JPH11317144A - 自動車技術用ヒュ―ズ - Google Patents

自動車技術用ヒュ―ズ

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JPH11317144A
JPH11317144A JP5660499A JP5660499A JPH11317144A JP H11317144 A JPH11317144 A JP H11317144A JP 5660499 A JP5660499 A JP 5660499A JP 5660499 A JP5660499 A JP 5660499A JP H11317144 A JPH11317144 A JP H11317144A
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JP
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fuse
contact
current
connection
heating
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JP5660499A
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Uwe Schoen
ウヴェ・シェーン
Dieter Bornhorst
ディーター・ボルンホルスト
Joachim Korherr
ヨアヒム・コルヘル
Joachim Juengst
ヨアヒム・ユングスト
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BCS Automotive Interface Solutions GmbH
Original Assignee
BCS Automotive Interface Solutions GmbH
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Publication date
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    • H01H85/04—Fuses, i.e. expendable parts of the protective device, e.g. cartridges
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    • H01H85/143—Electrical contacts; Fastening fusible members to such contacts
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H85/46—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the protective device
    • H01H2085/466—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the protective device with remote controlled forced fusing
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    • H01H85/36—Means for applying mechanical tension to fusible member

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  • Fuses (AREA)
  • Control Of Resistance Heating (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来技術から出発して，実際的に下流側のケ
ーブルをオーバーサイズにすることを必要とせずかつ電
流を遮断するときに妨害となるアークが回避される，と
くに自動車技術用ヒューズを提供する。 【解決手段】 本発明は，ヒューズエレメント（７）が
少なくとも２つの接点要素（５）と結合され，および前
記結合が，所定の温度を超えたときにヒューズエレメン
ト（７）と少なくとも２つの接点要素（５）との間の電
気接触が分離されるように形成されている，とくに自動
車技術用ヒューズに関するものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はとくに自動車技術用
ヒューズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】今日この技術分野においては本質的に溶
断形ヒューズが使用され，このヒューズは定格電流を超
えたときに溶融領域の溶断により１つまたは複数の下流
側消費機器への電流供給を遮断する。
【０００３】しかしながら，これらのヒューズは，比較
的長時間にわたり本質的にヒューズの定格電流を超えた
