JP4223354B2 - Thermo protector - Google Patents
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Description
本発明は可溶材の融点または軟化点を動作温度とするサーモプロテクタに関するものである。 The present invention relates to thermo-protector to operating temperature melting or softening point of the fusible material.
電子・電気機器における異常発熱を感知し、この感知に基づくカットオフ動作で機器を電源から遮断して機器の過熱を防止し、火災の発生を未然に防止するサーモプロテクタとして、弾性応力を利用する応力型、バイメタルスイッチのような熱応力型が存在する。
応力型としては、例えば図6の(イ)に示すように弾性金属片2'を強制的に曲げ、この曲げ弾性金属片1'の両端を曲げ反力に抗して一対の固定端子41',42'に所定融点の可溶合金(はんだ)3'で接合し、周囲温度が可溶合金2'の融点まで昇温して可溶合金が溶融されると、図6の(ロ)に示すように弾性金属片2'の曲げ応力を解除させて弾性金属片2'の一端と一方の固定端子42'との接合を脱離して通電を遮断するものが知られている(特許文献1参照)。
また、図7の(イ)に示すように一端にリード端子13'を取付けた金属ケース14'内に一端側から所定融点のペレット2'、座板15'、圧縮スプリング1'、座板16'を順次に収容し、更に外周が金属ケース内面に摺動接触されたコンタクト42'を収容し、リードピン貫通ブッシング17'を金属ケース14'の他端側に固定し、このブッシング17'とコンタクト42'との間に引外しスプリング18'を組み込んでリード端子13'→金属ケース14'→コンタクト42'→リードピン41'を経る導通路を構成し、周囲温度がペレット2'の融点まで昇温されてペレット2'が溶融されると、図7の(ロ)に示すように圧縮スプリング1'の圧縮応力を解放させて引外しスプリング18'の圧縮応力でリードピン41'の先端からコンタクト42'を離隔させて前記導通路を遮断するものも知られており、いわゆる、ペレットタイプ温度ヒューズと称されている(非特許文献1参照)。
前記の熱応力型としては、既述した通りバイメタルスイッチが知られている。
Elastic stress is used as a thermo protector that detects abnormal heat generation in electronic and electrical equipment, cuts off the equipment from the power supply by cut-off operation based on this detection, prevents the equipment from overheating, and prevents the occurrence of fire. There are stress types and thermal stress types such as bimetal switches.
As the stress type, for example, as shown in FIG. 6 (a), the
Further , as shown in FIG. 7 (a), a
As described above, a bimetal switch is known as the thermal stress type.
しかしながら、図6に示す応力型では、弾性金属片の曲げ反力M’及びn方向押し拡げ力F’が可溶合金(はんだ)に作用するから、可溶合金における応力分布が複雑であり、作用部位が局部的であるために応力集中が避けられずクリープの基づく動作不良が発生し易い。更に、可溶合金が通電路の一部となっているので、可溶合金のクリープによる抵抗増大により発熱し、自己発熱による動作誤差も懸念される。また、溶融した合金の糸引きによる動作不良も生じ得る。
また、図7に示すペレットタイプでは、座板による均圧化のためにペレットを一様に圧縮できても構造が複雑であり、小型化やコスト面での不利を免れ得ない。
更に、バイメタルタイプは復帰型であり、オン・オフの繰返しが進むにつれてヒステリシスにより動作温度が経時的に上昇する危険性がある。
However, in the stress type shown in FIG. 6 , since the bending reaction force M ′ of the elastic metal piece and the n-direction expansion force F ′ act on the soluble alloy (solder), the stress distribution in the soluble alloy is complicated. Since the site of action is local, stress concentration is unavoidable and malfunction due to creep tends to occur. Furthermore, since the fusible alloy is a part of the current path, heat is generated due to an increase in resistance due to creep of the fusible alloy, and there is a concern about an operation error due to self-heating. Also, malfunction due to stringing of the molten alloy can occur.
In the pellet type shown in FIG. 7 , the structure is complicated even if the pellet can be uniformly compressed for pressure equalization by the seat plate, and the disadvantages in terms of downsizing and cost cannot be avoided.
Further, the bimetal type is a return type, and there is a risk that the operating temperature rises with time due to hysteresis as the ON / OFF repetition progresses.
