JPS6326918A - 温度ヒユ−ズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電気機器の過熱事故を未然に隔ぐために機器
温度がある一定温度以上に達したときに電気回路を遮断
する温度ヒユーズに関する。

〔従来の技術〕

温度ヒユーズは、ｊａ器の過熱を感知して可溶体を溶解
させ、電流回路を遮断する目的で使用される。熱の感知
方法としては、機器の発熱を周辺空気の温度上昇による
対流伝熱により感知する方法と、機器の発熱による輻射
熱を受けて感知する方法と、機器そのものの熱を温度ヒ
ユーズに伝導させて感知させる方法の３つの方法がある
。

このうち、対流あるいは輻射熱により感知させる方法は
、発熱面に対する温度ヒユーズの取付位置、方向、距離
１周辺空気の流動の程度等、温度ヒユーズ固有の特許≧
は全く異なる環境条件の僅かな違いにも大きく影響を受
けるため、温度の設定は難しい、また感知した温度自体
も機器の温度とは一敗せず、熱追従性に劣るため、温度
の設定は、機器の温度に対してかなり低くする必要があ
る。したがって、発熱部の温度と、温度ヒユーズが熱を
感知して実際に達する温度との相関を正６′窪に調査す
る等、特別な技術老慮を加えなければ温度設定はできな
い。この相関も、温度変化の割合の大きさにより大きく
影響を受けるものである。

したがって、対流あるいは輻射熱により感知する方法は
、たとえば恒温槽内のように各部の温度が均一で、しか
も温度変化の割合の小さい環境で使用する場合を除き、
一般には機器そのものの温度を正確に感知することは困
難である。このことは温度ヒユーズの性能を示す公称の
動作温度及びその精度が、一般的な実使用下ではあまり
意味をなさないことを示している。

これに対して、温度ヒユーズを機器の発熱部に直接密着
させ、伝導伝熱で温度を感知する方法は、対流や輻射に
より感知する方法に比べてはるかに感度がよく、また周
辺条件にもあまり影響されずに機器の温度を感知するこ
とができる。

したがって、温度ヒユーズを機器に密着させて使用する
方法が、動作温度の精度を確保する上で好ましいことに
なる。

このため、従来より、温度ヒユーズを機器の発熱部に接
触させて、できるだけ伝導伝熱で受熱させることが実施
されており、また温度ヒユーズ自身を、機器の発熱部に
直接取付けできることを意図した構造のものも知られて
いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、ヒユーズを機器に密着させて使用する従
来の温度ヒユーズの場合においては、次に示す何れか一
つあるいは二つ以上の欠点を存し、密着取付が困難であ
るか、温度に鋭敏に反応しないかあるいは信頬性に乏し
いという問題点がある。

すなわち、 ■　環境温度を感知して作動するタイプの温度ヒユーズ
は、これを機器に密着させて使用する場合には、機器に
対する取付用の部品を特別準備しなければならない。

■　温度ヒユーズ受熱面の形状が曲面であるか、凹凸が
あるなど、接触面積が小さく、平面でないため、熱伝導
が小さい、また、ｊａ器と可溶体との距離が遠いため、
伝熱抵抗が大きく、熱伝導が小さい。

■　温度ヒユーズの受熱面の材質がプラスチック等の熱
の非導電体であるか、あるいは金属であってもそれが電
気の充電体であるため、やはり電気′４＠縁材を介して
機器に接触させる必要がある。このように、絶縁材を介
して機器に接触させる構造であると、金属どうしの密着
接触による鋭敏な熱の伝達ができない、Ｔｉ気絶縁物の
中には熱の伝導に工夫したものもあるが、金属には遠く
及ぶものではなく、また電気絶縁の観点から厚さに制限
がある等、熱伝導だけを考慮することができず、さらに
硬質のものは接触面へのなじみが悪い等の欠点がある。

■　感温物質として、熱伝導性に優れた金属合金を使用
したものと、非導電性の有機質のものとがあるが、有Ｊ
ａＷのものは熱の伝導性にも劣るという欠点がある。ま
た、有ａ質の感温材は金属に比べ、強度的に弱く、融点
近くに長時間放置すると、軟化して外力を保持しきれず
に、接点が開放するおそれもある。

■　金属可溶体を使用していても、これが電気接点部の
連絡部材になっているなど、金属可溶体は充電部となっ
ている。このため、金属可溶体がＳ　ｎ　＋ｐｂあるい
はＢ【等の低融点金属で作られている場合等は、銅等の
低抵抗金属に比べて抵抗値が高く、ジュール熱による発
熱により動作温度が著しく影響を受けたり、あるいは長
時間の通電もしくは通電の繰り返し等により経時劣化し
て信鎖性が低い。

■　金属可溶体を使用していても、これが溶解する時に
空中あるいは容器内において飛散あるいは流動するなど
、溶解動作後の可溶体の動向が完全に規制されていない
、このため、開放された接点間及び充電部と絶縁される
べき金属間のリークあるいは絶縁低下のトラブルを起こ
すことがあり、動作時及び動作後の信顛性に乏しい。

