专利名称：保护元件及充电电池装置的制作方法
技术领域：
本发明有关于一种在施加过大电流或电压时，由其热使可熔导体熔断以阻断电流的保护元件与使用该保护元件的充电电池装置。
背景技术：
以往，装载于充电电池装置等的保护元件，不仅使用具有过电流防止功能的保护元件，也使用具有过电压防止功能的保护元件。该保护元件是以由发热体与低熔点金属体构成的可熔导体层叠于基板上，由过电流而使可熔导体熔断的方式所形成，且在产生过电压时也使保护元件内的发热体通电，由发热体的热而使可熔导体熔断。可熔导体的熔断是在属低熔点金属的可熔导体熔融时，因对所连接的电极表面的良好润湿性，导致熔融后的低熔点金属被拉至电极上，其结果便使可熔导体被截断而阻断电流。
另一方面，随着近年来可携式机器等电子机器的小型化，对此种保护元件也要求小型化和薄型化，且要求动作的稳定性与高速化，其方法而言是有一种将低熔点金属体的可熔导体配置于绝缘基板上，且以绝缘盖部件将其密封，将助熔剂涂布于可熔导体而构成。该助熔剂是谋求可熔导体表面的抗氧化，且以可熔导体加热时迅速而稳定地熔断的方式设置。
作为这样的保护元件，有如图28所示的构造。该保护元件是于形成在基座基板1两端上的一对电极2间，设置由低熔点金属构成的可熔导体3，与基座基板1上的可熔导体3相对面设有绝缘盖部件4。再者，于该保护元件的基座基板1上，未图示的一对电极被进一步设置于与一对电极2正交的对向缘部，于其间则设有由电阻构成的发热体5。发热体5透过绝缘层6及导体层7接近于可熔导体3而被层叠。此外，安装于基座基板1的盖部件4是对可熔导体3覆盖形成既定空间8。再者，可熔导体3上涂布有助熔剂9，助熔剂9则收容于该空间8内。
又，以绝缘盖部件密封可熔导体的保护元件而言，也有如专利文献1所公开的构造。该保护元件由于因薄型化导致在可熔导体熔断时熔融金属聚集于电极上的空间狭窄，因此为了确实地将熔融金属拉往各电极部分，在与绝缘盖板内面的各电极相对面的部位设置金属图案。
此外，如专利文献2所公开的那样，为了防止动作温度的偏差，也有如下提案将助熔剂涂布于可熔合金片，且设置槽或玻璃带体用以防止熔融合金的湿润扩展至连接可熔合金的电极周围。
专利文献一日本特开2004-265617号公报 专利文献二日本特开2007-294117号公报 上述图28所示的构造或专利文献一、专利文献二所公开的保护元件中，助熔剂的作用是作为可熔导体的抗氧化、及用以在异常电流和电压下熔断的活性剂，助熔剂的保留状态对动作速度会造成影响。尤其，为了减轻环境负担而使用不含溴(Br)等卤素成分的无卤素助熔剂时，此种助熔剂的活性度较低，助熔剂的状态对可熔导体的熔断速度会大幅造成影响。
也即，如图29所示，有时在绝缘盖部件4中，可熔导体3上的助熔剂9无法稳定保持于空间8的中央部而会偏向左右。此种情况下，可熔导体3的熔融金属便易于流入保持有助熔剂9的部位，在助熔剂9不足的部位呈现可熔导体3不易熔融的现象，而有到达确实熔断为止的时间会变长的问题。
再者，如专利文献一所述的发明那样，将金属图案形成于绝缘盖的构造、或如专利文献二所述的发明那样，将槽或带体设置于电极周边的构造中，并无法预先稳定地留住可熔导体上的助熔剂。再者，专利文献一所公开的构造的、将金属图案形成于绝缘盖部件的方法中，在绝缘盖成型后必须印刷金属图案，而会使材料成本变高。同样地，专利文献二所公开的构造中，也必须将用以防止熔融合金湿润扩展的槽或玻璃的带体设置于连接有可熔合金的电极的周围而耗费成本。又，专利文献一的构造中，在绝缘盖侧引起热变形等时，也因与绝缘盖的距离接近，而有电极会与绝缘盖的金属图案短路的危险。
发明内容
本发明是有鉴于上述背景技术而完成，目的在于提供一种能够将可熔导体上的助熔剂稳定地保持于既定位置，且在异常时能够将可熔导体确实地熔断的保护元件与使用该保护元件的充电电池装置。
