TWI361445B - Thermal fuse employing thermosensitive pellet - Google Patents

Description

1361445 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於著眼於經由加熱而熱變形之感溫材料的 流動特性，進而提高動作溫度精確度的感溫球型溫度保險 絲’特別是關於使用軟化或溶融之際為流動狀態的特定熱 可塑性樹脂作為感溫材料的感溫球型溫度保險絲。 【先前技術】 溫度保險絲可依照所使用之感溫材料區分成2類.，分 別是使用非導電體感溫材料的感溫球型溫度保險絲，以及 使用導電體感溫材料中低融點可溶合金的可溶合金型溫产 保險絲。無論哪一個皆可在周圍溫度上昇時，於既定溫度 下作動’以遮斷或導通機器及裝置的電路而保護機器類， 亦即所謂的非回復型溫度開關。動作溫度係由所使用之感 溫材料所決定，通常是選擇動作溫度為攝氏60度至攝氏 2^0度且額定電流為〇5安培（A)至15安培範圍内的感 溫材料，將初期常溫狀態下之導通或遮斷狀態，於既定動 作度下反轉為遮斷或導通狀態，以作為電保護零件。其 中，感溫球型溫度保險絲係在兩端安裝有導線構件的封裝 内，收容非導電性感溫材料球、壓縮彈簧及可動導電體， 在動作溫度下球軟化或溶融時，藉由壓縮彈簧的按壓作用 $可動導電體移.動，而使遮斷或導通狀態變化。感溫球通 :係利用成形加工、造粒、打錠成形方式，將具既定溶融 溫度之化學藥品球化成既定形狀而得。 6 2〇75~7333-PF;Ahddub 1361445 ★ 感溫球型溫度保險絲的感溫材料係廣泛使用具有已知 融點的單-有機化合物，為了作成感溫球’而添加用以提 局造粒性的夥合劑、用以使密度均勻化的满滑劑、用以區 分感溫球種類的顏料，再打旋、成形成球狀。感溫材料中 所使用之單一有機化合物例如是日本專利特開昭 60-138819號公報所介紹的純粹化學藥品如卜甲基伞形 酮於日丰專利特開2002-163966號公報及日本專利特許 第2551754號公報中所揭露者，係使用由2種以上有機化 合物混合而調製得到之相異融點的感溫材料。一般而言， 共融混合物有良好的熱穩定性及絕緣穩定性，相反的在混 入^十畫的化學藥品時’融點會隨之變動。還有，此種化 學藥品係為低分子化合物，需使用試藥一級或特級的高純 度藥品。更甚之’於日本專利實公平6_12594號公報中， 揭露了關於隨著感溫球溶融時的絕緣阻抗而球化 以及改善方法。 ’‘ 另:方面’於曰本專利特開昭5(M38354號公報及曰 本專利實開昭5卜145538號公報中，揭露出以像石犧之感 溫溶解體或耐熱非導電性合成樹脂材科作為感溫材料。卞 〇 ’因為需要在各種情形下利用感溫材料本身的溶融，故 有保證可行之㈣溫度設定及感溫球隨㈣變化㈣題， 而無法實用化。還有，日太直南丨姓 中福霪以於轨τ飽 專利特開2003-31 7589號公報. 二：脂中搭配填料的方式作為感溫材 射，而传到之感溫球型溫度保險綵， 情形下，設定敎㈣作溫度。 易在㊣精確度的 2075-7333-PF;Ahddub 1361445 【發明内容】 感溫球型溫度保險絲在感溫材料 ./L 的選定之際，在容易 球化之情形下，被要求可以穩定得 易 精確度的動作黑 又。例如以化學藥品作為感溫材料 μ 度形下’感溫球係在 融點附近之高溫下，利用昇華現象而縮小 = 保目或使用中，利用潮解現象而溶解、縮小。不論是哪種 情形皆會因感溫球型溫度保險絲的錯誤 因，而無法保證穩定的動作溫度。、 3 /的原 私M k咖 遇有，感溫球型溫度保 險、.糸之粉體成形製作過程會同時受到環境的影響，而發生 因強度問題而產生裂痕或缺口等不合適的情形。所/從 熱的、物理的及化學的觀點來看，難以稱為十分穩定，故 關於感溫材料及感溫材料特性而言，仍希望改善以滿足前 述問題。 