JP2010522955A - 熱的な欠陥が発生した時に電圧及び／又は電流を通す導体を遮断する安全ヒューズ及びこの安全ヒューズを製造するための方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、熱的な欠陥が発生した時に電圧及び／又は電流を通す導体を遮断する安全ヒューズ（１０）であって、導体ウエブ（１４）を有しており、該導体ウエブ（１４）が正常運転中には、電圧及び／又は電流を通す導体（１２）の導電接続を保証するようになっている形式のものにおいて、前記導体ウエブ（１４）が、温度が該導体ウエブ（１４）の融点を超える温度に上昇すると溶融し、電圧及び／又は電流を通す導体（１２）の導電接続を、前記導体ウエブ（１４）の固有の表面張力に基づいて遮断することを特徴としている。また本発明は、本発明による安全ヒューズ（１０）を製造するための方法に関する。

Description

本発明は、本願の独立請求項に記載した、熱的な欠陥が発生した時に電圧及び／又は電流を通す導体を遮断する安全ヒューズ、並びに該安全ヒューズを製造するための方法に関する。

従来技術
多くの場合、特に非常に高い電流負荷を有する装置は、この装置に適合した電子制御装置及び／又は電子出力装置を、熱的な欠陥が発生した時に、つまり例えば平均的なオーム又は低オームの短絡によって生ぜしめられる非常に高い周囲温度（１００℃以上）において、エネルギ供給部から分離する可能性を提供することがない。しかしながら自動車において、熱的な破壊を避けるために相応の温度ヒューズが必要とされている。

米国特許第６７３７７７０号明細書によれば、安全ヒューズによって、ブラシレスモータのコイルをエネルギ供給部から分離することが公知である。この場合、安全ヒューズの一端部ははんだ付けされているので、所定の限界温度を超えた時に、ヒューズの機械的なプレロード（予備荷重）をかけられた部分が、はんだ結合部の分離を引き起こすことになる。

ヨーロッパ公開特許第１１２０８８８号明細書によれば、出力スイッチの冷却体に熱的に接続されていて、ブラシレスモータのエネルギ供給部をコイルから分離する熱ヒューズのメカニズムについて開示されている。この場合、前記米国特許第６７３７７７０号明細書のものと同様に、ヒューズの一端部が溶断される。これによって、所定の限界温度を超えると、ヒューズの、機械的なプレロードをかけられた部分が、はんだ結合部の分離を招くことになる。これと同様の安全ヒューズは、国際公開第００／０８６６５号明細書により公知である。

ドイツ連邦共和国特許公開第３９０９３０２号明細書に開示された安全ヒューズにおいては、良好な導電性を有する２つの合金が溶融することによって、高い電流がさらに流れるのを阻止する高い電気抵抗を有する新たな合金が形成されるようになっている。

前記のようなヒューズの欠点は、例えば機械的に永久負荷されるはんだ箇所に基づいて耐用年数が制限される、という点にある。さらにまた、同時に温度及び電流の影響に基づいて、不十分に大きい公差が生じる。従って、特に自動車分野のための十分に満足で確実な使用は基本的に得られない。

発明の開示
本発明は、熱的な欠陥が発生した時に電圧及び／又は電流を通す導体を遮断する安全ヒューズであって、導体ウエブを有しており、該導体ウエブが正常運転中には、電圧及び／又は電流を通す導体の導電接続を保証するようになっている形式のものに関する。有利な形式で、導体ウエブは、該導体ウエブの融点を超えて温度が上昇すると電圧及び／又は電流を通す導体の導電接続を、前記導体ウエブの表面張力に基づいて遮断するようになっている。この場合、導体ウエブの融点は、一方では正常な運転中には導体ウエブの溶融を阻止し、他方では熱的な欠陥が発生した時に確実に溶融するように、選定されている。これによって、特に電子制御装置を有する又は有していない電動モータのために、例えば構成部品の故障又は外的作用に基づく短絡又は絶縁材の誤作用に基づく許容できない程度に高い温度において、確実かつ間違いのない遮断路が保証される。この遮断路は、主に温度にもとづいており、電流には基づいていない。このような形式で、許容最大電流を下回る小さすぎる電流だけを通すような故障時に、遮断路を開放することも可能である。しかも、安全ヒューズの機械的なプレロードを避けることができるので、付加的な負荷にさらされることはなく、これによって、従来技術による安全ヒューズに対して耐用年数が著しく長くなる。

