(57)【要約】【課題】  本発明は、基礎ユニットとして直接に現有の高周波充電器の中に取り付けられ、既存の単純な巻線抵抗器で保護するパターン、或いは、巻線抵抗器の隣に温度ヒューズを付けて保護するパターンの代わりに、一般的な抵抗器の機能、過電流時の溶断機能、過負荷時の過温度保護機能というトリプル機能を果たす温度ヒューズと抵抗器を組み合わせた装置を提供する。【解決手段】  温度ヒューズと抵抗器を組み合わせた装置は、もともと詰まっている巻線抵抗器のセラミック基体が中空のセラミック管に直され、当セラミック基体の内部に、一つの温度ヒューズが設置され、当セラミック管が温度ヒューズの外殻に構成され、温度ヒューズの一つのリード線が巻線抵抗器の一端のエンドキャップを通して引出され、温度ヒューズのもう一つのリード線が巻線抵抗のもう一端に通して外に引出され、さらに、巻線抵抗器のエンドキャップの上にリード線が外に引出され、最後に、エポキシ樹脂で製品全体が封止される構造である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
もともと詰まっている巻線抵抗器のセラミック基体を中空のセラミック管にし、当セラミック基体の内部に、一つの温度ヒューズを設置し、当セラミック管が温度ヒューズの外殻に構成され、温度ヒューズの片方のリード線を巻線抵抗器の片方のキャップの開口に通させることで巻線抵抗器と連接し、また、温度ヒューズのもう片方のリード線を巻線抵抗器のもう一方のキャップに通させて、外に引出することで、直列構造に構成され、それに、巻線抵抗器のキャップの上に一つのリード線を外に引出し、更にエポキシ樹脂で製品全体を封止するような構造を特徴とする温度ヒューズと抵抗器を組み合わせた装置。
【請求項２】
温度ヒューズの一つのリード線が巻線抵抗の一端のエンドキャップを通してエンドキャップと連接されることで、温度ヒューズと抵抗が直列の構造に構成されることを特徴とする請求項１に記載の温度ヒューズと抵抗器を組み合わせた装置。
【請求項３】
温度ヒューズの二つのリード線の間に位置する低融点可溶合金の周りに、可溶合金が溶融される時に回路を遮断するように可溶合金が急速に両側に収縮されるための特殊助剤が充填され、常温で温度ヒューズと可溶合金と特殊助剤が一つの整体に構成され、セラミック管の中に放置されることを特徴とする請求項２に記載の温度ヒューズと抵抗器を組み合わせた装置。
【請求項４】
前記温度ヒューズ内蔵する抵抗器が基礎ユニットとして直接に既存の高周波充電器の中に取り付け、使用されることを特徴とする請求項２に記載の温度ヒューズと抵抗器を組み合わせた装置。
【請求項５】
抵抗値と温度値の組み合わせによって、巻線抵抗の発熱にて温度ヒューズの切断機能を強化させるような形で形成され、モータの過熱保護に使用されることを特徴とする請求項２に記載の温度ヒューズと抵抗器を組み合わせた装置。
【請求項６】
表面合金系抵抗が炭素皮膜抵抗又は金属皮膜抵抗に変更され、抵抗値を数千オーム以上に調整され、過熱保護機能を持つ発熱抵抗に構成されることを特徴とする請求項２に記載の温度ヒューズと抵抗器を組み合わせた装置。
【請求項７】
抵抗の両端のエンドキャップに開口が設けられ、温度ヒューズの二つのリード線がエンドキャップの開口を通して外に引出され、さらに抵抗の両端のエンドキャップの上にリード線が外に引出されて、そしてエポキシ樹脂で製品全体が封止され、温度ヒューズと抵抗が二つの並行電気回路に構成され、違う電気回路によって温度ヒューズが加熱で切断されることが実現できることを特徴とする請求項１に記載の温度ヒューズと抵抗器を組み合わせた装置。
【請求項８】
エポキシ樹脂又はシリコン樹脂又は無機封止材を絶縁層として全体の製品を封入、絶縁させることを特徴とする請求項１に記載の温度ヒューズと抵抗器を組み合わせた装置。
【請求項９】
