JP6981953B2

JP6981953B2 - 基板表面実装ヒューズ

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Publication number: JP6981953B2
Application number: JP2018220127A
Authority: JP
Inventors: 史幸川瀬; 大二近藤
Original assignee: Pacific Engineering Corp
Current assignee: Pacific Engineering Corp
Priority date: 2018-11-26
Filing date: 2018-11-26
Publication date: 2021-12-17
Anticipated expiration: 2038-11-26
Also published as: WO2020110443A1; US20210398764A1; DE112019005864T5; CN112673447A; KR102707583B1; US11380507B2; JP2020087700A; KR20210092724A; CN112673447B

Description

本願発明は、主に自動車用電気回路等に用いられるヒューズに関し、特に、基板表面に実装される基板表面実装ヒューズに関する。

従来から、ヒューズは、自動車等に搭載されている電気回路や、電気回路に接続されている各種電装品を保護するために用いられてきた。詳しくは、電気回路中に意図しない過電流が流れた場合に、ヒューズに内蔵されたヒューズエレメントの溶断部が過電流による発熱により溶断して、各種電装品に過度な電流が流れないように保護している。

そして、このヒューズは様々な種類があり、例えば、特許文献１に示すような、基板表面に実装される基板表面実装ヒューズが知られている。この基板表面実装ヒューズをヒューズボックスの基板にも利用することで、ヒューズボックス及び基板が小型化され、製造工程も簡素化することができる。ただ、この基板表面実装ヒューズは、基板表面にハンダ等によって固定されているため、電気回路に異常が生じ、基板表面実装ヒューズの溶断部が溶断した際には、基板ごと交換する必要があった。そのため、基板ごと交換するまでは、電気回路が遮断されたままで、自動車等に搭載されている電気回路等や各種電装品が機能しないという問題が発生する。

特開２０１６−１３４３１７号

そこで、本願発明は、溶断部が溶断しても、代替用ヒューズを利用して、簡単かつ即座に電気回路を導通させることができる基板表面実装ヒューズを提供する。

本願発明の基板表面実装ヒューズは、ハウジングと、当該ハウジング内に配置される溶断部と、当該溶断部の両端に連結され、前記ハウジングの外部へ露出している端子部とを備えた、基板の表面に実装される基板表面実装ヒューズであって、前記端子部の一部には、前記基板の表面に固定する固定部が設けられると共に、代替用ヒューズの端子部を取り付け可能な取付部が設けられていることを特徴とする。

上記特徴によれば、基板表面実装ヒューズの端子部の取付部に、代替用ヒューズの端子部を取り付けることができるので、基板表面実装ヒューズの溶断部が溶断して電気回路が遮断されても、代替用ヒューズを利用して、簡単かつ即座に電気回路を導通させて復旧させることができる。その結果、自動車等に搭載されている電気回路等や各種電装品を直ちに通常通り機能させることができるのである。

本願発明の基板表面実装ヒューズは、前記取付部は、前記代替用ヒューズの端子部を差し込んで取り付けるように構成されていることを特徴とする。

上記特徴によれば、取付部が、代替用ヒューズの端子部を差し込めるように構成されているので、代替用ヒューズを基板表面実装ヒューズに取り付けやすく作業性に優れるのである。また、代替用ヒューズの端子部が取付部に差し込まれているので、代替用ヒューズが基板表面実装ヒューズから外れにくく、安定して取り付けることが出来るのである。

本願発明の基板表面実装ヒューズは、前記取付部は、前記ハウジングの上面と同一面に、又は上面よりも下側に位置していることを特徴とする。

上記特徴によれば、基板表面実装ヒューズ全体をコンパクトにでき、基板の小型化に寄与している。

本願発明の基板表面実装ヒューズは、前記取付部は、前記ハウジングの上面よりも上側に位置していることを特徴とする。

上記特徴によれば、取付部は、ハウジングの上面よりも上側に位置しているので、代替用ヒューズと基板表面実装ヒューズとが干渉することを防止し、代替用ヒューズを基板表面実装ヒューズに確実に取り付けることができる。

