(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
５０質量％以上６０質量％以下のビスマスと０．５質量％以上１０質量％以下のインジウムと０．１質量％以上５質量％以下の銅とを含み、残部がスズと不可避不純物とからなる温度ヒューズ用可溶性合金。
【請求項２】
５０質量％以上６０質量％以下のビスマスと３０質量％以上３３．９質量％以下のインジウムと０．１質量％以上５質量％以下の銅とを含み、残部がスズと不可避不純物とからなる温度ヒューズ用可溶性合金。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の温度ヒューズ用可溶性合金により形成された温度ヒューズ用線材。
【請求項４】
請求項３に記載の温度ヒューズ用線材により形成された温度ヒューズ素子を有する温度ヒューズ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は過度の温度上昇による電気機器の熱破損を防止する温度ヒューズ、およびこの温度ヒューズの温度ヒューズ素子を形成する温度ヒューズ用線材、およびこの温度ヒューズ用線材を形成する温度ヒューズ用可溶性合金に関する。
【０００２】
【従来の技術】
テレビやビデオあるいはトランスや二次電池といった電気機器は、例えば電気回路の短絡などにより内部温度が上昇すると、過熱により破損してしまうおそれがある。過熱による破損を抑制するため、電気機器には温度ヒューズが組み込まれる場合がある。温度ヒューズは、可溶性合金からなる温度ヒューズ素子を備えている。電気機器の周囲温度が温度ヒューズの動作温度に到達すると、可溶性合金が溶融し、温度ヒューズ素子が溶断する。温度ヒューズは、この溶断により導通を遮断し電気機器の温度上昇を抑制する。
【０００３】
このように、可溶性合金の溶融温度は、温度ヒューズの動作温度を左右する重要な因子である。ここで温度ヒューズの動作温度は、ほぼ６０℃から１４０℃に亘る温度域に含まれるいずれかの温度に設定される場合が多い。このため可溶性合金は、この温度域に含まれるいずれかの所望温度において、迅速に溶融することが要求される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来においては、上記要求を満たす可溶性合金は、いずれも鉛を含有するものであった。近年、廃棄された電気機器の温度ヒューズから自然環境中に鉛が溶出することが問題となっている。このため、鉛の代替材料の検討が業界において重要な課題の一つとなっている。
【０００５】
本発明の温度ヒューズ用可溶性合金および温度ヒューズ用線材および温度ヒューズは、上記知見に基づいてなされたものである。したがって、本発明は、鉛を含有せず、かつ６０℃から１４０℃に亘る温度域に含まれるいずれかの所望温度において、迅速に溶融する温度ヒューズ用可溶性合金（以下、適宜「可溶性合金」と略称する。）、およびこの可溶性合金からなる温度ヒューズ用線材（以下、適宜「線材」と略称する。）、およびこの線材からなる温度ヒューズ素子を有する温度ヒューズを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の温度ヒューズ用可溶性合金は、５０質量％以上６０質量％以下のビスマスと０．５質量％以上１０質量％以下のインジウムと０．１質量％以上５質量％以下の銅とを含み、残部がスズと不可避不純物とからなることを特徴とする。また、本発明の温度ヒューズ用可溶性合金は、５０質量％以上６０質量％以下のビスマスと３０質量％以上３３．９質量％以下のインジウムと０．１質量％以上５質量％以下の銅とを含み、残部がスズと不可避不純物とからなることを特徴とする。
【０００７】
本発明の温度ヒューズ用可溶性合金は、実質的にビスマス（Ｂｉ）とインジウム（Ｉｎ）と銅（Ｃｕ）とスズ（Ｓｎ）とから形成されている。すなわち本発明の温度ヒューズ用可溶性合金は鉛を含有しない。したがって、この可溶性合金を用いた温度ヒューズが廃棄されても、自然環境に与える影響は極めて小さい。
【０００８】
