JP2000090793A - 抵抗温度ヒューズとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】過電流等により生じた熱を伝導し、確実に回路
を遮断することができ、製造工程が簡単で、小型化が容
易な抵抗温度ヒューズとその製造方法を提供する。 【解決手段】 金属フレーム材１１に抵抗体１６，１７
が固定され、この金属フレーム材１１が電極１２，１３
を構成し、抵抗体１６，１７とは絶縁された状態で抵抗
体１６，１７の熱が伝わるように設けられたヒューズワ
イヤ１８を備える。このヒューズワイヤ１８も金属フレ
ーム材１１による他の電極１２，１３に接続されてい
る。抵抗体１６，１７が接続された金属フレーム材１１
の電極１２，１３と、ヒューズワイヤ１８の両端部が接
続された他の電極１２，１３とは互いに分離されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電子部品や電子
製品等の使用中に過電流や発熱が生じたときに断線し、
回路やその他重要な部品の破損を防ぐ抵抗温度ヒューズ
とその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の抵抗温度ヒューズは、セラミック
等からなる外装容器内に、外部回路と接続するリード線
を取り付けた温度ヒューズと抵抗体とを設け、さらにこ
の外装容器内に絶縁性のセメントや樹脂等を充填したも
のであった。ここで温度ヒューズは過電流や温度の上昇
を感知し、瞬間的に断線する機能を有し、一方、抵抗体
は所定の抵抗値を有するものである。

【０００３】また抵抗体と温度ヒューズはそれぞれ外部
回路と接続するリード線を設けており、またこれらは所
定幅だけ離れて配置され、抵抗体の表面が絶縁性の樹脂
等で覆われていることから、抵抗体と温度ヒューズ間は
電気的に絶縁されていた。

【０００４】このような抵抗温度ヒューズを設けた機器
に過電流や発熱等の異常が発生した場合、リード線を介
して抵抗体と直列に接続した回路に過電流が流れると、
抵抗体が発熱する。そしてこの熱により温度ヒューズが
溶断し、温度ヒューズとリード線を介し直列に接続され
た回路が遮断される。

【０００５】また他の形態の抵抗温度ヒューズとして、
特開平９−６３４４２号公報に開示されているように、
一対の電極と、この電極を架橋するように設けられた抵
抗体を有する第一構体と、可溶体を設けた第二構体とか
らなるものも提案されている。この第一構体と第二構体
は、抵抗体と可溶体とが接触することなく配置され、第
一構体と第二構体間の隙間及び可溶体表面は絶縁部材で
覆われている。また抵抗体と接続する電極及び可溶体の
両端部にはそれぞれリード線が設けられている。

【０００６】この抵抗温度ヒューズの動作は、この抵抗
温度ヒューズを取り付けた機器に異常が発生し過電流が
流れると、抵抗体が発熱し、この熱が可溶体に伝わる。
そして、可溶体の温度が融点以上に達すると、可溶体が
溶けて切断し、第二構体とリード線を介して直列に接続
した回路が遮断される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術の前者
の場合、温度ヒューズや抵抗体の位置が外装容器内で所
定の位置からずれ、このため発熱のムラができた。また
あるいはセメントや樹脂等を挿入した際、温度ヒューズ
と抵抗体間の距離が均一にならず、温度ヒューズへの熱
の伝導や熱の応答時間にバラツキが生じた。さらに抵抗
体が発熱して生じた熱は、抵抗体の周囲の樹脂やセメン
ト、あるいは外装容器にまで広く分散されるため、抵抗
体がかなり高温の熱を発しないと温度ヒューズが作動せ
ず、熱の応答性が悪かった。

【０００８】一方上記従来の技術の後者の場合、構成部
材が多く、製造工程が複雑なことから生産性が低く、ま
た製造コストを低く押さえることが困難であった。

【０００９】この発明は上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたものであり、過電流等により生じた熱を伝導し、確
実に回路を遮断することができ、製造工程が簡単で、小
型化が容易な抵抗温度ヒューズとその製造方法を提供す
ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明の抵抗温度ヒュ
ーズは、金属フレーム材に抵抗体が固定され、この金属
フレーム材が電極を構成し、上記抵抗体とは絶縁された
状態で上記抵抗体の熱が伝わるように設けられたヒュー
ズワイヤを備え、このヒューズワイヤも上記金属フレー
ム材による他の電極に接続されている抵抗温度ヒューズ
である。

