(57)【要約】ヒューズ（１）は、接触幅Ｗｃを有する２つの電気接点（１０）と、２つの対向するヒューズ端（２１，２２）の間に配置され、第１の幅Ｗｆ１及び第１の断面積Ｓｆ１を有する最小断面部を有する第１のヒューズ（３０）を有するヒューズ素子（２０）とを備える。ヒューズ素子（２０）は、第１のヒューズ（３０）と前記２つのヒューズ端（２１，２２）のうちの１つとの間に配置される少なくとも１つの第２のヒューズ（４０）をさらに備える。第２のヒューズ（４０）は、第１の幅Ｗｆ１と接触幅Ｗｃより狭い第２の幅、及び第１の断面積Ｓｆ１の２０％から５０％までの範囲にある第２の断面積Ｓｆ２を有する狭幅部（４１）を備える。
2015510675.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの電気接点（１０）であって、前記電気接点（１０）の各々は長手接触方向（Ｘ−Ｘ）に延在し、対になる接続点との電気的接続を確立するように設計された接続部分（１１）、及び接触端（１２）を備え、前記電気接点（１０）は、少なくとも前記接触端（１２）において、前記長手接続方向（Ｘ−Ｘ）に垂直な方向（Ｙ−Ｙ）に伸びる接触幅Ｗｃを有する電気接点（１０）と、
対向する２つのヒューズ端（２１，２２）との間の第１のヒューズ長Ｌｆ１に沿って、長手ヒューズ方向（Ｘ’−Ｘ’）に延在するヒューズ素子（２０）であって、前記ヒューズ端（２１，２２）の各々が、前記接触端（１２）のそれぞれに直接、接続され、直接、隣接しているヒューズ素子（２０）と、を備え、
前記ヒューズ素子（２０）は、
前記ヒューズ端の一方（２２）と接続端（２３）との間の第１のヒューズ長Ｌｆ１に沿って、前記長手ヒューズ方向（Ｘ’−Ｘ’）に延在する第１のヒューズ（３０）であって、当該第１のヒューズ（３０）の少なくとも最小断面部で、前記長手ヒューズ方向（Ｘ’−Ｘ’）に垂直な前記方向（Ｙ−Ｙ）に第１の幅Ｗｆ１及び第１の断面積Ｓｆ１を有する第１のヒューズ（３０）と、
前記第１のヒューズ（２０）に直列に接続され、前記第１のヒューズ（３０）と前記ヒューズ端の他方（２１）との間に配置されるように、前記接続端（２３）と前記ヒューズ端の他方（２１）との間の第２のヒューズ長Ｌｆ２に沿って、前記長手ヒューズ方向（Ｘ’−Ｘ’）に延在する少なくとも１つの第２のヒューズ（４０）と、
を備え、
前記第２のヒューズ（４０）は、前記長手ヒューズ方向（Ｘ’−Ｘ’）に垂直な方向（Ｙ−Ｙ）に第２の幅Ｗｆ２、及び第２の断面積Ｓｆ２を有する狭幅部（４１）を備え、
前記第２の断面積Ｓｆ２は前記第１の断面積Ｓｆ１の２０％から５０％までである、ヒューズ（１）。
【請求項２】
前記第２の幅Ｗｆ２は、前記第１の幅Ｗｆ１及び前記接触幅Ｗｃより小さい、請求項１に記載のヒューズ（１）。
【請求項３】
前記狭幅部（４１）は、前記接続端（２３）より遠位に、前記ヒューズ端の他方（２１）の近傍に配置される、請求項１又は２に記載のヒューズ（１）。
【請求項４】
前記狭幅部（４１）は、前記接触端（１２）の一方の近傍に配置される、請求項３に記載のヒューズ（１）。
【請求項５】
前記第２の幅Ｗｆ２は前記第１の幅Ｗｆ１の２０％から５０％までの範囲であり、前記ヒューズ素子（２０）は一定の厚さを有する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のヒューズ（１）。
【請求項６】
前記第２の長さＬｆ２は前記第２の幅Ｗｆ２から前記第２の幅Ｗｆ２の３倍までの範囲である、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のヒューズ（１）。
【請求項７】
前記第２のヒューズ（４０）は、前記第２の幅Ｗｆ２に等しい実質的に一定の幅で前記第２の長さＬｆ２に沿って延在する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のヒューズ（１）。
【請求項８】
前記第２のヒューズ（４０）は、前記狭幅部（４１）を前記接続端（２３）及び前記ヒューズ端（２１）の一方に接続する少なくとも１つのテーパ部（４２，４３）を備え、前記少なくとも１つのテーパ部（４２，４３）は、前記第２の幅Ｗｆ２から、前記第１の幅Ｗｆ１又は前記接触幅Ｗｃまで増加する幅を有する、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のヒューズ（１）。