抵抗のセラミック基体の両端に開口が設けられること、あるいは、一端に開口が設けられ、もう一端が閉鎖され、一つだけの穴からリード線が外に引出されることを特徴とする請求項１に記載の温度ヒューズと抵抗器を組み合わせた装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過電流と過温度を二重保護する抵抗体に関する装置で、抵抗と温度ヒューズの一体化の迅速反応構造に設けられ、その外形寸法が同じ出力を有する巻線抵抗器、炭素皮膜抵抗器、あるいは金属皮膜抵抗器と等しく設けられ、家電製品、ＩＴ通信機器、照明灯具などの電源に過熱保護機能を備えた抵抗として用いられて、また、過熱保護機能を備えた発熱体としても用いられる。
【０００２】
本発明は、また、自動加熱機能を備えた温度ヒューズに関し、電動工具と電動ファンモータの拘束故障の保護にも用いられる。モータが拘束状態になる場合、電流が抵抗に加熱させ、温度ヒューズに切り離させる速度がモータコイルに温度上昇させる速度よりも大いに速いため、温度ヒューズが切断する前にモータが過熱によって損傷されることが発生しないように、過熱モータの有効的な保護となる。
【背景技術】
【０００３】
マイクロ電子設備の幅広い応用に従って、特に、移動通信装置の普及によって、電池の充電装置は携帯機器を使用するための必要品となる。そのため、高周波回路を使用し、充電器を設計・生産する傾向がある。携帯しやすいことと、ＡＣ１００Ｖ〜２４０Ｖの市電電圧に自動適応する需要によって、充電器の安全性能が特に重要される。そこで過電流と過温度の二重保護機能を持つ限流抵抗器が高周波回路の安全面での重要な部品となる。本文で述べる製品はその需要に応じて開発され、そして、確実に、且つ、迅速に反応することで安全面の高信頼性が達成される。
【０００４】
しかしながら、巻線抵抗器は過電流保護機能を有しているが、抵抗体に高融点合金を採用していることで、２０倍以上の定格電流が通る時にはじめて巻線抵抗器の合金糸が溶断するまで発熱し、故障電流に対してのヒューズ機能を実現される。しかし、実際の応用の中で、負荷が異常になっても巻線抵抗器に流れる電流が溶断電流に達しない状態がしばしばある。この時、巻線抵抗器の溶断特性機能が反映されないが、巻線抵抗器の温度が３００〜５００度まで達し、充電器の安全に深刻な危害をもたらす。この問題を解決するために、一般的には、巻線抵抗器の外部に一つの温度ヒューズを直列させ、抵抗器と温度ヒューズとの直列接続体をセラミックケースの中に収納し、抵抗素子の異常通電発熱で温度ヒューズを動作させ、回路を遮断する構造を取るが、この方法では、基盤に2部品のスペース、四つの半田パッドを取らなければならない。
【０００５】
また、生活の中で、アロマ器と液体電気蚊取り器などのマイクロヒータは、安全のために、過熱保護として温度ヒューズが必要である。既存の取り付け方法は、抵抗器と温度ヒューズが直列され、一つのセラミックケースに取り付けられ、さらに硬化性の絶縁材料で充填されるやり方であるが、体積が大きすぎるので、保温過程の中で、セラミック本体が放熱しすぎことで、エネルギーの無駄が発生する。
【０００６】
さらに、電動工具と電動ファンなどのモータには、モータ拘束時の電流が通常作業の6倍であり、モータが急速に発熱するので、過熱や火災を防ぐために、回路を遮断する温度ヒューズを使用する必要があり、同時に、温度ヒューズの動作温度を低めに設定することで温度に対しての敏感性を高めたいのが普通である。一方、モータの運転中に、軽微な過負荷や電圧変動がしばしば発生するので、この時に温度ヒューズが切れないことを希望するので、温度ヒューズの動作温度の設定に矛盾が発生される。
【０００７】
新型、小型、一体化な構造、取り付けやすい温度ヒューズと抵抗器の一体化と共生体が生まれた。本構造にて以上の三者の難題が解決される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、高周波充電器の入力端に応用される抵抗として提案される。該当品が合金抵抗素子を使用することで、抵抗の機能を発揮すると同時に、大電流時のヒューズ保護機能も果たせる。さらに、当巻線抵抗器の基体内部に、温度ヒューズが直列で設置されているため、巻線抵抗器が定格温度まで発熱すると、内部の温度ヒューズが溶断され、過温度保護の機能が確保される。
