JP2009076330A - 表面実装型電流ヒューズ - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、自動機生産が可能な構造を有し、振動、衝撃などの影響が少ない表面実装型電流ヒューズを提供する。
【解決手段】一対の絶縁ケース部材11a、11bを溶融接合して構成され、底部に一対の端子挿入孔12、13が設けられたケース10と、ループ状の頂部31、頂部から同一方向に伸びる一対の第1の直線部32、及び一対の第1の直線部の各終端で略直角に折り曲げられてそれぞれ反対方向に伸びる一対の第2の直線部33を有する一対の金属端子30と、ガラス繊維束41にヒューズ線42が螺旋状に巻回されているヒューズエレメントアセンブリ40を具備し、金属端子30の各頂部はケースの内部に位置し、アセンブリ40の両端部は金属端子の各頂部の内側に挿入されて保持され、ヒューズ線が各頂部で一対の金属端子に電気的に接合されている。
【選択図】図1

Description

本発明は、プリント基板に表面実装される表面実装型電流ヒューズに関する。
電子機器の小型化、高密度化に伴い、プリント基板に表面実装される表面実装型電流ヒューズにも小型化、高密度化が要求されている。この種の従来の表面実装型電流ヒューズとして、例えば、特許文献1に開示されているものが知られている。このヒューズは、可溶線(ヒューズ線)を挟持した1対の金属電極が箱型本体に両端を取り付けられ、蓋部を本体の上面より僅かに沈む位置まで押し込み、接着剤を塗布して蓋部を本体に接着固定して内部を密封し、可溶線は本体の内部空間に浮いた状態で架張されている。
このような構成のヒューズは、遮断時のガス圧、排気ガスの処理、端子の固定等を考慮して、蓋部の固定に接着剤を使用しているので、自動機械による製造、コスト面から難点がある。また、可溶線は本体の内部空間に浮いた状態で架張されているので、振動や衝撃などの影響を受け易く、信頼性の低下をまねく。
特開平9−63455号公報
本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、自動機械による製造が可能であり、かつ製造コストの低減を図ることができ、さらに振動や衝撃などの影響が少なく信頼性の高い表面実装型電流ヒューズを提供することである。
第1の発明の表面実装型電流ヒューズは、それぞれ略直方体の箱型形状を有する一対の絶縁ケース部材を溶融接合して構成されると共に、底部に一対の端子挿入孔が設けられたケースと、ループ状の頂部、この頂部から同一方向に伸びる一対の第1の直線部、及び一対の第1の直線部の各終端で略直角に折り曲げられてそれぞれ反対方向に伸びる一対の第2の直線部を有する一対の金属端子と、束ねた棒状のガラス繊維材にヒューズ線が螺旋状に所定のピッチで巻回されているヒューズエレメントアセンブリを具備し、前記一対の金属端子の各頂部は前記ケースの内部に位置し、前記ヒューズエレメントアセンブリの両端部は前記一対の金属端子の各頂部の内側に挿入されて保持され、かつ前記ヒューズ線が各頂部で前記一対の金属端子に電気的に接合されており、前記一対の金属端子の一対の第1の直線部は前記ケースの底部に設けられた一対の端子挿入孔を貫通して前記一対の第2の直線部が前記ケース外部に露出し、第2の直線部は前記ケースの底部に沿うように位置して電極端子を構成することを特徴とする。
第2の発明の表面実装型電流ヒューズは、それぞれ略直方体の箱型形状を有する一対の絶縁ケース部材を溶融接合して構成されると共に、底部に一対の端子挿入孔が設けられたケースと、ループ状の頂部、この頂部から伸びる第1の直線部、及び第1の直線部の終端で略直角に折り曲げられた第2の直線部を有する一対の金属端子と、束ねた棒状のガラス繊維材にヒューズ線が螺旋状に所定のピッチで巻回されているヒューズエレメントアセンブリを具備し、前記一対の金属端子の各頂部は前記ケースの内部に位置し、前記ヒューズエレメントアセンブリの両端部は前記一対の金属端子の各頂部の内側に挿入されて保持され、かつ前記ヒューズ線が各頂部で前記一対の金属端子に電気的に接合されており、前記一対の金属端子の各第1の直線部は前記ケースの底部に設けられた一対の端子挿入孔を貫通して前記各第2の直線部が前記ケース外部に露出し、第2の直線部は前記ケースの底部に沿うように位置して電極端子を構成することを特徴とする。
