(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024022519
(43)【公開日】2024-02-16
(54)【発明の名称】ヒューズに爆風減衰ジオメトリを有する内部チャンバ
(51)【国際特許分類】
H01H 85/165 20060101AFI20240208BHJP
H01H 85/17 20060101ALI20240208BHJP
【ＦＩ】
H01H85/165
H01H85/17
【審査請求】有
【請求項の数】20
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2023123870
(22)【出願日】2023-07-28
(31)【優先権主張番号】17/880,121
(32)【優先日】2022-08-03
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】519226506
【氏名又は名称】リテルフューズ、インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110000877
【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】クレメンテ ヘルナンデス ムリーリョ
【テーマコード（参考）】
5G502
【Ｆターム（参考）】
5G502AA01
5G502AA20
5G502BA04
5G502BC03
5G502BD09
5G502BD10
5G502BD20
(57)【要約】 （修正有）
【課題】爆風経路をよりよく制御する機構を有し、ヒューズの寿命末期の動作を改善すること。
【解決手段】ヒューズは、多数の積層された層、第１の端子、及び第２の端子を含む。第１の端子は、可融性素子の一方の端部に接続されており、第２の端子は他方の端部に接続されている。積層された層は、第１の中間層及び第２の中間層、及び特殊層を含む。中央に配設された開口部を有する第１の中間層は、第１の端子及び第２の端子の上に積層されている。同様に中央に配設された開口部を有する第２の中間層は、第１の中間層の上方に積層されており、中央に配設された開口部は、可融性素子の上方にチャンバを画定する。特殊層は、第１の中間層及び第２の中間層の間に位置付けられており、１又は複数のジオメトリック要素を含む。ジオメトリック要素は、チャンバを２つのサブチャンバに分割し、第１のサブチャンバは、第２のサブチャンバの上方にある。
【選択図】図２Ｂ
【解決手段】ヒューズは、多数の積層された層、第１の端子、及び第２の端子を含む。第１の端子は、可融性素子の一方の端部に接続されており、第２の端子は他方の端部に接続されている。積層された層は、第１の中間層及び第２の中間層、及び特殊層を含む。中央に配設された開口部を有する第１の中間層は、第１の端子及び第２の端子の上に積層されている。同様に中央に配設された開口部を有する第２の中間層は、第１の中間層の上方に積層されており、中央に配設された開口部は、可融性素子の上方にチャンバを画定する。特殊層は、第１の中間層及び第２の中間層の間に位置付けられており、１又は複数のジオメトリック要素を含む。ジオメトリック要素は、チャンバを２つのサブチャンバに分割し、第１のサブチャンバは、第２のサブチャンバの上方にある。
【選択図】図２Ｂ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
可融性素子；
前記可融性素子の第１の端部に結合されている第１の端子；
前記可融性素子の第２の端部に結合されている第２の端子；及び
複数の積層された層を備え、前記複数の積層された層は、
前記第１の端子及び前記第２の端子の上に積層されている第１の中間層、ここで前記第１の中間層は中央に配設された開口部を含む；
前記第１の中間層の上に積層されている第２の中間層、ここで前記第２の中間層は、中央に配設された開口部を含み、ここで前記第１の中間層及び前記第２の中間層の中央に配設された開口部は、前記可融性素子の上方にチャンバを画定する；及び
前記第１の中間層及び前記第２の中間層の間に配設されている第１の特殊層、ここで前記第１の特殊層は、１又は複数のジオメトリック要素を含み、前記１又は複数のジオメトリック要素は、前記チャンバを第１のサブチャンバ及び第２のサブチャンバに分割し、前記第１のサブチャンバは、前記第２のサブチャンバの上方にある、
