JPS62176021A - 限流線 - Google Patents
限流線Info
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- JPS62176021A JPS62176021A JP1708486A JP1708486A JPS62176021A JP S62176021 A JPS62176021 A JP S62176021A JP 1708486 A JP1708486 A JP 1708486A JP 1708486 A JP1708486 A JP 1708486A JP S62176021 A JPS62176021 A JP S62176021A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
この発明は、常時は電気回路の通電導体として機能し、
電気機器または回路に過大電流が発生したときには急速
に抵抗値を増して電流を制限し、電気機器または回路を
過大電流から保護する限流線に関する。
電気機器または回路に過大電流が発生したときには急速
に抵抗値を増して電流を制限し、電気機器または回路を
過大電流から保護する限流線に関する。
線材として形成され、常時は電気回路の通電導体として
機能するとともに、電気機器または回路に過大電流が発
生したときには、この過大電流通過時の温度上昇により
急速に抵抗値を増して電流を制限することを目的とする
のが限流線である。 この限流線が保持すべき特性は以下の通りである。 +1)通常の使用状態では比抵抗が小さく電流を通し易
いこと。 (2)過大電流が通過したときには、ジュール熱による
温度上昇に伴って比抵抗が急激に増加すること。 すなわち、比抵抗の温度係数ができるだけ大きいこと。 (3)材料として加工性に富み、耐熱性と耐食性とが優
れていること。 (4)安価で経済性に富むこと。 以上の要求特性を比較的よく満足する限流線の材料とし
てはFen Ni+ Coおよびこれらの合金からなる
強磁性金属が知られている。これらの中で純Feは安価
で加工性にも優れているので最も多く用いられている。 しかしながら、純Feは大気中においては錆びやすくか
つ耐熱性が劣るという欠点を存している。一方、Ni+
CoおよびFe −Co合金などは純Feよりは耐食
性と耐熱性は優れているが、旧とCoはともに高価であ
り、また、Fe −Co合金は脆く加工しすらいという
難点をもっている。 以上のことから、純Feに耐食性と耐熱性とを付与する
ことができれば、以上の4項目の要求性能がすべて満足
されることが分かる。この耐食性と耐熱性とを付与する
方法としてまず考えられる方法は、 (al純Feに耐食性、耐熱性を有する金属元素を数%
添加して合金化する。 伽)純Feの線材表面に耐食性、耐熱性のある金属を被
覆する。 の2つである。しかし!a)の方法によると常温の比抵
抗が一般に純Feよりも増加し、比抵抗の温度係数が小
さくなる傾向i示すため、限流線として特性上使用不適
当となる。また伽)の方法では、使用時に、被覆層と心
材(純Fe)との間で拡散が生じて界面が脆化するとと
もに比抵抗が増加して限流線としての性能が発揮できな
いようになる。
機能するとともに、電気機器または回路に過大電流が発
生したときには、この過大電流通過時の温度上昇により
急速に抵抗値を増して電流を制限することを目的とする
のが限流線である。 この限流線が保持すべき特性は以下の通りである。 +1)通常の使用状態では比抵抗が小さく電流を通し易
いこと。 (2)過大電流が通過したときには、ジュール熱による
温度上昇に伴って比抵抗が急激に増加すること。 すなわち、比抵抗の温度係数ができるだけ大きいこと。 (3)材料として加工性に富み、耐熱性と耐食性とが優
れていること。 (4)安価で経済性に富むこと。 以上の要求特性を比較的よく満足する限流線の材料とし
てはFen Ni+ Coおよびこれらの合金からなる
強磁性金属が知られている。これらの中で純Feは安価
で加工性にも優れているので最も多く用いられている。 しかしながら、純Feは大気中においては錆びやすくか
つ耐熱性が劣るという欠点を存している。一方、Ni+
CoおよびFe −Co合金などは純Feよりは耐食
性と耐熱性は優れているが、旧とCoはともに高価であ
り、また、Fe −Co合金は脆く加工しすらいという
難点をもっている。 以上のことから、純Feに耐食性と耐熱性とを付与する
ことができれば、以上の4項目の要求性能がすべて満足
されることが分かる。この耐食性と耐熱性とを付与する
方法としてまず考えられる方法は、 (al純Feに耐食性、耐熱性を有する金属元素を数%
添加して合金化する。 伽)純Feの線材表面に耐食性、耐熱性のある金属を被
