JP2016110742A - 保護素子および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】保護動作に関する信頼性を確保することが可能な保護素子を提供する。【解決手段】保護素子は、絶縁性基板５と、その絶縁性基板５を貫通する１または２以上の可溶導体４と、その絶縁性基板５を介して互いに対向すると共に１または２以上の可溶導体４を介して接続された２つの外部端子２，３とを備える。【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、可溶導体の溶融を利用して保護動作を実行する保護素子およびその保護素子を用いた電子機器に関する。

電子機器では、電気的な性能を確保するだけでなく、過電流などの異常が発生した場合において安全性を確保することも重要である。そこで、電子機器は、異常の発生時において電気回路を遮断することが可能な保護素子を搭載している。

保護素子は、可溶導体を介して接続された２つの外部端子を備えており、その可溶導体および２つの外部端子は、電気回路の一部を形成している。

保護素子を搭載した電子機器では、過電流などの異常が発生すると、保護素子において可溶導体に大電流が流れるため、その可溶導体が自己発熱する。これにより、可溶導体が溶融するため、電気回路が遮断される。よって、電子機器の過剰な発熱（熱暴走）などが防止される。

この保護素子の構成に関しては、既にさまざまな提案がなされている。

具体的には、電流ヒューズ機能と発熱抵抗体付き温度ヒューズ機能とを一体的に有するために、電流ヒューズ素子用パターンが設けられた下層と、介在層と、温度ヒューズ素子および発熱抵抗体用パターンが設けられた上層とを一体的に形成している（例えば、特許文献１参照。）。

大電流への対応を容易にするために、抵抗体の抵抗値よりもヒューズ部の抵抗値を高くしている（例えば、特許文献２参照。）。

特開２０１１−１７５８９２号公報 特開２０１４−１５０１６４号公報

上記したように、保護素子は、異常の発生時において電子機器の過剰な発熱などを防止する役割を果たす。よって、保護素子の保護動作に関しては、より一層の信頼性を得ることが望まれている。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、保護動作に関する信頼性を確保することが可能な保護素子および電子機器を提供することにある。

本発明の保護素子は、絶縁性基板と、その絶縁性基板を貫通する１または２以上の可溶導体と、その絶縁性基板を介して互いに対向すると共に１または２以上の可溶導体を介して接続された２つの外部端子とを備えたものである。

本発明の電子機器は、異常の発生時において電気回路を遮断する保護素子を備え、その保護素子が上記した本発明の保護素子と同様の構成を有するものである。

本発明の保護素子または電子機器によれば、可溶導体が絶縁性基板を貫通しており、その可溶導体を介して２つの外部端子が接続されているので、保護動作に関する信頼性を確保することができる。

本発明の第１実施形態の保護素子の構成を表す断面図である。 図１Ａに示した保護素子の構成を表す他の断面図である。 図１Ａに示した保護素子の主要部の構成を表す斜視図である。 第１比較例の保護素子の構成を表す断面図である。 第１比較例の保護素子に関する問題点を説明するための断面図である。 本発明の第１実施形態の保護素子に関する利点を説明するための断面図である。 第１比較例の保護素子に関する他の問題点を説明するための断面図である。 本発明の第１実施形態の保護素子に関する他の利点を説明するための断面図である。 変形例１の保護素子の構成を表す断面図である。 図７に示した保護素子の構成を表す他の断面図である。 本発明の第１実施形態の保護素子に関する懸念点を説明するための断面図である。 変形例１の保護素子に関する利点を説明するための断面図である。 変形例２の保護素子の構成を表す断面図である。 図１１に示した保護素子の他の断面図である。 変形例２の保護素子に関する利点を説明するための断面図である。 変形例３の保護素子の構成を表す断面図である。 図１４に示した保護素子の主要部の構成を表す斜視図である。 本発明の第２実施形態の保護素子の構成を表す断面図である。 図１６Ａに示した保護素子の他の断面図である。 図１６Ａに示した保護素子の主要部の構成を表す斜視図である。 第２比較例の保護素子の構成および問題点を説明するための断面図である。 本発明の第２実施形態の保護素子に関する利点を説明するための断面図である。 変形例１の保護素子の構成を表す断面図である。 図１９に示した保護素子の構成を表す他の断面図である。 変形例１の保護素子に関する利点を説明するための断面図である。 変形例２の保護素子の構成を表す断面図である。 本発明の第１実施形態の保護素子に関する適用例（電子機器）の回路構成を表すブロック図である。 本発明の第２実施形態の保護素子に関する適用例（電子機器）の回路構成を表すブロック図である。

