JP5583991B2

JP5583991B2 - ヒューズ及びヒューズの製造方法

Info

Publication number: JP5583991B2
Application number: JP2010046645A
Authority: JP
Inventors: 朝子高橋
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2010-03-03
Filing date: 2010-03-03
Publication date: 2014-09-03
Anticipated expiration: 2030-03-03
Also published as: BRPI1101112A2; JP2011181445A; CN102194620A; CN102194620B

Description

本発明は、可溶体に低融点金属を設けたヒューズ及びヒューズの製造方法に関する。

この種のヒューズとしては、特許文献１に開示されたものが提案されている。このヒューズ５０は、図１０に示すように、可溶体である銅合金材の板体５１と、板体５１に付設された低融点金属の錫合金チップ６０とを備えている。板体５１は、ジグザグに折れ曲がった形状である。板体５１には、その長手実寸法のほぼ中心位置より上方側に幅を狭くした幅狭部５２が形成されている。幅狭部５２では、他の箇所より断面積が小さくなっている。錫合金チップ６０は、板体５１の幅狭部５２の直ぐ下位置に加締めによって固定されている。板体５１は、錫合金チップ６０を境として上側部分５１Ａの抵抗が大きく、下側部分５１Ｂの抵抗が小さく設定されている。

上記気構成において、所定電流値以上の大電流が流れると、錫合金チップ６０を境として板体５１の下側部分５１Ｂより上側部分５１Ａが効率良く温度上昇する。また、錫合金チップ６０内の錫が板体５１内に拡散し、抵抗値が増加し、温度上昇が増長される。そして、幅狭部５２はもともとの抵抗値が他の箇所よりも大きいため、錫の拡散による抵抗増加と相まって他の箇所よりも発熱量が大きく、幅狭部５２の箇所で溶断する。

このように上記従来例では、所定電流値以上の大電流が流れると確実に幅狭部５２の箇所で溶断する。これにより、ヒューズ５０が溶断しているか否かの視認性の向上を図ることができる。

特開２００４−１２７７０１号公報

しかしながら、前記従来例のヒューズ５０では、板体５１に幅狭部５２を形成するプレス加工を行い、次に、板体５１に錫合金チップ６０を固定する加締め加工を行う必要がある。これら加工はいずれも工作機械等を用いる面倒な加工であり、加工費がかかるという問題がある。

そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、加工費が安いヒューズ及びヒューズの製造方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、可溶体の長手方向で前記可溶体の一部に他の箇所より断面積が小さく、且つ、全周囲が囲まれている窪み部を有するヒートスポット部を設け、前記窪み部内に低融点金属が配置されており、前記可溶体の長手方向から見ると、前記ヒートスポット部および前記低融点金属が、前記可溶体の他の箇所の内側に位置していることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、前記可溶体は、一対の端子間を連結する芯線であり、前記窪み部の長さ寸法が、前記窪み部の幅寸法おび深さ寸法よりも大きくなっていることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２記載のヒューズであって、前記窪み部は、前記可溶体の両側の面に設けられたことを特徴とするヒューズである。

請求項４に記載の発明は、可溶体の長手方向で前記可溶体の一部に他の箇所より断面積が小さく、且つ、窪み部を有するヒートスポット部を形成する加熱成形工程と、
前記窪み部内に低融点金属チップを配置し、前記低融点金属チップに熱を作用させ融解させて前記窪み部内に流し込む溶着工程とを備え、
前記可溶体の長手方向から見ると、前記ヒートスポット部および前記低融点金属チップが、前記可溶体の他の箇所の内側に位置していることを特徴とする。

可溶体にヒートスポット部を設ける加工を行い、次に、ヒートスポット部の窪み部に例えば低融点金属を溶融させて流し込む溶着工程を行えば良く、可溶体の加工工程は一工程で済み、安い加工費で作製できる。

