(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶断部の両側に端子部を有するヒューズエレメントと、前記溶断部を包囲するケーシングとを備え、該ケーシングの内部に、前記ヒューズエレメント溶断時に発生するアークを消弧する消弧剤が充填されて、該ケーシング内部がヒューズエレメントと、充填された前記消弧剤のみで成るヒューズであって、
前記ケーシングは、通気性材料で形成され、
筒体と、該筒体の両端部を閉塞する両壁面とから成り、全体として非導電体であるとともに、
該ケーシングの軸方向に沿って、一方のケーシングと、他方のケーシングとから成る二つ割りタイプに構成されていることを特徴とするヒューズ。
【請求項２】
前記一方のケーシングの接合面には、凸状部が形成され、前記他方のケーシングの接合面には、前記一方のケーシングの凸状部に嵌め込み可能な凹状溝が形成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】
前記通気性材料は、セラミックス若しくは焼結金属、耐熱性合成樹脂又はこれらの混合体から成るものであることを特徴とする請求項１又は２に記載のヒューズ。
【請求項４】
前記ケーシングは、前記ヒューズエレメントの溶断部の周囲を包囲する前記筒体と、前記端子部を外部に露出した状態で前記筒体の両端部を閉塞するキャップ体とから成ることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のヒューズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車分野で用いられるヒューズに関し、詳しくは、例えば高圧ヒューズ等
のケーシング内部に消弧剤が充填される型式のヒューズにおいて、溶断時にケーシングの
割れ、破裂等の発生を解消又は抑制し得るヒューズに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車分野で用いられるヒューズとしては、種々の形式のものがある。例えば外部に発
煙、発火等を発生させることなく、短絡電流等の過電流を遮断する高圧ヒューズがある。
【０００３】
この高圧ヒューズの構造は、周知のように、狭小断面の溶断部を形成するヒューズエレ
メント（以下、単にエレメントと称する場合がある。）を絶縁筒内に組み込み、そのヒュ
ーズエレメント周囲の空間に消弧剤を充填し、絶縁筒を密閉したものである。
【０００４】
ヒューズエレメント溶断時には消弧剤は、エレメント周囲にあってエレメントの溶断部
から発生するアークを消弧するとともに、溶断に至るまでの過程でヒューズエレメントか
ら発生するジュール熱を吸収し、溶断時間の遅延機能を果たすものである。
【０００５】
しかしながら、この高圧ヒューズは、エレメント溶断時に大量の高温、かつ、高圧の溶
断ガスが溶断部から発生するため、ケーシング内部の圧力が上昇する。このガスの圧力が
上昇するとケーシングの機密性が高いため、このガスをケーシング内部で保持しきれず、
その結果、ケーシングにひび割れ、破裂等が生じる問題があった。
【０００６】
また、この場合、溶断ガスは高温、高圧であるため、その体積膨張が大きいうえ、消弧
剤も膨張するが、ケーシング内の空間は消弧剤で占められているため、内部圧力を緩和す
ることができず、上記ひび割れ、破裂等の発生を助長させる。
【０００７】
さらに、ケーシング材質が樹脂製の場合、溶断時にエレメントから発生するジュール熱
或はアーク熱によりケーシング内壁面が炭化され、当該面にリーク電流が流れ続ける結果
、発火に至るという問題もあった。
【０００８】
このようなケーシングの問題に対処せんとする従来技術としては、特許文献１および特
許文献２に記載の技術が見られる。
【０００９】
しかしながら、これら技術は、いずれもケーシングの損傷防止やその冷却の必要性には
触れてはいるものの、その主目的はそれぞれ、金属端子部をセラミックスシートで被覆す
ることにより金属端子部の短絡防止を図ること、同様手段により高電圧下での確実な電流
遮断を図ることにあり、いずれもケーシング素材に着目したものではなく、根本的解決に
至るものではなかった。
【特許文献１】特開平１１−１８５５９６号公報（請求項１、段落００３２、図１）
【特許文献２】特開平１１−１９１３５５号公報（請求項１、段落０００４、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、かかる従来技術の問題点を解消すべくなされたもので、ヒューズ溶断時にお
いて、そのケーシングにひび割れ、破裂等が生じることを解消又は抑制すること、および
ヒューズのケーシングの炭化による発火を防止し得る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】
