(57)【要約】【課題】基本的性能を維持しつつ高定格に対してもオーバーロード特性の保証のもとで動作させ得、動作後の耐圧特性や絶縁特性を充分に有する温度ヒューズを提供する。【手段】絶縁ケース５０のリード線１０・２０上および低融点可溶合金４０上のいずれか一方または両方に、少なくとも二箇所に間隔を隔てて塗布される分割フラックス３５・３５・・・と、絶縁ケース５０の開口部５０ａ・５０ｂと、その位置の開口部を挿通している各リード線１０・２０とを封着する封着剤７０・７０とを有する。このように構成することにより、ＩＥＣ規格６０６９１を満たし、高定格でも不具合を発生させず、アーク等を発生して放電したり、絶縁破壊しない。絶縁ケース５０内を炭化フラックスの浮遊または飛散を抑える。絶縁ケース５０または温度ヒューズの破損を防ぐ。【選択図】      図１
2012256569.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方のリード線の端部と他方のリード線の端部とが間隔を隔てて互いに対向する一対のリード線と、
前記一方のリード線の端部と前記他方のリード線の端部の間に溶接されてそのリード線の端部同士を接合する低融点可溶合金と、
絶縁ケースの開口部からその絶縁ケース内に挿入される前記リード線上および前記低融点可溶合金上のいずれか一方または両方に、少なくとも二箇所に間隔を隔てて塗布されている分割フラックスと、
前記絶縁ケースの開口部と、その位置の開口部を挿通している各リード線とを封着する封着剤と、
を有していることを特徴とする温度ヒューズ。
【請求項２】
請求項１に記載の温度ヒューズであって、
前記一対のリード線の間に接合される前記低融点可溶合金は、前記絶縁ケース内において、その絶縁ケースの長手方向または長手方向に垂直な幅方向の寸法の中心部に位置していることを特徴とする温度ヒューズ。
【請求項３】
請求項１に記載の温度ヒューズであって、
前記絶縁ケース内の前記一対のリード線上両方に前記分割フラックスが塗布されており、
一方のリード線上の分割フラックスと、他方のリード線上の分割フラックスとが、前記低融点可溶合金を間に介して、互いに間隔を隔てていることを特徴とする温度ヒューズ。
【請求項４】
請求項１に記載の温度ヒューズであって、
前記絶縁ケース内の前記低融点可溶合金上に、前記分割フラックスが少なくとも二箇所それぞれ互いに間隔を隔てて塗布されていることを特徴とする温度ヒューズ。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の温度ヒューズであって、
前記絶縁ケース内において、前記複数の分割フラックスのうち少なくとも一つ以上は前記低融点可溶合金上に塗布されており、残りの分割フラックスは前記一方および他方のリード線上の少なくとも一方に塗布されていることを特徴とする温度ヒューズ。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の温度ヒューズであって、
前記絶縁ケース内において、前記一方のリード線上および前記低融点可溶合金の一方側部上の両方にまたがる一方側の接合部位上に分割フラックスが塗布されており、かつ、前記他方側のリード線上および前記低融点可溶合金の他方側部上の両方にまたがる他方側の接合部位上に分割フラックスが塗布されていることを特徴とする温度ヒューズ。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の温度ヒューズであって、
長手方向一方側および他方側それぞれに開口部を有する前記絶縁ケースと、
前記一方のリード線の端部と前記他方のリード線の端部とが長手方向直列状に間隔を隔てて互いに対向する一対のリード線と、
前記一方のリード線の端部と前記他方のリード線の端部の間に溶接されてそのリード線の端部同士を接合する低融点可溶合金と、
前記絶縁ケースの開口部からその絶縁ケース内に挿入される前記リード線上および前記低融点可溶合金上のいずれか一方または両方に、少なくとも二箇所に間隔を隔てて塗布されている分割フラックスと、
前記絶縁ケースの開口部と、その位置の開口部を挿通している各リード線とを封着する封着剤と、
を有し、
前記絶縁ケース内にて、前記低融点可溶合金の表面と、その絶縁ケースの幅方向一方側および他方側の壁内面との間に幅方向の空間を設けて対向していることを特徴とする温度ヒューズ。
【請求項８】
請求項７に記載の温度ヒューズであって、
前記一方の封着剤の長手方向内周側部と、前記一方のリード線上に塗布されている分割フラックスの長手方向の側面部とが接触または対向するように近接していて、
前記他方の封着剤の長手方向内周側部と、前記他方のリード線上に塗布されている分割フラックスの長手方向の側面部とが接触または対向するように近接していることを特徴とする温度ヒューズ。
【請求項９】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の温度ヒューズであって、
前記一方のリード線の端部と前記他方のリード線の端部とが幅方向並列状に間隔を隔てて互いに対向する一対のリード線と、
前記一方のリード線の端部と前記他方のリード線の端部の間に溶接されてそのリード線の端部同士を接合する低融点可溶合金と、
前記一対のリード線およびその端部同士間を接合している低融点可溶合金が挿入される開口部を有する前記絶縁ケースと、
前記絶縁ケース内に挿入される前記リード線上および前記低融点可溶合金上のいずれか一方または両方に、少なくとも二箇所に間隔を隔てて塗布されている分割フラックスと、
前記絶縁ケースの開口部と、その位置の開口部を挿通している各リード線とを封着する封着剤と、
を有し、
前記絶縁ケース内にて、前記低融点可溶合金の表面と前記絶縁ケースの長手方向の内奥側端面との間、
並びに、
前記一方のリード線の端部の表面と前記絶縁ケースの幅方向一方側の壁内面との間、および、前記他方のリード線の端部の表面と前記絶縁ケースの幅方向他方側の壁内面との間、のいずれか一方または両方に空間を備えていることを特徴とする温度ヒューズ。
【請求項１０】
請求項９に記載の温度ヒューズであって、
各リード線を折曲することにより各リード線は折曲部を設け、その折曲部を境に、前記低融点可溶合金側の各リード線の幅方向の間隔の寸法の大きさよりも前記絶縁ケースの開口部側の各リード線の幅方向の間隔の寸法の大きさを広く設定し、かつ、前記開口部側の各リード線それぞれが前記絶縁ケースの幅方向壁内面に接触していることを特徴とする温度ヒューズ。
【請求項１１】
請求項９または請求項１０に記載の温度ヒューズであって、
前記絶縁ケース内にて、前記低融点可溶合金の表面と前記絶縁ケースの長手方向の内奥側端面との間に空間を、
並びに、
前記一方のリード線の端部の表面と前記絶縁ケースの幅方向一方側の壁内面との間、および、前記他方のリード線の端部の表面と絶縁ケースの幅方向他方側の壁内面との間のいずれか一方または両方に空間を、
それぞれ設けており、
前記低融点可溶合金の表面と前記絶縁ケースの長手方向の内奥側端面、
並びに、
前記一方のリード線の端部の表面と前記絶縁ケースの幅方向一方側の壁内面、および、前記他方のリード線の端部の表面と前記絶縁ケースの幅方向他方側の壁内面、
とが非接触状態にあるように設定していることを特徴とする温度ヒューズ。
【請求項１２】
一対のリード線において、一方のリード線の端部と他方のリード線の端部とを間隔を隔てて互いに対向させ、
前記一方のリード線の端部と前記他方のリード線の端部の間を溶接して前記一対のリード線の端部同士を低融点可溶合金で接合し、
前記リード線上および前記低融点可溶合金上のいずれか一方または両方に、少なくとも二箇所に間隔を隔てて分割フラックスを塗布し、
前記分割フラックスを塗布した前記リード線および前記低融点可溶合金のいずれか一方または両方を、挿入用に開口した開口部を有する前記絶縁ケースに挿入し、
絶縁ケース内にて、前記低融点可溶合金の表面と、該絶縁ケースの壁内面との間に空間を設けて対向させ、
前記絶縁ケースの開口部と、その位置の開口部を挿通している各リード線とを封着剤で封着することを特徴とする温度ヒューズの製造方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の温度ヒューズの製造方法であって、
前記一方のリード線の端部と前記他方のリード線の端部とを長手方向直列状に間隔を隔てて互いに対向させ、
前記一方のリード線の端部と前記他方のリード線の端部の間を溶接して前記一対のリード線の端部同士を長手方向に低融点可溶合金で接合し、
前記リード線上および前記低融点可溶合金上のいずれか一方または両方に、少なくとも二箇所に間隔を隔てて分割フラックスを塗布し、
前記分割フラックスを塗布した前記リード線および前記低融点可溶合金のいずれか一方または両方を、長手方向一方側および他方側に開口した開口部を有する前記絶縁ケースに挿入し、
絶縁ケース内にて、前記低融点可溶合金の表面と、該絶縁ケースの壁内面との間の幅方向に空間を設けて対向させ、
前記絶縁ケースの開口部と、その位置の開口部を挿通している各リード線とを封着剤で封着することを特徴とする温度ヒューズの製造方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載の温度ヒューズの製造方法であって、
前記一方のリード線の端部と前記他方のリード線の端部とを幅方向並列状に間隔を隔てて互いに対向させ、
前記一方のリード線の端部と前記他方のリード線の端部の間を溶接して前記一対のリード線の端部同士を幅方向に並行に低融点可溶合金で接合し、
前記リード線上および前記低融点可溶合金上のいずれか一方または両方に、少なくとも二箇所に間隔を隔てて分割フラックスを塗布し、
前記分割フラックスを塗布した前記リード線および前記低融点可溶合金のいずれか一方または両方を、長手方向一方側または他方側のいずれかが開口した開口部を有する絶縁ケースに挿入し、
前記絶縁ケース内にて、前記低融点可溶合金の表面と、該絶縁ケースの壁内面との間が長手方向および幅方向のいずれか一方または両方に空間を設けて対向させ、
前記絶縁ケースの一方側のみに開口した開口部と、その位置の開口部を挿通している各リード線とを封着剤で封着することを特徴とする温度ヒューズの製造方法。
【請求項１５】
請求項１２または請求項１４に記載の温度ヒューズの製造方法であって、
各リード線を折曲することにより各リード線は折曲部を設け、その折曲部を境に、前記低融点可溶合金側の各リード線の幅方向の間隔の寸法の大きさよりも前記絶縁ケースの開口部側の各リード線の幅方向の間隔の寸法の大きさを広く設定し、かつ、前記開口部側の各リード線それぞれが前記絶縁ケースの幅方向壁内面に接触していることを特徴とする温度ヒューズの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度ヒューズおよびその温度ヒューズの製造方法に関する。特に、オーバーロード特性、および、ヒューズ動作後の絶縁特性、耐圧特性が優れている高定格の温度ヒューズおよびその温度ヒューズの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、定格以上の大電流から電気回路を保護、あるいは加熱や発火といった事故を防止する過熱保護部品としてヒューズが知られている。ヒューズは電気回路内に置かれ、普段は導体として振る舞う。しかし何らかの異常によって電気回路に定格以上の電流が流れると、自らを流れる電流によって発生したジュール熱が自らを溶かし、自らが置かれる回路を遮断して電気回路に流れる電流を断つ。
【０００３】
図４は、従来のアキシャル型温度ヒューズ１００ｃを示す断面図である。図４（ａ）はその一実施例を示す図であり、（ｂ）はその他の実施例を示す図である。アキシャル型温度ヒューズ１００ｃは筒型ケ−スタイプであり、その外装体である絶縁ケース５０は耐熱性・良熱伝導性の絶縁筒状で、長手方向一方および他方それぞれに開口した開口部５０ａ・５０ｂを有している。
【０００４】
一方のリード線１０の一端部１０ａおよび他方のリード線２０の他端部２０ｂは、互いに長手方向に所定の間隔Ｍを隔てて長手方向直列状に対向し、低融点可溶合金４０により接合されている。さらに動作性能を長期間にわたって維持するため、ロジン（松脂）を主成分とする特殊樹脂からなるフラックス３０を低融点可溶合金４０の表面全体４０ａに亘って塗布・乾燥し、このフラックス塗布可溶合金を絶縁ケース５０に挿通し、外部から水などの浸入を防止するため、かつ、気密性を保つために、その絶縁ケース５０の長手方向両端開口部５０ａ・５０ｂとリ−ド線の端部１０ａ・２０ｂそれぞれとの間を封着剤７０・７０で封着した構造をしている。
【０００５】
一般的な温度ヒューズ１００の動作機構について、図５に基づき説明する。図５は、図４（ａ）に示す従来例のアキシャル型温度ヒューズ１００ｃにおいて、温度ヒューズ１００ｃの周囲の温度上昇によって可溶合金４０の変化を示した断面図であり、図５（ａ）は溶融前、（ｂ）は溶融途中、（ｃ）は溶融後の状態を示した図である。
【０００６】
温度ヒューズ１００ｃは内部抵抗が非常に低いので電流による自己発熱は殆どなく、温度ヒューズ１００ｃを備える電気機器や回路素子が過電流により発熱することにより、図５（ｂ）に示すように、温度ヒューズ１００ｃの周囲の温度上昇により低融点可溶合金４０が融点に達して溶断し、温度ヒューズ１００ｃのリード線１０・２０間の導通が遮断されて、機器の電気回路が開路する構成になっている。
【０００７】
低融点可溶合金４０が融点に達して溶断する際、温度ヒューズ１００ｃの周囲の温度上昇によって融点に達し溶融した低融点可溶合金４０がその表面全体４０ａに塗布しているフラックス３０の作用により溶融合金の表面張力が促進されて、両端のリード線１０・２０への濡れにより分断球状化される。
なお、温度ヒューズの低融点可溶合金４０上のフラックス３０においては、その融点が低融点可溶合金４０の融点よりも低く、低融点可溶合金４０の溶融時には、既に溶融して強力な活性を発現し、低融点可溶合金４０に酸化物が含まれていても、その酸化物を可溶化し、上記溶融合金の球状化分断作用を促進する。したがって、温度ヒューズ１００においてフラックス３０は不可欠である。
【０００８】
以上の動作機構を経て、図５（ｃ）に示すように、低融点可溶合金４０の分断球状化の進行により過電流の通電が遮断され、この通電遮断による機器の降温で分断溶融合金４２・４２が凝固されて非復帰のカットオフが終結される。
したがって、電気機器等の許容温度と低融点可溶合金４０の分断温度とがほぼ等しくなるように設定されており、電気機器や回路素子の加熱破損を未然に防止している。
【０００９】
また、従来の温度ヒューズ１００の他の一例として、ラジアル型温度ヒューズ１００ｄの断面図を図６に示す。図６（ａ）はその平面断面図であり、（ｂ）はその側面断面図である。
【００１０】
上記アキシャル型温度ヒューズ１００ｃとの相違点としては、主に、ラジアル型温度ヒューズ１００ｄは有底筒型ケ−スタイプであり、絶縁ケース５５は長手方向一方側または他方側のいずれか一方向（本実施形態では長手方向他方側）のみに開口した開口部５５ａを有している点、一方のリード線１０の一端部１０ａと他方のリード線２０の一端部２０ａとの端部同士１０ａ・２０ａが幅方向に所定の間隔Ｎを隔てて並行に低融点可溶合金４０により溶接されて接合されている点、が異なる。
なお、ラジアル型温度ヒューズの動作機構と上記アキシャル型温度ヒューズの動作機構とはほぼ同じである。
【００１１】
このような電機部品の電気回路に配設される温度ヒューズとしては、例えば、特許文献１に挙げられる温度ヒューズがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００２／０９９８２７公報（図２、図６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従来において、温度ヒューズにおけるフラックスと低融点可溶合金に対する考えは、上述したように、低融点可溶合金上のほぼ全域に亘ってフラックスを塗布し、過剰な温度を感知した際にはより早く球状化して分断する、というものであった。
そのため、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、周囲の温度が上昇して温度ヒューズが動作する時、まず、フラックスが溶融し、低融点可溶合金上を移動可能な溶融状態になる。更に周囲の温度が増すことで、低融点可溶合金が溶融する。リード線の一端部にて低融点可溶合金は球状化し、フラックスはその球状化を促進する。したがって、リード線間の導通が分断される、というのが一般的な温度ヒューズの構成であった。
【００１４】
しかしながら、最近では、電気製品の高機能化が進み、高電力を消費するようになりつつある。そのため、高い電力の定格に対応できる温度ヒューズが要求されており、その要求されている高定格に対応できる温度ヒューズの早期商品化が望まれている。そこで、さらに研究した結果、次の（Ａ）〜（Ｃ）の課題が存在することが知見された。
【００１５】
（Ａ）フラックスの炭化、アークの発生による影響
定格を越える高い電力では、温度ヒューズ動作時のアーク発生による破壊、ヒューズ動作後での耐電圧・絶縁不良が顕著となる可能性が高い。すなわち、アークの温度はフラックスの融点よりかなり高温であるため、フラックスは炭化または気化する。よって、絶縁ケース内を炭化フラックスが浮遊状態で存在する場合もあり、飛散した炭化フラックスは炭化しているがゆえに導通性を有している。そのため、浮遊状態の炭化フラックスを通じて一対のリード線間がアーク電流により再導通する虞がある。
また、浮遊状態の炭化フラックスが絶縁ケースの壁内面に付着することにより、高温のアーク熱が絶縁ケースを加熱することになり絶縁ケースが破損する虞がある。特に、リード線と絶縁ケースとが近いほど炭化フラックスとリード線との間でアーク電流により導通経路が形成されて、その導通経路に電流が流れそのジュール発生熱のために絶縁ケースまたは温度ヒューズが損傷・破壊してしまう可能性も充分に考え得る。
たとえ、損傷・破壊に至らなくても、動作後の絶縁性が悪いために高電圧がかかると再導通してしまい、重大な問題になる蓋然性がある。
【００１６】
また、低融点可溶合金の溶断時、液相化低融点可溶合金が微細粒子となって動作時アークによる炭化フラックスを伴いながら周囲に飛散し、絶縁ケースの壁内面等に多数付着することで動作後の絶縁距離が保てず上述したように高電圧印加による再導通や再遮断時の再アーク発生が原因と推定される障害の発生が懸念される。
【００１７】
（Ｂ）温度ヒューズ内の内圧上昇による影響
また、アークのエネルギーにより低融点可溶合金上のほぼ全域に亘って塗布されているフラックスの気化または分解により、封着剤で封着されている絶縁ケース内のフラックスの気体分子数が急増し、温度ヒューズ内部の空間の圧力が上昇する。特にアークのエネルギーが大きい場合は、温度ヒューズ内の内圧上昇により、温度ヒューズの密封の劣化や、温度ヒューズを構成する絶縁ケースが破損する虞がある。
【００１８】
したがって、従来の温度ヒューズは上記理由のために定格電流の値を下げて対処せざるをえなかった。
【００１９】
（Ｃ）オーバーロード試験
また、温度ヒューズにおいては、上記アークに対してオーバーロード特性及び耐圧特性が要求されている。これらの特性は温度ヒューズの電気定格を定めるうえで重要な役割を担っている。
「オーバーロード特性」とは、温度ヒューズに規定の電流、電圧を印加している状態で周囲温度が上昇して動作する時にヒューズが損傷したり、アーク、炎等を発生して危険な状態にならないといった外形的安定性のことである。「耐圧特性」とは、動作した温度ヒューズが規定の高電圧が掛かっても絶縁破壊を起こすことなく維持できるといった絶縁安定性のことである。
【００２０】
