JPH11204006A - 温度ヒュ−ズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】優れた感温特性や電流遮断特性を有する、電池
への内付けに好適な小型の温度ヒュ−ズを提供する。 【解決手段】一方の箔状リ−ド導体１１ａの先端部をプ
ラスチックベ−スフィルム２１の一面に固着すると共に
該フィルム２１の一面より他面に局部的に表出させ、他
方の箔状リ−ド導体１１ｃの先端部を前記プラスチック
ベ−スフィルム２１の他面に固着し、該先端部と前記局
部的に表出された一方の箔状リ−ド導体先端部分１１０
ａとの間に低融点可溶合金片２２を接続し、該低融点可
溶合金片を絶縁被覆体３で封止した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術的分野】本発明はリチウムイオン電
池等の密閉型二次電池内に取付けて使用する薄型温度ヒ
ュ−ズに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近来、携帯用電気機器等の電源としてリ
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。かかる大容量電池においては、充電時や放電時に相
当に大きな電流が流れ、充電時や本体機器の故障時に過
電流により異常発熱する畏れがある。機器の異常発熱を
未然に防止して機器を保護する回路保護素子としては、
通常温度ヒュ−ズが使用されている。すなわち、温度ヒ
ュ−ズを機器に直列に接続し、かつ機器の発熱を効率よ
く感熱し得るように機器に熱的に密接に取付け、機器の
所望の限界温度で温度ヒュ−ズを作動させて機器の通電
を遮断している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記電池に温度ヒュ−
ズを内付けして異常発熱を未然に防止するには、その内
付けスペ−スの制約上、温度ヒュ−ズの小型化が必要で
ある。更に、優れた感温特性や電流遮断特性が要求され
る。本発明は、優れた感温特性や電流遮断特性を有す
る、電池への内付けに好適な小型の温度ヒュ−ズを提供
することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明に係る温度ヒュ−
ズは、一方の箔状リ−ド導体の先端部をプラスチックベ
−スフィルムの一面に固着すると共に該フィルムの一面
より他面に局部的に表出させ、他方の箔状リ−ド導体の
先端部を前記プラスチックベ−スフィルムの他面に固着
し、該先端部と前記局部的に表出された一方の箔状リ−
ド導体先端部分との間に低融点可溶合金片を接続し、該
低融点可溶合金片を絶縁被覆体で封止したことを特徴と
する構成であり、環状部の内周に一方の箔状リ−ド導体
を有する一方の箔状電極と、環状部の内周に他方の箔状
リ−ド導体を有する他方の箔状電極とをプラスチックス
ペ−サフィルムを介し重畳してなるフレ−ムを具備させ
ることもできる。

【０００５】

【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
係る温度ヒュ−ズの一例を示す平面図、図１の（ロ）は
図１の（イ）におけるロ−ロ断面図、図１の（ハ）は同
温度ヒュ−ズを示す底面図である。図１の（ニ）は、図
１の（イ）に対しプラスチックカバ−フィルム３を取り
付ける前の半製品を示す平面図である。図１において、
２１は耐熱性プラスチック製のベ−スフィルムであり、
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、ポリフエニレンサルファィド等のフィルムを使
用できる。１１ａは一方の箔状リ−ド導体であり、その
幅をプラスチックベ−スフィルム２１の幅よりやや狭く
し、先端部をプラスチックベ−スフィルム２１の一面に
固着すると共にその一面から他面に局部的に表出させて
ある。例えば、箔状リ−ド導体１１ａの先端部を絞出加
工し、加熱下その先端部をプラスチックベ−スフィルム
に当接して当該先端部とプラスチックベ−スフィルム一
面との接触界面を熱融着させると共に絞出加工部をプラ
スチックベ−スフィルムに食い込ませてある。１１ｃは
他方の箔状リ−ド導体であり、上記と同様その幅をプラ
スチックベ−スフィルム２１の幅よりやや狭くし、先端
部をプラスチックベ−スフィルム２１の他面に熱融着等
で固着してある。上記箔状リ−ド導体１１ａ，１１ｃに
は、銅合金箔やアルミ合金箔やＮｉ箔等を使用できる。
２２は低融点可溶合金片であり、箔状リ−ド導体１１ａ
の先端部の表出部１１０ａと箔状リ−ド導体１１ｃの先
端部との間に接続してある。２３は低融点可溶合金片に
塗布したフラックスである。３は耐熱性プラスチック製
のカバ−フィルムであり、四方周辺をプラスチックベ−
スフィルム２１及び他方の箔状リ−ド導体１１ｃの表面
に接着剤または熱融着により固着してフラックス塗布低
融点可溶合金片を封止してある。このカバ−フィルムに
よる封止に代え、エポキシ樹脂等の封止材の浸漬塗装よ
滴下塗装を使用することもできる。

