(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
低融点可溶合金の線状片をヒュ−ズエレメントとする温度ヒュ−ズにおいて、低融点可溶合金の合金組成が、Sn：０．３〜１．５重量％、In：５１〜５４重量％、残部Biであることを特徴とする合金型温度ヒュ−ズ。
【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】
【０００１】
本発明は合金型温度ヒュ−ズに関するものである。
【従来の技術】
【０００２】
合金型温度ヒュ−ズにおいては、一対のリ−ド線間に低融点可溶合金片（ヒュ−ズエレメント）を橋設し、低融点可溶合金片上にフラックスを塗布し、このフラックス塗布合金片を絶縁体で包囲してあり、保護すべき電気機器に取り付けて使用される。
【０００３】
この場合、電気機器が過電流により発熱すると、その発生熱により低融点可溶合金片が液相化され、その溶融金属がフラックスとの共存下、表面張力により球状化され、球状化の進行により分断されて機器への通電が遮断される。
【０００４】
上記低融点可溶合金に要求される要件の一つは、固相線と液相線との間の固液共存域が狭いことである。
すなわち、通常、合金においては、固相線と液相線との間に固液共存域が存在し、この領域においては、液相中に固相粒体が分散した状態にあり、液相様の性質も備えているために、上記の球状化分断が発生する可能性があり、従って、液相線温度（この温度をＴとする）以前に固液共存域に属する温度範囲（ΔＴとする）で、低融点可溶合金片が球状化分断される可能性がある。而して、かかる低融点可溶合金片を用いた温度ヒュ−ズにおいては、ヒュ−ズエレメント温度が（Ｔ−ΔＴ）〜Ｔとなる温度範囲で動作するものとして取り扱わなければならず、従って、ΔＴが小であるほど、すなわち、固液共存域が狭いほど、温度ヒュ−ズの作動温度範囲のバラツキを小として、温度ヒュ−ズを所定の設定温度で作動させることができる。
【０００５】
従って、温度ヒュ−ズのヒュ−ズエレメントとして使用される合金には、まず固液共存域が狭いことが要求される。
また、ヒュ−ズエレメントの電気抵抗が高いと、ヒュ−ズエレメントの自己発熱に基づく温度上昇が大となり、機器の温度上昇が機器の運行上障害とならない範囲内であっても、ヒュ−ズエレメントの温度が融点に達し、温度ヒュ−ズが作動してしまうことがあり、かかる誤作動排除のために、充分に低抵抗であることが要求される。
更に、温度ヒュ−ズのヒュ−ズエレメントは、線状片の形態で使用されるから、線引加工が可能であることが要求される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来、実用化されている合金型温度ヒュ−ズには、動作温度７３．５±２．５℃、９８±２℃、１１２±３℃、１２６±３℃、１３０±２℃、１４５±２℃並びに１６４．５±２．５℃のものが存在する。
【０００７】
而るに、動作温度７３．５±２．５℃と９８±２℃との差が、他の動作温度差（ほぼ１５℃）に較べて広すぎ、この間の温度を保護温度とする電気機器の適切な保護を全うし難く、動作温度が８０℃〜９０℃にある合金型温度ヒュ−ズの出現が望まれている。
【０００８】
Ｉｎ−Ｓｎ−Ｂｉ三元合金の液相面図において、Ｉｎ−Ｓｎ二元共晶点Ｅ０１１８℃からＩｎ−Ｓｎ−Ｂｉ三元共晶点Ｅ１５９℃に至る液相面ラインが在り、点Ｅ０から点Ｅ１まではＳｎ量減及びＢｉ量増により液相線温度を１１８℃→５９℃に下げることができ、従って、この過程において液相線温度８０℃〜９０℃の三元組成を特定することが可能であるが、これでは固液共存巾が広過ぎ、細線加工が難しく、満足なものを得ることが困難である。
【０００９】
かかる現況下、本発明者において、作動温度が８０℃〜９０℃の範囲に属する合金型温度ヒュ−ズを得るべく、鋭意検討したところ、InとBiとを主成分とし、これにSnを添加剤として微量加えた合金組成をヒュ−ズエレメントに使用することにより、作動温度が８６℃〜８９℃の合金型温度ヒュ−ズを前記した性能上、製作上の要件を充足して得ることができた。
【００１０】
本発明の目的は、かかる成果を基礎として、作動温度が８６℃〜８９℃の合金型温度ヒュ−ズを容易に製作できる合金型温度ヒュ−ズを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の合金型温度ヒュ−ズは、低融点可溶合金の線状片をヒュ−ズエレメントとする温度ヒュ−ズにおいて、低融点可溶合金の合金組成が、Sn：０．３〜１．５重量％、In：５１〜５４重量％、残部Biであることを特徴とする構成である。