本発明の目的は、弾性歪エネルギーをはんだ等の可溶材による接合固定で支持している弾性体の弾性歪エネルギーが可溶体の溶融で解放されて動作するタイプのサーモセンサの長期安定性を保証し、かかるサーモセンサを使用するサーモプロテクタの動作の信頼性の向上を図ることにある。 The purpose of the present invention is to guarantee the long-term stability of a thermosensor that operates with the elastic strain energy released by melting of the fusible material, which is supported by bonding and fixing with a fusible material such as solder. In addition, the reliability of the operation of the thermo protector using such a thermo sensor is improved.
請求項1に係るサーモプロテクタは、上下一対の電極のうちの一方の電極を片面に有する躯体のその電極に導電弾性体の一端部を面接触で、かつ電気的に導通させて固定し、その導電弾性体に長手方向荷重を作用させて弾性曲げ変形させると共に他端部を前記一方の電極に可溶材による面接合で固定し、前記一方の電極に対する他方の電極を収容したハウジングを前記躯体に結着すると共に前記曲げ変形された導電弾性体の曲げ頂部を他方の電極に接触させてなり、前記可溶材の溶融乃至は軟化による曲げ変形導電弾性体の弾性歪エネルギーの解放で動作させることを特徴とする。The thermo-protector according to
請求項2に係るサーモプロテクタは、弾性金属製リード導体の先端から所定の距離を隔てた箇所を躯体の片面に面接触で固定し、そのリード導体を先端に長手方向荷重を作用させて弾性曲げ変形させると共に先端部を前記の躯体片面に可溶材による面接合で固定し、前記一方のリード導体に対する他方のリード導体の先端部を収容したハウジングを前記躯体に結着すると共に前記曲げ変形された導電弾性体の曲げ頂部を他方のリード導体先端部に接触させてなり、前記可溶材の溶融乃至は軟化による曲げ変形導電弾性体の弾性歪エネルギーの解放で動作させることを特徴とする。The thermo-protector according to
請求項3に係るサーモプロテクタは、請求項2のサーモプロテクタにおいて、面接合される弾性体端部または躯体面の少なくとも一方に、孔、窪み、切欠きを設けて可溶材を食い込ませたことを特徴とする。
The thermo protector according to
請求項4に係るサーモプロテクタは、請求項2のサーモセンサにおいて、面接合される弾性体端部または躯体面の少なくとも一方を粗面としたことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the thermo protector according to the second aspect, wherein at least one of the end portion of the elastic body or the surface of the casing to be surface-bonded is a rough surface.
請求項5に係るサーモセンサは、請求項1〜4の何れかのサーモプロテクタにおいて、可溶材が低融点金属であることを特徴とする。 A thermosensor according to a fifth aspect is the thermoprotector according to any one of the first to fourth aspects , wherein the soluble material is a low melting point metal.
請求項6に係るサーモセンサは、請求項1〜4の何れかのサーモプロテクタにおいて、可溶材が熱可塑性樹脂であることを特徴とする。
The thermosensor according to
弾性体他端部と躯体面との間の可溶材による接合を面で行ない、弾性体に加えた弾性歪エネルギーをこの接合面で支え、その接合面に主に剪断力のみを作用させるようにしてあるから、接合界面の可溶材の応力分布を一様な剪断応力分布にできる。従って、可溶材での応力集中よるクリープをよく防止でき、可溶材クリープによる動作不良を排除して長期安定性を保証できる。 The other end of the elastic body and the housing surface are joined by a soluble material on the surface, and the elastic strain energy applied to the elastic body is supported by this joint surface so that only the shearing force acts mainly on the joint surface. Therefore, the stress distribution of the soluble material at the joint interface can be made uniform. Therefore, creep due to stress concentration in the fusible material can be well prevented, and malfunctions due to the fusible material creep can be eliminated to ensure long-term stability.
図1は本発明において使用するサーモセンサの基本的構造を示す図面である。
図1において、1は躯体である。2は板状、箔状または線状の弾性体であり、一端部を躯体面に平行接触で固定し、弾性体他端部22を躯体面に平行に接触させた状態で当該弾性体他端部22に縦方向荷重fを作用させて弾性曲げ歪エネルギーを加え、この弾性曲げ歪エネルギーを加えたままで弾性体他端部22を躯体面に可溶材3により面接合してある。
このサーモセンサにおいては、外部温度が上昇されて可溶材3が溶融若しくは軟化されると、接合界面32が破断され、弾性曲げ歪エネルギーが解放されて弾性体が元の直線形状に復帰される。
FIG. 1 shows the basic structure of a thermosensor used in the present invention .
