熔丝元件的制作方法

本发明涉及熔丝元件，特别涉及温度熔丝元件。

背景技术：

在电气装置的温度异常变高的情况下，需要阻断流过电气装置的电流来确保电气装置的安全。一般，作为阻断电流的手段而使用温度熔丝元件。

过去，作为温度熔丝，已知如专利文献1以及2记载那样的合金型温度熔丝以及热敏颗粒型温度熔丝等。合金型温度熔丝将两个引线间用熔丝要素电连接，该熔丝要素被涂敷熔剂，进而被陶瓷管、环氧树脂等密封。对于合金型温度熔丝来说，若超过给定的温度，熔丝要素就会熔融，通过其表面张力而被牵拉向两引线，在两引线间流入熔剂，由此将电流阻断。热敏颗粒型温度熔丝的两个引线间经由开关可动构件和金属外壳被电连接，在开关可动构件与引线间，开关可动构件通过弹簧负荷被推压到一个引线从而保持电连接。这样的弹簧负荷是通过热敏颗粒的推压力被保持的。在热敏颗粒型温度熔丝中，若超过给定的温度，则热敏颗粒就会熔融，由此由开关可动构件承载的弹簧负荷就会减低，由此开关可动构件从引线隔离，其结果是电流被阻断。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：jp特开2010-140710号公报

专利文献2：jp特开2009-105038号公报

在上述的合金型温度熔丝中，由于构成熔丝要素的低熔点金属的电阻比较高，而且与流过熔丝要素的电流的方向垂直的截面很难被增大，因此熔丝要素自身的电阻比较高。因此，若流过大的电流，则熔丝要素就会发热、熔断，因此合金型温度熔丝存在难以将额定电流设定得大这样的问题。另外，由于熔丝要素的熔断是自然熔断，因此熔丝要素自身的熔断以及熔剂的流入慢，还存在耐电压性变低这样的问题。热敏颗粒型温度熔丝通过将开关可动构件推压到引线来将两者电连接。即，由于是单纯的基于接触的连接，因此电阻会变高。因此，存在难以将额定电流设定得大这样的问题。出于这样的理由，现有的温度熔丝很难单独地与电动工具等特别需要大电流以及大电压的设备相对应。

技术实现要素：

因此，本发明的目的在于，提供额定电流以及额定电压大的熔丝元件。

本发明的发明者锐意研讨的结果是，发现：通过使两个板状的引线重合并将它们用低熔点金属连接，能增大连接面积且减小引线间距离，由此能增大额定电流。另外，本发明的发明者发现：通过将两个引线在被施加使两者隔离的方向的力的状态下用低熔点金属连接，在熔丝元件发生了动作的情况下能实现短时间内的熔断，由此能提高额定电压。进而，本发明的发明者发现：通过将接点部同熔剂一起封入壳体内，在两个引线被隔离了时，能在短时间内使熔剂流入引线间，由此能提高额定电压。本发明的发明者基于这些见解而得到本发明。

根据本发明的一个要旨，提供一种熔丝元件，其具有壳体、板状的第1引线以及第2引线、和熔剂，所述第1引线以及第2引线的接点区域相互重叠，且在作用了分离力的状态下通过低熔点金属电连接，所述第1引线以及所述第2引线被配置成，端子区域从壳体突出，接点区域位于壳体的内部，所述熔剂填充在所述壳体的内部。