高い電流強度を必要とする。この結果，下流側のケーブ
ルは，ケーブルが燃焼ししたがって自動車が危険に陥る
ことを回避するために，それに応じてオーバーサイズと
しなければならない。
【０００４】さらに，溶断形ヒューズにおいてはアーク
が発生し，このアークが妨害作用を与えることがある。
さらに，溶融金属の小滴が妨害作用を発生することを回
避するために，溶断はヒューズの遮蔽を必要とする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来技術から出発し
て，実際的に下流側のケーブルをオーバーサイズにする
ことを必要とせず，かつ電流を遮断するときに妨害とな
るアークが回避される，とくに自動車技術用ヒューズを
提供することが本発明の課題である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明はこの課題を請求
項１の特徴を有するとくに自動車技術用ヒューズにより
解決する。
【０００７】本来のヒューズエレメントと少なくとも２
つの接点要素との間の結合であって，たとえばヒューズ
の定格電流を超えた条件で，（本質的に材料の融点以下
に存在する）対応温度を超えたときに軟化しかつこれに
よりヒューズエレメントが接点要素から分離される前記
結合を使用することにより，ヒューズの起動のために必
要な熱量が本質的に少なくなるという利点が得られる。
言い換えると，ヒューズは正常運転に比較して僅かな出
力超過に対し既に応答する。高い温度における溶断過程
の欠点が回避される。
【０００８】本発明の好ましい実施態様においては，ヒ
ューズエレメントと接点要素との間の結合がはんだ付け
により形成される。これにより，たとえば約１８０°の
温度で行われるはんだの溶融において既にヒューズエレ
メントの接点要素からの分離により電流の遮断が行われ
る。既知の溶断形ヒューズにおいて高い溶融温度の発生
により危険となるアークの発生危険は実際的に与えられ
ない。
【０００９】本発明の一実施態様により，本来のヒュー
ズエレメントにばね要素の力が加えられ，これによりヒ
ューズ要素と接点要素との間の結合の溶融ないし軟化に
おいてヒューズの姿勢とは無関係にヒューズエレメント
は接点要素から引き離される。
【００１０】所定のないし種々の定格電流において消費
機器への電流流れを遮断させるために，ヒューズに追加
加熱を設けてもよい。この場合，加熱はとくに，ヒュー
ズと接点要素との間の結合のすぐ周辺が加熱されるよう
に行われる。
【００１１】加熱が，ヒューズエレメントないし１つま
たは複数の接点要素内を流れる追加電流の発生により行
われることが好ましい。加熱のために利用されるこの電
流は下流側の消費機器へ供給される電流に重ねられる。
【００１２】この追加電流の発生のために，消費機器
は，ヒューズを介してのバッテリとの直接結合におい
て，理論的に許容できない高い電流が流れないようにそ
の寸法を決定してもよい。このとき，「過剰」電流は，
接続接点ないしヒューズエレメントと結合されている抵
抗を介して供給してもよい。供給がアースに対して行わ
れることが好ましい。追加加熱電流がその中を流れる抵
抗の値は，正常運転におけるヒューズエレメントと接点
要素との間の結合の温度を決定する。この結果として，
この抵抗値によりヒューズの定格電流を決定することが
できる。
【００１３】加熱は，結合ないし接点要素またはヒュー
ズエレメントの温度が測定されかつ閉じた制御ループに
おいて一定に保持されるように行ってもよい。この代わ
りに，周囲温度が測定されかつ開ループ制御により加熱
が周囲温度の関数として行われてもよい。これにより，
周囲温度とは独立のヒューズの定格電流が得られる。
【００１４】ヒューズは，本質的にヒューズエレメント
および／または接点要素により決定されるヒューズの接
続接点間の抵抗値が，下流側に設けられた１つまたは複
数の消費機器へ流れる電流の測定のための分流器として
使用可能なように形成してもよい。このために，これら
の要素および結合は希望の抵抗値を有していなければな
らない。
【００１５】消費機器を保護するための全体装置におい
て，このとき電圧降下が測定され，この電圧降下から消
費機器へ流れる電流が決定され，およびしきい値電流を
超えたときに能動遮断要素が消費機器へ流れる電流を遮
断するために操作される。
【００１６】この場合，ヒューズは，制御可能なスイッ
チたとえばリレー等が接点要素またはヒューズエレメン
トと結合されかつしきい値電流を超えていることが検出
された場合に前記スイッチが操作され，これにより電流
の主要部分または電流全体が好ましくはアースに供給さ
れる。
【００１７】この実施態様においては，一方で，検出さ
れた消費機器へ流れる許容できない高い電流が部分的に
または完全に０に低減されることが保証され，他方で，
ヒューズ内に高い電流が発生し，これがヒューズを分離
させることになる。このようにして，きわめて迅速に応
答するヒューズが提供され，このヒューズはさらに（一
般的に時間的に遅れて）消費機器の電源からの不可逆的
分離を保証する。