上記のように、本願発明の基板表面実装ヒューズによれば、溶断部が溶断しても、代替用ヒューズを利用して、簡単かつ即座に電気回路を導通させることができる。

（ａ）は本願発明の実施形態１に係る基板表面実装ヒューズの全体斜視図、（ｂ）は当該基板表面実装ヒューズの平面図である。（ａ）は本願発明の実施形態１に係る基板表面実装ヒューズの正面図、（ｂ）は基板表面実装ヒューズの側面図、（ｃ）は基板表面実装ヒューズの底面図である。（ａ）は基板の全体斜視図、（ｂ）は基板に、本願発明の実施形態１に係る基板表面実装ヒューズを実装した状態の全体斜視図である。（ａ）及び（ｂ）は、本願発明の実施形態１に係る基板表面実装ヒューズに代替用ヒューズを取り付ける様子を示す全体斜視図である。（ａ）は、代替用ヒューズが基板表面実装ヒューズに取り付けられた状態の拡大正面図、（ｂ）は当該状態の拡大側面図である。（ａ）は、本願発明の実施形態２に係る基板表面実装ヒューズの全体斜視図、（ｂ）は当該基板表面実装ヒューズの正面図、（ｃ）は当該基板表面実装ヒューズの平面図である。（ａ）は、本願発明の実施形態３に係る基板表面実装ヒューズの全体斜視図、（ｂ）は当該基板表面実装ヒューズの正面図、（ｃ）は当該基板表面実装ヒューズの平面図である。

１００基板表面実装ヒューズ
１１０ハウジング
１２０溶断部
１３０端子部
１３４固定部
２００代替用ヒューズ
２３０端子部
３００基板

以下に、本願発明の各実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下で説明する実施形態における基板表面実装ヒューズの各部材の形状や材質等は、一例を示すものであって、これらに限定されるものではない。なお、本願明細書において、「上方向」とは、図３から図５に示すように、基板表面実装ヒューズ１００を基板３００の水平方向に広がる表面に固定した状態で、水平方向に対して直角に交わる方向、すなわち鉛直方向に沿った上方向のことであり、「下方向」とは、当該鉛直方向に沿った下方向のことであり、「縦方向」とは鉛直方向に沿った方向のことであり、「横方向」とは、水平方向に沿った方向のことである。

＜実施形態１＞
まず、本願発明の実施形態１に係る基板表面実装ヒューズ１００を図１及び図２に示す。図１（ａ）は基板表面実装ヒューズ１００の全体斜視図、図１（ｂ）は基板表面実装ヒューズ１００の平面図、図２（ａ）は基板表面実装ヒューズ１００の正面図、図２（ｂ）は基板表面実装ヒューズ１００の側面図、図２（ｃ）は基板表面実装ヒューズ１００の底面図である。

この基板表面実装ヒューズ１００は、略直方体形状のハウジング１１０と、ハウジング１１０内に配置される溶断部１２０と、当該ハウジング１１０の外部へ延出している端子部１３０とを備える。ハウジング１１０は、絶縁性の合成樹脂によって略直方体形状に形成されており、内部は空洞となっている。そして、溶断部１２０は、ハウジング１１０の内部空間に配置されており、溶断部１２０の両側のそれぞれに金属製の端子部１３０が連結されている。そして、端子部１３０は、ハウジング１１０の両側の側面から側方へ延出している。

より具体的には、ハウジング１１０は上下に２分割された上部ハウジング１１１と下部ハウジング１１２とから構成されており、溶断部１２０を上下から挟み込むように覆っている。そして、溶断部１２０の両端には端子部１３０の平坦な上端部１３１が連結されており、この上端部１３１は、ハウジング１１０の内部から外部に向けて延出している。さらに、端子部１３０は、上端部１３１から下方へ屈曲するように延出する中間部１３２と、当該中間部１３２から側方へ延出する平坦な下端部１３３を備える。なお、ハウジング１１０は上下に２分割された上部ハウジング１１１と下部ハウジング１１２とから構成されているが、これに限定されることはなく、ハウジング１１０は、上部ハウジング１１１と下部ハウジング１１２が一体成形されて分割できない態様であってもよい。

