JP2003036779A

JP2003036779A - ヒューズ

Info

Publication number: JP2003036779A
Application number: JP2001221746A
Authority: JP
Inventors: Takemoto Sakai; 健資坂井
Original assignee: Daito Communication Apparatus Co Ltd
Current assignee: Daito Communication Apparatus Co Ltd
Priority date: 2001-07-23
Filing date: 2001-07-23
Publication date: 2003-02-07

Abstract

(57)【要約】【課題】遮断容量の高い小型のヒューズを提供する。【解決手段】一対の金属端子35が回路と通電するよう
にヒューズ30を回路基板に実装する。電流が金属線36を
通過してジュール熱が発生する。過電流が回路に流入す
ると、金属線36で発生したジュール熱で金属線36の温度
が上昇し、金属線36の温度が融点に達して金属線36が溶
断する。一対の金属端子35の中空部31側の端の間でアー
ク放電が発生する。アーク放電は中空部31内の空気を熱
するが、吸熱板37がアーク放電により発生した熱を吸収
する。ケース体32の内圧の増加を抑え、アーク放電によ
るケース体32の破損を防ぐ。アーク放電の再発を防止し
て、過電流を確実に遮断する。ヒューズ30の遮断容量が
高まり、交流かつ力率を付加した回路においても遮断可
能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、過電流の通過で溶
断する可溶体を有するヒューズに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のヒューズにおいて、特に
プリント基板に表面実装され、交流電圧２５０Ｖ以下で
使用される電子機器や通信用機器などに用いられるヒュ
ーズとしては、たとえば図５ないし図１０に示す構成が
それぞれ知られている。

【０００３】そして、図５に示すヒューズ１は、いわゆ
るガラス管ヒューズであり、このヒューズ１は、たとえ
ばガラス材やセラミック材などにて円筒状に形成された
ケース体２を備えている。また、このケース体２の両端
には、略有底円筒状の一対の端子３が嵌合されている。
これら一対の端子３のヒューズ１の内側の略中心部に
は、たとえば銀や銅などにて細線状に形成した可溶体４
の両端がはんだ５などにて溶着されて、ケース体２内に
収容されている。

【０００４】さらに、このヒューズ１を、一対の端子３
が図示しないプリント基板などに設けられた回路に通電
するようにプリント基板に実装する。また、このプリン
ト基板に実装されたヒューズ１は、電流が一方の端子３
から流入した後、可溶体４を通過し、もう一方の端子３
から回路へと流出する。この際に、電流を構成する自由
電子は、可溶体４を構成する金属の原子に衝突し、この
衝突エネルギがジュール熱として発生する。

【０００５】電流が大きくなって過電流となった場合に
は、可溶体４の金属原子に衝突する自由電子が増えるた
め、可溶体４にて発生するジュール熱が大きくなり、可
溶体４自身が溶解して、過電流が回路に流入しないよう
に遮断する。

【０００６】また、図６ないし図８に示すヒューズ10
は、いわゆるマイクロヒューズであり、図６に示すよう
な略円柱状や図７に示すような略直方体状をした中空な
ケース体11を備えている。これらケース体11は、下面を
開口した略箱状の蓋体11aと、この蓋体11aの開口を閉塞
する板体11bにて形成されている。さらに、この板体11b
には、離間した一対の端子12が厚さ方向に貫通して設け
られている。これら一対の端子12は、たとえば銅などに
て形成されており、はんだなどの図示しない低融点合金
にて表面を被覆している。また、一対の端子12の間に
は、細線状の可溶体４が略中心域を弛ませた状態で張設
されている。

【０００７】そして、これらのヒューズ10の一対の端子
12を、図示しないプリント基板などに設けられた回路に
通電するようにプリント基板に実装する。これらのヒュ
ーズ10は、図５に示すヒューズ１と同様に作用し、過電
流が回路に流入しないように遮断する。

【０００８】さらに、図９および図１０に示すヒューズ
20は、表面実装用のいわゆるチップヒューズであり、こ
れらのヒューズ20は、内部に中空部21を有したケース体
22を備えている。

