CN110268501A - 熔丝器件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种熔丝器件,其为能够应对高额定、大电流的用途的熔丝器件,电流阻断时的耐冲击性优异,能够防止盒子的脱落。具有基础部件2、与基础部件2嵌合且覆盖在基础部件2的表面2a上的覆盖部件3、以及搭载于基础部件2的表面2a的熔丝元件5,基础部件2和覆盖部件3中在任意的一方设有相对于基础部件2的表面2a的面方向直立设置且形成有开口部17、28的侧壁11、22,在任意的另一方设有在与基础部件2的表面2a平行的面方向上伸出且嵌合于侧壁11、22的开口部17、28的嵌合凸部18、29。
Description
技术领域
本技术涉及一种熔丝器件,其安装在电流通路上,在超过额定的电流流经时,熔丝元件通过自发热而熔断,将该电流通路阻断;特别是涉及能够应对高额定、大电流的用途的熔丝器件。本申请基于2017年2月28日在日本申请的日本专利申请号特愿2017-037574、2017年4月18日在日本申请的日本专利申请号特愿2017-082025、以及2018年2月5日在日本申请的日本专利申请号特愿2018-018293主张优先权,这些申请通过参照援引至本申请。
背景技术
以往,使用了在超过额定的电流流经时通过自发热而熔断、将该电流通路阻断的熔丝元件。作为熔丝元件,例如,多使用将焊料封入玻璃管而得的支架固定型熔断器、在陶瓷基板表面印刷Ag电极而得的芯片熔断器、使铜电极的一部分变细并组装入塑料盒子的旋止或插入型熔断器等。
可是,上述现有的熔丝元件被指出下述问题:无法通过回流焊进行表面安装,电流额定低,此外,如果通过大型化来提高额定,则速断性差。
此外,假设为回流焊安装用的速断熔丝器件的情况下,为了不会由于回流焊的热而熔融,通常对于熔丝元件而言,熔点300℃以上的加Pb高熔点焊料在熔断特性上是优选的。然而,RoHS指令等中,含Pb焊料的使用不过是有限制地得以允许,认为今后无铅化的要求会加强。
即,作为熔丝元件,要求能够通过回流焊进行表面安装且向熔丝器件的安装性优异、能够提高额定而应对大电流、具备在超过额定的过电流时迅速阻断电流通路的速熔断性。
因此提出了一种熔丝器件,在具备第1电极、第2电极的绝缘基板上,跨过该第1电极、第2电极间而搭载熔丝元件(参照文献1)。
文献1记载的熔丝器件如果在电路基板上进行表面安装,则搭载有熔丝元件的第1电极、第2电极间组入了电流通路的一部分,如果有比额定高的值的电流流过,则熔丝元件由于自发热而熔融,将电流通路阻断。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2014-209467号公报
发明内容
发明所要解决的课题
这里,这种熔丝器件的用途正从电子设备扩展至产业用机械、电动汽车、电动自行车、车辆等大电流的用途。因此,随着搭载的电子设备、电池组等的高容量化、高额定化,熔丝器件需要进一步提高电流额定。
为了提高电流额定,通过使熔丝元件大型化来实现低电阻化是有效的。可是,熔丝元件如果被施加了超过额定的电压、有过电流流经,则发生电弧放电,同时熔断。因此,如果使熔丝元件大型化,与此成比例地,电弧放电导致的冲击也变得大规模化。
此外,随着电流额定的提高,过电流导致的自发热阻断时的温度也提高,对于器件框体的热影响也增加。
因此,也存在下述担忧:安装于绝缘基板的对熔丝元件进行保护的盒子部件无法耐受电流阻断时的热影响和急剧增加的内压而破损,或者从绝缘基板偏移或脱落。此外,还存在下述担忧:脱落的盒子与周围的部件碰撞,或者导致由于熔丝元件的熔融物飞散、附着而引起短路等不可预见的损害。
作为迅速终止电弧放电而将电路阻断的对策,还提出了在中空盒子内填塞灭弧材而得的电流熔断器、将熔丝元件螺旋状卷绕于散热材周围而产生时滞的应对高电压的电流熔断器。可是,以往的应对高电压的电流熔断器中,必须有灭弧材的封入、螺旋熔断器的制造等材料、加工步骤,都很复杂,在熔丝器件的小型化、电流的高额定化等方面是不利的。
因此,本技术的目的在于,提供一种熔丝器件,在应对高额定、大电流的用途的熔丝器件中,电流阻断时的耐冲击性优异,能够防止盒子的脱落。
用于解决课题的方法
为了解决上述课题,本技术涉及的熔丝器件具有基础部件、与上述基础部件嵌合且覆盖在上述基础部件的表面上的覆盖部件、以及配置于上述基础部件与上述覆盖部件之间的熔丝元件,上述基础部件和上述覆盖部件中,在任意的一方设有相对于上述基础部件的上述表面的面方向交叉、形成有开口部的侧壁,在任意的另一方设有从与上述基础部件的上述表面交叉的面向外部伸出、嵌合于上述侧壁的上述开口部的嵌合凸部。
此外,应用本技术的熔丝器件具有基础部件、与上述基础部件嵌合且覆盖在上述基础部件的表面上的覆盖部件、以及配置于上述基础部件与上述覆盖部件之间的熔丝元件,上述基础部件和上述覆盖部件由尼龙系塑料材料形成。
发明的效果
根据本技术,熔丝器件中,通过覆盖部件的嵌合凸部嵌合于基础部件的开口部,在熔丝元件由于过电流而伴随着电弧放电进行自发热阻断时,即使向基础部件的表面上方对覆盖部件急剧施加压力,通过开口部与嵌合凸部抵接,对于向基础部件的表面上方的压力的耐性也会提高,能够防止覆盖部件从基础部件脱落。
附图说明
[图1]图1为从覆盖部件侧显示熔丝器件的外观立体图。
[图2]图2为从基础部件侧显示熔丝器件的外观立体图。
[图3]图3为从覆盖部件侧显示熔丝器件的外观立体图。
[图4]图4(A)为从表面侧显示熔丝元件的外观立体图,图4(B)为从背面侧显示熔丝元件的外观立体图。
[图5]图5为显示熔丝元件搭载于基础部件的状态的外观立体图。
[图6]图6为显示熔丝元件搭载于基础部件的状态的外观立体图。
[图7]图7为从第1侧壁侧显示基础部件的外观立体图。
[图8]图8为从背面侧显示基础部件的外观立体图。
[图9]图9为从第1嵌合凸部侧显示基础部件的外观立体图。
[图10]图10为从顶面侧显示覆盖部件的外观立体图。
[图11]图11为显示覆盖部件的内部的外观立体图。
[图12]图12为从第2侧壁侧显示覆盖部件的外观立体图。
[图13]图13为形成有变形限制部的熔丝元件的截面图。
[图14]图14为熔丝器件的电路图,(A)表示熔丝元件熔断前,(B)表示熔丝元件熔断后。
[图15]图15为显示设有发热体的熔丝器件的图,(A)为平面图,(B)为截面图。
[图16]图16为熔丝器件的电路图,(A)表示熔丝元件熔断前,(B)表示熔丝元件熔断后。
[图17]图17(A)为从覆盖部件侧显示熔丝器件的平面图,图17(B)为熔丝器件的侧视图,图17(C)为熔丝器件的后视图,图17(D)为熔丝器件的前视图,图17(E)为从基础部件侧显示熔丝器件的背面图。
[图18]图18为从第1侧壁侧显示基础部件的外观立体图。
[图19]图19为从第1嵌合凸部侧显示基础部件的外观立体图。
[图20]图20为从第1侧壁侧显示基础部件的背面的外观立体图。
[图21]图21为从第1嵌合凸部侧显示基础部件的背面的外观立体图。
[图22]图22(A)为基础部件的平面图,图22(B)为基础部件的侧视图,图22(C)为基础部件的后视图,图22(D)为基础部件的前视图,图22(E)为基础部件的背面图。
[图23]图23为从第2嵌合凸部侧显示覆盖部件的外观立体图。
[图24]图24为从第2侧壁侧显示覆盖部件的外观立体图。
[图25]图25为从第2嵌合凸部侧显示覆盖部件的内面的外观立体图。
[图26]图26为从第2侧壁侧显示覆盖部件的内面的外观立体图。
[图27]图27(A)为覆盖部件的平面图,图27(B)为覆盖部件的侧视图,图27(C)为覆盖部件的后视图,图27(D)为覆盖部件的前视图,图27(E)为覆盖部件的背面图。
[图28]图28为显示第1嵌合爪部与第2凸面部、以及第2嵌合爪部与第1凸面部相互卡合的状态的截面图。
具体实施方式
以下,关于应用了本技术的熔丝器件,参照附图详细地进行说明。其中,本技术并非仅限于以下的实施方式,不言而喻的是,在不脱离本技术宗旨的范围内,可以有各种变更。此外,附图为示意性的,各尺寸的比率等有时与现实中的情况不同。具体的尺寸等应当参照以下的说明来判断。此外,不言而喻的是,也包括附图相互之间相互的尺寸关系、比率不同的部分。
