(57)【要約】【課題】迅速かつ容易に製造され、過電流または過電圧保護をもたらすように迅速に作動しかつ作動中においてすぐに過度にアークしないヒューズエレメントを提供する。【解決手段】高圧ヒューズは、接続端子、ヒューズエレメント及び選択的に端子の１つとヒューズエレメントまたは薄いワイヤとの間のバネを保持する成型されたプラスチックのハウジングを有し、バネは、ヒューズエレメントが溶断するとヒューズが開放したときワイヤの端部から引き離されかつバネ及びハウジングが可能な限り遠くにこれらを分離する。【選択図】図１
2008300357.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の部分及び第２の部分を有するハウジングと、
前記第１の部分の近傍に取り付けられた第１の端子及び前記第２の部分の近傍に取り付けられた第２の端子と、
前記ハウジングの前記第１の部分に取り付けられかつ前記第１の端子に接続されるヒューズエレメントと、
前記ハウジングの前記第２の部分に取り付けられた導電性のバネであって、当該バネが前記第２の端子に接続されかつ前記第１の部分に近傍において前記ヒューズエレメントに接続されたバネと、
を備え、
前記ヒューズエレメントが及び前記バネは、前記ヒューズエレメントを曲げ状態で配置するように構成され、かつ前記ヒューズエレメントが開放したときに前記バネが前記第１の部分から引き離されるように構成されており、
前記第１及び第２の部分を覆うために構成されたカバーを備えることを特徴とするヒューズ。
【請求項２】
前記バネは、板バネであることを特徴とする請求項１に記載のヒューズ。
【請求項３】
前記第１の部分及び前記第２の部分は、アークバリアにより分離されていることを特徴とする請求項１に記載のヒューズ。
【請求項４】
前記第１及び第２の端子は、前記ハウジングの一端部に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のヒューズ。
【請求項５】
前記ハウジングの内部に消弧充填材をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のヒューズ。
【請求項６】
前記ヒューズエレメント及び前記バネは、当該ヒューズが開放した後に前記ヒューズエレメントの分離した部分間において最小分離距離があるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のヒューズ。
【請求項７】
前記カバー及び前記ハウジングは、溶接、接着からなるグループ選択された処理によりまたは摩擦嵌合により組み立てられていることを特徴とする請求項１に記載のヒューズ。
【請求項８】
前記ハウジングは、取付タブまたは取付タブのためのオリフィスをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のヒューズ。
【請求項９】
第１の部分及び前記第１の部分から分離された第２の部分を有するハウジングと、
前記第１の部分の近傍に取り付けられた第１の端子及び前記第２の部分の近傍に取り付けられた第２の端子と、
前記ハウジングの前記第１の部分に取り付けられかつ前記第１の端子に接続されるヒューズエレメントと、
前記ハウジングの前記第２の部分に取り付けられた導電性のバネであって、当該バネが前記第２の端子に接続されかつ前記第１の部分の近傍において前記ヒューズエレメントに接続されたバネと、
を備え、
前記ヒューズエレメント及び前記バネは、前記ヒューズエレメントを曲げ状態で配置するように構成されかつ前記ヒューズエレメントが開放したときに前記バネが前記第１の部分から引き離されるように構成され、
前記第１の部分及び前記第２の部分を覆うために構成されたカバーを備えることを特徴とするヒューズ。
【請求項１０】
前記バネは、前記バネ及び前記ヒューズエレメントの間の熱伝導を低減するテクスチャまたは機能を備えることを特徴とする請求項９に記載のヒューズ。
【請求項１１】
前記第１及び第２の端子は、前記ハウジングの共通の側部に平行に取り付けられていることを特徴とする請求項９に記載のヒューズ。
【請求項１２】
前記ヒューズエレメント及び前記バネは、当該ヒューズが開放した後に前記ヒューズエレメントの分離した部分間において１７．５ｍｍの最小分離距離があるように構成されていることを特徴とする請求項９に記載のヒューズ。
【請求項１３】
前記ハウジングの内部に消弧充填材をさらに備えることを特徴とする請求子９に記載のヒューズ。
【請求項１４】
前記ヒューズエレメントは、前記第１の端子と前記第１及び第２の部分を分離するアークバリアとの間に取り付けられていることを特徴とする請求項９に記載のヒューズ。
【請求項１５】
前記ヒューズエレメントの大部分は、前記第１の部分に取り付けられていることを特徴とする請求項９に記載のヒューズ。
【請求項１６】
ハウジングと、
前記ハウジングに取り付けられる第１の端子及び第２の端子と、
前記ハウジングに取り付けられかつ前記第１の端子及び前記第２の端子に接続されたヒューズエレメントと、
前記ハウジングにおいて前記第１及び第２の端子間に取り付けられた非導電性のバネであって、当該バネは前記ヒューズエレメントを曲げ状態で配置するように構成されかつ前記ヒューズエレメントが溶断すると当該バネが前記ヒューズエレメントを付勢、離間するように構成されたバネと、
前記第１の部分及び前記第２の部分を覆うために構成されたカバーと、
を備えることを特徴とするヒューズ。
【請求項１７】
前記バネは、前記ハウジングの一部として形成されていることを特徴とする請求項１６に記載のヒューズ。
