(57)【要約】【課題】雷サージ電流では溶断せず、異常電流では確実に溶断する周波数分離機能付きヒューズを提供すること。【解決手段】周波数分離機能付きヒューズ１は、入力ポート部１ａと、出力ポート部１ｂと、入力ポート部と出力ポート部との間に設けられ、入力ポート部へ侵入した雷サージ電流を通過させ、出力ポート部へ導く第１の通過部１ｃと、入力ポート部と出力ポート部との間に設けられ、入力ポート部へ侵入した通常電流および異常電流を通過させることが可能な第２の通過部１ｄと、入力ポート部と第２の通過部との間、または、第２の通過部と出力ポート部との間に設けられ、通常電流が通過しても溶断せず、異常電流が通過すると溶断する溶断機構部１ｄ−２とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め決定された電流量を超えない通常電流、前記予め決定された電流量を超える異常電流、および雷サージ電流の入力端子となる入力ポート部と、
前記通常電流、前記異常電流、および前記雷サージ電流の出力端子となる出力ポート部と、
前記入力ポート部と前記出力ポート部との間に設けられ、前記入力ポート部へ侵入した前記雷サージ電流を通過させ、前記出力ポート部へ導く第１の通過部と、
前記入力ポート部と前記出力ポート部との間に設けられ、前記入力ポート部へ侵入した前記通常電流および前記異常電流を通過させることが可能な第２の通過部と、
前記入力ポート部と前記第２の通過部との間、または、前記第２の通過部と前記出力ポート部との間に設けられ、前記通常電流が通過しても溶断せず、前記異常電流が通過すると溶断する溶断機構部と、
を備えた周波数分離機能付きヒューズ。
【請求項２】
前記第１の通過部を、前記入力ポート部および前記出力ポート部に固定し、
前記第２の通過部を、前記入力ポート部および前記出力ポート部のうちの何れか一方に固定し、
前記溶断機構部を、前記入力ポート部および前記出力ポート部のうち、前記第２の通過部に固定されていないポート部へ固定した、請求項１に記載の周波数分離機能付きヒューズ。
【請求項３】
前記第１の通過部を、前記入力ポート部および前記出力ポート部へ接触させ、
前記第１の通過部を、前記入力ポート部および前記出力ポート部のうち、少なくとも一方に固定せず、
前記第２の通過部を、前記入力ポート部および前記出力ポート部のうちの何れか一方に固定し、
前記溶断機構部を、前記入力ポート部および前記出力ポート部のうち、前記第２の通過部に固定されていないポート部へ固定した、請求項１に記載の周波数分離機能付きヒューズ。
【請求項４】
前記第１の通過部は、前記入力ポート部から前記出力ポート部へ向かって延びた円筒形状からなり、該円筒の厚さを、前記雷サージ電流の周波数帯域が十分に通過できる表皮深さとし、
前記第２の通過部は、前記入力ポート部から前記出力ポート部へ向かって延びた円柱形状からなり、
当該円柱の直径を、前記雷サージ電流が前記第２の通過部よりも前記第１の通過部をより流れ、前記異常電流が前記第１の通過部よりも前記第２の通過部をより流れるように、前記第１の通過部および前記第２の通過部のインピーダンスを調整するためのパラメータとして使用する、請求項３に記載の周波数分離機能付きヒューズ。
【請求項５】
前記第１の通過部と前記第２の通過部との間の空間を、誘電体で充填した、請求項４に記載の周波数分離機能付きヒューズ。
【請求項６】
前記第１の通過部は、前記入力ポート部から前記出力ポート部へ向かって延びた角管形状からなり、該角管の厚さを、前記雷サージ電流の周波数帯域が十分に通過できる表皮深さとし、
前記第２の通過部は、前記入力ポート部から前記出力ポート部へ向かって延びた角柱形状からなる、請求項３に記載の周波数分離機能付きヒューズ。
【請求項７】
該角管の一側面が欠如した、請求項６に記載の周波数分離機能付きヒューズ。
【請求項８】