【００１８】操作可能な電気式起動加熱の代わりに，自
動起動式または自動操作式の他のタイプの加熱要素が使
用されてもよい。これはたとえば，発熱化学反応に基づ
く加熱要素であってもよく，この加熱要素はたとえば電
気信号により作動可能であるかまたは所定の温度以上で
発熱反応を開始する。たとえば，加熱要素は接点要素と
ヒューズエレメントとの間の結合のすぐ近くに設けら
れ，したがってヒューズの定格電流を超えたときに温度
が上昇し，起動加熱要素のしきい値温度が超えられると
加熱が開始される。これにより，定格電流を比較的僅か
に超えただけで既にヒューズのきわめて急速な起動を達
成することができる。
【００１９】本発明のその他の実施態様が従属請求項か
ら明らかである。以下に本発明を図面に示す実施態様に
より詳細に説明する。
【００２０】
【発明の実施の形態】図１に示すヒューズ１は本質的に
非導電性支持体３から構成され，支持体３上に２つの電
気接点要素５が配置されている。電気接点要素５はヒュ
ーズエレメント７を介して結合されている。接点要素５
とヒューズエレメント７との結合は接触領域９内ではん
だ付けにより行われることが好ましい。接触領域９内の
接点要素５とヒューズエレメント７との間の電気結合の
形成のためのはんだは，接点要素５およびヒューズエレ
メント７に対する材料に応じて適切に選択することがで
きる。さらに，はんだは，所定の温度において軟化点な
いし融点が達成されるように選択することができる。
【００２１】正常運転においては，たとえば接点要素な
いしヒューズエレメントの温度は約８０°Ｃに達するこ
とがわかっている。通常のはんだにおいては，軟化点な
いし融点は約１８０°である。ヒューズ１を介して消費
機器に供給される電流Ｉａが所定の値より大きい場合，
温度は最終的に軟化点ないし融点の温度まで上昇し，こ
れによりヒューズエレメント７と接点要素５との間の接
触が遮断されしたがって消費機器への電流流れが遮断さ
れる。
【００２２】図１に示した実施態様においては，ヒュー
ズエレメント７は接点要素５に対面する側でばね要素１
１たとえばコイルばねにより付勢され，ばね要素１１は
他端において支持体３のヒューズエレメント７に対面す
る側に支持されている。ばね要素１１の予圧縮力によ
り，はんだが軟化点ないし融点に到達した後ヒューズ要
素７が確実かつ持続的に接点要素５から引き離される。
詳細には図示されていないハウジングがヒューズ１を包
囲していてもよいことは当然であり，これによりヒュー
ズエレメント７はヒューズの起動後ハウジングの内壁に
圧着されかつこの位置に固定可能である。
【００２３】接触領域９をヒューズエレメント７にはん
だ付けする代わりに，しきい値を超えたときに要素ない
し結合の温度の関数として結合の分離を保証する他の結
合が選択されてもよいことは当然である。
【００２４】図２は図１のヒューズを示し，この場合ヒ
ューズはさらに加熱される。加熱のために，任意の各熱
源，たとえば外部抵抗加熱または発熱化学反応に基づく
加熱が使用されてもよいことは当然である。
【００２５】しかしながら，図２に示す実施態様におい
ては，ヒューズ１内を流れる追加電流による簡単かつコ
スト的に有利に形成可能な加熱が選択された。このため
に，出力側接点要素５に抵抗１３が結合され，抵抗１３
は所定の電流Ｉｈをアースに供給する。ヒューズ１を介
して消費機器に供給される電流Ｉａに追加して供給され
るこの追加の加熱電流Ｉｈは，接点要素５ないしヒュー
ズエレメント７および接触領域９の追加加熱を行う。抵
抗１３の値は，入口側接点要素５に加えられる詳細には
図示されていないバッテリの電圧は全く影響されないか
または本質的でない程度にのみ影響されるように選択さ
れ，これにより消費機器による負荷のないヒューズの出
力側においても実際的にバッテリの無負荷電圧が利用可
能である。
【００２６】さらに抵抗１３はその値に応じて，正常運
転において接点要素５ないしヒューズエレメント７した
がって接触領域９の所定の温度を形成する加熱電流Ｉｈ
が与えられるように選択される。この温度がはんだない
し結合剤の軟化点ないし融点に近ければ近いほどそれだ
け，ヒューズ１の定格電流は小さくなる。このようにし
て，抵抗１３の選択のみにより，１つのヒューズを用い
るだけで種々の定格電流を形成することが可能である。
さらに，抵抗を可変にまたは制御可能に形成し，これに
より所定の要因の関数としてヒューズ１の定格電流を変
化させることが可能な方法が存在する。
【００２７】図２に示した実施態様において，抵抗１３
は制御可能なスイッチ１５および抵抗１７からなる直列
回路に並列に接続されている。該当する接点要素５間の
電気結合および制御可能なスイッチ１５の大きさないし
構造が短絡電流を許容し，ないし制御可能なスイッチが
既に対応する内部抵抗を有しているときには，場合によ
り抵抗１７はなくてもよい。
【００２８】制御可能なスイッチ１５は評価および制御
ユニット１９により操作可能である。評価および制御ユ
ニット１９は対応入力端が接点要素５と結合され，これ
によりヒューズ１を介しての電圧降下を決定することが
