JP2013229213A - ヒューズユニット及び可溶体カバー - Google Patents

Abstract

【課題】 高温の低融点金属が可溶体カバーの内面上に落下しても、低融点金属が可溶体カバーを突き破って外部に落下する事態を防止できるヒューズユニット及びこれに用いられる可溶体カバーを提供する。
【解決手段】本発明に係るヒューズユニット１は、低融点金属としてのすず１３が装着された可溶体１２を有する導電性のバスバー１０と、バスバー１０を被覆するとともに、可溶体１２を露出させる開口部２１が形成された絶縁性のハウジング２０と、開口部２１を覆うようにハウジング２０に着脱可能に装着される可溶体カバー３０とを備える。可溶体カバー３０は、可溶体カバー３０の少なくともすず１３の重力方向に位置する内表面３１Ａ又は外表面３１Ｂから突出する複数の凸部３５を備える。複数の凸部３５の間隔（Ｓ）は、すず１３よりも小さい。
【選択図】図３

Description

本発明は、ヒューズユニット及び可溶体カバーに関し、特に、車両に搭載されるバッテリに直付けされるタイプのヒューズユニット及びこれに用いられる可溶体カバーに関する。

従来から、車両に搭載されるバッテリに直付けされるタイプのヒューズユニットについて、様々な提案がなされている。この種のヒューズユニットは、バッテリポスト（不図示）にバッテリ端子（不図示）を介して固定されるものであり、導通性のバスバーと、バスバーを覆う絶縁性のハウジングとを備えている。

バスバーは、各接続部への定格以上の電流（いわゆる、過電流）を阻止する可溶体を備えており、この可溶体には、バスバーよりも融点の低い金属（例えば、すず）によって形成される低融点金属（以下、単に「すず」と称する）が装着されている。

ハウジングには、すずを露出させる開口部が区画形成されており、この開口部は、その上下面を開口した直方体状の部品収容空間によって構成されている。そして、開口部は、ハウジングに装着可能な透過性の可溶体カバーで塞がれている。

可溶体カバーは、開口部の上下の開口を覆う一対の板状部と、一対の板状部の基端側を連結する連結板部とを備えており、側面視でコ字状に形成されている。この可溶体カバーは、開口部内の可溶体を視認可能なように覆うことができるとともに、開口部の両方の開口を閉塞して、塵挨、水等から可溶体を保護できる。

特開２０１０−９５２１４号公報

しかしながら、上述した従来のヒューズユニットでは、レアショートによる溶断時には、すずの両側でバスバーが急激に発熱し、該すずの両側でバスバーが溶断してしまう恐れがあった。この場合、高温のすずが可溶体カバーの内面上に落下し、すずの熱によりすずが可溶体カバーを突き破って外部に落下する事態が想定される。

そこで、本発明は、高温の低融点金属が可溶体カバーの内面上に落下しても、低融点金属が可溶体カバーを突き破って外部に落下する事態を防止できるヒューズユニット及びこれに用いられる可溶体カバーの提供を目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、低融点金属（すず１３）が装着された可溶体（可溶体１２）を有する導電性のバスバー（バスバー１０）と、前記バスバーを被覆するとともに、前記可溶体を露出させる開口部（開口部２１）が形成された絶縁性のハウジング（ハウジング２０）と、前記開口部を覆うように前記ハウジングに着脱可能に装着される可溶体カバー（可溶体カバー３０）とを備えるヒューズユニット（ヒューズユニット１）であって、前記可溶体カバーは、前記可溶体カバーの少なくとも前記低融点金属の重力方向に位置する面（内表面３１Ａ又は外表面３１Ｂ）から突出する複数の凸部（凸部３５）を備え、複数の前記凸部の間隔（Ｓ）は、前記低融点金属よりも小さいことを要旨とする。

かかる特徴によれば、可溶体カバーに設けられた複数の凸部の間隔は、低融点金属よりも小さい。これにより、高温の低融点金属及びバスバーの一部が可溶体カバーの内面上に落下しても、凸部或いはカバー表面により低融点金属及びバスバーの一部が支持される。このため、低融点金属が可溶体カバーを突き破って外部に落下する事態を防止できる。