【請求項９】
前記第２のヒューズ（４０）は、前記狭幅部（４１）を前記第１の接続端（２３）及び前記ヒューズ端（２１）にそれぞれ接続する２つのテーパ部（４２、４３）を備え、前記２つのテーパ部（４２，４３）は、それぞれ前記第２の幅Ｗｆ２から、前記第１の幅Ｗｆ１及び前記接触幅Ｗｃまで増加する幅を有する、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のヒューズ（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒューズに関する。
【０００２】
特に、本発明のヒューズは、電力消費ユニットを保護するために自動車分野おける応用が見られる。
【背景技術】
【０００３】
典型的なヒューズは、２つの電気接点と、その中間に配置されるヒューズ素子と、絶縁材料により形成され、ヒューズ素子及びヒューズ素子への電気接点の接触端を格納するケーシングとから構成される。
【０００４】
電気接点の１つは、プリセットされたヒューズの電流閾値を超える過渡電流値が流れ込むとき、ヒューズ素子が溶断し、他の電気接点に接続される電力消費ユニットへの電力供給を止め、そのため、ピーク電流から電力消費ユニットを保護する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、先行技術におけるヒューズは、高電流値、例えばヒューズの定格電流の８−１０倍のオーダーにおいては満足のいくように動作しない。
【０００６】
先行技術におけるヒューズは、例えば、国際公開公報03/075298号明細書、独国特許公開公報10 2008 036672号明細書、米国特許4751490号明細書に開示されている。
【０００７】
特に、このようなヒューズは、低い過渡電流値、例えば、ヒューズの定格電流の１．３５−６倍では、ＩＳＯ標準によって設定された最高及び最低制限のままの溶断時間となる。しかしながら、高い過渡電流値、例えば、定格電流の８−１０倍では、ヒューズ素子には動作時間を短くしないような漸近的な動きがみられる。つまり、ヒューズの定格電流の８−１０倍のオーダーでは、動作時間、例えば、溶断時間は実質的に一定のままである。
【０００８】
そのため、低い過渡電流値においても、高い過渡電流値においても、溶断時間を短くし、特に、溶断時間は、過渡電流値が増加するにともない連続的に短縮することのできるヒューズが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の目的は、この要求を満たすことができるヒューズを提供することである。
【００１０】
本目的は、請求項１に記載されたヒューズによって達成される。
【００１１】
本発明のヒューズのさらなる特徴及び利点は、図面を参照して、かつ添付の図面の参照による限定を伴うことなく、以下の、一の好適な実施形態の記載から生じる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のヒューズの平面図である。
【図２】図１のヒューズのフォイル型素子の平面図である。
【図３】図２のヒューズのフォイル型素子の概観側面図である。
【図４】本発明のヒューズについて行われた比較テストの結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
添付の数字を参照すると、数字１は一般的に本発明のヒューズを示す。
【００１４】
ヒューズ１は、本実施形態ではともに１０で参照される２つの電気接点、及びヒューズ素子２０を備える。
【００１５】
図の例において、ヒューズは平面タイプであり、２つの電気接点が、ヒューズ素子の同一平面上にある。しかし、本発明はまた、２つの電気接点１０が、互いに向き合う関係にある各内側端又は各平坦接触面とともに、分離された平行な平面上に配置されるような他のタイプのヒューズにも適用される。
【００１６】
電気接点１０は銅又は亜鉛の合金製とすることができる。
【００１７】
ヒューズ１はまた、ヒューズ素子２０のためのハウジング、及び各電気接点１０の少なくとも一部を規定する、典型的にはプラスチック製のケーシング２を備える。
【００１８】
