JPS63264845A

JPS63264845A - 限流ヒューズ

Info

Publication number: JPS63264845A
Application number: JP63065947A
Authority: JP
Inventors: ヴオジスラフ　ナランシツク; ギーユ　フエクトウ
Original assignee: Hydro Quebec
Current assignee: Hydro Quebec
Priority date: 1987-03-20
Filing date: 1988-03-22
Publication date: 1988-11-01
Also published as: CN1042027A; KR910005072B1; US4890380A; DE3874782D1; CA1264791A; AR241557A1; EP0283414A2; EP0283414A3; US4855705A; IN172362B; DE3874782T2; MX169655B; EP0283414B1; CN1008673B; CN88102153A; CN1013719B; BR8801241A; KR880011853A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔技術分野〕本発明は、特にセラミック等の高密度（非多孔質）硬質
材より成る外囲体によって密接包囲される導電性可融エ
レメントを包含する強力限流ヒユーズ及びその製造法に
関する。

〔先行技術〕

一般にヒユーズとは、電流を通して高電流に対して電気
回路を保護するために所定値に達した時に該電流を遮断
するようにした電気装置である。

従って最大振幅に達する以前に極めて高い障害電流はう
まく遮断される。すなわちヒユーズは障害電流中に生じ
るエネルギーを限定して電流に加えられる損害を防止す
る。

通常従来の強力限流ヒユーズは、ファイバーグラス又は
セラミックで形成されて金属栓で各端を閉鎖した電流絶
縁管を包含する。かかる栓は保護されるべき電流内にお
けるヒユーズの接続用端子を構成する。同様にかかる従
来のヒユーズは、ワイヤー又はリボン型式で、両端がそ
れぞれ２個の金属栓に接続する少なくとも１個の導電可
融エレメントを有する。可融エレメントは、銀、銅、ア
ルミニウムの如き金属より成り、絶縁管に入れる充填ケ
イ砂より成るアーク剤によって包囲される。

障害電流が可融エレメントを流れると、該エレメントの
金属は加熱されて幾何学的に決められる位置にて融点に
達する。次に電流遮断電気アークが生じ、その抵抗は電
源電圧以上のアーク電圧を生じさせるのに充分な値まで
増加する。このアーク電圧は電源電圧とは反対の極を有
するので障害電流はゼロの値になる。障害電流減少の特
性はアーク抑制剤の性質に深く関係している。

ケイ砂の熱伝導率は低く、絶縁管の内部容積の１部しか
（約７０％）充填しないので、電気アークによって生じ
る熱の消散率は低く、従ってヒユーズが電流を遮断する
のに必要な時間とヒユーズ内に生じるエネルギーは増加
する。アークが形成される時、可融エレメントの金属は
気化し、内部圧力が生じる。このようにして生じる圧力
によってケイ砂の粒子が移動して最初の可融エレメント
の寸法より大きな寸法の空所が形成される。従ってアー
ク電圧はゆっくり上昇しζ電流を遮断するために必要な
時間は増加する。

ケイ砂の熱伝導率と機械的剛性とを高めるために、１９
７４年９月２４日付の米国特許第３．８３８゜３７５号
（ＦＲＩＮＤ氏他）及び１９７７年１月１８日付第４．
００３．１２９号（ＫＯＣＨ氏他）には、”無機質の結
合剤によってケイ砂を結合させることが記載されている
。アーク抑制剤の多孔質が影響を受けないように結合剤
は選択される。アーク抑制剤として結合したケイ砂を使
用するヒユーズは従来の砂を充填したものより改良され
ている。　　　。

〔本発明の目的〕

本発明の目的は、無機質の結合剤を使用するか又は使用
しないケイ砂に代って高密度硬質材、特にセラミックよ
り成る外囲体を使用することによって更に改良された強
力な限流ヒユーズを提供することで゛ある。この高密度
硬質材は可融エレメントを密着包囲し、電気アークが生
じる高温時にて高い誘電抵抗率とアークによって生じる
圧力及び高温による衝撃に対する高い抵抗力とを有する
。

〔本発明の要約〕

特に本発明は、（ａ）、電流を通して溶解することによ
って電流が所定値に達した時に該電流を遮断するように
した可融エレメントき、（ハ）、該可融エレメントを密
着包囲する高密度硬質材より成る外囲体と、（ｃ）、該
可融エレメントを介して相互連結し、過電流に対して保
護されるべき電気回路に該可融エレメントを接続させる
ための１対の端子とを包含する限流ヒユーズを提供する
ものである。

すでに記載したように、外囲体を形成する高密度硬質材
は、可融エレメントが溶解する時に外囲体内に生じる電
気アークにより高温になった時に高い誘電抵抗率を有し
、又電気アークによって生じる高温及び圧力による衝撃
に対しての高い抵抗力を有する。

外囲体を形成する高密度硬質材は化学式がＡ１ｚ０３の
アルミナ及び化学式がＢｅ１ｊの酸化ベリリウムの如き
セラミックであることが望ましい。更にかかるセラミッ
クは熱伝導率と比熱が高くて電気アークによって外囲体
内に生じる熱を吸収する。

後文にて詳述するが、機械抵抗と電気アークの高温に対
する抵抗とが高いので先行技術のヒユーズと比較してア
ーク電圧が急速に上昇し、従って障害電流をいちはやく
遮断する。

