JPH02276286A - 温度ヒューズを有する抵抗回路基板とその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、発熱の大ぎい抵抗回路基板において、基板の
温度が所定の許容温度以上には上がらないよう安全性を
向上させた基板およびその製造法に関する。

（従来の技術） ホウロウ基板上に抵抗回路を形成した抵抗回路基板は、
その抵抗回路での発熱が金属コアに放散されるため、面
状発熱体として利用されたり、又発熱の大きい抵抗回路
として、その熱放散性、扁平性を活用して多方面に使用
されている。

実開昭５９−１５９８４７号公報には、第５図のような
面状発熱体１３の抵抗回路１２の一部にヒユーズ９．１
０を形成するものが開示されている。この場合、ヒユー
ズの位置が必ずし６基板の最高温度の位置又はその近傍
とはなっていないため、基板の中の最高温度を正確に限
定することができなかった。

現在、自動車用空気講和装置の送風機の回転数制御用に
使用されている抵抗体では、第６図に示したようなコイ
ル状の抵抗線（Ｒ、Ｒ、Ｒ３）とヒユーズＦ２などによ
って形成され、抵抗値は端子を切替えることにより、Ｒ
、Ｒ＋Ｒ２゜Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３の３種に選択できるよう
になっている。異常発熱時には、ヒユーズＦ２が溶融し
、バネの弾力によってヒユーズ部Ｆ２が離れ回路が遮断
されるようになっている（実公昭５６−１８７２８号公
報）。

この場合も、抵抗体とヒユーズが離れているために、抵
抗体の最ａＷＡ度を正確に限定することはできなかった
。

この従来技術の改良として実開昭６３−１８１５０７号
公報には第７図に示すように、抵抗体Ｒが所定温度以上
になると溶融して低抗体Ｒへの電流を遮断する温度ヒユ
ーズ１８を扁平な抵抗回路基板の中央部に設け、３種類
の抵抗値Ｒ１（端子Ｔ３−Ｔ２）、Ｒ１＋Ｒ２（端子Ｔ
３Ｔ　）、Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３（端子Ｔ３−Ｔ４）のいず
れを選んだ場合でも、ヒユーズ部が共通回路となり、確
認はされないが、高温発生部と考えられる部分に設けた
ものが開示されている。

この場合は、回路の自由度が小さく、設計上の制約が大
きいという難点がある。また端子の配列も自由に選べな
い欠点もある。

（発明が解決しようとする課題） 本発明の目的は、ホウロウ基板上に１つ又は複数の抵抗
体を抵抗値を選択可能な状態に形成させた抵抗回路基板
において、回路設定の自由度を大きく、設計上の制約も
少なく、端子の配列も自由に選べると共に、基板上のど
の箇所が許容上限温度になった時にも、温度ヒユーズが
融断して、基板を保護し得る温度ヒユーズを有する抵抗
回路基板とその製造法を提供することである。

（課題を解決するための手段〕 本発明はホウＯつ基板上に１つ又は複数の抵抗体を抵抗
値を選択可能な状態に形成させてなる抵抗体回路の少な
くとも１つの選択した抵抗体回路内に、回路の異常発熱
時に回路の最高温度となる領域又はその近傍部にその温
度で溶融して回路を遮断する温度ヒユーズを設けてなる
温度ヒユーズを有する抵抗回路基板である。

その製造方法としては、ホウロウ基板上の抵抗回路に通
電し、異常発熱状態として、サーモビュアで発熱部の温
度分布を測定し、回路のＲ高温度領域又はその近傍部分
にその温度で溶融して回路を遮断する温度ヒユーズを形
成させることを特徴とする温度ヒユーズを有する抵抗回
路基板の￥Ｊ造法である。

またホウロウ基板上の抵抗回路に通電し、異常発熱状態
としてサーモビュアで発熱部の温度分布を測定し、基板
の最高温度が許容上限温度となった時、ヒユーズの溶融
温度以上となる領域に、基板の許容上限温度より低い溶
融温度を持つ合金よりなる温度ヒユーズを形成させるこ
とを特徴とする温度ヒユーズを有する抵抗回路基板の製
造法である。

本発明は、ホウロウ基板上にメツキ、スパッタリング等
の薄膜、または厚膜回路によって抵抗体を形成し、この
抵抗回路の一部に異常発熱状態となったときにｒＲ高温
度となる位置またはその近傍部分に温度ヒユーズを設け
るものである。単一の抵抗回路にも勿論適用できるが、
特に複数の抵抗回路からなり、発熱が複雑であり、また
端子を切替えることで抵抗値を選択できるようにした抵
抗回路の場合に最高温度の位置の推定が困難になり、そ
の効果を発揮する。