另一方面，感溫材料中使用熱可塑性樹脂且利用因加 溫而軟化或融解的溫度保險絲中，關於動作溫度的設定方 法’係殘留有動作溫度偏差較大的問題。特別是關於利用 加溫產生熱變形之感溫材料作動應答速度仍無正確的解決 方法，而與動作溫度精確度一同成為實用化的妨礙要因。 更甚之’涵蓋廣範圍的熱可塑性樹脂中任一個的物理特性 係為容易球成形加工，可以在既定動作溫度下明確解決確 實且迅速地熱變形的問題，然會殘留難以進行感溫材料之 選擇的問題。 本發月之目的係提供一種感溫球型溫度保險絲，係從 2075-7333~PF;Ahddub 學的觀點選擇感溫材料，並可於既定動作溫度下迅 係可以^地作動。亦即’提供一種感溫球型溫度保險絲， 、… #動作溫度的調整、於製作製程中容易進行球的 成形加工、減輕製品化後的保管及使用時的劣化且在既 定之動作溫度下可即時應答、動作溫度偏差較小。 還有，本發明再提供一種高精確度的感溫球型溫产保 Π:著眼於感溫材料的流動性，選擇重視流動特：的 科，以於既定動作溫度下穩定地動作。為解決上述 熱變形的即時二= 連、還有與動作時 降鮮* 流動性為基準，選擇熱可塑 要降低動穩定動作溫度，必須 作皿度的變動幅度，亦即降低動作溫度的 甚至必須㈣㈣溫球的昇^料。為此，利用m K7=所訂之流動特性量測法，將靠近動作溫度之高溫時 的感/皿材料流動性控制在特定.、容Μ 4 · 因球加工時的裂痕或缺口^7流動性（猶），以減低 度之精確度及應答速度 的不良品’並提高動作溫 及财電壓化。進而可以改善高溫下的絕緣阻抗 =發明之感溫球型溫度保險絲具有經由絕緣轴概 於金屬製筒狀封裝一.端開 固疋 狀封裝之另一翻 第一導線構件、固定於筒 狀封裝另一端開口側的第二導線構件、以及收容 封裝内的切換功能構件， 、琦狀 於感溫球的可動導電趙、.κ及換^能構件具有感溫球、繫 艘，而且在既定動作溢度下m於可動導的'彈簧 错由感溫球軟化或溶融，而 2075-7333-PF;Ahddub 1361445 移除彈簧體的負荷’再藉由彈簧體移動可動導電體，以切 換導線構件與第：導線構件間的電路，其t感溫球的 感溫材料係依照軟化或溶融之際的流動特性而選定。

感溫材料較佳係為流動特性為溶融流動性〇· 5克 (g)/l〇分鐘（min)以上的熱可塑性樹脂，更佳是流動特性 :溶融流動性U克"。分鐘以上的熱可塑性樹脂。動作 溫度係設定於熱可塑.性樹脂.的外推融解開..始溫度與外推融 解結束溫度之間”較佳是依據彈簧體的彈力調整動作溫 度。熱可塑性樹脂較佳是結晶化度為20%以上的聚烯烴， =易於球成形加工、且可於抑制隨時間變化的同時減小產 -的偏差’而可提供具有在高精確度下穩定動作溫度的感 溫型溫度保險絲。 本發明之感溫球型溫度保險絲依據其他觀點來看，此 溫度保險絲具有切換功能構件、用以收容切換功能構件的 筒狀封裝、具有D定於筒狀封裝—端開口似作為第一電 極之前端料第-導⑽件、定㈣狀封裝之另一 開口側且以筒狀封裝内面作為第二電極的第二導線構 彳’其中切換功能構件具有可於加熱及加壓下變形且且有 t既定動作溫度還低的變形開始溫度的感溫球、繫於感溫 *的可動導電體、以及按壓於可動導電體的彈簧體。在既 =動作溫度下，感溫球變形，並藉由彈簧體移動可動導電. 體’以藉由切換可動導電體與第—電極的接合分離狀態， 2，第—電極與第二電極TaT'的t路，其中感溫球的感溫 材枓係為流動特性為溶融流動性0.5克/1〇分鐘以上的熱 2075-7333-PF;Ahddub 10 ⑧ 1361445 可塑性樹脂。 可動導電體具有用以與第一電極接合分離的接點部， 以及用以與第二電極平時滑動接觸的接點部。彈簧體具有 配置成夾持可動導電體的弱壓縮彈簧與強壓縮彈簧，其中 強壓縮彈簧較佳是分別在可動導電體之間及感溫球之間具 有按壓板的形態。感溫材料較佳是溶融流動性（MFR)丨· 〇克 /10分鐘以上且結晶化度為2〇%以上的結晶性熱可塑性樹 脂，更佳是使用烯烴樹脂或稱為烯烴聚合物的聚烯烴。