(57)【要約】【課題】導体間の電気的導通を解除するヒューズ機能を備えた係合部材を提供する。【解決手段】係合部材１は、導体同士を挟み込む２つの挟持部２ａ、２ｂと、挟持部２ａ、２ｂ同士を接続する接続部３と、挟持部２ａの対向面５上に形成された、各導体からの伝熱により溶融する凸部４とを有する。弾性を有する第１の導体２０と第２の導体３０とは、この係合部材１によって、第１の導体２０を第２の導体３０に押しつけるようにして挟み込んで両者を電気的に接続している。導体２０、３０に異常電流が流れ、第１の導体２０に当接した凸部４が溶融すると、第１の導体２０を第２の導体３０に押しつける力が解除されて、各導体２０、３０同士が離間する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性を有する導体と、他の導体と、弾性を有する前記導体を他の前記導体に押しつけるようにして挟み込むことで前記各導体を当接させる係合部材とを有し、前記係合部材によって前記導体同士を電気的に接続させる係合機構において、
前記係合部材が、前記導体同士を挟み込む２つの挟持部と、前記各挟持部同士を接続する接続部と、少なくとも一方の前記挟持部の前記導体に面する面上に形成された、前記導体からの伝熱により溶融する凸部とを有し、前記導体に当接した前記凸部が溶融することで前記各導体同士が離間することを特徴とする係合機構。
【請求項２】
水平方向と交差する方向に重ねられた導体同士を挟み込むことで前記各導体を当接させる係合部材によって前記導体同士を電気的に接続させる係合機構において、
前記係合部材が、前記導体同士を挟み込む２つの挟持部と、前記各挟持部同士を接続する接続部と、少なくとも一方の前記挟持部の前記導体に面する面上に形成された、前記各導体からの伝熱により溶融する凸部とを有し、前記導体に当接した前記凸部が溶融することで、前記導体のうち、重力方向下側に重ねられた前記導体が自重により下がり、前記各導体同士が離間することを特徴とする係合機構。
【請求項３】
導体同士を挟み込んで当接させることで電気的に導通させる係合部材において、
前記導体同士を挟み込む２つの挟持部と、前記各挟持部同士を接続する接続部と、少なくとも一方の前記挟持部の前記導体に面する面上に形成された、前記各導体からの伝熱により溶融する凸部とを有することを特徴とする係合部材。
【請求項４】
前記凸部は樹脂からなる、請求項３に記載の係合部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導体同士を電気的に接続にさせる係合機構および係合部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
導体同士を電気的に接続させる方式としては、はんだ付け、ボンディング、超音波溶接、接続部材を熱かしめすることによる接合等、接続後における導体同士の離間については考慮せずに互いを接続させる方式がある。また、ボルトおよびナット、スナップフィット、クリップ等、接続後、導体同士の離間が可能な方式が挙げられる。前者の場合は、接続の際に手間を要するが電気的接続を確実にすることができるが、導体同士を離間させる際には、導体が破壊されてしまうおそれがある。一方、後者も、確実な電気的接続を可能にするとともに、作業者がボルトおよびナットを緩める、スナップフィットやクリップを取り外すことにより導体同士を容易に離間させることができる（例えば特許文献１の図１に記載されたスナップフィット等）。
【特許文献１】特開２００３−１６３４３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、小型化、軽量化が要求される電子機器等においては、部品点数の削減が要求されるなか、従来の接続方式は導体同士を電気的に接続させることのみを目的としており、他の機能を備えているものではない。よって、従来方式では、導体同士を接続する部材は接続専用に用いられ、例えば、回路構成において不可欠なヒューズは、ヒューズとして機能する専用部品を別途設ける必要があった。
【０００４】
そこで本発明は上記課題に鑑み、導体間の電気的な接続を解除するヒューズ機能を備えた、導体同士を電気的に接続にさせる係合機構および係合部材に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明の係合機構は、弾性を有する導体と、他の導体と、弾性を有する導体を他の導体に押しつけるようにして挟み込むことで各導体を当接させる係合部材とを有し、係合部材によって導体同士を電気的に接続させる係合機構において、係合部材が、導体同士を挟み込む２つの挟持部と、各挟持部同士を接続する接続部と、少なくとも一方の挟持部の導体に面する面上に形成された、導体からの伝熱により溶融する凸部とを有し、導体に当接した凸部が溶融することで各導体同士が離間することを特徴とする。
