TWI228263B - Temperature sensing material type thermal fuse - Google Patents

Description

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發明所屬之技術領域： 本發明係有關感溫材料 内收谷感溫材料，以彈菁加 切斷或是導通，特別有關選 材料之加工以及耐久性之感 型〉JHL度保險絲，於筒型外圍哭 以作用，在既定溫度時將電路 用感溫材料之材料，改良感溫 溫材料型溫度保險絲。 ^ 先前技 溫 速地將 電製品 插座、 開始， 被區分 低熔點 之感溫 時作動 也就是 溫材料 定電流 度逆轉 導通狀 術： 度保險 電路切 、攜帶 充電器 習知之 為兩大 合金； 材料料 ’將機 所謂的 料所決 為 0 · 5 A 初期常 態之電 絲’是用來正確也檢測機器之異常過熱， 斷或是導通之保護零件，廣泛使用於各種= 機器、通信機器、事務機器、車載機器、= 二馬達、電池以及其他之電子零件。從以前 溫度保險絲，依所使用可熔體之感溫材料^ 類：可溶合金型溫度保險絲，使用導電性之 以及感溫材料型溫度保險絲，使用非導電性 。此等溫度保險絲皆於周圍的溫度異常上昇 器的電流切斷或是導通電路以保護機器類外 非回復型開關。作動之溫度是由所使用之感 定，通常市面上之產品為6 0 °C〜2 5 0 " t 、頜 〜1 5 A之範圍的保護元件，於既定的作動、、西 溫狀態之導通或是切斷狀態，成為切斷戍曰 氣性保護裝置。 / 使用非導電性的感溫材料之感溫材料型溫度保險絲 構成’通常在筒型外圍器的兩端安裝導線，將具有既定、 溶融溫度的有機化學藥品加工成形為既定形狀之感溫$料

l228263 五、發明說明（2) ____ 奋於外圍器内，以壓縮彈簧等 特開平i Μ 77833號公報，提出動導電體。例如， 為破璃管於該管内的一部分形成一 f；；^度保險絲，外圍器 順攻杯 』、，，，， ^ 對的導電膜，在此管内 動導雷舰 # 置和切斷位置間移動之可 的構造。 伙此可動導電體之壓縮彈簧 絲，使用金 之導線，他 金屬殼體内 時，使彈簧 於特開平9_ 方導出之導 性體、感溫 他方之導線 特開平1 1 - 1 用了強壓縮 作用於可動 使用上 單純之有機 狀的感溫材 生軟化、變 品後的保管 平2-281525 特開平5-3 0 792 5號公報’提出一種溫度保險 屬殼體之筒型外圍器，以咬合固定一方開口侧 方開口側之導線隔著絕緣襯套加以固定，在此 感溫材料被包夾於2片的彈簧板間，在常溫 板和金屬殼體内壁面相接觸之單純構造。又， 282 9 92號公報，提出一種溫度保險絲，在和一 、、在X電氣連接之金屬设體内，順次插入配置 材=、、金屬片、彈簀可動片、以及封止陶瓷， 貝:貫通陶瓷。又，特開平s — i 3 5 649號公報以及 时3 5號公報，提出一種溫度保險絲，特別使 =簧和弱壓縮彈簧來當作彈簧構件’使壓擠 妾點體，於作動溫度時確實移動。 述感温材料之溫度保險絲，於感溫材料 =孥藥品，將此物質造粒加工成形為既定之, 抖’值此感溫材料容易受環境條件的影響形 :侔昇華、潮解等’從製造上的各階段：及J ，件寺觀點而言，存在許多問題。例如，广 k公報所示，收納感溫材料之殼體和外部導=

