JP3677569B2

JP3677569B2 - スローブローヒューズのヒューズエレメント

Info

Publication number: JP3677569B2
Application number: JP27972395A
Authority: JP
Inventors: 学太田; 明彦清水
Original assignee: Pacific Engineering Corp
Current assignee: Pacific Engineering Corp
Priority date: 1995-10-02
Filing date: 1995-10-02
Publication date: 2005-08-03
Anticipated expiration: 2015-10-02
Also published as: KR970023522A; EP0767479A3; KR100414009B1; EP0767479B1; DE69612054D1; US5745024A; EP0767479A2; DE69612054T2; JPH0997557A; CA2186821C; CA2186821A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として車両等に用いられ負荷回路を過電流から保護するスローブローヒューズのヒューズエレメントに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
(1) スローブローヒューズのヒューズエレメントの代表的なものとして、図８に示すような、薄板状エレメント部２の溶断部３を残して他の部分を無機質材料からなる吸熱体１５にて封入固定すると共に該エレメント部２の両端部にメス端子１Ａ、１Ｂを連接し、ケーシング内に前記吸熱体１５を一定空間を設けて収納すると共に、メス端子１Ａ、１Ｂをケーシングに内包させてなるスローブローヒューズがある。
【０００３】
このスローブローヒューズは、本出願人が開発したもので現在実用されており、登録実用新案第１６０１９８４号（実公昭５９−４１５６３号）として権利化されたものである。
【０００４】
(2) 一方、図９（Ａ）（Ｂ）に示すような、ヒューズエレメント９の溶断部３と蓄熱体１６とが銅等の導電金属体によって一体に形成され、溶断部３を挟んで両側に熱容量の大きい蓄熱体１６、１６と導電回路の接続部となる導電端部１７、１７とを連接して有する遅動ヒューズがある。
【０００５】
すなわち、図９（Ａ）に示すものは、均一な厚さを有する銅平板をプレス加工したものであって、打ち抜きのまま平板状の形で蓄熱体１６を張り出させた例であり、一方、図９（Ｂ）に示すものは、前記（Ａ）の形態の張り出し部分を巻き込みによってコンパクトな立方体状の蓄熱体１６を形成したものであり、これらの形態は実開昭６１−１１２５８号公報に開示されている。
【０００６】
(3) また、一対のヒューズ接続部と溶断部とを一枚の導電金属板から打ち抜き成形する形態のヒューズ用接続端子において、材料取りの効率を高めたものとして、図１０に示すように、底板１８とその左右両側に連なる両側板１９、２０および天板２１とによって囲まれ、その内部に天板２１に連なるバネ板２２’を備えたバネ部２２を前方から折り返し、バネ部２２と底板１８との間に相手側の挿入接続端子を挟み込むようにした接続部１Ａ及び１Ｂの一対を、溶断部３を介して連成すると共に該溶断部３を挟んで両側に放熱突出部２６、２６を配置し、これらを導電金属板から打ち抜き成形する場合、天板２１から延設した折り返し前のバネ部２２を、溶断部３に沿い、これに略隣接して打ち抜く技術が特開平７−６６８６号公報に開示されている。
【０００７】
(4) さらに、図１１に示すように、金属製の可溶体２に包着部２３を設けて、低融点金属にて成るチップ２４を包着せしめ、さらにこの可溶体２に断面積の小さい狭あい部２５を設け、この狭あい部２５の近傍に放熱板２６を配設したヒューズも特開平７−１４４９４号公報に開示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前記(1) のスローブローヒューズは、エレメント部２と無機質材料からなる吸熱体１５とが別部品にて構成されており、また、両者を精密に結合し接着するという工程を要するため、吸熱体の溝形状及びエレメント形状の加工精度を高くする必要があり、また、エレメント部２と吸熱体１５を組み付ける際にも、非常に高い機械精度が必要なため、非常に高度な製造技術が要求される。そして、万が一、吸熱体とエレメント部２との固着が不完全な場合には目標とする性能が得られない。
