JP2003123606A - 温度ヒューズおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】感温して溶断する精度が高められて、取付け空
間を小さくできるように薄型化を実現する温度ヒューズ
を提供する。 【解決手段】低融点合金の可溶体エレメント１２を一対
のリード線１１間に架設したヒューズ組立体１０を絶縁
パッケージに収納した温度ヒューズにおいて、ヒューズ
組立体１０はリード線が可溶体エレメントに押込み状態
で溶着され、それによりヒューズ組立体１０の所要する
スペース幅を少なくして薄型化を実現する温度ヒュー
ズ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リード線と低融点合金
の可溶体エレメントの組立体の所要スペース幅を可及的
に小さくする温度ヒューズ、特に平行な一対のリード間
に可溶体を接続したラジアルタイプで薄型化に好適な温
度ヒューズとその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】低融点合金の可溶体エレメントを用いる
温度ヒューズは、周囲温度の異常上昇時に動作して電子
機器類の電流遮断を行い、電子機器類を保護する。この
種の温度ヒューズは、外形上でアキシャルタイプとラジ
アルタイプに分類されている。ラジアルタイプの温度ヒ
ューズは一対の平行なリード線の先端部間に可溶体エレ
メントを架設接続の組立体を絶縁ケースに収納して、そ
の開口部を樹脂で封口している。一対のリード線は、先
端部から所定の距離の部分に外方向に折曲された折曲部
を有するフォーミングリードであり、可溶体エレメント
は、所定の温度で溶断する低融点合金からなり、その両
端部がリード線と溶着して接続され組立後、この可溶体
エレメントに特殊フラックスが塗布され所定温度で確実
に球状化して溶断するようにしてある。絶縁パッケージ
としての絶縁ケースは、例えばセラミック等で形成され
た矩形キャップ状のケースであり、これの開口部の内側
エッジに一対のリードの折曲部を当接させて絶縁ケース
内の中央に一対のリード線と可溶体エレメントの組立体
が位置決めされる。組立て体の収納後に絶縁ケースの開
口部が樹脂で封口される。この場合の温度ヒューズの製
造は、絶縁ケースの開口部を上に向けて行われる。

【０００３】以下、従来のラジアルタイプの温度ヒュー
ズについて、特開平０６−２４３７６７号に開示される
温度ヒューズを参照して説明する。図３および図４図に
示すように、平行な一対のリード線（1）と可溶体エレ
メント（２）は、リード先端（1b）から一定距離の位置
で溶着されたヒューズ組立体（1a）として、セラミック
等扁平状絶縁ケース（3）の内部中央に位置決め収納さ
れる。一方、絶縁ケース（3）の開口部（3a）には絶縁
スペーサ（5）が嵌着され、絶縁性樹脂（4）で封口され
る。絶縁スペーサ（5）はリード線の導出部の位置決め
に役立つが、必ずしも必要でなく、開口部（3a）を直接
に樹脂（4）だけで封口する場合もある（例えば、特開
平０４―２８２５２３号参照）。一対のリード線（1）
の可溶体エレメント（2）から突出するリード先端（1
b）は、同一高さに設定され、絶縁ケース（3）の開口部
（3a）と反対方向の天面（m）に向けて伸び、屋根状に
傾斜するガイド面（n）に沿って位置決めされる。すな
わち、ヒューズ組立体（1a）を挿入するときに、リード
線（1）の先端（1b）を摺動させて天面（m）の中央定位
置へとガイドする。ここで、(6)は、リ−ド位置決め手
段、(7)は、環通孔を示している。ガイド面（n）でガイ
ドされたリード線（1）の先端（1b）は、天面（m）の両
端部の定位置に当接して、この定位置で位置決め保持さ
れる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図５および図６は従来
の扁平状絶縁ケースに収納するヒューズ組立体（1a）の
平面および側面であり、通常、特開平０４−２８２５２
３号にも図示されるように、リード線（１）の所定位置
に可溶体エレメント（２）を載せて両者を加熱溶着して
おり、組立体の短辺側の所要スペース幅寸法Ｓはリード
線の厚み寸法ｔと可溶体エレメントの厚み寸法ｅとの和
にほぼ等しくなる。したがって、組立体の所要スペース
幅寸法Ｓは矩形状で扁平な絶縁ケースの幅厚を決定する
重要な要因であって、これが厚くなればなるほど感温体
としての精度低下を招くことになる。換言すると、可溶
体エレメントは感温体として出来る限り被測温体に近接
配置するのが好ましいが、所要スペース幅が大きくなれ
ばなるほど短辺側ケース幅は大きくなり、それに伴なっ
て温度ヒューズの感知精度はこのスペース空間距離の２
乗に比例して温度感知を低化させる。