【００１１】さらにこの発明は、上記抵抗体が接続され
た金属フレーム材の電極と、上記ヒューズワイヤの両端
部が接続された他の電極とは互いに分離されている。

【００１２】またこの発明の抵抗温度ヒューズの製造方
法は、帯状の金属フレームを所定の形状に打ち抜き、上
記金属フレームの両側縁部をつなぐ複数の架橋部を形成
し、この架橋部間に抵抗体を設け、この抵抗体に近接す
る上記架橋部上に上記抵抗体とは絶縁性樹脂等による絶
縁状態でヒューズワイヤを固定する。そして、上記ヒュ
ーズワイヤの両端部を上記金属フレームの側縁部に接合
した後、上記架橋部及び上記ヒューズワイヤの両端部を
設けた上記金属フレームの一部をそれぞれ個々に切断
し、上記抵抗体と上記ヒューズワイヤとを、上記金属フ
レームによる電極上で一体に設ける抵抗温度ヒューズの
製造方法である。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て図面に基づいて説明する。図１（ｃ）は、この発明の
一実施形態の抵抗温度ヒューズ１０を示す。銅等の金属
フレーム材１１の一部からなる一対の電極１２，１３間
に、これら電極１２，１３と同様の金属フレーム１１の
一部からなる導電板１４が所定の間隔だけ電極板１２，
１３から離して絶縁状態で設けられている。この電極１
２と導電板１４、導電板１４と電極１３間にはそれぞれ
架橋するように表面実装型の抵抗体１６，１７が固定さ
れている。また、電極１２，１３及び導電板１４の一端
部に、一本のヒューズワイヤ１８が、熱伝導率のよいガ
ラスや、絶縁性樹脂の接着剤や塗料からなる絶縁体２０
を介して取り付けられている。

【００１４】ヒューズワイヤ１８は、抵抗体１６，１７
に近接した位置に絶縁体２０を介して位置し、ヒューズ
ワイヤ１８の両端部は、はんだや導電性樹脂あるいはヒ
ューズワイヤ１８の溶着により、電極１２，１３と同様
の金属フレーム材１１からなるヒューズ電極２２，２３
に接続されている。ヒューズ電極２２，２３は、電極１
２，１３とは隔離した位置で、絶縁状態で設けられてい
る。ここで、絶縁体２０は、ヒューズワイヤ１８の加熱
に対し耐熱性を有していることが望ましい。

【００１５】ヒューズワイヤ１８は、抵抗体１６，１７
の発熱により、電極１２，１３及び接着剤２０を介して
伝導された熱により所定の温度で溶けて切断する。この
切断温度は、この抵抗温度ヒューズ１０を設ける電子機
器に対応した温度の融点を有するヒューズ材料を選択す
ることにより設定する。またヒューズ電極２２，２３
は、抵抗体１６，１７に接続された回路を制御する検知
回路や制御回路に接続される。

【００１６】この抵抗温度ヒューズ１０の回路構成は、
図２に示すように、抵抗体１６，１７とヒューズ機能部
２４が並列に設けられており、各電極１２，１３及び各
ヒューズ電極２２，２３は、図示しないリード線を介し
て電子機器の回路と接続する。またこの抵抗温度ヒュー
ズ１０の動作作用は、これを設けた機器に過電流等の異
常が発生した場合、電極１２，１３に大電流が流れ、抵
抗体１６，１７が発熱する。この熱は電極１２，１３あ
るいは導電板１４から絶縁体２０を介してヒューズワイ
ヤ１８に伝わり、発生した熱がヒューズワイヤ１８の融
点以上の温度に達するとヒューズワイヤ１８が溶けて溶
断される。これによりヒューズ電極２２，２３に接続す
る回路が遮断され、図示しない制御回路等により抵抗体
１６，１７に接続された回路も遮断または電流調節がな
される。この抵抗体１６，１７で発生した熱は、隣接す
るヒューズワイヤ１８に効率的に伝わるので、熱の損失
が少なく、ヒューズワイヤ１８は高精度で確実に切断す
る。

