JP2006086050A - 感温ぺレット型温度ヒューズ - Google Patents

Abstract

【課題】感温ペレット型温度ヒューズにおける、通電時に生ずる感温ペレットの昇華または軟化作用によるペレットの縮小化に伴なる誤動作を防止する改良構造を提供する。
【解決手段】
金属ケース１２と、この金属ケースから伸びる第１および第２リード線１４、１６と、金属ケース１２内に収容された可動電極１８、感温ペレット２０、強圧縮スプリング２２、弱圧縮スプリング２４および第１および第２押圧板２６、２８とを具備し、金属ケース１２の一端側開口部で絶縁碍管３０を貫通配置した第１のリード線１４を、金属ケース１２の他端側開口部でかしめ固定した第２リード線１６とを異なる線径または線材を使用したり、放熱手段を設けたりして金属ケースの表面に温度差を生じさせるようにした感温ペレット型温度ヒューズを提供する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、感温ペレットを使用する温度ヒューズに関し、特に感温ペレットの昇華作用の抑止手段を有する感温ぺレット型温度ヒューズに関する。

家庭用あるいは産業用電子、電気機器の過熱損傷を保護するために温度ヒューズが使用されている。温度ヒューズは温度の異常な上昇を検出し、速やかに回路を遮断して機器の損傷や火災を未然に防止する機能を有する小形で堅牢な構造である。通常、公称定格電流が０．５Ａ〜１５Ａと幅広いが６Ａ以上の高電流用には感熱素子に感温ペレットを用いる感温ペレット型温度ヒューズが推奨される。その代表的構造は絶縁性化学物質を成型加工した感温ペレットを金属ケース内に可動電極や強弱スプリング等と共に収納して気密封着しリード線を導出している。例えば、特許文献１では感温ペレット型温度ヒューズが所定の動作温度より低い温度で誤動作することに対して、金属ケースに圧縮スプリングを感温ペレット側に配置し円板を感温ペレットとの間に介在させると共にその前面周辺部に密着する筒体を挿入したものが、また特許文献２では金属ケースに弾性リングを挟んだ２枚の押圧板を感温ペレットと強圧縮スプリングとの間に介在させた構造が提案されている。更に、特許文献３では、感温ペレットの昇華作用を抑止するために昇華しない絶縁材料の感温ペレットとの組み合わせ構造を提示している。
実開昭５７−９４１４２号公報 実開昭５７−１０３６４７号公報 特開２００４−１１９２５５号公報

このように感温材には純粋な化学薬品のように昇華しやすい材料や熱可塑性樹脂のように昇華し難い材料がある。感温ペレットの製法は感温材の粉末を造粒して所定の形状に成型加工されるが相対的に昇華作用の大きな場合や軟化変形を起こし易い場合は所定の動作温度に達する前にペレットが縮小したり軟化変形して誤動作状態になることがある。特に、電流が流れる使用状態においては、所定の動作温度以下の雰囲気で感温ペレットの昇華を促進させることが考えられ、こうした要因を少しでも軽減させることが望まれていた。

したがって、本発明は上述の欠点を排除するために提案されたものであり、通電による発熱によって生じる感温ペレットの昇華を抑止する手段として電流通路となるリード線の発熱に着目した新規かつ改良された感温ペレット型温度ヒューズの提供を目的とするものである。

特に、感温ペレットに化学物質の粉末を用いる場合、感温ペレットが保管条件や環境条件によって昇華作用により縮小したり軟化変形したりすることの防止はそれぞれの条件規制で対応できるが、通電時に温度ヒューズを流れる電流で加温される場合の感温ペレットの昇華や軟化を抑止または阻止することに関する特定の構造を採用した新規かつ改良された感温ペレット型温度ヒューズを提供することを目的とする。

