JP2015065156A - ヒューズエレメント、ヒューズ素子 - Google Patents

Abstract

【課題】定格を向上させるために相当の大きさを備えたヒューズエレメントを用いつつ、絶縁性能を維持するヒューズ素子を提供する。
【解決手段】ヒューズエレメント２と、ヒューズエレメント２が収納される収納空間８と、ヒューズエレメント２の両端が導出される導出口７を備え、収納空間８においてヒューズエレメント２を中空で支持するケース３とを有し、収納空間８内には、導出口７に至る内壁面８ａをヒューズエレメント２の溶断箇所１２からの飛散物から遮蔽する遮蔽部１０が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電流経路上に実装され、定格を超える電流が流れた時に自己発熱により溶断し当該電流経路を遮断するヒューズエレメント及びヒューズ素子に関し、特に速断性に優れたヒューズエレメント、及び溶断後の絶縁性に優れたヒューズ素子に関する。

従来より、定格を超える電流が流れた時に自己発熱により溶断し、当該電流経路を遮断するヒューズエレメントが用いられている。ヒューズエレメントとしては、例えば、ハンダをガラス管に封入したホルダー固定型ヒューズや、セラミック基板表面にＡｇ電極を印刷したチップヒューズ、銅電極の一部を細らせてプラスチックケースに組み込んだねじ止め又は差し込み型ヒューズ等が多く用いられている。

また、高電圧対応の電流ヒューズ素子としては、中空ケース内に消弧材を詰めたものや、放熱材の周りにヒューズエレメントを螺旋状に巻きつけてタイムラグを発生させるものがある。

特開２００２−３１９３４５号公報

この種のヒューズエレメントを用いたヒューズ素子においては、搭載される電子機器やバッテリ等の高容量化、高定格化に伴い、電流定格の向上が求められている。また、ヒューズ素子においては、搭載される電子機器やバッテリ等の小型化に伴い、同様に小型化が求められている。

ここで、ヒューズ素子の定格を上げるためには、ヒューズエレメントの導体抵抗の低減と、電流経路の遮断時における絶縁性能とのバランスを取る必要がある。すなわち、電流をより多く流すためには、導体抵抗を下げる必要があり、よってヒューズエレメントの断面積を大きくする必要がある。一方、図１９（Ａ）（Ｂ）に示すように、電流経路の遮断の際には、発生するアーク放電によってヒューズエレメント８０を構成する金属体８０ａが周囲に飛散し、新たに電流経路８１が形成されるおそれがあり、ヒューズエレメントの断面積が大きくなるほど、そのリスクが高くなる。

また、従来の高電圧対応の電流ヒューズにおいては、消弧材の封入や螺旋ヒューズの製造といった、何れも複雑な材料や加工プロセスが必要とされ、ヒューズ素子の小型化や電流の高定格化といった面で不利である。

以上のように、定格を向上させるために相当の大きさを備えたヒューズエレメントを用いつつ、絶縁性能を維持することができ、かつ簡易な構成で小型化、製造工程の簡素化も実現できるヒューズ素子の開発が望まれている。

上述した課題を解決するために、本発明に係るヒューズ素子は、ヒューズエレメントと、上記ヒューズエレメントが収納される収納空間と、上記ヒューズエレメントの両端が導出される導出口を備え、上記収納空間において上記ヒューズエレメントを中空で支持するケースとを有し、上記収納空間内には、上記導出口に至る内壁面を上記ヒューズエレメントの溶断飛散物から遮蔽する遮蔽部が設けられているものである。

また、本発明に係るヒューズエレメントは、ケース内の収納空間に中空で支持されるとともに、上記ケースの導出口より両端が導出されるヒューズエレメントにおいて、上記ケースの上記導出口に至る内壁面を溶断飛散物から遮蔽する突出部が設けられているものである。

本発明によれば、収納空間内において、ヒューズエレメントを中空で支持する導出口に至る内壁面を遮るように遮蔽部が設けられているため、溶融導体が導出口に至る内壁面に連続して付着することを防止することができる。したがって、本発明によれば、ヒューズエレメントの溶融導体が導出口に至る内壁面に連続して付着することによって溶断されたヒューズエレメントの両端が短絡される事態を防止することができる。