本发明是一种保护元件，具有可熔导体，其配置于绝缘性的基座基板上且连接于保护对象机器的电力供应路径，被既定的异常电力熔断；绝缘盖部件，其透过既定空间覆盖该可熔导体且安装于该基座基板；以及助熔剂，其涂布于该可熔导体表面且位于该空间内，在该异常电力供应至该保护对象机器时，该可熔导体即熔断以阻断该电流路径，该保护元件具有台阶部，该台阶部对向于该可熔导体且形成于该绝缘盖部件的内面，并与该助熔剂接触且将该助熔剂保持于该空间内的既定位置。
该台阶部由形成于该绝缘盖部件内面的突起或突条部等凸部所形成。该台阶部最好由在该绝缘盖部件内面以围绕该可熔导体中央部的方式形成为环状的突条部所构成。尤其，该台阶部最好由在该绝缘盖部件内面以围绕该可熔导体中央部的方式形成为圆筒状的突条部。
或者，该台阶部也可以由形成于该绝缘盖部件内面的凹部所形成。又，该台阶部也可以由形成于该绝缘盖部件内面的多角形状的突条部所形成。
该台阶部的该可熔导体侧的端面，最好设置于在该可熔导体熔融状态下该熔融可熔导体的顶部不接触的位置，只要由该可熔导体的熔融而以表面张力隆起来阻断电流路径即可。
另外，也可以在该可熔导体的端部上设有与该台阶部相对向的凸部。
该台阶部也可以为形成于该绝缘盖部件的透孔的开口部。再者，该台阶部也可以为形成于该绝缘盖部件的多个透孔的开口部。
在该突条部上形成有连通该绝缘盖部件里面侧的空间的切口部。再者，该切口部也可以设置于对该绝缘盖部件的中心轴对称的位置。
在该基座基板上，透过绝缘层而层叠有发热体，该可熔导体与该发热体连接于形成在该基座基板上的多个电极间，将该基座基板上的该电极设置成三个部位以下。
该基座基板的大小是其尺寸比为满足长度∶厚度＝1080％∶50～78％、且宽度∶厚度＝640％∶50～78％的条件。再者，上述尺寸比优选满足长度∶厚度＝1080％∶50～56％、且宽度∶厚度＝640％∶50～56％的条件。
又，本发明是一种将上述保护元件设置于充电电池的电力供应路径的充电电池装置。
利用本发明的保护元件，由于是将助熔剂的保持用台阶部设置于绝缘盖部件的内侧，因此可使助熔剂稳定保持于既定位置。由此，尤其在使用活性度较低的助熔剂(无卤素的助熔剂等)时，可防止因助熔剂涂布后的保持状态偏移所造成的活性度偏移，在可熔导体的熔断动作，尤其在低电力的发热动作特性方面，可极度缩小动作的偏差。而且，通过使用无卤素的助熔剂可形成环境负担较小的保护元件。
又，如权利要求9、10所述的那样，借助将开口部设置于绝缘盖部件，便能够通过目视来检查内部的助熔剂的状态。
再者，如权利要求11、12所述的那样，借助将切口部形成于保持熔断部，便能够释放印刷时所产生的助熔剂内部的微小空洞，且可稳定保持于一定位置。尤其在使用活性度较低的助熔剂(无卤素)时，可防止因助熔剂涂布后的保持状态偏移所造成的活性度偏移。
再者，如权利要求13所述的那样，借助将仅用以将保护元件固定于构装基板的电极侧的端子在基座基板上予以开放，并将与该发热体或可熔导体连接的该基座基板上的电极设置成三个部位以下，便能够抑制从基座基板经电极逃散的热，而使熔断时间缩短。
又，如权利要求14、15所述的那样，借助将基板的尺寸比抑制于既定比例内，便能够保持基板强度同时也降低基座基板的热容量，较现有技术大幅缩短熔断时间，实现保护元件的低高度化，而可提供兼顾熔断时间的缩短与保护元件的低高度化的相反目的的保护元件。
又，利用本发明的充电电池装置，对于过电压和过电流，保护元件可稳定确实地动作，以保护充电电池并确实地防止充电电池的过热或起火等事故于未然。
图1是本发明的第一实施形态的保护元件卸除绝缘盖部件后的状态的俯视图。
图2是安装有绝缘盖部件的状态的图1的A-A截面图。
图3是本实施形态的绝缘盖部件的仰视图(a)、及仰视图的A-A截面图(b)。
图4是设有本实施形态的保护元件的充电电池装置的电路图。
图5是本发明的第二实施形态的绝缘盖部件的仰视图(a)、及仰视图的A-A截面图(b)。
图6是本发明的第三实施形态的绝缘盖部件的仰视图(a)、及仰视图的A-A截面图(b)。
