JP7470998B2 - Substrate surface mount fuse and method for manufacturing the same - Google Patents
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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、及び基板表面実装ヒューズの製造方法に関する。 This invention relates to fuses that are primarily used in automotive electrical circuits, and in particular to surface mount fuses that are mounted on the surface of a substrate, and a method for manufacturing surface mount fuses.
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。 Fuses have traditionally been used to protect electrical circuits installed in automobiles and the like, as well as various electrical equipment connected to the electrical circuits. More specifically, when an unintended overcurrent flows through an electrical circuit, the melting part of the fuse element built into the fuse melts due to heat generated by the overcurrent, protecting the various electrical equipment from excessive current flowing through them.
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、基板に取り付けられるヒューズが知られている。このヒューズは溶断部と端子部とを備えており、当該端子部を、基板に設けられた音叉端子に差し込むように取り付けている。ただ、ヒューズを基板に取り付けて両者を中継するために、音叉端子を利用しているため、その分、部品点数が増加し、重量の増加と全体の高さが高くなるという問題があった。 There are various kinds of fuses, and for example, a fuse that is attached to a board is known, as shown in Patent Document 1. This fuse has a fusing part and a terminal part, and the terminal part is attached by being inserted into a tuning fork terminal provided on the board. However, because the tuning fork terminal is used to attach the fuse to the board and relay the two, there are problems with the number of parts increasing, which increases the weight and the overall height.
そこで、本願発明は、部品点数を削減し、構成全体の軽量化及び低背化が可能な基板表面実装ヒューズ、及び基板表面実装ヒューズの製造方法を提供する。 The present invention provides a surface mount fuse that reduces the number of components and makes the overall structure lighter and thinner, and a method for manufacturing the surface mount fuse.
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、前記基板に接続される中継端子を備え、前記中継端子は、前記端子部と接続される接続部を備え、前記接続部には、凹部が形成されており、前記凹部内に、前記端子部の一部が入り込んで接合していることを特徴とする。 The surface mount fuse of the present invention is a surface mount fuse mounted on the surface of a substrate, comprising a housing, a fusing portion disposed within the housing, and terminal portions connected to both ends of the fusing portion, and is characterized in that it comprises an intermediate terminal connected to the substrate, the intermediate terminal comprises a connecting portion connected to the terminal portion, a recess is formed in the connecting portion, and a portion of the terminal portion is inserted into the recess and joined.
上記特徴によれば、中継端子が基板表面実装ヒューズに一体に設けられているため、従来の音叉端子のような中継部材を別途、基板に設ける必要がなく、部品点数の削減に寄与し、基板表面実装ヒューズ及び基板を含めた構成全体(例えば、基板を備えるヒューズボックスなど)の軽量化及び低背化が可能となる。さらに、溶断部の端子部の一部を凹部に入り込ませるように接合しているため、両者の接続固定が確実に実現できるのである。 With the above features, the relay terminal is integrally provided with the surface-mounted fuse, eliminating the need to provide a separate relay member, such as a conventional tuning fork terminal, on the board, which contributes to a reduction in the number of parts and enables the weight and height of the entire configuration including the surface-mounted fuse and board (e.g., a fuse box with a board). Furthermore, because part of the terminal portion of the fusing portion is joined so as to fit into the recess, the connection and fixation of the two can be reliably achieved.
本願発明の基板表面実装ヒューズは、前記中継端子の接続部を構成する金属の融点が、前記端子部を構成する金属の融点よりも高いことを特徴とする。 The surface-mounted fuse of the present invention is characterized in that the melting point of the metal constituting the connection portion of the relay terminal is higher than the melting point of the metal constituting the terminal portion.
端子部を溶融させた際に、端子部の一部が凹部によく入り込んで接合し、両者の接続固定がより確実に実現できるのである。 When the terminal is melted, part of the terminal penetrates well into the recess and joins, ensuring a more secure connection between the two.
本願発明の基板表面実装ヒューズは、前記端子部を構成する金属は、亜鉛合金であり、前記中継端子の前記接続部を構成する金属は、銅合金であることを特徴とする。 The surface-mounted fuse of the present invention is characterized in that the metal constituting the terminal portion is a zinc alloy, and the metal constituting the connection portion of the relay terminal is a copper alloy.
