JP2003013167A - 温度ヒューズ用可溶性合金および温度ヒューズ用線材および温度ヒューズ - Google Patents
温度ヒューズ用可溶性合金および温度ヒューズ用線材および温度ヒューズInfo
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- H01H2037/768—Contact member actuated by melting of fusible material, actuated due to burning of combustible material or due to explosion of explosive material characterised by the composition of the fusible material
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶融温度が１２０℃〜１３５℃で、かつ鉛を
含有しない温度ヒューズ用可溶性合金、およびこの可溶
性合金からなる温度ヒューズ用線材、およびこの線材を
用いた温度ヒューズを提供することを課題とする。 【解決手段】 本発明の温度ヒューズ用可溶性合金は、
２６重量％以上３０重量％未満のＳｎを含み、残部がＩ
ｎと不可避不純物とからなることを特徴とする。並びに
本発明の温度ヒューズ用可溶性合金は、２６重量％以上
３０重量％未満のＳｎと０．１重量％以上２重量％以下
のＡｇとを含み、残部がＩｎと不可避不純物とからなる
ことを特徴とする。また、本発明の温度ヒューズ用線材
は、上記組成を有する可溶性合金からなることを特徴と
する。さらに、本発明の温度ヒューズは、この温度ヒュ
ーズ用線材からなる温度ヒューズ素子を持つことを特徴
とする。
含有しない温度ヒューズ用可溶性合金、およびこの可溶
性合金からなる温度ヒューズ用線材、およびこの線材を
用いた温度ヒューズを提供することを課題とする。 【解決手段】 本発明の温度ヒューズ用可溶性合金は、
２６重量％以上３０重量％未満のＳｎを含み、残部がＩ
ｎと不可避不純物とからなることを特徴とする。並びに
本発明の温度ヒューズ用可溶性合金は、２６重量％以上
３０重量％未満のＳｎと０．１重量％以上２重量％以下
のＡｇとを含み、残部がＩｎと不可避不純物とからなる
ことを特徴とする。また、本発明の温度ヒューズ用線材
は、上記組成を有する可溶性合金からなることを特徴と
する。さらに、本発明の温度ヒューズは、この温度ヒュ
ーズ用線材からなる温度ヒューズ素子を持つことを特徴
とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は過度の温度上昇によ
る電気機器の熱破損を防止する温度ヒューズ、およびこ
の温度ヒューズの温度ヒューズ素子を形成する温度ヒュ
ーズ用線材、およびこの温度ヒューズ用線材を形成する
温度ヒューズ用可溶性合金に関する。
る電気機器の熱破損を防止する温度ヒューズ、およびこ
の温度ヒューズの温度ヒューズ素子を形成する温度ヒュ
ーズ用線材、およびこの温度ヒューズ用線材を形成する
温度ヒューズ用可溶性合金に関する。
【０００２】
【従来の技術】温度ヒューズは、テレビやビデオあるい
はトランスや二次電池といった電気機器の電気回路に組
み込まれている。そして、これらの電気機器が過度の温
度上昇により熱破損することを防止している。例えば、
二次電池において、何らかの事情により正極と負極とが
短絡すると、急激な放電が起こる。そしてこの放電によ
り電池は発熱する。発熱により電池が過度に昇温する
と、電池が熱破損するおそれがある。このとき、電池に
組み込まれている温度ヒューズは、周囲温度が動作温度
に到達したことを検知し、溶断する。そして、この溶断
により正極と負極との短絡を断ち、電池の温度を下降さ
せる。
はトランスや二次電池といった電気機器の電気回路に組
み込まれている。そして、これらの電気機器が過度の温
度上昇により熱破損することを防止している。例えば、
二次電池において、何らかの事情により正極と負極とが
短絡すると、急激な放電が起こる。そしてこの放電によ
り電池は発熱する。発熱により電池が過度に昇温する
と、電池が熱破損するおそれがある。このとき、電池に
組み込まれている温度ヒューズは、周囲温度が動作温度
に到達したことを検知し、溶断する。そして、この溶断
により正極と負極との短絡を断ち、電池の温度を下降さ
せる。
【０００３】ところで、温度ヒューズを構成する部材の
うち、実際に溶断するのは可溶性合金製の温度ヒューズ
素子である。したがって、温度ヒューズの動作温度と温
度ヒューズ素子を形成する可溶性合金の溶融温度とは、
ほぼ一致する。近年においては、特に動作温度が１２０
℃〜１３５℃の温度ヒューズの需要が高まっている。そ
して、従来から動作温度が１２０℃〜１３５℃の温度ヒ
ューズには、溶融温度が１２０℃〜１３５℃であるＰｂ
−Ｓｎ系合金にビスマスやカドミウムやインジウムなど
を添加させた可溶性合金が使用されていた。
うち、実際に溶断するのは可溶性合金製の温度ヒューズ
素子である。したがって、温度ヒューズの動作温度と温
度ヒューズ素子を形成する可溶性合金の溶融温度とは、
ほぼ一致する。近年においては、特に動作温度が１２０
℃〜１３５℃の温度ヒューズの需要が高まっている。そ
して、従来から動作温度が１２０℃〜１３５℃の温度ヒ
ューズには、溶融温度が１２０℃〜１３５℃であるＰｂ
−Ｓｎ系合金にビスマスやカドミウムやインジウムなど
を添加させた可溶性合金が使用されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
可溶性合金は鉛を含有している。そして近年、廃棄され
た電気機器の温度ヒューズから自然環境中に鉛が溶出す
ることが問題となっている。このため、工業材料として
