特許 7429599 ヒューズ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-31

(45)【発行日】2024-02-08

(54)【発明の名称】ヒューズ

(51)【国際特許分類】

   H01H 85/175 20060101AFI20240201BHJP

【ＦＩ】

H01H85/175

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020085256

(22)【出願日】2020-05-14

(65)【公開番号】P2021180126

(43)【公開日】2021-11-18

【審査請求日】2023-01-13

(73)【特許権者】

【識別番号】000241496

【氏名又は名称】豊田鉄工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106781

【弁理士】

【氏名又は名称】藤井 稔也

(72)【発明者】

【氏名】井出 浩樹

(72)【発明者】

【氏名】岩田 邦弘

【審査官】内田 勝久

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１８１８１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０８２０７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２７２４４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－２０１２６９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｈ ３７／７６

Ｈ０１Ｈ ６９／０２

Ｈ０１Ｈ ８５／００ － ８７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

溶断部、及び前記溶断部を挟んで互いに反対側に延在する一対の端子部を有するヒューズエレメントと、
複数の分割体により構成され、前記溶断部及び消弧剤を収容するケーシングと、
前記ヒューズエレメントの延在方向における前記ケーシングの両端面を被覆する一対の被覆部、及び前記被覆部同士を連結する連結部を有し、前記被覆部及び前記連結部が一体成形された樹脂製の成形体と、を備え、
前記ケーシングの外周面の一部が露出する露出部が設けられている、
ヒューズ。

【請求項2】

複数の前記分割体は、前記延在方向に交差する分割方向において互いに分割された第１ケーシング及び第２ケーシングを含み、
前記露出部が、前記第１ケーシング及び前記第２ケーシングの双方に設けられている、
請求項１に記載のヒューズ。

【請求項3】

複数の前記連結部が、前記ヒューズエレメントの軸線を中心とする周方向において互いに間隔をおいて設けられている、
請求項２に記載のヒューズ。

【請求項4】

前記連結部は、前記第１ケーシングと前記第２ケーシングとの間を封止する一対の第１連結部を含む、
請求項３に記載のヒューズ。

【請求項5】

前記連結部は、前記第１連結部同士の間にそれぞれ位置する一対の第２連結部を含む、
請求項４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、ヒューズに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、自動車用電気回路などに用いられるヒューズが開示されている。このヒューズは、一対の端子部及び端子部の間に設けられる溶断部を有するヒューズエレメントと、ヒューズエレメントを収容するケーシングと、ケーシングの両端の開口部を塞ぐキャップとを備えている。ヒューズエレメントは、ケーシングの開口部から端子部が突出するようにケーシング内に位置している。ケーシングの開口部の周縁部と、端子部に設けられた当接片との間に、ヒューズエレメントを保持する保持板が差し込まれている。キャップは、有底筒状であり、ケーシングの両端部の外周面及び保持板を覆うように、ケーシングの開口部を塞いでいる。また、ケーシングの内部には、消弧剤が収容されている。

【0003】

こうしたヒューズを備える電気回路においては、電気回路に過電流が流れた場合に、ヒューズエレメントの溶断部が過電流によるジュール熱により溶断して電気回路を開くことにより、電気回路の保護を図る。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１８－１２９３０９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、ヒューズにおいては、溶断部が溶断する際に衝撃力が発生する。しかしながら、特許文献１に記載のヒューズでは、上記衝撃力によって、ケーシングの両端の開口部を塞ぐキャップが外れるおそれがある。

【0006】

本発明の目的は、ケーシングの分離を抑制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】

【0007】

上記目的を達成するためのヒューズは、一対の端子部及び前記端子部同士の間に設けられる溶断部を有するヒューズエレメントと、複数の分割体により構成され、前記溶断部及び消弧剤を収容するケーシングと、前記ヒューズエレメントの延在方向における前記ケーシングの両端面を被覆する一対の被覆部、及び前記被覆部同士を連結する連結部を有し、前記被覆部及び前記連結部が一体成形された樹脂製の成形体と、を備え、前記ケーシングの外周面の一部が露出する露出部が設けられている。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施形態のヒューズの斜視図。