【請求項１８】
前記ハウジング及び前記バネは、当該ヒューズが作動されたときに前記ヒューズエレメントの端部が最小分離距離だけ分離するように構成されていることを特徴とする請求項１６に記載のヒューズ。
【請求項１９】
前記バネは、前記バネ及び前記ヒューズエレメントの間の熱伝導を低減するテクスチャまたは絶縁体を備えることを特徴とする請求項１６に記載のヒューズ。
【請求項２０】
前記ハウジング及び前記バネは、前記ヒューズエレメントの溶断の後に非導電性の前記バネが溶断した前記ヒューズエレメントの分離した端部間にあってアークバリアとして機能するように構成されていることを特徴とする請求項１６に記載のヒューズ。
【請求項２１】
前記カバー及び前記ハウジングは、溶接、粘着からなるグループから選択された処理によりまたは摩擦嵌合により組み立てられることを特徴とする請求項１６に記載のヒューズ。
【請求項２２】
前記第１及び第２の端子は、インサート成形により前記ハウジングに取り付けられることを特徴とする請求項１６に記載のヒューズ。
【請求項２３】
消弧充填材をさらに備えることを特徴とする請求項１６に記載のヒューズ。
【請求項２４】
ハウジングと、
バネ及び前記バネと直列なヒューズエレメントと、
前記バネ及び前記ヒューズエレメントに接続された第１及び第２の端子であって、当該第１及び第２の端子が前記ハウジングに取り付けられた第１及び第２の端子と、
停止部を有するカバーであって、当該カバー及び前記ハウジングは当該カバーが前記ハウジングに組み立てられたときに前記ヒューズエレメントが前記停止部の経路を貫通するように構成されたカバーと、
を備え、
前記バネ及び前記ヒューズエレメントは、前記停止部と前記第１及び第２の端子の少なくとも一方とにより引張状態で保持されることを特徴とするヒューズ。
【請求項２５】
前記ハウジング及び前記カバーは、成形されたプラスチック部品であり、
前記停止部の少なくとも１つと前記第１の端子及び第２の端子とは、前記ハウジングまたは前記カバーに作られていることを特徴とする請求項２４に記載のヒューズ。
【請求項２６】
ハウジングと、
前記ハウジングのための閉鎖部と、
前記閉鎖部に組み立てられた２つの端子と、
前記ハウジング内の２つのアークバリアであって、当該アークバリアは当該ヒューズが作動するとアーク放電を阻止する２つのアークバリアと、
前記端子間に接続されかつ前記端子間の蛇行形状の経路を通過するヒューズエレメントと、
を備えることを特徴とするヒューズ。
【請求項２７】
一方の前記アークバリアは、前記ハウジングに取り付けられ、
他方の前記アークバリアは、前記閉鎖部に取り付けられていることを特徴とする請求項２６に記載のヒューズ。
【請求項２８】
前記アークバリアは、前記ハウジング及び前記閉鎖部のいずれかに取り付けられていることを特徴とする請求項２６に記載のヒューズ。
【請求項２９】
ヒューズを用いて電気装置を保護する方法であって、当該方法は、
前記電気装置を前記ヒューズと直列に電力源に接続する工程を備え、
前記ヒューズは、
第１の部分及び第２の部分を有するハウジングと、
前記第１の部分の近傍に取り付けられた第１の端子及び前記第２の部分の近傍に取り付けられた第２の端子と、
前記第１の端子及び前記第２の端子に接続されたヒューズエレメントと、
前記ハウジングに取り付けられたバネと、
を備え、
前記ヒューズエレメント及び前記バネは、前記バネが前記ヒューズエレメントを曲げ状態で配置するように構成され、
前記ヒューズエレメントが溶断したときに前記バネを用いて前記ヒューズエレメントを分離することにより前記ヒューズを開放する工程と、
前記ヒューズエレメントの端部を特定の最小距離だけ分離する工程と、
を備えることを特徴とする方法。
【請求項３０】
前記ヒューズエレメントの端部間に非導電性のアークバリアまたは消弧材料を設けることによってアーク放電を防止する工程をさらに備えることを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記ヒューズは、前記第１の端子及び前記第２の端子を分離するアークバリアを備えることを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３２】
前記接続する工程は、ヒューズホルダを用いずに前記電気装置及び前記電力源を前記第１及び第２の端子に直接接続することによって達成されることを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３３】
前記バネ及び前記第２の端子の少なくとも一方は、前記ハウジングに作られていることを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に高圧ヒューズ、より詳しくは定格電流を超える電流にさらされると溶断しそしてバネにより引き離されるヒューズエレメントを有するヒューズに関する。
【背景技術】
【０００２】
バネは、ヒューズエレメントまたはヒューズリンク、主としてワイヤの薄片と直列となりうる。バネヒューズは、異常電圧の負荷及び短絡から電気回路を保護する。ヒューズ連結部は、所定時間自己発熱することにより溶融または開放し、異常な電流の流れを遮断し、これにより関連する回路及び機器を火災から保護する。
【０００３】
