JPS62180929A - 小形ヒユ−ズ - 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】 【発明の属する技術分野】

この発明は、帯状の金属を可）容専体とし該導体の一部
または全部がセラミックスからなる絶縁容器内に収容さ
れるとともに小電流領域の溶断特性が改善された低圧回
路用小形ヒユーズの構造に関する。

【従来技術とその問題点】

低圧回路に用いられる小形ヒユーズにおいて小を流領域
の溶断特性を改善したものとして、第４図あるいは第５
図に示すようなものが知られている。第４図は、端子板
１７を備えたキャップ１９によって両端が閉鎖された磁
器製の絶縁筒１６内に、長手方向中央部の所定区間を溶
融した低融点金属たとえばはんだ中に浸漬して表面に低
融点金属の層１５が形成された銅帯からなる可溶導体１
４を収容し、石英粒子からなる消弧砂を充填したもので
ある。 また、第５図は、構造は第４図と同じであるが、銅帯の
長平方向中央部表面の低融点金属の層を電気めっきによ
り形成したものである。このように高融点金属からなる
帯状の可溶導体の表面に低融点金属の層を形成すると、
ヒユーズをｉｆｉ過する電流が定格電流の数十％増し程
度の、ヒユーズが処理すべき電流としては小電流領域に
属する電流である場合には、高融点金属からなる可溶導
体から伝達された熱によって低融点金属の層が？８融し
、高融点金属からなる可溶導体がみずからの融点に到達
する前に、この熔融した低融点金属が高融点金属との間
で共晶合金を形成するのに十分な時間が与えられる。周
知のように、共晶合金の融点はこれを構成する、融点の
低い方の金属とほぼ同等であるから可溶導体の温度が表
面に共晶合金が形成される温度に到達すると、以後、共
晶合金の生成は加速度的に進行し、このため、高融点金
属からなる可溶４体が比較的短時間に溶融する。溶融し
かつ全体的に合金化した金属は電気比抵抗が可溶導体の
固体状態末期における比抵抗に比しても不連続的に大き
くなるから、ヒユーズに注入された電気エネルギはこの
溶融部分に集中し、瞬時にこの部分が気化して電流が遮
断され、可溶導体の溶断が完了する。第３図に、表面に
低融点金属の層が形成されていない高融点金属からなる
可溶導体の溶断特性と低融点金属の層が形成された可溶
４体の溶断特性との比較を示す。ヒユーズを通過する電
流が■。より大きい大電流領域では、可溶導体の温度上
昇が著しく速く、可溶導体の表面に低融点金属の層が形
成されていても共晶合金は形成される間もなく可溶導体
は溶断し、低融点金属の層が形成されていない可溶導体
と同一の溶断特性　（線図２１の実線部分）を示す。ま
た■。より小さい小電流領域では、低融点金属の層が形
成されていない可溶導体の場合、線図２１の点線部分に
示されるように、電流値が小さくなるにっれ溶断までの
時間が著しく伸びるのに対し、低融点金属の層が形成さ
れた可溶導体では、線図２２の実線部分が示すように、
溶断時間が顕著に短縮され、これにより、ヒユーズから
機器に到る途中の、線図２３の特性を有する１を線が効
果的に焼損から保護されることが分かる。 このように、高融点金属からなる可溶導体の表面に低融
点金属の層が形成されていると、小電流領域における溶
断特性が著しく改善されるが、従来のように、高融点金
属からなる帯状導体の所定区間を溶融した低融点金属中
に浸漬して高融点金属の表面に低融点金属の石を形成さ
せる方法では、高融点金属の表面に付着する低融点金属
の量の管理が困難であり、また、電気めっきにより低融
点金属の層を形成させる方法では、帯状導体の所定区間
以外へのめっき層の形成を阻止するための前工程や所定
のめっき層の厚みを得るまでに時間がかかるという問題
がある。また、この問題を解決するための作業の自動化
も作業の性質上実施が容易ではないという問題があった
。