【図2】第１実施形態のヒューズの分解斜視図。

【図3】図１の３－３線に沿った断面図。

【図4】第２実施形態のヒューズの斜視図。

【図5】第２実施形態のヒューズの分解斜視図。

【図6】図４の６－６線に沿った断面図。

【図7】変形例のヒューズエレメントの斜視図。

【図8】変形例のヒューズの斜視図。

【図9】変形例のヒューズの斜視図。

【図10】変形例の消弧材の斜視図。

【図11】変形例のヒューズの分解斜視図。

【図12】変形例のヒューズの断面図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

＜第１実施形態＞
以下、図１～図３を参照して、ヒューズの第１実施形態について説明する。
図１～図３に示すように、ヒューズは、ヒューズエレメント１０、ケーシング２０、消弧剤３０、及び成形体４０を備えている。

【0010】

ヒューズエレメント１０は、長尺板状であり、一対の端子部１１及び端子部１１同士の間に設けられる溶断部１２を有している。溶断部１２の幅は、端子部１１の幅よりも小さい。ヒューズエレメント１０は、例えば銅または銅合金製である。

【0011】

ケーシング２０は、中空の円柱状である。ケーシング２０は、第１ケーシング２１及び第２ケーシング２２により構成されている。すなわち、第１ケーシング２１及び第２ケーシング２２が、本発明に係る複数の分割体に相当する。

【0012】

図２に示すように、第１ケーシング２１は、半円板状であり、互いに対向する一対の底壁２１Ａと、底壁２１Ａ同士の間に設けられる半割円筒状の周壁２１Ｂとを有している。底壁２１Ａの端縁には、凹部２１Ｃが設けられている。

【0013】

第２ケーシング２２は、第１ケーシング２１と同一の形状であり、一対の底壁２２Ａ、周壁２２Ｂ、及び凹部２２Ｃを有している。
第１ケーシング２１及び第２ケーシング２２は、共に熱可塑性樹脂製である。なお、第１ケーシング２１及び第２ケーシング２２は、共に熱硬化製樹脂製であってもよい。

【0014】

図２及び図３に示すように、ケーシング２０の内部には、ヒューズエレメント１０の溶断部１２が収容されている。ヒューズエレメント１０の一対の端子部１１は、第１ケーシング２１及び第２ケーシング２２の各凹部２１Ｃ，２２Ｃを通じて外部に突出している。

【0015】

第１ケーシング２１及び第２ケーシング２２は、ヒューズエレメント１０の延在方向Ｘに直交する分割方向Ｙ（図１～図３の上下方向）において互いに分割されている。
消弧剤３０は、ケーシング２０の内部に収容されている。消弧剤３０は、略半割円柱状であり、第１ケーシング２１内に収容される第１部分３１と、半割円柱状であり、第２ケーシング２２内に収容される第２部分３２とを有している。第１部分３１においてヒューズエレメント１０に対向する面には、ヒューズエレメント１０を収容する凹部３１ａが設けられている。凹部３１ａは、ヒューズエレメント１０の溶断部１２を含む部分の形状に沿っている。

【0016】

図１及び図３に示すように、成形体４０は、第１ケーシング２１及び第２ケーシング２２の両底壁２１Ａ，２２Ａの外面を被覆する円板状の一対の被覆部４１を有している。すなわち、一対の被覆部４１は、ヒューズエレメント１０の延在方向Ｘにおけるケーシング２０の両端面を被覆している。

【0017】

成形体４０は、被覆部４１同士を連結する複数の連結部４２を有している。被覆部４１及び連結部４２は、一体成形されている。連結部４２は、第１ケーシング２１の周壁２１Ｂと第２ケーシング２２の周壁２２Ｂとの間を封止する一対の第１連結部４３と、第１連結部４３同士の間にそれぞれ位置する一対の第２連結部４４とを有している。第１連結部４３及び第２連結部４４が、ヒューズエレメント１０の軸線Ｌを中心とする周方向において互いに間隔をおいて設けられている。