従って、材料面と作業工程面においてコスト的に高いものとなっていた。
【０００９】
また、前記(2) の遅動ヒューズにおいては、蓄熱体１６の部分を含めて１枚の銅平板にて打ち抜いたもので、蓄熱体１６が溶断部の直近に位置し、溶断部の両側に担当大きな幅で直接張り出しているため、吸熱作用が大きすぎて所定の条件で溶断部が溶断しないことが多く、その溶断特性においても、所望の特性を十分発揮し得えないもので、本発明者が知る限り実用化されていないものである。
【００１０】
そして、図９（Ｂ）の巻き込み式の蓄熱体１６については、コンパクトにはなるものの、この巻き込み作業は大変面倒なもので製作能率の悪いものである。
【００１１】
さらに、前記(3) のヒューズ用接続端子には、溶断部３をはさんでその両側に放熱突出部２６を形成しているが、この放熱突出部２６の一方は、図１１に示すように低融点金属にて成るチップ２４を包着して包着部２３を形成するという面倒な工程を要するものである。
従って、前記(3) のヒューズはヒューズの材料取りを考慮したものであり、前記(4) のヒューズは、過電流が大電流域、中電流域、低電流域のいずれの領域で発生しても、それぞれに設定した所望の時間内に溶断可能なヒューズを提供することを目的とするものである。
【００１２】
本発明は、前記した従来の各種ヒューズにおける問題点を解決したもので、前記(3) の有効な材料取りの利点を備えつつ、前記(2) の技術思想における多くの問題点を逐一検討すると共に、種々の試作実験を繰り返した結果完成させたものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記技術的課題は、次の通りの本発明によって解決できる。
【００１４】
すなわち、本発明の第１は、一対のメス端子１Ａ、１Ｂの上端部間をつなぐ細幅状エレメント部２の中央に溶断部３が形成され、該溶断部３を挟んだ両側の細幅状エレメント部２から該細幅状エレメント部２に対して両側に突出した幅狭の短い渡し４、４が形成され、該渡し４、４を介して設けたウイング５、５を一枚の導電板１０の打抜きにより形成したスローブローヒューズのヒューズエレメントであって、ウイング５、５が、体積約５ mm ³ 以上を有し、密着曲げにより立方体状に形成されているスローブローヒューズのヒューズエレメントである。
【００１５】
本発明の第２は、前記第１のヒューズエレメントにおいて、渡し４、４が、細幅状エレメント部２の中心から該渡し４、４の中心部までの位置を該細幅状エレメント部２全長の１／６〜１／４の寸法範囲内に設定してそれぞれ接続されているスローブローヒューズのヒューズエレメントである。
【００１６】
本発明の第３は、前記第１、第２のヒューズエレメントにおいて、ウイング５、５が、エレメント部２の中心に対して対称位置に配置されているスローブローヒューズのヒューズエレメントである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一つの実施の形態を図に基き説明する。
図１は本発明に係るスローブローヒューズのヒューズエレメント９の斜視図であり、このヒューズエレメント９は、図２に示すように、１枚のＣｕ−Ｆｅ系またはＣｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系の銅合金製導電板１０の打ち抜きにより、メス端子１Ａ、１Ｂを構成する内側部１１Ａ、１１Ｂ、ばね板部１２Ａ、１２Ｂ、外側部１３Ａ、１３Ｂ、細幅状エレメント部２、渡し４及び吸熱作用を果すウイング５等を連結状態にて設け、その後、ウイング５を密着曲げすると共に内側部１１Ａ、１１Ｂ、ばね板部１２Ａ、１２Ｂ、外側部１３Ａ、１３Ｂ等を角筒状に巻き込むことによりメス端子１Ａ、１Ｂを形成し、最後に前記エレメント部２を折り曲げて形成したものである。
【００１８】
すなわち、図２はヒューズエレメント形成前の展開図で、図中１１Ａ、１１Ｂはエレメント部２の左右に位置するメス端子形成用の内側部、１２Ａ、１２Ｂは内側部１１Ａ、１１Ｂの下方に連なるばね板部、１３Ａ、１３Ｂはばね板部１２Ａ、１２Ｂの内方に連なる外側部である。
