(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒューズ素子がケースに収納された電線ヒューズであって、
前記ケースは、二部品それぞれに形成された半円周の溝に対して円盤形状の仕切り板が嵌まりつつ当該二部品が合わさることで組立てられ、
前記ヒューズ素子は、前記仕切り板の中心を貫通し、前記仕切り板により内部が二部屋に区分けされた前記ケースにおいて、遮断部については一方の部屋、溶断部については他方の部屋に収納され、
前記仕切り板は、前記ケースの半円周の溝に嵌合される円周部と、前記ヒューズ素子を密着状態で保持する保持部とが、難燃性で絶縁材料のシリコンゴムにて形成され、前記円周部と前記保持部との間にステンレスからなる金属板の補強部材が設けられたことを特徴とする電線ヒューズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、引き込み配電線路に使用される電線ヒューズに関するものである。詳しくは短絡電流を遮断するために使用される消弧材を保持するために電線ヒューズに使用される密閉蓋の改良に関するものである
【背景技術】
【０００２】
従来より、需要家の保護のために引き込み線には電線ヒューズが接続されている。電線ヒューズには過電流を溶断するための溶断部と短絡電流を遮断するための遮断部とを備え、前記遮断部にはケイ砂等の無機粒状物からなる消弧材を密閉状態で封入した電線ヒューズが使用されている。
【０００３】
これらの電線ヒューズの消弧材の封入方法については例えば、特許文献１記載の内容によれば、一端が開口し有底の円筒形状からなり絶縁材料で形成された絶縁筒にヒューズ素子を貫通保持させた状態で、絶縁筒に消弧材を充填した後、前記開口部には導電材料の仕切板により消弧材を密閉する構造がある。また、仕切板は電極の機能も兼用されているためヒューズ素子とは電気的に接続された状態にも保たれている。
さらに、特許文献２記載の内容にも上記と同様な構成が示されている。
【特許文献１】特開昭５９−２２８３３６号公報
【特許文献２】実開昭６１−３０９５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように消弧材を密閉するための仕切板を金属性の導電材料で、しかも電線ヒューズ用ヒューズ素子と仕切板が密着するような構成とすることで、以下のような問題が考えられる。
過電流溶断時や短絡電流遮断時において、ヒューズ素子の破断により電流は遮断するものの、遮断時に発生するアーク熱により絶縁筒内部が汚損され絶縁筒内部の絶縁性能が低下する。これにより絶縁筒に接触する仕切板及びヒューズ素子により絶縁筒の内部を介して接続端子を経て電路が再閉路されることがある。
【０００５】
また、前記仕切板は電極機能を備えるため銅材等の金属性材料により形成されているためヒューズ素子や絶縁筒との密着性が悪く、そのため無機粒状物からなる消弧材を完全に密閉収納することができず消弧材が溶断部へこぼれることがある。この場合消弧材が必要量遮断部へ密閉収納されていなければ短絡電流の遮断動作が安定せず、公衆災害を招く原因となる。
【０００６】
さらに通常の使用においては、需要家の電気使用量に応じて電線ヒューズ用ヒューズ素子に電流が流れ、合わせてヒューズ素子からジュール熱が発生する。発生するジュール熱に伴い熱膨張係数の異なるヒューズ素子や絶縁筒は伸縮量に差が生じ、仕切板にはヒューズ素子の変化に追従するような弾性機能を備えていないためヒューズ素子が仕切板により拘束される。それによりヒューズ素子の伸縮が一部に集中し、結果ヒューズ素子の異常な破断にもつながる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の様に消弧材の密閉性を向上させ絶縁性能を遮断や溶断動作時にも確保し、更にはヒューズ素子の変化にも追従するという課題を解決するために請求項１の発明においては、過電流を溶断する溶断室１１ａと短絡電流を遮断する遮断室１１ｂとに区分けするために設けられた取付部１１ｃを備えたケース１１ｄ内に、前記遮断室１１ｂには短絡電流を遮断するための無機粒状物からなる消弧材２１を充填するとともに、前記取付部１１ｃへ仕切板１６を取付けることで消弧材２１を遮断室１１ｂへ保持し溶断室１１ａと遮断室１１ｂを区分けする電線ヒューズ１において、前記仕切板１６には前記取付部１１ｃに嵌合される円周部１６ｅと前記ヒューズ素子１２を密着状態で保持する保持部１６ｃを難燃性で絶縁材料のシリコンゴムにて形成し、しかも前記円周部１６ｅと前記保持部１６ｃをステンレス板等の金属板の補強部材１６ａにより連結したことを特徴とする電線ヒューズ１を提供するものである。