上記特徴によれば、所望の溶断特性が発揮できると共に、基板や外部端子との電気的接続の信頼性を担保できる。 The above features allow the desired fusing characteristics to be achieved while ensuring the reliability of electrical connections with the substrate and external terminals.
本願発明の基板表面実装ヒューズの製造方法は、前記端子部の一部を加圧しながら加熱することで、前記凹部内に接合させることを特徴とする。 The method of manufacturing a surface-mounted fuse of the present invention is characterized in that a portion of the terminal is heated while being pressurized, thereby bonding it into the recess.
上記特徴によれば、端子部の一部を加圧しながら加熱することで、溶融した端子部の一部が、中継端子の凹部に確実に流れ込むので、より強固に接合ができるのである。 According to the above feature, by applying pressure to a portion of the terminal while heating it, a portion of the molten terminal reliably flows into the recess of the intermediate terminal, resulting in a stronger bond.
上記のように、本願発明の基板表面実装ヒューズ及び基板表面実装ヒューズの製造方法によれば、部品点数を削減し、軽量化及び低背化が可能である。
As described above, the surface mount fuse and the method for manufacturing the surface mount fuse of the present invention make it possible to reduce the number of parts and achieve a lighter, thinner fuse.
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
140 中継端子
141 接続部
146 凹部
150 中継端子
151 接続部
156 凹部
300 基板
以下に、本願発明の実施形態について、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6に示すように、基板表面実装ヒューズを基板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る。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings. Note that the shapes and materials of the components of the surface-mounted fuse in the embodiments described below are merely examples and are not intended to be limiting. Note that in this specification, the "upward direction" refers to the direction perpendicular to the horizontal direction, i.e., the upward direction along the vertical direction, when the surface-mounted fuse is fixed to the horizontally extending surface of the board as shown in FIG. 6, and the "downward direction" refers to the downward direction along the vertical direction.
まず、本願発明に係る基板表面実装ヒューズ100を図1から図4に示す。図1は、基板表面実装ヒューズ100を分解した全体斜視図、図2(a)は基板表面実装ヒューズ100の中継端子(140、150)の平面図、図2(b)は、中継端子(140、150)の正面図、図3(a)は、基板表面実装ヒューズ100の端子部130を中継端子(140、150)に取り付けた状態の平面図、図3(b)は、基板表面実装ヒューズ100の端子部130を中継端子(140、150)に取り付けた状態の正面図、図4は、各部品を組付けた状態の基板表面実装ヒューズ100の全体斜視図である。
First, the substrate surface-mounted
図1に示すように、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、当該溶断部120の両側のそれぞれに連結固定されている端子部130と、当該端子部130と連結される中継端子(140、150)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、ハウジング110は、上面壁111と下面壁112とを備えており、溶断部120を上下から挟み込むように覆い、内部に溶断部120を収容できるようになっている。
As shown in FIG. 1, the substrate
また、溶断部120は、亜鉛合金によって細く線状に形成されており、基板に接続された電気回路中に所定の過電流が流れた際に、溶断する特性を備える。さらに、溶断部120の両側のそれぞれに連結されている端子部130は、金属製の薄い板部材であって、溶断部120と電気的及び物理的に接続できるようになっている。図1に示す基板表面実装ヒューズ100では、溶断部120と端子部130は一体形成されており、端子部130は、溶断部120と同様に、亜鉛合金によって形成されている。
なお、亜鉛合金は、合金を構成する構成元素のうち、最も多く含まれる構成元素が亜鉛(Zn)である合金のことである。また、溶断部120と端子部130は一体形成されているが、これに限定されず、溶断部120と端子部130を個別に製造しておき、両者を接合してもよい。さらに、溶断部120と端子部130は、異なる金属で構成されてもよい。