基板で許容される上限温度をＴ　　、使用するＨＡＸ 温度ヒユーズの溶融温度をＴＨとしたとき、ＴＨζ”　
ＨＡＸのヒユーズを用いる場合には基板の最高温度位置
に設け、”Ｈ”ＨＡＸのヒユーズを用いる場合には基板
の最高温度がＴ　　となったときＡＸ にＴＨ以上の温度となる領域内に温度ヒユーズを設ける
。

このヒユーズ位置を決める際には、基板上にヒユーズを
設けない抵抗回路を設け、実際に通電して、短時間異常
発熱状態にし、基板の最高温度が許容上限温度となった
ときの温度分布をサーモビュアなとて測定して行う。

このようにすれば回路の異常発熱時には基板の最高温度
が”　ＨＡＸになった時またはそれ以前にヒユーズが作
動して回路を遮断することができる。

ただし、Ｔ　　とＴ　の差が余り大きいと、とＨＡＸ　
　　Ｈ ユーズ部の温度がＴ。になったときに、基板の最高温度
をＴ　ＨＡＸ以下に限定することが難しくなるのでＴＨ
ＡＸ　　’Ｈは小さい方が望ましい。このような抵抗回
路は冷却のため、例えば自遮断用空気調和装置の送風制
御の場合には、空気流の中に設置するので、風聞、風の
当り具合によって温度分布に変動を生ずることもあり、
余り温度差のある所にヒユーズを設けると目的を達しな
い。一般的には５０℃以下が望ましい。

複数の抵抗回路それぞれについて、前記のようなヒユー
ズを設けるが、異なる抵抗値の回路がその一部・を共用
しており、そのへ有部分にヒユーズを設けることができ
れば、ヒユーズの数を減らすことができる。

ヒユーズ位置を決定する手順は次のようになる。

ｉ）ヒユーズなしの抵抗回路基板を設計、作製する。勿
論通常の使用条件においては、使用環境の温度変化等を
考慮しても問題のないものでなければならない。

ｉｉ）実使用時に起りうる異常発熱状態を作り、基板の
温度をサーモビュアで測定する。基板の最高温度がＴ　
　となったときの温度分布と使用ＡＸ するヒユーズの溶ａ温度ＴＨとから、前記した基準に合
うようにヒユーズ位置を決定する。

１ｉｉ）実際にヒユーズを取り付けた場合には、この部
分での発熱は殆どなくなるので、温度分布がやや変化す
る場合がある。

したがって、ヒユーズを形成した場合についても、異常
発熱状態を作り、ヒユーズが作動したときに基板最高温
度が許容温度を越えないことを確認する。もし越えるで
いるときはヒユーズ位置を変更する。

これらのことを考慮すると、ヒユーズ位置を決定すると
きにはヒユーズ位置は前記の基準ギリギリの位置は避け
ることが望ましい。

勿論、ヒユーズなしの基板を作らずに、始めからヒユー
ズつきの基板を作ることも可能である。

最終的には異常発熱状態にしてヒユーズが作動したとき
に基板最高温度が許容温度を越えなければよい。

（実施例） 以下に実施例により本発明を更に具体的に説明するが、
本発明はこの実施例によって何等限定されるものではな
い。

自動車用空気調和装置用ファンの風ｆｆｉ　１ＩＩＩＩ
　Ｉｌｌ用抵坑回路基板である第１図（最終的にヒユー
ズまで形成したもの）について説明する。

ホウロウ基板１上に厚膜ペーストを中欄焼成して抵抗回
路２を形成した。端子部を３．４．５゜６とすると、抵
抗値は３−４問（Ｒ１）、３−６閤（Ｒ１＋Ｒ２）　、
３−５間（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）の３通り選択できる。

７と８が温度ヒユーズ部で、それぞれ向き合った回路間
をブリッジするようにクリームハンダを印刷し、加熱溶
融させてヒユーズを形成した。ハンダは５ｎ−ＰＩ）の
共晶ハンダ（溶融温度１８３℃）を使用した。この基板
は許容上限温度は２００”Ｃであり、ヒユーズ部の位置
は前記した方法によって決定したものである。

ヒユーズ７は、端子３−４間（抵抗値Ｒ，）に通電した
場合と、端子３−６３−６ｌ［抗値Ｒ，＋Ｒ２）に通電
した場合とのヒユーズとして共用している。８は端子３
−５聞（抵抗値Ｒ＋Ｒ２＋Ｒ３）に通電した場合のヒユ
ーズである。

