JPS6231963Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、自動車等に多く使用されている、絶
縁容器で包囲されたヒユーズエレメントの両側に
絶縁容器から突出するように端子部を設けてなる
ヒユーズの改良に関するもので、エレメントの溶
断部を除いてそのほとんどが無機質材料からなる
吸熱体に封入密着され、その吸熱体は絶縁容器と
の間に一定の空間を保つようにしたことを特徴と
するものである。

従来、自動車などに使用されているガラス管形
ヒユーズやブレード形ヒユーズ等は、第１図に示
す如く過電流に対して短い時間にてその電流を遮
断するという特性（クウイツクブロー特性）をも
つていて、異常時ではないにもかかわらず定常電
流値をこす電流が頻繁に流れる回路（例えば、モ
ータ負荷回路では通電開始初期に定常負荷電流の
数倍にあたる過渡電流が流れ、また第１図に示す
ようにパワーウインド回路においては、窓ガラス
を締めきつた時と開けきつた時にはモータ回転時
の定常負荷電流Ａの数倍にあたるロツク電流が短
時間流れる。）への使用については、定常電流値
をこす電流によつて溶断や疲労破壊を起こさない
ようにヒユーズ定格値を定常電流値Ａの場合より
格段に大きいモータロツク電流値に見合つたヒユ
ーズ定格値Ｂにしなければならない。このため短
絡事故の内でも第１図のＡ〜Ｂの間の電流が連続
的に流れる場合、例えばレアーシヨートの場合に
は回路を保護することは不可能である。このため
このレアーシヨート対策をするためにはヒユーズ
定格値をＢ以上にし更にＢ以上の電流で充分耐え
得る太いサイズの電線を使用しなければならない
ため重量増、コスト増等の欠点を有し、当業界で
はこの点でのより良い改善策を模策していたのが
現状である。本考案はこれらの欠点を除去するた
めに、定常電流をこす短時間の過渡電流やロツク
電流等に対しては遮断することはなく、かつレア
ーシヨート時には確実に遮断するようなゆるやか
な特性、いわゆるスローブロー特性をもちつつダ
イレクトシヨートのような大電流が流れた場合に
は即座に回路を遮断するという溶断特性に二面性
を持たせたヒユーズを提供するものである。

現在スローブロータイプのヒユーズは、第２図
に示すとおり溶断部３とバネ６を固定している半
田５を過電流による発熱によつて溶融し、バネ６
のの力で回路を遮断する方法のヒユーズａと、溶
断部３の周囲に充填材４を封入し過電流による発
熱を充填材４へ伝導させ回路の遮断を遅らせる方
法のヒユーズｂがある。しかし、これらのスロー
ブロータイプのヒユーズは定格電流値が大きくな
るにつれてスローブロー比率は極端に小さくな
り、本考案スローブローヒユーズのように定格10
〜50Aのヒユーズでも確実にスローブロー化させ
るのは不可能であつた。さらに、前記従来のスロ
ーブロー方法では性能が不安定で信頼性はより低
くなり、特にｂの方法では温度上昇が非常に高く
なるため全体に大型化しなければならないなどの
幾多の欠点があつた。

また、吸熱体としてパラフインワツクス、エポ
キシ樹脂等を使用し、それらの大きな融解潜熱に
よる吸熱効果を利用して可溶体の温度上昇を遅ら
せヒユーズとしてスローブローな特性を引き出す
ことも試みたが、本考案の如き可溶遮断機に使用
する吸熱体としては不適当であつた。

すなわち、パラフインワツクス、エポキシ樹脂
等有機質材料からなる吸熱体が融解しながら可溶
体の温度上昇を遅らせるということは、その過程
においては必ず有機質材料特有の発煙現象があ
り、特に高定格ヒユーズの場合には、遮断電流域
よりかなり少ない電流域においても発煙が生じ製
品上甚だ都合の悪いものであつた。

また、通常電流での繰返し使用にあたつても、
その都度発煙を生じ、やがては有機質材料の炭化
と共に吸熱効果の低下に至り、本考案の目的とす
るスローブロー特性を維持することは不可能であ
つた。

