キャップレスヒューズ及びその製造方法

トップ :: H 電気 :: H01 基本的電気素子

【発明の名称】	キャップレスヒューズ及びその製造方法
【発明者】	【氏名】チュウカンウォン
【要約】	【課題】過渡圧力に耐えて物理的一体性を維持することができるキャップレスヒューズを提供する。【解決手段】キャップレスヒューズは、中空ヒューズ胴部１１と、ヒューズ胴部内のヒューズエレメント１２と、ヒューズ胴部１１のそれぞれの端部に挿入され、その端部およびヒューズエレメントに直接的に接続されたコイルばね１６を有する端子ピン１５とを含む。

【特許請求の範囲】
【請求項１】両端部を有する中空ヒューズ胴部と、両端部を有し、前記ヒューズ胴部内に配置されたヒューズエレメントと、第１および第２端部を有する１対の端子ピンとを備えており、該端子ピンのそれぞれの第１端部は、前記ヒューズ胴部の両端部および前記ヒューズエレメントの両端部の対応する端部とに直接的に接続されているキャップレスヒューズ。
【請求項２】前記端子ピンの第１端部の各々は、ばね圧力によって前記ヒューズ胴部に直接的に接続されたコイルばねを有する請求項１記載のキャップレスヒューズ。
【請求項３】前記コイルばねは、前記ヒューズエレメントの対応する端部を収容するそれぞれの開口を規定している請求項２記載のキャップレスヒューズ。
【請求項４】前記ヒューズエレメントの両端部は、それぞれ前記端子ピンの第１端部の前記コイルばねにはんだ付けされている請求項３記載のキャップレスヒューズ。
【請求項５】前記ヒューズエレメントは、金属エレメントを巻装した電気絶縁材料製のコアを含む請求項１または３記載のキャップレスヒューズ。
【請求項６】前記ヒューズエレメントは、金属被膜を有する電気絶縁材料製のコアを含む請求項１または３記載のキャップレスヒューズ。
【請求項７】前記コアは、複数のグラスファイバを含む請求項６記載のキャップレスヒューズ。
【請求項８】前記ヒューズ胴部の両端部は、金属被覆されており、前記端子ピンのそれぞれの第１端部は、前記ヒューズ胴部の金属被覆された両端部に溶接されている請求項１記載のキャップレスヒューズ。
【請求項９】前記ヒューズ胴部の両端部は、金属被覆されており、各コイルばねは、前記ヒューズ胴部の両端部の対応する端部に接着された外側巻線を有する請求項２記載のキャップレスヒューズ。
【請求項１０】各コイルばねの前記外側巻線は、前記コイルばねのその他の巻線より大径である請求項８記載のキャップレスヒューズ。
【請求項１１】前記ヒューズエレメントは、金属エレメントを巻装したグラスファイバ製のコアを有する請求項１、３または８記載のキャップレスヒューズ。
【請求項１２】前記ヒューズエレメントは、金属被膜を有するグラスファイバ製のコアを有する請求項１、３または８記載のキャップレスヒューズ。
【請求項１３】キャップレスヒューズの製造方法であって、（ａ）両端部を有する中空のヒューズ胴部を準備する段階と、（ｂ）両端部を有するヒューズエレメントを前記ヒューズ胴部内に配置する段階と、（ｃ）１対の端子ピンを前記ヒューズ胴部および前記ヒューズエレメントに接続して、前記端子ピンが前記ヒューズ胴部の両端部および前記ヒューズエレメントの両端部の対応する端部に直接的に接続されるようにする段階とを含むキャップレスヒューズの製造方法。
【請求項１４】キャップレスヒューズの製造方法であって、（ａ）金属被覆された両端部を有する中空のヒューズ胴部を準備する段階と、（ｂ）それぞれの直径を有する複数の巻線を備えたコイルばねをそれぞれ有する１対の端子ピンを準備する段階と、（ｃ）前記コイルばねを前記ヒューズ胴部の両端部の対応する端部に挿入し、前記コイルばねがばね作用でその内部に保持されるようにする段階と、（ｄ）両端部を有するヒューズエレメントを前記コイルばねの開口から前記ヒューズ胴部に挿入する段階と、（ｅ）前記コイルばねを前記ヒューズエレメントの両端部と前記ヒューズ胴部の対応する端部とにはんだ付けする段階とを含み、はんだの固化によって前記コイルばねの巻線が互いに引き寄せられ、その結果として巻線の直径が増加するため、前記コイルばねを前記ヒューズ胴部の両端部内にさらに確実に保持することができるキャップレスヒューズの製造方法。
