JPS6238813B2

JPS6238813B2 -

Info

Publication number: JPS6238813B2
Application number: JP717880A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Akisada
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1980-01-24
Filing date: 1980-01-24
Publication date: 1987-08-19
Also published as: JPS56103839A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、ヒユーズ、特に、小電流定格ヒユー
ズの動作表示用の可溶素子（以下、表示可溶素子
という）を内部に有しているヒユーズに関するも
のである。

このようなヒユーズの従来の一般的構造は、添
付図面第１図に示すように、両端を銅製の端子金
１及び１_-1によつて封鎖されている磁器製の外筒
２と、その内部にねじ３によつて両端子金１及び
１_-1にそれぞれ固定されている銅製の内端子金４
及び４_-1と、内端子金４及び４_-1によつて両端が
保持されている磁器製の巻心５と、その巻心５の
外周面上にら旋状に巻かれると共に両端が両内端
子金４及び４_-1に接続されている銀製の主可溶素
子６と、上記巻心５の中央中空部の一端にあつて
その側の端子金１に固定されたプラスチツク製の
表示カバー７と、表示カバー７内にあつて押ばね
８により常時突出するように付勢されているプラ
スチツク製の表示棒９と、巻心５の中央中空部に
位置しら旋状に巻かれ且つ両端が両端子金１及び
１_-1に接続されると共に押ばね８の力に抗して表
示棒９を引き留めるように作用しているニクロム
製の表示可溶素子１０と、表示カバー７内を除く
外筒２内の空隙部に充てんされている、例えば、
珪砂等の消弧剤１１とから構成されている。ただ
し、上記各構成部分の材料は、一般的に使用され
るものを示したに過ぎない。

なお、主可溶素子６及び表示可溶素子１０につ
いて説明すると、主可溶素子６は、丸線状のもの
は押しつぶすことにより、または、板状のものは
打ち抜くことによつて、第２図に示すような、部
分的に断面積の小さな部分が全長にわたつて分布
した形態に形成されているが、これは溶断した時
に時差発弧して動作過電圧を抑制するために行な
われているものである。また、表示可溶素子１０
は、直径0.1〜0.3mmのニクロム線が使用される
が、これは押ばね８の張力に抗して表示棒９を常
時引き留めて置くに必要な引張り強さを有するも
のでなければならない。また、溶断する時に消弧
剤１１中の部分が先に溶断し、表示カバー７内の
表示棒９を引き留めている部分が溶断しないとい
うような事態が起こらないようにするために、表
示カバー７内の表示棒９を引き留めている部分
を、消弧剤１１中の部分よりも細くすることが行
なわれる場合もあるが、一般には、消弧剤１１中
よりも、表示カバー７内の空間部の方が熱伝導が
悪いために、電流が流れると高温になつて、先に
溶断するので、太さを変えることなく同一太さに
構成されることが多い。

従来のヒユーズは上記のように構成されるの
で、通常状態においては、電流は、一方の端子金
１、内端子金４、主可溶素子６、他方の内端子金
４_-1及び端子金１_-1を経由する回路と、端子金
１、表示可溶素子１０及び他方の端子金１_-1を経
由する回路とを並列的に流れるが、通常は表示可
溶素子１０の抵抗が主可溶素子６のそれよりもは
るかに高いので、ほとんどの電流が主可溶素子６
を流れる。これに対して、電流が過大になると、
主可溶素子６がまず溶断し、従つて、全電流が表
示可溶素子１０に転流するために、表示可溶素子
１０も溶断し、その結果、表示棒９の引き留めが
解除されるために、押ばね８の張力によつて、表
示棒９は端子金１の中央穴より突出することによ
り、ヒユーズの動作を表示するように作動する。

このように従来のヒユーズは構成され作動する
が、このヒユーズの溶断後のアーク中の現象は、
第３図に示すように、等価回路で表わすことがで
きる。

すなわち、ヒユーズのアーク電圧ｖは、主可溶
素子のアーク抵抗Ｒ_aと表示可溶素子のアーク抵
抗Ｒ_bとの合成抵抗Ｒ_ａ・Ｒ_ｂ／Ｒ_ａ＋Ｒ_ｂに通過電流
ｉを乗じたものであつて、ｖ＝Ｒ_ａ・Ｒ_ｂ／Ｒ_ａ＋Ｒ_ｂ・ｉ ……第１式で表わされる。従つて、上式からわかるように、
アーク電圧は、アーク抵抗の小さい方の可溶素子
によつて、より大きく影響されることになる。

