JP4134532B2 - 端子構造、接続装置、電子部品および機器 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、負荷短絡時等の過電流に対して通電経路を遮断して回路や機器等の故障や破壊を防止するのに好適な端子構造およびそれを用いた端子台やコネクタ等の接続装置、リレーやトランジスタ等の電子部品、温度調節器やカウンタ等の機器に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、負荷短絡などによる過電流から回路、電子部品あるいは電子機器などの故障や破壊を防止するために、ヒューズなどを用いて通電経路を遮断し、保護を行っていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかるヒューズは、回路等に外付けする構成であるために、誤配線が生じる場合があり、また、筒形ヒューズや管形ヒューズは、ヒューズホルダーを必要とするために、コネクタ等の接続装置、リレー等の電子部品あるいは温度調節器等の機器に内蔵する場合には、専有スペースが大きくなるといった問題がある。
【0004】
本発明は、上述の点に鑑みて為されたものであって、小型でかつ誤配線の虞れがなく、しかも、過電流遮断機能を備えた端子構造およびそれを用いた接続装置、電子部品並びに機器を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上述の目的を達成するために、次のように構成している。
【0006】
すなわち、本発明の端子構造は、接続用の端子を備える端子構造であって、
前記端子が分離されるとともに、分離された端子間が過電流遮断素子を介して接続され、前記過電流遮断素子は、前記端子間を接続する導体ワイヤを、該導体ワイヤの近傍の樹脂被覆層が薄肉の凹部となるように樹脂封止され、前記凹部には前記樹脂よりも変形し易い材料が充填されるものである。
【0007】
ここで、導体ワイヤの近傍とは、過電流が流れたときの導体ワイヤの発熱による熱応力を受けるような導体ワイヤに近い部分をいう。
【0008】
薄肉とは、導体ワイヤの熱応力が集中しやすいように、その近傍を、他の部分よりも肉厚を薄くすることをいう。
【0011】
この変形し易い材料としては、充填する際などの作業性が良好な程度の高い粘度を有する材料、例えば、ゼリー状物質やゴム状のシリコーン樹脂あるいはゲル状のシリコーン樹脂などが挙げられる。
【0012】
本発明によると、薄肉の凹部には、封止樹脂よりも変形し易い材料が充填されているので、過電流遮断素子の部分を、接続装置、電子部品あるいは機器に内蔵して樹脂封止したりするような場合にも、薄肉の凹部は、変形が許容されることになり、これによって、過電流が導体ワイヤを流れて、導体ワイヤの周囲の樹脂が炭化する前に、該導体ワイヤの急激な温度上昇による膨張によって発生する熱応力によって、導体ワイヤ近傍の構造的に弱い薄肉の被覆層の部分に応力が集中した際に、上述のように変形が許容されているので、この部分にクラックが生じ、あるいは、クラックが生じて一部の樹脂が分離され、これによって、溶融した導体ワイヤの逃げ場が形成されて通電経路が遮断されることになる。
【0013】
本発明の接続装置は、本発明の端子構造を備えるものである。
【0014】
ここで、接続装置とは、回路または機器などの相互間を電気的に接続する、例えば、端子台、コネクタ、ソケットなどをいう。
【0015】
本発明によると、従来のヒューズに比べて小型の過電流遮断素子を内蔵しているので、従来のようにヒューズと接続装置とを配線接続する必要がなく、したがって、誤配線を生じる虞れのない過電流遮断機能を有する接続装置となる。
【0016】
本発明の電子部品は、本発明の端子構造を備えるものである。
【0017】
ここで、電子部品とは、回路を構成する各種の部品、例えば、リレー、トランジスタなどをいう。
【0018】
本発明によると、従来のヒューズに比べて小型の過電流遮断素子を内蔵しているので、従来のようにヒューズと電子部品とを配線接続する必要がなく、したがって、誤配線を生じる虞れのない過電流遮断機能を有する電子部品となる。
【0019】
本発明の機器は、本発明の端子構造を備えるものである。
【0020】
ここで、機器とは、温度調節器、カウンタ、タイマなどの各種の機器をいう。
【0021】
本発明によると、従来のヒューズに比べて小型の過電流遮断素子を内蔵しているので、従来のようにヒューズと機器とを配線接続する必要がなく、したがって、誤配線を生じる虞れのない過電流遮断機能を有する機器となる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、図面によって、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【0023】
