JP2013178939A - Current fuse - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電流ヒューズに関するものである。 The present invention relates to a current fuse.
過電流が流れた際に電気回路を保護するための部品として電流ヒューズが知られている。電流ヒューズとしては、例えば、特許文献1に開示されたヒューズが挙げられる。このヒューズは、高抵抗部および低抵抗部を有する2つの金属端子と、金属端子の間に位置する可溶合金とを備えている。特許文献1に開示されたヒューズは、可溶合金と発熱が大きい高抵抗部とが低抵抗部を介して互いに離れて配置されている。これにより、高抵抗部の熱が可溶合金に伝導されるためには、一定時間ヒューズに過電流が流れることが必要になる。このように、このヒューズは、耐インラッシュ性が向上されている。
A current fuse is known as a component for protecting an electric circuit when an overcurrent flows. Examples of the current fuse include a fuse disclosed in
しかしながら、特許文献1に開示されたヒューズにおいては、可溶合金から離れた位置に高抵抗部を設けている。これにより、過電流が流れる際に可溶合金に熱を伝えるためには、高抵抗部において高い発熱が求められる。そのため、高抵抗部の抵抗値を大きく設定する必要があった。これに伴って、過電流が流れていない通常の使用時においても、高抵抗部において発熱が生じることがあった。その結果、電流ヒューズによるエネルギーロスが大きくなるという問題点があった。
However, in the fuse disclosed in
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、エネルギーロスを抑制することができる電流ヒューズを提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide a current fuse capable of suppressing energy loss.
本発明の一態様の電流ヒューズは、ヒューズ素子と、該ヒューズ素子の両端部の各々に一端が接続された2つの第1配線導体と、該2つの第1配線導体の各々の他端に連続して設けられた、前記第1配線導体よりも抵抗値および抵抗温度係数が大きい材料からなる、2つの第2配線導体とを備えていることを特徴とする。 The current fuse of one aspect of the present invention includes a fuse element, two first wiring conductors having one end connected to each of both ends of the fuse element, and continuous to the other end of each of the two first wiring conductors. And two second wiring conductors made of a material having a resistance value and a temperature coefficient of resistance larger than those of the first wiring conductors.
本発明の一態様の電流ヒューズによれば、第2配線導体の抵抗温度係数が第1配線導体の抵抗温度係数よりも大きい。これにより、過電流が流れる際に第2配線導体の抵抗値を良好に上昇させることができる。そのため、特許文献1に開示されたヒューズと比較して、通常の使用時の第2配線導体の抵抗値を低く設定できる。これに伴って、過電流が流れていない通常の使用時において、高抵抗部において生じる発熱を抑制できる。その結果、電流ヒューズについて、耐インラッシュ性を維持しつつ、通常時のエネルギーロスを抑制することができる。
According to the current fuse of one aspect of the present invention, the resistance temperature coefficient of the second wiring conductor is larger than the resistance temperature coefficient of the first wiring conductor. Thereby, when an overcurrent flows, the resistance value of a 2nd wiring conductor can be raised favorably. Therefore, compared with the fuse disclosed in
以下、本発明の一実施形態に係る電流ヒューズ10について、図面を参照して説明する。
Hereinafter, a
<電流ヒューズ10の構成>
図1および図2に示すように、本発明の一実施形態の電流ヒューズ10は、絶縁基板1と、絶縁基板1の上面に設けられたヒューズ素子2と、ヒューズ素子2の両端部に接続された第1配線導体3と、第1配線導体3に連続して設けられた第2配線導体4と、ヒューズ素子2を覆う封止部材5とを備えている。
<Configuration of
As shown in FIGS. 1 and 2, a