覆する。 の2つである。しかし!a)の方法によると常温の比抵
抗が一般に純Feよりも増加し、比抵抗の温度係数が小
さくなる傾向i示すため、限流線として特性上使用不適
当となる。また伽)の方法では、使用時に、被覆層と心
材(純Fe)との間で拡散が生じて界面が脆化するとと
もに比抵抗が増加して限流線としての性能が発揮できな
いようになる。
この発明は、純Feが有する、安価にして加工性に富み
、比抵抗が小さくかつその温度係数が大きいという優れ
た特性を維持しつつ、純Peの線材に耐食性と耐熱性と
を付与し、寿命の長い限fL線を提供することを目的と
する。
、比抵抗が小さくかつその温度係数が大きいという優れ
た特性を維持しつつ、純Peの線材に耐食性と耐熱性と
を付与し、寿命の長い限fL線を提供することを目的と
する。
この発明は、前記耐食性と耐熱性とを付与する方法にお
ける問題点に鑑み、純Feの線材表面に耐食性と耐熱性
とを有する金属間化合物の被覆を形成すれば、純Feの
特性を低下させることなく、限流線として耐食性と耐熱
性とが向上した金属線が得られるのではないかと考え、
種々の試験、研究を行なった結果、まず、純Feの線材
表面に形成させるべき金属間化合物としてはFe−IJ
が適当であること、また、被覆層の形成方法としては、
つぎに述べるいくつかの方法のうち、最後の方法すなわ
ち非水溶液性電気めっき法により純Feの線材表面にM
めっきを施したのち、熱処理によりFe−Alの金属間
化合物の被覆層を形成せしめる方法が最良であることを
見出し、この方法によって得られた金属線を限流線とす
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
。以下、金属間化合物の被覆膜を形成せしめる方法とこ
れらの方法の長短につき説明する。 +11溶融アルミニウム浴に純Peの線材を浸漬して、
その表面にMを被覆したのち、これを約900℃で拡散
処理を行ってPe−klの金属間化合物とする溶融アル
ミニウムめっき法、この方法は処理が簡便で経済性に富
むが、M被覆層の厚さを精度よく制御することが困難で
ある。 (2)純Feの線材をアルミニウム、゛アルミナおよび
N11.C1の混合粉体の中で850℃〜950℃の温
度で数時間加熱して純Feの表面にMを浸透拡散させ、
そのMとFeとの反応によって金属間化合物を生成せし
めるカワライジング法、この方法は、混合粉体の割合お
よび処理条件を選定することにより、Fe−Al金属間
化合物のI’Xさを比較的精度よ<!1!整することは
可能であるが、処理中にFeが変形しやすくかつ処理時
間が長く、生産性に劣るという問題がある。 <31 m空中で純Feの表面にMを蒸着し、その後熱
処理することによりFe−A7金属間化合物とする真空
蒸着法、この方法は帯状とか角形の形状に対してはMの
厚さを任意に制御することが可能であるが、限流線のよ
うな細線で長尺の形状にはりを均一に被覆させることは
困難である。 (4)純Peの線材表面に非水溶液性電気アルミニウム
めっき法でMめっきを行ない、その後熱処理を行なって
Fe−klの金属間化合物とする非水溶液性電気アルミ
ニウムめっき法。この方法は近年開発されたものである
が、通常の電気めっき法と同様に所要のめっき厚さを精
度よく制御でき、処理時間も短くかつ低温で処理するの
f、被処理材の材質変化が皆無であり、被覆層の厚さ制
’+B、生産性ならびに限流線の品質保持の観点から上
記方法中量も優れている。
ける問題点に鑑み、純Feの線材表面に耐食性と耐熱性
とを有する金属間化合物の被覆を形成すれば、純Feの
特性を低下させることなく、限流線として耐食性と耐熱
性とが向上した金属線が得られるのではないかと考え、
種々の試験、研究を行なった結果、まず、純Feの線材
表面に形成させるべき金属間化合物としてはFe−IJ
が適当であること、また、被覆層の形成方法としては、
つぎに述べるいくつかの方法のうち、最後の方法すなわ
ち非水溶液性電気めっき法により純Feの線材表面にM
めっきを施したのち、熱処理によりFe−Alの金属間
化合物の被覆層を形成せしめる方法が最良であることを
見出し、この方法によって得られた金属線を限流線とす
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
。以下、金属間化合物の被覆膜を形成せしめる方法とこ
れらの方法の長短につき説明する。 +11溶融アルミニウム浴に純Peの線材を浸漬して、
その表面にMを被覆したのち、これを約900℃で拡散
処理を行ってPe−klの金属間化合物とする溶融アル
ミニウムめっき法、この方法は処理が簡便で経済性に富
