JP3272252B2 - 温度ヒューズ - Google Patents

温度ヒューズ

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    • H01H37/00Thermally-actuated switches
    • H01H37/74Switches in which only the opening movement or only the closing movement of a contact is effected by heating or cooling
    • H01H37/76Contact member actuated by melting of fusible material, actuated due to burning of combustible material or due to explosion of explosive material
    • H01H37/764Contact member actuated by melting of fusible material, actuated due to burning of combustible material or due to explosion of explosive material in which contacts are held closed by a thermal pellet
    • H01H37/765Contact member actuated by melting of fusible material, actuated due to burning of combustible material or due to explosion of explosive material in which contacts are held closed by a thermal pellet using a sliding contact between a metallic cylindrical housing and a central electrode

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Fuses (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、温度ヒューズに関
する。より詳しくは、本発明は、温度上昇により感温ペ
レットを溶融させて回路を開く温度ヒューズに関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】周囲温度が予め各種の規格あるいは設計
的条件等により定められた温度(本明細書では定格温度
と呼ぶ)に達すると電流を遮断するヒューズとして、定
格温度で溶融する感温ペレットを使用した温度ヒューズ
が従来ある。この感温ペレットを使用した従来の温度ヒ
ューズは、例えば図7に示すように、圧縮されたスプリ
ング101によってリード線102と星形接点103と
を接触させておき、リード線102→星形接点103→
金属ケース104→リード線105へと電流を通してい
る。スプリング101の両端には円板106,106を
配置し、スプリング101から星形接点103及び感温
ペレット107を保護している。
【0003】この温度ヒューズへの通電中に定格温度に
達すると、感温ペレット107が溶融しその形を失う。
このため、スプリング101が伸び、星形接点103と
磁器碍管109との間に介在されるスプリング108の
ばね力によって星形接点103を感温ペレット側へ押し
出し、リード線102と星形接点103とを切り離して
電流を遮断する。この状態では、金属ケース104及び
スプリング108とリード線102との間は、磁器碍管
109や密封樹脂110によって絶縁されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
温度ヒューズでは、星形接点103の両側に2個のスプ
リング101,108を配置しており、また、感温ペレ
ット107及び星形接点103の保護のために2枚の円
板106を備えており、さらに、リード線102を絶縁
するために磁器碍管109や密封樹脂110を必要とし
ているので、部品点数が多くなると共に製造に手間がか
かり、製造コストが高くなっていた。
【0005】また、金属ケース104内の状態を外から
観察することができず、温度ヒューズの溶断を視覚的に
確認することができなかった。このため、ヒューズの溶
断を確認するには、テスタで測定するか、試験器で検査
しなければならなかった。さらに、リード線102は密
封樹脂110によって固められており、リード線102
をその根本部分から曲げて使用すると密封樹脂110の
割れによる絶縁不良を招くので、このような使い方がで
きなかった。これらのため、温度ヒューズの使い勝手が
悪かった。
【0006】本発明は、構造を簡単にして製造コストを
減少させると共に、使い勝手に優れた温度ヒューズを提
供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに請求項1記載の温度ヒューズは、絶縁性の外筒と、
