(57)【要約】【課題】一対の接続端子を備えた車両用電気素子において、アーク抑止用材料の使用量を抑えながら相手方端子との接続または切り離し時におけるアーク放電の発生を有効に抑止する。【解決手段】電気回路側の相手方端子にそれぞれ嵌合可能な第１の接続端子１２Ａ及び第２の接続端子１２Ｂが素子本体から略同一方向に突出し、かつ、両接続端子１２Ａ，１２Ｂが導通された車両用電気素子。第１の接続端子１２Ａを第２の接続端子１２Ｂよりも短くして同端子１２Ｂよりも後に相手方端子３０Ａと接触するようにし、その第１の接続端子１２Ａが相手方端子３０Ａと最初に接触する部位の表面をアーク抑止材料で構成し、または当該表面にアーク抑止処理を施す。【選択図】　　　図１
2004079433.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気回路側の相手方端子にそれぞれ嵌合可能な第１の接続端子及び第２の接続端子が素子本体から略同一方向に突出し、かつ、両接続端子同士が電気的に導通可能な車両用電気素子において、前記第１の接続端子が前記第２の接続端子よりも短くて当該第２の接続端子よりも後に相手方端子と接触するように構成されるとともに、この第１の接続端子がその相手方端子と最初に接触する部位の表面が前記第２の接続端子を構成する材料よりもアーク放電が生じにくい材料で構成されていることを特徴とする車両用電気素子。
【請求項２】
請求項１記載の車両用電気素子において、前記第１の接続端子が、前記第２の接続端子を構成する材料よりもアーク放電が生じにくい材料で形成されていることを特徴とする車両用電気素子。
【請求項３】
請求項２記載の車両用電気素子において、当該車両用電気素子は過電流発生時に溶断する溶断部が両接続端子の間に介在するヒューズ素子であり、その溶断部及び前記第２の接続端子がＺｎを５０質量％以上含有するヒューズ用材料で一体に形成され、その溶断部に前記ヒューズ用材料よりもアーク放電が生じにくい材料で形成された第１の接続端子が電気的に導通可能に接合されていることを特徴とする車両用電気素子。
【請求項４】
電気回路側の相手方端子にそれぞれ嵌合可能な第１の接続端子及び第２の接続端子が素子本体から略同一方向に突出し、かつ、両接続端子同士が電気的に導通可能な車両用電気素子において、前記第１の接続端子が前記第２の接続端子よりも短くて当該第２の接続端子よりも後に相手方端子と接触するように構成されるとともに、当該第１の接続端子がその相手方端子と最初に接触する部位の表面が前記第２の接続端子を構成する材料よりもアーク放電が生じにくくなるようにアーク抑止処理されていることを特徴とする車両用電気素子。
【請求項５】
請求項４記載の車両用電気素子において、前記第１の接続端子がその相手方端子と最初に接触する部位の表面が当該第１の接続端子の母材よりもアークの生じにくい材料によって被覆されていることを特徴とする車両用電気素子。
【請求項６】
請求項４記載の車両用電気素子において、前記第１の接続端子がその相手方端子と最初に接触する部位の表面に絶縁層が形成され、この絶縁層の上に前記第１の接続端子と電気的に導通可能な状態で導電層が積層されていることを特徴とする車両用電気素子。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれかに記載の車両用電気素子において、当該車両用電気素子は、過電流発生時に溶断する溶断部が両接続端子の間に介在するヒューズ素子であり、その溶断部及び両接続端子がＺｎを５０質量％以上含有するヒューズ用材料で一体に形成され、かつ、前記第１の接続端子がその相手方端子と最初に接触する部位の表面が前記ヒューズ材料よりもアーク放電が生じにくくなるようにアーク抑止処理されていることを特徴とする車両用電気素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用回路に組み込まれるヒューズ素子、抵抗素子、半導体素子等の車両用電気素子であって、相手方端子と接続可能な一対の接続端子を有する素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車両の回路に組み込まれる電気素子の中には、互いに電気的に導通される一対の接続端子を備え、これらの接続端子が回路側の相手方端子に着脱可能に装着されるものがある。