むが、M被覆層の厚さを精度よく制御することが困難で
ある。 (2)純Feの線材をアルミニウム、゛アルミナおよび
N11.C1の混合粉体の中で850℃〜950℃の温
度で数時間加熱して純Feの表面にMを浸透拡散させ、
そのMとFeとの反応によって金属間化合物を生成せし
めるカワライジング法、この方法は、混合粉体の割合お
よび処理条件を選定することにより、Fe−Al金属間
化合物のI’Xさを比較的精度よ<!1!整することは
可能であるが、処理中にFeが変形しやすくかつ処理時
間が長く、生産性に劣るという問題がある。 <31 m空中で純Feの表面にMを蒸着し、その後熱
処理することによりFe−A7金属間化合物とする真空
蒸着法、この方法は帯状とか角形の形状に対してはMの
厚さを任意に制御することが可能であるが、限流線のよ
うな細線で長尺の形状にはりを均一に被覆させることは
困難である。 (4)純Peの線材表面に非水溶液性電気アルミニウム
めっき法でMめっきを行ない、その後熱処理を行なって
Fe−klの金属間化合物とする非水溶液性電気アルミ
ニウムめっき法。この方法は近年開発されたものである
が、通常の電気めっき法と同様に所要のめっき厚さを精
度よく制御でき、処理時間も短くかつ低温で処理するの
f、被処理材の材質変化が皆無であり、被覆層の厚さ制
’+B、生産性ならびに限流線の品質保持の観点から上
記方法中量も優れている。
以下に本発明の実施例につき詳細を説明する。
I’ll直径2.5Bの純Fe線に下記のめっき液組成
と条件の非水溶液性電気アルミニウムめっき法で八lめ
っきを施し、拡散処理は大気中900℃で約1時間行な
って、表面にFe−A7金属間化合物の被覆層を有する
純Fe@流線を製作した。 (めっき液組成) 水酸化リチウムアルミニウム 0.45モル無水塩化
アルミニウム 0.35モルベンゼン
0.251テトラヒドロフラン
0.7!Mハイドロキノン 0.
5 g(めっき条件) 液温変 80〜110℃電流密
度 1〜5 A/d−翼(2)第
(1)項で製作した限流線について室温で電気比抵抗を
測定したところ、その値は10.3μΩ口であり、純F
eの9.85μΩ備とほぼ同等であった。 (31800℃における比抵抗上昇倍数(20℃の比抵
抗に対する上昇割合)は、純Paが12.3倍であるの
に対し、本実施例の限流線も比9倍と籠り、実際に限流
線として用いた場合、純Feと同等の限流効果が得られ
るものと判断できた。 (4)本実施例の被覆限流線につき、室温と1000℃
の熱サイクル試験を30回行ったのち、電気比抵抗とそ
の上昇倍数とを調べたが、これらの値に変化はなく、安
定した限流効果が長期にわたって保証できることを確認
した。 (5)限1線は通常大気中で使用されることから、限2
it線の耐食性として耐酸化性について調べた。すなわ
ち、700℃に保持した炉中(大気雰囲気)に試料を放
宣し、その時の重量変化で耐酸化性を評価した。その試
験結果を第1図に示す、第1図の線12で示す純Peの
重量増加はかなり著しいのに比べ、線11で示した限流
線の重量増加は非常に少ない0以上のように、純Feの
表面にFe−klの金属間化合物の被覆層を形成するこ
とにより、純Fe限流線の耐酸化性すなわち耐食性を改
善できることが明らかとなった。 (6)実際の限流効果は、限流線を限流試験装置に組み
込んで実験した。この実験においても限流線は純Feと
同等の限流特性を有することを確認した。 なお、上述の実施例と同一条件で製作した限流線の断面
組織を第2図に示す0図において、lは心材としての純
Feであり、2はFeAl、3はFew klおよび最
外層の4はU 、O,である、このような簡便な方法に
より、安価な純Feの表面に耐熱性、耐食性を存するF
eMおよびFegAJlなどの金属間化合物を形成せし
めることができることがわかる。 また、Fe−kl金属間化合物は熱的に安定であり、前
述の熱サイクルによっても純Feへの拡散は皆無である
ことが観察された。 なお、本発明の限流線におけるFeAZ、 Few u
。 およびごく薄いM2O,からなるFa−A7系金金属化
合物の厚さは25On以下、110Ir以上が望ましい
。 これは、Fe−kl金属間化合物は脆いため、250
tna以上になると被覆層が欠けやすくなり、Ion以
下では長期にわたって耐食性を維持できないためである
。
と条件の非水溶液性電気アルミニウムめっき法で八lめ
っきを施し、拡散処理は大気中900℃で約1時間行な
って、表面にFe−A7金属間化合物の被覆層を有する
純Fe@流線を製作した。 (めっき液組成) 水酸化リチウムアルミニウム 0.45モル無水塩化
アルミニウム 0.35モルベンゼン
0.251テトラヒドロフラン
0.7!Mハイドロキノン 0.
