JPH11185596A

JPH11185596A - ヒューズ

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Publication number: JPH11185596A
Application number: JP35059097A
Authority: JP
Inventors: Michihiko Nakano; 充彦中野
Original assignee: Daito Tsushinki KK
Current assignee: Daito Tsushinki KK
Priority date: 1997-12-19
Filing date: 1997-12-19
Publication date: 1999-07-09
Anticipated expiration: 2017-12-19
Also published as: JP4047429B2

Abstract

(57)【要約】【課題】高電圧下でも確実に遮断できるヒューズ１を
提供する。【解決手段】下面に開口部３を開口した箱状の収容体
４と、開口を閉塞する板状の蓋体５を絶縁性の合成樹脂
にて形成する。蓋体５に一対の金属端子11，11をインサ
ート成形する。両端面に通孔18を有し珪砂15を充填した
絶縁性の略中空円柱状の筒体14に過電流で溶断する金属
線12を貫通する。筒体14から導出する金属線12の両端を
金属端子11，11に接続して張設する。金属端子11，11を
金属線12の外周面から筒体14の両端面に亘ってオルガノ
ポリシロキサン系重合物を塗布し、可撓性のセラミック
スシート20を取り付ける。オルガノポリシロキサン系重
合物を硬化して被覆部19を形成し、蓋体５と収容体４と
を嵌合しヒューズ１を形成する。珪砂15の消弧作用にて
金属線12の溶断後の短絡を防止し、セラミックスシート
20の冷却作用にて筒体14から漏れ出る金属ガスによるア
ークの発生を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属を溶融させて
開放することにより過電流から保護するヒューズに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のヒューズとしては、例え
ば特開平９−２２３４５１号公報に記載の構成が知られ
ている。

【０００３】この特開平９−２２３４５１号公報に記載
のヒューズは、収容体の一面の開口部を閉塞して取り付
けられる蓋体に一対の金属端子を設け、この金属端子間
に金属線を架橋している。そして、金属線と金属線およ
び金属端子の接続部分とを収容体の内周面と間隙を介す
るように消弧機能を有するオルガノポリシロキサン系重
合物にて被覆した構成が採られている。

【０００４】一方、優れた消弧機能を有する物質とし
て、珪砂が知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平９−２２３４５１号公報に記載の従来のヒューズに
おいて、金属線に過電流が流れて金属線が溶融して金属
ガスが発生した際に、過電流が高電圧で金属ガスの圧力
が高くなると、金属端子とオルガノポリシロキサン系重
合物との間に沿って流れ、金属端子からオルガノポリシ
ロキサン系重合物が吹き飛ぶように離脱するおそれがあ
る。このため、一対の金属端子間を遮蔽する物質がなく
なり、金属線の溶断により生じるアークにて金属端子間
が短絡し、如いては金属端子が溶融するなどの損傷を生
じるおそれがある。

【０００６】一方、オルガノポリシロキサン系重合物が
吹き飛ばないように、収容体の内周面と間隙を介さない
で収容体内にオルガノポリシロキサン系重合物を充填し
た状態とすると、金属線を架橋した金属端子を設けた蓋
体と収容体との組み付けが煩雑となるとともに、金属ガ
スによりオルガノポリシロキサン系重合物とともに収容
体が吹き飛ぶように損傷するおそれもある。

【０００７】また、オルガノポリシロキサン系重合物の
変わりに珪砂を用いると、珪砂は非常に熱伝導率が高い
ために、通電及び溶断時の金属線の発熱によって、収容
体の温度が非常に高くなり、収容体が溶断するおそれが
ある。

【０００８】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、高電圧下でも確実に遮断でき製造が容易なヒューズ
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】請求項１記載のヒューズ
は、一対の金属端子と、これら金属端子間に張設され所
定以上の電流値で溶断する金属線と、珪砂およびこの珪
砂を流出不可能に収容しかつ前記金属線を貫通して前記
珪砂内に収容する絶縁性の中空部を備えた消弧部と、前
記金属端子をオルガノポリシロキサン系重合物にて被覆
する被覆部と、この被覆部の表面に取り付けられセラミ
ックスを主成分とし可撓性を有する冷却部材とを具備し
たものである。

