JP7368418B2 - 表面実装ヒューズ - Google Patents

Description

本発明は、表面実装ヒューズに関し、特に表面実装技術を用いて設置される表面実装ヒューズに関する。

従来のヒューズは、ヒューズエレメントを有しており、当該ヒューズが直列に接続された保護対象の回路に異常（例えば過電流）が発生した際にヒューズエレメントが過熱によって溶断されて保護対象の回路が遮断されることで、回路を保護する目的が果たされる。しかし、ヒューズエレメントが溶断した際、溶断箇所には極めて強い電場が存在する。電場の存在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と、回路を即時に遮断する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、ヒューズエレメントを消弧材で被覆し、電気アークを吸収して消滅させることを可能にしたヒューズが従来より知られていた。
ところで、消弧材は熱伝導率が低い。そのため、従来のヒューズには、ヒューズの表面への熱の放出が難しく、ヒューズエレメントに熱が溜まりやすいという問題があった。更に、消弧材によってヒューズエレメントを内部に気密的に封止した従来のヒューズでは、外部の圧力が変化すると、気圧差によってヒューズエレメントに圧力がかかることがある。これら問題は、ヒューズエレメントの早期劣化の原因となる。劣化したヒューズエレメントは、印加された電流が定格電流に達していないにもかかわらず高温によって溶断してしまうことがあり、ヒューズの信頼性の低下につながりうる。したがって、改善が望まれている。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、信頼性の高い表面実装ヒューズを提供することにある。

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ヒューズは、
開口及び非気密型内部空間を有するハウジングと、
溶断部と、二つの中間部と、二つの導電部とを有するヒューズエレメントであって、各前記中間部が、前記溶断部における一対の端部と、一対の前記導電部との間に接続され、前記溶断部及び二つの前記中間部が前記ハウジングの非気密型内部空間内に設置され、各前記導電部が、前記ハウジング外に延出するように前記ハウジングの開口に設置されているヒューズエレメントと、
前記ハウジングの開口に取り付けられている蓋とを備えている点に特徴がある。

以上のように、ハウジングの内部空間は非気密状態であり、溶断部は、熱伝導率の低い材料によって覆われることなく非気密状態の内部空間内に配置されている。これにより、溜まる熱によるヒューズエレメントの早期劣化を回避することができる。また、ハウジングの内部気圧と外気圧とが同一の大きさになることで、ハウジングの非気密状態である内部空間内に配置されている溶断部には、ハウジングの内外間の気圧差による圧力がかからなくなる。その結果、表面実装ヒューズの信頼性が向上する。

本発明の第１実施形態に係る表面実装ヒューズの斜視図である。 図１Ａに示す表面実装ヒューズの側面透視図である。 本発明の第２実施形態に係る表面実装ヒューズの斜視図である。 図２に示す表面実装ヒューズの分解斜視図である。 図２のＡ－Ａ線に沿った断面図である。 図２のＢ－Ｂ線に沿った断面図である。 本発明の第３実施形態に係る表面実装ヒューズの断面図である。 本発明の第４実施形態に係る表面実装ヒューズの断面図である。 本発明の第５実施形態に係る表面実装ヒューズの断面図である。 図７Ａに示す表面実装ヒューズの平面図である。 本発明における第２実施形態のヒューズエレメントの斜視図である。 本発明の第６実施形態に係る表面実装ヒューズの斜視図である。 本発明における第３実施形態のヒューズエレメントの湾曲前の状態を示す平面図である。 本発明における第３実施形態のヒューズエレメントの湾曲後の状態を示す斜視図である。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る表面実装ヒューズのいくつかの実施形態を詳細に説明する。

図１Ａ及び図１Ｂに示すように、本発明の第１実施形態に係る表面実装ヒューズ１ａは、ハウジング１０、ヒューズエレメント２０及び蓋３０を備える。

図３に示すように、ハウジング１０は開口１１及び内部空間１２を有する。本実施形態において、ハウジング１０は、直方体をなしており、平面視で長方形をなす横板１０１と、横板１０１の四つの縁部から垂直的に延出する縦板１０２とを有する。これら縦板１０２は、内部空間１２及び開口１１を構成するように互いに接続されている。直方体であるハウジング１０の開口１１は、長方形をなしており、対向する二つの第１縁部１１１、及び対向する二つの第２縁部１１２を有する。ある実施形態（図１Ａ参照）において、対向する二つの第１縁部１１１の高さは対向する二つの第２縁部１１２の高さよりも高い。ある実施形態において、第１縁部１１１が長縁部であって第２縁部１１２が短縁部であり、且つハウジング１０がセラミック材料から構成されるが、本発明はこれに限定されない。

