JP4369010B2 - 温度ヒュ−ズ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヒュ−ズエレメントに低融点可溶合金片を用いた合金型の温度ヒュ−ズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
温度ヒュ−ズにおいては、フラックスを塗布した低融点可溶合金片をヒュ−ズエレメントとして用いており、機器に低熱接触抵抗で取付け、機器の異常に基づく発熱でヒュ−ズエレメントを既溶融のフラックスとの共存下、表面張力により分断させて機器への通電を遮断し機器の熱的破損を未然に防止している。
【０００３】
この温度ヒュ−ズにおいては、近来の電子・電気機器の小型化に伴い小型化が要求され、図３に示すように、帯状リ−ド導体１’，１’間に低融点可溶合金片２’を接続し、該低融点可溶合金片２’にフラックス３’を塗布し、このフラックス塗布低融点可溶合金片２’と両リ−ド導体端部とをベ−ス樹脂フィルム４０’とカバ−樹脂フィルム４’との周囲融着または接着により包囲した薄型温度ヒュ−ズが提案されている。
この薄型温度ヒュ−ズのベ−ス樹脂フィルム及びカバ−樹脂フィルムには、厚み５０〜３００μｍのポリエステルフィルムが使用され、帯状リ−ド導体には、厚み５０〜３００μｍのニッケルまたは銅合金導体が使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記温度ヒュ−ズを機器に装着する際等、温度ヒュ−ズに過大な引っ張り力が加わった場合、リ−ド導体が存在する領域でのプラスチックフィルム部分Ａでは、リ−ド導体による補強効果のために実質上伸びが生じないが、低融点可溶合金片が存在する領域でのプラスチックフィルム部分Ａ’では、リ−ド導体による補強効果が期待できないので、相当に大きな伸びが生じる。
【０００５】
すなわち、プラスチックフィルムの総断面積をＳ₁,ヤング率をＥ₁、リ−ド導体の断面積をＳ₂,ヤング率をＥ₂、低融点可溶合金片の断面積をＳ₃,ヤング率をＥ₃とすると、リ−ド導体が存在する領域でのプラスチックフィルム部分Ａに作用する引っ張り応力ｆは、温度ヒュ−ズに加わる引っ張り力をＦとして、
【数１】
ｆ＝Ｆ／（Ｓ₁＋Ｅ₂Ｓ₂／Ｅ₁） （１）
で与えられ、リ−ド導体が存在しない領域Ａ’でのプラスチックフィルム部分に作用する引っ張り応力ｆ’は、
【数２】
ｆ’＝Ｆ／（Ｓ₁＋Ｅ₃Ｓ₃／Ｅ₁） （２）
で与えられる。
而して、ニッケルや銅合金等からなるリ−ド導体のヤング率Ｅ₂がプラスチックフィルムのヤング率Ｅ₁よりも相当に大であり、式（１）において、Ｅ₂》Ｅ₁であるから、
【数３】
ｆ≒ＦＥ₁／(Ｅ₂Ｓ₂) （１’）
であり、リ−ド導体が存在する領域でのプラスチックフィルム部分Ａに作用する引っ張り応力ｆが相当に小さく、この部分のプラスチックフィルムが伸びが僅小である。
これに対し、低融点可溶合金片のヤング率Ｅ₃がプラスチックフィルムのヤング率Ｅ₁とさして異ならず、かつ、低融点可溶合金片の断面積Ｓ₃がプラスチックフィルムの総断面積Ｓ₁よりも相当に小であり、式（２）において、Ｅ₃≒Ｅ₁，Ｓ₁》Ｓ₃であるから、
【数４】
ｆ'≒Ｆ／Ｓ₁ （２’）
であり、リ−ド導体が存在しない領域でのプラスチックフィルム部分Ａ’に作用する引っ張り応力ｆ’が、リ−ド導体が存在する領域でのプラスチックフィルム部分に作用する引っ張り応力ｆに較べて相当に大きくなり、リ−ド導体が存在しない領域でのプラスチックフィルム部分Ａ’が伸び易く、その結果、低融点可溶合金片が伸びて抵抗値が変動したり、最悪の場合は、破断し、作動不良が招来される懸念される。
【０００６】