を有する、
ヒューズ。
前記可融性素子の第１の端部に結合されている第１の端子；
前記可融性素子の第２の端部に結合されている第２の端子；及び
複数の積層された層を備え、前記複数の積層された層は、
前記第１の端子及び前記第２の端子の上に積層されている第１の中間層、ここで前記第１の中間層は中央に配設された開口部を含む；
前記第１の中間層の上に積層されている第２の中間層、ここで前記第２の中間層は、中央に配設された開口部を含み、ここで前記第１の中間層及び前記第２の中間層の中央に配設された開口部は、前記可融性素子の上方にチャンバを画定する；及び
前記第１の中間層及び前記第２の中間層の間に配設されている第１の特殊層、ここで前記第１の特殊層は、１又は複数のジオメトリック要素を含み、前記１又は複数のジオメトリック要素は、前記チャンバを第１のサブチャンバ及び第２のサブチャンバに分割し、前記第１のサブチャンバは、前記第２のサブチャンバの上方にある、
を有する、
ヒューズ。
【請求項2】
前記複数の積層された層は、
前記第１の端子及び前記第２の端子の下方に積層されている第３の中間層、ここで前記第３の中間層は、中央に配設された開口部を含む；及び
前記第３の中間層の下にある第４の中間層、ここで前記第４の中間層は、中央に配設された開口部を含み、ここで前記第３の中間層及び前記第４の中間層の前記中央に配設された開口部は、前記可融性素子の下方に第２のチャンバを画定する、
をさらに有する、請求項１に記載のヒューズ。
前記第１の端子及び前記第２の端子の下方に積層されている第３の中間層、ここで前記第３の中間層は、中央に配設された開口部を含む；及び
前記第３の中間層の下にある第４の中間層、ここで前記第４の中間層は、中央に配設された開口部を含み、ここで前記第３の中間層及び前記第４の中間層の前記中央に配設された開口部は、前記可融性素子の下方に第２のチャンバを画定する、
をさらに有する、請求項１に記載のヒューズ。
【請求項3】
前記複数の積層された層は、前記第３の中間層及び前記第４の中間層の間に配設されている第２の特殊層、ここで前記第２の特殊層は、１又は複数のジオメトリック要素を含み、前記１又は複数のジオメトリック要素は、前記第２のチャンバを第３のサブチャンバ及び第４のサブチャンバに分割し、前記第３のサブチャンバは、前記第４のサブチャンバの上方にある、をさらに有する、請求項２に記載のヒューズ。
【請求項4】
前記第２の特殊層の前記１又は複数のジオメトリック要素は、前記第１の特殊層の前記１又は複数のジオメトリック要素と同一である、請求項３に記載のヒューズ。
【請求項5】
前記第２の特殊層の前記１又は複数のジオメトリック要素は、前記第１の特殊層の前記１又は複数のジオメトリック要素とは異なる、請求項３に記載のヒューズ。
【請求項6】
前記１又は複数のジオメトリック要素は、前記第１の特殊層の中心線に沿って位置付けられた複数の穴を含む、請求項１に記載のヒューズ。
【請求項7】
前記複数の穴は３つの穴を含む、請求項６に記載のヒューズ。
【請求項8】
前記複数の穴は５つの穴を含む、請求項６に記載のヒューズ。
【請求項9】
前記１又は複数のジオメトリック要素は、前記第１の特殊層の中心線に沿って位置付けられている複数の水平に配設された長方形を含む、請求項１に記載のヒューズ。
【請求項10】
前記１又は複数のジオメトリック要素は、前記複数の水平に配設された長方形の第１の端部における第２の水平に配設された長方形及び前記複数の水平に配設された長方形の第２の端部における第３の水平に配設された長方形、ここで前記第２の水平に配設された長方形は、前記複数の水平に配設された長方形のうちのいずれの１つよりも大きい、をさらに含む、請求項９に記載のヒューズ。
【請求項11】
前記１又は複数のジオメトリック要素は、複数のリベット穴の間に位置付けられている複数の垂直に配設された長方形を含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載のヒューズ。
【請求項12】
２つの端子間に結合されている可融性素子；
中央に配設された切欠きを伴う長方形プレートを有する第１の中間層；
中央に配設された切欠きを伴う長方形プレートを有する第２の中間層、ここで前記可融性素子は、前記第１の中間層及び前記第２の中間層の間に挟み込まれており、前記第１の中間層は、前記可融性素子の上方に第１のチャンバを画定し、前記第２の中間層は、前記可融性素子の下方に第２のチャンバを画定する；及び
