(57)【要約】【課題】特にレア領域において、レア電流が流れ始めてから可溶体が溶断するまでの所要時間をより短くすることができるヒューズを提供する。【解決手段】ヒューズ１はハウジング９と一対の端子７と可溶体８とを備えている。ハウジング９は一対の端子７と可溶体８とを収容している。一対の端子７は互いに並設されてそれぞれがバスバと接続する。可溶体８は可溶体本体１３と低融点金属塊１４を備えている。可溶体本体１３は連結部１５と取付部１６を備えている。連結部１５は両端が一対の端子７に連なった帯状に形成されている。取付部１６は底板部と加締め片を備えている。底板部は連結部１５の中央部より外側に延在している。加締め片は低融点金属塊１４を加締めて底板部即ち取付部１６に低融点金属塊１４を取り付けている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに並設されてそれぞれが相手方の端子と接続する一対の端子と、
前記一対の端子を互いに接続した可溶体と、を備えたヒューズにおいて、
前記可溶体が、前記一対の端子同士を連結しかつこれらの端子と一体に形成された可溶体本体と、当該可溶体本体に取り付けられた低融点金属塊と、を備え、
前記可溶体本体が、両端が前記一対の端子それぞれに連なった連結部と、前記連結部の中央部から当該連結部に外側に延在して前記低融点金属塊の重心が取り付けられた取付部と、を備えた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、予め定められた所定の値を超える電流が流れると、可溶体の溶断部が溶断して、電流を遮断するヒューズに関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体としての車両には、各種の電子機器が搭載される。このため、前述した自動車は、これらの電子機器に所望の電力を供給するために、ワイヤハーネスを含んだ電力伝送ラインが数多く配設される。
【０００３】
ワイヤハーネスは、複数の電線と、該電線の端末に取り付けられたコネクタなどを備えている。電線は、勿論、導電性の芯線と、該芯線を被覆した絶縁性の被覆部とを備えた被覆電線である。コネクタは、電線の芯線の端末に取り付けられた端子金具と、該端子金具を収容した絶縁性のコネクタハウジングとを備えている。ワイヤハーネスは、コネクタがバッテリなどの電源や各種の電子機器に取り付けられることで、電源と電子機器とを接続して、該電子機器に電源からの電力を供給する。
【０００４】
また、前述した電力伝送ラインには、各種の電子機器の電気回路を保護するために、多数のヒューズ（例えば、特許文献１及び２参照）を抜き差し可能に配設したヒューズブロックが用いられている（ヒューズブロックは、リレー又はバスバーなどを有することもあることから、リレーボックス若しくはジャンクションブロック、又は総称して電気接続箱とも呼ばれる。本明細書では、前述したヒューズブロック、リレーボックス、ジャンクションブロックを、総称して以下電気接続箱と呼ぶ）。
【０００５】
前述した特許文献１及び２に例示されたヒューズは、互いに間隔をあけて配される一対の端子金具と、当該端子金具同士を連結し所定の値をこえる電流が流れると溶断する可溶体と、前記端子金具及び可溶体を収容したハウジングと、を備えている。可溶体は、両端が端子に連なって当該端子と一体に形成された可溶体本体と、該可溶体本体の中央部に取り付けられた低融点金属塊と、を備えている。
【０００６】
前述したヒューズは、ハウジングが電気接続箱の箱本体などに装着されて、端子金具が該箱本体内のバスバなどと接続して、当該電気接続箱に取り付けられる。そして、ヒューズは、可溶体に流れる電流値が所定の電流値を超えると、前記低融点金属塊が溶けるとともに当該低融点金属塊と可溶体本体の母材とが抵抗値の大きな合金層を形成することで、発熱を促進して、可溶体の中央部が溶断する。こうして、ヒューズは、可溶体が溶断して、前述した電子機器に過大な電流が供給されることを防止する。
【特許文献１】特開平９−２２３４４９号公報
