JPH0478104A - 過電流保護部品 - Google Patents

過電流保護部品

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JPH0478104A
JPH0478104A JP19258590A JP19258590A JPH0478104A JP H0478104 A JPH0478104 A JP H0478104A JP 19258590 A JP19258590 A JP 19258590A JP 19258590 A JP19258590 A JP 19258590A JP H0478104 A JPH0478104 A JP H0478104A
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Katsuyuki Uchida
勝之 内田
Asayuki Yamamoto
山本 朝之
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01H85/00Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/02Details
    • H01H85/04Fuses, i.e. expendable parts of the protective device, e.g. cartridges
    • H01H85/041Fuses, i.e. expendable parts of the protective device, e.g. cartridges characterised by the type
    • H01H85/048Fuse resistors
    • H01H2085/0483Fuse resistors with temperature dependent resistor, e.g. thermistor

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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、過電流が流れた場合に回路を保護するために
用いられる過電流保護部品に関し、特に、正特性サーミ
スタ(以下、PTC)素子を用いて構成された過電流保
護部品に関する。
〔従来の技術〕
電話器関係では、200Vの電圧が印加された際の過電
流保護を行うために、従来、溶断性金属材料よりなるヒ
ユーズやチタン酸バリウム等からなるPTC素子が過電
流保護素子として用いられてきた。
ところが、最近になり、200vの電圧だけでなく、6
00■の電圧印加時の保護についても規格に追加され、
従って600■の電圧が印加された際の保護が求められ
ている。
(発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、従来の過を流保護部品のうち、ヒユーズ
では、600■試験において溶断し保護動作を果たすが
、200■試験においても同様に溶断する。従って、メ
ンテナンスが煩雑であるという問題があった。
他方、チタン酸バリウム系セラミックスを用いたPTC
素子では、200vにおける保護動作は可能であり、動
作終了後、繰り返し使用することができるという大きな
利点を有する。しかしながら、600■の電圧を印加し
た場合には、素子破壊が生し、火災や機器の破損を引き
起こすため使用することができなかった。
従って、600Vの電圧印加時にも確実に過電流から回
路等を保護することができ、かつ簡単なメンテナンスで
使用し得る過電流保護動作が求められている。
本発明の目的は、200 V@電圧印加時は過電流保護
を繰り返し行うことができ、かつ600Vの電圧印加時
には火災等を引き起こすことなく安全に過電流に対する
保護動作を行い得る過電流保護部品を提供することにあ
る。
〔課題を解決するための手段〕 本発明の過電流保護部品は、PTC素子を用いて構成さ
れている。すなわち、ケース内にPTC素子が収納され
ており、このPTC素子は、その両主面に電極が形成さ
れた構造を有する。
また、PTC素子の両主面に形成された電極には、それ
ぞれ、一対のリード端子が、はんだにより接合されてい
る。この一対のリード端子のうち、少なくとも一方のリ
ード端子は、電極への接合部分がPTC素子から分離す
る方向に付勢されているばね性を有する端子で構成され
ている。さらに、ばね性を有する上記リード端子を電極
に接合しているはんだは、PTC素子としての過電流保
護動作を行う素子温度と、PTC素子の破壊に至る電圧
の過電流が通電された際の素子温度との間に融点を有す
る材料で構成されている。
〔作用〕
本発明の過電流保護部品では、PTC素子の過電流保護
動作、すなわち温度の上昇に連れて抵抗値が急激に上昇
するという正特性サーミスタとしての性質を利用するこ
とにより、例えば200vのような比較的低電圧の過電
流に対する保護が行われる。
他方、例えば600■のような高電圧印加時には、過電
