(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
扁平ケースの両面に電極が設けられ、これらの電極間に低融点合金片が扁平ケースの厚み方向の向きで接続され、線状の熱収縮性片が前記低融点合金片の前方を回って配され、同低融点合金片の後方に配された両端が扁平ケース内に固定され、前記低融点合金片が溶融される温度で前記の線状熱収縮性片が低融点合金片の位置を越えて収縮されるように設置されていることを特徴とする薄型温度ヒューズ。
【請求項２】
扁平ケースの両面に電極が設けられ、これらの電極間に低融点合金片が扁平ケースの厚み方向の向きで接続され、熱収縮性片の一端が扁平ケース内に固定され、この熱収縮性片の他端部に前記低融点合金片が貫通されていることを特徴とする薄型温度ヒューズ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はヒュ−ズエレメントに低融点合金片を使用した薄型温度ヒュ−ズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気機器・電子機器を過電流に基づく異常発熱から保護するための温度ヒュ−ズとして合金タイプが周知されている。
この合金タイプの温度ヒュ−ズにおいては、ヒュ−ズエレメントにフラックス塗布の低融点金属片を使用しており、機器の過電流に基づく異常発熱時にその発熱で低融点合金片を溶融させ、既に溶融されているフラックスとの共存下、溶融合金が表面張力による球状化で分断され、球状化の進行でその分断距離が所定の距離に達したときに通電が遮断されて機器が電源から切り離される。
【０００３】
近来、電気・電子機器の小型化に伴い、これらの機器に装着して使用される温度ヒュ−ズにおいても、小型化、特に、薄厚化が要求され、最近では厚さ４００μｍもの超薄型が要求されている。
しかしながら、このような超薄型の温度ヒュ−ズでは、扁平ケ−ス内の空間ギャップが極めて薄く低融点合金片が溶融されても、その溶融金属がケ−ス内面間にブリッジして即時に溶断され難く、従って、上記表面張力による球状化分断では、低融点金属片が溶融されたのち分断されるまでに相当に時間がかかり、作動の迅速性を保証し難い。
【０００４】
そこで、本発明者においては、「扁平ケ−ス内に低融点合金片をケ−ス厚み方向に貫設し、そのケ−ス内に弾性材を低融点合金片の剪断反力に抗して納め、低融点合金片の剪断強度が溶融により低下するとその溶融合金片を弾性材の復元力で即時に強制的に剪断すること」を既に提案した（特開平９−１７３０１号）。
この温度ヒュ−ズでは、温度ヒュ−ズの作動時、低融点合金片が弾性材の復元力で剪断され得る程度に軟化されればよく、該溶融合金の強面張力による球状化が要求されないから、球状化分断を促すためのフラックスや低融点合金片の酸化防止のための気密性が不要となり、それだけ温度ヒュ−ズの構成の簡易化を図り得る利点もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平９−１７３０１号に開示した温度ヒュ−ズでは、平常時、低融点合金片が弾性材から常時剪断力を受け、その剪断力で低融点合金片がクリ−プ変形して細くなり発熱し、この発熱で溶断する畏れがあること、また、弾性材が伸びて剪断応力が減退し、低融点合金片が溶融しても迅速な強制的剪断が生じ難いこと、等の不具合が懸念される。
【０００６】
本発明の目的は、ヒュ−ズエレメントとして低融点合金片を使用し、作動時、溶融された低融点合金片を強制的に剪断する温度ヒュ−ズにおいて、平常時での低融点合金片のクリ−プ変形を排除しつつ誤作動なく迅速作動を保証することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る薄型温度ヒューズは、扁平ケースの両面に電極が設けられ、これらの電極間に低融点合金片が扁平ケースの厚み方向の向きで接続され、線状の熱収縮性片が前記低融点合金片の前方を回って配され、同低融点合金片の後方に配された両端が扁平ケース内に固定され、前記低融点合金片が溶融される温度で前記の線状熱収縮性片が低融点合金片の位置を越えて収縮されるように設置されていることを特徴とする。
請求項２に係る薄型温度ヒューズは、扁平ケースの両面に電極が設けられ、これらの電極間に低融点合金片が扁平ケースの厚み方向の向きで接続され、熱収縮性片の一端が扁平ケース内に固定され、この熱収縮性片の他端部に前記低融点合金片が貫通されていることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。
図１の（イ）は本発明に係る薄型温度ヒュ−ズの一例を示す図面、図１の（ロ）は図１の（イ）におけるロ−ロ断面図である。