In FIG. 1, 1 is a housing.
In this thermosensor, when the external temperature is raised and the
図1において、弾性体2の他端部が未固定のとき、オイレルの理論から縦方向荷重fが4π2EI/L2(Lは弾性体長さ)を越えると座屈を生じる。すなわち、このオイレルの荷重以上では、縦方向荷重fがなす仕事fΔλ(Δλは弾性体他端の移動距離)が弾性体2の曲げ歪エネルギーを越えて系が不安定化し座屈を生じる。
座屈が生じない安定系での弾性体の曲げ形状yを近似的に
In FIG. 1, when the other end of the
Approximate the bending shape y of an elastic body in a stable system without buckling
y=h(1−cos2πx/L)/2 y = h (1-cos2πx / L) / 2
とすると、上記の押し付け量Δλ、すなわち
は、Δλ=π2h2/(4L)で与えられ、 Is given by Δλ = π 2 h 2 / (4L),
h=2(Δλ・L)1/2/π h = 2 (Δλ · L) 1/2 / π
から、押し付け量Δλの調整により所定の曲げ高さhを設定できる。 Therefore, the predetermined bending height h can be set by adjusting the pressing amount Δλ.
図1において、可溶材3が融点乃至は軟化点に達すると、弾性体2の曲げ高さhが零になり、弾性体他端が外側にΔλだけ移動して元の直線状態に復帰する。
上記において、弾性体他端部22と躯体面との接合界面32に作用する主な力は剪断力fであり、接合界面の面積をSとすれば、剪断力fに対する接合界面の剪断応力τは、
In FIG. 1, when the
In the above, the main force acting on the joining interface 32 between the elastic body
τ=f/S τ = f / S
で与えらる。
弾性体他端部と躯体面との接合界面に作用する曲げ反力については、弾性体他端部22を撓み角ほぼ零で固定してあるから、その曲げ反力を小にとどめ得、しかもその曲げ反力に対する接合面の応力を接合面積Sに分散させ得るから、僅小にとどめ得る。
Given in.
Regarding the bending reaction force acting on the joint interface between the other end of the elastic body and the housing surface, the
前記接合界面の剪断応力τ=f/Sに対し、接合界面の剪断強度をf/Sを越える強度とする必要がある。この剪断強度は充分な安全率を有するものでなくてはならず、このため面接合される弾性体他端部または躯体面の一方または双方に、孔、窪み、切欠きを設けて可溶材を食い込ませたり、面接合される弾性体他端部または躯体面の一方または双方を粗面として接合界面の剪断強度を増強することが望ましい。また、前記可溶材で面接合された界面を機械的に補強するために弾性体の先端面と躯体面とにわたって可溶材を盛り付けることもできる。 For the shear stress τ = f / S at the joint interface, the shear strength at the joint interface needs to exceed f / S. This shear strength must have a sufficient safety factor. For this reason, a hole, a recess, or a notch is provided in one or both of the other end of the elastic body to be surface-bonded or the housing surface so that the soluble material can be used. It is desirable to enhance the shear strength of the joining interface by using one or both of the other end of the elastic body or the surface of the elastic body to be bitten or surface bonded. Moreover, in order to reinforce the interface surface-bonded with the said soluble material mechanically, a soluble material can also be piled up over the front end surface and housing surface of an elastic body.
前記躯体1には、前記剪断力fに耐え得る強度の絶縁体または金属体或いは両者の複合体が用いられる。後述するサーモプロテクタの場合、プロテクタのベース躯体を用いることができる。
前記弾性体2には、金属、合成樹脂または金属と合成樹脂との複合体を用いることができる。複合体には、金属粉を混合した樹脂も含まれる。このように弾性体に金属粉混合樹脂のような電気抵抗値の高いものを使用する場合、抵抗体の通電発熱で可溶材を溶融させてセンサまたはプロテクタを動作させることもできる。
前記可溶材3には、はんだ等の可溶合金、単体金属または熱可塑性樹脂、或いは導電性粉末を添加した導電性熱可塑性樹脂を用いることができる。
For the
As the
As the
前記のサーモセンサを製作するには、弾性体の一端部を躯体面に平行接触で固定し、次いで弾性体他端部を躯体面に平行接触させた状態で縦方向荷重fを加えて弾性体を曲げ変形させ、次いで弾性体他端部と躯体面との間に可溶材を介在させ、この可溶材の加熱溶融・凝固により接触界面を接合し、これにて製作を終了する。
この場合、可溶材の溶融・凝固時、その溶融温度のもとでも弾性体の曲げ歪を保持させるように、すなわち弾性体が焼鈍されることのないように、可溶材の融点乃至は軟化点を弾性体の融点乃至は軟化点よりも充分に高くしてある。
而して、サーモセンサの動作時、可溶材がその融点乃至は軟化点近傍までに加熱された際でも弾性体の弾性歪エネルギーを保持させ得、可溶材がその融点乃至は軟化点にまで加熱されると確実に動作させ得る。
To manufacture the thermo sensor, one end of the elastic body is fixed in parallel contact with the housing surface, and then the longitudinal load f is applied in a state where the other end of the elastic body is in parallel contact with the housing surface. Then, a fusible material is interposed between the other end of the elastic body and the housing surface, and the contact interface is joined by heating and melting / solidifying the fusible material, thereby completing the production.