本発明の一実施形態を示し、（ａ）は電線ヒューズの全体斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は（ｂ）の要部拡大図である。本発明の一実施形態を示し、（ａ）は電線ヒューズの平面図、（ｂ）は電線ヒューズの正面図である。本発明の一実施形態を示し、（ａ）は加工前の電線ヒューズの全体斜視図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。本発明の一実施形態を示し、（ａ）は加熱成形加工の直前を示す斜視図、（ｂ）は加熱成形加工の直前を示す断面図である。本発明の一実施形態を示し、加熱成形加工状態を示す斜視図である。本発明の一実施形態を示し、（ａ）は電線ヒューズの加熱成形加工後の要部斜視図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。本発明の一実施形態を示し、窪み部内に低融点金属チップを載置した状態を示す斜視図である。本発明の一実施形態を示し、低融点金属チップが融解された状態を示す斜視図である。本発明の一実施形態の変形例を示し、電線ヒューズの断面図である。従来例のヒューズの概略構成図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態）
図１〜図８は本発明の一実施形態を示し、図１（ａ）は電線ヒューズ１Ａの全体斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図、図１（ｃ）は図１（ｂ）の要部拡大図、図２（ａ）は電線ヒューズ１Ａの平面図、図２（ｂ）は電線ヒューズ１Ａの正面図、図３（ａ）は加工前の電線ヒューズ１Ａの全体斜視図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、図４（ａ）は加熱成形加工の直前を示す斜視図、図４（ｂ）は加熱成形加工の直前を示す断面図、図５は加熱成形加工状態を示す斜視図、図６（ａ）は電線ヒューズ１Ａの加熱成形加工後の要部斜視図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＣ−Ｃ線断面図、図７は窪み部４内に低融点金属チップ５Ａを載置した状態を示す斜視図、図８は低融点金属チップ５Ａが融解された状態を示す斜視図である。

図１及び図２に示すように、ヒューズである電線ヒューズ１Ａは、可溶体である芯線２と、芯線２の両端に固定された一対の端子であるＬＡ端子１０とを備えている。

各ＬＡ端子１０には、取付孔１０ａが開口されている。この取付孔１０ａを利用して電線ヒューズ１Ａは電源側と負荷側の回路に介在するよう固定される。各ＬＡ端子１０と芯線２の各端部は、熱溶着と加締め部１０ｂの加締めとによってそれぞれ固定されている。

芯線２は、複数の銅線を縒って構成されており、ほぼ断面が円形状である。芯線２の中央箇所には、ヒートスポット部３が設けられている。

ヒートスポット部３は、他の箇所より断面積が小さく、且つ、全周囲が囲まれた窪み部４を有している。具体的には、ヒートスポット部３は、断面がＨ形状であり、その両面側に窪み部４が形成されている。各窪み部４は、ヒートスポット部３による両側の側壁３ａ（図６〜図８参照）と、ヒートスポット部３の長手方向の両端の境界壁３ｂ（図６〜図８参照）とによって全周囲が囲まれている。ヒートスポット部３は、窪み部４の側壁３ａ箇所の断面積がヒートスポット部３を形成する前のほぼ２分の１であり、窪み部４の底面箇所の断面積がヒートスポット部３を形成する前のほぼ３分の１とされている。このようにヒートスポット部３は、他の箇所よりも断面積が小さいために、芯線２の他の箇所よりも比抵抗値が大きい。

両面側の一方の窪み部４には、低融点金属５が収容されている。低融点金属５は、例えば錫合金である。低融点金属５とヒートスポット部３との接触面は、溶着されている。

次に、電線ヒューズ１Ａの製造方法中のヒートスポット部３の作製手順を説明する。図３（ａ）、（ｂ）に示すように、ヒートスポット加工前の電線ヒューズ１Ａは、芯線２と芯線２の両端に固定された一対のＬＡ端子１０から構成されている。

先ず、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、一対の電極１１を使用して加熱成形工程を行う。各電極１１の先端面は、長手方向に沿って中央に形成された突部１１ａとその両側に形成されたフラット面１１ｂとから凸形状である。図５に示すように、一対の電極１１で電線ヒューズ１Ａの芯線２の中央箇所を挟み込み、一対の電極１１間に通電し、ジュール熱を芯線２に作用させる。すると、芯線２はジュール熱によって形状が潰され、一対の電極１１の先端形状に倣って変形する。この加熱成形工程によって、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、芯線２の長手方向の中央箇所にヒートスポット部３が形成される。

