JP2016062671A

JP2016062671A - 密閉形電線ヒューズ

Info

Publication number: JP2016062671A
Application number: JP2014187428A
Authority: JP
Inventors: 将幸村元; Masayuki Muramoto; 真司齊藤; Shinji Saito
Original assignee: Daihen Fuse Corp
Current assignee: Daihen Fuse Corp
Priority date: 2014-09-16
Filing date: 2014-09-16
Publication date: 2016-04-25
Anticipated expiration: 2034-09-16
Also published as: JP6426413B2

Abstract

【課題】両端開口部を絶縁キャップで封止した絶縁筒内にヒューズエレメントを収納し、絶縁キャップを挿通したスリーブの内端部にヒューズエレメントの両端部を接続し、スリーブの外端部にリード線を接続するようにした密閉形電線ヒューズにおいて、部品点数の削減と加工費と物流費の低減を図り、製品製造時のリードタイムの短縮化を図るとともに、残留応力が蓄積されやすい超音波溶着の回数を最低限に留め得る密閉形電線ヒューズを提供する。【解決手段】スリーブが内端部外周にフランジを有し、絶縁キャップは挿入されたスリーブのフランジを受ける段差部を有し、スリーブ内端部外周において絶縁キャップに設けた余肉部を赤外線照射による加熱・軟化後にカシメてスリーブと絶縁キャップが固着されており、絶縁キャップは超音波溶着によって絶縁筒に固着されている構造。【選択図】図１

Description

この発明は、両端開口部を絶縁キャップで封止した絶縁筒内にヒューズエレメントを収納し、絶縁キャップを挿通したスリーブの内端部にヒューズエレメントの両端部を接続し、スリーブの外端部にリード線を接続するようにした密閉形電線ヒューズにおいて、特にスリーブの取付構造の改良に関するものである。

たとえば、特許文献１においては、内外二重のヒューズ筒を有し、外筒両端開口部より電線接続用の端子金具をスリーブを介して突出させて両端開口部を外キャップで封止し、内筒内においてこれら端子間にヒューズエレメントを接続した電線ヒューズが開示されている。

また、特許文献２においても、絶縁筒の両端に、内キャップ及びその外側に保護キャップを被覆し、この保護キャップを貫通して中心線上に端子（スリーブ）を対向配置して気密に形成し、この端子にはリード線が接続され、端子間には、中央に低溶融金属片を備えたヒューズエレメントが張設された電線ヒューズが開示されている。

スリーブを介してヒューズエレメントとリード線を接続する構成は密閉形電線ヒューズにおいて通常に採用される技術手段であるが、スリーブは絶縁筒の両端を封止する絶縁キャップを挿通して絶縁筒の外部に導出するものであるから、水密性を維持するための工夫が必要となる。

ここで、従来におけるスリーブの取付構造について説明する。
図５は従来からある密閉形電線ヒューズの一例を示す全体の断面図である。
この密閉形電線ヒューズは、絶縁筒１３の両端開口部を封止する樹脂製絶縁キャップ１４に軸方向中間部に隔壁１５ａを有するスリーブ１５を絶縁筒１３の内外を連通して固着し、絶縁筒１３内においてスリーブ１５の内端部にヒューズエレメント１６を接続し、絶縁キャップ１４外側に導出したスリーブ１５の外端部にリード線を接続するようにした概略構成に係るもので、スリーブを絶縁筒の外部に導出する際に水密性を確保するため、以下のような手段を講じていた。

先ず、図６（Ｂ）に示すようにヘッダー加工を施したスリーブ１５と絶縁性の内キャップ１４aとをインサート成形によって一体化した部品を用意し、図７（Ａ）に示すように内キャップ１４ａと絶縁筒１３との端面同士を超音波溶着し、絶縁性の外キャップ１４ｂを内キャップ１４ａから絶縁筒１３に渡って被せ、内キャップ１４ａと外キャップ１４ｂを超音波溶着して一体化していた。