【００１０】そして、珪砂を流出不可能に収容する絶縁
性の中空部に所定以上の電流値で溶断する金属線を貫通
して珪砂内に収容して消弧部を構成し、この消弧部を設
けた金属線を一対の金属端子間に張設するため、金属線
に過電流が流れて溶断しても珪砂により消弧されて再び
短絡することが生じない。また、金属線の溶断の際に生
じる金属ガスが中空部から放出されても、セラミックス
を主成分とする可撓性の冷却部材の冷却作用によりアー
クの発生を防止あるいはアークの持続時間の短縮が図
れ、周囲への影響を防止する。さらに、冷却部材の可撓
性により金属端子への取り付けが容易となり製造性が向
上するとともに、可撓性の付与により冷却部材が金属ガ
スを流通可能な状態であってもオルガノポリシロキサン
系重合物にて金属端子を被覆して設けた被覆部にて金属
端子が保護された状態であるため、金属ガスにてアーク
が生じても金属端子間が短絡しない。

【００１１】請求項２記載のヒューズは、請求項１記載
のヒューズにおいて、金属線および消弧部を内部に収容
する中空箱状の外囲器を備えたものである。

【００１２】そして、金属線および消弧部を内部に収容
する中空箱状の外囲器を設けたため、金属線の溶断の際
に生じる金属ガスが消弧部から外囲器内に放出されるの
で、金属ガスが外部に飛散せず、周囲に位置する部材の
損傷を防止する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明のヒューズの実施の
一形態の構成を図面を参照して説明する。

【００１４】図１および図２において、１はヒューズ
で、このヒューズ１は、外囲器２を有している。この外
囲器２は、例えば絶縁性を有するポリエーテルサルフォ
ンやポリブチレンテレフタレートなどにて下面に開口部
３を開口して箱状に成形された収容体４と、この収容体
４の開口部３を閉塞する例えば絶縁性のポリエチレンテ
レフタレートやポリブチレンテレフタレートなどにて板
状に成形された蓋体５とから構成されている。なお、蓋
体５は、収容体４の開口部３の開口面積と同面積に形成
されている。

【００１５】また、収容体４の開口部３の近傍の内面に
は、対向する位置に係合手段としての係合凹部７が設け
られている。さらに、蓋体５の外周面には、収容体４の
係合凹部７に対応しこの係合凹部７に係止する係止手段
としての外方に突出する係止爪部８が設けられ、これら
係合凹部７および係止爪部８が互いに係合することによ
り鎖錠手段９が構成され、収容体４と蓋体５とが一体的
に組み合わされて外囲器２を構成する。なお、例えば係
合手段として爪状に突出し係止手段として凹状に形成す
るなど、互いに係合することにより鎖錠するいずれの構
造でもできる。

【００１６】そして、この蓋体５には、厚さ方向に貫通
する例えば銅（Ｃｕ）にて細線状に形成された一対の金
属端子11，11が設けられている。なお、これら金属端子
11，11は、表面に半田などの図示しない低融点金属がめ
っきなどの方法で被覆形成されている。そして、金属端
子11，11は、一端側が他端側に比して長く突出するよう
に蓋体５の成形の際に埋設形成されている。

【００１７】また、これら金属端子11，11の一端側に
は、所定以上の電流値で溶断する金属線12が張力が掛か
らないよう張設されている。なお、この金属線12は、金
属端子11より低融点かつ軟質で、金属端子11，11の表面
に被覆形成された低融点金属より融点が高い例えば銀
（Ａｇ）を主成分とする低融点合金にて細線状に形成さ
れている。

