JP2009099372A - Fuse element and fusible link using the fuse element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば自動車等の電気回路を保護するために用いられるヒューズエレメント及びこのヒューズエレメントを用いてなるヒュージブルリンク(fusible link)に関し、詳しくは電気回路に過電流が流れた場合に、ヒューズエレメントの迅速な溶断が可能なヒューズエレメント及びこのヒューズエレメントを用いてなるヒュージブルリンクに関する。 The present invention relates to a fuse element used for protecting an electric circuit of, for example, an automobile and a fusible link using the fuse element, and more particularly to a fuse element when an overcurrent flows in the electric circuit. The present invention relates to a fuse element capable of quickly melting an element and a fusible link using the fuse element.
従来よりヒュージブルリンクは、電気回路に意図しない高電流が流れたときに、速やかにその回路を遮断する保護素子として、種々の形式のものが採用されてきた。 Conventionally, various types of fusible links have been adopted as protective elements that quickly shut off a circuit when an unintended high current flows in an electric circuit.
そのヒューズエレメントとしては、銅などの比較的高融点の金属が使用されるとともに、その可溶部には、通常、錫、銀、鉛、ニッケル等、若しくはこれらの合金からなる低融点金属がデポジット(deposit)されている。ヒューズエレメントに過電流が流れると、錫等の低融点金属が溶融し、銅との境界面において錫が溶融し、銅組織内に拡散して銅―錫合金が生成され、これにより当該合金部分の低融点化が生じ、電気抵抗も高くなることにより、銅母材が速やかに溶融し、回路を遮断する構造となっている。 As the fuse element, a relatively high melting point metal such as copper is used, and a low melting point metal made of tin, silver, lead, nickel, or an alloy thereof is usually deposited in the soluble portion. (deposit). When an overcurrent flows through the fuse element, a low melting point metal such as tin melts, tin melts at the interface with copper, and diffuses into the copper structure to form a copper-tin alloy. As a result, the copper base material is rapidly melted and the circuit is cut off.
このような従来のヒューズエレメントとしては、例えば図5に示すものが知られている。このうち、図5(a)の平面図及びそのZ−Z軸断面図である図5(b)に示すヒューズエレメント50は、両端部に取付孔54を設け、銅製基板51のくびれた部分に錫、銀、鉛、ニッケルなどの低融点金属52を島状にデポジットしたものである(例えば特許文献1)。
As such a conventional fuse element, for example, the one shown in FIG. 5 is known. Among them, the
しかし、この従来のヒューズエレメント50は、銅製基板51と低融点金属52との境界面における合金化面積が不十分であるため、過電流が流れても当該低融点金属52部分において、合金部分の低融点化や電気抵抗の高抵抗化が起こらず、速やかなる回路遮断が期待できないものであった。
However, since the
そこで、従来技術の中には、図5(c)の縦断面図に示すように、銅製基板51Aに貫通孔53を穿設し、これに低融点金属52Aを流し込むものも見られるが(例えば特許文献2)、これとて合金化が不十分であった。
そこで、本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、更に基板と低融点デポジット金属との合金化が促進され、過電流時には速やかなる回路遮断が可能なヒューズエレメント及びこのヒューズエレメントを用いてなるヒュージブルリンクを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of such problems, and further, the alloying of the substrate and the low melting point deposit metal is promoted, and the fuse element capable of promptly interrupting the circuit in the event of an overcurrent, and the fuse element An object of the present invention is to provide a fusible link using.
上記課題を解決するため、請求項1に記載のヒューズエレメントは、両端部が端子部で、該端子部間に溶断部が設けてあり、該溶断部に低融点金属が付着されてなるヒューズエレメントであって、該ヒューズエレメントの前記溶断部に、前記溶断部と前記低融点金属との接触面積を増大させて合金化を促進させるべく、複数の孔加工又は凹凸加工が施されていることを特徴とするものである。
In order to solve the above-mentioned problem, the fuse element according to
請求項2に記載のヒューズエレメントは、請求項1記載のヒューズエレメントにおいて、前記ヒューズエレメントの端子部は、差込式、又は捩じ込み式となっていることを特徴とするものである。 A fuse element according to a second aspect is the fuse element according to the first aspect, wherein the terminal portion of the fuse element is of a plug-in type or a screw-in type.
