JP5525354B2 - Thermal fuse - Google Patents
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Description
この発明は、温度ヒューズに関する。詳しくは、ケース内にヒューズ素子を収納して蓋体を被せ、エポキシ樹脂等により封止した蓋体付きケース型の温度ヒューズに関する。 The present invention relates to a thermal fuse. More specifically, the present invention relates to a case-type thermal fuse with a lid body in which a fuse element is housed in a case, covered with a lid body, and sealed with epoxy resin or the like.
従来から、電気機器や電子機器などに対する熱的保護部品として温度ヒューズが使用されている。図5は、従来の温度ヒューズ50の構成を示す。温度ヒューズ50は、リード導体52と、リード導体52と溶接されたヒューズ素子(可溶合金)53が筒状のケース51内に収納され、ケース51の端部の側面に封止剤55が塗布されることでケース51が密封された構成とされる。ヒューズ素子53には、温度ヒューズ50の動作時の溶断が確実に行われるために、特殊樹脂(以下、フラックスと称する)54がコーティングされている。また、図5に示す温度ヒューズの他にも、板状の可溶合金およびリード導体がケース内に収納された温度ヒューズも提案されている(例えば、特許文献1参照)。
Conventionally, a thermal fuse has been used as a thermal protection component for electrical equipment and electronic equipment. FIG. 5 shows a configuration of a conventional
従来の温度ヒューズは、フラックスの層が厚みを有するため、ケースの内面とヒューズ素子の表面とが接触していた。このため、温度ヒューズが過電流により動作した際に、溶断したヒューズ素子が飛散してケースの内面に多く付着してしまい絶縁抵抗が低下してしまうおそれがあった。また、温度ヒューズの動作時にフラックスの炭化が発生し、炭化フラックスを介して電流が流れることで絶縁抵抗が低下してしまうおそれがあった。また、温度ヒューズのケース端部の側面に封止剤を塗布しているため、リード導体に対してフォーミング加工が行われた際に、封止剤に直接的な機械的負荷がかかり封止剤が破壊されてしまうおそれがあった。 In the conventional thermal fuse, since the flux layer has a thickness, the inner surface of the case and the surface of the fuse element are in contact with each other. For this reason, when the thermal fuse is operated by an overcurrent, the blown fuse element is scattered and adheres to the inner surface of the case, which may reduce the insulation resistance. Further, the carbonization of the flux occurs during the operation of the thermal fuse, and there is a possibility that the insulation resistance is lowered by the current flowing through the carbonized flux. In addition, since the sealing agent is applied to the side surface of the case end of the thermal fuse, when the forming process is performed on the lead conductor, a direct mechanical load is applied to the sealing agent. Could be destroyed.
したがって、本発明の第1の目的は、ヒューズ素子の表面とケース内面との接触を防止し、過電流による動作時の絶縁抵抗の低下を防ぐことができる温度ヒューズを提供することにある。 Accordingly, a first object of the present invention is to provide a thermal fuse that can prevent contact between the surface of the fuse element and the inner surface of the case and prevent a decrease in insulation resistance during operation due to overcurrent.
また、本発明の第2の目的は、リード導体に対してフォーミング加工が行われた際に、封止剤にかかる機械的な負荷を低減させ、機械的強度を確保することができる温度ヒューズを提供することである。 In addition, a second object of the present invention is to provide a thermal fuse that can reduce the mechanical load applied to the sealant and ensure the mechanical strength when the forming process is performed on the lead conductor. Is to provide.
