(57)【要約】【課題】  高耐圧でありながら小型化が可能なヒューズを提供すること。【解決手段】  絶縁性基板２と、絶縁性基板上に形成された一対の電極３と、一対の電極に両端が接続されたヒューズ部４と、絶縁性基板上で少なくともヒューズ部を覆う絶縁性封止材５とを備え、ヒューズ部が、前記両端の間の中間部において少なくとも一部が盛り上がって形成され、中間部と絶縁性基板との間に少なくとも一対の電極間にわたって空間Ｓが設けられている。また、ヒューズ部は、一対の電極間を横切る断面形状が略波状とされた略波板状に形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基板と、
前記絶縁性基板上に形成された一対の電極と、
前記一対の電極に両端が接続されたヒューズ部と、
前記絶縁性基板上で少なくとも前記ヒューズ部を覆う絶縁性封止材とを備え、
前記ヒューズ部が、前記両端の間の中間部において少なくとも一部が盛り上がって形成され、前記中間部と前記絶縁性基板との間に少なくとも前記一対の電極間にわたって空間が設けられていることを特徴とするヒューズ。
【請求項２】
請求項１に記載のヒューズにおいて、
前記ヒューズ部が、前記一対の電極間を横切る断面形状が略波状とされた略波板状に形成されていることを特徴とするヒューズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の電気回路において過電流発生時や異常温度時に溶断して電子部品や回路等を保護するヒューズに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車や電気製品等には、過電流や異常温度から電子部品や回路等を保護するためにヒューズが組み込まれている。特に近年、ハイブリッドカーや電気自動車等には、複数のバッテリーやコンデンサが搭載されており、これらに関連した保護回路にもヒューズが用いられている。
従来、高耐圧のヒューズでは、絶縁距離を確保するため、外形を大きくする必要があり、また大電流用途では、アークを防止若しくは素早く消孤するための構造を必要としていた。また、小型化するために、ヒューズを樹脂等でモールドする方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２４３３８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
従来の樹脂等でヒューズ部をモールドしたヒューズ構造では、ヒューズ部が溶けても溶断しない又は溶断し難いという問題があった。特に、ハイブリッドカーや電気自動車等に搭載の高電圧機器において、制御装置が小型化する中でヒューズにおいても高耐圧特性を有しながら小型化することが要望されている。
【０００５】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、高耐圧でありながら小型化が可能なヒューズを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、第１の発明に係るヒューズは、絶縁性基板と、前記絶縁性基板上に形成された一対の電極と、前記一対の電極に両端が接続されたヒューズ部とを備え、前記ヒューズ部が、前記両端の間の中間部において少なくとも一部が盛り上がって形成され、前記中間部と前記絶縁性基板との間に少なくとも前記一対の電極間にわたって空間が設けられていることを特徴とする。
このヒューズでは、中間部と絶縁性基板との間に少なくとも一対の電極間にわたって空間が設けられているので、ヒューズ部が溶融した際に、下部に空間が存在することで形状変化して空間内で移動し易くなり、外側が樹脂等の絶縁性封止材で封止されていても容易に溶断可能となる。また、ヒューズ部下部の空間を大きく設定することで、耐圧が高くなると共に消孤距離も十分に確保することができる。
【０００７】
第２の発明に係るヒューズは、第１の発明において、前記ヒューズ部が、前記一対の電極間を横切る断面形状が略波状とされた略波板状に形成されていることを特徴とする。
すなわち、このヒューズでは、ヒューズ部が、一対の電極間を横切る断面形状が略波状とされた略波板状に形成されているので、ヒューズ部全体の剛性が高くなり、外側を封止する際に押し潰されることなく下部に複数の空間を形成することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係るヒューズによれば、中間部と絶縁性基板との間に少なくとも一対の電極間にわたって空間が設けられているので、外側が樹脂等で封止されていても容易に溶断可能となると共に、高耐圧で消孤距離も十分に確保することができる。