このアーク電圧の最大値は動作過電圧と称され
ており、これが過大になると、ヒユーズが使用さ
れている回路や機器の絶縁が破壊されるので、規
格によつて、上限が制限されている。

この動作過電圧を抑制するために、前記のよう
に、主可溶素子６に断面積の小さな部分を設け
て、時差発弧させることが行なわれるのである。
ここで、可溶素子のしや断性能は、可溶素子が細
い程優れており、従つて、主可溶素子はできるだ
け細線にし、これを多数にして使用するように設
計されている。これは、多数の細線を使用するこ
とによつて、可溶素子と消弧剤との接触を良く
し、また、１本当たりの可溶素子が処理するエネ
ルギーも小さくし、更に、可溶素子材料の蒸気量
も少なく、従つて、アークの断面積も小さくなつ
て、アーク抵抗が高くなるようにするものであ
る。

一方、同じ太さの可溶素子にあつては、溶断ジ
ユール積分、すなわち、溶断時間中にヒユーズに
流れる電流瞬時値の２乗の積分値の小さいもの
程、しや断性能がよく、従つて、アーク抵抗が高
くなるが、これは、溶断ジユール積分の小さいも
の程、溶断しやすく、従つて、処理するエネルギ
ーが小さいためである。

また、普通のヒユーズにおいては、表示可溶素
子は、主可溶素子よりも細線が使用されると共に
溶断ジユール積分も小さな材料が使用されるの
で、しや断性能が高く、高アーク抵抗となる。こ
のことは、前記第１式において説明したように、
アーク電圧はアーク抵抗の小さい方の可溶素子に
よつて大きく影響されるので、普通のヒユーズに
おいては、表示可溶素子は、ヒユーズの動作過電
圧にほとんど影響を及ぼすことはない。

しかしながら、ヒユーズの定格電流が１アンペ
ア程度の極小容量のヒユーズになると、表示可溶
素子の太さが主可溶素子のそれと同等となり、ま
た、溶断ジユール積分も大差がなくなり、従つ
て、ヒユーズのしや断性能への表示可溶素子の影
響が大きくなり、動作過電圧も場合によつては、
主可溶素子よりも表示可溶素子によつて決定され
ることにもなる。

このような状態に対応するためには、表示可溶
素子の動作過電圧を抑制することが重要となり、
そのために従来は、第４図及び第５図に示すとお
り、表示可溶素子２０の表示棒と反対側の約半分
くらいの部分を太くしたり、また、比ジユール積
分、すなわち、溶断ジユール積分を可溶体の最小
断面積の２乗で除した値の大きな材質の線材によ
つてこの部分を製作して溶断ジユール積分の大き
な部分２０_-1を設け、他の部分よりも溶断ジユー
ル積分を大きくして時差発弧させていた。

しかしながら、この場合には、次に示すような
不具合が生ずることがある。

すなわち、事故電流が比較的大電流の場合に
は、流入エネルギーが大きいために、主可溶素子
の発弧に引き続いて表示可溶素子２０がほとんど
同時に全長にわたつて発弧し、容易に事故電流を
しや断するが、しかし、これが比較的小電流の場
合には、主可溶素子６は前記のように、全長にわ
たつて断面積の小さな部分が分布して設けられて
いるために、ほぼ全長にわたつて発弧するが、引
き続き溶断した表示可溶素子２０は、第４及び５
図に示す溶断ジユール積分の小さな部分２０_-2だ
けが発弧し、かなり遅れて溶断ジユール積分の大
きな部分２０_-1が発弧することになる。第６図
は、この溶断ジユール積分の小さな部分２０_-2だ
けが発弧した時点の状態を示すものであつて、点
線で表示した部分は発弧した可溶素子を示す。

この時点における状態について説明すると、端
子金１_-1に表示可溶素子２０が接続した点Ｂと、
表示可溶素子２０の未発弧部である溶断ジユール
積分の大きな部分２０_-1の先端部の点C₁とは同電
位であり、点C₁と、この点C₁に最も接近した主
可溶素子６の発弧部の点D₁とには、Ｂ−D₁間の
電圧がかかる。例えば、発弧部の点D₁が主可溶
素子６の中央の場合には、回復電圧の1/2の電圧
がかかることになる。従つて、この電圧によつ
て、先端部の点C₁と発弧部の点D₁との間の絶縁
が破壊されることがあり、この場合には、端子金
１上の点Ａと発弧部の点D₁との間の主可溶素子
で再点弧が起こつて、アーク直径が大きくなり、
しや断性能が低下することがある。このような状
態が起こることを回避するためには、点C₁と点
D₁との間すなわち、主可溶素子６と表示可溶素
子２０との間の距離を大きくとることが必要であ
るが、その結果、外筒２が大きくなるという欠点
があつた。

