JP6175256B2 - ヒューズ - Google Patents

Description

本発明は、ヒューズに関し、特に、車両に搭載されるヒューズに関する。

一般的に、自動車等の車両には、バッテリーから電源が供給されるようになっており、各種電子機器や配線などの短絡等から電源を保護するために、カードリッジタイプのヒューズが設けられたものがある。

この種のヒューズの一例について、図８を参照しながら説明する。図８に示すように、ヒューズ１００は、可溶体１１１の両側に一対の電気接続部１１２が設けられたヒューズ本体１１０と、ヒューズ本体１１０を収容する絶縁性のケース１２０と、ケース１２０の上側開口１２１に装着される透明性のカバー１３０と、ケース１２０の下側開口（不図示）を塞ぐスペーサ１４０とによって構成されている。

このようなヒューズ１００では、ヒューズ本体１１０の可溶体１１１に定格以上の電流が通電されると、可溶部１１１に設けられた低融点金属１１１Ａが溶融して、溶融した低融点金属１１１Ａが可溶部１１１に拡散して、可溶部１１１の融点を低下させる。これにより、可溶部１１１の発熱が促進され、可溶部１１１の一部が溶断して通電が遮断される。

特開平５−２７４９９５号公報 特開平１０−２７５３７号公報

しかしながら、上述した従来のヒューズ１００では、ヒューズ容量（定格）を変更する場合、可溶体１１１の長さや幅、厚みを変更する必要があり、複数のヒューズ容量に対応するヒューズ本体１１０を用意する必要があった。この複数のヒューズ容量に対応するヒューズ本体１１０を製造するためには、プレス機における複数の金型等が必要であり、製造コストの増大を招いてしまう。

そこで、本発明は、上述した課題を解決すべくなされたものであり、ヒューズ容量（定格）を変更する場合であっても、可溶体の形状を変更することなく、製造コストを低減できるヒューズの提供を目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、導電性のヒューズ本体と、前記ヒューズ本体を収容するケースと、前記ケース内に回転自在に支持されたシャフトとを備え、前記ヒューズ本体は、互いに離間位置に配置された第１導電部材及び前記第２導電部材と、前記第１導電部材に一端側が接続され、前記シャフトの回転中心を支点とする円周上に沿って配置された可溶体と、前記第２導電部材と前記可溶体とを電気的に接続し、前記シャフトの回転に連動して前記可溶体上を摺動する可動接点が設けられた回転子とを備え、前記第１導電部材、前記第２導電部材及び前記回転子には、前記シャフトが挿入される孔が形成されていることを要旨とする。

その他の特徴としては、前記可溶体は、前記回転子の回転範囲を規制する回転規制部を有していてもよい。

その他の特徴としては、前記ケースの外部には、前記シャフトを回転する操作部が設けられていてもよい。

その他の特徴としては、前記第１導電部材と前記回転子との間に絶縁性のスペーサを介在すると共に、前記第２導電部材及び前記回転子との間を密接させる方向に付勢するバネ部材を配置してもよい。

本発明の特徴によれば、回転子の可動接点がシャフトの回転に連動して可溶体上を摺動することで、可溶体の長さが変化するため、ヒューズ容量（定格）を変更できる。以上により、ヒューズ容量を変更する場合であっても、可溶体の形状を変更することなく、製造コストを低減できる。

図１は、本発明の一実施形態を示し、ヒューズを示す組立斜視図である。 図２は、本発明の一実施形態を示し、ヒューズを示す組立四面図である。 図３は、本発明の一実施形態を示し、ヒューズを示す分解斜視図である。 図４は、本発明の一実施形態を示し、第１バスバ、第２バスバ及び回転子を示す分解斜視図である。 図５は、本発明の一実施形態を示し、第１バスバ及び第２バスバに対する回転子の高定格位置及び低底角位置を示す斜視図である。 図６は、本発明の一実施形態を示し、可溶体の回路図である。 図７は、本発明の一実施形態を示し、回転子の角度に対する電流の抵抗値を示すグラフである。 図８は、背景技術の一例を示し、ヒューズを示す分解斜視図である。

次に、本発明に係るヒューズの実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれ得る。

（ヒューズの構成）
まず、本実施形態に係るヒューズ１の構成について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係るヒューズ１を示す組立斜視図である。図２は、本実施形態に係るヒューズ１を示す組立四面図である。図３及び図４は、本実施形態に係るヒューズ１を示す分解斜視図である。

