JP4104817B2 - ブレード形ヒューズ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用電気回路等に用いられるヒューズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、車両、特に自動車には、バッテリと各種電装品との間に過電流保護のためにヒューズが設けられており、一般的なヒューズとしては、米国特許第４０２３２６４号明細書にて開示された形態のものがある。
【０００３】
ヒューズ５０は、図１５に示すように、平板状に平行対向した一対の板状の基板５１間にヒューズ溶断部５２を連結して、全体がＨ形をなすようにした導電板からなるエレメント５３と、板状の基板５１から連接された一対の端子５１ａを除いて覆い囲むようにエレメント５３を挿入固定する絶縁性を有するハウジング５４から成っている。
【０００４】
従来、このヒューズ５０の取り付け形態は、例えば図１６に示すように、１つのヒューズボックス５５内に多数のヒューズ５０がまとめて設置されている。
従来、ヒューズ５０を取り付けるヒューズボックス５１の形態として、ヒューズ５０の端子の接続対象であるバスバー５６は、図１７に示すように、先端にタブ５７が折り曲げ加工で形成されている。タブ５７の先端は、図１８に示すように、先端側を幅方向に二つ割りして、音叉状に形成され、その２つの分割接触片５７ａの間にヒューズ５０の入・出力端子５１ａを挿入圧接する事で入・出力端子５１ａとタブ５７が接続されて、ヒューズ５０が取り付けられる構成としている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
昨今の車両電装品の増大により、それらの保護用ヒューズも増加している。そのヒューズを搭載するには、ヒューズボックスの大型化等の対応が必要になるが、一方で、車両の快適性向上の一つとして居住空間の拡大要求があり、限られたスペース内では増大するヒューズ搭載に限界があり、成立しにくくなってきている。
【０００６】
従って、ヒューズ取付部についても小型化の要求が高まっている。
すなわち、図１７，１８に示すように、ヒューズボックスのバスバー５６位置からヒューズ５０上端位置の高さ（Ｌ）は、最低でもタブ高さ（Ｍ）＋ハウジング５４の高さ（Ｎ）が必要であり、ハウジング５４の高さ分がヒューズボックス厚さから突出することになる。
【０００７】
ヒューズボックスの小型化が望まれている中で、ヒューズの構造自身がそれを阻害している。
また、本発明のヒューズは板状基板、つまり従来は端子でなかった部分を接続用端子と成すため、従来のヒューズより増して、板状基板へのメッキが重要となる。
【０００８】
次に、本発明のヒューズは低背化した事により、従来ヒューズに比べ、組立し難くなる。組立を容易にするため、ハウジングを二分割し、溶着により組み立てることが考えられるが、部品費・組立費において、コストがかさむため、ハウジングの１ピース化が好ましい。
【０００９】
また、最近、自動車の電源電圧の昇圧化が検討されているが、従来のヒューズに使用しているハウジング材料はポリエーテルサルフォン等であり、例えば５８Ｖでのヒューズ規格試験後では、絶縁抵抗が確保できないなど、改善が望まれていた。
【００１０】
本発明は、上記した問題に鑑みなされたもので、その目的はコンパクト化を図ることができる自動車用のヒューズを提供することである。他の目的は、組立が簡単な自動車用のヒューズを提供することである。また、更に他の目的は自動車の電源電圧が従来より高電圧化された際に、絶縁抵抗を確保できる自動車用のヒューズを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、平面上に配した一対の板状基板と該板状基板間に溶断部を連結したヒューズエレメントと、ヒューズエレメントの溶断部を覆い、板状基板を固定するための絶縁性を有するハウジングからなるブレード形ヒューズにおいて、板状基板の長さを（溶断部に必要な長さ）＋（ハウジングのカバーの曲げに必要な長さ）＋（カバー支持部長さ）とした。すなわち、本発明は、スペースメリットが得られ、ヒューズ端子の大部分をハウジングから突出させない構造にするとともに、ハウジングに挿入固定されるエレメントを必要最低限の高さのみにしたヒューズ自身の高さを最低にしたことにある。
