专利名称：温度保险丝的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种构造简单，可保证在额定温度下可靠地切断电气回路，特别适用于电流较大电气回路的温度保险丝。
近年来，作为当环境温度超过额定值时切断电气回路，以防止电气回路及电气产品的烧毁，特别是防止火灾发生的安全开关的温度保险丝被广泛地使用着。
这种温度保险丝由融点低的可融合金制成的保险丝线构成电路的一部分，当环境温度超过其融点时被熔断以切断电气回路。从而，特别是在大电流的使用场合，由于使用较粗的保险丝线，较多的熔融态可融合金必须确实从导线上脱离以保证切断通电。
所以，以往大额定电流的温度保险丝(例如5A以上)内置有螺旋弹簧，在保险丝线熔断时，以此螺旋弹簧的弹簧恢复力来强制地使可融合金离开导线。
但是，这种现有技术除了构造复杂以外，由于有内置螺旋弹簧的原因造成制造困难，生产率低，生产成本上升。并且由于这种构造在熔断时拉伸的弹簧处于不稳定状态，此时弹簧会与温度保险丝的外皮接触，造成发生触电、漏电等新灾害的危险。
本发明目的在于提供以解决前述问题的构造简单、同时确保切断通电的温度保险丝，以在与导线绝缘的外筒内的空间中设有对于熔融的前述可融合金具有良好附着性的高附着性金属吸着体为基本原理。
为实现上述目的，本发明的温度保险丝具有将由加热后可熔融的可融合金构成的线状保险丝部的两端与导线部连接的保险丝基体，以及通过把前述导线部间围绕保险丝部长度方向延伸、同时两端固定在各导线部上进行封闭，形成容纳前述保险丝部的密封空间的外筒。此外筒与所述的导线部绝缘，在所述空间中具有由对于熔融的可融合金M有优良附着性的高附着性金属构成的吸着面的吸着体，而所述吸着面面对着保险丝部。
作为前述吸着体，可形成为与前述保险丝部的端部接触或接近配置的圆板状以及底面与前述保险丝部的端部接触或接近的杯状。
此外作为前述吸着体，可由保险丝部的中央部分外套的外套环形成，此时，外套环可以由板材经压力机冲压成形的圆板体、线材螺旋卷曲形成的螺旋体、以及带材圆筒形卷曲形成的圆筒形形成。
本发明的温度保险丝在外筒的空间中形成由高附着性金属构成的、面对前述保险丝部的吸着面。从而，可融合金在熔化时，开始液化的合金与吸着面接触，由于附着力以及表面张力向吸着面侧面移动，至少能与一端的导线部相分离，造成绝缘。
吸着体由圆板状及杯状形成，其侧面及底面与前述保险丝部接触或接近时，可融合金在开始液态化时向保险丝部端部的吸着面牵引移动，与保险丝部另一端侧的导线部能发生较大分离。
吸着体为外套环时，由于外套环与保险丝部接触，与保险丝部的热传导率较高，并且由于比热差等原因，接触部的温度较早上升。从而外套环正如热源机能，此接触部分作为起点在额定温度下迅速将保险丝部熔化，可以提高温度保险丝对于环境温度的传感精度及传感速度。
保险丝部在接触部分作为起点熔化时，变为液状的合金由于其吸着力被拉向外套环，外套环自身也由于吸引力的原因向一方的导线部拉伸，与另一侧的端部分离，造成绝缘。
在这其中，由于利用了熔融的合金的物理性质，特别是表面张力及与吸着面的亲合性等，所以构造简单，而且螺旋弹簧的没有机械可动部，使动作可靠。其结果是生产率提高、成本下降，产品质量及可靠性提高。