また、溶断部１２０は、亜鉛合金等の金属によって細く線状に形成されており、所定の過電流が流れると溶断する特性を備える。そして、金属製の端子部１３０は、後述する基板の電極に電気的に連結される部分であり、基板に接続された電気回路中に過電流が流れた際に、溶断部１２０が溶断して回路を遮断するのである。なお、溶断部１２０は、図１及び図２に示す形状及び構成に限定されず、所定の過電流が流れると溶断する特性を備えるものであれば、その他の形状及び構成であってもよい。

また、両側の端子部１３０のそれぞれには、上下方向に縦長に延びる貫通孔の形態の取付部１４０が設けられている。そして、取付部１４０は、ハウジング１１０の上面１１３よりも下方に位置している。この取付部１４０は、後述する代替用ヒューズ２００の端子部２３０を差し込むことが出来るように、端子部１３０の表面から裏面まで貫通した形状をしている。具体的には、取付部１４０は、端子部１３０の上端部１３１において横方向に延びる上端孔１４１と、中間部１３２において縦方向に延びる中間孔１４２と、下端部１３３において横方向に延びる下端孔１４３とからなり、上端孔１４１、中間孔１４２、及び下端孔１４３は、端子部１３０の表面から裏面まで貫通している。

また、端子部１３０の下端部１３３の裏面側は、後述する基板の表面に、ハンダ付け等によって固定される固定部１３４となっており、当該固定部１３４は平坦面となっているので、基板の表面に密着し易くなっている。

なお、取付部１４０は、ハウジング１１０の上面１１３よりも下方に位置しているが、これに限定されず、取付部１４０は、ハウジング１１０の上面１１３と同一面に位置するようにしてもよい。例えば、取付部１４０は、端子部１３０から上方に突出するように形成されてもよく、端子部１３０から突出した取付部１４０は、ハウジング１１０の上面１１３と同一面に位置するよう構成される。

また、端子部１３０の下端部１３３の裏面側が固定部１３４となっているが、これに限定されず、端子部１３０の下端部１３３が、図１及び図２とは逆方向の内側に屈曲している場合には、下端部１３３の表面側を固定部１３４としてもよい。また、端子部１３０は、図１に示すように、上端部１３１、中間部１３２、及び下端部１３３を備える態様であるが、これに限定されず、基板の表面に固定できるのであれば、任意の態様及び形状を採用できる。

では次に、図３を参照して、基板表面実装ヒューズ１００を基板３００に実装した状態について説明する。なお、図３（ａ）は基板３００の全体斜視図、図３（ｂ）は基板３００に基板表面実装ヒューズ１００を実装した状態の全体斜視図である。

図３（ａ）に示すように、基板３００は、ヒューズボックス等の一部に設けられており、自動車等に搭載されている電気回路に電気的に接続されている。そして、当該電気回路に接続された複数の電極３１０が、基板３００の表面上に設けられている。図３（ｂ）に示すように、本願発明の基板表面実装ヒューズ１００は、対になった電極３１０の表面に、基板表面実装ヒューズ１００の端子部１３０の裏面側の固定部１３４をそれぞれ固定している。具体的には、平坦な固定部１３４を、平坦な電極３１０の表面に密着させ、当該密着部分をハンダ付け等の方法で固定することで、基板表面実装ヒューズ１００は基板３００に確実に実装されるのである。なお、固定部１３４の基板表面への固定方法であるが、ハンダ付け以外にも、接着剤で接着固定するなど、任意の方法を採用することができる。

そして、電極３１０に接続された電気回路に異常な過電流が流れると、基板表面実装ヒューズ１００の溶断部１２０が溶断して電気回路を遮断し、電気回路に接続された各種電装品を保護している。この基板表面実装ヒューズ１００の溶断部１２０が溶断した後は、電気回路が遮断されたままになるので、基板表面実装ヒューズ１００の交換が必要になる。ただ、基板表面実装ヒューズ１００は基板３００に固定されているので、簡単には交換することができない。そこで従来は、基板３００ごと交換して対応していたが、予備の基板３００を準備して交換するのには時間がかかり、自動車等に搭載されている電気回路等や各種電装品がしばらく機能しない問題があった。