In this case, the melting point or softening point of the soluble material is maintained so that the bending strain of the elastic body is maintained even when the soluble material is melted / solidified, that is, the elastic body is not annealed. Is sufficiently higher than the melting point or softening point of the elastic body.
Thus, during operation of the thermosensor, the elastic strain energy of the elastic body can be maintained even when the soluble material is heated to its melting point or near the softening point, and the soluble material is heated to its melting point or softening point. When it is done, it can operate reliably.
前記弾性体一端部21と躯体面との固定においても、前記サーモセンサの製作時及び動作時の何れの加熱に対しても安定に保持される耐熱性が必要であり、その固定は、躯体が合成樹脂(可溶材の軟化点よりも高い軟化点を有する)の場合、予め設けた突起を固定子とするリベッティング、可溶材の融点乃至は軟化点よりも高い融点乃至は軟化点を有する接着剤を使用でき、躯体面が金属の場合、抵抗溶接や電磁誘導加熱溶接等の溶接(フラックスを使用した溶接が好ましい)を使用できる。
The fixing of the elastic body one
図1に示すサーモセンサでは、弾性体の他端部のみを可溶材で躯体面に面接合しているが、弾性体の一端部も可溶材で躯体面に面接合することができる。 In the thermosensor shown in FIG. 1, only the other end portion of the elastic body is surface-bonded to the housing surface with a soluble material, but one end portion of the elastic body can also be surface-bonded to the housing surface with a soluble material.
図2の(イ)は本発明に係るサーモプロテクタの一実施例の平面図を、図2の(ロ)は図2の(イ)におけるロ−ロ断面図を、図2の(ハ)は図2の(イ)におけるハ−ハ断面図をそれぞれ示している。
図2において、1はベース躯体であり、セラミックスや合成樹脂等の絶縁体から構成してある。41,42は扁平リード導体であり、一方のリード導体41の先端部には直線状電極部410を設け、他方のリード導体42の先端部には前記直線状電極部410に対し厚み方向にギャップを隔てて配置される折り曲げ電極部420を設けてある。2は弾性金属板であり、一端部21を一方のリード導体41に面接触でリベット5や溶接等により固定し、この状態で弾性板2の他端部22に前記縦方向荷重fを作用させて弾性板2に曲げ歪エネルギーを加え、更に弾性板他端部22を一方のリード導体41の最先端部に面接触で可溶合金や熱可塑性樹脂等の可溶材3の溶融・凝固(可溶材の溶融温度は弾性板の焼き鈍し温度よりも充分に低くしてある)により接合固定して本発明に係るサーモセンサを組み立て、前記弾性板2の曲げ外面を前記他方のリード導体42の折り曲げ電極部420に接触させてある。
6はハウジングであり、セラミックスや合成樹脂等の絶縁体で構成してあり、融着例えば高周波溶着(ベース1及びハウジング6が共に合成樹脂の場合)や接着剤や嵌合方式等によりベース躯体に結着してある。
2 (a) is a plan view of an embodiment of the thermoprotector according to the present invention, FIG. 2 (b) is a cross-sectional view of FIG. 2 (a), and FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line A in FIG.