本発明は更に該限流ヒユーズの製造法を提供するもので
あり、この方法は、（ａ）、電流を通して溶融すること
によって所与の値に達した電流を遮断するようにした可
融エレメントを製造する段階と、（５）、高密度硬質材
より成る外囲体を形成してそれと同一形状で同一寸法の
空所を設ける段階と、（ｃ）、高密度硬質材が可融エレ
メントを密着包囲するように該外囲体に設けた空所に可
融エレメントを挿入する段階と、（６）、該可融エレメ
ントを介して相互連結し、過電流に対して保護されるべ
き電気回路に可融エレメントを接続するための１対の端
子を外囲体に設ける段階とより成ることを特徴とする。

この場合も、外囲体を形成する高密度硬質材は、可融エ
レメントの溶融時に外囲体内に生じる電気アークの高温
時における誘電抵抗率が高く、又電気アークによりギし
る高温及び圧力による衝撃に対する抵抗が大きい。

外囲体に対を成す端子を取付ける段階は、それの両端に
て該外囲体を金属化する行程を含むことが望ましい。

本発明の好適実施例によれば、可融エレメントは細長く
、外囲体製造段階は、高密度硬質材より成る２個の相補
型部材の製造行程を含み、各部材は他方との接触面をそ
れぞれ有し、各接触面には、該可融エレメントと同一形
状及び同一寸法の溝を設けるが、更に該溝に可融エレメ
ントを挿入し、それらの接触面を結合させることによっ
て該２個の相補型部材を組立てることより成る可融エレ
メント挿入行程を含む。

、本発明の別の特徴によれば、高密度硬質材より成る外
囲体を形成してそこに空所を設けることより成る限流ヒ
ユーズ製造法を提供することであり、この場合核材料は
高温時に高い誘電抵抗率を有し、又内部圧力及び高温時
の衝撃に対して高い抵抗力を有するものである。この限
流製造法は更に外囲体の空所に溶融金属を噴射すること
によって電流を通して溶解し、これによって電流が所定
値に達した時に電流を遮断するような可融エレメントを
形成する段階と、可融エレメントを介して相互に接続す
る１対の端子を外囲体に取付ける段階とを更に包含する
。対を成す該端子は過電流にならないように保護される
電気回路に可融エレメントを接続するために設ける。

後者の限流ヒμｍズ製造法の好適実施例によれば、外囲
体製造段階においては外囲体内に空所を形成するように
融点の高い金属片を使用する。

本発明によれば、ヒユーズの剛性を増すためにヒユーズ
の外囲体をファイバーグラス又はセラミックの外装材で
包囲してもよい。

本発明の他の特徴及び利点は、本発明の好適実施例を示
す添附の図面を参照して以下に詳述する。

第１図の長手方向横断面図にて示す如く、本発明の強力
限流ヒユーズＦは、リボン型金属可融エレメント１を包
含する。可融エレメント１は、少なくとも１個の幅狭宇
部２（例えば第１図では３個の幅狭宇部を図示する）を
有し、この個所にて可融エレメントが溶融した時に電気
アークが生じる。当然のことながら、エレメント１の幅
狭窄区域２が先ず溶融可能である。実際、該区域の横断
面積は減少しているので電流が流れると他の部分より急
速に加熱される。

可融エレメントの狭窄区域が溶融すると電気アークカ生
じる場所であるエレメント１を形成する　−リボンの幅
狭宇部の数は自由に変化可能であり、所与の用途の必要
条件による従来の方法で選択される。同様に第１図に示
す幅狭宇部２の代りにエレメント１を構成する金属リボ
ンを介して形成する穿孔部を用いることも周知である。

次に単一電流遮断アークに関して説明する。しかしなが
ら、これらの説明は、リボン型式の可融エレメントが複
数個の幅狭宇部又は複数個の穿孔部を有する時に各電気
アークに関してであることがわかる。

可融ニレメン）１は高密度（非多孔質）硬質セラミック
より成る外囲体３によって密接包囲される。外囲体３の
製造に際して異なる構成の高密度硬質セラミックを使用
可能である。しかしながら、分子式へβ２０３のアルミ
ナ及び分子式ＢｅＯの酸化ベリリウムの如きセラミック
が最適である。前記セラミックは特に次の如き特徴を有
する。

ａ）　内圧衝撃に対する極めて高い抵抗ｂ）　高温に対
する極めて高い抵抗Ｃ）　高温における高い誘電抵抗率ｄ）　高い熱伝導率と高い比熱セラミック外囲体３は、亀裂したり爆発したりすること
なく電流遮断時に電気アークの製造によって生じる高温
及び内圧の衝撃を支持し、これによって密閉性の高い囲
繞部を形成するのに充分な寸法でなければならない。代
案として外囲体３の寸法を小さなものにしてもよいが、
ファイバーグラス又はセラミックーより成る円筒形外装
体４によって補強される。

ヒユーズＦの外囲体３の両端部は参照番号５及び６で示
すように金属化される。かかる金属化は従来の方法でセ
ラミックに直接実施される。このようにして形成される
２個の電気端子５．６は、場合によっては生じる過電流
に対して保護されるべき電流にてヒユーズＦの接続、特
にそれの可融エレメント１の接続のために設ける。当然
のことながら、セラミックの金属化中、金属は可融エレ
メント１の両端と接触することによって端子５゜６相互
間に接続する。

第２ａ図は可融エレメント１が溶融する前、すなわち通
電中のヒユーズＦの物理的状態を図示する。この瞬間に
て、可融エレメント１はセラミック外囲体３によって密
接包囲される。