図１は、本発明が適用されたヒューズ素子の外観斜視図である。 図２は、ヒューズエレメントを示す外観斜視図であり、（Ａ）は低融点金金属層に高融点金属層を積層したもの、（Ｂ）は低融点金金属層を高融点金属層によって被覆したものを示す。 図３は、ケース内壁面に設けた突起からなる遮蔽部を備えたヒューズ素子を示す断面図である。 図４は、図３に示すヒューズ素子のケース筐体の内部を示す斜視図である。 図５は、図３に示すヒューズ素子において、ヒューズエレメントが溶断した状態を示す断面図である。 図６は、ヒューズエレメントに設けた突出部からなる遮蔽部を備えたヒューズ素子を示す断面図である。 図７は、図６に示すヒューズ素子に設けたヒューズエレメントを示す外観斜視図である。 図８は、図６に示すヒューズ素子において、ヒューズエレメントが溶断した状態を示す断面図である。 図９は、全周に亘って突出部を設けたヒューズエレメントを示す図であり。（Ａ）は外観斜視図、（Ｂ）は平面図である。 図１０は、ケース内壁面に設けた突起及びヒューズエレメントに設けた突出部からなる遮蔽部を備えたヒューズ素子を示す断面図である。 図１１は、図１０に示すヒューズ素子において、ヒューズエレメントが溶断した状態を示す断面図である。 図１２は、本発明が適用されたヒューズエレメントの他の構成を示す斜視図である。 図１３は、図１２に示すヒューズエレメントを用いたヒューズ素子を示す断面図である。 図１４は、参考例に係るヒューズ素子を示す断面図である。 図１５は、接続部に複数の折曲部が形成されたヒューズエレメントを用いたヒューズ素子を示す断面図である。 図１６は、端面２１を閉塞したヒューズエレメントを用いたヒューズ素子を示す断面図である。 図１７は、複数の溶断部を備えたヒューズエレメントを示す斜視図である。 図１８は、線状のヒューズエレメントを示す斜視図である。 図１９は、従来のヒューズ素子を示す断面図であり、（Ａ）は可溶導体の溶断前、（Ｂ）は可溶導体の溶断後を示す。

以下、本発明が適用されたヒューズエレメント、ヒューズ素子について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能であることは勿論である。また、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることがある。具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。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ていることは勿論である。

本発明が適用されたヒューズ素子１は、図１に示すように、ヒューズエレメント２と、このヒューズエレメント２が収納されるケース３とを有する。ヒューズ素子１は、ヒューズエレメント２の両端がケース３の導出口７より導出され、ヒューズ素子１が組み込まれる回路の端子に接続され、これにより当該回路の電流経路の一部を構成する。

[ヒューズエレメント]
ヒューズエレメント２は、定格を超える電流が通電することによって自己発熱（ジュール熱）により溶断し、ヒューズ素子１が組み込まれた回路の電流経路を遮断するものである。ヒューズエレメント２は、自己発熱により速やかに溶断されるいずれの金属を用いることができ、例えば、Ｓｎを主成分とするＰｂフリーハンダ等の低融点金属を好適に用いることができる。

また、ヒューズエレメント２は、低融点金属と高融点金属とを含有してもよい。例えば、図２に示すように、ヒューズエレメント２は、内層と外層とからなる積層構造体として形成し、内層として低融点金属層２ａ、低融点金属層２ａに積層（図２（Ａ））され、あるいは低融点金属層２ａを被覆する（図２（Ｂ））、外層として高融点金属層２ｂを有する。

低融点金属層２ａは、好ましくは、Ｓｎを主成分とする金属であり、「Ｐｂフリーハンダ」と一般的に呼ばれる材料である。低融点金属層２ａの融点は、必ずしもリフロー炉の温度よりも高い必要はなく、２００℃程度で溶融してもよい。高融点金属層２ｂは、低融点金属層２ａの表面に積層された金属層であり、例えば、Ａｇ若しくはＣｕ又はこれらのうちのいずれかを主成分とする金属であり、ヒューズ素子１をリフロー炉によって実装する場合においても溶融しない高い融点を有する。

ヒューズエレメント２は、内層となる低融点金属層２ａに、外層として高融点金属層２ｂを積層することによって、リフロー温度が低融点金属層２ａの溶融温度を超えた場合であっても、ヒューズエレメント２として溶断するに至らず、また、低融点金属の流出を抑制し、ヒューズエレメント２の形状を維持することができる。したがって、ヒューズ素子１は、リフローによって効率よく実装することができる。