【特許文献１】特開２００４−２８１０７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述した特許文献１及び２に示されたヒューズは、可溶体本体内を流れる電流の経路上に低融点金属塊を配置している。このため、可溶体に過大な電流が流れたときに生じる熱（ジュール熱）が、この可溶体に直ちに伝わって、当該可溶体の外表面が放熱されることとなる。このため、定格電流値を若干上回る電流が流れると（所謂、レア領域において）、レア電流が流れ始めてから可溶体が溶断するまでの所要時間が長時間化する傾向であった。
【０００８】
一方、自動車の搭載される電子機器の増加に伴って、前述したワイヤハーネスの電線が増加する傾向である。このため、前述したワイヤハーネスを構成する電線は、より細いことが望まれている。前述した電線がより細くなると、発煙することなく当該電線に流すことのできる電流値が勿論低くなる。
【０００９】
ワイヤハーネスの電線が細くなると、前述した特許文献１及び２に記載されたヒューズでは、電線の発煙限界を超えた電流値でないと、可溶体が溶断しなくなることが考えられる。要するに、ヒューズの可溶体が溶断する前に、前述した電線が発煙してしまうことが考えられる。このように、前述した特許文献１及び２に記載された従来のヒューズは、特に前述したレア領域において、レア電流が流れ始めてから可溶体が溶断するまでの所要時間をより短くすることが望まれている。
【００１０】
したがって、本発明の目的は、特にレア領域において、レア電流が流れ始めてから可溶体が溶断するまでの所要時間をより短くすることが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】
【００１１】
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明のヒューズは、互いに並設されてそれぞれが相手方の端子と接続する一対の端子と、前記一対の端子を互いに接続した可溶体と、を備えたヒューズにおいて、前記可溶体が、前記一対の端子同士を連結しかつこれらの端子と一体に形成された可溶体本体と、当該可溶体本体に取り付けられた低融点金属塊と、を備え、前記可溶体本体が、両端が前記一対の端子それぞれに連なった連結部と、前記連結部の中央部から当該連結部に外側に延在して前記低融点金属塊の重心が取り付けられた取付部と、を備えたことを特徴としている。
【００１２】
本発明のヒューズによれば、低融点金属塊を可溶体本体の取付部に取り付けているので、該低融点金属塊が可溶体内を流れる電流の経路と間隔をあけることとなる。このため、レア電流が流れることで可溶体の可溶体本体の連結部に生じる熱（ジュール熱）が、直接、低融点金属塊に奪われて、可溶体本体から放熱されることを防止できる。
【００１３】
また、レア電流が流れることで可溶体の可溶体本体の連結部に生じる熱（ジュール熱）の温度が低下することを防止できるので、可溶体が速やかに溶断することとなる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように本発明によれば、レア電流が流れることで可溶体の可溶体本体の連結部に生じる熱（ジュール熱）が、直接、低融点金属塊に奪われて、可溶体本体から放熱されることを防止できる。このため、レア電流が流れることで可溶体の可溶体本体の連結部に生じる熱（ジュール熱）の温度が低下することを防止できるので、該熱によって、低融点金属塊が速やかに溶けて、可溶体が速やかに溶断することとなる。したがって、特にレア領域において、レア電流が流れ始めてから可溶体が溶断するまでの所要時間をより短くすることができるとともに、特に、細い電線が発煙する前に可溶体を溶断させることも可能となる。又、連結部に生じる熱が低融点金属塊を溶融させ、低融点金属と可溶体の合金層を連結部付近に形成することにより可溶体本体の溶断を促進し、電線回路の損傷を抑止する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態にかかるヒューズを、図１ないし図６を参照して説明する。本発明の一実施形態に係るヒューズ１は、図１に示す電気接続箱２の箱本体３に設けられた装着部４に装着される。