上述した課題を解決するために、この発明は、
底面板と、底面板の両端に配された一対の側面板と、底面板の前後の端部にそれぞれ配された前面板および後面板と、
一対の側面板のそれぞれに形成され、一端が開放された第1の穴と、
一対の側面板の間に一対の側面板と平行に設けられた一対の支持板と、
一対の支持板のそれぞれに形成され、一端が開放された第2の穴と、
底面板の略中間位置に形成された凸状部とを有するケースと、
一対の支持板の先端によって架け渡された蓋体とを備え、
第1の穴および第2の穴に対して、ヒューズ素子の両端から導出されたリード導体が挿入され、
一対の支持板の間にヒューズ素子が配されるとともに、ヒューズ素子とケースとが非接触とされ、
一対の側面板と一対の支持板との間に形成されるそれぞれの対向間隙に対して封止剤が充填される温度ヒューズである。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides:
A bottom plate, a pair of side plates arranged at both ends of the bottom plate, a front plate and a rear plate arranged at front and rear ends of the bottom plate,
A first hole formed in each of the pair of side plates and open at one end;
A pair of support plates provided in parallel with the pair of side plates between the pair of side plates;
A second hole formed in each of the pair of support plates and having one end open;
A case having a convex portion formed at a substantially middle position of the bottom plate;
A lid spanned by the ends of a pair of support plates,
Lead conductors led out from both ends of the fuse element are inserted into the first hole and the second hole,
While the fuse element is arranged between the pair of support plates, the fuse element and the case are not in contact with each other,
It is a thermal fuse in which a sealing agent is filled in each opposing gap formed between a pair of side plates and a pair of support plates.
本発明によれば、温度ヒューズが過電流により溶断動作した際にも絶縁抵抗の低下をまねくことなく、絶縁不良を防ぐことができる。また、ヒューズ素子の表面とケースの内面とが接触せず、ケース内面に凹凸を設けて表面積を大きくしたため、温度ヒューズのオーバーロード特性を向上させることができる。さらには、温度ヒューズの機械的強度を高めることができ、リード導体のフォーミング加工が行われたときの封止剤の破壊を防ぐことができる。 According to the present invention, it is possible to prevent an insulation failure without causing a decrease in insulation resistance even when a thermal fuse is blown by an overcurrent. Further, since the surface of the fuse element and the inner surface of the case are not in contact with each other and the surface area is increased by providing irregularities on the inner surface of the case, the overload characteristics of the thermal fuse can be improved. Furthermore, the mechanical strength of the thermal fuse can be increased, and the sealing agent can be prevented from being destroyed when the lead conductor is formed.
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、説明は、以下の順序で行う。
<一実施形態>
<変形例>
