JP4493858B2 - ヒューズリンク - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は基板面に導電体が蛇行して設けられたヒューズリンクに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えば、特開昭62−51128号公報に開示されるヒューズリンクがある。このヒューズリンクは、セラミック基板上に作製された金属皮膜が例えば図4に示すパターンにパターンニングされて得られる。パターンニングされた金属皮膜は通電電流経路になり、この通電電流経路には事故電流を遮断する際に溶断する遮断点Pが形成されている。遮断点Pは、通電電流経路の一箇所に4個が並列に配され,かつ,通電電流経路の5個所に直列に配されており、それぞれの電気的特性は等しく設定されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のヒューズリンクにおいては、ヒューズの定格電圧が増加するほど、遮断点Pを直列に配する個数が多く必要とされる。このため、金属被膜を載せるセラミック基板の長さ寸法が大きくなり、ヒューズリンクは大型化する。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、電気的絶縁性を有する長方形の基板と、この基板の表面における一辺側から他辺側に設けられた所定幅の複数の表面側導電体部分,および,表面側導電体部分の他辺側とこの表面側導電体部分の隣に設けられた表面側導電体部分の一辺側とを基板の裏面において電気的に接続して基板の裏面における他辺側から一辺側に設けられた所定幅の複数の裏面側導電体部分から構成されて,通電電流経路を形成する導電体と、この導電体の断面が等しく縮小されて形成され,通電電流経路の一箇所に複数個が並列に配され,かつ,通電電流経路の複数個所に直列に配される複数個の遮断点とを備えてヒューズリンクを構成した。
【0009】
このような構成によれば、通電電流経路を形成する導電体は、長方形の基板の表面における一辺側から他辺側に設けられた所定幅の複数の表面側導電体部分、および、基板の裏面における他辺側から一辺側に設けられた所定幅の複数の裏面側導電体部分から構成されるため、同じ大きさの基板に対してより長い導電体を形成することが出来る。また、基板の表面において隣接する表面側導電体部分間および基板の裏面において隣接する裏面側導電体部分間の各間隔を確保することが出来る。
【0010】
【発明の実施の形態】
次に、本発明によるヒューズリンクの第1の実施形態について説明する。
【0011】
図1はこの第1の実施形態によるヒューズリンク1の平面図である。
【0012】
このヒューズリンク1は、電気的絶縁性を有する長方形で板状のセラミック基板2の表面に導電体3が蛇行して設けられて構成されており、消弧砂が充填されたヒューズ容器内に収容される。導電体3は、セラミック基板2の表面に設けられた銅箔がエッチングによってパターンニングされて形成されている。この導電体3は通電電流の経路を形成しており、この通電電流経路には複数個の遮断点4が形成されている。遮断点4は、通電電流経路の一箇所に3個が並列に配され、かつ、通電電流経路の15個所に直列に配されている。遮断点4は、導電体3の一部の銅箔がパターンニングの際に円形状に抜かれ、導電体3の断面が等しく縮小されて形成されている。
【0013】
このような構成において、通電電流は通常ヒューズリンク1の導電体3を流れているが、事故電流が発生すると、断面が小さくて抵抗値の高い各遮断点4がほぼ同時に溶断し、事故電流が遮断される。この際、電流経路に直列に配された各遮断点4は、アーク電圧を回路の電源電圧に対向させて高め、事故電流を速やかに消滅させる機能を果たす。
【0014】
このような本実施形態によるヒューズリンク1では、通電電流経路を形成する導電体3はセラミック基板2の表面に蛇行して設けられているため、同じ大きさの基板に対してより長い導電体3を形成することが出来る。このため、同じ大きさの基板に対してより多くの遮断点4を直列に配することが出来、ヒューズリンク1を大型化することなく、ヒューズの定格電圧を大きくすることが出来る。
【0015】
また、上記のセラミック基板2を例えば裏面同士を貼り合わせて2枚並べ、これら各セラミック基板2の表面に形成された各導電体3を電気的に並列に接続する構成にした場合、ヒューズ端子間の通電電流容量を大きくすることが出来る。このため、このような構成にした場合には、ヒューズの定格電圧を大きくすることが出来ると共に、定格電流も大きくすることが出来る。
【0016】
次に、本発明の第2の実施形態によるヒューズリンクについて説明する。
【0017】
図2はこの第2の実施形態によるヒューズリンク11の平面図である。
【0018】
このヒューズリンク11は、電気的絶縁性を有する長方形で板状のセラミック基板2の表面と裏面との間を、導電体13が交互に行き来して蛇行して設けられて構成されており、消弧砂が充填されたヒューズ容器内に収容される。基板表面側の導電体13aおよび基板裏面側の導電体13bは、共に基板面に設けられた銅箔がエッチングによってパターンニングされて形成されている。また、基板表面側の導電体13aと、基板裏面側の導電体13bとはスルーホール14を介して電気的に接続されている。
【0019】
