(57)【要約】【課題】周辺への熱的な影響を軽減可能なヒューズを提供する。【解決手段】ヒューズ10は、可溶体12と、対をなす端子18と、フランジ17と、セラミック製の筒体29と、消弧剤32と、エンドプレート25と、絶縁体24とを備える。フランジ17は、一側に可溶体12が接続され、他側に端子18が接続されて可溶体12と各端子18とをそれぞれ連結する。筒体29は、可溶体12及び各フランジ17が挿入される。消弧剤32は、筒体29に充填される。エンドプレート25は、筒体29の両端部を封止する。絶縁体24は、各エンドプレート25と各フランジ17との間に介在される。各フランジ17は、銅製とする。【選択図】図１
2020136131.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可溶体と、
対をなす端子と、
一側に前記可溶体が接続され、他側に前記端子が接続されて前記可溶体と前記各端子とをそれぞれ連結するフランジと、
前記可溶体及び前記各フランジが挿入されるセラミック製の筒体と、
この筒体に充填された消弧剤と、
前記フランジと接続され、前記筒体の両端部を封止するエンドプレートと、
前記各エンドプレートと前記各フランジとの間に介在された絶縁体とを備え、
前記各フランジは、銅製である
ことを特徴とするヒューズ。
【請求項２】
可溶体は、銅製であり、
前記可溶体と少なくともいずれかのフランジとは、レーザ溶接により接続されている
ことを特徴とする請求項１記載のヒューズ。
【請求項３】
可溶体は、銅製であり、
前記可溶体と少なくともいずれかのフランジとは、機械的な接続手段により接続されている
ことを特徴とする請求項１又は２記載のヒューズ。
【請求項４】
可溶体と、
この可溶体の両端部に直接接続された対をなす端子と、
前記可溶体、及び前記各端子の一部がそれぞれ挿入されるセラミック製の筒体と、
この筒体に充填された消弧剤と、
前記各端子の一部と接続され、前記筒体の両端部を封止するエンドプレートと、
前記各エンドプレートと前記各端子の一部との間に介在された絶縁体とを備え、
前記各端子は、銅製であり、過半が前記筒体の外部に配置されている
ことを特徴とするヒューズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば定格電流が１００Ａを超えるようなヒューズに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば定格電流が１００Ａを超える低圧限流ヒューズは、通電時の温度上昇を抑制するため、端子や可溶体は銅製であることが一般的である。また、可溶体にはその中央部に低融点合金が半田付けされ、溶断時に例えば錫と銅との相互拡散により溶断動作温度を低く抑えている。可溶体と端子とは、フランジを介して接続されているとともに、このフランジを介して、端子がセラミック製等の筒体に固定されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６０７５４３４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
フランジは、銅からなる可溶体と抵抗溶接により接続されているものの、一般に銅と銅とは抵抗溶接が困難であることから、抵抗溶接を目的としてフランジを銀めっき或いはニッケルめっきした黄銅製とすることが多い。黄銅は、熱伝導率が３００℃において１４６Ｗ／ｍ・Ｋであり、銅の熱伝導率（３８１Ｗ／ｍ・Ｋ）の３８％程度である。そのため、黄銅製のフランジは、銅製のフランジと比較しヒューズ溶断時に可溶体のジュール熱の端子への放散効率を落とし、その熱量を、消弧剤を介して筒体に放散してその温度を上昇させるようになっている。
【０００５】
例えば、定格電流６３０Ａのヒューズにおいて、最小溶断電流１０００Ａの電流による溶断時、ヒューズの筒体の温度上昇が２００Ｋを超える場合がある。そして、最小溶断電流によるヒューズの溶断時間は、一般的に４時間以内となっているため、溶断に至るまでの長い時間、ヒューズの周辺が高い温度に晒されることとなる。
【０００６】
このようなヒューズは、溶断器と称する樹脂製の筐体に組み込んで使用されることがある。この場合、筐体は、上記のようにヒューズによって長時間高温に晒されるため、ヒューズの溶断時の筒体の温度を考慮し、筐体の材料として耐熱温度が極めて高い樹脂が要求される。
