JP2015032424A - Fuse - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車等の電気回路において過電流発生時や異常温度時に溶断して電子部品や回路等を保護するヒューズに関する。 The present invention relates to a fuse that is fused when an overcurrent occurs or an abnormal temperature in an electric circuit of an automobile or the like to protect an electronic component, circuit, or the like.
一般に、自動車や電気製品等には、過電流や異常温度から電子部品や回路等を保護するためにヒューズが組み込まれている。特に近年、ハイブリッドカーや電気自動車等には、複数のバッテリーやコンデンサが搭載されており、これらに関連した保護回路にもヒューズが用いられている。
従来、高耐圧のヒューズでは、絶縁距離を確保するため、外形を大きくする必要があり、また大電流用途では、アークを防止若しくは素早く消孤するための構造を必要としていた。また、小型化するために、ヒューズを樹脂等でモールドする方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
2. Description of the Related Art Generally, fuses are incorporated in automobiles and electrical products in order to protect electronic parts and circuits from overcurrents and abnormal temperatures. Particularly in recent years, hybrid cars, electric cars, and the like are equipped with a plurality of batteries and capacitors, and fuses are also used in related protection circuits.
Conventionally, in order to secure an insulation distance, a high breakdown voltage fuse has to have a large outer shape, and in a large current application, a structure for preventing or quickly extinguishing an arc has been required. In order to reduce the size, a method of molding a fuse with a resin or the like has been proposed (for example, see Patent Document 1).
上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
従来の樹脂等でヒューズ部をモールドしたヒューズ構造では、ヒューズ部が溶けても溶断しない又は溶断し難いという問題があった。特に、ハイブリッドカーや電気自動車等に搭載の高電圧機器において、制御装置が小型化する中でヒューズにおいても高耐圧特性を有しながら小型化することが要望されている。
The following problems remain in the conventional technology.
In the conventional fuse structure in which the fuse portion is molded with resin or the like, there is a problem that even if the fuse portion is melted, it is not blown or difficult to blow. In particular, in a high-voltage device mounted on a hybrid car, an electric vehicle, or the like, a fuse is required to be downsized while having a high withstand voltage characteristic as the control device is downsized.
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、高耐圧でありながら小型化が可能なヒューズを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a fuse that can be miniaturized while having a high breakdown voltage.
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、第1の発明に係るヒューズは、絶縁性基板と、前記絶縁性基板上に形成された一対の電極と、前記一対の電極に両端が接続されたヒューズ部とを備え、前記ヒューズ部が、前記両端の間の中間部において少なくとも一部が盛り上がって形成され、前記中間部と前記絶縁性基板との間に少なくとも前記一対の電極間にわたって空間が設けられていることを特徴とする。
このヒューズでは、中間部と絶縁性基板との間に少なくとも一対の電極間にわたって空間が設けられているので、ヒューズ部が溶融した際に、下部に空間が存在することで形状変化して空間内で移動し易くなり、外側が樹脂等の絶縁性封止材で封止されていても容易に溶断可能となる。また、ヒューズ部下部の空間を大きく設定することで、耐圧が高くなると共に消孤距離も十分に確保することができる。
The present invention employs the following configuration in order to solve the above problems. That is, the fuse according to the first invention includes an insulating substrate, a pair of electrodes formed on the insulating substrate, and a fuse portion having both ends connected to the pair of electrodes, the fuse portion being Further, at least a part of the intermediate portion between the both ends is formed so as to rise, and a space is provided between the intermediate portion and the insulating substrate over at least the pair of electrodes.
In this fuse, since a space is provided between at least a pair of electrodes between the intermediate portion and the insulating substrate, when the fuse portion melts, the shape changes due to the existence of a space in the lower portion, and the space Therefore, even if the outside is sealed with an insulating sealing material such as a resin, it can be easily melted. In addition, by setting the space below the fuse portion large, the withstand voltage can be increased and the extinction distance can be sufficiently secured.