また、本発明の温度ヒューズ用可溶性合金は、Ｂｉを５０質量％以上６０質量％以下、Ｉｎを０．５質量％以上１０質量％以下、Ｃｕを０．１質量％以上５質量％以下含んでいる。また残部は実質的にＳｎからなる。このような組成範囲を有する本発明の温度ヒューズ用可溶性合金は、従来の鉛を含有する可溶性合金と同様に、１２５℃から１４０℃に亘る温度域における所望の温度で迅速に溶融することができる。また、本発明の温度ヒューズ用可溶性合金は、Ｂｉを５０質量％以上６０質量％以下、Ｉｎを３０質量％以上３３．９質量％以下、Ｃｕを０．１質量％以上５質量％以下含んでいる。また残部は実質的にＳｎからなる。このような組成範囲を有する本発明の温度ヒューズ用可溶性合金は、従来の鉛を含有する可溶性合金と同様に、６０℃から７０℃に亘る温度域における所望の温度で迅速に溶融することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の温度ヒューズ用可溶性合金および温度ヒューズ用線材および温度ヒューズの実施の形態について説明する。
【００１０】
〈温度ヒューズ用可溶性合金〉
第一に、本発明の温度ヒューズ用可溶性合金について説明する。本発明の可溶性合金は、不可避不純物を除外すれば、ＢｉとＩｎとＣｕとＳｎとから構成されている。
【００１１】
（１）まず、可溶性合金をＢｉとＩｎとＣｕとＳｎとから構成した理由について説明する。Ｂｉを構成元素としたのは以下の理由による。すなわち、Ｂｉは、他の金属と比較して、可溶性合金の溶融温度を低下させる効果が著しく大きい。このため、Ｂｉを構成元素とする可溶性合金は、６０℃から１４０℃という比較的低い温度域において、所望の溶融温度を容易に確保することができる。またＢｉは硬度が高い。このため、Ｂｉの含有割合を大きくすることによって、可溶性合金の硬度を上げることができる。また、Ｉｎを構成元素としたのは以下の理由による。すなわち、ＩｎもＢｉ同様に、可溶性合金の溶融温度を低下させる効果が大きい。このため、Ｉｎを構成元素とする可溶性合金は、６０℃から１４０℃に亘る温度域において、所望の溶融温度を容易に確保することができる。またＩｎは、Ｂｉとは対称的に硬度が低い。このため、Ｉｎの含有割合を大きくすることによって、可溶性合金の硬度を下げることができる。また、Ｃｕを構成元素としたのは以下の理由による。すなわち、Ｃｕも、Ｉｎ同様に硬度が低い。このため、Ｃｕの含有割合を大きくすることによって、可溶性合金の硬度を下げることができる。またＣｕは電気抵抗が小さい。このため、Ｃｕの含有割合を大きくすることによって、可溶性合金の電気抵抗を小さくすることができる。そして、導通時に温度ヒューズに発生するジュール熱を小さくし、温度ヒューズの精度を上げることができる。また、Ｓｎを構成元素とした理由は、Ｓｎを含有させると可溶性合金の濡れ性が向上し、温度ヒューズ素子をリード線に接合する際の接合性が向上するからである。
【００１２】
（２）次に、本発明の可溶性合金の組成範囲を、上記範囲に決定した理由について説明する。
【００１３】
まず、Ｂｉの含有割合を５０質量％以上６０質量％以下とし、Ｉｎの含有割合を０．１質量％以上４５質量％以下とし、Ｃｕの含有割合を０．１質量％以上５質量％以下とし、残部を実質的にＳｎとした理由について説明する。
【００１４】
Ｂｉの含有割合を５０質量％以上としたのは、５０質量％未満だと可溶性合金の溶融温度が１４０℃を超えるおそれがあるからである。また５０質量％未満だと硬度が高いというＢｉの性質が可溶性合金全体に充分に発現せず、可溶性合金が軟化するからである。そして、例えば可溶性合金を線材に加工する際に、形状保持が困難になるからである。一方、Ｂｉの含有割合を６０質量％以下としたのは、６０質量％を超えると可溶性合金の溶融温度が６０℃未満となるおそれがあるからである。また６０質量％を超えると、脆いというＢｉの性質が可溶性合金に過度に発現し、可溶性合金が脆化するからである。
【００１５】
また、Ｉｎの含有割合を０．１質量％以上としたのは、０．１質量％未満だと可溶性合金の溶融温度が１４０℃を超えるおそれがあるからである。また０．１質量％未満だと硬度が低く柔らかいというＩｎの性質が可溶性合金全体に充分に発現せず、可溶性合金が脆化するからである。そして例えば、可溶性合金を線材加工する際、断線しやすくなるからである。一方、Ｉｎの含有割合を４５質量％以下としたのは、４５質量％を超えると可溶性合金の溶融温度が６０℃未満となるおそれがあるからである。また４５質量％を超えると柔らかいというＩｎの性質が可溶性合金に過度に発現し、可溶性合金が軟化するからである。
