JP6032739B2

JP6032739B2 - 温度ヒューズ用接点材およびこれを用いた感温ペレット型温度ヒューズ

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Publication number: JP6032739B2
Application number: JP2012248902A
Authority: JP
Inventors: 林　正人; 正人林
Original assignee: NEC Schott Components Corp
Current assignee: NEC Schott Components Corp
Priority date: 2012-11-13
Filing date: 2012-11-13
Publication date: 2016-11-30
Anticipated expiration: 2032-11-13
Also published as: JP2014099249A

Description

本発明は、多層積層構造の複合材料からなる接点材およびこれを用いた感温ペレット型温度ヒューズに関する。

従来、家庭用あるいは産業用電子・電気機器の過熱損傷を保護するために温度ヒューズが使用されている。温度ヒューズは、機器の温度を正確に感知し、異常過熱時に速やかに回路を遮断する保護部品として、各種家電製品、携帯機器、通信機器、事務機器、車載機器、ＡＣアダプタ、充電器、モータ、電池、その他電子部品に使用されている。一般に温度ヒューズは概ね０．５Ａ〜１５Ａの幅広い公称定格電流を有するが、特に６Ａ以上の高電流用には、接点を有し異常温度を感知して該接点を開離動作させる感温ペレット型温度ヒューズが好適に利用される。感温ペレット型温度ヒューズは、細部に関して種々の形態があるが、例えば、特許文献１または特許文献２に記載された感温ペレット型温度ヒューズには、Ａｇめっき金属ケース、一対のＡｇめっきリード線、絶縁材、強弱２つの圧縮バネ、摺動電極および感温材を主要構成要素とし、摺動電極はＡｇめっきを施した金属ケースの内面に接触しながら移動し得る。摺動電極と絶縁材の間には弱圧縮バネ、また摺動電極と感温材の間には強圧縮バネがある。平常時には両圧縮バネはそれぞれ圧縮状態にあり、弱圧縮バネより強圧縮バネの方が強いため、摺動電極は絶縁材側に付勢され、摺動電極は導通可能な状態となる。従ってリード線を電子機器などの配線に接続すると、電流はリード線から摺動電極を経由して金属ケースからもう一方のリード線へと通電する。感温材は有機薬剤や熱可塑性樹脂などを使用することができ、所定の作動温度に達すると感温材は溶融または軟化し、圧縮バネからの負荷により変形する。このため温度ヒューズを接続する電子機器などが過熱し所定の作動温度に達すると感温材は変形し、圧縮バネを除荷し、圧縮バネの伸張に応動して圧縮バネの圧縮状態が解放され、圧縮バネが伸張することにより摺動電極が金属ケースの内面に接触しながら移動して通電が遮断される。このような機能を有する感温ペレット型温度ヒューズを電子機器などの配線に接続することにより、機器の異常過熱による機器本体の破損や火災などを事前に防止することができる。

一般に感温ペレット型温度ヒューズに用いられている摺動電極は、金属材を薄板状に圧延し、これをプレス成形で星型凹状に形成したものを用いるが、従来の感温ペレット型温度ヒューズに用いられている摺動電極は、開離動作時のアークによる接点溶着を防止する必要から、特許文献１に記載のように、Ｃｕなどを含む内部酸化性Ａｇ合金を加圧酸化炉中で内部酸化することにより、接点材の表層部にＣｕ酸化物などの酸化物粒子をＡｇ基材に分散生成させた摺動電極を用いていた。さらに特許文献３には、Ｃｕ基材の表面に一層の極薄のＡｇをめっきした摺動電極が知られている。

