JPS6041410B2 - ヒユ−ズ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はヒューズに関するもので、特に、過電流が流
れると溶断して過電流をしや断し、電気回路や機器を保
護する限流ヒューズのヒューズ素子に関するものである
。

この種のヒューズの従来のものの構造の１例を説明する
と、第１図に示すように、両端を導電機子部材１，１で
密閉された絶縁筒２の中に、両端が導電端子部材１，１
に接続されたヒューズ素子３が張架され、ヒューズ素子
３の周囲に消弧剤４が充填されている。

このように構成されているヒューズで、ヒューズ素子３
は通常の負荷電流や過渡電流によってもかなりの高温と
なるが、特に、変圧器の励磁突入電流や電動機の始動電
流に代表されるような過渡電流によっては著しく高温（
数１００℃）となり、高温耐食性の点から、その材料に
は従来は銀が使われてきた。

そのため、ヒューズ素子は高価で、その価格がヒューズ
全体の価格中に占める割合は比較的大きく、特に高電圧
・大電流のヒューズではヒューズ素子の価格が全価格の
５０〜７０％にも達する。そして、最近の銀の価格の高
騰により、ヒューズ価格もそれにスライドして高騰して
いる。このような理由からヒューズ素子の一部に断面積
の大きな部分を設けて温度上昇を低くし、この部分に、
高温耐食性は幾分劣るが、安価な銅その他の材料を使用
する試みがなされているが、銀部分と銅部分との断面積
の差をむやみに大きくすることはできない。それはヒュ
ーズ素子が溶断した時のアークの進展が、銀部分から銅
部分へ移る点で妨げられ、しや断性能が低下するからで
ある。従って銀部分に対して鋼部分の断面積を余り大き
くできないし、銅部分の温度を大きく下げることができ
ないという問題がある。この発明は以上のような点に着
目してなされたもので、ヒューズ素子の断面積を余り変
えることないこ、ヒューズ素子が特に高温となる過渡電
流に対しても、ヒューズ素子の所定部分の温度を下げる
ことのできしかも安価なヒューズを提供することを目的
とし、この目的を達成するために、消弧剤中に埋設され
たヒューズ素子を有するヒューズにおいて、ヒューズ素
子を少数の素子部材で形成した少数本構成素子部分と、
多数の素子部村からなる多数本構成素子部分とによって
構成し、かつ少数本構成素子部分を高温耐蝕性の優れた
金属素子部材で構成し、多数本構成素子部分を少数本構
成素子部分の素子部材より耐蝕性は劣るが安価な金属素
子部材で構成したことを特色としている。

