(57)【要約】【課題】感温ペレット型温度ヒューズにおいて、従来Ａｇ−ＣｄＯ合金からなる可動電極が用いられてきたが、環境に有害なＣｄを含有していることや、可動電極と金属ケース内部等とが溶着し、温度ヒューズとしての動作に影響を与えるという問題があった。【解決手段】可動電極に環境に有害なＣｄを含有しないＡｇ−ＮｉＯ合金を用いることで、環境に有害な物質を含有せず、また、Ａｇ−ＣｄＯ合金からなる可動電極と比較して、耐溶着性、可動電極としての動作性、導電性、熱伝導性等が同等あるいはそれ以上の可動電極を得ることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感温ペレットが動作温度で溶融して圧縮スプリングを除荷し、圧縮スプリングが伸張することにより、圧縮スプリングにより圧接されていた可動電極とリード部材とが離隔して電流を遮断する温度ヒューズにおいて、前記可動電極がＡｇ−ＮｉＯ合金からなることを特徴する温度ヒューズ。
【請求項２】
感温ペレットが動作温度で溶融して圧縮スプリングを除荷し、圧縮スプリングが伸張することにより、圧縮スプリングにより圧接されていた可動電極とリード部材とが離隔して電流を遮断する温度ヒューズにおいて、前記可動電極がＡｇ−ＮｉＯ合金からなり、ＮｉＯを１〜２０ｗｔ％含有し、残部をＡｇで構成することを特徴とした温度ヒューズ。
【請求項３】
感温ペレットが動作温度で溶融して圧縮スプリングを除荷し、圧縮スプリングが伸張することにより、圧縮スプリングにより圧接されていた可動電極とリード部材とが離隔して電流を遮断する温度ヒューズにおいて、前記可動電極がＡｇ−ＮｉＯ合金からなり、このＡｇ−ＮｉＯ合金にＳｎ、Ｚｎ、Ｆｅの酸化物のうち１または２以上の酸化物を０．１〜５ｗｔ％含有し、酸化物の含有量合計が１〜２０ｗｔ％であり、残部をＡｇで構成することを特徴とした温度ヒューズ。
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、過昇温による機器の破損を防止するために使用される温度ヒューズに関し、特に感温材に絶縁性の化学物質を使用する感温ペレット型温度ヒューズに関する。
【0002】
【従来の技術】
電子、電気機器を過熱損傷から保護する保護素子として、特定温度で作動して回路を遮断する温度ヒューズが用いられている。この種の温度ヒューズには感温材として特定温度で溶融する低融点合金を用いたものと絶縁性の化学物質よりなる感温ペレットを用いたものとがある。
【0003】
特に後者の感温ペレット型温度ヒューズの代表的なものは図２に示す構造を有する。図２は従来の感温ペレット型温度ヒューズの縦断面図であり、図３はその感温ペレット型温度ヒューズの動作後の状態を示す縦断面図である。図２において、良導電性および良熱伝導性の金属を用いた円筒型金属ケース１の一端にリード線２がかしめ固定されている。円筒型金属ケース１内に特定温度で溶融する絶縁性の化学物質よりなる円柱状の感温ペレット４、次いで強圧縮スプリング７の弾性力を感温ペレット４に平均して押圧するための円板５、次いで円板５、６の間に圧縮状態で介在する閉回路用の強圧縮スプリング７、強圧縮スプリング７の弾性力を可動電極２８に平均して押圧するための前記円板５と同一の円板６、良導電性の金属よりなりその周縁部に円筒型金属ケース１の内面に押圧接触している複数個の舌片を有する可動電極２８が収容されている。また、金属ケース１の他端開口部を絶縁性セラミックス等からなる絶縁碍管１０により閉塞し、大径部の内方端は金属ケース１に形成された段部に係合されており、かつ円筒型金属ケース１の開口端の絶縁碍管１０よりも張り出す部分は中心軸に向かって屈曲されており、絶縁碍管１０が円筒型金属ケース１の内方および外方に移動するのを防止している。リード線３が絶縁碍管１０の中心孔を貫通しており、リード線３の内方向端が前記可動電極２８と接触する接点となり、かつその接点近傍および絶縁碍管１０の外側に隣接する部分に膨大部をそれぞれ設けて、リード線３が絶縁碍管１０の内方および外方に移動するのを防止している。弱圧縮スプリング９が可動電極８と絶縁碍管１０との間に配置され、定常状態において前記強圧縮スプリング７により圧縮された状態にある。また、絶縁碍管１０の外方向を封止樹脂１１により封止する。
