(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒューズであって、
中央キャビティを画定する中空ボディであって、少なくとも１つの端部と、はんだ材料を受容するように構成されたカウンタボアと、を有する中空ボディと、
前記中空ボディ内を貫通する可融要素と、
前記中空ボディの端部上に配置されたキャップと、
を含み、
前記はんだは、前記キャップと、前記カウンタボアに隣接する前記可融要素との間の電気接続を形成し、前記可融要素の一部は、前記はんだへの接続のために前記カウンタボア内に実質的に配置され、前記はんだの一部は、前記カウンタボアを充填し、
前記中央キャビティは、前記中空ボディの内壁によって画定され、前記カウンタボアは、前記中空ボディの端部において前記内壁内に配置され、
前記カウンタボアが、前記キャップに隣接する第１の部分と、前記第１の部分に隣接する第２の部分と、を備えており、前記第１の部分が、前記中央キャビティの長手方向軸に対して垂直な第１の幅と、前記中央キャビティの前記長手方向軸に対して平行な第１の長さとを有しており、前記第２の部分が、前記中央キャビティの前記長手方向軸に対して垂直な第２の幅と、前記中央キャビティの前記長手方向軸に対して平行な第２の長さとを有しており、前記第１の幅が前記第２の幅よりも広いことを特徴とするヒューズ。
【請求項２】
前記可融要素は第１の端部を有し、前記第１の端部は、前記はんだおよび前記キャップへの接続のために、前記カウンタボア内に実質的に配置されることを特徴とする請求項１に記載のヒューズ。
【請求項３】
前記端部は第１の端部であり、前記キャップは第１のキャップであり、前記可融要素は第１の端部および第２の端部を有し、前記可融要素の前記第１の端部は、前記第１のキャップとの電気接続を形成し、前記ヒューズは、前記中空ボディの第２の端部および第２のキャップをさらに含み、前記第２のキャップは、前記中空ボディの前記第２の端部上に配置され、前記はんだは、前記第２のキャップと、前記可融要素の前記第２の端部との間の電気接続を形成することを特徴とする請求項１に記載のヒューズ。
【請求項４】
前記可融要素の前記第１の端部は、前記はんだおよび前記第１のキャップへの接続のために、前記カウンタボア内に実質的に配置されることを特徴とする請求項３に記載のヒューズ。
【請求項５】
前記カウンタボアは第１のカウンタボアであり、前記中空ボディの前記第２の端部は、第２のカウンタボアを有し、前記第２のカウンタボアは、前記第２のキャップと、前記可融要素の前記第２の端部との間に電気接続を形成するはんだを受容するように構成されることを特徴とする請求項３に記載のヒューズ。
【請求項６】
前記可融要素の前記第２の端部は、前記はんだおよび前記第２のキャップへの接続のために、前記第２のカウンタボア内に少なくとも部分的に配置されることを特徴とする請求項５に記載のヒューズ。
【請求項７】
中央キャビティを画定する内壁を有する中空ボディであって、前記中空ボディは、第１の端部および第２の端部を有する、中空ボディと、
前記第１の端部において前記内壁内に配置されたカウンタボアと、
前記カウンタボアを充填するはんだ材料と、
前記中央キャビティ内に配置された可融要素であって、前記可融要素は、前記中空ボディの前記第１の端部から前記中空ボディの前記第２の端部へと延び、前記可融要素の第１の端部は、前記はんだ材料に取り付けられると共に前記カウンタボア内に実質的に配置される、可融要素と、
前記中空ボディの前記第１の端部に取り付けられたキャップであって、前記はんだ材料は、前記キャップと、前記可融要素の前記第１の端部との間の電気接続を形成する、キャップと、
を含むヒューズであって、
前記カウンタボアが、前記キャップに隣接する第１の部分と、前記第１の部分に隣接する第２の部分と、を備えており、前記第１の部分が、前記中央キャビティの長手方向軸に対して垂直な第１の幅と、前記中央キャビティの前記長手方向軸に対して平行な第１の長さとを有しており、前記第２の部分が、前記中央キャビティの前記長手方向軸に対して垂直な第２の幅と、前記中央キャビティの前記長手方向軸に対して平行な第２の長さとを有しており、前記第１の幅が前記第２の幅よりも広いことを特徴とするヒューズ。
【請求項８】
前記カウンタボアは、前記内壁内においてポケットを画定することを特徴とする請求項７に記載のヒューズ。
【請求項９】
