JP2009199880A

JP2009199880A - ヒュージブルリンク

Info

Publication number: JP2009199880A
Application number: JP2008040225A
Authority: JP
Inventors: Junji Ido; 順二井戸
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2008-02-21
Filing date: 2008-02-21
Publication date: 2009-09-03

Abstract

【課題】溶断部の金属導体を侵食拡散させるための低融点金属を加締め作業なしで容易に設けることができるヒュージブルリンクを提供する。
【解決手段】導電路を形成する金属板の一部に溶断部を備え、該溶断部を上下方向に配置するヒュージブルリンクであって、幅Ｗ１の入力側部と、該入力側部の下端に連続すると共に前記幅Ｗ１より広幅Ｗ２とした半田塗布部と、該半田塗布部の下端に連続すると共に前記幅Ｗ１より細幅Ｗ３とした溶断部と、該溶断部の下端に連続した幅Ｗ１の出力側部とを、上下中心軸線を一致させて上下方向に段状に設け、前記半田塗布部の表面に前記金属板よりも低融点の半田を塗布し、許容通電量以上の通電時に前記金属板よりも前記半田を先に溶融させて自重で流下させ、該溶融半田により下側の溶断部の溶断速度を加速させる構成としている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ヒュージブルリンクに関し、詳しくは、過電流が流れたときに早急に溶断して回路を遮断し、電線等を保護するものである。

従来、自動車に搭載されるバッテリーから各電装品に電力を供給する回路には、過電流が流れるのを防止して回路を保護するためにヒューズやヒュージブルリンクが設けられている。
この種のヒューズとして、特開平５−１６６４５３号公報（特許文献１）において、図８に示すヒューズ１が提供されている。該ヒューズ１は、銅合金からなるコ字形状の金属導体２の両端に入力端子部２ａ、出力端子部２ｂを設けると共に、該入力端子部２ａと出力端子部２ｂを連結する溶断部２ｃに耳部２ｄを設け、該耳部２ｄにより溶断部２ｃに錫を主成分とする低融点金属チップ３を加締めて取り付けている。

前記特許文献１で提供されているヒューズ１によれば、ヒューズ１に過電流が流れると、低融点金属チップ３の錫が溶融し、この溶融した錫に溶断部２ｃの銅が侵食拡散して、銅の融点より低い温度でヒューズ１の溶断部２ｃを溶断させることができる。
しかしながら、前記ヒューズ１では、低融点金属チップ３を溶断部２ｃに加締めるための耳部２ｄを設けなければならず、ヒューズ１を構成する金属導体２の形状が複雑になる問題がある。また、低融点金属チップ３を耳部２ｄで加締める工程が必要となり作業工数が増加する問題がある。

特開平５−１６６４５３号公報

本発明は前記問題に鑑みてなされたものであり、溶断部の金属導体を侵食拡散させるための低融点金属を加締め作業なしで容易に設けることができるヒュージブルリンクを提供することを課題としている。

前記課題を解決するため、第一の発明として、導電路を形成する金属板の一部に溶断部を備え、該溶断部を上下方向に配置するヒュージブルリンクであって、
幅Ｗ１の入力側部と、該入力側部の下端に連続すると共に前記幅Ｗ１より広幅Ｗ２とした半田塗布部と、該半田塗布部の下端に連続すると共に前記幅Ｗ１より細幅Ｗ３とした溶断部と、該溶断部の下端に連続した幅Ｗ１の出力側部とを、上下中心軸線を一致させて上下方向に段状に設け、
前記半田塗布部の表面に前記金属板よりも低融点の半田を塗布し、許容通電量以上の通電時に前記金属板よりも前記半田を先に溶融させて自重で流下させ、該溶融半田により下側の溶断部の溶断速度を加速させる構成としていることを特徴とするヒュージブルリンクを提供している。

