JPS6235214B2 - - Google Patents
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- JPS6235214B2 JPS6235214B2 JP3620879A JP3620879A JPS6235214B2 JP S6235214 B2 JPS6235214 B2 JP S6235214B2 JP 3620879 A JP3620879 A JP 3620879A JP 3620879 A JP3620879 A JP 3620879A JP S6235214 B2 JPS6235214 B2 JP S6235214B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuse element
- weight
- temperature
- present
- fuse
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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Description
産業上の利用分野
本発明はヒユーズエレメントに関し、特に温度
特性と溶断特性を改善したフイラメント型ヒユー
ズエレメントに関する。 従来技術及びその問題点 従来のポリアクリロニトリル系のフイラメント
の単糸表面に化学メツキ、あるいは化学メツキ
後、電解メツキを施した導電性フイラメント型ヒ
ユーズは公知である。しかし、この種のヒユーズ
の欠点の一つは、ヒユーズエレメントの金属被膜
が比較的低温で溶融する点にある。これは単糸表
面の金属被膜の溶融温度が支持体であるアクリロ
ニトリル樹脂の軟化温度（125℃又はそれ以下）
によつて制約される為である。実際上、周囲温度
がヒユーズエレメントとして使われる金属の物性
に大なり小なりの影響を及ぼすことは避けられな
いが、溶融点が比較的高い金属ほどヒユーズとし
て周囲温度に影響される割合が少なくヒユーズ材
料として性能を安定させる。 一般的に金属の物性が変化する再結晶温度
（Ｔ）は金属の融点にほぼ比例して高くなり、そ
してこの温度（Ｔ）が周囲温度よりはるかに高い
程、周囲温度からの影響を受けることが少ないか
らである。このように考えると、ヒユーズエレメ
ントとしては、銀又は銀合金が、比較的融点も高
く周囲温度の影響を受けにくく、その他、いくつ
かのヒユーズとしての周知の優れた特性を有する
ため、使用上望ましい金属である。 しかし従来の銀又は銀合金被膜には温度特性が
不安定であり、そのため溶断特性にもバラツキが
でるという欠点がある。 本発明は、上述の問題点に鑑み、温度特性およ
び溶断特性に優れかつ経年使用に耐えるヒユーズ
エレメントを提供するものである。 問題点を解決するための手段 本発明によるヒユーズエレメントは、石英ガラ
スフアイバの単糸を基体とし、該基体外周に
Ag、Cu、Sn及びSbからなりそれぞれの含有率が
70乃至73重量％、22乃至24重量％、２乃至４重量
％及び１乃至３重量％である銀合金被膜を形成し
てなることを特徴とする。本発明にしたがつて特
定含有率のSbを含む銀合金被膜は従来の銀合金
被膜に比して格段に安定した温度特性と溶断特性
をもたらす。典型的には、上記銀合金被膜は、
Ag72.3重量％、Cu23.2重量％、Sn2.7重量％及び
Sb1.8重量％からなる。本発明のヒユーズエレメ
ントは、特に１ｍＡ−250ｍＡの低容量電流を定
格とする電気機器に使用される。 本発明によるヒユーズエレメントの特性上の第
一の特色としては経年の使用に対して安定してい
ることである。これは本発明によるヒユーズエレ
メントの融点及び再結晶温度がそれぞれ872℃及
び245℃と非常に高いことによる。これらの温度
は低融点金属よりも高い。事実、金属の再結晶温
度は大体において融点に比例する。実際、150℃
又はそれ以下で溶融する低融点金属の再結晶温度
は20℃又はそれ以下であるが、この20℃という温
度は充分に通常周囲温度の範囲内である。だか
ら、低融点（150℃）の金属でできたヒユーズエ
レメントでは再結晶効果は室温においても起るか
もしれない。このように低温において再結晶が起
ることは望ましくない。なぜならば、それにより
金属の物性を変化させ、本来意図したものとは異
なる溶断特性をもたらすことになる。このような
ことはヒユーズとして決定的な欠点である。しか