第2の発明に係るヒューズは、第1の発明において、前記ヒューズ部が、前記一対の電極間を横切る断面形状が略波状とされた略波板状に形成されていることを特徴とする。
すなわち、このヒューズでは、ヒューズ部が、一対の電極間を横切る断面形状が略波状とされた略波板状に形成されているので、ヒューズ部全体の剛性が高くなり、外側を封止する際に押し潰されることなく下部に複数の空間を形成することができる。
A fuse according to a second invention is characterized in that, in the first invention, the fuse portion is formed in a substantially corrugated plate shape in which a cross-sectional shape crossing between the pair of electrodes is a substantially wave shape.
That is, in this fuse, the fuse portion is formed in a substantially corrugated plate shape in which the cross-sectional shape across the pair of electrodes is substantially wave-like, so that the rigidity of the fuse portion as a whole becomes high and the outside is sealed. A plurality of spaces can be formed in the lower portion without being crushed.
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係るヒューズによれば、中間部と絶縁性基板との間に少なくとも一対の電極間にわたって空間が設けられているので、外側が樹脂等で封止されていても容易に溶断可能となると共に、高耐圧で消孤距離も十分に確保することができる。
したがって、本発明のヒューズでは、高耐圧で小型化が可能になり、特にバッテリーやコンデンサが搭載されたハイブリッドカーや電気自動車等の保護回路用として好適である。
The present invention has the following effects.
That is, according to the fuse of the present invention, since a space is provided between at least a pair of electrodes between the intermediate portion and the insulating substrate, it can be easily blown even if the outside is sealed with resin or the like. At the same time, a high withstand voltage and a sufficient extinction distance can be secured.
Therefore, the fuse of the present invention can be miniaturized with a high withstand voltage, and is particularly suitable for a protective circuit of a hybrid car or an electric vehicle equipped with a battery or a capacitor.
以下、本発明に係るヒューズの一実施形態を、図1から図3を参照しながら説明する。 Hereinafter, an embodiment of a fuse according to the present invention will be described with reference to FIGS.
本実施形態のヒューズシステム1は、図1から図3に示すように、絶縁性基板2と、絶縁性基板2上に形成された一対の電極3と、一対の電極3に両端が接続されたヒューズ部4と、絶縁性基板2上で少なくともヒューズ部4を覆う絶縁性封止材5とを備えている。
上記ヒューズ部4は、前記両端の間の中間部において少なくとも一部が盛り上がって形成され、中間部と絶縁性基板2との間に少なくとも一対の電極3間にわたって空間Sが設けられている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
The
このヒューズ部4は、一対の電極3間を横切る断面形状が略波状とされた略波板状に形成されている。すなわち、略波板状のヒューズ部4としたことで、中間部と絶縁性基板2との隙間に、一対の電極3を結ぶ方向に延在する複数のトンネル状の空洞(空間S)が形成されている。なお、上記略波状には、山折りと谷折りとを繰り返した蛇腹形状も含むものである。
ヒューズ部4の材料としては、例えばAg/Sn/Cu、Sn/Pb、Ag/Sn、Au/Sn/CuまたはAu/Sn等の低融点合金が採用可能である。
The
As a material of the
ヒューズ部4は、両端が下部の電極3に押し潰された状態で、はんだ付け、超音波溶接又は圧接されている。なお、ヒューズ部4の両端を下部の電極3に接触させた状態でヒューズ部4の側辺部を接着剤で絶縁性基板2上に固定しても構わない。この場合、ヒューズ部4と電極3とは電気的に接続されているが、互いに接合されていない。
The
上記一対の電極3は、例えばメッキ膜、蒸着膜又はスパッタリングにより成膜された金属膜等が採用可能である。例えば、電極3は、Cuのスパッタリングターゲットを用いたスパッタリングによって成膜されたCu膜である。
なお、一対の電極3に両端が接続されていると共に電極3よりも幅狭で細く延在するヒューズ金属膜を、一対の電極3間にパターン形成しても構わない。この場合、ヒューズ金属膜上方のヒューズ部4が溶融した際に、下方のヒューズ金属膜が溶断する。なお、ヒューズ金属膜を採用する際は、ヒューズ部4はヒューズ金属膜の約10倍の厚さとすることが好ましい。
