JPH07230749A - 抵抗・温度ヒュ−ズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】絶縁基板の片面に温度ヒュ−ズエレメントを、
同基板の他面に膜抵抗体をそれぞれ設けてなる抵抗・温
度ヒュ−ズの作動特性のバラツキを低減乃至は防止す
る。 【構成】熱伝導性絶縁基板１１の片面に温度ヒュ−ズエ
レメント１４を、同基板の他面に膜抵抗体１７をそれぞ
れ設け、温度ヒュ−ズエレメント１４並びに膜抵抗体１
７のそれぞれにリ−ド線１３，１９を接続した抵抗・温
度ヒュ−ズ本体１の絶縁基板１１を、底板部２１の周囲
に枠縁２２を設けた上側開放ケ−ス２内に収容し、該ケ
−ス２内に硬化性絶縁材３を注入したことを特徴とする
構成であり、抵抗・温度ヒュ−ズ本体の絶縁基板の膜抵
抗体側をケ−スの底板側に向けることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、抵抗体と温度ヒュ−ズ
エレメントとを一体化した抵抗・温度ヒュ−ズに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】抵抗体と温度ヒュ−ズエレメントとを一
体化した抵抗・温度ヒュ−ズにおいては、当該抵抗・温
度ヒュ−ズを電気回路に挿入接続し、過電流により抵抗
体が発熱すると、その発生熱により温度ヒュ−ズエレメ
ントを溶断させ、回路の通電を遮断している。

【０００３】従来、抵抗・温度ヒュ−ズとして、ケ−ス
型並びに基板型が公知である。図４の（イ）はケ−ス型
抵抗・温度ヒュ−ズの断面図を、図４の（ロ）は図４の
（イ）におけるロ−ロ断面図をそれぞれ示し、合金型温
度ヒュ−ズ１４’、例えば、筒状ケ−スタイプの合金型
温度ヒュ−ズ（一直線状のリ−ド線間に温度ヒュ−ズエ
レメントとしての低融点金属片を橋設し、この低融点金
属片にフラックスを塗布し、このフラックス塗布低融点
金属片上に筒状ケ−スを挿通し、このケ−スの各端と各
リ−ド線との間をエポキシ樹脂等の接着剤で封止したも
の）と巻線型抵抗体１７’とを直列に接続し、この接続
体をＵ字状に曲げて、一端に開口を有するケ−ス２’
（例えば、セラミックスケ−ス）内に収容し、該ケ−ス
内に封止材、例えば白セメント３’を充填している。

【０００４】図５の（イ）は基板型抵抗・温度ヒュ−ズ
の平面説明図を、図５の（ロ）は底面説明図を、図５の
（ハ）は図５の（イ）におけるハ−ハ断面図を、図５の
（ニ）は図５の（ロ）におけるニ−ニ断面図をそれぞれ
示し、熱伝導性絶縁基板１１’、例えば、セラミックス
基板の片面に一対の膜電極１２’，１２’を印刷し、こ
の電極間に低融点金属片１４’を橋設し、この低融点金
属片１４’にフラックス１５’を塗布し、また、同絶縁
基板１１’の他面に一対の膜電極１６’，１６’を印刷
し、これらの電極間に膜抵抗体１７’を絶縁基板１１’
の他面への焼き付けにより橋設し、各電極１２’（１
６’）にリ−ド線１３’（１９’）を接続し、上記絶縁
基板１１’の全面にエポキシ樹脂のような硬化性樹脂層
３’を浸漬塗装法により被覆している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記抵抗・温度ヒュ−
ズにおいては、温度ヒュ−ズエレメントと膜抵抗体との
相対的位置にずれがあると、抵抗体発生熱の温度ヒュ−
ズエレメントへの熱伝達速度にバラツキが生じる。従っ
て、作動特性にバラツキが生じる。

【０００６】而るに、図４の（イ）並びに図４の（ロ）
に示すケ−ス型抵抗・温度ヒュ−ズにおいては、抵抗体
１７’と温度ヒュ−ズ１４’とを一定の相対的位置のも
とでケ−ス内に挿入することは困難であり（その主な原
因は、挿入時でのケ−ス内面との摩擦で抵抗体と温度ヒ
ュ−ズとの間にずれが生じる）、作動特性にバラツキが
生じ易い。