【００１１】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、溶断部の両側に端子部を有するヒューズエレメントと、前記溶断部を包囲するケーシングとを備え、該ケーシングの内部に、前記ヒューズエレメント溶断時に発生するアークを消弧する消弧剤が充填されて、該ケーシング内部がヒューズエレメントと、充填された前記消弧剤のみで成るヒューズであって、前記ケーシングは、通気性材料で形成され、筒体と、該筒体の両端部を閉塞する両壁面とから成り、全体として非導電体であるとともに、該ケーシングの軸方向に沿って、一方のケーシングと、他方のケーシングとから成る二つ割りタイプに構成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のヒューズにおいて、前記一方のケーシングの接合面には、凸状部が形成され、前記他方のケーシングの接合面には、前記一方のケーシングの凸状部に嵌め込み可能な凹状溝が形成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載のヒューズにおいて、前記通気性材料が、セラミックス若しくは焼結金属又はこれらの混合体から成るものであることを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載のヒューズにおいて、前記ケーシングが、前記ヒューズエレメントの溶断部の周囲を包囲する前記筒体と、前記端子部を外部に露出した状態で前記筒体の両端部を閉塞するキャップ体とから成ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１記載のヒューズによれば、溶断部を包囲するケーシングが通気性材料で形成さ
れているので、ケーシング内部に消弧剤が充填されることにより、ガスの温度上昇及び、
溶断前の内圧上昇を抑制でき、上述したケーシングのひび割れ、破裂等の問題を解消又は
抑制できる。
【００１６】
また、ヒューズは、全体として非導電体であり、さらにヒューズの通常使用時において
、ケーシング内雰囲気がケーシングを通じて外気と常時、通気状態乃至は呼吸状態下にあ
るので、ヒューズエレメントの発熱に対する適度な冷却効果を奏する。
また、ケーシングは、ケーシングの軸方向に沿って、一方のケーシングと、他方のケーシングとから成る二つ割りタイプに構成されているので、組み立てが容易になる。
【００１７】
請求項２記載のヒューズによれば、請求項１に記載のヒューズの効果に加え、一方のケーシングの接合面には、凸状部が形成され、他方のケーシングの接合面には、前記一方のケーシングの凸状部に嵌め込み可能な凹状溝が形成されているので、一方のケーシングの凸状部に、他方のケーシングの凹状溝を押し込んで嵌め込むことにより、容易に一体化できる。
【００１８】
請求項３記載のヒューズによれば、請求項１又は２に記載のヒューズの効果に加え、通気性材料がセラミックス、焼結金属若しくは耐熱性合成樹脂又はこれらの混合体から成るもので形成されているので、耐熱性、機械的強度等のヒューズとしての所要の強度を有するうえ、これら通気性材料による加工も容易にできる。
【００１９】
また、通気性材料として、セラミックス又は焼結金属材料を使用することにより、ケーシングの炭化による発火問題を効果的に解消することができる。
【００２０】
請求項４記載のヒューズによれば、請求項１〜３のいずれかに記載のヒューズの効果に加え、ケーシングが、前記ヒューズエレメントの溶断部の周囲を包囲する前記筒体と、前記端子部を外部に露出した状態で前記筒体の両端部を閉塞するキャップ体とから成り、これら部材は通気性を有するので、かかるヒューズに対してもケーシング内の内圧の上昇を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係るヒューズの最良の実施形態を図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００２２】
図１（ａ）は、本発明のヒューズ１０の第１実施例に係る一部破断部を有する全体斜視
図、図１（ｂ）は、図１（ａ）中のケーシングＡのＰ部拡大図、図２は、図１のヒューズ
１０に用いられているヒューズエレメント１の全体斜視図である。
【００２３】
図１（ａ）において、本発明のヒューズ１０は、溶断部２の両側に端子部３、３を有す
るヒューズエレメント１と、溶断部２を包囲するケーシング５と、ケーシング５の内部全
体に充填された消弧剤６とで構成されている。
【００２４】
図１（ａ）のヒューズエレメント１は、その詳細図である図２に示すように、中央の溶
断部２が狭幅に形成されるとともに、両端部が溶断部２よりはやや広幅に形成された、例
えば銅を主体とし、これに微量の錫、鉛、亜鉛等を添加物成分として含む金属或は前記金
