JP3820143B2 - 表面実装型小型ヒューズ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面実装型小型ヒューズに関する。特に、本発明は、通信用機器の保護に用いることができる長手方向の長さが１１ｍｍを超えない表面実装型超小型ヒューズに適するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電話回線等に接続される通信用機器には、誘導雷によるサージ電流が流れたり、また電話線が電力線と接触する混触により通常より非常に高い電圧が印加される可能性がある。このため、通信用機器に用いられるヒューズには、通信用機器を故障させる電流を安全に遮断することに加え、誘導雷によるサージ電流で溶断しないよう強いタイムラグ特性と、超小型にも関わらずＡＣ６００Ｖで６０Ａという高い遮断能力が要求される。また、機器の小型化に伴い、高密度で実装できるよう表面実装型の強いタイムラグ特性と高い遮断能力を持つ超小型ヒューズが要求されている。これまでは、例えば図１７及び図１８に示すようなグラスファイバーを束ねた絶縁材料の支持体１００に可溶体１０２を巻き付け、可溶体１０２の各端部を導電性キャップ端子１０４の凹部底面に半田付けした内半田のヒューズである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この内半田方式の欠点は、ヒューズの設計抵抗を変化させ溶断時間をバラつかせる事が多いことである。これは、内半田方式ではキャップ端子１０４の外側より半田ゴテを当て、キャップ端子１０４の凹部内側に装着した半田１０６を溶かして、グラスファイバー１００に巻き付けた可溶体１０２をキャップ端子１０４の凹部底面に半田付けする際、溶融した半田がグラスファイバー１００の束に巻き付けられた可溶体１０２に沿って流れ、巻き付けられた可溶体１０２とその隣り合った可溶体１０２の間をふさぎ、短絡しその長さが可溶体全長の１／３に達する場合もあり全くヒューズとしての性能が変化してしまうこともある。更に遮断の際、キャップ端子の内側の半田をも金属蒸気化させアークが持続して遮断を不可能にする場合が多いことも欠点である。
【０００４】
また、導電性キャップ端子１０４と絶縁材料から成る本体１０８は、双方の間に入り込んだ半田が凝固することにより、その摩擦力で固定される。表面実装型ヒューズの場合、基板に半田付けにて実装される際に、ヒューズも半田付け温度に達する。半田付け温度のプロファイルは、各社各様であり、高温の場合ヒューズの内部の半田、即ち導電性キャップ端子１０４と本体１０８との間に入り込んだ半田が溶融し、導電性キャップ端子１０４が本体１０８から外れる場合があり、問題となっていた。更に、今後は鉛問題によって鉛を含まない半田の融点は比較的高温になるので基板実装の半田付け温度は更に上がる傾向にあり、この問題を解決することが必ず必要となる。
【０００５】
更に、図１７及び図１８に示されるように、本体１０８は、柱状体の形状をしていて、その長手方向の両端面間を貫通するよう貫通孔１１０が設けられている。例えば、表面実装型小型ヒューズではその全長がたかだか１１ｍｍと小さいものであるので、この貫通孔１１０の孔径もｍｍオーダで非常に小さいものである。従って、本体１０８の端面にある貫通孔１１０の非常に小さい入口から可溶体１０２が巻き付けられた支持体１００を挿入するため、製作上非常に作業性が良くないものであった。
【０００７】
本発明の課題は、バラツキのない安定した溶断特性、強いタイムラグ性及び高い遮断特性を有し且つ製作が容易である表面実装型小型ヒューズを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、可溶体と耐熱絶縁材料から成る本体と１対の導電性端子とを備えた表面実装型小型ヒューズであって、前記本体は柱状体の形状及びその柱状の両端部間の内部に設けられた空間を有し、前記可溶体は前記本体の内部空間で両端部間に配設され、当該可溶体の両端部は前記本体の両端部又はその近傍から前記本体の外面に延在し、各導電性端子は前記本体の各端部に嵌合され且つ前記可溶体の各端部と電気的に接続されている表面実装型小型ヒューズにおいて、前記本体がその両端部を結ぶ方向に沿って分割された２つの分割部材から成り、少なくとも１つの前記分割部材における前記本体の柱状を形成する側面の各端部近傍の部分に、分割された端面まで延在している凹部が前記本体の凹部として設けられており、前記本体の凹部は、前記側面の各端部近傍の部分で前記本体の両端部を結ぶ方向に対して直角の方向に位置し且つ対向している前記側面上に対向するよう１対設けられており、前記導電性端子は金属製の口金であり、前記可溶体の各端部は、前記本体の凹部に延在し、前記口金は、前記可溶体の各端部を前記本体の凹部に延在させ次いで前記口金を前記本体の端部に嵌めた状態で前記本体の１対の対向した凹部に対応する前記口金の対向した部分に１対の溶接用電極棒を対向して配置し且つ当該１対の溶接用電極棒で前記口金の対向した部分を加圧しながら電流を流す溶接により形成された凸部であって、前記可溶体の端部が溶接接続され且つ前記本体の凹部に嵌合されて前記口金を前記本体に固定する前記凸部を有することを特徴とする表面実装型小型ヒューズにより解決される。
【００１３】
本発明の一局面によれば、前記分割部材の他方における前記本体の柱状を形成する側面の各端部近傍の部分に、分割された端面まで延在している凹部が設けられており、前記２つの分割部材の凹部は、当該２つの分割部材を合わせて前記本体を形成したとき前記本体の柱状を形成する側面に１つの凹部を形成することが好ましい。
【００１４】
本発明の別の局面によれば、前記導電性端子は金属製の口金であり、前記可溶体の端部は前記口金に溶接により接続され、前記口金を前記本体に固定するため、前記口金には前記本体の凹部に嵌合される凸部が前記溶接により形成されていることが好ましい。
【００１５】
本発明のなお別の局面によれば、前記本体がセラミック材料から成ることが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。なお、本明細書及び図面において、同一又は類似の参照番号で示される構成要素は同一又は類似の機能及び構造を有する構成要素を示す。
【００１７】
図１及び図２を参照すると、本体１０は耐熱絶縁材料からなり、柱状体の形状を有し、その長手方向の両端面１１間を貫通する貫通孔が設けられている。可溶体３０は前記貫通孔に架張されるが、可溶体３０の中間部は支持体４０に螺旋状に巻き付けられ、各端部が前記本体の両端面１１に沿って折り曲げられ且つ本体１０の端部１２の外周面に係止される。本体１０の両端部１２に嵌合されるように断面形状が両端面１１とほぼ同一である凹部を有する導電性キャップ形状端子２０を本体１０の両端部１２に嵌合した状態で、キャップ形状端子２０と可溶体３０を溶接により電気的に接続する。
【００１８】
組成として、重量比で９６％を超えるＡ１2０3と３％を超えるＭｇＯと１％未満のＢｅＯを含有する熱伝導率の大きい支持体を用い、重量比で５０％以上のＡｇと２０％以上のＣｕと１７％以上のＺｎと５％以上のＳｎを含有する低融点金属の可溶体３０を支持体に巻き付ける。
