JP5675859B2 - ヒューズ - Google Patents
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Description
のケーシング内部に消弧剤が充填される型式のヒューズにおいて、溶断時にケーシングの
割れ、破裂等の発生を解消又は抑制し得るヒューズに関する。
煙、発火等を発生させることなく、短絡電流等の過電流を遮断する高圧ヒューズがある。
メント(以下、単にエレメントと称する場合がある。)を絶縁筒内に組み込み、そのヒュ
ーズエレメント周囲の空間に消弧剤を充填し、絶縁筒を密閉したものである。
から発生するアークを消弧するとともに、溶断に至るまでの過程でヒューズエレメントか
ら発生するジュール熱を吸収し、溶断時間の遅延機能を果たすものである。
断ガスが溶断部から発生するため、ケーシング内部の圧力が上昇する。このガスの圧力が
上昇するとケーシングの機密性が高いため、このガスをケーシング内部で保持しきれず、
その結果、ケーシングにひび割れ、破裂等が生じる問題があった。
剤も膨張するが、ケーシング内の空間は消弧剤で占められているため、内部圧力を緩和す
ることができず、上記ひび割れ、破裂等の発生を助長させる。
或はアーク熱によりケーシング内壁面が炭化され、当該面にリーク電流が流れ続ける結果
、発火に至るという問題もあった。
許文献2に記載の技術が見られる。
触れてはいるものの、その主目的はそれぞれ、金属端子部をセラミックスシートで被覆す
ることにより金属端子部の短絡防止を図ること、同様手段により高電圧下での確実な電流
遮断を図ることにあり、いずれもケーシング素材に着目したものではなく、根本的解決に
至るものではなかった。
いて、そのケーシングにひび割れ、破裂等が生じることを解消又は抑制すること、および
ヒューズのケーシングの炭化による発火を防止し得るヒューズを提供することを目的とす
る。
れているので、ケーシング内部に消弧剤が充填されることにより、ガスの温度上昇及び、
溶断前の内圧上昇を抑制でき、上述したケーシングのひび割れ、破裂等の問題を解消又は
抑制できる。
、ケーシング内雰囲気がケーシングを通じて外気と常時、通気状態乃至は呼吸状態下にあ
るので、ヒューズエレメントの発熱に対する適度な冷却効果を奏する。
また、ケーシングは、ケーシングの軸方向に沿って、一方のケーシングと、他方のケーシングとから成る二つ割りタイプに構成されているので、組み立てが容易になる。
図、図1(b)は、図1(a)中のケーシングAのP部拡大図、図2は、図1のヒューズ
10に用いられているヒューズエレメント1の全体斜視図である。
るヒューズエレメント1と、溶断部2を包囲するケーシング5と、ケーシング5の内部全
体に充填された消弧剤6とで構成されている。
断部2が狭幅に形成されるとともに、両端部が溶断部2よりはやや広幅に形成された、例
えば銅を主体とし、これに微量の錫、鉛、亜鉛等を添加物成分として含む金属或は前記金
属を半田層として積層した薄板を折り曲げて2つの端子部3が形成された一体タイプのも
のである。また、溶断部2には、当該部分に所定の過電流が流れたときに所定時間以内で
溶断するように、エレメント1の長手方向と直交する方向に切り欠き2aや、複数の小孔
2bが設けられ、端子部3には相手機器への取付孔4が形成されている。
プのものを示したが、例えば特開平9−63448号公報の図2に記載されている如く、
端子部3が溶断部2に対して別部材で構成され、両部材がボルト、ナット、ビス等の適当
な締結部材で結合された分離タイプのものであっても勿論良い。本発明のヒューズ10に
用いられるエレメント1として、いずれのタイプのものを用いるかは、その用途、定格電
流等により適宜選択することができる。
るもので、例えば珪砂、アルミナ等の公知のものである。
ているとともに、ケーシング5が全体として非導電体に形成されている。
をケーシング5の外に逃がすことができる多孔質の材料を指し、ケーシング5内に多数の
通気孔8の連結によってケーシング5外に連通する流路が形成されているものをいう。そ
のような具体的材料としては、例えばセラミックス(ガラス、陶器類を含む)、焼結金属
、耐熱性合成樹脂等が挙げられる。
、多孔質アルミナを気孔の平均気孔径が5〜40mμで、かつ、気孔容積が素材全体容積
に占める割合である気孔率を45〜52%もの高率のポーラス状に成形したアルミナセラ
ミックスが市販されている(型式:AZP−50、AZP−70、メーカ:アスザック株
式会社製)。この素材は、上記通気特性の他、低熱伝導率、所定の曲げ強度等の本発明の
ヒューズ10のケーシング5が必要な材料特性をも有する。
変更することにより、本発明のヒューズ10が目的とする通気特性を容易に確保すること
ができる。
えば溶断部2近傍に通気孔を集中させて配設してもよいが、ケース内圧力は、エレメント
1に電流を流した場合、ヒューズ溶断に至るまでの消弧剤6の温度上昇に伴い、ケーシン
