JPH0627296B2 - ヒューズ用亜鉛合金 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はヒューズ用亜鉛合金に関し、特に耐久性、加工
性などの諸特性に優れた亜鉛合金に関する。

［従来の技術］ 従来、自動車用ヒューズは純亜鉛を材料とする筒型ヒュ
ーズや亜鉛を主成分とする合金ヒューズ等亜鉛系のもの
が主流である。例えば特公昭５６−６６１４号公報（発
明の名称「ヒューズ」）には、可融導線であるワイヤコ
イルが 0.005〜 2重量％のマンガンを含む亜鉛合金より
成り、該ワイヤコイルが直線状担体上に担持されている
ヒューズが開示されており、また特公昭５６−２７５８
６号公報（発明の名称「ヒューズ用合金」）には、純亜
鉛に 2.72重量％以下の銅を添加してなる自動車のヒュ
ーズ用亜鉛・銅合金が開示されている。

しかしながら主材料のＺｎは、その特性上、耐熱温度や
機械的強度が低い上、表面酸化性が激しく、半田特性に
劣るため、切削性やプレス加工性等に問題があり、この
ため、従来のヒューズ用亜鉛合金には、 (1)断続通電試験において 50,000 サイクルで過半数が
溶断してしまい、耐久信頼性に問題がある； (2)耐熱性が低いため、使用時に熱変形が生じやすく、
更に組付工程での高温半田特性が不良である； (3)機械的強度が低いため、耐振動試験時や組付時に変
形が生じやすい 等の欠点があった。

［発明が解決しようとする課題］ 従って安価な材料であるＺｎを用いた、更に高強度で耐
熱特性や耐久性に優れた信頼性のあるヒューズ用合金の
開発が求められていた。

［課題を解決する為の手段］ 本発明者は斯る課題を解決する為に鋭意研究した結果、
ある組成のＺｎ−Ｃｕ−Ｔｉ系合金にＡｌまたはＭｇの
うちいずれか１種を添加することによってヒューズ用合
金として極めて優れた特性を有する新規な合金が得られ
ることを見出し本発明を達成した。

すなわち本発明は、重量％でＣｕ：0.3 〜0.6%、Ｔｉ：
0.1 〜0.3 ％およびＡｌまたはＭｇのうち少なくとも一
種：0.01〜0.08％を含み、残部がＺｎおよび不可避的不
純物からなるヒューズ用亜鉛合金を提供するものであ
る。

［作 用］ 本発明のヒューズ用亜鉛合金の各合金成分の限定理由は
以下の通りである。

Ｃｕは、組付性・加工性の点から適切な機械的強度が得
られるようにするためには 0.3重量％以上含まれている
必要があるが、0.6 重量％以上になると圧延時に割れが
発生しやすくなるので、添加範囲を 0.3〜 0.6重量％と
したところ、極めて適切であった。

Ｔｉは、圧延性および高温クリープ特性を良好にするだ
けでなく、溶断時間を安定化するのに有効な元素である
が、0.1 重量％以下ではその効果は非常に小さく、ま
た、Ｔｉの融点は 1,670℃と高いため 0.3重量％以上の
添加では合金の溶解が難しくなり、その効果も飽和する
ので、添加範囲を０．１〜０．３重量％としたところ、
極めて適切であった。

ＡｌまたはＭｇは、共に 0.01 重量％以上で機械的強度
および加工性が向上するが、 0.08 重量％を越すと組付
時の熱腐食性に問題が残り、焼成炉を用いた半田組付工
程においては材料表面が酸化すると共に半田の付着性も
悪くなるため、添加範囲を 0.01〜0.08重量％としたと
ころ、極めて適切であった。すなわち上記各範囲の合金
成分を含んでなる残部亜鉛および不可避不純物の合金
は、従来品の欠点を克服した優れたヒューズ用合金であ
ることが確認された。

以下、本発明合金を実施例により詳細に説明する。

［実施例１］ 第１表に示される各組成の本発明合金（１〜３）および
比較合金（１〜２）のインゴットをそれぞれ鋳造し、熱
間圧延と冷間圧延により、0.5mmtの圧延板を製造した。
次いでヒューズ溶断部用として、該圧延板をさらに 0.1
mmt に切削加工した後、プレス打抜きにより仕上げて定
格電流３Ａのヒューズ端子を作り、これをインナーケー
スに組み付け、エポキシ樹脂を封入後 Max.150℃の恒温
層で硬化する方法により、各種供試材を作成した。これ
らの供試材について、第２表に示す諸特性の試験を以下
の方法により行なった。ただし、比較合金２は圧延時に
割れが発生したので、以後の試験は行なわなかった。

上記試験において、加工性は切削加工性およびプレス加
工性により評価した。

耐久性は、ヒューズ定格電流の70％（２．１Ａ）で10秒
ＯＮ−10秒ＯＦＦを１サイクルとし、50万サイクルで各
供試材の耐久性を比較した。比較合金１の供試材（純Ｚ
ｎ）は50,000回で40個中21個が溶断したので試験を中止
した。ほかの供試材（本発明品）は500,000 回で溶断は
40個中 0〜 2個であり、これら供試材間の差はほとんど
認められなかった。

耐候性は、２種類の対環境性試験を実施して評価した。
すなわち一つはサーマルショック試験であり、60℃で10
分間放置後、−30℃に30分放置することを１サイクルと
し、これを60サイクル試験した後の電圧降下値を測定し
て判定した。他の一つは耐湿試験であり、40℃、95％の
湿度条件下で96時間放置した後の電圧降下値を比較し
た。この結果、比較合金１（純Ｚｎ）以外の供試材は試
験結果が良好で、試験前後の電圧降下値に変化は見られ
なかった。

機械的特性は、強度、硬度、組付時の変形状況および振
動耐久試験の結果で評価した。比較合金１（純Ｚｎ）は
強度に問題があったが、残りの供試材については強度に
全く問題はなく、供試材間の差もなかった。

組付性および耐熱性は、供試材表面に高温半田（５％Ｓ
ｎ−95％Ｐｂ）を印刷で塗布し、340℃の窒素雰囲気中
で加熱して評価した。比較合金１（純Ｚｎ）では供試材
のヒューズ表面が酸化し、材料が鈍っていた。本発明合
金は合金１だけが、部分的に表面が僅かに酸化したこと
から熱腐食性に若干の問題があると懸念されるが、この
点を除けばヒューズ用合金として問題なく使用できるも
のであることが判明した。他の本発明合金２および３に
は何ら問題点はなかった。

溶断特性は、各供試材に定格電流の110 ％、135％、150
％、200％、350％を通電してＢＦ規格と比較したとこ
ろ、いずれの供試材も規格値を満足することを確認し
た。

［発明の効果］ 上述のように本発明合金は従来品に比較して、耐久性に
優れ、信頼性が高く、更に加工性、耐候性、機械的特
性、組付性、耐熱性などの諸特性が改善されたヒューズ
用亜鉛合金であるため、自動車用のヒューズとして長期
間安定に使用できるばかりでなく、価格の安い材料とし
て供給できるため経済的価値も高い。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】重量％でＣｕ： 0.3〜0.6 ％、Ｔｉ： 0.1
   〜0.3 ％及びＡｌまたはＭｇのうち少なくとも一種：0.
   01〜0.08％を含み、残部がＺｎおよび不可避的不純物か
   らなるヒューズ用亜鉛合金。