(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒューズ素子（２）を備えるヒューズ部品（１）であって、
前記ヒューズ素子（２）は、絶縁体（３）の内部に配置され、
前記ヒューズ素子（２）は、前記絶縁体（３）の２つの端面の間を延びており、
前記絶縁体（３）の各端面は、導電性の端部キャップ（４）で閉鎖されており、
前記端部キャップ（４）は、前記ヒューズ素子（２）と電気的に接触しており、
前記絶縁体（３）は、少なくとも前記端部キャップ（４）の領域において、少なくとも２つの殻部（５ａ，５ｂ）から構成されており、前記殻部（５ａ，５ｂ）は、結合された状態において、前記ヒューズ素子（２）を収容するチャネル（６）を形成しており、
前記チャネル（６）は、前記絶縁体（３）の長手方向に平行に延びており、
前記殻部（５ａ，５ｂ）は、結合された状態において、少なくとも１つの段部（７）により、軸方向において互いに固定されている、ヒューズ部品（１）において、
各前記殻部（５ａ，５ｂ）は、少なくともほぼＬ字型の断面を有し、前記殻部（例えば５ａ）に設けられた凸部（９）が、他方の殻部（例えば５ｂ）に設けられた凹部（８）に嵌合し、
前記半殻部（５ａ，５ｂ）の端部領域に、ヒューズ部品（１）の長手軸に対して横方向に円周に沿って延びる溝が設けられ、前記端部キャップ（４）は、前記絶縁体（３）の溝（１０）に係合する、内部に向けられたつまみ部（１１）を有していることを特徴とする、ヒューズ部品（１）。
【請求項２】
前記絶縁体（５）全体が、少なくとも２つの長手方向に延びる殻部（５ａ，５ｂ）から成る、請求項１に記載のヒューズ部品（１）。
【請求項３】
前記殻部（５ａ，５ｂ）は、嵌合形状を有している、請求項１または２に記載のヒューズ部品（１）。
【請求項４】
前記殻部（５ａ，５ｂ）は、射出成形部品である、請求項１〜３のいずれかに記載のヒューズ部品（１）。
【請求項５】
前記殻部は、同一の形状を有している、請求項１〜４のいずれかに記載のヒューズ部品（１）。
【請求項６】
前記ヒューズ素子（２）は、屈曲した端部（１５ａ，１５ｂ）を有している、請求項１〜５のいずれかに記載のヒューズ部品（１）。
【請求項７】
前記ヒューズ素子（２）の各前記端部（１５ａまたは１５ｂ）は、各キャップ（６）の端面側の内壁と、前記絶縁体（３）の各端面との間に圧入されている、請求項６に記載のヒューズ部品（１）。
【請求項８】
前記半殻部（５ａ，５ｂ）は、締結手段により互いに直接分離できないように接続されている、請求項１〜７のいずれかに記載のヒューズ部品（１）。
【請求項９】
前記端部キャップ（４）および前記絶縁体（３）は、圧着により互いに接続されている、請求項１〜８のいずれかに記載のヒューズ部品（１）。
【請求項１０】
前記チャネル（６）は、前記ヒューズ素子（２）を隙間が無い状態で収容する、請求項１〜９のいずれかに記載のヒューズ部品（１）。
【請求項１１】
前記端部キャップ（４）および前記ヒューズ素子は、レーザはんだ付け、抵抗はんだ付け、または、誘導はんだ付けにより、互いに電気的に接触している、請求項１〜１０のいずれかに記載のヒューズ部品（１）。
【請求項１２】
消弧手段を追加的に使用せずに、直流高電圧の定格遮断容量が提供される、請求項１〜１１のいずれかに記載のヒューズ部品（１）。
【請求項１３】
前記端部キャップ（４）および前記絶縁ハウジング（３）は、少なくともほぼ平面を形成し、これにより、回路基板上に平坦に配置される、請求項１〜１２のいずれかに記載のヒューズ部品（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過電流保護用の電流ヒューズ等のヒューズ部品に関する。好ましくは、本発明は、ＩＥＣ  ６０１２７第４部に準拠したミニチュアヒューズ群のうち、主に直流電圧用の用途を有するいわゆる表面実装形ミニチュアヒューズに関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒューズ部品は、電流が所定時間に所定の値を超えるとすぐに、ヒューズ素子の溶断により、電気回路を遮断する過電流保護装置である。
【０００３】