可融ニレメン）ｌが溶融すると、電流遮断アークが極め
て高温になってエレメント１を急速に気化させるのでア
ークが生じる個所に（すなわち金属リボンの幅狭宇部に
〉圧力が生じるが、この圧力はセラミック外囲体３の高
い密閉性によって保持されなければならない。このよう
にして生じる圧力によってアーク電圧が急速に上昇し、
その値が電源電圧以上の値に到達すると障害電流とは反
対の電流が生じ、この反対電流によって障害電流は急速
にゼロの値になる。気化金属がセラミック壁に小滴とな
って凝結することによってヒユーズＦの端子５及び６、
特に溶融及び気化部分の各側にて可融エレメント１の末
端によって生じる端子は効果的に電気絶縁される。

分子式Ａ　ｉ’　２０３のアルミナ及び分子式ＢｅＯの
酸化ベリリウムは本発明によるヒユーズＦの製造に最適
なセラミックである。実際、これらのセラミγ−りは、
２００マイクロセカンドより短い期間中、すなわちアー
ク電圧をピーク値に到達させるのに充分な期間中、電気
アークにより生じる圧力を保持可能である。次の２又は
３マイ・クロセカンド中に電気アークと接する該セラミ
ックの表面は高い温度及び圧力を受けるのでそのうちの
僅かな部分が融点に達する。従って可融エレメントの寸
法より幾分大きな空所が圧力と温度の結合効果によって
形成される。この空所が形成されることによって発生ガ
スの分解が容易になり、エレメント１の溶融によって生
じるヒユーズの端子相互間の誘電距離力（増加する。既
に記載したように、咳空所のセラミック壁に気化金属が
凝結することによって互いに距離を置いた複数個の金属
小滴が生じ、アークが消えた時に優れた誘電抵抗を示す
。同様にアークの高温時における該セラミックの高い誘
電抵抗によってヒユーズＦの誘電性は急速に回復する。

更に、セラミックの高い熱電導率及び高い比熱の故に、
該セラミックは電気アークによって生じる熱を迅速に吸
収し、これによりヒユーズの内部温度が降下して電流遮
断時間が短縮される。

第２ｂ図はエレメント１が溶融した後のヒユーズＦの物
理的状態を示す。エレメント１の溶融部の位置に形成さ
れる空所は比較的容積が少ないので、エレメント１の溶
融点に圧力が保持される。

第３図は本発明によるヒユーズＦの操作を示す標準型オ
シログラフである。このオシログラフは、第３図に線Ｂ
で示す瞬間に生じる可融エレメント１の溶融に伴うアー
ク電圧Ｖの急速な上昇を示す。

更にこのオシログラフは、線Ａで゛示す最大値を有する
障害電流Ｔの極めて迅速な遮断を示す。第３図に示すよ
うに、アーク電圧Ｖの振幅が電源電圧Ｓの振幅に達する
時に電流Ｉの上昇が遮断される。

従って該オシログラフから判るように、高密度硬質セラ
ミックが圧力及び高温の衝撃を支持可能である故に外囲
体３は、電流遮断時にアークが生じる個所にて圧力を保
持可能であり、従って先行技術のヒユーズに比較してア
ーク電圧Ｖが極めて急速に上昇可能となるから障害電流
■の遮断が効果的に行われ、後文に詳述するようにヒユ
ーズＦの積分Ｉ’　　ｔ　（所与の時間中における電流
■の２乗の積分）が実質的に減少する。

同様に第３図に示す如く、線へで示す電流の最大値と線
Ｂで示すアークの放＠瞬間時にふける遮断電流の最大値
との差は１％以下である。障害電流の増加が遮断され、
障害電流Ｉを示す曲線の勾配が負になると、アーク電圧
Ｖの増加も遮断される。従って、本発明によるヒユーズ
Ｆの場合、障害電流■の振幅はアーク電圧Ｖが急速上昇
することによって極めて迅速に限定され、上昇するアー
ク電圧Ｖのピーク値における過度な増加は見られない。

実験により判明していることは、このアーク電圧のピー
ク値が、無機結合剤を含むか或いは含まない石英砂を使
用する先行技術の迅速限流ヒユーズと比較して著しく低
下していることである。

第４図は、アーク抑制剤として結合剤を含有するか又は
含有しないケイ砂を使用する先行技術のヒユーズの操作
と本発明によるヒユーズの操作とを比較する一連の曲線
である。ヒユーズはそれぞれ同様な可融エレメントを有
することに留意されたい。

第４図において、曲線Ｃは時間ｔ。にて各ヒユーズに与
えられる仮定の障害電流の勾配を示す。

特に曲線Ｃは短絡電流と、それが遮断されない時に時間
を関数とした該電流の発達状態を示す。各ヒユーズの溶
融エレメントは同一瞬間１．にて溶融する。

第４図の曲線りは、アーク抑制剤として結合剤入り充填
ケイ砂を使用する従来のヒユーズを流れる電流の時間に
対する進展状態を示す。曲線りから判るように、かかる
ヒユーズの場合、可融エレメントの溶融後障害電流は徐
々に増加し、その後で減少して時間ｔ２においてゼロ値
になる。この現象は第４図に曲線Ｅで示すように、かか
るヒユーズのアーク電圧がゆっくり上昇することによっ
て、又該アーク電圧のピーク振幅が比較的小さいことに
よる。