グ内圧力も徐々に上昇するため、ケーシング軸方向及び内壁半径方向ともにほぼ均一な圧
力分布となる。
でよい。
グ5中の一部に、前述した焼結金属等の通気性の導電体を使用することは構わないが、ケ
ーシング5を組み立て一体化したときに、ケーシングの両端部間で短絡が発生することを
防止するため、ケーシング全体としては導電性がなく、所定の耐電圧を有することを指す
。
発生する溶断ガスが瞬時に膨張してケーシング5内に充満するから、ケーシング5内雰囲
気は高圧化する。したがって、ケーシング5の素材は、当該素材に作用する引っ張り、曲
げ等の外力に抗する所定の機械的強度を有するものが好ましい。
等の車載用途においては、本発明のヒューズ10の取付箇所が外気に近い環境の場合もあ
るので、耐候性等の特性をも有することが好ましい。
宜の厚さを採用することができる。
ても良いことは勿論である。
部に位置するヒューズ受け部9にエレメント1を両端で支えるようにして載置し、次にエ
レメント1の両端部の位置決め溝4aをケーシングAの両端部に嵌め込む。これでヒュー
ズエレメント1のケーシングAに対するセットが完了した。
、ケーシングBの凹状溝5bを、ケーシングAの凸状部5aに押し込んで嵌め込み、両ケ
ーシングA、Bを一体化した後、ケーシングの消弧剤充填孔7から所定量の消弧剤6を注
入する。
示しないスナップリングを装着し、スナップリングの内周側を加圧してケーシングの溝部
5c内へ変形させ、ケーシングAとケーシングBとを強固に結合することで組み立てが完
了する。
メント材料の融点温度に達すると、溶断部2からアークが発生すると共に大量の高温の溶
断ガスが発生し、エレメント1の溶断部2が溶断する。
とって、車載用ヒューズと産業用一般ヒューズとについて示したのが図3のグラフである
。
曲線Qは、曲線Pとの対比上、示した産業用一般ヒューズのものである。曲線Rは樹脂被
覆電線の発煙特性曲線である。
する特性を有するものは使用しないが、本発明の車載用ヒューズの曲線Pは、曲線Qに対
してなだらかに傾斜する曲線であり、この曲線上のいずれかの位置まで過電流が流れ続け
ると溶断する。
膨張して高圧化した溶断ガスは、図1(b)に示すように、ケーシング5の素材が通気性材料で形成されているので、図の矢印の如く溶断ガスをケーシング5内の通気流路を経てケーシング5外に排出させる。
、高圧の溶断ガスを効果的にケーシング5外に逃がすことができ、ケーシング5のひび割
れ、破裂等の問題を解消又は抑制できる。
通気孔の存在により、通常の使用時において、ケーシング5内の雰囲気がケーシング5を
通じて外気と常時、通気と呼吸が可能な状態下にある。よって、常時、ケーシング5に対
して適度な冷却効果が作用し、上述した材質が樹脂からなるケーシング5の炭化による発
火問題をも解消することができる。
プの筒状のヒューズ10について説明したが、その他の適宜の分割タイプとしてもよいこ
とは勿論である。
るものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは
いうまでもない。例えば、本発明は、主として車載用途のものについて説明したが、その他、産業用の高圧ヒューズ等の消弧剤入りヒューズに対しても好ましく適用することがで
き、これら用途のものも本発明の範囲に含まれるものである。
2 溶断部
3 端子部
4 取付孔
5 ケーシング
6 消弧剤
7 消弧剤充填孔
8 通気孔
9 ヒューズ受け部
10 ヒューズ(本発明)
Claims (4)
- 溶断部の両側に端子部を有するヒューズエレメントと、前記溶断部を包囲するケーシングとを備え、該ケーシングの内部に、前記ヒューズエレメント溶断時に発生するアークを消弧する消弧剤が充填されて、該ケーシング内部がヒューズエレメントと、充填された前記消弧剤のみで成るヒューズであって、
前記ケーシングは、通気性材料で形成され、
筒体と、該筒体の両端部を閉塞する両壁面とから成り、全体として非導電体であるとともに、
該ケーシングの軸方向に沿って、一方のケーシングと、他方のケーシングとから成る二つ割りタイプに構成されていることを特徴とするヒューズ。 - 前記一方のケーシングの接合面には、凸状部が形成され、前記他方のケーシングの接合面には、前記一方のケーシングの凸状部に嵌め込み可能な凹状溝が形成されていることを特徴とする請求項1記載のヒューズ。
- 前記通気性材料は、セラミックス若しくは焼結金属、耐熱性合成樹脂又はこれらの混合体から成るものであることを特徴とする請求項1又は2に記載のヒューズ。
- 前記ケーシングは、前記ヒューズエレメントの溶断部の周囲を包囲する前記筒体と、前記端子部を外部に露出した状態で前記筒体の両端部を閉塞するキャップ体とから成ることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のヒューズ。
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