[熔丝器件]
本发明涉及的熔丝器件1实现了小型且高额定的熔丝器件,平面尺寸为3~5mm×5~10mm、高度为2~5mm,是小型的,同时实现了电阻值为0.2~1mΩ、额定50~150A的高额定化。需说明的是,本发明当然能够应用于具备所有尺寸、电阻值和电流额定的熔丝器件。
如图1~图3所示,本发明涉及的熔丝器件1具有基础部件2、和覆盖在基础部件2的表面2a上的覆盖部件3。基础部件2与覆盖部件3相互嵌合,构成器件框体4。其中,图1为从覆盖部件3侧显示熔丝器件1的外观立体图,图2为从基础部件2的背面侧显示熔丝器件1的外观立体图,图3为从覆盖部件3侧显示熔丝器件1的外观立体图。
基础部件2中搭载有熔丝元件5。熔丝元件5例如如图4(A)(B)所示形成大体矩形板状,同时以沿着基础部件2的侧面的方式,通电方向的两侧弯曲,从而能够如图5、图6所示嵌合于基础部件2的表面2a。进一步,熔丝元件5的两端部向外方延长,形成与图中未显示的外部电路的连接电极连接的端子部5a、5b。熔丝元件5被上下一对基础部件2和覆盖部件3夹持,同时,一对端子部5a、5b导出至器件框体4之外。如果熔丝器件1安装于外部电路基板,则熔丝元件5的端子部5a、5b与外部电路的连接电极连接,组入该外部电路的电流通路。而且,关于熔丝器件1,熔丝元件5由于通入超过额定的电流而自发热从而熔断,将外部电路的电流通路阻断。其中,关于熔丝元件5的具体的构成,后面进行详述。
[基础部件]
基础部件2例如由工程塑料、氧化铝、玻璃陶瓷、莫来石、氧化锆等具有绝缘性的部件形成。此外,基础部件通过模具成型、粉体成型等针对材料的制法来制造。如图7~图9所示,基础部件2中,在表面2a搭载有熔丝元件5,同时,在一个侧缘侧直立设置有相对于表面2a的面方向交叉、构成器件框体4的侧面的第1侧壁11。其中,图7为从第1侧壁11侧显示基础部件2的外观立体图,图8为从背面侧显示基础部件2的外观立体图,图9为从第1嵌合凸部18侧显示基础部件2的外观立体图。
基础部件2搭载形成为大体矩形板状、以宽度方向为通电方向的熔丝元件5。此外,基础部件2中,在宽度方向的大体中央处,贯穿长度方向形成有槽部12。基础部件2在槽部12的两侧与覆盖部件3一起夹持熔丝元件5。由此,熔丝元件5贯穿与通电方向正交的宽度方向而与槽部12相对,形成由基础部件2和覆盖部件3挟持的高热传导部14和与槽部12相对的低热传导部15。
高热传导部14通过由基础部件2和覆盖部件3夹持而在熔丝元件5的面内散热性相对较高,能够使由于过电流而产生的热通过基础部件2和覆盖部件3散至外部,能够抑制温度上升,此外能够抑制端子部5a、5b的过热。低热传导部15通过与槽部12相对而不与基础部件2和覆盖部件3热接触,且与热传导率比基础部件2和覆盖部件3低的空气接触,从而在熔丝元件5的面内散热性相对较低,由于过电流而产生的热集中从而熔断,成为熔断部。其中,高热传导部14只要与基础部件2和覆盖部件3热接触即可,除了与基础部件2和覆盖部件3直接接触以外,还可以通过具有热传导性的部件接触。
其中,在槽部12的第1侧壁11侧的端部,形成有实现熔丝元件5的位置确定的定位壁16。定位壁16相较于槽部12而直立设置于基础部件2的表面2a上,通过抵碰熔丝元件5的一个侧面来确定在基础部件2上的搭载位置。
[粘接剂]
此外,熔丝器件1中,可以用粘接剂(图中未显示)将熔丝元件5连接至基础部件2或基础部件2和覆盖部件3。粘接剂设于基础部件2的表面2a的槽部12以外的部位。由此,熔丝器件1借助粘接剂提高基础部件2或基础部件2和覆盖部件3与熔丝元件5的高热传导部14的密合性,能够更有效地传递热。
粘接剂可以使用公知的任意粘接剂,具有高的热传导性在促进熔丝元件5的散热上是优选的(例如,KJR-9086:信越化学工业株式会社制,SX720:CEMEDINE株式会社制,SX1010:CEMEDINE株式会社制)。此外,粘接剂也可以使用在粘合剂树脂中含有导电性粒子的导电性粘接剂。通过使用导电性粘接剂作为粘接剂,能够提高基础部件2或基础部件2和覆盖部件3与熔丝元件5的密合性,同时借助导电性粒子有效地将高热传导部14的热传导至基础部件2或基础部件2和覆盖部件3。此外,也可以用焊料代替粘接剂来进行连接。
在基础部件2的一个侧缘侧,形成有相对于基础部件2的表面2a的面方向交叉、优选在大体正交的方向上直立设置的、构成器件框体4的侧面的第1侧壁11。第1侧壁11形成有嵌合凹部11a,在嵌合凹部11a内,形成有后述形成于覆盖部件3的第2嵌合凸部29进行嵌合的第1开口部17和与第1开口部17连续且与插入第1开口部17的第2嵌合凸部29抵接的抵接面11b。
此外,在与基础部件2的设有第1侧壁11的一个侧缘相反侧的另一侧缘,形成有第1嵌合凸部18和第1卡合片19a、第2卡合片19b,该第1嵌合凸部18从与基础部件2的表面2a的面交叉的面向外方伸出、嵌合于后述覆盖部件3中形成的形成于第2侧壁22的第2开口部28,该第1卡合片19a、第2卡合片19b在第1嵌合凸部18的两侧从与基础部件2的表面2a的面交叉的面向外方伸出、卡合于第2开口部28。第1嵌合凸部18优选沿与基础部件2的表面2a平行的面向外部伸出。
[覆盖部件]
覆盖在基础部件2的表面2a上的覆盖部件3可以用与基础部件2同样的材料、通过同样的制法形成。如图10~图12所示,覆盖部件3具有构成与器件框体4的第1侧壁11相对的侧面的第2侧壁22、设置于熔丝元件5的通电方向上且端子部5a、5b在外部露出的第3侧壁23、第4侧壁24、以及构成器件框体4的顶面的顶面部25。其中,图10为从顶面25侧显示覆盖部件3的外观立体图,图11为显示覆盖部件3的内部的外观立体图,图12为从第2侧壁22侧显示覆盖部件3的外观立体图。
与基础部件2同样地,覆盖部件3的顶面25的内面25a在宽度方向的大体中央处贯穿长度方向地形成有槽部26。覆盖部件3在槽部26的两侧与基础部件2一起夹持熔丝元件5的高热传导部14。
此外,在槽部26的第2侧壁22侧的端部,形成有定位壁16以及实现熔丝元件5的位置确定的定位壁27。定位壁27相较于槽部26而直立设置于覆盖部件3的顶面25的内面25a上,通过抵碰熔丝元件5的另一侧面来确定在基础部件2上的搭载位置。
在覆盖部件3的一个侧缘侧,形成有相对于基础部件2的表面2a的面方向交叉、优选在大体正交的方向上直立设置的、构成器件框体4的侧面的第2侧壁22。第2侧壁22形成有嵌合凹部22a,在嵌合凹部22a内,形成有上述形成于基础部件2的第1嵌合凸部18进行嵌合的第2开口部28和与第2开口部28连续、与插入第2开口部28的第1嵌合凸部18抵接的抵接面22b。
此外,在覆盖部件3的与设有第2侧壁22的一个侧缘相反侧的另一侧缘,形成有第2嵌合凸部29和第3卡合片30a、第4卡合片30b,该第2嵌合凸部29从与基础部件2的表面2a的面方向交叉的面向外方伸出、嵌合于上述基础部件2的第1侧壁11中形成的第1开口部17,该第3卡合片30a、第4卡合片30b在第2嵌合凸部29的两侧从与基础部件2的表面2a的面交叉的面向外方伸出、卡合于第1开口部17。第2嵌合凸部29优选沿与基础部件2的表面2a平行的面向外部伸出。
[开口部/嵌合凸部/卡合片]
关于熔丝器件1,在基础部件2的表面2a搭载熔丝元件5后,通过将覆盖部件3组装于基础部件2而形成器件框体4。此时,熔丝器件1中,在形成于基础部件2的第1侧壁11的第1开口部17,嵌合有形成于覆盖部件3的第2嵌合凸部29,此外,在形成于覆盖部件3的第2侧壁22的第2开口部28,嵌合有形成于基础部件2的第1嵌合凸部18。
熔丝器件1中,通过在基础部件2的第1开口部17嵌合覆盖部件3的第2嵌合凸部29,嵌合凹部11a的抵接面11b与第2嵌合凸部29的上表面抵接(图1)。由此,在熔丝元件5由于过电流而伴随着电弧放电进行自发热阻断时,即使对覆盖部件3向基础部件2的表面2a上方急剧施加压力,通过利用与第1开口部17连接的抵接面11b按压第2嵌合凸部29,对于向基础部件2的表面2a上方的压力的耐性提高,也能够防止覆盖部件3从基础部件2脱落。