再公表ＷＯ２００３／００９３２３号公報特開平０８−０４５４０４号公報実用新案登録第３１６１６３６号公報

従来の内部酸化性Ａｇ合金材を利用した摺動電極は、Ａｇ基材と卑金属との合金材を内部酸化法により卑金属を選択酸化し、表層部に酸化物粒子を分散、包含させることで接点の溶着や粘着を防止する接点材である。内部酸化性Ａｇ合金接点は、表層部に分布する酸化物粒子が少な過ぎると軟質なＡｇが多い表面となるので接点の溶着や粘着が発生しやすくなり、酸化物粒子が多過ぎると接点の接触抵抗値が増大することから、製造工程の材料コントロールが難しく、また高温酸化炉で一定時間熱処理を必要とするので比較的高価な接点材と言える。特許文献３に記載の考案は、これを改良するため提案された廉価な接点材であるが、この考案の記載通りに単にＣｕ基材上にＡｇめっき材の薄膜のみで接点部を形成した場合、Ａｇめっき膜厚が薄すぎ、開離動作時のアーク等によって容易にＡｇめっき膜が破壊されＣｕ材表面が露出して接点粘着を起こし、未だ接点の粘着を充分に防ぐことができない欠点があり、さらには、熱環境に曝されると経時的に表面のＡｇ層がＣｕ基材に拡散消失してしまい、早晩、ヒューズ抵抗値の増大や接点開離時に溶着を起こすようになってしまう欠点もあった。従って、本発明は、貴金属のＡｇ基材に替えて、より廉価な基材を用いながら、接点抵抗値を増大させることなくリードとの溶着や粘着を完全に防止する温度ヒューズ用の接点材およびそれを利用した感温ペレット型温度ヒューズを提供することを目的とする。なお、粘着とは、接点部が熱環境下に長時間曝されることにより互いに圧接されて付着状態となることを言い、溶着とは、接点部が開離する際に発生したアークにより接点同士が開離せずに溶接されてしまうことを言う。

本発明によると、高導電性金属の基材と、この基材の表面を覆ったＮｉの一次めっき層と、この一次めっき層の表面に積層したＡｇまたはＡｇ合金の二次めっき層と、さらに二次めっき層の上部を被覆する金属または半導体の化合物薄膜とを備え、化合物薄膜は、炭化物、窒化物、酸化物および酸窒化物から選ばれた少なくとも１種からなることを特徴とする温度ヒューズ用接点材が提供される。この接点材は感温ペレット型温度ヒューズの摺動電極および浮動電極に適用できる。

本発明の別の観点によると、リード内端面と摺動電極との当接面を接点開離面とする感温ペレット型温度ヒューズにおいて、摺動電極は、高導電性金属の基材を有し、この基材の表面を覆ったＮｉの一次めっき層と、この一次めっき層の表面に積層したＡｇまたはＡｇ合金の二次めっき層と、さらに二次めっき層の上部を被覆する金属または半導体の化合物薄膜とを備え、化合物薄膜は、炭化物、窒化物、酸化物、酸窒化物から選ばれた化合物のみからなり、少なくともリードと接する摺動電極の表面に化合物薄膜を設けたことを特徴とする感温ペレット型温度ヒューズが提供される。

また、リード内端面と浮動電極（中継電極）との当接面を接点開離面とする感温ペレット型温度ヒューズにおいて、少なくとも浮動電極は、高導電性金属の基材を有し、この基材の表面を覆ったＮｉの一次めっき層と、この一次めっき層の表面に積層したＡｇまたはＡｇ合金の二次めっき層と、さらに二次めっき層の上部を被覆する金属または半導体の化合物薄膜とを備え、化合物薄膜は、炭化物、窒化物、酸化物、酸窒化物から選ばれた化合物のみからなり、少なくともリードと接する浮動電極の表面に化合物薄膜を設けたことを特徴とする感温ペレット型温度ヒューズが提供される。

内部酸化性Ａｇ合金材を利用した接点材で形成されていた従来の摺動電極および浮動電極に替えて、本発明に係る多層積層構造の複合材料からなる接点材を適用した摺動電極または浮動電極を用いることで、より廉価な高導電性金属を基材に用いながら、感温ペレット型温度ヒューズの内部抵抗値を増大させることなくリードとの溶着や粘着を完全に防止することができる。すなわち、ＡｇまたはＡｇ合金材からなる二次めっき層の上部を酸化物薄膜で被覆することで軟質なＡｇ材の粘着を防ぎ、かつ二次めっき層と基材との間にＮｉの一次めっき層を設けることでＣｕ基材中にＡｇが拡散しないようにして接点が溶着するのを防止する。また、ベース基材をＡｇ基材からＣｕ基材とすることで材料費を軽減し経済的な効果も期待できる。

本発明に係る摺動電極１０の形状を示し、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は側面図を示す。本発明に係る摺動電極１０の断面図を示し、図１（ａ）のＤ−Ｄ線に沿って切断したときの断面図である。本発明に係る摺動電極１０に好適な感温ペレット型温度ヒューズ３０を示した断面図である。本発明に係る浮動電極４０であり、Ｄ−Ｄ線に沿って切断したときの部分断面図である。本発明に係る浮動電極４０に好適な感温ペレット型温度ヒューズ５０を示した断面図である。