【０００５】加えて、前述する従来例のヒューズ組立体
であるリード線と可溶体エレメントの組立とこれを絶縁
ケースに挿入する作業は、特別な組立治具で位置決めし
て行われ、絶縁ケース開口部を樹脂で封口するが、組立
治具の離脱や装着作業性を考慮しなければならず作業の
際に寸法上の制約を受け、温度ヒューズの薄型化が難し
い。つまり、絶縁ケースのサイズが組立体により制約さ
れ、小型化薄型化を困難にする。

【０００６】一方、この種の扁平状温度ヒューズは、組
み込まれる電子機器等の配置や使用状態からの取付け上
のスペース的制約などから可能な限り小形化で薄型化す
ることが望まれていた。また、ヒューズ組立体を構成す
る可溶体エレメントとリード線の溶着作業では安定した
接触構造と強固な接続構造が望まれており、それによっ
て安定した信頼性と耐久性のある温度ヒューズの提供が
望まれている。

【０００７】したがって、この発明は上記欠点に鑑みて
提案されたものであリ、ヒューズ組立体を可及的に薄型
化し、感温体の高精度化を図る新規且つ改良された温度
ヒューズの提供を目的とする。さらには、リード線と可
溶体エレメントの形状を選択すると共に組立体の溶着結
合を改良して幅側の厚みを可及的に薄くし、各リード線
の中心線間に可溶体エレメントを配置するよう架設した
温度ヒューズとその製造方法の提示をも目的とする。

【０００８】また、ヒューズ組立体を可能な限り薄く組
立てると同時に接合部分が強固で機械的強度を増加さ
せ、電気的特性を良好に維持しつつ、組立作業が容易で
簡素化された温度ヒューズの製造方法の提示を目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の温度ヒューズ
は、可溶体エレメントを一対のリード線間に架設したヒ
ューズ組立体を絶縁パッケージに収容したものであり、
ヒューズ組立体の可溶体エレメントの両端部分にリード
線の所定位置を埋設状態で溶着結合したことを特徴とし
ている。すなわち、一対のリード線がその所定位置で可
溶体エレメントに押し込まれた状態で溶着した組立体構
造を特徴とし、一対のリード線の中心線間に可溶体エレ
メントの主要部分が配置された温度ヒューズを提供す
る。ここで、絶縁パッケージは絶縁ケースにヒューズ組
立体を収納する容器と、その開口部を封口する封止樹脂
により構成され薄型化を実現した温度ヒューズが提供さ
れる。

【００１０】なお、ヒューズ組立体を構成する一対のリ
ード線は、可溶体エレメントの結合を強化するために平
角導体を使用し、好ましくはすずに銅を添加した組成の
すずめっきが施される。ここで、添加物としては、必要
菜場合は、銅の他に銀を更に添加してもよい。また、リ
ード線の厚みを可溶体エレメントの厚みより薄くしてリ
ード線外周を取り巻く状態で可溶体エレメントとの接合
面積を増大させ、それによりヒューズ組立体の接続部分
の安定化と強度向上を図りつつ薄型化を実現したことを
特徴とする温度ヒューズを提供する。

【００１１】本発明の別の観点によれば、一対のリード
線は重しによる加重を加え、その先端から離間した位置
で可溶体エレメントに食い込む状態で溶着してヒューズ
組立体を構成し、好ましくは一対のリード線が互いに平
行でその先端から離間した位置で可溶体エレメントに押
し込まれて溶着して架設したラジアルタイプの温度ヒュ
ーズとその製造方法を提供する。

【００１２】

【発明の実施の形態】一対の平行なリード線間に架設さ
れた可溶体エレメントは、可溶体エレメントを加熱する
組立作業において、一対のリード線に付与された重しに
よる荷重で、可溶体エレメントにリード線を押し込んだ
状態で溶着され、それによって可溶体エレメントの主要
部分が各リード線の中心に沿って配置され、ほぼ可溶体
エレメントの厚み内にヒューズ組立体の寸法を収める。
したがって、ヒューズ組立体の厚みを薄くすることがで
き、絶縁ケースへの挿入作業を容易にし、またケースサ
イズを薄型化し、その結果、感温体の精度を向上する温
度ヒューズの提供を実現する。

