JPH0660948U - 温度ヒューズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 化学物質の感温材を用いずに構造が簡易で動
作速度が速く、大きな電流を遮断でき、かつ動作温度を
低温から高温まで１つの方式の構成で実現する温度ヒュ
ーズである。 【構成】 リード線１、１’は絶縁材のケース７内に固
定部材６、６’により挿入固定され、接着剤８、８’で
接着、封止されている。リード線１の端部は一端が閉じ
られた可動接点２に当接した状態で低融点合金３により
接合され、もう一方のリード線１’の端部は所定距離に
離して他端を開放した円筒状の可動接点２に嵌合され、
その接合端を低融点合金３、３’により接合されてい
る。可動接点２のつば２ａと、可動接点２の外周に設け
た絶縁筒５との間にコイルばねから成る付勢手段４が設
けられている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、低圧配電盤、小形電動機あるいは電気こたつ等の各種電気機器類 を保護するための温度ヒューズに関する。

【０００２】

【従来の技術】

温度ヒューズは、電気回路系にて駆動される各種電気機器類に用いられ、これ らの機器が危険な温度環境に晒されたとき、その電気回路を開いて機器の動作を 停止させる。この温度ヒューズには、従来大きく分けて２つの方式のものがあり 、第一の方式は例えば特開昭５４−３９８４４号公報の第１図に示されている方 式のようなものである。

【０００３】 この公報に示された温度ヒューズは、一端が開口した金属製の円筒状ケース１ １の他端にリード線１２をかしめ接続し、ケース内に所定の温度で溶融する固形 ペレット状の感温材１３と、これに圧縮当接される付勢手段１６を挾んでケース 内周面及びケース開口側のリード線端部に当接して移動自在な円板状の可動接点 １７と、絶縁プラグ１８により固定されたケース開口側から挿入されているリー ド線１９端部とを備えている。

【０００４】 この温度ヒューズでは、感温材１３が所定温度未満の時は固体を保っているた め可動接点１７を付勢手段１６によりリード線１９端部から引き離そうとする付 勢力に打ち勝って電気的導通を保持しているが、所定温度に達すると感温材１３ が溶融し、付勢力により接点はリード線１９端部より解離せしめられ電気的導通 が遮断される。

【０００５】 第二の方式は、例えば特開昭５６−１１４２３８号公報に示されている方式の ようなものである。この公報による温度ヒューズは、両端を絶縁材２２、２２’ で閉じた円筒ケース２１内にリード線２３、２３’の端部を左右均等長さ挿入し 、リード線端部同士を線状の低融点合金２４で接続し、この低融点合金２４の表 面をロジン系のフラックス２５等で被覆して形成されている。２６は空気である 。

【０００６】 この温度ヒューズでは、温度が所定の温度に達すると、低融点合金２４及びフ ラックス２５が溶融し、このフラックス２５の働きで低融点合金表面の汚れや酸 化膜が除去される結果、この低融点合金２４の表面張力が発揮されリード線端部 が球状に凝集されることによって電気的導通が絶たれる。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、前述した第一の公報による温度ヒューズは、電気的導通を金属ケー スに接触する接点とリード線端部の間で行なっており、接点はケース内面とリー ド線端とに単に機械的に接触しているだけである。このため、温度ヒューズに衝 撃や振動が加わると接点の姿勢や位置に少なからず微妙な変化をきたし、接触が 不安定となり電気的接触抵抗も高くなりがちである。

【０００８】 又、ケース両端はカシメ止めされるため、ケース端の肉厚を厚くすることがで きず、力が加えられると変形し接点の動きが阻害されて温度ヒューズとしての機 能を果さなくなる可能性がある。温度ヒューズは、通常感熱特性を良好にするた め発熱体に密着して取り付けられるから、何らかの方法で固定しなければならず 、従ってケースに過剰な力が加えられることがあり得るからである。しかも、一 般にケースは金属性であり樹脂性チューブをかぶせる等により電気的絶縁処理を 施すのが普通であるため、ケースに変形が生じてもこれを予めチェックすること は困難であると想定される。

【０００９】 前記第二の方式の温度ヒューズは、ケース内のリード線端部と端部を低融点合 金で接続する方式のものであるから、構成がシンプルであるという利点があるが 、低融点合金の中には堅くて脆い性質のものがあり、線状に加工するのが困難で 、実現できる動作温度にある程度の制約を受けることになる。低融点合金を柔ら かな加工性の良いものとするにはインジウムといった高価な金属を用いることと なり、結局コストアップの要因となる。

