JP2010257623A

JP2010257623A - ヒューズ

Info

Publication number: JP2010257623A
Application number: JP2009103769A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Shimizu; 明彦清水
Original assignee: Pacific Engineering Corp
Current assignee: Pacific Engineering Corp
Priority date: 2009-04-22
Filing date: 2009-04-22
Publication date: 2010-11-11

Abstract

【課題】筒状ケーシングの両端部にキャップを有することにより、筒状ケーシングの強度が確保されながらも端子部に対する電気的絶縁が可能な絶縁構造を有する主として車載用途のヒューズを提供する。
【解決手段】ヒューズ５０は、ヒューズエレメント1と、電気絶縁性の筒状ケーシング２と、キャップ体３とからなり、前記ヒューズエレメント１と前記キャップ体３との間に、電気絶縁体を介在させるか、またはキャップ体３自体を電気絶縁体で構成することにより、キャップ体３の端子部１ｂに対する電気絶縁性を長期にわたり確保する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ヒューズに関し、詳しくはその端子とキャップ間の絶縁構造に関する。

電気ヒューズは、ヒューズエレメントが溶断部の両側に端子部を有する形式のものである場合、その溶断部を電気絶縁性の筒状ケーシングで包囲するが、筒状ケーシングの両端部は外部部品と接触し易い位置であることから、通常、ケーシング保護のためにケーシング両端部に金属製のキャップを装着する。

この場合、キャップと端子部間の電気的絶縁が取れておらず、キャップと端子部間が同一電位（同一ポテンシャル）である場合もある（例えば、特許文献１、２）。

しかし、このような場合、図６（ａ）に示すように、左右の金属製キャップ５１、５１の外径がケーシング５２の外径よりも大きいと、他の金属性部材５３と同時接触して短絡する懸念があるため、どうしても他の金属製部材５３との間に一定の保安距離δを隔てて設置しなければならない。この保安距離δは、僅かな隙間程度のものでしかないが、ヒューズ５４の取付先が設置スペースの余裕のない車載用途等のものである場合には全く必要でない方が勿論好ましい。

また、図６（ｂ）に示すように、メンテンナンス中に作業者がスパナ５５等の工具を取り落とすことがよくあるが、かかる場合のスパナ５５が原因で両キャップ５１、５１間に短絡トラブルが発生する場合もある。このトラブルは、図の二点鎖線で示すように、ケーシング５２ａの外径がキャップ５１の外径よりも大きい場合においても起こりうるものである。

米国特許第４，１０１，８６０号明細書（図３の符号２８、３０）米国特許第５，０５５，８１７号明細書（図１の符号２４、２６）

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、筒状ケーシングの両端部にキャップを有することにより、筒状ケーシングの強度が確保されながらも端子部に対する電気的絶縁が可能な絶縁構造を有する主として車載用途のヒューズを提供することを目的とする。

上記課題を達成するため、本発明に係るヒューズは、溶断部の両側に端子部を有する金属製のヒューズエレメントと、前記ヒューズエレメントの溶断部を包囲する電気絶縁性の筒状ケーシングと、前記ヒューズエレメントの端子部を前記筒状ケーシングの側胴部から露出させた状態で前記筒状ケーシングの両端部に嵌着するキャップ体とを備えて成るヒューズであって、前記ヒューズエレメントと前記キャップ体との間に、電気絶縁体を介在させるか、または前記キャップ体自体を電気絶縁体で構成することにより、前記キャップ体の前記端子部に対する電気絶縁性を確保したことに特徴を有する。

本発明においては、ヒューズエレメントは特に限定するものではなく、種々の形式のものを用いることができる。また、ヒューズエレメントの各部構成部材の材質も特に限定するものではなく、例えば端子部については、銅、黄銅等の銅合金が、溶断部については、銅、銅合金、銀、亜鉛、錫、鉛及びこれら金属の合金等の溶断し易い公知の導電性金属を用いることができる。