このオーバーロード特性および耐圧特性の評価方法として代表的な規格であるＩＥＣ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ）規格６０６９１には、定格電圧×１．１、定格電流×１．５を印加しながら２±１Ｋ／ｍｉｎの速度で昇温させて作動させた際、アーク、炎等を発生して危険な状態にならないこと、および動作後のヒューズボディーに巻装した金属箔とリード線間に定格電圧×２＋１０００Ｖを、両リード線間に定格電圧×２をそれぞれ１分間印加しても、放電したり、絶縁破壊したりしないことが規定されている。
しかしながら、従来の温度ヒューズでは、定格電力を越えて上記規格を満たすことは至難である。
【００２１】
よって、製造した温度ヒューズが上記高定格において不具合を発生させることなく高定格の電圧に対応できるか否かの判断基準として、オーバーロード特性および耐圧特性の評価方法の基準を満たす必要がある。
【００２２】
本発明の目的は、上記課題に鑑み、温度ヒューズとしての基本的性能を維持しつつ高定格に対してもオーバーロード特性の保証のもとで迅速に動作させ得、かつ動作後の耐圧特性や絶縁特性を満足に保証できる温度ヒューズを提供することにある。また、別の目的は、その温度ヒューズの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記目的を達成するための手段として、本発明に係る温度ヒューズ１００ａは、一方のリード線１０の端部１０ａと他方のリード線２０の端部２０ｂとが間隔Ｍを隔てて互いに対向する一対のリード線１０・２０と、前記一方のリード線１０の端部１０ａと前記他方のリード線２０の端部２０ｂの間に溶接されてそのリード線の端部同士１０ａ・２０ｂを接合する低融点可溶合金４０と、絶縁ケース５０の開口部５０ａ・５０ｂからその絶縁ケース５０内に挿入される前記リード線１０・２０上および前記低融点可溶合金４０上のいずれか一方または両方に、少なくとも二箇所に間隔を隔てて塗布されている分割フラックス３５・３５・・・と、前記絶縁ケース５０の開口部５０ａ・５０ｂと、その位置の開口部５０ａ・５０ｂを挿通している各リード線１０・２０とを封着する封着剤７０・７０と、を有していることを特徴している。
【００２４】
また、上記目的を達成するための方法として、本発明に係る温度ヒューズの製造方法は、一対のリード線１０・２０において、一方のリード線１０の端部１０ａと他方のリード線２０の端部２０ｂとを間隔Ｍを隔てて互いに対向させ、前記一方のリード線１０の端部１０ａと前記他方のリード線２０の端部２０ｂの間を溶接して前記一対のリード線１０・２０の端部同士１０ａ・２０ｂを低融点可溶合金４０で接合し、前記リード線１０・２０上および前記低融点可溶合金４０上のいずれか一方または両方に、少なくとも二箇所に間隔を隔てて分割フラックス３５・３５・・・を塗布し、前記分割フラックス３５・３５・・・を塗布した前記リード線１０・２０および前記低融点可溶合金４０のいずれか一方または両方を、挿入用に開口した開口部５０ａ・５０ｂを有する前記絶縁ケース５０に挿入し、絶縁ケース５０内にて、前記低融点可溶合金４０の表面４０ｂと、該絶縁ケース５０の壁内面５０ｄとの間に空間Ｐを設けて対向させ、前記絶縁ケース５０の開口部５０ａ・５０ｂと、その位置の開口部５０ａ・５０ｂを挿通している各リード線１０・２０とを封着剤７０・７０で封着することを特徴としている。
【００２５】
本発明は、上記（Ａ）〜（Ｃ）の課題を解決し、以下の作用を奏するものである。
【００２６】
上記課題（Ａ）に関し、本発明の温度ヒューズおよび本発明の製造方法により製造した温度ヒューズは、絶縁ケースの開口部からその絶縁ケース内に挿入されるリード線上および低融点可溶合金上のいずれか一方または両方に、少なくとも二箇所に間隔を隔てて分割フラックスを塗布することができ、絶縁ケース内にて、低融点可溶合金の表面と、その絶縁ケースの壁内面との間に空間を設けて対向している。
このような構成にしたことにより、低融点可溶合金上の表面全域にフラックスを塗布していた従来の温度ヒューズに比べて、フラックスを分割し、その分割したフラックスを低融点可溶合金上だけでなくリード線上にも塗布することを想定した発明であり、分割フラックスを塗布する箇所を絶縁ケース内において、適宜選択して複数箇所に間隔を隔てて塗布することができる。
これによって、溶断時にアークが発生していた低融点可溶合金の一端間に相当する箇所にフラックスを塗布する必要がなく、さらに、そのアークが発生する箇所から離れた箇所に複数の分割フラックスを塗布することができる。例えば、敢えてアークが発生する低融点可溶合金上にフラックスを塗布せず、低融点可溶合金の両端部のリード線上にそれぞれフラックスを塗布するといったこともできる。
その結果、アークによる溶融フラックスの炭化や気化するような事態が解消または最小限に抑えることができる。また、その分、従来に比べてフラックスの全体としての必要量が少なく済むためコスト面でも優れている。
【００２７】
上記課題（Ｂ）に関し、本発明の温度ヒューズおよび本発明の製造方法により製造した温度ヒューズでは、アークの発生場所から離れた箇所にフラックスを複数箇所塗布する構成であるというのと、従来に比べてフラックスの全体としての必要量が少なく済むため、従来の温度ヒューズに比べて、アークのエネルギーにより可溶合金の表面に塗布されているフラックスが気化または分解する虞もなく、温度ヒューズ内部の空間の圧力が上昇することを抑えることができる。
【００２８】
上記課題（Ｃ）に関し、本発明の温度ヒューズおよび本発明の製造方法により製造した温度ヒューズは、後述する各実施例１ないし５に示すように、オーバーロード特性および耐圧特性の評価方法の代表的な規格であるＩＥＣ規格６０６９１の判定基準を満たすものである。そして、後述する実施例に示すように、本発明に係る温度ヒューズおよびその製造方法により製造された温度ヒューズは、この規格に優れた成績で合格している。
したがって、本発明の温度ヒューズは、高定格においても不具合を発生させることなく高定格の電圧に対応できる判定基準を満たしており、本温度ヒューズを作動させた際、アーク、炎等を発生して危険な状態にならないこと、および、放電したり、絶縁破壊しないことが保証された温度ヒューズである。
【発明の効果】
【００２９】
以上のとおり、本発明の温度ヒューズおよび本発明の製造方法により製造した温度ヒューズは、オーバーロード特性および耐圧特性の評価方法の代表的な規格であるＩＥＣ規格６０６９１の判定基準を満たす。このため、本発明の温度ヒューズは、高定格においても不具合を発生させることなく高定格の電圧に対応できる判定基準を満たしており、本温度ヒューズを作動させた際、アーク、炎等を発生して危険な状態にならないこと、および、放電したり、絶縁破壊しないことが保証された。
さらに、フラックスを分割させて塗布する構成であるため、従来のように一塊のフラックスにアークエネルギーを伝達するのではなく、分割したフラックスそれぞれに分散させて塗布しそれぞれに熱を伝達する構成でもあるので、フラックスが炭化または気化するのを抑えることができ、絶縁ケース内を炭化フラックスの浮遊または飛散を抑えることができるため、浮遊状態の炭化フラックスを通じてリード線間がアーク電流により再導通することを防止できる。
また、浮遊状態の炭化フラックスが従来に比べて非常に少なくすることができるため、絶縁ケースの壁内面に付着したとしても、絶縁ケースの壁内面に付着した炭化フラックスとリード線との間にアーク電流の導通経路が形成されることは抑えられ、絶縁ケースまたは温度ヒューズが破損してしまう可能性を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態に係るアキシャル型温度ヒューズの断面図であり、（ａ）は第１実施例、（ｂ）は第２実施例、（ｃ）は第３実施例の側面断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るに係るラジアル型温度ヒューズの断面図であり、（ａ）は第４実施例の平面断面図、（ｂ）は第４実施例の側面断面図、（ｃ）は第５実施例の平面断面図、（ｄ）は第５実施例の側面断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係るラジアル型温度ヒューズの断面図であり、（ａ）は平面断面図、（ｂ）はその側面断面図で、（ｃ）は更に他の実施形態に係るラジアル型温度ヒューズの平面断面図である。
【図４】従来のアキシャル型温度ヒューズの断面図であり、（ａ）はその一実施例を示す図であり、（ｂ）はその他の実施例を示す図である。
【図５】図４（ａ）に示すアキシャル型温度ヒューズにおいて、温度ヒューズの周囲の温度上昇による可溶合金の変化を示した断面図であり、（ａ）は溶融前、（ｂ）は溶融途中、（ｃ）は溶融後の状態を示した断面図である。
【図６】従来のラジアル型温度ヒューズの断面図であり、（ａ）は平面断面図であり、（ｂ）はその側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
なお、以下の説明では、
（イ）  本発明の一実施形態に係るアキシャル型温度ヒューズの構成について
（ロ）  発明の一実施形態に係るラジアル型温度ヒューズの構成について
（ハ）  温度ヒューズの各構成部材について
（ニ）  ＩＥＣ６０６９１に規定された試験に基づき評価した実施例と比較例との説明
（ホ）  実施例と比較例との対比
の流れに従い説明する。
【００３２】
（イ）  本発明の一実施形態に係るアキシャル型温度ヒューズの構成について
図１は、本発明の一実施形態に係るアキシャル型温度ヒューズの断面図である。
本発明の一実施形態に係るアキシャル型温度ヒューズ１００ａは、その外装体が筒型ケ−スタイプであり、一方のリード線１０の一端部１０ａと他方のリード線２０の他端部２０ｂとが長手方向直列状に所定の間隔Ｍを隔てて互いに対向する一対のリード線１０・２０と、一方のリード線１０の一端部１０ａと他方のリード線２０の他端部２０ｂの間に溶接されてそのリード線１０・２０の端部同士１０ａ・２０ｂを長手方向に接合する低融点可溶合金４０と、長手方向一方側および他方側それぞれに開口した開口部５０ａ・５０ｂからその絶縁ケース５０内に挿入されるリード線１０・２０上および低融点可溶合金４０上のいずれか一方または両方に、少なくとも二箇所に間隔を隔てて塗布されている分割フラックス３５・３５・・・（本実施形態では二箇所に分割フラックス３５・３５が塗布）と、絶縁ケース５０の開口部５０ａ・５０ｂと、その位置の開口部５０ａ・５０ｂを挿通している各リード線１０・２０とを封着する封着剤７０・７０と、を有し、絶縁ケース５０内にて、低融点可溶合金４０の表面４０ｂと、絶縁ケース５０の幅方向一方側の壁内面５０ｄとの幅方向の間、および、低融点可溶合金４０の表面４０ｂと、絶縁ケース５０の幅方向他方側の壁内面５０ｅとの幅方向の間、の少なくとも一方にそれぞれ空間Ｐ・Ｐを設けて対向させている。本実施形態では、両方に空間Ｐ・Ｐを設けている。
【００３３】
また、絶縁ケース５０内において、一対のリード線１０・２０の間に接合される低融点可溶合金４０の長手方向の中心部は、その絶縁ケース５０の長手方向の中心部Ｏに重なるように位置している。図１において、絶縁ケース５０の長手方向一端部および他端部から絶縁ケース５０の長手方向中心部Ｏにかけて、長手方向一方側および他方側からも同位置に低融点可溶合金４０の長手方向の中心部が位置している。つまり、絶縁ケース５０の中心部Ｏを境に長手方向一方側および他方側それぞれに位置する低融点可溶合金４０の体積や長手方向の寸法が同一である（その寸法を符号「Ｄ」で示す）。
なお、ここでいう「低融点可溶合金４０の長手方向の中心部」が「絶縁ケース５０の長手方向の中心部Ｏ」に「重なるように位置している」の「重なる」という文言は、互いの中心部が完全一致という意味だけではなく、重なりのズレが多少大きいまたは少ない寸法である場合も含む。
つまり、絶縁ケース５０の中心部Ｏを境に、長手方向一方側に位置する低融点可溶合金４０の体積や長手方向の寸法、長手方向他方側に位置する低融点可溶合金４０の体積や長手方向の寸法、それぞれ互いの値の公差の範囲を逸脱しない程度の寸法を含む。
このように構成することにより、低融点可溶合金４０が各リード線１０・２０の一端部１０ａおよび他端部２０ｂそれぞれにて溶融分断するときに、低融点可溶合金４０が絶縁ケース５０内にて体積を偏らせることなく、溶融分断させることができる。したがって、偏って分断したことにより生じる不具合を未然に防止することができる。
【００３４】
（ロ）  発明の一実施形態に係るラジアル型温度ヒューズの構成について
図２は、本発明の一実施形態に係るラジアル型温度ヒューズの断面図である。図２（ａ）は第４実施例の平面断面図であり、（ｂ）は第４実施例の側面断面図である。
本発明の一実施形態に係るラジアル型温度ヒューズ１００ｂは、図２に示すように、温度ヒューズ１００ｂは有底筒型ケ−スタイプであり、長手方向一方側および他方側のいずれか（本実施形態では長手方向他方側）に開口部５５ａを有する外装体である絶縁ケース５５と、一方のリード線１０の一端部１０ａと他方のリード線２０の一端部２０ａとが幅方向並列状に所定の間隔Ｎを隔てて互いに対向する一対のリード線１０・２０と、一方のリード線１０の一端部１０ａと他方のリード線２０の一端部２０ａの間に溶接されてそのリード線１０・２０の端部同士端部同士１０ａ・２０ａを幅方向に並行に接合する低融点可溶合金４０と、絶縁ケース５５の開口部５５ａからその絶縁ケース５５内に挿入されるリード線１０・２０上および低融点可溶合金４０上のいずれか一方または両方に、少なくとも二箇所に間隔を隔てて塗布されている分割フラックス３５・３５・・・（本実施形態では二箇所に分割フラックス３５・３５が塗布）と、絶縁ケース５５の一方側のみに開口した開口部５５ａと、その位置の開口部５５ａを挿通している各リード線１０・２０とを封着する封着剤７０と、を有し、絶縁ケース５５内にて、低融点可溶合金４０の表面４０ｂと絶縁ケース５５の長手方向の内奥側端面５５ｆとの間に空間Ｑを、並びに、一方のリード線１０の一端部１０ａの表面と絶縁ケース５５の幅方向一方側の壁内面５５ｄとの間、および、他方のリード線２０の一端部２０ａの表面と絶縁ケース５５の幅方向他方側の壁内面５５ｅとの間のいずれか一方または両方（本実施形態では両方）に空間Ｒ、Ｒを、それぞれ設けており、低融点可溶合金４０の表面４０ｂと絶縁ケース５５の長手方向の内奥側端面、並びに、一方のリード線１０の一端部１０ａの表面と絶縁ケース５５の幅方向一方側の壁内面５５ｄ、および、他方のリード線２０の一端部２０ａの表面と絶縁ケース５５の幅方向他方側の壁内面５５ｅ、とが非接触状態にあるように設定している。
【００３５】
さらに、本実施形態では、ラジアル型温度ヒューズ１００ｂの製造方法の簡素化を考慮し、絶縁ケース５５内に、低融点可溶合金４０で溶接固定した各リード線１０・２０が挿入し易いよう、一対に並行なリード線１０・２０の幅方向の寸法の大きさが、絶縁ケース５５の長手方向内奥側端面５５ｆ側と、長手方向開口部５５ａ側とで異なるように設定し、絶縁ケース５５内にて折曲部１２・２２が位置するように、各リード線１０・２０に折曲部１２・２２を設けている。
折曲部１２または２２はリード線１０または２０それぞれの一部であり、折曲部１２または２２を介して、低融点可溶合金４０側のリード線の符号を「１１」、「２１」とし、開口部５５ａ側のリード線の符号を「１３」、「２３」と細分化する。そして、符号１１、１２、１３の総称を「リード線１０」とし、符号２１、２２、２３の総称を「リード線２０」とする。
その折曲部１２・２２を境に、低融点可溶合金４０側の各リード線１１・２１の幅方向の間隔の寸法の大きさＸよりも絶縁ケース５５の開口部５５ａ側の各リード線１３・２３の幅方向の間隔の寸法の大きさＹを広く（大きく）設定している。
なお、開口部５５ａ側のリード線１３が絶縁ケース５５の幅方向一方側の壁内面５５ｄ、開口部５５ａ側のリード線２３が絶縁ケース５５の幅方向他方側の壁内面５５ｅに接触している。
なお、折曲部１２・２２の形状は、傾斜状でも直角状でも構わない。本実施形態では、リード線１１（２１）からリード線１３（２３）にかけて傾斜状に折曲部１２（２２）を設けている。
【００３６】
（ハ）  温度ヒューズの各構成部材について
次に、本発明の実施形態に係る温度ヒューズ１００の各構成部材について説明する。
【００３７】
リード線１０・２０は、その材質が導線であるＳｎメッキ軟銅線を用いている。なお、リード線としては、Ｓｎメッキ銅線、ＳｎメッキＣＰ線、Ｎｉメッキ銅線、Ｓｎメッキニッケル線などを使用することができる。また、リード線には、汎用の銅線のほかに、アルミニウム線、銅被覆鉄線等も使用できる。
【００３８】
分割フラックス３５には、通常、融点が低融点可溶合金４０の融点よりも低いものが使用される。この場合、ロジン系を主成分とし、活性剤を添加したものを使用する。例えば、ロジンには、天然ロジン、変性ロジン（例えば、水添ロジン、不均化ロジン、重合ロジン）またはこれらの精製ロジンを使用できる。活性剤には、ジエチルアミン等のアミン類の塩酸塩や臭化水素酸塩、ジカルボン酸（例えば、フマル酸、マレイン酸、アジピン酸、シュウ酸等）の有機酸を使用できる。
分割フラックス３５の低融点可溶合金４０上への塗布は加熱軟化したものを塗布し、冷却凝固させることにより行うか、イソプロピルアルコールや酢酸ブチル等の有機溶剤で液状化したものを塗布することにより行うことができる。
【００３９】
なお、上記の本実施形態に係る温度ヒューズが、筒型ケースタイプのアキシャル型温度ヒューズ１００ａの場合、図１に示すように、リード線１０・２０を筒型絶縁ケース５０に対し偏芯なく配設することが図１に示す正常な球状化分断を行わせるための前提条件であり、ヒューズ動作後、絶縁ケース５０の壁内面５０ｄ・５０ｅにフラックス炭化物を含むフラックスや飛散した合金が付着し易く、絶縁抵抗値の低下や耐圧特性の悪化が懸念される。
そこで、かかる不具合を防止するために、低融点可溶合金４０を絶縁ケース５０に対し実質的に同心に配置させることが有効である。
絶縁ケース５０内において、一対のリード線１０・２０の間に接合される低融点可溶合金４０の長手方向に垂直な幅方向の中心部は、その絶縁ケース５０の幅方向の中心部Ｓに重なるように位置している。図１において、絶縁ケース５０の幅方向一端部および他端部から絶縁ケース５０の幅方向中心部Ｓにかけて、幅方向一方側および他方側からも同位置に低融点可溶合金４０の幅方向の中心部が位置している。つまり、絶縁ケース５０の幅方向中心部Ｓを境に幅方向一方側および他方側それぞれに位置する低融点可溶合金４０の体積や幅方向の寸法が同一である（その寸法を符号「Ｆ」で示す）。
なお、ここでいう「低融点可溶合金４０の幅方向の中心部」が「絶縁ケース５０の幅方向の中心部Ｓ」に「重なるように位置している」の「重なる」という文言は、互いの中心部が完全一致という意味だけではなく、重なりのズレが多少大きいまたは少ない寸法である場合も含む。
つまり、絶縁ケース５０の中心部Ｓを境に、幅方向一方側に位置する低融点可溶合金４０の体積や幅方向の寸法、幅方向他方側に位置する低融点可溶合金４０の体積や幅方向の寸法、それぞれ互いの値の公差の範囲を逸脱しない程度の寸法を含む。
このように構成することにより、低融点可溶合金４０が各リード線１０・２０の一端部１０ａおよび他端部２０ｂそれぞれにて溶融分断するときに、低融点可溶合金４０が絶縁ケース５０内にて体積を偏らせることなく、溶融分断させることができる。したがって、偏って分断したことにより生じる不具合を未然に防止することができる。
さらに、ヒューズ動作後、フラックス炭化物を含むフラックスや飛散した合金の絶縁ケース５０の壁内面５０ｄ・５０ｅへの付着を抑制することができ、更なる絶縁特性、耐圧特性の向上が期待できる。
【００４０】
