JP5955597B2

JP5955597B2 - 電線ヒューズ及び電線ヒューズの製造方法

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Publication number: JP5955597B2
Application number: JP2012063557A
Authority: JP
Inventors: 朝子高橋
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2012-03-21
Filing date: 2012-03-21
Publication date: 2016-07-20
Anticipated expiration: 2032-03-21
Also published as: JP2013196943A

Description

本発明は、電線に定格以上の電流が通電されると、電線が溶断して通電を遮断する電線ヒューズ及び電線ヒューズの製造方法に関する。

従来から、電線に定格以上の電流（いわゆる、過電流）が通電されると、電線が溶断して通電を遮断する電線ヒューズについて、様々な提案がなされている。

例えば、絶縁性を有する被覆材によって覆われた芯線の一部を単に細径化した電線ヒューズが開示されている（例えば、特許文献１参照）。この種の電線ヒューズでは、単に芯線の一部が細径化されているのみであるため、溶断特性を設定し難かった。

そこで、芯線の細径化した部位（以下、細径部）に、芯線よりも融点の低い低融点金属（以下、可溶体）を設けた電線ヒューズが開示されている（例えば、特許文献２参照）。この電線ヒューズでは、可溶体に割り溝が形成されており、この割り溝から芯線の細径部に挿入し、次いで、可溶体を熱溶着することによって、電線に可溶体を取り付ける。

このような電線ヒューズ、電線に過電流が通電されると、細径部が他の箇所よりもジュール発熱量が多くなるため、可溶体が溶融し、溶融した可溶体が細径部の中に拡散して細径部の融点を低下させる。これにより、細径部が溶断して、電線の通電を遮断できる。

特開平８−１９０８０９号公報特開平１０−２７５５５４号公報

しかしながら、上述した従来の技術では、芯線の細径部に可溶体を単に取り付けられるのみであるため、可溶体が融点に達した場合に、可溶体の一部が飛び散ることや、可溶体自体が芯線から落下してしまう虞があった。この場合、可溶体の容積が低下して溶断特性のばらつきを生じさせてしまう。

そこで、本発明は、可溶体の一部が飛び散ることや可溶体自体が落下することを防止し、溶断特性のばらつきを抑制できる電線ヒューズ及び電線ヒューズの製造方法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、導電性の芯線（芯線１１）を含む電線（電線１０）と、前記芯線よりも融点の低い金属からなる可溶体（可溶体２０）とによって構成される電線ヒューズ（電線ヒューズ１）であって、前記芯線には、前記芯線と一体形成され、前記可溶体を加締めて保持する加締保持部（加締保持部５０Ａ）が設けられることを要旨とする。

かかる特徴によれば、芯線には、可溶体を加締めて保持する加締保持部が設けられる。つまり、加締保持部は、可溶体の周囲を覆うように加締められる。これにより、可溶体が融点に達した場合に、可溶体の一部が飛び散ることや、可溶体自体が芯線から落下してしまうことを防止できる。従って、可溶体の合金量が変化することなく、溶断特性のばらつきを抑制できる。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係る電線ヒューズであって、前記加締保持部は、前記芯線の他の箇所よりも小さい断面積であることを要旨とする。

かかる特徴によれば、加締保持部は、芯線の他の箇所よりも小さい断面積である。これにより、電線ヒューズに所定電流値以上の大電流が流れた場合に、加締保持部の抵抗値が増加して温度がより上昇し易くなる。このため、加締保持部が他の箇所よりも大きく発熱して、加締保持部の箇所が確実に溶断し、芯線の通電を確実に遮断することができる。

本発明の第３の特徴は、本発明の第１又は第２の特徴に係る電線ヒューズであって、前記加締保持部は、前記可溶体が載置される載置面（載置面５１）と、前記載置面に連なり、かつ前記載置面から立ち上がる加締め片（加締め片５２）とを備え、前記電線の延在方向に沿った前記加締め片の長さ（Ｌ５２）は、前記可溶体の長さ（Ｌ２０）よりも長いことを要旨とする。

かかる特徴によれば、加締め片の長さは、可溶体の長さよりも長い。これにより、加締め片が可溶体全体をより確実に覆うことができるため、可溶体が融点に達した場合に、可溶体の一部が飛び散ることや、可溶体自体が芯線から落下してしまうことを確実に防止できる。

加えて、載置面に可溶体を載置した際、加締め片が可溶体の位置決めの作用を発揮する。このため、可溶体が不安定になることなく、芯線に可溶体を取り付けることができ、芯線に可溶体を取り付ける作業が容易となる。

本発明の第４の特徴は、導電性の芯線を含む電線と、前記芯線よりも融点の低い金属からなる可溶体とによって構成される電線ヒューズの製造方法であって、前記可溶体を前記芯線に加締めて保持する加締保持部を前記芯線に形成する保持部形成工程と、前記加締保持部に前記可溶体を載置し、前記可溶体の周囲に前記加締保持部を加締めることによって、前記加締保持部に前記可溶体を固定する可溶体固定工程とを含むことを要旨とする。