流が通電されるとPTC素子の温度が急激に上昇し、P
TC素子の破壊に至るという問題がある。しかしながら
、本発明の過電流保護部品では、上記のように、ばね性
を有するリード端子を電極に接合しているはんだが、P
TC素子としての過電流保護動作を行う素子温度と、P
TC素子の破壊に至る電圧の過電流が通電された際の素
子温度との間に融点を有する材料で構成されているため
、例えば600Vのような高電圧印加時の過電流が通電
されると、素子温度の急激な上昇によりはんだが溶融す
る。その結果、ばね性を有するリード端子の接合部分が
、PTC素子の電極から該ばね性により速やかに遠ざけ
られる。従って、一対のリード端子間が速やかに開放状
態とされるため、火災等を引き起こすことなく保護動作
が行われる。
〔寞施例の説明〕
第1図(a)及び(b)は、本発明の一実施例にかかる
通t2Tt保護部品の平面断面図及び第1図(a)のB
−B線に沿う断面図である。
過電流保護部品Iは、ケース2内にPTC素子3を収納
した構造を有する。
ケース2は、プラスチック等の絶縁性材料により構成さ
れており、上方が開口されたケース本体2aと、このケ
ース本体2aを閉成する蓋材2bとから構成されている
PTC素子3ば、第3図(a)及び(b)に示すように
、矩形のPTC素体4の両主面に電極5a、5bを形成
した構造を有する。PTC素体4は、例えばチタン酸バ
リウム系セラミックス等の正の抵抗温度特性を示す材料
により構成される。
また、電極5a、5bは、Ag含有導電ペーストを塗布
し、焼き付けることにより、あるいは塗布・硬化させる
ことにより形成される。
PTC素子3の両主面の電極5a、5bには、それぞれ
、リード端子6,7がはんだ8,9により接合されてい
る。
はんだ8.9は、PTC素子の正特性サーミス夕として
の挙動を利用した保護動作を行う場合の素子温度と、例
えば600vの電圧が印加された際に遇を流が通電され
た場合の素子温度との間の温度域に融点を存する材料で
構成されている。すなわち、PTC素子を破壊に至る場
合の素子温度よりも低い温度で融点を有する。このよう
なはんだとしては、例えば4/6共晶はんだ(JISZ
3282の規格においてH60Aとされているはんだ)
が用いられる。
第3図(a)、(b)には、リード端子6.7が接合さ
れたPTC素子3をケース2内に収納する前の状態が示
されている。第3図(b)から明らかなように、リード
端子6,7は、はんだ89により電極5a、5bに接合
されている部分から先端側に至るに連れて、電極5a、
5bを含む平面から遠ざかるように構成されている。し
かも、このリード端子6.7は、ばね性を有する金属材
料で構成されている。
従って、リード端子6,7の先端側部分6a6bを互い
に近づく方向に移動させた場合、電極5a、5bに接合
されている側の端子部分には、電極5a、5bから遠ざ
かろうとする向きに応力が発生する。
第1図(a)及び(b)に戻り、リード端子67が接合
されたPTC素子3は、ケース2のケース本体2aの上
方開口からケース本体2a内に挿入されている。そして
、PTC素子3を挿入した後に、蓋材2bをケース本体
2aの上方開口を閉成するように固着することにより、
過電流保護部品lが構成されている。
PTC素子3がケース2内に収納された状態をより明確
にするために、第1図(a)の■−■線に沿う断面図を
第2図に示す。
第1図(a)、(b)及び第2図から明らかなように、
P’TC素子3がケース2内に収納された状態では、一
対のリード端子6.7の先端側部分6a  7aは、第
3図(b)に示されている状態よりも互いの間の距離が
近づけられている。従って、リード端子6,7の電極5
a、5bに接合されている部分には、電極5a、5bか
ら遠ざかるうとする方向に応力が発生している。
なお、第1図(a)、(b)及び第2図において、2c
〜2fは内方突出部を示し、PTC素子3をケース本体
2a内において正しい位置に挿入し位置決めするために
設けられている。
次に、上記過電流保護部品1の動作を説明する。
まず、200Vの電圧が印加されて過電流が通電された
場合には、PTC素子3の温度が上昇し、それに伴って
抵抗値が2、激に上昇し、さらに温度が上昇することに
よって抵抗値がより一層高められるという正特性サーミ
スタとしての動作により、過電流に対する保護動作が行
われる。
他方、600■の電圧印加時に過電流が通電されると、
上記素子温度が2.激に上昇する。この場合、従来のP
TC素子を用いた過電流保護素子では、600■のよう
な高電圧が印加されるとPTC素子3が破壊され、しか
も破壊に伴って火災等が引き起こされるという問題があ
った。
これに対して、本実施例の過電流保護部品lでは、60
0vの電圧印加時の過電流によってPTC素子3の温度
が急激に上昇すると、はんだ89が溶融する。第4図(
a)、(b)に示すように、はんだ8.9が溶融すると
、リード端子6゜7の電極5a、5bに接合されている
部分に発生していた上述の応力により、リード端子6.
