JP6007010B2 - 電線ヒューズ及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、定格以上の電流が通電されると遮断する電線ヒューズ及びその製造方法に関する。

従来から、電線に定格以上の電流（いわゆる、過電流）が通電されると電線の通電を遮断する電線ヒューズについて、様々な提案がなされている。

例えば、導電性の電線部（いわゆる、接続用電線）と、電線部を被覆する絶縁性の被覆材とを備えた電線ヒューズが開示されている（例えば、特許文献１参照）。電線部は、電線部の一部が細径化されたヒートスポットを有している。ヒートスポットは、電線部の他の箇所よりも断面積が小さく形成されている。

このような電線ヒューズは、両端末に設けられた端子を介して電源側と負荷側の回路に介在するようになっている。そして、電線ヒューズでは、電線部に過電流が通電されると、ヒートスポットが他の箇所よりもジュール発熱量が多くなるため、該ヒートスポットが溶断して、電線ヒューズの通電を遮断できる。

特開平８−１９０８０９号公報

しかしながら、上述した従来の電線ヒューズでは、ヒートスポットに被覆材が密着して被覆されているため、ヒートスポットに生じた熱が被覆材に伝達される。このため、ヒートスポットに生じた熱により被覆材が溶損してしまうという問題があった。また、ヒートスポットの温度上昇に時間がかかり、ヒートスポットが溶断するまでの時間が遅くなってしまう。すなわち、ヒートスポットの溶断特性が悪化してしまう。

そこで、本発明は、被覆材の溶損を防止するとともに、ヒートスポットの溶断特性の悪化を防止できる電線ヒューズ及びその製造方法の提供を目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、ヒートスポットを有する電線部と、前記電線部を被覆する被覆材とを備えた電線ヒューズであって、前記被覆材は、前記ヒートスポットの両外側の位置で前記電線部に向かって突出して前記電線部に当接する突起部を備え、前記突起部は、前記被覆材の周方向に沿って間隔を置いて複数配置されており、前記突起部によって前記ヒートスポットと前記被覆材とが離間されることを要旨とする。

かかる特徴によれば、被覆材に設けられた突起部によってヒートスポットと被覆材とが離間される。これにより、ヒートスポットに被覆材が密着している場合と比べて、ヒートスポットに生じた熱が被覆材に伝達されにくくなる。このため、被覆材の溶損を防止できる。

また、ヒートスポットの温度上昇に時間がかかることなく、ヒートスポットが溶断するまでの時間が遅くなることをも防止できる。すなわち、電線部が溶断する時間が早くなり、ヒートスポットの溶断特性の悪化を防止できる。この結果、特に、レアショート時において電線部に長時間（例えば、１８００ｓ）過電流が流れた際、電線ヒューズに接続された回路路等が発煙・発火する時間に対して電線部が溶断する時間が早くなるため、電線ヒューズに接続された回路路等が発煙・発火することを防止できる。

かかる特徴によれば、突起部は、被覆材の周方向に沿って間隔を置いて複数配置される。これにより、突起部が被覆材の全周に配置される場合と比べて、電線部と突起部との接触面積を低減できる。このため、電線部に生じた熱が被覆材に伝達されにくくなり、被覆材の溶損を確実に防止できる。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係る電線ヒューズであって、前記突起部は、前記電線部の両端部と前記ヒートスポットの両側部とにそれぞれ配置されることを特徴とすることを要旨とする。

かかる特徴によれば、突起部は、電線部の両端部とヒートスポットの両側部とにそれぞれ配置される。これにより、ヒートスポットと被覆材とが接触することを確実に防止できる。このため、被覆材の溶損を防止するとともに、ヒートスポットの溶断特性の悪化を確実に防止できる。

本発明の第３の特徴は、本発明の第１又は第２の特徴に係る電線ヒューズであって、前記ヒートスポットには、前記電線部よりも融点の低い金属からなる低融点金属が設けられることを要旨とする。

かかる特徴によれば、ヒートスポットには、低融点金属が設けられる。これにより、レアショート時において電線部に過電流が流れた際、低融点金属がヒートスポットに拡散し、ヒートスポットの抵抗値が増加して温度が上昇する。このため、レアショート時においてヒートスポット１１が確実に溶断され、電線部の通電を遮断できる。
本発明の第４の特徴は、本発明の第１〜第３の特徴に係る電線ヒューズであって、前記被覆材は、シート状であり、前記電線部に取り付けられた状態で筒状となっていることを要旨とする。
本発明の第５の特徴は、電線ヒューズの製造方法であって、シート状の被覆材の両側部に突起部を形成する工程と、前記突起部を内側となるよう前記被覆材を丸めて筒状に形成する工程と、ヒートスポット部を有する電線部の周囲を覆うように、前記被覆材を前記電線部に取り付ける工程とを含むことを要旨とする。

