JP2010108786A - 大電流用ヒューズ - Google Patents

Abstract

【課題】サーマルショック評価時のヒューズリンクの破断を防止するとともに、組み付け時の応力吸収と、溶断時の二次ショートを防止する大電流用ヒューズを提供する。
【解決手段】一対の肉厚部１１、１１と、一対の架設部１２、１２とからなり、略ロ字の枠状をなす補強部材１０に周囲四方を囲まれた可溶性のヒューズリンク５を有する大電流用ヒューズにおいて、タブ状端子板２、２のボルト組付貫通孔２ｄ、２ｄと、肉厚部１１との間に、肉厚部１１に沿って、応力集中を吸収させる応力吸収部４０を形成した。応力吸収部４０を形成を形成することにより、サーマルショック評価時に、評価用ボックスとタブ状端子板２、２との熱膨張率の差により発生する応力集中を吸収させ、ヒューズリンク５の破断を防止する。
【選択図】図１

Description

本発明は自動車に使用される大電流用ヒューズに関するもので、特にヒューズエレメントに加わる応力を吸収させたヒューズに関するものである。

自動車に使用される大電流用ヒューズとしては、従来より、図６の示すものが提案されている（特許文献１参照）。
この大電流用ヒューズは、図で左右に対をなすタブ状端子板２、２の相対向する一端２ａ、２ａ間に架設された可溶性のヒューズリンク５を有し、ヒューズリンク５の中間部にはヒューズ自身の発熱で溶解する可溶体部６が設けられている。端子板２の他端部２ｃ側にはネジやボルト等（図示せず）を挿入するためのボルト組付孔２ｄ、２ｄがそれぞれ形成されている。
特開平１１−２１３８５３号公報

また、ヒューズリンク５の周囲には、略ロ字の枠状に樹脂製の補強部材１０が一体成形されている。補強部材１０はヒューズリンク５の長手方向と交差する方向の強度を向上させる一対の肉厚部１１、１１と、ヒューズリンク５の長手方向と平行に設けられ、ヒューズリンク５の長手方向の強度を向上させる一対の架設部１２、１２とからなる。断面コ字状の透明カバー３０がヒューズリンク５を覆うようにＰ方向から取り付けられる。断面コ字状の透明カバー３０の一対の側壁板３１、３１も透明であるから、側壁板３１を通してヒューズリンク５を直接目視できる。そのため、ヒューズリンク５の可溶体部６の状態を一目で確認することができる。

このような大電流用ヒューズは、温度変化が問題となる場所において使用されることから、ヒューズが温度変化に対応する性能を有しているかを評価するサーマルショック評価が行われている。

サーマルショック評価の方法は図７に示すように行われる。
まず、サーマルショック評価の対象となっている大電流用ヒューズ１（図６）を評価用ボックス５０内に載置する。評価用ボックス５０の底面には２本の直立するボルト５１、５１が設けられており、ヒューズの端子板の他端部２ｃ（図６）側に設けられたボルト組付孔２ｄ、２ｄ（図６）を利用し、ボルト５１にヒューズの端子板のボルト組付孔２ｄを貫通させながらテーブル５０Ｔの上に大電流用ヒューズ１を載置し、評価用ボックス５０と大電流用ヒューズ１を螺着させる。
その後、評価用ボックス５０を常温から−３０℃まで温度を低下させ、さらに１００℃まで温度を上昇させることによって、大電流用ヒューズのサーマルショック評価を行なう。

ところが、大電流用ヒューズのサーマルショック評価を行なう際に、ヒューズリンク５や透明カバー３０の原因不明の破損が時どき発生し、正確なサーマルショック評価が行えないという不具合があった。

本出願人はその原因を究明したところ、ヒューズのタブ状端子板２、２の熱膨張率と評価用ボックス５０の熱膨張率との差に起因していることが判明した。
すなわち、この熱膨張率の差から加熱や冷却にともなう熱変形が発生すると、評価用ボックス５０への螺着部であるボルト組付孔２ｄ、２ｄを支点とした寸法変化が発生する。そうすると、寸法変化はヒューズ自体に圧縮応力あるいは引張応力を発生させ、評価用ボックス５０の熱変形による寸法変化量がヒューズのタブ状端子板２、２の熱変形による寸法変化量を上回った場合、ボルト組付孔２ｄ、２ｄの部分でヒューズリンク５や透明カバー３０を引っ張ったり（加熱時）、圧縮したり（冷却時）して、その力が大きくなるとヒューズリンク５や透明カバー３０が破損することを突き止めた。

