JPH10321105A

JPH10321105A - 感温遮断スイッチ

Info

Publication number: JPH10321105A
Application number: JP10137644A
Authority: JP
Inventors: Robert Plasco Emil; ロバートプラスコエミル
Original assignee: Emerson Electric Co
Current assignee: Emerson Electric Co
Priority date: 1997-05-05
Filing date: 1998-05-01
Publication date: 1998-12-04
Also published as: US6084501A; ES2127177T1; EP0884789A1; CA2232896A1; DE884789T1

Abstract

(57)【要約】【課題】温度が所定の温度になった場合に回路を開閉
するために使用可能な低廉にして構造簡単な感温遮断ス
イッチを提供する。【解決手段】接点として機能するコレクタ１２及び蓋
１４により形成される中空のシールされたハウジングを
有する自蔵型の一体的な感温遮断スイッチ１０。コレク
タ及び蓋はコレクタの内面形状に沿って延在する絶縁材
１６により互いに分離される。コレクタ及び絶縁材の外
縁部を蓋の外周縁の周りに折り曲げることにより、蓋は
コレクタより隔置され電気絶縁された状態でコレクタの
開口端に保持される。直線状をなし温度が所定の温度に
なると湾曲した復元された形状に変化する形状記憶導電
体１８が蓋とコレクタの端部との間にそれらに電気的に
接触した状態にて配置され、絶縁材に設けられた孔２０
により保持される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、感温遮断スイッチ
に係り、更に詳細には電気化学的バッテリが過熱状態に
なるとバッテリ内の導電経路を遮断するようバッテリに
使用されるシールされた感温遮断スイッチに係る。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】温度が
所定の温度を越えると電気回路を遮断する必要がある多
数の用途が従来より存在する。例えば火災報知機は特定
の位置に於ける温度がある温度に到達すると作動されな
ければならない。更に電気化学的電池の分野に於いて
は、電池の充電又は放電中に於ける内部抵抗の値や電流
値によって電池内に於ける熱発生の程度が決定されるこ
とがよく知られている。

【０００３】電気化学的電池より周囲環境への熱放散の
速度が電池内に於ける熱発生の速度よりも小さい場合に
は、電池の温度が次第に上昇する。連続的な電流の流れ
が維持されると、最終的に電池が爆発する。かかる時点
に於いては、電池成分の還元により発生する例えばリチ
ウムや自由硫黄の如き電池成分の一部が互いに瞬間的に
反応し、系の全てのエネルギが一度に放出される。この
状態は電池の温度が硫黄やリチウムの如き元素の融点を
越えることが許される場合に発生することがある非常に
危険な状態である。

【０００４】従って上述の状況に於いて回路を開き電流
を遮断する低廉にして構造簡単な感温遮断スイッチを使
用することが重要である。一次蓄電池の如く場合によっ
ては感温遮断スイッチが開いた場合にバッテリの出力を
漸次低下させるべく、開いた状態の感温遮断スイッチの
電気抵抗を高くすることが重要である場合がある。かか
るバッテリはそれが廃棄される場合に一層安全な状態に
なる。

【０００５】また温度が所定の温度になった場合に電気
回路を開いたり電気回路を閉じたりするために使用可能
な低廉にして構造簡単な感温遮断スイッチを提供するこ
とも重要である。バッテリの分野に於いては、バッテリ
内の温度を検出すべくバッテリ内に配置可能な大きさ及
び構造の感温遮断スイッチを提供することが重要であ
る。またスイッチはバッテリ内に存在する電解質に耐え
なければならず、バッテリが短絡した場合にバッテリの
出力を漸次低下させるべく、感温遮断スイッチが開かれ
ると回路内に挿入される電気抵抗を与えなければならな
い。

【０００６】

【発明の概要】本発明は、感温遮断スイッチが配置され
た領域の温度が所定の温度になった場合に回路を開閉す
るために使用可能な低廉にして構造簡単な感温遮断スイ
ッチを提供することにより、従来技術に於ける上述の如
き欠点を解消せんとするものである。一次化学的電池内
の物質により悪影響を受けることなく電池の内部に於い
て使用することができるよう、スイッチはシールされた
容器として形成されてよい。シールされたスイッチは導
電性の蓋より隔置された状態に保持された導電性のコレ
クタを有している。

