JPH04322028A - ミニチュアヒューズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ケーシング内部に配置
されたヒューズエレメント（６）　（可溶体）を備えた
エレクトリックヒューズに関するものである。

【０００２】

【従来の技術・発明が解決しようとする課題】ヒューズ
エレメントが融解すると、ヒューズが切断され、それに
よってケーシング内部の温度と圧力が急激に上昇する。

【０００３】ヒューズが切断される際にケーシング内部
の圧力が所定の限界を超えると、ケーシングは爆発に近
い形で破壊される。ケーシング（ベースとキャップを含
む）のキャップがベースの上に固定されている場合、ケ
ーシング内部の圧力が所定の限界値を超えて上昇すると
キャップはベースから外れて吹き飛ばされることになる
。ヒューズのスイッチング能力あるいはブレーキング能
力は、電流がヒューズを切断させる程度の大きさに達し
た際のケーシング内部の圧力に決定的に依存しており、
ケーシングによって破壊の危険がないように保たれてい
る。

【０００４】ヒューズ切断の際のケーシング内部圧力の
急激な上昇を予防し、あるいは少なくともそのような圧
力上昇を遅らせ、ヒューズのスイッチング能力を高める
ための手段として、多くの種類のものが知られている。 それらの手段は限られた数のヒューズタイプについての
み実施可能なもので、ヒューズのスイッチング能力の増
大も限られた範囲でしか実現できない。

【０００５】そこで本発明の目的は、単純で信頼性のあ
る、かつ費用のかからない手段を用いて、前述したよう
なタイプのエレクトリックヒューズのスイッチング能力
を高めることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段・作用】そこで本発明は、
ケーシング内に配置され、融解してヒューズを切断する
ヒューズエレメントを設け、ヒューズの切断によってケ
ーシング内部の温度と圧力が急激に上昇するようなエレ
クトリック・ヒューズに関わるものである。前記ケーシ
ングには圧力制限装置が備え付けられ、ヒューズの切断
時に内部圧力が高まってピーク値に達した場合には、前
記圧力制限装置を通して、ケーシング内の気体の容量の
少なくとも一部が放出され、ケーシングの破壊を予防す
るようになっている。すなわちヒューズ切断の際の内部
圧力がピーク値まで高まった場合に、過剰圧力制限装置
と呼ばれる手段によって気体の一部がヒューズ室から外
部へ吐き出され、ケーシングの破壊を防ぐことができる
ようになっている。過剰圧力制限装置により、ヒューズ
室全体の気密が急激に失われ、気体の圧力はただちに急
激に低下し、その体積の一部が外部に吐き出される。こ
のような手段は、きわめて高いカットアウト電流が発生
した場合にヒューズに制御不能の破壊が起こるのを防ぐ
のに適している。

【０００７】原理的には過剰圧力制限装置の設計には２
つの手段が考えられる。

【０００８】本発明による第１の手段は、ヒューズのケ
ーシングに１カ所以上の開口部を設け、ヒューズの切断
の際に充分な割合の気体が前記開口部を通って外部に脱
出できるようにし、過剰圧力制限装置としての機能を果
たさせるものである。開口部はケーシング内部の、一定
割合の気体の流出を可能にする箇所に設けられる。ヒュ
ーズのケーシングには最初から１個以上の開口部が穿た
れており、大きなカットアウト電流が生じた場合にヒュ
ーズの内部圧力が充分に制限されるようになっている。

【０００９】本発明による第２の手段は、カットアウト
電流が流れた際のケーシング内の圧力上昇を利用するも
ので、ケーシングに設けられた１個以上の開口部が開放
され、ヒューズの切断の際に充分な割合の気体がこの開
口部から外部に吐き出されることによって過剰圧力制限
装置が形成されるというものである。この手段を採用す
れば、ヒューズは圧力と気密性が保たれる形で閉鎖され
たケーシング室を設け、所定のブレーキングポイントを
設定することにより、有害なピーク圧力値が生じた場合
、所定のブレーキングポイントにおいてケーシングに開
口部が形成され、そこを通って充分な体積の気体が外部
に排出され、ヒューズ室の圧力が緩和されることになる
。