ジオメトリック要素を伴う第２の長方形プレートを有する特殊層、ここで前記特殊層は、前記第１の中間層の上に積層されており、ここで前記特殊層は、前記第１のチャンバを第１のサブチャンバ及び第２のサブチャンバに分割し、前記ジオメトリック要素は、前記第１のサブチャンバ及び前記第２のサブチャンバの間に経路を提供する、
を備えるヒューズ素子。
中央に配設された切欠きを伴う長方形プレートを有する第１の中間層；
中央に配設された切欠きを伴う長方形プレートを有する第２の中間層、ここで前記可融性素子は、前記第１の中間層及び前記第２の中間層の間に挟み込まれており、前記第１の中間層は、前記可融性素子の上方に第１のチャンバを画定し、前記第２の中間層は、前記可融性素子の下方に第２のチャンバを画定する；及び
ジオメトリック要素を伴う第２の長方形プレートを有する特殊層、ここで前記特殊層は、前記第１の中間層の上に積層されており、ここで前記特殊層は、前記第１のチャンバを第１のサブチャンバ及び第２のサブチャンバに分割し、前記ジオメトリック要素は、前記第１のサブチャンバ及び前記第２のサブチャンバの間に経路を提供する、
を備えるヒューズ素子。
【請求項13】
前記特殊層の上方に配設されているカバー層、ここで前記カバー層は、前記第１のサブチャンバの上面を画定する、をさらに備える請求項１２に記載のヒューズ素子。
【請求項14】
前記ジオメトリック要素は、前記特殊層に打抜き加工された穴を含む、請求項１３に記載のヒューズ素子。
【請求項15】
前記ジオメトリック要素は、前記特殊層に打抜き加工された長方形を含む、請求項１３に記載のヒューズ素子。
【請求項16】
前記ジオメトリック要素は、前記特殊層に打抜き加工された複数の長方形を含む、請求項１３に記載のヒューズ素子。
【請求項17】
前記ジオメトリック要素は、前記特殊層の中心線に打抜き加工された複数の穴を含む、請求項１３に記載のヒューズ素子。
【請求項18】
前記第１の中間層、前記第２の中間層、前記特殊層、及び前記カバー層は、メラミンである、請求項１４に記載のヒューズ素子。
【請求項19】
第２のジオメトリック要素を伴う第３の長方形プレートを有する第２の特殊層、ここで前記第２の特殊層は、前記特殊層の上方に積層されている、をさらに備える請求項１３から１８のいずれか一項に記載のヒューズ素子。
【請求項20】
前記第２のジオメトリック要素は、前記ジオメトリック要素とは異なる、請求項１９に記載のヒューズ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示の実施形態は、積層された層又は中空の本体を有するヒューズ、より詳細には、ヒューズの寿命末期の動作を改善することに関する。
【背景技術】
【0002】
メラミンヒューズは、ヒューズ本体を形成するために共にリベットで留められているメラミン層からなる。非常に速く作動するヒューズとみなされているメラミンヒューズは、ヒューズステータスを示すウィンドウを特徴とする。メラミンヒューズは、それらが、リフトトラック、シザーリフト、パレット移動機、及び危険な材料を移動させるために使用される他の低電圧バッテリーで動作する機器で見られるので、リフトトラックヒューズとしても知られている。
【0003】
一部のヒューズとは対照的に、メラミンヒューズの層は、ヒューズから出てくる火又はスパークを防ぐための砂などの充填材料を含まない。過電流事象が起こると、衝撃爆風はヒューズチャンバを上昇し、次いでメラミン層間を伝わる。メラミンヒューズは、その爆風経路をよりよく制御する機構を有することから利益を得ることができる。
【0004】
本改善が有用になり得るのは、これら及び他の考慮事項に対してである。
【発明の概要】
【0005】
この概要は、発明を実施するための形態において以下でさらに説明される概念の一部を、簡略化した形態で導入するために提供される。この概要は、特許請求される主題の重要又は不可欠な特徴を特定することを意図するものではなく、特許請求される主題の範囲を決定する助けとなることを意図するものでもない。
【0006】
