JP6189585B2 - トルク制限端子を有する電気ヒューズ - Google Patents

Description

本発明の分野は、一般的には電気ヒューズに関し、より具体的には、電気回路導体にボルトで取り付けられた端子を有する電気ヒューズに関する。

ヒューズは、電気回路用の過電流保護装置であり、電源システムを保護し、指定された回路条件が発生したときに回路および関連する構成要素への損傷を防止するために広く使用されている。溶融性要素またはアセンブリがヒューズの端子要素間に結合され、指定された電流条件が発生したときに、溶融性要素またはアセンブリは解体、溶融、または構造的に故障してヒューズ端子間の電流経路を開いて経路を遮断する（以降、これを「開く」または「開放する」と表現する）。従って、ライン側回路は、負荷側回路からヒューズにより電気的に隔離され、過電流条件により負荷側回路に対して起こり得る損傷を防止している。

電源システムの変形の可能性を絶えず拡げるために、電気ヒューズにおける改良が所望されている。

非制限的且つ非網羅的な実施の形態が下記の図を参照して記述されるが、別途指定されない限り、種々の図を通して、類似の数字は類似の構成要素を示している。

電気ヒューズの例としての実施の形態の透視図である。 図１に示されている例としての電気ヒューズの上面図である。 図１および図２に示されている例としての電気ヒューズの側面図である。 図１〜３に示されている例としての電気ヒューズの底面図である。 図１に示されている電気ヒューズの分解図である。 ボルト接続により回路導体に取り付けられる、図１に示されている電気ヒューズを示している。 導体に取り付けられた図６の電気ヒューズを示している。 内部構成要素が示されている、図７の取り付けられた電気ヒューズを示している。 図７に示されている取り付けられた電気ヒューズの部分を示している。 図７に示されている電気ヒューズの部分の拡大図である。 回路導体へのヒューズ要素の接続部を示している。

従来技術における多数の難題および短所を克服する電気ヒューズの例としての実施の形態が以下に開示される。本発明を最大限理解するために、最先端技術およびそれに関連する難題について検討することには正当な根拠がある。従って、下記のパートＩでは、最先端技術および関連する難題および短所を検討し、下記のパートＩＩでは、最先端技術の難題および欠点を克服する本発明および関連する方法の例としての実施の形態を記述する。方法の態様は、下記の記述においては、部分的には本来備わっているものとして、また部分的には明白なこととして検討される。

パートＩ：本発明への導入

電気自動車技術における最近の進歩は、特に、ヒューズ製造者に対して独特な課題を呈示した。特に、従来の内燃機関の動力による自動車用の電源システムは、相対的に低電圧で作動し、典型的には、約４８ＶＤＣ未満である。しかし、最先端技術の電気動力による自動車用の電源システムは、遥かに高い電圧で作動する。電気動力による自動車用の電源システムには、４５０ＶＤＣ以上という高電圧で作動するものもある。そのような、より高電圧の電源システムにおける電気ヒューズの作動条件は、従来の、より低電圧の自動車システムで一般的に使用されている、より低電圧のヒューズよりも遥かに厳しい。具体的には、ヒューズが開いたときの電気アークの条件に関する仕様を、より高電圧の電源システムに対して満たすことは、特に電気ヒューズのサイズの小型化を優先する産業界と結びつけて考えると特に困難となる。大電流および高いバッテリ電圧を扱うことが可能な相対的に小さいヒューズを提供し、一方では、ヒューズ要素が作動するときの容認できる遮断性能を提供することは、控え目に言っても難しい課題である。

ヒューズ製造に対する更なる難題は、電気自動車の電源システムへのヒューズの接続方法において起こる。そのような適用に対しては、好ましくは、電気ヒューズは電源システムにおける回路導体へ直接ボルトで取り付けられる。この接続法は、作動中におけるヒューズの如何なる発熱も、回路導体およびコネクタに放出するための最良の条件を提供する。しかし、ヒューズを直接回路導体にボルトで取り付けることは、ヒューズ要素の脆弱な機能へ機械的損傷を与える可能性が十分ある。具体的には、ヒューズが機械的に回路導体に接続されるときのボルトによるトルクは、ヒューズに対して内部に位置するヒューズ要素の、脆弱な電流制限機能を損傷する可能性がある。そのような起こり得る損傷は、取り付ける人間、または使用中の電源システムのサービスを行う人間の観点からは予測したり検出したりすることが困難である可能性が十分ある。

図１１は、例えば、電気動力の自動車に関連する電源システムの、より高電圧において良好に作動できる例としてのヒューズ要素１００を示している。ヒューズ要素１００は、互いに対向する端部１０４と１０６を有する、全体的に細長い導体本体部１０２から製造されている。示されている例としての実施の形態における端部１０４と１０６は、ヒューズ要素部分１０８の各側部から縦方向に延伸している接続タブを画定する、全体的に平面状の要素である。

図１１の例に示されているように、ヒューズ要素部分１０８は、ヒューズ要素部分１０８を通して形成されると共にウィークスポット（weak spot）とも呼ばれることもある、縮小された断面積の電流制限領域を画定する多数の開口部１１０を含む。ウィークスポットの数と配置は、他の実施の形態においては異なってもよいが、戦略的には、ヒューズ要素部分１０８を流れる電流が所定の限度に到達したときに、ヒューズ要素部分１１０が溶融、解体、破壊、または構造的に故障するように選択される。これは、ヒューズ要素部分１１０を通しての伝導路が、もはや電流を伝導できなくなり、開放した回路の状態という結果になるので、ヒューズの「開放」と称される。

