JPWO2002067282A1 - 温度ヒューズ - Google Patents
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Abstract
速断性が優れている温度ヒューズを提供する。その温度ヒューズでは、一対の金属端子１１の先端部に、金属端子１１や第１の絶縁フィルム１２より可溶合金１３に対する濡れ性がよく、かつ可溶合金１３が接続される金属層１５，１６が設けられる。金属層１５，１６の面積（Ｓ）と可溶合金１３の長さ（Ｌ１）および体積（Ｖ）と金属端子１１の先端部間の距離（Ｌ２）と第２の絶縁フィルム１４の下面から金属層１５，１６の上面までの距離（ｄ）は、Ｓｄ＞Ｖ（Ｌ１＋Ｌ２）／２Ｌ１の関係にある。
Description
発明の属する技術分野
本発明は、温度ヒューズに関するものである。
背景技術
近年、電子機器の小形化が進んでおり、たとえば、従来の携帯電話のパック電池は５ｍｍ〜６ｍｍ厚であったが、厚さ２．５ｍｍ〜４ｍｍの小形薄形タイプのパック電池が必要とされてきている。このような電子機器の小形化によりその熱容量が小さくなるため、発熱時における昇温速度が速くなる傾向が進んでいる。このため、これらの保護に用いられる温度ヒューズの速断性が市場で望まれてきている。
図５Ａは従来の温度ヒューズの一部切欠上面図、図５Ｂは図５Ａの５Ｂ−５Ｂ線における断面図である。
図５Ａと図５Ｂに示すように、従来の温度ヒューズは、上面に一対の金属端子１の各先端部を配置した第１の絶縁フィルム２と、第１の絶縁フィルム２の上方に位置し、かつ金属端子１の先端部間に設けられた可溶合金３と、可溶合金３の上方に位置し、かつ第１の絶縁フィルム２および金属端子１に固着された第２の絶縁フィルム４と、一対の金属端子１の先端部に設けられるとともに、可溶合金３が接続され、かつ金属端子１および第１の絶縁フィルム２より可溶合金３に対する濡れ性がよい金属層５，６とを備える。
金属層５，６の面積をＳ、可溶合金３の長さおよび体積をそれぞれＬ１，Ｖ、一対の金属端子１の先端部間の距離をＬ２、第２の絶縁フィルム４の下面から金属層５，６の上面までの距離をｄとする。
一対の金属端子１が加熱された状態を図６Ａと図６Ｂに示す。
まず、可溶合金３がその融点を超えて溶融し、図６Ａに示すように可溶合金３の一部分（図では点Ａ）において可溶合金３が分断される。その後、図６Ｂに示すように、温度ヒューズ全体が可溶合金３の融点を超える温度になって可溶合金３が溶融すると、その溶融した可溶合金３は、金属端子１に接続された濡れ性のよい金属層５，６上に移動する。この結果、金属層５，６上へは、可溶合金３の体積Ｖのうち最大で、一対の金属端子１間の体積Ｖ（Ｌ２／Ｌ１）および金属層５，６上にある体積Ｖ（Ｌ１−Ｌ２）／２Ｌ１を合わせた体積Ｖ（Ｌ１＋Ｌ２）／２Ｌ１が移動する。
電池の小形化が進むにつれ、温度ヒューズの小形化・薄形化が強く要求されている。
上記従来の温度ヒューズを小形化・薄形化するために、可溶合金３を小さくすると、通電電流による抵抗発熱が大きくなり、そしてその熱により可溶合金３が溶断してしまう。そのため、可溶合金３を小さくすることはできない。また、一対の金属端子１の先端部間の距離Ｌ２も温度ヒューズの動作時の電流の遮断を確実に行うためにはあまり小さくすることはできない。その結果、従来の温度ヒューズにおいては、金属層５，６と第２の絶縁フィルム４で囲まれた空間体積Ｓｄが小さくなっているため、一方の金属層５または他方の金属層６上に移動してきた体積Ｖ（Ｌ１＋Ｌ２）／２Ｌ１の可溶合金３は、この空間体積Ｓｄを超えることになり、そして図６Ｂに示すように可溶合金３は金属層５，６上から金属端子１や第１の絶縁フィルム２に溢れ出すものである。この場合、金属端子１や第１の絶縁フィルム２は金属層５，６より可溶合金３に対する濡れ性が悪いため、溶断時における可溶合金３の移動が遅くなり、その結果、溶断時の可溶合金３の分断が遅れて温度ヒューズが速やかに溶断しないという課題を有していた。
発明の開示
温度ヒューズは一対の金属端子と、前記金属端子の各先端部が配置された第１の絶縁フィルムと、前記金属端子の先端部間に設けられた可溶合金と、前記可溶合金の上方に位置し、前記第１の絶縁フィルムに固着された第２の絶縁フィルムと、前記金属端子と前記第１の絶縁フィルムとより前記可溶合金に対する濡れ性がよく、前記金属端子の先端部にそれぞれ設けられた、前記可溶合金が接続される金属層とを備える。前記金属層の面積（Ｓ）と前記可溶合金の長さ（Ｌ１）および体積（Ｖ）と前記金属端子の前記先端部間の距離（Ｌ２）と前記第２の絶縁フィルムの下面から前記金属層の上面までの距離（ｄ）は、
Ｓｄ＞（Ｌ１＋Ｌ２）／２Ｌ１
の関係を満たす。
この温度ヒューズでは、可溶合金に対する濡れ性がよい金属層上に溶断後の可溶合金がすべて収められるので、金属層より可溶合金に対する濡れ性が悪い金属端子や第１の絶縁フィルムに可溶合金が溢れることはない。その結果、速やかに可溶合金が分断される。
発明を実施するための最良の形態
（実施の形態１）
図１Ａは本発明の実施の形態１における温度ヒューズの一部切欠上面図である。図１Ｂは図１Ａに示す温度ヒューズの１Ｂ−１Ｂ線における断面図である。
実施の形態１における温度ヒューズは、上面に一対の金属端子１１の各先端部を配置した第１の絶縁フィルム１２と、この第１の絶縁フィルム１２の上方に位置し、かつ前記一対の金属端子１１の先端部間に設けられた可溶合金１３と、この可溶合金１３の上方に位置し、かつ前記第１の前記フィルム１２および金属端子１１に固着された第２の絶縁フィルム１４とを備える。一対の金属端子１１の先端部に、前記金属端子１１や第１の絶縁フィルム１２より可溶合金１３に対する濡れ性がよく、かつ前記可溶合金１３が接続される金属層１５，１６が設けられる。
前記金属層１５，１６の面積をＳ、可溶合金１３の長さおよび体積をそれぞれＬ１，Ｖ、一対の金属端子１１の先端部間の距離をＬ２、第２の絶縁フィルム１４の下面から金属層１５，１６の上面までの距離をｄとしたとき、Ｓｄ＞Ｖ（Ｌ１＋Ｌ２）／２Ｌ１の関係にある。第１の絶縁フィルム１２、第２の絶縁フィルム１４、可溶合金１３を有する温度ヒューズ本体部の長さａを２．０ｍｍ以下とした場合、一対の金属端子１１の先端部間の距離Ｌ２は０．５ｍｍ以下でないとヒューズを作製できない。この場合、Ｌ２が０．５ｍｍ以下であると、金属端子１１の作製時に発生するバリや、バリから発生する金属破片などの異物により温度ヒューズの動作後の一対の金属端子１１間の絶縁を十分確保できない場合があり、温度ヒューズとして実用的ではない。一方、温度ヒューズ本体部の長さａが５．０ｍｍ以上であると、小形の電池に温度ヒューズを設置する場合、その設置に必要な面積が大きくなるため、実用的ではない。したがって、温度ヒューズ本体部の長さａは、２．０ｍｍ〜５．０ｍｍの範囲が好ましい。