【００１６】
また、Ｃｕの含有割合を０．１質量％以上としたのは、０．１質量％未満だと電気抵抗が小さいというＣｕの性質が可溶性合金に充分発現せず、可溶性合金の電気抵抗が大きくなるからである。また０．１質量％未満だと硬度が低く柔らかいというＣｕの性質が可溶性合金全体に充分に発現せず、可溶性合金が脆化するからである。一方、Ｃｕの含有割合を５質量％以下としたのは、５質量％を超えると柔らかいというＣｕの性質が可溶性合金に過度に発現し、可溶性合金が軟化するからである。
【００１７】
なお、残部をＳｎとしたのは、上述したように、Ｓｎにより可溶性合金の濡れ性が向上するからである。
【００１８】
（３）好ましくは、ＢｉおよびＣｕの含有割合を変えずに、Ｉｎの含有割合を０．５質量％以上１０質量％以下とする方がよい。すなわち、５０質量％以上６０質量％以下のＢｉと０．５質量％以上１０質量％以下のＩｎと０．１質量％以上５質量％以下のＣｕとを含み、残部がＳｎと不可避不純物とからなるように各構成元素の含有割合を調整するのが好ましい。このように各構成元素の含有割合を調整すると、１２５℃から１４０℃程度の温度域、すなわち高温域において迅速に溶融する可溶性合金を容易に得ることができる。
【００１９】
また、好ましくは、ＢｉおよびＣｕの含有割合を変えずに、Ｉｎの含有割合を３０質量％以上３３．９質量％以下とする方がよい。すなわち、５０質量％以上６０質量％以下のＢｉと３０質量％以上３３．９質量％以下のＩｎと０．１質量％以上５質量％以下のＣｕとを含み、残部がＳｎと不可避不純物とからなるように各構成元素の含有割合を調整するのが好ましい。このように各構成元素の含有割合を調整すると、６０℃から７０℃程度の温度域、すなわち低温域において迅速に溶融する可溶性合金を容易に得ることができる。
【００２０】
近年、特に、１２５℃から１４０℃の高温域および６０℃から７０℃の低温域に動作温度が設定されている温度ヒューズのニーズが増加している。従来は可溶性合金の構成元素の種類を変えることにより、高温域用の線材、低温域用の線材を作り分けていた。したがって、製造ラインが単一の場合、線材の使用温度域に応じて、構成元素の種類を変える必要があった。しかしながら線材の使用温度域に応じて構成元素の種類を逐一変えるのは煩雑である。この煩雑さを回避するためには、製造ラインを複数設ければよい。しかしながら、製造ラインを複数設けると設備コストが高くなる。したがって、高温域用の線材と低温域用の線材とを、同じ構成元素からなる可溶性合金により作製できることが望ましい。この点、本発明によると、高温域用の可溶性合金および低温域用の可溶性合金を、ＢｉとＩｎとＣｕとＳｎという同じ構成元素から調製することができる。しかも、高温域用の可溶性合金および低温域用の可溶性合金の、ＢｉおよびＣｕの含有割合は同一である。すなわちＩｎおよびＳｎの含有割合を変えることにより、高温域用の可溶性合金と低温域用の可溶性合金とを調製することができる。したがって本発明の可溶性合金によると、高温域用の線材と低温域用の線材とを、単一の製造ラインで簡単に作り分けることができる。
【００２１】
（４）以上、本発明の温度ヒューズ用可溶性合金について説明した。本発明の温度ヒューズ用可溶性合金によると、上記いずれかの組成範囲内において、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｓｎの含有割合を調整することにより、可溶性合金の溶融温度を自在にコントロールすることができる。そして６０℃以上７０℃以下、１２５℃以上１４０℃以下の任意の動作温度を有する温度ヒューズ用線材および温度ヒューズを提供することができる。
【００２２】
〈温度ヒューズ用線材〉
第二に、本発明の温度ヒューズ用線材について説明する。本発明の温度ヒューズ用線材は、上記組成範囲を有する温度ヒューズ用可溶性合金により形成されている。本発明の線材は、従来から線材の製造に用いられてきた種々の方法により製造することができる。線材の製造方法の一例として、線引き法について説明する。
【００２３】