曲線Ｒは米国特許第３．８３８．３７５号（ＦＲＩＮＤ
氏他）に記載のヒユーズで時間に対する障害電流の進展
状態を示す。曲線Ｒから明らかに判ることであるが、結
合剤なしのケイ砂を使用するヒユーズと比較して、無機
結合剤を入れたケイ砂をアーク抑制剤として使用するヒ
ユーズの方が過電流に対してよりよい保護が得られる。

保護回路に伝達されるエネルギーは時間ｔｏとｔ２との
時間間隔に対する積分値Ｉ”　　ｔに相応するので、米
国特許第３．８３８．３７５号（ＦＲＩＮＤ氏他）のヒ
ユーズは、結合剤なしのケイ砂をアーク抑制剤として使
用する先行技術のヒユーズと比較して保護回路に伝達さ
れるエネルギー量が著しく減少していることが容易に理
解される。このことは、米国特許第３，８３８、３７５
号によるヒユーズの場合にアーク電圧が先行技術のもの
より充分速く上昇すること、又アーク電圧のピーク値が
より高いことによる（第４図曲線Ｇ参照）。可融エレメ
ントを通る電流は瞬時徐々に減少し、これは電流が時間
ｔ２にてゼロ値に達するまで続く。

第４図の曲線Ｓは本発明によるヒユーズの場合における
時間に対する障害電流の進展状態を示すものである。当
然のことながらこの曲線Ｂは本発明によるヒユーズＦが
基本的に優れていることを示す。この改良型は、前述の
種々の理由から、アーク電圧Ｖのピーク振幅が過度に増
加することのない高密度硬質セラミック外囲体を使用す
ることによって得られる（第３図参照）。積分値Ｉ２　
ｔが著しく減少していること、及びアーク電圧のピーク
振幅の増加が小さいことはヒユーズＦの明らかなる利点
である。

第５ａ図及び第５ｂ図では２種類のヒユーズを比較して
おり、一方は結合剤なしのケイ砂をアーク抑制剤として
使用しく左側曲線）、他方は本発明による高密度硬質セ
ラミック外囲体を使用する（右側曲線）。

第５ａ図において、曲線Ｈ及びＩ′はそれぞれ結合剤な
しのケイ砂を使用するヒユーズと本発明によるヒユーズ
を通る電流の展開を示す。２個のヒユーズは同様な可融
エレメントを有し、垂直線９及び１０はそれぞれ２種類
のヒユーズの可融エレメントの溶融瞬間を示す。曲線Ｉ
′の斜線区域は本発明によるヒユーズＦにおける積分値
Ｉ２　ｔの減少を示す。

積分値１２　ｔを減少させることが重要ではない場合、
金属可融エレメント１の質量を増加させて溶融を遅らせ
てもよい。かくて、遮断電流の最大振幅及び積分（ｆｉ
Ｉ２　ｔは両者共増加する。第５ｂ図において、前記２
種類のヒユーズにおいて、すなわち本発明によるヒユー
ズ（曲線Ｋ）と結合剤なしのケイ砂をアーク抑制剤とし
て使用する従来のヒユーズ（曲線Ｊ）とにおいて、時間
の関数としての電流展開状態を示す。本発明によるヒユ
ーズＦの可融ニレメン）Ｉの質量（曲線Ｋ）は、従来の
可融エレメントの質量（曲線Ｊ）より増加し、２個のヒ
ユーズの総合積分値Ｉ”４は同一である。

しかしながら本発明によるヒユーズ（曲線Ｋ）は従来の
ヒユーズ（曲線Ｊ）より２倍又は３倍大きい予備アーク
積分値１’　　ｔを有する。これは総合積分値Ｉ’　　
ｔが増加しないので大きな利点となっている。第５ｂ図
において、垂直線１１及び１２はそれぞれ従来のヒユー
ズの可融エレメントの溶融瞬間と、本発明によるヒユー
ズのものとをそれぞれ示すことに留意されたい。

前述の如く、可融エレメントの質量を適当に決定するこ
とによって所望の総合積分値１’　　ｔが得られる。か
かる質量を決定する場合、高密度硬質セラミックの高い
熱伝導率と高い比熱とを考慮しなければならない。実際
、可融エレメント１はセラミックと接触しているのでセ
ラミックは電流が定常状態で流れている間に可融エレメ
ント１の温度を下げる。同様に障害電流によって生じる
エレメント１の溶融は、熱を吸収して消散する外囲体３
のセラミックの質量を増加させることによって遅延され
る。

実際に適用する場合、後アーク積分値Ｉ’　　ｔを低く
保持しながら予備アークの積分値Ｉ”　　ｔを増加させ
るのが望ましい（第５ｂ図）。かかる作業特性は本発明
によるヒユーズＦによって得られるのでこれは大きな利
点である。特に、予備アーク積分値Ｉ２　ｔをこのよう
に増加させることによって、ヒユーズＦは、変圧回路の
切換時にヒユーズの時ならぬ操作を実施することなくモ
ーフ及び変圧回路を保護可能である。

本発明によるヒユーズＦは別の効果的な特性を有する。

すなわち直流回路を保護可能なことである。実際、実験
により明らかになっていることであるが、直流を遮断す
る際のヒユーズＦの効果は先行技術のヒユーズのものよ
り高い。従って強力コンデンサバッテリーを保護するた
めに本発明によるヒユーズを使用することができる。本
発明によるヒユーズＦの積分値とアーク過電圧は低いの
で、半導体回路を保護するためにも利用可能である。