例えば、電源、テレビやラジオ装置、および測定機器における装置保護ヒューズとしては、ミニチュアヒューズが使用されている。基本的構造は、２つの接続接点（端部キャップ）を含み、これらの接続接点は、ワイヤ、または、導電（金属）層の形をした実際のヒューズ素子によって接続されている。ヒューズ素子は、電気絶縁ハウジングによって覆われており、ヒューズが飛んだ時の熱蒸気やスパークが、ヒューズホルダやプリント回路基板といった、周辺部品やヒューズキャリアに危険を生じさせないようになっている。このようなミニチュアヒューズのパラメータには、定格電流、定格電圧、溶断特性、および、遮断容量、特に定格遮断容量が含まれる。ミニチュアヒューズにおいて高い遮断容量を確保するために、ヒューズ素子を囲む絶縁ハウジングの内部空間は、消弧手段、例えば砂で充填されている。ヒューズ素子が焼け切れると、端部キャップの方向に走るアークが形成される。このパルス状のエネルギー供給により、ヒューズ素子を囲む（気体）分子の衝突イオン化に基づくプラズマアークが生成され、これに伴って、このカプセルの内部空間は極めて高熱および高圧になる。圧力の上昇によりアーク電圧がヒューズの端子コンタクトに印加される駆動電源電圧を超えるとすぐに、アークは消弧される。このため、既定の急激な圧力上昇は、所定の程度、すなわち、ヒューズハウジングの最大圧力安定度未満であることが望ましい。規定の圧力上昇を設定するために、圧力補正チャネルを設けて、急激すぎる圧力上昇を回避することが可能である。圧力補正チャネルは、内部空間の過度の圧力スパイクを集中的に制限するように機能する。
【先行技術】
【０００４】
請求項１の前提部分に記載のヒューズ部品は、ＥＰ第１４５５  ３７５  Ｂ１により公知である。この公知のヒューズ部品は、円筒形の管の内部にほぼ対角線上を延びるように配置されたヒューズ素子を備えている。ヒューズ素子の端部は、該管の端面で折り返すように案内され、該管の外壁に当接している。該管の両端部には、管の各端面側開口部に圧入される弾性変形可能なシールプラグが設けられている。シールプラグは、ヒューズ素子の短い部分を該管の内壁に押し当て、これによって均圧チャネルが形成される。これらのチャネルは、内部圧力をゆっくりと均一化するので、内部空間における急激な圧力上昇がヒューズ素子に対して消弧するように作用し得る。管の各端面には、プラスチック製のプレートが配置され、導電性の端部キャップで密閉されているので、端部キャップはヒューズ素子と電気的に接触している。この公知のヒューズ部品は、製造に手間がかかり、組立てが困難で、複雑かつ精巧な自動化組立工程を必要とする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、容易に組み立てることが可能であり、動作安定性の高い新規のヒューズ部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題は、請求項１の特徴に係る本発明のヒューズ部品によって解決される。
【０００７】
本発明の有利な実施形態は、従属請求項に記載される。
【０００８】
請求項１に係る本発明のヒューズ部品は、特に単純かつ自動化された工程を利用可能な組立てを可能にする。本発明によれば、絶縁体が、長手方向に分割されている。絶縁体は、電気絶縁材料から成る、複数の、例えば２つの、長手方向に延びる殻部を含むことが好ましい。これによって、簡単にヒューズ素子を１つの殻部の中に挿入し、これを別の殻部と結合させて、絶縁体を完成させることが可能になる。絶縁体の各端部領域では、結合された状態の殻部が、チャネルを形成しており、このチャネルは、両端部キャップに渡ってヒューズ素子を囲む。このために、少なくとも１つの殻部、好ましくは各殻部は、長手方向に延びる溝部を有していることが好ましい。これによって、ヒューズ素子は、まず、該１つの殻部の溝部の中に挿入されることが可能である。その後、この殻部が、少なくとも１つの他の殻部と結合されることにより、ヒューズ素子は、こうして形成されたチャネルの中に、好ましくは形状結合した状態で収容される。このため、ヒューズ素子を内部に備える絶縁体を、極めて高速かつ自動化して製造することが可能になる。
【０００９】
