JP6770358B2

JP6770358B2 - 多連型ヒューズ

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Publication number: JP6770358B2
Application number: JP2016138264A
Authority: JP
Inventors: 史幸川瀬; 太田　学; 学太田
Original assignee: Pacific Engineering Corp
Current assignee: Pacific Engineering Corp
Priority date: 2016-07-13
Filing date: 2016-07-13
Publication date: 2020-10-14
Anticipated expiration: 2036-07-13
Also published as: JP2018010768A; US10269524B2; US20180019085A1

Description

本願発明は、主に自動車用電気回路等に用いられるヒューズに関し、特に、複数の外部端子を備える多連型ヒューズに関する。

従来から、ヒューズは、自動車等に搭載されている電気回路や、電気回路に接続されている各種電装品を保護するために用いられてきた。詳しくは、電気回路中に意図しない過電流が流れた場合に、溶断部が過電流による発熱により溶断して、各種電装品に過度な電流が流れないように保護している。

そして、このヒューズは用途に応じて様々な種類があり、例えば、特許文献１の多連型ヒューズは、車載のバッテリーと各種電装品に電源を供給する電線とを接続するものである。そして、このような車載の多連型ヒューズは、各種電装品と接続される複数の外部端子を備え、当該外部端子と車載のバッテリーとの間に溶断部を介在させることで、各種電装品に過度な電流が流れないように保護している。また、特許文献１の多連型ヒューズは、バッテリーから電源を供給する入力端子、各種電装品に接続される外部端子、入力端子と外部端子の間の回路部及び溶断部からなるバスバーを、金型で一体成形していた。

しかしながら、車種や使用環境等によって各種電装品等の種類や負荷の大きさが変わるので、それに合わせて、溶断部の定格を変更する必要が生じる。そして、定格が変更されると、溶断部の形状等も変更しなければならず、その結果、ヒューズのバスバーを製造する金型も変更する必要があり、非常にコストがかかるという問題があった。

特開２０１５−２２８６６号

そこで、本願発明は、様々な定格に対応可能であって、製造コストも抑えられる多連型ヒューズを提供する。

本願発明の多連型ヒューズは、入力端子と、外部端子と、前記入力端子と前記外部端子との間に回路部を備えるバスバーと、当該バスバーを被覆するハウジングとを備える多連型ヒューズであって、前記外部端子は、溶断部を介して前記回路部と一体となった一体型外部端子と、前記回路部に接続されたヒューズ接続端子と対をなすヒューズ側外部端子とからなり、前記一対のヒューズ接続端子とヒューズ側外部端子には、外部からヒューズが着脱可能であり、当該一対のヒューズ接続端子とヒューズ側外部端子の間に、前記ヒューズの溶断部が接続されることを特徴とする。

上記特徴によれば、車種や使用環境等が変化し、それに合わせて溶断部の定格の変更が生じても、所望の定格のヒューズを多連型ヒューズへ適宜取り付ければ容易に対応でき、従来のように、溶断部の定格の変更によって金型を変更する必要がなくなり、製造コストを削減することができる。

上記のように、本願発明の多連型ヒューズによれば、様々な定格に対応可能であって、製造コストも抑えられる。

（ａ）は本願発明の多連型ヒューズのバスバーの斜視図、（ｂ）はバスバーの正面図、（ｃ）はバスバーの平面図である。（ａ）は本願発明の多連型ヒューズのヒューズ側外部端子の正面図、（ｂ）はヒューズ側外部端子の側面図である。（ａ）は本願発明の多連型ヒューズのハウジングを構成する下部ハウジングの斜視図、（ｂ）は下部ハウジングの平面図、（ｃ）は下部ハウジングの底面図である。（ａ）は本願発明の多連型ヒューズのハウジングを構成する上部ハウジングの斜視図、（ｂ）は上部ハウジングの平面図、（ｃ）は上部ハウジングの底面図である。本願発明の多連型ヒューズを組み立てる様子を示した斜視図である。（ａ）は本願発明の多連型ヒューズを組み立てる様子を示した斜視図、（ｂ）はその様子の平面図である。（ａ）は本願発明の多連型ヒューズに取り付けられるヒューズの正面図、（ｂ）は本願発明の多連型ヒューズにヒューズを取り付ける様子を示した斜視図、（ｃ）は図７（ｂ）のＡ―Ａ断面図である。

１００バスバー
１１０入力端子
１１２回路部
１１３溶断部
１２０一体型外部端子
１３０ヒューズ接続端子
１４０ヒューズ側外部端子
５００ヒューズ
５５０溶断部
６００多連型ヒューズ