(参考例1)
図1は、本発明の参考例1に係る接続装置としての端子台の斜視図であり、この端子台1は、樹脂製のケース4に、4個の接続用の端子21,22;31,32を備えており、各一対の端子21,22および端子31,32がそれぞれ接続されている中継用の端子台である。
【0024】
この参考例1の端子台1の説明に先立って、この端子台1に対応する従来例の中継用の端子台について説明する。
【0025】
図2は、従来例の端子台1’の斜視図であり、この従来例も、樹脂製のケース4’に、4個の接続用の端子21’,22’;31’,32’を備えている。従来例では、一対の端子21’,22’は、ケース4’の内部で連続している同一の金属バーからなる端子板で構成され、同様に、一対の端子31’,32’も、ケース4’の内部で連続している同一の金属バーからなる端子板で構成されており、過電流遮断機能を備えていないものである。
【0026】
これに対して、この参考例1の端子台1は、過電流遮断機能を備えるものであり、樹脂製のケース4に、図3に示される本発明の端子構造が組み込まれて構成されたものである。なお、図3では、端子台1に組み込まれている端子構造の一方のみを代表的に示している。
【0027】
この端子構造は、図2に示される従来例では、連続していた金属バーからなる端子板を、二つに分離するとともに、分離された端子板21,22間が過電流遮断素子5を介して接続されて構成されたものであり、各端子板21,22には、従来例と同様に、端子ネジ6の取付孔7が形成されている。
【0028】
図4は、この過電流遮断素子5の外観斜視図であり、図5は、その断面図である。
【0029】
この過電流遮断素子5は、一対の接続端子8,9を有するとともに、両接続端子8,9間を接続する金やAlなどからなる導体ワイヤ10を有しており、エポキシ樹脂等の樹脂11で封止されている。この樹脂11は、導体ワイヤ10の経路近傍を円形に窪ませて導体ワイヤ10の被覆層を薄肉とた凹部12を形成したものである。
【0030】
かかる過電流遮断素子5においては、過電流が導体ワイヤ10を流れると、導体ワイヤ10の周囲の樹脂11が炭化する前に、該導体ワイヤ10の急激な温度上昇に起因する熱応力によって、導体ワイヤ10の近傍の構造的に弱い薄肉被覆層の部分に応力が集中し、この部分にクラックが生じ、あるいは、クラックが生じて一部の樹脂11が弾き飛ばされ、これによって、溶融した導体ワイヤ10の逃げ場を形成して、あるいは、溶融した導体ワイヤ10一部も弾き飛ばされて導体ワイヤ10による通電経路が遮断されるものである。
【0031】
なお、かかる過電流遮断素子の構成および動作については、本件出願人が、先に提案している特願平10−169225号(特開平11−345553号)「過電流遮断構造」に、詳細に開示されている。
【0032】
この参考例1の端子構造では、かかる過電流遮断素子5の一対の接続端子8,9が、図3に示されるように、分離された端子板21,22間に、ハンダ付けや溶接によって接続されて構成されている。
【0033】
そして、この端子構造が、組み込まれて構成された図1の端子台1においては、各一対の端子21,22;31,32間に過電流が流れたときには、対応する過電流遮断素子5によって、上述のようにして過電流が遮断されることになる。
【0034】
この参考例1では、過電流遮断素子5の一対の接続端子8,9を、分離された端子板21,22に、ハンダ付けや溶接によって接続したけれども、本発明の他の参考例として、図6に示されるように、分離された端子板21,22に、直接導体ワイヤ10を接続して樹脂封止することによって、一体に成形してもよい。この場合には、一対の接続端子8,9が不要になるとともに、接続端子8,9を、端子板21,22にハンダ付け等をする必要がない。
【0035】
従来例では、過電流遮断機能を備えていないので、過電流保護のためには、別途ヒューズ等を接続しなければならず、その際に誤配線の虞れがあったけれども、過電流遮断素子5を内蔵する本発明によれば、誤配線の虞れもない。
【0036】
また、過電流遮断素子5は、ヒューズホルダーを必要とする従来のヒューズに比べて小型であるので、小さな専有スペースで端子台1に内蔵させることができる。
【0037】
(参考例2)
図7は、本発明の参考例2に係る接続装置としてのコネクタ13の斜視図であり、図8は、その内部の構成を示す図である。
【0038】
このコネクタ13は、樹脂製のケース14から4個の接続用のピン端子151,152;161,162が突出している雄型のコネクタであり、各一対の端子151,152および端子161,162がそれぞれ後述のように接続されている。
【0039】
