(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放出形ヒューズ筒（１６）の絶縁筒（１７）内に装着する放出形ヒューズであって、かつ、前記絶縁筒（１７）の上端に固着した上部電極（１８）に、放出形ヒューズ（１）におけるヒューズ端子（７）の端子部（７ａ）を係止して端子ネジ（１９）を締め付け、更に、リード線（１３）を、前記絶縁筒（１７）の下端のアークの放出端より前記絶縁筒（１７）外へ導出し、この導出したリード線（１３）を折り返して、絶縁筒（１７）の下部外周に固着した下部電極（２４）にビス（２０）により締着接続する放出形ヒューズ（１）であって、
前記放出形ヒューズ（１）は、その消弧チューブ（２）の一端を前記ヒューズ端子（７）で閉塞し、消弧チューブ（２）の他端から前記リード線（１３）を導出して形成され、前記消弧チューブ（２）内には、前記ヒューズ端子（７）とリード線（１３）間に接続したヒューズエレメント（１４）を配置し、前記ヒューズエレメント（１４）は、アーク引き延ばしエレメント（９）、該アーク引き延ばしエレメント（９）より細径のアーク引き延ばしエレメント（１０）、該細径のアーク引き延ばしエレメント（１０）より更に細径の主エレメント（１１）を、この順で直列接続して形成され、更に、前記主エレメント（１１）を前記リード線（１３）側にして配置し、前記ヒューズエレメント（１４）は、全長に渡り大電流遮断領域（Ｃ）を形成し、大電流遮断領域の内の前記ヒューズ端子（７）に近い方から前記リード線（１３）側に向かって中電流遮断領域（Ｂ）さらには過負荷電流遮断領域（Ａ）を形成すると共にさらに前記ヒューズエレメント（１４）の各エレメントの線径をヒューズ端子（７）側からリード線（１３）に向かって順次細くして、大電流遮断時に前記線径の細い主エレメント（１１）側から太い線径のアーク引き延ばしエレメント（９）側に向かって順次溶融気化するようにし、
更に、前記ヒューズエレメント（１４）の外周を前記消弧チューブ（２）で囲い而も同チューブの内周にはその略全長に渡って筒状の消弧剤（５）、（６）を設け、
更に、前記消弧チューブ（２）内に配置する消弧剤（５）、（６）は、クラフト紙からなる外筒（３）とその内側に位置するテフロン等の耐熱性樹脂からなる内筒（４）と、前記内筒（４）と外筒（３）との間隙に充填したホウ酸粉末の消弧剤（５）を過負荷電流遮断領域を除くエレメントの外周部分に適宜空間（ａ）を介して設けると共にさらに過負荷電流遮断領域の外周にはホウ酸粉末を筒状に固形化した消弧剤（６）を上記空間（ａ）よりさらに離間した状態の空間（ｂ）を存して配置したことを特徴とする特別高圧用並びに高圧用放出形ヒューズ。
【請求項２】
消弧チューブ（２）の内筒（４）と外筒（３）とで形成する空隙（ｇ）に充填した粉末の消弧剤（５）の該空隙からの脱落を防止するべく空隙の末端に位置して無機質の塞栓（１５）を設けると共にさらに同栓の中央の貫通穴（１５ａ）にはヒューズエレメント（１４）を貫通させるようにしたことを特徴とする請求項１記載の特別高圧用並びに高圧用放出形ヒューズ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は放出形ヒューズ筒に装着されて使用される特別高圧用並びに高圧用の放出形ヒューズの改良に係り、特に通過電流のピーク（波高値）を抑制して大電流遮断時にヒューズ筒から放出されるアーク長、内圧上昇並びに音響等を極力制限しようとする構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の放出形の特別高圧用並びに高圧用ヒューズは、ヒューズエレメントに使用する該エレメントの線径が一様な太さからなるため、通過電流が極めて大きな大電流遮断時にはエレメントは一挙に加熱溶融され全長に渡り発弧する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そのため同ヒューズを装着する放出形のヒューズ筒の放出端（放出口）から放出するアークはそのアーク長が極めて長く、また大きな音響を伴いさらに急激な内圧上昇によってヒューズ筒の破裂を招来することがあった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本願発明は、上記、大電流遮断時における通過電流を極力抑制してヒューズ筒の放出端より放出されるアーク長を短くし、音響の発生を抑制し、さらに過度の急激な内圧上昇を制限するようにした放出形ヒューズを提案するもので、第１の発明は、放出形ヒューズ筒（１６）の絶縁筒（１７）内に装着する放出形ヒューズであって、かつ、前記絶縁筒（１７）の上端に固着した上部電極（１８）に、放出形ヒューズ（１）におけるヒューズ端子（７）の端子部（７ａ）を係止して端子ネジ（１９）を締め付け、更に、リード線（１３）を、前記絶縁筒（１７）の下端のアークの放出端より前記絶縁筒（１７）外へ導出し、この導出したリード線（１３）を折り返して、絶縁筒（１７）の下部外周に固着した下部電極（２４）にビス（２０）により締着接続する放出形ヒューズ（１）であって、
