JPH09330644A - インテリジェント・メッシュ・ヒューズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 連続通電時にはワット損を抑制し、事故電流
遮断時には橋絡遮断部によって電流遮断の加勢が確実に
受けられ、遮断性能を確実に向上させることが可能なヒ
ューズを提供する。 【解決手段】 事故電流の発生時には溶断特性のほぼ等
しい各直列遮断点Ｄ1 ，Ｄ2 はほぼ同時に発弧する。し
かし、アーク維持電圧の高い遮断部ｂが形成された直列
遮断点Ｄ1 に生じているアークは、遮断部ｂを溶かして
アーク長を伸ばした後、厚い放熱部Ｆに達してその伸長
を止める。ところが直列遮断点Ｄ2 は、遮断部ｃのアー
ク維持電圧が低く、放電を持続する。従って、アーク
は、直列遮断点Ｄ1 から直列遮断点Ｄ2 へ確実に転移
し、事故電流は必ず各橋絡遮断点Ｅを通って遮断され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、連続通電時と遮断
時との電流の流れ方をヒューズ・エレメント自身が判断
し、通常時はワット損を抑制し事故時は確実に事故電流
を遮断するインテリジェント・メッシュ・ヒューズに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のヒューズとして、特開平
４−２８２５２７号公報で本発明者が提案しているネッ
トワーク・ヒューズがある。同公報では、図６に示す同
一膜厚の銅箔パターンがセラミック基板上に形成されて
構成されたヒューズ・エレメントが示されている。直列
遮断点Ａ1 〜Ａ4 および直列遮断点Ｂ1 〜Ｂ4 は各放熱
部Ｊの配列を直列に接続している。溶断特性を異ならす
ため、直列遮断点Ａ1 〜Ａ4 のＡ型は細くて短く、直列
遮断点Ｂ1 〜Ｂ4 のＢ型は太くて長く形成されており、
Ａ型とＢ型の遮断点では溶断特性が異ならされている。
しかし、各型の遮断点Ａ1 〜Ａ4 ，Ｂ1 〜Ｂ4 は電気抵
抗が等しく形成されており、これら各遮断点のワット損
は全て等しく設定されている。また、橋絡遮断点Ｃ1 〜
Ｃ3 は各放熱部Ｊの配列を並列に接続しており、各直列
遮断点Ａ，Ｂよりも溶断時間が長く形成されている。

【０００３】Ａ1 −Ｂ2 −Ａ3 −Ｂ4 の４個の直列遮断
点からなる第１の直列回路と、Ｂ1−Ａ2 −Ｂ3 −Ａ4
の４個の直列遮断点からなる第２の直列回路とには各型
の直列遮断点がそれぞれ同数ずつある。このため、連続
通電時には、図７（ａ）の矢印に示すように通電電流は
橋絡遮断点Ｃを通ることなく各直列回路を真っ直ぐに流
れる。ところが、短絡電流が回路に生じた場合には、同
図（ｂ），（ｃ）に示すように電流はヒューズ・エレメ
ントを蛇行して流れる。

【０００４】つまり、電流の時間変化率ｄｉ／ｄｔが急
激に変化する短絡電流が生じた場合には、放熱特性によ
らずに電流通路の細い直列遮断点Ａ1 〜Ａ4 が最初に溶
断する。従って、ヒューズ・エレメントを流れる電流は
同図（ｂ）に示すように直列遮断点Ｂ1 〜Ｂ4 を通って
蛇行して流れる。また、電流の時間変化率ｄｉ／ｄｔが
緩やかで電流のピーク値ΔＩの大きな短絡電流が生じた
場合には、放熱特性の劣る直列遮断点Ｂ1 〜Ｂ4 が最初
に溶断する。従って、ヒューズ・エレメントを流れる電
流は同図（ｃ）に示すように直列遮断点Ａ1 〜Ａ4 を通
って蛇行して流れる。このように隣接する２つの直列遮
断点ＡまたはＢのいずれか一方が早く遮断すると、未だ
発弧していない他方の直列遮断点ＢまたはＡが並列にあ
るため、事故電流は極めて簡単にこの他方の遮断点に転
移する。