ケーシング２は典型的にはプラスチック製であり、固定手段３によってともに固定される２つのシェルからなることができる。
【００１９】
各電気接点１０は、延びている長手方向Ｘ−Ｘに延在し、対になる接点及び接触端１２とともに電気的接点を確立するように設計された接続部１１を備える。
【００２０】
少なくとも接触端１２では、各電気接点１０は、接続の長手方向に垂直なＹ−Ｙ方向に接触幅Ｗｃを有する。
【００２１】
一実施形態において、各電気接点１０は、長手方向に沿って実質的に同一の接触幅Ｗｃを有する。図の例において、電気接点１０は、接触幅Ｗｃ、及び接触幅Ｗｃより長い接触幅Ｗｃ’を有する領域を備える。接触幅Ｗｃを有する領域は伝導領域として働く一方、接触幅Ｗｃ’を有する領域は対となる接点のための接点として働く。
【００２２】
接触幅Ｗｃは、適宜、許容誤差のある１０ｍｍから１６ｍｍまでの範囲とすることができる。本実施例では、接触幅Ｗｃは、１３．７ｍｍであり、接触幅Ｗｃ’は１６ｍｍである。
【００２３】
ヒューズ素子２０は、本実施例においては電気接点１０のＸ−Ｘ方向に相当する、２つの対向するヒューズ端２１，２２の間でヒューズ長Ｌｆに沿って延びている長手方向Ｘ’−Ｘ’に延在する。ヒューズ端２１，２２は接触端１２のそれぞれに直接、接続され、隣接して配置される。Ｘ’−Ｘ’方向はＸ−Ｘ方向に一致しなくてもよく、このような方向Ｘ’−Ｘ’は図の例のように直線であるか、曲線であるかのいずれかとすることができる。
【００２４】
ヒューズ素子２０は、また、銅又は亜鉛の合金製とすることができる。
【００２５】
ヒューズ素子２０は、一方のヒューズ端２２と接続端２３との間の第1の長さＬｆ１に沿って方向Ｘ’−Ｘ’に延在する第１のヒューズ３０を備える。第1のヒューズ３０は、最小断面部で、長手方向Ｘ’−Ｘ’に垂直な方向Ｙ−Ｙに第1の幅Ｗｆ１及び第1の断面積Ｓｆ１を有する。例えば、幅Ｗｆ１は適宜、許容誤差のある１．５ｍｍから２．５ｍｍまでの範囲とすることができる。厚さを一定の１ｍｍと想定すると、断面積Ｓｆ１は、１．５ｍｍ２から２．５ｍｍ２までである。
【００２６】
また、ヒューズ素子２０は、方向Ｘ’−Ｘ’に、接続端２３と他方のヒューズ端２１との間の第２の長さＬｆ２に沿って延在する第２のヒューズ４０を備え、第２のヒューズ４０が第１のヒューズ３０に直列に接続され、第１のヒューズ３０と他方のヒューズ端２１との間に配置される。
【００２７】
代替実施形態において、第２のヒューズ４０は第１のヒューズ３０とヒューズ端２２との間に配置することができ、又は２つの第２のヒューズ４０は、第１のヒューズ３０と相当するヒューズ端２１，２２との間にそれぞれ配置して提供することができる。
【００２８】
第２のヒューズ４０は、Ｘ−Ｘ’方向に垂直なＹ−Ｙ方向で第２の幅Ｗｆ２に狭幅部４１を備える。
【００２９】
本実施例では、第２の幅Ｗｆ２は、第1の幅Ｗｆ１及び接触幅Ｗｃより小さい。
【００３０】
特に、本実施例では、第２の幅Ｗｆ２は、適宜、許容誤差のある０．８ｍｍから１．２ｍｍの範囲とすることできる。一定の厚さ１ｍｍを想定すると、断面積Ｓｆ２は、０．８ｍｍ２から１．２ｍｍ２の範囲である。
【００３１】
さらに、第２の断面積は第１の断面積Ｓｆ１の２０％から５０％までの範囲である。
【００３２】
第２のヒューズ４０の狭幅部４１は、低い過渡電流値、例えば、定格電流Ｉ_０の１．３５−６倍のオーダーでは、第２の断面積Ｓｆ２とともに、ヒューズ素子２０の動きに重要な影響をもたらさない。これは、狭幅部４１は、大きいサーマルマス、例えば電気接点１０に接触しているからであり、従って、これらの過渡電流の結果として第２のヒューズ４０は、第１のヒューズ３０が溶断するのに必要とする時間より、かなり長い溶断時間を有するようになる。そのため、このような過渡電流値において、第２のヒューズ４０は溶断せず、一方、第１のヒューズ３０は溶断する。
【００３３】
高い過渡電流値、例えば、定格電流Ｉ_０の８−１０倍のオーダーでは、狭幅部４１によって、第２のヒューズ４０は、第１のヒューズ３０を溶断するために必要な時間より、かなり短い時間を要する。そのため、このような過渡電流値において、第１のヒューズ３０は溶断せず、一方、第１のヒューズ３０のみを利用して得られるであろう動作時間より動作時間を短くするために第２のヒューズ４０が溶断する。