【００１２】
更に、絶縁樹脂製のハウジングと板状基板および該板状基板を連結する溶断部からなるエレメントとから構成され、上記板状基板の一部と溶断部とがハウジング内部に収容されるとともに、板状基板の他部を上記ハウジングより露出させ、相手方端子との接触部とするとともに、溶断時に溶融された溶断部が飛散しないように溶断部を収容する空間は概ね密閉状態とした事を特徴とする。
前記ハウジングは透明樹脂一体品で、天部には板状基板の圧入固定部、両側部中央には溶断部覆い部と、その両側には板状基板固定面、下端には曲げカバーを有し、板状基板固定面の両外側部は板状基板を露出させるべく欠肉されており、該板状基板の露出部が相手方端子との接触部とされた。すなわち、概略扁平四角筒状の透明樹脂成形品で、上部は筒状中空部に肉付け密閉され、下部は全開とし、エレメント挿入口と成している。溶断部に相対面する扁平中央部は、若干膨らみを持ち、内部空間を大きくしている。それは、ヒューズ溶断の際のエネルギー吸収をし易くするためである。扁平中央部の下部片側には、薄板状折り曲げカバーにて下部開口を塞ぎ、溶断部の空間をほぼ密閉状態とした。また、板状基板部に相対する部分の一部は、相手方端子との接触部とするため板状基板を露出させるため、ハウジングの欠肉部を形成した。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ヒューズエレメントは、少なくとも前記板状基板の板面と両端面にメッキが施してある。
従来のヒューズでは、この部分はハウジングの中に挿入されているが、本発明のヒューズは、ハウジングの一部を欠肉させ、板状基板の一部を露出させ、その部分を相手方端子との接触部と成すため、電気的接触性の良いメッキ、例えばスズメッキを施したものである。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記ハウジングには、前記板状基板固定面における板状基板の幅方向中央と対応する位置に該板状基板固定面の下端部からスリット状の欠肉部が設けられており、該欠肉部による板状基板の露出部が相手方端子との接触部とされた。即ち、上記ハウジング欠肉部は、２つの板状基板の両面のそれぞれほぼ中央にスリット状に設け、音叉状端子との接触部とした。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記ハウジングは、前記板状基板固定面における板状基板の外側側面に対応する部分が欠肉さており、その欠肉された部分による板状基板の露出部が相手方端子との接触部とされた。即ち、前記ハウジングの欠肉部は、２つの板状基板の外側側面部に設け、舌片状端子との接触部と成した。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の発明において、前記ハウジングにポリアミド１００重量部を形成するモノマー量に対して、フッ素雲母系鉱物を０. ２〜２０重量部存在させた状態で、モノマーを重合して得られる強化ポリアミド樹脂を使用した。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に基づき説明する。図１は、本発明のヒューズ１の正面図、図２はその底面図、図３はヒューズエレメント２とハウジング３の関係を示す断面図、図４（ａ）はヒューズ１の中央で切断した断面図、図４（ｂ）は板状基板４のカシメ固定用の孔４ａと対応する位置で切断した断面図である。ヒューズ１は、一対の板状基板４と該板状基板４間に溶断部５を連結したヒューズエレメント２と、溶断部５を覆い、板状基板４を固定するための絶縁性を有するハウジング３とからなる。ハウジング３は透明樹脂一体品で、天部には板状基板４の圧入固定部３ａ、両側部中央には溶断部覆い部３ｂと、その両側には板状基板固定面３ｃ、下端には曲げカバー11を有し、板状基板固定部の両外側部は欠肉している。