【０００７】これに対し、基板型抵抗・温度ヒュ−ズに
おいては、膜電極並びに膜抵抗体を印刷法により形成し
ており、高い印刷精度のために膜電極並びに膜抵抗体を
実質上ずれなく形成でき、かつ、温度ヒュ−ズエレメン
トを電極に高い位置精度で溶接できるから、温度ヒュ−
ズエレメントと膜抵抗体との相対的位置を充分に一定に
できる。

【０００８】しかしながら、本発明者等が行った基板型
抵抗・温度ヒュ−ズについての作動特性の実験結果によ
れば、作動特性のバラツキが予想以上に大であった。そ
こで、本発明者等において、その原因を究明したとこ
ろ、エポキシ樹脂層を浸漬塗装法により形成しており、
エポキシ樹脂浴の硬化に基づくゲル化が経時的に進行
し、それに伴い樹脂浴の粘度が変化して浸漬塗布量が変
化し、その結果、抵抗・温度ヒュ−ズの絶縁物の体積が
変化し、熱容量にバラツキが生じる。而るに、抵抗・温
度ヒュ−ズにおいて、抵抗体から温度ヒュ−ズエレメン
トに至る熱伝達路の熱抵抗をＲ、熱容量をとすれば、温
度ヒュ−ズエレメントの温度上昇速度はＲＣで評価さ
れ、その熱容量Ｃが絶縁物の体積の函数となるから、浸
漬塗装厚のバラツキが温度ヒュ−ズエレメントが温度上
昇速度、従って作動特性のバラツキを招来するのであ
る。

【０００９】本発明の目的は、絶縁基板の片面に温度ヒ
ュ−ズエレメントを、同基板の他面に膜抵抗体をそれぞ
れ設けてなる抵抗・温度ヒュ−ズの作動特性のバラツキ
を低減乃至は防止することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る抵抗・温度
ヒュ−ズは、熱伝導性絶縁基板の片面に温度ヒュ−ズエ
レメントを、同基板の他面に膜抵抗体をそれぞれ設け、
温度ヒュ−ズエレメント並びに膜抵抗体のそれぞれにリ
−ド線を接続した抵抗・温度ヒュ−ズ本体の絶縁基板
を、底板部の周囲に枠縁を設けた上側開放ケ−ス内に収
容し、該ケ−ス内に硬化性絶縁材を注入したことを特徴
とする構成であり、抵抗・温度ヒュ−ズ本体の絶縁基板
の膜抵抗体側をケ−スの底板側に向けることができる。

【００１１】以下、図面を参照しつつ本発明の構成につ
いて説明する。図１の（イ）は本発明において使用する
抵抗・温度ヒュ−ズ本体の平面図を、図１の（ロ）は同
じく底面図を、図１の（ハ）は図１の（イ）におけるハ
−ハ断面図を、図１の（ニ）は図１の（ロ）におけるニ
−ニ断面図をそれぞれ示している。

【００１２】図１の（イ）乃至図１の（ニ）において、
１１は熱伝導性の絶縁基板であり、セラミックス基板が
好適である。１２，１２は絶縁基板の片面に設けた一対
の膜電極であり、リ−ド線取付部１２１と温度ヒュ−ズ
エレメント取付部１２２とを備え、縦方向中心線ａ−ａ
に対し左右対称の膜電極を横方向中心線ｂ−ｂに対し上
下対称に配設してある。この膜電極１２は、印刷法、例
えば、導電塗料をスクリ−ン印刷し、これを焼き付けた
ものを使用できる。１３は各膜電極１２に溶接またはろ
う接したリ−ド線である。１４は膜電極１２，１２間に
溶接により縦方向中央線ａ−ａに沿い橋設した温度ヒュ
−ズエレメントであり、丸線または角線（例えば、丸線
を扁平化したもの）の低融点可溶合金線材が使用されて
いる。１５は温度ヒュ−ズエレメント１４上に塗布した
フラツクスであり、ロジンを主成分とするものが使用さ
れている。