本発明は、このような従来の欠点を除去したヒ
ユーズを得ることを、その目的とするものであつ
て、そのために、表示可溶素子が、その端部を含
まない全長の約半分の長さの部分において、他の
部分よりも溶断ジユール積分を大きくされている
ことを特徴とするものである。

以下、本発明をその一実施例を示す添付図面に
基づいて説明する。

第７図において、符号３０は表示可溶素子であ
つて、溶断ジユール積分の大きな部分３０_-1が表
示可溶素子３０の端部より離れた位置、例えば、
第７図においては、ほぼ中央部に、その長さが全
長の約半分の長さに相当する長さにして設けられ
ている。なおこれ以外の部分においては、従来の
ヒユーズと同様である。

本発明のヒユーズはこのように構成されるの
で、比較的小さい事故電流に基づくしや断におい
ては、前記のように主可溶素子６がまず溶断し、
引き続いて表示可溶素子３０の溶断ジユール積分
の小さい部分３０_-2が溶断し、両者が発弧する。
この時点にあつては、主可溶素子６は、前記のよ
うに、全長にわたつて発弧するが、表示可溶素子
３０の溶断ジユール積分の大きな部分３０_-1は未
発弧となり、その未発弧部分、すなわち、未発弧
である溶断ジユール積分の大きな部分３０_-1の先
端部である点C₂と、後端部である点C₃との間は
同電位となる。この場合、先端部の点C₂及び後
端部の点C₃に最も接近した主可溶素子６の点を
それぞれ点D₂及び点D₃とすると、D₂−D₃間の電
圧が、C₂−D₂間と、C₃−D₃間とにかかる。例え
ば、D₂−D₃間の距離が、主可溶素子６の全長の
1/2の長さにされている場合には、C₂−D₂及びC₃
−D₃間には、それぞれ回路電圧の1/4ずつの電圧
がかかる。

このように、表示可溶素子の未発弧部分と主可
溶素子の発弧部分との間にかかる電圧は、溶断ジ
ユール積分の大きい部分を端部に集中した場合に
比べて、1/2に軽減されており、従つて、絶縁破
壊が起こり難くなり、その結果、しや断性能が向
上し、外筒を小さくすることができる。

上記実施例は、表示可溶素子の溶断ジユール積
分の大きな部分を、ヒユーズ端部より離れた位置
に集中して設ける場合を示したが、これを第８図
に示すように、複数箇所に分散して設けるなら
ば、更に一層の効果があることはいうまでもな
い。

このように本発明によると、表示可溶素子の未
発弧部分と、主可溶素子との間にかかる電圧が軽
減されるので、絶縁破壊が起こり難くなつてしや
断性能が向上し、外筒を小さくすることができる
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のヒユーズの構造を示す一部断面
正面図、第２図は主可溶素子の展開平面図、第３
図はヒユーズのアーク中の現象を示す等価回路
図、第４図は従来の他のヒユーズの構造を示す縦
断面図、第５図はその表示可溶素子の展開図、第
６図は作動状態にある第４図のヒユーズの縦断面
図、第７図は本発明の一実施例の縦断面図、第８
図はその表示可溶素子の他の例を示す正面図であ
る。６……主可溶素子；１０，２０，３０，４０…
…動作表示用の可溶素子；２０_-1，３０_-1，４０
_-1……溶断ジユール積分の大きな部分；２０_-2，
３０_-2，４０_-2……溶断ジユール積分の小さな部
分。

Claims

【特許請求の範囲】１主可溶素子と電気的に並列状態に接続された
動作表示用の可溶素子を有するヒユーズにおい
て、動作表示用の可溶素子が、その全長の約半分
の長さの部分に他の部分よりも溶断ジユール積分
の大きな部分を有すると共に上記溶断ジユール積
分の大きな部分が動作表示用の可溶素子の端部か
ら離れた部分に位置していることを特徴とするヒ
ユーズ。２上記動作表示用の可溶素子の溶断ジユール積
分の大きな部分が、複数箇所に分散された特許請
求の範囲第１項記載のヒユーズ。