WO2015002304A1 - ヒューズユニット - Google Patents

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connection plate
fusible
battery
fuse element
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Inventor
小野田 伸也
義紀 石川
素文 加藤
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矢崎総業株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/02Details
    • H01H85/04Fuses, i.e. expendable parts of the protective device, e.g. cartridges
    • H01H85/05Component parts thereof
    • H01H85/055Fusible members
    • H01H85/08Fusible members characterised by the shape or form of the fusible member
    • H01H85/10Fusible members characterised by the shape or form of the fusible member with constriction for localised fusing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/02Details
    • H01H85/04Fuses, i.e. expendable parts of the protective device, e.g. cartridges
    • H01H85/05Component parts thereof
    • H01H85/055Fusible members
    • H01H85/12Two or more separate fusible members in parallel
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/02Details
    • H01H85/0241Structural association of a fuse and another component or apparatus
    • H01H2085/025Structural association with a binding post of a storage battery

Definitions

  • the present invention relates to a fuse unit.
  • a fuse unit including a conductive metal plate-like fuse element including a fusible part and an insulating resin body in which the fuse element is insert-molded see Patent Documents 1 and 2).
  • the fuse unit described in Patent Document 1 is composed of a conductive fuse element including a fusible part and an insulating resin body in which the fuse element is insert-molded.
  • the battery connection plate portion and the tab terminal plate portion are integrated by the insert molding of the fuse housing, and then the fuse is used for the meltable melted body in the meltable body holding groove.
  • the conventional fuse element 501 includes a battery connection plate portion 505 connected to an input portion 503 that is conductively connected to a battery terminal, and a plurality of wires that are electrically connected to an electric wire of an external circuit.
  • the terminal connection plate part 507 is electrically connected to each other by a fusible part 509 that melts by energization heat generation when a current exceeding the rating flows.
  • the fuse element 501 has a fusible body shape designed for each required FL (fusible link) rating, and required fusing characteristics are required.
  • each soluble body portion ( ⁇ , ⁇ , ⁇ ) of the soluble body portion 509 shown in FIG. There is a need to. That is, in the fuse element 501, it is necessary to form each soluble body having a different shape for each soluble body portion ( ⁇ , ⁇ , ⁇ ) corresponding to each rating.
  • the conventional fuse element 501 is compatible with a plurality of molds according to the required rating because the fusible portion 509 is pressed in the bus bar mold. Moreover, depending on the required characteristics such as quick blow or slow blow, it may be necessary to form each soluble body having a different shape. For this reason, the fuse element 501 has to be manufactured in accordance with the application, and there is a problem that the cost of the mold becomes high.
  • the fuse element 501 also has a problem that the fusing characteristics are different for each part.
  • the fuse unit described in Patent Document 2 is a fusible body in which a fusible body base material in a molten state is poured into the fusible body holding groove to electrically connect the battery connection plate portion and the tab terminal plate portion.
  • the fuse unit described in Patent Document 2 requires pouring of the fusible material base material each time, requires expensive equipment, and has low productivity.
  • the present invention has been made in view of the above situation, and an object of the present invention is to provide a fuse unit whose rating can be easily changed by using a fuse element pressed into the same fusible body shape.
  • the fuse unit having the above configuration (1) by appropriately disconnecting the battery-side conducting portion and the terminal-side conducting portion of the fuse element pressed into the same fusible body shape, the required rating or required characteristics can be met.
  • the electric resistance value of the fusible part can be adjusted. Therefore, after the fuse element is pressed in the bus bar mold, the connecting portion is appropriately cut in accordance with the required rating or required characteristics, so that the bus cost can be reduced by sharing the bus bar mold.
  • the fuse unit having the above configuration (2) it is possible to efficiently arrange a large number of severable connecting portions, and to form the battery side conducting portion and the terminal side conducting portion compactly.
  • a fuse unit including a fuse element that is conductively connected to each other by a melt part, and an insulating resin body in which the fuse element is insert-molded, wherein the fuse element has a predetermined shape on the battery connection plate part After being punched and formed, the fuse unit is subjected to a notch process in which a part of the battery connection plate part is notched in order to set the rating of each fusible part.
  • the fuse unit configured as described in (3) above, by performing notch processing for appropriately notching a part of the battery connection plate portion of the fuse element in which each fusible portion is pressed into the same fusible shape.
  • the electric resistance value of the fusible part between the plurality of terminal connection plate parts with respect to the required rating or the required characteristics can be adjusted. Therefore, after the fuse element is pressed in the bus bar mold, the battery connection plate is notched according to the required rating or required characteristics with the multiple terminal connection plates.
  • the mold cost can be reduced by sharing the mold.
  • the fuse unit configured as described in (4) above, by setting an electric resistance difference with respect to the battery connection plate portion and the terminal connection plate portion on both the front and rear sides of the fusible body portion, the portion to be melted is limited, and is allowed. The solution part is prevented from falling. On the other hand, when there is no resistance difference between the front and rear sides of the fusible body part, when a current exceeding the rating flows, the fusible body part may be melted and dropped at both the front and rear sides.
