JP6756490B2 - 電流ヒューズ - Google Patents
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Description
また、本発明に係る電流ヒューズは、2つの係合端子部と、上記係合端子部間に設けられた溶断部とを有し、上記溶断部は、低融点金属と上記低融点金属よりも融点の高い第1の高融点金属を積層した可溶導体により形成され、上記可溶導体に、変形を規制する変形規制部が設けられ、上記変形規制部は、上記低融点金属よりも融点の高い第2の高融点粒子が、上記第1の高融点金属と上記低融点金属の積層体に圧入させてなるものである。
図1に示すように、本発明が適用された電流ヒューズ1は、2つの係合端子部2,2と、係合端子部2,2間に設けられた溶断部3とを有する。電流ヒューズ1は、2つの係合端子部2,2が電気回路の端子部間に係合されねじ止め等されることにより、当該電気回路の電流経路上に組み込まれる。そして、電流ヒューズ1は、その電気回路に規定容量以上の過電流が流れたときに溶断部3が瞬時に溶断して一対の係合端子部2,2間の電流経路を遮断し、機器の安全性を保つものである。
係合端子部2は、一部が開放されたつめ形状や中央が開口された略円盤形状等、図示しない電気回路の端子部に対して係合可能な公知の形状を有し、例えばボルトやビス等によって着脱自在に接合される。係合端子部2の材質としては適度な剛性を有し、かつ良導電性であれば特に限定されるものでなく、銅、銅‐ニッケル合金等が好適に用いられる。
溶断部3は、規定容量以上の過電流が流れたときに溶断し、一対の係合端子部2,2間にわたる電流経路を遮断するものである。溶断部3は、低融点金属4と低融点金属4よりも融点の高い第1の高融点金属5を積層した可溶導体6により形成されている。
また、可溶導体6は、ハンダ接続時等に溶融した低融点金属4の流動を抑え、変形を規制する変形規制部9を形成してもよい。
ここで、孔10は、図2(B)に示すように、低融点金属4を厚さ方向に貫通する貫通孔として形成してもよく、あるいは図3(A)(B)に示すように、非貫通孔として形成してもよい。孔10を貫通孔として形成した場合、孔10の側面10aを被覆する第2の高融点金属11は、低融点金属4の表裏面に積層された第1の高融点金属5と連続される。なお、孔10の形状は特に限定はなく、円形の他、楕円形、角丸長方形又は方形であってもよい。
また、孔10は、図4(A)(B)に示すように、第2の高融点金属11によって充填されていてもよい。孔10が第2の高融点金属11によって充填されることにより、可溶導体6は、外層を構成する第1の高融点金属5を支持する変形規制部9の強度を向上させ可溶導体6の変形をより抑制できるとともに、低抵抗化によって定格を向上させることができる。
また、孔10は、図2(B)や図3、図4に示すように、断面テーパ状に形成してもよい。孔10は、例えば低融点金属4に針等の先鋭体を突き刺して開口させることにより、当該先鋭体の形状に応じて断面テーパ状に形成することができる。また、孔10は、図5(A)(B)に示すように、断面矩形状に形成してもよい。可溶導体6は、例えば低融点金属4に断面矩形状の孔10に応じた金型を用いてプレス加工を行う等により断面矩形状の孔10を開口することができる。
なお、変形規制部9は、孔10の側面10aの少なくとも一部が第1の高融点金属5と連続する第2の高融点金属11によって被覆されていればよく、図6に示すように、側面10aの上側まで第2の高融点金属11によって被覆されていてもよい。また、変形規制部9は、低融点金属4と第1の高融点金属5との積層体を形成した後、第1の高融点金属5の上から先鋭体を突き刺すことにより孔10を開口若しくは貫通するとともに、第1の高融点金属5の一部を孔10の側面10aに押し込むことにより第2の高融点金属11としてもよい。
可溶導体6は、低融点金属4に変形規制部9を構成する孔10を開口した後、低融点金属4に高融点金属をメッキ技術を用いて成膜することにより製造できる。可溶導体6は、例えば、長尺状のハンダ箔に所定の孔10を開口した後、表面にAgメッキを施すことによりエレメントリボンを製造し、使用時には、サイズに応じて切断することで、効率よく製造でき、また容易に用いることができる。
また、可溶導体6は、大判のエレメントシートから、所望のサイズに切り出してもよい。すなわち、全面にわたって一様に変形規制部9が形成された低融点金属4と第1の高融点金属5との積層体からなる大判のエレメントシートを形成し、任意のサイズの可溶導体6を複数切り出すことにより形成してもよい。エレメントシートから切り出された可溶導体6は、変形規制部9が全面にわたって一様に形成されているため、切断面から低融点金属4が露出されていても、変形規制部9によって溶融した低融点金属4の流動が抑制されているため、切断面からのハンダ等の接続材7の流入や低融点金属4の流出を抑制でき、厚みの変動に伴う抵抗値のばらつき及び溶断特性の変動を防止することができる。