縮小された断面積を画定する開口部１１０の数、寸法、および相対間隔を戦略的に選択することにより、ヒューズ要素は、ヒューズ要素部分１０８における１つまたは２つ以上の箇所、典型的には、ウィークスポットに隣接する１つまたは２つ以上の箇所において、指定された電流条件（例えば、過電流条件）に応答して信頼性を伴って開くことができる。従って、ウィークスポット開口部１１０は、ヒューズ要素部分１０８が抗することが可能な電流量に影響するだけでなく、かなりの程度まで、電流条件に応答してヒューズ要素部分１０８が実際に開く可能性のもっとも高い位置（または複数の位置）を決定する。ウィークスポット開口部１１０の例としての配置が示されているが、他の配置も、当然に可能である。

ヒューズ要素１００は、知られている技術に従って、伝導性材料の実質的に平面状の細片から製造できる。更に追加的に、そして図１１に示されているように、ヒューズ要素部分１０８には、導体本体部１０２の平面の外に出るように屈曲されている第１エッジ１１２が形成できる。例示されている例としての実施の形態においては、第１エッジ１１２は実質的に、導体本体部１０２の平面に直角に、または垂直に延び、図１１において上方に向かう方向として示されている第１方向に延びている。同様に、ヒューズ要素部分１０８には、導体本体部１０２の平面の外に出るように屈曲されている第２エッジ１１４が形成できる。例示されている例としての実施の形態においては、第２エッジ１１４は実質的に、導体本体部１０２の平面に直角に、または垂直に延び、図１１において下方に向かう方向として示されている第２方向に延びている。このように、エッジ１１２、１１４は、お互いに反対方向に延びている。形成されたエッジ１１２、１１４は、側方エッジ１１２から側方エッジ１１４までの測定されたサイズを減少する一方で、ヒューズ要素１００の容量を増大している。ヒューズ要素部分１０８の他の幾何学的変形も当然に可能であり、依然としてヒューズのサイズの減少を容易にする相対的にコンパクトなサイズを提供する一方で、ヒューズ要素の容量を増大するという同様の効果がある。しかし、上記とは異なり、他の実施の形態においては、ヒューズ要素部分１０８は所望するのであれば、完全に平面状であってもよい。

ウィークスポット開口部１１０の幾つかは導体本体部１０２の平面状の表面上に部分的に存在し、各平面エッジ１１２、１１４上に部分的に存在していることも分かる。つまり、平面エッジ１１２、１１４にも、ウィークスポット開口部１１０が設けられている。示されているエッジ１１２、１１４におけるウィークスポット開口部は、導体本体部１０２の平面状の表面上に設けられているパターンの続きであることが示されている。しかし、他の実施の形態においてはこれである必要はない。側部エッジ１１２、１１４は、ウィークスポット開口部を含む必要は全くなく、または、導体本体部１０２の主要な平面状の表面において、これらのウィークスポット開口部とは異なるように配置されているウィークスポット開口部を含むことも可能である。

更なる機能を、所望するように、ヒューズ要素部分１０８に設けることもできる。例えば、従来技術ではよく知られている、時間遅延機能、ｍスポット機能、および他の機能を設けて、選択されている回路条件に応じてヒューズ要素１００が開くときの遮断特性を高めることができる。ヒューズ要素１００の電流容量は、ヒューズ要素１００を製造するために使用される導体本体部１０２の厚さと、ウィークスポット開口部１１０の数および配置と、形成されているエッジ１１２と１１４の寸法と、により主に決まる。図１１に示されているヒューズ要素１００の実施の形態は、例えば、約４５０ＶＤＣの電圧において作動する電気動力による自動車用の電源システムにおける使用に適しており、その高電圧に関連する相対的に大きな電流に容易に抗することが可能であり、一方では、過電流条件に応答する、所望される開放特性を信頼性を伴って提供し、負荷側回路１２６と関連する電源受給装置とを、ライン側回路１２４と電源供給装置とから隔離する。

ヒューズ要素１００の端部１０４と１０６は、導体本体部１０２の平面において延び、ボルト１２０、１２２のような締結具を介して、それぞれの回路導体１１６、１１８へ取り付け可能な接続タブを画定している。導体１１６は、ライン側電源または回路１２４へ延びて、これと電気接続を確立してもよく、導体１１８は、負荷側電源受給装置または回路１２６へ延びて、これと電気接続を確立してもよい。このため、上記のように取り付けられると、電流は、ライン側回路１２４から、回路導体１１６へ、そして回路導体１１６を通して流れ、導体１１６から、ヒューズ要素１００へ、そしてヒューズ要素１００を通して流れ、ヒューズ要素１００から、導体１１８へ、そして導体１１８を通して流れ、負荷側回路１２６に流れる。示されている例では、導体１１６と１１８は平坦な導体バーとして示されているが、他の多様な導体とコネクタが、ライン側および負荷側の電気接続を形成することが可能である。更に加えて、回路導体１１６、１１８のいずれかはバスバーとして構成し、複数の電源（例えば、自動車の複数のバッテリ）から電源を受給し、または、複数の負荷に電源を供給するように構成できる。このような実施の形態においては、単一のヒューズ要素１００が、複数の負荷に対して溶融性回路による保護を提供し、および／または、電気自動車電源システムにおける複数の蓄電池のような、２つ以上の電源から、負荷へ、または複数の負荷へ電源を供給できる。