【０００５】よって、連続通電時には電流はヒューズ・
エレメントの最短距離を通り、ヒューズ・エレメントに
生じるワット損が抑えられる。一方、短絡電流発生時に
は電流は上記のように蛇行して流れ、直列遮断点に橋絡
遮断点が加勢して短絡電流が遮断されるため、アーク電
圧が高められて短絡電流は速やかに抑制される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のネットワーク・ヒューズでは、遮断時の１回の過渡
現象、つまり事故電流立上がり時の極めて短い時間内に
おける、隣接する各直列遮断点同志の僅かな遮断遅れ時
間が利用され、ヒューズ・エレメントを流れる電流の経
路が図７（ｂ）の蛇行経路か同図（ｃ）の蛇行経路なの
かが決定される。従って、全ての隣接する各直列遮断点
について、同図（ｂ）または（ｃ）に示すように事故電
流が他方の直列遮断点へ１００％転移するとは限らず、
中には転移に失敗する遮断点も存在する。

【０００７】例えば、正常動作時にはＢ1 −Ｃ1 −Ｂ2
−Ｃ2 −Ｂ3 −Ｃ3 −Ｂ4 の７個の遮断点によって事故
電流が遮断される図７（ｂ）に示す場合、隣接する直列
遮断点Ａ1 ，Ｂ1 間においてＡ1 からＢ1 への遮断点の
転移が失敗すると、図８（ａ）に示すように、事故電流
はＡ1 −Ｂ2 −Ｃ2 −Ｂ3 −Ｃ3 −Ｂ4 の６個の遮断点
によって遮断される。遮断点の転移の失敗は、遅く発弧
した直列遮断点Ｂに生じるアーク電圧により、早く遮断
した直列遮断点Ａが再発弧し、転移したはずのアークが
先に遮断した直列遮断点Ａに戻るためである。例えば、
遅く発弧した直列遮断点Ｂが非常にシャープな遮断をし
た時とか、その反対に非常に鈍い遮断をした時等、直列
遮断点Ｂの遮断状態如何によってこのような再発弧現象
が生じる。

【０００８】また、さらに隣接する直列遮断点Ａ3 ，Ｂ
3 間においてもＡ3 からＢ3 への遮断点の転移が失敗す
ると、同図（ｂ）に示すように、事故電流はＡ1 −Ｂ2
−Ａ3 −Ｂ4 の４個の遮断点によって遮断されることに
なる。このように遮断点の転移が失敗すると、事故電流
遮断時に橋絡遮断点Ｃが加勢しなくなり、橋絡遮断点Ｃ
の遮断能力が十分に発揮されなくなる。

【０００９】

【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、ほぼ同一形状で同時
に発弧する溶断部および遮断部からなる複数の直列遮断
点と、この直列遮断点と溶断時間が等しいかまたはやや
長い複数の橋絡遮断点と、各直列遮断点によって直列接
続され各橋絡遮断点によって並列接続される，上記溶断
部および遮断部よりも膜厚の厚い複数の放熱部とを備え
て構成され、上記遮断部は、並列する各直列遮断点間で
異なる形状に形成されて異なるアーク維持電圧特性を有
することを特徴とするものである。

【００１０】また、上記直列遮断点は、最も低いアーク
維持電圧を有するものが、並列する各直列遮断点のいず
れか一方の端部に順に交互に配されていることを特徴と
するものである。

【００１１】このような構成において、各直列遮断点に
よって構成される各直列回路の直列抵抗は等しく、連続
通電時には、電流は橋絡遮断点を通ることなく各直列遮
断点を通って各直列回路を真っ直ぐに流れる。

【００１２】一方、事故電流の発生時には、事故電流の
通電によって各直列遮断点はほぼ同時に発弧する。その
後、各直列遮断点に形成された遮断部によってアークが
伸張する。ここで、アーク維持電圧の高い遮断点に生じ
ているアークは、遮断部を溶かしてそのアーク柱を速や
かに伸ばすが、直ぐに厚い放熱部に達してその伸長を止
める。ところが、アーク維持電圧の低い遮断点に生じて
いるアークは、遮断部を溶かしてもアーク柱が十分に伸
びきらず、厚い放熱部に達しても放電を続ける。

【００１３】従って、事故電流は、アーク電圧の上昇と
共により低いアーク電圧で発弧し続ける直列遮断点の側
に確実に流れを移し、各橋絡遮断点を確実に通って蛇行
するようになる。

