JP2000036237A - 薄型温度ヒュ−ズ - Google Patents

薄型温度ヒュ−ズ

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Abstract

(57)【要約】 【課題】フラックスに対する封止性、溶断作動性及び帯
状リ−ド導体と被接合箇所との接続性を全て良好に保証
できる薄型温度ヒュ−ズを提供する。 【解決手段】一対の帯状リ−ド導体2,2の先端間に低
融点可溶合金片3が接続され、この低融点可溶合金片3
にフラックス4が塗布され、該フラックス塗布低融点可
溶合金片が樹脂フィルム1a,1bで挾まれ、両樹脂フ
ィルム周辺のフィルム間及び各フィルムと帯状リ−ド導
体との間が封止されてなる温度ヒュ−ズであり、帯状リ
−ド導体2の被封止部20の巾が狭巾にされている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は薄型温度ヒュ−ズに
関し、例えばリチウムイオン二次電池を過充電や過放電
から保護するのに用いる温度ヒュ−ズとして有用なもの
である。
【0002】
【従来の技術】近来、携帯電話、パ−ソナルコンピュ−
タ、ビデオカメラ等のパ−ソナルユ−スの携帯用電気機
器の電源としてリチウムイオン二次電池等の大容量電池
が使用されている。かかる大容量電池では充電時や放電
時に相当に大きな電流が流れる可能性があり、過充電や
本体機器の故障により異常に発熱する畏れがある。そこ
で、この異常発熱を合金型温度ヒュ−ズで感知し、電池
を充電用電源から遮断し、または電池と本体機器との間
を遮断することが検討されている。
【0003】この電池保護用温度ヒュ−ズにおいては薄
型であることが要求され、樹脂ベ−スフィルムの片面上
に一対の帯状リ−ド導体の先端部を固着し、帯状リ−ド
導体の先端間に低融点可溶合金片を接続し、樹脂ベ−ス
フィルムの片面上に樹脂カバ−フィルムを配し、両樹脂
フィルム周辺のフィルム間及び樹脂カバ−フィルムと帯
状リ−ド導体との間をヒ−トシ−ルで封止した薄型温度
ヒュ−ズが知られている。この温度ヒュ−ズにおいて
は、電池が所定の異常温度(80〜100℃)に昇温す
ると、低融点可溶合金片が溶融され、この溶融合金が既
溶融のフラックスの作用を受けつつ帯状リ−ド導体先端
部への濡れにより分断され、この分断間距離が所定の絶
縁距離に達すると通電遮断される。
【0004】この薄型温度ヒュ−ズの寸法は、例えばベ
−スフィルム及びカバ−フィルムが11.0mm×5.
0mm、帯状リ−ド導体が厚み100μm,巾4mm、
帯状リ−ド導体の先端間距離が3.0mm、低融点可溶
合金片の直径が550μm、長さが5.0mmとされて
いる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この薄
型温度ヒュ−ズでは、樹脂カバ−フィルムと帯状リ−ド
導体との間の樹脂対金属間の融着性が樹脂ベ−スフィル
ムと樹脂カバ−フィルムとの樹脂同士の融着性に較べて
劣り、しかもリ−ド導体が帯状であって樹脂対金属界面
の巾が広いので、電池が使用条件の如何により安全範囲
内ではあるがある程度昇温したときにフラックスが熱膨
張して漏出し易く、かかる漏出のもとでは温度ヒュ−ズ
の正常な本来の作動が望めない。
【0006】この不具合を排除するために、帯状リ−ド
導体の巾を細くすることが考えられるが、かかるもとで
は上記溶融した低融点可溶合金の帯状リ−ド導体先端部
への濡れが抑えられて遮断作動性能が低下し、また帯状
リ−ド導体の巾が4mm以下の細巾となり該リ−ド導体
の電池缶への接合(通常は負極缶へのスポット溶接)が
至難となる。
【0007】本発明の目的は、フラックスに対する封止
性、溶断作動性及び帯状リ−ド導体と被接合箇所との接
続性を全て良好に保証できる薄型温度ヒュ−ズを提供す
ることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に係る一の薄型温
度ヒュ−ズは、一対の帯状リ−ド導体の先端間に低融点
可溶合金片が接続され、この低融点可溶合金片にフラッ
クスが塗布され、該フラックス塗布低融点可溶合金片が
樹脂フィルムで挾まれ、両樹脂フィルム周辺のフィルム
間及び各フィルムと帯状リ−ド導体との間が封止されて
なる温度ヒュ−ズであり、帯状リ−ド導体の被封止部の
巾が狭巾にされていることを特徴とする構成である。
【0009】本発明に係る他の薄型温度ヒュ−ズは、一
方の帯状リ−ド導体の先端部が樹脂ベ−スフィルムにそ
の裏面側から表面側に表出して固着され、他方の帯状リ
−ド導体の先端部が樹脂ベ−スフィルムの表面側に固着
され、両帯状リ−ド導体の先端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、樹脂ベ−スフィルムの表面上に樹脂カバ−フィルム
が配され、両樹脂フィルム周辺のフィルム間及び樹脂カ
バ−フィルムと他方の帯状リ−ド導体との間が封止され
てなる温度ヒュ−ズであり、他方の帯状リ−ド導体の被
封止部の巾が狭巾にされていることを特徴とする構成で
ある。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態について説明する。図1の(イ)及び図1の
(ロ)〔図1の(イ)のロ−ロ断面図〕は、本発明に係
る薄型温度ヒュ−ズの一例を示している。図1におい
て、1a,1bは樹脂フィルムを、2は帯状リ−ド導体
を、3は低融点可溶合金片を、4はフラックスをそれぞ
れ示し、樹脂フィルム1a,1b間に封止される各帯状
リ−ド導体2の被封止部20は、図2に示すように狭巾
にされている。
【0011】上記帯状リ−ド導体2には、例えば、ニッ
ケル導体、ニッケルメッキ鉄導体、銅導体、銅メッキニ
ッケル導体等を使用できる。上記樹脂フィルム1a,1
bや後述の樹脂ベ−スフィルム、樹脂カバ−フィルムに
は、例えばポリエチレンテレフタレ−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を使用できる。
【0012】上記薄型温度ヒュ−ズを製造するには、ま
ず図1において一対の帯状リ−ド導体2,2の先端片面
間に低融点可溶合金片3を溶接等により接続し、この接
続した低融点可溶合金片3上にフラックス4を塗布し、
次ぎに、フラックス塗布低融点可溶合金片を樹脂フィル
ム1a,1bで挾み、樹脂フィルム1a,1bの周辺の
樹脂フィルム同士及び各樹脂フィルムと帯状リ−ド導体
被封止部20との間をヒ−トシ−ル、超音波融着または
レ−ザ照射或いは接着剤により封止することができる。
【0013】あるいは、図1において被封止部20を狭
巾とした一対の帯状リ−ド導体2,2の先端部を樹脂フ
ィルム1aの片面に熱プレスまたは接着剤等で固着し、
次いで、これらの固着帯状リ−ド導体2,2の先端部間
に低融点可溶合金片3を溶接等で接合し、更に低融点可
溶合金片3上にフラックス4を塗布し、次いで、樹脂フ
ィルム1aの片面上に樹脂フィルム1bを配し、樹脂フ
ィルム1aの周辺と樹脂フィルム1bの周辺との間及び
樹脂フィルム1bの周辺と帯状リ−ド導体の被封止部2
0との間をヒ−トシ−ル、超音波融着またはレ−ザ照射
或いは接着剤等により封止することもできる。
【0014】上記ヒ−トシ−ルには、樹脂フィルムの周
辺部分に接触される枠形熱板を所定の温度、圧力及び時
間で接触させる方法を用いることができる。上記超音波
融着には、樹脂フィルムの周辺部分に接触される枠形ホ
−ンを押し付け、この押し付けホ−ンを発振器の作動で
所定の超音波出力で振動させる方法を用いることができ
る。上記接着剤には、ゴム系、アクリル系、エポキシ
系、ポリエステル系、ポリアミド系、フェノ−ル系また
は酢酸ビニル系の接着剤を用いることができる。
【0015】本発明に係る薄型温度ヒュ−ズにおいて
