JP4920500B2 - ヒューズ装置、及びそのヒューズ装置を備えるバッテリ - Google Patents
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Description
特許文献1に記載のヒューズ装置は、図6に示すように、半導体基板101上の絶縁膜102から露出した一対の電極103,104間に渡されたヒューズリンク105と、そのヒューズリンク105等を覆うカバー107とを備えている。また、ヒューズリンク105の溶断部105mの下には、絶縁膜102の一部が削られて空間Sが形成されている。
請求項1の発明は、過電流が流れたときの熱で溶断する溶断部を備える薄板状のヒューズリンク板と、そのヒューズリンク板を表裏から挟んで支持する一対の板状絶縁体である表側リードホルダ、裏側リードホルダとを備えるヒューズ装置であって、前記ヒューズリンク板の溶断部の裏面と前記裏側リードホルダの板面との間、及び前記ヒューズリンク板の溶断部の表面と前記表側リードホルダの板面との間には、空隙が設けられており、前記裏側リードホルダは、その裏側リードホルダの板面に形成された突起の先端で前記ヒューズリンク板の溶断部の一部を支える構成であり、前記表側リードホルダは、その表側リードホルダの板面に形成された突起の先端で前記ヒューズリンク板の溶断部の一部を前記裏側リードホルダの突起と反対側から支える構成であることを特徴とする。
また、裏側リードホルダ、表側リードホルダは、板面に形成された突起の先端で前記ヒューズリンク板の溶断部の一部を支える構成である。このため、ヒューズリンク板が熱膨張により反ろうとしても、そのヒューズリンク板の溶断部の一部が表側、裏側のリードホルダに挟まれて拘束され、前記ヒューズリンク板の反りを抑制できる。このため、反ったヒューズリンク板が表側、あるいは裏側のリードホルダに接触して、溶断部の熱が拡散するような不具合を防止できる。
請求項4の発明によると、バッテリケースが、空隙を介した状態で表側リードホルダ、及び裏側リードホルダを位置決めできるように構成されていることを特徴とする。このため、ヒューズ装置の熱がバッテリケースに伝わり難くなる。
以下、図1から図5に基づいて、本発明の実施形態1に係るヒューズ装置の説明を行なう。本実施形態に係るヒューズ装置は、電動工具用のバッテリに使用される装置である。図1は本実施形態に係るヒューズ装置を備えるバッテリの全体斜視図、及びヒューズ装置の側面図等であり、図2はヒューズ装置の部分斜視図等が示されている。また、図3はヒューズ装置を構成する表側リードホルダの斜視図等、図4はヒューズリンク板の斜視図等、図5は裏側リードホルダの斜視図等である。
なお、図中の前後左右は、バッテリの前後左右に対応している。
先ず、ヒューズ装置20の説明を行う前に、バッテリ10の概略構造を説明する。
バッテリ10は、図2(D)の模式配線図に示すように、二次電池13と、電動工具(図示省略)のコネクタに接続されるコネクタCN1と、二次電池13のプラス極とコネクタCN1のプラス端子とを接続するプラス側導体14と、二次電池13のマイナス極とコネクタCN1のマイナス端子とを接続するマイナス側導体15とを備えている。マイナス側導体15は、二次電池13側の第1導体15aと、コネクタCN1側の第2導体15bとから構成されており、その第1導体15aと第2導体15b間に両導体15a,15bを電気的に接続するとともに、過電流を遮断するヒューズ装置20が設けられている。
前記二次電池13、コネクタCN1、プラス側導体14、マイナス側導体15及びヒューズ装置20は、図1(B)に示すように、バッテリ10の上部開放形の主ケース12に収納されている。そして、前記主ケース12の上部開口12hが蓋状の上部ケース11(図1(A)参照)によって塞がれるように構成されている。
ヒューズ装置20は、過電流が流れたときの熱で溶断部25mが溶断することにより過電流を遮断する装置であり、図1(B)、図2(B)に示すように、主ケース12に形成された電池収納室12r上の収納部12uに水平に嵌め込まれている。
