(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属片上に該金属片の融点よりも軟化点が高い固形フラックス層を設けてなるヒュ−ズエレメントを有することを特徴とする温度ヒュ−ズ。
【請求項２】
常温のペ−スト状フラックスを金属片に塗布し、この塗布ペ−ストを乾燥固化することによりヒュ−ズエレメントを製作することを特徴とする請求項１記載の温度ヒュ−ズの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は温度ヒュ−ズ及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気機器の過電流に基づく発熱で作動して機器への通電を遮断し、機器の異常発熱を防止する温度ヒュ−ズには、合金型温度ヒュ−ズやペレット型温度ヒュ−ズが多用されている。
而して、合金型温度ヒュ−ズにおいては、金属片上に該金属片の融点よりも融点若しくは軟化点が低いフラックス層を設けてなるヒュ−ズエレメントを有し、周囲温度の上昇で金属片が溶融すると、既に溶融しているフラックスの活性作用のもとで溶融金属片が分断し、機器への通電を遮断している。
また、ペレット型温度ヒュ−ズにおいては、接点、スプリング及びペレットをケ−ス内に組込み、ペレットでスプリングを圧縮し、このスプリングの圧縮応力で接点をスイッチオンし、機器の過電流に基づく発熱でペレットが溶融し、スプリングを圧縮力から解放して機器への通電を遮断している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、合金型温度ヒュ−ズでは、ヒュ−ズエレメントの金属融点で作動温度が決まるので、作動温度のバラツキを低減するために、ヒュ−ズエレメント用金属に共晶合金または固相線温度と液相線温度との差が極めて小なる合金を用いる必要があり、更に、加工性、機械的強度、導電率、安定性（特にリ−ド導体からヒュ−ズエレメントへの銅原子の移行による融点変動がないこと）等も勘案する必要があり、これらの諸条件を充足し、かつ所望の作動温度の融点を備えたもとなると、使用可能な金属が相当に限定される。
他方、ペレット型温度ヒュ−ズでは、構造が複雑であり、高価である。
【０００４】
従来、温度ヒュ−ズとして、通常の導電線、例えば、銅線に所定の軟化点の樹脂層、例えば、塩化ビニル樹脂層を被覆し、その被覆層の外面中央に電極を介してリ−ド線を設け、樹脂層の軟化点を作動温度に設定し、機器の過電流に基づく発熱で樹脂層を軟化させ、導電線と電極間を短絡させ、その短絡電流で電極箇所の導電線部分を溶融破断させるものが公知であるが、作動時での短絡放電音が高く、実用上問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、ヒュ−ズエレメント用金属に依存することなく、この金属片に設けたフラックス層で作動温度を設定でき、しかも構成の簡易性を保証できる温度ヒュ−ズを提供することにある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明に係る温度ヒュ−ズは、金属片上に該金属片の融点よりも軟化点が高い固形フラックス層を設けてなるヒュ−ズエレメントを有することを特徴とする。
本発明に係る温度ヒュ−ズの製造方法は、請求項１の温度ヒュ−ズを製造する方法であり、常温のペ−スト状フラックスを金属片に塗布し、この塗布ペ−ストを乾燥固化することによりヒュ−ズエレメントを製作することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明において使用する温度ヒュ−ズエレメントの一例を示している。図１において、１は金属片である。２は金属片１に被覆した固形フラックス層であり、その融点若しくは軟化点が金属片１の融点よりも高くされている。この固形フラックス層２には、融点若しくは軟化点が金属片の融点よりも高い樹脂を好適に使用できるが、金属片１の融点よりも融点若しくは軟化点が高い熱可塑性固形フラックス層、例えば、金属片の融点が７０〜８０℃程度の場合は、塩化ビニル固形フラックス層、ポリエチレン層、ポリプロピレン層等の使用も可能である。
【０００８】
