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Patent Searching and Data


Title:
FUSE RESISTOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/044631
Kind Code:
A1
Abstract:
A fuse resistor which can enhance quick moving performance by utilizing the stored urging force of a spring and can make the spring force constant at the time of assembly, while exhibiting sufficient protection effects. A resistor element (1) is provided with conductive cap portions (2a, 2b) at the both ends of a resistor, and a lead wire (3a) is fixed to penetrate an insulating substrate (5). A coil spring (4) is fixed such that one arm (4a) penetrates the insulating substrate (5), and the coil portion (4c) is inserted into a recess (5b) of the insulating substrate (5) so that the fixing direction is regulated. The distal end of the other arm (4b) of the coil spring (4) is secured to the cap portion (2b) by a low melting point metal (6), while resisting against its elastic force. When the fuse resistor is inserted into the circuit and an over current flows through the fuse resistor, the cap portion (2b) is heated to melt the low melting point metal (6), thus disconnecting the circuit.

Inventors:
KITAHARA, Masanori (3672 Ina, Ina-sh, Nagano 21, 3960021, JP)
北原 正憲 (〒21 長野県伊那市伊那3672番地コーア株式会社内 Nagano, 3960021, JP)
TATSUGUCHI, Mikio (3672 Ina, Ina-sh, Nagano 21, 3960021, JP)
Application Number:
JP2008/066714
Publication Date:
April 09, 2009
Filing Date:
September 17, 2008
Export Citation:
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Assignee:
KOA CORPORATION (3672, InaIna-shi, Nagano 21, 3960021, JP)
コーア株式会社 (〒21 長野県伊那市伊那3672番地 Nagano, 3960021, JP)
KITAHARA, Masanori (3672 Ina, Ina-sh, Nagano 21, 3960021, JP)
北原 正憲 (〒21 長野県伊那市伊那3672番地コーア株式会社内 Nagano, 3960021, JP)
International Classes:
H01H37/76; H01C1/14; H01C13/00
Attorney, Agent or Firm:
HOTTA, Shintaro (GOWA Nishi-shinjuku 4F, 5-8 Nishi-Shinjuku,7-chome, Shinjuku-ku, Tokyo 23, 1600023, JP)
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Claims:
 両端に導電性のキャップ部を有し前記両端の導電性のキャップ部に接続された抵抗体を有する抵抗素子と、コイル部とその両端に延びるアーム部を有するコイルばねと、絶縁性基板とを有し、前記抵抗素子の一方のキャップ部に接続されたリード線を一方の端子とし、前記コイルばねの一方のアーム部を他方の端子とするヒューズ抵抗器であって、
 前記絶縁性基板には、前記リード線を挿通できる第1の貫通孔が設けられているとともに、前記コイル部の少なくとも一部を挿入するための第1の凹部と前記コイルばねの前記一方のアーム部を挿通できる第2の貫通孔が設けられており、
 前記抵抗素子は、前記リード線が前記第1の貫通孔に挿通されて前記一方のキャップ部側が前記絶縁性基板に固定されており、
 前記コイルばねは、前記コイル部の少なくとも一部が前記第1の凹部に挿入され、かつ、前記一方のアーム部が前記第2の貫通孔に挿通されており、
 前記コイルばねの他方のアーム部が前記コイルばねに蓄勢力を生じるように前記抵抗素子の他方のキャップ部に低融点金属により固定されており、
 前記コイルばねは、前記第2の貫通孔によってその取付位置が規制され、前記第1の凹部によってその取付方向が規制されていることを特徴とするヒューズ抵抗器。
 両端に導電性のキャップ部を有し前記両端の導電性のキャップ部に接続された抵抗体を有する抵抗素子と、コイル部とその両端に延びるアーム部を有するコイルばねと、絶縁性基板とを有し、前記抵抗素子の一方のキャップ部に接続されたリード線を一方の端子とし、前記コイルばねの一方のアーム部を他方の端子とするヒューズ抵抗器であって、
 前記絶縁性基板には、前記リード線を挿通できる第1の貫通孔が設けられているとともに、前記コイル部の少なくとも一部を挿入するための第1の凹部と前記コイルばねの前記一方のアーム部を挿通できる第2の貫通孔が設けられており、
 前記抵抗素子は、前記リード線が前記第1の貫通孔に挿通されて前記一方のキャップ部側が前記絶縁性基板に固定されており、
 前記コイルばねは、前記コイル部の少なくとも一部が前記第1の凹部に挿入され、かつ、前記一方のアーム部が前記第2の貫通孔に挿通されており、
 前記コイルばねの他方のアーム部が前記コイルばねに蓄勢力を生じるように前記抵抗素子の他方のキャップ部に接続されたリード線に低融点金属により固定されており、
 前記コイルばねは、前記第2の貫通孔によってその取付位置が規制され、前記第1の凹部によってその取付方向が規制されていることを特徴とするヒューズ抵抗器。
 前記絶縁性基板に、前記一方のキャップ部の少なくとも一部を挿入するための第2の凹部が設けられ、前記抵抗素子の少なくとも一部が前記第2の凹部に挿入されて固定されていることを特徴とする請求項1または2に記載のヒューズ抵抗器。
 前記抵抗素子と前記コイルばねが内部に収納されるように前記絶縁性基板の周縁に嵌合するようにして被せられたケースを有することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載のヒューズ抵抗器。
 前記ケースが透明な材料で形成されていることを特徴とする請求項4に記載のヒューズ抵抗器。
Description:
ヒューズ抵抗器

