JP5177810B2 - Fuse resistor - Google Patents
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Description
本発明は、電気回路における過電流に対する保護素子として用いられるヒューズ抵抗器に関するものである。 The present invention relates to a fuse resistor used as a protection element against an overcurrent in an electric circuit.
ヒューズ抵抗器は、産業用電気機器や民生用電気器における熱的な異常を検出して、その回路を遮断するために用いられているものであり、抵抗素子と温度ヒューズ素子とが回路的に直列に接続されているとともに、抵抗素子の熱が温度ヒューズ素子に伝導されるように構成されている。 Fuse resistors are used to detect thermal abnormalities in industrial electrical appliances and consumer electronics, and to shut down the circuit. The resistor elements are connected in series, and the heat of the resistance element is conducted to the thermal fuse element.
図5は、従来のヒューズ抵抗器の構造の説明図である。図中、11は抵抗素子、12a,12bはキャップ部、13a,13bはリード線、14は温度ヒューズ、14a,14bはリード線、15はケースである。 FIG. 5 is an explanatory diagram of the structure of a conventional fuse resistor. In the figure, 11 is a resistance element, 12a and 12b are cap parts, 13a and 13b are lead wires, 14 is a thermal fuse, 14a and 14b are lead wires, and 15 is a case.
抵抗素子11は、例えば巻線抵抗器であり、リード線13a,13bが取り付けられたキャップ部12a,12bが両端部に取り付けられている。一方のリード線13bに温度ヒューズ14の一方のリード線14bが溶接され、抵抗11の他方のリード線13aと温度ヒューズ14の他方のリード線14aが端子部となるようにケース15に収納され、図示しない封入剤で封入されている。このヒューズ抵抗器の組立は、ケース15の下部に設けられた一方の取付孔に抵抗素子11の一方のリード線13aを挿入し、他方の取付孔に温度ヒューズ14の一方のリード線14aを挿入して、抵抗素子11と温度ヒューズ14とを並ぶように配置する。抵抗素子11の他方のリード線13bと温度ヒューズ14の他方のリード線14bとを溶接した後、ケース15内の空間に図示しない封入剤を充填して組み立てられる。抵抗素子11で発生する異常電流による発熱は、封入剤を介して温度ヒューズ14に伝導され、温度ヒューズ14が断となり、ヒューズ抵抗器を挿入した回路が遮断される。
The resistance element 11 is, for example, a winding resistor, and cap portions 12a and 12b to which lead wires 13a and 13b are attached are attached to both ends. One
このヒューズ抵抗器は、小型で安価であることから、用途としては、ACアダプタなどのAC電源に多く使用されている。しかしながら、抵抗素子11の自己発熱を封入剤を介して間接的に温度ヒューズ14へ与えて溶断させるために、抵抗素子11の表面温度が非常に高温になるという問題がある。また、温度ヒューズ14が溶断されて開回路になったかどうかの外観上の見分けがつかないという問題もある。
Since this fuse resistor is small and inexpensive, it is widely used as an AC power source such as an AC adapter. However, since the self-heating of the resistance element 11 is indirectly given to the
特許文献1に記載されたヒューズ抵抗器では、上記の外観上の見分けの問題の解決に着目して、第1,第2のリード線を有し第2のリード線を形状記憶合金により構成した抵抗素子をケース内に収納するとともに、第2のリード線に接触する第3のリード線をケースにより保持して配設し、第2のリード線と第3のリード線とは、形状記憶合金の原形復帰温度未満で接触するとともに原形復帰温度以上で離れ、かつ接触部分が外部から目視可能なように配設したものである。
In the fuse resistor described in
しかし、接点となる第2のリード線と第3のリード線との接触部分の接触圧を一定にすることが困難な構造であり、また、その接触圧で接触した状態で導通がなされていることから、リード線の酸化等の表面状態の変化により、導通状態が不安定となる。さらに、速動性にも問題がある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、ばねの蓄勢力を利用して速動性を向上できるとともに、組立の際にばね力を一定にすることができ、保護効果も十分なヒューズ抵抗器を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and it is possible to improve the quick-movability by using the stored energy of the spring, to make the spring force constant during assembly, and to provide a sufficient protection effect. It is an object to provide a simple fuse resistor.
