JPH10261353A - 抵抗・温度ヒュ−ズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】基板型抵抗・温度ヒュ−ズの作動迅速性の飛躍
的向上を図る。 【解決手段】絶縁基板１上に低融点可溶合金片２と抵抗
４とを設け、抵抗４を通電発熱させ、その発生熱で被保
護機器の異常時に低融点可溶合金片２を溶断させて被保
護機器を電源から遮断する保護素子であり、三本のリ−
ド線５ａ₁、５ｂ₁、５ｃ₁を有し、各リ−ド線に鉄線ま
たは鉄合金線を用いた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は抵抗・温度ヒュ−ズ
に関し、詳しくは、抵抗を通電発熱させ、その発生熱で
被保護機器の異常時に低融点可溶合金片を溶断させて被
保護機器を電源から遮断する保護素子としての抵抗・温
度ヒュ−ズに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】機器の保護素子として、絶縁基板上に低
融点可溶合金片と抵抗とを近接配置で設けた基板型抵抗
・温度ヒュ−ズが知られている。電気機器を異常な電圧
変動を検出して保護する場合、例えば、携帯電話にセッ
トした二次電池の過充電・過放電から電池自体を保護す
る場合、過充電・過放電に基づく電圧変動をツエナダイ
オ−ド等の検出素子で検出して当該ヒュ−ズの抵抗を通
電発熱させ、この発生熱で同ヒュ−ズの低融点可溶合金
片を溶断させ、電池と充電電源との間、電池と機器本体
との間を遮断する方式を用いることがある。

【０００３】従来、かかる抵抗・温度ヒュ−ズとして、
図６に示すように、絶縁基板１’上に対向電極を二組
ａ’−ｃ’、ｂ’−ｄ’設け、一方の電極ａ’−ｃ’間
に低融点可溶合金片２’を配設し、他方の電極ｂ’−
ｄ’間に膜抵抗４’を配設し、各電極に銅リ−ド線５
ａ’、５ｂ’、５ｃ’、５ｄ’を接続し、絶縁基板１’
を絶縁体（図示せず）で被覆した基板型抵抗・温度ヒュ
−ズが公知である。

【０００４】回路の保護素子においては、上記の基板型
抵抗・温度ヒュ−ズに限らず、可及的に迅速に作動させ
ることが要求される。従来、ケ−スタイプの抵抗・温度
ヒュ−ズにおいて、低融点可溶合金片のリ−ド線に、銅
よりも熱伝導率の低い金属を使用し、低融点可溶合金片
からリ−ド線を経ての放熱を抑制して絶縁基板の温度上
昇を速め作動を迅速化すること（実開平６−１３０３９
号公報）、抵抗自体の過電流発熱で抵抗体を溶断させる
ヒュ−ズ抵抗器のリ−ド線に鉄線または鉄合金線を使用
して作動を迅速化すること（実用新案登録第２５１８２
１４号公報）等が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図６に
示した基板型抵抗・温度ヒュ−ズのリ−ド線５ａ’、５
ｂ’、５ｃ’、５ｄ’に、銅線に代え鉄線または鉄合金
線を使用しても、作動性の迅速化には限界がある。

【０００６】本発明の目的は、上記の基板型抵抗・温度
ヒュ−ズの作動迅速性の飛躍的向上を図ることにある。

【０００７】

【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、絶縁基板上に低融点可溶合金片と抵抗とを
設け、該抵抗を通電発熱させ、その発生熱で被保護機器
の異常時に低融点可溶合金片を溶断させて被保護機器を
電源から遮断する保護素子であり、三本のリ−ド線を有
し、各リ−ド線に鉄線または鉄合金線を用いたことを特
徴とする構成であり、絶縁基板上に三箇の電極を設け、
一の電極と他の一方の電極との間に低融点可溶合金片を
設け、前記一の電極と残りの電極との間に抵抗を設け、
各電極に鉄線または鉄合金線からなるリ−ド線を接続す
ることができる。

