電子部品

ヒューズとは? 機能・種類 一般的に、わかりやすく説明

ヒューズとは? 機能・種類 一般的に、わかりやすく説明

電気の使い過ぎや、何らかの原因で大きな電流が流れたときに、電源を遮断するヒューズ
(温度によって動作する「温度ヒューズ」もありますが)
本記事では、一般的な仕様の「ヒューズ」について記述します。

ヒューズ

英語 FUSE(フューズ): 溶解・溶ける

なお、日本語の術語として、正式には「ヒューズ」と表記します。(JIS C8269-他)

ヒューズは、エジソン(100年以上前)によって考案されたとされています。
以後、電気回路の安全や機器保護等、様々な場面で現在でも多く使用されています。

 

機能

電気回路は、電源部から、各種・構成機器やその周辺回路に接続され、電力が供給されています。

「ヒューズ」は、その電気回路の主に電源部等に接続され、何らかの原因で発生した電気の流れ過ぎや短絡(ショート)からの事故などを「自ら切断(その電気の流れを遮断)」することにより、阻止します。

電気回路を構成する各種部品や配線等、過電流が原因となる破損や火災等「致命的な事故」から守る重要な部品です。

原理

  1. ヒューズは合金(鉛、スズ、カドミウム、銀、銅など)を組合わせた金属で、その配合によって融点の低い(約70℃~約100℃)を使用し、
  2. その金属に電流を流したときに発生する熱エネルギー(ジュール熱)によって、金属の温度が上昇
  3. 上昇した温度による溶融され(溶ける)ことにより、電流を遮断します。

 

定義

ヒューズには、電流値に様々な定義がありますが、ここでは簡略的に記します。

遮断電流

ヒューズ本体が破壊することなく、安全に溶断して遮断する電流値

定格電流・定格電圧

ヒューズに表示されている電流及び電圧の定格値

定格電流:1.0A 定格電圧:250V

「定格電流」

定格値を示していますが、「定格電流」 = 溶断する電流ではありません。

 定格電流は、その電流値までは溶断されません。(定格電流を超える電流が流れた場合に溶断特性(時間経過)によってヒューズが切れます。)

 

「定格電圧」

異常電流を遮断できる最大電圧

 ヒューズの定格電圧よりも高い電圧場合、発火・破損などの危険性があります。

 

 

種類

ヒューズの種類を下記に記述します。(※写真は一例です)

爪付きヒューズ

昔の家屋の配電盤に使用されていたヒューズで この爪付きタイプが多く使われていました。
現在ではNFB(ノーヒューズブレーカー)が主流となり、貴重となりましたが現在では、特殊な回路の一部で利用されています。

工業用ヒューズ

産業用の機器などの多くの電力を使用とするその機械に使用されるヒューズ

高電圧な電力を必要とする工業用機械などで活用されています。一般的には入手困難で高価な物が多い

 

表面実装ヒューズ

基板、ボード上の表面に実装するヒューズ(チップ部品)

機器を構成する回路上に搭載し、その部分的(単体)での異常を抑止する目的で使用、従って、一部の低電圧回路保護専用のとの二次的な考えで使用されています。
(機器全体を保護する主幹部は別途設置で保護)

ガラス管ヒューズ

電化製品の保護回路に使用される一般的なヒューズ

供給量も多く、安価で多く利用されています。
ガラス管を使用しその特性で、ヒューズが溶断時の熱などによる発火などの危険性が少なく安全性が高い

自動車用ヒューズ

自動車で一般的に利用され、カーヒューズや車載用ヒューズとも呼ばれています。

軽自動車、乗用車、トラックから特殊自動車まで、様々な車に幅広く利用されています。

自動車の種類や発売時期によって、最近ではその中でも異なる大きさ(形状)があります。
(JASO(日本自動車規格)の寸法や性能による規定で使用される場合も多い。)

板ヒューズ・ガラス管ヒューズ

車両メーカーの純正部では、板ヒューズ及び一部特殊型が採用され、また販売店やその他、後付けの電装品などには、ガラス管型のヒューズも使われています。

なお、板型のヒューズは、主に下記の3種の物が使用されています。

「平型」

板ヒューズの中で、一番大きいサイズのヒューズ。旧車やトラック系でよく使用されていました。
なお、今でも後付け電装機器や特殊車両に多く組込まれています。

「ミニ平型」

平型ヒューズを小型化した形状が、ミニ平型ヒューズです。少し前までの多く車両がこのミニ平型タイプを使用していましたが、現状ではこのタイプと次項の低背タイプが一般的です。

「低背」

板型ヒューズの中、最新の形状で一番小さいヒューズ。今までの平型ヒューズの特長である、端子(足)をケース側面と一体化することにより、更に小型化された形状となりした。

現在の新型車両(車両本体部)は、この低背タイプが多く採用されています。

 

 

その他

上記以外にも、様々な用途や仕様に伴うヒューズも多数存在します。

 

まとめ

最近では、ヒューズを扱うことが少なくなり、意識することも少なくなってきましたが、
安全な運用を目的とする”保安部品”として重要で数多く利用されています。
本記事では、その中でも一般的に使用されている物を中心に記述しました。

  • ヒューズは、その電気回路の電気が流れる元(主に電源部)に接続されている。
  • 電気の流れ過ぎや短絡(ショート)等から、電気の流れを遮断
  • 過電流が原因となる破損や火災等「致命的な事故」から守る重要部品
  • ヒューズの定格
    • 定格電流:定格電流(この値で即座に溶断される電流値ではない)
    • 定格電圧:適用最大電圧(定格高電圧使用時、発火・破損などの危険性があり)
  • 仕様により様々なヒューズが存在する。