  • the rating can be easily changed by using a fuse element pressed into the same fusible body shape.
  • FIG. 1A is a plan view of a fuse unit according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 1B is a plan view of a fuse element used in the fuse unit of FIG.
  • FIG. 2 is a perspective view immediately after punching formation of the fuse element shown in FIG. 3 (a) is a plan view of the main part of the fuse element shown in FIG. 1 (b)
  • FIG. 3 (b) is a diagram for explaining the rated adjustment points of the fuse element shown in FIG. 3 (a).
  • FIG. 4A is a plan view of a quick blow characteristic fuse element formed based on the fuse element shown in FIG. 2, and FIG. 4B is an enlarged view of a main part of FIG. 4A.
  • FIG. 5A is a plan view of a slow blow characteristic fuse element formed on the basis of the fuse element shown in FIG. 2, and FIG. 5B is an enlarged view of the main part of FIG. 5A.
  • FIG. 6 is a plan view of a fuse element used in the fuse unit according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7A is a plan view for explaining notch processing formed in the battery connection plate portion of the fuse element shown in FIG. 6, and
  • FIG. 7B is a plan view for explaining the operation of the battery connection plate portion.
  • It is. 8A is a plan view of a conventional fuse element
  • FIG. 8B is an enlarged view of a main part of FIG. 8A.
  • the fuse unit 11 connects an automobile battery and a power supply electric wire, and includes a fusible part 13.
  • the plate-shaped fuse element 15 is made of an insulating resin body 17 in which the fuse element 15 is insert-molded.
  • the fuse element 15 of the first embodiment includes a battery connection plate portion 19 that is conductively connected to a battery terminal (not shown), and a terminal connection plate portion 21 that is electrically connected to an electric wire (not shown) of an external circuit. Is electrically connected by a fusible part 13 that melts by energization heat generation when a current exceeding the rating flows.
  • the fusible body portion 13 of the first embodiment is provided in the fuse element 15 at a position corresponding to the vacant portion 23 of the resin body 17.
  • the fusible part 13 includes a fusible body 28 and a low melting point metal lump 25 (see FIGS. 3A and 3B) made of an alloy such as tin or lead.
  • the fusible body 28 includes a connecting plate 27 and a crimping piece 29 (see FIGS. 3A and 3B).
  • the connecting plate 27 is formed in a band shape in which both ends are connected to the battery connecting plate portion 19 and the terminal connecting plate portion 21.
  • the caulking piece 29 extends outward from the central portion of the connecting plate 27 and is attached to the connecting plate 27 by caulking the low melting point metal lump 25.
  • the low melting point metal lump 25 melts when the temperature of the fusible part 13 reaches the melting point of the low melting point metal lump 25 and generates a eutectic alloy with the fusible body 28. Since the melting point of this alloy is lower than the melting point of the original fusible body 28, the melting can be performed in a short time.
  • the fuse element 15 has a battery connection plate portion 19 with its annular portion 31 clamped and connected to the battery post with bolts and nuts, and a terminal with a wire connected to the terminal connection plate portion 21 with bolts and nuts.
  • the fuse unit 11 punches the fuse element 15 into a predetermined shape from a conductive metal plate, sets the fuse element 15 in a resin molding die, and injects a molten resin material into the resin molding die and integrally molds. At this time, a portion connected to the battery post and the stud bolt and the resin body 17 around the fusible portion are notched and the conductor surface of the fuse element 15 is exposed.
  • the fuse element 15 includes a battery-side conduction portion 35 formed by a plurality of coupling portions 33 between the battery connection plate portion 19 and the fusible body portion 13. Further, between the terminal connection plate portion 21 and the fusible body portion 13, a terminal side conducting portion 37 formed by a plurality of connecting portions 33 is provided.
  • the connecting portion 33 is formed in a plurality of rows of lattices.
  • the fuse element 15 can arrange
  • the fuse unit 11 of the first embodiment first, the fuse element 15 shown in FIG. 2 is punched and formed into a predetermined shape by press working or the like. That is, the predetermined shape is mass-produced. Then, after the low melting point metal block 25 is attached to the fusible body 28 and the fusible body portion 13 is formed, a cutting process for cutting the connecting portion 33 is performed in order to set the rating of the fusible body portion 13. As a result, the fuse unit 11 has characteristics according to the respective specifications.
  • the fuse unit 11 of the first embodiment is set so that the electric resistance value of the battery connection plate portion 19 is smaller than the electric resistance value of the terminal connection plate portion 21. Therefore, by setting an electrical resistance difference with respect to the battery connection plate portion 19 and the terminal connection plate portion 21 on both the front and rear sides of the fusible body portion 13, the portion to be melted is limited, and the fusible body portion 13 can be prevented from falling. . That is, the electric resistance value of the fusible part 13 is set in the range (a) shown in FIG.