さらに本発明は、熱的な欠陥が発生した時に電圧及び／又は電流を通す導体を遮断するための導体ウエブと保持エレメントとを有する安全ヒューズを製造するための方法に関する。保持エレメントは、第１の部分と第２の部分とを有しており、この場合、第２の部分を、保持エレメントを電圧及び／又は電流を通す導体に接続するために使用し、導体ウエブを、保持エレメントの前記第１の部分の外側に又は該第１の部分内に摩擦結合式にかつ／または形状結合式に設けるか若しくは挿入するようにした。これによって有利な形式で、安全ヒューズは、後でどのように使用するかに拘わらず、製造することができる。

本発明のその他の利点は、従属請求項に記載した特徴、並びに図面及び後述の説明に記載されている。

前記導体ウエブの少なくとも一方の端部が前記保持エレメントによって保持されており、この場合、前記保持エレメントは、導体ウエブを保持するための第１の部分と、前記保持エレメントを、打ち抜き格子又はプリント基板等の電圧及び／又は電流を通す導体に接続するための第２の部分とを有している。このような形式で、安全ヒューズは、種々異なる使用例に非常に簡単に組み込むことができる。

保持エレメントの第１の部分は、有利な形式で一方側が開放した中空体として構成されている。導体ウエブは中空体の内部にはんだによって保持されており、はんだの融点は、前記導体の融点より低く、正常運転中の最大許容温度よりも高い。

導体ウエブが保持エレメントにより良好に固定されるようにするために、前記中空体がその外周面に少なくとも１つの隆起部を有しており、該隆起部が、前記導体ウエブを保持するために前記中空体を機械的に変形させる作用点を成している。選択的に第１の部分は、板状のフラット若しくは平らな（stumpfe）当接面として構成されていてもよい。

保持エレメントの第１の部分と第２の部分とは、有利には一体的に構成されている。しかしながら、第１の部分と第２の部分とは互いに溶接されているか、又はリベット結合されていてもよい。打ち抜き格子又はプリント基板に良好かつ簡単に結合できるようにするために、保持エレメントの第２の部分は、ウエブ状、ワイヤ状又は帯状に構成されている。この場合、保持エレメントの第２の部分が、前記導体ウエブの延在方向に対して折り曲げられていてもよい。しかも、保持エレメントは、打ち抜き格子の一体的な構成部分でもある。

導体ウエブは特に有利な形式で、金属より成っているか、又はＳｎ，ＳｎＡＧ，ＳｎＡｇＣｕ等の、良好な導電性を有する合金、特に軟質はんだより成っている。導体ウエブの十分に大きい横断面、周囲に対する十分に良好な熱的結合、並びに十分に低い固有抵抗によって、導体ウエブは、最大許容電流においても、周囲に対してわずかに加熱されるだけである。さらにまた、導体ウエブが融剤心線を有していれば、表面張力と相俟って改善された、つまり確実な溶融特性が得られる。導体ウエブの心線が活性剤媒体をであって、該活性剤媒体が特にカルボン酸又はカルボン酸の塩を含有しているか、又はカルボン酸と樹脂又はカルボン酸の塩と樹脂とから成る混合物を含有していても、有利である。これによって、このような安全ヒューズのための活性化温度を、融剤としてロジンを含有する媒体をベースとした安全ヒューズに対して、著しく高めることができる。このような形式で、ロジンを使用する代わりに、融剤として活性剤媒体を使用することによって、このような安全ヒューズの熱的な使用分野を広げることができる。

融剤心線の代わりに、導体ウエブが、カルボン酸又はカルボン酸の塩を含有する融剤ケースを有していてもよい。これによって、融剤層は、導体ウエブを保持部材にはんだ付けした後で、安全ヒューズに外部から塗布することができる。これによって、一方では製造技術的に非常に簡単であって、他方では一時的にはんだ付けする必要がない。一時的なはんだ付けにおいては、場合によっては導体ウエブを保持エレメントにはんだ付けする際に融剤が液状になり、ヒューズが早めに破断されることになる。

安全ヒューズを製造するための本発明の方法においては、有利な形式で次の段階で行われる。

第１の部分の底部及び／又は内壁がはんだで濡らされるように、はんだを前記保持エレメントの第１の部分の外側又は内側に設け、
前記保持エレメント及び／又は導体ウエブを、前記はんだの融点と前記導体ウエブの融点との間に温度に加熱し、
前記導体ウエブが前記はんだと接触するように、前記導体ウエブを、前記保持エレメントの前記第１の部分に外側又は内側に設けるか若しくは挿入し、
前記安全ヒューズを、前記はんだが凝固する程度に冷却する。

