JP2747877B2 - 遅断ヒューズ及びその製造方法 - Google Patents

遅断ヒューズ及びその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車のパワー
ウィンドモータのような電動機の保護に好適な遅断ヒュ
ーズに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、自動車等の電気回路の保護に使
用されるヒューズの溶断には、高電流域における溶断
と、低電流域における溶断とがある。前者の高電流域に
おける溶断としては、例えば回路のデッドショート発生
時のバースト電流による溶断があり、熱発生から溶断ま
でが数秒以内の比較的短時間に進行するものである。
【０００３】一方、後者の低電流域における溶断とは、
低度の過電流が長時間継続した場合のようにヒューズの
温度が徐々に上昇した後に溶断するものであり、熱発生
からヒューズの溶断までに比較的時間のかかるものであ
る。例えば、電動機などの負荷回路においては、その起
動時に定常負荷電流値の数倍に達する瞬間過度電流が流
れ、またパワーウィンドモータでは窓ガラスを閉めきっ
た時や開ききった時のモーターロック時に定常負荷電流
値の数倍に達するモーターロック電流が流れるので、回
路ショート等の異常時ではないにもかかわらず定常電流
値を超える電流が頻繁に流れる。
【０００４】そこで、電動機やパワーウィンドモータな
どの負荷回路では、このような定常電流値を超える瞬間
過度電流やモーターロック電流等に対しては溶断するこ
とがなく、かつスライトショート時には確実に過度電流
を遮断するゆるやかな特性を持つ所謂遅断ヒューズが用
いられている。該遅断ヒューズは、例えば高融点の可溶
体金属からなるヒューズの略中央部に、熱伝導度が大で
吸熱効果が良好な低融点金属チップを保持させ、使用中
の過電流通電による溶断部の発熱分を低融点金属チップ
に伝熱吸収させることで溶断に至るまでのタイムラグが
確保されている。即ち、過度電流が流れても瞬時には溶
断部が溶断しないように溶断部の許容範囲が前記低融点
金属チップによって拡大され、溶断の遅断性が確保され
るものである。
【０００５】この時、遅断性が過度になり過ぎると電線
やハウジングが加熱状態になり、電線の被覆部が焦げた
り、ハウジングが溶けたりする恐れがあるので、予め定
めたタイムラグを越えた時点では遅断ヒューズが速やか
に溶断されなければならない。ところで近年、ヒューズ
の小型化と定格電流値の拡大とが求められており、ヒュ
ーズの熱によりハウジングを焦がしたりすることがない
ように、溶断部の明確化と発熱部の狭スペース化により
ヒューズ端子への伝熱を抑える必要がでてきた。そこ
で、前記ホットスポット（溶断部）の発生位置を定着さ
せ、しかもホットスポットを可能な限り小さくし、極狭
領域で溶断するよう構成できれば、電線やヒューズ端子
部など周囲への伝熱を減少でき、ヒューズ全体の発熱を
抑え得ると共に、ヒューズの発熱を有効に利用して低電
流域においても溶断感度の優れた遅断ヒューズが実現で
きることになる。
【０００６】従って、前述のような溶断部位置の特定化
と発熱の狭スペース化を実現する為には、ホットスポッ
トでの電流密度がその周囲の電流密度に比して極大とな
るよう構成すればよく、しかもホットスポットでの電流
密度が、その周囲の電流密度に比して急峻に増大する構
成にすればよい。即ち、このような電流密度特性を実現
するには、ホットスポットの発生するヒューズ部材の断
面積を、その前後の断面積に比して極小とすればよく、
所謂くびれ率が大きなホットスポットほど上述のような
極狭領域での溶断が可能になる。
【０００７】そして、ホットスポットの前記くびれ率を
大きくして溶断感度を改善する方法としては、従来、以
下の様な種々の工夫が開示されている。例えば、図５に
示す特開昭５０−１０１８４５号公報等に開示されたヒ
ューズにおいては、プラグイン型のヒューズ１００の構
成部品としてハウジング１０１に嵌挿されるヒューズエ
レメント１０２が、一対の刃状端子１０３，１０３を連
結するリンク部分１０５をミリング加工にて薄く切削加
工され、切削後にさらに圧縮加工を施されて、略中央に
溶断部を形成されている。
【０００８】これは図５(b) の断面図に示すように、溶
断部であるリンク部分１０５の略中央の板厚ｔ0 をこの
溶断部に隣接する前後の板厚ｔ1 ，ｔ2 よりも薄くする