例えば、車両用ヒューズ素子は、過電流発生時に溶断する溶断部が一対の接続端子の間に介在するものが一般的であり、このようなヒューズ素子は前記両接続端子が例えばバスバー基板上に設けられた相手方端子にそれぞれ嵌合されることによって当該バスバー基板に形成された回路中に組み込まれる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記のように車載回路中に組み込まれる相手方端子に対して着脱される車両用電気素子においては、その装着時または脱着時において、相手方端子と接触または離間する際に当該相手方端子との間でアーク放電が発生するおそれがある。特に近年は、車載用電源の高圧化が進められており、かかる高圧化によって前記アーク放電の発生はより深刻なものとなる。
【０００４】
このようなアーク放電の発生を抑止する手段として、例えば双方の接続端子にそれぞれアーク放電が生じにくい材料からなるめっきを施したり、両接続端子自体をアーク抑止材料で形成したりする方法が考えられるが、このようなアーク抑止用材料は比較的高価なものが多いため、その使用量を極力抑えることが望まれる。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑み、一対の接続端子を備えた車両用電気素子において、安価な構成で相手方端子との接続または切り離し時におけるアーク放電の発生を有効に抑止できる車両用電気素子を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、電気回路側の相手方端子にそれぞれ嵌合可能な第１の接続端子及び第２の接続端子が素子本体から略同一方向に突出し、かつ、両接続端子同士が電気的に導通可能な車両用電気素子において、前記第１の接続端子が前記第２の接続端子よりも短くて当該第２の接続端子よりも後に相手方端子と接触するように構成されるとともに、当該第１の接続端子がその相手方端子と最初に接触する部位の表面が前記第２の接続端子を構成する材料よりもアーク放電が生じにくい材料（アーク抑止材料）で構成されているものである。
【０００７】
この構成によれば、第１の接続端子が第２の接続端子よりも短くて当該第２の接続端子よりも後に相手方端子と接触する（離脱時には第２の接続端子よりも後に相手方端子と離れる）ため、第２の接続端子とその相手方端子とが接触する時点（あるいは両端子が離間する時点）では当該第２の接続端子と相手方端子との間でアーク放電が発生しない。そして、前記第１の接続端子側のみアーク抑止材料を用いることによって、当該アーク抑止材料の使用量を抑えながらアーク放電の発生を有効に抑止できる。
【０００８】
前記アーク抑止材料は、当該第１の接続端子がその相手方端子と最初に接触する部位の表面のみに配されていてもよいし、当該アーク抑止材料によって第１の接続端子が形成されていてもよい。
【０００９】
この車両用電気素子としては、例えば過電流発生時に溶断する溶断部が両接続端子の間に介在するヒューズ素子が好適である。その場合、当該溶断部及び前記第２の接続端子をＺｎを５０質量％以上含有するヒューズ用材料で一体に形成することにより、安価な構成で、量産性の向上を図りながら、溶断部において車両での使用に好適な溶断特性を得ることが可能である。そして、その溶断部に前記ヒューズ用材料よりもアーク放電が生じにくい材料で形成された第１の接続端子が電気的に導通可能に接合されている構成とすることにより、溶断部及び第２の接続端子の構成材料にはＺｎに富んだヒューズ材料すなわち比較的アーク放電が生じ易い材料を用いながらも、第１の接続端子とその相手方端子との間でのアーク放電を有効に抑止することができる。