加えて、可溶体カバーの一面を単に厚くする場合と比較して、可溶体カバーの材料費を削減できて製造コストを低減でき、かつ、ヒューズユニットの軽量化をも実現できる。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係るヒューズユニットであって、前記可溶体カバーは、コ字形状に形成されており、複数の前記凸部は、前記可溶体カバーの内表面（内表面３１Ａ）に形成されることを要旨とする。

かかる特徴によれば、複数の前記凸部は、可溶体カバーの内表面に形成される。これにより、高温の溶断された低融点金属及びバスバーの一部が可溶体カバーの内表面上に落下しても、低融点金属及びバスバーの一部が凸部に支持され、可溶体カバーの内表面（凹部に対応する表面）が溶損することを防止できる。

本発明の第３の特徴は、本発明の第１又は第２の特徴に係るヒューズユニットであって、複数の前記凸部は、リブ状に形成されることを要旨とする。

かかる特徴によれば、複数の凸部は、リブ状に形成される。これにより、複数の凸部が複雑な形状である場合と比較して、可溶体カバーに複数の凸部を容易に形成できるとともに、複数の凸部を形成する工作機械（例えば、金型）の製作コストの低減にも寄与する。

本発明の第４の特徴は、本発明の第１乃至第３のいずれかの特徴に係るヒューズユニットに用いられる可溶体カバーであることを要旨とする。

本発明の特徴によれば、高温の低融点金属が可溶体カバーの内面上に落下しても、低融点金属が可溶体カバーを突き破って外部に落下する事態を防止できるヒューズユニット及びこれに用いられる可溶体カバーを提供することができる。

図１は、本実施形態に係るヒューズユニットを示す平面図である。 図２は、図１のＡ矢視図である。 図３は、本実施形態に係る可溶体カバーを示す斜視図である。 図４は、本実施形態に係る可溶体カバーを示す正面・平面・側面図である。 図５は、すずが可溶体カバーの内面上に落下した状態を示す図である。 図６は、その他の実施形態に係る可溶体カバーを示す斜視図である。

次に、本発明に係るヒューズユニットの実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれ得る。

（ヒューズユニットの構成）
まず、本実施形態に係るヒューズユニット１の構成について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係るヒューズユニット１を示す平面図である。図２は、図１のＡ矢視図である。なお、本実施形態に係るヒューズユニット１は、車両に搭載されるバッテリに直付けされるタイプのヒューズユニットであるものとする。

図１及び図２に示すように、ヒューズユニット１は、導通性のバスバー１０と、バスバー１０を収容する絶縁性のハウジング２０と、ハウジング２０に着脱可能に装着される可溶体カバー３０とを備えている。なお、可溶体カバー３０の詳細については、後述する。

バスバー１０は、所定形状の金属板により形成されている。バスバー１０は、バッテリポスト（不図示）にバッテリ端子（不図示）を介して導通接続されるバッテリ接続板部１１と、各接続部への定格以上の電流（いわゆる、過電流）を阻止する可溶体１２とを備えている。

可溶体１２には、バスバー１０よりも融点の低い金属（例えば、ずす又はこの合金）によって形成される低融点金属（以下、単に「すず１３」と称する）が装着されている。すず１３は、バスバー１０の一部が幅狭となる幅狭部１４の一側（図１では、右側）に設けられており、加締め部１５によって加締め固定されている。

ハウジング２０は、バッテリ（不図示）に適合するように形成されている。ハウジング２０は、可溶体１２を収容する開口部２１が区画形成されている。開口部２１は、その上下面を開口した直方体状の部品収容空間によって構成されている。この開口部２１には、可溶体カバー３０を矢印Ｂ方向に挿入することによって、可溶体カバー３０をハウジング２０に着脱可能に装着できる。

（可溶体カバーの構成）
次に、上述した可溶体カバー３０の構成について、図面を参照しながら説明する。図３は、本実施形態に係る可溶体カバー３０を示す斜視図である。図４は、本実施形態に係る可溶体カバー３０を示す正面・平面・側面図である。

図３及び図４に示すように、可溶体カバー３０は、開口部２１を覆うようにハウジング２０に着脱可能に装着される。可溶体カバー３０は、可溶体１２内のすず１３を視認可能なように、透過性の材料（例えば、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ））によって形成されている。