前記放出形ヒューズ（１）は、その消弧チューブ（２）の一端を前記ヒューズ端子（７）で閉塞し、消弧チューブ（２）の他端から前記リード線（１３）を導出して形成され、前記消弧チューブ（２）内には、前記ヒューズ端子（７）とリード線（１３）間に接続したヒューズエレメント（１４）を配置し、前記ヒューズエレメント（１４）は、アーク引き延ばしエレメント（９）、該アーク引き延ばしエレメント（９）より細径のアーク引き延ばしエレメント（１０）、該細径のアーク引き延ばしエレメント（１０）より更に細径の主エレメント（１１）を、この順で直列接続して形成され、更に、前記主エレメント（１１）を前記リード線（１３）側にして配置し、前記ヒューズエレメント（１４）は、全長に渡り大電流遮断領域（Ｃ）を形成し、大電流遮断領域の内の前記ヒューズ端子（７）に近い方から前記リード線（１３）側に向かって中電流遮断領域（Ｂ）さらには過負荷電流遮断領域（Ａ）を形成すると共にさらに前記ヒューズエレメント（１４）の各エレメントの線径をヒューズ端子（７）側からリード線（１３）に向かって順次細くして、大電流遮断時に前記線径の細い主エレメント（１１）側から太い線径のアーク引き延ばしエレメント（９）側に向かって順次溶融気化するようにし、
更に、前記ヒューズエレメント（１４）の外周を前記消弧チューブ（２）で囲い而も同チューブの内周にはその略全長に渡って筒状の消弧剤（５）、（６）を設け、
更に、前記消弧チューブ（２）内に配置する消弧剤（５）、（６）は、クラフト紙からなる外筒（３）とその内側に位置するテフロン等の耐熱性樹脂からなる内筒（４）と、前記内筒（４）と外筒（３）との間隙に充填したホウ酸粉末の消弧剤（５）を過負荷電流遮断領域を除くエレメントの外周部分に適宜空間（ａ）を介して設けると共にさらに過負荷電流遮断領域の外周にはホウ酸粉末を筒状に固形化した消弧剤（６）を上記空間（ａ）よりさらに離間した状態の空間（ｂ）を存して配置したことを特徴とする特別高圧用並びに高圧用放出形ヒューズを提案するものである。
【０００７】
また、第２の発明は、上記第１の発明において、消弧チューブ２の内筒４と外筒３とで形成する空隙ｇに充填した粉末の消弧剤５の該空隙からの脱落を防止するべく空隙の末端に位置して無機質の塞栓１５を設けると共にさらに同栓の中央の貫通穴１５ａにはヒューズエレメント１４を貫通させるようにしたことを特徴とする特別高圧用並びに高圧用放出形ヒューズを提案するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図６の実施例に基づき本発明の実施の形態について説明する。１は特別高圧用並びに高圧用の放出形ヒューズである。２は消弧チューブであり、クラフト紙からなる外筒３と、外筒３内に嵌挿したテフロン樹脂等の耐熱性、消弧性等を有する内筒４と、外筒３と内筒４間の空隙ｇに例えば、バイブレーション注入によって充填されたホウ酸等の粉末からなる消弧剤５とから構成されており、特に過負荷電流遮断領域Ａに位置する消弧チューブ２はクラフト紙からなる外筒３に対しその内部に筒形に成形した固形のホウ酸からなる消弧剤６が設けられている。この固形の消弧剤６はメチルセルローズからなるバインダーとホウ酸粉末を重量比で１：１に配合し、混合した後、筒形に成形したものである。
【０００９】
７は一端の円板状の端子部７ａを外側にしてその接続部７ｂを消弧チューブ２内に挿入して同チューブの一方の開口端２ａを塞ぐように嵌装した銅等の導電部材からなるヒューズ端子であり、同端子のチューブ内の接続部７ｂに対しその接続部より若干細径の銅等からなるアーク引き延ばしエレメント９が接続され、このアーク引き延ばしエレメント９に対しさらに細径のアーク引き延ばしエレメント１０が接続され、さらに同エレメント１０に対しそれよりさらに細径の主エレメント１１が接続金具１２を介して撚り線からなるリード線１３に対し接続されている。
