(57)【要約】【課題】直流でヒューズが溶断した際、高い電圧が印加される回路に使用される速断性が優れ、溶断特性のばらつきの小さな速断ヒューズを効率よく製造する。【解決手段】フレームと架橋部により連結した銅材料から成る板状の幅広電極の間に線状の可溶体を接合し、その上下を含水無機絶縁材料からなる内容器で挟み固定した後、フレームから架橋部を切離して外容器に収納し、外容器両端に嵌合する口金に長手方向外側にある板状電極の両端を接合する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームと架橋部により連結した銅材料から成る板状の幅広電極の間に線状の可溶体を接合し、その上下を含水無機絶縁材料からなる内容器で挟み固定した後、フレームから架橋部を切離して外容器に収納し、外容器両端に嵌合する口金に長手方向外側にある板状電極の両端を接合したことを特徴とする速断ヒューズおよびその製造方法。
【請求項２】
線状可溶体を幅広電極に形成された折り曲げ部で挟み接合することを特徴とする請求項１記載の速断ヒューズおよびその製造方法。
【請求項３】
線状可溶体の両端を球状に成形したものを幅広電極に接合することを特徴とする請求項１記載の速断ヒューズ。
【請求項４】
線状可溶体を並列及び直列に複数配置することを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の速断ヒューズ。
【請求項５】
板状幅広電極として銅材料表面にニッケル下地の錫めっき処理をした材料からなることを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載の速断ヒューズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、直流でヒューズが溶断した際、高い電圧が印加される回路に使用される速断性が優れ、溶断特性のばらつきの小さなことが求められる速断ヒューズおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  直流でヒューズが溶断した際、高い電圧が印加され速断性が優れ、溶断特性のばらつきの小さなことが求められる装置の一例として太陽光発電があり、発電部であるセルを多数直列に接続し、さらにその直列になったセルを並列に接続し利用するのが一般的となっている。そのため一列のセルの一部が故障し出力が低下すると電圧のアンバランスにより他のセルから電流が流入し、故障していないセルまで破壊に至らせる問題が有り、一般的な電子、電気機器より素早く故障電流を遮断することが求められている。一方太陽光発電は、セルの一部が故障しても初期的には大きな電流変化として現れないため、僅かな電流の変化にも対応できるよう、溶断特性のばらつきの小さいことが求められている。【０００３】  このような背景により太陽光発電装置には速断ヒューズが利用されるが、従来の速断ヒューズは、リボン状の薄板からなる可溶体の一部にプレス加工あるいはエッチング加工等で狭隘部を形成して速断性能を確保するのが一般的で、例えば特許文献１のようなものがある。【０００４】  また温度ヒューズのような応答速度では対応出来ない回路保護として絶縁ベース上に金属薄片を配置し、その間に高密度導電性合金線を架設した特許文献２のヒューズ装置がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２１２２２４号公報
【特許文献２】特開２０１０−１８６６３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  速断ヒューズとして特許文献１に記載のようにリボン状の薄板を可溶体とし、特に定格電流が小さく板の厚みが０．１ｍｍ以下となる場合、狭隘部の断面積の大きさは板の厚み精度に大きく影響を受け溶断特性に影響を及ぼすため、薄板の厚みのばらつきを小さく抑えようとすると、薄板自体の材料コストが高いものとなる問題を有している。【０００７】  さらに太陽光発電のセル一列毎の保護を行う場合、ヒューズの定格電流は小さなものとなり、その結果リボン状の薄板に形成する狭隘部の断面積は非常に小さなものとなり、機械的強度が弱く製造段階において可溶体の取り扱いが難しいという問題を有している。【０００８】  また可溶体材料として速断性や遮断性能及び耐久性に優れた銀を使用することが多いが、速断特性のため狭隘部を設ける一方、放熱を担う幅広部に貴金属である銀材料を多く使用することになり不経済となる問題を有している。【０００９】  特許文献２に記載のヒューズ装置は、絶縁材料からなるベースに銅薄片からなる導電性シートを固設し、この導電性シートの間に複数の高密度導電性合金線を架設するものであるが、銅薄片からなる導電性シートを絶縁材料に固設するという工程を要する問題がある。