聚 烯烴係為乙烯、丙烯'丁二烯、異戊二烯等烯烴或二烯等 分子中具有雙鍵鍵結之脂肪族不飽和碳氫聚合物或共聚合 物的總稱。聚烯烴為聚乙烯（pE)、聚丙烯（PP)、聚甲基戊 烯（PMP)等時，係為關於選擇與軟化或溶融時，流動性相關 的溶融流動性（MFR)為特定範圍的物質，不僅可以減小動作 溫度偏差，也可以顯著地提高精確度。 感溫材料也可以在基底材料上混合各種添加劑、㈣ 材料及填充材料以調整感溫材料所具有的既定動作特性。 更甚之’除了主材料的選擇外’也可以藉由樹脂材料的聚. 合、共聚合、可塑化或混合進行動作溫度的調整，或者也 可以藉由改變熱可塑性樹脂之合成或精製時的觸媒而進行 動作溫度的調整，如此即可抑制隨著潮解或昇華而 溫球重量減少的情形，直可以提升耐 ： 球強度的強化而產生裂痕…等不適合的情形。在上诚 中’於球的製造流程中，也可別嘗壓或射心 的方式成形，以提供作業性佳及容易處理的、、”伴卜. 幻概度保險絲。 2075-7333-PP；Ahddub .11 ⑧ U61445 w此種溫度保險絲可在製造成本低廉之情形下，有較快的應 答速度。 ， 關於使用於感溫球之感溫材料的流動特性，由於是採 用溶融流動性作為選擇指標，因此被設定動作溫度的產品 間的偏差會較小’而可提供具有高可靠性的溫度保險絲。 另方面，各知的感溫材料即使融點相同，也會有較硬材 料與較軟材料的差異，在緩慢提升溫度的情形下，動作温 鲁度的偏差會變大。還有在劇烈提升溫度的情形下，則會有 摩答時間出現差異的缺點。相對於此，本發明的感溫材料 由於是依據軟化或溶融時的流動特性選定，故可以提供動 作溫度偏差及應答時間差較小且平時具穩定動作特性的溫 度保險絲。 特別疋，藉由使用結晶度2〇%以上的聚烯烴時，可以 改善球成形加工的容易性及球強度。甚至，關於溫度保險 j隨時間變化之情形’可以穩定置於高濕度或有害氣體氣 •氛氣中的情形下，並可防止各種腐钱、絕緣度的劣化等。 所以’不用說保管中’連使用中，也可以防止含電特性之 的降低防止經年變化，而可使經常於既定溫度下正 確作動、有助於穩定性及可靠性的提升等實用效果較大。 π本發明溫度保險絲動作溫度可以藉由感温材料熱變形 /皿#、組合強壓縮彈簧及弱壓縮彈箸而成的彈菁體的按壓 力進行調整。亦即’感溫材料為熱可塑性塑膠之情形下， ，二軟化或溶融時的流動:特性.，係以依.據爪κ72 U _規 疋冷融流動性（MFR)及溶融體積流動 性（MVR)測試方法」. 2075~7333-PF;Ahddub 丄361445 t的溶融流動性為指標進行選定。特別是，熱可塑性樹脂 為聚乙烯（PE)的情形時，係利用JIS K6922_2所規定「塑 膠-聚乙烯（ΡΕ)成形用及壓出用材料_第2部：測試片的作 成方法及各性質的求得方法」中的溶融流動性的指 標甚至用作熱可塑性樹脂軟化或溶融時之顯示標準的 外推融解開始溫度等用語，係利用JIS K7121所規定「外 推融解開始溫度（Tim)與外推融解結束溫度（Tem)j為基 準。所以本發明中所使用之此類用語，係依據JIS規格對 此的定義進行解釋的。本發明可以提供―種感溫球型溫度 保險絲，係可進行較寬廣動作溫度區域的設定、動作溫度 偏差較小、且可於高精確度下迅速作動。 為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明 顯易懂’下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳 細說明如下： 【實施方式 1A圖及第1B圓係㈣本發明感溫球型溫度保險爲 之較佳實施例’本發明之感溫球型溫度保險絲具有經由鮮 緣轴觀17並以密封樹脂19固^於金屬製筒狀封裝12 一舞 開口側的第-導線構件14、固定於筒狀封裝。之另一端 第二導線構件16、以及收容於筒狀封裝以内的 ίο的可:構件。