図１〜図４に示すように、ヒューズ１は、バッテリー等の電源の電気接続部（不図示）に接続される導電性のヒューズ本体１０と、ヒューズ本体１０を収容するケース２０と、ケース２０内に回転自在に支持されたシャフト３０とを備えている。

（ヒューズ本体）
ヒューズ本体１０は、バッテリー等の電源から各種電子機器への通電を遮断するものである。ヒューズ本体１０は、互いに離間位置に配置された第１導電部材としての第１バスバ１１及び第２導電部材としての第２バスバ１２と、通電を遮断可能な可溶体１３と、第２バスバ１２と可溶体１３とを電気的に接続する回転子１４とを備えている。

第１バスバ１１は、電気接続部（不図示）と接続されて電流が入力される部分であり、板状の導電性部材（例えば、金属）によって形成されている。第１バスバ１１と回転子１４との間には、絶縁性のスペーサ４０が介在されている。

第１バスバ１１は、ケース２０内に配置される内部領域１１Ａと、ケース２０外に配置される外部接続部１１Ｂとによって構成されている。内部領域１１Ａは、平面視で略半円状に形成されている。この内部領域１１Ａには、シャフト３０が挿入されるシャフト挿入部１１Ｃが形成されている。一方、外部接続部１１Ｂは、内部領域１１Ａと連なり、平面視で略矩形状に形成されている。この外部接続部１１Ｂには、電気接続部（不図示）に取り付けるためのボルト等の締結手段（不図示）が挿入される取付孔１１Ｄが形成されている。

第２バスバ１２は、電気接続部（不図示）と接続されて電流が出力する部分であり、板状の導電性部材（例えば、金属）によって形成されている。第２バスバ１２の上方には、該第２バスバ１２及び回転子１４との間を密接させる方向に付勢するバネ部材としてのスプリング５０が配置されている。

第２バスバ１２は、平面視で略矩形状に形成されている。第２バスバ１２には、シャフト３０が挿入されるシャフト挿入孔１２Ａと、電気接続部（不図示）に取り付けるためのボルト等の締結手段（不図示）が挿入される取付孔１２Ｂが形成されている。

可溶体１３は、第１バスバ１１と一体に設けられている。可溶体１３は、シャフト３０の回転中心を支点とする円周上に沿って配置されている。すなわち、可溶体１３は、シャフト３０の周囲で弧状に形成されている。

可溶体１３の一端１３Ａは、第１バスバ１１の内部領域１１Ａに接続されている。可溶体１３の他端１３Ｂは、第１バスバ１１の内部領域１１Ａから僅かに離間されている。これらの可溶体１３の一端１３Ａ及び他端１３Ｂの両方には、回転子１４の回転範囲を規制する回転規制部としてのストッパ１３Ｃ，１３Ｄがそれぞれ設けられている。

回転子１４は、板状の導電性部材（例えば、金属）によって形成されている。回転子１４は、スペーサ４０と第２バスバ１２との間に配置され、第２バスバ１２と可溶体１３とを電気的に接続している。回転子１４は、可溶体１３が高定格電流を遮断する高定格位置（図５（ａ）参照）と、可溶体１３が低定格電流を遮断する低定格位置（図５（ｂ）参照）との間を移動することによって、可溶体１３が遮断する電流の容量（以下、ヒューズ容量）を変更する。

回転子１４は、シャフト３０の周囲で回転する枠体１４Ａと、枠体１４Ａから突出した可動片１４Ｂとを備えている。枠体１４Ａには、シャフト３０が挿入されるシャフト挿入孔１４Ｃが形成されている。このシャフト挿入孔１４Ｃの周縁には、シャフト３０側に突出してシャフト３０の孔部（不図示）に固定される固定部１４Ｄが設けられている。一方、可動片１４Ｂの先端には、可溶体１３側に突出して可溶体１３上を摺動する可動接点１４Ｅが形成されている。

（ケース）
ケース２０は、筒状をなしており、絶縁性を有する合成樹脂等によって形成されている。ケース２０は、アンダーケース２１と、アンダーケース２１の上部開口２１Ａに装着されるアッパーケース２２とによって構成されている。