この外筒の両端に取り付けられた一対のキャップと、外
筒内に収容され、各キャップにそれぞれ接続された一対
の端子と、外筒内に収容され、両方の端子に同時に外筒
の径方向内側より接触する通電位置から少なくとも一方
の端子とは離れる遮断位置まで移動可能な導電体と、導
電体の一側に配置され、溶融前の状態では導電体の遮断
位置への移動を阻止する一方、定格温度への温度上昇に
より溶融して導電体の遮断位置への移動を許容する絶縁
性溶融体と、導電体の他側に配置され、導電体を溶融前
の絶縁性溶融体に向けて押し付けて通電位置に保持する
一方、絶縁性溶融体が溶融した場合には導電体を遮断位
置まで移動させる付勢手段と、この付勢手段と導電体と
の間を絶縁する絶縁体を備えて構成されている。
【0008】したがって、通常の状態では絶縁性溶融体
は固まっており、導電体は絶縁性溶融体と付勢手段に挟
まれて通電位置に保持されているので、電気は一方のキ
ャップ→一方の端子→導電体→他方の端子→他方のキャ
ップへと流れる。そして、周囲温度が定格温度に達する
と、絶縁性溶融体が溶け、付勢手段によって導電体が遮
断位置まで移動させられる。この状態では各端子間の導
通状態は断たれており、また、各キャップ間は外筒によ
り、導電体と付勢手段との間は絶縁体によりそれぞれ絶
縁されているので、各キャップ間の電気の流れが遮断さ
れる。
【0009】また、請求項2記載の温度ヒューズは、透
明材によって外筒が構成されている。この場合、外筒内
の状態、即ち導電体の位置を外から視覚によって確認す
ることができる。
【0010】また、請求項3記載の温度ヒューズは、導
電体を球体で構成している。この場合、導電体が付勢手
段に押されて移動する場合の摩擦抵抗力が小さくなる。
【0011】さらに、請求項4記載の温度ヒューズは、
絶縁体を球体で構成している。したがって、絶縁体が導
電体とともに付勢手段に押されて移動する場合の摩擦抵
抗力が小さくなる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の構成を図面に示す
最良の形態に基づいて詳細に説明する。
【0013】図1に、本発明を適用した温度ヒューズの
実施形態の一例を示す。温度ヒューズは、絶縁性の外筒
1と、この外筒1の両端に取り付けられた一対のキャッ
プ2と、外筒1内に収容され、各キャップ2にそれぞれ
接続された一対の端子3,4と、外筒1内に収容され、
両方の端子3,4に同時に外筒1の径方向内側より接触
する通電位置から少なくとも一方の端子とは離れる遮断
位置まで移動可能な導電体5と、導電体5の一側に配置
され、溶融前の状態では導電体5の遮断位置への移動を
阻止する一方、定格温度で溶融して導電体5の遮断位置
への移動を許容する絶縁性溶融体6と、導電体5の他側
に配置され、導電体5を溶融前の絶縁性溶融体6に向け
て押し付けて通電位置に保持する一方、絶縁性溶融体6
が溶融した場合には導電体5を遮断位置まで移動させる
付勢手段7と、付勢手段7と導電体5との間に介在して
これらの間を絶縁する絶縁体8を備えて構成されてい
る。
【0014】絶縁性の外筒1は、例えばBCガラスによ
って成形されたガラス管である。この外筒(以下、ガラ
ス管という)1の外周面の両端付近は若干先細になるよ
うに研磨されており、キャップ嵌め込み時の作業性の向
上と外径寸法の真円度出しが図られている。即ち、ガラ
ス管1の外周面は、必要且つ十分な範囲のみ加工が行わ
れている。なお、ガラス管1の横断面形状は円形に限る
ものではなく、楕円形や多角形等であっても良い。ま
た、ガラスとしては、電気絶縁材として機能する鉛ガラ
スや、BCガラス、DCガラス等の使用が好ましい。
【0015】ガラス管1の両端に嵌め込まれる各キャッ
プ2は、例えばしんちゅうの成形品に銀めっきを施して
製造された導電性のものである。各キャップ2には、リ
ード線9が接続されており、端子3,4とともにかしめ
付けられている。なお、各キャップ2は必ずしも導電性
のものである必要はなく、各端子3,4と各リード線9
とを電気的に接続できる場合には各キャップ2を導電性
にする必要はない。また、リード線9は銅製のものであ
り、銀めっきが施されている。
【0016】各端子3,4は、例えばばね性を有するジ
ルコニウム銅の成形品に銀めっきを施して製造される。
各端子3,4は、キャップ2にかしめ付けられた端板3
a,4aから帯板3b,4bを延出させており、これら
各帯板3b,4bは、ガラス管1の内周面に沿い且つ径
方向に離れて配置されている。各端子3,4の帯板3
b,4bの先端部分は、ガラス管1の径方向からみて重
なっている。この重なっている部分が、導電体5の通電
位置になっている。なお、各端子3,4をジルコニウム
銅製とすることで、弾力性に富んで導電体5と良好に接
触し、電気抵抗が小さい端子を得ることができるが、各
端子3,4の材料はジルコニウム銅に限るものではない
ことは勿論である。
【0017】導電体5は、例えば銅製の球体に銀めっき
を施したもので、通電位置(図1中実線位置)に在る場
合に両方の端子3,4に同時に接触してこれらの間を導