は、帯状リ−ド導体の被封止部の巾を狭くしてあるか
ら、樹脂フィルムと帯状リ−ド導体との融着界面の巾を
それだけ狭くでき、フラックスの熱膨張に対する封止性
を高めることができ、電池の許容温度内での昇温によっ
てフラックスが熱膨張してもフラックスをよく保持させ
得る。また、低融点可溶合金片の接合部である帯状リ−
ド導体先端部の巾を広巾にしてあるから、温度ヒュ−ズ
の作動時、既溶融フラックスのフラックス作用を受けつ
つ溶融した低融点可溶合金の帯状リ−ド導体先端部への
濡れ拡がりをスム−ズに行わせ得て溶融合金を迅速に分
断させ得る。従って、フラックスの確実な保持と溶融金
属の充分な濡れ面積の確保の結果、確実・迅速な作動を
保証できる。
【0016】また、温度ヒュ−ズの帯状リ−ド導体を取
付け部位に接合するとき、例えば電池の負極缶にスポッ
ト溶接するとき、図2の(ロ)に示すように帯状リ−ド
導体端部にスリット22を入れ、このスリット22の両
サイド部にピン電極を当接して抵抗溶接することが可能
となり、所定の通電抵抗値のもとで容易に抵抗溶接する
ことができる。
【0017】図3の(イ)及び図3の(ロ)〔図3の
(イ)のロ−ロ断面図】は、本発明に係る薄型温度ヒュ
−ズの他の別例を示し、一方の帯状リ−ド導体21の先
端部を熱プレス等で樹脂ベ−スフィルム1aにその裏面
側から表面側に表出させて固着し、被封止部20に狭巾
した他方の帯状リ−ド導体2の先端部を樹脂ベ−スフィ
ルム1aの表面に熱プレス等で固着し、更に両帯状リ−
ド導体2,21の先端間に低融点可溶合金片3を溶接等
で接合し、更に低融点可溶合金片3上にフラックス4を
塗布し、次いで樹脂ベ−スフィルム1aの片面上に樹脂
カバ−フィルム1bを配し、樹脂カバ−フィルム1bの
周辺と樹脂ベ−スフィルム1aの周辺との間及び樹脂カ
バ−フィルム1bと他方の帯状リ−ド導体2の被封止部
20との間をヒ−トシ−ルまたは超音波融着或いはレ−
ザ照射により封止してある。
【0018】上記において帯状リ−ド導体の巾Wは通常
2.0〜4.0mm、厚さは通常0.05〜2.5mm
とされ、狭巾部20の巾wは(0.3〜0.9)W、好
ましくは(0.5〜0.8)Wとされる(0.3W未満
では、搬送や上記取付け部位への接合時に狭巾での折れ
が生じ易く、0.9Wを越えると前記の封止性向上効果
が満足に得られない)。帯状リ−ド導体2の狭巾部20
には、エメリ−クロスやグリ−ドブラスト等の粗面加工
を施すこともできる。また、狭巾部20の両サイドのく
びれは図2の(ハ)に示すように非対称とすることも可
能である。
【0019】上記帯状リ−ド導体の先端間の距離は通常
4.0〜5.0mmに設定される。上記低融点可溶合金
片には作動温度80〜100℃に対応して固相線温度8
0〜100℃、液相線温度80〜130℃の合金が用い
られ、断面積は通常0.03〜0.4mm2に設定され
る。上記樹脂フィルム(樹脂ベ−スフィルム及び樹脂カ
バ−フィルムを含む)の厚みは通常50〜250μmと
され、縦×横寸法は通常(3.5mm〜6.0)mm×
(9.0mm〜13.0)mmとされる。
【0020】本発明に係る薄型温度ヒュ−ズは、リチウ
ムイオン二次電池を異常発熱から保護するために使用で
き、例えば、電池の負極缶に一方の帯状リ−ド導体及び
温度ヒュ−ズ本体を密接させると共にその一方の帯状リ
−ド導体と負極缶との間を前記したスポット溶接により
電気的に接続し、他方の帯状リ−ド導体を負極缶から離
隔や絶縁フィルムの介在により絶縁して当該電池に直列
に挿入し、電池の異常発熱で低融点可溶合金片を溶断さ
せて電池を本体機器から電気的に遮断させることができ
る。
【0021】図4はリチウムイオン二次電池を示し、セ
パレ−タ51を介在させた正極52と負極53とのスパ
イラル巻回体μmを負極缶54に収容して負極53と負
極缶54の底面とを電気的に導通し、負極缶54内の上