前記可融要素の前記第１の端部は、前記はんだ材料および前記キャップへの接続のために、前記カウンタボア内に実質的に配置されることを特徴とする請求項７に記載のヒューズ。
【請求項１０】
前記カウンタボアは第１のカウンタボアであり、前記はんだ材料は第１のはんだ材料であり、前記キャップは第１のキャップであり、前記可融要素は第２の端部を有し、前記ヒューズは、
前記中空ボディの前記第２の端部において前記内壁内に配置された第２のカウンタボアと、
前記第２のカウンタボア内に配置された第２のはんだ材料と、
前記中空ボディの前記第２の端部に取り付けられた第２のキャップであって、前記第２のはんだ材料は、前記第２のキャップと、前記可融要素の前記第２の端部との間の電気接続を形成する第２のキャップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載のヒューズ。
【請求項１１】
前記可融要素の前記第２の端部は、前記はんだ材料および前記第２のキャップへの接続のために、前記第２のカウンタボア内において少なくとも部分的に配置されることを特徴とする請求項１０に記載のヒューズ。
【請求項１２】
前記第２のカウンタボアは、前記内壁内においてポケットを画定することを特徴とする請求項１０に記載のヒューズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、係属中の米国仮特許出願シリアル番号第６１／３５１，４７２号（出願日：２０１０年６月４日）の非仮出願である。本明細書中、同文献の開示内容全体を参考のため援用する。
【背景技術】
【０００２】
本発明の実施形態は、回路保護デバイスの分野に関する。より詳細には、本発明は、中空ボディを有するヒューズに関する。前記中空ボディは、各ヒューズ端子の可融要素への接続を支援するためのカウンタボア端部を有する。
【０００３】
ヒューズは、回路保護デバイスとして用いられ、回路中の保護すべき構成要素との電気的接続を形成する。ヒューズは、中空ヒューズボディと、前記中空ボディ内に配置された可融要素と、２つの端部キャップとを含む。前記２つの端部キャップはそれぞれ、前記可融要素の端部へと接続される。詳細には、図１は、従来技術のヒューズ１０を示す。前記ヒューズ１０は、中空管状ボディ１５と、第１の端部キャップまたは端子２０と、第２の端部キャップまたは端子２５とを有する。可融要素３０は、前記中空ボディ１５内に配置され、端部キャップ２０および２５を接続させる。
【０００４】
指定された故障状態が発生した場合、可融要素３０が溶融または開口して回路経路を妨害し、保護対象の電気構成要素または回路を損傷可能性から隔離する。中空管状ボディ１５はセラミック製であり、ヒューズがとんだときに発生する熱に耐えることができる。
【０００５】
この種のヒューズを組み立てる場合、可融要素３０と、端部キャップ２０および２５との間におけるはんだボンド（例えば、図１中に示す領域Ａ）について、前記端子間における電気接続をロバストにするために、両者間の一貫性および信頼性が極めて重要となる。残念なことに、組み立て時において、一貫したワイヤ／はんだ間接続を達成するためにはんだリフローを施す箇所は、毎回同じではない。詳細には、これらのヒューズの調査によれば、ワイヤ／はんだボンドに比べてヒューズが劣っていることが判明している。そのため、高信頼性のヒューズを反復的に得るための向上したワイヤ／はんだ接続に対応した中空ボディヒューズ構成を提供することが必要とされている。
【発明の概要】
【０００６】
本発明の例示的実施形態は、向上したヒューズに関する。前記向上したヒューズは、ヒューズハウジングとして用いられる中空管の壁部内にカウンタボアを有し、これにより、はんだによって可融要素が被覆される空間が増加し、その結果、より信頼性の高い電気接続が可能となる。例示的実施形態において、前記ヒューズは、中空ボディを含む。前記中空ボディは、２つの端部を有する。前記端部はそれぞれ、はんだを受容するように構成されたカウンタボアを有する。可融要素は、前記ボディを貫通する。第１のキャップのおよび第２キャップはそれぞれ、前記中空ボディの各端部上に配置され、前記はんだは、前記キャップそれぞれと、前記可融要素との間において電気接続を形成する。
【０００７】
