JP2003031107A - ヒューズ及びヒューズの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電極部及びヒューズ線との接合部を高融点と
しつつ、部品構成数および製造工程数を減らしてコスト
ダウンを実現しつつヒューズ線処理の確実性を向上させ
る信頼性の高いヒューズ及びヒューズの製造方法を提供
する。 【構成】 筒状部材１の両端に必要に応じて非導電性の
エポキシ樹脂やポリイミド樹脂などを接着剤として用い
て電極キャップ２ａ、２ｂを確実に固着する。その後筒
状部材１の両端に固着された電極キャップ２ａ、２ｂの
孔間にヒューズ線３を貫通させて張り渡し、電極キャッ
プ２ａ、２ｂの外側に位置決めする。そして孔位置に高
融点接合材５ａ、５ｂを位置決め供給し、例えばアーク
スポット溶接機、あるいはレーザ溶接機により、高融点
接合材５の頭部を狙ってアークを発生させ、あるいはレ
ーザを照射するなどして加熱し、溶融させて電極キャッ
プの孔部を塞ぐようにして接合し、ヒューズ線、電極、
接合材を確実に一体化し合金化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子回路の配線基
板に表面実装可能としたヒューズ及びヒューズの製造方
法に関し、特に面実装型に適したヒューズ及びヒューズ
の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のガラス管型ヒューズを含む管ヒュ
ーズは、例えば特開平８-２３６００５号公報記載の図
６に示すように、ヒューズ・ケース１の両端に設けられ
た口金端子２の両端の平らな面をＵ字形状に窪ませ、可
溶体（ヒューズ線）３を通す穴の部分をヒューズの長手
方向外側へ突き出させ、穴の部分に可溶体３を通し、そ
の可溶体３をＵ字形状の部分にロック・ワッシャ５を用
い押さえ、更に溶着し固定した上で、更に半田４付けを
行って可溶体３と口金端子２を固定していた。

【０００３】あるいは、図７に示す特開平１０−１７７
８３５号公報に記載された様に、絶縁筒状体１１の両端
部にかけわたされたヒューズ線１２と、筒状体１１の両
端開口部を包囲して閉塞するとともにヒューズ線１２を
両開口端部に定着する一対の端部キャップ１４を備え、
電導性エポキシ樹脂層１３で両端開口部に位置するヒュ
ーズ線１２、端部キャップ１４、端部開口部とを電気的
に接続するように固定していた。そして、このヒューズ
線１２を腐食しない貴金属でメッキし、電導性エポキシ
樹脂層１３にも腐食防止のための貴金属含有が必要であ
った。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
ヒューズにおいては、半田付けが避けられず、半田の融
点は最高でも３００°Ｃ程度であり、耐熱温度が低かっ
た。また、半田付けを行うにはフラックスが必要であ
り、フラックスのヒューズ線に対する腐食性が問題とな
っていた。更に、過電流による発熱で燃焼してしまう不
具合も避けられなかった。

【０００５】更に、半田付けには特別の熟練が必要であ
り、作業時間も多くが必要であった。更に、半田には有
害重金属である鉛が含有されており、環境の面からも鉛
の使用を控えることが求められている。