多くのこのようなバネタイプのヒューズは、電子レンジのような機器において広く用いられており、これにより２０００ボルト及び７０００ボルトの間で使用可能みなされるように構成されている。溶断可能なリンクが高圧ヒューズ内で開放すると、アーク放電は、溶断可能なリンクの端部間で形成され、エレメントが開放した回路の電圧がアーク放電を維持するのに十分でなくなる距離まで溶融して後退するときにのみ消滅する。低圧において、アーク放電は、ヒューズ及びヒューズハウジングの金属またはプラスチック部分に重大な損傷を引き起こさない。しかしながら、より高圧において、ヒューズ及びその周辺の金属またはプラスチック部分への広範囲な損傷は生じうる。
【０００４】
そのため、アーク放電及びヒューズの他の部分への損傷を防止する必要がある。これを達成する１つの方法は、溶断するヒューズの端部が分離する速度を増大することである。また、高圧回路において、ヒューズがアークの再放電及び過度の漏れ電流を防止するために作動した後に適切な分離距離があることを保証する必要がある。従来のヒューズは、特許文献１のように、可溶断性のリンクと直列のバネを有する。この特許文献１に記載されたこのヒューズは、迅速な分離をもたらすが、高圧の電気を遮断するときにバネ及びヒューズエレメントの端部がさらに移動して周辺の物体と接触しうる。特許文献２のような改良は、非導電的な方法により取り付けられたバネを用いており、ヒューズが作動すると可溶断性のリンクを引き離す。このような仕組みは、図５に示されるように、非常に複雑かつ製造が高価になる。
【０００５】
また、他の複雑な仕組みは、いまだアーク放電にさらされることがあり、特許文献３に記載されている。この特許文献３には、ヒューズエレメントを引張状態で維持するバネと直列かつ抵抗により囲まれたヒューズエレメントが記載されている。低レベルの過電流において、抵抗は、自己発熱し、バネ及びヒューズエレメントを接続するハンダを溶融し、この２つを分離することを可能とする。ヒューズを巻回された抵抗内への組み立てが大きな労働力を要することは明らかである。
【特許文献１】米国特許第３４１２８９号明細書
【特許文献２】米国特許第３２４６１０５号明細書
【特許文献３】国際公開８２／０３７２４号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
必要なことは、迅速かつ容易に製造され、過電流または過電圧保護をもたらすように迅速に作動しかつ作動中においてすぐに過度にアークしないヒューズエレメントを提供するよりよい方法である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明における実施形態は、このようなヒューズを提供する。一実施形態は、ヒューズである。ヒューズは、第１の部分及び第２の部分を有するハウジングと、第１の部分の近傍に取り付けられた第１の端子及び第２の部分の近傍に取り付けられた第２の端子と、ハウジングの第１の部分に取り付けられかつ第１の端子に接続されるヒューズエレメントと、ハウジングの第２の部分に取り付けられた導電性のバネであって、当該バネが第２の端子に接続されかつ第１の部分に近傍においてヒューズエレメントに接続されたバネと、を備え、ヒューズエレメントが及びバネは、ヒューズエレメントを曲げ状態で配置するように構成され、かつヒューズエレメントが開放したときにバネが第１の部分から引き離されるように構成されており、第１及び第２の部分を覆うために構成されたカバーを備える。
【０００８】
他の実施形態は、ヒューズである。ヒューズは、第１の部分及び第１の部分から分離された第２の部分を有するハウジングと、第１の部分の近傍に取り付けられた第１の端子及び第２の部分の近傍に取り付けられた第２の端子と、ハウジングの第１の部分に取り付けられかつ第１の端子に接続されるヒューズエレメントと、ハウジングの第２の部分に取り付けられた導電性のバネであって、当該バネが第２の端子に接続されかつ第１の部分の近傍においてヒューズエレメントに接続されたバネと、を備え、ヒューズエレメント及びバネは、ヒューズエレメントを曲げ状態で配置するように構成されかつヒューズエレメントが開放したときにバネが第１の部分から引き離されるように構成され、第１の部分及び第２の部分を覆うために構成されたカバーを備える。
【０００９】
他の実施形態は、ヒューズである。ヒューズは、ハウジングと、ハウジングに取り付けられる第１の端子及び第２の端子と、ハウジングに取り付けられかつ第１の端子及び第２の端子に接続されたヒューズエレメントと、ハウジングにおいて第１及び第２の端子間に取り付けられた非導電性のバネであって、当該バネはヒューズエレメントを曲げ状態で配置するように構成されかつヒューズエレメントが溶断すると当該バネがヒューズエレメントを付勢、離間するように構成されたバネと、第１の部分及び第２の部分を覆うために構成されたカバーと、を備える。
【００１０】
他の実施形態は、ヒューズである。ヒューズは、ハウジングと、バネ及びバネと直列なヒューズエレメントと、バネ及びヒューズエレメントに接続された第１及び第２の端子であって、当該第１及び第２の端子がハウジングに取り付けられた第１及び第２の端子と、を備える。また、ヒューズは、停止部を有するカバーであって、当該カバー及びハウジングは当該カバーがハウジングに組み立てられたときにヒューズエレメントが停止部の経路を貫通するように構成されたカバーを備え、バネ及びヒューズエレメントは、停止部と第１及び第２の端子の少なくとも一方とにより引張状態で保持される。
【００１１】
他の実施形態は、ヒューズである。ヒューズは、ハウジングと、ハウジングのための閉鎖部と、閉鎖部に組み立てられた２つの端子と、ハウジング内の２つのアークバリアであって、当該アークバリアは当該ヒューズが作動するとアーク放電を阻止する２つのアークバリアと、端子間に接続されかつ端子間の蛇行形状の経路を通過するヒューズエレメントと、を備える。
【００１２】
