(57)【要約】      （修正有）【課題】回路保護デバイスの分野に関し、より具体的には、受動的回路保護要素及び能動的回路保護要素の両方を含む能動型／受動型自動車ヒューズモジュールを提供する。【解決手段】本開示による能動型／受動型自動車ヒューズモジュール１０の例示的な実施形態は、電気絶縁性基部１２と、基部の上面かつ基部内に形成された発射物空洞の上方に配置されたバスバー部分を含むヒューズプレート１４と、を含んでよく、ヒューズプレートは、バスバー部分に電気的に接続され、ヒューズプレートを通って流れる電流の量が能動型／受動型自動車ヒューズモジュールの電流定格を超えるときに開放するように適合された可融部分を更に含み、能動型／受動型自動車ヒューズモジュールは、基部の上に配置され、バスバー部分の上方に位置付けられた発射物を含む発火遮断器（ＰＩ）を更に含み、ＰＩは、ＰＩの作動時に、バスバー部分を通して発射物を駆動するように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
能動型／受動型自動車ヒューズモジュールであって、
電気絶縁性の基部と、
ヒューズプレートであって、
前記基部の上面かつ前記基部内に形成された発射物空洞の上方に配置されたバスバー部分と、
前記バスバー部分に電気的に接続され、前記ヒューズプレートを通って流れる電流の量が前記能動型／受動型自動車ヒューズモジュールの電流定格を超えるときに開放するように適合された、可融部分と、を含む、ヒューズプレートと、
前記基部の上に配置され、前記バスバー部分の上方に位置付けられた発射物を含む、発火遮断器（ＰＩ）であって、前記ＰＩの作動時に、前記バスバー部分を通して前記発射物を駆動するように構成された、発火遮断器（ＰＩ）と、を備える、能動型／受動型自動車ヒューズモジュール。
【請求項２】
前記可融部分が、前記基部内のヒューズ空洞内に配置されている、請求項１に記載の能動型／受動型自動車ヒューズモジュール。
【請求項３】
前記可融部分が、前記バスバー部分から垂直に延在する、請求項２に記載の能動型／受動型自動車ヒューズモジュール。
【請求項４】
前記ヒューズ空洞が、前記可融部分を取り囲むアーククエンチング材料で少なくとも部分的に充填されている、請求項２または３に記載の能動型／受動型自動車ヒューズモジュール。
【請求項５】
前記可融部分が、前記バスバー部分の第１の端部から延在する第１の可融部分であり、前記ヒューズプレートが、前記バスバー部分の第２の端部から延在する第２の可融部分を更に備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の能動型／受動型自動車ヒューズモジュール。
【請求項６】
前記第１の可融部分が、前記基部内の第１のヒューズ空洞内に配置され、前記第２の可融部分が、前記基部内の第２のヒューズ空洞内に配置されている、請求項５に記載の能動型／受動型自動車ヒューズモジュール。
【請求項７】
前記第１のヒューズ空洞及び前記第２のヒューズ空洞は、前記第１の可融部分及び前記第２の可融部分を取り囲むアーククエンチング材料で少なくとも部分的に充填される、請求項６に記載の能動型／受動型自動車ヒューズモジュール。
【請求項８】
前記基部と前記ＰＩとの間に配置される間隔キャップを更に備え、前記間隔キャップを通って延在する発射物チャネルを有し、前記発射物の一部分が、前記発射物チャネル内に延在する、請求項１から７のいずれか一項に記載の能動型／受動型自動車ヒューズモジュール。
【請求項９】
前記ＰＩの起爆薬に動作可能に接続され、かつ、所定の事象の発生時に、前記起爆薬に作動信号を送信するように適合されたコントローラを更に備える、請求項１から８のいずれか一項に記載の能動型／受動型自動車ヒューズモジュール。
【請求項１０】
前記ヒューズプレートが、前記基部を通って、前記可融部分から延在し、回路内の電気的接続を容易にするために、前記基部を通って形成された取り付け開口部を有する末端部分を更に備える、請求項１から９のいずれか一項に記載の能動型／受動型自動車ヒューズモジュール。
【請求項１１】
前記ヒューズプレートが、前記基部を通って前記可融部分から延在し、回路内の電気的接続を容易にするために、レセプタクルに差し込まれるように適合された平坦な突起部で終端する、末端部分を更に備える、請求項１から１０のいずれか一項に記載の能動型／受動型自動車ヒューズモジュール。
【請求項１２】
能動型／受動型自動車ヒューズモジュールであって、
電気絶縁性の基部と、
ヒューズプレートであって、