（１）線引き法は、線材を形成する可溶性合金の原料を溶融炉に配合する原料配合工程と、配合した原料を溶融させ可溶性合金を調製し型に流し込みビレットを作るビレット作製工程と、ビレットから粗線材を作製する粗線材作製工程と、粗線材を細線化し線材を作製する細線化工程とを有する。
【００２４】
まず、原料配合工程では、線材の原料であるＢｉ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｓｎの地金を所望の組成となるように秤量、配合し溶融炉に投入する。次に、ビレット作製工程では、配合原料を４２０℃〜４５０℃の温度下で溶融させＢｉ−Ｉｎ−Ｃｕ−Ｓｎ合金を調製する。そしてこの溶融状態の調製合金を型に流し込み、柱状のビレットを作製する。次に、粗線材作製工程では、型からビレットを取り出し、押出し成形機により押し出し成形することで線径の大きい粗線材を作製する。最後に、細線化工程では、この粗線材を引抜き成形機にかけ、成形機の型に設けられたダイス隙間から引き抜くことにより粗線材の線径の小径化、つまり細線化を行う。この細線化は、具体的には粗線材を直列に並んだ複数のダイス隙間に通すことにより行う。ダイス隙間は下流側ほど小径に設定されている。このため、粗線材は複数のダイス隙間を通る間に徐々に細線化される。したがって、粗線材を通過させるダイス隙間の数を増減することで、線材の線径を調整することができる。
【００２５】
（２）線引き法では、押し出し成形工程の後に、引抜き成形を行う細線化工程が設定されている。この引き抜き法のように、引抜き成形を行う工程を持つ製造方法の利点は、他の製造方法、例えば押し出し成形工程のみを有する製造方法と比較して、より線径の細い線材を作製できる点である。ここで、可溶性合金、すなわち粗線材中のＢｉ含有割合が高く、かつＩｎおよびＣｕの含有割合が低いと、引抜き成形を行う工程において、脆性により粗線材が断線するおそれがある。この点、本発明の温度ヒューズ用線材は、ＢｉとＩｎとＣｕの含有割合が適切であり、適度の延性を有する。このため、本発明の温度ヒューズ用線材は断線のおそれが小さく、引抜き成形を行う工程を有する製造方法により作製することができる。したがって、本発明の温度ヒューズ用線材は、線径の細線化が容易である。
【００２６】
また本発明の線材は収納性にも優れている。線材の収納方法の一つに、線材をボビンに巻回して収納する方法がある。図１に本発明の温度ヒューズ用線材が巻回されたボビンの部分断面図を示す。図に示すように、ボビン２は、第一円板２２と第二円板２３とからなる。第一円板２２は、樹脂製であって中央部に小径ボス２２０を持つ鍋蓋状を呈している。第二円板２３は、樹脂製であって中央部に大径ボス２３０を持つ鍋蓋状を呈している。大径ボス２３０の外周面には、周方向に１２０゜ずつ離間して、ねじ２３１が合計三本配置されている。ねじ２３１は、大径ボス２３０を径方向に貫通している。第一円板２２の小径ボス２２０は、第二円板２３の大径ボス２３０の内周側に挿入されている。そして、小径ボス２２０は、ねじ２３１により大径ボス２３０に固定されている。温度ヒューズ用線材２０は、小径ボス２２０の外周面に巻回されて収納されている。ここで、上述したように、本発明の温度ヒューズ用線材２０は適度の延性を有している。このため、ある程度張力をかけながら温度ヒューズ用線材２０を小径ボス２２０に巻回しても、温度ヒューズ用線材２０が断線するおそれが小さい。したがって、本発明の温度ヒューズ用線材２０によるとボビン２に対する巻回数を多くすることができる。このように本発明の温度ヒューズ用線材は収納性に優れている。
【００２７】
また、本発明の温度ヒューズ用線材の溶断温度は、６０℃以上７０℃以下、１２５℃以上１４０℃以下である。この温度域で溶断する線材を用いた温度ヒューズは、例えばノート型パソコンやビデオカメラなどの電気機器の二次電池に用いられる。これらの電気機器は、利用の便から小型である方が好ましい。したがって二次電池も小型である方が好ましい。ここで二次電池を小型化するためには、その部品である温度ヒューズを小型化すればよい。このため温度ヒューズに用いる線材もより細い方が好ましく、具体的には断面積が０．３ｍｍ２以下である方が好ましい。この点、本発明の温度ヒューズ用線材は細線化が容易である。このため、特別な成形装置などを用いることなく、線材の断面積を０．３ｍｍ２以下にすることができる。ここで断面積が小さくなると、線材の電気抵抗は大きくなりジュール熱も大きくなる。しかしながら本発明の温度ヒューズ用線材は、Ｃｕを所定含有割合だけ含んでいる。このため、線材のジュール熱が過度に大きくなるおそれが小さい。したがって、本発明の温度ヒューズ用線材を用いると、温度ヒューズの精度が高くなる。