前記特許文献１では、低融点金属チップ３を加締め加工して金属板上に固着しているが、本発明では導電路を形成する金属板上に低融点金属からなる半田を塗布しているため、簡単に低融点金属を金属板上に取り付けることができ、作業工数を低減できると共に、金属板に圧着部を設ける必要がないため、金属板の形状を簡単にすることができる。
また、金属板を打ち抜き加工する際に、入力側部、半田塗布部、溶断部、出力側部となる部分の幅を段階的に変化させ、半田塗布部と溶断部とは区別して設けている。これは溶断させるために細幅Ｗ３とした溶断部に半田を塗布すると、溶融した半田により入力側部と出力側部とが連続して通電が遮断されない恐れがあり、かつ、細幅Ｗ３な溶断部に半田を塗布しても十分な量の半田を塗布できないことによる。よって、本発明では、広幅Ｗ２とした半田塗布部と細幅Ｗ３とした溶断部とを別とし、且つ連続して設けている。
このように、半田塗布部は入力側部および出力側部よりも広幅とし、溶断速度を加速させるに十分な半田の塗布を可能とし、該半田塗布部の下端に連続して細幅の溶断部を設けているため、過電流時に溶融する半田を溶断部に作用させることができる。
即ち、導電路に許容通電量以上の電流が流れると金属板よりも半田が先に溶融して、該溶融半田が自重で下方へ流れて下側の溶断部の金属と接触する。これにより、溶融半田に溶断部の金属が侵食拡散して溶断速度が加速され、金属板の融点より低い温度で溶断部を溶断することができる。

第二の発明は、第一の発明と金属板の打ち抜き形状を変えており、
幅Ｗ１の入力側部と、該入力側部の下端に連続すると共に前記幅Ｗ１より広幅Ｗ２とした半田塗布部と、該半田塗布部の下端に連続する前記幅Ｗ１の中央部に設けた貫通孔の両側の一対の細幅Ｗ３とした溶断部と、該溶断部の下端に連続した幅Ｗ１の出力側部とを、上下中心軸線を一致させて上下方向に設けている。
即ち、第二の発明では、貫通孔を設けることにより細幅な一対の溶断部を半田塗布部の下端に連続して設けている。該構成とすると、貫通孔の大きさを変えるだけで所要幅の溶断部を設けることができる。

第三の発明も、金属板の打ち抜き形状を変えており、
幅Ｗ１から漸次縮小する入力側部と、該入力側部の下端に連続すると共に幅Ｗ１より広幅Ｗ２とした半田塗布部と、該半田塗布部の下端中央より前記入力側部と上下対称形状に延在する部分の上端部の細幅Ｗ３の溶断部と、該溶断部に連続して漸次拡大していく出力側部とを、上下中心軸線を一致させて上下方向に設けている。
即ち、第三の発明では、半田塗布部を挟んで入力側部と出力側部とを上下対称形状に打ち抜き、半田塗布部の下端に連続する最小幅部を溶断部としている。

前記半田は前記溶断部の上端側にも連続して塗布し、該溶断部の半田の塗布面積は、溶断部の面積の１／２以下としていることが好ましい。

前記構成によれば、許容通電量以上の電流が流れて半田が溶融したときに、溶断部の溶融半田が半田塗布部の溶融半田が流れてくるよりも早い段階で溶断部の金属板と接触するため、溶断部の金属の侵食拡散を早めて、溶断速度をさらに加速させることができる。
かつ、前記溶断部の半田の塗布面積を溶断部の面積の１／２よりも大きくすると、溶断部が溶断しても半田を介して導電路が導通してしまうおそれがあるからである。

前記金属板は銅系金属からなり、前記半田塗布部に塗布する半田はＳｎ−Ａｇ合金で、Ｃｕを含有していないものであることが好ましい。
導電路となる金属板としては、一般的に導電率おより銅系金属板が用いられている。この銅系金属板を侵食拡散させるための半田にＣｕが含有されていると、この半田に含有されたＣｕにより金属板の侵食拡散作用が抑制される。よって、前記のように、Ｃｕを含有しない半田を用いることにより、金属板の侵食拡散を効率良く行って溶断速度を十分に加速させることができる。
また、Ａｇを含むＳｎ−Ａｇ合金からなる半田はぬれ性に優れているため、半田を金属板の広幅部に作業性良く塗布することができる。