ヒューズエレメント２０は、互いに直交する長手方向と短手方向を有する、平面視形状が略矩形状である板体から構成されており、溶断部２１、二つの中間部２２、二つの導電部２３を有する。図１Ｂ及び図３に示すように、ヒューズエレメント２０は、ハウジング１０の開口１１に固定されている。本実施形態において、二つの導電部２３は、ヒューズエレメント２０の長手方向における両端部にそれぞれ設けられ、溶断部２１は、長手方向における略中央部に設けられている。各中間部２２は、溶断部２１における一対の端部と、一対の導電部２３との間に接続されている。溶断部２１及び二つの中間部２２は、ハウジング１０の内部空間１２内に配置されており、且つハウジング１０の横板１０１に向かって下方へ湾曲されて弧状に形成されている。ヒューズエレメント２０の二つの導電部２３は、開口１１における二つの第２縁部１１２のそれぞれに設置されている。また、図８に示すように、溶断部２１は、第１部２１１と、当該第１部２１１から各中間部２２に延出する二つの第２部２１２とを有する。第１部２１１は一字状に形成されており、且つ第１部２１１の短手方向における幅は、各第２部２１２の短手方向における幅よりも小さい。各第２部２１２に孔部２４が形成されており、溶断部２１が溶断すると、溶断箇所間の距離はこれら孔部２４の存在により増加し、その結果、電気アークが発生する確率は低くなる。更に、図１０Ａに示すように、別実施形態において、ヒューズエレメント２０は、定格電流が比較的小さい（例えば０.５アンペア～１０アンペア）回路の保護に用いられるものとして、溶断部２１が非直線状すなわち蛇腹状に湾曲した平板状の経路に形成されており、これにより、中間部２２同士間の距離を広げることなく、溶断部２１の全長を長くすることができる。ここで、溶断部２１の短手方向における幅Ｄ１は、中間部２２の短手方向における幅Ｄ２よりも大きい。そして、図１Ｂ及び図３に示す実施形態と同様に、ハウジング１０の内部空間１２内に設置される前に、ヒューズエレメント２０の溶断部２１及び二つの中間部２２は、図１０Ｂに示すように、横板１０１に向かって下方へ湾曲されて弧状に形成され、すなわち、溶断部２１及び二つの中間部２２は、開口１１から離れるように湾曲されている。加えて、溶断部２１の短手方向における両縁部も開口１１から離れる方向に湾曲されている。これにより、溶断部２１の短手方向における幅が小さくなるため、ハウジング１０の内部空間１２へのヒューズエレメント２０の設置がより容易となる。

蓋３０は、ヒューズエレメント２０の溶断部２１をハウジング１０の内部空間１２内に封入するように、ハウジング１０の開口１１内に取り付けられている。本実施形態において、図１Ａ、図１Ｂ及び図４Ｂに示すように、本実施形態において、蓋３０は、直方体をなしており、対向する二つの第３縁部３１と、対向する二つの第４縁部３２とを有する。二つの第４縁部３２は、開口１１の二つの第２縁部１１２のそれぞれに設置され、蓋３０の外表面３０１は、開口１１の対向する二つの第１縁部１１１と面一となる。ヒューズエレメント２０の二つの導電部２３は、開口１１の対向する二つの第２縁部１１２のそれぞれに設置され、且つ蓋３０における対応の第４縁部３２及び外表面３０１に沿うように、これらに向かって湾曲されている。蓋３０における対向する二つの第３縁部３１と、開口１１における対向する二つの第１縁部１１１との間には、内部空間１２をハウジング１０の外部と連通させる隙間Ｇ１が形成されており、これにより、内部空間１２が非気密状態となる。ある実施形態において、蓋３０はセラミック又はプラスチックから形成されている。

図２、３、４Ａ及び４Ｂに示す本発明の第２実施形態に係る表面実装ヒューズ１ｂは、図１Ａに示す第１実施形態の表面実装ヒューズ１ａと略同一の構成を有する。但し、本実施形態では、ハウジング１０の開口１１における対向する二つの第１縁部１１１と対向する二つの第２縁部１１２とは高さが同一である。ヒューズエレメント２０の二つの導電部２３は、ハウジング１０の開口１１における二つの第２縁部１１２のそれぞれに設置され、且つハウジング１０における対応の縦板１０２の外側面に沿うように、縦板１０２の外側面に向かって湾曲されている。

図５に示す本発明の第３実施形態に係る表面実装ヒューズ１ｃは、図４に示す第２実施形態と略同一の構成を有する。但し、本実施形態において、蓋３０はハウジング１０の開口１１に気密的に取り付けられており、且つハウジング１０には貫通孔１０３が形成されている。これにより、内部空間１２は非気密状態となる。本実施形態において、貫通孔１０３は、ハウジング１０における平面視で長方形の横板１０１に形成されているが、貫通孔１０３の位置はこれに限定されない。ハウジング１０のいずれかの縦板１０２に貫通孔１０３を形成してもよい。