【０００６】図１の（ロ）において、低融点可溶合金片
２１で橋絡された絶縁遮断距離の中央位置を点ａとして
ある。また、一方の箔状リ−ド導体１１ａの先端位置を
点ｂとし、プラスチックベ−スフィルム２１の他端を点
ｃとしてある。本発明に係る温度ヒュ−ズにおいて、低
融点可溶合金片が溶断したときに両箔状リ−ド導体間に
作用する電圧に曝されるプラスチックベ−スフィルム外
面の沿面絶縁距離Ｌ’は、点ｂｃ間の距離であり、点ａ
ｂ間の距離をｘ、点ａｃ間の距離をｙとして、 Ｌ’＝ｘ＋ｙ で示される。而るに、両箔状リ−ド導体１１ａ，１１ｃ
の先端部のプラスチックベ−スフィルム２１への固着を
共に上記一方の箔状リ−ド導体１１ａと同様にプラスチ
ックベ−スフィルム２１の一面から他面に局部的に表出
させて行う場合（特公平７−９５４１９号）、ベ−スフ
ィルム外面の沿面絶縁距離Ｌ”は、Ｌ”＝２ｘとなり、
本発明に係る上記の温度ヒュ−ズでの沿面絶縁距離Ｌ’
＝ｘ＋ｙに較べて短くなり（ｘ＜ｙであるため）、低融
点可溶合金片溶断時でのベ−スフィルム外面での沿面短
絡を防止するための沿面絶縁強度上、温度ヒュ−ズの小
型化は難しい。これに対し、本発明に係る温度ヒュ−ズ
では容易に小型化できる（プラスチックベ−スフィルム
の寸法８ｍｍ×４ｍｍ、好ましくは６ｍｍ×３ｍｍのも
とで、２ｍｍの沿面絶縁距離を付与できる）。

【０００７】本発明に係る温度ヒュ−ズにおいては、一
方の箔状リ−ド導体１１ａの先端部をベ−スフィルム２
１の片面に露出状態のままで配設してその箔状リ−ド導
体先端部を絶縁体で覆うことを排除し、かつその箔状リ
−ド導体先端部を局部的表出部１１０ａを介して低融点
可溶合金片２１に熱伝導的に導通してあるから、低融点
可溶合金片に近接の箔状リ−ド導体先端部から外部の熱
を吸収してその吸収熱を低融点可溶合金片に伝達できる
ので、優れた感熱性を保証できる。また、温度ヒュ−ズ
の小型化にもかかわらず、プラスチックベ−スフィルム
外面での沿面絶縁距離を充分に確保できるので、低融点
可溶合金片溶断時でのベ−スフィルム外面での沿面放電
を防止でき、電流遮断を再導通なく迅速・スム−ズに行
わせ得る。

【０００８】図２の（イ）は本発明に係る温度ヒュ−ズ
の別実施例を示す平面図、図２の（ロ）は図２の（イ）
におけるロ−ロ断面図である。図２において、１はフレ
−ムを示し、図３の（イ）に示す環状部１２ａの内周に
一方の箔状リ−ド導体１１ａを有する一方の箔状電極１
ａと、図３の（ロ）に示す環状のプラスチックベ−スフ
ィルム１ｂと、図３の（ハ）に示す環状部１２ｃの内周
に他方の箔状リ−ド導体１１ｃを有する箔状電極１ｃと
をリ−ド部１１ａ，１１ｃを１８０°互い違いにして重
畳してある。これらの箔状電極１ａ，１ｃには、銅合金
箔やアルミ合金箔やＮｉ箔等の金属箔の打ち抜き品を使
用でき、上記プラスチックスペ−サフィルム１ｂには、
前記プラスチックベ−スフィルムと同材質の耐熱性プラ
スチックフィルム、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、ポリフエニレンサルファ
ィド等のフィルムを使用でき、箔状電極１ａ，１ｃとプ
ラスチックスペ−サフィルム１ｂの界面の接着には、接
着剤や熱融着等を使用できる。図２において、Ａ’はフ
レ−ム１の中央空間に配した温度ヒュ−ズ本体であり、
図１に示したものと実質的に同一の構成であり、一方の
箔状リ−ド導体１１ａの先端部をプラスチックベ−スフ
ィルム２１の一面に固着すると共に該フィルム２１の一
面より他面に局部的に表出させ、他方の箔状リ−ド導体
１１ｃの先端部を前記プラスチックベ−スフィルム２１
の他面に固着し、該先端部と前記局部的に表出された一
方の箔状リ−ド導体先端部分との間に低融点可溶合金片
２２を接続し、該低融点可溶合金片２２にフラックス２
３を塗布し、このフラックス塗布低融点可溶合金片をプ
ラスチックカバ−フィルム３で封止してある。