さらに、中空体を加熱前又は加熱後に機械的に変形させると、有利である。選択的に、加熱は、導体ウエブを中空体内に導入した後で行ってもよい。さらにまた、記加熱を、前記保持エレメントの第２の部分、前記中空体の隆起部又は前記導体ウエブに熱衝撃を加えることによって行ってもよい。選択的に、前記熱衝撃は、レーザ、赤外線等によって無接触で行ってもよい。この場合、熱衝撃を加える時間は、導体ウエブが中空体の内部にだけ、特に底部の領域内又は中空体の隆起の領域内だけが確実に溶融するように、設定する必要がある。熱衝撃を加える時間が長すぎることによって中空体の外側が溶融することは避けられる。このような関係において、保持エレメントの中空体の外側で導体ウエブに冷却液を吹きかけるか、導体ウエブを冷却液内に浸すか、又は導体ウエブを熱的なアースに機械的に固定すれば、有利である。この場合、熱的なアースとして例えば保持工具の緊締顎が用いられる。熱衝撃が第２の部分を打ち抜き成形する前に、熱衝撃を加えるようになっていれば、保持エレメントの第２の部分が帯材状に構成されていることによって、別の帯材を熱的なアースとして用いることができる。

融剤ケースを備えた導体ウエブの有利な実施例に応じて、前記方法において、融剤又は活性剤を導体ウエブ上に設ける段階を設けてもよい。この場合、融剤はこの実施例において例えば導体ウエブを被覆する塗膜を形成する。これは特に、内部に融剤心線を有していない導体ウエブを使用する場合に有利であって、この場合、安全ヒューズを製造するために著しく簡単かつ確実な製造法を使用できるという利点を提供する。

安全ヒューズを正しい製造されたことを検査するために、前記方法はさらに、前記保持エレメントの第１の部分と摩擦結合式及び／又は形状結合式に設けられた又は挿入された導体ウエブを検査する段階を有していてもよい。この場合、検査は有利な形式で光学式に及び／又は自動的に行われる。この場合、保持エレメントの第１の部分内の検査しようとする領域を検出するための、可動に配置された検査ヘッドを使用してもよい。これによって、プリント基板の製造をコントロールするか、若しくはプリント基板の実装をコントロールするための既存の装置を、再使用することによって、安全ヒューズを検査するために高価な装置的コストを必要とすることなしに、正しい製造及びひいては、製造された安全ヒューズの間違いのない機能形式を保証する可能性が提供される。特に、保持エレメントの第１の部分と摩擦結合及び／又は形状結合的に設けられた導体ウエブとの間の結合部にはんだメニスカスが確認されると、前記検査の段階において、毛管のないはんだ付けの認証を行う検査の段階において、毛管のないはんだ付けを証明するための結果を提供するようにした。このような機能的なコントロールは、検査ヘッドを前記のように使用することによって、及びはんだ付け箇所の繰り返しパターンを評価することによって、簡単かつ安価に実現することができる。

本発明による安全ヒューズの実施例を示す断面図である。 本発明による安全ヒューズの保持エレメントの第１実施例の断面図である。 本発明による安全ヒューズの保持エレメントの第２実施例の断面図である。 本発明による安全ヒューズの保持エレメントの第３実施例の断面図である。 本発明による安全ヒューズの保持エレメントの第４実施例の断面図である。 本発明による安全ヒューズの保持エレメントの第５実施例の断面図であって、この場合、保持エレメントと導体ウエブとの間のはんだ結合の品質を保証するためにはんだメニスカスの検査が行われている。 本発明による安全ヒューズの保持エレメントの第６実施例の断面図であって、この場合、保持エレメントと導体ウエブとの間のはんだ結合の品質を保証ためにはんだメニスカスの検査が行われている。 ロジンを含有する心線を有するはんだリボンの部分的な斜視図である。 温度及び時間に関連したはんだリボンの変形を示す線図である。 溶融心線又は活性剤心線を有する安全ヒューズの実施例を示す図である。 本発明の別の実施例に従って、融剤塗料若しくは活性剤塗料を被着するやり方を示す図である。 図８に示した本発明の実施例の応用可能性を示す図である。

本発明の実施例を以下に図１乃至図９を用いて説明する。この場合、図面中の同じ符号は、同じ機能を有する同じ構成部分を意味する。図面、図面の説明並びに請求項は、多くの特徴の組合せを包含している。当業者は、これらの特徴を個別の特徴として見なすことも、またその他の有利な組合せに統合することもできる。特に、当業者は、種々異なる実施例の特徴を、その他の有利な組合せに統合することもできる。