【００１８】そして、この金属線12には、消弧部13が設
けられている。この消弧部13は、金属線12が貫通する絶
縁性で中空の中空部としての略円筒状の筒体14と、この
筒体14内に金属線12を覆うように充填された消弧材とし
ての珪砂15とにて構成されている。また、筒体14は、一
端が閉塞された略有底円筒状の胴体部16と、この胴体部
16の他端を閉塞して取り付けられる閉塞板17とにて略円
筒状である両端が閉塞された略中空円柱状に形成されて
いる。また、胴体部16の底部16a および閉塞板17の略中
央には、金属線12が挿通可能でかつ金属線12が挿通され
た状態では充填された珪砂15が流出不可能な大きさの通
孔18，18が対向位置にそれぞれ穿設されている。

【００１９】また、金属端子11，11の金属線12が張設さ
れた側の外周面には、いわゆるシリコン樹脂である珪素
樹脂や珪素ゴムなどのオルガノポリシロキサン系重合物
にて被覆部19が被覆形成されている。そして、この被覆
部19は、筒体14の端面および筒体14から導出する金属線
12の外周面にも筒体14の通孔18を閉塞するように被覆形
成されている。

【００２０】さらに、被覆部19の外周面には、筒体14お
よび金属線12に干渉しないように、セラミックスを主成
分とする可撓性を有した冷却部材であるセラミックスシ
ート20が取り付けられている。

【００２１】次に、上記ヒューズ１の製造方法について
説明する。

【００２２】まず、あらかじめ収容体４および蓋体５を
ポリブチレンテレフタレートなどの絶縁性の合成樹脂な
どにて形成しておく。なお、蓋体５の形成の際には、一
対の金属端子11，11を略平行に配置させてインサート成
形する。また、金属端子11，11は、あらかじめ表面に図
示しない半田などの低融点金属を被覆形成して表面処理
する。

【００２３】一方、あらかじめ絶縁性部材にて形成した
胴体部16内に消弧材である珪砂15を充填し、閉塞板17を
取り付けて筒体14を形成して消弧部13を構成する。次
に、この消弧部13を中心軸を回転軸として回転しつつ、
例えば銀（Ａｇ）を主成分とする低融点合金にて細線状
に形成した金属線12を通孔18に挿通して消弧部13を貫通
させる。

【００２４】この後、筒体14を取り付けた金属線12の筒
体14から導出する両端部を、図示しない温度コントロー
ル付パルスヒート装置などにて、蓋体５に設けた一対の
金属端子11，11の一端側に接続して張設する。なお、こ
の金属線12の接続は、スポット溶接や、金属端子11の先
端部を金属線を挟持するように折り返して加圧・加熱し
て接続するなど、いずれの方法でもできる。

【００２５】次に、金属端子11，11の金属線12が張設す
る側である一端側、筒体14から導出する金属線12、およ
び、筒体14の両端面をオルガノポリシロキサン系重合物
を塗布し、セラミックスシート20をオルガノポリシロキ
サン系重合物に取り付けた後、オルガノポリシロキサン
系重合物を例えば加熱乾燥させて硬化して被覆部19を形
成し、セラミックスシート20を固定する。なお、このセ
ラミックスシート20は、可撓性を持たせるために多孔質
となっているが、被覆部19を形成するオルガノポリシロ
キサン系重合物の一部がセラミックスシート20の表面の
凹凸および気孔内に入り込み、セラミックスシート20の
表面に若干浸透した状態となる。

【００２６】この後、収容体４の係合凹部７と蓋体５の
係止爪部８とを係止させ、筒体14を設けた金属線12を張
設した金属端子11，11を覆うように蓋体５と収容体４と
を嵌合させてヒューズ１を形成する。

【００２７】次に、上記ヒューズ１の作用を説明する。

【００２８】過電流から保護する図示しない回路基板に
取り付けたヒューズ１の金属端子11，11に過電流が流れ
ると、金属線12が溶断する。そして、金属線12の溶断部
分に珪砂15が位置するとともに、筒体14内の珪砂15の消
弧作用によりアークの発生が防止される。また、金属線
12の溶断の際に、金属ガスが発生する。そして、この金
属ガスのガス圧が高くなると、金属ガスは筒体14の通孔
18から筒体14の外周面および被覆するオルガノポリシロ
キサン系重合物にて形成された被覆部19間を通って収容
体４内に流出する。