本発明に係る温度ヒューズ用接点材は、ＣｕまたはＣｕ合金などの高導電性金属の基材と、この基材の両面に設けた厚さ０．１〜０．３μｍのＮｉの一次めっき層と、この一次めっき層の上に積層した厚さ３μｍ以上より好ましくは４〜１０μｍのＡｇまたはＡｇ合金の二次めっき層と、さらに二次めっき層の少なくとも片方の面をコーティングした厚さ１０〜１００ｎｍより好ましくは１５〜５５ｎｍのＡｌ_２Ｏ_３、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＳｎＯ_２、ＳｉＯ_２、ＳｉＯＮ（酸窒化シリコン。組成式Ｓｉ_４Ｏ_５Ｎ_３を含む。）、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＳｉＣから選ばれた少なくとも１種で構成された化合物薄膜とを備えたことを特徴とする。二次めっき層は、表裏で膜厚の異なる差厚めっきにしてもよい。その際、少なくとも片側のめっき厚は４〜１０μｍとなるよう形成し、めっき厚を４〜１０μｍに調製した側に化合物薄膜を形成させる。化合物薄膜の形成は、例えば、スパッタリング、真空蒸着などの薄膜形成手段を用いる。この温度ヒューズ用接点材は、感温ペレット型温度ヒューズの摺動電極および浮動電極に適用できる。

本発明に係る摺動電極１０は、本発明の温度ヒューズ用接点材を利用した摺動電極であり、形状の一例を図１に示す。図１（ａ）はその平面図を、図１（ｂ）はその側面図を示す。摺動電極１０は、特殊な場合を除き通常、図示するような星型凹状の形状を有する。特に図示しないが、これより星型の角数を増減させた形状や丸皿状の形態も可能である。摺動電極１０は、図２の断面図に示すように、接点開離するリード当接面１１においては、ＣｕまたはＣｕ合金などの高導電性金属の基材２１の表面を、厚さ０．１〜０．３μｍのＮｉの一次めっき層２２ａと、この一次めっき層２２ａの表面に積層した厚さ３μｍ以上より好ましくは４〜１０μｍのＡｇまたはＡｇ合金の二次めっき層２３ａと、さらに二次めっき層２３ａの上部を被覆した厚さ１０〜１００ｎｍより好ましくは１５〜５５ｎｍのＡｌ_２Ｏ_３、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＳｎＯ_２、ＳｉＯ_２、ＳｉＯＮ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＳｉＣから選ばれた少なくとも１種で構成された化合物薄膜２４ａの３層で覆い、接点開離しない押圧面１２においては、ＣｕまたはＣｕ合金などの高導電性金属の基材２１の表面を、この基材の表面を覆った厚さ０．１〜０．３μｍのＮｉの一次めっき層２２ｂと、この一次めっき層２２ｂの表面に積層した厚さ３μｍ以上より好ましくは４〜１０μｍのＡｇまたはＡｇ合金の二次めっき層２３ｂの少なくとも２層で覆った多層積層材で構成される。なお、該化合物薄膜は、例えばＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム）など２種以上の化合物から構成しても差し支えない。また、必要に応じて押圧面１２の二次めっき層２３ｂの表面にも極薄い化合物薄膜を施して両面とも３層構造にしてもよい。

