(57)【要約】【課題】低融点金属を溶断予定部に搭載する際の量や母材との接触面積を精度良く管理することのできるヒューズを提供する。【解決手段】一対の端子２、３間に、該両端子２、３を導通接続し且つ過電流が流れた時に溶断する可溶部１０を備えたヒューズ１であって、前記可溶部１０の溶断設定部１１ｓ上に立体造形法によって低融点金属層２０が作製されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の端子間に、該両端子を導通接続し且つ過電流が流れた時に溶断する可溶部を備えたヒューズであって、前記可溶部の溶断設定部上に立体造形法によって低融点金属層が作製されていることを特徴とするヒューズ。
【請求項２】
前記低融点金属層が前記溶断設定部の断面の周囲に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のヒューズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過電流が流れた際に溶断して通電を遮断するヒューズに係り、特に溶断設定部に低融点金属が配設されたヒューズに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図４は特許文献１に記載されたヒューズの構成を示す平面図である。この図４に示すヒューズ１０１は、可溶部１１０を介して導通された一対の端子１０２、１０３と、可溶部１１０上の溶断設定部１１１に加締片１１２を用いて加締め固着されたチップ状の低融点金属１２０とからなるものである。可溶部１１０は、端子１０２、１０３間を導通接続し且つ過電流が流れた時に溶断する部分である。低融点金属１２０は、通電による可溶部１１０の温度上昇で溶融し、溶断設定部１１１内に拡散して合金相を形成し、溶断を促進するためのものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２８９５１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、低融点金属１２０を可溶部１１０上に搭載する際に、低融点金属１２０の位置や量を管理することは非常に重要であるが難しい。従来のように、チップ状の低融点金属１２０を加締片１１２を用いて固着する場合では、低融点金属１２０の量がばらついたり、低融点金属１２０と可溶部１１０の接触面積がばらついたりしやすい。そのようなばらつきが大きくなると、図５に示すように、溶断特性のばらつきも大きくなり、最悪の場合は、溶断規格を満足しないスペックアウトのものも出てくる。そうした場合、電線発煙保護ができない場合も考えられる。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解消することに係り、低融点金属を溶断予定部に搭載する際の量や母材との接触面積を精度良く管理することのできるヒューズを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）  一対の端子間に、該両端子を導通接続し且つ過電流が流れた時に溶断する可溶部を備えたヒューズであって、前記可溶部の溶断設定部上に立体造形法によって低融点金属層が作製されていることを特徴とするヒューズ。
（２）  前記低融点金属層が前記溶断設定部の断面の周囲に設けられていることを特徴とする上記（１）に記載のヒューズ。
【０００７】
上記（１）の構成のヒューズによれば、低融点金属層を立体造形法によって作製しているので、低融点金属の量及び母材（可溶部）との接触面積を、設計的に決められた範囲内に収めることが容易にできる。つまり、低融点金属の量や接触面積のばらつきを小さく抑制することができる。従って、ヒューズの溶断特性のばらつきを抑えて、設計の狙い通りの溶断特性を得ることができ、電線の発煙防止を確実に行うことができる。
上記（２）の構成のヒューズによれば、低融点金属層を溶断設定部の断面の周囲に設けたので、溶断設定部への低融点金属の拡散を促進させることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、低融点金属層が立体造形法によって作製されているので、低融点金属層の量や可溶部（母材）との接触面積を精度良く管理することができる。
【０００９】
以上、本発明について簡潔に説明した。さらに、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は本発明の第１実施形態のヒューズの説明図で、図１（ａ）は可溶部を中心に示す斜視図、図１（ｂ）は可溶部の平面図、図１（ｃ）は可溶部の側面図である。
【図２】図２は低融点金属層を設ける位置を説明する図で、図２（ａ）は溶断設定部の上面に低融点金属層が設けられている場合を示す断面図、図２（ｂ）は溶断設定部の断面の周囲に低融点金属層が設けられている場合を示す断面図である。