  • the electric resistance value in the range (b) obtained by dividing the range (a) is the range ( By setting so that it may become smaller than the electrical resistance value in c), the part to melt
  • the fusible part 13 when there is no resistance difference between the front and rear sides of the fusible part 13, when a current exceeding the rating flows, the fusible part 13 may be melted and dropped at both the front and rear sides of the fusible part 13.
  • the electric resistance value of the fusible part 13 is set by the range (a). Therefore, the fuse element 15 has an electrical resistance of the fusible part 13 with respect to the required rating by appropriately cutting the connecting portion 33 shown in FIG. The value is adjusted.
  • connection portion 33 (f) in the terminal-side conductive portion 37 is cut, so that quick blow (heat generation concentrates on the terminal-side conductive portion 37) is achieved. can get.
  • connection portion 33 (h) in the battery-side conduction portion 35 and the connection portion 33 (g) in the terminal-side conduction portion 37 are cut, thereby slowing down. Blow (heat generation is made equal between the battery-side conducting portion 35 and the terminal-side conducting portion 37) is obtained.
  • the connecting portion 33 in the battery-side conducting portion 35 and the terminal-side conducting portion 37 is appropriately disconnected, so that the fusible portion 13 with respect to the required rating or the required characteristics is obtained.
  • the electric resistance value can be adjusted.
  • the connecting portion 33 is appropriately cut according to the required rating or the required characteristics, so that the bus cost can be reduced by sharing the bus bar mold.
  • the fuse unit according to the second embodiment includes a battery connection plate portion 41 that is conductively connected to battery terminals, and a plurality (three in this embodiment) of terminal connection plate portions 43 that are electrically connected to external circuit wires.
  • the fuse element 39 of the second embodiment is formed by punching from a conductive metal plate into a predetermined shape shown in FIG. That is, the predetermined shape is mass-produced. After the low melting point metal block is attached to the fusible body main body and the fusible body portion 45 is formed, a notch process is performed in which a part of the battery connection plate portion 41 is cut out in order to set the rating of the fusible body portion 45. Is given. Thereby, the fuse element 39 has characteristics according to the respective specifications.
  • notches (Y) and (Z) are provided in the battery connection plate portion 41 to generate heat in the region functioning as the heat radiating portion. It can function as the unit 47.
  • the heat distribution is controlled while using the fuse element 39 in which each fusible part 45 is pressed into the same fusible body shape, so that the fusible part ( ⁇ , ⁇ , ⁇ ) of each fusible part 45 is controlled.
  • the amount of heat between the battery connection plate 41 and each terminal connection plate 43 is expressed by notches (Y) and notches (Z). Since it can adjust, the change of the soluble body part 45 becomes unnecessary.
  • the heat distribution of the heat generating portion 47 can be controlled by setting the dimensions of the notch (Y) and the notch (Z) to the following values.
  • F (DE)
  • H1 Circuit heating value (W)
  • H2 Heat dissipation (W)
  • I Current (A)
  • R Resistance ( ⁇ )
  • t Time (s)
  • F Convective heat loss (W)
  • G Heat dissipation heat loss (W)
  • A referenced of things surface area (mm 2)
  • B Emissivity of the reference object
  • C Convective heat transfer coefficient to the outside air (W / m 2 K)
  • D Temperature of reference surface (° C)
  • E Atmospheric temperature (° C)
  • is a correction coefficient.
  • a notch process for appropriately notching a part of the battery connection plate portion 19 of the fuse element 39 pressed into the same fusible body shape is performed, so that a notch (Y) and a notch ( By forming Z), it becomes possible to adjust the electric resistance value of the fusible portion ( ⁇ , ⁇ , ⁇ ) between the terminal connection plate portions 43 with respect to the required rating or the required characteristics. That is, since the battery connection plate part 19, which is a region that has conventionally functioned as a heat radiating part, functions as the heat generating part 47 and heat concentrates, the fuse element 39 has the same fusible body shape of the fusible part 45.
  • the fusing time can be controlled for each soluble body part ( ⁇ , ⁇ , ⁇ ). That is, the same soluble body shape of the soluble body part 45 can be functioned as a different rating. In addition, when it is desired to have the same rating with the same soluble body shape of the soluble body portion 45, the fusing characteristics may be different for each soluble body portion ( ⁇ , ⁇ , ⁇ ) because the heat distribution differs depending on the location. Even in such a case, the same fusing time can be adjusted by the notch (Y) and the notch (Z).
  • a part of the battery connection plate 41 of the fuse element 39 in which each fusible part 45 is pressed into the same fusible body shape is appropriately used.
  • the electrical resistance value of the fusible part 45 between the three terminal connection plate parts 43 with respect to the required rating or the required characteristics can be adjusted. Therefore, after the fuse element 39 is pressed in the bus bar mold, the battery connection plate 41 is notched in accordance with the required rating or required characteristics between the three terminal connection plates 43. By sharing the bus bar mold, the mold cost can be reduced.
  • the rating can be easily changed by using the fuse element pressed into the same fusible body shape.
