JP4493858B2

JP4493858B2 - ヒューズリンク

Info

Publication number: JP4493858B2
Application number: JP2001000092A
Authority: JP
Inventors: 健吾廣瀬
Original assignee: 健吾廣瀬
Priority date: 2001-01-04
Filing date: 2001-01-04
Publication date: 2010-06-30
Anticipated expiration: 2021-01-04
Also published as: JP2002203468A

Description

【０００１】
【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Ｖ_０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Ｖ_０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

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。