ことによって、該溶断部の断面Ｓ0 の断面積を前後の断
面Ｓ1 の断面積ならびに断面Ｓ2 の断面積のいずれより
も小さい構成とすることによって、ホットスポットのく
びれ率を大きくして溶断感度を改善したものである。
【０００９】また、例えば図６に示す米国特許第４８３
１３５３号明細書等に開示されたヒューズにおいては、
金属板を打ち抜き加工して製作したヒューズエレメント
１２０のリンク部分１２１に、複数個のウィークスポッ
ト１２２，１２３，１２４が設けられている。これは、
図６(b) の要部拡大図に示すように、各ウィークスポッ
トの断面Ｓ0の断面積を、前後の断面Ｓ1 の断面積なら
びに断面Ｓ２の断面積に比べて小さい構成とすること
で、ホットスポットのくびれ率を大きくして溶断感度を
改善している。
【００１０】さらに、図７に示す特開昭６１−２７１７
３１号公報等に開示されたヒューズにおいては、ハウジ
ング１３０に嵌挿されるヒューズエレメント１３１のＳ
字状のリンク部分１３２に、貫通孔から成る切欠１３３
を設け、この切欠１３３の位置における断面積を最小と
し、これによってホットスポットのくびれ率を大きくし
て溶断感度を改善している。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
如き従来の遅断ヒューズにおいては、前記特開昭５０−
１０１８４５号公報等におけるヒューズのようにリンク
部分の厚みの縮小をミリング加工ならびに圧縮加工にて
作製する場合、厳しい公差を達成するには加工コストが
著しく増大してしまうという欠点があり、前記米国特許
第４８３１３５３号明細書におけるヒューズや前記特開
昭６１−２７１７３１号公報等におけるヒューズにおい
ても、複雑なリンク部分の形状を加工するには高価な金
型を必要とし、加えて良品の収率増大が困難という、や
はり加工コスト増大の問題点が残されている。
【００１２】また、この様な加工によりホットスポット
のくびれ率を大きくするには機械加工上の限界があり、
それ以上はくびれ率を大きくすることができなかった。
即ち、一般にプレス加工による打抜きでは、板厚の約２
倍までの幅が加工限界となっており、それ以上幅の小さ
なくびれを備えたヒューズをプレス加工により作製する
ことはできない。
【００１３】従って、本発明の目的は上記課題を解消す
ることに係り、可溶体溶断部のくびれ率を大きくして溶
断部位置の特定化と発熱の狭スペース化を実現すると共
に、限られた発熱量で溶断できる高感度の溶断特性をも
った良好な遅断ヒューズ及びその製造方法を提供するこ
とにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、導
電性金属で形成された可溶体の中央部に設けた幅狭の溶
断部を一対の端子部に連成して成る遅断ヒューズにおい
て、前記溶断部の両端近傍には、前記導電性金属より融
点の低い低融点部材を一旦溶融させた後に凝固させて形
成された一対の断面積増大部が形成されていることを特
徴とする遅断ヒューズにより達成される。
【００１５】又、本発明の上記目的は、導電性金属で形
成された可溶体の中央部に設けた幅狭の溶断部を一対の
端子部に連成して成る遅断ヒューズの製造方法におい
て、前記溶断部の両端近傍に一対の係留手段を連設し、
前記導電性金属より融点の低い低融点部材をこの一対の
係留手段によって係留した後、該低融点部材を一旦加熱
して溶融し、各係留手段の周囲に該低融点部材を凝集さ
せた状態で冷却して凝固させることによって、前記溶断
部の両端近傍に一対の断面積増大部を形成することを特
徴とする遅断ヒューズの製造方法により達成される。
【００１６】尚、前記係留手段は、溶断部の両側に延設
されたかしめ用突片により構成することができる。
【００１７】
【作用】上記構成によれば、溶断部の両端近傍に断面積
増大部が形成されることによって該溶断部のくびれ率が
大きくなるので、該くびれによる集熱効果により溶断部
位置の特定化と発熱の狭スペース化が容易となる。又、
該断面積増大部は、一旦加熱して溶融した後に凝固させ
た低融点部材により形成されるので、くびれの加工が容
易となってくびれ率の設計自由度が広がる。
【００１８】更に、溶断部の両端近傍に形成された断面
積増大部は低融点部材からなるので、溶断部が発熱する
と前記低融点部材が該溶断部に流入し、吸熱効果により
該低融点部材は溶断部の発熱分を伝熱吸収することがで