【0004】
上記の構成における感温ペレット型温度ヒューズＢを電子、電気機器に直列に接続し、かつ電子、電気機器の異常温度上昇を検知したい箇所に配置することによって感温ペレット型温度ヒューズを介して電子、電気機器に通電することができる。常温時は感温ペレット４が固体であり、強圧縮スプリング７は弱圧縮スプリング９の弾性力に抗して可動電極２８をリード線３の内方向端に強く押圧接触させている。したがって、リード線２―円筒型金属ケース１―可動電極２８―リード線３が導通状態に保持されている。しかし、電子、電気機器の短絡等に起因する異常発生によって、異常温度上昇を検知したい箇所の温度が感温ペレット型温度ヒューズの動作温度にまで上昇すると、感温ペレット４が溶融し、従って強圧縮スプリング７が伸張してその弾性力が減少する結果、弱圧縮スプリング９が伸張するので可動電極２８がリード線３の内方向端から離開してリード線２、３間が非導通状態となる。このことによって、電子、電気機器への通電が停止されて電子、電気機器のそれ以上の温度上昇が阻止され、電子、電気機器の過熱損傷あるいはそれに起因する火災発生が未然に阻止される。
【0005】
上記構成の温度ヒューズに用いられる可動電極として、従来、電気接点材料として一般的なＡｇ−ＣｄＯ合金が、その良導電性および良熱伝導性または接触抵抗の増加が少なく、溶着力が小さく、アーク消耗が少ない点で用いられてきた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の可動電極は、金属ケース内部に押圧接触し可動させるために、弾力性を有するよう薄板状で用いられ、リード線および金属ケース内部との接触面が通電時にアークに長時間曝されるため、Ａｇ−ＣｄＯ合金からなる可動電極が金属ケースやリード線と溶着し、温度ヒューズとして動作が不十分となる可能性があった。また、Ｃｄは環境や人体に対して有害であるため、Ｃｄをはじめとする環境に対して有害な影響を及ぼす物質を使用せずに、有害物質を含まない代替材料が要望されており、その代替材料の開発研究がなされている。
【0007】
これらのことから、本発明の目的は、環境等に有害な物質を含まず、通電時に金属ケース内部やリード線と溶着等を起こさない可動電極を用いた動作の安定した温度ヒューズを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明による温度ヒューズは、可動電極にＡｇ−ＮｉＯ合金を用いたことを特徴とする感温ペレット型温度ヒューズであり、可動電極に用いたＡｇ−ＮｉＯ合金は、ＮｉＯを１〜２０ｗｔ％含有し、Ａｇが残部を構成することを特徴とする。また本発明による温度ヒューズは、可動電極にＡｇ−ＮｉＯ合金を用いた感温ペレット型温度ヒューズであって、可動電極に用いたＡｇ−ＮｉＯ合金は、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｆｅの酸化物のうち１または２以上酸化物を０．１〜５ｗｔ％含有し、ＮｉＯとの酸化物含有量合計が１〜２０ｗｔ％で、Ａｇが残部を構成することを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明による感温ペレット型温度ヒューズは、リード部材が一端に接続された良導電性および良熱伝導性の金属ケースに感温ペレット、スプリングの押圧を均等に伝達するための押圧板、押圧板間に圧縮された状態にある強圧縮スプリング、可動電極、を収容し、金属ケースの他端開放端を、その内方向端が可動電極と押圧接触するリード部材が中心孔を貫通する絶縁碍管が閉塞し、可動電極と絶縁碍管との間に弱圧縮スプリングが圧縮状体で介在し、封止樹脂を用いて、絶縁碍管によって閉塞されている金属ケース開放端外部を封止する構造を有する。