図１には、熱的な欠陥の発生時に電圧及び／又は電流を通す導体１２を遮断するための本発明による安全ヒューズ１０の実施例を示す。安全ヒューズ１０は、正常運転中に、例えば電動モータ又は電子制御装置若しくは出力制御装置に供給するための、電圧及び／又は電流を通す導体１２を導電接続する導体ウエブ１４と、導体ウエブ１４の両端部を保持し、かつ導体ウエブ１４を電流及び／又は電流を通す導体１２に電気的に接触するための、有利には同一の２つの保持エレメント１６より成っている。

導体ウエブ１４は、金属又は電気を通す合金、特にすず（Ｓｎ）、すず−銀（ＳｎＡｇ）、すず−銀−銅（ＳｎＡｇＣｕ）等の軟質はんだより成っている。この場合、導体ウエブ１４は、その横断面、周囲に対する熱的な結合、並びに特別な抵抗は、導体ウエブ１４が、最大許容電流においても周囲に対してわずかしか加熱されないように、選定されている。この要求は、例えば非常にわずかな固有抵抗を有する棒状の導体ウエブ１４によって満たされる。導体ウエブ１４の融点は、一方では正常な運転中に溶融が確実に回避され、他方では、例えば電子構成部品の故障、絶縁材の誤作用に基づく、また外的作用による平均的なオーム又は低オームのショート等の運転妨害に基づく熱的な欠陥時に、導体ウエブ１４の表面張力と相俟って、２つの保持エレメント１５間の電流路を確実に遮断させることができるように、選定されている。また、導体ウエブ１４が付加的に溶融心線１８を有していることによって、導体ウエブ１４の確実な溶融が保証される。この場合、用いられる融剤は当業者に公知であるので、ここでは詳しい説明は省く。適当な融剤は特に、正常な運転中に腐食せず、さらに非常にわずかだけ劣化することを特徴としている。

各保持エレメント１６は、導体ウエブ１４を保持するための第１の部分２０と、保持エレメント１６を電圧及び／又は電流を通す導体１２に接続するための第２の部分２２とから成っている。第２の部分２２は、例えば打ち抜き格子の打ち抜き格子路として、又はプリント基板の導体路として、又はケーブル等として構成されていてよい。第１の部分２０は、図１及び図２の実施例では、金属薄板構造の一方側が開放した中空体２４として構成されており、該中空体２４の内部２６内で、導体ウエブ１４がはんだ２８によって形状結合（形状による束縛）で保持される。この場合、はんだ２８は、その融点が導体ウエブ１４の融点よりも低く、正常な運転のための最大許容温度よりも高くなるように設定される。

図２は、図１に示した保持エレメント１６をやや拡大した図を示す。図面によれば、中空体２４の底部３０がはんだ２８によって被覆されている。また、中空体２４の側方の内壁３２（導体ウエブ１４が角張った横断面を有している場合）も、また内面３４（導体ウエブ１４が円形又は楕円形の横断面を有している場合）も、導体ウエブ１４を良好に保持することができるように、はんだ２８によって被覆されている。

保持エレメント１６の第２の部分２２は、電圧及び／又は電流を通す導体１２に接続するために、電圧及び／又は電流を通す導体１２において打ち抜き格子路として構成されているか、ケーブル又は導体路として構成されているかに応じて、ワイヤ状又は帯材状に構成されている。有利な形式で、保持エレメント１６の第１の部分２０と第２の部分２２とは、一体的に構成されている。しかしながら、２つの部分２０及び２２を互いに溶接するか、又はリベット結合することも考えられる。安全ヒューズ１０の引っ張り負荷軽減を改善するために、特にワイヤ状に構成された第２の部分２２を折り曲げてもよい。これは図示していない。

図３は、本発明による安全ヒューズ１０の保持エレメントの第２実施例を示す。この場合、中空体２４として構成された、保持エレメント１６の第１の部分の外周部に隆起部３６が設けられており、この隆起部３６は、導体ウエブ１４の取付け後に、導体ウエブを摩擦結合（摩擦による束縛）で固定するための、中空体２４の作用点を示す。

図４には、保持エレメント１６の第３実施例及び第４実施例が示されている。図４ａでは、保持エレメント１６の第１の部分２０が平らな当接面３８として構成されており、これに対して、図４ｂは、中空体２４として構成された第１の部分２０の付加的な傾斜面４０を示す。導体ウエブ１４が傾斜した中空体２４によって部分的に覆われていることによって、このような形式で、中空体２４の内部２６内のはんだの品質を評価しやすくなる、という利点を有している。これに応じた評価は、選択的に、中空体２４に設けられた少なくとも１つのスリット（図示せず）によっても可能である。