【００１３】１６，１６、１６，１６は絶縁基板１１の
他面に、縦方向中心線ａ−ａに対し左右対称に設けた２
対の膜電極であり、一端にリ−ド線取付部１６１を有す
る帯状膜電極１６２をリ−ド線取付部１６１を絶縁基板
１１の左右両端側に位置させるように配設してある。こ
の膜電極１６も上記の印刷法により形成してある。１７
は各一対の膜電極１６，１６間に跨り、絶縁基板面に焼
成した膜抵抗体であり、抵抗塗料（抵抗粒子とバインダ
−との混合物であり、抵抗粒子には酸化ルテニウム等の
酸化金属物の粉末、ニッケルや鉄等の高抵抗金属の粉末
を使用でき、バインダ−にはガラスフリツトを使用でき
る）を印刷・焼き付けることにより形成できる。１８は
両膜抵抗体１７，１７を覆って設けた保護膜であり、前
記ガラスフリツトよりも低融点のガラスフリツトが使用
され、トリミングにより膜抵抗体の抵抗値を調整する際
での膜抵抗体のクラック等の防止に有効である。１９は
膜電極１６に溶接またはろう接により接続したリ−ド線
である。

【００１４】図２の（イ）は本発明に係る抵抗・温度ヒ
ュ−ズを示す断面図、図２の（ロ）は図２の（イ）にお
けるロ−ロ断面図である。図２の（イ）並びに図２の
（ロ）において、１は上記した抵抗・温度ヒュ−ズ本体
である。２は上側を開放したケ−スであり、底板部２１
の周囲に枠縁２２を有し、抵抗・温度ヒュ−ズ本体１を
収容し（図示の場合は、膜抵抗体１７側をケ−ス２の底
面側に向けて収容してある）、枠縁２２に設けた各Ｖノ
ッチ２２１から各リ−ド線１３，１９を引出してある。

【００１５】このケ−ス２の枠縁２２の内郭は抵抗・温
度ヒュ−ズ本体１の絶縁基板１１の外郭を実質上ギャッ
プを残すことなく密嵌状態で納めうるように設定されて
おり、当該内郭の縦寸法並びに横寸法を絶縁基板の縦寸
法並びに横寸法のそれぞれに対し、１．１倍以下、好ま
しくは１．０７倍以下としてある。３はケ−ス２内に注
入固化した絶縁材であり、粘度が２万〜２０万cps程度
の常温で硬化が可能なエポキシ樹脂液を滴下法により注
入し、硬化させ、フラックス塗布温度ヒュ−ズエレメン
ト１５を固化絶縁体内に埋入してある。

【００１６】上記において、保護層１８を含めた膜抵抗
体１７の厚みはリ−ド線１９の直径ｄよりも小であり、
フラックス塗布温度ヒュ−ズエレメントの高さｈはリ−
ド線１３の直径よりも大であり、フラックス塗布温度ヒ
ュ−ズエレメント上の必要絶縁厚みをｔ、絶縁基板の厚
みをｅ、膜電極の厚みをｅ’とすれば、ケ−ス２内の深
さＴは、 Ｔ≧ｔ＋ｈ＋ｄ＋ｅ＋ｅ’ に設定される。

【００１７】上記ケ−スには、電気絶縁物の他、アルミ
ニウム、ステンレス等の金属のプレス成形品の使用も可
能であるが、ケ−ス枠縁のＶノッチとリ−ド線との間の
絶縁保証の面から、電気絶縁物、特にプラスチック、例
えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル、ビニルエス
テル樹脂、フェノ−ル樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリ塩化
ビニル、塩素化ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共
重合体、ポリスチレン、ポリカ−ボネ−ト、ポリアミ
ド、ポリフッ化ビニリデン、ポリフェニレンサルファイ
ド、ポリスルホン、ポリエ−テル・エ−テルケトン等の
熱可塑性樹脂等の射出成形品を使用することが好まし
い。

【００１８】上記抵抗・温度ヒュ−ズの各部の寸法は通
常、次ぎのように設定される。すなわち、基板の縦（温
度ヒュ−ズエレメントの方向）寸法：５〜１２ｍｍ、同
横寸法：６〜１８ｍｍ、厚み０．５〜１．５ｍｍ、膜電
極の厚み：１０〜８０μｍ、膜抵抗体の厚み：１０〜３
５μｍ、保護層の厚み：２０〜２００μｍ、温度ヒュ−
ズエレメントの直径：０．３〜１．０ｍｍ、温度ヒュ−
ズエレメント上の基板からのフラックスの塗布厚み：
０．４〜２ｍｍ、リ−ド線の直径：０．３〜１．３ｍ
ｍ、フラックス塗布温度ヒュ−ズエレメント上の絶縁材
厚み：０．１〜２ｍｍ、ケ−スの内郭：基板の外郭寸法
の１．００５〜１．１倍、ケ−スの厚み：０．１〜１．
０ｍｍとされ、ケ−スの深さＴは上記式により設定さ
れる。

