JPH0434251B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ブロツク形ヒユーズに関し、さら
に詳しくは、可溶体部の赤熱温度よりも!?かに低
い温度で溶断作用が得られるように適合されたブ
ロツク形ヒユーズの改良に係るものである。

〔従来の技術〕

従来例によるこの種のブロツク形ヒユーズとし
て、特開昭58−163127号公報、実開昭59−66844
号公報、実開昭58−345号公報に開示された技術
がある。

まず最初に、特開昭58−163127号公報に開示さ
れたものは、銅合金を素材として、可溶体部と各
端子部とを一体的に形成させた構成とされ、素材
は、重量比で、Fe（鉄）が、0.5〜3.5％、Ｐ（リ
ン）が0.01〜0.15％、Zn（亜鉛）が0.01〜1.0％、
残部がCu（銅）の組成を有している。こゝで、同
組成のうち、Feは赤熱後の溶断性の向上、およ
び応力腐食割れに対して効果をもち、かつ強度増
加作用を与えており、Ｐは同様に赤熱後の溶断性
の向上、それに溶断時における脱酸作用に有効で
あり、また、Znは強度を高め、かつ素材製造時
での溶解工程における脱酸、脱ガス剤として有効
な働きをするものと記載されている。そしてさら
に、このものでは、各端子部と一体成形される可
溶体部につき、溶断個所となる狭小部を除き、セ
ラミツクの吸熱体により封入固定して、可溶体部
の発熱を吸収させ、かつケーシングなどへの熱影
響を少なくするようにしているのである。

次に、実開昭59−66844号公報に開示されたも
のは、バイメタルなどの熱歪みの大きい金属によ
つて可溶導体を形成させ、かつこれを銅合金から
なる各端子部にスポツト溶接で接合した構成であ
つて、バイメタルを可溶導体とすることで、短絡
電流による溶断と熱歪みによる引張り応力との同
時作用により、溶断作用をシヤープでかつ確実に
行なうことができるようにしている。そしてこの
場合には、モーター負荷などの起動電流には対応
できないために、可溶導体の中間部に低融点合金
からなる吸熱体を配設して可溶導体の発熱を吸収
させるようにし、溶断時間を遅延させて大電流域
での溶断にタイムラグをもたせている。

さらに、実開昭58−345号公報に開示されたも
のは、可溶導体中央の溶断部にセラミツクなどの
溶断促進体を設けて、小電流域での溶断時間を促
進させ、いわゆるクイツク特性をもたせるように
しているのである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、前記した各従来例によるヒユー
ズでは、その何れもが、例えば、定格電流の150
％程度の過負荷電流では、結果的にこれを支障な
く溶断することができない。すなわち、一般的に
可溶導体の溶断は、その溶断部が赤熱化、つまり
著るしく高温となつてから作用するために、ヒユ
ーズ周辺部での、例えば、通常の場合、プラスチ
ツク製のヒユーズボツクス、ハウジングに対して
熱影響による損傷をきたしたり、あるいはその他
の周辺部に配置される機器類、もしくはケーブル
などにも悪影響を及ぼし、さらには、定格電流付
近での電流の断続によるヒートサイクルにおい
て、比較的に劣化を受け易いものであつた。

この発明は、前記従来の問題点を解消するため
になされたもので、その目的とするところは、定
格電流の150％程度の過負荷電流によつて、可溶
体部の赤熱温度よりも!?かに低い温度で溶断作用
が得られ、かつヒートサイクルによる劣化のな
い、この種のブロツク形ヒユーズを提供すること
である。

〔問題点を解決するための手段〕

前記目的を達成させるために、この発明に係る
ブロツク形ヒユーズは、水平に延びる可溶体部、
およびこの可溶体部の両端から下方へ垂直に延び
る一対の端子部を有し、これらの各部を銅合金素
材により一体的に成形させると共に、前記可溶体
部の長手方向中間部に、狭幅にされた溶断部、お
よびこの溶断部を挟んで長手方向に凹部形状をし
た一対の吸熱部をそれぞれに形成させ、さらに、
錫または錫合金からなる吸熱部材、その長手方向
中心部、または外周面部に配したフラツクス、こ
れらの長手方向外周面を包囲して被覆する導電部
材からなる吸熱体を設け、前記各吸熱部の凹部内
にそれぞれ吸熱体を嵌着固定して構成したもので
ある。

〔作用〕

すなわち、この発明においては、比較的小電流
域での溶断時、つまり可溶体部に定格電流の２倍
程度の電流が流れた場合には、溶断部での発熱が
吸熱部に伝熱され、フラツクスを溶融させて活性
化すると共に、さらに温度が上昇して吸熱部材の
融点温度に達した時点で、この吸熱部材が溶融し
始め、活性化されたフラツクスと共に、可溶体部
の銅合金表面部への濡れが始まり、この母材中に
錫成分が拡散されて局部的に合金化させ、この合
金化部分の電気抵抗値を加速度的に増加させて溶
断時間を促進させ、所定温度に達した時点で速や
かに溶断作用が果されるのであり、かつ銅母材中
への錫成分の拡散合金化のために、溶融温度が低
下して赤熱化が抑制され、また、大電流域での溶
断時の場合にも、溶断部での発熱が吸熱部に伝熱
されて、これが錫を溶融させる溶融潜熱として利
用され、こゝでも溶断部での赤熱が抑制され、こ
の結果、表面酸化が低減されて、ヒートサイクル
による劣化を効果的に防止できる。

