JP4463995B2 - 板状ヒューズ用金属要素、板状ヒューズおよびヒューズ - Google Patents

Description

【０００１】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は全般的には板状電気ヒューズに係り、特により高電圧の分野において使用する板状ヒューズに関する。
【０００２】
〔従来の技術〕
板状電気ヒューズは、当該技術分野において周知である。現代的な板状電気ヒューズは、本発明の譲受人であるリットルヒューズ社によって改良され、譲受人によって多数の特許中に記載されている。これらの特許は、リットルヒューズ社の米国特許第3,909,767号、第4,023,365号、第4,131,869号、第4,580,124号、第4,604,602号、第4,635,023号、第4,661,793号、第4,997,393号、第5,139,443号、第5,663,861号、及び第5,668,521号を含むが、これには限定されない。
【０００３】
これらの特許に記載されたヒューズのいくつかは、Ｖ型又は正弦波型のヒューズ結合を含む。このようなＶ型ヒューズ結合の一例は、米国特許第4,131,869号に記載されているものである。Ｖ型ヒューズ結合は、’869号の図１３の番号２０として示されており、’869号の第６欄第５６行〜第７欄第１８行に記載されている。
【０００４】
当該技術において周知であるように、上記参照特許に示された板状ヒューズは、電気的回路を過電流から保護する。この保護はヒューズ内における短絡の発生に起因し、従って回路内においてはある電流又は電圧以上の過負荷状態においてこのヒューズによって保護される。特に、ヒューズ端子は、予め定められた時間長の間の電流過負荷以上で破損し、開となる。
【０００５】
これらの板状ヒューズの多くは、自動車において広範囲に使用され、それゆえ１４〜３０ボルトの使用に対して定格となるように設計されている。しかしながら現在では、自動車製造者は、自動車用のより多数の電気部品を設計しており、又推進用に内燃機関よりもむしろ電気モータを使用する乗り物を設計し、意図している。これらの開発は共に、電流及び将来の乗り物に対する電気的要求を増加する。この結果、現在６０Ｖ以上で動作する回路が自動車において評価されている。
【０００６】
〔発明が解決しようとする課題〕
’869号特許のヒューズ、特に１４〜３０ボルトの間の定格のヒューズで溶融性結合が開となったとき、アークは溶融性結合の焼失端間に発生する。このような低電圧では、アークはヒューズの金属及びプラスチック部分に対して深刻な損傷を与えない。しかしながら、より高電圧においては、ヒューズの金属及びプラスチック部分において広範囲の損傷が発生し得る。
【０００７】
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、筐体部分と溶融要素を有する板状ヒューズである。筐体は、絶縁部分又は筐体から外方に伸びるタブを含み、溶融要素の対向する両端間に配置される。
【０００８】
本発明の一側面は、絶縁タブが筐体と一体化している板状ヒューズを指向している。本発明の他の側面においては、絶縁タブは筐体の頭部と一体化される。
【０００９】
本発明のさらに他の側面においては、絶縁タブは頭部から下方に伸延する。
【００１０】
本発明の他側面は、板状ヒューズ用の一体金属要素である。板状ヒューズ要素は溶融性結合と一対の端子を具備する。溶融性要素は、端子間よりもむしろ端子上に伸延する。この一体金属要素は、溶融性結合の厚さが端子の厚さよりも薄くなるように形成されることが望ましい。
【００１１】
溶融性結合が端子よりも薄く形成される二つの望ましい方法が存在する。一方は切削処理であり、他方は鋳造処理である。
【００１２】
一体金属要素が適当な金属から製造されるのであれば、金属要素用の望ましい金属は亜鉛合金である。どんなことがあっても、金属要素は、６０ボルト以上の定格を有するヒューズでの使用に適合した性質でなければならない。
【００１３】
本発明の望ましい実施例において、一体金属要素はその高さが端子の高さよりも高い溶融性結合を有する。
【００１４】
さらに、本発明の他の実施例は、上記の一体金属要素、及びこの金属要素を覆う筐体を具備するヒューズである。筐体は、筐体から伸延する絶縁タブを含む。タブは、溶融性要素の対向する両端間に配置される。絶縁タブはアークバリアとして機能する。
