(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の温度以上で溶融する線状導電体と所定の温度以上で長さ方同に収縮する線状絶縁体とが連続的に互いに絡み合った状態のヒューズコアを、絶縁体で連続的に被覆したことを特徴とする線状温度ヒューズにおいて、上記線状温度ヒューズが異常な高温にさらされた際、上記線状絶縁体が、その長さを縮めて直線になろうとする力で上記線状導電体を切断することを特徴とする線状温度ヒューズ。
【請求項２】
線状導電体と線状絶縁体を撚り合わせることによってヒューズコアを形成したことを特徴とする請求項１記載の線状温度ヒューズ。
【請求項３】
線状導電体上に線状絶縁体を連続的に横巻きすることによってヒューズコアを形成したことを特徴とする請求項１記載の線状温度ヒューズ。
【請求項４】
ヒューズコアと絶縁体との間に、非溶融性繊維の横巻き及び／または編組からなる流動防止層を設けたことを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３記載の線状温度ヒューズ。
【請求項５】
線状絶縁体は、架橋した結晶性絶縁体を、該絶縁体の結晶融点以上の温度に加熱して応力をかけて引き延ばし、その状態で冷却することによって構成されたものであり、且つ、長さ方向の収縮率がｌ０％以上であることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３または請求項４記載の線状温度ヒュ−ズ。
【請求項６】
線状絶縁体は、未架橋の結晶性絶縁体を、該絶縁体のガラス転移点以上結晶融点以下の温度に加熱して応力をかけて引き延ばし、その状態で冷却することによって構成されたものであり、且つ、長さ方向の収縮率がｌ０％以上であることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３または請求項４記載の線状温度ヒュ−ズ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は熱機器などの異常温度を検知する線状温度ヒューズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
熱機器の異常温度検知は従来、素子状の温度ヒューズを用いて行われていたが、安全性の向上のために、多数個の温度ヒューズを連結して用いることが多くなった。しかし、この方法では、温度ヒューズの使用量が増大して部品コストが上昇するばかりか、その連結加工にも多大な工数がかかるため作業コストも非常に高いものであった。このような問題に対しては、例えば、特開昭５７−８１６９５号公報、実開昭５７−１６１７１３号公報などによって、線状の温度ヒューズが提案されたが、これらの線状温度ヒューズは検知の確実性や検知後の再結合の防止等の安全上の問題があり、実用化には至らなかった。そこで、当該出願人は、先に、これらの問題点を解決した線状の温度ヒューズを、特開平５−１２８９５０号公報、特開平６−１８１０２８号公報、特開平７−１７６２５１号公報などで提案した。これらの提案によって線状温度ヒューズは、一部実用化されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする問題点】
しかしながら、従来の技術範囲で、検知の確実性や検知後の再結合の防止等の安全性の向上、許容電流値の増加、コストのさらなる低減などを実現しようとした場合には問題点があった。つまり、安全性を向上させた線状温度ヒューズ（例えば、特開平６−１８１０２８号公報に開示されたもの）において、許容電流値を増加させようとすると多本数の線状導電体を引き揃えて横巻きしなければならず、製造装置の複雑化からコストが上昇するととともに、要求される許容電流値によっては設計が不可能になってしまう場合があった。
【０００４】