絶縁ケース５０・５５には、耐熱性・良熱伝導性を有するものであれば特に制限無く使用できる。例えば、アルミナセラミックスのようなセラミックス、耐熱性プラスチック、繊維強化プラスチック、表面に絶縁膜を有する金属などが使用できる。
上記絶縁ケース５０・５５には、セラミックスやガラス等の無機質製のほか、繊維強化フエノール樹脂などのＦＲＰ製も使用できる。
なお、「ＦＲＰ」とは（Ｆｉｂｅｒ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）」の略称であり、いわば、繊維強化プラスチックを意味する。ＦＲＰは、ガラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維などの強化材（繊維）と、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などのマトリックス（樹脂）との複合材のことである。強化材の種類で機械的特性が決まり、樹脂の種類で性質が決まる。
【００４１】
封着剤７０は、例えばエポキシ樹脂等の硬化型樹脂、紫外線硬化性樹脂、シリコン樹脂等を使用することができる。一般的に常温硬化性もしくは熱硬化性の封着剤が用いられる。
【００４２】
低融点可溶合金４０の材質としては、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｂｉ三元系の合金を使用する。または、Ｉｎ−Ｂｉ系、Ｂｉ−Ｓｎ系、Ｓｎ−Ｉｎ系、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｓｂ系合金も使用できる。場合によっては他の元素を添加した低融点可溶合金を使用することができる。例えば、上記合金組成にＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｓｂ、Ｚｎ等のうちの一種または二種以上の元素を添加することにより、温度ヒューズの作動温度を調整することができる。それに加え、低融点可溶合金の比抵抗を低くしたり、その機械的強度を高めることができる。
また、環境に配慮してＰｂ、Ｃｄが添加されていない低融点可溶合金を使用することが好ましい。
【実施例】
【００４３】
（ニ）  ＩＥＣ６０６９１に規定された試験に基づき評価した実施例と比較例との説明
以下、本発明の好適な一実施形態に係る温度ヒューズ、及び、参考として述べる従来例の実施形態に係る温度ヒューズについて説明する。本発明の一実施形態を実施例および比較例をあげて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
なお、比較例として開示している「従来例の実施形態に係る温度ヒューズ」とは、上記［背景技術］に開示している従来例の実施形態に係る温度ヒューズであり、［発明が解決しようとする課題］を有する温度ヒューズである。
図１〜図３は本発明の一実施形態に係る温度ヒューズに関する図であり、実施例１〜５として説明する。図４〜図６は従来例の実施形態に係る温度ヒューズに関する図であり、比較例１〜５として説明する。表１〜５は、上記する評価方法により得られた実施例１〜５および比較例１〜５それぞれの実験データの結果をまとめた表である。
【００４４】
まず、各実施例および比較例にて行ったオーバーロード特性および耐圧特性の評価実験について説明する。
【００４５】
合金に熱エネルギーを一定の速度で加えると固相または液相状態を保つ限り、その熱エネルギーが昇温のみに費やされる。そして、溶け始めると、そのエネルギーの一部が相変化にも費やされつつ昇温され、液相化が完了すると、相状態不変のもとで昇温のみに熱エネルギーが費やされ、この昇温／熱エネルギーの状態は示差走査熱量分析〔基準試料（不変化）と測定試料をＮ２ガス容器内に納め、容器ヒータに電力を供給して両試料を一定速度で昇温させ、測定試料の状態変化に伴う熱エネルギー入力量の変化を示差熱電対により検出する分析であり、以下、「ＤＳＣ」と称す〕により求めることができる。
ＤＳＣ測定の結果は合金組成により異なり、各種組成のＢｉ−Ｉｎ−Ｓｎ系合金のＤＳＣを測定した場合、最大吸熱ピーク点の近傍で低融点可溶合金４０を集中的に溶断動作させ得、しかも優れたオーバーロード特性および耐圧特性が得られる。
【００４６】
本発明に対する評価実験では、低融点可溶合金４０の最大吸熱ピーク温度（以下、「ＤＳＣピーク温度」と称す）は、昇温速度５度／ｍｉｎの条件でＤＳＣにより測定した。
【００４７】
また、試料数を５０箇とし、０．１アンペアの検知電流を通電しつつ、昇温速度１度／ｍｉｎのオイルバスに浸漬し、低融点可溶合金４０の溶断による通電遮断時のオイル温度Ｔｏを測定し、Ｔｏ度を温度ヒューズの低融点可溶合金４０の動作温度とした。
【００４８】
（ホ）  実施例と比較例との対比
オーバーロード特性及び温度ヒューズ動作後の絶縁安定性、所謂、温度ヒューズ動作時の異常モードに対する評価は、ＩＥＣ６０６９１に規定されたオーバーロード試験法及び耐圧試験法に準じた試験（以下、単に「オーバーロード試験」と称す）に基づき評価した（オーバーロード試験前の湿度試験は省略した）。
すなわち、試料に１．１×定格電圧、１．５×定格電流を印加しながら周囲温度を（２±１）Ｋ／ｍｉｎの速度で上昇させて動作させた際の破壊や物理的損傷の有無を確認した。リード線間が定格電圧×２（５００Ｖ）に１分間耐え、かつ動作後のヒューズボディーに巻着した金属箔とリード線間が定格電圧×２＋１０００Ｖ（１５００Ｖ）に１分間耐えたものを耐圧特性に対し合格とし、また直流電圧値が定格電圧×２（５００Ｖ）印加時のリード線間の絶縁抵抗が０．２ＭΩ以上で、かつ動作後のヒューズボディーに巻着した金属箔とリード線間の絶縁抵抗が２ＭΩ以上のものを絶縁特性に対し合格とし、耐圧特性及び絶縁特性共に合格したものを絶縁安全性に合格とした。試料数を５０箇とし、５０箇全てが絶縁安定性に合格した場合のみを○、１箇でも不合格となった場合を×と評価した。
【実施例１】
【００４９】
実施例１として、図１（ａ）に示す定格電圧が２５０Ｖのアキシャル型温度ヒューズ１００ａについて、オーバーロード特性および耐圧特性の評価実験を行った。
実施例１に係るアキシャル型温度ヒューズ１００ａは、絶縁ケース５０内にて、一方のリード線１０の一端部１０ａおよび他方のリード線２０の他端部２０ｂは、互いに所定の間隔Ｍを隔てて長手方向直列状に対向し、低融点可溶合金４０により接合されている。このとき、低融点可溶合金４０の表面４０ｂと該絶縁ケース５０の幅方向一方側の壁内面５０ｄとの間、低融点可溶合金４０の表面４０ｂと該絶縁ケース５０の幅方向他方側の壁内面５０ｅとの間にそれぞれに空間Ｐ・Ｐを設けてあり、その空間Ｐを介して、低融点可溶合金４０と該絶縁ケース５０とが非接触状態にある。
さらに、実施例１に係る温度ヒューズ１００ａは、絶縁ケース５０内において、一対のリード線１０・２０上両方に分割フラックス３５・３５がそれぞれ塗布され、一方のリード線１０上の分割フラックス３５と、他方のリード線２０上の分割フラックス３５とが、低融点可溶合金４０を間に介して互いに長手方向に間隔を隔てている。
【００５０】
次に、実施例１および比較例１において、オーバーロード試験で使用したアキシャル型温度ヒューズ１００ａの各構成部材の材料について説明する。
実施例１および比較例１において評価したアキシャル型温度ヒューズ１００ａについて、低融点可溶合金４０は、１３５度近辺で動作するＩｎ−Ｓｎ−Ｂｉ三元系で配合した低融点合金を使用し、外径１ｍｍφ、長さ２ｍｍで、かつ、その合金ベースは質量百分率のもとでＩｎ２％、Ｓｎ４６％、Ｂｉ５２％の組成からなる合金を使用した。
また、絶縁ケース５０が外径３ｍｍφ、内径２ｍｍφ、ケース長さ１３.２ｍｍのアルミナセラミック管、リード線１０・２０が外径１ｍｍφのＳｎメッキ軟銅線、分割フラックス３５はロジン系フラックスで、封着剤７０に常温硬化型のエポキシ樹脂を使用した。
【比較例１】
【００５１】
実施例１に対し、フラックスを分割せず低融点可溶合金のほぼ全域に塗布している以外、実施例１と同様に温度ヒューズを製造した。実施例１および比較例１のアキシャル型温度ヒューズ１００ａはいずれも定格電圧が２５０Ｖであるのに対し、実施例１の定格電流は６．０Ａ、比較例１の定格電流は３．０Ａとした。
実施例１および比較例１それぞれに流した試験電流は、定格電流の１．５倍、つまり、実施例１のアキシャル型温度ヒューズ１００ａに対しては９．０Ａ、比較例１のアキシャル型温度ヒューズ１００ａに対しては４．５Ａの試験電流を流して実験を行った。
【００５２】
上記実施例１、比較例１の実験結果を表１に示す。
【００５３】
【表１】
2012256569.tif 000003
【００５４】
［実施例１、比較例１の実験結果について］
実施例１の温度ヒューズにおいては、前記したオーバーロード試験を行っても、破壊等の物理的損傷を全く伴うことなく動作させ得た。そのため、外観の評価は○であった。この動作後の耐圧試験についても、リード線間が定格電圧×２（５００Ｖ）に１分間以上耐え、かつ動作後のヒューズボディーに巻いた金属箔とリード線間が定格電圧×２＋１０００Ｖ（１５００Ｖ）に１分間以上耐えたことから合格であり、絶縁特性についても直流電圧値が定格電圧×２（５００Ｖ）印加時のリード線間の絶縁抵抗が０．２ＭΩ以上で、かつ動作後のヒューズボディーに巻いた金属箔とリード線間の絶縁抵抗値が２ＭΩ以上であって、共に合格であることから耐圧特性、絶縁安定性の評価は○であった。
このように良好なオーバーロード特性及び動作後の絶縁安定性が得られた理由は、前記通電昇温中においてもリード線上の長手方向二箇所に所定の間隔を隔てて、フラックスを分割させて塗布する構成であるために、動作直後に発生したアーク熱が、分割フラックスそれぞれに分散して熱を伝達し、動作直後のアーク発生がよく抑制されて急激な昇温が発生し難くなっている。このため、それに起因するフラックスの気化に伴う圧力上昇やフラックスの炭化等が抑制され、物理的破壊が惹起されることもなく、溶融合金や炭化フラックスの通電動作による飛散等もよく抑制でき、充分な絶縁距離を確保できたためである。
したがって、絶縁ケース内を炭化フラックスの浮遊または飛散を抑えることができるため、浮遊状態の炭化フラックスを通じてリード線間がアーク電流により再導通することを防止できる。
また、浮遊状態の炭化フラックスが従来に比べて非常に少なくすることができるため、絶縁ケースの壁内面に付着したとしても、絶縁ケースの壁内面に付着した炭化フラックスとリード線との間にアーク電流の導通経路が形成されることは抑えられ、絶縁ケースまたは温度ヒューズが破損してしまう可能性を防ぐことができる。
なお、ＤＳＣ測定によるＤＳＣピーク温度は１３５度であった。
【００５５】
しかしながら、比較例１の温度ヒューズにおいては、実施例１に比べ、オーバーロード試験及び耐圧試験に対しては、温度ヒューズに定格電流以上の過負荷となる試験電流を加電し動作させたところ、破壊や絶縁不良が多発し、定格電流以上での使用は難しい結果となり、外観、耐圧特性、および、絶縁安定性の評価は×であった。その理由は、比較例１の温度ヒューズは、図４に示すように、絶縁ケース内のリード線上および低融点可溶合金上の両方のほぼ全域に亘ってフラックスを塗布する構成であったために、動作直後にアークが発生し、一塊のフラックスにアーク熱が伝達し、局所的且つ急激な昇温のためにフラックスが炭化し、動作時に飛散した合金や炭化フラックスに起因しての絶縁距離不保持のために絶縁抵抗値が低く、電圧印加時、再導通して絶縁破壊に至ったと推定される。
【実施例２】
【００５６】
次に、実施例２として、図１（ｂ）に示す定格電圧が２５０Ｖのアキシャル型温度ヒューズ１００ａについて、オーバーロード特性および耐圧特性の評価実験を行った。
実施例２に係るアキシャル型温度ヒューズ１００ａは、絶縁ケース５０内にて、一方のリード線１０の一端部１０ａおよび他方のリード線２０の他端部２０ｂは、互いに所定の間隔Ｍを隔てて長手方向直列状に対向し、低融点可溶合金４０により接合されている。このとき、低融点可溶合金４０の表面４０ｂと該絶縁ケース５０の幅方向一方側の壁内面５０ｄとの間、低融点可溶合金４０の表面４０ｂと該絶縁ケース５０の幅方向他方側の壁内面５０ｅとの間にそれぞれに空間Ｐ・Ｐを設けてあり、その空間Ｐを介して、低融点可溶合金４０と該絶縁ケース５０とが非接触状態にある。
さらに、実施例２に係る温度ヒューズ１００ａは、絶縁ケース５０内において、一対のリード線１０・２０上両方に分割フラックス３５・３５がそれぞれ塗布され、一方のリード線１０上の分割フラックス３５と、他方のリード線２０上の分割フラックス３５とが、低融点可溶合金４０を間に介して互いに長手方向に間隔を隔てている。
絶縁ケース５０の開口部５０ａ・５０ｂと、その位置の開口部５０ａ・５０ｂを挿通している各リード線１０・２０とは、封着剤７０・７０により封着している。
そのうえ、その封着されている長手方向一方の封着剤７０の内周側部７０ａと、長手方向一方のリード線１０上に塗布されている分割フラックス３５の長手方向の側面部３５ａと、が接触または対向するように近接している。また、封着されている長手方向他方の封着剤７０の内周側部７０ｂと、長手方向他方のリード線２０上に塗布されている分割フラックス３５の長手方向の側面部３５ｂと、が接触または対向するように近接している。
【００５７】
次に、実施例２および比較例２において、オーバーロード試験で使用したアキシャル型温度ヒューズ１００ａの各構成部材の材料について説明する。
実施例２および比較例２において評価したアキシャル型温度ヒューズ１００ａについて、低融点可溶合金４０は、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｂｉ三元系で配合した低融点合金を使用し、線径が０．６ｍｍφで、かつ、その合金ベースは質量百分率のもとでＩｎ４８．２％、Ｓｎ４４．４％、Ｂｉ７．４％の組成からなる合金を使用した。
また、絶縁ケース５０が外径２．５ｍｍφ、内径１．５ｍｍφ、ケース長さ９ｍｍのアルミナセラミック管、リード線１０・２０が外径０．６ｍｍφのＳｎメッキ軟銅線、分割フラックス３５はロジン系フラックスで、封着剤７０に常温硬化型のエポキシ樹脂を使用した。
【比較例２】
【００５８】
実施例２に対し、フラックスを分割せず低融点可溶合金のほぼ全域に塗布している以外、実施例２と同様に温度ヒューズを製造した。実施例２および比較例２のアキシャル型温度ヒューズ１００ａはいずれも定格電圧が２５０Ｖであるのに対し、実施例２の定格電流は４．５Ａ、比較例２の定格電流は２．５Ａとした。
実施例２および比較例２それぞれに流した試験電流は、定格電流の１．５倍、つまり、実施例２のアキシャル型温度ヒューズ１００ａに対しては６．７５Ａ、比較例２のアキシャル型温度ヒューズ１００ａに対しては３．７５Ａの試験電流を流して実験を行った。
【００５９】
上記実施例２、比較例２の実験結果を表２に示す。
【００６０】
【表２】
2012256569.tif 000004
【００６１】
［実施例２、比較例２の実験結果について］
実施例２の温度ヒューズにおいては、前記したオーバーロード試験を行っても、破壊等の物理的損傷を全く伴うことなく動作させ得た。そのため、外観の評価は○であった。この動作後の耐圧試験についても、リード線間が定格電圧×２（５００Ｖ）に１分間以上耐え、かつ動作後のヒューズボディーに巻いた金属箔とリード線間が定格電圧×２＋１０００Ｖ（１５００Ｖ）に１分間以上耐えたことから合格であり、絶縁特性についても直流電圧値が定格電圧×２（５００Ｖ）印加時のリード線間の絶縁抵抗が０．２ＭΩ以上で、かつ動作後のヒューズボディーに巻いた金属箔とリード線間の絶縁抵抗値が２ＭΩ以上であって、共に合格であることから耐圧特性、絶縁安定性の評価は○であった。
このように良好なオーバーロード特性及び動作後の絶縁安定性が得られた理由は、前記通電昇温中においてもリード線上の長手方向二箇所に所定の間隔を隔てて、フラックスを分割させて塗布する構成であるために、動作直後に発生したアーク熱が、分割フラックスそれぞれに分散して熱を伝達し、動作直後のアーク発生がよく抑制されて急激な昇温が発生し難くなっている。このため、それに起因するフラックスの気化に伴う圧力上昇やフラックスの炭化等が抑制され、物理的破壊が惹起されることもなく、溶融合金や炭化フラックスの通電動作による飛散等もよく抑制でき、充分な絶縁距離を確保できたためである。
したがって、絶縁ケース内を炭化フラックスの浮遊または飛散を抑えることができるため、浮遊状態の炭化フラックスを通じてリード線間がアーク電流により再導通することを防止できる。
また、浮遊状態の炭化フラックスが従来に比べて非常に少なくすることができるため、絶縁ケースの壁内面に付着したとしても、絶縁ケースの壁内面に付着した炭化フラックスとリード線との間にアーク電流の導通経路が形成されることは抑えられ、絶縁ケースまたは温度ヒューズが破損してしまう可能性を防ぐことができる。
特に、実施例２の構成は、実施例１に比べて、分割フラックス３５・３５が長手方向中央部Ｏよりも長手方向外側に離れた位置にあるので、仮に分割フラックス３５が炭化したとしても、その炭化フラックスが絶縁ケース５０の長手方向中央部Ｏにきて再導通経路となる虞は少ない。
【００６２】
しかしながら、比較例２の温度ヒューズにおいては、実施例２に比べ、オーバーロード試験及び耐圧試験に対しては、温度ヒューズに定格電流以上の過負荷となる試験電流を加電し動作させたところ、破壊や絶縁不良が多発し、定格電流以上での使用は難しい結果となり、外観、耐圧特性、および、絶縁安定性の評価は×であった。その理由は、比較例２の温度ヒューズは、図４に示すように、絶縁ケース内のリード線上および低融点可溶合金上の両方のほぼ全域に亘ってフラックスを塗布する構成であったために、動作直後にアークが発生し、一塊のフラックスにアーク熱が伝達し、局所的且つ急激な昇温のためにフラックスが炭化し、動作時に飛散した合金や炭化フラックスに起因しての絶縁距離不保持のために絶縁抵抗値が低く、電圧印加時、再導通して絶縁破壊に至ったと推定される。
【実施例３】
【００６３】
次に、実施例３として、図１（ｃ）に示す定格電圧が２５０Ｖのアキシャル型温度ヒューズ１００ａについて、オーバーロード特性および耐圧特性の評価実験を行った。
実施例３に係るアキシャル型温度ヒューズ１００ａは、絶縁ケース５０内にて、一方のリード線１０の一端部１０ａおよび他方のリード線２０の他端部２０ｂは、互いに所定の間隔Ｍを隔てて長手方向直列状に対向し、低融点可溶合金４０により接合されている。このとき、低融点可溶合金４０の表面４０ｂと該絶縁ケース５０の幅方向一方側の壁内面５０ｄとの間、低融点可溶合金４０の表面４０ｂと該絶縁ケース５０の幅方向他方側の壁内面５０との間にそれぞれに空間Ｐ・Ｐを設けてあり、その空間Ｐを介して、低融点可溶合金４０と該絶縁ケース５０とが非接触状態にある。
さらに、絶縁ケース５０内の低融点可溶合金４０上に、分割フラックス３５・３５が長手方向に間隔を隔てて二箇所に塗布されている。
【００６４】
次に、実施例３および比較例３において、オーバーロード試験で使用したアキシャル型温度ヒューズ１００ａの各構成部材の材料について説明する。
実施例３および比較例３において評価したアキシャル型温度ヒューズ１００ａについて、低融点可溶合金４０は、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｂｉ三元系で配合した低融点合金を使用し、線径が０．６ｍｍφで、かつ、その合金ベースは質量百分率のもとでＩｎ４８．２％、Ｓｎ４４．４％、Ｂｉ７．４％の組成からなる合金を使用した。
また、絶縁ケース５０が外径２ｍｍφ、内径１．３ｍｍφ、ケース長さ６ｍｍのアルミナセラミック管、リード線１０・２０が外径０．５３ｍｍφのＳｎメッキ軟銅線、分割フラックス３５はロジン系フラックスで、封着剤７０に常温硬化型のエポキシ樹脂を使用した。