前記一対の金属端子１１は、帯状あるいは線状で、主材料がニッケルの金属または銅ニッケルなどのニッケル合金、またはニッケル単体またはニッケル合金に他の元素を添加したものなどからなる。
金属端子１１を、ニッケルが９８％以上の材料で構成すれば、電気抵抗率が６．８×１０−８Ω・ｍ〜１２×１０−８Ω・ｍと低いため、耐腐食性などの信頼性を飛躍的に向上させることができる。
また、金属端子１１自体の厚みを０．０８ｍｍ〜０．２５ｍｍの範囲とすることにより、特性面あるいは取り扱いの面等で有利になるものである。すなわち、金属端子１１自体の厚みが０．０８ｍｍより薄いと、電気抵抗が高くなり、しかも機械的強度自体も弱くなるため、取り扱う際に簡単に曲がったりするなど不具合が生じる。一方、厚みが０．２５ｍｍを超えると、温度ヒューズ自体の厚みが厚くなるため、小型には不向きとなる。
更に、金属端子１１を、ヤング率が３×１０１０Ｐａ〜８×１０１０Ｐａで、かつ引張り強さが４×１０８Ｐａ〜６×１０８Ｐａである材料で構成すれば、取り扱いあるいは輸送時に誤って曲げてしまうことはなく、かつ端子曲げ加工も容易であり、しかも曲げ加工で断線などが生じるのを防止できる。この場合、金属端子１１のヤング率が３×１０１０Ｐａ以下であると、端子が容易に曲がりやすくなるため、曲げてはいけない部分（例えば金属端子１１の端部の電気的接続部分）が凸凹になりやすくなって溶接による接続が困難となる不具合が生じる。金属端子１１のヤング率が８×１０１０Ｐａ以上であると、端子を曲げたい部分が曲げにくくなったり、あるいは折れて断線するという不具合が生じるものである。金属端子１１の引張り強さが４×１０８Ｐａ以下であると、曲がりやすいという不具合が生じるものであり、一方、６×１０８Ｐａ以上であると、端子を曲げたい部分が曲げにくくなったり、あるいは折れて断線するという不具合が生じるものである。
また、金属端子１１の先端部の上面に設けられる金属層１５，１６は、主材料を可溶合金１３に対する濡れ性がよい錫、銅の金属や、錫合金、銅合金で構成しており、そしてこの金属層１５，１６に可溶合金１３が接続されるものである。
このように金属層１５，１６を錫、銅の金属や、錫合金、銅合金で構成することにより、この金属層１５，１６を構成する錫や銅の可溶合金１３に対する濡れ性が、金属端子１１を構成するニッケルよりよいため、溶断後の可溶合金１３の金属層１５，１６への移動が促進され、その結果、速やかに可溶合金１３が分断されるものである。
また、前記金属層１５，１６の材料としては、錫、銅以外の鉛、ビスマス、インジウム、カドミウム金属単体もしくはこれらの合金を用いてもよく、かつ金属層１５，１６の厚さは１５μｍ以下が好ましい。金属層１５，１６の厚さが１５μｍ以上であると、金属層１５，１６を構成する金属の可溶合金１３への拡散量が多くなるため、可溶合金１３の融点の変動が発生し、これにより、温度ヒューズの動作温度のバラツキが大きくなる。また、可溶合金１３と同じ組成の合金を用いた場合は、金属層１５，１６を構成する金属が可溶合金１３へ拡散しても融点の変動は起こらないため、動作温度において精度の高い温度ヒューズを提供することができる。
第１の絶縁フィルム１２は、シート状に構成されているもので、その上面に一定の間隔を置いて配置された一対の金属端子１１の各先端部を備えている。また、第１の絶縁フィルム１２の具体的な材料としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ＡＢＳ樹脂、ＳＡＮ樹脂、ポリサンフォン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ノリル、塩化ビニール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂、ＰＰＳ樹脂、ポリアセタール、フッ素系樹脂、ポリエスターのいずれかを主成分とする樹脂（好ましくは熱可塑性樹脂）が挙げられる。
また、第１の絶縁フィルム１２は単層構造だけでなく、異なる材料のシートを積層して構成してもよい。例えばＰＥＴで構成されたフィルムとＰＥＮで構成されたフィルムを積層して構成することによって、第１の絶縁フィルム１２自体の強度アップを行うことができ、ヒューズの機械的強度を向上させることができる。更に、ＰＥＮシートを用いることによって耐熱性も高くなるため、１３０℃以上で使用可能な温度ヒューズを提供することができる。なお、第１の絶縁フィルム１２を積層構造で作製する場合には、上記材料の組み合わせ以外に耐熱性が低い材料と耐熱性が高い材料の組み合わせでヒューズを作製しても実現可能である。
可溶合金１３は、矩形断面または円断面の線状に加工し、かつ適当な長さに切断したものを用い、第１の絶縁フィルム１２の上面の中央部において一対の金属端子１１の各先端部間に橋設する。可溶合金１３の線状の加工には、ダイス引き加工、ダイス押し出し加工等を用いることができる。また、円断面の線状の可溶合金を圧潰加工すれば、矩形断面の線状可溶合金を作製することができる。金属端子１１の上面に設けた金属層１５，１６と可溶合金１３の接続には、レーザ溶接、熱溶接、超音波溶接などを用いることができる。レーザ溶接を用いた場合は、発熱部を小さくすることができるため、可溶合金１３の溶接部以外への損傷を起こすことなく可溶合金１３を金属層１５，１６に接続できる。
可溶合金１３の材料としては、錫、鉛、ビスマス、インジウム、カドミウムなどの金属からなる融点が２００℃以下の合金を用いるが、共晶合金を用いることが望ましい。これは。可溶合金１３の固相面温度と液相面温度の差がほぼ０℃であるため、固液混合の温度領域がなく、動作温度のバラツキの小さい温度ヒューズを提供できるからである。例えば錫１８．７５重量％、鉛３１．２５重量％、ビスマス５０．０重量％の共晶合金では融点（液相面温度および固相面温度）が９７℃である。このため、これを用いた場合、動作温度が９７〜９９℃の温度ヒューズを提供できる。ここで、可溶合金１３の融点と温度ヒューズの動作温度が異なるのは、温度ヒューズの外面から可溶合金１３への熱の伝導度が低い場合、周囲温度と可溶合金１３の温度に１〜２℃程度の差が生じるためである。