在保险丝部上，一般为了防氧化变质，涂布一种覆盖其表面的、侵蚀破坏氧化膜以防止氧化膜生成的活性剂，它含有例如氯化锌、氯化铵、松香等的树脂以及动物油脂等，经一段时间，此活性剂容易从保险丝部流出，从而保险丝部表面变质，熔融温度变得比当初设定的温度要高。而在使用外套环时，涂布的活性剂通过高粘度时为活性剂粘接力、低粘度时为表面张力等的作用被长期地保持在保险丝部与外套环之间。从而至少成为此熔融起点的接触部分中防止氧化，进而能防止熔融设定温度的变动。
在形成从外套环一端与另一端相连的延伸地分割线、并能使其内径变化时，外套环在增加吸着液态合金量时且扩径等，根据吸着液态合金的量能使此收容能力提高。此外，分割线有助于活性剂向外套部分内浸入。
作为内径可变的外套环，例如，能把线材螺旋卷绕成螺旋状的以及把带材卷曲成圆筒状地形成。对于螺旋状外套环，内径比较容易变化，且活性剂浸入性好。另外，对于筒状外套环，与保险丝部接触面积大等，则热传导率较高，而且热量高，能达到高精度熔融。
图1示出本发明的吸着体为杯状的一实施例的断面图；图2为说明其动作的作用图；图3示出圆板状吸着体一例的断面图；图4为说明其动作的作用图；图5示出外筒内面构成吸着体时一例的断面图；图6示出外套环为圆板体时一实施例的断面图；图7示出此保险丝部熔断状态的断面图；图8示出圆板体放大的立体图；图9示出圆板体其它例的正面图；图10示出外套环为螺旋体时一实施例的断面图；图11示出此保险丝部熔断状态的断面图；图12示出螺旋体其它实施例的立体图；图13示出螺旋体进一步实施例的断面图；图14示出外套环为筒体时一实施例的立体图；图15示出筒体其它实施例的立体图；图16为说明使用成形模具的温度保险丝的制造过程的立体图。
下面根据
本发明的一个实施例温度保险丝1由具有由可融合金M制成的线状保险丝部2的保险丝基体3与包围保险丝基体3的上述保险丝部2的外筒5组成。同时在外筒5的内部空间H中，固定着吸着体11，它具有由对于熔融的可融合金M有优良附着性的高附着性金属构成的吸着面S。
图1至5示出了适合额定电流大于5A的温度保险丝构造，图6至15示出了适合额定电流小于5A的温度保险丝构造。
前述保险丝基体3具有由加热后可熔融的可融合金M制成的线伏的保险丝部2及与此保险丝部2的两端连接的导线部7、9。作为前述可融合金M可使用众所周知的低融点合金如铅(Pb)、锡(Sn)、镉(Cd)、铋(Bi)等，本例采用的合金M为Pb(30.6％)、Sn(51.2％)、Cd(18.2％)。其融点在140至160度，例如设定为150度，同时其线径根据所用电气回路的额定电流设定。此外导线部7、9由通常的电线例如表面镀锡处理的软铜线制成，可用焊接等方法与前述保险丝部2导通连接。
前述外筒5围绕前述保险丝部2同时向两端的导线部7、9长度方向延伸，在本例中由圆筒状热硬化性塑料、陶瓷、玻璃等难燃性绝缘材料构成。外筒5的内径比保险丝部2的内径大且比其长，它的两端填充如丙烯基系或环氧系等紫外线硬化粘接剂构成的绝缘性端部材料15、16，使其密封并与导线部7、9固连。从而在外筒5的内部形成容纳保险丝部2的密封空间H。此外本例中由于额定电流高，外筒5直径较大，在空间H内，在外筒5的一端嵌有固定外筒5的稳定侧片10。外筒5的另一端通过具有吸着面S的吸着体11连接在导线部9上。
前述吸着片11在本例中由对熔融的可融合金M附着性好的高付着性金属制成，在前述外筒5的内周面内的周围部13及由前述导线部9贯通的、封闭前述周围部13的底部12形成杯状。从而该底部12的底面12S与周围部13的内周面13S形成面对保险丝部的吸着面S。