5 g(めっき条件) 液温変 80〜110℃電流密
度 1〜5 A/d−翼(2)第
(1)項で製作した限流線について室温で電気比抵抗を
測定したところ、その値は10.3μΩ口であり、純F
eの9.85μΩ備とほぼ同等であった。 (31800℃における比抵抗上昇倍数(20℃の比抵
抗に対する上昇割合)は、純Paが12.3倍であるの
に対し、本実施例の限流線も比9倍と籠り、実際に限流
線として用いた場合、純Feと同等の限流効果が得られ
るものと判断できた。 (4)本実施例の被覆限流線につき、室温と1000℃
の熱サイクル試験を30回行ったのち、電気比抵抗とそ
の上昇倍数とを調べたが、これらの値に変化はなく、安
定した限流効果が長期にわたって保証できることを確認
した。 (5)限1線は通常大気中で使用されることから、限2
it線の耐食性として耐酸化性について調べた。すなわ
ち、700℃に保持した炉中(大気雰囲気)に試料を放
宣し、その時の重量変化で耐酸化性を評価した。その試
験結果を第1図に示す、第1図の線12で示す純Peの
重量増加はかなり著しいのに比べ、線11で示した限流
線の重量増加は非常に少ない0以上のように、純Feの
表面にFe−klの金属間化合物の被覆層を形成するこ
とにより、純Fe限流線の耐酸化性すなわち耐食性を改
善できることが明らかとなった。 (6)実際の限流効果は、限流線を限流試験装置に組み
込んで実験した。この実験においても限流線は純Feと
同等の限流特性を有することを確認した。 なお、上述の実施例と同一条件で製作した限流線の断面
組織を第2図に示す0図において、lは心材としての純
Feであり、2はFeAl、3はFew klおよび最
外層の4はU 、O,である、このような簡便な方法に
より、安価な純Feの表面に耐熱性、耐食性を存するF
eMおよびFegAJlなどの金属間化合物を形成せし
めることができることがわかる。 また、Fe−kl金属間化合物は熱的に安定であり、前
述の熱サイクルによっても純Feへの拡散は皆無である
ことが観察された。 なお、本発明の限流線におけるFeAZ、 Few u
。 およびごく薄いM2O,からなるFa−A7系金金属化
合物の厚さは25On以下、110Ir以上が望ましい
。 これは、Fe−kl金属間化合物は脆いため、250
tna以上になると被覆層が欠けやすくなり、Ion以
下では長期にわたって耐食性を維持できないためである
。
以上に説明したように、本発明によれば、純Feからな
る線材表面に非水溶液性電気アルミニウムめっき法でM
めっきを施し、これを熱処理するという簡便で経済的な
方法により純Fe表面にFe−kl金属間化合物の被覆
層を形成せしめたので、限流線に、従来の純Fe限流線
の欠点であった耐食性を付与することができるとともに
、限流特性が純Feと同等で長寿命であり、かつ、安価
にして加工性に富む限流線が得られるという効果がある
。 なお、本発明の限流線は、線径の精度が高くかつ加工性
に富むことから、単に過大電流通過時の抵抗増加による
限流のみならず、その電気比抵抗がAgの約7倍と大き
くかつその温度係数もAgの約1.6倍と大きいことか
ら、たとえば、コイル状に形成されたAgの細線を並列
に複数本磁器などの絶縁筒内に収容するとともに石英粉
を充填して密封し、電気機器や回路に過大電流が生じた
とき、この電流通過時の温度上昇によって増大した抵抗
と電流の自乗との相乗積によって表わされる熱入力によ
り、この過大電流がその波高値に達する以前に気化して
過大電流を所定値以下に制限して遮断する、回路電圧が
3〜2OkV級の高電圧限流ヒユーズにおけるAg線の
代わりに使用すれば、可溶線の線径を比抵抗の平方根に
比例して約2.5倍程度に大きくすることができ、高電
圧下において線の表面に集中する電界が緩和されてコロ
ナが生じにくくなり、コロナによって可溶線が細くなり
断線しやすくなるという従来の現象を著しく緩和するこ
とができるから、Fe−kl金属間化合物の酸化防止効
果と相撲って、限流ヒユーズの寿命を著しく伸ばすこと
ができるという効果も得ることができる。
る線材表面に非水溶液性電気アルミニウムめっき法でM
めっきを施し、これを熱処理するという簡便で経済的な
方法により純Fe表面にFe−kl金属間化合物の被覆
層を形成せしめたので、限流線に、従来の純Fe限流線
の欠点であった耐食性を付与することができるとともに
、限流特性が純Feと同等で長寿命であり、かつ、安価
にして加工性に富む限流線が得られるという効果がある
。 なお、本発明の限流線は、線径の精度が高くかつ加工性
に富むことから、単に過大電流通過時の抵抗増加による
限流のみならず、その電気比抵抗がAgの約7倍と大き
くかつその温度係数もAgの約1.6倍と大きいことか
ら、たとえば、コイル状に形成されたAgの細線を並列
に複数本磁器などの絶縁筒内に収容するとともに石英粉
を充填して密封し、電気機器や回路に過大電流が生じた
とき、この電流通過時の温度上昇によって増大した抵抗
と電流の自乗との相乗積によって表わされる熱入力によ