本発明によれば、第１および第２リード線を取付けた筒状金属ケースと、この金属ケース内に組み込んだスイッチング部品とを具備し、スイッチング部品は第１リード線側に可動電極、第２リード線側に加熱過程で熱変形する感温ペレットおよび可動電極および感温ペレットを押圧する強弱のスプリングを具備し、所定温度で感温ペレットが変形し、第１リード線と可動電極との接触または非接触により両リード線間の電流経路を導通または遮断状態に切り換える温度ヒューズにおいて、第１リード線と第２リード線の発熱性または放熱性を互いに異にしたことを特徴とする感温ペレット型温度ヒューズを提供し、それにより金属ケースの表面温度が第１リード線側に比べて第２リード線側が低くなるように設定している。具体的には、第１および第２リード線の導電度を違えることで発熱性を異にしたり、あるいは放熱手段の有無により第２リード線側の放熱性を高めたりする。例えば、同じ導電率の線材を使用する場合には第１リード線の線径を第２リード線の線径に比べて細くすること、また、同一の線径を使用する場合には導電率の異なる材質の線材を選択すること、あるいは両者の組み合わせによっても金属ケースに表面温度差を生じさせることが実現される。更に、金属ケースの表面温度差の調整手段として第２リード線側に放熱手段の利用があり、これを上述する方法と組み合わせることでも実現可能である。

本発明は温度ヒューズの通電時にそのリード線の発熱によって生ずる誤動作を阻止する改良された感温ペレット型温度ヒューズを提供する。すなわち、所定の電流が流れる際、一方のリード線の発熱または放熱を他方のリード線の発熱または放熱と異ならせることで温度ヒューズのケース表面に温度差を与え、それにより感温ペレットの昇華や軟化による変形を抑止するものである。このような構造は、特に、溶融温度以下での昇華作用が顕著な化学物質を感温材とした場合に有効であり、感温ペレット側の金属ケース表面温度を低くすることで実現される。特に、リード線の導電度を異ならせることは比較的容易に実現され製造面での処理加工や量産化への影響も少なく工業的価値も大である。

本発明の実施態様は、感温ペレット型温度ヒューズにおける、通電中に生ずる感温ペレットの昇華または軟化作用によるペレットの縮小化に伴なう誤動作を防止するために、金属ケースと、この金属ケースから伸びる第１および第２リード線と、金属ケース内に収容された可動電極、感温ペレット、強圧縮スプリング、弱圧縮スプリングおよび第１および第２押圧板とを具備し、金属ケースの一端側開口部で絶縁碍管を貫通配置した第１のリード線を、金属ケースの他端側開口部でかしめ固定した第２リード線とを異なる線径、線材を使用したり、放熱手段を設けたりして金属ケースの表面に温度差を生じさせるようにした感温ペレット型温度ヒューズを提供する。換言すると、第１および第２リード線を取付けた円筒状金属ケースと、この金属ケース内に組み込んだスイッチング部品とを具備する感温ペレット型温度ヒューズにおいて、スイッチング部品には第１リード線側に可動電極、第２リード線側に加熱過程で熱変形する感温ペレット、および可動電極と感温ペレットに押圧作用する強弱のスプリングのほかにスプリングを受ける円板を含み、金属ケースには樹脂封着した第１リード線およびかしめ固定した第２リード線が取付けられ、例えば、第1および第２リード線の導電度を異にすることで、第２リード線側の金属ケースの表面温度を第１リード線側の金属ケースの表面温度より低く設定する感温ペレット型温度ヒューズを開示する。

以下、本発明の実施例である感温ペレット型温度ヒューズについて図を参照しつつ詳述する。この感温ペレット型温度ヒューズ１０は本体である導電性および熱伝導性の良好な金属ケース１２と、この金属ケースから伸びる２本のリード線１４および１６と、金属ケース１２内に収容されたスイッチング部材の可動電極１８、感温ペレット２０、強圧縮スプリング２２、弱圧縮スプリング２４および２枚の押圧板２６、２８とを具備する。円筒状の金属ケース１２の一端側開口部は、第１のリード線１４を貫通配置した絶縁碍管３０で閉塞すると共に封口樹脂３２で気密封着される。また、金属ケース１２の他端側開口部は、第２リード線１６を一端でかしめ固着して閉止されている。このような構造において、例えば、後述の表１の実施例８に示すように、第１リード線１４は線径１．０ｍｍのニッケル線、第２リード線１６は線径１．０ｍｍの銅線を使用した。この条件で作られた感温ペレット型温度ヒューズに対して、２０Ａ、５００時間通電後に感温ペレットの寸法減少率は１４％であった。この結果は、従来の感温ペレット型温度ヒューズで各リード線とも銅線で線径が１．０ｍｍとした場合の減少率６０％と比べると、本発明の感温ペレット減少率を約１／４にすることができた。なお、本発明では第１および第２リード線１４、１６の材質を変えて導電度を異ならせたが、同一材質でも線径を変えてもよく、それにより使用中のリード線を流れる電流による発熱が金属ケース１２の表面に温度差を生じさせればよい。更に、金属ケースの表面に温度差を生じさせるには線材の材質、線径の選択によるほかに、第２リード線側に適当な放熱板を設けることでも調整できる。