本考案のスローブローヒユーズは、これらのス
ローブロータイプヒユーズの欠点を除去し、十分
なスローブロー特性を確保した高定格ヒユーズを
提供するものである。

次に本考案を第３図に示す一実施例によつて説
明する。

本考案は、端子１０，１０′と一体的に形成さ
れた薄板状ヒユーズエレメント１１を、熱伝導性
と耐熱性にすぐれたセラミツクやガラスなどの無
機質材料からなる吸熱体７の中に、前記ヒユーズ
エレメント１１の中央部に露出部として形成され
た溶断部９を除いたその他の部分を封入密着する
とともに絶縁容器１２内に前記無機質材料からな
る吸熱体７をその周囲に一定空間８を設けて収納
し端子１０，１０′を絶縁容器外部に突出させた
ことを特徴とするスローブローヒユーズである。
尚、上記の薄板状ヒユーズエレメント１１と端子
１０，１０′とは図面の如く一体形成により形成
してもよいし、適当な手段にて連接してもよい。

本考案スローブローヒユーズでは、絶縁容器と
無機質材料からなる吸熱体の間に空間を設けるこ
とにより、絶縁容器への熱伝導を非常に小さくし
ている上に、ヒユーズエレメントの中央溶断部を
無機質材料からなる吸熱体から露出させているの
で、通電時におけるヒユーズエレメントの温度分
布は第４図の如く、中央の露出部において、従来
のヒユーズと同じ溶断温度を有しその他の部分は
温度が低くなるため、絶縁容器の温度上昇をさら
に小さくしている。この結果、絶縁容器として従
来は耐熱性のある無機質材料や熱硬化性樹脂を用
いていたが、本考案においては、軽量、安価で成
形性に富む汎用熱可塑性樹脂の使用が可能となつ
た。

通常ヒユーズでは、主な熱的平衡条件はヒユー
ズエレメントから端子への熱伝導と、ヒユーズエ
レメントから空気への対流放散であるが、本考案
スローブローヒユーズでは無機質材料からなる吸
熱体７を絶縁容器１２との間に空間８を設けてヒ
ユーズエレメント１１を封入密着させることによ
り、ヒユーズエレメント１１から無機質材料から
なる吸熱体７への熱伝導並びに、無機質材料から
なる吸熱体７から空気への対流放散も熱的平衡条
件となる。すなわち、ヒユーズエレメントに遮断
電流（中、小過電流）が流れると、ジユール熱に
より、ヒユーズエレメントの溶断部の温度は上昇
することになるが、その際溶断部を残したその両
側部分は無機質材料から成る吸熱体に封入密着さ
れているので吸熱体は、溶断部およびその両側部
分に発生した熱量を奪い、結果的に溶断部の温度
上昇は、吸熱体に封入密着していない場合よりも
遅れることとなり、溶断温度であるエレメント材
の融点に至るまでの時間が比較的長く必要となり
スローブロー特性を発揮するものである。

しかし、ヒユーズに即断電流（大過電流）が流
れた場合には発生する熱量は非常に多くエレメン
トの温度も急激に上昇し、特に吸熱体から露出さ
れているエレメントの中央部分、即ち溶断部の温
度はエレメントの吸熱体による封入密着部分への
熱伝導更には、無機質材料から成る吸熱体への熱
伝導が、発生熱量においつけなくなるため吸熱体
に封入密着していない場合と同等の速断性能を有
するものである。（上記の内容は、明細書に添付
した図面中、第５図の本考案ヒユーズの特性とし
て示してある。）しかるに本考案のヒユーズは、
大過電流に対する特性は吸熱体から露出されてい
るエレメントの中央部分、即ち溶断部の形状寸法
によつて決定でき、また中、小過電流に対する特
性は吸熱体に封入密着されている部分の形状寸法
によつて決定することが可能であるので、スロー
ブローヒユーズでありながらダイレクトシヨート
時には、即座に遮断するような特性を得ることが
できるものである。