本発明は、両端に導電性のキャップ部を有し前記両端の導電性のキャップ部に接続された抵抗体を有する抵抗素子と、コイル部とその両端に延びるアーム部を有するコイルばねと、絶縁性基板とを有し、前記抵抗素子の一方のキャップ部に接続されたリード線を一方の端子とし、前記コイルばねの一方のアーム部を他方の端子とするヒューズ抵抗器であって、前記絶縁性基板には、前記リード線を挿通できる第1の貫通孔が設けられているとともに、前記コイル部の少なくとも一部を挿入するための第1の凹部と前記コイルばねの前記一方のアーム部を挿通できる第2の貫通孔が設けられており、前記第1の凹部は、前記第2の貫通孔に対して偏った位置に形成されており、前記抵抗素子は、前記リード線が前記第1の貫通孔に挿通されて前記一方のキャップ部側が前記絶縁性基板に固定されており、前記コイルばねは、前記コイル部の少なくとも一部が前記第1の凹部に挿入され、かつ、前記一方のアーム部が前記第2の貫通孔に挿通されており、前記コイルばねの他方のアーム部が前記コイルばねに蓄勢力を生じるように前記抵抗素子の他方のキャップ部に低融点金属により固定されており、前記コイルばねは、前記第2の貫通孔によってその取付位置が規制され、前記第1の凹部によってその取付方向が規制されていることを特徴とするものである。 The present invention includes a resistance element having a conductive cap portion at both ends and a resistor connected to the conductive cap portions at both ends, a coil spring having a coil portion and arm portions extending from both ends, and insulation. A fuse resistor having a lead wire connected to one cap portion of the resistor element as one terminal and one arm portion of the coil spring as the other terminal, The conductive substrate is provided with a first through hole into which the lead wire can be inserted, and a first recess for inserting at least a part of the coil portion and the one arm portion of the coil spring. A second through-hole that can be inserted is provided, the first recess is formed at a position biased with respect to the second through-hole, and the lead wire is the first lead. Before being inserted through the through hole One cap part side is fixed to the insulating substrate, and the coil spring has at least a part of the coil part inserted into the first recess, and the one arm part penetrates the second penetration. The other arm portion of the coil spring is fixed to the other cap portion of the resistance element with a low melting point metal so that an accumulating force is generated in the coil spring, and the coil spring is The attachment position is regulated by the second through hole, and the attachment direction is regulated by the first recess.
また、本発明は、両端に導電性のキャップ部を有し前記両端の導電性のキャップ部に接続された抵抗体を有する抵抗素子と、コイル部とその両端に延びるアーム部を有するコイルばねと、絶縁性基板とを有し、前記抵抗素子の一方のキャップ部に接続されたリード線を一方の端子とし、前記コイルばねの一方のアーム部を他方の端子とするヒューズ抵抗器であって、前記絶縁性基板には、前記リード線を挿通できる第1の貫通孔が設けられているとともに、前記コイル部の少なくとも一部を挿入するための第1の凹部と前記コイルばねの前記一方のアーム部を挿通できる第2の貫通孔が設けられており、前記第1の凹部は、前記第2の貫通孔に対して偏った位置に形成されており、前記抵抗素子は、前記リード線が前記第1の貫通孔に挿通されて前記一方のキャップ部側が前記絶縁性基板に固定されており、前記コイルばねは、前記コイル部の少なくとも一部が前記第1の凹部に挿入され、かつ、前記一方のアーム部が前記第2の貫通孔に挿通されており、前記コイルばねの他方のアーム部が前記コイルばねに蓄勢力を生じるように前記抵抗素子の他方のキャップ部に接続されたリード線に低融点金属により固定されており、前記コイルばねは、前記第2の貫通孔によってその取付位置が規制され、前記第1の凹部によってその取付方向が規制されていることを特徴とするものである。 The present invention also provides a resistance element having a conductive cap portion at both ends and having a resistor connected to the conductive cap portions at both ends, a coil spring having a coil portion and arm portions extending at both ends thereof. A fuse resistor having an insulating substrate, a lead wire connected to one cap portion of the resistance element as one terminal, and one arm portion of the coil spring as the other terminal, The insulating substrate is provided with a first through hole into which the lead wire can be inserted, and a first recess for inserting at least a part of the coil portion and the one arm of the coil spring. A second through-hole through which the first through-hole can be inserted, the first recess is formed at a position biased with respect to the second through-hole, and the resistance element includes the lead wire Inserted through the first through hole The one cap part side is fixed to the insulating substrate, the coil spring has at least a part of the coil part inserted into the first recess, and the one arm part is the second part. The other arm portion of the coil spring is fixed to a lead wire connected to the other cap portion of the resistance element with a low melting point metal so that an accumulating force is generated in the coil spring. The attachment position of the coil spring is restricted by the second through hole, and the attachment direction is restricted by the first recess.
