KR20140101768A

KR20140101768A - 온도 퓨즈 및 당해 온도 퓨즈에 이용되는 활주전극

Info

Publication number: KR20140101768A
Application number: KR1020147015675A
Authority: KR
Inventors: 토키히로 요시카와
Original assignee: 엔이씨 쇼트 컴포넌츠 가부시키가이샤
Priority date: 2011-11-22
Filing date: 2012-11-19
Publication date: 2014-08-20
Also published as: US9460883B2; KR101955747B1; JP6180324B2; DE112012004855T5; JPWO2013077286A1; WO2013077286A1; CN103946946A; US20140306794A1

Abstract

본 발명은, 통형상의 금속 케이스(76)와, 금속 케이스(76)의 내면을 활주 가능한 활주전극(10)과, 활주전극(10)이 접촉한 상태에서 금속 케이스(76)와 전기적으로 접속되는 단자(71, 78)를 구비하고, 작동시에는, 활주전극(10)이 단자(71, 78)로부터 이격하고, 금속 케이스(76)와 단자(71, 78)와의 전기적인 접속이 차단되는 온도 퓨즈(70, 80)로서, 활주전극(10)은, 금속 박판을 가공하여 형성된 것이고, 구리 또는 구리합금으로 이루어지는 기재층(21)과, 은 또는 은합금으로 이루어지는 제1 표면층(22)을 적어도 구비하고, 단자(71, 78)와의 접촉 부위가 두께 5㎛ 이상의 상기 제1 표면층(22)인, 온도 퓨즈(70, 80)를 제공한다.

Description

온도 퓨즈 및 당해 온도 퓨즈에 이용되는 활주전극{TEMPERATURE FUSE AND SLIDING ELECTRODE USED IN TEMPERATURE FUSE}

본 발명은, 온도 퓨즈 및 당해 온도 퓨즈에 이용되는 활주전극(摺動電極)에 관한 것이다.

종래, 가정용 또는 산업용 전자, 전기기기의 과열 손상을 보호하기 위해 온도 퓨즈가 사용되고 있다. 온도 퓨즈는, 기기의 온도를 정확하게 감지하고, 이상과열시에 신속하게 회로를 차단하는 보호부품으로서, 각종 가전 제품, 휴대 기기, 통신 기기, 사무 기기, 차량탑재 기기, AC 어댑터, 충전기, 모터, 전지, 기타 전자 부품에 사용되고 있다. 일반적으로 온도 퓨즈는 대강 0.5A 내지 15A의 폭넓은 공칭정격전류를 갖는데, 특히 6A 이상의 고전류용에는, 접점을 가지며 이상(異常)온도를 감지하여 그 접점을 개리(開離) 동작시키는 감온(感溫) 펠릿형 온도 퓨즈가 알맞게 이용된다.

감온 펠릿형 온도 퓨즈는, 세부에 관해 여러가지의 형태가 있는데, 예를 들면, WO2003/009323호 공보(특허 문헌 1) 또는 일본국 특개평08-045404호 공보(특허 문헌 2)에 기재된 감온 펠릿형 온도 퓨즈에는, 금속 케이스, 한 쌍의 리드선, 절연재, 강약 2개의 압축 스프링, 활주전극 및 감온재를 주요 구성 요소로 하고, 활주전극은 도전성의 금속 케이스의 내면에 접촉하면서 이동할 수 있는 형태이다. 활주전극과 절연재의 사이에는 약(弱)압축 스프링, 또한 활주전극과 감온재의 사이에는 강(强)압축 스프링이 있다. 평상시에는 양 압축 스프링은 각각 압축 상태에 있고, 약압축 스프링보다 강압축 스프링의 쪽이 강하므로, 활주전극은 절연재측으로 가세되어, 한쪽의 리드선과 접촉한 상태에 있고 활주전극은 도통 가능하다. 따라서 이 리드선을 전자 기기 등의 배선에 접속하면, 전류는 리드선으로부터 활주전극을 경유하여 금속 케이스로부터 또 한쪽의 리드선으로 통전한다.

감온재는 유기물질이나 열가소성 수지 등의 열 가용성 물질 또는 열가소성 물질을 사용할 수 있고, 소정의 작동 온도에 달하면 감온재는 용융 또는 연화하여, 압축 스프링으로부터의 부하에 의해 변형한다. 이 때문에 온도 퓨즈를 접속하는 전자 기기 등이 과열하고 소정의 작동 온도에 달하면 감온재는 변형하고, 강압축 스프링을 제하(除荷)하여, 강압축 스프링의 신장에 응동(應動)하여 약압축 스프링이 압축 상태가 해방되어 신장함에 의해 활주전극이 금속 케이스의 내면에 접촉하면서 이동하여 리드선으로부터 이격(離隔)하여 통전이 차단된다. 이와 같은 기능을 갖는 감온 펠릿형 온도 퓨즈를 전자 기기 등의 배선에 접속함에 의해, 기기의 이상과열에 의한 기기 본체의 파손이나 화재 등을 사전에 방지할 수 있다.