可溶体カバー３０は、開口部２１の上下の開口を覆う一対の板状部３１と、一対の板状部３１の基端側を連結する連結板部３２とを備えており、側面視でコ字状に形成されている。一対の板状部３１の先端には、開口部２１の周囲に形成されるハウジング係止部２２（図１参照）に係止するカバー係止部３３が設けられている。このような構成により、可溶体カバー３０は、ハウジング２０に装着されると、開口部２１の両方の開口を閉塞し、塵挨、水等から可溶体１２（すず１３）を保護している。

ここで、可溶体カバー３０は、複数の凸部３５を備えている。複数の凸部３５は、リブ状に形成されており、一対の板状部３１の内表面３１Ａから突出するように設けられている。複数の凸部３５の間隔Ｓ（すなわち、一つの凸部３５から隣接する他の凸部３５までの間隔）は、すず１３（すず１３の最小幅）よりも小さくなっている。また、複数の凸部３５の厚さＴについては、可溶体カバー３０の材料や、ヒューズユニット１の大きさ、すず１３の温度などによって適宜設定できる。

なお、本実施形態では、複数の凸部３５は、一対の板状部３１の内表面３１Ａに設けられているものとして説明したが、これに限定されるものではなく、すず１３が落下する方向に位置する面、すなわち、可溶体カバー３０の少なくともすず１３の重力方向に位置する表面（例えば、図２や図３の下側の板状部３１）に設けられていればよい。

（レアショートによる溶断時）
次に、上述したヒューズユニット１におけるレアショートによる溶断について、図面を参照しながら説明する。図５は、すず１３が可溶体カバー３０の内面上に落下した状態を示す図である。

本実施形態に係るヒューズユニット１は、ヒューズユニット１に定格以上の電流（いわゆる、過電流）が通電されると、加締め部１５に加締め固定されたすず１３の拡散によりバスバー１０の抵抗値が増加して温度が上昇する。そして、幅狭部１４は元々の抵抗値が他の箇所よりも大きいため、すず１３の拡散による抵抗増加と相まって他の箇所よりも大きく発熱し、幅狭部１４が確実に溶断して、各接続部への通電が遮断される。

しかし、レアショートの場合、すず１３の両側でバスバー１０が溶断してしまう恐れがあり、高温のすず１３及びバスバー１０の一部が可溶体カバー３０の内表面３１Ａに落下してしまうことが想定される。

本実施形態では、複数の凸部３５の間隔Ｓがすず１３（すず１３の最小幅）よりも小さいことで、図５（ａ）に示すように、すず１３及びバスバー１０の一部が凸部３５間に落下してしまっても、また、図５（ｂ）に示すように、すず１３が凸部３５上に落下してしまっても、すず１３及びバスバー１０の一部が凸部３５に支持される。このため、凸部３５が溶損しても、可溶体カバー３０の内表面３１Ａ（凹部に対応する表面）が溶損することを防止できる。従って、すず１３が可溶体カバー３０を突き破って外部に落下する事態を防止できる。

（比較評価）
次に、上述した可溶体カバー３０に様々な材料を用いた際の評価について、表１を参照しながら説明する。

ここで、可溶体カバー３０に用いた材料として、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、液晶性ポリマー（ＬＣＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）の４種類を用意し、寸法安定性、成形性（加工性）、ウェルド強度、発生ガス、透明性を評価した。

表１に示すように、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）は、他の材料と比較して全ての評価に優れているため、可溶体カバー３０に用いるのに最も適している材料であることが分かった。

そして、最も適しているポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）を可溶体カバー３０に用いて燃焼試験を行った。なお、燃焼試験のグレードには、高耐燃焼性から低耐燃焼性に向かうに連れて５Ｖ、Ｖ０、Ｖ１、Ｖ２、ＨＢがある。

ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）を可溶体カバー３０に用いる場合、グレードＶ２を達成するためには、凸部３５の厚みを１．６ｍｍ以上とすることが好ましいことが分かった。また、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）をガラス繊維で強化すると、凸部３５の厚みを０．４ｍｍ程度でグレードＶ０を達成できることも分かった。

