(57)【要約】【課題】ヒューズアセンブリとシステムと製造方法が、ヒューズの本体を増大させることなしに１５００ＶＤＣ電力システムのための過電流保護を実現する。【解決手段】ヒューズ本体と、ヒューズ本体に連結される第１及び第２のヒューズ端子と、第１及び第２のヒューズ端子の間に電気経路を確立するヒューズ要素とを備える電気ヒューズであって、第１の直流電圧定格を実現するように構成される電気ヒューズと、ヒューズ本体を少なくとも被覆し、前記ヒューズ本体が破断する場合にアークフラッシュエネルギーを閉じ込めるように構成され、これにより前記第１の直流電圧定格よりも高い第２の電圧定格に直流電圧定格を効果的に増大させる、補強材料と、を備える、電気ヒューズアセンブリを提供する。【選択図】図４
2015097204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒューズ本体と、前記ヒューズ本体に連結される第１及び第２のヒューズ端子と、前記第１及び第２のヒューズ端子の間に電気経路を確立するヒューズ要素とを備える電気ヒューズであって、前記電気ヒューズは第１の直流電圧定格を実現するように構成される、電気ヒューズと、
前記ヒューズ本体を少なくとも被覆し、前記ヒューズ本体が破断する場合にアークフラッシュエネルギーを閉じ込めるように構成され、これにより前記第１の直流電圧定格よりも高い第２の直流電圧定格に直流電圧定格を効果的に増大させる、補強材料と、
を備える、電気ヒューズアセンブリ。
【請求項２】
さらに、前記第１及び第２のヒューズ端子のそれぞれに取り付けられる第１及び第２のコネクタ端子を備える、請求項１に記載の電気ヒューズアセンブリ。
【請求項３】
前記第１及び第２のコネクタ端子はワイヤ圧着端子を含む、請求項２に記載の電気ヒューズアセンブリ。
【請求項４】
前記補強材料は、さらに、前記第１及び第２のコネクタ端子の少なくとも一部分を被覆する、請求項２に記載の電気ヒューズアセンブリ。
【請求項５】
前記ヒューズは円筒形の太陽光発電用ヒューズである、請求項１に記載の電気ヒューズアセンブリ。
【請求項６】
前記第１の直流電圧定格は約１０００ＶＤＣであり、前記第２の直流電圧定格は約１５００ＶＤＣである、請求項１に記載の電気ヒューズアセンブリ。
【請求項７】
前記ヒューズ本体はセラミックで作られる、請求項１に記載の電気ヒューズアセンブリ。
【請求項８】
さらに、前記補強材料と前記ヒューズ本体との間を延びるアーク吸収材料を備える、請求項１に記載の電気ヒューズアセンブリ。
【請求項９】
前記アーク吸収材料はシリコーン及びテフロンテープのうちの一方である、請求項８に記載の電気ヒューズアセンブリ。
【請求項１０】
前記補強材料は熱収縮材料を含む、請求項１に記載の電気ヒューズアセンブリ。
【請求項１１】
前記熱収縮材料は接着剤を含む、請求項１０に記載の電気ヒューズアセンブリ。
【請求項１２】
前記第１及び第２のヒューズ端子のうち少なくとも一方はフェルールを備える、請求項１に記載の電気ヒューズアセンブリ。
【請求項１３】
さらにラベルを備え、前記ラベルは、適合可能なヒューズ付属品を識別するためにカラーコーディングされる、請求項１に記載の電気ヒューズアセンブリ。
【請求項１４】
前記適合可能なヒューズ付属品は、ヒューズホルダとワイヤリングハーネスとのうち少なくとも一方を含む、請求項１３に記載の電気ヒューズアセンブリ。
【請求項１５】
電気ヒューズアセンブリであって、
互いに反対側に位置した端部を有するヒューズ本体と、前記ヒューズ本体の互いに反対側に位置したそれぞれの端部上の第１及び第２のヒューズ端子と、前記第１及び第２のヒューズ端子の間に回路経路を確立するヒューズ要素とを備え、少なくとも約１０００Ｖの電圧定格を有する、電気ヒューズと、
前記第１及び第２のヒューズ端子のそれぞれに取り付けられる第１及び第２のインライン型ワイヤ圧着コネクタと、
前記ヒューズ本体を被覆する補強材料であって、少なくとも約１５００ＶＤＣの負荷の下で前記ヒューズ本体が破断してしまった時に前記回路経路を遮断するために前記ヒューズ要素が開く時に、アークエネルギーを閉じ込める、補強材料と、
を含む、電気ヒューズアセンブリ。
【請求項１６】
前記第１及び第２のインライン型ワイヤ圧着コネクタは前記第１及び第２のヒューズ端子に摩擦嵌合される、請求項１５に記載の電気ヒューズアセンブリ。
【請求項１７】
前記ヒューズは太陽光発電用ヒューズである、請求項１５に記載の電気ヒューズアセンブリ。
【請求項１８】
前記ヒューズ本体はセラミックで作られる、請求項１５に記載の電気ヒューズアセンブリ。
【請求項１９】
前記ヒューズ本体は円筒形である、請求項１５に記載の電気ヒューズアセンブリ。
【請求項２０】
さらに、前記補強材料と前記ヒューズ本体との間を延びるアーク吸収材料を含む、請求項１５に記載の電気ヒューズアセンブリ。
【請求項２１】
前記アーク吸収材料はシリコーン及びテフロンテープのうちの一方である、請求項２０に記載の電気ヒューズアセンブリ。
【請求項２２】
前記補強材料は熱収縮材料を含む、請求項１５に記載の電気ヒューズアセンブリ。
【請求項２３】
前記熱収縮材料は、接着剤でライニングされた熱収縮スリーブ材料である、請求項２２に記載の電気ヒューズアセンブリ。
【請求項２４】
さらに、ラベルを備え、及び、前記ラベルは、適合可能なヒューズ付属品を識別するためにカラーコーディングされている、請求項１５に記載の電気ヒューズアセンブリ。
【請求項２５】