7が電極5a、5bから速やかに分離される。従って、
PTC素子3が破壊に至る前に、リード端子6゜7間は
速やかに開放状態とされる。よって、火災等を引き起こ
すことなく、回路等を確実に保護することが可能である
次に、具体的な実験例につき説明する。
1隻勇 幅5■、長さ16■及び厚み2.0−のBaTiCh系
セラミックスの両主面にAg電極を形成し、そのAg電
極のそれぞれに、ばね性を有するリード端子をはんだ付
けにより接合し、第3図に示した構造を得た。はんだと
しては、4/6共晶はんだを用いた1次に、挿入された
状態でリード端子6.7の電極5a、5bに接合されて
いる部分に電極5a、5bから遠ざかるように応力が発
生するように、PTC素子3及びリード端子6゜7をケ
ース本体2a内に挿入し、蓋材2bをケース本体2aに
固着することにより、第1図(a)。
(b)及び第2図に示した過電流保護部品lを得た。
ル較±1 実施例で用意したのと同一のPTC素子に、4/6共晶
はんだを用いて0.65■径のCu線をはんだ付けし、
実施例で用いたのと同一のケース2内に収納した。
ル較■又 実施例で用いたのと同一のPTC素子の両主面に、4/
6共晶はんだを用いて0.65膿径のCu線をはんだ付
けし、PTC周囲をシリコン樹脂でモールドし、外装を
施し、比較例2の過を流保護部品とした。
上述した実施例及び比較例1.2の過電流保護素子に、
200V・4への電流をlOプサイル通電したところ、
何れの部品においても正特性サーミスタとしての挙動に
基づき電流制限保護がなされた。
次に、上述した実施例及び比較例1.2の過電流保護部
品に600V・4Aの電流を通電したところ、実施例の
過電流保護部品でははんだが熔融してばね性を有するリ
ード端子6,7がPTC素子3a主面の電極5a、5b
から分離し開放状態とされた。
これに対して、比較例1の過を流保護部品では、はんだ
が溶融するものの、リード線としてのCu線が依然とし
て電極に接触しでいたため、PTC素子の破壊が生し、
火が発生した。比較例2の過電流保護部品においても、
同様にPTC素子の破壊が生じ、さらに外装のシリコン
樹脂が燃焼した。
従って、実施例のように、600■の電圧の過電流が通
電された際に熔融するはんだを用い、かつばね性を有す
るリード端子により電極からリード端子を速やかに分離
させることにより、安全に過電流保護を果たし得ること
がわかる。
なお、上述してきた実施例では、PTC素子の両主面に
形成された電極に接合される一対のり一ド端子の何れも
が、ばね性を有する材料で構成されていたが、少なくと
も一方主面側の電極に接合されるリード端子のみが上記
のようにばね性を有するように構成されてさえおれば、
本発明の効果は一応得ることができる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、リード端子のうち少なくとも一方のリ
ード端子の電極に接合されている部分が、該電極から遠
ざかるように付勢されている、ばね性を存するリード端
子で構成されており、かつばね性を有するリード端子が
PTC素子の破壊に至る高電圧印加時の素子温度よりも
低い融点を有するはんだにより上起電掻に接合されてい
る。従って、例えば600Vのような素子の破壊に至る
電圧の過電流が通電された場合、リード端子のばね性に
よりリード端子を電極から速やかに分離することができ
る。よって、火災等を引き起こさずに安全に過電流に対
する保護動作を行い得る。
また、例えば200Vの電圧の過電流が通電された場合
には、従来のPTC素子を利用した通電流保護素子と同
様に、正特性サーミスタとしての挙動を利用することに
より繰り返し過電流保護を行い得る。よって、従来のヒ
ユーズを用いた過電流保護素子に比べて、メンテナンス
作業を軽減することも可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)及び(b)は、本発明の一実施例にかかる
過を流保護部品の平面断面図及び第1図(a)のB−B
線に沿う断面図、第2図は第1図(a)のn−n線に沿
う断面図、第3図(a)及び(b)はPTC素子にリー
ド端子を接合した状態を示す正面図及び側面図、第41
ffl(a)及び(b)ははんだが溶融しリード端子が
電極から分離された状態を示す平面断面図及び側面断面
図である。 図において、1は過電流保護部品、2はケース、3はP
TC素子、5a、5bは電極、6,7はリード端子、8
.9ははんだを示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ケースと、 前記ケース内に収納されており、かつ両主面に電極が形
    成されたPTC素子と、 前記PTC素子の両主面の電極に、それぞれ、はんだに
    より接合されており、かつケース外に引き出された一対
    のリード端子とを備え、 少なくとも一方の前記リード端子は、電極への接合部分
    がPTC素子から分離する方向に付勢されているばね性
    を有する端子で構成されており、かつ 前記ばね性を有するリード端子を電極に接合しているは
    んだが、PTC素子としての過電流保護動作を行う素子
    温度と、PTC素子の破壊に至る電圧の過電流が通電さ
    れた際の素子温度との間に融点を有する材料で構成され
    ていることを特徴とする、過電流保護部品。
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