本発明によるヒユーズＦの別の利点は、機械的衝撃に対
する抵抗が大きいことである。周知のことであるが、従
来の強力ヒユーズの機械的衝撃に対する抵抗は、可融エ
レメントを包囲する結合剤なしのケイ砂又は別の微粒子
材の圧縮密度によって変化する。特に小径の従来型ヒユ
ーズの可融エレメント（単数又は複数）等の可融エレメ
ント　（単数又は複数）は繰り返し機械衝撃を与えると
実際に損傷する。本発明によるヒユーズの場合、種々の
エレメントが硬質でコンパクトな大きさなものを形成し
ている。従って、薄い可融エレメントの破断は妨止され
る。分子式が八ｊｌ！　２０３のアルミナ及び分子式が
ＢｅＯの酸化べＩＪ　ＩＪウムの如き高密度セラミック
より成る外囲体を製造するためには高い圧力と温度すな
わち１１００℃以上の温度が必要である。従って、金属
可融エレメント１は、融点が比較的低い故に外囲体の製
造中にセラミックに挿入出来ない。

この必要条件を満たすためには、別個に製造する可融エ
レメント１を収容するようにした空所をセラミック片に
予め形成する。該空所に可融エレメントを挿入した後、
異なるセラミック片を共に結合し、結合した部品を温度
を下げて乾燥させ、外囲体３を形成する。

外囲体３の第１製造法を第６図に図示する。第１段階と
して、高密度硬質セラミックで形成されて半月型横断面
を有する２個の細長い相補型部材１３．１４を製造する
。可融エレメント１と同じ形状と寸法の長手方向溝１４
’を部材１４の扁平面に形成する。エレメント１を溝１
４′に挿入した後で、部材ｊ３，１４の扁平面を無機セ
ラミックセメントによって相互に連結する。次にこのよ
うに連結した部材１３．１４の２枚の扁平表面を機械圧
力によって相互に押圧し、金属エレメント１の融点より
低い温度で炉で焼く。かくて硬質の密閉外囲体が出来上
る。

第７図はセラミック外囲体３の第２製造法を示す。先ず
分子式Ａ　１２０３のアルミナ及び分子式ＢｅＯの酸化
べＴ）リウムの如き高密度硬質セラミックより成る円筒
形ロッド１５及び管１６を作る。次にロッド１５に長手
方向溝１５′を形成する。この場合も溝１５′はエレメ
ント１の形状と全く同じである。溝１５′に金属エレメ
ントｌを挿入した後で、矢印４９で示すように管１６内
にエレメント１を滑り込ませて組立てロッド１５となる
。管１６の内径とロッド１５の外径との間に僅かな差が
あるので該ロッドと管との間に円筒形空所が形成され、
その空所には、セラミックと共に使用するのに適した適
当な無機セメントを充填する。このようにして得られた
組立体は、極めて硬質で密閉の円筒形セラミック外囲体
を形成するように可融エレメントの融点以下の温度で炉
内にて熱処理される。

第８ａ及び８ｂ図には本発明によるヒユーズＦの外囲体
３の別の製造法を示す。この方法の場合、管１７及び複
数個の短形円筒エレメント１８は全て高密度硬質セラミ
ックより成り、これらを先ず製造する。各円筒エレメン
トには相互に連通ずる２本の溝、すなわち、円筒面に形
成する長手方向溝と、各円筒エレメント１８の２枚の平
行端面の１つに形成する横溝を形成する。この場合も各
円筒エレメント１８の溝の形状は可融エレメント１の形
状と全く同じである。第８図のセラミック外囲体の利点
は、第８ｂ図の如く、可融エレメント１０２個の連続す
る横断面狭窄部を円筒形外囲体の幾何学上の軸線上に位
置決めする時に円筒エレメント１８の少なくとも１つに
よって分離可能なことである。従って可融エレメント１
の該横断面狭窄部２が溶融する時にヒユーズＦ内に生じ
る電気アークは円筒エレメント１８の少なくとも１つに
よって相互に分離される。該円筒エレメントを可融エレ
メント１に沿って管１７に端と端を接して挿入し、適当
な無機セメントによって管１７と連結させる。このよう
に連結したエレメント１８と管１７は、可融エレメント
１の融点以下の温度で再度炉で焼かれる。

第９図は組合わせた時に高密度硬質セラミックより成る
円筒ロッドを形成する２個の相補型部材１９．２０を示
す。該ロッドは、同じく高密度硬質セラミックより成る
円筒部材２１内に形成した円筒部２２に挿入される。

部材１９と２０を組合わせると空所２８が形成される。

該空所２８に溶融金属２３を挿入して可融エレメントを
形成する。空所２８を完全に充填するために、すなわち
いかなる空間も形成されないように溶融金属を押し入れ
るために遠心力を使用してもよい。第９図において、可
融エレメントは複数個の円形穿孔部を有するリボンの形
状を有する。

無機セメントによって部材１９．２０及び２１を相互連
結してから熱処理して硬質の不浸透性外囲体を形成する
。部材１９及び２０は溶融金属を噴射する前に無機セメ
ントによって相互連結する。

このように結合した部材１９及び２０と円筒部材２１と
の組立てや該部材の何らかの熱処理は金属の噴射前又は
噴射後のいずれにおいても実施可能である。金属噴射後
に熱処理を実施した場合、この処理は可融エレメントを
形成する金属の融点以下の温度で実施しなければならな
いことに留意されたい。