ボルト１２０、１２２が、ヒューズ要素端部１０４、１０６を回路導体１１６、１１８に機械的に取り付けるために締結されるとき、トルク力（図１１においては矢印Ｆで示されている）がヒューズ要素部分１０８に伝達される可能性がある。しかし、好適な位置において、多数の開口部１１０がヒューズ要素部分１０８にウィークスポットを作成しているので、ヒューズ要素部分１０８は、ヒューズ要素端部１０４と１０６と比較して構造的に脆弱な要素である。従って、ボルト１２０および／または１２２が、ヒューズ要素１００を回路導体１１６、１１８に機械的に接続するために締結されるときに、相対的に小さな捩り力Ｆが加えられても、ヒューズ要素１００を損傷、または傷つける可能性が十分ある。特に、ウィークスポット開口部１１０が位置している箇所では、脆弱なヒューズ要素部分１０８は、その作動条件と開放特性を変えてしまうような捻り、変形および／または破断を非常に起し易い。そのような損傷が起こると、最適でないヒューズ動作という結果になり、ヒューズ要素部分１０８が完全に破壊して、ヒューズ要素１０２を通る伝導路を完全に分離してしまうという不幸な場合には、ヒューズ要素１００は完全に作動不能状態になってしまう。

慎重に取り付けを行う者であれば、電気ヒューズを取り付けるときに、ボルト１２０、１２２へ加わるトルク量を制限することにより、ヒューズ要素１００への損傷を回避できる可能性もあるが、ある場所での、自動車のヒューズを取り付けまたは除去する様々な者の潜在的な数を考慮すると（例えば、製造業者、ディーラー、サービス技術者、および自動車の所有者は、多様な量の訓練および経験を有している）、ボルト１２０、１２２に不注意に大きすぎるトルクを加えるという人的過誤は、製造され、定期的にサービスされ保守される多数の自動車に対しては不可避と思われる。

更に、ヒューズ要素１００は典型的にはハウジング（図１１においては図示せず）に収納されているので、ヒューズが取り付けられたときに不注意により損傷を受けても、または、おそらくは除去されても、それが検出される可能性は少ない。ヒューズは、ヒューズを開くには十分な過電流条件が起こる前に、不定且つ長期間（例えば、数年、あるいは数十年も）使用（つまり、通電されている電気回路に接続されている）され得るので、最適でないヒューズは、長い期間に対しては、最適でない回路保護という結果になり得る。現代の電気自動車の費用および高度化を考慮すると、多数の計算された制御、十分な回路保護が非常に重要である。

少なくとも、取り付け中に不注意により損傷を受けたヒューズの早まった、または不要な開放は、ヒューズ製造者、自動車製造者、ディーラー、サービス技術者、および所有者にとって歓迎されない迷惑となり得る。特に、ヒューズと自動車の製造者に対しては、不注意により損傷されたヒューズに関連する問題は、実際には何の問題も存在していないにも拘わらず、ヒューズまたは自動車の設計および／または製造における欠陥として捉えられてしまう可能性がある。つまり、消費者の不満は、実際の問題が自動車の所有者または自動車のサービスを行う者には知られることなく、ヒューズの取り付け中の過度に締結された接続の結果、ヒューズが設計されたときのようなヒューズの適切且つ信頼できる動作を変えて影響を与えたことにあるにも拘わらず、ヒューズおよび／または自動車の製造上の問題との認識から起きてしまうおそれがある。

ＩＩ．発明的トルク制限ヒューズアセンブリ

図１〜１０は、ヒューズを、ボルトのような締結具で回路導体に接続したときの、上記において検討したようなトルクに関する問題を克服する電気ヒューズアセンブリの例としての実施の形態を示している。下記に詳細に説明されるように、これは、ヒューズ要素とは別に設けられ、ヒューズ要素の端部に対して可動であり、従って、なくすことはできなくても、捻れ力が、壊れ易く、損傷され易いヒューズ要素部分に到達することを制限する端子要素により達成される。ここにおける検討は、自動車用の高電圧電源システムについて行われているが、下記に記述される本発明の概念が、他の最終用途の適用に対して追加されてもよいことが認識される。本発明の恩恵は一般的に、回路導体にボルトにより取り付けられる、任意のタイプのヒューズまたはヒューズの適用に対しても追加され、電気動力による自動車の環境は、制限的ではなく、例示の目的で記述されるそのような例のうちの１つである。

図１〜１０は、ハウジング２０２と、図１１に関連して上述した、導体１１６、１１８のような回路導体へのボルトによる接続のための、ハウジング２００から突出している端子要素２０４、２０６とを含む電気ヒューズ２００の例としての実施の形態の種々の図を例示している。示されているこの例としての実施の形態における端子要素２０４、２０６は、第１要素接続タブ１０４、１０６（図５および８−１０）に結合され、それにより、ボルト１２０、１２２が、端子要素２０４、２０６を回路導体１１６、１１８に締め付けるために締結されたときに、ヒューズ要素１００とヒューズ要素１００のヒューズ要素部分１０８とに対して電気的接続を提供する。

図１〜４は、回路導体１１６と１１８から分離されている電気ヒューズ２００を例示しており、図５は、電気ヒューズ２００の分解図を示している。一方、図６〜１０は、ヒューズ２００の回路導体１１６、１１８への接続の種々の態様を例示している。

まず、図１〜４を参照すると、ヒューズハウジング２００は、知られている技術による頑強なプラスチック、または従来技術において知られている他の適切な材料のような、全体的に絶縁または非伝導性材料から製造されている。ハウジング２０２は、示されているように、全体的に長方形の形状に形成され、上部壁２１０と、上部壁２１０の反対側の底部壁２１２と、底部壁および上部壁２１０を相互接続している側部壁２１４と２１６と、上部壁２１０および底部壁２１２ならびに側部壁２１４と２１６とも相互接続している端部壁２１８、２２０と、を含む。従って、ハウジング１０２は、図５に見られるように、ヒューズ要素１００の箱状筐体を画定している。