【００１９】
図３に示されるように、本体の両端部の外周面上の対角線上の２つの位置にそれぞれ本体の端面に接して切り欠き凹部１３を形成した場合は、可溶体３０の各端部を前記切り欠き凹部１３に係止する。
【００２０】
導電性キャップ形状端子２０の底面とほぼ同一形状でキャップ形状端子２０の凹部の深さより薄い絶縁材料からなる板状のフタを本体１０の端面１１とキャップ形状端子２０の底面との間に配置してもよい。
【００２１】
上記のような構成から、本体１０の内部に対角線上に架張される可溶体３０の各端部は本体１０の両端面１１に沿って折り曲げられかつ端部１２の外周面に係止される。キャップ形状端子２０を本体１０の両端部１２に嵌合し、図４に示すように、キャップ形状端子２０の相対する両面から溶接し固定する。熱伝導率の大きい支持体は可溶体３０に電流が流れて発生するジュール熱を両端のキャップ形状端子２０を通じてヒューズの外方に放熱し、低融点金属の温度上昇を防止し強いタイムラグ特性を生じさせる。低融点金属は大電流が流れる際、高融点金属に比べて少ないジュール熱で溶断する、従って遮断能力が大きく超小型でありながらＡＣ６００Ｖ６０Ａの性能をもつことができる。
【００２２】
発明の理解を容易にするため、本発明の実施形態を図１、図２及び図３に基づいて再度説明する。
図１は、実施例を示す斜視図であり、図２は、図１のラインＡ−Ａに沿って見た断面図である。図２及び図３に示されるように、耐熱絶縁材料からなる柱状体の本体１０の両端部１２の外周面上に本体１０の端面１１に接して切り欠き凹部１３が形成されている。図２に示すように、本体１０の内部に対角線上に架張される可溶体３０の中間部は支持体４０に螺旋状に巻き付けられ、可溶体３０の各端部は切り欠き凹部１３に係止される。キャップ形状端子２０を本体１０の両端部に嵌合した後、図４に示すように、可溶体３０の端部が係止されている切り欠き凹部１３が設けられている本体１０の外周面に平行なキャップ形状端子２０の相対する側面を溶接電極で外側から挟むようにして溶接したヒューズであり、長さは１１ｍｍを超えない。
【００２３】
本発明に係る面実装超小型ヒューズでは、可溶体３０とキャップ形状端子２０と本体１０とが半田を使用しない溶接により電気的、機械的に接合され、ヒューズの溶断性能が安定し且つ強いタイムラグ性と半田が金属蒸気化してアークを持続することなくＡＣ６００Ｖで６０Ａという高い遮断性能を得ることが出来た。
【００２４】
次に、図５、図６及び図７を参照して本発明の表面実装型小型ヒューズの好適な第２の実施形態を説明する。図５は第２の実施形態の表面実装型小型ヒューズの分解組立図であり、図６は第２の実施形態の表面実装型小型ヒューズの側面方向における縦断面図であり、図７は第２の実施形態の表面実装型小型ヒューズの上面方向における縦断面図である。これらの図面において、参照番号５０は表面実装型小型ヒューズの本体である角型セラミック割型ケースを示し、この角型セラミック割型ケース５０は上側セラミック・ケース５２と下側セラミック・ケース５４とから成る。また、参照番号５６は角型セラミック割型ケース５０の両端部に嵌合されるように断面形状が両端部の断面形状とほぼ同一である凹部を有する導電性端子である口金を示し、参照番号５８は細長い可溶体６０を支持するためのセラミック棒を示す。角型セラミック割型ケース５０に用いられるセラミック材料は表面実装型小型ヒューズに一般的に用いられるいずれのセラミック材であってよい。また、本発明は、角型セラミック割型ケース５０に用いられる材料はセラミックに限られず、例えば熱硬化性樹脂等のプレス型成形可能ないずれの耐熱絶縁材料であってよい。口金５６は、銅あるいは黄銅から成る母材から作られ、その上に錫、ニッケルあるいは銀メッキが施されていることが好ましい。なお、口金５６は、後述する可溶体６０との溶接、及び完成後にプリント基板上の接続ランド等との接続が可能であればこれらの材料に限らず、いずれの材料であってもよく、また母材の表面の処理はメッキ以外の別の表面処理であってもよい。セラミック棒５８は、組成として、前述したように熱伝導率の大きい、重量比で９６％を超えるＡ１2０3と３％を超えるＭｇＯと１％未満のＢｅＯを含有するセラミックが好ましいが、本発明はこれに限定されるものでなく、他の組成のセラミック、あるいは他の絶縁材料で構成されていてもよい。可溶体６０は、組成として重量比で５０％以上のＡｇと２０％以上のＣｕと１７％以上のＺｎと５％以上のＳｎを含有する低融点金属から成ることが好ましいが、本発明はこれに限定されるものでなく、その他の金属を含有してもよい。
【００２５】
ここで、本発明による割型ケースについて詳細に説明する。特に図５に示されるように、角型セラミック割型ケース５０は、角型柱状の長手方向でほぼ等分に分割された上側セラミック・ケース５２及び下側セラミック・ケース５４から構成されている。上側セラミック・ケース５２及び下側セラミック・ケース５４は、図５に示されるように合わせられたとき内部に空間が形成されるようそれぞれの合わせられる面側に窪み６２及び６４が設けられている。上側セラミック・ケース５２及び下側セラミック・ケース５４を合わせたとき正確に合わさり横ずれをしないように、上側セラミック・ケース５２には合わせられる端面（以下「合わせ端面」という。）上に凸部６６が図５に示されるように設けられ、他方下側セラミック・ケース５４には合わせ端面上に図５に示されるように上側セラミック・ケース５２の凸部６６が嵌る凹部６８が設けられていることが好ましい。なお、凸部６６及び凹部６８が端面の全部又はその一部のいずれに設けられていてもよい。図５及び図７に示されるように、上側セラミック・ケース５２及び下側セラミック・ケース５４の一方の端部の一つの側面側のそれぞれの合わせ端面上に可溶体６０の一方の端部を引き出すための半円状の切り欠き７０が設けられ、上側セラミック・ケース５２及び下側セラミック・ケース５４の他方の端部の上記一つの側面に対して反対の側面側のそれぞれの合わせ端面上に可溶体６０の他方の端部を引き出すための半円状の切り欠き７０が設けられている。更に、図５及び図７に示されるように、上側セラミック・ケース５２及び下側セラミック・ケース５４の各端部の両側面上で合わせ端面まで延在し且つ両方のケースを合わせたとき１つの凹部となる凹部７２がそれぞれ設けられている。なお、図５に示される凹部７２は、プレス型成形をより容易にするため上側及び下側セラミック・ケース５２及び５４の上面及び下面まで延在しているが、途中まででもプレス型成形は可能であり、本発明はこのような変形を含むものである。この凹部７２は口金５６を角型セラミック割型ケース５０に固定するためのものであり、この凹部７２を用いた固定の仕方は後述する。角型セラミック・ケース５０が割型構造ではなく一体構造の場合には上記１つの凹部をプレス型成形で作成することはできなく、成形後に研削等時間及びコストがかかる工程が必要となるが、本発明では割型構造により上側及び下側セラミック・ケース５２及び５４を型成形で作る際に凹部７２を同時に容易に形成することができる。
【００２６】