【発明の効果】
【０００８】
上記のように仕切板をヒューズ素子と絶縁筒に密着する箇所には弾性を有するシリコンゴムを備えていることで、絶縁筒に密閉収納された消弧材は漏れることがないため安定した短絡電流の遮断動作が行える。また、ヒューズ素子は弾性部材で保持されているため熱による膨張収縮動作にも追従できることでヒューズ素子の変形が一箇所へ集中することなく異常な破断が発生せず長期信頼性のある電線ヒューズが提供できる。
【０００９】
さらに、仕切板にはステンレス板や鋼板等の剛性のある材料を使用していることで、短絡電流の遮断時の遮断部においてアークの放出があった場合でも消弧材は密閉状態を確保し消弧動作が安定することで安全な遮断動作が行える。
【００１０】
さらに、仕切板でヒューズ素子と絶縁筒が接触している箇所には難燃性で絶縁性のシリコンゴムを使用していることで、ヒューズ素子が溶断し絶縁筒がアーク熱により炭化した場合であっても絶縁筒とヒューズ素子は絶縁の難燃性で絶縁材料のシリコンゴムにより絶縁性能が確保できるため確実に電流を遮断した状態を保持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明を実施するための最良の形態を図１乃至図７に示す実施例に基づき説明する。
【００１２】
図１には本発明の低圧配電線路の引込み線１５の途中に接続して使用する電線ヒューズ１を示すもので、電線ヒューズ１は、概略電線ヒューズ素子１２とその両端に圧着接続された接続端子１３と電線ヒューズ素子１２を内筒部１１と外筒１０によって二重に被覆して外気と隔絶した状態で密閉収納し、さらに外筒１０はヒューズ素子１に接続された接続端子１３の一部を覆うよう成形されている。
【００１３】
外筒１０は機械強度があり耐熱性の高いポリカーボネイト樹脂により内筒部１１及び両側の接続端子１３の一端を射出成形により一体で成形されており、外筒１０の接続端子１３との接合部１０ｂには射出成形後シリコンゴムを充填するための気密部１０ａを備えている。この気密部１０ａは接続端子１３と外筒１０との密着性を高め電線ヒューズ１内部を気密状態に保つためのものである。
【００１４】
図２には電線ヒューズ１の内筒部１１の断面を示すもので、内筒部１１は概略一体で成形された銅材の導電性の線材からなるヒューズ素子１２と、ヒューズ素子１２の両端に圧着接続された接続端子１３と、前記一体化されたヒューズ素子１２を密閉状態に収納するための２分割で構成された内筒Ａ，内筒Ｂとケイ砂、石英砂、水酸化アルミナ等の粒状物の混合あるいはこれらの単独物からなる無機粒状物である消弧材２１で構成されている。
【００１５】
ヒューズ素子１２は銅の線材からなりスエージング加工又はプレス加工等の製造方法より細径部や太径部からなる遮断部１２ｂと溶断部１２ａが一体で形成している。また、溶断部１２ａには約１回転念回した細径部の端部は錫箔１２ｄが溶着されており、更に遮断部には２箇所の太径部を備えて遮断部１２ｂと溶断部１２ａの間には太径部の支持部１２ｃが構成されている。
【００１６】
接続端子１３は導電体材料の銅材からなり、円柱形上で一端には電線１５を接続するための電線接続穴１３ａと、他端にはヒューズ素子１２の端部と接続するための接続穴１３ｂが設けられている。接続端子１３の接続穴１３ｂへヒューズ素子１２の端部を挿入し、接続端子１３の外周部１３ｃをかしめ等による圧着接続加工することでヒューズ素子１２と接続端子１３は一体化される。
【００１７】
なお接続端子１３に設けられた電線接続穴１３ａと接続穴１３ｂは、電線接続穴１３ａにかしめ等により圧着接続された電線１５から雨滴が電線ヒューズ１の内部に進入するのを防止するために貫通はしていない。
【００１８】