【００１０】
また本発明は、電気回路側の相手方端子にそれぞれ嵌合可能な第１の接続端子及び第２の接続端子が素子本体から略同一方向に突出し、かつ、両接続端子同士が電気的に導通可能な車両用電気素子において、前記第１の接続端子が前記第２の接続端子よりも短くて当該第２の接続端子よりも後に相手方端子と接触するように構成されるとともに、当該第１の接続端子がその相手方端子と最初に接触する部位の表面が前記第２の接続端子を構成する材料よりもアーク放電が生じにくくなるようにアーク抑止処理されているものである。
【００１１】
この構成においても、第１の接続端子が第２の接続端子よりも短くて当該第２の接続端子よりも後に相手方端子と接触する（離脱時には第２の接続端子よりも後に相手方端子と離れる）ため、第２の接続端子とその相手方端子とが接触する時点（あるいは両端子が離間する時点）では当該第２の接続端子と相手方端子との間でアーク放電が発生しない。従って、前記第１の接続端子の表面にアーク抑止処理を施しさえすれば、電気素子と相手方との間のアーク放電の発生を有効に抑止することが可能になる。
【００１２】
前記アーク抑止処理の具体的な態様としては、例えば、前記第１の接続端子がその相手方端子と最初に接触する部位の表面が当該第１の接続端子の母材よりもアークの生じにくい材料によって被覆されているものでもよいし、前記第１の接続端子がその相手方端子と最初に接触する部位の表面に絶縁層が形成され、この絶縁層の上に前記第１の接続端子と電気的に導通可能な状態で導電層が積層されているものでもよい。
【００１３】
この電気素子についても、例えば過電流発生時に溶断する溶断部が両接続端子の間に介在するヒューズ素子が好適である。その場合、当該溶断部及び両接続端子をＺｎを５０質量％以上含有するヒューズ用材料で一体に形成することにより、安価な構成で、量産性の向上を図りながら、溶断部において車両での使用に好適な溶断特性を得ることが可能である。そして、その第１の接続端子がその相手方端子と最初に接触する部位の表面が前記ヒューズ材料よりもアーク放電が生じにくくなるようにアーク抑止処理されている構成とすることにより、Ｚｎに富んだヒューズ材料すなわち比較的アーク放電が生じ易い材料を用いながらも、第１の接続端子とその相手方端子との間でのアーク放電を有効に抑止することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１及び図２は、本発明が適用された自動車用ヒューズ素子を示したものである。
【００１６】
図示のヒューズ素子は、ヒューズ材料からなる導体部１０と、合成樹脂等の絶縁材料からなるカバー部２０とを有し、前記ヒューズ材料にはＺｎを５０質量％以上含む合金が用いられている。
【００１７】
導体部１０は、第１の接続端子１２Ａと、第２の接続端子１２Ｂと、両接続端子１２Ａ，１２Ｂの間に介在する溶断部１４とが一体に形成されたもので、例えば前記ヒューズ材料からなる板材を適当な形状に打ち抜くことにより量産可能となっている。
【００１８】
両接続端子１２Ａ，１２Ｂは互いに平行な状態で上下方向に延び、その上端部同士の間に前記溶断部１４が介設されている。この溶断部１４は両接続端子１２Ａ，１２Ｂよりも断面積が小さく、かつ、正面から見て蛇行する形状に形成されており、その形状は所望の溶断特性が得られるように設定されている。そして、この溶断部１４及び両接続端子１２Ａ，１２Ｂの上端部を覆うように前記カバー部２０がモールドされることにより素子本体が形成されており、この素子本体から略同一方向（図例では下方）に左右一対の接続端子１２Ａ，１２Ｂが突出した状態となっている。
【００１９】