また、ヒューズエレメント２は、所定の定格電流が流れている間は、自己発熱によっても溶断することがない。そして、定格よりも高い値の電流が流れると、自己発熱によって溶融し、ヒューズ素子１を介して接続されている回路の電流経路を遮断する。このとき、ヒューズエレメント２は、溶融した低融点金属層２ａが高融点金属層２ｂを浸食することにより、高融点金属層２ｂが溶融温度よりも低い温度で溶融する。したがって、ヒューズエレメント２は、低融点金属層２ａによる高融点金属層２ｂの浸食作用を利用して短時間で溶断することができる。

また、ヒューズエレメント２は、内層となる低融点金属層２ａに高融点金属層２ｂが積層されて構成されているため、溶断温度を従来の高融点金属からなるチップヒューズ等よりも大幅に低減することができる。したがって、ヒューズエレメント２は、同一サイズのチップヒューズ等に比して、断面積を大きくでき電流定格を大幅に向上させることができる。また、同じ電流定格をもつ従来のチップヒューズよりも小型化、薄型化を図ることができ、速溶断性に優れる。

また、ヒューズエレメント２は、ヒューズ素子１が組み込まれた電気系統に異常に高い電圧が瞬間的に印加されるサージへの耐性（耐パルス性）を向上することができる。すなわち、ヒューズエレメント２は、例えば１００Ａの電流が数ｍｓｅｃ流れたような場合にまで溶断してはならない。この点、極短時間に流れる大電流は導体の表層を流れることから（表皮効果）、ヒューズエレメント２は、外層として抵抗値の低いＡｇメッキ等の高融点金属層２ｂが設けられているため、サージによって印加された電流を流しやすく、自己発熱による溶断を防止することができる。したがって、ヒューズエレメント２は、従来のハンダ合金からなるヒューズに比して、大幅にサージに対する耐性を向上させることができる。

［製造方法］
ヒューズエレメント２は、低融点金属層２ａの表面に高融点金属２ｂをメッキ技術を用いて成膜することにより製造できる。ヒューズエレメント２は、例えば、長尺状のハンダ箔の表面にＡｇメッキを施すことにより効率よく製造でき、使用時には、サイズに応じて切断することで、容易に用いることができる。

また、ヒューズエレメント２は、低融点金属箔と高融点金属箔とを貼りあわせることにより製造してもよい。ヒューズエレメント２は、例えば、圧延した２枚のＣｕ箔、或いはＡｇ箔の間に、同じく圧延したハンダ箔を挟んでプレスすることにより製造できる。この場合、低融点金属箔は、高融点金属箔よりも柔らかい材料を選択することが好ましい。これにより、厚みのばらつきを吸収して低融点金属箔と高融点金属箔とを隙間なく密着させることができる。また、低融点金属箔はプレスによって膜厚が薄くなるため、予め厚めにしておくとよい。プレスにより低融点金属箔がヒューズエレメント端面よりはみ出した場合は、切り落として形を整えることが好ましい。

その他、ヒューズエレメント２は、蒸着等の薄膜形成技術や、他の周知の積層技術を用いることによっても、低融点金属層２ａに高融点金属層２ｂを積層することができる。

また、ヒューズエレメント２は、低融点金属層２ａと高融点金属層２ｂとを交互に複数層形成してもよい。この場合、最外層としては、低融点金属層２ａと高融点金属層２ｂのいずれでもよい。

また、ヒューズエレメント２は、高融点金属層２ｂを最外層としたときに、さらに当該最外層の高融点金属層２ｂの表面に酸化防止膜を形成してもよい。ヒューズエレメント２は、最外層の高融点金属層２ｂがさらに酸化防止膜によって被覆されることにより、例えば高融点金属層２ｂとしてＣｕメッキやＣｕ箔を形成した場合にも、Ｃｕの酸化を防止することができる。したがって、ヒューズエレメント２は、Ｃｕの酸化によって溶断時間が長くなる事態を防止することができ、短時間で溶断することができる。

［ケース］
ヒューズエレメント２が収納されるケース３は、例えば、図１に示すように、上面が開口された筐体５と、筐体５の上面を覆う蓋体６とからなる。ケース３は、ヒューズ素子１が実装される回路の電極と接続されるヒューズエレメント２の両端を外方へ導出させる導出口７を有する。ケース３は、ヒューズエレメント２の両端を導出する導出口７を除き閉塞され、実装用ハンダ等の筐体５内への浸入を防止する。ケース３は、絶縁性、耐熱性、レジスト性を備えたエンジニアリングプラスチック等を用いて形成することができる。

ケース３は、筐体５の開口された上面側よりヒューズエレメント２を収納し、蓋体６によって閉塞することにより形成される。ケース３は、筐体５が蓋体６によって閉塞されることにより、ヒューズエレメント２が導出する導出口７が形成される。ヒューズエレメント２は、導出口７より両端が導出されることにより、ケース３内の収納空間８において中空で支持される。