図３乃至図５には内筒部１１の組立途中を示しており、内筒ケース１１ｄは筒形状を軸方向に２分割された内筒（Ａ）１９と内筒（Ｂ）２０からなり機械強度が高く、耐熱性のある樹脂材料例えばポリカーボネイト樹脂で構成され、中央部には仕切壁１９ｂ、２０ｂが一体で形成されており、過電流を遮断する溶断室１９ｈ、２０ｈと短絡電流を遮断する遮断室１９ｉ、２０ｉに分けられている。
【００１９】
さらに前記仕切壁１９ｂ、２０ｂには後述する仕切板１６が嵌合され、遮断室１９ｉ、２０ｉには短絡電流を遮断するための消弧材２１が密閉されている。なお、内筒（Ａ）１９と内筒（Ｂ）２０を組合わせることで図１に記載している溶断室１１ａと遮断室１１ｂは構成される。
【００２０】
さらに、内筒（Ａ）１９、内筒（Ｂ）２０の両端部はヒューズ素子１２と一体化された接続端子１３を保持する端子保持部１９ｆ、２０ｆを備え、また溶断室１９ｈ、２０ｈの端子保持部側には接続端子１３を保持し、かつ溶断時に発生するアーク熱を遮蔽し、内筒ケース１１ｄに汚損させない箇所を確保するための絶縁壁１９ｃ、２０ｃを一体で構成している。
【００２１】
また、この分割された内筒（Ａ）１９、内筒（Ｂ）２０は端子保持部近傍には突起部１９ｄ、２０ｄと嵌合穴１９ｅ、２０ｅを対で備えており、分割面を合わせて組付けることで、互いの突起部１９ｄ、２０ｄと嵌合穴１９ｅ、２０ｅが組合され、筒形状の内筒ケース１１ｄが形成される。
【００２２】
内筒（Ａ）１９、内筒（Ｂ）２０の略中央部に設けられた仕切壁１９ｂ、２０ｂは図４及び図５に示すように中心に切欠き部を設けた略三日月形状で後述する仕切板１６を狭持するように２枚の壁が一体で構成されている。この仕切壁１９ｂ、２０ｂの切欠き部の大きさが少ない場合には遮断動作により絶縁筒内部の絶縁性が低下し溶断したヒューズ素子１２との接触で電路が再閉路することがある。
【００２３】
一方、切欠き部が大きい場合には後述する仕切板１６を保持するための強度が不足し短絡電流の遮断動作にて発生するアークにより発生する内圧の上昇を仕切板１６が保持できず消弧材２１が溶断室１９ｈ、２０ｈへと流出し消弧せず遮断動作が行えない場合がある。この両方の機能を満足する程度の切欠き部を形成している。
【００２４】
図６には本発明の電線ヒューズ１に使用される仕切壁１９ｂ、２０ｂに嵌合される仕切板１６を示したもので仕切板１６は２部品から構成されており、中心に穴１６ｆを設けた円盤状で適度な強度のある例えばステンレス板等の金属板からなる補強部材１６ａとその外周を覆うように構成された難燃性で絶縁性のあるシリコンゴムからなるカバー１６ｂから構成されている。
【００２５】
カバー１６ｂにはヒューズ素子１２の支持部１２ｃを保持するための保持部１６ｃを有し、保持部１６ｃには支持部１２ｃを密着状態で保持するための保持穴１６ｄが構成されている。さらに、カバー１６ｂの円周部１６ｅの厚みは仕切壁１９ｂ、２０ｂへ嵌合するための厚みに構成されている。
【００２６】
なお、この仕切壁１９ｂ、２０ｂは内筒（Ａ）１９、内筒（Ｂ）２０の内壁より立設した構成に限らず円周部１６ｅが嵌合する溝であっても良い。
【００２７】
この構成により、短絡電流の遮断時に発生するアーク熱による遮断室１９ｉ、２０ｉの内圧が上昇しても強度のある補強部材１６ａを構成しているため仕切板１６が破壊することがなく、密閉状態で保持されている無機粒状物からなる消弧材２１が溶断室側１９ｈ、２０ｈへこぼれることがない。そのため消弧が確実にでき遮断動作が安全に行える。
【００２８】
また、カバー１６ｂは弾性材料があり難燃性で絶縁性のシリコンゴムを使用する上に、さらに無機材料からなる耐熱シート１８により保護しているため遮断動作や溶断動作により仕切板１６が焼損せず仕切板１６の絶縁性能が確保できる。さらに通常の使用状態においてヒューズ素子１２に流れる電流により発生するジュール熱の影響によるヒューズ素子１２の膨張や収縮を拘束することなくヒューズ素子１２に対して集中的に繰返し応力が加えられることがないためヒューズ素子１２の局部的な破壊がない。
【００２９】
しかもヒューズ素子１２や内筒ケース１１ｄに対して密着しているため遮断室１９ｉ、２０ｉに密閉状態で保持されているケイ砂等の微細な無機粒状物からなる消弧材２１も溶断室１９ｈ、２０ｈへとこぼれることがないため確実な遮断動作が行える。
【００３０】