図１〜４に示されている例としてのハウジング２０２は、相対的に小型なサイズであり、約４２.０１ｍｍ（約１.６５インチ）の長さＬ（図３）と、約２０ｍｍ（約０.７９インチ）の幅Ｗ（図２）と、約２０ｍｍ（約０.７９インチ）の高さＨ（図３）と、を有している。このように、ヒューズハウジング２０２は、有利なように小型のパッケージサイズを提供し、そのサイズは、従来の、電気導体に関して定位置に同じようにボルトで取り付けられている高電圧ヒューズよりもかなり小さい。しかし、ヒューズ２００の寸法は、所望により、様々な目的のために変更することも考えられる。更に追加して、ハウジング２００の高さＨおよび幅Ｗは、図に示されている例においては同じであるが、これらの寸法は、他の実施の形態においては同じである必要はない。更に言えば、ハウジング２０２は、他の実施の形態においては、矩形である必要はない。円筒形ハウジングも含まれるが、それに制限されるわけではない非矩形のハウジングにより、ここで記述されていることに対する同様の恩恵が達成され得る。

端子要素２０４と２０６は、図５において最も良く分かるように、全体的に平面状の伝導性要素であり、ヒューズ要素端部１０４、１０６にかぶさるスリーブとして形成されている。つまり、例としての実施の形態においては、端子要素２０４、２０６は、伝導性材料の細片から形成でき、図５において最も良く分かるように、この伝導性材料の細片をそれ自身の上で折り畳んで、ヒューズ要素１００のそれぞれの端部１０４、１０６を受け入れるスリーブを形成する。従って、各端子要素２０４、２０６は、接続部２２６のような蝶番により接合されている上部側２２２と下部側２２４を有している。上部側２２２および下部側２２４は、ヒューズ要素端部１０４、１０６の厚さよりもわずかに厚い間隔を空けて配置されており、それにより、端子要素２０４、２０６を、ヒューズ要素１００の端部１０４、１０６にかぶせることができ、先端部２２８が、ヒューズ要素端部１０４、１０６を受け入れる。このように、上部側２２２は各ヒューズ要素端部の上部表面の上にあり、下部側２２４は各ヒューズ要素端部の下部表面の下にある。つまり、各ヒューズ要素端部１０４、１０６は、各端子要素２０４、２０６の上部側２２２と下部側２２４との間に挟まれる。

図５に示されているように、端子要素２０４、２０６は、実質的に同一に構築されているが、ヒューズ要素端部１０４、１０６上では、鏡像配置されて反対にされている。各端子要素２０４、２０６は、先端部２２８に隣接して形成されている一対の切り欠き２３０と、各端子要素２０４、２０６を完全に通過するように延びている貫通孔２３２と、を含む。図１〜４および図６〜１０に示されているように組み立てられると、切り欠き２３０は、ヒューズ要素端部１０４、１０６に形成されている肩部１３０（図５）と概ね整列する。更に、各端子要素２０４、２０６の貫通孔２３２は、ヒューズ要素１００の各端部１０４、１０６における補完的開口部または貫通孔１３２と整列して、ほぼ一致している。

貫通孔１３２と２３２は、アセンブリにおいて整列すると、電気ヒューズ１００が回路導体１１６、１１８に取り付けられたときに、ボルト１２０、１２２の１つのシャンク（柄部）１３４（図６〜１０）を一括して受け入れる。端子要素２０４、２０６は、ヒューズ要素端部１０４、１０６に摺動するように嵌合している（slip-fit）だけなので、ヒューズ要素端部１０４、１０６は端子要素２０４、２０６に対して移動可能である。つまり、端子要素２０４、２０６は、半田付け、ろう付け、溶接または、ヒューズ要素を接続端子構造に接続するための電気ヒューズ構築において普通に使用される他の技術によって、ヒューズ要素端部１０４、１０６に固定するように取り付けられてはいない。

図１、３および５〜１０において最も良く分かるように、端子要素２０４、２０６は、ハウジング２０２の上部壁２１０および底部壁２１２から間隔を空けた位置において、ヒューズハウジング２０２から外側に突出している。示されている例においては、端子要素２０４、２０６は、上部および底部壁２１０、２１２からほぼ等距離に配置されている。このため、ヒューズ２００が回路導体１１６、１１８に搭載されると（図７および図１０）、ハウジング２０２の一部は導体１１６、１１８の上方で延び、ハウジング２０２の一部は導体１１６と１１８の下方で延びる。その結果、相対的にコンパクトな搭載配置となるが、これは、幾つかの実施の形態においては、随意的と考えてもよい。つまり、端子要素２０６は、更なる、および／または代替の実施の形態においては、他の場所に位置してもよい。

図５は、例としての実施の形態におけるハウジング２０２の追加的詳細を示している。示されている例においては、ハウジング２０２は２つの部品、つまり、ベース２４０およびカバー２５０から製作できる。ベース２４０は、全体的に平面状の底部壁２１２を画定してもよく、端部壁２４２は、底部壁２１２から上方に突出してもよい。カバー２５０には、上部壁２１０と、側部壁２１４および２１６と端部壁２１８および２２０とが形成される。壁２１０、２１４、２１６、２１８および２２０は、ヒューズ要素部分１０８を取り囲んで保護する、中空の、箱状内部筐体１５２を画定している。カバー２５０の端部壁２１８、２２０は、ベース２４０の端部壁２４２を受け入れる切り込みまたは開口部２５４を含む。