【００１６】
電気接続箱２は、図１に示すように、箱状の箱本体３と、該箱本体３内に収容された配線盤とを備えている。箱本体３の外壁３ａには、前述した装着部４と、図示しないコネクタ結合部とが設けられている。装着部４は、箱本体３の外壁３ａに複数設けられ、それぞれ、筒状に形成されており、外壁３ａから立設している。装着部４は、内側にヒューズ１を収容して、当該ヒューズ１を装着する。
【００１７】
コネクタ結合部は、箱本体３の外壁３ａに複数設けられ、それぞれ、外壁３ａから立設している。コネクタ結合部には、自動車に配索されるワイヤハーネスのコネクタが嵌合する。
【００１８】
配線盤は、複数のバスバ６（図１中に一部を示す）と、絶縁板などを備えている。バスバ６は、導電性の板金の所定箇所が打ち抜かれたり、折り曲げられて形成されている。バスバ６には、前述した装着部４内に露出した帯板状のタブ（相手方の端子に相当する）６ａが設けられている。さらに、バスバ６には、前述したコネクタ結合部内に位置付けられる帯板状のタブも設けられている。絶縁板は、バスバ６間に配置されて、バスバ６同士を電気的に絶縁している。前述した配線盤は、バスバ６と絶縁板とが交互に積層されて組み立てられて、前述した箱本体３内に収容される。
【００１９】
前述した電気接続箱２は、装着部４にヒューズ１が装着され、かつコネクタ結合部にワイヤハーネスのコネクタが嵌合して、移動体としての自動車に搭載される。そして、電気接続箱２は、自動車に搭載されるバッテリなどの電源と、ヒューズ１と、自動車に搭載される各種の電子機器とを予め定められたパターンとおりに電気的に接続する。
【００２０】
ヒューズ１は、図２に示すように、一対の端子７と、これら一対の端子７を互いに接続した可溶体８と、一対の端子７及び可溶体８を収容したハウジング９とを備えている。
【００２１】
端子７は、それぞれ導電性を有する板金で構成されている。端子７は、四角筒状に形成された端子本体１０と、該端子本体１０内に設けられたばね片１１（図２に示す）とを備えている。ヒューズ１が装着部４に装着されると、端子本体１０内には、相手方の端子としてのタブ６ａが侵入する。ばね片１１は、端子本体１０内に浸入したタブ６ａを端子本体１０の内面に向かって押圧して、タブ６ａと端子本体１０即ち端子７とを互いに接続する。一対の端子７は、互いに間隔をあけて、端子本体１０が互いに平行に配置されている。また、一対の端子７各々には、ハウジング９の内面に係止する係止片１２が立設している。
【００２２】
前述した構成の一対の端子７は、ヒューズ１が電気接続箱２の装着部４に装着されるとこの電気接続箱２のタブ６ａと接続する。一方の端子７には、タブ６ａなどを介して、電源などから電力が供給される。他方の端子７には、タブ６ａなどを介して、各種の電子機器が接続している。
【００２３】
可溶体８は、図３及び図４に示すように、一対の端子７の端子本体１０の長手方向の一端同士を連結しかつこれらの端子７と一体に形成された可溶体本体１３と、該可溶体本体１３に取り付けられた低融点金属塊１４と、を備えている。
【００２４】
可溶体本体１３は、一対の端子７とともに、板金に打ち抜き加工や曲げ加工が施されて、これらの一対の端子７と一体に形成されている。可溶体本体１３と、端子７は、黄銅やリン青銅などの銅合金で構成されている。
【００２５】
可溶体本体１３は、図３及び図４に示すように、帯板状の連結部１５と、該連結部１５から延びた取付部１６とを一体に備えている。連結部１５は、長手方向の両端が一対の端子７の端子本体１０に連なっている。取付部１６は、連結部１５から当該連結部１５の外方向に延在している。取付部１６は、連結部１５の長手方向の中央部から当該連結部１５の外方向に延在した底板部１７（図５に示す）と、一対の加締め片１８（図６に示す）とを備えている。底板部１７は、帯板状に形成されており、その長手方向の一端が連結部１５の幅方向の中央部の一方の外縁に連なっている。底板部１７の長手方向は、連結部１５の長手方向と直交している。底板部１７上には、低融点金属塊１４が重ねられる。