【0018】

成形体４０は、熱可塑性樹脂製である。
ケーシング２０の外周面、具体的には、第１ケーシング２１の周壁２１Ｂ及び第２ケーシング２２の周壁２２Ｂの双方の外面のうち連結部４２によって覆われていない部分は、露出部５０である。したがって、露出部５０は、第１ケーシング２１及び第２ケーシング２２の双方に設けられている。

【0019】

成形体４０は、以下の手順で成形される。
まず、消弧剤３０の第１部分３１を第１ケーシング２１内に収容し、第１部分３１の凹部３１ａ内にヒューズエレメント１０を収容する。続いて、ヒューズエレメント１０、第１部分３１、及び第１ケーシングの上に消弧剤３０の第２部分３２を載置する。続いて、第２部分３２の上に第２ケーシング２２を載置することで、第１ケーシング２１と第２ケーシング２２との間に、ヒューズエレメント１０の溶断部１２を含む部分及び消弧剤３０を収容する。続いて、ヒューズエレメント１０、第１ケーシング２１、第２ケーシング２２、及び消弧剤３０の組立体を金型内にインサートし、金型内のキャビティ（いずれも図示略）に溶融樹脂を射出することによって成形体４０が形成される。このとき、第１ケーシング２１の外周面及び第２ケーシング２２の外周面のうち金型によって支持される部位によって露出部５０が形成される。

【0020】

次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）ヒューズエレメント１０の延在方向Ｘにおけるケーシング２０の両端面が成形体４０の一対の被覆部４１によって被覆されるため、ヒューズエレメント１０とケーシング２０との間の隙間が封止される。また、被覆部４１同士が連結部４２によって連結されているため、ヒューズエレメント１０の溶断部１２が溶断する際の衝撃によって第１ケーシング２１及び第２ケーシング２２が分離することを抑制できる。したがって、ケーシング２０の分離を抑制することができる。

【0021】

また、ケーシング２０の外周面の一部を露出させる露出部５０が設けられているため、ケーシング２０の外周面全体が樹脂で覆われる構成に比べて、ケーシング２０の内部に発生するジュール熱をケーシング２０の外部に放出する性能、すなわちケーシング２０の放熱性を高めることができる。

【0022】

（２）第１ケーシング２１及び第２ケーシング２２は、延在方向Ｘに直交する分割方向Ｙにおいて互いに分割されている。露出部５０が、第１ケーシング２１及び第２ケーシング２２の双方に設けられている。

【0023】

こうした構成によれば、露出部５０が第１ケーシング２１及び第２ケーシング２２の双方に設けられているため、ケーシング２０の放熱性を一層高めることができる。
また、上記構成によれば、ヒューズエレメント１０の溶断部１２及び消弧剤３０を収容したケーシング２０を金型にインサートして成形体４０を射出成形する際に、第１ケーシング２１及び第２ケーシング２２のうち金型によって支持される部位が露出部５０となる。このため、成形体４０の成形時において、第１ケーシング２１及び第２ケーシング２２を金型によって支持することができ、第１ケーシング２１及び第２ケーシング２２が互いに離間することを抑制できる。

【0024】

（３）複数の連結部４２が、ヒューズエレメント１０の軸線Ｌを中心とする周方向において互いに間隔をおいて設けられている。
こうした構成によれば、複数の連結部４２によって成形体４０の剛性が高められる。このため、ヒューズエレメント１０の溶断部１２が溶断する際の衝撃によって第１ケーシング２１と第２ケーシング２２とが分離することを一層抑制できる。

【0025】

（４）連結部４２は、第１ケーシング２１と第２ケーシング２２との間を封止する一対の第１連結部４３を含んでいる。このため、第１ケーシング２１と第２ケーシング２２との間から消弧剤３０が漏れ出すことを抑制できる。

【0026】

（５）連結部４２は、第１連結部４３同士の間にそれぞれ位置する一対の第２連結部４４を含んでいる。
こうした構成によれば、一対の第１連結部４３に加えて、一対の第１連結部４３同士の間にそれぞれ位置する一対の第２連結部４４によって、成形体４０の剛性が高められる。このため、ヒューズエレメント１０の溶断部１２が溶断する際の衝撃によって第１ケーシング２１と第２ケーシング２２とが分離することをより一層抑制できる。