有利には、このチャネルは、絶縁体の長手方向に平行に、好ましくは絶縁体の中心軸に沿って延びている。この構成は、本発明にかかる設計により、容易に実現可能である。同時に、ヒューズ素子が常に、絶縁体の内壁から最大限離隔して配置されることが確保される。ヒューズに負荷をかける局面では、ヒューズを最終的に溶断させる故障電流が、通常は上昇傾斜の形でゆっくりと形成され、ヒューズ部品を端部キャップに固定すること、および、絶縁体の長さが規定されていることにより、ヒューズ部品の材料が伸長、または、引っ張られるため、絶縁体の内部空間で屈曲が形成されるが、この局面の間、ヒューズ素子が絶縁体の側壁に接触することが妨げられる。
【００１０】
有利には、殻部が嵌合形状を有し、その対称性により、回転対称ユニットを形成する。
【００１１】
特に、結合された状態の殻部は、絶縁体の長手軸に対して横方向に延びる少なくとも１つの段部により、軸方向において互いに固定されている。これにより、殻部を結合することが容易になる。なぜなら、殻部は、結合時にその長手方向の位置に対して互いに位置合わせするからである。
【００１２】
各殻部が少なくともほぼＬ字型の断面を有していることにより、結合時の、円周方向における位置合わせも容易に行われる。
【００１３】
有利には、一方の殻部に設けられた凸部が、他方の殻部に設けられた凹部と嵌合する。これにより、個々の殻部が適切な位置で互いに結合しやすくなる。
【００１４】
有利には、絶縁体は、２つの長手殻部、または、半殻部から形成されている。
【００１５】
有利には、殻部は、射出成型可能な材料から成る射出成形部品である。使用される材料は、ポリアミド、好ましくはグレードＰＡ６の耐熱性ポリアミドである。この材料は、射出成型可能であり、また、有利な自消性を有している。しかし、他にも、２００°Ｃ以上の温度範囲での持続した形状安定性および分類ＵＬ−９４における難燃性を有する粒状樹脂も想定可能である。
【００１６】
好ましくは、殻部は同一の形状を有している。これによって、製造コストをさらに低減することが可能である。
【００１７】
ヒューズ素子は、好ましくは屈曲した、特に平坦な端部を有している。ヒューズ素子には、これらの屈曲した平坦な端部が事前に形成されていてもよい。屈曲した端部は次の理由により有利である。すなわち、ヒューズ素子を挿入して半殻部を結合した後、ヒューズ素子の各端部は、さらに加工しなくても、後で装着する端部キャップに、絶縁体の端面との間の位置において押圧され、従って端部キャップと電気的に接触されることが可能であり、ヒューズ素子を後で軸方向に成形する必要がないからである。
【００１８】
好ましくは、殻部は、締結具により互いに直接分離できないように接続されている。特に、殻部は、超音波溶接、または、同様の接続技術的方法により互いに接続されることが可能である。
【００１９】
有利には、半殻部の端部領域に、少なくとも１つの窪みが、好ましくは、ヒューズ部品の長手軸に対して横方向に円周に沿って延びる少なくとも１つの溝の形で設けられている。これによって、端部キャップを絶縁体に取り付けた後に、つまみ部がこの窪みに嵌合することにより端部キャップを確実に固定することが可能になる。
【００２０】
好ましくは、窪み、または、溝は、端部キャップの材料を、好ましくは圧着により、窪み、または、溝の領域内に押圧するように機能し、これによって、ハウジングの半体同士の軸方向の安定性に加えて、組立て案内軸の方向における側方の固定を提供する。
【００２１】
好ましくは、チャネルは、ヒューズ素子を隙間無しで収容する。
【００２２】
特定の実施形態によれば、端部キャップおよびヒューズ素子は、レーザはんだ付け、抵抗はんだ付け、または、誘導はんだ付けにより、互いに電気的に接触される。これは、材料の表面が間接的に加熱されることであり、ロウ付けされることになる。この接続は、はんだや溶剤といった他の材料を使用することなく実現されるので、有機物の塊の形をした残留物を回避することができる。この有機物の塊は、アークに悪影響し、溶断時間、または、圧力生成がヒューズハウジングの爆発につながる可能性がある。前提条件は、結合される材料の表面が類似した特性を有していることである。このようなヒューズの製造では、熱負荷および加工時間に鑑み、ヒューズ素子および端部キャップがスズ表面を有していることが好ましい。絶縁体にキャップを押しあてる力によっては、ろう付け工程を行わず、これにより、絶縁体の柔軟性が持続して、ヒューズ素子が端部キャップに十分な力で押し当たるようにしてもよい。しかし、キャップに対するヒューズ素子の電気安定性は確保されるべきである。なぜなら、後に、ヒューズを電気回路にはんだ付けする形で熱負荷が加えられる時に、状況によっては、この熱負荷が、ヒューズの特性が損なわれるほど激しくその結合を変化させる可能性があるからである。