【図３】図３は図１のヒューズの特性図である。
【図４】図４は従来のヒューズの一例を示す斜視図である。
【図５】図５は従来のヒューズの特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は実施形態のヒューズの説明図で、図１（ａ）は可溶部を中心に示す斜視図、図１（ｂ）は可溶部の平面図、図１（ｃ）は可溶部の側面図である。
【００１２】
図１（ａ）〜図１（ｃ）に示すように、この実施形態のヒューズ１は、両端に一対の平板状の端子２、３を有し、これら一対の端子２、３の間に、両端子２、３を導通接続し且つ過電流が流れた時に溶断する可溶部１０を有するものである。可溶部１０の所定箇所（後記する溶断設定部１１ｓ）には低融点金属層２０が設けられている。
【００１３】
ここで、端子２、３及び可溶部１０を構成する金属導体は、銅合金よりなる。一方、低融点金属層２０は、銅（Ｃｕ）よりも融点の低いスズ（Ｓｎ）又はスズ合金よりなり、通電による温度上昇で溶融し溶断設定部内に拡散して合金相を形成するようになっている。
【００１４】
可溶部１０は、最上側の第１帯板片部１１と、その下側の第２帯板片部１２と、最下側の第３帯板片部１３と、を連続形成した側面視略Ｚ字状の折り重ね形状をなしている。具体的には、第１帯板片部１１の先端に、厚さ方向にＵ字状に屈曲した屈曲部１６を介して、第２帯板片部１２が連続し、第２帯板片部１２の先端に、厚さ方向にＵ字状に屈曲した屈曲部１７を介して、第３帯板片部１３が連続している。
【００１５】
そして、第３帯板片部１３の真上に第２帯板片部１２が近い距離で位置し、第２帯板片部１２の真上に第１帯板片部１１が近い距離で位置している。また、第１帯板片部１１の基端部１１ａと第３帯板片部１３の基端部１３ａは、同じ高さに設定され、それぞれ端子２、３に接続されている。
【００１６】
最上側の第１帯板片部１１の長さ方向の中間部には、過電流による温度上昇で溶融切断する溶断設定部１１ｓが設けられている。溶断設定部１１ｓは、幅方向の両側縁に切欠１４を入れることで断面積が他の部分より局部的に縮小され、それにより大電流が流れた際に瞬断するように設定された部分である。
【００１７】
低融点金属層２０は、可溶部１０を構成する可溶金属導体より融点が低く過電流により溶融し溶断設定部１１ｓに拡散して合金相を形成するものであり、溶断設定部１１ｓ上に設けられている。なお、低融点金属層２０は、図２（ａ）に示すように、溶断設定部１１ｓの上面だけに設けられていてもよいし、下面だけに設けられていてもよいし、上面と下面の両方に設けられていてもよいし、いずれか一方又は両方の側面に設けられていてもよいし、また、図２（ｂ）に示すように、溶断設定部１１ｓの断面の全周面に設けられていてもよい。
【００１８】
このヒューズ１を構成する要素のうち、両端子２、３は、金属平板材をプレスで打ち抜くことで形成されている。一方、可溶部１０は、プレス成形ではなく、立体造形法（いわゆる３Ｄプリンタによる３次元造形法）で形成されている。この可溶部１０は、ＮＢ１０５等の銅合金の粉末焼結体で構成されている。また、低融点金属層２０も、スズ粉末又はスズ合金粉末を材料として立体造形法（いわゆる３Ｄプリンタによる３次元造形法）で形成されている。
【００１９】
端子２、３と可溶部１０の接続は、可溶部１０を立体造形法で作製した後に、溶着手段などを用いて行うことも可能であるが、ここでは、可溶部１０の作製に立体造形法を採用することから、その立体造形法そのものによって行っている。つまり、予め立体造形法を実施する造形空間に端子２、３を保持しておき、それらの端子２、３に一体化させる形で、立体造形法により可溶部１０を作製する。これにより、作製した可溶部１０と端子２、３とが結合した製品を得ることができる。
【００２０】
また、低融点金属層２０についても、可溶部１０の作製後に、その作製した可溶部１０を造形空間に保持し、その上で低融点金属層２０を、可溶部１０に一体化する形で、立体造形法により作製することができる。また、異種金属である可溶部１０と低融点金属層２０を、同時に立体造形法により作製することも考えられる。
【００２１】
立体造形法とは、製品の３次元形状データを計算機上で薄い層にスライスし、スライスした各層の断面形状データを計算して、計算したデータにより薄い層を物理的に順番に作製し、これを積層結合していくことで３次元製品形状を造形する手法である。
【００２２】
立体造形法には、熱溶解積層方式、光造形方式、粉末焼結方式、インクジェット方式、プロジェクション方式、インクジェット粉末積層方式などがあるが、ここでは、材料が金属であることから、粉末焼結方式あるいはインクジェット粉末積層方式が有効である。
【００２３】
例えば、粉末焼結方式では、次の順番で造形を進める。
（１）まず、造形用のベッドの上に材料粉末を薄く敷く。