次に、図７に示すように、ヒートスポット部３の窪み部４内に低融点金属チップ５Ａを載置する。そして、低融点金属チップ５Ａに熱を作用させる。すると、低融点金属チップ５Ａが融解する。融解した低融点金属５は、流体であるため、窪み部４内の隅々にまで流れて窪み部４内に隙間なく配置、つまり、充填された状態となる。この状態で低融点金属５を固化させる。これで、図８に示すように、窪み部４内に低融点金属５が配置される。低融点金属５とヒートスポット部３の接触面は、溶着される。

このように製造された電線ヒューズ１Ａに所定電流値以上の大電流が流れると、低融点金属５がヒートスポット部３内に拡散し、これによってヒートスポット部３の抵抗値が増加し、温度が上昇する。そして、ヒートスポット部３はもともとの抵抗値が他の箇所よりも大きいため、低融点金属５の拡散による抵抗増加と相まって他の箇所よりも大きく発熱し、ヒートスポット部３の箇所で確実に溶断する。

以上説明したように、電線ヒューズ１Ａは、芯線２の一部に他の箇所より断面積が小さく、且つ、窪み部４を有するヒートスポット部３を設け、窪み部４内に低融点金属５が配置されている。従って、芯線２にヒートスポット部３を設ける加熱成形加工を行い、次に、ヒートスポット部３の窪み部４に低融点金属５を溶融させて流し込む溶着工程を行えば良く、加工工程は加熱成形加工の一つであり、安い加工費で作製できる。

この実施形態では、本発明をヒューズである電線ヒューズ１Ａに適用した例を説明したが、電線ヒューズ１Ａ以外のヒューズにも適用できることはもちろんである。

窪み部４は、芯線２の両側の面に設けられたので、低融点金属５を溶着できる箇所が両側に設けられ、溶着加工の際の位置決め等が容易であるため、加工性が向上する。

窪み部４は、ヒートスポット部３による両側の側壁３ａと、ヒートスポット部３の長手方向の両端の境界壁３ｂとによって全周囲が囲まれているので、低融点金属５は窪み部４内を融解状態で流して固化させることによって配置できるため、窪み部４の位置で低融点の位置が固定される。従って、電線ヒューズ１Ａの信頼性が向上する。

（変形例）
図９は電線ヒューズ１Ｂの変形例の断面図を示す。図９において、この変形例の電線ヒューズ１Ｂは、前記第１実施形態のものと比較するに、ヒートスポット部３の両面側の窪み部４内に低融点金属５が配置されている点が相違する。他の構成は、同一であるため、重複説明を回避するため、図面の同一箇所に同一符号を付して説明を省略する。

この変形例においても、前記第１実施形態と同様の作用・効果が得られる。

１Ａ，１Ｂ電線ヒューズ（ヒューズ）
２芯線（可溶部）
３ヒートスポット部
３ａ側壁
３ｂ境界壁
４窪み部
５低融点金属
５Ａ低融点金属チップ
１０ＬＡ端子（端子）

Claims

可溶体の長手方向で前記可溶体の一部に他の箇所より断面積が小さく、且つ、全周囲が囲まれている窪み部を有するヒートスポット部を設け、前記窪み部内に低融点金属が配置されており、前記可溶体の長手方向から見ると、前記ヒートスポット部および前記低融点金属が、前記可溶体の他の箇所の内側に位置していることを特徴とするヒューズ。
請求項１記載のヒューズであって、
前記可溶体は、一対の端子間を連結する芯線であり、前記窪み部の長さ寸法が、前記窪み部の幅寸法おび深さ寸法よりも大きくなっていることを特徴とするヒューズ。
請求項１又は請求項２記載のヒューズであって、
前記窪み部は、前記可溶体の両側の面に設けられたことを特徴とするヒューズ。
可溶体の長手方向で前記可溶体の一部に他の箇所より断面積が小さく、且つ、窪み部を有するヒートスポット部を形成する加熱成形工程と、
前記窪み部内に低融点金属チップを配置し、前記低融点金属チップに熱を作用させ融解させて前記窪み部内に流し込む溶着工程とを備え、
前記可溶体の長手方向から見ると、前記ヒートスポット部および前記低融点金属チップが、前記可溶体の他の箇所の内側に位置していることを特徴とするヒューズの製造方法。