別の実施形態において、前記ヒューズは、内壁を有する中空ボディを含む。前記内壁は、中央キャビティを画定する。前記中空ボディは、第１の端部および第２の端部を有する。カウンタボアは、前記中空ボディの第１の端部内において前記内壁内に配置される。はんだ材料は前記カウンタボア内に配置され、可融要素は、前記中央キャビティ内に配置され、前記中空ボディの第１の端部から前記中空ボディの第２の端部へと延びる。前記可融要素は、第１の端部を有する。前記第１の端部は、前記カウンタボアに隣接するはんだ材料に取り付けられる。前記ヒューズはまた、前記中空ボディの第１の端部に取り付けられたキャップを含む。前記キャップにおいて、前記はんだ材料は、前記キャップと、前記可融要素の第１の端部との間に電気接続を形成する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】従来技術のヒューズを示す。
【図２Ａ】本開示の実施形態によるヒューズボディの側面図である。
【図２Ｂ】本開示の実施形態による、図２Ａのヒューズボディの端面図である。
【図２Ｃ】本開示の実施形態による、図２Ａ〜図２Ｂのヒューズボディを用いたヒューズの側面図を示す。
【図３】本開示の実施形態による、カウンタボアの別の構成を有するヒューズボディを示す。
【図４Ａ】本開示の実施形態による、カウンタボアの別の構成を有するヒューズボディを示す。
【図４Ｂ】本開示の実施形態による、カウンタボアの別の構成を有するヒューズボディを示す。
【図５Ａ】本開示の実施形態による、カウンタボアの別の構成を有するヒューズボディを示す。
【図５Ｂ】本開示の実施形態による、カウンタボアの別の構成を有するヒューズボディを示す。
【図６Ａ】本開示の実施形態による、カウンタボアの別の構成を有するヒューズボディを示す。
【図６Ｂ】本開示の実施形態による、カウンタボアの別の構成を有するヒューズボディを示す。
【図７Ａ】本開示の実施形態による、カウンタボアの別の構成を有するヒューズボディを示す。
【図７Ｂ】本開示の実施形態による、カウンタボアの別の構成を有するヒューズボディを示す。
【図８Ａ】本開示の実施形態による、カウンタボアの別の構成を有するヒューズボディを示す。
【図８Ｂ】本開示の実施形態による、カウンタボアの別の構成を有するヒューズボディを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書中、本発明について以下において添付図面を参照してより詳細に説明する。図面中、本発明の好適な実施形態が図示されている。しかし、本発明は、多くの異なる携帯で具現化が可能であり、本明細書中以下に説明す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。よって、これらの実施形態は、本開示が網羅的および完璧となるように記載されるものであり、本発明の範囲を当業者に完全に伝達する。図面中、類似の参照符号は、類似の要素を指す。
【００１０】
図２Ａは、中空ヒューズボディまたは管１００の斜視図である。この中空ヒューズボディまたは管１００は、ヒューズに用いられる。前記ヒューズは、壁部１００ａと、第１の端部１１０と、第２の端部１２０とを有する。管１００は、概して円筒形状を有する。この円筒形状は、例えば図２Ｂに示すような所望の断面形状であり得る。キャビティ１１１は、壁部１１２によって画定される。前記管の形状は、例えば、矩形または円筒などであり得、多様な断面構成を持ち得る。管１００は、電気絶縁材料から製造される（例えば、ガラス、セラミック、プラスチック）。管１００の各端部１１０および１２０において、カウンタボア１２５ａおよび１２５ｂは、管壁部１００ａの側部内に配置される。カウンタボア１２５ａおよび１２５ｂにより、前記はんだまたは他の導電性材料と、図２Ｃを参照して以下に示すような可融要素との間の接続点がより一貫する。カウンタボア１２５ａおよび１２５ｂは実質的に同じジオメトリで図示されているが、別のジオメトリを管１００の両端上に設けてもよいし、管１００の一端上に設けてもよいし、かつ／または前記管の円周周囲に設けても設けなくてもよい。
【００１１】
