JP6916847B2 - 電力ヒューズ - Google Patents

Description

この発明は、電気回路の保護素子に関し、特にアクティブに加熱する方式の電力ヒューズに関する。

電力ヒューズは電子製品、もしくは電気機器に広く応用され、電子製品や電気機器に定格以上の大電流が流れて破壊されることを防いでいる。電力ヒューズの原理は、電気抵抗によってジュール熱が発生して溶断して回路を開くことにある。即ち、適宜なインピーダンスを具えた導電性の電力ヒューズに電流が流れる場合、定格を超える電流が流れると熱が発生し、過熱で溶断し、回路が開いて電流の電子製品や電気機器への流入を防ぐ。溶断後のインピーダンスが高いほど回路を開く効果が高まる。通常、電力ヒューズの断面積が大きいほどインピーダンスは低くなり、定格電流値は高くなる。電力ヒューズと保護する回路とを直列し、定格電流値の範囲内で使用する場合、電圧の降下と温度の上昇は少ないほどよい。電力ヒューズが定格を超える大電流が流れることによって加熱され、完全に溶断する前にアーク放電が発生する。それは瞬間的であって、かつ局部的な高エネルギーであり、強い破壊力を有する。この点は電力ヒューズのレイアウトを作成上考慮しなければならない重要な要素である。

また、電力ヒューズの両端の溶接点の距離が近いと、電力ヒューズが溶断しても、両端の溶接点にアーク放電効果が発生して回路を保護する効果が失われる。この点も従来の電力ヒューズの毛店である。

この発明は、ヒューズエレメントが溶断する場合にアーク放電が発生することを防ぐ電力ヒューズを提供することを課題とする。

この発明による電力ヒューズは、筒状体と、溶断ユニットと、複数の第２キャップ体とを含んでなり、該筒状体の両端には、貫通孔を穿設してなる第１キャップ体をそれぞれ設ける。該溶断ユニットは、該筒状体内に設けられ、かつ両端が該第１キャップ体の該貫通孔を通過して外方向に延伸する第１ヒューズエレメントを含んでなる。該複数の第２キャップ体は、一方の面に凹状部を具え、他方の面に導線を具えるとともに、該凹状部が該第１キャップ体の外側に当接する。また、該第１ヒューズエレメントの両端が該第１キャップ体と該第２キャップ体との間に位置して該第１ヒューズエレメントの両端間の距離を延長させる。よって、該第１溶断ユニットが溶断した後、アーク放電が発生することを防ぐことができる。

この発明の第１の実施の形態による電力ヒューズを示した斜視図である。 図１に開示する電力ヒューズの断面構造を示した説明図である。 この発明の第２の実施の形態による電力ヒューズの断面構造を示した説明図である。 この発明の第３の実施の形態による電力ヒューズの断面構造を示した説明図である。 この発明の第４の実施の形態による電力ヒューズを示した斜視図である。

この発明の内容と効果を説明するために、具体的な例を挙げ、図面を参照して詳述する。図１は第１の実施の形態による電力ヒューズであって、筒状体１０と、溶断ユニット２０と、及び複数の第２キャップ体３０とを具えてなる。それぞれの部材に関しては以下に述べる通りである。

筒状体１０は両端に第１キャップ体１１をそれぞれ設けてなり、それぞれの第１キャップ体１１には貫通孔１１１を穿設する。筒状体１０は中空の円柱体であるが、中空の長方体であってもよい。

図１、図２に開示するように、溶断ユニット２０は、筒状体１０内に設ける第１ヒューズエレメント２１を含んでなり、第１ヒューズエレメント２１の両端は、それぞれの貫通孔１１１を通過して外方向に延伸する。

第２キャップ体３０は、それぞれ一方の面に凹状部３１を具え、他方の面に導線３２を具える。但し、必要に応じて導線３２を設けない第２キャップ体３０としてもよい。

それぞれの第２キャップ体３０の凹状部３１は、第１キャップ体１１の外側に当接し、第１ヒューズエレメント２１は両端が第１キャップ体１１と第２キャップ体３０との間に位置して第１ヒューズエレメント２１の両端間の距離を延長させる。

第１キャップ体１１と、溶断ユニット２０と、及び第２キャップ体３０とを溶接して連結する。溶接ポイントは筒状体１０の外側の第１キャップ体１１と第２キャップ体３０との間に位置する。よって、「外部溶接」と称する。係る構成によって第１ヒューズエレメント２１の両端の間の距離が延長し、第１ヒューズエレメント２１が溶断する際にアーク放電が発生して完全に回路を開くことができなくなるという現象を効率よく防ぐことができる。

図３に第２の実施の形態を開示する。第２の実施の形態においては、一部の部材、もしくは構造が第１の実施の形態と同様である。よって、同様の部分については詳述しないことを予め述べておく。

