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【発明の名称】 ケ−スタイプ合金型温度ヒュ−ズ及びその製造方法
【発明者】 【氏名】酒井 和泉
【要約】 【課題】接着剤と低融点可溶合金片塗布フラックスとの接触による溶融合金の分断阻害や封止性能の低下による過重な分断阻害を排除してケ−ス長さの縮小化を可能とするケ−スタイプ合金型温度ヒュ−ズを提供する。

【解決手段】ケ−ス開口とリ−ド線との間を接着剤５で封止してケ−ス開口に臨むケ−ス外面及びケ−ス内面を接着剤封止面ａ及びｂとした合金型温度ヒュ−ズにおいて、ケ−ス外面４ａの表面粗度をケ−ス内面４ｂの表面粗度よりも小さくした。
【特許請求の範囲】
【請求項１】リ−ド線間に低融点可溶合金片を接続し、該低融点可溶合金片にフラックスを塗布し、該フラックス塗布低融点可溶合金片をケ−ス内に収容し、ケ−ス開口とリ−ド線との間を接着剤の滴下塗布によって封止する合金型温度ヒュ−ズの製造方法において、ケ−ス外面をケ−ス内面よりも、接着剤に対し良濡れ性とすることを特徴とするケ−スタイプ合金型温度ヒュ−ズの製造方法。
【請求項２】ケ−ス外面の表面粗度をケ−ス内面の表面粗度よりも小さくする請求項１記載のケ−スタイプ合金型温度ヒュ−ズの製造方法。
【請求項３】リ−ド線間に低融点可溶合金片を接続し、該低融点可溶合金片にフラックスを塗布し、該フラックス塗布低融点可溶合金片をケ−ス内に収容し、ケ−ス開口とリ−ド線との間を接着剤で封止してケ−ス開口に臨むケ−ス外面及びケ−ス内面を接着剤封止面とした合金型温度ヒュ−ズにおいて、ケ−ス外面の表面粗度をケ−ス内面の表面粗度よりも小さくしたことを特徴とするケ−スタイプ合金型温度ヒュ−ズ。
【請求項４】ケ−ス外面の表面粗度がケ−ス内面の表面粗度の０．９５倍以下である請求項３記載のケ−スタイプ合金型温度ヒュ−ズ。
【請求項５】ケ−ス外面の表面粗度及びケ−ス内面の表面粗度が５μｍ以下である請求項３または４記載のケ−スタイプ合金型温度ヒュ−ズ。
【請求項６】ケ−ス開口と低融点可溶合金片との間の間隔が３．５ｍｍ以下である請求項３〜５何れか記載のケ−スタイプ合金型温度ヒュ−ズ。
【請求項７】ケ−ス外面の接着剤封止長さがケ−ス内面の接着剤封止長さよりも短くされている請求項３〜６何れか記載のケ−スタイプ合金型温度ヒュ−ズ。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ケ−スタイプ合金型温度ヒュ−ズ及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】合金型温度ヒュ−ズにおいては、ヒュ−ズエレメントにフラックス塗布低融点可溶合金片を使用し、通常、そのフラックス塗布低融点可溶合金片の封止をケ−ス、例えばセラミックスケ−スと接着剤とにより行っている。図７は、ケ−スタイプ合金型温度ヒュ−ズの汎用品である筒状ケ−スタイプを示し、リ−ド線１’，１’間に低融点可溶合金片２’を接続し、該低融点可溶合金片２’にフラックス３’を塗布し、該フラックス塗布低融点可溶合金片をケ−ス４’内に収容し、ケ−ス開口とリ−ド線との間を接着剤５’、例えばエポキシ樹脂で封止してある。この接着剤による封止は、通常、一定量の封止を滴下させて塗布する方法により行われる。例えば、接着剤タンク内の上部空間をバルブを介して加圧ガンボンベに連通し、バルブの操作により一定量のガスを接着剤タンク内に送入し、接着剤タンク下端のニ−ドルから一定量の接着剤を筒状ケ−スの封止箇所に滴下する方法が採用されている。
