JPS6011412B2 - 温度ヒュ−ズ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は所定温度に達したとき電路を遮断して機器を保
護する温度ヒューズに関し、信頼性の向上を目的とした
ものである。

従来、温度ヒューズとしては各種のものが知られており
、大きく分けて、感温材に低融点合金を使用したものと
、非導電性にして特定の融点をもつ感温物質を使用した
ものとがある。

ところがいずれのものも電気接続部にはすべて機械的機
構が採用されており、作動にバラッキが生ずる問題があ
った。この機械的作動バラッキを解消するものとして第
１図のような温度ヒューズが提案されている。第１図Ａ
及びＢにおいて、１は例えば金属等からなるケース、２
，３はケース１に両側から挿入したハンダメッキ又はス
ズメツキをした鋼又は銅合金からなるリード線で、例え
ばスズ、鉛、ビスマス、カドミウム、亜鉛等からなる低
融点合金４，４′を介して筒形の接続子５に電気的に接
続し、露路は一方のリード線２から接続子５を経て他方
のリード線３へと流れる。

６は低融点合金４，４′よりも高い温度で溶融するコハ
ク酸ィミドのような非導電性の感温物質で、中心部はリ
ード線２が貫通する孔があいている。

７はケース１の内部に菱入したスプリングで、前記低融
点合金４，４′が溶融し、かつ感溢物質６が溶融したと
きに接続子５をリード線２から引き離す方向に作用して
いる。

８，９はリード線２，３を固定絶縁するための絶縁物、
１０，１０′は耐熱性密封樹脂である。

この温度ヒューズは周囲温度が所定温度に達すると感温
物質６が急激に溶融し、スプリング７の作用にて接続子
５がリード線２より引離され、リード線２から３に至る
雷路が遮断される。以上のようにこの温度ヒューズは電
気接続部に機械的機構を有せず、溶融温度そのもののバ
ラッキが極めて小さい特定の融点をもつ非導電性物質の
感温村によって溶断温度を決定しているので、溶断特性
が非常に優れたものになる。

しかし、高温に長時間放置しておくと、リード線の主成
分である銅が、低融点合金中の最も拡散されやすい金属
であるスズへ拡散し、銅スズ合金が形成される。そのた
め、低融点合金の粘度は増大し、高温長時間放置後（実
験では１０５℃−２００胡時間）の溶断温度は非常にバ
ラッキ、中には不溶断のものも出るという問題が生じて
いた。次に上記従来例よりも以前の温度ヒューズで感温
物質として低融点合金を使用したものを説明する。

第２図Ａ，Ｂ‘こおいて、１１は例えばリン青銅等のよ
うなバネ性のある電気抵抗の小さな材料で形成した端子
「 １２も銅又は銅合金からなる端子であり、これら２
本の端子は低融点合金１３によって接続され、亀路は一
方の端子１１より他方の端子１２へと流れる。１４は上
記端子を固定絶縁するための基板であり、ハトメ１５に
よってカシメられている。

この温度ヒューズは周囲温度が所定温度に達すると低融
点合金１３が溶融し、端子１１が自らの弾性によって端
子により引離され、端子１１から１２に至る霞路が遮断
される。上記温度ヒューズにおいても、前記温度ヒュー
ズと同様に、高温に長時間放置すると、端子１１及び１
２の主成分である銅が低融点合金中のスズに拡散し、低
融点合金中の組成が変化し、融点が上昇し、さらに低融
点合金の粘度が増大するにつれて、第２図Ｂにおける低
融点合金１３は、互いに糸状につながり、不落断を生ず
るという問題があった。本発明は、以上のような接続部
に低融点合金を用いた温度ヒューズにみられた欠点を除
去したもので、以下その実施例を図面と共に説明する。

第３図Ａ，Ｂにおいて、前記第１図Ａ，Ｂと同一部分は
同一番号を附して説明を省略し、構成の異なる部分のみ
新たな図番を附して説明していくと、１６，１７及び１
８は鋼又は鋼合金の表面にニッケル又はクロムをメッキ
したもの、あるいは更にその表面にスズ又はハンダをメ
ッキしたりード線及び接続子である。上記構成によれば
、リード線１６，１７及び接続子１８の主成分である銅
の低融点合金中のスズへの拡散は、ニッケル又はクロム
のメッキ層にて阻まれ、低融点合金の融点は高温長時間
後もあまり変化することなく、漆断温度は初期の特性を
維持することができる。