ヒューズ２００が組み立てられたときに、端子要素２０４、２０６はヒューズ要素端部１０４、１０６に結合される。そして、端子要素２０４、２０６を含んでいるヒューズ要素１００は、切り欠き２３０がベース端部壁２４２に整列した状態で、ベース２４０の端部壁２４２の上方で延びるように設置される。そして、カバー２５０はヒューズ要素２００上方に設置され、カバー２５０の開口部２５４のエッジは、切り欠き内に延びて、端子要素２０４を縦方向の定位置において捕捉する。カバー開口部２５４は、ベースの端部壁２４２を受け入れるように寸法を決められており、閉鎖した密封筐体を、ベース２４０とカバー２５０が接合されたときに、ヒューズ要素部分１０８の周りに提供する。開口部２５４は、端子要素２０４、２０６の切り欠き２３０との組み合わせによって、端子要素２０４、２０６の、ヒューズ要素端部１０４、１０６それぞれに対する移動を可能にする隙間を作成する。より具体的には、端子要素２０４、２０６は、ヒューズ２００が取り付けられるときに、ヒューズ要素端部１０４、１０６に対して回転でき、また、ハウジング端部壁２１８、２２０および２４２に対しても回転できる。しかし、切り欠き２３０とハウジング開口部２５４のエッジとは、端子要素２０４、２０６が、ハウジング２００から脱落するのを防止している。

これもまた図５に示されているように、ベース２４０には、シリカ砂のようなアーク焼入れ剤（quenching media）をハウジング筐体１５２に充填するために使用できる貫通孔開口部２６２が形成されている。プラグ２６０を、アーク焼入れ剤が十分な量で導入されたときに、開口部２６２を塞いで密封するために設けることもできる。

使用するときは、組み立てられたヒューズ２００を、図６〜１０に示されているように、回路導体１１６、１１８に取り付けることができる。端子要素２０４、２０６の貫通孔２３２は、回路導体１１６、１１８の対応する貫通孔１１７、１１９と整列できる。そして、ボルト１２０、１２２のシャンク１３４を、貫通孔２３２と１１７、１１９を通して挿入できる。あるいは、ワッシャを、示されているような接続を容易にするために使用できる。ボルト１２０、１２２が、図７に示されているように挿入されると、ナット（図示せず）を、各ボルト１２０、１２２のシャンク１３４に適用して、端子要素２０４、２０６を導体に締め付けることもできる。または、ボルトシャンク１３４は、ヒューズ１０２が取り付けられるときに、電気動力による自動車、または他の支持構造のシャーシと係合できる。

図８〜１０に示されているように、ボルト１２０、１２２が締結されるときに、矢印Ｆの方向の捩れ力が端子要素２０４、２０６に結果として加わる可能性もある。しかし、端子要素２０４、２０６は自由に動けるので、端子要素切り欠き２３０とハウジングカバー２５０の開口部２５４とにより作成された隙間のため、端子要素２０４、２０６は、力Ｆが加えられたときに力Ｆの方向に回転できる。設けられた隙間の限界まで、端子要素２０４、２０６は、力Ｆが、比較的に壊れ易いヒューズ要素部分１０８に伝達されることを非常に制限する。ボルトが締結されるときに、移動する端子要素２０４、２０６により隙間がなくなると、端子要素２０４、２０６上に加えられる力Ｆが更にカバー開口部２５４の側部エッジにおいてハウジング２００に全体的に加えられ、その力は、損傷を受け易いヒューズ要素部分１０８へは伝達されない。構造的に脆弱なヒューズ要素部分１０８は、トルク力Ｆから機械的に大きく隔離され、移動可能な端子要素２０４、２０６により、損傷を受ける可能性は低い。

ボルト締結トルクによる取り付けの間に自由に移動できる２つの追加的な端子要素２０４、２０６を適用することで、端子要素２０４、２０６とヒューズ要素１００の端部１０４、１０６との間の滑動の際のトルク応力は、さらに均一に分散される。ヒューズ要素端部１０４、１０６に端子要素２０４と２０６をかぶせることによる摺動嵌合（slip fit）は、負荷を均一に分散し、ボルト締結による取り付けの際に、ヒューズ要素部分１０８の損傷を最小限にするためのある程度のトルクの滑りを提供するワッシャとして効果的に作用する。

更に、ヒューズ２００が取り外されるときに、矢印Ｆに反対の方向に、ボルト１２０、１２２を緩めることに関連する任意のトルク力もまた制限される。つまり、端子要素２０４、２０６は、ボルト１２０、１２２が緩められるときは、締結されるときと同様に反対方向に回転して、ヒューズ要素部分１０８を捩れ力から機械的に隔離するように同様に作動することもできる。

開示された例としての概念の恩典は、開示された例としての実施の形態により、ここで明白になったと思われる。

電気ヒューズの実施の形態が開示されており：ハウジングと；ハウジング内に位置する、端部を有するヒューズ要素と；端部においてヒューズ要素に結合される端子要素であって、ハウジングから突出すると共に回路導体に締結されるように構成されている端子要素と；を備え、端子要素は、ヒューズ要素の端部に対して回転可能である。

随意的な特徴は、上記の実施の形態との組み合わせにおいて下記を含む：ヒューズ要素の端部は実質的に平面状であり；端子要素は、ヒューズ要素の端部上に嵌合されているスリーブを画定し；ハウジングは隙間を画定し、端子要素は隙間において回転可能であり；ハウジングは概ね矩形であり；ハウジングは、ベースと、実質的に矩形のカバーと、を備え；ベースは、実質的に平面状の底部壁を備え、少なくとも１つの壁が底部壁から上方に向けて突出し、ヒューズ要素は、少なくとも１つの壁の上方で延び；および、カバーは、開口部が形成されている少なくとも１つの壁を含み、ベースの少なくとも１つの壁を開口部に受け入れ可能である。