【００１３】また、本発明の温度ヒューズでは、ヒュー
ズ組立体が予め配置位置を定めた絶縁冶具に可溶体エレ
メントを置き、次ぎに一対のリード線が所定位置でこの
可溶体エレメントに重ねて置かれ、さらに重しがリード
線上に載せられて可溶体エレメントが加熱される。可溶
体エレメントの加熱は電気抵抗による加熱のほかにレー
ザービームやプラズマによる加熱でもよく、この加熱工
程でリード線を可溶体エレメントに押し込み、または食
い込ませて埋設状態にして溶着される。溶着による結合
を改善し結合強度を増加するため、リード線には予めす
ずめっきを施すほか、必要に応じでリード線の所定部分
を平坦化等の成形加工をしておく。ヒューズ組立体は絶
縁パッケージするに先立ち可溶体エレメントにフラック
スが塗布被着され、所定温度での溶断を正確且つ確実に
行わせる。

【００１４】

【実施例】図１および図２は本発明の実施例を示し、ラ
ジアルタイプ温度ヒューズのヒューズ組立体の要部を示
す。このヒューズ組立体は、可溶体エレメントにフラッ
クスを塗布被着して、例えば図３および図４に示すよう
な絶縁ケースに納められ、その開口部が樹脂で封口され
温度ヒューズとして製品完成される。なお、絶縁パッケ
ージは絶縁ケースとその開口部を封口する樹脂のほか、
セラミックパッケージ、樹脂モールドパッケージなど各
種のパッケージング方法が知られているがその詳細や製
造工程は省略する。この発明にかかる実施例のヒューズ
組立体１０は、一対のリード線１１を低融点合金の可溶
体エレメント１２に押し込んだ状態で溶着し、リード線
間に架設してなる。ここで、肉厚で平板状に成形された
可溶体エレメント１２はその主要部分が肉薄で平板状導
体のリード線１１に対して、これらリード線の中心線間
に沿って架設され、それによりヒューズ組立体１０のス
ペース幅はほぼ可溶体エレメント１２の厚み程度に収め
られ、扁平状の絶縁パッケージの薄型化を実現する。特
に、リード線１１は平角状導体に成形してすずめっきが
施されることで可溶体エレメント１２との接合強度を増
大し、接合面積の増加と含めて電気的抵抗値を安定に維
持し、ばらつきの少ない良好な電気特性を得ることがで
きる。また、すずめっきのめっき材はすずに少量の銅を
添加した組成のめっき部材を使用して結合強度の一層の
向上が図られた。なお、めっき材は、すずめっきに限る
ものではなく、製造原価等の観点から許容されるような
場合は、例えば銀めっきとしても差し支えない。

【００１５】本発明の別の実施態様として、温度ヒュー
ズの製造方法について説明する。ヒューズ組立体１０の
組立作業にはリード線を可溶体エレメントに埋設溶着す
るために、ベークライト絶縁基板に可溶体エレメントや
リード線の配置位置を示した組立冶具が準備される。こ
の組立冶具に平板状低融点合金の可溶体エレメントが置
かれ、次ぎに可溶体エレメント上にリード線を所定位置
に置く。通常、リード線の先端から離間した位置が可溶
体エレメントに載せられるようにされ、次いでリード線
の上に垂直荷重を付与する重しが載せられる。この状態
で可溶体エレメントが電気抵抗による加熱やプラズマま
たはレーザ照射で加熱され、リード線が可溶体エレメン
トの溶融化で押し込まれて溶着する。この溶着を容易に
するためにリード線は予めすずめっきされ、また必要に
応じ少なくとも溶着部分を含む成形加工が施される。好
ましくは、可溶体エレメントの厚さに対しリード線の厚
さを薄く設定するのがよく、例えば０．５５ｍｍ厚の可
溶体エレメントに対し０．５３ｍｍ厚さのリード線を使
用した。完成後のヒューズ組立体は、可溶体エレメント
にフラックスを塗布して絶縁パッケージされ薄型化され
た温度ヒューズになる。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、一対のリード線間に可
溶体エレメントを架設したヒューズ組立体において、リ
ード線を可溶体エレメントに押し込んで溶着するので、
両者間の接触面積が増大され安定した抵抗値の下で薄型
化を可能にし、動作特性の安定した高信頼度の温度ヒュ
ーズが提供できる。また、絶縁パッケージへの組立挿入
作業で可溶体エレメントを所定位置に配置して位置決め
するのが容易になり温度ヒューズの組立作業を簡易化す
る。加えて、リード線のめっき処理や成形加工で可溶体
エレメントとの接合強度が向上でき安定化と信頼性の向
上に役立つなどの実用的効果が発揮される。

【００１７】特にヒューズ組立体の薄型化は絶縁ケース
を含めて温度ヒューズの薄型化ができるので、可溶体エ
レメントの感知温度が正確になり確実な溶断機能を果た
して温度ヒューズの信頼性を高めると共に適用分野が拡
大されるなど工業的実用価値を高める。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例でラジアルタイプ温度ヒュ
ーズのヒューズ組立体の要部平面図。