【発明の目的】

この発明は、前記従来の問題を解決し、高融点金属から
なる帯状可溶導体の表面に付着する低融点金属の量を一
定に保つための管理を必要とせずかつヒユーズの組立て
完了までの時間が短い小形ヒユーズを提供することを目
的とする。

【発明の要点】

この発明は、帯状の金属を可溶導体とし該導体の一部ま
たは全部がセラミックスからなる絶縁容器内に収容され
た低圧回路用の小形ヒユーズの構造を、前記可ン容導゛
体の長手方向の所定区間の表面に該導体より融点の低い
箔状の金属が密着するように押圧された構造とすること
により、前記の目的を達成しようとするものである。

【発明の実施例】

第１図に本発明に基づいて構成された小形ヒユーズの一
実施例を示す、高融点金属として融点が１０８３℃の鋼
材を用いた帯状の可溶導体４は両端に同じく鋼材からな
る幅広の端子板３がろう付けまたははんだ付けにより接
合され、２つ割り構造の磁器製絶縁容器７を構成する下
部ケース７ρの中央突起部の中央に載置された箔状の低
融点金属８たとえば溶融時の固相線温度が約１８３℃、
液相線温度が約１８４℃のはんだ６３Ｓ、ｎ　（Ｊ、ｌ
５Ｚ３２Ｂ２−１９７７の記号による）上に載せられる
。このとき、端子板３が接合された可溶導体４け、端子
板３に設けられた孔に下部ケースの小突起７ｃが嵌め込
まれることによって下部ケースに位置が固定される。し
かる後、中央突起部４ａの先端に下部ケースの場合と同
一の低融点金属の箔９が適当な接着剤を用いて接着され
た上部カバー７ｂが、ねじ１２とばね座金１３とを用い
て下部ケース７ａに締め付けられる。この上部カバー７
ｂと端子板３あるいは下部ケース７ａとの間には、低融
点金属９の厚みとほぼ等しいギャップＧが形成されてい
るから、低融点金属９には常にばね座金１３のばね力が
可溶導体４への押圧力として作用することになる。なお
、」二連のように、ねじ１２とばね座金１３とを用いて
上部カバー７ｂと可溶導体とを一体化する代わりに、ギ
ャップＧに接着剤を充填して上部カバー７ｂと下部ケー
ス７ａとを接着により一体化するようにすれば、接着剤
が固化するときの収縮により、低融点金属に対して可？
８ＮＬ体への押圧力が作用することになる。 このように構成された小形ヒユーズに定格電流の数十％
増し程度の小電流が流れると、可溶導体４の温度が上昇
をはじめ、この温度が低融点金属９の融点を越えたあた
りから低融点金属９の溶融がはじまり、可溶４体４との
間に共晶合金を形成しはしめる。この共晶合金は融点が
低融点金属９と同等であり、一方、可溶導体は温度上昇
をつづけるから、共晶合金の生成は加速度的に進行し、
比較的短時間に可溶導体４の全断面力冑容融する。 この熔融した液状の金属は全体的に共晶合金の成分を有
しかつ液状であることから、電気比抵抗がまだｉ８融し
ていない可溶導体部分と比べて飛躍的に大きくなり、こ
のため、可溶導体に注入される電気エネルギはこの溶融
部分に集中し、瞬時にこの部分が気化して電流が遮断さ
れる。また、ヒユーズに流れる電流が大電流である場合
には、可溶導体の温度上昇が著しく速く、可溶導体表面
に低融点金属の箔が密着して押圧されていても共晶合金
は形成される間もなく可溶導体は溶融、気化して電流遮
断が完了する。なお、可溶導体４はこれに接合された端
子板３よりも幅が狭く、広義には断面積が小さいから、
電流の大小にかかわらず可溶導体の温度上昇が常に端子
板よりも先行し、可溶導体の溶断までに端子板が溶融す
ることはない。 第２図に前記実施例の変形例を示す、この例は、可溶導
体を収容する磁器製の絶縁容器が熱伝導性を有すること
に着目し、小ｉｉｔ流時の溶断時間を前記実施例の場合
よりもさらに短縮しようとするものである。すなわち、
第１図における端子板３を肉厚の薄い可溶導体自体１１
で形成せしめるとともに、低融点金属８が押圧される所
定区間長のみを幅狭に形成し、かつこの所定区間長を含
む極く小範囲のみを小形な円板状の絶縁容ａ１０内に収
容して、幅狭の発熱部で発熱した熱が絶縁容器内を伝わ
って容器表面に到達し容器表面で周囲の空気の対流によ
り空気中へ放出されるときの放熱面積を小さくすること
により、容器表面からの放熱量を小さくして絶縁容器自
体の温度をあげ、容器と発熱部との温度差を小さくして
発熱部の温度上昇を速めようとするものである。なお、
この例では、箔状の低融点金属８が可溶導体１１の片側
にしか押圧されていないが、もちろん両側に押圧するこ
とも可能である。また、絶縁容器の下部ケース１０ａと
上部カバー１０ｂとの一体化は、前記実施例と同様、ね
じ１２とばね座金１３とを用いて行なうか、接着剤で接
着して行なう。

