JP5771057B2

JP5771057B2 - ヒューズ

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Publication number: JP5771057B2
Application number: JP2011095957A
Authority: JP
Inventors: 章一野村; 中村　悟朗; 悟朗中村; 映次下地
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2011-04-22
Filing date: 2011-04-22
Publication date: 2015-08-26
Anticipated expiration: 2031-04-22
Also published as: WO2012144569A1; EP2701177A4; CN103493170B; CN103493170A; EP2701177A1; JP2012227091A; US20140035717A1; US9685294B2

Description

本発明は、例えば車両の電源ボックスに用いて好適なヒューズに関する。

従来、図９に示すようなカートリッジヒュージブルリンク５０１が知られている。カートリッジヒュージブルリンク５０１は、金属板材をプレス加工することによって略Ｕ字形状のヒューズ素子５０３を形成し、このヒューズ素子５０３を箱形のケース本体５０５に収容すると共に、ケース本体５０５に透明カバー５０７を覆った状態に設けたものである。ヒューズ素子５０３は、低融点金属チップを搭載してなる溶断部５１１を有する略帯状の可溶導体部５０９と、この可溶導体部５０９の両端に設けられた一対の端子部５１３とを金属板で一体形成したものである。カートリッジヒュージブルリンク５０１は、図１０に示すような電源ボックス５１５に装着することにより、電源ボックス内でヒューズ回路を形成する（例えば、特許文献１参照）。

電源ボックス５１５には、多数のブレードヒューズ５１７をそれぞれ収納するためのブレードヒューズ用キャビティ５１９が縦横に画成されたブレードヒューズ用エリア（図１０中の一点鎖線に囲まれた領域）５２０と、カートリッジヒュージブルリンク５０１を収納するためのカートリッジヒュージブルリンク用キャビティ５２１が画成されたヒュージブルリンク用エリア（図１０中の破線に囲まれた領域）５３０とが備えられる。電源ボックス５１５には他に、リレー、電子ユニットなどの電気部品を搭載するキャビティがあるが、本発明には関係ないので説明は省略する。
ブレードヒューズ用キャビティ５１９には、ブレードヒューズ５１７が装着され、カートリッジヒュージブルリンク用キャビティ５２１にはカートリッジヒュージブルリンク５０１がそれぞれ装着される。

特開２０１０−１０８７８７号公報

しかしながら、従来のカートリッジヒュージブルリンク５０１は、図９に示したように、ヒューズ素子５０３、ケース本体５０５、透明カバー５０７の３部品を組み付ける構成であるため、部品点数が多く、部品コストが高価であった。また、カートリッジヒュージブルリンク５０１は、定格電流容量に合わせて製品サイズが大きくなる問題があった。このため、電装品の増加によりヒューズ回路数が増加し、それに伴ってカートリッジヒュージブルリンク５０１の個数が増加すると、電源ボックス５１５のサイズ（形状）が大型化して重量（質量）が増える虞があった。
また、ヒュージブルリンクとしては、複数のヒューズ回路を一体に備えた連鎖ヒュージブルリンクが知られているが、連鎖ヒュージブルリンクとカートリッジヒュージブルリンク５０１とはそれぞれが専用部品である。このため、双方を電源ボックス５１５に備えるには、それぞれの専用スペースが必要となり、この場合にも電源ボックス５１５が大型化するという問題があった。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、部品点数を削減すると共に電源ボックスを省スペース化することができ、しかも、連鎖ヒュージブルリンクとの部品共用化も可能となるヒューズを提供することにある。

本発明に係る上記目的は、下記（１）〜（４）の構成により達成される。
（１）第１の平板端子部及び第２の平板端子部における平行な内側縁の間に低融点金属チップを表面側に搭載してなる溶断部が設けられたヒューズエレメントと、前記低融点金属チップを収容する溶断部収容空間を有し、前記第１の平板端子部及び前記第２の平板端子部の内側縁及び前記溶断部だけを覆うように前記ヒューズエレメントの表面側に装着された単一の絶縁ハウジングと、を備えることを特徴とするヒューズ。

