JP2003016894A - 温度ヒューズおよびそれを用いた電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安定した溶断性能を持つ温度ヒューズを提供
することを目的とする。 【解決手段】 可溶合金１１と、可溶合金１１の一端と
電気的に接続された第１のリード線１２と、可溶合金１
１の他の一端と電気的に接続された第２のリード線１３
とを備え、第１のリード線１２の熱伝導度を第２のリー
ド線１３の熱伝導度より高くしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は各種電子機器の過熱
保護に用いられる温度ヒューズおよびそれを用いた電子
機器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の温度ヒューズは特開平７−２２６
１３９号公報に記載されたものが知られている。

【０００３】以下、従来の温度ヒューズについて、図面
を参照しながら説明する。

【０００４】図７は従来の温度ヒューズの断面図、図８
は同Ａ−Ａ線断面図である。

【０００５】図７、図８において、可溶合金１の両端部
にリード線２が接続されている。可溶合金１にはフラッ
クス３が塗布され、かつ両端が開口した筒状のケース４
内に収納されている。また、ケース４の開口部はエポキ
シ系の合成樹脂５で封止されている。

【０００６】さらに、リード線２は主材料が鉄、すなわ
ち図８に示すように鉄線２ａの周囲に銅めっき層２ｂ、
錫めっき層２ｃを施した構成となっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の温度ヒュー
ズは、可溶合金１の両端を同じ主材料のリード線２と接
続されているため、熱伝導の悪い材料をリード線２の主
材料としたとき、一方のリード線２を発熱部品と直接接
続して使用すると、このリード線２を介して可溶合金１
に伝わった発熱部品からの異常熱が可溶合金１へ伝わり
にくい場合が生じて、可溶合金１の溶断が遅くなってし
まう。

【０００８】さらに、熱伝導の良い材料をリード線２の
主材料としたとき、一方のリード線２をはんだ付けによ
って実装基板に実装すると、はんだの熱が伝わりやすく
実装時に可溶合金１が既に溶断してしまうという課題を
有していた。

【０００９】本発明は上記の課題を解決するもので、安
定した溶断性能を持つ温度ヒューズおよびそれを用いた
電子機器を提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は以下の構成を有する。

【００１１】本発明の請求項１に記載の発明は、特に、
第１のリード線の熱伝導度を第２のリード線の熱伝導度
より高くするという構成を有しており、これにより、第
１のリード線を発熱部品と直接接続して使用する場合、
この第１のリード線を介して可溶合金に伝わった発熱部
品からの異常熱が可溶合金へ素早く伝わり、可溶合金の
溶断が速くなったり、第２のリード線を実装基板に取り
付けてはんだ付けによって接続させる場合、はんだの熱
が可溶合金へ伝わりにくく、実装時に可溶合金が溶断し
てしまうことを防止でき、この結果、安定した溶断性能
を持つ温度ヒューズが得られるという作用効果が得られ
る。

【００１２】本発明の請求項２に記載の発明は、特に、
第１のリード線の熱伝導度より高い第２のリード線が備
えられた温度ヒューズの第１のリード線を発熱部品に接
続するようにした電子機器の構成を有しており、これに
より、第１のリード線を介して可溶合金に伝わった発熱
部品からの異常熱が可溶合金へ素早く伝わり、可溶合金
の溶断が速くなり、電子機器の信頼性が向上するという
作用効果が得られる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態にお
ける温度ヒューズについて図面を参照しながら説明す
る。

【００１４】図１は本発明の一実施の形態における温度
ヒューズの断面図、図２（ａ）は図１における同Ａ−Ａ
線断面図、図２（ｂ）は図１における同Ｂ−Ｂ線断面図
である。

【００１５】図１において、可溶合金１１の一端と電気
的に接続された第１のリード線１２と、可溶合金１１の
他の一端と電気的に接続された第２のリード線１３とを
備え、第１のリード線１２の熱伝導度が第２のリード線
１３の熱伝導度より高くなっている。

【００１６】可溶合金１１は、線状あるいは平板状で、
錫、鉛、ビスマス、カドミウム、インジウム等あるいは
これらの合金からなる。また、可溶合金１１にはロジン
系のフラックス１４が塗布され、さらに両端に開口部を
持つ筒状のケース１５で覆われている。ケース１５は例
えばセラミック、ＰＢＴ、ＰＰＳ、フェノール樹脂、ガ
ラス等からなり、このケース１５の両端の開口部がエポ
キシ、シリコン等の硬化性樹脂１６で封止されている。

【００１７】第１のリード線１２は、銅などの導電性の
良い金属を主材料とし、可溶合金１１の一端と電気的に
接続され、線状になっている。

【００１８】第２のリード線１３は、鉄などの導電性の
良い金属を主材料とし、可溶合金１１の他の一端と電気
的に接続され、線状になっている。なお、第１のリード
線１２、第２のリード線１３はそれぞれ可溶合金１１に
対して直線上に形成されている。