同样地,熔丝器件1中,通过在覆盖部件3的第2开口部28嵌合基础部件2的第1嵌合凸部18,嵌合凹部22a的抵接面22b与第1嵌合凸部18的下表面抵接(图3)。由此,通过利用第1嵌合凸部18按压与第2开口部28连接的抵接面22b,对于向基础部件2的表面2a上方的压力的耐性提高,能够防止覆盖部件3从基础部件2脱落。
因此,熔丝器件1通过至少在基础部件2和覆盖部件3中的一方设置开口部、同时在另一方设置嵌合凸部,能够提高对于向基础部件2的表面2a上方的压力的耐性,优选的是,通过在基础部件2和覆盖部件3中各自设置开口部并设置嵌合凸部而使它们相互嵌合,能够更切实地防止覆盖部件3从基础部件2脱落。
这里,第1开口部17呈以基础部件2的宽度方向为长度方向的长方形,此外,形成为比第1侧壁11厚,从而按压第2嵌合凸部29的抵接面11b也具备对应于第1侧壁11的厚度的宽度。同样地,第2开口部28呈以基础部件2的宽度方向为长度方向的长方形,此外,通过形成为比第2侧壁22厚,按压于第1嵌合凸部18的抵接面22b也具备对应于第2侧壁22的厚度的宽度。
如图10所示,嵌合于第1开口部17的第2嵌合凸部29通过在基础部件2的表面2a的面方向上伸出、插入第1侧壁11的第1开口部17而嵌合。而且,第2嵌合凸部29从其前端直至基部29a与第1开口部17嵌合、与抵接面11b抵接。同样地,如图7所示,嵌合于第2开口部28的第1嵌合凸部18通过在基础部件2的表面2a的面方向上伸出、插入第2侧壁22的第2开口部28而嵌合。而且,第1嵌合凸部18从其前端直至基部18a与第2开口部28嵌合、与抵接面22b抵接。
此外,第2嵌合凸部29形成为,在基础部件2的表面2a的面方向上,与向第1开口部17的插入方向交叉的宽度方向的长度比插入方向的长度宽,第2嵌合凸部29与抵接面11b的接触面也在宽度方向上比在第1开口部17的插入方向上宽。同样地,第1嵌合凸部18形成为,在基础部件2的表面2a的面方向上,与向第2开口部28的插入方向交叉的宽度方向的长度比插入方向的长度宽,第1嵌合凸部18与抵接面22b的接触面也在宽度方向上比在第2开口部28的插入方向上宽。即,第1开口部17、第2开口部28通过嵌合在宽度方向上较宽的第1嵌合凸部18、第2嵌合凸部29,形成向基础部件2的表面2a上方的冲击耐性高的结构。
此外,第1嵌合凸部18、第2嵌合凸部29并非通过压入第1开口部17、第2开口部28而啮合,因此无需具有挠性,使用更牢固的材料或增加尺寸厚度等而能够提高嵌合强度,此外,能够深深插入第1开口部17、第2开口部28并嵌合。
因此,熔丝器件1在熔丝元件5伴随着电弧放电而进行自发热阻断时,第1嵌合凸部18、第2嵌合凸部29不会由于高热而软化从而使得与第1开口部17、第2开口部28的啮合脱落,覆盖部件3即使向基础部件2的表面2a上方急剧施加压力,第1开口部17与第2嵌合凸部29的嵌合、以及第2开口部28与第1嵌合凸部18的嵌合也不会脱落。
其中,第1嵌合凸部18、第2嵌合凸部29中,在成为向第1开口部17、第2开口部28的插入端的前端面,倒角而形成锥形部。
这里,第1开口部17设于基础部件2的槽部12的延长线上,呈以基础部件2的宽度方向为长度方向的长方形。同样地,第2开口部28设于基础部件2的槽部12的延长线上,呈以基础部件2的宽度方向为长度方向的长方形。即,第1开口部17、第2开口部28位于成为熔丝元件5的熔断部的低热传导部15的延长线上。因此,熔丝器件1针对熔丝元件5的自发热阻断时发生电弧放电、容易受到冲击的熔断部,使第1嵌合凸部18、第2嵌合凸部29嵌合于第1开口部17、第2开口部28。因此,能够更有效地提高对于热影响和急剧增加的内压的耐性。
基础部件2中,在第1侧壁的第1开口部17的两侧形成有卡合阶梯部17a,其将突出设置在覆盖部件3的第2嵌合凸部29的两侧的第3卡合片30a、第4卡合片30b卡合。卡合阶梯部17a实现覆盖部件3向基础部件2的表面2a的面内方向的止推,在形成于第1侧壁11的外表面的嵌合凹部11a的侧面形成,在第1侧壁11的面内方向上伸出,从而构成阶梯形状。
第3卡合片30a、第4卡合片30b在基础部件2的表面2a的面方向上伸出,同时,在前端部形成有卡合于卡合阶梯部17a的卡合爪31。卡合爪31向与基础部件2的表面2a平行的面方向且与第2嵌合凸部29向第1开口部17的插入方向正交的方向膨起。此外,卡合爪31具有卡合于卡合阶梯部17a的卡合面31a、以及沿第1开口部17的两侧面滑动的圆弧状或锥形状的滑动面31b。
如果第3卡合片30a、第4卡合片30b插入第1开口部17,则滑动面31b沿第1开口部17的两侧面滑动,在向内侧偏转的同时被压入,卡合爪31通过第1开口部17,从而,卡合面31a卡合于卡合阶梯部17a。由此,覆盖部件3实现向基础部件2的插入方向的止推。
以这种方式,关于熔丝器件1的器件框体4,通过形成于覆盖部件3的第2嵌合凸部29插入形成于基础部件2的第1侧壁11的第1开口部17,对于向基础部件2的表面2a的上方施加的压力的耐性提高,通过形成于覆盖部件3的第3卡合片30a、第4卡合片30b被压入形成于基础部件2的第1侧壁11的第1开口部17、同时卡合爪31卡合于卡合阶梯部17a,实现向作为插入方向的基础部件2的表面2a的面方向的止推。
同样地,覆盖部件3中,在第2侧壁的第2开口部28的两侧形成有卡合阶梯部28a,其将突出设置在第1嵌合凸部18的两侧的第1卡合片19a、第2卡合片19b卡合。卡合阶梯部28a在形成于第2侧壁22的外表面的嵌合凹部22a的侧面形成,在第2侧壁2的面内方向上伸出,从而构成阶梯形状。此外,第1卡合片19a、第2卡合片19b在基础部件2的表面2a的面方向上伸出,同时,在前端部形成有卡合于卡合阶梯部28a的卡合爪20。卡合爪20向与基础部件2的表面2a平行的面方向且与第1嵌合凸部18向第2开口部28的插入方向正交的方向膨起。此外,卡合爪20具有卡合于卡合阶梯部28a的卡合面20a和沿第2开口部28的两侧面滑动的圆弧状或锥形状的滑动面20b。该卡合阶梯部28a和第1卡合片19a、第2卡合片19b的构成和功能与上述卡合阶梯部17a和第3卡合片30a、第4卡合片30b是同样的,因此省略了详细介绍。
而且,熔丝器件1通过至少在基础部件2和覆盖部件3中的一方设置开口部和卡合阶梯部、同时在另一方设置卡合片,能够防止向作为插入方向的基础部件2的表面2a的面方向的拔出,优选的是,通过在基础部件2和覆盖部件3中各自设置开口部和卡合阶梯部并设置卡合片而使它们相互卡合,能够更切实地防止覆盖部件3从基础部件2向插入方向拔出。
其中,熔丝器件1通过第1卡合片19a、第2卡合片19b与第2开口部28的上表面抵接,从而对于向基础部件2的表面2a上方的压力的耐性提高,同样地,通过第3卡合片30a、第4卡合片30b与第1开口部17的上表面抵接,从而对于向基础部件2的表面2a上方的压力的耐性提高。
[熔丝元件]
接下来,对熔丝元件5进行说明。熔丝元件5是焊料或以Sn为主要成分的无Pb焊料等低熔点金属、或低熔点金属与高熔点金属的层叠体。例如如图13所示,熔丝元件5是包含内层和外层的层叠结构体,具有低熔点金属层9作为内层,具有高熔点金属层10作为层叠于低熔点金属层9的外层。
低熔点金属层9优选是以Sn为主要成分的金属,是通常被称为“无Pb焊料”的材料。低熔点金属层9的熔点不一定必须比回流焊温度高,也可以在200℃左右熔融。高熔点金属层10是层叠于低熔点金属层9表面的金属层,例如由Ag或Cu或以它们中的任一种为主要成分的金属构成,具有即使利用回流焊炉将熔丝器件1安装在外部电路基板上的情况下也不会熔融的高熔点。
熔丝元件5通过在作为内层的低熔点金属层9上层叠高熔点金属层10作为外层,即使在回流焊温度超过低熔点金属层9的熔融温度的情况下,作为熔丝元件5也不至于熔断。因此,熔丝器件1可以通过回流焊有效地安装。