前記第１の通過部を、前記角管形状に代えて、前記入力ポート部から前記出力ポート部へ向かって延びたシート状とし、該シートの厚さを、前記雷サージ電流の周波数帯域が十分に通過できる表皮深さとした、請求項６に記載の周波数分離機能付きヒューズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、電源線や通信線等のケーブルに侵入した雷サージ電流のような高周波電流を分離するための周波数分離機能付きヒューズに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気・電子機器を雷サージ電流のような高周波電流から保護するため、避雷素子（ＳＰＤ；Ｓｕｒｇｅ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ  Ｄｅｖｉｃｅ）を用いて、ケーブルに侵入した雷サージを、接地線や他のケーブルにバイパスし、その機器を保護する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、電気・電子機器の漏電や短絡事故により、ケーブルに、低周波の異常電流（漏電電流や地絡電流等）が流れた場合の感電あるいは焼損事故対策として、機器の内部回路にヒューズを実装する方法が知られている。この方法によれば、溶断電流量を超える電流が流れた場合、ヒューズ内部が溶断し、異常電流の侵入を遮断することができる。
【０００４】
このように、ＳＰＤや、ヒューズによって、電気・電子機器を、安全に使用することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−１６３５２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような従来の方法では、以下のような問題がある。
【０００７】
ＳＰＤは、一定以上の雷サージが侵入すると動作（導通）し、雷サージが通過すると回復（絶縁）する素子であり、ヒューズは、一定以上の電流が流れると溶断し、電流を遮断する素子である。
【０００８】
しかしながら、ヒューズは、異常電流だけでなく、雷サージ電流によっても溶断することがある。ヒューズはＳＰＤとは異なり、一度動作（溶断）すると回復しない。
【０００９】
ヒューズが溶断すると、その電気・電子機器は使用できなくなる場合が多い。そのため、電気・電子機器に雷サージが侵入する頻度が高い多雷地域では、落雷が発生する度にヒューズが溶断し、頻繁に機器が使用不能になってしまう。
【００１０】
そこで、雷サージ電流によってヒューズが溶断しないように、ヒューズが溶断する電流値を上げることが考えられる。しかしながら、ヒューズが溶断する電流値を上げると、ヒューズは、異常電流に対しても溶断しにくくなるために、機器に異常電流が侵入する可能性も高くなるという問題がある。
【００１１】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、雷サージ電流で溶断せず、異常電流で溶断する周波数分離機能付き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】
【００１２】
上記目的を達成するためのこの発明の第１の観点は、予め決定された電流量を超えない通常電流、前記予め決定された電流量を超える異常電流、および雷サージ電流の入力端子となる入力ポート部と、前記通常電流、前記異常電流、および前記雷サージ電流の出力端子となる出力ポート部と、前記入力ポート部と前記出力ポート部との間に設けられ、前記入力ポート部へ侵入した前記雷サージ電流を通過させ、前記出力ポート部へ導く第１の通過部と、前記入力ポート部と前記出力ポート部との間に設けられ、前記入力ポート部へ侵入した前記通常電流および前記異常電流を通過させることが可能な第２の通過部と、前記入力ポート部と前記第２の通過部との間、または、前記第２の通過部と前記出力ポート部との間に設けられ、前記通常電流が通過しても溶断せず、前記異常電流が通過すると溶断する溶断機構部とを備えた周波数分離機能付きヒューズである。
【００１３】
この発明の第２の観点は、請求項１に記載の周波数分離機能付きヒューズにおいて、前記第１の通過部を、前記入力ポート部および前記出力ポート部に固定し、前記第２の通過部を、前記入力ポート部および前記出力ポート部のうちの何れか一方に固定し、前記溶断機構部を、前記入力ポート部および前記出力ポート部のうち、前記第２の通過部に固定されていないポート部へ固定する。
【００１４】