なお、以下に説明する実施の形態は、この発明の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、この発明の範囲は、以下の説明において、特にこの発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施の形態に限定されないものとする。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The description will be given in the following order.
<One Embodiment>
<Modification>
The embodiments described below are preferred specific examples of the present invention, and various technically preferable limitations are given. However, the scope of the present invention is not limited to the present invention in the following description. Unless otherwise specified, the present invention is not limited to these embodiments.
<一実施形態>
「1.温度ヒューズの概要」
図1は、本発明の一実施形態における温度ヒューズ1の全体構成(断面)を示す。温度ヒューズ1は、ケース2、蓋体3、リード導体4、ヒューズ素子5からなる。ヒューズ素子5にはフラックス(図示は省略している)がコーティングされている。
<One Embodiment>
"1. Overview of thermal fuse"
FIG. 1 shows an overall configuration (cross section) of a
ケース2は、例えば矩形とされる底面板2aを備え、底面板2aの両端には、一対の側面板として、側面板2bおよび側面板2cがそれぞれ植立されている。また、底面板2aの前後の端部には、それぞれ前面板2dおよび後面板2e(図示は省略している)が植立される。底面板2a、側面板2b、側面板2c、前面板2d、後面板2eは、例えば、一体的に形成される。側面板2bおよび側面板2cには、第1の穴として、一端が開放された穴LH21および穴LH22がそれぞれ形成される。
The
ケース2の内部の側面板2bおよび側面板2cとの間には、一対の支持板として、支持板2fおよび支持板2gがそれぞれ植立される。支持板2fおよび支持板2gは、側面板2bおよび側面板2cに対して平行に植立され、例えば、底面板2aの中心位置から対称の位置にそれぞれ形成される。支持板2fおよび支持板2gには、第2の穴として、一端が開放された穴LH23および穴LH24がそれぞれ形成される。また、底面板2aの内面の略中間位置には、凸状部2hおよび凸状部2iが形成される。
Between the
このような構造を有するケース2は、アルミナセラミックス(Al2O3)などの機械的強度、耐熱性、電気絶縁性、化学的安定性などに優れた材料により形成される。アルミナセラミックスの粉末を焼成加工することで、上述した形状とされるケース2が形成される。
The
ケース2の支持板2fの先端および支持板2gの先端の間には、蓋体3が架け渡される。蓋体3の両端には、直角に折り曲げるように突出する突出部3aおよび突出部3bがそれぞれ形成される。突出部3aおよび突出部3bには、一端が開放された半円状の切欠N31および切欠N32がそれぞれ形成される。また、蓋体3の、支持板2fおよび支持板2gによって支持される面の略中間位置には、凸状部3cおよび凸状部3dが形成される。この凸状部3cおよび凸状部3dは、ケース2に形成されている凸状部2hおよび凸状部2iと対向して形成される。
The
蓋体3は、突出部3aが側面板2bと支持板2fとの間に位置するように、また、突出部3bが側面板2cと支持板2gとの間に位置するように、支持板2fおよび支持板2gの先端により支持される。
The
このような構造を有する蓋体3は、ケース2と同様に、アルミナセラミックス(Al2O3)などの機械的強度、耐熱性、電気絶縁性、化学的安定性などに優れた材料により形成される。アルミナセラミックスの粉末を焼成加工することで、上述した形状とされる蓋体3が形成される。
The
ケース2の内部にはヒューズ素子5が収納される。温度ヒューズ1は、このヒューズ素子5が溶断することで動作する。ヒューズ素子5には、例えば、はんだ合金が使用される。近年、環境保護の観点から、カドミウム(Cd)や鉛(Pb)などの人体に有害な重金属を含有しない錫(Sn)−ビスマス(Bi)系などのはんだ合金がヒューズ素子5の材料として使用される。ヒューズ素子5にコーティングされるフラックスは、例えば、松脂(ロジン)を主成分とするものとされる。
A
ヒューズ素子5の両端がそれぞれリード導体4と溶接される。ヒューズ素子5の両端がリード導体4と溶接されるため、それぞれの溶接箇所には若干の膨らみが生じる。ヒューズ素子5と溶接されるリード導体4は、例えば、錫メッキ軟銅線が使用される。
Both ends of the
ケース2の側面板2bおよび側面板2cのそれぞれに形成された穴LH21および穴LH22と、支持板2fおよび支持板2gのそれぞれに形成された穴LH23および穴LH24とに対してリード導体4が挿入されてヒューズ素子5が位置決めされる。詳細は後述するが、各穴の下端は底面板2aから一定の高さを有するため、ケース2の内面とヒューズ素子5の表面とは接触しない。また、支持板2fおよび支持板2gの高さを適切に設定することで、蓋体3の内面とヒューズ素子5の表面とが接触しないようにすることができる。