【発明の効果】

以上に述べたように、本発明によれば、帯状の高融点金
属からなる可溶導体の長手方向の所定区間の表面に低融
点金属の層を形成するのに、あらかじめ可溶導体の所定
区間のみを溶融した低融点金属中に浸漬したり、所定区
間以外には低融点金属の層が形成されないような前工程
を必要とする電気めっきによる方法ではなく、単に所要
部品を組み合わせるだけで、低融点金属により小電流領
域の溶断特性が改善されたヒユーズが形成される構造と
してので、可溶導体表面の低融点金属の量を一定に保つ
ための管理が必要なくなり、低融点金属の量が常に一定
でかつヒユーズの組立て完了までの時間が短い小形ヒユ
ーズを提供することが可能となる。しかも、自動化が容
易でない低融点金属層の形成工程が含まれないから組立
ての自動化が容易となり、小形ヒユーズの製作コストが
さらに低減されるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づいて構成される小形ヒユーズの実
施例による構造図であって、＋ａ＋は平面図、（ｂｌは
同図（５）のＹ−Ｙ位置における矢印方向の正面断面図
、（ｃ＋は同図（ｂｌのＸ−Ｘ位置における矢印方向の
側面断面図である。第２図は第１図に示される実施例の
変形例を示す構造図であって、ｆａｔは平面図、　（ｂ
ｌは同図（ａｌのＹ−Ｙ位置における矢印方向の正面断
面図である。第３図は可溶４体表面に形成された低融点
金属層の効果を説明する線図であって、２１は低融点金
属層が形成されていない可溶導体の溶断特性、２１の実
線部分は低融点金属層が形成された可溶導体の大電流領
域における溶断特性、２２の実線部分は低融点金属層が
形成された可溶導体の小電流領域における溶断特性、２
３はヒユーズから機器に到る電線の溶断特性をそれぞれ
示す線図である。第４図は長手方向の所定区間の表面に
形成される低融点金属の層が、可溶導体を溶融した低融
点金属中に浸漬して得られた可溶導体を有する小形ヒユ
ーズの構造例を示す縦断面図、第５図は第４図における
低融点金属層が電気めっきにより得られた小形ヒユーズ
の構造例を示す縦断面、図である。 ４、１１．１４：可溶導体、７．１０．１６：絶縁容器
、８、　９．１５．２０：低融点金属。 第１図 （ω　　　　　　（ｂ） 第２−図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）帯状の金属を可溶導体とし該導体の一部または全部
   がセラミックスからなる絶縁容器内に収容された低圧回
   路用の小形ヒューズにおいて、前記可溶導体の長手方向
   の所定区間の表面に該導体より融点の低い箔状の金属が
   密着するように押圧されていることを特徴とする小形ヒ
   ューズ。 ２）特許請求の範囲第１項記載の小形ヒューズにおいて
   、帯状金属からなる可溶導体の一部または全部を収容す
   る絶縁容器が帯状金属の面に垂直な軸線を有する円板状
   の容器であることを特徴とする小形ヒューズ。