JPH0927260A

JPH0927260A - 温度ヒューズ及びそれを用いた自動車用送風機の制御装置

Info

Publication number: JPH0927260A
Application number: JP17456195A
Authority: JP
Inventors: Toru Shimazaki; 徹島崎
Original assignee: TAISE KK
Current assignee: TAISE KK
Priority date: 1995-07-11
Filing date: 1995-07-11
Publication date: 1997-01-28

Abstract

(57)【要約】【課題】電流容量を大きくすることができ、且つ製造を
容易にする。【解決手段】所定間隔で相対配置された２つの固定部材
１１、１２と、一方の固定部材１１に所定温度以下では
離脱しないように固定された永久磁石１３と、永久磁石
１３に対向配置され他方の固定部材１２に可溶合金１４
で２ケ所をろう付けされた磁性体１５とを有し、２本の
リード線８、９はそれぞれろう付け位置の異なる可溶合
金１４に固着されている。磁石の吸引作用により、瞬時
にアークを防止できる分断距離にすることができる。ま
た、製造が容易になる。さらに、磁石、磁性体及びろう
付け用可溶合金の大きさを任意に設定することができる
ので、電流容量を大きくすることが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は温度ヒューズに係
り、特に電子機器、電機機器及び熱電機器類の使用時に
おける温度異常を感知して回路遮断を行ない、機器の重
大な損傷や火災を未然に防止する温度ヒューズに関す
る。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来よ
り、電子機器、電機機器及び熱電機器類の使用時におけ
る温度異常を感知して、制御装置等の回路遮断を行なう
温度ヒューズは、２本のリード線間に回路遮断手段を有
しているものがある。このような回路遮断手段には、例
えば図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、主に２本のリ
ード線５０、５１間に接続された可溶合金５２と、この
可溶合金５２を被包する特殊フラックス５３とからな
る。可溶合金５２は周辺温度が上昇して所定の温度以上
になった時に溶融し、可溶合金５２がもつ表面張力と特
殊フラックス５３の作用によって、瞬時に各リード線５
０、５１の先端に球状化される。これにより確実に回路
を遮断することができる。なお図１２（ａ）、（ｂ）に
示す回路遮断手段も上述した回路遮断手段と同じ構成で
あるので、符号を同一にして説明を省略する。

【０００３】しかし、このように構成された回路遮断手
段は、５Ａ程度の電流容量しか確保できず、また、アー
クを防止できる分断距離に達するまで長時間を要してい
た。また、回路遮断手段は図１３（ａ）、（ｂ）に示す
ように、外装ケース５４と、外装ケース５４に導通接続
されたリード線５５と、外装ケース５４内のリード線５
５側に固定された感温ペレット５６と、外装ケース５４
内の反リード線５５側に絶縁固定されたリード線５７
と、外装ケース５４内に納置されリード線５７に接触し
た状態にスプリングＳ、Ｔによって保持される星形可動
電極５８とからなる。星形可動電極５８はスプリングＴ
の押圧力により外装ケース５４とリード線５７との接触
を維持させる。このような回路遮断手段において周辺温
度が上昇して所定の温度以上になると、感温ペレット５
６が溶融・液状化し、スプリングＳの押圧力がスプリン
グＴの押圧力に打ち勝つので、星形可動電極５８はリー
ド線５５方向に移動する。これにより星形可動電極５８
はリード線５７との接触が断たれるので、確実に回路を
遮断することができる。

【０００４】しかしながら、この回路遮断手段は接触に
よる導通なので１５Ａ程度までの電流容量しか確保する
ことができなかった。さらに、回路遮断手段は図１４に
示すように、抵抗器Ｒ₁₁、Ｒ₁₂、コンデンサＣ₁₁、ター
ミナルＴ₁₁、Ｔ₁₂等が実装された基板６０に、湾曲した
板バネ６１の一方がカシメられ、他方が可溶合金６２で
ろう付けされている。板バネ６１は弾発力に抗した状態
で基板６０にろう付けされているので、周辺温度が上昇
して所定の温度以上になると、可溶合金６２が溶融し、
弾発力により所定位置（２点鎖線の位置）まで跳ね上が
る。これにより確実に回路を遮断することができる。