上記（１）の構成のヒューズによれば、同一平面に配置される第１の平板端子部と第２の平板端子部の間に低融点金属チップを表面側に搭載してなる溶断部が設けられたヒューズエレメントは、略平板状に形成される。また、このヒューズエレメントの表面側が、溶断部の低融点金属チップを収容する溶断部収容空間が形成された単一の絶縁ハウジングによって覆われる。
即ち、ヒューズの全体形状は、低融点金属チップを表面側に搭載した溶断部を覆う絶縁ハウジングの部位が部分的に厚くなった扁平形状となる。そこで、複数のヒューズをヒューズエレメントの板厚方向に平行に重ねて配置したり、同一平面内のヒューズ回路に複数のヒューズを並べて配置したりすることができる。
従って、部品構成がヒューズエレメントと単一の絶縁ハウジングの２点構成となること、扁平形状によりレイアウトの自由度が高まることによって、部品点数の削減、電源ボックスの省スペース化及び連鎖ヒュージブルリンクとの部品共用化が可能となる。

（２）上記（１）の構成のヒューズにおいて、前記絶縁ハウジングの装着面に突設された溶着ボスが、前記第１の平板端子部及び前記第２の平板端子部のそれぞれの上下端縁に形成された係合凹部に溶着されること。

上記（２）の構成のヒューズによれば、溶断部を覆う絶縁ハウジングから一体に突出した溶着ボスが、第１の平板端子部及び第２の平板端子部のそれぞれの上下端縁に形成された係合凹部に挿入され、その挿入先端が係合凹部の挿入背面側で溶着される。これにより、部品点数を増やすことなく、絶縁ハウジングをヒューズエレメントに装着する装着作業が容易となり、生産性を向上させることができる。

（３）上記（１）又は（２）の構成のヒューズにおいて、少なくとも前記ヒューズエレメントの導電率及び前記溶断部を有する可溶導体部の抜き幅の何れかを変更することにより、定格電流容量が変更されること。

上記（３）の構成のヒューズによれば、同一の外形状のまま、仕様の異なるヒューズのそれぞれに合わせた適正なヒューズ特性（定格電流容量）への変更が可能となる。

（４）上記（１）〜（３）の構成の何れかに記載のヒューズにおいて、前記第１の平板端子部が、バッテリ端子に導通接続される連結プレートに電気的に接合され、前記第２の平板端子部が、出力側電装回路に導通接続される端子部に電気的に接合されること。

上記（４）の構成のヒューズによれば、連結プレートと端子部との間にヒューズを電気的に接合することによって、バッテリ端子と出力側電装回路との間に複数のヒューズ回路を一体に備えた連鎖ヒューズを容易に構成することができる。

本発明に係るヒューズによれば、部品構成がヒューズエレメントと絶縁ハウジングの２点構成となること、扁平形状によりレイアウトの自由度が高まることによって、部品点数を削減すると共に電源ボックスを省スペース化することができ、しかも、連鎖ヒューズとの部品共用化も可能とすることができる。

以上、本発明について簡潔に説明した。さらに、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細はさらに明確化されるであろう。

本発明の一実施形態に係るヒューズの分解斜視図である。図１に示したヒューズを相手端子に装着した状態を示す斜視図である。（ａ）は図１に示したヒューズを溶断部で切断した縦断面図、（ｂ）は図２に示したヒューズを溶断部で切断した縦断面図である。図１に示したヒューズを二重相手端子に装着した状態を示す斜視図である。図１に示したヒューズをした状態を示す斜視図である。（ａ）は図２に示した相手端子に装着されたヒューズの接触状態を示す縦断面図、（ｂ）は図５に示した二重相手端子に装着されたヒューズの接触状態を示す縦断面図である。図１に示したヒューズを搭載した電源ボックスの平面図である。図１に示したヒューズを使用した連鎖ヒューズの要部斜視図である。従来のカートリッジヒュージブルリンクの分解斜視図である。ブレードヒューズとカートリッジヒュージブルリンクとが搭載された従来の電源ボックスの平面図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の一実施形態に係るヒューズを詳細に説明する。
本発明の第１実施形態に係るヒュージブルリンク１１は、図１〜図３に示すように、ヒューズエレメント１３と、絶縁ハウジング１５と、に大別構成されるヒューズである。
ヒューズエレメント１３は、第１の平板端子部１７及び第２の平板端子部１９における平行な内側縁２１の間に、低融点金属チップ２３を搭載してなる溶断部３１を有する略帯状の可溶導体部２５が設けられている。このヒューズエレメント１３は、電気回路に接続される第１の平板端子部１７及び第２の平板端子部１９と、これらを電気接続する略帯状の可溶導体部２５とが、例えば銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）などを母材とする金属板のプレス成形によって一体形成される。