本発明の効果を検証するためにリード線の材質や線径、および放熱板の有無について、表１に示すような１０種類の実施例を試作し、従来例および３種類の比較例を含めた試作品との比較試験を行ない感温ペレット２０の寸法減少率を測定した。各試験品はそれぞれの条件のリード線で温度ヒューズを製作し、所定の試験条件でペレット減少率を測定して発明の効果を数値的に表示した。

上述の表からも分るように、従来例では感温ペレットの寸法減少率が６０％であるのに比べて本発明の実施例１〜１０は全て減少率６０％以下であった。実施例１〜３では第２リード線の線径を単に太くした場合、実施例４〜６は放熱手段として第２リード線１６側に銅板放熱板を取付けた場合、実施例７および８は線材の材質を変更した場合、実施例９はこれに放熱板を取付けた場合、更に実施例１０は線径も変えた場合の試験結果を表わし、いずれも従来例に比べてペレット縮小化を抑制することを明らかにした。なお、比較例１〜３として示す試験品は、第１リード線を第２リード線より導電度を小さくした場合であり、本発明の対象外である場合を示すものであって完全に昇華または軟化変形したことを表わす。ここで、減少率１００％は温度ヒューズとして所定の動作温度前に誤動作することを意味する。

この発明は温度ヒューズの通電時における感温ペレットの昇華または軟化作用に伴う誤動作防止に役立つ感温ペレット型温度ヒューズに適用され改良された製品を提供する。

本発明に係る実施例である感温ペレット型温度ヒューズの縦断面図である。 同じく図１の動作後における感温ペレット型温度ヒューズの縦断面図である。

符号の説明

１０；感温ペレット型温度ヒューズ、 １２；円筒状金属ケース、
１４；第１リード線、 １６；第２リード線、 １８；可動電極、
２０；感温ペレット、 ２２；強圧縮スプリング、 ２４；弱圧縮スプリング、
２６；第１押圧板、 ２８；第２押圧板、 ３０絶縁碍管、 ３２；封口樹脂

Claims (6)

1. 第１および第２リード線を取付けた筒状金属ケースと、この金属ケース内に組み込んだスイッチング部品とを具備し、スイッチング部品は前記第１リード線側に可動電極、前記第２リード線側に加熱過程で熱変形する感温ペレットおよび前記可動電極および前記感温ペレットに押圧作用する強弱のスプリングを具備し、所定温度で前記感温ペレットを変形させて前記第１リード線と前記可動電極との接触または非接触により両リード線間の電流経路を遮断または導通状態に切り換える温度ヒューズにおいて、前記第１リード線と前記第２リード線に異なる発熱または放熱特性を付与したことを特徴とする感温ペレット型温度ヒューズ。
2. 前記金属ケースは通電時にその表面温度が前記第１リード線側に比べて前記第２リード線側が低くなるように設定したことを特徴とする請求項１に記載の感温ペレット型温度ヒューズ
3. 前記第１リード線と前記第２リード線は互いに異なる導電度に設定したことを特徴とする請求項１または２に記載の感温ペレット型温度ヒューズ。
4. 前記第１リード線と前記第２リード線は互いに異なる線径の線材を使用して前記金属ケースに表面温度差を生じさせることを特徴とする請求項３に記載の感温ペレット型温度ヒューズ。
5. 前記第１リード線と前記第２リード線は互いに異なる導電率の線材を使用して前記金属ケースの表面温度差を生じさせることを特徴とする請求項３に記載の感温ペレット型温度ヒューズ。
6. 前記金属ケースまたは前記第２リード線に放熱手段を取付けて前記金属ケースに表面温度差を生じさせることを特徴とする請求項２〜５に記載の感温ペレット型温度ヒューズ。
   
   

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