【０００６】
上記のとおり、本発明の係合機構は、通常状態では、接続部によって接続された２つの挟持部によって離間しようとする導体を挟み込んで電気的に接続している。本発明の係合機構に用いられる係合部材の導体に面する面上には導体に当接するように凸部が設けられており、この凸部は導体からの伝熱により溶融するものである。すなわち、本発明の係合機構の係合部材は、通常状態では、導体同士を電気的に接続させる機構を有しているが、導体に異常電流が流れ導体が発熱することで凸部が溶融することで、導体同士を押さえつける力が解除され、その結果、導体同士を離間させるヒューズとして機能させることができる。
【０００７】
また、本発明の係合機構は、水平方向と交差する方向に重ねられた導体同士を挟み込むことで各導体を当接させる係合部材によって導体同士を電気的に接続させる係合機構において、係合部材が、導体同士を挟み込む２つの挟持部と、各挟持部同士を接続する接続部と、少なくとも一方の挟持部の導体に面する面上に形成された、各導体からの伝熱により溶融する凸部とを有し、導体に当接した凸部が溶融することで、導体のうち、重力方向下側に重ねられた導体が自重により下がり、各導体同士が離間することを特徴とする。
【０００８】
この構成の場合、導体を重力方向と交差する方向に重ね合わせておき、異常電流により導体が発熱し凸部が溶融することで重力方向下側に重ねられた導体が自重により下がり、各導体同士を離間させることができる。
【０００９】
本発明の係合部材は、導体同士を挟み込んで当接させることで電気的に導通させる係合部材において、導体同士を挟み込む２つの挟持部と、各挟持部同士を接続する接続部と、少なくとも一方の挟持部の導体に面する面上に形成された、各導体からの伝熱により溶融する凸部とを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の係合部材は凸部が樹脂からなるものであってもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、導体間の電気的な接続をなす係合部材に、異常時においては電気的な接続を解除するためのヒューズ機能を持たせることができ、装置の部品点数の削減、軽量化および小型化等を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１を用いて本実施形態の係合機構による導体の係合およびその解除方法について説明する。
【００１３】
図１（ａ）は、本実施形態の係合部材により第１の導体と第２の導体とを挟持し、互いに当接させることで電気的に導通させた状態を示した側断面図である。図１（ｂ）は係合部材の凸部が溶け始め、第１の導体と第２の導体との電気的な接続が解除され始めた状態を示す。図１（ｃ）は凸部が完全に溶けることで第１の導体と第２の導体との電気的な接続が完全に解除された状態を示すものである。
【００１４】
また、図２に図１（ａ）中矢印ａ方向からみた係合部材の平面図を示す。なお、図２は、簡単のため、挟持部、第１の導体および第２の導体は図示していない。
［係合部材］
本実施形態の係合部材１は、図１（ａ）に示すように、２つの挟持部２ａ、２ｂと、これら２つの挟持部２ａ、２ｂを接続する接続部３と、挟持部２ｂに対して対向する挟持部２ａの対向面５上に形成された凸部４とを有する。
【００１５】
図２に示すように、挟持部２ａの対向面５の中心部分には接続部３が一体的に設けられている。また、対向面５上の接続部３の周辺である周縁部５ａ上には凸部４が４箇所設けられている。対向面５上に設けられた凸部４は樹脂等からなり、第１の導体２０からの伝熱により溶融するものである。なお、この凸部４は挟持部２ａに一体的に設けられているものであってもよく、この場合、挟持部２ａも樹脂製となる。
【００１６】
図１（ａ）および図２から理解されるように、凸部４の形状は円錐形状である。凸部４は、その頂部にて第１の導体２０の主面２１に点接触する。なお、本実施形態では、熱に対する応答性を高めるため、凸部４の形状を図２に示すような円錐形状としたが、これに限定されるものではなく、図３に示すように円柱形状であってもよいし、他の形状、例えば、接続部３を囲む円環形状であってもよい。また、凸部４の個数も４個に限定されるものではない。