蓋体3がケース2に対して被せられた後、エポキシ樹脂などの封止剤6が充填される。封止剤6は、側面板2bと支持板2fとの間に生じる空間(対向間隙)S1および側面板2cと支持板2gとの間に生じる空間(対向間隙)S2に充填される。封止剤6は一定の流動性を有するため、蓋体3の外面に沿う空間S3にも封止剤6が充填されることもある。封止剤6が充填されることでケース2の内部が密封される。
After the
「2.ケースの構成」
次に、図2A〜図2Cを参照してケース2の構造を詳細に説明する。
"2. Case structure"
Next, the structure of the
図2Aはケース2の正面図である。図2Aにおいて、ケース2の両端には、側面板2bおよび側面板2cが配される。また、ケース2の前後の端部には、前面板2dおよび後面板2eがそれぞれ配される。側面板2bには穴LH21が形成され、側面板2cには穴LH22が形成される。
FIG. 2A is a front view of
側面板2bと側面板2cとの間には、支持板2fおよび支持板2gが形成される。支持板2fと支持板2gは、側面板2bおよび側面板2cに対して平行に植立され、例えば、ケース2の略中間位置に対して対称とされる位置に形成される。支持板2fには穴LH23が形成され、支持板2gには穴LH24が形成される。
A
ケース2の内面の略中間位置には、凸状部2hおよび凸状部2iが形成される。凸状部2hは、例えば、底面板2aおよび前面板2d、後面板2eのそれぞれから所定の厚みでもって突出するように形成される。また、凸状部2iは、例えば、底面板2aおよび前面板2d、後面板2eのそれぞれから所定の厚みでもって突出するように形成される。
A
このようにして、ケース2の内面に凸状部2hおよび凸状部2iを形成することで、ケース2の内面の面積を増加することができる。したがって、温度ヒューズ1の動作時に飛散するヒューズ素子5やフラックスを内面に分散させて付着させることができ、絶縁抵抗の低下を防ぐことができる。
Thus, the area of the inner surface of the
また、凸状部2hおよび凸状部2iをケース2の底面板2aの略中間位置に形成することで、以下の効果が得られる。すなわち、上述したように、ヒューズ素子5の両端には、リード導体4との溶接による膨らみが生じる。底面板2aの略中間位置に凸状部2hおよび凸状部2iを形成することで、ヒューズ素子5の両端の膨らみと接触しないようにして面積を増加させることができる。
Moreover, the following effects are acquired by forming the
ケース2には、前面板2dの内面に沿って板状凸部2jが形成され、後面板2eの内面に沿って板状凸部2kが形成される。板状凸部2jおよび板状凸部2kは、例えば、凸状部2hと一体的に形成され、厚みは凸状部2hより薄くされる。また、ケース2には、前面板2dの内面に沿って板状凸部2lが形成され、後面板2eの内面に沿って板状凸部2mが形成される。板状凸部2lおよび板状凸部2mは、例えば、凸状部2iと一体的に形成され、厚みは凸状部2iより薄くされる。このような板状凸部を設けることで、エポキシ樹脂等の封止剤のたれを防止できるとともに、温度ヒューズ1の動作時に生じるアークに対する耐内圧性を高めることができる。
In the
図2Bは、ケース2の左側面図であり、この一実施形態では、ケース2の側面板2bを示す。側面板2bには、一端が開放された穴LH21が形成される。穴LH21は、開放側とは反対側に下端LPを有し、穴LH21の幅は、穴LH21に挿入されるリード導体4の直径と略等しくされる。穴LH21の開放端における側面板2bの角部には、面取り加工CHが施される。この面取り加工CHにより穴LH21に対してリード導体4を挿入しやすくなる。底面板2aから穴LH21の下端LPまでの高さは所定の高さとされ、ヒューズ素子5の表面がケース2の内面と接触しないように適切に設定される。
FIG. 2B is a left side view of the
なお、側面板2cに形成される穴LH22も穴LH21と同様の形状および幅とされ、側面板2cの角部には面取り加工が施される。穴LH22の下端も底面板2aから所定の高さとされる。支持板2fおよび支持板2gに形成される穴LH23および穴LH24についても同様であり、穴LH23および穴LH24の幅はリード導体4の直径と等しくされ、支持板2fおよび支持板2gの角部には面取り加工が施される。
The hole LH22 formed in the
図2Cは、ケース2の断面図である。底面板2aの両端には、側面板2bおよび側面板2cが配される。また、側面板2bおよび側面板2cの間には、支持板2fおよび支持板2gが形成される。底面板2aの略中間位置には、凸状部2hおよび凸状部2iが形成される。
FIG. 2C is a cross-sectional view of the
「3.蓋体の構成」
次に、図3A〜図3Cを参照して蓋体3の構成について説明する。
“3. Structure of the lid”
Next, the configuration of the
図3Aは、蓋体3の断面図である。蓋体3の両端には、略直角に折り曲げるようにして突出する突出部3aおよび突出部3bが形成される。また、蓋体3の内面には、略中間位置に凸状部3cおよび凸状部3dが形成される。凸状部3cおよび凸状部3dは、例えば断面が矩形とされる。
FIG. 3A is a cross-sectional view of the