【０００６】また、後者の方法では、非常に複雑な工程
が必要であり、例えば、 （Ａ） 長さ方向に相対向する開口した第１と第２の端
部を有する中空の絶縁筒体１１とヒューズ線１２と、第
１と第２の端部キャップ１４とを準備する工程 （Ｂ） 前記中空の絶縁筒体１１の中空の内部に、ヒュ
ーズ線１２を配置し、該ヒューズ線１２の第１と第２の
両端部それぞれを絶縁筒体１１の第１と第２の両端部そ
れぞれに係支し、ヒューズ線１２を絶縁筒体１の中空の
内部に張りわたす工程 （Ｃ） 第１の端部キャップ１４を絶縁筒体１１の第１
の端部に開口部分を閉塞するように電導性のエポキシ樹
脂層１３を介して被着し、該エポキシ樹脂層により第１
の端部キャップ１４、絶縁筒体１１の第１の端部および
ヒューズ線１２の第１の端部三者を互いに一体化するよ
うに接合する工程 （Ｄ） 互いに接合した第１の端部キャップ１４、絶縁
筒体１１の第１の端部およびヒューズ線１２の第１の端
部三者を加熱して、エポキシ樹脂層１３をキュアリング
する工程 （Ｅ） 第２の端部キャップ１４を絶縁筒体１１の第２
の端部に開口部分を閉塞するように電導性のエポキシ樹
脂層１３を介して被着し、該エポキシ樹脂層１３により
第２の端部キャップ１４と絶縁筒体の第２の端部とヒュ
ーズ線１２の第２の端部の三者を互いに加熱して、エポ
キシ樹脂層１３をキュアリングする工程一体化するよう
に接合する工程 といった複雑な工程が必要であった。特に工程ＢＣは複
雑且つ熟練を要するものであり、工程ＤＥとそれぞれ異
なる加熱工程が必要であった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した課題
を解決することを目的としてなされたもので、例えば、
面実装型のヒューズにも適用でき、部品構成数および製
造工程数を減らしてコストダウンを実現しつつヒューズ
線処理の確実性を向上させる信頼性の高いヒューズ及び
ヒューズの製造方法を提供することを目的とする。そし
て、かかる目的を達成し、上述した課題を解決する一手
段として例えば以下の構成を備える。

【０００８】即ち、ヒューズ線を収納可能な筒状部材
と、前記筒状部材両端部に配設されるヒューズ線が貫通
可能な孔部を有するキャップ状電極と、前記キャップ状
電極の孔部間を貫通して前記筒状部材内に位置決めされ
るヒューズ線と、ほぼ前記孔部位置で前記ヒューズ線と
前記キャップ状電極とを接合する高融点金属とより構成
され、前記孔部に位置決めされた前記高融点金属を溶融
して前記孔部を塞ぐとともに前記キャップ状電極と前記
ヒューズ線とを接合してなることを特徴とする。

【０００９】そして例えば、前記高融点金属は、前記孔
部位置に位置決めされた状態でヒューズ外部からのアー
クスポット溶接あるいはレーザ溶接により前記高融点金
属とすることを特徴とする。

【００１０】また例えば、前記高融点金属を銅とし、前
記銅を前記キャップ状電極に配設された孔部に位置決め
して当該銅を加熱して溶融させて前記孔部を塞いだ状態
とすることを特徴とする。

【００１１】更に例えば、前記筒状部材はセラミック製
であり、前記キャップ状電極を接着剤で前記筒状部材に
接着し、前記ヒューズ線を前記電極キャップの孔内に通
し、前記孔内に前記高融点金属を供給して溶融させ、前
記孔部を塞いで密閉状に構成した後前記キャップ状電極
に対する表面処理を行うことを特徴とする。

【００１２】また、ヒューズ線を収納可能な筒状部材両
端部にキャップ状電極を取り付け、前記両端部のキャッ
プ状電極に設けられた孔部間にヒューズ線を前記孔部間
に貫通させて張設し、ほぼ前記孔部位置に高融点金属を
位置させ、前記高融点金属を溶融して前記孔部を塞ぐと
ともに前記キャップ状電極と前記ヒューズ線とを接合し
てヒューズを製造することを特徴とする。

【００１３】そして例えば、前記高融点金属は、前記孔
部位置に位置決めされた状態でヒューズ外部からのアー
クスポット溶接あるいはレーザ溶接により加熱されて溶
融し、前記孔部を塞ぐとともに前記キャップ状電極と前
記ヒューズ線とを接合してなることを特徴とする。

【００１４】 ［発明の詳細な説明］以下、図面を参照して本発明に係
る一発明の実施の形態例を詳細に説明する。

【００１５】以下の説明は本実施の形態例を面実装ヒュ
ーズに適用した例を説明する。

【００１６】〔第１の実施の形態例〕図１は本発明に係
る一発明の実施の形態例の接合材位置決め状態時の断面
図、図２は本実施の形態例の接合材溶融状態時の断面
図、図３は本実施の形態例のヒューズの斜視図である。

【００１７】図中、１はセラミック製の筒状部材であり
ヒューズ線ケースとして機能する。２ａ、２ｂは筒状部
材１の両端に挿入される導電性金属で形成される電極キ
ャップであり、筒状部材１に接着剤で固定することが望
ましい。