图7是本发明的第三实施形态的绝缘盖部件的仰视图(a)、及仰视图的A-A截面图(b)。
图8是本发明的第三实施形态的绝缘盖部件的仰视图(a)、及仰视图的A-A截面图(b)。
图9是本发明的第四实施形态的绝缘盖部件的仰视图(a)、及仰视图的A-A截面图(b)。
图10是本发明的第四实施形态的绝缘盖部件的仰视图(a)、及仰视图的A-A截面图(b)。
图11是本发明的第五实施形态的绝缘盖部件的仰视图(a)、及仰视图的A-A截面图(b)。
图12是本发明的第六实施形态的绝缘盖部件的仰视图(a)、及仰视图的A-A截面图(b)。
图13是本发明的第七实施形态卸除绝缘盖部件后的状态的俯视图。
图14是本发明的第七实施形态的保护元件的纵截面图。
图15是本发明的第八实施形态的保护元件的变形例的纵截面图。
图16是本发明的第九实施形态的保护元件的变形例的纵截面图(a)、及另一变形例的纵截面图(b)。
图17是本发明的第十实施形态的保护元件的纵截面图。
图18是本发明的第十实施形态的绝缘盖部件的仰视图(a)、及仰视图的A-A截面图(b)。
图19是本发明的第十实施形态的绝缘盖部件的仰视图(a)、及仰视图的A-A截面图(b)。
图20是本发明的第十实施形态的变形例的绝缘盖部件的仰视图(a)、及仰视图的A-A截面图(b)。
图21是本发明的第十实施形态的另一变形例的绝缘盖部件的仰视图(a)、及仰视图的A-A截面图(b)。
图22是本发明的第十实施形态的另一变形例的绝缘盖部件的仰视图(a)、及仰视图的A-A截面图(b)。
图23是本发明的第十实施形态的另一变形例的绝缘盖部件的仰视图(a)、及仰视图的A-A截面图(b)。
图24是本发明的第十实施形态的另一变形例的绝缘盖部件的仰视图(a)、及仰视图的A-A截面图(b)。
图25是本发明的第十实施形态的另一变形例的绝缘盖部件的仰视图(a)、及仰视图的A-A截面图(b)。
图26是本发明的第十实施形态的另一变形例的绝缘盖部件的仰视图(a)、及仰视图的A-A截面图(b)。
图27是本发明的第十一实施形态的保护元件卸除绝缘盖部件后的状态的俯视图。
图28是现有保护元件的纵截面图。
图29是表示现有保护元件的助熔剂的状态的纵截面图。
符号说明 10保护元件 11基座基板 12、21电极 13可熔导体 14绝缘盖部件 14a 内面 15发热体 16绝缘层 18空间 19助熔剂 20突条部 20a 台阶部 23充电电池 35过电流和过电压保护电路
具体实施例方式 以下，针对本发明的保护元件的第一实施形态，根据图1～图4加以说明。本实施形态的保护元件10，是于形成在绝缘性基座基板11上面两端的一对电极12间，设有由低熔点金属构成的熔丝的可熔导体13。于基座基板11，与可熔导体13相对面则设有绝缘体的绝缘盖部件14。再者，于保护元件10的基座基板11上，在与一对电极12正交的对向缘部，设有另一对电极21，于其间则连接有由电阻构成的发热体15。发热体15透过绝缘层16及导体层17层叠于可熔导体13。
此处，作为基座基板11的材质，只要是具有绝缘性的材料即可，例如最好是陶瓷基板、玻璃环氧基板等使用于印刷配线基板的绝缘基板。此外，虽可配合用途适切使用玻璃基板、树脂基板、绝缘处理金属基板等，但优选耐热性优异且热传导性良好的陶瓷基板。
作为可熔导体13的低熔点金属，只要是能以既定电力熔融的物质即可，可以使用公知的各种低熔点金属作为熔丝材料。例如，BiSnPb合金、BiPbSn合金、BiPb合金、BiSn合金、SnPb合金、SnAg合金、PbIn合金、ZnAl合金、InSn合金、及PbAgSn合金等。
用以形成发热体15的电阻体，其是涂布了例如由氧化钌、碳黑等导电材料与玻璃等无机类黏结剂、或热固化性树脂等有机类黏结剂所构成的电阻浆料后再加以烧成的物体。或者，也可为印刷了氧化钌、碳黑等的薄膜后再予以烘烤的物体、或通过敷镀、蒸镀、溅镀而形成的物体、也可为将此等电阻材料的膜予以贴附、层叠等而形成的物体。