【００２６】
一対の加締め片１８は、底板部１７の長手方向の中央の外縁それぞれから立設している。一対の加締め片１８は、底板部１７上の低融点金属塊１４に押し付けられるように曲げられて、該低融点金属塊１４を底板部１７との間に挟んで、該低融点金属塊１４を底板部１７即ち取付部１６に固定する。
【００２７】
低融点金属塊１４は、錫又は錫合金などの前述した端子７や可溶体本体１３を構成する母材（金属）よりも融点の低い金属で構成されている。低融点金属塊１４は、底板部１７上に配置されて加締め片１８で加締められた後、低融点金属塊１４の融点温度に短時間暴露し、取付部１６表面に融着させて取り付けられる。
【００２８】
前述した構成の可溶体８は、一方の端子７から他方の端子７に向かって流れる電流が可溶体８の可溶体本体１３の連結部１５内を流れる。このように、前述した構成の可溶体８は、図４中に一点鎖線で示す電流が流れる経路に対して、低融点金属塊１４の重心Ｇが間隔をあけて配置されている。可溶体８は、一対の端子７間を流れる電流が、予め定められた所定の電流値を越えて予め定められた所定の時間を越えて流れると、低融点金属塊１４が溶融して可溶体本体１３の母材と合金層を形成して、電気的な抵抗値を増大させて、最終的に、可溶体本体１３の連結部１５の中央部を溶断する。こうして、可溶体８は、一対の端子７間を流れる電流が、予め定められた所定の電流値を越えて予め定められた所定の時間を越えて流れると、溶断して電流の流れを遮断する。
【００２９】
ハウジング９は、ハウジング本体１９と、蓋体２０とを備えている。ハウジング本体１９は、絶縁性を有する合成樹脂で構成されており、四角筒状に形成されている。ハウジング本体１９は、内側の一対の端子７と可溶体８とを収容する。蓋体２０は、ハウジング本体１９に取り付けられて、当該ハウジング本体１９の一方の開口を塞ぐ。ハウジング９は、ハウジング本体１９の他方の開口側から装着部４内に挿入される。
【００３０】
前述した構成のヒューズ１は、以下のように組み立てられる。一対の端子７と可溶体本体１３とを一枚の板金に打ち抜き加工や曲げ加工が施された後、一対の加締め片１８で低融点金属塊１４を加締めて取付部１６に固定して熱融着させ、前述した一対の端子７と可溶体８を組み立てる。そして、これら一対の端子７と可溶体８をハウジング本体１９内に挿入した後、係止片１２をハウジング本体１９の内面に係止させて、当該ハウジング本体１９に一対の端子７及び可溶体８を固定する。そして、ハウジング本体１９の一方の開口を蓋体２０で塞いで、当該ハウジング９に蓋体２０を取り付ける。こうして、ヒューズ１が組み立てられる。
【００３１】
ヒューズ１は、ハウジング本体１９の他方の開口側から装着部４内に挿入されて、端子７がタブ６ａと接続して、当該装着部４に取り付けられる。ヒューズ１は、可溶体８などを介して、電源と電子機器とを接続するとともに、例えばモータロック電流などのように電源から電子機器に流れる電流が前述した所定の電流値を超えて所定の時間流れると、可溶体８の可溶体本体１３の連結部１５の中央部を溶断して、電源からの電子機器への電流を遮断する。
【００３２】
本実施形態によれば、低融点金属塊１４の重心Ｇを可溶体本体１３の取付部１６に取り付けているので、該低融点金属塊１４が可溶体８内を流れる電流の経路と間隔をあけることとなる。このため、過大な電流が流れることで可溶体８の可溶体本体１３の連結部１５に生じる熱（ジュール熱）が、直接、低融点金属塊１４に奪われて、可溶体本体１３から放熱されることを防止できる。
【００３３】
このため、過大な電流が流れることで可溶体８の可溶体本体１３の連結部１５に生じる熱（ジュール熱）の温度が低下することを防止でき、該熱によって、可溶体８が速やかに溶断することとなる。したがって、特に比較的電流値の低いレア領域において、過大な電流が流れ始めてから可溶体８が溶断するまでの所要時間をより短くすることができるとともに、特に、細い電線が発煙する前に可溶体８を溶断させることが可能となる。