ヒューズ装置20は、図1(C)等に示すように、バッテリ10の第1導体15aと第2導体15bとを電気的に接続するヒューズリンク板23と、そのヒューズリンク板23を表裏(上下)から挟んで支持する一対の板状絶縁体であるリードホルダ30とを備えている。
ヒューズリンク板23は、図4(A)(B)に示すように、一定幅寸法で形成された帯板状の部材であり、図4(C)に示すように、長手方向両端(前後端)において折り曲げ成形された縦板部24と、両縦板部24間に渡された横板部25とにより扁平門形に形成されている。
ヒューズリンク板23の横板部25の裏面(縦板部24が突出する側の面)には、溶断部25mの前側と後側に、図2(C)に示すように、マイナス側導体15の第1導体15aが面接触する第1受け面25eと、マイナス側導体15の第2導体15bが面接触する第2受け面25fとが形成されている。
ヒューズリンク板23は、真鍮製であり、表面に錫メッキが施されている。
裏側リードホルダ40は、ヒューズリンク板23を下方から支持するとともに、そのヒューズリンク板23が水平方向に位置ズレしないように位置決めする部材であり、例えば、フェノール樹脂により構成されている。裏側リードホルダ40は、図5(A)〜(C)に示すように、長手方向両端面(前端面、後端面)の中央に、ヒューズリンク板23の縦板部24が嵌合する嵌合凹部41が形成されている。そして、図2(C)に示すように、ヒューズリンク板23の両方の縦板部24が裏側リードホルダ40の前後の嵌合凹部41にそれぞれ嵌合することで、裏側リードホルダ40に対するヒューズリンク板23の水平方向の移動が規制される。
上記構成により、裏側リードホルダ40の上面に、図2(B)(C)に示すように、バッテリ10の第1導体15a、第2導体15b及びヒューズリンク板23がセットされると、ヒューズリンク板23の溶断部25mの裏面と裏側リードホルダ40との間には後側溝部43、中央凸条44及び前側溝部45により空隙Sが形成される。
また、裏側リードホルダ40の後側溝部43には、図5に示すように、後部右端に位置決め用の角形切欠き40cが形成されている。そして、裏側リードホルダ40が主ケース12の収納部12uに嵌め込まれる際に、その角形切欠き40cが第2導体15bの突起と嵌合可能に構成されている。
即ち、中央凸条34,44が本発明の突起に相当する。
表側リードホルダ31の後側の脚部32は、裏側リードホルダ40の後側導体支持平面42上の第2導体15bを押圧支持可能に構成されている。また、表側リードホルダ31の前側の脚部32は、裏側リードホルダ40の前側導体支持平面46上の第1導体15aを押圧支持可能に構成されている。このように、表側リードホルダ31の下面には、中央凸条34と、四隅近傍に脚部32が形成されているため、表側リードホルダ31がヒューズリンク板23を上から押さえた状態で、図1(C)に示すように、その表側リードホルダ31の下面とヒューズリンク板23の上面との間には空隙Sが形成される。
表側リードホルダ31の後部左側には、図3(A)に示すように、位置決め用の角形切欠き31cが形成されている。そして、表側リードホルダ31が主ケース12の収納部12uに嵌め込まれる際に、その角形切欠き31cが第2導体15bの位置決め片15e(図2(B)参照)と嵌合可能に構成されている。
本実施形態に係るヒューズ装置20によると、ヒューズリンク板23の溶断部25mの表面/裏面とリードホルダ31,40との間には空隙Sが設けられているため、ヒューズリンク板23の溶断部25mの熱拡散を抑制できる。このため、ヒューズ装置20の周囲に位置する部材がそのヒューズ装置20の熱の影響を受け難くなる。
さらに、ヒューズリンク板23の溶断部25mの温度が低下し難くなることから、前記溶断部25mの断面積を大きくしても溶断時間がさほど大きくならない。このため、溶断部25mの断面積を大きくして、その部分の機械的強度を向上させることができる。さらに、ヒューズリンク板23の溶断時間のばらつきも低減できる。