安装于基座基板11的绝缘盖部件14，其是形成为一侧面部开口的箱状，对可熔导体13形成既定空间18，并覆盖于基座基板11。于绝缘盖部件14的内面14a，在与可熔导体13的中央部相对面的位置，以同心形成有具备圆形的台阶部20a的圆筒状突条部20。突条部20是与绝缘盖部件14形成为一体，并形成为对基座基板11的投影位置是位于发热体15的周围。
绝缘盖部件14的材质，只要能够耐受可熔导体13熔断时的热的耐热性、及具有作为保护元件10的机械强度的绝缘材料即可。例如可应用如玻璃、陶瓷、塑料、玻璃环氧树脂等使用于印刷配线基板的基板材料等各种材料。再者，也可使用金属板并将绝缘性树脂等绝缘层形成于与基座基板11的对向面。优选为，若是如陶瓷那样的机械强度及绝缘性较高的材料，则也有助于保护元件整体的薄型化故较佳。
于可熔导体13的表面整面，设有助熔剂19以防止其表面的氧化。助熔剂19最好是不含溴等卤素元素的无卤素的助熔剂。助熔剂19在可熔导体13上借助表面张力得以保持并被收容于空间18内，且如图2所示，附着于形成在绝缘盖部件14的内面14a的突条部20，借助其润湿性被台阶部20a稳定地保持。由此，助熔剂19在可熔导体13的中央部便不会产生位置偏移，而被稳定地保持。
此处，突条部20从内面14a的突出高度，其是可接触涂布于可熔导体13的助熔剂19表面，并可借助其润湿性与表面张力留住助熔剂19的高度，是以被异常电力熔融的低熔点金属的熔融可熔导体，以其表面张力隆起成球状的顶部刚好接触的程度为限度，最好为不接触的程度的突出高度。
使用本实施形态的保护元件10的充电电池装置的过电流和过电压保护电路35，具备如例如图4所示的电路构成。该过电流和过电压保护电路35是保护元件10的一对电极12串联于输出端子A1与输入端子B1之间，保护元件10的一对电极12的一侧的端子连接于输入端子B1，另一侧的电极12则连接于输出端子A1。此外，可熔导体13的中点连接于发热体15的一端，电极21的一侧的端子则连接于发热体15另一侧的端子。发热体15另一侧的端子连接于晶体管Tr的集电极，晶体管Tr的发射极则连接于另一侧的输入端子A2与输出端子B2之间。再者，晶体管Tr的基极通过电阻R连接齐纳二极管ZD的阳极，齐纳二极管ZD的阴极则连接于输出端子A1。
电阻R被设定成当设定为异常的既定电压施加于输出端子A1、A2间时，崩溃电压以上的电压即施加于齐纳二极管ZD。又，如图4的电路图那样，可熔导体13可形成为被发热体15在两个部位熔断。
于输出端子A1、A2间，连接有例如锂离子电池等被保护装置的充电电池23的电极端子，于输入端子B 1、B2则连接有连接于充电电池23使用的未图标的充电器等装置的电极端子。
其次，针对本实施形态的保护元件10的动作加以说明。安装有本实施形态的过电流和过电压保护电路35的锂离子电池等充电电池装置中，在其充电时若异常的电压施加于输出端子A1、A2，则崩溃电压以上的反电压即以设定为异常的既定电压施加于齐纳二极管ZD，而使齐纳二极管ZD导通。因齐纳二极管ZD的导通，基极电流ib即流至晶体管TR的基极，由此晶体管Tr便开启(on)，集电极电流ic即流至发热体15，而使发热体15发热。该热传导至发热体15上的低熔点金属的可熔导体13，而使可熔导体13熔断，输入端子B1与输出端子A1间的导通便被阻断，以防止过电压施加于输出端子A1、A2。
此时，助熔剂19被保持于可熔导体13的中央部，在既定熔断位置迅速且确实地熔断。又，如图4的电路那样，例如低熔点金属的可熔导体13若配置成在两个部位熔断的话，因熔断导致往发热体15的通电即被完全阻断。又，在异常电流朝向端子A1流动时，也设定成使可熔导体13因该电流发热而熔断。