【００１９】上記の抵抗・温度ヒュ−ズにおいては、保
護すべき電気回路に対し、一方の膜抵抗体を回路のある
部分に、他方の膜抵抗体を回路の他部分にそれぞれ挿入
接続し、温度ヒュ−ズエレメントを回路の入力端に挿入
接続することによって使用され、何れか一方の膜抵抗体
に過電流が流れて当該膜抵抗体が発熱すると、その発生
熱で温度ヒュ−ズエレメントが溶断され、回路の通電が
遮断される。

【００２０】本発明に係る抵抗・温度ヒュ−ズの膜抵抗
体の箇数は、回路の如何によっては一箇または三箇とす
ることもでき、図３の（イ）は膜抵抗体が一箇の場合の
抵抗・温度ヒュ−ズ本体の平面図を、図３の（ロ）は同
じく底面図をそれぞれ示し、抵抗用の一対の膜電極１
６，１６を絶縁基板１１の他面の左右両端側に縦方向中
心線ａ−ａに対し対称な配置で設け、この膜電極１６，
１６に跨って絶縁基板面に膜抵抗体１７を固着し、この
膜抵抗体１７を覆って保護膜１８を設けてある。なお、
図３の（イ）において、１４は温度ヒュ−ズエレメント
である。

【００２１】

【作用】抵抗・温度ヒュ−ズにおいて、膜抵抗体から温
度ヒュ−ズエレメントに至る熱伝達経路の媒質の熱抵抗
をＲ、熱容量をＣとすると、膜抵抗体の発生熱による温
度ヒュ−ズエレメントの温度上昇速度は、既述した通り
ＲＣで制せられ、Ｃにバラツキがあれば、温度ヒュ−ズ
エレメントの温度上昇速度にもバラツキが生じる。

【００２２】Ｃのバラツキには、絶縁体の体積のバラツ
キが強く関与する。而るに、本発明に係る抵抗・温度ヒ
ュ−ズにおいては、ケ−ス内に硬化性絶縁材を計量滴下
して絶縁体を形成できるから、絶縁体の体積を高精度で
一定とでき、絶縁体の体積のバラツキをよく排除でき、
上記Ｃのバラツキを充分に防止できる。特に、請求項２
記載の抵抗・温度ヒュ−ズにおいては、本体の絶縁基板
の平坦膜抵抗体面をケ−スの底面側に向けており、この
膜抵抗体平坦面とケ−ス底面との間にリ−ド線直径の一
様厚さの間隙を形成でき、この間隙寸法が不定となるの
を排除でき、この間隙（絶縁材を充填、非充填の何れで
もよい）のバラツキによるＣのバラツキも排除できる。

【００２３】勿論、ケ−スの厚み、寸法、絶縁基板の厚
み、寸法も通常の成形精度でよく保証でき、温度ヒュ−
ズエレメントと膜抵抗体との相対的位置関係も印刷精度
が高いためによく保証でき、これらの面からも、Ｃの高
精度の一定性を充分に保証できる。従って、作動特性の
一様な抵抗・温度ヒュ−ズを量産できる。

【００２４】

【実施例】図２の（イ）並びに図２の（ロ）に示す構成
を用い、抵抗・温度ヒュ−ズ本体には、図１の（イ）乃
至図１の（ニ）に示すものを使用し、熱伝導性絶縁基板
には、厚さ０．６ｍｍ、縦９ｍｍ、横１４ｍｍのセラミ
ックス基板を使用し、全ての膜電極を銀ペ−ストの印刷
・焼き付けにより形成し、膜電極厚みを２５μｍとし
た。温度ヒュ−ズエレメントには直径０．５ｍｍ、液相
温度９６℃の低融点可溶合金線を使用し、フラックス
（軟化点は温度ヒュ−ズエレメントの融点以下）の塗布
厚みを１．２ｍｍとした。