【０００７】コレクタと蓋との間に配置された電気絶縁
材がコレクタと蓋との間の空間にそれらに垂直な方向に
存在する状態にて細長い形状記憶導電体を支持してい
る。形状記憶導電体はそれがその形状復元温度に等しい
温度又はそれよりも高い温度に曝されると復元された形
状になるよう、コレクタと蓋とを電気的に接続してい
る。導電体はコレクタと蓋との間の電気接続を非可逆的
に遮断する。

【０００８】絶縁材は周知の要領にてポリプロピレンの
如きポリマーとカーボンブラックとを混合することによ
り僅かな導電性及び高い電気抵抗を有するよう成形され
てよい。かかる場合には、形状記憶導電体はそれが通常
の動作条件下にあるときには電気抵抗を有する絶縁材を
短絡させて電流をバイパスして導く。導電体がその復元
された形状になってコレクタと蓋との間の回路が遮断さ
れると、コレクタと蓋との間の回路に高い電気抵抗を有
する絶縁材が挿入された状況になり、これによりその導
電経路に僅かな電流が流れる。

【０００９】かくして本発明によれば、小型であり、ま
た一次電気化学的電池に直接経済的に組み込むことので
きるシールされた感温遮断スイッチが得られる。

【００１０】本発明の一つの好ましい構成に於いては、
自蔵型の感温遮断スイッチ組立体はジョイントに於いて
互いに固定された導電性の蓋及び導電性のコレクタを含
むシールされた中空のスイッチハウジングを有してい
る。電気絶縁性のシール部材がジョイントに於いて蓋と
コレクタとの間に介装され、蓋とコレクタとの間にはキ
ャビティが郭定されている。キャビティには細長い形状
記憶導電体が配置され、導電体が蓋及びコレクタの接触
領域に係合する両端を有している。また導電体は高温度
に於いて復元された形状になり、これによりその両端の
少なくとも一方が対応する接触領域との係合より離脱す
る。

【００１１】また本発明によれば、所定の温度に於いて
回路を開閉することにより電気装置を制御する構造簡単
にして低廉な感温遮断スイッチが得られる。本発明のス
イッチの部品点数は少なく、また単純な構造により自動
的な組み立て及び組み込みが可能である。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に添付の図を参照しつつ、本
発明を幾つかの好ましい実施形態について詳細に説明す
る。

【００１３】図１は本発明による自蔵型のシールされた
感温手段スイッチ組立体１０の好ましい実施形態を示す
斜視図である。シールされた中空のハウジングがステン
レス鋼の如き材料にて形成されたコレクタ要素１２を含
んでいる。スイッチが腐食性雰囲気中に使用されない場
合には、他の導電性の金属が使用されてもよい。スイッ
チの形状は任意の特定の形状であってよいが、図示の好
ましい実施形態は図１に示されている如く実質的に切頭
円錐形をなしている。導電性のフィルタ１４が周縁ジョ
イントに於いてコレクタ１２に取り付けられており、フ
ィルタ１４は電気絶縁材１６によりコレクタ１２より電
気的に絶縁されている。コレクタ１２及び１４は電気回
路に接続される感温遮断スイッチの端子として機能す
る。

【００１４】図２は本発明による感温遮断スイッチ１０
の縦断面図であり、その構造を示している。コレクタ１
２は図２に示されている如く実質的に切頭円錐形の如き
所望の所定の形状に成形される。図２に示された切頭円
錐形の形状が好ましいが、スイッチを所望の回路の特定
の位置に取り外し可能に取り付け得るよう、必要に応じ
て他の形状が採用されてもよい。絶縁材１６はコレクタ
１２の内面上に配置される。尚絶縁材は蓋１４の内面上
に配置されてもよい。絶縁材１６には孔２０が形成され
ており、孔２０には導線の形態をなす細長い形状記憶導
電体１８がコレクタ１２と電気的に接触するよう挿入さ
れている。形状記憶導電体１８は該導電体を構成するニ
チロールワイヤの形状復元温度に等しい温度又はそれよ
りも高い温度に曝されると、導電体がその復元された形
状に変化するよう、当技術分野に於いてよく知られてい
る如く構成されている。本発明に於いては、導電体の形
成に際し、ワイヤがマンドレルの周りに巻回され、３２
５℃にて２時間熱処理される。次いでワイヤが直線的に
なるよう変形され、図２に示されている如く感温遮断ス
イッチ内に配置されるに適した長さに切断される。従っ
て形状記憶導電体１８の復元された形状は螺旋の一部の
湾曲形状である。