【００１０】
つまり、ヒューズエレメント１４は上記したようにアーク引き延ばしエレメント９、アーク引き延ばしエレメント１０、主エレメント１１の直列接続からなり、ヒューズ端子７から離れるにしたがってその線径は段々に細くなっており、これにより大電流遮断時にはエレメントが主エレメント１１側からアーク引き延ばし部９側に向かって順次溶断気化するように時間制御され、その中でアーク抵抗が高められ、動作後の過電圧が抑制される。ちなみに定格電流２０Ａのヒューズにおいては、ヒューズ端子７側から同端子７の接続部７ｂが直径４ｍｍであるのに対し、アーク引き延ばしエレメント９には直径２ｍｍの銅線を使用し、アーク引き延ばしエレメント１０が直径１ｍｍの銅線を使用し、さらにエレメント末端の主エレメント１１には０．４ｍｍ〜０．６ｍｍの銅−ニッケル線、ステンレス線、黄銅線等を適宜使用している。
【００１１】
上記において本実施例では主エレメントにはシングル線（単線）を使用しているが、複合線の場合でも実施可能である。なお、エレメント１４は、アーク引き延ばしエレメント９から主エレメント１１までが大電流遮断領域Ｃであり、またアーク引き延ばしエレメント１０から主エレメント１１までが中電流遮断領域Ｂであり、さらに主エレメント１１が過負荷電流遮断領域Ａであり、また図５及び図６に示すようにエレメント１４は消弧剤５、６に対し、主に過負荷電流遮断領域に対応する主エレメント１１と消弧剤６の関係では両者の空間ｂを比較的大きくして主エレメント１１が消弧剤６に不用意に接触しないようにしているのに対し、主に大電流遮断領域に対処するためのアーク引き延ばしエレメント９、アーク引き延ばしエレメント１０と消弧剤５の関係では両者の空間ａを上記空間ｂに比べて接近した状態に配置して、大電流遮断時のアークにより消弧剤５から消弧性ガスが発生し易くしている。
【００１２】
１５はアーク引き延ばしエレメント１０と主エレメント１１の境界付近に位置するようにして外筒３に内挿される共にその中央に設けた貫通孔１５ａに上記エレメント１０を貫通させるようにした無機質部材、例えばセラミックスぺーパからなる塞栓であり、同栓１５により上記外筒３と内筒４の空隙ｇに充填した消弧剤５の脱落を防止すると共にさらにエレメント１０をその中央の貫通穴１５ａに貫通させることにより、エレメント１４の内筒の内壁（消弧剤）に対する不用意な接触を防止するものである。
【００１３】
図３乃至図４は本願発明の放出形ヒューズ１を特別高圧カットアウト用の放出形ヒューズ筒１６に装着した状態を示すもので、絶縁筒１７の上端に固着する上部電極１８の着脱自在な端子ネジ１９を一旦外した後、リード線１３側を先にしてそのヒューズ端子７の端子部７ａを上部電極１８の内段部１８ａに係止した状態で上記端子ネジ１９を締め付けて再ネジ着すると共にさらにリード線１３を絶縁筒１７の下端の放出端１７ａより筒外に一旦導出し、この導出したリード線１３を折り返して絶縁筒１７の下部外周に固着する下部電極２４にビス２０により締着接続する構成である。２１はヒューズ装着時においてヒューズエレメント１４に対し引き離し用の張力を補助的に付与すると同時に例えば赤色等に着色したり或いは夜間反射テープを貼着した表示筒２２をヒューズ動作後に絶縁筒下端、つまり下部電極２４のネジ部２４ａに固着する絶縁カバー２３から後方へ突出させて溶断状態を知らしめるためのコイルバネであり、正常装着（平常通電）時は圧縮された状態にあり、拘束された同バネ２１により表示筒２２はいつでも絶縁カバー２３外へ飛び出しできるように付勢されている。
２３ａは絶縁カバー２３の係止部であり、表示筒２２の係止部２２ａが表示動作時これに係止して過度の突出が突出を規制する。
【００１４】
次に遮断動作について説明する。
（大電流遮断時）
短絡事故等により大電流がヒューズを通過すると、通過電流によりエレメントがリード線１３側の細径の主エレメント１１、アーク引き延ばしエレメント１０、アーク引き延ばしエレメント９と順次アーキングしながら溶融気化し、アークを持続発生させながら、アークを長く引き延ばし、アーク抵抗を増し、これにより通過する電流のピーク値（波高値）を低く抑制する。
【００１５】
そしての限流（抑制）した状態で零値通過時に遂に絶縁回復し、遮断するものである。この場合、上記のごとくアーキングが持続しながら長く引き延ばされるが、かかる場合にその全長に渡って設けた消弧剤から多量の消弧性ガス（ホウ酸の場合は炭酸ガスや水蒸気等）が発生してアークと乱流状態となり下端の放出端から放出され、絶縁回復して消弧される。