根据本实施形态的保护元件10，于绝缘盖部件14的内面14a，与可熔导体13相对向设有凸状的圆筒形突条部20，而可借助突条部20的段差部20a将助熔剂19稳定保持于一定位置。由此，尤其即使在使用活性度较低的无卤素助熔剂等的助熔剂19的情况下，也可防止因助熔剂19涂布状态的偏移或偏差所造成的活性度的偏移，而使可熔导体13确实地熔断。尤其，在低电力的发热动作特性，比起以往的动作偏差可极度缩小，而可提供考虑到环保对策的保护元件10。
再者，由于设置有封闭环状的圆筒形突条部20，因此助熔剂19借助自身的表面张力稳定且均等地保持于突条部20，而不会移动偏移于可熔导体13上。
又，利用本实施形态的充电电池装置，可谋求稳定确实地对过电压和过电流的充电电池23的保护，而可确实地防止充电电池23的过热或起火等事故。
其次，针对本发明的保护元件的第二实施形态，根据图5加以说明。此处，与上述实施形态同样的部件赋予同一符号并省略其说明。
于本实施形态的保护元件10的绝缘盖部件14的内面14a，沿长边平行地于中央部形成有彼此平行的两条突条部22且设有台阶部22a。突条部22形成为往基座基板11的投影位置是围绕发热部中央部。
利用本实施形态的保护元件10的绝缘盖部件14，可借助突条部22的台阶部22a，将助熔剂19稳定地保持于一定的位置。由于平行的突条部22形成为基座基板11长边的1/4～1/3程度的长度，因此助熔剂19不会产生必要以上的偏移，而确实地保持于突条部22间。由此，可获得与上述实施形态同样的效果。
其次，针对本发明的保护元件的第三实施形态，根据图6～图8加以说明。此处，与上述实施形态同样的部件赋予同一符号并省略其说明。图6是于本发明的实施形态的绝缘盖部件14的内面14a，借助双重同心圆状的突条部25、26形成台阶部25a、26a。利用本实施形态的绝缘盖部件14的突条部25、26，也可借助助熔剂19的表面张力，稳定地使助熔剂19保持于可熔导体13的中央部。由此，可获得与上述实施形态同样的效果。
再者，如图7所示，也可于绝缘盖部件14的内面14a形成一个突起部24。利用本实施形态的绝缘盖部件14的突起部24的台阶部24a，也可借助助熔剂19的表面张力，稳定地使助熔剂19保持于可熔导体13的中央部。又，如图8所示，也可设置圆筒状的凹部27与其中央部的突起部24，以形成台阶部24a、27a。
其次，针对本发明的保护元件的第四实施形态，根据图9、图10加以说明。此处，与上述实施形态同样的部件赋予同一符号并省略其说明。图9是于本发明的实施形态的绝缘盖部件14的内面14a，形成鼓型的突条部28。利用本实施形态的绝缘盖部件14的突条部28的台阶部28a，也可借助助熔剂19的表面张力，稳定地使助熔剂19保持于可熔导体13的中央部。又，如图10所示，也可借助将平行的突条部29与设于其间且弯曲的凹槽部30加以组合，以形成台阶部29a、30a。
其次，针对本发明的保护元件的第五实施形态，根据图11加以说明。此处，与上述实施形态同样的部件赋予同一符号并省略其说明。本发明的实施形态的绝缘盖部件14的内面14a，如图11所示，是借助三角形等多角形的突条部32而形成台阶部32a。所形成的多角形虽然最好为于内面14a上的纵横方向对称的四角形、六角形、或八角形等形状，不过具有防止助熔剂19的偏移的意义即可。利用本实施形态的绝缘盖部件14的突条部28，也可借助助熔剂19的表面张力，稳定地保持于可熔导体13的中央部。
其次，针对本发明的保护元件的第六实施形态，根据图12加以说明。此处，与上述实施形态同样的部件赋予同一符号并省略其说明。本发明的实施形态，如图12所示，除了绝缘盖部件14的突条部20以外，是于可熔导体13的两端部设置凸部34。由此，可进一步提高助熔剂19的保持效果。
其次，针对本发明的保护元件的第七实施形态，根据图13、图14加以说明。此处，与上述实施形态同样的部件赋予同一符号并省略其说明。于本发明的实施形态的绝缘盖部件14，如图14所示，是形成有透孔的开口部36，并设有由开口部36及突条部20而形成的台阶部20a。此外，助熔剂19中的溶剂是从开口部36挥发，如图14的虚线所示，助熔剂19的表面形成为圆弧状的凹状。
