JP5357076B2 - ブレード形ヒューズの製造方法 - Google Patents

Description

本願発明は、主に自動車用電気回路等に用いられる差込式のブレード形ヒューズに関するものである。

従来から、ブレード形ヒューズは、自動車などにおいてバッテリと各種電装品との間に過電流が流れた場合に回路を保護するために使用されてきた。

本願発明の背景技術の一例として、図４（ａ）から（ｃ）に示す特許文献１のブレード形ヒューズ２０と図４（ｄ）に示す特許文献２のブレード形ヒューズ３０が知られている。

図４（ａ）から（ｃ）に示すブレード形ヒューズは、一対の平行な板状導電端子１１ａと該板状導電端子１１ａとの間に掛けられる溶断部１３を備えたヒューズエレメント１１に、前記板状導電端子１１ａの一部と前記溶断部１３とを両側から覆うように電気絶縁材料製の絶縁ハウジング１２が取り付けられたものである。

また、前記板状導電端子１１ａの溶断部１３側は絶縁ハウジング１２に覆われ、溶断部１３の反対側は、絶縁ハウジング１２に覆われずに露出している。

前記板状導電端子１１ａの露出部分は、ヒューズボックス等に設けられたヒューズ用メス端子（不図示）にブレード形ヒューズ２０を差し込む際に、ヒューズ用メス端子のオス側として用いられる。そして、前記露出部分の幅Ｗは、ブレード形ヒューズ２０をヒューズ用メス端子に無理なく差し込める程度の幅となっている。

次に、ブレード形ヒューズ２０の使用態様について説明する。前記ブレード形ヒューズ２０をヒューズボックス側に設けられたヒューズ用メス端子（不図示）に差し込む。そして、前記板状導電端子１１ａの露出部分と、ヒューズ用メス端子が接触して導通可能となる事により、ブレード形ヒューズ２０は、ヒューズ機能を発揮できる状態となる。なお、ブレード形ヒューズ２０がヒューズボックスに差し込まれた状態を維持する為に、前記板状導電端子１１ａとヒューズ用メス端子との間には、差し込みによる一定の結合力が働いている。

次に、ヒューズ用メス端子（不図示）に差し込んだ前記ブレード形ヒューズ２０を引き抜く場合は、絶縁ハウジング１２に設けられた係止部１５にヒューズ着脱用クリップの係止爪（不図示）を係止させて、ブレード形ヒューズ２０を差し込んだ方向とは反対に、引っ張る。

この引き抜きに要する力は、板状導電端子１１ａとヒューズ用メス端子との間の結合力を超えているものでなければならない。そして、絶縁ハウジング１２の係止部１５に力を加えて絶縁ハウジング１２を引っ張るが、ヒューズエレメント１１と絶縁ハウジング１２との固定力は、前記結合力を超えるものでなければならない。なぜならば、引き抜く際に、絶縁ハウジング１２がヒューズエレメント１１から離脱してしまい、実用に耐えることが出来ないからである。

従来から絶縁ハウジング１２とヒューズエレメント１１との固定には、板状導電端子１１ａに固定孔１４を設けて、後述するコールドステークや超音波溶着が用いられてきた。

図４（ｂ）、（ｃ）は、固定孔１４部分の断面図である。図４（ｂ）では、固定孔１４の上下を絶縁ハウジング１２が覆っており、さらに固定孔１４の径より小さい突起Ｙが固定孔１４の上下に配置されている。

図４（ｃ）では、突起Ｙが固定孔１４の上下から絶縁ハウジング１２を突くことにより、絶縁ハウジング１２を固定孔１４に押し込んでいる（以下、この押し込み方法を「コールドステーク」と呼ぶ。）。そして、すべての固定孔１４に対してコールドステークが行われることで、ヒューズエレメント１１と絶縁ハウジング１２は強固に固定される。