【００１５】
〔発明の実施の形態〕
本発明は、多数の形式又は実施例を許容する。図面及び明細書は、本発明の望ましい実施例について詳細に説明する。この記述は、本発明の原理の一例と考えられる。この記述は、本発明の広い概念を描かれた実施例に制限することを意図するものではない。
本発明の第一実施例
本発明の第一の実施例は、図１〜３に描かれている。図３に最もよく示されているように、発明は板状ヒューズ１０である。望ましい発明の板状ヒューズ１０は、本発明の譲受人であるリットルヒューズ社によって製造されるＭＩＮＩ（登録済み）ヒューズとほぼ同一の寸法である。特に、ヒューズは約０．６５９インチ（＝１６．７３９ｍｍ）の高さ、及び約０．５５１インチ（＝１３．９９５ｍｍ）の幅を有する。
【００１６】
ヒューズ１０は、図１及び２にそれぞれ示される二つの主要部分から構成される。図１は、これらの主要部分の一方である一体板状ヒューズ要素１２を示す。この板状ヒューズ要素１２は、金属材質、典型的には表面が被覆された亜鉛製であることが望ましい。
【００１７】
図２に示されるこれらの主要部分の他方は、板状ヒューズ筐体１４である。板状ヒューズ筐体１４は、耐熱プラスチックで製造されることが望ましい。この筐体１４は、筐体１４から伸延する絶縁タブ１６を含む。これは、溶融性要素、即ち溶融性結合２２の対向する両端１８及び２０の間に配置される。
【００１８】
当該技術において周知であるように、通常は、溶融性結合２２は残りの板状ヒューズ要素１２よりも薄い。この溶融性結合２２の薄さは、当該技術において周知の切削又は類似の処理によって達成される。溶融性結合２２の薄さの範囲は、板状ヒューズの電流定格に直接比例する。特に他の部分が同一であり、板状ヒューズ１０の電流定格が低であるほど、溶融性結合２２は薄くなる。
【００１９】
最も望ましい実施例において、絶縁タブ１６は筐体１４と一体化される。タブ１６は、筐体１４を製造するために使用されるプラスチック射出鋳型中にタブ１６のための適切な空間を形成することによって、筐体１４と一体化されることが望ましい。図３に示されるように、絶縁タブ１６は筐体１４の頭部と一体化され、頭部２４から下方に伸延することが最も望ましい。
【００２０】
本発明に係る板状ヒューズは、従来の板状ヒューズに対して多くの利点を有する。
【００２１】
第一に、本発明の板状ヒューズは、４２又は６０ボルト、あるいはより高電圧の回路で使用されるために設計される。このような高電圧回路で使用される板状ヒューズは、従来の自動車において典型的に見出される１４又は３０ボルト回路で見出される板状ヒューズよりもアークの影響を受けやすい。本発明の板状ヒューズ１０中のタブ１６は、発生し始めるあらゆるアークに対する物理的バリアとして機能し、アークが成長することを防止し、過度の損傷を引き起こすおそれを低減する。タブ１６は又板状ヒューズ１０の遮断容量を改善する。
【００２２】
第二に、図３に示されるように、溶融性結合２２の対向する両端１８及び２０の上部は、筐体１４の頭部２４に極めて近接して配置されることが望ましい。これは、これら対向する両端１８及び２０の上部近傍で発生するかもしれないすべてのアークの発生経路の大きさを減少し、その結果アーク発生のおそれを低減する。
本発明の第ニ実施例
本発明の他の側面は、板状ヒューズ用の幾分相違する、新規な、一体金属要素を含んでいる。図１〜３の実施例のように、図４〜８に数種の相違する形式で示されている金属板状ヒューズ要素は、溶融要素及び一対の端子を具備する。
【００２３】
最も重要なのは、この第二実施例は、端子間よりもむしろ端子上に伸延する溶融性結合を含むことである。例えば、図４、５及び６は、本発明に係る一体金属要素３０、３２及び３４をそれぞれ示している。図４から判るように、溶融結合３６は、対応する端子３８及び４０上に配置される。図５においては、溶融性結合４２は、対応する端子４４及び４６上に配置される。図６においては、溶融性結合４８は、対応する端子５０及び５２上に配置される。これらの一体金属要素３０、３２及び３４のそれぞれは、その溶融性結合３６、４２及び４８の形状を除いて本質的に同一である。第一の実施例の一体金属要素のように、第二の実施例の一体金属要素は、譲受人の従来の板状ヒューズの金属要素と同じ金属要素、典型的には被覆された亜鉛製であるかもしれない。前述したように、従来技術の板状ヒューズは、これだけには限定されないが、第3,909,767号、第4,023,365号、第4,131,869号、第4,580,124号、第4,604,602号、第4,635,023号、第4,661,793号、第4,997,393号、第5,139,443号、第5,663,861号、及び第5,668,521号を含む多くの譲受人の米国特許内に記載されている。
