WO2000045409A1 - Unite fusible - Google Patents

Description

明 細 書 ヒューズュニッ卜 技術分野

本発明は、 回路に過電流が流れたときに非導通状態 （断線状態） になる温度 ヒューズと抵抗体とを備えたヒューズュニッ卜に関するものである。 背景技術

当業者にヒューズ抵抗体と呼ばれている従来のヒューズユニッ トは、 温度ヒューズと抵抗体とが直列に接続された回路構成を有している。 温 度ヒューズとしては、 ヒューズ本体の両側に一対のリード端子を備えた ものが用いられ、 また抵抗体としては抵抗体本体の両側に一対のリ一ド 端子を備えたものが用いられている。 そして温度ヒューズの一方のリ一 ド端子と抵抗体の一方のリ一ド端子は、 半田付けにより接続されている。 半田付け部とヒューズ本体及び抵抗器本体は、 内部に絶縁性のセメント や絶縁樹脂等の絶縁性充填材が充填されたセラミック等の硬質の外装容 器の中に収納されている。 温度ヒューズは、 過電流が流れたときゃ過電 圧が印加されたときに、 温度ヒューズ自身を流れる電流による発熱と抵 抗体からの発熱とにより、 内部のヒューズ素子が溶断して、 瞬間的に非 導通状態になる （断線する） 機能を有している。

また他の形態のヒューズュニッ トとしては、 特開平 9— 1 4 7 7 1 0 号公報に開示されたものがある。 このヒューズユニットでは、 第 1及び 第 2の基板を用いて抵抗体と温度ヒューズとが構成されている。

前者のヒューズュニットの場合、 セラミック等により形成された外装 容器を使用するため、 外形寸法が大きくなるという問題があった。 さら に、 外装容器内に充填するセメント等により、 製品重量も重くなつてい た。 このように製品サイズと重量が大きくなるため、 従来のヒューズュ ニットは、 自動給送用テープに取り付けることができず、 自動組立機に より回路基板上に自動的に装着することができなかった。

また後者のヒューズユニッ トも、 大型になり、 また製品重量が重くな る問題を有している。

本発明の目的は、 従来よりも軽量のヒューズュニットを提供すること にある。

本発明の他の目的は、 従来よりも構造が簡単で、 しかも製造が容易な ヒューズュニッ トを提供することにある。

本発明の他の目的は、 構造が簡単で、 しかも抵抗体からの発熱を温度 ヒューズに伝達し易いヒューズュニットを提供することにある。

本発明の更に他の目的は、 簡単な構造で、 しかも耐熱性の高いヒュ一 ズュニットを提供することにある。

本発明の更に他の目的は、 抵抗体と温度ヒューズ相互の電気的な接続 が容易なヒューズュニッ トを提供することにある。

本発明の他の目的は、 簡単な構造で抵抗体本体とヒューズ本体とを接 触状態に維持することができるヒューズュニッ トを提供することにある。 本発明の他の目的は、 小型で構造も簡単であり、 正確に作動し、 回路 基板に容易に自動装着すること等も可能なヒューズュニットを提供する ことにある。 発明の開示

本発明のヒューズユニットは、 温度ヒューズと抵抗体とを備えている。 温度 ヒューズは、 ヒュ一ズ本体と該ヒュ一ズ本体から延びる一対のリード端子とを 備えて温度の上昇により非導通状態になる。 また抵抗体は、 抵抗体本体と該抵 抗体本体から延びる一対のリード端子とを備え、 抵抗体本体がヒューズ本体に 隣接して配置される。 そしてヒューズ本体と抵抗体本体とは、 電気的絶縁性を 有する覆材によって包まれている。 温度ヒューズの一対のリード端子の一方の リ一ド端子と抵抗体の一対のリ一ド端子の一方のリ一ド端子とは接続されてい る。 また温度ヒューズの一対のリード端子の他方のリード端子及び抵抗体の一 対のリード端子の他方のリード端子は、 覆材の外部に出ている。