例えば、Ｓｎ、ＡｇおよびＣｕの含有比率が９６．５：３．０：０．５の半田を用いた場合、金属板に許容通電量の１５０％の電流を流したときの溶断にかかった時間が３７７．５秒、許容通電量の２００％の電流を流したときの溶断にかかった時間が３６．１秒、許容通電量の３５０％の電流を流したときの溶断にかかった時間が１．４秒であった。
これに対し、Ｓｎ：Ａｇ：Ｃｕの含有比率が９６．５：３．５：０の半田を用いた場合、金属板に許容通電量の１５０％の電流を流したときの溶断にかかった時間が３１３．８秒、許容通電量の２００％の電流を流したときの溶断にかかった時間が２８．３秒、許容通電量の３５０％の電流を流したときの溶断にかかった時間が１．３秒であった。
このように、通電率が小さい程、Ｃｕを含まない半田を用いた場合とＣｕを含む半田を用いた場合にかかる溶断時間に大きな差が生じていた。

前記ＳｎとＡｇの配合比は、９８：２〜９５：５であることが好ましい。
前記Ａｇの配合量が、前記配合比より少ないと半田のぬれ性が悪く、前記配合比より多いと前記Ｓｎの配合量が減って前記金属板の侵食拡散作用が低下するからである。

本発明のヒュージブルリンクは、車載用の電気接続箱の内部に搭載され、
前記金属板は、入力側回路に複数の分岐回路を並列に備え、該各分岐回路の導電路に前記入力側部と、該入力側部の下端に前記溶断部、該溶断部の下端に連続する出力側部を備えているインテグレーティッドヒュージブルリンクとして好適に用いられる。
該インテグレーティッドヒュージブルリンクは、電気接続箱内において垂直方向に配置される場合が多い。よって、前記低融点金属からなる半田を塗布した半田塗布部を溶断部の上側に位置させ、加熱時に溶融する低融点金属を自重により溶断部へと流下させて溶断速度を加速させることができる。

前述したように、本発明によれば、金属板の溶断部の溶断速度を加速させるための低融点金属を半田とし、該半田を金属板の半田塗布部に塗布することにより設けているため、低融点金属を金属板に加締めて取り付ける必要がなく、作業工数を低減できると共に、金属板に圧着部を設ける必要がないため、金属板の形状を簡単にすることができる。
また、細幅の溶断部の上方に半田塗布部を設け、該半田塗布部に半田を塗布することにより、溶断部を細幅としながら、溶断速度を加速させるのに十分な量の半田を塗布できるようにしている。

本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図３に、本発明の第１実施形態を示す。
本実施形態のヒュージブルリンク１０は、車載用の電気接続箱の内部に搭載されるものであり、導電路を形成する金属板２０を樹脂製のハウジング１１に収容している。
図２に示すように、金属板２０に設けた入力側の端子部２１ａと、分岐させた複数の出力側の端子２２ｅをハウジング１１の下端面より突出させ、端子部２１ａを電源回路に接続し、各端子部２２ｅを負荷側回路に接続できる構成としている。

前記金属板２０は、銅系金属からなり、図１（Ａ）に示すように、１つの入力側回路２１と複数の分岐回路２２を並列に備え、これら入力側回路２１と分岐回路２２の上端を連結部２３で連結して一体形成している。分岐回路２２は許容通電量に応じて金属板の幅を相違させている。前記金属板２０の入力側回路２１の下端には入力端子部２１ａを設けている。