감온 펠릿형 온도 퓨즈에 이용되고 있은 활주전극으로서는, 예를 들면 금속재를 박판형상으로 압연하고, 이것을 프레스 성형에 의해 가공한 것이 일반적이다. 종래의 감온 펠릿형 온도 퓨즈에 이용되고 있은 활주전극은, 리드선으로부터의 이격 동작시에 발생하는 아크에 의해 접점이 용착하는 것을 방지할 필요 때문에, 오로지 은(銀) 또는 은합금만으로 이루어지는 단일재(單一材)가 이용되고 있다. 그러나, 귀금속인 은을 비교적 다량으로 소비하기 때문에 경제적이 아니었다.

일본국 실용신안등록 제3161636호 공보(특허 문헌 3)에는, 구리재로 이루어지는 활주전극에 극박(極薄)의 은도금 피막을 시행한 구성이 제안되어 있다. 그러나, 극박의 은도금 피막은, 이격 동작시에 발생하는 아크 등에 의해 파괴되기 쉽고, 이 경우, 구리재 표면이 노출하여 접점 용착을 야기하기 때문에, 접점의 용착을 충분히 막을 수가 없었다. 접점이 용착하면, 전류가 절단되지 않아 온도 퓨즈로서 기능하지 않게 된다. 또한, 도금에서는 모재(母材)와의 밀착성이 나빠, 박리하는 등의 문제가 있다.

특허 문헌 1 : WO2003/009323호 공보 특허 문헌 2 : 일본국 특개평08-045404호 공보 특허 문헌 3 : 일본국 실용신안등록 제3161636호 공보

본 발명은, 은의 사용량을 억제하면서, 모재와의 밀착성이 높고, 또한 접점의 용착이 생기기 어려운 활주전극을 구비한 온도 퓨즈, 및 활주전극을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 통형상(筒狀)의 금속 케이스와, 금속 케이스의 내면을 활주 가능한 활주전극과, 활주전극이 접촉한 상태에서 금속 케이스와 전기적으로 접속되는 단자를 구비하고, 작동시에는, 활주전극이 단자로부터 이격하여, 금속 케이스와 단자와의 전기적인 접속이 차단되는 온도 퓨즈로서, 활주전극은, 금속 박판을 가공하여 형성된 것이고, 구리 또는 구리합금으로 이루어지는 기재층(基材層)과, 은 또는 은합금으로 이루어지는 제1 표면층을 적어도 구비하고, 단자와의 접촉 부위가 두께 5㎛ 이상의 제1 표면층인, 온도 퓨즈에 관한 것이다.

상기 제1 표면층은, 예를 들면, 구리, 니켈, 주석, 인듐, 카드뮴, 아연으로 이루어지는 군에서 선택된 1 이상의 원소를 포함하는 은합금에 의해 형성할 수 있다. 또한, 상기 제1 표면층은, 은 또는 은합금의 산화물로 형성할 수 있다. 상기 제1 표면층은, 도금 또는 클래드 가공에 의해 기재층의 표면에 적층할 수 있다.

상기 기재층은, 도전률이 30%IACS 이상인 구리 또는 구리합금에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, IACS란, 구리재의 도전률을 볼 때에, 전기저항의 기준으로서 국제적으로 채용되고 있은 국제 소둔 연동 표준(International Annealed Copper Standard)인 것으로, 국제 소둔 연동 표준의 체적저항률 1.7241×10^-2μΩm의 구리의 도전률을 100% IACS로 규정하고 있다. 또한, 상기 기재층은, 인장강도가 500N/㎟ 이상인 구리 또는 구리합금에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다.

상기 활주전극은, 상기 기재층과 상기 제1 표면과의 사이에, 니켈층을 갖고 있어도 좋다. 또한, 상기 활주전극은, 상기 기재층의 상기 제1 표면층측과는 반대측에 적층되어 있는, 은 또는 은합금으로 이루어지는 제2 표면층을 갖고 있어도 좋다.

