(57)【要約】【課題】可溶部の寸法や形状を自由に設定できるヒューズを提供することにある。【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、少なくとも可溶部１０が、立体造形法によって作製されている。また、可溶部１０が、側面視で略Ｚ字状の折り重ね形状に形成されている。【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、少なくとも前記可溶部が、立体造形法によって作製されていることを特徴とするヒューズ。
【請求項２】
前記可溶部が、側面視で略Ｚ字状の折り重ね形状に形成さ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関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図６は特許文献１に記載された連鎖型ヒューズ（ヒュージブルリンクとも呼ばれる）の構成を示す平面図である。この図６に示すヒューズ１０１は、それぞれに個別の可溶部１１０を介して導通された入力端子１０２と出力端子１０３とを備えている。可溶部１１０は、入力端子１０２と出力端子１０３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。
【０００３】
この種のヒューズ１０１は、一般的に、入出力端子１０２、１０３や可溶部１１０を含めて、銅合金の平板材をプレスで打ち抜くことにより形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２２６７４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、プレス成形により作製したヒューズ１０１の場合、製作上の制約から、可溶部１１０の断面積を小さくするのに制限があるため、可溶部の寸法や形状を自由に設定することができなかった。
【０００６】
例えば、可溶部１１０の断面積を小さくできない条件下で定格容量を確保する必要から、可溶部１１０の全長が長くなってしまうことがあった。そのため、可溶部１１０の取り回しに工夫が必要であり、図７に示すように、可溶部１１０を平面視屈曲形状に成形して全長を確保していた。
【０００７】
すなわち、長さＬ１１の第１直線部１１１と、第１直線部１１１の先端から折れ曲がった長さＬ１２の第２直線部１１２と、第２直線部１１２の先端から折れ曲がった長さＬ１３の第３直線部１１３とを連続して形成することで、全長Ｌ＝Ｌ１１＋Ｌ１２＋Ｌ１３の可溶部１１０を確保していた。
【０００８】
しかし、プレスの打ち抜きで、このように可溶部１１０を屈曲形状に形成する場合、打ち抜き加工の条件から余計な無駄スペースＳＰが必要になり、可溶部１１０の平面占有スペースが大きくなってしまい、結果的にヒューズの小型化に制限が生じる問題があった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解消することに係り、可溶部の寸法や形状を自由に設定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】
【００１０】
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、少なくとも前記可溶部が、立体造形法によって作製されていることを特徴とするヒューズ。
【００１１】
（２）  前記可溶部が、側面視で略Ｚ字状の折り重ね形状に形成されていることを特徴とする上記（１）に記載のヒューズ。
【００１２】
上記（１）の構成のヒューズによれば、可溶部が立体造形法によって作製されているので、可溶部の断面寸法、長さ、形状等を自由に設定することができる。従って、可溶部の断面寸法（幅や厚さ）を小さくすることで、可溶部の全長を短くすることができ、それにより、可溶部の小型化ひいてはヒューズの小型化を図ることが可能になる。
【００１３】
上記（２）の構成のヒューズによれば、可溶部の全長が長くなる場合でも、可溶部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、可溶部の小型化ひいてはヒューズの小型化に貢献することができる。また、折り重ね形状であるから、使用する姿勢によって、下側の可溶部の熱が上部に上昇することで、上側の可溶部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。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、可溶部が立体造形法によって作製されているので、可溶部の断面寸法、長さ、形状等を自由に設定することができ、容量変化にも柔軟に対応できる。
【００１５】
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】
【００１６】
【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は図１のヒューズの適用例を示す平面図である。
【図３】図３は第１実施形態の変形例を示す図で、図３（ａ）は可溶部の正面図、図３（ｂ）は可溶部の側面図である。
【図４】図４は本発明の第２実施形態としてのブレード型ヒューズの説明図で、図４（ａ）はブレード型ヒューズの全体斜視図、図４（ｂ）はブレード型ヒューズの絶縁ハウジングを除外したヒューズ本体だけの構成を示す斜視図である。
【図５】図５は図４（ｂ）のヒューズ本体のバリエーションの説明図で、図５（ａ）は可溶部を除外した一対のタブ端子のみの状態を示す斜視図、図５（ｂ）〜図５（ｅ）は異なる可溶部を組み込んだヒューズ本体の例を示す斜視図である。
【図６】図６は従来のヒューズの平面図である。
【図７】図７は図６のＡ部の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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（溶断設定部１１ｓの上面でも下面でも側面でも全周面でもよい）に設けられている。このように低融点金属層２０が設けられていることにより、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っている。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
また、低融点金属層２０についても、立体造形法による可溶部１０の作製と同時にチップ状の低融点金属を可溶部１０に層状に結合することができる。また、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してもよい。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。