この発明の第３の観点は、請求項１に記載の周波数分離機能付きヒューズにおいて、前記第１の通過部を、前記入力ポート部および前記出力ポート部へ接触させ、前記第１の通過部を、前記入力ポート部および前記出力ポート部のうち、少なくとも一方に固定せず、前記第２の通過部を、前記入力ポート部および前記出力ポート部のうちの何れか一方に固定し、前記溶断機構部を、前記入力ポート部および前記出力ポート部のうち、前記第２の通過部に固定されていないポート部へ固定する。
【００１５】
この発明の第４の観点は、請求項３に記載の周波数分離機能付きヒューズにおいて、前記第１の通過部は、前記入力ポート部から前記出力ポート部へ向かって延びた円筒形状からなり、該円筒の厚さを、前記雷サージ電流の周波数帯域が十分に通過できる表皮深さとし、前記第２の通過部は、前記入力ポート部から前記出力ポート部へ向かって延びた円柱形状からなり、当該円柱の直径を、前記雷サージ電流が前記第２の通過部よりも前記第１の通過部をより流れ、前記異常電流が前記第１の通過部よりも前記第２の通過部をより流れるように、前記第１の通過部および前記第２の通過部のインピーダンスを調整するためのパラメータとして使用する。
【００１６】
この発明の第５の観点は、請求項４に記載の周波数分離機能付きヒューズにおいて、前記第１の通過部と前記第２の通過部との間の空間を、誘電体で充填する。
【００１７】
この発明の第６の観点は、請求項３に記載の周波数分離機能付きヒューズにおいて、前記第１の通過部は、前記入力ポート部から前記出力ポート部へ向かって延びた角管形状からなり、該角管の厚さを、前記雷サージ電流の周波数帯域が十分に通過できる表皮深さとし、前記第２の通過部は、前記入力ポート部から前記出力ポート部へ向かって延びた角柱形状からなる。
【００１８】
この発明の第７の観点は、請求項６に記載の周波数分離機能付きヒューズにおいて、該角管の一側面が欠如している。
【００１９】
この発明の第８の観点は、請求項６に記載の周波数分離機能付きヒューズにおいて、前記第１の通過部を、前記角管形状に代えて、前記入力ポート部から前記出力ポート部へ向かって延びたシート状とし、該シートの厚さを、前記雷サージ電流の周波数帯域が十分に通過できる表皮深さとする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、雷サージ電流が流れる経路と、異常電流が流れる経路とを分離し、雷サージ電流で溶断せず、異常電流で溶断する周波数分離機能付きヒューズを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施形態に係る周波数分離機能付きヒューズの構成例を示す概念図である。
【図２Ａ】第２の実施形態に係る周波数分離機能付きヒューズの構成例を示す概念図である。
【図２Ｂ】第２の実施形態に係る周波数分離機能付きヒューズにおいて、溶断機構部が溶断した状態を例示する概念図である。
【図３Ａ】第３の実施形態に係る周波数分離機能付きヒューズの構成例を示す斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ａに対応する側面図である。
【図４】第３の実施形態に係る周波数分離機能付きヒューズの変形例の構成例を示す斜視図である。
【図５】第４の実施形態に係る周波数分離機能付きヒューズの構成例を示す斜視図である。
【図６】第４の実施形態に係る周波数分離機能付きヒューズの別の構成例を示す斜視図である。
【図７】第４の実施形態に係る周波数分離機能付きヒューズのさらに別の構成例を示す斜視図である。
【図８】第４の実施形態に係る周波数分離機能付きヒューズのさらにまた別の構成例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を実施する実施形態について図面を用いて説明する。但し、本発明は多くの異なる形態で実施することが可能であり、これら実施形態の記載内容に限定して解釈されるべきではない。
【００２３】
〔第１の実施形態〕
第１の実施形態に係る周波数分離機能付きヒューズについて説明する。
【００２４】
図１は、第１の実施形態に係る周波数分離機能付きヒューズの構成例を示す概念図である。
【００２５】
周波数分離機能付きヒューズ１は、入力ポート部１ａ、出力ポート部１ｂ、高周波通過部１ｃ、異常電流溶断部１ｄ、入力導線１ｅ、および出力導線１ｆから構成される。
【００２６】
