JPH0834078B2 - 電流遮断素子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は電流ヒューズ機能と温度ヒューズ機能とを具
備した電流遮断素子に関するものである。

（従来の技術） 電気機器を過電流から保護する電流遮断素子として、
温度ヒューズ、電流ヒューズが公知である。

これらの素子のうち、温度ヒューズにおいては、機器
の所定箇所に取り付けて使用され、機器が過電流によっ
て発熱すると、その発生熱により温度ヒューズが加熱さ
れ、この加熱によって温度ヒューズエレメント（低融点
可溶合金）が溶断し、機器への通電が遮断される。この
場合、機器の発熱に対し、温度ヒューズがある程度の時
間遅れで昇温していき、機器の発熱が急俊な時は、機器
がその耐熱強度上、危険温度に達しても、温度ヒューズ
が昇温されず、従って、温度ヒューズが作動せず、機器
が熱的損傷を蒙るに至ることがある。

かかる不合理を排除するため、温度ヒューズに電流ヒ
ューズ素子を直列に付加し、急俊な過電流に対しては電
流ヒューズ素子をそのジュール熱で溶断させて、機器へ
の通電を遮断することが公知である。

かかる電流ヒューズ素子付き温度ヒューズとして、低
融点可溶合金片よりなる温度ヒューズ部と該温度ヒュー
ズ部の低融点可溶合金片と同材質で、且つ、その低融点
可溶合金片よりも小さな径の低融点可溶合金片よりなる
電流ヒューズ部とから構成したものが公知である。

この電流ヒューズ素子付き温度ヒューズによれば、急
俊に過電流が流れると、機器発生熱を受熱してのヒュー
ズ全体の昇温をまたづに、電流ヒューズ部のジュール熱
に基づく溶断によって機器への通電を遮断できることは
勿論、温度ヒューズ部と電流ヒューズ部とに共通の低融
点可溶合金片を使用できるので、構成の簡易化が可能で
ある。

（解決しようとする課題） しかしながら、低融点可溶合金片には、Pb、Sn等の合
金が使用され、機械的に脆弱であり、電流ヒューズ部に
おいては、この脆弱な部材を更に細径化しているので、
機械的強度が弱小であって、ヒューズ運搬中等での衝撃
により電流ヒューズ部の破損が懸念される。

本発明の目的は、電流ヒューズ素子付き温度ヒューズ
において、温度ヒューズ部と電流ヒューズ部とに一様径
の共通の低融点可溶合金片を使用可能ならしめることに
よって、上記電流ヒューズ部での細線化による機械的強
度の低下を排除することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明に係わる電流遮断素子は、絶縁基体上に第１電
極、第２電極並びに第３電極を順次に配設し、これらの
電極に跨って一様線径の低融点可溶合金片を橋設し、第
１電極と第２電極半分の合計体積S₁、第１電極と第２電
極との間の低融点可溶合金片部分の長さI₁、第２電極半
分と第３電極との合計体積S₂、第２電極と第３電極との
間の低融点可溶合金片部分の長さI₂との間に、S₁/I₁＜S
₂/I₂の関係を付与したことを特徴とする構成であり、各
電極の平面積並びに厚みを等しくし、I₁＞I₂とすること
ができる。

（実施例の説明） 以下、図面により本発明の実施例について説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す説明図である。

第１図において、１は耐熱性の絶縁基板であり、例え
ば、セラミックス板を使用できる。21、22並びに23は絶
縁基板１上に固着した金属箔からなる第１電極、第２電
極並びに第３電極であり、第１電極21と第２電極22との
間の間隔I₁を第２電極22と第３電極23との間の間隔I₂よ
りも広くしてある。３は第１電極21から第３電極23に跨
って橋設した一様径の低融点可溶合金片であり、第１電
極21と第２電極22との間の部分31は電流ヒューズ部を構
成し、第２電極22と第３電極23との間の部分32は温度ヒ
ューズ部を構成している。４は温度ヒューズ部上に塗布
したフラックス、51は第１電極21に接続したリード線、
52は第３電極23に接続したリード線、６は絶縁基板１上
に被覆した絶縁層である。

上記電流遮断素子において、低融点可溶合金片が機器
発生熱を受熱してその融点にまで加熱されると、当該低
融点可溶合金片が溶断し温度ヒューズとして機能する。

他方、機器に急俊な過電流が流れ、機器が危険温度に
加熱されても、当該電流遮断素子への熱伝達の遅延のた
めに、その機器発生熱による電流遮断素子の昇温がまだ
開始されていない状態を考察すると、各ヒューズ部での
低融点可溶合金片の加熱状態は、ジュール熱の発生が瞬
時であるので、各ヒューズ部での低融点可溶合金片のジ
ュール熱がその低融点可溶合金片と両側の電極との昇温
に費やされるとの仮定から、各ヒューズ部の瞬時での昇
温状態を把握できる。