【００２３】
端部キャップが取り付けられた２つの結合状態にある半殻部は、一体化された立方形状の絶縁体を形成し、端部キャップから絶縁体までの移行領域において段部、または、凹部が形成されてないことが特に有利である。これにより、接触に好適な、平坦な、特に平面状の端面側装着面が、端部キャップ、または、絶縁体と、各使用領域との間に形成可能である。加えて、固定用接着剤を端部キャップ領域で使用することが回避される、または、少なくとも大幅に低減される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
以下に、本発明の有効な実施形態を、図面を参照しながらより詳細に説明する。明瞭にするために、重複する特徴には、参照符号を１回のみ付す。
【図１】図１は、本発明に係るヒューズ部品を示す縦断面図である。
【図２】図２は、図１に係るヒューズ部品を示す分解斜視図である。
【図３】図３は、図１の断面Ａ−Ａにおける、ヒューズ部品の部分断面図である。
【図４】図４は、結合された状態にある本発明に係るヒューズ部品の一実施形態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１の参照符号１は、本発明に係るヒューズ部品全体を示している。これは、好ましくはヒューズの基本規格であるＩＥＣ  ６０／１２７第４部の要件に係る、いわゆるミニチュアヒューズである。ヒューズ部品１は、電気絶縁材料から成る絶縁体３と、絶縁体３の両端部に取り付けられた２つの導電性端部キャップ４とを含む。
【００２６】
絶縁体３は、長手方向に分割された同一の２つの半殻部５ａおよび５ｂを含む。これらは共に、空洞１４と、該空洞の各端部に隣接するチャネルとを形成している。これらのチャネルは、ヒューズ素子２を形状結合した状態で収容する。チャネル６は、絶縁体３の中心軸に沿って延びて、絶縁体３のいずれの端面にも開口している。
【００２７】
絶縁体３は、その２つの端部領域に領域１３を有している。領域１３は、ヒューズ素子２を形状結合した状態、好ましくは隙間がない状態で包囲し、空洞１４内に露出されたヒューズ素子２の領域を、対応する端部キャップ４から絶縁する。これにより、アークが端部キャップを貫通できなくする、または、端部キャップを溶融して、アークプラズマがヒューズの内部空間から逃げて周辺部品に損傷を与えることがないようにする。
【００２８】
各端部キャップ４の領域において、絶縁体３には窪み１０が設けられている。窪み１０の中には、各端部キャップ４の対応するつまみ部１１が嵌合し、該端部キャップ４を絶縁体３に固定する。
【００２９】
この固定は、好ましくは、端部キャップ４が絶縁体３の端部に圧着されることによって、すなわち、端部キャップ４の材料が窪み１０の中に圧入されることによって行われる。
【００３０】
絶縁体３は、端面側に、各キャップ４のための平坦な装着面１２が形成されるように形成されている。絶縁体３の装着面１２を平坦な構成とすることで、ヒューズ素子２の各端部キャップとの接触性が向上する。
【００３１】
ヒューズ素子２は、その端面側において（図２も参照）、屈曲した平らな２つの端部領域１５ａおよび１５ｂを有している。これらの端部領域１５ａおよび１５ｂは、絶縁体３の各端面１２と各キャップ４との間に圧入状態にされる。選択的、または、追加的に、端部キャップ４とヒューズ素子の各端部領域１５ａ，１５ｂとは、レーザはんだ付け、抵抗はんだ付け、または、誘導はんだ付けといったはんだ付け工程により、互いに電気接触されていることが可能である。
【００３２】
図２は、図１に示されるヒューズ部品の各部分を示す分解図である。絶縁体３は、本実施形態では、長手方向に分割された２つの半殻部５ａおよび５ｂから構成されている。