属を半田層として積層した薄板を折り曲げて２つの端子部３が形成された一体タイプのも
のである。また、溶断部２には、当該部分に所定の過電流が流れたときに所定時間以内で
溶断するように、エレメント１の長手方向と直交する方向に切り欠き２ａや、複数の小孔
２ｂが設けられ、端子部３には相手機器への取付孔４が形成されている。
【００２５】
このように図のヒューズエレメント１は、端子部３が溶断部２と一体になった一体タイ
プのものを示したが、例えば特開平９−６３４４８号公報の図２に記載されている如く、
端子部３が溶断部２に対して別部材で構成され、両部材がボルト、ナット、ビス等の適当
な締結部材で結合された分離タイプのものであっても勿論良い。本発明のヒューズ１０に
用いられるエレメント１として、いずれのタイプのものを用いるかは、その用途、定格電
流等により適宜選択することができる。
【００２６】
再び図１（ａ）に戻り、消弧剤６は、エレメント１の溶断時に発生するアークを消弧す
るもので、例えば珪砂、アルミナ等の公知のものである。
【００２７】
ケーシング５は、図１に示すように、両端部が壁面（符号なし）で封止された全体形状が円筒タイプのもので、組み立ての容易化のために円筒軸方向に沿って、ケーシングＡと、ケーシングＢとから成る二つ割りタイプにされている。また、ケーシングＢの外周面の一端部には、消弧剤６の充填孔７が形成されている。なお、図１に示すように、両ケーシングＡ、Ｂの半円筒体部分とその両壁面部分とは、両部分を一体成形した態様のものを示しているが、両壁面については、上記態様に代えて別部材のキャップ体で構成しても良い。
【００２８】
また、ケーシング５は、図１（ｂ）のＰ部拡大図に示すように、通気性材料で形成され
ているとともに、ケーシング５が全体として非導電体に形成されている。
【００２９】
ここで、「通気性材料」とは、エレメント１の溶断時に発生する高温、高圧の溶断ガス
をケーシング５の外に逃がすことができる多孔質の材料を指し、ケーシング５内に多数の
通気孔８の連結によってケーシング５外に連通する流路が形成されているものをいう。そ
のような具体的材料としては、例えばセラミックス（ガラス、陶器類を含む）、焼結金属
、耐熱性合成樹脂等が挙げられる。
【００３０】
なお、このような通気性材料は、市販されている素材を活用することができる。例えば
、多孔質アルミナを気孔の平均気孔径が５〜４０ｍμで、かつ、気孔容積が素材全体容積
に占める割合である気孔率を４５〜５２％もの高率のポーラス状に成形したアルミナセラ
ミックスが市販されている（型式:ＡＺＰ−５０、ＡＺＰ−７０、メーカ：アスザック株
式会社製）。この素材は、上記通気特性の他、低熱伝導率、所定の曲げ強度等の本発明の
ヒューズ１０のケーシング５が必要な材料特性をも有する。
【００３１】
このように、市販されているケーシング素材を適宜選択して、或はその製造条件を適宜
変更することにより、本発明のヒューズ１０が目的とする通気特性を容易に確保すること
ができる。
【００３２】
なお、上記通気孔のケーシング５の軸方向の配設密度、すなわち、ケーシング５上の例
えば溶断部２近傍に通気孔を集中させて配設してもよいが、ケース内圧力は、エレメント
１に電流を流した場合、ヒューズ溶断に至るまでの消弧剤６の温度上昇に伴い、ケーシン
グ内圧力も徐々に上昇するため、ケーシング軸方向及び内壁半径方向ともにほぼ均一な圧
力分布となる。
【００３３】
したがって、ケーシング５内の通気孔８の分布もケーシング軸方向において均一なもの
でよい。
【００３４】
次に、本発明でいうケーシング５が「全体として非導電体であること」とは、ケーシン
グ５中の一部に、前述した焼結金属等の通気性の導電体を使用することは構わないが、ケ
ーシング５を組み立て一体化したときに、ケーシングの両端部間で短絡が発生することを
防止するため、ケーシング全体としては導電性がなく、所定の耐電圧を有することを指す
。
【００３５】
また、エレメント１の溶断時には、ほぼ密閉されたケーシング５に対し、溶断部２から
発生する溶断ガスが瞬時に膨張してケーシング５内に充満するから、ケーシング５内雰囲
気は高圧化する。したがって、ケーシング５の素材は、当該素材に作用する引っ張り、曲
げ等の外力に抗する所定の機械的強度を有するものが好ましい。
【００３６】
その他、本発明のヒューズ１０の用途は特に限定されるものではないが、例えば自動車
等の車載用途においては、本発明のヒューズ１０の取付箇所が外気に近い環境の場合もあ
るので、耐候性等の特性をも有することが好ましい。
【００３７】
ケーシング５の厚みとしては、特に限定するものではなく、ケース材料の強度により適
宜の厚さを採用することができる。
【００３８】
また、本実施例では、ケーシング５の断面は円形のものであるが、その他の形状であっ
