JPH1140025A - 合金型温度ヒュ−ズ - Google Patents

合金型温度ヒュ−ズ

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JPH1140025A
JPH1140025A JP21253097A JP21253097A JPH1140025A JP H1140025 A JPH1140025 A JP H1140025A JP 21253097 A JP21253097 A JP 21253097A JP 21253097 A JP21253097 A JP 21253097A JP H1140025 A JPH1140025 A JP H1140025A
Authority
JP
Japan
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fuse
temperature
alloy
weight
fuse element
Prior art date
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Pending
Application number
JP21253097A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiaki Saruwatari
利章 猿渡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Uchihashi Estec Co Ltd
Original Assignee
Uchihashi Estec Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Uchihashi Estec Co Ltd filed Critical Uchihashi Estec Co Ltd
Priority to JP21253097A priority Critical patent/JPH1140025A/ja
Publication of JPH1140025A publication Critical patent/JPH1140025A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H37/00—Thermally-actuated switches
    • H01H37/74—Switches in which only the opening movement or only the closing movement of a contact is effected by heating or cooling
    • H01H37/76—Contact member actuated by melting of fusible material, actuated due to burning of combustible material or due to explosion of explosive material
    • H01H2037/768—Contact member actuated by melting of fusible material, actuated due to burning of combustible material or due to explosion of explosive material characterised by the composition of the fusible material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H37/00—Thermally-actuated switches
    • H01H37/74—Switches in which only the opening movement or only the closing movement of a contact is effected by heating or cooling
    • H01H37/76—Contact member actuated by melting of fusible material, actuated due to burning of combustible material or due to explosion of explosive material
    • H01H37/761—Contact member actuated by melting of fusible material, actuated due to burning of combustible material or due to explosion of explosive material with a fusible element forming part of the switched circuit

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Abstract

(57)【要約】 【課題】作動温度が86℃〜90℃で、しかも低抵抗の
合金型温度ヒュ−ズを容易に製作できる合金型温度ヒュ
−ズを提供する。 【解決手段】低融点可溶合金をヒュ−ズエレメントとす
る温度ヒュ−ズにおいて、低融点可溶合金の合金組成
が、Bi0.3〜6重量%、Cd10〜18重量%、S
n35〜48重量%、残部Inである。

