(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に連続した弾性芯と該弾性芯上に巻回された所定の温度で溶融する導電体細線とからなる中心材と、絶縁被覆と、からなるコード状温度ヒューズにおいて、前記弾性芯は、発泡剤を含有した弾性材料を使用した構造であることを特徴とするコード状温度ヒューズ。
【請求項２】
平面上に蛇行状態に配設された請求項１記載のコード状温度ヒューズと、上記コード状温度ヒューズの配設状態を固定する手段とからなることを特徴とする面状温度ヒューズ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、異常な高温に一部分でも晒されることにより断線し、異常温度を検知することができるコード状温度ヒューズと面状温度ヒューズに係り、特に良好な断線時間が得られるように工夫したものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より熱器具等の過昇防止装置として低融点金属式温度ヒューズや有機感温樹脂式温度ヒューズが使用されているが、異常な温度になる可能性のある場所が比較的広い範囲で存在する場合には、この種の温度ヒューズを複数個使用した組立品が使用されている。図４は従来の温度ヒューズ組立品の一例を示す一部切欠斜視図である。図中、符号１０が温度ヒューズであり、リード線１２と接続子１１によって接続されている。これらは、保護チューブ１３によって機械的に保護されている。
【０００３】
しかしながら、このような構成の温度ヒューズ組立品を使用して過昇防止を行う場合、その検知対象範囲の全てを網羅するには非常に多くの温度ヒューズを使用しなければならないため、コスト的に無理があるばかりか、配設時の作業が著しく困難である。そこで、当該出願人は異常温度の確実な検知、コストの低減及び作業性の向上を達成するためにコード状の温度ヒューズを特開平５−１２８９５０号公報にて提案している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この種のコード状温度検知体は、近年の電気回路増加に伴い電流容量を大きくしたい場合がある。電流容量を大きくするには温度検知部である導電体細線を太くする必要があるが、導電体細線を太くすると溶断するまでの時間（以下、断線時間）が長くなり、用途によっては不都合が生じることも考えられる。
【０００５】
本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、導電体細線の線径にかかわらず良好な断線時間を有するコード状温度ヒューズと、同様な特徴を有する面状温度ヒューズを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するべく本発明によるコード状温度ヒューズは、長手方向に連続した弾性芯と該弾性芯上に巻回された所定の温度で溶融する導電体細線とからなる中心材と、絶縁被覆と、からなるコード状温度ヒューズにおいて、前記弾性芯は、発泡剤を含有した弾性材料を使用した構造であることを特徴とするものである。更に、上記のコード状温度ヒューズを平面上に蛇行状態に配設し、この配設状態を固定する手段を用いて面状温度ヒューズとすることも考えられる。
以上
【０００７】
弾性芯は、中心の抗張力体の周りにガス発生物質を含有した弾性材料が被覆された構造である。抗張力体としてはガラス繊維，アルミナ繊維等の無機繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維，芳香族ポリエステル繊維，脂肪族ポリアミド繊維，芳香族ポリアミド繊維等の有機繊維、ステンレス鋼繊維等の金属繊維が用いられる。これらの周りに被覆される弾性材料としては、一般的なエラストマー材料にガス発生物質を添加したものを使用する。
【０００８】
ガス発生物質としては、ガス発生量が１ｇ当たり１０ｍｌ以上のものであれば何でも良い。一例としては、「便覧、ゴム・プラスチック配合薬品、改訂第二版、株式会社ラバーダイジェスト社発行」の２７２頁乃至２７９頁に分類されている発泡剤が挙げられ、無機発泡剤、ニトロソ化合物、アゾ化合物、スルホン・ヒドラジド、それらの複合品、など何でも良い。好ましくは非酸化性ガスを発生するものを使用する。発泡剤の添加量は、エラストマー材料との組み合わせによっても異なるが、例えばエラストマー材料がシリコーンゴム（ＪＩＳ−Ａ法硬度６０度）である場合は、シリコーンゴム１００重量部に対して、総ガス発生量が１０００ｍｌ程度となる量から、シリコーンゴムの機械的物性が著しく損なわれる程度の量（シリコーンゴムと同体積量）となる。