(57)【要約】【課題】環境上問題のある鉛及びカドミウムを含まず、７５〜８５℃の範囲で動作信頼性の優れた鉛フリ−温度ヒューズを実現する。【解決手段】低融点可溶合金をヒューズエレメントとする温度ヒューズにおいて、低融点可溶合金の合金組成が　Ｂｉを５０重量％〜６０重量％、Ｉｎを２０重量％〜３０重量％、残部Ｓｎの組成の三元合金とするものである。更に必要な場合は、三元合金１００重量部に対して、Ｃｕを０．１〜５重量部或いは、Ａｇを０．１〜５重量部添加させて鉛フリ−温度ヒューズを実現する。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
［ｓｃｈｏｔｔ１］
可溶合金の両端に端子リ−ドを接続し、絶縁物のケ−スに挿入し、上記絶縁物のケ−スより端子リ−ドを導出する端部を封止してなる温度ヒューズにおいて、上記可溶合金にＢｉを５０重量％〜６０重量％、Ｉｎを２０重量％〜３０重量％、残部Ｓｎ　の組成からなる可溶合金とすることを特徴とする鉛フリー温度ヒュ−ズ。
【請求項２】
請求項１に記載の鉛フリー温度ヒューズにおいて、上記可溶合金にＢｉを５０重量％〜６０重量％、Ｉｎを２０重量％〜３０重量％、残部Ｓｎ　の組成を有する合金１００重量部に対してＣｕを０．１〜５重量部添加した合金を使用することを特徴とする鉛フリー温度ヒュ−ズ。
【請求項３】
請求項１に記載の鉛フリー温度ヒューズにおいて、上記可溶合金にＢｉを５０重量％〜６０重量％、Ｉｎを２０重量％〜３０重量％、残部Ｓｎ　の組成を有する合金１００重量部に対してＡｇを０．１〜５重量部添加した合金を使用することを特徴とする鉛フリー温度ヒュ−ズ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、保護素子に関するもので、詳しくは、電気・電子機器等に使用され、特定温度で溶融する低融点可溶合金を用いた温度ヒュ−ズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気・電子機器等を過熱損傷から保護する保護素子として、特定温度で動作して回路を遮断する温度ヒューズが用いられている。可溶合金型温度ヒューズは、感温材として特定温度で溶融する低融点合金を用いて、この低融点合金に通電し、周囲温度の過昇により低融点合金が溶融して回路を遮断するものである。
【０００３】
さらに、低融点合金と抵抗体とを具備し、抵抗体の通電加熱により低融点合金を強制的に溶断させる抵抗内臓型温度ヒューズと称される保護素子もある。
【０００４】
上記の可溶合金型温度ヒューズは、保温コタツ、炊飯器等の家電製品、液晶テレビや複写機器等のＯＡ機器、照明機器などに保護素子として用いられている。この内８０〜８９℃の範囲の動作温度を有する可溶合金には、従来４８Ｂｉ−３０Ｐｂ−１５Ｓｎ−７Ｉｎ（ｗｔ．％）四元合金（８４℃）　４２〜５０Ｉｎ，１０〜１５Ｃｄ，０．８〜５Ｚｎ，残Ｓｎ（ｗｔ．％）四元合金（８５℃）など人体に有害な重金属である鉛やカドミウムを１０重量％以上含有する物であった。最近、廃棄された電気・電子機器から雨水などの作用により有害金属が溶出し、地下水に深刻な汚染をもたらしていることが、地球環境上の問題となり改良が必要とされている。
【０００５】