根据本发明的另一个要旨，提供以具有上述的熔丝元件为特征的电气装置。

发明效果

根据本发明，通过将两个引线相互重叠且在作用了分离力的状态下连接，进而同熔剂一起收容在壳体内，能提供具有高额定电流以及高额定电压的熔丝元件。

附图说明

图1是本发明的一个方式的熔丝元件1a的截面图。

图2是从上方观察图1的熔丝元件1a的内部的情况下的俯视图。

图3是表示图1的熔丝元件1a动作后的状态的截面图。

图4是从上方观察其他方式的具有接点区域的熔丝元件的内部的情况下的俯视图。

图5是从上方观察其他方式的具有接点区域的熔丝元件的内部的情况下的俯视图。

图6是本发明的其他方式的熔丝元件1b的截面图。

图7是表示图6的熔丝元件1b动作后的状态的截面图。

附图标记说明

1a熔丝元件

1b熔丝元件

2壳体

3第1引线

4第2引线

5熔剂

6第1接点区域

7第2接点区域

8低熔点金属

10第1端子区域

11第2端子区域

15贯通孔

16缩颈部

具体实施方式

参考附图来详细说明本发明的一个实施方式。

本发明的熔丝元件1a大体具有图1以及图2所示那样的结构。具体地，熔丝元件1a具有壳体2、板状的第1引线3以及第2引线4、和熔剂5。第1引线3以及第2引线4各自在其一端具有第1接点区域6以及第2接点区域7，这些接点区域相互重叠，且通过低熔点金属8电连接。第1接点区域6以及第2接点区域7在被施加了使两者隔离的方向的力(以下也称作“分离力”)的状态下通过低熔点金属8接合。第1引线3以及第2引线4各自在与接点区域侧那端相反的一侧具有第1端子区域12以及第2端子区域13。第1引线3以及第2引线4被配置成，第1端子区域12以及第2端子区域13从壳体2突出，第1接点区域6以及第2接点区域7位于壳体2的内部。熔剂5填充在壳体2的内部。在本发明的熔丝元件1a中，第1引线3、低熔点金属8、以及第2引线4按照该顺序电连接。本发明的熔丝元件1a在异常时，即在熔丝元件的温度超过给定的温度的情况下，低熔点金属8会软化、熔融，第1引线与第2引线间的接合力会变弱，第1引线和第2引线会因在接点区域起作用的分离力而隔离，其结果是，会将电流阻断。在第1引线和第2引线隔离时，存在于它们周围的熔剂被移动的第1引线以及第2引线推出而流入到第1引线与第2引线间，使两者的绝缘更加可靠。

上述第1引线以及第2引线是导电性的，只要是板状就没有特别限定。

上述第1引线以及第2引线的平面形状没有特别限定，优选作为整体是矩形。另外，所谓“作为整体是矩形”，是指在无视贯通孔、缩颈部分等的情况或者假定为不存在贯通孔以及缩颈部分的情况下是矩形。

作为构成上述第1引线以及第2引线的材料，并没有特别限定，例如能举出铜、铁、锌、锡、磷、镍、铝、铍、钴、锰、铬和它们的合金，优选铜以及铜合金。

上述第1引线以及第2引线的厚度并没有特别限定，例如能是100μm以上且2.0mm以下，优选200μm以上且1.0mm以下。能通过调整引线的厚度来调整分离力。

上述第1引线以及第2引线可以将表面的一部分或全部被覆。在一个方式中，上述第1引线以及第2引线将整面被覆。在其他方式中，上述第1引线以及第2引线仅将端子区域被覆。在此，所谓“端子区域”，是指为了将本发明的熔丝元件与其他电要素连接而使用的部分，典型地是从壳体突出的部分。在其他方式中，上述第1引线以及第2引线仅将接点区域被覆。在此，所谓“接点区域”，是指直接或经由低熔点金属与另一个引线电连接的部分。通过将引线的表面被覆，能改善与低熔点金属的接合性、与其他电要素的接合性、耐氧化性等。

设置上述被覆的方法并没有特别限定，能举出蒸镀、镀覆等，优选使用镀覆。

将引线被覆的材料并没有特别限定，例如能举出锡、镍、铜，优选是镍。

作为将上述第1引线和第2引线接合的低熔点金属，并没有特别限定，例如能举出sn、bi-cd合金、bi-pb合金、sn-ag合金、sn-ag-bi-in合金、sn-ag-cu合金、sn-ag-cu-bi合金、sn-ag-cu-bi-in合金、sn-ag-cu-co-ni合金、sn-ag-cu-sb合金、sn-ag-ni-co合金、sn-bi合金、sn-bi-ag合金、sn-bi-cd合金、sn-bi-in合金、sn-bi-pb合金、sn-bi-pb-cd合金、sn-bi-pb-cd-in合金、sn-bi-pb-in合金、sn-bi-zn合金、sn-cu合金、sn-cu-ni合金、sn-cu-ni-p-ge合金、sn-cd合金、sn-in合金、sn-pb合金、sn-pb-cd合金、sn-zn合金以及sn-sb合金、sn-bi-zn合金、sn-bi-in-zn合金、sn-in-zn合金、in-bi合金、in-zn合金、in-ag合金等。优选使用in-bi合金、sn-in-zn合金。