可能な限り鉛を使用しないことが世界的な趨勢となって
いる。また、鉛の代替材料の検討が、業界において重要
な課題の一つとなっている。
可溶性合金は鉛を含有している。そして近年、廃棄され
た電気機器の温度ヒューズから自然環境中に鉛が溶出す
ることが問題となっている。このため、工業材料として
可能な限り鉛を使用しないことが世界的な趨勢となって
いる。また、鉛の代替材料の検討が、業界において重要
な課題の一つとなっている。
【０００５】そこで、鉛を含まない温度ヒューズ用可溶
性合金について鋭意研究を重ねた結果、本発明者は、鉛
を含まなくても１２０℃〜１３５℃の温度において溶融
する可溶性合金を得ることができるとの知見を得た。
性合金について鋭意研究を重ねた結果、本発明者は、鉛
を含まなくても１２０℃〜１３５℃の温度において溶融
する可溶性合金を得ることができるとの知見を得た。
【０００６】本発明の温度ヒューズ用可溶性合金および
温度ヒューズ用線材および温度ヒューズは、上記知見に
基づいてなされたものである。したがって、本発明は、
溶融温度が１２０℃〜１３５℃で、かつ鉛を含有しない
温度ヒューズ用可溶性合金、およびこの可溶性合金から
なる温度ヒューズ用線材（以下、適宜「線材」と称
す。）、およびこの線材からなる温度ヒューズ素子を有
する温度ヒューズを提供することを目的とする。
温度ヒューズ用線材および温度ヒューズは、上記知見に
基づいてなされたものである。したがって、本発明は、
溶融温度が１２０℃〜１３５℃で、かつ鉛を含有しない
温度ヒューズ用可溶性合金、およびこの可溶性合金から
なる温度ヒューズ用線材（以下、適宜「線材」と称
す。）、およびこの線材からなる温度ヒューズ素子を有
する温度ヒューズを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の温度ヒューズ用可溶性合金は、２６重量％
以上３０重量％未満のスズを含み、残部がインジウムと
不可避不純物とからなることを特徴とする。
め、本発明の温度ヒューズ用可溶性合金は、２６重量％
以上３０重量％未満のスズを含み、残部がインジウムと
不可避不純物とからなることを特徴とする。
【０００８】本発明の温度ヒューズ用可溶性合金は鉛を
含有しない。このため、この可溶性合金を用いた温度ヒ
ューズが廃棄されても、自然環境に与える影響は極めて
小さい。また、上記組成範囲を有する本発明の温度ヒュ
ーズ用可溶性合金は、従来の鉛を含有した可溶性合金と
同様に、１２０℃〜１３５℃の溶融温度を有する。な
お、本明細書および図面中において、重量％およびｗｔ
％とは質量（ｍａｓｓ）％を意味する。
含有しない。このため、この可溶性合金を用いた温度ヒ
ューズが廃棄されても、自然環境に与える影響は極めて
小さい。また、上記組成範囲を有する本発明の温度ヒュ
ーズ用可溶性合金は、従来の鉛を含有した可溶性合金と
同様に、１２０℃〜１３５℃の溶融温度を有する。な
お、本明細書および図面中において、重量％およびｗｔ
％とは質量（ｍａｓｓ）％を意味する。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の温度ヒューズ用可
溶性合金および温度ヒューズ用線材および温度ヒューズ
の実施の形態について説明する。
溶性合金および温度ヒューズ用線材および温度ヒューズ
の実施の形態について説明する。
【００１０】〈温度ヒューズ用可溶性合金〉第一に、本
発明の温度ヒューズ用可溶性合金について説明する。本
発明の可溶性合金は、不可避不純物を除外すれば、スズ
（Ｓｎ）とインジウム（Ｉｎ）とから形成されている。
発明の温度ヒューズ用可溶性合金について説明する。本
発明の可溶性合金は、不可避不純物を除外すれば、スズ
（Ｓｎ）とインジウム（Ｉｎ）とから形成されている。
【００１１】まず、可溶性合金にＳｎとＩｎとを含有さ
せた理由について説明する。Ｓｎを可溶性合金に含有さ
せた理由は、Ｓｎを含有させると可溶性合金の濡れ性が
向上するからである。また、Ｉｎを可溶性合金に含有さ
せた理由は、Ｉｎは可溶性合金の溶融温度を低下させる
効果が大きいからである。
せた理由について説明する。Ｓｎを可溶性合金に含有さ
せた理由は、Ｓｎを含有させると可溶性合金の濡れ性が
向上するからである。また、Ｉｎを可溶性合金に含有さ
せた理由は、Ｉｎは可溶性合金の溶融温度を低下させる
効果が大きいからである。
【００１２】次に、可溶性合金の溶融温度と液相化温度
および固相化温度との関係について説明する。温度ヒュ
ーズ素子が加熱され溶断する場合、つまり可溶性合金が
加熱され溶融する場合、一般的には固相→固液共存相→
液相の順に相状態が変化していく。ここで、固相と固液
共存相との境界温度が固相化温度である。また、固液共
存相と液相との境界温度が液相化温度である。可溶性合
金の溶融温度は、これら固相化温度と液相化温度との間
のいずれかに存在する。なお、固液共存相において、固
相に対する液相の割合が大きい方が、より温度ヒューズ
素子は溶断しやすい。このため、可溶性合金の溶融温度
は、固相化温度と液相化温度との間であって、かつ液相
化温度近傍に存在する場合が多い。例えば、可溶性合金
の固相化温度が１００℃、液相化温度が１３０℃の場
合、溶融温度は１００℃〜１３０℃の間であって、かつ
１３０℃近傍に存在する場合が多い。
および固相化温度との関係について説明する。温度ヒュ
ーズ素子が加熱され溶断する場合、つまり可溶性合金が
加熱され溶融する場合、一般的には固相→固液共存相→
液相の順に相状態が変化していく。ここで、固相と固液
共存相との境界温度が固相化温度である。また、固液共
存相と液相との境界温度が液相化温度である。可溶性合
金の溶融温度は、これら固相化温度と液相化温度との間
のいずれかに存在する。なお、固液共存相において、固
相に対する液相の割合が大きい方が、より温度ヒューズ