利用本实施形态的保护元件10，除了与上述实施形态同样的效果以外，也可通过开口部36以肉眼来辨识助熔剂19的保持状态，而可使产品检查更容易且确实。
其次，针对本发明的保护元件的第八实施形态，根据图15加以说明。此处，与上述实施形态同样的部件赋予同一符号并省略其说明。于本发明的实施形态的绝缘盖部件14，如图15所示，是形成有多个较小透孔的开口部37。此外，助熔剂19中的溶剂是从开口部37挥发，与图14的虚线所示同样，助熔剂19的表面是依各开口部37形成为圆弧状的凹状。
利用本实施形态的保护元件10，除了与上述实施形态同样的效果以外，也可通过开口部36以肉眼来辨识助熔剂19的保持状态，而可使产品检查更容易且确实。
其次，针对本发明的保护元件的第九实施形态，根据图16加以说明。此处，与上述实施形态同样的部件赋予同一符号并省略其说明。本发明的实施形态的绝缘盖部件14，与上述实施形态同样，是于绝缘盖部件14形成有透孔的开口部36，并于该绝缘盖部件14的表面黏贴透明的膜40(图16(a))。又，也可形成由多个透孔构成的开口部37，并于该绝缘盖部件14的表面黏贴透明的膜40(图16(b))。此时，也可于形成有多个透孔的开口部37的绝缘盖部件14的内面14a形成突条部20，也可进一步于可熔导体13的周围形成凸部34(图16(b))。
利用本实施形态的保护元件10，除了与上述实施形态同样的效果以外，也可以肉眼来辨识助熔剂19的保持状态，且借助膜40也无灰尘等从开口部36、37附着于助熔剂19或侵入内部的情形。
其次，针对本发明的保护元件的第十实施形态，根据图17、图18加以说明。此处，与上述实施形态同样的部件赋予同一符号并省略其说明。本发明的实施形态的绝缘盖部件14，其突条部20是在一部分被切除而形成切口部42。
利用本实施形态的保护元件10，除了与上述实施形态同样的效果以外，也可将印刷时混入助熔剂19中的空气等所造成的孔隙44，从助熔剂19经过切口部42释放至绝缘盖部件14内的周围的空间18。由此，便可消除因孔隙存在于助熔剂19内所造成的可熔导体13的熔断动作的延迟或偏差。
此外，形成于本实施形态的突条部20的切口部42的位置或数量可适当加以设定，如图19、图20所示，也可适当将切口部42配置于彼此对称的位置的两个部位或四个部位。
再者，如图21所示，切口部42也可切除成较突条部20的高度低。同样地，此较浅的切口部42的位置，也可如图22所示，形成于突条部20的两个部位、或如图23所示，形成于突条部20的四个部位。再者，如图24、图25、及图26所示，切口部42的宽度或大小、深度是可任意设定，也可将此等适当加以组合。
利用本实施形态的保护元件10，除了与上述实施形态同样的效果以外，也可易于将印刷时混入助熔剂19中的空气等所造成的孔隙44，更确实地从助熔剂19释放至绝缘盖部件14内的周围的空间18。由此，便可消除因孔隙存在于助熔剂19内所造成的可熔导体13的熔断动作的延迟或偏差。
其次，针对本发明的保护元件的第十一实施形态，根据图27加以说明。此处，与上述实施形态同样的部件赋予同一符号并省略其说明。本实施形态的保护元件10的发热体15的一侧的端子接触于一对电极21的一侧，另一侧的端子则不连接于电极21，而接触于可熔导体13。
又，本实施形态中，基座基板11的长度例如为10.8mm时，若公知的普通基座基板的厚度为0.4mm～1.0mm，且以其厚度为100％时，则使用设定于L(长度)∶T(厚度)＝1080％∶50～78％、W(宽度)∶T(厚度)＝640％∶50～78％的范围的基座基板11。
利用本实施形态的保护元件10，除了与上述实施形态同样的效果以外，还可保持基板强度同时并缩小基座基板11的热容量，且可抑制来自发热体15的热逃散至外部而使可熔导体13的熔断时间变长或产生偏差的情形。具体而言，比起公知的产品可将熔断时间缩短30％，并可进行保护元件10的低高度化。