り、この過大電流がその波高値に達する以前に気化して
過大電流を所定値以下に制限して遮断する、回路電圧が
3〜2OkV級の高電圧限流ヒユーズにおけるAg線の
代わりに使用すれば、可溶線の線径を比抵抗の平方根に
比例して約2.5倍程度に大きくすることができ、高電
圧下において線の表面に集中する電界が緩和されてコロ
ナが生じにくくなり、コロナによって可溶線が細くなり
断線しやすくなるという従来の現象を著しく緩和するこ
とができるから、Fe−kl金属間化合物の酸化防止効
果と相撲って、限流ヒユーズの寿命を著しく伸ばすこと
ができるという効果も得ることができる。
第1図は限流線の耐酸化性をその重量変化で評価したグ
ラフ、第2図は本発明の実施例による限流線の断面&1
lva構造を示す写真である。 1:l11m&i心材 (純Fe) 、2 :金属間化
合物(FeA7) 、3 :金属間化合物 (pe、
Ar1)、4:M山。 侃将萌聞 (今) 第1図 第2図 手続補正書(方式) %式% 1、事件の表示 特願昭≦/−/”yoδ次3、補
正をする者 、、願え事件との関係 住 所 用!゛4市川i”;j医用JZHjl
lJ:[)名 称 +523)富士電機株式会社 住 所 川崎市川崎区田辺新011番1号補正の内
容 明細書第11頁第9行目に「断面組織図」とあるつを「
金属組織図」と補正する。
ラフ、第2図は本発明の実施例による限流線の断面&1
lva構造を示す写真である。 1:l11m&i心材 (純Fe) 、2 :金属間化
合物(FeA7) 、3 :金属間化合物 (pe、
Ar1)、4:M山。 侃将萌聞 (今) 第1図 第2図 手続補正書(方式) %式% 1、事件の表示 特願昭≦/−/”yoδ次3、補
正をする者 、、願え事件との関係 住 所 用!゛4市川i”;j医用JZHjl
lJ:[)名 称 +523)富士電機株式会社 住 所 川崎市川崎区田辺新011番1号補正の内
容 明細書第11頁第9行目に「断面組織図」とあるつを「
金属組織図」と補正する。
Claims (1)
- 1)過電流通電時の温度上昇により急速に抵抗値を増し
て電流を制限する金属線であって、純Feからなる線材
表面にFe−Alの金属間化合物の被覆層を形成したこ
とを特徴とする限流線。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1708486A JPS62176021A (ja) | 1986-01-29 | 1986-01-29 | 限流線 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1708486A JPS62176021A (ja) | 1986-01-29 | 1986-01-29 | 限流線 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62176021A true JPS62176021A (ja) | 1987-08-01 |
Family
ID=11934113
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1708486A Pending JPS62176021A (ja) | 1986-01-29 | 1986-01-29 | 限流線 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62176021A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011152381A1 (ja) | 2010-05-31 | 2011-12-08 | 新日本製鐵株式会社 | 切断端面耐食性及び加工部耐食性に優れた溶融アルミニウム合金めっき鋼材とその製造方法 |
-
1986
- 1986-01-29 JP JP1708486A patent/JPS62176021A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011152381A1 (ja) | 2010-05-31 | 2011-12-08 | 新日本製鐵株式会社 | 切断端面耐食性及び加工部耐食性に優れた溶融アルミニウム合金めっき鋼材とその製造方法 |
US9187814B2 (en) | 2010-05-31 | 2015-11-17 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Hot-dip aluminum alloy plated steel having excellent shear cut edge corrosion resistance and processed part corrosion resistance, and method of manufacturing the same |
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