前記適合可能なヒューズ付属品は、ヒューズホルダとワイヤリングハーネスのうちの少なくとも一方を備える、請求項１５に記載の電気ヒューズ。
【請求項２６】
互いに反対側に位置した端部を有する本体と、前記本体の内側を延びるヒューズ要素と、前記ヒューズ本体の前記互いに反対側に位置した端部のそれぞれの上に位置しており、且つ、前記ヒューズ要素と共に回路経路を確立する第１及び第２のヒューズ端子要素とを備える、インライン型ヒューズアセンブリを製造する方法であって、
前記ヒューズの前記第１及び第２の端子要素のそれぞれに第１及び第２のインライン型ワイヤコネクタを取り付けることと、
補強材料で前記電気ヒューズの本体を被覆することであって、これにより、少なくとも約１５００ＶＤＣの電気的負荷の下で前記ヒューズの前記本体が破断した時に、前記電気経路を遮断するために前記ヒューズ要素が開く時に前記補強材料がアークエネルギーを閉じ込めることと、を含む方法。
【請求項２７】
前記第１及び第２のインライン型コネクタを取り付けることは、前記第１及び第２のインライン型コネクタを前記ヒューズの前記第１及び第２の端子要素に摩擦嵌合させることを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記ヒューズは太陽光発電用ヒューズである、請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記本体はセラミックで作られる、請求項２６に記載の方法。
【請求項３０】
さらに、前記補強材料と前記本体との間にアーク吸収材料を伸展することを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項３１】
アーク吸収材料を伸展することは、シリコーン及びテフロンテープのうちの一方を伸展することを含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記電気ヒューズの前記本体を補強材料で被覆することは、熱収縮材料を前記本体に付着させることを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項３３】
熱収縮材料を前記本体に付着させることは、接着性熱収縮材料を付着させることを含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
さらに、前記ヒューズアセンブリに対してカラーコーディングを適用する、請求項２６に記載の方法。
【請求項３５】
さらに、ヒューズ付属品を提供することと、前記ヒューズ付属品を適合させるために前記ヒューズ付属品にカラーコーディングすることを含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
電気ヒューズシステムであって、
低過電流保護ヒューズと、前記ヒューズに付着させられており、且つ、少なくとも１５００ＶＤＣのヒューズアセンブリ定格を実現するように構成される補強材料と、を含むヒューズアセンブリと、
前記ヒューズアセンブリを受け入れる付属品と、
を備える、電気ヒューズシステム。
【請求項３７】
前記ヒューズは１０００ＶＤＣの定格を有する太陽光発電用ヒューズである、請求項３６に記載の電気ヒューズシステム。
【請求項３８】
前記ヒューズの前記補強材料は熱収縮補強要素を含む、請求項３７に記載の電気ヒューズシステム。
【請求項３９】
前記ヒューズアセンブリは、さらに、前記ヒューズの外側に付着させられており且つ前記補強材料の内側を延びるアーク吸収材料を備える、請求項３７に記載の電気ヒューズシステム。
【請求項４０】
前記ヒューズアセンブリ及び前記付属品はカラーコーディングされる、請求項３６に記載の電気ヒューズシステム。
【請求項４１】
前記ヒューズアセンブリはインライン型ヒューズアセンブリを画定する、請求項３６に記載の電気ヒューズシステム。
【請求項４２】
前記ヒューズは１アンペアから２０アンペアの電流定格を有する、請求項３６に記載の電気ヒューズシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の分野は、概して、電気回路保護ヒューズに関し、さらに特に、高電圧直流（ＤＣ）電力配送システムのためのコンパクトなヒューズアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒューズは、電気回路に対する高コストの損害を防止するための過電流保護装置として広く使用されている。ヒューズ端子は、典型的には、電力供給源と電気回路内に配置されている電気構成要素又は構成要素の組み合わせとの間の電気接続部を形成する。１つ又は複数の可溶性のリンク又は要素、又は、ヒューズ要素アセンブリが、そのヒューズを通って流れる電流が予め決められている限界を超える時に、電気構成要素の損傷を防止するために、そのヒューズ要素が溶融して、そのヒューズを通る１つ又は複数の回路を開くように、ヒューズ端子の間に接続されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ヒューズ製造業者にとって、特定のタイプのヒューズアセンブリが現在において課題となっている。例えば、従来の直流（ＤＣ）電力システムよりも高い電圧で動作する直流電力システム用途のためのヒューズアセンブリが、現在求められている。既存の電気ヒューズアセンブリは、現時点で提案されている、より高い電圧用のＤＣ電力システムには不適当であり、その改良が必要とされている。