本発明の目的は、引っ張り力が作用しても、作動の安定性を保証できる薄型温度ヒュ−ズを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る温度ヒュ−ズは、リ−ド導体間に低融点可溶合金片が接続され、該低融点可溶合金片にフラックスが塗布され、該フラックス塗布低融点可溶合金片とリ−ド導体端部が硬化樹脂含浸繊維シ−トで挾さまれていることを特徴とする構成である。
本発明に係る他の温度ヒュ−ズは、絶縁基板の片面に一対のリ−ド導体が固着され、両リ−ド導体間に低融点可溶合金片が接続され、低融点可溶合金片にフラックスが塗布され、前記絶縁基板の片面に硬化樹脂含浸繊維シ−トが被着されていることを特徴とする構成である。
なお、本発明に係る温度ヒュ−ズは、低融点可溶合金片が溶融される外部温度よりも低い温度の周囲条件下では、ジュ−ル熱による低融点可溶合金片の溶断で通電を遮断させる形態で使用することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１の（イ）は本発明に係る温度ヒュ−ズを示す平面図、図１の（ロ）は図１の（イ）におけるロ−ロ断面図である。
図１において、１，１は一対の帯状リ−ド導体であり、例えば、ニッケル、銅合金、アルミ合金を使用できる。２はリ−ド導体１，１間に溶接等により接続した低融点可溶合金片であり、丸線、扁平線の何れも使用できる。３は低融点可溶合金片２に塗布したフラックスである。４，４は硬性樹脂含浸繊維シ−トであり、上記のフラックス塗布低融点可溶合金片２及びリ−ド導体端部１０を挾んで相互に接着してある。
【０００９】
この硬化樹脂含浸繊維シ−ト４には、不織布、織布、ネットまたはマット、或はロ−ビング（例えば、巾１００μｍ〜２００μｍの扁平糸を揃えた厚み１５０μｍ程度のガラス繊維材）等のシ−ト状繊維材、特に、シ−ト状ガラス繊維材に、エポキシ樹脂、フエノ−ル樹脂、ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂液を含浸したものを使用できる。
上記硬化樹脂含浸繊維シ−ト４，４の挾着には、べたつきの無い程度に樹脂をＢ状態にまで半硬化させたプリプレグでフラックス塗布低融点可溶合金片及びリ−ド導体端部を挾み、而るのち、加熱して硬化を完結させると共に硬化性樹脂含浸繊維シ−ト相互を接着させる方法、樹脂未硬化の硬化性樹脂含浸繊維シ−トでフラックス塗布低融点可溶合金片及びリ−ド導体端部を挾み、而るのち、加熱して樹脂を硬化させると共に硬化性樹脂含浸繊維シ−ト相互を接着させる方法、シ−ト状繊維材でフラックス塗布低融点可溶合金片及びリ−ド導体端部を挾み、而るのち、樹脂を滴下含浸し、更に加熱して樹脂を硬化させると共に相互を接着させる方法等を使用できる。
【００１０】
上記において、帯状リ−ド導体１の寸法は、巾が３ｍｍ程度、厚みが１５０μｍ程度とされ、硬化性樹脂含浸繊維シ−ト４の寸法は、長さが７ｍｍ程度、巾が４ｍｍ程度、厚みが１５０μｍ程度とされ、低融点可溶合金片２の寸法は、例えば丸線の場合で、直径が１５０μｍφ〜５００μｍφとされる。
【００１１】
図１に示すように、温度ヒュ−ズに引っ張り力Ｆが加わった場合、低融点可溶合金片２に作用する引っ張り応力ｆ”は、硬化性樹脂含浸繊維シ−ト４，４の総断面積をＳ₁,ヤング率をＥ₁、低融点可溶合金片２の断面積をＳ₃,ヤング率をＥ₃とすると、
【数５】
ｆ”＝Ｆ／（Ｓ₃＋Ｅ₁Ｓ₁／Ｅ₃） （３）
で与えられる。
而るに、硬化性樹脂含浸繊維シ−ト４のヤング率Ｅ₁が繊維の補強効果のために極めて大きく、Ｅ₁》Ｅ₃となり、しかもＳ₁》Ｓ₃であるから、
【数６】
ｆ”≒ＦＥ₃／（Ｅ₁Ｓ₁） （４）
となり、低融点可溶合金片２に作用する引っ張り応力ｆ”を著しく小さくできる。従って、低融点可溶合金片２を損傷の畏れなく安定に保持できる。
特に、温度ヒュ−ズの薄型化を図ると、式（４）から理解できるように、硬化性樹脂含浸繊維シ−トの厚みＳ₁の減少により低融点可溶合金片に作用する引っ張り応力ｆ”が増加しようとするが、Ｅ₁の増加で同ｆ”が減少されるから、硬化性樹脂含浸繊維シ−トの薄肉化を同シ−トのヤング率の増加でよく補完できる。