また、可溶合金１３には共晶合金からその構成する金属の配合比を０．５〜１０重量％ずらした合金を用いることができる。これらの合金は、共晶合金に比べ、融点（液相面温度）が１℃〜１０数℃上昇するため、共晶合金を用いた場合より高い動作温度の温度ヒューズを提供することができる。これらの合金は、共晶に近い配合比であるため、固相面温度と液相面温度の差が小さく、かつ固液混合の温度領域が小さいため、温度ヒューズの動作温度のバラツキを小さくできる。例えば錫２０重量％、鉛２５重量％、ビスマス５５重量％の合金を用いた場合（この合金は共晶から錫＋１．２５重量％、鉛−６．２５重量％、ビスマス＋５０重量％ずらしたものである。）、融点（液相面温度）が１０１℃であるため、動作温度が１０１℃〜１０３℃の温度ヒューズを提供できる。
可溶合金１３には、共晶合金に、それに含まれていない別の金属を０．５重量％〜１０重量％添加した合金を用いることができる。これらの合金は元の共晶合金に比べ融点温度が１℃〜１０数℃下がるため、元の共晶合金を用いた場合より低い動作温度の温度ヒューズを提供することができる。また、これらの合金は、固相面温度と液相面温度の差が小さく、かつ固液混合の温度領域が小さいため、温度ヒューズの動作温度のバラツキを小さくできる。例えば錫１８．７５重量％、鉛３１．２５重量％、ビスマス５０．０重量％の共晶合金にインジウムを７％添加した場合、融点（液相面温度）が８２℃となるため、動作温度が８２℃〜８４℃の温度ヒューズを提供できる。
３元以上の合金では、合金を溶融し、冷却した場合、その液相面温度において、１つを除くすべての金属が同時に晶出する配合が存在する。この配合は、例えば３元合金の場合、３元相関図では３元合金の共晶点から２元の共晶点を結ぶ線で表され、ここでは単に共晶線と呼ぶ。図２Ａに錫、鉛、ビスマスの３元合金の相関図、図２Ｂに錫、鉛、インジウムの３元合金の相関図を示す。点Ｅが３元の共晶点で、点Ｅ１が鉛−ビスマスの共晶点、点Ｅ２が錫−鉛の共晶点、点Ｅ３が錫−ビスマスの共晶点である。曲線Ｅ−Ｅ１、Ｅ−Ｅ２、Ｅ−Ｅ３が共晶線である。また錫、鉛、インジウムの場合、鉛−インジウム合金に共晶点が存在しないため、共晶線は曲線Ｅ２−Ｅ４のみである。この共晶線上もしくは共晶線に近い配合は固相温度と液相温度が比較的小さいため、これらの合金を可溶合金１３に用いれば、動作温度のバラツキが比較的小さい温度ヒューズを提供できる。例えば、図２Ｂの点Ａである。錫４３％、鉛１０．５％、インジウム４６．５％の合金は融点（液相面温度）が１２９℃の合金であるため、動作温度が１２９℃〜１３１℃の温度ヒューズを提供できる。
可溶合金１３の周囲にはロジンを主成分とするフラックス（図示せず）が塗布されている。このフラックス（図示せず）には、はんだ付けや金属溶接に用いられるものと同じものを用いることができる。
第２の絶縁フィルム１４は、シート状に構成されているもので、可溶合金１３を覆うように可溶合金１３の上方に設けられ、そしてこの可溶合金１３の周囲において、第１の絶縁フィルム１２および金属端子１１に固着されている。このように、可溶合金１３を第１の絶縁フィルム１２と第２の絶縁フィルム１４とで挟み込み、第１の絶縁フィルム１２および金属端子１１と第２の絶縁フィルム１４とを固着することによって可溶合金１３を密閉でき、可溶合金１３の劣化を防ぐことができる。
第２の絶縁フィルム１４は、第１の絶縁フィルム１２と同様の材料であることが好ましく、具体的な材料としては、第１の絶縁フィルム１２と同様、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＡＢＳ樹脂、ＳＡＮ樹脂、ポリサンフォン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ノリル、塩化ビニール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂、ＰＰＳ樹脂、ポリアセタール、フッ素系樹脂、ポリエスターのいずれかを主成分とする樹脂（好ましくは熱可塑性樹脂）が挙げられる。
第２の絶縁フィルム１４は単層構造だけでなく、異なる材料のシートを積層して構成してもよい。例えば、ＰＥＴで構成されたフィルムとＰＥＮで構成されたフィルムを積層して構成することによって、第２の絶縁フィルム１４自体の強度アップを行うことができ、ヒューズの機械的強度を向上させることができる。ＰＥＮシートを用いることによって耐熱性も高くなるため、１３０℃以上で使用可能な温度ヒューズを提供することができる。第２の絶縁フィルム１４を積層構造で作製する場合には、上記材料の組み合わせ以外に耐熱性が低い材料と耐熱性が高い材料の組み合わせで作製しても実現可能である。
図３は本発明の実施の形態１における温度ヒューズの一方の金属端子１１が加熱された場合の可溶合金１３の溶断後の状態を示す断面図である。
図３から明らかなように、実施の形態１における温度ヒューズは、最大で金属端子１１間の可溶合金１３の体積Ｖ（Ｌ２／Ｌ１）、および加熱された金属端子１１側、つまり金属層１５，１６のうち一方（図３においては金属層１５のみ）上の可溶合金１３の体積Ｖ（Ｌ１−Ｌ２）／２Ｌ１を合わせた体積Ｖ（Ｌ１＋Ｌ２）／２Ｌ１の可溶合金１３が金属層１５上に移動する。この可溶合金の体積Ｖ（Ｌ１＋Ｌ２）／２Ｌ１が金属層１５上の金属層１５と第２の絶縁フィルム１４とで囲まれた空間体積Ｓｄより小さいため、可溶合金１３に対する濡れ性がよい金属層１５上に溶断時の可溶合金１３をすべて収めることができる。これにより、金属層１５より可溶合金１３に対する濡れ性が悪い金属端子１１や第１の絶縁フィルム１２に可溶合金１３が溢れることはない。その結果、速やかに可溶合金１３が分断されるため、速断性が優れている温度ヒューズが得られる。
以下、従来の温度ヒューズと、実施の形態１における温度ヒューズについて、速断性を比較した結果について説明する。
試料としては、実施の形態１における温度ヒューズ（以下実施例品とする）として、ｄ＝０．３ｍｍ、Ｓ＝３．６ｍｍ２、Ｖ＝０．９５ｍｍ３、Ｌ１＝２．７ｍｍ、Ｌ２＝１．６ｍｍで、かつ可溶合金１３として融点が９７℃のものを用い、５０個試作した。この実施の形態品は、Ｓｄ＝１．０８ｍｍ３、Ｖ（Ｌ１＋Ｌ２）／２Ｌ１＝０．７５６４８１ｍｍ３となって、Ｓｄ＞Ｖ（Ｌ１＋Ｌ２）／２Ｌ１の関係を満たしているものである。また、第１の絶縁フィルム１２の下面から第２の絶縁フィルム１４の上面までの厚さをｂとしたとき、ｂ＜０．３ｍｍでは可溶合金１３を収納する空間が確保できず、温度ヒューズを作製することができなかった。一方、ｂ＞０．７ｍｍでは、小形の電池の場合、その電池が有する突起、たとえば電極などは一般的に０．５〜０．７ｍｍ程度であるが、それに対して温度ヒューズが厚くなるため、電池の小形化を阻害することになる。このため、ここでは第１の絶縁フィルム１２、第２の絶縁フィルム１４、可溶合金１３を有する温度ヒューズ本体部の長さａが４．０ｍｍ、ｂが０．６ｍｍのものを試作した。