以下に、本願発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下で説明する実施形態における多連型ヒューズの各部材の形状や材質等は、一例を示すものであって、これらに限定されるものではない。

図１は、本願発明に係る多連型ヒューズのバスバー１００を示している。このバスバー１００は、一枚の薄板状の金属板を用いて金型により一体成形されており、バッテリー等と通電可能な入力端子１１０と、複数の一体型外部端子（１２０Ａ及び１２０Ｂ）と、複数のヒューズ接続端子（１３０Ａから１３０Ｄ）を備える。そして、この入力端子１１０は回路部１１２に連結され、一体型外部端子１２０は溶断部１１３を介して、回路部１１２に連結されている。そのため、入力端子１１０に接続されたバッテリー等の電源側から過電流が流れた場合は、溶断部１１３が溶断し、一体型外部端子１２０に連結された各種電装品等の負荷を保護できる。

また、各ヒューズ接続端子（１３０Ａから１３０Ｃ）の基端側は回路部１１２に接続されており、先端側は、後述するヒューズを介して、各種電装品に連結されたヒューズ側外部端子１４０にそれぞれ接続されることになる。そのため、入力端子１１０に接続された電源側から過電流が流れた場合は、各ヒューズ接続端子１３０に接続されたヒューズの溶断部が溶断し、各ヒューズ側外部端子１４０に接続された負荷を保護できるようになっている。

次に、このバスバー１００の成形方法について簡単に説明する。まず、銅やその合金等の導電性金属からなる、厚さが均一の平坦な板状部材を、所定形状にプレス機等で打ち抜く。次に、入力端子１１０を略９０度折り曲げ、一体型外部端子１２０も略９０度折り曲げると、図１に示すバスバー１００が完成する。

では次に、図２を参照して、ヒューズ側外部端子１４０について説明する。このヒューズ側外部端子１４０は、銅やその合金等の導電性金属からなる、厚さが均一の平坦な板状部材を、図２に示すような所定形状にプレス機等で打ち抜いて形成したものである。詳しくは後述するが、ヒューズ側外部端子１４０の先端１４１及び末端１４２は、それぞれヒューズ及び外部コネクタのメス端子が差し込めるように、平板状のオス端子となっている。

次に、図３を参照して、本願発明に係る多連型ヒューズのハウジング４００を構成する下部ハウジング２００について詳しく説明する。この下部ハウジング２００は、絶縁性の合成樹脂等からなるもので、略直方体形状をしている。そして、下部ハウジング２００の上面側の縁部において、バスバー１００のヒューズ接続端子１３０を突出させる切欠部（２３０Ａから２３０Ｄ）が、所定間隔で形成されている。

また、下部ハウジング２００の上面側の略中央において、ヒューズ側外部端子１４０の末端１４２を差し込む挿入孔（２４０Ａから２４０Ｄ）が、切欠部（２３０Ａから２３０Ｄ）にそれぞれ相対するように形成されている。この挿入孔（２４０Ａから２４０Ｄ）は、下部ハウジング２００の表面から裏面まで貫通している。

また、下部ハウジング２００の上面側には、バスバー１００の入力端子１１０を載置する入力端子載置部２１０、バスバー１００の一体型外部端子１２０Ａを載置する外部端子載置部２２０Ａ、バスバー１００の一体型外部端子１２０Ｂを載置する外部端子載置部２２０Ｂが形成されている。入力端子載置部２１０、外部端子載置部２２０Ａ、及び外部端子載置部２２０Ｂは、それぞれ入力端子１１０、一体型外部端子１２０Ａ、一体型外部端子１２０Ｂを安定して配置できるように窪んだ形状をしている。

さらに、下部ハウジング２００の側面には、バスバー１００の回路部１１２を収容できるように、窪んだ形状をした収容部２１２が形成されている。この収容部２１２は、下部ハウジング２００の上面に対して略直角方向に広がっている。また、収容部２１２には複数の係止爪２１４が形成されており、この各係止爪２１４は、対応するバスバー１００の係止孔１１４に係合することができる。

また、図３（ｃ）に示すように、下部ハウジング２００の底面側には、後述する接続コネクタＣＮを挿入して取り付けることができるコネクタ接続口（２５０Ａから２５０Ｄ）が形成されている。各コネクタ接続口２５０の底面には、対応する各挿入孔２４０が貫通している。そのため、下部ハウジング２００の表側（図３（ａ）参照）から、各挿入孔２４０に挿入された各ヒューズ側外部端子１４０の末端１４２は、下部ハウジング２００の裏側まで貫通し、各コネクタ接続口２５０の底面側の各挿入孔２４０から突出することになる。