以下、本発明の一実施形態に関して、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、説明する順序は、下記の通りである。

１．保護素子（第１実施形態：電流遮断モード）
１−１．構成
１−２．動作
１−３．作用および効果
１−４．変形例１
１−５．変形例２
１−６．変形例３
２．保護素子（第２実施形態：電流遮断モード＋ヒータ遮断モード）
２−１．構成
２−２．動作
２−３．作用および効果
２−４．変形例１
２−５．変形例２
３．保護素子の適用例（電子機器）
３−１．第１実施形態の保護素子を用いた電子機器
３−２．第２実施形態の保護素子を用いた電子機器

＜１．保護素子（第１実施形態：電流遮断モード）＞
まず、本発明の第１実施形態の保護素子に関して説明する。

本実施形態の保護素子は、いわゆるヒューズである。この保護素子は、異常の発生時において電気回路を遮断するために電子機器に搭載される。この電子機器の種類は、特に限定されない。

ここで説明する保護素子は、過電流（大電流）に応じて電気回路を遮断する機能（電流遮断モードの回路遮断機能）を有している。この保護素子は、例えば、５０Ａ以上の電流が流れる大電流用途などに適用可能である。

＜１−１．構成＞
図１Ａは、保護素子の断面構成を表している。図１Ｂは、図１Ａに示した１Ｂ−１Ｂに沿った保護素子の断面構成を表している。図１Ｃは、図１Ａに示した保護素子の主要部の斜視構成を表している。

［保護素子の全体構成］
保護素子は、例えば、図１Ａおよび図１Ｂに示したように、２つの外部端子２，３と、可溶導体４と、絶縁性基板５とを備えている。この外部端子２，３、可溶導体４および絶縁性基板５は、例えば、筐体１の内部に収納されている。

［外部端子］
外部端子２，３は、絶縁性基板５を介して互いに対向していると共に、可溶導体４を介して互いに接続されている。電子機器に保護素子が搭載された状態において、外部端子２，３および可溶導体４は、電気回路の一部を形成する。

また、外部端子２，３は、例えば、導電性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。この導電性材料は、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、鉛（Ｐｂ）およびスズ（Ｓｎ）などの金属材料である。ただし、導電性材料は、金属材料の単体でもよいし、金属材料の化合物でもよいし、２種類以上の金属材料の合金でもよい。このように金属材料が単体でも化合物でも合金でもよいことは、以降においても同様である。なお、外部端子２，３は、同じ導電性材料を含んでいてもよいし、異なる導電性材料を含んでいてもよい。

外部端子２は、例えば、筐体１の一端側において、その筐体１の外部に導出されていてもよい。同様に、外部端子３は、例えば、筐体１の他端側において、その筐体１の外部に導出されていてもよい。

［可溶導体］
可溶導体４は、外部端子２，３を接続させるために、その外部端子２から外部端子４に向かう方向（Ｙ軸方向）に延在している。

この可溶導体４の数は、１または２以上であれば、特に限定されない。ここでは、例えば、可溶導体４の数は、１つである。

可溶導体４の形状（立体的形状）は、特に限定されない。ここでは、例えば、可溶導体４の形状は、板状の直方体である。この「板状」とは、Ｘ軸方向の寸法（幅Ｗ）がＺ軸方向の寸法（厚さＴ）よりも大きいことを意味している。

