(57)【要約】【課題】本発明は、ヒューズの機能を有する最小単位のヒューズ（以下、単位ヒューズという）の組合せにより、様々な要求仕様に簡便かつ迅速に応えられるヒューズを提供する。【解決手段】セラミック、プラスチックなどの絶縁体上に複数の窪み１３を形成したケース１１、ケースと同数の窪みを形成した絶縁物の蓋１２、および線状のヒューズエレメント１５からなり、ケースおよび蓋またはケース若しくは蓋の窪みの両端には導体からなる電極を兼ねた配線部１７を配置し、ヒューズエレメントは、それぞれの窪みを通過し窪みの両端の電極を兼ねた配線部に接続し、これらを蓋で覆い固定し、各窪みとその窪みに架橋されたヒューズエレメントからなる単位ヒューズを複数個一括製造可能とし、電極の配線により単位ヒューズを直列接続または並列接続することで要求性能のヒューズを実現する。【選択図】図５
2020038832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック、プラスチックなどの絶縁体で形成されたケースとケースに被る蓋、ケースおよび蓋またはケース若しくは蓋に設けた複数の窪み、および線状のヒューズエレメント、ヒューズエレメントを接続する電極、電極と電極をつなぐ配線部からなり、ケースおよび蓋またはケース若しくは蓋の窪みの両端には導体からなる電極を配置し、ヒューズエレメントは、それぞれの窪みを通過し窪みの両端の電極に接続し、これらを蓋で覆い固定する構造であって、各窪みとその窪みに架橋されたヒューズエレメントからなる単位ヒューズの電極を隣の単位ヒューズの電極と配線部を介して接続できる構造であり、絶縁体上の複数個の単位ヒューズを直列接続または並列接続若しくは直並列接続したヒューズ。
【請求項２】
同一ケース上の単位ヒューズの両端の電極を直列接続および並列接続し、ケース端面に端子を取付け、この端子と接続し、定格電圧および定格電流を拡大させた請求項１記載のヒューズ。
【請求項３】
ケースの裏面とケースを重ねても窪みが形成される構造であって、ケース上の単位ヒューズの両端の電極を直列接続および並列接続または直列接続若しくは並列接続したものを、複数枚積層し、最上面のケースには蓋を取付け、積層した各ケースの電極間を接続する端子を取付けた請求項１記載のヒューズ。
【請求項４】
電極および配線部が、メタライズ加工によるものである請求項１から３記載のヒューズ。
【請求項５】
ヒューズエレメントと電極および配線部が、板状の導電体を加工した一体部品である請求項１から３記載のヒューズ。
【請求項６】
シート状の絶縁体を加工および積層して窪みを形成する請求項１から５記載のヒューズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、過電流が流れると溶断して電子回路の配線や電子回路上の部品を保護するヒューズに関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来のヒューズは、要求される性能に合致する既存品がない場合においては、要求仕様に基づき新たに商品の試作設計を行い、試作部品の製作から性能評価を新規に行い、性能の確認ができたところで、製品の量産設計を行う手順が必要であり、試作および評価期間が長く、それに伴う開発費用も相応な費用が必要となる課題がある。【０００３】  また、高電圧や大電流に対応するヒューズの場合は、アーク発生を抑える砂状の消弧剤をヒューズエレメントの周辺に配置する必要があり、組立工程が複雑になることおよびコストアップとなる。
【先行技術文献】
【０００４】  本出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４９９８８９０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  従来例のヒューズはヒューズエレメントが一つのケースに内蔵される形態であり、要求仕様を基に、ヒューズエレメントおよびケースなどの部品を新たに設計製作する必要があることから、開発期間が長くなることおよび開発費用が大きくなる課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  本発明は、要求される性能のヒューズをヒューズの機能を有する図２に示す最小単位のヒューズ（以下、単位ヒューズという）の組合せにより簡便に提供することを目的とするものである。