【００１８】電極キャップ２は、本実施の形態例では、
銅（Ｃｕ）あるいは銅合金を用いている。

【００１９】また、接着剤としては、例えば、非導電性
のエポキシ樹脂やポリイミド樹脂などを用いることがで
き、これらの樹脂を接着剤として用いて機械的安定と保
護、固着を図っている。

【００２０】電極キャップ２には、ケース挿入前、ある
いは挿入後に所定径の孔を例えばプレスなどにより空け
る。この孔の径は、筒状部材１の筒内径以下でヒューズ
線３が貫通するのに十分な大きさであれば孔の大きさに
制限はない。

【００２１】そして、筒状部材１に孔が空けられた電極
キャップ２を固着した状態で、電極キャップ２ａ、２ｂ
の孔にヒューズ線３を貫通させ、電極キャップ２間に張
り渡す。孔位置に高融点接合材５ａ、５ｂを位置決め供
給する。

【００２２】ヒューズ線３は、例えば単線、複線、撚り
線、コイニング状の線など、仕様に応じた任意の形状、
性能のものを用いることができる。

【００２３】高融点接合材は、例えば最低でも融点が３
００°Ｃ以上の鉛を含有しない導電性金属であり、例え
ば銅（Ｃｕ）などを用いることができる。しかし、以上
の例に限定されるものではなく、経時変化の少ない銀
（Ａｇ）などを用いても良く、金（Ａｕ）又は安価なア
ルミニウム（Ａｌ）又は亜鉛（Ｚｎ）など、他の導電性
金属を用いても良いことは勿論である。

【００２４】高融点接合材は、電極キャップ２の孔部形
状に合わせた形状に成形されていることが望ましく、例
えば図１に示す孔形状であれば図１に示すようにテーパ
状に孔内部への挿入部位が徐々に細くなった円錐台形形
状に成形し、孔内にこの円錐台形形状の接合材５を押し
込むなどして仮固定する。

【００２５】そして、例えばアークスポット溶接機、あ
るいはレーザ溶接機により、円錐台形形状接合材５の頭
部を狙って矢印１０に示すようにアークを発生させ、あ
るいはレーザを照射するなどして加熱し、溶融させる。
これにより、ヒューズ線３、電極キャップ２の表面の一
部などを溶融させて接合する。

【００２６】接合材５は、図２に示すように溶融して電
極キャップ２の孔部をほぼ塞ぎ、筒状部材１のヒューズ
線３のある筒内が密閉された状態の密閉状ケーシングが
完成する。

【００２７】本実施の形態例では、このようにヒューズ
線３を電極キャップ２の外側に取り出して接合するた
め、接合状態を容易に確認することができる。特に面実
装タイプの小型化したものでは特に有効である。更に、
高融点接合材５の一部を溶融させて接合しているため、
経時変化による接触不良などを抑えることができ接合の
安定化が図れ、また、接触抵抗の低減化も実現する。

【００２８】また、例えば半田付けの場合にはどうして
もフラックスが必要であり、フラックスがヒューズ線に
付着してヒューズ線を腐食させることもなく、また、ヒ
ューズ線への過電流による発熱で燃焼して周囲に悪影響
を与えるようなこともない高品質のヒューズが提供でき
る。

【００２９】その後、必要に応じて（電極キャップ２、
高融点接合材５が露出するため）表面処理を行う。

【００３０】以上説明したように、本実施の形態例によ
れば、 （１）ヒューズ線ケースとして機能するセラミック製の
筒状部材１及び筒状部材１の両端に挿入される導電性金
属で形成される電極キャップ２ａ、２ｂを用意する。 （２）筒状部材１の両端に必要に応じて非導電性のエポ
キシ樹脂やポリイミド樹脂などを接着剤として用いて機
械的安定と保護を図りつつ電極キャップ２ａ、２ｂを確
実に固着する。 （３）筒状部材１の両端に固着された電極キャップ２
ａ、２ｂの孔（電極キャップ２単体時あるいは筒状部材
１に固着後に孔部を形成）間にヒューズ線３を貫通させ
て張り渡し電極キャップ２ａ、２ｂの外側に位置決めす
る。 （４）孔位置に高融点接合材５ａ、５ｂを位置決め供給
し、例えばアークスポット溶接機、あるいはレーザ溶接
機により、高融点接合材５の頭部を狙ってアークを発生
させ、あるいはレーザを照射するなどして加熱し、溶融
させて接合する。これにより、ヒューズ線、電極、接合
材を確実に一体化し合金化する。このため、経時変化の
ない高信頼性のヒューズができる。その後必要に応じて
後処理を行う。