此外,熔丝元件5在有预定的额定电流流过期间,即使自发热也不会熔断。而且,如果有比额定高的值的电流流过,则由于自发热,从低熔点金属层9的熔点开始熔融,能够迅速阻断端子部5a、5b间的电流通路。例如,由Sn-Bi系合金、In-Sn系合金等构成低熔点金属层9的情况下,熔丝元件5从140℃、120℃左右的低温开始熔融。此时,熔丝元件5例如通过使用含有40%以上Sn的合金作为低熔点金属,熔融的低熔点金属层9对高熔点金属层10溶蚀,从而高熔点金属层10在低于熔融温度的温度下熔融。因此,熔丝元件5能够利用低熔点金属层9对高熔点金属层10的溶蚀作用在短时间内熔断。
此外,熔丝元件5是高熔点金属层10层叠在作为内层的低熔点金属层9上而构成的,因此能够使熔断温度比以往的由高熔点金属构成的芯片熔断器等大幅降低。因此,与高熔点金属元件相比,熔丝元件5通过形成较宽的宽度、同时形成为通电方向较短,从而在大幅提高电流额定的同时实现小型化,而且能够抑制热对于与电路基板连接部位的影响。此外,能够实现比具有同样电流额定的以往的芯片熔断器更小型化、薄型化,速熔断性也优异。
此外,熔丝元件5能够提高组装有熔丝器件1的电气系统对于瞬时施加异常高的电压的浪涌的耐性(耐脉冲性)。即,熔丝元件5例如在100A的电流流经数毫秒以下的情况下为止是不会熔断的。关于这一点,极短时间内流经的大电流从导体的表层流过(趋肤效应),因而熔丝元件5由于设置电阻值低的Ag电镀等高熔点金属层10作为外层,所以容易使由于浪涌而施加的电流流过,能够防止自发热导致的熔断。因此,与以往的由焊料合金构成的熔断器相比,熔丝元件5能够大幅提高对于浪涌的耐性。
熔丝元件5可以通过使用电解电镀法等成膜技术,在低熔点金属层9的表面制造高熔点金属层10。例如,熔丝元件5可以通过对焊料箔、焊丝的表面实施Ag电镀而高效地制造。
其中,熔丝元件5优选使低熔点金属层9的体积比高熔点金属层10的体积大地形成。熔丝元件5利用低熔点金属由于自发热而熔融从而溶蚀高熔点金属,由此能够迅速熔融、熔断。因此,熔丝元件5通过使低熔点金属层9的体积比高熔点金属层10的体积大地形成,能够促进该溶蚀作用,使端子部5a、5b间迅速阻断。
[变形限制部]
此外,如图4(A)所示,熔丝元件5还可以设置抑制熔融的低熔点金属的流动、限制变形的变形限制部6。由此,通过大面积化,即使在高额定化、低电阻化的熔丝元件5中,也能够在回流焊加热时等,抑制因低熔点金属的流动导致的变形,防止熔断特性的变化。
变形限制部6设于熔丝元件5的表面,如图13所示,设于低熔点金属层9的1个或多个孔7的侧面7a的至少一部分被与高熔点金属层10连接的第2高熔点金属层8被覆。孔7例如可以通过用针等尖锐物体对低熔点金属层9进行穿刺、或使用模具对低熔点金属层9实施加压加工等而形成。此外,孔7的形状例如可以采用椭圆形、长方形、其他任意形状。此外,孔7可以在成为熔丝元件5熔断部的中央部形成,也可以在整个面上均匀地形成。其中,通过在对应于熔断部的位置形成孔7,能够减少熔断部的熔融金属量,同时使其高电阻化,使其更迅速地过热熔断。
与构成高熔点金属层10的材料同样地,构成第2高熔点金属层8的材料具有不会由于回流焊温度而熔融的高熔点。此外,在制造效率上,第2高熔点金属层8优选采用与高熔点金属层10同样的材料、在高熔点金属层10的形成工序中一同形成。
[第1电极、第2电极、第1外部连接电极、第2外部连接电极]
熔丝元件5可以不设置端子部5a、5b,而是借助焊料等连接材料与形成于基础部件2的表面2a的第1电极、第2电极连接。这种情况下,在基础部件2的背面和/或侧面形成有与第1电极、第2电极电连接的第1外部连接电极、第2外部连接电极。
[脚部]
此外,覆盖部件3在第3侧壁23、第4侧壁24的两端部形成有脚部35。熔丝器件1中,在形成于侧壁23、24各自的两端部的脚部35之间分别设置熔丝元件5的端子部5a、5b,利用焊料等安装用连接材料将端子部5a、5b连接于表面安装熔丝器件1的外部电路基板的连接电极。由此,熔丝器件1即使在与插入基础部件2的方向相反的方向上向覆盖部件3施加拔出力的情况下,也可利用由安装用连接材料连接固定的熔丝元件5的端子部5a、5b阻碍脚部35的移动,实现覆盖部件3的止推。
其中,代替在熔丝元件5中形成端子部5a、5b,而在基础部件2的表面设置第1电极、第2电极、在背面和/或侧面形成与第1电极、第2电极连接的第1外部连接电极、第2外部连接电极的情况下,覆盖部件3中,在与设有第2嵌合凸部29和/或第2侧壁22的边不同的边上,第1外部连接电极、第2外部连接电极露出,安装于外部电路基板时利用第1外部连接电极、第2外部连接电极和/或连接于上述第1外部连接电极、第2外部连接电极的安装用连接材料(填角料(Fillet)),阻碍脚部35的移动。因此,即使在与插入基础部件2的方向相反方向上向覆盖部件3施加拔出力的情况下,也能够实现覆盖部件3的止推。
这样的熔丝器件1具有图14(A)所示的电路构成。熔丝器件1通过端子部5a、5b安装于外部电路从而组入至该外部电路的电流通路上。熔丝器件1在熔丝元件5中流过预定的额定电流期间,也不会由于自发热而熔断。而且,熔丝器件1如果有超过额定的过电流通过,则熔丝元件5由于自发热而低热传导部15熔断,将端子部5a、5b之间阻断,从而将该外部电路的电流通路阻断(图14(B))。
此时,熔丝元件5能够如上述那样,高热传导部14中发热产生的热介由基础部件2和覆盖部件3被积极释放,选择性地使沿槽部12、26形成的低热传导部15过热。因此,熔丝元件5能够抑制热对端子部5a、5b、安装用粘接材料的影响而使低热传导部15熔断。
此外,如上述那样,熔丝器件1中,通过覆盖部件3的第2嵌合凸部28嵌合于基础部件2的第1开口部17,熔丝元件5由于过电流而伴随着电弧放电进行自发热阻断时,即使向基础部件2的表面2a上方对覆盖部件3急剧施加压力,也能够通过由与第1开口部17连接的抵接面11b按压第2嵌合凸部29,提高对于向基础部件2的表面2a上方的压力的耐性,防止覆盖部件3从基础部件2脱落。
此外,通过含有熔点比高熔点金属层10低的低熔点金属层9,由于过电流导致的自发热,从低熔点金属层9的熔点开始熔融,开始侵蚀高熔点金属层10。因此,熔丝元件5通过利用低熔点金属层9对高熔点金属层10的侵蚀作用,能够使高熔点金属层10在比自身的熔点低的温度下熔融,迅速熔断。
[基础部件和覆盖部件的材料]
这里,熔丝器件1中,优选由耐漏电起痕性为250V以上的塑料材料形成基础部件和覆盖部件。这起因于以下的情况。
即,如今,伴随环境要求,电子构件的无卤化不断推进,熔丝器件的器件框体材料替换为无卤素的LCP。这种熔丝器件的用途正在从电子设备扩展至产业用机械、电动汽车、电动自行车、车辆等大电流的用途。因此,随着搭载的电子设备、电池组等的高容量化、高额定化,熔丝器件需要进一步提高电流额定。
为了提高电流额定,通过使熔丝元件大型化来实现低电阻化是有效的。可是,熔丝元件如果有超过额定的过电流流过则熔断,在熔断的同时产生电弧放电。因此,如果使熔丝元件大型化,与此成比例地,电弧放电导致的发热也变得大规模化。
此外,随着电流额定的提高,过电流导致的自发热阻断时的发热量也增大,对于器件框体的热影响也增加。例如,如果熔丝器件的电流额定上升至100A水平、且额定电压上升至60V水平,则电流阻断时的电弧放电导致器件框体朝向熔丝元件的表面炭化,还有发生漏电流流过而绝缘电阻降低、或者起火而器件框体破损、或从搭载基板偏移或脱落的现象的危险。这是由于液晶聚合物的主链中具有的芳香环会由于电弧放电而炭化。
作为迅速终止电弧放电而将电路阻断的对策,还提出了在中空盒子内填塞有灭弧材而得的部件、在散热材周围螺旋状缠绕熔丝元件而产生时滞的应对高电压的电流熔断器。可是,以往的应对高电压的电流熔断器中,需要灭弧材的封入、螺旋熔断器的制造等材料、加工步骤,都很复杂,在熔丝器件的小型化、电流的高额定化等方面是不利的。
进一步,虽然可以通过将器件框体材料设为陶瓷材等不会燃烧的无机材料来抑制绝缘电阻的降低、起火,但伴随有材料成本和工艺成本提高的缺点。
因此,在能够应对高额定、大电流的用途的熔丝器件中,需要电流阻断时的耐电弧性优异、能够提高绝缘电阻、且能够防止器件框体从搭载基板的脱落等的熔丝器件。