Description

【発明の詳細な説明】 【発明の属する技術分野】
【0001】本発明は合金型温度ヒュ−ズに関するもの
である。
【従来の技術】
【0002】合金型温度ヒュ−ズは、一対のリ−ド線間
に低融点可溶合金片(ヒュ−ズエレメント)を接続し、
低融点可溶合金片上にフラックスを塗布し、このフラッ
クス塗布合金片を絶縁体で包囲した構成であり、保護す
べき電気機器に取り付けて使用される。
【0003】この場合、電気機器が過電流により発熱す
ると、その発生熱により低融点可溶合金片が液相化さ
れ、その溶融金属が既に溶融したフラックスとの共存
下、表面張力により球状化され、球状化の進行により分
断されて機器への通電が遮断される。
【0004】上記低融点可溶合金に要求される要件の一
つは、固相線と液相線との間の固液共存域が狭いことで
ある。すなわち、通常、合金においては、固相線と液相
線との間に固液共存域が存在し、この領域においては、
液相中に固相粒体が分散した状態にあり、液相様の性質
も備えているために、上記の球状化分断が発生する可能
性があり、従って、液相線温度(この温度をTとする)
以前に固液共存域に属する温度範囲(ΔTとする)で、
低融点可溶合金片が球状化分断される可能性がある。而
して、かかる低融点可溶合金片を用いた温度ヒュ−ズに
おいては、ヒュ−ズエレメント温度が(T−ΔT)〜T
となる温度範囲で動作するものとして取り扱わなければ
ならず、従って、ΔTが小であるほど、すなわち、固液
共存域が狭いほど、温度ヒュ−ズの作動温度範囲のバラ
ツキを小として、温度ヒュ−ズを所定の設定温度で作動
させることができる。従って、温度ヒュ−ズのヒュ−ズ
エレメントとして使用される合金には、まず固液共存域
が狭いことが要求される。更に、温度ヒュ−ズのヒュ−
ズエレメントは、線状片の形態で使用されるから、線引
加工が可能であることが要求される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来、作動温度が10
0℃以下の合金型温度ヒュ−ズとしは、溶融温度95℃
のBi−Pb−Sn系共晶合金をヒュ−ズエレメントと
するもの、溶融温度72℃(固相線温度70℃、液相線
温度72℃)のBi−Pb−Sn−Cd合金(Bi50
重量%、Pb25重量%、Sn12.5重量%、Cd1
2.5重量%)をヒュ−ズエレメントとするものが汎用
されている。しかしながら、これらの温度ヒュ−ズの作
動温度の離隔巾は20℃以上にも達し、これらの間の中
間温度を作動温度とする温度ヒュ−ズが要求される。
【0006】従来、固液共存域が80℃〜90℃の間に
在り、その領域の巾が温度ヒュ−ズの作動上許容できる
範囲(4℃以内)にある低融点はんだとして、Bi−I
n−Sn共晶合金(共晶点温度82℃、共晶組成Sn4
6重量%,In50重量%,Bi4重量%)が公知であ
るが、脆性が高く、ヒュ−ズエレメントとしての加工が
至難であり、温度ヒュ−ズのヒュ−ズエレメントとして
の使用は困難である。
【0007】そこで、本出願人においては、基準組成が
Sn1.0重量%,In52.5重量%,残部Biの液
相線温度87℃、固液共存域巾3℃の合金をヒュ−ズエ
レメントとする合金型温度ヒュ−ズを既に提案した(平
成5年特許願第139398号)。しかしながら、この
合金型温度ヒュ−ズでは、ヒュ−ズエレメントの電気抵
抗がやや高く、電流容量上の使用制限を受けることがあ
る。この電気抵抗の比較的に高いことの主な原因は、B
i量が多く、Sn量が少ないことにあるが、上記基準組
成の系でBiを減少し、Snを増加したのでは、作動温
度86℃〜90℃の条件から逸脱してしまう。
【0008】本発明の目的は、作動温度が86℃〜90
℃で、しかも低抵抗の合金型温度ヒュ−ズを容易に製作
できる合金型温度ヒュ−ズを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の合金型温度ヒュ
−ズは、低融点可溶合金をヒュ−ズエレメントとする温
度ヒュ−ズにおいて、低融点可溶合金の合金組成が、B
i0.3〜6重量%、Cd10〜18重量%、Sn35
〜48重量%、残部Inであることを特徴とする構成で
ある。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の合金型温度ヒュ−ズの形
式には、ケ−ス型、基板型、或いは、樹脂ディッピング
型の何れをも使用できる。ケ−ス型としては、互いに一
直線で対向するリ−ド線間に線状片のヒュ−ズエレメン
トを溶接し、ヒュ−ズエレメント上にフラックスを塗布
し、このフラックス塗布ヒュ−ズエレメント上にセラミ
ックス筒を挿通し、該筒の各端と各リ−ド線との間を接
着剤、例えばエポキシ樹脂で封止したアクシャルタイ
プ、または、平行リ−ド線間の先端に線状片のヒュ−ズ
エレメントを溶接し、ヒュ−ズエレメント上にフラック
スを塗布し、このフラックス塗布ヒュ−ズエレメント上
に扁平をセラミックキャップを被せ、このキャップの開
口とリ−ド線との間をエポキシ樹脂で封止したラジアル
タイプを使用できる。
【0011】上記の樹脂ディッピング型としては、セラ
ミックキャップの包囲に代え、フラックス塗布ヒュ−ズ
エレメント上にエポキシ樹脂液への浸漬によるエポキシ
樹脂被覆層を設けたラジアルタイプを使用できる。
【0012】上記の基板型としては、片面に一対の層状
電極を設けた絶縁基板のその電極間先端に線状片のヒュ
−ズエレメントを溶接し、ヒュ−ズエレメント上にフラ
ックスを塗布し、各電極の後端にリ−ド線を接続し、絶
縁基板片面上にエポキシ樹脂被覆層を設けたものを使用
でき、アクシャルまたはラジアルの何れの方式にもでき
る。
【0013】上記ヒュ−ズエレメントには、Bi0.3
