JPH10228857A - ヒューズ素子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐久性に優れたヒューズ素子を提供すると共
に、低コストで製造することができるヒューズ素子の製
造方法を提供する。 【解決手段】 ヒューズ素子１２の接続片１３の間を架
橋する溶断部１４は、厚さ方向に湾曲させた形状に形成
されている。ヒューズ素子１２は、電流が流れる度にわ
ずかに発熱して溶断部１４が熱膨張する。熱膨張した分
は溶断部１４の湾曲の度合いを深めることで吸収される
ので、接続片１３，１３間で突っ張り力を受けることが
なく、耐久寿命が長い。このヒューズ素子１２の製造方
法は、板材から接続片１３と溶断部１４とを打ち抜き、
溶断部１４を圧延してから、所定の幅寸法に打ち抜いて
行う。薄肉としてから打ち抜くため、打ち抜き易く、寸
法精度がよい。しかも、全行程をプレスで行えるので、
製造コストがかからない。かくして、ヒューズ素子を安
定した品質で製造できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ヒューズ素子とそ
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のヒューズ素子及びその製
造方法として、特公昭５４−３６７２６号公報に掲載さ
れているものが知られている。これを図１１に基づいて
説明すると、ヒューズ素子１は、一対の接続片２，２
と、その接続片２，２間を架橋する薄肉の溶断部３とを
同一平面上に備えている。そして、このヒューズ素子１
の製造方法では、溶断部３を薄肉状にする工程を切削加
工により行い、接続片２を形成する等その他の工程を打
ち抜き加工によって行っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記したヒュ
ーズ素子１は、耐久性が低いという問題があった。即
ち、ヒューズ素子は、電流が流れる度にわずかに発熱し
て溶断部が熱膨張する。ところが、上記したヒューズ素
子１は、溶断部３と接続片２，２とが同一平面上に形成
されていたため、通電を繰り返すと溶断部３が接続片
２，２間で繰り返して突っ張り力を受けることとなり、
例えば、疲労破壊等で破断に至ってしまう。

【０００４】また、上記したヒューズ素子の製造方法で
は、製造コストがかかるという問題があった。即ち、従
来の製造方法で必要とされる切削工程と打ち抜き工程と
は例えば加工方向、駆動源（前者は回転モータ、後者は
直動プレス）等が全く異なり、一つの製造ラインに組み
込むためには、設備が煩雑となり、かつ、歩留まりも悪
く、製造コストがかかっていた。

【０００５】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、耐久性に優れたヒューズ素子を提供すると共に、低
コストで製造することができるヒューズ素子の製造方法
を提供するところにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

＜請求項１の発明＞請求項１の発明は、所定値以上の電
流が流れると溶断される溶断部が、その厚さ方向に湾曲
させた状態で一対の接続片間に架橋されているところに
特徴を有する。

【０００７】＜請求項２の発明＞請求項２の発明は、金
属板材から一対の接続片を連結部で繋いだ状態で打ち抜
き、連結部を圧延して薄肉状とすると共に、その薄肉連
結部を所定の幅寸法に打ち抜くところに特徴を有する。

【０００８】＜請求項３の発明＞請求項３の発明は、上
記請求項２記載のヒューズ素子の製造方法において、連
結部の圧延工程、又は、薄肉連結部の打ち抜き工程にお
いて、連結部を厚さ方向に湾曲させるようにプレスする
ところに特徴を有する。

【０００９】

【発明の作用・効果】

＜請求項１の発明＞請求項１の構成によれば、ヒューズ
素子に流される電流が所定値以下の場合には、溶断部は
溶断されず、一対の接続片間で熱膨張する。しかし、溶
断部はその厚さ方向に湾曲させた状態としてあるので、
熱膨張した分は湾曲の度合いを深めることで吸収され、
一対の接続片間で突っ張り力を受けることがない。従っ
て、従来のものに比べて繰り返し応力を受け難く、耐久
性が長い。

【００１０】＜請求項２の発明＞請求項２の発明によれ
ば、連結部の厚さは、金属板材から打ち抜かれた状態で
は、接続片と同じとなっている。その連結部は、圧延工
程を経ることにより所望の薄さとなる。この圧延工程の
次の打ち抜き工程で、薄肉連結部のうち横方向に広げら
れた余分な肉が除去され、残された部分が所定の幅寸法
となる。ここで、除去部は薄肉となっているので、容易
に打ち抜き切断でき、連結部の幅寸法のばらつきを抑え
ることができる。このように本発明によれば、打ち抜き
工程及び圧延工程という共にプレスによって行える工程
であるので、従来の切削工程を取り入れたものに比べる
と製造設備費がかからず、歩留まりもよい。従って、ヒ
ューズ素子を安価に製作できる。