また、可溶導体6は、図8に示すように、変形規制部9を、低融点金属4よりも融点の高い第1の高融点粒子13を低融点金属4に配合することにより形成してもよい。第1の高融点粒子13は、ハンダ接合温度でも溶融しない高い融点を有する物質が用いられ、例えばCu、Ag、Ni等の金属やこれらを含む合金からなる粒子、ガラス粒子、セラミック粒子等を用いることができる。また、第1の高融点粒子13は、球状、鱗片状等、その形状は問わない。なお、第1の高融点粒子13は、金属や合金等を用いた場合、ガラスやセラミックに比して比重が大きいことから馴染みが良く分散性に優れる。
なお、上述した変形規制部9は、図13(A)(B)に示すように、低融点金属4に1又は複数の溝17を設け、当該溝17の側面17aの少なくとも一部を、第1の高融点金属5と連続する第2の高融点金属11によって被覆してもよい。溝17は、例えば低融点金属4に金型を用いてプレス加工を施す等により形成することができる。また、溝17は、図13(A)に示すように、可溶導体6の通電方向に沿って形成してもよく、あるいは通電方向と直交又は斜交する方向に形成してもよい。
なお、上述した電流ヒューズ1では、溶断部3を構成する可溶導体6によって形成し、係合端子部2,2間に接続させたが、本発明が適用された電流ヒューズは、図14(A)(B)に示すように、一対の係合端子部2,2及び溶断部3を可溶導体6によって形成してもよい。図14に示す電流ヒューズ20は、例えばハンダ箔等の低融点金属4によって一対の係合端子部2,2及び溶断部3が一体に形成された形状に打ち抜き、その後Agメッキを施すことにより形成することができる。
Claims (16)
- 2つの係合端子部と、
上記係合端子部間に設けられた溶断部とを有し、
上記溶断部は、低融点金属と上記低融点金属よりも融点の高い第1の高融点金属を積層した可溶導体により形成され、
上記可溶導体に、変形を規制する変形規制部が設けられ、
上記変形規制部は、上記低融点金属に設けられた1又は複数の孔の側面の少なくとも一部が、上記第1の高融点金属と連続する第2の高融点金属によって被覆されてなる電流ヒューズ。 - 2つの係合端子部と、
上記係合端子部間に設けられた溶断部とを有し、
上記溶断部は、低融点金属と上記低融点金属よりも融点の高い第1の高融点金属を積層した可溶導体により形成され、
上記可溶導体に、変形を規制する変形規制部が設けられ、
上記変形規制部は、上記低融点金属よりも融点の高い第2の高融点粒子を、上記低融点金属に圧入させてなる電流ヒューズ。 - 2つの係合端子部と、
上記係合端子部間に設けられた溶断部とを有し、
上記溶断部は、低融点金属と上記低融点金属よりも融点の高い第1の高融点金属を積層した可溶導体により形成され、
上記可溶導体に、変形を規制する変形規制部が設けられ、
上記変形規制部は、上記低融点金属よりも融点の高い第2の高融点粒子が、上記第1の高融点金属と上記低融点金属の積層体に圧入させてなる電流ヒューズ。 - 上記可溶導体と上記2つ係合端子部とが、接続媒体により接続されている請求項1〜3のいずれか1項に記載の電流ヒューズ。
- 上記接続媒体は、はんだである請求項4に記載の電流ヒューズ。
- 上記可溶導体と上記2つの係合端子部とが、溶接により接続されている請求項1〜3のいずれか1項に記載の電流ヒューズ。
- 上記係合端子部と上記溶断部とが、上記可溶導体により形成されている請求項1〜3のいずれか1項に記載の電流ヒューズ。
- 上記可溶導体は、少なくとも上記低融点金属の表裏両面に上記第1の高融点金属を積層した積層体である請求項1〜7のいずれか1項に記載の電流ヒューズ。
- 上記可溶導体は、上記低融点金属の体積が上記第1の高融点金属の体積よりも多い請求項1〜8のいずれか1項に記載の電流ヒューズ。
- 上記低融点金属はSnまたはSnを主成分とする合金であり、上記第1の高融点金属はAg、Cu又はAg若しくはCuを主成分とする合金である請求項1〜9のいずれか1項に記載の電流ヒューズ。
- 上記孔は、貫通孔又は非貫通孔である請求項1記載の電流ヒューズ。
- 上記孔は、上記第2の高融点金属によって充填されている請求項1又は11に記載の電流ヒューズ。
- 上記孔の形状は、円形、楕円形、角丸長方形、又は方形である請求項1,11,12のいずれか1項に記載の電流ヒューズ。
- 上記変形規制部は、上記低融点金属よりも融点の高い第1の高融点粒子が上記低融点金属に配合されてなる請求項1〜13記載の電流ヒューズ。
- 上記変形規制部は、上記可溶導体と上記係合端子部との接続において、上記可溶導体の溶融した上記低融点金属の流動を抑え、上記可溶導体の変形と抵抗値変動を抑制する請求項1〜14のいずれか1項に記載の電流ヒューズ。
- 上記変形規制部は、上記可溶導体の一部に成形された2つの上記係合端子部のネジ締め圧力による変形を抑制する請求項1〜14のいずれか1項に記載の電流ヒューズ。
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