【請求項１５】前記ヒューズ胴部の両端部は、金属被覆されており、さらに、各コイルばねの外側巻線を前記ヒューズ胴部の両端部の対応する端部に接着する段階を含む請求項１４記載のキャップレスヒューズの製造方法。
【請求項１６】各コイルばねの前記外側巻線は、前記コイルばねのその他の巻線より大径である請求項１５記載のキャップレスヒューズの製造方法。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、管状電気ヒューズに関し、特にキャップレスヒューズ、およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、この形式のヒューズは、中空のヒューズ胴部と、胴部内に延出したヒューズエレメントと、ヒューズエレメントの両端部が取り付けられている、胴部の端部を閉鎖するためのキャップと、キャップに接続された端子ピンまたはリードとを含む。
【０００３】そのような従来型ヒューズの作用を説明すると、過電流がヒューズエレメントを流れた時、ヒューズエレメントが加熱されて溶解してから蒸発し、ヒューズ胴部内に過渡高圧が発生する。このため、キャップは、蒸発中もヒューズの物理的一体性を維持できるように胴部に取り付けられる必要がある。すなわち、蒸発中に、キャップはヒューズ胴部から離脱しないで、ヒューズ胴部内の高圧に耐えることができなければならない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、そのような過渡圧力に耐えて物理的一体性を維持することができるキャップレスヒューズを目的としている。そのようなキャップレス構造は、電気的に通じている露出面積を減少させた簡単で低コストのヒューズを可能にする。
【０００５】本発明の他の特徴および利点は、添付の図面を参照した本発明の以下の説明から明らかになるであろう。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のキャップレスヒューズは、両端部を有する中空ヒューズ胴部と、両端部を有し、前記ヒューズ胴部内に配置されたヒューズエレメントと、第１及び第２端部を有する１対の端子ピンとを備えており、該端子ピンのそれぞれの第一端部は、前記ヒューズ胴部の両端部および前記ヒューズエレメントの両端部の対応する端部とに直接的に接続されている。
【０００７】本発明のキャップレスヒューズの製造方法は、両端部を有する中空ヒューズ胴部を準備する段階と、両端部を有するヒューズエレメントをヒューズ胴部内に配置する段階と、１対の端子ピンをヒューズ胴部およびヒューズエレメントに接続して、端子ピンがヒューズ胴部の両端部およびヒューズエレメントの両端部の対応する端部に直接的に接続されるようにする段階を含む。
【０００８】本発明のキャップレスヒューズの製造方法は、金属被覆された両端部を有する中空のヒューズ胴部を準備する段階と、それぞれの直径を有する複数の巻線を備えたコイルばねをそれぞれ有する１対の端子ピンを準備する段階と、前記コイルばねを前記ヒューズ胴部の両端部の対応する端部に挿入し、前記コイルばねがばね作用でその内部に保持されるようにする段階と、両端部を有するヒューズエレメントをコイルばねの開口からヒューズ胴部に挿入する段階と、コイルばねをヒューズエレメントの両端部とヒューズ胴部の対応する端部とにはんだ付けする段階とを含み、はんだの固化によってコイルばねの巻線が互いに引き寄せられ、その結果として巻線の直径が増加するため、コイルばねをヒューズ胴部の両端部内にさらに確実に保持する。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１を参照すると、本発明の一定の原理を説明するキャップレスヒューズ１０の第１実施形態が示されている。