JP2013229213A - ヒューズユニット及び可溶体カバー - Google Patents
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Abstract
【課題】 高温の低融点金属が可溶体カバーの内面上に落下しても、低融点金属が可溶体カバーを突き破って外部に落下する事態を防止できるヒューズユニット及びこれに用いられる可溶体カバーを提供する。
【解決手段】本発明に係るヒューズユニット1は、低融点金属としてのすず13が装着された可溶体12を有する導電性のバスバー10と、バスバー10を被覆するとともに、可溶体12を露出させる開口部21が形成された絶縁性のハウジング20と、開口部21を覆うようにハウジング20に着脱可能に装着される可溶体カバー30とを備える。可溶体カバー30は、可溶体カバー30の少なくともすず13の重力方向に位置する内表面31A又は外表面31Bから突出する複数の凸部35を備える。複数の凸部35の間隔(S)は、すず13よりも小さい。
【選択図】図3
【解決手段】本発明に係るヒューズユニット1は、低融点金属としてのすず13が装着された可溶体12を有する導電性のバスバー10と、バスバー10を被覆するとともに、可溶体12を露出させる開口部21が形成された絶縁性のハウジング20と、開口部21を覆うようにハウジング20に着脱可能に装着される可溶体カバー30とを備える。可溶体カバー30は、可溶体カバー30の少なくともすず13の重力方向に位置する内表面31A又は外表面31Bから突出する複数の凸部35を備える。複数の凸部35の間隔(S)は、すず13よりも小さい。
【選択図】図3
Description
本発明は、ヒューズユニット及び可溶体カバーに関し、特に、車両に搭載されるバッテリに直付けされるタイプのヒューズユニット及びこれに用いられる可溶体カバーに関する。
従来から、車両に搭載されるバッテリに直付けされるタイプのヒューズユニットについて、様々な提案がなされている。この種のヒューズユニットは、バッテリポスト(不図示)にバッテリ端子(不図示)を介して固定されるものであり、導通性のバスバーと、バスバーを覆う絶縁性のハウジングとを備えている。
バスバーは、各接続部への定格以上の電流(いわゆる、過電流)を阻止する可溶体を備えており、この可溶体には、バスバーよりも融点の低い金属(例えば、すず)によって形成される低融点金属(以下、単に「すず」と称する)が装着されている。
ハウジングには、すずを露出させる開口部が区画形成されており、この開口部は、その上下面を開口した直方体状の部品収容空間によって構成されている。そして、開口部は、ハウジングに装着可能な透過性の可溶体カバーで塞がれている。
可溶体カバーは、開口部の上下の開口を覆う一対の板状部と、一対の板状部の基端側を連結する連結板部とを備えており、側面視でコ字状に形成されている。この可溶体カバーは、開口部内の可溶体を視認可能なように覆うことができるとともに、開口部の両方の開口を閉塞して、塵挨、水等から可溶体を保護できる。
しかしながら、上述した従来のヒューズユニットでは、レアショートによる溶断時には、すずの両側でバスバーが急激に発熱し、該すずの両側でバスバーが溶断してしまう恐れがあった。この場合、高温のすずが可溶体カバーの内面上に落下し、すずの熱によりすずが可溶体カバーを突き破って外部に落下する事態が想定される。
そこで、本発明は、高温の低融点金属が可溶体カバーの内面上に落下しても、低融点金属が可溶体カバーを突き破って外部に落下する事態を防止できるヒューズユニット及びこれに用いられる可溶体カバーの提供を目的とする。
上述した課題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第1の特徴は、低融点金属(すず13)が装着された可溶体(可溶体12)を有する導電性のバスバー(バスバー10)と、前記バスバーを被覆するとともに、前記可溶体を露出させる開口部(開口部21)が形成された絶縁性のハウジング(ハウジング20)と、前記開口部を覆うように前記ハウジングに着脱可能に装着される可溶体カバー(可溶体カバー30)とを備えるヒューズユニット(ヒューズユニット1)であって、前記可溶体カバーは、前記可溶体カバーの少なくとも前記低融点金属の重力方向に位置する面(内表面31A又は外表面31B)から突出する複数の凸部(凸部35)を備え、複数の前記凸部の間隔(S)は、前記低融点金属よりも小さいことを要旨とする。
かかる特徴によれば、可溶体カバーに設けられた複数の凸部の間隔は、低融点金属よりも小さい。これにより、高温の低融点金属及びバスバーの一部が可溶体カバーの内面上に落下しても、凸部或いはカバー表面により低融点金属及びバスバーの一部が支持される。このため、低融点金属が可溶体カバーを突き破って外部に落下する事態を防止できる。
