JP6851070B2 - シャント抵抗付きヒューズ - Google Patents

Description

本発明は、ヒューズとシャント抵抗とが一体になったシャント抵抗付きヒューズに関するものである。

特開平１１−１６２３２１号公報には、ヒューズエレメントを、電流を検知するためのシャント（センサ）と兼用できるようにして、ヒューズとセンサを１枚の導電板から打ち抜きにより一体的に形成し、該エレメントの上半部を耐熱・絶縁性ハウジングに挿入保持することを特徴とするセンサ付きヒューズが開示されている。

特開平１１−１６２３２１号公報

従来のセンサ付きヒューズでは、ヒューズエレメントを、電流を検知するためのシャント（センサー）として兼用するため、シャント抵抗の値がヒューズの性能によって制限される。そのため任意の値のシャント抵抗を備えたヒューズを提供することができない。

本発明の目的は、任意の抵抗値のシャント抵抗とヒューズとを一体化したシャント抵抗付きヒューズを提供することにある。

本発明のシャント抵抗付きヒューズは、金属製のヒューズと金属製のシャント抵抗とが溶接接合部によって接合されて一体化されている。本発明のシャント抵抗付きヒューズによれば、シャント抵抗の抵抗値を任意に定めることができる。また金属製のヒューズと金属製のシャント抵抗とが溶接接合部によって接合されて一体化されているので、シャント抵抗付きヒューズの全体寸法を小さくすることができる。特に溶接接合部を用いると、接合部の抵抗値のバラツキが小さく、歩留まりを高めることができる。

金属製のヒューズは、ヒューズ部と一対の端子部分とが一枚の金属板によって一体に構成されており、シャント抵抗の一端とヒューズの一対の端子部分の一方の端子部分とが溶接接合部によって接合されているのが好ましい。この構造では、シャント抵抗とヒューズとが直列に接続された回路を構成することができる。

シャント抵抗の他端には、金属製ヒューズの金属板と同じ金属板からなる端子板が溶接接合部と同じ別の溶接接合部によって接合されているのが好ましい。このようにするとシャント抵抗の両側に形成される溶接接合部の溶接金属が同じ成分になるので、シャント抵抗とヒューズとの合成抵抗のバラツキが小さくなる。

金属製のヒューズは、銅、銅合金、アルミニュームまたはアルミニューム合金によって一体に構成されており、シャント抵抗はマンガニンによって構成されているのが好ましい。これらの材料であれば、抵抗値の温度変化が小さいので、温度特性が安定したシャント抵抗付きヒューズを提供できる。

ヒューズの一方の端子部分と、端子板には、それぞれ測定用端子部が一体に設けられているのが好ましい。

ヒューズの一方の端子部分にはヒューズ部分と交差する方向に立ち上がる第１の立ち上がり部が一体に設けられており、端子板には第１の立ち上がり部とシャント抵抗を介して対向する第２の立ち上がり部が一体に設けられており、第１の立ち上がり部とシャント抵抗の前記一端とが前記溶接接合部によって接合されており、第２の立ち上がり部とシャント抵抗の他端とが別の溶接接合部によって接合されているのが好ましい。このようにすると第１の立ち上がり部と第２の立ち上がり部を流れる電流の方向が逆になるため、インダクタンスを相殺することができて、インピーダンス特性のバラツキを小さくすることができる。

またヒューズ部は、一対の端子部分と連続し且つ一対の端子部分と交差する方向に起立する一対の起立部と、該一対の起立部と連続して設けられたヒューズ形成部とからなり、ヒューズ形成部が、ケース部によって覆われているのが好ましい。一対の起立部を設けるとヒューズ形成部を浮かすころができるので、ケース部とヒューズ形成部とが接触して、ヒューズ特性がバラツクのを防止できる。

またケース部に変えて、絶縁樹脂モールド部によってヒューズ形成部を覆ってもよい。絶縁樹脂モールド部４０を形成するための樹脂材料は、熱硬化性樹脂のように融点の高い樹脂であるのが好ましい。

（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明のシャント抵抗付きヒューズの第１の実施の形態の一例の平面図及び正面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、図１のシャント抵抗付きヒューズから２つ割りのケース部を除いた実施の形態の一例の平面図及び正面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、２つ割りのケース部を構成するケース半部の平面図及びＢ−Ｂ線断面図である。 本発明のシャント抵抗付きヒューズの第２の実施の形態の正面図である。

以下、図面を参照して本発明のシャント抵抗付きヒューズの実施の形態について詳細に説明する。図１（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明のシャント抵抗付きヒューズの第１の実施の形態の一例の平面図及び正面図である。図２（Ａ）及び（Ｂ）は、図１のシャント抵抗付きヒューズから２つ割りのケース部４を除いた実施の形態の一例の平面図及び正面図である。そして図３（Ａ）及び（Ｂ）は、２つ割りのケース部４を構成するケース半部４１の平面図及びＢ−Ｂ線断面図である。

このシャント抵抗付きヒューズ１は、金属製のヒューズ３と金属製のシャント抵抗５とが溶接接合部７によって接合されて一体化されて構成されている。ヒューズ３は、ヒューズ部３１と一対の端子部分３２及び３３とが一枚の、銅、銅合金、アルミニュームまたはアルミニューム合金等の金属板によって一体に構成されている。