比較例として、ｄ＝０．２５ｍｍ、Ｓ＝１．６ｍｍ２、Ｖ＝０．９５ｍｍ３、Ｌ１＝２．７ｍｍ、Ｌ２＝１．６ｍｍのものを５０個、他は実施例品と同じ従来の温度ヒューズを５０個それぞれ用いた。この比較例品は、Ｓｄ＝０．４ｍｍ３、Ｖ（Ｌ１＋Ｌ２）／２Ｌ１＝０．７５６４８１ｍｍ３となって、Ｓｄ＞Ｖ（Ｌ１＋Ｌ２）／２Ｌ１の関係は満たしていない。
発熱部品の表面温度が１２０℃になるように設定し、発熱部品の温度が充分安定してから、各試料の一方の端子をそれぞれ発熱部品に密着させ、この密着開始から温度ヒューズが溶断するまでの時間を測定した。その結果を表１に示す。
表１から明らかなように、実施例品は７秒〜１４秒で溶断したが、比較例品は３０秒〜５２秒で溶断した。従って、本発明の実施の形態１における温度ヒューズは速断性が優れていることがわかる。
（実施の形態２）
図４Ａは本発明の実施の形態２における温度ヒューズの一部切欠上面図である。図４Ｂは図４Ａに示す温度ヒューズの４Ｂ−４Ｂ線における断面図である。
なお、実施の形態１と同様の構成を有するものについては、同一符号を付しその説明を省略する。
図４Ａにおいて、実施の形態１と相違する点は、一対の金属端子１１の各先端部が第１の絶縁フィルム１２の下面から上面に表出するように形成され、表出部の少なくとも一部に濡れ性のよい金属層１５，１６が設けられた点である。
実施の形態２における温度ヒューズでは、金属端子１１、第１の絶縁フィルム１２より濡れ性のよい金属層１５，１６が金属端子１１の表出部の一部または全体に設けられる。金属層１５，１６の面積をＳ、可溶合金１３の長さおよび体積をそれぞれＬ１，Ｖ、一対の金属端子１１の先端部間の距離をＬ２、第２の絶縁フィルム１４の下面から金属層１５，１６の上面までの距離をｄとしたとき、Ｓｄ＞Ｖ（Ｌ１＋Ｌ２）／２Ｌ１の関係に構成している。そのためヒューズは可溶合金１３に対する濡れ性がよい金属層１５，１６のうち少なくとも一方の上に溶断時の可溶合金１３をすべて収めることができる。これにより、金属層１５，１６より可溶合金１３に対する濡れ性が悪い金属端子１１や第１の絶縁フィルム１２に可溶合金１３が溢れることはない。その結果、速やかに可溶合金１３が分断されるため、速断性が優れている温度ヒューズが得られる。
産業上の利用可能性
本発明による温度ヒューズでは、一対の金属端子の先端部に、金属端子や第１の絶縁フィルムより可溶合金に対する濡れ性がよく、かつ可溶合金が接続される金属層が設られる。この金属層の面積をＳ、前記可溶合金の長さおよび体積をそれぞれＬ１，Ｖ、前記一対の金属端子の先端部間の距離をＬ２、第２の絶縁フィルムの下面から前記金属層の上面までの距離をｄとしたとき、Ｓｄ＞Ｖ（Ｌ１＋Ｌ２）／２Ｌ１の関係に構成している。そのため、可溶合金に対する濡れ性がよい金属層上に溶断後の可溶合金をすべて収めることができ、その結果、金属層より可溶合金に対する濡れ性が悪い金属端子や第１の絶縁フィルムに可溶合金が溢れることはなくなる。そのため、速やかに可溶合金が分断され、速断性に優れた温度ヒューズが得られる。
【図面の簡単な説明】
図１Ａは本発明の実施の形態１における温度ヒューズの一部切欠上面図である。
図１Ｂは図１Ａに示す温度ヒューズの１Ｂ−１Ｂ線における断面図である。
図２Ａは錫、鉛、ビスマスの３元合金の相関図である。
図２Ｂは錫、鉛、インジウムの３元合金の相関図である。
図３は実施の形態１における温度ヒューズの要部である一方の金属端子が加熱された場合の可溶合金の溶断後の状態を示す断面図である。
図４Ａは本発明の実施の形態２における温度ヒューズの一部切欠上面図である。
図４Ｂは図４Ａに示す温度ヒューズの４Ｂ−４Ｂ線における断面図である。
図５Ａは従来の温度ヒューズの一部切欠上面図である。
図５Ｂは図５Ａに示す温度ヒューズの５Ｂ−５Ｂ線における断面図である。
図６Ａと図６Ｂは従来の温度ヒューズの要部である金属端子が加熱された状態を示す断面図である。
参照符号の一覧
１１ 金属端子
１２ 第１の絶縁フィルム
１３ 可溶合金
１４ 第２の絶縁フィルム
１５ 金属層
１６ 金属層
本発明は、温度ヒューズに関するものである。
背景技術
近年、電子機器の小形化が進んでおり、たとえば、従来の携帯電話のパック電池は５ｍｍ〜６ｍｍ厚であったが、厚さ２．５ｍｍ〜４ｍｍの小形薄形タイプのパック電池が必要とされてきている。このような電子機器の小形化によりその熱容量が小さくなるため、発熱時における昇温速度が速くなる傾向が進んでいる。このため、これらの保護に用いられる温度ヒューズの速断性が市場で望まれてきている。
図５Ａは従来の温度ヒューズの一部切欠上面図、図５Ｂは図５Ａの５Ｂ−５Ｂ線における断面図である。
図５Ａと図５Ｂに示すように、従来の温度ヒューズは、上面に一対の金属端子１の各先端部を配置した第１の絶縁フィルム２と、第１の絶縁フィルム２の上方に位置し、かつ金属端子１の先端部間に設けられた可溶合金３と、可溶合金３の上方に位置し、かつ第１の絶縁フィルム２および金属端子１に固着された第２の絶縁フィルム４と、一対の金属端子１の先端部に設けられるとともに、可溶合金３が接続され、かつ金属端子１および第１の絶縁フィルム２より可溶合金３に対する濡れ性がよい金属層５，６とを備える。
金属層５，６の面積をＳ、可溶合金３の長さおよび体積をそれぞれＬ１，Ｖ、一対の金属端子１の先端部間の距離をＬ２、第２の絶縁フィルム４の下面から金属層５，６の上面までの距離をｄとする。
一対の金属端子１が加熱された状態を図６Ａと図６Ｂに示す。
まず、可溶合金３がその融点を超えて溶融し、図６Ａに示すように可溶合金３の一部分（図では点Ａ）において可溶合金３が分断される。その後、図６Ｂに示すように、温度ヒューズ全体が可溶合金３の融点を超える温度になって可溶合金３が溶融すると、その溶融した可溶合金３は、金属端子１に接続された濡れ性のよい金属層５，６上に移動する。この結果、金属層５，６上へは、可溶合金３の体積Ｖのうち最大で、一対の金属端子１間の体積Ｖ（Ｌ２／Ｌ１）および金属層５，６上にある体積Ｖ（Ｌ１−Ｌ２）／２Ｌ１を合わせた体積Ｖ（Ｌ１＋Ｌ２）／２Ｌ１が移動する。
電池の小形化が進むにつれ、温度ヒューズの小形化・薄形化が強く要求されている。