本開示によるヒューズの例示的な実施形態は、可融性素子、第１の端子、第２の端子、及び多数の積層された層を含み得る。第１の端子は、可融性素子の一方の端部に接続されており、第２の端子は他方の端部に接続されている。積層された層は、第１及び第２の中間層、及び特殊層を含む。中央に配設された開口部を有する第１の中間層は、第１の端子及び第２の端子の上に積層されている。同様に中央に配設された開口部を有する第２の中間層は、第１の中間層の上方に積層されており、中央に配設された開口部は、可融性素子の上方にチャンバを画定する。特殊層は、第１の中間層及び第２の中間層の間に位置付けられており、１又は複数のジオメトリック要素を含む。ジオメトリック要素は、チャンバを２つのサブチャンバに分割し、第１のサブチャンバは、第２のサブチャンバの上方にある。
【0007】
本開示によるヒューズの別の例示的な実施形態は、可融性素子、第１の中間層、第２の中間層、及び特殊層を含み得る。可融性素子は、２つの端子間に位置付けられている。第１の中間層は、中央に配設された切欠きを伴う長方形プレートである。第２の中間層もまた、中央に配設された切欠きを伴う長方形プレートである。可融性素子は、第１の中間層及び第２の中間層の間に挟み込まれている。第１の中間層は、可融性素子の上方にチャンバを形成し、第２の中間層は、可融性素子の下方に第２のチャンバを形成する。特殊層は、ジオメトリック要素を伴う長方形プレートである。特殊層は、第１の中間層の上に積層されており、第１のチャンバを第１のサブチャンバ及び第２のサブチャンバに分割する。ジオメトリック要素は、第１のサブチャンバ及び第２のサブチャンバの間に経路を提供する。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1A】従来技術によるメラミンヒューズを示す図である。
【図1B】従来技術によるメラミンヒューズを示す図である。
【図1C】従来技術によるメラミンヒューズを示す図である。
【図1D】従来技術によるメラミンヒューズを示す図である。
【0009】
【図2A】例示的な実施形態によるメラミンヒューズを示す図である。
【図2B】例示的な実施形態によるメラミンヒューズを示す図である。
【図2C】例示的な実施形態によるメラミンヒューズを示す図である。
【図2D】例示的な実施形態によるメラミンヒューズを示す図である。
【0010】
【図3A】例示的な実施形態によるメラミンヒューズで使用されるべき特殊層を示す図である。
【図3B】例示的な実施形態によるメラミンヒューズで使用されるべき特殊層を示す図である。
【図3C】例示的な実施形態によるメラミンヒューズで使用されるべき特殊層を示す図である。
【0011】
【図4A】例示的な実施形態による特殊層を含むメラミンヒューズを示す図である。
【図4B】例示的な実施形態による特殊層を含むメラミンヒューズを示す図である。
【図4C】例示的な実施形態による特殊層を含むメラミンヒューズを示す図である。
【図4D】例示的な実施形態による特殊層を含むメラミンヒューズを示す図である。
【図4E】例示的な実施形態による特殊層を含むメラミンヒューズを示す図である。
【図4F】例示的な実施形態による特殊層を含むメラミンヒューズを示す図である。
【図4G】例示的な実施形態による特殊層を含むメラミンヒューズを示す図である。
【図4H】例示的な実施形態による特殊層を含むメラミンヒューズを示す図である。
【図4I】例示的な実施形態による特殊層を含むメラミンヒューズを示す図である。
【図4J】例示的な実施形態による特殊層を含むメラミンヒューズを示す図である。
【図4K】例示的な実施形態による特殊層を含むメラミンヒューズを示す図である。
【図4L】例示的な実施形態による特殊層を含むメラミンヒューズを示す図である。
【0012】
【図5】例示的な実施形態による多数の特殊層を有するメラミンヒューズを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
ひとたびヒューズの寿命末期の事象である可融性素子の破断があった場合に、破片の効果的な移動を促進する１又は複数の特殊層を伴うヒューズが開示されている。ヒューズは、メラミン及び中空本体ヒューズなどの中に、積層された水平層を有する種類である。水平層のうちの１又は複数は、ジオメトリック要素を有する特殊層と置き換えられる。特殊層により、可融性素子を保持するチャンバはサブチャンバに分けられることになり、ジオメトリック要素が、可融性素子の爆発に続く破片の移動のための経路を提供する。異なる定格のヒューズを支持するためなどに、特殊層の数及び種類の変動が可能である。
【0014】