  • a fuse unit (11) configured as described in [1] above, The fuse unit (11) in which the connecting portion (33) is formed in a plurality of rows of lattices. [3] When a current exceeding the rating flows between the battery connection plate (41) connected to the battery terminal and the plurality of terminal connection plates (43) connected to the electric wire of the external circuit.
  • a fuse unit comprising: a fuse element (39) that is electrically connected by a fusible part (45) that is blown by energization heat generation; and an insulating resin body in which the fuse element (39) is insert-molded.
  • the fuse element (39) is punched and formed in a predetermined shape, and then the battery connection plate (41) is set in order to set the rating of each fusible body (45).
  • a fuse unit with a notch cutout [4] A fuse unit (11) having any one of the above-mentioned [1] to [3], A fuse unit (11) set so that an electric resistance value of the battery connection plate (19) is smaller than an electric resistance value of the terminal connection plate (21).
  • this invention is not limited to embodiment mentioned above, A deformation
  • the material, shape, dimensions, number, arrangement location, and the like of each component in the above-described embodiment are arbitrary and are not limited as long as the present invention can be achieved.
  • This application is based on a Japanese patent application filed on July 4, 2013 (Japanese Patent Application No. 2013-140987), the contents of which are incorporated herein by reference.
  • the fuse unit according to the present invention it is possible to provide a fuse unit whose rating can be easily changed by using a fuse element pressed into the same fusible body shape.

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Abstract

 ヒューズユニットは、バッテリ接続板部(19)と端子接続板部(21)との間が、可溶体部(13)により導通接続されるヒューズエレメント(15)と、絶縁性の樹脂ボディと、を備える。バッテリ接続板部(19)と可溶体部(13)との間には、複数の連結部(33)で形成されたバッテリ側導通部(35)を有し、端子接続板部(21)と可溶体部(13)との間には、複数の連結部(33)で形成された端子側導通部(37)を有する。ヒューズエレメント(15)が所定形状に打ち抜き形成された後、可溶体部(13)の定格を設定するために連結部(33)を切断する切断加工が施される。

Description

ヒューズユニット
 本発明は、ヒューズユニットに関する。
 可溶体部を含む導電金属製の板状のヒューズエレメントと、このヒューズエレメントがインサート成形された絶縁性の樹脂ボディとで構成されるヒューズユニットが知られている(特許文献1、2参照)。
 特許文献1に記載されたヒューズユニットは、可溶体部を含む導電性のヒューズエレメントと、ヒューズエレメントがインサート成形された絶縁性の樹脂ボディとで構成されている。
 また、特許文献2に記載されたバッテリ直付けヒューズユニットは、バッテリ接続板部とタブ端子板部とがヒューズハウジングのインサート成形により一体化された後、可溶体保持溝に溶融状態の可溶体用母材が流し込まれて、バッテリ接続板部とタブ端子板部との間を導通接続する可溶体部が形成されることで、可溶体部の定格変更を容易にすることができる。