〔実施例〕

以下、この発明に係るブロツク形ヒユーズの一
実施例につき、第１図ないし第４図を参照して詳
細に説明する。

第１図はこの発明の一実施例を適用したブロツ
ク形ヒユーズの全体構造を示す斜視図であり、第
２図は同上第１図−線部を拡大して示す横断
面図、第３図は同上第１図−線部を示す縦断
面図であり、また、第４図は同上他の実施例によ
る第２図対応の横断面図である。

すなわち、これらの第１図ないし第３図実施例
において、ブロツク形ヒユーズ１は、ほゞ水平に
延びる可溶体部２と、この可溶体部２の両端から
下方へ垂直に延びる一対の端子部３とからなり、
これらの可溶体部２および各端子部３には、重量
比で、Fe（鉄）が0.1％、Ｐ（リン）が0.03％、残
部を99.8％以上のCu（銅）とした板状の銅合金素
材を用い、この銅合金素材を打抜き、曲げ加工な
どにより一体的に成形して構成する。

しかして、前記可溶体部２の長手方向中間部に
は、狭幅にされた溶断部４を形成させると共に、
この溶断部４を挟んで一対の吸熱部５をそれぞれ
に形成してあり、かつこれらの各部２，４および
５の表面に錫メツキを施してあつて、各吸熱部５
に対し、吸熱体６をかしめ付け加圧により固定し
てある。この場合、これらの可溶体部２、溶断部
４および吸熱部５の表面に錫メツキを施すのは、
不溶断電流の通電時にあつて、その材料である銅
合金素材が、発熱に伴う酸化で生ずるところの、
黒色化ならびに特性劣化をもたらす表面剥離など
を防止するためである。

そしてまた、この第１図ないし第３図実施例構
成の場合、前記吸熱部５は、その長手方向断面が
角型凹部形状に形成されており、また、前記吸熱
体６は、同断面が角型矩形状に形成されて、その
下半部がこの角型凹状の吸熱部５に密に抱合され
るように嵌着され、かつその上半部を上方に突出
させてある。このように吸熱部５を長手方向に凹
部形状となるように形成したのは、ブロツク形状
の吸熱体６を吸熱部５で挾着しやすくすることに
より、吸熱体６の安定した位置決めを得ること、
及び、通電面積を出来るだけ大きくすことにより
発熱面積をより大きくすることを目的としてい
る。

こゝで、前記吸熱体６としては、第２図および
第３図に示されているように、錫または錫合金か
らなる吸熱部材７の長手方向中心部、もしくは他
の実施例としての第４図に示されているように、
長手方向外周面部にあつてフラツクス８を配設す
ると共に、これらの長手方向外周面をさらに銅合
金からなる導電部材９により包囲、被覆させた構
成を有しており、この吸熱体６を前記吸熱部５に
装着させた状態では、それぞれに吸熱体６での吸
熱部材７、フラツクス８および導電部材９の両端
面下半部が、吸熱部５での角型凹状部の内端面に
強力に接圧、結合されて、これらが全一体的に構
成される。そして、導電部材９で吸熱部材７、フ
ラツクス８の長手方向外周面を包囲して被覆する
ようにしたのは、導電部材９の包囲被覆面積をよ
り大きくすることで、短い通電時間で正確な熱反
応を内部の吸熱部材７、フラツクス８に生じさせ
ること、及び、前記凹部形状の吸熱部５によつ
て、導電部材９で包囲被覆した吸熱体６を適確に
挾着出来るようにするためである。こゝで、前記
フラツクス８としては、レジン、ロジン、コルホ
ニーなどを使用することができ、かつ吸熱部材７
に対するフラツクス８の含有量は、錫または錫合
金を基準にして約0.2〜５重量％の範囲にあるこ
とが好ましい。

しかして、これらの第１図ないし第３図実施例
構成、および第４図実施例構成において、比較的
小電流域での溶断時、つまり可溶体部２に定格電
流の２倍程度の電流が流れた場合には、狭幅とさ
れた溶断部４での発熱が吸熱部５に伝熱され、吸
熱体６の温度が125℃程度に達した時点で、フラ
ツクス８が溶融して約174℃で活性化し、さらに
温度が上昇して、吸熱部材７の融点温度、こゝで
は錫または錫合金の融点温度である約232℃に達
すると、この吸熱部材７が溶融し始め、活性化さ
れたフラツクス８と一緒に、母材である可溶体部
２の銅合金表面部への濡れが始まつて、この母材
中、特に可溶体部２側で吸熱体６を接した母材部
分Ａに、錫成分が拡散されて同部分Ａを局部的に
合金化され、かつさらに温度上昇に伴なつてこの
合金化が進むことにより、この合金化部分の電気
抵抗値が加速度的に増加して、同部分Ａでの溶断
時間を促進させると共に、その温度がほゞ600〜
700℃に達した時点で速やかに溶断される。