一方、このヒューズ素子が導入される車両用回路（例えばバスバー基板に組み込まれた回路）には、前記両接続端子１２Ａ，１２Ｂに対応して一対の相手方端子３０Ａ，３０Ｂが組み込まれている。各相手方端子３０Ａ，３０Ｂは、各接続端子１２Ａ，１２Ｂがそれぞれ嵌入可能な角筒状の雌端子として構成され、その内部には図略のばね接触片が形成されており、このばね接触片に前記接続端子１２Ａ（１２Ｂ）が相手方端子３０Ａ（３０Ｂ）内で圧接することによって接続端子１２Ａ（１２Ｂ）と相手方端子３０Ａ（３０Ｂ）との電気的接続が達成されるようになっている。
【００２０】
この実施の形態にかかるヒューズ素子の第１の特徴として、前記素子本体から突出する第１の接続端子１２Ａが、同じく素子本体から突出する第２の接続端子１２Ｂよりも短くなっている。従って、接続端子１２Ａ，１２Ｂとその相手方端子３０Ａ，３０Ｂとの接続時には、まず最初に第２の接続端子１２Ｂの先端部とその相手方端子３０Ｂとが接触し、その後に第１の接続端子１２Ａの先端部とその相手方端子３０Ａとが接触する一方、接続端子１２Ａ，１２Ｂとその相手方端子３０Ａ，３０Ｂとの切り離し時には、まず最初に第１の接続端子１２Ａの先端部とその相手方端子３０Ａとが離れ、その後に第２の接続脚１２Ｂの先端部とその相手方端子３０Ｂとが離れるようになっている。
【００２１】
そして、このヒューズ素子の第２の特徴として、前記両接続端子１２Ａ，１２Ｂのうち、第１の接続端子１２Ａが相手方端子３０に最初に接触する部分、すなわち、第１の接続端子１２Ａの先端部（図では網目部分）１６にのみ、その表面で前記ヒューズ材料よりもアーク放電が生じにくくなるようなアーク抑止処理が施されている。
【００２２】
このようなアーク抑止処理としては、例えば次のようなものが挙げられる。
【００２３】
１）接続端子先端部１６の表面を、ヒューズ材料よりもアーク放電の生じにくい金属系材料で被覆する。例えば、ヒューズ材料がＺｎを５０質量％以上含む合金で構成されている場合、Ｚｎよりも沸点の高い金属（Ｃｕ，Ｎｉ，Ｓｎ，Ａｇ，Ａｕ，Ｗ，Ｍｏ）や当該金属を主成分とする合金の方が当該ヒューズ材料よりもアーク放電が生じにくいことが確認されており、このようなアーク抑止材料で接続端子先端部１６の表面をメッキ等で被覆することにより、当該先端部１６と相手方端子３０Ａとの間にアーク放電が発生するのを有効に抑止することができる。ヒューズ材料にそれ以外の金属系材料が用いられる場合にも、そのヒューズ材料を基準として当該ヒューズ材料よりもアーク放電が発生しにくい材料をアーク抑止材料として採択すればよい。
【００２４】
２）図３に示すように、接続端子先端部１６の表面に薄い絶縁層１７を形成し、さらにその絶縁層１７の上に導電層１８を積層する。この導電層１８は前記絶縁層１７からはみ出させて第１の接続端子１２Ａと電気的に導通されるようにする。このような構造にすると、導電層１８と相手方端子３０との間でアーク放電が発生しても導電層１８が薄いためにアーク放電の要因となる金属蒸気の供給が速やかに遮断されるため、端子母材から金属蒸気が供給される場合に比べてアーク放電時間がきわめて短くなり、有効なアーク抑止が果たされる。
【００２５】
なお、絶縁層１７の種類はアークを低減できる限り特に限定されないが、例えば、金属蒸着層［Ａｌ２Ｏ３（アルマイト）層、ＳｉＯ２層、Ｓｉ３Ｎ４層、ＴｉＯ２層など］、黒色処理層（ＣｕＯ層）、クロメート処理層などの金属系絶縁層；絶縁性樹脂などの樹脂系絶縁層が挙げられる。あるいは、アルミニウムや銅からなる端子母材の表面に酸化皮膜を形成して絶縁層を構築するようにしてもよい。その他、樹脂コーティングやエナメルの焼き付けといった手段をとることも可能である。導電層１８は、端子母材と同材料でもよいし、他種の金属材料を用いてもよい。
【００２６】
なお、相手方端子３０Ａ，３０Ｂの材質については、本発明では特定しないが、少なくとも相手方端子３０Ａはなるべくアーク放電の生じにくい材料（例えば前記第１の接続端子１２Ａの先端部１６で用いられるアーク抑止材料と同じ材料）で形成するか、その表面を当該アーク抑止材料で被覆することが、より好ましい。
