(57)【要約】【課題】  ヒューズの主な材料として高精密導電性合金線を使用すると共に、特殊な配置方式を採用することにより、従来のヒューズ装置を使用する際の制限や欠点を解決できるヒューズ装置及びそれに用いる高密度導電性合金線を提供する。【解決手段】  断面が円形またはプレート状を呈する複数の高密度導電性合金線(２０)と、ベース(１２)と該ベース(１２)に固設され互いに絶縁される３つ以上の奇数の導電性シート(１４)を含む装置本体(１０)と、を備え、前記各導電性シート(１４)は金属薄片であり、それらは互いに電気的に絶縁されるように所定の間隔をおいて配置されると共に、該各隣合せする２つの導電性シート(１４)の間にそれぞれ少なくとも１つの同数の、電気接続用の前記高密度導電性合金線(２０)が架設されていることを特徴とする。【選択図】  図１
2010186639.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面が円形またはプレート状を呈する複数の高密度導電性合金線(２０)と、ベース(１２)と該ベース(１２)に固設され互いに絶縁される３つ以上の奇数の導電性シート(１４)を含む装置本体(１０)と、を備え、
前記各導電性シート(１４)は金属薄片であり、それらは互いに電気的に絶縁されるように所定の間隔をおいて配置されると共に、該各隣合せする２つの導電性シート(１４)の間にそれぞれ少なくとも１つの同数の、電気接続用の前記高密度導電性合金線(２０)が架設されていることを特徴とするヒューズ装置。
【請求項２】
前記高密度導電性合金線(２０)を被包するためのカバー(３０)を備え、該カバー(３０)は、着脱自在に前記ベース(１２)に取り付けられ、
前記高密度導電性合金線(２０)は、６０〜９０重量％のアルミニウムと、２２〜３０重量％のマグネシウムと、１〜３重量％のシリコンと、１〜３重量％の銅と、不純物からなる残部とを含み、
中央に位置する前記導電性シート(１４)に、ＰＴＣ素子(４０A)、トランジスタ(４０B)、サイリスタ(４０C)、バリスタ素子(４０D)、過渡電圧サプレッサ、金属酸化物バリスタのいずれかである補助電子部材(４０A〜４０D)が設けられていることを特徴とする請求項２に記載のヒューズ装置。
【請求項３】
６０〜９０重量％のアルミニウムと、２２〜３０重量％のマグネシウムと、１〜３重量％のシリコンと、１〜３重量％の銅と、不純物からなる残部とを含むことを特徴とする高密度導電性合金線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒューズ装置及びそれに用いる高精密導電性合金線に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、電子製品は我々の生活において必要不可欠なものになっていることから、不適切な使用（例えば、１つのコンセントに複数の電気機器を接続する、所謂たこ足配線）による短絡事故などを防止するために、電子製品には通常、ヒューズが設けられている。
【０００３】
図８は、従来のヒューズ装置（９０）の構成を示す回路図であり、該ヒューズ装置（９０）は、電気回路に接続される多層または単層の貴金属低温ヒューズ（９１）と、該貴金属低温ヒューズ（９１）の下方に設置された発熱用薄膜抵抗体（９２）とを備え、回路が過負荷の状態となった場合に、該発熱用薄膜抵抗体（９２）が発熱して該貴金属低温ヒューズ（９１）を溶断することにより電子製品の破壊等を防ぐことができる。
【０００４】
しかしながら、年々小型化且つ高性能化している電子製品における電気回路の保護には、前記従来のヒューズ装置のような温度ヒューズの反応速度では対応できないという問題が指摘されていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来のヒューズ装置には、以下のような欠点があった。