【0010】
前記可動電極は、Ａｇ−ＮｉＯ合金を加工して得られ、ＮｉＯを１〜２０ｗｔ％含有するものである。可動電極にＡｇ−ＮｉＯ合金を用いることにより、環境および人体に有害なＣｄを含有するＡｇ−ＣｄＯ合金を用いることなく、また通電時のアークによる金属ケース内部やリード線との溶着の少ない、したがって可動電極の動作の確実な温度ヒューズが得られる。
【0011】
ＮｉＯ量を増加させていくと金属ケース内部やリード線への耐溶着性が改善されていくと共に、接触抵抗が増大し導電性に悪影響を与えることになる。ＮｉＯ量が１〜２０ｗｔ％が温度ヒューズとして使用するに適した含有量である。ＮｉＯ含有量が１ｗｔ％以下であるとＮｉＯ含有の効果が得られず、含有量が２０ｗｔ％以上であると加工性や接触抵抗の点で温度ヒューズに用いるに適しなくなるためである。ＮｉＯ含有量が５〜１０ｗｔ％において、特に好適な可動電極が得られる。このときのＮｉＯ含有量が、耐溶着性、導電性、可動電極としての摺動性が温度ヒューズとして好適なものとなるためである。
【0012】
また、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱しない範囲で、各種の変形が可能であることはいうまでもない。例えば、温度ヒューズとして、感温材の溶融により可動電極が摺動して通電路を遮断するものだけでなく、逆に電流を遮断している状態から通電させる形式の温度ヒューズの可動電極に用いられる金属材料としても適するものである。
【0013】
【実施例】
本発明による実施例を図を用いて説明する。図１は本発明による感温ペレット型温度ヒューズの一実施例を示す縦断面図である。本実施例による感温ペレット型温度ヒューズＡは、銅等からなるリード線２がかしめ固定された、銅、黄銅等からなる良導電性および良熱伝導性の円筒型金属ケース１に、絶縁性の感温ペレット４、銅等からなる押圧板５、６、押圧板間５、６に圧縮された状体で介在する強圧縮スプリング７、可動電極８が収容され、円筒型金属ケース１の他端開口部をその内方向端が強圧縮スプリング７の押圧により可動電極８と押圧接触する銅等からなるリード線３が中心孔を通って挿通されたアルミナからなる絶縁碍管１０が閉塞し、絶縁碍管１０が閉塞した円筒型金属ケース１開口部外側を封止樹脂１１により封止する構成である。
【0014】
可動電極８は、Ａｇ、Ｎｉの各材料の所定量を溶解し、圧延加工により板形状となし、酸化炉中で内部酸化を行う。さらにこの材料を圧延加工および焼鈍処理を行い、目的の板厚にした後、スリット加工を行い目的の板幅とし、プレス加工により目的の形状としたものである。このとき、可動電極８は、厚さ０．１ｍｍの円板状金属片で、円筒型金属ケース１内面との接触部分となる円板状金属片周縁部を湾曲させており、その周縁部に切込み部を有する形状である。このように構成することで、円筒型金属ケース１の内面と弾性力をもって接触し、接触しながらの可動に好適な形状となる。また、上述の工程によりＮｉＯを８ｗｔ％含有するＡｇ−ＮｉＯ合金からなる可動電極８を作製して、感温ペレット型温度ヒューズの可動電極として用いることにより、Ａｇ−ＣｄＯ合金を用いた場合と比較して、有害な金属を含む合金を使用することなく、円筒型金属ケース１の内面やリード線３と可動電極８とが溶着することを防止できる。
【0015】
本実施例による可動電極を用いた温度ヒューズ１０個を用いて交流負荷による通電溶断試験を行った。定格以上の、交流電圧がＡＣ３００（Ｖ）のもとで、電流３５、４０、５０（Ａ）をそれぞれ印加して１℃／ｍｉｎの割合で周囲温度を上昇させ、溶断試験を行い、可動電極の溶着による動作不良の有無を調べた。比較例として従来のＡｇ−ＣｄＯ合金からなる可動電極を用いた温度ヒューズ１０個について同様に試験を行った。その結果を表１に示す。表１において、○は溶断試験おいて動作不良がなかったことを表わし、×は溶断試験おいて１個以上動作不良があったことを表わす。