【００１０】 一方、上記第二の方式の温度ヒューズの定格電流について考察すると次のよう な問題がある。定格電流が大きくなると、自身の持つ電気抵抗によって生ずるジ ュール熱も多くなり、温度ヒューズの動作温度を低下させることになる。そこで これを緩和しようとするとリード線の断面積を大きくすると共に低融点合金の断 面積も大きくしなければならない。

【００１１】 ところが、低融点合金部分の断面積を大きくすると、往々にして動作速度が遅 くなる、いわゆる切れ味が悪くなる傾向にある。又、溶断時に発生するアークが 多くなったり、アークの発生時間が長くなり、金属蒸気が多量に生成され、当該 フラックスの炭化物と共に容器内面に付着する結果、動作後の電気的絶縁性能が 著しく低下する。

【００１２】 従って、絶縁性能を確保するためには、温度ヒューズ素子に比べてケースを十 分大きくしなければならず、温度ヒューズ全体が大きくなり不経済であって実用 性に劣ることとなる。又、この温度ヒューズに用いられているロジン系のフラッ クスは有機物であり、大体２００℃を越える温度環境下に長時間晒されると、こ のフラックスに含まれる有効成分の分解が促進され、低融点合金の表面が清浄に ならず、先に述べたリード線への凝集が行なわれなくなる。言い替えると、２０ ０℃を越える動作温度の温度ヒューズを実現することは、この方式の温度ヒュー ズでは困難である。

【００１３】 この考案は、上述した従来の温度ヒューズの種々の問題点に留意して、従来の ように化学物質の感温材を用いずに構造が簡易で、動作速度が速く大きい電流を 遮断でき、動作温度を低温から高温まで１つの方式で実現し得る経済的で安価な 温度ヒューズを提供することを課題とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】

前記課題を解決するためこの考案は、絶縁材ケース両端からリード線端部を所 定距離に離隔して挿入固定し、リード線端部間に一端開放他端閉止したカップ状 の可動接点を介在させ、その開放端にはリード線端部の一方を挿入し低融点合金 でロウ付けし、他端はもう一方のリード線端部に当接させて低融点合金でロウ付 けし、可動接点を一方のリード線から離れる方向に付勢する手段を備えて成る温 度ヒューズの構成としたのである。

【００１５】 この場合、前記リード線をケース内に固定するためリード線に外嵌するカシメ 止めされた固定部材を設け、この固定部材が付勢手段を保持し、可動接点、付勢 手段をケース中央に容易に収容し、かつリード線とケースとを強固に封止、接着 、固定する手段を兼用できるようにするのが好ましい。

【００１６】 又、いずれの場合でも、前記可動接点のリード線を挿入固定して形成される内 部空間内に低融点合金を介在させたものとすることができる。

【００１７】

【作用】

上記の構成とした第一及び第二の考案の温度ヒューズは、予め設定された温度 以下では低融点合金は溶融せず、可動接点は付勢手段を圧縮したままで移動しな い。従って、一方のリード線から可動接点を経由してもう一方のリード線へ至る 電路が形成されている。 温度が設定温度以上になると、低融点合金が溶融し、その瞬間に可動接点は付 勢手段により一方のリード線から引き離されて移動する。このため電路が遮断さ れる。このとき、可動接点のリード線端部に当接して固定されている側では、リ ード線が可動接点内に挿入されていないため、低融点合金が溶融した瞬間に直ち に引き離され、遮断動作は極めて敏速である。

【００１８】 この温度ヒューズは、従来のように化学物質を感温材として使用しておらず、 低融点合金の溶融により動作する。従って、低融点合金として低温から高温まで 所望の温度で溶融する合金を選択することによって広い温度範囲に適用できる。 又、付勢手段によって可動接点は移動するから動作速度が速く、従ってアーク の発生が少なく大きな電流を遮断するのに使用することができる。

【００１９】 さらに第三の発明では、可動接点の内部空間内に他の低融点合金を封入されて おり、この低融点合金は可動接点両端の低融点合金と同一又は異なる種類の合金 とすることができる。異種合金とする場合、例えば溶融温度が可動接点両端のも のより高ければ、周囲温度の上昇時にはまず可動接点両端側の合金が溶融し、さ らに温度上昇すると内部の合金が溶融し、そこで可動接点が移動して電気的接続 が遮断される。これによって設定動作温度の範囲が大きく広がる。