前記基部の上面かつ前記基部内に形成された発射物空洞の上方に配置されたバスバー部分と、
前記バスバー部分の第１の端部及び第２の端部から、前記発射物空洞の反対側の前記基部に形成されたそれぞれの第１のヒューズ空洞内及び第２のヒューズ空洞内に垂直に延在する第１の可融部分及び第２の可融部分であって、前記ヒューズプレートを通って流れる電流の量が、前記能動型／受動型自動車ヒューズモジュールの電流定格を超えるときに開放するように適合された、第１の可融部分及び第２の可融部分と、
前記能動型／受動型自動車ヒューズモジュールを回路内で接続するために、前記第１の可融部分及び前記第２の可融部分の下方末端からそれぞれ延在する第１の末端部分及び第２の末端部分と、を含む、ヒューズプレートと、
前記基部の上に配置され、前記バスバー部分の上方に位置付けられた起爆薬と発射物とを含む発火遮断器（ＰＩ）であって、前記起爆薬は、前記ＰＩによる開始信号の受信時に、前記バスバー部分を通して前記発射物を爆発させて押し付けるように構成されている、発火遮断器（ＰＩ）と、を含む、能動型／受動型自動車ヒューズモジュール。
【請求項１３】
前記第１のヒューズ空洞及び前記第２のヒューズ空洞は、前記第１の可融部分及び前記第２の可融部分を取り囲むアーククエンチング材料で少なくとも部分的に充填される、請求項１２に記載の能動型／受動型自動車ヒューズモジュール。
【請求項１４】
前記基部と前記ＰＩとの間に配置される間隔キャップを更に備え、前記間隔キャップを通って延在する発射物チャネルを有し、前記発射物の一部分が、前記発射物チャネル内に延在する、請求項１２または１３に記載の能動型／受動型自動車ヒューズモジュール。
【請求項１５】
前記ＰＩの前記起爆薬に動作可能に接続され、かつ、所定の事象の発生時に、前記起爆薬に作動信号を送信するように適合されたコントローラを更に備える、請求項１２から１４のいずれか一項に記載の能動型／受動型自動車ヒューズモジュール。
【請求項１６】
前記第１の末端部分及び前記第２の末端部分の各々が、回路内の電気的接続を容易にするために、前記基部を通って形成された取り付け開口部を有する、請求項１２から１５のいずれか一項に記載の能動型／受動型自動車ヒューズモジュール。
【請求項１７】
前記第１の末端部分及び前記第２の末端部分の各々が、回路内の電気的接続を容易にするために、レセプタクルに差し込まれるように適合された平坦な突起部で終端する、請求項１２から１６のいずれか一項に記載の能動型／受動型自動車ヒューズモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、２０１９年５月７日に出願された米国仮特許出願第６２／８４４，３５８号の利益を主張する。
【０００２】
（発明の分野）
本開示は、概して、回路保護デバイスの分野に関し、より具体的には、受動的回路保護要素及び能動的回路保護要素の両方を含む能動型／受動型自動車ヒューズモジュールに関する。
【背景技術】
【０００３】
ヒューズは、通常、過電流保護を提供するための自動車電気システム内に実装される。最も多くの自動車のヒューズは、通常動作中に定格量の電流を搬送するように構成されたヒューズ素子を含む、「受動的」デバイスである。ヒューズ素子を通って流れる電流が、ヒューズ素子の定格電流を超える場合、ヒューズ素子は、溶融、分解、又は別の方法で分離し、それによって、電流を停止させて、接続された電気構成要素への損傷を防止又は軽減する。
【０００４】
場合によっては、回路を通って流れる電流の量にかかわらず、電気回路内に物理的開口部を「能動的に」生成することが望ましい場合がある。例えば、自動車が衝突事故に巻き込まれている場合、自動車内の電気回路を物理的に開放して、衝突の直後の火災及び／又は感電死の危険性を軽減するために、接続された電気構成要素への電気供給が確実に停止されることが望ましい場合がある。その目的のために、回路内の電流の流れを中断するために特定の事象の発生時に選択的に作動され得る、いわゆる発火遮断器（ＰＩ）が開発されてきた。例えば、自動車の衝突の場合、コントローラ（例えば、エアバッグ制御ユニット、バッテリ管理システムなど）は、ＰＩに開始信号を送信して、ＰＩ内の起爆薬を爆発させ得る。結果として得られるＰＩ内の圧力の増加は、ＰＩを通って延在する導体を通して、発射物を急速に強制的に駆動する。これにより、ＰＩを流れる電流が遮断され、誘電材料で形成された発射物は、導体の分離された部分間に電気絶縁バリアを提供して、それらの間の電気アーキングを防止する。
