特開 2021-111601 表面実装型マイクロヒューズ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2021-111601(P2021-111601A)

(43)【公開日】2021年8月2日

(54)【発明の名称】表面実装型マイクロヒューズ

(51)【国際特許分類】

   H01H 85/10 20060101AFI20210705BHJP

   H01H 85/18 20060101ALI20210705BHJP

【ＦＩ】

   H01H85/10

   H01H85/18

【審査請求】有

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】7

(21)【出願番号】特願2020-32012(P2020-32012)

(22)【出願日】2020年2月27日

(31)【優先権主張番号】109100242

(32)【優先日】2020年1月3日

(33)【優先権主張国】TW

(71)【出願人】

【識別番号】510101697

【氏名又は名称】功得電子工業股▲分▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】Ｃｏｎｑｕｅｒ Ｅｌｅｃｔｏｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．

(74)【代理人】

【識別番号】110001818

【氏名又は名称】特許業務法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】邱 鴻智

【テーマコード（参考）】

5G502

【Ｆターム（参考）】

5G502AA01

5G502AA09

5G502BA08

5G502BB07

5G502BB17

5G502BC04

5G502BD06

5G502BE03

5G502CC04

5G502FF10

(57)【要約】

【課題】消弧効果を持つヒューズエレメントを備えた表面実装型マイクロヒューズを提供する。
【解決手段】ハウジング１０内に設けられたヒューズエレメント２０を備え、ヒューズエレメント２０は、溶断部２１と、溶断部２１の両端部それぞれに接続された中間部２２とを有し、溶断部２１と中間部２２の接続箇所に隙間２４が形成されている。この構成によれば、瞬間的な異常電流によってヒューズエレメント２０が溶断された際に、両中間部２２の間における溶断箇所間の距離が隙間２４の存在によって瞬時に大きくなるため、電気アークの発生を抑制し、回路全体を保護することができる。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部空間を有するハウジングと、
前記ハウジング上に設置され、溶断部、二つの中間部及び二つの導電部を有するヒューズエレメントと、
前記ヒューズエレメントの溶断部と、中間部の少なくとも一部とを覆うように前記ハウジングの内部空間内に充填された難燃性の第１の封止材と、
を備えた表面実装型マイクロヒューズであって、
前記溶断部は、前記ハウジングの内部空間内に設けられ、前記溶断部の両端部それぞれに、前記中間部が接続され、
各中間部は、前記溶断部と、対応の導電部との間に接続され、
前記溶断部の各端部に一つの第一のセグメントと少なくとも一つの第二のセグメントとが備えられ、
前記溶断部の第一のセグメントは、対応の中間部の端部と接続されておらず、且つ、前記溶断部の第一のセグメントと、対応の中間部の端部との間に隙間が形成され、
前記溶断部の第二のセグメントは、対応の中間部の端部と接続され、
前記導電部は、前記ハウジング外へ延出している、表面実装型マイクロヒューズ。

【請求項2】

前記ヒューズエレメントの溶断部には、前記第一のセグメントの両側にそれぞれ位置する二つの第二のセグメントが備えられ、
前記溶断部の両端部は、両側の第二のセグメントを介して前記中間部の端部と接続され、
前記溶断部の端部における中央側に位置する第一のセグメントと、前記中間部とは、前記隙間を形成するように離間されている、請求項１に記載の表面実装型マイクロヒューズ。

【請求項3】

前記ハウジングは、周壁と、開口とを有し、
前記周壁は、前記内部空間を囲み、且つ、対向する二つの端部壁を有し、
前記ヒューズエレメントの導電部は、前記ハウジングの開口から前記ハウジング外へ延出し、且つ、それぞれ対応の端部壁に沿って配置されている、請求項１又は２に記載の表面実装型マイクロヒューズ。

【請求項4】

前記ハウジングの開口を封止する耐熱性の第２の封止材を更に備え、前記第２の封止材は、前記第１の封止材と異なる材料からなる、請求項３に記載の表面実装型マイクロヒューズ。

【請求項5】

前記ヒューズエレメントの中間部は、前記溶断部と前記ハウジングの開口との間に間隔が形成されるように、前記ハウジングの端部壁に対して非垂直に配置されている、請求項３に記載の表面実装型マイクロヒューズ。

【請求項6】

前記第１の封止材は、けい砂、防爆砂、又は、難燃剤とエポキシ樹脂の混合物である、請求項１から５のいずれか一項に記載の表面実装型マイクロヒューズ。

【請求項7】

前記難燃剤は、メラミン、水酸化マグネシウム、又は水酸化アルミニウムである請求項６に記載の表面実装型マイクロヒューズ。

【請求項8】

前記第２の封止材は、シリカゲル又はポリイミドである、請求項４に記載の表面実装型マイクロヒューズ。

【請求項9】

前記ヒューズエレメントの表面に、当該ヒューズエレメントより融点が低い電気めっき金属層が形成されている、請求項１から８のいずれか一項に記載の表面実装型マイクロヒューズ。