この際、水密性を高めるために、図７（Ｂ）に示すように内キャップ１４ａとスリーブ１５との隙間にシリコンを塗布し、放置して硬化させた上で、図７（Ｃ）に示すように再度シリコンを塗布して外キャップ１４ｂを被せて外キャップ内部をシリコンで満たし、その上で図７（Ｄ）に示すように超音波溶着によって一体化し、最終的に図７（Ｅ）に示すように再度シリコンを塗布して硬化させていた。

このようなスリーブの取付構造によると、スリーブと内キャップのインサート成形は成形業者に依頼せざるを得ず、加工費と物流費が掛る難点があり、また製品製造時のリードタイムも長くなる難点があった。さらにインサート成形によるとどうしても残留応力が残り、歪みの原因となる難点もあった。

また、内キャップ１４ａと絶縁筒１３との端面同士を超音波溶着し、内キャップ１４aと外キャップ１４ｂを超音波溶着していたが、超音波溶着を絶縁筒１３の左右において合計４回繰り返すことになるが、応力の蓄積が大きくなるという問題もあった。さらに、シリコンを塗布する場合、図７（Ｂ）と図７（Ｅ）で用いるシリコンは同一の低粘度のシリコンでよいが、図７（Ｃ）で用いるシリコンは高粘度のシリコンを用いており、シリコンが２種類必要であった。

特開2013-175362 特開平7-182964

そこで、この発明の目的とするところは、スリーブを介してヒューズエレメントとリード線を接続する構成の密閉形電線ヒューズにおいて、スリーブとインサート成形によって一体化していた内キャップを廃することにより部品点数の削減と加工費と物流費の低減を図り、製品製造時のリードタイムの短縮化を図るとともに、残留応力が蓄積されやすい超音波溶着の回数を最低限に留め、シリコン塗布についても一種類のシリコンで、塗布回数も最低限に留めることのできる改良されたスリーブの取付構造に係る密閉形電線ヒューズを提供するところにある。

上記目的達成のため、この発明においては、スリーブを介してヒューズエレメントとリード線を接続する構成の密閉形電線ヒューズ、すなわち、絶縁筒の両端開口部を封止する樹脂製絶縁キャップに軸方向中間部に隔壁を有するスリーブを絶縁筒の内外を連通して固着し、絶縁筒内においてスリーブの内端部にヒューズエレメントを接続し、絶縁キャップ外側に導出したスリーブの外端部にリード線を接続するようにした密閉形電線ヒューズにおいて、前記スリーブが内端部外周にフランジを有し、絶縁キャップは挿入されたスリーブのフランジを受ける段差部を有し、スリーブ内端部外周において絶縁キャップに設けた余肉部を赤外線照射による加熱・軟化後にカシメてスリーブと絶縁キャップが固着されており、絶縁キャップは超音波溶着によって絶縁筒に固着されている密閉形電線ヒューズとしたことを特徴としている。

すなわち、従来のように絶縁キャップを内キャップと外キャップの二重構造とするのではなく、内キャップと外キャップにかえて単一の絶縁キャップとし、スリーブと内キャップのインサート成形を不要とし、また、超音波溶着の回数を最低限の２回に留めるようにしたものである。

前記スリーブは内端部外周のフランジ端面において複数の半径方向の溝を形成しておけば、絶縁キャップに設けた余肉部を赤外線照射による加熱・軟化後にカシメてスリーブと絶縁キャップを固着した際、スリーブの回り止め効果が得られ、ねじり性能が向上するので望ましい。

この発明の密閉形電線ヒューズは、上述のように、従来の内キャップと外キャップの二重構造を廃し、内端部外周にフランジを有するスリーブを段差部で受ける絶縁キャップと組み合わせ、スリーブ内端部外周において絶縁キャップに設けた余肉部を赤外線照射による加熱・軟化後にカシメてスリーブと絶縁キャップを固着し、絶縁キャップを超音波溶着によって絶縁筒に固着するようにしたので、外注によってスリーブと内キャップをインサート成形する必要がなく、残留応力を低減して品質の向上を図り得るとともに、部品点数の削減と加工費と物流費の低減を図ることができ、製品製造時のリードタイムの短縮化も図り得たのである。