As the pair of
Note that a fuse metal film having both ends connected to the pair of
上記絶縁性基板2は、例えばAlN等のセラミックス基板である。
上記絶縁性封止材5は、例えばエポキシ樹脂やシリコーンセメント等が採用可能である。
なお、図1から図3では、一対の電極3が絶縁性封止材5で覆われているが、電極3の一部は絶縁性封止材5の外側まで絶縁性基板2上に延在している図示しない端子用電極に接続されている。
The
As the insulating
1 to 3, the pair of
本実施形態のヒューズ1では、一対の電極3間に過電流が流れた場合、抵抗加熱又は発熱によってヒューズ部4が溶融する。この際、溶融したヒューズ部4は、下部に空間Sが有ることによって変形し易くなり、中央部を境にして両側の電極3側に向けて分かれて移動することで、溶断する。すなわち、ヒューズ部4の下部の空間Sが、溶融時の自由移動空間となることで、容易にヒューズ部4を溶断させることができる。なお、本実施形態のヒューズ1では、絶縁性封止材5によって、耐圧が高くなると共に、電極3間のアークの発生が抑制される若しくは生じたアークが素早く消孤される。
In the
このように本実施形態のヒューズ1では、中間部と絶縁性基板2との間に少なくとも一対の電極3間にわたって空間Sが設けられているので、ヒューズ部4が溶融した際に、下部に空間Sが存在することで形状変化して空間S内で移動し易くなり、外側が絶縁性封止材5で封止されていても容易に溶断可能となる。また、ヒューズ部4下部の空間Sを大きく設定することで、耐圧が高くなると共に消孤距離も十分に確保することができる。
Thus, in the
また、ヒューズ部4が、一対の電極3間を横切る断面形状が略波状とされた略波板状に形成されているので、ヒューズ部4全体の剛性が高くなり、外側を封止する際に押し潰されることなく下部に複数の空間Sを形成することができる。
Further, since the
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態のようにヒューズ部を略波板状に形成することが好ましいが、中間部を盛り上げて中間部下部に空間を形成する形状であれば他の形状でも構わない。例えば、断面矩形状や断面台形状の略箱型形状や、断面円弧状の略ドーム形状のヒューズ部として中間部の下部に空間を形成しても構わない。
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, the fuse portion is preferably formed in a substantially corrugated plate shape as in the above embodiment, but other shapes may be used as long as the intermediate portion is raised and a space is formed in the lower portion of the intermediate portion. For example, a space may be formed in the lower part of the intermediate part as a fuse part having a substantially box shape having a rectangular cross section or a trapezoidal cross section or a substantially dome shape having a circular arc cross section.
1…ヒューズ、2…絶縁性基板、3…電極、4…ヒューズ部、5…絶縁性封止材、S…ヒューズ部下部の空間
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記絶縁性基板上に形成された一対の電極と、
前記一対の電極に両端が接続されたヒューズ部と、
前記絶縁性基板上で少なくとも前記ヒューズ部を覆う絶縁性封止材とを備え、
前記ヒューズ部が、前記両端の間の中間部において少なくとも一部が盛り上がって形成され、前記中間部と前記絶縁性基板との間に少なくとも前記一対の電極間にわたって空間が設けられていることを特徴とするヒューズ。 An insulating substrate;
A pair of electrodes formed on the insulating substrate;
A fuse portion having both ends connected to the pair of electrodes;
An insulating sealing material covering at least the fuse portion on the insulating substrate;
The fuse portion is formed so that at least a part thereof is raised at an intermediate portion between the both ends, and a space is provided between at least the pair of electrodes between the intermediate portion and the insulating substrate. And fuse.
前記ヒューズ部が、前記一対の電極間を横切る断面形状が略波状とされた略波板状に形成されていることを特徴とするヒューズ。 The fuse of claim 1,
The fuse is characterized in that the fuse portion is formed in a substantially corrugated plate shape in which a cross-sectional shape across the pair of electrodes is substantially a wave shape.
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