JPS5937538B2 - ヒユ−ズ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はヒユーズ特にそのヒユーズエレメントの保持
構造の改良に関するものである。

第１図は従来のヒユーズの代表的な構造を示すもので、
両端を端子金１，１で封鎖されたヒユーズ筒２の中に両
端を上記端子金１，１に接続されたヒユーズエレメント
３が配設され、そのヒユーズエレメント３は消弧剤４の
中に埋設される。

ヒユーズエレメント３の長さはヒユーズ筒２の長さの２
〜３倍になるのが普通で、そのため、ヒユーズエレメン
ト３は１図に示すようならせん状に巻かれてヒユーズ筒
２内に配設される。

そして、その構成材料としてはヒユーズ筒２には磁器や
レジンチューブ、端子金１には銅、ヒユーズエレメント
３には銀、消弧剤４には１０〜２００メツシュ程度の粒
状の珪砂が一般に使われている。

このような構造のヒユーズは過電流が流れると、ヒユー
ズエレメント３が溶融してアークを発生し、気化したヒ
ユーズエレメント材料が第２図矢印で示すように消弧剤
４０粒子間の隙間に拡散するとともに消弧剤４を溶融さ
せ、その溶融潜熱により冷却して瞬時にして絶縁物とな
ることによって過電流をしゃ断するものである。

そして動作後には第３図に示すようなヒユーズエレメン
ト材料が拡散したガラス質の溶融生成物３４ができる。

この溶融生成物の大きさは、ヒユーズエレメントや消弧
剤の設計によって異なるが、普通のヒユーズでは直径が
２〜１０１ｎ峨度の大きなものになる。

ヒユーズが動作中の溶融生成物の温度は数１０００℃の
高温であるが、周囲の粒状の消弧剤の熱伝導が低いため
にヒユーズ筒は温度がそれ捏上がらず、破壊から免れる
ものである。

しかし、ヒユーズエレメントがヒユーズ筒に接触あるい
は接近していて溶融生成物が触れるとヒユーズ筒は磁器
の場合にはヒートショックで割れ、また、レジンチュー
ブの場合には燃え出し、破裂することになる。

いま、ヒユーズエレメントが第１図に示すようならせん
状に巻かれてヒユーズ筒内に配設される場合を考えると
、ヒユーズエレメント３の位置は自身のバネ性によって
保持されている。

この場合のヒユーズエレメントの中央Ａ点における力の
バランスを考えると第４図に示すように、ヒユーズエレ
メントの長さ方向には自身のバネ性による一定な張力Ｆ
１が働いているが、振動・衝撃等により半径方向に小さ
な外力Ｆ２でも加わると、これとバランスするために大
きく変位する。

このヒユーズエレメントの変位は消弧剤が防護すると考
えられやすいが、実際は消弧剤自身が振動・衝撃等によ
り、ヒユーズ筒内で移動、循環し、ヒユーズエレメント
が容易に消弧剤中を移動するものである。

このようなわけで、ヒユーズエレメントの半径方向の位
置を保持することが不安定となるため、ヒユーズエレメ
ントとヒユーズ筒の間には、かなりの距離がとられ、ヒ
ユーズ筒は太いものが必要となり、ヒユーズエレメント
の収納効率が悪くなる。

この発明は上記のような従来の欠点に着目してなされた
ものであり、ヒユーズニレメントラ多角形をした耐熱性
絶縁物の筒（以下、絶縁筒と称す）の中に入れてヒユー
ズ筒に収納することにより、ヒユーズエレメントとヒユ
ーズ筒との間にすき間を設けて、ヒユーズエレメントが
ヒユーズ筒ニ接触しないようにすることにより、上記従
来のもののような欠点のないヒユーズを提供しようとす
るものである。

以下、図によってこの発明の詳細な説明する。

第５図および第６図はこの発明の→１を示すもので、第
５図は縦断面図で第６図は第５図のＶｌ −■線機断面
図である。

図に示すようにヒユーズエレメント３が断面が三角形を
した絶縁筒５に入れられて、ヒユーズ筒２に収納されて
いる以外の構成は１図に示す従来のものと変わらない。

ヒユーズエレメント３はらせん状に巻かれ、また、消弧
剤４は絶縁筒５の内外に充填されている。

次にこの発明の作用について説明する。

ヒユーズエレメントをらせん状に巻き、自身のバネ性に
よって張架されたヒユーズは上記第４図で説明したよう
に、ヒユーズエレメントの半径方向の位置を保持するこ
とが不安定となるが、この発明によると、第６図に示す
ように断面が三角形状の絶縁筒５の２辺によってヒユー
ズエレメント３０半径力向の移動を妨げヒユーズ筒２に
接触または接近することを防止する。

