JP3618135B2 - ヒューズ - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はヒューズに係り、特にプリント配線基板等に表面実装可能な超小型のヒューズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のヒューズとしては種々の型式のものが提案されている。例えば実開昭５９−１１９５４６号公報によれば、樹脂封止のヒューズが提案されており、チップ形状のボディーに中空空間を備え、該中空空間内にヒューズ線が張架された構造となっている。又、実開平５−７２０３３号公報によれば、直方体状の本体内に円筒状の中空空間が設けられ、該中空空間内にヒューズ線を斜めに張架してその両端をキャップで封じる構造のヒューズが提案されている。さらに又、実公昭５９−２１５００号公報によれば、箱状のセラミックケースの両端に凸状のヒューズ線係止部を備え、内部を中空空間とし、両端の係止部間にヒューズ線を斜めに張架してセラミックの蓋を被せ、係止部から端子を突出させて直方体状のヒューズとする超小型のヒューズが開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ヒューズにおいては、短絡遮断性能試験等において１００ボルト以上の電圧で１００アンペア程度の電流を通じてヒューズ線が溶断する時に、アーク電流が発生すると、ヒューズ線溶断後もアーク電流によって通電が継続し、通電時間が長くなるために、ケース内の発熱量が高くなり、結果として内部圧力の上昇によりケースが破壊されるという問題点がある。この原因は、ヒューズ線が溶断する時にはケース内にヒューズ線の両端を固着するハンダ等が昇華して中空空間内にガス化して、このガスが核となってアーク電流を継続させるものと考えられる。
【０００４】
このため、実公昭５９−２１５００号公報においては、ヒューズ線を張架する中空空間にクランク状凸部の壁を設け、その壁の外側でケースにヒューズ線の両端を固着する技術が提案されている。しかしながら、実公昭５９−２１５００号公報に提案された構造では、中空空間部端にクランク状凸部を設けその両端にヒューズ線を張架している。このため、構造が複雑となり、ヒューズ線の張架等の組立が簡単では無いという問題がある。
【０００５】
本発明は上述の事情に鑑みて為されたもので、中空部分に隔壁を設けその外側にヒューズ線の金属キャップへの固着部を設けることによりヒューズ線の溶断時のアーク放電の発生という問題を防止し、且つ組立てが容易で生産性の高いヒューズを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のヒューズは、蓋体とケース本体とから構成され、内部を中空とした直方体状のケースと、前記ケースの両端に嵌着された金属キャップと、前記ケースの中空内に備えたヒューズ線とから構成されるヒューズにおいて前記蓋体は、両端に凸状部を備えており、前記ケース本体は、両端に前記凸状部と各々嵌合する凹状部を備えており、前記蓋体と前記ケース本体とは、前記凸状部と前記凹状部とが嵌め合わされ、且つ、前記蓋体の両側端面と前記ケース本体の内側端面とが接着され、前記凸状部および前記凹状部により前記ケースの内部と外部との間の隔壁が形成されており、前記ヒューズ線は、前記凸状部と前記凹状部との間に挟み込まれるとともに、前記ケースの外側において前記金属キャップと接続されていることを特徴とする。
【０００７】
又、前記ケース本体と蓋体とを、相互に本体と蓋体を略垂直方向に差し込むことにより、相互に嵌め合わされ、垂直方向に位置合わせされると共に、略水平方向にも位置合わせされるものであることを特徴とする。
【０００８】
又、前記金属キャップはその３面が前記ケースの面と平坦になっていて、下面電極となる他の一面が前記金属キャップの厚み分だけ前記ケースの面より出ていることを特徴とする。
【０００９】
【作用】
