JP6023410B2 - ヒュージブルリンク - Google Patents
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Description
本発明は、所定値以上の電流が流れることにより溶断する溶断部を有したヒュージブルリンクに関する。
ヒュージブルリンクは例えば、自動車のバッテリーと負荷とを接続してバッテリーの電流を負荷に分配供給するために用いられる。図４は特許文献１に開示されたヒュージブルリンク１０１を示す。このヒュージブルリンク１０１は薄板帯状に形成された導体１０２を有しており、この薄板状の導体１０２の長さ方向の一端にバッテリーのバッテリー端子に接続される第１端子部１０３が設けられ、他端に車体の負荷からの接続電線に接続される第２端子部１０４が設けられている。又、薄板状の導体１０２の長さ方向の中間部には、溶断部１０５が形成されている。このような導体１０２は全体が図示しない絶縁被覆によって被覆されて使用される。
溶断部１０５は細い帯状となって形成されている。すなわち溶断部１０５は薄板状の導体１０２の他の部分よりも細くなるように導体１０２に形成されており、その断面積は導体１０２の他の部分の断面積よりも小さくなっている。これにより溶断部１０５の電気抵抗が導体１０２の他の部分よりも大きくなっている。このようなヒュージブルリンク１０１では、所定の値以上の過電流が導体１０２に流れると、溶断部１０５が導体１０２の他の部分よりも多く発熱し、この発熱によって溶断部１０５が溶断する。これにより負荷からの接続電線に過電流が流れることを防止でき、過電流による負荷への悪影響や負荷の損傷を防止することが可能となる。
しかしながら従来のヒュージブルリンク１０１では、溶断部１０５が導体１０２の他の部分よりも単に細くなるように形成されるものであり、その溶断温度は導体１０２の他の部分と同じ温度である。このためレアショート領域での溶断部１０５の溶断時間が長くなり、迅速で確実な溶断が難しく安全性が低い問題を有している。また、低電流が流れた場合に絶縁被覆が燃える危険性も有している。
そこで本発明は、溶断部の溶断を短時間で確実に行うことができ、絶縁被覆が燃える危険性が小さなヒュージブルリンクを提供することを目的とする。
請求項１記載の発明のヒュージブルリンクは、長尺状の導体と、前記導体は導電性金属からなる撚り線からなり、前記導体は長手方向の中間部に設けられ圧縮によって長手方向に伸びた状態で前記導体の素線部の断面積より小さい断面積になるように細くなっており所定の値の電流により溶断可能な溶断部と、この溶断部に沿って溶着された前記導体より低融点の低融点金属体と、少なくとも前記溶断部を前記低融点金属体と共に覆う耐火絶縁体とで形成され、前記耐火絶縁体が、前記溶断部を前記低融点金属体と共に覆うセラミック製の絶縁筒体と、この絶縁筒体と共に前記導体の素線部を覆う絶縁性を有した耐火マイカテープとで形成されていることを特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１記載のヒュージブルリンクであって、前記絶縁筒体は少なくとも前記導体の融点より高い融点であることを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項２記載のヒュージブルリンクであって、前記絶縁筒体は、前記低融点金属体が溶着された前記溶断部に非接触状態で、前記溶断部の両側の前記素線部の外周面に固定されていることを特徴とする。