Note that a zinc alloy is an alloy in which the most abundant element among the constituent elements that make up the alloy is zinc (Zn). Furthermore, although the
なお、溶断部120は、図1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、端子部130は、溶断部120と電気的に接続可能で、後述するように中継端子と接合することができるのであれば、亜鉛合金以外の任意の金属によって形成してもよい。
The
また、図1及び図2に示すように、中継端子140は、銅合金によって略コ字状に形成されており、端子部130及び基板300に接続可能に構成されている。具体的には、中継端子140は、端子部130と重ねられて連結固定される平坦な接続部141と、接続部141から下方へ延出する脚部142と、基板上に接続される固定部143とを備える。固定部143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部分であり、当該固定部143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。さらに、中継端子140の接続部141には、下方へ凹んだ凹部146が形成されている。この凹部146は、平坦な接続部141において、直線状に延出する溝の態様となっている。
1 and 2, the
なお、銅合金は、合金を構成する構成元素のうち、最も多く含まれる構成元素が銅(Cu)である合金のことである。また、中継端子140では、接続部141と脚部142は一体形成されているが、これに限定されず、接続部141と脚部142を個別に製造しておき、両者を接合してもよい。さらに、接続部141と脚部142は、異なる金属で構成されてもよい。
Note that a copper alloy is an alloy in which the most abundant element among the constituent elements that make up the alloy is copper (Cu). In addition, in
また、図1及び図2に示すように、中継端子150は、銅合金によって略L字状に形成されており、端子部130及び基板300に接続可能に構成されている。具体的には、中継端子150は、端子部130と重ねられて連結固定される平坦な接続部151と、接続部151から下方へ延出する脚部152とを備える。脚部152は、後述する基板の挿通孔に挿入されて固定され、外部端子に接続可能に構成されている。さらに、中継端子150の接続部151には、下方へ凹んだ凹部156が形成されている。この凹部156は、平坦な接続部151において、直線状に延出する溝の態様となっている。また、中継端子150では、接続部151と脚部152は一体形成されているが、これに限定されず、接続部151と脚部152は個別に製造しておき、両者を接合してもよい。さらに、接続部151と脚部152は、異なる金属で構成されてもよい。
1 and 2, the
なお、中継端子(140、150)は、基板や外部端子等との電気的な接続信頼性を担保するために、電気伝導性や耐食性が良好な銅合金から構成されているが、これに限定されず、電気的な接続信頼性を担保できるのであれば、その他の任意の金属から構成してもよい。また、正面視で、一方の中継端子140は略コ字形状、他方の中継端子150は略L字形状に形成されているが、これに限定されず、中継端子(140、150)は、基板や外部端子等と電気的に接続できるのであれば、任意の形状であってもよい。また、凹部(146、156)は、直線状に延出する溝の態様となっているが、これに限定されず、凹部(146、156)は、下方へ凹んでおり、後述するように溶融した端子部130の一部が内部に入り込んで接合できるのであれば、任意の形状であってもよい。
In addition, the relay terminals (140, 150) are made of a copper alloy with good electrical conductivity and corrosion resistance in order to ensure the reliability of the electrical connection with the substrate, external terminals, etc., but are not limited to this, and may be made of any other metal as long as the reliability of the electrical connection can be ensured. In addition, when viewed from the front, one
では次に、図3を参照して、溶断部120に連結された端子部130を、中継端子(140、150)に連結固定する方法について説明する。また、端子部130を、中継端子(140、150)に連結固定する方法は、基板表面実装ヒューズ100の各部材を組み付けて製造する方法の一部を構成している。
Next, referring to FIG. 3, a method for connecting and fixing the
図3に示すように、両側の端子部130のそれぞれを、一方の中継端子140の接続部141上に、及び他方の中継端子150の接続部151上に重ねる。端子部130の裏面は平坦面であり、接続部141及び接続部151も平坦面となっているので、両者は密着した状態で重ね合わせられる。次に、端子部130の上から、加熱された押圧板等の押圧手段を押しあて、端子部130に下方への押圧力Fを加える。すると、各端子部130は加熱されながら、中継端子140の接続部141及び中継端子150の接続部151へ向けて押圧されることになる。
As shown in FIG. 3, each of the