【図２】 図１のＤ−Ｄ'線で切断した断面を示す要
部断面図。

【図３】 従来の温度ヒューズを説明する部分断面正
面図。

【図４】 従来の温度ヒューズを説明する部分側面。

【図５】 従来の温度ヒューズ（ラジュアルタイプ）
を説明する図６のＣ−Ｃ'線で切断した要部断面図。

【図６】 従来の温度ヒューズ（ラジュアルタイプ）
を説明する、図５のＢ−Ｂ'線で切断した要部平面図。

【符号の説明】

１：リ−ド線 ２：可溶体エレメント ３：絶縁ケ−ス ４：絶縁性樹脂 ５：絶縁スペ−サ １０：ヒューズ組立体 １１：リード線 １２：可溶体エレメント

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村田 勝之 滋賀県甲賀郡水口町日電３番１号 エヌイ −シ− ショット コンポ−ネンツ株式会 社内 Ｆターム(参考） 5G502 AA02 BA03 BB05 BC02 BC08 BC11 BD11 JJ01

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】低融点合金の可溶体エレメントを一対のリ
   ード線間に架設したヒューズ組立体を絶縁パッケージに
   収納した温度ヒューズにおいて、前記ヒューズ組立体は
   前記リード線が前記可溶体エレメントに押込み状態で溶
   着され、前記ヒューズ組立体の所要するスペース幅寸法
   を小さくしたことを特徴とする温度ヒューズ。
2. 【請求項２】前記ヒューズ組立体は可溶体エレメント主
   要部の中心が前記一対のリード線の中心に対してほぼ同
   一面上に配置されるようにしたことを特徴とする請求項
   １に記載の温度ヒューズ。
3. 【請求項３】前記ヒューズ組立体のリード線は、すずめ
   っき線材又は銀めっき線材からなり、前記可溶体エレメ
   ントとの接合強度を高めて良好な電気特性を得るように
   したことを特徴とする請求項１または２に記載の温度ヒ
   ューズ。
4. 【請求項４】前記すずめっき線材はすずに銅を添加した
   めっき材からなることをと特徴とする請求項３に記載の
   温度ヒューズ。
5. 【請求項５】前記ヒューズ組立体のリード線は断面平角
   形状のフラット導体からなり、そのフラット面を前記可
   溶体エレメントの長さ方向と平行に配置させて埋設溶着
   したことを特徴とする請求項１または２に記載の温度ヒ
   ューズ。
6. 【請求項６】前記ヒューズ組立体の可溶体エレメントは
   断面平角形状低融点導体からなり、その幅狭側に前記リ
   ード線を埋設溶着したことを特徴とする請求項１、２ま
   たは５に記載の温度ヒューズ。
7. 【請求項７】前記ヒューズ組立体のリード線と可溶体エ
   レメントは、少なくとも一方が、それぞれの溶着位置で
   断面平角形状に加工成形されており、相互の幅狭側を水
   平状態にして前記リード線を前記可溶体エレメントに埋
   設溶着したことを特徴とする請求項１または２に記載の
   温度ヒューズ。
8. 【請求項８】前記ヒューズ組立体は可溶体エレメントが
   一対のリード線に対してほぼ直交し且つリード線の先端
   位置で埋設して溶着されたことを特徴とする請求項１な
   いし７に記載の温度ヒューズ。
9. 【請求項９】低融点合金の可溶体エレメントを一対のリ
   ード線間に架設したヒューズ組立体をキャップ状絶縁ケ
   ースに収納しその開口部を絶縁部材で封口する温度ヒュ
   ーズであって、前記ヒューズ組立体は組立て冶具の所定
   位置に可溶体エレメントを配置し、この可溶体エレメン
   トの所定位置上に一対のリード線を載置し、さらにこの
   一対のリード線上に重しを配置して前記可溶体エレメン
   トを加熱し、溶融状態の可溶体エレメント内に前記リー
   ド線を押し込ませて溶着し、このヒューズ組立体が所要
   するスペース幅寸法を可及的に小さくするようにした温
   度ヒューズの製造方法。
10. 【請求項１０】前記ヒューズ組立体において、前記可溶
    体エレメント上に配置される前記一対のリード線は予め
    扁平状に成形加工され、この部分が対向する前記可溶体
    エレメントを加熱し、かつ荷重重しを加えることにより
    前記リード線が前記可溶体エレメント中に押し込まれて
    溶着結合され、前記可溶体エレメントが前記一対のリー
    ド線の中心軸と同軸上に配置されることを特徴とする温
    度ヒューズの製造方法。