또한, 본 발명은, 통형상의 금속 케이스와, 금속 케이스의 내면을 활주 가능한 활주전극과, 활주전극이 접촉한 상태에서 금속 케이스와 전기적으로 접속되는 단자를 구비하고, 작동시에는, 상기 활주전극이 상기 단자로부터 이격하여, 금속 케이스와 단자와의 전기적인 접속이 차단되는 온도 퓨즈에 이용되는 활주전극으로서, 금속 박판을 가공하여 형성된 것이고, 구리 또는 구리합금으로 이루어지는 기재층과, 은 또는 은합금으로 이루어지는 제1 표면층을 적어도 구비하고, 단자와의 접촉 부위가 두께 5㎛ 이상의 제1 표면층인, 활주전극에 관한 것이다.

본 발명의 온도 퓨즈에 의하면, 활주전극이 단자로부터 이격할 때에 접점에서 아크가 발생하여도, 용착이 생기기 어렵고, 특성이 우수한 온도 퓨즈를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시 형태의 온도 퓨즈의 개략 구성을 도시하는 단면도.
도 2는 본 발명의 다른 한 실시 형태의 온도 퓨즈의 개략 구성을 도시하는 단면도.
도 3은 제1의 실시 형태의 활주전극을 도시하는 상면도(a)와, 측면도(b).
도 4는 제1의 실시 형태의 활주전극의 적층 구성을 도시하는 도면.
도 5는 제2의 실시 형태의 활주전극의 적층 구성을 도시하는 도면.
도 6은 제3의 실시 형태의 활주전극의 적층 구성을 도시하는 도면.

본 발명은, 통형상의 금속 케이스와, 당해 금속 케이스의 내면을 활주 가능한 활주전극과, 당해 활주전극이 접촉한 상태에서 금속 케이스와 전기적으로 접속되는 단자를 구비하고, 작동시에는, 활주전극이 단자로부터 이격하여, 상기 금속 케이스와 상기 단자와의 전기적인 접속이 차단되는 온도 퓨즈이다. 이하, 도면을 이용하여, 본 발명의 온도 퓨즈에 관해 설명한다.

[온도 퓨즈]

도 1은, 본 발명의 한 실시 형태의 온도 퓨즈(70)의 개략 구성을 도시하는 단면도이다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 온도 퓨즈(70)는, 통형상의 금속 케이스(76)와, 활주전극(10)과, 제1 리드선(단자)(71)과, 제2 리드선(77)과, 절연재(72)와, 강압축 스프링(74)과, 약압축 스프링(73)과, 감온재(75)를 주요 구성 요소로 하여 이루어진다. 활주전극(10)은, 도전성의 금속 케이스(76)의 내면을 활주 가능하게 마련되어 있다. 활주전극(10)과 절연재(72)와의 사이에는 약압축 스프링(73)이 마련되어 있고, 활주전극(10)과 감온재(75)와의 사이에는 강압축 스프링(74)이 마련되어 있다.

평상시에는, 약압축 스프링(73)과 강압축 스프링(74)은 각각 압축 상태에 있다. 강압축 스프링(74)의 쪽이 약압축 스프링(73)보다도 신장하는 방향으로 작용하는 힘이 강하므로, 활주전극(10)은 절연재(72)측으로 가세되고, 제1 리드선(71)에 압접(壓接)되어 있다. 이 때문에, 제1 리드선(71)과 제2 리드선(77)을 전자 기기 등의 배선에 접속하면, 전류는, 제1 리드선(71), 활주전극(10), 금속 케이스(76), 제2 리드선(77)의 순서로 흐른다.

감온재(75)에는, 예를 들면 150℃의 융점을 갖는 아디핀산 등의 유기물질을 사용할 수 있다. 소정의 작동 온도에 달하면 감온재(75)는 연화 또는 용융하고, 강압축 스프링(74)으로부터의 부하에 의해 변형한다. 이 때문에 온도 퓨즈를 접속하는 전자 기기 등이 과열하고 소정의 작동 온도에 달하면 감온재(75)는 변형하고, 강압축 스프링(74)을 제하하고, 강압축 스프링(74)의 신장에 응동하여 약압축 스프링(73)의 압축 상태가 해방되어, 약압축 스프링(73)이 신장함에 의해 활주전극(10)과 제1 리드선(71)이 이격하고 통전이 차단된다. 이와 같은 기능을 갖는 온도 퓨즈를 전자 기기 등의 배선에 접속함에 의해, 기기의 이상과열에 의한 기기 본체의 파손이나 화재 등을 사전에 방지할 수 있다.