更なる随意的な特徴として、上記の実施の形態との組み合わせにおいて：ハウジングは、互いに対向する上部壁および底部壁と、上部壁および底部壁を相互接続する端部壁と、を備え、端子要素は、上部壁および底部壁から間隔を空けた位置において、ハウジングの端部壁から突出し；端子要素は少なくとも１つの切り欠きを備え、ハウジングは、少なくとも１つの切り欠きに隣接する隙間を画定し、少なくとも１つの切り欠きは、隙間内で回転可能であり；ヒューズ要素の端部は第１開口部を含み、端子要素は第２開口部を含み、第１および第２開口部は実質的に一致し；および、第１および第２開口部の少なくとも１つは、円形の開口部である。

更なる随意的特徴は、上記の実施の形態との組み合わせにおいて下記を含む：ヒューズ要素は、自身に形成されている複数の開口部を有する細長い導体を備え；細長い導体は、実質的に平面状の導体本体部から製造され；細長い導体には、第１方向において本体部に実質的に直角に延びている第１側部エッジが形成され；細長い導体には更に、第２方向において本体部に実質的に直角に延びている第２側部エッジが形成され、第２方向は、第１方向とは反対方向であり；および、端子要素は、回路導体にボルトで取り付けられるように構成されている。

電気ヒューズの他の実施の形態もまた開示されており下記を備える：ハウジングと；ハウジング内に位置する、互いに対向する第１および第２端部を有するヒューズ要素と；第１および第２端部のそれぞれにおいてヒューズ要素に結合されている第１および第２端子要素であって、ハウジングから突出しており、第１および第２端部のそれぞれが、第１および第２端部それぞれに対して、そしてハウジングに対しても、移動するための自由度を有しており、それにより、第１または第２端子要素に印加されるトルクの、ヒューズ要素の第１および第２端部への伝達を制限する第１および第２端子要素。

随意的特徴は、上記の実施の形態との組み合わせにおいて下記を含む：第１および第２端子要素は、第１および第２端部それぞれの上に嵌合されているスリーブであり；第１および第２端子要素はそれぞれ一対の切り欠きを含み、ハウジングは、第１および第２端子要素の切り欠きそれぞれに隣接する隙間を画定し；ハウジングは、ベースと、実質的に矩形のカバーと、を備え；ベースは、実質的に平面状の底部壁と、互いに間隔を空けて配置されていると共に底部壁から上方に向けて突出している端部壁と、を備え、ヒューズ要素は、互いに間隔を空けて配置されている端部壁の上方で延び、ヒューズ要素の第１および第２端部は、間隔を空けて配置されている端部壁を超えて突出し、；カバーは、互いに対向する端部壁を含み、端部壁はその内に開口部を有しており、カバーの端部壁の開口部にベースの端部壁を受け入れ可能であり；および、ハウジングは、実質的に矩形であると共に、互いに対向する上部壁および底部壁と、上部壁および底部壁を相互接続する、互いに対向する端部壁と、を含み、第１および第２端子要素のそれぞれは、上部壁と底部壁から間隔を空けた位置において、端部壁の１つから突出している。

更なる随意的特徴として、上記の実施の形態との組み合わせにおいて：ヒューズ要素の第１および第２端部のそれぞれは第１開口部を含み、第１および第２端子要素のそれぞれは第２開口部を含み、第１および第２開口部は実質的に一致し；第１および第２開口部は、同心円状の円形開口部であり；ヒューズ要素は、自身の中に形成されている複数の開口部を有する細長い導体を備え；細長い導体は、実質的に平面状の導体本体部から製造され；細長い導体には更に、第１方向において、本体部に実質的に直角に延びている第１側部エッジが形成され；細長い導体には更に、第２方向において、本体部に実質的に直角に延びている第２側部エッジが形成され、第２方向は、第１方向とは反対方向であり；第１および第２端子要素はそれぞれ、回路導体へボルトにより締め付けられるように構成されている。

電気ヒューズの他の実施の形態が開示されており下記を備える：上部壁と、底部壁と、互いに対向する側部壁と、互いに対向する端部壁と、を備える実質的に矩形のハウジングと；ハウジング内に位置する、互いに対向する第１および第２端部を有するヒューズ要素と；第１および第２端部それぞれにおいてヒューズ要素へ結合されている第１および第２端子要素であって、ハウジングの端部壁それぞれの１つのから突出しており、第１および第２端子要素のそれぞれが、それぞれの第１および第２端部に対して、そしてハウジングの端部壁それぞれに対しても移動する自由度を有しており、それにより、第１または第２端子要素に印加されるトルクの、ヒューズ要素の第１または第２端部への伝達を制限している第１および第２端子要素。

随意的特徴は、上記の実施の形態との組み合わせにおいて下記を含む：第１および第２端子要素は、端子端部にかぶさるように嵌合されているスリーブであり；第１および第２端子要素のそれぞれは一対の切り欠きを含み、ハウジングの各端部壁は、第１および第２端子要素のそれぞれの切り欠きに隣接する隙間を画定し；第１および第２端子要素のそれぞれは、上部壁および底部壁から間隔を空けた位置において、端部壁の１つから突出しており；ヒューズ要素の第１および第２端部のそれぞれは第１開口部を含み、第１および第２端子要素のそれぞれは第２開口部を含み、第１および第２開口部は実質的に一致し；第１および第２端子要素はそれぞれ、導体にボルトで締め付けられるように構成されている。