上記金属片１には、融点、好ましくは液相線温度が温度ヒュ−ズの設定作動温度よりも低温で、導電率のよいものが使用され、通常、錫、ビスマス、インジウム、銀、亜鉛等を成分とする低融点可溶合金片を使用することが好ましい。
上記固形フラックス層２には、ベ−ス材に活性剤を添加したものが使用される。そのベ−ス材には、例えば、ロジンやマンニト−ル等の糖類、アミド化合物等を使用できる。
上記活性剤には、有機酸（セバシン酸、クエン酸、リンゴ酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、サルチル酸、安息香酸、乳酸、グルコン酸等）、アミンのハロゲン塩（例えば、ジフェニルグアニジン臭酸塩、ｎ−プロピルアミン塩酸塩等）、無機酸（燐酸、塩酸、スルホン酸、ホスホン酸、硫酸等）等を使用できる。
上記固形フラックス層には、溶融時の流動性をよくするために、界面活性剤、燐酸エステル、有機酸エステル、アミン等を適量添加することができる。
【０００９】
本発明に係る温度ヒュ−ズは、上記のヒュ−ズエレメントを用いたものであれば、保護層コ−ト型、円筒ケ−ス型、扁平ケ−ス型、基板型の何れの形態をも使用できる。
図２は保護層コ−ト型を示し、リ−ド線３，３間に低融点可溶合金片１を接続し、該合金片１上に同合金片１の融点よりも融点若しくは軟化点が高い固形フラックス層２を被覆し、その上に常温硬化型の保護層４、例えば常温硬化型のエポキシ固形フラックス保護層をコ−ト（通常、浸漬被覆）してある。
【００１０】
図３の（イ）及び図３の（ロ）〔図３の（イ）におけるロ−ロ断面図〕は円筒ケ−ス型を示し、リ−ド線３，３間に低融点可溶合金片１を接続し、該合金片１上に同合金片１の融点よりも融点若しくは軟化点が高い固形フラックス層２を被覆し、その上に耐熱性、熱伝導性の絶縁筒５、例えばセラミックス筒を挿通し、該絶縁筒５の各端と各リ−ド線３との間を接着剤６、例えば、常温硬化型のエポキシ固形フラックスで封止してある。
【００１１】
図４の（イ）及び図４の（ロ）〔図４の（イ）におけるロ−ロ断面図〕は扁平ケ−ス型を示し、リ−ド線３，３間に低融点可溶合金片１を接続し、該合金片１上に同合金片１の融点よりも融点若しくは軟化点が高い固形フラックス層２を被覆し、それらを耐熱性、熱伝導性の扁平絶縁ケ−ス５、例えば扁平セラミックスケ−スで包囲し、該絶縁ケ−ス５の開口と両リ−ド線３，３との間を接着剤６、例えば、常温硬化型のエポキシ固形フラックスで封止してある。
【００１２】
図５の（イ）及び図５の（ロ）〔図５の（イ）におけるロ−ロ断面図〕は基板型を示し、耐熱性、熱伝導性の絶縁基板７、例えばセラミックス基板の片面に導電ペ−スト（例えば、銀ペ−スト）の印刷・焼付けにより一対の電極３０，３０を形成し、各電極３０にリ−ド線３を接続し、電極３０，３０間に低融点可溶合金片１を接続し、該合金片１上に同合金片１の融点よりも融点若しくは軟化点が高い固形フラックス層２を設け、これらを覆うように、基板７上に常温硬化型のエポキシ固形フラックス層６を被覆してある。
【００１３】
上記の温度ヒュ−ズエレメントは、上記フラックス成分、すなわちベ−ス材と活性剤と必要に応じ添加する界面活性剤等の添加剤とを溶剤で溶解し、更にチクソ剤によりチクソ性を付与したペ−ストを金属片に塗布し、乾燥固化することにより製作される。
本発明に係る温度ヒュ−ズの製造方法においては、この温度ヒュ−ズエレメントの製作方法以外については、常法を使用できる。
上記フラックスの溶剤には、水の外、アルコ−ル、エ−テル、ケトン等の有機溶剤を使用でき、特に、乾燥は金属片の融点以下での加熱・蒸発のもとで行うこともできる。
上記チクソ剤には、メチルセルロ−ス、アクリル酸ナトリウム、ヒドロキシアルキルセルロ−ス、水添ヒマシ油等を使用できる。
【００１４】
本発明に係る温度ヒュ−ズにおいては、電気機器の過電流に基づく発熱時、その発生熱でヒュ−ズエレメントが加熱され、まず、金属片が溶融され、次いで、固形フラックス層が溶融若しくは軟化される。金属片がその融点まで加熱されても、この時点ではまだフラックス層が固相状態に保持されているから、ヒュ−ズエレメントは分断されない。そのフラックス層が溶融若しくは軟化されると、溶融金属片の酸化膜が溶解除去され、該溶融金属が溶融フラックスとの共存下、球状化分断されて機器への通電が遮断される。すなわち、温度ヒュ−ズの作動が完結される。
【００１５】