日本国特開2001-297683号公報 日本国特開2009-193950号公報
 図8の(a)に示すように、従来のヒューズエレメント501は、バッテリ端子に導通接続される入力部503に連設したバッテリ接続板部505と、外部回路の電線が導通接続される複数の端子接続板部507との間が、定格以上の電流が流れた時に通電発熱で溶断する可溶体部509によりそれぞれ導通接続されている。
 このため、ヒューズエレメント501は、必要とされるFL(ヒュージブルリンク)定格毎に可溶体形状が設計され、必要とされる溶断特性が求められていた。例えば、100A、80A、60AのFLが必要となった場合は、図8の(b)に示す可溶体部509の可溶体部位(α、β、γ)毎に異なる3形状の可溶体を設計する必要がある。即ち、ヒューズエレメント501は、それぞれの定格に応じた可溶体部位(α、β、γ)毎に、形状の異なるそれぞれの可溶体が形成される必要がある。
 従来のヒューズエレメント501は、可溶体部509がバスバー金型内でプレス加工されているため、要求定格に応じた複数の金型を製作し対応している。また、クイックブローまたはスローブローといった要求特性に応じて、形状の異なるそれぞれの可溶体を形成しなければならない場合もある。そのため、ヒューズエレメント501は、用途に応じた金型をそれぞれ製作しなければならず、金型費用が高価となるという問題があった。
 また、可溶体の配置場所によっては、可溶体部509の可溶体部位(α、β、γ)が同一定格(例えば100A)であっても、可溶体部位(α、β、γ)は、バッテリ接続板部505の場所によって熱分布が異なる。そのため、ヒューズエレメント501は、部位毎に溶断特性が異なるという問題も生じる。
 これらに対し、特許文献2に記載されたヒューズユニットは、可溶体保持溝に溶融状態の可溶体用母材を流し込んで、バッテリ接続板部とタブ端子板部との間を導通接続する可溶体部を形成することで、可溶体部の定格が変更可能とされる。しかしながら、特許文献2に記載されたヒューズユニットは、その都度可溶体用母材の流し込みが必要となり、高価な設備が必要になるとともに、生産性も低い。
 本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、同一可溶体形状にプレス加工されたヒューズエレメントを用いて容易に定格変更できるヒューズユニットを提供することにある。
 本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
(1) バッテリ端子に導通接続されるバッテリ接続板部と、外部回路の電線が導通接続される端子接続板部との間が、定格以上の電流が流れた時に通電発熱で溶断する可溶体部により導通接続されるヒューズエレメントと、前記ヒューズエレメントがインサート成形された絶縁性の樹脂ボディと、を備えたヒューズユニットであって、前記バッテリ接続板部と前記可溶体部との間には、複数の連結部で形成されたバッテリ側導通部を有し、前記端子接続板部と前記可溶体部との間には、複数の連結部で形成された端子側導通部を有し、前記ヒューズエレメントが所定形状に打ち抜き形成された後、前記可溶体部の定格を設定するために前記連結部を切断する切断加工が施されるヒューズユニット。
 上記(1)の構成のヒューズユニットによれば、同一可溶体形状にプレス加工されたヒューズエレメントのバッテリ側導通部及び端子側導通部における連結部を適宜切断することで、要求定格または要求特性に対する可溶体部の電気抵抗値が調整可能となる。
 そこで、ヒューズエレメントがバスバー金型内でプレス加工された後、要求定格または要求特性に合わせて連結部が適宜切断されるので、バスバー金型を共用して金型費を低減できる。
(2) 上記(1)の構成のヒューズユニットであって、前記連結部が、複数列の格子状に形成されるヒューズユニット。
 上記(2)の構成のヒューズユニットによれば、切断可能な多数の連結部を効率よく配置することができ、バッテリ側導通部及び端子側導通部をコンパクトに形成できる。
(3) バッテリ端子に導通接続されるバッテリ接続板部と、外部回路の電線が導通接続される複数の端子接続板部との間が、定格以上の電流が流れた時に通電発熱で溶断する可溶体部によりそれぞれ導通接続されるヒューズエレメントと、前記ヒューズエレメントがインサート成形された絶縁性の樹脂ボディと、を備えたヒューズユニットであって、前記バッテリ接続板部には、前記ヒューズエレメントが所定形状に打ち抜き形成された後、前記各可溶体部の定格を設定するために前記バッテリ接続板部の一部を切り欠く切欠き加工が施されるヒューズユニット。
 上記(3)の構成のヒューズユニットによれば、各可溶体部が同一可溶体形状にプレス加工されたヒューズエレメントのバッテリ接続板部の一部を適宜切り欠く切欠き加工が施されることで、要求定格または要求特性に対する複数の端子接続板部との間における可溶体部の電気抵抗値が調整可能となる。
 そこで、ヒューズエレメントがバスバー金型内でプレス加工された後、複数の端子接続板部との間における要求定格または要求特性に合わせてバッテリ接続板部に切欠き加工が施されるので、バスバー金型を共用して金型費を低減できる。
(4) 上記(1)~(3)の何れか1つの構成のヒューズユニットであって、前記バッテリ接続板部の電気抵抗値が、前記端子接続板部の電気抵抗値より小さくなるように設定されるヒューズユニット。
 上記(4)の構成のヒューズユニットによれば、可溶体部の前後両側におけるバッテリ接続板部と端子接続板部に対して電気抵抗差が設定されることで、溶断する部位が限定され、可溶体部の落下が防止される。これに対し、可溶体部の前後両側で抵抗差が無い場合、定格以上の電流が流れた時には可溶体部の前後両側で溶断し、可溶体部が落下する場合がある。