また、大電流用ヒューズ１は端子板２の他端部２ｃ側にそれぞれ形成されたボルト組付孔２ｄ、２ｄにネジやボルトを挿入して組み付けられるが、組み付け部分は必ずしも平らではなく、製品自体も製造誤差に基づく凹凸を有しているから、ネジやボルト等でタブ状端子板２、２を組み付けた際に、大電流用ヒューズ１に変形やそれに伴う応力が発生した状態のまま組み付けられる場合があった。

大電流用ヒューズ１の使用時において、特に組み付けにより発生した圧縮応力がかかっている状態でヒューズリンク５の溶断が発生すると、溶断した部分が接触することにより、二次ショートが発生する恐れがあった。

本発明は上記した問題点を解決するためになされたもので、サーマルショック評価時においてヒューズリンク５や透明カバー３０の破損を防止し、また組み付け時や使用時にもこのような問題の発生しない大電流用ヒューズ１を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、第１の発明は、大電流用ヒューズ１において、タブ状端子板のボルト組付孔と肉厚部との間に、応力吸収部を形成したことを特徴としている。
また、第２の発明は第１の発明において、その応力吸収部がヒューズリンクの幅方向に肉厚部に沿って設けられたことを特徴としている。
第３の発明は第２の発明において、応力吸収部としては複数の貫通孔を形成することを特徴とし、その複数の貫通孔は千鳥状に設けるようにしている（第４発明）。
また、貫通孔は真円でも（第５発明）、またヒューズの長手方向に長軸を有する楕円（第６発明）でも良く、また、貫通孔に換えて、スリット（第７発明）や、薄肉部（第８発明）を形成してもよい。

以上の構成により、一対のタブ状端子板２、２の相対向する一端２ａ、２ａに架設された可溶性のヒューズリンク５を有する大電流用ヒューズにおいて、タブ状端子板２、２のボルト組付貫通孔２ｄ、２ｄと、ヒューズリンク５を補強する肉厚部１１との間に、肉厚部１１に沿って、応力集中を吸収させる応力吸収部４０を形成したから、サーマルショック評価時に、ヒューズのタブ状端子板２、２と、評価用ボックス５０の熱膨張率の差から、加熱や冷却にともなう熱変形が発生し、大電流用ヒューズ１に評価用ボックス５０への螺着部であるボルト組付貫通孔２ｄ、２ｄを支点とした寸法変化による引張応力や圧縮応力が生じても、応力吸収部４０がその変形を吸収することができ、ヒューズリンク５や透明カバー３０の破損を防止するとともに、応力吸収部４０によって大電流用ヒューズ１の組み付け時の変形や二次ショートの発生を防止することができる。

以下、本発を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
〈実施例１〉
図１は本発明に係る大電流用ヒューズ１の実施例１を示すものであり、ヒューズリンク５部分に設けられた透明カバー３０を外した状態である。なお、本発明に係る大電流用ヒューズ１について、先の図６で説明した部分と同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。

図１において、応力吸収部４０は、タブ状端子板２、２のボルト組付孔２ｄ、２ｄと肉厚部１１との間に、幅方向に肉厚部１１に沿って設けられる。
図２には、複数の貫通孔４０を千鳥状に設けた例が示されている。
これら複数の貫通孔４０は、プレスによってタブ状端子板２、２の形成時に一体形成することができる。

肉厚部１１は架設部１２とともに、ヒューズリンク５の補強部材１０となり、高い剛性を有する。剛性を有する肉厚部１１と比較すると、複数の貫通孔４０からなる応力吸収部は、相対的に剛性が低い部分となって変形することができるから、サーマルショック評価時に、ヒューズのタブ状端子板２、２と、評価用ボックス５０の熱膨張率の差から、加熱や冷却にともなう熱変形が発生しても、その変形を吸収することができる。

図４は、応力吸収部として千鳥状に設けられた複数の貫通孔４０がどのように変形を吸収するかを示したものである。
（ａ）の「引張応力の発生時」には、千鳥状に設けられた貫通孔４０（図２）が引張応力により横長の楕円形４０’に変形し、これにより応力を吸収する。
また、（ｂ）の「圧縮応力の発生時」には、千鳥状に設けられた貫通孔４０（図２）が圧縮応力により縦長の楕円形４０”に変形し、これにより応力を吸収する。

〈実施例２〉
図５は本発明の実施例２に係る大電流用ヒューズを示す平面図で、（ａ）は常温時、（ｂ）は加熱・膨張時である。
実施例１の貫通孔４０（図２）の形状は真円であったが、必ずしも真円でなくてもよく、実施例２はヒューズの長手方向に長軸を有する楕円孔４００（図５ａ）で形成している。このような形状にすることにより、圧縮応力時に楕円孔４００は図５（ｂ）で示すように、長手方向に大きく変化することができ、したがってより高い応力吸収能力を発揮することができる。