他の実施形態は、ヒューズを用いて電気装置を保護する方法である。方法は、電気装置をヒューズと直列に電力源に接続する工程を備え、ヒューズは、第１の部分及び第２の部分を有するハウジングと、第１の部分の近傍に取り付けられた第１の端子及び第２の部分の近傍に取り付けられた第２の端子と、第１の端子及び第２の端子に接続されたヒューズエレメントと、ハウジングに取り付けられたバネと、を有し、ヒューズエレメント及びバネは、バネがヒューズエレメントを曲げ状態で配置するように構成される。また、方法は、ヒューズエレメントが溶断したときにバネを用いてヒューズエレメントを分離することによりヒューズを開放する工程と、ヒューズエレメントの端部を特定の最小距離だけ分離する工程と、を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
さらなる特徴及び有利点は、本明細書で説明され、後述の詳細な説明及び図面から明確にされるだろう。
【００１４】
本明細書において、たくさんの高圧ヒューズの実施形態が開示される。有利点は、ヒューズの迅速な除去であってヒューズエレメントの端部を付勢、離間するバネ、特に板バネによりもたらされる除去である。ヒューズエレメントの端部は、ヒューズ開放工程の間に遅いメルトバック(melt-back)及び関連する長期のアーク放電よりは能動的に分離移動する。これにより、過度のアーク放電及びヒューズが保護を目的とする電気機器への損傷の機会を最小限とすることが補助される。本明細書で開示されるヒューズは、実効値で約１２５ボルトから約７０００ボルトの交流電圧及び実効値で約１２５ボルトから約７０００ボルトの直流電圧における電圧に対する使用を目的とする。定格電流は、約２００ミリアンペアから約２０アンペアの範囲であってもよい。
【００１５】
第１の実施形態は、図１に開示される。高圧ヒューズ１０は、ハウジング１２及びカバー１８を有し、両者は、好ましくはポリエチレン、ポリプロピレン、アクリルあるいは電気的用途の絶縁用に適した他の非導電性の熱可塑性または熱硬化性材料のような絶縁性のプラスチック材料で成形されている。ハウジング１２は、全体的に多角形状、この場合不規則な五角形をなしている。産業的実施に特有のように、角が製造を容易とするために丸くなっており、また組み立て及び設置者の安全のため、このような形状は、厳密に多角形状でない。
【００１６】
ハウジングは、電力源及び器具または電気を使用する他の装置に接続するための端子用の２つの開口部１２ａ、１２ｂを有する底面を有する。他の実施形態は、１より多い面に開口部を有してもよい。開口部１２ａは、ハウジングの第１の部分１２ｅに開口する一方、開口部１２ｂは、ハウジングの第２の部分１２ｆに開口している。また、ハウジングは、開口部１２ｄを有する内壁１２ｃを有する。内壁１２ｃは、ヒューズが開放するとアークバリアとして機能しうる。
【００１７】
また、ヒューズ１０は、第１の端子１４ａ及び薄いワイヤであるヒューズエレメント１４ｂを有する第１の導電体１４を有する。また、ヒューズ１０は、第２の端子１６ａ及び導電性板バネ１６ｂを有する第２の導電体１６を有する。端子１６ｃは、導電性板バネ１６ｂをヒューズエレメント１４ｂに接続することに使用され、これにより端子１４ａ、１６ａ間の電気的接続がもたらされる。ヒューズが組み立てられると、第１及び第２の導電体は、設置され、第１及び第２の端子は、開口部１２ａ、１２ｂから延びる一方、ヒューズエレメント１４ｂ及び板バネ１６ｂは、壁の開口部１２ｄ近傍で端子１６ｃに接続される。板バネは、湾曲しておりかつ湾曲または曲げ状態にある。この形状に対する板バネの弾性または抵抗は、ヒューズエレメント１４ｂを曲げ状態にし、バネの力の一部は、ヒューズエレメントがヒューズエレメントの長手方向軸に沿って方向付けられる一方、力の他の一部が長手方向軸と垂直に方向付けられることにより作動する。その一方、従来のヒューズは、引張状態にある、すなわちコイルを用いてヒューズエレメントとまっすぐに対向する。
【００１８】
電気路中の電流が十分に増大する場合、ヒューズエレメント１４ｂは、自己発熱していずれ溶断する。板バネ１６ｂは、端子１６ｃから離れて付勢することにより回路が開放すること及びヒューズエレメントの一部が密接に端子１６ｃに接続されることを保証することを補助する。バネは、エレメントの迅速な分離を保証することを補助する一方、壁１２ｃは、ヒューズが電流を遮断する工程にある間に発生しうるアーク放電を低減するアークバリアとして機能する。バネは、開口部１２ｄからハウジング１２の後壁近傍の点までの最大距離だけヒューズエレメントの開口部１２ｄから離間する。いくつかの実施形態において、溶断したヒューズの端部間の最小分離距離を有することは、必要である。一例は、１７．５ｍｍの最小値である。１７．５ｍｍの距離は、ドイツのＴＵＶ（Technischer Uberwachungs-Vereinまたは英語におけるTechnical Monitoring Associationの略）である安全機関により設定された要件である。他の実施形態は、最小分離距離として知られる他のものを使用してもよい。
【００１９】
この距離は、アーク放電が発生しないこと及び不意の再結合が形成されないことを保証することを補助する。溶断した端部間の実際の最小距離は、統計的な偏差に注意しながらテスト及び得られる結果により決定される。ヒューズエレメントに適した設計にもかかわらず、ヒューズエレメントのメルトバック量を確保することは困難である。したがって、溶断したヒューズの端部の長さにいくつかのバリエーションがあり、溶断すると達成される分断にいくつかのバリエーションがある。図１の実施形態の試験において、さらに寸法約５１×４８ｍｍ（約２インチ×２インチ）、厚さ１０．８ｍｍ（約１／２インチ）により、最小分離２０ｍｍが実現された。