【００３１】以上のように同様の工程がダブるようなこ
ともなく、しかも各工程ともごく簡単であり、小型のヒ
ューズの整合工程に適用しても無理なく製造することが
でき、より小型のヒューズを簡単に製造でき、面実装に
優れたヒューズが提供できる。

【００３２】以上に説明した本実施の形態例の構成とす
ることにより、例えば外形２．５ｍｍ×６ｍｍ程度の小
型面実装タイプのヒューズができる。この場合において
も、電極部及びヒューズ線との接合部が高融点であるた
め、このヒューズ線を面実装する際にも、融点温度によ
る制約が不要であり、使い易いヒューズが提供できる。

【００３３】〔第２の実施の形態例〕以上に説明した第
１の実施の形態例においては、高融点接合材５が円錐台
形形状に成形し、孔内にこの円錐台形形状の接合材５を
押し込むなどして仮固定する例について説明した。しか
しながら本発明は以上の例に限定されるものではない。

【００３４】例えば、高融点接合材５を球状に形成した
本発明に係る第２の実施の形態例を図４、図５を参照し
て説明する。図４は本発明に係る第２の実施の形態例の
接合材位置決め状態時の断面図、図５は本実施の形態例
の接合材溶融状態時の断面図である。

【００３５】図４、図５に示すように、第２の実施の形
態例では高融点接合材５を球状に形成し、電極キャップ
２の孔内に当接させた状態で溶融を行う。第２の実施の
形態例では、高融点接合材５を球状に形成することによ
り、孔形状に対する位置決め性能が均一となり、孔形状
が多少異なっていても、円形的な孔であれば良好な密着
性が得られ、溶接などで加熱した場合に効率よく溶融し
て孔部を確実に塞ぐことができる。

【００３６】このため、孔径が小さい場合にも、高融点
接合材５の位置決めなどが容易になり、生産性をあげる
ことができる。なお、図４、図５に置いて、８ａ、８ｂ
は接着剤である。

【００３７】第２の実施の形態例によれば、電極キャッ
プ２の孔形状にばらつきがあっても、図４に示すように
高融点接合材５と孔の周囲面への接触面積を多くするこ
とができ、ヒューズの形状が小型であって電極キャップ
２の孔部形状が小さくても、高融点接合材５ａの位置決
めも容易で、且つ良好な溶融性能を得ることができる。

【００３８】例えば、高融点接合材５ａを位置決めする
孔部を上面に向けてヒューズ製造を行うことにより、球
状の高融点接合材５ａを電極キャップ２の孔部位置に転
がすことにより、自動的に孔部内に位置決めすることが
でき作業性が向上する。しかも、高融点接合材５ａの溶
融時に確実に孔部を塞ぐことができる。

【００３９】〔第３の実施の形態例〕以上に説明した第
１及び第２の実施の形態例においては、高融点接合材５
ａを溶接により溶融して接合する例を説明した。しかし
ながら本発明は以上の例に限定されるものではなく、例
えば、ロウ付けにより接合してもよい。ロウ付けにより
電極キャップ２とヒューズ線３及び高融点接合材５ａと
を接合する第３の実施の形態例を以下説明する。

【００４０】第３の実施の形態例では、ロウ材を用いて
電極キャップ２とヒューズ線３及び高融点接合材５ａと
を互いに固着させる。この場合にも、ヒューズ線３を電
極キャップ２の外側まで導出しているため、容易にロウ
付けをすることができる。この場合にも、半田付けの場
合のようなフラックスが不要であり、フラックスがヒュ
ーズ線に付着してヒューズ線を腐食させることもなく、
また、ヒューズ線への過電流による発熱で燃焼して周囲
に悪影響を与えるようなこともない高品質のヒューズが
提供できる。