本発明に係る感温ペレット型温度ヒューズ３０は、前述の摺動電極１０を用いた温度ヒューズであり、図３に示すように、リード３６を挿着した金属ケース３３と、この金属ケース３３の缶底部に挿入された感温材３７と、感温材３７を押圧する強圧縮バネ３４と、強圧縮バネ３４の両端に当接した円板３８と、片方の円板３８に当接して金属ケース３３の内壁面と摺動自在に接触する摺動電極３１と、摺動電極３１を押圧する弱圧縮バネ３５と、金属ケース３３の開口部を閉塞する絶縁材３９と、絶縁材３９を貫通し内端面を摺動電極３１に当接するリード３２と、このリード３２を金属ケース３３に封止する絶縁封止材６０などを主要な構成要素とする感温ペレット型温度ヒューズにおいて、摺動電極３１の凹面内側のリード当接面で、リード３２に当接され、その反対側の押圧面で、金属ケース３３を電極周縁に接触させかつ強弱２つの圧縮ばね３４および３５と弾性的に接続されて、感温ペレット型温度ヒューズ３０に搭載される。摺動電極３１は、接点開離するリード当接面においては、ＣｕまたはＣｕ合金などの高導電性金属の基材の表面を、厚さ０．１〜０．３μｍのＮｉの一次めっき層と、この一次めっき層の表面に積層した厚さ３μｍ以上より好ましくは４〜１０μｍのＡｇまたはＡｇ合金の二次めっき層と、さらに二次めっき層の上部を被覆した厚さ１０〜１００ｎｍより好ましくは１５〜５５ｎｍのＡｌ_２Ｏ_３、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＳｎＯ_２、ＳｉＯ_２、ＳｉＯＮ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＳｉＣから選ばれた少なくとも１種で構成された化合物薄膜の３層で覆い、接点開離しない押圧面においては、ＣｕまたはＣｕ合金などの高導電性金属の基材の表面を、この基材の表面を覆った厚さ０．１〜０．３μｍのＮｉの一次めっき層と、この一次めっき層の表面に積層した厚さ３μｍ以上より好ましくは４〜１０μｍのＡｇまたはＡｇ合金の二次めっき層の少なくとも２層で覆った多層積層材で構成される。なお、該化合物薄膜は、例えばＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム）など２種以上の化合物から構成しても差し支えない。また、必要に応じて押圧面の二次めっき層の表面にも極薄い化合物薄膜を施して両面とも３層構造にしてもよい。また、必要に応じてリード３２に相通した絶縁管７０をさらに用いて絶縁封止材６０で金属ケース３３を封止してもよい。

本発明に係る浮動電極４０は、本発明の温度ヒューズ用接点材を利用した浮動電極であり、図４にＤ−Ｄ線に沿って切断したときの部分断面図を示す。浮動電極４０は、少なくとも接点開離する先端部４０３のリード当接面４０１においては、ＣｕまたはＣｕ合金などの高導電性金属の基材４１の表面を、厚さ０．１〜０．３μｍのＮｉの一次めっき層４２ａと、この一次めっき層４２ａの表面に積層した厚さ３μｍ以上より好ましくは４〜１０μｍのＡｇまたはＡｇ合金の二次めっき層４３ａと、さらに二次めっき層４３ａの上部を被覆した厚さ１０〜１００ｎｍより好ましくは１５〜５５ｎｍのＡｌ_２Ｏ_３、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＳｎＯ_２、ＳｉＯ_２、ＳｉＯＮ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＳｉＣから選ばれた少なくとも１種で構成された化合物薄膜４４ａの３層で覆い、接点開離しない押圧面４０２においては、ＣｕまたはＣｕ合金などの高導電性金属の基材４１の表面を、この基材の表面を覆った厚さ０．１〜０．３μｍのＮｉの一次めっき層４２ｂと、この一次めっき層４２ｂの表面に積層した厚さ３μｍ以上より好ましくは４〜１０μｍのＡｇまたはＡｇ合金の二次めっき層４３ｂの少なくとも２層で覆った多層積層材で構成される。なお、該化合物薄膜は、例えばＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム）など２種以上の化合物から構成しても差し支えない。また、必要に応じて押圧面４０２の二次めっき層４３ｂの表面にも極薄い化合物薄膜を施して両面とも３層構造にしてもよい。