本発明の特徴によれば、被覆材の溶損を防止するとともに、ヒートスポットの溶断特性の悪化を防止できる電線ヒューズを提供することができる。

図１は、本実施形態に係る電線ヒューズ（外装テープ以外）を示す斜視図である。 図２は、図１の平面図・側面図・断面図である。 図３は、本実施形態に係る電線部を示す斜視図である。 図４は、図３の平面図・側面図・断面図である。 図５は、本実施形態に係る被覆材を示す斜視図である。 図６は、図５の展開平面図・展開側面図・展開断面図である。 図７は、本実施形態に係る電線ヒューズの製造過程を示す斜視図である。 図８は、変更例に係る電線ヒューズを示す斜視図である。

次に、本発明に係る電線ヒューズの実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれ得る。

（電線ヒューズの構成）
まず、本実施形態に係る電線ヒューズ１の構成について、図面を参照しながら説明する。図１及び図２は、本実施形態に係る電線ヒューズ１（外装テープ３０以外）を示す図である。図３及び図４は、本実施形態に係る電線部１０を示す図である。図５及び図６は、本実施形態に係る被覆材２０を示す図である。

図１及び図２に示すように、電線ヒューズ１は、電源側と負荷側の回路に介在するようになっている。電線ヒューズ１は、可溶体としての電線部１０と、電線部１０を被覆する被覆材２０と、被覆材２０の周囲を被覆する外装テープ３０と、電線部１０に取り付けられる低融点金属４０及び一対のＬＡ端子５０とを備えている。

図３及び図４に示すように、電線部１０は、複数本の銅線が撚られることによって形成されている。この電線部１０の中央箇所（すなわち、電線部１０の長手方向の中央）には、電線部１０の他の箇所よりも断面積が小さいヒートスポット１１が設けられている。

図５及び図６に示すように、被覆材２０は、ポリプロピレン（ＰＰ）などの樹脂などによって形成されている。ヒートスポット１１の両外側の位置で電線部１０に向かって突出して電線部１０に当接する突起部２１備え、突起部２１によってヒートスポット１１と被覆材２０とが離間される。突起部２１は、被覆材２０の周方向に沿って間隔を置いて複数配置されている。突起部２１は、電線部１０の両端部（各ＬＡ端子５０寄り）に配置されている。

低融点金属４０は、電線部１０よりも融点の低い金属（例えば、錫或いはその合金）によって形成されている。低融点金属４０は、ヒートスポット１１に載置された状態で、熱が作用（付与）されることによって融解し、ヒートスポット１１に溶着される。

各ＬＡ端子５０は、電線部１０の両端末に取り付けられており、電源側と負荷側の回路にそれぞれ接続される。各ＬＡ端子５０は、端子本体５１と、端子本体５１に連結されて電線部１０の端末を加締め固定する加締片５２（可溶体加締片５２Ａ及び被覆材加締片５２Ｂ）を備えている。端子本体５１には、取付孔５３が開口されている。

（電線ヒューズの製造方法）
次に、上述した電線ヒューズ１の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図７は、本実施形態に係る電線ヒューズ１の製造過程を示す斜視図である。

まず、図７（ａ）に示すように、被覆材２０の両側部に突起部２１を形成する。次いで、図７（ｂ）に示すように、突起部２１が内側となるように被覆材２０を丸めて筒状に形成する。次いで、図７（ｃ）に示すように、電線部１０の周囲を覆うように被覆材２０を取り付ける。その後、図７（ｄ）に示すように、被覆材２０の周囲に外装テープ３０を巻き付ける。これにより、電線ヒューズ１が製造される。

このように製造された電線ヒューズ１に定格以上の電流（いわゆる、過電流）が通電されると、低融点金属４０がヒートスポット１１へ拡散し、これによってヒートスポット１１の抵抗値が増加して温度が上昇する。そして、ヒートスポット１１は元々の抵抗値が他の箇所よりも大きいため、低融点金属４０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１１が溶断して、電線部１０の通電が遮断される。

（作用・効果）
以上説明した本実施形態では、被覆材２０に設けられた突起部２１によってヒートスポット１１と被覆材２０とが離間される。これにより、ヒートスポット１１に被覆材２０が密着している場合と比べて、ヒートスポット１１に生じた熱が被覆材２０に伝達されにくくなる。このため、被覆材２０の溶損を防止できる。

また、ヒートスポット１１の温度上昇に時間がかかることなく、ヒートスポット１１が溶断するまでの時間が遅くなることをも防止できる。すなわち、電線部１０が溶断する時間が早くなり、ヒートスポット１１の溶断特性の悪化を防止できる。この結果、特に、レアショート時において電線部１０に長時間（例えば、１８００ｓ）過電流が流れた際、電線ヒューズ１に接続された回路路等が発煙・発火する時間に対して電線部１０が溶断する時間が早くなるため、電線ヒューズ１に接続された回路路等が発煙・発火することを防止できる。