また、第1、第2の発明の表面実装型電流ヒューズにおいて、前記一対の絶縁ケース部材は、前記ケース内部の互いに対向する位置に、前記ヒューズエレメントアセンブリを保持する絶縁ケース部材と一体で成型された一対の壁部を有することを特徴とする。
さらに、第1、第2の発明の表面実装型電流ヒューズにおいて、前記ケースの底部及び側面にはそれぞれ、前記ヒューズ線の遮断時のガス圧を低減する排気孔が設けられていることを特徴とする。
さらに、第1、第2の発明の表面実装型電流ヒューズにおいて、前記一対の絶縁ケース部材は、前記ケース内部の互いに対向する位置に、前記一対の金属端子の前記ループ状の頂部を保持する絶縁ケース部材と一体で成型された一対の壁部を有することを特徴とする。
さらに、第2の発明の表面実装型電流ヒューズにおいて、前記一対の金属端子の前記各第2の直線部は、前記各第1の直線部の終端で略直角に折り曲げられてそれぞれ反対方向に伸びていることを特徴とする。
さらに、第2の発明の表面実装型電流ヒューズにおいて、前記一対の金属端子の前記各第2の直線部は、前記各第1の直線部の終端で略直角に折り曲げられてそれぞれ同一方向に伸びていることを特徴とする。
本発明によれば、自動機械による製造が可能であり、かつ製造コストの低減を図ることができ、さらに振動や衝撃などの影響が少なく信頼性の高い表面実装型電流ヒューズを提供することができる。
(第1の実施形態)
以下、図面を参照して本発明を実施の形態により説明する。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る表面実装型電流ヒューズの全体の構成を示しており、図1(a)は一部を破断して示す正面図、図1(b)は図1(a)のA−A´線に沿った断面図、図1(c)は下面図である。本実施形態の表面実装型電流ヒューズは、ケース10、一対の金属端子30、及びヒューズエレメントアセンブリ40を有する。
ケース10は、それぞれ略直方体の箱型形状を有するモールド成型体からなる一対の絶縁ケース部材11a、11bの開放端面同士を溶融接合して構成されている。図2は、一対の絶縁ケース部材11a、11bの一方のみを示す斜視図である。一対の絶縁ケース部材11a、11bを接合した際に、図1(c)に示すように、ケース10の底部に一対の端子挿入孔12、13が形成されるように、一対の絶縁ケース部材11a、11bの底部の対応する位置には、端子挿入孔用の窪み12a、13aが形成されている。さらに、一対の絶縁ケース部材11a、11bを接合した際に、図1(c)に示すように、ケース10の底部に端子挿入孔12、13よりも小径の一対の排気孔14、15が形成されるように、一対の絶縁ケース部材11a、11bの底部の対応する位置には、排気孔用の窪み14a、15aが形成されている。
また、一対の絶縁ケース部材11a、11b内部の互いに対向する位置には、図2の斜視図に示すように、ヒューズエレメントアセンブリ40を保持するための、絶縁ケース部材と一体で成型された一対の壁部16a、17aがそれぞれ形成されている。さらに、図2の斜視図に示すように、一対の絶縁ケース部材11a、11bを接合した際に、ケース10の一対の側面に排気孔19、20が形成されるように、排気孔用の窪み19a、20aが形成されている。この窪み19a、20aのサイズは窪み14a、15aとほぼ同様である。排気孔19、20が形成されるケース10の側面は、図1(a)に示すように、ヒューズエレメントアセンブリ40の両端部端面と対向する側面である。