本発明は、このようなΦ〜■に挙げたような問題点に鑑
みてなされたものであり、上記の６つの条件を同時に解
決することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成するため、本発明の温度ヒユーズは・、
底面が受熱面である金属容器に、頂部が可動接点に対す
る当接部である絶縁キャンプを摺動自在に嵌合して可動
筒体を形成し、かつ該可動筒体の摺動方向に弾発力を与
える弾発部材及び過熱時に熔解して該弾発部材の弾発力
を消勢させる可溶金属体を咳可動筒体内に収納したこと
を特１２！Ｉとする。

なお、金属可溶体は、ベレット状にして金属容器内に収
納するようにすると、温度ヒユーズの製造工程が簡素化
され、また動作温度の異なる温度ヒユーズの製造に対し
てもペレットの種類を変えるだけで対応することができ
る。

（作用〕 本発明においては、金属可溶体は、銅等の熱の良導金属
で作られた金属容器に収納されていも。

この金属容器にはスプリング等の弾発部材を収納すると
共に、電気及び熱の絶縁に優れたプラスチックあるいは
セラミック等のキャンプを、動作時に動き得る程度の僅
かな間隙を外周にもって被せて可動筒体を形成する。そ
して、金属可溶体を収納している金属容器の底面を金属
カバーを介して又は直接機器に接触させ、怒温部の機器
からの熱伝達を金属どうしによって行う伝導電熱主体型
の構造としている。すなわち、温度ヒユーズケース内に
おいて、固定電極に対し開離する方向に付勢された可動
接点に対して前記絶縁キャップの先端が圧接するように
、かつ、温度ヒユーズケース底面の金属カバーに対して
又は被取付面に対して前記金属容器の底面が密着するよ
うに前記可動筒体を配設する。

また、受熱部と機器とは、金属どうしによる伝導伝熱に
より熱伝導を高めるとともに、ａ器との接触面を平面と
することにより伝熱面積を大きくし、更に弾発部材の力
で常に安定して受熱面に密着するようにしている。この
ように、機器取付面及びヒユーズ受熱面との間、及びヒ
ユーズ受熱面と可溶体との間に空間あるいは非金属の電
気絶縁物等、熱の伝導に劣るものの介在がない。また、
取付面と可溶体との伝熱距離が極めて短いため、伝熱抵
抗を小さくすることができる。

金属可溶体とｉｌｌｌｌ止部絶縁キャップにより完全に
電気的に絶縁されており、金属可溶体への通電がないた
め、電流による可溶体の劣化は全（ない、また電気接点
と金属可１容体との間は熱的、電気的に絶縁されている
ため、電気接点を銅等の低抵抗体で作ることができ、ジ
ュール熱の発熱が小さくなる。また通電部の発熱が可溶
体に影響を与えることも極めて小さい。可動筒体はほぼ
密閉構造であるため、Ｊａ器の過熱により溶解した可溶
体は、その粘性と表面張力により、いがなる姿勢あるい
は振動、衝撃に対しても、この可動筒体の外へ流出する
ことはない。

なお、感温体である金属可溶体を金属のベレット状とし
、動作温度に応じたベレットを各種用意しておくことに
より、同一の構造、同一の製造工程で、動作温度の異な
る温度ヒユーズを提供することができる。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて具体的に説
明する。

第１図は本発明実施例の縦断正面図、第２図はその一部
縦断平面図、第３図はその平面図、第４図は第１図の１
−１線における断面図である。

これらの図において、一対の固定電極１．２を有する一
端開口の絶縁ケース３内において、この固定電極１．２
と、電気良導体よりなる可動接点４との間に電気回路を
形成するもので、この可動接点４を固定電極１．２に常
に圧接するように一組の可動筒体５を有する。この可動
筒体５は、電気絶縁性のキャップ６と熱良導性の金属容
器７とにより両端がほぼ閉鎖され、内部に室８を有して
いる。この室８内には底部より順に、金属可溶体９、圧
縮コイルバネあるいは仮ハネ等で作られた弾発部材１０
が収納されている（第５図参照）。したがって可動筒体
５はその長手方向に対して伸縮自在の構成部品である。

温度ヒユーズの組み立てに際しては、固定電極１．２、
可動接点及び圧縮コイルスプリング１２が組み込まれた
絶縁ケース３に対し、可動筒体５を押し縮めるようにし
て、金属カバー１１を取りつける。第２図及び第３図に
おいて、Ｉｌａは金属カバー１１と一体に形成された固
定片であり、これを折り込むことにより絶縁ケース３に
固定する。この金属カバー１１により、絶縁ケース３の
開口部がほぼ閉鎖される。このようにして、弾発部材１
ｏの弾全力で、金属可溶体９．金属容器７及び金属カバ
ー１１が常に圧接され、それぞれ密着接触する。絶縁キ
ャップ６の先端部を球形とすることにより、固定電極１
．　２における可動接点４の接触圧力を均一化すること
ができる。