前記分岐回路２２は、上端から一定幅Ｗ１の入力側部２２ａ、幅Ｗ１より広幅Ｗ２とした半田塗布部２２ｂ、幅Ｗ１より細幅Ｗ３とした溶断部２２ｃ、幅Ｗ１とした出力側部２２ｄと、出力側部２２ｄよりも広幅とした出力端子部２２ｅを、上下方向に連続的に形成している。
即ち、前記入出力側部２２ａ、２２ｄの幅Ｗ１と半田塗布部２２ｂの幅Ｗ２と溶断部２２ｃの幅Ｗ３とは、図１（Ｂ）に示すように、Ｗ２＞Ｗ１＞Ｗ３としている。

また、これら入力側部２２ａ、半田塗布部２２ｂ、溶断部２２ｃ、出力側部２２ｄおよび出力端子部２２ｅの上下方向に延在する中心軸線Ｘを一致させている。該ヒュージブルリンク１０を電気接続箱に搭載したときに、これら入力側部２２ａ、半田塗布部２２ｂ、溶断部２２ｃ、出力側部２２ｄおよび出力端子部２２ｅが上下方向に配置される。

前記半田塗布部２２ｂの表面には、前記金属板２０よりも低融点の半田Ｈを塗布している。
前記半田ＨはＳｎ−Ａｇ合金で、Ｃｕを含有していないものとしている。前記ＳｎとＡｇの配合比は、９８：２〜９５：５としており、本実施形態では、９６．５：３．５としている。

前記した構成よりなるヒュージブルリンク１０では、金属板２０の分岐回路２２に許容通電量以上の電流が流れると、金属板２０よりも低融点の半田Ｈが先に溶融して、図３に示すように、溶融半田Ｈ’が自重で半田塗布部２２ｂから下方の溶断部２２ｃへ流れて溶断部２２ｃの金属と接触する。
これにより、溶融半田Ｈ’に溶断部２２ｃの銅が侵食拡散して溶断速度が加速され、金属板２０の融点より低い温度で溶断部２２ｃを溶断することができ、許容通電量以上の電流が流れたときに早急に回路を遮断することができる。

前記構成によれば、金属板２０の溶断部の溶断速度を加速させるための低融点金属を半田Ｈとし、該半田Ｈを金属板２０の半田塗布部２２ｂに塗布することにより設けているため、低融点金属を金属板２０に加締めて取り付ける必要がなく、作業工数を低減できると共に、金属板２０に圧着部を設ける必要がないため、金属板２０の形状を簡単にすることができる。
また、溶断部２２ｃの上方に半田塗布部２２ｂを設け、該半田塗布部２２ｂに半田Ｈを塗布しているため、溶断部を細幅としながら、溶断速度を加速させるのに十分な量の半田Ｈを塗布できるようにしている。

図４に、第１実施形態の変形例を示す。
本変形例では、半田塗布部２２ｂだけではなく、溶断部２２ｃの上端側にも連続して半田Ｈを塗布している。溶断部２２ｃの半田Ｈの塗布面積は、溶断部２２ｃの面積の１／２以下としており、本変形例では３０％程度としている。

前記構成によれば、前記金属板２０の分岐回路２２に許容通電量以上の電流が流れて半田Ｈが溶融したときに、溶断部２２ｃの溶融半田が半田塗布部２２ｂの溶融半田が流れてくるよりも早い段階で溶断部２２ｃの金属板と接触するため、溶断部２２ｃの金属の侵食拡散を早めて、溶断速度をさらに加速させることができる。
なお、他の構成及び作用効果は第１実施形態と同様のため、同一の符号を付して説明を省略する。

図５に、本発明の第２実施形態を示す。
本実施形態では、金属板２０の分岐回路２２の形状を第１実施形態と相違させている。即ち、一定幅Ｗ１の入出力側部２２ａと２２ｄの間に挟んで、該幅Ｗ１よりも広い幅Ｗ２の半田塗布部２２ｂを設け、該半田塗布部２２ｂの下端に連続する出力側部２２ｄに貫通穴２２ｆを設け、該貫通穴２２ｆの幅方向両側に溶断部２２ｃを設けている。