なお、仕切板１６は上記構成に限定されるものではなく遮断動作に耐え得る強度とヒューズ素子１２の膨張や収縮動作並びに絶縁性能が確保できる構成であればよく、例えば図７（ａ）に示すように遮断室１９ｉ、２０ｉ側へ補強部材１６ａがカバー１６ｂから露出したり、図７（ｂ）に示すように補強部材１６ａの円周部１６ｅ及び補強部材１６ａの中心に設けられた穴部１６ｆにシリコンゴムにて構成されたカバーを構成してもよい。
【００３１】
この場合、円周部１６ｅの半径方向の長さは内筒ケース１１ｄに嵌合した状態において仕切壁１９ｂ、２０ｂの終端（切欠き部）と補強部材１６ａとの間で絶縁性能を確保するために仕切壁１９ｂ、２０ｂより長くする必要がある。またカバー１６ｂについてはシリコンゴムに限定されるものではなく絶縁性で弾性材料があり難燃性があれば良く例えば、フッ素ゴム、テフロン（登録商標）ゴムを用いても良い。
【００３２】
次に本実施例の電線ヒューズ１における組立方法について説明する。
まず電線ヒューズ１用ヒューズ素子１２の溶断部１２ａで支持部１２ｃ近傍に錫合金１２ｄを溶着させ支持部１２ｃまで仕切板１６を挿入後、ヒューズ素子１２の溶断部１２ａ側より耐熱シート１８を装着する。その後ヒューズ素子１２の両端へ接続端子１３を挿入し圧着接続する。
【００３３】
次に、内筒（Ａ）１９へ一体化されたヒューズ素子１２を組付ける。この時仕切板１６は内筒（Ａ）１９に設けられた仕切壁１９ｂ、２０ｂへ勘合させ、さらに接続端子１３のかしめ部１３ｃを内筒（Ａ）１９のかしめ保持部１９ｆにはめ合わせる。
【００３４】
その後、内筒（Ａ）１９の分割面に内筒（Ｂ）２０を組付ける。なお、内筒（Ａ）１９には嵌合ピン１９ｄと嵌合穴１９ｅが内筒（Ｂ）２０にも嵌合穴２０ｅと嵌合ピン２０ｄが設けられており、互いの嵌合ピン１９ｄ、２０ｄが嵌合穴１９ｅ、２０ｅへ嵌合することで内筒ケース１１ｄが組み付けられる。
この時、内筒（Ｂ）２０の仕切壁２０ｂへも仕切板１６が嵌合するよう組付ける。
【００３５】
次に図２に示すように内筒（Ａ）１９に設けられた穴１７より消弧材２１を充填し蓋１７を圧入組付けすることで内筒部１１の組付が完了する。
【００３６】
組み付けられた内筒部１１を射出成形機の型枠内にセットし、外筒１０を射出成形する。
外筒成形後、接続端子１３と外筒１１により形成された気密部１０ａにシリコンゴムを注入し電線ヒューズ１の組立が完了する。
【００３７】
次に電線ヒューズ１の溶断動作及び遮断動作について説明する。
ヒューズ素子１へ過電流が流れた場合には溶断部１９ｈ、２０ｈでの銅線が溶融し電路が開放される。この時、仕切板１６に被せている耐熱シート１８はヒューズ素子１２の溶断によるアークで仕切板１６が煙硝するのを防止する働きがあり、これにより電線ヒューズ１の内部圧力の上昇を防ぎ、絶縁性能も確保できる。
【００３８】
また、短絡電流がヒューズ素子１２に流れた場合には遮断部１２ｂの銅線が溶断しアークが発生するが、遮断室１９ｉ、２０ｉに遮断部１２ｂを取囲むように充填された消弧材２１の表面や内部に浸透しながら吸着や冷却されて、更には消弧材２１に含まれるケイ素等により絶縁物を形成することでアークエネルギーを吸収し消弧され、これにより電路が開放される。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本実施例の電線ヒューズの断面を表す図
【図２】本実施例の内筒部を表す図
【図３】内筒部の組立途中を表す図
【図４】内筒部の内筒蓋Ａを分解した状態で、内筒蓋Ｂからの斜視図
【図５】内筒部の内筒蓋Ａを分解した状態で、内筒蓋Ａからの斜視図
【図６】本実施例の電線ヒューズに使用される仕切板
【図７】仕切板の別実施例表した図
【符号の説明】
【００４０】
１      電線ヒューズ
１０    外筒
１１    内筒部
１１ａ  溶断室
１１ｂ  遮断室
１１ｃ  取付部
１１ｄ  内筒ケース
１２    ヒューズ素子
１６    仕切板
１６ａ  補強部材
１６ｃ  保持部
１６ｅ  円周部
１９    内筒Ａ
２０    内筒Ｂ
２１    消弧材
【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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