このコネクタ13に対応する従来例のコネクタ13’は、図9に示されるように、各一対のピン端子151’,152’および端子161’,162’が、樹脂製のケース14’の内部で連続している同一の金属端子バー15’,16’で構成されており、過電流遮断機能を備えていないものである。
【0040】
これに対して、この参考例2の端子台コネクタ13は、過電流遮断機能を備えるものであり、本発明に係る端子構造を備えるものである。
【0041】
すなわち、この参考例2のコネクタ13は、図9の従来例では、連続していた各金属端子バーを、図8に示されるように、二つにそれぞれ分離して各一対のピン端子151,152および端子161,162を構成するとともに、各一対のピン端子151,152;161,162間を、導体ワイヤ17,18で接続するとともに、導体ワイヤ17,18の経路近傍を円形に窪ませて薄肉被覆層の凹部19,20となるように樹脂封止して過電流遮断素子が構成されると同時にコネクタ13が構成されている。この参考例2では、各ピン端子151,152;161,162の導体ワイヤ17,18の接続部は、図8に示されるように、接続信頼性を確保するために、幅広に形成されている。
【0042】
この参考例2のコネクタ13によれば、各一対のピン端子151,152;161,162間に過電流が流れたときには、上述のようにして過電流が遮断されることになる。
【0043】
(実施の形態1)
図10は、本発明の実施の形態の接続装置としてのコネクタの一部を切欠いて示す斜視図である。
【0044】
このコネクタ21は、樹脂製のケース22の上部に並設された操作部23を押圧操作して対応する挿入口24から図示しないリード線を挿入して該リード線と、ケース22の下方に延びる複数の接続用のピン端子25の内の対応するピン端子25に、ワンタッチで接続できるものである。
【0045】
この実施の形態では、ケース22の一部が切欠かれて示されるように、ピン端子25は、従来例では連続していた金属端子バーの部分が分離されて、その間に後述する過電流遮断素子26が接続されて樹脂封止されている。
【0046】
ここで、この過電流遮断素子26について説明する。
【0047】
上述の過電流遮断素子5は、図4および図5に示されるように、導体ワイヤ10に過電流が流れたときに応力を集中させてクラック等を生じさせる必要があるために、導体ワイヤ10に近接して窪んだ薄肉被覆層を形成する必要があり、このため、この過電流遮断素子5を、コネクタ等に内蔵して樹脂で封止したりするような場合には、過電流遮断素子5の薄肉被覆層である凹部12の部分も樹脂で封止されて変形が阻止されることになり、このため、導体ワイヤ10に過電流が流れて薄肉被覆層の部分が変形しようとしても、それが阻止されることになり、導体ワイヤ10の逃げ場を形成できず、通電経路を遮断できなくなる虞がある。
【0048】
そこで、この実施の形態では、図11の外観斜視図および図12の断面図に示されるように、一対の接続端子27,28を有するとともに、両接続端子27,28間を接続する金などからなる導体ワイヤ29を有しており、エポキシ樹脂等の樹脂30で封止されている。この樹脂30は、導体ワイヤ29の経路近傍を円形に窪ませて薄肉として凹部31を形成したものである。以上の構成は、上述の参考例の過電流遮断素子5と基本的に同様である。
【0049】
この実施の形態では、かかる過電流遮断素子を、コネクタ21に樹脂封止して内蔵させたときにも過電流遮断動作ができるように次のように構成している。
【0050】
すなわち、この実施の形態の過電流遮断素子26では、樹脂30が薄肉とされて形成された凹部31には、変形し易い材料であるゲル状のシリコーン樹脂32が充填されている。
【0051】
このように、過電流遮断素子26の樹脂被覆層の薄肉の凹部31に、ゲル状のシリコーン樹脂32を充填しているので、低圧で二重成形したような場合にも薄肉の凹部31への封止樹脂の侵入が阻止される。なお、二重成形に限らず、例えば、二液混合の樹脂を、過電流遮断素子が収納されたケースに流し込んで硬化させるような場合も同様である。
【0052】
凹部31に、ゲル状のシリコーン樹脂32を充填しているので、かかる過電流遮断素子26を、樹脂22で封止してコネクタ21に内蔵させた場合にも、過電流が導体ワイヤ29を流れて、導体ワイヤ29の近傍の構造的に弱い薄肉の樹脂被覆層の部分に応力が集中した際に、ゲル状のシリコーン樹脂32によってその変形が許容されることになり、これによって、クラックが生じ、あるいは、クラックが生じて一部の樹脂30が分離され、これによって、溶融した導体ワイヤ29の逃げ場が形成され、溶融した導体ワイヤ29がそこに流れ込むことにより、導体ワイヤ29による通電経路が遮断されるものである。
【0053】