【００１４】また、最も低いアーク維持電圧を有する直
列遮断点が、並列する各直列遮断点のいずれか一方の端
部に順に交互に配され、最後まで発弧し続けることによ
り、事故電流はこれら各直列遮断点に流れを確実に移
す。従って、事故電流は全ての橋絡遮断点を確実に通っ
て大きく蛇行するようになる。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、本発明によるインテリジェ
ント・メッシュ・ヒューズを低圧ヒューズに適用した第
１の実施形態について説明する。

【００１６】図１は本実施形態によるインテリジェント
・メッシュ・ヒューズの構成を示しており、同図（ａ）
はヒューズ・エレメントの平面図，同図（ｂ）はこのヒ
ューズ・エレメントをＩｂ−Ｉｂ線で破断して矢示方向
から見た断面図である。

【００１７】ヒューズ・エレメントはセラミック基板１
上に形成された導電性薄膜である銅箔２から構成されて
いる。セラミック基板１は縦４０ｍｍ，横１０ｍｍで厚
さが１ｍｍの長方形状の絶縁板である。銅箔２は、この
セラミック基板１の全面に６０μｍ程度のＣｕが形成さ
れた後、同図（ａ）の外形に示す形にパターニングさ
れ、その後さらに同図（ａ）の斜線部が付された部分だ
けについて再度６０μｍ程度のＣｕが堆積されて形成さ
れている。従って、同図（ａ）で白抜きの部分は厚さが
６０μｍ程度であり、斜線が付された部分は厚さが１２
０μｍ程度である。

【００１８】この銅箔２は直列遮断点Ｄ，橋絡遮断点Ｅ
および放熱部Ｆからなる。正方形状の複数の放熱部Ｆは
水平方向および垂直方向に規則正しく配列されている。
複数の各直列遮断点Ｄはこれら各放熱部Ｆを垂直方向に
直列に接続し、２つの直列回路を構成している。また、
複数の各橋絡遮断点Ｅは各放熱部Ｆを水平方向に並列に
接続しており、３つの並列回路を構成している。

【００１９】直列遮断点Ｄには直列遮断点Ｄ1 とＤ2 と
の２種類がある。直列遮断点Ｄ1 は溶断部ａと遮断部ｂ
とからなり、直列遮断点Ｄ2 は溶断部ａと遮断部ｃとか
らなる。また、橋絡遮断部Ｅは溶断部ａと遮断部ｄとか
らなる。各溶断部ａおよび遮断部ｂ，ｃ，ｄは全て厚さ
が６０μｍ程度であり、各溶断部ａは全て面積も等し
い。また、遮断部ｂ，ｃ，ｄの中では遮断部ｂが最も面
積が広く、次に遮断部ｄが広く、遮断部ｃが最も面積が
狭い。

【００２０】溶断部ａは、各遮断点Ｄ，Ｅの溶断特性、
特に速断性を左右する最も重要なヒューズ構成部分であ
る。遮断部ｂ，ｃ，ｄは、各遮断点Ｄ，Ｅの遮断性能に
最も大きな影響を与えるヒューズ構成部分である。ま
た、厚さ１２０μｍ程度の放熱部Ｆは、溶断部ａに発生
した熱を速やかに放熱し、溶断部ａの速断性に大きく寄
与して溶断部ａの特性向上に協力する重要なヒューズ構
成部分である。なお、ここでは、溶断部ａ，遮断部ｂ，
ｃ，ｄおよび放熱部Ｆを明確に区別して説明している
が、実際にはこれら各部の役割分担は明確に区別し難
い。

【００２１】各直列遮断点Ｄおよび橋絡遮断点Ｅは同じ
溶断部ａを有しているため、これら各遮断点の溶断特性
は等しく設定されている。なお、橋絡遮断点Ｅを構成す
る溶断部ａは、面積を広めに形成し、直列遮断点Ｄの溶
断部ａよりも溶断時間をやや長く設定してもよい。ま
た、並列する位置に設けられている各直列遮断点Ｄ1 、
Ｄ2 は、遮断部ｂ，ｃの面積が上記のように異なるた
め、異なる遮断特性を有している。つまり、大きな遮断
部ｂを有する直列遮断点Ｄ1 は高いアーク維持電圧を呈
する遮断特性を有し、小さな遮断部ｃを有する直列遮断
点Ｄ2 は低いアーク維持電圧を呈する遮断特性を有して
いる。