【００１７】
接続部３は少なくとも、電気的に接続させる第１の導体２０と第２の導体３０とを重ね合わせた厚み以上の長さを有する。
【００１８】
挟持部２ｂは第２の導体３０の下面３１から延出した接続部３の端部を熱で溶かしてかしめることで形成されたものである。
【００１９】
なお、本実施形態においては挟持部２ａ、２ｂは接続部３と一体的に構成されたものであるが、接続部３から着脱自在な構成としてもよい。例えば、挟持部２ｂが接続部３に対して着脱自在に構成されており、上側に示されている挟持部２ａが接続部３に対して一体的に設けられている構成としてもよい。すなわち、第１の導体２０と第２の導体３０とを電気的に接続するに際して、まず、係合部材１の接続部３を、貫通穴４０を挿通させておき、その後に下側の挟持部２ｂを、第２の導体３０の下面から突出した接続部３の端部に取り付けることで、図１（ａ）に示す状態となるものであってもよい。
【００２０】
なお、図１には、第１の導体２０側に面する挟持部２ａに凸部４が形成された例を示したが、これと逆の構成であってもよい。すなわち、第２の導体３０側に面する挟持部２ｂに凸部４が形成されており、挟持部２ａが熱かしめ、あるいは後から取り付けられる構成としてもよい。
【００２１】
さらには、凸部４が形成されていない側をいわゆるスナップフィットとしてもよい。
［導体］
本実施形態では凸部４が接触する第１の導体２０の断面積が第２の導体３０の断面積より小さいことにより第１の導体２０の抵抗値が第２の導体３０よりも高い。すなわち、第１の導体２０の抵抗値が第２の導体３０よりも高いことで、同じ電流が流れても第１の導体２０のほうが第２の導体３０よりも発熱量が高くなるようにしている。例えば、第１の導体２０が、基板あるいはフィルム上に形成された導線パターンであり、第２の導体３０がバスバーである。
【００２２】
また、第１の導体２０が弾性を有し、本発明の係合部材１によって第２の導体３０に対して押しつけるようにして挟み込まれている。つまり、係合部材１によって挟み込む前の状態では、第１の導体２０が第２の導体３０に対して反り返ることで第１の導体２０が第２の導体３０から離間するようになっている。なお、第１の導体２０が形成された基板あるいはフィルムが第１の導体２０に代えて弾性を有するものであってもよい。
［係合部材による電気的接続］
次に、本実施形態の係合部材１による第１の導体２０と第２の導体３０との電気的な接続の方法について説明する。
【００２３】
まず、第１の導体２０と第２の導体３０との貫通穴４０が揃うように第１の導体２０と第２の導体３０とを重ね合わせる。次に、係合部材１の接続部３を貫通穴４０に差込み、挿通させる。この状態では第１の導体２０は第２の導体３０に対して反り返り、第１の導体２０と第２の導体３０とは離間した状態にある。
【００２４】
次に、第１の導体２０を第２の導体３０に押しつけるようにして互いに当接させる。次に、この状態で第２の導体３０の下面３１から延出した接続部３の端部を加熱して溶かすことでかしめ、挟持部２ｂを形成する。なお、熱かしめにより挟持部２ｂを形成する際の熱が凸部４に伝わり凸部４を溶かしてしまうことのないように留意する。
【００２５】
以上により、第１の導体２０と第２の導体３０とが当接し、両者の電気的な接続がなされる。
［係合部材による電気的接続の解除］
上述のようにして第１の導体２０と第２の導体３０とは係合部材１により電気的に接続されているが、何らかの異常が発生し、第１の導体２０および第２の導体３０に異常電流が流れた場合、本実施形態の係合部材１はヒューズとして機能し、第１の導体２０と第２の導体３０との電気的な接続を解除する。
【００２６】
異常電流が流れると第１の導体２０と第２の導体３０はジュール熱を発生する。第１の導体２０が発熱することで、図１（ｂ）に示すように、第１の導体２０の主面２１に点接触している凸部４が溶融する。これにより、弾性を有する第１の導体２０が矢印ａ方向に反り返り始め、互いに接触していた第１の導体２０と第２の導体３０が離間し始める。
【００２７】
そして、最終的には図１（ｃ）に示すように凸部４が溶けて挟持部２ａの対向面５が第１の導体２０の主面２１に当接するまでに至る。このような状態となることで、第１の導体２０と第２の導体３０との電気的な接続が確実に解除されることとなる。
【００２８】