切換功能構件具有感溫球10、繫於感溫球 24 'Μ 趙Μ、以及按㈣可動導電'趙·，的彈簧想 此狐度保險絲可在既定動作溫度下，藉由感溫球 2〇75-7333-PF；Ahddub 13 U61445 軟化次，奋融，而移除彈簣體24、 箐r 24、％你 6的負何’再藉由彈 ^ 26移動可動導電體20 與第二導線構件㈣的電路。切換第—導線構件14 藉由感溫球變形、彈簣體的屋縮彈力 移動可動導電體，而以遮斯或 $彈力以 10 ή ^ Λ, 方式切換電路。感溫球 照軟化或溶融之際的流動特性而選定， 險/、二度可靠性高且實用價值高的感溫球型溫度保 述觀點來看，流動特性較佳是溶融流動性〇 5 “ 77 ’里以上，更佳是溶融流動性U克/10分鐘以上。 一方面’感溫材料較佳是使用討㈣樹脂，更 用聚烯娌，1中悬祛县描田从β 1史 … 取佳疋使用結晶化度20%以上的聚烯烴。 動作溫度係設定於孰可塑降藉 ”，、Τ塑尨樹月曰的外推融解開始溫度（Tim) :外推融解結束溫度（Tem)之間，較佳是依據彈簧體的彈力 调整動作溫度。 备本發明中’感溫材料之熱可塑性樹脂流動特性係使 籲用溶融流動性侧）所特別指定的。溶融流動性（MFR)係依 據作為熱可塑性樹脂測試方法的川K72i〇規定，決定對 應塑膠材料的測試條件友測試溫度等。例如，材料為爪 Κ6922之聚乙烯（ΡΕ)成形用材料及壓出用材料之際，測試 溫度係為攝氏19G度。在薄膜成形料，係使用溶融流動 !生为為0. 01至0.1的材料，由於此種材料的流動性較差， 因此壓出成形或射出成形用的感溫材料較佳是使用溶融流 動性（MFR)為0. 1以上的樹、鹿..。賓.、如.，依.據.n&Kt21,〇規定， 於長115公釐（mm)至18公釐、内徑9 55±〇 〇25公釐的具 2075-7333-PF；Ahddvib 14 丄的1445 加熱器圓柱中填充試樣’再於圓柱中插入上端設有錘的活 塞’以作為測試裝置。錘的負荷重量為3.丨9牛頓，於 既定測試溫度下，量測1 〇分鐘左右的壓出量（克），以求得 溶融流動性。 還有’作為結晶性熱可塑性樹脂的聚烯烴中，聚乙烯 (PE)為低密度聚乙烯（LDPE)、線性低密度聚乙烯（LLDPE)、 高密度聚乙烯（HDPE)、極高分子量聚乙烯（極高分子量 ^ PE)、極低密度聚乙烯（VLDPE)，共聚合物為乙烯-丙烯酸共 聚合物（EAA)、乙坪-丙烯酸乙酯共乙二醇（EEA)、乙烯丙 烯酸甲酯共聚合物（EMA)、乙烯-去水甘油基異丁烯酸共聚 合物（GMA)、乙烯-甲基丙締酸酯_順丁烯二酸酐共聚合物 等。還有’即使同為高密度聚乙烯，也可以依據用途或成 形法分類，或依據壓出、射出、延伸、管、薄膜加工等用 途進行區別。溶融流動性也可以依據各種用途而改用市售 的相異材料’例如，在藉由射出成形球化高密度聚乙婦之 _情形下’較佳是使用溶融流動性為5克/1〇分鐘至5〇克/1〇 分鐘的聚乙烯。 般而5，使用於薄膜加工等時，溶融流動性不足〇 克/10分鐘㈣料流動性較差，使㈣為感溫材料時， 作溫度偏差會變得非常大，而難以實用化。還有，感仏 型溫度保險絲中，可以利用來自彈簧的按壓，而任意設」 動作溫度。另外，期望動作溫度的調整，也可以從所選; 之熱可塑㈣㈣點、外推融賴卿«Τήπ)及'外推㈣ -束-度(Tern)中任意設定。通常低分子化合物因释解峰《 2〇75-7333-PF;Ahddub 15 1361445 ' 溫度（Tpm)與外推融解結束溫度（Tem)的差相當小，故較適 合作為溫度保險絲用的感溫埭材料。但是，外推融解開始 溫度（Tim)與融解峰值溫度（Tpm)則具有相當幅度的差距 (溫度差攝氏5度以上），因而藉由調整施加於感溫球上 之按壓負荷重量值以設定動作溫度，而致動作溫度設定的 自由度大幅增加。從此觀點來看，此係使用於融解開始溫 度等的變形開始溫度比既定動作溫度還低的感溫球。 _ 聚乙烯（PE)係藉由密度進行分類，對應密度的融點也 不同，溶融流動性為0. 01克/1〇分鐘至，5〇克/1〇分鐘。 