では次に、図４を参照して、ハウジング４００を構成する上部ハウジング３００について詳しく説明する。この上部ハウジング３００は、絶縁性の合成樹脂等からなるもので、略直方体形状をしている。そして、上部ハウジング３００の上面側において、バスバー１００の各ヒューズ接続端子１３０を貫通させる貫通孔（３３０Ａから３３０Ｄ）が所定間隔で形成され、ヒューズ側外部端子１４０の先端１４１を貫通させる各貫通孔（３４０Ａから３４０Ｄ）が、各貫通孔（３３０Ａから３３０Ｄ）にそれぞれ相対するように形成されている。また、互いに対になった貫通孔３３０Ａ及び貫通孔３４０Ａを囲むようにヒューズ取付口３５０Ａが形成されている。同様に、互いに対になった各貫通孔（３３０Ｂから３３０Ｄ）及び各貫通孔（３４０Ｂから３４０Ｄ）を囲むように、それぞれヒューズ取付口（３５０Ｂから３５０Ｄ）が形成されている。

さらに、上部ハウジング３００の上面側には、バスバー１００の入力端子１１０を露出させる入力端子用窓３１０、バスバー１００の一体型外部端子１２０Ａを露出させる外部端子用窓３２０Ａ、バスバー１００の一体型外部端子１２０Ｂを露出させる外部端子用窓３２０Ｂが形成されている。そして、各窓の間には、仕切壁３１５が形成されている。

また、上部ハウジング３００の側面には、バスバー１００の回路部１１２を覆い隠す収容壁３１２が形成されている。また、上部ハウジング３００の両端には固定孔３１６が形成されており、この固定孔３１６は下部ハウジング２００の固定爪２１６と係合して、下部ハウジング２００と上部ハウジング３００とを強固に固定する。

では、次に、図５を参照して、本願発明の多連型ヒューズ６００の組み立て方について説明する。まず、バスバー１００の回路部１１２が下部ハウジング２００の収容部２１２内に収容され、バスバー１００の入力端子１１０が下部ハウジング２００の入力端子載置部２１０上に載置され、バスバー１００の一体型外部端子１２０Ａが下部ハウジング２００の外部端子載置部２２０Ａ上に載置され、バスバー１００の一体型外部端子１２０Ｂが下部ハウジング２００の外部端子載置部２２０Ｂ上に載置されるように、下部ハウジング２００の側面からバスバー１００を宛がう。また、各ヒューズ接続端子１３０が、対応する各切欠部２３０に一致するようにする。その際、下部ハウジング２００の各係止爪２１４を、対応するバスバー１００の係止孔１１４に係止させることで、バスバー１００を適切な位置に配置することができ、尚且つ、その配置された状態を維持し易くなる。

なお、入力端子１１０を入力端子載置部２１０に載置する際に、入力端子１１０と入力端子載置部２１０の間に、接続用ボルトＰ１のフランジ部Ｐ１Ｂを挟むことで、接続用ボルトＰ１は入力端子載置部２１０上に固定されている。同様に、一体型外部端子１２０Ａと外部端子載置部２２０Ａとの間に接続用ボルトＰＡのフランジ部ＰＡＢを、一体型外部端子１２０Ｂと外部端子載置部２２０Ｂとの間に接続用ボルトＰＢのフランジ部ＰＢＢを挟むことで、接続用ボルトＰＡ及び接続用ボルトＰＢは固定されている。

次に、ヒューズ側外部端子１４０Ａの末端１４２Ａを、下部ハウジング２００の上方から挿入孔２４０Ａに差し込んで取り付ける。同様に、ヒューズ側外部端子１４０Ｂからヒューズ側外部端子１４０Ｄも、それぞれ対応する挿入孔２４０Ｂから挿入孔２４０Ｄに差し込んで取り付ける。

すると、図６に示すように、下部ハウジング２００の上面側に、一対のヒューズ接続端子１３０Ａとヒューズ側外部端子１４０Ａが、互いに相対するように配置されている。同様に、ヒューズ接続端子１３０Ｂからヒューズ接続端子１３０Ｄも、それぞれ対をなすヒューズ側外部端子１４０Ｂからヒューズ側外部端子１４０Ｄと、相対するように配置される。