入力ポート部１ａには入力導線１ｅが、出力ポート部１ｂには出力導線１ｆがそれぞれ付属している。入力導線１ｅおよび出力導線１ｆは、高周波電流である雷サージ電流と、低周波電流である給電電流や電気信号電流等のように、予め決定された電流量を超えない通常電流とのための入力端および出力端となる。また、低周波電流はさらに、漏電電流や地絡電流等のように、予め決定された電流量を超える異常電流をも含む。
【００２７】
入力ポート部１ａおよび出力ポート部１ｂと接続するための導線１ｈおよび導線１ｉが付属されている高周波通過部１ｃは、雷サージ電流の周波数帯域（例えば、１０ｋＨｚ〜２ＭＨｚ）を通過させることが可能な機能を有しており、例えば、バンドパスフィルタが好適である。
【００２８】
入力ポート部１ａおよび出力ポート部１ｂと接続するための導線１ｊおよび導線１ｋが付属されている異常電流溶断部１ｄは、通常電流および異常電流のように低周波数帯域（５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）を通過させることができる低周波通過部１ｄ−１（例えば、ローパスフィルタなど）と、通常電流が流れた場合には溶断しないが、異常電流が流れた場合には溶断し、入力ポート部１ａと出力ポート部１ｂとの間の電気的接続を切り離す機能を有する溶断機構部１ｄ−２（例えば、ヒューズエレメントなど）とから構成される。
【００２９】
高周波通過部１ｃは、入力ポート部１ａと出力ポート部１ｂとの間の電気的接続を維持するために、導線１ｈおよび導線１ｉの先端が、入力ポート部１ａおよび出力ポート部１ｂへ、半田や溶接等でそれぞれ固定（融着）されている。同様に、異常電流溶断部１ｄもまた、入力ポート部１ａと出力ポート部１ｂとの間の電気的接続を維持するために、導線１ｊおよび導線１ｋの先端が、入力ポート部１ａおよび出力ポート部１ｂへ、半田や溶接等でそれぞれ固定（融着）されている。
【００３０】
以上のように構成した本発明の実施形態に係る周波数分離機能付きヒューズ１によれば、入力導線１ｅから入力ポート部１ａへ雷サージ電流が侵入した場合、雷サージ電流は、導線１ｈ、高周波通過部１ｃ、導線１ｉを通過し、出力ポート部１ｂへ到達するため、溶断機構部１ｄ−２は溶断しない。すなわち、周波数分離機能付きヒューズ１は、雷サージ電流が侵入した場合であっても溶断しない。
【００３１】
また、入力導線１ｅから入力ポート部１ａへ異常電流が侵入した場合、異常電流は、導線１ｊを介して異常電流溶断部１ｄへ侵入する。このとき、溶断機構部１ｄ−２が、異常電流によって溶断されるので、異常電流は、出力ポート部１ｂへ到達することなく、遮断される。
【００３２】
なお、入力導線１ｅから入力ポート部１ａへ通常電流が侵入した場合、通常電流は、導線１ｊを介して異常電流溶断部１ｄへ侵入するものの、溶断機構部１ｄ−２は、通常電流によって溶断されないので、通常電流は、低周波通過部１ｄ−１を通過し、導線１ｋを介して出力ポート部１ｂへ到達する。
【００３３】
このように、本実施形態に係る周波数分離機能付きヒューズ１は、異なる周波数帯域のための２系統の電流通過経路を備えた構造によって、雷サージ電流が侵入した場合であっても、溶断することなく、入力ポート部１ａから出力ポート部１ｂへ通常電流を通過させ続けることが可能である一方、異常電流が侵入した場合には、溶断機構部１ｄ−２が溶断することによって、異常電流を遮断することが可能となる。
【００３４】
なお、図１では、溶断機構部１ｄ−２を、入力ポート部１ａと低周波通過部１ｄ−１との間に設けているが、溶断機構部１ｄ−２を、出力ポート部１ｂと低周波通過部１ｄ−１との間に設けても良い。このような構成であっても、同様な効果が得られる。
【００３５】
〔第２の実施形態〕
第２の実施形態に係る周波数分離機能付きヒューズについて説明する。
【００３６】
図２Ａは、第２の実施形態に係る周波数分離機能付きヒューズの構成例を示す概念図である。
【００３７】
第２の実施形態に係る周波数分離機能付きヒューズ２は、第１の実施形態に係る周波数分離機能付きヒューズ１の変形例である。従って、図２Ａでは、図１と同一部位については、図１と同じ符号を付すことによって、重複説明を避ける。
【００３８】