るに、本発明によるヒユーズエレメントはヒユー
ズが使用される時の温度サイクル、或は245℃と
いう周囲温度よりはるかに高い温度で長い時間使
用されてもその物性により大きな安定性を維持し
得るものである。 本発明の第二の特色は、ヒユーズエレメントの
低過負荷時に於ての溶断特性が安定していること
である。これは金属被膜の成分に３％またはそれ
以下（好適には約２％）の割合で添加されたSb
がヒユーズエレメントの温度係数を引下げて低過
負荷時に於ける溶断に周囲温度が及ぼす影響を減
少させ、溶断時間のバラツキを少なくさせる。 本発明の第三の特色は、ヒユーズエレメントの
基体となる石英ガラス繊維の耐熱性が大きいこと
である。それは1000℃又はそれ以下の連続使用に
耐え、温度1500℃においても、4.6x107ポアズ
（poise）の粘度を維持している。これは本発明に
よるヒユーズエレメントの銀合金の融点875℃に
比しなお相当の余裕を残す高温である。従つて、
基体の融点がその表面に施された金属皮膜の融点
より低い樹脂性の基体とは異なり、本発明のヒユ
ーズエレメントでは溶断は専ら銀合金被膜の特性
により行われ、石英ガラスフアイバ製の基体の温
度により影響を受けることはなく、遮断が完了す
る。本発明の第四の特色は、ヒユーズエレメント
が極めて正確で優れた溶断特性を有する点にあ
る。
特性と溶断特性を改善したフイラメント型ヒユー
ズエレメントに関する。 従来技術及びその問題点 従来のポリアクリロニトリル系のフイラメント
の単糸表面に化学メツキ、あるいは化学メツキ
後、電解メツキを施した導電性フイラメント型ヒ
ユーズは公知である。しかし、この種のヒユーズ
の欠点の一つは、ヒユーズエレメントの金属被膜
が比較的低温で溶融する点にある。これは単糸表
面の金属被膜の溶融温度が支持体であるアクリロ
ニトリル樹脂の軟化温度（125℃又はそれ以下）
によつて制約される為である。実際上、周囲温度
がヒユーズエレメントとして使われる金属の物性
に大なり小なりの影響を及ぼすことは避けられな
いが、溶融点が比較的高い金属ほどヒユーズとし
て周囲温度に影響される割合が少なくヒユーズ材
料として性能を安定させる。 一般的に金属の物性が変化する再結晶温度
（Ｔ）は金属の融点にほぼ比例して高くなり、そ
してこの温度（Ｔ）が周囲温度よりはるかに高い
程、周囲温度からの影響を受けることが少ないか
らである。このように考えると、ヒユーズエレメ
ントとしては、銀又は銀合金が、比較的融点も高
く周囲温度の影響を受けにくく、その他、いくつ
かのヒユーズとしての周知の優れた特性を有する
ため、使用上望ましい金属である。 しかし従来の銀又は銀合金被膜には温度特性が
不安定であり、そのため溶断特性にもバラツキが
でるという欠点がある。 本発明は、上述の問題点に鑑み、温度特性およ
び溶断特性に優れかつ経年使用に耐えるヒユーズ
エレメントを提供するものである。 問題点を解決するための手段 本発明によるヒユーズエレメントは、石英ガラ
スフアイバの単糸を基体とし、該基体外周に
Ag、Cu、Sn及びSbからなりそれぞれの含有率が
70乃至73重量％、22乃至24重量％、２乃至４重量
％及び１乃至３重量％である銀合金被膜を形成し
てなることを特徴とする。本発明にしたがつて特
定含有率のSbを含む銀合金被膜は従来の銀合金
被膜に比して格段に安定した温度特性と溶断特性
をもたらす。典型的には、上記銀合金被膜は、
Ag72.3重量％、Cu23.2重量％、Sn2.7重量％及び
Sb1.8重量％からなる。本発明のヒユーズエレメ
ントは、特に１ｍＡ−250ｍＡの低容量電流を定
格とする電気機器に使用される。 本発明によるヒユーズエレメントの特性上の第
一の特色としては経年の使用に対して安定してい
ることである。これは本発明によるヒユーズエレ
メントの融点及び再結晶温度がそれぞれ872℃及
び245℃と非常に高いことによる。これらの温度
は低融点金属よりも高い。事実、金属の再結晶温
度は大体において融点に比例する。実際、150℃
又はそれ以下で溶融する低融点金属の再結晶温度
は20℃又はそれ以下であるが、この20℃という温
度は充分に通常周囲温度の範囲内である。だか
ら、低融点（150℃）の金属でできたヒユーズエ
レメントでは再結晶効果は室温においても起るか
もしれない。このように低温において再結晶が起
ることは望ましくない。なぜならば、それにより
金属の物性を変化させ、本来意図したものとは異
なる溶断特性をもたらすことになる。このような