そこで、本願発明の基板表面実装ヒューズ１００では、図４及び図５に示すように代替用ヒューズ２００を用いて、遮断された電気回路を、簡単かつ迅速に導通させて復旧させている。なお、図４（ａ）及び（ｂ）は、基板表面実装ヒューズ１００に代替用ヒューズ２００を取り付ける様子を示す全体斜視図、図５（ａ）は、代替用ヒューズ２００が基板表面実装ヒューズ１００に取り付けられた状態の拡大正面図、図５（ｂ）は当該状態の拡大側面図である。また、代替用ヒューズ２００は、従来から知られている、いわゆるブレード型ヒューズと呼ばれるもので、絶縁性のハウジング２１０と、当該ハウジング２１０内に収容された溶断部２２０と、当該溶断部２２０に連結され、ハウジング２１０の下側から延出している金属製の端子部２３０を備えている。

図４に示すように、基板表面実装ヒューズ１００の端子部１３０の取付部１４０に、代替用ヒューズ２００の端子部２３０を上方から取り付ける。すると、端子部１３０と代替用ヒューズ２００の端子部２３０が電気的に連結されるので、両側の一対の電極３１０は代替用ヒューズ２００によって電気的に接続され、電極３１０に連結された電気回路を導通させることができるのである。そして、自動車等に搭載されている電気回路に異常な過電流が流れると、代替用ヒューズ２００の溶断部２２０が溶断して電気回路を遮断し、電気回路に接続された各種電装品を保護できるのである。

このように、本願発明の基板表面実装ヒューズ１００によれば、基板表面実装ヒューズ１００の端子部１３０の取付部１４０に、代替用ヒューズ２００の端子部２３０を取り付けることができるので、基板表面実装ヒューズ１００の溶断部１２０が溶断して電気回路が遮断されても、代替用ヒューズ２００を利用して、簡単かつ即座に電気回路を導通させて復旧させることができる。その結果、自動車等に搭載されている電気回路等や各種電装品を直ちに通常通り機能させることができるのである。

さらに、本願発明の基板表面実装ヒューズ１００によれば、取付部１４０が、代替用ヒューズ２００の端子部２３０を差し込めるように構成されているので、代替用ヒューズ２００を基板表面実装ヒューズ１００に取り付けやすく作業性に優れるのである。また、代替用ヒューズ２００の端子部２３０が取付部１４０に差し込まれているので、代替用ヒューズ２００が基板表面実装ヒューズ１００から外れにくく、安定して取り付けることが出来るのである。

さらに、取付部１４０は上下方向に長尺状に延びているので、上下方向に長尺状に延びている板状の端子部２３０が傾かないように確実に支持することができる。特に、基板表面実装ヒューズ１００のハウジング１１０は、溶断部１２０を収容する関係上、上下方向の厚みがある。そのため、溶断部１２０の両端に連結された端子部１３０は、基板３００の電極３１０と連結できるように、ハウジング１１０の側方からハウジング１１０の下方へ向けて延出した縦長の部分（例えば、中間部１３２）を備えている。そして、当該縦長の部分に沿って取付部１４０を設ければ、長尺の板状の端子部２３０を傾かないように確実に支持できるので、端子部１３０の縦長の部分を有効に活用しているのである。

また、取付部１４０は、縦長の貫通孔の形状をしているが、この貫通部分の横幅は、端子部２３０の厚さと同一か、又は端子部２３０の厚さよりも僅かに狭くなっているので、取付部１４０は、差し込まれた端子部２３０を両側から挟み込むように把持することができる。そのため、代替用ヒューズ２００は基板表面実装ヒューズ１００に強固に取り付けられる。また、取付部１４０は、横方向に延びる上端孔１４１と、縦方向に延びる中間孔１４２と、横方向に延びる下端孔１４３を備えているので、端子部２３０に接触する面積を広くとることができ、より安定して代替用ヒューズ２００を支えることができる。さらに、端子部２３０の先端２３１は、取付部１４０の下端孔１４３を通り抜けて電極３１０の表面に接触しており、端子部２３０と電極３１０との接続信頼性をより高めている。