一対の金属端子30のそれぞれは、金属板もしくは丸型線材(本例では金属板)を折り曲げ加工して形成されており、図1(b)に示すように、ループ状の頂部31、この頂部31から同一方向に伸びる一対の第1の直線部32a、32b、一対の第1の直線部32a、32bの各終端で略直角に折り曲げられてそれぞれ反対方向に伸びる一対の第2の直線部33a、33b、及び一対の第2の直線部33a、33bの各終端で略直角に折り曲げられて頂部31の方向に伸びる一対の第3の直線部34a、34bをそれぞれ有する。すなわち、一対の金属端子30は、略「Ω」状の形状を有する。
図1(a)に示すように、ヒューズエレメントアセンブリ40は、束ねた棒状のガラス繊維束41にヒューズ線42が螺旋状に所定のピッチで巻回されている。ヒューズエレメントアセンブリ40は、定格電流よりも大きな電流(過電流、回路故障などにより発生する異常電流)が流れた際に発生するジュール熱によりヒューズ線42が発熱し、所定の時間で溶断することが本来の役割である。従って、ヒューズ線42は、定格電流によって線径や時には材質などが異なり、それぞれの特性を満足するように設計し設定される。
ヒューズエレメントアセンブリ40は、両端部が一対の金属端子30の各頂部31の内側に挿入されて保持されるように組み立てられており、かつヒューズ線42は各頂部31で一対の金属端子30に対してスポット溶接または半田付け等の手段によって電気的に接合されている。
そして、ヒューズエレメントアセンブリ40が組み立てられた状態で一対の金属端子30の各頂部31がケース10の内部に位置するように、一対の金属端子30の一対の第1の直線部32a、32bがケース10の底部の一対の端子挿入孔12、13を貫通するように挿入されている。
図1(b)に示すように、一対の金属端子30の一対の第2の直線部33a、33b及び第3の直線部34a、34bはケース外部に露出した状態となり、第2の直線部33a、33bはケース10の底部に沿うように位置して、プリント基板に半田付けにより接合する際に使用される電極端子を構成し、第3の直線部34a、34bはケース側面の外形に沿うように位置してケースを両側から挟持する。第3の直線部34a、34bが製品の外形面から突出しないようにするために、図1に示すように、一対の絶縁ケース部材11a、11bに凹状部21が形成されている。第3の直線部34a、34bは、さらに、プリント基板に接合した後の導通を確認するためのテスト端子としても使用できる。
また、一対の絶縁ケース部材11a、11b内部の互いに対向する位置には、ヒューズエレメントアセンブリ40を保持するための、絶縁ケース部材と一体で成型された一対の壁部17a、18aが設けられている。この一対の壁部17a、18aは、ヒューズエレメントアセンブリ40と当接する部分が、アセンブリ40の外形に合わせてほぼ半円状にくり抜かれており、製造時にヒューズエレメントアセンブリ40が曲がらないようにするためのガイドの役目を果たすと共に、製造後に振動や衝撃などがヒューズエレメントアセンブリ40に加わらないようにして信頼性を向上させる役目を果たす。さらに、一対の壁部17a、18aは、遮断時に発生するアークガスの飛散に対してブロックする役割を有する。一般に大きな電流(短絡電流)が流れた場合、ヒューズエレメントアセンブリ40の急激な温度上昇を伴い、ヒューズエレメントアセンブリ40の温度上昇の一番高くなる略中央部で溶断する。この際に発生するアークガスが金属蒸気を含んでいるために、遮断後の絶縁劣化を生じ易くなる。本実施形態の表面実装型電流ヒューズのように、小型で容積の小さな製品においては、対策しなければならない重要な技術課題である。一対の壁部17a、18aは、アークガスの飛散方向に対して影となる部分が有効に作用し、遮断後の絶縁劣化を抑制する。
さらに、ケース10の底部には一対の小さな排気孔14、15が形成されている。この排気孔14、15は、遮断時にアークガス圧を低下させる効果を有する。さらに、ケース10の側面にも一対の小さな排気孔19、20が形成されている。この排気孔19、20も、遮断時にアークガス圧を低下させる効果を有する。