【０００９】そして、これらケース体22の長手方向に対
向する側面には、略板状の一対の端子23が、それぞれ中
空部21に一部を収容されて設けられている。また、これ
ら一対の端子23におけるケース体22の外側の部分は、ケ
ース体22の外側面に沿って略コ字状に曲げ加工されてい
る。そして、一対の端子23の中空部21側の端の間には、
可溶体４が溶着されている。さらに、図９に示すヒュー
ズ20では、中空部21はたとえばシリコーン樹脂などの充
填材にて充填されている。

【００１０】一方、図１０に示すヒューズ20では、一対
の端子23と可溶体４との溶着部分は中空部21の側壁に埋
設され、中空部21の側壁を被覆する絶縁材24にてさらに
支持されている。

【００１１】これら図９および図１０に示すヒューズ20
も、図５に示すヒューズ１および図６ないし図８に示す
ヒューズ10と同様に作用し、過電流が回路に流入しない
ように遮断する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５に
示すヒューズ１においては、たとえば遮断容量としてＡ
Ｃ２５０Ｖ、１００Ａ、力率０．７を満たすものは、一
般的には直径５mm、長さ２０mmと大きいため、プリント
基板に実装すると、スペースを取るおそれがあるという
問題点を有している。

【００１３】また、図６ないし図８に示すヒューズ10、
および図９および図１０に示すヒューズ20では、ケース
体11およびケース体22の大きさが比較的小さいことによ
り、可溶体４の溶断後にヒューズ10およびヒューズ20内
で発生するアーク放電の熱エネルギを吸収する能力が低
い。このため、アーク放電が発生すると、このアーク放
電による熱エネルギによってケース体11およびケース体
22の内部の空気などが熱せられて膨張し、ケース体11お
よびケース体22の内圧が高まる。この結果、これらケー
ス体11およびケース体22が破損するおそれがある。

【００１４】さらに、アーク放電による熱エネルギによ
り、ケース体11およびケース体22の内壁が破損し、ケー
ス体11およびケース体22の内壁の絶縁が劣化するため、
アーク放電が再び生じやすいというおそれがある。

【００１５】このため、図６ないし図８に示すヒューズ
10、および図９および図１０に示すヒューズ20は、一般
的に遮断容量がＡＣ２５０Ｖ以下、５０Ａ以下、力率
１．０などの、電源電圧の低い純抵抗回路において使用
される。したがって、高い遮断容量を必要とする回路で
は使用しにくいという問題点を有している。

【００１６】本発明はこのような点に鑑みなされたもの
で、小型で高い遮断容量を備えたヒューズを提供するこ
とを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のヒューズ
は、対をなす端子と、内部に空間を有するケース体と、
前記ケース体の空間内に収容され前記対をなす端子間に
電気的に接続され過電流の通過で溶断する可溶体と、前
記ケース体の空間内に収容され前記可溶体の溶断による
熱を吸収する熱吸収材とを具備したものである。

【００１８】そして、熱吸収材を備えたことにより、可
溶体が溶断したときに発生する熱を速やかに吸収でき
る。これにより、ケース体内の温度の急激な上昇が抑制
されるため、このケース体内の圧力の急上昇および絶縁
材の抵抗の劣化が抑制される。この結果、ケース体の破
損および再通電が防止されて、過電流が確実に遮断され
るので、高い遮断容量が得られる。また、熱吸収材を備
えたことにより、大きさを比較的小さくしても充分に熱
が吸収されて過電流が遮断できるので小型にできる。

【００１９】請求項２記載のヒューズは、請求項１記載
のヒューズにおいて、熱吸収材は、銅およびアルミニウ
ムの少なくともいずれかを含有する金属であるものであ
る。

【００２０】そして、熱吸収材は、銅やアルミニウムな
どを含有する比熱や熱伝導率の高い金属であることによ
り、可溶体の溶断時に発生する熱を熱吸収材でより効率
よく吸収できる。

