(57)【要約】【課題】テープタイプ温度ヒューズにおいて、低融点可溶合金片を帯状として広巾としても、温度ヒューズ本体部の巾を充分、小寸法に保持可能とする。【解決手段】一対のリード導体２，２の扁平先端部２１，２１間に低融点可溶合金片１が接続され、該低融点可溶合金片１にフラックス３が塗布され、絶縁シート４がフラックス塗布低融点可溶合金片１及び各リード導体の扁平先端部２１，２１を挾むように回されて折り畳まれ、この折り畳み絶縁シートの三方開放縁端部がそのシート重ね面の融着により封止されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のリード導体の扁平先端部間に低融点可溶合金片が接続され、該低融点可溶合金片にフラックスが塗布され、絶縁シートがフラックス塗布低融点可溶合金片及び各リード導体の扁平先端部を挾むように回されて折り畳まれ、この折り畳み絶縁シートの三方開放縁端部がそのシート重ね面の融着により封止されていることを特徴とするサーモプロテクタ。
【請求項２】
繊維基材に可撓性の熱硬化性樹脂が含浸され、含浸樹脂がＢ状態に半硬化されたプリプレグが絶縁シートに使用されていることを特徴とする請求項１記載のサーモプロテクタ。
【請求項３】
低融点可溶合金片が扁平状とされ、該扁平低融点可溶合金片の巾縁端とリード導体の扁平先端部の巾縁端とが揃えられていることを特徴とする請求項１または２記載のサーモプロテクタ。
【請求項４】
低融点可溶合金片がＢｉ−Ｉｎ系合金またはＢｉ−Ｉｎ−Ｓｎ系合金であることを特徴とする請求項３記載のサーモプロテクタ。
【請求項５】
低融点可溶合金片が許容電流の通電発熱によっても溶断される融点及び抵抗値に設定されていることを特徴とする請求項１〜４何れか記載のサーモプロテクタ。
【請求項６】
扁平先端部間に低融点可溶合金片が接続され、該低融点可溶合金片にフラックスが塗布された一対の扁平導体のフラックス塗布低融点可溶合金片及び各リード導体扁平先端部に可撓性のプリプレグを回し、この回しプリプレグを折り畳み、この折り畳みプリプレグの三方開放縁端部を圧着し、而るのち、加熱してプリプレグの硬化を完結させることを特徴とするサーモプロテクタの製造方法。
【請求項７】
プリプレグを予め圧延することを特徴とする請求項６記載のサーモプロテクタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は二次電池や電界効果型トランジスタ等の電子部品の熱的保護に用いられるサーモプロテクタ及びそのサーモプロテクタの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池等のエネルギー密度の高い二次電池や電界効果型トランジスタを異常発熱に対し回路から遮断して熱的に保護するサーモプロテクタとして、帯状リード導体間に低融点可溶合金片を接続し、該低融点可溶合金片にフラックスを塗布し、このフラックス塗布低融点可溶合金片と両リード導体端部とを上下の絶縁シートで封止したテープタイプ温度ヒューズが用いられており、絶縁シートには、ホットメルト接着剤を塗布したプラスチックフィルムが使用されたり（特許文献１）、プリプレグが用いられている（特許文献２）。
【特許文献１】特開２００２−０３３０３５号公報
【特許文献２】特開２００１−２９７６７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この温度ヒューズにおいては、二次電池や電界効果型トランジスタ等に熱的に接触して取り付けられ、二次電池や電界効果型トランジスタが異常昇温されて低融点可溶合金片が溶融されると、既に溶融されているフラックスの活性力のバックアップのもとで溶融合金が分断され、この分断による通電遮断で二次電池等の昇温が停止され、この停止に後続する冷却で分断合金が凝固されて非復帰遮断が完結される。
この温度ヒューズの動作時に、溶融合金が外部に漏出しないように、温度ヒューズにおける絶縁フィルムまたは絶縁シートの封止距離を充分に長く設定しなければならない。
【０００４】
近来、温度ヒューズの低融点可溶合金片には、環境保全上、鉛フリー組成のものが要求され、Ｂｉ−Ｉｎ系やＢｉ−Ｉｎ−Ｓｎ系が使用されているが、これらの合金組成ではＢｉを含んでいるために脆弱であって、線引きによる細線化が困難である。