例えば、アゾジカルボンアミド（以下ＡＤＣＡと略す、発生ガス量は約２００ｍｌ／ｇ）では、シリコーンゴム１００重量部に対して５重量部から１４０重量部程度、好ましくは１０重量部から５０重量部程度である。また、ｐ，ｐ’−オキシビスベンゼンスルホニル・ヒドラジド（以下ＯＢＳＨと略す、発生ガス量は約１２０ｍｌ／ｇ）では、シリコーンゴム１００重量部に対して８重量部から１３０重量部程度、好ましくは、２０重量部から５０重量部程度である。これら発泡剤の種類は加工方法によっては発泡温度で制限される場合がある。例えば、エラストマー材料としてシリコーンゴムを使用し、そのシリコーンゴムに熱空気架硫を施すような場合は、１５０℃以上の発泡温度を有するものを使用することが好ましい。尚、発泡剤の分解温度、分解速度を調整するために必要に応じて発泡助剤（有機酸、尿素等）を併用しても良い。
【０００９】
弾性芯の断面形状は特に制限はされないが、好ましくは放射方向に複数の凸部を有する断面形状が望ましい。これには通常の多角形のほか、星型のような形状も含まれる。また、星型、多角形は、一般的にはっきりした角を持つ形状であるが、ここでは角が丸くつぶれた形状であっても良い。これらは円形断面の場合に比べて導電体細線が弾性芯に食い込み易く、導電体細線が溶融した時により速やかに切れるため好ましい。断面形状として多角形とした場合、導電体細線の食い込み易さから６角形以下が好ましく選ばれる。
【００１０】
導電体細線としては低融点合金及び半田からなる群より選ばれた金属細線が用いられる。低融点合金及び半田としては、例えば「化学便覧基礎編、改訂三版、丸善株式会社発行」のＩ−５０９頁に例示されている中の、融点が３００℃以下のものである。導電体細線の線径としては、一般的な横巻機械によって弾性芯に巻回し可能な０．０４ｍｍφ以上０．８ｍｍφ以下程度が好ましい。上記導電体細線を弾性体に少なくとも導電体細線がずれない程度のテンションで巻回して、中心材とする。導電体細線が巻回されるピッチとしては、線径の１．５倍以上が好ましく、更に好ましくは２倍以上１５倍以下が望ましい。また何本かの導電体細線を引き揃えるか、または撚り合わせたものを巻回す集合横巻を行っても良い。尚、上記導電体細線として、フラックス加工処理を施したものを用いても良い。加工処理としては、導電体細線の中央部にフラックスを入れる方法や、導電体細線の表面にフラックスを塗布する方法が挙げられる。フラックスは一般的に用いられているロジン樹脂系フラックスで良く、少量の活性剤を含有したものであっても良い。
【００１１】
空間層は、本発明の効果を充分ならしめるために設けた方が良い。中心材が弾性芯の断面積、横巻条件などを調節することによって多角形に近い形状となっている場合は、単に絶縁層を、当業者間で公知のいわゆるチュービングの手法で同心円状に密着させずに押し出せば形成される。その他の方法として空間層は、繊維束を疎に編組することにより形成される。好ましくは、同回転方向の繊維束の間隔が該繊維束の幅の０．５倍以上８倍以下になるように調整される。また、繊維束を疎に横巻することによって形成され、好ましくは繊維束を該繊維束の幅の０．３倍以上５倍以下の間隔を開けて横巻することにより形成される。ここで疎な編組または横巻とは繊維間にある程度の空間を残した編組または横巻をいう。編組、横巻いずれの場合も、繊維束の間隔が上記の好ましい範囲の下限よりも狭いと空間の量が充分でなくなり、溶融した導電体細線が心材の周りにあるため、チャタリングを起こし再接触の危険があり好ましくなく、また上記の上限よりも大きいと絶縁被覆材が間に入り込みかえって空間の量を少なくしてしまうため好ましくない。繊維の種類としては、上記弾性芯の抗張力体で例示した無機繊維または有機繊維が用いられるが、好ましくは難燃性の芳香族ポリエステル繊維、芳香族ポリアミド繊維、ポリフェニレンサルファイド繊維、不燃性のガラス繊維、アルミナ繊維などが用いられる。もちろん編組や横巻は、２重、３重以上施しても良い。
【００１２】
絶縁被覆は、温度ヒューズが使用される雰囲気温度や導電体細線の溶融温度に応じて任意に選択すれば良いが、絶縁被覆を被覆する際に導電体細線が溶融しないようにする必要がある。そのような絶縁被覆としては、例えば比較的低温で加工できるエチレン系共重合体などの熱可塑性ポリマーを電子線架橋、シラン架橋などの低温でできる架橋法で架橋して形成するか、常温付近で押出加工でき、比較的低温で架橋できるシリコーンゴムを使用して形成する。また、編組を絶縁ワニスで目止めしたものを絶縁材料としても良い。特にシリコーンゴムを用いた場合は、絶縁被覆の機械強度を高めるため、外装に編組を施しても良い。上記は連続的に絶縁被覆する方法の例であるが、長尺でなくても良い場合は、収縮性絶縁チューブを含む絶縁チューブを単に被せることで代用することもできる。絶縁被覆の厚さは、電気絶縁性，機械的強度等の必要特性が満たされるものであれば、薄肉である方が感度が増し好ましい。