端に正極集電極55を配設して正極52をこの集電極5
5に電気的に導通し、負極缶54の上端部541を防爆
弁板外56の外周端部及び正極蓋57の外周端部にパッ
キング58を介してかしめ加工し、防爆弁板56の中央
凹部を正極集電極59に電気的に導通してあり、本発明
に係る薄型温度ヒュ−ズAをリチウムイオン二次電池の
防爆弁板56と正極蓋57との間の空間に配し、防爆弁
板56の外周端部と正極蓋57の外周端部との間に絶縁
スペ−サリングrを介在させ、一方の帯状リ−ド導体2
を防爆弁板56の外周端部と絶縁スペ−サリングrとで
挾持し、他方の帯状リ−ド導体2を正極蓋57の外周端
部と絶縁スペ−サリングrとで挾持することもできる。
この場合、挾持される帯状リ−ド導体端部が充分に広巾
とされているので、良好な電気的接触で一方の帯状リ−
ド導体と正極蓋との間及び他方の帯状リ−ド導体と防爆
弁板との間を導通できる。
【0022】
【発明の効果】本発明に係る薄型温度ヒュ−ズにおいて
は、低融点可溶合金片を内蔵せる樹脂フィルム間の周辺
の封止部に樹脂フィルム同士の接合部と樹脂フィルムと
帯状リ−ド導体との接合部が存在するにもかかわらず、
帯状リ−ド導体の被封止部を狭巾しているから、良好な
封止性を付与できる。また、帯状リ−ド導体の先端部を
充分に広巾としてあるから、溶融した低融点可溶合金の
帯状リ−ド導体先端部へのスム−ズな濡れにより迅速な
遮断作動を保証でき、さらに、帯状リ−ド導体の被接合
端部の巾も充分に広巾にしてあるから電池の負極缶等の
取付け箇所への溶接も容易に行うことができる。従っ
て、本発明によれば、作動性や取付け作業性に優れた薄
型の温度ヒュ−ズを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る薄型温度ヒュ−ズの一例を示す図
面である。
【図2】本発明において使用する帯状リ−ド導体を示す
図面である。
【図3】本発明に係る薄型温度ヒュ−ズの別例を示す図
面である。
【図4】本発明に係る薄型温度ヒュ−ズの使用状態の一
例を示す図面である。
【符号の説明】
1a 樹脂フィルム 1b 樹脂フィルム 2 帯状リ−ド導体 20 帯状リ−ド導体2の被封止部 3 低融点可溶合金片 4 フラックス

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一対の帯状リ−ド導体の先端間に低融点可
    溶合金片が接続され、この低融点可溶合金片にフラック
    スが塗布され、該フラックス塗布低融点可溶合金片が樹
    脂フィルムで挾まれ、両樹脂フィルム周辺のフィルム間
    及び各フィルムと帯状リ−ド導体との間が封止されてな
    る温度ヒュ−ズであり、帯状リ−ド導体の被封止部の巾
    が狭巾にされていることを特徴とする薄型温度ヒュ−
    ズ。
  2. 【請求項2】帯状リ−ド導体の被封止部の巾が帯状リ−
    ド導体巾の(0.3〜0.9)倍とされている請求項1
    記載の薄型温度ヒュ−ズ。
  3. 【請求項3】一方の帯状リ−ド導体の先端部が樹脂ベ−
    スフィルムにその裏面側から表面側に表出して固着さ
    れ、他方の帯状リ−ド導体の先端部が樹脂ベ−スフィル
    ムの表面側に固着され、両帯状リ−ド導体の先端間に低
    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、樹脂ベ−スフィルムの表面上に樹脂
    カバ−フィルムが配され、両樹脂フィルム周辺のフィル
    ム間及び樹脂カバ−フィルムと他方の帯状リ−ド導体と
    の間が封止されてなる温度ヒュ−ズであり、他方の帯状
    リ−ド導体の被封止部の巾が狭巾にされていることを特
    徴とする薄型温度ヒュ−ズ。
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