 本発明は、電気回路における過電流に対 る保護素子として用いられるヒューズ抵抗 に関するものである。

 ヒューズ抵抗器は、産業用電気機器や民 用電気機器における熱的な異常を検出して その回路を遮断するために用いられている のであり、抵抗素子と温度ヒューズ素子と 回路的に直列に接続されているとともに、 抗素子の熱が温度ヒューズ素子に伝導され ように構成されている。

 図5は、従来のヒューズ抵抗器の構造の説 明図である。抵抗素子11は、例えば巻線抵抗 であり、リード線13a,13bが取り付けられたキ ャップ部12a,12bが両端部に取り付けられてい 。一方のリード線13bに温度ヒューズ14の一方 のリード線14bが溶接され、抵抗11の他方のリ ド線13aと温度ヒューズ14の他方のリード線14 aが端子部となるようにケース15に収納され、 図示しない封入剤で封入されている。このヒ ューズ抵抗器の組立は、ケース15の下部に設 られた一方の取付孔に抵抗素子11の一方の ード線13aを挿入し、他方の取付孔に温度ヒ ーズ14の一方のリード線14aを挿入して、抵抗 素子11と温度ヒューズ14とを並ぶように配置 る。抵抗素子11の他方のリード線13bと温度ヒ ューズ14の他方のリード線14bとを溶接した後 ケース15内の空間に図示しない封入剤を充 して組み立てられる。抵抗素子11で発生する 異常電流による発熱は、封入剤を介して温度 ヒューズ14に伝導され、温度ヒューズ14が断 なり、ヒューズ抵抗器を挿入した回路が遮 される。

 このヒューズ抵抗器は、小型で安価であ ことから、用途としては、ACアダプタなど AC電源に多く使用されている。しかしながら 、抵抗素子11の自己発熱を封入剤を介して間 的に温度ヒューズ14へ与えて溶断させるた に、抵抗素子11の表面温度が非常に高温にな るという問題がある。また、温度ヒューズ14 溶断されて開回路になったかどうかの外観 の見分けがつかないという問題もある。

 特許文献1に記載されたヒューズ抵抗器で は、上記の外観上の見分けの問題の解決に着 目して、第1,第2のリード線を有し第2のリー 線を形状記憶合金により構成した抵抗素子 ケース内に収納するとともに、第2のリード に接触する第3のリード線をケースにより保 持して配設し、第2のリード線と第3のリード とは、形状記憶合金の原形復帰温度未満で 触するとともに原形復帰温度以上で離れ、 つ接触部分が外部から目視可能なように配 したものである。

 しかし、接点となる第2のリード線と第3の ード線との接触部分の接触圧を一定にする とが困難な構造であり、また、その接触圧 接触した状態で導通がなされていることか 、リード線の酸化等の表面状態の変化によ 、導通状態が不安定となる。さらに、速動 にも問題がある。

実願昭63-5658号(実開平1-110401号)のマイク フィルム

 本発明は、上述した事情に鑑みてなされ もので、ばねの蓄勢力を利用して速動性を 上できるとともに、組立の際にばね力を一 にすることができ、保護効果も十分なヒュ ズ抵抗器を提供することを目的とするもの ある。