円筒部材２１は、１９．２０の如き３本のロッドを収容
するように２２の如き３個の円筒体を包含し、３個の同
じ可融エレメントと共にヒユーズを形成する。

タングステンのように融点の高い金属を高密度硬質外囲
体３の製造時に使用して可融エレメント１を挿入するた
めの空所を形成してもよい。可融エレメントと同−寸法
及び形状のタングステンのリボン又はワイヤを製造中に
セラミック内に挿入する。高圧及び高温状態でセラミッ
クを形成してフリットする場合、タングステンのリボン
又はワイヤを取り出し、可融エレメントを構成するよう
に形成された空所に溶融金属を噴射する。

第１Ｏ図は、高密度硬質セラミックのロッド２５内に２
９の如き均一な横断面を有する複数本の平行な細い空所
を形成するために複数個のタングステンワイヤを利用す
る方法を示す。タングステンワイヤを取り出した後で各
空所に溶融金属２４を噴射して相応する可融エレメント
を形成する。

当然のことながら、各空所２９の直径は、ヒユーズを揉
゛作するのに必要な特性に従って選択する。

この場合も、溶融金属２４の噴射中に空所内にいかなる
空間も残ることがないように遠心力を利用してもよい。

場合によっては高密度硬質セラミックの円筒部材２６に
形成する空所２７にロッド２５を挿入し、無機セメント
によって結合させるがこれは金属の噴射前又は噴射後の
いずれに行ってもよい。このように結合したロッド２５
と円筒部材２６は熱処理されて溶融金属の噴射前又は後
に硬質密閉外囲体が形成される。

第９図の場合のように、円筒部材２６には２７の如き円
筒体を３個形成し、複数個の可融エレメントをそれぞれ
有する２５の如きロッドを３本収容する。

第６．７図に示した実施例の可融エレメント１は溶融金
属の噴射によって製造可能であることが容易に理解され
る。

高密度硬質セラミックの外囲体の製造が終了すると、可
融エレメント（単数又は複数）の周囲を該外囲体で密接
包囲し、可融エレメント（単数又は複数）の両端にそれ
ぞれ接続する２個の端子（例えば第１図の端子５，６）
を形成するように外囲体の両端を金属化する。

次に４の如き（第１図）円筒形外装材をセラミック外囲
体に配置する。この外装材はセラミック、　又はファイ
バーグラスより成り、その機能はヒユーズＦの機械的剛
性を増すためである。