次に、図６に示すように、下部ハウジング２００の上方から、上部ハウジング３００を被せるように取り付ける。具体的には、各ヒューズ取付口３５０の貫通孔３３０に、対応するヒューズ接続端子１３０を差し込み、各ヒューズ取付口３５０の貫通孔３４０に、対応するヒューズ側外部端子１４０を差し込むようにする。また、入力端子用窓３１０が入力端子１１０の上方に被さるように、外部端子用窓３２０Ａ及び外部端子用窓３２０Ｂが、それぞれ対応する一体型外部端子１２０Ａ及び一体型外部端子１２０Ｂの上方に被さるようにする。その際、上部ハウジング３００の固定孔３１６に、下部ハウジング２００の固定爪２１６が係合することで、下部ハウジング２００と上部ハウジング３００は互いに強固に固定されて、ハウジング４００となる。これにより、バスバー１００がハウジング４００に覆われて、本願発明の多連型ヒューズ６００が完成する。

では、次に図７を参照して、本願発明の多連型ヒューズ６００の使用態様について説明する。

まず、多連型ヒューズ６００の使用時には、ユーザが所望の定格のヒューズ５００を多連型ヒューズ６００に取り付けて使用する。このヒューズ５００について説明すると、図７（ａ）に示すように、ヒューズ５００Ａは、既存の略直方体の汎用ヒューズであって、全体が絶縁性の合成樹脂等で形成されたハウジング５１０Ａで覆われている。そして、内部には、金属性のメス端子５３０Ａ及びメス端子５４０Ａが備えられ、当該メス端子５３０Ａとメス端子５４０Ａは、互いに溶断部５５０Ａで接続されている。

そして、図７（ｂ）に示すように、このヒューズ５００Ａを多連型ヒューズ６００のヒューズ取付口３５０Ａへ挿入して取り付ける。また、ヒューズ取付口３５０Ｂからヒューズ取付口３５０Ｄに、ヒューズ５００Ｂからヒューズ５００Ｄを挿入して取り付ける。このヒューズ５００Ａからヒューズ５００Ｄは、内部の溶断部５５０の定格が異なるだけで、他の構造は同一である。そのため、ヒューズ５００Ａからヒューズ５００Ｄのそれぞれは、どのヒューズ取付口３５０であっても挿入して取り付けられる。したがって、多連型ヒューズ６００のユーザは、多連型ヒューズ６００に接続される電装品に合わせて、所望の定格のヒューズ５００を、任意のヒューズ取付口３５０へ取り付けることができる。なお、ヒューズ５００はヒューズ取付口３５０から取り外すこともできるので、定格の変更等に応じて、ヒューズ５００は何度でも着脱して変更することができる。

ここで、ヒューズ５００の作用効果を簡単に説明する。まず、図７（ｃ）に示すように、ヒューズ５００Ａがヒューズ取付口３５０Ａに取り付けられた状態で、バスバー１００のヒューズ接続端子１３０Ａはヒューズ５００Ａのメス端子５３０Ａ内に、ヒューズ側外部端子１４０Ａの先端１４１Ａはヒューズ５００Ａのメス端子５４０Ａ内に、それぞれ挿入されて接続されている。また、ヒューズ側外部端子１４０Ａの末端１４２Ａは、裏面側のコネクタ接続口２５０Ａ内へ突出しており、コネクタ接続口２５０Ａに取り付けられた接続コネクタＣＮのメス端子Ｃ１と接続されている。

そして、通常時は、入力端子１１０に接続された電源側からの電流が、バスバー１００の回路部１１２からヒューズ接続端子１３０Ａへ流れ、溶断部５５０Ａを介してヒューズ側外部端子１４０Ａに流れる。そして、電流は、ヒューズ側外部端子１４０Ａの末端１４２Ａから、接続コネクタＣＮのメス端子Ｃ１に連結された電線Ｃ２へと流れ、当該電線Ｃ２に接続された各種電装品等の負荷へと供給される。そして、もし、入力端子１１０に接続された電源側から過電流が流れた場合は、溶断部５５０Ａが溶断し、過電流を遮断することで、電線Ｃ２に接続された各種電装品等の負荷を保護している。同様に、ヒューズ５００Ｂからヒューズ５００Ｄも、入力端子１１０に接続された電源側から過電流が流れた場合に、各ヒューズ５００に接続された各種電装品等の負荷を保護している。