 本発明に係るヒューズユニットによれば、同一可溶体形状にプレス加工されたヒューズエレメントを用いて容易に定格変更できる。
 以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態(以下、「実施形態」という。)を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
図1の(a)は本発明の第1実施形態に係るヒューズユニットの平面図、図1の(b)は図1の(a)のヒューズユニットに用いられるヒューズエレメントの平面図である。 図2は図1(b)に示したヒューズエレメントの打ち抜き形成直後の斜視図である。 図3の(a)は図1の(b)に示したヒューズエレメントの要部平面図、図3の(b)は図3の(a)に示したヒューズエレメントの定格調整箇所を説明する要部平面図である。 図4の(a)は図2に示したヒューズエレメントに基づいて形成したクイックブロー特性のヒューズエレメントの平面図、図4の(b)は図4の(a)の要部拡大図である。 図5の(a)は図2に示したヒューズエレメントに基づいて形成したスローブロー特性のヒューズエレメントの平面図、図5の(b)は図5の(a)の要部拡大図である。 図6は本発明の第2実施形態に係るヒューズユニットに用いられるヒューズエレメントの平面図である。 図7の(a)は図6に示したヒューズエレメントのバッテリ接続板部に形成される切欠き加工を説明する平面図、図7の(b)はバッテリ接続板部の作用を説明する平面図である。 図8の(a)は従来のヒューズエレメントの平面図、図8の(b)は図8の(a)の要部拡大図である。
 以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。
 図1の(a)に示すように、本発明の第1実施形態に係るヒューズユニット11は、自動車のバッテリと電源供給用の電線とを接続するものであり、可溶体部13を含む導電金属製の板状のヒューズエレメント15と、ヒューズエレメント15がインサート成形された絶縁性の樹脂ボディ17とで構成されている。
 本第1実施形態のヒューズエレメント15は、バッテリ端子(図示せず)に導通接続されるバッテリ接続板部19と、外部回路の電線(図示せず)が導通接続される端子接続板部21との間が、定格以上の電流が流れた時に通電発熱で溶断する可溶体部13により導通接続されている。
 本第1実施形態の可溶体部13は、樹脂ボディ17の空室部23に対応した位置のヒューズエレメント15に設けられている。可溶体部13は、可溶体本体28と、錫や鉛等の合金製の低融点金属塊25(図3の(a)及び(b)参照)と、を備えている。可溶体本体28は、連結板27と加締め片29とを備える(図3の(a)及び(b)参照)。連結板27は、両端がバッテリ接続板部19と端子接続板部21に連なった帯状に形成される。加締め片29は、連結板27の中央部より外側に延在され、低融点金属塊25を加締めて連結板27に取り付けている。低融点金属塊25は、可溶体部13の温度が低融点金属塊25の融点に達すると溶融し、可溶体本体28とで共晶合金を生成させる。この合金の融点は、もとの可溶体本体28の融点よりも低くなるから、短い時間での溶断を可能にする。
 ヒューズエレメント15は、バッテリ接続板部19がその環状部31をバッテリポストにボルトとナットで締付接続され、端子接続板部21にスタッドボルトとナットで電線付き端子が締付接続される。
 ヒューズユニット11は、ヒューズエレメント15を導電金属板から所定形状に打ち抜くとともに、樹脂成形金型にヒューズエレメント15をセットし、樹脂成形金型内に溶融樹脂材を注入して一体成形する。この際、バッテリポスト、スタッドボルトと接続する部分や可溶体部周りの樹脂ボディ17が切欠形成され、ヒューズエレメント15の導体表面が露出する。
 ヒューズエレメント15は、図3の(a)に示すように、バッテリ接続板部19と可溶体部13との間に、複数の連結部33で形成されたバッテリ側導通部35を備える。また、端子接続板部21と可溶体部13との間には、複数の連結部33で形成された端子側導通部37が設けられる。
 本第1実施形態において、連結部33は、複数列の格子状に形成されている。これにより、ヒューズエレメント15は、切断可能な多数の連結部33を効率よく配置することができ、バッテリ側導通部35及び端子側導通部37をコンパクトに形成できる。
 本第1実施形態のヒューズユニット11は、先ず、図2に示したヒューズエレメント15がプレス加工等により所定形状に打ち抜き形成される。即ち、この所定形状のものが量産される。そして、可溶体本体28に低融点金属塊25を取り付けて可溶体部13が形成された後、可溶体部13の定格を設定するために、連結部33を切断する切断加工が施される。これにより、ヒューズユニット11には、それぞれの仕様に応じた特性が備わる。
 また、本第1実施形態のヒューズユニット11は、バッテリ接続板部19の電気抵抗値が、端子接続板部21の電気抵抗値より小さくなるように設定されている。そこで、可溶体部13の前後両側におけるバッテリ接続板部19と端子接続板部21に対して電気抵抗差が設定されることで、溶断する部位が限定され、可溶体部13の落下を防止できる。即ち、可溶体部13の電気抵抗値は、図3の(a)に示す範囲(a)により設定されているが、範囲(a)内を分割した範囲(b)における電気抵抗値が範囲(c)における電気抵抗値より小さくなるように設定されることで、溶断する部位を可溶体部13と端子接続板部21との間に限定することができる。これにより、ヒューズユニット11は、可溶体部13の落下が防止される。これに対し、可溶体部13の前後両側で抵抗差が無い場合、定格以上の電流が流れた時には可溶体部13の前後両側で溶断し、可溶体部13が落下する場合がある。