導電体13は通電電流経路を形成しており、この通電電流経路にも遮断点15が形成されている。この遮断点15も、通電電流経路の一箇所に3個が並列に配され、かつ、通電電流経路の15個所に直列に配されており、導電体13の一部の銅箔がパターンニングの際に円形状に抜かれて、導電体13の断面が等しく縮小されて形成されている。このヒューズリンク11は、図1に示す第1の実施形態のヒューズリンク1の導電体3の折り返しパタンが1個おきに間引きされ、間引かれたパタンが基板裏面側に配された構成をしている。
【0020】
このような本実施形態によるヒューズリンク11では、通電電流経路を形成する導電体13はセラミック基板2の表面に加えて裏面にも蛇行して設けられているため、同じ大きさの基板に対してさらに長い導電体13を形成することが出来る。このため、同じ大きさの基板に対してさらに多くの遮断点15を直列に配することが出来、ヒューズリンク1を大型化することなく、ヒューズの定格電圧をさらに大きくすることが出来る。
【0021】
また、本実施形態によるヒューズリンク11では、第1の実施形態のヒューズリンク1と同じ大きさのセラミック基板2に対して、導電体13を形成することの出来る面積は倍増する。従って、隣接する導電体13間の距離を増やすことが出来る。
【0022】
つまり、セラミック基板2の角から導電体3および導電体13の各銅箔パタンまでの絶縁距離Sを、図1および図2に示すように同じ絶縁距離Sとし、導電体3および導電体13の各幅も同じにすると、第1の実施形態のヒューズリンク1における、隣接する導電体3間の間隔は図示するように2Sになる。また、第2の実施形態のヒューズリンク11における、隣接する導電体13間の間隔は、スルーホール14の部分を考えないと図示するように3Sになる。従って、第2の実施形態のヒューズリンク11の導電体13間の間隔は、第1の実施形態のヒューズリンク1の導電体3の間隔2Sに比較して増加する。
【0023】
よって、各導電体3,13の両端に極間電圧V0として例えば同じ3000[V]を印加すると、導電体3,13に直列に配された遮断点4,15の個数は共に全部で15個であるから、事故電流の遮断時、1つの遮断点4,15には共に200[V](=3000÷15)の電圧がかかる。また、導電体3,13の隣接するパタン間の間隔2S,3Sには、遮断点4,15が共に6個あるため、共に1200[V](=200×6)の電圧がかかる。このため、単位長さS当たりの沿面電圧傾度Vsは、第1の実施形態のヒューズリンク1では600[V](=1200÷2)になるのに対し、第2の実施形態のヒューズリンク11では400[V](=1200÷3)と低くなる。
【0024】
このため、この第2の実施形態によるヒューズリンク11によれば、隣接する導電体13間の、セラミック基板2表面に沿った沿面絶縁耐力は向上する。
【0025】
また、この第2の実施形態によるヒューズリンク11によれば、導電体13を形成することの出来る面積が2倍になるため、導電体13の幅を増やして通電電流容量を増やすことにより、ヒューズの定格通電電流を大きくすることも出来る。
【0026】
次に、本発明の第3の実施形態によるヒューズリンクについて説明する。
【0027】
図3は、この第3の実施形態によるヒューズリンク21の平面図である。
【0028】
このヒューズリンク21も、第2の実施形態によるヒューズリンク11と同様、セラミック基板2の表面と裏面との間を、導電体22が交互に行き来して蛇行して設けられて構成されている。しかし、上述の第2の実施形態では、セラミック基板2の基板面に設けられた銅箔がパターンニングされて導電体13が形成されていたのに対し、本実施形態では、リボン状のエレメントがセラミック基板2の表面および裏面に交互に巻き付けられて導電体22が形成されている。従って、基板表面側の導電体22aおよび基板裏面側の導電体22bは1枚のエレメントが連続しており、上述した導電体13のようにスルーホール14を設ける必要はない。
【0029】
この導電体22にも、上述した導電体3,13に設けられた遮断点4,15と同様な形状をした遮断点23が形成されており、遮断点23は、通電電流経路を形成する導電体22の一箇所に3個が並列に配され、かつ、通電電流経路の18個所に直列に配されている。本実施形態では、上記のように、導電体22がセラミック基板2の周囲に巻き付けられて形成され、基板表面側から基板裏面側へのパタン折り返し点において、セラミック基板2の表裏で導電体22が一部重なっている。従って、スルーホール14の部分以外、基板表面側と基板裏面側とで導電体13が重なることのない、第2の実施形態におけるヒューズリンク11と異なり、本実施形態によるヒューズリンク21は、基板面が有効に使用され、導電体22の折り返しパタンが1パタン多くなっている。このため、本実施形態によるヒューズリンク21では、直列に配される遮断点23の個数が18個となり、上述したヒューズリンク1,11における遮断点15の個数15個よりも3個多くなっている。
【0030】
このような本実施形態によるヒューズリンク21でも、通電電流経路を形成する導電体22はセラミック基板2の表面に加えて裏面にも蛇行して設けられているため、同じ大きさの基板に対してさらに長い導電体22を形成することが出来、ヒューズリンク1を大型化することなく、ヒューズの定格電圧をさらに大きくすることが出来る。
【0031】