온도 퓨즈는 접속하는 기기의 온도가 급속하게 상승하는 경우에는, 감온재(75)가 급속하게 연화 용융하고 변형하기 때문에, 제1 리드선(71)과 활주전극(10)과의 이격은 급속하게 행하여진다. 한편, 온도가 완만하게 상승하는 경우에는, 감온재(75)는 완만하게 연화 용융하고 변형하기 때문에, 제1 리드선(71)과 활주전극(10)과의 이격도 완만하게 진행된다. 이 결과, 제1 리드선(71)과 활주전극(10)과의 사이에 국부적으로 미소한 아크의 발생이 쉬워진다. 본 발명의 온도 퓨즈에서는, 후단에서 상세히 기술하는 활주전극(10)을 이용함에 의해, 아크가 발생한 경우라도, 제1 리드선(71)과 활주전극(10)과의 사이에서 용착의 발생을 억제할 수 있다.

도 2는, 본 발명의 다른 한 실시 형태의 온도 퓨즈(80)의 개략 구성을 도시하는 단면도이다. 도 2에 도시하는 온도 퓨즈(80)는, 도 1에 도시하는 온도 퓨즈(70)와는, 제1 리드선(71)의 단부에 중계전극(단자)(78)이 접속되고, 중계전극(78)에 활주전극(10)이 접촉하도록 구성되어 있는 점만 다르다. 그 밖의 구성 및 동작 기구는 도 1에 도시하는 온도 퓨즈(70)와 공통되기 때문에, 설명을 생략한다.

[활주전극]

(제1의 실시 형태)

도 3(a)는, 제1의 실시 형태의 활주전극(10)을 도시하는 상면도이고, 도 3(b)는 그 측면도이다. 활주전극(10)은, 원형의 중심 영역(11)과, 중심 영역(11)으로부터 바깥쪽에 연재되는 복수의 폴부(조부(爪部))(12)를 가지며, 폴부(12)는 그 표면(12a)을 내측으로 하여 만곡한 형상이다. 활주전극(10)은, 온도 퓨즈에서, 폴부(12)의 외측의 표면(12b)이 금속 케이스의 내면에 접촉하고, 중심 영역(91)의 내측의 표면(11a)이 단자에 접촉하도록 배치된다.

활주전극(10)은, 금속 박판을 가공하여 형성된 것이다. 활주전극(10)은, 구리 또는 구리합금으로 이루어지는 기재층과, 은 또는 은합금으로 이루어지는 제1 표면층을 구비하고, 단자와의 접촉 부위, 즉 중심 영역(11)의 내측의 표면(11a)은, 제1 표면층으로 되어 있다. 금속 박판의 가공 방법은 특히 한정되지 않지만, 예를 들면 절삭 가공, 프레스 가공, 드로잉 가공 등을 적절히 조합시켜서 행할 수 있다. 활주전극(10)은, 기재층과 제1 표면층이 적층된 금속 박판을 가공하여 활주전극(10)을 형성하여도 좋고, 기재층으로 이루어지는 금속 박판을 가공하고, 그 후에 제1 표면층을 적층하여 활주전극(10)을 형성하여도 좋다. 기재층에 대한 제1 표면층의 적층 방법은 한정되지 않지만, 도금법, 클래드 가공에 의한 방법, 또는 이들을 조합시키는 방법 등이 예시된다. 이 경우, 은의 박막층과 은합금의 테이프재로 이루어지는 층을 합해서 제1 표면층이라고 한다.

활주전극(10)의 형상은, 온도 퓨즈에서 금속 케이스 내를 활주 가능하고, 단자에 접촉한 상태에서 단자와 금속 케이스를 전기적으로 접속 가능한 형상이라면, 도 3에 도시하는 형상으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 폴부(12)의 수는 도 3에 도시하는 8개로 한정되는 일은 없고, 또한 폴부(12)가 복수로 분리되지 않고 일체인 형상이라도 좋다.

도 4는, 도 3(a)에 도시하는 활주전극(10)의 중심 영역(11)의 적층 구성(20)(D-D 단면도)을 도시한다. 적층 구성(20)에서, 중심 영역(11)의 내측의 표면(11a)은 제1 표면층(22)으로 이루어지고, 제1 표면층(22)의 외측에 기재층(21)이 적층되어 있다. 또한, 도시하지 않지만, 폴부(12)도 중심 영역(11)과 마찬가지의 적층 구성으로 되어 있다.