【０００３】上記合金型温度ヒュ−ズは、保護しようとする機器の発熱し易い部分に低接触熱抵抗で固定して使用される。而して、機器が過電流等の異常で発熱すると、その発生熱で合金型温度ヒュ−ズの低融点可溶合金片が溶融され、既溶融のフラックスとの共存下、溶融合金が表面エネルギ−の作用のもとで球状化分断され、この分断距離が一定の距離に達すると、安定な電気絶縁状態のもとで通電遮断が完結される。
【０００４】上記フラックスは、低融点可溶合金片の酸化を防止して所定融点での溶融を保証すること、万一酸化膜が形成されたときでもその酸化膜を溶解して溶融合金の流動を保証すること、溶融合金と溶融フラックスとの共存によって前記分断を促進する表面エネルギ−状態を齎らすこと、溶融合金のリ−ド線への濡れを促して前記分断を加速すること、等の作用を営む。
【０００５】このように、上記溶融した低融点可溶合金分断へのフラックスの寄与度は大であるが、ケ−スによる封止状態とケ−ス無のしの非封止状態とでは、上記分断に顕著な差が生じる。その理由は、ケ−スによる封止状態では、上記分断の妨げとなる酸素の量が限られるのに対し、ケ−ス無しの非封止状態下では、酸素量が実質的に無制限となるためである。従って、ケ−スタイプ合金型温度ヒュ−ズにおいて、ケ−ス開口とリ−ド線との間の封止性能の如何は、温度ヒュ−ズの作動性に大きな影響を及ぼす重大事項である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】近来、電子・電機機器、特に携帯式機器の小型化に伴い、温度ヒュ−ズにおいても小型化が要請されている。而るに、低融点可溶合金片の長さ、すなわちリ−ド線間の距離は、上記分断を確実に完結させ得る分断間距離（ア−ク消滅距離）で律せられ、使用電圧で規制されてしまう。従って、前記ケ−スタイプ合金型温度ヒュ−ズの長さ寸法を短縮するには、ケ−ス開口から低融点可溶合金片までの距離（図６におけるＬ）の短縮化に依存せざるを得ない。
【０００７】しかしながら、ケ−スから低融点可溶合金片までの距離を短縮して前記の接着剤による封止を行うと、接着剤が低融点可溶合金片塗布フラックスに接触し、上記溶融合金の溶融フラックス共存下での分断が阻害される、フラックスが接着剤に溶解して接着剤の接着封止性能が低下する、等の不都合が招来される。
【０００８】本発明の目的は、ケ−スタイプ合金型温度ヒュ−ズのケ−ス長さの縮小化を図っても、ケ−ス開口の接着剤による封止を、温度ヒュ−ズの分断特性に影響を及ぼすことなく良好に行い得るケ−スタイプ合金型温度ヒュ−ズ及びその製造方法を提供することにある。換言すれば、接着剤と低融点可溶合金片塗布フラックスとの接触による溶融合金の分断阻害や封止性能の低下による過重な分断阻害を排除してケ−ス長さの縮小化を可能とするケ−スタイプ合金型温度ヒュ−ズ及びその製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に係るケ−スタイプ合金型温度ヒュ−ズの製造方法は、リ−ド線間に低融点可溶合金片を接続し、該低融点可溶合金片にフラックスを塗布し、該フラックス塗布低融点可溶合金片をケ−ス内に収容し、ケ−ス開口とリ−ド線との間を接着剤の滴下塗布によって封止する合金型温度ヒュ−ズの製造方法において、ケ−ス外面をケ−ス内面よりも、接着剤に対し良濡れ性とすることを特徴とする構成であり、ケ−ス外面をケ−ス内面よりも、接着剤に対し良濡れ性とするために、ケ−ス外面の表面粗度をケ−ス内面の表面粗度よりも小さくすることができる。