【０００５】
特定の自動車用途では、受動的回路保護要素及び能動的回路保護要素の両方を実装することが望ましい場合がある。更に、便利な設置を容易にし、高電圧用途に十分に適した小型の省スペースフォームファクタにそのような要素を実装することが更に望ましい場合がある。
【０００６】
これら及び他の考慮事項に関して、本発明の改善は有用であり得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この「発明の概要」は、「発明を実施するための形態」において以下に更に記載される概念から選択されたものを簡略化された形態で導入するために提供される。この「発明の概要」は、特許請求される主題の重要な特徴又は必須の特徴を特定することを意図するものではなく、特許請求される主題の範囲を決定する際の補助として意図されるものではない。
【０００８】
本開示による能動型／受動型自動車ヒューズモジュールの例示的な実施形態は、電気絶縁性基部と、基部の上面かつ基部内に形成された発射物空洞の上方に配置されたバスバー部分を含むヒューズプレートと、を含んでよく、ヒューズプレートは、バスバー部分に電気的に接続され、ヒューズプレートを通って流れる電流の量が能動型／受動型自動車ヒューズモジュールの電流定格を超えるときに開放するように適合された可融部分を更に含み、能動型／受動型自動車ヒューズモジュールは、基部の上に配置され、バスバー部分の上方に位置付けられた発射物を含む発火遮断器（ＰＩ）を更に含み、ＰＩは、ＰＩの作動時に、バスバー部分を通して発射物を駆動するように構成されている。
【０００９】
本開示による能動型／受動型自動車ヒューズモジュールの別の例示的な実施形態は、電気絶縁性基部と、ヒューズプレートであって、基部の上面かつ基部内に形成された発射物空洞の上方に配置されたバスバー部分と、バスバー部分の第１及び第２の端部から、発射物空洞の反対側の基部に形成されたそれぞれの第１及び第２のヒューズ空洞内に垂直に延在する第１及び第２の可融部分であって、ヒューズプレートを通って流れる電流の量が、能動型／受動型自動車ヒューズモジュールの電流定格を超えるときに開放するように適合された、第１及び第２の可融部分と、能動型／受動型自動車ヒューズモジュールを回路内で接続するために、第１及び第２の可融部分の下方末端からそれぞれ延在する第１及び第２の末端部分と、を含む、ヒューズプレートと、を含んでよい。能動型／受動型自動車ヒューズモジュールは、基体の上に配置された、発火遮断器（ＰＩ）を更に含んでもよく、ＰＩは、起爆薬と、バスバー部分の上方に位置付けられた発射物と、を含み、起爆薬は、ＰＩによる開始信号の受信時に、バスバー部分を通して発射物を爆発させて押し付けるように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示の例示的な実施形態による、能動型／受動型自動車ヒューズモジュールを例示する斜視図である。
【００１１】
【図２】非作動状態にある図１に示された能動型／受動型自動車ヒューズモジュールを例示する断面図である。
【００１２】
【図３】作動状態にある図１に示された能動型／受動型自動車ヒューズモジュールを例示する断面図である。
【００１３】
【図４】本開示の例示的な実施形態による能動型／受動型自動車ヒューズモジュールを例示する斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本開示による能動型／受動型自動車ヒューズモジュールは、ここで、能動型／受動型自動車ヒューズモジュールの好ましい実施形態が提示される添付図面を参照して、より完全に説明されるであろう。しかしながら、能動型／受動型自動車ヒューズモジュールは、多くの異なる形態で具現化されてもよく、本明細書に記載される実施形態に限定されるものとして解釈されるべきではないことが理解されるであろう。むしろ、これらの実施形態は、本開示が、当業者に能動型／受動型自動車ヒューズモジュールの特定の例示的態様を伝達するように提供される。
【００１５】
図１〜図３を参照すると、本開示の例示的な非限定的な実施形態による、能動型／受動型自動車ヒューズモジュール１０（以下、「ヒューズモジュール１０」）を例示する斜視図及び断面図が示されている。便宜上及び明確さのために、「正面」、「後方」、「頂部」、「底部」、「上方」、「下方」、「垂直」、及び「水平」などの用語は、ヒューズモジュール１０の様々な構成要素の相対的配置及び配向を説明するために、本明細書で使用され得、各々は図１〜図３に示すようなヒューズモジュール１０の形状及び配向に関する。当該用語は、具体的に言及された単語、その派生語、及び同様の意味の単語を含む。
