JP2010257836A - ヒューズおよびヒューズの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ヒューズエレメントと消弧剤とを備えて構成されたヒューズおよびこのヒューズの製造方法において、ヒューズを製造するときにヒューズエレメントに加わる外力を極力無くする。
【解決手段】可溶部５を具備したヒューズエレメント３と、予め所定の形状に成形されて、ヒューズエレメント３の可溶部５を覆うように設置された消弧剤７と、ヒューズエレメント３に設置されている消弧剤７を覆っている外側ケース９とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ヒューズおよびヒューズの製造方法に係り、特に、消弧剤を備えたものに関する。

従来、図９で示すように、金属平板から打ち抜き加工された金属片によって構成され且つ通電電流の大きさに応じて溶断する溶断部２０２と、その溶断部２０２と正極側及び負極側の両端子部とを夫々通電可能に連結するための連結部２０４と、溶断部２０２を被覆する絶縁性の被覆部２０６と、その被覆部２０６内に充填される消弧剤によって構成され且つ溶断部２０２の溶断に際して発生するアークを冷却すると共に消弧させる消弧部２０８とを備えており、連結部２０４が、溶断部２０２と同一体の金属片によって構成され且つ其の金属片が積層に折り畳まれているヒューズ２００が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２００２−３２９４５６号公報

ところで、上記従来のヒューズ２００では、消弧部（ペレット状の消弧剤）２０８と、溶断部２０２および連結部２０４で構成されたエレメントとをプレスによって押し固めた後に焼結しているので、プレスをするときにエレメント（ヒューズエレメント；溶断部２０２および連結部２０４）に負荷（外力）が加わってしまうという問題がある。

そして、負荷が加わることによってヒューズエレメントに永久歪が発生し、ヒューズの形状精度が悪化するおそれがある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ヒューズエレメントと消弧剤とを備えて構成されたヒューズおよびこのヒューズの製造方法において、ヒューズを製造するときにヒューズエレメントに加わる外力を極力無くすることができるヒューズおよびこのヒューズの製造方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、可溶部を具備したヒューズエレメントと、予め所定の形状に成形されて、前記ヒューズエレメントの可溶部を覆うように設置された消弧剤と、前記ヒューズエレメントに設置されている消弧剤を覆っている外側ケースとを有するヒューズである。

請求項２に記載の発明は、可溶部を具備したヒューズエレメントを成形するヒューズエレメント成形工程と、ペレット状もしくは粉体状もしくは粒状の消弧剤を結合することによって所定の形状に成形する消弧剤成形工程と、前記ヒューズエレメント成形工程で成形されたヒューズエレメントの可溶部を覆うように、前記消弧剤成形工程で成形された消弧剤を設置する消弧剤設置工程と、前記消弧剤設置工程で前記ヒューズエレメントに設置された消弧剤を覆うように、外側ケースを設置する外側ケース設置工程とを有するヒューズの製造方法である。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のヒューズの製造方法において、前記消弧剤成形工程は、下型と上型とでペレット状もしくは粉体状もしくは粒状の消弧剤を圧縮した後に焼結して、所定形状の消弧剤を成形する工程であると共に、前記消弧剤の形状が変更になった場合、前記上型のみの形状を変更して消弧剤を成形する工程であるヒューズの製造方法である。

本発明によれば、ヒューズエレメントと消弧剤とを備えて構成されたヒューズおよびこのヒューズの製造方法において、ヒューズを製造するときにヒューズエレメントに加わる外力を極力無くすることができるという効果を奏する。

本発明の実施形態に係るヒューズの概略構成を示す斜視図である。 図１におけるＩＩ−ＩＩ断面を示す図である。 ヒューズに使用される消弧剤を成形するための金型の概略構成を示す斜視図である。 下型と上型とを用いた消弧剤の成形を示す図である。 ヒューズエレメントと消弧剤の分解斜視図である。 ヒューズエレメントの変形例を示す図である。 上型の変形例を示す図である。 消弧剤の変形例を示す図である。 従来のヒューズの概略構成を示す断面図である。

図１は、本発明の実施形態に係るヒューズ１の概略構成を示す斜視図であり、図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ断面を示す図である。

図３は、ヒューズ１に使用される消弧剤７（７Ａ，７Ｂ）を成形するための金型の概略構成を示す斜視図であり、図３（ａ）では、下型（下金型）１３を示してあり、図３（ｂ）では、上型（上金型）１５を示してある。