低岔度聚乙烯·密度為0.910至0.935:融點為攝氏 105度至攝氏11〇度 间雄、度聚乙烯：密度為0.941至0.965:融點為攝氏 130度至攝氏135度 其他為融點為攝氏120度至攝氏130度的線性低密度 聚乙烯及融點為攝氏135度至攝氏138度的極高分子量聚 • 乙烯，故在同一材料的情形下，可以從密度換算出融點的 溫度。然而，熱變形溫度不只可以由聚合度調整，也可以 藉由混合低密度聚乙烯、.高密度聚乙烯或線性低密度聚乙 烯而調整，也可以藉由添加可塑劑而降低熱變形溫度。 另一方面’樹脂用副材料係分類為添加劑、強化材料 及填充材料等3類。添加劑一般係為抗氧化劑、熱安定劑、 光安定劑、結晶核劑、相融化劑、著色劑、抗菌劑、抗塑 造劑、潤滑劑及發泡劑、，其.中較要的、是..抗氧‘化劑、熱安 定劑、用以提升結晶化度的結晶核劑以及用以識別溫度區 2075-7333-PF；Ahddub 16 1361445 間的著色劑。強化材料係為雲母、碳_、 纖維、芳香族聚醯胺纖維等，此# 、碳 以上軟化的情形下.，或在在使感溫球在必要情形 一 ㈣下$在同溫下必須維持感溫球物 穩疋性的情形下’添加私聚人 寸 係為滑石1 土、碳… 體'。填充材料 ㈣ 等的增量劑’增量劑係為了抑制 .树月曰原料的成本而添加於樹脂中 抑制 燃燒的難燃劑、用以使樹…^ 為用以使樹腊難 樹知不畜電的防帶電劑。針、·P也 用副材料也可以適度混合使用。 •述祕脂 實例1 第U圖及第1B圖所示係、 瓜谇位认处吐 只1 j所炎造的感溫球型 ，皿度保險絲UA圖係為在常溫之平常時 圖，第1B圖係為發生加 、的動作別面 加/皿之異常時候的動作後判面R 溫材料係使用聚烯烴中高 ° θ。感 奋、 度聚乙烯（融點約攝氏13? 又），進打成形加工而形成感溫球 收容於金屬製筒狀封f^ 再將此感溫球10 对瑕12内。筒狀封裝12夕 ^ „ 固著第-導線構件14,且於另一戚門2之-端開口側 件16。第-導線構件u 側固定第二導線構 因而可ή/ 牛 是藉由絕緣軸襯17而固定， U㈣裝12相互絕緣的㈣下 展二第一導線構件“的前端部形成有第—電極15:第 一導線構件14的外邱道 电位第 並藉由密封樹脂^㈣上配置有保護用絕緣管18， 面，第二導線於筒狀封裝12的開口側。另一方 裝12,且以筒狀封裝二接 式緊密固定於筒狀封. 收容於金屬製L :广成第冰 5封裝.12的切換功能構件具有感溫 2075-7333-PF;Ahddub 17 1361445 球10、可動導電體20、彈晉體24、26。可動導電體別具 有用以與第-電極15接合分離的接點部，以及用以與第二 電極12a平時滑動接觸的接點部。用以與第—電極接合= 離的接點部，從提高電連接穩定性的觀點來看，較佳2為 中央接點部的態樣。還有，可動導電體20為了要鱼筒：封 裝12内面的第二電極12a點接觸，且從辞保平滑滑動及確 實地電導通的觀點來看’較佳是使用星形形狀的構件。彈 簧體具有強壓縮彈簧24與弱壓縮彈簧26，於常溫時，如 第1A圖所示之實例’由於強壓縮彈簧“的彈性力比弱壓 縮彈簀26的彈性力還強，因此可以按壓接觸可動導電體 2〇之第—電極15。特別是，強壓縮彈簧24與可動導電體 2。之間以及強壓縮彈簧24與感溫球1〇之間較佳是分別具 有按壓板28、29’以使組裝容易化及彈f動作穩定化。 ⑧ 異常時，定於既定動作溫度，則會如第1B圖所示之實 例，感溫球軟化或融化、變形，而使彈簧體被移除負荷， 再藉由弱壓縮彈f 26的按壓力移動可動導電體2〇。由於 強壓縮彈簧24在強壓縮彈簧24之沖程範圍以上被解放， 因此弱壓縮彈簧26可於弱壓縮彈簧26之沖程範圍内按壓 可動導電體20’以使可動導電體2Q在筒狀封裝12内面所 構成的第一電& 12&上滑動。藉由此可動導電體的移 動而使可動導電體2〇與第一電極15分離隔開，進而將 第導線構件14與第二導線構件丄6間的電路切換至關閉 狀態。另外’依捸擎簧體的.配置'结構，第1A-圖及.