【０００４】
以下の図を参照しながら、非限定的で非排他的な実施形態を説明し、以下の図では、様々な図面のすべてにおいて、特段の言及がない限りは、同じ照合番号が同じ部品を示している。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】インライン型ヒューズアセンブリの第１の例示的な実施形態の側面立面図である。
【図２】図１に示されているヒューズアセンブリの分解組立アセンブリ図である。
【図３】図１に示されているヒューズアセンブリの端面図である。
【図４】図３の線４−４に沿ったヒューズアセンブリの断面図である。
【図５】インライン型ヒューズアセンブリの第２の例示的な実施形態を示す、図４と同様の断面図である。
【図６】図１から図５に示されているインライン型ヒューズアセンブリのようなインライン型ヒューズアセンブリを含む、ヒューズシステムの略ブロック図である。
【図７】図１から図５に示されているヒューズアセンブリと図６に示されているヒューズシステムとを製造するための方法の例示的な流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
本明細書で説明する発明的な着想に対するさらに詳細な序論として、より高い動作電圧を電気ヒューズアセンブリに対して適応させることは、決して簡単ではないだろう。例えば、より高い定格電圧を実現することは、ヒューズアセンブリの幾つかの構成要素又は全ての構成要素を単純に増大させるによっては容易には実現できない。特に、アークフラッシュエネルギー（ａｒｃ  ｆｌａｓｈ  ｅｎｅｒｇｙ）と呼ばれることがある、ヒューズ要素が動作する時の電気アーク発生条件に関連している電気エネルギーが、より低い動作電圧の場合に比べて、より高い動作電圧においては、よりはるかに激しい。これは、特に、動作電圧が大きく増大させられる時に当てはまる。
【０００７】
現在において、太陽光発電電力システムを非限定的に含む、１５００ＶＤＣで動作可能である電力システムが、特定の用途において提案されている。当然であるが、こうした１５００ＶＤＣ電力システムと共に使用するために、ヒューズのような電流保護装置が必要とされるが、こうした高電圧ＤＣ用途に関連している潜在的なアークフラッシュエネルギーは、１５００ＶＤＣ電力システムにおける使用に関して、既存の電気ヒューズアセンブリを不利なものにする。約１０００ＶＤＣの定格を有するヒューズが知られているが、１５００ＶＤＣの電力システムへの飛躍は困難である。１０００ＶＤＣ電力システムから１５００ＶＤへの動作電圧の５０％の増加が、１５００ＶＤＣの負荷下においてヒューズが動作する時の潜在的なアークフラッシュエネルギーの劇的な増大をもたらし、従来のヒューズ、さらには、１０００ＶＤＣ用途のために定格を定められたヒューズさえも、１５００ＶＤＣ用途に対して不適切なものにする。
【０００８】
有望な解決策は、特に１５００ＶＤＣシステムで使用するための新たなヒューズを設計することができる。こうした用途のための適切に設計されたヒューズでは、高電圧ＤＣ電力システムに関連したアークフラッシュエネルギーは安全に管理されることが可能であるが、このためには多大なコストを要する可能性が高い。
【０００９】
従来においては、ＤＣ電力用途のために電圧定格を増大させることが、ヒューズ要素を製造するためにより高コストの材料を使用すること、製造プロセスの中に追加的な検査及び品質管理手順を組み込むこと、手順の取り扱いにおいて特別な配慮を行うこと、及び／又は、追加的な設計上のマージンを実現するより大型のヒューズ（ｌａｒｇｅ  ｂｏｄｙ  ｆｕｓｅ）を採用することによって、実現されてきた。一方、より大型化したヒューズは、より多くのアークを吸収又は消火する充填剤（ｆｉｌｌｅｒ）がアークエネルギーを吸収することを容易にする。しかしながら、大量生産的で競合的な環境においては、より新しく且つより高コストなヒューズを導入することは困難な提案である。
【００１０】
より大型化したヒューズを導入することは、さらに、ヒューズ産業の技術者にとって実際的な関心事である他の問題も生じさせる。説明している例では、すなわち、１５００ＶＤＣ電力システムのためのヒューズアセンブリを実現する場合に、より大型化したヒューズが、太陽光発電電力システムにおいて望ましいことがある既存のインライン型ヒューズホルダ構成要素及び付属品、又は、おそらくは、他の電力システム用途における他のタイプのヒューズホルダ構成要素または付属品に適合しないだろう。したがって、より大型化したヒューズは、ヒューズ製造業者と供給者とユーザとにとって、さらに多くの費用で設計及び／又は購入されなければならない、より大型のインライン型ヒューズアセンブリ及びヒューズホルダを必要とすることになるだろう。
【００１１】
さらに、当業界の一般的なトレンドに従えば、より大型のヒューズアセンブリよりも、より小型のヒューズアセンブリが概して好ましい。より小型の物理的パッケージにおいてより高いヒューズ保護定格を実現すること、又は、幾つかの場合に、既存のヒューズと同一のサイズの物理的パッケージにおいてより高いヒューズ保護定格を実現することが、より大型の物理的パッケージを有するより大型のヒューズよりも、エンドユーザにとって、遙かにより魅力的である。より大きい物理的パッケージは、設置し使用するために、より大きな空間を必要とし、今日の競合的な環境では、空間要件の増大は、依然として、電力システムプロバイダに対して、さらに別のコストを賦課する。