【００１９】
なお、ばね板部１２Ａ、１２Ｂには、ばね１４Ａ、１４Ｂが切り起しにより形成できるようになっている。
【００２０】
図中２は、左右の内側部１１Ａ、１１Ｂの内面中央間に渡された細幅状エレメント部で、その中央が溶断部３を形成しており、この溶断部３を挟んでその左右両側に幅狭の短い渡し４、４を介して該エレメント部２の上下両側に幅広のウイング５、５が配置されている。
【００２１】
この渡し４の効果は、図３に示すように、比較的大きな過電流にて溶断する場合には渡し４の有無によっても溶断時間は変わらないが、比較的小さな過電流にて溶断する場合には、渡し４の無いヒューズエレメントの場合に比べて渡し４を有するヒューズエレメントの方が溶断時間を早める効果がある。
【００２２】
従って、同一容量のヒューズエレメントにおいては、渡しを有する曲線と渡しの無い曲線との不溶断位置を二点鎖線にて示すように一致させると、渡しの無いヒューズエレメントの場合に比べて渡しを有するヒューズエレメントの方がスローブロー特性が確保できることがわかる。そして、この渡し４の幅と長さは、スローブロー特性を得たい電流域と、その溶断時間により適宜選択することができる。
本発明者の試験によれば、渡しの幅、長さ共、細幅状エレメント部２の幅寸法とほぼ同じか２倍以内程度が望ましい。
【００２３】
本発明におけるヒューズエレメントの上記各部は、図２に示すように１枚の導電板１０からプレスによる打ち抜きにより形成され、その後ウイング５、５については点線に沿って図１のように密着曲げされると共に、メス端子１Ａ、１Ｂについても各点線に沿って角筒状に巻き込まれ、最後に細幅状エレメント部２の中央部が折り曲げられて、図１に示すようなヒューズエレメント９が形成される。
【００２４】
なお、ウイング５の折り曲げ回数は特に限定されるものではなく、三つ折りでも四つ折りでもよい。
【００２５】
上記ウイング５を設ける渡し４の位置は、エレメント部２の中心に近い程溶断時間が遅くなり、スローブロー性が得られるが、あまり近いとエレメント部２の中心の溶断部３にて溶断しないという問題が発生する。
【００２６】
一般にヒューズにおいては、絶縁性ハウジングの上面中心に透明窓が設けられており、エレメント部の溶断の有無をこの透明窓から点検できるように構成されているため、エレメント部中心の溶断部にて溶断しないと、この確認が目視にてできないことになる。
【００２７】
そこで、本発明においては、幅狭の短い渡し４、４を介して細幅状エレメント部２の両側に蓄熱作用を有する幅広のウイング５、５を配置したことを基本とし、この渡し４の中心部までの位置を、細幅状エレメント部２の中心から、該エレメント部２全長の１／６〜１／４の寸法範囲内に設定し、また、ウイング５の体積を５mm³以上とすることによりスローブロー特性を得て、過電流によるエレメント部の溶断位置が必ず前記エレメント部２の中心になるようにしたものである。
【００２８】
本発明における前記の数値設定は下記の理由に基づくものである。
図４は、ウイング５の位置がヒューズの性能に与える影響を示すグラフで、２００％通電時の溶断時間と、細幅状エレメント部２の全体長さに対するエレメント部中心位置からウイング５の渡し４までの距離の関係を示すものである。
【００２９】
このグラフによると、ＪＡＳＯ−Ｄ６１４に定められたヒューズのスペック（５〜１００秒）のうち最小の５秒における渡し４までの距離は０．２６となっているため、これより近くである必要がある。そこでややゆとりをもたせて１／４（０．２５）以下とした。
【００３０】
一方、近い方の距離については、グラフ上ではどの位置でもよいことになるが、実験の結果０．１５の位置では中心の溶断部以外の個所で溶断するケースがまれに出たため、ここでもややゆとりをもたせて１／６（０．１７）以上とした。
【００３１】
図５は、ウイングの体積がヒューズの性能に与える影響を示すグラフで、２００％通電時の溶断時間とウイング１ヶ当りの体積の関係を示すものである。
【００３２】
このグラフによると、ＪＡＳＯ−Ｄ６１４に定められたスペックのうち最小の５秒におけるウイング５の体積は４．５mm³となっているため、ややゆとりをもたせて５mm³以上とした。
【００３３】