【００２５】膜抵抗体は、抵抗塗料（酸化ルテニウム粉
末とガラスフリットとの混合物）の厚み２０μｍの印刷
・焼き付けにより、保護膜は低融点ガラスフリットの厚
み８０μｍの焼き付けにそれぞれ膜成し、両膜抵抗体の
抵抗値をトリミングにより共に１ｋΩに調整した。リ−
ド線には、直径０．６ｍｍの銅線を使用した。ケ−スに
は、フェノ−ル樹脂の射出成形品で、内郭寸法が縦９．
７ｍｍ，横１４．９ｍｍ、深さ３．０ｍｍであり、厚み
が０．６ｍｍのものを使用し、注入固化絶縁材には、浸
漬塗装用のエポキシ樹脂液を使用した。

【００２６】他方、比較例として、実施例で使用した抵
抗・温度ヒュ−ズ本体に、実施例で使用したエポキシ樹
脂液を浸漬塗布した通常の基板型抵抗・温度ヒュ−ズを
製作した。

【００２７】実施例並びに比較例で使用したエポキシ樹
脂液の常温下でのポットライフは、ほぼ５時間であり、
このエポキシ樹脂液のゲル化に起因する抵抗・温度ヒュ
−ズの作動特性の変動をチェックするために、実施例で
のエポキシ樹脂液の滴下塗布並びに比較例でのエポキシ
樹脂液の浸漬塗布を３０分経過ごとに行い、実施例品に
ついては滴下時点の異なるもの５箇、比較例品について
は浸漬塗布時点の異なるもの５箇をそれぞれ作成した。

【００２８】これらの実施例品並びに比較例品のそれぞ
れにつき、一の各膜抵抗体と抵抗・温度ヒュ−ズとをそ
れぞれ直列に接続し、定格電力（１Ｗ）の９倍の電力を
印加し、作動時間（通電開始の後、通電が遮断されるま
での時間）を測定したところ、実施例品では３２秒〜３
６秒であったのに対し、比較例品においては、２１秒〜
３１秒であり、実施例品では作動時間のバラツキが僅小
であるのに対し、比較例品においては極めて大であっ
た。

【００２９】

【発明の効果】本発明の抵抗・温度ヒュ−ズは上述した
通りの構成であり、作動時間のバラツキを低減若しくは
防止でき、所定の過電流が流れたのち、バラツキをよく
排除して一定時間で通電を遮断できるから、電気回路を
高度の信頼性のもとで保護できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１の（イ）は本発明において使用する抵抗・
温度ヒュ−ズ本体の一例を示す平面図、図１の（ロ）は
同じく底面図、図１の（ハ）は図１の（イ）におけるハ
−ハ断面図、図１の（ニ）は図１の（ロ）におけるニ−
ニ断面図である。

【図２】図２の（イ）は本発明の実施例を示す断面図、
図２の（ロ）は図２の（イ）におけるロ−ロ断面図であ
る。

【図３】図３の（イ）は本発明において使用する抵抗・
温度ヒュ−ズ本体の別例を示す平面図、図３の（ロ）は
同じく底面図である。

【図４】図４の（イ）は従来のケ−ス型抵抗・温度ヒュ
−ズを示す断面図、図４の（ロ）は図４の（イ）におけ
るロ−ロ断面図である。

【図５】図５の（イ）は従来の基板型抵抗・温度ヒュ−
ズを示す平面説明図、図５の（ロ）は同じく底面説明
図、図５の（ハ）は図５の（イ）におけるハ−ハ断面
図、図５の（ニ）は図５の（ロ）におけるニ−ニ断面図
である。

【符号の説明】

１１ 絶縁基板 １２ 膜電極 １３ リ−ド線 １４ 温度ヒュ−ズエレメント １５ フラックス １６ 膜電極 １７ 膜抵抗体 １９ リ−ド線 １ 抵抗・温度ヒュ−ズ ２ ケ−ス ２１ 底板部 ２２ 枠縁 ３ 硬化性絶縁材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱伝導性絶縁基板の片面に温度ヒュ−ズエ
   レメントを、同基板の他面に膜抵抗体をそれぞれ設け、
   温度ヒュ−ズエレメント並びに膜抵抗体のそれぞれにリ
   −ド線を接続した抵抗・温度ヒュ−ズ本体の絶縁基板
   を、底板部の周囲に枠縁を設けた上側開放ケ−ス内に収
   容し、該ケ−ス内に硬化性絶縁材を注入したことを特徴
   とする抵抗・温度ヒュ−ズ。
2. 【請求項２】抵抗・温度ヒュ−ズ本体の絶縁基板の膜抵
   抗体側がケ−スの底板側に向けられている請求項１記載
   の抵抗・温度ヒュ−ズ。