また、本実施形態によるヒューズリンク21でも、図1に示す第1の実施形態によるヒューズリンク1と同じ大きさのセラミック基板2に対して、導電体22を形成することの出来る面積は倍増する。従って、隣接する導電体22間の距離を増やすことが出来る。
【0032】
本実施形態では、第1の実施形態によるヒューズリンク1の導電体3と同じ幅の導電体22の折り返しパタンを1つ増やしているため、隣接する導電体22間の間隔は、図1と同じ2Sになっているが、図3に示すように、隣接する導電体22間の間隔は等しく2Sに保たれている。これに対し、図1に示すヒューズリンク1では、導電体3のパタンがVの字状になっているため、導電体3の間隔は、Vの字の谷間に進むに連れて最大値2Sから徐々に小さくなっている。従って、事故電流の遮断時、ヒューズリンク1では、Vの字の谷間付近で隣接する各遮断点4に発生するアーク同士は、導電体3の間隔が短いために基板表面に沿って短絡し易い。しかし、本実施形態のヒューズリンク21では、導電体22の間隔が等しく最大の2Sに保たれているため、隣接する各遮断点23に発生するアーク同士は短絡し難い。
【0033】
また、第1の実施形態のヒューズリンク1では同じ基板面で隣接していた導電体3,3が、第2の実施形態のヒューズリンク11では導電体13a,13b、第3の実施形態のヒューズリンク21では導電体22a,22bと互いに異なる基板面に存在するようになるため、隣接していた導電体13a,13bおよび導電体22a,22bの遮断点に発生するアーク同士の短絡は全く発生しなくなる。
【0034】
また、この第3の実施形態では、直列遮断点23が18個と多いため、導電体22の両端に極間電圧V0として同じ3000[V]を印加した場合、事故電流遮断時、各遮断点23にかかる電圧は約167[V](=3000÷18)になる。従って、導電体22の間隔2Sには、直列遮断点23が6個存在するので、約1000[V](=3000÷18×6)の電圧がかかり、単位長さS当たりの沿面電圧傾度Vsは約500[V](=1000÷2)になる。従って、本実施形態によるヒューズリンク21の沿面電圧傾度Vsも、第1の実施形態のヒューズリンク1の沿面電圧傾度Vs600[V]よりも低くなり、隣接する導電体22間の、セラミック基板2表面に沿った沿面絶縁耐力は向上する。
【0035】
さらに、本実施形態によるヒューズリンク21でも、導電体22を形成することの出来る面積が従来に比較して2倍になるため、導電体22の幅を増やしてヒューズの定格通電電流を大きくすることも出来る。
【0038】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、通電電流経路を形成する導電体が、電気的絶縁性を有する長方形の基板の表面における一辺側から他辺側に設けられた所定幅の複数の表面側導電体部分、および、基板の裏面における他辺側から一辺側に設けられた所定幅の複数の裏面側導電体部分から構成されるため、同じ大きさの基板に対してより長い導電体を形成することが出来る。このため、同じ大きさの基板に対してより多くの遮断点を直列に配することが出来、ヒューズリンクを大型化することなく、ヒューズの定格電圧を大きくすることが出来る。また、基板の表面において隣接する表面側導電体部分間および基板の裏面において隣接する裏面側導電体部分間の各間隔を確保することが出来るため、隣接する表面側導電体部分間および裏面側導電体部分間の基板表面に沿った沿面絶縁耐力は向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態によるヒューズリンクの平面図である。
【図2】本発明の第2の実施形態によるヒューズリンクの平面図である。
【図3】本発明の第3の実施形態によるヒューズリンクの平面図である。
【図4】従来のヒューズリンクに用いられている導電体パターンの平面図である。
【符号の説明】
1,11,21…ヒューズリンク
2…セラミック基板
3,13,22…導電体
14…スルーホール
4,15,23…遮断点
Claims (4)
- 電気的絶縁性を有する長方形の基板と、
この基板の表面における一辺側から他辺側に設けられた所定幅の複数の表面側導電体部分,および,前記表面側導電体部分の他辺側とこの表面側導電体部分の隣に設けられた前記表面側導電体部分の一辺側とを前記基板の裏面において電気的に接続して前記基板の裏面における他辺側から一辺側に設けられた所定幅の複数の裏面側導電体部分から構成されて,通電電流経路を形成する導電体と、
この導電体の断面が等しく縮小されて形成され,前記通電電流経路の一箇所に複数個が並列に配され,かつ,前記通電電流経路の複数個所に直列に配される複数個の遮断点とを備えて構成されるヒューズリンク。 - 前記導電体は、前記基板の基板面に設けられた導電薄膜がパターンニングされて形成されていることを特徴とする請求項1に記載のヒューズリンク。
- 前記導電体は、前記基板の表面に設けられた前記表面側導電体部分を形成する導電薄膜と、前記基板の裏面に設けられた前記裏面側導電体部分を形成する導電薄膜とがスルーホールによって電気的に接続されていることを特徴とする請求項2に記載のヒューズリンク。
- 前記導電体は、リボン状のエレメントが前記基板の表面および裏面に交互に巻き付けられて形成されていることを特徴とする請求項1に記載のヒューズリンク。
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