前記構成によれば、分岐回路２２に許容通電量以上の電流が流れた時に、図５（Ｂ）に示すように、半田Ｈが溶融し、該溶融半田Ｈ’が自重で半田塗布部２２ｂから下方の貫通穴２２ｆの両側の溶断部２２ｃへ流れて溶断部２２ｃの金属と接触し、溶融半田Ｈ’に溶断部２２ｃの金属が侵食拡散して溶断速度が加速される。
なお、本実施形態でも、第１実施形態の変形例のように半田Ｈを溶断部２２ｃの一部に塗布しておいてもよい。
他の構成及び作用効果は第１実施形態と同様のため、同一の符号を付して説明を省略する。

図６に、本発明の第３実施形態を示す。
本実施形態では、金属板２０の分岐回路２２の形状を前記実施形態と相違させている。即ち、半田塗布部２２ｂの上下端面の中央に上下対称形状の入出力側部２２ａと２２ｄを連続して設け、該連結位置から上方の入力側部２２ａは上方に向けて広がり、下方の出力側部２２ｄは下方に向けて広がっている。半田塗布部２２ｂの下端に連続する出力側部２２ｄの幅狭な上端側部分を溶断部２２ｃとしている。

前記構成としても、前記実施形態と同様、分岐回路２２に許容通電量以上の電流が流れたときに、半田Ｈが溶融し、該溶融半田が自重で下方の溶断部２２ｃへ流れて溶断部２２ｃの金属と接触し、溶融半田に溶断部２２ｃの金属が侵食拡散して溶断速度が加速される。
なお、本実施形態でも、第１実施形態の変形例のように半田Ｈを溶断部２２ｃの一部に塗布しておいてもよい。
他の構成及び作用効果は第１実施形態と同様のため、同一の符号を付して説明を省略する。

図７に、本発明の第４実施形態を示す。
本実施形態のヒュージブルリンク３０では、導電路を形成する金属板４０に入力側回路４１と出力側回路４２を１つずつ設け、これら入力側回路４１と出力側回路４２の上端を連結部４３で連結している。入力側回路４１と連結部４３の連続部分および出力側回路４２と連結部４３の連続部分は金属板４０を直角に折り曲げている。

前記出力側回路４２は、第１実施形態の各分岐回路と略同一形状としており、上端側から入力側部４２ａ、該入力側部４２ａより広幅の半田塗布部４２ｂ、入力側部４２ａより細幅な溶断部４２ｃ、入力側部４２ａと同一幅の出力側部４２ｄ、出力側部４２ｄよりも広幅の出力端子部４２ｅを順に上下方向に連続させて設けている。半田塗布部４２ｂの表面には第１実施形態と同様の半田Ｈを塗布している。
一方、入力側回路４１の下端には入力端子部４１ａを設けている。

前記金属板４０を樹脂製のハウジング３１に収容しており、金属板２０に設けた入力端子部４１ａと出力端子部４２ｅをハウジング３１の下端面より突出させている。

前記構成からなるヒュージブルリンク３０でも、前記実施形態と同様、許容通電量以上の電流が流れたときに、半田Ｈが溶融し、該溶融半田が自重で下方の溶断部４２ｃへ流れて溶断部４２ｃの金属と接触し、溶融半田に溶断部４２ｃの金属が侵食拡散して溶断速度が加速される。
なお、本実施形態でも、第１実施形態の変形例のように半田Ｈを溶断部４２ｃの一部に塗布しておいてもよい、
他の構成及び作用効果は第１実施形態と同様のため、同一の符号を付して説明を省略する。

本発明の第１実施形態の金属板を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は分岐回路の要部拡大図である。ヒュージブルリンクの正面図である。（Ａ）（Ｂ）は許容通電量以上の通電時に溶融半田が溶断部に流れた状態を示す図面である。第１実施形態の変形例を示す図面である。本発明の第２実施形態を示し、（Ａ）は半田溶融前の状態を示す図面、（Ｂ）は半田溶融後の状態を示す図面である。本発明の第３実施形態を示す図面である。本発明の第４実施形態を示し、（Ａ）はヒュージブルリンクの正面図、（Ｂ）は金属板の斜視図である。従来例を示す図面である。