図４は、下型１３と上型１５とを用いた消弧剤７の成形を示す図であり、図５は、ヒューズエレメント３と消弧剤７Ａ，７Ｂの分解斜視図である。

ヒューズ１は、ヒューズエレメント（バスバー）３と消弧剤７（７Ａ，７Ｂ）と外側ケース９（９Ａ，９Ｂ）とを備えている。

ヒューズエレメント３は、可溶部（溶断部）５と、この可溶部５の一端部に設けられた連結部１１（１１Ａ）と、可溶部５の他端部に設けられた連結部１１（１１Ｂ）とを備えて構成されている。可溶部５は、従来の溶断部と同様に、可溶部５に流れる電流の大きさに応じて溶断する部位である。

消弧剤（消弧部）７（７Ａ，７Ｂ）は、従来の消弧部と同様に可溶部５の溶断に際して発生するアークを冷却すると共に消弧させるものであり、ペレット状もしくは粉体状もしくは粒状の消弧剤を焼結等によって結合することにより、所定の形状に成形されている。

そして、予め所定の形状に成形された消弧剤（ヒューズエレメント３への設置前に所定の形状に成形されている消弧剤）７Ａが、ヒューズエレメント３の可溶部５の一方の側を覆うように設置されており、予め所定の形状に成形された消弧剤（ヒューズエレメント３への設置前に所定の形状に成形されている消弧剤）７Ｂが、ヒューズエレメント３の可溶部５の他方の側を覆うように設置されている。

外側ケース９（９Ａ，９Ｂ）は、絶縁性を備えた剛性の高い材料（たとえば、高強度樹脂）で構成されており、ヒューズエレメント３に設置されている各消弧剤７Ａ，７Ｂを覆っている。外側ケース９で覆うことによって、ヒューズエレメント３と各消弧剤７と外側ケース９とが一体化されていると共に、各連結部１１（１１Ａ，１１Ｂ）が外側ケース９から突出している。

ヒューズエレメント３は、たとえば、上記特許文献１（特開２００２−３２９４５６号公報）に記載されているように、薄い板状の金属の素材をプレス成形等することによって、細長い矩形な平板状に形成されている。そして、長手方向の両端部に連結部１１（１１Ａ，１１Ｂ）が形成されており、長手方向の中間部に可溶部５が形成されている。

消弧剤７Ａは、たとえば、半円柱状に成形されている。すなわち、消弧剤７Ａは、直径の値がヒューズエレメント３の幅の値とほぼ等しく、高さの値が可溶部５の長さの値よりも大きくヒューズエレメント３全体の長さの値よりも小さい円柱を、この軸を含む平面で等分割したときに得られる２つの立体のうちの１つの立体に近似した形状に形成されている。

そして、消弧剤７Ａは、消弧剤７Ａの平面状の側面と可溶部５の厚さ方向の一方の面および連結部１１（１１Ａ，１１Ｂ）の一部とがお互いに面接触するようにして、ヒューズエレメント３に設置されている。この設置完了状態では、消弧剤７Ａの高さ方向がヒューズエレメント３の長手方向とがお互いに一致し、消弧剤７Ａの高さ方向の中央とヒューズエレメント３の長手方向の中央とがお互いに一致していると共に、消弧剤７Ａの平面状の側面の幅方向とヒューズエレメント３の幅方向とがお互いに一致し、消弧剤７Ａの平面状の側面の幅方向の中央とヒューズエレメント３の幅方向の中央がお互いに一致している。

消弧剤７Ｂも、消弧剤７Ａと同じ形状に形成されており、ヒューズエレメント３の厚さ方向の他方の側に、消弧剤７Ａと同様にして対称に設けられている。したがって、各消弧剤７Ａ，７Ｂが設けられている部位は、円柱状に形成されていて、各消弧剤７Ａ，７Ｂがヒューズエレメント３を挟んでいる。

外側ケース９は、円筒状の筒状部９Ａと、２つの円板状の円板状部９Ｂとで構成されている。そして、筒状部９Ａは、各消弧剤７Ａ，７Ｂが設けられている円柱状の部位が内側に入り、各消弧剤７Ａ，７Ｂが筒状部９Ａの内壁に接するようにして設けられている。また、円板状部９Ｂは、筒状部９Ａの軸方向の両端部を塞ぐようにして設けられている。

次に、ヒューズ１の製造工程について説明する。

まず、可溶部５と連結部１１とを具備したヒューズエレメント３をたとえばプレス成形によって成形する。

また、図４に示すように、ヒューズエレメント３の成形とは別に、消弧剤７（７Ａ，７Ｂ）を、型１３，１５を用いて、所定の形状（たとえば、上述した半円柱状）に成形する。

続いて、可溶部５を覆うように、成形された消弧剤７Ａ，７Ｂを設置し（図５参照）、ヒューズエレメント３に設置された消弧剤７（７Ａ，７Ｂ）を覆うように、外側ケース９を設置する。

なお、消弧剤７（７Ａ，７Ｂ）の成形では、下型１３と上型１５とでペレット状もしくは粉体状もしくは粒状の消弧剤を圧縮した後に焼結して、半円柱状の消弧剤７（７Ａ，７Ｂ）を形成している。