請求項3に記載のヒュージブルリンクは、請求項1又は請求項2のヒューズエレメントと、該ヒューズエレメントの少なくとも溶断部を収納するとともに、該ヒューズエレメントの端子部を相手側機器の端子部に着脱可能に臨ませた絶縁樹脂製のハウジングと、該ハウジング内に収納された、前記ヒューズエレメントの前記溶断部側を閉塞する蓋体と、からなることを特徴とするものである。
The fusible link according to
請求項1に記載のヒューズエレメントによれば、ヒューズエレメントの溶断部に、低融点金属との接触面積を増大させて合金化を促進させるべく、複数の孔加工又は凹凸加工が施されているので、低融点金属との接触面積が飛躍的に増大する。 According to the fuse element of the first aspect, since the fusing part of the fuse element is subjected to a plurality of holes or irregularities in order to increase the contact area with the low melting point metal and promote alloying. In addition, the contact area with the low melting point metal is dramatically increased.
よって、ヒューズエレメントに過電流が流れた場合は、低融点金属との接触面積が増大した分、溶断部の低融点化と高抵抗化が進み、速やかにヒューズエレメントの溶断部を溶断し、迅速な回路遮断が可能となる。 Therefore, when an overcurrent flows through the fuse element, the contact area with the low melting point metal is increased, the melting point of the fusing part is lowered and the resistance is increased, and the fusing part of the fuse element is quickly blown out. Circuit interruption is possible.
請求項2に記載のヒューズエレメントは、請求項1記載のヒューズエレメントにおいて、前記ヒューズエレメントの端子部が、差込式、又は捩じ込み式となっているので、端子タイプの如何に関わらず広い範囲のものに適用可能となる。
The fuse element according to claim 2 is a fuse element according to
請求項3に記載のヒュージブルリンクは、 請求項1又は請求項2のヒューズエレメントの少なくとも溶断部をハウジング内に収容し、この部分を蓋体で封止したので、これら部材がヒューズエレメントを保護するとともに、請求項1のヒューズエレメントの作用効果(速やかなる回路遮断)をいかんなく発揮する種々の端子タイプのヒュージブルリンクが得られる。
In the fusible link according to
以下、本発明を具体化した一実施形態を図1乃至図4に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment embodying the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
本実施例は、請求項1に記載のヒューズエレメントのうち、ヒューズエレメントの溶断部に複数の孔加工が施されているものの一例であり、図1(a)は、その全体平面図、図1(b)は、図1(a)のエレメントのX―X軸における縦断面図、図1(c)は、図1(b)のエレメントのP部の拡大断面図である。
This embodiment is an example of a fuse element according to
図1おいて、本実施例のヒューズエレメント1は、薄い板状をした捩じ込み式のもので、薄い銅板製基板2に対し、図示しない回路部材への取付孔3が両端部に設けられ、中央部には狭い幅Wで長さLを有する溶断部4が形成されている。
In FIG. 1, a
なお、上記エレメント1は、通常、プレス成形により容易に製造することができる。
The
そして、溶断部4には、一定間隔で複数の小さな貫通孔5が穿設されているとともに、貫通孔5の上から低融点金属6がデポジットされており、図1(b)及び図1(c)に見られるように、デポジットされた低融点金属6は複数の貫通孔5の内部を流下して基板2の裏面にまで達している。
A plurality of small through
このように溶断部4に貫通孔5を設けるとともに、これに低融点金属6をデポジットし、貫通孔5の孔形状や、孔径、ピッチ等を調整したり、低融点金属6の種類を適宜のものに選択することにより、ヒューズエレメント1の溶断時間をエレメントタイプ毎に定められた好ましいものに調整することができる。
As described above, the through-
基板2としては、本実施例の銅板の他、例えばニッケル、アルミニウム、銀、又はこれらの合金を使用することができ、低融点金属6としては、例えば錫、銀、鉛、ニッケル等、又はこれらの合金等を使用することができる。
As the substrate 2, in addition to the copper plate of this embodiment, for example, nickel, aluminum, silver, or an alloy thereof can be used. As the low
又、デポジット法としては、金属蒸着、溶融や電気化学的等の公知の手段を用いることができる。 As the depositing method, known means such as metal vapor deposition, melting and electrochemical can be used.