【比較例３】
【００６５】
実施例３に対し、フラックスを分割せず低融点可溶合金のほぼ全域に塗布している以外、実施例３と同様に温度ヒューズを製造した。実施例３および比較例３のアキシャル型温度ヒューズ１００ａはいずれも定格電圧が２５０Ｖであるのに対し、実施例３の定格電流は２．０Ａ、比較例３の定格電流は１．２Ａとした。
実施例３および比較例３それぞれに流した試験電流は、定格電流の１．５倍、つまり、実施例３のアキシャル型温度ヒューズ１００ａに対しては３．０Ａ、比較例３のアキシャル型温度ヒューズ１００ａに対しては１．８Ａの試験電流を流して実験を行った。
【００６６】
上記実施例３、比較例３の実験結果を表３に示す。
【００６７】
【表３】
2012256569.tif 000005
【００６８】
［実施例３、比較例３の実験結果について］
実施例３の温度ヒューズにおいては、前記したオーバーロード試験を行っても、破壊等の物理的損傷を全く伴うことなく動作させ得た。そのため、外観の評価は○であった。この動作後の耐圧試験についても、リード線間が定格電圧×２（５００Ｖ）に１分間以上耐え、かつ動作後のヒューズボディーに巻いた金属箔とリード線間が定格電圧×２＋１０００Ｖ（１５００Ｖ）に１分間以上耐えたことから合格であり、絶縁特性についても直流電圧値が定格電圧×２（５００Ｖ）印加時のリード線間の絶縁抵抗が０．２ＭΩ以上で、かつ動作後のヒューズボディーに巻いた金属箔とリード線間の絶縁抵抗値が２ＭΩ以上であって、共に合格であることから耐圧特性、絶縁安定性の評価は○であった。
このように良好なオーバーロード特性及び動作後の絶縁安定性が得られた理由は、前記通電昇温中においてもリード線上の長手方向二箇所に所定の間隔を隔てて、フラックスを分割させて塗布する構成であるために、動作直後に発生したアーク熱が、分割フラックスそれぞれに分散して熱を伝達し、動作直後のアーク発生がよく抑制されて急激な昇温が発生し難くなっている。このため、それに起因するフラックスの気化に伴う圧力上昇やフラックスの炭化等が抑制され、物理的破壊が惹起されることもなく、溶融合金や炭化フラックスの通電動作による飛散等もよく抑制でき、充分な絶縁距離を確保できたためである。
したがって、絶縁ケース内を炭化フラックスの浮遊または飛散を抑えることができるため、浮遊状態の炭化フラックスを通じてリード線間がアーク電流により再導通することを防止できる。
また、浮遊状態の炭化フラックスが従来に比べて非常に少なくすることができるため、絶縁ケースの壁内面に付着したとしても、絶縁ケースの壁内面に付着した炭化フラックスとリード線との間にアーク電流の導通経路が形成されることは抑えられ、絶縁ケースまたは温度ヒューズが破損してしまう可能性を防ぐことができる。
【００６９】
しかしながら、比較例３の温度ヒューズにおいては、実施例３に比べ、オーバーロード試験及び耐圧試験に対しては、温度ヒューズに定格電流以上の過負荷となる試験電流を加電し動作させたところ、破壊や絶縁不良が多発し、定格電流以上での使用は難しい結果となり、外観、耐圧特性、および、絶縁安定性の評価は×であった。その理由は、比較例３の温度ヒューズは、図４に示すように、絶縁ケース内のリード線上および低融点可溶合金上の両方のほぼ全域に亘ってフラックスを塗布する構成であったために、動作直後にアークが発生し、一塊のフラックスにアーク熱が伝達し、局所的且つ急激な昇温のためにフラックスが炭化し、動作時に飛散した合金や炭化フラックスに起因しての絶縁距離不保持のために絶縁抵抗値が低く、電圧印加時、再導通して絶縁破壊に至ったと推定される。
【００７０】
なお、実施例２と実施例３とは、いずれも低融点可溶合金の合金組成が同一であるため、ＤＳＣ測定によるＤＳＣピーク温度は１０５度と同一であった。
【実施例４】
【００７１】
実施例４として、図２（ａ）、（ｂ）に示す定格電圧が２５０Ｖのラジアル型温度ヒューズ１００ｂについて、オーバーロード特性および耐圧特性の評価実験を行った。
実施例４に係るラジアル型温度ヒューズ１００ｂは、一方のリード線１０の一端部１０ａと他方のリード線２０の一端部２０ａとを幅方向並列状に所定の間隔Ｎを隔てて互いに対向しており、その間を溶接されて低融点可溶合金４０が各リード線１０・２０を幅方向に並行に接合している。
絶縁ケース５５内において、幅方向一方側のリード線１１上および低融点可溶合金４０の幅方向一方側部上の両方、いわゆる幅方向一方側の接合部位３８上に分割フラックス３５が塗布されており、かつ、幅方向他方側のリード線１１上および低融点可溶合金４０の幅方向他方側部上の両方、いわゆる幅方向他方側の接合部位３９上に分割フラックス３５が塗布されている。
絶縁ケース５５内にて、低融点可溶合金４０の表面４０ｂと長手方向の絶縁ケース５５の内奥側端面５５ｆとの間に空間Ｑ、並びに、低融点可溶合金４０の表面４０ｂと絶縁ケース５５の幅方向一方側および他方側の壁内面５５ｄおよび５５ｅとの間に空間Ｒ、Ｒのいずれか一方または両方をを設けて対向させ、絶縁ケース５５の一方側のみに開口した開口部５５ａと、その位置の開口部５５ａを挿通している各リード１０・２０とを封着剤７０で封着している。
【００７２】
次に、実施例４および比較例４において、オーバーロード試験で使用したラジアル型温度ヒューズ１００ｂの各構成部材の材料について説明する。
実施例４および比較例４において評価したラジアル型温度ヒューズ１００ｂについて、低融点可溶合金４０は、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｂｉ三元系で配合した低融点合金を使用し、線径が０．６ｍｍφで、かつ、その合金ベースは質量百分率のもとでＩｎ４８．２％、Ｓｎ４４．４％、Ｂｉ７．４％の組成からなる合金を使用した。
また、絶縁ケース５５は、６ｍｍ×７ｍｍ×３ｍｍのアルミナセラミックケース、リード線１０・２０は、外径０．６ｍｍφのＳｎメッキ軟銅線、分割フラックス３５はロジン系フラックスで、封着剤７０に常温硬化型のエポキシ樹脂を使用した。
【比較例４】
【００７３】
実施例４に対し、図６に示すように、フラックスを分割せず低融点可溶合金のほぼ全域に塗布している以外、実施例４と同様に温度ヒューズを製造した。実施例４および比較例４のラジアル型温度ヒューズ１００ｂはいずれも定格電圧が２５０Ｖであるのに対し、実施例４の定格電流は３．５Ａ、比較例４の定格電流は２．５Ａとした。
実施例４および比較例４それぞれに流した試験電流は、定格電流の１．５倍、つまり、実施例４のラジアル型温度ヒューズ１００ｂに対しては５．２５Ａ、比較例４のラジアル型温度ヒューズ１００ｂに対しては３．７５Ａの試験電流を流して実験を行った。
【００７４】
上記実施例４、比較例４の実験結果を表４に示す。
【００７５】
【表４】
2012256569.tif 000006
【００７６】
［実施例４、比較例４の実験結果について］
実施例４の温度ヒューズにおいては、前記したオーバーロード試験を行っても、破壊等の物理的損傷を全く伴うことなく動作させ得た。そのため、外観の評価は○であった。この動作後の耐圧試験についても、リード線間が定格電圧×２（５００Ｖ）に１分間以上耐え、かつ動作後のヒューズボディーに巻いた金属箔とリード線間が定格電圧×２＋１０００Ｖ（１５００Ｖ）に１分間以上耐えたことから合格であり、絶縁特性についても直流電圧値が定格電圧×２（５００Ｖ）印加時のリード線間の絶縁抵抗が０．２ＭΩ以上で、かつ動作後のヒューズボディーに巻いた金属箔とリード線間の絶縁抵抗値が２ＭΩ以上であって、共に合格であることから耐圧特性、絶縁安定性の評価は○であった。
このように良好なオーバーロード特性及び動作後の絶縁安定性が得られた理由は、前記通電昇温中においてもリード線上の長手方向二箇所に所定の間隔を隔てて、フラックスを分割させて塗布する構成であるために、動作直後に発生したアーク熱が、分割フラックスそれぞれに分散して熱を伝達し、動作直後のアーク発生がよく抑制されて急激な昇温が発生し難くなっている。このため、それに起因するフラックスの気化に伴う圧力上昇やフラックスの炭化等が抑制され、物理的破壊が惹起されることもなく、溶融合金や炭化フラックスの通電動作による飛散等もよく抑制でき、充分な絶縁距離を確保できたためである。
したがって、絶縁ケース内を炭化フラックスの浮遊または飛散を抑えることができるため、浮遊状態の炭化フラックスを通じてリード線間がアーク電流により再導通することを防止できる。
また、浮遊状態の炭化フラックスが従来に比べて非常に少なくすることができるため、絶縁ケースの壁内面に付着したとしても、絶縁ケースの壁内面に付着した炭化フラックスとリード線との間にアーク電流の導通経路が形成されることは抑えられ、絶縁ケースまたは温度ヒューズが破損してしまう可能性を防ぐことができる。
【００７７】
しかしながら、比較例４の温度ヒューズにおいては、実施例４に比べ、オーバーロード試験及び耐圧試験に対しては、温度ヒューズに定格電流以上の過負荷となる試験電流を加電し動作させたところ、破壊や絶縁不良が多発し、定格電流以上での使用は難しい結果となり、外観、耐圧特性、および、絶縁安定性の評価は×であった。その理由は、比較例４の温度ヒューズは、図６に示すように、絶縁ケース内のリード線上および低融点可溶合金上の両方のほぼ全域に亘ってフラックスを塗布する構成であったために、動作直後にアークが発生し、一塊のフラックスにアーク熱が伝達し、局所的且つ急激な昇温のためにフラックスが炭化し、動作時に飛散した合金や炭化フラックスに起因しての絶縁距離不保持のために絶縁抵抗値が低く、電圧印加時、再導通して絶縁破壊に至ったと推定される。
【実施例５】
【００７８】
実施例５として、図２（ｃ）、（ｄ）に示す定格電圧が２５０Ｖのラジアル型温度ヒューズ１００ｂについて、オーバーロード特性および耐圧特性の評価実験を行った。
実施例５に係るラジアル型温度ヒューズ１００ｂは、一方のリード線１０の一端部１０ａと他方のリード線２０の一端部２０ａとを幅方向並列状に所定の間隔Ｎを隔てて互いに対向させ、一方のリード線１０の一端部１０ａと他方のリード線２０の一端部２０ａの間を溶接して一対のリード線１０・２０の端部同士１０ａ・２０ａを幅方向に並行に低融点可溶合金４０で接合している。
さらに、絶縁ケース５５内において、幅方向一方側の折曲部１２上および幅方向他方側の折曲部２２上の両方に、それぞれ分割フラックス３５・３５を塗布している。
また、絶縁ケース５５内にて、低融点可溶合金４０の表面４０ｂと長手方向の絶縁ケース５５の内奥側端面５５ｆとの間に空間Ｑ、並びに、低融点可溶合金４０の表面４０ｂと絶縁ケース５５の幅方向一方側および他方側の壁内面５５ｄおよび５５ｅとの間に空間Ｒ、Ｒのいずれか一方または両方を設けて対向させ、絶縁ケース５５の一方側のみに開口した開口部５５ａと、その位置の開口部５５ａを挿通している各リード１０・２０とを封着剤７０で封着している。
なお、絶縁ケース５５内において、一対のリード線１０・２０の間に接合される低融点可溶合金４０の幅方向の中心部は、その絶縁ケース５５の幅方向の中心部Ｌに重なるように位置している。図２（ｃ）において、絶縁ケース５５の幅方向側部から絶縁ケース５５の幅方向の中心部Ｌにかけて、幅方向一方側および他方側からも同位置に低融点可溶合金４０の幅方向の中心部が位置している（その寸法を符号「Ｅ」で示す）。
なお、ここでいう「低融点可溶合金４０の幅方向の中心部」が「絶縁ケース５５の幅方向の中心部Ｌ」に「重なるように位置している」の「重なる」という文言は、互いの中心部が完全一致という意味だけではなく、重なりのズレが多少大きいまたは少ない寸法である場合も含む。
つまり、絶縁ケース５５の中心部Ｌを境に、幅方向一方側に位置する低融点可溶合金４０の体積や幅方向の寸法、幅方向他方側に位置する低融点可溶合金４０の体積や幅方向の寸法、それぞれ互いの値の公差の範囲を逸脱しない程度の寸法を含む。
このように構成することにより、低融点可溶合金４０が一対のリード線１０・２０の端部同士１０ａ・２０ａ間を溶融分断するときに、低融点可溶合金４０が絶縁ケース５５内にて体積を偏らせることなく、溶融分断させることができる。したがって、偏って分断したことにより生じる不具合を未然に防止することができる。
【００７９】
次に、実施例５および比較例５において、オーバーロード試験で使用したラジアル型温度ヒューズ１００ｂの各構成部材の材料について説明する。
実施例５および比較例５において評価したラジアル型温度ヒューズ１００ｂについて、低融点可溶合金４０は、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｂｉ三元系で配合した低融点合金を使用し、線径が０．６ｍｍφで、かつ、その合金ベースは質量百分率のもとでＩｎ４８．２％、Ｓｎ４４．４％、Ｂｉ７．４％の組成からなる合金を使用した。
また、絶縁ケース５５は、４ｍｍ×５ｍｍ×２ｍｍのアルミナセラミックケース、リード線１０・２０は、外径０．５３ｍｍφのＳｎメッキ軟銅線、分割フラックス３５はロジン系フラックスで、封着剤７０に常温硬化型のエポキシ樹脂を使用した。
【比較例５】
【００８０】
実施例５に対し、図６に示すように、フラックスを分割せず低融点可溶合金のほぼ全域に塗布している以外、実施例５と同様に温度ヒューズを製造した。実施例５および比較例５のラジアル型温度ヒューズ１００ｂはいずれも定格電圧が２５０Ｖであるのに対し、実施例５の定格電流は１．７Ａ、比較例５の定格電流は１．２Ａとした。
実施例５および比較例５それぞれに流した試験電流は、定格電流の１．５倍、つまり、実施例５のラジアル型温度ヒューズ１００ｂに対しては２．５５Ａ、比較例５のラジアル型温度ヒューズ１００ｂに対しては１．８Ａの試験電流を流して実験を行った。
【００８１】
上記実施例５、比較例５の実験結果を表５に示す。
【００８２】
【表５】
2012256569.tif 000007
【００８３】
［実施例５、比較例５の実験結果について］
実施例５の温度ヒューズにおいては、前記したオーバーロード試験を行っても、破壊等の物理的損傷を全く伴うことなく動作させ得た。そのため、外観の評価は○であった。この動作後の耐圧試験についても、リード線間が定格電圧×２（５００Ｖ）に１分間以上耐え、かつ動作後のヒューズボディーに巻いた金属箔とリード線間が定格電圧×２＋１０００Ｖ（１５００Ｖ）に１分間以上耐えたことから合格であり、絶縁特性についても直流電圧値が定格電圧×２（５００Ｖ）印加時のリード線間の絶縁抵抗が０．２ＭΩ以上で、かつ動作後のヒューズボディーに巻いた金属箔とリード線間の絶縁抵抗値が２ＭΩ以上であって、共に合格であることから耐圧特性、絶縁安定性の評価は○であった。
このように良好なオーバーロード特性及び動作後の絶縁安定性が得られた理由は、前記通電昇温中においてもリード線上の長手方向二箇所に所定の間隔を隔てて、フラックスを分割させて塗布する構成であるために、動作直後に発生したアーク熱が、分割フラックスそれぞれに分散して熱を伝達し、動作直後のアーク発生がよく抑制されて急激な昇温が発生し難くなっている。このため、それに起因するフラックスの気化に伴う圧力上昇やフラックスの炭化等が抑制され、物理的破壊が惹起されることもなく、溶融合金や炭化フラックスの通電動作による飛散等もよく抑制でき、充分な絶縁距離を確保できたためである。
したがって、絶縁ケース内を炭化フラックスの浮遊または飛散を抑えることができるため、浮遊状態の炭化フラックスを通じてリード線間がアーク電流により再導通することを防止できる。
また、浮遊状態の炭化フラックスが従来に比べて非常に少なくすることができるため、絶縁ケースの壁内面に付着したとしても、絶縁ケースの壁内面に付着した炭化フラックスとリード線との間にアーク電流の導通経路が形成されることは抑えられ、絶縁ケースまたは温度ヒューズが破損してしまう可能性を防ぐことができる。
なお、実施例４と実施例５とは、いずれも低融点可溶合金の合金組成が同一であるため、ＤＳＣピーク温度は１０５度と同一であった。
【００８４】
しかしながら、比較例５の温度ヒューズにおいては、実施例５に比べ、オーバーロード試験及び耐圧試験に対しては、温度ヒューズに定格電流以上の過負荷となる試験電流を加電し動作させたところ、破壊や絶縁不良が多発し、定格電流以上での使用は難しい結果となり、外観、耐圧特性、および、絶縁安定性の評価は×であった。その理由は、比較例５の温度ヒューズは、図６に示すように、絶縁ケース内のリード線上および低融点可溶合金上の両方のほぼ全域に亘ってフラックスを塗布する構成であったために、動作直後にアークが発生し、一塊のフラックスにアーク熱が伝達し、局所的且つ急激な昇温のためにフラックスが炭化し、動作時に飛散した合金や炭化フラックスに起因しての絶縁距離不保持のために絶縁抵抗値が低く、電圧印加時、再導通して絶縁破壊に至ったと推定される。
【００８５】
［他の実施形態］
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱することなく種々の変形または修正が可能である。
【００８６】
例えば、上記実施形態では、図２の実施例４と実施例５との発明を組み合わせて、図３に示すような温度ヒューズ１００ｂを製造することも可能である。図３（ａ）、（ｂ）は、本発明の他の実施形態に係るラジアル型温度ヒューズの断面図であり、（ａ）は平面断面図、（ｂ）はその側面断面図である。
この実施形態に係るラジアル型温度ヒューズ１００ｂは、絶縁ケース５５内において、複数の分割フラックス３５のうち少なくとも一つ以上は低融点可溶合金４０上に塗布されており、残りの分割フラックス３５は一方および他方のリード線１０（２０）上の少なくとも一方に塗布されていることを特徴とする温度ヒューズ１００ｂに応用することも可能である（本実施形態では、低融点可溶合金４０上、リード線１０上それぞれに分割フラックス３５が一つずつ塗布している）。
【００８７】
また、例えば、図３（ｃ）に示すラジアル型温度ヒューズ１００ｂのように、絶縁ケース５５内において、一方のリード線１０上および低融点可溶合金４０の一方側部上の両方にまたがる一方側の接合部位３９上に分割フラックス３５が塗布されており、かつ、他方側のリード線２０上および低融点可溶合金４０の他方側部上の両方にまたがる他方側の接合部位３９上に分割フラックス３５が塗布されている温度ヒューズ１００ｂを上記実施形態を応用して製造することができる。
このように構成することにより、リード線１０・２０を加工することなく、温度ヒューズを製造することができ、急ぎの需要に対応することができるだけでなく、時間的なロスの損失を防止できる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は、家庭電気製品、ＯＡ機器、ＡＶ機器（オーディオ・ビジュアル機器）、コンピュータ、通信機器、計測機器および、パーソナル機器の他、モバイル機器や車両部品の電源である二次電池等に利用することができる。最近では、携帯電話等のモバイル機器の高性能化に伴い、各種機器の電源である二次電池、例えば、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池の小型・高容量化が進み、それらの電池の安全保護対策が重要となっている。このような中、本発明は、繰返し充放電が可能な電池、すなわち二次電池の過熱保護に最適な小形・薄形化した保護部品として利用することができる。
【符号の説明】
【００８９】
１０  一方のリード線
１０ａ  一端部
２０  他方のリード線
２０ｂ  他端部
３５・３５・・・  分割フラックス
４０  低融点可溶合金
７０  封着剤
５０・５５  絶縁ケース
５０ａ・５０ｂ・５５ａ  開口部
５０ｄ  絶縁ケース５０の幅方向一方側の壁内面
５０ｅ  絶縁ケース５０の幅方向他方側の壁内面
５５ｄ  絶縁ケース５５の幅方向一方側の壁内面
５５ｅ  絶縁ケース５５の幅方向他方側の壁内面