【００１３】
これらのコード状温度ヒューズを任意の蛇行状態に配設し、この配設状態を固定する手段を用いて面状温度ヒューズが製造できる。固定する手段としては、基板または基布に縫いつける方法や接着剤を用いて固定する方法などが挙げられるが、好ましくは特公昭６２ー４４３９４号公報または特公昭６２ー６２０３２号公報に挙げられた手段を用いる。これらには、それぞれ金属箔上に両面接着紙によって固定する方法、接着剤を塗布した金属板または金属箔に熱融着する方法について記述されている。
【００１４】
【作用】
本発明によれば、ガス発生物質として発泡剤を含有してなる弾性芯が、温度上昇によって膨張破壊して導電体細線の溶融断線を助けると考えられ、許容電流を大きくとるために導電体細線を太くしても、熱に対して良好な断線時間を得ることができる。また、発泡剤が非酸化性ガスを発生する場合は、このガスによって周囲の酸素が遮断されるので、更に導電体細線が溶断断線し易くなると考えられる。
【００１５】
【実施例】
以下に実施例を示し本発明の内容を更に詳細に説明するが、本発明はこの実施例によって制限されるものではない。
【００１６】
実施例１
実施例１としては、図１に示すコード状温度ヒューズを製造した。外径約０．７ｍｍのガラスコードにシリコーンワニス処理を施してなる抗張力体１ａの周囲に、弾性材料１ｂとしてシリコーンゴム１００重量部、発泡剤ＡＤＣＡ〔三協化成株式会社製、商品名：セルマイクＣ−１９１、分解温度２１０℃〕５重量部、有機過酸化物架橋剤２重量部をオープンロール上で混練しコンパウンドとしたシリコーンゴムを内接円１．５ｍｍ、外接円２．３ｍｍの放射状星型断面となるように押出被覆し、同時に熱空気架硫を施して図２に示すような弾性芯１を製造した。架硫は、温度条件に注意して発泡剤が分解しないように、つまり、弾性芯が発泡しないようにした。
【００１７】
次に、この弾性芯１の角に、０．６ｍｍφの共晶半田線（融点１８３℃）からなる導電体細線２を充分食い込ませて５回／１０ｍｍ横巻（線径の３．３倍のピッチ）した。横巻を終えた中心材３は食い込みにより変形し円形断面に近い形になっていた。その後、繊維径約９ミクロンの無アルカリガラスフィラメントを撚り合わせて約７０番手とした繊維束を、１６打の製紐機で編組密度約１７／２５ｍｍで編組し空間層４（ガラス編組）を形成した。この場合、繊維束の幅は約０．５ｍｍであり、繊維束の間隔は約１ｍｍ（繊維束の幅の約２倍）である。最後に、絶縁被覆５としてシリコーンゴムを肉厚０．５ｍｍで水冷しながら押し出し、直ちに熱風加硫を施した。熱風加硫に際しては、熱風炉の出口付近の温度を１７０℃以下とした。
【００１８】
このようにして製造されたコード状温度ヒューズ約２０ｃｍの両端の約１ｃｍの部分の絶縁被覆と、空間層を除去し、公称断積０．５ｍｍ２のリード線１００ｍｍを圧着端子を介して接続した。次にコード状温度ヒューズが中央部に来るように内径４．０ｍｍ、長さ約１５ｃｍのガラス繊維編組チューブに挿入し、リード線の両端に１００Ｖ交流電源から白熱電球を用いた外部負荷で、０．１Ａ程度の電流を流しながら中央部分に約２５０℃の熱風を当てて導電体細線が断線するまでの時間を測定した。更に、断熱状態のコード状温度ヒューズに所定電流を流し、５ｄｅｇの上昇があった電流値を測定し許容電流値とした。これらの試験結果は表１に示した。
【００１９】
実施例２乃至実施例５
実施例２乃至実施例５としては、弾性材料として、発泡剤ＡＤＣＡの添加量をそれぞれ１０重量部、２０重量部、３０重量部、５０重量部としたシリコーンゴムを用いた他は実施例１と同様にコード状温度ヒューズを製造した。実施例１と同様に試験を行い、結果を表１に併記した。
【００２０】
実施例６
実施例６としては、弾性材料として、発泡剤ＡＤＣＡに代えてＯＢＳＨ〔三協化成株式会社製、商品名：セルマイクＳ、分解温度１５５℃）を２０重量部添加したシリコーンゴムを用いた他は、実施例１と同様にコード状温度ヒューズを製造した。実施例１と同様に試験を行い、結果を表１に併記した。
【００２１】
実施例７
実施例７としては、弾性材料として、発泡剤ＡＤＣＡの添加量を２０重量部としたシリコーンゴムを用い、導電体細線として中央部にフラックスを入れた０．６ｍｍφの共晶半田線を使用した他は実施例１と同様にコード状温度ヒューズを製造した。実施例１と同様に試験を行い、結果を表１に併記した。