【００１０】本発明に係るケ−スタイプ合金型温度ヒュ−ズは、リ−ド線間に低融点可溶合金片を接続し、該低融点可溶合金片にフラックスを塗布し、該フラックス塗布低融点可溶合金片をケ−ス内に収容し、ケ−ス開口とリ−ド線との間を接着剤で封止してケ−ス開口に臨むケ−ス外面及びケ−ス内面を接着剤封止面とした合金型温度ヒュ−ズにおいて、ケ−ス外面の表面粗度をケ−ス内面の表面粗度よりも小さくしたことを特徴とする構成であり、通常、ケ−ス外面の表面粗度がケ−ス内面の表面粗度の０．９５倍以下とされ、ケ−ス外面の表面粗度及びケ−ス内面の表面粗度が５μｍ以下とされ、ケ−ス開口と低融点可溶合金片との間の間隔が３．５ｍｍ以下とされ、ケ−ス外面の接着剤封止長さがケ−ス内面の接着剤封止長さよりも短くされる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明に係るケ−スタイプ合金型温度ヒュ−ズの一実施例を示す図面である。図１において、１，１はリ−ド線、２はリ−ド線１，１間に溶接等により接続した低融点可溶合金片、３は低融点可溶合金片２に塗布したフラックスである。４はフラックス塗布低融点可溶合金片上に挿通した耐熱性、絶縁性の筒状ケ−ス、例えばセラミックス筒状ケ−スであり、外面４ａの表面粗度を内面４ｂの表面粗度よりも小さくしてある。５は筒状ケ−ス両端の各開口と各リ−ド線１との間を封止した接着剤であり、ケ−ス開口に臨むケ−ス外面とケ−ス内面とを封止界面ａ，ｂとしてある。
【００１２】上記リ−ド線１には、線状の外、板状、テ−プ状のものも使用でき、材質としては、銅または銅合金の外、鉄、ニッケルまたは各金属の合金、表面の一部または全体に錫、鉛、銅、ニッケル、インジウム、ビスマスの何れか一種または２種以上を被覆または貼り合わせしたものも使用できる。更に、裸線の外、絶縁被覆線も使用でき、封止接着剤に対する耐引き抜き性を高めるために、鍔等のストッパ−を形成することも可能である。上記低融点可溶合金片２には、温度ヒュ−ズの作動温度を融点とする合金、好ましくは共晶合金が使用され、通常、錫、鉛、ビスマス、インジウム、銀、銅、カドミウム等から選択される元素を含む組成とされ、その形状は、線状の外、板状、テ−プ状の使用も可能である。上記フラックス３には、ロジンを主成分とする組成物が使用され、ロジンとしては、天然ロジン、重合ロジン、水添ロジン、マレイン酸変性ロジン、ホルミル化ロジン、フェノ−ル変性ロジン、グリコ−ル酸変性ロジン、不均化ロジン等を挙げることができる。また、フラックスの活性力を高めるために、活性剤、例えばアミン類のハロゲン化水素酸塩や有機酸や有機ハロゲン化合物を添加することができ、更に塗布時のべたつきを排除するためにパラフィン等のワックス類を配合したり、更に軟化点を調整するためにアセトアミド等の軟化点降下剤を配合することもできる。