【０００８】また、絶縁基板の片面上に四箇の電極を設
け、これら電極中の三箇の各電極に鉄線または鉄合金線
のリ−ド線を接続し、２箇の低融点可溶合金片と抵抗と
を異なる電極間に設けた構成とすることもでき、例え
ば、（１）図３の（イ）に示すように、絶縁基板１の片
面上に電極ａ₂、ｂ₂、ｃ₂、ｄ₂を設け、電極ｂ₂−ｄ₂間
に抵抗４を設け、電極ｄ₂−ａ₂間に低融点可溶合金片２
Ａを接続し、電極ａ₂−ｃ₂間に低融点可溶合金片２Ｂを
接続し、電極ａ₂、ｂ₂、ｃ₂のそれぞれに鉄線または鉄
合金線のリ−ド線５ａ₂、５ｂ₂、５ｃ₂を接続した構
成、（２）図４の（イ）に示すように、絶縁基板１の片
面上に電極ａ₂、ｂ₂、ｃ₂、ｄ₂を設け、電極ｂ₂−ｄ₂間
に抵抗４を設け、電極ｄ₂−ａ₂間に低融点可溶合金片２
Ａを接続し、電極ｄ₂−ｃ₂間に低融点可溶合金片２Ｂを
接続し、電極ａ₂、ｂ₂、ｃ₂のそれぞれに鉄線または鉄
合金線のリ−ド線５ａ₂、５ｂ₂、５ｃ₂を接続した構
成、（３）図５の（イ）に示すように、絶縁基板１の片
面上に電極ａ₃、ｂ₃、ｃ₃、ｄ₃を設け、電極ｄ₃−ｂ₃間
に抵抗４を設け、電極ｄ₃−ｂ₃間に低融点可溶合金片２
Ａを接続し、電極ｄ₃−ｃ₃間に低融点可溶合金片２Ｂを
接続し、電極ａ₃、ｂ₃、ｃ₃のそれぞれに鉄線または鉄
合金線のリ−ド線５ａ₃、５ｂ₃、５ｃ₃を接続した構成
とすることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態について説明する。図１は請求項２に係る抵
抗・温度ヒュ−ズの一例を示している。図１において、
１は耐熱性の絶縁基板であり、例えば、セラミックス板
を使用できる。ａ₁，ｂ₁，ｃ₁は絶縁基板１の片面に設
けた膜電極であり、例えば、導電ペ−ストの印刷・焼き
付けにより設けることができる。２は膜電極ａ₁−ｃ₁間
に橋設した低融点可溶合金片であり、作動温度に応じた
融点のはんだが用いられる。３は低融点可溶合金片２に
塗布したフラックスである。４は膜電極ｂ₁−ｃ₁間に配
設した膜抵抗であり、例えば、抵抗ペ−ストの印刷・焼
き付けにより設けることができる。５ａ₁，５ｂ₁，５ｃ
₁は各膜電極ａ₁，ｂ₁，ｃ₁に接続した鉄線または鉄合金
線からなるリ−ド線であり、防食金属被覆、例えば、銅
被覆を設けたものを使用することが好ましい。６は絶縁
基板１の片面に被覆した絶縁体であり、エポキシ樹脂の
ディツピング被覆や成形樹脂カバ−の被冠により施すこ
とができる。

【００１０】図２は上記抵抗・温度ヒュ−ズの使用状態
を説明するための回路図であり、Ｅは本発明に係る抵抗
・温度ヒュ−ズを、Ｆは過電圧保護素子作動回路をそれ
ぞれ示している。図２において、被保護機器Ｚと電源Ｓ
との間に本発明に係る抵抗・温度ヒュ−ズＥと過電圧保
護素子作動回路Ｆを組み込み、トランジスタＴｒのコレ
クタを抵抗・温度ヒュ−ズＥの電極ｂ₁に接続し、ツエ
ナダイオ−ドＤの高電圧側電極及び抵抗・温度ヒュ−ズ
Ｅの電極ｃ₁を被保護機器Ｚの高電圧側端子に接続し、
抵抗・温度ヒュ−ズＥの電極ａ₁を電源Ｓの高電圧側端
子に接続し、トランジスタＴｒのエミッタを接地してあ
る。図２に示す回路において、機器Ｚにツエナダイオ−
ドＤの降伏電圧以上の過電圧が作用すると、トランジス
タＴｒにベ−ス電流が流れ、これに伴い大なるコレクタ
電流が流れて膜抵抗４が発熱され、この発生熱が電極ｃ
₁を介し低融点可溶合金片２に伝達されて低融点可溶合
金片２が既溶融のフラックスの活性作用を受けつつ溶断
され、被保護機器Ｚが電源Ｓから遮断されると共に膜抵
抗４が電源から遮断される。従って、低融点可溶合金片
２が溶断されたのち、機器Ｚの過電圧状態が残留電荷の
ために維持されてトランジスタＴｒが導通状態にあって
も、低融点可溶合金片２の溶断による膜抵抗４の電源Ｓ
からの遮断のために、膜抵抗４の発熱続行を排除でき
る。

