JP2000133112A - 薄型複合ヒュ−ズ及びその使用方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】温度ヒュ−ズまたは電流ヒュ−ズとして使用で
き、電流ヒュ−ズとして使用する場合、定格電流の２倍
未満の電流でも、絶縁支持フィルムの溶融破壊をよく防
止しつつ安全に電流を遮断できる薄型複合ヒュ−ズを提
供する。 【解決手段】絶縁支持基板またはフィルム１１に３本の
帯状リ−ド導体２１〜２３の先端部が固着され、２本の
帯状リ−ド導体先端部２１１，２２１間に電流ヒュ−ズ
エレメント３が接続され、これら２本の帯状リ−ド導体
先端部の一方２２０と三本目の帯状リ−ド導体先端部２
３１との間に温度ヒュ−ズエレメント４が接続され、電
流ヒュ−ズエレメント及び温度ヒュ−ズエレメントが封
止材１２で封止されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電流ヒュ−ズエレメ
ントと温度ヒュ−ズエレメントを単独または複合で用い
る薄型複合ヒュ−ズ及びその薄型複合ヒュ−ズの使用方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】機器の異常に起因する事故を未然に防止
するためのヒュ−ズとして、事故のジュ−ル発熱で溶断
作動させる電流ヒュ−ズと機器の異常発熱で溶断作動さ
せる温度ヒュ−ズとが存在し、回路条件により使い分け
られている。従来、電流ヒュ−ズエレメントと温度ヒュ
−ズエレメントとを具備させた複合ヒュ−ズを回路条件
に応じ端子の選択で電流ヒュ−ズまたは温度ヒュ−ズと
して使用することが公知である。近来、携帯電話、ＰＨ
Ｓ、ビデオカメラ、携帯型パ−ソナルコンピュ−タ等の
電源として、繰返し充放電可能な二次電池、例えばリチ
ウムイオン二次電池が多く使用されており、かかる電池
用のヒュ−ズには、電池パックの小型化のために薄型が
要求される。この電池用のヒュ−ズにおいても、回路条
件等に応じ電流ヒュ−ズまたは温度ヒュ−ズが選択して
使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記複合ヒュ−ズの薄
型化には樹脂フィルムを支持体とすることが有効であ
る。しかし、通常電流ヒュ−ズの電流ヒュ−ズエレメン
トを、定格電流の２倍未満程度の電流で溶断させるには
１分以上もの長時間を必要とし、前記樹脂フィルムを支
持体とする薄型複合ヒュ−ズを、電流ヒュ−ズエレメン
トのみを回路に接続することにより電流ヒュ−ズとして
使用すれば、電流ヒュ−ズエレメントが未溶断の状態で
その電流ヒュ−ズエレメントのジュ−ル熱で樹脂ベ−ス
フィルムの絶縁性が大きく低下され、地短の状態になり
満足に事故を防止できない畏れがある。

【０００４】本発明の目的は、温度ヒュ−ズまたは電流
ヒュ−ズとして使用でき、電流ヒュ−ズとして使用する
場合、定格電流の２倍未満の電流でも、絶縁支持フィル
ムの溶融破壊をよく防止しつつ安全に電流を遮断できる
薄型複合ヒュ−ズを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る薄型複合ヒ
ュ−ズは、絶縁支持基板またはフィルムに３本の帯状リ
−ド導体の先端部が固着され、２本の帯状リ−ド導体先
端部間に電流ヒュ−ズエレメントが接続され、これら２
本の帯状リ−ド導体先端部の一方と三本目の帯状リ−ド
導体先端部との間に温度ヒュ−ズエレメントが接続さ
れ、電流ヒュ−ズエレメント及び温度ヒュ−ズエレメン
トが封止材で封止されていることを特徴とする構成であ
り、三本の帯状リ−ド導体の中、電流ヒュ−ズエレメン
トと温度ヒュ−ズエレメントとを互いに直列とする二本
の帯状リ−ド導体を回路に接続することにより電流ヒュ
−ズとして使用することができる。