上記従来の温度ヒューズを小形化・薄形化するために、可溶合金３を小さくすると、通電電流による抵抗発熱が大きくなり、そしてその熱により可溶合金３が溶断してしまう。そのため、可溶合金３を小さくすることはできない。また、一対の金属端子１の先端部間の距離Ｌ２も温度ヒューズの動作時の電流の遮断を確実に行うためにはあまり小さくすることはできない。その結果、従来の温度ヒューズにおいては、金属層５，６と第２の絶縁フィルム４で囲まれた空間体積Ｓｄが小さくなっているため、一方の金属層５または他方の金属層６上に移動してきた体積Ｖ（Ｌ１＋Ｌ２）／２Ｌ１の可溶合金３は、この空間体積Ｓｄを超えることになり、そして図６Ｂに示すように可溶合金３は金属層５，６上から金属端子１や第１の絶縁フィルム２に溢れ出すものである。この場合、金属端子１や第１の絶縁フィルム２は金属層５，６より可溶合金３に対する濡れ性が悪いため、溶断時における可溶合金３の移動が遅くなり、その結果、溶断時の可溶合金３の分断が遅れて温度ヒューズが速やかに溶断しないという課題を有していた。
発明の開示
温度ヒューズは一対の金属端子と、前記金属端子の各先端部が配置された第１の絶縁フィルムと、前記金属端子の先端部間に設けられた可溶合金と、前記可溶合金の上方に位置し、前記第１の絶縁フィルムに固着された第２の絶縁フィルムと、前記金属端子と前記第１の絶縁フィルムとより前記可溶合金に対する濡れ性がよく、前記金属端子の先端部にそれぞれ設けられた、前記可溶合金が接続される金属層とを備える。前記金属層の面積（Ｓ）と前記可溶合金の長さ（Ｌ１）および体積（Ｖ）と前記金属端子の前記先端部間の距離（Ｌ２）と前記第２の絶縁フィルムの下面から前記金属層の上面までの距離（ｄ）は、
Ｓｄ＞（Ｌ１＋Ｌ２）／２Ｌ１
の関係を満たす。
この温度ヒューズでは、可溶合金に対する濡れ性がよい金属層上に溶断後の可溶合金がすべて収められるので、金属層より可溶合金に対する濡れ性が悪い金属端子や第１の絶縁フィルムに可溶合金が溢れることはない。その結果、速やかに可溶合金が分断される。
発明を実施するための最良の形態
（実施の形態１）
図１Ａは本発明の実施の形態１における温度ヒューズの一部切欠上面図である。図１Ｂは図１Ａに示す温度ヒューズの１Ｂ−１Ｂ線における断面図である。
実施の形態１における温度ヒューズは、上面に一対の金属端子１１の各先端部を配置した第１の絶縁フィルム１２と、この第１の絶縁フィルム１２の上方に位置し、かつ前記一対の金属端子１１の先端部間に設けられた可溶合金１３と、この可溶合金１３の上方に位置し、かつ前記第１の前記フィルム１２および金属端子１１に固着された第２の絶縁フィルム１４とを備える。一対の金属端子１１の先端部に、前記金属端子１１や第１の絶縁フィルム１２より可溶合金１３に対する濡れ性がよく、かつ前記可溶合金１３が接続される金属層１５，１６が設けられる。
前記金属層１５，１６の面積をＳ、可溶合金１３の長さおよび体積をそれぞれＬ１，Ｖ、一対の金属端子１１の先端部間の距離をＬ２、第２の絶縁フィルム１４の下面から金属層１５，１６の上面までの距離をｄとしたとき、Ｓｄ＞Ｖ（Ｌ１＋Ｌ２）／２Ｌ１の関係にある。第１の絶縁フィルム１２、第２の絶縁フィルム１４、可溶合金１３を有する温度ヒューズ本体部の長さａを２．０ｍｍ以下とした場合、一対の金属端子１１の先端部間の距離Ｌ２は０．５ｍｍ以下でないとヒューズを作製できない。この場合、Ｌ２が０．５ｍｍ以下であると、金属端子１１の作製時に発生するバリや、バリから発生する金属破片などの異物により温度ヒューズの動作後の一対の金属端子１１間の絶縁を十分確保できない場合があり、温度ヒューズとして実用的ではない。一方、温度ヒューズ本体部の長さａが５．０ｍｍ以上であると、小形の電池に温度ヒューズを設置する場合、その設置に必要な面積が大きくなるため、実用的ではない。したがって、温度ヒューズ本体部の長さａは、２．０ｍｍ〜５．０ｍｍの範囲が好ましい。
前記一対の金属端子１１は、帯状あるいは線状で、主材料がニッケルの金属または銅ニッケルなどのニッケル合金、またはニッケル単体またはニッケル合金に他の元素を添加したものなどからなる。
金属端子１１を、ニッケルが９８％以上の材料で構成すれば、電気抵抗率が６．８×１０−８Ω・ｍ〜１２×１０−８Ω・ｍと低いため、耐腐食性などの信頼性を飛躍的に向上させることができる。
また、金属端子１１自体の厚みを０．０８ｍｍ〜０．２５ｍｍの範囲とすることにより、特性面あるいは取り扱いの面等で有利になるものである。すなわち、金属端子１１自体の厚みが０．０８ｍｍより薄いと、電気抵抗が高くなり、しかも機械的強度自体も弱くなるため、取り扱う際に簡単に曲がったりするなど不具合が生じる。一方、厚みが０．２５ｍｍを超えると、温度ヒューズ自体の厚みが厚くなるため、小型には不向きとなる。
更に、金属端子１１を、ヤング率が３×１０１０Ｐａ〜８×１０１０Ｐａで、かつ引張り強さが４×１０８Ｐａ〜６×１０８Ｐａである材料で構成すれば、取り扱いあるいは輸送時に誤って曲げてしまうことはなく、かつ端子曲げ加工も容易であり、しかも曲げ加工で断線などが生じるのを防止できる。この場合、金属端子１１のヤング率が３×１０１０Ｐａ以下であると、端子が容易に曲がりやすくなるため、曲げてはいけない部分（例えば金属端子１１の端部の電気的接続部分）が凸凹になりやすくなって溶接による接続が困難となる不具合が生じる。金属端子１１のヤング率が８×１０１０Ｐａ以上であると、端子を曲げたい部分が曲げにくくなったり、あるいは折れて断線するという不具合が生じるものである。金属端子１１の引張り強さが４×１０８Ｐａ以下であると、曲がりやすいという不具合が生じるものであり、一方、６×１０８Ｐａ以上であると、端子を曲げたい部分が曲げにくくなったり、あるいは折れて断線するという不具合が生じるものである。
また、金属端子１１の先端部の上面に設けられる金属層１５，１６は、主材料を可溶合金１３に対する濡れ性がよい錫、銅の金属や、錫合金、銅合金で構成しており、そしてこの金属層１５，１６に可溶合金１３が接続されるものである。
このように金属層１５，１６を錫、銅の金属や、錫合金、銅合金で構成することにより、この金属層１５，１６を構成する錫や銅の可溶合金１３に対する濡れ性が、金属端子１１を構成するニッケルよりよいため、溶断後の可溶合金１３の金属層１５，１６への移動が促進され、その結果、速やかに可溶合金１３が分断されるものである。
また、前記金属層１５，１６の材料としては、錫、銅以外の鉛、ビスマス、インジウム、カドミウム金属単体もしくはこれらの合金を用いてもよく、かつ金属層１５，１６の厚さは１５μｍ以下が好ましい。金属層１５，１６の厚さが１５μｍ以上であると、金属層１５，１６を構成する金属の可溶合金１３への拡散量が多くなるため、可溶合金１３の融点の変動が発生し、これにより、温度ヒューズの動作温度のバラツキが大きくなる。また、可溶合金１３と同じ組成の合金を用いた場合は、金属層１５，１６を構成する金属が可溶合金１３へ拡散しても融点の変動は起こらないため、動作温度において精度の高い温度ヒューズを提供することができる。