【００２２】また、これら各直列遮断点Ｄ1 、Ｄ2 は、
図示するように各端部に順に交互に配されており、各直
列回路に同数ずつ存在する。しかも、各直列回路に同数
ずつ存在する各溶断部ａは、遮断部ｂ，ｃや放熱部Ｆの
抵抗よりも１０倍以上大きな抵抗値を持つ。従って、各
直列回路の直列抵抗はほとんどこの溶断部ａによって決
定される。よって、各直列回路の直列抵抗は等しくなっ
ている。

【００２３】本実施形態によるインテリジェント・メッ
シュ・ヒューズは、このようなヒューズ・エレメントが
筒状の絶縁性ヒューズ筐体内に消弧砂に埋められて構成
される。上記ヒューズ・エレメントは、ヒューズが用い
られる回路の定格電圧や定格電流等に応じてこのヒュー
ズ筐体内に複数枚収納される。例えば、定格電圧６６０
［Ｖ］，定格電流６０［Ａ］の場合には１枚の上記ヒュ
ーズ・エレメントが使用され、定格電圧６６０［Ｖ］，
定格電流３００［Ａ］の場合には５枚の上記ヒューズ・
エレメントが並列に使用される。

【００２４】このような構成において、上記のように各
直列回路の直列抵抗は等しいため、連続通電時には、回
路電流は図２（ａ）に矢示するように橋絡遮断点Ｅを通
ることなく、各直列遮断点Ｄ1 、Ｄ2 を通って各直列回
路を真っ直ぐに等しく流れる。

【００２５】一方、短絡電流の発生時には、短絡電流の
通電により、溶断特性のほぼ等しい各直列遮断点Ｄ1 、
Ｄ2 はほぼ同時に発弧する。しかし、直列遮断点Ｄ2 の
遮断部ｃは小さいため、この直列遮断点Ｄ2 に生じるア
ークは、発弧進展後直ぐに放熱部Ｆに達する。放熱部Ｆ
の膜厚は厚いため、アークの進展はここで止まり、低い
アーク電圧で放電を持続する。一方、直列遮断点Ｄ1 の
遮断部ｂは大きく，長いので、この直列遮断点Ｄ1 に生
じるアークは進展を続け、高いアーク電圧を発生する。
つまり、隣接する一方の直列遮断点Ｄ1 では厚い放熱部
Ｆが溶断部ａから後退して存在しているのに対し、他方
の直列遮断点Ｄ2 では厚い放熱部Ｆが溶断部ａに迫って
存在している。このため、直列遮断点Ｄ1 では長いアー
クが発生するが、直列遮断点Ｄ2 では短いアークしか発
生しない。

【００２６】アーク特性は負特性であるから、長いアー
クと短いアークとが並列に同時に存立することはない。
この結果、短絡電流は、アーク電圧の上昇と共により低
いアーク電圧の直列遮断点Ｄ2 に移る。すなわち、隣接
する各直列遮断点Ｄ1 、Ｄ2がほぼ同時に発弧した後、
アークは、一方の直列遮断点Ｄ1 から他方の直列遮断点
Ｄ2 へ確実に転移する。この際、アーク柱が伸長して遮
断部ｂが図２（ｂ）に示すように一部が溶けるため、直
列遮断点Ｄ1 が遮断した跡に対向する各放熱部Ｆ間の距
離Ｌは長くなる。このため、放電を持続する他方の直列
遮断点Ｄ2 に生じる発弧電圧により、遮断が既に完了し
た一方の直列遮断点Ｄ1 が再発弧することはない。よっ
て、事故電流は、必ず各橋絡遮断点Ｅを通るようにな
り、放電を持続する各直列遮断点Ｄ2 を流れてその電流
経路は図示するように蛇行する。

【００２７】その後、放電を持続していた各直列遮断点
Ｄ2 が遮断を完了し、これに引き続いて各放熱部Ｆを並
列接続する各橋絡遮断点Ｅが遮断する。これによって各
橋絡遮断点Ｅが事故電流の遮断に加勢し、各直列遮断点
Ｄ2 の全発弧電圧に加えて各橋絡遮断点Ｅの全発弧電圧
が加わる。この結果、アーク電圧はより高められて事故
電流はより速やかに強力に抑制される。