第 係為以平常時開啟-異常時關閉的感溫球型溫度保險絲為 .2075-7333-PF;Ahddub 18 1361445 例示。另外，本發明也可以提供具平常時關閉-異常時開啟 之反動作的感溫球型溫度保險絲，故此種感溫球型溫度保 險絲也包含於本發明之申請專利範圍内。 -在本實例中，感溫球1 〇之感溫材料係使用溶融流動性 (MFR)為2. 0克/1〇分鐘且融點約為攝氏132度的日本聚乙 稀股份有限公司製高密度聚乙烯（HDPE)。還有，此高密度 聚乙烯對應用途，市面上也販賣有薄膜用、射出成形用及 壓出成形用等多種高密度聚乙烯。從前述中，選擇溶融流 動性（MFR)相異的高密度聚乙烯，試作溫度保險絲。亦即， 選擇溶融流動性為〇.05克/1〇分鐘、〇 14克/1〇分鐘、〇 5 克/10分鐘、1.0克/10分鐘、2.〇克/1〇分鐘、4〇克/1〇 分鐘等6種高密度聚乙稀，試作6組感溫球型溫度保險絲。 接著:量測各組1Q個試作產品的動作溫度，求得動作溫度 之最高值max、最低值min、平均值χ及偏差範圍量測 結果如表1所示。還有在第2圖中，以所得之量測結果為 基準，綠示感溫材料之流動特性與動作溫度間的關係圖。 [表1]

動作溫度可靠性通常係指偏度( ·* ' 2075-7333-PF；Ahddub 1361445 攝氏2度）以内而言。為此，動作溫度 溶融流動性為0·5卿鐘、U克/10分鐘、"度二 克:0分鐘等4種溶融流動性為實用範圍… :::! ，在高密度聚乙婦的情形下，關於流動 較佳…流動性為〇.5細分鐘以上，更佳是溶 融流動性為1·〇克/1()分鐘以上。另外显况 氏1度/分鐘及攝氏2度/分鐘的不同條 =2 = 動作溫度測試量測，以藉由此量測方法成為有意義的/異的 由表！及第2圓可以明確得知，感溫材料之溶融流動 ，不足0.5克/10分鐘的溶融流動性為〇 14克/1〇分鐘及 〇.〇5克/10分鐘的高密度聚乙烯⑽ρΕ)，動作溫度的平均 值X急遽上昇，致使偏差R變大，而使偏差r超過士攝氏2 度至土攝氏3度的可實用界限。亦即，在融點為攝&⑶度 的高密度聚乙稀之情形下，使用溶融流動性不m克^ 分鐘之感溫材料的感溫球型溫度保險絲’可明確判斷出有 實用上的問題。對此，溶融流動性為〇 5克/1〇分鐘以上 的.4種高密度聚乙稀’可明確判斷為動作溫度穩定、偏差 R較小、動作精確度高的感溫球型溫度保險絲。特別是， 溶融流動性為U克/1〇分鐘以上之情形下，動作精確度 為攝氏1度（±攝氏0.5度）左右，動作溫度具有高可靠性， 而為實用價值較大者。 感溫材料使用結晶性熱可塑性樹脂時，較佳是聚稀 烴，可以從聚乙烯CPE)、聚丙烯（PPT.、聚，甲基戊烯（pMp) 等選擇。還有，感溫材料使用具有結晶性之熱可塑性樹脂 2 07 5-7 333-PF-； Ahddub 20 1361445 的各二以添加以可在既定溫度下融解或軟化之材料為基準 的動^加劑、強化材料或填充材料，以調整得到所期望 =特性。例如’除了主村料的選擇外，也可以 聚合、共聚合、可塑化或混合進行動作溫度的調 或者也可以藉由改變熱可塑性樹脂之合成或精製時的 =媒而進行動作溫度的調整，如此即可抑制隨著潮解或昇 而致的感溫球重量減少的情形，且可以提升耐電壓特 性、強度提高及減輕裂痕、缺口等不適合的情形。還有， ^感溫球的製造中’也可以利用射出成形或壓出成形的方 式成形，以提供作業性佳、容易處理、便宜且應答速度較 大的溫度保險絲。 作為彈簧體的強壓縮彈簧24與弱墨縮彈寄26，在加 熱至熱變形溫度時，可以藉由變更朝感溫球ig的按座負荷 重量，而調整動作溫度。例如彈簧體的負荷重量為2 25牛 頓、2· 88牛頓及3. 04牛頓等3個相異值時，會隨著負冇 重量增加而降低動作溫度。於測試實驗結果可知，依據、竹 融流動性之選定及昇溫速度，在使用溶融流動性為2.〇 2 /10分鐘的感溫材料且昇溫速度為攝氏广度/分鐘的情形 下，將2.25牛頓的負荷重量變更為3. 