JP5147631B2 - ヒューズ - Google Patents

Description

本発明は、可溶部に加締めて設けた低融点金属を溶着するヒューズに関する。

ヒューズに形成された可溶部の近傍に、それより低融点の金属（錫、鉛等）を保持させ、この低融点金属の拡散による合金の生成によって溶断特性の改良を図ったヒューズが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この種のヒューズでは、低融点金属の溶着時に低融点金属が拡散して漏出したり、自由に流れ出したりすると溶着部の範囲において可溶体の容量が変化するので、溶断特性がばらついてしまう。このような不具合を解消して溶断特性を安定化できるようにしたものに特許文献２に開示のヒューズがある。

図７（ａ）に示すこのヒューズ５０１は、可溶体５０３の長手方向の中間に加締め片５０５が設けられ、この加締め片５０５に低融点金属５０７が加締められ、図７（ｂ）に示すように、この低融点金属５０７が可溶体５０３に溶着される。可溶体５０３の加締め片５０５の長手方向の両側には、壁部５０９、５０９が設けられる。このヒューズ５０１によれば、可溶体５０３に低融点金属５０７を加締めた後、低融点金属５０７を加熱して可溶体表面に溶着させる際に低融点金属５０７は溶解しても可溶体５０３の壁部５０９、５０９との表面張力によって堰き止められ、溶着部が壁部５０９、５０９の間で飽和するので、可溶体５０３と低融点金属５０７の密着面積を壁部間の範囲で均一化することができた。
実開平３−１３９６０号公報 特開２００７−２６５６５５号公報

しかしながら、従来のヒューズ５０１は、低融点金属５０７が載置される部位の両側に、可溶体５０３を凸形状に曲げ加工して壁部５０９、５０９を設けるため、折り曲げ部５１１を形成することによるバスバの薄厚部が複数介在することとなり、断面積の減少する高抵抗部位が生じ、局部的またはヒューズ全体の抵抗値が高くなる問題があった。
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、断面積の減少する高抵抗部位が生じず、抵抗値を増大させずに低融点金属の流出を防止できるヒューズを提供することにある。

本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１） 帯板状のバスバに形成された可溶部に、該可溶部の長手方向に直交する方向で延出させた加締め片を加締めて挟持した低融点金属を溶着させるヒューズであって、
前記低融点金属を挟む可溶部両側の面上に、前記可溶部から長手方向に直交する方向で延出させた突片状の一対のフィンを折り重ねたことを特徴とするヒューズ。

このヒューズによれば、可溶部の長手方向に直交方向で延出させたフィンが可溶部の面上に折り重ねられ、溶融した低融点金属の流出を阻止する堰き止め壁部が、可溶部を横断する折り曲げ部を形成することなく設置可能となる。これにより、折り曲げ部によるバスバの薄厚部が介在せず、断面積の減少する高抵抗部位が生じない。バスバの長手方向に折り曲げ部を介在させないので、バスバの長手方向における展開長が増大せず、これも抵抗値の増大防止に寄与する。

（２） （１）のヒューズであって、
低融点金属近傍の前記可溶部に幅狭部が形成され、
前記一対のフィンが前記低融点金属及び該幅狭部を挟み前記加締め片から等距離に配設されたことを特徴とするヒューズ。

このヒューズによれば、一対のフィン間の中央位置で、低融点金属の中心（重心）が保持され、低融点金属の安定保持が可能となる。低融点金属のそれぞれのフィンまでの距離が同一となり、片寄りの生じ難い溶着が可能となる。

（３） （１）のヒューズであって、
低融点金属近傍の前記可溶部に幅狭部が形成され、
前記一対のフィンが前記低融点金属及び該幅狭部を挟み該幅狭部から等距離に配設されたことを特徴とするヒューズ。

このヒューズによれば、低融点金属の溶着した可溶部に過電流が流れ、低融点金属が拡散する際、高温部となる幅狭部が低融点金属の中央部と一致する。これにより、可溶部中央の高温部に、低融点金属が中央部から片寄りなく溶融して効率よく拡散される。