【0027】

＜第２実施形態＞
以下、図４～図６を参照して、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に説明する。なお、本実施形態の構成において、第１実施形態と対応する構成については、第１実施形態の符号「＊＊」と同一の符号を付すことにより重複する説明を省略する。

【0028】

図４～図６に示すように、ヒューズは、ヒューズエレメント１０、ケーシング２０、消弧剤３０、及び成形体４０を備えている。
図５に示すように、ケーシング２０は、中空の直方体状である。

【0029】

図５及び図６に示すように、第１ケーシング２１は、分割方向Ｙの一側（図５の上側）に向けて開口する箱状であり、長方形板状の底壁２１１、互いに対向する一対の側壁２１２、及び側壁２１２同士の間に位置する一対の側壁２１３を有している。各側壁２１２には、分割方向Ｙに沿って延在するスリット状の凹部２１Ｃが設けられている。互いに隣り合う側壁２１２，２１３の間に形成される４つの角部には、面取り部２１Ｄが設けられている。面取り部２１Ｄは、第１ケーシング２１の開口端部に設けられている。

【0030】

第２ケーシング２２は、第１ケーシング２１の開口を塞ぐ長方形板状の頂壁２２１と、頂壁２２１の４つの角部から第１ケーシング２１の面取り部２１Ｄに向かって突出する４つの脚部２２Ｄとを有している。

【0031】

各脚部２２Ｄが第１ケーシング２１の各面取り部２１Ｄに係合されることで、第１ケーシング２１に対して第２ケーシング２２が位置決めされる。
ヒューズエレメント１０の幅方向は、分割方向Ｙ、すなわち凹部２１Ｃの延在方向に沿っている。

【0032】

消弧剤３０は、略直方体状であり、ヒューズエレメント１０の一側の面に対向する第１部分３１と、直方体状であり、ヒューズエレメント１０の上記一側とは反対側の面に対向する第２部分３２とを有している。第１部分３１においてヒューズエレメント１０に対向する面には、ヒューズエレメント１０を収容する凹部３１ａが設けられている。凹部３１ａは、ヒューズエレメント１０の溶断部１２を含む部分の形状に沿っている。

【0033】

図４及び図６に示すように、成形体４０は、第１ケーシング２１の両側壁２１２の外面及び第２ケーシング２２の頂壁２２１の外面を被覆する長方形板状の一対の被覆部４１を有している。すなわち、一対の被覆部４１は、ヒューズエレメント１０の延在方向Ｘにおけるケーシング２０の両端面を被覆している。

【0034】

連結部４２は、第１ケーシング２１の側壁２１２と第２ケーシング２２の頂壁２２１との間を封止する一対の第１連結部４３と、第１連結部４３同士の間にそれぞれ位置する一対の第２連結部４４とを有している。

【0035】

ケーシング２０の外周面、具体的には、第１ケーシング２１の底壁２１１の外面、側壁２１３の外面、及び第２ケーシング２２の頂壁２２１の外面のうち連結部４２によって覆われていない部分は、露出部５０である。したがって、露出部５０は、第１ケーシング２１及び第２ケーシング２２の双方に設けられている。

【0036】

本実施形態によれば、第１実施形態の作用効果（１）～（５）と同様な作用効果を奏することができる。
＜変更例＞
上記実施形態は、例えば以下のように変更して実施することもできる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

【0037】

・第１連結部４３同士の間に複数の第２連結部４４を設けることもできる。
・一対の第２連結部４４の一方または双方を省略することもできる。
・連結部４２が第２連結部４４を有するものであれば、第１連結部４３の一方または双方を省略することができる。すなわち、連結部４２は、第１ケーシング２１と第２ケーシング２２との間を封止しないものであってもよい。

【0038】

・成形体４０は、少なくとも１つの連結部４２を有するものであればよい。
・露出部５０は、第１ケーシング２１及び第２ケーシング２２のいずれか一方に設けられるものであってもよい。また、露出部５０の形状や大きさは適宜変更可能である。