また、取付部１４０は、ハウジング１１０の上面１１３と同一面、又は上面１１３よりも下方に位置しているので、基板表面実装ヒューズ１００全体をコンパクトにでき、基板３００の小型化に寄与している。また、各取付部１４０は、基板表面実装ヒューズ１００のハウジング１１０の両側に配置された端子部１３０にそれぞれ設けられているので、図４及び５に示すように、代替用ヒューズ２００の端子部２３０は、基板表面実装ヒューズ１００のハウジング１１０を跨ぐように、各取付部１４０に取り付けられる。そして、基板表面実装ヒューズ１００を跨ぐように、つまり、代替用ヒューズ２００を取り付けるべき対象の基板表面実装ヒューズ１００に上下に重ねるようにして取り付けることができることから、作業者にとって直感的な作業で分かりやすく、又、どの基板表面実装ヒューズ１００に代替用ヒューズ２００が取り付けられているのかを認識し易い。特に、基板３００は小さく、表面には様々な電子部品や電極が密集しているので、どの基板表面実装ヒューズ１００に代替用ヒューズ２００が取り付けられているのかを認識し易いと、交換が必要な基板表面実装ヒューズ１００を判別しやすいのである。

また、取付部１４０は端子部１３０と一体となっており、代替用ヒューズ２００の端子部２３０と接触して、取付部１４０自身で端子部２３０を直接固定する構成なので、端子部１３０と端子部２３０との間の接触不良を防止して、接続の信頼性を高めている。

なお、図４及び図５に示すように、取付部１４０を端子部１３０に貫通孔として形成しているので、代替用ヒューズ２００の端子部２３０を取り付けるための部材を別途設ける必要がなく、また、端子部１３０の形状を大きく変更する必要もないので、製造が容易で製造コストも削減することができる。

また、図４及び図５に示すように、取付部１４０は貫通孔の態様であるが、これに限定されず、代替用ヒューズ２００の端子部２３０を取り付けることができる構成であれば、その他の態様であってもよく、例えば、端子部２３０の先端をボルト等で端子部１３０に固定する態様や、端子部２３０の先端を嵌合させる凹部の態様などでもよい。ただ、取付部１４０が、代替用ヒューズ２００の端子部２３０を差し込んで取り付けられる構成であれば、代替用ヒューズ２００を容易に取り付けることができて、非常に便利である。そして、取付部１４０が、代替用ヒューズ２００の端子部２３０を差し込んで取り付けられる構成とは、図４及び図５に示すような縦長の貫通孔の態様に限定されず、例えば、後述するような溝形状等であってもよく、代替用ヒューズ２００の端子部２３０を差し込んで取り付けられるのであれば、任意の形状や構成を採用することができる。なお、代替用ヒューズ２００は、いわゆるブレード型ヒューズの形態であるが、これに限定されることはなく、絶縁性のハウジングと、当該ハウジング内に収容された溶断部と、当該溶断部に連結され、ハウジングから延出している金属製の端子部を備える態様であれば、その他のヒューズの態様であってもよい。

＜実施形態２＞
では次に、実施形態２に係る本願発明の基板表面実装ヒューズ１００Ａについて、図６を参照して説明する。なお、図６（ａ）は、実施形態２に係る本願発明の基板表面実装ヒューズ１００Ａの全体斜視図、図６（ｂ）は基板表面実装ヒューズ１００Ａの正面図、図６（ｃ）は基板表面実装ヒューズ１００Ａの平面図である。また、実施形態２に係る基板表面実装ヒューズ１００Ａの構成は、端子部１３０Ａ及び取付部１４０Ａの構成を除き、実施形態１に係る基板表面実装ヒューズ１００の構成と基本的に同一なので、同一の構成については説明を省略する。