【０００８】  具体的には、図１（ａ）のように、セラミック、プラスチックなどの絶縁体上に複数の窪み１３を形成したケース１１、ケースと同数の窪みを形成した絶縁物の蓋１２、および線状のヒューズエレメント１５からなり、ケースおよび蓋またはケース若しくは蓋の窪みの両端には導体からなる電極を兼ねた配線部１７を配置し、ヒューズエレメントは、それぞれの窪みを通過し窪みの両端の電極に接続し、これらを蓋で覆い固定し、各窪みとその窪みに架橋されたヒューズエレメントからなる単位ヒューズを複数個一括製造可能とし、電極の配線により単位ヒューズを直列接続または並列接続することで要求性能のヒューズを実現するものである。
【発明の効果】
【０００９】  本発明は、上記のような従来の課題を解決するもので、単位ヒューズを複数組み合わせることで様々な要求仕様に素早く応えられるようにするとともに開発費の削減、標準化によるコストダウンを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（ａ）は本発明になるヒューズの構造図例であり、（ｂ）は（ａ）に蓋を被せた図である。
【図２】本発明になるヒューズを構成する基本となる単位ヒューズの構造を示す。
【図３】単位ヒューズを５個並列接続した本発明の実施例である。
【図４】単位ヒューズを３個直列接続した本発明の実施例である。
【図５】（ａ）は単位ヒューズを３個直列接続したものを５個並列接続した本発明の実施例であり、（ｂ）は単位ヒューズを５個並列接続したものを３個直列接続した本発明の実施例である。
【図６】単位ヒューズを３個直列接続したものを５個並列接続したセラミックケースを３枚重ね合わせ並列接続した本発明の実施例である。
【図７】セラミックのグリーンシートを用いて蓋およびケースを形成する実施例の構造を表す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】  本発明は、図２に示す同一定格の単位ヒューズを図３のように並列に接続することにより、単位ヒューズの定格電流を並列接続個数倍に増加することができ、また、図４のように同定格のヒューズを直列接続することにより、単位ヒューズの定格電圧を直列接続数に応じて増加できることを基にしてなされたものである。
【００１２】  本発明者は、基礎実験として、低電圧定格、小電流定格の小型のヒューズを単位ヒューズに用いて、この同一定格の単位ヒューズをｓ個直列に接続したものをｐ個並列に接続して遮断試験を行い、結果として直列接続数ｓを増すにしたがい単位ヒューズの定格電圧が増加し、並列接続数ｐは単位ヒューズの定格電流をｐ倍にすることを確認した。
【００１３】  本発明の請求項１に記載の発明は、図１（ａ）に示すように、セラミックなどの絶縁物のケース１１および蓋１２上に複数の窪み１３を形成し、それぞれの窪みの両端に電極を兼ねた配線部１７を形成し、それぞれの窪みを渡り両端の電極にヒューズエレメント１５を架橋した構造で、電極が形成され、ヒューズエレメントが架橋された一つ一つの窪みが単位ヒューズであり、この単位ヒューズを図２に示すように、ケース内部の電極間の配線により複数個接続可能としたことを特徴とする。
【００１４】  本発明の請求項２に記載の発明は、図５（ａ）に示すとおり、一つ一つの窪み１３と両端の電極を兼ねた配線部１７および窪みを渡り架橋されたヒューズエレメント１５からなる同一定格の単位ヒューズを複数個（ｘ個）直列接続し、このｘ個直列接続したものをｙ個並列接続して定格電圧および定格電流を拡大したものであり、小型のヒューズの集積により、高電圧、大電流のヒューズを消弧剤を使わず実現することができる。
【００１５】  本発明の請求項３に記載の発明は、図６に示すとおり、一つのケース１１上に形成された複数個の単位ヒューズを直列接続または並列接続、もしくは直並列接続し、このケースを複数枚積層して接続することにより、更に定格電圧または定格電流、もしくは定格電圧および定格電流の双方を拡大することができること、および、ケースの形状と積層枚数を可変することにより、外形形状変更の自由度が増すメリットがあり、今後拡大が予想されるＥＶ用ヒューズとして最適な構造のヒューズである。