（４） （１）〜（３）のいずれか１つのヒューズであって、
前記フィンの延出長が、前記可溶部の幅と同等若しくはそれ以上で、且つ前記加締め片の展開延出長より短いことを特徴とするヒューズ。

このヒューズによれば、フィンの延出長が可溶部の幅と同等若しくはそれ以上に形成されることで、折り曲げ後のフィンがバスバ面を横断して、流出を阻止する堰き止め壁部が形成される。フィンの延出長が、加締め片の展開延出長より短いので、展開部品をプレス形成する際、材料取りピッチ（或いは素板幅）を従来品と同等にできる。

（５） （１）〜（４）のいずれか１つのヒューズであって、
前記一対のフィンの前記低融点金属に対面するそれぞれの縁部に、Ｖ字状の切欠部が形成されたことを特徴とするヒューズ。

このヒューズによれば、溶着後に尖った低融点金属の両端が、フィンの切欠部に嵌合し、溶着低融点金属の保持強度が構造的に高められる。

本発明に係るヒューズによれば、低融点金属を挟む可溶部両側のそれぞれの面上に、可溶部から長手方向に直交する方向で延出させた突片状のフィンを折り重ねたので、可溶部を横断する折り曲げ部が不要となり、折り曲げ部でバスバが薄厚となって断面積の減少する高抵抗部位が生じない。この結果、抵抗値を増大させずに溶融低融点金属の流出を防止できる。

以下、本発明に係るヒューズの好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明に係るヒューズの低融点金属を加締めた状態を（ａ）、低融点金属を溶着した状態を（ｂ）で示した斜視図である。
本実施の形態によるヒューズ１００は、図１（ａ）に示すように、銅、又は黄銅やリン青銅などの銅合金からなる帯板状のバスバ１に可溶部３が形成される。可溶部３には長手方向ａに直交する方向ｂで延出させた加締め片５，５が設けられ、加締め片５，５は加締められて低融点金属７を挟持する。
低融点金属７は、錫や鉛等の低融点の金属からなる。加締め片５，５にて挟持された低融点金属７は、加熱されて図１（ｂ）に示すように、可溶部３の両側の面（表面）９に溶着される。低融点金属７は、例えばレーザ照射により加熱される。

図２は図１に示したヒューズの低融点金属を除いた可溶部の斜視図、図３は図２の平面図である。
低融点金属７を挟む可溶部両側の面上には、可溶部３から長手方向に直交する方向で延出させた突片状の一対のフィン１１，１１が、１８０°折り曲げることにより、折り重ねられている。フィン１１，１１は、可溶部３の面上に重ねられることで板厚分上方に突出した堰き止め壁部１３，１３を形成している。つまり、一対の堰き止め壁部１３，１３に挟まれた可溶部面上の範囲（図３の編み目模様を付した部分）が低融点金属７の流出範囲１５となっている。

加締め片５，５と一方のフィン１１との間の可溶部３には幅狭部１７が形成され、幅狭部１７は他の部位より幅狭に形成されている。したがって、過電流がバスバ１に流れると、幅狭部１７で電流密度が増加し、他の部位と比べてよりジュール発熱量が多くなり、幅狭部１７において溶断し易くなっている。

ヒューズ１００は、可溶部３に低融点金属７である例えば錫が形成されることにより、錫がバスバ１の可溶部３を構成する銅の中に拡散し、銅の融点を低下させる。これにより、過電流が流れた時に素早く可溶部３を溶断させることができる。

図４はフィン間中央に加締め片を配置した構成を（ａ）、フィン間中央に幅狭部を配置した構成を（ｂ）で示した可溶部変形例の平面図である。
本実施の形態によるヒューズ１００は、低融点金属７の近傍の可溶部３に幅狭部１７が形成され、これら低融点金属７、幅狭部１７が一対のフィン１１，１１の間Ｌに配置されている。