本発明に係る感温ペレット型温度ヒューズ５０は、前述の浮動電極４０を用いた温度ヒューズであり、図５に示すように、リード３６を挿着した金属ケース３３と、この金属ケース３３の缶底部に挿入された感温材３７と、感温材３７を押圧する強圧縮バネ３４と、強圧縮バネ３４の両端に当接した円板３８と、片方の円板３８に当接して金属ケース３３の内壁面と摺動自在に接触する摺動電極３１と、摺動電極３１にフランジ状の頭部を接触させた浮動電極５１と、浮動電極５１を押圧する弱圧縮バネ３５と、金属ケース３３の開口部を閉塞する絶縁材３９と、絶縁材３９を貫通し内端面を浮動電極５１に当接するリード３２と、このリード３２を金属ケース３３に封止する絶縁封止材６０などを主要な構成要素とする感温ペレット型温度ヒューズにおいて、浮動電極５１の先端部のリード当接面は、リード３２の内側端部に当接され、その反対側のフランジ状頭部の押圧面は、摺動電極３１に当接され金属ケース３３と電気接続されかつ強弱２つの圧縮ばね３４および３５と弾性的に接続されて、感温ペレット型温度ヒューズ５０に搭載される。本発明に係る感温ペレット型温度ヒューズの浮動電極５１は、少なくとも接点開離する先端部のリード当接面においては、ＣｕまたはＣｕ合金などの高導電性金属の基材の表面を、厚さ０．１〜０．３μｍのＮｉの一次めっき層と、この一次めっき層の表面に積層した厚さ３μｍ以上より好ましくは４〜１０μｍのＡｇまたはＡｇ合金の二次めっき層と、さらに二次めっき層の上部を被覆した厚さ１０〜１００ｎｍより好ましくは１５〜５５ｎｍのＡｌ_２Ｏ_３、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＳｎＯ_２、ＳｉＯ_２、ＳｉＯＮ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＳｉＣなどの１種以上からなる化合物薄膜の３層で覆い、接点開離しない押圧面においては、ＣｕまたはＣｕ合金の基材の表面を、この基材の表面を覆った厚さ０．１〜０．３μｍのＮｉの一次めっき層と、この一次めっき層の表面に積層した厚さ３μｍ以上より好ましくは４〜１０μｍのＡｇまたはＡｇ合金の二次めっき層の少なくとも２層で覆った多層積層材で構成される。なお、該化合物薄膜は、例えばＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム）など２種以上の化合物から構成しても差し支えない。また、必要に応じて押圧面の二次めっき層の表面にも極薄い化合物薄膜を施して両端面とも３層構造にしてもよい。また、この感温ペレット型温度ヒューズ５０の摺動電極３１は、図１に示した摺動電極１０を用いてもよい。さらに、必要に応じてリード３２に絶縁管７０を相通して絶縁封止材６０で金属ケース３３を封止してもよい。

本発明の実施例１として、図２の摺動電極２０を示す。この図２は、図１（ａ）のＤ−Ｄ線に沿って摺動電極を切断したときの断面図を示している。実施例１の摺動電極２０は、接点開離するリード当接面１１においては、厚さ７０μｍのＣｕの基材２１の表面を、厚さ０．２μｍのＮｉの一次めっき層２２ａと、この一次めっき層２２ａの表面に積層した厚さ７μｍのＡｇの二次めっき層２３ａと、さらに二次めっき層２３ａの上部を真空蒸着で被覆した厚さ３５ｎｍのＳｉＯ_２の化合物薄膜２４ａの３層で覆い、接点開離しない押圧面１２においては、Ｃｕの基材２１の表面を、この基材の表面を覆った厚さ０．２μｍのＮｉの一次めっき層２２ｂと、この一次めっき層２２ｂの表面に積層した厚さ３μｍのＡｇの二次めっき層２３ｂの２層で覆った多層積層材で構成される。

実施例１の摺動電極２０の化合物薄膜２４ａは、真空蒸着で被覆した厚さ５５ｎｍのＮｂ_２Ｏ_５薄膜、厚さ３０ｎｍのＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム）薄膜、３０ｎｍのＡｌ_２Ｏ_３薄膜、厚さ１５ｎｍのＳｉＯＮの何れか１つの化合物薄膜に変更できる。また、化合物薄膜の製膜法は、厚さ１０〜１００ｎｍの化合物薄層を二次めっき層２３ａの上部に形成できれば、何れの方法を用いてもよく、例えば、真空蒸着に替えてスパッタリングを用いることが可能である。

本発明の実施例２の浮動電極４０を図４に示す。図４は、図中のＤ−Ｄ線に沿って浮動電極を切断したときの断面図を示している。浮動電極４０は、一方の先端を平坦に成形されたリード当接面４０１を有する先端部４０３と、円柱状の胴部４０４と、もう一方の端面をすり鉢状に加工した押圧面４０２を有するフランジ状に広がった頭部４０５とを備え、リード当接面４０１を含む先端部４０３と胴部４０４および頭部４０５のリード当接面側のフランジ面のＣｕ基材４１の表面を、厚さ０．２μｍのＮｉの一次めっき層４２ａと、この一次めっき層４２ａの表面に積層した厚さ７μｍのＡｇの二次めっき層４３ａと、さらに二次めっき層４３ａの上部を真空蒸着で被覆した厚さ３５ｎｍのＳｉＯ_２の化合物薄膜４４ａとの３層で覆い、接点開離しない押圧面４０２を含む頭部４０５のもう片側のフランジ面のＣｕ基材４１の表面を覆った厚さ０．１μｍのＮｉの一次めっき層４２ｂと、この一次めっき層４２ｂの表面に積層した厚さ３μｍのＡｇの二次めっき層４３ｂの２層で被覆した多層積層材で構成される。