【００１６】
また、この際、上記の如く各エレメントは一挙に発弧することなく順次発弧するため、発生する音響も抑制される。さらに順次発弧によりヒューズ筒の急激な内圧上昇も抑制されて特にヒューズ筒の機械的な補強を必要としない。
【００１７】
なお、２０ＫＶ用カットアウトの放出形ヒューズ筒に装着し、定格電圧２０ＫＶ、定格電流２０Ａ、遮断電流１２．５ＫＡ、単相遮断の試験条件下において行った試験結果について参考までに述べれば、従来型の放出形ヒューズに比較して、本願発明の放出形ヒューズは通過電流のピーク値（波高値）が約１／２に抑制され、アーク長が２．５ｍのものが０．７ｍに、遮断音が約１／５程度に小さくなると共に柔らかい音になったことが観測されている。
【００１８】
（過負荷遮断時）
通過する電流が定格電流の数倍程度の過負荷電流遮断の場合は、過負荷遮断領域のエレメント１４が溶融発弧し、この場合、過負荷電流遮断Ａが放出端１７ａに近接しているためアークは同アークにより消弧剤６から発生するに消弧性ガスと共に直ちに放出端より放出され、消弧される。遮断によりヒューズにより拘束されていた表示筒２２はその拘束が解かれ、コイルバネ２１により絶縁カバー２３より後方に突出してヒューズが溶断動作したことを表示する。この表示動作は前記の大電流時の遮断でも後述の中電流時の遮断でも同じである。
【００１９】
（中電流遮断時）
大電流と過負荷電流以外の場合の遮断動作は上記大電流遮断時と過負荷遮断時の両者の中間的な遮断動作となる。
【００２０】
【発明の効果】
本願発明の特別高圧用並びに高圧用放出形ヒューズは、請求項１の発明においては、特に大電流遮断領域の遮断時において、ヒューズエレメントの溶断発弧がリード線側の細径のエレメントからヒューズ端子側の太径のエレメントに向かって順次行われるようにエレメントの発弧時間を制御するようにした結果、アーク抵抗が大きくなって通過電流のピーク値（波高値）が低く抑制され、そのためヒューズ筒の下端の放出端から放出されるアークの伸長が極力抑制され、また、音響の発生も制限され、さらにはヒューズ筒の急激な内圧上昇も小さく抑制されて、大電流遮断時における放出形ヒューズ筒の安全性を一段と高める事ができる。
【００２１】
また、過負荷電流遮断領域の消弧チューブの内筒をテフロン等の耐熱性部材を使用し且つエレメントを消弧剤からやや離間させて配置した結果、常時通電時において、エレメントの接触により消弧チューブを焦がしたり、焼損したり或いは消弧チューブに熱が奪われてヒューズの溶断特性が大きく変化したりすることが防止される。また、大電流遮断領域及び中電流遮断領域においては、消弧剤をエレメントに接近させ且つ全長に渡って配置した結果、大電流遮断時及び中電流遮断時のアーク発弧時にアークと消弧剤の接触チャンスが増えて消弧性ガスの発生がし易くなり、ヒューズの遮断性能を一段と高めることができる。
【００２２】
また、請求項２においては、塞栓により内筒と外筒の空隙からの消弧剤粉末の脱落を防止できるのは勿論のこと、同栓により過負荷電流遮断領域付近において、エレメントを消弧チューブの消弧剤に対し接触し難くしたため、消弧チューブに熱が奪われることも無く安定した溶断特性が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の特別高圧用並びに高圧用の放出形ヒューズの断面図。
【図２】図１において一部を分離した状態で示す拡大断面図。
【図３】本願発明の放出形ヒューズを放出形ヒューズ筒に装着した状態を示す断面図。
【図４】図３において一部を分離した状態で示す拡大断面図。
【図５】図１におけるＸ−Ｘ断面図。
【図６】図１におけるＹ−Ｙ断面図。
【符号の説明】
１    放出形ヒューズ
２    消弧チューブ
３    外筒
４    内筒
５    消弧剤
６    消弧剤
７    ヒューズ端子
１３  リード線
１４  エレメント
１６  放出形ヒューズ筒
ａ    空間
ｂ    空間
ｇ    空隙
Ａ    過負荷電流遮断領域
Ｂ    中電流遮断領域
Ｃ    大電流遮断領域
【図１】
0004158953.tif 000002
【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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