電流ヒューズ10は、過電流が流れた際に外部回路を保護するための部品である。具体的には、電流ヒューズ10は外部回路の内部に設置され、通常時は導体として機能する。外部回路に過電流が流れた際に、電流ヒューズ10は、ヒューズ素子2を溶断することによって外部回路に流れる電流を遮断する。
The
絶縁基板1は、絶縁性の基板である。絶縁基板1は、平面視したときの形状が四角形状である。絶縁基板1は、ヒューズ素子2が搭載されるための部材である。絶縁基板1は、例えば、アルミナ、ムライトまたは窒化アルミニウムなどのセラミック材料、あるいはガラスセラミック材料などから成る。なお、絶縁基板1の厚みは、例えば、0.2mm以上1mm以下に設定されている。
The
ヒューズ素子2は、電流ヒューズ10に過電流が流れた際に、2つの第1配線導体3・3を電気的に絶縁するための部材である。ヒューズ素子2は、ヒューズ素子2の温度が特定の温度以上になった際に溶断する部材である。ヒューズ素子2は、板状の部材である。ヒューズ素子2は、絶縁基板1の上面に搭載されている。ヒューズ素子2の両端部のそれぞれは、2つの第1配線導体3・3のそれぞれの一端に接続されている。ヒューズ素子2の両端部は、第1配線導体3に接合されている。接合には、例えば、半田を始めとするろう材が用いられる。また、超音波面接合を用いて接合してもよい。ヒューズ素子2は、例えば、インジウム、ビスマスまたは錫などの金属材料、あるいはこれらの合金などから成る。また、ヒューズ素子2の溶断する融点は、例えば、80℃以上180℃以下に設定されている。ヒューズ素子2の厚みは、例えば、0.05mm以上0.5mm以下に設定されている。
The
ヒューズ素子2は、第1配線導体3よりも抵抗値および抵抗温度係数が小さい材料から成る。これにより、電流ヒューズ10に過電流が流れた際に、ヒューズ素子2において生じる発熱を小さくできる。そのため、ヒューズ素子2で生じる発熱によってヒューズ素子2が溶断する可能性を抑制できる。その結果、電流ヒューズ10の耐インラッシュ性を向上できる。
The
第1配線導体3は、絶縁基板1の上面の2か所に、互いに離して形成されている。第1配線導体3は、ヒューズ素子2の両端部の各々に一端が接続されている。第1配線導体3は、ヒューズ素子2と第2配線導体4とを電気的に接続するための部材である。また、第1配線導体3は、第2配線導体4で生じた熱をヒューズ素子2に伝えるための部材でもある。
The
第1配線導体3は、第2配線導体4よりも抵抗値および抵抗温度係数が小さい材料から成る。これにより、電流ヒューズ10に過電流が流れた際に、第1配線導体3において生じる発熱を小さくできる。そのため、第1配線導体3で生じる発熱によってヒューズ素子2が溶断する可能性を抑制できる。その結果、電流ヒューズ10の耐インラッシュ性を向上できる。第1配線導体3は、例えば、銅、銀またはタングステンなどの金属材料、あるいはこれらの合金などから成る。第1配線導体3は、例えば、スクリーン印刷法によって絶縁基板1の上面に形成される。
The
第2配線導体4は、絶縁基板1の上面、側面および下面にかけて、2か所に形成されている。2つの第2配線導体4・4は、互いに離れて位置している。2つの第2配線導体4・4は、絶縁基板1の上面において、2つの第1配線導体3・3の各々の他端に連続している。具体的には、本例においては、第1配線導体3と第2配線導体4とによって、ヒューズ素子2と外部回路とを接続する配線パターンが形成されている。第2配線導体4は、絶縁基板1の下面において外部回路と接続される。第1配線導体3と第2配線導体4とは重畳していることが好ましい。
The
第2配線導体4は、電流ヒューズ10に過電流が流れる際に発熱させるための部材である。第2配線導体4によって発せられた熱は、第1配線導体3を介してヒューズ素子2に伝わる。第2配線導体4からヒューズ素子2に伝わった熱は、ヒューズ素子2を溶断する。このようにして、過電流が流れた際に電流ヒューズ10は電気的に絶縁される。
The
第2配線導体4は、過電流が流れる際に発熱させるための部材であることから、第1配線導体3よりも抵抗値が大きい材料から成る。さらに、本例に係る第2配線導体4は、第1配線導体3よりも抵抗温度係数が大きい材料から成る。
Since the
第2配線導体4は、過電流が流れると、発熱を生じる。第2配線導体4は、抵抗温度係数が大きいことから、この発熱に伴って抵抗が大きくなる。抵抗が大きくなった第2配線導体4にさらに過電流が流れることによって、第2配線導体4はさらに大きな発熱を生じることができる。
The
上述のとおり、第2配線導体4は、過電流が一定時間流れることによって、自らの抵抗を大きくさせつつ発熱を生じる。そのため、通常の使用時の第2配線導体4の抵抗値を低く設定できる。これに伴って、通常の使用時において、高抵抗部において生じる発熱を抑制できる。その結果、電流ヒューズ10について、耐インラッシュ性を維持しつつ、通常時のエネルギーロスを小さく抑えることができる。
As described above, the
第2配線導体4は、例えば、銅、銀またはタングステンなどの金属材料、あるいはこれらの合金などから成る。第2配線導体4は、例えば、スクリーン印刷法によって絶縁基板1の上面に形成される。
The
第2配線導体4の抵抗温度係数および抵抗値を調整する方法としては、以下の方法を用いることができる。具体的には、例えば主材料としてタングステンを用いる場合であれば、例えば添加物の種類および量を調整することで抵抗温度係数および抵抗値を調整できる。具体的には、第2配線導体4に用いるタングステンにアルミナの微粒子を20質量%添加するとよい。これにより、抵抗温度係数を4400ppm/℃にするとともに、厚みが20μmの場合のシート抵抗値を0.18Ω/sqにすることができる。また、第1配線導体3に用いるタングステンにモリブデンを40質量%添加するとよい。これにより、抵抗温度係数を3000ppm/℃にするとともに、厚みが20μmの場合のシート抵抗値を0.008Ω/sqにすることができる。