作为高附着性金属，可使用金、白金、银、铜、前述可融合金M构成的金属及以JIS H 8621—9.9的浸湿性试验为准，在熔融的可融合金M内浸泡的试验片取出时在浸湿面上无可融合金颗粒而处于均匀浸湿状态的试验片金属，特别是还可以使用这些金属的合金。吸着面S如本例由吸着体本身有高附着性金属构成外，也可通过对吸着体进行高吸着性金属的电镀处理来形成其表面的吸着面S。此时，吸着体本体11可由高附着性金属以外的金属及塑料等制成。此外前述的“电镀处理”除电镀外还包含真空蒸镀、喷涂等涂装处理。
另外吸着面S的一部分最好与保险丝部2相接触或接近，在本例中，底面12S与保险丝部2的端面有实质的接触。内周面13S与保险丝部2的外周面之间形成有间隙。前述内周面13S的直径D2最好为保险丝部直径D1的1.3—1.6倍，内周面13S的前端理想的位置是在保险丝部2长度的中间位置附近。在保险丝部2熔融时，如图2所示，液态的合金M由于附着力及表面张力而引向底面12S，由于底面12S与内周面13S形成杯状，表面张力会显著增加。因此在前述1.3—1.6倍的情况下，熔融后的合金M可确保向杯状空腔内移动，能够保证收容。在内周面13S的直径D2小于1.3D1时，收容体积不足，而大于1.6时则无法保证表面张力等的增大。吸着片11也可根据要求形成排除底部12而仅有周围部13的结构。
保险丝基体3的导线部7和9、外筒5、吸着体11以及侧片10由前述端部材料15连接为一体，此时前述导线部7、9的遗留部分确实绝缘。保险丝部2的外周涂有前述的活性剂。
图3—4示出了温度保险丝的另一实施例。在图中，吸着体11是只由前述保险丝部22的端面接触的底部12构成的圆板状本体。由此底部12的侧面12S形成面向空间H的吸着面S。因此将液态的合金M引向侧面12S，收集于导线部的一侧。然而，为了提高引力，最好在保险丝部2的长度的中间位置上，安装一高附着性金属制成的与前述保险丝部2相配合的环状可动片17。此可动片17的外径小于外筒5的内径，其构成相对于前述吸着面S的辅助吸着面S1。
从而，如图4所示，保险丝部2熔融时，液态合金M由于可动片17与吸着面S的相互作用，此可动片17向吸着面S在瞬时内移动，以确保回路的切断。此时前述侧片10内朝向面也可形成吸着面S。
图5示出了温度保险丝1其它进一步的实施例。在图中，外筒5为内表面镀有高附着性金属的有底筒体，其底部19由另一侧的导线部9贯通，并与导线部9连接。此外，侧片10具有在贯通着导线部7的圆板基部10A的周围，安装在外筒面5的内周面5S上的承受部10B，侧片10的承受部10B将外筒部沿其一端的内周面5S履盖的同时，在空间H中露出了内周面5S的剩余部分及底面19。其结果由此露出面外筒5形成了与图1相同杯状吸着面S。承受部10B的前端最好位于前述保险丝部2的长度中间位置，而底面19S与保险丝部2的端部相接触。
以下说明吸着体11为在保险丝部2上外套外套环21的情况。外套环21由圆板状、螺旋状、圆筒状等形状构成，通过由高附着性金属制成，至少其内周面与保险丝部2接触形成吸着面S。此外在图6至15中，温度保险丝1由于前述外筒5的直径较小，所以在其两端可以不用侧片10，而只用前述端部材料15、16填充而将导线部7、9直接固定。如使用侧片10也是适合的。