また、ヒューズリンク板23の溶断部25mの一部は、表側リードホルダ31の中央突起34の先端と、裏側リードホルダ40の中央突起44の先端とにより表裏から挟まれた状態で支持されている。
このため、ヒューズリンク板23が熱膨張により反ろうとしても、そのヒューズリンク板23の溶断部25mの一部が表側、裏側のリードホルダ31,40に挟まれて拘束されているため、ヒューズリンク板23の反りを抑制できる。このため、反ったヒューズリンク板23の溶断部25mが表側、あるいは裏側のリードホルダ31,40に接触して、その溶断部25mの熱が拡散するような不具合を防止できる。
また、ヒューズリンク板23は、長手方向において等しい幅寸法で形成されており、そのヒューズリンク板23の溶断部25mの位置に貫通孔25h,25sが形成されている。このように、ヒューズリンク板23の溶断部25mの幅寸法を狭くする必要がないため、ヒューズリンク板23の溶断部25mの機械的強度を向上させることができる。
ここで、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本実施形態では、表側、あるいは裏側のリードホルダ31,40に断面半円形の中央凸条34,44を形成する例を示したが、中央凸条34,44の代わりに、例えば、半球状の突起等を形成する構成でも可能である。
また、ヒューズリンク板23の幅寸法を一定にして、溶断部25mに貫通孔25h,25sを形成する例を示したが、前記貫通孔25h,25sを形成する代わりに、溶断部25mの幅寸法を狭める構成でも可能である。
また、表側リードホルダ31と上部ケース11の前側天井板11fとを別体に構成する例を示したが、表側リードホルダ31と上部ケース11の前側天井板11fとを一体化することも可能である。
また、本実施形態では、ヒューズ装置20を電動工具のバッテリ10に使用する例を示したが、本発明を通常の電気機器のヒューズ装置として使用することも可能である。
25・・・・横板部
25m・・・溶断部
25h・・・貫通孔
25s・・・貫通孔
30・・・・リードホルダ
31・・・・表側リードホルダ
34・・・・中央凸条(突起)
40・・・・裏側リードホルダ
44・・・・中央凸条(突起)
S・・・・・空隙
Claims (4)
- 過電流が流れたときの熱で溶断する溶断部を備える薄板状のヒューズリンク板と、そのヒューズリンク板を表裏から挟んで支持する一対の板状絶縁体である表側リードホルダ、裏側リードホルダとを備えるヒューズ装置であって、
前記ヒューズリンク板の溶断部の裏面と前記裏側リードホルダの板面との間、及び前記ヒューズリンク板の溶断部の表面と前記表側リードホルダの板面との間には、空隙が設けられており、
前記裏側リードホルダは、その裏側リードホルダの板面に形成された突起の先端で前記ヒューズリンク板の溶断部の一部を支える構成であり、
前記表側リードホルダは、その表側リードホルダの板面に形成された突起の先端で前記ヒューズリンク板の溶断部の一部を前記裏側リードホルダの突起と反対側から支える構成であることを特徴とするヒューズ装置。 - 請求項1に記載のヒューズ装置であって、
前記ヒューズリンク板の溶断部の一部を支える前記裏側リードホルダの突起の先端と前記表側リードホルダの突起の先端とは、断面円弧形に形成されていることを特徴とするヒューズ装置。 - 請求項1又は請求項2のいずれかに記載のヒューズ装置であって、
前記ヒューズリンク板は、帯板状に形成されて、その長手方向における中央部が前記表側リードホルダと裏側リードホルダとに挟まれて支持されており、前記ヒューズリンク板の両端部が導体に接続される構成であることを特徴とするヒューズ装置。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載のヒューズ装置を備えるバッテリであって、
バッテリケースが、空隙を介した状態で前記表側リードホルダ、及び裏側リードホルダを位置決めできるように構成されていることを特徴とするバッテリ。
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