此外，本发明的保护元件与其制造方法并不限于上述实施形态，只要是于绝缘盖部件内面的既定位置，配备可保持助熔剂的台阶部的形式便可，不拘其保持形状。又，不拘助熔剂或绝缘盖部件的材料，而可适当选择适切的材料。
实施例一 其次，针对本发明的保护元件及使用该保护元件的充电电池装置的动作电路的实施例，说明如下。本实施例中，是构成与实际充电电池装置所使用的电源电路同样的电路来进行实验。针对将圆筒状的突条部配备于上述第一实施形态的绝缘盖部件的保护元件与图28所示的公知构造的保护元件，进行其动作的比较实验。
突条部的突出高度满足式1的条件。
B-A≥C…(1) 此处，A是突条部20从绝缘盖部件14内侧顶面的突出量，B是从基座基板11起至绝缘盖部件14内侧顶面间的间隔，C是从基座基板11起至可熔导体13熔融后的高度。
突条部20的直径，以涂布有助熔剂19的低熔点金属体的可熔导体13短边的长度为100％，其外径设为60～70％，内径设为45～55％。助熔剂19使用含有卤素的助熔剂。
表一是针对公知的盖板构造中可熔导体的熔断时间，以各MAX和MIN和AVE和3σ为100％，相对评估本发明的第一实施形态的构造(本发明一)的熔断时间的比例的结果。实验是以低电力动作的5W、6W的电力、及高电力的35W进行的实验，使用各五十个的元件。
在本实验结果中，MAX动作时间在低电力时平均缩短24.5％，偏差(3σ)平均变小66％，可知在扩展实用的动作电力范围上具有效果。又，在高电力也可确认到偏差变小的效果。
表一
实验结果相对比较(N＝50pcs)
实施例二 同样地，针对公知的盖板构造中可熔导体的熔断时间，以各MAX和MIN和AVE和3σ为100％，相对比较本发明的第二实施形态的构造(本发明二)的熔断时间的比例，结果表示于表二。突条部的高度与第一实施例相同。实验是以低电力动作的6W的电力、及高电力的35W进行的实验，使用各五十个的元件。助熔剂使用含有卤素的助熔剂。
在本实验结果中，MAX动作时间在低电力平均也缩短14％，偏差(3σ)也变小45％。
表二
实验结果相对比较(N＝50pcs)
实施例三 同样地，针对公知的盖板构造中可熔导体的熔断时间，以各MAX和MIN和AVE和3σ为100％，针对本发明的第一实施形态的构造(本发明一)与具有上述实施形态的图9所示的构造的突条部的保护元件，相对比较熔断时间的比例，结果表示于表三。实验是以低电力动作的6W的电力进行的实验，使用各二十个的元件。助熔剂使用不含卤素的助熔剂。
本实验中，针对熔断时间的偏差(3σ)，与公知构造比较，设有突条部的构造的一方其偏差较少。又，针对突条部的形状，第一实施形态的圆筒形构造(本发明一)与第四实施形态的鼓型形状构造(图9)进行比较，针对熔断时间在MAX和MIN和AVE和3σ的各项目显示了良好的结果。因此，在无卤素的助熔剂，与公知的构造相较，将突条部形成于绝缘盖部件的构造其动作的偏差较少，尤其配备圆筒形的突条部的构造，针对动作时间有大幅的缩短效果。
表三
实验结果相对比较(N＝20pcs)
实施例四 其次，针对本发明的实施例的基座基板的厚度与可熔导体13的熔断性能进行了实验。此处，是针对作为可熔性导体的焊料熔丝的熔断时间，以公知的普通基座基板的厚度为100％，以本发明的第十一实施形态的构造(本发明)将基板的厚度设为公知的56％时，针对各MAX和MIN和AVE测量熔断时间的比例，结果表示于表四。
表四
根据本实验，通过将基板厚设为公知的56％，便可提供将熔断时间较公知缩短30％以上且兼顾保护元件的低高度化的保护元件。
再者，针对将基座基板的厚度进行各种改变时的基板强度与可熔导体13的熔断性能进行了实验。此处，也以公知的普通基座基板的厚度为100％，针对本发明的第十一实施形态的构造(本发明)的保护元件，测量熔断时间的比例，结果表示于表五。