一方、この時、母材が銅単体である場合には、
その温度上昇に伴ない、これが赤熱されてヒユー
ズ周辺の筺体、もしくは機器類に影響を与えて好
ましくない結果を招来することになるが、こゝで
は、前記したように、銅母材中に錫成分の拡散合
金化を図つているため、溶融温度が低下されて赤
熱しない状態で溶断作用が得られるのであり、こ
のために表面酸化が低減されて、ヒートサイクル
による劣化を効果的に防止できる。

また、大電流域での溶断時の場合にあつても、
前記狭幅とされた溶断部４での発熱が吸熱部５に
伝熱され、錫を溶融させる溶融潜熱として利用さ
れるため、こゝでも溶断部４での赤熱が抑制され
るのである。

こゝで、前記実施例構成によるこの発明でのブロ
ツク形ヒユーズと、前記従来例としての 特開昭
58−163127号公報、および実開昭59−66844号公
報に開示されたヒユーズとの性能比較試験の結果
について述べる。

実施した性能比較試験は、電圧降下試験、溶断
試験、温度上昇試験、電流断続耐久試験、および
振動耐久試験などのそれぞれである。

電圧降下試験において、従来製品に比較すると
き、この発明の実施例製品は、約48〜51％程度低
い値を示した。

溶断試験において、従来製品は、溶断時に可溶
体部が赤熱され、端子部が高温になつたが、この
発明の実施例製品は、赤熱されずに溶断され、そ
の端子部温度についても、従来製品に比較すると
き、有意に低い値を示して、ヒユーズ部周囲のハ
ウジングなどに熱影響による異常をきたさなかつ
た。

温度上昇試験において、従来製品に比較すると
き、この発明の実施例製品は、約６〜７℃程度低
い値を示した。

電流断続耐久試験においても、従来製品に比較
するとき、この発明の実施例製品では、表面酸化
を生ずることがなく、全体的に異常が全くみられ
なかつた。

振動耐久試験では、従来製品、この発明の実施
例製品の双方とも異常がなく、その差違いがなか
つた。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、この発明に係るブロツク
形ヒユーズによれば、水平に延びる可溶体部と、
この可溶体部の両端から下方へ垂直に延びる一対
の端子部とを、銅合金素材により一体的に成形さ
せ、可溶体部の長手方向中間部には、狭幅にされ
た溶断部と、この溶断部を挟んで長手方向に凹部
形状をした一対の吸熱部とをそれぞれ形成させ、
また、錫または錫合金からなる吸熱部材と、その
長手方向中心部、または外周面部に配したフラツ
クスと、これらの長手方向外周面を包囲して被覆
する導電部材とからなる吸熱体を設けて、各吸熱
部の凹部内に吸熱体をそれぞれ嵌着固定して構成
したから、可溶体部に定格電流の２倍程度の電流
が流れた場合でも、溶断部での発熱が吸熱部に伝
熱され、フラツクスを溶融させて活性化させ、か
つ吸熱部材を溶融させて、活性化されたフラツク
スと共に、可溶体部の銅合金表面部への濡れをな
し、母材に局部的に合金化層を生成させることに
より溶断時間を促進させ、所定温度に達した時点
で速やかに溶断作用を果し得られるのであり、ま
た、銅母材中への錫成分の拡散合金化のために、
溶融温度が低下されてその赤熱化を抑制でき、従
つて、ヒユーズ周辺部に対する熱影響を可及的か
つ良好に防止し得て、ヒートサイクルによる劣化
を効果的に防止でき、併せて構造的にも比較的簡
単で容易に実施可能であるなどの優れた特長を有
するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るブロツク形ヒユーズの
一実施例による全体構造を示す斜視図であり、第
２図は同上第１図−線部の拡大横断面図、第
３図は同上第１図−線部の縦断面図を示し、
また、第４図は同上他の実施例による第２図対応
の横断面図である。 １……ブロツク形ヒユーズ、２……可溶体部、
３……端子部、４……狭幅の溶断部、５……吸熱
部、６……吸熱体、７……吸熱部材、８……フラ
ツクス、９……導電部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 水平に延びる可溶体部、およびこの可溶体部
   の両端から下方へ垂直に延びる一対の端子部を有
   し、これらの各部を銅合金素材により一体的に成
   形させると共に、前記可溶体部の長手方向中間部
   には、狭幅にされた溶断部、およびこの溶断部を
   挟んで長手方向に凹部形状をした一対の吸熱部を
   それぞれに形成させ、また、錫または錫合金から
   なる吸熱部材、その長手方向中心部、または外周
   面部に配したフラツクス、これらの長手方向外周
   面を包囲して被覆する導電部材からなる吸熱体を
   設け、前記各吸熱部の凹部内にそれぞれ吸熱体を
   嵌着固定して構成したことを特徴とするブロツク
   形ヒユーズ。