素子は溶断しやすい。このため、可溶性合金の溶融温度
は、固相化温度と液相化温度との間であって、かつ液相
化温度近傍に存在する場合が多い。例えば、可溶性合金
の固相化温度が１００℃、液相化温度が１３０℃の場
合、溶融温度は１００℃〜１３０℃の間であって、かつ
１３０℃近傍に存在する場合が多い。
【００１３】次に、本発明の可溶性合金の組成範囲を、
Ｓｎが２６重量％以上３０重量％未満、残部がＩｎと不
可避不純物とした理由について説明する。
Ｓｎが２６重量％以上３０重量％未満、残部がＩｎと不
可避不純物とした理由について説明する。
【００１４】まず、Ｓｎの含有割合を２６重量％以上と
した理由について説明する。図１にＩｎ−Ｓｎ合金の状
態図を示す。Ｓｎの含有割合が２６重量％未満だと、図
に示すように、液相化温度、つまり溶融温度が１３５℃
を超えるおそれがある。また、Ｓｎ含有割合が２６重量
％未満だと、Ｓｎの有する濡れ性改善効果が可溶性合金
に充分発現しない。さらに、Ｓｎの含有割合が２６重量
％未満になると、すなわちＩｎの含有割合が７４重量％
を超えると、Ｉｎの有する延性が高く柔らかいという性
質が可溶性合金に過度に発現し、合金の加工性が低下す
る。加えてＩｎはＳｎと比較して非常に高価である。以
上の理由により、Ｓｎの含有割合を１重量％以上とし
た。
した理由について説明する。図１にＩｎ−Ｓｎ合金の状
態図を示す。Ｓｎの含有割合が２６重量％未満だと、図
に示すように、液相化温度、つまり溶融温度が１３５℃
を超えるおそれがある。また、Ｓｎ含有割合が２６重量
％未満だと、Ｓｎの有する濡れ性改善効果が可溶性合金
に充分発現しない。さらに、Ｓｎの含有割合が２６重量
％未満になると、すなわちＩｎの含有割合が７４重量％
を超えると、Ｉｎの有する延性が高く柔らかいという性
質が可溶性合金に過度に発現し、合金の加工性が低下す
る。加えてＩｎはＳｎと比較して非常に高価である。以
上の理由により、Ｓｎの含有割合を１重量％以上とし
た。
【００１５】次に、Ｓｎの含有割合を３０重量％未満に
限定した理由について説明する。Ｓｎ含有割合が３０重
量％以上となると、図に示すように、液相化温度が１２
０℃未満となるおそれがある。また、Ｓｎの含有割合が
３０重量％を超えると、すなわちＩｎの含有割合が７０
重量％未満となると、可溶性合金が硬く脆くなり加工性
が低下するおそれがある。以上の理由により、Ｓｎの含
有割合を３０重量％未満とした。
限定した理由について説明する。Ｓｎ含有割合が３０重
量％以上となると、図に示すように、液相化温度が１２
０℃未満となるおそれがある。また、Ｓｎの含有割合が
３０重量％を超えると、すなわちＩｎの含有割合が７０
重量％未満となると、可溶性合金が硬く脆くなり加工性
が低下するおそれがある。以上の理由により、Ｓｎの含
有割合を３０重量％未満とした。
【００１６】また、本発明の可溶性合金は、上記Ｓｎ、
Ｉｎに、さらに銀（Ａｇ）を含有させる構成としてもよ
い。そしてこの場合、組成範囲は、Ｓｎを２６重量％以
上３０重量％未満、Ａｇを０．１重量％以上２重量％以
下、残部をＩｎと不可避不純物とするのが適当である。
Ｉｎに、さらに銀（Ａｇ）を含有させる構成としてもよ
い。そしてこの場合、組成範囲は、Ｓｎを２６重量％以
上３０重量％未満、Ａｇを０．１重量％以上２重量％以
下、残部をＩｎと不可避不純物とするのが適当である。
【００１７】Ａｇを含有させる理由は、Ａｇを含有させ
ると可溶性合金の濡れ性がさらに向上するからである。
また例えばＡｇ3Ｓｎのような金属間化合物が合金組織
中に緻密に分散するため、可溶性合金の機械的強度が向
上するからである。ここで、Ａｇ含有割合を０．１重量
％以上としたのは、０．１重量％未満だとＡｇの濡れ性
向上効果、および機械的強度向上効果が充分に得られな
いからである。また、Ａｇ含有割合を２重量％以下とし
たのは、２重量％を超えると金属間化合物が増えすぎて
却って可溶性合金の機械的強度が低下し脆化するおそれ
があるからである。さらにＡｇはＳｎと比較して高価だ
からである。
ると可溶性合金の濡れ性がさらに向上するからである。
また例えばＡｇ3Ｓｎのような金属間化合物が合金組織
中に緻密に分散するため、可溶性合金の機械的強度が向
上するからである。ここで、Ａｇ含有割合を０．１重量
％以上としたのは、０．１重量％未満だとＡｇの濡れ性
向上効果、および機械的強度向上効果が充分に得られな
いからである。また、Ａｇ含有割合を２重量％以下とし
たのは、２重量％を超えると金属間化合物が増えすぎて
却って可溶性合金の機械的強度が低下し脆化するおそれ
があるからである。さらにＡｇはＳｎと比較して高価だ
からである。
【００１８】以上、本発明の温度ヒューズ用可溶性合金
の組成について説明した。本発明の温度ヒューズ用可溶
性合金によると、上記いずれかの組成範囲内において、
Ｓｎ、Ｉｎ、またはＡｇの含有割合を調整することによ
り、合金の溶融温度を自在にコントロールすることがで
きる。そして１２０℃〜１３５℃の任意の動作温度に対
応する温度ヒューズ用線材および温度ヒューズを提供す
ることができる。
の組成について説明した。本発明の温度ヒューズ用可溶
性合金によると、上記いずれかの組成範囲内において、
Ｓｎ、Ｉｎ、またはＡｇの含有割合を調整することによ
り、合金の溶融温度を自在にコントロールすることがで
きる。そして１２０℃〜１３５℃の任意の動作温度に対
応する温度ヒューズ用線材および温度ヒューズを提供す
ることができる。
【００１９】〈温度ヒューズ用線材〉第二に、本発明の
温度ヒューズ用線材について説明する。本発明の温度ヒ
ューズ用線材は、上記組成範囲を有する温度ヒューズ用
可溶性合金により形成されている。本発明の線材は、従
来から線材の製造に用いられてきた種々の方法により製
造することができる。その一例として、引抜き法により
Ｓｎ−Ａｇ−Ｉｎ合金からなる線材を作製する場合につ