表五
根据本实验，可知通过将基板厚设为公知的约50％～76％，即可大致满足强度与熔断时间两方，尤其优选将基板厚设为公知的约50％～56％。
权利要求
1.一种保护元件，具有
可熔导体，其配置于绝缘性的基座基板上且连接于保护对象机器的电力供应路径，被既定的异常电力熔断；
绝缘盖部件，其通过既定空间覆盖该可熔导体且安装于该基座基板；以及
助熔剂，其涂布于该可熔导体表面且位于该空间内，在该异常电力供应至该保护对象机器时，该可熔导体即熔断以阻断该电流路径，
其特征在于，
该保护元件具有台阶部，该台阶部对向于该可熔导体且形成于该绝缘盖部件的内面，并与该助熔剂接触且将该助熔剂保持于该空间内的既定位置。
2.如权利要求1所述的保护元件，其特征在于，该台阶部由形成于该绝缘盖部件内面的凸部所形成。
3.如权利要求1所述的保护元件，其特征在于，该台阶部由在该绝缘盖部件内面以围绕该可熔导体中央部的方式形成为环状的突条部所构成。
4.如权利要求3所述的保护元件，其特征在于，该台阶部由在该绝缘盖部件内面以围绕该可熔导体中央部的方式形成为圆筒状的突条部所构成。
5.如权利要求1所述的保护元件，其特征在于，该台阶部由形成于该绝缘盖部件内面的凹部所形成。
6.如权利要求1所述的保护元件，其特征在于，该台阶部由形成于该绝缘盖部件内面的多角形状的突条部所形成。
7.如权利要求1所述的保护元件，其特征在于，该台阶部的该可熔导体侧的端面，设置于在该可熔导体熔融状态下该熔融可熔导体的项部不接触的位置。
8.如权利要求1所述的保护元件，其特征在于，在该可熔导体的端部上设有与该台阶部相对向的凸部。
9.如权利要求1所述的保护元件，其特征在于，该台阶部是形成于该绝缘盖部件的透孔的开口部。
10.如权利要求9所述的保护元件，其特征在于，该开口部在该绝缘盖部件上形成有多个。
11.如权利要求3所述的保护元件，其特征在于，在该突条部上形成有连通该绝缘盖部件里面侧的空间的切口部。
12.如权利要求11所述的保护元件，其特征在于，该切口部设置于对该绝缘盖部件的中心轴对称的位置。
13.如权利要求1所述的保护元件，其特征在于，发热体透过绝缘层层叠于该基座基板上，该可熔导体与该发热体连接于形成在该基座基板上的多个电极间，将该基座基板上的该电极设置成三个部位以下。
14.如权利要求1所述的保护元件，其特征在于，该基座基板的大小是其尺寸比满足长度∶厚度＝1080％∶50～78％、且宽度∶厚度＝640％∶50～78％的条件。
15.如权利要求14所述的保护元件，其特征在于，该尺寸比满足长度∶厚度＝1080％∶50～56％、且宽度∶厚度＝640％∶50～56％的条件。
16.一种充电电池装置，其特征在于，将权利要求1～15中任一项所述的保护元件设置于充电电池的电力供应路径。
全文摘要
一种保护元件及使用该保护元件的充电电池装置，能够将可熔导体上的助熔剂稳定地保持于既定位置，在异常时能够将可熔导体确实地熔断。该保护元件具有可熔导体(13)，助熔剂(19)，以及绝缘盖部件(14)。所述可熔导体(13)配置于绝缘性的基座基板(11)上且连接于保护对象机器的电力供应路径，被既定的异常电力而熔断；所述助熔剂(19)涂布于可熔导体(13)表面；所述绝缘盖部件(14)用以覆盖可熔导体(13)且安装于基座基板(11)。该保护元件还具有形成为台阶部(20a)的突条部(20)，所述台阶部(20a)对向于可熔导体(13)且形成在绝缘盖部件(14)的内面，并与助熔剂(19)接触以将助熔剂(19)保持于既定位置。台阶部(20a)位于绝缘盖部件(14)内面、与可熔导体(13)中央部相对向而形成。
文档编号H01H37/76GK101802953SQ20098010000
公开日2010年8月11日 申请日期2009年5月14日 优先权日2008年5月23日
发明者木村裕二, 浅田隆广, 米田吉弘, 铃木和明 申请人:新力化工与资讯产品股份有限公司