【００１１】＜請求項３の発明＞請求項３の発明によれ
ば、上記請求項１に記載したヒューズ素子を容易に製作
できる。しかも、連結部の圧延工程、又は、打ち抜き工
程で連結部を湾曲させているので、別個に連結部を湾曲
させる工程を設けなくてもよい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るヒューズ素子
とその製造方法を適用した一実施形態について、図１な
いし図９に基づいて説明する。

【００１３】図１において符号１０はヒューズであっ
て、例えば、自動車のヒューズボックス内に装着されて
電気回路に組み込まれ、所定値以上の電流が流れた場合
にその電流を遮断するのに用いられる。このヒューズ１
０は、本発明に係るヒューズ素子１２を例えば透明な合
成樹脂部１１でパッケージした構成となっている。ヒュ
ーズ素子１２は、一対の接続片１３とその間を架橋する
溶断部１４とを一体に備えている。接続片１３は、一定
の幅及び一定の厚さで延びる長板状に形成され、相互に
同一平面上で平行となるように配されている。尚、両接
続片１３の一端は、幅方向の両角部が面取りされ、か
つ、厚さ方向に先細り状となった差し込み端部１５とな
って図示しないヒューズソケットの受け入れ端子に差し
込み容易としてある。

【００１４】溶断部１４は、前記一対の接続片１３のう
ち長手方向の中央より差し込み端部１５とは反対側寄り
の相互の対向部間を架橋するように形成されている。溶
断部１４は、図２に示す平面形状においては、接続片１
３の長手方向と直交するように延び、図３に示す横断面
形状においては、厚さ方向に湾曲している。また、溶断
部１４の長手方向を横切る断面形状は、厚さ寸法が幅寸
法より小さくなっている。これにより、溶断部１４は、
湾曲方向である厚さ方向に容易に曲がる。さらに、溶断
部１４は接続片１３と比較して幅狭かつ薄肉に形成され
（図２及び図３参照）、長手方向を横切る断面積を接続
片１３のそれより小さくすることで、電気抵抗値を接続
片１３より大きくしてある。そして、溶断部１４の電気
抵抗値は、所定値以上の電流が流されると溶断部１４自
体を溶断させる熱量を発揮する値に設定されている。こ
れにより、ヒューズ素子１２に流される電流が所定値以
上となると、溶断部１４のみが溶断される。

【００１５】合成樹脂部１１は、図２に示すように、ヒ
ューズ素子１２のうち接続片１３の差し込み端部１５側
半分を残して全体を覆うように形成されている。また、
合成樹脂部１１は、溶断部１４回りに図示しない内部空
間を備え、その空間内で溶断部１４が厚さ方向に湾曲の
度合いを深めることができるようになっている（図３参
照）。さらに、合成樹脂部１１は、接続片１３の間隔が
前記したヒューズソケットの受け入れ端子に対応した間
隔となるように固定している。

【００１６】続いて、上記したヒューズ素子１２を製造
する装置３０について、図４ないし図９に基づいて説明
する。装置３０には３つの工程が設けられ、その３つの
工程に通される原材料には、比較的融点の低い例えば亜
鉛系、錫系、鉛系等の金属条２０（いわゆるフープ材薄
板）が使用されている。

【００１７】装置３０の第１工程は図４に示されてい
る。同図において符号３１は、本装置３０に備えられた
第１プレスであって、金属条２０を打ち抜き加工するも
のである。金属条２０は、この第１プレス３１に備えた
ダイ３１Ｄとパンチ３１Ｐとによって、図４の左下側に
示すように、長手方向に同じパターンの異形材が連なっ
た状態に打ち抜かれる。具体的には、金属条２０は、そ
の幅方向の中間部が長手方向に所定の間隔で打ち抜か
れ、打ち残された金属条２０の両側部が前記ヒューズ素
子１２の接続片１３と同幅寸法の帯部２２をなし、その
帯部２２には、長手方向に所定の間隔ごと幅狭部２３が
形成されている。また、幅狭部２３によって区切られた
帯部２２の中間部には、相手側帯部２２との間を差し渡
すように連結部２１が打ち残される。この長手方向に隣
り合った幅狭部２３，２３同士の間がヒューズ素子一つ
分の原形をなし、本工程通過時では、連結部２１と帯部
２２は同じ厚さのままである。