第１の絶縁フィルム１２は、シート状に構成されているもので、その上面に一定の間隔を置いて配置された一対の金属端子１１の各先端部を備えている。また、第１の絶縁フィルム１２の具体的な材料としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ＡＢＳ樹脂、ＳＡＮ樹脂、ポリサンフォン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ノリル、塩化ビニール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂、ＰＰＳ樹脂、ポリアセタール、フッ素系樹脂、ポリエスターのいずれかを主成分とする樹脂（好ましくは熱可塑性樹脂）が挙げられる。
また、第１の絶縁フィルム１２は単層構造だけでなく、異なる材料のシートを積層して構成してもよい。例えばＰＥＴで構成されたフィルムとＰＥＮで構成されたフィルムを積層して構成することによって、第１の絶縁フィルム１２自体の強度アップを行うことができ、ヒューズの機械的強度を向上させることができる。更に、ＰＥＮシートを用いることによって耐熱性も高くなるため、１３０℃以上で使用可能な温度ヒューズを提供することができる。なお、第１の絶縁フィルム１２を積層構造で作製する場合には、上記材料の組み合わせ以外に耐熱性が低い材料と耐熱性が高い材料の組み合わせでヒューズを作製しても実現可能である。
可溶合金１３は、矩形断面または円断面の線状に加工し、かつ適当な長さに切断したものを用い、第１の絶縁フィルム１２の上面の中央部において一対の金属端子１１の各先端部間に橋設する。可溶合金１３の線状の加工には、ダイス引き加工、ダイス押し出し加工等を用いることができる。また、円断面の線状の可溶合金を圧潰加工すれば、矩形断面の線状可溶合金を作製することができる。金属端子１１の上面に設けた金属層１５，１６と可溶合金１３の接続には、レーザ溶接、熱溶接、超音波溶接などを用いることができる。レーザ溶接を用いた場合は、発熱部を小さくすることができるため、可溶合金１３の溶接部以外への損傷を起こすことなく可溶合金１３を金属層１５，１６に接続できる。
可溶合金１３の材料としては、錫、鉛、ビスマス、インジウム、カドミウムなどの金属からなる融点が２００℃以下の合金を用いるが、共晶合金を用いることが望ましい。これは。可溶合金１３の固相面温度と液相面温度の差がほぼ０℃であるため、固液混合の温度領域がなく、動作温度のバラツキの小さい温度ヒューズを提供できるからである。例えば錫１８．７５重量％、鉛３１．２５重量％、ビスマス５０．０重量％の共晶合金では融点（液相面温度および固相面温度）が９７℃である。このため、これを用いた場合、動作温度が９７〜９９℃の温度ヒューズを提供できる。ここで、可溶合金１３の融点と温度ヒューズの動作温度が異なるのは、温度ヒューズの外面から可溶合金１３への熱の伝導度が低い場合、周囲温度と可溶合金１３の温度に１〜２℃程度の差が生じるためである。
また、可溶合金１３には共晶合金からその構成する金属の配合比を０．５〜１０重量％ずらした合金を用いることができる。これらの合金は、共晶合金に比べ、融点（液相面温度）が１℃〜１０数℃上昇するため、共晶合金を用いた場合より高い動作温度の温度ヒューズを提供することができる。これらの合金は、共晶に近い配合比であるため、固相面温度と液相面温度の差が小さく、かつ固液混合の温度領域が小さいため、温度ヒューズの動作温度のバラツキを小さくできる。例えば錫２０重量％、鉛２５重量％、ビスマス５５重量％の合金を用いた場合（この合金は共晶から錫＋１．２５重量％、鉛−６．２５重量％、ビスマス＋５０重量％ずらしたものである。）、融点（液相面温度）が１０１℃であるため、動作温度が１０１℃〜１０３℃の温度ヒューズを提供できる。
可溶合金１３には、共晶合金に、それに含まれていない別の金属を０．５重量％〜１０重量％添加した合金を用いることができる。これらの合金は元の共晶合金に比べ融点温度が１℃〜１０数℃下がるため、元の共晶合金を用いた場合より低い動作温度の温度ヒューズを提供することができる。また、これらの合金は、固相面温度と液相面温度の差が小さく、かつ固液混合の温度領域が小さいため、温度ヒューズの動作温度のバラツキを小さくできる。例えば錫１８．７５重量％、鉛３１．２５重量％、ビスマス５０．０重量％の共晶合金にインジウムを７％添加した場合、融点（液相面温度）が８２℃となるため、動作温度が８２℃〜８４℃の温度ヒューズを提供できる。
３元以上の合金では、合金を溶融し、冷却した場合、その液相面温度において、１つを除くすべての金属が同時に晶出する配合が存在する。この配合は、例えば３元合金の場合、３元相関図では３元合金の共晶点から２元の共晶点を結ぶ線で表され、ここでは単に共晶線と呼ぶ。図２Ａに錫、鉛、ビスマスの３元合金の相関図、図２Ｂに錫、鉛、インジウムの３元合金の相関図を示す。点Ｅが３元の共晶点で、点Ｅ１が鉛−ビスマスの共晶点、点Ｅ２が錫−鉛の共晶点、点Ｅ３が錫−ビスマスの共晶点である。曲線Ｅ−Ｅ１、Ｅ−Ｅ２、Ｅ−Ｅ３が共晶線である。また錫、鉛、インジウムの場合、鉛−インジウム合金に共晶点が存在しないため、共晶線は曲線Ｅ２−Ｅ４のみである。この共晶線上もしくは共晶線に近い配合は固相温度と液相温度が比較的小さいため、これらの合金を可溶合金１３に用いれば、動作温度のバラツキが比較的小さい温度ヒューズを提供できる。例えば、図２Ｂの点Ａである。錫４３％、鉛１０．５％、インジウム４６．５％の合金は融点（液相面温度）が１２９℃の合金であるため、動作温度が１２９℃〜１３１℃の温度ヒューズを提供できる。
可溶合金１３の周囲にはロジンを主成分とするフラックス（図示せず）が塗布されている。このフラックス（図示せず）には、はんだ付けや金属溶接に用いられるものと同じものを用いることができる。
第２の絶縁フィルム１４は、シート状に構成されているもので、可溶合金１３を覆うように可溶合金１３の上方に設けられ、そしてこの可溶合金１３の周囲において、第１の絶縁フィルム１２および金属端子１１に固着されている。このように、可溶合金１３を第１の絶縁フィルム１２と第２の絶縁フィルム１４とで挟み込み、第１の絶縁フィルム１２および金属端子１１と第２の絶縁フィルム１４とを固着することによって可溶合金１３を密閉でき、可溶合金１３の劣化を防ぐことができる。
