JP2006201051A - 温度異常検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 軽量で製造コストと消費電力を削減した温度異常検出装置を提供する。
【手段】 シート状の電源層２とのシート状のＧＮＤ層４間に、任意の温度で溶ける絶縁シート３を挟み込み、リベット様の円柱６により電源層２とＧＮＤ層４を引き付ける構造の温度異常検出体１を温度測定対象物１２上に配備する。電源層２，絶縁シート３，ＧＮＤ層４および絶縁シート５をこの順序でサンドイッチし、絶縁シート５は絶縁シート３が溶けても溶けず、かつ温度測定対象物１２に接するように配備されている。温度測定対象物１２の温度が異常に上昇すると、絶縁シート３が溶解し電源層２とＧＮＤ層４が短絡するので、電流が流れ、温度異常を検出できる。突起１０は短絡を容易化する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電気回路や電池，充電コードの温度異常を検出する温度異常検出装置に関する。

従来のこの種の検出装置は、複数のサーミスタを直列に接続して、電池のケース内に分散配置することにより、１つの検出器で電池ケース内の広範囲に亘って電池の温度検出を行うようにしている（例えば、特許文献１参照）。

図５は、この異常温度検出装置を備えた電池の断面図である。図５において、単体電池15を内部フレーム内に所定間隔で立設配置させて集合電池16として使用している。内部フレームの上端面には支持ピン17が立設され、この支持ピン17により内部フレーム上に耐熱性を有する絶縁ボード13が所定間隔をおいて水平に支持されている。

図６は絶縁ボード13の平面図を示す。図６を参照すると、複数のサーミスタ14が直列に接続され配置されている。サーミスタ14は集合電池16の上方に対向位置することになる。このような構成により、サーミスタ14は集合電池16の温度を異常と認識する任意の温度（例えば、３８０℃）に達すると、サーミスタ14の抵抗値が上がるので、サーミスタ14の直列接続終端間の抵抗値を測定することにより、集合電池16の部分的な温度異常を検出できる。

特開平５−７４４８１（第２頁、図１，図６）

しかしながら、上述した従来技術では、測定ポイントを増やすと、それにつれてサーミスタの数を増やす必要があるため重量が増加するので、携帯電話等軽量化が望まれるニーズには不適当であるという第１の問題点がある。

また、検出範囲の拡大化もしくは精密化を図る場合、サーミスタの数を増やす必要があり、更に構造も複雑なため、材料費，材料の管理費，組み立て費，検査費等製造コストが嵩むという第２の問題点がある。

更に、温度検出にサーミスタを使用しているため、常時電流を流し続ける必要があるという第３の問題点がある。

そこで、本発明の第１の目的は軽量な温度異常検出装置を提供することにある。

また、本発明の第２の目的は、検出範囲の拡大化もしくは精密化を行う場合であっても、製造コストを抑制できる温度異常検出装置を提供することにある。

更に、本発明の第３の目的は、消費電力を削減した温度異常検出装置を提供することにある。

本発明の温度異常検出装置は、異なる電圧が印可されている導通性の薄い基板の間に、任意の温度で溶ける絶縁シートを挟み込み上下の導通性の基板を引き付ける構造の温度異常検出体を温度測定対象物上に配備したことを特徴とする。

前記構造は、シート状の電源層（図１の２），第１の絶縁シート（図１の３），シート状のＧＮＤ層（図１の４）および第２の絶縁シート（図１の５）をこの順序でサンドイッチしたものであり、第２の絶縁シートは第１の絶縁シートが溶けても溶けず、かつ温度測定対象物（図１の12）に接するように配備されている。

温度測定対象物の温度が異常に上昇すると、第１の絶縁シートが溶解し、電源層とＧＮＤ層が短絡して電流が流れるので、これによって温度測定対象物の温度異常を検出する。このとき、第２の絶縁シートは溶解しないような材質の物であるので、温度測定対象物を害することはない。