そこで、合金材をロール圧延により帯状化したものを用いることが有利である。この場合、帯状低融点可溶合金片の巾をａ、前記した封止距離をｂとすると、温度ヒューズの本体部の巾Ｗは、Ｗ＝ａ＋２ｂで与えられる。従って、温度ヒューズ本体部の巾Ｗが広くなって温度ヒューズの小型性の保証が困難となる。
【０００５】
本発明の目的は、テープタイプ温度ヒューズにおいて、低融点可溶合金片を帯状として広巾としても、温度ヒューズ本体部の巾を充分、小寸法に保持可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係るサーモプロテクタは、一対のリード導体の扁平先端部間に低融点可溶合金片が接続され、該低融点可溶合金片にフラックスが塗布され、絶縁シートがフラックス塗布低融点可溶合金片及び各リード導体の扁平先端部を挾むように回されて折り畳まれ、この折り畳み絶縁シートの三方開放縁端部がそのシート重ね面の融着により封止されていることを特徴とする。
請求項２に係るサーモプロテクタは、請求項１のサーモプロテクタにおいて、繊維基材に可撓性の熱硬化性樹脂が含浸されＢ状態に半硬化されたプリプレグが絶縁シートに使用されていることを特徴とする。
請求項３に係るサーモプロテクタは、請求項１または２のサーモプロテクタにおいて、低融点可溶合金片が扁平状とされ、該扁平低融点可溶合金片の巾縁端とリード導体の扁平先端部の巾縁端とが揃えられていることを特徴とする。
請求項４に係るサーモプロテクタは、請求項３のサーモプロテクタにおいて、低融点可溶合金片がＢｉ−Ｉｎ系合金またはＢｉ−Ｉｎ−Ｓｎ系合金であることを特徴とする。
請求項５に係るサーモプロテクタは、請求項１〜４何れかのサーモプロテクタにおいて、低融点可溶合金片が最大許容電流の通電発熱によっても溶断される融点及び抵抗値に設定されていることを特徴とする。
請求項６に係るサーモプロテクタの製造方法は、扁平先端部間に低融点可溶合金片が接続され、該低融点可溶合金片にフラックスが塗布された一対の扁平導体のフラックス塗布低融点可溶合金片及び各リード導体扁平先端部に可撓性のプリプレグを回し、この回しプリプレグを折り畳み、この折り畳みプリプレグの三方開放縁端部を金型により圧着し、而るのち、加熱してプリプレグの硬化を完結させることを特徴とする。
請求項７に係るサーモプロテクタの製造方法は、請求項６のサーモプロテクタの製造方法において、プリプレグを予め圧延することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係るサーモプロテクタの横断面を示す図１の（ロ）から明らかなように、低融点可溶合金片の巾の一縁端から絶縁シートの折り畳み端までの距離Δｂを短くしても、低融点可溶合金片の巾の一縁端に対する封止性能をよく維持でき、この距離Δｂを短くしてサーモプロテクタ本体部の巾を充分に小寸法にできる。
また、低融点可溶合金片が帯状であるから、４００〜６００μｍφの線引き加工の難しいＢｉ−Ｉｎ系合金やＢｉ−Ｉｎ−Ｓｎ系合金であっても、合金材をロール圧延したものを低融点可溶合金片として使用でき、良好な歩留りを保証できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
図１の（イ）は本発明に係るサーモプロテクタを示す一部欠切平面図、図１の（ロ）は図１の（イ）におけるロ−ロ断面図、図１の（ハ）は図１の（イ）におけるハ−ハ断面図である。
図１において、１は帯状の低融点可溶合金片であり、厚さが３０μｍ〜１００μｍとされている。１１は低融点可溶合金片１に設けた抵抗値調整用ノッチである。２，２は帯状リード導体であり、先端部２１の巾が帯状低融点可溶合金片１の巾に等しくされ、それらの先端部２１，２１間に帯状低融点可溶合金片１が溶接により接続されている。３は低融点可溶合金片１に塗布されたフラックスである。
４は絶縁シートであり、フラックス塗布低融点可溶合金片１及びリード導体先端部２１を挾むように回されて折り畳まれ、この折り畳シートの三方開放縁端部が融着により封止されている。
【０００９】