（２）次に、断面形状のうち最下層の断面形状を、レーザ、電子ビーム、紫外線などで描画し、描画部分の粉末を焼結する。
（３）最下層の断面を焼結後、ベッドをスライス間隔に等しい高さだけ下降させ、ベッド上にスライス間隔に等しい薄さで材料粉末を敷く。
（４）次に、先に作製した断面より１つ上の層の断面形状を再びレーザ描画して焼結する。
（５）これを繰り返すことで立体物を造形する。
【００２４】
また、インクジェット粉末積層方式では、インクジェットプリンタの要領で、材料粉末を吐出し、その材料粉末にレーザや紫外線、熱などを加えて焼結させ、薄い層の積層と焼結を順番に繰り返しながら一体の立体物を造形する。
【００２５】
このように、少なくとも低融点金属層２０を溶断設定部１１ｓ上に立体造形法によって作製しているので、低融点金属の量及び母材（可溶部）との接触面積を、設計的に決められた範囲内に収めることが容易にできる。例えば、低融点金属層２０と母材（溶断設定部１１ｓ）の接触面積をＳ、低融点金属の体積（量）をＭ、平面視矩形の低融点金属層２０の縦横寸法をａ、ｂ、厚さとｔとすると、
Ｓ＝ａ×ｂ
Ｍ＝Ｓ×ｔ
となる。
【００２６】
ａ、ｂ、ｔの値は、立体造形法による場合には管理しやすいので、低融点金属の量及び母材（可溶部）との接触面積を精度良く管理することができる。つまり、低融点金属の量や接触面積のばらつきを小さく抑制することができ、従って、図３に示すように、ヒューズの溶断特性のばらつきを抑えて、溶断企画に収まる設計の狙い通りの溶断特性を得ることができ、電線の発煙防止を確実に行なうことができる。
【００２７】
図３に示すように、本実施形態の溶断特性は溶断規格内に収まっており、スペックアウトの問題もなく、図５に示す従来の構成による溶断特性よりも優れている。
【００２８】
また、図２（ｂ）に示すように、低融点金属層２０を溶断設定部１１ｓの断面の周囲に設けた場合は、溶断設定部１１ｓへの低融点金属の拡散を促進させることができる。
【００２９】
このように低融点金属層２０が精度良く形成されている場合は、可溶部１０と低融点金属層２０との間に広い接触面が確保され、この広い接触面を介して電流及び熱が低融点金属層２０に有効に伝導されるようになる。
【００３０】
また、この実施形態では、可溶部１０も立体造形法によって作製しているので、可溶部１０の断面寸法、長さ、形状等を自由に設定することができる。例えば、厚さを変えたり、幅を変えたり、長さを変えたり、形状を変えたり、を自由に行うことができる。従って、可溶部１０の断面寸法（幅や厚さ）を小さくすることで、可溶部１０の全長を短くすることができ、それにより、可溶部１０の小型化ひいてはヒューズ１の小型化を図ることが可能になる。
【００３１】
また、可溶部１０の全長が長くなる場合でも、本実施形態のように、可溶部１０を立体的に構成することで、平面視形状を小さくすることができ、可溶部１０の小型化ひいてはヒューズ１の小型化に貢献することができる。特に実施形態のヒューズ１の場合、可溶部１０が折り重ね形状であるから、使用する姿勢によって、下側の可溶部（第２、第３帯板片部１２、１３）の熱が上部に図１（ｃ）中の矢印Ｈのように上昇することで、上側の可溶部（第１帯板片部１１）の溶断設定部１１ｓの溶断を促進させることができ、溶断性能を高めることができる。
【００３２】
なお、本実施形態では、低融点金属層２０及び可溶部１０を立体造形法で作製した場合を示したが、端子２、３を含めてヒューズ１全体を立体造形法で作製することも可能である。
【００３３】
また、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【００３４】
例えば、上述の実施形態では、可溶部１０を立体造形法により作製している場合を示したが、可溶部１０は、立体造形法によらないで作製してもよい。
【００３５】
ここで、上述した本発明に係るヒューズの実施形態の特徴をそれぞれ以下［１］〜［２］に簡潔に纏めて列記する。
【００３６】
［１］  一対の端子（２、３）間に、該両端子（２、３）を導通接続し且つ過電流が流れた時に溶断する可溶部（１０）を備えたヒューズ（１）であって、前記可溶部（１０）の溶断設定部（１１ｓ）上に立体造形法によって低融点金属層（２０）が作製されていることを特徴とするヒューズ（１）。
【００３７】
［２］  前記低融点金属層（２０）が前記溶断設定部（１１ｓ）の断面の周囲に設けられていることを特徴とする上記［１］に記載のヒューズ（１）。
【符号の説明】
【００３８】
１  ヒューズ
２，３  端子
１０  可溶部
１１ｓ  溶断設定部
２０  低融点金属層
【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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