应用了本技术的熔丝器件通过使构成器件框体的基础部件2和覆盖部件3由耐漏电起痕性为250V以上的塑料材料形成,即使在熔丝元件熔断时产生了电弧放电的情况下,也能够防止基础部件、覆盖部件的炭化导致漏电的发生而引起绝缘电阻的降低,此外,还能够防止漏电起痕现象导致的起火、器件框体从表面安装的搭载基板偏移或脱落。
构成基础部件2和覆盖部件3的塑料材料优选为尼龙系材料。通过使用尼龙系塑料材料,能够将基础部件2和覆盖部件3的耐漏电起痕性设为250V以上。耐漏电起痕性可以通过基于IEC60112的试验求出。
构成基础部件2和覆盖部件3的尼龙系塑料材料中,特别特别优选使用尼龙46。由此,熔丝器件1中,能够使耐漏电起痕性提高至600V以上。
如上所述,熔丝器件1中,在基础部件2的第1侧壁11形成的第1开口部17嵌合有形成于覆盖部件3的第2嵌合凸部29,此外,在覆盖部件3的第2侧壁22形成的第2开口部28嵌合有形成于基础部件2的第1嵌合凸部18。
由此,熔丝器件1中,嵌合凹部11a的抵接面11b与第2嵌合凸部29的上表面抵接(图1),此外,嵌合凹部22a的抵接面22b与第1嵌合凸部18的下表面抵接(图3)。因此,就熔丝器件1而言,即使在熔丝元件5由于过电流而伴随着电弧放电进行自发热阻断时对覆盖部件3向基础部件2的表面2a上方急剧施加了压力,也能够通过用与第1开口部17连接的抵接面11b按压第2嵌合凸部29、此外用第1嵌合凸部18按压与第2开口部28连接的抵接面22b,从而对于向基础部件2的表面2a上方的压力的耐性提高。
此时,熔丝器件1中,使用耐漏电起痕性为250V以上的塑料材料形成构成器件框体的基础部件2和覆盖部件3,优选使用聚酰胺树脂,进一步优选使用脂肪族聚酰胺树脂。由此,即使在用于大电流用途的熔丝元件在阻断时伴随电弧放电产生高热的情况下,也能够防止基础部件2、覆盖部件3的炭化导致漏电的发生而引起绝缘电阻的降低,此外,还能够防止漏电起痕现象导致的起火。
作为脂肪族聚酰胺树脂,可列举例如聚酰胺46(熔点:290℃,玻璃化温度:78℃)、聚酰胺66(熔点:262℃,玻璃化温度:66℃)、聚酰胺6(熔点:222℃,玻璃化温度:59℃)等。其中,特别优选熔点和玻璃化温度高的聚酰胺46。由此,即使在应对大电流的熔丝元件的熔断时产生电弧放电而使器件框体4的内部形成高温,对热影响导致的变形的耐性也优异,因此能够维持基础部件2的第1开口部17与覆盖部件3的第2嵌合凸部29的嵌合强度,此外,能够维持覆盖部件3的第2开口部28与基础部件2的第1嵌合凸部18的嵌合强度。
表1显示了HF尼龙与LCP的主要特性比较。
[表1]
材料 | LCP | HF尼龙PA46 |
无卤素 | 是 | 是 |
阻燃性 | V-0 | V-0 |
熔点 | 340℃ | 305℃ |
耐漏电起痕性 | 125V | 600V |
如表1所示,可见,与LCP相比,脂肪族聚酰胺树脂、其中的聚酰胺46在燃烧性、熔点上具有同等的性能,在耐漏电起痕性上具有极为优异的特性。
其中,熔丝器件1中,卡合于第1开口部17、第2开口部28的各卡合阶梯部17a、28a的第1~第4卡合片19a、19b、30a、30b也由聚酰胺46等耐漏电起痕性高的塑料材料形成,从而即使在电弧放电导致的高温环境下,也可防止软化导致的从卡合阶梯部17a、28a的脱落,对于向基础部件2的表面2a的面方向的压力的耐性也提高。因此,熔丝器件1能够维持基础部件2与覆盖部件3的嵌合。
[实施例]
对构成器件框体4的塑料材料的不同导致的耐漏电起痕试验进行说明。使用LCP和HF尼龙PA46制造上述熔丝器件1,进行过电流试验。搭载于各熔丝器件样品的熔丝元件使用通过电解电镀在成为构成内层的低熔点金属的厚度200μm的Sn-Ag-Cu系焊料箔(Sn:Ag:Cu=96.5质量%:3.0质量%:0.5质量%)上实施镀Ag、层叠高熔点金属层而得的器件。此外,LCP制和HF尼龙制的熔丝器件样品各准备8个,施加200A、36V的电流使熔丝元件熔断,测定熔断后的绝缘电阻。
[表2]
材料 | LCP | HF尼龙PA46 |
最低绝缘电阻 | 低于1.0E+6Ω | 1.1E+11Ω |
如表2所示,LCP制的熔丝器件中,最低绝缘电阻低于1.0E+6Ω,与此相对,HF尼龙制的熔丝器件中,最低绝缘电阻为1.1E+11Ω。即,可知HF尼龙制的熔丝器件的燃烧倾向小,即使在由于熔丝元件的熔断发生电弧放电的情况下也能够维持绝缘性。其中,LCP中,有无法测定绝缘电阻(超范围,Range Over)的样品,因此将最低绝缘电阻设为低于1.0E+6Ω。
[发热体]
此外,如图15(A)(B)所示,本技术也可以应用于在基础部件2中设有发热体41的熔丝器件40。其中,以下的说明中,对于与上述熔丝器件1相同的部件给予同一符号,省略其详细信息。应用了本发明的熔丝器件40具备基础部件2、层叠于基础部件2且被绝缘部件42覆盖的发热体41、形成于基础部件2两端的第1电极43和第2电极44、在基础部件2上以与发热体41重叠的方式层叠且与发热体41电连接的发热体引出电极45、以及在两端分别与第1电极43、第2电极44连接且中央部与发热体引出电极45连接的熔丝元件5。而且,熔丝器件40中,基础部件2和覆盖部件3通过相互粘接或嵌合而构成器件框体4。
在基础部件2的表面2a,在相对的两端部形成有第1电极43、第2电极44。关于第1电极43、第2电极44,如果发热体41通电并发热,则熔融的熔丝元件5由于其润湿性而集中,使端子部5a、5b间熔断。
发热体41是如果通电则发热的具有导电性的部件,例如由镍、W、Mo、Ru等或含有它们的材料形成。发热体41可以通过下述方法等形成:将这些合金或者组合物、化合物的粉状物与树脂粘合剂等混合制成糊状,使用丝网印刷技术使其在基础部件2上形成图案,烧成。
此外,熔丝器件40中,发热体41被绝缘部件42被覆,以隔着绝缘部件42与发热体41相对的方式形成有发热体引出电极45。发热体引出电极45连接熔丝元件5,由此,发热体41隔着绝缘部件42和发热体引出电极45与熔丝元件5重叠。绝缘部件42是为了实现发热体41的保护和绝缘、同时使发热体41的热有效地向熔丝元件5传导而设置的,例如由玻璃层形成。
其中,发热体41也可以在层叠于基础部件2的绝缘部件42的内部形成。此外,发热体41可以在与形成有第1电极43、第2电极44的基础部件2的表面2a相反侧的背面2b形成,或者也可以在基础部件2的表面2a上与第1电极43、第2电极44相邻地形成。此外,发热体41还可以在基础部件2的内部形成。
此外,发热体41的一端介由形成于基础部件2的表面2a上的第1发热体电极48与发热体引出电极45连接,另一端与形成于基础部件2的表面2a上的第2发热体电极49连接。发热体引出电极45与第1发热体电极48连接,同时与发热体41相对地层叠在基础部件2上,与熔丝元件5连接。由此,发热体41介由发热体引出电极45与熔丝元件5电连接。其中,发热体引出电极45隔着绝缘部件42与发热体41相对地配置,从而能够在使熔丝元件5熔融的同时使熔融导体容易凝集。
此外,第2发热体电极49在基础部件2的表面2a上形成,介由凹凸状结构(Castellation)与形成于基础部件2的背面2b的发热体供电电极49a(参照图16(A))连接。
熔丝器件40从第1电极43介由发热体引出电极45、越过第2电极44连接熔丝元件5。熔丝元件5借助连接用焊料等连接材料连接在第1电极43、第2电极44和发热体引出电极45上。
[助焊剂]
此外,熔丝器件40中,为了防止高熔点金属层10或低熔点金属层9的氧化和硫化,并除去熔断时的氧化物和硫化物以及提高焊料的流动性,可以在熔丝元件5表面、背面涂布助焊剂47。通过涂布助焊剂47,在熔丝器件40的实际使用中,能够提高低熔点金属层9(例如焊料)的润湿性,同时,能够将低熔点金属熔化期间的氧化物和硫化物除去,利用对高熔点金属(例如Ag)的侵蚀作用来提高熔断特性。
此外,通过涂布助焊剂47,即使在最外层的高熔点金属层10表面形成了以Sn为主要成分的无Pb焊料等防氧化膜的情况下,也能够将该防氧化膜的氧化物除去,能够有效地防止高熔点金属层10的氧化和硫化,维持、提高熔断特性。