As a method for adjusting the temperature coefficient of resistance and the resistance value of the
封止部材5は、ヒューズ素子2の耐環境性を向上させるための部材である。封止部材5は、絶縁基板1の上面に、ヒューズ素子2を覆って設けられている。さらに、封止部材5は、第1配線導体3の一部を覆っている。電流ヒューズ10は、ヒューズ素子2が封止部材5に覆われていることによって、長期信頼性が向上している。封止部材5は、例えば、ロジンなどを含むフラックスなどから成る。
The sealing
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良などが可能である。例えば、本例においては、絶縁基板1は平面視したときの形状が四角形状であるが、これに限られない。具体的には、円形状であってもよく、また多角形状であってもよい。
In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, A various change, improvement, etc. are possible in the range which does not deviate from the summary of this invention. For example, in this example, the insulating
また、本例においては、第1配線導体3および第2配線導体4がそれぞれ2つずつ設けられているが、これに限られない。具体的には、第1配線導体3および第2配線導体4がそれぞれ2つ以上設けられていてもよい。
In this example, two
また、本例においては、第2配線導体4が絶縁基板1の上面、側面および下面に形成されているが、これに限られない。具体的には、第2配線導体4が絶縁基板1の側面および下面にのみ形成されていてもよい。この場合、第1配線導体3は絶縁基板1の上面の端部にまで形成されるとともに、絶縁基板1の上面と側面とで形成される角部において、第1配線導体3と第2配線導体4とが接続される。なお、第1配線導体3を絶縁基板1の上面および側面に形成して、絶縁基板1の側面において第1配線導体3と第2配線導体4との接続を行なってもよい。
Further, in this example, the
同様に、第2配線導体4が、絶縁基板1の下面にのみ形成されていてもよい。この場合、第1配線導体3は、絶縁基板1の上面および側面に形成されるとともに、絶縁基板1の下面と側面とで形成される角部において、第1配線導体3と第2配線導体4とが接続される。なお、第1配線導体3を絶縁基板1の上面、側面および下面に形成して、絶縁基板1の下面において第1配線導体3と第2配線導体4との接続を行なってもよい。
Similarly, the
また、本例においては、第1配線導体3および第2配線導体4がそれぞれ外部に露出しているが、これに限られない。具体的には、第1配線導体3および第2配線導体4を覆うめっき層が設けられていてもよい。第1配線導体3および第2配線導体4を覆うめっき層が設けられていることによって、第1配線導体3および第2配線導体4の耐環境性を向上できる。めっき層としてはニッケルめっき層を用いることができる。
Moreover, in this example, although the
<変形例1>
電流ヒューズ10の変形例1について説明する。なお、本例の各構成において、上述の電流ヒューズ10と同様の構成および機能を有する部材については、同じ参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
<
図1および図2に示す電流ヒューズ10においては、第2配線導体4が絶縁基板1の上面、側面および下面に形成されているが、これに限られない。例えば、図3に示すように、絶縁基板1が上面および下面の間を貫通する貫通孔を有するとともに、第2配線導体4が絶縁基板1の上面、貫通孔の内部および下面に形成されていてもよい。
In the
これにより、第2配線導体4で発せられた熱が、電流ヒューズ10の外部に放熱されてしまう可能性を抑制できる。
Thereby, the possibility that the heat generated by the
<変形例2>
電流ヒューズ10の変形例2について説明する。なお、本例の各構成において、上述の
電流ヒューズ10と同様の構成および機能を有する部材については、同じ参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
<
A
図3に示す電流ヒューズ10においては、第2配線導体4が絶縁基板1の内部において上下方向に形成されているが、これに限られない。例えば、図4に示すように、第2配線導体4が、絶縁基板1の内部において絶縁基板1の主面と平行な方向に形成されているとともに、一部がヒューズ素子2の直下に位置していてもよい。
In the
これにより、第2配線導体4で発せられた熱を、第1配線導体3を介するだけではなく、絶縁基板1を介してヒューズ素子2に伝えることができる。これにより、ヒューズ素子2の広範囲にわたって熱を伝えることができる。
Thereby, the heat generated by the
<変形例3>