この文書による記述は、最良の形態を含む本発明を開示し、また、すべての当業者が、すべての装置またはシステムを製作して使用し、すべての組み込まれている方法を実行することを含めて、本発明を実践することを可能にするために例を使用している。本発明の特許の範囲は、特許請求の範囲により定義され、当業者が想到する他の実施例も含み得る。そのような他の実施例は、特許請求の範囲の文字言語と異なっていない構造的要素を有するのであれば、または、特許請求の範囲の文字言語と非実質的な相違を有する等価な構造的要素を含むのであれば、特許請求の範囲の範囲内にあることを意図するものである。

Claims (35)

1. 回路導体にボルトにより締結されるように構成されている電気ヒューズであって、
   前記電気ヒューズは、
   ハウジングと、
   前記ハウジング内に位置する、第１貫通孔を備えた端部を有するヒューズ要素と、
   前記端部において前記ヒューズ要素に結合されている端子要素であって、前記ハウジングから突出すると共に第２貫通孔を備えた端子要素と、を備え、
   前記第１貫通孔と前記第２貫通孔は互いに整列されており、
   前記ボルトが整列された前記第１貫通孔と前記第２貫通孔を通して延伸させられて、前記電気ヒューズを前記回路導体に締結するように前記ボルトに印加されるトルクから前記ヒューズ要素の前記端部を機械的に隔離する時に、前記端子要素は、前記ヒューズ要素の前記端部に対して回転可能であることを特徴とする、電気ヒューズ。
2. 前記ヒューズ要素の前記端部は、実質的に平面状であることを特徴とする請求項１に記載の電気ヒューズ。
3. 前記端子要素は、前記ヒューズ要素の前記端部上に嵌合されているスリーブを画定することを特徴とする請求項１に記載の電気ヒューズ。
4. 前記ハウジングは隙間を画定し、前記端子要素は、前記ボルトを介して所定量のトルクを受けた時に前記機械的な隔離を維持するように、前記隙間において回転可能であることを特徴とする請求項１に記載の電気ヒューズ。
5. 前記ハウジングは概ね矩形であることを特徴とする請求項１に記載の電気ヒューズ。
6. 前記ハウジングは、ベースと、実質的に矩形のカバーと、を備えることを特徴とする請求項１に記載の電気ヒューズ。
7. 前記ベースは、実質的に平面状の底部壁と、前記底部壁から上方に向けて突出している少なくとも１つの壁と、を備え、前記ヒューズ要素は、前記少なくとも１つの壁の上方で延びていることを特徴とする請求項６に記載の電気ヒューズ。
8. 前記カバーは、開口部が形成されている少なくとも１つの壁を含み、前記ベースの前記少なくとも１つの壁を前記開口部に受け入れ可能であることを特徴とする請求項７に記載の電気ヒューズ。
9. 前記ハウジングは、互いに対向する上部壁および底部壁と、前記上部壁および前記底部壁を相互接続する端部壁と、を備え、
   前記端子要素は、前記上部壁および前記底部壁から間隔を空けた位置において、前記ハウジングの前記端部壁から突出していることを特徴とする請求項１に記載の電気ヒューズ。
10. 前記端子要素は少なくとも１つの切り欠きを備え、前記ハウジングは、前記少なくとも１つの切り欠きに隣接する隙間を画定し、
    前記少なくとも１つの切り欠きは、前記隙間内で回転可能であることを特徴とする請求項１に記載の電気ヒューズ。
11. 前記第１貫通孔および前記第２貫通孔の少なくとも１つは、円形であることを特徴とする請求項１に記載の電気ヒューズ。
12. 前記ヒューズ要素は細長い導体を備え、前記導体は、前記導体において形成されている複数の開口部を有していることを特徴とする請求項１に記載の電気ヒューズ。
13. 前記細長い導体は、実質的に平面状の導体本体部から製造されていることを特徴とする請求項１２に記載の電気ヒューズ。
14. 前記細長い導体には、第１方向において、前記本体部に実質的に直角に延びている第１側部エッジが形成されていることを特徴とする請求項１３に記載の電気ヒューズ。
15. 前記細長い導体には更に、第２方向において前記本体部に実質的に直角に延びている第２側部エッジが形成され、
    前記第２方向は、前記第１方向とは反対方向であることを特徴とする請求項１４に記載の電気ヒューズ。
16. 電気ヒューズであって、
    ハウジングと、
    前記ハウジング内に位置する、互いに対向する第１端部および第２端部を有するヒューズ要素と、
    前記それぞれの第１端部および第２端部において前記ヒューズ要素に結合されている第１端子要素および第２端子要素であって、前記ハウジングから突出し、前記第１端子要素および前記第２端子要素のそれぞれが、前記それぞれの第１端部および第２端部に対して移動する自由度と、そして前記ヒューズ要素が前記ハウジング内に位置する時に前記ハウジングに対しても移動する自由度とを有し、
    前記電気ヒューズを回路導体に締結するように前記第１端子要素および前記第２端子要素が印加されるトルクを受ける時に、前記第１端子要素および前記第２端子要素が移動可能であり、それにより、前記第１端子要素および前記第２端子要素に印加されるトルクの、前記ヒューズ要素の前記第１端部または前記第２端部への伝達を制限する、第１端子要素および第２端子要素と、を備え、
    前記第１端子要素および前記第２端子要素のそれぞれは一対の切り欠きを含み、
    前記ハウジングは、前記第１端子要素および前記第２端子要素の前記それぞれの切り欠きに隣接する隙間を画定することを特徴とする、電気ヒューズ。
17. 前記第１端子要素および前記第２端子要素は、前記それぞれの第１端部および第２端部上に嵌合されているスリーブであることを特徴とする請求項１６に記載の電気ヒューズ。