き、溶断部の遅断性が確保される。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
詳細に説明する。先ず、図１乃至図３により、本発明に
係る遅断ヒューズの製造方法を説明する。図１に示すよ
うに、遅断ヒューズ１は、合成樹脂製のハウジング５０
と、銅合金等の高融点の導電性金属で形成された可溶体
であるヒューズエレメント２とからなり、該ヒューズエ
レメント２を前記ハウジング５０に嵌挿することによっ
て一体的に構成される。
【００２０】ヒューズエレメント２は、電気接続用の一
対の端子部３，３と、これら端子部３，３の間に連成さ
れた溶断部４とから成り、銅などの比較的高融点の導電
性金属で一体形成されたものである。該溶断部４は、端
子部３，３よりも薄肉とされ、中央部には基部１２，１
２を介してホットスポットとなる幅狭の細延部１１が形
成されている。該細延部１１の両端に位置する基部１
２，１２の両側には、それぞれ係留手段である一対のか
しめ用突片２０，２０が延設されている。
【００２１】低融点チップ３０は、前記ヒューズエレメ
ント２より融点の低い錫等の低融点部材からなる小径の
線材である。そして、図２に示すように、前記低融点チ
ップ３０を細延部１１に接して両基部１２，１２に亘っ
て接する位置に置き、上下方向に伸びたかしめ用突片２
０，２０を折曲げて、低融点チップ３０を把持するよう
加締める。
【００２２】この後、加締められた低融点チップ３０に
フラックスを塗布し、レーザービーム照射やリフロー炉
等で、あらかじめ該低融点チップ３０を溶融させる。す
ると、溶けた低融点チップ３０は表面張力により、前記
かしめ用突片２０，２０によるかしめ部に凝集する傾向
がある。この現象は、例えばプリント基板への端子の半
田付け時に、溶けた半田が表面張力によって端子上に凝
集するのと同様である。
【００２３】この結果、細延部１１上にある溶融した低
融点チップ３０は、表面張力によって夫々かしめ用突片
２０，２０の周囲に殆ど凝集するから、細延部１１の位
置には少量しか残らない。この状態で加熱を止めると、
図３に示すように、溶けた低融点チップ３０はかしめ用
突片２０，２０の周囲で凝固し、それぞれ断面積増大部
となる凝集部３１を形成し、さらに細延部１１の上に薄
膜部３２を形成する。ここで、溶断部４は図４に示すよ
うに凝集部３１，３１が特に盛り上がり、一方、薄膜部
３２は薄く形成されていて、所謂、双子山の形状にあ
る。
【００２４】従って、薄膜部３２の略中央部に対応する
ホットスポットである細延部１１の断面Ｓ0 の断面積
は、凝集部３１，３１の断面Ｓ1 ，Ｓ1 の断面積に比べ
て小さくなり、十分に大きなくびれ率を得ることができ
る。このように、本発明の製造方法により製造された遅
断ヒューズ１は、ホットスポットである細延部１１の両
端に断面積増大部が形成されることにより、溶断部４の
くびれ率を大きくすることができるので、該くびれによ
る集熱効果により溶断部位置の特定化と発熱の狭スペー
ス化が容易となる。即ち、ホットスポットの位置の特定
と狭スペース化が可能になり、ハウジング５０や端子部
３など周囲への伝熱を減少でき、ヒューズエレメント２
全体の発熱を抑え得ると共に、ヒューズエレメント２の
発熱を有効に利用して低電流域においても溶断感度の優
れた遅断ヒューズを得ることができる。
【００２５】又、前記凝集部３１，３１は、一旦加熱し
て溶融した後に凝固させた低融点チップ３０により形成
されるので、くびれの加工が機械加工に比べ容易となっ
てくびれ率の設計自由度が広がる。更に、前記遅断ヒュ
ーズ１は、細延部１１の両端に形成された凝集部３１，
３１が錫等の低融点部材からなるので、該細延部１１が
発熱すると前記凝集部３１，３１を構成している低融点
部材がホットスポットに流入し、吸熱効果により該低融
点部材は溶断部４の発熱分を伝熱吸収することができ
る。この結果、溶断部４は溶断に至る時間が延長され、
良好な遅断特性が確保される。
【００２６】尚、低融点チップ３０を仮係止するための
係留手段は、上記実施例におけるかしめ用突片２０のよ
うに溶断部４に延設されて一体的に構成されるのが望ま
しいが、別体に構成してこれを溶断部４に物理的手段
（例えば、巻き付け）、又は化学的手段（スポット熔接
や接着剤による仮係合）によって係合させるものでもよ
い。
【００２７】又、上記実施例においては、可溶体を構成
する導電性金属として銅を用いたが、本発明はこれに限
定されるものではなく、例えば銅合金（融点摂氏１０５