本発明の第１の効果は、導通性の薄い基板の間に任意の温度で溶ける絶縁シートを挟み込み上下の薄い導通性の基板を引き付ける構造の温度異常検出体を温度測定対象物上に配備したため、部品点数を削減できるので、軽量かつ低コストの温度異常検出装置を提供することができるということである。

本発明の第２の効果は、温度上昇が発生するまでは電源層とＧＮＤ層の間は絶縁されていて電流が流れないるため、消費電流を削減した温度異常検出装置を提供することができるということである。

本発明の温度異常検出装置は、異なる電圧が印可されている導通性の薄い基板の間に、任意の温度で溶ける絶縁シートを挟み込み上下の前記導通性の基板を引き付ける構造の温度異常検出体を温度測定対象物上に配備したものである。そして、シート状の電源層，第１の絶縁シート，シート状のＧＮＤ層，絶縁シートおよび第２の絶縁シートをこの順序でサンドイッチしたものであり、第２の絶縁シートは第１の絶縁シートが溶けても溶けず、かつ温度測定対象物に接するように配備されている。

更に、シート状の電源層，第１の絶縁シート，シート状のＧＮＤ層，絶縁シートおよび第２の絶縁シートは、これらを一体的に貫通し両端が水平かつ放射状に電源層上または第２の絶縁シート上に広がるように折り曲げられた絶縁性でリベット様の円柱で密着固定される。

図１は本発明による温度異常検出装置の実施例１の外観を示す。図１において、この温度異常検出装置では、温度異常検出体１が基板７に電子部品８を搭載した温度測定対象物12の上に配備され、温度測定対象物12に例えばセロハンテープで貼り付けられている。

温度異常検出体１は、図示のように、シート状の電源層２，絶縁シート３，シート状のＧＮＤ層４および絶縁シート５をサンドイッチした構造となっている。これら各シートは、各シートを貫通し両端が水平かつ放射状に電源層２上または絶縁シート５上に広がるように折り曲げられたリベット様の円柱６で密着固定されている。このため電源層２とＧＮＤ層４は引き付けられているが、絶縁シート３により電気的には隔離されている。

なお、図１の中央部分は、円柱６を示すために切断表示したまでである。また、円柱６の代りに角柱を用いてもよい。また、円柱６は絶縁性である必要があり、金属で作る場合は表面が絶縁加工される。

絶縁シート３には、例えば耐熱性が120℃程度のポリプロピレンフィルムが使用され、絶縁シート５には、例えば耐熱性が250℃程度の耐熱アクリルフィルムが使用される。

電源層２とＧＮＤ層４は信号線12を介して検出装置９に接続されている。電源層２は電源（図示省略）、ＧＮＤ層４は対地電位にそれぞれ接続されている。検出装置９は、電源層２とＧＮＤ層４の間に流れる電流を測定することによって、温度測定対象物12の温度異常を検出する。

図２は温度正常時における温度異常検出体１の側面図であり、図３は温度異常時における温度異常検出体１の側面図である。電源層２，ＧＮＤ層４には、それぞれ突起10が設けられている。これらの突起10は、図面の複雑化を回避するために図１には示されていない。突起10は電源層２またはＧＮＤ層４と一体加工されている。

突起10は、紙面から突起し、かつ絶縁シート３を挟んで相互に近づくように電源層２，ＧＮＤ層４の断面に設けられる。このため、電源層２の突起10とＧＮＤ層４の突起10は、電源層２とＧＮＤ層４の距離を短縮する機能を担うことになる。

次に、この温度異常検出装置の動作について説明する。検出装置９より、信号線11を介して電源層２とＧＮＤ層４間に電圧を印加している。電源層２とＧＮＤ層４は円柱６にて引き付けられているが、通常時には絶縁シート３が存在するため電流は流れない。このため、検出装置９は、温度測定対象物13に異常な発熱はなく正常動作していると判断する。