可溶導体部２５は、所定の溶断特性に基づいて溶断し易いように幅が狭められる。即ち、ヒュージブルリンク１１は、少なくともヒューズエレメント１３の導電率及び溶断部３１を有する可溶導体部２５の抜き幅Ｗの何れかを変更することにより、定格電流容量を変更できる。これにより、同一の外形状のまま、仕様の異なるヒュージブルリンク１１のそれぞれに合わせた適正なヒューズ特性（定格電流容量）への変更が可能となっている。つまり、ヒュージブルリンク１１は、定格電流容量に合わせて製品サイズが大きくなることがない。

図１及び図３に示すように、可溶導体部２５には一対の加締片２９を備える溶断部３１が形成されている。加締片２９は、可溶導体部２５の幅方向にそれぞれ延出し、この加締片２９による加締め付けによって、ヒューズエレメント１３よりも融点の低い低融点金属チップ２３が溶断部３１に圧着固定される。低融点金属チップ２３は、第１の平板端子部１７及び第２の平板端子部１９や可溶導体部２５を構成する母材である銅などよりも融点の低い錫（Ｓｎ）または錫合金などの低融点金属で構成される。

そこで、本実施形態に係るヒューズエレメント１３は、可溶導体部２５に過電流が流れると、溶断部３１の発熱分を低融点金属チップ２３に伝熱吸収させることで溶断に至るまでのタイムラグが確保される所謂遅断ヒューズを構成している。
即ち、電動機などの負荷回路においては、その起動時に定常負荷電流値の数倍に達する瞬間過度電流が流れ、またパワーウィンドモータでは窓ガラスを閉めきった時や開ききった時のモーターロック時に定常負荷電流値の数倍に達するモーターロック電流が流れるので、回路ショート等の異常時ではないにもかかわらず定常電流値を超える電流が頻繁に流れる。そこで、上述したヒューズエレメント１３を用いることで、このような定常電流値を超える瞬間過度電流やモーターロック電流等に対しては溶断することがなく、かつスライトショート時には速やかに溶断して確実に過度電流を遮断することができる。

本実施形態に係る絶縁ハウジング１５は、合成樹脂材により一体成形される。絶縁ハウジング１５には、図３に示すように、溶断部３１を収容する溶断部収容空間３５が形成される。絶縁ハウジング１５は、第１の平板端子部１７及び第２の平板端子部１９の内側縁２１及び溶断部３１を覆うように、ヒューズエレメント１３の表面側に装着される。

絶縁ハウジング１５の装着面には、４つの溶着ボス３７が突設されている。これら溶着ボス３７は、第１の平板端子部１７及び第２の平板端子部１９のそれぞれの上下端縁３９に形成された係合凹部４１に挿入され、その挿入先端４３が係合凹部４１の挿入背面側で溶着される。これにより、部品点数を増やすことなく、絶縁ハウジング１５をヒューズエレメント１３に装着する装着作業が容易となり、生産性を向上させることができる。また、絶縁ハウジング１５がヒューズエレメント１３の溶断部３１を確実に覆うことにより、溶断屑が飛散することによる他のヒュージブルリンク１１などへの弊害が防止される。

また、絶縁ハウジング１５の上面には、平面視で略Ｔ字形状となる上面カバー部４５が形成されている。この上面カバー部４５は、第１の平板端子部１７及び第２の平板端子部１９の上方における一部分（係合凹部４１の近傍）を覆う。この上面カバー部４５は、溶断屑が上方へ飛散するのを防止すると共に、後述する電源ボックス４７のヒュージブルリンク用キャビティ５５に装着されたヒュージブルリンク１１を抜き取る際、両端部４５ａが抜き取り工具に係合される係合部となる。