本実施形態の表面実装型電流ヒューズは以下のように製造される。すなわち、図3の斜視図に示すように、一対の金属端子30は、ループ状の頂部31がある程度開いた状態で形成され、ヒューズエレメントアセンブリ40の両端部が一対の金属端子30の頂部31に自動挿入される。その後、一対の第1の直線部32a、32bが互いに接するように押圧されて、所定の形状である略「Ω」状に整形され、さらにヒューズ線41が溶接または半田付けされると同時に形状が固定化される。
そして、ヒューズエレメントアセンブリ40が組み立てられた状態で一対の金属端子30の各頂部31を一方の絶縁ケース部材11a(または11b)内に収納すると共に、一対の金属端子30の一対の第1の直線部32a、32bを絶縁ケース部材11aの窪み12a、13aに挿入し、その後、他方の絶縁ケース部材11b(または11a)を被せることにより、ヒューズエレメントアセンブリ40及び一対の金属端子30が位置決めされる。その後、一対の絶縁ケース部材11a、11bの開放端面同士が溶融接合されてケース10が構成される。この接合により一対の金属端子30はケース10で挟持され、その位置の安定化が図られる。
このように本実施形態の表面実装型電流ヒューズは、自動機械による製造に適した構造を有するために、自動機械による製造が可能である。また、従来のように接着剤を使用する必要がないので、製造コストの低減を図ることができる。
なお、本実施形態では、一対の金属端子30として、金属板を折り曲げ加工して形成されるものを使用する場合について説明したが、丸型線材を折り曲げ加工して一対の金属端子30を形成してもよい。この場合、一対の第1の直線部32a、32bのみを元の丸型として残し、その他の部分、すなわち、ループ状の頂部31、一対の第2の直線部33a、33b、及び一対の第3の直線部34a、34bをそれぞれ平板状に加工してもよい。
(第2の実施形態)
図4は、本発明の第2の実施の形態に係る表面実装型電流ヒューズの全体の構成を示しており、図4(a)は一部を破断して示す正面図、図4(b)は図4(a)のA−A´線に沿った断面図、図4(c)は下面図である。
本実施形態の表面実装型電流ヒューズは、図1に示す第1の実施の形態のものと比べて、一対の金属端子30の形状が異なる。すなわち、一対の金属端子30のそれぞれは、金属板もしくは丸型線材(本例では金属板)を折り曲げ加工して形成されており、図4(b)に示すように、ループ状の頂部31、この頂部31から伸びる第1の直線部32a、第1の直線部32aの終端で略直角に折り曲げられた第2の直線部33aをそれぞれ有する。
この場合にも、ヒューズエレメントアセンブリ40は、両端部が一対の金属端子30の各頂部31の内側に挿入されて保持されるように組み立てられており、かつヒューズ線42は各頂部31で一対の金属端子30に対してスポット溶接または半田付け等の手段によって電気的に接合されている。
そして、ヒューズエレメントアセンブリ40が組み立てられた状態で一対の金属端子30の各頂部31がケース10の内部に位置するように、一対の金属端子30の各第1の直線部32aがケース10の底部の一対の端子挿入孔12、13を貫通するように挿入されている。
図4(b)に示すように、一対の金属端子30の各第2の直線部33aはケース外部に露出した状態となり、各第2の直線部33aはケース10の底部に沿うように位置して、プリント基板に半田付けにより接合する際に使用される電極端子を構成する。この場合、一対の金属端子30の第2の直線部33aは、各第1の直線部32aの終端で折り曲げられてそれぞれ反対方向に伸びている。すなわち、図4(c)に示すように、表面実装型電流ヒューズの下面側から見ると、一対の金属端子30の第2の直線部33aは対角線上に位置する。
本実施形態では、一対の金属端子30はそれぞれ1本の第2の直線部33aを有し、この1本の第2の直線部33aがケースの底部に設けられた一対の端子挿入孔12、13を貫通するので、端子挿入孔12、13を構成する図2中に示す端子挿入孔用の窪み12a、13aの形状は、図1のものよりも小さい。
なお、本実施形態では、一対の金属端子30には第3の直線部34aが設けられていない場合について説明したが、第1の実施形態のものと同様に第3の直線部34aを設けるようにしてもよい。この第3の直線部34aは、プリント基板に接合した後の導通を確認するためのテスト端子として使用できる。