【００１０】開口部から排出される気体の流れが、ヒュ
ーズ室に隣接する構成部分などに当たらないようにする
ために、本発明をさらに発展させ、開口部に面した位置
にバッフルエレメント（疎流板など流れを邪魔する部品
）を取り付け、流出する気体が偏向、冷却されるように
する。流出した気体は偏向されるため、流出したばかり
の気体はヒューズの付近にとどまることになる。

【００１１】開口部の内側は、フィルターと冷却媒体の
役割を果たす一定の要素（セラミックペーパーやホイル
）によって覆われているのが望ましい。また、気体が吐
き出されるときには、これらの要素はバルブもしくは気
流に対する抵抗装置の役割を果たす。このような要素は
、とくに、ヒューズエレメントが融解した場合に生じる
恐れのある金属性の蒸気がじかにヒューズ付近を通過す
るのを防ぐ。

【００１２】本発明にしたがって作られる装置のうち、
圧力がピーク値になった場合にのみケーシングの開口部
が開くタイプのものでは、ケーシング開口部の壁が凹状
部を有し、ヒューズの切断の際に生じた気体の圧力によ
って薄い閉鎖壁が吹き飛ばされるようになっている。

【００１３】他の形の装置では、ヒューズ切断時に高圧
がかかった場合に過剰圧力制限装置としての役割を果た
す開口部はケーシングの膨張、詳しくいえばケーシング
のリブやロッキング溝によって相互に接続された部分の
間の膨張によって形成される。これらのケーシング部品
は異なる膨張特性を持っている。膨張特性は設計に基づ
いて決定され、ミニアチュア・ヒューズなどのようにベ
ースの上にキャップが被さる形に固定されているヒュー
ズの場合、高い圧力が発生すると、その時点でキャップ
の壁面が比較的硬いベースに比べてかなり大きな膨張を
示すことになる。

【００１４】本発明をさらに発展させ、ヒューズ室自体
の開口部の脇にリリーフチャンバを設けるようにしても
よい。この場合にも開口部はメインチャンバからリリー
フチャンバまで、セラミックペーパーやホイルなどの要
素で覆われている。これらの要素は前述したような役割
を果たすものである。メインチャンバにピーク圧力がか
かると、気体の一部は開口部を通ってリリーフチャンバ
に流れ込み、そこで冷却されるため、圧力が緩和される
。

【００１５】本発明は、とくにミニアチュア・ヒューズ
に用いるのに適している。ミニアチュア・ヒューズの場
合、ヒューズのケーシング室に閉じ込められている気体
の容量がきわめて小さいため、ヒューズエレメントの融
解の結果発生する熱によって急激に加熱されるからであ
る。つまり、本発明をいっそう発展した形で利用するた
め、既知の手段にしたがってベースとキャップから構成
され、チャンバを形成しているケーシングの内部にヒュ
ーズエレメントを備えたピンを配置し、ヒューズのキャ
ップに過剰な圧力がかかった場合には開口部が形成され
るようにすることもできる。比較的薄い壁面を持つキャ
ップの場合、前記のような開口部を作りやすく、気体の
一部を流すためにヒューズ付近に設けられるスペースは
、一般にヒューズの上もしくは横に配される。

【００１６】本発明の別の発展型として、ベースとキャ
ップから構成される方形状のケーシングで、キャップが
ベースの上に被さって固定要素（スナップなど）によっ
て固定されたものを考えることもできる。この種の構造
を持つミニアチュア・ヒューズはとくに優れている。こ
のようなヒューズではケース内部の端面が比較的小さく
、チャンバ内の圧力が急速に上昇した場合、より大きな
側面に比べて膨張が小さいからである。比較的小さな端
面に取り付けられたリブやロッキング溝を用いてキャッ
プとベースの間がロッキングにより固定されている場合
、あるいは、端面と側面との膨張や曲率の差によって内
部圧力が特定のピーク値に達し、もしくはこれを超えた
場合、側面とそれに対向するベース面によって開口部が
形成され、その開口部を通って一定の割合の気体が排出
される。キャップの長い側面に高圧がかけられた場合に
は、それに対応してキャップの端面に大きな牽引力がか
かり、きわめて大きな内圧値が生じた場合には２つの端
面を備えたキャップはそれぞれの端面に向かい合ったベ
ース前面、ひいてはそこに配置されているロッキングリ
ブにしっかりと押し付けられる。キャップ端面の剛性が
より大きいため、端面と側面において異なる膨張が生じ
る。