この可溶導体４は、過電流に応じて自己発熱すると共に、その自己発熱を利用して溶融することが可能な導電性材料（導電性溶融材料）のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。この導電性溶融材料は、例えば、ＳｎＡｇＣｕ系のＰｂフリー半田などである。また、導電性溶融材料は、例えば、ＢｉＰｂＳｎ合金、ＢｉＰｂ合金、ＢｉＳｎ合金、ＳｎＰｂ合金、ＰｂＩｎ合金、ＺｎＡｌ合金、ＩｎＳｎ合金およびＰｂＡｇＳｎ合金などである。

また、可溶導体４は、例えば、物理的に分離された３つの部分（本体部４Ａおよび接続部４Ｂ，４Ｃ）を含んでいる。接続部４Ｂは、例えば、外部端子２と本体部４Ａとの間に配置されており、その本体部４Ａは、接続部４Ｂを介して外部端子２に接続されている。接続部４Ｃは、例えば、外部端子３と本体部４Ａとの間に配置されており、その本体部４Ａは、接続部４Ｃを介して外部端子３に接続されている。

特に、可溶導体４（本体部４Ａ）は、図１Ｃに示したように、絶縁性基板５を貫通している。すなわち、可溶導体４は、絶縁性基板５に設けられた貫通孔５Ｈを経由してＹ軸方向に延在している。

なお、可溶導体４は、単層でもよいし、多層でもよい。多層の場合には、もちろん、各層が異なる種類の導電性溶融材料を含んでいてもよい。この可溶導体４の厚さ（Ｚ軸方向の寸法）は、特に限定されないが、例えば、約０．３ｍｍ〜約０．５ｍｍである。

［絶縁性基板］
絶縁性基板５は、可溶導体４の延在方向と交差する方向（Ｚ軸方向）に延在している。ただし、絶縁性基板５の延在方向と可溶導体４の延在方向とにより規定される角度は、９０°（直角）に限らず、９０°から前後にずれていてもよい。

可溶導体４の延在方向と交差する方向に絶縁性基板５が延在しているのは、上記したように、絶縁性基板５を貫通するように可溶導体４を延在させるためである。これにより、後述するように、保護素子の保護動作時において、意図しない電気回路の遮断不良の発生が抑制される。

この絶縁性基板５には、上記したように、可溶導体４を通過させるために貫通孔５Ｈが設けられており、その絶縁性基板５は、貫通孔５Ｈに挿入された可溶導体４に接触している。貫通孔５Ｈの数は、可溶導体４の数以上であれば、特に限定されない。ここでは、例えば、可溶導体４の数が１つであると共に、貫通孔５Ｈの数も１つである。

また、絶縁性基板５は、例えば、無機絶縁性材料および有機絶縁性材料などの絶縁性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。無機絶縁性材料は、例えば、金属酸化物およびセラミックスなどである。金属酸化物は、例えば、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムおよびムライトなどである。セラミックスは、例えば、ガラスセラミックスおよびアルミナセラミックスなどである。有機絶縁性材料は、例えば、ガラスエポキシおよびフェノールなどである。特に、有機絶縁性材料を含む絶縁性基板１は、ガラスエポキシ基板およびフェノール基板などのプリント配線基板でもよい。

絶縁性基板５の平面形状は、特に限定されないが、例えば、矩形（正方形および長方形）、円形（楕円形を含む）および多角形（矩形を除く）などである。ここでは、例えば、絶縁性基板５の平面形状は、矩形である。これに伴い、絶縁性基板５は、４つの側面５Ｄを有している。４つの側面５Ｄのそれぞれは、例えば、筐体１の内壁面１Ｗに隣接している。このため、ここでは、絶縁性基板５と筐体１との間に隙間が設けられていない。

なお、絶縁性基板５の厚さ（Ｙ軸方向の寸法）は、特に限定されないが、例えば、約０．２５ｍｍ〜約０．６３５ｍｍである。

［筐体］
筐体１は、保護素子の外装であり、例えば、無機材料および有機材料などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。無機材料は、例えば、アルミナセラミックスなどのセラミックスである。有機材料は、例えば、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）および液晶ポリマー（ＬＣＰ）などである。この筐体１の形状（立体的形状）は、特に限定されないが、例えば、断面形状（ＸＹ面の形状）が円形または楕円などである円筒でもよいし、その断面形状が矩形である立方体または直方体などである方体でもよい。