温度測定対象物12が発熱し、温度測定対象物12が120℃以上に達すると、図３に示すように、絶縁シート３が溶解し、電源層２とＧＮＤ層４が接触する。このとき、突起10の存在により、電源層２とＧＮＤ層４はより容易に接触できる。この結果、電源層２とＧＮＤ層４の間に電流が流れ、検出装置９がこれを検出するので、温度測定対象物12の異常な発熱を認識することができる。

絶縁シート５は、絶縁シート３が溶解しても溶解しない素材、例えば、耐熱アクリルフィルム使用時は、温度測定対象物12が250℃以上に達しないと溶解することはなく、絶縁シート３が先に溶解する。したがって、絶縁シート３が溶解するような異常な温度においても、絶縁シート５は溶解することはなく、ＧＮＤ層４と温度測定対象物12とのショートを防いでいる。

図４は本発明による温度異常検出装置の実施例２の側面図を示す。図４を参照すると、この実施例では、実施例１の円柱６の代りに、ビニール類のシートである絶縁エリア18を設けている。円柱６のあった孔は残される。絶縁エリア18は、絶縁シート３および絶縁シート５が溶解しても溶解しないだけの耐熱性を有する。

絶縁エリア18は、電源層２，絶縁シート３，ＧＮＤ層４および絶縁シート５を一体的に巻き込み、円柱６のあった孔を通して熱圧着される。これにより、電源層２とＧＮＤ層４を引き付ける応力を発生させている。これ以外の点は実施例１と異なるところがない。

本発明による温度異常検出装置の実施例１の外観図 実施例１における温度異常検出体１の温度正常時の側面図 実施例１における温度異常検出体１の温度異常時の側面図 本発明による温度異常検出装置の実施例２の側面図 従来の異常温度検出装置を備えた電池の断面図 図５における絶縁ボード13の平面図

符号の説明

１ 温度異常検出体
２ 電源層
３ 絶縁シート
４ ＧＮＤ層
５ 絶縁シート
６ 円柱
７ 基板
８ 部品
９ 検出装置
10 突起
11 信号線
12 温度測定対象物
13 絶縁ボード
14 サーミスタ
15 単体電池
16 集合電池
17 支持ピン
18 絶縁エリア

Claims (5)

1. 異なる電圧が印可されている導通性の薄い基板の間に、任意の温度で溶ける絶縁シートを挟み込み上下の前記導通性の基板を引き付ける構造の温度異常検出体を温度測定対象物上に配備したことを特徴とする温度異常検出装置。
2. 前記構造は、シート状の電源層，第１の絶縁シート，シート状のＧＮＤ層，絶縁シートおよび第２の絶縁シートをこの順序でサンドイッチしたものであり、前記第２の絶縁シートは前記第１の絶縁シートが溶けても溶けず、かつ前記温度測定対象物に接するように配備されたことを特徴とする請求項１に記載の温度異常検出装置。
3. 前記シート状の電源層，第１の絶縁シート，シート状のＧＮＤ層，絶縁シートおよび第２の絶縁シートは、これらを一体的に貫通し両端が水平かつ放射状に前記電源層上または前記第２の絶縁シート上に広がるように折り曲げられたリベット様の円柱で密着固定されていることを特徴とする請求項２に記載の温度異常検出装置。
4. 前記シート状の電源層，第１の絶縁シート，シート状のＧＮＤ層，第１の絶縁シートおよび第２の絶縁シートは、これらを一体的に巻き込み要所において貫通された孔を通して熱圧着されているビニール類のシートで密着固定され、該シートは前記第１の絶縁シートおよび第２の絶縁シート以上の耐熱性を有することを特徴とする請求項２に記載の温度異常検出装置。
5. 前記電源層と一体加工された突起と、前記ＧＮＤ層と一体加工された突起がそれぞれの断面に設けられ、前記第１の絶縁シートを挟んで前記電源層と前記ＧＮＤ層の間の距離を短縮することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の温度異常検出装置。

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