【０００９】
本発明は温度ヒューズ内蔵する巻線抵抗器に関するデザインである。もともと詰まっている巻線抵抗器のセラミック基体を中空のセラミック管にし、当セラミック基体の内部に、一つの温度ヒューズを設置し、当セラミック管が温度ヒューズの外殻に構成される。温度ヒューズの片方のリード線を巻線抵抗器の片方のキャップの開口に通させることで巻線抵抗器と連接し、また、温度ヒューズのもう片方のリード線を巻線抵抗器のもう一方のキャップに通させて、外に引出させることで、直列構造が構成される。それに、巻線抵抗器のキャップの上に一つのリード線を外に引出し、更にエポキシ樹脂で製品全体を封止する。
【００１０】
本発明に設けられる温度ヒューズ内蔵型巻線抵抗器は、基礎ユニットとして直接に現有の高周波充電器の中に取り付けられ、既存の単純に巻線抵抗器を使うやり方、或いは温度ヒューズと巻線抵抗器を外付けの形でセットで使うやり方の変わりに、一般的な抵抗器の機能、過電流時の溶断保護機能、過負荷時の過温度保護機能のトリプル機能を果たす。
【００１１】
上記構造によれば、巻線抵抗器の抵抗値を０.５Ωに設け、組み合わせる温度ヒューズの温度を１５０度に設け、電動工具モータに用いって、定格電流が２Ａの温度ヒューズを例にして、通常の動作電流が０.５Ａの場合、抵抗が引き起こす温度ヒューズの感知できる温度上昇が５℃程度であるが、モータ拘束の場合、電流が３Ａに達し、抵抗から発生する熱が温度ヒューズに急速に加熱させるので、温度ヒューズが、モータコイルが切る前に切断される。
【００１２】
なお、同様に上記構造によれば、巻線抵抗が炭素皮膜抵抗や金属皮膜抵抗に変更され、抵抗値が大きく持ち上げられた場合、マイクロ発熱体として用いられる。それが一つの小さなセラミック管に固定され、アロマ器と液体電気蚊取り器の加熱体に構成され、香水などの液体拡散棒の中に設置されるので、この発熱体の発熱量が、全量、香水などの液体に吸収される。既存の方法では、セラミック機構部材が使用されるが、セラミック機構部材の一側に拡散棒をセットする穴が一つ設けられ、もう一側に一つの空洞が設けられ、そこに一つの発熱抵抗と一つの温度ヒューズが取り付けられ、そして硬化性の絶縁材料で封止される。これらの二つの方法を比較すると、香水が同じような速度で蒸発する場合、既存の方法では加熱体の電力が約２.２Ｗになるが、本発明の加熱体の必要な電力が約１Ｗになり、抵抗の発熱温度も降下されるので、抵抗体の抵抗値の安定性が大幅に向上され、香料の蒸発速度も安定化になり、そして、周囲温度の変化から受ける影響も大幅に低減される。アロマ器の消費電力が各１Ｗ減少されると、年間に９ＫＷの電力が節電される。もし全世界で５０００万個のアロマ器と液体電気蚊取り器などの発熱体が使用されている場合、年間で４５０００ＫＷの電力が節電され、炭素排出が大幅に低減される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態１の電気回路を示す図である。
【図２Ａ】本発明の実施形態１の内蔵型温度ヒューズの構造を示す図である。
【図２Ｂ】本発明の実施形態２の内蔵型温度ヒューズの構造を示す図である。
【図３Ａ】本発明の実施形態１の巻線抵抗器部分の構造を示す図である。
【図３Ｂ】本発明の実施形態２の巻線抵抗器部分の構造を示す図である。
【図４Ａ】本発明の実施形態１の実に製品に応用される時の外形を示す図である。
【図４Ｂ】本発明の実施形態１の巻線抵抗器と温度ヒューズとの共通端のリード線が削除された時の外形を示す図である。
【図５】本発明の実施形態３の製品がアロマ器に応用され、加熱している状態の図である。
【図６】本発明の実施形態４のペレット系温度ヒューズを内蔵する抵抗器の構造を示す図である。
【図７】本発明の実施形態４の内蔵されているペレット系温度ヒューズの原理構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面１、図２Ａと図３Ａを参考しつつ、本発明の特定な実施形態１をさらに説明する。その説明が本発明の最適な実施方式を具体的に説明するのが目的で、上記の目的に限定するものではない。