本発明によれば、他方のアーム部にコイルばねの蓄勢力によって生じる付勢力が与えられているので、速動性を向上できるとともに、コイルばねの取付位置と取付方向が規制されるので、組立の際にばね力を一定にすることができる。また、コイルばねは、他方のアーム部が、絶縁性基板に固定された抵抗素子の他方のキャップ部、あるいは、他方のキャップ部に接続されたリード線に固定されるので、ヒューズ抵抗器の取付の際に端子である一方のアーム部に力が加えられても、軸方向の移動を阻止できるという効果がある。 According to the present invention, since the urging force generated by the accumulating force of the coil spring is given to the other arm portion, it is possible to improve the quick-movability and to restrict the attachment position and the attachment direction of the coil spring. The spring force can be kept constant during assembly. In addition, since the other arm portion of the coil spring is fixed to the other cap portion of the resistance element fixed to the insulating substrate or the lead wire connected to the other cap portion, the fuse resistor is attached. Even if a force is applied to one arm portion which is a terminal at this time, the movement in the axial direction can be prevented.
図1は、本発明のヒューズ抵抗器の第1の実施例の概略の構造を説明するためのもので、図1(A)は正面図、図1(B)はA−A線断面図、図1(C)はB−B線断面図である。図中、1は抵抗素子、2a,2bはキャップ部、3aはリード線、4はコイルばね、4a,4bはアーム部、4cはコイル部、5は絶縁性基板、5a,5bは凹部、6は低融点金属、7はケースである。 FIG. 1 is a diagram for explaining a schematic structure of a first embodiment of a fuse resistor according to the present invention. FIG. 1 (A) is a front view, FIG. 1 (B) is a cross-sectional view taken along line AA, FIG. 1C is a cross-sectional view taken along line BB. In the figure, 1 is a resistance element, 2a and 2b are cap portions, 3a is a lead wire, 4 is a coil spring, 4a and 4b are arm portions, 4c is a coil portion, 5 is an insulating substrate, 5a and 5b are concave portions, 6 Is a low melting point metal and 7 is a case.
抵抗素子1は、この例では、円筒形のセラミックやガラスを絶縁性基体として、両端に導電性金属のキャップ部2a,2bが取り付けられ、NiCr等の抵抗線が螺旋状に巻かれ、抵抗線の両端は、キャップ部2a,2bに溶接されたものである。この溶接に用いられる金属の融点は、低融点金属6の融点よりも高い値である。キャップ部2aには、リード線3aが取り付けられるが、リード線付のキャップを用いてもよい。リード線付のキャップを用いる場合は、キャップ部2b側にはリード線は不要であるので、リード線を切り落としてもよい。抵抗素子1の表面には絶縁コートが施されているが、必ずしも絶縁コートは必要ない。
In this example, the
この実施例では、抵抗素子として巻線抵抗器を用いたが、本発明の抵抗素子は巻線抵抗器に限られるものではなく、酸化金属等の被膜抵抗器や、セメント抵抗器等、適宜の抵抗器が用いられる。被膜抵抗器の場合は、絶縁性基体に被膜抵抗を形成した後に、両端部にキャップ部を被せることによって、キャップ部が抵抗体に接続される。 In this embodiment, a winding resistor is used as the resistance element. However, the resistance element of the present invention is not limited to the winding resistor, and a suitable film resistor such as a film resistor such as metal oxide or a cement resistor may be used. A resistor is used. In the case of a film resistor, after the film resistance is formed on the insulating substrate, the cap part is connected to the resistor by covering the both ends with the cap part.