【請求項10】

前記ヒューズエレメントの溶断部は第１の材料からなり、前記ヒューズエレメントの中間部と導電部は、前記第１の材料と異なる第２の材料からなる、請求項１から９のいずれか一項に記載の表面実装型マイクロヒューズ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、マイクロヒューズに関し、特に表面実装型であるマイクロヒューズに関する。

【背景技術】

【0002】

溶断素子とも呼ばれるヒューズは、内部に備えられたヒューズエレメントと、保護対象回路とが直列接続されるように回路に組み込まれて使用されるものであり、回路を流れる電流が異常に大きくなって定格電流を超えた場合、過熱によってヒューズエレメントが溶断することで、回路が遮断されて安全性が確保される。ところで、ヒューズエレメントが溶断したにもかかわらず、溶断箇所に存在する強い電場によって絶縁体である空気層が絶縁破壊されて電気アークが発生することがあり、その場合では、回路の遮断というヒューズの本来の目的が達成できなくなる。この問題を解決するために、電気アークの発生を抑え、また、発生した電気アークを早急に消滅させるための消弧材をヒューズエレメントの周りに配置することが提案されていた。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

しかし、電場強度が非常に大きい場合では、消弧材による電気アークの消滅作用が追い付かなくなる虞があり、従来のヒューズには、ヒューズエレメントが溶断しても回路を即時に遮断できないという問題が依然としてあった。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ヒューズエレメントの構造を改良することにより、ヒューズエレメントそのものに消弧効果を持たせることにある。

【0005】

上記発明の目的を達成するために提供される本発明に係る表面実装型マイクロヒューズは、
内部空間を有するハウジングと、
前記ハウジング上に設置され、溶断部、二つの中間部及び二つの導電部を有するヒューズエレメントと、
前記ヒューズエレメントの溶断部と、中間部の少なくとも一部とを覆うように前記ハウジングの内部空間内に充填された難燃性の第１の封止材と、
を備え、
前記溶断部は、前記ハウジングの内部空間内に設けられ、前記溶断部の両端部それぞれに、前記中間部が接続され、
各中間部は、前記溶断部と、対応の導電部との間に接続され、
前記溶断部の各端部に一つの第一のセグメントと少なくとも一つの第二のセグメントとが備えられ、
前記溶断部の第一のセグメントは、対応の中間部の端部と接続されておらず、且つ、前記溶断部の第一のセグメントと、対応の中間部の端部との間に隙間が形成され、
前記溶断部の第二のセグメントは、対応の中間部の端部と接続され、
前記導電部は、前記ハウジング外へ延出している、という点に特徴がある。

【発明の効果】

【0006】

本発明に係る表面実装型マイクロヒューズでは、ヒューズエレメントの溶断部と中間部の間に隙間を設けることで、ヒューズエレメントの溶断時に、両中間部の間における溶断箇所間の距離を隙間によって瞬間的に増加させることができ、その結果、電気アークの発生を抑制することができる。すなわち、本発明に係る表面実装型マイクロヒューズによれば、ヒューズエレメントそれ自体の構造をもって、電気アークの効果的な抑制、ひいては回路の保護を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明に係る表面実装型マイクロヒューズの外観斜視図である。

【図2】本発明に係る表面実装型マイクロヒューズの別の角度から見た外観斜視図である。

【図3】本発明に係る表面実装型マイクロヒューズの斜視断面図である。

【図4】本発明に係るヒューズエレメントの平面図である。

【図5】本発明に係る表面実装型マイクロヒューズの他の実施形態の斜視断面図である。

【図6】本発明に係る表面実装型マイクロヒューズの平面視断面図である。

【図7】ヒューズエレメントが溶断した状態を示す、本発明に係る表面実装型マイクロヒューズの平面視断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、発明の目的を達成するために採用された技術的手段を、図面及び本発明の実施形態を用いて説明する。ここでは、要素間の関係に基づいて本発明に係る構造又は方法を説明するため、図面は簡略化されており、図中の要素は実際の数量、実際の形状、実際のサイズ、実際の縮尺で示されていない。説明の便宜上、図中の要素のサイズが増減されることがあり、実際の状況では構成がより複雑になることがあることに留意されたい。

【0009】

図１から図３に示すように、本発明に係る表面実装型マイクロヒューズは、ハウジング１０、ヒューズエレメント２０、第１の封止材３０及び第２の封止材４０を備える。

【0010】

ハウジング１０は、中空であり、内部空間１１と 、周壁１２と、開口１３とを有する。周壁１２は、内部空間１１を囲んでおり、主壁１２１と、当該主壁１２１の対向する二つの縁部に設けられた二つの側部壁１２２と、当該主壁１２１の対向する他の二つの縁部に設けられた二つの端部壁１２３とを有し、二つの側部壁１２２及び二つの端部壁１２３は、内部空間１１の側方を囲むように配置されている。開口１３は、側部壁１２２と端部壁１２３の縁部に形成され、内部空間１１と連通している。ある実施形態において、ハウジング１０はセラミックで構成されている。