図１の（ロ）において、帯状低融点可溶合金片１の巾の一方の縁端またはリード導体帯状先端部の巾の一方の縁端と絶縁シートの折り畳み部位内面との距離をΔｂ、帯状低融点可溶合金片１の巾またはリード導体帯状先端部の巾をａ、帯状低融点可溶合金片１の巾の他方の縁端またはリード導体帯状先端部の巾の他方の縁端と絶縁シートの折り畳み他端との距離をｂとすると、距離ｂはサーモプロテクタ動作時の溶融合金の漏出を防止するのに必要な所定距離としてある。
これに対し、距離Δｂは零にすることができ、絶縁シートの折り畳み内コーナと帯状低融点可溶合金片の巾の一方の縁端及び扁平リード導体先端部の巾の一方の縁端とを接触させてサーモプロテクタ本体部の巾の縮小化を図ることができる。
【００１０】
本発明に係るサーモプロテクタは、二次電池や電界効果型トランジスターに熱的に接触させて使用される。二次電池や電界効果型トランジスターが異常発熱すると、サーモプロテクタの低融点可溶合金片が溶融され、既に溶融されているフラックスの活性力のバックアップのもとで溶融合金が分断され、この分断による通電遮断によって前記の異常発熱が停止され、その後の冷却により分断合金が凝固されて不復帰遮断が終結される。
【００１１】
低融点可溶合金片には、Ｂｉ−Ｉｎ系合金またはＢｉ−Ｉｎ−Ｓｎ系合金、例えば、Ｂｉ７．４％，Ｉｎ４８．２％，Ｓｎ４４．４％の合金組成を使用できる。この合金組成の固相線温度は９１．５℃であり、サーモプロテクタの動作温度（オイルバス中に浸漬し、０．１Aの通電下、オイルを０．５℃／１分の速度で昇温して通電遮断したときのオイル温度）は、１０２℃±２℃である。
【００１２】
本発明に係るサーモプロテクタにおいては、所定の限界許容電流（通常、２〜１０Ａ）による低融点可溶合金片の自己発熱でも、低融点可溶合金片を溶断させるようにすることができ、図１の実施例では、この溶断を行わせるように低融点可溶合金片１の抵抗値をノッチ１１により調整してある。
【００１３】
図２の（イ）は本発明に係るサーモプロテクタの別実施例を示す一部欠切平面図、図２の（ロ）は図２の（イ）におけるロ−ロ断面図、図２の（ハ）は図２の（イ）におけるハ−ハ断面図である。
図２において、１は帯状の低融点可溶合金片であり、厚さは３０μｍ〜１００μｍとされている。１１は低融点可溶合金片１に設けた抵抗値調整用ノッチである。２，２は帯状リード導体であり、先端部２１の巾が帯状低融点可溶合金片１の巾に等しくされ、それらの先端部２１，２１間に帯状低融点可溶合金片１が溶接により接続されている。３は低融点可溶合金片１に塗布されたフラックスである。
４は絶縁シートであり、フラックス塗布低融点可溶合金片１及びリード導体先端部２１，２１を挾むように回されて折り畳まれ、この折り畳シートの三方開放縁端部が融着により封止されている。
図２の（ロ）において、帯状低融点可溶合金片１の巾の一方の縁端またはリード導体帯状先端部の巾の一方の縁端と折り畳み絶縁シート４の巾の一端との距離をｂ’とし、帯状低融点可溶合金片の巾の他方の縁端またはリード導体帯状先端部の巾の他方の縁端と折り畳み絶縁シートの他端との距離をｂとすると、ｂ＝ｂ’としてある。
この別実施例においても、絶縁シートの封止縁端が三方であり、封止縁端が四方のものに較べて封止部分が少ないから、それだけ封止性を高めることができる。
【００１４】
前記の絶縁シートには、不織布、織布、ネット、マット、ロービング等の繊維基材、特にガラス繊維基材に、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸し、この含浸樹脂をＢ状態にまで半硬化させたもの、すなわちプリプレグを使用し、フラックス塗布低融点可溶合金片及びリード導体先端部を挾むようにこのプリプレグを折り畳み、而るのち、この折り畳みプリプレグをフラックスの融点よりも低い温度で加熱してプリプレグの硬化を終結させると共に三方開放縁端部を封止させることができる。
プリプレグの折り畳みを容易に行い得るように可撓性を付与し、折り畳みプリプレグの三方縁端部の重ね面の圧着（仮封止）を良好に行い得るようにタック性を付与する必要があり、末端カルボキシル基変性アクリロニトリルゴムやエポキシ基変性ポリブタジエン等を配合することが有効である。
【００１５】
前記低融点可溶合金片には、環境保全上、鉛フリー合金であるＢｉ−Ｉｎ系合金、Ｂｉ−Ｉｎ−Ｓｎ系合金等が使用され、これらの合金は細線に線引き加工することは困難であるが、薄厚帯状へのロール圧延は良好な歩留まりで行うことができる。