実施例２の浮動電極４０の化合物薄膜４４ａは、真空蒸着で被覆した厚さ５５ｎｍのＮｂ_２Ｏ_５薄膜、厚さ３０ｎｍのＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム）薄膜、３０ｎｍのＡｌ_２Ｏ_３薄膜、厚さ１５ｎｍのＳｉＯＮの何れか１つの化合物薄膜に変更できる。また、化合物薄膜の製膜法は、厚さ１０〜１００ｎｍの化合物薄層を二次めっき層４３ａの上部に形成できれば、何れの方法を用いてもよく、例えば、真空蒸着に替えてスパッタリングを用いることもできる。

上述した各実施例の摺動電極または浮動電極は、市販の典型的な感温ペレット型温度ヒューズに好適に利用できる。例えば、図３または図５に示すような、リード３２および３６と、金属ケース３３と、感温材３７と、強弱２つの圧縮バネ３４および３５と、強圧縮バネ３４の両端に当接される円板と、摺動電極３１と、絶縁材３９と、必要に応じて摺動電極３１とリード３２の内端面との間に挿入される浮動電極５１などを主要な構成要素とする感温ペレット型温度ヒューズ３０または５０に適用でき、該温度ヒューズを接続した電子機器等が過熱し所定の作動温度に達すると、感温材３７が変形し、圧縮バネ３４および３５を除荷し、強圧縮バネ３４の伸張に応動して弱圧縮バネ３５の圧縮状態が解放され、弱圧縮バネ３５が伸張することにより摺動電極３１が金属ケース３３の内面に接触しながら移動して、接点溶着が無く通電が遮断される。以上、感温ペレット型温度ヒューズ３０および５０に関して共通する部分について同じ符号を用いた図を用いて説明したが、図５の感温ペレット型温度ヒューズ５０については、リード３２に接続された浮動電極５１をさらに付加した構成となっている点が異なるが、その他の箇所ならびに動作機構については略同様の構成となるので、詳細な説明を省略する。

次に、実施例と比較例の摺動電極を適用した動作温度２４０℃、電気定格１５Ａ、ＡＣ２５０Ｖの供試用の感温ペレット型温度ヒューズ各１００個を用意して温度ヒューズの両リード間の電気抵抗値を四端子法で測定し、この内５０個を２２０±３℃に調温したオーブンに入れ、１℃／分で昇温させながら電気定格の１．５倍の過負荷条件で強制動作させて接点の粘着および溶着の有無を調べ、さらに残りの５０個を２２０±３℃に調温したオーブン中に入れて２０００時間高温エージングさせた後、２２０±３℃のオーブン中で１℃／分で昇温させながら電気定格の１．５倍の過負荷条件で強制動作させて接点の粘着および溶着の有無を調べた結果を表１に示す。表中の実施例は、上述の実施例１およびその変形例の摺動電極を、比較例はＣｕ基材に厚さ２μｍのＡｇめっきを施した摺動電極を、それぞれ感温ペレット型温度ヒューズに適用した。

供試した各感温ペレット型温度ヒューズの電気抵抗値は、何れも０．８ｍΩ以下の良好な値を示したが、比較例の温度ヒューズは、初期の過負荷溶断試験において摺動接点の粘着または溶着が見られ、高温エージング後の過負荷溶断試験ではそれが増加しているのが分かる。これに対して、実施例の温度ヒューズは、初期、高温エージング後とも過負荷溶断試験での摺動接点の粘着および溶着は見られず何れも良好な結果を示した。

本発明は、摺動電極を有し異常温度を感知して接点を開離動作させる高電流用の接点開離型温度ヒューズやバイメタル式保護素子など接点を有する温度保護素子に利用でき、特に感温ペレット型温度ヒューズに好適に利用できる。

