JPS63500754A - 電気ヒユ−ズリング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は電気ヒユーズリンク、とくにサージ抵抗特性を改善した（例えば１ｍ ｓ遅延係数）２００）ヒユーズリングに関する。

遅延係数、すなわちり、Ｆ、は、ヒユーズリンクのサージ抵抗の単位で、比Ｉｓ ／Ｉｆで表わされる。Ｉｓ　は短い特定の時間（１１０ｍｓ　）でヒユーズを飛 ばすのに必要とされる電流であり、Ｉｆ　は、最小量の溶断電流、すなわち十分 な時間流れた場合、最終的；こヒユーズを飛ばすような最小の電流である。

ヒユーズリンクのり、　Ｆ、にかなりの影響を与えるパラメータの１つは可溶体 からの熱損失であることが分っている。熱損失が大きければ大きいほど、遅延係 数は小さくなる。例えば従来の筒形ヒユーズリンクの場合は、成る量の熱が可溶 体の軸方向に沿ってそのキャップまで伝わって行き、その内の少量が可溶体の表 面から放射されるのであるが、空気が充満したヒユーズリンクにおいてはほとん どの熱損失は対流によっており、セラミック製またはガラス製の筒部まで伝わる 。例えば、絶縁性の筒部の内部のエアースペースを真空にすることで熱損失を少 なくすることが可能であるなら、２０　Ｘ　５　ｍｍの筒形ヒユーズリンクのり 、Ｆ、を２．７倍に増やすことが期待できるであろう。

さらに、従来からある固体の断熱材を筒形ヒユーズリンク（例えば２０Ｘ５ｍｍ のヒユーズリンク）の絶縁性の筒部内のエアースペースに挿入した場合、熱損失 が減少するどころか増大するという驚くべきマイナスの効果があることが実験上 分っている。空気を内包した固体材の熱伝導率は、この大きさのヒユーズリンク 内の遊離気の熱伝導率よりも大きい。

実験に供された材料はファイバグラス、ポリスチレンフオーム、それにひる石で ある。熱論、絶縁性筒部内のスペースの空気圧を減らしたり、真空にしたりすれ ば、遊離気の場合よりも熱損失が少なくなるであろうが、このように真空にした り、空気圧を減らしたりすることは、筒形ヒユーズリンクの場合は、概して実際 的にも経済的にも得策ではない。

この発明は、同種の公知のヒユーズリンクと比較して熱損失を減少させた、よっ てサージ抵抗を改善したヒユーズリンクを提供することを目的としている。また 、この発明は、固有の熱伝導率が低いだけでなく、他の特性をも有する固体絶縁 材を用いれば、ヒユーズリンクの熱損失を低減することができるという発見に基 くものである。

上記の目的を達成するために、この発明は、可溶体と、この可溶体からの熱損失 を減少するように配置された固体熱絶縁材とからなる電気ヒユーズリンクにおい て、その熱絶縁材には、多数のキャビティつまり小室があるが、それらは充分に 小さいので、キャビティの壁間の最大距離がキャビティにつまっている気体（通 常は空気）の平均自由行程より短いことを特徴とする電気ヒユーズリンクを提案 するものである。例えば、空隙部分に空気がつまっている絶縁材の場合であれば 、キャビティの壁と壁との最大距離が常温常圧下において０．１ミクロン以下で な分子間衝突による伝導を阻止できるほど小さいので対流電流は生じないわけで ある。

低い固有熱伝導率をそなえ、かつ上記のような微小孔特性によって伝導と対流と による熱の移動を少なくする固体絶縁材としては、空気の平均分子間衝突距離よ りも小さい楓小のキャビティを形成するような構造に結合している非晶質シリカ の超微粉末を挙げることができる。この絶縁材は、イギリス、ＷＲ９７ＤＪウオ ースタ州、トロイドウィッチ、ハシ−ホールのミクロボアインターナショナル社 によって、ｒＭｉｃｒｏｔｈｅｒｍＪ　という商標で市販されている。以下、こ の絶縁材をｒＭｉｃｒｏｔｈｅｒｍＪと呼ぶ。

この発明は、電気絶縁性を有する筒部またはハワジング内に可溶体を内包した筒 形または他の型のヒユーズリンクに応用できる。いずれの場合でも、外被体のエ アスペースの全部または１部を絶縁材でふさぎ、熱損失をより少なくし、Ｄ、　 Ｆ、をより大きくするようにしてもよい。また、可溶体をコーチングするか、或 いは外被体の内側を絶縁材でライニングするか、或いは、上記の両手段により、 エアスペースを部分的にふさぐようにしてもよい。

この発明をさらに理解しやすくするために、添付図面について述べることにする 。

第１図は、この発明による一つの実施例のカプセルに封じ込めたヒユーズリンク の断面図、第２図および第３図は、この発明による一つの実施例の管形ヒユーズ リンクの断面図、 第４図は比較テストの結果を示したグラフ。

第１図に示したヒユーズリンクは、固体の微小孔性絶縁材で作られた球状封入体 ２の内部に封入されり糸ヒユーズ１を有しており、この絶縁材はｒＭｉｃ−ｒｏ ｔｈｅｒｍＪの商標で市販されているもので、固有熱伝導率が低く、またキャビ ティすなわち小室のサイズが極めて小さいためにキャビティの壁と壁との最大距 離でも空気の平均分子間衝突距離よりも小さくなっている。上記の可溶体１は、 封入体２から突出する２本の導電性リード線３の間にあってこれらと結合されて いる。封入体の材料はもろいために、これをエポキシ樹脂材で浸漬被覆して封入 体の周りに保護被覆層４を形成し、リード線３はその封入体から突出する位置で この被覆層に貫入している。