ケース本体と蓋体のそれぞれの両端に備えた凹状部と凸状部とがヒューズ線を挟み込み嵌め合わされて直方体状のケースを構成し、そのケース内部の中空部分の中央部にヒューズ線が張架される。そして、ヒューズ線の両端は、本体と蓋体の嵌合部分に挟み込まれてケース隔壁に遮られた外側でハンダにより金属キャップに固着されるので、溶断時のケース内部の中空部分へのハンダの拡散が生ぜずアーク放電の継続という問題が防止される。
【００１０】
更に、あらかじめ両端部に凹状部と凸状部とを有するケース本体と蓋体とを略垂直方向に差し込むことにより、相互に嵌め合わされ垂直方向に位置合わせされると共に、略水平方向にも位置合わせされる。従って、本発明の構造によれば溶断特性の良好な、アーク放電の問題が生じないヒューズを高い作業性で量産することができる。
【００１１】
又、ケース本体の両端部が薄肉部を備え、金属キャップの面がケース本体と略同一面に嵌着されることから、ケース本体の実質的な表面を広く取ることができる。従って、ヒューズのプリント基板等への実装時の吸着による搬送等が容易となる。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明の一実施例について添付図面を参照しながら説明する。なお、各図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００１３】
図１は、本発明の一実施例のチップ型ヒューズの分解図である。ヒューズ線１は、セラミックケース本体２と蓋体３とが嵌着されて形成される直方体状のケース内部の中空空間内の中央部に張架される。ヒューズ線１は、ケース本体２のくぼみ部５に落とし込まれ、蓋体３の凸状部１２とケース本体２の凹状部１１間に挟み込まれる。セラミックケース本体２及び蓋体３は、嵌着されて外形が直方体形状をなし、その両端には金属キャップ７，７が被せられる。
【００１４】
ヒューズ線１の両端は、ケース本体２のくぼみ部５に樹脂で仮り止めされ、その両端がケース本体２の側端面２Ａに添って折り曲げられる。セラミックケースの蓋体３の側端面３Ｂにはエポキシ等の接着剤が塗布され、蓋体３がケース本体２に嵌着され、蓋体３の両側端面３Ｂ，３Ｂがケース本体２の内側端面２Ｃ，２Ｃに接着されるようになっている。又、金属キャップ７は、例えばＣｕ材又はＣｕ合金材にハンダメッキがなされたもので、ケース本体２の端面２Ａと対面する内端面７Ｃには予備ハンダ９が被着されている。したがって、ケース本体２に蓋体３が嵌着されて直方体形状をなしたケースの両側端部に金属キャップ７を嵌着し、加熱すると予備ハンダ９が図３（Ｂ）に示すヒューズ線の折り曲げ部分１Ｄと融着する。これにより金属キャップ７がセラミックケース及びヒューズ線１の折り曲げ部１Ｄ，１Ｄに固着される。又、蓋体３の両端部上面に塗布された接着剤１０は、金属キャップ７の内上面７Ｂと接着し固定する。
【００１５】
このようにチップ型ヒューズのケースは本体２と蓋体３の二分割構造となっており、この分割された二つのケースを垂直方向に差し込むことにより相互に嵌め合わされ、垂直方向に位置合わせされると共に水平方向にも位置合わせされる。そして、接着剤で貼り合わせてから、金属キャップを圧入嵌着する。図示するように、ケース本体２の符号２Ｅ部分に切欠を作り、蓋体３の符号３Ｅで示す部分と嵌着する際に、ストッパとなり蓋体３の位置合わせを容易にすることができる。金属キャップの嵌着前の本体２と蓋体３のケースの嵌め合わせによって寸法バラツキが生じると、キャップの圧入嵌着が適正に行えなくなる。したがって、金属キャップが安定に嵌着できるように、蓋体３と本体２とを噛み合せることで寸法精度を高めている。具体的には、蓋体３の寸法Ａはケース本体２の寸法Ｂよりも小さく、蓋体３の寸法Ｃはケース本体の寸法Ｄよりもそれぞれ小さく設定されている。同様に、蓋体３の長手方向の長さＥはケース本体２の長手方向の長さＦより小さくなっており、蓋体３がケース本体２から飛び出さないようになっている。又ケース本体２の端面２Ａの縦横の寸法は、金属キャップ７の内端面寸法とすることで必要な精度を出している。
【００１６】
図２は、本実施例のヒューズの（Ａ）側面図、及び（Ｂ）上面図である。本実施例においては、プリント基板に実装する際のプリント基板のランドパターンとハンダ付けするキャップ面はケースよりキャップ厚み分だけ出るが、他の３面はキャップとセラミックケース面とが平坦になっている。