さらに、コールドステークに加え、固定孔１４に押し込まれた絶縁ハウジング１２に超音波を照射する超音波溶着を併用することも出来る。これにより、固定孔１４に押し込まれた絶縁ハウジング１２を加熱して溶着させることで、より強固な固定が可能になる。

図４（ａ）に示す引用文献１のブレード形ヒューズに限らず、従来の大型のブレード形ヒューズは、コールドステークまたは、超音波溶着を併用して製造されていた。

図４（ｄ）は、ブレード形ヒューズの小型化を目的とした引用文献２のブレード形ヒューズ３０を示している。ブレード形ヒューズ３０は、一対の平行な板状導電端子２１ａと該板状導電端子２１ａとの間に掛けられる溶断部２３を備えたヒューズエレメント２１に、前記板状導電端子２１ａの一部と前記溶断部２３とを両側から覆うように電気絶縁材料製の絶縁ハウジング２２が取り付けられ、更に溶断部２３の上下空間に固定孔２４を有する延設部２１ｂを設けたものである。

上記構成により、ヒューズ用メス端子を差し込むための幅Ｗを維持しつつ、板状導電端子２１aの幅を狭くすることができ、ブレード形ヒューズ３０全体を小型化できる。

しかし、上記構成を採用することで、ブレード形ヒューズ３０全体を小型化することが可能となったが、それに伴い固定孔２４の径が小さくなった。そのため、コールドステークを行うと、固定孔２４に押し込まれる絶縁ハウジング２２の量が少なくなり、固定力が弱くなってしまう。その上、小型化に伴い板状導電端子２１ａが小さくなる結果、板状導電端子２１ａに固定孔２４を配置することが制限される

また、コールドステークに加えて超音波溶着を行うと、ヒューズエレメント２１が小型化したことによって、薄肉の溶断部２３と板状導電端子２１ａとの接続箇所２５へ超音波による振動が伝わり易くなり、当該接続箇所２５が破損するおそれがある。そのため、固定力の増強をすることが出来ない。

以上より、ブレード型ヒューズを小型化すると、ヒューズエレメントと絶縁ハウジングとの固定力が従来に比べて弱くなり、引き抜き力に対して耐えることができないという固定力不足の問題が生じる。

上記問題は、特許文献２のブレード形ヒューズに限らず、一般的にブレード形ヒューズを小型化することに伴って、同様に生じるものである。

特開２００３−３１７６０５号公報 特願２００９−２６２７２２号

本願発明は、上記問題を解決しようとするもので、ブレード形ヒューズを小型化しても絶縁ハウジングとヒューズエレメントの固定力を強固に維持し、実用に耐えるブレード形ヒューズの製造方法を提供することを目的とする。

そこで、上記課題を解決するために、本願発明のブレード形ヒューズの製造方法は、一対の平行な板状導電端子と該板状導電端子間に掛けられる溶断部とを備えたヒューズエレメントと、前記板状導電端子の少なくとも一部と前記溶断部とを両側から覆う電気絶縁材料製の絶縁ハウジングとからなるブレード形ヒューズの製造方法であって、前記板状導電端子表面を加熱することにより、前記板状導電端子と前記絶縁ハウジングとの接触面で、前記絶縁ハウジングの一部を前記板状導電端子に溶着させることを特徴としている。

上記特徴によれば、前記板状導電端子表面を外部の熱源により加熱する。次に、その加熱された部分の周囲にも熱が伝わり、当該加熱箇所に接触している絶縁ハウジングも加熱される。そして、加熱された板状導電端子の表面に接触している絶縁ハウジングは、溶融して板状導電端子に溶着する（以下、この溶着の方法を「加熱溶着」と呼ぶ。）。このように、加熱溶着により絶縁ハウジングが板状導電端子に溶着した溶着面全体から固定力が生じるので、固定孔によらずとも強い固定力を維持することができる。