【００１５】図３は蓋１４を示しており、蓋１４は好ま
しい実施形態に於いては第一の棚部２２と、第二の棚部
２６まで低下する肩部２４と、第三の棚部３０まで低下
する第二の肩部２８とを有するステンレス鋼製のディス
ク１５を含んでいる。肩部２４及び２８の機能について
は図４を参照して後に説明する。

【００１６】図２に於いて破線にて示されている如く、
蓋１４はその外周縁２２が絶縁材１６の水平部上に載置
された状態に配置される。次いでコレクタ１２及び絶縁
材１６が蓋１４を所定の位置に保持するよう図２に於い
て破線にて示されている如くＵ形をなすよう蓋１４の外
周縁２２の周りに上方へ折り曲げられる。もし必要なら
ば、スイッチは蓋１４の外側の棚部２２に対し密にシー
ルされるよう周知の要領にてコレクタ１２及び絶縁材１
６の外縁部をかしめることによりシールされてもよい。
図２に於いて、細長い導線の形態をなす形状記憶導電体
１８の長さは、空間３２により示されている如く、導電
体１８がコレクタ１２と蓋１４との間の距離よりも僅か
に小さく設定される。コレクタ１２及び絶縁材１６の外
縁部が蓋１４を所定の位置に保持すべく蓋１４の周りに
折り曲げられると、矢印３４により示されている如くコ
レクタ１２のベース部（又は蓋１４）に対し圧力が与え
られ、これによりコレクタ１２（又は蓋１４）が変形さ
れ、導電体１８が蓋１４に接触せしめられる。図１に示
されている如く、蓋１４及びコレクタ１２の間にメータ
３６Ａを配置することにより、コレクタ１２と蓋１４と
の間に電気回路を形成するに十分なほど導電体１８及び
蓋１４が互いに接触すると、電気的導通性が確認され
る。

【００１７】メータ３６Ａにより電気的導通性が確認さ
れると、シールされたスイッチは動作可能な状態にあ
り、所定の温度に応答して回路を開く必要のある回路に
使用可能である。

【００１８】かくして図１乃至図３に示されたスイッチ
は組み立てられるとワンショット型の感温遮断装置を形
成する部品の組合せを含んでいる。重要な部品は長さの
短い形状記憶導電体１８であり、この導電体は所定の温
度に於いて予測可能な態様にて形状を変化するよう合金
組成が設定され、成形され、熱処理され、形状設定され
ている。コレクタ１２及び蓋１４はシールされたスイッ
チのための電気接点として機能する。コレクタ１２及び
蓋１４はプラスチックライナにて形成されてよい絶縁材
１６により互いに分離される。好ましい実施形態に於い
ては、ライナは実質的にコレクタ１２の内面形状に従っ
て変形する。重要な概念は形状記憶導電体１８を除き蓋
１４及びコレクタ１２が電気的に絶縁された状態に維持
されることである。従って形状記憶導電体１８がコレク
タ１２及び蓋１４と電気的に接触する限り、絶縁材１６
は他の形状のものであってもよく、また他の位置に配置
されてもよい。蓋１４を所定の位置に保持すると共に電
気的に絶縁すべく、蓋１４はコレクタ１２及び絶縁材１
６の外縁部を蓋１４の外縁部の周りに折り曲げることに
よってコレクタの開口端の所定の位置に保持される。

【００１９】前述の如く、導電体１８は蓋１４とコレク
タ１２の蓋１４とは反対の側の端部との間に配置される
直線的な部材である。導電体１８は絶縁材１６に設けら
れた孔２０によって整合された状態に保持され、絶縁材
１６は導電体１８の端部をコレクタ１２の端部に近接し
且つこれに電気的に接触した状態に支持する。導電体１
８の長さは蓋１４とコレクタ１２の蓋１４とは反対側の
端部との間の組み立て状態に於ける距離よりも長くなら
ないよう選定される。一般に公差が存在するので、導電
体１８の長さは上記距離よりも短く設定される必要があ
る。