次に、上記のように構成された本発明の表面実装型小型ヒューズの組み立てについて説明する。初めに、図８を参照して、本体の貫通孔の中に可溶体を巻いたセラミック棒を挿入する作業について説明する。図８に示されるように、セラミック棒５８に巻き付けた可溶体６０は、口金と溶接される部分が必要となるためセラミック棒５８の端部から長手方向に対して垂直な方向に可溶体６０の端部を数ミリメートル伸ばすことが望ましいが、このような状態で、可溶体６０及びセラミック棒５８を従来の構造の本体１０８に設けられた貫通孔１１０に挿入するのは簡単とは言えない。一方、本発明の第２の実施形態では、図８に示される状態の可溶体６０及びセラミック棒５８を、図７に示されるように下側セラミック・ケース５４の窪み６４に上から容易に載置することができる。次いで、可溶体６０の端部７６を切り欠き７０を通して下側セラミック・ケース５４の外側に引き出し、図７の拡大図Ａにより詳細に示されるように先端部を曲げて凹部７２の底面に沿って互いに向き合うように係止する。従って、本発明では、割型ケースにすることで生産効率を上げることができる。
【００２７】
次いで、図６に示されるように、上側セラミック・ケース５２を下側セラミック・ケース５４の上に重ね合わせ、角型セラミック割型ケース５０の両端部に口金５６を嵌合させる。
【００２８】
図９は溶接工程を示す概略図である。図９において、参照番号９０は１対の溶接用電極棒を示す。図７に示される角型セラミック割型ケース５０の対向している２つの凹部７２（なお、一方の凹部７２には可溶体６０の端部７６がある。）に対応する口金５６の両側面の位置をこの１対の電極棒９０で図９に示すように挟み、その状態で加圧しながら電極間に電流を流す。従って、口金５６が発熱し、口金５６と可溶体６０の端部７６が溶接され、それと同時に口金５６が変形することにより、図９に示されるように角型セラミック割型ケース５０の凹部７２に嵌合するように口金５６に凸部７４が形成されて、口金５６が角型セラミック割型ケース５０に固定される。なお、図９においては、参照番号７４で示す部分は、口金５６の外側から見た場合へこんでいるが、口金５６の内側から見た場合、即ち凹部７２に嵌合される側から見た場合凸状になるので凸部と呼ぶ。
【００２９】
貫通孔を設けるいわゆるチューブ構造では、可溶体を本体の貫通孔の中で架橋する際に貫通孔に可溶体を通す作業を必要としたが、第２の実施形態では角型セラミック割型ケース５０を割型にすることで別の場所で張った可溶体を割ったケースの片側の窪みの上に単に置くことで架橋ができ、更にケースを割ったもう一方を被せることにより、可溶体をケースに容易に架橋する構造を実現している。そのため、表面実装型小型ヒューズの生産効率の向上が図れる。
【００３０】
上記のように可溶体６０と口金５６を溶接で接合するため、可溶体６０の端子間距離が組み立てに起因したバラツキが生じず一定に保て、その結果溶断特性が安定する。可溶体６０と口金５６とは母材金属同士の接合のため、組み立て後の表面実装型小型ヒューズを基板に半田付けする際の加熱に影響されなく、基板への実装時にも両者間の安定な接続が維持される。
【００３１】
また、半田のような低融点金属を介さずに、角型セラミック割型ケース５０と口金５６とを加熱及び加圧して口金５６を変形させることにより、口金５６の凸部７４を形成し且つこの凸部７４を角型セラミック割型ケース５０の凹部７２に嵌合させて固定しているので、組み立て後の表面実装型小型ヒューズを基板に半田付けする際の熱により口金５６が角型セラミック割型ケース５０から外れることがない。
【００３２】
第２の実施形態では更に、口金５６と可溶体６０の接合及び口金５６と角型セラミック割型ケース５０の固定が１つの工程で達成できる。割型の２つの上側及び下側セラミック・ケース５２及び５４は、合わさった状態で両端に口金５６が挿入されるため、接着剤等を使用しなくても通常の使用状態において分解することはない。また、角型セラミック割型ケース５０の側面にある凹部７２に合わせて口金５６を変形させることにより、角型セラミック割型ケース５０と口金５６との固定も表面実装型小型ヒューズの通常の使用状態で分解することはなく、安定に固定される。従って、生産工程を簡略化でき、生産コストの軽減が図れる。
【００３３】
なお、第２の実施形態では、凹部７２を上側及び下側セラミック・ケース５２及び５４の両方に設けているが、本発明は、いずれか一方のみに設けてもよい。また、図６及び図７に示されるように口金５６と角型セラミック割型ケース５０の内部空間との間にセラミックの端壁７８が設けられているので、この端壁７８は最初の実施形態におけるフタと同じ作用をして、口金５６の内側が直接内部空間にさらされている場合より遮断時の高い内圧に耐え、強固になっている。更に、可溶体６０の内部空間にある部分で且つ口金５６近傍の部分と口金５６との間に端壁７８が設けられているので、遮断時にアークが生じても消弧しやすく、その結果遮断容量が大きくなる。
【００３４】
以下に、本発明の様々な変更形態について説明する。
図１０は、支持体を含めた可溶体の構造が第２の実施形態とは異なり二重巻き線の構造を用いる表面実装型小型ヒューズの上面方向における縦断面図である。第２の実施形態と同じ構造については説明を省き、相違点のみを説明する。図１０に示されるように、第１の線状可溶体６０ａの周りに第２の線状可溶体６０ｂが巻かれている。この巻かれた２つの線状可溶体６０ａ及び６０ｂは下側セラミック・ケース５４の窪み６４に両方の切り欠き７０間で架橋されるように載置され、そして巻かれた状態の２つの線状可溶体６０ａ及び６０ｂの端部７６′は、切り欠き７０を経由して角型セラミック割型ケース５０の側面に係止され、溶接により口金５６に接続される。なお、２つの線状可溶体は、例えば互いに撚ってもよく、二重巻き線構造になっていればいずれの巻き方であってもよい。
【００３５】
図１１は、支持体を含めた可溶体の構造が第２の実施形態とは異なり単線の構造を用いる表面実装型小型ヒューズの上面方向における縦断面図である。第２の実施形態と同じ構造については説明を省き、相違点のみを説明する。図１１に示されるように、単線の可溶体６０は、下側セラミック・ケース５４の窪み６４に両方の切り欠き７０間で架張され、その端部７６は切り欠き７０を経由して角型セラミック割型ケース５０の側面に係止され、溶接により口金５６に接続される。
【００３６】
図１２は、図１１の示す実施形態の変形形態の上面方向における縦断面図である。切り欠き７０が下側セラミック・ケース５４の端部の側面側ではなく、図示のように対向する両端面に設けられている。図示していない上側セラミック・ケース５２にも対応する位置に切り欠きが設けられている。可溶体６０の端部７６が係止される凹部７２′はへこんだ部分が下側セラミック・ケース５４の端面まで延在している。上側セラミック・ケース５２についても、凹部７２′の形状と同形にすることが製作上好ましいが、本発明は必ずしも凹部７２′のへこんだ部分が上側セラミック・ケース５２の端面まで延在していなくてもよい。可溶体６０の端部７６は、切り欠き７０を経由した後、曲げられて下側セラミック・ケース５４の端面に沿って延伸され、端面の角で曲げられ凹部７２′の底面に沿って溶接位置まで延伸され、係止される。
【００３７】