アンダーケース２１及びアッパーケース２２内には、シャフト３０がケース軸方向に沿って設けられている。このシャフト３０の下端３１は、アンダーケース２１に支持され、シャフト３０の上端３２は、アッパーケース２２を貫通する。

アンダーケース２１の上部開口２１Ａには、第１バスバ１１が配置される切欠部２１Ｂが形成されている。一方、アッパーケース２２の下部開口２２Ａには、第２バスバ１２が配置される切欠部２２Ｂが形成されている。アッパーケース２２の上面２２Ｃには、ケース２０の外部からシャフト３０を介して回転子１４の回転を操作する操作部６０が設けられている。

操作部６０には、アッパーケース２２を貫通したシャフト３０の上端３２（頭部）が固定されている。この操作部６０が作業者により回転操作されることによって、シャフト３０が回転し、このシャフト３０に固定された回転子１４が回転するようになっている。

（回転子の動き）
次に、上述した回転子１４の動きについて、図面を参照しながら説明する。図５（ａ）は、第１バスバ１１及び第２バスバ１２に対する回転子１４の高定格位置を示す斜視図であり、図５（ｂ）は、第１バスバ１１及び第２バスバ１２に対する回転子１４の高定格位置を示す斜視図である。図６は、可溶体１３の回路図である。図７は、回転子１４の角度に対する電流の抵抗値を示すグラフである。

図５（ａ）に示すように、回転子１４の高定格位置では、可動片１４Ｂの可動接点１４Ｅが可溶体１３の一端１３Ａ側に位置することによって、可溶体１３の一端１３Ａから可動片１４Ｂまでの距離が短くなるように構成されている。これにより、可溶体１３を流れる電流の抵抗値が低くなり、可溶体１３を通電する高定格以上の電流を遮断可能となる。

図５（ｂ）に示すように、回転子１４の低定格位置では、可動片１４Ｂの可動接点１４Ｅが可溶体１３の他端１３Ｂ側に位置することによって、可溶体１３の一端１３Ａから可動片１４Ｂまでの距離が長くなるように構成されている。これにより、可溶体１３を流れる電流の抵抗値が高くなり、可溶体１３を通電する低定格以上の電流を遮断可能となる。

このように、図６に示すように、電流入力側の第１バスバ１１から電流出力側の第２バスバ１２までの間で、可溶体１３を通電する電流抵抗値を変化させることによって、ヒューズ容量（定格）を変更できる。

例えば、図７に示すように、第２バスバ１２の側縁１２Ｅに対する回転子１４の角度（以下、回転子角度）が約１５度の場合には、可溶体１３を通電する電流抵抗値が約０．３００となり、１４０アンペアのバッテリーに対応する。なお、その他の回転子角度に対する電流抵抗値については、図７に示す通りである。図７に示すように、回転子角度を変化させることで、電流抵抗値が変化して、ヒューズ容量を変更できるため、様々な容量のバッテリーに対応できる。

（作用・効果）
以上説明した実施形態では、回転子１４の可動接点１４Ｅがシャフト３０の回転に連動して可溶体１３上を摺動することで、可溶体１３の長さが変化するため、ヒューズ容量（定格）を変更できる。つまり、ヒューズ容量を変更するために、可溶体１３の長さや幅、厚み等を変更する必要がなくなり、複数のプレス機の金型等も必要がないため、製造コストを低減できる。以上により、ヒューズ容量を変更する場合であっても、可溶体１３の形状を変更することなく、製造コストを低減できる。

実施形態では、可溶体１３の一端１３Ａ及び他端１３Ｂには、ストッパ１３Ｃ，１３Ｄがそれぞれ設けられている。これにより、可動接点１４Ｅがストッパ１３Ｃ，１３Ｄと当接するため、回転子１４の回転範囲を規制できる。

実施形態では、操作部６０は、ケース２０の外部に設けられている。これにより、ケース２０の外部からヒューズ容量（定格）を容易に変更できる。

実施形態では、第１バスバ１１と回転子１４との間には、スペーサ４０が介在される。これにより、第１バスバ１１と第２バスバ１２とを確実に非接続にできる。

実施形態では、第２バスバ１２の上方には、第２バスバ１２と回転子１４との間を密接させる方向に付勢するスプリング５０が配置されている。これにより、また、第１バスバ１１と回転子１４との間や、第２バスバ１２と回転子１４との間で生じる振動等を防止できる。