【００１７】ヒューズワイヤ１８は、金属や合金からな
るヒューズ特性を有する金属材料であり、Ｓｎ−Ｐｂ，
Ｂｉ−Ｓｎ−Ｐｂ，Ｐｂ−Ａｕその他融点の低い合金か
らなる。また、中心導体の周囲に金属や合金あるいは多
元低融点共晶合金の被覆層を、メッキ法等により形成し
溶断性を高めた極細のワイヤでもよい。このヒューズワ
イヤ１８の融点は、例えば１３０℃〜２２０℃程度であ
る。

【００１８】また、この実施形態の抵抗体１６は、図３
に示すように、接触面積の大きい方の架橋部２９に接続
される電極３２が広く形成され、接触面積を大きくして
抵抗体１６の発熱時にその熱が伝わりやすいように形成
されている。従って、裏面電極は、接触面積が大きくと
れるものであれば良く、一対の電極の面積が等しいもの
でもよい。また、抵抗体１６の裏面電極全面を熱伝導が
良好な状態でハンダ付けするとよい。また、抵抗体１６
の周囲は、絶縁性の樹脂３４により被覆してもよい。

【００１９】次にこの実施形態の抵抗温度ヒューズ１０
の製造方法について説明する。まず図１（ａ）に示すよ
うに、銅板にハンダメッキ等を施した帯状の金属フレー
ム２６を、長手方向の両側縁部と３本の架橋部２８，２
９が近接して形成されるように所定の形状に打ち抜く。
３本の架橋部２８，２９は、これを一組として長手方向
に沿って所定のピッチで多数組形成されている。このの
ち、それぞれ２本の架橋部２８，２９間にまたがるよう
に抵抗体１６，１７を表面実装する。このとき各抵抗体
１６，１７は互いに接することなく、また架橋部２８に
より抵抗体１６，１７は直列に接続される。

【００２０】次に図１（ｂ）に示すように、略コ字状の
ヒューズワイヤ１８の両端部３０を金属フレーム２６の
側縁部に、はんだや導電性樹脂等を介して接続し、固定
する。あるいはヒューズワイヤ１８の両端部３０を溶か
し、金属フレーム２６表面に溶着して固定してもよい。
さらに、抵抗体１６，１７に近接した各架橋部２８，２
９の表面に、耐熱性を有する絶縁性樹脂等からなる絶縁
体２０を塗布し、この絶縁体２０上に略コの字状のヒュ
ーズワイヤ１８の中間部を接着し固定する。このときヒ
ューズワイヤ１８は絶縁体２０により架橋部２８，２９
と電気的に絶縁されている。

【００２１】その後、金属フレーム２６の一側縁部と架
橋部２８，２９との間を打ち抜いて金属フレーム２６の
一側縁部と架橋部２８，２９とを分離させる。さらに３
本の架橋部２８，２９の内、中央の架橋部２８とその両
側方の架橋部２９とを接続する金属フレーム２６の両側
縁部を打ち抜き、各架橋部２８，２９を切り離す。これ
により、ヒューズワイヤ１８の両端部３０が設けられた
箇所と、抵抗体１６，１７及び接着剤２０を介して固定
されたヒューズワイヤ１８を設けた架橋部２９との間を
所定幅だけ切り取る。

【００２２】これにより両側方の架橋部２９とそれに続
く側縁部は電極１２，１３を形成し、また中央の架橋部
２８は、設けられた抵抗体１６，１７により電極１２，
１３間を接続する導電板１４となる。またヒューズワイ
ヤ１８の両端部３０を設けた箇所の側縁部は、それぞれ
ヒューズ電極２２，２３となり、よって電極１２，１３
とヒューズ電極２２，２３との間が電気的に絶縁された
抵抗温度ヒューズ１０を形成する。

【００２３】そしてこの抵抗温度ヒューズ１０は、その
全面を樹脂等の保護部材３２で覆う。保護部材３２は、
ように所定の形状に樹脂で成形したり、あるいはメンブ
レンフィルムで挟持してもよい。各電極１２，１３，２
２，２３は、他の回路と接続することから、保護部材３
２からは所定幅露出しておく。