通状態にできる程度の大きさに成形されている。即ち、
この通電位置では導電体5が両方の端子3,4に同時に
接触しており、温度ヒューズは通電状態になっている。
この導電体5は、ガラス管1内を遮断位置(図1中2点
鎖線位置)まで移動することができる。遮断位置では、
導電体5は片方の端子3にのみ接触しており、温度ヒュ
ーズは遮断状態になっている。
【0018】絶縁性溶融体6は、定格温度で急激に溶融
する感温ペレットである。絶縁性溶融体(以下、感温ペ
レットという)6は、従来の温度ヒューズと同様の材質
のものを使用しており、ここではその詳しい説明を省略
するが、例えば、有機化合物であって、定格温度に対し
て±約1.5度以内の温度誤差で溶融するもの(例え
ば、村田製作所製、高精密温度ヒューズ(マイクロテン
プ)4000Aシリーズで使用されている感温ペレット
等)の使用が適している。
【0019】付勢手段7は、例えばコイルスプリングで
ある。付勢手段(以下、コイルスプリングという)7
は、導電体5を挟んで感温ペレット6の反対側に圧縮さ
れた状態で配置されている。絶縁体8は、例えばガラス
製の球体で、導電体5とコイルスプリング7との間に介
在してこれらの接触を防止している。なお、絶縁体8を
プラスチックボールやセラミックボールとしても良い。
【0020】以上のように構成された温度ヒューズによ
ると、次のようにして電流を遮断する。即ち、この温度
ヒューズでは、通常の状態では感温ペレット6が固まっ
ており、この感温ペレット6とコイルスプリング7とで
導電体5を挟み付けて通電位置に止めておくので、電流
はリード線9→端子3(あるいは4)→導電体5→端子
4(あるいは3)→リード線9へと伝わって良好に流れ
る。
【0021】そして、周囲温度が異常に上昇して定格値
に達すると、感温ペレット6が急激に溶融するので、導
電体5はコイルスプリング7に押されて遮断位置に移動
する。導電体5及びこれと一緒に移動する絶縁体8は球
体であり、移動時の摩擦抵抗力は小さくスムーズに移動
する。導電体5の移動により各端子3,4間の導通状態
が断たれ、また、各キャップ2間はガラス管1により、
導電体5とコイルスプリング7との間は絶縁体8により
それぞれ絶縁されているので、電流が遮断される。
【0022】ガラス管1は透明であり、温度ヒューズの
内部状態を視覚的に確認することができる。即ち、導電
体5の位置等を外部から視覚によって確認することがで
き、簡単に溶断状態を判断できて温度ヒューズが使い勝
手の良いものとなる。
【0023】また、各リード線9はキャップ2にかしめ
付けられているので、それらの露出部分の根本から曲げ
ることができ、温度ヒューズの設置状態の自由度が向上
して使い勝手がさらに良くなる。
【0024】なお、上述の形態は本発明の好適な形態の
一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の
要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能であ
る。例えば、上述の説明では絶縁体8を球体としている
が、必ずしも絶縁体8を球体に成形する必要はなく、例
えば図2に示すように、タペット形状に成形しても良
く、あるいはその他の形状であっても良い。また、絶縁
体8は必ずしもガラス製である必要はなく、導電体5と
コイルスプリング7とを絶縁できるものであれば特にそ
の材質は限定されるものではなく、例えば想定し得る熱
(230℃程度)に耐える合成樹脂(D648材)等の
使用が可能である。
【0025】また、上述の説明では導電体5を球体とし
ているが、必ずしも導電体5を球体に成形する必要はな
く、例えば図3や図5に示すように、カップ形状に成形
しても良く、その他の形状であっても良い。なお、導電
体5をカップ形状に成形した場合には、図示するように
排出孔5aを適当箇所に形成し、溶融した感温ペレット
6の絶縁体8側への排出を可能にして導電体5の遮断位
置への移動を円滑に行うようにすることが望ましい。
【0026】また、図4に示すように、導電体5と絶縁
体8とを一体化させても良い。即ち、絶縁体8のコーン
面8aに導電体5を嵌め込んでユニット化したものを、
コイルスプリング7によって感温ペレット6に向けて押
し付けよるようにしても良い。導電体5と絶縁体8とを
ユニット化することで、導電体5が通電位置(図中実線
位置)から遮断位置(図中2点鎖線位置)に移動した後
も導電体5と絶縁体8との位置関係が崩れることがな
く、導電体5を確実に遮断位置に保持しておくことが可
能になる。なお、コイルスプリング7と導電体5との間
は、絶縁リング10によって絶縁されている。また、絶
縁体8は、例えば樹脂(D648材)によって成形され
ており、ガラス管1はDCガラスによって成形されてい
る。
【0027】また、上述の各実施形態では、いずれも各
端子3,4の帯板3b,4bの先端部分をガラス管1の
径方向からみて重ねるようにしていたが、図5に示すよ
うに、導電体5の形状によっては、ガラス管1の径方向
からみて各帯板3b,4bの先端部分を必ずしも重ねる
必要はない。即ち、各帯板3b,4bの先端部分を径方
向からみて重ねない場合であっても、導電体5を有底の