すなわち、第２の実施形態に係る周波数分離機能付きヒューズ２では、高周波通過部１ｃは、入力ポート部１ａと出力ポート部１ｂとの間の電気的接続を維持するために、導線１ｈおよび導線１ｉの先端が、入力ポート部１ａおよび出力ポート部１ｂへそれぞれ接触しているものの、入力ポート部１ａと出力ポート部１ｂとの少なくとも一方は、導線１ｈ、１ｉと（例えば、半田や溶接等によって）固定（融着）されていないことが、第１の実施形態に係る周波数分離機能付きヒューズ１と異なる。
【００３９】
すなわち、高周波通過部１ｃの導線１ｈおよび導線１ｉの先端は、入力ポート部１ａおよび出力ポート部１ｂと接触しているものの、固定されているのは、入力ポート部１ａと導線１ｈのみであるか、出力ポート部１ｂと導線１ｉのみである。あるいは、入力ポート部１ａと導線１ｈ、および、出力ポート部１ｂと導線１ｉの何れも固定されていない。
【００４０】
なお、異常電流溶断部１ｄは、第１の実施形態と同様に、導線１ｊの先端が入力ポート部１ａへ、導線１ｋの先端が出力ポート部１ｂへ、それぞれ（例えば、半田や溶接等によって）固定（融着）されている。
【００４１】
また、第１の実施形態では、雷サージ電流は、高周波通過部１ｃのみを流れ、異常電流は、異常電流溶断部１ｄのみを流れるとしていた。しかしながら、第２の実施形態では、雷サージ電流は、大部分が高周波通過部１ｃを流れるものの、一部が異常電流溶断部１ｄを流れ、異常電流は、大部分が異常電流溶断部１ｄを流れるものの、一部が高周波通過部１ｃを流れるものとする。
【００４２】
この場合、雷サージ電流が発生すると、雷サージ電流の一部が異常電流溶断部１ｄを流れるものの、雷サージ電流の大部分は高周波通過部１ｃを流れるため、異常電流溶断部１ｄは溶断しない。
【００４３】
一方、異常電流が発生すると、異常電流の大部分が異常電流溶断部１ｄを流れることによって、第１の実施形態で説明したように、溶断機構部１ｄ−２が溶断する。しかしながら、溶断機構部１ｄ−２の溶断後も、異常電流の一部が、高周波通過部１ｃを流れ続けるのであれば、入力ポート部１ａと出力ポート部１ｂとの間を流れる異常電流を完全に遮断することはできないことになる。
【００４４】
しかしながら、本発明の実施形態に係る周波数分離機能付きヒューズ２によれば、異常電流が入力導線１ｅから侵入し、溶断機構部１ｄ−２が溶断すると、図２Ｂに例示するように、異常電流溶断部１ｄが分離し、これに応じて、固定されていない入力ポート部１ａと導線１ｈとが離れる。
【００４５】
これによって、入力ポート部１ａ側と出力ポート部１ｂ側とが物理的に分離されるので、異常電流は遮断される。
【００４６】
このように、本実施形態に係る周波数分離機能付きヒューズ２は、異常電流の一部が高周波通過部１ｃを通過することが可能であっても、異常電流が発生した場合には、入力ポート部１ａ側と出力ポート部１ｂ側とを物理的に分離することによって、電流の流れを遮断することが可能となる。
【００４７】
〔第３の実施形態〕
第３の実施形態に係る周波数分離機能付きヒューズについて説明する。
【００４８】
図３Ａは、第３の実施形態に係る周波数分離機能付きヒューズの構成例を示す斜視図であり、図３Ｂは、図３Ａに対応する側面図である。
【００４９】
図３Ａおよび図３Ｂでも、図１と同一部位については、図１と同じ符号を付すことによって、重複説明を避ける。
【００５０】
第３の実施形態に係る周波数分離機能付きヒューズ３は、図２における高周波通過部１ｃおよび異常電流溶断部１ｄの代わりに、フィルタ等の電気的な素子を用いていない高周波通過部３ｃおよび異常電流溶断部３ｄを備えている点が、第２の実施形態に係る周波数分離機能付きヒューズ２と異なる。
【００５１】
高周波通過部３ｃは、入力ポート部１ａから出力ポート部１ｂへ延びた円筒形状となっており、中心部は空洞となっており、円筒厚さを、雷サージ電流の周波数帯域が十分に通過できる表皮深さとしている。この表皮深さは、一般的な表皮効果の原理式を用いて表すことができる。
【００５２】
例えば、高周波通過部３ｃの電気抵抗率をρsurge、高周波通過部１ｃの絶対透磁率をμsurge、雷サージ電流の角周波数をωsurgeとすると、高周波通過部１ｃの表皮深さｄsurgeは、以下に示す（１式）によって表される。
【００５３】
【数１】
2019185919.tif 000003
【００５４】
ここで、高周波になるほど表皮深さは浅くなるので、雷サージ電流の角周波数は、雷サージ電流の全ての周波数帯域を十分に流すため、低周波側の周波数を角周波数ωsurgeとすることが望ましい。