便宜及び明快さのために、「上面」、「底面」、「上部」、「下部」、「垂直」、「水平」、「側方」、「横方向」、「半径方向」、「内部」、「外部」、「左」、及び「右」などの用語を本明細書で使用して、特徴及び構成要素の相対的な配置及び向きを、それぞれ本明細書で提供される斜視図、分解斜視図、及び断面図に現れる他の特徴及び構成要素のジオメトリ及び向きに対して説明してもよい。当該用語は、限定を意図するものではなく、具体的に言及される言葉、それに関する派生語、及び同様の意味をもつ言葉を含む。
【0015】
図１Ａ～図１Ｄは、従来技術による２つのメラミンヒューズ１００Ａ及び１００Ｂ（総称して「メラミンヒューズ１００」）の代表図である。図１Ａはメラミンヒューズ１００Ａの斜視図であり、図１Ｂはメラミンヒューズ１００Ａの側面図である；図１Ｃはメラミンヒューズ１００Ｂの斜視断面図であり、図１Ｄはメラミンヒューズ１００Ｂの分解図である。２つのメラミンヒューズ１００Ａ及び１００Ｂは、層の数及び種類のみが異なっており、それ以外は同様である。各メラミンヒューズ１００は、ヒューズ本体１０２、第１の端子１０４、及び第２の端子１０６からなり、２つの端子間に可融性素子１１０が配設されている。本体１０２は、端子１０４及び１０６、メラミン層、及びマイカ層からなる多層の「挟み込み」構成である。ヒューズ本体１０２は、互いに対してより大きな開口部又は穴を有する層１１２ａ、及びより小さな開口部又は穴を有する層１１２ｂ（総称して「層１１２」又は「メラミン層１１２」）を特徴とする。層１１２ａ及び層１１２ｂの間の相違点は、図１Ｂで明らかであるが、図１Ｄの分解図において、それぞれの開口部／穴のサイズがさらに明確である。層１１２は、有機化合物であるメラミンから作製されている。層１１２の開口部／穴は、層１１２ｂの場合は小さな角丸長方形、層１１２ａの場合はより大きな角丸長方形であるが、開口部／穴は異なる形状を定められていてもよい。
【0016】
マイカの層１１８もまた、ヒューズ本体１０２の一部である。メラミンヒューズ１００Ａは、２つのマイカ層１１８を有し、一方は上面に近く、他方は底面に近い（図１Ｂ）。メラミンヒューズ１００Ｂは、ヒューズ本体１０２の両側に２つのマイカ層１１８を有する。層１１２ｂは、ヒューズ本体１０２の上面にある。マイカ層１１８は透明であり、層１１２ｂと共に、可融性素子１１０の状態（例えば、可融性素子が破断したかどうか）を示すステータスウィンドウ１０８を生成する。
【0017】
層１１２、マイカ層１１８、及び端子１０４、１０６は、図１Ｂに上面部１１４ａ及び底面部１１４ｂによって示されているリベット（総称して「リベット１１４」）を用いて共に保持されている。リベット１１４を収容するために、層１１２、マイカ層１１８、並びに第１の端子１０４及び第２の端子１０６は、リベット１１４が通して挿入される開口を有する。一旦リベット１１４が固定されると、端子１０４及び１０６は、メラミン層１１２及びマイカ層１１８によって定位置で強固に保持される。
【0018】
可融性素子１１０は、第１の端子１０４及び第２の端子１０６の間に接続されている。第１の端子１０４及び第２の端子１０６の下方で接続されている可融性素子１１０が示されているが、可融性素子１１０は、その代わりに２つの端子の上方で接続されていてもよい。第１の端子１０４及び第２の端子１０６を有する可融性素子１１０、並びに層１１２ａの構成により、２つのチャンバ１１６ａ及び１１６ｂ（総称して「チャンバ１１６」）の形成がもたらされ、チャンバ１１６ａは可融性素子１１０の上方にあり、チャンバ１１６ｂは可融性素子１１０の下方にある。図１Ａ及び図１Ｄに示すように、スペーサ１２０が、端子１０４及び１０６の間に挿入されており、端子と同一面にある。
【0019】
可融性素子１１０は、過電流又は過電圧事象に応答して破断するように設計されていて、第１の端子１０４及び第２の端子１０６の間の電流の流れを途絶させる。ヒューズについての寿命末期の事象である破断は、爆発の爆風を引き起こして、可融性素子１１０の材料を破片として分散させる。図１Ｂの矢印は、可融性素子１１０から上向きに第１のチャンバ１１６ａの中へ、次いでメラミン層１１２のうちの１又は複数の間への、起こり得る爆発の経路を示している。
【0020】