加えて、可溶体カバーの一面を単に厚くする場合と比較して、可溶体カバーの材料費を削減できて製造コストを低減でき、かつ、ヒューズユニットの軽量化をも実現できる。
本発明の第2の特徴は、本発明の第1の特徴に係るヒューズユニットであって、前記可溶体カバーは、コ字形状に形成されており、複数の前記凸部は、前記可溶体カバーの内表面(内表面31A)に形成されることを要旨とする。
かかる特徴によれば、複数の前記凸部は、可溶体カバーの内表面に形成される。これにより、高温の溶断された低融点金属及びバスバーの一部が可溶体カバーの内表面上に落下しても、低融点金属及びバスバーの一部が凸部に支持され、可溶体カバーの内表面(凹部に対応する表面)が溶損することを防止できる。
本発明の第3の特徴は、本発明の第1又は第2の特徴に係るヒューズユニットであって、複数の前記凸部は、リブ状に形成されることを要旨とする。
かかる特徴によれば、複数の凸部は、リブ状に形成される。これにより、複数の凸部が複雑な形状である場合と比較して、可溶体カバーに複数の凸部を容易に形成できるとともに、複数の凸部を形成する工作機械(例えば、金型)の製作コストの低減にも寄与する。
本発明の第4の特徴は、本発明の第1乃至第3のいずれかの特徴に係るヒューズユニットに用いられる可溶体カバーであることを要旨とする。
本発明の特徴によれば、高温の低融点金属が可溶体カバーの内面上に落下しても、低融点金属が可溶体カバーを突き破って外部に落下する事態を防止できるヒューズユニット及びこれに用いられる可溶体カバーを提供することができる。
次に、本発明に係るヒューズユニットの実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれ得る。
(ヒューズユニットの構成)
まず、本実施形態に係るヒューズユニット1の構成について、図面を参照しながら説明する。図1は、本実施形態に係るヒューズユニット1を示す平面図である。図2は、図1のA矢視図である。なお、本実施形態に係るヒューズユニット1は、車両に搭載されるバッテリに直付けされるタイプのヒューズユニットであるものとする。
まず、本実施形態に係るヒューズユニット1の構成について、図面を参照しながら説明する。図1は、本実施形態に係るヒューズユニット1を示す平面図である。図2は、図1のA矢視図である。なお、本実施形態に係るヒューズユニット1は、車両に搭載されるバッテリに直付けされるタイプのヒューズユニットであるものとする。
図1及び図2に示すように、ヒューズユニット1は、導通性のバスバー10と、バスバー10を収容する絶縁性のハウジング20と、ハウジング20に着脱可能に装着される可溶体カバー30とを備えている。なお、可溶体カバー30の詳細については、後述する。
バスバー10は、所定形状の金属板により形成されている。バスバー10は、バッテリポスト(不図示)にバッテリ端子(不図示)を介して導通接続されるバッテリ接続板部11と、各接続部への定格以上の電流(いわゆる、過電流)を阻止する可溶体12とを備えている。
可溶体12には、バスバー10よりも融点の低い金属(例えば、ずす又はこの合金)によって形成される低融点金属(以下、単に「すず13」と称する)が装着されている。すず13は、バスバー10の一部が幅狭となる幅狭部14の一側(図1では、右側)に設けられており、加締め部15によって加締め固定されている。
ハウジング20は、バッテリ(不図示)に適合するように形成されている。ハウジング20は、可溶体12を収容する開口部21が区画形成されている。開口部21は、その上下面を開口した直方体状の部品収容空間によって構成されている。この開口部21には、可溶体カバー30を矢印B方向に挿入することによって、可溶体カバー30をハウジング20に着脱可能に装着できる。
(可溶体カバーの構成)
次に、上述した可溶体カバー30の構成について、図面を参照しながら説明する。図3は、本実施形態に係る可溶体カバー30を示す斜視図である。図4は、本実施形態に係る可溶体カバー30を示す正面・平面・側面図である。
次に、上述した可溶体カバー30の構成について、図面を参照しながら説明する。図3は、本実施形態に係る可溶体カバー30を示す斜視図である。図4は、本実施形態に係る可溶体カバー30を示す正面・平面・側面図である。
図3及び図4に示すように、可溶体カバー30は、開口部21を覆うようにハウジング20に着脱可能に装着される。可溶体カバー30は、可溶体12内のすず13を視認可能なように、透過性の材料(例えば、ポリエーテルスルホン(PES))によって形成されている。
可溶体カバー30は、開口部21の上下の開口を覆う一対の板状部31と、一対の板状部31の基端側を連結する連結板部32とを備えており、側面視でコ字状に形成されている。一対の板状部31の先端には、開口部21の周囲に形成されるハウジング係止部22(図1参照)に係止するカバー係止部33が設けられている。このような構成により、可溶体カバー30は、ハウジング20に装着されると、開口部21の両方の開口を閉塞し、塵挨、水等から可溶体12(すず13)を保護している。