本発明は好適実施例を参照して説明してきたが、当然の
ことながら本発明の本質及び範囲を逸脱することなく各
種別型及び変型が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は可融エレメントを密着包囲する高密度硬質セラ
ミックより成る外囲体を包含する本発明のヒユーズの長
手方向断面図、第２ａ図は可融エレメント溶融前における第１図のヒユ
ーズの物理的状態を示すもの、第２ｂ図は可融エレメントが溶融した後の第１図のヒユ
ーズの物理的状態を示すもの、第３図は電流遮断中における本発明によるヒユーズの操
作を示す標準型オシログラフ、第４，５ａ及び５ｂ図は、先行技術のものに対して本発
明のヒユーズが優れていることを示すグラフ、第６図は本発明によるヒユーズのセラミック製外囲体を
製造する第１方法を示すもの、第７図は本発明によるヒユーズのセラミック製外囲体の
第２製造法を示すもの、第８ａ及び８ｂ図は、本発明によるヒユーズのセラミッ
ク外囲体の第３製造法を示すもの、そして第９及び１０図はセラミック製外囲体に形成する空所に
溶融金属を噴射することによって可融エレメントを形成
する本発明のヒユーズ製造法を示すものである。 ■・・・可融エレメント、２・・・幅狭宇部、３・・・
外囲体−４・・・外装材、５，６・・・端子、１３，１
４，１９゜２０・・・相補部材、１５・・・ロッド、１
６．１７・・・管２３．２４・・・溶融金属、２８．２
９・・・空所。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電流を通して溶融することによって該電流が所定
値に達した時に該電流を遮断するようにした可融エレメ
ントと、該可融エレメントを近接包囲する高密度硬質材より成る
外囲体にして、該材料が該可融エレメントが溶融する際
に該外囲体内に生じる電気アークが高温になると高い誘
電抵抗率を有し、同様に該電気アークによって生じる高
温及び圧力衝撃に対して高い抵抗率を有するようにした
ものと、該可融エレメントを介して相互接続し、過電流に対して
保護されるべき電流中の可融エレメントを接続する該外
囲体に取付ける１対の端子とを包含することを特徴とす
る限流ヒューズ。
（２）該外囲体の該高密度硬質材がセラミックであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の限流ヒュー
ズ。
（３）該高密度硬質材が更に高い熱伝導率と高い比熱を
有するので該電気アークによって該外囲体内に生じる熱
を迅速に吸収することを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の限流ヒューズ。
（４）該外囲体の該高密度硬質材がセラミックであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の限流ヒュー
ズ。
（５）該セラミックがＡｌ＿２Ｏ＿３のアルミナである
ことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の限流ヒュ
ーズ。
（６）該セラミックが分子式ＢｅＯの酸化ベリリュウム
であることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の限
流ヒューズ。
（７）該可融エレメントが細長く、該外囲体が、それぞ
れ相互接触面を有する２個の相補型部材より成り、該２
個の相補型部材の１方の接触面には該可融エレメントと
同一形状と寸法を有する溝を設けることを特徴とする特
許請求の範囲第２項記載の限流ヒューズ。
（８）該２個の相補型部材の該接触面が該溝に挿入され
る可融エレメントと連結することを特徴とする特許請求
の範囲第７項記載の限流ヒューズ。
（９）該２個の相補型部材の該接触面が、無機セメント
によって相互連結し、このように連結した後で該２個の
相補型部材が熱処理されて硬質密閉外囲体を形成するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の限流ヒュー
ズ。
（１０）該可融エレメントが細長く、該外囲体が管状部
とロッドを有し、両端を有する該ロッドが、該両端を相
互連結する溝を有し、該溝が該可融エレメントと同一形
状及び同一寸法を有し、該ロッドが該管状部内に取付け
られ、該溝内に該可融エレメントを挿入することを特徴
とする特許請求の範囲第２項記載の限流ヒューズ。
（１１）該ロッド及び管状部が無機セメントによって相
互連結し、このように相互連結したロッドと管状部が熱
処理を受けて硬質の密閉性外囲体を形成することを特徴
とする特許請求の範囲第１０項記載の限流ヒューズ。
（１２）該可融エレメントが細長く、該外囲体が管状部
と複数個の短い円筒形エレメントを包含し、該円筒形エ
レメントに設ける溝が、該可融エレメントと全く同じ形
状を有し、該可融エレメントを該外囲体の該管状部内に
端と端を接して取付けた該短形円筒エレメントの溝に挿
入する時該エレメントが非直線行程をとるように該円筒
エレメント上に位置決めすることを特徴とする特許請求
の範囲第２項記載の限流ヒューズ。
（１３）該管状部及び該円筒形エレメントが無機セメン
トによって相互連結し、このように連結した管状部と円
筒エレメントが熱処理されて硬質の不通気外囲体を形成
することを特徴とする特許請求の範囲第１２項記載の限
流ヒューズ。
（１４）該可融エレメントが複数個の横断面狭窄部を包
含し、各対の連続狭窄部が該短形円筒エレメントのうち
の少なくとも１個によって相互から隔設されることを特
徴とする特許請求の範囲第１２項記載の限流ヒューズ。
（１５）該短形円筒エレメントの各々が相互にほぼ平行
な２個の扁平な端面と、該２個の扁平面を相互連結する
ほぼ円筒形の面とを有し、該短形円筒エレメントの各々
が、それのほぼ円筒形の面に形成される長手方向溝とそ
れの２個の扁平面の１つに形成する横溝とを有し、該長
手方向溝及び横溝が相互に連通することを特徴とする特
許請求の範囲第１２項記載の限流ヒューズ。
（１６）該外囲体の機械的剛性を増すために該外囲体を
包囲する外装材を更に包含することを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の限流ヒューズ。
（１７）該外装材がファイバーグラスより成ることを特
徴とする特許請求の範囲第１６項記載の限流ヒューズ。
（１８）該外装材がセラミックより成ることを特徴とす
る特許請求の範囲第１６項記載の限流ヒューズ。
（１９）該外囲体の異なる２個所を金属化して１対の該
端子を形成することを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の限流ヒューズ。
（２０）該外囲体が、少なくとも１個の可融エレメント
を密接包囲するロッドと、該ロッドを収容する空所を設
ける外部とで構成されることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の限流ヒューズ。
（２１）該外囲体が少なくとも１個の可融エレメントを
それぞれ密接包囲する複数個のロッドと、該ロッドを収