【００５５】
ただし、（１式）から導出される表皮深さは、表面電流の１／ｅ（約０．３７）になる表皮深さを示している。高周波通過部３ｃは、電流を流す導体であるため、雷サージ電流だけでなく異常電流も流れる。
【００５６】
高周波通過部３ｃは、第２の実施形態と同様に、入力ポート部１ａと出力ポート部１ｂとの間の電気的接続を維持するために、両端が入力ポート部１ａおよび出力ポート部１ｂとそれぞれ接触しているものの、入力ポート部１ａと出力ポート部１ｂとの少なくとも一方において、（例えば、半田や溶接等によって）固定（融着）されていない。
【００５７】
次に、異常電流溶断部３ｄについて説明する。
【００５８】
異常電流溶断部３ｄは、入力ポート部１ａから出力ポート部１ｂへ延びた円柱形状をしており、雷サージ電流と異常電流に対する表皮効果があるため、円柱の直径を変化させることで、雷サージ電流の流れやすさ（インピーダンス）を調整することができる。
【００５９】
また、異常電流溶断部３ｄは、入力ポート部１ａと出力ポート部１ｂとの両方に、（例えば、半田や溶接等によって）固定（融着）されている。
【００６０】
円柱の直径をパラメータとして変化させながら、雷サージ電流に対するインピーダンスを下記（２式）、異常電流に対するインピーダンスを下記（３式）に従うように調整することで、雷サージ電流の大半を高周波通過部３ｃに、異常電流の大半を異常電流溶断部３ｄに流すことが可能となる。
【００６１】
高周波通過部３ｃのインピーダンス≪異常電流溶断部３ｄのインピーダンス  （２式）  （高周波通過部３ｃを流れやすい）
高周波通過部３ｃのインピーダンス≫異常電流溶断部３ｄのインピーダンス  （３式）  （異常電流溶断部３ｄを流れやすい）
さらに、異常電流溶断部３ｄを、一般的なヒューズで用いられているヒューズエレメントと同様に、一定以上の電流値を有する異常電流が流れた場合に溶断するようにしておくことで、第２の実施形態で説明した溶断機構部１ｄ−２と同様の効果を奏することができる。
【００６２】
以上のように構成した本実施形態に係る周波数分離機能付きヒューズ３によれば、表皮効果を利用し、高周波通過部３ｃおよび異常電流溶断部３ｄのインピーダンスを、（２式）および（３式）に従うようにすることで、異常電流が異常電流溶断部３ｄを流れると異常電流溶断部３ｄが溶断する。このとき、高周波通過部３ｃは、入力ポート部１ａまたは出力ポート部１ｂのうちの少なくとも一方に固定されていないので、第２の実施形態と同様に、入力ポート部１ａ側と出力ポート部１ｂ側とが物理的に離れるために、異常電流は遮断される。
【００６３】
このように、本実施形態に係る周波数分離機能付きヒューズ３は、高周波である雷サージ電流と、低周波である異常電流とが通過する経路を分離することができる。これによって、雷サージ電流が発生した場合であっても、動作を継続することができる。さらに、異常電流が流れた場合には、異常電流溶断部３ｄが溶断し、入力ポート部１ａ側と出力ポート部１ｂ側とが物理的に離れ、これに応じて、固定されていない高周波通過部３ｃが入力ポート部１ａまたは出力ポート部１ｂから離れるので、異常電流を遮断することが可能となる。
【００６４】
なお、図４は、第３の実施形態に係る周波数分離機能付きヒューズ３の変形例である周波数分離機能付きヒューズ３’の構成例を示す斜視図である。
【００６５】
周波数分離機能付きヒューズ３’は、図３Ａおよび図３Ｂに示す周波数分離機能付きヒューズ３の高周波通過部３ｃおよび異常電流溶断部３ｄの間を、誘電体等の他の素材で充填してなる。
【００６６】
高周波通過部３ｃと異常電流溶断部３ｄとの間の空間を誘電体で充填することで、高周波通過部３ｃを流れる電流によって発生する電磁界の異常電流溶断部３ｄへの影響と、逆に、異常電流溶断部３ｄを流れる電流によって発生する電磁界の高周波通過部３ｃへの影響とを低減し、雷サージ電流と異常電流との電気的な分離度を調整することができる。
【００６７】
〔第４の実施形態〕
第４の実施形態に係る周波数分離機能付きヒューズについて説明する。
【００６８】
第４の実施形態は、第３の実施形態の変形例である。
【００６９】