ここで、可溶体カバー30は、複数の凸部35を備えている。複数の凸部35は、リブ状に形成されており、一対の板状部31の内表面31Aから突出するように設けられている。複数の凸部35の間隔S(すなわち、一つの凸部35から隣接する他の凸部35までの間隔)は、すず13(すず13の最小幅)よりも小さくなっている。また、複数の凸部35の厚さTについては、可溶体カバー30の材料や、ヒューズユニット1の大きさ、すず13の温度などによって適宜設定できる。
なお、本実施形態では、複数の凸部35は、一対の板状部31の内表面31Aに設けられているものとして説明したが、これに限定されるものではなく、すず13が落下する方向に位置する面、すなわち、可溶体カバー30の少なくともすず13の重力方向に位置する表面(例えば、図2や図3の下側の板状部31)に設けられていればよい。
(レアショートによる溶断時)
次に、上述したヒューズユニット1におけるレアショートによる溶断について、図面を参照しながら説明する。図5は、すず13が可溶体カバー30の内面上に落下した状態を示す図である。
次に、上述したヒューズユニット1におけるレアショートによる溶断について、図面を参照しながら説明する。図5は、すず13が可溶体カバー30の内面上に落下した状態を示す図である。
本実施形態に係るヒューズユニット1は、ヒューズユニット1に定格以上の電流(いわゆる、過電流)が通電されると、加締め部15に加締め固定されたすず13の拡散によりバスバー10の抵抗値が増加して温度が上昇する。そして、幅狭部14は元々の抵抗値が他の箇所よりも大きいため、すず13の拡散による抵抗増加と相まって他の箇所よりも大きく発熱し、幅狭部14が確実に溶断して、各接続部への通電が遮断される。
しかし、レアショートの場合、すず13の両側でバスバー10が溶断してしまう恐れがあり、高温のすず13及びバスバー10の一部が可溶体カバー30の内表面31Aに落下してしまうことが想定される。
本実施形態では、複数の凸部35の間隔Sがすず13(すず13の最小幅)よりも小さいことで、図5(a)に示すように、すず13及びバスバー10の一部が凸部35間に落下してしまっても、また、図5(b)に示すように、すず13が凸部35上に落下してしまっても、すず13及びバスバー10の一部が凸部35に支持される。このため、凸部35が溶損しても、可溶体カバー30の内表面31A(凹部に対応する表面)が溶損することを防止できる。従って、すず13が可溶体カバー30を突き破って外部に落下する事態を防止できる。
(比較評価)
次に、上述した可溶体カバー30に様々な材料を用いた際の評価について、表1を参照しながら説明する。
次に、上述した可溶体カバー30に様々な材料を用いた際の評価について、表1を参照しながら説明する。
ここで、可溶体カバー30に用いた材料として、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリエーテルイミド(PEI)、液晶性ポリマー(LCP)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)の4種類を用意し、寸法安定性、成形性(加工性)、ウェルド強度、発生ガス、透明性を評価した。
表1に示すように、ポリエーテルスルホン(PES)は、他の材料と比較して全ての評価に優れているため、可溶体カバー30に用いるのに最も適している材料であることが分かった。
そして、最も適しているポリエーテルスルホン(PES)を可溶体カバー30に用いて燃焼試験を行った。なお、燃焼試験のグレードには、高耐燃焼性から低耐燃焼性に向かうに連れて5V、V0、V1、V2、HBがある。
ポリエーテルスルホン(PES)を可溶体カバー30に用いる場合、グレードV2を達成するためには、凸部35の厚みを1.6mm以上とすることが好ましいことが分かった。また、ポリエーテルスルホン(PES)をガラス繊維で強化すると、凸部35の厚みを0.4mm程度でグレードV0を達成できることも分かった。
(作用・効果)
以上説明した本実施形態では、可溶体カバー30の内表面31Aに設けられた複数の凸部35の間隔Sは、すず13(すず13の最小幅)よりも小さい。これにより、高温のすず13及びバスバー10の一部が凸部35に支持される。このため、凸部35が溶損しても、可溶体カバー30の内表面31A(凹部に対応する表面)が溶損することを防止できる。従って、すず13が可溶体カバー30を突き破って外部に落下する事態を防止できる。
以上説明した本実施形態では、可溶体カバー30の内表面31Aに設けられた複数の凸部35の間隔Sは、すず13(すず13の最小幅)よりも小さい。これにより、高温のすず13及びバスバー10の一部が凸部35に支持される。このため、凸部35が溶損しても、可溶体カバー30の内表面31A(凹部に対応する表面)が溶損することを防止できる。従って、すず13が可溶体カバー30を突き破って外部に落下する事態を防止できる。