前記加熱溶着によって、ヒューズエレメントと絶縁ハウジングは固定されるが、その固定力は、引き抜き力に対して十分に耐えうるものである。

以上より、本願発明のブレード形ヒューズの製造方法によれば、従来のようにコールドステーク又は超音波溶着の併用によらずとも、加熱溶着によって固定力を維持できるので、小型化による固定力不足の問題は起こらない。

さらに、本願発明のブレード形ヒューズの製造方法は、前記板状導電端子表面にレーザを照射することにより、前記板状導電端子表面の加熱を行うことを特徴としている。

熱源としてレーザを用いることで、レーザが照射された板状導電端子表面は加熱される。そして、当該加熱箇所及びその周辺に接触している絶縁ハウジングは、溶融して板状導電端子に溶着する（以下、レーザを用いた溶着の方法を「レーザ溶着」と呼ぶ。）。

前記レーザ溶着によれば、レーザが指向性に優れエネルギー密度も高いことから、一瞬にして局所的な加熱及び溶着が可能となる。

さらに、本願発明のブレード形ヒューズの製造方法は、前記絶縁ハウジングと接触する前記板状導電端子の表面に、前記絶縁ハウジングの一部と溶着するための凹凸を形成することを特徴としている。

加熱溶着を行うと、加熱され溶融した絶縁ハウジングの一部が、板状導電端子の露出部分の表面へ溶け出す。そして、溶融した絶縁ハウジングの一部が、板状導電端子の露出部分にあまりにも大きく溶け出した場合、ヒューズ用メス端子（不図示）との導通に不具合が生じる可能性がある。このことより、できるだけ溶け出す量を少なくすることが望ましい。

そのためには、熱源の温度や加熱時間等を調節すればよいが、前記絶縁ハウジングと接触する前記板状導電端子の表面に凹凸を形成することによっても可能である。具体的には、板状導電端子上に凹部を設け、該凹部と板状導電端子の表面とで凹凸を形成する。そして、加熱され溶融した絶縁ハウジングの一部が凹部に流れ込むため、その結果、板状導電端子の露出部分に絶縁ハウジングの一部が溶け出す量を少なくすることが出来る。

また、凹凸を形成することで、溶融した絶縁ハウジングと板状導電端子との溶着面積が増え、固定力を増強することができる。

さらに、本願発明のブレード形ヒューズの製造方法は、前記凹凸が前記板状導電端子の長手方向に対して直交する方向に形成されることを特徴としている。

板状導電端子の長手方向に直交する方向とは、ヒューズを抜き差しする方向に対して直交する方向を意味しており、上記特徴によれば、抜き差し力に対してヒューズエレメントと絶縁ハウジングとの固定の強度を増すことが出来る。

上記のように、本願発明によれば、加熱溶着又はレーザ溶着によりブレード形ヒューズを製造するため小型化による固定力不足の問題は起こらない。

本願発明のブレード形ヒューズの製造方法の一例で、（ａ）はブレード形ヒューズを、（ｂ）は加熱溶着を行っている状態を、（ｃ）は板状導電端子表面上の熱の伝わり方を示している。（ｄ）は、絶縁ハウジングの他例を示している。 図１の板状導電端子に凹凸を形成し、加熱溶着により絶縁ハウジングを固定する様子を示している。（ａ）は絶縁ハウジングの中央で分断したブレード形ヒューズの内部を示しており、（ｂ）は、Ａ−Ａの断面図、（ｃ）は、加熱溶着により溶融したハウジングの一部が、凹部に入り込んでいる様子を示している。 図１の板状導電端子に凹凸を形成した他例を示すもので、（ａ）は、凹凸が板状導電端子の長手方向に対して直交する方向に形成してある場合、（ｂ）は、凹部が貫通孔である場合を示している。 本願発明の背景技術の一例としてのブレード形ヒューズを示している。（ａ）は、引用文献１のブレード形ヒューズ、（ｂ）及び（ｃ）はコールドステークを行っている様子、（ｄ）は引用文献２の小型のブレード形ヒューズを示している。

