JP4194928B2 - High sensitivity fuse - Google Patents
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Description
本発明は、車両等の電気系統の保護に利用される高感度ヒューズに関する。 The present invention relates to a high-sensitivity fuse used for protection of an electric system such as a vehicle.
近年、車両等において乗員を保護するために、エアバッグやシートベルトプリテンショナー等の補助拘束装置(Supplemental Restraint System )を用いた乗員保護装置が普及しつつある。このような乗員保護装置は、必要な場所に補助拘束装置が配置され、車両に衝撃が加わるとセンサによりこれを感知し、乗員が車室内の物体に衝突しないように、補助拘束装置が乗員を一時的に拘束して保護する。 In recent years, occupant protection devices using supplemental restraint systems such as airbags and seat belt pretensioners are becoming popular in order to protect occupants in vehicles and the like. In such an occupant protection device, an auxiliary restraint device is disposed at a necessary place, and when an impact is applied to the vehicle, the sensor detects this and the auxiliary restraint device prevents the occupant from colliding with an object in the passenger compartment. Temporarily restrain and protect.
ところで、従来は、車両に配置する補助拘束装置の数が少なかったため、補助拘束装置を制御する制御装置と補助拘束装置を作動させる着火装置との間の接続は例えば単純な1対1の接続(ピアツーピア接続)であったが、最近では、補助拘束装置を車両の各所に配置したために補助拘束装置の数が増加する傾向にあり、制御装置及び制御装置と補助拘束装置の着火装置との間を接続する接続線(ハーネス)を可能な限り削減することが求められている。そこで、制御装置と補助拘束装置の着火装置との間の接続を、電力及び制御信号を伝送可能なバス線により接続し、バス線に接続された複数の補助拘束装置を、通信による点火制御を利用して1つの制御装置で制御する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 Conventionally, since the number of auxiliary restraint devices arranged in the vehicle is small, the connection between the control device that controls the auxiliary restraint device and the ignition device that operates the auxiliary restraint device is, for example, a simple one-to-one connection ( Recently, the number of auxiliary restraint devices tends to increase because the auxiliary restraint devices are arranged at various locations in the vehicle. Between the control device and the control device and the ignition device of the auxiliary restraint device, It is required to reduce the number of connecting wires (harness) to be connected as much as possible. Therefore, the connection between the control device and the ignition device of the auxiliary restraint device is connected by a bus line capable of transmitting electric power and a control signal, and a plurality of auxiliary restraint devices connected to the bus line are subjected to ignition control by communication. A method of using one control device for control has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
また、従来の制御装置と補助拘束装置の着火装置との間をバス線により接続する方法では、1つの制御装置によって複数の補助拘束装置を効率的に制御することができるものの、複数の補助拘束装置に電力あるいは制御信号を伝送するための接続線がバス線のみであるので、バス線による電力あるいは制御信号の伝送は信頼性の高いものでなければならないという課題がある。特に、従来の着火装置のように、着火装置が制御装置との間の通信回路と補助拘束装置を作動させる点火回路とを備えているような場合、作動した補助拘束装置に設けられていた着火装置がバス線に電気的な影響を与えないように十分に配慮し、バス線の信頼性を更に向上させる必要がある。
そのため、作動した補助拘束装置に設けられていた着火装置をバス線から切り離すために、バス線と補助拘束装置の着火装置との間の接続線に、溶断が必要な電流を検知することにより溶断する、例えば特許文献2に記載されているようなヒューズを挿入する方法が考えられる。
Therefore, in order to disconnect the ignition device provided in the activated auxiliary restraint device from the bus line, it is detected by detecting a current that needs to be melted in the connection line between the bus line and the ignition device of the auxiliary restraint device. For example, a method of inserting a fuse as described in Patent Document 2 is conceivable.