実施形態では、可溶体１３は、第１バスバ１１と一体に設けられている。これにより、可溶体１３が第１バスバ１１と別体に設けられる場合と比較して、部品点数の削減に寄与する。

実施形態では、第１バスバ１１にシャフト挿入部１１Ｃが形成され、第２バスバ１２にシャフト挿入孔１２Ａが形成され、回転子１４にシャフト挿入孔１４Ｃが形成されている。つまり、各部材にシャフト３０が挿入される孔が形成されている。これにより、シャフト３０に対して各部材を正確な位置で配置でき、精度の高いヒューズ１を製造できる。

（その他の実施形態）
上述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。

例えば、本発明の実施形態は、次のように変更することができる。具体的には、第１バスバ１１が電流入力側であり、第２バスバ１２が電流出力側であるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、第１バスバ１１が電流出力側であり、第２バスバ１２が電流入力側であってもよい。

また、可溶体１３は、第１バスバ１１と一体に形成されるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、第２バスバ１２と一体に形成されていてもよい。なお、可溶体１３は、必ずしも第１バスバ１１や第２バスバ１２と一体に形成される必要はなく、例えば、溶接等によって第１バスバ１１や第２バスバ１２と接続されるものであってもよい。

また、可溶体１３の一端１３Ａ及び他端１３Ｂの両方には、ストッパ１３Ｃ，１３Ｄがそれぞれ設けられるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、ストッパ１３Ｃ，１３Ｄが設けられていなくてもよく、或いは何れか一方に設けられていてもよい。なお、ストッパ１３Ｃ，１３Ｄは、必ずしも可溶体１３に設けられる必要もなく、回転子１４の回転範囲を規制できることを条件に、例えばケース２０の内周面に設けられていてもよい。

また、回転子１４の回転に連動して可溶体１３の長さが変化するものとして説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、回転子１４の回転に連動して可溶体１３と可動接点１４Ｅとの接触面積が変化するものであってもよい。

また、操作部６０は、アッパーケース２２の上面２２Ｃに設けられるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、シャフト３０を介して回転子１４を回転操作できればよく、例えば、アンダーケース２１の底面に設けられていてもよく、ケース２０の外周面に設けられていてもよい。

ここで、操作部６０が設けられたアッパーケース２２の上面２２Ｃには、回転子１４の角度に対応してアンペア等が表示されていてもよい。また、回転子１４の角度毎に、回転子１４が位置決めされる位置決手段（例えば、僅かな凹凸など）が可溶体１３に設けられていてもよい。

このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められる。

１…ヒューズ
１０…ヒューズ本体
１１…第１バスバ（第１導電部材）
１２…第２バスバ（第２導電部材）
１３…可溶体
１３Ａ…一端
１３Ｂ…他端
１３Ｃ，１３Ｄ…ストッパ
１４…回転子
１４Ｅ…可動接点
２０…ケース
２１…アンダーケース
２２…アッパーケース
３０…シャフト
４０…スペーサ
５０…スプリング（バネ部材）
６０…操作部

Claims (4)

1. 導電性のヒューズ本体と、前記ヒューズ本体を収容するケースと、前記ケース内に回転自在に支持されたシャフトとを備え、
   前記ヒューズ本体は、
   互いに離間位置に配置された第１導電部材及び前記第２導電部材と、
   前記第１導電部材に一端側が接続され、前記シャフトの回転中心を支点とする円周上に沿って配置された可溶体と、
   前記第２導電部材と前記可溶体とを電気的に接続し、前記シャフトの回転に連動して前記可溶体上を摺動する可動接点が設けられた回転子とを備え、
   前記第１導電部材、前記第２導電部材及び前記回転子には、前記シャフトが挿入される孔が形成されていることを特徴とするヒューズ。
   
2. 請求項１に記載のヒューズであって、
   前記可溶体は、前記回転子の回転範囲を規制する回転規制部を有することを特徴とするヒューズ。
3. 請求項１又は請求項２に記載のヒューズであって、
   前記ケースの外部には、前記シャフトを回転する操作部が設けられることを特徴とするヒューズ。
4. 請求項１乃至請求項３の何れかに記載のヒューズであって、
   前記第１導電部材と前記回転子との間に絶縁性のスペーサを介在すると共に、前記第２導電部材及び前記回転子との間を密接させる方向に付勢するバネ部材を配置することを特徴とするヒューズ。

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