【００１７】前述の設計をさらに発展させた形として、
キャップの端面とそれぞれに向かい合うベースの前面の
みを相互に（ロッキングによる固定手段によって）接続
することもできる。これにより長方形の側面に開口部の
隙間を形成することが容易になる。冷却要素の挿入によ
り、壁面の隙間から流出した気体の冷却作用をより強化
することができる。

【００１８】円形または角形のキャップの、ベースから
離れた場所に面した側面に開口部を設けることも可能で
ある。これにより開口部をカバーに近い位置に配置し、
ロッキングエレメントによって固定して、過剰圧力制限
装置として用いることができる。この場合、過剰圧力が
生じた際には、圧力緩和用の開口部はヒューズ上部の、
カバーをキャップに固定しているロッキングエレメント
の間に形成されることになる。

【００１９】

【実施例】図１の実施例においては、ミニアチュア・ヒ
ューズのケーシング１はベース２とキャップ３の２つの
プラスチック部品から構成されている。キャップ３はベ
ース２とともにチャンバ７を形成し、キャップ３の図の
位置には、接着および（もしくは）ロッキングによる結
合によってベース２が固定されている。ベース２には、
既知のやり方にしたがって、間隔を空けて配置された２
本の金属製の接続ピン４が貫通しており、チャンバ７内
に配置された前記のピン４の上部先端５は、ヒューズエ
レメント６が適当な手段（はんだ付けまたは溶接）によ
って固定されている。

【００２０】図示されている通り、キャップの上部には
いくつかの開口部８があり、開口部の内部はセラミック
ペーパー・インサート９または薄いホイルによって閉ざ
されている。前に説明したように、開口部８は、ヒュー
ズが切断されたとき、すなわちヒューズエレメント６が
融解した時に、圧力がピーク値に達した場合にケーシン
グにかかる圧力を緩和するために用いられる。圧力がピ
ーク値に達した場合、チャンバ７内の気体はインサート
９および開口部８を通って外部に流出することが可能に
なる。インサート９は冷却材およびフィルター（もしく
はバルブ）としての役割を果たすようになっており、開
口部８の上流に配置され、フィルターおよび冷却の機能
とともにエネルギーを吸収する機能を持っている。

【００２１】図２に示した第２の実施例では、ミニアチ
ュア・ヒューズの基礎構造の中で図１の実施例と同一の
部分については同一の参照番号によって示されている。 図１の実施例の場合とは異なり、キャップ３の上部には
リリーフ・チャンバ１０が設けられている。内部圧力が
ピーク値に達した際に、チャンバ７にかかる圧力を緩和
するため、気体の一部がチャンバ７からインサート９な
らびに開口部８を通じてリリーフ・チャンバに放出され
るようになっている。圧力ピーク値の関数として見た場
合のリリーフ効果は、図１の実施例の場合よりも小さい
。 リリーフ・チャンバ１０の体積および吸収能力が比較的
小さくなる可能性があるからである。冷却作用とエネル
ギー吸収については、図１の実施例と同程度である。こ
の実施例の主な利点は、ケーシング１が周囲の環境に対
して密閉され、ピーク圧力がかかった場合にも気密性が
保たれるため、気体がケーシング外に流出しない点であ
る。