作为外套环21，如图6、8所示，可以使用将高附着性金属的平板冲压成形的圆板体21A，它设置在前述保险丝部2的长度中间位置。圆板体21A有用以套入保险丝部2的中心孔30，由于此中心孔30做成三角形、四角形等多角形状，与保险丝部有2点或2点以上的接触，这样能使圆板体21A容易套入保险丝部2，同时可以防止套入后的位置移动。由于是点接触，前述中心孔30也可以为椭圆。在前述中心孔30为圆形的情况下，当可游动地插入保险部2后，圆板体21A以在直径方向堵塞的方式固定外，圆板体21A上形成为缝隙的分割线24而使其成为“C”状，以使中心孔保持有弹性。
特别是圆板体21A为点接触，保险丝部2涂有活性剂时，由于活性剂的粘着力及表面张力等的作用，保险丝部2与中心孔30之间的活性剂可长期保持，防止保险丝部2的氧化。
此外圆板体21A由于与保险丝部2接触，与保险丝部2的热传导率高加之比热等的原因，圆板体21A的温度较其他上升较早，从而圆板体21A具有作为热源的机能，以此接触部分为起点在当初的设定温度下迅速将保险丝熔融，可以提高温度保险丝的传感精度及传感速度。
在保险丝部2与前述圆板体21A的接触部分作为起点熔化时，变为液状的合金M由于吸着力被拉向圆板体21A，圆板体21A自身也由于吸着力被拉向导线部的一方9，如图7所示，与另一侧的导线部7造成较大的间隔，将回路切断。此圆板体21A也可以作为前述的可动片17(图3、4所示)使用。
图10、11示出了外套环21为螺旋体时情况。螺旋体21B由围绕保险丝部2卷为螺旋状的高附着性金属线材23制成，由于相邻的线材23、23之间形成的分割线24从螺旋体21B的一端到另一端连续拉伸，其直径有可能发生变化。这样螺旋体21B固着在保险丝部2上，此外螺旋体21B与前述圆板体21A相同，与保险丝部2之间，从分割线24浸入的活性剂长期保持着。
在保险丝部2熔化时，变为液状的合金M如图11所示，与螺旋体21B一同被拉向一端的导线部9，切断回路，螺旋部21B随着吸着的液态合金M的增多而直径增大，从而收容液态合金M的收容能力提高。螺旋体21B如图12所示，线材23如在C字状的大约一圈切断，就具有保险丝部2的熔融起点及液态合金M的一个吸着核的功能。从而，外套环21的长度下限为线材23的直径d以及圆板体21A的板厚。然而从前述熔融的起点以及吸着的机能的观点来看，最好使用表面积及热容量大的圆板体21A。其上限为了确保回路的切断，外套环21的外套长度L1应为前述保险丝部2的长度L0的0.5倍以下。此外作为线材23可使用直径为0.05—0.3mm最好为0.1mm的铜线。
图13示出了螺旋体21B的其它实施例，在图中，螺旋体21B一端卷装在一侧的导线部9上，使螺旋体21B加以可靠固定，以防止长度方向的错位。
图14示出了外套环21为筒体21C的情况。在图中，筒体21C是通过将高附着性金属的狭带材26螺旋卷绕而形成的。在这样的情况下由于分割线24螺旋地展开，也能维持活性剂均匀地浸入，而且由于与保险丝部2的接触面积大，有好的热传导率并且热容量较高，从而能达到高精度的熔融。
图15示出了筒体21C的其它实施例。在图中，筒体21C为平行卷曲带材26形成的，在这样的情况下，与保险丝部2的接触面积变大且热容量高等能高精度地熔融。
此外，这样的温度保险丝1如图16所示，通过使用光透性的成形模具40，能够简易而且精度良好地形成。作为成形模具40适合使用硅酮橡胶等透明的弹性材料，在块件41的内部形成温度保险丝1成形用的空间42。此外，在块件41上，从其上面到空间42之间设置取出展开成形品用的缝隙43。