〇4牛頓的負荷重量， 可以在約攝氏1度的範圍内降低動作溫度，故可以藉由變 更朝感溫球的負荷重量而調整動作溫度。此按壓力的負荷 重量值，係為藉由來自㈣縮彈* 24與經由可動導電= 20按壓的弱壓縮彈簧26v的彈性力而得的要曹力^在本實 例中，從使用於感溫球之感溫材料選定以外的觀點來看， 21 2075-7333-PF;Ahddub 21 ⑧ ，對市售具有同樣結構之NEC SCHOTT Components股份有 △司製的感溫球型溫度保險絲「SEFUSE」（登錄商標） 的試作品進行評估。 以銅或黃銅等熱傳導性良好的導體材料所作成的金屬 裂筒狀封裝12係於兩端開口側安裝第一導線構件14及第 二導線構件16。收容於金屬製筒狀封裝Μ内切換功能構 牛係由感皿球、中央及周邊具有接點部的銀合金製可動導 |電體20、由強、弱壓縮彈簧所構成的彈簧體24、26所構 成。感温球係以具有在任意溫度下因按壓而產生熱變形溫 又的熱可塑性樹脂為主材料，成形加工並調整至所期望之 動作溫度而成。於既定動作溫度下熱變形的感溫材料，係 依據溶融流動性（MFR)選擇，且使用溶融流動性$ 〇.5克 1 〇刀鐘以上之材料。；容融流動性之特別指冑，係在感溫 材料之流動性特性與動作溫度間的關係中，使用具相異溶 融流動性的聚6燁⑽進行職所量測而得的結論。 > 於使用熱可塑性樹脂時的動作溫度設定：中，外推融解 開始溫度（τ⑻與融解峰值溫度（_間溫度差δτ較大的 感溫材料被認定有對動作精確度的影響，且Δτ較大的動 作溫度設定也較容易。另一方面，也可以利用上述中用以 顯示感溫材料流動性的溶融流動性選定以及彈簧材料之彈 性遷選定’進行動作溫度的設定。所以，在作為感溫材料 之熱可塑性樹脂的外推融解開始溫度（Tin〇與外推融解結 束溫度（Tem)間設定動作溫度〜之際％可;'以^'、時、藉由流動性之 溶融流動性及彈簧體的彈性力，調整動作溫度，且此種態 2075-7333-PF;Ahddub 22 1361445 樣具有動作溫度設定自由度較高的優點。 搂著，對結晶性熱可塑性樹脂的結晶化度所造成之影 響進行研究。所使用之結晶性熱可塑性樹脂係為溶融流動 性為2. 〇克/10分鐘的聚乙烯結晶性的程度稱為結 晶化度，試樣係由結晶化度丨0%至8〇%的感溫材料7種， 以及與前述相同之NEC SCHOTT Components股份有限公司 的感溫球型溫度保險絲（商品名SEFUSE；:登錄商標）所組 成，並對前述試樣量測動作溫度。從由每種各丨〇個試作品 所得的量測結果可算出動作溫度的最高值與最低值的溫度. 差，再將此結果當作動作溫度偏差(^)進行比較。前述結果 如表2所示。由表2可以明確得知，從減少動作溫度偏差 的觀點來看’感溫材料結晶化度較佳是2〇%以上 40%以上。 [表2]

從上述觀點可知， 溫度保險絲，例如是如第^另—較佳實施例之感溫球聖 險絲具有切換功能構件 圖及第1B圖所示，此溫度飼 裝12、具有固定於筒狀封裝刀換功能構件的筒㈣ 極15之前端部的第_ ' .端開口側且作為第—電 導線構件“、以及固定於筒狀封裝 2075-7333-PF;Ahddub 23 丄二)◦丄斗斗:) 丄二)◦丄斗斗:)

12之另一端開口側且以筒狀封㈣内面作為第二電極心 的第二導線構件16 ’其t切換功能構件具有可於加熱及加 壓下變形且具有比既定動作溫度還低的變形開始溫度的感 溫球10、繫於感溫球10的可動導電體2Q、以及按壓於可 動導電體20的彈簧體24、26。在既定動作溫度下，感溫 球Π)變形，並藉由彈簧體24'26移動可動導電體2〇，以 藉由切換可動導電體20與第一電極15的接合分離狀態， 而切換第-電極15與第二電極12a間的電路，其中感溫球 ίο的感溫材料係為流動特性為溶融流動性〇 5克/1〇分鐘 以上的熱可塑性樹脂。 X上所述僅為本發明之較佳實施例而已，上述實施例 僅係用來朗而㈣以限定本發明之中請專利制，本發 明之㈣係切下之中請專利範圍所界定。