In FIG. 2,
このサーモプロテクタにおいて、常時は、一方のリード導体→弾性板→弾性板と他方のリード導体電極部との接触面→他方のリード導体の経路で導通されている。可溶材3は、導通経路に含まれていないので、その導通性に可溶材の導電性が関与することはない。
このサーモプロテクタの動作について説明すると、外部温度の上昇により可溶材3がその融点乃至は軟化点にまで加熱されると、弾性板2の曲げ歪エネルギーにより弾性板他端部22と一方のリード導体電極最先端部411との間の可溶材3による面接合が解放され、図3に示すように弾性板2が元の平板状に復帰されて弾性板の曲げ高さが0にされ、前記弾性板2と他方のリード導体電極部420との接触が脱離されて非復帰の通電オフが行なわれる。この場合、可溶材が溶融乃至は軟化して弾性体の弾性歪エネルギーが解放されることが動作開始要件であるから、たとえ可溶材の糸引きが生じても、動作性能に影響を与えることがない。
図2の(ロ)における弾性板2の曲げ外面と他方のリード導体電極部420との接触面に後述するように接触圧力が作用し、接触抵抗の低減に役立つが、更なる接触抵抗の低減を図るために、その接触面を前記した可溶材よりも低融点のはんだで接合することもできる。この場合、糸引きを抑えるために、低融点はんだの層を十分薄くすることが好ましい。
In this thermoprotector, the electrical conduction is always made by the path of one lead conductor → elastic plate → the contact surface between the elastic plate and the other lead conductor electrode portion → the other lead conductor. Since the
The operation of the thermoprotector will be described. When the
A contact pressure acts on the contact surface between the bent outer surface of the
図2に示すサーモプロテクタを製作するには、図4の(イ)に示すようにベース躯体1に一方のリード導体41の電極部410を配置し、該電極部410上に弾性板2を配置し、該弾性体2の一端部21を電極部410と共にリベット等5によりベース躯体1に固定し、次いで、図4の(ロ)に示すように、弾性板他端部22に縦方向荷重fを加えて弾性板2に曲げ歪エネルギーを与え、この状態で図4の(ハ)に示すように弾性板他端部22と一方のリード導体電極部先端側411との接触界面を可溶合金や熱可塑性樹脂等の可溶材3の溶融・凝固により接合固定し、次いで図4の(ニ)に示すように他方のリード導体42を配置して当該リード導体42の折り曲げ電極部420を弾性板2の曲げ頂部に接触させ、ついで図4の(ニ)に示すようにハウジング6を融着、接着剤または嵌合方式によりベース躯体1に結着し、これにて製作を終了する。
この製作時、ハウジング6の結着により他方のリード導体42の折り曲げ電極部420が押えられて弾性体2の曲げ頂面との接触面に反力f’が生じるが、弾性板2の曲げ剛性EIが小さいためにこの反力f’を充分に小さくでき、図4の(ニ)において可溶材3による接合面に前記反力f’に基づき作用する曲げモーメントf’L’も充分に小さくできる。従って、弾性板他端部と一方のリード導体電極部先端側との間の可溶材による接合面での単純な剪断応力一様分布をよく維持できる。
To manufacture the thermo protector shown in FIG. 2, the
At the time of manufacturing, the bending
図2〜図4により説明したサーモプロテクタでは、弾性体の他端部のみを可溶材で躯体面に面接合しているが、弾性体の一端部も可溶材で躯体面に面接合することができる。
図2において、他方のリード導体42の電極部420は一方のリード導体41の電極部410に対して一定の距離を隔てて配置したものであれば、図示のものに限定されず、例えばリード導体42の屈曲部をハウジング6の外側に位置させることもできる。
図2に示すサーモプロテクタにおいては、弾性体の一端部21とリード導体41との間にカーボン等の抵抗体を介在させ、こ抵抗体の異常発熱時で可溶材3を溶融させて動作させることも可能である。すなわち、外部からの加熱と抵抗体の所定の通電発熱の何れかで動作させることもできる。
In the thermo protector described with reference to FIGS. 2 to 4, only the other end portion of the elastic body is surface-bonded to the housing surface with a soluble material, but one end portion of the elastic body may be surface-bonded to the housing surface with a soluble material. it can.