【００２０】
上述したハウジングは、好ましくは内壁と内壁及び外壁の開口部とを有する成形されたプラスチック部品である。ハウジングは、好ましくは少なくとも第１及び第２の導電体１４、１６の周りにインサート成形されている。導電体は、インサート成形機具または他の器具内に配置され、ハウジングが成形され、導電体をハウジングに密接に接続する。ヒューズエレメント１４ｂの端部は、組立者が接続を可能とするように壁１２ｃを越えて十分に延びており、あるいは第１及び第２の導電体は成形前に組み立てられてそしてこの組立体はインサート成形される。
【００２１】
成形後、ハウジング及び内部部品は、検査されうる。そして、カバーが追加されうる。カバーは、例えばハウジングの第１及び第２の部分それぞれにある１または２つのスナップ嵌合部のような、カバーの下部にある雄型スナップ嵌合部であって雌型スナップ嵌合部すなわちオリフィスと結合する雄型スナップ嵌合部により取り付けられてもよい。タブ及びスロットまたは他の適した取付部は、使用されうる。さらに、ハウジング１２は、ヒューズが保護することを目的とする装置用の器具または他のハウジングのような外部構造体にヒューズ１０を取り付けるためのオリフィス１２ｇのような開口部を有しうる。
【００２２】
第２の実施形態は、図２に示されている。高圧ヒューズ２０は、ハウジング２２及びカバー２８を有する。この実施形態において、ハウジング２２は、４つのスライダと共に成形されており、全体的に長方形をなし、生産部品は、丸くされた角を有しこれによりハウジングが厳格には多角形状をなさないと思われるが、全体として多角形状、この実施形態において長方形をなす。ハウジングは、端子２４、２６のための２つの開口部２２ａ、２２ｂと、アークバリアである内側湾曲壁２２ｃを有する。ハウジングの内側は、アークバリア２２ｃによってヒューズエレメントを取り付けるための第１の部分２２ｅとバネを取り付けるための第２の部分２２ｆとに全体的に分割されている。端子２４は、ヒューズエレメント２４ａに接続される一方、端子２６は、導電性の板バネ２６に接続されている。板バネは、導電体２４ｂによりヒューズエレメントに接続されている。また、ハウジング２２は、ハウジングの一側面に取付タブ２２ｄを有する。
【００２３】
この実施形態において、ヒューズが作動すると、ヒューズエレメントは、自己発熱して板バネ２６ａにより２つの半体に形作られる。アークバリア２２ｃは、ヒューズエレメント２４ａの全部間のアーク放電を防止することを補助する。板バネ２６ａは、端子２６に圧着接続されてもよく、あるいはハンダ付け、ロウ付けそれとも溶接されてもよい。ヒューズエレメント２４ａは、端子２４に圧着接続されてもよく、好ましくはロウ付けまたはハンダ接続されていない。端子２４ｂは、適した機械的端子が使用されてもよいが、好ましくは圧着端子である。この実施形態において、ヒューズエレメントが溶断すると、板バネ２６ａは、ハウジングの内側の頂部に到達するまたは頂側に近づくまで湾曲する一方、ヒューズエレメントは、反対方向に移動しやすくなる。したがって、十分な分離は、ヒューズエレメントの端部間で達成される。一実施形態において、この距離は、最小１７．５ｍｍである。他の実施形態において、他の距離は、設計され、達成されてもよい。
【００２４】
高圧ヒューズのさらに他の実施形態がある。図３は、高圧ヒューズ３０の実施形態を示しており、ハウジング３２は、ハウジング３２であって当該ハウジングの底面にある取付タブ３２ｅを有する。また、ハウジング３２は、アークバリアのための内壁３２ａ及びヒューズエレメントのための開口部３２ｂを有する。この実施形態において、ハウジング３２は、第１の部分３２ｆ及び第２の部分３２ｇに分割されている。端子３６ａは、ハウジングの開口部３２ｄに取り付けられており、端子３４ａは、ハウジングの開口部３２ｃに取り付けられている。
【００２５】
コネクタ３４ａ、３６ａは、雄型のスペードコネクタ(spade connector)であってメス型のスペードコネクタとの結合しかつ電力源に結合する（３６ａ）及び器具に結合する（３４ａ）ことに適している雄型のスペードコネクタでもよい。コネクタは、ハウジングに組み立てられる前に板バネ３４ｂ及びヒューズエレメント３６ｂに接続されてもよく、上述したように、さらに互いに組み立てられてもよい。板バネは、第２の部分３２ｇの領域においてハンダ付けまたは溶接によりヒューズエレメントに接続されている。コネクタは、ハンダまたは溶融接合に代えてまたはハンダまたは溶融接合と共に使用されてもよい。端子３４ａは、板バネ３４ｂに圧着されてもよく、あるいはハンダ付け、溶接またはロウ付けされてもよい。ヒューズエレメント３６ｂは、端子３６ａに圧着されてもよく、端子にあるいはハンダ付け、溶接またはロウ付けされてもよい。
【００２６】
共にまたは別個に、射出成形工程、圧縮成形工程あるいは熱可塑性または熱硬化性部品を形成するための他の工程を経て、これらはハウジング３２内にインサート成形されうる。また、この実施形態は、図２と比較して、ヒューズが作動したときのヒューズエレメントの部分における分離距離の決定が容易であることを明らかにする。ハウジング３２は、板バネ３４ｂのように細長い。
【００２７】