本発明においては、 覆材を絶縁性樹脂材料製の筒体により形成する。 このよ うにすると覆材をコンパクトにしかも軽量に形成することができる。 特に、 筒 体の形状寸法を、 ヒューズ本体と抵抗体本体とを互いに近づける力をヒューズ 本体及び抵抗体本体に作用させることができるように定めると、 簡単にヒュ一 ズ本体と抵抗体本体を接触させることができて、 しかも接触状態を維持するこ とができる。

また筒体を、 加熱されると収縮する熱収縮性樹脂材料により形成するのが好 ましい。 そして装着前の筒体の形状寸法を、 ヒューズ本体及び抵抗体本体を容 易に収納することができ、 熱収縮性樹脂材料が熱収縮した状態では、 覆材がヒ ュ一ズ本体と抵抗体本体とを互いに近づけるカをヒユーズ本体及び抵抗体本体 に作用させることができるように定める。 このようにすると覆材の装着が容易 であるにも拘わらず、 ヒューズ本体と抵抗体本体の接触状態を確実に維持する ことができてるので、 抵抗体本体からの熱をヒュ一ズ本体に確実に伝達するこ とができる。

なお熱収縮性樹脂材料としては、 抵抗体本体の発熱温度よりも高い耐熱温度 を有するシリコーン樹脂を用いるのが好ましい。 このようなシリコーン樹脂 (シリコーンゴムを含む） を用いると、 抵抗体の発熱により覆材が溶けたり、 燃えたりするのを防ぐことができ、 安全性が大幅に向上する。

温度ヒューズの一方のリ一ド端子と抵抗体の一方のリ一ド端子とを接続する 方法は、 種々の方法を採用することができる。 特に、 両者を溶接により接続す ると、 接続の自動化が容易になるだけでなく、 接続部の接続強度を高めること ができて、 製品の信頼性を向上させることができる。 具体的には、 温度ヒユー ズの一方のリ一ド端子及び抵抗体の一方のリ一ド端子の一方を他方と交差する ように曲げる。 そして温度ヒューズの一方のリード端子と抵抗体の一方のリー ド端子の交差点部分を抵抗溶接によりスポット溶接する。 このようにすると少 ない加工工数で、 且つ簡単な加工工程で、 リード端子の接続を行える。

温度ヒューズの他方のリード端子と抵抗体の他方のリード端子との間の間隔 寸法を、 ヒューズ本体及び抵抗体本体から離れるに従って徐々に大きくしてか らほぼ一定になるように、 温度ヒューズの他方のリード端子及び抵抗体の他方 のリード端子の少なくとも一方の形状を定めると、 覆材が熱収縮した際に、 他 方のリ一ド端子を互いに近づける向きの力を少なくとも一方のリ一ド端子に与 えることができる。 その結果、 この力もヒューズ本体と抵抗体本体との接触を 維持させるのに寄与する。

また温度ヒューズの他方のリ一ド端子が抵抗体の他方のリ一ド端子の先端側 部分を除く主要部分 （基端部） に絶縁性樹脂チューブを被せるのが好ましい。 このようにすると、 一対の他方のリード端子間の短絡を防止できる上、 絶縁性 樹脂チューブがスぺ一ザとなって、 実装用回路基板の表面と温度ヒューズ及び 抵抗体との間の距離を所定の距離に維持できる。 なおこの絶縁性樹脂チューブ を熱収縮性樹脂材料によって形成すると、 チューブの装着が容易になるだけで なく、 チューブの脱落を防止できる。

なお本発明のヒューズユニットは、 重量が軽くなるため、 温度ヒューズの他 方のリ一ド端子と抵抗体の他方のリ一ド端子の先端側部分を自動給送用テープ 部材に貼り付けたいわゆるテーピング部品として構成することができる。 図面の簡単な説明