【０００７】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、周辺への熱的な影響を軽減可能なヒューズを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載のヒューズは、可溶体と、対をなす端子と、一側に前記可溶体が接続され、他側に前記端子が接続されて前記可溶体と前記各端子とをそれぞれ連結するフランジと、前記可溶体及び前記各フランジが挿入されるセラミック製の筒体と、この筒体に充填された消弧剤と、前記フランジと接続され、前記筒体の両端部を封止するエンドプレートと、前記各エンドプレートと前記各フランジとの間に介在された絶縁体とを備え、前記各フランジは、銅製であるものである。
【０００９】
請求項２記載のヒューズは、請求項１記載のヒューズにおいて、可溶体は、銅製であり、前記可溶体と少なくともいずれかのフランジとは、レーザ溶接により接続されているものである。
【００１０】
請求項３記載のヒューズは、請求項１又は２記載のヒューズにおいて、可溶体は、銅製であり、前記可溶体と少なくともいずれかのフランジとは、機械的な接続手段により接続されているものである。
【００１１】
請求項４記載のヒューズは、可溶体と、この可溶体の両端部に直接接続された対をなす端子と、前記可溶体、及び前記各端子の一部がそれぞれ挿入されるセラミック製の筒体と、この筒体に充填された消弧剤と、前記各端子の一部と接続され、前記筒体の両端部を封止するエンドプレートと、前記各エンドプレートと前記各端子の一部との間に介在された絶縁体とを備え、前記各端子は、銅製であり、過半が前記筒体の外部に配置されているものである。
【発明の効果】
【００１２】
上記の構成によれば、端子間の通電時の筒体の温度上昇を抑制でき、周辺への熱的な影響を軽減可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施の形態のヒューズを示す平面図である。
【図２】同上ヒューズの正面図である。
【図３】同上ヒューズの側面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態のヒューズを示す平面図である。
【図５】同上ヒューズの正面図である。
【図６】同上ヒューズの側面図である。
【図７】同上ヒューズの各実施例と各比較例との溶断実験の結果を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の第１の実施の形態の構成について、図面を参照して説明する。
【００１５】
図１ないし図３において、10はヒューズである。ヒューズ10は、定格電流が１００Ａを超える、好ましくは定格電流が１００Ａ〜８００Ａ等の、低圧限流ヒューズである。以下、ヒューズ10の通電方向を第１方向Ｘ、第１方向Ｘと直交する方向を第２方向Ｙ、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙと直交する方向を第３方向Ｚとして説明する。
【００１６】
ヒューズ10は、可溶体12を備える。可溶体12は、銅製である。可溶体12は、板状に形成されている。また、可溶体12は、長手状に形成されている。可溶体12には、長手方向の中央部の両側に、切欠部13がそれぞれ形成されている。可溶体12には、長手方向と交差する方向に沿って、複数の穴部14が形成されている。穴部14は、切欠部13，13間の位置で、長手方向に複数列に亘り形成されている。可溶体12は、複数の穴部14により、長手方向の中央部分に狭小部が多数形成されている。さらに、可溶体12には、長手方向の中央部に、低融点合金15が半田付けされている。低融点合金15は、可溶体12の長手方向に対して交差する方向に沿って配置されている。低融点合金15により、可溶体12は、溶断時に例えば錫と銅との相互拡散により溶断動作温度を低く抑えることができる。可溶体12は、第１方向Ｘに沿って長手方向を有するように配置される。可溶体12は、単数でも複数でもよいが、本実施の形態では、同一形状のものが複数用いられる。例えば、可溶体12は、第３方向Ｚを厚み方向として互いに離れて４つ配置され、これら可溶体12の第２方向Ｙの一側に、第２方向Ｙを厚み方向として１つ配置されている。可溶体12の数や配置は、これに限定されるものではない。
【００１７】
可溶体12には、フランジ17を介して対をなす端子18が接続されている。フランジ17は、銅製である。フランジ17は、可溶体12よりも厚みが大きい板状に形成されている。フランジ17は、一側である一主面側に可溶体12の長手方向の端部が接続され、他側である他主面側に端子18が接続されている。フランジ17は、可溶体12と端子18とを連結している。本実施の形態において、フランジ17は、可溶体12に対してレーザ溶接されて接続されている。また、フランジ17に対し、端子18が圧入され、かつ、機械的な固定手段20により接続されている。本実施の形態において、フランジ17には、凹部21が形成され、端子18には、凹部21に圧入される凸部22が形成されている。凹部21及び凸部22は、固定手段20を挟む位置に形成されている。固定手段20は、螺子やビス等が用いられる。