【００２０】

【実施例】

以下この考案の実施例について図面を参照して説明する。 図１は第一実施例の温度ヒューズの主要縦断面図である。１、１’はリード線 、２は可動接点、３、３’は低融点合金、４はコイルばねから成る付勢手段、５ は絶縁筒、６、６’は固定部材、７は円筒状のケース、８、８’は接着剤である 。

【００２１】 図示のように、リード線１、１’はケース７内に左右から挿入され、その端部 を所定距離に離して金属性でドーナツ状の固定部材６、６’によりそれぞれ電気 的絶縁性を有するケース７に対してカシメ止めされている。ケース両端は接着剤 ８、８’で封止、接着されている。

【００２２】 可動接点２は、リード線１、１’の両端部間に介在され、金属製の管体を一端 開放、他端閉止したカップ状のものから成り、その開放端にはつば２ａを有する 。この可動接点２の開口端部にはリード線１’が挿入され、閉止端はリード線１ の端末ヘッド１ａに当接している。開口端側の嵌合部分は、所定の温度で溶融す る低融点合金３’で一定長さロウ付けされ、閉止端側は単に当接した状態でその 間を低融点合金３でロウ付けされており、これによってリード線１、可動接点２ 、リード線１’の経路を通る電気的導通が保持されている。

【００２３】 可動接点２の外周には付勢手段４と電気絶縁性を有する絶縁筒５が外嵌挿され 、可動接点２のつば２ａと絶縁筒５の間で圧縮されたコイルばねの付勢力で可動 接点を常に軸方向に押圧しており、これら付勢手段４と絶縁筒５は可動接点に対 してスムーズに動くよう寸法が設計されている。

【００２４】 上記のように構成した実施例の温度ヒューズは、次のように作用する。 図１は動作温度以下の通常の状態での温度ヒューズの内部構成を示している。 図示の状態では、リード線１より低融点合金３、３’、可動接点２を介してリー ド線１’に至る電路が形成されている。

【００２５】 この状態では、付勢手段４はコイルばねが圧縮された状態で拘束され、可動接 点２をリード線１より引き離すような付勢力を有しているが、所定の温度に上昇 するまでは可動接点２は低融点合金３、３’によってリード線１、１’に固定さ れているため可動接点２がリード線１より解離することはない。 所定温度以上になると、低融点合金３、３’が溶融し、リード線１、１’への 固定力を失うため、図２に示すように、可動接点２は付勢手段４の付勢力によっ てリード線１より解離され、電路が遮断される。

【００２６】 その際、可動接点２はリード線１の端部と端部ヘッド１ａで当接しているだけ であるから、その間の低融点合金３が溶解すれば直ちにリード線１から分離され る。リード線１の端部は、可動接点２に対し反対側のリード線１’のように内部 に挿入固定していないから、可動接点２はリード線１から離れる際に低融点合金 が糸を引くようにその移動を阻害することなく容易に分離される。

【００２７】 上記実施例の温度ヒューズは、可動接点２をリード線１、１’に対して低融点 合金３、３’によりロウ付けしているだけなので衝撃や振動に強く、その位置や 姿勢が変化することがなく電気抵抗値も低く安定する。 可動接点２はリード線１の端部ヘッド１ａに当接し、可動接点２内の空間部２ Ｘの長さ分移動できればよいから、温度ヒューズ全体の長さが極めて短くなる。 従って、付勢手段４のコイルばねのたわみ量も小さくできるので、高温下でのコ イルばねの熱的劣化、いわゆるへたりが軽減できるので、長期間に亘って動作が 安定する。従って、付勢手段４のコイルばねが圧縮状態から元の形状に復元する に要する時間は極めて短い。このため低融点合金が溶融すると、直ちに可動接点 ２はリード線１より素早く解離される。従って、動作時のアーク発生が極めて少 なく、絶縁性能の良い温度ヒューズが実現できる。

【００２８】 又、動作機構中には、従来例のようなフラックス、樹脂ペレット等の化学物質 を用いていないので、２００℃を越える比較的高温で動作する温度ヒューズとし ても適用できる。 さらに、固定部材６は、付勢手段４を拘束するだけでなく、もう一方の固定部 材６’と共に、これらの寸法とケース７との寸法を適切に決定することによって ケースのほぼ中央に収めることが極めて容易となり組立てが簡単になる。