いて説明する。
温度ヒューズ用線材について説明する。本発明の温度ヒ
ューズ用線材は、上記組成範囲を有する温度ヒューズ用
可溶性合金により形成されている。本発明の線材は、従
来から線材の製造に用いられてきた種々の方法により製
造することができる。その一例として、引抜き法により
Ｓｎ−Ａｇ−Ｉｎ合金からなる線材を作製する場合につ
いて説明する。
【００２０】引抜き法は、線材を形成する可溶性合金の
原料を溶融炉に配合する原料配合工程、配合した原料を
溶融させ合金を調製し型に流し込みビレットを作るビレ
ット作製工程、ビレットから粗線材を作製する粗線材作
製工程、粗線材を細線化し線材を作製する細線化工程か
らなる。
原料を溶融炉に配合する原料配合工程、配合した原料を
溶融させ合金を調製し型に流し込みビレットを作るビレ
ット作製工程、ビレットから粗線材を作製する粗線材作
製工程、粗線材を細線化し線材を作製する細線化工程か
らなる。
【００２１】まず、原料配合工程では、線材の原料であ
るＳｎ、Ａｇ、Ｉｎの地金を所望の組成となるように秤
量、配合し溶融炉に投入する。次に、ビレット作製工程
では、配合原料を４００〜４５０℃の温度下で溶融させ
Ｓｎ−Ａｇ−Ｉｎ合金を調製する。そしてこの溶融状態
の調製合金を型に流し込み、柱状のビレットを作製す
る。次に、粗線材作製工程では、型からビレットを取り
出し、押出し成形機により押し出し成形することで線径
の大きい粗線材を作製する。最後に、細線化工程では、
この粗線材を引抜き成形機にかけ、成形機の型に設けら
れたダイス隙間から引き抜くことにより粗線材の線径の
小径化、つまり細線化を行う。この細線化は、具体的に
は粗線材を直列に並んだ複数のダイス隙間に通すことに
より行う。ダイス隙間は下流側ほど小径に設定されてい
る。このため、粗線材は複数のダイス隙間を通る間に徐
々に細線化される。したがって、粗線材を通過させるダ
イス隙間の数を増減することで、線材の線径を調整する
ことができる。
るＳｎ、Ａｇ、Ｉｎの地金を所望の組成となるように秤
量、配合し溶融炉に投入する。次に、ビレット作製工程
では、配合原料を４００〜４５０℃の温度下で溶融させ
Ｓｎ−Ａｇ−Ｉｎ合金を調製する。そしてこの溶融状態
の調製合金を型に流し込み、柱状のビレットを作製す
る。次に、粗線材作製工程では、型からビレットを取り
出し、押出し成形機により押し出し成形することで線径
の大きい粗線材を作製する。最後に、細線化工程では、
この粗線材を引抜き成形機にかけ、成形機の型に設けら
れたダイス隙間から引き抜くことにより粗線材の線径の
小径化、つまり細線化を行う。この細線化は、具体的に
は粗線材を直列に並んだ複数のダイス隙間に通すことに
より行う。ダイス隙間は下流側ほど小径に設定されてい
る。このため、粗線材は複数のダイス隙間を通る間に徐
々に細線化される。したがって、粗線材を通過させるダ
イス隙間の数を増減することで、線材の線径を調整する
ことができる。
【００２２】引抜き法では、押し出し成形工程の後に、
引抜き成形を行う細線化工程が設定されている。この引
き抜き法のように、引抜き成形を行う工程を持つ製造方
法の利点は、他の製造方法、例えば押し出し成形工程の
みを有する製造方法と比較して、より線径の細い線材を
作製できる点である。ここで、可溶性合金、すなわち粗
線材中のＩｎ含有割合が低いと、あるいはＡｇ含有割合
が高いと、引抜き成形を行う工程において、脆性により
粗線材が切れるおそれがある。この点、本発明の温度ヒ
ューズ用線材は、ＩｎおよびＡｇの含有割合が適切なた
め、適度の延性を有する。したがって、引抜き成形を行
う工程を有する製造方法により作製することができる。
このため、本発明の温度ヒューズ用線材は、線径の細線
化が容易である。本発明の線材は、例えばボビンなどに
巻回して収納する場合でも巻回数を多くすることがで
き、収納性に優れている。
引抜き成形を行う細線化工程が設定されている。この引
き抜き法のように、引抜き成形を行う工程を持つ製造方
法の利点は、他の製造方法、例えば押し出し成形工程の
みを有する製造方法と比較して、より線径の細い線材を
作製できる点である。ここで、可溶性合金、すなわち粗
線材中のＩｎ含有割合が低いと、あるいはＡｇ含有割合
が高いと、引抜き成形を行う工程において、脆性により
粗線材が切れるおそれがある。この点、本発明の温度ヒ
ューズ用線材は、ＩｎおよびＡｇの含有割合が適切なた
め、適度の延性を有する。したがって、引抜き成形を行
う工程を有する製造方法により作製することができる。
このため、本発明の温度ヒューズ用線材は、線径の細線
化が容易である。本発明の線材は、例えばボビンなどに
巻回して収納する場合でも巻回数を多くすることがで
き、収納性に優れている。
【００２３】また近年においては、電気機器の小型化の
要請から、温度ヒューズの小型化が急務となっている。
そして温度ヒューズの小型化のため、温度ヒューズに用
いられる線材も細線化されている。特に断面積が０．３
ｍｍ2以下の線材は需要が高い。この点、本発明の温度
ヒューズ用線材は細線化が容易である。このため、特別
な成形装置などを用いることなく、断面積が０．３ｍｍ
2以下の線材を得ることができる。
要請から、温度ヒューズの小型化が急務となっている。
そして温度ヒューズの小型化のため、温度ヒューズに用
いられる線材も細線化されている。特に断面積が０．３
ｍｍ2以下の線材は需要が高い。この点、本発明の温度
ヒューズ用線材は細線化が容易である。このため、特別
な成形装置などを用いることなく、断面積が０．３ｍｍ
2以下の線材を得ることができる。
【００２４】なお、本発明の線材の断面形状は特に限定
するものではない。すなわち断面が真円状のものは勿
論、楕円状あるいは多角形状など従来から用いられてい
る様々の形状とすることができる。
するものではない。すなわち断面が真円状のものは勿
