JPH03236201A - 電流制限素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、落雷、回路の短絡等に起因する過を流から
各種の通信用機器を保護する電流制限素子に係り、特に
、瞬間的なサージ電流には動作せずにある電流値以上の
通電が比較的長く続いた場合にのみ動作するタイムラグ
特性を有する電流制限素子に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の電流制限素子としては、ヒユーズとヒー
タとを組合わせて、過電流によるヒータの発熱によって
ヒユーズを溶断させるものが知られている。

第４図はこのような従来の電流制限素子を示し、（Ａ）
は一部を切り欠いた正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線
縦断面図、（Ｃ）は回路図である。

電流制限素子５０は、Ｐｂ、Ｓｎ等の合金からなるヒユ
ーズ５２を、電気的絶縁性を有するガラスエポキシ樹脂
からなる伝熱体５４で包み、伝熱体５４の外面にニクロ
ム線からなるヒータ５６を巻回させた構造をなしている
。５８はコーティング樹脂、６０．６２はリード端子で
ある。

この電流制限素子５０では、動作温度すなわちヒユーズ
５２の溶融温度、ヒータ５６の発熱量、伝熱体５４の熱
抵抗等をパラメータとして設計することにより所期の特
性が得られる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、このような従来の電流制限素子では、タイム
ラグ特性が得られるものの、部品点数が多く構造が複雑
であり、しかもヒユーズ、伝熱体およびヒータを、再現
性よく熱的に結合させて製造する必要があり、次のよう
な問題を生じていた。

（ａ）製造工程が複雑である。

（ｂ）材料コストおよび製造コストが高い。

（ｃ）小型化が困難である。

（ｄ）特性のバラツキが大きい。

そこで、この発明の目的は、簡単な構造でタイムラグ特
性を有する電流制限素子を徒供することにある。

〔課題を解決するための手段］ この発明に係る電流制限素子は、前記目的を達成した次
のようなものである。

すなわち、導電性形状記憶樹脂からなる可動部材と、こ
の可動部材の一端を固定して接続する第１の端子と、こ
の可動部材の他端を離脱可能に接続する第２の端子とを
備え、上記可動部材は過電流による自己発熱によってそ
の他端が上記第２の端子から離脱するようにしたもので
ある。

〔作用〕

この発明に係る電流制限素子では、可動部材の両端がそ
れぞれ端子に接続され、被保護回路に接続される。可動
部材にはゴム化温度以上になると可動部材の他端が端子
から離脱するように変形（形状記憶処理）が加えられて
いる。したがって、可動部材は、過電流によるジュール
熱によってゴム化温度を越えると、ゴム状化してその他
端が電極から離れ電流を遮断する。

〔実施例〕

第１図ないし第３図はこの発明に係る電流制限素子の一
実施例を示し、第１図は電流制限素子およびその取付台
を示す斜視図、第２図は電流制限素子を取付台に取付け
た状態を示す斜視図、第３図は第２図において可動部材
の温度がゴム化温度以上になった場合を示す斜視図であ
る。

以下、これらの図面に基づき詳細に説明する。

電流制限素子１０は、可動部材１２と、可動部材１２の
一端１４に接続された端子１６と、可動部材１２の他端
１８に接続された端子２０とから概略構成される。

端子１６は、圧着端子と称されている周知のものであり
、可動部材Ｉ２の一端Ｌ４を圧着して固定し電気的接続
を得ている。

端子２０は、導電性が良好な金属からなる弾性片２２．
２２を備えている。弾性片２２．２２間に可動部材１２
の他端１８を弾性力に抗して圧入することにより、他端
１８は端子２０と離脱可能に接続される。

取付台２４は、電気的絶縁性を有する合成樹脂等から成
り、取付部２６．２６には、導電性が良好な金属からな
る導電片２８．２８が設けられている。

電流制限素子１０は、端子１６．２０の透孔３０．３０
にネジ３２．３２をそれぞれ挿通させ、ネジ３２．３２
を導電片２８．２８のネジ穴３４．３４へそれぞれ螺合
させることにより取付台２４へ取付けられる。また、取
付台２４には、被保護回路の導線３６．３６がネジ３８
．３８によって導電片２８．２８のネジ穴４０．４０へ
それぞれ接続される。

可動部材１２の材質は、形状記憶樹脂としてトランス−
１，４−ポリイソプレンを用い、これに導電性フィラー
としてカーボンブラックを６０重量％、ナフテン系オイ
ルを２０重量％、それぞれ添加してシート状に成型した
ものを用いており、その比抵抗は０．５Ωｃｍ１程度で
ある。カーボンブラックは、所望の比抵抗を得るために
添加するもので、ナフテン系オイルは形状記憶樹脂とカ
ーボンブランクとのなじみを良くするために添加するも
のであり、それぞれの添加量は上記重量％に限定される
ものではない。