【0011】

図３及び図４に示すように、ヒューズエレメント２０は、ハウジング１０上に設置されている。ヒューズエレメント２０は、溶断部２１と、二つの中間部２２と、二つの導電部２３とを有する。溶断部２１は、ハウジング１０の内部空間１１内に配置され、溶断部２１の両端部それぞれに中間部２２が接続されている。各中間部２２は、少なくとも部分的にハウジング１０の内部空間１１内に配置され、且つ溶断部２１と、対応の導電部２３との間に接続されている。溶断部２１の各端部に第一のセグメント２１１と少なくとも一つの第二のセグメント２１２とが備えられている。溶断部２１の第一のセグメント２１１は、対応の中間部２２の端部と接続されておらず、溶断部２１の第一のセグメント２１１と、対応の中間部２２の端部との間に隙間２４が形成されている。溶断部２１の第二のセグメント２１２は、対応の中間部２２の端部と接続されている。ある実施形態において、溶断部２１には、第一のセグメント２１１の両側にそれぞれ位置する二つの第二のセグメント２１２が備えられている。溶断部２１の両端は、両側に位置している第二のセグメント２１２を介して中間部２２の端部と接続され、そして、溶断部２１の端部における中央側に位置する第一のセグメント２１１と、中間部２２とは、隙間２４を形成するように離間されている。導電部２３の一端部は、ハウジング１０の開口１３からハウジング１０外へ延出し、ハウジング１０の端部壁に沿って配置されている。ある実施形態において、中間部２２は、溶断部２１とハウジング１０の開口１３との間に間隔が形成されるように、傾斜状に、すなわちハウジング１０の端部壁１２３に対して非垂直に配置されている。ある実施形態において、ヒューズエレメント２０は一体的に形成されたものであってもよく、または、溶断部２１が異なる材料で構成されたものであってもよい。他の実施形態において（図５参照）、ヒューズエレメント２０上に、融点が比較的低い金属層を電気めっきによって形成してもよい。融点が比較的低い金属層を設けることにより、溶断部２１は、（金属層が設けられていない場合の）通常の溶断が起こる温度よりも低い温度で溶断するため、溶断温度が低くなってトータルエネルギーが小さくなり、その結果、電場強度が小さくなり、電気アークが発生する確率が低くなる。

【0012】

図３に示すように、第１の封止材３０は、難燃性で消弧効果を有するものであり、ヒューズエレメント２０の溶断部２１と、中間部２２の少なくとも一部とを覆うように、ハウジング１０内に充填されているある実施形態において、第１の封止材３０は、けい砂、防爆砂（ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ−ｐｒｏｏｆ ｓａｎｄ）、又は、難燃剤とエポキシ樹脂の混合物、などであってよい。難燃剤は、メラミン、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムなどであってよい。

【0013】

第２の封止材４０は、第１の封止材３０を外部から隔離するように、ハウジング１０の開口１３に配置されている。第２の封止材４０は、第１の封止材３０と異なる材料からなる耐熱性を有するものである。ある実施形態において、第２の封止材４０はシリカゲル、ポリイミド（ＰＩ）などであってよい。

【0014】

図６に示すように、電流が正常範囲内にある時、ヒューズエレメント２０の溶断部２１は溶断されず本来の形状に維持されるため、ヒューズと直列接続された回路に電流が正常に流れ続ける。一方、図７に示すように、異常に大きくなって定格電流を超え、ヒューズエレメント２０の溶断部２１が過熱によって溶断した場合、両中間部２２の間における溶断箇所間の距離は、溶断部２１の溶断によって形成した距離にとどまらず、溶断部２１の第一のセグメント２１１と中間部２２との間に存在する隙間２４によって瞬間的に増加するため、電気アークが発生する確率が低くなる。すなわち、ヒューズエレメント２０それ自体の構造によって電気アークの発生が抑制される。なお、溶断時の瞬間的な高熱によって引き起こされ得る炎による燃焼は、第１の封止材３０によって効果的に抑制することができる。

【0015】

このように、本発明に係る表面実装型マイクロヒューズは、過電流によるヒューズエレメント２０の溶断時に発生し得る電気アークをまずヒューズエレメント２０それ自体の構造によって抑制できるという点に特徴があり、これに加えて消弧効果を持つ第２の封止材４０が備えられているため、電気アークの発生を効果的に抑制するという目的を達成でき、回路を保護する効果が得られる。

【0016】

上述した実施形態は例示にすぎず、本発明を限定するものではない。本発明を上記実施形態により説明したが、本発明はこれら開示された実施形態に限定されず、当業者であれば、本発明の技術的思想を逸脱することなく、様々な変更および修飾を加えて均等物とすることができる。したがって、上記実施形態に変更、改変および修飾を加えた内容もまた、本発明の技術的思想に含まれるものである。

【符号の説明】

【0017】

１０ ハウジング
１１ 内部空間
１２ 周壁
１２１ 主壁
１２２ 側部壁
１２３ 端部壁
１３ 開口
２０ ヒューズエレメント
２１ 溶断部
２１１ 第一のセグメント
２１２ 第二のセグメント
２２ 中間部
２３ 導電部
２４ 隙間
３０ 第１の封止材
４０ 第２の封止材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】