ところで、従来の方法において、制御装置と補助拘束装置の着火装置との間のバス線による通信は、マイクロセックオーダーの速さで通信を行っている。一方、従来のヒューズは、ヒューズの定格電流と溶断が必要な電流との差が小さいと、ヒューズエレメントが溶断するまでに時間がかかるという性質を備えている。そのため、作動した補助拘束装置に設けられていた着火装置をバス線から切り離す目的で、バス線と補助拘束装置の着火装置との間の接続線に、例えば特許文献2に記載されているような従来のヒューズを挿入しても、バス線の信頼性を向上させる効果を十分に得られない可能性があるという問題があり、溶断が必要な電流が流れた時に両端子間の接続を短時間で切断することができるヒューズが必要とされた。 By the way, in the conventional method, the communication by the bus line between the control device and the ignition device of the auxiliary restraint device is performed at a speed of the microsec order. On the other hand, conventional fuses have the property that if the difference between the rated current of the fuse and the current that needs to be blown is small, it takes time until the fuse element blows. Therefore, for the purpose of separating the ignition device provided in the actuated auxiliary restraint device from the bus line, the connection line between the bus line and the ignition device of the auxiliary restraint device is described in, for example, Patent Document 2 Even if a conventional fuse is inserted, there is a problem that the effect of improving the reliability of the bus line may not be obtained sufficiently, and when a current that requires fusing flows, the connection between both terminals is short A fuse that can be cut in is needed.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、ヒューズの定格電流と溶断が必要な電流との差が小さい場合でも、溶断が必要な電流が流れた時に短時間で溶断するヒューズエレメントを備えた高感度ヒューズを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and includes a fuse element that blows in a short time when a current that requires fusing flows even when the difference between the rated current of the fuse and the current that requires fusing is small. The purpose is to provide a highly sensitive fuse.
上記課題を解決するために、請求項1の発明に係る高感度ヒューズは、ヒューズエレメント(例えば後述する実施例のヒューズエレメント3やヒューズエレメント6)を構成するチタンの融点付近の温度で該ヒューズエレメントのチタンと化学反応を起こして爆発するボロン(例えば後述する実施例の反応物質4や反応物質7)を、前記ヒューズエレメントに隣接して配置したことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, a high-sensitivity fuse according to the invention of claim 1 is a fuse element at a temperature near the melting point of titanium constituting a fuse element (for example, a
以上の構成を備えた高感度ヒューズは、ヒューズエレメントを構成する材料が溶断が必要な電流によって溶断しようとする際、ヒューズエレメントに隣接して配置された反応物質が、ヒューズエレメントを構成する材料の融点付近の温度で該材料と急激に化学反応を起こし、爆発してヒューズエレメントを吹き飛ばすので、ヒューズエレメントの溶断時間をより短くすることができる。 In the high-sensitivity fuse having the above configuration, when the material constituting the fuse element is about to be blown by an electric current that needs to be blown, the reactant disposed adjacent to the fuse element causes the material of the fuse element to be A chemical reaction is rapidly caused with the material at a temperature close to the melting point, and the fuse element is blown off by explosion. Therefore, the fusing time of the fuse element can be further shortened.