符号の説明

１０、３０ヒュージブルリンク
２０、４０金属板
２１、４１入力側回路
２２分岐回路
２２ａ入力側部
２２ｂ半田塗布部
２２ｃ溶断部
２２ｄ出力側部
２２ｆ貫通穴
Ｈ半田
Ｈ’ 溶融半田

Claims

導電路を形成する金属板の一部に溶断部を備え、該溶断部を上下方向に配置するヒュージブルリンクであって、
幅Ｗ１の入力側部と、該入力側部の下端に連続すると共に前記幅Ｗ１より広幅Ｗ２とした半田塗布部と、該半田塗布部の下端に連続すると共に前記幅Ｗ１より細幅Ｗ３とした溶断部と、該溶断部の下端に連続した幅Ｗ１の出力側部とを、上下中心軸線を一致させて上下方向に段状に設け、
前記半田塗布部の表面に前記金属板よりも低融点の半田を塗布し、許容通電量以上の通電時に前記金属板よりも前記半田を先に溶融させて自重で流下させ、該溶融半田により下側の溶断部の溶断速度を加速させる構成としていることを特徴とするヒュージブルリンク。
導電路を形成する金属板の一部に溶断部を備え、該溶断部を上下方向に配置するヒュージブルリンクであって、
幅Ｗ１の入力側部と、該入力側部の下端に連続すると共に前記幅Ｗ１より広幅Ｗ２とした半田塗布部と、該半田塗布部の下端に連続する前記幅Ｗ１の中央部に設けた貫通孔の両側の一対の細幅Ｗ３とした溶断部と、該溶断部の下端に連続した幅Ｗ１の出力側部とを、上下中心軸線を一致させて上下方向に設け、
前記半田塗布部の表面に前記金属板よりも低融点の半田を塗布し、許容通電量以上の通電時に前記金属板よりも前記半田を先に溶融させて自重で流下させ、該溶融半田により下側の溶断部の溶断速度を加速させる構成としていることを特徴とするヒュージブルリンク。
導電路を形成する金属板の一部に溶断部を備え、該溶断部を上下方向に配置するヒュージブルリンクであって、
幅Ｗ１から漸次縮小する入力側部と、該入力側部の下端に連続すると共に幅Ｗ１より広幅Ｗ２とした半田塗布部と、該半田塗布部の下端中央より前記入力側部と上下対称形状に延在する部分の上端部の細幅Ｗ３の溶断部と、該溶断部に連続して漸次拡大していく出力側部とを、上下中心軸線を一致させて上下方向に設け、
前記半田塗布部の表面に前記金属板よりも低融点の半田を塗布し、許容通電量以上の通電時に前記金属板よりも前記半田を先に溶融させて自重で流下させ、該溶融半田により下側の溶断部の溶断速度を加速させる構成としていることを特徴とするヒュージブルリンク。
前記半田は前記細幅部の上端側にも連続して塗布し、該細幅部の半田の塗布面積は、細幅部の面積の１／２以下としている請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のヒュージブルリンク。
前記金属板は銅系金属からなり、前記広幅部に塗布する半田はＳｎ−Ａｇ合金で、Ｃｕを含有していないものである請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のヒュージブルリンク。
前記ＳｎとＡｇの配合比は、９８：２〜９５：５である請求項５に記載のヒュージブルリンク。
車載用の電気接続箱の内部に搭載され、
前記金属板は、入力側回路に複数の分岐回路を並列に備え、該各分岐回路の導電路に前記入力側部と、該入力側部の下端に前記溶断部と、該溶断部の下端に連続する出力側部を備えている請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のヒュージブルリンク。