以下に、図示する実施例に関してこの発明を具体的に説
明する。

第２図はこの発明のヒューズのヒューズ素子の構成の１
実施例を示すもので、ヒューズ素子５の素子部材の本数
が長手方向において異っており、長さの中央を少数本構
成素子部分５ａで、両端部を多数本構成素子部分５ｂで
構成している。図示例では少数本構成素子部分５ａは１
本の素子部材からなり、多数本構成素子部分５ｂは２本
の素子部村からなっている。そして少数本構成素子部分
５ａの素子部材は高温耐触性のよい材料、すなわち一般
には銀であり、多数本構成素子部分５ｂの素子部材は高
温耐蝕性は幾分劣るが安価である銅又はその他の材料か
らなる。また両素子部分間の接合は、ろう付や溶接で行
なうことができるが、ろう付で行なうと、接合部におい
てろう材の分だけ断面積が増加し、前記のアーク進展に
悪影響を及ぼすので、電気抵抗溶接等のろう材を使わな
い方法によるのが良い。次にこの発明による上記の構造
のヒューズ素子の作用を第３図のグラフによって説明す
る。第３図は同じ材料で構成され同じ断面積と同じ長さ
とを持つ少数本構成素子部分と多数本構成素子部分との
溶断特性の比較を示すもので、機軸に電流１を、縦軸に
溶断時間Ｔをとった線図である。曲線ａは少数本構成素
子部分の溶断特性を、また曲線ｂは多数本構成素子部分
の溶断特性を示す。このように少数本構成素子部分と多
数本構成素子部分との溶断特性は、大電流ＩＬすなわち
短時間綾断の領域と、小電流ｌｓすなわち長時間溶断の
領域においてはそれぞれほとんど差はないが、途中の領
域において多数本構成素子部分の方が溶断し難い。すな
わち右寄りの特性となる。これは、各領域において、素
子部分の溶断現象が異なるためであり、大電流短時間熔
断領域は、電流によるジュール発熱がヒューズ素子から
他へほとんど熱伝導しない。すなわち、断熱状態の現象
で、溶断特性はヒューズ素子の断面積だけで決まってし
まう領域であり、また、小電流長時間溶断領域は、ヒュ
ーズの内部の温度がヒューズ素子の温度にかなり近くな
って均一となり、ヒューズ素子からの発熱すなわち抵抗
値とヒューズから外気への熱伝導すなわちヒューズの表
面積とによって決まってしまう領域であり、この２領域
の熔断特性は、ヒューズ素子の構成本数にはほとんど影
響されないので、少数本構成のヒューズ素子部分の溶断
特性曲線ａと多数本構成のヒューズ素子部分の熔断特性
曲線ｂとはほとんど同じとなる。また、上記２領域の中
間の領域ではヒューズ素子からの発熱が周囲の消弧剤へ
熱伝導し、従って、ヒューズ素子の表面積が大きい程、
すなわち少数本構成の素子部分よりも多数本構成の素子
部分の方が熱伝導がよく、すなわち冷却効果が良く、綾
断し難い特性となる。ヒューズ素子が特に高温となり、
腐食が問題となる過渡電流の領域はこの領域の現象とな
り、特に電動機の始動電流や変圧器の励磁突入電流の継
続時間である１０〜０．１秒の領域では両者の差が最も
大きくなる。上記のようにこの発明のヒューズのヒュー
ズ素子は、高温耐食性の良い材料で構成された少数本構
成素子部分と、高温耐食性は幾分劣るが安価な材料で構
成された多数本構成素子部分とからなっているので、同
じ断面積で構成しても過渡電流に対する多数本構成素子
部分の温度上昇は少数本構成素子部分の温度上昇より低
くなり、断面積をそれ程大きくしなくても、安価な材料
部の温度上昇を低く抑制することができるので、アーク
進展を妨げてしや断性能を低下させるという問題を解決
することができる。

この場合、ヒューズ素子の温度は熱放散の点から中央部
の方が端部よりも高くなるので、第２図に示すように、
中央部を少数本構成の素子部分５ａとし、両端部を多数
本構成の素子部分５ｂとすれば、さらに効果的である。

ここで、上記はヒューズ素子の少数本構成素子部分に高
溢耐食性の良い材料を使い、多数本構成素子部分に安価
な材料を使うことによって、安価なヒューズを製作する
場合について説明したが、両者が同じ材料の場合にもヒ
ューズ素子の最初に溶断する箇所を限定したい場合に、
少数本構成素子部分から溶断させるようにする等、この
発明の技術を応用することができる。以上説明したよう
にこの発明によると、ヒューズ素子が高塩耐食性の良い
材料で構成された少数本構成素子部分と、高温耐食性は
幾分劣るが安価な材料で構成された多数本構成素子部分
とからなっているので、安価な材料部の温度上昇を、断
面積をそれ程大きくしなくても低く抑制することができ
るため、アーク進展が妨げられてしや断性能が低下する
というような不具合をなくすことができ、かつ安価なヒ
ューズが得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のヒューズの構造の１例を示す断面図、第
２図はこの発明のヒューズのヒューズ素子の構成を示す
斜視図、第３図はこの発明のヒューズ素子の作用を説明
するためのヒューズ素子を流れる電流と溶断時間の線図
である。 １・・…・導電端子部材、２・・・・・・絶縁筒、３・
・・・・・ヒューズ素子、４……消弧剤、５・・…・ヒ
ューズ素子、５ａ・・・・・・少数本構成素子部分、５
ｂ・・・・・・多数本構成素子部分。 第ー図 第２図 鰐３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 消弧剤中に埋設されたヒユーズ素子を有するヒユー
   ズにおいて、上記ヒユーズ素子を少数本の素子部材で構
   成した少数本構成素子部分と、上記部分より多数本の素
   子部材で構成した多数本構成素子部分とで構成し、かつ
   少数本構成素子部分を高塩耐蝕性の優れた金属素子部材
   で構成し、多数本構成素子部分を上記少数本構成素子部
   分の素子部材より耐蝕性は劣るが安価な金属素子部材で
   構成したことを特徴とするヒユーズ。 ２ 少数本構成素子部分を中央に、多数本構成素子部分
   を両端に設けてヒユーズ素子を形成したことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載のヒユーズ。 ３ 少数本構成素子部分を銀で、多数本構成素子部分を
   銅で構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項ま
   たは第２項記載のヒユーズ。