この筐体１の内部は、絶縁性基板５により２つの空間ＳＲ，ＳＬに仕切られている。空間ＳＲには、外部端子３および接続部４Ｃが収納されていると共に、空間ＳＬには、外部端子２および接続部４Ｂが収納されている。

＜１−２．動作＞
この保護素子は、例えば、以下で説明するように、電流遮断モードの保護動作を実行する。

電子機器に搭載された保護素子では、上記したように、外部端子２，３が可溶導体４を介して互いに接続されている。この場合には、外部端子２，３および可溶導体４が電気回路の一部を形成しているため、その外部端子２，３は電気的に導通可能な状態にある。

電子機器の使用時などにおいて、電気回路に過電流が流れると、その過電流に応じて可溶導体４が自己発熱する。これにより、可溶導体４が溶融するため、外部端子２，３は電気的に導通不能な状態になる。よって、電気回路が遮断される。電気回路の遮断後において、絶縁抵抗は、例えば、１０⁶ Ωよりも大きくなる。

なお、可溶導体４が溶融する場合には、空間ＳＲにおいて可溶導体４が溶融する場合もあるし、空間ＳＬにおいて可溶導体４が溶融する場合もあるし、空間ＳＲ，ＳＬの双方において可溶導体４が溶融する場合もある。

＜１−３．作用および効果＞
上記した保護素子によれば、可溶導体４が絶縁性基板５を貫通しており、その可溶導体４を介して外部端子２，３が互いに接続されている。よって、以下で説明する理由により、保護動作に関する信頼性を確保することができる。

図２は、第１比較例の保護素子の構成を表しており、図１Ａに対応する断面構成を示している。図３は、第１比較例の保護素子に関する問題点を説明するために、図２に対応する断面構成を表している。図４は、本実施形態の保護素子に関する利点を説明するために、図１Ａに対応する断面構成を表している。

第１比較例の保護素子は、絶縁性基板５の代わりに絶縁性基板１０５を備えていることを除き、本実施形態の保護素子と同様の構成を有している。

この絶縁性基板１０５は、可溶導体４の延在方向と同一の方向（Ｙ軸方向）に延在していると共に、その可溶導体４の一部に隣接している。ここでは、例えば、絶縁性基板１０５は、可溶導体４の下側に配置されており、その可溶導体４の下面に接触している。このように絶縁性基板１０５が可溶導体４に隣接する場合は、例えば、可溶導体４を強制的に加熱する必要がある場合などである。例えば、可溶導体４と隣接する側における絶縁性基板１０５の一面に、発熱体（図示せず）が設けられる場合がある。

以下の説明では、例えば、空間ＳＲにおいて可溶導体４が溶融する場合を例に挙げる。

第１比較例の保護素子では、図３に示したように、可溶導体４の下側に、その可溶導体４に隣接するように絶縁性基板１０５が存在している。この場合には、過電流に応じた自己発熱に起因して可溶導体４の一部が溶融すると、その過電流に起因してアーク放電が発生するため、高温化した可溶導体４の蒸気が周辺に飛散する。ここでは、蒸気の付着対象物となる絶縁性基板１０５が可溶導体４の近くに存在しているため、その蒸気（付着物４ＡＸ）が絶縁性基板１０５の表面に付着する。これにより、電流遮断モードの保護動作を実行したにもかかわらず、十分な絶縁性が得られないため、電気回路が遮断されにくくなる。

これに対して、本実施形態の保護素子では、図４に示したように、可溶導体４の下側に絶縁性基板５が存在していない。この場合には、空間ＳＲにおいて可溶導体４の一部が溶融すると、上記した第１比較例の保護素子と同様に、アーク放電に起因して蒸気が周辺に飛散する。しかしながら、ここでは、蒸気の付着対象物となり得る絶縁性基板５が可溶導体４の近くに存在していないため、第１比較例の保護素子とは異なり、その蒸気（溶融物４ＡＹ）が絶縁性基板５に付着しない。これにより、電流遮断モードの保護動作を実行すると、十分な絶縁性が得られるため、電気回路が遮断されやすくなる。