【００２４】
端子上への溶融性要素の配置は、いくつかの個別の利点を有する。図４〜６、特に図４を参照することによって判るように、幅Ｗ１を有する溶融性結合は、端子３８及び４０の間の空隙Ｓ内に嵌めることはできない。端子間からの溶融性結合の除去は、一体金属要素の設計者がその端子を相互に側方に近接させ、ヒューズをその寸法において小形とすることを可能とするという結果をもたらす。特に、一体金属要素３０の幅Ｗ２は、従来技術のヒューズの幅よりも狭い。従って、このヒューズは、ヒューズブロック内のより小さい“フットプリント”内に収まるであろう。その結果、小さくなるほど、軽量（即ち、長さが短く及び幅の狭い）のヒューズブロックが、所定数のヒューズに対して使用され得る。
【００２５】
次に、従来技術の溶融結合は端子間に配置されるが、その長さは一般的に端子自体の長さよりも短い。これに対して本発明における端子３８及び４０上への溶融性結合の配置は、この設計の制約を取り除き、ヒューズ設計者が溶融性結合を顕著に長くすることを可能とする。
【００２６】
図４の構成に結果として、端子３８及び４０上への溶融性結合の配置は、従来技術のヒューズと比較してより高い高さＨ１を有する一体金属要素を生み出す。この形式の溶融性結合を使用する形式のヒューズは、最も典型的な板状ヒューズであり、この板状ヒューズは、最も一般的に自動車のヒューズボックス内で使用される。自動車用ヒューズボックスは、最近既存の従来技術のヒューズよりもはるかに背の高いリレイ及び他の電気部品を含む。実際、本発明に従って製造された、即ち、端子上に配置された溶融性結合を有する溶融性要素を有する板状ヒューズでさえも、自動車用ヒューズボックス内に見出されるリレイ及び他の電気部品よりも短くなるであろう。従って、本明細書に記載された新しい設計は、設計者に克服し難い設計の制約を与えるものではない。特に、既存の従来技術のヒューズの高さに起因して、“より背の高い”形状を有する図４に示されるような一体金属要素３０、及びこの要素３０から製造された“より背の高い”ヒューズは、既存の従来技術のヒューズボックス内に容易に収まる。従来技術及び図１〜６の端子及び溶融性結合に対して、図７及び８の実施例の端子は普通同じ薄さではない。図７及び８に示されるように、一体金属要素５４は、溶融性結合５６の厚さＴ１が端子５８及び６０の厚さよりも薄くなるように構成されることが望ましい。溶融性結合５６の厚さを変更することによって異なる電流定格を有するヒューズを設計できることは、ヒューズ設計の当業者にとって周知である。
【００２７】
溶融性結合５６を端子５８及び６０より薄く製作する二つの望ましい方法が存在する。一つは切削処理であり、他は鋳造処理である。上述のように、これらの処理は、ヒューズ製作の技術分野において周知である。しかしながら、端子間ではなく端子５８及び６０上に溶融性結合５６を配置することによって、溶融性結合５６を切削又は鋳造することは容易となる。これは、端子５８及び６０との接触を回避するための切削又は鋳造処理の必要性が少なくなるからである。
【００２８】
上述したように、本実施例の一体金属要素は適切な金属で製作されてよいが、金属要素用の望ましい金属は、亜鉛合金である。いずれにしても、金属要素は、４２ボルト以上、及び６０ボルト以上の電圧定格を有するヒューズの使用に適した特性でなければならない。
【００２９】
再び図７及び８を参照すると、本発明の望ましい実施例において、一体金属要素５４は、その背の高さＨ２が端子５８及び６０の背の高さＨ３よりも高いである溶融性結合５６を有する。
【００３０】
図４〜８の第二の実施例の一体金属要素は、板状ヒューズを構成する一体金属要素を格納するいかなる適合する板状ヒューズ筐体（図示せず）と組み合わせ得る。板状ヒューズ筐体は、１又は２の部品で構成される。
【００３１】