 本発明は、両端に導電性のキャップ部を し前記両端の導電性のキャップ部に接続さ た抵抗体を有する抵抗素子と、コイル部と の両端に延びるアーム部を有するコイルば と、絶縁性基板とを有し、前記抵抗素子の 方のキャップ部に接続されたリード線を一 の端子とし、前記コイルばねの一方のアー 部を他方の端子とするヒューズ抵抗器であ て、前記絶縁性基板には、前記リード線を 通できる第1の貫通孔が設けられているとと もに、前記コイル部の少なくとも一部を挿入 するための第1の凹部と前記コイルばねの前 一方のアーム部を挿通できる第2の貫通孔が けられており、前記抵抗素子は、前記リー 線が前記第1の貫通孔に挿通されて前記一方 のキャップ部側が前記絶縁性基板に固定され ており、前記コイルばねは、前記コイル部の 少なくとも一部が前記第1の凹部に挿入され かつ、前記一方のアーム部が前記第2の貫通 に挿通されており、前記コイルばねの他方 アーム部が前記コイルばねに蓄勢力を生じ ように前記抵抗素子の他方のキャップ部に 融点金属により固定されており、前記コイ ばねは、前記第2の貫通孔によってその取付 位置が規制され、前記第1の凹部によってそ 取付方向が規制されていることを特徴とす ものである。

 また、本発明は、両端に導電性のキャッ 部を有し前記両端の導電性のキャップ部に 続された抵抗体を有する抵抗素子と、コイ 部とその両端に延びるアーム部を有するコ ルばねと、絶縁性基板とを有し、前記抵抗 子の一方のキャップ部に接続されたリード を一方の端子とし、前記コイルばねの一方 アーム部を他方の端子とするヒューズ抵抗 であって、前記絶縁性基板には、前記リー 線を挿通できる第1の貫通孔が設けられてい るとともに、前記コイル部の少なくとも一部 を挿入するための第1の凹部と前記コイルば の前記一方のアーム部を挿通できる第2の貫 孔が設けられており、前記抵抗素子は、前 リード線が前記第1の貫通孔に挿通されて前 記一方のキャップ部側が前記絶縁性基板に固 定されており、前記コイルばねは、前記コイ ル部の少なくとも一部が前記第1の凹部に挿 され、かつ、前記一方のアーム部が前記第2 貫通孔に挿通されており、前記コイルばね 他方のアーム部が前記コイルばねに蓄勢力 生じるように前記抵抗素子の他方のキャッ 部に接続されたリード線に低融点金属によ 固定されており、前記コイルばねは、前記 2の貫通孔によってその取付位置が規制され 、前記第1の凹部によってその取付方向が規 されていることを特徴とするものである。

 本発明によれば、他方のアーム部にコイ ばねの蓄勢力によって生じる付勢力が与え れているので、速動性を向上できるととも 、コイルばねの取付位置と取付方向が規制 れるので、組立の際にばね力を一定にする とができる。また、コイルばねは、他方の ーム部が、絶縁性基板に固定された抵抗素 の他方のキャップ部、あるいは、他方のキ ップ部に接続されたリード線に固定される で、ヒューズ抵抗器の取付の際に端子であ 一方のアーム部に力が加えられても、軸方 の移動を阻止できるという効果がある。

図1は、本発明のヒューズ抵抗器の第1 実施例の概略の構造を説明するための図で 図1(A)は正面図、図1(B)はA-A線断面図、図1(C) B-B線断面図である。図中、1は抵抗素子、2a,2 bはキャップ部、3aはリード線、4はコイルば 、4a,4bはアーム部、4cはコイル部、5は絶縁性 基板、5a,5bは凹部、6は低融点金属、7はケー である。 図2は、本発明のヒューズ抵抗器の第1 実施例の図1(C)に対応する変形例の図である 図3は、図1で説明したヒューズ抵抗器 動作の説明図であり、図3(A)は正常状態、図3 (B)は異常電流による遮断状態を示している。 図4は、本発明のヒューズ抵抗器の第2 実施例の概略の構造を説明するための正面 である。図中、3bはリード線である。 図5は、従来のヒューズ抵抗器の構造の 概略を説明するための正面図である。図中、 11は抵抗素子、12a,12bはキャップ部、13a,13bは ード線、14は温度ヒューズ、14a,14bはリード 、15はケースである。