貫通孔5の孔径とピッチとしては、低融点金属6との接触面積を増大させて合金化を促進させるためにはなるべく小径、小ピッチのものが好ましいが、低融点金属6の貫通孔5内部への侵入を促進させるためには、孔径は少なくとも0.05mm程度あればよい。
The diameter and pitch of the through-
又、ピッチは、孔径+0.02mm程度がよい。孔形状は、円形に限るものではなく、多角形の孔でもよい。 The pitch is preferably about hole diameter +0.02 mm. The hole shape is not limited to a circular shape, and may be a polygonal hole.
基板2の端子部の形式としては、本実施例のものは図1(a)の通り、基板2の両端部に図示しない相手部材への取付孔3が設けられた捩じ込み式のものであるが、両端部が例えば図4(a)で後述するメス側端子部11a又は図4(b)で後述するオス側端子部21となっている差込式のものであってもよいことは勿論である。
As the type of the terminal portion of the substrate 2, the present embodiment is a screw-in type in which mounting
本実施例のヒューズエレメント1によれば、その溶断部4に、低融点金属6との接触面積を増大させて合金化を促進させる複数の貫通孔5が穿設されているので、低融点金属6との接触面積が飛躍的に増大する。
According to the
よって、ヒューズエレメント1に過電流が流れた場合は、その分、低融点金属6との接触面積が増大し、溶断部4の低融点化と高抵抗化が生じるので、速やかなる電気回路の遮断が可能となる。
Therefore, when an overcurrent flows through the
かかる本発明の作用効果を示したのが図2のグラフであり、このうち図2(a)は、通電電流(単位:A(アンペア))とその溶断時間(単位:T(sec))との関係を、それぞれ横軸と縦軸とに取り、両特性の関係を実線曲線Aで示す本発明品のヒューズエレメントと、破線曲線Bで示す従来品の孔なしの合金付与方法を用いたヒューズエレメントとについて併記したものである。 FIG. 2 is a graph showing the function and effect of the present invention. Of these, FIG. 2 (a) shows an energization current (unit: A (ampere)) and its fusing time (unit: T (sec)). And the fuse element of the present invention in which the relationship between the two characteristics is indicated by a solid curve A and the conventional alloy-free method for applying holes shown by a broken curve B is shown in FIG. It is written together with the element.
図2(a)に示すように、両曲線A、Bの交点Pより左側の低通電電流領域においては、本発明品の特性曲線Aは、従来品の特性曲線Bよりも下方に位置するので、同一の電流値(I0)でも溶断時間を短く(Ta<Tb)調整することができる作用効果があることを示しており、これにより負荷の損傷を小さくできる。なお、図中、IRは、ヒューズ定格電流値を、I2は実使用領域における通電電流の上限値を示している。 As shown in FIG. 2 (a), the characteristic curve A of the present invention is located below the characteristic curve B of the conventional product in the low energization current region to the left of the intersection P of both curves A and B. This shows that there is an effect that the fusing time can be adjusted to be short (Ta <Tb) even with the same current value (I 0 ), thereby reducing load damage. In the figure, I R is a fuse rated current value, I 2 represents the upper limit value of the current flowing in the actual use area.
一方、上記実使用領域においては、通電電流とヒューズエレメント温度との関係は、次の図2(b)のようになる。 On the other hand, in the actual use region, the relationship between the energization current and the fuse element temperature is as shown in FIG.