本発明はこのような点に基づいてなされたもので、その目的とするところは、安全性の向上、許容電流値の増加、コストのさらなる低減などを同時に達成することが可能な線状温度ヒューズを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するべく本発明による線状温度ヒューズは、所定の温度以上で溶融する線状導電体と所定の温度以上で長さ方同に収縮する線状絶縁体とが連続的に互いに絡み合った状態のヒューズコアを、絶縁体で連続的に被覆したことを特徴とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明において使用される線状導電体としては、例えば、錫、鉛、ビスマス、カドミウム、銀、インジュウム等の低融点金属及びそれらの合金を線状に加工したものや、上記の低融点金属及びそれらの合金からなる繊維或いは粉末を所定の温度で溶融する有機物中に分散してなる混合物を押出成形等によって線状に加工したものなどが挙げられる。好ましくは、低融点金属及びそれらの合金を線状に加工したものが用いられる。尚、線状導電体としては、内部にフラックスを充填したものを使用することも考えられ、この場合には、本発明によって得られる線状温度ヒューズの感度をより一層高めることができ特に好ましい。これらは市販品も多数見られるのでそれらを使用しても良い。
【０００７】
線状導電体は所定の温度以上で溶融するものである。溶融温度は本発明によって得られる線状温度ヒューズの使用条件（例えば、検知温度）によって異なるものであり、これは使用する低融点金属及びその合金の種類、組み合わせなどを適宜に変更することによって設定される。
【０００８】
本発明においては、上記線状導電体と、後述する線状絶縁体を連続的に互いに絡み合った状態に形成してヒューズコアとする。線状導電体と線状絶縁体が連続的に絡み合った状態を形成する手段としては、例えば、線状導電体と線状絶縁体を撚り合わせることによる方法や、線状導電体上に線状絶縁体を連続的に横巻きすることによる方法などが好ましく採用される。
【０００９】
線状絶縁体は、例えば、以下に示すような方法によって得られたものである。まず、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ化ビニリデン、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリアミド１２、ポリアミド１１、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリアセタール等の結晶性重合体を少なくとも１０％程度含む樹脂組成物を原料とし、これを線状に押出成形する。次いで、これを該組成物のガラス転移点以上結晶融点以下の温度に加熱して、該温度での降伏硬度以上の張力をかけて長手方同に引き延ばし、その状態で冷却する。
【００１０】
また、別の方法として、以下に示すような方法も考えられる。まず、上述した樹脂組成物を原料とし、これに架橋助剤としてのエチレン性不飽和基を複数有する化合物を必要に応じて適宜に混合したものを線状に押出成形し、電子線照射などによって架橋を施す。次いで、この架橋体を、該架橋体の結晶融点以上の温度に加熱して、該温度での降伏硬度以上の張力をかけて長手方同に引き延ばし、その状態で冷却する。尚、上記の結晶性重合体の内、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖低密度ポリエチレンまたはこれらを混合してなる樹脂組成物など、幾つかの樹脂組成物は架橋助剤を混合しなくても良く、更に、電子線架橋以外の過酸化物架橋にも適応できる。
【００１１】
このようにして得られた線状絶縁体は、使用した結晶性重合体の融点付近の温度で長さ方向に収縮するものとなる。収縮する際の温度は、本発明によって得られる線状温度ヒューズの使用条件（例えば、検知温度）によって異なるものであり、これらは使用する結晶性重合体の種類、組み合わせなどを適宜に変更することによって設定すれば良い。好ましくは、線状導電体の溶融温度よりも５０℃低い温度から５０℃高い温度の範囲内、更に好ましくは、線状導電体の溶融温度よりも２０℃低い温度から２０℃高い温度の範囲内とする。５０℃を超えて低い温度では、通常の使用時に線状絶縁体が収縮してしまい、線状温度ヒューズの寿命が短くなり好ましくない。一方、５０℃を超えた高い温度では、線状導電体が溶融しても相当高い温度になるまで線状絶縁体が収縮せず、線状温度ヒューズの感度が低下してしまい好ましくない。
【００１２】