これらのことから、本実施形態の保護素子では、第１比較例の保護素子とは異なり、過電流の発生時において電気回路が遮断されやすいため、電子機器の熱暴走などの発生が十分に抑制される。よって、上記したように、保護動作に関する信頼性を確保することができる。

特に、筐体１の内部に外部端子２，３、可溶導体４および絶縁性基板５が収納されている場合には、以下で説明する理由によっても、保護動作に関する信頼性を確保することができる。

図５は、第１比較例の保護素子に関する他の問題点を説明するために、図３に対応する断面構成を表している。図６は、本実施形態の保護素子に関する他の利点を説明するために、図４に対応する断面構成を表している。

第１比較例の保護素子では、図５に示したように、可溶導体４の溶融時において蒸気が飛散すると、上記したように、その蒸気（付着物４ＡＸ）が絶縁性基板１０５の表面に付着する。このため、絶縁性基板１０５に対する付着物４ＡＸの付着に起因して、電気回路が遮断されにくくなる。

しかも、第１比較例の保護素子では、蒸気（付着物４ＡＺ）が筐体１の内壁面１Ｗに付着すると、その内壁面１Ｗに沿って外部端子２，３を接続させるように付着物４ＡＺが形成されやすくなる。このため、筐体１に対する蒸気（付着物４ＡＺ）の付着に起因しても、電気回路が遮断されにくくなる。

これに対して、本実施形態の保護素子では、図６に示したように、筐体１の内部が絶縁性基板５により仕切られている。この場合には、絶縁性基板５は、上記した蒸気に対する障壁（防護壁）として機能するため、空間ＳＲにおいて蒸気が発生しても、その蒸気は空間ＳＬに到達しにくくなる。これにより、蒸気（付着物４ＡＺ）が内壁面１Ｗに付着しても、その内壁面１Ｗに沿って外部端子２，３を接続させるように付着物４ＡＺが形成されにくくなる。

これらのことから、本実施形態の保護素子では、第１比較例の保護素子とは異なり、絶縁性基板５に対する蒸気の付着に起因する観点だけでなく、筐体１に対する蒸気の付着に起因する観点においても、電気回路が遮断されやすくなる。よって、保護動作に関する信頼性を確保することができる。

なお、本実施形態の保護素子の構成は、上記したように保護動作に関する信頼性を確保することができる範囲内において、適宜変更可能である。

＜１−４．変形例１＞
例えば、図１Ａに対応する図７および図１Ｂに対応する図８に示したように、絶縁性基板５が筐体１から離間されているため、側面５Ｄと内壁面１Ｗとの間に隙間１Ｇが設けられていてもよい。

絶縁性基板５が筐体１から離間される場合において、内壁面１Ｗから離間される側面５Ｄの数は、１つだけでもよいし、２つ以上でもよい。ここでは、例えば、４つの側面５Ｄの全てが内壁面１Ｗから離間されているため、絶縁性基板５の四方を囲むように隙間１Ｇが設けられている。この場合には、絶縁性基板５は、貫通孔５Ｈに挿入されている可溶導体４により支持される。

この場合には、以下で説明する理由により、保護動作に関する信頼性をより向上させることができる。

図９は、本実施形態の保護素子に関する懸念点を説明するために、図６に対応する断面構成を表している。図１０は、変形例１の保護素子に関する利点を説明するために、図７に対応する断面構成を表している。

図４に示した場合には、上記したように、筐体１の内部が絶縁性基板５により仕切られているため、可溶導体４の溶融時において空間ＳＲに発生した蒸気は、空間ＳＬに到達しにくくなる。よって、外部端子２，３は、付着物４ＡＺを介して互いに接続されにくくなる。

しかしながら、空間ＳＲは、筐体１および絶縁性基板５により囲まれているため、可溶導体４の溶融時において発生した蒸気は、空間ＳＲの内部に蓄積される。この場合には、蒸気の発生量が過剰になると、図９に示したように、付着物４ＡＺは、内壁面１Ｗを被覆するように形成されるだけでなく、絶縁性基板５の表面も被覆するように形成される可能性がある。これにより、付着物４ＡＺが筐体１の内壁面１Ｗおよび絶縁性基板５の表面を連続的に被覆すると、可溶導体４（本体部４Ａ）と外部端子３とが付着物４ＡＺを介して互いに接続される可能性が生じる。