５５ｆ  絶縁ケース５５の長手方向の内奥側端面
１００  温度ヒューズ
１００ａ  アキシャル型温度ヒューズ
１００ｂ  ラジアル型温度ヒューズ
Ｍ・Ｎ  所定の間隔
Ｐ・Ｑ・Ｒ  空間
【図１】
2012256569.tif 000008
【図２】
2012256569.tif 000009
【図３】
2012256569.tif 000010
【図４】
2012256569.tif 000011
【図５】
2012256569.tif 000012
【図６】
2012256569.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成23年12月20日(2011.12.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方のリード線の端部と他方のリード線の端部とが間隔を隔てて互いに対向する一対のリード線と、
前記一方のリード線の端部と前記他方のリード線の端部の間に溶接されてそのリード線の端部同士を接合する低融点可溶合金と、
絶縁ケースの開口部からその絶縁ケース内に挿入される前記リード線上および前記低融点可溶合金上のいずれか一方または両方に、少なくとも二箇所に間隔を隔てて塗布されている分割フラックスと、
前記絶縁ケースの開口部と、その位置の開口部を挿通している各リード線とを封着する封着剤と、
を有していることを特徴とする温度ヒューズ。
【請求項２】
請求項１に記載の温度ヒューズであって、
前記一対のリード線の間に接合される前記低融点可溶合金は、前記絶縁ケース内において、その絶縁ケースの長手方向または長手方向に垂直な幅方向の寸法の中心部に位置していることを特徴とする温度ヒューズ。
【請求項３】
請求項１に記載の温度ヒューズであって、
前記絶縁ケース内の前記一対のリード線上両方に前記分割フラックスが塗布されており、
一方のリード線上の分割フラックスと、他方のリード線上の分割フラックスとが、前記低融点可溶合金を間に介して、互いに間隔を隔てていることを特徴とする温度ヒューズ。
【請求項４】
請求項１に記載の温度ヒューズであって、
前記絶縁ケース内の前記低融点可溶合金上に、前記分割フラックスが少なくとも二箇所それぞれ互いに間隔を隔てて塗布されていることを特徴とする温度ヒューズ。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の温度ヒューズであって、
前記絶縁ケース内において、前記複数の分割フラックスのうち少なくとも一つ以上は前記低融点可溶合金上に塗布されており、残りの分割フラックスは前記一方および他方のリード線上の少なくとも一方に塗布されていることを特徴とする温度ヒューズ。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の温度ヒューズであって、
前記絶縁ケース内において、前記一方のリード線上および前記低融点可溶合金の一方側部上の両方にまたがる一方側の接合部位上に分割フラックスが塗布されており、かつ、前記他方側のリード線上および前記低融点可溶合金の他方側部上の両方にまたがる他方側の接合部位上に分割フラックスが塗布されていることを特徴とする温度ヒューズ。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の温度ヒューズであって、
長手方向一方側および他方側それぞれに開口部を有する前記絶縁ケースと、
前記一方のリード線の端部と前記他方のリード線の端部とが長手方向直列状に間隔を隔てて互いに対向する一対のリード線と、
前記一方のリード線の端部と前記他方のリード線の端部の間に溶接されてそのリード線の端部同士を接合する低融点可溶合金と、
前記絶縁ケースの開口部からその絶縁ケース内に挿入される前記リード線上および前記低融点可溶合金上のいずれか一方または両方に、少なくとも二箇所に間隔を隔てて塗布されている分割フラックスと、
前記絶縁ケースの開口部と、その位置の開口部を挿通している各リード線とを封着する封着剤と、
を有し、
前記絶縁ケース内にて、前記低融点可溶合金の表面と、その絶縁ケースの幅方向一方側および他方側の壁内面との間に幅方向の空間を設けて対向していることを特徴とする温度ヒューズ。
【請求項８】
請求項７に記載の温度ヒューズであって、
前記一方の封着剤の長手方向内周側部と、前記一方のリード線上に塗布されている分割フラックスの長手方向の側面部とが接触または対向するように近接していて、
前記他方の封着剤の長手方向内周側部と、前記他方のリード線上に塗布されている分割フラックスの長手方向の側面部とが接触または対向するように近接していることを特徴とする温度ヒューズ。
【請求項９】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の温度ヒューズであって、
前記一方のリード線の端部と前記他方のリード線の端部とが幅方向並列状に間隔を隔てて互いに対向する一対のリード線と、
前記一方のリード線の端部と前記他方のリード線の端部の間に溶接されてそのリード線の端部同士を接合する低融点可溶合金と、
前記一対のリード線およびその端部同士間を接合している低融点可溶合金が挿入される開口部を有する前記絶縁ケースと、
前記絶縁ケース内に挿入される前記リード線上および前記低融点可溶合金上のいずれか一方または両方に、少なくとも二箇所に間隔を隔てて塗布されている分割フラックスと、
前記絶縁ケースの開口部と、その位置の開口部を挿通している各リード線とを封着する封着剤と、
を有し、
前記絶縁ケース内にて、前記低融点可溶合金の表面と前記絶縁ケースの長手方向の内奥側端面との間、
並びに、
前記一方のリード線の端部の表面と前記絶縁ケースの幅方向一方側の壁内面との間、および、前記他方のリード線の端部の表面と前記絶縁ケースの幅方向他方側の壁内面との間、のいずれか一方または両方に空間を備えていることを特徴とする温度ヒューズ。
【請求項１０】
請求項９に記載の温度ヒューズであって、
各リード線を折曲することにより各リード線は折曲部を設け、その折曲部を境に、前記低融点可溶合金側の各リード線の幅方向の間隔の寸法の大きさよりも前記絶縁ケースの開口部側の各リード線の幅方向の間隔の寸法の大きさを広く設定し、かつ、前記開口部側の各リード線それぞれが前記絶縁ケースの幅方向壁内面に接触していることを特徴とする温度ヒューズ。
【請求項１１】
請求項９または請求項１０に記載の温度ヒューズであって、
前記絶縁ケース内にて、前記低融点可溶合金の表面と前記絶縁ケースの長手方向の内奥側端面との間に空間を、
並びに、
前記一方のリード線の端部の表面と前記絶縁ケースの幅方向一方側の壁内面との間、および、前記他方のリード線の端部の表面と絶縁ケースの幅方向他方側の壁内面との間の両方に空間を、
それぞれ設けており、
前記低融点可溶合金の表面と前記絶縁ケースの長手方向の内奥側端面、
並びに、
前記一方のリード線の端部の表面と前記絶縁ケースの幅方向一方側の壁内面、および、前記他方のリード線の端部の表面と前記絶縁ケースの幅方向他方側の壁内面、
とが非接触状態にあるように設定していることを特徴とする温度ヒューズ。
【請求項１２】
一対のリード線において、一方のリード線の端部と他方のリード線の端部とを間隔を隔てて互いに対向させ、
前記一方のリード線の端部と前記他方のリード線の端部の間を溶接して前記一対のリード線の端部同士を低融点可溶合金で接合し、
前記リード線上および前記低融点可溶合金上のいずれか一方または両方に、少なくとも二箇所に間隔を隔てて分割フラックスを塗布し、
前記分割フラックスを塗布した前記リード線および前記低融点可溶合金のいずれか一方または両方を、挿入用に開口した開口部を有する前記絶縁ケースに挿入し、
絶縁ケース内にて、前記低融点可溶合金の表面と、該絶縁ケースの壁内面との間に空間を設けて対向させ、
前記絶縁ケースの開口部と、その位置の開口部を挿通している各リード線とを封着剤で封着することを特徴とする温度ヒューズの製造方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の温度ヒューズの製造方法であって、
前記一方のリード線の端部と前記他方のリード線の端部とを長手方向直列状に間隔を隔てて互いに対向させ、
前記一方のリード線の端部と前記他方のリード線の端部の間を溶接して前記一対のリード線の端部同士を長手方向に低融点可溶合金で接合し、
前記リード線上および前記低融点可溶合金上のいずれか一方または両方に、少なくとも二箇所に間隔を隔てて分割フラックスを塗布し、
前記分割フラックスを塗布した前記リード線および前記低融点可溶合金のいずれか一方または両方を、長手方向一方側および他方側に開口した開口部を有する前記絶縁ケースに挿入し、
絶縁ケース内にて、前記低融点可溶合金の表面と、該絶縁ケースの壁内面との間の幅方向に空間を設けて対向させ、
前記絶縁ケースの開口部と、その位置の開口部を挿通している各リード線とを封着剤で封着することを特徴とする温度ヒューズの製造方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載の温度ヒューズの製造方法であって、
前記一方のリード線の端部と前記他方のリード線の端部とを幅方向並列状に間隔を隔てて互いに対向させ、
前記一方のリード線の端部と前記他方のリード線の端部の間を溶接して前記一対のリード線の端部同士を幅方向に並行に低融点可溶合金で接合し、
前記リード線上および前記低融点可溶合金上のいずれか一方または両方に、少なくとも二箇所に間隔を隔てて分割フラックスを塗布し、
前記分割フラックスを塗布した前記リード線および前記低融点可溶合金のいずれか一方または両方を、長手方向一方側または他方側のいずれかが開口した開口部を有する絶縁ケースに挿入し、
前記絶縁ケース内にて、前記低融点可溶合金の表面と、該絶縁ケースの壁内面との間が長手方向および幅方向のいずれか一方または両方に空間を設けて対向させ、
前記絶縁ケースの一方側のみに開口した開口部と、その位置の開口部を挿通している各リード線とを封着剤で封着することを特徴とする温度ヒューズの製造方法。
【請求項１５】
請求項１２または請求項１４に記載の温度ヒューズの製造方法であって、
各リード線を折曲することにより各リード線は折曲部を設け、その折曲部を境に、前記低融点可溶合金側の各リード線の幅方向の間隔の寸法の大きさよりも前記絶縁ケースの開口部側の各リード線の幅方向の間隔の寸法の大きさを広く設定し、かつ、前記開口部側の各リード線それぞれが前記絶縁ケースの幅方向壁内面に接触していることを特徴とする温度ヒューズの製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度ヒューズおよびその温度ヒューズの製造方法に関する。特に、オーバーロード特性、および、ヒューズ動作後の絶縁特性、耐圧特性が優れている高定格の温度ヒューズおよびその温度ヒューズの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、定格以上の大電流から電気回路を保護、あるいは加熱や発火といった事故を防止する過熱保護部品としてヒューズが知られている。ヒューズは電気回路内に置かれ、普段は導体として振る舞う。しかし何らかの異常によって電気回路に定格以上の電流が流れると、自らを流れる電流によって発生したジュール熱が自らを溶かし、自らが置かれる回路を遮断して電気回路に流れる電流を断つ。
【０００３】
図４は、従来のアキシャル型温度ヒューズ１００ｃを示す断面図である。図４（ａ）はその一実施例を示す図であり、（ｂ）はその他の実施例を示す図である。アキシャル型温度ヒューズ１００ｃは筒型ケ−スタイプであり、その外装体である絶縁ケース５０は耐熱性・良熱伝導性の絶縁筒状で、長手方向一方および他方それぞれに開口した開口部５０ａ・５０ｂを有している。
【０００４】
一方のリード線１０の一端部１０ａおよび他方のリード線２０の他端部２０ｂは、互いに長手方向に所定の間隔Ｍを隔てて長手方向直列状に対向し、低融点可溶合金４０により接合されている。さらに動作性能を長期間にわたって維持するため、ロジン（松脂）を主成分とする特殊樹脂からなるフラックス３０を低融点可溶合金４０の表面全体４０ａに亘って塗布・乾燥し、このフラックス塗布可溶合金を絶縁ケース５０に挿通し、外部から水などの浸入を防止するため、かつ、気密性を保つために、その絶縁ケース５０の長手方向両端開口部５０ａ・５０ｂとリ−ド線の端部１０ａ・２０ｂそれぞれとの間を封着剤７０・７０で封着した構造をしている。
【０００５】
一般的な温度ヒューズ１００の動作機構について、図５に基づき説明する。図５は、図４（ａ）に示す従来例のアキシャル型温度ヒューズ１００ｃにおいて、温度ヒューズ１００ｃの周囲の温度上昇によって可溶合金４０の変化を示した断面図であり、図５（ａ）は溶融前、（ｂ）は溶融途中、（ｃ）は溶融後の状態を示した図である。
【０００６】
温度ヒューズ１００ｃは内部抵抗が非常に低いので電流による自己発熱は殆どなく、温度ヒューズ１００ｃを備える電気機器や回路素子が過電流により発熱することにより、図５（ｂ）に示すように、温度ヒューズ１００ｃの周囲の温度上昇により低融点可溶合金４０が融点に達して溶断し、温度ヒューズ１００ｃのリード線１０・２０間の導通が遮断されて、機器の電気回路が開路する構成になっている。
【０００７】
低融点可溶合金４０が融点に達して溶断する際、温度ヒューズ１００ｃの周囲の温度上昇によって融点に達し溶融した低融点可溶合金４０がその表面全体４０ａに塗布しているフラックス３０の作用により溶融合金の表面張力が促進されて、両端のリード線１０・２０への濡れにより分断球状化される。
なお、温度ヒューズの低融点可溶合金４０上のフラックス３０においては、その融点が低融点可溶合金４０の融点よりも低く、低融点可溶合金４０の溶融時には、既に溶融して強力な活性を発現し、低融点可溶合金４０に酸化物が含まれていても、その酸化物を可溶化し、上記溶融合金の球状化分断作用を促進する。したがって、温度ヒューズ１００においてフラックス３０は不可欠である。
【０００８】
以上の動作機構を経て、図５（ｃ）に示すように、低融点可溶合金４０の分断球状化の進行により過電流の通電が遮断され、この通電遮断による機器の降温で分断溶融合金４２・４２が凝固されて非復帰のカットオフが終結される。
したがって、電気機器等の許容温度と低融点可溶合金４０の分断温度とがほぼ等しくなるように設定されており、電気機器や回路素子の加熱破損を未然に防止している。
【０００９】
また、従来の温度ヒューズ１００の他の一例として、ラジアル型温度ヒューズ１００ｄの断面図を図６に示す。図６（ａ）はその平面断面図であり、（ｂ）はその側面断面図である。
【００１０】
上記アキシャル型温度ヒューズ１００ｃとの相違点としては、主に、ラジアル型温度ヒューズ１００ｄは有底筒型ケ−スタイプであり、絶縁ケース５５は長手方向一方側または他方側のいずれか一方向（本実施形態では長手方向他方側）のみに開口した開口部５５ａを有している点、一方のリード線１０の一端部１０ａと他方のリード線２０の一端部２０ａとの端部同士１０ａ・２０ａが幅方向に所定の間隔Ｎを隔てて並行に低融点可溶合金４０により溶接されて接合されている点、が異なる。
なお、ラジアル型温度ヒューズの動作機構と上記アキシャル型温度ヒューズの動作機構とはほぼ同じである。
【００１１】
このような電機部品の電気回路に配設される温度ヒューズとしては、例えば、特許文献１に挙げられる温度ヒューズがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００２／０９９８２７公報（図２、図６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従来において、温度ヒューズにおけるフラックスと低融点可溶合金に対する考えは、上述したように、低融点可溶合金上のほぼ全域に亘ってフラックスを塗布し、過剰な温度を感知した際にはより早く球状化して分断する、というものであった。
そのため、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、周囲の温度が上昇して温度ヒューズが動作する時、まず、フラックスが溶融し、低融点可溶合金上を移動可能な溶融状態になる。更に周囲の温度が増すことで、低融点可溶合金が溶融する。リード線の一端部にて低融点可溶合金は球状化し、フラックスはその球状化を促進する。したがって、リード線間の導通が分断される、というのが一般的な温度ヒューズの構成であった。
【００１４】
しかしながら、最近では、電気製品の高機能化が進み、高電力を消費するようになりつつある。そのため、高い電力の定格に対応できる温度ヒューズが要求されており、その要求されている高定格に対応できる温度ヒューズの早期商品化が望まれている。そこで、さらに研究した結果、次の（Ａ）〜（Ｃ）の課題が存在することが知見された。
【００１５】
（Ａ）フラックスの炭化、アークの発生による影響
定格を越える高い電力では、温度ヒューズ動作時のアーク発生による破壊、ヒューズ動作後での耐電圧・絶縁不良が顕著となる可能性が高い。すなわち、アークの温度はフラックスの融点よりかなり高温であるため、フラックスは炭化または気化する。よって、絶縁ケース内を炭化フラックスが浮遊状態で存在する場合もあり、飛散した炭化フラックスは炭化しているがゆえに導通性を有している。そのため、浮遊状態の炭化フラックスを通じて一対のリード線間がアーク電流により再導通する虞がある。
また、浮遊状態の炭化フラックスが絶縁ケースの壁内面に付着することにより、高温のアーク熱が絶縁ケースを加熱することになり絶縁ケースが破損する虞がある。特に、リード線と絶縁ケースとが近いほど炭化フラックスとリード線との間でアーク電流により導通経路が形成されて、その導通経路に電流が流れそのジュール発生熱のために絶縁ケースまたは温度ヒューズが損傷・破壊してしまう可能性も充分に考え得る。
たとえ、損傷・破壊に至らなくても、動作後の絶縁性が悪いために高電圧がかかると再導通してしまい、重大な問題になる蓋然性がある。
【００１６】
また、低融点可溶合金の溶断時、液相化低融点可溶合金が微細粒子となって動作時アークによる炭化フラックスを伴いながら周囲に飛散し、絶縁ケースの壁内面等に多数付着することで動作後の絶縁距離が保てず上述したように高電圧印加による再導通や再遮断時の再アーク発生が原因と推定される障害の発生が懸念される。
【００１７】
（Ｂ）温度ヒューズ内の内圧上昇による影響
また、アークのエネルギーにより低融点可溶合金上のほぼ全域に亘って塗布されているフラックスの気化または分解により、封着剤で封着されている絶縁ケース内のフラックスの気体分子数が急増し、温度ヒューズ内部の空間の圧力が上昇する。特にアークのエネルギーが大きい場合は、温度ヒューズ内の内圧上昇により、温度ヒューズの密封の劣化や、温度ヒューズを構成する絶縁ケースが破損する虞がある。
【００１８】
したがって、従来の温度ヒューズは上記理由のために定格電流の値を下げて対処せざるをえなかった。
【００１９】
（Ｃ）オーバーロード試験
また、温度ヒューズにおいては、上記アークに対してオーバーロード特性及び耐圧特性が要求されている。これらの特性は温度ヒューズの電気定格を定めるうえで重要な役割を担っている。
「オーバーロード特性」とは、温度ヒューズに規定の電流、電圧を印加している状態で周囲温度が上昇して動作する時にヒューズが損傷したり、アーク、炎等を発生して危険な状態にならないといった外形的安定性のことである。「耐圧特性」とは、動作した温度ヒューズが規定の高電圧が掛かっても絶縁破壊を起こすことなく維持できるといった絶縁安定性のことである。
【００２０】