円筒形等に成形することで当該導電体5を各帯板3b,
4bに同時に接触させることができる。つまり、通電位
置に配置された導電体5が各帯板3b,4bに対して同
時に接触できれば、導電体5や各帯板3b,4bの形状
には特に限定されるものではなく、また、各帯板3b,
4bをガラス管1の径方向に離して配置せずに、例えば
図6に示すように同一線上に軸方向に離して並べるよう
に配置しても良く、又はガラス管1の周方向に若干ずら
して配置しても良い。これらの場合、導電体5が感温ペ
レット6の溶融によって感温ペレット6側へ移動して遮
断位置に配置されたとき、2つの帯板3b,4bの間に
当該導電体5が跨らないように設けられている。
【0028】また、上述の説明では、外筒1をガラス製
にしていたが、例えば耐熱性に優れる透明な合成樹脂等
によって外筒1を成形しても良いことは勿論である。ま
た、必ずしも外筒1を透明にする必要はなく、外部から
の視覚的確認が不要な場合等には外筒1を透明にする必
要はなく、例えば外筒1をセラミック製としても良い。
【0029】さらに、上述の説明では、各キャップ2に
リード線9を接続しているタイプの温度ヒューズを例に
したが、キャップにリード線を接続せずにヒューズソケ
ット内に装着して使用するタイプの温度ヒューズに適用
しても良いことは勿論である。
【0030】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、請求
項1記載の温度ヒューズは、絶縁性溶融体の溶融前には
絶縁性溶融体と付勢手段とによって導電体を通電位置に
止めておく一方、絶縁性溶融体の溶融後には付勢手段に
よって導電体を遮断位置に移動させるので、構成部品点
数を減少させることができると共に、組み付け作業を簡
単にすることができる。これらのため、温度ヒューズの
生産性が向上し、生産コストを下げることができる。
【0031】また、請求項2記載の温度ヒューズは、絶
縁性の外筒を透明にしているので、外筒内の状態を外か
ら視覚によって確認することができる。このため、温度
ヒューズの溶断状態がテスタや試験器を用いなくとも容
易に確認でき、使い勝手が良くなる。
【0032】さらに、請求項3記載の温度ヒューズは導
電体を球体に、請求項4記載の温度ヒューズは絶縁体を
球体に構成しているので、これらが移動する場合の摩擦
抵抗力を小さくすることができ、導電体の遮断位置への
移動がスムーズになって温度ヒューズの円滑な作動を図
ることができ、即ち電流の遮断を確実に行うことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る温度ヒューズの第1の実施形態を
示す断面図である。
【図2】本発明に係る温度ヒューズの第2の実施形態を
示し、その要部の断面図である。
【図3】本発明に係る温度ヒューズの第3の実施形態を
示し、その要部の断面図である。
【図4】本発明に係る温度ヒューズの第4の実施形態を
示す断面図である。
【図5】本発明に係る温度ヒューズの第5の実施形態を
示し、その要部の断面図である。
【図6】本発明に係る温度ヒューズの第6の実施形態を
示し、その要部の断面図である。
【図7】従来の温度ヒューズの断面図である。
【符号の説明】
1 ガラス管(外筒) 2 キャップ 3,4 端子 5 導電体 6 感温ペレット(絶縁性溶融体) 7 コイルスプリング(付勢手段) 8 絶縁体 9 リード線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01H 37/76

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁性の外筒と、この外筒の両端に取り
    付けられた一対のキャップと、前記外筒内に収容され、
    前記各キャップにそれぞれ接続された一対の端子と、前
    記外筒内に収容され、前記両方の端子に同時に前記外筒
    の径方向内側より接触する通電位置から少なくとも一方
    の端子とは離れる遮断位置まで移動可能な導電体と、前
    記導電体の一側に配置され、溶融前の状態では前記導電
    体の遮断位置への移動を阻止する一方、定格温度への温
    度上昇により溶融して前記導電体の遮断位置への移動を
    許容する絶縁性溶融体と、前記導電体の他側に配置さ
    れ、前記導電体を溶融前の絶縁性溶融体に向けて押し付
    けて前記通電位置に保持する一方、前記絶縁性溶融体が
    溶融した場合には前記導電体を遮断位置まで移動させる
    付勢手段と、この付勢手段と前記導電体との間を絶縁す
    る絶縁体を備えることを特徴とする温度ヒューズ。
  2. 【請求項2】 前記外筒は透明であることを特徴とする
    請求項1記載の温度ヒューズ。
  3. 【請求項3】 前記導電体は球体であることを特徴とす
    る請求項1又は2記載の温度ヒューズ。
  4. 【請求項4】 前記絶縁体は球体であることを特徴とす
    る請求項1から3のいずれか記載の温度ヒューズ。
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