而るに、電流ヒューズ部は温度ヒューズ部に較べ、ジ
ュール熱発生量（低融点可溶合金片の長さに比例し、電
流ヒューズ部ではkI₁、温度ヒューズ部ではkI₂である）
に対する両側電極の体積（中央の第２電極22において
は、半分が温度ヒューズ側に属し、他の半分が電流ヒュ
ーズ側に属し、該体積は、各電極の体積をＳとすると、
1.5Sである）の比（電流ヒューズ部では1.5S/kI₁、温度
ヒューズ部では1.5S/kI₂）が小であるから、すなわち、
第１電極と第２電極半分の合計体積S₁、第１電極と第２
電極との間の低融点可溶合金片部分の長さI₁、第２電極
半分と第３電極との合計体積S₂、第２電極と第３電極と
の間の低融点可溶合金片部分の長さI₂との間に、S₁/I₁
＜S₂/I₂の関係があるから、電流ヒューズ部でのジュー
ル熱による昇温の方が温度ヒューズ部でのジュール熱に
よる昇温よりも急速に発生し、ジュール熱による溶断は
電流ヒューズ部に生じる。

第２図は本発明の別実施例を示し、第１電極21、第２
電極22並びに第３電極23相互間の間隔I₁、I₂並びに各電
極21、22、23の平面積を等しくし、低融点可溶合金片３
に一様線径のものを使用しているが、第１電極21の厚み
を第３電極23の厚みよりも厚くして、第１電極と第２電
極半分の合計体積S₁、第１電極と第２電極との間の低融
点可溶合金片部分の長さI₁、第２電極半分と第３電極と
の合計体積S₂、第２電極と第３電極との間の低融点可溶
合金片部分の長さI₂との間に、S₁/I₁＜S₂/I₂の関係を付
与してある。

第３図は本発明の他の別実施例を示し、第１電極21、
第２電極22並びに第３電極23相互間の間隔Ｉ、Ｉ並びに
各電極の厚みを等しくし、低融点可溶合金片３に一様線
径のものを使用しているが、第１電極21の平面積を第３
電極23の平面積よりも厚くして、第１電極と第２電極半
分の合計体積S₁、第１電極と第２電極との間の低融点可
溶合金片部分の長さI₁、第２電極半分と第３電極との合
計体積S₂、第２電極と第３電極との間の低融点可溶合金
片部分の長さI₂との間に、S₁/I₁＜S₂/I₂の関係を付与し
てある。

上記第２図並びに第３図において、１は絶縁基板を、
４はフラックスを、51、52はリード線、６は絶縁層をそ
れぞれ示している。

本発明に係わる上記の各実施例は、基板型に属してい
るが、本発明の実施はこの型式のみに限定されない。例
えば、絶縁棒上に第１電極、第２電極並びに第３電極を
固着し、これらの電極に跨って同一線径並びに同一材質
の低融点可溶合金線を巻付け、温度ヒューズ部にフラッ
クスを塗布し、全体に絶縁層を被覆する型式のものにも
本発明の適用が可能である。

（発明の効果） 本発明に係わる電流遮断素子は、上述した通り、一様
径の共通の低融点可溶合金片によって温度ヒューズと電
流ヒューズとしての機能を発揮させ得、電流ヒューズ部
にも温度ヒューズ部と同等の機械的強度を付与できる。
又、単一の低融点可溶合金片を使用できるので、製造も
容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図並びに第３図はそれぞれ本発明の異なる
実施例を示す説明図である。 １……絶縁基体、21、22、23……電極、３……低融点可
溶合金片。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁基体上に第１電極、第２電極並びに第
   ３電極を順次に配設し、これらの電極に跨って一様線径
   の低融点可溶合金片を橋設し、第１電極と第２電極半分
   の合計体積S₁、第１電極と第２電極との間の低融点可溶
   合金片部分の長さI₁、第２電極半分と第３電極との合計
   体積S₂、第２電極と第３電極との間の低融点可溶合金片
   部分の長さI₂との間に、S₁/I₁＜S₂/I₂の関係を付与した
   ことを特徴とする電流遮断素子。
2. 【請求項２】請求項（１）において、各電極の平面積並
   びに厚みを等しくし、I₁＞I₂としたことを特徴とする電
   流遮断素子。