【００２８】図３は上記の本実施形態によるメッシュ・
ヒューズと前述した図６に示す従来のネットワーク・ヒ
ューズとの遮断現象の相違を比較表示するグラフであ
る。同図（ａ）は遮断電圧波形の相違を示すグラフであ
り、同グラフの横軸は時間ｔ，縦軸はアーク電圧［Ｖ］
である。また、同グラフにおける波形Ｖｍは本実施形態
によるメッシュ・ヒューズのアーク電圧波形であり、波
形Ｖｎは従来のネットワーク・ヒューズのアーク電圧波
形である。また、同図（ｂ）は遮断電流波形の相違を示
すグラフであり、同グラフの横軸は時間ｔ，縦軸はアー
ク電流［Ｉ］である。また、同グラフにおける波形Ｉｍ
は本実施形態によるメッシュ・ヒューズのアーク電流波
形であり、波形Ｉｎは従来のネットワーク・ヒューズの
アーク電流波形である。

【００２９】従来のネットワーク・ヒューズにおいて
は、アーク電圧Ｖｎがピーク値に達する直前の時間ｔ1
〜ｔ2 の期間τ1 において、発弧時間の相違により、電
流の流れ方が図７（ｂ）に示す流れ方か図７（ｃ）に示
す流れ方かが決定され、発弧状態が継続する。この期間
τ1 は数μsec 〜数１００μsec である。期間τ1 の終
りの時間ｔ2 にはＣ型の橋絡遮断点が溶断し、直列遮断
点ＡまたはＢによる事故電流の遮断に加勢をし、アーク
電圧を急速に高める。

【００３０】一方、本実施形態によるメッシュ・ヒュー
ズにおいては、アーク電圧Ｖｍがピーク値にほぼ達する
までの時間ｔ1 〜ｔ4 の期間τ2 において、各直列遮断
点Ｄ1 、Ｄ2 は全部ほぼ同時に発弧する。発弧後には、
各直列遮断点Ｄ1 、Ｄ2 においてアークがまちまちに伸
長するが、大きな遮断部ｂが形成された直列遮断点Ｄ1
のアークの伸張は速く、アーク電圧を速やかに高める。
一方、小さな遮断部ｃが形成された直列遮断点Ｄ2 は、
アークの伸張が放熱部Ｆによって阻止されているので、
低いアーク電圧で低迷している。このため、直列遮断点
Ｄ1 のアークは消滅し、最終的に直列遮断点Ｄ2 にアー
クが残ることになる。つまり、この期間τ2 において電
流の流れ方が図２（ｂ）に示すように定まる。この期間
τ2 は数１００μsec 〜数ｍsec である。

【００３１】また、アーク電圧Ｖｍがピーク値に達する
直前の時間ｔ3 からアーク電流Ｉｍが消滅する直前の時
間ｔ5 までの期間τ3 においては、期間τ2 で最終的に
定まった直列遮断点Ｄ2 の発生電圧と、次に遮断を開始
し出す橋絡遮断点Ｅの発生電圧の増加とにより、徐々に
全体のアーク電圧Ｖｍが上げられていく。この期間τ3
も数１００μsec 〜数ｍsec である。

【００３２】従来のアーク電圧波形Ｖｎにない、この期
間τ3 におけるアーク電圧Ｖｍの上昇により、アーク電
流Ｉｍはアーク電流Ｉｎよりも速く抑え込まれて消滅す
る。つまり、本実施形態によるメッシュ・ヒューズで
は、従来よりも速やかにかつ電流の上昇を抑制して短絡
電流が遮断される。これに対して従来のネットワーク・
ヒューズでは、アーク電圧Ｖｎはピークに達して直ぐに
下降しだすので、アーク電流Ｉｎの抑え込みは弱く、そ
の電流値は高めになり、また、直ちに消滅しないでなだ
らかに消滅する。

【００３３】このように本実施形態によるメッシュ・ヒ
ューズでは、まず期間τ2 において、アークは、前述の
ように大きな遮断部ｂを有する一方の直列遮断点Ｄ1 か
ら残りの他方の直列遮断点Ｄ2 へ確実に転移し、各橋絡
遮断点Ｅを通過する電流経路が確立した後、全ての直列
遮断点Ｄ2 にアークが残ると共に、その後の期間τ3に
おいて各橋絡遮断点Ｅの協力を得て強力な遮断を行う。
これに対し、従来のネットワーク・ヒューズでは、極め
て短い期間τ1 の時間内において、電流経路の決定およ
び橋絡遮断点Ｃの遮断が行われる。

