JPH10144190A - 温度スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型にして且つ通常時には大きな電流容量を
有し、外気温が所定温度に到達するとこれを検知して大
きな電流を遮断できる温度スイッチを提供する。 【解決手段】 内部に中空部を有する絶縁性の箱体状の
本体ケース１０と、本体ケースに装着された金属薄板１
１と、金属薄板の一端にバイアス力がかからない状態で
は離隔し、バイアス力がかかった状態では接触するよう
に本体ケースに固定された板バネ状部材１３と、通常時
には板バネ状部材の先端部を金属薄板の一端部に接触す
るようにバイアス力を付与する感温体を含めた係止手段
１５，１６，１７とからなり、本体ケースの感温体の近
傍には外気が流通する開口部２０が設けられた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は温度スイッチに係
り、特に所定温度以上に温度が上昇した時に作動して、
電気機器等に接続した接点を開くことにより、電気機器
等に供給する電流を遮断して電気機器等を保護する温度
スイッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電気自動車等の開発等に伴い、大
電流を供給することができるバッテリーの進歩がめざま
しい。このようなバッテリーを用いた電源装置等におい
ては、過電流又は周囲温度の過上昇により負荷である電
気機器等への供給電流を遮断できるヒューズが必要とな
る。

【０００３】特開昭６２−１５０８５６号公報によれ
ば、従来の典型的な温度・電流ヒューズが開示されてい
る。これは温度ヒューズである第一の導線体と、電流ヒ
ューズである第二の導線体とが直列に接続され、筒状の
絶縁ケースに収納され、その絶縁ケースの両端部から端
子を取出すと共に、両端部を樹脂材により封止したもの
である。ここで第一の導線体は、例えば１００℃以上等
の所定温度で溶融する温度可溶体が用いられており、第
二の導線体としては所定電流以上の電流が流れると溶断
する、例えばPd被覆Al線等のヒューズ線を用いたもので
ある。

【０００４】このような温度可溶体自体を電流の流路と
した温度ヒューズによれば、ヒューズを通って電気機器
等に供給される電流の異常も、ヒューズが配置された周
囲温度の異常も共に検知して、電流を直接的に遮断する
ことができるので、電流ヒューズと温度ヒューズとを別
々に設ける必要がなく、便利である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記温
度ヒューズは、温度可溶体自体を電流の流路として用い
ているので、必然的に電流容量が制限され、大きな電流
容量とすることが困難であった。このため、ある程度大
きな通常時の電流容量を持たせるためには、これに対応
させて可溶体自体の寸法を大きくせざるを得ず、ヒュー
ズ寸法の大型化につながってしまう。

【０００６】又、電気機器の小型化に伴い、回路基板に
搭載される電子部品が小型化され、表面実装化されてい
る現状においては、上述した筒形状の温度ヒューズは、
その形状寸法が大きすぎ、実装技術上好ましいものでは
ない。

【０００７】本発明は上述した事情に鑑みて為されたも
ので、小型にして且つ通常時には大きな電流容量を有
し、外気温が所定温度に到達するとこれを検知して大き
な電流を遮断できる温度スイッチを提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の温度スイッチ
は、内部に中空部を有する絶縁性の箱体状の本体ケース
と、該本体ケースに装着された金属薄板と、該金属薄板
の一端にバイアス力がかからない状態では離隔し、バイ
アス力がかかった状態では接触するように前記本体ケー
スに固定された板バネ状部材と、通常時には該板バネ状
部材の先端部を前記金属薄板の一端部に接触するように
バイアス力を付与する感温体を含めた係止手段とからな
り、前記本体ケースの前記感温体の近傍には外気が流通
する開口部が設けられたことを特徴とする。

【０００９】又、前記係止手段は、前記板バネ状部材を
係止するヘッド部と、該ヘッド部に一端を固着したピン
と、該ピンの他端を一定温度以下で固着する感温体とか
らなり、該感温体は、熱伝導率の良好な材料からなるカ
ップ内に前記ピンの他端と共に封着されたものであるこ
とを特徴とする。