本発明は、様々な溶接位置及び溶接形状を取ることが可能であり、図１３に種々の溶接位置及び溶接形状を示す例を示す。図１３において、（Ａ）は前述の実施形態と同じで溶接位置が側面のみである場合、（Ｂ）は角型セラミック割型ケース５０と口金５６とのクリアランスを吸収し、割型ケースの双方、即ち上側及び下側セラミック・ケース５２及び５４を密着させるため溶接位置が側面と上下面にある場合、（Ｃ）は可溶体の太さによって可溶体の溶接部がつぶれ過ぎないようにするため溶接位置が側面のみで溶接形状が二股である場合、（Ｄ）は側面が二股で上下面は（Ｂ）と同様の場合、（Ｅ）は（Ｄ）において例えば一種類の先端部の形状の電極棒を用いるため等から上下面も二股にした場合をそれぞれ示す。図１３において、参照番号８０は溶接痕を示す。なお、上側及び下側セラミック・ケース５２及び５４に設けられている凹部７２（図１３では図示せず）に対応する位置にある口金５６上の溶接痕は、第２の実施形態で説明したように口金５６を角型セラミック割型ケースと固定するように凹部７２と嵌合される凸部（図７の凹部７２及び凸部７４参照）のように変形される。
【００３８】
図１４は、図１３の（Ｃ）から（Ｅ）における二股の溶接に用いられる電極棒の先端部の形状と溶接工程を示す。電極棒９０の先端部は二股に分かれ、上側及び下側セラミック・ケース５２及び５４に設けられている凹部７２（図示せず）に対応する位置の溶接痕は該凹部７２に嵌る２つの凸部７４′が溶接時に形成される。
【００３９】
図１５は、口金と可溶体とを溶接接続する本発明の一局面を、本体が貫通孔を有し且つ耐熱絶縁材から成る一体の柱状構造の場合に適用した例を示す。単線の可溶体６０が本体８２の貫通孔８４に通され、可溶体６０の端部７６は、本体８２の端面で曲げられ、更に本体８２の側面に沿わせて本体８２に係止される。本体８２はセラミックで作られていてもよい。可溶体６０の端部７６と口金５６とが第２の実施形態で説明したように溶接により接続される。本体８２がセラミックの場合、口金５６の本体８２への固定は、第２の実施形態のように角型セラミック割型ケース５０の凹部７２と口金５６の凸部７４との嵌合ほどの強固な両者の固定ではないが、例えば図１３の（Ｂ）、（Ｄ）及び（Ｅ）に示されるように側面と上下面の両方に溶接処理を施すことで可能となる。
【００４０】
上記実施形態においては、本体の柱状形状は角型であるが、本発明はこの形状に限られずいずれの柱状形状であってよい。図１６に一例として本体が円柱形状である本発明の表面実装型小型ヒューズを示す。
【００４１】
【発明の効果】
本発明は、本体がその両端部を結ぶ方向に沿って分割された２つの分割部材から成り、且つ少なくとも１つの分割部材における本体の柱状を形成する側面の各端部近傍の部分に、分割された端面まで延在している凹部が本体の凹部として設けられている構成により、本体の側面に凹部を有する構造をプレス型成形で製作可能となり、更に可溶体をケースに容易に架橋することができ、従って表面実装型小型ヒューズの生産が容易にでき、且つ自動化も容易となり、生産スピードの向上が図れる。
本発明は更に、前記口金は前記可溶体の各端部を前記本体の凹部に延在させ次いで前記口金を前記本体の端部に嵌めた状態で前記本体の１対の対向した凹部に対応する前記口金の対向した部分に１対の溶接用電極棒を対向して配置し且つ当該１対の溶接用電極棒で前記口金の対向した部分を加圧しながら電流を流す溶接により形成された凸部であって、前記可溶体の端部が溶接接続され且つ前記本体の凹部に嵌合されて前記口金を前記本体に固定する前記凸部を有する構造により、バラツキのない安定した溶断特性、強いタイムラグ性及び高い遮断特性が得られ、そして一回の溶接作業で、口金と可溶体を電気的に接続すると同時に、口金を本体に固定することができ、生産効率の向上が図れる。
【００４２】
本発明はまた、導電性端子と可溶体とが溶接接続されていることにより、バラツキのない安定した溶断特性及び大きな遮断容量が得られ、また、組み立て後の表面実装型小型ヒューズを基板に半田付けする際の加熱に影響されなく、基板への実装時にも両者間の安定な接続が維持される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１のラインＡ−Ａに沿って見た断面図である。
【図３】本発明の一実施形態のキャップ形状端子を除いた組立部分図である。
【図４】本発明の一実施形態の溶接電極の位置を示す斜視図である。
【図５】図５は、第２の実施形態の表面実装型小型ヒューズの分解組立図である。
【図６】図６は、第２の実施形態の表面実装型小型ヒューズの側面方向における縦断面図である。
【図７】図７は、第２の実施形態の表面実装型小型ヒューズの上面方向における縦断面図である。
【図８】図８は、本体の貫通孔の中に可溶体を巻いたセラミック棒を挿入する作業について説明するための図である。
【図９】図９は、第２の実施形態の表面実装型小型ヒューズの組み立てにおける溶接工程を示す概略図である。
【図１０】図１０は、二重巻き線の構造の可溶体を用いる本発明の表面実装型小型ヒューズの上面方向における縦断面図である。
【図１１】図１１は、単線の構造の可溶体を用いる本発明の表面実装型小型ヒューズの上面方向における縦断面図である。
【図１２】図１２は、図１１の示す実施形態の変形形態の上面方向における縦断面図である。
【図１３】図１３は、種々の溶接位置及び溶接形状を示す図である。
【図１４】図１４は、図１３の（Ｃ）から（Ｅ）における二股の溶接に用いられる電極棒の先端部の形状と溶接工程を示す。
【図１５】図１５は、口金と可溶体とを溶接接続する本発明の一局面を本体が貫通孔を有し且つ耐熱絶縁材から成る一体の柱状構造の場合に適用した例を示す。
【図１６】図１６は、本体が円柱形状である本発明の表面実装型小型ヒューズを示す。
【図１７】従来のガラス管ヒューズを示す斜視図である。
【図１８】図１７のラインＢ−Ｂに沿って見た断面図である。
【符号の説明】
１０ 本体
１１ 端面
１２ 端部
１３ 切り欠き凹部
２０ キャップ形状端子
３０ 可溶体
４０ 支持体
５０ 角型セラミック割型ケース
５２ 上側セラミック・ケース
５４ 下側セラミック・ケース
５６ 口金
７２ 凹部
７４、７４′ 凸部
７８ 端壁
８０ 溶接痕