【００３４】すなわち、本実施形態によるメッシュ・ヒ
ューズでは、瞬間的なアークの過渡現象を従来のように
利用するのではなく、アークの持続放電現象の結果、長
いアーク柱を発生する直列遮断点側から短いアーク柱を
発生する直列遮断点側にアークを導くので、アークの転
移は確実に行われる。つまり、従来の図６に示すネット
ワーク・ヒューズでは、各直列遮断点の溶断特性を異な
るものとし、溶断時間に差をつけて橋絡遮断点Ｃに電流
を流して遮断点の増加を図る構成であった。しかし、本
実施形態によるメッシュ・ヒューズでは、各直列遮断点
Ｄ1 、Ｄ2 をむしろ同時に溶断発弧させ、アークの発生
および伸長等のより長期間の過程を経て予め定めた遮断
点にアークを確実に誘導し、遮断点を増加させる構成を
とっている。従って、本実施形態によるメッシュ・ヒュ
ーズにおいては、遮断時に橋絡遮断点Ｅによる加勢が確
実に受けられ、連続通電時はワット損を抑制しながら、
遮断性能を確実に向上させることが出来る。

【００３５】なお、上記実施形態の説明では、溶断部ａ
と各遮断部ｂ，ｃ，ｄとを同じ膜厚として説明したが、
これら溶断部と各遮断部との膜厚を変え、各遮断点の溶
断特性および遮断特性を調整するようにしてもよい。

【００３６】また、上記実施形態の説明では本発明によ
るメッシュ・ヒューズを低圧ヒューズに適用した場合に
ついて説明したが、本発明によるメッシュ・ヒューズ
は、遮断点を多く必要とする高電圧用，特高電圧用ヒュ
ーズに適用すると、特にその効果が発揮される。その理
由は次のように説明することが出来る。例えば、遮断点
を通常６０個以上必要とする７．２［ｋＶ］用ヒューズ
において、Ｄ1 、Ｄ2 型の各直列遮断点を上記実施形態
と同様にして各３５個を設けるとする。この場合、連続
電流通電時には、直列遮断点３５個の通電回路が２個並
列に出来上がり、ワット損は極めて小さく抑えられる。
一方、短絡電流通電時には、電流は橋絡遮断点Ｅを通っ
て蛇行する。このため、短絡電流発生時には、Ｄ2 型の
直列遮断点３５個にＥ型の橋絡遮断点３５−１＝３４個
が加わる。よって、短絡電流を最終的に遮断する回路
は、合計３５＋３４＝６４個の遮断点で構成される１回
路となる。この結果、本メッシュ・ヒューズによれば、
多くの遮断点によって強力な事故電流の遮断が行われる
ことになる。

【００３７】次に、本発明の第２の実施形態によるイン
テリジェント・メッシュ・ヒューズについて説明する。

【００３８】図４はこの第２の実施形態によるインテリ
ジェント・メッシュ・ヒューズの構成を示しており、同
図（ａ）はヒューズ・エレメントの平面図，同図（ｂ）
はこのヒューズ・エレメントをIVｂ−IVｂ線で破断して
矢示方向から見た断面図である。なお、同図において図
１と同一または相当する部分には同一符号を付してその
説明は省略する。また、上記実施形態と同様に、同図
（ａ）における斜線が付された放熱部Ｆの銅箔２は１２
０μｍ程度の厚さのＣｕからなり、白抜きの各遮断点の
銅箔２は６０μｍ程度の厚さのＣｕからなる。

【００３９】本実施形態では、直列遮断点Ｄ1 と直列遮
断点Ｄ2 との間に直列遮断点Ｄ3 が設けられており、左
端の直列遮断点Ｄ1 −Ｄ2 −Ｄ1 −Ｄ2 からなる第１の
直列回路と、右端の直列遮断点Ｄ2 −Ｄ1 −Ｄ2 −Ｄ1
からなる第２の直列回路との間に、直列遮断点Ｄ3 −Ｄ
3 −Ｄ3 −Ｄ3 からなる第３の直列回路が設けられてい
る。直列遮断点Ｄ3 は、溶断部ａおよび遮断部ｅとから
構成されている。この遮断部ｅの面積は、直列遮断点Ｄ
1 の遮断部ｂと直列遮断点Ｄ2 の遮断部ｃとの中間の面
積で、第３の直列回路の直列合成抵抗が各端の第１およ
び第２の各直列回路の直列合成抵抗と等しくなるように
形成されている。