【００１６】
ヒューズモジュール１０は、概して、基部１２と、ヒューズプレート１４と、間隔キャップ１６と、発火遮断器（ＰＩ）１８と、を含むことができる。基部１２は、電気絶縁性材料（例えば、プラスチック、ポリマー、セラミックなど）で形成された実質的に矩形の部材であってもよい。図２に示されるヒューズモジュール１０の断面図に例示されるように、基部１２は、その上面に形成された、垂直に細長い第１及び第２のヒューズ空洞１８ａ、１８ｂを含み得る。第１及び第２のヒューズ空洞１８ａ、１８ｂは、実質的に同一であってもよく、基部１２の底面の上方に位置するより下方末端（例えば、床）を有してもよい。基部１２は、その上面において、ヒューズ空洞１８ａ、１８ｂの水平方向の中間に形成された発射物空洞２０を更に含んでもよい。発射物空洞２０は、ヒューズ空洞１８ａ、１８ｂよりも短くてもよい。本開示は、この点に関して限定されない。
【００１７】
ヒューズプレート１４は、単一の導電性材料片から形成されてもよく（例えば、単一の銅シートからプレス加工される）、バスバー部分２２、第１及び第２の可融部分２４ａ、２４ｂ、並びに第１及び第２の末端部分２６ａ、２６ｂを含み得る。バスバー部分２２は、水平方向で基部１２の上面上に配置されてもよく、第１のヒューズ空洞１８ａの上方に配置された第１の端部から、発射物空洞２０を超えて第２のヒューズ空洞１８ｂの上方に配置された第２の端部まで延在してもよい。第１及び第２の可融部分２４ａ、２４ｂは、それぞれ、バスバー部分２２の第１及び第２の端部から、それぞれの第１及び第２のヒューズ空洞１８ａ、１８ｂ内へと垂直に下向きに延在してもよい。第１及び第２の可融部分２４ａ、２４ｂの下端は、第１及び第２のヒューズ空洞１８ａ、１８ｂの床に形成されたそれぞれのスロットを通って延在してもよく、基部１２の底面の下で終端してもよい。第１及び第２の末端部分２６ａ、２６ｂは、第１及び第２の可融部分２４ａ、２４ｂの下方末端から、垂直に外側に（すなわち、発射物空洞２０から離れて）延在してもよく、ヒューズモジュール１０を回路内（例えば、電池と自動車の１つ以上の電気負荷との間で）接続するために、それを通って形成されたそれぞれの取り付け開口部３０ａ、３０ｂを含んでもよい。
【００１８】
第１及び第２の可融部分２４ａ、２４ｂは、ヒューズプレート１４を流れる電流が、ヒューズモジュール１０の所定の閾値又は「電流定格」を超える場合に、溶融、分解、又は別の方法で開放するように構成されてもよい。様々な実施例では、第１及び第２の可融部分２４ａ、２４ｂは、穿孔、スロット、薄化若しくは狭窄化セグメント、並びに／又は第１及び第２の可融部分２４ａ、２４ｂを、ヒューズプレート１４の他の部分よりも溶融又は開口しやすくするための様々な他の特徴部を含み得る。非限定的な実施例では、第１及び第２の可融部分２４ａ、２４ｂは、３０アンペア〜１０００アンペアの範囲の電流定格を有するように構成されてもよい。様々な実施形態では、砂、シリカなどの、アーククエンチング、ヒューズ充填材料（図示せず）は、第１及び第２のヒューズ空洞１８ａ、１８ｂを部分的に又は完全に充填することができ、過電流状態中に第１及び第２の可融部分２４ａ、２４ｂの開放時に、他の方法で伝播することができる電気アークをクエンチするための第１及び第２の可融部分２４ａ、２４ｂを実質的に取り囲んでもよい。したがって、ヒューズモジュール１０は、高電圧用途に特に適している場合がある。ヒューズモジュール１０は、２つの可融部分２４ａ、２４ｂを有するものとして説明及び例示されているが、１つのみの可融部分又は２つ以上の可融部分を含み得る、ヒューズモジュール１０の様々な代替的な実施形態が検討される。
【００１９】
間隔キャップ１６は、基部１２が形成される導電性材料と同じであるか、又はそれと同様である、電気絶縁性材料から形成されてもよく、基部１２及びヒューズプレート１４のバスバー部分２２の上に配置されてもよい。間隔キャップ１６は、それを通って垂直に延在する発射物チャネル３２を画定してもよい。発射物チャネル３２は、バスバー部分２２及び基部１２の発射物空洞２０の直上に配置されてもよい。間隔キャップ１６は基部１２とは別個のものとして図示されているが、様々な代替的な実施形態では、基部１２及び間隔キャップ１６は、単一の連続した本体として形成されてもよいことが検討される。本開示は、この点に関して限定されない。
【００２０】