従って、本発明に係る温度ヒュ−ズにおいては、温度ヒュ−ズに加わる引っ張り力に対し、絶縁被覆体の薄肉化のもとでも、低融点可溶合金片を機械的に安定に保持できる。
【００１２】
図２は本発明に係る温度ヒュ−ズの別実施例を示している。
図２において、４０は無機質の絶縁基板、例えば、セラミックス板である。１，１は帯状リ−ド導体、２は帯状リ−ド導体１，１間に接続した低融点可溶合金片であり、帯状リ−ド導体１，１を絶縁基板４０の片面に接着剤で固定したうえで、リ−ド導体１，１間に低融点可溶合金片２を接続してある。３は低融点可溶合金片２に塗布したフラックスである。
４は絶縁基板４０の片面上に被着した硬化樹脂含浸繊維シ−トであり、プリプレグを絶縁基板の片面上に配し、而るのち、加熱して硬化を完結させると共に絶縁基板に接着させてある。また、樹脂未硬化の硬化性樹脂含浸繊維シ−トを絶縁基板の片面上に配し、而るのち、加熱して樹脂を硬化させると共に絶縁基板に接着させること、あるいは、シ−ト状繊維材を絶縁基板の片面上に配し、而るのち、樹脂を滴下含浸し、更に加熱して樹脂を硬化させると共に絶縁基板に接着させることも可能である。
【００１３】
上記の実施例では、リ−ド導体の絶縁基板片面への配設に接着剤を使用しているが、導電ペ−スト、例えば銀ぺ−ストの印刷・焼付けにより一対の膜電極を絶縁基板に形成し、各膜電極にリ−ド導体を溶接等により接合し、膜電極間に低融点可溶合金片を接続することも可能である。
【００１４】
上記の無機質絶縁基板、例えば、セラミックス板には、温度ヒュ−ズの薄肉化のために、厚み５００μｍ以下のものを使用することが好ましい。
かかる薄肉セラミックス板では、破断し易く引っ張り強度は期待できないが、硬化性樹脂含浸繊維シ−トの優れた引っ張り強度のために、その薄肉セラミックス板を引っ張りに対し硬化性樹脂含浸繊維シ−トで充分に補強でき、温度ヒュ−ズに加わる引っ張り力に対し、絶縁被覆体の薄肉化のもとでも、低融点可溶合金片を機械的に安定に保持できる。
【００１５】
【発明の効果】
本発明に係る温度ヒュ−ズは、絶縁被覆体に硬化樹脂含浸繊維シ−トを使用しており、絶縁被覆体を薄肉化しても、その硬化性樹脂含浸繊維シ−トの繊維による補強効果のために、充分な引っ張り強度を付与でき、温度ヒュ−ズに大なる引っ張り力が作用しても、低融点可溶合金片を損傷の畏れなく安定に保持できる。更に、硬化性樹脂液を直接塗布して絶縁被覆を施すものとは異なり、繊維材による樹脂液の含浸保持のために樹脂液の流動を排除でき、絶縁被覆体を薄く、しかも、優れた厚み精度で被覆できる。
従って、本発明によれば、機械的に安定で、かつ優れた厚み精度の薄型温度ヒュ−ズを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る温度ヒュ−ズの実施例を示す図面である。
【図２】本発明に係る温度ヒュ−ズの別実施例を示す図面である。
【図３】従来の温度ヒュ−ズを示す図面である。
【符号の説明】
１ リ−ド導体
２ 低融点可溶合金片
３ フラックスス
４ 硬化樹脂含浸繊維シ−ト
４０ 絶縁基板

Claims (2)

1. リ−ド導体間に低融点可溶合金片が接続され、該低融点可溶合金片にフラックスが塗布され、該フラックス塗布低融点可溶合金片とリ−ド導体端部が硬化樹脂含浸繊維シ−トで挾さまれていることを特徴とする温度ヒュ−ズ。
2. 絶縁基板の片面に一対のリ−ド導体が固着され、両リ−ド導体間に低融点可溶合金片が接続され、低融点可溶合金片にフラックスが塗布され、前記絶縁基板の片面に硬化樹脂含浸繊維シ−トが被着されていることを特徴とする温度ヒュ−ズ。

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