【０００５】しかしながら、この回路遮断手段は組立時
に板バネの弾発力に抗した状態で、この板バネをろう付
けしなければならないので、製造するのが難しかった。
本発明は、このような従来の問題点を解決するためにな
されたもので、電流容量を大きくすることができ、且つ
製造が容易な温度ヒューズを提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
る本発明の温度ヒューズは、２本のリード線間に温度異
常の際、回路を遮断する回路遮断手段を有する温度ヒュ
ーズにおいて、回路遮断手段は所定間隔で相対配置され
た２つの固定部材と、一方の固定部材に所定温度以下で
は離脱しないように固定された磁石と、磁石に対向配置
され他方の固定部材に可溶合金で複数箇所をろう付けさ
れた磁性体とを有し、２本のリード線はそれぞれろう付
け位置の異なる可溶合金に固着されたものである。

【０００７】回路遮断手段は磁性体からなる一方の固定
部材と、この一方の固定部材に対向配置され他方の固定
部材に可溶合金で複数箇所をろう付けされた磁石とを有
するものである。また、回路遮断手段は基板と、基板の
一方の板面に所定温度以下では離脱しないように固定さ
れた磁石と、基板の他方の板面に可溶合金によって磁石
に対して反発状態で複数箇所をろう付けされた磁石とを
有するものである。

【０００８】また、回路遮断手段には磁石及び磁性体を
囲繞する隔壁を設けてもよい。さらに、本発明の温度ヒ
ューズの好適な態様としては、耐熱性の絶縁基板と、絶
縁基板上に送風機モータの回転を制御するトランジスタ
とを備え、トランジスタは絶縁基板上に形成された導体
パターンにより接続端子に結合されている自動車用送風
機の制御装置において、トランジスタと導体パターンと
の間に過大電流を防止するための上述したような温度ヒ
ューズを設けたものである。

【０００９】また、本発明の温度ヒューズの好適な態様
としては、複数の放熱フインが並設されたヒートシンク
本体と、ヒートシンク本体に内設され自動車用送風機モ
ータへの電源を制御するパワートランジスタと、パワー
トランジスタのコレクタとエミッタに並列接続され、か
つヒートシンク本体の放熱フインの外面に螺着されたシ
ート状保護抵抗と、パワートランジスタを封止するカバ
ーとを備えた自動車用送風機の制御装置において、ヒー
トシンク本体内にパワートランジスタおよびシート状保
護抵抗への過大電流を防止するための上述のような温度
ヒューズを設けたものである。

【００１０】ここで、所定温度以下では離脱しないと
は、磁性体を他方の固定部材にろう付けするための可溶
合金が溶融するような温度域では離脱しないことをい
う。このような温度ヒューズは、所定温度以上になる
と、ろう付けに使用されている可溶合金が溶融するの
で、この可溶合金で他方の固定部材に固定されていた磁
性体または磁石は、一方の固定部材に固定された磁石ま
たは磁性体からなる一方の固定部材に吸引される。ま
た、磁石及び磁性体を囲繞する隔壁を設ければ、溶断後
に磁性体が周辺回路に移動してしまうことを防ぐことが
できる。

