(57)【要約】【課題】外筒内に充填される消弧材を固化する接着剤を使用せずに、消弧材を所定の密度でヒューズの外筒内に充填する。【解決手段】ヒューズの外筒（１）により形成される内部空洞（２）内に可溶体（３）を配置し、内部空洞（２）を消弧材（４）により充填して、外筒（１）の両端に一対のキャップ電極（５）を装着する。消弧材（４）とキャップ電極（５）との間に加圧片（６）を配置し、キャップ電極（５）を外筒（１）の両端に装着したとき、加圧片（６）は消弧材（４）を内側に押圧する。加圧片（６）の押圧力により、内部空洞（２）内に消弧材（４）を固定すると共に、消弧材（４）の粒子を互いに緊密に密着させて、水ガラス等の接着剤を使用せずに、恒久的に消弧材（４）の密度低下を防止できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空洞を形成するセラミック製の外筒と、該外筒の一端から他端まで延伸して前記内部空洞内に配置された可溶体と、該可溶体を包囲して前記内部空洞内に充填された消弧材と、該可溶体に電気的に接続されて前記外筒の両端に装着された一対のキャップ電極とを備えたヒューズにおいて、
前記内部空洞内で前記消弧材と前記キャップ電極との間に加圧片を配置し、前記キャップ電極を前記外筒の両端に装着したとき、加圧片は前記消弧材を内側に押圧することを特徴とするヒューズ。
【請求項２】
前記加圧片は、前記キャップ電極と一体に形成され又は別体で形成され前記キャップ電極に接着、溶着又は圧着された請求項１に記載のヒューズ。
【請求項３】
前記加圧片は、前記キャップ電極に固定され、成型により一体に形成され又は単一若しくは複数の突出部として前記キャップ電極に形成された請求項２に記載のヒューズ。
【請求項４】
前記外筒の各端部に内キャップを装着し、前記内キャップを介して前記外筒に前記キャップ電極を圧着し、前記内キャップの少なくとも一方に舌片を前記加圧片として一体に形成した請求項１に記載のヒューズ。
【請求項５】
セラミック製の外筒内に可溶体を配置する工程と、
前記外筒の一端に一方のキャップ電極を装着して、前記外筒の一端を密封する工程と、
前記外筒内に前記外筒の他端から消弧材を充填する工程と、
前記消弧材に接触する加圧片を介して前記外筒の他端に他方のキャップ電極を装着する工程とを備え、
前記他方のキャップ電極が発生する面弾性力を受ける前記加圧片により前記消弧材を内側に押圧することを特徴とするヒューズの製法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外筒内に充填される消弧材を固化する接着剤を使用せずに消弧材を外筒内に固定する構造のヒューズ及びその製法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、下記特許文献１には、電気絶縁性の筒と、筒の両端部に機械的に接合された一対のキャップと、一対のキャップに電気的に接合された可溶体がそれぞれ巻回され、筒内に積層状に設置された複数の巻枠と、複数の巻枠の相互間に設置された板状絶縁物と、筒と一対のキャップとで形成される空間に充填された粒状絶縁物とを備え、粒状絶縁物を接着剤で固化した限流ヒューズが開示されている。この限流ヒューズでは、粒状絶縁物を接着剤により固化するため、大電流を遮断した場合に、アークの圧力によって巻枠と板状絶縁物が外筒側にたわむ現象を防止し、板状絶縁物間に配置される粒状絶縁物の充填密度低下を防止できるので、限流ヒューズの大電流遮断時の遮断性能を向上することができる。
【０００３】
また、下記特許文献２には、外周に複数の突条が形成された断面星形の内筒と、内筒の外周に形成された第一の消弧体と、第一の消弧体に巻回された可溶体と、これらを収納する円筒体と、円筒体の内壁と可溶体とを巻回した第一の消弧体との間に介装された第二の消弧体からなり、第一の消弧体は水ガラスの浸透によって内筒に固着化された消弧砂からなる電力用ヒューズを示す。消弧砂を水ガラスで固形化させた消弧砂を予め製作して、円筒体内の消弧砂の充填率を増加し、遮断通電容量を向上させることができる。消弧砂は珪砂であり、消弧砂に注入する水ガラスは珪酸ナトリウムの水溶液である。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６０−１６７２２９号公報（第１頁、第１図及び第２図）