また、本発明で言う上記「電気絶縁体」とは、特に限定するものではないが、本発明のヒューズは車載用途に供することを主目的としているから、定格直流電圧が４５０Ｖ、遮断電流が５０００Ａ程度の車載用途のヒューズとして電気絶縁性を長期に渡り良好に維持できるものを言う。具体的には、例えば合成樹脂（メラミン、エポキシ、フェノール、ユリア系合成樹脂）、セラミック、ガラス等の電気絶縁性材料が挙げられる。

なお、上記ヒューズエレメント及び電気絶縁体の構成材質については、以下の発明において述べるヒューズエレメント及び電気絶縁体についても同様である。

また、本発明に係るヒューズは、上記ヒューズにおいて、前記ヒューズエレメントの端子部が、溶断部側に、外周面が前記筒状ケーシングの肉厚範囲内に位置する円板を該筒状ケーシングの側胴部として一体に備えると共に、該側胴部の端子部側には、表面に定格電圧、定格電流等のヒューズ特定情報が記載されている絶縁パッドが嵌着され、該絶縁パッドの外周部の一部が、前記キャップ体と前記円板の外周面との間に介在していることにも特徴を有する。

また、本発明に係るヒューズは、上記ヒューズにおいて、前記筒状ケーシングが、その外筒部と、側胴部とが電気絶縁体で構成されていることにも特徴を有する。

また、本発明に係るヒューズは、上記ヒューズにおいて、前記ヒューズエレメントの端子部は、溶断部側に、外周面が前記筒状ケーシングの肉厚範囲内に位置する外径の円板を該筒状ケーシングの側胴部として一体に備えると共に、前記キャップ体の材質を電気絶縁体で構成し、該側キャップ体の外表面には、定格電圧、定格電流等のヒューズ特定情報が記載されていることにも特徴を有する。

さらに、本発明に係るヒューズは、上記ヒューズにおいて、前記キャップ体の材質を電気絶縁体で構成する構造にされていることにも特徴を有する。

本発明のヒューズによれば、ヒューズエレメントとキャップ体との間に電気絶縁体を介在させるか、または前記キャップ体自体を電気絶縁体で構成したことにより、キャップ体の端子部に対する電気絶縁性を長期にわたり良好に維持することができる。

したがって、従来技術のような外部部材との接触による短絡トラブルは生じることがない。

また、キャップ体叉は絶縁パッドの側面に、本発明のヒューズの型式、定格電圧、遮断電流、その他の品質、製造年月日、製造者名等のヒューズ特定情報を記載、刻印叉は別のラベルに記載して貼付等することができるので、製品及び品質管理に便利である。

本発明に係るヒューズの第１実施例の全体斜視図であり、図１（ａ）はその要部を破断した全体斜視図、図１（ｂ）は端子部近傍の主要構成部材の分解斜視図である。図２（ａ）は、図１（ａ）のヒューズの端子部近傍の縦断面図、図２（ｂ）は、その絶縁パッドの斜視図である。本発明に係るヒューズの第２実施例を示す図であり、図３（ａ）は、その端子部近傍の縦断面図、図３（ｂ）は、そのキャップ体近傍の斜視図である。本発明に係るヒューズの第３実施例を示す図であり、図４（ａ）は、その端子部近傍の縦断面図、図４（ｂ）は、そのキャップ体の一部波断部を有する斜視図である。本発明に係るヒューズの第４実施例を示す図であり、端子部近傍の縦断面図である。図６（ａ）および図６（ｂ）は、従来のヒューズの問題点を示す模式図である。