１０，３１・・・摺動電極、２０・・・摺動電極断面、
４０、５１・・・浮動電極、
３０，５０・・・感温ペレット型温度ヒューズ、
１１，４０１・・・リード当接面、１２，４０２・・・押圧面、
４０３・・・先端部、４０４・・・胴部、
４０２・・・押圧面、４０５・・・頭部、
２１，４１・・・基材、
２２ａ，２２ｂ，４２ａ，４２ｂ・・・一次めっき層、
２３ａ，２３ｂ，４３ａ，４３ｂ・・・二次めっき層、
２４ａ，４４ａ・・・化合物薄膜、
３２，３６・・・リード、３３・・・金属ケース、
３４・・・強圧縮バネ、３５・・・弱圧縮バネ、
３７・・・感温材、３８・・・円板
３９・・・絶縁材、６０・・・絶縁封止材、７０・・・絶縁管。

Claims

高導電性金属の基材と、この基材の表面を覆ったＮｉの一次めっき層と、この一次めっき層の表面に積層したＡｇまたはＡｇ合金の二次めっき層と、さらに前記二次めっき層の上部を被覆する金属の化合物のみまたは半導体の化合物のみからなる化合物薄膜とを備え、前記化合物薄膜は、炭化物、窒化物、酸化物および酸窒化物から選ばれた少なくとも１種からなることを特徴とする温度ヒューズ用接点材。
前記基材はＣｕまたはＣｕ合金からなり、この基材の両面に設けた厚さ０．１〜０．３μｍのＮｉの一次めっき層と、この一次めっき層の上に積層した厚さ３μｍ以上のＡｇまたはＡｇ合金の二次めっき層と、さらに前記二次めっき層の少なくとも片方の面を被覆した厚さ１０〜１００ｎｍの化合物薄膜とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の温度ヒューズ用接点材。
前記化合物薄膜は、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＳｎＯ_２、ＳｉＯ_２、ＳｉＯＮ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＳｉＣの群から選択された少なくとも１種の化合物からなることを特徴とする請求項２に記載の温度ヒューズ用接点材。
感温ペレット型温度ヒューズにおいて、摺動電極は、高導電性金属の基材を有し、この基材の表面を覆ったＮｉの一次めっき層と、この一次めっき層の表面に積層したＡｇまたはＡｇ合金の二次めっき層と、さらに前記二次めっき層の上部を被覆する金属の化合物のみまたは半導体の化合物のみからなる化合物薄膜とを備え、化合物薄膜は、炭化物、窒化物、酸化物、酸窒化物から選ばれた化合物からなり、少なくともリードと接する摺動電極の表面に化合物薄膜を設けたことを特徴とする感温ペレット型温度ヒューズ。
前記摺動電極は、ＣｕまたはＣｕ合金からなる前記基材と、この基材の両面に設けた厚さ０．１〜０．３μｍのＮｉの一次めっき層と、この一次めっき層の上に積層した厚さ３μｍ以上のＡｇまたはＡｇ合金の二次めっき層と、さらに前記二次めっき層の少なくとも片方の面を被覆した厚さ１０〜１００ｎｍの化合物薄膜とを備えたことを特徴とする請求項４に記載の感温ペレット型温度ヒューズ。
感温ペレット型温度ヒューズにおいて、浮動電極は、高導電性金属の基材を有し、この基材の表面を覆ったＮｉの一次めっき層と、この一次めっき層の表面に積層したＡｇまたはＡｇ合金の二次めっき層と、さらに前記二次めっき層の上部を被覆する金属の化合物のみまたは半導体の化合物のみからなる化合物薄膜とを備え、化合物薄膜は、炭化物、窒化物、酸化物、酸窒化物から選ばれた化合物からなり、少なくともリードと接する浮動電極の表面に化合物薄膜を設けたことを特徴とする感温ペレット型温度ヒューズ。
前記浮動電極は、ＣｕまたはＣｕ合金からなる前記基材と、この基材の両面に設けた厚さ０．１〜０．３μｍのＮｉの一次めっき層と、この一次めっき層の上に積層した厚さ３μｍ以上のＡｇまたはＡｇ合金の二次めっき層と、さらに前記二次めっき層の少なくとも片方の面を被覆した厚さ１０〜１００ｎｍの化合物薄膜とを備えたことを特徴とする請求項６に記載の感温ペレット型温度ヒューズ。
前記化合物薄膜は、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＳｎＯ_２、ＳｉＯ_２、ＳｉＯＮ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＳｉＣの群から選択された少なくとも１種の化合物薄膜からなることを特徴とする請求項５または請求項７に記載の感温ペレット型温度ヒューズ。