其中,第1电极43、第2电极44、发热体引出电极45和第1发热体电极48、第2发热体电极49优选例如由Ag、Cu等的导电图案形成,并在表面适当形成有Sn镀层、Ni/Au镀层、Ni/Pd镀层、Ni/Pd/Au镀层等保护层。由此,能够防止表面的氧化和硫化,同时能够抑制熔丝元件5的连接用焊料等连接材料对第1电极43、第2电极44和发热体引出电极45的溶蚀。
此外,熔丝器件40中,通过熔丝元件5与发热体引出电极45连接而构成向发热体41的通电通路的一部分。因此,熔丝器件40中,如果熔丝元件5熔融、与外部电路的连接被阻断,则向发热体41的通电通路也被阻断,因此能够使发热停止。
[电路图]
应用了本发明的熔丝器件40具有图16所示那样的电路构成。即,熔丝器件40为包括如下内容的电路构成:经过发热体引出电极45贯穿一对端子部5a、5b间串联连接的熔丝元件5、以及介由熔丝元件5的连接点通电发热从而使熔丝元件5熔融的发热体41。而且,关于熔丝器件40,设于熔丝元件5两端部的端子部5a、5b、以及与第2发热体电极49连接的发热体供电电极49a连接至外部电路基板。由此,关于熔丝器件40,熔丝元件5介由端子部5a、5b在外部电路的电流通路上串联连接,发热体41介由发热体供电电极49a与设于外部电路的电流控制元件连接。
[熔断工序]
由这样的电路构成所形成的熔丝器件40在需要将外部电路的电流通路阻断的情况下,利用外部电路中设置的电流控制元件,发热体41被通电。由此,熔丝器件40中,由于发热体41的发热,使组入于外部电路的电流通路上的熔丝元件5熔融,熔丝元件5的熔融导体被聚拢至润湿性高的发热体引出电极45和第1电极43、第2电极44,从而熔丝元件5被熔断。由此,熔丝元件5能够切实地在端子部5a~发热体引出电极45~端子部5b之间熔断(图16(B)),阻断外部电路的电流通路。此外,由于熔丝元件5的熔断,向发热体41的供电也停止。
此时,熔丝元件5中,由于发热体41的发热,从熔点比高熔点金属层10低的低熔点金属层9的熔点开始熔融,对高熔点金属层10的侵蚀开始。因此,熔丝元件5中,通过利用低熔点金属层9对高熔点金属层10的侵蚀作用,高熔点金属层10在低于熔融温度的温度下熔融,能够迅速阻断外部电路的电流通路。
此外,通过基础部件2和覆盖部件3使用耐漏电起痕性优异的塑料材料,在熔丝元件5熔融阻断时,能够防止基础部件2、覆盖部件3的炭化导致发生漏电带来的绝缘电阻的降低,此外,能够防止漏电起痕现象导致的起火。
其中,上述熔丝器件1、40是通过用焊料等将熔丝元件5的端子部5a、5b与设于外部电路基板的外部连接端子连接而表面安装于该外部电路基板,但应用了本技术的熔丝器件1、40也可以用于表面安装以外的连接。
例如,应用了本技术的熔丝器件1、40可以将熔丝元件5的端子部5a、5b与作为能够应对大电流的外部连接端子的金属板连接。就熔丝元件5的端子部5a、5b与金属板的连接而言,可以用焊料等连接材连接,也可以将端子部5a、5b夹持于与金属板连接的夹具端子,或者还可以通过将端子部5a、5b或夹具端子用具有导通性的螺丝旋止于金属板来进行。
[熔丝器件的变形例]
接下来,对本发明涉及的熔丝器件的变形例进行说明。其中,以下的说明中,对于与上述熔丝器件1、40相同的部件给予同一符号,省略其详细信息。
如图17所示,应用了本发明的熔丝器件50具有基础部件2和覆盖在基础部件2的表面2a上的覆盖部件3。通过基础部件2与覆盖部件3相互嵌合而构成器件框体4。其中,图17(A)为从覆盖部件3侧显示熔丝器件50的平面图,图17(B)为熔丝器件50的侧视图,图17(C)为熔丝器件50的后视图,图17(D)为熔丝器件50的前视图,图17(E)为从基础部件2侧显示熔丝器件50的背面图。
[基础部件]
如图18~图22所示,基础部件2在表面2a上搭载有熔丝元件5,同时在一个侧缘侧直立设置有相对于表面2a的面方向交叉且构成器件框体4的侧面的第1侧壁11。第1侧壁11形成有嵌合凹部11a,在嵌合凹部11a内,形成有后述形成于覆盖部件3的第2嵌合凸部29进行嵌合的第1开口部17、以及与第1开口部17连续且与插入第1开口部17的第2嵌合凸部29抵接的抵接面11b。
其中,图18为从第1侧壁11侧显示基础部件2的外观立体图,图19为从第1嵌合凸部18侧显示基础部件2的外观立体图,图20为从第1侧壁11侧显示基础部件2的背面的外观立体图,图21为从第1嵌合凸部18侧显示基础部件2的背面的外观立体图。此外,图22(A)为基础部件2的平面图,图22(B)为基础部件2的侧视图,图22(C)为基础部件2的后视图,图22(D)为基础部件2的前视图,图22(E)为基础部件2的背面图。
熔丝器件50的基础部件2中,在与设有第1侧壁11的一个侧缘相反侧的另一侧缘,形成有第1嵌合凸部18,其从与基础部件2的表面2a的面交叉的面向外方伸出、在形成于后述覆盖部件3的第2侧壁22中形成的第2开口部28中嵌合。第1嵌合凸部18优选沿与基础部件2的表面2a平行的面向外部伸出。
[覆盖部件]
如图23~图27所示,覆盖部件3具有构成与器件框体4的第1侧壁11相对的侧面的第2侧壁22、设置在熔丝元件5的通电方向上且端子部5a、5b在外部露出的第3侧壁23、第4侧壁24、以及构成器件框体4的顶面的顶面部25。
其中,图23为从第2嵌合凸部29侧显示覆盖部件3的外观立体图,图24为从第2侧壁22侧显示覆盖部件3的外观立体图,图25为从第2嵌合凸部29侧显示覆盖部件3的内面的外观立体图,图26为从第2侧壁22侧显示覆盖部件3的内面的外观立体图。此外,图27(A)为覆盖部件3的平面图,图27(B)为覆盖部件3的侧视图,图27(C)为覆盖部件3的后视图,图27(D)为覆盖部件3的前视图,图27(E)为覆盖部件3的背面图。
第2侧壁22形成于覆盖部件3的一个侧缘侧,在相对于基础部件2的表面2a的面方向交叉、优选大体正交的方向上直立设置,构成器件框体4的侧面。第2侧壁22形成有嵌合凹部22a,在嵌合凹部22a内,形成有上述形成于基础部件2的第1嵌合凸部18进行嵌合的第2开口部28、以及与第2开口部28连续且与插入第2开口部28的第1嵌合凸部18抵接的抵接面22b。
熔丝器件50的覆盖部件3在与设有第2侧壁22的一个侧缘相反侧的另一侧缘形成有第2嵌合凸部29,其从与基础部件2的表面2a的面方向交叉的面向外方伸出、在上述基础部件2的第1侧壁11中形成的第1开口部17中嵌合。第2嵌合凸部29优选沿与基础部件2的表面2a平行的面向外部伸出。
熔丝器件50中,形成于覆盖部件3的第2嵌合凸部29与在基础部件2的第1侧壁11中形成的第1开口部17嵌合,此外,形成于基础部件2的第1嵌合凸部18与在覆盖部件3的第2侧壁22中形成的第2开口部28嵌合。
此时,与上述熔丝器件1同样地,熔丝器件50中,覆盖部件3的第2嵌合凸部29嵌合于基础部件2的第1开口部17,从而嵌合凹部11a的抵接面11b与第2嵌合凸部29的上表面抵接。此外,基础部件2的第1嵌合凸部18嵌合于覆盖部件3的第2开口部28,从而嵌合凹部22a的抵接面22b与第1嵌合凸部18的下表面抵接。
由此,在熔丝元件5由于过电流而伴随着电弧放电进行自发热阻断时,即使向基础部件2的表面2a上方对覆盖部件3急剧施加压力,也能够通过用与第1开口部17连续的抵接面11b按压第2嵌合凸部29、此外用第1嵌合凸部18按压与第2开口部28连续的抵接面22b,从而提高对于向基础部件2的表面2a上方的压力的耐性,能够防止覆盖部件3从基础部件2脱落。
如图28所示,熔丝器件50至少在基础部件2和覆盖部件3的相对于基础部件2的表面2a的面方向交叉、构成器件框体4的侧面的侧缘中的一方设置开口部、同时在另一方设置嵌合凸部,从而能够提高对于向基础部件2的表面2a上方的压力的耐性,优选的是,通过在基础部件2和覆盖部件3中各自设置开口部并设置嵌合凸部而使其相互嵌合,能够更切实地防止覆盖部件3从基础部件2脱落。
[嵌合爪部/凸面部]
熔丝器件50中,在基础部件2的第1嵌合凸部18,形成有第1嵌合爪部51,该第1嵌合爪部51向与向形成于第2侧壁22的第2开口部28的插入方向交叉的方向膨起。此外,熔丝器件50中,覆盖部件3在第2开口部28的抵接面22b形成有第2凸面部57,该第2凸面部57向与第1嵌合凸部18的插入方向交叉的方向膨起。