1228263 五、發明說明（3) 線咬合固定時因找 外部的濕氣侵 。因此，感溫 若接觸外氣會 途、封管理。 ’在溫度保險 又，相對於製 由於感溫材料 電氣特性的降 感溫材料，在 分離的缺點。 絲’不易受使 為嚴酷的保管 感溫材料本身 人殼體的内部=應力而產生間隙，使得 材料的成形加工，5溫材料產生不良的影響 產生變形或是昇基因材料本身具有潮解性， 又，成形加：：為隔絕外氣需有完全之 絲之組裝時因 之硬度等機械強度較弱 品後之溫度保：：垄力會造成變形之缺點。 的昇華以及漸解等二：=南濕的保管條件 低。特収，製品，命，造成 高溫下發生明顯軟 扒化學藥品之習知的 因此，期望能提出—種感溫材料型：〜= 用環境和砗鬥妈皿刊竹玉，皿度保險 用衣兄*日寸間變化的影響， 環境、充滿高溫古、、甚$ 士 *路在四周 也不會產生濕和有害氣體的環境下， 發明内容： 述之ί :明Ϊ供一種感溫材料型溫度保險絲1以解決上 擇之：：if f眼於感溫材料的物理、化學之特性，使用選 擇之感k材料料以提供— 用k 保險絲為目的。 1斤孓且改良之感〉皿材料型溫度 依據本發明，感溫持 料，該選擇考慮了材料擇為材 形或是變胃，各易處理、可以解決成形後之變 果，可以提供一種改善了物理、化

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第7頁 1228263 五 —一 發明說明（4) 予t性且作動安定之感溫材料型溫度保險絲。具體而言， ^ i明提出了 一種感溫材料型溫度保險絲，包括··感溫材 料i由熱可塑型樹脂所形成於既定溫度發生熔融；筒型外 ^為’用以收容該感溫材料；第1導線構件，安裝於外圍 :的端開口側形成第1電極；第2導線構件，安裝於外圍 。。的他i而開口側形成第2電極；可動導電構件，收容於外 ^ ΐ且繫留於感溫材料；以及彈簧構件，收容於外圍器擠 f W述可動導電構件；其中感溫材料於作動溫度時發生熔 网乂刀換第1電極和第2電極間的電路形成切斷或是導通狀 態。 人特別疋’於感溫材料的熱可塑型樹脂之主材料中，混 $所欲賦于之物理或是化學特性之添加物，例如混合無機 ,^ ^加充填物，可讓絕緣電阻值或是耐電壓值等電氣特 支曰回，或是混合使用改良機械特性之成形加工和強度性 之改良劑，或是增強化學特性之氧化、老化防止劑等。因 習知在有機化學藥品之感溫材料上發生之變 y又貝彳于到安定之作動特性的感溫材料型溫度保險 絲0 實施方式： —=明=材料型溫度保險絲，例如像第ia圖所 不0括.感1材料3，由熱可塑型樹脂所形成 作動溫度發生熔融；筒狀外圍^ ,、/ β ~珉於既的 Η开彡今屬μ妒.&益1，用以收容感溫材料3之 同形孟屬，又體，弟以線構件2，被咬合固定於此金屬殼體

2075-5604-PF(Nl).ptd 第8頁 1228263 五、發明說明（5) -------- 開口側’以殼體的内壁面作為第i電極；絕緣概套 、，^'裝於此金屬殼體的他端開口側；第2導線構件丨〇，貫 通絕緣襯套9，該前端部被作為第2電極；可動導電構件、 7屬二在二：極和第2電極之間自由移動’被收容於此金 和金屬殼體内周壁以電氣相接連之可動接點體；彈 :、8，繫留壓擠作用於被收容於此金屬殼體内的可 動接點體之壓縮彈簧。於感溫材料發生炼融時 1電極和第2電極間成為切斷或是導通狀態。 換弟 材料^ 溫度保險絲切換導通狀態，是由感溫 成，強壓縮彈簣對抗弱壓縮彈簧的彈力，擠壓可 接‘玷體使可動接點體與第2電極 縮彈筈，兮而# γ ^ 荷別疋，強壓 孩兩糕隔者壓板配置於感溫材料和可動接點體t 間，期能達成組裳的簡易化和强嫁“厂J勤接』體之 材料熔π 0士山 和^作動的安定化’於感溫 ^ ^ 09 ^由於弱壓縮彈簧的壓擠力，使可動接g I* # 動將電路切斷，成A正當眛⑽s ^ 优』動接點體移 在另—方面，從ίΐ 異常時〇FF的溫度保險絲。 方面，將強壓縮彈簧和感溫 鈿狀態時，於感溫材料熔融時及，：二U體化配置成壓 可動接點體移動導通電路，成縮彈簧：擠壓力使 溫材料型溫度保險絲。 ’"、㊉％〇FF-異常時on之感 用來當作感溫材料之材 膠或是工程塑膠，例如可塑型樹脂包括況用塑 乙烯（⑻、聚乙稀醇（PVA)、Jt(PE)、聚丙烯（⑺、聚苯 ； 水氣亞乙烯（PVDC)、聚乙二 2〇75-56〇4-PF(Nl).ptd 1228263 五、發明說明（6) 醇對笨二甲酸酯（PET)等之汎用熱可塑型樹脂，或是聚醯 胺（PA)、聚甲酸（POM)、聚碳酸酯（PC)、聚丁烯對苯二酸 (PBT)、聚氟亞乙烯（PVDF)、聚硫化亞苯（PPS)、聚醯胺1 亞胺（PAI)、聚醯亞胺（PI)、聚四氟乙烯（PTFE)等之工程 熱可塑型樹脂以及氟樹脂等，具有對應於既定作動溫度之 融點，可按照需要選擇使用具有所期望之物理、化學性質 之材料。又，也可以依需要，將兩種以上之熱可塑型樹脂 組合應用。