キャップレスヒューズ１０は、円形または他の断面形状を有してガラス、セラミックまたは他の電気絶縁材料で形成することができる中空のヒューズ胴部、すなわち中空胴部１１を含む。ヒューズ胴部１１内には、金属エレメントまたはエレメント１４をらせん状に巻装するか、金属で被覆した、すなわち金属被膜を有するガラス、セラミック、グラスファイバーまたは他のファイバ製のほぼ直線的な電気絶縁材料製のコア１３からなるヒューズエレメント１２が配置されている。ヒューズ１０はまた、１対の端子ピン１５、１５を含み、その各々の一端部が、端子を形成しているワイヤの直径よりわずかに大きいピッチを有する多重巻線コイルばね１６を形成している。ばね１６、１６の各々は、中空胴部１１の両端部の対応する端部に圧入される寸法であり、ばね圧力によってその内部に保持される。胴部１１の端部は火仕上げ(fire polished)してもよいが、その内壁の端部分をスカッフィング処理することによって、胴部１１内でのばね１６、１６のロックを増強してもよい。
【００１０】ヒューズエレメント１２の各端部は、コイルばね１６、１６によって規定され、形成された対応の開口にはめ込まれている。好ましくは、ヒューズエレメント１２の端部は、中空のヒューズ胴部１１の端部を閉塞することができる十分な溶融はんだでコイルばね１６、１６を満たすように、はんだ１７によってそれぞれのばね１６、１６に取り付けられている。はんだ１７は、コイルばね１６、１６の多重巻線１６ａを湿らせて埋め尽くすことによって、ヒューズエレメント１２の金属エレメント１４の蒸発に伴った電気的アークによる穿孔に耐えることができる十分な深さおよび熱質量を有するプラグを形成することができる。このように端子ピンの一端部は、ヒューズ胴部の両端部の対応する端部およびヒューズエレメントの両端部の対応する端部とに直接的に接続される。
【００１１】図２を参照すると、１つまたは複数のほぼ直線的、波形または絡み合わせ状の金属エレメント１４’からなるヒューズエレメント１２’を用いたキャップレスヒューズ１０の変形例が示されている。
【００１２】次に図３を参照すると、キャップレスヒューズ１０を製造、または組み立てるには、上述したヒューズ胴部および一対の端子ピンを準備し、端子ピン１５、１５のコイルばね１６、１６（１つだけを図示）を中空胴部１１のそれぞれの端部に圧入し、コイルばねがばね作用でヒューズ胴部の内部に保持される。次に、ヒューズエレメント１２（または１２’）をコイルばね１６、１６に形成された開口から中空胴部１１の内部に挿入し、配置する。
【００１３】その後、図４に示されているように、ヒューズエレメント１２（または１２’）の端部をはんだ１７によってコイルばね１６、１６（１つだけを図示）に取り付ける。溶融はんだが中空のヒューズ胴部１１の、コイルばね１６、１６を収容している部分を満たすにつれて、それは外側から内へ固化して、液体から固体に変化する時にそれの体積が４％だけ減少する。これによって、各コイルばね１６の巻線１６ａが互いに引き寄せられ（すなわち、ピッチが減少する）、その結果としてコイルばね１６、１６の直径がわずかに増加して胴部１１の内側端壁をより強く押すため、コイルばね１６、１６が確実に固定される。さらに、はんだ１７はフィラー（詰め物）としても機能するため、コイルばね１６、１６の外表面は、中空胴部１１の内側端部の形状、凹凸、火仕上げおよびスカッフィングに好都合に一致することによって、さらに確実に保持される。
【００１４】作用を説明すると、ヒューズ１０は、キャップを備えていなくても、ヒューズエレメント１２（または１２’）の金属エレメント１４（または１４’）が蒸発する時にその物理的一体性を維持することができる。