【００２１】請求項３記載のヒューズは、請求項１また
は２記載のヒューズにおいて、ケース体は、耐熱性およ
び絶縁性を有する樹脂にて形成されたものである。

【００２２】そして、ケース体を耐熱性および絶縁性を
有する樹脂にて形成したことにより、可溶体が溶断した
ときの発熱に対するケース体の耐久性が向上するため、
より確実に過電流を遮断できる。この結果、遮断容量を
向上できる。

【００２３】請求項４記載のヒューズは、請求項１ない
し３いずれか記載のヒューズにおいて、対をなす端子
は、ケース体の外側に曲げ加工して取り付けられる表面
実装対応であるものである。

【００２４】そして、対をなす端子はケース体の外側に
曲げ加工されて取り付けられる表面実装対応であるた
め、実装した際の基板上でのスペースをより小さくでき
る。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明のヒューズの第１の
実施の形態の構成を図１を参照して説明する。

【００２６】図１において、ヒューズ30は、中空部31を
有するケース体32を備えている。このケース体32は、略
箱状に形成され下方に開口を有したカバー33と、カバー
33の開口を閉塞する、カバー33の開口面積よりも若干大
きい板状の台座部34とで形成されている。これらカバー
33および台座部34は、たとえば芳香性ポリエステル、ポ
リイミド、フェノール樹脂、ナイロンあるいはエポキシ
樹脂などの、耐熱性および絶縁性に優れた樹脂にて成形
されている。

【００２７】また、台座部34には、対をなす一対の略板
状の金属端子35が、台座部34の長手方向に離間され、一
端を厚さ方向に中空部31まで貫通して設けられている。
ここで、これら一対の金属端子35は、たとえば銅などに
て形成されており、表面は、はんだなどの図示しない低
融点合金が、メッキなどの方法で被覆形成されている。

【００２８】さらに、これら一対の金属端子35の中空部
31側の端は、外部側の他端よりも細く形成されており、
たとえば銀などで細線状に形成した可溶体としての金属
線36が、略中央を弛ませた状態で両端をはんだなどで溶
着されて張設されている。

【００２９】そして、台座部34の中空部31側の面には、
熱吸収材としての一対の吸熱板37が、一対の金属端子35
を略コ字状に取り囲むように近接して、たとえば銅やア
ルミニウムなどの比熱および熱伝導率の高い金属にて設
けられている。

【００３０】次に、上記第１の実施の形態の動作を説明
する。

【００３１】ヒューズ30を、たとえば図示しない回路基
板に、一対の金属端子35が回路と通電するように実装す
る。

【００３２】そして、図示しない電源によって、この回
路に電力を供給すると、電流は一方の金属端子35からヒ
ューズ30内に流入し、金属線36を通過してもう一方の金
属端子35から回路へ流出する。

【００３３】ここで、電流が金属線36を通過する際に
は、電流の大きさに比例するジュール熱が発生する。

【００３４】さらに、たとえば短絡電流などの過電流が
このヒューズ30に流入すると、金属線36で発生したジュ
ール熱によって、この金属線36の温度が上昇する。

【００３５】そして、この金属線36は温度の上昇ととも
に溶解をはじめ、やがて溶断する。

【００３６】このとき、金属端子35の中空部31側の端の
間でアーク放電が発生する。このアーク放電により、中
空部31内の空気が熱せられる。空気を形成する各気体の
分子は、熱せられて運動エネルギが増加するため、ケー
ス体32の内圧が増加する。

【００３７】そして、吸熱板37がこのアーク放電により
発生した熱を吸収して、ケース体32の内圧の急激な増加
を抑制し、アーク放電によるケース体32の破損を防ぐ。

【００３８】上述したように、上記第１の実施の形態の
ヒューズによれば、吸熱板37が金属線36に近接するよう
に設けられていることにより、アーク放電の熱エネルギ
がこの吸熱板37に吸収される。このため、このヒューズ
30に高い遮断容量を設定しても、吸熱板37によりケース
体32の内圧の急上昇が抑制され、ケース体32の破損およ
びアーク放電の再発による再通電が防止される。この結
果、過電流が確実に遮断されるので、ヒューズ30の遮断
容量を高められ、交流かつ力率を付加した回路において
も遮断できる。