請求項１記載の発明によれば、圧縮によって長手方向に伸びた状態で細くなった溶断部が導電性金属の撚り線からなる導体の素線部の断面積よりも小さくなっていることにより溶断部の電気抵抗が大きくなっており、電流によって溶断部が効率良く温度上昇する。従って、溶断部は電流による温度上昇が大きい。また、溶断部に沿って低融点金属体が溶着されることにより低融点金属体が溶断部と合金化及び拡散しており、この合金化及び拡散によって溶断部の融点が導体の素線部の融点よりも下がっている。従って、溶断部は導体の素線部よりも溶断温度が低くなっており、素線部よりも低い温度で溶断可能となっている。さらに、耐火絶縁体が低融点金属体と共に溶断部を覆っていることにより、溶断部で発熱した熱が外部に逃げることがなく溶断部が効率良く温度上昇する。これらにより、ヒュージブルリンクに所定値以上の電流が流れると溶断部が短時間で確実に溶断するため、レアショート領域、デッドショート領域のいずれであっても負荷側の接続電線を保護することができ、しかも絶縁被覆が燃えることを防止できる。
特に、請求項１記載の発明によれば、耐火絶縁体が溶断部を低融点金属体と共に覆うセラミック製の絶縁筒体と、この絶縁筒体と共に導体の素線部を覆う絶縁性を有した耐火マイカテープとで形成されることにより、耐火マイカテープによって溶断部を確実に覆うようにうセラミック製の絶縁筒体が固定される。このように溶断部を覆うように固定されたセラミック製の絶縁筒体は溶断部から発熱した熱を外部に逃げることを防止するため、溶断部が短時間で確実に溶断して負荷側の接続電線を保護することができる。
請求項２記載の発明によれば、絶縁筒体が導体の融点より高い融点であるため、溶断部の熱によって絶縁筒体が溶融することがなく、溶断部の覆い状態を保持することができる。これにより溶断部の熱が外部に逃げることを確実に防止することができる。
請求項３記載の発明によれば、絶縁筒体が溶断部に非接触状態で溶断部の両側の前記素線部の外周面に固定されているため、絶縁筒体が溶断部を覆った状態となって溶断部の熱を絶縁筒体の内部に封じ込めることができるのに加えて絶縁筒体が溶断部と接触して溶断部の熱を奪うことがない。従って、溶断部が効率良く温度上昇するため短時間で溶断部が溶断する。
以下、本発明を図示する実施形態により具体的に説明する。
図１は、本発明の実施形態のヒュージブルリンク１の製造工程、図２は製造されたヒュージブルリンク１の形状を示す。
ヒュージブルリンク１は、長尺状の導体１０（図１（ａ））と、導体１０の中間部に設けられた溶断部１１（図１（ｂ））と、溶断部１１に溶着された低融点金属体１３（図１（ｃ））と、溶断部１１を覆う耐火絶縁体１２（図１（ｃ）及び（ｄ））とを備えている。また、耐火絶縁体１２は絶縁筒体１７及び耐火絶縁テープ１８によって形成されている（図２）。
導体１０は導電性金属からなる細線の撚り線によって長尺な棒状に形成されているが、導電性金属の細帯によって長尺状に形成されていても良い。導電性金属としては、銅、銀、アルミニウム或いはこれらの合金等を用いることができる。
溶断部１１は導体１０の長手方向に中間部に設けられる。溶断部１１は導体１０の中間部を圧延加工により導体１０の他の部分よりも細く形成することにより、導体１０の他の部分よりも断面積が小さくなっている。すなわち、溶断部１１は図１（ｂ）のＤ領域で示す導体１０の素線部１５の断面積より小さい断面積に形成されるものである。断面積が小さくなっていることにより溶断部１１の熱容量が素線部１５よりも小さくなる。また、溶断部１１の電気抵抗が素線部１５の電気抵抗よりも大きくなっており、素線部１５に比べて発熱量が多く、素線部１５よりも大きく温度上昇する。