【００２９】 ケース７は、その材質をセラミックスやガラス等の容易に変形しない電気的絶 縁物質を用いれば、可動接点２の端につば２ａがあっても、ケース７の内面との 間には隙間が設けられているので、外力によって可動接点２の動きが阻害される こともない。また、接着剤８、８’が固定部材６、６’とケース７の内面に入り 込み接着面積が大きくなるので強固に固定され、堅牢な製品が製作できる。

【００３０】 図３に他の実施例の温度ヒューズの縦断面を示す。この実施例は、第一実施例 とほぼ同じ構成であるが、可動接点２内の空間部２Ｘ内に同一若しくは他の種類 の低融点合金９を封入している点のみが異なる。他の同一の機能部材には同一の 符号を付している。

【００３１】 上記低融点合金９は、例えばビスマスのようなリード線や可動接点に用いられ る銅合金に対してロウ付け性（ハンダ付性）が悪いものであってもよい。

【００３２】 この実施例では、上述したように例えば低融点合金９としてビスマス、低融点 合金３、３’として鉛−錫系の合金を選んだとすると、ビスマスの融点は２７１ ℃であるから、動作温度２７３℃程度の温度ヒューズとなる。

【００３３】 温度ヒューズに対して周囲温度が上昇して低融点合金３、３’が溶融する温度 になると、低融点合金３、３’は溶融するが、低融点合金９は未だ溶融せず、従 って付勢手段４のコイルばねの付勢力に打勝って電気的接続は保持されたままで ある。さらに周囲温度が上昇し低融点合金９が溶融すると可動接点２がリード線 １より解離し電気的接続が絶たれる。

【００３４】 このように、ロウ付け性の悪い合金も感温材として使用できるので実現できる 動作温度も豊富となり、ロウ付け性の良い合金を含めると極めて多種類の温度特 性の温度ヒューズが得られる。

【００３５】

【効果】

以上詳細に説明したように、第一及び第二の考案の温度ヒューズは絶縁材ケー ス内に挿入固定したリード線の端部同士を所定距離に離して可動接点に接合し、 その接合部を低融点合金でロウ付けすると共に可動接点の外周に付勢手段を設け たものとしている。

【００３６】 従って、構造が簡単で堅牢であり、動作速度が早いため１０Ａを越える比較的 大きな電流が遮断でき、感温材として化学物質を用いていないため低温から高温 まで所望の動作温度の設計が可能であり、振動や衝撃に強く可動接点が位置や姿 勢の変化をしないため接触が安定し電気抵抗も低く安定である。

【００３７】 又、高温度から低温まで１つの方式で実現できるため部品の標準化が図れ、工 程管理や品質管理も含めたトータルのコストダウンが計れるので安価な温度ヒュ ーズが提供できるなど種々の利点が得られる。

【００３８】 第三の考案では可動接点内部空間に他の低融点合金を封入することとしたから 、他の低融点合金として可動接点両端の低融点合金と別種のものを選択すると、 可動接点両端のものが溶融した後に他の低融点合金が溶融するようにでき、従っ て温度ヒューズの温度条件の設定の範囲を容易に広げることができるという利点 が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一実施例の温度ヒューズの縦断面図

【図２】同上の動作説明図

【図３】第二実施例の温度ヒューズの縦断面図

【図４】同上の動作説明図

【図５】従来例の温度ヒューズの縦断面図

【図６】同上の動作説明図

【符号の説明】

１、１’ リード線 １ａ 端部ヘッド ２ 可動接点 ３、３’ 低融点合金 ４ 付勢手段 ５ 絶縁筒 ６、６’ 固定部材 ７ ケース ９ 低融点合金

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁材ケース両端からリード線端部を所
   定距離に離隔して挿入固定し、リード線端部間に一端開
   放他端閉止したカップ状の可動接点を介在させ、その開
   放端にはリード線端部の一方を挿入し低融点合金でロウ
   付けし、他端はもう一方のリード線端部に当接させて低
   融点合金でロウ付けし、可動接点を一方のリード線から
   離れる方向に付勢する手段を備えて成る温度ヒューズ。
2. 【請求項２】 前記リード線をケース内に固定するため
   リード線に外嵌するカシメ止めされた固定部材を設け、
   この固定部材が付勢手段を保持し、可動接点、付勢手段
   をケース中央に容易に収容し、かつリード線とケースと
   を強固に封止、接着、固定する手段を兼用していること
   を特徴とする請求項１に記載の温度ヒューズ。
3. 【請求項３】 前記可動接点のリード線を挿入固定して
   形成される内部空間内に低融点合金を介在させたことを
   特徴とする請求項１又は２に記載の温度ヒューズ。