【００３９】また、吸熱板37は、比熱および熱伝導率の
高い、銅やアルミニウムなどの金属にて形成されるた
め、より効率よくアーク放電による熱エネルギを吸収で
きる。

【００４０】さらに、ケース体32を比較的小さくしても
充分に吸熱板37にてアーク放電による熱エネルギが吸収
されるため、ケース体32を小さくできる。

【００４１】そして、ケース体32は耐熱性および絶縁性
に優れた樹脂で形成されたことにより、ケース体32内で
アーク放電が起こった際でも、このケース体32は容易に
破損したり、絶縁が破壊されたりしない。この結果、ヒ
ューズ30の遮断容量を向上できる。

【００４２】また、金属端子35は、金属線36と溶着され
る側の端が細く形成されていることにより、金属線36で
発生するジュール熱が回路基板との実装部分に伝わりに
くいため、回路基板とのはんだなどによる接続が破壊さ
れにくく、過電流をより確実に遮断できる。

【００４３】次に、本発明のヒューズの第２の実施の形
態の構成を図２ないし図４を参照して説明する。

【００４４】図２において、ヒューズ40は略箱状のケー
ス体32を備え、このケース体32は内部に中空部31を有し
ている。このケース体32は、たとえば芳香性ポリエステ
ル、ポリイミド、フェノール樹脂、ナイロンあるいはエ
ポキシ樹脂などの、耐熱性および絶縁性に優れた樹脂に
て成形されている。

【００４５】そして、ケース体32の長手方向の側面の略
中心から、一対の略板状の金属端子35が、厚さ方向およ
び幅方向をケース体32の厚さ方向および幅方向と一致さ
せてそれぞれ中空部31まで貫通して設けられている。

【００４６】さらに、図３および図４に示すように、こ
れら一対の金属端子35は外部に設けられる基面部35aを
有し、この基面部35aの両端が折り曲げられてそれぞれ
接続部35bおよび端子部35cが略コ字状に形成されて表面
実装対応となる。また、接続部35bは、幅方向における
一方の角を略矩形状に切り欠いており、金属線36が略中
央を弛ませた状態で、接続部35bに平行になるように両
端をそれぞれ溶着して張設されている。この金属線36
は、たとえば銀などの金属にて形成されている。さら
に、ケース体32の下面は、端子部35cの厚さに対応して
一段低く形成され、これら端子部35cを固定する凹部41
が設けられている。

【００４７】そして、ケース体32の中空部31には、熱吸
収材としての吸熱板42が、ケース体32の長手方向に対向
しあう内壁に沿って、一対の金属端子35および金属線36
を上下から挟むように対向させて平行に設けられてい
る。この吸熱板42は、たとえば銅やアルミニウムなど
の、比熱や熱伝導率の高い金属を成分としている。

【００４８】次に、上記第２の実施の形態の動作を説明
する。

【００４９】この第２の実施の形態のヒューズ40は、基
本的には第１の実施の形態のヒューズ30と同様である
が、図示しない回路基板に実装した後、図示しない電源
によって供給された電力により、一対の金属端子35の一
方から電流が流入する。

【００５０】この金属端子35に流入した電流は、金属線
36を通過してもう一方の金属端子35へ流れて回路へと流
出する。

【００５１】このとき、電流を構成する自由電子が、金
属線36を構成する金属原子と衝突し、金属線36にてジュ
ール熱が発生する。

【００５２】そして、電流が大きくなり過電流となる
と、金属線36にて発生するジュール熱が大きくなり、こ
の金属線36は溶解をはじめ、やがて溶断する。

【００５３】さらに、金属線36が溶断した後の一対の接
続部35bの間には、アーク放電が発生する。このアーク
放電により、ケース体32の内部が熱せられ、ケース体32
の内圧が上昇する。