さらに、ヒューズエレメントを構成するチタンが溶断しようとする際、該チタンに隣接して配置されたボロンが、チタンの融点付近の温度でチタンと急激に化学反応を起こし、爆発してチタンを吹き飛ばすので、チタンにより構成されたヒューズエレメントの溶断時間をより短くすることができる Furthermore , when the titanium constituting the fuse element is about to melt, the boron disposed adjacent to the titanium causes a rapid chemical reaction with the titanium at a temperature near the melting point of the titanium and explodes and blows off the titanium. The fusing time of fuse elements made of titanium can be shortened
請求項1に記載の高感度ヒューズによれば、ヒューズエレメントの溶断時間をより短くすることができる。従って、溶断が必要な電流が流れた時にヒューズの両端子間の接続を短時間で切断することができるという効果が得られる。特に、例えば従来の制御装置と補助拘束装置の着火装置との間の接続をバス線により接続する乗員保護装置において、作動した補助拘束装置に設けられていた着火装置をバス線から切り離す目的で、バス線と補助拘束装置の着火装置との間の接続線にこの高感度ヒューズを挿入すると、作動した補助拘束装置に設けられていた着火装置がバス線に電気的な影響を与えないように補助拘束装置の作動時に溶断が必要な電流が流れた着火装置を短時間で切り離し、バス線の信頼性を更に向上させることができるという効果が得られる。 According to the high sensitivity fuse of the first aspect, the fusing time of the fuse element can be further shortened. Therefore, the effect that the connection between both terminals of the fuse can be cut in a short time when a current that requires fusing flows. In particular, for example, in an occupant protection device that connects the connection between the conventional control device and the ignition device of the auxiliary restraint device by a bus line, for the purpose of separating the ignition device provided in the operated auxiliary restraint device from the bus line, When this high-sensitivity fuse is inserted into the connection line between the bus line and the ignition device of the auxiliary restraint device, the ignition device provided in the activated auxiliary restraint device is assisted so as not to electrically affect the bus line. An effect is obtained that the ignition device in which a current that requires fusing flows when the restraint device is operated can be disconnected in a short time, and the reliability of the bus line can be further improved.
また、特にヒューズエレメントにチタンを、反応物質にボロンを採用することにより、チタンにより構成されたヒューズエレメントの溶断時間をより確実に短くすることができ、バス線の信頼性を更に向上させることができるという効果が得られる。 In particular, by using titanium for the fuse element and boron for the reactant, the fusing time of the fuse element made of titanium can be shortened more reliably, and the reliability of the bus line can be further improved. The effect that it can be obtained.
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施例の高感度ヒューズの構成を示す図である。
図1において、高感度ヒューズは、例えばガラス管1の両端に2つの導電キャップ2a、2bを接着すると共に、ガラス管1の中には、ヒューズエレメント3を配置する。更に、ヒューズエレメント3には、ヒューズエレメント3を構成する材料の融点付近の温度において該材料と急激な化学反応を起こして爆発し、該材料(ヒューズエレメント3)を吹き飛ばす反応物質4を貼付する。そして、ヒューズエレメント3及び反応物質4の両端を、リード線5a、5bと共に、2つの導電キャップ2a、2bにそれぞれ半田で固定し、ガラス管1の中にヒューズエレメント3及び反応物質4を封入する。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a high-sensitivity fuse according to an embodiment of the present invention.
In FIG. 1, for example, a high-sensitivity fuse has two
これにより、高感度ヒューズを流れる電流がこの高感度ヒューズの定格電流以上の溶断が必要な電流となると、ヒューズエレメント3の温度がジュール熱により上昇する。そして、ヒューズエレメント3の温度がヒューズエレメント3の融点温度に達すると、ヒューズエレメント3の融解が起こると共に、反応物質4が、ヒューズエレメント3を構成する材料と急激な化学反応を起こして爆発し、ヒューズエレメント3を例えばA方向に吹き飛ばす。
As a result, when the current flowing through the high-sensitivity fuse becomes a current that needs to be blown above the rated current of the high-sensitivity fuse, the temperature of the