そして、上述した本第１実施形態に係るヒュージブルリンク１１は、図２に示したように、例えばＵ字状の端子挿入切欠５７を形成した相手端子５１に装着される。
相手端子５１は、Ｕ字状の端子挿入切欠５７を形成した形状とされ、端子挿入切欠５７の入口には開口幅を狭める接触凸部５９が形成されている。
一対の相手端子５１の端子挿入切欠５７にそれぞれ挿入された第１の平板端子部１７と第２の平板端子部１９とは、表裏面に接触凸部５９が接触する。これにより、一対の相手端子５１の間が電気的に接続される。

また、図４に示すように、ヒュージブルリンク１１を二重相手端子６１に装着することもできる。
二重相手端子６１は、上記相手端子５１と同形状のものを連結部６３によって一体に連結したものを打ち抜き、連結部６３で１８０°折り曲げて重ねることで、一対の平行な端子挿入切欠５７を二重に備えた相手端子である。
この様に、ヒュージブルリンク１１における第１の平板端子部１７及び第２の平板端子部１９のそれぞれを一対の二重相手端子６１によって接続することで、片側で四カ所の接触凸部５９を接触させることができ、安定的な電気的接続が実現し、高い接続信頼性を得ることができる。

更に、図５に示すように、ヒュージブルリンク１１を折曲相手端子６５に装着することもできる。
折曲相手端子６５は、一方の端子片６７が第１の平板端子部１７又は第２の平板端子部１９と平行となり、他方の垂直端子片６９が、端子片６７に対して垂直となるように折曲形成されている。
即ち、垂直端子片６９は、端子基部７３が端子片６７の端子基部７６に対して９０°折り曲げられ、端子基部７３の上方に傾斜部７５が形成されることで、接触片部７７が、端子片６７の幅方向中央に配置されるように形成されている。また、端子片６７の上方には、第１の平板端子部１７又は第２の平板端子部１９の挿入を案内する受入面７１が形成される。

この様に、ヒュージブルリンク１１における第１の平板端子部１７及び第２の平板端子部１９のそれぞれを一対の折曲相手端子６５によって接続することで、図６（ａ）に示した相手端子５１によって接続した場合に比べて、折曲相手端子６５によって接続した場合は、図６（ｂ）に示したように、第１の平板端子部１７又は第２の平板端子部１９と折曲相手端子６５との接触面積を大幅に増やすことができ、大定格の大電流容量タイプのヒュージブルリンク１１の電気的接続が実現する。

次に、上記構成を有するヒュージブルリンク１１の作用を説明する。
上述したように、本実施形態に係るヒュージブルリンク１１では、同一平面に配置される第１の平板端子部１７と第２の平板端子部１９の間に低融点金属チップ２３を搭載してなる溶断部３１が設けられたヒューズエレメント１３は、略平板状に形成される。また、このヒューズエレメント１３の表面側が、溶断部３１を収容する溶断部収容空間３５が形成された絶縁ハウジング１５によって覆われる。

即ち、ヒュージブルリンク１１の全体形状は、溶断部３１を覆う絶縁ハウジング１５の部位が部分的に厚くなった扁平形状となる。そこで、複数のヒュージブルリンク１１をヒューズエレメント１３の板厚方向に平行に重ねて配置したり、同一平面内のヒューズ回路に複数のヒュージブルリンク１１を並べて配置したりすることができる。
従って、本実施形態のヒュージブルリンク１１は、部品構成がヒューズエレメント１３と絶縁ハウジング１５の２点構成となることや、扁平形状によりレイアウトの自由度が高まることによって、部品点数の削減、電源ボックス４７（図７参照）の省スペース化及び連鎖ヒュージブルリンク４９（図８参照）との部品共用化が可能となる。