【００１８】
端子18は、銅製である。本実施の形態において、端子18は、ブレード状に形成されている。端子18は、長手方向を第１方向Ｘとし、厚み方向を第２方向Ｙとして、フランジ17の中央部に接続されている。端子18は、フランジ17から、第１方向Ｘに沿って突出する。
【００１９】
また、フランジ17は、絶縁体24を介し、エンドプレート25に対してそれぞれ機械的に締結されて接続されている。本実施の形態において、フランジ17は、端子18と接続されている他側が、エンドプレート25の一側に対して、絶縁体24を介して重ねられている。また、フランジ17は、エンドプレート25に対し、締結手段26により締結されている。締結手段26は、螺子やビス等である。本実施の形態において、締結手段26は、端子18を挟む位置に配置されている。締結手段26は、第２方向Ｙに互いに離れて位置している。
【００２０】
絶縁体24は、耐熱絶縁シートである。絶縁体24は、フランジ17の他側とエンドプレート25の一側との間に重ねられている。絶縁体24は、単数又は複数の部材により形成されている。絶縁体24は、エンドプレート25側に絶縁性耐熱紙、フランジ17側にセラミック製の紙を重ねたもの等でもよいし、１枚の絶縁性耐熱紙等でもよい。
【００２１】
エンドプレート25は、鉄やアルミニウム等の金属により板状に形成されている。エンドプレート25には、端子18が挿通される挿通孔28が中央部に開口されている。挿通孔28と端子18との隙間は、フランジ17により挿通孔28の開放端が封止されることで閉塞されている。また、エンドプレート25は、絶縁性の筒体29の両端部を封止している。エンドプレート25は、筒固定手段30により筒体29の両端部に固定されている。筒固定手段30は、螺子やビス等である。本実施の形態において、筒固定手段30は、エンドプレート25の四隅近傍の位置にそれぞれ配置されている。
【００２２】
筒体29は、セラミック製である。本実施の形態において、筒体29は、両端部が開口された筒状に形成されている。筒体29は、両開放面に絶縁体24が重ねられ、絶縁体24を介してエンドプレート25が重ねられている。絶縁体24は、筒体29の開放面とエンドプレート25との間に挟み込まれている。絶縁体24は、筒体29内への外部からの侵入物や筒体29の内部の部材の漏出を防止するパッキンとなる。
【００２３】
また、筒体29の内部には、可溶体12及びフランジ17が挿入されて収納されている。さらに、筒体29の内部には、消弧剤32が充填されている。消弧剤32は、一方のエンドプレート25に形成された穴部から筒体29の内部に充填される。
【００２４】
次に、第１の実施の形態のヒューズ10の作用を説明する。
【００２５】
ヒューズ10は、銅製の端子18を銅製のフランジ17に対し圧入するとともに固定手段20により接続する。この端子18を一体的に固定したフランジ17に対し、中央に低融点合金15を半田付けした同一形状の複数の銅製の可溶体12をレーザ溶接する。次いで、このフランジ17をエンドプレート25に対し、締結手段26により締結する。フランジ17を締結したエンドプレート25は、絶縁体24を介して筒体29の両開放面に、筒固定手段30によりそれぞれ固定する。さらに、一方のエンドプレート25の穴部を通して筒体29の内部に消弧剤32を封入し、この穴部を封止することで、ヒューズ10が組み立てられる。端子18は、筒体29の外部に過半又は大部分が露出している。
【００２６】
そして、ヒューズ10は、所定の冶具等を用い、両端子18を回路に接続する。
【００２７】
ヒューズ10は、定格電流に対して過大な電流が流れた場合、可溶体12が発熱して溶断することで回路を開放し、過大な電流から回路を保護する。
【００２８】
このとき、ヒューズ10は、可溶体12に対し銅製のフランジ17を接続していることで、溶断時の可溶体12のジュール熱を銅製のフランジ17から端子18に放散し、筒体29に放散される熱を抑制できる。そのため、周辺への熱的な影響を軽減可能となる。
【００２９】
特に、銅製の可溶体12に対し、銅製のフランジ17をレーザ溶接により接続することで、銅製の可溶体12と銅製のフランジ17との溶接を可能とし、可溶体12の溶断時のジュール熱をフランジ17から端子18へと、より効果的に放散可能となる。
【００３０】
次に、第２の実施の形態について、図４ないし図６を参照して説明する。なお、第１の実施の形態と同様の構成及び作用については、同一符号を付して説明を省略する。
【００３１】