図６に示す本発明の第４実施形態に係る表面実装ヒューズ１ｄは、図５に示す第３実施形態と略同一の構成を有する。本実施形態においても、蓋３０はハウジング１０の開口１１に気密的に取り付けられている。但し、蓋３０には、内部空間１２と連通する貫通孔３３が更に形成されている。これにより、内部空間１２は非気密状態となる。

図７Ａ及７Ｂに示す本発明の第５実施形態に係る表面実装ヒューズ１ｅは、図２に示す第２実施形態と略同一の構成を有する。但し、本実施形態の表面実装ヒューズ１ｅにおいて、蓋３０の対向する二つの第３縁部３１の夫々には、内部空間１２と連通する貫通孔３３が形成されている。これにより、内部空間１２はハウジング１０の外部と連通することになる。

図９に示す本発明の第６実施形態に係る表面実装ヒューズ１ｆは、図２に示す第２実施形態と略同一の構成を有する。本実施形態において、ハウジング１０の開口１１における対向する二つの第２縁部１１２の夫々に二つの係合溝１１３が形成されていると共に、これら第２縁部１１２に対応する、蓋３０における対向する二つの第４縁部３２に、締りばめ状態で開口１１における係合溝１１３に嵌合される二つの係合部材３２１が延設されている。ある実施形態において、蓋３０はから形成される。

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。

１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ 表面実装ヒューズ
１０ ハウジング
１０１ 横板
１０２ 縦板
１０３ 貫通孔
１１ 開口
１１１ 第１縁部
１１２ 第２縁部
１１３ 係合溝
１２ 内部空間
２０ ヒューズエレメント
２１ 溶断部
２１１ 第１部
２１２ 第２部
２２ 中間部
２３ 導電部
２４ 孔部
３０ 蓋
３０１ 外表面
３１ 第３縁部
３２ 第４縁部
３２１ 係合部材
３３ 貫通孔

Claims (8)

1. 開口及び非気密型内部空間を有するハウジングと、
   互いに一体的に形成された溶断部と、二つの中間部と、二つの導電部とを有するヒューズエレメントであって、各前記中間部が、前記溶断部における一対の端部と、一対の前記導電部との間に接続され、前記溶断部及び二つの前記中間部が前記ハウジングの非気密型内部空間内に設置され、各前記導電部が、前記ハウジング外に延出するように前記ハウジングの開口に設置されているヒューズエレメントと、
   前記ハウジングの開口に取り付けられている蓋と、
   を備え、
   前記ハウジングの開口は、長方形をなし、且つ、当該ハウジングの上面を構成する、対向する二つの第１縁部及び対向する二つの第２縁部を有し、
   前記ハウジングの蓋は、直方体をなし、且つ、当該蓋の横方向の側面を構成する、対向する二つの第３縁部及び対向する二つの第４縁部を有し、
   前記開口における二つの前記第１縁部の高さは、二つの前記第２縁部の高さよりも高く、
   前記蓋の二つの前記第４縁部は、前記開口の二つの前記第２縁部のそれぞれに設置され、且つ前記蓋の外表面は前記開口の二つの第１縁部と面一となり、
   前記ヒューズエレメントの二つの前記導電部は、前記開口の二つの前記第２縁部のそれぞれに設置され、且つ前記蓋における対応する第４縁部に向かって延出するとともに、前記蓋の外表面に沿うように前記蓋の外表面に向かって延出しており、
   前記蓋の少なくとも一つの前記第３縁部と、前記開口における対応する前記第１縁部との間に隙間が形成されている表面実装ヒューズ。
2. 二つの前記中間部及び前記溶断部は、前記開口から離れるように湾曲した弧状に形成されている、請求項１に記載の表面実装ヒューズ。
3. 前記蓋に少なくとも一つの貫通孔が形成されている、請求項２に記載の表面実装ヒューズ。
4. 前記少なくとも一つの貫通孔は、前記蓋の縁部のうちの一つに形成されている、請求項３に記載の表面実装ヒューズ。
5. 前記蓋の二つの前記第３縁部のそれぞれと、前記開口における対応する前記第１縁部との間に隙間が形成されている、請求項１から４のいずれか一項に記載の表面実装ヒューズ。
6. 前記ヒューズエレメントの前記溶断部は、
   第１部と、
   前記第１部の両端部から延出し、且つ一対の前記中間部にそれぞれ接続される二つの第２部とを有し、
   二つの前記第２部のそれぞれに孔部が形成されている請求項１から４のいずれか一項に記載の表面実装ヒューズ。
7. 前記溶断部の第１部は一字状に形成されており、
   二つの前記中間部の幅は、前記溶断部の第１部の幅より大きい、請求項６に記載の表面実装ヒューズ。
8. 前記ヒューズエレメントの前記溶断部は蛇腹状に湾曲している、請求項１から４のいずれか一項に記載の表面実装ヒューズ。

Images