ことはヒユーズとして決定的な欠点である。しか
るに、本発明によるヒユーズエレメントはヒユー
ズが使用される時の温度サイクル、或は245℃と
いう周囲温度よりはるかに高い温度で長い時間使
用されてもその物性により大きな安定性を維持し
得るものである。 本発明の第二の特色は、ヒユーズエレメントの
低過負荷時に於ての溶断特性が安定していること
である。これは金属被膜の成分に３％またはそれ
以下（好適には約２％）の割合で添加されたSb
がヒユーズエレメントの温度係数を引下げて低過
負荷時に於ける溶断に周囲温度が及ぼす影響を減
少させ、溶断時間のバラツキを少なくさせる。 本発明の第三の特色は、ヒユーズエレメントの
基体となる石英ガラス繊維の耐熱性が大きいこと
である。それは1000℃又はそれ以下の連続使用に
耐え、温度1500℃においても、4.6x107ポアズ
（poise）の粘度を維持している。これは本発明に
よるヒユーズエレメントの銀合金の融点875℃に
比しなお相当の余裕を残す高温である。従つて、
基体の融点がその表面に施された金属皮膜の融点
より低い樹脂性の基体とは異なり、本発明のヒユ
ーズエレメントでは溶断は専ら銀合金被膜の特性
により行われ、石英ガラスフアイバ製の基体の温
度により影響を受けることはなく、遮断が完了す
る。本発明の第四の特色は、ヒユーズエレメント
が極めて正確で優れた溶断特性を有する点にあ
る。
【表】
第一表に示す如く、ヒユーズエレメントの支持
体を構成するガラスフアイバは、樹脂材料（５−
20x10-5deg-1）や金属材料（４〜60x10-6deg-1）よ
りも熱膨張係数がはるかに小さいのでジユール熱
発生による熱膨張は電流が流れる時にもほとんど
起らない。従つて極めて正確な溶断特性が期待さ
れる。（事実、どのヒユーズエレメントでも構造
的に導電性端子の両端間に結ばれ固定されている
ので、通電時にジユール熱の発生によりヒユーズ
エレメントは線膨張してたるみを作る。一般に、
ヒユーズエレメントは容器内に格納されているの
で、上記のようにたるみを作つた部分は容器の内
壁の方に近づき、或は内壁に接触することすら起
る。これは、発生したジユール熱を伝導すること
により溶断時間のバラツキを起す原因の一つであ
る。） 実施例 本発明のヒユーズエレメントの実施例を図面に
より説明する。 第１図において横軸は温度変化（℃）を縦軸は
抵抗温度変化（％）を示す。 第１図の線１，２，３，４，５は銀合金被膜
（その組成は、Agの含有率が70乃至73重量％、
Cuの含有率が22乃至24重量％、Soの含有率が２
乃至４重量％．Sbの含有率が０乃至６重量％で
ある）において、Sbの含有率がそれぞれ１重量
％、２重量％、３重量％、６重量％、０重量％の
場合の抵抗温度係数特性を示したもので、図から
明らかなように、Sbの含有率が１重量％では−
75ppm／℃、２重量％では−150ppm／℃、３重
量％でも−300ppm／℃にすぎなく、従来の銀合
金被膜（Sbを含まない、すなわち含有率が０重
量％であるときの特性線図５）の−2000ppm／
℃Ｃと比較して顕著な差（改善）である。（ここ
で、ppmは100万分の１（10-6）を意味する。）こ
のことは、ヒユーズエレメントの温度特性が極め
て安定していることを示す。即ち周囲温度の変化
に対して抵抗値が安定し、従つて溶断特性が安定
することを示している。 なお第１図から判るように、Sbの含有率が３
重量％を越えると、例えば６重量％では、抵抗温
度係数が比較的大きくなつて実用的な改善が得ら
れない。 第２図は、本発明によるヒユーズエレメントと
従来技術によるヒユーズエレメントとの温度特性
の差を示す。横軸は周囲温度変化（℃）を、縦軸
は定格電流値の変化（％）を示す。 図の６は従来技術によるヒユーズエレメント
（即ち、ポリアクリロニトリル系、ポリエステル
系、又はポリエチレン系等の絶縁性樹脂製の基体
の上にAgとCuとの合金（その組成は、Agの含有
率が72重量％、Cuの含有率が28重量％である）
製の被膜をしたもの）の温度特性を示し、図の７
は本発明のヒユーズエレメントの温度特性を示
す。直径80ミクロン（μｍ）の石英ガラスフアイ
バ単糸製の支持体の上に厚さ１μｍの銀合金皮膜
（この実施例では、Ag72.3重量％、Cu23.2重量
％、Sn2.7重量％及びSb1.8重量％）を施したヒユ
ーズエレメントを使つたテストにおいて63ｍＡの
定格電流値を得た。この図に示されているように