 次に、上記構成を有する第1実施形態のヒューズユニット11の作用を説明する。
 本第1実施形態に係るヒューズユニット11では、可溶体部13の電気抵抗値は、範囲(a)により設定される。そこで、ヒューズエレメント15は、要求定格に応じ、プレス加工成形後に、図3の(b)に示す連結部33が切断設備にて適宜カットされることで、要求定格に対する可溶体部13の電気抵抗値が調整される。
 また、同じ定格設定においても、図4の(b)に示す端子側導通部37における連結部33の(f)がカットされて抵抗調整された場合と、図5の(b)に示すバッテリ側導通部35における連結部33の(h)と、端子側導通部37における連結部33の(g)とがカットされて抵抗調整された場合とで、異なる溶断特性の調整が可能となる。
 例えば、図4の(b)に示すように、端子側導通部37における連結部33の(f)のみがカットされることで、クイックブロー(発熱が端子側導通部37に集中する)特性が得られる。
 また、図5の(b)に示すように、バッテリ側導通部35における連結部33の(h)と、端子側導通部37における連結部33の(g)とがカットされることで、スローブロー(発熱がバッテリ側導通部35と端子側導通部37とで同等にされる)特性が得られる。
 このように、本第1実施形態に係るヒューズユニット11では、バッテリ側導通部35及び端子側導通部37における連結部33が適宜切断されることで、要求定格または要求特性に対する可溶体部13の電気抵抗値が調整可能となる。
 そして、ヒューズエレメント15がバスバー金型内でプレス加工された後、要求定格または要求特性に合わせて連結部33が適宜切断されるので、バスバー金型を共用して金型費を低減できる。
 次に、図6及び図7に示した本発明の第2実施形態に係るヒューズユニットに用いられるヒューズエレメント39を説明する。
 本第2実施形態に係るヒューズユニットは、バッテリ端子に導通接続されるバッテリ接続板部41と、外部回路の電線が導通接続される複数(本実施形態では3つ)の端子接続板部43との間が、定格以上の電流が流れた時に通電発熱で溶断する可溶体部45によりそれぞれ導通接続されるヒューズエレメント39と、ヒューズエレメント39がインサート成形された絶縁性の樹脂ボディ(不図示)と、を備える。
 本第2実施形態のヒューズエレメント39は、導電金属板から図6に示す所定形状に打ち抜き形成される。即ち、この所定形状のものが量産される。そして、可溶体本体に低融点金属塊が取り付けられて可溶体部45が形成された後、可溶体部45の定格を設定するために、バッテリ接続板部41の一部を切り欠く切欠き加工が施される。これにより、ヒューズエレメント39には、それぞれの仕様に応じた特性が備わる。
 次に、上記構成を有する第2実施形態に係るヒューズユニットの作用を説明する。
 本第2実施形態のヒューズエレメント39では、図7の(a)に示すように、バッテリ接続板部41に切欠(Y),(Z)が設けられ、放熱部として機能していた領域を発熱部47として機能させることができる。これにより、各可溶体部45が同一の可溶体形状にプレス加工されたヒューズエレメント39を用いながら熱分布が制御されることで、それぞれの可溶体部45の可溶体部位(α、β、γ)が異なる定格として機能することが可能となる。例えば、FLがシリーズ追加された場合、可溶体部45の形状を流用でき、切欠(Y)及び切欠(Z)の設定にて対応が可となる。即ち、バッテリ接続板部41と各端子接続板部43との間(P-Q間、P-Q間、P-Q間)の熱量を切欠(Y)及び切欠(Z)にて調整できることから、可溶体部45の変更は不要となる。
 例えば、切欠(Y)及び切欠(Z)の寸法を下記の値にすることで、発熱部47の熱分布を制御することができる。
可溶体部位(α) 100A:         W>W
可溶体部位(β) 80A: W、L、X  L>L
可溶体部位(γ) 60A: W、L、X    X<X
 なお、FLが溶断に至るまでの熱量Hは、
H=H1-H2
 =IRt-(F+G) である。
F=(D-E)AC
G=((D+273.15)-(E+273.15))×A×B×σ)
であるから、
H=F+G となる。
但し、
H1:回路発熱量(W)
H2:放熱量(W)
I:電流(A)
R:抵抗(Ω)
t:時間(s)
F:対流熱損失(W)
G:放熱熱損失(W)
A:被参照物の物表面積(mm
B:被参照物の放射率
C:外気への対流熱伝達率(W/mK)
D:被参照表面の温度(℃)
E:雰囲気温度(℃)
σ:補正係数
である。
 本第2実施形態のヒューズエレメント39では、同一可溶体形状にプレス加工されたヒューズエレメント39のバッテリ接続板部19の一部を適宜切り欠く切欠き加工が施されて切欠(Y)及び切欠(Z)が形成されることにより、要求定格または要求特性に対する複数の端子接続板部43との間における可溶体部位(α、β、γ)の電気抵抗値が調整可能となる。即ち、従来は放熱部として機能していた領域であるバッテリ接続板部19が発熱部47として機能し、熱が集中するため、ヒューズエレメント39は可溶体部45の可溶体形状が同一であっても、それぞれの可溶体部位(α、β、γ)毎に溶断時間を制御することが可能となる。つまり、可溶体部45の同一可溶体形状を異なる定格として機能させることができる。
 また、可溶体部45の同一可溶体形状で同一定格としたい場合、熱分布が場所によって異なるため、可溶体部位(α、β、γ)毎に溶断特性が異なることがある。このような場合であっても、切欠(Y)及び切欠(Z)により同じ溶断時間に調整できる。