【００４１】以上説明したように上述した各実施の形態
例によれば、面実装型のヒューズにも適用でき、部品構
成数および製造工程数を減らしてコストダウンを実現し
つつヒューズ線処理の確実性を向上させる信頼性の高ヒ
ューズ及びヒューズの製造方法を提供することができ
る。

【００４２】例えば外形２．５ｍｍ×６ｍｍ程度の小型
面実装タイプのヒューズとすることが可能であり、また
電極部及びヒューズ線との接合部が高融点であるため、
このヒューズを面実装する際にも、融点温度による制約
が不要であり、使い易いものにできる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
極部及びヒューズ線との接合部を高融点にでき、部品構
成数および製造工程数を減らしてコストダウンを実現し
つつヒューズ線処理の確実性を向上させる信頼性の高い
ヒューズ及びヒューズの製造方法を提供することができ
る。

【００４４】このため、例えば融点温度による制約がな
い使い易いヒューズが提供でき、小型で面実装も可能な
ヒューズにできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一発明の実施の形態例の接合材位
置決め状態時の断面図である。

【図２】本実施の形態例の接合材溶融状態時の断面図で
ある。

【図３】本実施の形態例のヒューズの斜視図である。

【図４】本発明に係る第２の実施の形態例の接合材位置
決め状態時の断面図である。

【図５】本実施の形態例の接合材溶融状態時の断面図で
ある。

【図６】従来のヒューズの構造を説明するための図であ
る。

【図７】従来の他のヒューズの構造を説明するための図
である。

【符号の説明】

１ 筒状部材 ２ａ、２ｂ 電極キャップ ３ ヒューズ ５ａ、５ｂ 高融点接合材

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヒューズ線を収納可能な筒状部材と、 前記筒状部材両端部に配設されるヒューズ線が貫通可能
   な孔部を有するキャップ状電極と、 前記キャップ状電極の孔部間を貫通して前記筒状部材内
   に位置決めされるヒューズ線と、 ほぼ前記孔部位置で前記ヒューズ線と前記キャップ状電
   極とを接合する高融点金属とより構成され、 前記孔部に位置決めされた前記高融点金属を溶融して前
   記孔部を塞ぐとともに前記キャップ状電極と前記ヒュー
   ズ線とを接合してなることを特徴とするヒューズ。
2. 【請求項２】 前記高融点金属は、前記孔部位置に位置
   決めされた状態でヒューズ外部からのアークスポット溶
   接あるいはレーザ溶接により前記高融点金属とすること
   を特徴とする請求項１記載のヒューズ。
3. 【請求項３】 前記高融点金属を少なくとも銅を含む金
   属とし、前記金属を前記キャップ状電極に配設された孔
   部に位置決めして当該金属を加熱して溶融させて前記孔
   部を塞いだ状態とすることを特徴とする請求項１又は請
   求項２記載のヒューズ。
4. 【請求項４】 前記筒状部材はセラミック製であり、前
   記キャップ状電極を接着剤で前記筒状部材に接着し、前
   記ヒューズ線を前記電極キャップの孔内に通し、前記孔
   内に前記高融点金属を供給して溶融させ、前記孔部を塞
   いで密閉状に構成した後前記キャップ状電極に対する表
   面処理を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項３の
   いずれかに記載のヒューズ。
5. 【請求項５】 ヒューズ線を収納可能な筒状部材両端部
   にキャップ状電極を取り付け、 前記両端部のキャップ状電極に設けられた孔部間にヒュ
   ーズ線を前記孔部間に貫通させて張設し、 ほぼ前記孔部位置に高融点金属を位置させ、前記高融点
   金属を溶融して前記孔部を塞ぐとともに前記キャップ状
   電極と前記ヒューズ線とを接合してなることを特徴とす
   るヒューズの製造方法。
6. 【請求項６】 前記高融点金属は、前記孔部位置に位置
   決めされた状態でヒューズ外部からのアークスポット溶
   接あるいはレーザ溶接により加熱されて溶融し、前記孔
   部を塞ぐとともに前記キャップ状電極と前記ヒューズ線
   とを接合してなることを特徴とする請求項５記載のヒュ
   ーズの製造方法。