【００１２】
１５００ＶＤＣ用途のための、より大型の新たなヒューズの総合的なコストと、新たなヒューズホルダ及び付属品を提供するコストと、より大きなヒューズ及び付属品のための空間要件の増大のコストとを考慮すると、こうした動作環境で機能することをより適切に可能にするように、ヒューズパッケージを大型化することによってカスタム設計のヒューズアセンブリを提供することは、魅力のない提案である。より新しく、且つ、より高コストのヒューズのコストと、より新しく、且つ、より高コストのヒューズホルダ及び付属品のコストは、多数のヒューズを有する大型電力システムに関して、急速に累積する。既存の配電システムのコストと制約条件は、さらに、より高い電圧用の電力配送システムの採用に対する障害でさえある可能性がある。
【００１３】
以下では、当業におけるこうした問題点と他の問題点に対処するヒューズアセンブリの例示的な具体例が説明される。カスタム設計された、より高コストの、より大型化されたヒューズを提供することなしに、高電圧ＤＣ電力システムのためのヒューズアセンブリが提供される。このヒューズアセンブリは、既存のヒューズパッケージとサイズ的に同一であり、既存のヒューズホルダ及び付属品に対する適合性が維持される。より高い電圧用の電力システムを採用することを望む顧客にとっては、機械加工方法又はアセンブリ方法に変更がないことが必要とされている。高電圧用電流システムのための高信頼性のヒューズ動作が比較的に低コストで実現される。
【００１４】
上記の利点と他の利点とが、増強されたアークフラッシュエネルギー閉じ込め能力を有する補強されたヒューズアセンブリを提供することによって少なくとも部分的に実現される。ヒューズパッケージの構造的強度を強化する補強材料がヒューズに付加され、したがって、激しいアークフラッシュエネルギーの放出を原因としてヒューズ本体が１つ又は複数の箇所で破裂または破損することがある場合にさえ、アークフラッシュエネルギーが補強材料の内側に依然として安全に閉じ込められるだろう。したがって、より高い電圧用のＤＣ電力システム（例えば、１５００ＶＤＣ）のための過電流保護が、ヒューズ本体を非限定的に含む、より大型の新しいヒューズ構成要素をカスタム設計する必要なしに、より小さいパッケージサイズで、且つ、比較的に低コストで、効果的に実現されることが可能である。方法的な側面が、部分的に明らかであり、及び、後述の説明において、部分的に明示的に説明されるだろう。
【００１５】
この発明的な着想は１５００ＶＤＣ太陽光発電電力システムに関連して説明されているが、本明細書における着想は、必ずしも太陽光発電電力システムだけに限定されているわけではなく、且つ、必ずしも１５００ＶＤＣ用途だけに限定されているわけではない。後述の説明は、限定のためではなくて、例示のために示されており、１５００ＶＤＣより高いか又は低い異なる電圧で動作する他の電力システム（例えば、非太陽光発電型の電力システム）が、本明細書で説明されている着想から利益を得ることも可能である。
【００１６】
ここで図面を参照すると、図１から図４は、インライン型ヒューズアセンブリ１００の第１の例示的な実施形態の様々な図を示す。図１は、このアセンブリ１００の側面アセンブリ図であり、図２は、このアセンブリ１００の分解組立アセンブリ図であり、図３は、このアセンブリ１００の端面図であり、図４は、図３の線４−４に沿ったアセンブリ１００の断面図である。これらの図に見てとれるように、アセンブリ１００は、ヒューズ１０２（図２と図４）、回路コネクタ端子１０４、１０６と、補強スリーブ要素１０８と、ラベル１１０とを含む。
【００１７】
一例として、ヒューズ１０２は、Ｂｕｓｓｍａｎｎ  ｂｙ  Ｅａｔｏｎ，Ｓｔ  Ｌｏｕｉｓ  Ｍｉｓｓｏｕｒｉ（以前にはＣｏｏｐｅｒ  Ｂｕｓｓｍａｎとして知られていた）、Ｂｕｓｓｍａｎｎ  Ｄａｔａｓｈｅｅｔ  ＃７２０１１０から入手可能な、カタログ番号ＰＶ−ＸＸＡ１０Ｆ  ｓｏｌａｒ  ｆｕｓｅの、１０×３８ｍｍ太陽光発電用ヒューズであってよい。この例におけるヒューズ１０２は、１−２０Ａの電流定格と１０００ＶＤＣの電圧定格とを有すればよく、本明細書では、高電圧低電流ヒューズと呼ばれることがある。例示的な定格を有する例示的なヒューズ１０２が示されているが、他のヒューズも同様に他の実施形態で使用されてよい。
【００１８】
ヒューズ１０２は、概して、細長い非導電性ヒューズ本体１２０と、この本体１２０の互いに反対側の末端に連結されている導電性ヒューズ端子１２２、１２４とを含む。図示される例において、本体１２０は、概して円筒形であり、非限定的にセラミックを含む当業で公知の非導電性材料で製造されてよい。しかしながら、他の例では、このヒューズ本体の他の非円筒形の形状及び構成が採用可能である。端子１２２、１２４はフェルール端子と見なされてよいが、他の実施形態では、他のタイプのヒューズ端子がヒューズ１０２上に備えられてよいと考えられる。
【００１９】
ヒューズ要素１２６（図４に仮想線で示されている）は、ヒューズ本体１２０の内側と端子１２２、１２４の間を延びる。このヒューズ要素１２６は、ヒューズ１０２を通って流れる電流が予め決められた限界を超える時にヒューズ要素１２６が溶融するか、分解するか、又は、他の形で構造的に破損し、ヒューズ要素１２６を通ってヒューズ１０２を通る回路を開くように、ヒューズ端子１２２，１２４の間の電流経路を画定する。様々な異なるタイプのヒューズ要素、ヒューズリンク、又は、ヒューズ要素又は可溶性リンクアセンブリが知られており、ヒューズ１０２内で使用可能である。２つ以上のヒューズ要素又は可溶性リンクが必要に応じてヒューズ１０２内に備えられてもよい。珪砂のようなアーク吸収媒質１２８が、既知の仕方でヒューズ本体１０２の内部を満たす。様々なアーク吸収材料又はアーク消火材料が知られており、同様に使用されてよい。