図3Bは、蓋体3の正面図である。突出部3aには、半円状の切欠N31が形成され、突出部3bには、半円状の切欠N32が形成されている。蓋体3の内面の略中間位置に凸状部3cおよび凸状部3dが形成される。
FIG. 3B is a front view of the
図3Cは、蓋体3の右側面図であり、この一実施形態では突出部3bを示す。突出部3bには、例えば半円状とされる切欠N32が形成される。切欠N32の幅は、リード導体4の直径と略等しくされる。また、突出部3bの角部には、切欠N32に対してリード導体4を挿入しやすいように、面取り加工CHが施される。なお、図示は省略しているが、突出部3aにも、同様に半円状の切欠N31が形成され、突出部3aの角部には面取り加工が施される。
FIG. 3C is a right side view of the
このように、蓋体3の内面の略中間位置に凸状部3cおよび凸状部3dを形成することで、ヒューズ素子5が配される空間の表面積を増加させることができる。また、略中間位置に凸状部3cおよび凸状部3dを形成することで、ヒューズ素子5の両端に生じる溶接部の膨らみと凸状部3cおよび凸状部3dとの接触を防ぐことができる。
Thus, by forming the
「4.温度ヒューズの構成」
次に、図4A〜図4Cを参照して温度ヒューズ1の構成について説明する。なお、図4A〜図4Cは、温度ヒューズ1の構成を示すものであり、封止剤6が充填される前の段階である。
“4. Thermal fuse configuration”
Next, the configuration of the
図4Aは、温度ヒューズ1の正面図である。ヒューズ素子5の一端に溶接されたリード導体4が側面板2bに形成された穴LH21および支持板2fに形成された穴LH23に対して挿入される。また、ヒューズ素子5の他端に溶接されたリード導体4が側面板2cに形成された穴L22および支持板2gに形成された穴LH24に対して挿入される。リード導体4が穴LH21、穴LH22、穴LH23、穴LH24に対して挿入されることで、ヒューズ素子5の表面がケース2の内面と接触しないようにして位置決めされる。
FIG. 4A is a front view of the
ヒューズ素子5が位置決めされた後、ケース2に対して蓋体3が被せられる。蓋体3は、側面板2bと支持板2fとの間に突出部3aが配されるようにされ、側面板2cと支持板2gとの間に突出部3bが配されるようにして被せられる。このとき、突出部3aに形成された切欠N31および突出部3bに形成された切欠N32に対してリード導体4が挿入される。
After the
図4Bは、温度ヒューズ1の左側面図である。ケース2の側面板2bの穴LH21にリード導体4が挿入されて保持されている。また、蓋体3が被せられることにより、リード導体4が蓋体3の突出部3aに形成された切欠N31に挿入される。
FIG. 4B is a left side view of the
図4Cは、温度ヒューズ1の断面図である。蓋体3の一面が支持板2fおよび支持板2gの先端によりそれぞれ支持されて、蓋体3がケース2に対して被せられる。蓋体3がケース2に対して被せられた後に、エポキシ樹脂などの封止剤6(図示は省略している)が充填される。
FIG. 4C is a cross-sectional view of the
封止剤6は、ケース2の内部において、側面板2bと支持板2fとの間に形成される空間(対向間隙)S1に充填される。また、封止剤6は、側面板2cと支持板2gとの間に形成される空間(対向間隙)S2に充填される。このとき、穴LH23および穴LH24の幅とリード導体4の直径とが略等しくされるため、充填された封止剤がヒューズ素子5が配される空間(支持板2fおよび支持板2gの間に形成される空間)に入りこむことはない。また、封止剤6の充填時は、ケース2の外部に封止剤が漏れないようにするため、ヒューズ素子5が挿入された穴LH21および穴LH22の開放箇所が遮蔽される。封止剤6が充填されて温度ヒューズ1が形成される。
The
封止剤6がケース2の内部に充填されるため、以下の効果が得られる。例えば、ケース2の外部に延伸するヒューズ導体4に対してフォーミング加工がなされても、封止剤6はケース2の内部に充填されるため、封止剤6に対して直接的な負荷がかからない。したがって、従来の温度ヒューズよりも封止剤にかかる機械的負荷を低減して封止剤の破壊を防ぐことができ、温度ヒューズ1の機械的強度を向上できる。
Since the
すなわち、この発明の一実施形態に係る温度ヒューズ1によれば、ケース2の内面の面積を増加させることで、温度ヒューズ1のオーバーロード特性を向上させることができるとともに、温度ヒューズ1の機械的強度を高めることができる。
That is, according to the
<変形例>
以上、この発明の一実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の一実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、ケース2に形成される凸状部の形状や個数は適宜変更可能である。また、蓋体3に形成される凸状部の形状や個数も適宜変更である。但し、ケース2の内部の容積を確保しつつ、内面の面積を増加させるため、上述した一実施形態のようにケース2および蓋体3には凸状部は、好ましくは2箇所に形成される。
<Modification>