【００１６】  本発明の請求項４に記載の発明は、ケース１１上に設ける電極を兼ねた配線部１７の形成方法に関するものであり、メタライズ法によって一括形成可能とし、生産性を向上させるメリットがある。
【００１７】  本発明の請求項５に記載の発明は、ヒューズエレメント１５と電極を兼ねた配線部１７を板状の導電体を加工した一体部品とし、複数の窪み１３を有する絶縁体からなるケース１１と接続した後、蓋１２を被せ固定し、端子部１６を接続することにより、組立工程の簡略化と組み立て易さを実現したものである。
【００１８】  このように本発明は、直列接続、並列接続、直並列接続などで複数個組み合わせ、所望の定格電流容量や定格電圧に対応しようとするものであり、本発明により大幅な部品変更や評価の必要がなくなることで製品開発費用と開発期間の短縮が可能となる。
【００１９】  また、単位ヒューズを消弧剤が不要な仕様（定格電圧、定格電流など）とし、これを複数個接続したヒューズを構成することで大電圧や大電流のヒューズであっても消弧剤を必要としないヒューズを実現できる大きな利点がある。
【実施例１】
【００２０】  図３は同一定格の単位ヒューズを５個並列接続し、定格電流容量を増やしたヒューズの実施例である。【００２１】  図３は、５個の窪み１３を設けたセラミックケース１１、裏面にセラミックケース１１の窪みと対象位置に窪みを設けたセラミックの蓋１２、電極を兼ねた配線部１７、窪み１３を渡り両端の電極を兼ねた配線部１７の間に接続されたヒューズエレメント１５からの構成要素からなる同一定格の単位ヒューズ５個から構成されたヒューズである。【００２２】  ヒューズエレメント１５を、電極を兼ねた配線部１７に接続した後、セラミックの蓋１２を被せ接着し、電極を兼ねた配線部１７のセラミックケース１１の両端部に端子１６を取付けている。このヒューズの定格電流値は、単位ヒューズの定格電流値の５倍となる。
【実施例２】
【００２３】  図４は、同一定格の単位ヒューズを３個直列接続し、定格電圧を大きくしたヒューズの実施例である。【００２４】  図４は、３個の窪み１３を設けたセラミックケース１１、裏面にセラミックケース１１の窪み１３と対象位置に窪みを設けたセラミックの蓋１２、電極を兼ねた配線部１７、窪み１３を渡り両端の電極を兼ねた配線部１７の間に接続されたヒューズエレメント１５からの構成要素からなる同一定格の単位ヒューズ３個を直列接続し構成するヒューズである。【００２５】  ヒューズエレメント１５を、電極を兼ねた配線部１７に接続した後、セラミックの蓋１２を被せ接着し、電極を兼ねた配線部１７のセラミックケース１１の両端部に端子１６を取付けている。このヒューズの定格電圧値は、単位ヒューズの直列個数に応じて増加する。
【実施例３】
【００２６】  図５（ａ）は、同一定格の単位ヒューズ３個を直列接続したものを５個並列接続し、定格電圧および定格電流容量を拡大させたヒューズの実施例である。【００２７】  図５（ａ）は、１５個の窪み１３を設けたセラミックケース１１、裏面にセラミックケース１１の窪み１３と対象位置に窪みを設けたセラミックの蓋１２、電極を兼ねた配線部１７、窪み１３を渡り両端の電極を兼ねた配線部１７の間に接続されたヒューズエレメント１５からの構成要素からなる同一定格の単位ヒューズ３個を直列接続したものを５個並列接続して構成したヒューズである。【００２８】  ヒューズエレメント１５を、電極を兼ねた配線部１７に接続した後、セラミックの蓋１２を被せ接着し、電極を兼ねた配線部１７のセラミックケース１１の両端部に端子１６を取付けている。このヒューズの定格電圧値は、単位ヒューズの直列個数に応じて増加し、また、このヒューズの定格電流値は、単位ヒューズの定格電流値の５倍となる。
【実施例４】
【００２９】  図５（ｂ）は、同一定格の単位ヒューズ５個を並列接続したものを３個直列接続し、定格電圧および定格電流容量を拡大させたヒューズの実施例である。【００３０】  図５（ｂ）は、１５個の窪み１３を設けたセラミックケース１１、裏面にセラミックケース１１の窪み１３と対象位置に窪みを設けたセラミックの蓋１２、電極を兼ねた配線部１７、窪み１３を渡り両端の電極を兼ねた配線部１７の間に接続されたヒューズエレメント１５からの構成要素からなる同一定格の単位ヒューズ５個を並列接続したものを３個直列接続して構成したヒューズである。【００３１】  ヒューズエレメント１５を、電極を兼ねた配線部１７に接続した後、セラミックの蓋１２を被せ接着し、電極を兼ねた配線部１７のセラミックケース１１の両端部に端子１６を取付けている。このヒューズの定格電圧値は、単位ヒューズの直列個数に応じて増加し、また、このヒューズの定格電流値は、単位ヒューズの定格電流値の５倍となる。