ヒューズの設計は、可融性素子が破断した後に電流が端子間を流れないことを確実にすることを含む。ヒューズの破断と共に発生するアークエネルギー及びガス放出により、ヒューズ素子からの導電性残留物及び／又はヒューズ筐体からの炭化材料によって、破片経路が形成されることになり得る。これが生じると、電流が端子にわたって伝わるのに十分な導電性経路が、破片経路に沿って形成され得る。そうして、可融性素子が破断したにも関わらず、ヒューズが、回路内で他の構成要素の損傷を防ぐというその意図された目的を果たしていない。一部のヒューズは、爆発の流れ、火、及びスパークを軽減するための砂などの充填材料を含むが、メラミンヒューズは典型的には、充填剤を含まない。
【0021】
入射衝撃強度を減少させるために、衝撃減衰の方策が検討され得る。ジオメトリック妨害物が、流路内で対象の前に配置され得る。ジオメトリック妨害物は、衝撃反射を発生させ衝撃強度を減衰させる。格子、オリフィスプレート、多孔プレート、アレイ型バッフルプレート、様々な形状の固形障害物のマトリクスなど、様々なジオメトリック妨害物が、これらの妨害物によって生成された流路に基づいて、良好な衝撃減衰をもたらし得る。そのような方策は、ヒューズ筐体設計を検討するときに有用であり得る。
【0022】
図２Ａ～図２Ｄは、例示的な実施形態によるメラミンヒューズ２００の代表図である。図２Ａは断面斜視図であり；図２Ｂは分解図であり；図２Ｃはメラミンヒューズ２００の側面図であり；図２Ｄはメラミンヒューズ２００で使用される特殊層の拡大図である。メラミンヒューズ２００は、ヒューズ本体２０２、第１の端子２０４、及び第２の端子２０６からなり、２つの端子間に可融性素子２１０が配設されている。あるいは、メラミンヒューズ２００は、３つ又はそれよりも多い端子を有してもよい。本体２０２は、端子２０４及び２０６、及びメラミン層からなる多層の「挟み込み」構成である。メラミンヒューズ１００とは対照的に、メラミンヒューズ２００は、ステータスウィンドウを特徴とせず、したがってマイカ層を含まない。代わりに、ヒューズ本体２０２は、中央に配設された開口部又は穴を有する中間層２１２、カバー層２２２、（可融性素子２１０の上方の）特殊層２２４ａ、及び（可融性素子２１０の下方の）第２の特殊層２２４ｂ（総称して「特殊層２２４」）を特徴とする。中間層２１２、カバー層２２２、及び特殊層２２４は、メラミンで作製されている。本明細書で説明される原理は、メラミンヒューズの他にも、他の種類の中空本体ヒューズに適用され得る。
【0023】
図２Ｂの分解図を見ると、カバー層２２２、中間層２１２、及び特殊層２２４は、長方形プレートであり、各プレートは、略同一の寸法である。中間層２１２の中央に配設された開口部又は穴は、各長方形プレートの中央にある細長い円形の切欠き２２８である。プレートが互いの上に積層された場合、円形の切欠き２２８は、チャンバ２１６を形成する。非限定的な例において細長い円形の切欠き２２８は、その代わりに、細長い長方形、角丸長方形、円、楕円、又は何らかの他の形状であってもよい。特殊層２２４を形成する長方形プレートは、チャンバ２１６内で妨害構造を形成するように設計されている１又は複数のジオメトリック要素で打抜き加工される。
【0024】
中間層２１２、カバー層２２２、特殊層２２４、及び端子２０４、２０６は、リベット２１４を用いて共に保持される。したがって、中間層２１２、カバー層２２２、特殊層２２４、及び端子２０４、２０６は、リベット２１４が通して挿入される開口を有する。一旦リベット２１４が固定されると、端子２０４及び２０６は、様々なメラミン層によって定位置で強固に保持される。可融性素子２１０は、第１の端子２０４及び第２の端子２０６の間に接続されている。スペーサ２２０が、端子２０４及び２０６の間に挿入されており、端子と同一面にある。
【0025】
従来技術のメラミンヒューズ１００からの端子１０４及び１０６の間の可融性素子１１０の接続が、２つのチャンバ１１６ａ及び１１６ｂを生成することを思い出されたい。図１Ｂで矢印が示すように、可融性素子１１０の破断により、爆発の爆風からの材料が上部のチャンバ１１６ａを通って分散することになる。例示的な実施形態では、特殊層２２４は、メラミンヒューズ２００の内部空間を追加のチャンバに分割する効果を有し、このうちの３つは、図２Ｃに記されているチャンバ２１６ａ、２１６ｂ、及び２１６ｃ（総称して「チャンバ２１６」）である。そうでなければメラミンヒューズ２００が単一のチャンバを有するので、特殊層２２４ａの存在は、チャンバを２つのチャンバ２１６ａ及び２１６ｂに分割する。