かかる合金を例示すれば、次の通りであり、サーモプロテクタの動作温度に応じて選択される。
[Ａ]（１）４５％≦Ｂｉ≦５５％，残Ｉｎ、（２）（１）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。
[Ｂ]（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％≦Ｂｉ≦２０％、（４）４６％≦Ｓｎ≦７０％，１８％≦Ｉｎ≦４８％，１％≦Ｂｉ≦１２％、（５）５％≦Ｓｎ≦２８％，１５％≦Ｉｎ≦３７％，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％≦Ｉｎ≦５０％，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。
【００１６】
図３−１〜図３−２は本発明に係るサーモプロテクタの製造方法の一実施例を示している。
図３−１は低融点可溶合金片接続リード導体を製造する工程を示し、図３−１の（イ）に示すようにロール圧延加工で得た低融点可溶合金リボン１’を導電性金属板２’，２’、例えば銅板間に溶接し、次で図３−１の（ロ）に示すように切断して先端部間に帯状低融点可溶合金片を溶接した帯状リード導体を得る。
次で、低融点可溶合金片にフラックスを塗布し、更に図３−２の（イ）及び（ロ）〔図３−２の（イ）のロ−ロ断面図〕に示すようにフラックス塗布低融点可溶合金片及び扁平リード導体先端部間に可撓性プリプレグ４を回し、このプリプレグを折り畳み、更にプレス型により折り畳みプリプレグの三方開放縁端部をプリプレグのタック性で密着させる。
而るのち、加熱炉に搬入し、フラックス及び低融点可溶合金片の融点よりも低い温度で折り畳みプリプレグの硬化を完結させると共に畳みプリプレグの三方開放縁端部の密着界面を硬化一体化させ、これにて本発明によるサーモプロテクタの製造を終了する。
前記プリプレグは予め圧延してその厚みを調整すると共に樹脂の含浸密度を高めて気密性アップを図ることもできる。
【実施例】
【００１７】
図１において、ａ＝２３００μｍ、ｂ＝３５０μｍ、Δｂ＝０、サーモプロテクタ本体部の長さＬ＝２３０００μｍ、リード導体先端部間の間隔ｃ＝６２０μｍとした。
リード導体には、厚み１００μｍのニッケル板（先端部に銅箔をクラッド）を使用し、低融点可溶合金片には、Ｂｉ７．４％，Ｉｎ４８．２％，残部Ｓｎの合金組成（固相線温度９１．５℃、液相線温度１２６．９℃）で厚み５０μｍのものを使用した。  絶縁シートには、厚み３００μｍ，両面タック性の３Ｍスーパエポキシテープ（住友スリーエム社商品名）を使用し、硬化条件を７０℃×１２時間とした。
この実施例品（ｎ＝５０）について、シリコンオイル浴中に浸漬し、０．１Aの通電下、オイル温度を０．５℃／１分の速度で昇温してカットオフ温度を測定したところ、１０２℃±２℃であった。
動作後の試料を観察してフラックスや溶融合金の漏出の有無を調査したが、全て、異常なく、漏出は皆無であった。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係るサーモプロテクタを示す図面である。
【図２】本発明に係るサーモプロテクタの別実施例を示す図面である。
【図３−１】本発明に係るサーモプロテクタの製造方法における低融点可溶合金片接続リード導体の製造工程を示す図面である。
【図３−２】本発明に係るサーモプロテクタの製造方法におけるプリプレグの折り畳み工程を示す図面である。
【符号の説明】
【００１９】
１        低融点可溶合金片
２        リード導体
２１      リード導体扁平先端部
３        フラックス
４        折り畳み絶縁シート
【図１】
2007317580.tif 000003
【図２】
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【図３−１】
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【図３−２】
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