【００２２】
比較例１
比較例１としては、弾性材料として、発泡剤を全く添加しないシリコーンゴムを用い、導電体細線として０．４ｍｍφの共晶半田線を用いた他は、実施例１と同様にコード状温度ヒューズを製造した。実施例１と同様な試験を行い、結果を表１に併記した。
【００２３】
比較例２
比較例２としては、弾性材料として、発泡剤を全く添加しないシリコーンゴムを用い、導電体細線として中央部にフラックスを入れた０．６ｍｍφの共晶半田線を用いた他は、実施例１と同様にコード状温度ヒューズを製造した。実施例１と同様な試験を行い、結果を表１に併記した。
【００２４】
【表１】
0003678312.tif 000002
【００２５】
表１の試験結果によれば、発泡剤を含有した弾性芯を有する本実施例のコード状温度ヒューズは、発泡剤を含有していない従来のコード状温度ヒューズ（比較例１）と比べて、断線時間が著しく向上していることが判る。尚、フラックス処理加工を施した導電体細線を用いた比較例２のコード状温度ヒューズも本実施例によるコード状温度ヒューズと同様に良好な断線時間を示しているが、本実施例によるものの方が電流容量の点で優れている。
【００２６】
実施例８
実施例８としては、実施例２で製造したコード状温度ヒューズを蛇行状態に配設し、図３に示すような面状温度ヒューズを特公昭６２−４４３９４号公報に示された方法で製造した。図中の符号８は、片面に離形紙９を有する両面粘着紙であり、符号６は前記両面粘着紙８の上面に蛇行状態に配設されたコード状温度ヒューズである。更に、符号７は前記コード状温度ヒューズ６の全体を覆う金属箔であり、この金属箔７は前記両面粘着紙８と接着固定されている。本実施例においては、両面粘着紙としてアクリル系粘着紙を用い、金属箔としては、厚さ１００μｍのアルミニウム箔を用いた。本実施例では、特公昭６２ー４４３９４号公報に準じて行ったので金属箔及び両面粘着紙を用いたが、この公報に準じない方法で製造しても良く、またこの公報の製造方法において、他の材料、例えば金属箔の代わりにプラスチックフィルムを使用しても良い。
【００２７】
このようにして製造された面状温度ヒューズを厚さ０．５ｍｍの鉄製のパネルに張り付け、パネルを垂直に立てた。パネルの裏側には市販の壁紙を張り付けた。この状態で、面状温度ヒューズに０．５Ａの電流を流しながらバーナーの外炎が触れる程度まで近づけ、温度ヒューズの導電体細線が断線するまでこの状態を保った。その後、面状温度ヒューズは熱を検知し断線した。断線後のパネルの裏側の壁紙には、炭化等の変化も見られず、温度ヒューズが有効に機能したことがわかった。
【００２８】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、圧縮力がかからないところでも、異常高温によって確実に断線し、しかも断線後にも溶融した導電体などによって再接触を起こさず、誤動作を招かないコード状温度ヒューズと、同様な特徴を有する面状温度ヒューズを得ることができる。また、これらの温度ヒューズは、良好な断線時間を有するだけでなく、導電体細線の導体断面積を大きくとることができるので、導電体細線の中央部にフラックスを入れたものよりも電流容量を大きくすることもできる。尚、本発明の温度ヒューズに、フラックス処理加工を施した導電体細線を組み合わせれば、何らかの予期せぬ現象により片方の効果がなくなっても、他方の効果が残るので信頼性は更に向上する。しかも従来の温度ヒューズ組立品と比べて安価であるため各種熱機器の安全装置として幅広く利用することができ、極めて有用なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す図でコード状温度ヒューズの一部切欠側面図である。
【図２】本発明の実施例を示す図でコード状温度ヒューズを構成する弾性芯の断面図である。
【図３】本発明の実施例を示す図で面状温度ヒューズの一部切欠斜視図である。
【図４】従来例を示す図で温度ヒューズ組立品の一部切欠斜視図である。
【符号の説明】
１  弾性芯
１ａ  抗張力体（弾性芯抗張力体）
１ｂ  弾性材料
２  導電体細線
３  中心材
４  空間層
５  絶縁被覆
６  コード状温度ヒューズ
７  金属箔
８  両面粘着紙
９  離形紙
１０  温度ヒューズ
１１  接続子
１２  リード線
１３  保護チューブ
【図１】
0003678312.tif 000003
【図２】
0003678312.tif 000004
【図３】
0003678312.tif 000005
【図４】
0003678312.tif 000006