【００４０】各遮断部ｂ，ｃ，ｅは、並列する各直列遮
断点Ｄ1 ，Ｄ2 ，Ｄ3 間で異なる形状に形成され、異な
る遮断特性を有している。また、並列するこれら各直列
遮断点Ｄ1 ，Ｄ2 ，Ｄ3 の中で、最も小さな面積の遮断
部ｃを有する直列遮断点Ｄ2が最も低いアーク維持電圧
を有している。この直列遮断点Ｄ2 は、並列する各直列
遮断点Ｄ1 ，Ｄ2 ，Ｄ3 のいずれか一方の端部に順に交
互に配されている。つまり、図示の最上段では、並列す
る各直列遮断点Ｄ1 ，Ｄ2 ，Ｄ3 の右方の端部に直列遮
断点Ｄ2 が配されており、次の段では左方の端部に直列
遮断点Ｄ2 が配されている。以降、これと同様に直列遮
断点Ｄ2 は、並列する各直列遮断点Ｄ1，Ｄ2 ，Ｄ3 の
いずれか一方の端部に順に交互に配されている。

【００４１】このように構成した場合においても、連続
通電時には、電流は図５（ａ）に示すように橋絡遮断点
Ｅを通ることなく、各直列遮断点Ｄを通って各直列回路
を真っ直ぐに均等に流れる。

【００４２】一方、短絡電流の発生時にも、短絡電流の
通電によって溶断特性のほぼ等しい各直列遮断点Ｄ1 ，
Ｄ2 ，Ｄ3 はほぼ同時に発弧する。しかし、直列遮断点
Ｄ2の遮断部ｃは最もアーク維持電圧が低いため、この
直列遮断点Ｄ2 に生じるアークは、発弧進展後直ぐに放
熱部Ｆに達し、アークの進展を止めて低いアーク電圧で
放電を持続する。一方、直列遮断点Ｄ1 ，Ｄ3 の各遮断
部ｂ，ｅは遮断部ｃよりも大きく，長いので、これら直
列遮断点Ｄ1 ，Ｄ3 に生じるアークは進展を続け、アー
ク電圧は直列遮断点Ｄ2 に生じるアーク電圧よりも高ま
る。

【００４３】従って、横１列に並ぶ各直列遮断点Ｄ1 ，
Ｄ2 ，Ｄ3 がほぼ同時に発弧した後、アークは、遮断部
ｂ，ｅが形成された各直列遮断点Ｄ1 ，Ｄ3 から、いず
れか一方の端部にある残りの１つの直列遮断点Ｄ2 へ確
実に転移する。この際、アーク柱が伸長して各遮断部
ｂ，ｅが図５（ｂ）に示すように溶けるため、各直列遮
断点Ｄ1 ，Ｄ3 が遮断した跡に対向する各放熱部Ｆ間の
距離は長くなる。このため、放電を持続する残りの直列
遮断点Ｄ2 に生じる発弧電圧により、遮断が既に完了し
たこれら各直列遮断点Ｄ1 ，Ｄ3 が再発弧することはな
い。よって、事故電流は、上述した第１の実施形態の場
合よりも多くの橋絡遮断点Ｅを必ず通るようになり、放
電を持続する各直列遮断点Ｄ2 を流れてその電流経路は
図５（ｂ）に示すように大きく蛇行する。

【００４４】その後、放電を持続していた各直列遮断点
Ｄ2 も遮断を完了し、これに引き続いて第１の実施形態
の場合よりも多くの橋絡遮断点Ｅが発弧し出し、事故電
流の遮断に加勢する。上述した第１の実施形態では３個
の橋絡遮断点Ｅの加勢を受けて事故電流を遮断していた
が、この第２実施形態ではその倍の６個の橋絡遮断点Ｅ
の加勢を受けて事故電流を遮断する。従って、本実施形
態ではより多くの橋絡遮断点Ｅの加勢によってアーク電
圧は増々高められ、事故電流は一層速やかに抑制され
る。この結果、本実施形態によれば、連続通電時はワッ
ト損を抑制しながら、遮断性能をさらに向上させること
が可能なヒューズが提供される。