【００１０】上述した本発明の温度スイッチによれば、
接点を金属薄板と板バネ状部材とを用いて構成する。板
バネ状部材は、バイアス力がかからない状態でその先端
が金属薄板と非接触であり、バイアス力が加えられた状
態で板バネ状部材が弾性変形してその先端が金属薄板と
接触するように予め折り曲げられてケース本体に固定さ
れている。そして、板バネ状部材の先端にバイアス力を
加えて弾性変形により金属薄板の先端部に接触させた状
態で感温体を用いた係止部材により固定されている。

【００１１】このため、温度の異常上昇に伴い所定温度
を越えると感温体が溶融し、板バネ状部材の弾性変形が
解かれ、板バネ状部材の一端が金属薄板の一端からバネ
力により離れる。これにより接点が閉状態時に流れてい
た電流が遮断され、温度ヒューズとして機能する。この
ように本発明の温度スイッチでは、感温体を電流の流路
に用いないで、通常時は板バネ状部材が金属薄板に接触
しているので、抵抗損失が極めて小さく、電流容量を大
きく取ることができる。

【００１２】そして、感温体の近傍には本体ケースに外
気と流通する開口部が設けられているので、感温体が直
接、外気の温度上昇に反応する。このため、外気の温度
変化に敏感な温度スイッチとすることができる。

【００１３】又、係止手段は、一端にヘッド部を固着し
たピンを熱伝導率の良好な材料からなるカップ内に感温
体（低融点ハンダ）を用いて封着したものであるので、
その製造が容易である。又、感温体が所定温度以上で溶
融するに際して、カップ内に封着されているので、本体
ケースの開口部から外部に飛散するということがない。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の温度スイッチの一
実施形態を図面を参照しながら説明する。

【００１５】図１は、本発明の一実施形態の温度スイッ
チの要部の構成を示す断面図である。この温度スイッチ
は、一例として縦２mm、横８mm、高さ８mm程度の小さな
樹脂製の箱体状の本体ケース１０内に収納されている。
銅薄板１１は、断面コの字状（１１ａ，１１ｂ，１１
ｃ）に折り曲げられ、銅薄板１１の直線部１１ａは本体
ケース１０の空隙部１２ｄに挟持され、外側にリード端
子として突出している。銅薄板１１のもう一方の端部１
１ｃは、箱体の側壁１０ｂに沿って折曲げられて配置さ
れており、その端部が中空部１２ｂ内に露出して接点の
一方を構成している。

【００１６】温度スイッチの接点部分は、銅薄板１１の
先端部１１ｃと厚さ０．５mm程度のバネ材である燐青銅
の薄板１３の先端部１３ｃとから構成される。燐青銅の
バネ材１３は、その一端１３ａが本体ケース１０から突
出し、一方のリード端子を構成している。そして、図
中、符号１３ｂ部分が本体ケースの空隙部１２ｅに挿着
され挟持されている。板バネ状部材１３はその基部１３
ｂが空隙部１２ｅに固定された状態で、その先端部１３
ｃがバイアス力を付与しない状態で図中θの位置に保持
されるように予め折り曲げられている。

【００１７】板バネ状部材１３の先端部１３ｃを銅薄板
１１ｃに接触させる係止部は、低温ハンダである感温体
１７と、金属ピン１５と、絶縁ヘッド１６等から構成さ
れる。感温体１７は融点７０℃〜１００℃程度の温度で
溶融する低温ハンダであり、常温では、熱伝導率の良い
材料、例えば黄銅からなるキャップ１７ａ内に封着され
ている。感温体１７は、本体ケースの中空部１２ｃ内に
係止されており、金属ピン１５及び絶縁ヘッド１６を介
して板バネ状部材の先端部１３ｃを銅薄板の先端部１１
ｃを押し付けるバイアス力を加えている。