【００２０】
図に示されている例示的な実施形態における回路接続端子１０４、１０６は、真鍮又は別の導電性材料で作られているＡ２６５０圧着端子金具のようなインライン型ワイヤ圧着端子である。１つの非限定的な例では、回路コネクタ端子１０４、１０６は、適切な圧着工具（例えば、Ｔｈｏｍａｓ  ＆  Ｂｅｔｔｓ社製のＳｔａ−ＫｏｎTM  Ｃｏｍｆｏｒｔ  ＣｒｉｍｐTM  Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ  Ｔｏｏｌ，Ｍｏｄｅｌ  ＥＲＧ４００２）を使用して、コネクタ端子１０４、１０６に電気回路のライン及び負荷側ワイヤ１１２、１１４を接続するために、圧着するように構成されている。特定のコネクタ端子１０４、１０６が説明されているが、本発明の範囲から逸脱することなしに、他の特徴及び構成を有する他のコネクタ端子が提供されてもよいということを理解されたい。ワイヤ１１０、１１２は、一例では、１０−１２ＡＷＧ撚線太陽光発電用ワイヤであってよく、又は、代替案として、他の実施形態では他のタイプのワイヤであってもよい。
【００２１】
アセンブリ１００では、コネクタ端子１０４、１０６は、ヒューズ１０２とは別個に備えられている要素であり、摩擦嵌合によってヒューズ端子１２２、１２４に取り付けられる。その後で、補強スリーブ要素１０８が、ヒューズ本体１０２の外側とコネクタ端子１０４、１０６の一部分との上に取り付けられる。
【００２２】
一例では、補強スリーブ要素１０８が、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ(Ｓｔ．，Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）から入手可能な、２Ａ３１８５接着性熱収縮Ｒ／Ｃ（ＹＤＴＵ２．Ｅ１５７２２７）、カタログ番号ＥＰＳ−３００、１／２インチ、黒色接着剤ライニング（ｂｌａｃｋ  ａｄｈｅｓｉｖｅ−ｌｉｎｅｄ）熱収縮チューブである。この補強スリーブ１０８は、既知の方法で付着させられ、及び、１５００ＶＤＣ負荷の下でヒューズ要素１２６が動作する時に、増大したアークフラッシュの過酷さに対してより適切に耐えるための、ヒューズ本体１２０のための構造的補強を実現することができる。特に、ヒューズ本体１２００がセラミックで作られている時には、そのヒューズが１５００ＶＤＣの負荷の下で動作する場合に、ひび割れ又は亀裂が生じることがある。説明しているこの例におけるヒューズ１０２が、少なくとも部分的には、本体１２０の構造と、１０００ＶＤＣ以下においてアークフラッシュエネルギーに耐久するその本体の能力との故に、１０００ＶＤＣの定格を有することを考慮すると、この補強スリーブ要素１０８の追加的な構造的強度が、１５００ＶＤＣ負荷の下でのアークフラッシュエネルギーが安全に閉じ込められることを可能にする。したがって、この補強スリーブ要素１０８とその寸法とが、潜在的なアークフラッシュエネルギーと、ヒューズ本体１２０がこのアークフラッシュエネルギーに耐久する能力との観点に基づいて選択される。
【００２３】
補強スリーブ要素１０８の接着剤ライニングが、追加的な構造的強度と、そのヒューズ１０２のフェルール／本体接合箇所の追加的なシーリングとを実現する。電気アーク発生が、ヒューズ端子１２２、１２４により近い場所で、特に、ヒューズ１０２のフェルール／本体シールの近くで生じる場合には、電気アーク発生とアークフラッシュエネルギーは、さもなければ、そのシールの破断の原因となるだろう。この場合も同様に、この説明している具体例のヒューズ１０２が１０００ＶＤＣ定格で設計されていることを考慮すると、ヒューズ１０２のフェルール／本体接合箇所は、１５００ＶＤＣのより高い負荷の下でヒューズ要素１２６が動作する時に破断を生じる可能性が高いだろう。補強スリーブ要素１０８を用いることによって、１０００ＶＤＣの定格を有するヒューズは、他の点では１５００ＶＤＣの電力システムにおいて有効に動作可能である。言い換えると、接着剤を含むこの補強スリーブ要素１０８は、１０００ＶＤＣ定格を実現するように設計されたヒューズ１０２が１５００ＶＤＣ定格のヒューズアセンブリとして有効に機能することを効果的に可能にする。
【００２４】
上述の例示的なヒューズ１０２を考慮すると、１５００ＶＤＣ定格のヒューズアセンブリは、従来の１０×３８ｍｍヒューズパッケージよりもわずかしか大きくない物理的パッケージの形で提供される。アセンブリ１００の電圧定格（例えば１５００ＶＤＣ）にヒューズ１０２の電圧定格（例えば、１０００ＶＤＣ）を５０％増大することが、実質的に同じパッケージサイズで実現される。ヒューズ１０２単体に対するアセンブリ１００のパッケージサイズの変化がわずかなので、アセンブリ１００は、既存のヒューズホルダとワイヤリングハーネスと付属品とを使用して動作可能である。
【００２５】