【００３３】
２つの半殻部５ａおよび５ｂは、それぞれ、長手方向に延びる半円状の溝部６ａ，６ｂを有している。これらの溝部が共に、ヒューズ素子２を収容するためのチャネル６を形成する。図２からはさらに、各半殻部５ａ，５ｂが有する形状素子が、対応して構成された隣接する半殻部の形状素子と協働して形状結合を実現し、これにより、２つの半殻部５ａ，５ｂが、結合位置で、長手方向、および／または、円周方向において互いに固定されることが明らかである。従って、例えば、段部７の領域において半殻部５ｂの後退した領域は、半殻部５ａの対応する突出領域（図２には図示されていない）によって充填されることにより、軸方向の係合が確保される。
【００３４】
図２からは、これら２つの半殻部５ａ，５ｂが、Ｌ字型の断面を有していることも明らかである。
【００３５】
図２および図３から明らかなように、各半殻部５ａ，５ｂには、切り込み、または、凹部８、および、対応して設計された突起、または、凸部９が設けられている。この突起、または、凸部９は、対向する半殻部の凹部８に嵌合し、これによって、これら２つの半殻部５ａ，５ｂが定位置で結合された状態で維持されることが可能である。これは、自動化製造工程にとって大きな利点である。図３からは、これら２つの半殻部５ａ，５ｂが、どのように、各半円状のチャネル部６ａ，６ｂにより、ヒューズ素子２が形状結合した状態、または、隙間が無い状態で収容されるヒューズ素子２用チャネル６を形成しているかも明らかである。
【００３６】
結合された状態では、これら２つの半殻部５ａ，５ｂは、場合によっては締結手段により互いに分離できないように接続されていてよい。これは、超音波溶接により行われることが好ましい。半殻部５ａ，５ｂを溶接する際には、内部空間１４は、場合によってはさらに高い圧力安定度を有するように構成されていてよい。
【００３７】
ヒューズ素子２の端部１５ａ，１５ｂを端部キャップ４にそれぞれ接続することは、間接的なレーザはんだ付けにより行われることが好ましい。しかしながら、この接続は、抵抗はんだ付け、または、誘導はんだ付けにより行われてもよい。はんだ付けは、有機化合物が生成されないように、金属フィラーなしで行われることが好ましい。また、それ以外の場合に使用する必要があるＰｂＳｎＡｇ、または、ＰｂＡｇ基に基づく高融点はんだ材料は、回避してもよい。
【００３８】
これら２つの半殻部５ａ，５ｂが結合された状態で、端部キャップ４を押し当てて、上述のように、絶縁体３に圧着させる。完成した本発明のヒューズ部品１は、図４に示されるように、立方形状を有している。
【００３９】
本発明は、アーク制御特性を有する新規のヒューズ部品であって、はんだ、または、消弧手段といった他の材料を用いずに、特に単純かつ自動化された組立てを行うことが可能なヒューズ部品を提供することを可能にする。この構成は、拡大縮小が可能であり、寸法、特にハウジングの寸法を容易に小さくできる。従って、本発明は、既存の従来技術の特定の発展形態を提供し、さらに、交流用の定格遮断容量だけでなく、直流用の定格遮断容量も特定することが可能である。本構成全体は、印加／駆動された電源電圧下のアーク局面を抑制し、従って、電源電圧がゼロ点通過することに依存しない。これに関して、本ヒューズ構造の用途は、適用レベルの直流範囲に焦点を置いている。また、さらなる消弧手段は必要なく、ヒューズ素子を絶縁ハウジングに対して断熱していることにより、遅延型ヒューズ特性を実現可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１  ヒューズ部品
２  ヒューズ素子
３  絶縁体
４  端部キャップ
５ａ  半殻部
５ｂ  半殻部
６  チャネル
７  段部
８  凹部
９  凸部
１０  窪み
１１  つまみ部
１２  装着面
１３  領域
１４  空洞
１５ａ  ヒューズ素子端部
１５ｂ  ヒューズ素子端部
【図１】
0006605037.tif 000002
【図２】
0006605037.tif 000003
【図３】
0006605037.tif 000004
【図４】
0006605037.tif 000005