【００１７】
ケース本体２の両端部には、図１に示すように下面及び両側面に薄肉部１３を備えている。ケース本体２の図１の上面は蓋体３が嵌着されて蓋体表面と同一平面となる。キャップ７の肉厚は、ケース本体２の薄肉部１３の肉薄部分の厚みとなっている。このため、ケース本体２と蓋体３とを嵌着して直方体状のケースとして、その両端の薄肉部１３にキャップ７を嵌着すると、図２に示すように、薄肉部１３に嵌着されたキャップ７の面とケース本体の面とは同一平面となる。図１における本体２の上面は両端に薄肉部を有しないため、この面と嵌着されたキャップ７の面とはキャップの肉厚だけ異なり、セラミックケースの面に対してキャップの肉厚だけ高さが突出している。尚図２は、図１のケース本体と蓋体の関係を上下逆にした図であり、キャップ肉厚だけ突出した蓋体側の面が図２（Ａ）では下側になっている。本実施例においては、チップケースの図２における上端面を金属キャップ部分を含めてフラットとすることにより、プリント基板搭載時のバキュームチャックを容易とする。又、上面に表示を印刷する際にその作業が容易となる。
【００１８】
図３は、上述したヒューズの製造方法を示す。先ず、（Ａ）に示すようにケース本体２の下側面２Ｂにマーキングを行う。そして、ヒューズ線をフィーダから一定の張力（テンション）をかけて引出し、ケース本体２のくぼみ部５に落とし込む。そして、テンションを加えたままくぼみ部５に樹脂で仮止めし、本体端面２Ａから少し余して切断し、ヒューズ線を端面２Ａに添って折り曲げる。そして、（Ｂ）に示すように蓋体３の側端面３Ｂにエポキシ等の接着剤を塗布し、本体２に蓋体３を垂直方向に差し込み嵌着する。そして、蓋体３を本体２に加圧しながら例えば１５０℃で１５分程度加温することにより、樹脂及び接着剤が硬化し、蓋体３と本体２とを固着する。次に金属キャップ７の内端面７Ｃにハンダ片又はクリームハンダを供給して加熱して予備ハンダ部分９を形成する。そして、直方体状のチップケースの蓋体３上の金属キャップの嵌着部分にエポキシ等の接着剤１０を塗布する。そして、（Ｃ）に示すように予備ハンダ部分９を形成したキャップ７を直方体状のチップケースの両端部に圧入嵌着して、例えば３００℃で３秒程度加熱することにより接着剤を硬化しキャップ７をチップケースに固着するとともに、ハンダを溶着し、ヒューズ線１Ｄと金属キャップ７との電気的な接続を強固なものとする。これにより上述した実施例のヒューズの製造工程を終了し、電気的特性の測定、検査等を経て本実施例のヒューズが完成する。
【００１９】
ヒューズの品質として重要なことは、溶断特性の安定性である。従来技術の例えば管ヒューズでは、ヒューズ線は管の縁に引き掛けてあるだけで張力を加えていないので、ヒューズ線に弛みが生じてヒューズ線長がバラツキ、このバラツキが溶断特性のバラツキとなる。本実施例のヒューズは上述したようにヒューズ線に張力を加えたままケースの両端部分のくぼみ部分５に張架し、樹脂で固定するので、ヒューズ線長が一定し、溶断特性の安定化ができる。
【００２０】
又、前述したように超小型のヒューズにおいては、ヒューズ線とその端子電極へのハンダ溶着部分が同一中空空間内にあると、短絡遮断時にアーク放電を起こし易い。上述した本実施例のヒューズにおいては、ヒューズ線１は本体２のくぼみ部５を通して蓋体３と本体２の嵌め合わされる凹状部１１と凸状部１２の間に挟み込まれている。そして、本体２と蓋体３の凹状部１１と凸状部１２で構成される壁面であるケースの外側端面で金属キャップ７にハンダで溶着されている。したがって、ヒューズ線１が溶断する中空空間内からは、ハンダの溶着部分が本体２と蓋体３の側端面が隔壁として作用し隔離されている。このため、ヒューズ線の溶断時に際してヒューズ線の固着部分即ちハンダで融着した部分がガス化してアーク放電を継続させるという問題が防止され、短絡遮断試験等で安定した遮断特性が得られる。
【００２１】
