エ ッチング ヒューズの基礎研究 と高圧 ヒューズの開発
Fundament alRes ear chofEt chi ngFus eandDevel opmentofHi gh‑ vol t ageFus e
栗原 秀紀 1*､広瀬 健吾 1､松 岡 清継
2
､山納 康2
､小林 信‑ 2
Hi de kiKur i ha r a l * ,Ke ngoHi r os e l , K i yo t u
guMa t s uoka 2 ,Yas us hiYa m a n
02 ,shi ni c hiKoba ya s hi 2
1
㈱ 日之出電機製作所
､ 2埼玉大学
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H i no d eEl e c t r i cCo. L t d ､ 2 s a i t a maUn i v e r s i t y
(1) 緒言 高圧 ヒュ‑ズは､低圧 ヒューズの積み重ねによって作 られ る.従 って､高圧 ヒューズの開発には先 ず低圧 ヒューズの基礎研究 による性能改善 か ら着手す る方法が能率的 であ る｡本研究 においては､定格 AC6 0 0 V､40 A の現用 ヒューズェ レメン トをいかに小型化 し､かつ性能 アップ出来 るかを目標に研究計画を立 てた｡先ず小型化 を実現す る為 にエ レメン トの長 さを 4 0 m m か ら 3 0 mm にす ることを決定 し､直列遮断点を 6 S か ら 5 S にす ることとし､遮断点の形状 は抵抗値がやや高 くな って もめ値 をやや大 きくすることが必要 と 考えた｡一方､定格電流 に対 しては遮 断点の総発熱量 を抑えて､小型化 を実現する必要があ り､ これ らは設 計的には相反する事項であった｡筆者等 はこれ までの種 々の実験結果か ら､遮断点の形状には最適 なものが あ り､最適形状の決定がこの間題 を解決出来 るカギと考えていた｡今回はその課題に挑戦することとした｡
(2) 実験方法 遮断点を形成す る狭小部は現用品では菱形窓に囲まれた Ⅹ 塑状狭小部であるが､今回はこれ を円形 とした｡その理由は円形狭小部の抵抗値 は狭小部幅 b 値 と直径 ￠値によって表示 され､お互いの大 き さを比較できるか らである｡半導体保護用 ヒューズにおいては､短絡又は過電流を遮断 した場合の Ⅰ 2 T 値が 小 さい事が､最重要性能である｡ これ らは同一の定格電圧電流値 において比較す る必要がある｡そ こで筆者 等はこの研究では､テス トエ レメン ト作成 に当た り､形状係数 K=( め/ b)×( S/ P) ( 遮断点の抵抗値 を示す値) を考え､これを一定に して､試作 したテス トエ レメン トの定格電流が一定になる様に考えた ｡S､P は､それ ぞれ全エ レメン トで考えた場合の直列遮断点､並列遮断点の数である｡最終的に筆者等が試作 した ヒューズ エ レメン トは基本型 ( 5 S型) ( 4 S型 )( 3 S型) の 3 種を考え､これに K 値 を満足 させ る P 値 ､b 値 ､ ￠値 を対 応 させた 1 2 種類のテス トエ レメン ト各 1 0枚合計 1 20 枚 とな った0
( 3) 実験結果 ￠値 を横軸 に Ⅰ 2 T を縦軸 に して Ⅰ 2 T/ b特性を描 くと､特性曲線は底辺 となる部分 と ､ ￠値 と共 に差の広がる上限 らしき部分で示 され るものとなった｡上限特性は遮断点のアーク電圧不足 による不安定遮 断現象で生まれたものと考え られ る｡この事か ら判断 して 3 S型 ､4 S型は ､600 V 回路遮断には不適であ り､
5 S型 と現用 ヒューズの 6 S‑ 型が有効であることが先ず分かった ｡ ￠値 に対 しては明らかに Ⅴ字特性である ことが分か り､その最小値は ￠=0. 95 mm 付近 にあることが分かったが､左肩上が りの特性が明確ではな く､
その点を明 らかにす るために､ この付近のテス トエ レメン トをきめ細か く試作 して実験す る必要性 を痛感 し た｡しか し今回のこの実験結果では Ⅰ 2 T 値の最低値は ￠=0. 95 mm で約 27 0 A2 S( 40 A) であ り､現用エ ッチング ヒューズの値 5 60 A2 1 S( 40 A) に対 し約 50% の改善が可能であることが分かった｡ これはエ レメン ト小型化 ( 5S 化)と共に大 きな成果であ り､今後の高圧 エ ッチングヒューズの開発に利用 したいと考えている｡
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