加えて、可溶体カバー30の板状部31を単に厚くする場合と比較して、可溶体カバー30の材料費を削減できて製造コストを低減でき、かつ、ヒューズユニット1の軽量化をも実現できる。
本実施形態では、複数の凸部35は、リブ状に形成される。これにより、複数の凸部35が複雑な形状である場合と比較して、可溶体カバー30に複数の凸部35を容易に形成できるとともに、複数の凸部35を形成する工作機械(例えば、金型)の製作コストの低減にも寄与する。
(その他の実施形態)
上述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。
上述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。
例えば、本発明の実施形態は、次のように変更することができる。具体的には、ヒューズユニット1は、車両に搭載されるバッテリに直付けされるタイプのヒューズユニットであるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、可溶体カバー30が設けられたヒューズであればよい。
また、すず13は、バスバー10の幅狭部14の一側(図1では、右側)に設けられているものとして説明したが、これに限定されるものではなく、バスバー10の幅狭部14他側(図面では、左側)に設けられていてもよく、幅狭部14の中央に設けられていてもよい。
また、可溶体カバー30は、透過性の材料(例えば、PES、PEI、LCP、PPS)によって形成されているものとして説明したが、これに限定されるものではなく、透過性でない材料によって形成されていてもよい。
また、可溶体カバー30は、側面視でコ字状に形成されているものとして説明したが、これに限定されるものではなく、ハウジング20の開口部21に装着されるカバーであればよい。
また、複数の凸部35は、リブ状に形成されているものとして説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、図6(a)に示すように、半円状に形成され且つ千鳥状に配列されていてもよく、その他の形状(例えば、円筒状)で形成されていてもよく、また、配列についても適宜設定できる。
また、複数の凸部35は、一対の板状部31の内表面31Aに設けられているものとして説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、図6(b)に示すように、一対の板状部31の外表面31Bに設けられていてもよい。この場合、すず13が可溶体カバー30の内表面31Aに落下してしまっても、複数の凸部35間(凹部に対応する部分)が溶損しても複数の凸部35によりすず13を支持できるため、すず13が可溶体カバー30を突き破ることを防止できる。
このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められる。
1…ヒューズユニット
10…バスバー
12…可溶体
13…すず(低融点金属)
20…ハウジング
21…開口部
30…可溶体カバー
31A…内表面
31B…外表面
35…凸部
10…バスバー
12…可溶体
13…すず(低融点金属)
20…ハウジング
21…開口部
30…可溶体カバー
31A…内表面
31B…外表面
35…凸部
Claims (4)
- 低融点金属が装着された可溶体を有する導電性のバスバーと、
前記バスバーを被覆するとともに、前記可溶体を露出させる開口部が形成された絶縁性のハウジングと、
前記開口部を覆うように前記ハウジングに着脱可能に装着される可溶体カバーと
を備えるヒューズユニットであって、
前記可溶体カバーは、前記可溶体カバーの少なくとも前記低融点金属の重力方向に位置する面から突出する複数の凸部を備え、
複数の前記凸部の間隔は、前記低融点金属よりも小さいことを特徴とするヒューズユニット。 - 請求項1に記載のヒューズユニットであって、
前記可溶体カバーは、コ字形状に形成されており、
複数の前記凸部は、前記可溶体カバーの内表面に形成されることを特徴とするヒューズユニット。 - 請求項1又は請求項2に記載のヒューズユニットであって、
複数の前記凸部は、リブ状に形成されることを特徴とするヒューズユニット。 - 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のヒューズユニットに用いられることを特徴とする可溶体カバー。
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2012
- 2012-04-26 JP JP2012101157A patent/JP2013229213A/ja active Pending
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