できる。接点要素５，ヒューズエレメント７ならびに領
域９内の結合の材料および形状の適切な選択によりヒュ
ーズが分流器に対し適切な抵抗値を有するようにヒュー
ズが形成されている場合，ヒューズ１を介して検出され
た電圧降下から，消費機器へ流れる電流Ｉａを決定する
ことができる。この関係において，電流Ｉａはヒューズ
１の出力側において電圧測定により実際に悪影響を受け
ないことに注目すべきである。
【００２９】評価および制御ユニット１９は，それが常
時または所定の時間間隔で消費機器へ流れる電流Ｉａを
決定しかつ所定のしきい値を超えたときに制御可能なス
イッチ１５を閉じた状態に操作するように形成されてい
る。スイッチ１５が閉じると直ちに，許容できないほど
高いと検出された電流Ｉａが，そのたびごとにしきい値
以下の値に急激に低減される。スイッチ１５を介して流
れる起動加熱電流Ｉｈａによりヒューズが分離するまで
の間ヒューズが加熱されるように抵抗１７を選択するこ
とにより，消費機器が確実かつ持続的に電源から切り離
されるという利点が得られる。
【００３０】したがって，図２に示した実施態様におい
ては，電流Ｉａに対するしきい値を超えると直ちにこの
電流が急激に低減され，これにより消費機器が実際に電
源から切り離されること，およびある時間後に電源と消
費機器との間の電気的導通の機械的に不可逆な遮断が行
われることが保証される。このようにして，ヒューズ１
の出力側と下流側の消費機器との間のケーブルは，もは
や通常の溶断形ヒューズにおいて従来必要とされている
ようにそれに対応してオーバーサイズとする必要はな
い。
【００３１】図２に示した制御可能なスイッチの使用方
法は，正常運転において抵抗１３を介してのヒューズの
追加加熱が設けられていないときにおいても実行可能で
あることは当然である。
【００３２】さらに，消費機器への電流経路内に，許容
できない高い値を検出した後に電流を遮断する制御可能
なスイッチが設けられてもよい。これはたとえば，消費
機器がきわめて小さいインピーダンスを有し，したがっ
て起動加熱電流の発生のためのスイッチが閉じたときに
消費機器への電流が許容（最小）値に低減されないとき
に必要となることがある。
【００３３】消費機器への電流経路における制御可能な
スイッチの設置は，消費機器への許容できない高い電流
を検出した後にヒューズエレメントを接点要素から分離
するための外部加熱が作動される場合においても提供さ
れる。
【００３４】図３に示す実施態様においては，正常運転
において所定の温度に到達させるための追加加熱が設け
られていない。接点要素５内の凹部内で接触領域または
結合領域９のすぐ近くに起動加熱要素２１が設けられて
いる。起動加熱要素２１は，とくに評価および制御ユニ
ット１９がヒューズ内を流れる許容できない高い電流Ｉ
ａを検出したときに評価および制御ユニット１９により
操作可能である。これにより，接触領域９の接触抵抗し
たがってこれにより供給される熱損失電力が比較的小さ
いときでもヒューズの急激な分離を保証することができ
る。
【００３５】さらに，起動加熱要素２１は自動起動式に
形成されてもよい。たとえば，所定の起動温度を超えた
ときに発熱反応を起こさせる材料が使用されてもよく，
これによりヒューズ１の分離のために必要な熱量が急激
に供給される。
【００３６】しかしながら，図２に示した実施態様とは
異なり，図３に示した実施態様においては，ヒューズの
分離のために必要な熱量がまず発生されなければならな
いので，起動加熱要素２１を操作した直後は電流Ｉａの
遮断ないし低減は保証されない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるヒューズの略断面図である。
【図２】追加電気加熱および能動遮断装置により拡張さ
れた，図１に示すヒューズの略示図である。
【図３】作動可能な起動加熱を備えたヒューズの他の実
施態様の略示図である。
【符号の説明】
１ ヒューズ ２ 支持体 ５ 接点要素 ７ ヒューズエレメント ９ 結合領域（接触領域） １１ ばね要素 １３，１７ 抵抗 １５ スイッチ １９ 評価および制御ユニット ２１ 起動加熱要素 Ｉａ 消費機器へ流れる電流 Ｉｈ 加熱電流 Ｉｈａ 起動加熱電流
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年３月１７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 597013146 Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓｔｒ．２−８, 78315 Ｒａｄｏｌｆｚｅｌｌ，Ｇｅｒｍ ａｎｙ (72)発明者 ディーター・ボルンホルスト ドイツ連邦共和国78333 シュトックアッ ハ，ヴュルテンベルガーホーフヴェーク 19 (72)発明者 ヨアヒム・コルヘル ドイツ連邦共和国78359 オルズィンゲン, イム・エシュレ 11 (72)発明者 ヨアヒム・ユングスト ドイツ連邦共和国76185 カルルスルーエ, ヘンデルシュトラーセ ８