ここで、端子部130は亜鉛合金によって形成されているため、端子部130の融点は約420度であり、中継端子(140、150)は銅合金によって形成されているため、中継端子(140、150)の融点は約1085度となっている。つまり、端子部130は、中継端子(140、150)よりも融点の低い金属から構成されている。そして、押圧板等によって端子部130を加熱しながら押圧する際に、加熱温度を、端子部130の融点以上で、中継端子(140、150)の融点よりも低い温度(例えば、600度)に設定することで、端子部130は溶融するが、中継端子(140、150)は溶融しないことになる。すると、溶融した端子部130の一部が、中継端子140の凹部146及び中継端子150の凹部156に流れ込む。その後、加熱を止めることで、中継端子140の凹部146及び中継端子150の凹部156に流れ込んだ端子部130の一部が固化し、端子部130の一部が各凹部(146、156)と接合することになる。このように、端子部130の一部が、各凹部(146、156)周辺の凹凸部分に回り込むように入り込んで固化することで、両者が強く接合して、しっかりと固定されるのである。
Here, since the
特に、加熱しながら押圧することで、溶融した端子部130の一部が、中継端子140の凹部146及び中継端子150の凹部156に確実に流れ込むので、より強固に接合ができるのである。また、加熱しながら押圧する箇所を、端子部130のみに限定する、つまり、端子部130側のみに直接、熱や圧力を加え、接続部(141、151)側には直接、熱や圧力を加えないことで、効率的に接合作業を行える。また、端子部130の裏面は平坦面であり、接続部141及び接続部151も平坦面となっているので、その平坦面から下方へ窪んだ凹部(146、156)に、溶融した端子部130の一部が流れ込みやすい。
In particular, by applying pressure while heating, a portion of the molten
なお、図3では、押圧板等によって端子部130を加熱しながら押圧していたが、これに限定されない。例えば、端子部130に超音波や温風等をあてて加熱するなど、任意の加熱手段によって加熱してもよい。そして、加熱手段とは別に、端子部130を押圧する押圧出段を備えてもよい。なお、押圧出段を備えない場合は、端子部130自体の自重によって下方へ押圧して、溶融した端子部130の一部を、中継端子140の凹部146及び中継端子150の凹部156に流れ込ませて接合させてもよい。
In FIG. 3, the
また、加熱温度を、端子部130の融点以上で、中継端子(140、150)の融点よりも低い温度に設定することで、端子部130を中継端子(140、150)に確実に接合させることができる。仮に、加熱温度を、端子部130の融点以上で、尚且つ、中継端子(140、150)の融点以上に設定して、両者を溶接しようとする場合、亜鉛合金の端子部130の融点は約420度であり、銅合金の中継端子(140、150)の融点は約1085度となっているので、銅合金の中継端子(140、150)が融点に達する前に、中継端子(140、150)に比べて融点が大きく低い亜鉛合金の端子部130が先に気化してしまう。そのため、融点が大きく異なる亜鉛合金の端子部130と、銅合金の中継端子(140、150)とは、互いに溶接することは難しい。
In addition, by setting the heating temperature to a temperature equal to or higher than the melting point of the
なお、端子部130を亜鉛合金で構成し、中継端子(140、150)を銅合金で構成しているが、これに限定されず、中継端子(140、150)を構成する金属の融点が、端子部130を構成する金属の融点よりも高いのであれば、端子部130と中継端子(140、150)はそれぞれ任意の素材から構成してもよい。
Note that, although the
次に、溶断部120を備えた端子部130と、中継端子(140、150)とを、接合させて固定した後に、図4に示すように、ハウジング110を取り付けて、基板表面実装ヒューズ100の組み立てを完成させる。図4に示すように、基板表面実装ヒューズ100のハウジング110は、溶断部120と端子部130を内部に収容しており、端子部130に連結固定された中継端子(140、150)は、ハウジング110から下方へ延出している。このように、組み立てられて製造された基板表面実装ヒューズ100では、ハウジング110内に収容された溶断部120、端子部130、中継端子(140、150)が、一体となっている。
Next, the
次に、図5及び図6に、組み立てられて製造された基板表面実装ヒューズ100を、基板300に取り付けて実装した状態を示す。なお、図5は、基板表面実装ヒューズ100を基板300に取り付ける前の状態の全体斜視図、図6は、基板表面実装ヒューズ100を基板300に取り付けた状態の全体斜視図である。
Next, Figures 5 and 6 show the assembled and manufactured substrate surface-mounted
図5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。また、外部端子と接続するために、基板表面実装ヒューズ100の中継端子150の脚部152が挿通可能な挿通孔320が、電極310と相対する位置に設けられている。そして、基板表面実装ヒューズ100を基板300に取り付けて実装する際は、基板表面実装ヒューズ100の一方の中継端子140の平坦な固定部143を電極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。また、基板表面実装ヒューズ100の他方の中継端子150の脚部152を基板300の挿通孔320へ挿通させ、中継端子150の脚部152が基板300の裏面へと突出するように取り付ける。すると、図6に示すように、基板表面実装ヒューズ100が基板300に取り付けられて実装された状態となる。
As shown in FIG. 5, the
図6に示すように、基板表面実装ヒューズ100の中継端子150の脚部152には、外部端子400が取り付けられる。外部端子400は、中継端子150の脚部152を挿入して電気的に接続可能な接続孔420と、外部の各種電装品に電気的に接続された接続線410とを備えている。そして、電気回路と外部の各種電装品は、電気回路に接続された電極310と、基板表面実装ヒューズ100と、外部端子400とを介して電気的に接続された状態となる。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、基板表面実装ヒューズ100と外部端子400を介して接続された各種電装品を保護している。なお、図6に示す基板表面実装ヒューズ100では、一方の中継端子140が基板300の電極310に接続され、他方の中継端子150が外部端子400に接続されているが、これに限定されず、両方の中継端子(140、150)が、基板300の相対する電極310に接続されるなど、任意の接続態様であってもよい。