１． 定格電流が１２Aである前記従来のヒューズ装置は、実際には、流れた電流が２４Aに達していなければ溶断されないが、様々な製品においては、電気回路に流れた電流が２４Aどころか、１２Aに達するものさえない。更に、図９に示す規格の異なる２種類の従来のヒューズ装置は、その電流特性によれば、低温金属を溶断するのに１秒間に５０Aの電流が必要となるので、該従来のヒューズ装置の電気回路を保護する効果は期待できない。
２． 前記発熱用薄膜抵抗体に印加された電力（W）が定格電力を超えると、該発熱用薄膜抵抗体による保護機能がなくなってしまう。下表に示される規格の異なる幾つかの前記従来のヒューズ装置は、その特性によれば、最大許容電力が０．１２５Wであるので、電圧が３６Vだとすると、３．４７ｍAより僅かに大きい電流でも該発熱用薄膜抵抗体による発熱機能を失効させてしまうことから、前記貴金属低温ヒューズを溶断することができなくなる。
抵抗値 25 ohms 20, 40 ohms 40 ohms
抵抗値許容差 ±30％
定格電力 0.125W
３． 前記従来のヒューズ装置における貴金属低温ヒューズは、金属からなる片状のものであるので、設置の位置または角度（例えば、逆さままたは直立に設置する）によっては、溶断した貴金属低温ヒューズの液体が電気回路を破壊してしまうことがある。
４． 前記従来の、ヒューズ装置の溶断時間と電力、電圧との関係を示した図１０と図１１に示すように、該従来のヒューズ装置の溶断時間は、動作電圧と電流の変化によって変わってしまう。
５． 前記従来のヒューズ装置は、環境温度に影響され易く、温度に対する定格電流の減衰率は５０％にも達することから、環境温度が低くなると、溶断し難くなり、電気回路を保護することができなくなるのに対して、環境温度が高くなると溶断しやすくなってしまうと言った問題があった。
６． 前記発熱用薄膜抵抗器は、発生する熱が１３５℃以上に達し、その熱が１分間持続してから前記貴金属低温ヒューズを溶断することができるが、１３５℃の高温になるとユーザーに火傷を負わせ易く、回路板に設置される場合には、易燃物を燃やしてしまう恐れがある。
７． 前記発熱用薄膜抵抗器は、作動してから発熱するまでに最も早くても０．３秒かかり、最も遅い場合には４．５秒もかかることから、電気回路を確実に保護することができない。
８． 従来のヒューズ装置は、電流に対する反応が遅く、環境温度が２０℃で、流れる電流が１４Aであった場合、前記貴金属低温ヒューズの温度は高くても４５℃であることから、電流によって該貴金属低温ヒューズを溶断することは不可能と言える。故に、該従来のヒューズ装置は前記発熱用薄膜抵抗器を用いて電気回路を保護するしかない。
【０００６】
このように、前記従来のヒューズ装置には、主に以下に示すような欠点がある。
a. 温度に対する反応が鈍い。
b. 電流に対する反応が鈍い（環境温度を考慮する必要がある）。
c. 前記発熱用薄膜抵抗器が焼損しないように電力を制御するための別途電気回路が必要となる。
d. 正面が上方に向かうように配置しなければ、電気回路を保護し難い。
e. 前記貴金属低温ヒューズが溶融しても抵抗が低いため、電流を遮断して電気回路をオフ(OFF)状態にすることができない。
f. 印加される電圧または電力の変化に応じて規格の異なるヒューズ装置を使用しなければならない、即ち広範囲の使用条件に対応できない。
【０００７】
そこで、案出されたのが本発明であって、ヒューズの主な材料として高精密導電性合金線を使用すると共に、特殊な配置方式を採用し、従来のヒューズ装置を使用する際の制限と欠点（敏感でなく、加熱するための発熱用薄膜抵抗器が壊れ易く、配置性に優れなく、貴金属低温ヒューズが溶断しても遮断性が悪く、広範囲の使用条件に対応できないなど）を解決できるヒューズ装置及びそれに用いる高密度導電性合金線を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願の請求項１の発明は、断面が円形またはプレート状を呈する複数の高密度導電性合金線(２０)と、ベース(１２)と該ベース(１２)に固設され互いに絶縁される３つ以上の奇数の導電性シート(１４)を含む装置本体(１０)と、を備え、