一方、体積の大きさの限界については、グラフ上では制限はないことになるが、図２に示す材料取りの関係や、密着曲げした際のバランスの関係およびヒューズの容量から自ずと定まるものであり、現実的には１０mm³程度のものとなる。
【００３４】
上記図４、図５のグラフに示すデータは、定格３０Ａのヒューズエレメント、すなわち、導電板１０の板厚０．５mm、エレメント部２の幅０．８mm、エレメント部２の全長４０mm、渡し４の幅と長さ各１mmのものについて実験したデータであるが、これを定格１０Ａ〜５０Ａ間において１０Ａ毎に測定した場合も、ほとんど同様のデータとなったため、この定格３０Ａのデータを基礎として上記各条件を定めたものである。
【００３５】
本発明におけるウイング５の配置については各種の配置形態が考えられるので、以下に渡し４およびウイング５の配置形態を図に基き説明する。
【００３６】
図６の（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）は細幅状エレメント部２に対する渡し４とウイング５の各種配置形態を示すもので、各図における点線は折り曲げ位置を示し、図中６は、ウイング５の折り曲げを容易にするためと折り曲げた際の密着性をよくするために折り曲げ線上に設けたスリットを示しているが、このスリット６は必ずしも必要とするものではない。
【００３７】
上述のように本発明においては、ウイング５は伝熱バランスの関係上、細幅状エレメント部２の中心（溶断部）に対して左右対称位置に配置されることが必要である。
【００３８】
図７は、図６（Ａ）のウイングを点線に沿って折り曲げて形成したヒューズエレメントの斜視図である。
【００３９】
【発明の効果】
本発明に係るヒューズエレメントにおいては、上述のように構成したため、過電流の際、その初期においてはウイングにより熱が吸収され蓄熱されるので、エレメント部中央の溶断部が直ちに溶断することはなく、スローブロー特性を効果的に発揮する。
また、スローブロー特性の調整は、渡しの位置の変更あるいはウイングの体積の増減により容易に調整することができる。
さらに、１枚の導電板のプレスによる打ち抜きと折り曲げのみによりヒューズエレメントが形成できるため、材料のコストダウンが図れ、生産性も向上し、ヒューズのスローブロー特性も安定したものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るヒューズエレメントの一例の斜視図。
【図２】図１のヒューズエレメント形成前の展開図。
【図３】渡しの有無による電流と溶断時間の関係を示すグラフ
【図４】渡しの位置がヒューズの性能に与える影響を示すグラフ。
【図５】ウイングの体積がヒューズの性能に与える影響を示すグラフ。
【図６】本発明に係るエレメント部に対する渡しとウイングの各種配置形態を示す部分平面図。
【図７】本発明に係るヒューズエレメントの他の一例の斜視図。
【図８】従来のヒューズエレメントの分解斜視図。
【図９】従来の他のヒューズエレメントの部分斜視図。
【図１０】従来の他のヒューズエレメント形成前の展開図。
【図１１】従来の他のヒューズエレメントの部分斜視図。
【符号の説明】
１Ａ、１Ｂメス端子２細幅状エレメント部３溶断部
４渡し５ウイング６スリット
９ヒューズエレメント１１Ａ、１１Ｂ内側部１３Ａ、１３Ｂ外側部

Claims

一対のメス端子１Ａ、１Ｂの上端部間をつなぐ細幅状エレメント部２の中央に溶断部３が形成され、該溶断部３を挟んだ両側の細幅状エレメント部２から該細幅状エレメント部２に対して両側に突出した幅狭の短い渡し４、４が形成され、該渡し４、４を介して設けたウイング５、５を一枚の導電板１０の打抜きにより形成したスローブローヒューズのヒューズエレメントであって、ウイング５、５が、体積約５ mm ³ 以上を有し、密着曲げにより立方体状に形成されていることを特徴とするスローブローヒューズのヒューズエレメント。
渡し４、４が、細幅状エレメント部２の中心から該渡し４、４の中心部までの位置を該細幅状エレメント部２全長の１／６〜１／４の寸法範囲内に設定してそれぞれ接続されている請求項１記載のスローブローヒューズのヒューズエレメント。
ウイング５、５が、エレメント部２の中心に対して対称位置に配置されている請求項１または請求項２記載のスローブローヒューズのヒューズエレメント。