【００２８】
なお、本発明の線材の断面形状は特に限定するものではない。すなわち断面が真円状のものは勿論、楕円状、あるいは三角形や四角形などの多角形状など従来から用いられている様々の形状とすることができる。ここで、例えば平らな四角形状、つまりテープ状の線材を作製する場合は、上記細線化工程の後に線材を径方向に圧縮し変形させる圧縮成形行程を追加すればよい。
【００２９】
〈温度ヒューズ〉
第三に、本発明の温度ヒューズについて説明する。図２に本発明の温度ヒューズを具現化した一例として筒型温度ヒューズの断面図を示す。
【００３０】
（１）まず、温度ヒューズ１の構成について説明する。温度ヒューズ１は、温度ヒューズ素子１０とリード線１３とフラックス１１とセラミックケース１２とからなる。温度ヒューズ素子１０は、長手方向両端にこぶのある棒状、すなわちダンベル状を呈している。この温度ヒューズ素子１０は本発明の温度ヒューズ用可溶性合金からなる。リード線１３は、温度ヒューズ素子１０の長手方向両端に接合されている。リード線１３は銅製である。フラックス１１は、ヒューズ素子１０の表面を覆って配置されている。フラックス１１は、松脂を主成分とし、これに活性剤やチキソ剤などを添加したものである。このフラックス１１は、活性の高い温度ヒューズ素子１０の表面に酸化膜が形成されるのを抑制する役割を有する。またフラックス１１は、温度ヒューズ素子１０が溶断したとき溶断面を包み込み、再び溶断面同士がつながるのを防止する役割を有する。セラミックケース１２は円筒状を呈しており、上記温度ヒューズ素子１０、リード線１３、フラックス１１を密閉収納して設置されている。セラミックケース１２は、これらの部材を保護する役割を有する。またセラミックケース１２は、温度ヒューズ素子１０が溶断し、可溶性合金が液化した際、この液状の可溶性合金が電気回路に漏出するのを防止する役割を有する。
【００３１】
次に、温度ヒューズ１の動作について説明する。何らかの事情により、温度ヒューズ１の周辺温度が上昇し温度ヒューズ１の動作温度に達すると、温度ヒューズ素子１０は溶断する。そして溶断した温度ヒューズ素子１０の溶断面をフラックス１１が覆う。これにより温度ヒューズ１０両端に接合されたリード線１３間の電気的導通を遮断する。
【００３２】
（２）次に、温度ヒューズ１の製造方法について説明する。温度ヒューズ１は、従来からヒューズの製造に用いられている種々の方法により製造することができる。例えば、まず上記温度ヒューズ用線材を切断し温度ヒューズ素子１０を作製する。次に、作製した温度ヒューズ素子１０の両端をレーザにより半溶融状態とし、この両端にリード線１３を接合する。それから、温度ヒューズ素子１０の表面にフラックス１１を塗布する。そして最後に、この温度ヒューズ素子１０とリード線１３とフラックス１１との接合体を、セラミックケース１２内に封入する。以上のような方法により製造することができる。
【００３３】
本発明の温度ヒューズに組み込まれる温度ヒューズ素子は、適度な延性を持っている。このため機械的衝撃などにより断線したりあるいは変形したりするおそれが小さい。また、この温度ヒューズ素子は濡れ性が高い。したがってリード線との接合性が良好で、機械的衝撃などにより温度ヒューズ素子がリード線から外れるおそれが小さい。また、この温度ヒューズ素子は電気抵抗が小さい。したがって導通時のジュール熱が小さい。このため作動温度誤差が小さく精度が高い。
【００３４】
（３）なお、本発明の温度ヒューズは、図に示す筒型ヒューズの他、例えば温度ヒューズ素子とリード線とフラックスとの接合体を、二枚の絶縁板で挟持したカード型温度ヒューズとして具現化してもよい。また、ケース型温度ヒューズ、基板型温度ヒューズなど、従来から用いられている様々のタイプの温度ヒューズとして具現化してもよい。