接着剤でライニングされた補強スリーブ要素１０８が、上述の理由から有益であり、さらには、ヒューズアセンブリ１００が製造される際にアセンブリ工程を単純化するが、この接着剤は、幾つかの実施形態では、補強スリーブ要素１０８とは別個に供給されることも可能である。他の想定されている実施形態では、この接着剤は任意のものと見なされることがあり、省略されることもある。さらに、特定の補強材料が要素１０８に関して示されているが、これは単に例示的なものにすぎない。異なるタイプの熱収縮材料を非限定的に含む当業で公知の他の補強材料が使用されることがある。上述の利点の少なくとも幾つかをある程度は実現するために、非熱収縮補強材料も使用可能である。
【００２６】
ヒューズラベル（ｆｕｓｅ  ｌａｂｅｌ）１１０が、既知の方法で補強スリーブ要素１０８の外側表面に付着させられ、このラベルには、アセンブリ１００の定格に関する情報をユーザに提供するテキスト、図案、又は、標識が備えられている。ラベル１１０は、さらに、電力システム内においてアセンブリ１００を取り付けるか又は交換する作業を行うユーザに対してアセンブリ１００のタイプを識別するために、完全に又は部分的にカラーコーディングされることもある。例えば、ヒューズラベル１１０は、同一の色で同様に標識されているアセンブリ１００と組み合わせの形で使用される適合可能なヒューズホルダ、ワイヤリングハーネス、又は、他の付属品と合致させられるために、黄色のような色を備えることがある。したがって、一致するカラーコーディングが、ヒューズアセンブリ１００と付属品とが適合可能であることを示してよい。他の色が、適合不可能な付属品又は他のタイプのヒューズアセンブリ上で使用されてもよい。このようにして、ヒューズアセンブリと付属品との適合性又は不適合性に関する混乱が作業現場において回避されてよい。一例としては、第１の色（例えば、黄色）を有する太陽光発電用ヒューズアセンブリ１００が、第２の色（例えば、赤色）を有するラベルが付けられている非太陽光発電用ヒューズアセンブリから区別されることが可能であり、太陽光発電用ヒューズ付属品は、非太陽光発電用付属品上に備えられている同様のカラーコーディングによって非太陽光発電用ヒューズ付属品から区別されることが可能である。したがって、非適合性のヒューズアセンブリ及び付属品の不適切な組み合わせが、電力システムのための設置担当者又は保守点検担当者によって容易に回避される。
【００２７】
ヒューズアセンブリ１００は、少なくとも次の諸側面において有益である。このアセンブリ１００は、より大きな構成要素を有する新たなヒューズをカスタム設計及び機械加工する必要なしに、補強スリーブ要素１０８によって１５００ＶＤＣ電力配送のための新しく且つより高い電力要件を満たす。このヒューズアセンブリ１００は、新たな付属品をカスタム設計及び機械加工する必要なしに、ヒューズホルダ又は同種のもののような既存の付属品と共に使用されてよい。したがって、電力配送システムのオペレータは、コストの増大を最小限に抑えながら、且つ、より大きなパッケージサイズを有するヒューズアセンブリを使用する必要なしに、より高い電圧用の電力配送システムを採用してもよい。
【００２８】
図５は、上述のアセンブリ１００に類似したヒューズアセンブリ２００の第２の実施形態の断面図であるが、この実施形態は、ヒューズ本体１２０のエネルギー漏洩又は一次バリア（例えば、セラミック）破損の場合におけるアークフラッシュ抑制の更なる強化を実現するために、接着剤でライニングされた補強要素１０８とヒューズ本体１２０との間に配置されている追加的なアーク吸収材料２０２をさらに含む。この追加的なアーク吸収材料が、シリコーン、テフロンテープ、又は、当業で公知の他の適切な材料を含んでよい。
【００２９】
ヒューズ本体１２０の外側とワイヤコネクタ端子１０４、１０６の一部分との上に備えられている追加のアーク吸収材料２０２によって、アークフラッシュエネルギーの放出に対する追加的な保護が、ヒューズ１０２のヒューズフェルール／本体の封止接合箇所において実現される。図５の例では追加のアーク吸収材料２０２がヒューズ１０２のフェルール／本体接合箇所の付近においてだけ備えられており、したがって、ヒューズ本体１２０の外側を不完全にしか覆わず、接続端子１０４、１０６の外側も不完全にしか覆わないが、この追加のアーク吸収材料２０２は、ヒューズ本体１２０の全体を覆うように、及び／又は、必要に応じて接続端子１０４、１０６の外側をより完全に覆うように、備えられることが可能である。
【００３０】
この追加のアーク吸収材料２０２によって、ヒューズアセンブリ２００は、上述したアセンブリ１００に比較して、１５００ＶＤＣ負荷時に生じるアークフラッシュエネルギーに対してより効果的に対処してよい。追加のアーク吸収材料２０２を含むアセンブリ２００は、同様に、アセンブリ２００のための１５００ＶＤＣを超える有効な電圧定格を実現することができる。
【００３１】
特記しない限り、アセンブリ２００の構造は、アセンブリ１００の構造に類似しており、アセンブリ２００は、アセンブリ１００に対して同様の利点をもたらす。
【００３２】