【０００９】図４は本発明に係る温度ヒュ−ズの他の別
実施例を示す断面図であり、図２に示す実施例に対し、
プラスチックベ−スフィルム２１を一方の箔状リ−ド導
体１１ａ側において、フレ−ム１のプラスチックスペ−
サフィルム１ｂに連続させてあり、これ以外の構成は上
記の図２に示した温度ヒュ−ズと実質的に同一である。

【００１０】図５は本発明に係る温度ヒュ−ズの他の別
の実施例を示す断面図であり、図２に示す実施例に対
し、プラスチックベ−スフィルム２１の両端をフレ−ム
１のプラスチックスペ−サフィルム１ｂに連続させてあ
り、これ以外の構成は上記図２に示した温度ヒュ−ズと
実質的に同一である。図５に示す実施例においては、一
方の箔状リ−ド導体の先端１１１ａと他方の箔状リ−ド
導体１１ｃとの間がプラスチックベ−スフィルム２１の
厚みで絶縁されているために、プラスチックベ−スフィ
ルム外面の沿面絶縁強度は頗る大である。

【００１１】図５の実施例に対し、図６の点線で示すよ
うに、他方の箔状リ−ド導体先端部１１ｃ’での低融点
可溶合金片２２が接続される部分の裏面に臨む穴２１０
をプラスチックベ−スフィルム２１に設けておき、低融
点可溶合金片２２と他方の箔状リ−ド導体の先端部１１
ｃ’とを抵抗溶接する際、この穴２１０を経てピン型溶
接電極ｅ₁₁，ｅ₂₂の一方ｅ₁₁を他方の箔状リ−ド導体の
先端部１１ｃ’に接触させるようにしてある。この穴２
１０と前記した点ａ〔図１の（ロ）〕との間隔は、前記
した距離ｙに実質的に等しくしてある。

【００１２】図７は本発明に係る温度ヒュ−ズを内付け
した電池を示している。この電池においては、セパレ−
タ４１を介在させた正極４２と負極４３とのスパイラル
巻回体ａを負極缶４４に収容して負極４３と負極缶４４
の底面とを電気的に導通し、負極缶４４内の上端に正極
集電極４５を配設して正極４２をこの集電極４５に電気
的に導通し、負極缶４４の上端部４４１を防爆弁板外４
６の外周端部及び正極蓋４７の外周端部にパッキング４
８を介してかしめ加工し、防爆弁板４６の中央凹部を正
極集電極４９に電気的に導通してある。Ａは本発明に係
る温度ヒュ−ズを示し、防爆弁板４６と正極蓋４７との
間の空間に配され、フレ−ム１の環状部が防爆弁板４６
の外周端部と正極蓋４７の外周端部とで挾さまれ、これ
らの外周端部への上記パッキング４８を介しての負極缶
上端部４４１のかしめ加工により負極缶４４内が電解液
に対して封止されている。また、防爆弁板４６とフレ−
ム１の箔状電極１ａとの電気的接触→箔状電極１ａのリ
−ド導体１１ａ→低融点可溶合金片２２→箔状電極１ｃ
のリ−ド導体１１ｃ→フレ−ム１の箔状電極１ｃと正極
蓋４７との電気的接触により、電池に温度ヒュ−ズが電
気的に直列に接続されている。

【００１３】本発明に係る温度ヒュ−ズＡのフレ−ム１
の環状部は両面平坦であり、全周にわたり厚さが一様で
あるから、負極缶上端部４４１を周方向にわたり一様に
かしめることができ、パッキング４８を周方向にわたり
一様に圧縮して優れた封止性を保証できる。また、電池
が温度上昇して低融点可溶合金片が融点に加熱される
と、低融点可溶合金片の分断で電池回路に直列に無限大
のインピ−ダンスが挿入されて通電が遮断されるから、
異常発熱の初期に電池の放電または充電を停止させ得
る。さらに、防爆弁板４６が作動してガスが噴出される
と、この噴出ガスが温度ヒュ−ズのフレ−ム１の孔〔図
２の（イ）において、１０で示されている）を経て正極
蓋４７のガス放出孔４７１から放出されるので、異常内
圧に対しても良好に対処できる。