【００１９】
このヒューズ１は、図５に示すような１枚の亜鉛（Ｚｎ）合金製導電板からなる長尺状ヒューズ材料６の中央に長手方向に沿って一定幅の薄肉部６ａを切削により形成し、この長尺状ヒューズ材料６を間欠的に移送しつつ、図７に示すように、左右一対の板状基板４とその間にヒューズの通電容量に応じた溶断部５を薄肉部６ａの部分から連結させて打ち抜く。この際、ヒューズエレメント２の長さは図７に示す如く、ヒューズ１ケ分の長さとして、溶断部５に必要な長さ（Ａ）＋フラップ曲げに必要な長さ（Ｂ）＋フラップ支持部長さ（Ｃ）＋若干の連続生産の為のつなぎの長さ（Ｄ）から成るもので、構造上と使い勝手上、最低必要分の長さだけでヒューズエレメント２の全長が決定されている。
【００２０】
このヒューズエレメント２の上端及び中央部を耐熱・絶縁性を有する透明樹脂製で扁平状に形成されたハウジング３に挿入固定することによって形成される。ハウジング３上端部の幅はヒューズエレメント２の全幅よりやや大きくなっており、中央部は溶断部５を収納する為の空間を形成するため、ヒューズエレメント２に対し面方向に膨らみを持たせてある。また、該膨らみの両側には、板状基板固定面３ｃを有し、板状基板４内側端に設けたカシメ固定用の孔４ａにハウジング３を押し込むことによって、ヒューズエレメント２とハウジング３を固定している。
【００２１】
板状基板固定面３ｃの両外側には、ハウジング３の切欠部（欠肉部）８を設け、板状基板４を露出させており、相手接続端子９の接触面としている。
相手接続端子９との接触に用いる板状基板４の露出部は、相手接続端子９が音叉端子の場合はスリット状の露出部１０（図１１に図示）にしてもよく、相手接続端子９が両サイドに設けた舌片端子の場合には、両側端面を露出部（図１３に図示）１０にしてもよい。板状基板４は、相手接続端子９との電気的接続を良好にするため、メッキを施すことが望ましい。
【００２２】
また、近年の車両電装品等の搭載量増大、大型化に伴い、車両全体の電気使用量は増大の一途であり、車両電圧の昇圧化が検討されているが、例えば４２Ｖシステム対応では、過渡電圧（ラッシュ電圧）が５８Ｖと要求されており、その電圧での溶断時に大きなアークが発生し、そのアークに対しハウジング３の内面が汚損されにくく、電気的に絶縁性が充分確保できるハウジング材質としてポリアミド１００重量部を形成するモノマー量に対して、フッ素雲母系鉱物を０. ２〜２０重量部存在させた状態で、モノマーを重合して得られる強化ポリアミド樹脂成形品としてもよい。
【００２３】
ハウジング３の下部には、ヒューズエレメント２が挿入された後、溶断部５下部のハウジング開口部を塞ぐための薄板状の折り曲げカバー１１が設けられている。
【００２４】
次に、ヒューズエレメント２がハウジング３に挿入固定される際のカバー１１の曲げ工程を説明する。ヒューズエレメント２の該板状基板４の下端部内側相対方向には三角状の突起１２を有しており、図８（ａ）〜（ｄ）に示すようにヒューズエレメント２を挿入する際、カバー１１の先端が溶断部５を通り過ぎ、前記三角状の突起１２に差し掛かる前に曲げツール１３が作用し、ちょうど該三角状の突起１２と溶断部５で形成する空間に滑り込み、該三角状突起１２が薄板状のカバー１１の開き止めとして作用し、ハウジング３の下端部の開口部を塞ぐ。ヒューズエレメント２の板状基板４の左右上端と板状基板４下端部内寄りには孔４ａが設けられており、ヒューズエレメント２がハウジング３に完全挿入された後に上述の孔４ａの前後に位置するハウジング３の膨らみの両側に配置する面の外側より板状基板４の内側端部に設けた孔４ａを塞ぐように、冷間カシメされ、ハウジング３とヒューズエレメント２が固定される。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、中央に長手方向に沿って一定幅の薄肉部を予め形成した１枚の亜鉛（Ｚｎ）合金製導電板からなる長尺状ヒューズ材料を間欠的に移送しつつ、左右一対の板状基板４の間に溶断部５を連結したヒューズエレメントが打ち抜きにより形成できるので、製造効率がよい。