なお、本発明の他の参考例として、図13に示されるように、コネクタ22aの樹脂製のケース22a自体を、上述の図4,5に示される過電流遮断素子5の封止樹脂11とし、過電流遮断素子5の円形の薄肉の凹部12が外部に露出する構成としてもよい。この場合には、凹部12が外に露出して空間となるので、ゲル状のシリコーン樹脂32の充填が不要となる。
【0054】
この実施の形態のコネクタ21,21aによれば、挿入口24から挿入されたリード線が接続されたピン端子25に過電流が流れたときには、上述のようにして過電流が遮断されることになる。
【0055】
(実施の形態2)
図14は、本発明の他の実施の形態の接続装置としての表面接続用のソケット33の一部を切欠いて示す斜視図である。
【0056】
このソケット33は、温度調節器等のピン端子が装着される複数のピン挿入孔34を有するとともに、各ピン挿入孔34にそれぞれ対応する複数の接続用の端子35を有しており、裏面側を支持レールに取り付けできるよう構成されている。
【0057】
この実施の形態のソケット33は、樹脂製の本体36の一部が切欠かれて示されるように、端子35は、従来例では連続していた金属端子バーの部分が分離されて、その間に過電流遮断素子37が接続されて樹脂封止されて構成されている。
【0058】
この過電流遮断素子37は、樹脂封止されてソケット33に内蔵されるので、上述の図11および図12の過電流遮断素子26と同様に、薄肉の凹部31には、ゲル状のシリコーン樹脂32が充填されている。
【0059】
(実施の形態3)
図15は、本発明の他の実施の形態の電子部品としてのリレー38の一部を切欠いて示す斜視図である。
【0060】
この実施の形態のリレー38は、下方に端子39を、二つに分離するとともに、分離された端子板間が過電流遮断素子40を介して接続されて樹脂封止された端子構造を内蔵したものである。
【0061】
この過電流遮断素子40は、樹脂封止されるので、上述の図11,12の過電流遮断素子26と同様の構成を有している。
【0062】
(その他の実施の形態)
上述の実施の形態では、過電流遮断素子を有する本発明の端子構造を、接続装置あるいは電子部品に設けたけれども、本発明の他の実施の形態として、温度調節器、カウンタ、タイマあるいは電源装置といった電子機器に設けてもよいのは勿論である。
【0063】
本発明は、上述で説明した以外の端子、例えば、外部取り付け端子などにも同様に適用できるものである。
【0064】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、従来のヒューズに比べて小型の過電流遮断素子を内蔵しているので、従来のようにヒューズと配線接続する必要がなく、したがって、誤配線を生じる虞れのない過電流遮断機能を有する端子構造、接続装置、電子部品および機器となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の参考例1に係る端子台の斜視図である。
【図2】図1に対応する従来例の端子台の斜視図である。
【図3】図1の端子台に組み込まれている端子構造を示す斜視図である。
【図4】図3の過電流遮断素子の斜視図である。
【図5】図4の断面図である。
【図6】本発明の他の参考例の端子構造の斜視図である。
【図7】本発明の参考例2に係るコネクタの斜視図である。
【図8】図7の内部構成を示す図である。
【図9】図7に対応する従来例のコネクタの斜視図である。
【図10】本発明の実施の形態1に係るコネクタの一部を切欠いて示す斜視図である。
【図11】図10の過電流遮断素子の斜視図である。
【図12】図11の断面図である。
【図13】本発明の他の参考例の図10に対応する斜視図である。
【図14】本発明の実施の形態2に係るソケットの一部を切欠いて示す斜視図である。
【図15】本発明の実施の形態3に係るリレーの一部を切欠いて示す斜視図である。
【符号の説明】
1,1' 端子台
5,26,37,40 過電流遮断素子
10,17,18,29 導体ワイヤ
11 樹脂
12,31 凹部
13,13',21,21a コネクタ
33 ソケット
38 リレー
Claims (4)
- 接続用の端子を備える端子構造であって、
前記端子が分離されるとともに、分離された端子間が過電流遮断素子を介して接続され、前記過電流遮断素子は、前記端子間を接続する導体ワイヤを、該導体ワイヤの近傍の樹脂被覆層が薄肉の凹部となるように樹脂封止され、前記凹部には前記樹脂よりも変形し易い材料が充填されることを特徴とする端子構造。 - 前記請求項1に記載の端子構造を備えることを特徴とする接続装置。
- 前記請求項1に記載の端子構造を備えることを特徴とする電子部品。
- 前記請求項1に記載の端子構造を備えることを特徴とする機器。
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