JP5189919B2 - ヒューズ - Google Patents

Description

本発明は、可溶体と、可溶体を収容したハウジングとを備えたヒューズに関する。

移動体としての自動車には、車両に搭載された様々な電子機器等に電力を供給する電力供給源としてのバッテリが搭載されている。バッテリは、例えば、自動車のエンジンルーム内に搭載されている。バッテリと、電子機器等に接続された電線等とは、例えば、ヒューズを介して接続される。（例えば、特許文献１参照）

特許文献１に記載されたヒューズは、互いに間隔をあけて配される一対の端子金具と、当該端子金具同士を連結し所定の値を超える電流が流れると溶断する可溶体と、前記端子金具及び可溶体を収容したハウジングと、を備えている。その可溶体には、両端が端子に連なって当該端子と一体に形成された可溶体本体と、該可溶体本体の中央部に取り付けられた低融点金属を包着した部分と、周囲よりも断面積の小さい狭あい部と、放熱板とが備えられている。

前述したヒューズは、可溶体に流れる電流値が所定の電流値を超えると、前記低融点金属が溶けると共に、当該低融点金属と可溶体とが共晶化して抵抗値の大きな合金層を形成し、通電発熱を促進して、可溶体が溶断する。こうして、ヒューズは、可溶体が溶断して、電子機器などに過大な電流が供給されることを防止する。
特開平０７−１４４９４号公報

前述した特許文献１などに記載された従来のヒューズは、一対の端子を可溶体の端部と接続して、その端子をハウジングにインサート成形し構成されている。そのため、このような従来のヒューズが自動車等に搭載された際、車両振動によりインサート成形されていない露出している可溶体本体が振動し、可溶体が破損するという問題があった。

また、車両振動により、通電発熱により可溶体が溶断温度付近で加熱された際、可溶体が溶断する電流（溶断電流）以外で溶断されてしまう場合があった。さらに、車両の振動で低融点金属と共晶化した可溶体が下垂したり、飛散したりして、ハウジングの側面やエレメントカバーに接触し、二次ショートの恐れがあった。

したがって、本発明の目的は、車両振動による可溶体の破損を防止することができるヒューズを提供することにある。

前記課題を解決し目的を達成するために、請求項１に記載の本発明のヒューズは、第１端子と、電子機器と接続される第２端子と、前記第１端子および前記第２端子を接続する可溶体と、前記第１および第２端子を支持し、かつ、前記可溶体と間隔をあけ、前記第１端子および前記第２端子を接続する方向に平行な側壁と垂直な側壁とを有し前記可溶体の四方を囲むハウジングと、を備えたヒューズにおいて、前記可溶体から当該可溶体と交差する方向に延びて、先端部が前記ハウジングに固定された放熱板を備え、さらにカバーを備えたことを特徴としている。

請求項２に記載の本発明のヒューズは、第１端子と、電子機器と接続される第２端子と、前記第１端子および前記第２端子を接続する可溶体と、前記第１端子および第２端子を支持し、かつ、前記可溶体と間隔をあけたハウジングと、を備えたヒューズにおいて、前記可溶体から当該可溶体と交差する方向に延びて、先端部が前記ハウジングに固定された放熱板と、前記放熱板に接触し、かつ、前記ハウジングから突出するように第２放熱板と、を設けたことを特徴としている。

請求項３に記載の本発明のヒューズは、請求項１または２記載のヒューズにおいて、前記放熱板の先端部が、前記ハウジングから露出するように折り曲げて設けられていることを特徴としている。

以上説明したように請求項１に記載の発明によれば、放熱板の先端部が、前記可溶体から当該可溶体と交差する方向に延びて、ハウジングに固定されている。このため、車両振動による可溶体にかかる振動を抑止することができる。そして、溶断部が溶断温度に近い高温状態になった際には、車両の振動により溶断が促進されてしまうのを可溶体に設けた放熱板で防止し、電線回路の損傷を防ぐことができる。したがって、従来できなかった可溶体の幅をより細く、かつ、屈曲させることが可能となり、可溶体の抵抗調整範囲を拡大することができ、幅広い定格の設定をすることができる。

さらに、上述したように、放熱板がハウジングに固定されているので、可溶体に過電流が流れたときに生じる熱（ジュール熱）を放熱板で放熱させると共に、放熱板への伝導熱をハウジングに伝達させて放熱効果をさらに向上させることができる。

請求項２記載の本発明によれば、前記放熱板に接触し、かつ、前記ハウジングから突出するように第２放熱板が設けられているので、放熱板の先端部をハウジングに固定する場合よりも、さらに放熱効果を上げることができる。

請求項３記載の本発明によれば、前記放熱板の先端部が前記ハウジングから露出するように折り曲げて設けられているので、放熱効果をさらに促進させることができる。また、溶断部を連設する配置であっても、放熱板を連設することが可能であり、ハウジングから露出している折り曲げられた放熱板の先端部によって、放熱効果をさらに促進させることができる。