これに対して、図１０に示したように、絶縁性基板５と筐体１との間に隙間１Ｇが設けられていると、空間ＳＲにおいて発生した蒸気の大部分は、その空間ＳＲの内部に蓄積されるが、その蒸気の一部は、隙間１Ｇを通じて空間ＳＬに逃げることができる。この場合には、空間ＳＲにおいて蒸気が過剰に蓄積されにくくなるため、可溶導体４（本体部４Ａ）と外部端子３とを接続させる程度まで付着物４ＡＺが過剰に形成されにくくなる。よって、可溶導体４（本体部４Ａ）と外部端子３とが付着物４ＡＺを介して互いに接続されにくくなるため、上記したように、保護動作に関する信頼性をより向上させることができる。

＜１−５．変形例２＞
例えば、図７に対応する図１１および図８に対応する図１２に示したように、絶縁性基板５と筐体１とが部分的に隣接していることで、側面５Ｄと内壁面１Ｗとの間に隙間１Ｇ設けられていてもよい。この場合には、絶縁性基板５と筐体１とが部分的に隣接していれば、その絶縁性基板５の構成および筐体１の構成は、特に限定されない。

ここでは、例えば、筐体１が内側に突出部１Ｐを有しており、その突出部１Ｐは、絶縁性基板５の側面５Ｄに接触している。これにより、絶縁性基板５は、突出部１Ｐにより支持されている。なお、突出部１Ｐは、筐体１の本体（突出部１Ｐ以外の部分）と一体でもよいし、別体でもよい。

突出部１Ｐの数は、１または２以上であれば、特に限定されない。すなわち、絶縁性基板５が有する４つの側面５Ｄのうち、１つの側面５Ｄだけに対向するように突出部１Ｐが設けられていてもよいし、２つ以上の側面５Ｄのそれぞれに対向するように突出部１Ｐが設けられていてもよい。また、１つの側面５Ｄに対向するように設けられる突出部１Ｐの数は、１つだけでもよいし、２つ以上でもよい。

中でも、４つの側面５Ｄのそれぞれに対向するように１つの突出部１Ｐが設けられているため、筐体１は合計で４つの突出部１Ｐを有していることが好ましい。絶縁性基板５が四方から安定に支持されると共に、隙間１Ｇが十分に大きくなるからである。もちろん、絶縁性基板５が四方から安定に支持されれば、突出部１Ｐの数は５つ以上でもよい。なお、１つの側面５Ｄに対向するように設けられる突出部１Ｐの位置は、特に限定されない。ここでは、例えば、１つの側面５Ｄと対向する内壁面１Ｗのうちのほぼ中央に突出部１Ｐが配置されている。

突出部１Ｐの形状（立体的形状）は、特に限定されないが、例えば、方体、錐体、円柱、角柱および半球などである。方体は、例えば、立方体および直方体などである。錐体は、例えば、円錐、三角錐および四角錐などである。角柱は、例えば、三角柱、五角柱および六角柱などである。円柱は、楕円柱でもよい。

中でも、突出部１Ｐの形状は、絶縁性基板５に隣接する側に尖端を有する形状であることが好ましい。言い替えれば、突出部１Ｐの断面形状（ＹＺ面の形状）は、尖端を有する形状であることが好ましい。この尖端形状を有する形状は、例えば、錐体および角柱などである。突出部１Ｐの占有体積が十分に小さくなるため、絶縁性基板５を安定に支持しつつ、隙間１Ｇがより大きくなるからである。

この場合には、以下で説明する理由により、保護動作に関する信頼性をさらに向上させることができる。

図１３は、変形例２の保護素子に関する利点を説明するために、図１１に対応する断面構成を表している。

図７および図１０に示した場合には、上記したように、空間ＳＲにおいて発生した蒸気が隙間１Ｇを通じて空間ＳＬに逃げるため、可溶導体４（本体部４Ａ）と外部端子３とを接続させる程度まで付着物４ＡＺが形成されにくくなる。