以下、本発明を実施するための形態をその一実施形態の図面を参照しながら具体的に説明する。

図１（ａ）は、本発明に係るヒューズの第１実施例の全体斜視図であり、その要部を破断した図、図１（ｂ）は、図１の端子部近傍の主要構成部材の分解斜視図である。

また、図２（ａ）は、図１（ａ）のヒューズの端子部近傍の縦断面図、図２（ｂ）は、本実施例の主要構成部材である絶縁パッド４の斜視図である。

図１（ａ）において、本発明に係るヒューズ５０の基本構成部材は、ヒューズエレメント１と、絶縁性材質から成る筒状ケーシング２と、筒状ケーシング２の両端部に嵌着されている金属製のキャップ体３と、電気絶縁性を有する絶縁パッド４と、筒状ケーシング２内に図示省略の孔から充填されている消弧剤５とから成る。

ヒューズエレメント１は、規定の電流に対し規定時間内で溶断する部材であり、本実施例では、両端部の取付孔１ａを有する刃形状端子部１ｂと、この刃形状端子部１ｂと一体に構成されている円板状側胴部１ｃと、この円板状側胴部間１ｃに固定され、両端部が「コ」の字状に折り曲げられた４本の金属製溶断片１ｄ（本発明でいう「溶断部」である。）とから構成されている。なお、金属製溶断片１ｄは、「コ」の字状に折り曲げたものに限らず、その他の実施態様として、図示は省略するが先端部が板状のものを円板状側胴部に設けたスリット内に入れ、半田付けする方法もある。

この金属製溶断片１ｄは、４本のうちそれぞれの対向する２片を間隔Ｌで対向させて円板状側胴部１ｃの裏面（金属製溶断片１ｄ側）に半田付け、ビス止め等の適当な固定手段で固定したもので、溶断時に発生するアークの消弧のために複数の小さな貫通孔１ｅが設けてある。

上記ヒューズエレメント１の構成部材のうち、両端子部１ｂ（円板状側胴部１ｃを含む）の材質は、例えば銅、黄銅等の金属が用いられ、溶断部の金属製溶断片１ｄは、銅、銅合金、銀、亜鉛、錫等の溶断し易い金属で構成されている。

図２（ａ）に示すように、筒状ケーシング２は、ヒューズエレメント１の金属製溶断片１ｄを包囲するため、外径がＤ_２で内径がＤ_１に形成された両端開口の筒状体であり、その材質は前述した公知の電気絶縁性材質で構成されている。

図１（ｂ）に示すように、上記円板状側胴部１ｃは、刃形状端子部１ｂと同一材質で一体に構成されたいわば円板であり、その外形寸法は外周面が筒状ケーシング２の肉厚範囲内に位置する外径ｄ_１（Ｄ_２＞ｄ_１＞Ｄ_１）と、軸方向厚みがｔに形成されている。

すなわち、本実施例のヒューズエレメント１は、円板状側胴部１ｃを有する左右一対の刃形状端子部１ｂ間に、上記４本の金属製溶断片１ｄが固定されて一体にされたものである。なお、金属製溶断片１ｄの数は、本実施例では４本であるが２本であってもよく、勿論、他形式の溶断片であっても良い。

再び図２（ａ）に示すように、絶縁パッド４は、外径が筒状ケーシング２の外径Ｄ_２と同じ外径Ｄ_２を有することにより面一に構成された、厚みｔを有する円板状のもので、その材質は、本実施例ではＰＢＴ、ＰＡ６Ｔ、ＰＡ６６、ＵＰ（不飽和ポリエステル）等の電気絶縁性材料で構成されている。

図１（ａ）に示すように、絶縁パッド４の中心部には、刃形状端子部１ｂが通過可能な程度の狭い四辺形の貫通孔４ｃが形成されており、その表面側には、キャップ体３が回り止め状態で嵌め合み可能な突出長さｔ_１の突出部４ａが形成され、突出部４ａの外周面には上下間隔がｈの回り止め面取部４ｂが貫通孔４ｃと平行に形成されている。