可動部材１２は、成型されたシートから縦０゜２ｃｍ、
横０．４ｃｍ５長さ１ｃｍの細長棒状に切り出されたも
のであり、その両端間の抵抗値は約６，２５Ωである。

このときの可動部材１２の長さをＬｌとすると、Ｌｌば
、可動部材１２の一端１４を端子１６に接続５て両端子
１６．２０を取付台２４へ取付けた場合、可動部材１２
の他端１８が端子２０から離間する長さである。

そして、トランス−１，４−ポリイソプレンのゴム化温
度は６７°Ｃであるので、９０℃の温水中で可動部材１
２の長さを例えば５０％引き伸ばし、そのまま常温へ戻
すことにより、変形が保持され形状記憶処理が施される
。この変形が加えられた長さをＬ２とすれば、Ｌ２は、
可動部材１２の一端１４を端子１６へ他端１８を端子２
０へそれぞれ接続した場合、両端子１６．２０を取付台
２４へ取付は可能な長さである。

なお、可動部材５２の変形前後の形状は、棒状に限定さ
れるものではなく、螺旋状、Ｖ字状、Ｗ字状、リング状
、うずまき状等に形成してもよい。

また、端子１６は可動部材１２の一端１４を固定して接
続できるもの、端子２０は可動部材１２の他端２０を離
脱可能に接続できるものであればそれぞれどのようなも
のでもよい。

さらに、電流制限素子ｌＯを合成樹脂、ガラス、セラミ
ックス等からなる絶縁ケースへ収納し、絶縁ケースから
端子を取り出すようにしてもよい。

次に、電流制限素子１０の動作を述べる。

電流制限素子１０を取付台２４へ取付け、導線３６．３
６を導電片２８．２８へそれぞれ接続することにより、
電流制限素子１０が被保護回路に接続される（第２図）
。ここで、落雷、回路短絡等に起因して端子１６．２０
間に過電流が流れると、可動部材１２で生ずるジュール
熱によって、可動部材１２が発熱して形状記憶樹脂のゴ
ム化温度６７°Ｃを越える。すると、可動部材１２の長
さがＬ２からＬｌへ復元して、可動部材１２の他端１８
が端子２０から離脱する（第３図）、この場合、可動部
材１２の長さはＬｌまで復元する必要はなく、可動部材
１２の他端１８が端子２０から離脱する長さまで縮退す
れば十分である。こうして、電流制限素子１０は電流を
遮断して被保護回路へ通電流が流れることを防ぐ。

この実施例では、次のような特性が得られた。

（イ）ピーク値２００Ａで１００Ａ以上が２００μｓの
鋸歯状波形をなすサージ電流には動作しない。

（ロ）１３０ｍＡの３０分通電には動作しない。

（ハ）５００ｍＡの通電では３分以内に動作する。

なお、過電流により長さＬｌに復元した可動部材１２は
、ゴム化温度以上で再び引き伸ばして変形を加え、再使
用することもできる。

また、形状記憶樹脂としては、上述のトランス−１，４
−ポリイソプレンの他に、ポリノルボルネン、スチレン
・ブタジェン共重合体、ポリウレタン等を用いてもよい
。

さらに、形状記憶樹脂へ添加する導電性フィラーとして
は、上述のカーボンブラックの他に、グラファイト、金
属粉、導電性繊維等を用いてもよい。

〔発明の効果］ この発明に係る電流制限素子によれば、導電性形状記憶
樹脂からなる可動部材が過電流の熱によって端子から離
脱する構造としたことで、簡単な構成で優れたタイムラ
グ特性を得ることができ、部品点数の減少、製造工程の
簡素化、低コスト化および小型化が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図はこの発明に係る電流制限素子の一
実施例を示し、第１図は電流制限素子およびその取付台
を示す斜視図、第２図は電流制限素子を取付台に取付け
た状態を示す斜視図、第３図は第２図において可動部材
の温度がゴム化温度以上になった場合を示す斜視図、第
４図は従来の電流制限素子を示す正面図、断面図及び回
路図である。 ｌＯ・・・電流制限素子 １２・・・可動部材 １４・・・可動部材の一端 １６・・・端子（第１の端子） １８・・・可動部材の他端 ２０・・・端子（第２の端子）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 導電性形状記憶樹脂からなる可動部材と、この可動部材
   の一端を固定して接続する第１の端子と、この可動部材
   の他端を離脱可能に接続する第２の端子とを備え、上記
   可動部材は過電流による自己発熱によってその他端が上
   記第２の端子から離脱するようにした電流制限素子。