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面実装型小型ヒューズに関する。特に、本発明は、通信用機器の保護に用いることができる長手方向の長さが１１ｍｍを超えない表面実装型超小型ヒューズに適するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電話回線等に接続される通信用機器には、誘導雷によるサージ電流が流れたり、また電話線が電力線と接触する混触により通常より非常に高い電圧が印加される可能性がある。このため、通信用機器に用いられるヒューズには、通信用機器を故障させる電流を安全に遮断することに加え、誘導雷によるサージ電流で溶断しないよう強いタイムラグ特性と、超小型にも関わらずＡＣ６００Ｖで６０Ａという高い遮断能力が要求される。また、機器の小型化に伴い、高密度で実装できるよう表面実装型の強いタイムラグ特性と高い遮断能力を持つ超小型ヒューズが要求されている。これまでは、例えば図１７及び図１８に示すようなグラスファイバーを束ねた絶縁材料の支持体１００に可溶体１０２を巻き付け、可溶体１０２の各端部を導電性キャップ端子１０４の凹部底面に半田付けした内半田のヒューズである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この内半田方式の欠点は、ヒューズの設計抵抗を変化させ溶断時間をバラつかせる事が多いことである。これは、内半田方式ではキャップ端子１０４の外側より半田ゴテを当て、キャップ端子１０４の凹部内側に装着した半田１０６を溶かして、グラスファイバー１００に巻き付けた可溶体１０２をキャップ端子１０４の凹部底面に半田付けする際、溶融した半田がグラスファイバー１００の束に巻き付けられた可溶体１０２に沿って流れ、巻き付けられた可溶体１０２とその隣り合った可溶体１０２の間をふさぎ、短絡しその長さが可溶体全長の１／３に達する場合もあり全くヒューズとしての性能が変化してしまうこともある。更に遮断の際、キャップ端子の内側の半田をも金属蒸気化させアークが持続して遮断を不可能にする場合が多いことも欠点である。
【０００４】
また、導電性キャップ端子１０４と絶縁材料から成る本体１０８は、双方の間に入り込んだ半田が凝固することにより、その摩擦力で固定される。表面実装型ヒューズの場合、基板に半田付けにて実装される際に、ヒューズも半田付け温度に達する。半田付け温度のプロファイルは、各社各様であり、高温の場合ヒューズの内部の半田、即ち導電性キャップ端子１０４と本体１０８との間に入り込んだ半田が溶融し、導電性キャップ端子１０４が本体１０８から外れる場合があり、問題となっていた。更に、今後は鉛問題によって鉛を含まない半田の融点は比較的高温になるので基板実装の半田付け温度は更に上がる傾向にあり、この問題を解決することが必ず必要となる。
【０００５】
更に、図１７及び図１８に示されるように、本体１０８は、柱状体の形状をしていて、その長手方向の両端面間を貫通するよう貫通孔１１０が設けられている。例えば、表面実装型小型ヒューズではその全長がたかだか１１ｍｍと小さいものであるので、この貫通孔１１０の孔径もｍｍオーダで非常に小さいものである。従って、本体１０８の端面にある貫通孔１１０の非常に小さい入口から可溶体１０２が巻き付けられた支持体１００を挿入するため、製作上非常に作業性が良くないものであった。
【０００７】
本発明の課題は、バラツキのない安定した溶断特性、強いタイムラグ性及び高い遮断特性を有し且つ製作が容易である表面実装型小型ヒューズを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、可溶体と耐熱絶縁材料から成る本体と１対の導電性端子とを備えた表面実装型小型ヒューズであって、前記本体は柱状体の形状及びその柱状の両端部間の内部に設けられた空間を有し、前記可溶体は前記本体の内部空間で両端部間に配設され、当該可溶体の両端部は前記本体の両端部又はその近傍から前記本体の外面に延在し、各導電性端子は前記本体の各端部に嵌合され且つ前記可溶体の各端部と電気的に接続されている表面実装型小型ヒューズにおいて、前記本体がその両端部を結ぶ方向に沿って分割された２つの分割部材から成り、少なくとも１つの前記分割部材における前記本体の柱状を形成する側面の各端部近傍の部分に、分割された端面まで延在している凹部が前記本体の凹部として設けられており、前記本体の凹部は、前記側面の各端部近傍の部分で前記本体の両端部を結ぶ方向に対して直角の方向に位置し且つ対向している前記側面上に対向するよう１対設けられており、前記導電性端子は金属製の口金であり、前記可溶体の各端部は、前記本体の凹部に延在し、前記口金は、前記可溶体の各端部を前記本体の凹部に延在させ次いで前記口金を前記本体の端部に嵌めた状態で前記本体の１対の対向した凹部に対応する前記口金の対向した部分に１対の溶接用電極棒を対向して配置し且つ当該１対の溶接用電極棒で前記口金の対向した部分を加圧しながら電流を流す溶接により形成された凸部であって、前記可溶体の端部が溶接接続され且つ前記本体の凹部に嵌合されて前記口金を前記本体に固定する前記凸部を有することを特徴とする表面実装型小型ヒューズにより解決される。
【００１３】
本発明の一局面によれば、前記分割部材の他方における前記本体の柱状を形成する側面の各端部近傍の部分に、分割された端面まで延在している凹部が設けられており、前記２つの分割部材の凹部は、当該２つの分割部材を合わせて前記本体を形成したとき前記本体の柱状を形成する側面に１つの凹部を形成することが好ましい。
【００１４】
本発明の別の局面によれば、前記導電性端子は金属製の口金であり、前記可溶体の端部は前記口金に溶接により接続され、前記口金を前記本体に固定するため、前記口金には前記本体の凹部に嵌合される凸部が前記溶接により形成されていることが好ましい。
【００１５】
本発明のなお別の局面によれば、前記本体がセラミック材料から成ることが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。なお、本明細書及び図面において、同一又は類似の参照番号で示される構成要素は同一又は類似の機能及び構造を有する構成要素を示す。
【００１７】
図１及び図２を参照すると、本体１０は耐熱絶縁材料からなり、柱状体の形状を有し、その長手方向の両端面１１間を貫通する貫通孔が設けられている。可溶体３０は前記貫通孔に架張されるが、可溶体３０の中間部は支持体４０に螺旋状に巻き付けられ、各端部が前記本体の両端面１１に沿って折り曲げられ且つ本体１０の端部１２の外周面に係止される。本体１０の両端部１２に嵌合されるように断面形状が両端面１１とほぼ同一である凹部を有する導電性キャップ形状端子２０を本体１０の両端部１２に嵌合した状態で、キャップ形状端子２０と可溶体３０を溶接により電気的に接続する。
【００１８】
組成として、重量比で９６％を超えるＡ１2０3と３％を超えるＭｇＯと１％未満のＢｅＯを含有する熱伝導率の大きい支持体を用い、重量比で５０％以上のＡｇと２０％以上のＣｕと１７％以上のＺｎと５％以上のＳｎを含有する低融点金属の可溶体３０を支持体に巻き付ける。
【００１９】
図３に示されるように、本体の両端部の外周面上の対角線上の２つの位置にそれぞれ本体の端面に接して切り欠き凹部１３を形成した場合は、可溶体３０の各端部を前記切り欠き凹部１３に係止する。
【００２０】
導電性キャップ形状端子２０の底面とほぼ同一形状でキャップ形状端子２０の凹部の深さより薄い絶縁材料からなる板状のフタを本体１０の端面１１とキャップ形状端子２０の底面との間に配置してもよい。
【００２１】
上記のような構成から、本体１０の内部に対角線上に架張される可溶体３０の各端部は本体１０の両端面１１に沿って折り曲げられかつ端部１２の外周面に係止される。キャップ形状端子２０を本体１０の両端部１２に嵌合し、図４に示すように、キャップ形状端子２０の相対する両面から溶接し固定する。熱伝導率の大きい支持体は可溶体３０に電流が流れて発生するジュール熱を両端のキャップ形状端子２０を通じてヒューズの外方に放熱し、低融点金属の温度上昇を防止し強いタイムラグ特性を生じさせる。低融点金属は大電流が流れる際、高融点金属に比べて少ないジュール熱で溶断する、従って遮断能力が大きく超小型でありながらＡＣ６００Ｖ６０Ａの性能をもつことができる。