以下、本発明の第１の実施形態にかかるヒューズ１を、図１ないし図５を参照して説明する。本発明の第１の実施形態に係るヒューズ１は、図１に示すように、全体として略Ｌ字状に形成されている。ヒューズ１は、第１端子３ａと、第２端子３ｂと、これら一対の端子３（すなわち、第１端子３ａおよび第２端子３ｂ）を互いに接続する可溶体２と、一対の端子３および可溶体２を収容したハウジング８とを備えている。

第１端子３ａおよび第２端子３ｂは、それぞれ導電性を有する板金で構成されている。第１および第２端子３ａ、３ｂは、互いに間隔をあけて配置されている。第１端子３ａには、電源などから電力が供給され、第２端子３ｂには、各種の電子機器が接続している。

ヒューズ１の可溶体２は、図２および図３に示すように、第１端子３ａおよび第２端子３ｂの一端同士を連結しかつこれら一対の端子３と一体に形成された可溶体本体２ａと、該可溶体本体２ａに取り付けられた低融点金属で構成されたチップ６と、を備えている。

可溶体本体２ａは、第１端子３ａおよび第２端子３ｂとともに、板金に打ち抜き加工や曲げ加工が施されて、これら第１端子３ａおよび第２端子３ｂと一体に形成されている。可溶体本体２ａと、第１端子３ａおよび第２端子３ｂは、銅や銅合金などの金属で構成されている。

可溶体本体２ａは、図２および図３に示すように、周囲より断面積が小さい狭あい部４と、低融点金属で構成されたチップ６を包着する包着部５と、放熱板７とを一体に備えている。

狭あい部４の断面積は、その左右の可溶体本体２ａ部分の断面積よりも小さい。したがって、狭あい部４の電流密度は、周りの可溶体本体２ａの電流密度よりも高い。ゆえに、可溶体２に電流が流れたときに生じる熱（ジュール熱）が、狭あい部４において発生しやすい。

包着部５は、可溶体本体２ａの幅方向の両端に連なっている。また、包着部５は、可溶体本体２ａの長手方向に互いに位置が重なるように配置されている。さらに、包着部５は、可溶体本体２ａと交差する方向に沿って直線状に延在している。前述した構成の包着部５は、その可溶体本体２ａの端から離れた側の先端が当該可溶体本体２ａに近づけられる方向に曲げられることで、この可溶体本体２ａとの間に低融点金属のチップ６を挟みこんで、チップ６を包着する。

低融点金属のチップ６は、前述した第１、第２端子３ａ、３ｂや可溶体本体２ａを構成する母材（金属）よりも融点の低い金属（例えば、スズやスズ合金など）で構成され、そして、可溶体本体２ａの包着部５で包着されている。

放熱板７は、図２および図３に示すように、上述した可溶体本体２ａと交差する方向に延びるように、かつ、低融点金属のチップ６を包着している包着部５と第２端子３ｂとの間に設けられている。そして、その放熱板７の先端部は、図２および図４に示すように、ハウジング８に固定されている。

前述した構成の可溶体２は、第１端子３ａから第２端子３ｂに向かって流れる電流が可溶体２の可溶体本体２ａに流れる。つまり、可溶体２の可溶体本体２ａに流れる電流は、第１端子３ａから入り、狭あい部４を通り、低融点金属のチップ６を包着している包着部５を経て、放熱板７に流れ、そして、第２端子３ｂから流出する。可溶体２は、第１端子３ａおよび第２端子３ｂの間を流れる電流が、予め定められた所定の電流値を越えて流れると、低融点金属５が溶融して可溶体本体２ａの母材と合金層を形成して、電気的な抵抗値を増大させて、最終的に可溶体本体２ａの包着部５を溶断する。あるいは、上述したように、狭あい部４においてジュール熱が発生しやすいので、狭あい部４を溶断する。すなわち、可溶体２に流れる電流によって、包着部５または狭あい部４が溶断される。

こうして、可溶体２は、第１端子３ａと第２端子３ｂの間を流れる電流が、予め定められた所定の電流値を越えて流れると、あるいは、予め定められた所定の時間を越えて流れると、溶断して電流の流れを遮断する。

ハウジング８は、ナイロン樹脂やポリプロピレン樹脂等の比較的耐熱性の高い合成樹脂等で構成されており、全体として略Ｌ字状に形成されている。ハウジング８は、図４に示すように、可溶体２と間隔をあけて、第１端子３ａおよび第２端子３ｂと可溶体２とを収容する。

前述した構成のヒューズ１は、以下のように組み立てられる。金属の板材に打ち抜き加工や曲げ加工を施して、第１端子３ａと、第２端子３ｂと、可溶体２と、を一体に成形する。その後、可溶体２の可溶体本体２ａに設けられた包着部５で低融点金属のチップ６を包着させ、前述した第１端子３ａおよび第２端子３ｂと可溶体２とを組み立てる。そして、これら第１端子３ａおよび第２端子３ｂと、可溶体２と、をハウジング８に固定する。こうして、ヒューズ１が組み立てられる。