기재층(21)은, 구리 또는 구리합금으로 이루어진다. 기재층(21)에는, 도전률이 IACS 30% 이상의 구리 또는 구리합금을 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 도전률을 갖는 재료를 사용함에 의해, 활주전극(10)에서의 전력 손실을 적게 할 수 있다. 또한, 기재층(21)에는, 인장강도가 500N/㎟ 이상의 구리 또는 구리합금을 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 탄발성(彈發性)을 갖는 구리합금을 사용함에 의해, 활주전극에 적당한 스프링성을 갖게 하여, 금속 케이스와의 접촉면의 전기 접속을 확실하게 할 수 있고, 활주전극과 금속 케이스와의 접촉압을 높여서 접촉 저항을 저감하고, 온도 퓨즈의 내부 저항을 저감하여 전력 손실을 적게 할 수 있다. 구리합금은, 예를 들면, 티탄구리, 베릴륨구리, 니켈이나 실리콘 등을 함유한 석출강화형 구리합금의 코르손계 구리합금 등을 알맞게 사용할 수 있다. 구체적인 예로서는, DOWA메탈테크사제의 OLIN C7035(등록상표)(Cu-Ni-Co-Si 코르손계 구리합금, 도전률 : 45% IACS, 인장강도가 800N/㎟)를 들 수 있다.

제1 표면층(22)은, 은 또는 은합금으로 이루어진다. 제1 표면층(22)은, 중심 영역(11), 즉 활주전극(10)에서의 단자와의 접촉 부위에서 그 두께가 5㎛ 이상이고, 바람직하게는 10㎛ 이상이다. 제1 표면층(22)의 두께가 5㎛ 미만이면, 아크가 발생한 경우에 활주전극(10)이 충분히 보호되지 않아, 예를 들면 기재층(21)이 노출하여 용출하는 경우가 있다. 또한, 제1 표면층(22)은, 중심 영역(11)에서, 그 두께가 50㎛ 이하인 것이 바람직하다. 제1 표면층(22)의 두께가 50㎛를 초과하는 경우, 은 또는 은합금의 이용량이 많아지기 때문에 바람직하지가 않다. 활주전극 전체의 두께는 100㎛ 이하가 바람직하고, 60 내지 90㎛가 더욱 바람직하다. 각 층의 두께는 압연에 의해 목적하는 두께로 조정할 수 있다.

또한, 제1 표면층(22)은, 단층으로 이루어지는 구성이라도 다층으로 이루어지는 구성이라도 좋다. 다층으로 함에 의해, 제1 표면층(22)에 의한 활주전극(10)의 보호 성능을 더욱 향상시킬 수 있다. 제1 표면층(22)에 사용되는 은합금은, 구리, 니켈, 인듐, 주석, 카듀미늄, 아연으로 이루어지는 군에서 선택된 1 이상의 원소를 포함하는 은합금을 선택할 수 있고, 더욱 바람직하게는, 보호 성능을 올리기 위해 금속산화물로 하여도 좋다.

(제2의 실시 형태)

제2의 실시 형태의 활주전극은, 제1의 실시 형태의 활주전극과는 적층 구성이 다른점 이외는 같은 구성이다. 도 5는, 제2의 실시 형태의 활주전극의 중심 영역의 단면도를 도시한다. 도 5에 도시하는 적층 구성(30)은, 제1의 실시 형태와 마찬가지로 기재층(21)과 제1 표면층(22)을 가지며, 또한, 기재층(21)의 제1 표면층(22)과는 반대측에 적층되어 있는 제2 표면층(31)을 갖는다. 제2 표면층(31)은, 은 또는 은합금으로 이루어지는 층인 것이 바람직하다. 제2 표면층(31)은, 제1 표면층(22)과 마찬가지로 활주전극의 보호 성능을 갖는다. 은 또는 은합금으로서는, 제1 표면층(22)에서 예시한 것과 같은 재료를 사용할 수 있지만, 제1 표면층(22)의 재료와 같을 필요는 없다.

또한, 제2 표면층(31)은, 제1 표면층(22)과 같이 단자와 접촉한 층이 아니기 때문에, 제1 표면층(22)보다 얇게 형성하여도 보호 성능을 충분히 발휘할 수 있다.

(제3의 실시 형태)

제3의 실시 형태의 활주전극은, 제2의 실시 형태의 활주전극과는 적층 구성이 다른점 이외는 같은 구성이다. 도 6은, 제3의 실시 형태의 활주전극의 중심 영역의 단면도를 도시한다. 도 6에 도시하는 적층 구성(40)은, 제2의 실시 형태와 마찬가지로 기재층(21)의 양면에 제1 표면층(22)과, 제2 표면층(31)이 각각 적층된 구성을 가지며, 기재층(21)과 제1 표면층(22)의 사이, 및 기재층(21)과 제2 표면층(31)과의 사이에, 또한 니켈층(41, 42)이 마련되어 있는 구성이다. 니켈층(41, 42)에 의해, 기재층(21)으로부터 구리가 확산하는 것을 방지할 수 있다. 니켈층(41, 42)은, 전해 도금, 무전해 도금, 클래드 가공 등의 방법에 의해 형성할 수 있다. 니켈층의 두께는, 예를 들면, 0.1 내지 0.5㎛로 할 수 있다.