上述低熔点金属可以遍布接点区域的整面存在，也可以仅存在于一部分。在一个方式中，低熔点金属存在于接点区域的一部分。例如，存在低熔点金属的区域能是接点区域的60.0％以上，优选80.0％以上，进一步优选90.0％以上且99.9％以下，例如能是99.0％以下或95.0％以下。在一个方式中，存在低熔点金属的区域能是接点区域的60.0％以上且99.9％以下，例如能是80.0％以上且99.0％以下，或90.0％以上且95.0％以下。在优选的方式中，低熔点金属存在于接点区域的实质的整面。

在一个方式中，上述低熔点金属以层状存在于第1引线的接点区域与第2引线的接点区域之间。在这样的方式中，低熔点金属的层的厚度并没有特别限定，例如能是500μm以下，优选300μm以下，且能是10μm以上，优选30μm以上，更优选60μm以上。通过将低熔点金属的层的厚度设为500μm以下，能减小第1引线与第2引线间的电阻。通过更加减小该厚度，能更加减小电阻。另外，通过将低熔点金属的层的厚度设为10μm以上，能使第1引线与第2引线间的接合更加可靠。通过更加增大该厚度，能更加提高接合的强度。

第1引线以及第2引线的接点区域的面积并没有特别限定，例如分别能是1mm²以上，优选2mm²以上，更优选5mm²以上，进一步优选10mm²以上。通过增大这样的面积，能减小第1引线与第2引线间的电阻。

第1引线与第2引线的接合方法并没有特别限定。由于本发明中所用的第1引线以及第2引线是板状，且在重合的状态下进行接合，因此能通过回流焊来接合。另外，在通过回流焊进行接合的时间点，不在第1引线和第2引线作用分离力。在进行回流焊的情况下，例如能在将低熔点金属涂敷在一个引线的状态下、将低熔点金属涂敷在两个引线的状态下、或用引线夹着低熔点金属片的状态下进行回流焊。

经由低熔点金属8接合的第1引线3和第2引线4被配置成，第1端子区域12以及第2端子区域13从壳体2突出，接点区域6、7位于壳体2的内部。在本实施方式中，第1引线3以及第2引线4通过被壳体2的壁支承而固定。在对第1引线3以及第2引线4进行固定时，固定成使分离力作用在引线的接合部。例如，如图1所示那样，通过将对第1引线3和第2引线4进行固定的高度设为不同的高度，从而各引线在壳体2的内部挠曲，对接合部作用分离力。即，在本发明的熔丝元件中，引线还能有作为板簧的功能。若熔丝元件动作而使低熔点金属软化或熔融，则第1引线3与第2引线4间的连接被解除，两引线因上述分离力而隔离。在本发明中，将在温度熔丝动作时发生活动的引线称作“可动接点”，将不发生活动的引线称作“固定接点”。例如，在本实施方式中，由于两个引线挠曲且在动作时活动成相互隔离，因此第1引线3以及第2引线4都是可动接点。

上述熔剂5填充在壳体2的内部。该熔剂在熔丝元件发生了动作的情况下流入被隔离了的第1引线3与第2引线4之间(例如，如图3以及图7的箭头所示那样)。在本发明中，由于至少一个引线是可动接点，因此通过该可动接点的活动，壳体内的熔剂能以被推出的形式流入到第1引线3与第2引线4之间。因此，在本发明中，熔剂向第1引线3与第2引线4间的流入速度快。通过熔剂流入到第1引线3与第2引线4之间，能提高第1引线3与第2引线4之间的绝缘性，而且能抑制电弧的产生。

上述熔剂5包含壳体2的内部空间(这里，将存在引线的部分除外)的优选50体积％以上，更优选80体积％以上，进一步优选90体积％以上，更加进一步优选95体积％以上，例如实质100体积％。通过使熔剂的量是内部空间的50体积％以上，会更加促进熔剂向接点区域间流入。通过使熔剂的量更多，会更加促进熔剂向接点区域间流入。

上述熔剂5的材料只要在温度熔丝的动作温度下有流动性就没有特别限定，能使用松香系熔剂、有机酸等公知的熔剂。

上述壳体2在其内部空间收容第1引线与第2引线的接合部以及熔剂。另外，如上述那样，壳体2还能作为支承第1引线以及第2引线的支承部起作用。

构成上述壳体2的材料例如能举出lcp(liquidcrystalpolymer，液晶聚合物)树脂、聚酰胺系树脂、pps(polyphenylenesulfide，聚苯硫醚)系树脂、pla(polylacticacid，聚乳酸)树脂、abs(acrylonitrile-butadiene-styrene，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)树脂、pe树脂、pp树脂、环氧树脂等，优选使用lcp树脂或pps树脂。