【０００６】

【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）は本発明に
係る薄型電流ヒュ−ズを示す図面、図１の（ロ）は図１
の（イ）におけるロ−ロ断面図である。図１において、
１１は樹脂支持フィルムである。２１〜２３は第１〜第
３帯状リ−ド導体であり、第２帯状リ−ド導体先端部に
第１帯状リ−ド導体先端部と第３帯状リ−ド導体先端部
との間に位置する第２帯状リ−ド導体先端拡大部２２０
を設けてある。これらの帯状リ−ド導体先端部を樹脂支
持フィルム１１の裏面に固着し、第１帯状リ−ド導体先
端部の一部２１１及び第３帯状リ−ド導体先端部の一部
２３１を絶縁支持フィルム表面側に絞り出し等で表出さ
せると共に第１帯状リ−ド導体先端部の表出箇所２１１
の横側の第２帯状リ−ド導体先端部の一部２２１及び第
３帯状リ−ド導体先端部の表出箇所２３１の前側の第２
帯状リ−ド導体先端拡大部２２０の一部２２０１を絶縁
支持フィルム表面側に絞り出し等で表出させてある。こ
れらの各帯状リ−ド導体先端部と樹脂支持フィルム１１
との界面の固着は、接着剤や熱融着によって行うことが
できる。３は樹脂支持フィルム表面の第１リ−ド導体先
端部表出箇所２１１と第２リ−ド導体先端表出箇所２２
１との間に接続した電流ヒュ−ズエレメントである。４
は第２帯状リ−ド導体先端拡大部表出箇所２２０１と第
３リ−ド導体先端部表出箇所２３１との間に接続した温
度ヒュ−ズエレメントであり、低融点可溶合金片が使用
されている。５は温度ヒュ−ズエレメント４に塗布した
フラックスである。１２は絶縁カバ−フィルムであり、
電流ヒュ−ズエレメント封止用容器部と温度ヒュ−ズエ
レメント封止用容器部ｂを有し、樹脂支持フィルム１１
の周囲部への接着乃至は融着により温度ヒュ−ズエレメ
ント４と電流ヒュ−ズエレメント３とを個別的に封止し
てある。

【０００７】上記において、樹脂支持フィルム１１や絶
縁カバ−フィルム１２には厚み０．１ｍｍ〜０．２５ｍ
ｍの熱可塑性樹脂フィルム、好ましくは、ポリアミド、
ポリイミド、ポリエチレンテレフタレ−ト、ポリブチレ
ンテレフタレ−ト、ポリサルホン等のエンジニアリング
プラスチックフィルムを使用でき、この樹脂支持フィル
ムや絶縁カバ−フィルムの縦横寸法は、通常（３．０〜
７．０）ｍｍ×（６．０〜２０．０）ｍｍとされる。

【０００８】上記帯状リ−ド導体２１〜２３には、例え
ば、鉄ニッケル合金、銅、銅ニッケル合金、ニッケル、
銅めっきニッケル等の薄板を使用でき、その寸法は、通
常厚み（０．０７〜０．１２）ｍｍ×巾（２．０〜５．
０）ｍｍとされる。

【０００９】上記接着剤には、ポリアミド系、ゴム系、
アクリル系、エポキシ系、ポリエステル系、フェノ−ル
系、酢酸ビニル系等のホットメルト型または粘着型ある
いは熱硬化型接着剤を使用できる。

【００１０】上記電流ヒュ−ズエレメント３には、固相
線温度が６００℃以上の金属、例えば、銀銅合金、銅、
銅ニッケル合金、ニクロム等を使用でき、その線径は通
常数１００〜数１０μｍオ−ダとされる。

【００１２】上記温度ヒュ−ズエレメント４には固相線
温度５０〜２００℃の低融点可溶合金例えば鉛錫合金を
使用でき、その線径は通常数１００μｍオ−ダとされ
る。上記フラックス５には、通常ロジンを主成分とする
ものを使用できる。

【００１３】上記実施例に対し、図２に示すように各帯
状リ−ド導体２１〜２３の先端部全体２０１〜２０３を
樹脂支持フィルム１１の表面側に熱融着または接着剤に
より固着することもできる。また、絶縁カバ−フィルム
により温度ヒュ−ズエレメントと電流ヒュ−ズエレメン
トとを共に共通の容器部で封止することも可能である。

【００１４】上記実施例ではベ−スの絶縁支持体に樹脂
フィルムを使用しているが、セラミックス等の薄肉の絶
縁支持基板を使用することもできる。また、上記実施例
では封止材に樹脂カバ−フィルムを使用しているが、エ
ポキシ樹脂等の硬化性樹脂封止剤を使用することもでき
る。

【００１５】本発明に係る上記の薄型複合ヒュ−ズは、
第３帯状リ−ド導体と第１帯状リ−ド導体（または第２
帯状リ−ド導体）の２端子とし、第２帯状リ−ド導体
（または第１帯状リ−ド導体）を切断のうえ絶縁処理す
ることにより温度ヒュ−ズとして使用することができ、
また、第１帯状リ−ド導体と第２帯状リ−ド導体の２端
子とし、第３帯状リ−ド導体を切断のうえ絶縁処理する
ことにより電流ヒュ−ズとして使用することができる。

【００１６】また、第１帯状リ−ド導体と第３帯状リ−
ド導体の２端子とし、第２帯状リ−ド導体を切断のうえ
絶縁処理することにより電流ヒュ−ズエレメントと温度
ヒュ−ズエレメントとの直列接続ヒュ−ズとして使用す
ることもできる。