실시례

이하, 실시 예를 들어 본 발명을 보다 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들로 한정되는 것이 아니다.

[실시례 1]

제3의 실시 형태와 같은 온도 퓨즈를 제작하였다. 우선, 활주전극을 다음과 같이 제작하였다. 코르손 구리합금으로 이루어지는 두께 58㎛의 기재의 양측의 표면에 두께 0.1㎛의 니켈층을 전해 도금에 의해 형성하고, 양쪽의 니켈층의 표면에 두께 1㎛의 은층을 도금에 의해 형성하고, 한쪽의 은층의 표면(단자와 접촉하는 측의 면)에 은합금 산화물인 AgCu0을 85질량% 포함하는 재료로 이루어지는 두께 20㎛의 은합금층을 클래드 가공에 의해 형성하여 금속 박판을 제작하였다. 금속 박판의 총두께는 80.2㎛이였다. 계속해서, 이러한 금속 박판을 프레스 가공하여 도 3에 도시하는 형상의 활주전극을 제작하였다. 활주전극에서의 각 층의 두께는, 금속 박판에서의 각 층의 두께와 같았다. 두께 20㎛의 은합금층과, 두께 1㎛의 은층으로 이루어지는 적층 구조가 도 6의 제1 표면층(22)에 상당하고, 두께 1㎛의 은층이 도 6의 제2 표면층(31)에 상당한다.

그리고, 도 1에 도시하는 구조를 갖는 온도 퓨즈에, 150℃의 융점을 갖는 아디핀산으로 이루어지는 감온재 및 상기(上記)에사 작성한 활주전극을 실장하여 실시례 1의 온도 퓨즈로 하였다.

[실시례 2]

제2의 실시 형태와 같은 온도 퓨즈를 제작하였다. 우선, 활주전극을 다음과 같이 제작하였다. 구리로 이루어지는 두께 59㎛의 기재의 한쪽의 표면(단자와 접촉하는 측의 면)에 미리 만든 은합금 산화물인 AgCu0을 85질량% 포함하는 재료로 이루어지는 두께 20㎛의 은합금층을 클래드 가공에 의해 형성하고, 다른쪽의 표면에 두께 1㎛의 은층을 도금에 의해 형성하여 금속 박판을 제작하였다. 금속 박판의 총두께는 80㎛이였다. 계속해서, 이러한 금속 박판을 프레스 가공하여 도 3에 도시하는 형상의 활주전극을 제작하였다. 활주전극에서의 각 층의 두께는, 금속 박판에서의 각 층의 두께와 같았다. 두께 20㎛의 은합금층이 도 5의 제1 표면층(22)에 상당하고, 두께 1㎛의 은층이 도 5의 제2 표면층(31)에 상당한다.

그리고, 도 1에 도시하는 구조를 갖는 온도 퓨즈에, 150℃의 융점을 갖는 아디핀산으로 이루어지는 감온재 및 상기에 작성한 활주전극을 실장하여 실시례 2의 온도 퓨즈로 하였다.

[실시례 3]

제2의 실시 형태와 같은 온도 퓨즈를 제작하였다. 우선, 활주전극을 다음과 같이 제작하였다. 구리로 이루어지는 두께 50㎛의 기재의 양쪽의 표면(단자와 접촉하는 측의 면)에 미리 만든 합금 산화물인 AgCu0을 85질량% 포함하는 재료로 이루어지는 두께 10㎛의 은합금층을 클래드 가공에 의해 형성하여 금속 박판을 제작하였다. 금속 박판의 총두께는 70㎛이였다. 계속해서, 이러한 금속 박판을 프레스 가공하여 도 3에 도시하는 형상의 활주전극을 제작하였다. 활주전극에서의 각 층의 두께는, 금속 박판에서의 각 층의 두께와 같았다. 두께 10㎛의 은합금층이 도 5의 제1 표면층(22)에 상당하고, 두께 10㎛의 은합금층이 도 5의 제2 표면층(31)에 상당한다.

그리고, 도 1에 도시하는 구조를 갖는 온도 퓨즈에, 150℃의 융점을 갖는 아디핀산으로 이루어지는 감온재 및 상기에 작성한 활주전극을 실장하여 실시례 3의 온도 퓨즈로 하였다.