さらに、従来技術のメラミンヒューズ１００のチャンバ１１６ａ及び１１６ｂは、閉じたチャンバであると言える一方、チャンバ２１６ａ及び２１６ｂは、特殊層２２４が、チャンバ２１６の間に経路を形成する穴２２６ａ、２２６ｂ、及び２２６ｃ（総称して「穴２２６」）を有するので、互いに開いている。例えば、特殊層２２４ａの３つの穴２２６ａ～ｃは、チャンバ２１６ｂ及び２１６ａの間に３つの経路を生成する。したがって穴２２６は、衝撃反射を発生させ、可融性素子の爆発の爆風の衝撃強度を減衰させるジオメトリック妨害物である。例示的な実施形態で過電流事象が起こると、爆発は、チャンバ２１６ｂを通り、次いでチャンバ２１６ａ、メラミンヒューズ２００の上面への道すべてを通り、次いでメラミン層の間に進む。
【0026】
特殊層２２４の存在に起因して、例示的な実施形態では、チャンバ２１６ｂ内で可融性素子２１０の爆発が生じ、次いで爆風の流れが循環し、爆風の大部分が中央のチャンバ２１６ｂの壁面に吸収される。過剰な衝撃波は、従来技術のメラミンヒューズ１００で起こることであるメラミン層を通って外に進むことの代わりに、特殊層２２４の穴２２６に進むこととなろう。残る衝撃波はいずれも、穴２２６を通ってチャンバ２１６ａ及びチャンバ２１６ｃに同時に向かう。
【0027】
メラミンヒューズ２００の多数の挟み込まれた層の存在は、特殊層によってさらなるジオメトリック妨害物を追加する機会を提示する。図３Ａ～図３Ｃは、例示的な実施形態による、メラミンヒューズ２００などのメラミンヒューズの１又は複数の層に置換し得る特殊層の代表図である。図３Ａに特殊層３２４ａが示されており、図３Ｂに特殊層３２４ｂが示されており、図３Ｃに特殊層３２４ｃが示されている（総称して「特殊層３２４」）。メラミンヒューズの他の層での通りに、特殊層３２４は、各層を通してリベットが挿入されることを可能にする４つのリベット穴３１０を有する。
【0028】
特殊層３２４ａは、特殊層３２４ａの垂直方向に配設された中心線３１２に沿って整列している５つの穴３０２ａ～ｅ（総称して「穴３０２」）を特徴とし、穴３０２は同一面にあり、穴３０２は、リベット穴３１０の間で等距離にある。代替案として、穴３０２は、それらがすべて同一面にはないが、穴３０２ａが中心線３１２の左に、穴３０２ｂが中心線の右に、穴３０２ｃが中心線の左に、穴３０２ｄが中心線の右に、そして穴３０２ｅが中心線の左に分布されるように位置付けられていてもよい。別の選択肢として、穴３０２は、特殊層３２４ａに沿って無作為に配置されていてもよい。
【0029】
特殊層３２４ｂは、垂直方向に配設された中心線３１４に沿って整列されている６つの小さな長方形３０４ａ～ｆ（総称して「小さな長方形３０４」）及び２つの大きな長方形３０６ａ～ｂ（総称して「大きな長方形３０６」）を特徴とし、大きな長方形３０６は特殊層３２４ｂの端部にあり、小さな長方形３０４は大きな長方形３０６の間にあり、すべての長方形はリベット穴３１０の間の面に整列している。あるいは、小さな長方形３０４ａ、３０４ｃ、及び３０４ｅは、中心線３１４の左に配設されていてもよく、一方で小さな長方形３０４ｂ、３０４ｄ、及び３０４ｆが中心線の右に配設されている。あるいは、大きな長方形３０６及び小さな長方形３０４は、中心線３１４を参照することなく無作為に配列されていてもよい。多くの他の構成が可能である。
【0030】
特殊層３２４ｃは、４つの線３０８ａ～ｄ（総称して「線３０８」）を特徴とし、これらは、長い長方形として描写されることもできる。線３０８は、水平に配設された中心線３１６に沿って整列しており、互い隣接しており、リベット穴３１０の間に配設されている。他のジオメトリック要素と同様に、線３０８は異なる方式で配列されていてもよい。例えば、線３０８ａ及び３０８ｃは、一つの長さであってよいが、一方で線３０８ｂ及び３０８ｄが異なる長さである。多くの他の構成が可能である。
【0031】
特殊層３２４の多くの変形が可能である。メラミンヒューズの他の層の中に１又は複数の特殊層３２４を積層することによって、穴３０２、小さな長方形３０４、大きな長方形３０６、及び線３０８は、可融性素子チャンバ内に、ジオメトリック妨害物を生成する構造（例えば穿孔）を生成する。これらのジオメトリック妨害物は、衝撃反射を発生させ、可融性素子の爆発の爆風の衝撃強度を減衰させる。結果として、電流が２つの端子間を通ることを可能にする破片経路が生じる可能性は少ない。特殊層２２４（図２Ｂ）及び３２４（図３Ａ～図３Ｃ）は、爆発流れを軽減するために充填材料を使用する代替案を提供する。例示的な実施形態では、特殊層２２４、３２４は、他の層に使用されている同一材料を用いて作製されている。