導出口７によって両端が支持されるヒューズエレメント２は、定格を超える電流が流れると、自己発熱（ジュール熱）により、例えば電流方向の中間部が溶断し、ヒューズ素子１が組み込まれた回路の電流経路を遮断する。

［遮蔽部］
ヒューズ素子１は、ケース３の収納空間８内に、導出口７に至る内壁面８ａをヒューズエレメント２の溶断飛散物から遮蔽する遮蔽部１０が設けられている。遮蔽部１０は、ケースの内壁面８ａ又はヒューズエレメント２、あるいはその両方に設けることができる。

［第１の形態］
第１の形態に係る遮蔽部１０は、収納空間８を構成するケース３の内壁面８ａに形成された突起１１である。図３、図４に示すように、突起１１は、ケース３の、ヒューズエレメント２の電流の流れる方向と直交する内壁面８ａに形成される。すなわち、突起１１は、収納空間８内において、ヒューズエレメント２を中空で支持する一対の導出口７、７間に亘る内壁面８ａを遮るように立設される。

これにより、図５に示すように、突起１１は、一面１１ａがヒューズエレメント２の溶断箇所１２に対向し、反対側の他面１１ｂが一面１１ａの影となり溶断箇所１２から遮蔽される。したがって、ヒューズ素子１は、ヒューズエレメント２が溶断し、ケース３の内壁面８ａに溶融導体１３が飛散した場合にも、溶融導体１３が突起１１の一面１１ａ側に付着し、一面１１ａの影となる他面１１ｂ側には付着しない。

そして、突起１１は、収納空間８内において、ヒューズエレメント２を中空で支持する一対の導出口７、７間に亘る内壁面８ａを遮るように立設されているため、溶融導体１３が導出口７、７間に亘る内壁面８ａに連続して付着することを防止することができる。したがって、ヒューズ素子１は、ヒューズエレメント２の溶融導体１３が導出口７，７間に亘る内壁面８ａに連続して付着することによって溶断されたヒューズエレメント２の両端が短絡される事態を防止することができる。

突起１１は、内壁面８ａに、ヒューズエレメント２を囲む全周にわたって形成されていることが好ましい。全周に亘って形成されることにより、突起１１は、溶融導体１３があらゆる方向に飛散した場合にも、導出口７、７間に亘る内壁面８ａを遮り、溶断したヒューズエレメント２の両端の短絡を防止することができる。

また、突起１１は、ヒューズエレメント２の溶断箇所１２と離間した位置に形成されることが好ましい。溶断箇所１２と近接した位置に形成された場合、突起１１は、他面１１ｂが一面１１ａによって十分に遮られず、溶断箇所１２から飛散した溶融導体１３が付着する恐れがある。ヒューズエレメント２は、ほとんどの場合、長手方向の中央部で溶断することから、突起１１は、ヒューズエレメント２の長手方向の中央部よりも導出口７側へ偏倚した位置に形成することが好ましい。

これにより、突起１１は、ヒューズエレメント２の溶断により飛散した溶融導体１３が、溶断箇所１２と対向する一面１１ａに付着し、一面１１ａの反対側の他面１１ｂには付着しない。

また、突起１１は、導出口７の近傍に設けるようにすれば、確実に他面１１ｂへの溶融導体１３の付着を防止でき、溶融導体１３が導出口７，７間に亘る内壁面８ａに連続して付着することによって溶断されたヒューズエレメント２の両端が短絡される事態を防止することができる。

また、突起１１は、少なくとも一つ形成すればよいが、図３、図４に示すように、ケース３の内壁面８ａに複数形成することが好ましい。突起１１が、導出口７、７間に亘る内壁面８ａに複数形成されることにより、溶融導体１３の飛散が広範に及んでも確実に突起１１の他面１１ｂへの溶融導体１３の付着を防止することができる。少なくとも一つの突起部１１において、他面１１ｂへの溶融導体１３の付着が防止されれば、溶融導体１３が導出口７、７間に亘る内壁面８ａに連続して付着することを防止することができ、溶断したヒューズエレメント２の両端が短絡する事態を防止すことができる。