【００２０】コレクタ１２、絶縁材１６、蓋１４、導電
体１８を所定の位置に配置することによって組み立てが
完了すると、一回の調節によって電気的導通性が確保さ
れるよう、蓄積した公差が除去される。電気的導通性検
査メータ３６Ａはコレクタ１２と蓋１４との間に接続さ
れる。導電体１８の端部が当接して配置されたコレクタ
１２の端部（又は蓋１４）を変形させるべく、ピン又は
他の力発生装置の平坦な端部がコレクタ１２（又は蓋１
４）に対し押し付けられる。ピンが矢印３４の方向に押
し付けられると、コレクタ１２の端部（又は蓋１４）が
変形され、導電体１８が蓋１４（又はコレクタ１２）へ
向けて移動される。電気的導通性検査メータの読みが安
定することにより蓋１４及びコレクタ１２に対する導電
体１８の接触が確認されると、感温遮断スイッチが完成
し、使用可能な状態にある。

【００２１】作動に於いては、感温遮断スイッチ１０が
導電体１８の形状復元温度に等しい温度又はこれよりも
高い温度に曝されると、導電体１８はその復元された形
状に変化する。前述の如く、本発明に於いては、導電体
１８はマンドレルの周りに巻き付けられ、３２５℃にて
２時間に亘り熱処理される。従って復元された形状は螺
旋の一部の湾曲形状である。次いで導電体１８は直線状
に変形され、感温遮断スイッチ内に組み込まれるよう上
述の如く適当な長さ切断される。導電体１８がその復元
された形状に変化すると、導電体は長さが短くなること
によって蓋及びコレクタと接触しなくなり、これにより
回路が開かれる。

【００２２】導電体１８は温度が低下するとその直線的
な形状に戻ることによってサーモスタットの如く回路を
再度閉じるよう処理可能である。かかる処理は導電体を
その形状復元温度とそれよりも遥かに低い温度との間に
て冷熱処理し、温度が形状復元温度より低下した際に導
電体が直線的になるまで導電体を低温状態に於いて直線
化することによって達成される。これと同一の結果が導
電体が低温状態にある間に導電体の処理に固有の熱的条
件に導電体を曝すことによっても得られる。

【００２３】本発明の感温遮断スイッチは、リチウムバ
ッテリの如き一次電気化学的電池に使用可能であり、ま
たかかる電池の保護に適している。図４はリチウム電池
の如きバッテリを示している。図４に於いて、電池３６
はハウジング３８を含み、ハウジング３８は密閉式にシ
ールされており、上端に端子４０を有し、第二の端子４
２はハウジング３８の下端である。電池３６の電極４４
はハウジング３８の内部に配置されており、螺旋状に巻
回されている。一方の電極はリチウムの如き陽極材料に
て形成され、他方の電極はカーボンの如き陰極材料を外
面に有するグリッドにて形成されていてよい。

【００２４】かかる電池の構造は新しいものではなく、
当技術分野に於いてよく知られている。二つの螺旋状に
巻回された電極は多孔質の絶縁セパレータにより互いに
分離されている。電池は或る量の電解質溶液にて充填さ
れている。当技術分野に於いて周知の如く、電極及び電
解質溶液として他の物質が使用されてよく、これらにつ
いては説明を省略する。電極はサイドイッチ状に挟まれ
た状態にあり、或いはバッテリを形成するよう直列又は
並列に配列された電池の集合体が使用されてもよい。本
願に於いてはリチウムバッテリについて説明するが、こ
れは例示のためのものであり、本発明を限定するもので
はない。

【００２５】コレクタ１２が全体としてロート形、即ち
切頭円錐形をなすことは、ジェリーロール型のバッテリ
に特に適しており、ジェリーロール型のバッテリに於い
ては螺旋により中央孔４６が形成されるので、電極は螺
旋に形成される。コレクタ１２が切頭円錐形をなすこと
により、感温遮断スイッチをジェリーロールの中央孔４
６内に挿入し、バッテリ３６の陽極４８に電気的に接触
させることができる。このことは感温遮断スイッチ１０
の蓋１４が陽極端子４０の内部突起４８を押付けること
ができることによる。内部突起４８の中央部５０はバッ
テリの過熱状態が発生した場合の緊急対策として電解質
を排出させるための孔５２を有しているので、蓋１４に
は排出される電解質の通過が可能であるよう蓋１４と内
部突起４８とを分離する肩部２４及び２８が設けられて
いる。