本発明による安全ヒューズ１０の製造は、導体ウエブ１４が保持エレメント１５の第１の部分２０に又はこの第１の部分２０の内部に摩擦結合（摩擦による束縛）式に及び／又は形状結合（形状による束縛）式に入れられるか若しくは取り付けられることによって行われる。さらにまた、まずはんだ２８を保持エレメント１６の第１の部分２０に又はこの第１の部分２０の内部に設けてもよい。この場合、当接面３８若しくは底部３０及び／又は第１の部分２０の内壁３２若しくは内面３４が、導体ウエブ１４と比較して、低い温度で溶融するはんだ２８によって濡らされる。次いで適当な装置によって、保持エレメント１６及び／又は導体ウエブ１４は、はんだ２８の融点と導体ウエブ１４の融点との間の温度に加熱される。はんだ２８は液状であって、導体ウエブ１４がはんだ２８に接触するように、保持エレメント１６の第１の部分２０に又はこの第１の部分２０の内部に取り付けられるか若しくは入れられる。最後に、安全ヒューズ１０及びひいては導体ウエブ１４と保持エレメント１６との形状結合部が、例えば第１の部分２０の外側で導体ウエブ１４に冷却液を噴霧することによって、冷却される。選択的に、導体ウエブ１４を冷却液内に浸すか、又は熱的なアース、例えば保持工具の緊締顎に機械的に挟んでもよい。保持エレメント１６の第２の部分２２が帯状に構成されていれば、その他の帯材を熱的なアースとして用いてもよい。

保持エレメント１６の第１の部分２０が中空体２４として構成されていれば、加熱の前又は後で補足的に、隆起部３６による圧刻成形としての機械的な変形によって、保持エレメント１６と導体ウエブ１４との間の摩擦結合が得られる。

加熱は、保持エレメント１６の第２の部分２２、又は中空体２４の隆起部３６、又は導体ウエブ１４に作用する熱衝撃によって行われる。選択的に、レーザ、赤外線等による無接触の加熱も可能である。この場合、熱衝撃の時間は、導体ウエブ１４が中空体２４の内部２６内、特に中空体２４の隆起部３６又は底部３０の領域内だけで確実に溶融するように選択する必要がある。これに対して、長く継続する熱衝撃によって中空体２４の外側が溶融することは、前記冷却法を用いて避けることができるが、これは一般的に省くことができる。何故ならば、熱衝撃は非常に正確に加えることができるからである。選択的に、加熱は、導体ウエブ１４を中空体２４内に導入した後で行ってもよい。

形成された若しくは保持された安全ヒューズの品質を検査する必要がある。固定された安全ヒューズのために、溶融体と保持部つまり保持エレメントとの間のはんだは、機能及び確実性のために必須である。前記保持部（平らな又はＵ字形）の開放した幾何学形状によって、ＡＯＩ（AOI = automated optical inspection = automatische optische Inspektion：自動光学検査）を行うことが可能である。ＡＯＩは、プリント基板実装時にも使用することができる。ここで提案された方法によれば、正しいはんだ付けにおいてのみ形成されるはんだメニスカスが分析される。図５Ａは、平らな当接面３８を備えた保持エレメント１６における検査を示す。この場合、プリント基板の正しい実装の検査のためにも使用される光学式の検査ユニット５０が、保持エレメント１６と導体ウエブ１４との間のはんだメニスカスをコントロールするために使用される。これは、はんだメニスカスのための非常に安価で簡単な可能性を提供し、ひいては安全ヒューズの機能を検査するためにも使用される。図５Ｂには、杯状の保持エレメント１６が使用される場合のための、はんだメニスカスの検査が示されている。検査のために、光学式の検査ユニット５０は、この検査ユニット５０が、保持エレメント１６の内室２６内に存在するはんだメニスカス領域５２を検出できるように旋回せしめられる。しかしながらこれは、プリント基板実装を検査するために使用される汎用の光学式の検査ユニットのために、問題はないので、この場合も、はんだメニスカスを検査するための安価で簡単な可能性が提供される。