(第3の実施形態)
図5は、本発明の第3の実施の形態に係る表面実装型電流ヒューズの全体の構成を示しており、図5(a)は一部を破断して示す正面図、図5(b)は図5(a)のA−A´線に沿った断面図、図5(c)は下面図である。
本実施形態の表面実装型電流ヒューズは、図4に示す第2の実施の形態のものと比べて、一対の金属端子30の第2の直線部33aが各第1の直線部32aの終端で折り曲げられてそれぞれ同一方向に伸びている点が異なる。例えば、図5(c)に示すように、表面実装型電流ヒューズの下面側から見ると、一対の金属端子30の第2の直線部33aは一方の絶縁ケース部材11b側に折り曲げられている。
本実施形態では、第2の実施形態と同様に、一対の金属端子30はそれぞれ1本の第2の直線部33aを有し、この1本の第2の直線部33aがケースの底部に設けられた一対の端子挿入孔12、13を貫通するので、端子挿入孔12、13を構成する図2中に示す端子挿入孔用の窪み12a、13aの形状は、図1のものよりも小さい。
なお、本実施形態では、一対の金属端子30には第3の直線部34aが設けられていない場合について説明したが、第1の実施形態のものと同様に第3の直線部34aを設けるようにしてもよい。この第3の直線部34aは、プリント基板に接合した後の導通を確認するためのテスト端子として使用できる。
(第4の実施形態)
図6は、本発明の第4の実施の形態に係る表面実装型電流ヒューズの全体の構成を示しており、図6(a)は一部を破断して示す正面図、図6(b)は図6(a)のA−A´線に沿った断面図、図6(c)は下面図である。
本実施形態の表面実装型電流ヒューズは、図1に示す第1の実施の形態のものと比べて、一対の壁部16a、17aがそれぞれ省略され、一対の金属端子30の各頂部31を保持するための、絶縁ケース部材と一体で成型された一対の壁部22a、23aが設けられている。この一対の壁部22a、23aは、頂部31と当接する部分が、頂部31の外形に合わせてほぼ半円状にくり抜かれており、組み立て時にヒューズエレメントアセンブリ40が曲がらないようにするためのガイドの役目を果たすと共に、製造後に振動や衝撃などがヒューズエレメントアセンブリ40に加わらないようにして信頼性を向上させる役目を果たす。さらに、一対の壁部22a、23aは、図1に示す一対の壁部16a、17aと同様に、遮断時に発生するアークガスの飛散に対してブロックする役割を有する。
なお、本実施形態の表面実装型電流ヒューズで用いられている一対の壁部22a、23aを、第2及び第3の実施形態の表面実装型電流ヒューズに用いることができる。
以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することができる。また、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出し得る。例えば実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題の少なくとも1つが解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果の少なくとも1つが得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
本発明の第1の実施の形態に係る表面実装型電流ヒューズの全体の構成を示しており、図1(a)は正面図、図1(b)は断面図、図1(c)は下面図。 図1中の一対の絶縁ケース部材の一方のみを示す斜視図。 図1中のヒューズエレメントアセンブリの組み立て方法を説明するための斜視図。 本発明の第2の実施の形態に係る表面実装型電流ヒューズの全体の構成を示しており、図4(a)は正面図、図4(b)は断面図、図4(c)は下面図。 本発明の第3の実施の形態に係る表面実装型電流ヒューズの全体の構成を示しており、図5(a)は正面図、図5(b)は断面図、図5(c)は下面図。 本発明の第4の実施の形態に係る表面実装型電流ヒューズの全体の構成を示しており、図6(a)は正面図、図6(b)は断面図、図6(c)は下面図。