次にこの拡散防止の現象をモデル図を用いて詳しく説明
する。第４図は従来例である第１図のりード線３と低融
点合金４の境界のモデル図であり、Ａは初期の状態で、
Ｂは高温放置後の状態である。

第４図Ａにおいて１９はリード線２の銅層、２０はリー
ド線３のハンダ又はスズ等のメッキ層、４‘ま低融点合
金層である。銅のスズへの相互拡散係数は例えば１００
ｏｏで約１０‐７の／ｓｅｃであり、１００ｑｏで長時
間放置しておくと、スズ又はハンダメッキ層２０は低融
点合金層４に拡散し、さらにリード線中の銅１９の一部
は低融点合金層に拡散し、第４図Ｂのように銅スズ合金
を含む新しい低融点合金層２１を形成する。第５図Ａは
本発明の実施例第３図のりード線１７と低融点合金４の
境界の初期のモデル図であり、２２はリード線１７の銅
層、２３はニッケル又はクロムのメッキ層である。

例えば２３がニッケルメッキの場合、銅のニッケルへの
相互拡散係数は１０び０において約１０‐桝の′Ｓｅｃ
以下であり、またニッケルのスズへの相互拡散係数は１
００ｑｏにおいて約１０‐１２の／ｓｅｃであり、銅の
スズへの相互拡散係数約１０‐７の／ｓｅｃ（１００℃
）に比べ約１０‐５倍である。従って、ニッケルがスズ
に拡散する時間は銅がスズに拡散する時間の１び倍かか
り、実際の場合、銅及びニッケルのスズ中への拡散はほ
とんど問題にならず、１０ぴ０で長時間放置しておくと
第５図８のように初期のものとほとんど変化しない。第
６図Ａは、銅を主成分とするりード線２２の表面にニッ
ケル又はクロムメッキ２３をほどこしさらにその表面に
スズ又はハンダメッキ２４をほどこした実施例のモデル
図であり、第５図における実施例のハンダ付性を向上し
たものである。

高温長時間放置すると、第５図の実施例と同様に銅及び
ニッケル又はクロムは低融点合金層４の中には拡散しに
くいが、スズ又ははんだ層２４は低融点合金層４の中に
拡散し、低融点合金４とは若干組成の異なった新しい低
融点合金層２５が形成されＢ図のようになる。しかしス
ズ又はハンダメッキ層２４の膜厚は薄く、新しい低融点
合金２５の融点は初期の低融点合金４の融点と、ほとん
ど変わらない。次に第３図の実施例の構造と異なる構造
をもった実施例について以下図面と共に説明する。

第Ｔ図Ａ，Ｂにおいて、前記第２図Ａ，Ｂと同一部分は
同一番号を附して説明を省略し、構成の異なる部分のみ
新たな図番を附して説明していくと、２６，２７は銅又
は銅合金の表面にニッケル又はクロムをメッキしたもの
、あるいはさらにその表面にスズ又はハンダをメッキし
た端子である。上記構成によれば端子２６，２７の主成
分である銅、亜鉛等の低融点合金中のスズへの拡散はニ
ッケル又はクロムのメッキ層にて阻まれ、高温長時間放
置後の低融点合金の融点は極端に変化することはなく、
溶断温度のバラツキは初期のバラッキとほぼ同程度に押
えることができる。以上の説明から明らかなように、本
発明によれば、接続部に低融点合金を用いたあらゆる温
度ヒューズにみられた欠点である高温綾時特性の劣化の
問題を解決でき、従来の温度ヒューズの初期特性を長時
間維持できる等、その効果はきわめて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来の温度ヒューズを示す断面図で
、それぞれＡは溶断前、Ｂは溶断後を示す。 第３図及び第７図は本発明の一実施例であり、第４図、
第５図及び第６図は本発明の説明の為のモデル図である
。１……ケース、１６，１７……リード線、１８・…・
・接続子、６…・・・感温物質。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 銅または銅合金からなる２本のリード線と、このリ
   ード線をスズを含む低融点金属で電気的に接続した温度
   ヒユーズにおいて、前記リード線の少くとも前記低融点
   金属に接する部分にニツケルないしはクロムメツキを施
   し、銅の低融点金属への拡散を防止してなる温度ヒユー
   ズ。 ２ 前記ニツケルないしはクロムメツキの表面にさらに
   スズないしはハンダメツキをしてなる特許請求の範囲第
   １項記載の温度ヒユーズ。