論、楕円状あるいは多角形状など従来から用いられてい
る様々の形状とすることができる。
【００２５】〈温度ヒューズ〉第三に、本発明の温度ヒ
ューズについて説明する。図２に本発明の温度ヒューズ
の一例として筒型温度ヒューズの断面図を示す。
ューズについて説明する。図２に本発明の温度ヒューズ
の一例として筒型温度ヒューズの断面図を示す。
【００２６】まず、温度ヒューズ１の構成について説明
する。温度ヒューズ１は、温度ヒューズ素子１０とリー
ド線１３とフラックス１１とセラミックケース１２とか
らなる。温度ヒューズ素子１０は、長手方向両端にこぶ
のある棒状、すなわちダンベル状を呈している。この温
度ヒューズ素子１０は本発明の線材からなる。リード線
１３は、温度ヒューズ素子１０の長手方向両端に接合さ
れている。リード線１３は銅製である。フラックス１１
は、ヒューズ素子１０の表面を覆って配置されている。
フラックス１１は、松脂を主成分とし、これに活性剤や
チキソ剤などを添加したものである。このフラックス１
１は、活性の高い温度ヒューズ素子１０の表面に酸化膜
が形成されるのを抑制する役割を有する。またフラック
ス１１は、温度ヒューズ素子１０が溶断したとき溶断面
を包み込み、再び溶断面同士がつながるのを防止する役
割を有する。セラミックケース１２は円筒状を呈してお
り、上記温度ヒューズ素子１０、リード線１３、フラッ
クス１１を密閉収納して設置されている。セラミックケ
ース１２は、これらの部材を保護する役割を有する。ま
たセラミックケース１２は、温度ヒューズ素子１０が溶
断し、可溶性合金が液化した際、この液状の可溶性合金
が電気回路に漏出するのを防止する役割を有する。
する。温度ヒューズ１は、温度ヒューズ素子１０とリー
ド線１３とフラックス１１とセラミックケース１２とか
らなる。温度ヒューズ素子１０は、長手方向両端にこぶ
のある棒状、すなわちダンベル状を呈している。この温
度ヒューズ素子１０は本発明の線材からなる。リード線
１３は、温度ヒューズ素子１０の長手方向両端に接合さ
れている。リード線１３は銅製である。フラックス１１
は、ヒューズ素子１０の表面を覆って配置されている。
フラックス１１は、松脂を主成分とし、これに活性剤や
チキソ剤などを添加したものである。このフラックス１
１は、活性の高い温度ヒューズ素子１０の表面に酸化膜
が形成されるのを抑制する役割を有する。またフラック
ス１１は、温度ヒューズ素子１０が溶断したとき溶断面
を包み込み、再び溶断面同士がつながるのを防止する役
割を有する。セラミックケース１２は円筒状を呈してお
り、上記温度ヒューズ素子１０、リード線１３、フラッ
クス１１を密閉収納して設置されている。セラミックケ
ース１２は、これらの部材を保護する役割を有する。ま
たセラミックケース１２は、温度ヒューズ素子１０が溶
断し、可溶性合金が液化した際、この液状の可溶性合金
が電気回路に漏出するのを防止する役割を有する。
【００２７】次に、温度ヒューズ１の動作について説明
する。何らかの事情により、温度ヒューズ１の周辺温度
が上昇し温度ヒューズ１の動作温度に達すると、温度ヒ
ューズ素子１０は溶断する。そして溶断した温度ヒュー
ズ素子１０の溶断面をフラックス１１が覆う。これによ
り温度ヒューズ１０両端に接合されたリード線１３間の
電気的導通を遮断する。
する。何らかの事情により、温度ヒューズ１の周辺温度
が上昇し温度ヒューズ１の動作温度に達すると、温度ヒ
ューズ素子１０は溶断する。そして溶断した温度ヒュー
ズ素子１０の溶断面をフラックス１１が覆う。これによ
り温度ヒューズ１０両端に接合されたリード線１３間の
電気的導通を遮断する。
【００２８】次に、温度ヒューズ１の製造方法について
説明する。温度ヒューズ１は、従来から温度ヒューズの
製造に用いられている種々の方法により製造することが
できる。例えば、まず上記温度ヒューズ用線材を切断し
温度ヒューズ素子１０を作製する。次に、作製した温度
ヒューズ素子１０の両端をレーザにより半溶融状態と
し、この両端にリード線１３を接合する。それから、温
度ヒューズ素子１０の表面にフラックス１１を塗布す
る。そして最後に、この温度ヒューズ素子１０とリード
線１３とフラックス１１との接合体を、セラミックケー
ス１２内に封入、収納する。以上のような方法により製
造することができる。
説明する。温度ヒューズ１は、従来から温度ヒューズの
製造に用いられている種々の方法により製造することが
できる。例えば、まず上記温度ヒューズ用線材を切断し
温度ヒューズ素子１０を作製する。次に、作製した温度
ヒューズ素子１０の両端をレーザにより半溶融状態と
し、この両端にリード線１３を接合する。それから、温
度ヒューズ素子１０の表面にフラックス１１を塗布す
る。そして最後に、この温度ヒューズ素子１０とリード
線１３とフラックス１１との接合体を、セラミックケー
ス１２内に封入、収納する。以上のような方法により製
造することができる。
【００２９】本発明の温度ヒューズに組み込まれる温度
ヒューズ素子は、適度な延性および硬度を持っている。
このため機械的な衝撃などにより断線するおそれが小さ
い。また、この温度ヒューズ素子は濡れ性が高い。した
がってリード線との接合性が良好で、機械的な衝撃など
により温度ヒューズ素子がリード線から分離するおそれ
が小さい。このため本発明の温度ヒューズは機械的衝撃
に対する信頼性が高い。
ヒューズ素子は、適度な延性および硬度を持っている。
このため機械的な衝撃などにより断線するおそれが小さ
い。また、この温度ヒューズ素子は濡れ性が高い。した
がってリード線との接合性が良好で、機械的な衝撃など
により温度ヒューズ素子がリード線から分離するおそれ
が小さい。このため本発明の温度ヒューズは機械的衝撃
に対する信頼性が高い。
【００３０】なお、本発明の温度ヒューズの形状は、図