具體而言，若作動溫度在1 6 5 °C時，選擇具有相同溫 度融點之聚甲終（Ρ Ο Μ)樹脂’又’若作動溫度為2 2 〇 t時， 則選擇與熔點接近此溫度之聚丁烯對苯二酸（PBT)樹脂。 本發明之特徵為使用熱可塑型樹脂之感溫材料的溫度保險 絲’所以最好能按照所使用之熱可塑型樹脂的物理、化學 之諸特性加以改良為所期望之特性。例如，於容易發生& 化或老化之化學特性的情況，最好能混合加入抗氧化劑或 疋抗老化劑為佳。例如：2，6 -二叔丁基對曱酚、丁羥甲 醚（butylated hydroxyanisole，BHA)、2， 2，-亞曱基雙 (4-乙基-6-叔丁基苯酚）^, !，3一三（2—甲基—4—羥-5—又叔

丁基苯酚）丁烷、抗氧化劑DLTp (dUauryl thi〇dipr〇pi〇nate，CAS 1 23 —28 —4 )、抗氧化劑 DMTP(dimyristyl thiodipropi〇nate , CAS 16545-54-3 )、二笨基磷酸酯（triphenylph〇sphate)等。 例=使用聚乙烯來當作感溫材料的情況，添加〇 〇〇1〜〇 ι 質量之2， 6-二叔丁基對甲酚為有效的方式。

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1228263 五、發明說明（7) 又，感溫材料之加工咬是 声忐a ΦY疋加工後之感溫材料的機械硬 度或疋電軋絶緣性相關之物邳杜α丄 Λ. ^ ^ 特性有問題的話，可以添加 無機物之添加物。添加物之右枯> 维逆地 田α合从么地 凡填有利改善電氣電阻值或是 絕緣性。用以s作無機之添加物 石夕、矽酸#5、秒酸鋁、炭粉、 例如有：礬土、氧化 滑石等。在增加絕緣或是提心=、碳酸鎂、高陵土、 化石夕為佳。 疋^耐電壓性方面，以礬土和氧 使用熱可塑型樹脂之本發 習知有機化學藥品之感溫材皿材料的特&，乃是比 之加工較容易。習知之筚？；較好的強[且感溫材料 .. ^ ^ v、UP，於造粒、打錠後作成感溫材 料，但是使用熱可塑型樹脂時，㈣射出成形或是 形，可以廉價且大量製造。而且，有機化學藥品感溫材料 於高溫高濕下時常發生之軟化變形或是因水分引起之潮 解，、或是昇華等問題，這些問題幾乎不發生於熱可塑型樹 脂感溫材料。因此’不僅組裝前容易保管，且可以解決因 時間而發生感溫材料縮小和伴隨於此的開關機能之缺陷。 本發明之感溫材料型溫度保險絲的其他實施例提出〜 種溫度保險絲，包括：感溫材料，由熱可塑型樹脂所形成 於既定的作動溫度發生熔融；筒狀金屬殼體，用以收容感 溫材料；第1導線構件，被咬合固定於此金屬殼體的一端 開口侧，以殼體的内壁面當作第1電極；絕緣襯套，安骏 於此金屬殼體的他端開口侧；第2導線構件，貫通此絕緣 襯套’該前端部被當作第2電極；兩片之舌片狀平板’被 配置於第1電極和第2電極之間具有導電性以及彈性，延伸