【００１５】次に図５を参照すると、本発明の他の変形例に係る実施の形態が示されている。この実施形態は、正方形または他の断面形状を有して好ましくはセラミック製の中空胴部２１を含む。ヒューズ胴部２１の端部２２が金属被覆されている。１対の端子ピン２３、２３が胴部２１のそれぞれの端部に取り付けられている。各端子ピン２３の一端部が、図１の実施の形態に示されているように、多重巻線形状のコイルばね２４を形成している。しかし、各ばね２４の最外側巻線２５は、他の巻線より大径すなわち、拡大された直径を有し（図７を参照）、ばね２４、２４をヒューズ胴部２１の対応端部に挿入した時に胴部２１の金属被覆端面に当接するように形成されている。ヒューズエレメント２６がヒューズ胴部２１内に配置され、その両端部がコイルばね２４、２４によって形成された開口にはめ込まれている。
【００１６】図１に示された実施の形態と同様に、本実施の形態のヒューズエレメント２６は、金属エレメント２８をらせん状に巻装するか、それで被覆されたガラス、セラミックまたは他のファイバ製のほぼ直線的な電気絶縁コア２７を有しており、また、図２に示されている第１の実施の形態の変形例と同様に、図６に示されているこの実施の形態の変形例は、ほぼ直線的または波形の金属エレメント２８’を有するヒューズエレメント２６’を含む。
【００１７】キャップレスヒューズ２０を製造、または組み立てるには、最初にヒューズ胴部２１の端部２２をはんだ付けに適した金属または合金で通常通りに金属被覆する。次に、図７に示されているように、コイルばね２４、２４（１つだけを図示）を中空胴部２１の対応端部に挿入して、ばね２４、２４の大径巻線２５、２５を胴部２１の端部である金属被覆端面２２に当接して、またはそれに近接した位置に置く。はんだ付けまたは他の接着手段、たとえば、溶接を使用して、ばね２４、２４の最外側巻線２５、２５を中空胴部２１のそれぞれの金属被覆端面に固定する。その後、ヒューズエレメント２６（または２６’）をコイルばね２４、２４によって形成された開口から胴部２１に挿入する。次に、ヒューズエレメント２６（または２６’）の端部をはんだ２９によって、中空ヒューズ胴部２１の端部を閉塞することができる十分な溶融はんだでコイルばね２４、２４を満たすようにして取り付ける。はんだ２９は、コイルばね２４、２４の多重巻線および最外側巻線２５、２５を湿らせて埋め尽くすことによって、エレメント２８（または２８’）の蒸発に伴った電気的なアークによる穿孔に耐えることができる十分な深さおよび熱質量を有するプラグを形成することができる。第１の実施の形態の場合と同様に、はんだの固化によって各コイルばね２４のピッチが減少し、その結果としてコイルばねの直径が増加するため、コイルばねが確実に固定される。
【００１８】作用を説明すると、キャップレスヒューズ１０と同様に、キャップレスヒューズ２０は、エレメント２８（または２８’）の蒸発によって発生する高い過渡内圧を受けた時にもその物理的一体性を維持することができる。図５から図７の実施の形態の目的は、図１から図４に示されている実施の形態の能力を超える高いピーク圧力が加わる状況において、中空胴部２１および端子ピン２３、２３間の増強接合を行うことである。
【００１９】以上に本発明をそれの特定の実施の形態に関連して説明してきたが、多くの他の変更、修正および他の使い方が当該技術分野の専門家には明らかになるであろう。したがって、本発明は以上の特定の開示によって制限されないで、請求項のみによって制限されることが好ましい。
【００２０】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、過渡圧力に耐えて物理的一体性を維持することができるキャップレスヒューズを実現することができる。

【出願人】	【識別番号】５０１１４２４６７【氏名又は名称】ベルヒューズ，インク．
【出願日】	平成１３年４月９日（２００１．４．９）
【代理人】	【識別番号】１０００７６２３３【弁理士】【氏名又は名称】伊藤進
【公開番号】	特開２００２－５６７６０（Ｐ２００２－５６７６０Ａ）
【公開日】	平成１４年２月２２日（２００２．２．２２）
【出願番号】	特願２００１－１１０２４３（Ｐ２００１－１１０２４３）