に示す筒型ヒューズの他、従来から用いられている様々
の形状に具現化することができる。例えば温度ヒューズ
素子とリード線とフラックスとの接合体を、二枚の絶縁
板で挟持したカード型温度ヒューズとして具現化しても
よい。
に示す筒型ヒューズの他、従来から用いられている様々
の形状に具現化することができる。例えば温度ヒューズ
素子とリード線とフラックスとの接合体を、二枚の絶縁
板で挟持したカード型温度ヒューズとして具現化しても
よい。
【００３１】〈その他〉以上、本発明の温度ヒューズ用
可溶性合金、温度ヒューズ用線材、温度ヒューズの実施
形態について説明した。しかしながら、実施形態は上記
形態に限定されるものではない。当業者が行いうる種々
の変形的形態あるいは改良的形態で実施してもよい。
可溶性合金、温度ヒューズ用線材、温度ヒューズの実施
形態について説明した。しかしながら、実施形態は上記
形態に限定されるものではない。当業者が行いうる種々
の変形的形態あるいは改良的形態で実施してもよい。
【００３２】
【実施例】上記実施形態に基づいて、所定の組成を有す
る可溶性合金からなるインゴットを作製した。そしてこ
のインゴットから粉末サンプルと線材サンプルとを採取
した。これら二つのサンプルのうち、粉末サンプルによ
り可溶性合金の溶融温度特性を測定した。また線材サン
プルにより、可溶性合金からなる線材の溶断温度特性を
測定した。
る可溶性合金からなるインゴットを作製した。そしてこ
のインゴットから粉末サンプルと線材サンプルとを採取
した。これら二つのサンプルのうち、粉末サンプルによ
り可溶性合金の溶融温度特性を測定した。また線材サン
プルにより、可溶性合金からなる線材の溶断温度特性を
測定した。
【００３３】〈サンプルの作製方法〉
（１）実施例１−１、実施例１−２
実施例１−１および実施例１−２のサンプルは、２８重
量％のＳｎ、７２重量％のＩｎという組成を有する可溶
性合金からなる。これらのサンプルは以下の方法により
作製した。まず、純度９９．９９％のＳｎ、純度９９．
９９％のＩｎを所定量秤量し、溶融炉に投入した。次
に、投入したＳｎ、Ｉｎを３００℃の温度下で溶融攪拌
し合金の調製を行った。そして調製後の合金を型に流し
込み放冷および脱型することでインゴットを作製した。
量％のＳｎ、７２重量％のＩｎという組成を有する可溶
性合金からなる。これらのサンプルは以下の方法により
作製した。まず、純度９９．９９％のＳｎ、純度９９．
９９％のＩｎを所定量秤量し、溶融炉に投入した。次
に、投入したＳｎ、Ｉｎを３００℃の温度下で溶融攪拌
し合金の調製を行った。そして調製後の合金を型に流し
込み放冷および脱型することでインゴットを作製した。
【００３４】このようにして作製したインゴットから質
量１ｇの粉末サンプルを採取した。そして、このサンプ
ルを実施例１−１とした。また同様に、インゴットから
断面積０．１２ｍｍ2の線材サンプルを作製した。なお
線材サンプルの作製は、前述した引抜き法により行っ
た。そして、このサンプルを実施例１−２とした。な
お、調整後の合金を型に流し込む際、化学分析にて合金
組成の確認を行った。
量１ｇの粉末サンプルを採取した。そして、このサンプ
ルを実施例１−１とした。また同様に、インゴットから
断面積０．１２ｍｍ2の線材サンプルを作製した。なお
線材サンプルの作製は、前述した引抜き法により行っ
た。そして、このサンプルを実施例１−２とした。な
お、調整後の合金を型に流し込む際、化学分析にて合金
組成の確認を行った。
【００３５】（２）実施例２−１
実施例２−１のサンプルは、２８重量％のＳｎ、７１重
量％のＩｎ、１重量％のＡｇという組成を有する可溶性
合金からなる。実施例２−１のサンプルは、実施例１−
１のサンプルと同様の方法により作製した。
量％のＩｎ、１重量％のＡｇという組成を有する可溶性
合金からなる。実施例２−１のサンプルは、実施例１−
１のサンプルと同様の方法により作製した。
【００３６】実施例２−１のサンプルの質量は、実施例
１−１のサンプルの質量と同量とした。なお、実施例２
−１のサンプルも、実施例１−１のサンプルと同様に、
化学分析にて合金組成の確認を行った。
１−１のサンプルの質量と同量とした。なお、実施例２
−１のサンプルも、実施例１−１のサンプルと同様に、
化学分析にて合金組成の確認を行った。
【００３７】〈測定方法〉
（１）可溶性合金の溶融温度特性の測定
測定に用いたサンプルは、実施例１−１、２−１の粉末
サンプルである。測定は、これらのサンプルを、加熱炉
にて徐々に加熱し、熱分析計（以下、「ＴＡ」と称
す。）、示差走査熱量計（以下、「ＤＳＣ」と称す。）
を用いて溶融温度特性を調べることにより行った。また
加熱炉の昇温パターンは、測定前の温度を４０℃、昇温
速度を毎分１０℃とした。
サンプルである。測定は、これらのサンプルを、加熱炉
にて徐々に加熱し、熱分析計（以下、「ＴＡ」と称
す。）、示差走査熱量計（以下、「ＤＳＣ」と称す。）
を用いて溶融温度特性を調べることにより行った。また
加熱炉の昇温パターンは、測定前の温度を４０℃、昇温
速度を毎分１０℃とした。
【００３８】（２）線材の溶断温度特性の測定
測定に用いたサンプルは、実施例１−２の線材サンプル
である。測定は、電流を流すことによりサンプルを加熱
し、サンプルが完全に溶断したときの温度を調べること
により行った。なお溶断温度のばらつきを調べるため、
サンプルを複数本作製した。そして測定も複数回繰り返
し行った。
である。測定は、電流を流すことによりサンプルを加熱
し、サンプルが完全に溶断したときの温度を調べること
により行った。なお溶断温度のばらつきを調べるため、
サンプルを複数本作製した。そして測定も複数回繰り返
し行った。
【００３９】〈測定結果〉
（１）可溶性合金の溶融温度特性の測定結果
実施例１−１のサンプルを昇温したときの、ＴＡによる