【００３５】
〈その他〉
以上、本発明の温度ヒューズ用可溶性合金、温度ヒューズ用線材、温度ヒューズの実施形態について説明した。しかしながら、実施形態は上記形態に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態あるいは改良的形態で実施することもできる。
【００３６】
【実施例】
上記実施形態に基づいて、所定の組成を有する可溶性合金からなるインゴットを作製した。そしてこのインゴットから粉末サンプルと線材サンプルを採取した。これら二つのサンプルのうち、粉末サンプルにより可溶性合金の溶融温度特性を測定した。また、線材サンプルにより可溶性合金からなる線材の溶断温度特性を測定した。
【００３７】
〈サンプルの作製方法〉
（１）実施例１−１、実施例１−２
実施例１−１および実施例１−２のサンプルは、５５質量％のＢｉ、３３．９質量％のＩｎ、０．２質量％のＣｕ、１０．９質量％のＳｎという組成を有する可溶性合金からなる。これらのサンプルは以下の方法により作製した。まず、純度９９．９９％のＢｉ、純度９９．９９％のＩｎ、純度９９．９９％のＣｕ、純度９９．９９％のＳｎを所定量秤量し、溶融炉に投入した。次に、投入したＢｉ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｓｎを３００℃の温度下で溶融攪拌し合金の調製を行った。そして調製後の合金を型に流し込み放冷および脱型することでインゴットを作製した。
【００３８】
このようにして作製したインゴットから、質量１ｇの粉末サンプルを採取した。このサンプルを実施例１−１とした。また同様に、インゴットから断面積０．１２ｍｍ2の線材サンプルを作製した。なお線材サンプルの作製は、前述した線引き法により行った。そして、このサンプルを実施例１−２とした。なお、調整後の合金を型に流し込む際、化学分析にて合金組成の確認を行った。
【００３９】
（２）実施例２−１、実施例２−２
実施例２−１および実施例２−２のサンプルは、５６．５質量％のＢｉ、１質量％のＩｎ、１質量％のＣｕ、４１．５質量％のＳｎという組成を有する可溶性合金からなる。実施例２−１および実施例２−２のサンプルも、実施例１−１および実施例１−２のサンプルと同様の方法により作製した。
【００４０】
実施例２−１のサンプルの質量は、実施例１−１のサンプルの質量と同量とした。また、実施例２−２のサンプルの断面積は、実施例１−２のサンプルの断面積と同面積とした。なお、実施例２−１および実施例２−２のサンプルも、実施例１−１および実施例１−２のサンプルと同様に、化学分析により合金組成の確認を行った。
【００４１】
〈測定方法〉
（１）可溶性合金の溶融温度特性の測定
溶融温度特性の測定に用いたサンプルは、実施例１−１、２−１の粉末サンプルである。測定は、これらのサンプルを、加熱炉にて徐々に加熱し、熱分析計（以下、「ＴＡ」と称す。）、示差走査熱量計（以下、「ＤＳＣ」と称す。）を用いて温度特性を調べることにより行った。また加熱炉の昇温パターンは、測定前の温度を４０℃、昇温速度を毎分１０℃とした。
【００４２】
（２）線材の溶断温度特性の測定
測定に用いたサンプルは、実施例１−２、２−２の線材サンプルである。測定は、電流を流すことによりこれらのサンプルを加熱し、サンプルが完全に溶断したときの温度を測定することにより行った。なお溶断温度のばらつきを調べるため、サンプルは複数本作製した。そして測定も複数回行った。
【００４３】
〈測定結果〉
（１）可溶性合金の溶融温度特性の測定結果
実施例１−１のサンプルを昇温したときの、ＴＡによる測定結果を図３に示す。図中、測定曲線において昇温してもサンプルの温度が上昇しない部分、すなわち測定曲線の傾きが平らになっている部分は、サンプルを形成する可溶性合金が、固相から固液共存相に、または固液共存相から液相に相変化している部分である。したがって、このときの温度が固相化温度または液相化温度に相当する。図から、温度が約６０℃および６４℃のとき測定曲線の傾きが平らになっているのが判る。
【００４４】
また、ＤＳＣによる測定結果を図４に示す。図中、測定曲線は下方に突出するピークを示している。このピーク開始点は、サンプルを形成する可溶性合金が、固相から固液共存相に相変化する点に相当する。したがって、このときの温度が固相化温度に相当する。図から、温度が約６０℃のときに測定曲線にピーク開始点があることが判る。