[실시례 4]

제2의 실시 형태와 같은 온도 퓨즈를 제작하였다. 우선, 활주전극을 다음과 같이 제작하였다. 구리로 이루어지는 두께 64㎛의 기재의 한쪽의 표면(단자와 접촉하는 측의 면)에 미리 만든 합금 산화물인 AgCu0을 85질량% 포함하는 재료로 이루어지는 두께 5㎛의 은합금층을 클래드 가공에 의해 형성하고, 다른쪽의 표면에 두께 1㎛의 은층을 도금에 의해 형성하여 금속 박판을 제작하였다. 금속 박판의 총두께는 70㎛이였다. 계속해서, 이러한 금속 박판을 프레스 가공하여 도 3에 도시하는 형상의 활주전극을 제작하였다. 활주전극에서의 각 층의 두께는, 금속 박판에서의 각 층의 두께와 같았다. 두께 5㎛의 은합금층이 도 5의 제1 표면층(22)에 상당하고, 두께 1㎛의 은층이 도 5의 제2 표면층(31)에 상당한다.

그리고, 도 1에 도시하는 구조를 갖는 온도 퓨즈에, 150℃의 융점을 갖는 아디핀산으로 이루어지는 감온재 및 상기에 작성한 활주전극을 실장하여 실시례 4의 온도 퓨즈로 하였다.

[비교례 1]

제1 표면층의 두께가 다른점 이외는, 제2의 실시 형태와 같은 온도 퓨즈를 제작하였다. 우선, 활주전극을 다음과 같이 제작하였다. 구리로 이루어지는 두께 80㎛의 기재의 양측의 표면에 두께 0.1㎛의 은층을 도금에 의해 형성하여 금속 박판을 제작하였다. 금속 박판의 총두께는 80.2㎛이였다. 계속해서, 이러한 금속 박판을 프레스 가공하여 도 3에 도시하는 형상의 활주전극을 제작하였다. 활주전극에서의 각 층의 두께는, 금속 박판에서의 각 층의 두께와 같았다.

그리고, 도 1에 도시하는 구조를 갖는 온도 퓨즈에, 150℃의 융점을 갖는 아디핀산으로 이루어지는 감온재 및 상기에 제작한 활주전극을 실장하여 비교례 1의 온도 퓨즈로 하였다.

[비교례 2]

비교례 2에서는, 은으로 이루어지는 두께 80㎛의 금속 박판을, 프레스 가공하여 도 3에 도시하는 형상의 활주전극을 제작하였다. 그리고, 도 1에 도시하는 구조를 갖는 온도 퓨즈에, 150℃의 융점을 갖는 아디핀산으로 이루어지는 감온재 및 상기에 제작한 활주전극을 실장하여 비교례 2의 온도 퓨즈로 하였다.

[비교례 3]

비교례 3에서는, 은합금 산화물인 AgCu0을 85질량% 포함하는 재료로 이루어지는 두께 80㎛의 금속 박판을, 프레스 가공하여 도 3에 도시하는 형상의 활주전극을 제작하였다. 그리고, 도 1에 도시하는 구조를 갖는 온도 퓨즈에, 150℃의 융점을 갖는 아디핀산으로 이루어지는 감온재 및 상기에 제작한 활주전극을 실장하여 비교례 3의 온도 퓨즈로 하였다.

[저항치 측정]

실시례 1, 2, 비교례 1 내지 3의 온도 퓨즈를 각각 100개 준비하고, 저항치를 측정하고, 100개의 온도 퓨즈의 측정치의 평균치를 저항치로 하였다. 표 1에 결과를 표시한다.

[오버로드 시험]

실시례 1 내지 4, 비교례 1 내지 3의 온도 퓨즈를, 항온조 내에 재치하고, 전압을 AC300V, 전류를 15A로서 통전하고, 항온조 내를 일정 속도로 승온시켜서(1℃/분) 강제적으로 온도 퓨즈를 동작시킨 때에, 정상 동작하는지의 여부를 확인하였다(오버로드 시험). 온도 퓨즈의 본체 표면 온도가 157℃ 이하에서 퓨즈가 작동한 경우(통전이 차단된 경우)를 정상 동작으로 하고, 온도 퓨즈의 본체 온도가 157℃를 초과하여도 퓨즈가 작동하지 않는 경우를 이상 동작으로 하였다. 실시례 1 내지 4, 비교례 1 내지 3의 온도 퓨즈 각각 10개에 관해 정상 동작하는지의 여부를 확인하였다. 표 1에 정상 동작한 온도 퓨즈의 개수를 표시한다.