【００３４】
次に、本発明の発明者らは、本発明の効果を確認した。結果を図７に示す。横軸は、本発明品、比較例及び各被覆電線に流す電流の電流値を示し、縦軸は、本発明品、比較例及び各被覆電線に電流を流す時間を示している。図７中に実線で示す本発明品は、前述した実施形態に示された可溶体８であり、連結部１５の断面積が約０．３ｍｍ2、低融点金属塊１４が錫で構成されて最大の断面積が約０．８ｍｍ2に形成され、かつ取付部１６の底板部１７の長さが約０．５ｍｍに形成されている。図７中に点線で示す比較例は、図８中に一点鎖線で示す電流の経路上に低融点金属塊１１４が配置された従来の可溶体１０８であり、可溶体１０８の可溶体本体１１３の断面積が約０．３ｍｍ2、低融点金属塊１１４が錫で構成されて最大の断面積が約２ｍｍ2に形成されている。
【００３５】
前述した本発明品及び比較例は、互いに電流値の異なる電流を流したときに、可溶体８，１０８が溶断するまでの所要時間を示している。図７中の二点鎖線は、芯線の断面積２ｍｍ2の被覆電線に互いに電流値の異なる電流を流したときに、該被覆電線が発煙するまでの所要時間を示している。図７中の一点鎖線は、芯線の断面積１．２５ｍｍ2の被覆電線に互いに電流値の異なる電流を流したときに、該被覆電線が発煙するまでの所要時間を示している。
【００３６】
図７によれば、特に、比較的電流値の低いレア領域において、比較例が特に芯線の断面積１．２５ｍｍ2の被覆電線が発煙しても可溶体１０８が溶断しない場合があるのに対して、本発明品は、全ての電流値で比較例が特に芯線の断面積１．２５ｍｍ2の被覆電線が発煙するまでに可溶体８が溶断することが明らかとなった。即ち、本発明品は、細い被覆電線を用いても、該被覆電線が発煙することなく、可溶体８を溶断させることができることが明らかとなった。
【００３７】
前述した実施形態では、端子７を端子本体１０が筒状の所謂雌端子に形成したが、本発明では、図９に示すように、端子７をブレード状に形成しても良い。また、本発明では、図１０に示すように、取付部１６の底板部１７を折り曲げてもよく、図１１に示すように、取付部１６の底板部１７をく字状に形成しても良い。なお、図９乃至図１１において、前述した実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００３８】
なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態に係るヒューズなどを示す斜視図である。
【図２】図１に示されたヒューズの分解斜視図である。
【図３】（ａ）は図２に示されたヒューズの端子及び可溶体の側面図であり、（ｂ）は図２に示されたヒューズの端子及び可溶体の平面図である。
【図４】図３中のＩＶを拡大して示す平面図である。
【図５】図４中のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】図４中のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。
【図７】本発明品と比較例の溶断するまでの時間などを示した説明図である。
【図８】図７中の比較例の可溶体の要部を拡大して示す平面図である。
【図９】図２に示されたヒューズの端子などの変形例を示す斜視図である。
【図１０】図２に示されたヒューズの端子などの他の変形例を示す斜視図である。
【図１１】図２に示されたヒューズの端子などの更に他の変形例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  ヒューズ
６ａ  タブ（相手方の端子）
７  端子
８  可溶体
１３  可溶体本体
１４  低融点金属塊
１５  連結部
１６  取付部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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