［第２の形態］
第２の形態に係る遮蔽部１０は、ヒューズエレメント２に設けられた突出部１６である。図６、図７に示すように、突出部１６は、ヒューズエレメント２の溶断箇所１２から、電流の流れる方向と直交するケース３の内壁面８ａ側に突出している。すなわち、突出部１６は、収納空間８内において、ヒューズエレメント２の溶断箇所１２から張り出すことで、ケース３の導出口７、７間に亘る内壁面８ａの少なくとも一部が、溶断箇所１２から遮蔽された突出部１６の影となる。

これにより、図８に示すように、突出部１６は、ヒューズエレメント２の溶断箇所１２から突出することにより、背後の内壁面８ａが影となり溶断箇所１２から遮蔽される。したがって、ヒューズ素子１は、ヒューズエレメント２が溶断し、ケース３の内壁面８ａに溶融導体１３が飛散した場合にも、溶融導体１３が突出部１６に付着し、その影となる内壁面８ａには付着しない。

そして、突出部１６は、収納空間８内において、ヒューズエレメント２を中空で支持する一対の導出口７，７間に亘る内壁面８ａ側に突出して形成されているため、溶融導体１３が導出口７、７間に亘る内壁面８ａに連続して付着することを防止することができる。したがって、ヒューズ素子１は、ヒューズエレメント２の溶融導体１３が導出口７，７間に亘る内壁面８ａに連続して付着することによって溶断されたヒューズエレメント２の両端が短絡される事態を防止することができる。

突出部１６は、図９に示すように、ヒューズエレメント２の全周に亘って形成されていることが好ましい。全周に亘って形成されることにより、突出部１６は、溶融導体１３があらゆる方向に飛散した場合にも、導出口７、７間に亘る内壁面８ａを遮り、溶断したヒューズエレメント２の両端の短絡を防止することができる。

図９に示すヒューズエレメント２は、上下に折り曲げられることにより溶断箇所１２から上下方向に第１の突出部１６ａが形成されるとともに（図９（Ａ））、突出部１６ａよりも中央側が幅方向に狭小化されることにより溶断箇所１２から側面方向に突出する第２の突出部１６ｂが形成され（図９（Ｂ））、これにより、ヒューズエレメント２の全周に亘って突出部１６が形成されている。また、図９に示すヒューズエレメント２は、幅方向に狭小化された中央部が高抵抗となり、定格を超えた大電流が流れた際の溶断箇所１２となる。

また、突出部１６も、突起１１と同様に、ヒューズエレメント２の溶断箇所１２と離間した位置に形成することが好ましい。溶断箇所１２と近接した位置に形成された場合、突出部１６は、溶断箇所１２からケース３の内壁面８ａを十分に遮ることができず、溶断箇所１２から飛散した溶融導体１３によって導出口７，７の間が短絡する恐れがある。ヒューズエレメント２は、ほとんどの場合、長手方向の中央部で溶断することから、突出部１６は、ヒューズエレメント２の長手方向の中央部よりも導出口７側へ偏倚した位置に形成することが好ましい。

これにより、突出部１６は、ヒューズエレメント２の溶融導体１３の飛散方向に張り出すため、ヒューズエレメント２の溶断により飛散した溶融導体１３が付着し、突出部１６の影となる内壁面８ａへの付着を防止することができる。

また、突出部１６は、導出口７の近傍に設けるようにすれば、導出口７付近への溶融導体１３の付着を防止でき、溶融導体１３が導出口７，７間に亘る内壁面８ａに連続して付着することによって溶断されたヒューズエレメント２の両端が短絡される事態を防止することができる。

また、突出部１６は、溶断箇所１２からヒューズエレメント２の上下方向に突出する第１の突出部１６ａ及び溶断箇所１２からヒューズエレメント２の幅方向に突出する第２の突出部１６ｂを複数形成してもよい。突出部１６が複数形成されることにより、溶融導体１３の飛散が広範に及んでも確実に突出部１６の影となる内壁面８ａへの溶融導体１３の付着を防止することができる。少なくとも一つの突出部１６によって導出口７，７間に亘る溶融導体１３の付着が防止されれば、溶断したヒューズエレメント２の両端が短絡する事態を防止すことができる。

［第３の形態］
ヒューズ素子１は、遮蔽部１０として、上述したケース３の内壁面８ａに設けた突起１１、及びヒューズエレメント２に設けた突出部１６の両方を備えるものであってもよい。

例えば、遮蔽部１０は、図１０、図１１に示すように、ケース３の蓋体６に突起１１を設けるとともに、ヒューズエレメント２の長手方向の両側を導出口７側に折り曲げることにより溶断箇所１２から上方に突出する突出部１６が設けられている。