【００１１】さらに、基板の両板面に反発状態で固定さ
れた磁石を有する温度ヒューズは、所定温度以上になる
と、ろう付けに使用されている可溶合金が溶融するの
で、この可溶合金で他方の板面に固定されていた磁石
は、一方の板面に固定された磁石によって基板上から離
脱される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の温度ヒューズの実
施の形態を、自動車用送風機の制御装置に用いて説明す
る。自動車用送風機の制御装置は図２に示すように、耐
熱性の絶縁基板２と、この耐熱性の絶縁基板２上に設け
られ送風機モータの回転を制御するパワートランジスタ
又はパワーＭＯＳＦＥＴ等のトランジスタ３と、絶縁
基板２上に形成された導体パターン４及びトランジスタ
３を結合する接続端子５とからなる。また、絶縁基板２
上には過大電流や異常温度による事故防止のための温度
ヒューズ１が設けられている。耐熱性の絶縁基板２は、
例えばセラミック基板、ホーロー基板等の放熱効果を得
られるものが使用される。なお、絶縁基板２はメタルコ
ア基板や金属基材銅張板等を用いても良い。また、導体
パターン４は薄膜、メッキもしくは厚膜印刷等で形成さ
れている。

【００１３】トランジスタ３は絶縁基板２上にダイスボ
ンディングされている。なお、ダイスボンディングの
際、トランジスタ３と絶縁基板２との間に、放熱効果向
上及び熱膨張係数の違いに基づくクラック防止等を図る
ために金属等の板（図示せず）を介在させてもよい。導
体パターン４にはコレクタ端子パターン４ａ、ベース端
子パターン４ｂ及びエミッタ端子パターン４ｃが形成さ
れている。コレクタ端子パターン４ａは温度ヒューズ１
を介してトランジスタ３のコレクタに、ベース端子パタ
ーン４ｂは配線ワイヤー６を介してトランジスタ３のベ
ースに、エミッタ端子パターン４ｃは配線ワイヤー７を
介してトランジスタ３のエミッタにそれぞれ接続されて
いる。なお、温度ヒューズ１を設ける箇所はコレクタ端
子パターン４ａだけではなく、ベース端子パターン４ｂ
及びエミッタ端子パターン４ｃへ設けてもよい。

【００１４】接続端子５は後述する送風機モータ、蓄電
池、駆動回路に接続されたコネクタ（図示せず）との接
続を行なうためのもので、導体パターン４のコレクタ端
子パターン４ａ、ベース端子パターン４ｂ及びエミッタ
端子パターン４ｃと各接続端子５ａ、５ｂ、５ｃとは、
ろう付け、リベットによるカシメ等の手段により結合さ
れている。

【００１５】温度ヒューズ１は図１（ａ）に示すよう
に、２本のリード線８、９間に温度異常の際、回路を遮
断する回路遮断手段１０を有している。この回路遮断手
段１０は所定間隔で相対配置された２つの固定部材１
１、１２と、一方の固定部材１１に所定温度以下では離
脱しないように固定されたフェライト磁石または希土類
磁石等の永久磁石１３と、この永久磁石１３に対向配置
され他方の固定部材１２に可溶合金１４で複数箇所、例
えば２ケ所をろう付けされたＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＭｎＦ
ｅ₂Ｏ₄またはＺｎＦｅ₂Ｏ₄等の磁性体１５とを有してい
る。なお、２本のリード線８、９はそれぞれ可溶合金１
４に固着されている。

【００１６】固定部材１１は永久磁石１３を固着しやす
く、且つ可溶合金１４が溶融するような温度では変化し
ない材質が好ましい。また、固定部材１２は磁性体１５
を表面実装しやすいプリント基板、セラミック基板等が
好ましい。可溶合金１４はヒューズの温度が上昇するこ
とにより溶断するＰｂ系の材料、例えばウッドメタル
（Sn-Bi-Pb-Cd）、セルロー（Sn-Bi-Pb-Cd-In）などの
低融点合金が用いられる。