【0039】

・第１ケーシング２１及び第２ケーシング２２の分割方向Ｙは、延在方向Ｘに交差する方向であればよく、延在方向Ｘに対して直交していなくてもよい。
・ヒューズエレメント１０の形状は、第１実施形態及び第２実施形態において例示したものに限定されない。例えば、図７に示すように、ヒューズエレメント１０は、延在方向Ｘにおいて溶断部１２を挟む一対の厚板部１３を有するものであってもよい。厚板部１３は、ヒューズエレメント１０の厚さ方向の両側に向かって突出している。

【0040】

こうしたヒューズエレメント１０を用いる場合には、図８に示すように、ケーシング２０の外周面のうち厚板部１３に対応する部分、より詳しくは、ケーシング２０の径方向において厚板部１３と重なり合う部分に露出部５０を設けることがケーシング２０の放熱性を高める上で好ましい。また、こうした露出部５０を、ケーシング２０の径方向において厚板部１３と重なり合う部分にのみ設けるようにしてもよい。

【0041】

・複数のヒューズを、成形体４０を介して一体形成することもできる。例えば、図９に示すように、第１実施形態において例示したヒューズが複数（この場合、３つ）並設されている。互いに隣り合うヒューズの第１連結部４３同士が、連結壁４５を介して一体成形されている。このように、ケーシング２０が成形体４０によって被覆されるため、ヒューズを他のヒューズなどの他部品と容易に一体化することができる。

【0042】

・第１実施形態の消弧剤３０を構成する第１部分３１の凹部３１ａを省略することもできる。すなわち、第１部分３１を第２部分３２と同一形状にすることもできる。また、第２実施形態の消弧剤３０についても同様な変更を行うことができる。

【0043】

・消弧剤３０は、複数に分割して構成されるものに限定されない。例えば第１実施形態において、略円柱状の消弧材３０を採用することもできる。図１０に示すように、消弧材３０には、ヒューズエレメント１０を収容する切欠部３０ａが軸線方向の全体にわたって設けられている。また、第２実施形態の消弧剤３０についても同様な変更を行うことができる。

【0044】

・消弧剤３０は、上記各実施形態や変更例において示した固形のものに限定されず、粉体であってもよい。
例えば図１１に示すように、第１ケーシング２１の内部及び一対の凹部２１Ｃにヒューズエレメント１０を挿入する。続いて、第１ケーシング２１に対して第２ケーシング２２を組み付ける。続いて、第２ケーシング２２の頂壁２２１に設けられた孔２２２を通じて、ケーシング２０の内部に粉状の消弧剤３０を充填する。続いて、孔２２２に栓体２２３を嵌め入れる。続いて、ヒューズエレメント１０、第１ケーシング２１、第２ケーシング２２、栓体２２３、及び消弧剤３０の組立体を金型内にインサートし、金型内のキャビティ（いずれも図示略）に溶融樹脂を射出することによって成形体４０が形成される（図１２参照）。このとき、栓体２２３全体が成形体４０の第２連結部４４によって覆われる。

【0045】

・ケーシング２０を構成する分割体の数は、第１ケーシング２１及び第２ケーシング２２の２つに限定されず、３つ以上であってもよい。

【符号の説明】

【0046】

１０…ヒューズエレメント
１１…端子部
１２…溶断部
１３…厚板部
２０…ケーシング
２１…第１ケーシング（分割体）
２１Ａ…底壁
２１Ｂ…周壁
２１Ｃ…凹部
２１Ｄ…面取り部
２２…第２ケーシング（分割体）
２２Ａ…底壁
２２Ｂ…周壁
２２Ｃ…凹部
２２Ｄ…脚部
３０…消弧剤
３０ａ…切欠部
３１…第１部分
３２…第２部分
３１ａ…凹部
４０…成形体
４１…被覆部
４２…連結部
４３…第１連結部
４４…第２連結部
４５…連結壁
５０…露出部
２１１…底壁
２１２，２１３…側壁
２２１…頂壁
２２２…孔
２２３…栓体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】