また、従来内キャップと絶縁筒との端面同士を超音波溶着していたのであるが、この段階における超音波溶着に代わって赤外線照射による加熱・軟化後にカシメてスリーブと絶縁キャップを固着する構成としたので、超音波溶着による応力の蓄積、残留応力による品質への悪影響を極力低減し得るという利点も有している。
また、従来の構造ではシリコンの塗布回数が３回であったのに対し、１回の塗布回数で良く、用いるシリコンも従来の２種類から１種類に減らすことができる。

本発明に係る密閉形電線ヒューズの実施形態を示す断面図同密閉形電線ヒューズにおけるスリーブの正面図と右側面図同密閉形電線ヒューズの絶縁キャップの断面図同密閉形電線ヒューズにおける部品組立工程を示すもので、(Ａ)はスリーブと絶縁キャップの組立前、（Ｂ）は両者を組み合わせた状態、（Ｃ）は赤外線照射による加熱・軟化状態、（Ｄ）はツールのパンチによる加圧・圧縮によって絶縁キャップの余肉部をカシメてスリーブと絶縁キャップを一体化している状態、（Ｅ）は絶縁キャップと絶縁筒を超音波溶着によって固着している状態、（Ｆ）は仕上げのシリコン塗布の状態を、各々示している。従来の密閉形電線ヒューズの一例を示す断面図同ヒューズに用いられる部品図で、（Ａ）は外キャップ、（Ｂ）はインサート成形によって一体化された内キャップとスリーブ、（Ｃ）は絶縁筒を示している。同密閉形電線ヒューズにおける部品組立工程を示すもので、(Ａ)はインサート成形によってスリーブと一体化した内キャップを絶縁筒を端面間で超音波溶着している状態、（Ｂ）は内キャップとスリーブの隙間にシリコンを塗布し、放置して硬化させる状態、（Ｃ）は再度シリコンを塗布して外キャップを被せ、外キャップ内部をシリコンで満たす状態、、（Ｄ）は超音波溶着によって外キャップと内キャップを一体化させる状態、（Ｅ）は最終仕上げとしてシリコンを塗布し、放置して硬化させる状態を、各々示している。

先ず、図１に従って本発明に係る密閉形電線ヒューズの一実施形態における全体構造について説明する。

この密閉形電線ヒューズは、絶縁筒１の両端開口部を封止する樹脂製絶縁キャップ２に軸方向中間部に隔壁３を有するスリーブ４を絶縁筒１の内外を連通して固着し、絶縁筒１内においてスリーブ４の内端部にヒューズエレメント５を接続し、絶縁キャップ２外側に導出したスリーブ４の外端部にリード線を接続するようにした概略構成に係るもので、絶縁筒１の内部にはガラス管６が配され、その両端部にはゴムキャップ７が被せられている。

ヒューズエレメント５は可溶合金５ａ、抵抗線５ｂ、接続端子５ｃからなり、抵抗線５ｂの熱量を可溶合金５ａに伝達しやすくするための補管５ｄを有している。スリーブ４とヒューズエレメント５の接続は、接続端子５ｃをスリーブ４に挿入して圧縮接続されている。絶縁キャップ２から外側に導出したスリーブ４から絶縁キャップ２の外側面にかけてはスリーブカバー８が被せられている。