【００２９】ここで、金属端子11，11は被覆部19にて被
覆されているとともに、金属端子11，11に取り付けたセ
ラミックスシート20の冷却作用により金属ガスによるア
ークが生じない、あるいは発生するアークの持続時間を
短縮でき、被覆部19にて被覆された金属端子11，11間が
アークで短絡せず、アークによる外囲器２の損傷も防止
できる。

【００３０】なお、セラミックスシート20は、いわゆる
セラミックスペーパなどの可撓性を付与されたもので、
通気性を有する多孔質であるが、被覆部19を形成するオ
ルガノポリシロキサン系重合物にて金属端子11に取り付
けられているため、気孔が閉塞されて取り付けられた状
態となっている。

【００３１】上述したように、上記実施の一形態によれ
ば、珪砂15を流出不可能に収容する絶縁性で略筒状の消
弧部13の筒体14に金属線12を貫通し、この金属線12を外
囲器２内に一端が位置するように設けられた一対の金属
端子11，11間に張設するため、金属線12に高電圧下で過
電流が流れて溶断しても珪砂により消弧されてアークが
生じないで短絡を防止できる。

【００３２】また、金属線12の溶断の際に生じる金属ガ
スが筒体14から外囲器２内に放出されても、オルガノポ
リシロキサン系重合物にて形成された被覆部19により被
覆された金属端子11，11間が流出した金属ガスにより生
じるアークで短絡せず、セラミックスシート20の冷却作
用によりアークの発生を防止あるいはアークの持続時間
を短縮でき、外囲器２の損傷を防止できる。さらに、外
囲器２内に金属ガスが放出されてヒューズ１の外部には
飛散されないため、周囲の部材を損傷したり回路基板の
回路パターンを短絡させるなどの影響を防止できる。

【００３３】そして、セラミックスシート20は、可撓性
が付与されていることから容易に金属端子11，11に取り
付けでき製造性を向上できるとともに、可撓性の付与に
より金属ガスを流通可能な通気性を有する多孔質の状態
であっても、被覆部19にて取り付けられているため、通
気性のセラミックスシート20を介して金属端子11，11間
の絶縁が破壊されることはなく、被覆部19にて被覆され
た金属端子11，11間が金属ガスにてアークが生じても短
絡せず、確実に遮断できる。

【００３４】また、発生する金属ガスは、消弧部13から
収容体４内の空間部分に放出されるので、この空間部分
で金属ガス圧が緩和されて、収容体４が金属ガス圧によ
り吹き飛ぶなどの外囲器２の損傷を防止できる。

【００３５】そして、筒体14に珪砂15を収容して形成し
た消弧部13を中心軸を回転軸として回転しつつ軸方向に
沿って金属線12を貫通させて珪砂15内に収容し、金属線
12に消弧部13を設けるため、容易に金属線12を覆うよう
に珪砂15を設けることができ、製造性を向上できる。

【００３６】なお、上記実施の一形態において、金属端
子11，11の表面に低融点金属を被覆形成し表面処理した
が、金属端子11，11さらには金属線12はいずれのもので
もできる。

【００３７】また、外囲器２としては、鎖錠手段９にて
組み立てる構成の他にいずれの形状でもでき、周囲への
影響がない場合には外囲器２を用いなくてもよい。

【００３８】さらに、消弧部13を構成する中空部として
略円筒状の筒体14を用いて説明したが、珪砂15を収容し
金属線12を貫通して珪砂15内に収容可能な中空状であれ
ば、いずれの形状でもできる。

【００３９】

【実施例】次に、上記実施の一形態の形態に基いて作製
したヒューズの遮断特性についての実験について説明す
る。

【００４０】なお、外囲器２としては、ガラス強化ポリ
ブチレンテレフタレート樹脂（三菱レーヨン株式会社製
商品名：Ｇ２８３０Ｒ）にて形成した。そして、金属
端子11としては、表面に半田を厚さ寸法が約１２μｍと
なるようにめっき処理した直径が０．６mmの銅線を用い
た。また、金属線12としては、直径が０．１５mmの銀合
金線（JIS-Z-3261の銀合金）を用いた。さらに、消弧部
13において、筒体14としては、フェノール樹脂にて形成
し、消弧材として珪砂（粒度：４２〜４８メッシュ）を
用いた。また、セラミックスシート20としては、厚さ寸
法が約１mmのセラミックスペーパ（イソライト工業株式
会社製商品名：カオウールペーパーＴ）を用い、信越
化学工業株式会社製の商品名がＫＥ１６０４のオルガノ
ポリシロキサン系重合物にて貼り付けた。