【００１３】図２の（イ）は接着剤による封止に使用する接着剤滴下塗布装置の一例を示している。図２の（イ）において、６１は接着剤貯槽であり、非金属材例えば、プラスチック、ガラス等から成形されている。６２は貯槽６１の下端に取着された二股ニ−ドルである。６３は貯槽６１の上端に取着された蓋体、６４は蓋体６３に取着されたガス（空気）供給管である。６５は供給ガス源、６６はガス圧レギュレ−タであり、供給ガス源６５のガスを入力し、所定の設定圧力で出力する。６７は電磁開閉バルブである。６８は排気バルブであり、電磁開閉バルブ６７のオン（オフ）に対応してオフ（オン）され、オン作動により貯槽６１内からガスが排出されて貯槽内ガス空間が常圧（大気圧）に復帰される。７１はコンベアベルトであり、ベルト巾を温度ヒュ−ズ（ワ−ク）ｗの筒状ケ−ス４の長さよりも小としてあり、ワ−クｗの筒状ケ−ス両端部がベルト巾の両側から突出された状態でワ−クｗが搬送されていく。図２の（ロ）は、搬送ラインの側面図を示している。７２はワ−クストッパ−であり、ワ−クがニ−ドル６２の直下に達する直前に降下されてワ−クｗの走行が停止される。この停止中、ワ−クｗの筒状ケ−ス４がコンベアベルト７１との摩擦により回転される。なお、ワ−クの停止中、ワ−クのリ−ド線を筒状ケ−スの中心に位置させるように位置決め治具が設けられているが、その図示は省略してある。
【００１４】図２において、ニ−ドル６２の直下にワ−クｗが到来すると、ストッパ−７２によってワ−クｗの走行が停止され、発振器６９から電磁開閉バルブ６７にパルス信号が送入され、電磁開閉バルブ６７が一定時間、開通される。この間、ガス供給源６５からガス（空気）がガス圧レギュレ−タ６６による調圧下、貯槽６１内の上部空間に圧入され、このガス圧入に伴いニ−ドル６２から接着剤が分流吐出されていく。電磁開閉バルブ６７がオフ作動により閉路されると、ガス供給源６５からガスの圧入が停止されると共に排気バルブ６８がオン作動により開通されて貯槽６１内の上部空間が常圧とされるので、接着剤の吐出が停止される。従って、一回の吐出量は上記ガスの貯槽６１内への圧入量に等しく、ワ−クの筒状ケ−スの両端に一定量の接着剤を滴下でき、ニ−ドルの直下にワ−クが到来するタイミングとパルス信号の発信タイミングとを同期させることによって、コンベア方式によりワ−クの筒状ケ−ス両端に所定量の接着剤を滴下していくことができる。
【００１５】上記図１におけるように、筒状ケ−ス外面の表面粗度をケ−ス内面の表面粗度よりも小さくしてあるから、接着剤がケ−ス内面よりもケ−ス外面に濡れ易く、前記一定量の滴下接着剤のケ−ス外面側への割り振り量をそのケ−ス外面の濡れ易さのためにそれだけ多くできる。従って、従来のケ−スタイプ合金型温度ヒュ−ズの封止に較べ、筒状ケ−ス内面側の封止界面長さｂを短く、筒状ケ−ス外面側の封止界面長さａを長くでき、而して、全体の封止界面距離を減少させることなく、筒状ケ−ス内面側の封止界面長さｂを短くできる結果、接着剤５と低融点可溶合金片塗布フラックス３との接触をよく排除して所定の封止性能を保証できる。
【００１６】上記筒状ケ−ス４としては、アルミナ、マグネシア、炭化シリコン等のセラミックス粉体とバインダ−類、湿潤剤、可塑剤、ビヒクル（水）等の混練物を押出成形し、その成形物を窒素ガス等の加圧雰囲気中で脱脂し、ついで焼結し、而るのち、バレル研磨等で研磨したものを好適に使用でき、表面粗度はセラミックス粉体の粒径、バレル研磨剤、バレル回転速度等により異なるが、通常、５μｍ以下であり、バレル研磨剤、バレル回転速度等の調整により、ケ−ス内面の表面粗度を０．２０〜０．９０μｍ、ケ−ス外面の表面粗度をケ−ス内面の表面粗度の０．