したがって、本発明のヒューズでは、高耐圧で小型化が可能になり、特にバッテリーやコンデンサが搭載されたハイブリッドカーや電気自動車等の保護回路用として好適である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係るヒューズの一実施形態を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ’断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係るヒューズの一実施形態を、図１から図３を参照しながら説明する。
【００１１】
本実施形態のヒューズシステム１は、図１から図３に示すように、絶縁性基板２と、絶縁性基板２上に形成された一対の電極３と、一対の電極３に両端が接続されたヒューズ部４と、絶縁性基板２上で少なくともヒューズ部４を覆う絶縁性封止材５とを備えている。
上記ヒューズ部４は、前記両端の間の中間部において少なくとも一部が盛り上がって形成され、中間部と絶縁性基板２との間に少なくとも一対の電極３間にわたって空間Ｓが設けられている。
【００１２】
このヒューズ部４は、一対の電極３間を横切る断面形状が略波状とされた略波板状に形成されている。すなわち、略波板状のヒューズ部４としたことで、中間部と絶縁性基板２との隙間に、一対の電極３を結ぶ方向に延在する複数のトンネル状の空洞（空間Ｓ）が形成されている。なお、上記略波状には、山折りと谷折りとを繰り返した蛇腹形状も含むものである。
ヒューズ部４の材料としては、例えばＡｇ／Ｓｎ／Ｃｕ、Ｓｎ／Ｐｂ、Ａｇ／Ｓｎ、Ａｕ／Ｓｎ／ＣｕまたはＡｕ／Ｓｎ等の低融点合金が採用可能である。
【００１３】
ヒューズ部４は、両端が下部の電極３に押し潰された状態で、はんだ付け、超音波溶接又は圧接されている。なお、ヒューズ部４の両端を下部の電極３に接触させた状態でヒューズ部４の側辺部を接着剤で絶縁性基板２上に固定しても構わない。この場合、ヒューズ部４と電極３とは電気的に接続されているが、互いに接合されていない。
【００１４】
上記一対の電極３は、例えばメッキ膜、蒸着膜又はスパッタリングにより成膜された金属膜等が採用可能である。例えば、電極３は、Ｃｕのスパッタリングターゲットを用いたスパッタリングによって成膜されたＣｕ膜である。
なお、一対の電極３に両端が接続されていると共に電極３よりも幅狭で細く延在するヒューズ金属膜を、一対の電極３間にパターン形成しても構わない。この場合、ヒューズ金属膜上方のヒューズ部４が溶融した際に、下方のヒューズ金属膜が溶断する。なお、ヒューズ金属膜を採用する際は、ヒューズ部４はヒューズ金属膜の約１０倍の厚さとすることが好ましい。
【００１５】
上記絶縁性基板２は、例えばＡｌＮ等のセラミックス基板である。
上記絶縁性封止材５は、例えばエポキシ樹脂やシリコーンセメント等が採用可能である。
なお、図１から図３では、一対の電極３が絶縁性封止材５で覆われているが、電極３の一部は絶縁性封止材５の外側まで絶縁性基板２上に延在している図示しない端子用電極に接続されている。
【００１６】
本実施形態のヒューズ１では、一対の電極３間に過電流が流れた場合、抵抗加熱又は発熱によってヒューズ部４が溶融する。この際、溶融したヒューズ部４は、下部に空間Ｓが有ることによって変形し易くなり、中央部を境にして両側の電極３側に向けて分かれて移動することで、溶断する。すなわち、ヒューズ部４の下部の空間Ｓが、溶融時の自由移動空間となることで、容易にヒューズ部４を溶断させることができる。なお、本実施形態のヒューズ１では、絶縁性封止材５によって、耐圧が高くなると共に、電極３間のアークの発生が抑制される若しくは生じたアークが素早く消孤される。
【００１７】
このように本実施形態のヒューズ１では、中間部と絶縁性基板２との間に少なくとも一対の電極３間にわたって空間Ｓが設けられているので、ヒューズ部４が溶融した際に、下部に空間Ｓが存在することで形状変化して空間Ｓ内で移動し易くなり、外側が絶縁性封止材５で封止されていても容易に溶断可能となる。また、ヒューズ部４下部の空間Ｓを大きく設定することで、耐圧が高くなると共に消孤距離も十分に確保することができる。
【００１８】
また、ヒューズ部４が、一対の電極３間を横切る断面形状が略波状とされた略波板状に形成されているので、ヒューズ部４全体の剛性が高くなり、外側を封止する際に押し潰されることなく下部に複数の空間Ｓを形成することができる。
【００１９】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態のようにヒューズ部を略波板状に形成することが好ましいが、中間部を盛り上げて中間部下部に空間を形成する形状であれば他の形状でも構わない。例えば、断面矩形状や断面台形状の略箱型形状や、断面円弧状の略ドーム形状のヒューズ部として中間部の下部に空間を形成しても構わない。
【符号の説明】
【００２０】
１…ヒューズ、２…絶縁性基板、３…電極、４…ヒューズ部、５…絶縁性封止材、Ｓ…ヒューズ部下部の空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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