線状絶縁体の長さ方向の収縮率は１０％以上である必要がある。収縮率は大きいほど本発明によって得られる線状温度ヒューズの感度や安全性が向上する。その理由としては、線状温度ヒューズが異常な高温にさらされ、線状絶縁体が所定の温度以上に加熱された際、線状導電体に絡み合った状態の線状絶縁体が、その長さを縮めて直線になろうとする力で線状導電体を切断するからである。長さ方向の収縮率が１０％未満では、線状導電体を切断する力が不足し、優れた感度や確実な切断が得られないので好ましくない。
【００１３】
このようにして得られたヒューズコアを、絶縁体で連続的に被覆することによって本発明の線状温度ヒューズが完成する。絶縁体の被覆は、従来より各種の方法が公知となっているため、それらの中から、線状導電体が溶融する温度よりも低い加工温度を実現できる方法を採用する。好ましくは、線状導電体が溶融する温度及び線状絶縁体が収縮する温度よりも低い加工温度を実現できる方法を採用する。実例としては、線状導電体が溶融する温度及び線状絶縁体が収縮する温度によっても異なるが、例えば、１２０℃以下の加工温度を実現できる方法としては、ポリエチレンを融点程度の低い温度で押出被覆し、その後電子線照射により架橋する方法や、ガラス繊維、有機繊維などで編組被覆し、常温で乾燥する絶縁ワニスを塗布する方法などが考えられる。
【００１４】
尚、絶縁体は、ヒューズコアに完全に密着させず空間層を有した状態で被覆することが好ましい。空間層が無いと、検知の確実性が低下することが有り好ましくない。このような空間層を形成する手段としては、例えば、当業者間で公知のいわゆるチュービング押し出しによる方法、内面に突起を備えた形状の絶縁体を被覆する方法、スペーサを中間層として設ける方法などが知られており、それらのいずれも適用可能である。
【００１５】
本発明においては、線状導電体が断線した後（異常温度検知後）の再結合の防止効果をより一層高めるために、ヒューズコアと絶縁体との間に、非溶融性繊維の横巻き及び／または編組からなる流動防止層を更に設けても良い。この場合の横巻き及び／または編組は、粗いものである必要がある。つまり、密であると上述した絶縁体と何ら変わらず、流動防止層としての特有の効果が発現しない。目安としては、１インチあたりのターン数または編組目が５から１５程度である。この流動防止層は、上記の空間層を持つためのスペーサとしても当然使用することができる。非溶融性繊維としては、ガラス繊維、アラミド繊維、セラミック繊維などが公知であるのでこれらを用いれば良い。
【００１６】
本発明によって得られる線状温度ヒューズの便用方法は、各種用途において任意であるが、例えば、線状温度ヒューズを所定の長さに切断し、端末の絶縁体をストリップ加工して線状導電体を外部回路と接続するための端子と溶接などの方法で接続し、線状絶縁体と絶縁体を一括してかしめることによって外部回路と接続し、任意の熱発生機器などに組み込むことなどが考えられる。勿論、端末加工の方法は従来より多数公知であり、例示された方法以外であっても良い。
【００１７】
【実施例】
以下に実施例を示し本発明の内容を更に詳細に説明する。
【００１８】
実施例１
錫６３％、鉛３７％を含有する外径１．２ｍｍの半田線（融点１８４℃）からなる線状導電体に、外径０．４ｍｍの線状絶縁体をピッチ１０ｍｍで横巻きしてヒューズコアを作成した。次に、ヒューズコア上に、絶縁体として市販の難燃性ポリエチレンコンパウンドを内径２．０ｍｍ、外径３．２ｍｍとなるように連続的に押出被覆し、８０ｋＧｙの電子線を照射して架橋させた。
【００１９】
尚、線状絶縁体は、以下に示すような方法で得たものである。まず、フッ化ビニリデン（融点１７０℃）１００重量部に架橋助剤としてのトリアリルイソシアヌレートを３重量部混合したものを外径１ｍｍの紐状に押出成形し、その後、１００ｋＧｙの電子線を照射して架橋させた。次いで、架橋した紐状体を２００℃の熱風炉に通して加熱軟化させた後、即座に外径０．４ｍｍになるまで張力をかけて長手方向に引き延ばし、その状態で直ちに冷却した。このようにして得られた線状絶縁体の長さ方向の収縮率は８４％であった。
【００２０】
実施例２
線状導電体として、錫６３％、鉛３７％を含有する外径１．２ｍｍのフラックス入り半田線（フラックス径０．５ｍｍ、融点１８４℃）を使用した他は、実施例１と同様にして線状温度ヒューズを製造した。
【００２１】
実施例３
実施例２と同様のヒューズコアを使用し、その直上に約１００番手のガラス繊維を用いて、１６打ち、密度８目／インチ編組仕様の流動防止層を設けた他は、実施例１と同様にして線状温度ヒューズを製造した。尚、絶縁体は、内径２．１ｍｍ、外径３．３ｍｍとなるように押出被覆した。