【００１７】したがって、周辺温度が上昇して可溶合金
１４が溶融する温度になると、永久磁石１３は固定部材
１１からは離脱しないが、磁性体１５は可溶合金１４が
溶融するので、永久磁石１３に吸引されることになる。
なお、永久磁石１３を固定する固定部材１１に、図３に
示すような永久磁石１３及び磁性体１５を囲繞する隔壁
１６を設ければ、万が一、溶断後に永久磁石１３に吸着
された磁性体１５が振動、衝撃等で離脱した場合でも、
この磁性体１５が周辺回路に移動してしまうことを防ぐ
ことができる。また、図４に示すように、基板１７に可
溶合金１４で２ケ所をろう付けされた磁性体１５を、永
久磁石２５が内設されたカバー１８で覆設するように構
成してもよい。この場合、表面実装への対応を考え、リ
ード線８、９を表面実装対応可能なリード形状（例えば
端子）にして実装し、もしくは耐熱性の絶縁基板２に磁
性体１５の表面実装用のパッドを設け、耐熱性の絶縁基
板２自体に磁性体１５を実装する。これにより、表面実
装後に、カバー１８を組み付けることができるので、表
面実装の際、万が一、可溶合金１４が溶融しても、磁性
体１５は永久磁石１３に吸引されずに済む。

【００１８】このように温度ヒューズを構成すれば、永
久磁石、磁性体及びろう付け用可溶合金の大きさを任意
に設定することができるので、図１１、図１２、図１３
に示すような従来の温度ヒューズの電流容量を例えば２
０〜３０Ａぐらいまで大きくすることができる。このよ
うな自動車用送風機の制御装置２０の制御回路の構成は
例えば図５に示すように、トランジスタ３、温度ヒュー
ズ１、送風機モータＭ₁及び蓄電池Ｅからなる直列回路
である。トランジスタ３のベース・コレクタ間に接続さ
れたツェナダイオードＺＤ₁、コンデンサＣ₁は、何等か
の理由で発生する高電圧対策用のサージ吸収のための素
子である。トランジスタ３のベース・エミッタ間に接続
された抵抗Ｒ₁はノイズによる誤作動防止に用いられ
る。このトランジスタ３のベースには駆動回路２１が接
続されている。この駆動回路２１は制御装置２０自体を
制御するもので、日射センサ、室温センサ、外気温セン
サやマニュアル操作で制御される。

【００１９】このように構成された自動車用送風機の制
御装置２０に用いられる温度ヒューズ１は、周囲の温度
が所定温度以上になると、図１（ｂ）に示すように、ろ
う付けに使用されている可溶合金１４が溶融するので、
この可溶合金１４で他方の固定部材１２に固定された磁
性体１５は、一方の固定部材１１に固定された永久磁石
１３に吸引され、他方の固定部材１２から瞬時に離脱す
る。これにより、瞬時にアークが発生しない分断距離に
することができる。したがって、自動車用送風機のモー
タロック等、異常時における火災事故等を防止すること
ができる。

【００２０】なお、本実施の形態による回路遮断手段
は、一方の固定部材１１に所定温度以下では離脱しない
ように永久磁石１３を固定させ、他方の固定部材１２に
磁性体１５を可溶合金１４で固定させていたが、これに
限らず、図６に示すように一方の固定部材自体を磁性体
２２で形成させ、他方の固定部材２３に永久磁石２４を
可溶合金１４で固定させてもよい。

【００２１】また、図７（ａ）に示すように、可撓性を
有する磁性体２６の一端を他方の固定部材２７に対して
リベット２８でかしめ、もう一端を可溶合金１４でろう
付けしてもよい。これにより、周囲の温度が所定温度以
上になると、図７（ｂ）に示すように、ろう付けに使用
されている可溶合金１４が溶融するので、この可溶合金
１４で他方の固定部材２７に固定された磁性体２６は、
一方の固定部材２９に所定温度以下では離脱しないよう
に固定された永久磁石３０によって、リベット２８を中
心に屈曲する。したがって、瞬時にアークが発生しない
分断距離になる。

【００２２】さらに、回路遮断手段は図８（ａ）に示す
ように、基板３１と、基板３１の一方の板面３１ａに所
定温度以下では離脱しないように固定された永久磁石３
２と、基板３１の他方の板面３１ｂに可溶合金１４によ
って永久磁石３２に対して反発状態で２ケ所をろう付け
された永久磁石３３とを有する構成にしてもよい。これ
により、可溶合金１４で他方の板面３１ｂに固定されて
いた永久磁石３３は、一方の板面３１ａに固定された永
久磁石３２によって基板３１の板面３１ｂから離脱させ
ることができるので、瞬時にアークが発生しない分断距
離にすることができる。