【００１１】而して、本発明に係る抵抗・温度ヒュ−ズ
においては、被保護機器の異常により膜抵抗が通電発熱
されると、この発生熱が熱良伝導体である膜電極を経て
低融点可溶合金片に速やかに伝達され、且つ、外部への
放熱路であるリ−ド線が従来の４本から最小限の三本に
され、しかも、これらのリ−ド線を熱伝導率の低い鉄線
または鉄合金線で構成してあるから、低融点可溶合金片
を迅速に加熱溶断させ得、作動迅速性の飛躍的向上を図
ることができる。

【００１２】図３の（イ）は請求項３に係る抵抗・温度
ヒュ−ズの一例を示している。図３の（イ）において、
１は耐熱性の絶縁基板、例えばセラミックス板である。
ａ₂〜ｄ₂は絶縁基板１の片面上に印刷形成した膜状電極
であり、電極ａ₂と電極ｂ₂と電極ｃ₂とを並行に配設
し、電極ｄ₂は電極ｂ₂の先端部と電極ａ₂の先端部との
間に配設してある。電極ｄ₂の形状はほぼ正方形であ
り、電極ｂ₂の先端部及び電極ａ₂の先端部は電極ｄ₂と
の間隔を所定の間隔とするために切り欠いてある。ま
た、電極ｃ₂の先端部も、絶縁基板の端縁に対する距離
を充分に確保して抵抗・温度ヒュ−ズの作動時での溶融
低融金属の当該絶縁基板端縁からの漏出を防止するため
に切り欠いてある。２Ａは電極ｄ₂と電極ａ₂の先端部と
の間に接続した低融点可溶合金片、２Ｂは電極ａ₂の先
端部と電極ｃ₂の先端部との間に接続した低融点可溶合
金片であり、低融点可溶合金片２Ａ，２Ｂが同一材質、
同一形状の場合、連続線にしてもよい（後述の実施例の
場合も同じである）。３は低融点可溶合金片Ａ及びＢ上
に塗布したフラックスである。４は電極ｂ₂の先端部と
電極ｄ₂とにわたって設けた膜抵抗である。５ａ₂、５ｂ
₂及び５ｃ₂は電極ａ₂、電極ｂ₂及び電極ｃ₂のそれぞれ
に接続したリ−ド線（絶縁被覆線）であり、鉄線または
鉄合金線からなり、防食金属被覆、例えば、銅被覆を設
けたものを使用することが好ましい。６は絶縁基板１の
片面に被覆した絶縁体であり、上記と同様、エポキシ樹
脂のディツピング被覆や成形樹脂カバ−の被冠により施
すことができる。

【００１３】図３の（ロ）は、図３の（イ）に示した抵
抗・温度ヒュ−ズの使用状態を示し、被保護機器Ｚと電
源Ｓとの間に本発明に係る抵抗・温度ヒュ−ズＥと過電
圧保護素子作動回路Ｆを組み込み、トランジスタＴｒの
コレクタを抵抗・温度ヒュ−ズＥの電極ｂ₂に接続し、
ツエナダイオ−ドＤの高電圧側電極及び抵抗・温度ヒュ
−ズＥの電極ｃ₂を被保護機器Ｚの高電圧側端子に接続
し、抵抗・温度ヒュ−ズＥの電極ａ₂を電源Ｓの高電圧
側端子に接続し、トランジスタＴｒのエミッタを接地し
てある。図３の（ロ）に示す回路において、機器Ｚにツ
エナダイオ−ドＤの降伏電圧以上の過電圧が作用する
と、トランジスタＴｒにベ−ス電流が流れ、これに伴い
大なるコレクタ電流が流れて膜抵抗４が発熱され、この
発生熱が電極ｄ₂を介し低融点可溶合金片２Ａ及び２Ｂ
に伝達されて両低融点可溶合金片２Ａ及び２Ｂが既溶融
のフラックスの活性作用を受けつつ溶断され、被保護機
器Ｚが電源Ｓから遮断されると共に膜抵抗４が電源から
遮断される。従って、低融点可溶合金片２Ｂが溶断され
たのち、機器Ｚの過電圧状態が残留電荷のために維持さ
れてトランジスタＴｒが導通状態にあっても、低融点可
溶合金片２Ａの溶断による膜抵抗４の電源Ｓからの遮断
のために、膜抵抗４の発熱続行を排除できる。