【００２７】
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行くことで３次元製品形状を造形する手法である。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
このように、可溶部１０を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Ｌ（Ｌ＝第１帯板片部１１の長さＬ１＋第２帯板片部１２の長さＬ２＋第３帯板片部１３の長さＬ３）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。
【００３２】
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。
【００３３】
このように構成されたヒューズ１は、図２に示すように、連鎖型ヒューズ（ヒュージブルリンク）の一部に利用することができる。
【００３４】
なお、本実施形態では、可溶部１０だけを立体造形法で作製した場合を示したが、端子２、３を含めて立体造形法で作製してもよい。また、材料が異なるものの、低融点金属層２０を立体造形法で作製してもよい。
【００３５】
また、本実施形態では、ヒューズ１の第１帯板片部１１、第２帯板片部１２、第３帯板片部１３が鉛直方向に並んでいる場合、つまり、ヒューズ１を水平姿勢で配置する場合を想定して説明したが、図３に示すように、ヒューズ１を立てた姿勢で使用する場合も考えられる。そのような場合、溶断設定部１１ｓが図１に示すように第１帯板片部１１の長手方向の中央の位置にあると、第２帯板片部１２や第３帯板片部１３の上方でないので、それらの発生する熱の影響を受けにくくなる。
【００３６】
そこで、そのような使い方をする場合は、図３（ａ）、図３（ｂ）に示す変形例の可溶部１０Ｂのように、溶断設定部１１ｓを、使用時姿勢において上端側に位置する、例えば屈曲部１６に配置する。そうすると、第１帯板片部１１、第２帯板片部１２、第３帯板片部１３で発生する熱が、その溶断設定部１１ｓに向けて矢印Ｈで示すように上昇して行くことになるので、溶断設定部１１ｓの溶断を促進させることができる。この場合も、溶断設定部１１ｓには低融点金属層２０が設けられている。
【００３７】
図４は、本発明の第２実施形態としてのブレード型ヒューズの説明図で、図４（ａ）はブレード型ヒューズの全体斜視図、図４（ｂ）はブレード型ヒューズの絶縁ハウジングを除外したヒューズ本体だけの構成を示す斜視図、図５は、図４（ｂ）のヒューズ本体のバリエーションの説明図で、図５（ａ）は可溶部を除外した一対のタブ端子のみの状態を示す斜視図、図５（ｂ）〜図５（ｅ）は異なる可溶部を組み込んだヒューズ本体の例を示す斜視図である。
【００３８】
図４（ａ）に示すように、このブレード型ヒューズ５０は、ヒューズ本体５１（請求項１のヒューズに相当）を型内にセットして樹脂ハウジング５５をインサート成形したものである。ヒューズ本体５１は、図４（ｂ）に示すように、両端に一対のタブ端子５２、５３を有し、これら一対のタブ端子５２、５３の間に、両タブ端子５２、５３を導通接続し且つ過電流が流れた時に溶断する可溶部６０を有するものである。可溶部６０は、逆Ｕ字の湾曲形状に形成されており、両端がタブ端子５２、５３の内側縁に接合されている。
【００３９】
このヒューズ本体５１を構成する要素のうち、両タブ端子５２、５３は、図５（ａ）に示すように、銅合金の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６０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６０は、ＮＢ１０５等の銅合金の粉末焼結体で構成されている。
【００４０】
タブ端子５２、５３と可溶部６０の接続は、可溶部６０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６０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タブ端子５２、５３を保持しておき、それらのタブ端子５２、５３に一体化させる形で、立体造形法により可溶部６０を作製する。これにより、作製した可溶部６０とタブ端子５２、５３とが結合した製品（ヒューズ本体５１）を得ることができる。
【００４１】
このように、可溶部６０を立体造形法によって作製した場合、可溶部６０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、図５（ｂ）〜図５（ｅ）に示す可溶部６０Ｂ〜６０Ｅのように、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、溶断容量の異なるヒューズ本体５１Ｂ〜５１Ｅを容易に作製することができる。また、可溶部６０の断面寸法（幅や厚さ）を小さくすることで、可溶部６０の全長を短くすることができるので、それにより、可溶部６０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。
【００４２】
なお、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。
【００４３】
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。
【００４４】
［１］  一対の端子（２，３，５２，５３）間に、該両端子（２，３，５２，５３）を導通接続し且つ過電流が流れた時に溶断する可溶部（１０，６０，６０Ｂ〜６０Ｅ）を備えたヒューズ（１，５１，５１Ｂ〜５１Ｅ）であって、少なくとも前記可溶部（１０，６０，６０Ｂ〜６０Ｅ）が、立体造形法によって作製されていることを特徴とするヒューズ（１，５１，５１Ｂ〜５１Ｅ）。
【００４５】
［２］  前記可溶部（１０）が、側面視で略Ｚ字状の折り重ね形状に形成さ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】
【００４６】
１  ヒューズ
２，３  端子
１０  可溶部
５０  ヒューズ
５１，５１Ｂ〜５１Ｅ  ヒューズ本体（ヒューズ）
６０，６０Ｂ〜６０Ｅ  可溶部
【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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【図６】
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【図７】
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