一方、一体型外部端子１２０Ａ及び一体型外部端子１２０Ｂに接続された各種電装品等についても、もし、入力端子１１０に接続された電源側から過電流が流れた場合は、対応する溶断部１１３Ａ及び溶断部１１３Ｂが溶断して、当該各種電装品等の負荷を保護している。

このように、本願発明の多連型ヒューズ６００によれば、車種や使用環境等が変化し、それに合わせて溶断部の定格の変更が生じても、所望の定格のヒューズ５００を多連型ヒューズ６００へ適宜取り付ければ容易に対応でき、従来のように、溶断部の定格の変更によって金型を変更する必要がなくなり、製造コストを削減することができる。

さらに、本願発明の多連型ヒューズ６００によれば、バスバー１００と一体成形された溶断部１１３と、着脱可能なヒューズ５００の溶断部５５０とを併用している。これにより、定格の変更があっても金型の変更を極力抑えることができるため、製造コストを抑えられるという効果を可能な限り享受しつつ、ヒューズ５００の取付けの手間を軽減する効果の両方を得られる。具体的には、多連型ヒューズ６００のバスバー１００の一部には、溶断部１１３が一体成形されているため、この溶断部１１３に接続された負荷の定格が変更されると、バスバー１００全体を製造する金型の変更も必要になると考えられる。そこで、すべての溶断部１１３を無くし、すべて着脱可能なヒューズ５００の溶断部５５０へ変更すれば、定格の変更があっても、金型の変更は一切生じないが、その代わり、ヒューズ５００を取り付ける作業が増えてしまう。

ところで、自動車用のバッテリー等の電源には、車種や使用環境等の変更に対して、定格が比較的変わらない負荷（例えば、オルターネーターやスターター等）と、定格が比較的変わる負荷（例えば、ラジエータ等）などが、混合して接続されるのが一般的である。

そこで、本願発明の構成によれば、定格が比較的変わらない負荷を、バスバー１００と一体となった溶断部１１３側へ接続し、定格が比較的変わる負荷を、バスバー１００とは別体のヒューズ５００の溶断部５５０側へ接続する。そうすれば、定格が比較的変わらない負荷に接続されている溶断部１１３は、その形状等を変更する必要が生じず、金型の変更も不要なので、製造コストを抑えられるという効果を可能な限り享受でき、さらに、一体の溶断部１１３を採用した分だけ、ヒューズ５００を取り付ける作業を省略することができる。一方、定格が比較的変わる負荷に対しては、ヒューズ５００を変更すれば容易に対応できるのである。

また、本願発明の多連型ヒューズ６００によれば、接続コネクタＣＮを取り付けるためのコネクタ接続口２５０を備えているので、従来のボルト締結の手間を軽減することができる。なお、このボルト締結とは、図７（ｂ）に示すように、接続用ボルトＰ１、接続用ボルトＰＡ、及び接続用ボルトＰＢに、各種電装品等の負荷に接続された外部の端子をナット等で締結して、連結することである。

また、本願発明の多連型ヒューズは、上記の実施例に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲、実施形態の範囲で、種々の変形例、組み合わせが可能であり、これらの変形例、組み合わせもその権利範囲に含むものである。

Claims

入力端子と、外部端子と、前記入力端子と前記外部端子との間に回路部を備えるバスバーと、当該バスバーを被覆するハウジングとを備える多連型ヒューズであって、
前記外部端子は、溶断部を介して前記回路部と一体となった一体型外部端子と、前記回路部に接続された複数のヒューズ接続端子と対をなし、先端から末端まで直線状に延出した平板状の複数のヒューズ側外部端子とからなり、
前記各ヒューズ側外部端子は、前記ハウジングに個別に取り付けられるように互いに独立しており、当該各ヒューズ側外部端子の末端は、前記ハウジングの挿入孔に差し込んで取り付けられると共に、対応するコネクタ接続口へ突出しており、
前記一対のヒューズ接続端子とヒューズ側外部端子の先端には、外部からヒューズが着脱可能であり、当該一対のヒューズ接続端子とヒューズ側外部端子の間に、前記ヒューズの溶断部が接続されることを特徴とする多連型ヒューズ。
前記コネクタ接続口には、外部の負荷に接続された電線と連結しているメス端子を備える接続コネクタが差し込まれて、前記ヒューズ側外部端子の末端が、前記メス端子と接続され、
前記入力端子からの電流が、前記ヒューズの溶断部を介して、前記ヒューズ側外部端子の末端から前記接続コネクタのメス端子へと流れ、当該メス端子に連結された電線から外部の負荷へと供給されることを特徴とする請求項１に記載の多連型ヒューズ。