【００４５】なお、上記実施形態では、各端の第１およ
び第２の直列回路の間に、直列遮断点Ｄ3 からなる１つ
の第３の直列回路を設けた場合について説明したが、さ
らに多くの直列回路を設ける構成としてもよい。このよ
うな構成によれば、さらに多くの橋絡遮断点Ｅの加勢が
受けられ、連続通電時のワット損をより低減させなが
ら、より強力に事故電流を抑制することが可能となる。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、事
故電流の発生時には、事故電流の通電によって各直列遮
断点がほぼ同時に発弧した後、アークは、アーク維持電
圧の高い直列遮断点からアーク維持電圧の低い直列遮断
点へ確実に転移する。よって、事故電流は、必ず各橋絡
遮断点を通るようになり、放電を持続するアーク維持電
圧の低い各直列遮断点を流れてその電流経路は蛇行す
る。その後、放電を持続していたこれら各直列遮断点が
遮断を完了し、これに引き続いて各放熱部を並列接続す
る各橋絡遮断点が発弧し出し、事故電流の遮断に加勢す
る。従って、この各橋絡遮断点の発弧によってアーク電
圧はより確実に高められ、事故電流はより確実に速やか
に抑制される。

【００４７】また、最も低いアーク維持電圧を有する直
列遮断点が、並列する各直列遮断点のいずれか一方の端
部に順に交互に配され、最後まで発弧し続けることによ
り、事故電流はこれら各直列遮断点に流れを確実に移
す。よって、事故電流はより多くの橋絡遮断点を必ず通
るようになり、放電を持続する各直列遮断点を流れてそ
の電流経路は大きく蛇行する。従って、より多くの橋絡
遮断点の加勢によってアーク電圧は確実に増々高めら
れ、事故電流は一層速やかに確実に抑制される。

【００４８】すなわち本発明によれば、橋絡遮断点の遮
断能力が確実に発揮されるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態によるインテリジェン
ト・メッシュ・ヒューズ・エレメントの平面および断面
構成を示す図である。

【図２】第１の実施形態によるメッシュ・ヒューズにお
ける電流経路を示す平面図である。

【図３】第１の実施形態によるメッシュ・ヒューズと従
来のネットワーク・ヒューズとの遮断現象の相違を示す
グラフである。

【図４】本発明の第２の実施形態によるインテリジェン
ト・メッシュ・ヒューズ・エレメントの平面および断面
構成を示す図である。

【図５】第２の実施形態によるメッシュ・ヒューズにお
ける電流経路を示す平面図である。

【図６】従来のネットワーク・ヒューズ・エレメントの
平面図である。

【図７】従来のネットワーク・ヒューズにおける電流経
路を示す平面図である。

【図８】従来のネットワーク・ヒューズにおけるアーク
転移の失敗例を示す平面図である。

【符号の説明】

１…セラミック基板 ２…銅箔 Ｄ1 ，Ｄ2 ，Ｄ3 …直列遮断点 Ｅ…橋絡遮断点 Ｆ…放熱部 ａ…溶断部 ｂ，ｃ，ｄ，ｅ…遮断部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ほぼ同一形状で同時に発弧する溶断部お
   よび遮断部からなる複数の直列遮断点と、この直列遮断
   点と溶断時間が等しいかまたはやや長い複数の橋絡遮断
   点と、前記各直列遮断点によって直列接続され前記各橋
   絡遮断点によって並列接続される，前記溶断部および遮
   断部よりも膜厚の厚い複数の放熱部とを備えて構成さ
   れ、 前記遮断部は、並列する前記各直列遮断点間で異なる形
   状に形成されて異なるアーク維持電圧特性を有すること
   を特徴とするインテリジェント・メッシュ・ヒューズ。
2. 【請求項２】 前記直列遮断点は、最も低いアーク維持
   電圧を有するものが、並列する前記各直列遮断点のいず
   れか一方の端部に順に交互に配されていることを特徴と
   する請求項１記載のインテリジェント・メッシュ・ヒュ
   ーズ。
3. 【請求項３】 前記直列遮断点は、その溶断特性，遮断
   特性が前記溶断部，前記遮断部の各膜厚によって調整さ
   れていることを特徴とする請求項１または請求項２記載
   のインテリジェント・メッシュ・ヒューズ。