【００４１】また、比較試料として、金属端子11，11間
に略中間部分を弛ませて金属線12を張設した比較試料
１、消弧部13を有した金属線12を金属端子11，11間に張
設したのみでオルガノポリシロキサン系重合物にて形成
した被覆部19およびセラミックスシート20を設けない比
較試料２、被覆部19を設けず、セラミックスシートを収
容体４の内周面に位置させて嵌め込むように挿入固定し
て金属端子11を覆って形成した比較試料３を用いた。

【００４２】そして、プリント基板（IEC 127-4 で指
定）に半田接続にて実装し、金属端子11，11間に２５０
Ｖ、５００Ａの交流を力率（ＰＦ：Power Factor）０．
８で流して遮断試験をし、各試料の遮断状態を観察し
た。

【００４３】その結果、単に金属線12を張設した比較試
料１および消弧部13のみを設けた比較試料２では、アー
クが切れずに金属端子11，11が溶融するとともに、プリ
ント基板が損傷した。また、被覆部19を設けないでセラ
ミックスシート20を設けた比較試料３は、プリント基板
に損傷は認められなかったが、アークは切れずに金属端
子11，11が溶融した。そして、本実施例のものは、外観
異常は認められず、良好に遮断が完了した。

【００４４】

【発明の効果】請求項１記載のヒューズによれば、珪砂
を流出不可能に収容する絶縁性の消弧部の中空部に金属
線を貫通して珪砂内に収容して一対の金属端子間に張設
するため、金属線に過電流が流れて溶断しても珪砂の消
弧作用によりアークが生じず短絡を防止できる。また、
金属線の溶断の際に生じる金属ガスが中空部から放出さ
れても、セラミックスを主成分とする可撓性の冷却部材
の冷却作用によりアークの発生の防止あるいはアークの
持続時間の短縮ができ、周囲への影響を防止できる。さ
らに、冷却部材の可撓性により金属端子へ容易に取り付
けでき製造性を向上できるとともに、可撓性の付与によ
り冷却部材が金属ガスを流通可能な状態であってもオル
ガノポリシロキサン系重合物にて金属端子を被覆形成し
た被覆部にて金属端子が保護された状態で、金属ガスに
てアークが生じても金属端子間の短絡を防止できる。

【００４５】請求項２記載のヒューズによれば、請求項
１記載のヒューズの効果に加え、金属線および消弧部を
内部に収容する中空箱状の外囲器を設けたため、金属線
の溶断の際に生じる金属ガスが消弧部から外囲器内に放
出されるので、金属ガスが外部に飛散せず、周囲に位置
する部材の損傷を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態を示すヒューズの側面断
面図である。

【図２】同上平面断面図である。

【符号の説明】

１ヒューズ２外囲器 11 金属端子 12 金属線 13 消弧部 14 中空部としての筒体 15 珪砂 19 被覆部 20 冷却部材であるセラミックスシート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の金属端子と、これら金属端子間に張設され所定以上の電流値で溶断す
る金属線と、珪砂およびこの珪砂を流出不可能に収容しかつ前記金属
線を貫通して前記珪砂内に収容する絶縁性の中空部を備
えた消弧部と、前記金属端子をオルガノポリシロキサン系重合物にて被
覆する被覆部と、この被覆部の表面に取り付けられセラミックスを主成分
とし可撓性を有する冷却部材とを具備したことを特徴と
するヒューズ。
【請求項２】金属線および消弧部を内部に収容する中
空箱状の外囲器を備えたことを特徴とする請求項１記載
のヒューズ。