このオーバーロード特性および耐圧特性の評価方法として代表的な規格であるＩＥＣ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ）規格６０６９１には、定格電圧×１．１、定格電流×１．５を印加しながら２±１Ｋ／ｍｉｎの速度で昇温させて作動させた際、アーク、炎等を発生して危険な状態にならないこと、および動作後のヒューズボディーに巻装した金属箔とリード線間に定格電圧×２＋１０００Ｖを、両リード線間に定格電圧×２をそれぞれ１分間印加しても、放電したり、絶縁破壊したりしないことが規定されている。
しかしながら、従来の温度ヒューズでは、定格電力を越えて上記規格を満たすことは至難である。
【００２１】
よって、製造した温度ヒューズが上記高定格において不具合を発生させることなく高定格の電圧に対応できるか否かの判断基準として、オーバーロード特性および耐圧特性の評価方法の基準を満たす必要がある。
【００２２】
本発明の目的は、上記課題に鑑み、温度ヒューズとしての基本的性能を維持しつつ高定格に対してもオーバーロード特性の保証のもとで迅速に動作させ得、かつ動作後の耐圧特性や絶縁特性を満足に保証できる温度ヒューズを提供することにある。また、別の目的は、その温度ヒューズの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記目的を達成するための手段として、本発明に係る温度ヒューズ１００ａは、一方のリード線１０の端部１０ａと他方のリード線２０の端部２０ｂとが間隔Ｍを隔てて互いに対向する一対のリード線１０・２０と、前記一方のリード線１０の端部１０ａと前記他方のリード線２０の端部２０ｂの間に溶接されてそのリード線の端部同士１０ａ・２０ｂを接合する低融点可溶合金４０と、絶縁ケース５０の開口部５０ａ・５０ｂからその絶縁ケース５０内に挿入される前記リード線１０・２０上および前記低融点可溶合金４０上のいずれか一方または両方に、少なくとも二箇所に間隔を隔てて塗布されている分割フラックス３５・３５・・・と、前記絶縁ケース５０の開口部５０ａ・５０ｂと、その位置の開口部５０ａ・５０ｂを挿通している各リード線１０・２０とを封着する封着剤７０・７０と、を有していることを特徴している。
【００２４】
また、上記目的を達成するための方法として、本発明に係る温度ヒューズの製造方法は、一対のリード線１０・２０において、一方のリード線１０の端部１０ａと他方のリード線２０の端部２０ｂとを間隔Ｍを隔てて互いに対向させ、前記一方のリード線１０の端部１０ａと前記他方のリード線２０の端部２０ｂの間を溶接して前記一対のリード線１０・２０の端部同士１０ａ・２０ｂを低融点可溶合金４０で接合し、前記リード線１０・２０上および前記低融点可溶合金４０上のいずれか一方または両方に、少なくとも二箇所に間隔を隔てて分割フラックス３５・３５・・・を塗布し、前記分割フラックス３５・３５・・・を塗布した前記リード線１０・２０および前記低融点可溶合金４０のいずれか一方または両方を、挿入用に開口した開口部５０ａ・５０ｂを有する前記絶縁ケース５０に挿入し、絶縁ケース５０内にて、前記低融点可溶合金４０の表面４０ｂと、該絶縁ケース５０の壁内面５０ｄとの間に空間Ｐを設けて対向させ、前記絶縁ケース５０の開口部５０ａ・５０ｂと、その位置の開口部５０ａ・５０ｂを挿通している各リード線１０・２０とを封着剤７０・７０で封着することを特徴としている。
【００２５】
本発明は、上記（Ａ）〜（Ｃ）の課題を解決し、以下の作用を奏するものである。
【００２６】
上記課題（Ａ）に関し、本発明の温度ヒューズおよび本発明の製造方法により製造した温度ヒューズは、絶縁ケースの開口部からその絶縁ケース内に挿入されるリード線上および低融点可溶合金上のいずれか一方または両方に、少なくとも二箇所に間隔を隔てて分割フラックスを塗布することができ、絶縁ケース内にて、低融点可溶合金の表面と、その絶縁ケースの壁内面との間に空間を設けて対向している。
このような構成にしたことにより、低融点可溶合金上の表面全域にフラックスを塗布していた従来の温度ヒューズに比べて、フラックスを分割し、その分割したフラックスを低融点可溶合金上だけでなくリード線上にも塗布することを想定した発明であり、分割フラックスを塗布する箇所を絶縁ケース内において、適宜選択して複数箇所に間隔を隔てて塗布することができる。
これによって、溶断時にアークが発生していた低融点可溶合金の一端間に相当する箇所にフラックスを塗布する必要がなく、さらに、そのアークが発生する箇所から離れた箇所に複数の分割フラックスを塗布することができる。例えば、敢えてアークが発生する低融点可溶合金上にフラックスを塗布せず、低融点可溶合金の両端部のリード線上にそれぞれフラックスを塗布するといったこともできる。
その結果、アークによる溶融フラックスの炭化や気化するような事態が解消または最小限に抑えることができる。また、その分、従来に比べてフラックスの全体としての必要量が少なく済むためコスト面でも優れている。
【００２７】
上記課題（Ｂ）に関し、本発明の温度ヒューズおよび本発明の製造方法により製造した温度ヒューズでは、アークの発生場所から離れた箇所にフラックスを複数箇所塗布する構成であるというのと、従来に比べてフラックスの全体としての必要量が少なく済むため、従来の温度ヒューズに比べて、アークのエネルギーにより可溶合金の表面に塗布されているフラックスが気化または分解する虞もなく、温度ヒューズ内部の空間の圧力が上昇することを抑えることができる。
【００２８】
上記課題（Ｃ）に関し、本発明の温度ヒューズおよび本発明の製造方法により製造した温度ヒューズは、後述する各実施例１ないし５に示すように、オーバーロード特性および耐圧特性の評価方法の代表的な規格であるＩＥＣ規格６０６９１の判定基準を満たすものである。そして、後述する実施例に示すように、本発明に係る温度ヒューズおよびその製造方法により製造された温度ヒューズは、この規格に優れた成績で合格している。
したがって、本発明の温度ヒューズは、高定格においても不具合を発生させることなく高定格の電圧に対応できる判定基準を満たしており、本温度ヒューズを作動させた際、アーク、炎等を発生して危険な状態にならないこと、および、放電したり、絶縁破壊しないことが保証された温度ヒューズである。
【発明の効果】
【００２９】
以上のとおり、本発明の温度ヒューズおよび本発明の製造方法により製造した温度ヒューズは、オーバーロード特性および耐圧特性の評価方法の代表的な規格であるＩＥＣ規格６０６９１の判定基準を満たす。このため、本発明の温度ヒューズは、高定格においても不具合を発生させることなく高定格の電圧に対応できる判定基準を満たしており、本温度ヒューズを作動させた際、アーク、炎等を発生して危険な状態にならないこと、および、放電したり、絶縁破壊しないことが保証された。
さらに、フラックスを分割させて塗布する構成であるため、従来のように一塊のフラックスにアークエネルギーを伝達するのではなく、分割したフラックスそれぞれに分散させて塗布しそれぞれに熱を伝達する構成でもあるので、フラックスが炭化または気化するのを抑えることができ、絶縁ケース内を炭化フラックスの浮遊または飛散を抑えることができるため、浮遊状態の炭化フラックスを通じてリード線間がアーク電流により再導通することを防止できる。
また、浮遊状態の炭化フラックスが従来に比べて非常に少なくすることができるため、絶縁ケースの壁内面に付着したとしても、絶縁ケースの壁内面に付着した炭化フラックスとリード線との間にアーク電流の導通経路が形成されることは抑えられ、絶縁ケースまたは温度ヒューズが破損してしまう可能性を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態に係るアキシャル型温度ヒューズの断面図であり、（ａ）は第１実施例、（ｂ）は第２実施例、（ｃ）は第３実施例の側面断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るに係るラジアル型温度ヒューズの断面図であり、（ａ）は第４実施例の平面断面図、（ｂ）は第４実施例の側面断面図、（ｃ）は第５実施例の平面断面図、（ｄ）は第５実施例の側面断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係るラジアル型温度ヒューズの断面図であり、（ａ）は平面断面図、（ｂ）はその側面断面図で、（ｃ）は更に他の実施形態に係るラジアル型温度ヒューズの平面断面図である。
【図４】従来のアキシャル型温度ヒューズの断面図であり、（ａ）はその一実施例を示す図であり、（ｂ）はその他の実施例を示す図である。
【図５】図４（ａ）に示すアキシャル型温度ヒューズにおいて、温度ヒューズの周囲の温度上昇による可溶合金の変化を示した断面図であり、（ａ）は溶融前、（ｂ）は溶融途中、（ｃ）は溶融後の状態を示した断面図である。
【図６】従来のラジアル型温度ヒューズの断面図であり、（ａ）は平面断面図であり、（ｂ）はその側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
なお、以下の説明では、
（イ）  本発明の一実施形態に係るアキシャル型温度ヒューズの構成について
（ロ）  発明の一実施形態に係るラジアル型温度ヒューズの構成について
（ハ）  温度ヒューズの各構成部材について
（ニ）  ＩＥＣ６０６９１に規定された試験に基づき評価した実施例と比較例との説明
（ホ）  実施例と比較例との対比
の流れに従い説明する。
【００３２】
（イ）  本発明の一実施形態に係るアキシャル型温度ヒューズの構成について
図１は、本発明の一実施形態に係るアキシャル型温度ヒューズの断面図である。
本発明の一実施形態に係るアキシャル型温度ヒューズ１００ａは、その外装体が筒型ケ−スタイプであり、一方のリード線１０の一端部１０ａと他方のリード線２０の他端部２０ｂとが長手方向直列状に所定の間隔Ｍを隔てて互いに対向する一対のリード線１０・２０と、一方のリード線１０の一端部１０ａと他方のリード線２０の他端部２０ｂの間に溶接されてそのリード線１０・２０の端部同士１０ａ・２０ｂを長手方向に接合する低融点可溶合金４０と、長手方向一方側および他方側それぞれに開口した開口部５０ａ・５０ｂからその絶縁ケース５０内に挿入されるリード線１０・２０上および低融点可溶合金４０上のいずれか一方または両方に、少なくとも二箇所に間隔を隔てて塗布されている分割フラックス３５・３５・・・（本実施形態では二箇所に分割フラックス３５・３５が塗布）と、絶縁ケース５０の開口部５０ａ・５０ｂと、その位置の開口部５０ａ・５０ｂを挿通している各リード線１０・２０とを封着する封着剤７０・７０と、を有し、絶縁ケース５０内にて、低融点可溶合金４０の表面４０ｂと、絶縁ケース５０の幅方向一方側の壁内面５０ｄとの幅方向の間、および、低融点可溶合金４０の表面４０ｂと、絶縁ケース５０の幅方向他方側の壁内面５０ｅとの幅方向の間、の少なくとも一方にそれぞれ空間Ｐ・Ｐを設けて対向させている。本実施形態では、両方に空間Ｐ・Ｐを設けている。
【００３３】
また、絶縁ケース５０内において、一対のリード線１０・２０の間に接合される低融点可溶合金４０の長手方向の中心部は、その絶縁ケース５０の長手方向の中心部Ｏに重なるように位置している。図１において、絶縁ケース５０の長手方向一端部および他端部から絶縁ケース５０の長手方向中心部Ｏにかけて、長手方向一方側および他方側からも同位置に低融点可溶合金４０の長手方向の中心部が位置している。つまり、絶縁ケース５０の中心部Ｏを境に長手方向一方側および他方側それぞれに位置する低融点可溶合金４０の体積や長手方向の寸法が同一である（その寸法を符号「Ｄ」で示す）。
なお、ここでいう「低融点可溶合金４０の長手方向の中心部」が「絶縁ケース５０の長手方向の中心部Ｏ」に「重なるように位置している」の「重なる」という文言は、互いの中心部が完全一致という意味だけではなく、重なりのズレが多少大きいまたは少ない寸法である場合も含む。
つまり、絶縁ケース５０の中心部Ｏを境に、長手方向一方側に位置する低融点可溶合金４０の体積や長手方向の寸法、長手方向他方側に位置する低融点可溶合金４０の体積や長手方向の寸法、それぞれ互いの値の公差の範囲を逸脱しない程度の寸法を含む。
このように構成することにより、低融点可溶合金４０が各リード線１０・２０の一端部１０ａおよび他端部２０ｂそれぞれにて溶融分断するときに、低融点可溶合金４０が絶縁ケース５０内にて体積を偏らせることなく、溶融分断させることができる。したがって、偏って分断したことにより生じる不具合を未然に防止することができる。
【００３４】
（ロ）  発明の一実施形態に係るラジアル型温度ヒューズの構成について
図２は、本発明の一実施形態に係るラジアル型温度ヒューズの断面図である。図２（ａ）は第４実施例の平面断面図であり、（ｂ）は第４実施例の側面断面図である。
本発明の一実施形態に係るラジアル型温度ヒューズ１００ｂは、図２に示すように、温度ヒューズ１００ｂは有底筒型ケ−スタイプであり、長手方向一方側および他方側のいずれか（本実施形態では長手方向他方側）に開口部５５ａを有する外装体である絶縁ケース５５と、一方のリード線１０の一端部１０ａと他方のリード線２０の一端部２０ａとが幅方向並列状に所定の間隔Ｎを隔てて互いに対向する一対のリード線１０・２０と、一方のリード線１０の一端部１０ａと他方のリード線２０の一端部２０ａの間に溶接されてそのリード線１０・２０の端部同士端部同士１０ａ・２０ａを幅方向に並行に接合する低融点可溶合金４０と、絶縁ケース５５の開口部５５ａからその絶縁ケース５５内に挿入されるリード線１０・２０上および低融点可溶合金４０上のいずれか一方または両方に、少なくとも二箇所に間隔を隔てて塗布されている分割フラックス３５・３５・・・（本実施形態では二箇所に分割フラックス３５・３５が塗布）と、絶縁ケース５５の一方側のみに開口した開口部５５ａと、その位置の開口部５５ａを挿通している各リード線１０・２０とを封着する封着剤７０と、を有し、絶縁ケース５５内にて、低融点可溶合金４０の表面４０ｂと絶縁ケース５５の長手方向の内奥側端面５５ｆとの間に空間Ｑを、並びに、一方のリード線１０の一端部１０ａの表面と絶縁ケース５５の幅方向一方側の壁内面５５ｄとの間、および、他方のリード線２０の一端部２０ａの表面と絶縁ケース５５の幅方向他方側の壁内面５５ｅとの間の両方に空間Ｒ、Ｒを、それぞれ設けており、低融点可溶合金４０の表面４０ｂと絶縁ケース５５の長手方向の内奥側端面、並びに、一方のリード線１０の一端部１０ａの表面と絶縁ケース５５の幅方向一方側の壁内面５５ｄ、および、他方のリード線２０の一端部２０ａの表面と絶縁ケース５５の幅方向他方側の壁内面５５ｅ、とが非接触状態にあるように設定している。
【００３５】
さらに、本実施形態では、ラジアル型温度ヒューズ１００ｂの製造方法の簡素化を考慮し、絶縁ケース５５内に、低融点可溶合金４０で溶接固定した各リード線１０・２０が挿入し易いよう、一対に並行なリード線１０・２０の幅方向の寸法の大きさが、絶縁ケース５５の長手方向内奥側端面５５ｆ側と、長手方向開口部５５ａ側とで異なるように設定し、絶縁ケース５５内にて折曲部１２・２２が位置するように、各リード線１０・２０に折曲部１２・２２を設けている。
折曲部１２または２２はリード線１０または２０それぞれの一部であり、折曲部１２または２２を介して、低融点可溶合金４０側のリード線の符号を「１１」、「２１」とし、開口部５５ａ側のリード線の符号を「１３」、「２３」と細分化する。そして、符号１１、１２、１３の総称を「リード線１０」とし、符号２１、２２、２３の総称を「リード線２０」とする。
その折曲部１２・２２を境に、低融点可溶合金４０側の各リード線１１・２１の幅方向の間隔の寸法の大きさＸよりも絶縁ケース５５の開口部５５ａ側の各リード線１３・２３の幅方向の間隔の寸法の大きさＹを広く（大きく）設定している。
なお、開口部５５ａ側のリード線１３が絶縁ケース５５の幅方向一方側の壁内面５５ｄ、開口部５５ａ側のリード線２３が絶縁ケース５５の幅方向他方側の壁内面５５ｅに接触している。
なお、折曲部１２・２２の形状は、傾斜状でも直角状でも構わない。本実施形態では、リード線１１（２１）からリード線１３（２３）にかけて傾斜状に折曲部１２（２２）を設けている。
【００３６】
（ハ）  温度ヒューズの各構成部材について
次に、本発明の実施形態に係る温度ヒューズ１００の各構成部材について説明する。
【００３７】
リード線１０・２０は、その材質が導線であるＳｎメッキ軟銅線を用いている。なお、リード線としては、Ｓｎメッキ銅線、ＳｎメッキＣＰ線、Ｎｉメッキ銅線、Ｓｎメッキニッケル線などを使用することができる。また、リード線には、汎用の銅線のほかに、アルミニウム線、銅被覆鉄線等も使用できる。
【００３８】
分割フラックス３５には、通常、融点が低融点可溶合金４０の融点よりも低いものが使用される。この場合、ロジン系を主成分とし、活性剤を添加したものを使用する。例えば、ロジンには、天然ロジン、変性ロジン（例えば、水添ロジン、不均化ロジン、重合ロジン）またはこれらの精製ロジンを使用できる。活性剤には、ジエチルアミン等のアミン類の塩酸塩や臭化水素酸塩、ジカルボン酸（例えば、フマル酸、マレイン酸、アジピン酸、シュウ酸等）の有機酸を使用できる。
分割フラックス３５の低融点可溶合金４０上への塗布は加熱軟化したものを塗布し、冷却凝固させることにより行うか、イソプロピルアルコールや酢酸ブチル等の有機溶剤で液状化したものを塗布することにより行うことができる。
【００３９】
なお、上記の本実施形態に係る温度ヒューズが、筒型ケースタイプのアキシャル型温度ヒューズ１００ａの場合、図１に示すように、リード線１０・２０を筒型絶縁ケース５０に対し偏芯なく配設することが図１に示す正常な球状化分断を行わせるための前提条件であり、ヒューズ動作後、絶縁ケース５０の壁内面５０ｄ・５０ｅにフラックス炭化物を含むフラックスや飛散した合金が付着し易く、絶縁抵抗値の低下や耐圧特性の悪化が懸念される。
そこで、かかる不具合を防止するために、低融点可溶合金４０を絶縁ケース５０に対し実質的に同心に配置させることが有効である。
絶縁ケース５０内において、一対のリード線１０・２０の間に接合される低融点可溶合金４０の長手方向に垂直な幅方向の中心部は、その絶縁ケース５０の幅方向の中心部Ｓに重なるように位置している。図１において、絶縁ケース５０の幅方向一端部および他端部から絶縁ケース５０の幅方向中心部Ｓにかけて、幅方向一方側および他方側からも同位置に低融点可溶合金４０の幅方向の中心部が位置している。つまり、絶縁ケース５０の幅方向中心部Ｓを境に幅方向一方側および他方側それぞれに位置する低融点可溶合金４０の体積や幅方向の寸法が同一である（その寸法を符号「Ｆ」で示す）。
なお、ここでいう「低融点可溶合金４０の幅方向の中心部」が「絶縁ケース５０の幅方向の中心部Ｓ」に「重なるように位置している」の「重なる」という文言は、互いの中心部が完全一致という意味だけではなく、重なりのズレが多少大きいまたは少ない寸法である場合も含む。
つまり、絶縁ケース５０の中心部Ｓを境に、幅方向一方側に位置する低融点可溶合金４０の体積や幅方向の寸法、幅方向他方側に位置する低融点可溶合金４０の体積や幅方向の寸法、それぞれ互いの値の公差の範囲を逸脱しない程度の寸法を含む。
このように構成することにより、低融点可溶合金４０が各リード線１０・２０の一端部１０ａおよび他端部２０ｂそれぞれにて溶融分断するときに、低融点可溶合金４０が絶縁ケース５０内にて体積を偏らせることなく、溶融分断させることができる。したがって、偏って分断したことにより生じる不具合を未然に防止することができる。
さらに、ヒューズ動作後、フラックス炭化物を含むフラックスや飛散した合金の絶縁ケース５０の壁内面５０ｄ・５０ｅへの付着を抑制することができ、更なる絶縁特性、耐圧特性の向上が期待できる。
【００４０】
絶縁ケース５０・５５には、耐熱性・良熱伝導性を有するものであれば特に制限無く使用できる。例えば、アルミナセラミックスのようなセラミックス、耐熱性プラスチック、繊維強化プラスチック、表面に絶縁膜を有する金属などが使用できる。