図６は、上述のヒューズアセンブリ１００又は２００のどちらかであるヒューズアセンブリ２５２と、ヒューズアセンブリ２５２を受け入れるヒューズ付属品２５４とを含む、ヒューズシステム２５０を概略的に図示する。このヒューズ付属品２５４は、例えば、想定されている実施形態では、ヒューズホルダ又はワイヤリングハーネスであってよい。付属品２５４は、ヒューズアセンブリ２５２を通るライン側回路２５６と負荷側回路２５８との間の電気的接続を実現する。このヒューズアセンブリ２５２と付属品２５４は、従来通りに且つユーザフレンドリーな形で適合性を確保するために、上述したようにカラーコーディングされてよい。ライン側回路２５６と負荷側回路２５８は、約１５００ＶＤＣで動作する太陽光発電電力配送システムを画定してよい。ヒューズアセンブリ２５２は負荷側回路２５８に対して過電流保護を実現し、このヒューズが開き終わると、このヒューズアセンブリ２５２は、負荷側回路２５８の完全動作を回復するために交換用ヒューズアセンブリによって置き換えられる。上述したように、ヒューズアセンブリ１００又は２００がヒューズアセンブリ２５２として使用される時に、有効な過電流保護が、１０００ＶＤＣが定格であるヒューズを使用して、１５００ＶＤＣ電力システムにおいて実現されてよい。
【００３３】
図７は、上述した例示的なヒューズアセンブリ及びヒューズシステムを製造するための方法３００の例示的な流れ図である。ステップ３０２では、本体１２０と、この本体の内側を延びるヒューズ要素１２４と、ヒューズ本体１２０の互いに反対側に位置したそれぞれの端部上にあり且つヒューズ要素１２６と共に回路経路を形成する第１及び第２のヒューズ端子要素１２２、１２４とを含むヒューズ１０２のような、ヒューズが提供される。提供される電気ヒューズは、この想定されている実施形態では、約１０００ＶＤＣの電圧定格を有してよく、太陽光発電用ヒューズであってよい。他の実施形態では、非太陽光発電用のヒューズと他のヒューズ定格とが同様に使用されてもよい。
【００３４】
ステップ３０４では、端子１０４、１０６のようなコネクタ端子が提供される。ステップ３０６では、コネクタ端子１０４、１０６は、ヒューズ１０２の第１及び第２の端子要素のそれぞれに取り付けられる。上述したように、この取り付けは、摩擦嵌合、又は、当該技術分野で公知の他の取り付け方法によって行われてもよい。
【００３５】
ステップ３０８では、任意に、上述した材料２０２のようなアーク吸収材材料が、ヒューズフェルール／本体の接合箇所を非限定的に含む所望の場所において、ヒューズ１０２の外側に付着させられる。
【００３６】
ステップ３１０では、ヒューズ本体と、さらには、ステップ３０８で付着させられたアーク吸収材材料とが、上述した材料１０８のような補強材料で被覆される。上述したように、ステップ３１０で付着させられた補強材料は、アセンブリ内の上述したヒューズ１０２がそれ自体で１０００ＶＤＣの電圧定格を有する場合でさえ、少なくとも約１５００ＶＤＣの電気的負荷の下でヒューズの本体が破裂してしまった時に、回路経路を遮断するためにヒューズ要素が開く時にアークエネルギーを閉じ込める。
【００３７】
ステップ３１２では、付属品も提供される。この付属品は、ヒューズホルダ、ワイヤリングハーネス、又は、当該技術分野で公知の別の付属品であってよい。ステップ３１４では、エンドユーザの利便性のためにカラーコーディングがヒューズアセンブリと付属品とに付与されてよい。このカラーコーディングは、接着性ラベル又は同種のものを使用して付与されるか、又は、当業で公知の他の方法を使用して付与されてよい。
【００３８】
さて、本発明の利益と利点とが、開示されている例示的な実施形態に関連付けて十分に説明されてきたと考えられる。
【００３９】
ヒューズ本体と、このヒューズ本体に連結されている第１及び第２のヒューズ端子要素と、第１及び第２のヒューズ端子の間に電気経路を確立するヒューズ要素とを備え、第１の直流電圧定格を実現するように構成されている電気ヒューズと、ヒューズ本体が破断する場合にアークフラッシュエネルギーを閉じ込めるように構成されているヒューズ本体を少なくとも被覆し、これによって第１の電圧定格よりも高い第２の電圧定格に直流電圧定格を効果的に増大させる補強材料とを含む、電気ヒューズアセンブリの実施形態が開示されてきた。
【００４０】
任意に、このアセンブリは、さらに、第１及び第２のヒューズ端子要素のそれぞれに取り付けられている第１及び第２のコネクタ端子も含んでよい。この第１及び第２のコネクタ端子はワイヤ圧着端子であってよく、補強材料は、さらに、第１及び第２のコネクタ端子の少なくとも一部分も被覆してよい。
【００４１】
さらに別の選択肢として、このヒューズは、円筒形の太陽光発電用ヒューズであることが可能である。第１及び第２のヒューズ端子要素の少なくとも一方がフェルールであってよい。ヒューズ本体はセラミックで作られてよい。第１の電圧定格は約１０００ＶＤＣであり、及び、第２の電圧定格は約１５００ＶＤＣであってよい。
【００４２】
このアセンブリは、任意に、補強材料とヒューズ本体との間を延びるアーク吸収材料を含んでよい。このアーク吸収材料はシリコーン及びテフロンテープのいずれか一方であってよい。
【００４３】
補強材料が、任意に熱収縮材料であり、及び、この熱収縮材料は接着剤を含んでよい。
【００４４】
このアセンブリは、さらに、任意にラベルを含み、このラベルは、適合可能なヒューズ付属品を識別するためにカラーコーディングされている。適合可能なヒューズ付属品は、ヒューズホルダとワイヤリングハーネスとのうち少なくとも一方であればよい。
【００４５】
電気ヒューズアセンブリの別の実施形態を開示してきた。このアセンブリは、互いに反対側に位置した端部を有するヒューズ本体と、このヒューズ本体の互いに反対側に位置した端部のそれぞれの上の第１及び第２のヒューズ端子要素と、第１及び第２のヒューズ端子要素の間に回路経路を確立するヒューズ要素とを備え、少なくとも約１０００Ｖの電圧定格を有する電気ヒューズと、第１及び第２のヒューズ端子要素のそれぞれに取り付けられている第１及び第２のインライン型ワイヤ圧着コネクタと、ヒューズ本体を覆う補強材料であって、少なくとも約１５００ＶＤＣの負荷の下でヒューズの本体が破裂してしまった時に、回路経路を遮断するためにヒューズ要素が開く時にアークエネルギーを閉じ込める補強材料と、を含む。
