JP2020071935A - ヒューズ - Google Patents

Abstract

【課題】溶断部の溶断時に絶縁距離を確保することが可能なヒューズを提供すること。【解決手段】ヒューズ３０は、予め設定された電流値以上の値を有する電流が流れると溶断する銅からなる溶断部３２と、前記溶断部３２を被覆するように設けられており、前記溶断部３２の溶断前に銅と合金を形成する低融点合金からなる溶融被覆材３４と、を備える。【選択図】図１

Description

本開示は、ヒューズに関する。

たとえば、特開２００７−２８０８０７号公報（以下、「特許文献１」という。）には、過電流が流れた際に溶断するヒューズ層を備えるヒューズが開示されている。

特開２００７−２８０８０７号公報

特許文献１に記載されるヒューズでは、ヒューズ層が溶断した際に、絶縁距離を確保できない場合がある。たとえば、高圧系電池の電池電圧の検出経路のように、高電圧が印加される経路において溶断部の溶断モードを想定する場合、印加電圧に対して絶縁状態が確保される絶縁距離の確保が必要となる。この絶縁距離の確保が十分ではない場合、溶断箇所のパターン間にアーク放電が発生する。さらに、単純な金属溶断が生じた場合においては、溶断箇所の近傍に気化した金属が存在するため、アークが生じやすい環境が形成されている。

本開示の目的は、溶断部の溶断時に絶縁距離を確保することが可能なヒューズを提供することである。

本開示に従ったヒューズは、予め設定された電流値以上の値を有する電流が流れると溶断する銅からなる溶断部と、前記溶断部を被覆するように設けられており、前記溶断部の溶断前に銅と合金を形成する低融点合金からなる溶融被覆材と、を備える。

本ヒューズは、銅からなる溶断部を被覆する溶融被覆材を有しているため、溶断部に過電流が流れた際、溶断部の溶断前に、溶断部と溶融被覆材とが合金を形成し、その合金が溶融することによって溶断する。このため、溶融した合金の表面張力によって絶縁距離が確保される。

以上に説明したように、本開示によれば、溶断部の溶断時に絶縁距離を確保することが可能なヒューズを提供することができる。

本開示の一実施形態のヒューズを含むプリント基板の構成を概略的に示す断面図である。 図１に示されるヒューズの溶断部の平面図である。 図１に示されるヒューズの変形例を概略的に示す平面図である。 図３に示されるヒューズの溶断後の状態を示す平面図である。 比較例のヒューズの断面図である。 図５に示されるヒューズの溶断後を示す断面図である。

本開示の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。

図１は、本開示の一実施形態のヒューズを含むプリント基板の構成を概略的に示す断面図である。図２は、図１に示されるヒューズの溶断部の平面図である。図１および図２に示されるように、プリント基板１は、基板１０と、配線部２０と、ヒューズ３０と、被覆層４０と、コーティング部５０と、を有している。

基板１０は、絶縁体からなる。

配線部２０は、基板１０上に設けられており、所定のパターンを形成している。配線部２０は、銅からなり、印刷等によって形成されている。

ヒューズ３０は、配線部２０に接続されている。ヒューズ３０は、溶断部３２と、溶融被覆材３４と、を有している。

溶断部３２は、予め設定された電流値以上の値を有する電流（過電流）が流れた際に溶断する。溶断部３２は、配線部２０につながるように基板１０上に設けられている。溶断部３２は、銅からなり、配線部２０と一体的に印刷等によって形成されている。

溶融被覆材３４は、溶断部３２を被覆するように設けられている。溶融被覆材３４は、印刷等によって溶断部３２上に設けられる。溶融被覆材３４は、溶断部３２の溶断前に、溶断部３２を構成する銅と合金を形成する低融点合金からなる。本実施形態では、溶融被覆材３４を構成する低融点合金として、ハンダが用いられている。ただし、溶融被覆材３４として、ハンダ以外の低融点合金が用いられてもよい。

被覆層４０は、配線部２０を被覆している。被覆層４０は、溶断部３２上には設けられていない。被覆層４０は、ポリイミド等の絶縁体からなる。

コーティング部５０は、溶融被覆材３４を被覆している。コーティング部５０は、シリコン等からなる。

以上に説明したように、本実施形態のヒューズ３０は、銅からなる溶断部３２を被覆する溶融被覆材３４を有しているため、溶断部３２に過電流が流れた際、溶断部３２の溶断前に、溶断部３２と溶融被覆材３４とが合金を形成し、その合金が溶融することによって配線部２０間が遮断される。このため、溶融した合金の表面張力によって絶縁距離が確保される。

また、本実施形態では、コーティング部５０を有するため、ヒューズ３０の溶断時に金属が飛散することが抑制される。

次に、図３および図４を参照しながら、上記実施形態のヒューズ３０の変形例について説明する。図３は、図１に示されるヒューズの変形例を概略的に示す平面図である。図４は、図３に示されるヒューズの溶断後の状態を示す平面図である。なお、図３では、溶断部３２が模式的に直線上に描かれている。この図３は、チップヒューズの例を示している。

図３に示されるように、溶融被覆材３４は、中央被覆部３５と、端部被覆部３６と、を有している。中央被覆部３５は、溶断部３２の中央部上に設けられている。端部被覆部３６は、溶断部３２の両端部上に設けられている。端部被覆部３６の厚さは、中央被覆部３５の厚さよりも大きい。つまり、端部被覆部３６は、電極（金属だまり）として機能する。

図３に示されるヒューズ３０に過電流が流れると、溶断部３２と中央被覆部３５とにより形成された溶融合金は、図４に示されるように、その一部が基板１０上に半球状の半球体３８として残り、残部が表面張力によって端部被覆部３６に引き寄せられる。このため、配線部２０および半球体３８間の距離Ｄが十分に確保される。

続いて、図５および図６を参照しながら、比較例のヒューズの溶断について説明する。図５は、比較例のヒューズの断面図である。図６は、図５に示されるヒューズの溶断後を示す断面図である。

図５に示されるように、比較例のヒューズは、銅からなる溶断部１３２のみによって構成されている。この溶断部１３２に過電流が流れると、図６に示されるように、溶断部１３２が溶断する。このとき、配線部２０間の距離ｄが十分に確保されないため、高電圧が印可された場合、配線部２０間にアークが生じる。

なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

１ プリント基板、１０ 基板、２０ 配線部、３０ ヒューズ、３２ 溶断部、３４ 溶融被覆材、４０ 被覆層、５０ コーティング部。

Claims (1)

1. 予め設定された電流値以上の値を有する電流が流れると溶断する銅からなる溶断部と、
   前記溶断部を被覆するように設けられており、前記溶断部の溶断前に銅と合金を形成する低融点合金からなる溶融被覆材と、を備える、ヒューズ。

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