図２Ｃは、中空管２１０を用いて組み立てられたヒューズ２００の側面図を示す。中空管２１０は、各端部においてカウンタボア２２５ａおよび２２５ｂと共に構成される。ヒューズ２００は、第１の端部キャップ２３０と、第２の端部キャップ２４０と、可融要素２２０とを含む。可融要素２２０は、中空管２１０内に配置される。中空管２１０は、端部キャップ２３０および２４０間の電気接続を形成する。カウンタボア２２５ａおよび２２５ｂは、各端部において前記管の壁部２１０ａ内に配置される。可融要素２２０は、管ボディ２１０のキャビティを通じて斜め方向に延びる。端部キャップ２３０および２４０は、導電性材料から構成され、管ボディ２１０の２つの端部上に配置されて可融要素２２０との電気接点を形成し、これにより、管２１０の壁部２１０ａと機械的にリジッドな接続を形成する。可融要素２２０は、はんだ２５５によって端部キャップ２３０および２４０へと接続される。はんだ２５５は、カウンタボア２２５ａおよび２２５ｂによって画定された空間を充填する。詳細には、管ボディ２１０の壁部２１０ａ内のカウンタボア２２５ａおよび２２５ｂは、ステップ構成を示す有するものとして構成される。これらのカウンタボアにより、管ボディ２１０の端部において充填されるはんだ２５５のために追加の空間が可能となる。この追加のはんだが一定長さの可融要素２２０を被覆することにより、可融要素２２０と、各端部キャップ２３０および２４０との間のより信頼性の高い接続が可能となる。
【００１２】
図３は、別の構成のカウンタボア３２５および３２６を有する管ボディ３００を示す。詳細には、管ボディ３００は、第１の端部３１０および第２の端部３２０を有する。各端部は、管壁部３１２内に形成されたカウンタボア３２５および３２６を含む。カウンタボア３２５は、第１のステップ３２５ａおよび第２のステップ３２５ｂによって画定される。カウンタボア３２６は、第１のステップ３２６ａおよび第２のステップ３２６ｂによって画定される。図２Ａ〜図２Ｃに示す管ボディ２１０と同様に、管ボディ３００の各端部にカウンタボア３２５および３２６が設けられることにより、前記管内に配置された可融要素がはんだによって被覆される空間が増加し、その結果、前記可融要素と、前記管に取り付けられた各端部キャップとの間の接続の信頼性が高くなる。
【００１３】
図４Ａは、別の構成のカウンタボアを有する管ボディの端面図である。詳細には、管ボディ４００は、キャビティ４１１を含む。キャビティ４１１は、内壁４１２によって画定される。内部キャビティの形状は、円形であってもよいし、矩形であってもよいし、あるいは可融要素を収容するように構成された他の形状であってもよい。管４００の第１の端部４１０は、カウンタボア４２５ａを含む。カウンタボア４２５ａは、管４００の壁部４１２内に形成される。カウンタボア４２５ａは、尖状の楕円形状として図示されている。図４ｂは、図４Ａの線Ａ−Ａに沿ってとられた管４００の切り欠けき図である。管４００は、第１の端部４１０および第２の端部４２０を含む。内壁４１２は、キャビティ４１１を画定する。キャビティ４１１は、可融要素（図示せず）を受容するように構成される。カウンタボア４２５ａは、管４００の端部４１０において壁部４１２内に配置される。カウンタボア４２５ｂは、管４００の端部４２０において壁部４１２内に配置される。カウンタボア４２５ａおよび４２５ｂにより、はんだまたは他の導電性材料と、可融要素との間の接続点の一貫性がより向上する。
【００１４】
図５Ａは、別の構成のカウンタボアを有する管ボディの端面図である。詳細には、管ボディ５００は、内壁５１２によって画定されたキャビティ５１１を含む。内部キャビティは、円形であってもよいし、矩形であってもよいし、あるいは可融要素を収容するように構成された他の形状であってもよい。管５００の第１の端部５１０は、壁部５１２内に形成されたカウンタボアを含む。前記カウンタボアは、一対の円形部５２５ａおよび５２５ｂによって画定される。一対の円形部５２５ａおよび５２５ｂは、第１の端部５１０に沿って配置される。図５ｂは、図５Ａの線Ｂ−Ｂに沿ってとられた管５００の切り欠けき図である。管５００は、第１の端部５１０および第２の端部５２０を含む。内壁５１２は、キャビティ５１１を画定する。キャビティ５１１は、可融要素（図示せず）を受容するように構成される。管５００の第１の端部５１０は、壁部５１２内に配置されたカウンタボア５２５ａを含む。管５００の第２の端部５２０は、壁部５１２内に配置されたカウンタボア５２６ａを含む。
【００１５】