温度ヒューズの可溶合金は、特定の温度で液状化を進行させ球状化に導き溶断させる必要上、できれば単一の溶融点を持つ共晶合金組成が好ましい。さらに、電源回路に直列に実装される温度ヒューズの特性上から、かかる温度ヒューズの内部抵抗値は長期の高温保管によっても変化せず１０ｍΩ以下であることが、省エネルギーの面や動作温度の安定性の上からも望ましい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ＰｂやＣｄによる問題を生じないように、上記した可溶合金にＰｂ及びＣｄを使用しない環境対応型の可溶合金型温度ヒューズを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に関る可溶合金型温度ヒューズは、感温素子にＢｉを５０重量％〜６０重量％、Ｉｎを２０重量％〜３０重量％、残部Ｓｎの可溶合金を使用することで７５〜８５℃の動作温度を有する温度ヒューズを可能としたものである。
【０００８】
上記の可溶合金には、Ｂｉ−Ｉｎ−Ｓｎの三元合金よりも一段と、線の塑性加工性を向上させる目的で動作温度に支障をきたすことなく請求項２に記載する範囲でＣｕを添加することもできる。
【０００９】
上記の可溶合金には、Ｂｉ−Ｉｎ−Ｓｎの三元合金よりも一段と、内部抵抗を低減させる目的で動作温度に支障をきたすことなく請求項３に記載する範囲でＡｇを添加することもできる。
【００１０】
請求項１の母材合金に対するＣｕとＡｇの添加効果を比較すると、共に母材合金の塑性向上させ、内部抵抗を低減させ得るが、Ｃｕは線の塑性加工性を向上させる効果が顕著であり、一方、Ａｇについては線の内部抵抗を低減させる効果により優れていることがわかった。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明はアキシャル型温度ヒューズ、ラジアル型温度ヒューズ、薄型温度ヒューズ、抵抗内臓型ヒューズ等に使用でき、特定の型式に限定されるものではないが、以下に実施形態の一例としてアキシャル型温度ヒューズの実施形態を用いて説明する。
【００１２】
図１は、温度ヒューズの実施形態を示し、アキシャル型温度ヒューズの断面図である。
１，２：端子リード（Ｓｎ−Ｃｕめっき銅線）
３：可溶合金
４：フラックス（ロジン、ワックス、活性剤）
５：絶縁物のケース（アルミナセラミック碍管）
６，７：封止樹脂（エポキシ樹脂）
【００１６】
実施形態は、Ｓｎ−Ｃｕめっき銅線からなる端子リ−ド１，２に、可溶合金３を抵抗溶接により接合した後、可溶合金４をロジン、ワックス、活性剤からなるフラックス４で被覆し、アルミナセラミック碍管５中に挿入して、エポキシ系封止樹脂６，７によりケース端部を封止して形成できる。なお、端子リ−ド１，２のＳｎ−Ｃｕめっき銅線は、必要に応じてＡｇめっき銅線、Ｓｎめっき銅線、Ｎｉめっき銅線等に変更でき、Ｓｎ−Ｃｕめっき銅線に限定されるものではない。
【００１７】
上記実施形態の温度ヒューズにおいて、可溶合金３にφ０．３〜０．７ｍｍ線を使用でき、また必要に応じて同一の断面積を有するテープ状合金の平角片も使用できる。
【００１８】
本発明の温度ヒューズ可溶合金は、合金鋳塊の押出し加工により製造され、その後必要に応じてテープ状に圧延加工することもできる。
【００１９】
また、将来本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、可溶合金３の線径は要求に応じてφ０．３以下とすることができ、さらにまた、要求に応じてφ０．７ｍｍ以上に変更することもできる。
【００２０】
【実施例】
（実施例１）請求項１の範囲にあるＢｉを５７重量％、Ｉｎを２６重量％、Ｓｎ　を１７重量％とした組成のφ０．６ｍｍ線を押出し加工により作製し、この合金線を実施形態の温度ヒューズに適用した。実施例１の温度ヒューズ３０個に１０ｍＡの検知電流を通電しながら、１℃／分の割合で温度上昇する恒温槽（気相）中で動作させたところ動作温度範囲は８１±２℃であった。また、７１℃で５００時間，１０００時間，２０００時間それぞれ保管した実施例１の温度ヒューズ各１０個を試験したところ内部抵抗値９±２ｍΩの範囲を保持でき、高温保管後も動作温度８１±２℃の初期範囲を維持できる事がわかった。