９５倍以下、０．１５〜０．８５μｍとする。好ましくは、ケ−ス内面の表面粗度を０．５０〜０．８０μｍ、ケ−ス外面の表面粗度を０．３０〜０．４７μｍとすることが適切である。上記セラミックス組成物におけるバインダ−剤としては、例えばポリビニルアルコ−ル、メチルセルロ−ス、デンプン等を挙げることができ、可塑剤としては、例えば、プロピレングリコ−ル、グリセリン、トリエチレングリコ−ル等を挙げることができ、湿潤剤としては、例えば、ポリエチレングリコ−ルのアルキルエ−テル等を挙げることができ、配合比は、通常、バインダ−剤１〜６重量％、可塑剤２〜１０重量％、湿潤剤０．００１〜２重量％、ビヒクル（水）８〜２５重量％、残部セラミックス粉体とされる。
【００１７】上記のバレル研磨には、回転バレル研磨を使用することができ、バレルの回転数Ｎ（ｒ・ｐ・ｍ）は、バレル槽内径をＤ（ｍ）として、式Ｎ＝Ｋ／√Ｄ、Ｋ＝１５〜３０によって設定される。
【００１８】上記のケ−ス４には、セラミックスの外，ソ−ダ石灰ガラス，鉛ガラス，ホウケイ酸ガラス等のガラス製、フェノ−ル樹脂，ポリカ−ボネ−ト，ホリフェニレンサルファイド，ポリエチレンテレフタレ−ト，液晶ポリマ−等のプラスチック製等の使用も可能であり、繊維補強材、例えばガラス繊維を２０〜４０重量％含有させることもできる。
【００１９】上記接着剤５には、エポキシ樹脂系，ウレタン樹脂系等を使用でき、粘度調整のために、フィラ−、例えばシリカ，炭酸カルシウム，アルミナ等の球状乃至は短繊維状フィラ−を添加できる。接着剤の粘度が高過ぎると、（ケ−ス外面への濡れ量）／（ケ−ス内面への濡れ量）の比が大きくなり、接着剤の粘度が低過ぎると、前記の比が小さくなるので、通常、フィラ−の配合量は５〜７５重量％とされる。最適の粘度調整のもとでは、筒状ケ−スを回転させなくても、周方向に充分一様に接着剤を塗布することができる。
【００２０】図３は、この場合に使用するワ−ク搬送装置の一例を示し、図３の（イ）に示す回転テ−ブル７３に周方向に一定の角度間隔θで、図３の（ロ）に示すように、ワ−ク支承台７４が設けられ、所定の位置に前記接着剤滴下塗装装置の二股ニ−ドル６２が配設され、テ−ブル７３が角度θ回転に要する時間をＴ1、前記電磁開閉バルブ（図２の６７）が開通されて一定量の接着剤が吐出される時間をＴ2とすると、前記発振器のパルス間隔が（Ｔ1＋Ｔ2）に、テ-ブルの間歇停止時間がＴ2よりもやや長く設定される。７５は封止済のワ−ク取り出し位置を、７６は未封止ワ−クの送り込み位置をそれぞれ示し、この送り込み位置７６において、ワ−クの取り出し速度に平衡して未封止ワ−クが支承台７４に載置されていく。
【００２１】前記した低融点可溶合金片塗布フラックスと封止接着剤との接触が問題になるのは、通常、ケ−ス開口と低融点可溶合金片との距離が３．５ｍｍ以下の場合であり、この条件に該当すれば、他のケースタイプの温度ヒューズ、例えば、図４に示す、扁平ケ−スタイプの合金型温度ヒュ−ズにも、本発明を有効に適用できる。図４において、１，１は並行なリ−ド線、２はこれらリ−ド線１，１の先端部側面間に接続された低融点可溶合金片、３は低融点可溶合金片２に塗布されたフラックスである。４は扁平ケ−スであり、ケ−ス外面の表面粗度がケ−ス内面の表面粗度よりも小さくされている。５はケ−ス開口に滴下塗布された接着剤であり、ケ−ス開口に臨むケ−ス外面及びケ−ス内面が接着剤封止界面ａ，ｂとされている。