【００３４】
すなわち、ヒューズ１は、ヒューズ１の定格電流Ｉ_０の１．３５−６倍の範囲において、自動車のヒューズで必要とされる溶断時間とすることができ、ヒューズ１の定格電流Ｉ_０の８−１０倍のオーダーの過渡電流で動作時間をかなり短くすることもできる。
【００３５】
一実施形態において、狭幅部４１は、ヒューズ端２１の他方の近傍で、接続端２３より遠位に位置する。
【００３６】
特に、狭幅部４１は、接触端１２の他方の近傍に配置される。そのため、少なくとも１つの接点１０は、上述したように、第１のヒューズ３０の最小断面積Ｓｆ１の２０％から５０％までの範囲である断面積Ｓｆ２を有する狭幅領域４１に直接、隣接する。
【００３７】
一実施形態によれば、幅Ｗｆ２は、ヒューズ素子２０が一定の厚さであることを想定して、幅Ｗｆ１の２０％から５０％までの範囲である。この場合、上述されたようなＳｆ１に対するＳｆ２の断面積の比が満たされる。ヒューズ素子２０が変厚である場合、Ｓｆ１に対するＳｆ２の断面積の比は常に満たされているが、Ｗｆ１に対するＷｆ２の幅の比は必ずしも満たされない。
【００３８】
一実施形態において、長さＬｆ２は幅Ｗｆ２から、幅Ｗｆ２の３倍までの範囲である。
【００３９】
第２のヒューズ４０は、長さＬｆ２に沿って延在して、第２の幅Ｗｆ２に等しい実質的に一定の幅で配置することができる。
【００４０】
代替として、第２のヒューズ４０は、狭幅領域４１を、接続端２３及びヒューズ端のうちの１つに接続する、少なくとも１つのテーパ部を備える。ここで、このようなテーパ部は、幅Ｗｆ２から、幅Ｗｆ１又は接触幅Ｗｃに向かって増加する幅を備える。
【００４１】
図の例において、第２のヒューズ４０は、狭幅部４１を一方で接続端２３に、他方でヒューズ端２１に接続する２つのテーパ部４２，４３を備える。このようなテーパ部４２，４３は幅Ｗｆ２から、Ｗｆ１及び接触幅Ｗｃへ向かって増加する幅をそれぞれ備える。
【００４２】
狭幅部４１の形状、テーパ部４２，４３の形状、位置、長手方向の長さは変更することができ、ただし、断面積Ｓｆ２は２０％から５０％の範囲である、すなわちヒューズ素子２０の厚さが一定であることを想定して、幅Ｗｆ２は、幅Ｗｆ１の２０％から５０％の範囲内としなければならないことに留意すべきである。
【００４３】
出願人によって、テストが行われ、その結果が図４に示される。
【００４４】
出願人は、亜鉛合金で、図に示されるように２．５ｍｍの幅Ｗｆ１及び１．０５ｍｍの幅Ｗｆ２でヒューズを製造し、１３．７ｍｍの接触幅及び１６ｍｍの幅Ｗｃ’及び１．８ｍｍの均一の厚さで電気接点を製造した。そのため、断面積Ｓｆ１は４．５ｍｍ２で、断面積Ｓｆ２は１．８９ｍｍ２で、そのため、それらの比は４２％である。
【００４５】
このヒューズは、図４に「ＦＵＳＥ Ａ」と示されている。このヒューズの性能は、「ＦＵＳＥＢ」と示されている、第２のヒューズ４０を備えず、２．５ｍｍの幅Ｗｆ１のヒューズ素子及び１３．７ｍｍの接触幅Ｗｃの電気的接点を備える標準的なヒューズの性能と比較されている。
【００４６】
図４は、ヒューズＦＵＳＥ Ａ、ＦＵＳＥＢについて、２３℃の温度における電流対最小溶断時間の曲線、及びＩＳＯの最大及び最小の曲線（ＩＳＯ ＭＡＸ及びＩＳＯ ｍｉｎ）を示す。
【００４７】
両方のヒューズの挙動はＩＳＯにおいて規定された制限（定格電流Ｉ_０の６倍まで）を満たすが、より高い値においてヒューズＦＵＳＥ Ｂは、短い動作時間を保証しない漸近的な挙動をする一方、ヒューズＦＵＳＥ Ａは動作時間を連続的に短くするカーブを示すことが認められるであろう。
【００４８】
上記で示されるように、本発明は意図された目的を達成する。特に、より狭い幅となる部分を有するヒューズ素子を利用することによって、低い過渡電流値及び高い過渡電流値のいずれにおいても適切な動作時間を保証する。
【００４９】
当業者は、以下の請求項で規定される発明の範囲から離れることなく、特定の必要性を満たすように、ここで記載された本発明に多くの変更及び変形をなすことができることを明らかに認めるであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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