【００１７】更に、第１帯状リ−ド導体と第３帯状リ−
ド導体を２端子とし、第２帯状リ−ド導体を切断のうえ
絶縁処理することにより電流ヒュ−ズエレメントと温度
ヒュ−ズエレメントとの直列接続とし、しかも、温度ヒ
ュ−ズエレメントと電流ヒュ−ズエレメントの融点また
は抵抗値あるいは両者間の熱伝達性を、〔定格電流の２
倍以上の電流では、電流ヒュ−ズエレメント４をそれ自
体のジュ−ル発生熱で溶断させ、定格電流の２倍未満の
定格電流よりも大なる電流では、電流ヒュ−ズエレメン
ト４は溶断させずに電流ヒュ−ズエレメント４のジュ−
ル発生熱で温度ヒュ−ズエレメント５を溶断させる〕よ
うに設定し、電流ヒュ−ズとして使用することもでき
る。

【００１８】この使用方法によれば、定格電流の２倍以
上の過電流が流されると、電流ヒュ−ズエレメントが自
己のジュ−ル発生熱で溶断され、その溶断に要する時間
は電流値が大であるから充分に短時間であり、通常の電
流ヒュ−ズと同様、過電流通電開後１分以内で溶断させ
ることができる。この際、温度ヒュ−ズエレメントは自
己のジュ−ル発生熱や電流ヒュ−ズエレメントのジュ−
ル発生熱では溶断されない。即ち、電流ヒュ−ズエレメ
ントの溶断による通電遮断時までに温度ヒュ−ズエレメ
ントが自己ジュ−ル発生熱により温度上昇されること
と、その通電遮断時までに電流ヒュ−ズエレメントのジ
ュ−ル発生熱により温度ヒュ−ズエレメントが加熱され
ることとに基づく温度ヒュ−ズエレメントの温度をＴ
x、温度ヒュ−ズエレメントの融点をＴ₀（固相線温度）
とすると、Ｔx＜Ｔ₀となるように、温度ヒュ−ズエレメ
ント及び電流ヒュ−ズエレメントの抵抗値や温度ヒュ−
ズエレメントの融点や電流ヒュ−ズエレメント−温度ヒ
ュ−ズエレメント間の熱伝達速度（熱抵抗と熱容量）を
設定してある。

【００１９】これに対し通電電流が定格電流の２倍未満
で定格電流を越えると、電流ヒュ−ズエレメントのみの
電流ヒュ−ズとして使用する場合は、電流ヒュ−ズエレ
メントの溶断に長時間（この時間をｔ’とする）を要
し、樹脂支持フィルムの熱破壊が発生し易いが、上記し
た電流ヒュ−ズエレメントと温度ヒュ−ズエレメントと
の直列で電流ヒュ−ズとして使用する方法では、通電電
流が定格電流の２倍未満のもとで定格電流を越えると、
電流ヒュ−ズエレメントのジュ−ル発生熱で温度ヒュ−
ズエレメントを溶断させるようにしてあるから、この過
電流の通電開始後、上記ｔ’より短い時間ｔで温度ヒュ
−ズエレメントを溶断させ得る。例えば、融点１５０℃
の温度ヒュ−ズエレメントを使用し、通電電流が定格電
流の２倍未満であって電流ヒュ−ズエレメントの自己ジ
ュ−ル発生熱による加熱温度が樹脂支持フィルムの融点
２５０℃（ポリエチレンテレフタレ−トの場合）よりや
や高い温度になるとすると、温度２５０℃の自己発熱電
流ヒュ−ズエレメントにより温度ヒュ−ズエレメントが
融点１５０℃に加熱されるのに要する時間を数秒程度に
とどめ得ることは、電流ヒュ−ズエレメントと温度ヒュ
−ズエレメントとの間が第２帯状リ−ド導体先端部によ
り優れた熱伝導性で熱的に導通されているから、極めて
容易乃至は必然的であり、その加熱時間を極く短時間に
抑えることができる。従って、絶縁支持体が樹脂支持フ
ィルムであっても、樹脂支持フィルム１１の熱的破壊を
伴うことなしに通電を遮断でき、その熱的破壊のもとで
は避け難い地絡を排除して機器の内絡過電流を確実に遮
断できる。

【００２０】また、電流ヒュ−ズエレメントとフラック
ス塗布温度ヒュ−ズエレメントとを個別的に封止してあ
るから電流ヒュ−ズエレメントへのフラックスの付着を
防止でき、定格電流の２倍以上の過電流時に電流ヒュ−
ズエレメントが溶断する際でのア−クによるフラックク
の発火乃至は発煙を防止でき、その電流ヒュ−ズエレメ
ントの溶断を安全に行わせ得る。また、上記何れの方法
で使用する場合も、リ−ド導体の絶縁処理本数が一本に
すぎず、この処理を短時間で行い得る。