【００２６】バッテリメーカによっては、バッテリが短
絡することによってスイッチ１０が開かれる場合にバッ
テリの出力を漸次低下させるべく、開いた状態に於ける
感温遮断スイッチ１０の電気抵抗が高く設定される。か
かるバッテリはそれが廃棄される場合に出力が漸次低下
されることによって安全な状態にされる。開いた状態に
於ける感温遮断スイッチ１０の電気抵抗を高くすること
は僅かな導電性を有する絶縁材１６によって達成され
る。かかる電気抵抗の高い材料は、ポリプロピレンの如
きポリマーにカーボンブラックを混合することによって
製造可能であり、また当技術分野に於いてよく知られて
いる如く市販されている。

【００２７】コレクタ１２及び蓋１４はバッテリの電解
質により発生される有害な環境に耐えるようステンレス
鋼にて形成される。ポリプロピレンは電解質によっては
影響を受けず、導電体もステンレス鋼にて形成される。
従って感温遮断スイッチの各部品は電解質に対し耐性を
有するが、コレクタ１２及びそれに隣接する絶縁材１６
の外縁部が前述の如く蓋１４の周縁部の周りに固定的に
かしめられることによって感温遮断スイッチ１０の内部
がシールされてもよい。

【００２８】上述のバッテリ制御回路の一つの利点は導
電体が端部にてコレクタ及び蓋に接触した状態にされる
ということである。導電体に使用されるニチロールワイ
ヤは一般に酸化被膜を有し、他の面に対し電気的に接触
せしめられる必要がある場合にはかかる酸化被膜が除去
されなければならない。しかしワイヤが切断された場合
の端部はきれいであり、それ以上きれいにする必要がな
い。また導電体１８を円柱の如く支持することにより比
較的高い接触圧力を確保することができ、これによりバ
ッテリに非常に好ましい特徴である低い接触電気抵抗が
確保される。従って以上説明した感温遮断スイッチは電
気回路を制御するための単純にして低廉な装置である。

【００２９】作動に於いては、図４に於いてバッテリに
ついて図示されている如く、電流がバッテリの電極より
コレクタ１２、形状記憶導電体１８、蓋１４を経てバッ
テリの端子４０へ流れるので、感温遮断スイッチ１０は
その電気回路に存在すると共に、ハウジング３８内にて
バッテリ３６の熱に曝される。バッテリが何らかの理由
によって加熱状態になると、温度が所定の温度に到達し
た時点に於いて形状記憶導電体１８がその復元された形
状、即ち円弧状に戻り、スイッチ１０の上端に於ける蓋
１４の電気接続が遮断される。これと同時に高い電気抵
抗を有する絶縁材１６を通る導電経路が形成される。従
ってバッテリの内部に短絡が発生すると僅かな電流のみ
が流れ、バッテリが漸次放電され、これによりバッテリ
が無害な状態にされる。

【００３０】スイッチ１０は他の領域や状況に使用され
る場合には図１乃至図４に示された形状とは異なる形状
に形成されてよい。例えば火災報知機の回路に於いて
は、スイッチ１０は火災が発生する領域に電気を導く回
路に設置される。かかる場合にはスイッチが炎又は他の
異常な熱によって加熱されると、形状記憶導電体がその
復元された形状になり、蓋１４との接触状態より離脱
し、これにより回路を遮断して警報装置を作動させる。

【００３１】勿論ニチロールワイヤよりなる形状記憶導
電体１８は復元された形状として直線的な形状を有し、
初期の形状として湾曲した形状を有していてもよい。か
かる場合には形状記憶導電体がその復元された形状、即
ち直線的な形状になって蓋１４と接触し、これにより回
路が形成された段階で警報装置が作動される。