図 1は、 本発明の一実施形態のヒューズュニッ トをテーピング部品と して構成した状態を説明するための図である。 発明を実施するための最良の形態

以下、 本発明の実施形態を図面を参照して説明する。 図 1は、 本発明 の実施例の 2つのヒューズュニット 1 0を備えたテーピング部品の一部 を示している。 図 1において、 1つのヒューズユニッ ト 1 0は、 内部構 造を示すために後述する覆材 2 0を透明なものとして描いている。

ヒューズュニッ ト 1 0は、 温度ヒューズ 1 1と抵抗体 1 5とを備えて いる。 温度ヒューズ 1 1は、 ヒューズ本体 1 2とこのヒューズ本体 1 2 の両端から延びる一対のリード端子 1 3及び 1 4とを備えている。 温度 ヒューズ 1 0のヒューズ部は、 S n— P b系、 P b— S b系、 S n— S b系などのハンダ合金や、 B i — S n— P b . P b— A u、 そのの他融 点の低い合金から構成される。 また抵抗体 1 5は、 抵抗体本体 1 6とこ の抵抗体本体 1 6の両端から延びる一対のリード端子 1 7及び 1 8とを 備えている。 温度ヒューズ 1 1と抵抗体 1 5とは、 抵抗体本体 1 6とヒ ュ一ズ本体 1 2とが横に並んで隣接するように （または平行並列状態に なっている） 配置されている。

なお抵抗体 1 5の抵抗部の構成は任意であり、 例えば金属皮膜、 炭素皮 膜、 酸化金属皮膜、 巻き線、 メタルグレーズ膜、 カーボンレジン膜等に より構成することができる。

温度ヒューズ 1 1の一方のリード端子 1 3は短く切断されており、 抵 抗体 1 5の一方のリード端子 1 7は、 短く切断された後に L字状に （ま たは直角に） 折り曲げられている。 そしてリード端子 1 3とリード端子 1 7とが交差するように配置され、 両者の交差部分は抵抗溶接によるス ポット溶接により接続されている。 また温度ヒューズ 1 1の他方のリ一 ド端子 1 4はヒューズ本体 1 2から真っ直ぐに延びている。 そして抵抗 体 1 5の他方のリード端子 1 8は、 抵抗体本体 1 6に隣接する部分が抵 抗体本体 1 6から離れるに従って外側に向かって傾斜し、 その先の部分 が温度ヒューズ 1 1のリード端子 1 4とほぼ平行になるように曲げられ ている。 言い方を変えると、 リード端子 1 4とリ一ド端子 1 8との間の 間隔が、 ヒューズ本体 1 2及び抵抗体本体 1 6から離れるに従って徐々 に広がってから、 ほぼ一定になるように、 リード端子 1 8が曲げられて いる。 なおリード端子 1 4を曲げて同じ状況を作ってもよいのは勿論で ある。 抵抗体 1 5のリード端子 1 8と温度ヒューズ 1 1のリード端子 1 4とが、 実装用の回路基板の電極に半田付け接続される。

またこの例では、 他方のリ一ド端子 1 4及び 1 8の基端部 （本体 1 2 及び 1 6に隣接した部分） にポリオレフイン等の熱収縮性の絶縁性樹脂 チューブ 1 9が被せられている。 この例では、 リード端子 1 8の折れ曲 がり部分で絶縁性樹脂チューブ 1 9の一端が終端している。