【００２２】
発明の理解を容易にするため、本発明の実施形態を図１、図２及び図３に基づいて再度説明する。
図１は、実施例を示す斜視図であり、図２は、図１のラインＡ−Ａに沿って見た断面図である。図２及び図３に示されるように、耐熱絶縁材料からなる柱状体の本体１０の両端部１２の外周面上に本体１０の端面１１に接して切り欠き凹部１３が形成されている。図２に示すように、本体１０の内部に対角線上に架張される可溶体３０の中間部は支持体４０に螺旋状に巻き付けられ、可溶体３０の各端部は切り欠き凹部１３に係止される。キャップ形状端子２０を本体１０の両端部に嵌合した後、図４に示すように、可溶体３０の端部が係止されている切り欠き凹部１３が設けられている本体１０の外周面に平行なキャップ形状端子２０の相対する側面を溶接電極で外側から挟むようにして溶接したヒューズであり、長さは１１ｍｍを超えない。
【００２３】
本発明に係る面実装超小型ヒューズでは、可溶体３０とキャップ形状端子２０と本体１０とが半田を使用しない溶接により電気的、機械的に接合され、ヒューズの溶断性能が安定し且つ強いタイムラグ性と半田が金属蒸気化してアークを持続することなくＡＣ６００Ｖで６０Ａという高い遮断性能を得ることが出来た。
【００２４】
次に、図５、図６及び図７を参照して本発明の表面実装型小型ヒューズの好適な第２の実施形態を説明する。図５は第２の実施形態の表面実装型小型ヒューズの分解組立図であり、図６は第２の実施形態の表面実装型小型ヒューズの側面方向における縦断面図であり、図７は第２の実施形態の表面実装型小型ヒューズの上面方向における縦断面図である。これらの図面において、参照番号５０は表面実装型小型ヒューズの本体である角型セラミック割型ケースを示し、この角型セラミック割型ケース５０は上側セラミック・ケース５２と下側セラミック・ケース５４とから成る。また、参照番号５６は角型セラミック割型ケース５０の両端部に嵌合されるように断面形状が両端部の断面形状とほぼ同一である凹部を有する導電性端子である口金を示し、参照番号５８は細長い可溶体６０を支持するためのセラミック棒を示す。角型セラミック割型ケース５０に用いられるセラミック材料は表面実装型小型ヒューズに一般的に用いられるいずれのセラミック材であってよい。また、本発明は、角型セラミック割型ケース５０に用いられる材料はセラミックに限られず、例えば熱硬化性樹脂等のプレス型成形可能ないずれの耐熱絶縁材料であってよい。口金５６は、銅あるいは黄銅から成る母材から作られ、その上に錫、ニッケルあるいは銀メッキが施されていることが好ましい。なお、口金５６は、後述する可溶体６０との溶接、及び完成後にプリント基板上の接続ランド等との接続が可能であればこれらの材料に限らず、いずれの材料であってもよく、また母材の表面の処理はメッキ以外の別の表面処理であってもよい。セラミック棒５８は、組成として、前述したように熱伝導率の大きい、重量比で９６％を超えるＡ１2０3と３％を超えるＭｇＯと１％未満のＢｅＯを含有するセラミックが好ましいが、本発明はこれに限定されるものでなく、他の組成のセラミック、あるいは他の絶縁材料で構成されていてもよい。可溶体６０は、組成として重量比で５０％以上のＡｇと２０％以上のＣｕと１７％以上のＺｎと５％以上のＳｎを含有する低融点金属から成ることが好ましいが、本発明はこれに限定されるものでなく、その他の金属を含有してもよい。
【００２５】
ここで、本発明による割型ケースについて詳細に説明する。特に図５に示されるように、角型セラミック割型ケース５０は、角型柱状の長手方向でほぼ等分に分割された上側セラミック・ケース５２及び下側セラミック・ケース５４から構成されている。上側セラミック・ケース５２及び下側セラミック・ケース５４は、図５に示されるように合わせられたとき内部に空間が形成されるようそれぞれの合わせられる面側に窪み６２及び６４が設けられている。上側セラミック・ケース５２及び下側セラミック・ケース５４を合わせたとき正確に合わさり横ずれをしないように、上側セラミック・ケース５２には合わせられる端面（以下「合わせ端面」という。）上に凸部６６が図５に示されるように設けられ、他方下側セラミック・ケース５４には合わせ端面上に図５に示されるように上側セラミック・ケース５２の凸部６６が嵌る凹部６８が設けられていることが好ましい。なお、凸部６６及び凹部６８が端面の全部又はその一部のいずれに設けられていてもよい。図５及び図７に示されるように、上側セラミック・ケース５２及び下側セラミック・ケース５４の一方の端部の一つの側面側のそれぞれの合わせ端面上に可溶体６０の一方の端部を引き出すための半円状の切り欠き７０が設けられ、上側セラミック・ケース５２及び下側セラミック・ケース５４の他方の端部の上記一つの側面に対して反対の側面側のそれぞれの合わせ端面上に可溶体６０の他方の端部を引き出すための半円状の切り欠き７０が設けられている。更に、図５及び図７に示されるように、上側セラミック・ケース５２及び下側セラミック・ケース５４の各端部の両側面上で合わせ端面まで延在し且つ両方のケースを合わせたとき１つの凹部となる凹部７２がそれぞれ設けられている。なお、図５に示される凹部７２は、プレス型成形をより容易にするため上側及び下側セラミック・ケース５２及び５４の上面及び下面まで延在しているが、途中まででもプレス型成形は可能であり、本発明はこのような変形を含むものである。この凹部７２は口金５６を角型セラミック割型ケース５０に固定するためのものであり、この凹部７２を用いた固定の仕方は後述する。角型セラミック・ケース５０が割型構造ではなく一体構造の場合には上記１つの凹部をプレス型成形で作成することはできなく、成形後に研削等時間及びコストがかかる工程が必要となるが、本発明では割型構造により上側及び下側セラミック・ケース５２及び５４を型成形で作る際に凹部７２を同時に容易に形成することができる。
【００２６】
次に、上記のように構成された本発明の表面実装型小型ヒューズの組み立てについて説明する。初めに、図８を参照して、本体の貫通孔の中に可溶体を巻いたセラミック棒を挿入する作業について説明する。図８に示されるように、セラミック棒５８に巻き付けた可溶体６０は、口金と溶接される部分が必要となるためセラミック棒５８の端部から長手方向に対して垂直な方向に可溶体６０の端部を数ミリメートル伸ばすことが望ましいが、このような状態で、可溶体６０及びセラミック棒５８を従来の構造の本体１０８に設けられた貫通孔１１０に挿入するのは簡単とは言えない。一方、本発明の第２の実施形態では、図８に示される状態の可溶体６０及びセラミック棒５８を、図７に示されるように下側セラミック・ケース５４の窪み６４に上から容易に載置することができる。次いで、可溶体６０の端部７６を切り欠き７０を通して下側セラミック・ケース５４の外側に引き出し、図７の拡大図Ａにより詳細に示されるように先端部を曲げて凹部７２の底面に沿って互いに向き合うように係止する。従って、本発明では、割型ケースにすることで生産効率を上げることができる。
【００２７】
次いで、図６に示されるように、上側セラミック・ケース５２を下側セラミック・ケース５４の上に重ね合わせ、角型セラミック割型ケース５０の両端部に口金５６を嵌合させる。