【００２６】
端子をハウジング下端に設けずハウジング両側面に置くことでヒューズ全高が低くなる。
ヒューズ自体の高さが低くなることにより、それが装着されるヒューズボックスの高さを低くできるといった効果が得られるのである。
【００２７】
また、車両の昇圧化に対してもハウジング材質に透明性を有するポリアミド系を使うことで、遮断後の絶縁性を十分確保でき、従来の１４Ｖ発電（１２Ｖ蓄電）システムだけでなく昇圧化されたシステム、例えば４２Ｖシステムにも搭載可能で、産業利用性の高い物である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 一実施の形態のヒューズの正面図。
【図２】 ヒューズの底面図。
【図３】 ヒューズエレメントとハウジングの関係を示す断面図。
【図４】 （ａ）はヒューズの中央で切断した断面図、（ｂ）は板状基板のカシメ固定用の孔と対応する位置で切断した断面図。
【図５】 ヒューズ材料の部分模式斜視図。
【図６】 ヒューズの側面図。
【図７】 ヒューズの製造工程を示す模式図。
【図８】 カバーの折り曲げ工程を示す模式断面図。
【図９】 ヒューズをバスバーに装着した状態の正面図。
【図１０】 同じく側面図。
【図１１】 変更例のヒューズの正面図。
【図１２】 同じく底面図。
【図１３】 （ａ）は別の変更例のヒューズの正面図、（ｂ）は側面図。
【図１４】 同じく底面図。
【図１５】 従来のヒューズの断面図。
【図１６】 ヒューズボックスの模式斜視図。
【図１７】 同じくヒューズをバスバーに装着した状態の正面図。
【図１８】 その側面図。
【符号の説明】
１…ヒューズ、２…ヒューズエレメント、３…ハウジング、４…板状基板、５…溶断部。

Claims (5)

1. 平面上に配した一対の板状基板と該板状基板間に溶断部を連結したヒューズエレメントと、ヒューズエレメントの溶断部を覆い、板状基板を固定するための絶縁性を有するハウジングからなるブレード形ヒューズにおいて、板状基板の長さを、（溶断部に必要な長さ）＋（ハウジングのカバーの曲げに必要な長さ）＋（カバー支持部長さ）とし、
   前記ハウジングは透明樹脂一体品で、天部には板状基板の圧入固定部、両側部中央には溶断部覆い部と、その両側には板状基板固定面、下端には曲げカバーを有し、板状基板固定面の両外側部は板状基板を露出させるべく欠肉されており、該板状基板の露出部が相手方端子との接触部とされた事を特徴とするブレード形ヒューズ。
2. 前記ヒューズエレメントは、少なくとも前記板状基板の板面と両端面にメッキが施してある事を特徴とする請求項１に記載のブレード形ヒューズ。
3. 前記ハウジングには、前記板状基板固定面における板状基板の幅方向中央と対応する位置に該板状基板固定面の下端部からスリット状の欠肉部が設けられており、該欠肉部による板状基板の露出部が相手方端子との接触部とされた事を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のブレード形ヒューズ。
4. 前記ハウジングは、前記板状基板固定面における板状基板の外側側面に対応する部分が欠肉さており、その欠肉された部分による板状基板の露出部が相手方端子との接触部とされた事を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のブレード形ヒューズ。
5. 前記ハウジングにポリアミド１００重量部を形成するモノマー量に対して、フッ素雲母系鉱物を０ . ２〜２０重量部存在させた状態で、モノマーを重合して得られる強化ポリアミド樹脂を使用した事を特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のブレード形ヒューズ。

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