同样地,在覆盖部件3的第2嵌合凸部29,形成有第2嵌合爪部56,该第2嵌合爪部56向与向形成于第1侧壁11的第1开口部17的插入方向交叉的方向膨起。此外,熔丝器件50中,基础部件2在第1开口部17的抵接面11b形成有第1凸面部52,该第1凸面部52向与第2嵌合凸部29的插入方向交叉的方向膨起。
如图28所示,第1嵌合爪部51与第2凸面部57、以及第2嵌合爪部56与第1凸面部52相互卡合,从而实现覆盖部件3向基础部件2的表面2a的面内方向的止推。
关于第2嵌合爪部56,在第2嵌合凸部29插入到第1开口部17时与抵接面11b相对的面上,贯穿第2嵌合凸部29的宽度方向膨起而形成。此外,第2嵌合爪部56形成有如果第2嵌合凸部29插入第1开口部17则越过第1凸面部52进行卡合的第2嵌合面56a。此外,第2嵌合爪部56形成有第2锥形部58,其在第2嵌合凸部29向第1开口部17插入时与第1凸面部52滑动接触。第2锥形部58以第2嵌合凸部29向第2嵌合凸部29的前端逐渐变薄的方式形成。由此,如果第2嵌合凸部29有些弯曲的同时向第1开口部17压入,则能够使第2锥形部58沿第1凸面部52滑动,第2嵌合爪部56平滑地越过第1凸面部52,使第2嵌合面56a卡合于第1凸面部52。由此,覆盖部件3实现向基础部件2的插入方向的止推。
以这种方式,熔丝器件50的器件框体4中,形成于覆盖部件3的第2嵌合凸部29插入至形成于基础部件2的第1侧壁11的第1开口部17,从而对于基础部件2的表面2a的上方施加的压力的耐性提高。此外,器件框体4中,形成于第2嵌合凸部29的第2嵌合爪部56被压入至形成于基础部件2的第1侧壁11的第1开口部17、同时第2嵌合面56a卡合于第1凸面部52,从而实现向作为插入方向的基础部件2的表面2a的面方向的止推。进一步,器件框体4中,第2嵌合爪部56在覆盖部件3从基础部件2在垂直方向上分开的方向上从第2嵌合凸部29膨起成型,第1凸面部52在与第2嵌合爪部56相反方向上从抵接面11b膨起成型,因此在熔丝元件5阻断时的压力施加在上下方向上的情况下,相互的卡扣强度增强,能够更切实地防止基础部件2和覆盖部件3脱落。
同样地,关于第1嵌合爪部51,在第1嵌合凸部18向第2开口部28插入时与抵接面22b相对的面上,贯穿第1嵌合凸部18的宽度方向膨起而形成。此外,第1嵌合爪部51形成有如果第1嵌合凸部18向第2开口部28插入则越过第2凸面部57进行卡合的第1嵌合面51a。此外,第1嵌合爪部51形成有第1锥形部53,其在第1嵌合凸部18向第2开口部28插入时与第2凸面部57滑动接触。第1锥形部53以第1嵌合凸部18向第1嵌合凸部18的前端逐渐变薄的方式形成。由此,如果第1嵌合凸部18有些弯曲的同时向第2开口部28压入,则能够使第1锥形部53沿第2凸面部57滑动,第1嵌合爪部51平滑地越过第2凸面部57,使第1嵌合面51a卡合于第2凸面部57。该第1嵌合爪部51和第2凸面部57的构成和功能与上述第2嵌合爪部56和第1凸面部52是同样的,因此省略了详细介绍。
而且,熔丝器件50在至少基础部件2和覆盖部件3中的一方设有开口部和凸面部、同时在另一方设置嵌合爪部,从而能够防止向作为插入方向的基础部件2的表面2a的面方向的拔出,优选的是,通过在基础部件2和覆盖部件3中各自设置开口部和凸面部并设置嵌合爪部而使其相互卡合,能够更切实地防止覆盖部件3从基础部件2脱落。
其中,熔丝器件50可以设为第1嵌合凸部18、第2嵌合凸部29与第1凸面部52、第2凸面部57的上表面抵接,由此也能够提高对于向基础部件2的表面2a上方的压力的耐性。
此外,熔丝器件50中,除了在与第1凸面部52、第2凸面部57滑动接触的第1嵌合爪部51、第2嵌合爪部56中形成第1锥形部53、第2锥形部58以外,还可以在第1嵌合凸部18、第2嵌合凸部29的前端面的整个侧缘形成锥形部。由此在将基础部件2和覆盖部件3组装时,能够使第1嵌合凸部18、第2嵌合凸部29平滑地插入第1开口部17、第2开口部28。
[凹部]
熔丝器件50中,可以在覆盖部件3的与基础部件2的表面2a相对的内面25a形成有与熔丝元件5分开而形成内部空间的凹部60。关于凹部60,在熔丝元件5熔断时瞬间变为高热、器件框体4内部的空气急剧膨胀时,使膨胀空气逸出,使器件框体4内部减压,此外,使熔融的熔丝元件5的气化物质的附着面积增加,防止气化物质在覆盖部件3的内面25a连续而导致的绝缘电阻的降低。
凹部60例如在覆盖部件3的内面25a上,与和熔丝元件5热接触的接触部相邻设置,在与成为熔丝元件5的熔断部位的低热传导部15之间形成内部空间。此外,由凹部60形成的内部空间优选与成为熔丝元件5的熔断部位的槽部26连接。
通过形成凹部60,熔丝器件50利用凹部60使熔丝元件5熔断时的膨胀空气减压,同时利用槽部26使熔断的熔丝元件5的气化物质积极附着于凹部60,能够防止大量的气化物质附着、堆积于内面25a和槽部26而使熔丝元件5的端子部5a、5b间的绝缘电阻降低。
此外,凹部60可以从覆盖部件3的内面25a直至形成有脚部35的第3侧壁23、第4侧壁24的内面连续地形成,也可以进一步连接至比第3侧壁23、第4侧壁24的下部更靠外的部位。由此,熔丝器件50能够使熔丝元件5熔断时产生的膨胀气体介由凹部60排出,防止内压急剧上升导致的器件框体4的损伤、器件框体4从安装的外部电路基板的剥离。
[基础部件和覆盖部件的材料]
其中,熔丝器件50中,与上述熔丝器件1同样地,优选由耐漏电起痕性为250V以上的塑料材料形成基础部件和覆盖部件,此外,优选由尼龙系塑料材料构成基础部件2和覆盖部件3,尼龙系塑料材料中,特别特别优选使用尼龙46。由此,熔丝器件1能够使耐漏电起痕性提高至600V以上。这样的基础部件和覆盖部件的材料的构成和功能与上述熔丝器件1是同样的,因此省略了详细介绍。
[发热体]
此外,熔丝器件50中,与上述熔丝器件40同样地,可以在基础部件2中设置发热体41。熔丝器件50中设置发热体的构成和功能与上述熔丝器件40是同样的,因此省略了详细介绍。
[下摆部]
此外,熔丝器件1、50可以在基础部件2的嵌合熔丝元件5的两侧面的下端边缘设置向外方伸出的下摆部61。下摆部61优选为下述结构:通过熔丝元件5嵌合于基础部件2的表面2a而进入与端子部5a、5b连接的熔丝元件5的弯曲部或倾斜部的下部。
由此,关于熔丝器件1、50,熔丝元件5的端子部5a、5b和熔丝元件5的弯曲部、倾斜部一部分重叠在下摆部61上,即使在过电流导致熔丝元件5阻断时熔丝元件5的熔断区域扩展至高热传导部14的情况下,下摆部61也能够挂住端子部5a、5b和熔丝元件5的弯曲部,介由端子部5a、5b抑制从安装的外部电路基板的脱落。
符号说明
1:熔丝器件1;2:基础部件;2a:表面;3:覆盖部件;4:器件框体;5:熔丝元件;5a、5b:端子部;6:变形限制部;7:孔;9:低熔点金属层;10:高熔点金属层;11:第1侧壁;11a:嵌合凹部;12:槽部;14:高热传导部;15:低热传导部;16:定位壁;17:第1开口部;17a:卡合阶梯部;18:第1嵌合凸部;19:卡合片;20:卡合爪;20a:卡合面;20b:滑动面;22:第2侧壁;22a:嵌合凹部;23:第3侧壁;24:第4侧壁;25:顶面部;26:槽部;27:定位壁;28:第2开口部;28a:卡合阶梯部;29:第2嵌合凸部;30:卡合爪;31a:卡合面;31b:滑动面;35:脚部;40:熔丝器件;41:发热体;42:绝缘部件;43:第1电极;44:第2电极;45:发热体引出电极;47:助焊剂;48:第1发热体电极;49:第2发热体电极;50:熔丝器件;51:第1嵌合爪部;51a:第1嵌合面;52:第1凸面部;53:第1锥形部;56:第2嵌合爪部;56a:第2嵌合面;57:第2凸面部;58:第2锥形部;60:凹部;61:下摆部。
Claims (44)
1.一种熔丝器件,具有:
基础部件,
与所述基础部件嵌合且覆盖在所述基础部件的表面上的覆盖部件,以及
配置于所述基础部件与所述覆盖部件之间的熔丝元件;