【００１４】図４の（イ）は請求項３に係る抵抗・温度
ヒュ−ズの別例を示している。この抵抗・温度ヒュ−ズ
においては、絶縁基板１の片面上に電極ｂ₂、電極ａ₂及
び電極ｃ₂を並行に設け、これら電極の先端側に所定の
間隔を隔てて電極ｄ₂を設け、電極ｂ₂と電極ｄ₂とにわ
たって膜抵抗４を設け、電極ｄ₂と電極ａ₂との間に低融
点可溶合金片２Ａを接続し、電極ｄ₂と電極ｃ₂との間に
低融点可溶合金片２Ｂを接続し、低融点可溶合金片２
Ａ、２Ｂにフラックス３を塗布し、各膜電極ａ₂、ｂ₂、
ｃ₂に鉄線または鉄合金線からなるリ−ド線５ａ₂、５ｂ
₂、５ｃ₂を接続し、絶縁基板１の片面を絶縁体（図示せ
ず）を被覆してある。

【００１５】この抵抗・温度ヒュ−ズの使用において
も、図４の（ロ）に示すように、トランジスタＴｒのコ
レクタを抵抗・温度ヒュ−ズＥの電極ｂ₂に接続し、ツ
エナダイオ−ドＤの高電圧側電極及び抵抗・温度ヒュ−
ズＥの電極ｃ₂を被保護機器Ｚの高電圧側端子に接続
し、抵抗・温度ヒュ−ズＥの電極ａ₂を電源Ｓの高電圧
側端子に接続し、トランジスタＴｒのエミッタを接地す
る。而して、機器Ｚにツエナダイオ−ドＤの降伏電圧以
上の過電圧が作用すると、トランジスタＴｒにベ−ス電
流が流れ、これに伴い大なるコレクタ電流が流れて膜抵
抗４が発熱され、この発生熱が電極ｄ₂を介し低融点可
溶合金片２Ａ及び２Ｂに伝達されて両低融点可溶合金片
２Ａ及び２Ｂが溶断され、被保護機器Ｚが電源Ｓから遮
断されると共に膜抵抗４が電源Ｓから遮断される。

【００１６】図５の（イ）は請求項３に係る抵抗・温度
ヒュ−ズの別例を示している。この抵抗・温度ヒュ−ズ
においては、絶縁基板１の片面上に電極ａ₃と電極ｃ₃を
設け、更に電極ａ₃の先端部と電極ｃ₃の先端部との間に
電極ｄ₃を設け、更に電極ｄ₃と所定の間隔を隔てて電極
ｂ₃を設け、電極ｂ₃と電極ｄ₃とにわたって膜抵抗４を
設け、電極ａ₃と電極ｄ₃との間に低融点可溶合金片２Ａ
を接続し、電極ｄ₃と電極ｃ₃との間に低融点可溶合金片
２Ｂを接続し、低融点可溶合金片２Ａ、２Ｂにフラック
ス３を塗布し、各膜電極ａ₃、ｂ₃、ｃ₃に鉄線または鉄
合金線からなるリ−ド線５ａ₃、５ｂ₃、５ｃ₃を接続
し、絶縁基板１の片面を絶縁体６を被覆してある。

【００１７】この抵抗・温度ヒュ−ズの使用において
も、図５の（ロ）に示すように、トランジスタＴｒのコ
レクタを抵抗・温度ヒュ−ズＥの電極ｂ₃に接続し、ツ
エナダイオ−ドＤの高電圧側電極及び抵抗・温度ヒュ−
ズＥの電極ｃ₃を被保護機器Ｚの高電圧側端子に接続
し、抵抗・温度ヒュ−ズＥの電極ａ₃を電源Ｓの高電圧
側端子に接続し、トランジスタＴｒのエミッタを接地す
る。而して、機器Ｚにツエナダイオ−ドＤの降伏電圧以
上の過電圧が作用すると、トランジスタＴｒにベ−ス電
流が流れ、これに伴い大なるコレクタ電流が流れて膜抵
抗４が発熱され、この発生熱が電極ｄ₃を介し低融点可
溶合金片２Ａ及び２Ｂに伝達されて両低融点可溶合金片
２Ａ及び２Ｂが溶断され、被保護機器Ｚが電源Ｓから遮
断されると共に膜抵抗４が電源Ｓから遮断される。