第２の絶縁フィルム１４は、第１の絶縁フィルム１２と同様の材料であることが好ましく、具体的な材料としては、第１の絶縁フィルム１２と同様、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＡＢＳ樹脂、ＳＡＮ樹脂、ポリサンフォン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ノリル、塩化ビニール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂、ＰＰＳ樹脂、ポリアセタール、フッ素系樹脂、ポリエスターのいずれかを主成分とする樹脂（好ましくは熱可塑性樹脂）が挙げられる。
第２の絶縁フィルム１４は単層構造だけでなく、異なる材料のシートを積層して構成してもよい。例えば、ＰＥＴで構成されたフィルムとＰＥＮで構成されたフィルムを積層して構成することによって、第２の絶縁フィルム１４自体の強度アップを行うことができ、ヒューズの機械的強度を向上させることができる。ＰＥＮシートを用いることによって耐熱性も高くなるため、１３０℃以上で使用可能な温度ヒューズを提供することができる。第２の絶縁フィルム１４を積層構造で作製する場合には、上記材料の組み合わせ以外に耐熱性が低い材料と耐熱性が高い材料の組み合わせで作製しても実現可能である。
図３は本発明の実施の形態１における温度ヒューズの一方の金属端子１１が加熱された場合の可溶合金１３の溶断後の状態を示す断面図である。
図３から明らかなように、実施の形態１における温度ヒューズは、最大で金属端子１１間の可溶合金１３の体積Ｖ（Ｌ２／Ｌ１）、および加熱された金属端子１１側、つまり金属層１５，１６のうち一方（図３においては金属層１５のみ）上の可溶合金１３の体積Ｖ（Ｌ１−Ｌ２）／２Ｌ１を合わせた体積Ｖ（Ｌ１＋Ｌ２）／２Ｌ１の可溶合金１３が金属層１５上に移動する。この可溶合金の体積Ｖ（Ｌ１＋Ｌ２）／２Ｌ１が金属層１５上の金属層１５と第２の絶縁フィルム１４とで囲まれた空間体積Ｓｄより小さいため、可溶合金１３に対する濡れ性がよい金属層１５上に溶断時の可溶合金１３をすべて収めることができる。これにより、金属層１５より可溶合金１３に対する濡れ性が悪い金属端子１１や第１の絶縁フィルム１２に可溶合金１３が溢れることはない。その結果、速やかに可溶合金１３が分断されるため、速断性が優れている温度ヒューズが得られる。
以下、従来の温度ヒューズと、実施の形態１における温度ヒューズについて、速断性を比較した結果について説明する。
試料としては、実施の形態１における温度ヒューズ（以下実施例品とする）として、ｄ＝０．３ｍｍ、Ｓ＝３．６ｍｍ２、Ｖ＝０．９５ｍｍ３、Ｌ１＝２．７ｍｍ、Ｌ２＝１．６ｍｍで、かつ可溶合金１３として融点が９７℃のものを用い、５０個試作した。この実施の形態品は、Ｓｄ＝１．０８ｍｍ３、Ｖ（Ｌ１＋Ｌ２）／２Ｌ１＝０．７５６４８１ｍｍ３となって、Ｓｄ＞Ｖ（Ｌ１＋Ｌ２）／２Ｌ１の関係を満たしているものである。また、第１の絶縁フィルム１２の下面から第２の絶縁フィルム１４の上面までの厚さをｂとしたとき、ｂ＜０．３ｍｍでは可溶合金１３を収納する空間が確保できず、温度ヒューズを作製することができなかった。一方、ｂ＞０．７ｍｍでは、小形の電池の場合、その電池が有する突起、たとえば電極などは一般的に０．５〜０．７ｍｍ程度であるが、それに対して温度ヒューズが厚くなるため、電池の小形化を阻害することになる。このため、ここでは第１の絶縁フィルム１２、第２の絶縁フィルム１４、可溶合金１３を有する温度ヒューズ本体部の長さａが４．０ｍｍ、ｂが０．６ｍｍのものを試作した。
比較例として、ｄ＝０．２５ｍｍ、Ｓ＝１．６ｍｍ２、Ｖ＝０．９５ｍｍ３、Ｌ１＝２．７ｍｍ、Ｌ２＝１．６ｍｍのものを５０個、他は実施例品と同じ従来の温度ヒューズを５０個それぞれ用いた。この比較例品は、Ｓｄ＝０．４ｍｍ３、Ｖ（Ｌ１＋Ｌ２）／２Ｌ１＝０．７５６４８１ｍｍ３となって、Ｓｄ＞Ｖ（Ｌ１＋Ｌ２）／２Ｌ１の関係は満たしていない。
発熱部品の表面温度が１２０℃になるように設定し、発熱部品の温度が充分安定してから、各試料の一方の端子をそれぞれ発熱部品に密着させ、この密着開始から温度ヒューズが溶断するまでの時間を測定した。その結果を表１に示す。
（実施の形態２）
図４Ａは本発明の実施の形態２における温度ヒューズの一部切欠上面図である。図４Ｂは図４Ａに示す温度ヒューズの４Ｂ−４Ｂ線における断面図である。
なお、実施の形態１と同様の構成を有するものについては、同一符号を付しその説明を省略する。
図４Ａにおいて、実施の形態１と相違する点は、一対の金属端子１１の各先端部が第１の絶縁フィルム１２の下面から上面に表出するように形成され、表出部の少なくとも一部に濡れ性のよい金属層１５，１６が設けられた点である。
実施の形態２における温度ヒューズでは、金属端子１１、第１の絶縁フィルム１２より濡れ性のよい金属層１５，１６が金属端子１１の表出部の一部または全体に設けられる。金属層１５，１６の面積をＳ、可溶合金１３の長さおよび体積をそれぞれＬ１，Ｖ、一対の金属端子１１の先端部間の距離をＬ２、第２の絶縁フィルム１４の下面から金属層１５，１６の上面までの距離をｄとしたとき、Ｓｄ＞Ｖ（Ｌ１＋Ｌ２）／２Ｌ１の関係に構成している。そのためヒューズは可溶合金１３に対する濡れ性がよい金属層１５，１６のうち少なくとも一方の上に溶断時の可溶合金１３をすべて収めることができる。これにより、金属層１５，１６より可溶合金１３に対する濡れ性が悪い金属端子１１や第１の絶縁フィルム１２に可溶合金１３が溢れることはない。その結果、速やかに可溶合金１３が分断されるため、速断性が優れている温度ヒューズが得られる。
産業上の利用可能性
本発明による温度ヒューズでは、一対の金属端子の先端部に、金属端子や第１の絶縁フィルムより可溶合金に対する濡れ性がよく、かつ可溶合金が接続される金属層が設られる。この金属層の面積をＳ、前記可溶合金の長さおよび体積をそれぞれＬ１，Ｖ、前記一対の金属端子の先端部間の距離をＬ２、第２の絶縁フィルムの下面から前記金属層の上面までの距離をｄとしたとき、Ｓｄ＞Ｖ（Ｌ１＋Ｌ２）／２Ｌ１の関係に構成している。そのため、可溶合金に対する濡れ性がよい金属層上に溶断後の可溶合金をすべて収めることができ、その結果、金属層より可溶合金に対する濡れ性が悪い金属端子や第１の絶縁フィルムに可溶合金が溢れることはなくなる。そのため、速やかに可溶合金が分断され、速断性に優れた温度ヒューズが得られる。
【図面の簡単な説明】
図１Ａは本発明の実施の形態１における温度ヒューズの一部切欠上面図である。
図１Ｂは図１Ａに示す温度ヒューズの１Ｂ−１Ｂ線における断面図である。
図２Ａは錫、鉛、ビスマスの３元合金の相関図である。
図２Ｂは錫、鉛、インジウムの３元合金の相関図である。
図３は実施の形態１における温度ヒューズの要部である一方の金属端子が加熱された場合の可溶合金の溶断後の状態を示す断面図である。