上記絶縁ケース５０・５５には、セラミックスやガラス等の無機質製のほか、繊維強化フエノール樹脂などのＦＲＰ製も使用できる。
なお、「ＦＲＰ」とは（Ｆｉｂｅｒ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）」の略称であり、いわば、繊維強化プラスチックを意味する。ＦＲＰは、ガラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維などの強化材（繊維）と、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などのマトリックス（樹脂）との複合材のことである。強化材の種類で機械的特性が決まり、樹脂の種類で性質が決まる。
【００４１】
封着剤７０は、例えばエポキシ樹脂等の硬化型樹脂、紫外線硬化性樹脂、シリコン樹脂等を使用することができる。一般的に常温硬化性もしくは熱硬化性の封着剤が用いられる。
【００４２】
低融点可溶合金４０の材質としては、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｂｉ三元系の合金を使用する。または、Ｉｎ−Ｂｉ系、Ｂｉ−Ｓｎ系、Ｓｎ−Ｉｎ系、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｓｂ系合金も使用できる。場合によっては他の元素を添加した低融点可溶合金を使用することができる。例えば、上記合金組成にＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｓｂ、Ｚｎ等のうちの一種または二種以上の元素を添加することにより、温度ヒューズの作動温度を調整することができる。それに加え、低融点可溶合金の比抵抗を低くしたり、その機械的強度を高めることができる。
また、環境に配慮してＰｂ、Ｃｄが添加されていない低融点可溶合金を使用することが好ましい。
【実施例】
【００４３】
（ニ）  ＩＥＣ６０６９１に規定された試験に基づき評価した実施例と比較例との説明  以下、本発明の好適な一実施形態に係る温度ヒューズ、及び、参考として述べる従来例の実施形態に係る温度ヒューズについて説明する。本発明の一実施形態を実施例および比較例をあげて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
なお、比較例として開示している「従来例の実施形態に係る温度ヒューズ」とは、上記［背景技術］に開示している従来例の実施形態に係る温度ヒューズであり、［発明が解決しようとする課題］を有する温度ヒューズである。
図１〜図３は本発明の一実施形態に係る温度ヒューズに関する図であり、実施例１〜５として説明する。図４〜図６は従来例の実施形態に係る温度ヒューズに関する図であり、比較例１〜５として説明する。表１〜５は、上記する評価方法により得られた実施例１〜５および比較例１〜５それぞれの実験データの結果をまとめた表である。
【００４４】
まず、各実施例および比較例にて行ったオーバーロード特性および耐圧特性の評価実験について説明する。
【００４５】
合金に熱エネルギーを一定の速度で加えると固相または液相状態を保つ限り、その熱エネルギーが昇温のみに費やされる。そして、溶け始めると、そのエネルギーの一部が相変化にも費やされつつ昇温され、液相化が完了すると、相状態不変のもとで昇温のみに熱エネルギーが費やされ、この昇温／熱エネルギーの状態は示差走査熱量分析〔基準試料（不変化）と測定試料をＮ２ガス容器内に納め、容器ヒータに電力を供給して両試料を一定速度で昇温させ、測定試料の状態変化に伴う熱エネルギー入力量の変化を示差熱電対により検出する分析であり、以下、「ＤＳＣ」と称す〕により求めることができる。
ＤＳＣ測定の結果は合金組成により異なり、各種組成のＢｉ−Ｉｎ−Ｓｎ系合金のＤＳＣを測定した場合、最大吸熱ピーク点の近傍で低融点可溶合金４０を集中的に溶断動作させ得、しかも優れたオーバーロード特性および耐圧特性が得られる。
【００４６】
本発明に対する評価実験では、低融点可溶合金４０の最大吸熱ピーク温度（以下、「ＤＳＣピーク温度」と称す）は、昇温速度５度／ｍｉｎの条件でＤＳＣにより測定した。
【００４７】
また、試料数を５０箇とし、０．１アンペアの検知電流を通電しつつ、昇温速度１度／ｍｉｎのオイルバスに浸漬し、低融点可溶合金４０の溶断による通電遮断時のオイル温度Ｔｏを測定し、Ｔｏ度を温度ヒューズの低融点可溶合金４０の動作温度とした。
【００４８】
（ホ）  実施例と比較例との対比
オーバーロード特性及び温度ヒューズ動作後の絶縁安定性、所謂、温度ヒューズ動作時の異常モードに対する評価は、ＩＥＣ６０６９１に規定されたオーバーロード試験法及び耐圧試験法に準じた試験（以下、単に「オーバーロード試験」と称す）に基づき評価した（オーバーロード試験前の湿度試験は省略した）。
すなわち、試料に１．１×定格電圧、１．５×定格電流を印加しながら周囲温度を（２±１）Ｋ／ｍｉｎの速度で上昇させて動作させた際の破壊や物理的損傷の有無を確認した。リード線間が定格電圧×２（５００Ｖ）に１分間耐え、かつ動作後のヒューズボディーに巻着した金属箔とリード線間が定格電圧×２＋１０００Ｖ（１５００Ｖ）に１分間耐えたものを耐圧特性に対し合格とし、また直流電圧値が定格電圧×２（５００Ｖ）印加時のリード線間の絶縁抵抗が０．２ＭΩ以上で、かつ動作後のヒューズボディーに巻着した金属箔とリード線間の絶縁抵抗が２ＭΩ以上のものを絶縁特性に対し合格とし、耐圧特性及
び絶縁特性共に合格したものを絶縁安全性に合格とした。試料数を５０箇とし、５０箇全てが絶縁安定性に合格した場合のみを○、１箇でも不合格となった場合を×と評価した。
【実施例１】
【００４９】
実施例１として、図１（ａ）に示す定格電圧が２５０Ｖのアキシャル型温度ヒューズ１００ａについて、オーバーロード特性および耐圧特性の評価実験を行った。
実施例１に係るアキシャル型温度ヒューズ１００ａは、絶縁ケース５０内にて、一方のリード線１０の一端部１０ａおよび他方のリード線２０の他端部２０ｂは、互いに所定の間隔Ｍを隔てて長手方向直列状に対向し、低融点可溶合金４０により接合されている。このとき、低融点可溶合金４０の表面４０ｂと該絶縁ケース５０の幅方向一方側の壁内面５０ｄとの間、低融点可溶合金４０の表面４０ｂと該絶縁ケース５０の幅方向他方側の壁内面５０ｅとの間にそれぞれに空間Ｐ・Ｐを設けてあり、その空間Ｐを介して、低融点可溶合金４０と該絶縁ケース５０とが非接触状態にある。
さらに、実施例１に係る温度ヒューズ１００ａは、絶縁ケース５０内において、一対のリード線１０・２０上両方に分割フラックス３５・３５がそれぞれ塗布され、一方のリード線１０上の分割フラックス３５と、他方のリード線２０上の分割フラックス３５とが、低融点可溶合金４０を間に介して互いに長手方向に間隔を隔てている。
【００５０】
次に、実施例１および比較例１において、オーバーロード試験で使用したアキシャル型温度ヒューズ１００ａの各構成部材の材料について説明する。
実施例１および比較例１において評価したアキシャル型温度ヒューズ１００ａについて、低融点可溶合金４０は、１３５度近辺で動作するＩｎ−Ｓｎ−Ｂｉ三元系で配合した低融点合金を使用し、外径１ｍｍφ、長さ２ｍｍで、かつ、その合金ベースは質量百分率のもとでＩｎ２％、Ｓｎ４６％、Ｂｉ５２％の組成からなる合金を使用した。
また、絶縁ケース５０が外径３ｍｍφ、内径２ｍｍφ、ケース長さ１３.２ｍｍのアルミナセラミック管、リード線１０・２０が外径１ｍｍφのＳｎメッキ軟銅線、分割フラックス３５はロジン系フラックスで、封着剤７０に常温硬化型のエポキシ樹脂を使用した。
【比較例１】
【００５１】
実施例１に対し、フラックスを分割せず低融点可溶合金のほぼ全域に塗布している以外、実施例１と同様に温度ヒューズを製造した。実施例１および比較例１のアキシャル型温度ヒューズ１００ａはいずれも定格電圧が２５０Ｖであるのに対し、実施例１の定格電流は６．０Ａ、比較例１の定格電流は３．０Ａとした。
実施例１および比較例１それぞれに流した試験電流は、定格電流の１．５倍、つまり、実施例１のアキシャル型温度ヒューズ１００ａに対しては９．０Ａ、比較例１のアキシャル型温度ヒューズ１００ａに対しては４．５Ａの試験電流を流して実験を行った。
【００５２】
上記実施例１、比較例１の実験結果を表１に示す。
【００５３】
【表１】
2012256569.tif 000014
【００５４】
［実施例１、比較例１の実験結果について］
実施例１の温度ヒューズにおいては、前記したオーバーロード試験を行っても、破壊等の物理的損傷を全く伴うことなく動作させ得た。そのため、外観の評価は○であった。この動作後の耐圧試験についても、リード線間が定格電圧×２（５００Ｖ）に１分間以上耐え、かつ動作後のヒューズボディーに巻いた金属箔とリード線間が定格電圧×２＋１０００Ｖ（１５００Ｖ）に１分間以上耐えたことから合格であり、絶縁特性についても直流電圧値が定格電圧×２（５００Ｖ）印加時のリード線間の絶縁抵抗が０．２ＭΩ以上で、かつ動作後のヒューズボディーに巻いた金属箔とリード線間の絶縁抵抗値が２ＭΩ以上であって、共に合格であることから耐圧特性、絶縁安定性の評価は○であった。
このように良好なオーバーロード特性及び動作後の絶縁安定性が得られた理由は、前記通電昇温中においてもリード線上の長手方向二箇所に所定の間隔を隔てて、フラックスを分割させて塗布する構成であるために、動作直後に発生したアーク熱が、分割フラックスそれぞれに分散して熱を伝達し、動作直後のアーク発生がよく抑制されて急激な昇温が発生し難くなっている。このため、それに起因するフラックスの気化に伴う圧力上昇やフラックスの炭化等が抑制され、物理的破壊が惹起されることもなく、溶融合金や炭化フラックスの通電動作による飛散等もよく抑制でき、充分な絶縁距離を確保できたためである。
したがって、絶縁ケース内を炭化フラックスの浮遊または飛散を抑えることができるため、浮遊状態の炭化フラックスを通じてリード線間がアーク電流により再導通することを防止できる。
また、浮遊状態の炭化フラックスが従来に比べて非常に少なくすることができるため、絶縁ケースの壁内面に付着したとしても、絶縁ケースの壁内面に付着した炭化フラックスとリード線との間にアーク電流の導通経路が形成されることは抑えられ、絶縁ケースまたは温度ヒューズが破損してしまう可能性を防ぐことができる。
なお、ＤＳＣ測定によるＤＳＣピーク温度は１３５度であった。
【００５５】
しかしながら、比較例１の温度ヒューズにおいては、実施例１に比べ、オーバーロード試験及び耐圧試験に対しては、温度ヒューズに定格電流以上の過負荷となる試験電流を加電し動作させたところ、破壊や絶縁不良が多発し、定格電流以上での使用は難しい結果となり、外観、耐圧特性、および、絶縁安定性の評価は×であった。その理由は、比較例１の温度ヒューズは、図４に示すように、絶縁ケース内のリード線上および低融点可溶合金上の両方のほぼ全域に亘ってフラックスを塗布する構成であったために、動作直後にアークが発生し、一塊のフラックスにアーク熱が伝達し、局所的且つ急激な昇温のためにフラックスが炭化し、動作時に飛散した合金や炭化フラックスに起因しての絶縁距離不保持のために絶縁抵抗値が低く、電圧印加時、再導通して絶縁破壊に至ったと推定される。
【実施例２】
【００５６】
次に、実施例２として、図１（ｂ）に示す定格電圧が２５０Ｖのアキシャル型温度ヒューズ１００ａについて、オーバーロード特性および耐圧特性の評価実験を行った。
実施例２に係るアキシャル型温度ヒューズ１００ａは、絶縁ケース５０内にて、一方のリード線１０の一端部１０ａおよび他方のリード線２０の他端部２０ｂは、互いに所定の間隔Ｍを隔てて長手方向直列状に対向し、低融点可溶合金４０により接合されている。このとき、低融点可溶合金４０の表面４０ｂと該絶縁ケース５０の幅方向一方側の壁内面５０ｄとの間、低融点可溶合金４０の表面４０ｂと該絶縁ケース５０の幅方向他方側の壁内面５０ｅとの間にそれぞれに空間Ｐ・Ｐを設けてあり、その空間Ｐを介して、低融点可溶合金４０と該絶縁ケース５０とが非接触状態にある。
さらに、実施例２に係る温度ヒューズ１００ａは、絶縁ケース５０内において、一対のリード線１０・２０上両方に分割フラックス３５・３５がそれぞれ塗布され、一方のリード線１０上の分割フラックス３５と、他方のリード線２０上の分割フラックス３５とが、低融点可溶合金４０を間に介して互いに長手方向に間隔を隔てている。
絶縁ケース５０の開口部５０ａ・５０ｂと、その位置の開口部５０ａ・５０ｂを挿通している各リード線１０・２０とは、封着剤７０・７０により封着している。
そのうえ、その封着されている長手方向一方の封着剤７０の内周側部７０ａと、長手方向一方のリード線１０上に塗布されている分割フラックス３５の長手方向の側面部３５ａと、が接触または対向するように近接している。また、封着されている長手方向他方の封着剤７０の内周側部７０ｂと、長手方向他方のリード線２０上に塗布されている分割フラックス３５の長手方向の側面部３５ｂと、が接触または対向するように近接している。
【００５７】
次に、実施例２および比較例２において、オーバーロード試験で使用したアキシャル型温度ヒューズ１００ａの各構成部材の材料について説明する。
実施例２および比較例２において評価したアキシャル型温度ヒューズ１００ａについて、低融点可溶合金４０は、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｂｉ三元系で配合した低融点合金を使用し、線径が０．６ｍｍφで、かつ、その合金ベースは質量百分率のもとでＩｎ４８．２％、Ｓｎ４４．４％、Ｂｉ７．４％の組成からなる合金を使用した。
また、絶縁ケース５０が外径２．５ｍｍφ、内径１．５ｍｍφ、ケース長さ９ｍｍのアルミナセラミック管、リード線１０・２０が外径０．６ｍｍφのＳｎメッキ軟銅線、分割フラックス３５はロジン系フラックスで、封着剤７０に常温硬化型のエポキシ樹脂を使用した。
【比較例２】
【００５８】
実施例２に対し、フラックスを分割せず低融点可溶合金のほぼ全域に塗布している以外、実施例２と同様に温度ヒューズを製造した。実施例２および比較例２のアキシャル型温度ヒューズ１００ａはいずれも定格電圧が２５０Ｖであるのに対し、実施例２の定格電流は４．５Ａ、比較例２の定格電流は２．５Ａとした。
実施例２および比較例２それぞれに流した試験電流は、定格電流の１．５倍、つまり、実施例２のアキシャル型温度ヒューズ１００ａに対しては６．７５Ａ、比較例２のアキシャル型温度ヒューズ１００ａに対しては３．７５Ａの試験電流を流して実験を行った。
【００５９】
上記実施例２、比較例２の実験結果を表２に示す。
【００６０】
【表２】
2012256569.tif 000015
【００６１】
［実施例２、比較例２の実験結果について］
実施例２の温度ヒューズにおいては、前記したオーバーロード試験を行っても、破壊等の物理的損傷を全く伴うことなく動作させ得た。そのため、外観の評価は○であった。この動作後の耐圧試験についても、リード線間が定格電圧×２（５００Ｖ）に１分間以上耐え、かつ動作後のヒューズボディーに巻いた金属箔とリード線間が定格電圧×２＋１０００Ｖ（１５００Ｖ）に１分間以上耐えたことから合格であり、絶縁特性についても直流電圧値が定格電圧×２（５００Ｖ）印加時のリード線間の絶縁抵抗が０．２ＭΩ以上で、かつ動作後のヒューズボディーに巻いた金属箔とリード線間の絶縁抵抗値が２ＭΩ以上であって、共に合格であることから耐圧特性、絶縁安定性の評価は○であった。
このように良好なオーバーロード特性及び動作後の絶縁安定性が得られた理由は、前記通電昇温中においてもリード線上の長手方向二箇所に所定の間隔を隔てて、フラックスを分割させて塗布する構成であるために、動作直後に発生したアーク熱が、分割フラックスそれぞれに分散して熱を伝達し、動作直後のアーク発生がよく抑制されて急激な昇温が発生し難くなっている。このため、それに起因するフラックスの気化に伴う圧力上昇やフラックスの炭化等が抑制され、物理的破壊が惹起されることもなく、溶融合金や炭化フラックスの通電動作による飛散等もよく抑制でき、充分な絶縁距離を確保できたためである。
したがって、絶縁ケース内を炭化フラックスの浮遊または飛散を抑えることができるため、浮遊状態の炭化フラックスを通じてリード線間がアーク電流により再導通することを防止できる。
また、浮遊状態の炭化フラックスが従来に比べて非常に少なくすることができるため、絶縁ケースの壁内面に付着したとしても、絶縁ケースの壁内面に付着した炭化フラックスとリード線との間にアーク電流の導通経路が形成されることは抑えられ、絶縁ケースまたは温度ヒューズが破損してしまう可能性を防ぐことができる。
特に、実施例２の構成は、実施例１に比べて、分割フラックス３５・３５が長手方向中央部Ｏよりも長手方向外側に離れた位置にあるので、仮に分割フラックス３５が炭化したとしても、その炭化フラックスが絶縁ケース５０の長手方向中央部Ｏにきて再導通経路となる虞は少ない。
【００６２】
しかしながら、比較例２の温度ヒューズにおいては、実施例２に比べ、オーバーロード試験及び耐圧試験に対しては、温度ヒューズに定格電流以上の過負荷となる試験電流を加電し動作させたところ、破壊や絶縁不良が多発し、定格電流以上での使用は難しい結果となり、外観、耐圧特性、および、絶縁安定性の評価は×であった。その理由は、比較例２の温度ヒューズは、図４に示すように、絶縁ケース内のリード線上および低融点可溶合金上の両方のほぼ全域に亘ってフラックスを塗布する構成であったために、動作直後にアークが発生し、一塊のフラックスにアーク熱が伝達し、局所的且つ急激な昇温のためにフラックスが炭化し、動作時に飛散した合金や炭化フラックスに起因しての絶縁距離不保持のために絶縁抵抗値が低く、電圧印加時、再導通して絶縁破壊に至ったと推定される。
【実施例３】
【００６３】
次に、実施例３として、図１（ｃ）に示す定格電圧が２５０Ｖのアキシャル型温度ヒューズ１００ａについて、オーバーロード特性および耐圧特性の評価実験を行った。
実施例３に係るアキシャル型温度ヒューズ１００ａは、絶縁ケース５０内にて、一方のリード線１０の一端部１０ａおよび他方のリード線２０の他端部２０ｂは、互いに所定の間隔Ｍを隔てて長手方向直列状に対向し、低融点可溶合金４０により接合されている。このとき、低融点可溶合金４０の表面４０ｂと該絶縁ケース５０の幅方向一方側の壁内面５０ｄとの間、低融点可溶合金４０の表面４０ｂと該絶縁ケース５０の幅方向他方側の壁内面５０との間にそれぞれに空間Ｐ・Ｐを設けてあり、その空間Ｐを介して、低融点可溶合金４０と該絶縁ケース５０とが非接触状態にある。
さらに、絶縁ケース５０内の低融点可溶合金４０上に、分割フラックス３５・３５が長手方向に間隔を隔てて二箇所に塗布されている。
【００６４】
次に、実施例３および比較例３において、オーバーロード試験で使用したアキシャル型温度ヒューズ１００ａの各構成部材の材料について説明する。
実施例３および比較例３において評価したアキシャル型温度ヒューズ１００ａについて、低融点可溶合金４０は、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｂｉ三元系で配合した低融点合金を使用し、線径が０．６ｍｍφで、かつ、その合金ベースは質量百分率のもとでＩｎ４８．２％、Ｓｎ４４．４％、Ｂｉ７．４％の組成からなる合金を使用した。
また、絶縁ケース５０が外径２ｍｍφ、内径１．３ｍｍφ、ケース長さ６ｍｍのアルミナセラミック管、リード線１０・２０が外径０．５３ｍｍφのＳｎメッキ軟銅線、分割フラックス３５はロジン系フラックスで、封着剤７０に常温硬化型のエポキシ樹脂を使用した。
【比較例３】
【００６５】