In FIG. 2, the
In the thermo protector shown in FIG. 2, a resistor such as carbon is interposed between the one
図5の(イ)は本発明に係るサーモプロテクタの別実施例の平面図を、図5の(ロ)は図5の(イ)におけるロ−ロ断面図をそれぞれ示し、一方のリード導体を弾性金属製とし、このリード線先端部をサーモセンサの弾性体に使用している。 図5の(ハ)は同上実施例の動作後を示す図面である。
図5において、1はベース躯体であり、セラミックスや合成樹脂等の絶縁体から構成してある。41は一方のリード導体であり、先端部が板状の弾性金属製とし、先端から所定の距離を隔てた箇所を躯体面に面接触でリベットや溶接等5により固定し、この状態で当該リード導体41の先端部に縦方向荷重fを加えて弾性リード導体先端部2に曲げ歪エネルギーを与え、更に弾性リード導体最先端部411を躯体面に面接触で可溶合金や熱可塑性樹脂等の可溶材3の溶融・凝固(可溶材の溶融温度は弾性リード導体の焼き鈍し温度よりも充分に低くしてある)により接合固定して本発明に係るサーモセンサを形成してある。
前記躯体面への弾性リード導体41の面接触下での溶接固定5や面接触下での可溶合金3による接合固定には、金属箔の貼付・エッチングや金属粉ペーストの印刷・焼き付けにより躯体面を金属化したうえで行なうことができる。
42は他方の扁平リード導体であり、先端部421を折り曲げ成形して一方の弾性リード導体先端部2の曲げ頂面に接触させてある。
6はハウジングであり、セラミックスや合成樹脂等の絶縁体から構成してあり、融着例えば高周波溶着(ベース及びハウジングが共に合成樹脂の場合)や接着剤や嵌合方式等によりベース躯体に結着してある。
前記一方のリード導体には、弾性丸線の先端部を薄く圧潰加工したものを使用することもできる。
FIG. 5 (a) is a plan view of another embodiment of the thermoprotector according to the present invention, FIG. 5 (b) is a cross-sectional view of FIG. 5 (b), and one lead conductor is shown. The lead wire tip is used as an elastic body of the thermosensor. FIG. 5 (c) is a view showing the operation after the operation of the embodiment.
In FIG. 5,
For welding and fixing 5 with the
The other
As the one lead conductor, an elastic round wire whose tip is thinly crushed can be used.
このサーモプロテクタにおいて、常時は、一方のリード導体41→一方のリード導体先端部2と他方のリード導体42の先端折り曲げ部420との接触面→他方のリード導体42の経路で導通されている。可溶材3は、導通経路に含まれていないので、可溶材の導電性の関与はない。
このサーモプロテクタの動作について説明すると、外部温度の上昇により可溶材3がその融点乃至は軟化点にまで加熱されると、一方の弾性リード導体先端部2の曲げ歪エネルギーにより一方のリード導体最先端部411と躯体面との間の可溶材3による面接合が解放され、図5の(ロ)に示すように弾性リード導体先端部2が元の平板状に復帰されて当該先端部2の曲げ高さが0にされ、前記一方の弾性リード導体先端部2と他方のリード導体42の先端折り曲げ部420との接触面が脱離されて非復帰の通電オフが完結される。
In this thermo-protector, the
The operation of this thermo protector will be described. When the
上記においても、弾性リード導体先端部2の曲げ外面と他方のリード導体42の先端折り曲げ部420との接触面に接触圧力が作用し、接触抵抗の低減に役立つが、更なる接触抵抗の低減を図るために、その接触面を前記した可溶材より低融点のはんだで接合することもできる。
Also in the above, the contact pressure acts on the contact surface between the bent outer surface of the
上記弾性金属材には、例えばリン青銅を使用できる。弾性材として樹脂製を使用する場合、樹脂(熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂)をガラス繊維、金属繊維、合成繊維等の繊維で補強したFRP、高剛性エンジニアリングプラスチック等を可溶材として使用する熱可塑性樹脂との融点との相対的な関係を考慮して選択できる。弾性材として、弾性金属材と合成樹脂との複合体、例えばリン青銅板とポリアミドフィルムとの積層体を使用することもできる。 For example, phosphor bronze can be used as the elastic metal material. When using resin as an elastic material, heat using FRP reinforced resin (thermoplastic resin or thermosetting resin) with fiber such as glass fiber, metal fiber, synthetic fiber, high-rigidity engineering plastic, etc. as soluble material The selection can be made in consideration of the relative relationship with the melting point of the plastic resin. As the elastic material, a composite of an elastic metal material and a synthetic resin, for example, a laminate of a phosphor bronze plate and a polyamide film can be used.