本発明に係る温度ヒュ−ズにおいて、固形フラックス層の融点若しくは軟化点を、金属片の液相線温度よりも高くすることが望ましい。かくすれば、固形フラックス層が溶融若しくは軟化したとき、金属片が液相状態にあり、溶融フラックスとの共存下、溶融フラックスの活性作用を受けつつ迅速に球状化分断される。本発明に係る温度ヒュ−ズにおいて、（固形フラックス層の容積／金属片の容積）の比は、通常１〜２に設定される。
【００１６】
【実施例】
〔実施例１〕
金属片には、液相線温度７８℃、線径６４０μｍφの丸線を使用した。
固形フラックスには次の組成のものを使用した。
0003768623.tif 000002
上記固形フラックス：溶剤の重量比を４３：５７として固形フラックスを溶剤で溶解してペ−スト状とし、このペ−ストを金属片に薄く塗布し、１日自然乾燥してヒュ−ズエレメントを製作した。
温度ヒュ−ズの形式は図３に示した円筒ケ−ス型であり、円筒ケ−スに内径１５００μｍφ、長さ１５ｍｍのセラミックス筒を使用して円筒ケ−ス型温度ヒュ−ズを製作した。
この実施例品の温度ヒュ−ズ(試料数１０箇）について、昇温速度０．７℃／secで溶断テストを行ったところ、すべて１１７．１℃〜１１９．３℃の温度範囲内で溶断した。
【００１７】
〔実施例２〕
金属片には、実施例１と同様、液相線温度７８℃、線径６４０μｍφの丸線を使用した。
固形フラックスには次の組成のものを使用した。
マンニト−ル                                        ９４重量％
クエン酸（一水和物）（活性剤）                        ５重量％
ｎ−プロピルアミン塩酸塩（活性剤）                    １重量％
溶剤には次の組成のものを使用した。
ヒドロキシプルピルセルロ−ス４５ｃｐ                  ２重量％
水                                                  ９８重量％
上記固形フラックス：溶剤の重量比を５０：５０として固形フラックスを溶剤で溶解してペ−スト状とし、このペ−ストを金属片に薄く塗布し、１日自然乾燥してヒュ−ズエレメントを製作した。
温度ヒュ−ズの形式は図３に示した円筒ケ−ス型であり、円筒ケ−スに内径１５００μｍφ、長さ１５ｍｍのセラミックス筒を使用し、円筒ケ−ス型温度ヒュ−ズを製作した。
この実施例品の温度ヒュ−ズ(試料数１０箇）について、実施例１と同様にして昇温速度０．７℃／secで溶断テストを行ったところ、すべて１０９．５℃〜１１２．５℃の温度範囲内で溶断した。
【００１８】
【発明の効果】
本発明に係る温度ヒュ−ズにおいては、金属片上に該金属片の融点よりも融点若しくは軟化点が高い固形フラックス層を設けてなるヒュ−ズエレメントを使用しており、温度ヒュ−ズの作動温度が固形フラックス層で決まるので、使用する金属片の融点を温度ヒュ−ズの作動温度に設定する必要がなく、金属片の融点が固形フラックス層の融点若しくは軟化点より低ければよく、使用可能な金属が多種類である。
【００１９】
また、温度ヒュ−ズの製造においては、常温のペ−スト状フラックスを金属片に塗布し、この塗布ペ−ストを乾燥固化することによりヒュ−ズエレメントを製作しているから、金属片上に該金属片の融点よりも融点若しくは軟化点が高い固形フラックス層を金属片の熱的変形や損傷なく容易に被覆でき、温度ヒュ−ズの製造も簡単である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明において使用するヒュ−ズエレメントを示す断面図である。
【図２】本発明に係る温度ヒュ−ズの一例を示す説明図である。
【図３】本発明に係る温度ヒュ−ズの上記とは別の例を示す説明図である。
【図４】本発明に係る温度ヒュ−ズの上記とは別の例を示す説明図である。
【図５】本発明に係る温度ヒュ−ズの上記とは別の例を示す説明図である。
【符号の説明】
１          金属片
２          固形フラックス層
【図１】
0003768623.tif 000003
【図２】
0003768623.tif 000004
【図３】
0003768623.tif 000005
【図４】
0003768623.tif 000006
【図５】
0003768623.tif 000007