コイルばね4は、燐青銅等のばね性を有するワイヤを用いて、一部をコイル状に巻いて形成したコイル部4cの両側にアーム部4a,4bをやや長めに残してしておく。一方のアーム部4aが接続用の足となり、他方のアーム部4bが後述するように、キャップ部2bに接続されるから、アーム部4a,4bには、そのための長さが必要である。コイル部4cは、1回または複数回巻かれる。このコイルばねは、ワイヤの曲げによるばね性を利用するので、コイル部4cの巻数が多いほどばね定数は小さくなるから、巻数によってばね定数を設定できる。なお、アーム部4a,4bは、コイルばねのコイル部4cから延長されて形成されているが、アーム部4a,4bを別部材で形成して、コイル部4cに接続してもよい。
The
絶縁性基板5は、熱伝導率が低く、高温に耐える材料、例えば、熱硬化性プラスチックを用いるのがよい。熱伝導率の低い材料を用いると、抵抗素子1に流れる異常電流による発熱が絶縁性基板側に逃げることを防止できるからである。絶縁性基板5には、抵抗素子1の一方のリード線3aを挿入するための貫通孔が開けられているとともに、上面(抵抗素子1の取付面側)にキャップ部2aが挿入できる凹部5aが形成されている。凹部5aは、キャップ部2aが嵌入されるように、キャップ部2aの外径よりも僅かに大きい内径であることが抵抗素子1を固定する目的からは望ましいといえるが、必ずしも、凹部5aを設けなくてもよい。抵抗素子1は、凹部5a内において、接着剤(例えば、シリコン系の接着剤)によって固定される。凹部5aを設けない場合は、絶縁性基板5の上面に、接着剤(例えば、シリコン系の接着剤)で固定される。
The
絶縁性基板5には、コイルばね4の一方のアーム部4aを挿入するための貫通孔が、抵抗素子1の一方のリード線3aを挿入するための貫通孔に対して所定のピッチとなるように開けられているとともに、上面(コイルばね4の取付面側)にコイルばね4のコイル部4cが緩く挿入できる凹部5bが設けられている。コイルばね4のコイル部4cが緩く挿入できるようにすることは、凹部5bにコイル部4cを挿入することによってばねを締め付けることがないようにして、ばね定数に影響を与えないようにするためである。したがって、ばね定数への影響がさほど問題とならないときは、緩くなくてもよい。いずれにしても、アーム部4aを挿入するための貫通孔に対して凹部が偏った位置に形成されていることにより、コイルばね4の向きを規制することができる。コイルばね4のアーム部4aを貫通孔に挿入するに際して、接着剤(例えば、シリコン系の接着剤)を用いてアーム部4aをも絶縁性基板5に固定してもよい。
In the insulating
低融点金属6は、キャップ部2bとコイルばね4のアーム部4bとの間に設けられ、それが一定の温度に達すると溶断する金属であり、ヒューズメタルはその一種である。所定の融点の半田を用いてもよい。
The low
ケース7は、絶縁性基板5の周縁に嵌合するようにして被せられ、内部となる抵抗素子1とコイルばね4を収納して保護する。透明な材料(例えば、アクリル樹脂等)を用いると、内部を透視でき、作動したか否かの確認が容易となる。もちろん、ケース7は不可欠のものではない。
The
このヒューズ抵抗器の組立について説明する。絶縁性基板5の上述した貫通孔に、抵抗素子1の一方のリード線3aを挿入して、キャップ部2aが凹部5aに挿入されて、接着剤によって、抵抗素子1が絶縁性基板5に固定される。抵抗素子1の固定に際しては、上部のキャップ部2bにおける抵抗線の溶接部分が外側に向くように固定されるのがよい。溶接部分が、コイルばね4のアーム部4bとの低融点金属による接続の邪魔にならないからである。コイルばね4は、アーム部4aが貫通孔に挿通され、コイル部4cが凹部5bに挿入される。アーム部4aの挿通に際して接着剤を用いてもよいことは上述したとおりである。この状態では、アーム部4bはキャップ部2bから十分に離れている。この状態で、キャップ部2bの側面を一方の接点部分とし、コイルばね4のアーム部4bの曲げられた先端が他方の接点部分となるように、コイルばね4の弾性力に抗して接触させて、低融点金属6で溶接する。その後、ケース7を被せて、ヒューズ抵抗器が組み立てられる。なお、この実施例では、アーム部4bの先端をキャップ部2bに対してほぼ垂直となるように曲げているが、先端部の形状は適宜でよく、必ずしも曲げなけれならないものではない。
The assembly of this fuse resistor will be described. One lead wire 3a of the
図2は、図1で説明した第1の実施例の変形例を説明するためのもので、図1(C)に対応する図である。この例は、コイル部4cの巻数を3としたものである。したがって、図1で説明した実施例に対して、コイル部4cの幅が大きくなっており、コイル部4cを挿入する凹部5bもそれに対応して大きくなっている。 FIG. 2 is a diagram for explaining a modification of the first embodiment described in FIG. 1 and corresponds to FIG. In this example, the number of turns of the coil portion 4c is three. Accordingly, the width of the coil portion 4c is larger than that of the embodiment described in FIG. 1, and the concave portion 5b into which the coil portion 4c is inserted is correspondingly larger.