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1228263 五、發明說明（8) 於長軸方向。在兩 的褢面和殼體内壁 舌片平板間夾著感溫材料，使平板 片狀平板相靠诉士 &相接觸’在感溫材料發生熔融時使舌 又，於別二=觸狀態之構成。 感溫材料被收容於=f提出一種感溫材料型溫度保險絲， 固定於此絕緣管的2絕緣管，將第1及第2導線構件各別 相接連的第1和第2 ;:同時將與此等導線構件以電氣 從此等第1電極和第2電極= = :内壁面’將可以 電體收容於絕緣管，經至切斷位置之導 著絕緣體將導電體壓h d、w ^ =、、e、味s的一端側之彈簧隔 實施例i 昼向感溫材料之構成。 第1A圖以及第^圖，提 每 保險絲，第1A圖表示常溫之二:感溫材料型溫度 異常加熱作動時之溫度保險絲的圖圖圖表示 度保險絲包括：筒狀外圍器i，由銅、黃銅皿道材輪 成導熱性良好之圓筒狀金屬殼體；第導體所形 之開口側被咬合固定；開關機能】:’该-方 於此金屬殼體内；一對的壓板4、5 /仏^材枓3，被收容 縮彈簧；可動導電構件7，為良導電性=構件6 ’為強壓 銀合金的可動接點體；以及彈簧構件8，適度的彈性之 絕緣襯套9，被插入於此金屬殼體的他沪門弱壓，彈簧）； 件10，貫通此絕緣襯套9被配置成盥全】二二，第2導線構 又，固定接點η，於第2導線構；=絕緣。 第1Α圖之常溫狀態與可動接點體 的=則前端，在 於弟1Β圖之異常溫

1228263 五、發明說明（9) 度上昇狀態發生隔離。又，封止樹脂1 2，將金屬殼體的開 口、絕緣襯套9和第2導線構件1 0加工封止。而且，絕緣礙 管1 3，由封止樹脂1 2將金屬殼體的開口充份地鼓起封止。 在此，感溫材料3是以熱可塑型樹脂為主材料加工形成， 使用於溫度保險絲之既定作動溫度熔融之材料。又，若利 用優良感溫材料之強度，即使省略壓板4，也同樣可以獲 得長期保管之特性，而且，因不使用壓板4之構造，可以 得到反應速度良好之溫度保險絲。 實施例2 作 之感溫 保險絲 定的作 殼體， 於此金 極；絕 侧；第 電極； 動導電 殼體的 極之間 為本發明相 材料之簡單 ，和前述實 動溫度發生 用以收容此 屬殼體的一 緣概套，插 2導線構件 又’具備兩 構件和彈簧 内壁面之第

構造的溫度保險絲來加以說明。此溫 施例同樣地，包括：感溫材料，由在 溶融之熱可塑型樹脂所形成；筒狀金 感溫材料；第1導線構件，被咬合固另 端開口側，以殼體的内壁面作為第1屬 入安裝固定於此金屬殼體的他端開口 貝通此絕緣襯套，該前端部被當作負 片之平板彈簧，夾住感溫材料可發揮 構件之兩種機能，此彈簧被配置於金 1電極和第2導線構件的前端部之第2 , 方向舌電性以及彈性被延伸配置於長轴 導線構件之第2電極以雷t之平板彈簧，一端被固定和第2 電氣、機械性結合，於他端兩片舌