【００１５】
実施形態１
【００１６】
図１は携帯電話とＭＰ３スイッチング電源充電器の電気回路であり、電気回路の中に本発明の温度ヒューズと抵抗器の組合せる装置が応用されている。図２Ａの中で、温度ヒューズのリード線２ｂと２ａに低融点可溶合金３が溶接され、可溶合金３の周りに、可溶合金が溶融される時に急速に両側へ収縮するための特殊助剤４が充填される。常温でリード線２ｂと２ａ及び合金糸３及び特殊助剤４が三者一体に構成されてから、セラミック管１の中に放置し、セラミック管１の両端部にエポキシ６で硬化・封止する。これで、一個の温度ヒューズが完成される。
【００１７】
図２Ａのように示す。前記温度ヒューズが成形されてから、金属キャップ５ａと５ｂを温度ヒューズのセラミック管１の両端部に密接させ、堅固な整体が構成される。金属キャップ５ｂの中心部に外延の凸辺が設けられて、当凸辺が温度ヒューズのリード線２ｂに連接されていて、金属キャップ５ｂに巻線抵抗器の抵抗エレメントが溶接されると、温度ヒューズと巻線抵抗器が直列状態で接続される。金属キャップ５ａの中心穴が大きいので、温度ヒューズのリード線２ａがその穴に通過しやすいと同時に、一定の隙間が構成される。エポキシ６で硬化封止した後、リード線２ａと金属キャップ５ａとの間の沿面距離が安全な距離にされる。
【００１８】
前記温度ヒューズのセラミック管１の両端部にしっかりと金属キャップ５ａと５ｂを取り付けると、巻線抵抗器の基本基体が構成される。当基体の上に抵抗エレメント７の巻線を巻いて、当抵抗エレメント７の両端部を金属キャップ５ａと５ｂの上に溶接し、さらに巻線抵抗器の出力端として、金属キャップ５ａの上にリード線８を溶接してから、エポキシ９で全体の製品を封止する。そこで、一つの温度ヒューズ内蔵型巻線抵抗器の製作が完了される。図３Ａのように示す。
【００１９】
図４と図５は本発明製品の実際な取付姿であり、図４Ｂは温度ヒューズと巻線抵抗器との直列で、一端が入り、一端が出るような電気回路の構造である。図１は本発明製品が高周波充電器の中に実に応用される時の回路図であり、巻線抵抗器の過熱保護モードが体現されている。
【００２０】
実施形態２
【００２１】
図２Ｂと図３Ｂのように示す。実施形態１と違い、温度ヒューズと巻線抵抗器が平行な電気回路の中に設けられ、巻線抵抗が温度ヒューズのセラミック外殻に巻き付けられるが、巻線抵抗の両端の金属キャップ「５ａと５ｂ」のリード線と温度ヒューズのリード線が互いに連接されない構造である。
【００２２】
実施形態３
【００２３】
下表は実施形態１の巻線抵抗器が温度ヒューズで保護される時の効果データである。高周波電気回路の中によく使われる１０Ω/２Wの巻線抵抗器を例にして、加熱保護として２２１℃の温度ヒューズを使う場合、外付け式と内蔵式「即ち実施形態１の構造」の切断速度の比較が下表のように示す。もし保護されてない単一の巻線抵抗器が使われると、下表の電流値を通すとき、長時間の表面高温度が安全上の問題に招きかねない。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
実施形態４
【００２６】
具体的な構造が実施形態1と同様であるが、実施形態1に違う抵抗値と温度値の組合せ品を採用し、巻線抵抗の加熱によって温度ヒューズの切断機能を加速させる使い方で、主にモータの過熱保護に使用される。実施形態1の構造に基づいて巻線抵抗の抵抗値を０.５Ωにし、組合せる温度ヒューズの温度を１５０度に設け、且つ電動工具のモータに用いって、定格電流が２Ａである温度ヒューズを例として、通常の動作電流が０.５Ａの場合、抵抗が引き起こす温度ヒューズの感知できる温度上昇が５℃程度であるが、モータ拘束の場合、電流が３Ａに達し、抵抗から発生する熱が温度ヒューズに急速に加熱させるので、温度ヒューズがモータコイルを切る前に切断されるので、モータコイルの焼けを防ぎ、再利用の価値を高められる。以下のデータがさらに説明できる。
【００２７】
【表２】