【００１８】上記抵抗・温度ヒュ−ズの使用例において
は、過電圧を検知して抵抗４に発熱電流を通電する手段
としてツエナダイオ−ドＤとトランジスタＴｒを使用し
たが、これに限定されず、例えば、電界効果トランジス
タを使用し、回路の異常電圧でゲ−ト電圧をピンチオフ
電圧以上にすることもできる。

【００１９】

【実施例】

〔実施例〕図１に示す構成であり、絶縁基板には、長さ
８ｍｍ，巾５．２ｍｍのセラミックス板を使用し、膜電
極は銀ペ−スト（銀粉末とガラスフリットとオイルとの
混合物）の印刷焼き付けにより形成した。膜抵抗は抵抗
値７Ωとし、低融点可溶合金片には融点１２８℃のもの
を使用し、各リ−ド線には、φ０．５５ｍｍの銅被覆鉄
線を使用した。絶縁被覆にはエポキシ樹脂を使用し、最
大総厚みは２ｍｍとした。 〔比較例〕図６に示す構成であり、電極を４端子構造と
しリ−ド線を四本とした以外、絶縁基板、電極材、膜抵
抗、リ−ド線には実施例と同じものを使用した。これら
の実施例及び比較例につき、膜抵抗の通電発熱電力に対
する低融点可溶合金片の溶断時間を測定したところ表１
に示す通りであり、実施例品は比較例品に較べ、小電力
通電のもので優れた遮断迅速性を呈し、鉄線または鉄合
金線のリ−ド線を四本から三本にしたことの効果が顕著
に現れている。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【発明の効果】本発明に係る抵抗・温度ヒュ−ズにおい
ては、外部への放熱路であるリ−ド線を、従来の銅線か
ら熱伝導率の低い鉄線または鉄合金線に改変するにとど
まらず、そのリ−ド線の本数を従来の４本から３本して
あるから、低融点可溶合金片を迅速に加熱溶断させ得、
作動迅速性の飛躍的向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項２に係る抵抗・温度ヒュ−ズの一例を示
す図面である。

【図２】図１に示した抵抗・温度ヒュ−ズの使用状態を
示す回路図である。

【図３】図３の（イ）は請求項３に係る抵抗・温度ヒュ
−ズの一例を示す図面、図３の（ロ）はその抵抗・温度
ヒュ−ズの使用状態を示す回路図である。

【図４】図４の（イ）は請求項３に係る抵抗・温度ヒュ
−ズの上記とは別の例を示す図面、図４の（ロ）はその
抵抗・温度ヒュ−ズの使用状態を示す回路図である。

【図５】図５の（イ）は請求項３に係る抵抗・温度ヒュ
−ズの上記とは別の例を示す図面、図５の（ロ）はその
抵抗・温度ヒュ−ズの使用状態を示す回路図である。

【図６】従来の抵抗・温度ヒュ−ズを示す図面である。

【符号の説明】

１ 絶縁基板 ２ 低融点可溶合金片 ２A 低融点可溶合金片 ２B 低融点可溶合金片 ３ フラックス ４ 抵抗 ５ａ₁ リ−ド線 ５ａ₂ リ−ド線 ５ａ₃ リ−ド線 ５ｂ₁ リ−ド線 ５ｂ₂ リ−ド線 ５ｂ₃ リ−ド線 ５ｃ₁ リ−ド線 ５ｃ₂ リ−ド線 ５ｃ₃ リ−ド線

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁基板上に低融点可溶合金片と抵抗を設
   け、該抵抗を通電発熱させ、その発生熱で被保護機器の
   異常時に低融点可溶合金片を溶断させて被保護機器を電
   源から遮断する保護素子であり、三本のリ−ド線を有
   し、各リ−ド線に鉄線または鉄合金線を用いたことを特
   徴とする抵抗・温度ヒュ−ズ。
2. 【請求項２】絶縁基板上に三箇の電極を設け、一の電極
   と他の一方の電極との間に低融点可溶合金片を設け、前
   記一の電極と残りの電極との間に抵抗を設け、各電極に
   鉄線または鉄合金線からなるリ−ド線を接続したことを
   特徴とする抵抗・温度ヒュ−ズ。
3. 【請求項３】絶縁基板の片面上に四箇の電極を設け、こ
   れら電極中の三箇の各電極に鉄線または鉄合金線のリ−
   ド線を接続し、２箇の低融点可溶合金片と抵抗とを異な
   る電極間に設けたことを特徴とする抵抗・温度ヒュ−
   ズ。