符号の説明
10…ケース、11a、11b…絶縁ケース部材、12、13…端子挿入孔、12a、13a…端子挿入孔用の窪み、14、15…排気孔、14a、15a…排気孔用の窪み、16a、17a…壁部、19、20…排気孔、19a、20a…排気孔用の窪み、30…金属端子、31…ループ状の頂部、32a、32b…第1の直線部、33a、33b…第2の直線部、34a、34b…第3の直線部、40…ヒューズエレメントアセンブリ、41…ガラス繊維束、42…ヒューズ線。

Claims (7)

  1. それぞれ略直方体の箱型形状を有する一対の絶縁ケース部材を溶融接合して構成されると共に、底部に一対の端子挿入孔が設けられたケースと、
    ループ状の頂部、この頂部から同一方向に伸びる一対の第1の直線部、及び一対の第1の直線部の各終端で略直角に折り曲げられてそれぞれ反対方向に伸びる一対の第2の直線部を有する一対の金属端子と、
    束ねた棒状のガラス繊維材にヒューズ線が螺旋状に所定のピッチで巻回されているヒューズエレメントアセンブリを具備し、
    前記一対の金属端子の各頂部は前記ケースの内部に位置し、
    前記ヒューズエレメントアセンブリの両端部は前記一対の金属端子の各頂部の内側に挿入されて保持され、かつ前記ヒューズ線が各頂部で前記一対の金属端子に電気的に接合されており、
    前記一対の金属端子の一対の第1の直線部は前記ケースの底部に設けられた一対の端子挿入孔を貫通して前記一対の第2の直線部が前記ケース外部に露出し、
    第2の直線部は前記ケースの底部に沿うように位置して電極端子を構成することを特徴とする表面実装型電流ヒューズ。
  2. それぞれ略直方体の箱型形状を有する一対の絶縁ケース部材を溶融接合して構成されると共に、底部に一対の端子挿入孔が設けられたケースと、
    ループ状の頂部、この頂部から伸びる第1の直線部、及び第1の直線部の終端で略直角に折り曲げられた第2の直線部を有する一対の金属端子と、
    束ねた棒状のガラス繊維材にヒューズ線が螺旋状に所定のピッチで巻回されているヒューズエレメントアセンブリを具備し、
    前記一対の金属端子の各頂部は前記ケースの内部に位置し、
    前記ヒューズエレメントアセンブリの両端部は前記一対の金属端子の各頂部の内側に挿入されて保持され、かつ前記ヒューズ線が各頂部で前記一対の金属端子に電気的に接合されており、
    前記一対の金属端子の各第1の直線部は前記ケースの底部に設けられた一対の端子挿入孔を貫通して前記各第2の直線部が前記ケース外部に露出し、
    第2の直線部は前記ケースの底部に沿うように位置して電極端子を構成することを特徴とする表面実装型電流ヒューズ。
  3. 前記一対の絶縁ケース部材は、前記ケース内部の互いに対向する位置に、前記ヒューズエレメントアセンブリを保持する絶縁ケース部材と一体で成型された一対の壁部を有することを特徴とする請求項1または2記載の表面実装型電流ヒューズ。
  4. 前記ケースの底部及び側面にはそれぞれ、前記ヒューズ線の遮断時のガス圧を低減する排気孔が設けられていることを特徴とする請求項1または2記載の表面実装型電流ヒューズ。
  5. 前記一対の絶縁ケース部材は、前記ケース内部の互いに対向する位置に、前記一対の金属端子の前記ループ状の頂部を保持する絶縁ケース部材と一体で成型された一対の壁部を有することを特徴とする請求項1または2記載の表面実装型電流ヒューズ。
  6. 前記一対の金属端子の前記各第2の直線部は、前記各第1の直線部の終端で略直角に折り曲げられてそれぞれ反対方向に伸びていることを特徴とする請求項2記載の表面実装型電流ヒューズ。
  7. 前記一対の金属端子の前記各第2の直線部は、前記各第1の直線部の終端で略直角に折り曲げられてそれぞれ同一方向に伸びていることを特徴とする請求項2記載の表面実装型電流ヒューズ。
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