【００１９】また、第１のリード線１２は第２のリード
線１３より熱伝導度が高くなっている。

【００２０】さらに、第１のリード線１２、第２のリー
ド線１３はそれぞれ図２（ａ）（ｂ）に示すように、主
材料の表面にはんだ付け性の良好な金属めっき層１２
ａ，１３ａ、例えば錫、銀あるいははんだ等のめっき層
が施されている。なお、図２（ｃ）に示すように導電性
の良好な銀、銅等の第１の金属めっき層１３ｂを第１の
リード線１２は第２のリード線１３に施し、さらにその
上にはんだ付け性の良好な錫、はんだなどの第２の金属
めっき層１３ｃを施してもよい。

【００２１】以下、本実施の形態の温度ヒューズを用い
た電子機器について説明する。

【００２２】図３は、本実施の形態の温度ヒューズの使
用方法を示す電子機器の要部の側面図である。

【００２３】図３において例えば抵抗器などの発熱部品
１７のリード線１８に本実施の形態の温度ヒューズ１９
の第１のリード線２０ａをスポット溶接等で直接接続
し、温度ヒューズ１９の第２のリード線２０ｂと発熱部
品１７の他方のリード線２１とを実装基板２２に挿入す
る。また、温度ヒューズ１９の第２のリード線２０ｂと
発熱部品１７の他のリード線２１は実装基板２２の下方
にそれぞれはんだ接続部２１ｂを有し、はんだ接続部２
１ｂと実装基板２２とをはんだによって接続する。

【００２４】上記したように本発明の一実施の形態にお
ける温度ヒューズは、第１のリード線１２の熱伝導度を
第２のリード線１３の熱伝導度より高くしたため、図３
で説明したように、第１のリード線２０ａを発熱部品１
７と直接接続して使用すれば、この第１のリード線２０
ａを介して可溶合金１１に伝わった発熱部品１７からの
異常熱が可溶合金１１へ素早く伝わり、可溶合金１１の
溶断が速くなる。また、第２のリード線２０ｂを実装基
板２２に取り付けてはんだ付けによって接続させる場
合、はんだの熱が可溶合金１１へ伝わりにくく、実装時
に可溶合金１１が溶断してしまうことを防止できる。こ
の結果、安定した溶断性能を持つ温度ヒューズを用いた
電子機器として、信頼性に優れたものとすることができ
る。

【００２５】なお、第１のリード線１２、第２のリード
線１３の熱伝導度は、要求される可溶合金１１の溶断温
度、異常発熱時の可溶合金１１の溶断に至るまでの時間
などの特性や、発熱部品と温度ヒューズとの距離、第
１、第２のリード線１２，１３の線径、長さ、熱容量に
あわせて適宜選定すればよい。

【００２６】また、第１のリード線１２の金属めっき１
２ａを除いた主材料を銅で構成すれば、銅は比較的熱伝
導度が高いため、発熱部品１７からの異常熱が第１のリ
ード線１２を介して可溶合金１１に素早く伝わり、可溶
合金１１の温度は上昇しやすく、かつ材料コストが安価
になる。

【００２７】このとき、第２のリード線１３の主材料と
して銅より熱伝導度の低い金属、例えば鉄、ニッケル、
クロム等の単体あるいはこれら二種類以上の合金および
前記金属と銅との合金などを用いることができる。

【００２８】ここで、本実施の形態の温度ヒューズとそ
の比較例としての温度ヒューズについて、溶断性能の比
較実験結果について説明する。

【００２９】本実施の形態の温度ヒューズとして、第１
のリード線１２は線径０．６ｍｍの銅線に錫めっきした
もの、第２のリード線１３は線径０．６ｍｍのニッケル
線に錫めっきしたものを用い、比較例品１として第１、
第２のリード線ともに銅線に錫めっきしたもの、比較例
品２として第１、第２のリード線ともにニッケル線に錫
めっきしたものをそれぞれ用い、全て可溶合金は融点９
８℃、線径０．６ｍｍ、長さ４ｍｍのものを用いた。な
お、試料は各々１０個作製した。

【００３０】また、実験は図３に示したように抵抗器な
どの発熱部品１７のリード線１８と本実施の形態の温度
ヒューズ１９の第１のリード線２０ａとをスポット溶接
等で直接接続し、温度ヒューズ１９の第２のリード線２
０ｂと発熱部品１７の他方のリード線２１とを実装基板
２２に挿入した。そして、発熱部品１７に過電流を通電
して発熱部品１７の表面温度が２００℃になるように設
定し、温度ヒューズ１９が溶断するまでの時間を測定し
た。