【００１４】上記において、温度ヒュ−ズの作動により
防爆弁板と正極蓋との間が遮断されると、その間に電池
電圧が諸に作用するから、フレ−ム外周（及び内周）で
の沿面閃絡を防止するために、一方または両方の箔状電
極１ａ，１ｃの外郭（内郭）を絶縁スペ−サフィルム１
ｂの外郭（内郭）より縮めて（広めて）フレ−ムでの沿
面絶縁距離を前記プラスチックベ−スフィルム外面の沿
面絶縁距離に絶縁協調させることが有効である。上記図
２、図４、図５に示した各温度ヒュ−ズのフレ−ムの外
郭は電池の断面形状に応じて定められる。而して、上記
円形以外に角形とされることもあり、フレ−ムの内郭形
状もこの角形に応じて角形にすることもできる。

【００１５】

【発明の効果】本発明に係る温度ヒュ−ズにおいては、
一方の箔状リ−ド導体の先端部をプラスチックベ−スフ
ィルムの片面に露出状態で固着し、その露出先端部で外
部の熱を吸収し、この熱を低融点可溶合金片に伝達でき
るようにしてあるから、感熱性に優れている。また、低
融点可溶合金片が溶断したときに回路電圧のために沿面
電気ストレスが作用するプラスチックベ−スフィルム外
面での沿面絶縁距離を温度ヒュ−ズの小型化のもとでも
充分に大きくできるから、再導通なく迅速・確実に電流
遮断できる。従って、本発明によれば、優れた感温特性
や電流遮断特性を有する、電池への内付けに好適な小型
の温度ヒュ−ズを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る温度ヒュ−ズの一例を示す図面で
ある。

【図２】本発明に係る温度ヒュ−ズの上記とは別の例を
示す図面である。

【図３】図２に示す温度ヒュ−ズにおけるフレ−ムの構
成部材をを示す図面である。

【図４】本発明に係る温度ヒュ−ズの上記とは別の例を
示す図面である。

【図５】本発明に係る温度ヒュ−ズの上記とは別の例を
示す図面である。

【図６】本発明に係る温度ヒュ−ズの上記とは別の例の
要部を示す図面である。

【図７】本発明に係る温度ヒュ−ズを内付けした電池を
示す図面である。

【符号の説明】

１１ａ 箔状リ−ド導体 １ａ 箔状電極 １ｂ プラスチックスペ−サフィルム １１ｃ 箔状リ−ド導体 １ｃ 箔状電極 １ フレ−ム １ａ シ−ト状電極 １１０ａ 箔状リ−ド導体の先端部の表出部 ２１ プラスチックスベ−スフィルム ２２ 低融点可溶合金片 ３ プラスチックカバ−フィルム

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一方の箔状リ−ド導体の先端部をプラスチ
   ックベ−スフィルムの一面に固着すると共に該フィルム
   の一面より他面に局部的に表出させ、他方の箔状リ−ド
   導体の先端部を前記プラスチックベ−スフィルムの他面
   に固着し、該先端部と前記局部的に表出された一方の箔
   状リ−ド導体先端部分との間に低融点可溶合金片を接続
   し、該低融点可溶合金片を絶縁被覆体で封止したことを
   特徴とする温度ヒュ−ズ。
2. 【請求項２】環状部の内周に一方の箔状リ−ド導体を有
   する一方の箔状電極と、環状部の内周に他方の箔状リ−
   ド導体を有する他方の箔状電極とをプラスチックスペ−
   サフィルムを介して重畳してなるフレ−ムを備えている
   請求項１記載の温度ヒュ−ズ。
3. 【請求項３】環状部の内周に一方の箔状リ−ド導体を有
   する一方の箔状電極と、環状部の内周に他方の箔状リ−
   ド導体を有する他方の箔状電極とをプラスチックスペ−
   サフィルムを介して重畳してなるフレ−ムを備え、プラ
   スチックスペ−サフィルムにプラスチックベ−スフィル
   ムの両端が連続されている請求項２記載の温度ヒュ−
   ズ。
4. 【請求項４】環状部の内周に一方の箔状リ−ド導体を有
   する一方の箔状電極と、環状部の内周に他方の箔状リ−
   ド導体を有する他方の箔状電極とをプラスチックスペ−
   サフィルムを介して重畳してなるフレ−ムを備え、プラ
   スチックスペ−サフィルムにプラスチックベ−スフィル
   ムが一方の箔状リ−ド導体側において連続されている請
   求項２記載の温度ヒュ−ズ。
5. 【請求項５】他方の箔状リ−ド導体先端部での低融点可
   溶合金片が接続される部分の裏面に臨む穴がプラスチッ
   クベ−スフィルムに設けられている請求項３記載の温度
   ヒュ−ズ。