これまでの説明は、内側に位置する融剤心線を有する温度ヒューズについての説明である。これに対して、溶融ブリッジをベースとした公知の温度ヒューズは、溶融ブリッジに塗布された融剤を特徴としている。この場合、このような温度ヒューズにおいて融剤は、ロジンをベースとしている。ロジンは、約１００℃で溶融し、１４０℃で高い蒸気圧を生ぜしめ、これによって迅速に蒸発する。このような理由により、市販の溶融ブリッジは、常にセラミックケースによって包囲されており、このセラミックケースは、融剤の損失及び劣化を妨げるためのものである。しかしながらこのセラミックケースは構造形状を大きくし、固有熱及び加熱効率が高くなり（接続部が長いために）、製造コストが高価になる。検査時に、ロジンを含有する融剤心線が約１２０℃の温度で既に、その蒸気圧によって、溶融ブリッジを機械的に変形させることが明らかになった。図６には、その関係について詳しく記載されている。図６Ａには、ロジンを含有する心線を備えた２つのはんだリボンが図示されている。これら２つのはんだリボンはさらに検査するために使用される。図６Ｂの上の線図には、３０分後のはんだリボンの変形と温度との関係が、ｍｍの厚さ増大の形で示されている。図６Ｂの下の線図には、１７０℃でのはんだリボンの変形と時間との関係がｍｍの厚さとして示されている。特に、図６Ｂの上の線図によれば、約１３０℃の温度から厚さが著しく増大し、ひいてはロジンを含有する心線を備えたはんだリボンの変形が発生する。このような理由により、内側に位置する溶剤心線のために、以下の特性を有する物質だけが使用されることを考慮する必要がある。

密封した状態で最大運転温度Ｔmaxにおいて無視できる程度の劣化；
理想的な融点＞Ｔmax（溶融によって活性又は変形が生じない）；
Ｔmaxにおける無視できる程度の蒸気圧（蒸気圧によって変形がしょうじない）、この場合Ｔmaxは、安全ヒューズが丁度まだ溶断しない温度を示す。

有望な候補は、＞１７０℃の範囲の溶融温度を有する有機的なカルボン酸（又はカルボン酸塩）のグループから見いだすことができる。従ってこのような材料は、１７０℃の周囲温度において始めて溶断する安全ヒューズの構成を可能にする。この温度は、公知の安全ヒューズに対して著しく高い溶融温度である。この有機的なカルボン酸は、単独で又は樹脂と混合することによって、選択的にロジンを含有する融剤として使用することができる。この場合、カルボン酸は純粋な形では融剤としてではなく、「Aktivator;活性剤」と称呼される。融剤若しくは融剤の代用品として使用するために、純粋なカルボン酸又は活性剤と樹脂とから成る合成融剤が使用される。合成融剤の場合、使用された樹脂は前記特性を有している。

図７は、融剤心線又は活性剤心線を有する安全ヒューズの実施例の横断面図（上図）及び平面図（下図）を示す。この場合、図面から分かるように、安全ヒューズの内部に活性剤媒体若しくは融剤媒体１８が封入されている。

前記実施例による、内部に融剤心線を有する安全ヒューズの選択的な実施例として、溶融ブリッジの外側を、溶融し易い融剤塗料によってコーティングしてもよい。このために、活物質例えばカルボン酸が、接着剤と共に塗料に混合され、この塗料が外側面に塗布される。図８は、このような外側面に塗布される融剤塗料又は活物質塗料を備えた安全ヒューズを製造するための方法を示す。第１の段階１で、導体ウエブ１４を加熱して保持エレメント１６に押し付ける（リフロー法）。第２の段階２で、加熱された導体ウエブ１４を冷却し、これによって導体ウエブ１４と保持エレメント１６との間にはんだメニスカスを有するはんだ結合部が形成される。第３の段階３で、溶融ブリッジに、溶融し易い融剤塗料若しくは活性剤塗料をコーティングするために、いわゆる「フラックス塗料」７０を、第２の段階で形成されたはんだ結合部に塗布する。塗布した塗料の融点を調節するために、例えば結合剤に対するカルボン酸の比を変えることによって、前記使用のための組成を最適化することができる。カルボン酸の代わりに、例えばカルボン酸の塩のような、その他の適した材料を使用することもできる。既存のヒューズに対して、図示の実施例では、特に、融剤塗料若しくは活物質塗料の特性が次の要求を満たす場合、保護セラミックケースを省くことができる。

・最大運転温度において空気（場合によっては塩を含有する）に対して劣化耐性がある。
・水溶性ではないか若しくは水に溶けにくい。
・融点＞Ｔmax
・Ｔmaxにおける蒸気圧は考慮しなくてよい（気化による損失が発生しない）。
・温度変化及び振動負荷に十分に耐えられる。