この１又は２部品の筐体も、図３に示すような絶縁タブを含む。しかしながら、図４〜８の金属要素を格納する筐体は、図２に示す筐体１４と少し相違する。特に、図２の筐体１４は上方に開口する溶融性結合２２に対して使用される。従って、この筐体１４の絶縁タブ１６は、筐体１４の上部壁から下方に伸延する。
【００３２】
これに対し、図４、５及び６の溶融性結合３６、４２及び４８は、下方に開口する。図４、５及び６の溶融性結合用筐体は、対応する筐体の上部壁から下方に伸延しないことが望ましい。その代わりに、例えば、絶縁タブは夫々の筐体の側壁から伸延すればよい。これらの筐体（図示せず）の側壁から伸延する絶縁タブ６８は、図４〜７において破線で示されている。この絶縁タブ６８は、破線で示されているように、溶融性結合３６、４２及び４８の両端間に配置される。一体型筐体において、この絶縁タブ６８は筐体の二つの側壁の一方から伸延することが望ましいが、筐体の二つの側壁の双方から伸延してもよい。ニ部品筐体においては、この絶縁タブ６８は、筐体の二つの側壁の一方からだけ伸延することが望ましいが、ニ部品の双方から伸延してもよい。いずれにしろ、絶縁タブはアークバリアとして機能する。
【００３３】
特定の実施例が描かれ、説明されたが、本発明の精神から大きく離れることなくいくつかの変更が可能である。従って、保護の範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ制限される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るヒューズの一実施例の一体金属溶融性結合部分の正面図である。
【図２】 本発明に係るヒューズの一実施例のヒューズ筐体の拡大正面図である。
【図３】 図１のヒューズ結合部分を図２のヒューズ筐体と結合した本発明に係るヒューズの望ましい実施例の正面、及び部分切断図である。
【図４】 本発明の第二の実施例に係る板状ヒューズ用の一体金属要素の正面図である。
【図５】 図４の溶融性結合とは異なる形状を有する溶融性結合を具備する本発明の第二の実施例に係る板状ヒューズ用の一体金属要素の正面図である。
【図６】 図４及び図５の溶融性結合とは異なる形状を有する溶融性結合を具備する本発明の第二の実施例に係る板状ヒューズ用の一体金属要素の正面図である。
【図７】 いくぶんか背の高い溶融結合を具備する本発明の第二の実施例に係る板状ヒューズ用の一体金属要素の正面図である。
【図８】 図７の８−８線に沿う図７の金属要素の側面図である。

Claims (10)

1. 板状ヒューズ用金属要素であって、
   前記板状ヒューズ用金属要素が、溶断を生じさせる溶融性結合を具備し、
   前記溶融性結合が、前記溶融性結合に接触される実質的に平坦な雄の複数の端子間より上に、同じ平面で伸延し、
   前記溶融性結合の高さが、前記複数の端子の高さよりも高い金属要素。
2. 前記溶融性結合の厚さが、前記複数の端子の厚さよりも薄い請求項１に記載の金属要素。
3. 前記溶融性結合が、切削処理により前記複数の端子より薄く製作される請求項２に記載の金属要素。
4. 前記溶融性結合が、鋳造処理により前記複数の端子より薄く製作される請求項２に記載の金属要素。
5. 筐体部分と溶融性要素を具備する板状ヒューズであって、
   前記溶融性要素が、対向する脚部を有する溶融性結合を含み、
   前記溶融性要素が、前記溶融性結合の下に伸延する一組の端子を含み、
   前記筐体部分が、前記筐体部分の頂点から伸延する絶縁タブを含み、
   前記頂点が、前記溶融性結合の上に位置し、
   前記絶縁タブが前記溶融性結合の前記対向する脚部の間に位置する板状ヒューズ。
6. 前記金属要素が、６０ボルト以上の電圧用のヒューズへの使用が適切である請求項１に記載の金属要素。
7. 請求項１に記載の金属要素を具備し、前記金属要素を格納する筐体をさらに具備するヒューズであって、
   前記筐体が、前記筐体から伸延し、前記溶融性結合の対向する両端の間に配置され、アークバリアとして機能する絶縁タブを含むヒューズ。
8. 前記絶縁タブが前記筐体と一体化される請求項７に記載のヒューズ。
9. 前記複数の端子が、前記溶融性結合の一組の脚部の少なくとも一部に平行に伸延する請求項７に記載のヒューズ。
10. 前記複数の端子が、前記筐体の外側に伸延する請求項７に記載のヒューズ。

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