図７に示すように、上述したヒュージブルリンク１１が搭載される電源ボックス４７は、多数のブレードヒューズ５１７をそれぞれ収納するためのブレードヒューズ用キャビティ５１９が縦横に画成されたブレードヒューズ用エリア（図７中の一点鎖線に囲まれた領域）５２と、複数のヒュージブルリンク１１を収納するための同一形状のヒュージブルリンク用キャビティ５５が縦横に画成されたヒュージブルリンク用エリア（図７中の破線に囲まれた領域）５３とが備えられる。これらヒュージブルリンク用キャビティ５５には、それぞれ一対の折曲相手端子６５が設けられている。
尚、本実施形態に係る電源ボックス４７は、図１０に示した従来の電源ボックス５１５と同数のヒューズ回路を備えている。

図７に示した電源ボックス４７のブレードヒューズ用エリア５２は、図１０に示した従来の電源ボックス５１５のブレードヒューズ用エリア５２０と略同じ大きさであるが、ヒュージブルリンク１１を収納するためのヒュージブルリンク用エリア５３は、図１０に示した電源ボックス５１５のヒュージブルリンク用エリア５３０に比べて大幅に小型化することができる。尚、大きさの比較を容易とするため、電源ボックス５１５のヒュージブルリンク用エリア５３０を図７中に二点鎖線で図示する。

即ち、定格電流容量が異なるものも、扁平な同一の外形状とされた複数のヒュージブルリンク１１は、ヒューズエレメント１３の板厚方向に平行に重ねて配置されることで、図７に示したように、同一形状のヒュージブルリンク用キャビティ５５を縦横に整列して配置することができる。そこで、大きさの異なるカートリッジヒュージブルリンク用キャビティ５２１が画成された電源ボックス５１５のヒュージブルリンク用エリア５３０に比べて、本実施形態に係る電源ボックス４７のヒュージブルリンク用エリア５３をコンパクトにでき、電源ボックス５１５を省スペース化することができる。

次に、本発明の第２実施形態に係るヒュージブルリンク１１を説明する。
図８に示した連鎖ヒュージブルリンク４９は、上述したヒュージブルリンク１１を用いて、車両に備えたバッテリと車両に搭載されている各電子部品との間の連鎖ヒューズとし構成されており、電子部品の増加に伴うヒューズ回路の複雑化に対して簡単に対応できる。

本実施形態の連鎖ヒュージブルリンク４９は、ブロックベース部８７と、連結プレート部７９と、ヒュージブルリンク１１と、端子部９５と、を備えている。
ブロックベース部８７は、絶縁樹脂材料で形成されており、インサート成形により内部に連結プレート部７９と端子部９５とのそれぞれの大部分が埋設状態で設置されている。また、このブロックベース部８７には、ヒュージブルリンク１１を収容させるために、凹状に窪んだヒューズ収容部８７Ａ〜８７Ｄが形成されている。更に、このブロックベース部８７の下部には、図示しないＬＡ端子を螺着させるために、３つの凹部９１が形成されている。

連結プレート部７９は、金属板などの導電材料で形成されて両端部がブロックベース部８７から露出するような状態で一体に埋設されて形成されており、バスバーを構成している。この連結プレート部７９は、その両端部（端子８３，８５）に電線付きのＬＡ端子を螺着させて取り付けることができるように孔８９を設けている。

即ち、本実施形態の連結プレート部７９は、二分割されているとともにヒュージブルリンク１１ａで互いに電気的に接続されており、一方側の連結プレート部（以下、第１連結プレート部７９Ａと呼ぶ）には、前述したように、端部にＬＡ端子との接続用の端子８３を構成する舌状の金属部が露出した状態で、ブロックベース部８７に一体に埋設されている。また、他方側の連結プレート部（以下、第２連結プレート部７９Ｂと呼ぶ）にも、端部にＬＡ端子との接続用の端子８５を構成する舌状の金属部が露出した状態で、ブロックベース部８７に一体に埋設されている。

本実施形態のヒュージブルリンク１１は、ブロックベース部８７に形成されたヒューズ収容部８７Ａ〜８７Ｄでそれぞれ最適な最大許容電流を有するように、適正なヒューズ特性（定格電流容量）を備えた４種類のヒュージブルリンク１１ａ〜１１ｄがそれぞれヒューズ収容部８７Ａ〜８７Ｄに設置される。