この基板は、通常の使用状態においては、ファンモータ
と６列に接続され、１２Ｖ（バッテリー電圧）が印加さ
れている。基板は送風の流路内に配置され空冷されてい
る。異常発熱の原因としては、モータがロックしてしま
い゛、送風が停止して空冷されない場合が第一に考えら
れる。

以下に、ヒユーズ位置の決定方法を具体的に述べる。

■ヒユーズのない抵抗回路基板（第１図で、７゜８の所
を抵抗回路としたもの）を作製する。

■モータをロック状態にして基板の最高温度が２００℃
になったときの温度を測定した。温度分布図は、端子３
−４間に通電した時を第２図、端子３−６間に通電した
時を第８図、端子３５間に通電した時を第４図に示寸。

■これらの結果から、使用する温度ヒユーズを１８３℃
の溶融温度を持つものとし、破線で示した部分に位置を
決定した。すべて１８３℃以上の温度を示す点になって
いる。

このようにして、ヒユーズ位置を決定し、第１図に示す
基板を作製した。

この基板を用いて、モーターロック状態にして、ヒユー
ズの作動状態を調べたところ、基板の最高温度が下記の
ようになった時に、ヒユーズが溶融し、作動した。

通電端子　　　基板最高温度 ３−４間　　　　１８６℃ ３−６間　　　　１９５℃ ３−５間　　　　１８７℃ このように、いずれの場合も、基板最高温度を２００℃
以下とすることができた。

〔発明の効果〕

本発明のボウロウ抵抗回路基板は、温度ヒユーズの位置
を、実際に異常発熱した状態において、基板の中の最高
温度部位が許容上限温度になったときに、ヒユーズの溶
融温度以上になる部分にしであるので、基板の温度の上
限を正確に限定することができる。

基板の保護の観点より、安全上の効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の温度ヒユーズを有する抵抗回路基板の
一例の平面図である。 第２図はヒユーズのない第１図の抵抗回路基板の端子３
−４間に通電した場合の基板の温度分布図である。 第３図は第２図と同様に端子３−６］コに通電した場合
の基板の温度分布図である。 第４図は第２図と同様に端子３−５間に通電した場合の
１露板の温度分布図である。 第５図は温度分布を考１！ｉｔ！ず面状発熱体に温度ヒ
ユーズを設けた従来例。 第６図は３つの抵抗体Ｒ、Ｒ，２，Ｒ３とヒユ−ズＦ２
とからなる自動車用空気講和装置に用いられている従来
例の送風制御用抵抗体を示す。 第７図は、第６図の改良として提案されている基板型抵
抗回路の平面図とその配線図を示す。 記　　号 １・・・ホウロウ基板、２・・・抵抗回路、３．４，５
．６・・・端子部、 ７．８・・・温度ヒユーズ部、 ９．１０・・・温度ヒユーズ、１１・・・ホウＯつ基板
、１２・・・抵抗回路、１３・・・面状発熱体、１４・
・・基板、１５・・・ファンモータ、 １６・・・コントロールスイッチ、 １７・・・電流ヒユーズ、１８・・・′／ｌｉＡ疫ヒユ
ーズ、１９・・・バッテリー、■１〜Ｔ４・・・端子部
、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３・・・抵抗回路、Ｆ２・・・ヒユー
ズ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．　ホウロウ基板上に１つ又は複数の抵抗体を抵抗値
   を選択可能な状態に形成させてなる抵抗体回路の少なく
   とも１つの選択した抵抗体回路内に、回路の異常発熱時
   に回路の最高温度となる領域又はその近傍部にその温度
   で溶融して回路を遮断する温度ヒューズを設けてなる温
   度ヒューズを有する抵抗回路基板。
2. ２．　ホウロウ基板上の抵抗回路に通電し、異常発熱状
   態としてサーモビュアで発熱部の温度分布を測定し、回
   路の最高温度領域又はその近傍部分にその温度で溶融し
   て回路を遮断する温度ヒューズを形成させることを特徴
   とする温度ヒューズを有する抵抗回路基板の製造法。
3. ３．　ホウロウ基板上の抵抗回路に通電し、異常発熱状
   態としてサーモビユアで発熱部の温度分布を測定し、基
   板の最高温度が許容上限温度となった時、ヒューズの溶
   融温度以上となる領域に、基板の許容上限温度より低い
   溶融温度を持つ合金よりなる温度ヒューズを形成させる
   ことを特徴とする温度ヒューズを有する抵抗回路基板の
   製造法。