突起１１は、ヒューズエレメント２を中空で支持する一対の導出口７、７間に亘る蓋体６側の内壁面８ａを遮るように立設される。突起１１は、一面１１ａがヒューズエレメント２の溶断箇所１２に対向し、反対側の他面１１ｂが一面１１ａの影となり溶断箇所１２から遮蔽される。したがって、図１１に示すように、ヒューズ素子１は、ヒューズエレメント２が溶断し、ケース３の内壁面８ａに溶融導体１３が飛散した場合にも、溶融導体１３が突起１１の一面１１ａ側に付着し、一面１１ａの影となる他面１１ｂ側には付着しないため、導出口７，７間に亘る内壁面８ａに溶融導体１３が連続して付着することによって溶断されたヒューズエレメント２の両端が短絡される事態を防止することができる。

また、突出部１６は、ヒューズエレメント２の溶断箇所１２から導出口７にかけて、電流の流れる方向と直交するケース３の上側に突出している。すなわち、突出部１６は、収納空間８内において、ヒューズエレメント２の溶断箇所１２から張り出すことで、ケース３の導出口７、７間に亘る筐体５の内壁面８ａの少なくとも一部が、溶断箇所１２から遮蔽された突出部１６の影となる。

これにより、図１１に示すように、突出部１６は、ヒューズエレメント２の溶断箇所１２より突出し、背後にある筐体５の内壁面８ａが突出部１６の影に入り溶断箇所１２から遮蔽されるため、ヒューズエレメント２が溶断し、ケース３の内壁面８ａに溶融導体１３が飛散した場合にも、溶融導体１３が突出部１６に付着し、その影となる内壁面８ａには付着しない。したがって、突出部１６は、溶融導体１３が導出口７、７間に亘る内壁面８ａに連続して付着することを防止することができ、ヒューズエレメント２の溶融導体１３が導出口７，７間に亘る筐体５の内壁面８ａに連続して付着することによって溶断されたヒューズエレメント２の両端が短絡される事態を防止することができる。

［ヒューズエレメントの構成］
上述したように、ヒューズ素子１は、ヒューズエレメント２を、内層と外層とからなる積層構造体として形成し、内層となる低融点金属層２ａを外層となる高融点金属層２ｂによって被覆したものを用いることができる（図２（Ｂ））。そして、ヒューズエレメント２は、低融点金属層２ａの表面に高融点金属２ｂをメッキ技術を用いて成膜することにより製造できる。ヒューズエレメント２は、例えば、長尺状のハンダ箔の表面にＡｇメッキを施すことにより効率よく製造でき、使用時には、サイズに応じて切断することで、図２（Ｂ）に示すように、切断面には高融点金属層２ｂに取り囲まれた低融点金属層２ａが露出される。

図１２に示すように、ヒューズエレメント２は、この低融点金属層２ａが高融点金属層２ｂに被覆された構造において、低融点金属層２ａが露出する端面２１が設けられ、この端面２１が設けられた端部が、外部回路と接続される端子部２２とされている。図１３に示すように、端子部２２は、ヒューズエレメント２がケース３に収納されると、導出口７より外部に導出される。また、端子部２２は、ヒューズ素子１が実装されるプリント基板２３のランド２４上にハンダ等の接合材２５を介して接続される接続部２６を有する。なお、ランド２４上にはソルダーレジスト層２７が形成されている。

そして、端子部２２は、端面２１が接続部２６から突出されている。これにより、ヒューズエレメント２は、接続部２６がランド２４に接続されたときにも、端面２１の接合材２５との接触が防止されている。したがって、ヒューズ素子１は、プリント基板２３にリフロー等により加熱実装される際に、端面２１に露出する低融点金属層２ａが溶融した接合材２５に接触することによって引き込まれ、流出することを防止できる。

すなわち、ヒューズエレメント２は、長尺状に形成されるとともに所定の長さに切断されることから、端面２１に内層となる低融点金属層２ａが露出されている。したがって、低融点金属層２ａは、ヒューズ素子１の加熱実装時において溶融するため、図１４に示すように、同じく溶融する接合材２５と接触すると、濡れ性に優れるランド２４上に引き込まれ、ヒューズエレメント２内から流出する恐れがある。低融点金属層２ａが流出すると、ヒューズエレメント２は、形状を維持することが出来ず、断面積の狭小化に伴う抵抗値の上昇及び定格の変動、溶断特性や遮断時の絶縁特性の劣化等を招く恐れも生じる。