本発明の特徴によれば、可溶体の一部が飛び散ることや可溶体自体が落下することを防止し、溶断特性のばらつきを抑制できる電線ヒューズ及び電線ヒューズの製造方法を提供することができる。

図１（ａ）は、本実施形態に係る電線ヒューズの各加締め片が閉じた状態を示す斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ拡大図である。図２（ａ）は、図１の電線ヒューズを示す平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ断面図であり、図２（ｃ）は、図１の電線ヒューズを示す側面図である。図３（ａ）は、本実施形態に係る電線ヒューズの各加締め片が開いた状態を示す斜視図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＣ拡大図である。図４（ａ）は、図３の電線ヒューズを示す平面図であり、図４（ａ）のＤ−Ｄ断面図であり、図４（ｃ）は、図３の電線ヒューズを示す側面図である。図５は、本実施形態に係る電線ヒューズの製造過程を示す斜視図である（その１）。図６は、本実施形態に係る電線ヒューズの製造過程を示す斜視図である（その２）。

次に、本発明に係る電線ヒューズの実施形態について、図面を参照しながら説明する。具体的には、電線ヒューズの構成、電線ヒューズの製造方法、作用・効果、その他の実施形態の順に説明する。

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。

（電線ヒューズの構成）
まず、本実施形態に係る電線ヒューズ１の構成について、図面を参照しながら説明する。図１（ａ）は、本実施形態に係る電線ヒューズ１の各加締め片５２が閉じた状態を示す斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ拡大図である。図２（ａ）は、図１の電線ヒューズ１を示す平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ断面図であり、図２（ｃ）は、図１の電線ヒューズ１を示す側面図である。図３（ａ）は、本実施形態に係る電線ヒューズ１の各加締め片５２が開いた状態を示す斜視図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＣ拡大図である。図４（ａ）は、図３の電線ヒューズ１を示す平面図であり、図４（ａ）のＤ−Ｄ断面図であり、図４（ｃ）は、図３の電線ヒューズ１を示す側面図である。

図１〜図４に示すように、電線ヒューズ１は、導電性の芯線１１及び絶縁性の被覆材１２からなる電線１０と、芯線１１よりも融点の低い金属からなる低融点金属としての可溶体２０と、芯線１１の両端に固定された一対のＬＡ端子３０とを備えている。

芯線１１は、複数本の銅線が撚られることによって構成されており、断面形状が略円形状に形成されている。この芯線１１の中央箇所（すなわち、電線１０の延在方向ＳＤの中央）には、ヒートスポット部５０が設けられている。ヒートスポット部５０は、可溶体２０を加締めて該可溶体２０を保持する加締保持部５０Ａによって構成される。

加締保持部５０Ａは、芯線１１のヒートスポット部５０が引き延ばされ、芯線１１と一体形成されている。つまり、加締保持部５０Ａは、芯線１１の他の箇所（すなわち、芯線１１のヒートスポット部５０以外の箇所）よりも小さい断面積である。加締保持部５０Ａは、可溶体２０が載置される載置面５１と、載置面５１に連なり、かつ載置面５１から立ち上がる一対の加締め片５２とを備えている。

各加締め片５２は、可溶体２０を覆うように折り曲げられることによって、可溶体２０を加締め固定している。電線１０の延在方向ＳＤに沿った各加締め片５２の長さＬ_５２は、可溶体２０の長さＬ_２０（図６（ａ）参照）よりも長くなっている。

可溶体２０は、加締保持部５０Ａによって保持される。この可溶体２０は、例えば、錫合金によって形成されている。可溶体２０は、加締保持部５０Ａに保持された状態で、熱が作用（付与）されることによって融解し、複数の芯線１１（載置面５１及び加締め片５２）に溶着される。

各ＬＡ端子３０には、取付孔３１が開口されている。この取付孔３１を利用して電線ヒューズ１は、電源側と負荷側の回路に介在するよう固定される。各ＬＡ端子３０と芯線１１の各端部は、熱溶着と加締め部３２の加締めとによってそれぞれ固定されている。

（電線ヒューズの製造方法）
次に、上述した電線ヒューズ１の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図５及び図６は、本実施形態に係る電線ヒューズ１の製造過程を示す斜視図である。なお、本実施形態に係る電線ヒューズ１の製造方法は、保持部形成工程と、可溶体固定工程と、熱溶着工程とを含んでいる。

ここで、本実施形態に係る電線ヒューズ１の製造方法では、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、加締保持部５０Ａを芯線１１に形成する熱圧着装置１００が使用される。熱圧着装置１００は、矩形状の上側電極１１０と、上側電極１１０が嵌合するコ字状の下側電極１２０とを備えている。

まず、保持部形成工程では、図５（ａ）に示すように、熱圧着装置１００の上側電極１１０と下側電極１２０との間に、被覆材１２が剥がされた芯線１１を配置する。そして、図５（ｂ）に示すように、上側電極１１０が下側電極１２０に嵌合して芯線１１に熱を作用させる。これにより、芯線１１のヒートスポット部５０が引き延ばされ、可溶体２０を保持する加締保持部５０Ａを芯線１１に形成する。この際、芯線１１のヒートスポット部５０が引き延ばされるため、芯線１１の他の箇所よりも小さい断面積となるように加締保持部５０Ａが形成されることとなる。