以下に、本願発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

図１は、本願発明のブレード形ヒューズ１０の製造方法の一例を示すもので、（ａ）はブレード形ヒューズ１０を、（ｂ）は加熱溶着を行っている状態を、（ｃ）は絶縁ハウジング２の中央で分断した状態のブレード形ヒューズ１０の内部を示している。（ｄ）は、絶縁ハウジング２の他例を示している。

本願発明のブレード形ヒューズ１０は、一対の平行な板状導電端子１ａと該板状導電端子１ａとの間に掛けられる溶断部４を備えたヒューズエレメント１に、前記板状導電端子１ａの一部と前記溶断部４とを両側から覆うように電気絶縁材料製の絶縁ハウジング２が取り付けられ、更に溶断部４の上下空間に延設部１ｂ、１ｃを設けたものである（図１（ａ）、（ｃ）参照）。

図１（ａ）に示すように、前記ヒューズエレメント１の板状導電端子１ａの一部が、絶縁ハウジング２に覆われずに露出している。この露出部分をヒューズ用メス端子（不図示）に差し込んで、ブレード形ヒューズ１０は使用される。また、絶縁ハウジング２は、図に示すようにコの字型の一体形成品であり、ヒューズエレメント１の上方から差し込んで装着される。

図１（ｂ）は、板状導電端子１ａに熱源Ｘを接触させている様子を示している。熱源Ｘに接触している板状導電端子の表面の接触部Ｘ１からその周辺に熱が伝わり、絶縁ハウジング２の一部３が溶け出しているのがわかる。また、熱源Ｘを接触させて加熱するとは、熱源との物理的な接触による熱交換や、熱源のエネルギーを電気、波動等のエネルギー媒体として板状導電端子に伝播することによって加熱する場合などを含む。なお、熱源としてレーザを用いた場合は、熱源ＸはレーザＸ、接触部Ｘ１はレーザにより照射された照射部Ｘ１という具合に、対応させて考えることが出来る（図２も同様）。

図１（ｃ）は、板状導電端子１ａに熱源Ｘを接触させた時の熱の伝わり方を示している。なお、ブレード形ヒューズ１０の内部を示すために、一体形成されている絶縁ハウジング２を中央で分断して示している（図２、３も同様）。また、直線５は、分断して示した絶縁ハウジング２が、本来接触している境界を示した仮想線である。前記直線５を境として溶断部４側の板状導電端子１ａの表面が、絶縁ハウジング２との接触面となる。

前記絶縁ハウジング２は、突起２ａ、２ｂを有しており、延設部１ｂを挟み込むことで、位置決め固定が容易となる。また、分断した絶縁ハウジング２（不図示）も、突起２ａ、２ｂを有しており、上記同様の効果が得られる。

図１（ｃ）は、熱源Ｘにより板状導電端子１ａ上の接触部Ｘ１が加熱され、接触部Ｘ１を中心とした同心円Ｘ２状に熱が伝わっていく様子を示したものである。そして、同心円Ｘ２と接触して加熱された絶縁ハウジング２は、融点に達すると溶融し、板状導電端子１ａと溶着することになる。つまり、同心円Ｘ２と直線５で囲まれるＸ３が溶着面となる。なお、溶け出した絶縁ハウジング２の一部３と接触している板状導電端子１ａも勿論溶着されている。

また、説明上の便宜上、熱の伝わり方を、同心円Ｘ２状に広がるとしているが、環境や材質等によって、実際の熱の伝わり方は当然に変わってくる。

このように、本願発明のヒューズエレメントの製造方法によれば、板状導電端子１ａへ熱源Ｘを接触させることにより絶縁ハウジング２を間接的に加熱して溶融させ、溶着面全体で固定力を生じさせている。そのため、従来のようにコールドステーク及び超音波溶着によらずとも、加熱溶着によって固定力を維持できるので、小型化に伴う固定力不足の問題は起こらない。