【００２２】図３のミニアチュア・ヒューズについても
、図１および２の実施例に見られるものと同一の構造に
ついては同じ番号で示されている。この実施例の本質的
な相違点は、ミニアチュア・ヒューズのキャップ３の上
部の中心に開口部８が設けられ、開口部８と間隔をあけ
て向かい合う位置にバッフルエレメント１１が配置され
ていることである。このバッフルエレメントにより、流
出した気体は、図中の矢印方向に向けられるため、キャ
ップ３の表面１２とバッフルエレメント１１（図の場合
は疎流板）との間で気流の向きが変えられ、横方向に導
かれて冷却作用を受ける。バッフルエレメント１１は何
らかの手段で（バッフルエレメント１１と一体となって
いるサポートエレメント１３などを用いて）、キャップ
３の表面１２から離れた位置に固定することができる。 サポートエレメント１３はキャップ３の表面１２に固定
され、流出する気体のための適当な通路を形成している
。サポートエレメントとして、横方向を向いたくぼみも
しくは開口部を備えたリングを用いることもできる。

【００２３】図４の実施例に示されているミニアチュア
・ヒューズは、これまでに説明してきた実施例とは異な
り、ケーシング１開口部が設けられていない。この実施
例の場合、図４に見られる通り、開口部８７は、内部圧
力がピーク値に達し、ケーシング１が吹き飛ばされる恐
れが生じた場合にのみ形成されるリリーフ開口部となっ
ている。このため、キャップ３上部のケーシング壁面に
はいくつかのポイントに一定数の凹状部１４が設けられ
ており、それぞれが薄い壁面を備えたブレーキング・ポ
イントを形成し、所定の値を超える内部圧力がかかった
場合にはこれらの壁面が破砕されて開口部８’を構成す
るようになっている。この実施例の場合にも、実施例１
および２に示されているようなインサート材を用いるこ
とができる。ちなみに、図３の実施例についてもインサ
ート材を使用することが可能である。

【００２４】図５および６は、ロッキングによる一定の
固定手段をケーシング部品間（ベース２とキャップ３な
ど）に使用した場合の例を示したものである。リブ１５
およびロッキング溝１６の断面については、内部の圧力
がピーク値に達し、キャップの壁面が膨張した場合にロ
ッキング溝１６がリブ１５から持ち上げられ、貫通した
開口部８″が形成されるようにとの配慮から図のような
形状が選択されている。ロッキング結合の設計と寸法は
、ロッキング溝１６のリブの噛み合わせを完全に解除す
ることなく、ヒューズ室の圧力を有効に緩和できるよう
にする。 図６に示されている矢印は、外部に流出しようとする一
定割合の気体の流路を示したものである。

【００２５】図１ないし図４の実施例に示されているミ
ニアチュア・ヒューズは、いずれも部分のみしか図示さ
れていないが、円形の断面を備えていることが望ましい
。そうすればヒューズ全体を円筒状にすることができる
。あるいは、図７に示したような箱型のヒューズも考え
られる。ヒューズの断面が方形状に形成されている場合
の圧力緩和作用は、この説明の最初の部分に示されてい
る通りである。

【００２６】図８は、上部に開口部１７を備えたキャッ
プ３を持つミニアチュア・ヒューズを示したものである
。 この開口部１７は、リブ１５およびロッキング溝１６か
ら形成されるロッキング結合を用いて、プラスチックカ
バー１８で閉鎖されるようになっている。これにより内
部圧力がピーク値に達した場合には図５および図６に示
されているような圧力緩和作用を得ることが可能になる
。

【００２７】図９および図１０の実施例においても、こ
れまでに示した実施例に見られるものと同一の部分もし
くは同様の性質を持つ部分は同一の番号で表わされてい
る。ただし、図９および図１０の実施例の場合には、ベ
ース２とキャップ３との間のロッキング手段が取り付け
られているのが面積の小さな端面だけであることが重要
である。このため、内部圧力が急激に上昇した場合、図
に示されている通り、とくに目立った開口部８″が生じ
る。図は、内部圧力が高い値に達し、キャップ３が膨張
した状態を示したものである。正常な、あるいは作動し
ていない状態にあっては、ベース２とキャップ３の長い
方の側面が互いに接合している。