【特許文献２】
特開平６−３２５６８２号公報（第２−３頁、図３及び図４）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の構造では、取扱が不便な水ガラス等の接着剤を使用するため、製造が煩瑣となる欠点がある。この欠点を解消するため、接着剤を使用せずに、過剰量の消弧材を外筒内に圧縮充填して、消弧材の密度低下を防止する方法が提案されている。図１６〜図２４は、接着剤を使用せずに、過剰量の消弧材を外筒内に圧縮充填するヒューズを示す。
【０００６】
図１６〜図１９に示すように、この電力用ヒューズは、内部空洞（２）を形成する外筒（１）と、外筒（１）の一端から他端まで延伸して内部空洞（２）内に配置された可溶体（３）と、外筒（１）の両端部の各々に取付けられた内キャップ（７）と、可溶体（３）を包囲して内部空洞（２）内に充填された消弧材（４）と、可溶体（３）に電気的に接続されて外筒（１）の両端に装着された一対のキャップ電極（５）とを備えている。外筒（１）は、セラミックにより円筒形に形成され、外筒（１）内に収容される可溶体（３）は、略円筒形に形成される。内キャップ（７）は、開口部（７ｃ）が形成された円板部（７ａ）と、円板部（７ａ）から折り曲げられたスカート部（７ｂ）とを有する。各キャップ電極（５）は、接合部（８ａ）と、接合部（８ａ）の一端から直角に延伸する取付部（８ｂ）とにより略Ｌ字形に形成されたリード（８）と、リード（８）の接合部（８ａ）に固着されたキャップ（９）とを備えている。キャップ（９）は、リード（８）の接合部（８ａ）に固着された円板部（９ａ）と、円板部（９ａ）から折り曲げられたスカート部（９ｂ）とを備えている。プレス成型によりリード（８）の接合部（８ａ）に形成された突起（８ｃ）は、キャップ（９）の円板部（９ａ）の開口部（９ｃ）に嵌合され、リード（８）は、キャップ（９）に取付けられる。
【０００７】
組立の際に、図２０及び図２１に示す外筒（１）を準備して、外筒（１）の両端に内キャップ（７）を装着すると共に、可溶体（３）を外筒（１）内に配置する。可溶体（３）の両端に設けられるフランジ（３ａ）は内キャップ（７）に接触する。次に、図２２に示すように、内キャップ（７）及び可溶体（３）を装着した外筒（１）の下端をキャップ（９）のスカート部（９ｂ）内に圧入すると、スカート部（９ｂ）は自身の弾性力により内キャップ（７）及び外筒（１）の端部を確実に把持する。この状態で、図２３に示すように、外筒（１）の他端から外筒（１）内に粉状の消弧材（４）を注入するが、図示のように、消弧材（４）が外筒（１）の上縁から僅かに突出する量で外筒（１）内に充填する。その後、図２４に示すように、外筒（１）の下端と同様に、外筒（１）の上端にもキャップ電極（５）のキャップ（９）を圧入して、キャップ電極（５）を内キャップ（７）を介して外筒（１）の上端に取付ける。外筒（１）内に充填される過剰量の消弧材（４）は、キャップ電極（５）により高密度で外筒（１）内に保持される。しかしながら、この充填方法では、消弧材（４）の過剰量を厳密に制御しなければならず、消弧材（４）の充填量の測定及び圧入方法に厳重な注意を必要とした。また、過剰量の消弧材（４）が内キャップ（７）とキャップ電極（５）との間に散逸すると、外筒（１）の所定の位置にキャップ電極（５）を装着できないのみならず、キャップ電極（５）と可溶体（３）との電気的接続が阻害され、導通不良となり、製造歩留まりが低下する欠点があった。
【０００８】
本発明は、外筒内に充填される消弧材を固化する接着剤を使用せずに、消弧材を所定の密度で外筒内に充填するヒューズ及びその製法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によるヒューズは、内部空洞（２）を形成するセラミック製の外筒（１）と、外筒（１）の一端から他端まで延伸して内部空洞（２）内に配置された可溶体（３）と、可溶体（３）を包囲して内部空洞（２）内に充填された消弧材（４）と、可溶体（３）に電気的に接続されて外筒（１）の両端に装着された一対のキャップ電極（５）とを備えている。内部空洞（２）内で消弧材（４）とキャップ電極（５）との間に加圧片（６）を配置し、キャップ電極（５）を外筒（１）の両端に装着したとき、加圧片（６）は消弧材（４）を内側に押圧する。加圧片（６）の押圧力により、内部空洞（２）内に消弧材（４）を固定すると共に、消弧材（４）の粒子を互いに緊密に密着させて、水ガラス等の接着剤を使用せずに、恒久的に消弧材（４）の密度低下を防止でき、大電流遮断時の遮断性能の低下を阻止することができる。また、加圧片（６）の寸法又はキャップ電極（５）の厚さ、形状又は材質を変更することにより、加圧片（６）の押圧力を調整することができる。