【００２８】
図９は溶接工程を示す概略図である。図９において、参照番号９０は１対の溶接用電極棒を示す。図７に示される角型セラミック割型ケース５０の対向している２つの凹部７２（なお、一方の凹部７２には可溶体６０の端部７６がある。）に対応する口金５６の両側面の位置をこの１対の電極棒９０で図９に示すように挟み、その状態で加圧しながら電極間に電流を流す。従って、口金５６が発熱し、口金５６と可溶体６０の端部７６が溶接され、それと同時に口金５６が変形することにより、図９に示されるように角型セラミック割型ケース５０の凹部７２に嵌合するように口金５６に凸部７４が形成されて、口金５６が角型セラミック割型ケース５０に固定される。なお、図９においては、参照番号７４で示す部分は、口金５６の外側から見た場合へこんでいるが、口金５６の内側から見た場合、即ち凹部７２に嵌合される側から見た場合凸状になるので凸部と呼ぶ。
【００２９】
貫通孔を設けるいわゆるチューブ構造では、可溶体を本体の貫通孔の中で架橋する際に貫通孔に可溶体を通す作業を必要としたが、第２の実施形態では角型セラミック割型ケース５０を割型にすることで別の場所で張った可溶体を割ったケースの片側の窪みの上に単に置くことで架橋ができ、更にケースを割ったもう一方を被せることにより、可溶体をケースに容易に架橋する構造を実現している。そのため、表面実装型小型ヒューズの生産効率の向上が図れる。
【００３０】
上記のように可溶体６０と口金５６を溶接で接合するため、可溶体６０の端子間距離が組み立てに起因したバラツキが生じず一定に保て、その結果溶断特性が安定する。可溶体６０と口金５６とは母材金属同士の接合のため、組み立て後の表面実装型小型ヒューズを基板に半田付けする際の加熱に影響されなく、基板への実装時にも両者間の安定な接続が維持される。
【００３１】
また、半田のような低融点金属を介さずに、角型セラミック割型ケース５０と口金５６とを加熱及び加圧して口金５６を変形させることにより、口金５６の凸部７４を形成し且つこの凸部７４を角型セラミック割型ケース５０の凹部７２に嵌合させて固定しているので、組み立て後の表面実装型小型ヒューズを基板に半田付けする際の熱により口金５６が角型セラミック割型ケース５０から外れることがない。
【００３２】
第２の実施形態では更に、口金５６と可溶体６０の接合及び口金５６と角型セラミック割型ケース５０の固定が１つの工程で達成できる。割型の２つの上側及び下側セラミック・ケース５２及び５４は、合わさった状態で両端に口金５６が挿入されるため、接着剤等を使用しなくても通常の使用状態において分解することはない。また、角型セラミック割型ケース５０の側面にある凹部７２に合わせて口金５６を変形させることにより、角型セラミック割型ケース５０と口金５６との固定も表面実装型小型ヒューズの通常の使用状態で分解することはなく、安定に固定される。従って、生産工程を簡略化でき、生産コストの軽減が図れる。
【００３３】
なお、第２の実施形態では、凹部７２を上側及び下側セラミック・ケース５２及び５４の両方に設けているが、本発明は、いずれか一方のみに設けてもよい。また、図６及び図７に示されるように口金５６と角型セラミック割型ケース５０の内部空間との間にセラミックの端壁７８が設けられているので、この端壁７８は最初の実施形態におけるフタと同じ作用をして、口金５６の内側が直接内部空間にさらされている場合より遮断時の高い内圧に耐え、強固になっている。更に、可溶体６０の内部空間にある部分で且つ口金５６近傍の部分と口金５６との間に端壁７８が設けられているので、遮断時にアークが生じても消弧しやすく、その結果遮断容量が大きくなる。
【００３４】
以下に、本発明の様々な変更形態について説明する。
図１０は、支持体を含めた可溶体の構造が第２の実施形態とは異なり二重巻き線の構造を用いる表面実装型小型ヒューズの上面方向における縦断面図である。第２の実施形態と同じ構造については説明を省き、相違点のみを説明する。図１０に示されるように、第１の線状可溶体６０ａの周りに第２の線状可溶体６０ｂが巻かれている。この巻かれた２つの線状可溶体６０ａ及び６０ｂは下側セラミック・ケース５４の窪み６４に両方の切り欠き７０間で架橋されるように載置され、そして巻かれた状態の２つの線状可溶体６０ａ及び６０ｂの端部７６′は、切り欠き７０を経由して角型セラミック割型ケース５０の側面に係止され、溶接により口金５６に接続される。なお、２つの線状可溶体は、例えば互いに撚ってもよく、二重巻き線構造になっていればいずれの巻き方であってもよい。
【００３５】
図１１は、支持体を含めた可溶体の構造が第２の実施形態とは異なり単線の構造を用いる表面実装型小型ヒューズの上面方向における縦断面図である。第２の実施形態と同じ構造については説明を省き、相違点のみを説明する。図１１に示されるように、単線の可溶体６０は、下側セラミック・ケース５４の窪み６４に両方の切り欠き７０間で架張され、その端部７６は切り欠き７０を経由して角型セラミック割型ケース５０の側面に係止され、溶接により口金５６に接続される。
【００３６】
図１２は、図１１の示す実施形態の変形形態の上面方向における縦断面図である。切り欠き７０が下側セラミック・ケース５４の端部の側面側ではなく、図示のように対向する両端面に設けられている。図示していない上側セラミック・ケース５２にも対応する位置に切り欠きが設けられている。可溶体６０の端部７６が係止される凹部７２′はへこんだ部分が下側セラミック・ケース５４の端面まで延在している。上側セラミック・ケース５２についても、凹部７２′の形状と同形にすることが製作上好ましいが、本発明は必ずしも凹部７２′のへこんだ部分が上側セラミック・ケース５２の端面まで延在していなくてもよい。可溶体６０の端部７６は、切り欠き７０を経由した後、曲げられて下側セラミック・ケース５４の端面に沿って延伸され、端面の角で曲げられ凹部７２′の底面に沿って溶接位置まで延伸され、係止される。
【００３７】
本発明は、様々な溶接位置及び溶接形状を取ることが可能であり、図１３に種々の溶接位置及び溶接形状を示す例を示す。図１３において、（Ａ）は前述の実施形態と同じで溶接位置が側面のみである場合、（Ｂ）は角型セラミック割型ケース５０と口金５６とのクリアランスを吸収し、割型ケースの双方、即ち上側及び下側セラミック・ケース５２及び５４を密着させるため溶接位置が側面と上下面にある場合、（Ｃ）は可溶体の太さによって可溶体の溶接部がつぶれ過ぎないようにするため溶接位置が側面のみで溶接形状が二股である場合、（Ｄ）は側面が二股で上下面は（Ｂ）と同様の場合、（Ｅ）は（Ｄ）において例えば一種類の先端部の形状の電極棒を用いるため等から上下面も二股にした場合をそれぞれ示す。図１３において、参照番号８０は溶接痕を示す。なお、上側及び下側セラミック・ケース５２及び５４に設けられている凹部７２（図１３では図示せず）に対応する位置にある口金５６上の溶接痕は、第２の実施形態で説明したように口金５６を角型セラミック割型ケースと固定するように凹部７２と嵌合される凸部（図７の凹部７２及び凸部７４参照）のように変形される。
【００３８】