【００３１】この結果、本実施の形態の温度ヒューズは
１６秒〜２０秒で溶断したが、比較例品２は６５秒〜８
５秒で溶断した。

【００３２】上記の実験結果より、本実施の形態の温度
ヒューズは、第１のリード線１２の熱伝導度を第２のリ
ード線１３の熱伝導度より高くしたため、安定した溶断
性能を持つ温度ヒューズが得られることがわかる。

【００３３】さらに、各試料の実装基板２２の下方にあ
るリード線２０ｂ、２１に２５０℃、３秒のはんだディ
ップを行い、はんだ接続部２１ｂを形成した。

【００３４】この結果、本実施の形態の温度ヒューズは
第２のリード線２０ｂに熱伝導度の低いニッケル線を使
用しているのではんだ熱が第２のリード線２０ｂから可
溶合金まで伝わりにくく、可溶合金１１が溶断温度に達
することがないため、異常はなかったが、比較例品１は
熱伝導度の良い銅線を使用しているため、はんだ熱が第
２のリード線２０ｂから可溶合金１１に伝わり全数溶断
した。つまり、第２のリード線２０ｂとして熱伝導度の
低い金属を主材料としたものを使用することによって、
はんだ付けによる可溶合金の溶断を防止できる。

【００３５】なお、本発明の一実施の形態の温度ヒュー
ズは、第１のリード線１２、第２のリード線１３がそれ
ぞれ可溶合金１１に対して直線上に形成されたアキシャ
ルリードタイプのものについて説明したが、図４に示す
ように第１のリード線１２、第２のリード線１３を平行
に配置したラジアルリードタイプのもの（Ａ−Ａ線断面
図は図２（ａ）（ｂ）、Ｂ−Ｂ線断面図は図２（ｃ）と
同様になる）、および図５に示すような可溶合金を含む
温度ヒューズ本体２３に対して第１、第２の板状端子２
４，２５を直線上に配置した薄形温度ヒューズも同様の
効果が得られる。ここで図６（ａ）は図５のＡ−Ａ線断
面図、図６（ｂ）は同Ｂ−Ｂ線断面図で、第１の板状端
子２４の熱伝導度は第２の板状端子２５より高くなって
おり、また、２４ａ，２５ａはそれぞれ板状端子２４，
２５の表面に設けられた金属めっき層である。

【００３６】さらに、図３に示すような発熱部品１７と
本実施の形態の温度ヒューズ１９を直接接続したものを
絶縁ケースに収めたタイプの温度ヒューズについても同
様である。

【００３７】

【発明の効果】以上のように本発明は、第１のリード線
の熱伝導度を第２のリード線の熱伝導度より高くしたた
め、第１のリード線を発熱部品と直接接続して使用する
場合、この第１のリード線を介して可溶合金に伝わった
発熱部品からの異常熱が可溶合金へ素早く伝わり、可溶
合金の溶断が速くなったり、第２のリード線を実装基板
に取り付けてはんだ付けによって接続させる場合、はん
だの熱が可溶合金へ伝わりにくく、実装時に可溶合金が
溶断してしまうことが防止でき、この結果、安定した溶
断性能を持つ温度ヒューズおよび信頼性の高い電子機器
が得られるという効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態における温度ヒューズの
断面図

【図２】（ａ）同Ａ−Ａ線断面図 （ｂ）同Ｂ−Ｂ線断面図 （ｃ）同他の例を示すＡ−Ａ線あるいはＢ−Ｂ線断面図

【図３】同使用方法を示す電子機器の要部の側面図

【図４】同他の例の温度ヒューズを示す断面図

【図５】同他の例の温度ヒューズを示す上面図

【図６】（ａ）図５の温度ヒューズのＡ−Ａ線断面図 （ｂ）同Ｂ−Ｂ線断面図

【図７】従来の温度ヒューズの断面図

【図８】同Ａ−Ａ線断面図

【符号の説明】

１１ 可溶合金 １２ 第１のリード線 １３ 第２のリード線 １４ フラックス １５ ケース １６ 酸化性樹脂 １７ 発熱部品 １８ リード線 １９ 温度ヒューズ ２０ａ 第１のリード線 ２０ｂ 第２のリード線 ２１ リード線 ２１ｂ はんだ接続部 ２２ 実装基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 仙田 謙治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5G502 AA02 AA11 BA03 BD03 FF10

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可溶合金と、前記可溶合金の一端と電気
   的に接続された第１のリード線と、前記可溶合金の他の
   一端と電気的に接続された第２のリード線とを備え、前
   記第１のリード線の熱伝導度を前記第２のリード線の熱
   伝導度より高くした温度ヒューズ。
2. 【請求項２】 可溶合金の一端に第１のリード線が、他
   端にこの第１のリード線の熱伝導度より高い第２のリー
   ド線が備えられた温度ヒューズの前記第１のリード線を
   発熱部品に接続した電子機器。