さらに他の実施形態は、導電性の板バネではなく非導電性の板バネを用いる。図４Ａに示される高圧ヒューズ４０は、四辺のハウジング４２、カバー（図示略）及び内部構造体の一部として成形された板バネ４６を有する。いかなる適当なプラスチックが使用されてよいが、しばしば「一体のヒンジ」として使用されるポリプロピレンは、その撓み及び曲げの能力のため特に適している。他の可能性には、より高い硬度(stiffer grades)のポリエチレン、ＡＢＳ、ナイロン及び適切な工学ポリマーを含む。導電性のない板バネ４６は、両者が装着状態にあるときかつヒューズが作動したときに、ハウジングの内側を第１の部分４２ａ及び第２の部分４２ｂに分割する。バネは、ヒューズが作動すると既知の特定の距離にヒューズの端部を分離することを補助する。
【００２８】
端子４４ａ及び４４ｂは、ハウジング内にインサート成形されてもよく、またはハウジングの側面の適切な開口部を介して組み立てられてもよい。端子は、両者がヒューズワイヤ４８に接続され、接続は、図示のような個々のコネクタ４４ｃ、４４ｄ、あるいはヒューズエレメント４８を端子にハンダ付けまたは溶接することあるいはこれら技術の組合せにより形成される。板バネ４６を曲げ状態で配置する必要があるため、図示のように、端子４４ａ、４４ｂ及びヒューズワイヤ４８双方をハウジング４２内にインサート成形することは困難である。
【００２９】
ヒューズが作動すると、状況は、図４Ｂに示される。板バネ４６の端部は、事前に端子４４ｂの近傍に配置されており、ヒューズエレメント４８が溶断すると、第１の部分４８ａは、第２の部分４８ｂよりも長くなる。さらに、板バネ４６は、第１の部分４８ａを付勢して第２の部分４８ｂ及び端子４４ｂから離間する。したがって、ヒューズの端部４８ａ、４８ｂは、良好に分離し、板バネ自体は、ヒューズのためのアークバリアとして機能する。図４Ａ及び図４Ｂから明らかなように、ヒューズエレメントの作動前後双方において、バネは、ハウジング４２の内側で２つの分離した部分に分離する。
【００３０】
また、高圧ヒューズの他の実施形態は、可能である。例えば、図５は、他の実施形態であって図４における他の実施形態と同様であるが板バネがハウジングに一体的に形成されていない他の実施形態を示す。ヒューズ５０は、分離する板バネ５４であって好ましくは非導電性であるが導電性であってもよい板バネ５４を収容するためのチャネルまたはノッチ５１ａを有するハウジング５１を有する。ヒューズは、第１及び第２の端子５２、５３と、ヒューズエレメント５６とを有する。ヒューズ５０は、上述した他の実施形態と同様のように動作する。過電流の状態が発生すると、ヒューズエレメント５６は、溶断し、部分的にバネ５４の力により分離される。ヒューズが作動して溶断すると、先端ヒューズ部分５６ａは、第１の端子５２近傍のハウジングの左方部分５１ａに残存する。基端ヒューズ部分５６ｂは、ハウジングの上部分５１ｃに向けて移動する。板バネ５４は、ハウジングの２つの部分を分離し、ヒューズエレメントの基端及び先端部を分離する。この実施形態は、バネの力の調整を補助するため、板バネを所望の材料及び厚さを設計する能力を有する。
【００３１】
いくつかの実施形態の板バネは、テクスチャ加工されており、さらなる実施形態は、絶縁(stand-off)機能を有し、ヒューズエレメントとの熱結合を低減してヒューズエレメントが過電流のみにより溶断することを確実にする。図４Ｂに例が示されており、バネ４６は、テクスチャ加工された表面４６ａを有する。テクスチャ加工された表面は、好ましくはプラスチックのバネ４６が成形される器具の適合するテクスチャに起因する。テクスチャは、たくさんの異なるパターンの１つであり、好ましくは約０．０００５から約０．００５インチ（約０．００００１２７ｍから約０．０００１２７ｍ）の表面粗さを有する。約０．００１から約０．０１０インチ（約０．００００２５４ｍから約０．０００２５４ｍ）の高さの短い歯部は、鋸歯または切頂鋸歯(truncated sawteeth)の形状をなしうる。他の実施形態は、単に普通の櫛の歯の形状をなす。これらすべてにより、バネ及びヒューズエレメントの間の熱伝導が低減される。
【００３２】
さらに他の実施形態は、図６に示すように、ヒューズエレメントを有する引張状態のコイルバネを用いてもよい。ヒューズ６０は、Ｕ字状またはＣ字状のハウジング６１とカバー６２とを使用し、カバーは、ヒューズエレメント６６を引張状態に保つバネ６５を反応させる停止部またはワイヤ固定部６４を有する。ハウジング６１は、３つの部分に分割され、中央部分６１ａは、バネ６５、ヒューズ６６及びコネクタ６７ａ、６７ｂを保持するためである。コネクタ６７ａ、６７ｂは、バネ６５をリードワイヤ６３ａ及びヒューズエレメント６６に接続する一方、コネクタ６７ｃは、ヒューズエレメント６６をリードワイヤ６３ｂに接続する。ワイヤ６３ａ、６３ｂは、好ましくは絶縁被覆６８ａ、６８ｂを備える。コネクタ６７ａ、６７ｂは、好ましくはスペード端子である。
【００３３】
ヒューズが組み立てられると、ハウジング６１は、３つの部分に分割され、ハウジング６１ａは、ワイヤコネクタまたは端子６７ａ、６７ｃと、コイルバネ６５と、ヒューズエレメント６６と、コイルバネ及びヒューズエレメントを接続するコネクタ６７ｂとを保持する。カバー６２は、停止部６４を有し、停止部６４は、好ましくはカバーに作られてヒューズエレメント６６の通過を可能とするがコイルバネ６５またはコネクタ６７ｂの通過を可能としないのに十分な距離だけ分離している。組み立てられると、停止部６４は、バネ６６を反応させ、バネ６６は、ハウジング領域６１ａの左側にある停止部６４とハウジング、ワイヤ６１ｂ及び絶縁部５３ｂ間の摩擦とにより引張状態で保持される。また、ここで留意すべきは、カバー６２の停止部６４が、カバーがハウジング６１に組み立てられるときに左側にあるということである。ヒューズエレメントが自己発熱して溶断すると、バネ及びヒューズエレメントにある張力は、ヒューズエレメントの分断を引き起こし、回路は、開放される。