上記弾性材としての樹脂や可溶材としての熱可塑性樹脂としては、ポリエチレンテレフタレ−ト、ポリエチレンナフタレ−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、ポリアセタ−ル、ポリカ−ボネ−ト、ポリフェニレンスルフィド、ポリオキシベンゾイル、ポリエ−テルエ−テルケトン、ポリエ−テルイミド等のエンジニアリングプラスチックやポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリメチルメタクリレ−ト、ポリ塩化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、エチレンポリテトラフルオロエチレン共重合体、エチレン酢酸ビニル共重合体(EVA)、AS樹脂、ABS樹脂、アイオノマ−、AAS樹脂、ACS樹脂等中から所定融点のものを選定できる。 Examples of the resin as the elastic material and the thermoplastic resin as the soluble material include polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyamide, polyimide, polybutylene terephthalate, polyphenylene oxide, polyethylene sulfide, and polysulfone. Engineering plastics such as plastic, polyacetal, polycarbonate, polyphenylene sulfide, polyoxybenzoyl, polyether ether ketone, polyetherimide, polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polymethyl methacrylate, Polyvinylidene chloride, polytetrafluoroethylene, ethylene polytetrafluoroethylene copolymer, ethylene vinyl acetate copolymer (EVA), AS resin, ABS resin, ionomer, A S resin, can be selected ones of a predetermined melting point from in ACS resin.
上記可溶材としての可溶合金としては、PbやCd等の生体系に有害な元素を含まないものを使用することが好ましく、次ぎの組成[A](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%≦Bi20%、(4)46%Sn≦70%,18%≦In48%,1%≦Bi≦12%、(5)5%≦Sn≦28%,15%≦In37%,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%≦In50%,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[B](16)30%≦Sn≦70%,0.3%≦Sb≦20%,残Bi、(17)(16)の100重量部にAg、Au、Cu、Ni、Pd、Pt、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Bi−Sn−Sb系合金の組成[C](18)52%≦In≦85%,残Sn、(19)(18)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−Sn系合金の組成[D](20)45%≦Bi≦55%,残In、(21)(20)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、[E](22)50%Bi≦56%,残Sn、(23)(22)の100重量部にAg、Au、Cu、Ni、Pd、Pt、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Bi−Sn系合金の組成[F](24)Inの100重量部にAu、Bi、Cu、Ni、Pd、Pt、Ga、Ge、Pの1種または2種以上を合計0.01〜7重量部添加、(25)90%≦In≦99.9%,0.1%≦Ag≦10%の100重量部にAu、Bi、Cu、Ni、Pd、Pt、、Ga、Ge、Pの1種または2種以上を合計0.01〜7重量部添加、(26)95%≦In≦99.9%,0.1%≦Sb≦5%の100重量部にAu、Bi、Cu、Ni、Pd、Pt、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系合金の組成等からサーモセンサまたはサーモプロテクタの動作温度に適合した融点の組成を選定することができる。 As the soluble alloy, it is preferable to use an alloy that does not contain elements harmful to biological systems such as Pb and Cd. The following composition [A] (1) 43% Sn ≦ 70%, 0 .5% ≦ In ≦ 10%, remaining Bi, (2) 25% ≦ Sn ≦ 40%, 50% ≦ In ≦ 55%, remaining 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%, remaining Bi (However, Bi ± 2%, In and Sn ± 1% are excluded based on Bi57.5%, In25.2%, Sn17.3% and Bi54%, In29.7%, and Sn16.3%, respectively. ), (6) 10% ≦ Sn ≦ 18%, 37% ≦ In ≦ 43%, remaining Bi, (7) 25% Sn ≦ 60%, 2 % ≦ In 50%, 12% Bi ≦ 33%, (8) 1 of Ag, Au, Cu, Ni, Pd, Pt, Sb, Ga, Ge, P in any one of (8) (1) to (7) 0.01 to 7 parts by weight in total of seeds or two or more kinds, (9) 33% ≦ Sn ≦ 43%, 0.5% ≦ In ≦ 10%, remaining Bi, (10) 47% ≦ Sn ≦ 49% 3 to 5 parts by weight of Bi are added to 100 parts by weight of 51% ≦ In ≦ 53%, (11) 40% ≦ Sn ≦ 46%, 7% ≦ Bi ≦ 12%, remaining In, (12) 0. 