すなわち、図2(b)は、図2(a)の横軸に示したエレメント溶断時の通電電流値(I0)までの領域について、横軸に前述の通電電流(単位: A(アンペア))を、縦軸にヒューズエレメント温度(単位:℃)を取り、両特性の関係を、図2(a)と同様に実線曲線Aで示す本発明品のヒューズエレメントと、破線曲線Bで示す従来品の孔なしの合金付与方法を用いたヒューズエレメントとについて併記したもので、両曲線右端の×印がそれぞれのエレメントの溶断点(溶断電流値:I0)を示している。 That is, FIG. 2B shows the above-mentioned energization current (unit: A (ampere)) on the horizontal axis in the region up to the energization current value (I 0 ) at the time of element melting shown on the horizontal axis in FIG. ), The fuse element temperature (unit: ° C.) is taken on the vertical axis, and the relationship between the two characteristics is the fuse element of the present invention indicated by the solid curve A as in FIG. The fuse element using the method of applying an alloy without holes in the product is shown together, and the x mark at the right end of both curves indicates the fusing point (fusing current value: I 0 ) of each element.
図2(b)に示すように、本発明品の特性曲線Aは、従来品の特性曲線Bよりも下方に位置する。すなわち、本発明品は、溶断部の孔の断面或いは凹凸の表面に低融点金属が付着されているので、溶断部の接触面積が大きくなって接触抵抗が低下し、通電抵抗も低くなる。その結果、発熱量が抑制され、温度上昇も抑えることができる。これにより、ヒュージブルリンクの発熱量を抑制し、ヒューズボックス等に対して、熱の影響を小さくできる。 As shown in FIG. 2B, the characteristic curve A of the product of the present invention is located below the characteristic curve B of the conventional product. That is, in the product of the present invention, since the low melting point metal is attached to the cross section of the hole in the fusing part or the surface of the unevenness, the contact area of the fusing part is increased, the contact resistance is lowered, and the conduction resistance is also lowered. As a result, the calorific value is suppressed, and the temperature rise can also be suppressed. Thereby, the amount of heat generated by the fusible link can be suppressed, and the influence of heat on the fuse box or the like can be reduced.
したがって、本発明品(曲線A)は、図2(b)の縦軸に示した規定温度(tu)以下で通電する場合、従来品(曲線B)の電流値(Ib)よりも、より大きな電流値(Ia)を通電することができる(Ia>Ib)。 Therefore, when the product of the present invention (curve A) is energized below the specified temperature (t u ) shown on the vertical axis in FIG. 2B, the current value (I b ) of the conventional product (curve B) is A larger current value (I a ) can be applied (I a > I b ).
又、通電電流が実使用領域の上限通電電流値(I2)を超えると、ヒューズエレメントの材料と低融点合金との合金化が加速され、溶断直前の温度上昇スピードも速くなり、従来品よりも短い時間で溶断できるという優れた作用効果を有する。 Also, if the energizing current exceeds the upper limit energizing current value (I 2 ) in the actual use area, the alloying of the fuse element material and the low melting point alloy is accelerated, and the temperature rise speed immediately before the fusing increases, which is faster than the conventional product. Has an excellent effect that it can be blown in a short time.
又、従来品(曲線B)の実使用領域の通電電流は、許容できる温度上昇の規定温度がtuの場合、Ib以下であるが、本発明品(曲線A)の場合はIaまで使用可能である。すなわち、実電流がI2の場合、従来品(曲線B)では使用不可能であり、その通電電流はIbまで容量を下げなければならないが、本発明品(曲線A)は使用可能である。このように、本発明品は、許容できる温度上昇の規定温度tuが同一の場合、従来品に比べて通電可能な電流領域が広がるので、その分、ヒューズエレメントの容量(A)を下げることができることを意味する。 In addition, the current applied in the actual use region of the conventional product (curve B) is not more than I b when the allowable temperature rise specified temperature is tu , but up to I a in the case of the present product (curve A). It can be used. That is, when the actual current is I 2 , the conventional product (curve B) cannot be used, and the current must be reduced to I b, but the product of the present invention (curve A) can be used. . Thus, the product of the present invention, when the specified temperature t u acceptable temperature rise of the same, since the current region capable energization spread compared to conventional products, correspondingly, lowering the fuse element of the volume (A) Means you can.