【００１８】板バネ状部材１３と銅薄板１１の双方の接
触部１３ｃ，１１ｃには、接触抵抗を低減するため、銀
メッキ層が被着されている。又、接触圧としては、３０
０〜５００ｇ程度が適当であり、この程度の接触圧が得
られるように押圧されている。

【００１９】図２は、温度スイッチの動作を示す図であ
る。感温素子である低温ハンダの融点は７０〜１００℃
である。従って、温度スイッチが配置された場所が、何
らかの事情により低温ハンダの融点温度以上になると低
温ハンダは溶融する。すると、金属ピン１５は感温体１
７から抜け、板バネ１３は上述したようにバイアス力が
かからない状態では、図２（Ｂ）に示すように移動する
ので、銅薄板１１ｃと板バネ状部材１３ｃとが開離す
る。従って、電源側から電気機器に通じる温度スイッチ
の接点を流れる電流が、周囲温度の上昇により遮断され
る。

【００２０】図３は温度スイッチの外形を示す正面図と
その側面図である。本体ケース１０には蓋ケース１８が
固着されており、これらの内部に挿着された感温体１７
の近傍に外気を流通する開口部２０が設けられている。
図４は、図中符号Ａで示す部分の拡大断面図であるが、
開口部２０は感温体１７が直接、外気に接するように配
置されている。このため、感温体１７は、直接外気の温
度により反応することができ、外気の異常温度上昇に対
して敏感に、時間遅れを生じることなく、接点を開くこ
とができる。

【００２１】次に図５を参照して、この温度スイッチの
製造方法について説明する。まず、本体ケース１０を準
備する。本体ケースは、例えばエポキシ材等の樹脂モー
ルドにより成形され、感温体１７を係止する中空部１２
ｃ、バイアス力がかからない状態では銅薄板１１ｃから
離隔しバイアス力がかかった状態では銅薄板１１ｃに接
触する板バネ状部材の可動スペースである中空部分１２
ｂ、銅薄板を挟持する空隙部１２ｄ、板バネ状部材を挟
持する空隙部１２ｅ等を予め備えている。尚、本体ケー
スはセラミック材等を用いて成形したものであってもよ
い。

【００２２】そして、薄い銅板を図示するように曲げ加
工した銅薄板１１を本体ケースの空隙部１２ａ，１２ｄ
に挿入する。そして、板バネ状部材１３をＵ字溝１３ｅ
等を含めた図示する形状にプレス加工等により形成す
る。更に板バネ状部材の先端部１３ｃを、バイアス力が
かからない状態では、銅薄板から離隔し、バイアス力が
かかった状態では、銅薄板に接触するように曲げ加工を
施し、基部１３ｂを本体ケース１０の空隙部１２ｅに挿
入する。

【００２３】そして、先端に感温体１７を固着した金属
ピン１５を樹脂モールドで固定した絶縁ヘッド１６から
なる係止具２１を準備する。そして、絶縁ヘッド１６を
図中の左方に押すことにより、板バネ状部材にバイアス
力を付与し、その先端１３ｃが銅薄板の先端部分１１ｃ
と接触した状態で感温体１７を本体ケースの中空部１２
ｃに、金属ピン１５部分を中空部１２ｆに、絶縁ヘッド
１６を板バネ状部材１３のＵ字溝１３ｅにそれぞれ押し
込んで係止する。

【００２４】係止具２１の製造は、まず金属ピン１５の
片側に樹脂モールドで絶縁ヘッド１６を固着する。次
に、金属ピン１５を立てた状態で下側に金属キャップ１
７ａを位置合わせして配置し、金属ピン１５の他端側を
金属キャップ１７ａ内に挿入した状態で溶融した低温ハ
ンダを流し込む。そして、ハンダが冷却すると固化する
ことで、感温体１７を固定した係止具２１を製作でき
る。最後に蓋ケース１８を本体ケース１０の面１２ｇに
接着材等により固定することで、上記実施例の温度スイ
ッチが完成する。