【００１８】第２工程は図５に示されている。同図にお
いて符号３２は、本装置３０に備えられた第２プレスで
あって、金属条２０を圧延及び曲げ成形するものであ
る。第２プレス３２のダイ３２Ｄには、図５及び図８
（Ｂ）に示すように、幅方向の中間に浅い陥没部４０が
設けられ、第１工程で打ち抜き加工された金属条２０が
第２プレス３２のパンチ３２Ｐに押されて、同図に示す
ように連結部２１のみが厚さ方向に湾曲した形状とな
る。図８（Ｂ）にはパンチ３２Ｐのうち連結部２１に対
応する部分のみが示されおり、この部分の押しつけ力は
他の部分より大きく設定され、連結部２１のみを圧延す
る。その結果、連結部２１は図８（Ａ）に示すように平
面方向に幅広形状をなす薄肉連結部２４となる。

【００１９】ここで、第２プレス３２による圧延は、連
結部２１の厚さ方向で余分となった肉を押しつぶして平
面方向に広げるだけであって、その余分な肉を除去する
ものではないので、連結部２１を接続片１３から引き離
すような力が働かない。従って、従来必要とされたワー
ク押さえが不要である。しかも、連結部２１を押しつぶ
すだけなので、短い加工時間で薄肉にすることができ
る。その上、第２プレス３２は、圧延とともに連結部２
１を湾曲させているので、その湾曲によって長手方向
（図８左右方向）の伸び分が吸収され、本工程において
左右の帯部２２，２２の間隔が変わることはない。

【００２０】第３工程は図６に示されている。同図にお
いて符号３３は、本装置３０に備えられた第３プレスで
あって、金属条２０を打ち抜き加工するものである。図
６及び図９（Ｂ）に示すように、この第３プレス３３の
ダイ３３Ｄには、第２プレス３２のダイ３２Ｄと同じ形
状の陥没部４１が設けられるとともに、その陥没部４１
を横切るように溝部４３が形成されている。この溝部４
３は、薄肉連結部２４の軸中心線（図９（Ａ）符号Ｃ参
照）に対応しており、所定の幅寸法（前記ヒューズ素子
１２の溶断部１４の寸法）に設定されている。一方、第
３プレス３３のパンチ３３Ｐには、溝部４３に嵌入可能
な突条４４が形成されている。薄肉連結部２１は、その
軸中心に沿った所定幅の範囲がパンチ３３Ｐの突条４４
に押されて溝部４３内に押し込まれ、図９（Ａ）に示し
た幅広部分Ｅ，Ｅが溝部４３開口のエッジで切断され
る。かくして、薄肉連結部２４が製品の溶断部（ヒュー
ズ素子１２の溶断部１４）の幅寸法となる。ここで、連
結部２１は薄肉となっているので、容易に打ち抜き切断
でき、溶断部の幅寸法のばらつきが抑えられる。また、
連結部２１は溝部４３の底面まで押し込められて湾曲の
度合いを深め、製品の溶断部の湾曲形状となる。

【００２１】以上をもって、図６の左下側に示すよう
に、ヒューズ素子１２を連ねたものが形成され、これを
合成樹脂部１１でパッケージし、幅狭部２３を切断すれ
ば、図１に示すヒューズ１０が完成される。尚、ヒュー
ズ素子１２のうち差し込み端部１５は、例えば、装置３
０の第２工程で帯部２２の一部を押しつぶして形成され
る。

【００２２】このように本実施形態によれば、溶断部１
４の形状がばらつかず、品質を安定させることができ
る。また、装置３０の第１工程から第３工程の全てをプ
レスによって行うことができるので、従来のプレス工程
と切削工程の両方を要するものに比べ、製造設備費を抑
えることができ、しかも、歩留まりがよい。さらに、例
えば、第１工程から第３工程までのダイを一体化した
り、駆動源を共通化させることで、より一層の設備費削
減も可能である。その上、ヒューズ素子１２のうち本発
明の特徴となる溶断部１４の湾曲形状が、連結部２１の
圧延工程及び薄肉連結部２１の打ち抜き工程で行われる
ので、別個に溶断部１４を湾曲させる工程を設けなくて
もよい。かくして、品質の優れたヒューズ素子１２を安
価に製作できる。

【００２３】次に、このヒューズ素子１２の作用につい
て説明する。ヒューズ素子１２に流される電流値が所定
値以上となると、ヒューズ素子１２のうち溶断部１４が
溶け落ち、接続片１３，１３間が断絶される。かくし
て、電気回路に過電流が流れ続けることを防いで電装部
品等を保護する。