1228263 五 發明說明（10) 片為開腳自由之平板彈笼， 將感溫材料夾住因擠屋；用：二舌片狀平板之間由開腳側 狀平板的内面和金屬；住感溫材料，崎舌片 此，於平睥#、、《_、! 面的第1電極相接觸。因 周圍溫度上昇至特定的溫声=I，准持於ν電狀態，但於 板彈簧因壓、縮力收縮盘^内^ ’感溫材料發生溶融平 導線構件間的電路 體内壁面分離，切斷第1以及第2 丁嫌5 ί H可塑型樹脂，例如選用聚甲搭（ρ〇Μ)'聚 丁稀對本二酸（ρ Β Τ)樹脂，、、w疮作a " 十個樣品，各自落於6二'險絲之作動溫度’在數 作動夕、西命2.5 c、225〜227 °c,確認 伴陝絲：度/刀布ΔΤ =2。。。此實施例，除了可以減少溫度 成零件使構造簡單外，也由熱可塑型樹脂之： /HZL材枓可有效地發揮強度性上效果。 實施例3 本實施例 於筒狀絕緣管 緣管的開口側 壁面的一邬分 感溫材料型溫度保險絲，將感溫材料收容 第1以及第2之導線構件各自被固定於此絕 同時第1以及第2電極各自被形成於殼體内 .、s:邢/刀、，於絕緣管内收容可以從第1電極和第2電極 備i:位ί移至切斷位置之球狀導電體，此球狀導電體具 縿总I隔著球狀絕緣體壓擠感溫材料側。彈簧被配置於絕 二& 端側，隔著球狀絕緣體將球狀導電體壓向感溫材 能2時導電體和内壁面之第1以及第2電極相接觸之狀 ΐ既ί持電路於導通的狀態。而且，感溫材料在溫度上昇 疋的溫度以上時發生溶融，此導電體由於彈簧的擠壓

1228263 五、發明說明（11) 移動至切斷的位置使電路斷路。此實施例之構造也被簡單 化，有效地利用有利於強度之熱可塑型樹脂。 產業上之 依據 供比較價 學之特性 變形變質 別是，組 材料型溫 製品。又 像傳統般 氣體中也 防止保管 經年變化 安定性和 可利性 本發明 廉的產 使容易 ，且可 立力口工 度保險 ，於溫 採用有 能保持 中、使 隨時可 信賴性 ，可以 品’亚 加工成 實現壽 容易和 絲之構 度保險 機化學 安定， 用中電 以於既 專方面 選擇範 按照所 形，且 命長及 感溫材 成零件 絲保管 藥 可防止 氣I特性 定的作 效果良 圍廣泛 需使用 抑制加 作動安 料強度 的簡易 之跟隨 所以長 腐餘或 等之性 動溫度 好。 之熱可塑塑 添加物，考 工成形後感 定之感溫材 之改善，有 化，可提供 時間變化方 期放置於高 是絕緣度之 能降低，也 正確地作動 樹脂且提 慮物理化 溫材料之 料。特 助於感溫 低成本之 面，因不 濕和有害 劣化，且 可以抑制 ’在提昇

1228263 圖式簡單說明 第1 A圖是表示在常溫狀態，本發明之感溫材料型溫度 保險絲的縱刮面圖。 第1 B圖是表示在異常溫度上昇狀態，本發明之感溫材 料型溫度保險絲的縱剖面圖。 符號說明： 1〜 筒狀外圍器； 2〜 -第1導線構件 3〜 感溫材料， 4〜 /壓板； 6〜 彈簧構件； 7〜 /可動導電構件 8〜 彈簧構件； 9〜 /絕緣襯套； 10 - -第2導線構件； 11 〜固定接點； 1 2〜封止樹脂； 13 〜絕緣礙管。

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Claims (1)

1228263 六 申請專利範圍 1 ·、一種感溫材料型溫度保險絲，包括·· 感溫材料（3)，由熱可塑型樹脂所 生炫融； 成於既疋溫度發 Ϊ型外圍器（！），用以收容該感溫材料； 弟1導線構件（2 )，安裝於前述外圍 成弟1電極； 。‘開口侧形 第2導線構件（丨〇 )，安裝於前述外 形成第2電極； *衣y、則义外圍為的他端開口側 、w ^可動導電構件（7)，收容於前述外圍器擊留於^ + 溫材料；以及 固w繁奋於則述感 彈簧槿彳4 f β 電構件； ，8)，收容於前述外圍器擠壓前述可動導 極和料於作動溫度發生溶融以切換前述第1電 % μ间的電路。 2 ·如申含杳奄 γ, 絲，其中前範圍第1項所述之感溫材料型溫度保險 理或是化段^感溫材料於熱可塑型樹脂混合所欲職于之物 3如申、座之添加物後加工成形。 絲，其中前4專利範圍第2項所述之感溫材料型溫度保險 感溫材料ΐ ί Ϊ加物為無機物之添加充填物，可改變前述 4如申電阻值或是耐電壓值等電氣特性。 絲，i由乂清專利範圍第2項所述之感溫材料型溫度保險 之改良劑或e f加物為前述感溫材料之成形加工和強度性 的特性。疋氣化、老化之防土劑，可改變機械或是化學