そこで、ヒューズエレメント２は、ランド２４に接合材２５を介して接続される接続部２６から端面２１を突出させることにより低融点金属層２ａと接合材２５とが接触することによる低融点金属の流出を防止する。これにより、ヒューズエレメント２は、形状の変動を防止でき、所定の定格、溶断特性及び絶縁特性を維持することができる。

ヒューズエレメント２は、端子部２２の端面２１を接続部２６から少なくとも１回折り曲げることにより突出させてもよい。端面２１を接続部２６から少なくとも１回折り曲げることにより、接続部２６がランド２４に接続されたときにも低融点金属層２ａと接合材２５とが接触することを防止することができ、また、接合材２５が端子部２２を伝って端面２１に到達した場合にも、折曲げ部２８によって低融点金属の流出を最小限に抑えることができる。

また、ヒューズエレメント２は、端子部２２の端面２１を接続部２６から複数回折り曲げることにより、端面２１を接合材２５から遮蔽してもよい。例えば、図１５に示すように、ヒューズエレメント２は、端面２１を接続部２６から２回折り曲げることにより、ケース３の筐体５側に向けて、接合材２５から遮蔽する。これにより、端面２１から露出する低融点金属層２ａが接合材２５と接触することが防止されるとともに、低融点金属の流出を防止できる。

また、ヒューズエレメント２は、図１６に示すように、端子部２２の端面２１を閉塞してもよい。図１６に示すヒューズエレメント２は、例えば、端子部２２の先端を熱プレスすることにより外層を構成する高融点金属層２ｂによって内層を構成する低融点金属層２ａが閉塞される。端面２１を閉塞する高融点金属層２ｂは、界面が所定の温度、圧力下でプレスされることにより一体化され、確実に低融点金属層２ａの溶出を防止できる。なお、ヒューズエレメント２は、端面２１に露出する低融点金属層２ａが閉塞されていれば、閉塞する手段は熱プレスに限られない。

なお、ヒューズエレメント２は、図１７に示すように、断面が狭小化された溶断部３０を形成してもよい。溶断部３０は、断面積が狭小化されることにより高抵抗化されている。したがって、ヒューズエレメント２は、溶断部３０を形成することにより、溶断箇所を任意の部位に設定することができる。

溶断部３０は、例えば、略矩形板状に形成するとともに、長手方向の中央部を打ち抜き、切除等により除去することにより形成することができる。また、溶断部３０は、図１７に示すように、ヒューズエレメント２の内側を打ち抜くことで複数形成してもよく、あるいはヒューズエレメント２の外縁部を打ち抜き、切除等により除去することにより一つだけ形成してもよい。

また、ヒューズエレメント２は、板状に形成する他にも、図１８に示すように、線状に形成してもよい。線状のヒューズエレメント２は、例えば糸ハンダに電解メッキ法等によりＡｇメッキを施す等により効率よく形成することができる。そして、上述したように線状のヒューズエレメント２においても、端子部２２を接続部２６より突出させる、接続部２６より折り曲げる、あるいは端面２１を閉塞することにより、糸ハンダの溶出を防止することができる。また、線状のヒューズエレメント２の一部をカシメる等により断面積を狭小化することにより溶断部３０を形成することができる。

１ ヒューズ素子、２ ヒューズエレメント、２ａ 低融点金属層、２ｂ 高融点金属層、３ ケース、５ 筐体、６ 蓋体、７ 導出口、８ 収納空間、１０ 遮蔽部、１１ 突起、１２ 溶断箇所、１３ 溶融導体、１６ 突出部、２１ 端面、２２ 端子部、２３ プリント基板、２４ ランド、２５ 接合材、２６ 接続部、２７ ソルダーレジスト層、２８ 折曲げ部、３０ 溶断部

Claims (27)