所述基础部件和所述覆盖部件中,在任意的一方设有相对于所述基础部件的所述表面的面方向交叉、形成有开口部的侧壁,在任意的另一方设有从与所述基础部件的所述表面交叉的面向外部伸出、嵌合于所述侧壁的所述开口部的嵌合凸部。
2.根据权利要求1所述的熔丝器件,形成有所述嵌合凸部的所述基础部件或所述覆盖部件中,与所述嵌合凸部相邻地形成有一个或多个卡合片,所述一个或多个卡合片从与所述基础部件的所述表面交叉的面向外部伸出、同时在前端形成有向与所述开口部的插入方向交叉的方向膨起的卡合爪,所述卡合爪卡合于所述开口部。
3.根据权利要求1或2所述的熔丝器件,所述基础部件和所述覆盖部件分别在相对的边中的一方设有形成有所述开口部的侧壁,在相对的边中的另一方设有所述嵌合凸部。
4.根据权利要求1或2所述的熔丝器件,
在所述侧壁设有与所述开口部连接、与所述嵌合凸部抵接的抵接面,
所述嵌合凸部形成为与向所述开口部的插入方向交叉的宽度方向的长度比插入方向的长度宽,
所述嵌合凸部与所述抵接面的接触面也在所述宽度方向上比在所述开口部的所述插入方向上宽。
5.根据权利要求1或2所述的熔丝器件,所述嵌合凸部从前端直至基部与所述开口部嵌合。
6.根据权利要求1或2所述的熔丝器件,所述侧壁相对于所述基础部件的所述表面的面方向直立设置。
7.根据权利要求1或2所述的熔丝器件,所述嵌合凸部沿与所述基础部件的所述表面平行的面向外部伸出。
8.根据权利要求2所述的熔丝器件,所述卡合爪向与所述基础部件的所述表面平行的面方向且与所述嵌合凸部向所述开口部的插入方向正交的方向膨起。
9.根据权利要求1或2所述的熔丝器件,
所述熔丝元件在两端形成有与形成于外部电路基板的电极连接的端子部;
所述覆盖部件中,在与设有所述嵌合凸部和/或所述侧壁的边不同的边上,所述熔丝元件的所述端子部露出,形成有限制所述端子部在所述插入方向或所述插入方向的相反方向上的移动的脚部。
10.根据权利要求1或2所述的熔丝器件,
所述基础部件中,在表面设有搭载有所述熔丝元件的第1电极、第2电极,在背面和/或侧面设有与所述第1电极、第2电极连接的第1外部连接电极、第2外部连接电极,
所述覆盖部件中,在与设有所述嵌合凸部和/或所述侧壁的边不同的边上,第1外部连接电极、第2外部连接电极露出,形成有在安装于外部电路基板时对于所述第1外部连接电极、第2外部连接电极和/或连接于所述第1外部连接电极、第2外部连接电极的安装用连接材料在所述插入方向或所述插入方向的相反方向上的移动进行限制的脚部。
11.根据权利要求1或2所述的熔丝器件,在所述基础部件和/或所述覆盖部件的与所述熔丝元件相对的表面的一部分具有槽部。
12.根据权利要求11所述的熔丝器件,所述基础部件和/或所述覆盖部件的所述槽部在与所述熔丝元件的通电方向交叉的方向上形成。
13.根据权利要求1或2所述的熔丝器件,所述基础部件和所述覆盖部件由耐漏电起痕性为250V以上的塑料材料形成。
14.根据权利要求13所述的熔丝器件,所述塑料材料为尼龙系材料。
15.根据权利要求14所述的熔丝器件,所述塑料材料的耐漏电起痕性为600V以上。
16.根据权利要求1或2所述的熔丝器件,所述熔丝器件为表面安装型。
17.根据权利要求1或2所述的熔丝器件,所述熔丝元件是以铅为主要成分的高熔点焊料。
18.根据权利要求1所述的熔丝器件,所述熔丝元件为包含高熔点金属层和低熔点金属层的层叠体。
19.根据权利要求18所述的熔丝器件,所述熔丝元件是内层为低熔点金属层、外层为高熔点金属层的被覆结构。
20.根据权利要求18或19所述的熔丝器件,所述低熔点金属层由Sn或以Sn为主要成分的金属形成,所述高熔点金属层由Ag或Cu或以Ag或Cu为主要成分的金属形成。
21.根据权利要求1或2所述的熔丝器件,其具备发热体,所述熔丝元件由于所述发热体的加热而熔断。
22.一种熔丝器件,具有:
基础部件,
与所述基础部件嵌合且覆盖在所述基础部件的表面上的覆盖部件,以及
配置于所述基础部件与所述覆盖部件之间的熔丝元件;
所述基础部件和所述覆盖部件由尼龙系塑料材料形成。
23.根据权利要求22所述的熔丝器件,所述塑料材料为聚酰胺46。
24.根据权利要求23所述的熔丝器件,所述基础部件和所述覆盖部件中,在任意的一方设有相对于所述基础部件的所述表面的面方向交叉、形成有开口部的侧壁,在任意的另一方设有从与所述基础部件的所述表面交叉的面向外部伸出、嵌合于所述侧壁的所述开口部的嵌合凸部。
25.根据权利要求24所述的熔丝器件,形成有所述嵌合凸部的所述基础部件或所述覆盖部件中,与所述嵌合凸部相邻地形成有一个或多个卡合片,所述一个或多个卡合片从与所述基础部件的所述表面交叉的面向外部伸出、同时在前端形成有向与所述开口部的插入方向交叉的方向膨起的卡合爪,所述卡合爪卡合于所述开口部。
26.根据权利要求22~25中任一项所述的熔丝器件,所述塑料材料的耐漏电起痕性为250V以上。
27.根据权利要求22~25中任一项所述的熔丝器件,所述塑料材料的耐漏电起痕性为600V以上。
28.根据权利要求22~25中任一项所述的熔丝器件,所述熔丝器件为表面安装型。
29.根据权利要求22~25中任一项所述的熔丝器件,所述熔丝元件是以铅为主要成分的高熔点焊料。
30.根据权利要求22所述的熔丝器件,所述熔丝元件为包含高熔点金属层和低熔点金属层的层叠体。
31.根据权利要求30所述的熔丝器件,所述熔丝元件是内层为低熔点金属层、外层为高熔点金属层的被覆结构。
32.根据权利要求30或31所述的熔丝器件,所述低熔点金属层由Sn或以Sn为主要成分的金属形成,所述高熔点金属层由Ag或Cu或以Ag或Cu为主要成分的金属形成。
33.根据权利要求22~25中任一项所述的熔丝器件,其具备发热体,所述熔丝元件由于所述发热体的加热而熔断。
34.一种熔丝器件,具有:
基础部件,
覆盖所述基础部件的表面的覆盖部件,以及
配置于所述基础部件与所述覆盖部件之间的熔丝元件;
所述基础部件和所述覆盖部件由耐漏电起痕性为250V以上的塑料材料形成。
35.根据权利要求34所述的熔丝器件,所述塑料材料的耐漏电起痕性为600V以上。
36.根据权利要求34或35所述的熔丝器件,所述塑料材料为尼龙系材料。
37.根据权利要求34或35所述的熔丝器件,其具备发热体,所述熔丝元件由于所述发热体的加热而熔断。
38.一种熔丝器件,具有:
基础部件,
与所述基础部件嵌合且覆盖在所述基础部件的表面上的覆盖部件,以及
配置于所述基础部件与所述覆盖部件之间的熔丝元件;
所述基础部件和所述覆盖部件中,在任意的一方设有相对于所述基础部件的所述表面的面方向交叉、形成有开口部的侧壁,在任意的另一方设有从与所述基础部件的所述表面交叉的面向外部伸出、嵌合于所述侧壁的所述开口部的嵌合凸部;
在所述嵌合凸部形成有嵌合爪部,所述嵌合爪部向与向所述开口部的插入方向交叉的方向膨起;
在所述开口部形成有所述嵌合爪进行卡合的凸面部。
39.根据权利要求38所述的熔丝器件,所述嵌合爪部形成有向所述开口部插入时与所述凸面部滑动接触的锥形部。
40.根据权利要求38或39所述的熔丝器件,所述基础部件和所述覆盖部件分别在相对的边中的一方设有形成有所述开口部的所述侧壁,在相对的边中的另一方设有所述嵌合凸部。
41.根据权利要求38或39所述的熔丝器件,所述覆盖部件在与所述基础部件的所述表面相对的内面形成有与熔丝元件分开而形成内部空间的凹部。
42.根据权利要求38或39所述的熔丝器件,
所述熔丝元件在两端形成有与形成于外部电路基板的电极连接的端子部,
所述覆盖部件中,在与设有所述嵌合凸部和/或所述侧壁的边不同的边上,所述熔丝元件的所述端子部露出,形成有限制所述端子部在所述插入方向或所述插入方向的相反方向上的移动的脚部。
43.根据权利要求9所述的熔丝器件,所述基础部件具有位于与所述端子部相连的所述熔丝元件的弯曲部或倾斜部的下部的下摆部。
44.根据权利要求42所述的熔丝器件,所述基础部件具有位于与所述端子部相连的所述熔丝元件的弯曲部或倾斜部的下部的下摆部。
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