[표 1]

표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시례 1 내지 4의 온도 퓨즈는, 비교례 2, 3의 온도 퓨즈와 비교하고 은의 이용량을 대폭적으로 삭감하면서, 비교례 2, 3의 온도 퓨즈와 비교하여 같은 정도의 충분히 낮은 내부 저항치가 얻어지고, 또한 모든 온도 퓨즈가 정상 동작을 하여, 특성이 우수한 온도 퓨즈가 얻어졌다. 한편, 비교례 1의 온도 퓨즈는, 오버로드 시험에서 시험수 10개 중 3개는 정상 동작을 하지 않았다. 시험 후, 정상 동작하지 않았던 온도 퓨즈를 분해하여 조사하면, 이들 전부에 접점 용착이 확인되었다. 비교례 1의 온도 퓨즈는, 은층의 두께가 0.1㎛이여서, 제1 표면층의 두께의 조건인 5㎛ 이상을 충족시키지 않는 것이다.

[산업상의 이용 가능성]

본 발명은, 활주전극을 가지며 이상온도를 감지하여 접점을 개리 동작시키는 고전류용의 접점 개리형 온도 퓨즈에 이용할 수 있고, 특히 감온 펠릿형 온도 퓨즈에 알맞게 이용할 수 있다.

10 : 활주전극
11 : 중심 영역
12 : 폴부
20, 30, 40 : 적층 구성
21 : 기재층
22 : 제1 표면층
31 : 제2 표면층
41, 42 : 니켈층
70, 80 : 온도 퓨즈
71 : 리드선(단자)
72 : 절연재
73 : 약압축 스프링
74 : 강압축 스프링
75 : 감온재
76 : 금속 케이스
77 : 리드선
78 : 중계전극(단자)

Claims

통형상의 금속 케이스와, 상기 금속 케이스의 내면을 활주 가능한 활주전극과, 상기 활주전극이 접촉한 상태에서 상기 금속 케이스와 전기적으로 접속되는 단자를 구비하고,
작동시에는, 상기 활주전극이 상기 단자로부터 이격하여, 상기 금속 케이스와 상기 단자와의 전기적인 접속이 차단되는 온도 퓨즈로서,
상기 활주전극은, 금속 박판을 가공하여 형성된 것이고, 구리 또는 구리합금으로 이루어지는 기재층과, 은 또는 은합금으로 이루어지는 제1 표면층을 적어도 구비하고, 상기 단자와의 접촉 부위가 두께 5㎛ 이상의 상기 제1 표면층인 것을 특징으로 하는 온도 퓨즈.
제1항에 있어서,
상기 제1 표면층은, 구리, 니켈, 주석, 인듐, 카드뮴, 아연으로 이루어지는 군에서 선택된 1 이상의 원소를 포함하는 은합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 온도 퓨즈.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 표면층은, 은 또는 은합금의 산화물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 온도 퓨즈.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 표면층은, 도금 또는 클래드 가공에 의해 상기 기재층의 표면에 적층된 것을 특징으로 하는 온도 퓨즈.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기재층은, 도전률이 30% IACS 이상인 구리 또는 구리합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 온도 퓨즈.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기재층은, 인장강도가 500N/㎟ 이상인 구리 또는 구리합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 온도 퓨즈.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 활주전극은, 상기 기재층과 상기 제1 표면과의 사이에, 니켈층을 갖는 것을 특징으로 하는 온도 퓨즈.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 활주전극은, 상기 기재층의 상기 제1 표면층측과는 반대측에 적층되어 있는, 은 또는 은합금으로 이루어지는 제2 표면층을 갖는 것을 특징으로 하는 온도 퓨즈.
통형상의 금속 케이스와, 상기 금속 케이스의 내면을 활주 가능한 활주전극과, 상기 활주전극이 접촉한 상태에서 상기 금속 케이스와 전기적으로 접속되는 단자를 구비하고,
작동시에는, 상기 활주전극이 상기 단자로부터 이격하여, 상기 금속 케이스와 상기 단자와의 전기적인 접속이 차단되는 온도 퓨즈에 이용되는 상기 활주전극으로서,
금속 박판을 가공하여 형성된 것이고, 구리 또는 구리합금으로 이루어지는 기재층과, 은 또는 은합금으로 이루어지는 제1 표면층을 적어도 구비하고, 상기 단자와의 접촉 부위가 두께 5㎛ 이상의 상기 제1 표면층인 것을 특징으로 하는 활주전극.