【００４５】
これらのことから、実施例１−１のサンプルを形成する可溶性合金は、約６０℃で固相から固液共存相へ相変化することが判る。また約６４℃で固液共存相から液相へ相変化することが判る。すなわち、実施例１−１の固相化温度は約６０℃であり、また液相化温度は約６４℃であり、△Ｔは約４℃であることが判る。
【００４６】
同様に実施例２−１のサンプルを昇温したときの、ＴＡによる測定結果を図５に示す。図から、温度が約１３３℃のとき測定曲線の傾きが平らになっているのが判る。また、ＤＳＣによる測定結果を図６に示す。図から、温度が約１３３℃のときに測定曲線にピーク開始点があることが判る。すなわち、実施例２−１においては約１３３℃が固相化温度であるとともに液相化温度であり、△Ｔは約０℃であることが判る。
【００４７】
以上の測定結果から各サンプルの組成、固相化温度、液相化温度、△Ｔをまとめて表１に示す。
【００４８】
【表１】
0003771512.tif 000002
【００４９】
実施例１−１の固相化温度は約６０℃である。また実施例１−１の液相化温度は約６４℃である。したがって実施例１−１は、６０℃から７０℃の低温域において溶融できる可溶性合金であることが判る。また実施例１−１の△Ｔは約４℃であり、極めて小さい。このため実施例１−１は迅速に溶融することができる可溶性合金であることが判る。
【００５０】
実施例２−１の固相化温度および液相化温度は、１３３℃である。したがって実施例２−１は、１２５℃から１４０℃の高温域において溶融できる可溶性合金であることが判る。また実施例２−１の△Ｔは約０℃である。このため実施例２−１は極めて迅速に溶融することができる可溶性合金であることが判る。
【００５１】
（２）線材の溶断温度特性の測定結果
実施例１−２、２−２の各サンプルに電流を流し、各サンプルが完全に溶断したときの温度を溶断温度とした。溶断温度の測定は、上述したように各サンプルにつき複数回行った。そして、各サンプルごとに溶断温度の平均値を算出した。各サンプルの組成、溶断温度をまとめて表２に示す。
【００５２】
【表２】
0003771512.tif 000003
【００５３】
実施例１−２の溶断温度は６４℃である。したがって実施例１−２は、６０℃から７０℃の低温域において溶断できる線材であることが判る。また溶断温度のばらつきは±３℃である。したがって実施例１−２は速断性を有する線材であることが判る。
【００５４】
実施例２−２の溶断温度は１３７℃である。したがって実施例２−２は、１２５℃から１４０℃の高温域において溶断できる線材であることが判る。また溶断温度のばらつきは±２℃である。したがって実施例２−２は速断性を有する線材であることが判る。
【００５５】
【発明の効果】
本発明によると、鉛を含有せず、かつ所望温度において迅速に溶融する温度ヒューズ用可溶性合金、およびこの可溶性合金からなる温度ヒューズ用線材、およびこの線材からなる温度ヒューズ素子を有する温度ヒューズを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  線材が巻回されたボビンの部分断面図である。
【図２】  温度ヒューズの断面図である。
【図３】  実施例１−１のＴＡによる測定結果を示すグラフである。
【図４】  実施例１−１のＤＳＣによる測定結果を示すグラフである。
【図５】  実施例２−１のＴＡによる測定結果を示すグラフである。
【図６】  実施例２−１のＤＳＣによる測定結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１：温度ヒューズ、１０：ヒューズ素子、１１：フラックス、１２：セラミックケース、１３：リード線、２：ボビン、２０：温度ヒューズ用線材、２２：第一円板、２２０：小径ボス、２３：第二円板、２３０：大径ボス、２３１：ねじ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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