【００２１】
（実施例２）請求項１の三合金１００重量部に対してＣｕを１重量部添加した組成のφ０．６ｍｍ線を押出し加工により作製し、この合金線を実施形態の温度ヒューズに適用した。この温度ヒューズ３０個を実施例１と同様の方法で評価ところ動作温度範囲８５±５℃に内部抵抗値を７±２ｍΩと低くできることがわかった。さらにＣｕの添加量を詳細に検討した結果、望ましくは請求項１の合金１００重量部に対してＣｕの添加量が０．１〜１．５重量部の範囲内にあるとき目的の範囲の動作温度で合金の線加工性を向上させることができた。
【００２２】
（実施例３）請求項１の三合金１００重量部に対してＡｇを０．５重量部添加した組成のφ０．６ｍｍ線を押出し加工により作製し、この合金線を実施形態の温度ヒューズに適用した。この温度ヒューズ３０個を実施例１と同様の方法で評価したところ動作温度範囲を変化させずに内部抵抗値を５±２ｍΩと低くできることがわかった。さらにＡｇの添加量を詳細に検討した結果、望ましくは請求項１の合金１００重量部に対してＡｇの添加量が０．１〜２．５重量部の範囲内にあるとき動作温度を変化させずに内部抵抗値を低下させることができた。
【００２３】
【比較例】
Ｂｉの量を４９重量％以下にした合金組成：４８Ｂｉ−３０Ｉｎ−２２Ｓｎを用いた実施形態の温度ヒューズは、動作温度範囲が７５〜９０℃と安定せず実用の温度ヒューズに至らなかった。また、Ｂｉの量を６１重量％以上とした組成：６２Ｂｉ−３０Ｉｎ−８Ｓｎのφ０．６ｍｍ線を押出し加工により作製を試みたが、合金強度が劣り脆すぎるため作製できなかった。
【００２４】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明は、７５〜８５℃で動作可能な信頼性の優れた鉛フリー温度ヒューズをＰｂやＣｄを含有しない三合金或いは更にＣｕ、Ａｇを添加させることにより、実現するものである。
【００２５】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態であるアキシャル型温度ヒューズの断面図
【符号の説明】
１、２　　　　端子リ−ド
３　　　　　　可溶合金
４　　　　　　フラックス
５　　　　　　絶縁物のケ−ス
６、７　　　　封止樹脂
【図１】
2004018900.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成14年6月13日(2002.6.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可溶合金の両端に端子リ−ドを接続し、絶縁物のケ−スに挿入し、上記絶縁物のケ−スより端子リ−ドを導出する端部を封止してなる温度ヒューズにおいて、上記可溶合金にＢｉを５０重量％〜６０重量％、Ｉｎを２０重量％〜３０重量％、残部Ｓｎ　の組成からなる可溶合金とすることを特徴とする鉛フリー温度ヒュ−ズ。
【請求項２】
請求項１に記載の鉛フリー温度ヒューズにおいて、上記可溶合金にＢｉを５０重量％〜６０重量％、Ｉｎを２０重量％〜３０重量％、残部Ｓｎ　の組成を有する合金１００重量部に対してＣｕを０．１〜５重量部添加した合金を使用することを特徴とする鉛フリー温度ヒュ−ズ。
【請求項３】
請求項１に記載の鉛フリー温度ヒューズにおいて、上記可溶合金にＢｉを５０重量％〜６０重量％、Ｉｎを２０重量％〜３０重量％、残部Ｓｎ　の組成を有する合金１００重量部に対してＡｇを０．１〜５重量部添加した合金を使用することを特徴とする鉛フリー温度ヒュ−ズ。