18. 前記ハウジングは、ベースと、実質的に矩形のカバーと、を備えることを特徴とする請求項１６に記載の電気ヒューズ。
19. 前記ベースは、実質的に平面状の底部壁と、前記底部壁から上方に向けて突出している、互いに間隔を空けて配置されている端部壁と、を備え、前記ヒューズ要素は、前記互いに間隔を空けて配置されている端部壁の上方で延び、前記ヒューズ要素の前記第１端部および前記第２端部は、前記それぞれの間隔を空けて配置されている端部壁を超えて突出していることを特徴とする請求項１８に記載の電気ヒューズ。
20. 前記カバーは互いに対向する端部壁を含み、前記端部壁は、前記端部壁に開口部を有しており、前記ベースの前記端部壁を前記カバーの前記端部壁の前記開口部に受け入れ可能であることを特徴とする請求項１９に記載の電気ヒューズ。
21. 前記ハウジングは、実質的に矩形であると共に、互いに対向する上部壁および底部壁と、前記上部壁および前記底部壁を相互接続する、互いに対向する端部壁と、を含み、
    前記第１端子要素および前記第２端子要素のそれぞれは、前記上部壁および前記底部壁から間隔を空けた位置において、前記端部壁の１つから突出していることを特徴とする請求項１６に記載の電気ヒューズ。
22. 前記ヒューズ要素の第１端部および第２端部のそれぞれは第１開口部を含み、
    前記第１端子要素および前記第２端子要素のそれぞれは第２開口部を含み、
    前記第１開口部および前記第２開口部は実質的に一致していることを特徴とする請求項１６に記載の電気ヒューズ。
23. 前記第１開口部および前記第２開口部は、同心円状の円形開口部であることを特徴とする請求項２２に記載の電気ヒューズ。
24. 前記ヒューズ要素は細長い導体を備え、前記導体は、前記導体において形成されている複数の開口部を有することを特徴とする請求項１６に記載の電気ヒューズ。
25. 前記細長い導体は、実質的に平面状の導体本体部から製造されることを特徴とする請求項２４に記載の電気ヒューズ。
26. 前記細長い導体には更に、第１方向において前記本体部に実質的に直角に延びている第１側部エッジが形成されていることを特徴とする請求項２５に記載の電気ヒューズ。
27. 前記細長い導体には更に、第２方向において前記本体部に実質的に直角に延びている第２側部エッジが形成され、
    前記第２方向は、前記第１方向とは反対方向であることを特徴とする請求項２６に記載の電気ヒューズ。
28. 前記第１開口部と前記第２開口部は、前記第１端子要素および前記第２端子要素が前記回路導体に締結される時にボルトのシャンクを受け入れるように構成されていることを特徴とする請求項２２に記載の電気ヒューズ。
29. 電気ヒューズであって、
    上部壁と、底部壁と、互いに対向する側部壁と、互いに対向する端部壁と、を備える実質的に矩形のハウジングと、
    前記ハウジング内に位置する、互いに対向する第１端部および第２端部を有するヒューズ要素であって、互いに対向する第１端部および第２端部は、それぞれ、回路導体へ締結されるように構成された第１貫通孔を備えたヒューズ要素と、
    前記それぞれの第１端部および第２端部において前記ヒューズ要素に結合されている第１端子要素および第２端子要素を備え、
    第１端子要素および第２端子要素は、それぞれ、第２貫通孔と一対の切り欠きを備え、
    前記ハウジングの各端部壁は、前記第１端子要素および前記第２端子要素の前記それぞれの切り欠きに隣接する隙間を画定し、前記ヒューズ要素の第１端部および第２端部のそれぞれの第１貫通孔は、前記第１端子要素および前記第２端子要素のそれぞれの第２貫通孔に整列されており、
    前記第１端子要素および前記第２端子要素は、それぞれ、前記ハウジングの前記対向する端部壁の１つから突出し、前記第１端子要素および前記第２端子要素のそれぞれが、前記ハウジングの各前記端部壁と前記ヒューズ要素の前記それぞれの第１端部および第２端部に対して隙間内で移動する自由度を有し、それにより、締結具が整列された前記第１貫通孔と前記第２貫通孔を通して延伸させられかつ前記ヒューズ要素が前記回路導体に締結される時に、前記第１端子要素または前記第２端子要素に印加されるトルクの、前記ヒューズ要素の前記第１端部または前記第２端部への伝達を制限することを特徴とする、電気ヒューズ。
30. 前記第１端子要素および前記第２端子要素は、前記ヒューズ要素のぞれぞれの第１端部および第２端部上に嵌合されているスリーブであることを特徴とする請求項２９に記載の電気ヒューズ。
31. 前記第１端子要素および第２端子要素のそれぞれは、前記上部壁および前記底部壁から間隔を空けた位置において、前記端部壁の１つから突出していることを特徴とする請求項２９に記載の電気ヒューズ。
32. 前記締結具はボルトであることを特徴とする請求項２９に記載の電気ヒューズ。
33. 前記ハウジングは、ベースと、前記ベースに取り付けることができるカバーとを備えていることを特徴とする請求項２９に記載の電気ヒューズ。
34. 前記ヒューズ要素の前記第１端部及び前記第２端部のそれぞれの前記第１貫通孔と前記第１端子要素および第２端子要素のそれぞれの前記第２貫通孔の中の少なくとも１つは、円形の開口部であることを特徴とする請求項２９に記載の電気ヒューズ。
35. 前記ヒューズ要素は実質的に平面状であることを特徴とする請求項２９に記載の電気ヒューズ。

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