【００１０】  また従来の温度ヒューズの応答速度では対応できない問題に対し高密度導電性合金線を架設することにより抵抗を高め発熱を大きくすることにより敏感な応答を目的としたものであるが、高密度導電性合金線が故に、優れた速断性や遮断性能を有する銀に比べ大きな断面積を必要とし、その結果速断性を阻害するという問題を有している。【００１１】  さらには高密度導電性合金線を複数架設する目的は、保護効果が不安定であるという欠点を防ぐためであるが、架設の際、導電シートとの接合に対し何ら配慮がなされておらず、そのため高密度導電性合金線を導電シートに接合する際、押し潰され変形し高密度導電性合金線の断面積が変化し、その結果溶断性能が不安定となる根本的原因が解決されていないという問題を有している。【００１２】  これらの問題に対し本発明は、フレームと架橋部により連結した銅材料から成る板状の幅広電極の間に線状の可溶体を接合し、その上下を含水無機絶縁材料からなる内容器で挟み固定した後、フレームから架橋部を切離して外容器に収納し、外容器両端に嵌合する口金に長手方向外側にある板状電極の両端を接合することにより、経済的で優れた速断性能を有し、且つ溶断特性のばらつきの小さな低定格電流のヒューズを効率よく製造できることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】  本発明の請求項１に記載の発明は、フレームと架橋部により連結した銅材料から成る板状の幅広電極の間に線状の可溶体を接合し、その上下を含水無機絶縁材料からなる内容器で挟み固定した後、フレームから架橋部を切離して外容器に収納し、外容器両端に嵌合する口金に長手方向外側にある板状電極の両端を接合した速断ヒューズおよびその製造方法である。【００１４】  本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明の特徴に加え、線状可溶体を電極に形成された折り曲げ部で挟み接合する速断ヒューズおよびその製造方法である。【００１５】  本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１記載の発明の特徴に加え、線状可溶体の両端を球状に成形後、幅広電極に接合する速断ヒューズおよびその製造方法である。【００１６】  本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３の発明の特徴に加え、板状幅広電極間に架張、接合する線状可溶体が、並列及び直列に複数配置することを特徴とする速断ヒューズである。【００１７】  本発明の請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４の発明の特徴に加え、板状幅広電極の銅材料表面にニッケル下地の錫めっき処理をした材料からなることを特徴とする速断ヒューズである。
【発明の効果】
【００１８】  本発明は上記の通りであり、従来の速断ヒューズの幅広部に当たる部分は、材料コストの安い銅を使用することにより板幅を広く、また板厚みを厚くすることが可能で放熱が良く、且つ機械的強度が大きくとれる。【００１９】  また従来の速断ヒューズでは可溶体の狭隘部が狭くなり機械的強度が弱く、特に低定格電流のヒューズの製造が難しかったものの、本発明によれば幅広電極は、フレームと架橋部で繋がれ含水無機絶縁材料からなる内容器で上下を挟み込みフレームから切離されるまでしっかりと固定されることにより従来の速断ヒューズの狭隘部に当たる箇所に細い線状可溶体を架設しても、直接線状可溶体に力が加わることなく取扱いしやすいものとなっている。【００２０】  さらにフレームおよび幅広電極部を共通とし可溶体を変更するだけで定格電流や溶断特性の違う速断ヒューズを効率良く製造することが可能となる効果があるとともに、速断ヒューズとして優れた特性を有する銀材料で狭隘部に当たる部分にだけ線状可溶体を使用し、他の部分はコストの安い銅材料を便用すること及び、ダイス加工による線状可溶体を使用することにより、ロール加工による薄板可溶体より、安価に仕上がり寸法精度の良い材料を使用することができ経済的に大きな効果がある。また通電による温度上昇が生じても可溶体は銀材料により酸化問題を生じることはなく、幅広電極は表面積の大きな放熱の良い構造により温度上昇が抑えられ酸化問題が生じにくいものとなっている。【００２１】  さらには線状可溶体を幅広電極部に架設、接合する際、電極に形成された折り曲げ部で挟み接合、あるいは線状可溶体の両端を球状に成形することにより線状可溶体としての断面積を減少させることなく溶断性能の安定した速断ヒューズを製造することが可能となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例の線状可溶体を幅広電極に接合する前のフレームの外観斜視図