1. ヒューズエレメントと、
   上記ヒューズエレメントが収納される収納空間と、上記ヒューズエレメントの両端が導出される導出口を備え、上記収納空間において上記ヒューズエレメントを中空で支持するケースとを有し、
   上記収納空間内には、上記導出口に至る内壁面を上記ヒューズエレメントの溶断飛散物から遮蔽する遮蔽部が設けられているヒューズ素子。
2. 上記遮蔽部は、上記収納空間の、上記ヒューズエレメントの電流の流れる方向と直交する内壁面に形成された突起であり、
   上記突起は、上記ヒューズエレメントの溶断により飛散した上記溶断飛散物が、溶断箇所と対向する一面に付着し、上記一面の反対側の他面には付着しない請求項１記載のヒューズ素子。
3. 上記突起は、上記内壁面の、上記ヒューズエレメントを囲む全周にわたって形成されている請求項２記載のヒューズ素子。
4. 上記突起は、上記ヒューズエレメントの溶断箇所と離間した位置に形成されている請求項２又は３に記載のヒューズ素子。
5. 上記突起は、上記導出口の近傍に設けられる請求項２〜４のいずれか１項に記載のヒューズ素子。
6. 上記突起は、上記内壁面に複数形成されている請求項２〜５のいずれか１項に記載のヒューズ素子。
7. 上記遮蔽部は、上記ヒューズエレメントに設けられ、該ヒューズエレメントの溶断箇所から、電流の流れる方向と直交する上記収納空間の内壁面側に突出した突出部であり、
   上記突出部は、上記ヒューズエレメントの溶融導体の飛散方向に張り出し、上記内壁面への付着を防止する請求項１記載のヒューズ素子。
8. 上記突出部は、上記ヒューズエレメントの全周に亘って形成されている請求項７記載のヒューズ素子。
9. 上記突出部は、上記ヒューズエレメントの溶断箇所と離間した位置に形成されている請求項７又は８に記載のヒューズ素子。
10. 上記突出部は、上記導出口の近傍に設けられる請求項７〜９のいずれか１項に記載のヒューズ素子。
11. 上記突出部は、上記ヒューズエレメントに複数形成されている請求項７〜１０のいずれか１項に記載のヒューズ素子。
12. 上記遮蔽部は、上記収納空間の、上記ヒューズエレメントの電流の流れる方向と直交する内壁面に形成された突起、及び、上記ヒューズエレメントに設けられ、該ヒューズエレメントの溶断箇所から、電流の流れる方向と直交する上記収納空間の内壁面側に突出した突出部であり、
    上記突起は、上記ヒューズエレメントの溶断により飛散した溶融導体が、上記溶断箇所と対向する一面に付着し、上記一面の反対側の他面には付着せず、
    上記突出部は、上記ヒューズエレメントの溶融導体の飛散方向に張り出し、上記内壁面への付着を防止する請求項１記載のヒューズ素子。
13. ケース内の収納空間に中空で支持されるとともに、上記ケースの導出口より両端が導出されるヒューズエレメントにおいて、
    上記ケースの上記導出口に至る内壁面を溶断飛散物から遮蔽する突出部が設けられているヒューズエレメント。
14. 上記突出部は、上記ヒューズエレメントの全周に亘って、連続又は断続的に形成されている請求項１３記載のヒューズエレメント。
15. 上記突出部は、上記ヒューズエレメントの溶断箇所と離間した位置に形成されている請求項１３又は１４に記載のヒューズエレメント。
16. 上記突出部は、上記導出口の近傍に設けられる請求項１３〜１５のいずれか１項に記載のヒューズエレメント。
17. 上記突出部が複数形成されている請求項１３〜１６のいずれか１項に記載のヒューズエレメント。
18. 内層を低融点金属層とし、外層を高融点金属層とする請求項１３〜１７のいずれか１項に記載のヒューズエレメント。
19. 上記低融点金属層が露出する端面が設けられ、上記端面が設けられた端部を外部回路と接続される端子部とする請求項１８記載のヒューズエレメント。
20. 上記端子部は、外部回路のランドに接続される接続部を有し、上記端面は上記接続部から突出されている請求項１９記載のヒューズエレメント。
21. 上記端子部は、外部回路のランドに接続される接続部を有し、上記端面は上記接続部から少なくとも１回折り曲げられている請求項１９又は２０に記載のヒューズエレメント。
22. 上記端子部は、外部回路のランドに接続される接続部を有し、上記端面は閉塞されている請求項１９〜２１のいずれか１項に記載のヒューズエレメント。
23. 上記ヒューズエレメントは、内層を低融点金属層とし、外層を高融点金属層とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載のヒューズ素子。
24. 上記低融点金属層が露出する端面が設けられ、上記端面が設けられた端部を外部回路と接続される端子部とする請求項２３記載のヒューズ素子。
25. 上記端子部は、外部回路のランドに接続される接続部を有し、上記端面は上記接続部から突出されている請求項２４記載のヒューズ素子。
26. 上記端子部は、外部回路のランドに接続される接続部を有し、上記端面は上記接続部から少なくとも１回折り曲げられている請求項２４又は２５に記載のヒューズ素子。
27. 上記端子部は、外部回路のランドに接続される接続部を有し、上記端面は閉塞されている請求項２４〜２６のいずれか１項に記載のヒューズ素子。

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