The embodiment of the present invention has been specifically described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications based on the technical idea of the present invention are possible. For example, the shape and number of convex portions formed on the
1・・・・温度ヒューズ
2・・・・ケース
3・・・・蓋体
4・・・・リード導体
5・・・・ヒューズ素子
6・・・・封止剤
2b、2c・・側面板
2f、2g・・支持板
LH21、LH22、LH23、LH24・・穴
N31、N32・・切欠
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記一対の側面板のそれぞれに形成され、一端が開放された第1の穴と、
前記一対の側面板の間に前記一対の側面板と平行に設けられた一対の支持板と、
前記一対の支持板のそれぞれに形成され、一端が開放された第2の穴と、
前記底面板の略中間位置に形成された凸状部とを有するケースと、
前記一対の支持板の先端によって架け渡された蓋体とを備え、
前記第1の穴および前記第2の穴に対して、ヒューズ素子の両端から導出されたリード導体が挿入され、
前記一対の支持板の間に前記ヒューズ素子が配されるとともに、前記ヒューズ素子と前記ケースとが非接触とされ、
前記一対の側面板と前記一対の支持板との間に形成されるそれぞれの対向間隙に対して封止剤が充填される温度ヒューズ。 A bottom plate, a pair of side plates disposed at both ends of the bottom plate, a front plate and a rear plate disposed respectively at front and rear ends of the bottom plate,
A first hole formed in each of the pair of side plates and having one end open;
A pair of support plates provided in parallel with the pair of side plates between the pair of side plates;
A second hole formed in each of the pair of support plates and having one end open;
A case having a convex portion formed at a substantially middle position of the bottom plate;
A lid spanned by the ends of the pair of support plates,
Lead conductors led out from both ends of the fuse element are inserted into the first hole and the second hole,
The fuse element is disposed between the pair of support plates, and the fuse element and the case are not in contact with each other.
A thermal fuse in which a sealant is filled in each facing gap formed between the pair of side plates and the pair of support plates.
前記蓋体の略中間位置に対して形成される凸状部と、
両端から略直角に折り曲げられて突出する一対の突出部と、
前記一対の突出部のそれぞれに形成され、一端が開放された半円状の切欠とを有し、
前記切欠に対して前記リード導体が挿入されるとともに、前記一対の突出部のそれぞれが前記一対の側面板と前記一対の支持板とのそれぞれの間に配され、
前記蓋体の凸状部の対向する位置に前記ケースの凸状部が配される請求項1に記載の温度ヒューズ。 The lid is
A convex portion formed with respect to a substantially middle position of the lid,
A pair of projecting portions that are bent at substantially right angles from both ends and project;
A semicircular cutout formed at each of the pair of protrusions and having one end open;
The lead conductor is inserted into the notch, and each of the pair of protrusions is disposed between the pair of side plates and the pair of support plates,
The thermal fuse according to claim 1, wherein the convex portion of the case is disposed at a position facing the convex portion of the lid.
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