【００３４】
本発明における高圧ヒューズのさらなる実施形態がある。図７Ａ及び図７Ｂは、変動バネ(free-floating spring)が過電流状態の間にヒューズエレメントを付勢、離間する実施形態を示す。ヒューズ７０は、プラスチックのハウジング７１と、示されるようにプラスチックのハウジング７１に組み立てられるプラスチックのハウジング閉鎖部７２とを有する。端子７３、７４は、ハウジング閉鎖部７２に作られており、ヒューズエレメント７７は、端子と交差してコネクタ７５、７６に接続される。
【００３５】
組み立てると、変動板バネ７８は、閉鎖素子（ハウジングの側部または端部）７２及びヒューズエレメントの間に詰め込まれており、追加的なノッチ７９により保持される。閉鎖素子７２は、示されるようなシリンダ状のスナップ嵌合によりハウジング７１で保持される。過電流または過電圧状態となると、ヒューズエレメント７７は、自己発熱し、バネ７８により付勢、離間される。バネ７８は、図７Ｂに示すように展開し、アークバリアとして機能しかつハウジング７１を２つの部分、左部分７１ａ及び右部分７１ｂに分割する。分割及びアークバリアは、ヒューズエレメントの分離された端部間のさらなるアーク放電を防止する。図７Ｃに示すように、ヒューズの全体的な形状は、シリンダ状の端子７３及び７４を有する直方体の箱である。板バネ７８は、実際には長方形の形状をなし、ヒューズ７０に組み立てられると半分に曲げられている。
【００３６】
さらに他の実施形態は、図８Ａ及び図８Ｂに示されている。ヒューズ８０は、ハウジング８１及び閉鎖側部８２を有する。端子８３、８４は、閉鎖側部８２に作られており、ヒューズエレメント８７は、端子と交差して好ましくはコネクタ８５、８６に接続される。  いくつかの実施形態において、端子８３、８４は、それら自身がコネクタであってもよい。また、板バネ８７は、ヒューズエレメント８７と交差して曲げ応力をもたらすように閉鎖部８２の一部として所定位置に作られてもよい。端子８３、８４は、閉鎖部８２に作られており、ヒューズエレメント８７は、端子と交差して必要なら選択的にコネクタ８５、８６に接続されている。組み立ては、スナップ嵌合部分８１ａ、８２ａ、すなわち溝部８１ａ及び舌部８２ａを有するハウジング８１へのシリンダ状のスナップ嵌合である。閉鎖部８２の一部として作られるよりはむしろ、板バネ８８は、代わりに断面円形の薄いシリンダの形状であり、ヒューズエレメント８７を曲げ状態で配置するために半分に曲げられてもよい。過電流または過電圧状態となると、ヒューズエレメント８７は、自己発熱し、バネ８８により付勢、離間される。バネ８８は、図８Ｂに示すように展開し、アークバリアとして機能しかつハウジング８１を２つの部分、左部分８１ｃ及び右部分８１ｂに分離する。分割及びアークバリアは、ヒューズエレメントの分離された端部間のさらなるアーク放電を防止する。
【００３７】
図７Ａ及び図７Ｂと図８Ａ及び図８Ｂにおける実施形態は、図９Ａに示すように小さな箱状パンケース形状であってもよく、あるいは図９Ｂに示すようにシリンダまたはホッケーパックの形状であってもよい。図９Ａ及び図９Ｂは、それぞれの下面図である。図９Ａにおいて、ハウジング９１は、「蓋」タイプの閉鎖部を有する箱であり、端子９３、９４が取り付けられている。バネ９８は、曲げられた長方形の形状をなし、組み立てると図７Ａにおいてバネ７８により示されるように曲げられて配置される。図９Ｂは、シリンダまたはホッケーパックの構造であって端子９３、９４が中空のシリンダ状のハウジング９５のために作られている構造を示している。バネ９９は、断面円形を有しかつ絶縁のために半分に曲げられてもよく、または断面半円形を有しかつ図８Ａ及び図８Ｂにおけるバネのように所定位置に作られてもよい。
【００３８】
追加の実施形態は、図１０Ａから図１０Ｃに示される。図１０Ａから図１０Ｃにおいて、ヒューズ１００は、全体的にシリンダ形状をなしており、一端で開口した外側の中空シリンダ状のハウジング１０１と、ハウジング１０１にスナップ嵌合する閉鎖部１０２とを有する。端子１０３、１０４は、閉鎖部１０２に作られており、ヒューズエレメント１０７は、端子９３、９４と交差して閉鎖部１０２に作られたアークバリア１０５、１０６に接続されている。図１０Ａに示すように、ヒューズエレメント１０７は、アークバリアを旋回して１つの後方及び他方の前方を通る旋回するような蛇行形状を有する。異なる実施形態において、図１０Ｃに示すように、アークバリア１０８、１０９それぞれは、ハウジング１１１及び閉鎖部１１２に作られてもよい。端子９３、９４にまたがるヒューズエレメント１１０は、ここで異なる平面においてアークバリア１０８の下方及びアークバリア１０９の上方を通る蛇行形状を有する。図１０Ａから図１０Ｃがシリンダ形状である一方、この構造を有するヒューズは、箱上のハウジングまたは全体的に多角形状のハウジングのような他の形状のハウジングを有してもよい。
【００３９】
充填材
上述のように、本明細書において記載された高圧ヒューズの目的は、アーク放電を抑制または最小化することである。達成されうる１つの方法は、機会またはアーク放電を最小化する消弧材料(arc-quenching material)である充填材でヒューズの内部を充填することである。材料は、好ましくは無機の乾燥した粒状の非導電製材料である。例としては、ケイ砂、シリカ、セラミック粉末及び硫酸カルシウムが含まれる。この材料は、好ましくはハウジングが閉鎖される前にハウジング内に配置される。通常、消弧材料は、ヒューズエレメントが溶断した後に最小化することを補助する。