また、図２（ｂ）に示すように、絶縁パッド４の表面には、ヒューズ型式、定格電圧、定格電流、品質、製造年月日、製造者名等のヒューズ特定情報６が記載、刻印叉は別のラベルに記載されて貼付等がされている。なお、このヒューズ特定情報６は、その一部の情報を、色を変えて表示しても良いし、絶縁パッド４の全体を特定カラーに染色したものを用いてもよい。

一方、図２（ａ）に示すように、絶縁パッド４の裏面側は、端子部１ｂの円板状側胴部１ｃに嵌め込み可能な内径ｄ_１（Ｄ_２＞ｄ_１）と奥行きｔを有する凹部４ｅが形成されている。

キャップ体３は、本実施例においては筒状ケーシング２の両端部近傍と、絶縁パッド４の外周面とを外部からの接触事故等から保護するともに、筒状ケーシング２、円板状側胴部１ｃ及び絶縁パッド４が位置ずれしないように相互に固定するためのものである。

そして、図１（ｂ）に示すように、キャップ体３の端子部１ｂ側には、上記絶縁パッド４の突出部４ａと同様形状で、かつ、嵌め込み可能な内寸法ｈの孔３ａが形成された厚みがｔ_１の鍔部３ｂが形成されている。一方、筒状ケーシング２側には、図２（ａ）に示すように、鍔部３ｂを絶縁パッド４の突出部に嵌め込んだ状態でその端部３ｃが、筒状ケーシング２にまで十分届く長さのキャップ本体部３ｄを有している。

本実施例のヒューズ５０を組み立てるには、図１（ｂ）において、まず、絶縁パッド４の突出部４ａをキャップ体３の孔３ａに嵌め込んで両部材を結合し、結合した絶縁パッド４の貫通孔４ｃに円板状側胴部１ｃと一体になっている刃形状端子部１ｂを差し込むことにより、キャップ体３、絶縁パッド４及び円板状側胴部１ｃをこの順に一体に結合する。

次に、これら部材の軸心が垂直となるように積み上げ状態に起こし、最上部の円板状側胴部１ｃの裏面に、４本の金属製溶断片１ｄの「コ」の字状先端部を対向間隔Ｌで半田付けする。この場合、前述したように、金属製溶断片１ｄの先端部が板状のものである場合は、予め円板状側胴部１ｃの裏面に上記間隔Ｌで設けてある溝内に差し込んで半田付けする。

次に、その上から筒状ケーシング２を金属製溶断片１ｄに被せ、周囲の空間に消弧剤５を充填した後、金属製溶断片１ｄの反対側の「コ」の字状先端部に半田付け材料を塗り、その上から他方の円板状側胴部１ｃを載置し、円板状側胴部１ｃを加熱してその裏面の金属製溶断片１ｄを円板状側胴部１ｃに半田付けする。この場合、金属製溶断片１ｄ先端部が板状のものである場合は、円板状側胴部１ｃの裏面の溝内に先端部を差し込んで半田付けする。

次に、絶縁パッド４をその貫通孔４ｃから刃形状端子部１ｂが露出するように差し込み、キャップ体３を筒状ケーシング２の他端部に被せる。

最後に、キャップ本体部３ｄの端部３ｃを図示しないダイス等の適当な圧縮工具により縮径させて加締め、或はケーシング両端の円周部表面及び／叉はキャップ体端部３ｃ内側表面に接着剤を塗布する等の方法で、筒状ケーシング２にしっかりと固定することにより、本実施例のヒューズが得られる。

このように本実施例のヒューズ５０によれば、絶縁体から成る絶縁パッド４がいずれも金属製の円板状側胴部１ｃとキャップ体３との間にあって、金属製の円板状側胴部１ｃの外周面を包囲する態様（Ｄ_２＞ｄ_１）で介在しているので、キャップ体３の端子部１ｂに対する電気絶縁性を十分に確保することができ、従来技術のような短絡トラブルは生じることがない。