したがって、本発明品は、その下げられたヒューズエレメント容量に対応して、ヒューズエレメントを小さく(細く)でき、配線スペース(断面)も小さくでき、よって全体を軽量化できるという作用効果をも有する。 Therefore, the product of the present invention has an effect that the fuse element can be made smaller (thinner) corresponding to the lowered fuse element capacity, the wiring space (cross section) can be made smaller, and thus the overall weight can be reduced.
本実施例は、請求項1に記載のヒューズエレメントのうち、ヒューズエレメントの溶断部に複数の凹凸加工が施されているものの一例であり、図3(a)は、その全体平面図、図3(b)は、図3(a)のヒューズエレメント1AのY―Y軸における縦断面図、図3(c)は、図3(b)のヒューズエレメント1AのQ部の拡大断面図である。
The present embodiment is an example of the fuse element according to
なお、実施例1と同一符号のものは同一部材を示しているので、その説明は省略する。 In addition, since the thing of the same code | symbol as Example 1 has shown the same member, the description is abbreviate | omitted.
図3(a)おいて、本実施例のヒューズエレメント1Aの基板2Aの構成及び用いる低融点金属6Aの種類等は、実施例1の場合と全く同様であるが、実施例1のヒューズエレメント1と異なる点は、低融点金属6Aに対する基板2Aの接触面積増大手段として、基板2A表面に凹凸加工5Aが施されている点が異なる。
In FIG. 3A, the structure of the
すなわち、本実施例のヒューズエレメント1Aは、図3(c)に示すように、基板2Aの表面に、凹凸加工5Aとして一定ピッチで凸部5aと、凹部5bとが交互に施され、その上から低融点金属6Aのデポジット加工が施されている点である。このような基板2Aに対し、低融点金属6Aがデポジットされると、凸部5aと、凹部5bの周囲に低融点金属6Aが回り込み、基板2Aと低融点金属6Aとの接触面積を増大させることができる。
That is, as shown in FIG. 3 (c), the
又、基板2Aの凹凸加工6Aの変形例として、例えば図3(d)のように、基板2Bの溶断部4Bに、凸部5cと、凹部5dとが交互に繰り返されてなる蛇腹加工5Bを施し、基板2Bの表面(又は/及び裏面)に低融点金属6Bをデポジットしたヒューズエレメント1Bとしても良い。
Further, as a modification of the
このように基板2Bに貫通孔を設ける代わりに、上記のような種々の凹凸加工5、5A、5Bを施しても、基板表面と低融点金属間の接触面瀬の増大化が達成され、両金属間での合金化を促進させることができ、速やかなる回路遮断が可能となり、実使用領域も増える。なお、本実施例2においても、実施例1で説明した図2の通電電流とその溶断時間との関係を有することは勿論である。
Thus, instead of providing a through hole in the substrate 2B, even if the above-described
なお、以上に説明した実施例1及び実施例2において、ヒューズエレメント1、1A、1Bは、その基板2、2A、2Bがいずれも平板状のものであったが、これら平板状の基板2、2A、2Bに代えて、後述の実施例3で説明する、全体形状が略U字状をしたメス形の差し込み式端子部11a(図4(a)参照)や、オス形の差し込み式端子部21(図4(b)参照)としても良いことは言うまでもない。
In the first and second embodiments described above, the
本実施例は、請求項2に記載のヒューズエレメント及び請求項3に記載のヒュージブルリンクの一実施例であり、図4を参照しながら説明する。
The present embodiment is one embodiment of the fuse element according to claim 2 and the fusible link according to
図4は、端子部が種々の形式をしたヒュージブルリンクを示すもので、このうち図4(a)は、端子部がメス形の差込タイプのものの縦断面図、図4(b)は、前述の端子部11aがオス形のねじ締めタイプとなったものの斜視図、図4(c)は、端子部が平板形の捩じ込みタイプのものの斜視図である。
FIG. 4 shows fusible links having various types of terminal portions. Among them, FIG. 4 (a) is a longitudinal sectional view of a plug-in type having a female terminal portion, and FIG. FIG. 4C is a perspective view of a screw-in type with a terminal portion of a flat plate, and FIG. 4C is a perspective view of the above-described