【００２３】また、上述した温度ヒューズは、図９に示
すような複数の放熱フィンＦ₁〜Ｆ₇が並設されたヒート
シンク本体３４と、ヒートシンク本体３４に内設され自
動車用送風機モータへの電源を制御するパワートランジ
スタ３５と、パワートランジスタ３５のコレクタ及びエ
ミッタに並列接続され、ヒートシンク本体３４の放熱フ
ィンＦ₁の外面に螺着されたシート状保護抵抗Ｒ₂と、パ
ワートランジスタ３５を封止するカバー３６とを備えた
自動車用送風機の制御装置に用いてもよい。

【００２４】この自動車用送風機の制御装置のヒートシ
ンク本体３４は図１０に示すように、制御回路としての
パワートランジスタ３５、シート状保護抵抗Ｒ₂、ベー
ス用抵抗Ｒ₃、ベース用コンデンサＣ₂と、温度ヒューズ
１とで構成されている。自動車用送風機モータ駆動端子
３７は温度ヒューズ１を介してベース用コンデンサＣ ₂
の一端に接続され、このベース用コンデンサＣ₂の他端
はベース用抵抗Ｒ₃を介して（−）電源端子３９に接続
されている。また、ベース用コンデンサＣ₂とベース用
抵抗Ｒ₃との接続点は制御用端子３８に接続されてい
る。さらに、パワートランジスタ３５のコレクタはベー
ス用コンデンサＣ₂の一端に、エミッタは（−）電源端
子３９に、ベースは制御用端子３８にそれぞれ接続され
ている。

【００２５】自動車用送風機モータ駆動端子３７はモー
タ駆動用布線Ｌ₁を介して自動車用送風機モータＭ₂の一
端に接続され、この自動車用送風機モータＭ₂の他端は
（＋）電源に接続されている。また、（−）電源端子３
９は（−）電源線Ｌ₂を介して（−）電源に接続され、
制御用端子３８は制御線Ｌ₃を介してＣＰＵ４０に接続
されている。

【００２６】このような自動車用送風機の制御装置にお
いて、自動車用送風機のモータロック等の事故が発生す
れば、温度ヒューズ１が確実に動作するので、パワート
ランジスタ３５の熱暴走を防止し、且つヒートシンク本
体３４の発熱による他の装置に対する影響を防止するこ
とができる。また、本実施の形態においては、上述した
温度ヒューズを自動車用送風機の制御装置に用いていた
が、これに限らず、電気ゴタツ、電気アイロン等の電熱
器、冷暖房機、複写機等の電動機、電気炊飯器、電子レ
ンジ等の厨房機器、テレビ、ステレオ等の電気機器、又
はガス湯沸器等に用いてもよい。

【００２７】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明の温度ヒ
ューズによれば、磁石の吸引又は反発作用により、瞬時
にアークを防止できる分断距離にすることができる。ま
た、アークを防止できる分断距離にするために、板バネ
を弾発力に抗した状態で基板にろう付けする必要がない
ので、製造が容易になる。さらに、磁石、磁性体及びろ
う付け用可溶合金の大きさを任意に設定することができ
るので、電流容量を大きくすることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の温度ヒューズの一実施例を示す詳細図
で、（ａ）は正常時の図、（ｂ）は異常時の図。