図４Ａは本発明の実施の形態２における温度ヒューズの一部切欠上面図である。
図４Ｂは図４Ａに示す温度ヒューズの４Ｂ−４Ｂ線における断面図である。
図５Ａは従来の温度ヒューズの一部切欠上面図である。
図５Ｂは図５Ａに示す温度ヒューズの５Ｂ−５Ｂ線における断面図である。
図６Ａと図６Ｂは従来の温度ヒューズの要部である金属端子が加熱された状態を示す断面図である。
参照符号の一覧
１１ 金属端子
１２ 第１の絶縁フィルム
１３ 可溶合金
１４ 第２の絶縁フィルム
１５ 金属層
１６ 金属層
【０００３】
フィルムとより前記可溶合金に対する濡れ性がよく、前記金属端子の先端部にそれぞれ設けられた、前記可溶合金が接続される金属層とを備える。前記金属層の面積（Ｓ）と前記可溶合金の長さ（Ｌ１）および体積（Ｖ）と前記金属端子の前記先端部間の距離（Ｌ２）と前記第２の絶縁フィルムの下面から前記金属層の上面までの距離（ｄ）は、
Ｓｄ＞Ｖ（Ｌ１＋Ｌ２）／２Ｌ１
の関係を満たす。
この温度ヒューズでは、可溶合金に対する濡れ性がよい金属層上に溶断後の可溶合金がすべて収められるので、金属層より可溶合金に対する濡れ性が悪い金属端子や第１の絶縁フィルムに可溶合金が溢れることはない。その結果、速やかに可溶合金が分断される。
図面の簡単な説明
図１Ａは本発明の実施の形態１における温度ヒューズの一部切欠上面図である。
図１Ｂは図１Ａに示す温度ヒューズの１Ｂ−１Ｂ線における断面図である。
図２Ａは錫、鉛、ビスマスの３元合金の相関図である。
図２Ｂは錫、鉛、インジウムの３元合金の相関図である。
図３は実施の形態１における温度ヒューズの要部である一方の金属端子が加熱された場合の可溶合金の溶断後の状態を示す断面図である。
図４Ａは本発明の実施の形態２における温度ヒューズの一部切欠上面図である。
図４Ｂは図４Ａに示す温度ヒューズの４Ｂ−４Ｂ線における断面図である。
図５Ａは従来の温度ヒューズの一部切欠上面図である。
図５Ｂは図５Ａに示す温度ヒューズの５Ｂ−５Ｂ線における断面図である。
図６Ａと図６Ｂは従来の温度ヒューズの要部である金属端子が加熱された状態を示す断面図である。
フィルムとより前記可溶合金に対する濡れ性がよく、前記金属端子の先端部にそれぞれ設けられた、前記可溶合金が接続される金属層とを備える。前記金属層の面積（Ｓ）と前記可溶合金の長さ（Ｌ１）および体積（Ｖ）と前記金属端子の前記先端部間の距離（Ｌ２）と前記第２の絶縁フィルムの下面から前記金属層の上面までの距離（ｄ）は、
Ｓｄ＞Ｖ（Ｌ１＋Ｌ２）／２Ｌ１
の関係を満たす。
この温度ヒューズでは、可溶合金に対する濡れ性がよい金属層上に溶断後の可溶合金がすべて収められるので、金属層より可溶合金に対する濡れ性が悪い金属端子や第１の絶縁フィルムに可溶合金が溢れることはない。その結果、速やかに可溶合金が分断される。
図面の簡単な説明
図１Ａは本発明の実施の形態１における温度ヒューズの一部切欠上面図である。
図１Ｂは図１Ａに示す温度ヒューズの１Ｂ−１Ｂ線における断面図である。
図２Ａは錫、鉛、ビスマスの３元合金の相関図である。
図２Ｂは錫、鉛、インジウムの３元合金の相関図である。
図３は実施の形態１における温度ヒューズの要部である一方の金属端子が加熱された場合の可溶合金の溶断後の状態を示す断面図である。
図４Ａは本発明の実施の形態２における温度ヒューズの一部切欠上面図である。
図４Ｂは図４Ａに示す温度ヒューズの４Ｂ−４Ｂ線における断面図である。
図５Ａは従来の温度ヒューズの一部切欠上面図である。
図５Ｂは図５Ａに示す温度ヒューズの５Ｂ−５Ｂ線における断面図である。
図６Ａと図６Ｂは従来の温度ヒューズの要部である金属端子が加熱された状態を示す断面図である。
Claims (10)
- 一対の金属端子と、
前記金属端子の各先端部が配置された第１の絶縁フィルムと、
前記金属端子の先端部間に設けられた可溶合金と、
前記可溶合金の上方に位置し、前記第１の絶縁フィルムに固着された第２の絶縁フィルムと、
前記金属端子と前記第１の絶縁フィルムとより前記可溶合金に対する濡れ性がよく、前記金属端子の先端部にそれぞれ設けられた、前記可溶合金が接続される金属層と、
を備え、前記金属層の面積（Ｓ）と前記可溶合金の長さ（Ｌ１）および体積（Ｖ）と前記金属端子の前記先端部間の距離（Ｌ２）と前記第２の絶縁フィルムの下面から前記金属層の上面までの距離（ｄ）は、
Ｓｄ＞（Ｌ１＋Ｌ２）／２Ｌ１
の関係を満たす温度ヒューズ。 - 前記金属端子はニッケルを含有し、前記金属層は銅を含有する、請求の範囲第１項に記載の温度ヒューズ。
- 前記金属端子はニッケルを含有し、前記金属層は錫を含有する、請求の範囲第１項に記載の温度ヒューズ。
- 前記第１の絶縁フィルムと前記第２の絶縁フィルムと前記可溶合金とを有する温度ヒューズ本体部をさらに備え、前記温度ヒューズ本体部の長さは２．０ｍｍ〜５．０ｍｍの範囲である、請求の範囲第１項に記載の温度ヒューズ。
- 前記第１の絶縁フィルムの下面から第２の絶縁フィルムの上面までの距離は０．３ｍｍ〜０．７ｍｍの範囲である、請求の範囲第１項に記載の温度ヒューズ。
- 一対の金属端子と、
前記金属端子の各端部の表出部が下面から上面に表出する第１の絶縁フィルムと、
前記第１の絶縁フィルムの上方に位置し、前記金属端子の先端部間に設けられた可溶合金と、
前記可溶合金の上方に位置し、前記第１の絶縁フィルムに固着された第２の絶縁フィルムと
前記金属端子の前記表出部に設けられた、前記金属端子や第１の絶縁フィルムより可溶合金に対する濡れ性がよく、かつ前記可溶合金が接続される金属層と
を備え、前記金属層の面積（Ｓ）と前記可溶合金の長さ（Ｌ１）および体積（Ｖ）と前記金属端子の先端部間の距離（Ｌ２）と前記第２の絶縁フィルムの下面から前記金属層の上面までの距離（ｄ）は、
Ｓｄ＞Ｖ（Ｌ１＋Ｌ２）／２Ｌ１
を満たす温度ヒューズ。 - 前記金属端子はニッケルを含有し、前記金属層は銅を含有する、請求の範囲第６項に記載の温度ヒューズ。
- 前記金属端子はニッケルを含有し、前記金属層は錫を含有する、請求の範囲第６項に記載の温度ヒューズ。
- 前記第１の絶縁フィルムと前記第２の絶縁フィルムと前記可溶合金とを有する温度ヒューズ本体部をさらに備え、前記温度ヒューズ本体部の長さは２．０ｍｍ〜５．０ｍｍの範囲である、請求の範囲第６項に記載の温度ヒューズ。
- 前記第１の絶縁フィルムの下面から前記第２の絶縁フィルムの上面までの距離は０．３ｍｍ〜０．７ｍｍの範囲である、請求の範囲第６項に記載の温度ヒューズ。
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