凡依本發明申 請專利範圍所作之均f變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋 範圍。 【圖式簡單說明Ϊ 第1A圖係繪示本發明感溫球型溫度保險絲的動作前 剖面圖。 第圖係繪示本發明感溫球型溫度保險絲的動作後 剖面圖。 ^第2圖係繪示使用於本發明感溫球型溫度保險絲之感 μ材料的流動特性與動作溫度的關，係圖。 2〇75-7333-PF;Ahddub 1361445 【主要元件符號說明】 10〜感溫球； 12〜筒狀封裝； 12a〜第二電極； 14〜第一導線構件； 15〜第一電極； 16〜第二導線構件； 17〜絕緣軸襯； 18〜保護用絕緣管； 19〜密封樹脂； 20〜可動導電體； 24〜彈簧體； 26〜彈簧體； 28〜按壓板； 29〜按壓板。 2075-7333-PF;Ahddub 2! ⑧

Claims (1)

1. i 观 445 100年9月16曰修正替換頁 第 094127519 號 十、申請專利範園： 1. 一種感溫球型溫度保險絲，具有經由絕緣轴襯（17) 固疋於金屬製筒狀封裝（12)一端開口側的第一導線構件 (14)、固疋於前述筒狀封裝（12)之另一端開口側的第二導 線構件（16)、以及收容於前述筒狀封裝（12)内的切換功能 構件， 其特徵在於： 刖述切換功能構件具有感溫球（1〇)、繫於感溫球（1〇) 的可動導電體（20)、以及按壓於可動導電體（2〇)的彈簧體 (24、26)，而且在既定動作溫度下，藉由感溫球（1〇)軟化 或溶融，而移除彈簧體（24、26)的負荷，再藉由前述彈簧 體（24、26)移動可動導電體（2〇)，以切換第一導線構件（14) 與第一導線構件（16)間的電路； 前述感溫球（10)的感溫材料為流動特性為溶融流動性 0.5克（g)/l〇分鐘（min)以上、且結晶化度為2〇%以上的 聚烯烴樹脂， 前述動作溫度係設定於聚烯烴樹脂的外推融解開始溫 度與外推融解結束溫度之間。 2. —種感溫球型溫度保險絲，具有切換功能構件、用 以收容前述切換功能構件的筒狀封裝（12)、具有固定於前 述筒狀封裝（12)—端開口側且作為第一電極（15)之前端部 的第一導線構件（14)、以及固定於前述筒狀封裝（12)之另 一端開口側且以前述筒狀封裝（1 2)内面作為第二電極（丨2a) 的第二導線構件（16)，其中前述切換功能構件具有可於加 2075-7333-PF1;Ahddub 26 1361445 第 094127519 號 100年9月16日修正替換頁 熱及加壓下變形且具有比既定動作π - 初作/皿度還低的變形開始溫 度的感溫球（1G)、繫於感溫球⑽的可動導電體（2〇)、以 及按壓於可動導電體（20)的彈簧體（24、26)， 其特徵在於： 在既定動作溫度下，感溫球（1〇)變形，並藉由彈簧體 (24、26)移動可動導電體（2〇)，以藉由切換可動導電體（2〇) 與第一電極（15)的接合分離狀態，而切換第一電極（15)與 第二電極（12a)間的電路； 前述感溫球（1 〇 )的感溫材料係為流動特性為溶融流動 性0.5克/10分鐘以上、且結晶化度為2〇%以上的聚烯烴 ·. 樹脂。 ' 3.如申請專利範圍第2項所述的感溫球型溫度保險 -絲，其中前述可動導電體（20)具有用以與第一電極（15)接 合分離的接點部，以及用以與第二電極（12a)平時滑動接觸 的接點部；以及彈簧體（24、26)具有配置成失持可動導電 體（20)的弱壓縮彈簧（26)與強壓縮彈簧（24)，其中強壓縮 彈簧（24)分別在可動導電體（20)之間及感溫球（1〇)之間具 有按壓板（28、29)。 2075'7333-PFl;Ahddub 27 1361445 第094127519號 100年9月16日修正替換頁

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