【図２】本発明の温度ヒューズが用いられる自動車用送
風機の制御装置の一実施例を示す説明図。

【図３】本発明の温度ヒューズの他の実施例を示す詳細
図。

【図４】本発明の温度ヒューズの他の実施例を示す詳細
図。

【図５】図２に示す自動車用送風機の制御装置の回路
図。

【図６】本発明の温度ヒューズの他の実施例を示す詳細
図。

【図７】本発明の温度ヒューズの他の実施例を示す詳細
図で、（ａ）は正常時の図、（ｂ）は異常時の図。

【図８】本発明の温度ヒューズの他の実施例を示す詳細
図で、（ａ）は正常時の図、（ｂ）は異常時の図。

【図９】本発明の温度ヒューズが用いられる自動車用送
風機の制御装置の他の実施例を示す斜視図。

【図１０】図９に示す自動車用送風機の制御装置の回路
図。

【図１１】従来の温度ヒューズを示す断面図で、（ａ）
は正常時の図、（ｂ）は異常時の図。

【図１２】従来の温度ヒューズを示す詳細図で、（ａ）
は正常時の図、（ｂ）は異常時の図。

【図１３】従来の温度ヒューズを示す断面図で、（ａ）
は正常時の図、（ｂ）は異常時の図。

【図１４】従来の温度ヒューズを示す側面図。

【符号の説明】

１…温度ヒューズ３、３５…トランジスタ８、９…リード線１０…回路遮断手段１１、１２、２２、２３…固定部材１３、２４、３２、３３…永久磁石１４…可溶合金１５…磁性体１６…隔壁３１…基板３１ａ…一方の板面３１ｂ…他方の板面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２本のリード線間に温度異常の際、回路を
遮断する回路遮断手段を有する温度ヒューズにおいて、
前記回路遮断手段は所定間隔で相対配置された２つの固
定部材と、一方の前記固定部材に所定温度以下では離脱
しないように固定された磁石と、前記磁石に対向配置さ
れ他方の前記固定部材に可溶合金で複数箇所をろう付け
された磁性体とを有し、前記２本のリード線はそれぞれ
ろう付け位置の異なる前記可溶合金に固着されたことを
特徴とする温度ヒューズ。
【請求項２】前記回路遮断手段は磁性体からなる前記一
方の固定部材と、前記一方の固定部材に対向配置され前
記他方の固定部材に前記可溶合金で複数箇所をろう付け
された磁石とを有することを特徴とする請求項１記載の
温度ヒューズ。
【請求項３】前記回路遮断手段は基板と、前記基板の一
方の板面に所定温度以下では離脱しないように固定され
た前記磁石と、前記基板の他方の板面に前記可溶合金に
よって前記磁石に対して反発状態で複数箇所をろう付け
された磁石とを有することを特徴とする請求項１記載の
温度ヒューズ。
【請求項４】前記回路遮断手段には前記磁石及び前記磁
性体を囲繞する隔壁が設けられたことを特徴とする請求
項１または２記載の温度ヒューズ。
【請求項５】耐熱性の絶縁基板（２）と、前記絶縁基板
上に送風機モータ（Ｍ₁）の回転を制御するトランジス
タ（３）とを備え、前記トランジスタは前記絶縁基板上
に形成された導体パターン（４）により接続端子（５）
に結合されている自動車用送風機の制御装置において、
前記トランジスタと前記導体パターンとの間に過大電流
を防止するための請求項１ないし４のいずれか１項記載
の温度ヒューズを設けたことを特徴とする自動車用送風
機の制御装置。
【請求項６】複数の放熱フイン（Ｆ₁〜Ｆ₇）が並設され
たヒートシンク本体（３４）と、前記ヒートシンク本体
に内設され自動車用送風機モータ（Ｍ₂）への電源を制
御するパワートランジスタ（３５）と、前記パワートラ
ンジスタのコレクタとエミッタに並列接続され、かつ前
記ヒートシンク本体の前記放熱フインの外面に螺着され
たシート状保護抵抗（Ｒ₂）と、前記パワートランジス
タを封止するカバー（３６）とを備えた自動車用送風機
の制御装置において、前記ヒートシンク本体内に前記パ
ワートランジスタおよび前記シート状保護抵抗への過大
電流を防止するための請求項１ないし４のいずれか１項
記載の温度ヒューズを設けたことを特徴とする自動車用
送風機の制御装置。