図１４は、図１３の（Ｃ）から（Ｅ）における二股の溶接に用いられる電極棒の先端部の形状と溶接工程を示す。電極棒９０の先端部は二股に分かれ、上側及び下側セラミック・ケース５２及び５４に設けられている凹部７２（図示せず）に対応する位置の溶接痕は該凹部７２に嵌る２つの凸部７４′が溶接時に形成される。
【００３９】
図１５は、口金と可溶体とを溶接接続する本発明の一局面を、本体が貫通孔を有し且つ耐熱絶縁材から成る一体の柱状構造の場合に適用した例を示す。単線の可溶体６０が本体８２の貫通孔８４に通され、可溶体６０の端部７６は、本体８２の端面で曲げられ、更に本体８２の側面に沿わせて本体８２に係止される。本体８２はセラミックで作られていてもよい。可溶体６０の端部７６と口金５６とが第２の実施形態で説明したように溶接により接続される。本体８２がセラミックの場合、口金５６の本体８２への固定は、第２の実施形態のように角型セラミック割型ケース５０の凹部７２と口金５６の凸部７４との嵌合ほどの強固な両者の固定ではないが、例えば図１３の（Ｂ）、（Ｄ）及び（Ｅ）に示されるように側面と上下面の両方に溶接処理を施すことで可能となる。
【００４０】
上記実施形態においては、本体の柱状形状は角型であるが、本発明はこの形状に限られずいずれの柱状形状であってよい。図１６に一例として本体が円柱形状である本発明の表面実装型小型ヒューズを示す。
【００４１】
【発明の効果】
本発明は、本体がその両端部を結ぶ方向に沿って分割された２つの分割部材から成り、且つ少なくとも１つの分割部材における本体の柱状を形成する側面の各端部近傍の部分に、分割された端面まで延在している凹部が本体の凹部として設けられている構成により、本体の側面に凹部を有する構造をプレス型成形で製作可能となり、更に可溶体をケースに容易に架橋することができ、従って表面実装型小型ヒューズの生産が容易にでき、且つ自動化も容易となり、生産スピードの向上が図れる。
本発明は更に、前記口金は前記可溶体の各端部を前記本体の凹部に延在させ次いで前記口金を前記本体の端部に嵌めた状態で前記本体の１対の対向した凹部に対応する前記口金の対向した部分に１対の溶接用電極棒を対向して配置し且つ当該１対の溶接用電極棒で前記口金の対向した部分を加圧しながら電流を流す溶接により形成された凸部であって、前記可溶体の端部が溶接接続され且つ前記本体の凹部に嵌合されて前記口金を前記本体に固定する前記凸部を有する構造により、バラツキのない安定した溶断特性、強いタイムラグ性及び高い遮断特性が得られ、そして一回の溶接作業で、口金と可溶体を電気的に接続すると同時に、口金を本体に固定することができ、生産効率の向上が図れる。
【００４２】
本発明はまた、導電性端子と可溶体とが溶接接続されていることにより、バラツキのない安定した溶断特性及び大きな遮断容量が得られ、また、組み立て後の表面実装型小型ヒューズを基板に半田付けする際の加熱に影響されなく、基板への実装時にも両者間の安定な接続が維持される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１のラインＡ−Ａに沿って見た断面図である。
【図３】本発明の一実施形態のキャップ形状端子を除いた組立部分図である。
【図４】本発明の一実施形態の溶接電極の位置を示す斜視図である。
【図５】図５は、第２の実施形態の表面実装型小型ヒューズの分解組立図である。
【図６】図６は、第２の実施形態の表面実装型小型ヒューズの側面方向における縦断面図である。
【図７】図７は、第２の実施形態の表面実装型小型ヒューズの上面方向における縦断面図である。
【図８】図８は、本体の貫通孔の中に可溶体を巻いたセラミック棒を挿入する作業について説明するための図である。
【図９】図９は、第２の実施形態の表面実装型小型ヒューズの組み立てにおける溶接工程を示す概略図である。
【図１０】図１０は、二重巻き線の構造の可溶体を用いる本発明の表面実装型小型ヒューズの上面方向における縦断面図である。
【図１１】図１１は、単線の構造の可溶体を用いる本発明の表面実装型小型ヒューズの上面方向における縦断面図である。
【図１２】図１２は、図１１の示す実施形態の変形形態の上面方向における縦断面図である。
【図１３】図１３は、種々の溶接位置及び溶接形状を示す図である。
【図１４】図１４は、図１３の（Ｃ）から（Ｅ）における二股の溶接に用いられる電極棒の先端部の形状と溶接工程を示す。
【図１５】図１５は、口金と可溶体とを溶接接続する本発明の一局面を本体が貫通孔を有し且つ耐熱絶縁材から成る一体の柱状構造の場合に適用した例を示す。
【図１６】図１６は、本体が円柱形状である本発明の表面実装型小型ヒューズを示す。
【図１７】従来のガラス管ヒューズを示す斜視図である。
【図１８】図１７のラインＢ−Ｂに沿って見た断面図である。
【符号の説明】
１０ 本体
１１ 端面
１２ 端部
１３ 切り欠き凹部
２０ キャップ形状端子
３０ 可溶体
４０ 支持体
５０ 角型セラミック割型ケース
５２ 上側セラミック・ケース
５４ 下側セラミック・ケース
５６ 口金
７２ 凹部
７４、７４′ 凸部
７８ 端壁
８０ 溶接痕
Claims (3)
- 可溶体と耐熱絶縁材料から成る本体と１対の導電性端子とを備えた表面実装型小型ヒューズであって、前記本体は柱状体の形状及びその柱状の両端部間の内部に設けられた空間を有し、前記可溶体は前記本体の内部空間で両端部間に配設され、当該可溶体の両端部は前記本体の両端部又はその近傍から前記本体の外面に延在し、各導電性端子は前記本体の各端部に嵌合され且つ前記可溶体の各端部と電気的に接続されている表面実装型小型ヒューズにおいて、
前記本体がその両端部を結ぶ方向に沿って分割された２つの分割部材から成り、
少なくとも１つの前記分割部材における前記本体の柱状を形成する側面の各端部近傍の部分に、分割された端面まで延在している凹部が前記本体の凹部として設けられており、
前記本体の凹部は、前記側面の各端部近傍の部分で前記本体の両端部を結ぶ方向に対して直角の方向に位置し且つ対向している前記側面上に対向するよう１対設けられており、
前記導電性端子は金属製の口金であり、
前記可溶体の各端部は、前記本体の凹部に延在し、
前記口金は、前記可溶体の各端部を前記本体の凹部に延在させ次いで前記口金を前記本体の端部に嵌めた状態で前記本体の１対の対向した凹部に対応する前記口金の対向した部分に１対の溶接用電極棒を対向して配置し且つ当該１対の溶接用電極棒で前記口金の対向した部分を加圧しながら電流を流す溶接により形成された凸部であって、前記可溶体の端部が溶接接続され且つ前記本体の凹部に嵌合されて前記口金を前記本体に固定する前記凸部を有する
ことを特徴とする表面実装型小型ヒューズ。 - 前記分割部材の他方における前記本体の柱状を形成する側面の各端部近傍の部分に、分割された端面まで延在している凹部が設けられており、
前記２つの分割部材の凹部は、当該２つの分割部材を合わせて前記本体を形成したとき前記本体の柱状を形成する側面に１つの凹部を形成する
ことを特徴とする請求項１記載の表面実装型小型ヒューズ。 - 前記本体がセラミック材料から成ることを特徴とする請求項１又は２記載の表面実装型小型ヒューズ。
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