作为制造过程，在把予吸收外套环21嵌到保险丝部2的保险丝基体3上插入例如玻璃制成的光透型外筒5，以组装保险丝。然后推开前述缝隙43，把此组装体装入成形模具40内后，在此组装体外筒5的两外端注入紫外线硬化剂的粘接剂41，使外筒5的两外端闭合。粘接剂41的注入是从前述缝隙43的缝隙间用喷射器进行的。组装体以原样保持在成形模40中，并搬入紫外线照射室内，由于成形模40及外筒5通过紫外线，使粘接剂41硬化，形成端部件15、16。在硬化中，由于外筒5与保险丝基体3同芯地保持在成形模40内，能够简易地生产出高精度的温度保险丝。由于使用光透性的成形模40及外筒5，消除了安装不良等，并可以用目力判断，从而能显著减少不良品。此外，在组装体中注入粘接剂41后，把组装体在成形模40内装配成形是可行的。并且成形模40在使用玻璃材料、合成树脂等非弹性材料时，作为拼合模具也是可行的。
由于本发明的温度保险丝如上所述地构成，能使传感器精度及传感器速度提高的同时，能构成简单而且可靠地切断回路通电，而且生产效率提高成本下降的同时，产品质量及其可靠性提高。
权利要求
1.一种温度保险丝，具有将由加热后可熔融的可融合金构成的线状保险丝部的两端与导线部连接的保险丝基体；以及通过把前述导线部间围绕保险丝部长度方向延伸、同时两端固定在各导线部上进行封闭，形成容纳前述保险丝部的密封空间的外筒；此外筒与所述的导线部绝缘，在所述空间中具有由对于熔融的可融合金M有优良附着性的高附着性金属构成的吸着面的吸着体，而所述吸着面面对着保险丝部。
2.按照权利要求1所述的温度保险丝，其特征在于所述吸着体为在它与保险丝部端部接触或接近配置的侧面上形成其吸着面的圆板状。
3.按照权利要求1所述的温度保险丝，其特征在于所述吸着体为杯状，把其吸着面形成在沿外筒内周面延伸、围绕着保险丝部的周面以及、与此保险丝部端部接触或接近而把所述周面封闭的底面上。
4.按照权利要求1所述的温度保险丝，其特征在于所述吸着体有在保险丝部的长度L0的0.5倍以下的长度L1并外套入保险丝部、同时在表面上形成吸着面的外套环。
5.按照权利要求4所述的温度保险丝，其特征在于所述外套环为带有嵌入保险丝部用中心孔的圆板体。
6.按照权利要求5所述的温度保险丝，其特征在于外套环通过多角形状的中心孔，上述至少两点以上与保险丝部点接触。
7.按照权利要求4所述的温度保险丝，其特征在于所述外套环具有能使其内径变化的从其一端与另一端连续延伸的分割线。
8.按照权利要求7所述的温度保险丝，其特征在于所述外套环为螺旋卷绕优良附着性金属线材的螺旋体，并且相邻的线材间构成分割线。
9.按照权利要求7所述的温度保险丝，其特征在于所述外套环为圆筒状卷绕优良附着性金属带材的筒体，带材卷绕始端与卷绕终端间构成所述的分割线。
全文摘要
本发明提供一种能提高传感精度、传感速度，结构简单且确实能切断回路，生产效率高、成本低、产品质量及其可靠性高的温度保险丝。它具有由可融合金M制成的线状保险丝部2两端与导线部7、9相连接的保险丝基体3，以及由于围绕保险丝部2长度方向延伸的两端固定在各导线部7、9上地封闭，以形成容纳保险丝部2的密封空间H的外套5。在空间H内设置吸着体11，它具有与可融合金M有优良附着性的附着性金属制成的吸着面S。
文档编号H01H37/76GK1131334SQ9512116
公开日1996年9月18日 申请日期1995年12月21日 优先权日1994年12月22日
发明者中岛卓夫 申请人:中岛卓夫