【表1】
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【0016】
表１に示すように、交流負荷による通電溶断試験において、Ａｇ−ＮｉＯ合金、Ａｇ−ＣｄＯ合金のいずれを用いた温度ヒューズも可動電極の動作に異常はみられなかった。
【0017】
次に、本実施例による可動電極を用いた温度ヒューズ１０個を用いて、直流負荷による通電溶断試験を行った。印加電圧を１０、３０（Ｖ）、印加電流を１０、２０、３０、５０（Ａ）の各条件のもとで、１℃／ｍｉｎの割合で周囲温度を上昇させ、溶断試験を行い、可動電極の溶着による動作不良の有無を調べた。比較例として従来のＡｇ−ＣｄＯ合金からなる可動電極を用いた温度ヒューズ１０個について同様に試験を行った。その結果を表２に示す。表２において、○は溶断試験おいて動作不良がなかったことを表わし、×は溶断試験おいて１個以上動作不良があったことを表わす。
【表2】
2004207044.tif 000004
【0018】
表２に示すように、直流負荷において、直流電圧１０（Ｖ）のもとで直流電流１０〜５０（Ａ）を印加した場合、Ａｇ−ＮｉＯ合金、Ａｇ−ＣｄＯ合金ともに動作不良は見られなかった。直流電圧３０（Ｖ）のもとで直流電流１０〜５０（Ａ）を印加した場合、直流電流３０（Ａ）を印加した条件において、Ａｇ−ＣｄＯ合金を用いた可動電極に溶着するものがみられる結果となった。また、直流電流５０（Ａ）を印加した場合、両者共に可動電極が溶着するものがみられる結果となった。
【0019】
以上の結果から、Ａｇ−ＮｉＯ合金からなる可動電極は、Ａｇ−ＣｄＯ合金からなる可動電極と比較して、同等かあるいはそれ以上の動作性を有するということがわかる。
【0020】
また、Ａｇ−ＮｉＯ合金に温度ヒューズの可動電極としての特性の向上、すなわち耐溶着性向上、接触抵抗の安定化、可動電極消耗量の減少を目的として、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｆｅの酸化物のうち１または２種類以上の酸化物を０．１〜５ｗｔ％含有させ、酸化物の含有量合計が１〜２０ｗｔ％となるようにしても良い。Ｓｎ、Ｚｎ、Ｆｅ、の酸化物を含有させることによって、可動電極の耐溶着性をさらに向上させ、長期安定化させるものである。
【0021】
【発明の効果】
以上のように、本発明による感温ペレット型温度ヒューズは、可動電極にＡｇ−ＮｉＯ合金を用いることにより、環境に有害な物質であるＣｄを含有するＡｇ−ＣｄＯ合金を用いた可動電極を用いることなく、可動電極と金属ケース内部やリード線との耐溶着性に優れ、温度ヒューズとしての機能に問題のない信頼性の高い温度ヒューズを得られるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す感温ペレット型温度ヒューズの縦断面図である。
【図２】従来の感温ペレット型温度ヒューズの動作前を示す縦断面図である。
【図３】従来の感温ペレット型温度ヒューズの動作後を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１          円筒型金属ケース
２、３      リード線
４          感温ペレット
５、６      押圧板
７          強圧縮スプリング
８、２８    可動電極
９          弱圧縮スプリング
１０        絶縁碍管
１１        封止樹脂
Ａ          本発明による実施例の感温ペレット型温度ヒューズ
Ｂ          従来の感温ペレット型温度ヒューズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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