第２の実施の形態において、ヒューズエレメント２０は、第１ヒューズエレメント２１と、及び第１ヒューズエレメント２１に連結する第２ヒューズエレメント２２とを含む。第１ヒューズエレメント２１は融点が第２ヒューズエレメント２２よりも短く、第１ヒューズエレメント２１と第２ヒューズエレメント２２とを筒状体１０内に設ける。また、第１ヒューズエレメント２１と第２ヒューズエレメント２２とは、一端がそれぞれ貫通孔１１１を通過して外方向に延伸する。

この発明の他の特徴として、必要に応じて融点の異なる第１ヒューズエレメント２１と第２ヒューズエレメント２２とを組み合わせて保護の目的を達成することが挙げられる。

また、図４に開示するように、第１ヒューズエレメント２１と第２ヒューズエレメント２２との間に第３ヒューズエレメント２３を設けてもよい。この場合、第２ヒューズエレメント２２は融点が第３ヒューズエレメント２３より低くする。また、第１ヒューズエレメント２１と、第２ヒューズエレメント２２と、第３ヒューズエレメント２３とは、線状か、もしくはバネ状か、もしくはプレート状のヒューズエレメントであってもよい。

図５は、この発明の第４の実施の形態による電力ヒューズの斜視図である。第４の実施の形態においては、電力ヒューズが円柱状ではなく長方体に変更し、かつ第２キャップ体３０には導線３２を設けず。他なる仕様の回路に応用するのに適するようにした。

１０ 筒状体
１１ 第１キャップ体
１１１ 貫通孔
２０ 溶断ユニット
２１ 第１ヒューズエレメント
２２ 第２ヒューズエレメント
２３ 第３ヒューズエレメント
３０ 第２キャップ体
３１ 凹状部
３２ 導線

Claims (5)

1. 両端に、貫通孔を穿設してなる第１キャップ体をそれぞれ設けた筒状体と、
   該筒状体内に設けられ、かつ両端が該第１キャップ体の該貫通孔を通過して外方向に延伸する第１ヒューズエレメントを含んでなる溶断ユニットと、
   一方の面に凹状部を具え、他方の面に導線を具えるとともに、該凹状部が該第１キャップ体の外側に当接する複数の第２キャップ体と、を含み、
   該第１ヒューズエレメントの両端が該第１キャップ体と該第２キャップ体との間に位置して該第１ヒューズエレメントの両端間の距離を延長させ、
   前記第１キャップ体と、該第１ヒューズエレメントの両端と、及び該第２キャップ体とを溶接して連結する
   ことを特徴とする電力ヒューズ。
2. 請求項１に記載の電力ヒューズにおいて、
   前記筒状体が中空の円柱体であるか、もしくは中空の長方体である
   ことを特徴とする電力ヒューズ。
3. 両端に、貫通孔を穿設してなる第１キャップ体をそれぞれ設けた筒状体と、
   該筒状体内に設けられ、かつ一端が該貫通孔を通過して外方向に延伸する第１ヒューズエレメントと、及び該筒状体内に設けられ、該第１ヒューズエレメントに連結するとともに、一端が該貫通孔を通過して外方向に延伸する第２ヒューズエレメントとを含んでなり、かつ該第１ヒューズエレメントの融点が該第２ヒューズエレメントより低い溶断ユニットと、
   一方の面に凹状部を具え、他方の面に導線を具えるとともに、該凹状部が該第１キャップ体の外側に当接する複数の第２キャップ体と、を含み、
   該第１ヒューズエレメントと該第２ヒューズエレメントとの一端が該第１キャップ体と該第２キャップ体との間に位置し、
   前記第１ヒューズエレメントと該第２ヒューズエレメントとの間に第３ヒューズエレメントを設け、かつ該第２ヒューズエレメントの融点が該第３ヒューズエレメントより低い
   ことを特徴とする電力ヒューズ。
4. 両端に、貫通孔を穿設してなる第１キャップ体をそれぞれ設けた筒状体と、
   該筒状体内に設けられ、かつ一端が該貫通孔を通過して外方向に延伸する第１ヒューズエレメントと、及び該筒状体内に設けられ、該第１ヒューズエレメントに連結するとともに、一端が該貫通孔を通過して外方向に延伸する第２ヒューズエレメントとを含んでなり、かつ該第１ヒューズエレメントの融点が該第２ヒューズエレメントより低い溶断ユニットと、
   一方の面に凹状部を具え、他方の面に導線を具えるとともに、該凹状部が該第１キャップ体の外側に当接する複数の第２キャップ体と、を含み、
   該第１ヒューズエレメントと該第２ヒューズエレメントとの一端が該第１キャップ体と該第２キャップ体との間に位置し、
   前記第１キャップ体と、該溶断ユニットと、及び該第２キャップ体とを溶接して連結する
   ことを特徴とする電力ヒューズ。
5. 請求項３または請求項４に記載の電力ヒューズにおいて、
   前記筒状体が中空の円柱体であるか、もしくは中空の長方体である
   ことを特徴とする電力ヒューズ。

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