【００２２】なお、上記何れの実施例のケ−スタイプ合金型温度ヒュ−ズにおいても、ケ−ス開口に臨むケ−ス外面の接着剤封止界面が長過ぎると、ケ−ス外面を使用しての印刷表示に支障となるので、通常、ケ−ス外面の接着剤封止長さａがケ−ス内面の接着剤封止長さｂよりも短くされる。
【００２３】また、筒状ケ−ス開口の周方向に、滴下接着剤をスム−ズに回し込むために、図５の（イ）または（ロ）に示すように、ケ−ス開口内面をテ−パ状または段状に拡開することもでき、この拡開は、特に、ワ−クの筒状ケ−スを非回転として接着剤を滴下塗装する場合に有効である。更に、図６の（イ）〜（ニ）に示すように、筒状ケ−ス４内の奥側コ−ナにストッパ−４０を設け、各リ−ド線１の先端をストッパ−４０に当接してケ−ス４内の奥側面と低融点可溶合金片２との間に充分な間隔を保持することにより、低融点可溶合金片２の分断時に発生するア−クがケ−ス４内の奥側面に接触するのを抑制してケ−ス４がア−ク熱で熱応力破壊するのを軽減することができる。
【００２４】
【実施例】〔実施例〕図１に示す筒状ケ−スタイプ合金型温度ヒュ−ズを１０００箇製造した。筒状ケ−スの材質はアルミナセラミックスであり、内径を１．０ｍｍφ、外径を１．５ｍｍφ、長さを５．０ｍｍとした。ケ−ス内面の表面粗度は０．５５〜０．６５μｍ、ケ−ス外面の表面粗度は０．３５〜０．４５μｍであった。リ−ド線及び低融点可溶合金片の外径を０．５ｍｍφとし、筒状ケ−ス端と低融点可溶合金片との間隔を１．４ｍｍとした。接着剤には、シリカ粉末を４５重量％配合した粘度１１０〜１２０Ｐａ．Sのエポキシ樹脂系接着剤を使用し、一筒状ケ−スの片側端に対する接着剤の滴下量を０．００３ｍｌとし、筒状ケ−スを非回転にして封止した。１０００箇中、接着剤が低融点可溶合金片塗布フラックスに接触したものは、１０２箇であり、８９８箇はそのような接触がなく合格品であった。
【００２５】〔比較例〕実施例に対し、ケ−ス外面の表面粗度をケ−ス内面の表面粗度とほぼ同一とし、両面とも表面粗度を０．５７〜０．６８μｍとした。１０００箇中、接着剤が低融点可溶合金片塗布フラックスに接触したものは、４８７箇にも達し、製品合格率は５０％程度に過ぎなかった。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、ケ−スタイプ合金型温度ヒュ−ズにおいて、ケ−ス開口に臨むケ−ス内面の接着剤封止距離が短縮化されることに対応してケ−ス外面の接着剤封止距離を長くすることができるから、全体の接着剤距離を実質的に維持して封止性能を保持しつつ接着剤の低融点可溶合金片塗布フラックスとの接触を防止できる。従って、ケ−スタイプ合金型温度ヒュ−ズの長さ寸法の縮小化に伴い不可避的にケ−ス開口と合金型温度ヒュ−ズとの間の距離が短くされても、優れた封止性能のもとで良好なヒュ−ズの溶融分断作動性を保証できる。
【出願人】 【識別番号】０００２２５３３７
【氏名又は名称】内橋エステック株式会社
【出願日】 平成１２年６月１９日（２０００．６．１９）
【代理人】 【識別番号】１０００９７３０８
【弁理士】
【氏名又は名称】松月 美勝
【公開番号】 特開２００２−５６７５８（Ｐ２００２−５６７５８Ａ）
【公開日】 平成１４年２月２２日（２００２．２．２２）
【出願番号】 特願２０００−１８２３６１（Ｐ２０００−１８２３６１）