【0032】
図４Ａ～図４Ｌは、例示的な実施形態による１又は複数の特殊層を有するメラミンヒューズの代表図である。図面は、図２Ｂのメラミンヒューズ２００と同様に、メラミンヒューズの分解図である。図４Ａ～図４Ｆでは、メラミンヒューズの両方の側が特殊層を含む。図４Ｇ～図４Ｈでは、メラミンヒューズの両方の側が特殊層を含むが、それらは互いに異なっている。図４Ｉ～図４Ｌでは、メラミンヒューズの片側が特殊層を含む。これらの図面に提示されている構成は限定を意味するものではないので、当業者である設計者は、それらの多くの変形を認めることになる。
【0033】
特殊層の場所の説明において、図４Ａが凡例を示しており、各層の位置は端部に対するものである。そうして、例えばカバー層２２２は、端部に対して第１の位置にある。図４Ａでは、特殊層３２４ｂが可融性素子２１０の各側の第４の位置にある。図４Ｂでは、特殊層３２４ａが可融性素子２１０の各側の第４の位置にある。図４Ｃでは、特殊層３２４ｃが可融性素子２１０の各側の第４の位置にある。図４Ｄでは、特殊層２２４（図２Ｂ）が第４の位置にあり、特殊層３２４ｃが第３の位置にあり、どちらも可融性素子２１０の各側にある。図４Ｅでは、特殊層３２４ｃが第４の位置にあり、特殊層３２４ｂが第３の位置にあり、どちらも可融性素子２１０の各側にある。図４Ｆでは、特殊層２２４が第４の位置にあり、特殊層３２４ｃが第３の位置にあり、特殊層３２４ａが第２の位置にあり、３つすべてが可融性素子２１０の各側にある。
【0034】
図４Ｇでは、特殊層３２４ｂが可融性素子２１０の片側で第４の位置にあり、一方で特殊層３２４ｃが可融性素子の他方の側で第４の位置にある。図４Ｈでは、特殊層３２４ａが可融性素子２１０の片側で第４の位置にあり、一方で特殊層３２４ｂが可融性素子の他方の側で第４の位置にある。図４Ｉでは、特殊層３２４ｃが可融性素子２１０の片側で第４の位置にある。図４Ｊでは、可融性素子２１０の片側で、特殊層２２４が第４の位置にあり、特殊層３２４ｃが第３の位置にある。図４Ｋでは、可融性素子２１０の片側で、特殊層３２４ｃが第４の位置にあり、特殊層３２４ｂが第３の位置にある。図４Ｌでは、可融性素子２１０の片側で、特殊層２２４が第４の位置にあり、特殊層３２４ｃが第３の位置にあり、特殊層３２４ａが第２の位置にある。
【0035】
図５は、例示的な実施形態によるメラミンヒューズ５００の代表図である。メラミンヒューズ５００は、（特殊層が見えるように）開口部又は穴を含む層５０２、特殊層５０４、第２の異なる特殊層５０６、及び第３の異なる特殊層５０８を有する。端子（図示せず）が存在することとなる場所に、スペーサ５１０が使用されている。
【0036】
本明細書で説明される原理は、単にメラミンを用いたものだけではなく、多様な異なる種類のヒューズに拡張されてもよい。共に挟み込まれた多数の層があり、一部の層が可融性素子用のチャンバを形成するように形状を定められている任意のヒューズが、１又は複数の層を、チャンバ内でジオメトリック妨害物を生成する特殊層と置き換えるための候補であってもよい。さらに、特殊層の数及び構成は、異なる定格のヒューズを支持するように調整されてもよい。
【0037】
本明細書において使用するとき、単数形で記載され、「一」又は「１つ」という語の後にある要素又は段階は、複数の要素又は段階を除外しないものとして理解されるべきである。ただし、そのような除外が明示的に記載されている場合を除く。さらに、本開示の「一実施形態」への言及は、記載された特徴を同様に組み込む追加の実施形態の存在を除外すると解釈されることを意図するものではない。
【0038】
本開示は、特定の実施形態に言及している一方、添付の特許請求の範囲で定義されるような本開示の領域及び範囲から逸脱することなく、説明した実施形態に対する多くの改変、修正、及び変更を行うことが可能である。したがって、本開示は、説明した実施形態に限定されるものではなく、以下の特許請求の範囲の文言及びその均等物により定義される完全な範囲を有することが意図されている。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図4E】
【図4F】
【図4G】
【図4H】
【図4I】
【図4J】
【図4K】
【図4L】
【図5】
【外国語明細書】