本実施形態では、突起部２１は、被覆材２０の周方向に沿って間隔を置いて複数配置される。これにより、突起部２１が被覆材２０の全周に配置される場合と比べて、電線部１０と突起部２１との接触面積を低減できる。このため、電線部１０に生じた熱が電線部１０に伝達されにくくなり、電線部１０の溶損を確実に防止できる。

本実施形態では、突起部２１は、電線部１０の両端部に配置される。これにより、電線部１０の両端部の間に設けられたヒートスポット１１と被覆材２０とを確実に離間できる。このため、被覆材２０の溶損を防止するとともに、ヒートスポット１１の溶断特性の悪化を確実に防止できる。

本実施形態では、ヒートスポット１１には、低融点金属４０が設けられる。これにより、レアショート時において電線部１０に過電流が流れた際、低融点金属４０がヒートスポット１１に拡散し、ヒートスポット１１の抵抗値が増加して温度が上昇する。このため、レアショート時においてヒートスポット１１が確実に溶断され、電線部１０の通電を遮断できる。

（３）変更例
次に、上述した実施形態に係る電線ヒューズ１の変更例について、図面を参照しながら説明する。図８は、変更例に係る電線ヒューズ１を示す斜視図である。

上述した実施形態では、突起部２１は、電線部１０の両端部（各ＬＡ端子５０寄り）に配置されている。これに対して、変更例では、図８に示すように、突起部２１は、電線部１０の両端部（各ＬＡ端子５０寄り）と、ヒートスポット１１の両側部（すなわち、ヒートスポット１１の近傍）とにそれぞれ配置されている。なお、図８では、ヒートスポット１１の両側部に配置された突起部２１は、それぞれ１つ設けられているが、必ずしも１つである必要はなく、複数設けられていてもよい。

このような変更例では、突起部２１は、電線部１０の両端部とヒートスポット１１の両側部とにそれぞれ配置される。これにより、ヒートスポット１１と被覆材２０とが接触することを確実に防止できる。このため、被覆材２０の溶損を防止するとともに、ヒートスポット１１の溶断特性の悪化を確実に防止できる。

（その他の実施形態）
上述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。

例えば、本発明の実施形態は、次のように変更することができる。具体的には、ヒートスポット１１は、電線部１０の他の箇所よりも小さい断面積であるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、電線部１０の他の箇所と同等の断面積であってもよい。なお、ヒートスポット１１の構成や配置箇所については、実施形態で説明したものに限定されるものではない。例えば、ヒートスポット１１に低融点金属４０が設けられていなくてもよい。また、ヒートスポット１１が何れかのＬＡ端子５０寄りに設けられていてもよい。

また、突起部２１は、被覆材２０の周方向に沿って間隔を置いて複数配置されているものとして説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、被覆材２０の周方向に沿って環状に設けられていてもよい。なお、突起部２１の形状や個数、配置箇所については、実施形態で説明したものに限定されるものではない。

このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められる。

１…電線ヒューズ
１０…電線部
１１…ヒートスポット
２０…被覆材
２１…突起部
３０…外装テープ
４０…低融点金属
５０…ＬＡ端子
５１…端子本体
５２…加締片
５２Ａ…可溶体加締片
５２Ｂ…被覆材加締片
５３…取付孔

Claims (5)

1. ヒートスポットを有する電線部と、前記電線部を被覆する被覆材とを備えた電線ヒューズであって、
   前記被覆材は、前記ヒートスポットの両外側の位置で前記電線部に向かって突出して前記電線部に当接する突起部を備え、前記突起部は、前記被覆材の周方向に沿って間隔を置いて複数配置されており、前記突起部によって前記ヒートスポットと前記被覆材とが離間されることを特徴とする電線ヒューズ。
2. 請求項１に記載の電線ヒューズであって、
   前記突起部は、前記電線部の両端部と前記ヒートスポットの両側部とにそれぞれ配置されることを特徴とする電線ヒューズ。
3. 請求項１又は請求項２に記載の電線ヒューズであって、
   前記ヒートスポットには、前記電線部よりも融点の低い金属からなる低融点金属が設けられることを特徴とする電線ヒューズ。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載の電線ヒューズであって、
   前記被覆材は、シート状であり、前記電線部に取り付けられた状態で筒状となっていることを特徴とする電線ヒューズ。
5. シート状の被覆材の両側部に突起部を形成する工程と、
   前記突起部を内側となるよう前記被覆材を丸めて筒状に形成する工程と、
   ヒートスポット部を有する電線部の周囲を覆うように、前記被覆材を前記電線部に取り付ける工程とを含むことを特徴とする電線ヒューズの製造方法。

Images