内側に位置する融剤心線に対して、一時的なはんだ付けプロセスの必要性は省略される（図８参照）。同じ理由から、外側に融剤が塗布されている安全ヒューズの可能な使用範囲は、融剤心線を有する安全ヒューズよりも著しく大きい。融剤心線を有する安全ヒューズは、製造プロセス中においても実装プロセス中においても、その溶融温度を越える温度で加熱できないのに対して、このような必然性は、融剤を後から塗布する場合には省くことができるこれによって、安全ヒューズは、標準的なはんだ付けプロセスによって、ＰＣＢ又は打ち抜き格子にも実装することができる。図９は、融剤塗料若しくは活性剤塗料を塗布する異なる可能性を示す。図９の上図には、前記形式で、はんだペーストを用いて保持エレメントにはんだ付けする方法が示されている。図９の下の２つの図面は、外側に塗布された融剤塗料又は活性剤塗料を有する安全ヒューズを、打ち抜き格子若しくはＰＣＢ９２（ＰＣＢ＝printed circuit board＝プリント回路基板）上に構成する状態を示す。

Claims (35)

1. 熱的な欠陥が発生した時に電圧及び／又は電流を通す導体を遮断する安全ヒューズ（１０）であって、導体ウエブ（１４）を有しており、該導体ウエブ（１４）が正常運転中には、電圧及び／又は電流を通す導体（１２）の導電接続を保証するようになっている形式のものにおいて、
   前記導体ウエブ（１４）は、温度が該導体ウエブ（１４）の融点を超える温度に上昇すると溶融し、電圧及び／又は電流を通す導体（１２）の導電接続を、前記導体ウエブ（１４）の固有の表面張力に基づいて遮断することを特徴とする、熱的な欠陥が発生した時に電圧及び／又は電流を通す導体を遮断する安全ヒューズ（１０）。
2. 前記導体ウエブ（１４）の少なくとも一方の端部が前記保持エレメント（１６）によって保持されている、請求項１記載の安全ヒューズ（１０）。
3. 前記保持エレメント（１６）が、導体ウエブ（１４）を保持するための第１の部分（２０）と、前記保持エレメント（１６）を、打ち抜き格子又はプリント基板等の電圧及び／又は電流を通す導体（１２）に接続するための第２の部分（２２）とを有している、請求項２記載の安全ヒューズ（１０）。
4. 前記第１の部分（２０）が一方側が開放した中空体（２４）として構成されている、請求項３記載の安全ヒューズ（１０）。
5. 前記中空体（２４）が、付加的な傾斜面（４０）及び／又は少なくとも１つのスリットを有している、請求項４記載の安全ヒューズ。
6. 前記導体ウエブ（１４）が前記中空体（２４）の内部（２６）内ではんだ（２８）によって保持されており、前記はんだ（２８）の融点が、前記導体（１４）の融点より低く、正常運転中の最大許容温度よりも高い、請求項４記載の安全ヒューズ（１０）。
7. 前記中空体（２４）がその外周面に少なくとも１つの隆起部（３６）を有しており、該隆起部（３６）が、前記導体ウエブ（１４）を保持するために前記中空体（２４）を機械的に変形させる作用点を成している、請求項４記載の安全ヒューズ（１０）。
8. 前記第１の部分（２０）が平らな当接面（３８）として構成されている、請求項３記載の安全ヒューズ（１０）。
9. 前記保持エレメント（１６）の第１の部分（２０）と第２の部分（２２）とが一体的に構成されている、請求項４記載の安全ヒューズ（１０）。
10. 前記第１の部分（１０）と第２の部分（２２）とが互いに溶接されているか又はリベット結合されている、請求項４記載の安全ヒューズ（１０）。
11. 前記保持エレメント（１６）の第２の部分（２２）が、ウエブ状、ワイヤ状又は帯状に構成されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の安全ヒューズ（１０）。
12. 前記保持エレメント（１６）の第２の部分（２２）が、前記導体ウエブ（１４）の延在方向に対して折り曲げられている、請求項１から１１までのいずれか１項記載の安全ヒューズ（１０）。
13. 前記保持エレメント（１６）が打ち抜き格子の一体的な構成部分である、請求項１から１２までのいずれか１項記載の安全ヒューズ（１０）。
14. 前記導体ウエブ（１４）が金属より成っているか、又はＳｎ，ＳｎＡＧ，ＳｎＡｇＣｕ等の、良好な導電性を有する合金、殊に軟質はんだより成っている、請求項１から１３までのいずれか１項記載の安全ヒューズ（１０）。
15. 前記導体ウエブ（１４）が融剤心線（１８）を有している、請求項１から１４までのいずれか１項記載の安全ヒューズ（１０）。