2075-5604-PF(Nl).ptd 第17頁 1228263 六、申請專利範圍 5.如申請專利範圍 ，，其中前述筒型外圍〖項所々述之感溫材料型溫度保險 ^開二插人固定之絕緣^同狀金屬殼冑，具備於該端 珂述第1導線構件，上， 開口側以電氣、機械性二合固定於前述金屬殼體的一端 述第丨―電極； 、、、°5的同時，於殼内壁面形成前 前述第2導線構件，.、_、. $的他端開口側被以貝通：述絕緣襯套於前述金屬殼 第2電,； 巴、…固定’於該前端部形成前述 韵述可動導電構件，Η ^ 間自由移動之可動接點體疋=及别述第1電極和第2電極之 前述彈簧構件，為繫留 構件。 繫召於則述可動接點體之壓縮彈簧 6 ·如申请專利範圍第$ 、 =，其中前述壓縮彈菁構件是由感^材料型溫度保險 所2成，於t述感溫材_之非作 ^黃和弱壓縮彈簣 抗W述弱壓縮彈箬的彈 >、+、 刖述強壓縮彈簧對 電極相接觸。 舞力，使則迹可動接點體和前述第2 絲，7甘如申凊專利範圍第6項所述之感溫材料型溫产你 可動i中刚述強壓縮彈菁被配置於前述感溫材料以又及前双过 i缩彈簧的擠壓力使前述可動接點體移動^;=迷弱 絲，第6項所述之感溫材料型溫度保險 ，、中刖述壓細弹黃於前述感溫材料被配置成壓縮狀 1 2075-5604-PF(Nl).pt(] 第18頁

1228263 六、申請專利範圍 ----------— _ 態，於前述感、^、丨& 壓力使前述 7么生溶融時對抗前述弱壓縮彈簧的擠 9 ·如申L 1動接點體移動以導通電路。 絲，其中前i ί 1範圍第1項所述之感溫材料型溫度保險 開口密封之絕：：：圍器'，為筒狀金屬殼體，具備將端部 前述第1導線槿杜，^ 開口侧以電氣、’父合固定於前述金屬殼體的一端 前述第1電極； ★,之結合的同時，於殼體内壁面形成 前述第2導線構件，| 端開口側被以絕緣緣觀套於前述金屬殼 第2電極；以及 凌固疋，於該前端部形成前述 ^則述可動導電構件义、、 第1電極和第2電極之 =述彈簧構件，被配置於前述 ;狀平板延伸於長轴方；有；電性以及彈性，有兩片的舌 前述金屬殼體内：片舌片狀平板間夾著前述 、、Γ〇日1刖述舌片狀平板間變=面相觸，於前述感溫材料 · °_申睛專利範圍第1項1成為非接觸狀態。 …：：？述筒型外圍器、述之感溫材料型溫 則述第1導線構件和，同狀絕緣管； 絕緣管的開口側，π ¥線構侔 夂&、丄 ，十-楚〗士 /側同時各自於沪件各自被固定於前述 述弟1上極以及第2電極；、則述絕緣管的内壁面形成前 别述可動導電構件， 電極之通電位晋孩說 '以從iff、+、结1 + 电仅罝移動至切斷位夂別述弟1電極和前述第2 雨述彈箐構件，被配置之導電體，·以及 --- ;述、纟巴緣官的一端側，隔著 2075-5604-PF(Nl).ptd 1228263 六、申請專利範圍 絕緣體將前述導電體擠壓至前述感溫材料。 ΒΒ 2075-5604-PF(Nl).ptd 第20頁