図１（ｃ）に示すように、低融点金属体１３は溶断部１１に沿って溶着される。低融点金属体１３は導体１０よりも低融点の金属が用いられる。この金属としては、錫、カドミウム、鉛、ビスマス、インジウム或いはこれらの合金等を用いることができる。低融点金属体１３が溶断部１１に溶着されることにより、低融点金属体１３が溶断部１１と合金化すると共に溶断部１１に拡散する。この低融点金属体１３の合金化及び拡散によって溶断部１１の融点が導体１０の素線部１５の融点よりも下がるため、溶断部１１の溶断温度が素線部１５よりも低くなる。
耐火絶縁体１２は溶断部１１を低融点金属体１３と共に覆うものであり、溶断部１１を覆うことにより溶断部１１で発熱した熱が外部に逃げることを防止する。これにより溶断部１１が効率良く温度上昇する。
耐火絶縁体１２はセラミック製の絶縁筒体１７（図１（ｃ））と、絶縁筒体１７を導体１０の素線部１５に固定する耐火絶縁テープ１８（図２）とによって形成されている。
絶縁筒体１７は溶断部１１よりも長い筒状に形成されている。また、絶縁筒体１７は導体１０の外径と同等か、幾分大きな内径を有した筒体となっており、導体１０が挿通可能となっている。導体１０に対し、絶縁筒体１７は低融点金属体１３が溶着されている溶断部１１を覆うように配置され、溶断部１１からの熱を絶縁筒体１７の内部に封じ込めて外部に逃げることを防止する。
溶断部１１を覆うように絶縁筒体１７を設ける場合、溶断部１１の両側の素線部１５の外周面に絶縁筒体１７の両端部を固定する。この固定は、耐火絶縁テープ１８を絶縁筒体１７及び素線部１５に巻き付けることにより行われる。この固定において、溶断部１１が導体１０の素線部１５よりも断面積が小さくなっているため、絶縁筒体１７は溶断部１１と非接触状態となって素線部１５の外周面に固定される。このように絶縁筒体１７が溶断部１１と非接触となっていることにより、絶縁筒体１７が溶断部１１の熱を奪うことがない。従って溶断部１１が効率良く温度上昇することができる。
絶縁筒体１７は導体１０の融点よりも高い融点を有したセラミックによって形成されており、溶断部１１の熱によって絶縁筒体１７が導体１０に先だって溶融することがない。これにより絶縁筒体１７が溶断部１１の覆い状態を確実に維持することができる。
耐火絶縁テープ１８は絶縁性を有した耐火マイカテープ等が用いられる。耐火絶縁テープ１８は絶縁筒体１７の外周面及び導体１０の素線部１５の外周面に巻き付けられることにより、溶断部１１を覆うように絶縁筒体１７を導体１０の素線部１５に固定する。この耐火絶縁テープ１８はヒュージブルリンク１を覆う絶縁被覆として機能する。
次に、この実施形態のヒュージブルリンク１の製造手順を説明する。図１（ａ）の状態の導体１０に対し、導体１０の長さ方向の中間部を圧延加工して素線部１５よりも小さな断面積の溶断部１１を形成する（図１（ｂ））。この溶断部１１に対して低融点金属体１３を溶着する（図１（ｃ））。そして、絶縁筒体１７が溶断部１１を覆う位置となるように導体１０を絶縁筒体１７に挿通する（図１（ｄ））。この場合、図示しないクリップ等によって絶縁筒体１７を導体１０に仮止めしても良く、これにより溶断部１１を覆った位置となるように絶縁筒体１７を導体１０に仮止めすることができる。
これに加えて、導体１０の両端部に端子金具２０を取り付ける。それぞれの端子金具２０は加締め部２１及び端子部２２を有しており、加締め部２１を導体１０に加締めることにより導体１０への取り付けが行われる。それぞれの端子部２２に対してはバッテリー端子及び負荷からの接続電線との接続が行われる。
その後、図２に示すように、耐火絶縁テープ１８を絶縁筒体１７の外周面及び素線部１５の外周面に巻き付ける。これにより溶断部１１を覆った位置に絶縁筒体１７を固定する。