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ａ）ヒューズエレメント（７）が少なく
    とも２つの接点要素（５）と結合されていることと，お
    よび ｂ）前記結合が，所定の温度を超えたときにヒューズエ
    レメント（７）と少なくとも１つの接点要素（５）との
    間の電気接触が分離されるように形成されていること
    と，を特徴とするとくに自動車技術用ヒューズ。
  2. 【請求項２】 前記結合が，ヒューズ内を流れる電流強
    度の関数として前記結合を加熱させる所定の電気接触抵
    抗を有するように形成されていることを特徴とする請求
    項１のヒューズ。
  3. 【請求項３】 前記結合が，ヒューズエレメント（７）
    と接点要素（５）とのはんだ付けにより形成されている
    ことを特徴とする請求項１または２のヒューズ。
  4. 【請求項４】 ヒューズエレメント（７）にばね要素
    （１１）の力が加えられかつ前記力が接点要素（５）お
    よびヒューズエレメント（７）を引き離す方向に作用す
    ることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかのヒュ
    ーズ。
  5. 【請求項５】 接点要素（５）および／またはヒューズ
    エレメント（７）が好ましくは結合領域（９）のすぐ周
    辺において追加的に加熱可能であることを特徴とする請
    求項１ないし４のいずれかのヒューズ。
  6. 【請求項６】 前記追加加熱が，ヒューズエレメント
    （７）および／または接点要素（５）内を流れる追加電
    流（Ｉｈ）の発生により行われることを特徴とする請求
    項５のヒューズ。
  7. 【請求項７】 少なくとも２つの接点要素（５）の１つ
    または複数あるいはヒューズエレメント（７）が抵抗
    （１３）と結合され，抵抗（１３）内を追加加熱電流
    （Ｉｈ）が好ましくはアースに流れることを特徴とする
    請求項６のヒューズ。
  8. 【請求項８】 所定の定格電流を有するヒューズを形成
    するために，接点要素（５）とヒューズエレメント
    （７）との間の結合が対応する所定の温度をとるように
    前記追加加熱が行われることを特徴とする請求項４ない
    し７のいずれかのヒューズ。
  9. 【請求項９】 接点要素（５）とヒューズエレメント
    （７）との間の結合が周囲温度とは独立の温度をとるよ
    うに，前記追加加熱が開ループ制御または閉ループ制御
    により行われることを特徴とする請求項８のヒューズ。
  10. 【請求項１０】 ヒューズエレメント（７）および／ま
    たは接点要素（５）が，抵抗値に関して，それらが同時
    に下流側に設けられた１つまたは複数の消費機器へ流れ
    る電流の測定のための分流器として使用可能なように形
    成されていることを特徴とする請求項１ないし９のいず
    れかのヒューズ。
  11. 【請求項１１】 １つまたは複数の制御可能なスイッチ
    （１５）が設けられ，スイッチ（１５）が，接点要素
    （５）とヒューズエレメント（７）との間の結合が熱に
    より分離する前に効果的に操作されることにより，ヒュ
    ーズ（１）を介して消費機器へ流れる電流（Ｉａ）を低
    減または遮断することを特徴とする請求項１０のヒュー
    ズ。
  12. 【請求項１２】 自動起動式または自動操作式起動加熱
    要素が設けられ，起動加熱要素が，起動または操作の後
    にヒューズエレメント（７）と接点要素（５）との間の
    結合を著しく加熱し，これによりこの結合が分離される
    ことを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかのヒュ
    ーズ。
  13. 【請求項１３】 起動加熱要素が，電気的に加熱可能な
    要素としてまたは発熱化学反応により加熱可能な要素と
    して設けられていることを特徴とする請求項１２のヒュ
    ーズ。
JP5660499A 1998-03-04 1999-03-04 自動車技術用ヒュ―ズ Pending JPH11317144A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19809149.4 1998-03-04
DE1998109149 DE19809149C2 (de) 1998-03-04 1998-03-04 Sicherung, insbesondere für die Kraftfahrzeugtechnik

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11317144A true JPH11317144A (ja) 1999-11-16

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ID=7859629

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5660499A Pending JPH11317144A (ja) 1998-03-04 1999-03-04 自動車技術用ヒュ―ズ

Country Status (8)

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US (1) US6445276B2 (ja)
EP (1) EP0940835B1 (ja)
JP (1) JPH11317144A (ja)
KR (1) KR19990077580A (ja)
CN (1) CN1151525C (ja)
BR (1) BR9900841A (ja)
CZ (1) CZ292433B6 (ja)
DE (2) DE19809149C2 (ja)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009065097A (ja) * 2007-09-10 2009-03-26 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置およびそれを備えたインバータシステム
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