また、高感度ヒューズを表面実装用のチップ部品で実現する場合の高感度ヒューズの構成を図2に示す。図2に示すように、高感度ヒューズを表面実装用のチップ部品で構成する場合は、ヒューズエレメント6とヒューズエレメント6に貼付される反応物質7とを、セラミック基板9上に蒸着またはスパッタにより形成すると共に、ヒューズエレメント6を半田メッキされた2つの電極8a、8bで挟み、ヒューズエレメント6と電極8a、8bとを接続することにより、電極8a、8bの間にヒューズエレメント6による電流路を形成する。
FIG. 2 shows the configuration of the high-sensitivity fuse when the high-sensitivity fuse is realized by a chip component for surface mounting. As shown in FIG. 2, when a high-sensitivity fuse is constituted by a chip component for surface mounting, a
従って、同様に高感度ヒューズを流れる電流がこの高感度ヒューズの定格電流以上の溶断が必要な電流となると、ヒューズエレメント6の温度がジュール熱により上昇する。そして、ヒューズエレメント6の温度がヒューズエレメント6の融点温度に達すると、ヒューズエレメント6の融解が起こると共に、反応物質7が、ヒューズエレメント6を構成する材料と急激な化学反応を起こして爆発し、ヒューズエレメント6を例えばA方向に吹き飛ばす。
Therefore, similarly, when the current flowing through the high-sensitivity fuse becomes a current that needs to be blown above the rated current of the high-sensitivity fuse, the temperature of the
なお、上述の実施例において、ヒューズエレメント3やヒューズエレメント6を構成する材料と、該材料の融点付近の温度において該材料と急激な化学反応を起こして爆発し、該材料を吹き飛ばす反応物質4や反応物質7の組合せとしては、例えばチタンとボロン(ホウ素)との組合せがある。具体的には、チタンで構成されたヒューズエレメント3やヒューズエレメント6に反応物質4や反応物質7としてボロンを貼付すると、溶断が必要な電流が流れた時にジュール熱によりヒューズエレメント3やヒューズエレメント6の温度が上昇し、ヒューズエレメント3やヒューズエレメント6の温度が例えばチタンの融点温度である1668[℃]を超えた時点でヒューズエレメント3やヒューズエレメント6の融解が起こると共に、反応物質4や反応物質7であるボロンとヒューズエレメント3やヒューズエレメント6を構成するチタンとが急激な化学反応を起こして爆発し、ヒューズエレメント3やヒューズエレメント6を吹き飛ばすので、より短時間でヒューズエレメントが溶断する。
In the above-described embodiment, the material constituting the
以上説明したように、本実施例の高感度ヒューズによれば、ヒューズエレメント3やヒューズエレメント6を構成する材料が溶断が必要な電流によって溶断しようとする際、ヒューズエレメント3やヒューズエレメント6に貼付された反応物質4や反応物質7が、ヒューズエレメント3やヒューズエレメント6を構成する材料の融点付近の温度で該材料と急激に化学反応し、爆発してヒューズエレメント3やヒューズエレメント6を吹き飛ばすので、ヒューズエレメント3やヒューズエレメント6の溶断時間をより短くすることができる。具体的には、例えば通常のヒューズが溶断するのに要する時間が100ミリ秒程度なのに対し、本実施例の高感度ヒューズが溶断するのに要する時間は10〜50マイクロ秒程度とすることができる。
従って、溶断が必要な電流が流れた時にヒューズの2つの導電キャップ2a、2b間、あるいは電極8a、8b間の接続を短時間で切断することができるという効果が得られる。
As described above, according to the high-sensitivity fuse of the present embodiment, the material constituting the
Therefore, when a current that requires fusing flows, the connection between the two
特に、例えば従来の制御装置と補助拘束装置の着火装置との間の接続をバス線により接続する乗員保護装置において、作動した補助拘束装置に設けられていた着火装置をバス線から切り離す目的で、バス線と補助拘束装置の着火装置との間の接続線にこの高感度ヒューズを挿入すると、作動した補助拘束装置に設けられていた着火装置がバス線に電気的な影響を与えないように補助拘束装置の作動時に着火装置を短時間で切り離し、バス線の信頼性を更に向上させることができるという効果が得られる。 In particular, for example, in an occupant protection device that connects a connection between a conventional control device and an ignition device of an auxiliary restraint device by a bus line, for the purpose of separating the ignition device provided in the activated auxiliary restraint device from the bus line, If this high-sensitivity fuse is inserted into the connection line between the bus line and the ignition device of the auxiliary restraint device, the ignition device provided in the activated auxiliary restraint device will be assisted so as not to electrically affect the bus line. An effect is obtained that the ignition device can be disconnected in a short time when the restraint device is operated, and the reliability of the bus line can be further improved.
3、6 ヒューズエレメント
4、7 反応物質
3, 6 Fuse element 4, 7 Reactant
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