ここで、フィン１１，１１の間の中央には、低融点金属７、又は幅狭部１７のいずれを配置してもよい。例えば図４（ａ）に示すように、一対のフィン１１，１１は、低融点金属７及び幅狭部１７を挟み、加締め片５，５から略等距離（Ｌ₁＝Ｌ₂）の位置に配設することができる。これにより、一対のフィン１１，１１間Ｌの中央位置で、低融点金属７の中心（重心）が保持され、低融点金属７の安定保持が可能となる。これに加え、低融点金属７のそれぞれのフィン１１，１１までの距離が同一となり、片寄りの生じ難い溶着が可能となる。

また、図４（ｂ）に示すように、一対のフィン１１，１１は、低融点金属７及び幅狭部１７を挟み、幅狭部１７から等距離（Ｌ_３＝Ｌ₄）の位置に配設することができる。この配置構成では、低融点金属７の溶着した可溶部３に過電流が流れ、低融点金属７が拡散する際、高温部となる幅狭部１７が低融点金属７の中央部と一致する。これにより、可溶部中央の高温部（すなわち、幅狭部１７）に、低融点金属７が中央部から片寄りなく溶融して効率よく拡散される。

図５は図３に示した可溶部を展開した平面図である。
ヒューズ１００は、フィン１１，１１の延出長Ｄが、バスバ（可溶部３）１の幅Ｗと同等若しくはそれ以上で、且つ加締め片５の展開延出長Ｆより短いことが好ましい。フィン１１，１１の延出長Ｄが可溶部３の幅Ｗと同等若しくはそれ以上に形成されることで、折り曲げ後のフィン１１がバスバ面を横断して、流出を十分に阻止できる堰き止め壁部１３，１３が形成される。そして、フィン１１の延出長Ｄが、加締め片５の展開延出長Ｆより短いので、展開部品２１を連続的にプレス形成する際、横方向（図５の左右方向）の材料取りピッチ（Ｆ＋Ｗ＋Ｆ）、或いは帯状素板を長手方向に連続プレス形成する際の素板幅（Ｆ＋Ｗ＋Ｆ）を従来品と同等にできる。

図６はフィンに切欠部を形成した可溶部変形例の平面図である。
さらに、ヒューズ１００は、一対のフィン１１，１１の低融点金属７に対面するそれぞれの縁部に、中央に向かって徐々に深くなるＶ字状の切欠部２３，２３が形成されてもよい。フィン１１に切欠部２３が形成されることにより、溶着後に尖った低融点金属７の両端が、フィン１１の切欠部２３に嵌合し、溶着低融点金属７の保持強度が構造的に高められる。実車搭載時における低融点金属７の耐振動性、耐衝撃性を向上できる。

上記のように構成されたヒューズ１００では、可溶部長手方向ａに直交方向ｂで延出させたフィン１１，１１が可溶部３の面上に折り重ねられ、溶融した低融点金属７の流出を阻止する堰き止め壁部（錫流出ストッパ）１３，１３が、可溶部３を横断する折り曲げ部を形成することなく設置可能となる。これにより、図７に示した従来構成のように、折り曲げ部５１１，５１１によるバスバ１の薄厚部が介在せず、断面積の減少する高抵抗部位が生じない。また、バスバ１の長手方向に折り曲げ部５１１，５１１を介在させないので、バスバ１の長手方向における展開長が増大せず、これも抵抗値の増大防止に寄与する。

また、図７に示した従来構造のヒューズは、多連鎖ヒューズの定格によっては、スペースと形状を考えると、凹凸に屈曲された折り曲げ部５１１，５１１を有するため、対応が難しい。多連鎖ヒューズは、導電性金属板からなる素材を打ち抜いて成形品を形成し、低融点金属７を加締めた後、両端子部の先端をつなぎにより両側のキャリア（連鎖帯）で一体に結合される。両側のキャリアで一体に結合した連鎖状の成形品群はリールに巻取り、保管される。多連鎖ヒューズは、組立てに先だち、つなぎを切断してキャリアと分離した後、低融点合金が所定位置となるように加工されて最終成形品となる。