前記各導電性シート(１４)は金属薄片であり、それらは互いに電気的に絶縁されるように所定の間隔をおいて配置されると共に、該各隣合せする２つの導電性シート(１４)の間にそれぞれ少なくとも１つの同数の、電気接続用の前記高密度導電性合金線(２０)が架設されていることを特徴とするヒューズ装置、を提供する。
【０００９】
そして、本願の請求項２の発明は、前記高密度導電性合金線(２０)を被包するためのカバー(３０)を備え、該カバー(３０)は、着脱自在に前記ベース(１２)に取り付けられ、前記高密度導電性合金線(２０)は、６０〜９０重量％のアルミニウムと、２２〜３０重量％のマグネシウムと、１〜３重量％のシリコンと、１〜３重量％の銅と、不純物からなる残部とを含み、中央に位置する前記導電性シート(１４)に、ＰＴＣ素子(４０A)、トランジスタ(４０B)、サイリスタ(４０C)、バリスタ素子(４０D)、過渡電圧サプレッサ、金属酸化物バリスタのいずれかである補助電子部材(４０A〜４０D)が設けられていることを特徴とする請求項２に記載のヒューズ装置、を提供する。
【００１０】
また、本願の請求項３の発明は、６０〜９０重量％のアルミニウムと、２２〜３０重量％のマグネシウムと、１〜３重量％のシリコンと、１〜３重量％の銅と、不純物からなる残部とを含むことを特徴とする高密度導電性合金線、を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のヒューズ装置及びそれに用いる高密度導電性合金線は上記の構成を有するので、以下に示すような利点がある。
１． 本発明の高密度導電性合金線は、特殊な材質、形状及び配置方式を採用していることから、該高密度導電性合金線を用いたヒューズ装置は、温度及び電流に対する反応が非常に敏感である。
２． 本発明のヒューズ装置は、前記発熱用薄膜抵抗器を設ける必要もなければ、発熱を制御するための別途電気回路を設置する必要もない。
３． 簡易な構造であり、使用する材料が少ないため、低コスト化を図ることができる。
４． 設置方法や設置位置、設置角度に制限がない。
５． 前記高密度導電性合金線は、特殊な材質、形状を採用していることから、溶断しても流動する余分な金属液が発生しないので、電気回路を破壊することがない。
６． 高密度導電性合金線が溶断されると、電流が遮断されて電気回路が確実にオフ状態となる。
７． 使用する際には、使用する電流に適したヒューズ装置を選定するだけでよく、電力や環境温度まで考慮する必要はないので、実用性及び利便性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るヒューズ装置及びそれに用いる高密度導電性合金線の第１実施例の斜視図である。
【図２】本発明に係るヒューズ装置及びそれに用いる高密度導電性合金線の第２実施例の分解斜視図である。
【図３】本発明に係るヒューズ装置及びそれに用いる高密度導電性合金線の第２実施例の透視斜視図である。
【図４】本発明に係るヒューズ装置及びそれに用いる高密度導電性合金線の第１実施例の構成を示す回路図である。
【図５】本発明に係るヒューズ装置及びそれに用いる高密度導電性合金線の第３実施例の斜視図である。
【図６Ａ】本発明に係るヒューズ装置及びそれに用いる高密度導電性合金線の第４実施例の構成を示す回路図である。
【図６Ｂ】本発明に係るヒューズ装置及びそれに用いる高密度導電性合金線の第４実施例の構成を示す回路図である。
【図６Ｃ】本発明に係るヒューズ装置及びそれに用いる高密度導電性合金線の第４実施例の構成を示す回路図である。
【図６Ｄ】本発明に係るヒューズ装置及びそれに用いる高密度導電性合金線の第４実施例の構成を示す回路図である。
【図７】本発明に係るヒューズ装置及びそれに用いる高密度導電性合金線の第４実施例の使用状態の模式図である。
【図８】従来のヒューズ装置の構成を示す回路図である。