【００２４】一方、ヒューズ素子１２に流される電流値
が所定値以下であると、溶断部１４は溶融されず、熱せ
られるだけに留まる。その結果、溶断部１４は熱膨張
し、合成樹脂部１１により一定の間隔に固定された接続
片１３，１３間を押し広げる方向に伸びることとなる。
ところが、溶断部１４は、厚さ方向に湾曲させてあるの
で、伸びた分が湾曲の度合いを深めることで吸収され
（図３、符号１６参照）、溶断部１４が一対の接続片１
３の間で突っ張り状態となることはない。

【００２５】ここで、溶断部１４の長手方向を横切る断
面形状は、厚さ寸法が幅寸法より小さくなっており、溶
断部１４の湾曲方向はその寸法が小さい方の厚さ方向と
してあるため、換言すれば、溶断部１４は最も断面二次
モーメントが小さい方向に湾曲させてあるため、容易に
曲がり、曲げ力は小さい。従って、溶断部１４は、通電
状態の変化によって熱膨張状態と自然状態とが繰り返さ
れても、大きな繰り返し応力を受けることはなく、耐久
性が長い。

【００２６】＜他の実施形態＞本発明は、前記実施形態
に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するよ
うな実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、
下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実
施することができる。

【００２７】（１）前記実施形態では、溶断部１４は薄
肉状となっているが、必ずしも溶断部１４が薄肉である
必要はなく、例えば、接続片と同じ厚さの溶断部を備え
たヒューズ素子において、その溶断部を厚さ方向に湾曲
させてもよい。

【００２８】（２）また、図１０（Ａ）に示すように、
溶断部５１を蛇行形状にして接続片５２，５２間に差し
渡したヒューズ素子において、その溶断部５１を図１０
（Ｂ）に示すように厚さ方向に湾曲させてもよい。

【００２９】（３）前記実施形態のヒューズ素子１２で
は、溶断部１４と接続片１３とが一体に形成されている
が、溶断部と接続部とを別々に形成してから組み付ける
ものにおいて、その溶断部を厚さ方向に湾曲させてもよ
い。

【００３０】（４）また、前記実施形態では、平行に配
された接続片１３の間の溶断部１４を湾曲させたものを
例示したが、一直線上に配された接続片の間に、溶断部
を湾曲させて設けてもよい。

【００３１】（５）前記実施形態のヒューズ素子の製造
方法は、溶断部を湾曲させたヒューズ素子の製造方法を
例示したが、溶断部を湾曲形状としないもの、例えば、
単に溶断部の断面積を小さくしてヒューズ素子の小容量
化を目的としたものに本発明を適用することもできる。

【００３２】（６）また、前記実施形態では、溶断部１
４を湾曲形状とするために、第２工程と第３工程の両工
程で曲げ加工を行っているが、どちらか一方でのみ行う
ようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のヒューズ素子を備えたヒューズの斜視
図

【図２】その平面図

【図３】その横断面図

【図４】本発明に係る製造方法を適用した装置の第１工
程を示す部分斜視図

【図５】同装置の第２工程を示す部分斜視図

【図６】同装置の第３工程を示す部分斜視図

【図７】（Ａ）第１工程で加工された金属条の平面図、
（Ｂ）その金属条と第１プレスの横断面図

【図８】（Ａ）第２工程で成形された金属条の平面図、
（Ｂ）その金属条と第２プレスの横断面図

【図９】（Ａ）第３工程で成形された金属条の平面図、
（Ｂ）その金属条と第３プレスの横断面図

【図１０】溶断部を蛇行させたヒューズ素子の平面図

【図１１】従来のヒューズ素子を示す斜視図

【符号の説明】

１２…ヒューズ素子 １３…接続片 １４…溶断部 １５…端部 ２０…金属条 ２１…連結部 ２２…帯部（接続片） ２４…薄肉連結部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定値以上の電流が流れると溶断される
   溶断部が、その厚さ方向に湾曲させた状態で一対の接続
   片間に架橋されていることを特徴とするヒューズ素子。
2. 【請求項２】 金属板材から一対の接続片を連結部で繋
   いだ状態で打ち抜き、前記連結部を圧延して薄肉状とす
   ると共に、その薄肉連結部を所定の幅寸法に打ち抜くこ
   とを特徴とするヒューズ素子の製造方法。
3. 【請求項３】 前記連結部の圧延工程、又は、前記薄肉
   連結部の打ち抜き工程において、前記連結部を厚さ方向
   に湾曲させるようにプレスすることを特徴とする請求項
   ２記載のヒューズ素子の製造方法。