すなわち、本発明のヒューズ５０の用途は、前述したように主として車載用途で、その定格電圧は直流４５０Ｖ、遮断電流は５０００Ａ程度であるが、絶縁パッド４が前述の材質で構成された厚みＳのものであれば、ヒューズエレメント１の端子部とキャップ体３間に介在して全く問題のない電気絶縁性を長期にわたって維持することができるのである。

また、ヒューズエレメント１の円板状側胴部１ｃは、その外周面が筒状ケーシング２の肉厚範囲内に位置しているので、軸方向の位置ズレが生じないうえ、絶縁パッド４表面と面一状態に形成されているキャップ体３の鍔部３ｂにより、筒状ケーシング２に対して回り止め状態に保持されているので、軸心回りの位置ズレが生じることもない。

さらに、キャップ体３の側面には、ヒューズ特定情報を記載等することができるから、製品及び品質管理に便利である。

本実施例のヒューズ５０Ａは、本発明の第２実施例であり、図３（ａ）は、その端子部近傍の縦断面図、図３（ｂ）は、そのキャップ体３Ａ近傍の斜視図である。なお、これらの図においても、前述の実施例１と同じ部材は同じ符号を用いている。

本実施例のヒューズ５０Ａは、前述の実施例１の変形例であり、基本的には実施例１と同様の構成を有する。すなわち、キャップ体３Ａが実施例１と同様に金属製のものであり、ヒューズエレメント１Ａの端子部１ｂとキャップ体３Ａ間が後述する電気絶縁性の絶縁パッド４Ａで絶縁されている点である。

本実施例のヒューズ５０Ａが実施例１のヒューズ５０と異なる点は、実施例１ではヒューズエレメント１の溶断部が４枚の溶断片１ｄからなる形式のものであったのに対し、本実施例では一枚の溶断片１ｆの両側に端子部１ｂが固定され、端子部１ｂの溶断片１ｆ側に実施例１の円板状側胴部１ｃを有しない点である。

また、絶縁パッド４Ａについては、端子部１ｂ側にキャップ体３Ａとの嵌合部である突出部４Ａａが形成され、外径が筒状ケーシング２の外径Ｄ_２と一致する外径Ｄ_２を有する点では一致するものの、絶縁パッド４Ａの筒状ケーシング２側が筒状ケーシング２の内周面にまで突出している突出部４Ａｂを有する点で相違する。

また、実施例１では、キャップ体３の筒状ケーシング２に対する固定方法は、筒状ケーシング２の端部３ｃを加締める手段によっていたが、本実施例では接着剤により固定されている点が異なる。上記以外の点については、実施例１と同様であり、組み立て方法も実施例１の場合と同様である。

このように、本実施例２においても、ヒューズエレメント１Ａの端子部１bと、金属製キャップ体３Ａ間に電気絶縁体からなる絶縁パッド４Ａが介在して両部材間の電気絶縁性が確保されているので、実施例１と同様の作用効果を奏することができ、従来技術のような短絡トラブルは全く生じることがない。

本実施例のヒューズ５０Ｂは、本発明の第３実施例であり、図４（ａ）は、その端子部近傍の縦断面図、図４（ｂ）は、そのキャップ体３Ａの一部波断部を有する斜視図である。本実施例においても、前述の実施例１と同じ部材は同じ符号を用いている。

図４（ａ）に示すように、本実施例のヒューズ５０Ｂは、ヒューズエレメント１Ｂとして前述の実施例１とほぼ同一形式のものを用いているが、実施例１のヒューズ５０と異なる点は、本実施例のものはその円板状側胴部の外径Ｄ_２が筒状ケーシング２の外径Ｄ_２と一致する点、および円板状側胴部４Ｂの端子部１ｂ側表面に実施例１の絶縁パッド４が設けられておらず、キャップ体３Ａ自体が前述の絶縁パッド４と同様の電気絶縁性材料で構成され、そして、図４（ｂ）に示すように、その端子部１ｂ側は、中心部の貫通孔３Ａａ以外は全て鍔部３Ａｂで覆われている点にある。