市販の様々なもの（例えば、ＡＵＴＯＬＩＶから商品名「ＰＹＲＯＳＷＩＴＣＨ」で販売されている）であってもよいＰＩ１８は、取り付けフランジ３８を有するハウジング３６を含んでもよい。ハウジング３６は、スペースキャップ１６の上に配置されてもよく、機械的締め具４０ａ、４０ｂは、示されるように、取り付けフランジ３８、間隔キャップ１６及び基部１２を垂直方向に積層された関係で一緒に締結するために、これらの構成要素を通って延在する。ハウジング３６は、それを通って延在する垂直に配向された中空シャフト４１を有してもよく、シャフト４１は、間隔キャップ１６の発射物チャネル３２の直上に位置する第１の開放端部を有する。シャフト４１は、発射物チャネル３２内に延在し、ヒューズプレート１４のバスバー部分２２の上に載る発射物４２を含んでもよい。様々な実施形態において、発射物４２は、バスバー部分２２と向かい合う関係で配置される、尖った又はくさび形の先端を有してもよい。本開示は、この点に関して限定されない。
【００２１】
ハウジング３６は、シャフト４１の第２の上端部に隣接して配置され、かつシャフト４１の第２の上端部への爆発的な出力を排出するように構成された、起爆薬４４を更に収容してもよい。様々な実施形態において、起爆薬４４は、自動車内に位置するコントローラ４５（例えば、エアバッグ制御ユニット、バッテリ管理システムなど）に動作可能に接続されてもよい。自動車衝突などの特定の事象の発生時、コントローラ４５は、ＰＩ１８に開始信号を送信して、起爆薬４４を爆発させ得る。爆発の爆発的な出力は、結果的に、シャフト４１内の圧力を増加させ得、図３に示されるように、発射物４２を、ヒューズプレート１４のバスバー部分２２を通して下向きに急速に押し付ける。これにより、バスバー部分２２が切断され、ヒューズプレート１４を流れる電流が中断される。誘電材料で形成され得る発射物４２は、バスバー部分２２の分離された端部間に電気的絶縁バリアを提供して、それらの間の電気アーキングを防止することができる。
【００２２】
図４を参照すると、本開示の例示的な非限定的な実施形態による、別の能動型／受動型自動車ヒューズモジュール１００（以下、「ヒューズモジュール１００」）を例示する斜視図が示されている。ヒューズモジュール１００は、垂直に延在する第１及び第２の末端突起部１２６ａ、１２６ｂによって置き換えられているヒューズモジュール１０のヒューズプレート１４の第１及び第２の末端部分２６ａ、２６ｂを除き、上記のヒューズモジュール１０と実質的に同一であってもよい。第１及び第２の末端突起部１２６ａ、１２６ｂは、ヒューズモジュール１００の「差し込み」用途に対応することができ、第１及び第２の末端突起部１２６ａ、１２６ｂは、回路内でヒューズモジュール１００を接続するための相補的なレセプタクルに嵌合されてもよい。
【００２３】
前述の説明を考慮すると、本開示の能動型／受動型自動車ヒューズモジュールは、自動車内の便利な設置を容易にする単一のコンパクトな省スペースフォームファクタで、受動的回路保護要素及び能動的回路保護要素（例えば、従来のヒューズ素子及び発火遮断器）の両方の実装を容易にすることが理解されるであろう。本開示の能動型／受動型自動車ヒューズモジュールは、高電圧用途に特に適し得ることが更に理解されるであろう。
【００２４】
本明細書で使用するとき、単数形に列挙され、単語「ａ」又は「ａｎ」で進められた要素又は工程は、そのような除外が明示的に記載されていない限り、複数の要素又は工程を除外しないものとして理解されるべきである。更に、本開示の「一実施形態」への言及は、列挙された特徴を組み込む追加の実施形態の存在を除外するものとして解釈されることを意図するものではない。
【００２５】
本開示は、特定の実施形態を参照するが、添付の「特許請求の範囲」に定義されるように、本開示の範囲（ｓｐｈｅｒｅ  ａｎｄ  ｓｃｏｐｅ）から逸脱することなく、説明される実施形態に対する多数の修正、改変、及び変更が可能である。したがって、本開示は、記載される実施形態に限定されるものではなく、以下の特許請求の範囲及びその等価物の言語によって定義される全範囲を有することが意図される。
【図１】
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【図２】
2020184541.tif 000004
【図３】
2020184541.tif 000005
【図４】
2020184541.tif 000006
【外国語明細書】
2020184541000001.pdf