６（従来技術のヒユーズエレメント）は周囲温度
150℃において最大限70％の変化を受けるが、７
（本発明によるヒユーズエレメント）は５％程度
の変化しか受けない。これは、本発明によるヒユ
ーズエレメントが絶縁性基体に石英ガラス単糸体
を使用していることと、上記のような組成の銀合
金被膜を施したヒユーズエレメントを使用してい
ることとの複合効果であるが、第１図に示したよ
うにSbを添加したことによる影響が大きいこと
から、この第２図に示した効果の主役はヒユーズ
エレメントに施した金属材料であると考えられ
る。 第３図は、横軸に溶断時間（秒）を縦軸に定格
電流に対する変化（％）を示した図で、８は従来
技術によるヒユーズエレメント（その金属材料は
上記第２図の説明に於けるものと同じ組成の銀合
金である）、９は本発明による銀合金被膜（この
実施例ではAg72.3重量％、Cu23.2重量％、Sn2.7
重量％及びSb1.8重量％）を施したヒユーズエレ
メントの溶断特性である。従来技術によるヒユー
ズエレメントが、ある場合には８、他の場合には
８′のカーブを示すのに対して、本発明によるヒ
ユーズエレメントでは９と９′のような狭い幅の
範囲を維持している。これは本発明のヒユーズエ
レメントの溶断特性がバラツキが少ないことを表
している。 発明の効果 以上の如く、本発明によるヒユーズエレメント
は、温度特性と溶断特性に優れ、その上、長時間
使用に耐えることができる。
体を構成するガラスフアイバは、樹脂材料（５−
20x10-5deg-1）や金属材料（４〜60x10-6deg-1）よ
りも熱膨張係数がはるかに小さいのでジユール熱
発生による熱膨張は電流が流れる時にもほとんど
起らない。従つて極めて正確な溶断特性が期待さ
れる。（事実、どのヒユーズエレメントでも構造
的に導電性端子の両端間に結ばれ固定されている
ので、通電時にジユール熱の発生によりヒユーズ
エレメントは線膨張してたるみを作る。一般に、
ヒユーズエレメントは容器内に格納されているの
で、上記のようにたるみを作つた部分は容器の内
壁の方に近づき、或は内壁に接触することすら起
る。これは、発生したジユール熱を伝導すること
により溶断時間のバラツキを起す原因の一つであ
る。） 実施例 本発明のヒユーズエレメントの実施例を図面に
より説明する。 第１図において横軸は温度変化（℃）を縦軸は
抵抗温度変化（％）を示す。 第１図の線１，２，３，４，５は銀合金被膜
（その組成は、Agの含有率が70乃至73重量％、
Cuの含有率が22乃至24重量％、Soの含有率が２
乃至４重量％．Sbの含有率が０乃至６重量％で
ある）において、Sbの含有率がそれぞれ１重量
％、２重量％、３重量％、６重量％、０重量％の
場合の抵抗温度係数特性を示したもので、図から
明らかなように、Sbの含有率が１重量％では−
75ppm／℃、２重量％では−150ppm／℃、３重
量％でも−300ppm／℃にすぎなく、従来の銀合
金被膜（Sbを含まない、すなわち含有率が０重
量％であるときの特性線図５）の−2000ppm／
℃Ｃと比較して顕著な差（改善）である。（ここ
で、ppmは100万分の１（10-6）を意味する。）こ
のことは、ヒユーズエレメントの温度特性が極め
て安定していることを示す。即ち周囲温度の変化
に対して抵抗値が安定し、従つて溶断特性が安定
することを示している。 なお第１図から判るように、Sbの含有率が３
重量％を越えると、例えば６重量％では、抵抗温
度係数が比較的大きくなつて実用的な改善が得ら
れない。 第２図は、本発明によるヒユーズエレメントと
従来技術によるヒユーズエレメントとの温度特性
の差を示す。横軸は周囲温度変化（℃）を、縦軸
は定格電流値の変化（％）を示す。 図の６は従来技術によるヒユーズエレメント
（即ち、ポリアクリロニトリル系、ポリエステル
系、又はポリエチレン系等の絶縁性樹脂製の基体
の上にAgとCuとの合金（その組成は、Agの含有
率が72重量％、Cuの含有率が28重量％である）
製の被膜をしたもの）の温度特性を示し、図の７
は本発明のヒユーズエレメントの温度特性を示
す。直径80ミクロン（μｍ）の石英ガラスフアイ
バ単糸製の支持体の上に厚さ１μｍの銀合金皮膜
（この実施例では、Ag72.3重量％、Cu23.2重量
％、Sn2.7重量％及びSb1.8重量％）を施したヒユ
ーズエレメントを使つたテストにおいて63ｍＡの
定格電流値を得た。この図に示されているように
６（従来技術のヒユーズエレメント）は周囲温度