まず、図4(a)のメス形差込タイプのヒュージブルリンク10は、前述の実施例1及び実施例2で説明した溶断部4、4A、4Bのいずれかを有する、外形が略U字状をしたヒューズエレメント11と、このヒューズエレメント11の端子部11aを内部に収納するとともに、その溶断部11b側は開放され、底部12aは、その外部端子挿入孔12bを図示しない相手側機器の端子部に着脱可能に臨ませた絶縁樹脂製のハウジング12と、このハウジング12の開放側を閉塞する蓋体13とで構成されている。
First, the female plug-in type fusible link 10 shown in FIG. 4 (a) has one of the
すなわち、図4(a)のヒュージブルリンク10は、実施例1及び実施例2で説明した平板状のヒューズエレメント1、1A、1Bの取付孔3、3A、3Bを図4(a)のメス形端子部11aに代え、これを同図に示すように、略U字状に折り曲げ形成して本実施例のヒューズエレメント11とし、その全体をハウジング12に収納した上で、上から蓋体13で封止したものである。
That is, the fusible link 10 shown in FIG. 4A has the plate-
なお、ハウジング12と蓋体13とは、電気的導通を避けるため、絶縁樹脂製の材料が使用され、蓋体13は内部のヒューズエレメント11の溶断状況が視認できるように透明樹脂製にされている。
The
次の図4(b)のオス形差込タイプのヒュージブルリンク20は、端子部21がオス形のねじ締めタイプのもので、端子部21が露出している点を除き、溶断部がハウジング22内に収納され、蓋体23で封止されている点については図4(a)のメス形タイプのヒュージブルリンク10と同様である。
The male plug-in type
最後の図4(c)のヒュージブルリンク30は、実施例1及び実施例2で説明した平板状ヒューズエレメント1、1A、1Bの溶断部4、4A、4Bを両側からハウジング31で挟持し、オス形端子部30aを露出させた状態で上記溶断部4、4A、4Bを透明樹脂製の蓋体32で封止したものである。
The last
これらのヒュージブルリンク10、20、30によると、内部のヒューズエレメントを保護する種々の端子タイプのヒュージブルリンクが得られるとともに、ヒューズエレメントの溶断時には、実施例1及び実施例2で前述したヒューズエレメント溶断部4、4A、4Bの作用効果(速やかな回路遮断)を全く同様に発揮することができる。
According to these
1、1A、1B ヒューズエレメント(本発明)
2、2A、2B 基板
3、3A、3B 取付孔
4、4A、4B 溶断部
5 貫通孔
5A、5B 凹凸加工部
6、6A、6B 低融点金属
10 メス形差込タイプのヒュージブルリンク(本発明)
20 オス形差込タイプのヒュージブルリンク(本発明)
30 平板状捩じ込みタイプのヒュージブルリンク(本発明)
1, 1A, 1B fuse element (present invention)
2, 2A,
5A, 5B Concavity and
20 Male plug-in type fusible link (present invention)
30 Flat screw-in type fusible link (present invention)
Claims (3)
該ヒューズエレメントの前記溶断部に、前記溶断部と前記低融点金属との接触面積を増大させて合金化を促進させるべく、複数の孔加工又は凹凸加工が施されていることを特徴とするヒューズエレメント。 A fuse element in which both end portions are terminal portions, a fusing portion is provided between the terminal portions, and a low melting point metal is attached to the fusing portion,
A fuse having a plurality of holes or irregularities formed on the fusing portion of the fuse element to increase the contact area between the fusing portion and the low melting point metal to promote alloying. element.
該ヒューズエレメントの少なくとも溶断部を収納するとともに、該ヒューズエレメントの端子部を相手側機器の端子部に着脱可能に臨ませた絶縁樹脂製のハウジングと、
該ハウジング内に収納された、前記ヒューズエレメントの前記溶断部側を閉塞する蓋体と、からなることを特徴とするヒュージブルリンク。 The fuse element of claim 1 or claim 2;
A housing made of an insulating resin that accommodates at least the melted portion of the fuse element, and the terminal portion of the fuse element detachably faces the terminal portion of the counterpart device;
A fusible link comprising: a lid body which is housed in the housing and closes the fusing portion side of the fuse element.
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