図１の（イ）及び図１の（ロ）において、１は絶縁物、例えばセラミックス製やプラスチック製の扁平ケ−スであり、胴枠部１０に上下蓋板部１１，１２が一体化されている。２１，２２は扁平ケ−ス１の蓋板部１１，１２の外面に設けられた電極であり、導電金属板や導電金属箔の貼着、導電ペ−ストの塗布・焼付け、導電金属材の蒸着やメッキ等で形成することができる。３は扁平ケ−ス１の厚み方向に貫通された低融点金属片であり、各端が各電極２１，２２に溶接等で接続されている。４は熱収縮性片であり、一端４１がケ−ス内面に固定され、他端部に前記の低融点合金片３が貫通されている。
この熱収縮性片には、延伸プラスチックフィルムや形状記憶させたプラスチック成形体を使用することができる。この熱収縮性片は非絶縁性であっても差し支えなく、形状記憶合金の使用も可能である。
【０００９】
上記において、低融点合金片３の融点Ｔ1（非共晶合金の場合は固相線温度）が温度ヒュ−ズの作動温度として設定されている。
上記熱収縮性片４には、温度Ｔ1以下で急速に収縮し、平常時の機器の通電サイクル下での加熱では実質上収縮しないものが使用されている。
本発明に係る温度ヒュ−ズは、例えばリチウムイオン２次電池の安全弁板と正極蓋との間に挾持して使用される。
図２は本発明に係る温度ヒュ−ズの作動状態を示し、機器の過電流に基づく異常発熱で低融点合金片３が溶融され、この際、熱収縮性片４が既に加熱されてその熱収縮性により引張力を発生しているので、その引張力で溶融合金３が強制的に剪断される。
この場合、熱収縮性片４の熱収縮率をｋ，厚さをｔ，巾をｂ，熱収縮時でのヤング率をＥとすれば、剪断力Ｆは、
Ｆ＝Ｅｋｔｂ                    ▲１▼
で与えられ、
溶融した低融点合金片の剪断破断応力をτ、低融点合金片の断面積をＳとすれば、
Ｅｋｔｂ＞τＳ                  ▲２▼
が条件とされる。
【００１０】
上記熱収縮性片４の熱収縮は、歪状態で冷却凍結されたポリマ−の分子鎖や未結晶状態が加熱軟化により解放、結晶化されることにより生じ、上記のヤング率Ｅは常温時のヤング率に較べて小である。しかしながら、ケ−ス内空間を最大限に利用し、ｔｂを極力大とすること（厚さｔについては、ケ−ス内空間の厚みにほぼ等しくする）及びＳを可及的に小とすることにより、上記▲２▼の条件を容易に充足させ得、溶融した低融点合金片を確実に剪断できる。
この溶融合金片の強制剪断で低融点合金片のケ−ス内部分を元の位置から分離隔離でき、図２に示すように、元の位置の残存低融点合金片部分の分離ギャップｇを充分に大きくできるので、通電遮断を確実かつ迅速に行わせることができる。
【００１１】
図３の（イ）及び図３の（ロ）〔図３の（イ）におけるロ−ロ断面図〕は本発明に係る薄型温度ヒュ−ズの別例を示し、図４はその別例の作動状態を示している。
図３において、１は扁平ケ−ス、２１，２２は電極、３は低融点合金片であり、これらは上記図１に示したものと実質的に同じとされている。４は線状の熱収縮性片であり、弛み状態で両端４１，４１がケ−ス内面に固定され、低融点合金片の加熱溶融時での熱収縮性片４の熱収縮で図４に示すように低融点合金片の位置ｐを越えて短縮するように設定されている。
【００１２】
【発明の効果】
本発明に係る薄型温度ヒュ−ズにおいては、低融点合金片をその溶融と同時に熱収縮性片で強制的に剪断できるので、溶融した低融点合金片を表面張力により球状化分断させる場合に較べ迅速に分断作動させ得る。また、熱収縮性片では平常時に低融点合金片に剪断力を作用させることがないから、低融点合金片のクリ−プ破断等による誤作動を排除できる。
従って、扁平ケ−ス内のギャップを使用電圧下での放電を防止できるに足る小間隙としても、誤作動なく迅速に作動させ得、温度ヒュ−ズの超薄型化が可能となる。
また、球状化分断を促すためのフラックスや低融点合金片の酸化防止のための気密性が不要となり、それだけ温度ヒュ−ズの構成を簡易にできるから、かかる点からも一層の薄型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１の（イ）は本発明に係る薄型温度ヒュ−ズの一例を示す図面、図１の（ロ）は図１の（イ）におけるロ−ロ断面図である。
【図２】図１に示す薄型温度ヒュ−ズの作動状態を示す図面である。
【図３】図３の（イ）は本発明に係る薄型温度ヒュ−ズの別例を示す図面、図３の（ロ）は図３の（イ）におけるロ−ロ断面図である。
【図４】図３に示す薄型温度ヒュ−ズの作動状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１          扁平ケ−ス
２１        電極
２２        電極
３          低融点合金片
４          熱収縮性片
【図１】
0003878728.tif 000002
【図２】
0003878728.tif 000003
【図３】
0003878728.tif 000004
【図４】
0003878728.tif 000005