（作用・効果）
以上説明した本実施形態では、可溶体カバー３０の内表面３１Ａに設けられた複数の凸部３５の間隔Ｓは、すず１３（すず１３の最小幅）よりも小さい。これにより、高温のすず１３及びバスバー１０の一部が凸部３５に支持される。このため、凸部３５が溶損しても、可溶体カバー３０の内表面３１Ａ（凹部に対応する表面）が溶損することを防止できる。従って、すず１３が可溶体カバー３０を突き破って外部に落下する事態を防止できる。

加えて、可溶体カバー３０の板状部３１を単に厚くする場合と比較して、可溶体カバー３０の材料費を削減できて製造コストを低減でき、かつ、ヒューズユニット１の軽量化をも実現できる。

本実施形態では、複数の凸部３５は、リブ状に形成される。これにより、複数の凸部３５が複雑な形状である場合と比較して、可溶体カバー３０に複数の凸部３５を容易に形成できるとともに、複数の凸部３５を形成する工作機械（例えば、金型）の製作コストの低減にも寄与する。

（その他の実施形態）
上述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。

例えば、本発明の実施形態は、次のように変更することができる。具体的には、ヒューズユニット１は、車両に搭載されるバッテリに直付けされるタイプのヒューズユニットであるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、可溶体カバー３０が設けられたヒューズであればよい。

また、すず１３は、バスバー１０の幅狭部１４の一側（図１では、右側）に設けられているものとして説明したが、これに限定されるものではなく、バスバー１０の幅狭部１４他側（図面では、左側）に設けられていてもよく、幅狭部１４の中央に設けられていてもよい。

また、可溶体カバー３０は、透過性の材料（例えば、ＰＥＳ、ＰＥＩ、ＬＣＰ、ＰＰＳ）によって形成されているものとして説明したが、これに限定されるものではなく、透過性でない材料によって形成されていてもよい。

また、可溶体カバー３０は、側面視でコ字状に形成されているものとして説明したが、これに限定されるものではなく、ハウジング２０の開口部２１に装着されるカバーであればよい。

また、複数の凸部３５は、リブ状に形成されているものとして説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、図６（ａ）に示すように、半円状に形成され且つ千鳥状に配列されていてもよく、その他の形状（例えば、円筒状）で形成されていてもよく、また、配列についても適宜設定できる。

また、複数の凸部３５は、一対の板状部３１の内表面３１Ａに設けられているものとして説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、図６（ｂ）に示すように、一対の板状部３１の外表面３１Ｂに設けられていてもよい。この場合、すず１３が可溶体カバー３０の内表面３１Ａに落下してしまっても、複数の凸部３５間（凹部に対応する部分）が溶損しても複数の凸部３５によりすず１３を支持できるため、すず１３が可溶体カバー３０を突き破ることを防止できる。

このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められる。

１…ヒューズユニット
１０…バスバー
１２…可溶体
１３…すず（低融点金属）
２０…ハウジング
２１…開口部
３０…可溶体カバー
３１Ａ…内表面
３１Ｂ…外表面
３５…凸部

Claims (4)

1. 低融点金属が装着された可溶体を有する導電性のバスバーと、
   前記バスバーを被覆するとともに、前記可溶体を露出させる開口部が形成された絶縁性のハウジングと、
   前記開口部を覆うように前記ハウジングに着脱可能に装着される可溶体カバーと
   を備えるヒューズユニットであって、
   前記可溶体カバーは、前記可溶体カバーの少なくとも前記低融点金属の重力方向に位置する面から突出する複数の凸部を備え、
   複数の前記凸部の間隔は、前記低融点金属よりも小さいことを特徴とするヒューズユニット。
2. 請求項１に記載のヒューズユニットであって、
   前記可溶体カバーは、コ字形状に形成されており、
   複数の前記凸部は、前記可溶体カバーの内表面に形成されることを特徴とするヒューズユニット。
3. 請求項１又は請求項２に記載のヒューズユニットであって、
   複数の前記凸部は、リブ状に形成されることを特徴とするヒューズユニット。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のヒューズユニットに用いられることを特徴とする可溶体カバー。

Images