【００２２】
実施例４
線状導電体として、錫４３％、鉛４３％、ビスマス１４％を含有する外径１．２ｍｍのフラックス入り半田線（フラックス径０．４ｍｍ、融点１６３℃）を使用した他は、実施例３と同様にして線状温度ヒューズを製造した。
【００２３】
実施例５
線状導電体として、錫５１．２％、鉛３０．６％、カドミウム１８．２％を含有する外径１．２ｍｍのフラックス入り半田線（フラックス径０．４ｍｍ、融点１４５℃）を使用した他は、実施例３と同様にして線状温度ヒューズを製造した。
【００２４】
実施例６
錫６３％、鉛３７％を含有する外径１．０ｍｍのフラックス入り半田線（フラックス径０．３ｍｍ、融点１８４℃）からなる線状導電体と、実施例１で使用した外径０．４ｍｍの線状絶縁体とを、ピッチ４０ｍｍで撚り合わせてヒューズコアを作成した他は、実施例１と同様にして線状温度ヒューズを製造した。尚、絶縁体は、内径２．２ｍｍ、外径３．４ｍｍとなるように押出被覆した。
【００２５】
実施例７
線状絶縁体として、架橋ポリプロピレンを使用した他は、実施例１と同様にして線状温度ヒューズを製造した。線状絶縁体は、以下に示す方法で得たものである。まず、市販の押し出しグレードポリプロピレン（融点１６５℃）１００重量部に架橋助剤としてのトリアリルイソシアヌレートを３重量部混合したものを外径１ｍｍの紐状に押出成形し、その後、８０ｋＧｙの電子線を照射して架橋させた。次いで、実施例１と同様の方法で外径０．５ｍｍになるように引き延ばし、、その状態で直ちに冷却した。このようにして得られた線状絶縁体の長さ方向の収縮率は７５％であった。
【００２６】
実施例８
線状絶縁体として、未架橋のポリアミド１２を使用した他は、実施例６と同様にして線状温度ヒューズを製造した。線状絶縁体は、以下に示す方法で得たものである。まず、ポリアミド１２（融点１７６℃）を外径０．６ｍｍの紐状に押出成形し、次いで、２００℃の熱風炉に通して加熱し充分に軟化させた後、即座に外径０．４ｍｍになるまで張力をかけて長手方向に引き延ばし、その状態で直ちに冷却した。このようにして得られた線状絶縁体の長さ方向の収縮率は５０％であった。
【００２７】
ここで、このようにして製造された８種類の線状温度ヒューズの特性を評価するために、感度、再結合性、高温保存性及び許容電流値について、それぞれ試験を実施した。結果は表１に示した。
【００２８】
【表１】
0003928745.tif 000002
【００２９】
試験方法は以下の通りである。
感度
線状温度ヒューズに２５０℃の熱風を当てて、線状導電体が断線するまでの時間を測定した。
再結合性
線状導電体が断線した線状温度ヒューズに電球を直列に接続し、これを２５０℃の熱風を当てた状態で上下左右に振って電球のチャタリングの有無（再結合の有無）を観察した。
高温保存性
線状温度ヒューズを１２０℃に保持された恒温槽中に５００時間放置した後取り出し、２５０℃の熱風を当てて、線状導電体が断線するまでの時間を測定した。
許容電流値
断熱状態の線状温度ヒューズに所定電流を流し、温度上昇が５ｄｅｇになった電流値を測定し、許容電流値とした。尚、許容電流値は、従来の線状温度ヒューズ（特開平６−１８１０２８号公報に開示されたもので、線状導電体として外径０．６ｍｍのフラックス入り半田線を２本使用したもの）の許容電流値（１．０Ａ程度）と比較することによって評価した。
【００３０】
表１の結果によれば、本実施例による線状温度ヒューズは、いずれも、優れた感度を示しており、高温雰囲気に長時間さらされた後も、その感度を維持していいる。また、断線した後も、溶融した線状導電体によって再結合を起こしていない。更に、許容電流値についても、従来の線状温度ヒューズと比べて３倍程度高くなっている。
【００３１】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明にれば、従来品に比べて単純な構造でありながら、許容電流値の高い線状温度ヒューズを得ることができる。また、検知の確実性については、線状絶縁体の収縮力によって線状導電体を機械的に切断する動作機構を備えているために十分に確保されている。従って、これからの各種熱機器の安全性の向上や安全設計の単純化などに著しい効果があるものと思われる。