上述壳体2的壁面的厚度能是优选0.1mm以上且10.0mm以下，更优选0.6mm以上且5.0mm以下，例如0.6mm以上且3.0mm以下或0.6mm以上且2.0mm以下。通过减小壁面的厚度，有利于熔丝元件的小型化。另外，通过增大壁面的厚度，在壁对第1引线以及第2引线中的至少一方进行支承的情况下，能使支承更加可靠。

本发明的熔丝元件由于第1引线以及第2引线是板状且相互以面相接，因此能将接点区域的面积确保得大。即，能将对第1引线和第2引线进行接合的低熔点金属的、与流过电流的方向垂直的截面的面积确保得大。另外，由于能使两引线接近，因此能减薄低熔点金属的层。因此，由于电阻比较高的低熔点金属的截面积变大且电流流过低熔点金属的距离变小，因此第1引线与第2引线间的电阻变小。因此，本发明的熔丝元件能有大的额定电流。另外，本发明的熔丝元件在动作时，由于在第1引线与第2引线的接触区域有分离力起作用，因此能在短时间内确保两引线间的绝缘距离。进而，本发明的熔丝元件由于在壳体内填充有熔剂，因此在第1引线和第2引线被隔离了时，熔剂会迅速流入到两引线的接点区域间，能确保两引线间的绝缘，而且能抑制电弧。因此，本发明的熔丝元件能具有高的额定电压。根据以上，本发明的熔丝元件作为温度熔丝元件能具有高额定电流以及高额定电压这两者。

如上述那样，本发明的熔丝元件由于具有高的额定电流和高的额定电压，因此适于使用在各种电气装置中。因此，本发明还提供特征在于具有本发明的熔丝元件的电气装置。

以上说明了本发明的一个实施方式，但本发明的熔丝元件能做出各种改变。

在一个方式中，第1引线以及第2引线中的至少一方可以在其可动部具有贯通孔15(图4)、缩颈部16(图5)等。通过在可动部具有贯通孔或缩颈，在动作时熔剂就能够通过贯通孔或缩颈，因此能在更短时间内流入到第1引线与第2引线间。由此，能提高动作时的第1引线与第2引线间的绝缘性，而且由于能更加抑制电弧的产生，因此耐电压得到提升。

在其他方式中，在上述实施方式中，第1引线以及第2引线仅被壳体侧方的壁支承，但也可以通过在壳体的内部空间中将一部分固定在底面来进行支承。例如，处于内部空间的引线可以从由壁面突出的突出部分起固定到处于内部空间的引线的长度的10％为止、30％为止、50％为止、或70％为止。

在其他方式中，可以如图6所示那样，一个引线、例如第2引线的处于内部空间的部分可以全都固定在底面。如此，将处于内部空间的部分全都被固定的第2引线在本发明的熔丝元件中理解成固定接点。在该情况下，另一个第1引线成为可动接点。即，在该方式中，第1引线以及第2引线中的一方是固定接点，另一方是可动接点。在本方式的熔丝元件发生了动作的情况下，仅第1引线向上方移动，第1引线和第2引线隔离。在该情况下，也与上述的实施方式同样，熔剂流入到第1引线与第2引线间(图7)。

【实施例】

实施例

准备图1所示那样的熔丝元件。各构件的详细情况如下述那样。

·第1引线以及第2引线：

材料：c5210-1/2h

厚度：150μm

宽度：4mm

壳体内长度：8mm

第1引线以及第2引线的固定部分的高度的差：1mm

·低熔点金属

材料：in-bi合金

·熔剂

树脂系固体熔剂(s17)系熔剂

·壳体

材料：pla树脂

侧壁厚度：1mm

·其他

接点部的面积：8mm²

(评价)

对上述的熔丝元件施加24a、12v的电流。在该状态下观察60分钟，在熔丝元件未特别看到变化。即，本发明的熔丝元件被确认到能没有问题地通电24a的电流。因此，本发明的熔丝元件被确认到能通电高电流。

另外，从上述的状态起一边逐渐提高温度一边测定电阻值。电阻值在110℃附近急剧增加，电流被阻断，因此熔丝元件被确认到没有问题地进行动作。

进而，观察熔丝元件动作后的接点区域。其结果是，在各引线的表面未特别看到异常。因此，本发明的熔丝元件被确认到耐电压性卓越。

工业可利用性

本发明的熔丝元件由于能具有高额定电流以及高额定电压，因此适于利用在各种电气装置、特别是需要高电流以及高电压的电气装置中。