このように組み立てられたヒューズ１は、第１端子３ａが電源に接続され、第２端子３ｂが電子機器に接続されて、電源から電子機器供給される電流の電流値が予め定められた電流値を越えると、可溶体２が溶断して、前記電子機器への電流の供給を遮断する。

本実施形態によれば、可溶体２の放熱板７の先端部が、ハウジング８に固定されている。このため、車両振動による図４に示す振動方向Ａにかかる振動を抑制することができると共に、可溶体の破損を防止することができる。したがって、従来できなかった可溶体の幅より細く、かつ、屈曲させることができ、同じスペース内での可溶体の定格電流（通電保証電流値）を幅広く設定することが可能となる。よって、例えば、図５に示すように、可溶体をクランク状に形成することもできる。

また、放熱板７を絶縁性のハウジング８に固定することにより、可溶体の熱をさらに吸収することが可能となる。したがって、従来のヒューズよりも、放熱効果をさらに向上させることができると共に、溶断による可溶体の下垂れを防ぐことができる。その結果、ハウジングの側面やエレメントカバーの二次ショートを防止することができる。

次に、本発明の第２の実施形態を、図６に基づいて説明する。なお、前述した第１の実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。

本実施形態のヒューズ１は、図６に示すように、放熱板７をハウジング８に固定させるだけでなく、その放熱板７と接触させ、かつハウジングから突出するように第２放熱板７aを配置している。第２放熱板７ａは、放熱板７と一体成形される。このため、放熱板７の両端をハウジング８に固定するよりも、さらに放熱効果を向上させることができる。

次に、本発明の第３の実施形態を、図７ないし図９に基づいて説明する。なお、前述した第１の実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。

本実施形態のヒューズ１の可溶体２は、図７ないし図９に示すように、可溶体２の放熱板７の先端部が、ハウジングから露出するように折り曲げて設けられている。このため、放熱板７の先端部を折り曲げてハウジング８に配置することにより、可溶体の過電流が流れて溶断する溶断部が連設した場合でも、図９に示すように放熱板７を連設して配置することができ、さらに放熱効果を促進させることが可能である。

前述した実施形態では、全体としてヒューズを略Ｌ字形状に形成したが、本発明では、図１０および図１１に示すヒューズの形状に適用してもよい。ゆえに、図１０および図１１に示すように、種々の形態のヒューズにも適用することができる。なお、図１０および図１１において、前述した第１の実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。

なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

本発明の第１の実施形態に係るヒューズを示す斜視図である。 図１に示されたヒューズの平面図である。 図２に示されたヒューズの可溶体の要部を拡大して示す斜視図である。 図２に示されたヒューズの溶断部の断面図である。 図２に示されたヒューズの変形例を示す平面図である。 本発明の第２の実施形態に係るヒューズを示す平面図である。 本発明の第３の実施形態に係るヒューズの可溶体の要部を拡大して示す斜視図である。 図７に示されたヒューズの溶断部の断面図である。 図８に示されたヒューズの溶断部の変形例を示す断面図である。 図１に示されたヒューズの変形例を示す斜視図である。 図１に示されたヒューズの他の変形例を示す斜視図である。

符号の説明

１ ヒューズ
２ 可溶体
３ 端子
３ａ 第１端子
３ｂ 第２端子
４ 狭あい部
５ 包着部
６ チップ（低融点金属）
７ 放熱板
７ａ 第２放熱板
８ ハウジング

Claims (3)

1. 第１端子と、
   電子機器と接続される第２端子と、
   前記第１端子および前記第２端子を接続する可溶体と、
   前記第１端子および第２端子を支持し、かつ、前記可溶体と間隔をあけ、前記第１端子および前記第２端子を接続する方向に平行な側壁と垂直な側壁とを有し前記可溶体の四方を囲むハウジングと、を備えたヒューズにおいて、
   前記可溶体から当該可溶体と交差する方向に延びて、先端部が前記ハウジングに固定された放熱板を備え、さらにカバーを備えたことを特徴とするヒューズ。
2. 第１端子と、
   電子機器と接続される第２端子と、
   前記第１端子および前記第２端子を接続する可溶体と、
   前記第１端子および第２端子を支持し、かつ、前記可溶体と間隔をあけたハウジングと、を備えたヒューズにおいて、
   前記可溶体から当該可溶体と交差する方向に延びて、先端部が前記ハウジングに固定された放熱板と、
   前記放熱板に接触し、かつ、前記ハウジングから突出するように第２放熱板と、を備えたことを特徴とするヒューズ。
3. 前記放熱板の先端部が、前記ハウジングから露出するように折り曲げて設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のヒューズ。

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