【００２８】図９および１０においては、少なくとも開
口部の隙間８″に沿って、冷却材１９をとくにベース２
に挿入することが可能である。冷却材１９はとくに熱伝
導性に優れ、かつ一定の大きさの熱吸収能力を持った物
質から作られている。冷却材を用いるのは、気体の一部
が流出した際に開口部８″においてなされる冷却作用を
強化するためである。

【００２９】さらに監視信号出力手段は、原点位置に対
する可動盤の位置が許容範囲から外れたときに監視信号
を出力するので、て精度・品質を緩和できる。

【００３０】前述した以外の本発明の目的については、
以下の説明および特許請求項から明らかになるものと思
われる。なお、本発明の目的を説明するために、本発明
の理想的な実施例とその原理、現時点においてそれらの
原理を応用するための最善の態様と考えられる手段が図
説されている。本発明には、前記の原則と同一の、ある
いはそれと均等の原理を実現した別の実施例も考えられ
る。また、当該技術分野に熟達した人物が、自らの求め
るところにしたがって、本発明の趣旨と本書に添付され
た特許請求範囲を逸脱することなく、構造的な変化を加
えることも可能である。

【００３１】

【発明の効果】本発明は以上のように構成したものなの
で、ヒューズの切断時にケーシングの内部圧力が高まっ
てピーク値に達した場合に容量の少なくとも一部が放出
される圧力制限装置をヒューズとともにケーシング内に
備えることにより、複雑な装置を別個に設けることなく
信頼性を向上させるとともにケーシングの破壊を安価に
予防することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】過剰圧力制限装置として作用する開口部を備え
たミニアチュア・ヒューズの断図である。

【図２】開口部によってリリーフ・チャンバとメイン・
チャンバが接続されているミニアチュア・ヒューズの断
面図である。

【図３】ヒューズのキャップ部分に開口部を備えるとと
もにバッフルプレート（疎流板）を取り付けたミニアチ
ュア・ヒューズの断面図である。

【図４】開口部の形をとった過剰圧力制限装置を設け、
過剰な圧力が生じた場合には予めヒューズのキャップに
設けられた薄い壁面を持つ凹状部に開口部が形成される
ようになっているミニアチュア・ヒューズの断面図であ
る。

【図５】ロッキングの断面図である。

【図６】リブとロッキング溝の接合を圧力緩和がなされ
ない状態となされた状態について示した断面図である。

【図７】方形状の断面をもつミニアチュア・ヒューズの
概略を示す透視図である。

【図８】カバーに覆われるようになっているキャップを
備えたミニアチュア・ヒューズの断面図である。

【図９】方形状の断面を設け、内部圧力がきわめて高ま
った場合に、圧力の作用によってキャップが膨張するよ
うになっているミニアチュア・ヒューズの断面図である
。

【図１０】図９に示したヒューズで９０゜ずれた隔板を
備えたものの断面図である。

【符号の説明】

１　　ケーシング ２　　ベース ３　　キャップ ４　　接続ピン ６　　ヒューズエレメント ７　　チャンバ ８，８′，８″，１７　　開口部 ９　　セラミックペーパー・インサート１０　　リリー
フチャンバ １４　　凹状部 １５　　リブ １６　　ロッキング溝 １８　　カバー １９　　冷却材