図１（ｂ）に示すように、加熱溶着はブレード形ヒューズ１０の表側の計４箇所でされている。そして、同様に裏側に対しても加熱溶着を行うので、表裏合わせて計８箇所で加熱溶着を行うことになり、実用に耐えるのに十分な固定力を生じさせることが出来る。なお、加熱溶着は８箇所に限られることはなく、必要な固定力に応じて適宜変更が可能である。

図１（ｄ）は、絶縁ハウジング２の他例を示しており、絶縁ハウジング７は分離可能な絶縁ハウジングの断片７aと７ｂから構成されている。絶縁ハウジング７の断片７ａは、凹部７ｃを有しており、断片７ｂの凸部７ｄと嵌め合わせて固定される。また、絶縁ハウジング７の断片７ａ、７ｂはそれぞれ、突起７ｆ、７ｅを有しており、延設部１ｂを挟み込むことで、位置決め固定が容易となる。同様に、突起７ｇと延設部１ｃにおいても上記効果が得られる。

また、絶縁ハウジング２の素材は、従来から用いられてきた安価なナイロン樹脂であり、製造コストを抑えることが出来る。なお、絶縁ハウジング２の素材はナイロンに限られることはなく、仕様に応じて適宜変更が可能である。

図２は、図１のヒューズエレメントの板状導電端子に凹凸を形成し、加熱溶着により絶縁ハウジング２Ａをヒューズエレメント１Ａに固定する様子を示している。図２（ａ）では、絶縁ハウジング２Ａと接触する板状導電端子１Ａ（ａ）の表面上に、凹部６Ａが設けられ、該凹部６Ａと板状導電端子１Ａ（ａ）の表面とによって、凹凸が形成されていることがわかる。また、凹部６Ａは、板状導電端子１Ａ（ａ）の表側に４個、裏側にも同様に４個の計８個設けられている。

図２（ｂ）は、Ａ−Ａでの断面図を示している。この状態では、まだ熱源Ｘにより加熱が行われていないので、絶縁ハウジング２Ａは凹部６Ａに溶融して流れ込んでおらず、溶着もされていない。

図２（ｃ）は、板状導電端子１Ａ（ａ）に熱源Ｘを接触させ、加熱することにより、板状導電端子１Ａ（ａ）に接触している絶縁ハウジング２Ａの一部３Ａ（１）が溶けて凹部６Ａに流れ込んで溶着している状態を示している。

また、溶融して板状導電端子１Ａ（ａ）の露出部分へと溶け出す絶縁ハウジング２Ａの一部３Ａ（２）が、凹部６Ａに流れ込んで溶着している。そのため、溶融した絶縁ハウジング２Ａの一部３Ａ（２）が板状導電端子１Ａ（ａ）の露出部分へ溶け出す量を少なくすることが出来る。

また、凹部６Ａを設け、該凹部６Ａと板状導電端子１Ａ（ａ）の表面とによって、凹凸を形成することにより、絶縁ハウジング２Ａと板状導電端子１Ａ（ａ）との溶着面積が増えるのでより強固な固定が可能となる。

上記の固定力の増強の効果を得ることは、凹凸が凹部６Ａと板状導電端子１Ａ（ａ）の表面によって形成されているものに限定されない。例えば、凹部６Ａを凸部に変更し、該凸部と板状導電端子１Ａ（ａ）の表面によって形成される凹凸の形状であってもよい。また、凹部及び凸部を板状導電端子１Ａ（ａ）の表面に設けて凹凸を形成するものでもよい。

図２（ｃ）において、ブレード形ヒューズ１０Ａの上面側のみに加熱溶着をしているのは、溶融した絶縁ハウジング２Ａが凹部６Ａに流れ込むようにするためである。次に、反対側について加熱溶着を行う場合は、ブレード形ヒューズ１０Ａを裏返して同様の処理をしていく。