本実施の形態によるヒューズ１００によれば、凹凸屈曲部が少ないので、多連鎖ヒューズにも対応が可能となる。その結果、生産性を高めることができる。

また、折り曲げられたフィン１１，１１は、可溶部３の熱を逃がす放熱フィンとしても有効となる。一般的に、ヒューズは、バースト電流などの過電流で瞬時に溶断させるべく幅狭部１７にて断面積を小さくするが、この結果、過電流が中電流域でも、幅狭部１７にて比較的短時間で溶断する場合がある。例えば、過電流として自動車のモータ負荷回路のように、作動開始直後に定常電流を若干越える程度の中電流が短時間だけ流れる場合にも、ヒューズ溶断を生じてしまい、起動操作上甚だ不便となる。

本実施の形態によるヒューズ１００は、幅狭部１７の断面積は小さく、よってこの部分の電流密度は高いから既述したように昇温しやすいが、隣接したフィン１１が放熱効果を発揮するので昇温を緩和し、溶断に至るまでの時間を調節することができる。

したがって、上記ヒューズ１００によれば、低融点金属７を挟む可溶部両側のそれぞれの面上に、可溶部３から長手方向に直交する方向で延出させた突片状のフィン１１，１１を、１８０°折り曲げることにより重ねたので、可溶部３を横断する折り曲げ部が不要となり、折り曲げ部でバスバ１が薄厚となり、断面積の減少する高抵抗部位が生じない。この結果、抵抗値を増大させずに溶融低融点金属７の流出を防止できる。

本発明に係るヒューズの低融点金属を加締めた状態を（ａ）、低融点金属を溶着した状態を（ｂ）で示した斜視図である。 図１に示したヒューズの低融点金属を除いた可溶部の斜視図である。 図３は図２の平面図である。 フィン間中央に加締め片を配置した構成を（ａ）、フィン間中央に幅狭部を配置した構成を（ｂ）で示した可溶部変形例の平面図である。 図３に示した可溶部を展開した平面図である。 フィンに切欠部を形成した可溶部変形例の平面図である。 従来のヒューズの低融点金属を加締めた状態を（ａ）、低融点金属を溶着した状態を（ｂ）で示した斜視図である。

符号の説明

１ バスバ
３ 可溶部
５ 加締め片
７ 低融点金属
９ 可溶部両側の面
１１ フィン
１７ 幅狭部
２３ 切欠部
１００ ヒューズ
Ｄ フィンの延出長
Ｆ 加締め片の展開延出長
Ｗ 可溶部の幅

Claims (5)

1. 帯板状のバスバに形成された可溶部に、該可溶部の長手方向に直交する方向で延出させた加締め片を加締めて挟持した低融点金属を溶着させるヒューズであって、
   前記低融点金属を挟む可溶部両側のそれぞれの面上に、前記可溶部から長手方向に直交する方向で延出させた突片状のフィンを折り重ねたことを特徴とするヒューズ。
2. 請求項１記載のヒューズであって、
   低融点金属近傍の前記可溶部に幅狭部が形成され、
   前記一対のフィンが前記低融点金属及び該幅狭部を挟み前記加締め片から等距離に配設されたことを特徴とするヒューズ。
3. 請求項１記載のヒューズであって、
   低融点金属近傍の前記可溶部に幅狭部が形成され、
   前記一対のフィンが前記低融点金属及び該幅狭部を挟み該幅狭部から等距離に配設されたことを特徴とするヒューズ。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項記載のヒューズであって、
   前記フィンの延出長が、前記可溶部の幅と同等若しくはそれ以上で、且つ前記加締め片の展開延出長より短いことを特徴とするヒューズ。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか１項記載のヒューズであって、
   前記一対のフィンの前記低融点金属に対面するそれぞれの縁部に、Ｖ字状の切欠部が形成されたことを特徴とするヒューズ。

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