なお、凹部4cの深さは、絶縁性基板5の厚みによって制限されるが、取付方向を規制できる深さであれば足りるものであり、必ずしもコイル部4cを十分に没入できる必要はなく、コイル部4cの一部を挿入できればよい。
Although the depth of the recess 4c is limited by the thickness of the insulating
図3は、図1で説明したヒューズ抵抗器の動作の説明図であり、図3(A)は正常状態、図3(B)は異常電流による遮断状態を示している。図中、図1と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略する。 3A and 3B are explanatory diagrams of the operation of the fuse resistor described in FIG. 1, FIG. 3A shows a normal state, and FIG. 3B shows a cutoff state due to an abnormal current. In the figure, the same parts as those in FIG.
正常状態では、図3(A)に示すように、アーム部4bはキャップ部2bに接続された状態を維持しており、リード線3aとアーム部4aの間は閉回路となっている。過電流が流れると、抵抗素子1で発生する熱によりキャップ部2bが加熱され、低融点金属6が溶ける。同時に、コイルばね4に蓄勢されているばね力によって、アーム部4bは急速にキャップ部2bから離れ、図3(B)に示すように、リード線3aとアーム部4aの間は開回路となって、ヒューズ抵抗器が挿入された回路を遮断する。
In the normal state, as shown in FIG. 3A, the arm portion 4b maintains a state of being connected to the cap portion 2b, and a closed circuit is formed between the lead wire 3a and the arm portion 4a. When the overcurrent flows, the cap portion 2b is heated by the heat generated in the
また、過電流によらずとも、周囲温度がなんらかの異常によって上昇して、低融点金属6がその熱によって溶融した場合も、同様に、リード線3aとアーム部4aの間が開回路となって、ヒューズ抵抗器が挿入された回路が遮断される。
Even when the ambient temperature rises due to some abnormality and the low
図4は、本発明のヒューズ抵抗器の第2の実施例の概略の構造を説明するための正面図である。図中、図1,図3と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略する。3bはリード線である。 FIG. 4 is a front view for explaining the schematic structure of the second embodiment of the fuse resistor of the present invention. In the figure, the same parts as those in FIGS. 3b is a lead wire.