【図２】本発明の実施例の上内容器底面の形状が分かるようにしたフレームに被せる前の外観斜視図
【図３】本発明の実施例の上内容器をフレームに被せる前の外観斜視図
【図４】本発明の実施例の内容器をフレームに被せた外観斜視図
【図５】本発明の実施例の内容器を外容器に収納する前の外観斜視図
【図６】本発明の実施例の断面図
【図７】本発明の別の実施例で線状可溶体の本数を変え幅広電極に接合した外観斜視図
【図８】本発明のさらに別の実施例に使用する線状可溶体の拡大外観斜視図
【図９】図８の線状可溶体を幅広電極に接合した外観斜視図
【発明を実施するための形態】
【００２３】  以下添付図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。なお幅広電極部、線状可溶体、架橋部は複数存在するが、図面が繁雑になることを避けるため符号は代表的な部分のみに付与している。
【００２４】  図面中の１はフレーム、２は可溶体を架張するとともに可溶体からの発熱を放熱する幅広電極部、３は２の幅広電極部をフレームに保持する架橋部、４は可溶体を挟み電気的、機械的に保持する幅広電極の端に設けられた折り曲げ部、５は線状可溶体、６は折り曲げ部を使用せず幅広電極部に接合する可溶体先端の球体形成部、７、８は幅広電極の間に可溶体を架張した後、その上下を挟み込む内容器、９は内容器の内部両端から幅広電極を外に引き出す端子、１０は線状可溶体を架張した幅広電極を内容器で挟んだ部材を収納する外容器、１１は外容器両端に具備する口金、１２は端子９と口金を接合するためのはんだである。
【００２５】  フレーム１は銅材料からなり、幅広電極部２と架橋部３及び端子９で繋がった状態でプレス成形される。幅広電極部２の端には折り曲げ部４を具備し、その折り曲げ部４に銀材料からなる線状可溶体５を架張し折り曲げ部４で挟み込んだ後、折り曲げ部４の上下に溶接電極を当て接合することにより直接可溶体に接合電極が当たることなく可溶体にダメージを与えないものとなっている。
【００２６】  なおヒューズを使用する環境温度が１００℃を超え幅広電極２の酸化の生じる危険が有る場合には、銅材料の表面にニッケル下地の錫めっき処理を行った材料を使用することもある。
【００２７】  また幅広電極部２の数及び接合する線状可溶体５の数は、保護する回路の電気的特性に合わせ適宜並列及び直列に配置する数を変更する場合がある。
【００２８】  線状可溶体５を幅広電極部２に接合する別の実施例として、幅広電極２の間の長さより長めに切断した線状可溶体５の端を電気トーチにより溶融させ溶けた金属の表面張力により球形の固まり６を形成した後、この球形の固まり６部分を幅広電極部２に接合することにより、溶断性能に影響を及ぼす可溶体の断面積の減少が防止されるものとなっている。
【００２９】  線状可溶体５を幅広電極部２の間に架張、接合したフレーム１は、その上下を予め線状可溶体５、幅広電極部２及び架橋部３の入る部分の逃がしを成形した硫酸カルシウム或は珪砂を硫酸カルシウム等の含水無機絶縁材料からなる消弧作用のある下内容器７及び上内容器８で挟み込んだ後、幅広電極部２とフレーム１を繋ぐ架橋部３を内容器側面端及び長手方向にある端子９を内容器の両端面より突き出た長さで切断し、外容器１０に収納する。
【００３０】  外容器１０に収納後、その両端面から突き出た端子９は、外容器の両端に固着する口金１１とはんだ１２で電気的に接続され本発明の速断ヒューズとなる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】  本発明は上記構成を有し、装置が正常な状態での通電による狭隘部の役割をする線状可溶体からの発熱を表面積の大きな幅広電極部により放熱し可溶体への熱的ダメージ及び熱から生じる熱膨張での機械的ダメージを軽減し長期信頼性を確保するとともに、異常な過電流に対しては、リボン状の薄板から形成する狭隘部では製作できない細い線状可溶体により、極めて早くばらつきの小さな溶断特性を得ることが可能で、直流でヒューズが溶断した際、高い電圧が印加される太陽光発電のセル保護のような敏感な性能を必要とする電気回路を保護することができる。
【符号の説明】
【００３２】  １    フレーム
２    幅広電極部
３    架橋部
４    折り曲げ部
５    線状可溶体
６    線状可溶体に成形した球体
７    下内容器
８    上内容器
９    端子
１０  外容器
１１  口金
１２  はんだ
【図１】
2014086410.tif 000003
【図２】
2014086410.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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