【００２７】
次に、このヒューズ素子の作用を説明する。
【００２８】
このヒューズ素子を車両側回路に組み込む際、その接続端子１２Ａ，１２Ｂを相手方端子３０Ａ，３０Ｂに差し込む作業を要するが、第２の接続端子１２Ｂよりも第１の接続端子１２Ａの方が短いため、まず最初に第２の接続端子１２Ｂがその相手方端子３０Ｂに接触する。この時点ではまだヒューズ素子と車両側回路とが導通していないので、第２の接続端子１２Ｂと相手方端子３０Ｂとの間にアーク放電が発生することはない（図２の状態）。従って、第２の接続端子１２Ｂにアーク抑止処理が施されていなくても何ら支障はない。
【００２９】
その後、相手方端子３０内への第２の接続端子１２Ｂの嵌入が進行して第１の接続端子１２の先端部１６Ａが相手方端子３０Ａと接触することにより、ヒューズ素子と車両側回路との導通が達成するが、第１の接続端子１２Ａの表面及び相手方端子３０Ａの表面には多数の微小な凹凸が存在するため、実際には相手方端子３０Ａへの第１の接続端子１２Ａの挿入時に両者間で細かく接触及び離間が繰り返されることになり、その離間時に第１の接続端子１２Ａと相手方端子３０Ａとの間でアーク放電が発生し得る。ところが、この第１の接続端子１２Ａの先端部１６の表面には上述のようなアーク抑止処理が施されているので、前記アーク放電が有効に抑止され、当該アーク放電による端子の損傷が防がれる。従って、このヒューズ素子によれば、アーク放電を抑止するのに、一方の接続端子１２Ａにのみアーク抑止処理を施せば足りるということになる。
【００３０】
なお、この実施の形態では第１の接続端子１２Ａの先端部１６の表面のみにアーク抑止処理を施しているが、例えば第１の接続端子１２Ａの全体の表面にアーク抑止処理を施してもよいし、第１の接続端子１２Ａそのものをアーク抑止材料で形成し、これをヒューズ材料からなる溶断部１４に溶接等で接合するようにしても同様の効果が得られる。ただし、図例のように第１の接続端子１２Ａの先端部１６の表面にのみアーク抑止処理を施すようにすれば、コストアップを最小限に抑えながら有効なアーク放電の抑止を実現することが可能になる。
【００３１】
また、本発明にかかる電気素子は、前記のようなヒューズ素子に限らず、素子本体から一対の接続端子が突出するもの、例えば、抵抗素子や、ダイオード等の半導体素子についても適用が可能である。その場合、車両側回路への電気素子の導入時のみならず、当該回路から電気素子を取り外す際に端子間で発生するアーク放電も有効に抑止することが可能である。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように本発明は、第１の接続端子を第２の接続端子よりも短くして当該第２の接続端子よりも後に相手方端子と接触するようにし、その第１の接続端子の表面を第２の接続端子の材料よりもアーク放電の発生しにくい材料で構成し、あるいは当該表面にアーク抑止処理を施したものであるので、アーク抑止材料の使用量やアーク抑止処理領域を抑えた安価な構成で相手方端子との接続または切り離し時におけるアーク放電の発生を有効に抑止することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかるヒューズ素子の斜視図である。
【図２】前記ヒューズ素子の正面図である。
【図３】前記ヒューズ素子の第１の接続端子の先端部に施されるアーク抑止処理の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１０　導体部
１２Ａ　第１の接続端子
１２Ｂ　第２の接続端子
１４　溶断部
１６　第１の接続端子の先端部
１７　絶縁層
１８　導電層
【図１】
2004079433.tif 000003
【図２】
2004079433.tif 000004
【図３】
2004079433.tif 000005