また、図４（ｂ）に示すように、キャップ体３の側面には、実施例１で説明したのと同様のヒューズ特定情報６が記載等されている。

本実施例のヒューズ５０Ｂによれば、キャップ体３Ａ自体が電気絶縁性材料で構成されているので、キャップ体３Ａの端子部１ｂに対する電気絶縁性を確保することができ、前述の実施例１、２と同様の作用効果を奏することができ、従来技術のような短絡トラブルも生じることがない。

本実施例のヒューズ５０Ｃは、本発明の第４実施例であり、図５はその端子部１ｂ近傍の縦断面図である。本実施例においても、前述の実施例１と同じ部材は同じ符号を用いている。

本実施例のヒューズ５０Ｃは、前述の実施例３の変形例であり、基本的には実施例３と同様の構成を有する。すなわち、キャップ体３Ｃ自体が電気絶縁性材料で構成されている点である。

実施例３と異なる点は、ヒューズエレメントの形式にある。すなわち、実施例３では溶断部が４枚の溶断片１ｄからなる形式のものであったのに対し、本実施例では一枚の溶断片１ｄの両側に端子部１ｂが固定され、実施例１の円板状側胴部１ｃを有しない実施例２とほぼ同一形式のものを用いている点である。

本実施例のヒューズ５０Ｃにおいてもキャップ体３Ｃ自体が電気絶縁性材料で構成されているので、キャップ体３Ｃの端子部１ｂに対する電気絶縁性を良好に確保することができ、従来技術のような短絡トラブルも生じることがない。

以上に本発明の種々の実施形態を説明したが、これらは本発明の一例であって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変形、応用することができ、これらの変形、応用例も本発明の範囲に含まれることは勿論である。

１〜１Ｃヒューズエレメント
２筒状ケーシング
３〜３Ｃキャップ体
４〜４Ｃ絶縁パッド
５消弧剤
６ヒューズ特定情報
５０〜５０Ｃヒューズ（本発明）

Claims

溶断部の両側に端子部を有する金属製のヒューズエレメントと、前記ヒューズエレメントの溶断部を包囲する電気絶縁性の筒状ケーシングと、前記ヒューズエレメントの端子部を前記筒状ケーシングの側胴部から露出させた状態で前記筒状ケーシングの両端部に嵌着するキャップ体とを備えて成るヒューズであって、
前記ヒューズエレメントと前記キャップ体との間に、電気絶縁体を介在させるか、または前記キャップ体自体を電気絶縁体で構成することにより、前記キャップ体の前記端子部に対する電気絶縁性を確保したことを特徴とするヒューズ。
前記ヒューズエレメントの端子部は、溶断部側に、外周面が前記筒状ケーシングの肉厚範囲内に位置する円板を該筒状ケーシングの側胴部として一体に備えると共に、
該側胴部の端子部側には、表面に定格電圧、定格電流等のヒューズ特定情報が記載されている絶縁パッドが嵌着され、
該絶縁パッドの外周部の一部が、前記キャップ体と前記円板の外周面との間に介在していることを特徴とする請求項１記載のヒューズ。
前記筒状ケーシングは、その外筒部と、側胴部とが電気絶縁体で構成されていることを特徴とする請求項１記載のヒューズ。
前記ヒューズエレメントの端子部は、溶断部側に、外周面が前記筒状ケーシングの肉厚範囲内に位置する外径の円板を該筒状ケーシングの側胴部として一体に備えると共に、
前記キャップ体の材質を電気絶縁体で構成し、
該側キャップ体の外表面には、定格電圧、定格電流等のヒューズ特定情報が記載されていることを特徴とする請求項１記載のヒューズ。
前記キャップ体は、前記筒状ケーシングの側胴部を一体に備えると共に、該キャップ体の材質が電気絶縁体で構成されていることを特徴とする請求項１記載のヒューズ。