第３の実施形態で説明したように、周波数分離機能付きヒューズ３では、高周波通過部３ｃを流れる雷サージ電流の比率をより高く、異常電流溶断部３ｄを流れる異常電流の比率をより高くすることが望まれる。第３の実施形態では、これを実現するために、図３Ａおよび図３Ｂに例示するように、高周波通過部３ｃを円筒形状とし、異常電流溶断部３ｄを円柱形状とした。
【００７０】
しかしながら、高周波通過部を流れる雷サージ電流の比率をより高く、異常電流溶断部を流れる異常電流の比率をより高くすることができるのであれば、高周波通過部および異常電流溶断部の形状は、図３Ａおよび図３Ｂに例示される形状に限定されず、他の形状で実現することもできる。
【００７１】
本実施形態では、図５〜図８に示すように、様々な形状で高周波通過部および異常電流溶断部が構成された周波数分離機能付きヒューズを説明する。なお、図５〜図８でも、図１と同一部位については、同じ符号を付すことによって、重複説明を避ける。
【００７２】
図５に例示する第４の実施形態に係る周波数分離機能付きヒューズ４は、図３Ａおよび図３Ｂに例示される周波数分離機能付きヒューズ３における円筒状の高周波通過部３ｃを、内部が空洞となっている四角管状の高周波通過部４ｃとし、周波数分離機能付きヒューズ３における円柱状の異常電流溶断部３ｄを、四角柱状の異常電流溶断部４ｄとしたものである。
【００７３】
なお、図５のように内部が空洞となっている四角管状の高周波通過部４ｃと、四角柱状の異常電流溶断部４ｄとに代えて、図示しないが、内部が空洞となっている三角管状の高周波通過部と、三角柱状の異常電流溶断部としてもよい。
【００７４】
さらに、図５のように内部が空洞となっている四角管状の高周波通過部４ｃと、四角柱状の異常電流溶断部４ｄとに代えて、図示しないが、内部が空洞となっている五角以上の角管状の高周波通過部と、五角以上の角柱状の異常電流溶断部としてもよい。
【００７５】
図６に例示する第４の実施形態に係る別の周波数分離機能付きヒューズ５は、図５に例示される周波数分離機能付きヒューズ４の四角管状の高周波通過部４ｃを、シート状とした高周波通過部５ｃとしたものである。シート状の高周波通過部５ｃの厚さは、雷サージ電流の周波数帯域が十分に通過できる表皮深さとする。
【００７６】
図７に例示する第４の実施形態に係るさらに別の周波数分離機能付きヒューズ６は、図５に例示される周波数分離機能付きヒューズ４の四角管状の高周波通過部４ｃを、四角管状の高周波通過部４ｃの一側面が欠如した、コの字形の高周波通過部６ｃとしたものである。
【００７７】
また、図示しないが、図５に例示される周波数分離機能付きヒューズ４の四角管状の高周波通過部４ｃを、螺旋状の高周波通過部としても良い。
【００７８】
さらには、コの字形の高周波通過部６ｃが適用された場合、図７に示すように、コの字形の高周波通過部６ｃと、異常電流溶断部４ｄとを隔離させて平行に配置することに代えて、図８に例示するすように、コの字形の高周波通過部６ｃの内側の空間に、異常電流溶断部４ｄを配置しても良い。
【００７９】
以上のように構成した本実施形態に係る周波数分離機能付きヒューズ４、５、６、７によっても、表皮効果の原理によって、高周波である雷サージ電流と、低周波である異常電流とを分離することができる。これによって、雷サージ電流が発生した場合であっても、動作を継続することができる。一方、異常電流が流れた場合には、異常電流溶断部４ｄが溶断し、入力ポート部１ａ側と出力ポート部１ｂ側とが物理的に離れるために、異常電流を遮断することができる。
【００８０】
この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【符号の説明】
【００８１】
１、２、３、３’、４、５、６、７・・周波数分離機能付きヒューズ、１ａ・・入力ポート部、１ｂ・・出力ポート部、１ｃ、３ｃ、４ｃ、５ｃ、６ｃ・・高周波通過部、１ｄ、３ｄ、４ｄ・・異常電流溶断部、１ｄ−１・・低周波通過部、１ｄ−２・・溶断機構部、１ｅ・・入力導線、１ｆ・・出力導線、１ｈ、１ｉ、１ｊ、１ｋ・・導線、４ｇ・・充填剤。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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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