ヒューズ部３１は、一対の端子部分３２及び３３と連続し且つ一対の端子部分３２及び３３と交差する方向（ほぼ直交する方向）に起立する一対の起立部３４及び３５と、この一対の起立部３４及び３５と連続して設けられたヒューズ形成部３６とからなる。ヒューズ形成部３６は、絶縁樹脂またはセラミックからなる２つ割わりのケース部４によって覆われている。２つ割わりのケース部４は、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すケース半部４１を２つ対向させて構成される。ケース半部４１は、中央に凹部４３が形成されており、この凹部４３の両側には凹部４３に連続する一対のスリット４２，４２が形成されている。凹部４３には、斜めに延びるヒューズ素子部３６Ａが収納され、一対のスリット４２，４２にはヒューズ素子部３６Ａに連続する素子支持部３６Ｂ，３６Ｂが嵌合される。一対の起立部３４及び３６を設けるとヒューズ形成部３６を浮かすころができるので、ケース部とヒューズ素子部３６Ａとが接触して、ヒューズ特性がバラツクのを防止できる。

金属製のシャント抵抗５は、マンガニン（典型的には銅８６％、マンガン１２％、ニッケル２％からなる合金）によって構成されている。そしてシャント抵抗５の一端とヒューズ３の一方の端子部分３２とが溶接接合部６１によって接合されている。この構造では、シャント抵抗５とヒューズ３とが直列に接続された回路を構成になっている。シャント抵抗５の他端には、金属製ヒューズ３の金属板と同じ金属板からなる端子板７が溶接接合部と同じ別の溶接接合部６２によって接合されている。このようにするとシャント抵抗５の両側に形成される溶接接合部６１及び６２の溶接金属が同じ成分になるので、シャント抵抗５とヒューズ３との合成抵抗のバラツキが小さくなる。

ヒューズ３の一方の端子部分３２にはヒューズ部３１と交差する方向に立ち上がる第１の立ち上がり部３２Ａが一体に設けられている。また端子板７には第１の立ち上がり部３２Ａとシャント抵抗５を介して対向する第２の立ち上がり部７Ａが一体に設けられている。第１の立ち上がり部３２Ａとシャント抵抗５の一端とが溶接接合部６１によってレーザビーム溶接により接合されており、第２の立ち上がり部７Ａとシャント抵抗５の他端とが別の溶接接合部６２によってレーザビーム溶接により接合されている。このようにすると第１の立ち上がり部と第２の立ち上がり部を流れる電流の方向が逆になるため、インダクタンスを相殺することができて、インピーダンス特性のバラツキを小さくすることができる。

本実施の形態では、ヒューズ３の一方の端子部分３２と、端子板７には、それぞれ測定用端子部８Ａ，８Ｂが一体に設けられている。この測定用端子部８Ａ，８Ｂは、シャント抵抗５に印加される電圧を測定するために用いられる。

図４は、本発明のシャント抵抗付きヒューズの第２の実施の形態の正面図である。本実施の形態では、第１の実施の形態では２つ割わりのケース部４でヒューズ形成部３６を覆っているが、本実施の形態では絶縁樹脂モールド部４０によってヒューズ形成部３６を覆っている。絶縁樹脂モールド部４０を形成するための樹脂材料は、熱硬化性樹脂のように融点の高い樹脂であるのが好ましい。融点の高い樹脂を用いた場合でも、ヒューズ素子部３６Ａが溶断したときに、アーク電流の高熱によりヒューズ素子部３６Ａ周囲の樹脂も溶融して、溶融した金属は凝集するため、溶融した金属が再度つながることはない。その他の構成は、図１に示した第１の実施の形態と同じであるので、図４にも図１に付した符号と同じ符号を付すことによって説明を省略する。

本発明によれば、シャント抵抗の抵抗値を任意に定めることができる。また金属製のヒューズと金属製のシャント抵抗とが溶接接合部によって接合されて一体化されているので、シャント抵抗付きヒューズの全体寸法を小さくすることができる。特に溶接接合部を用いると、接合部の抵抗値のバラツキが小さく、歩留まりを高めることができる。

１ シャント抵抗付きヒューズ
３ ヒューズ部
５ シャント抵抗
７ 端子板

Claims (5)

1. 金属製のヒューズと金属製のシャント抵抗とが溶接接合部によって接合されて一体化されており、
   前記金属製のヒューズは、ヒューズ部と一対の端子部分とが一枚の金属板によって一体に構成されており、
   前記シャント抵抗の一端と前記ヒューズの前記一対の端子部分の一方の端子部分とが前記溶接接合部によって接合されており、
   前記シャント抵抗の他端には、前記金属製ヒューズの前記金属板と同じ金属板からなる端子板が前記溶接接合部と同じ別の溶接接合部によって接合されており、
   前記ヒューズの前記一方の端子部分には前記ヒューズ部分と交差する方向に立ち上がる第１の立ち上がり部が一体に設けられており、
   前記端子板には前記第１の立ち上がり部と前記シャント抵抗を介して対向する第２の立ち上がり部が一体に設けられており、
   前記第１の立ち上がり部と前記シャント抵抗の前記一端とが前記溶接接合部によって接合されており、
   前記第２の立ち上がり部と前記シャント抵抗の前記他端とが前記別の溶接接合部によって接合されており、
   前記ヒューズ部は、前記一対の端子部分と連続し且つ前記一対の端子部分と交差する方向に起立する一対の起立部と、該一対の起立部と連続して設けられたヒューズ形成部とからなるシャント抵抗付きヒューズ。
2. 前記金属製のヒューズは、銅、銅合金、アルミニュームまたはアルミニューム合金によって一体に構成されており、
   前記シャント抵抗はマンガニンによって構成されている請求項１に記載のシャント抵抗付きヒューズ。
3. 前記ヒューズの前記一方の端子部分と、前記端子板には、それぞれ測定用端子部が一体に設けられている請求項１に記載のシャント抵抗付きヒューズ。
4. 前記ヒューズ形成部が、ケース部によって覆われている請求項１に記載のシャント抵抗付きヒューズ。
5. 前記ヒューズ形成部が、絶縁樹脂モールド部によって覆われている請求項１に記載のシャント抵抗付きヒューズ。
   

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