【図９】従来のヒューズ装置における電流と溶断時間との関係を示す図である。
【図１０】従来のヒューズ装置における電力と溶断時間との関係を示す図である。
【図１１】従来のヒューズ装置における電圧と溶断時間との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明に係るヒューズ装置及びそれに用いる高密度導電性合金線の第１実施例の斜視図であり、図２は本発明に係るヒューズ装置及びそれに用いる高密度導電性合金線の第２実施例の分解斜視図であり、図３は本発明に係るヒューズ装置及びそれに用いる高密度導電性合金線の第２実施例の透視斜視図であり、図４は本発明に係るヒューズ装置及びそれに用いる高密度導電性合金線の第１実施例の構成を示す回路図であり、図５は本発明に係るヒューズ装置及びそれに用いる高密度導電性合金線の第３実施例の斜視図であり、図６A〜６Dは本発明に係るヒューズ装置及びそれに用いる高密度導電性合金線の第４実施例の構成を示す回路図であり、図７は本発明に係るヒューズ装置及びそれに用いる高密度導電性合金線の第４実施例の使用状態の模式図である。
【００１５】
図１に示すように、本発明の第１実施例におけるヒューズ装置は、装置本体（１０）と、該装置本体(１０)に取り付けられる複数の高密度導電性合金線(２０)とを備える。
【００１６】
前記装置本体(１０)は、ベース(１２)と、該ベース(１２)に固設され互いに絶縁される複数の導電性シート(１４)とを含み、該ベース(１２)は、ベークライト或いは耐高温の回路板などの絶縁板材であると共に、該複数の導電性シート(１４)は、ベース(１２)に固設される銅薄片であり、本実施例においては、矩形の導電性シート(１４)が５つ設けられ、それらの導電性シート(１４)は所定の間隔をおいて、矩形を呈する装置本体(１０)の表面に配置される。
【００１７】
前記複数の高密度導電性合金線(２０)は、断面が円形またはプレート状を呈する導電線からなるものであり、その主な成分としては、６０〜９０重量％のアルミニウムと、２２〜３０重量％のマグネシウムと、１〜３重量％のシリコンと、１〜３重量％の銅と、他の合金材料の不純物からなる残部とを含み、該各高密度導電性合金線(２０)は、それぞれ形状が同一であり、両端が隣合せする２つの導電性シート(１４)の間に架設される。尚、本実施例では、前記５つの導電性シート(１４)における各隣合せするつの導電性シート(１４)の間にそれぞれ２つの高密度導電性合金線(２０)が架設され、複数の高密度導電性合金線(２０)を接続するのは、保護効果が不安定であるという欠点を防ぐためであり、これにより、本実施例の性能または安定性を向上させることができる。
【００１８】
図２に示すように、本発明の第２実施例においては、ヒューズ装置に更にサイズがベース(１２)に対応し、透明または不透明なカバー(３０)が設けられ、該カバー(３０)が着脱自在にベース(１２)に取り付けられることにより、前記高密度導電性合金線(２０)を被包し、衝撃または他の外力による破壊を防ぐ。
【００１９】
更に、前記第２実施例においては、導電性シート(１４)を外部回路と接続するために、カバー(３０)に貫通孔（図示せず）を形成してもよく、また、前記カバー(３０)を小さくして、ベース(１２)の両側と中央に配置された導電性シート(１４)を外部回路と接続できるように、その一部を露出させてもよい。
【００２０】
図３及び図４に示すように、ベース(１２)の両側と中央に配置された導電性シート(１４)はそれぞれA,B,Cであり、外部回路と接続する際の接続部となる。
【００２１】
図５に示すように、本発明の第３実施例においては、装置本体(１０)が所定の間隔をおいて配置され、互いに絶縁される３つの導電性シート(１４)を含み、各隣合せする２つの導電性シート(１４)の間にそれぞれ複数の高密度導電性合金線(２０)が架設され、これによって前記第１と第２実施例と同様の機能を持たせると共に、小型化と低コスト化を図っている。
【００２２】