ても良いことは勿論である。
【００３９】
以上の本発明のヒューズ１０の構成部材を組み立てるには、まず、ケーシングＡの両端
部に位置するヒューズ受け部９にエレメント１を両端で支えるようにして載置し、次にエ
レメント１の両端部の位置決め溝４ａをケーシングＡの両端部に嵌め込む。これでヒュー
ズエレメント１のケーシングＡに対するセットが完了した。
【００４０】
次に、ケーシングＢの両端部を、エレメント１両端部の位置決め溝４ａに一致させた後
、ケーシングＢの凹状溝５ｂを、ケーシングＡの凸状部５ａに押し込んで嵌め込み、両ケ
ーシングＡ、Ｂを一体化した後、ケーシングの消弧剤充填孔７から所定量の消弧剤６を注
入する。
【００４１】
次に、一体化されたケーシングＡ、Ｂの外周面に形成されている２つの溝部５ｃに、図
示しないスナップリングを装着し、スナップリングの内周側を加圧してケーシングの溝部
５ｃ内へ変形させ、ケーシングＡとケーシングＢとを強固に結合することで組み立てが完
了する。
【００４２】
次に、かくして得られた本発明のヒューズ１０の作用及び効果を説明する。
【００４３】
図１（ａ）において、エレメント１の端子部３から通電され、溶断部２がヒューズエレ
メント材料の融点温度に達すると、溶断部２からアークが発生すると共に大量の高温の溶
断ガスが発生し、エレメント１の溶断部２が溶断する。
【００４４】
このときの溶断電流とその溶断に要する時間との関係を、前者を横軸に、後者を縦軸に
とって、車載用ヒューズと産業用一般ヒューズとについて示したのが図３のグラフである
。
【００４５】
図中、曲線Ｐが本発明のヒューズ１０が含まれる車載用ヒューズのものであり、また、
曲線Ｑは、曲線Ｐとの対比上、示した産業用一般ヒューズのものである。曲線Ｒは樹脂被
覆電線の発煙特性曲線である。
【００４６】
図に示すように、曲線Ｐ、Ｑのヒューズともにその要求特性上、曲線Ｒよりも上に位置
する特性を有するものは使用しないが、本発明の車載用ヒューズの曲線Ｐは、曲線Ｑに対
してなだらかに傾斜する曲線であり、この曲線上のいずれかの位置まで過電流が流れ続け
ると溶断する。
【００４７】
再び図１（ａ）に戻り、エレメント１周囲の多数の充填剤６は、アークを消弧するが、
膨張して高圧化した溶断ガスは、図１（ｂ）に示すように、ケーシング５の素材が通気性材料で形成されているので、図の矢印の如く溶断ガスをケーシング５内の通気流路を経てケーシング５外に排出させる。
【００４８】
したがって、本実施例のヒューズ１０によれば、エレメント１の溶断時に発生する高温
、高圧の溶断ガスを効果的にケーシング５外に逃がすことができ、ケーシング５のひび割
れ、破裂等の問題を解消又は抑制できる。
【００４９】
また、本発明のヒューズ１０は、全体として非導電体であり、さらにケーシング５内の
通気孔の存在により、通常の使用時において、ケーシング５内の雰囲気がケーシング５を
通じて外気と常時、通気と呼吸が可能な状態下にある。よって、常時、ケーシング５に対
して適度な冷却効果が作用し、上述した材質が樹脂からなるケーシング５の炭化による発
火問題をも解消することができる。
【００５０】
以上に述べた本実施例のヒューズ１０は、ヒューズ１０のケーシング５が二つ割りタイ
プの筒状のヒューズ１０について説明したが、その他の適宜の分割タイプとしてもよいこ
とは勿論である。
【００５１】
以上、実施例に基づき本発明を説明したが、本発明は当然に上記実施例に何ら限定され
るものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは
いうまでもない。例えば、本発明は、主として車載用途のものについて説明したが、その他、産業用の高圧ヒューズ等の消弧剤入りヒューズに対しても好ましく適用することがで
き、これら用途のものも本発明の範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明に係るヒューズの第１実施例の図面で、このうち図１（ａ）は、一部破断部を有する全体斜視図、図１（ｂ）は、図１（ａ）中のＰ部の部分拡大図である。
【図２】図１のヒューズに用いられているヒューズエレメントの全体斜視図である。
【図３】図１のヒューズの溶断電流−時間の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１    ヒューズエレメント
２    溶断部
３    端子部
４    取付孔    
５    ケーシング
６    消弧剤    
７    消弧剤充填孔
８    通気孔
９    ヒューズ受け部
１０    ヒューズ(本発明)
【図１】
0005675859.tif 000002
【図２】
0005675859.tif 000003
【図３】
0005675859.tif 000004