その結果、従来のようにヒユーズエレメントの溶融生成
物がヒユーズ筒２に触れて破損することがなくなる。

この場合、第７図に示すようにヒユーズ筒２の内壁に内
接するような寸法の絶縁筒５にし、さらに上記絶縁筒５
の内壁に内接するような巻き径のヒユーズエレメント３
にすると、ヒユーズエレメント３は三角形状の絶Ｒ筒５
の３辺で保持されて半径方向には全く移動せず、常にヒ
ユーズ筒２の中央に保持されて極めて安定した性能が得
られる。

そのための条件は、ヒユーズ筒２の内径をＤとし、絶縁
筒５の厚みを無視すると、次のようになる。

絶縁筒５０１辺の長さ− ヒューズエレメント３０巻き径−一 ここで、絶縁筒５の材質は、ヒユーズエレメント３が溶
融、発弧して気化したヒユーズエレメント材料が絶縁筒
５の壁を容易に透過して絶縁筒５の外の消弧剤４の中に
も拡散するような通気性を有するものであれば、絶縁筒
５が存在することによるしゃ断性能への影響は少ない。

そのため、その厚みはヒユーズエレメントの変位を防ぐ
に足る強度さえあれば薄℃゛・方が良い。

さらに、絶縁筒５自身も消弧剤４と同様にその溶融潜熱
によってアークを冷却し、消弧作用を助ける材質であれ
ばなお効果的である。

上記のような条件を満足する絶縁筒として繊維質の耐熱
性絶縁物で構成された筒があり、その代表的なものとし
てガラスクロスチューブを使用することによって良好な
成果を得ることを確認している。

このような構成のヒユーズにおいて、過電流が流れて、
ヒユーズエレメントが溶断し、アークを発生すると、ヒ
ユーズエレメント材料が気化し、一部は絶縁筒内の消弧
剤の粒子間の隙間に拡散し、また−置市絶縁筒の中に拡
散し、さらに残りは絶縁筒の壁を透過して絶縁筒の外部
の消弧剤の中に拡散し、冷却して瞬時にして絶縁物とな
って過電流をしゃ断する。

そして動作後には第８図に示すような、絶縁筒の内外の
消弧剤と絶縁筒の構成物とが一体となった溶融生成物４
５ができる。

なお、上記では、絶縁筒としては、断面が三角形状のも
のを例として説明したが、これに限定するものではなく
、例えば第９図に示すような四角形あるいは、その他の
多角形状の絶縁筒においても同様な効果を得ることがで
きる。

しかし、あまり角数が多くなると段々円形に近づき、ヒ
ユーズエレメントとヒユーズ筒とを隔離する作用が小さ
くなり、実用的には四角形程度までが効果的である。

また、第１０図に示すように多角形の各辺を内側に幾分
わん曲させるという変形も可能であるがこの場合には、
ヒユーズエレメントとヒユーズ筒との隔離効果はさらに
得られるが、絶縁筒が製作し難いという欠点がある。

上記のように、この発明によると、ヒユーズエレメント
がヒユーズ筒に接触または接近してヒユーズ筒が破損す
ることがないので、ヒユーズ筒を小さくすることができ
、ヒユーズエレメントの収納効率を向上させることがで
きるという優れた実用的効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のヒユーズの構造を示す縦断面図、第２図
はヒユーズの動作過程を説明する横断面図、第３図はヒ
ユーズの動作後の状態を示す横断面図、第４図はヒユー
ズエレメントの位置を保持する力関係を説明するベクト
ル図、第５図はこの発明のヒユーズの構造を示す縦断面
図、第６図は上記第５図のＶＩ−Ｖｌｌ線断断面図第１
図はこの発明の構造の理想的な寸法関係を説明する図、
第８図はこの発明のヒユーズの動作後の状態を示す横断
面図、第９図および第１０図はこの発明のそれぞれ異な
る他の例を示す横断面図である。 図中、１は端子金、２はヒユーズ筒、３はヒユーズエレ
メント、４は消弧剤、５は絶縁筒、３４および４５は溶
融生成物を示す。 なお各図中同一符号は同一もしくは相当部分を示すもの
とする。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 両端部を一対の端子金によって封鎖され内面がほぼ
   円形をしたヒユーズ筒、このヒユーズ筒内に充填された
   粒状の消弧剤、上記ヒユーズ筒の内部でかつ上記消弧剤
   中に収容され、両端部を上記端子金に電気的に接続され
   たらせん状のヒユーズエレメント、上記ヒユーズ筒とヒ
   ユーズエレメントとの間にこれらヒユーズ筒とヒユーズ
   エレメントとの接触を防ぐ多角形状の耐熱性の絶縁筒を
   備えたヒユーズ。 ２ 耐熱性の絶縁筒は通気性を有することを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載のヒユーズ。 ３ 耐熱性の絶縁筒は繊維質の材質から構成されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に
   記載のヒユーズ。 ４ 繊維質の材質からなる耐熱性の絶縁筒はガラスクロ
   スチューブであることを特徴とする特許請求の範囲第３
   項記載のヒユーズ。