【００３２】図５は接着剤又は加熱溶着により電気絶縁
スペーサリング６４に接合された一対のアウタ金属プレ
ート６０及び６２を有するシールされた感温スイッチ組
立体Ｂを示している。プレート６２と６４との間のキャ
ビティ６６には形状記憶合金製の導線７０が配置されて
いる。導線７０は図５に示されている如くそれが変形さ
れた形状にあるときには実質的に直線的に延在してい
る。また導線７０はそれが高温度に於いて復元された形
状になると湾曲し、これによりその両端の少なくとも一
方がプレート６０又は６２との接触状態より離脱する。
導線７０はプレート６０及び６２の内面の間の距離より
も僅かに大きい長さを有する。従って導線７０の両端と
プレート６０及び６２の内面との間に良好な電気的接触
が確保されるよう、導線７０はプレート６０及び６２の
間に配置されるとその長さに沿う軸線方向に圧縮された
状態になる。導線７０の一方の端部は溶接や接着剤によ
り一方のプレートの内面に取り付けられてもよい。尚他
方のプレートが電気絶縁リングに取り付けられる際に導
線７０の一方の端部がゲル又はグリースにより一方のプ
レートの内面に一時的に保持されてもよい。次いで導線
７０はその両端に作用するプレートの圧縮力により所定
の位置に保持される。

【００３３】図６はバッテリのケース７４の下端に受け
入れられケース７４の内方へ変形された部分７６により
保持された感温遮断スイッチ組立体Ｂを示している。プ
レート６０はケース７４内のコイル状の電極組立体８０
に係合している。ケース７４の他端には陽極端子８２が
設けられている。図示の構成に於いては、プレート６０
及び６２は実質的に平坦な円形のディスクであるが、他
の形状が採用されてもよい。

【００３４】図７は接着剤又は加熱溶着により中央孔９
６を有する電気絶縁スペーサ９４に接合された一対のア
ウタ金属部材９０及び９２を示している。アウタ金属部
材９０にはバッテリの陽極を構成する中央突起９８が形
成されている。導線７０は図５の実施形態について説明
した要領と同一の要領にてキャビティ１０２内に於いて
アウタ金属部材９０と９２との間に圧縮された状態に保
持されている。

【００３５】図７のスイッチ組立体Ｄは図８に示されて
いる如くバッテリのケース１０４内に配置され、ケース
１０４は符号１０６にて示されている如く径方向内方へ
かしめられている。スイッチ組立体Ｄとケース１０４と
の間には電気絶縁シール部材１０８が介装されている。
ケース１０４内のコイル状の電極組立体１１０が図８に
示されている如くスイッチ組立体Ｄのアウタ金属部材９
２に係合している。

【００３６】形状記憶導電体が溶接等によって一方のア
ウタ金属部材に取り付けられない構成に於いては、導電
体が高温度に於いてその復元された形状になると、導電
体はキャビティ内に於いて完全に緩い状態になり、温度
が正常な温度に復帰しても導電経路は復元されない。

【００３７】形状記憶導電体の長さ及び直径は、導電体
が横方向に大きく湾曲することなく一対のアウタ金属部
材の間に軸線方向に圧縮された状態で配置され得るよう
な長さ及び直径である。

【００３８】以上に於いては本発明を特定の実施形態に
ついて詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限
定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の
実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであ
ろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】シールされたユニットとして本発明による感温
遮断スイッチを示す斜視図である。

【図２】コレクタに対する絶縁材の関係、絶縁材により
形状記憶導電体に与えられる支持を示し、またシールさ
れたユニットを形成すべくコレクタ及び絶縁材の外縁部
が蓋の周縁部の周りに折り曲げられる要領を示すスイッ
チの縦断面図である。