【００１０】
本発明によるヒューズの製法は、セラミック製の外筒（１）内に可溶体（３）を配置する工程と、外筒（１）の一端に一方のキャップ電極（５）を装着して、外筒（１）の一端を密封する工程と、外筒（１）内に外筒（１）の他端から消弧材（４）を充填する工程と、消弧材（４）に接触する加圧片（６）を介して外筒（１）の他端に他方のキャップ電極（５）を装着する工程とを備え、他方のキャップ電極（５）が発生する面弾性力により加圧片（６）は、消弧材（４）を内側に押圧する。外筒（１）をキャップ電極（５）内に圧入して、キャップ電極（５）を外筒（１）に固定できると共に、加圧片（６）を内側に押圧するキャップ電極（５）の面弾性力により、消弧材（４）に適度な圧縮力を付与することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるヒューズ及びその製法の実施の形態を図１〜図１５について説明する。図１〜図１５では、図１６〜図２４に示す箇所と同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００１２】
まず、図１及び図２について、本発明によるヒューズの製法について説明する。図１は、従来の方法を示す図２４に対応する。ヒューズを製造する際に、図１に示すセラミック製の外筒（１）内に可溶体（３）を配置すると共に、内キャップ（７）を外筒（１）の両端に装着する。可溶体（３）は、銀又は溶融点の高い銅を芯材とし、周囲を銀でクラッドした線材、ニクロム、マンガニン等の金属が使用される。続いて、外筒（１）の下端（一端）に一方のキャップ電極（５）を装着して、外筒（１）の一端を密封し、外筒（１）の上端（他端）から略外筒（１）の上端と同一高さまで消弧材（４）を一定量だけ外筒（１）内に充填する。その後、外筒（１）内に充填した消弧材（４）の上面の中央部で、内キャップ（７）に形成された開口部（７ａ）内に加圧片（６）を配置する。加圧片（６）は、銅、アルミニウム、真鍮等の金属又は不燃性セラミック等の無機物質により直方体の板状に形成される。更に、消弧材（４）に接触する加圧片（６）を介して外筒（１）の他端に他方のキャップ電極（５）を装着するが、このとき、他方のキャップ電極（５）を構成するキャップ（９）の内径は、外筒（１）に装着した内キャップ（７）の外径よりもやや小さく、キャップ（９）の円板部（９ａ）及び円板部（９ａ）から下方に垂下するスカート部（９ｂ）は、弾力性のある金属により一体形成される。外筒（１）に装着した内キャップ（７）をキャップ（９）内に圧入すると、スカート部（９ｂ）の弾力性によりキャップ電極（５）を外筒（１）の所定の位置に強固に固定できる。これと同時に、キャップ（９）の円板部（９ａ）により発生する面弾性力は外筒（１）の軸方向内側に向かって加圧片（６）を押圧するので、加圧片（６）は、消弧材（４）を内側に押圧する。従って、加圧片（６）を内側に押圧するキャップ電極（５）の面弾性力により、消弧材（４）に適度な圧縮力を付与し、接着剤を使用せずに、高密度で外筒（１）内に充填することができる。このため、恒久的に消弧材（４）の密度低下を防止でき、大電流遮断時の遮断性能の低下を阻止することができる。また、加圧片（６）の寸法又はキャップ電極（５）の厚さ、形状又は材質を変更することにより、加圧片（６）の押圧力を調整することができる。
【００１３】