【実施例５】
【００３２】  図６は、同一定格の単位ヒューズ５個を並列接続したものを３個直列接続し、定格電圧および定格電流容量を拡大させたヒューズが形成されたケース３枚を積層することにより更に定格電流容量を拡大させた実施例である。【００３３】  図６は、１５個の窪み１３を設けたセラミックケース１１、裏面にセラミックケースの窪み１３と対象位置に窪みを設けたセラミックの蓋１２、電極を兼ねた配線部１７、窪み１３を渡り両端の電極を兼ねた配線部１７の間に接続されたヒューズエレメント１５、１５個の窪みを設けたセラミックケースの裏面に蓋１２と相対する対象位置に窪みを設けたケース２１であり、ケース１１の上にケース２１を２枚重ね、蓋１２を被せ、重ね合わせたケースの端面に端子１６を取付けて各ケースの電極を兼ねた配線部１７と電気的に接続し構成したヒューズであり、このヒューズの定格電圧値は、単位ヒューズの直列接続数３個に応じて増加し、また、このヒューズの定格電流値は、単位ヒューズの定格電流値の１５倍となる。【００３４】  上記本発明の実施の形態１〜５においては、窪み１３の両端に電極を兼ねた配線部１７を設け、この電極間にヒューズエレメント１５を架橋し接続する構造であるが、電極を兼ねた配線部１７とヒューズエレメント１５は同一の金属板をエッチング加工やプレス加工などにより一体化した部品として形成し、セラミックケース１１上に貼り付ける方法としても良く、この場合は製造工程の簡素化や省力化が実現できる。【００３５】  また、セラミックケース１１の材質は、セラミックだけでなく、絶縁材料であるエンジニアリングプラスチックなどでも良い。【００３６】  セラミックケース１１およびセラミックの蓋１２に加工された窪み１３についても、ケース１１または蓋１２のどちらか一方に設けられているだけでも良い。
【実施例６】
【００３７】  図７はケース１１および蓋１２の形成方法に関する実施例である。【００３８】  シート状の絶縁体であるセラミックのグリーンシートを穴明け加工した後、穴明けしていないグリーンシートを積層し焼結してケースおよび蓋の窪みを形成したものである。セラミックのグリーンシートは何枚積層してもよい。【００３９】  シート状の絶縁体はセラミックのグリーンシートではなくシートまたは板状のプラスチックなどの絶縁体を用いて加工、接着してケースおよび蓋を形成しても良い。【００４０】  本発明に係るヒューズは、絶縁物上に形成された単位ヒューズを直列接続、並列接続、直並列接続により幅広い定格電圧、定格電流値のヒューズを実現することができる技術的手段であり、定格値が増すことに対しては、単位ヒューズの数量を増し接続方法を組み合わせることにより対応可能であり、上記実施例に限定されるものではない。【００４１】  これにより、従来のように定格値が増すごとに新たな形状として設計し直すことやその際に消弧剤を使用する必要がなくなり極めて有用となる技術である。
【産業上の利用可能性】
【００４２】  本発明は、電気自動車向ヒューズや表面実装型ヒューズを製造する産業で利用される。
【符号の説明】
【００４３】  １１  ケース
１２  蓋
１３  窪み
１４  電極
１５  ヒューズエレメント
１６  端子
１７  電極を兼ねた配線部
２１  裏面にも窪みを設けたケース
２２  シート状の絶縁体を組み合わせたケース
２３  シート状の絶縁体を組み合わせた蓋
２４  シート状の絶縁体
２５  穴明け加工したシート状の絶縁体
２６  貫通穴
【図１】
2020038832.tif 000003
【図２】
2020038832.tif 000004
【図３】
2020038832.tif 000005
【図４】
2020038832.tif 000006
【図５】
2020038832.tif 000007
【図６】
2020038832.tif 000008
【図７】
2020038832.tif 000009