【図３】蓋を示す斜視図である。

【図４】内部に感温遮断スイッチが組み込まれた一次電
気化学的電池を示す縦断面図である。

【図５】他の一つの実施形態を示す縦断面図である。

【図６】バッテリ内に配置された図５の実施形態を一部
破断し一部断面にて示すバッテリの縦断面図である。

【図７】他の一つの実施形態を示す縦断面図である。

【図８】バッテリ内に配置された図７の実施形態を一部
破断し一部断面にて示すバッテリの縦断面図である。

【符号の説明】

１０…感温遮断スイッチ１２…コレクタ１４…蓋１６…電気絶縁材１８…形状記憶導電体２０…孔３６…バッテリ３６Ａ…メータ３８…ハウジング４０、４２…端子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シールされた中空のスイッチハウジングで
あって、前記スイッチハウジングはジョイントに於いて
互いに固定され両者の間にキャビティを郭定する導電性
の蓋及び導電性のコレクタを含むスイッチハウジング
と、前記ジョイントに於いて前記蓋と前記コレクタとの
間に介装されたシール部材と、前記キャビティ内に配置
され前記蓋及び前記コレクタの接触領域に係合する両端
を有する細長い形状記憶導電体とを含み、前記導電体は
形状復元温度及びそれよりも高い温度に於いて復元され
た形状を有し、前記導電体が前記復元された形状にある
ときには前記両端の少なくとも一方が対応する前記接触
領域との係合より離脱することを特徴とする自蔵型の感
温遮断スイッチ。
【請求項２】前記キャビティ内に配置され少なくとも部
分的に前記形状記憶導電体に係合する電気絶縁材を含
み、前記形状記憶導電体は前記電気絶縁材により前記キ
ャビティ内に支持されていることを特徴とする請求項１
に記載の感温遮断スイッチ。
【請求項３】前記絶縁材に形成され前記コレクタに垂直
な方向に延在する孔であって、前記導電体の外寸よりも
僅かに小さく、前記コレクタ及び前記蓋に垂直にこれら
に電気的に接触するよう前記導電体を支持する孔と、前記蓋の外周縁を前記コレクタより隔置された状態にて
受け且つこれを支持するよう、前記コレクタ及び前記絶
縁材の外縁部を折り曲げることにより形成されたＵ形の
リセスと、を含んでいることを特徴とする請求項２に記
載の感温遮断スイッチ。
【請求項４】前記形状記憶導電体を前記キャビティ内に
支持する手段を含み、該手段は前記蓋の内面の少なくと
も一部に当接する電気絶縁材を含んでいることを特徴と
する請求項１に記載の感温遮断スイッチ。
【請求項５】前記コレクタは実質的に切頭円錐形に形成
されていることを特徴とする請求項４に記載の感温遮断
スイッチ。
【請求項６】前記蓋要素は前記切頭円錐形の底より隔置
された実質的に円形プレートの形状をなしていることを
特徴とする請求項５に記載の感温遮断スイッチ。
【請求項７】前記導電体は実質的に直線状の導線の形状
をなし、前記復元された形状は直線以外の形状であるこ
とを特徴とする請求項６に記載の感温遮断スイッチ。
【請求項８】前記ハウジングは二つの電気端子の間に挿
入され且つそれらと電気接触する形状に形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の感温遮断スイッチ。
【請求項９】前記シール部材は僅かな導電性及び高い電
気抵抗を有することを特徴とする請求項１に記載の感温
遮断スイッチ。
【請求項１０】前記シール部材は所定の電気抵抗が得ら
れるようポリマーにカーボンブラックを添加し混合する
ことにより僅かな導電性を有するよう形成されているこ
とを特徴とする請求項９に記載の感温遮断スイッチ。
【請求項１１】前記ポリマーはポリプロピレンであるこ
とを特徴とする請求項１０に記載の感温遮断スイッチ。
【請求項１２】前記コレクタ及び前記蓋はステンレス鋼
にて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の
感温遮断スイッチ。
【請求項１３】前記コレクタは周縁フランジを有し、前
記蓋は外周縁を有し、前記周縁フランジは前記シール部
材が前記外周縁の両側に於いて前記蓋と前記コレクタと
の間に介装された状態にて実質的にＵ形に前記外周縁上
に折り曲げられていることを特徴とする請求項１に記載
の感温遮断スイッチ。
【請求項１４】前記形状記憶導電体はマンドレルの周り
に巻回され実質的に３２５°Ｃにて実質的に２時間熱処
理された螺旋状のニチロールワイヤの湾曲したコイル状
の部分の形態をなす復元された形状を有する直線状の導
線より切り出されることを特徴とする請求項１に記載の
感温遮断スイッチ。
【請求項１５】電池ハウジングを有する電気化学的電池