 以下、本発明の実施形態について、図1- 4を参照して説明する。なお、各図中、同一 たは相当する部材または要素には、同一の 号を付して説明する。

 図1は、本発明のヒューズ抵抗器の第1の 施例の概略の構造を説明するための図であ 。抵抗素子1は、この例では、円筒形のセラ ックやガラスを絶縁性基体として、両端に 電性金属のキャップ部2a,2bが取り付けられ NiCr等の抵抗線が螺旋状に巻かれ、抵抗線の 端は、キャップ部2a,2bに溶接されたもので る。この溶接に用いられる金属の融点は、 融点金属6の融点よりも高い値である。キャ プ部2aには、リード線3aが取り付けられるが 、リード線付のキャップを用いてもよい。リ ード線付のキャップを用いる場合は、キャッ プ部2b側にはリード線は不要であるので、リ ド線を切り落としてもよい。抵抗素子1の表 面には絶縁コートが施されているが、必ずし も絶縁コートは必要ない。

 この実施例では、抵抗素子として巻線抵 器を用いたが、本発明の抵抗素子は巻線抵 器に限られるものではなく、酸化金属等の 膜抵抗器や、セメント抵抗器等、適宜の抵 器が用いられる。被膜抵抗器の場合は、絶 性基体に被膜抵抗を形成した後に、両端部 キャップ部を被せることによって、キャッ 部が抵抗体に接続される。

 コイルばね4は、燐青銅等のばね性を有す るワイヤを用いて、一部をコイル状に巻いて 形成したコイル部4cの両側にアーム部4a,4bを や長めに残してしておく。一方のアーム部4a が接続用の足となり、他方のアーム部4bが後 するように、キャップ部2bに接続されるか 、アーム部4a,4bには、そのための長さが必要 である。コイル部4cは、1回または複数回巻か れる。このコイルばねは、ワイヤの曲げによ るばね性を利用するので、コイル部4cの巻数 多いほどばね定数は小さくなるから、巻き によってばね定数を設定できる。なお、ア ム部4a,4bは、コイルばねのコイル部4cから延 長されて形成されているが、アーム部4a,4bを の部材で形成して、コイル部4cに接続して よい。

 絶縁性基板5は、熱伝導率が低く、高温に 耐える材料、例えば、熱硬化性プラスチック を用いるのがよい。熱伝導率の低い材料を用 いると、抵抗素子1に流れる異常電流による 熱が絶縁性基板側に逃げることを防止でき からである。絶縁性基板5には、抵抗素子1の 一方のリード線3aを挿入するための貫通孔が けられているとともに、上面(抵抗素子1の 付面側)にキャップ部2aが挿入できる凹部5aが 形成されている。凹部5aは、キャップ部2aが 入されるように、キャップ部2aの外径よりも 僅かに大きい内径であることが抵抗素子1を 定する目的からは望ましいといえるが、必 しも、凹部5aを設けなくてもよい。抵抗素子 1は、凹部5a内において、接着剤(例えば、シ コン系の接着剤)によって固定される。凹部5 aを設けない場合は、絶縁性基板5の上面に、 着剤(例えば、シリコン系の接着剤)で固定 れる。

 絶縁性基板5には、コイルばね4の一方の ーム部4aを挿入するための貫通孔が、抵抗素 子1の一方のリード線3aを挿入するための貫通 孔に対して所定のピッチとなるように開けら れているとともに、上面(コイルばね4の取付 側)にコイルばね4のコイル部4cが緩く挿入で きる凹部5bが設けられている。コイルばね4の コイル部4cが緩く挿入できるようにすること 、凹部5bにコイル部4cを挿入することによっ てばねを締め付けることがないようにして、 ばね定数に影響を与えないようにするためで ある。したがって、ばね定数への影響がさほ ど問題とならないときは、緩くなくてもよい 。いずれにしても、アーム部4aを挿入するた の貫通孔に対して凹部が偏った位置に形成 れていることにより、コイルばね4の向きを 規制することができる。コイルばね4のアー 部4aを貫通孔に挿入するに際して、接着剤( えば、シリコン系の接着剤)を用いてアーム 4aをも絶縁性基板5に固定してもよい。