〈実施例３〉
応力吸収部の構成としては、貫通孔４０、４００に代えて、実施例３として長方形孔のスリット部を形成するようにしてもよい。実施例３では長方形孔スリットによって実施例２と比べてさらに圧縮応力時に長手方向に大きく変化することができ、したがってより高い応力吸収能力を発揮することができる。

〈実施例４〉
また、実施例４として貫通孔ではなくて薄肉有底部を形成するようにしてもよい。実施例４では薄肉有底部を電流が通るので実施例１〜３と比べて抵抗値を低くすることができる。いずれも、圧縮応力、引張応力の双方に対する変形を十分に吸収することができる形状となっている。

さらに、ボルト組付貫通孔２ｄ、２ｄ自体も真円でなく、ヒューズの長手方向に長軸を有する楕円形状にすることにより、評価用ボックス５０のボルトとの間に生じたクリアランスを第二の応力吸収部とすることもできる。

これらの応力吸収部４０を設けることによって、大電流用ヒューズ１をネジやボルト等でタブ状端子板２、２を組み付けた際に、大電流用ヒューズ１の変形やそれに伴う応力の発生が防止される。

また、使用時において、組み付けにより発生した圧縮応力がかかっている状態でヒューズリンク５の溶断が発生すると、溶断した部分が接触することにより、二次ショートが発生する恐れがあるが、応力吸収部４０が設けられていることにより、圧縮応力が吸収されるので、溶断した部分の接触が防止され、二次ショートが発生する恐れがない。

以上のように、一対のタブ状端子板２、２の相対向する一端２ａ、２ａに架設された可溶性のヒューズリンク５を有する大電流用ヒューズにおいて、タブ状端子板２、２のボルト組付貫通孔２ｄ、２ｄと、ヒューズリンク５を補強する肉厚部１１との間に、肉厚部１１に沿って、応力集中を吸収させる応力吸収部４０を形成したから、サーマルショック評価時に、ヒューズのタブ状端子板２、２と、評価用ボックス５０の熱膨張率の差から、加熱や冷却にともなう熱変形が発生し、大電流用ヒューズ１に評価用ボックス５０への螺着部であるボルト組付貫通孔２ｄ、２ｄを支点とした寸法変化による引張応力や圧縮応力が生じても、応力吸収部４０がその変形を吸収することができ、ヒューズリンク５や透明カバー３０の破損を防止するとともに、応力吸収部４０によって大電流用ヒューズ１の組み付け時の変形や二次ショートの発生を防止することができる。

本発明の実施例１に係る大電流用ヒューズを示す平面図である。 図１のＡ部分の拡大図である。 ヒューズに働く圧縮応力と引張応力の方向を説明する図である。 引張応力時（ａ）と圧縮応力時（ｂ）の図１のＡ部分の拡大図である。 本発明の実施例２に係る大電流用ヒューズを示す平面図で、（ａ）は常温時、（ｂ）は加熱・膨張時である。 従来例の大電流用ヒューズを示す平面図である。 サーマルショック評価の方法を説明する図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は斜視図である。

符号の説明

１ 大電流用ヒューズ
２ 端子板
５ ヒューズリンク
１０ 補強部材
１１ 肉厚部
１２ 架設部
３０ 透明カバー
４０、４００ 応力吸収部

Claims (8)

1. 一対のタブ状端子板の相対向する一端に架設された可溶性のヒューズリンクを有し、前記ヒューズリンクの周囲に樹脂製の肉厚部と架設部よりなる補強部材を形成し、前記ヒューズリンクを覆うように前記肉厚部に透明カバーを取付けた大電流用ヒューズにおいて、
   前記タブ状端子板のボルト組付孔と前記肉厚部との間に応力吸収部を形成したことを特徴とする大電流用ヒューズ。
2. 前記応力吸収部が前記ヒューズリンクの幅方向に前記肉厚部に沿って設けられることを特徴とする請求項１記載の大電流用ヒューズ。
3. 前記応力吸収部が複数の貫通孔により形成されることを特徴とする請求項１又は２記載の大電流用ヒューズ。
4. 前記複数の貫通孔が千鳥状に設けられたことを特徴とする請求項３記載の大電流用ヒューズ。
5. 前記複数の貫通孔が真円であることを特徴とする請求項３又は４記載の大電流用ヒューズ。
6. 前記複数の貫通孔がヒューズの長手方向に長軸を有する楕円であることを特徴とする請求項３又は４記載の大電流用ヒューズ。
7. 前記応力吸収部が貫通スリットにより形成されることを特徴とする請求項１又は２記載の大電流用ヒューズ。
8. 前記応力吸収部が薄肉部により形成されることを特徴とする請求項１又は２記載の大電流用ヒューズ。

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