電流ヒューズ10の変形例3について説明する。なお、本例の各構成において、上述の電流ヒューズ10と同様の構成および機能を有する部材については、同じ参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
<
A
図1および図2に示す電流ヒューズ10においては、封止部材5がヒューズ素子2および第1配線導体3の一部のみを覆っているが、これに限られない。例えば、図5に示すように、封止部材5が第2配線導体4の一部を覆うように形成されていてもよい。
In the
このように、第2配線導体4の一部が外部に露出しない構成にすることによって、第2配線導体4で発せられた熱が、電流ヒューズ10の外部に放熱されてしまう可能性を抑制できる。
As described above, the configuration in which a part of the
なお、図5においては、封止部材5が第2配線導体4の一部を覆っているが、これに限られない。具体的には、封止部材5が第2配線導体4の全体を覆っていてもよい。
In FIG. 5, the sealing
<変形例4>
電流ヒューズ10の変形例4について説明する。なお、本例の各構成において、上述の電流ヒューズ10と同様の構成および機能を有する部材については、同じ参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
<
A
図1および図2に示す電流ヒューズ10においては、電流の流れる方向に垂直な方向における第1配線導体3の幅と第2配線導体4の幅とが等しい構成であったが、これに限られない。例えば、図6に示すように、第2配線導体4の幅が第1配線導体3の幅よりも小さくてもよい。
In the
これにより、第2配線導体4の抵抗をさらに大きくすることができる。そのため、第2配線導体4において生じる発熱をさらに大きくすることができる。
Thereby, the resistance of the
<変形例5>
電流ヒューズ10の変形例5について説明する。なお、本例の各構成において、上述の電流ヒューズ10と同様の構成および機能を有する部材については、同じ参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
<
図1および図2に示す電流ヒューズ10においては、ヒューズ素子2、第1配線導体3および第2配線導体4が直線状に形成されていたが、これに限られない。例えば、図7に示すように、第2配線導体4とヒューズ素子2とが併設されていてもよい。
In the
これにより、第2配線導体4で発せられた熱を、第1配線導体3を介するだけではなく、絶縁基板1を介してヒューズ素子2に伝えることができる。これにより、ヒューズ素子2の広範囲にわたって熱を伝えることができる。
Thereby, the heat generated by the
さらに、図7に示す電流ヒューズ10においては、2つの第2配線導体4・4がヒューズ素子2を挟んで位置している。これにより、ヒューズ素子2のより広範囲にわたって熱を伝えることができる。
Further, in the
1:絶縁基板
2:ヒューズ素子
3:第1配線導体
4:第2配線導体
5:封止部材
10:電流ヒューズ
1: Insulating substrate 2: Fuse element 3: First wiring conductor 4: Second wiring conductor 5: Sealing member 10: Current fuse
Claims (2)
該ヒューズ素子の両端部の各々に一端が接続された2つの第1配線導体と、
該2つの第1配線導体の各々の他端に連続して設けられた、前記第1配線導体よりも抵抗値および抵抗温度係数が大きい材料からなる、2つの第2配線導体とを備えたことを特徴とする電流ヒューズ。 A fuse element;
Two first wiring conductors having one end connected to each of both ends of the fuse element;
And two second wiring conductors made of a material having a resistance value and a temperature coefficient of resistance larger than those of the first wiring conductors, which are continuously provided at the other ends of the two first wiring conductors. Features current fuse.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012042009A JP2013178939A (en) | 2012-02-28 | 2012-02-28 | Current fuse |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019190871A (en) * | 2018-04-19 | 2019-10-31 | ノバルス株式会社 | Beacon device |
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- 2012-02-28 JP JP2012042009A patent/JP2013178939A/en active Pending
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