測定結果を図３に示す。図中、測定曲線において昇温し
てもサンプルの温度が上昇しない部分、すなわち測定曲
線の傾きが平らになっている部分は、サンプルを形成す
る可溶性合金が、固相から固液共存相に、または固液共
存相から液相に相変化している部分である。したがっ
て、このときの温度が固相化温度または液相化温度に相
当する。図から、温度が約１３０℃のとき測定曲線の傾
きが平らになっているのが判る。
測定結果を図３に示す。図中、測定曲線において昇温し
てもサンプルの温度が上昇しない部分、すなわち測定曲
線の傾きが平らになっている部分は、サンプルを形成す
る可溶性合金が、固相から固液共存相に、または固液共
存相から液相に相変化している部分である。したがっ
て、このときの温度が固相化温度または液相化温度に相
当する。図から、温度が約１３０℃のとき測定曲線の傾
きが平らになっているのが判る。
【００４０】また、ＤＳＣによる測定結果を図４に示
す。図中、測定曲線は下方に突出するピークを示してい
る。このピーク開始点は、サンプルを形成する可溶性合
金が、固相から固液共存相に相変化する点に相当する。
したがって、このときの温度が固相化温度である。図か
ら、温度が約１２９℃のときに測定曲線にピーク開始点
があることが判る。
す。図中、測定曲線は下方に突出するピークを示してい
る。このピーク開始点は、サンプルを形成する可溶性合
金が、固相から固液共存相に相変化する点に相当する。
したがって、このときの温度が固相化温度である。図か
ら、温度が約１２９℃のときに測定曲線にピーク開始点
があることが判る。
【００４１】これらのことから、実施例１−１のサンプ
ルを形成する可溶性合金は、約１２９℃で固相から固液
共存相に、約１３０℃で固液共存相から液相に相変化す
ることが判る。すなわち、実施例１−１においては約１
２９℃が固相化温度、約１３０℃が液相化温度であるこ
とが判る。また、△Ｔは約１℃であることが判る。
ルを形成する可溶性合金は、約１２９℃で固相から固液
共存相に、約１３０℃で固液共存相から液相に相変化す
ることが判る。すなわち、実施例１−１においては約１
２９℃が固相化温度、約１３０℃が液相化温度であるこ
とが判る。また、△Ｔは約１℃であることが判る。
【００４２】同様に実施例２−１のサンプルを昇温した
ときの、ＴＡによる測定結果を図５に示す。図から、温
度が約１２０℃のとき、および１２４℃のとき測定曲線
の傾きが平らになっているのが判る。また、ＤＳＣによ
る測定結果を図６に示す。図から、温度が約１２０℃の
ときに測定曲線にピーク開始点があることが判る。すな
わち、実施例２−１においては約１２０℃が固相化温
度、約１２４℃が液相化温度であり、△Ｔは約４℃であ
ることが判る。
ときの、ＴＡによる測定結果を図５に示す。図から、温
度が約１２０℃のとき、および１２４℃のとき測定曲線
の傾きが平らになっているのが判る。また、ＤＳＣによ
る測定結果を図６に示す。図から、温度が約１２０℃の
ときに測定曲線にピーク開始点があることが判る。すな
わち、実施例２−１においては約１２０℃が固相化温
度、約１２４℃が液相化温度であり、△Ｔは約４℃であ
ることが判る。
【００４３】以上の測定結果から各サンプルの組成、固
相化温度、液相化温度、△Ｔをまとめて表１に示す。
相化温度、液相化温度、△Ｔをまとめて表１に示す。
【００４４】
【表１】
【００４５】表１から、これらのサンプルの液相化温度
は、いずれも１２０℃以上１３５℃以下であることが判
る。またこれらのサンプルの△Ｔは、いずれも４℃以内
と小さいことが判る。
は、いずれも１２０℃以上１３５℃以下であることが判
る。またこれらのサンプルの△Ｔは、いずれも４℃以内
と小さいことが判る。
【００４６】（２）線材の溶断温度特性の測定結果
実施例１−２のサンプルに電流を流し、サンプルが完全
に溶断したときの温度を溶断温度とした。溶断温度の測
定は、上述したように複数回行った。そして、サンプル
の溶断温度の平均値を算出した。サンプルの組成、溶断
温度をまとめて表２に示す。
に溶断したときの温度を溶断温度とした。溶断温度の測
定は、上述したように複数回行った。そして、サンプル
の溶断温度の平均値を算出した。サンプルの組成、溶断
温度をまとめて表２に示す。
【００４７】
【表２】
【００４８】表２から、実施例１−２のサンプルの溶断
温度は１２９℃であり、すなわち１２０℃から１３５℃
の間にあることが判る。またサンプルの溶断温度のばら
つきは±２℃以下と極めて小さいことが判る。
温度は１２９℃であり、すなわち１２０℃から１３５℃
の間にあることが判る。またサンプルの溶断温度のばら
つきは±２℃以下と極めて小さいことが判る。
【００４９】
【発明の効果】本発明によると、鉛を含有せずかつ１２
０℃以上１３５℃以下の溶融温度を有する温度ヒューズ
用可溶性合金、およびこの可溶性合金から形成された温
度ヒューズ用線材、およびこの線材から形成された温度
ヒューズ素子を有する温度ヒューズを提供することがで
きる。
０℃以上１３５℃以下の溶融温度を有する温度ヒューズ
用可溶性合金、およびこの可溶性合金から形成された温
度ヒューズ用線材、およびこの線材から形成された温度
ヒューズ素子を有する温度ヒューズを提供することがで
きる。
【図１】 Ｉｎ−Ｓｎ合金の液相面図である。
【図２】 温度ヒューズの断面図である。
【図３】 実施例１−１のＴＡによる測定結果を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図４】 実施例１−１のＤＳＣによる測定結果を示す
グラフである。
グラフである。
【図５】 実施例２−１のＴＡによる測定結果を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図６】 実施例２−１のＤＳＣによる測定結果を示す
グラフである。
グラフである。