ヒューズ10は、フランジ17と可溶体12とが、機械的な接続手段35により接続されている。接続手段35は、ビス、螺子、或いはリベット等が用いられる。接続手段35は、対をなして配置されている。接続手段35は、フランジ17と可溶体12とを単に機械的に接続し、フランジ17と可溶体12とは、互いに接触することで電気的に接続されるものでもよい。また、接続手段35は、フランジ17と可溶体12とを接続手段35により電気的に接続するものでもよい。ヒューズ10のその他の構成は、第１の実施の形態と同様である。
【００３２】
このヒューズ10は、銅製の端子18を銅製のフランジ17に対し圧入するとともに固定手段20により接続する。この端子18を一体的に固定したフランジ17に対し、中央に低融点合金15を半田付けした同一形状の複数の銅製の可溶体12を接続手段35により接続する。次いで、このフランジ17をエンドプレート25に対し、締結手段26により締結する。フランジ17を締結したエンドプレート25は、絶縁体24を介して筒体29の両開放面に、筒固定手段30によりそれぞれ固定する。さらに、一方のエンドプレート25の穴部を通して筒体29の内部に消弧剤32を封入し、この穴部を封止することで、ヒューズ10が組み立てられる。
【００３３】
このように、ヒューズ10は、可溶体12に対し銅製のフランジ17を接続していることで、溶断時の可溶体12のジュール熱を銅製のフランジ17から端子18に放散し、筒体29に放散される熱を抑制できる。そのため、周辺への熱的な影響を軽減可能となる。
【００３４】
また、銅製の可溶体12に対し、銅製のフランジ17を接続手段35により接続することで、銅製の可溶体12と銅製のフランジ17とを容易に接続でき、可溶体12の溶断時のジュール熱をフランジ17から端子18へと、より効果的に放散可能となる。
【００３５】
なお、上記各実施の形態において、端子18は、フランジ17に圧入される構成に限られず、レーザ溶接等により端子18にフランジ17が一体化されていてもよい。すなわち、可溶体12の両端部に端子18が直接接続されていてもよい。この場合、端子18の過半又は大部分を筒体29の外部に突出させることにより、溶断時の可溶体12のジュール熱を端子18に放散し、筒体29に放散される熱を抑制できる。そのため、周辺への熱的な影響を軽減可能となる。
【００３６】
また、両方の端子18と両方のフランジ17とがともに同一の接続方法である必要はなく、一方の端子18と一方のフランジ17との接続方法と、他方の端子18と他方のフランジ17との接続方法とが異なっていてもよい。同様に、可溶体12と両方のフランジ17とがともに同一の接続方法である必要はなく、可溶体12と一方のフランジ17との接続方法と、可溶体12と他方のフランジ17との接続方法とが異なっていてもよい。
【００３７】
図７を参照して、上記の各実施の形態に対応する実施例と従来例に対応する比較例との溶断実験について説明する。
【００３８】
実施例１及び実施例２として、銅製の端子18を銅製のフランジ17にレーザ溶接により溶接し、残りの部分は第１及び第２の実施の形態と同様に構成した、定格電流６３０Ａのヒューズ10を用いた。
【００３９】
また、比較例１及び比較例２として、黄銅製のフランジを使用した市販の定格電流６３０Ａのヒューズを用いた。
【００４０】
これらヒューズを、１０００Ａの電流で溶断し、筒体29の温度を計測した。サンプルについては、実施例１を２つ、実施例２を３つ、比較例１を１つ、比較例２を２つ用いた。
【００４１】
図７の表に示すように、黄銅製のフランジを使用した比較例１及び比較例２の筒体の温度上昇が、２００Ｋ又はそれを大きく超えたのに対し、銅製のフランジ17を使用した実施例１及び実施例２の筒体29の温度上昇は１６０Ｋ以下であり、周囲温度が４０℃以下であれば、筒体29の温度は２００℃で留まる。そのため、ガラス強化ポリブチレンテレフタレート等の一般的プラスチック樹脂の熱変形温度を下回ることができるので、ヒューズ10を樹脂製の筐体に組み込んで使用する際に、筐体の材料として耐熱温度が極めて高い樹脂を必要としない。
【符号の説明】
【００４２】
10    ヒューズ
12    可溶体
17    フランジ
18    端子
24    絶縁体
25    エンドプレート
29    筒体
32    消弧剤
35    接続手段
【図１】
2020136131.tif 000003
【図２】
2020136131.tif 000004
【図３】
2020136131.tif 000005
【図４】
2020136131.tif 000006
【図５】
2020136131.tif 000007
【図６】
2020136131.tif 000008
【図７】
2020136131.tif 000009