【００１２】
【作用】
基準組成Sn：１．０重量％，In：５２．５重量％，Bi：４６．５重量％の液相線温度が８７℃、固液共存域巾が３℃であり、通常ヒュ−ズエレメントの溶断温度よりも約２℃高い温度が温度ヒュ−ズの動作温度となり、動作温度８６〜８９℃の合金型温度ヒュ−ズが得られる。
【００１３】
【実施例】
本発明の合金型温度ヒュ−ズの形式には、ケ−ス型、基板型、或いは、樹脂ディッピング型の何れをも使用できる。
ケ−ス型においては、互いに一直線上に対向するリ−ド線間に線状片のヒュ−ズエレメントが溶接により橋設され、ヒュ−ズエレメント上にフラックスが塗布され、このフラックス塗布ヒュ−ズエレメント上にセラミックス筒が挿通され、該筒の各端と各リ−ド線との間がエポキシ樹脂で封止される。または、平行リ−ド線間の先端に線状片のヒュ−ズエレメントが溶接により橋設され、ヒュ−ズエレメント上にフラックスが塗布され、このフラックス塗布ヒュ−ズエレメント上に扁平なセラミックキャップが被せられ、このキャップの開口とリ−ド線との間がエポキシ樹脂で封止される。
【００１４】
上記樹脂ディッピング型においては、セラミックキャップの包囲に代え、フラックス塗布ヒュ−ズエレメント上にエポキシ樹脂液への浸漬によるエポキシ樹脂被覆層が設けられる。
【００１５】
上記基板型においては、片面に一対の層状電極を設けた絶縁基板のその電極間先端に線状片のヒュ−ズエレメントが溶接により橋設され、ヒュ−ズエレメント上にフラックスが塗布され、各電極の後端にリ−ド線が接続され、絶縁基板片面上にエポキシ樹脂被覆層が設けられる。
【００１６】
ヒュ−ズエレメントには、Sn：０．３〜１．５重量％、In：５１〜５４重量％、残部Biの合金母材を線引きすることにより得られ、断面丸形のまま、または、さらに扁平に圧縮加工して使用される。
【００１７】
上記の合金組成に対する基準組成、Sn：１．０重量％，In：５２．５重量％，残部Biの液相線温度は８７℃、固液共存域巾は３℃である。
【００１８】
合金型温度ヒュ−ズにおいては、温度ヒュ−ズ表面とヒュ−ズエレメントとの間の熱抵抗のために、ヒュ−ズエレメント温度に較べ温度ヒュ−ズ表面温度がほぼ２℃高くなり、上記標準組成をヒュ−ズエレメントとする温度ヒュ−ズの作動温度は８９℃〜８６℃となる。
【００１９】
上記組成の合金においては、Inにより線引きに必要な延性が与えられ、Biにより融点が９０℃に近い低融合金とされ、Snにより上記の延性を保持しつつ８４℃〜８７℃の融点（固相線と液相線との間の温度）に設定される。
【００２０】
上記合金組成におけるSn，In，Bi等の上限と下限は、温度ヒュ−ズの動作温度の巾を±３℃（８７．５℃を中心として）以内に納めるのに必要な限定である。
【００２１】
本発明によれば、動作温度が８６℃〜８９℃にある合金型温度ヒュ−ズを良好な歩留まりで製造することができる。このことは次の実施例からも明らかである。
【００２２】
実施例
Sn：１．０重量％、In：５２．５重量％、残部Biの合金組成の母材を線引きして直径０．６ｍｍの線に加工した。１ダイスについての引落率を６．５％とし、線引き速度を４５ｍ／ｍｉｎとしたが、断線は皆無であった。
この線の抵抗値を測定したところ、１．９Ω／ｍであり、既存の合金型温度ヒュ−ズのヒュ−ズエレメントの抵抗値と同オ−ダであり、抵抗上、何ら問題はなかった。
【００２３】
この線を長さ６ｍｍに切断してヒュ−ズエレメントとし、筒型温度ヒュ−ズを作成した。リ−ド線には外径０．６ｍｍの錫メッキ銅線を、筒体には内径１．５ｍｍのセラミックス筒を使用した。
【００２４】
この実施例品５０箇を、０．１アンペアの電流を通電しつつ、昇温速度１℃／１分のオイルバスに浸漬し、溶断による通電遮断時のオイル温度を測定したところ、８７±１℃の範囲内であった。
【００２５】
また、上記した合金組成の範囲内であれば、動作温度を８７．５℃を中心として±３℃の範囲内に納めることができた。
【００２６】
なお、共晶点温度８２℃、共晶組成Sn４６重量％，In５０重量％，Bi４重量％の合金を用いて温度ヒュ−ズを製作することを試みたが、ヒュ−ズエレメントを製造することができず、実現できなかった。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、低融点可溶合金母材の能率のよい線引きでヒュ−ズエレメントを製造し、このヒュ−ズエレメントを用いて動作温度が８６℃〜８９℃で、かつ自己発熱を充分に防止できる合金型温度ヒュ−ズを得ることができ、保護温度が８０〜９０℃程度の機器の保護に有用な合金型温度ヒュ−ズを良好な生産性で得ることができる。