であって、電力を供給するための前記電池ハウジングの
一部を形成する第一及び第二の絶縁された端子と、前記
電池ハウジング内に配置され陽極とこれより絶縁された
陰極とを含む電気化学的装置と、前記電極と接触する電
解質とを含む電気化学的電池を含み、前記スイッチハウ
ジングは前記電池ハウジング内に配置され、一方の前記
電極と対応する前記端子との間に直列に接続されている
ことを特徴とする請求項１に記載の感温遮断スイッチ。
【請求項１６】両者の間にキャビティを郭定する互いに
隔置された一対のアウタ金属部材であって、電気絶縁材
の両側に於いてシールされた一対のアウタ金属部材と、
前記アウタ金属部材に係合する両端を有する実質的に直
線状の導線とを含み、前記導線は前記アウタ金属部材の
間に前記導線の長さに沿って軸線方向に圧縮されてお
り、前記導線は形状記憶合金にて形成され、低温度に於
ける変形された形状と高温度に於ける復元された形状を
有し、前記導線は前記変形された形状にあるときには両
端にて前記アウタ金属部材に係合し、前記導線は前記復
元された形状にあるときには前記両端の少なくとも一方
が対応する前記アウタ金属部材との係合より離脱するこ
とを特徴とする感温スイッチ。
【請求項１７】変形可能な金属にて導電性のコレクタを
形成する工程と、導電性の蓋を形成する工程と、前記コレクタより隔置された状態に前記蓋を支持する工
程と、細長い導線の形態をなす第一の形状と、所定の温度に加
熱されると湾曲した導線の形態をなす第二の復元された
形状とを有する形状記憶導電体を形成する工程と、前記第一の形状を有し、前記コレクタと前記蓋との間の
距離よりも極く僅かに短い長さを有する前記導電体を形
成する工程と、前記蓋に対向する前記コレクタの端部の少なくとも一部
に当接して絶縁材を配置する工程と、前記導電体が前記コレクタと前記蓋との間にこれらに垂
直に保持されるよう前記導電体を支持する工程と、前記導電体と前記蓋との間に電気的導通検査メータを取
り付ける工程と、前記導電体を前記蓋及び前記コレクタに対し押し付けて
前記メータにより電気的導通性を確認する工程と、を含
んでいることを特徴とする感温遮断スイッチの製造方
法。
【請求項１８】前記コレクタ及び前記蓋を形成する前記
工程はそれらをステンレス鋼にて形成することにより達
成されることを特徴とする請求項１７に記載の製造方
法。
【請求項１９】前記蓋を支持する前記工程は前記蓋を前
記コレクタより隔置された状態にて剛固に支持するよう
前記コレクタの縁部及びこれに対応する前記絶縁材をＵ
形に前記蓋の縁部上に折り曲げる工程を含んでいること
を特徴とする請求項１７に記載の製造方法。
【請求項２０】開いた上端を有する容器として前記コレ
クタを形成すると共に前記コレクタ上に前記絶縁材を配
置する工程と、前記開いた上端を閉じる大きさにて前記蓋を形成する工
程と、前記蓋を前記コレクタより隔置され絶縁された状態に支
持すべく前記コレクタの外縁部を前記蓋の外周縁上にＵ
形のリセスをなすよう折り曲げる工程と、を含んでいる
ことを特徴とする請求項１７に記載の製造方法。
【請求項２１】前記コレクタの外縁部を前記絶縁材と共
に前記蓋の外周縁の周りにかしめることにより、前記容
器の内部をシールする工程を含んでいることを特徴とす
る請求項２０に記載の製造方法。
【請求項２２】前記導電体が前記第一の形状にあるとき
には高い電気抵抗がバイパスされ、前記導電体が前記第
二の復元された形状にあるときには高い電気抵抗が前記
コレクタと前記蓋との間に挿入されるよう、前記コレク
タと前記蓋との間に高い電気抵抗として前記絶縁材を介
装させる工程を含んでいることを特徴とする請求項１７
に記載の製造方法。
【請求項２３】前記導電体を支持する前記工程は、前記絶縁材を貫通して前記コレクタに垂直な方向に延在
する孔であって、前記導電体の外寸よりも僅かに小さい
孔を形成する工程と、前記導電体と前記コレクタとが電気的に接触するまで前
記コレクタに垂直に前記孔内に前記導電体の一端を挿入
する工程と、を含んでいることを特徴とする請求項１７
に記載の製造方法。
【請求項２４】前記コレクタを実質的に切頭円錐形の形
状に成形する工程を含んでいることを特徴とする請求項
１７に記載の製造方法。
【請求項２５】前記蓋の一部と前記蓋と接触した状態に
配置された端子との間に空間が形成されるよう前記蓋に
突起を形成する工程を含んでいることを特徴とする請求
項１７に記載の製造方法。
【請求項２６】温度が所定の温度まで低下すると前記形
状記憶導電体が最初の細長い導線の形態になって前記コ
レクタと前記蓋との間の回路を閉じるよう前記形状記憶
導電体を処理する工程を含んでいることを特徴とする請
求項１７に記載の製造方法。