【００２５】尚、上記実施例においては金属薄板として
銅薄板を、板バネ状部材として燐青銅を用いた例につい
て説明したが、同様の機能を果たすものであれば、他の
材料を用いることができることは勿論である。

【００２６】又、上記実施例としては、感温体が溶融す
ると金属ピンが感温体から抜けることで板バネ状部材の
先端部が金属薄板から離れる例について説明したが、本
体ケースの内方に板バネ状部材の可動スペースを配置
し、感温体が溶融すると金属ピンが感温体内部に押し込
まれることで、板バネ状部材の先端部が金属薄板から離
れるような配置にしてもよい。

【００２７】又、上記構成の温度スイッチと、電流ヒュ
ーズとを本体ケース内に組み込むことで、小型角形の温
度・電流ヒューズ素子を容易に製造することができる。

【００２８】

【発明の効果】以上に説明したように本発明の温度スイ
ッチは、温度ヒューズとして従来の可溶体に電流を直接
流す形式のものではなく、可溶体が所定の温度で溶融す
ることで板バネ状部材で構成されたスイッチを開くよう
にしたものである。従って、温度ヒューズとしての電流
容量を格段に大きなものとすることができる。これによ
り、例えば電気自動車用バッテリ等の大きな電流を取扱
う電源の保護等に好適な温度スイッチを提供することが
できる。

【００２９】又、感温体の近傍の本体ケース及び蓋ケー
スに開口部を設け、外気が感温体に直接流通するように
したことから、外気の温度変化に敏感に反応する温度ス
イッチを提供することができる。

【００３０】更に又、温度スイッチの接点として折り曲
げて形成された金属薄板と板バネ状部材とを用いて構成
することから、そのサイズを小型化、且つチップ状に角
形化することができ、表面実装等にも対応可能な小型化
した温度スイッチを実現することができる。又、上述し
たようにその製造工程が簡単であるため、低い製造コス
トで容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の温度スイッチの要部を示
す断面図。

【図２】温度ヒューズの、（Ａ）通常時、（Ｂ）遮断時
を示す説明図。

【図３】上記温度ヒューズの外形を示す正面図及び側面
図。

【図４】図３のＡ部分の拡大断面図。

【図５】図１に示す温度ヒューズの分解組立図。

【符号の説明】

１０ 本体ケース １１ 金属薄板（銅薄板） １２ａ，１２ｄ，１２ｅ 空隙部 １２ｂ，１２ｃ，１２ｆ 中空部 １３ 板バネ状部材 １５ 金属ピン １６ 絶縁ヘッド １７ 感温体（低温ハンダ） １８ 蓋ケース ２０ 開口部 ２１ 係止具

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に中空部を有する絶縁性の箱体状の
   本体ケースと、該本体ケースに装着された金属薄板と、
   該金属薄板の一端にバイアス力がかからない状態では離
   隔し、バイアス力がかかった状態では接触するように前
   記本体ケースに固定された板バネ状部材と、通常時には
   該板バネ状部材の先端部を前記金属薄板の一端部に接触
   するようにバイアス力を付与する感温体を含めた係止手
   段とからなり、前記本体ケースの前記感温体の近傍には
   外気が流通する開口部が設けられたことを特徴とする温
   度スイッチ。
2. 【請求項２】 前記係止手段は、前記板バネ状部材を係
   止するヘッド部と、該ヘッド部に一端を固着したピン
   と、該ピンの他端を一定温度以下で固着する感温体とか
   らなり、該感温体は、熱伝導率の良好な材料からなるカ
   ップ内に前記ピンの他端と共に封着されたものであるこ
   とを特徴とする請求項１記載の温度スイッチ。