【００５４】ここで、吸熱板42がこのアーク放電による
熱エネルギを吸収し、ケース体32の内圧の急激な増加を
抑制して、ケース体32の破損を防ぎ、アーク放電の持続
時間を短くする。

【００５５】上述したように、上記第２の実施の形態の
ヒューズによれば、第１の実施の形態の効果に加え、金
属端子35は、ケース体32の外側面に沿って曲げ加工して
このケース体32に取り付けられる表面実装対応のもので
あるため、このヒューズ40を回路基板に実装する際にス
ペースを取らず、より小型にできる。

【００５６】また、ケース体32に凹部41を設けているた
め、このヒューズ40を回路基板に実装した際に、より厚
さ方向にスペースを取らなくできるとともに、一対の金
属端子35の端子部35cを接触しにくくできる。

【００５７】

【発明の効果】請求項１記載のヒューズによれば、この
ヒューズは熱吸収材を備えたことにより、可溶体が溶断
したときに発生する熱エネルギを速やかに吸収でき、ケ
ース体内の温度の急激な上昇が抑制される。このため、
ケース体内の圧力の急上昇およびケース体の絶縁抵抗の
劣化が抑制されるので、ケース体の破損および再通電が
防止されて、過電流が確実に遮断され、高い遮断容量を
得られる。また、熱吸収材を備えたことにより、全体の
大きさを比較的小さくしても充分に可溶体の溶断時の熱
エネルギが吸収されて確実に過電流を遮断できるため小
型にできる。

【００５８】請求項２記載のヒューズによれば、請求項
１記載のヒューズの効果に加え、熱吸収材に、銅および
アルミニウムの少なくともいずれかを含有する、比熱や
熱伝導率の高い金属を用いたことにより、可溶体の溶断
時に発生する熱エネルギを熱吸収材でより効率よく吸収
できる。

【００５９】請求項３記載のヒューズによれば、請求項
１または２記載のヒューズの効果に加え、耐熱性および
絶縁性を有する樹脂にてケース体を形成したことによ
り、ケース体の耐久性が向上するため、より確実に過電
流を遮断できる。この結果、遮断容量を向上できる。

【００６０】請求項４記載のヒューズによれば、請求項
１ないし３いずれか記載のヒューズの効果に加え、対を
なす端子はケース体の外側で曲げ加工して取り付けられ
る表面実装対応のものであるため、実装した際の基板上
でのスペースをより小さくできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のヒューズの第１の実施の形態を示す一
部を切り欠いた斜視図である。

【図２】本発明のヒューズの第２の実施の形態を示す斜
視図である。

【図３】同上ヒューズを示す平面断面図である。

【図４】同上ヒューズを示す側面断面図である。

【図５】従来例のガラス管ヒューズを示す説明断面図で
ある。

【図６】従来例のマイクロヒューズを示す斜視図であ
る。

【図７】同上マイクロヒューズを示す斜視図である。

【図８】同上マイクロヒューズを示す断面図である。

【図９】従来例のチップヒューズを示す説明断面図であ
る。

【図１０】他の従来例のチップヒューズを示す説明断面
図である。

【符号の説明】

30，40 ヒューズ 32 ケース体 35 金属端子 36 可溶体としての金属線 37，42 熱吸収材としての吸熱板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対をなす端子と、内部に空間を有するケース体と、前記ケース体の空間内に収容され前記対をなす端子間に
電気的に接続され過電流の通過で溶断する可溶体と、前記ケース体の空間内に収容され前記可溶体の溶断によ
る熱を吸収する熱吸収材とを具備したことを特徴とした
ヒューズ。
【請求項２】熱吸収材は、銅およびアルミニウムの少
なくともいずれかを含有する金属であることを特徴とし
た請求項１記載のヒューズ。
【請求項３】ケース体は、耐熱性および絶縁性を有す
る樹脂にて形成されたことを特徴とした請求項１または
２記載のヒューズ。
【請求項４】対をなす端子は、ケース体の外側に曲げ
加工して取り付けられる表面実装対応であることを特徴
とした請求項１ないし３いずれか記載のヒューズ。