3% ≦ Sn ≦ 1.5%, 51% ≦ In ≦ 54%, remaining Bi, (13) 2.5% ≦ Sn ≦ 10%, 25% ≦ Bi ≦ 35%, remaining In, (14) (9 ) To (13) 100 parts by weight of Ag, Au, Cu, Ni, Pd, Pt, Sb, Ga, Ge, P or a total of 0.01 to 7 weights Addition, (15) 10% ≦ Sn ≦ 25%, 48% ≦ In ≦ 60%, remaining Bi is 100 parts by weight of Ag, Au, Cu, Ni, Pd, Pt, Sb, Ga, Ge, P Alternatively, the composition of the In—Sn—Bi alloy, such as the addition of two or more of 0.01 to 7 parts by weight in total [B] (16) 30% ≦ Sn ≦ 70%, 0.3% ≦ Sb ≦ 20%, Add one or more of Ag, Au, Cu, Ni, Pd, Pt, Ga, Ge, P to 100 parts by weight of the remaining Bi, (17), (16), and add 0.01 to 7 parts by weight in total, etc. The composition [C] (18) 52% ≦ In ≦ 85% of the Bi—Sn—Sb based alloy of the following: Sn, (19) In 100 parts by weight of (18), Ag, Au, Cu, Ni, Pd, Pt, Composition [D] (20) 4 of In-Sn alloy such that one or more of Sb, Ga, Ge, and P are added in a total of 0.01 to 7 parts by weight. 1% or more of Ag, Au, Cu, Ni, Pd, Pt, Sb, Ga, Ge, P in 100 parts by weight of the composition of 5% ≦ Bi ≦ 55%, remaining In, (21) (20) In-Bi based alloy composition such as addition of 0.01 to 7 parts by weight in total, [E] (22) 50% Bi ≦ 56%, remaining Sn, (23) Ag in 100 parts by weight of (22), Bi-Sn based alloy composition [F] (24) In, such as addition of one or more of Au, Cu, Ni, Pd, Pt, Ga, Ge, P in a total of 0.01 to 7 parts by weight One to two parts or more of Au, Bi, Cu, Ni, Pd, Pt, Ga, Ge, and P are added in a total of 0.01 to 7 parts by weight to 100 parts by weight, (25) 90% ≦ In ≦ 99.9 %, 0.1% ≦ Ag ≦ 10% in 100 parts by weight of Au, Bi, Cu, Ni, Pd, Pt, Ga, Ge, P or 2 0.01-7 parts by weight in total of seeds or more, (26) Au, Bi, Cu, Ni, Pd, 100 parts by weight of 95% ≦ In ≦ 99.9%, 0.1% ≦ Sb ≦ 5%, The composition of the melting point suitable for the operating temperature of the thermosensor or thermoprotector is selected from the composition of the In-based alloy such as addition of 0.01 to 7 parts by weight of one or more of Pt, Ga, Ge and P. be able to.
上記リード導体には、ニッケル、銅、銅合金等の導電性金属乃至は合金を使用でき、必要に応じ鍍金することができる。
上述した通り、リード導体の先端部に接点材や電極を設けることができ、また弾性金属リード導体の先端部を圧潰加工して弾性板状とすることもできる。
これらの場合、躯体及びハウジング外のリード導体の形状は任意の形状にできる。
For the lead conductor, a conductive metal or alloy such as nickel, copper, or copper alloy can be used, and can be plated as necessary.
As described above, a contact material or an electrode can be provided at the tip of the lead conductor, and the tip of the elastic metal lead conductor can be crushed into an elastic plate shape.
In these cases, the shape of the lead conductor outside the housing and the housing can be any shape.
リチウムイオン2次電池、リチウムポリマー2次電池等の高いエネルギー密度の2次電池では、その高いエネルギー密度のために異常時の発熱温度が高く、その発熱を検知して電池を不通電とするサーモプロテクタが必要であるが、本発明に係るサーモプロテクタにおいては小型化が容易であり電池パックに良好に組み込み得、その電池用サーモプロテクタとして好適に利用できる。 High energy density secondary batteries, such as lithium ion secondary batteries and lithium polymer secondary batteries, have a high heat generation temperature due to the high energy density, and the heat is detected so that the battery is de-energized. Although a protector is required, the thermo protector according to the present invention can be easily reduced in size and can be favorably incorporated into a battery pack, and can be suitably used as a thermo protector for a battery.
1 躯体
2 弾性体
21 弾性体の一端部
22 弾性体の他端部
3 可溶材
32 接合面
41 リード導体
42 リード導体
410 電極
420 電極
4100 固定接点材
4200 可動接点材
5 弾性体一端部の固定箇所
6 ハウジング
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