本実施形態の端子部９５は、ブロックベース部８７の下部に形成された３つの凹部９１から露出するＬＡ端子接続用の端子９５Ａ，９５Ｂ，９５Ｃを備えており、大部分の領域がブロックベース部８７に一体に埋設されている。そして、これら端子９５Ａ，９５Ｂ，９５Ｃには、各電子部品と接続された図示しないＬＡ端子を螺着するためのポスト９７が突設されている。

そして、ブロックベース部８７のヒューズ収容部８７Ａ〜８７Ｄに、各ヒュージブルリンク１１ａ〜１１ｄがそれぞれ電気的に接合される。この際、各ヒューズ収容部８７Ａ〜８７Ｄには、第１連結プレート部７９Ａ及び第２連結プレート部７９Ｂの一側縁部と、端子９５Ａ，９５Ｂ，９５Ｃの各端部とが露出しており、ヒュージブルリンク１１ａ〜１１ｄにおける第１の平板端子部１７と連結プレート部７９の一側縁部とを接合し、第２の平板端子部１９と端子９５Ａ，９５Ｂ，９５Ｃの各端部とを接合する。尚、ヒュージブルリンク１１ａ〜１１ｄの接合方法としては、半田による溶接、かしめ、超音波による溶着、光レーザビームによる溶着など各種の接合方法が可能である。

上述した連鎖ヒュージブルリンク４９によれば、連結プレート部７９と端子部９５との間をヒュージブルリンク１１の可溶導体部２５によって接続することで、バッテリと出力側電装回路との間に複数のヒューズ回路を一体に備えた連鎖ヒュージブルリンクを容易に構成することができる。即ち、本実施形態に係るヒュージブルリンク１１は、全体形状が扁平形状であるので、同一平面内の連結プレート部７９と端子部９５により構成されるヒューズ回路に複数のヒュージブルリンク１１を並べて配置することができる。

また、本実施形態に係るヒュージブルリンク１１によれば、上記電源ボックス４７に用いるヒュージブルリンク１１と連鎖ヒュージブルリンク４９に用いるヒュージブルリンク１１とを部品共用することができ、ヒュージブルリンク１１の設備償却費が下がるので、低コスト化が可能となる。

尚、本発明のヒューズに係る第１及び第２の平板端子部、溶断部、ヒューズエレメント及、絶縁ハウジング、溶着ボス、係合凹部、連結プレート及び端子部等の構成は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、本発明の主旨に基づいて種々の形態を採りうることは云うまでもない。
例えば、上記実施形態においては、絶縁ハウジング１５をヒューズエレメント１３に装着するために円筒状の溶着ボス３７と略半円状の係合凹部４１を用いたが、これら溶着ボス及び係合凹部の形状はこれに限らず、楕円状や多角形状等の種々の形状を採りうることは云うまでもない。

１１…ヒュージブルリンク（ヒューズ）
１３…ヒューズエレメント
１５…絶縁ハウジング
１７…第１の平板端子部
１９…第２の平板端子部
２１…内側縁
２３…低融点金属チップ
２５…可溶導体部
３１…溶断部
３５…溶断部収容空間
３７…溶着ボス
３９…上下端縁
４１…係合凹部

Claims

第１の平板端子部及び第２の平板端子部における平行な内側縁の間に低融点金属チップを表面側に搭載してなる溶断部が設けられたヒューズエレメントと、
前記低融点金属チップを収容する溶断部収容空間を有し、前記第１の平板端子部及び前記第２の平板端子部の内側縁及び前記溶断部だけを覆うように前記ヒューズエレメントの表面側に装着された単一の絶縁ハウジングと、を備えることを特徴とするヒューズ。
前記絶縁ハウジングの装着面に突設された溶着ボスが、前記第１の平板端子部及び前記第２の平板端子部のそれぞれの上下端縁に形成された係合凹部に溶着されることを特徴とする請求項１に記載のヒューズ。
少なくとも前記ヒューズエレメントの導電率及び前記溶断部を有する可溶導体部の抜き幅の何れかを変更することにより、定格電流容量が変更されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のヒューズ。
前記第１の平板端子部が、バッテリ端子に導通接続される連結プレートに電気的に接合され、
前記第２の平板端子部が、出力側電装回路に導通接続される端子部に電気的に接合されることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のヒューズ。