上記のようにリ一ド端子 1 3及び 1 7が接続された状態で、 リード端 子 1 3及び 1 7と、 ヒューズ本体 1 2と、 抵抗体本体 1 6と、 リード端 子 1 4及び 1 8の一部が、 絶縁性樹脂材料から形成された筒体からなる 覆材 2 0の内部に配置されている。 この覆材 2 0は、 絶縁性の高い熱収縮 性樹脂材料からなる筒体によって構成されている。 このような熱収縮性 樹脂材料からなる筒体としては、 例えばポリエチレン系樹脂のチューブ や、 シリコーンゴムを含むシリコーン樹脂のチューブ等を適宜の長さに 切ったものを用いることができる。 特に熱収縮性のシリコーン樹脂は、 耐熱性が良く、 1 5 0 °C程度で収縮し 2 0 0 °C程度までの耐熱性を有す るので、 適している。 温度ヒューズ 1 1の作動温度及び抵抗体 1 5の発 熱温度は、 この覆材 2 0の耐熱温度よりも低いものであり、 発火の恐れ はない。 また、 覆材 2 0を熱収縮させる温度が温度ヒューズ 1 1のヒュ ーズ部の溶解温度以上であっても、 加熱時間が短ければ温度ヒューズ 1 1のヒューズ部が溶解または溶断することはない。

前述の通り、 抵抗体 1 5に設けられているリード端子 1 8は、 抵抗体 本体 1 6のが基端部で外側にわずかに折り曲げられ、 そして途中で他方 のリ一ド端子 1 4に対してほぼ平行となるように折り曲げられている。 平行になった一対のリード端子 1 4とリード端子 1 8との間隔は、 回路 基板に形成された一対のスルーホールの中心間の寸法、 例えば 5 mmに 設定されている。 この例では、 抵抗体 1 5の曲げられたリード端子 1 7 とリード端子 1 8とは、 同一平面内に位置している。

次にこの発明のヒューズ抵抗器 1 0の製造方法について説明する。 ま ず、 温度ヒューズ 1 1と抵抗体 1 5の一方のリ一ド端子 1 3及び 1 7同 士をスボッ ト溶接して、 温度ヒューズ 1 1と抵抗体 1 5とを互いに直列 に接続する。 そして温度ヒューズ 1 1のヒューズ本体 1 2と抵抗体 1 5 の抵抗体本体 1 6とを互いにほぼ平行に並べた状態にする。 この状態で、 他方のリード端子 1 4及び 1 8に各々絶縁性樹脂チューブ 1 9を被せる。 そして絶縁性樹脂チューブ 1 9に熱を加えて熱収縮させ、 抜け落ちない ようにする。 次に、 リード端子 1 8を 2箇所で所定の角度折り曲げる。 このときリード端子 1 8は、 リ一ド端子 1 8がリード端子 1 7と同じ平 面内に位置するように折り曲げる。 この後、 温度ヒューズ 1 1のヒュ一 ズ本体 1 2と抵抗体 1 5の抵抗体本体 1 6とを、 筒体からなる覆材 2 0 内に挿入する。 そして覆材 2 0を 1 5 0 °C程度に加熱し、 覆材 2 0を熱 収縮させて、 ヒューズ本体 1 2と抵抗体本体 1 6とを密着させる。

このヒューズュニット 1 0をテーピング部品とする場合について説明 する。 まず図 1に示すように各ヒューズュニット 1 0のリード端子 1 4 及び 1 8が、 自動給送用テープ 2 2の長手方向とほぼ直角になり、 しか も隣接するヒューズュニットとの間の距離が一定のピッチになるように、 各ヒューズュニット 1 0のリード端子 1 4及び 1 8を自動給送用テープ 2 2に載せる。 そして粘着テープ 2 4により、 自動給送用テープ 2 2上 にリ一ド端子 1 4及び 1 8を固定する。

このようにして製造したテーピング部品は、 自動装着装置を用いて回 路基板に実装される。 自動給送用テープ 2 2を自動装着装置に装填する と、 自動装着装置の所定位置に自動給送用テープ 2 2が送られる。 する とマシンハンドがヒューズュニット 1 0の覆材 2 0の部分を保持し、 力 ッ夕一がリード端子 1 4， 1 8を所定の長さで切断する。 次に、 マシン ハンドにより、 ヒューズュニッ ト 1 0の切断したリード端子 1 4及び 1 6を回路基板の所定の透孔に揷入する。 この際、 絶縁性樹脂チューブ 1 9は、 回路基板表面に当接して、 リード端子 1 6の差し込みにおけるス トッパまたはスぺ一サの働きをする。