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ケーシング（１）　のチャンバ（７）
   　内の温度および圧力が急激に上昇した場合にヒューズ
   を切断するために融解するヒューズエレメント（６）　
   を設け、前記ケーシング（１）　内に配置され少なくと
   もチャンバ（７）　内の気体の容量の一部を放出する過
   剰圧力制限装置を設けたこと特徴とするエレクトリック
   ・ヒューズ。
2. 【請求項２】　　過剰圧力制限装置が、ヒューズのケー
   シング（１）　内に設けられヒューズの切断の際に充分
   な割合の気体を放出するための少なくとも１個の開口部
   （８，８″）　から構成されたことを特徴とする請求項
   １に記載のエレクトリックヒューズ。
3. 【請求項３】　　ヒューズの切断に起因するケーシング
   （１）　内の圧力上昇に基いて前記ケーシング（１）　
   内に過剰圧力制限装置を形成しヒューズの切断の際に充
   分な割合の気体を放出するための開口部（８″）　が形
   成されることを特徴とする請求項１に記載のエレクトリ
   ックヒューズ。
4. 【請求項４】　　開口部（８，８′，８″）は、疎流板
   などからなり流出する気体が偏向されかつ冷却されるバ
   ッフルエレメントに対向させて取り付けられていること
   を特徴とする請求項１、請求項２および請求項３に記載
   のエレクトリックヒューズ。
5. 【請求項５】　　開口部（８，８′，８″）がセラミッ
   クペーパー・インサート（９）もしくはホイルなどから
   なり気体の流出の際にフィルターおよび冷却材としての
   役割またはバルブとしての役割もしくは気流に抗する特
   定の要素によって内部的に遮閉されたことを特徴とする
   請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のエレクトリ
   ックヒューズ。
6. 【請求項６】　　開口部（８′）　が、ヒューズ切断の
   際の気圧により破砕される薄い壁面によって遮閉された
   凹状部（１４）の形態でケーシング（１）　内に配置さ
   れたことを特徴とする請求項１、請求項３、請求項４お
   よび請求項５のいずれかに記載のエレクトリックヒュー
   ズ。
7. 【請求項７】　　開口部（８″）　が、ヒューズ切断の
   際にはケーシング（１）　の一部でありリブ（１５）と
   前記リブ（１５）と相互に接続されたロッキング溝（１
   ６）との間の互いに異なる膨張特性によって形成される
   ことを特徴とする請求項１、請求項３および請求項４の
   いずれかに記載のエレクトリックヒューズ。
8. 【請求項８】　　ヒューズのケーシング（１）　が開口
   部（８）　脇にリリーフチャンバ（１０）を有すること
   を特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載
   のエレクトリックヒューズ。
9. 【請求項９】　　ケーシング（１）　がベース（２）　
   とキャップ（３）　とから構成され、前記ベース（２）
   　とキャップ（３）　とがチャンバ（７）　を形成し、
   前記チャンバ（７）内にヒューズエレメント（６）　を
   取り付けた接続ピン（４）　が配置され、過剰な圧力に
   よって形成される開口部（８，８’，８″）がヒューズ
   のキャップ（３）　に設けられていることを特徴とする
   請求項１ないし請求項８のいずれかに記載のエレクトリ
   ックヒューズ。
10. 【請求項１０】　　方形状に形成されたケーシング（１
    ）　が、ベース（２）　と前記ベース（２）　の上に被
    覆接合されるキャップ（３）　とから構成されるととも
    にロッキング溝（１６）を備えていることを特徴とする
    請求項９に記載のエレクトリックヒューズ。
11. 【請求項１１】　　ヒューズがミニアチュア・ヒューズ
    からなりかつ方形状の断面を有しベース（２）　および
    キャップ（３）　から構成されておりキャップ（３）　
    の端面およびキャップ（３）　の端面に対向するベース
    （２）　の前面のみがロッキング結合をなすリブ（１５
    ）およびロッキング溝（１６）によって相互接続され、
    正常な使用状態にベース（２）　とキャップ（３）　と
    の方形面が互いに接合されていることを特徴とする請求
    項１ないし請求項１０のいずれかに記載のエレクトリッ
    クヒューズ。
12. 【請求項１２】　冷却材（１９）が開口部（８，８’，
    ８″）の壁面に使用されていることを特徴とする請求項
    １ないし請求項１１のいずれかに記載のエレクトリック
    ヒューズ。
13. 【請求項１３】　　断面が円形または方形状のキャップ
    （３）　のベース（２）　から離れた側面にのみ開口部
    （１７）が設けられ、前記開口部（１７）がロッキング
    溝（１６）によって固定されるカバー（１８）によって
    閉じられ、過剰圧力ヒューズをなすことを特徴とする請
    求項９に記載のエレクトリックヒューズ。