なお、本実施形態の場合、第１の導体２０の断面積が第２の導体３０の断面積よりも小さいため、第１の導体２０の発熱量が第２の導体３０よりも大きい。また、凸部４はその頂部で第１の導体２０の主面２１に対して点接触しているので、凸部４は第１の導体２０の昇温に対して応答性よく溶ける。すなわち、本実施形態の係合部材１は、異常電流が流れた際に、即座に第１の導体２０と第２の導体３０との導通を解除することが可能な高い応答性を有するヒューズとして機能する。
【００２９】
本実施形態では、第１の導体２０が弾性を有し、これが反り返るようにすることで導体同士を離間させる例について説明したが、本発明の結合機構は、導体が弾性を有するものでなく、重力を利用した形態に対しても適用可能である。すなわち、図１に示すように、第１の導体２０および第２の導体３０とを水平方向に交差する方向に重ね合わせて使用した場合、凸部４が第１の導体２０からの伝熱により溶融することで凸部４の高さが低くなる。凸部４の高さが低くなることで、その分、第２の導体３０が自重により矢印ｂ方向に下がることとなり、第１の導体２０と第２の導体３０との電気的な接続が解除される。
【００３０】
以上、本実施形態によれば、第１の導体２０および第２の導体３０に異常電流が流れて導体が発熱すると、この熱により各導体を挟持して当接させていた挟持部材の凸部４が溶融することで両者を離間させるヒューズとして機能させることができる。
（第２の実施形態）
図４に本実施形態の係合部材の構造を示す側断面図を示す。
【００３１】
第１の実施形態では、凸部４は挟持部２ａの側にのみ設けられていたが、本実施形態の係合部材１００は、挟持部１０２ａ、１０２ｂの双方に凸部１０４ａ、１０４ｂが設けられている点が異なる。なお、本実施形態の場合、挟持部１０２ａあるいは挟持部１０２ｂのいずれか一方は接続部１０３と別体として構成されることとなる。
【００３２】
本実施形態の場合、凸部１０４ａあるいは凸部１０４ｂの双方が溶融を開始することで、より迅速に第１の導体１２０と第２の導体１３０との電気的な接続を解除することができる。
（第３の実施形態）
第１の実施形態および第２の実施形態では、第１および第２の導体に貫通穴が形成されており、この貫通穴に係合部材の接続部を挿通させる形状のものを例に説明したが、本実施形態では、第１および第２の導体に貫通穴が形成されていない場合に適用可能な形状の係合部材について説明する。
【００３３】
図５に本実施形態の係合部材の構造を示す側断面図を示す。
【００３４】
本実施形態の係合部材２００の形状は挟持部２０２ａおよび挟持部２０２ｂの一端側を接続部２０３が接続することでコ字形状となっている。すなわち、係合部材２００は、いわゆるクリップの形状をしており、重ね合わせた第１の導体２２０と第２の導体２３０とを端面で挟み込むようになっている。本実施形態の係合部材２００も第１および第２の実施形態の係合部材１、１００と同様に挟持部２０２ａの対向面２０５に凸部２０４が設けられており、異常電流が導体に流れて導体が発熱して凸部２０４が溶けることで第１の導体２２０と第２の導体２３０との電気的な接続が解除される。
【００３５】
なお、以上説明した各実施形態は、適宜組み合わせたものとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１の実施形態の係合機構による導体の係合およびその解除方法についての説明図である。
【図２】図１（ａ）中矢印ａ方向からみた係合部材の平面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における、円筒形状の凸部を有する係合部材の側面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の係合部材の側面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態の係合部材の側面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１    係合部材
２ａ、２ｂ    挟持部
３    接続部
４    凸部
５    対向面
５ａ    周縁部
２０    導体
２１    主面
３０    導体
３１    下面
４０    貫通穴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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