【００４６】
任意に、第１及び第２のインライン型コネクタは第１及び第２のヒューズ端子要素に摩擦嵌合させられている。このヒューズは太陽光発電用ヒューズであり、及び、ヒューズ本体はセラミックで作られているだろう。このヒューズ本体は円筒形であるだろう。
【００４７】
このアセンブリは、さらに、補強材料とヒューズ本体との間を延びるアーク吸収材料を含むだろう。このアーク吸収材料はシリコーン及びテフロンテープのどちらか一方だろう。
【００４８】
補強材料は熱収縮材料であり、及び、この熱収縮材料は、接着剤でライニングされた熱収縮スリーブ材料であるだろう。
【００４９】
このアセンブリは、さらにラベルを含み、このラベルは、適合可能なヒューズ付属品を識別するためにカラーコーディングされている。適合可能なヒューズ付属品は、ヒューズホルダとワイヤリングハーネスの少なくとも一方を含むだろう。
【００５０】
互いに反対側に位置した端部を有する本体と、このヒューズ本体の内側を延びるヒューズ要素と、ヒューズ本体の互いに反対側に位置した端部のそれぞれの上に位置しており、且つ、ヒューズ要素と共に間に回路経路を確立する第１及び第２のヒューズ端子要素とを有する電気ヒューズを含む、インライン型ヒューズアセンブリを製造するための例示的な方法が開示されている。この方法は、ヒューズの第１及び第２の端子要素のそれぞれに第１及び第２のインライン型ワイヤコネクタを取り付けることと、補強材料て電気ヒューズの本体を被覆することとを含み、これによって、この補強材料は、少なくとも約１５００ＶＤＣの電気的負荷の下でヒューズの本体が破断した時に、電気経路を遮断するためにヒューズ要素が開く時に、アークエネルギーを閉じ込める。
【００５１】
任意に、第１及び第２のインライン型コネクタを取り付けることは、第１及び第２のインライン型コネクタをヒューズの第１及び第２の端子要素に摩擦嵌合させることを含んでよい。このヒューズは太陽光発電用ヒューズであってよく、この本体はセラミックから作られてよい。
【００５２】
この方法は、補強材料とヒューズ本体との間にアーク吸収材料を伸展することを含んでよい。アーク吸収材料を伸展することは、シリコーンまたはテフロンテープの一方を伸展することを含んでよい。
【００５３】
電気ヒューズの本体を補強材料で被覆することは、熱収縮材料をこのヒューズ本体に付着させることを含んでよい。熱収縮材料をヒューズ本体に付着させることは、接着性熱収縮材料を付着させることを含んでよい。
【００５４】
この方法は、さらに、ヒューズアセンブリにカラーコーディングを付与することを含んでよい。この方法は、さらに、ヒューズ付属物を提供することと、ヒューズアセンブリに適合させるためにこのヒューズ付属物にカラーコーディングすることとを含んでよい。
【００５５】
低過電流保護ヒューズと、このヒューズに付着させられており、且つ、少なくとも１５００ＶＤＣのヒューズアセンブリ定格を実現するように構成されている補強材料とを含むヒューズアセンブリと、このヒューズアセンブリを受け入れる付属品とを含む、電気ヒューズシステムの実施形態がさらに開示される。
【００５６】
任意に、このヒューズは、１０００ＶＤＣの定格を有する太陽光発電用ヒューズであってよい。ヒューズ補強材料は、熱収縮補強要素を含んでよい。このヒューズアセンブリは、ヒューズの外側に付着させられ且つ補強材料の内側を延びるアーク吸収材料を含でよい。このヒューズアセンブリ及び付属品はカラーコーディングされてよい。このヒューズアセンブリはインライン型ヒューズアセンブリを画定してよい。このヒューズは、１アンペアから２０アンペアの電流定格を有してよい。
【００５７】
この記述した説明は、最良の形態を含む本発明を開示するために、さらには、任意の装置又はシステムを作成して使用することと、任意の採用された方法を実行することとを含む本発明を当業者が実施することを可能にするために、具体例を使用する。本発明の特許性のある範囲が特許請求項によって定義され、及び、当業者にとって生じる他の具体例を含むだろう。こうした他の具体例は、こうした具体例が特許請求項の逐語的言語から相違しない構造的要素を有する場合に、又は、こうした具体例が特許請求項の逐語的言語からの僅かな相違を有する等価の構造的要素を含む場合に、特許請求項の範囲内に含まれていることが意図されている。
【符号の説明】
【００５８】
１００    インライン型ヒューズアセンブリ
１０２    ヒューズ
１０８    補強スリーブ要素
１０４、１０６    回路コネクタ端子
１１０    ヒューズラベル
１２０    ヒューズ本体
１２２、１２４    導電性ヒューズ端子
１２６    ヒューズ要素
１２８    アーク吸収媒質
【図１】
2015097204.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2015097204.tif 000007
【図６】
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【図７】
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