16. 前記導体ウエブ（１４）が、活性剤媒体を含有する心線（１８）を有している、請求項１から１５までのいずれか１項記載の安全ヒューズ（１０）。
17. 前記活性剤媒体がカルボン酸である、請求項１６記載の安全ヒューズ（１０）。
18. 前記導体ウエブ（１４）が、カルボン酸と樹脂とから成る混合物を含有する心線（１８）を有している、請求項１５から１７までのいずれか１項記載の安全ヒューズ（１０）。
19. 前記導体ウエブ（１４）が、カルボン酸の塩を含有する心線（１８）を有している、請求項１から１８までのいずれか１項記載の安全ヒューズ。
20. 前記導体ウエブ（１４）が、カルボン酸又はカルボン酸の塩を含有する融剤ケースを有している、請求項１から１４までのいずれか１項記載の安全ヒューズ（１０）。
21. 前記融剤ケースが塗料層によって形成されている、請求項２０記載の安全ヒューズ（１０）。
22. 熱的な欠陥が発生した時に電圧及び／又は電流を通す導体を遮断するための導体ウエブ（１４）と保持エレメント（１６）とを有する安全ヒューズ（１０）を製造するための方法において、
    前記保持エレメント（１６）に第１の部分（２０）と第２の部分（２２）とを設け、該第２の部分（２２）を、前記保持エレメント（１６）を電圧及び／又は電流を通す導体（１２）に接続するために用い、前記導体ウエブ（１４）を、前記保持エレメント（１６）の前記第１の部分（２０）の外側に又は該第１の部分（２０）内に摩擦結合式にかつ／または形状結合式に設けるか若しくは挿入することを特徴とする、安全ヒューズを製造するための方法。
23. 前記第１の部分（２０）の底部（３０，３８）及び／又は内壁（３２，３４）がはんだ（２８）で濡らされるように、はんだ（２８）を前記保持エレメント（１６）の第１の部分（２０）の外側又は内側に設け、
    前記保持エレメント（１６）及び／又は導体ウエブ（１４）を、前記はんだ（２８）の融点と前記導体ウエブ（１４）の融点との間に温度に加熱し、
    前記導体ウエブ（１４）が前記はんだ（２８）と接触するように、前記導体ウエブ（１４）を、前記保持エレメント（１６）の前記第１の部分（２０）に外側又は内側に設けるか若しくは挿入し、
    前記安全ヒューズ（１０）を、前記はんだ（２８）が凝固する程度に冷却する、請求項２２記載の方法。
24. 前記保持エレメント（１６）の第１の部分（２０）を一方側が開放する中空体（２４）として、又は平らな当接面（３８）として構成する、請求項２２又は２３記載の方法。
25. 前記中空体（２４）を加熱前又は加熱後に機械的に変形させる、請求項２４記載の方法。
26. 前記加熱を、前記保持エレメント（１６）の第２の部分（２２）、前記中空体（２４）の隆起部（３６）又は前記導体ウエブ（１４）に熱衝撃を加えることによって行う、請求項２３から２５までのいずれか１項記載の方法。
27. 前記加熱を、レーザ、赤外線等によって無接触で熱衝撃を加えることによって行う、請求項２２３から２５までのいずれか１項記載の方法。
28. 前記導体ウエブ（１４）を前記中空体（２４）内に導入した後で加熱を行う、請求項２３から２５までのいずれか１項記載の方法。
29. 前記方法が、融剤又は活性剤を前記導体ウエブ（１４）に設ける段階を有している、請求項２２から２８までのいずれか１項記載の方法。
30. 融剤又は活性剤を前記導体ウエブ（１４）に設ける前記段階を、前記導体ウエブ（１４）上に塗膜が形成されるように、行う、請求項２９記載の方法。
31. 前記方法がさらに、前記保持エレメント（１６）の第１の部分（２０）と摩擦結合式及び／又は形状結合式に設けられた又は挿入された導体ウエブ（１４）を検査する段階を有している、請求項２３から３０までのいずれか１項記載の方法。
32. 前記検査を光学的に行う、請求項３１記載の方法。
33. 前記検査を自動的に行う、請求項３１又は３２記載の方法。
34. 前記検査を、前記保持エレメント（１６）の第１の部分（２０）内の検査しようとする領域（５２）を検出するための、可動に配置された検査ヘッド（５０）によって行う、請求項３１から３３までのいずれか１項記載の方法。
35. 前記保持エレメント（１６）の第１の部分（２０）と摩擦結合及び／又は形状結合的に設けられた導体ウエブ（１４）との間の結合部にはんだメニスカスが確認されると、前記検査の段階において、欠陥のないはんだ付けを証明するための結果を提供する、請求項３１から３４までのいずれか１項記載の方法。

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