次いで、可溶体固定工程では、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、加締保持部５０Ａの載置面５１に可溶体２０を載置する。そして、図６（ｃ）に示すように、可溶体２０の周囲を覆うように加締保持部５０Ａの各加締め片５２を加締めることによって、加締保持部５０Ａに可溶体２０を固定する。

次いで、熱溶着工程では、可溶体２０に熱を作用させて融解し、芯線１１に可溶体２０が溶着される（図１参照）。その後、被覆材１２が設けられていない芯線１１の周囲に、絶縁性のチューブやテープ等を取り付けてもよい。

このように製造された電線ヒューズ１に定格以上の電流（いわゆる、過電流）が通電されると、可溶体２０がヒートスポット部５０へ拡散し、これによってヒートスポット部５０の抵抗値が増加し、温度が上昇する。そして、ヒートスポット部５０は元々の抵抗値が他の箇所よりも大きいため、可溶体２０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、ヒートスポット部５０の箇所が確実に溶断して、芯線１１の通電が遮断される。

（作用・効果）
以上説明した本実施形態では、芯線１１には、可溶体２０を加締めて保持する加締保持部５０Ａが設けられる。つまり、加締保持部５０Ａは、可溶体２０の周囲を覆うように加締められる。これにより、可溶体２０が融点に達した場合に、可溶体２０の一部が飛び散ることや、可溶体２０自体が芯線から落下してしまうことを防止できる。従って、可溶体２０の合金量が変化することなく、溶断特性のばらつきを抑制できる。

本実施形態では、加締保持部５０Ａは、芯線１１の他の箇所よりも小さい断面積である。これにより、電線ヒューズ１に所定電流値以上の大電流が流れた場合に、加締保持部５０Ａの抵抗値が増加して温度がより上昇し易くなる。このため、加締保持部５０Ａが他の箇所よりも大きく発熱して、加締保持部５０Ａの箇所が確実に溶断し、芯線の通電を確実に遮断することができる。

本実施形態では、加締め片５２の長さＬ_５２は、可溶体２０の長さＬ_２０よりも長い。これにより、加締め片５２が可溶体２０全体をより確実に覆うことができるため、可溶体２０が融点に達した場合に、可溶体２０の一部が飛び散ることや、可溶体２０自体が芯線１１から落下してしまうことを確実に防止できる。

加えて、載置面５１に可溶体２０を載置した際、加締め片５２が可溶体２０の位置決めの作用を発揮する。このため、可溶体２０が不安定になることなく、芯線１１に可溶体２０を取り付けることができ、芯線１１に可溶体２０を取り付ける作業が容易となる。

（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。

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、加締保持部５０Ａは、芯線１１の他の箇所よりも小さい断面積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、芯線１１の他の箇所と同等の断面積であってもよい。

また、加締保持部５０Ａは、一対の加締め片５２とを備え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、一つの加締め片５２を備えていてもよく、可溶体２０を覆うことが可能な構成であればよい。

また、各加締め片５２の長さＬ_５２は、可溶体２０の長さＬ_２０よりも長い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２０の長さＬ_２０よりも短くてもよい。

また、各加締め片５２は、図面では折り曲げられた際に互いに重なり合っていないが、加締め片５２が可溶体２０全体を確実に覆うために、互いに重なり合っていてもよい。

さらに、ヒートスポット部５０（加締保持部５０Ａ）は、芯線１１の中央箇所に設けられ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、何れかのＬＡ端子３０寄りに設けられていてもよい。

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…電線ヒューズ
１０…電線
１１…芯線
２０…可溶体
３０…ＬＡ端子
５０…ヒートスポット部
５０Ａ…加締保持部
５１…載置面
５２…加締め片
１００…熱圧着装置

Claims

導電性の芯線を含む電線と、前記芯線よりも融点の低い金属からなる可溶体とによって構成される電線ヒューズであって、
前記芯線には、前記芯線と一体形成され、前記可溶体を加締めて保持する加締保持部が設けられることを特徴とする電線ヒューズ。
請求項１に記載の電線ヒューズであって、
前記加締保持部は、前記芯線の他の箇所よりも小さい断面積であることを特徴とする電線ヒューズ。
請求項１又は請求項２に記載の電線ヒューズであって、
前記加締保持部は、
前記可溶体が載置される載置面と、
前記載置面に連なり、かつ前記載置面から立ち上がる加締め片と
を備え、
前記電線の延在方向に沿った前記加締め片の長さは、前記可溶体の長さよりも長いことを特徴とする電線ヒューズ。
導電性の芯線を含む電線と、前記芯線よりも融点の低い金属からなる可溶体とによって構成される電線ヒューズの製造方法であって、
前記可溶体を前記芯線に加締めて保持する加締保持部を前記芯線に形成する保持部形成工程と、
前記加締保持部に前記可溶体を載置し、前記可溶体の周囲に前記加締保持部を加締めることによって、前記加締保持部に前記可溶体を固定する可溶体固定工程と
を含むことを特徴とする電線ヒューズの製造方法。