As shown in FIG. 6, an
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、中継端子(140、150)が基板表面実装ヒューズ100に一体に設けられており、その中継端子(140、150)を、基板300に直接取り付けることができる。そのため、従来のように、基板表面実装ヒューズと基板との間を中継して接続させるために、基板に音叉端子等を別途設ける必要がない。したがって、本願発明の基板表面実装ヒューズ100によれば、音叉端子のような中継部材を別途用意する必要がなく、部品点数の削減に寄与し、基板表面実装ヒューズ100及び基板300を含めた構成全体(例えば、基板300を備えるヒューズボックスなど)の軽量化及び低背化が可能となる。
In this way, according to the substrate surface-mounted
また、基板表面実装ヒューズ100の溶断部120側を構成する素材には、溶断部120の所望の溶断特性が発揮できる金属が採用され、基板表面実装ヒューズ100の中継端子(140、150)側を構成する素材には、基板300や外部端子400との電気的接続の信頼性を担保できる金属が採用されている。そのため、溶断部120側を構成する金属と中継端子(140、150)側を構成する金属とが、互いに異なる金属から構成されているため、異なる金属間での接続固定が難しい場合がある。例えば、上述したように、それぞれの金属の融点が大きく異なる場合は、溶接して互いに接続固定するのが難しい場合ある。そこで、本願発明の基板表面実装ヒューズ100では、中継端子(140、150)に凹部(146、156)を設け、溶断部120側の端子部130の一部を凹部(146、156)に入り込ませるように接合している。そのため、溶断部120側の端子部130と中継端子(140、150)とが異なる金属から構成されていても、両者の接続固定が確実に実現できるのである。
In addition, the material constituting the fusing
なお、本願発明の基板表面実装ヒューズ、及び、基板表面実装ヒューズの製造方法は、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。 The surface mount fuse and method of manufacturing the surface mount fuse of the present invention are not limited to the above examples, and various modifications and combinations are possible within the scope of the claims and the scope of the embodiments, and these modifications and combinations are also included in the scope of the rights.
Claims (4)
前記基板に接続される中継端子を備え、
前記中継端子は、前記端子部と接続される接続部を備え、
前記接続部には、凹部が形成されており、
前記凹部内に、前記端子部の一部が入り込んで接合していることを特徴とする、基板表面実装ヒューズ。
A substrate surface mount fuse comprising a housing, a fusing portion disposed within the housing, and terminal portions connected to both ends of the fusing portion, the fuse being mounted on a surface of a substrate,
A relay terminal connected to the board is provided.
the relay terminal includes a connection portion connected to the terminal portion,
The connection portion has a recess formed therein,
A surface mount fuse, characterized in that a part of the terminal portion is inserted into and joined to the recess.
2. The substrate surface mount fuse according to claim 1, wherein the melting point of the metal constituting the connection portion of the relay terminal is higher than the melting point of the metal constituting the terminal portion.
前記中継端子の前記接続部を構成する金属は、銅合金であることを特徴とする、請求項2に記載の基板表面実装ヒューズ。
the metal constituting the terminal portion is a zinc alloy,
3. The substrate surface mount fuse according to claim 2, wherein the metal constituting the connection portion of the relay terminal is a copper alloy.
前記端子部の一部を加圧しながら加熱することで、前記凹部内に接合させることを特徴とする基板表面実装ヒューズの製造方法。 4. A method for manufacturing a substrate surface mount fuse according to claim 1, comprising the steps of:
A method of manufacturing a surface mount fuse, comprising the steps of: applying pressure to a portion of the terminal portion while heating the portion, thereby bonding the portion into the recess portion.
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