１：温度ヒューズ、１０：ヒューズ素子、１１：フラッ
クス、１２：セラミックケース、１３：リード線。
クス、１２：セラミックケース、１３：リード線。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 杉浦 正洋
愛知県名古屋市緑区鳴海町字長田75番地の
１ ソルダーコート株式会社内
(72)発明者 久保田 敏弘
愛知県名古屋市緑区鳴海町字長田75番地の
１ ソルダーコート株式会社内
(72)発明者 加藤 伸一
東京都武蔵村山市伊奈平２丁目34番地の１
安全電具株式会社内
(72)発明者 勝本 憲幸
東京都武蔵村山市伊奈平２丁目34番地の１
安全電具株式会社内
Ｆターム(参考） 5G502 AA02 AA20 BB01
Claims (4)
- 【請求項１】 ２６重量％以上３０重量％未満のスズを
含み、残部がインジウムと不可避不純物とからなる温度
ヒューズ用可溶性合金。 - 【請求項２】 ２６重量％以上３０重量％未満のスズと
０．１重量％以上２重量％以下の銀とを含み、残部がイ
ンジウムと不可避不純物とからなる温度ヒューズ用可溶
性合金。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の温度ヒ
ューズ用可溶性合金により形成された温度ヒューズ用線
材。 - 【請求項４】 請求項３に記載の温度ヒューズ用線材に
より形成された温度ヒューズ素子を有する温度ヒュー
ズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001196835A JP2003013167A (ja) | 2001-06-28 | 2001-06-28 | 温度ヒューズ用可溶性合金および温度ヒューズ用線材および温度ヒューズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001196835A JP2003013167A (ja) | 2001-06-28 | 2001-06-28 | 温度ヒューズ用可溶性合金および温度ヒューズ用線材および温度ヒューズ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003013167A true JP2003013167A (ja) | 2003-01-15 |
Family
ID=19034563
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001196835A Pending JP2003013167A (ja) | 2001-06-28 | 2001-06-28 | 温度ヒューズ用可溶性合金および温度ヒューズ用線材および温度ヒューズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003013167A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1383149A2 (en) * | 2002-07-16 | 2004-01-21 | Uchihashi Estec Co., Ltd. | Alloy type thermal fuse and wire member for a thermal fuse element |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6114096A (ja) * | 1984-06-29 | 1986-01-22 | Fujitsu Ltd | コネクタ接点用半田合金 |
| JPH1125829A (ja) * | 1997-07-04 | 1999-01-29 | Yazaki Corp | 温度ヒューズ及び車両用ワイヤハーネスの異常検出装置 |
| JP2001126903A (ja) * | 1995-02-28 | 2001-05-11 | Sony Chem Corp | 保護素子 |
| JP2001143592A (ja) * | 1999-11-18 | 2001-05-25 | Uchihashi Estec Co Ltd | 合金型温度ヒュ−ズ |
-
2001
- 2001-06-28 JP JP2001196835A patent/JP2003013167A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6114096A (ja) * | 1984-06-29 | 1986-01-22 | Fujitsu Ltd | コネクタ接点用半田合金 |
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| JP2001143592A (ja) * | 1999-11-18 | 2001-05-25 | Uchihashi Estec Co Ltd | 合金型温度ヒュ−ズ |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1383149A2 (en) * | 2002-07-16 | 2004-01-21 | Uchihashi Estec Co., Ltd. | Alloy type thermal fuse and wire member for a thermal fuse element |
| EP1383149A3 (en) * | 2002-07-16 | 2004-01-28 | Uchihashi Estec Co., Ltd. | Alloy type thermal fuse and wire member for a thermal fuse element |
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