第５図は、第１図のパワーウインド特性と自動
車用ヒユーズ溶断特性に、従来の硅砂充填ヒユー
ズ（点線）と本考案スローブローヒユーズの溶断
特性（一点鎖線）を比較的に示したグラフであ
る。第５図より明らかなように、本考案に係るス
ローブローヒユーズは、不溶断電流値（第５図で
溶断特性曲線が立ち上がつている電流値）からモ
ータロツク電流値までの間は硅砂充填ヒユーズや
従来の自動車用ヒユーズに比べなだらかなカーブ
で溶断時間が短くなるが、ロツク電流値を越した
付近からは、急なカーブで溶断時間が短かくなる
特性を示している。

つまり、中、小過電流域でのスローブロー特性
が従来の自動車用ヒユーズは勿論、硅砂充填ヒユ
ーズと比べても格段に向上しているため、従来パ
ワーウインド特性のモータロツク電流域に合わせ
て選んでいたヒユーズ定格〔第１図Ｂ〕並びにそ
れに見合う電線径を、モータ回転時に流れる定常
電流域〔第１図Ａ〕に合わせて選ぶことができる
ので電線サイズが細くなる上に、レアーシヨート
から回路をより完壁に保護し、また、ダイレクト
シヨートに対しても即座に回路を遮断するという
従来の自動車ヒユーズの特徴を全く犠牲にしない
等、経済的にも安全性についてもすぐれた効果が
ある。

なお、本考案スローブローヒユーズによるスロ
ーブロー特性は、無機質材料からなる吸熱体の熱
電導率、比熱、体積やこれと接触する部分のヒユ
ーズエレメント、これと接触しない部分のヒユー
ズエレメントの材質、長さ、断面積、表面積など
によつて決定でき、負荷の特性に合つたスローブ
ローヒユーズを提供できるものである。

また、熱エネルギーはヒユーズエレメントから
接着剤（固定剤）へ、接着剤から吸熱体へ伝導す
るため吸熱体と同様に接着剤の材質、接着状態が
スローブロー比率に大きく関係しており、耐熱
性、熱伝導性から見て吸熱体と同じ無機質系接着
剤、特にセラミツクを用いた接着剤のスローブロ
ー効果が最も大きい。

上記の如く、本考案はスローブローヒユーズは
ダイレクトシヨートは勿論、クイツクブローヒユ
ーズで保護できないレアーシヨートをも保護でき
る上に、使用負荷の特性に容易にマツチングさせ
ることができる等の利点がある。

また、従来不可能とされていた比較的大容量で
ある10A以上のスローブローヒユーズを提供でき
る等、当業界での難題を一挙に解決した産業利用
上の効果の甚だ大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、パワーウインドの負荷電流特性とこ
の特性をすべて満足する自動車用ヒユーズの電流
と遮断時間の特性を示すグラフ、第２図は、ａ，
ｂ共従来のスローブロータイプヒユーズの代表例
を示す縦断面図、第３図は、本考案スローブロー
ヒユーズの一実施例の縦断面図、第４図は、ヒユ
ーズエレメントの各位置における温度分布を示す
グラフ、第５図は、第１図のグラフに、パワーウ
インドの負荷電流特性をすべて満足する硅砂充填
スローブロータイプヒユーズと本考案スローブロ
ーヒユーズの電流と遮断時間の特性を加えたグラ
フである。 ７……吸熱体、８……空間、９……溶断部、１
０，１０′……端子、１１……ヒユーズエレメン
ト、１２……絶縁容器。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 薄板状ヒユーズエレメント１１の中央露出部
   を溶断部９として残して他の部分を無機質材料
   から成る吸熱体７にて封入密着すると共に該ヒ
   ユーズエレメントの両端部に端子１０，１０′
   を連接し、絶縁容器１２内に前記吸熱体７をそ
   の周辺に一定の空間を設けて収納すると共に、
   端子１０，１０′を絶縁容器から外部に突出さ
   せてなるスローブローヒユーズ。 ２ 薄板状ヒユーズエレメント１１が、端子１
   ０，１０′と一体成形により成形されたもので
   ある実用新案登録請求の範囲第１項記載のスロ
   ーブローヒユーズ。