 低融点金属6は、キャップ部2bとコイルば 4のアーム部4bとの間に設けられ、それが一 の温度に達すると溶断する金属であり、ヒ ーズメタルはその一種である。所定の融点 半田を用いてもよい。

 ケース7は、絶縁性基板5の周縁に嵌合す ようにして被せられ、内部となる抵抗素子1 コイルばね4を収納して保護する。透明な材 料(例えば、アクリル樹脂等)を用いると、内 を透視でき、作動したか否かの確認が容易 なる。もちろん、ケース7は不可欠のもので はない。

 このヒューズ抵抗器の組立について説明 る。絶縁性基板5の上述した貫通孔に、抵抗 素子1の一方のリード線3aを挿入して、キャッ プ部2aが凹部5aに挿入されて、接着剤によっ 、抵抗素子1が絶縁性基板5に固定される。抵 抗素子1の固定に際しては、上部のキャップ 2bにおける抵抗線の溶接部分が外側に向くよ うに固定されるのがよい。溶接部分が、コイ ルばね4のアーム部4bとの低融点金属による接 続の邪魔にならないからである。コイルばね 4は、アーム部4aが貫通孔に挿通され、コイル 部4cが凹部5bに挿入される。アーム部4aの挿通 に際して接着剤を用いてもよいことは上述し たとおりである。この状態では、アーム部4b キャップ部2bから十分に離れている。この 態で、キャップ部2bの側面を一方の接点部分 とし、コイルばね4のアーム部4bの曲げられた 先端が他方の接点部分となるように、コイル ばね4の弾性力に抗して接触させて、低融点 属6で溶接する。その後、ケース7を被せて、 ヒューズ抵抗器が組み立てられる。なお、こ の実施例では、アーム部4bの先端をキャップ 2bに対してほぼ垂直となるように曲げてい が、先端部の形状は適宜でよく、必ずしも げなけれならないものではない。

 図2は、図1で説明した第1の実施例の変形 を説明するための図で、図1(C)に対応する図 である。この例は、コイル部4cの巻数を3とし たものである。したがって、図1で説明した 施例に対して、コイル部4cの幅が大きくなっ ており、コイル部4cを挿入する凹部5bもそれ 対応して大きくなっている。

 なお、凹部4cの深さは、絶縁性基板5の厚 によって制限されるが、取付方向を規制で る深さであれば足りるものであり、必ずし コイル部4cを十分に没入できる必要はなく コイル部4cの一部を挿入できればよい。

 図3は、図1で説明したヒューズ抵抗器の 作を示し、図3(A)は正常状態、図3(B)は異常電 流による遮断状態を示している。

 正常状態では、図3(A)に示すように、アー ム部4bはキャップ部2bに接続された状態を維 しており、リード線3aとアーム部4aの間は閉 路となっている。過電流が流れると、抵抗 子1で発生する熱によりキャップ部2bが加熱 れ、低融点金属6が溶ける。同時に、コイル ばね4に蓄勢されているばね力によって、ア ム部4bは急速にキャップ部2bから離れ、図3(B) に示すように、リード線3aとアーム部4aの間 開回路となって、ヒューズ抵抗器が挿入さ た回路を遮断する。

 また、過電流によらずとも、周囲温度が んらかの異常によって上昇して、低融点金 6がその熱によって溶融した場合も、同様に 、リード線3aとアーム部4aの間が開回路とな て、ヒューズ抵抗器が挿入された回路が遮 される。

 図4は、本発明のヒューズ抵抗器の第2の 施例の概略の構造を説明するための正面図 ある。この実施例では、キャップ部2bにもリ ード線3bが取り付けられている。そして、リ ド線3bを一方の接点部分として用いた。他 の接点部分であるアーム部4bとが低融点金属 6で接続されていることは第1の実施例と同様 ある。このヒューズ抵抗器の動作は、キャ プ部の熱がリード線3bに伝導されて、低融 金属が溶断するのであり、図3で説明したと 様であるので詳細な説明は省略する。

 本発明は、電気回路における過電流に対 る保護素子として用いられるヒューズ素子 特に、抵抗素子と温度ヒューズ素子とが回 的に直列に接続され、異常電流による抵抗 子の熱で低融点金属からなる温度ヒューズ 子を溶断するヒューズ抵抗器に適用するこ が出来る。




 
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