【００２１】本発明に係る薄型複合ヒュ−ズは次のよう
にして製作することができる。すなわち、樹脂支持フィ
ルムに３本のリ−ド導体の各先端部とを固着し、電流ヒ
ュ−ズエレメント及び温度ヒュ−ズエレメントをそれぞ
れ接続し、温度ヒュ−ズエレメントにフラックスを塗布
したヒュ−ズ本体を製作しておく。そして、図３におい
て、まずヒュ−ズ本体の樹脂支持フィルム１１を基台６
上にをセットし、この樹脂支持フィルム１１上にヒュ−
ズ本体Ｅのリ−ド導体２１〜２３の長手方向と直交する
方向に、長尺の溝型成形絶縁カバ−フィルム１２０（長
尺絶縁カバ−フィルム１２０と樹脂支持フィルム１１と
は等巾）を延在させて載置し（図３では図示の便宜上間
隔をおいて配してある）、位置合わせ治具（図示してい
ない）により長尺絶縁カバ−フィルム１２０の位置合わ
せを行い、上記の電流ヒュ−ズエレメント及びフラック
ス塗布温度ヒュ−ズエレメントをそれぞれ収容する凹部
ｎ及びｍを有する加熱金型７を降下させて長尺樹脂支持
フィルム１２０を樹脂支持フィルム１１に熱融着する。
上記加熱金型７に、樹脂支持フィルム１１の巾の両端縁
において絶縁カバ−フィルム１２０を切断するようにト
ムソン刃を設けておき前記の熱融着と同時に絶縁カバ−
フィルム１２０を切断するか、または加熱金型７とは別
体のカッタ−で前記の熱融着後に絶縁カバ−フィルム１
２０を切断し、これにて本発明に係る薄型複合ヒュ−ズ
の製作を終了する。

【００２２】上記において、長尺絶縁カバ−フィルム１
２０を樹脂支持フィルム１１上の空間に延在させ、その
両端をクランプ等により一定の低把持力で支持し、上記
加熱金型を長尺絶縁カバ−フィルムの前記低把持力に抗
して低張力（長尺絶縁カバ−フィルムに実質上伸びを生
じさせない程度の低張力）のもとで降下させてもよい。
また、上記フラックス塗布温度ヒュ−ズエレメント及び
電流ヒュ−ズエレメントをそれぞれ収容する各凹部を有
する超音波溶着工具ホ−ンを上記の加熱金型に代え使用
して超音波溶接することもできる。

【００２３】上記において、ヒュ−ズ本体を複数個並列
に配し、これらの上に長尺の溝型成形絶縁カバ−フィル
ムを配し、この長尺絶縁カバ−フィルムを用いて並列配
置の全ヒュ−ズ本体を一挙に封止することも可能であ
る。

【００２４】

【発明の効果】本発明に係る薄型複合ヒュ−ズにおいて
は、温度ヒュ−ズ単体としてのみならず、定格電流の２
倍以上は勿論のこと２倍未満の過電流でも通電を安全・
確実に遮断できる電流ヒュ−ズとしても使用でき、薄型
であるため二次電池に装着して電池の異常発熱または過
放電から生じる事故を未然に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る薄型複合ヒュ−ズの実施例を示す
図面である。

【図２】本発明に係る薄型複合ヒュ−ズの別実施例を示
す図面である。

【図３】本発明に係る薄型複合ヒュ−ズの製作方法を示
す図面である。

【符号の説明】

１１ 樹脂支持フィルム １２ 樹脂カバ−フィルム ２ 帯状リ−ド導体 ４ 電流ヒュ−ズエレメント ５ 温度ヒュ−ズエレメント ６ フラックス

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁支持基板またはフィルムに３本の帯状
   リ−ド導体の先端部が固着され、２本の帯状リ−ド導体
   先端部間に電流ヒュ−ズエレメントが接続され、これら
   ２本の帯状リ−ド導体先端部の一方と三本目の帯状リ−
   ド導体先端部との間に温度ヒュ−ズエレメントが接続さ
   れ、電流ヒュ−ズエレメント及び温度ヒュ−ズエレメン
   トが封止材で封止されていることを特徴とする薄型複合
   ヒュ−ズ。
2. 【請求項２】請求項１記載の薄型複合ヒュ−ズを使用す
   る方法であり、三本の帯状リ−ド導体の中、電流ヒュ−
   ズエレメントと温度ヒュ−ズエレメントとを互いに直列
   とする二本の帯状リ−ド導体を回路に接続することを特
   徴とする薄型複合ヒュ−ズの使用方法。