この実施形態のヒューズュニッ 卜 1 0は、 簡単な構造で小型であるた め、 ヒューズユニット 1 0を自動給送用テープ 2 2に取りつけて回路基 板に自動装着することができる。 そのため効率がよくヒューズュニット 1 0を回路基板に実装することができ、 実装コストを削減することがで さる。

またこの例によれば、 覆材 2 0を熱収縮させるだけで覆材 2 0をヒュ ーズ本体 1 1及び抵抗体 1 5に固定できるため、 固定のために接着剤等 を使用する必要がなく、 製造が容易で安価にヒューズュニッ ト 1 0を製 造することができる。

また、 リード端子 1 3及び 1 7同士はスボッ ト溶接により連結固定さ れているため、 強度が高く、 リード端子 1 7の折り曲げに際しても溶接 部が外れることがない。 リ一ド端子 1 3とリ一ド端子 1 7の接続には、 はんだ付けも考えられる。 しかしながらはんだ付けの場合には、 熱を加 える時間が長くなるため、 熱が温度ヒューズ 1 1に伝わってヒューズ部 が部分的に溶けて切れやすくなつたり、 溶断したりする恐れがある。 こ れに対してスポット溶接は、 瞬間的に熱が加えられるものであり、 温度 ヒューズ 1 1に悪影響を与えることがなく製造も容易である。 しかも、 溶接部の熱伝導性も良く、 抵抗体 1 5で発生した熱が効率よく温度ヒュ ーズ 1 2に伝達することができて、 確実且つ正確にヒューズ部を溶断さ せることができる。

またこの実施形態のリード端子 1 4及び 1 8には、 熱収縮性の絶縁性 樹脂チュー部 1 9が被せられているので、 絶縁性樹脂チュー部 1 9がリ ード端子 1 4及び 1 8から抜け落ちてしまうことがない。 さらに、 2本 のリード端子 1 4及び 1 8が絶縁性樹脂チューブ 1 9で被覆されている と、 回路基板への実装後に互いにリード端子 1 4及び 1 8がねじれて接 触しても、 リード端子 1 4及び 1 8が電気的に短絡することはない。 し かも、 この絶縁性樹脂チューブ 1 9により、 回路基板への実装時に、 回 路基板とヒューズ本体 1 2と抵抗体本体 1 6との距離を一定に保つこと ができる。 このように回路基板との距離を保つことにより、 実装時のは んだ付けの熱が、 温度ヒューズ 1 1のヒューズ部に伝わりにくくなり、 半田の熱によるヒューズ切れを防止することができる。

さらに、 この実施形態では、 一般に抵抗体 1 5はセラミックで作られ ているため変形しにくく、 抵抗体 1 5に設けられたリード端子 1 8の方 を折り曲げて、 柔らかい外装を有する温度ヒューズ 1 1に設けられたリ —ド端子 1 4は折り曲げないようにすることで、 製造工程での不良が減 り歩留まりが良くなる。 また、 リード端 1 4， 1 8を互いに近づくよう に力を加えた状態で回路基板に実装することにより、 温度ヒューズ 1 1 のヒューズ本体 1 2と抵抗体 1 5の抵抗体本体 1 6とを互いにより密着 させることができる。 なお、 本発明のヒューズユニットは上記実施形態 の限定されるものではなく、 覆材 2 0の形状は適宜変更可能であり、 適 宜の筒状体を使用することができる。 産業上の利用可能性