図３は溶断特性を示し、実線が溶断部１１及び低融点金属体１３の溶着がなされていない導体を、破線が溶断部１１及び低融点金属体１３の溶着がなされたこの実施形態を示す。この実施形態では、導体１０に素線部１５よりも断面積が小さい溶断部１１を形成しているため、溶断部１１が効率良く温度上昇する。また、絶縁筒体１７が溶断部１１に非接触状態で覆っており、溶断部１１の熱を奪うことないと共に絶縁筒体１７の外部に逃げることを防止している。これにより溶断特性が図３のａ→ｂで示すように変化する。また、溶断部１１には低融点金属体１３が溶着して合金化及び拡散しているため、溶断部１１の融点が素線部１５の融点よりも下がっている。これにより溶断特性が図３のｃ→ｄで示すように変化する。
以上の実施形態によれば、溶断部１１が導体１０の素線部１５の断面積よりも小さくなって電気抵抗が大きくなっており、溶断部１１が効率良く温度上昇する。また、溶断部１１に低融点金属体１３が溶着されることによる低融点金属体１３の合金化及び拡散によって溶断部１１の融点が導体１０の素線部１５の融点よりも下がっており、溶断部１１は導体１０の素線部１５よりも溶断温度が低くなっている。さらに耐火絶縁体１２が低融点金属体１３と共に溶断部１１を覆っているため、溶断部１１で発熱した熱が外部に逃げることがなく溶断部１１が効率良く温度上昇する。従ってヒュージブルリンク１に所定値以上の電流が流れると、溶断部１１が短時間で確実に溶断するため、レアショート領域、デッドショート領域のいずれであっても負荷側の接続電線を保護することができる。また、耐火絶縁テープ１が燃えることを防止できる。
また、耐火絶縁体１２においては、耐火絶縁テープ１８によって溶断部１１を確実に覆うようにセラミック製の絶縁筒体１７が固定されるため、溶断部１１から発熱した熱を外部に逃げることを防止でき、溶断部１１が短時間で確実に溶断して負荷側の接続電線を保護することができる。
また、絶縁筒体１７が導体１０の融点より高い融点であるため、溶断部１１の熱によって絶縁筒体１７が溶融することがなく、溶断部１１の覆い状態を保持することができ、これにより溶断部１１の熱が外部に逃げることを確実に防止することができる。
また、絶縁筒体１７が溶断部１１を非接触状態で覆った状態となっており、溶断部１１の熱を絶縁筒体１７の内部に封じ込めることができ、さらには絶縁筒体１７が溶断部１１の熱を奪うことがない。このため溶断部１１が効率良く温度上昇し、短時間で溶断部１１が溶断する。
１ ヒュージブルリンク
１０ 導体
１１ 溶断部
１２ 耐火絶縁体
１３ 低融点金属体
１５ 素線部
１７ 絶縁筒体
１８ 耐火絶縁テープ
１０ 導体
１１ 溶断部
１２ 耐火絶縁体
１３ 低融点金属体
１５ 素線部
１７ 絶縁筒体
１８ 耐火絶縁テープ
Claims (3)
- 長尺状の導体と、前記導体は導電性金属からなる撚り線からなり、前記導体は長手方向の中間部に設けられ圧縮によって長手方向に伸びた状態で前記導体の素線部の断面積より小さい断面積になるように細くなっており所定の値の電流により溶断可能な溶断部と、この溶断部に沿って溶着された前記導体より低融点の低融点金属体と、少なくとも前記溶断部を前記低融点金属体と共に覆う耐火絶縁体とで形成され、
前記耐火絶縁体が、前記溶断部を前記低融点金属体と共に覆うセラミック製の絶縁筒体と、この絶縁筒体と共に前記導体の素線部を覆う絶縁性を有した耐火マイカテープとで形成されていることを特徴とするヒュージブルリンク。 - 請求項１記載のヒュージブルリンクであって、
前記絶縁筒体は少なくとも前記導体の融点より高い融点であることを特徴とするヒュージブルリンク。 - 請求項２記載のヒュージブルリンクであって、
前記絶縁筒体は、前記低融点金属体が溶着された前記溶断部に非接触状態で、前記溶断部の両側の前記素線部の外周面に固定されていることを特徴とするヒュージブルリンク。
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