この密閉形電線ヒューズの特徴点はスリーブの取付構造にある。
従来の密閉形電線ヒューズにおいては、ヘッダー加工を施したスリーブと絶縁性の内キャップとをインサート成形によって一体化した部品を用意し、内キャップと絶縁筒との端面同士を超音波溶着し、絶縁性の外キャップを内キャップから絶縁筒に渡って被せ、内キャップと外キャップを超音波溶着して一体化していたのであるが、この発明では、絶縁キャップを内キャップと外キャップの二重構造とするのではなく、内キャップと外キャップにかえて単一の絶縁キャップとし、スリーブと内キャップのインサート成形を不要とし、また、超音波溶着の回数を最低限に留めるようにしたのである。

すなわち、内端部外周にフランジ９を有するスリーブ４を段差部１０で受ける絶縁キャップ２と組み合わせ、スリーブ内端部外周において絶縁キャップ２に設けた余肉部１１を赤外線照射による加熱・軟化後にカシメてスリーブ４と絶縁キャップ２を固着し、絶縁キャップ２を超音波溶着によって絶縁筒１に固着するようにしている。

なお、スリーブ４のフランジ９はヘッダー加工されるが、その際フランジ端面において複数の半径方向の溝９ａを形成しておけばスリーブの回り止め効果が得られ、ねじり性能が向上する。また、スリーブ４と絶縁キャップ２を組み合わせる際、フランジ９下部の大径部９ｂの軸方向寸法を絶縁キャップ２の外端面とほぼ面一となる大きさとしておけば、スリーブに曲げ荷重が加えられた場合においても水密性を維持できるので望ましい。

図４に従って組立工程を説明する。
図４（Ａ）及び（Ｂ）に示す通り、スリーブ４と絶縁キャップ２とをフランジ９と段差部１０において抜け止め状態で組み合わせ、図４（Ｃ）に示す通り、スリーブ内端部外周において絶縁キャップ２に設けた余肉部１１を赤外線照射による加熱・軟化させる。ついで図４（Ｄ）に示す通り、ツールのパンチ１２による加圧・圧縮によって絶縁キャップ２の余肉部１１をカシメてスリーブ４と絶縁キャップ２を一体化させる。しかる後、図４(Ｅ)に示す通り、絶縁キャップ２と絶縁筒１とを超音波溶着することによって固着し、図４(Ｆ)の通り、仕上げのシリコンを塗布・硬化させて組立を完了する。

上述の通り、この発明の密閉形電線ヒューズは、外注によってスリーブと内キャップをインサート成形する必要がなく、残留応力を低減して品質の向上を図り得るとともに、部品点数の削減と加工費と物流費の低減を図ることができ、製品製造時のリードタイムの短縮化も図り得た外、スリーブと絶縁キャップは赤外線照射による加熱・軟化後のカシメによって固着しているので、従来の図7（Ａ）における超音波溶着を不要とし、応力の蓄積、残留応力による品質への悪影響を極力低減し得るという利点を有し、さらにまた、シリコンの塗布回数を減らし、用いるシリコンも１種類に減らし得るもので、生産性及び品質向上に大いに寄与する密閉形電線ヒューズの構造を提供し得たのである。

１絶縁筒
２絶縁キャップ
３隔壁
４スリーブ
５ヒューズエレメント
９フランジ
１０段差部
１１余肉部
９ａ溝

Claims

絶縁筒の両端開口部を封止する樹脂製絶縁キャップに軸方向中間部に隔壁を有するスリーブを絶縁筒の内外を連通して固着し、絶縁筒内においてスリーブの内端部にヒューズエレメントを接続し、絶縁キャップ外側に導出したスリーブの外端部にリード線を接続するようにした密閉形電線ヒューズにおいて、
前記スリーブは内端部外周にフランジを有し、絶縁キャップは挿入されたスリーブのフランジを受ける段差部を有し、スリーブ内端部外周の絶縁キャップの余肉部を赤外線照射による加熱・軟化後にカシメてスリーブと絶縁キャップが固着されており、絶縁キャップは超音波溶着によって絶縁筒に固着されている密閉形電線ヒューズ。
スリーブのフランジ端面に複数の半径方向の溝を形成した請求項1記載の密閉形電線ヒューズ。