第２図では、電気絶縁材（例えばガラス）で形成された筒部５と、キャップ６と 、このキャップと電気的に粘合し、かつ筒部を通って伸びている糸ヒユーズ７と を有する管形ヒユーズリンクが示されている。糸ヒユーズ７は、絶縁材ｒＭｉｃ ｒｏｔｈｅｒｍＪでできた層８で被覆されている。第３図で示された実施例は、 第２図で示された実施例と類似のものであるが、但し可溶体７を被覆する代りに 、絶縁性の筒部５の内周に、絶縁材ｒＭｉｃｒｏｔｈｅｒｍＪでライニング９を 施しである点において第２図のものと異っている。

ヒユーズリンクに用いた場合の、ｒＭｉｃｒｏｔｈｅｒｍＪの絶縁特性と空気の それとを比較するために、ｒＭｉｃ−ｒｏｔｈｅｒｍＪで作ったブロックにうが たれた直径０．５３朋の孔に、直径０．３３５　關の銀で被覆されたスズと亜鉛 の糸ヒユーズを挿入してテストし、かつ同じ糸ヒユーズをセラミック製の筒部と 穴のあいたキャップとを有するいくつかの筒形ヒユーズリンクに形成してテスト した。これらのサンプルの糸ヒユーズに、サンプルが飛ぶまで電流を加えた。第 ４図に二組の溶断時間が、時間／電流曲線として示されている。

そのうちの１つはｒＭｉｃｒｏｔｈｅｒｍＪで被覆した糸ヒユーズの溶断時間で あり、もう１つは絶縁材が入っていない筒形ヒユーズリンク内の糸ヒユーズの溶 断時間である。

ｒＭｉｃｒｏｔｈｅｒｍＪで糸ヒユーズを絶縁した場合、溶断電流（ｍ、ｆ、ｃ 、）の最小値を９．５Ａから７．８Ａに降下（降下率１８％）させることができ るという効果があるが、一方高過負荷時の動作には変化がないことが分る。この ことは、ｍ、ｆ、ｃ、比と等しい遅延係数の増大、すなわち、遅延係数が１±＝ １・２２倍、言イア、８ 換えれば２２％だけ増大したことを意味する。

キャップの効果を調べるために、ｒＭｉｃｒｏｔｈｅｒｍＪで被覆した糸ヒユー ズにキャップをはんだ付けした上で、溶断テストを、一つ電流値８Ａで実施した 。キャップを付けない場合は、溶断時間が平均１５０秒までであったが、キャッ プを付けると、それが平均１１０秒までに短縮された。キャップを付けた場合、 糸ヒユーズから周辺空気までの熱抵抗路が増大するが、その増大量は、キャップ をつけたことによって生じる熱損失よりも大きいので、糸ヒユーズは、より速く 加熱され、溶断されることになる。これによって遅延係数が、さらに増大するこ とになろう。

いくつかの実施例を示したが、請求の範囲により定義されたこの発明の範囲内で これ以外の実施例を考えることができる。

電流（Ａ） Ｆｉｇ、４ 国際調査報告 ＩＩｌｌｍｓａ−＾−”””　ｌ’ｃＴ／ＧＢ　８６１００４７３−２−ＡＮＮ ＥＸ　Ｔｏ　ＴＦＥ　ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮ八Ｌ　５ＥＡＲＣＨへ　ＲＥＰＯ ＲＴ　ＯＮ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. １．可溶体（１，７）と、この可溶体からの熱損失を少なくするべく配置された 固体熱絶縁材（２，８，９）とを有する電気ヒューズリンクにおいて、固体熱絶 縁材（２，８，９）が多数のキヤビテイすなわち小室をそなえており、これらの キヤビテイは充分に小さいので、その最大壁間距離が、キヤビテイ内の気体分子 の平均自由行程よりも短かいことを特徴とする電気ヒューズリンク。
2. ２．絶縁材（２，８，９）のキヤビテイつまり小室には空気が内包され、キヤビ テイの最大壁間距離が、常温常圧下において０．１ミクロン以下であることを特 徴とする請求の範囲第１項に記載の電気ヒューズリンク。
3. ３．所要の大きさのキヤビテイすなわち小室を形成するような構造に結合してい る非晶質シリカの超微粉末を絶縁材（２，８，９）として用いることを特徴とす る請求の範囲第１項又は第２項に記載の電気ヒユーズリンク。
4. ４．可溶体（１，７）が、電気絶縁性を有する外被体（４，５）内に配設されて おり、この外被体内のエアスペースの全部または一部分が絶縁材（２，８，９） で充填されていることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記 載の電気ヒューズリンク。
5. ５．外被体５の内側が、絶縁材９でライニングされていることを特徴とする請求 の範囲第４項に記載の電気ヒューズリンク。
6. ６．可溶体７が、絶縁材８の層でコーチングされていることを特徴とする請求の 範囲第１項乃至第５項のいずれかに記載の電気ヒューズリンク。
7. ７．可溶体１が、絶縁材２にカプセル封じされていることを特徴とする請求の範 囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の電気ヒューズリンク。