本発明のヒューズユニッ トは、 簡単な構造で小型であり、 自動給送用 テープに取りつけて回路基板に自動装着することも容易に可能である。 さら 覆材は、 熱収縮させて取りつけることにより、 製造コストを大幅に 削減することができる。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . ヒューズ本体と該ヒューズ本体から延びる一対のリード端子とを備えて 温度の上昇により非導通状態になる温度ヒューズと、

抵抗体本体と該抵抗体本体から延びる一対のリード端子とを備え、 前記抵抗 体本体が前記ヒュ一ズ本体に隣接して配置された発熱用の抵抗体と、

前記ヒュ一ズ本体と前記抵抗体本体とを包む電気的絶縁性を有する覆材とを 具備し、

前記温度ヒューズの前記一対のリード端子の一方のリード端子と前記抵抗体 の前記一対のリ一ド端子の一方のリ一ド端子とが接続され、

前記温度ヒューズの前記一対のリード端子の他方のリード端子及び前記抵抗 体の前記一対のリ一ド端子の他方のリ一ド端子が、 前記覆材の外部に出ている ヒューズュニッ卜であって、

前記覆材は絶縁性樹脂材料から形成された筒体によって構成されていること を特徴とするヒューズュニット。

2 . 前記筒体は、 前記ヒューズ本体と前記抵抗体本体とを互いに近づける力 を前記ヒューズ本体及び前記抵抗体本体に作用させる形状寸法を有しているこ とを特徴とする請求範囲第 1項に記載のヒューズュニット。

3 . 前記筒体は、 加熱されると収縮する熱収縮性樹脂材料により形成されて いる請求範囲第 2項に記載のヒューズュニット。

4 . 前記熱収縮性樹脂材料は、 前記抵抗体本体の発熱温度よりも高い耐熱温 度を有するシリコーン樹脂であることを特徴とする請求範囲第 2項に記載のヒ ユーズュニッ卜。

5 . 前記熱収縮性樹脂材料が熱収縮した状態で、 前記覆材が前記ヒューズ本 体と前記抵抗体本体とを互いに近づける力を前記ヒューズ本体及び前記抵抗体 本体に作用させていることを特徴とする請求範囲第 3項または第 4項に記載の ヒューズュニッ卜。

6 . 前記温度ヒューズの前記一方のリード端子と前記抵抗体の前記一方のリ ード端子とが、 溶接により接続されていることを特徴とする請求範囲第 1項に 記載のヒューズュニット。

7 . 前記温度ヒューズの前記一方のリ一ド端子及び前記抵抗体の前記一方の リ一ド端子の一方が他方と交差するように曲げられており、

前記温度ヒューズの前記一方のリ一ド端子と前記抵抗体の前記一方のリ一ド 端子の交差点部分が抵抗溶接によりスポット溶接されている請求範囲第 6項に 記載のヒューズュニット。

8 . 前記温度ヒューズの前記他方のリ一ド端子と前記抵抗体の前記他方のリ ―ド端子との間の間隔寸法が、 前記ヒューズ本体及び前記抵抗体本体から離れ るに従って除除に大きくなつてからほぼ一定になるように、 前記温度ヒューズ の前記他方のリ一ド端子及び前記抵抗体の前記他方のリ一ド端子の少なくとも 一方の形状が定められている請求範囲第 2項に記載のヒューズユニット。

9 . 前記温度ヒューズの前記他方のリード端子と前記抵抗体の前記他方のリ ード端子の先端側部分を除く主要部分に絶縁性樹脂チューブが被せられている 請求範囲第 1項に記載のヒューズュニット。

1 0 . 前記絶縁性樹脂チューブが、 熱収縮性樹脂材料によって形成さ れている請求範囲第 9項に記載のヒューズュニッ ト。

1 1 . 前記温度ヒューズの前記他方のリード端子と前記抵抗体の前記他方の リ一ド端子の先端側部分が、 自動給送用テープ部材に貼り付けられる請求範囲 第 1項に記載のヒューズュニット。