図６Ａは、別の構成のカウンタボアを有する管ボディの端面図である。詳細には、管ボディ６００は、内壁６１２によって画定されたキャビティ６１１を含む。前記内部キャビティは、円形であってもよいし、矩形であってもよいし、あるいは可融要素を収容するように構成された他の形状であってもよい。管６００の第１の端部６１０は、管６００の壁部６１２内に形成されたカウンタボア６２５ａを含む。カウンタボア６２５ａは、概して四角形状または矩形形状を持つものとして図示されている。図６ｂは、図６Ａの線Ｃ−Ｃに沿ってとられた管６００の切り欠けき図である。管６００は、第１の端部６１０および第２の端部６２０を含む。内壁６１２は、キャビティ６１１を画定し、カウンタボア６２５ａを含む。カウンタボア６２５ａは、管６００の端部６１０において壁部６１２内に配置される。同様に、カウンタボア６２５ｂは、管６００の端部６２０において壁部６１２内に配置される。
【００１６】
図７Ａは、別の構成のカウンタボアを有する管ボディの端面図である。詳細には、管ボディ７００は、内壁７１２によって画定されたキャビティ７１１を含む。内部キャビティの形状は、円形であってもよいし、矩形であってもよいし、あるいは可融要素を収容するように構成された他の形状であってもよい。管７００の第１の端部７１０は、壁部７１２内に形成されたカウンタボア７２５ａを含む。カウンタボア７２５ａは、概して円形形状を有するものとして図示されている。
【００１７】
図７ｂは、図７Ａの線Ｄ−Ｄに沿ってとられた管７００の切り欠けき図である。管７００は、第１の端部７１０および第２の端部７２０を含む。内壁７１２は、キャビティ７１１を画定する。前記のキャビティ７１１は可融要素（図示せず）を受容するように構成される。カウンタボア７２５ａは、管７００の端部７１０において壁部７１２内に配置される。
【００１８】
同様に、カウンタボア７２５ｂは、端部７２０において壁部７１２内に配置される。
【００１９】
図８Ａは、別の構成のカウンタボアを有する管ボディの端面図である。詳細には、管ボディ８００は、内壁８１２によって画定されたキャビティ８１１を含む。内部キャビティの形状は、円形であってもよいし、矩形であってもよいし、あるいは可融要素を収容するように構成された他の形状であってもよい。管８００の第１の端部８１０は、壁部８１２内に形成されたカウンタボア８２５ａを含む。カウンタボア８２５ａは、図８ｂ中により明確に示すように部分的円錐形状を有するものとして図示されている。図８ｂは、図８Ａの線Ｅ−Ｅに沿ってとられた管８００の切り欠けき図である。管８００は、第１の端部８１０および第２の端部８２０を含む。内壁８１２は、キャビティ８１１を画定する。キャビティ８１１は、可融要素（図示せず）を受容するように構成される。カウンタボア８２５ａは、管８００の端部８１０において壁部８１２内に配置される。同様に、カウンタボア８２５ｂは、端部８２０において壁部８１２内に配置される。
【００２０】
このようにして、図４〜図８を参照して例示したカウンタボア構成それぞれにより、はんだまたは他の導電性材料と、可融要素との間の接続点のより良い一貫性が向上する。
【００２１】
本発明について特定の実施形態を参照して開示してきたが、添付の特許請求の範囲（単数または複数）中に記載のような本発明の範囲から逸脱することなく、上記記載の実施形態多数の改変、修正および変更が可能である。
【００２２】
よって、本発明は上記記載の実施形態に限定されず、以下の特許請求の範囲およびその均等物によって規定される範囲全体を有することが意図される。
【図１】
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【図２Ａ】
0005934193.tif 000003
【図２Ｂ】
0005934193.tif 000004
【図２Ｃ】
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【図３】
0005934193.tif 000006
【図４Ａ】
0005934193.tif 000007
【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
0005934193.tif 000010
【図６Ａ】
0005934193.tif 000011
【図６Ｂ】
0005934193.tif 000012
【図７Ａ】
0005934193.tif 000013
【図７Ｂ】
0005934193.tif 000014
【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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