この実施例では、キャップ部2bにもリード線3bが取り付けられている。そして、リード線3bを一方の接点部分として用いた。他方の接点部分であるアーム部4bとが低融点金属6で接続されていることは第1の実施例と同様である。このヒューズ抵抗器の動作は、キャップ部の熱がリード線3bに伝導されて、低融点金属が溶断するのであり、図3で説明したと同様であるので詳細な説明は省略する。
In this embodiment, the lead wire 3b is also attached to the cap portion 2b. The lead wire 3b was used as one contact portion. It is the same as that of the first embodiment that the arm portion 4b which is the other contact portion is connected by the low
1…抵抗素子、2a,2b…キャップ部、3a…リード線、4…コイルばね、4a,4b…アーム部、4c…コイル部、5…絶縁性基板、5a,5b…凹部、6…低融点金属、7…ケース。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記絶縁性基板には、前記リード線を挿通できる第1の貫通孔が設けられているとともに、前記コイル部の少なくとも一部を挿入するための第1の凹部と前記コイルばねの前記一方のアーム部を挿通できる第2の貫通孔が設けられており、
前記第1の凹部は、前記第2の貫通孔に対して偏った位置に形成されており、
前記抵抗素子は、前記リード線が前記第1の貫通孔に挿通されて前記一方のキャップ部側が前記絶縁性基板に固定されており、
前記コイルばねは、前記コイル部の少なくとも一部が前記第1の凹部に挿入され、かつ、前記一方のアーム部が前記第2の貫通孔に挿通されており、
前記コイルばねの他方のアーム部が前記コイルばねに蓄勢力を生じるように前記抵抗素子の他方のキャップ部に低融点金属により固定されており、
前記コイルばねは、前記第2の貫通孔によってその取付位置が規制され、前記第1の凹部によってその取付方向が規制されていることを特徴とするヒューズ抵抗器。 A resistance element having a conductive cap portion at both ends and having a resistor connected to the conductive cap portions at both ends, a coil spring having a coil portion and arm portions extending from both ends, and an insulating substrate A fuse resistor having, as one terminal, a lead wire connected to one cap portion of the resistance element, and having one arm portion of the coil spring as the other terminal,
The insulating substrate is provided with a first through hole into which the lead wire can be inserted, and a first recess for inserting at least a part of the coil portion and the one arm of the coil spring. A second through-hole through which the part can be inserted is provided,
The first recess is formed at a position biased with respect to the second through hole,
In the resistance element, the lead wire is inserted into the first through hole, and the one cap portion side is fixed to the insulating substrate,
In the coil spring, at least a part of the coil portion is inserted into the first recess, and the one arm portion is inserted into the second through hole,
The other arm portion of the coil spring is fixed to the other cap portion of the resistance element with a low melting point metal so that an accumulating force is generated in the coil spring,
The fuse resistor is characterized in that the mounting position of the coil spring is regulated by the second through hole, and the mounting direction of the coil spring is regulated by the first recess.
前記絶縁性基板には、前記リード線を挿通できる第1の貫通孔が設けられているとともに、前記コイル部の少なくとも一部を挿入するための第1の凹部と前記コイルばねの前記一方のアーム部を挿通できる第2の貫通孔が設けられており、
前記第1の凹部は、前記第2の貫通孔に対して偏った位置に形成されており、
前記抵抗素子は、前記リード線が前記第1の貫通孔に挿通されて前記一方のキャップ部側が前記絶縁性基板に固定されており、
前記コイルばねは、前記コイル部の少なくとも一部が前記第1の凹部に挿入され、かつ、前記一方のアーム部が前記第2の貫通孔に挿通されており、
前記コイルばねの他方のアーム部が前記コイルばねに蓄勢力を生じるように前記抵抗素子の他方のキャップ部に接続されたリード線に低融点金属により固定されており、
前記コイルばねは、前記第2の貫通孔によってその取付位置が規制され、前記第1の凹部によってその取付方向が規制されていることを特徴とするヒューズ抵抗器。 A resistance element having a conductive cap portion at both ends and having a resistor connected to the conductive cap portions at both ends, a coil spring having a coil portion and arm portions extending from both ends, and an insulating substrate A fuse resistor having, as one terminal, a lead wire connected to one cap portion of the resistance element, and having one arm portion of the coil spring as the other terminal,
The insulating substrate is provided with a first through hole into which the lead wire can be inserted, and a first recess for inserting at least a part of the coil portion and the one arm of the coil spring. A second through-hole through which the part can be inserted is provided,
The first recess is formed at a position biased with respect to the second through hole,
In the resistance element, the lead wire is inserted into the first through hole, and the one cap portion side is fixed to the insulating substrate,
In the coil spring, at least a part of the coil portion is inserted into the first recess, and the one arm portion is inserted into the second through hole,
The other arm portion of the coil spring is fixed to a lead wire connected to the other cap portion of the resistance element with a low melting point metal so that an accumulating force is generated in the coil spring,
The fuse resistor is characterized in that the mounting position of the coil spring is regulated by the second through hole, and the mounting direction of the coil spring is regulated by the first recess.
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