実施例３に対し、フラックスを分割せず低融点可溶合金のほぼ全域に塗布している以外、実施例３と同様に温度ヒューズを製造した。実施例３および比較例３のアキシャル型温度ヒューズ１００ａはいずれも定格電圧が２５０Ｖであるのに対し、実施例３の定格電流は２．０Ａ、比較例３の定格電流は１．２Ａとした。
実施例３および比較例３それぞれに流した試験電流は、定格電流の１．５倍、つまり、実施例３のアキシャル型温度ヒューズ１００ａに対しては３．０Ａ、比較例３のアキシャル型温度ヒューズ１００ａに対しては１．８Ａの試験電流を流して実験を行った。
【００６６】
上記実施例３、比較例３の実験結果を表３に示す。
【００６７】
【表３】
2012256569.tif 000016
【００６８】
［実施例３、比較例３の実験結果について］
実施例３の温度ヒューズにおいては、前記したオーバーロード試験を行っても、破壊等の物理的損傷を全く伴うことなく動作させ得た。そのため、外観の評価は○であった。この動作後の耐圧試験についても、リード線間が定格電圧×２（５００Ｖ）に１分間以上耐え、かつ動作後のヒューズボディーに巻いた金属箔とリード線間が定格電圧×２＋１０００Ｖ（１５００Ｖ）に１分間以上耐えたことから合格であり、絶縁特性についても直流電圧値が定格電圧×２（５００Ｖ）印加時のリード線間の絶縁抵抗が０．２ＭΩ以上で、かつ動作後のヒューズボディーに巻いた金属箔とリード線間の絶縁抵抗値が２ＭΩ以上であって、共に合格であることから耐圧特性、絶縁安定性の評価は○であった。
このように良好なオーバーロード特性及び動作後の絶縁安定性が得られた理由は、前記通電昇温中においてもリード線上の長手方向二箇所に所定の間隔を隔てて、フラックスを分割させて塗布する構成であるために、動作直後に発生したアーク熱が、分割フラックスそれぞれに分散して熱を伝達し、動作直後のアーク発生がよく抑制されて急激な昇温が発生し難くなっている。このため、それに起因するフラックスの気化に伴う圧力上昇やフラックスの炭化等が抑制され、物理的破壊が惹起されることもなく、溶融合金や炭化フラックスの通電動作による飛散等もよく抑制でき、充分な絶縁距離を確保できたためである。
したがって、絶縁ケース内を炭化フラックスの浮遊または飛散を抑えることができるため、浮遊状態の炭化フラックスを通じてリード線間がアーク電流により再導通することを防止できる。
また、浮遊状態の炭化フラックスが従来に比べて非常に少なくすることができるため、絶縁ケースの壁内面に付着したとしても、絶縁ケースの壁内面に付着した炭化フラックスとリード線との間にアーク電流の導通経路が形成されることは抑えられ、絶縁ケースまたは温度ヒューズが破損してしまう可能性を防ぐことができる。
【００６９】
しかしながら、比較例３の温度ヒューズにおいては、実施例３に比べ、オーバーロード試験及び耐圧試験に対しては、温度ヒューズに定格電流以上の過負荷となる試験電流を加電し動作させたところ、破壊や絶縁不良が多発し、定格電流以上での使用は難しい結果となり、外観、耐圧特性、および、絶縁安定性の評価は×であった。その理由は、比較例３の温度ヒューズは、図４に示すように、絶縁ケース内のリード線上および低融点可溶合金上の両方のほぼ全域に亘ってフラックスを塗布する構成であったために、動作直後にアークが発生し、一塊のフラックスにアーク熱が伝達し、局所的且つ急激な昇温のためにフラックスが炭化し、動作時に飛散した合金や炭化フラックスに起因しての絶縁距離不保持のために絶縁抵抗値が低く、電圧印加時、再導通して絶縁破壊に至ったと推定される。
【００７０】
なお、実施例２と実施例３とは、いずれも低融点可溶合金の合金組成が同一であるため、ＤＳＣ測定によるＤＳＣピーク温度は１０５度と同一であった。
【実施例４】
【００７１】
実施例４として、図２（ａ）、（ｂ）に示す定格電圧が２５０Ｖのラジアル型温度ヒューズ１００ｂについて、オーバーロード特性および耐圧特性の評価実験を行った。
実施例４に係るラジアル型温度ヒューズ１００ｂは、一方のリード線１０の一端部１０ａと他方のリード線２０の一端部２０ａとを幅方向並列状に所定の間隔Ｎを隔てて互いに対向しており、その間を溶接されて低融点可溶合金４０が各リード線１０・２０を幅方向に並行に接合している。
絶縁ケース５５内において、幅方向一方側のリード線１１上および低融点可溶合金４０の幅方向一方側部上の両方、いわゆる幅方向一方側の接合部位３８上に分割フラックス３５が塗布されており、かつ、幅方向他方側のリード線１１上および低融点可溶合金４０の幅方向他方側部上の両方、いわゆる幅方向他方側の接合部位３９上に分割フラックス３５が塗布されている。
絶縁ケース５５内にて、低融点可溶合金４０の表面４０ｂと長手方向の絶縁ケース５５の内奥側端面５５ｆとの間に空間Ｑ、並びに、低融点可溶合金４０の表面４０ｂと絶縁ケース５５の幅方向一方側および他方側の壁内面５５ｄおよび５５ｅとの間に空間Ｒ、Ｒの両方を設けて対向させ、絶縁ケース５５の一方側のみに開口した開口部５５ａと、その位置の開口部５５ａを挿通している各リード１０・２０とを封着剤７０で封着している。
【００７２】
次に、実施例４および比較例４において、オーバーロード試験で使用したラジアル型温度ヒューズ１００ｂの各構成部材の材料について説明する。
実施例４および比較例４において評価したラジアル型温度ヒューズ１００ｂについて、低融点可溶合金４０は、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｂｉ三元系で配合した低融点合金を使用し、線径が０．６ｍｍφで、かつ、その合金ベースは質量百分率のもとでＩｎ４８．２％、Ｓｎ４４．４％、Ｂｉ７．４％の組成からなる合金を使用した。
また、絶縁ケース５５は、６ｍｍ×７ｍｍ×３ｍｍのアルミナセラミックケース、リード線１０・２０は、外径０．６ｍｍφのＳｎメッキ軟銅線、分割フラックス３５はロジン系フラックスで、封着剤７０に常温硬化型のエポキシ樹脂を使用した。
【比較例４】
【００７３】
実施例４に対し、図６に示すように、フラックスを分割せず低融点可溶合金のほぼ全域に塗布している以外、実施例４と同様に温度ヒューズを製造した。実施例４および比較例４のラジアル型温度ヒューズ１００ｂはいずれも定格電圧が２５０Ｖであるのに対し、実施例４の定格電流は３．５Ａ、比較例４の定格電流は２．５Ａとした。
実施例４および比較例４それぞれに流した試験電流は、定格電流の１．５倍、つまり、実施例４のラジアル型温度ヒューズ１００ｂに対しては５．２５Ａ、比較例４のラジアル型温度ヒューズ１００ｂに対しては３．７５Ａの試験電流を流して実験を行った。
【００７４】
上記実施例４、比較例４の実験結果を表４に示す。
【００７５】
【表４】
2012256569.tif 000017
【００７６】
［実施例４、比較例４の実験結果について］
実施例４の温度ヒューズにおいては、前記したオーバーロード試験を行っても、破壊等の物理的損傷を全く伴うことなく動作させ得た。そのため、外観の評価は○であった。この動作後の耐圧試験についても、リード線間が定格電圧×２（５００Ｖ）に１分間以上耐え、かつ動作後のヒューズボディーに巻いた金属箔とリード線間が定格電圧×２＋１０００Ｖ（１５００Ｖ）に１分間以上耐えたことから合格であり、絶縁特性についても直流電圧値が定格電圧×２（５００Ｖ）印加時のリード線間の絶縁抵抗が０．２ＭΩ以上で、かつ動作後のヒューズボディーに巻いた金属箔とリード線間の絶縁抵抗値が２ＭΩ以上であって、共に合格であることから耐圧特性、絶縁安定性の評価は○であった。
このように良好なオーバーロード特性及び動作後の絶縁安定性が得られた理由は、前記通電昇温中においてもリード線上の長手方向二箇所に所定の間隔を隔てて、フラックスを分割させて塗布する構成であるために、動作直後に発生したアーク熱が、分割フラックスそれぞれに分散して熱を伝達し、動作直後のアーク発生がよく抑制されて急激な昇温が発生し難くなっている。このため、それに起因するフラックスの気化に伴う圧力上昇やフラックスの炭化等が抑制され、物理的破壊が惹起されることもなく、溶融合金や炭化フラックスの通電動作による飛散等もよく抑制でき、充分な絶縁距離を確保できたためである。  したがって、絶縁ケース内を炭化フラックスの浮遊または飛散を抑えることができるため、浮遊状態の炭化フラックスを通じてリード線間がアーク電流により再導通することを防止できる。
また、浮遊状態の炭化フラックスが従来に比べて非常に少なくすることができるため、絶縁ケースの壁内面に付着したとしても、絶縁ケースの壁内面に付着した炭化フラックスとリード線との間にアーク電流の導通経路が形成されることは抑えられ、絶縁ケースまたは温度ヒューズが破損してしまう可能性を防ぐことができる。
【００７７】
しかしながら、比較例４の温度ヒューズにおいては、実施例４に比べ、オーバーロード試験及び耐圧試験に対しては、温度ヒューズに定格電流以上の過負荷となる試験電流を加電し動作させたところ、破壊や絶縁不良が多発し、定格電流以上での使用は難しい結果となり、外観、耐圧特性、および、絶縁安定性の評価は×であった。その理由は、比較例４の温度ヒューズは、図６に示すように、絶縁ケース内のリード線上および低融点可溶合金上の両方のほぼ全域に亘ってフラックスを塗布する構成であったために、動作直後にアークが発生し、一塊のフラックスにアーク熱が伝達し、局所的且つ急激な昇温のためにフラックスが炭化し、動作時に飛散した合金や炭化フラックスに起因しての絶縁距離不保持のために絶縁抵抗値が低く、電圧印加時、再導通して絶縁破壊に至ったと推定される。
【実施例５】
【００７８】
実施例５として、図２（ｃ）、（ｄ）に示す定格電圧が２５０Ｖのラジアル型温度ヒューズ１００ｂについて、オーバーロード特性および耐圧特性の評価実験を行った。
実施例５に係るラジアル型温度ヒューズ１００ｂは、一方のリード線１０の一端部１０ａと他方のリード線２０の一端部２０ａとを幅方向並列状に所定の間隔Ｎを隔てて互いに対向させ、一方のリード線１０の一端部１０ａと他方のリード線２０の一端部２０ａの間を溶接して一対のリード線１０・２０の端部同士１０ａ・２０ａを幅方向に並行に低融点可溶合金４０で接合している。
さらに、絶縁ケース５５内において、幅方向一方側の折曲部１２上および幅方向他方側の折曲部２２上の両方に、それぞれ分割フラックス３５・３５を塗布している。
また、絶縁ケース５５内にて、低融点可溶合金４０の表面４０ｂと長手方向の絶縁ケース５５の内奥側端面５５ｆとの間に空間Ｑ、並びに、低融点可溶合金４０の表面４０ｂと絶縁ケース５５の幅方向一方側および他方側の壁内面５５ｄおよび５５ｅとの間に空間Ｒ、Ｒのいずれか一方または両方を設けて対向させ、絶縁ケース５５の一方側のみに開口した開口部５５ａと、その位置の開口部５５ａを挿通している各リード１０・２０とを封着剤７０で封着している。
なお、絶縁ケース５５内において、一対のリード線１０・２０の間に接合される低融点可溶合金４０の幅方向の中心部は、その絶縁ケース５５の幅方向の中心部Ｌに重なるように位置している。図２（ｃ）において、絶縁ケース５５の幅方向側部から絶縁ケース５５の幅方向の中心部Ｌにかけて、幅方向一方側および他方側からも同位置に低融点可溶合金４０の幅方向の中心部が位置している（その寸法を符号「Ｅ」で示す）。
なお、ここでいう「低融点可溶合金４０の幅方向の中心部」が「絶縁ケース５５の幅方向の中心部Ｌ」に「重なるように位置している」の「重なる」という文言は、互いの中心部が完全一致という意味だけではなく、重なりのズレが多少大きいまたは少ない寸法である場合も含む。
つまり、絶縁ケース５５の中心部Ｌを境に、幅方向一方側に位置する低融点可溶合金４０の体積や幅方向の寸法、幅方向他方側に位置する低融点可溶合金４０の体積や幅方向の寸法、それぞれ互いの値の公差の範囲を逸脱しない程度の寸法を含む。
このように構成することにより、低融点可溶合金４０が一対のリード線１０・２０の端部同士１０ａ・２０ａ間を溶融分断するときに、低融点可溶合金４０が絶縁ケース５５内にて体積を偏らせることなく、溶融分断させることができる。したがって、偏って分断したことにより生じる不具合を未然に防止することができる。
【００７９】
次に、実施例５および比較例５において、オーバーロード試験で使用したラジアル型温度ヒューズ１００ｂの各構成部材の材料について説明する。
実施例５および比較例５において評価したラジアル型温度ヒューズ１００ｂについて、低融点可溶合金４０は、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｂｉ三元系で配合した低融点合金を使用し、線径が０．６ｍｍφで、かつ、その合金ベースは質量百分率のもとでＩｎ４８．２％、Ｓｎ４４．４％、Ｂｉ７．４％の組成からなる合金を使用した。
また、絶縁ケース５５は、４ｍｍ×５ｍｍ×２ｍｍのアルミナセラミックケース、リード線１０・２０は、外径０．５３ｍｍφのＳｎメッキ軟銅線、分割フラックス３５はロジン系フラックスで、封着剤７０に常温硬化型のエポキシ樹脂を使用した。
【比較例５】
【００８０】
実施例５に対し、図６に示すように、フラックスを分割せず低融点可溶合金のほぼ全域に塗布している以外、実施例５と同様に温度ヒューズを製造した。実施例５および比較例５のラジアル型温度ヒューズ１００ｂはいずれも定格電圧が２５０Ｖであるのに対し、実施例５の定格電流は１．７Ａ、比較例５の定格電流は１．２Ａとした。
実施例５および比較例５それぞれに流した試験電流は、定格電流の１．５倍、つまり、実施例５のラジアル型温度ヒューズ１００ｂに対しては２．５５Ａ、比較例５のラジアル型温度ヒューズ１００ｂに対しては１．８Ａの試験電流を流して実験を行った。
【００８１】
上記実施例５、比較例５の実験結果を表５に示す。
【００８２】
【表５】
2012256569.tif 000018
【００８３】
［実施例５、比較例５の実験結果について］
実施例５の温度ヒューズにおいては、前記したオーバーロード試験を行っても、破壊等の物理的損傷を全く伴うことなく動作させ得た。そのため、外観の評価は○であった。この動作後の耐圧試験についても、リード線間が定格電圧×２（５００Ｖ）に１分間以上耐え、かつ動作後のヒューズボディーに巻いた金属箔とリード線間が定格電圧×２＋１０００Ｖ（１５００Ｖ）に１分間以上耐えたことから合格であり、絶縁特性についても直流電圧値が定格電圧×２（５００Ｖ）印加時のリード線間の絶縁抵抗が０．２ＭΩ以上で、かつ動作後のヒューズボディーに巻いた金属箔とリード線間の絶縁抵抗値が２ＭΩ以上であって、共に合格であることから耐圧特性、絶縁安定性の評価は○であった。
このように良好なオーバーロード特性及び動作後の絶縁安定性が得られた理由は、前記通電昇温中においてもリード線上の長手方向二箇所に所定の間隔を隔てて、フラックスを分割させて塗布する構成であるために、動作直後に発生したアーク熱が、分割フラックスそれぞれに分散して熱を伝達し、動作直後のアーク発生がよく抑制されて急激な昇温が発生し難くなっている。このため、それに起因するフラックスの気化に伴う圧力上昇やフラックスの炭化等が抑制され、物理的破壊が惹起されることもなく、溶融合金や炭化フラックスの通電動作による飛散等もよく抑制でき、充分な絶縁距離を確保できたためである。  したがって、絶縁ケース内を炭化フラックスの浮遊または飛散を抑えることができるため、浮遊状態の炭化フラックスを通じてリード線間がアーク電流により再導通することを防止できる。
また、浮遊状態の炭化フラックスが従来に比べて非常に少なくすることができるため、絶縁ケースの壁内面に付着したとしても、絶縁ケースの壁内面に付着した炭化フラックスとリード線との間にアーク電流の導通経路が形成されることは抑えられ、絶縁ケースまたは温度ヒューズが破損してしまう可能性を防ぐことができる。
なお、実施例４と実施例５とは、いずれも低融点可溶合金の合金組成が同一であるため、ＤＳＣピーク温度は１０５度と同一であった。
【００８４】
しかしながら、比較例５の温度ヒューズにおいては、実施例５に比べ、オーバーロード試験及び耐圧試験に対しては、温度ヒューズに定格電流以上の過負荷となる試験電流を加電し動作させたところ、破壊や絶縁不良が多発し、定格電流以上での使用は難しい結果となり、外観、耐圧特性、および、絶縁安定性の評価は×であった。その理由は、比較例５の温度ヒューズは、図６に示すように、絶縁ケース内のリード線上および低融点可溶合金上の両方のほぼ全域に亘ってフラックスを塗布する構成であったために、動作直後にアークが発生し、一塊のフラックスにアーク熱が伝達し、局所的且つ急激な昇温のためにフラックスが炭化し、動作時に飛散した合金や炭化フラックスに起因しての絶縁距離不保持のために絶縁抵抗値が低く、電圧印加時、再導通して絶縁破壊に至ったと推定される。
【００８５】
［他の実施形態］
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱することなく種々の変形または修正が可能である。
【００８６】
例えば、上記実施形態では、図２の実施例４と実施例５との発明を組み合わせて、図３に示すような温度ヒューズ１００ｂを製造することも可能である。図３（ａ）、（ｂ）は、本発明の他の実施形態に係るラジアル型温度ヒューズの断面図であり、（ａ）は平面断面図、（ｂ）はその側面断面図である。
この実施形態に係るラジアル型温度ヒューズ１００ｂは、絶縁ケース５５内において、複数の分割フラックス３５のうち少なくとも一つ以上は低融点可溶合金４０上に塗布されており、残りの分割フラックス３５は一方および他方のリード線１０（２０）上の少なくとも一方に塗布されていることを特徴とする温度ヒューズ１００ｂに応用することも可能である（本実施形態では、低融点可溶合金４０上、リード線１０上それぞれに分割フラックス３５が一つずつ塗布している）。
【００８７】
また、例えば、図３（ｃ）に示すラジアル型温度ヒューズ１００ｂのように、絶縁ケース５５内において、一方のリード線１０上および低融点可溶合金４０の一方側部上の両方にまたがる一方側の接合部位３９上に分割フラックス３５が塗布されており、かつ、他方側のリード線２０上および低融点可溶合金４０の他方側部上の両方にまたがる他方側の接合部位３９上に分割フラックス３５が塗布されている温度ヒューズ１００ｂを上記実施形態を応用して製造することができる。
このように構成することにより、リード線１０・２０を加工することなく、温度ヒューズを製造することができ、急ぎの需要に対応することができるだけでなく、時間的なロスの損失を防止できる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は、家庭電気製品、ＯＡ機器、ＡＶ機器（オーディオ・ビジュアル機器）、コンピュータ、通信機器、計測機器および、パーソナル機器の他、モバイル機器や車両部品の電源である二次電池等に利用することができる。最近では、携帯電話等のモバイル機器の高性能化に伴い、各種機器の電源である二次電池、例えば、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池の小型・高容量化が進み、それらの電池の安全保護対策が重要となっている。このような中、本発明は、繰返し充放電が可能な電池、すなわち二次電池の過熱保護に最適な小形・薄形化した保護部品として利用することができる。
【符号の説明】
【００８９】
１０  一方のリード線
１０ａ  一端部
２０  他方のリード線
２０ｂ  他端部
３５・３５・・・  分割フラックス
４０  低融点可溶合金
７０  封着剤
５０・５５  絶縁ケース
５０ａ・５０ｂ・５５ａ  開口部
５０ｄ  絶縁ケース５０の幅方向一方側の壁内面
５０ｅ  絶縁ケース５０の幅方向他方側の壁内面
５５ｄ  絶縁ケース５５の幅方向一方側の壁内面
５５ｅ  絶縁ケース５５の幅方向他方側の壁内面
５５ｆ  絶縁ケース５５の長手方向の内奥側端面
１００  温度ヒューズ
１００ａ  アキシャル型温度ヒューズ
１００ｂ  ラジアル型温度ヒューズ
Ｍ・Ｎ  所定の間隔
Ｐ・Ｑ・Ｒ  空間