 このように本第2実施形態のヒューズエレメント39を備えたヒューズユニットによれば、各可溶体部45が同一可溶体形状にプレス加工されたヒューズエレメント39のバッテリ接続板部41の一部を適宜切り欠く切欠き加工が施されることで、要求定格または要求特性に対する3つの端子接続板部43との間における可溶体部45の電気抵抗値が調整可能となる。そこで、ヒューズエレメント39がバスバー金型内でプレス加工された後、3つの端子接続板部43との間における要求定格または要求特性に合わせてバッテリ接続板部41に切欠き加工が施されるので、バスバー金型を共用して金型費を低減できる。
 従って、上記各実施形態に係るヒューズエレメント15を備えるヒューズユニット11、又はヒューズエレメント39を備えるヒューズニットによれば、同一可溶体形状にプレス加工されたヒューズエレメントを用いて容易に定格変更できる。
 ここで、上述した本発明に係るヒューズユニットの実施形態の特徴をそれぞれ以下[1]~[4]に簡潔に纏めて列記する。
[1] バッテリ端子に導通接続されるバッテリ接続板部(19)と、外部回路の電線が導通接続される端子接続板部(21)との間が、定格以上の電流が流れた時に通電発熱で溶断する可溶体部(13)により導通接続されるヒューズエレメント(15)と、
 前記ヒューズエレメント(15)がインサート成形された絶縁性の樹脂ボディ(17)と、を備えたヒューズユニット(11)であって、
 前記バッテリ接続板部(19)と前記可溶体部(13)との間には、複数の連結部(33)で形成されたバッテリ側導通部(35)を有し、
 前記端子接続板部(21)と前記可溶体部(13)との間には、複数の連結部(33)で形成された端子側導通部(37)を有し、
 前記ヒューズエレメント(15)が所定形状に打ち抜き形成された後、前記可溶体部(13)の定格を設定するために前記連結部(33)を切断する切断加工が施されるヒューズユニット(11)。
[2] 上記[1]の構成のヒューズユニット(11)であって、
 前記連結部(33)が、複数列の格子状に形成されるヒューズユニット(11)。
[3] バッテリ端子に導通接続されるバッテリ接続板部(41)と、外部回路の電線が導通接続される複数の端子接続板部(43)との間が、定格以上の電流が流れた時に通電発熱で溶断する可溶体部(45)によりそれぞれ導通接続されるヒューズエレメント(39)と、前記ヒューズエレメント(39)がインサート成形された絶縁性の樹脂ボディと、を備えたヒューズユニットであって、
 前記バッテリ接続板部(41)には、前記ヒューズエレメント(39)が所定形状に打ち抜き形成された後、前記各可溶体部(45)の定格を設定するために前記バッテリ接続板部(41)の一部を切り欠く切欠き加工が施されるヒューズユニット。
[4] 上記[1]~[3]の何れか1つの構成のヒューズユニット(11)であって、
 前記バッテリ接続板部(19)の電気抵抗値が、前記端子接続板部(21)の電気抵抗値より小さくなるように設定されるヒューズユニット(11)。
 なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
 また、本出願は、2013年7月4日出願の日本特許出願(特願2013-140987)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
 本発明に係るヒューズユニットによれば、同一可溶体形状にプレス加工されたヒューズエレメントを用いて容易に定格変更できるヒューズユニットを提供することができる。
11…ヒューズユニット
13…可溶体部
15…ヒューズエレメント
17…樹脂ボディ
19…バッテリ接続板部
21…端子接続板部
33…連結部
35…バッテリ側導通部
37…端子側導通部

Claims (4)

  1.  バッテリ端子に導通接続されるバッテリ接続板部と、外部回路の電線が導通接続される端子接続板部との間が、定格以上の電流が流れた時に通電発熱で溶断する可溶体部により導通接続されるヒューズエレメントと、
     前記ヒューズエレメントがインサート成形された絶縁性の樹脂ボディと、を備えたヒューズユニットであって、
     前記バッテリ接続板部と前記可溶体部との間には、複数の連結部で形成されたバッテリ側導通部を有し、
     前記端子接続板部と前記可溶体部との間には、複数の連結部で形成された端子側導通部を有し、
     前記ヒューズエレメントが所定形状に打ち抜き形成された後、前記可溶体部の定格を設定するために前記連結部を切断する切断加工が施されるヒューズユニット。
  2.  前記連結部が、複数列の格子状に形成される請求項1に記載のヒューズユニット。
  3.  バッテリ端子に導通接続されるバッテリ接続板部と、外部回路の電線が導通接続される複数の端子接続板部との間が、定格以上の電流が流れた時に通電発熱で溶断する可溶体部によりそれぞれ導通接続されるヒューズエレメントと、
     前記ヒューズエレメントがインサート成形された絶縁性の樹脂ボディと、を備えたヒューズユニットであって、
     前記バッテリ接続板部には、前記ヒューズエレメントが所定形状に打ち抜き形成された後、前記各可溶体部の定格を設定するために前記バッテリ接続板部の一部を切り欠く切欠き加工が施されるヒューズユニット。
  4.  前記バッテリ接続板部の電気抵抗値が、前記端子接続板部の電気抵抗値より小さくなるように設定される請求項1~3の何れか1項に記載のヒューズユニット。
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