテクタが必要であるが、本発明に係るサーモプロテクタにおいては小型化が容易であり電池パックに良好に組み込み得、その電池用サーモプロテクタとして好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係るサーモセンサを示す図面である。
【図２】本発明に係るサーモプロテクタの一実施例を示す図面である。
【図３】図２に示すサーモプロテクタの動作状態を示す図面である。
【図４】図２に示すサーモプロテクタの製作過程をを示す図面である。
【図５】本発明に係るサーモプロテクタの上記とは別の実施例を示す図面である。
【図６】本発明に係るサーモプロテクタの上記とは別の実施例を示す図面である。
【図７】従来のサーモプロテクタを示す図面である。
【図８】従来のサーモプロテクタの上記とは別の例を示す図面である。
【符号の説明】
【００４９】
１            躯体
２            弾性体
２１          弾性体の一端部
２２          弾性体の他端部
３            可溶材
３２          接合面
４１          リード導体
４２          リード導体
４１０        電極
４２０        電極
４１００      固定接点材
４２００      可動接点材
５            弾性体一端部の固定箇所
６            ハウジング
【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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【図８】
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