即ち、電気用品取締法別表第３附表第２に規定される短絡遮断性能試験において、１００ボルト以上１００Ａ（アンペア）を通じた場合、隔壁のない構造では、アーク電流が発生しやすく、ヒューズ溶断後もアーク電流によって通電が生じ、通電時間が長くなることから、ケース内の発熱量が高く、結果として、内部圧力の上昇によるケース破損を起こすケースがしばしばあった。本実施例の隔壁を設けた場合の同様の試験においては、溶断後のアーク電流の発生がなく、内部発熱量が低いことから、ケースの破損は生じない。このように、隔壁を設けることによって、遮断時のアーク電流の継続という問題が発生せず、高電流のヒューズが可能となる。
【００２２】
また本実施例のヒューズは、そのケースが２分割構造であり、ケース本体と蓋体とを噛み合わせることにより、垂直方向及び水平方向に位置合わせされ、ヒューズ線がケース内の中空空間部分の略中央に直線的に張られる。このため、構造が簡単でありその製造が容易であり、作業性が高められる。更にヒューズ線の加工が容易であり、変形線や取付け後ヒューズエレメントの線中央部分へのハンダ等の取付けによりタイムラグ特性に改善すること等の処理を容易に行える。
【００２３】
又、本実施例においては、ヒューズ線を落とし込むくぼみ部５をケース本体２側に設けたが、蓋体３側に設けてもよいのはもちろんのことである。又、ケース本体の両端面２Ａ，２Ａに導体を印刷焼成しておいてもよい。これにより、ヒューズ線折り曲げ部１Ｄ，１Ｄとの接続がより容易となる。
【００２４】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明のヒューズは、２分割構造のケースの中空部分中央にヒューズ線を張架して、中空空間部分とヒューズ線の固着部分との間に隔壁を設けたものである。従って、温度上昇特性、通電特性、溶断特性のバラツキが少なく、アーク放電の防止に伴い良好な短絡遮断特性が容易に達成される。そして、ケースが２分割の噛み合せ構造であり、内部空間の中央部分にヒューズ線が張架されるため、構造が簡単で製造が容易であり、作業性を高められる。従って量産における不良率が非常に少なく安定した生産が可能で、製造コストを低減できる。更に、直方体状のケース両端に薄肉部を備えることからキャップとケース本体面を同一平面とすることができ、実装時のハンドリングが容易となる、或いは捺印作業を容易にすることができる等の利点を生じる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のヒューズの分解図。
【図２】上記のヒューズの（Ａ）側面図、（Ｂ）上面図。
【図３】上記ヒューズの製造工程を示す説明図。
【符号の説明】
１ ヒューズ線
２ ケース本体
３ 蓋体
５ くぼみ部
７ 金属キャップ

Claims (3)

1. 蓋体とケース本体とから構成され、内部を中空とした直方体状のケースと、
   前記ケースの両端に嵌着された金属キャップと、
   前記ケースの中空内に備えたヒューズ線とから構成されるヒューズにおいて、
   前記蓋体は、両端に凸状部を備えており、
   前記ケース本体は、両端に前記凸状部と各々嵌合する凹状部を備えており、
   前記蓋体と前記ケース本体とは、前記凸状部と前記凹状部とが嵌め合わされ、且つ、前記蓋体の両側端面と前記ケース本体の内側端面とが接着され、
   前記凸状部および前記凹状部により前記ケースの内部と外部との間の隔壁が形成されており、
   前記ヒューズ線は、前記凸状部と前記凹状部との間に挟み込まれるとともに、前記ケースの外側において前記金属キャップと接続されていることを特徴とするヒューズ。
2. 前記ケース本体と蓋体とを、相互に略垂直方向に差し込むことにより、相互に嵌め合わされ、垂直方向に位置合わせされると共に、略水平方向にも位置合わせされることを特徴とする請求項１記載のヒューズ。
3. 前記金属キャップはその３面が前記ケースの面と平坦になっていて、下面電極となる他の一面が前記金属キャップの厚み分だけ前記ケースの面より出ていることを特徴とする請求項１又は２記載のヒューズ。

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