圧縮コイルスプリング１２は接点部材４を固定電極１，
２より切り離すためのもので、弾発部材１０の撓み蛍よ
り大きい撓み■を持たせて収納されているが、弾発力は
弾発部材１０よりはるかに弱いため、通常は可動接点４
を切り離すに至らない。機器への取り付けに際しては、
金属カバー１１あるいは取付ホルダーが有する取付穴１
３を通して、ビス。

ボルト等で締め付けて機器に密着固定する。

なお、絶縁ケース３内における可動筒体５の位置を規制
するため、第４図に示すように、絶縁ケース３の両壁を
窪ませている。

このように構成された温度ヒユーズにおいて、金属カバ
ー１１を通じて熱が伝達され、金属可溶体９の温度が所
定の温度に達して溶解すると、第６図に示すように弾発
部材１０が伸びてその弾発力が消滅する０弾発部材１０
が弾発力を失うと、圧縮コイルスプリング１２の弾発力
で可動接点４は固定電極１，２より切り離され、電流回
路は遮断される。

このとき、金属可溶体９が全量溶解しても、金属容器７
に十分収容できる設計としているので、溶解して液体と
なっ、た金属可溶体は、可動筒体５の外部に流出するこ
とは全くない。

第７図及び第８図は、本発明の他の実施例を示すもので
あり、円筒型の温度ヒユーズに適用したものである。こ
の例では、取付ホル％−１２が金属カバー１１と別々に
なっており、両者は回転自在に結合されている。これは
、機器に対する取付位置と端子方向とが自由に変えられ
るようにしたものである。

第９図は、絶縁キャップ６と金属容器７の嵌合を逆にし
た例を示している。

第１０図は、金属可溶体９と弾発部材ｌＯとの間に円板
１４を介在させ、弾発部材ｌＯの弾発力を金属可溶体９
の全面に均等に分散させるようにしたものである。

第１１図は、金属カバー１１と金属容器７を一体化して
更に熱伝導を高めるようにした例を示している。

第１２図は、取付穴１３を絶縁ケース３に設けた例を示
している。

更に第１３図は、金属容器７の底面が直接機器に接触す
るようにし、かつ弾発部材ｌＯの弾発力が機器の表面と
の密着を高めるために作用するようにした例を示してい
る。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明においては勢伝達に優れ
た金属可溶体を使用し、平面どうしの伝熱面積を広（し
、また伝熱距離を極めて小さくし、しかも熱伝導性に優
れた金属どうしを完全密着させている。したがって、機
器の熱を鋭敏に感知することができ、環境条件あるいは
ＪＲ２’ａの温度の変化の割合等にほとんど影響される
ことがない。本発明の温度ヒユーズの機器への取付けに
際しては、機器への密着取付けを、取付金具等を別に準
備することなく容易に行うことができる。また、機器の
温度と温度ヒユーズの熱感知温度がほぼ同じと考えてよ
いため、予備実験等を要することなく温度設定を簡単に
行える。

また、受熱部と固定電極との間は電気的に絶縁されてい
るため、機器との電気絶縁を行う必要がない。また通電
部と金属可溶体は熱的にも絶縁材を通して絶縁されてい
るため、通電によるジュール熱の影響をあまり受けず、
長時間使用による可溶体の劣化や、感知温度の誤差もほ
とんど出ない。

更に、金属可溶体は可動筒体内に密閉されており、金属
可溶体が溶解した後も可動筒体内より流出することがな
いので、固定電極のアースあるいは充電部と’Ｚ１ｉ？
３とのアース等のトラブルの発生がなく、信頼性が高い
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の縦断正面図、第２図はその一部
縦断平面図、第３図はその平面図、第４図は第１図のＩ
−１線における断面図、第５図は可動筒体の分解斜視図
、第６図は動作後の縦断正面図、第７図〜第１３図はそ
れぞれ可すＪ筒体の他の実施例を示す縦断正面図である
。 ■、２：固定電極　　３：絶縁ケース ４：可動接点　　　　５：可動筒体 ６；絶縁キャンプ　　７：金属容器 ８：室　　　　　　　９：金属可溶体 ｌＯ：弾発部材　　　　１１：金属カバー１２：圧縮コ
イルスプリング １３：取付穴 特許出願人　　　　　有限会社　オリエント代理人　　
小児　益（ほか２名） 第１１図 第　１２　　図 第　１　　ｒＡ　　　　　　　　　　第　２　間第３図
　　　　第４図 第　　５　図 第　７　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、底面が受熱面である金属容器に、頂部が可動接点に
   対する当接部である絶縁キャップを摺動自在に嵌合して
   可動筒体を形成し、かつ該可動筒体の摺動方向に弾発力
   を与える弾発部材及び過熱時に溶解して該弾発部材の弾
   発力を消勢させる可溶金属体を該可動筒体内に収納した
   ことを特徴とする温度ヒューズ。 ２、金属可溶体は、ペレット状にして金属容器に収納す
   るようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の温度ヒューズ。