加圧片（６）を設ける形状の実施の形態は、種々の変更が可能である。図１では、加圧片（６）をキャップ電極（５）とは別体に設ける例を示したが、図３〜図９では加圧片（６）をキャップ電極（５）と一体に設ける例を示す。また、キャップ電極（５）に加圧片（６）を接着し、溶着し、圧着し、固定し、成型により一体に形成し又は１個若しくは複数の突出部としてキャップ電極（５）に形成してもよい。例えば、図３及び図４に示すように、プレス成型により加圧片（６）を凸部として形成したキャップ（９）をキャップ電極（５）に溶接又は接着剤等により固着してもよい。また、加圧片（６）の形状は、直方体に限定されず、図５に示すように、単一の円板状、図６及び図７に示すように、複数の円板状、直方体と円板状との組み合わせたものでも良い。図４〜図７に示す加圧片（６）は、キャップ（９）とは別ピースとして形成し又はプレス成型によりキャップ（９）から一体に突出させてもよい。また、図８に示すように、リード（８）とキャップ（９）と加圧片（６）とを一体に接合した構造、図３のように、キャップ（９）に凸状にプレス加工して凸部を加圧片（６）とした構造、図９に示すように、リード（８）とキャップ（９）とを一体に凸状にプレス加工して凸部を加圧片（６）とした構造、これらの組み合わせを採用することができる。
【００１４】
他面、図１０〜図１２に示すように、内キャップ（７）に一体に形成した舌片（７ａ）を加圧片（６）として使用することができる。図１３に示すように、外筒（１）の上端にキャップ電極（５）を固着する際に、舌片（７ａ）を下方に倒して、消弧材（４）上に当接させ、舌片（７ａ）により消弧材（４）に圧縮力を加えることができる。舌片（７ａ）は単一のものに限定されず、図１４に示すように、複数の舌片（７ａ）を内キャップ（７）に形成してもよい。また、図１５（ａ）（ｂ）に示すように、舌片（７ａ）の端部（７ｂ）を内側に折り曲げした構造、図１５（ｃ）に示すように、接着、溶着又は溶接等により舌片（７ａ）に他の追加部品を固着した構造、図１５（ｄ）に示すように、舌片（７ａ）を下方に突出させた構造により、舌片（７ａ）の厚さを実質的に増加させることができる。更に、図１５（ｅ）に示すように、コ字形又は箱形に形成すると押さえるときに消弧材（４）が広がらない利点がある。
【００１５】
【発明の効果】
前記のように、本発明によるヒューズ及びその製法では、接着剤を使用せずに、消弧材を所定の密度で外筒内に充填できるので、部品の取扱が容易となる。また、消弧材が外筒の外部に散逸して発生する不具合を防止することができ、安定した品質の製品を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のヒューズの製法により加圧片を消弧材上に配置する状態を示す断面図
【図２】図１の平面図
【図３】加圧片の他の実施の形態を示す断面図
【図４】図３の底面図
【図５】加圧片の形状の他の実施の形態を示す底面図
【図６】加圧片の形状の他の実施の形態を示す底面図
【図７】加圧片の形状の他の実施の形態を示す底面図
【図８】キャップ電極に加圧片を固着した実施の形態を示す断面図
【図９】キャップ電極に凸部を形成した実施の形態を示す断面図
【図１０】内キャップに舌片を形成した実施の形態を示す断面図
【図１１】図１０の平面図
【図１２】図１０の側面図
【図１３】舌片を備えた内キャップにキャップ電極を装着する場合の断面図
【図１４】複数の舌片を形成した内キャップの側面図
【図１５】種々の形状を有する舌片を有する内キャップの断面図
【図１６】従来の電力用ヒューズの断面図
【図１７】図１６の平面図
【図１８】図１６の側面図
【図１９】従来の電力用ヒューズに使用するキャップ電極の側面図
【図２０】内部に可溶体を収容し両端部に内キャップを装着した外筒の断面図
【図２１】図２０の平面図
【図２２】図２０に示す外筒の下端に一方のキャップ電極を装着する状態を示す断面図
【図２３】キャップ電極を下端に装着した外筒内に消弧材を充填した断面図
【図２４】消弧材を充填した外筒に他のキャップ電極を装着する状態を示す断面図
【符号の説明】
（１）・・外筒、  （２）・・内部空洞、  （３）・・可溶体、  （４）・・消弧材、  （５）・・キャップ電極、  （６）・・加圧片、  （７）・・内キャップ、
【図１】
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【図２】
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【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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