また、下型１３と上型１５とで消弧剤を成形するときには（消弧剤を押し固めるときには）、低融点のバインダー（接着剤）が使用されている。たとえば、セラミック系の消弧剤を採用する場合、１３００℃以上の温度で焼結がなされるので（特開平８−３６９３８号公報、段落［００１５］参照）、１３００℃以下の温度で成分が蒸発するバインダーを使用している。なお、バインダーの成分として、耐アーク性を備えた酸化アルミニウム、二酸化珪素等を含有するものを使用し、消弧剤同士を固めることで、耐熱衝撃性が向上される。

ところで、消弧剤７の形状が変更になった場合、上型１５のみの形状を変更して消弧剤７を成形するようになっている。

たとえば、図６（ａ）で示すヒューズエレメント（図５等で示されているヒューズエレメント）３において、可溶部５の幅を狭くして、図６（ｂ）で示すヒューズエレメント３ａのようにしてある。

このときに、下型１３の形状をそのままにし、図７で示すように、上型１５のみの形状を変更して消弧剤７の形状を変えることにより対応している。すなわち、図７（ａ）で示す上型（図３等で示されている上型）１５において、突部の中間部の幅を狭くして、図７（ｂ）で示す上型１５ａにようにして対応している。

このように突部の形態が変更された上型１５ａと下型１３とを用いて形成された消弧剤７Ｃは、図８で示すような形態になる。すなわち、消弧剤７Ｃは、平面状の側面の長手方向の中央部であって幅方向の両端部に、一対の直方体状の凸部１７が一体で形成されている。そして、図６（ｂ）で示すヒューズエレメント３ａに図８で示す消弧剤７Ｃを設置したときには、ヒューズエレメント３ａの一対の凹部１９に、消弧剤７Ｃの一対の凸部１７が、隙間を生じさせないようにして入り込むようになっている。

ヒューズ１によれば、消弧剤７を予め成形してあるので、ヒューズ１を製造するときにヒューズエレメント３に加わる外力をほぼ無くすることができる。そして、ヒューズエレメント３に永久歪が発生することを防止することができ、ヒューズ１の形状精度を良好なものにすることができる。また、消弧剤７を予め成形してあるので、ヒューズ１の組み立てが容易になっている。さらに、消弧剤７を覆うように強度の高い外側ケース９を設けてあるので、焼結された消弧剤７が、強度を備えている必要はなく組み立て時にのみ形が崩れなければよく、もろくなっていてもよい。

また、ヒューズ１によれば、ペレット状等の消弧剤を、半円柱状等の一定の形状に予め成形することによって、一定形状・一定量の消弧剤を、ヒューズ１に使用することができる。さらに、消弧剤７を成形すべくペレット状等の消弧剤を金型（下型１３、上型１５）に充填したときに存在するペレット間の空間に、焼結することでバインダーの成分が加わり、成形された消弧剤７の耐衝撃性が高くなる。

また、ヒューズ１によれば、消弧剤７の形状が変更になった場合、上型１５のみの形状を変更して消弧剤を成形するので、金型の製作費を低減させることができる。

１ ニューズ
３、３ａ バスバー
５ 可溶部
７（７Ａ、７Ｂ） 消弧剤
９（９Ａ、９Ｂ） 外側ケース
１１（１１Ａ、１１Ｂ） 連結部
１３ 下型
１５ 上型

Claims (3)

1. 可溶部を具備したヒューズエレメントと；
   予め所定の形状に成形されて、前記ヒューズエレメントの可溶部を覆うように設置された消弧剤と；
   前記ヒューズエレメントに設置されている消弧剤を覆っている外側ケースと；
   を有することを特徴とするヒューズ。
2. 可溶部を具備したヒューズエレメントを成形するヒューズエレメント成形工程と；
   ペレット状もしくは粉体状もしくは粒状の消弧剤を結合することによって所定の形状に成形する消弧剤成形工程と；
   前記ヒューズエレメント成形工程で成形されたヒューズエレメントの可溶部を覆うように、前記消弧剤成形工程で成形された消弧剤を設置する消弧剤設置工程と；
   前記消弧剤設置工程で前記ヒューズエレメントに設置された消弧剤を覆うように、外側ケースを設置する外側ケース設置工程と；
   を有することを特徴とするヒューズの製造方法。
3. 請求項２に記載のヒューズの製造方法において、
   前記消弧剤成形工程は、下型と上型とでペレット状もしくは粉体状もしくは粒状の消弧剤を圧縮した後に焼結して、所定形状の消弧剤を成形する工程であると共に、前記消弧剤の形状が変更になった場合、前記上型のみの形状を変更して消弧剤を成形する工程であることを特徴とするヒューズの製造方法。

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