また、本発明のヒューズ装置を使用する時は、前記各接続部が電気回路に接続されると、電気回路に流れる電流と本発明の各実施例における電圧差とにより、前記高密度導電性合金線(２０)に熱が発生し、電気回路にオーバーロードの電流が流れる。この状態になると、該高密度導電性合金線(２０)が熱を受け温度が上昇し溶断され、電気回路をオフ(OFF)状態にし過負荷による破壊を防ぐ。
【００２３】
図６A〜６D及び図７に示すように、本発明の第４実施例においては、接続部Cに更に補助電子部材（４０A〜４０D）が接続され、それらの補助電子部材(４０A〜４０D)は、ＰＴＣ素子（positive temperature coefficient thermistor）(４０A)、トランジスタ(４０B)、サイリスタ(４０C)、バリスタ素子(４０D)、過渡電圧サプレッサ（TVS）、金属酸化物バリスタ（MOV）のいずれかであって、需要に応じて選定できる。
【００２４】
その内、ＰＴＣ素子(４０A)は、電気回路を過熱による破損から保護する保護素子であり、前記トランジスタ(４０B)は、スイッチング素子であり、需要に応じて電流をバイパスして電気回路を保護するものであり、前記サイリスタ(４０C)は、電気回路を静電放電（ＥＳＤ）による破壊から保護するものであり、前記バリスタ素子(４０D)、過渡電圧サプレッサ及び金属酸化物バリスタは、電気回路に過電圧が印加されたときに、その過電圧をバイパスすることにより電気回路を保護するものである。
【００２５】
図７に示すように、前記トランジスタ(４０B)が接続される本発明においては、特殊な電気回路の設計により、需要に応じてトランジスタ(４０B)をオン状態にし、電流をバイパス経路へ転流させることができる。これにより、ヒューズ装置に過負荷の電流が流れたとしても、該過負荷の電流により生じた熱が高密度導電性合金線(２０)を加熱して溶断するので、電流を遮断して電気回路及び電気回路に接続される電子部品を保護することができる。
【符号の説明】
【００２６】
１０          装置本体
１２          ベース
１４          導電性シート
２０          高密度導電性合金線
３０          カバー
４０A〜４０D  補助電子部材
９０          ヒューズ装置
９１          貴金属低温ヒューズ
９２          発熱用薄膜抵抗器
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は上記の構成を有し、高密度導電性合金線が熱を受けることにより温度が上昇し溶断されることから、発熱用薄膜抵抗器を設置する必要がないので、従来のヒューズ装置のような、反応速度が遅く、電流及び温度に対する反応が鈍感で、発熱用薄膜抵抗器の電力を制御するための電気回路を設置する必要があるなどの欠点を解決することができる。更に、前記高密度導電性合金線は、細長状を呈するので、溶断したときに、流動する余分な金属液が生じないことから、電気回路を破壊することがないと共に、電気的に接続され、隣合せする２つの導電性シートは確実に離間されるので、電気回路を保護することができる。
【図１】
2010186639.tif 000003
【図２】
2010186639.tif 000004
【図３】
2010186639.tif 000005
【図４】
2010186639.tif 000006
【図５】
2010186639.tif 000007
【図６Ａ】
2010186639.tif 000008
【図６Ｂ】
2010186639.tif 000009
【図６Ｃ】
2010186639.tif 000010
【図６Ｄ】
2010186639.tif 000011
【図７】
2010186639.tif 000012
【図８】
2010186639.tif 000013
【図９】
2010186639.tif 000014
【図１０】
2010186639.tif 000015
【図１１】
2010186639.tif 000016