【００４０】
閉鎖部
本明細書において記載された多くのヒューズは、ハウジング及びカバーのような２つの部品から組み立てられている。端子及びヒューズエレメントが接続された後、ヒューズを閉鎖する必要がある。ハウジング及びカバーまたは他の実施形態におけるハウジング及び引出部の２つの部品は、さまざまな方法で閉鎖されてもよい。１つの好ましい方法は、プラスチックの部品を使用するとき、単純に、ハウジングを覆うようにカバーを配置し、カバーを覆うように超音波ホーンを配置し、２つを超音波溶接により密封する。よりコストのかかる方法は、ポリオレフィンの「溶接」ビードのビードを部品間の割れ目を回って置くことによるような、部品を共にプラスチック溶接することである。また、部品は、結合のために接着剤を用いてもよく、または、部品双方を溶融する溶剤が一方側または他方あるいは双方に配置され、部品が共にプレスされる溶剤結合技術を用いてもよい。上述のいくつかの実施形態において示されたように、部品は、舌部及び溝部を嵌合する機能のような摩擦嵌合または雄型及び雌型スナップ嵌合部分のようなスナップ嵌合機能のための機能を備えてもよい。任意の閉鎖及び固定するための適切な手段は、用いられてもよい。
【００４１】
本明細書において記載された目下好ましい実施形態に対するさまざまな変更及び修正は、当業者にとって明確であることを理解すべきである。このような変更及び修正は、本対象の精神及び範囲から離れることなくかつその有利点を減少させることなくなされてもよい。このような変更及び修正は、添付の特許請求の範囲により保護されることを意図している。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】高圧ヒューズの第１の実施形態であってその有利点を組み込んだ高圧ヒューズを示す斜視図である。
【図２】高圧ヒューズの第２の実施形態を示す図である。
【図３】高圧ヒューズの第３の実施形態を示す図である。
【図４Ａ】高圧ヒューズの第４の実施形態を示す図である。
【図４Ｂ】高圧ヒューズの第４の実施形態を示す図である。
【図５】高圧ヒューズの第５の実施形態を示す図である。
【図６】高圧ヒューズの第６の実施形態を示す図である。
【図７Ａ】高圧ヒューズの他の実施形態を示す図である。
【図７Ｂ】高圧ヒューズの他の実施形態を示す図である。
【図８Ａ】高圧ヒューズの他の実施形態を示す図である。
【図８Ｂ】高圧ヒューズの他の実施形態を示す図である。
【図９Ａ】図７Ａ、図７Ｂ及び図８Ａ、図８Ｂのための代替のハウジングを示す図である。
【図９Ｂ】図７Ａ、図７Ｂ及び図８Ａ、図８Ｂのための代替のハウジングを示す図である。
【図１０Ａ】高圧ヒューズのさらなる実施形態を示す図である。
【図１０Ｂ】高圧ヒューズのさらなる実施形態を示す図である。
【図１０Ｃ】高圧ヒューズのさらなる実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，１００  高圧ヒューズ，ヒューズ
１２，２２，３２，４２，５１，６１，７１，８１，９１，９５，１０１，１１１  ハウジング
１２ｃ  内壁（アークバリア）
１２ｅ，２２ｅ，３２ｆ，４２ａ  第１の部分
１２ｆ，２２ｆ，３２ｇ，４２ｂ  第２の部分
１２ｇ  オリフィス
１４ａ，２４，３４ａ，４４ａ，５２，７３，８３，９３，１０３  第１の端子，端子，コネクタ
１４ｂ，２４ａ，３６ｂ，４８，５６，６６，７７，８７，１０７，１１７  ヒューズエレメント
１６ａ，２６，３６ａ，４４ｂ，５３，７４，８４，９４，１０４  第２の端子，端子，コネクタ
１６ｂ，２６，３４ｂ，４６，５４，８８  バネ，板バネ
１８，２８，６２  カバー（閉鎖部）
２２ｃ  内側湾曲壁，アークバリア
２２ｄ，３２ｅ  取付タブ
４８  ヒューズワイヤ
５１ｃ  上部分（第２の部分）
６３ａ  ワイヤ（第１の端子）
６３ｂ  ワイヤ（第２の端子）
６４  停止部，ワイヤ固定部
６５  バネ，コイルバネ
６８ａ、６８ｂ  絶縁被覆（絶縁体）
７１ａ，８１ｃ  左部分（第１の部分）
７１ｂ，８１ｂ  右部分（第２の部分）
７２  ハウジング閉鎖部，閉鎖素子（閉鎖部）
７８  変動板バネ，バネ
８２  閉鎖側部，閉鎖部
９９  バネ
１０２，１１２  閉鎖部
１０５，１０６，１０８，１０９  アークバリア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
2008300357.tif 000007
【図５】
2008300357.tif 000008
【図６】
2008300357.tif 000009
【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
2008300357.tif 000011
【図８Ａ】
2008300357.tif 000012
【図８Ｂ】
2008300357.tif 000013
【図９Ａ】
2008300357.tif 000014
【図９Ｂ】
2008300357.tif 000015
【図１０Ａ】
2008300357.tif 000016
【図１０Ｂ】
2008300357.tif 000017
【図１０Ｃ】
2008300357.tif 000018
【外国語明細書】
2008300357.tif 000019
2008300357.tif 000020
2008300357.tif 000021
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