０度）をはじめ、亜鉛合金、鉛合金、アルミ合金等の導
電性金属を用いることができる。また、該導電性金属よ
り低い融点を有する低融点部材としては、上記実施例の
錫（融点摂氏２３０度）をはじめ、錫合金、ビスマス、
ビスマス合金、アンチモン等の種々の低融点金属が使用
できる。
【００２８】
【発明の効果】上記の如き本発明の遅断ヒューズ及びそ
の製造方法によれば、溶断部のくびれ率が十分に大きな
可溶体を安価な製造方法により得ることができると共
に、くびれの加工が機械加工に比べ容易となってくびれ
率の設計自由度が広がる。そして、前記溶断部が十分な
くびれ率を有することにより、該くびれによる集熱効果
によって溶断部位置の特定化と発熱の狭スペース化が容
易となると共にホットスポットを可能な限り小さくして
極狭領域で可溶体が溶断するよう構成できる。
【００２９】そこで、ハウジングや端子部など周囲への
伝熱を減少でき、可溶体全体の発熱を抑え得ると共に、
可溶体の発熱を有効に利用して低電流域においても溶断
感度の優れた遅断ヒューズを得ることができる。又、溶
断部の両端近傍に形成された断面積増大部は低融点部材
からなるので、該溶断部が発熱すると前記低融点部材が
該溶断部に流入し、吸熱効果により該低融点部材は溶断
部の発熱分を伝熱吸収することができる。この結果、溶
断部は溶断に至る時間が延長され、良好な遅断特性が確
保される。
【００３０】従って、可溶体溶断部のくびれ率を大きく
して溶断部位置の特定化と発熱の狭スペース化を実現す
ると共に、限られた発熱量で溶断できる高感度の溶断特
性をもった良好な遅断ヒューズ及びその製造方法を提供
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に基づく遅断ヒューズの加工
前の分解斜視図である。
【図２】図１に示したヒューズエレメントの加工途中の
全体斜視図である。
【図３】図２に示したヒューズエレメントの加工後の全
体斜視図である。
【図４】図３に示したヒューズエレメントの上面図であ
る。
【図５】(a) は従来の遅断ヒューズの分解斜視図、(b)
はその要部断面図である。
【図６】(a) は従来の他の遅断ヒューズのヒューズエレ
メントの正面図、(b) はその要部拡大図である。
【図７】従来の他の遅断ヒューズの分解斜視図である。
【符号の説明】
１ 遅断ヒューズ ２ ヒューズエレメント ３ 端子部 ４ 溶断部 １１ 細延部 １２ 基部 ２０ かしめ用突片 ３０ 低融点チップ ３１ 凝集部 ３２ 薄延部 ５０ ハウジング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 花崎 恒 静岡県榛原郡榛原町布引原206−１ 矢 崎部品株式会社内 (56)参考文献 実開 昭61−96443（ＪＰ，Ｕ)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 導電性金属で形成された可溶体の中央部
    に設けた幅狭の溶断部を一対の端子部に連成して成る遅
    断ヒューズにおいて、 前記溶断部の両端近傍には、前記導電性金属より融点の
    低い低融点部材を一旦溶融させた後に凝固させて形成さ
    れた一対の断面積増大部が形成されていることを特徴と
    する遅断ヒューズ。
  2. 【請求項２】 導電性金属で形成された可溶体の中央部
    に設けた幅狭の溶断部を一対の端子部に連成して成る遅
    断ヒューズの製造方法において、 前記溶断部の両端近傍に一対の係留手段を連設し、前記
    導電性金属より融点の低い低融点部材をこの一対の係留
    手段によって係留した後、該低融点部材を一旦加熱して
    溶融し、各係留手段の周囲に該低融点部材を凝集させた
    状態で冷却して凝固させることによって、前記溶断部の
    両端近傍に一対の断面積増大部を形成することを特徴と
    する遅断ヒューズの製造方法。
  3. 【請求項３】 前記係留手段が溶断部の両側に延設され
    たかしめ用突片からなることを特徴とする請求項２に記
    載の遅断ヒューズの製造方法。
JP5291478A 1993-10-28 1993-10-28 遅断ヒューズ及びその製造方法 Expired - Fee Related JP2747877B2 (ja)

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