図３は、図１のヒューズエレメントの板状導電端子に凹凸を形成した他例を示すものである。図３（ａ）では、凹部６Ｂと板状導電端子１Ｂ（ａ）との表面によって形成されている凹凸が板状導電端子１Ｂ（ａ）の長手方向に対して直交する方向に形成されている。図３（ａ）に示すブレード形ヒューズ１０Ｂをヒューズボックスから引き抜く際は、絶縁ハウジング２Ｂの係止部８にヒューズ着脱用クリップの係止爪を係止させてそのまま引っ張る。引き抜きに要する力は、板状導電端子１Ｂ（ａ）の長手方向と一致しており、その方向に対して直交する方向に凹凸を形成すれば、引き抜きに要する力に対して強度を増すことが出来る。

図３（ｂ）は、凹部が貫通孔６Ｃの場合である。これにより、溶融した絶縁ハウジング２Ｃの一部が貫通孔６Ｃに流れこむので、板状導電端子１Ｃ（ａ）の露出部分への溶け出す量を少なくすることができ、また、溶着面積を増やすことも出来る。また、この貫通孔６Ｃは、従来のようにコールドステークに用いるものではないので、貫通孔の径は従来と比べて小さくてもよいし、また、凹部は貫通孔ではなく円柱形状の穴であってもよい。

本願発明は、凹凸を形成した板状導電端子に加熱溶着をすることにより溶着面積を増加させ固定力を増強できる効果を奏しているが、これは、板状導電端子に形成された凹凸に絶縁ハウジングの一部を収容して接着剤等によって接着する場合であっても達成することができる。

なお、本願発明は、上記の実施例に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲、実施形態の範囲で、種々の変形例、組み合わせが可能であり、これらの変形例、組み合わせもその権利範囲に含むものである。

本願発明のブレード形ヒューズの製造方法は、ブレード形ヒューズを小型化することが要請される産業分野に、例えば、自動車用の電気回路や、電化製品等に用いることができる。

１〜１Ｃ ヒューズエレメント
１ａ〜１C（ａ） 板状導電端子
２〜２Ｃ 絶縁ハウジング
３ 溶融した絶縁ハウジング
４ 溶断部
６Ａ〜６Ｃ 凹部
７ 絶縁ハウジング（分離タイプ）
８ 係止部
１０〜１０C ブレード形ヒューズ
１１、２１ ヒューズエレメント（従来）
１２、２２ 絶縁ハウジング（従来）
１３、２３ 溶断部（従来）
１４、２４ 固定孔（従来）
１５ 係止部（従来）
２０、３０ ブレード形ヒューズ（従来）
Ｙ 突起
Ｘ 熱源

Claims (4)

1. 一対の平行な板状導電端子と該板状導電端子間に掛けられる溶断部とを備えたヒューズエレメントと、前記板状導電端子の少なくとも一部と前記溶断部とを両側から覆う電気絶縁材料製の絶縁ハウジングとからなるブレード形ヒューズの製造方法であって、
   前記板状導電端子表面を加熱することにより、前記板状導電端子と前記絶縁ハウジングとの接触面で、前記絶縁ハウジングの一部を前記板状導電端子に溶着させることを特徴とするブレード形ヒューズの製造方法。
2. 前記板状導電端子表面にレーザを照射することにより、前記板状導電端子表面の加熱を行う請求項１に記載のブレード形ヒューズの製造方法。
3. 前記絶縁ハウジングと接触する前記板状導電端子の表面に、前記絶縁ハウジングの一部と溶着するための凹凸を形成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のブレード形ヒューズの製造方法。
4. 前記凹凸は、前記板状導電端子の長手方向に対して直交する方向に形成されることを特徴とする請求項３に記載のブレード形ヒューズの製造方法。

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