〜6重量%、Cd10〜18重量%、Sn35〜48重
量%、残部In、好ましくは、Bi0.5〜4重量%、
Cd12〜14重量%、Sn39〜42重量%、残部I
nの合金母材を線引きしたものを使用し、断面丸形のま
ま、または、さらに扁平に圧縮加工して使用できる。
【0014】上記の合金組成の基準組成はBi:2.9
重量%,Cd:13.6重量%,Sn:40.8重量
%,In:42.7重量%であり、液相線温度は87
℃、固液共存域巾は4℃である。
【0015】合金型温度ヒュ−ズにおいては、温度ヒュ
−ズ表面とヒュ−ズエレメントとの間の熱抵抗のため
に、ヒュ−ズエレメント温度に較べ温度ヒュ−ズ表面温
度がほぼ1℃高くなり、上記標準組成をヒュ−ズエレメ
ントとする温度ヒュ−ズの作動温度は90℃〜86℃と
なる。
【0016】上記組成の合金においては、Sn及びIn
により線引きに必要な延性が与えられ、Bi及びCdに
より融点が90℃近くにされ、89℃〜85℃の融点
(固相線と液相線との間の温度)に設定される。上記C
dとその配合量は、Biを0.3〜6重量%という少量
とし、Snを35〜48重量%という比較的多量のもと
で、温度ヒュ−ズの動作温度の巾を±2℃(88℃を中
心として)以内に納めることを可能にしており、Snに
対しBiを充分に少量とすることにより、ヒュ−ズエレ
メントの充分な低電気抵抗化を達成できる。
【0017】なお、上記のフラックスには、通常、融点
がヒュ−ズエレメントの融点よりも低いものが使用さ
れ、例えば、ロジン90〜60重量部、ステアリン酸1
0〜40重量部、活性剤0〜3重量部を使用できる。こ
の場合、ロジンには、天然ロジン、変性ロジン(例え
ば、水添ロジン、不均化ロジン、重合ロジン)またはこ
れらの精製ロジンを使用でき、活性剤には、ジエチルア
ミンの塩酸塩や臭酸塩等を使用できる。
【0018】本発明によれば、動作温度が86℃〜90
℃で、かつ低抵抗の合金型温度ヒュ−ズを良好な歩留ま
りで製造することができる。このことは次の実施例から
も明らかである。
【実施例】
〔実施例1〕Bi:2.9重量%,Cd:13.6重量
%,Sn:40.8重量%,In:42.7重量%の合
金組成の母材を線引きして直径0.6mmの線に加工し
た。1ダイスについての引落率を6.5%とし、線引き
速度を45m/minとしたが、断線は皆無であった。
この線の抵抗値を測定したところ、0.6Ω/mであっ
た。この線を長さ6mmに切断してヒュ−ズエレメント
とし、筒型温度ヒュ−ズを作成した。リ−ド線には外径
0.6mmの錫メッキ銅線を、筒体には内径1.5mm
のセラミックス筒を、フラックスにはロジン80重量部
とステアリン酸20重量部の組成を、接着剤には常温硬
化のエポキシ樹脂を使用した。
【0019】この実施例品50箇を、0.1アンペアの
電流を通電しつつ、昇温速度1℃/1分のオイルバスに
浸漬し、溶断による通電遮断時のオイル温度を測定した
ところ、88±1℃の範囲内であった。また、上記した
合金組成の範囲内であれば、動作温度を88℃を中心と
して±2℃の範囲内に納め得ることを確認した。
【0020】〔比較例1〕Sn1.0重量%、In5
2.5重量%、Bi46.5重量%の合金組成の母材を
使用した以外、実施例と同様にして、線引きした直径
0.6mmの線をヒュ−ズエレメントとして筒型温度ヒ
ュ−ズを作成した。温度特性は実施例1とほぼ同じであ
ったが、ヒュ−ズエレメントの抵抗値は、1.9Ω/m
で、比較例の3倍以上であった。
【0021】〔比較例2〕低融点可溶合金に、Sn46
重量%,In50重量%,Bi4重量%、共晶点温度8
2℃の合金を用いた。線引きによる細線化か困難なた
め、回転ドラム式防糸法により細線化し、この細線をヒ
ュ−ズエレメントとして実施例と同様にして筒型温度ヒ
ュ−ズを作成して作動温度を測定したところ、ヒュ−ズ
エレメントが共晶点温度82℃に達しても溶断しないも
のが多数存在した。これは、回転ドラム式防糸法のため
にヒュ−ズエレメント表面に厚い酸化皮膜が形成され、
この酸化皮膜が鞘となってヒュ−ズエレメントが溶断さ
れ困難くなるためであると推定される。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、低融点可溶合金母材の
能率のよい線引きでヒュ−ズエレメントを製造し、この
ヒュ−ズエレメントを用いて動作温度が86℃〜90℃
で、かつ低抵抗で電流容量を充分に大きくできる合金型
温度ヒュ−ズを提供できる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】低融点可溶合金をヒュ−ズエレメントとす
    る温度ヒュ−ズにおいて、低融点可溶合金の合金組成
    が、Bi0.3〜6重量%、Cd10〜18重量%、S
    n35〜48重量%、残部Inであることを特徴とする
    合金型温度ヒュ−ズ。
JP21253097A 1997-07-23 1997-07-23 合金型温度ヒュ−ズ Pending JPH1140025A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1424713A1 (en) * 2002-11-26 2004-06-02 Uchihashi Estec Co., Ltd. Alloy type thermal fuse and material for a thermal fuse element
CN111979434A (zh) * 2020-08-07 2020-11-24 广东先导稀材股份有限公司 一种低熔点合金的制备方法

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