図６に示すように、端子部１３０Ａは、ハウジング１１０Ａの側面から延出した上端部１３１Ａと、当該上端部１３１Ａから下方へ屈曲するように延出する中間部１３２Ａと、当該中間部１３２Ａから側方へ延出する平坦な下端部１３３Ａ、当該下端部１３３Ａから上方へ向けて延出する上方延出部１３５Ａを備える。さらに、下端部１３３Ａの裏面側は、基板の表面に固定する固定部１３４Ａとなっている。また、上方延出部１３５Ａの先端は、２つに分岐しており、その間に、溝形状の取付部１４０Ａが形成されている。この上方延出部１３５Ａの先端の取付部１４０Ａは、いわゆる音叉端子の態様となっており、取付部１４０Ａには、代替用ヒューズ２００の端子部２３０を差し込んで取り付けることができる。そして、この取付部１４０Ａは、ハウジング１１０Ａの上面１１３Ａよりも上側に位置しているので、代替用ヒューズ２００と基板表面実装ヒューズ１００Ａとが干渉することを防止し、代替用ヒューズ２００を基板表面実装ヒューズ１００Ａに確実に取り付けることができる。例えば、代替用ヒューズ２００の端子部２３０の長さが短く、端子部２３０を取付部１４０Ａに差し込むと、代替用ヒューズ２００のハウジング２１０が基板表面実装ヒューズ１００Ａのハウジング１１０Ａに干渉する場合などは、取付部１４０Ａの位置を高くすることで、代替用ヒューズ２００と基板表面実装ヒューズ１００とが干渉することを効果的に防止できる。

＜実施形態３＞
では次に、実施形態３に係る本願発明の基板表面実装ヒューズ１００Ｂについて、図７を参照して説明する。なお、図７（ａ）は、実施形態３に係る本願発明の基板表面実装ヒューズ１００Ｂの全体斜視図、図７（ｂ）は基板表面実装ヒューズ１００Ｂの正面図、図７（ｃ）は基板表面実装ヒューズ１００Ｂの平面図である。また、実施形態３に係る基板表面実装ヒューズ１００Ｂの構成は、端子部１３０Ｂ及び取付部１４０Ｂの構成を除き、実施形態１に係る基板表面実装ヒューズ１００の構成と基本的に同一なので、同一の構成については説明を省略する。

図７に示すように、端子部１３０Ｂは、ハウジング１１０Ｂの側面から延出した上端部１３１Ｂと、当該上端部１３１Ｂから下方へ屈曲するように延出する中間部１３２Ｂと、当該中間部１３２Ｂから側方へ延出する平坦な下端部１３３Ｂ、中間部１３２Ｂから端子部１３０Ｂの延出する方向とは交差する方向へ屈曲すると共に、上方へ向けて延出する上方延出部１３５Ｂを備える。さらに、下端部１３３Ｂの裏面側は、基板の表面に固定する固定部１３４Ｂとなっている。また、上方延出部１３５Ｂの先端は、２つに分岐しており、その間に、溝形状の取付部１４０Ｂが形成されている。この上方延出部１３５Ｂの先端の取付部１４０Ｂは、いわゆる音叉端子の態様となっており、取付部１４０Ｂには、代替用ヒューズ２００の端子部２３０を差し込んで取り付けることができる。そして、この取付部１４０Ｂは、ハウジング１１０Ｂの上面１１３Ｂよりも上側に位置しているので、代替用ヒューズ２００と基板表面実装ヒューズ１００とが干渉することを防止し、代替用ヒューズ２００を基板表面実装ヒューズ１００に確実に取り付けることができる。さらに、取付部１４０Ｂの向きを、端子部１３０Ｂが延出する方向と交差する方向へ変えているので、代替用ヒューズ２００の取り付ける向きを変えることができる。

なお、本願発明の基板表面実装ヒューズは、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。

Claims

ハウジングと、当該ハウジング内に配置される溶断部と、当該溶断部の両端に連結され、前記ハウジングの外部へ露出している端子部とを備えた、基板の表面に実装される基板表面実装ヒューズであって、
前記基板に固定される前の状態において、前記ハウジングと前記溶断部と前記端子部は組付けられて一体となっており、
前記端子部の一部には、前記基板の表面に固定する固定部が設けられると共に、代替用ヒューズの端子部を取り付け可能な取付部が設けられていることを特徴とする基板表面実装ヒューズ。
前記取付部は、前記代替用ヒューズの端子部を差し込んで取り付けるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の基板表面実装ヒューズ。
前記取付部は、前記ハウジングの上面と同一面に、又は上面よりも下側に位置していることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板表面実装ヒューズ。
前記取付部は、前記ハウジングの上面よりも上側に位置していることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板表面実装ヒューズ。