容する空所を設ける外部とで構成されることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の限流ヒューズ。
（２２）該２個の相補型部材が細長くて半月型横断面を
有することを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の限
流ヒューズ。
（２３）該２個の相補型部材の該接触面を相互に連結し
て該可融エレメントと同一形状及び同一寸法の空所を形
成し、該空所に溶融金属を噴射することによって該可融
エレメントを形成することを特徴とする特許請求の範囲
第７項記載の限流ヒューズ。
（２４）該外囲体には該可融エレメントと同一形状及び
同一寸法の空所を設け、該空所に溶融金属を噴射するこ
とによって該可融エレメントを形成することを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の限流ヒューズ。
（２５）電流を通して溶融し、これによって電流が所与
の値に達した時に該電流を遮断するようにした可融エレ
メントを製造する段階と、高密度硬質材より成る外囲体を形成して、該可融エレメ
ントと同一形状及び同一寸法の空所を設ける段階にして
、該材料が該可融エレメントの溶融時に該外囲体内に生
じる電気アークの高温における高い誘電抵抗率と並びに
該電気アークによって生じる圧力及び高温時の衝撃に対
する高い抵抗力を有するようにしたものと、該高密度硬
質材が該可融エレメントを密接包囲するように該外囲体
に設ける空所内に該可融エレメントを挿入する段階と、該可融エレメントを介して相互接続する１対の端子を該
外囲体に取付ける段階にして、該対を成す端子が過電流
に対して保護されるべき電気回路にて該可融エレメント
を接続するために設けるようにしたものとで構成される
ことを特徴とする限流ヒューズの製造法。
（２６）該高密度硬質材が更に高い熱伝導率と高い比熱
を有するので、該電気アークによって該外囲体に生じる
熱を迅速に吸収することを特徴とする特許請求の範囲第
２５項記載の限流ヒューズ製造法。
（２７）該高密度硬質材がセラミックであることを特徴
とする特許請求の範囲第２５項記載の限流ヒューズ製造
法。
（２８）該セラミックが分子式がＡｌ＿２Ｏ＿３のアル
ミナを含有することを特徴とする特許請求の範囲第２７
項記載の限流ヒューズ製造法。
（２９）該セラミックが分子式ＢｅＯの酸化ベリリウム
を含有することを特徴とする特許請求の範囲第２７項記
載の限流ヒューズ製造法。
（３０）該対を成す端子を該外囲体に取付ける段階が、
それの異なる２個所にて該外囲体を金属化する段階を包
含することを特徴とする特許請求の範囲第２５項記載の
限流ヒューズ製造法。
（３１）該可融エレメントが細長く、該外囲体を製造する該段階が、該高密度硬質材より成っ
て、それぞれ他方と接触する面を有する２個の相補型部
材を製造する段階にして、該相補型部材の一方の接触面
に該可融エレメントと同一形状で同一寸法の溝を形成す
るようにしたものを包含し、該可融エレメント挿入段階が該溝に該可融エレメントを
挿入し、該接触面を連結することによって該相補型部材
を相互に組立てる段階より成ることを特徴とする特許請
求の範囲第２５項記載の限流ヒューズ製造法。
（３２）該可融エレメントが細長く、該外囲体を製造する該段階が、該セラミックより成って
他方との接触面をそれぞれ有する２個の相補型部材の製
造行程を有し、該２個の相補型部材の一方の接触面に該
可融エレメントと同一形状及び同一寸法の溝を設け、該可融エレメント挿入段階が、該溝に該可融エレメント
を挿入する行程と、該２個の相補型部材を相互に組立て
る行程とで構成され、該組立段階が（ａ）、無機セメン
トによって該２個の相補型部材の該２枚の接触面を連結
する行程と、（ｂ）、このように連結した相補型部材に
圧力を加えて該２枚の接触面を相互に押圧し、該可融エ
レメントの融点以下の温度にて熱処理して硬質不浸透外
囲体を形成する行程より成ることを特徴とする特許請求
の範囲第２７項記載の限流ヒューズ製造法。
（３３）該可融エレメントが細長く、該外囲体を製造する該段階が、該セラミックより成って
他方との接触面をそれぞれ有する２個の相補型部材の製
造行程を有し、該２個の相補型部材の一方の接触面に該
可融エレメントと同一形状及び同一寸法の溝を設け、該可融エレメント挿入段階が、該溝に該可融エレメント
を挿入する行程と該２個の相補型部材を相互に組立てる
行程とで構成され、該組立段階が（ａ）、無機セメント
によって該２個の相補型部材の該２枚の接触面を連結す
る行程と、（ｂ）該可融エレメントの融点以下の温度に
て熱処理して硬質不浸透外囲体を形成する行程より成る
ことを特徴とする特許請求の範囲第２７項記載の限流ヒ
ューズ製造法。
（３４）該可融エレメントが細長く、該外囲体製造段階が、管状部と複数個の短形円筒エレメ
ントとの製造行程を包含し、該円筒エレメントが該可融
エレメントと全く同じ形状で、該可融エレメントを該管
状部内に端と端を接して取付けた該円筒エレメントの該
溝に挿入する時に非直線をたどるように該円筒エレメン
ト上に位置決めされるような溝を有し、該可融エレメント挿入段階が、（ａ）、該円筒エレメン
トの該溝内に該可融エレメントを挿入し、該管状部内に
て該可融エレメントに伴って該円筒エレメントを端と端
を接して位置決めする行程と、（ｂ）、無機セメントに
よって該円筒エレメントと管状部を相互連結する行程と
、（ｃ）、このように連結した円筒エレメントと管状部
に該可融エレメントの融点以下の温度にて熱処理して硬
質不浸透外囲体を形成する行程より成ることを特徴とす
る特許請求の範囲第２７項記載の限流ヒューズ製造法。
（３５）高密度硬質材で外囲体を形成して空所を設ける
段階にして、該材料が高温時の高い誘電抵抗率と、内圧
及び高温による衝撃に対する高い抵抗力とを有するよう
にしたものと、該外囲体の該空所に溶融金属を噴射する
ことによって形成され、電流を通すと溶解し、これによ
って電流が所与の値に達した時に該電流を遮断するよう
にした可融エレメントを製造する段階と、該可融エレメントを介して相互連結する１対の端子を該
外囲体に取付ける段階にして、該対を成す端子が過電流
に対して保護されるべき電気回路に該可融エレメントを
接続するために設けてあることを特徴とする限流ヒュー
ズ製造法。
（３６）該高密度硬質材が更に高い熱伝導率と高い比熱
を有することを特徴とする特許請求の範囲第３５項記載
の限流ヒューズ製造法。
（３７）該高密度硬質材がセラミックであることを特徴
とする特許請求の範囲第３５項記載の限流ヒューズ製造
法。
（３８）該外囲体製造段階が、該外囲体の該空所に融点
の高い金属を少なくとも１片使用することより成ること
を特徴とする特許請求の範囲第３７項記載の限流ヒュー
ズ製造法。
（３９）該可融エレメントが細長く、該外囲体を製造する該段階が該高密度硬質材より成って
他方との接触面をそれぞれ有する２個の相補型部材の製
造行程を有し、該２個の相補型部材の一方の接触面に該
可融エレメントと同一形状及び同一寸法の溝を設け、該外囲体製造段階が更に該接触面を相互連結することに
よって該２個の相補型部材を組立てる行程を有すること
を特徴とする特許請求の範囲第３５項記載の限流ヒュー
ズ製造法。