【００２４】この実施形態の抵抗温度ヒューズ１０によ
れば、構成部品数が少なく、製造工程も簡単なことか
ら、生産効率が良好で、製造コストを低く押さえること
ができる。またヒューズワイヤ１８を抵抗体１６，１７
に近接して設け、接着剤２０のみを介して抵抗体１６，
１７で生じた熱がヒューズワイヤ１８に伝わることか
ら、熱の損失が少なく、確実にヒューズワイヤ１８を切
断する。

【００２５】さらにヒューズワイヤ１８を構成する材料
に、所定の融点を有する材料を選択することにより、低
温あるいは高温で回路を切断する抵抗温度ヒューズ１０
を提供することができる。

【００２６】なおこの発明の抵抗温度ヒューズ１０とそ
の製造方法は、上記実施形態に限定されるものではな
く、図４に示すように、ヒューズワイヤ１８を蛇行させ
て、架橋部２９に固定してもよい。これにより、より確
実に熱がヒューズワイヤ１８に伝達される。また、図４
に示すように、抵抗体１６の各々に、ヒューズワイヤ１
８が近接して対応し、過剰な熱で確実に溶断するように
してもよい。

【００２７】また、金属フレーム２６は熱の電導率等に
より適宜選択することができ、また各電極１２，１３，
２２，２３の大きさや形状、あるいは電極間の間隔は、
適宜設定可能である。また、電極１２，１３の大きさや
間隔、あるいはヒューズワイヤ１８の長さや形状は、適
宜設定することにより、回路基板に直接設けることもで
きる。ヒューズワイヤは、電極に形成された透孔に挿入
して導電性材料で固定するものでもよい。さらに、ヒュ
ーズワイヤの太さや形状は問わないものであり、細長い
板状のものも含むものである。

【００２８】

【発明の効果】この発明の抵抗温度ヒューズは、抵抗体
から生じた熱が低温あるいは高温にかかわらず、効率的
にヒューズ機能部に熱を伝えて、所定の温度で確実にヒ
ューズワイヤを切断し、またヒューズワイヤと抵抗体を
近接して設けているため、ヒューズ機能の動作特性にバ
ラツキが少ない。さらに構成部品数が少ないため、小型
化が可能であり、製造工程を単純化することにより、コ
ストを低く押さえることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態の抵抗温度ヒューズの製
造工程を示す平面図（ａ）〜（ｃ）である。

【図２】この発明の一実施形態の抵抗温度ヒューズを示
す概略図である。

【図３】この発明の一実施形態の抵抗温度ヒューズの抵
抗体部分の断面図である。

【図４】この発明の他の実施形態の抵抗温度ヒューズを
示す概略図である。

【符号の説明】

１０ 抵抗温度ヒューズ １１ 金属フレーム材 １２，１３ 電極 １４ 導電板 １６，１７ 抵抗体 １８ ヒューズワイヤ ２０ 絶縁体 ２２，２３ ヒューズ電極 ２４ ヒューズ機能部 ２６ 金属フレーム ２８，２９ 架橋部 ３０ 端部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属フレーム材に抵抗体が固定され、こ
   の金属フレーム材が電極を構成し、上記抵抗体とは絶縁
   された状態で上記抵抗体の熱が伝わるように設けられた
   ヒューズワイヤを備え、このヒューズワイヤも上記金属
   フレーム材による他の電極に接続されている抵抗温度ヒ
   ューズ。
2. 【請求項２】 上記抵抗体が接続された金属フレーム材
   の電極と、上記ヒューズワイヤの両端部が接続された他
   の電極とは、互いに分離されている請求項１記載の抵抗
   温度ヒューズ。
3. 【請求項３】 帯状の金属フレームを所定の形状に打ち
   抜き、上記金属フレームの両側縁部をつなぐ複数の架橋
   部を形成し、この架橋部間に抵抗体を設け、この抵抗体
   に近接する上記架橋部上に上記抵抗体とは絶縁状態でヒ
   ューズワイヤを固定し、上記ヒューズワイヤの両端部を
   上記金属フレームの側縁部に接合した後、上記架橋部及
   び上記ヒューズワイヤの両端部を設けた上記金属フレー
   ムの一部をそれぞれ個々に切断し、上記抵抗体と上記ヒ
   ューズワイヤとを上記金属フレームによる電極上で一体
   に設ける抵抗温度ヒューズの製造方法。