150℃において最大限70％の変化を受けるが、７
（本発明によるヒユーズエレメント）は５％程度
の変化しか受けない。これは、本発明によるヒユ
ーズエレメントが絶縁性基体に石英ガラス単糸体
を使用していることと、上記のような組成の銀合
金被膜を施したヒユーズエレメントを使用してい
ることとの複合効果であるが、第１図に示したよ
うにSbを添加したことによる影響が大きいこと
から、この第２図に示した効果の主役はヒユーズ
エレメントに施した金属材料であると考えられ
る。 第３図は、横軸に溶断時間（秒）を縦軸に定格
電流に対する変化（％）を示した図で、８は従来
技術によるヒユーズエレメント（その金属材料は
上記第２図の説明に於けるものと同じ組成の銀合
金である）、９は本発明による銀合金被膜（この
実施例ではAg72.3重量％、Cu23.2重量％、Sn2.7
重量％及びSb1.8重量％）を施したヒユーズエレ
メントの溶断特性である。従来技術によるヒユー
ズエレメントが、ある場合には８、他の場合には
８′のカーブを示すのに対して、本発明によるヒ
ユーズエレメントでは９と９′のような狭い幅の
範囲を維持している。これは本発明のヒユーズエ
レメントの溶断特性がバラツキが少ないことを表
している。 発明の効果 以上の如く、本発明によるヒユーズエレメント
は、温度特性と溶断特性に優れ、その上、長時間
使用に耐えることができる。
第１図は、銀合金被膜に添加されたSbが抵抗
温度変化にどのような影響を与えるかを示す図で
あり、第２図は、本発明のヒユーズエレメントの
温度特性を示す図であり、第３図は、本発明のヒ
ユーズエレメントの溶断特性を示す図である。 １，２，３，４，５……銀合金皮膜に添加され
たSbの含有率が１重量％、２重量％、３重量
％、６重量％、０重量％のもの、６，８，８′…
…従来技術によるヒユーズエレメント、７，９，
９′……本発明のヒユーズエレメント。
温度変化にどのような影響を与えるかを示す図で
あり、第２図は、本発明のヒユーズエレメントの
温度特性を示す図であり、第３図は、本発明のヒ
ユーズエレメントの溶断特性を示す図である。 １，２，３，４，５……銀合金皮膜に添加され
たSbの含有率が１重量％、２重量％、３重量
％、６重量％、０重量％のもの、６，８，８′…
…従来技術によるヒユーズエレメント、７，９，
９′……本発明のヒユーズエレメント。
Claims (1)
- １ 石英ガラスフアイバの単糸を基体とし、該基
体外周にAg、Cu、Sn及びSbからなりそれぞれの
含有率が70乃至73重量％、22乃至24重量％、２乃
至４重量％である銀合金皮膜を形成してなるヒユ
ーズエレメント。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3620879A JPS55130036A (en) | 1979-03-29 | 1979-03-29 | Fuse element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3620879A JPS55130036A (en) | 1979-03-29 | 1979-03-29 | Fuse element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55130036A JPS55130036A (en) | 1980-10-08 |
| JPS6235214B2 true JPS6235214B2 (ja) | 1987-07-31 |
Family
ID=12463317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3620879A Granted JPS55130036A (en) | 1979-03-29 | 1979-03-29 | Fuse element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55130036A (ja) |
-
1979
- 1979-03-29 JP JP3620879A patent/JPS55130036A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55130036A (en) | 1980-10-08 |
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