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【００２８】
実施形態５
【００２９】
具体構造が実施形態1と同様であるが、その構造は図４Ｂのように示す。表面の合金糸抵抗が炭素皮膜抵抗又は金属皮膜抵抗２２に直され、抵抗値が数千オーム以上に変更されると、マイクロヒータ２１に構成される。図５の中の２１に示してある。温度ヒューズ内蔵のヒータ２１がアロマ器に製作される場合、マイクロヒータ２１と、マイクロヒータの外殻２３と、拡散棒２４と、リング２５と、香水瓶２６と、を含む。マイクロヒータ２１を内蔵した外殻２３が拡散棒２４の中に差し込まれて、そして拡散棒２４がリング２５に囲まれた状態で香水瓶２６の中に差し込まれて、アロマ器に構成される。
【００３０】
【表３】
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【００３１】
上記データで比較することによって、拡散棒の温度を同じくするには、本実施形態でかかる消費電力が従来技術を使う場合かかる消費電力と比較して、約50％節約できることがわかる。
【００３２】
実施形態６
【００３３】
図６のように示す。セラミック管１の中に、一つのペレット型温度ヒューズ３０「その原理構造は図７のように示す」が内蔵され、セラミック管１の両端に金属キャップ５ａと５ｂが密接され、堅固な整体に構成される。金属キャップ５ｂの中心部に外延の凸辺が設けられ、当凸辺が温度ヒューズ３０のリード線２ｂに密接されて、さらに金属キャップ５ｂに巻線抵抗のエレメントが溶接されることで、温度ヒューズと巻線抵抗が直列関係に構成される。金属キャップ５ａの中心穴が大きいので、温度ヒューズ３０のリード線２ａがその中間に通過させやすく、そして一定の隙間が構成されるので、エポキシ６が硬化されてから、リード線２ａと金属キャップ５ａとの間の沿面距離が安全な距離にされる。もし金属キャップ５ｂの形を金属キャップ５ａのようにし、また温度ヒューズ３０のリード線２ｂもその中間を通過させて、一定の隙間を残し、さらに、リード線２ｂと金属キャップ５ｂとの間の沿面距離が安全な距離になるようエポキシ６で硬化すると、抵抗器と温度ヒューズが電気的な接続がなく、ただ熱が速めに伝導される構造になる。
【００３４】
前記セラミック管１の両端部にしっかりと金属キャップ５ａと５ｂを置けると、巻線抵抗の基本基体が構成される。当基体の上に抵抗エレメント７の巻線が巻かれてから、当抵抗エレメント７の両端部を金属キャップ５ａと５ｂの上に溶接し、さらに、金属キャップ５ａの上にリード線８を巻線抵抗の出力端として溶接し、最後、エポキシ９で全体を封止したら、一つのペレット型温度ヒューズを内蔵する巻線抵抗器が完成される。また、セラミック管１の外表面にまく巻線抵抗を炭素皮膜抵抗又は金属皮膜抵抗又は厚膜抵抗に変更する場合、消費電力なしの、温度保護機能を備えた抵抗器になる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明に設けられる温度ヒューズ内蔵型巻線抵抗器は、基礎ユニットとして直接に現有の高周波充電器の中に取り付け、既存の単純に巻線抵抗器を使うやり方、或いは温度ヒューズと巻線抵抗器をセットで使うやり方の変わりに、一般的な抵抗器の機能、過電流時の溶断保護機能、過負荷時の過温度保護機能のトリプル機能を果たす。
【符号の説明】
【００３６】
１  セラミック管
２ａ、２ｂ  リード線
３  可溶合金
４  特殊助剤
５ａ、５ｂ  金属キャップ
６  エポキシ
７  抵抗エレメント
８  リード線
２１  マイクロヒータ
２２  金属皮膜抵抗
３０  温度ヒューズ
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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2014501435.tif 000017
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