しかしながら、あくまで隙間ＳＲ，ＳＬは隙間１Ｇを通じて連結されているため、蒸気の発生量によっては、意図せずに外部端子２，３が付着物４ＡＺを介して互いに接続される可能性はある。

これに対して、図１３に示したように、筐体１が突出部１Ｐを有していると、その突出部１Ｐが存在している場所には蒸気が付着できないため、その場所には付着物４ＡＺが形成されない。この場合には、空間ＳＲにおいて発生した蒸気が空間ＳＬに逃げたため、その空間ＳＬにおいて内壁面１Ｗを被覆するように付着物４ＡＺが形成される可能性はある。しかしながら、付着物１Ｐは突出部１Ｐの存在場所に形成されないため、空間ＳＲにおいて内壁面１Ｗを被覆するように形成された付着物４ＡＺと空間ＳＬにおいて内壁面１Ｗを被覆するように形成された付着物４ＡＺとは互いに接続されにくくなる。これにより、外部端子２，３は、付着物４ＡＺを介して互いに接続されにくくなる。

しかも、絶縁性基板５と筐体１と間に隙間１Ｇが設けられているため、図１０を参照しながら説明したように、可溶導体４（本体部４Ａ）と外部端子３とも付着物４ＡＺを介して互いに接続されにくくなる。

これらのことから、蒸気の発生量が過剰になっても、外部端子２，３は付着物４ＡＺを介して互いに接続されにくくなるため、上記したように、保護動作に関する信頼性をさらに向上させることができる。

この場合には、特に、絶縁性基板５が突出部１Ｐにより支持されているため、空間ＳＲ，ＳＬの双方において可溶導体４が溶融しても、その絶縁性基板５は引き続き突出部１Ｐにより支持される。よって、絶縁性基板５が突出部１Ｐにより支持されていない場合とは異なり、可溶導体４の溶融後において絶縁性基板５が脱落することを防止できる。

なお、４つの側面５Ｄのそれぞれに対向するように１つの突出部１Ｐが設けることで、合計で４つの突出部１Ｐを設けるようにしたが、上記したように、突出部１Ｐの数は、適宜変更可能である。ただし、突出部１Ｐの数を最小限にする場合には、絶縁性基板５を挟んで互いに対向するように２つの突出部１Ｐを設けることが好ましい。最小限の数の突出部１Ｐを用いて、絶縁性基板５を安定に支持できるからである。

ここでは具体的に図示しないが、絶縁性基板５と筐体１とを部分的に隣接させるために、突出部１Ｐを有する筐体１を用いる代わりに、突出部を有する絶縁性基板５を用いてもよいし、双方を用いてもよい。これらの場合においても、同様の効果を得ることができる。

＜１−６．変形例３＞
可溶導体４の形状（立体的形状）は、方体（板状）に限られないと共に、その可溶導体４の数は、１つに限られない。

例えば、図１Ｂに対応する図１４および図１Ｃに対応する図１５に示したように、可溶導体４の形状を円筒にすると共に、その可溶導体４の数を２つ以上にしてもよい。

ここでは、例えば、２つの可溶導体４（４１，４２）がＹ軸方向に延在していると共に、絶縁性基板５を貫通している。この場合には、もちろん、絶縁性基板５に２つの貫通孔５Ｈが設けられている。この可溶導体４１，４２の位置関係は、特に限定されない。ここでは、例えば、可溶導体４１，４２は、間隔を隔ててＸ軸方向に配列されている。なお、可溶導体４１，４２のそれぞれの外径Ｄは、特に限定されないが、例えば、約０．５ｍｍ〜約０．８ｍｍである。

この場合には、円筒状である可溶導体４１，４２のそれぞれの体積は、方体状である可溶導体４の体積よりも小さくなるため、円筒である可溶導体４１，４２のそれぞれは、方体である可溶導体４と比較して、自己発熱を利用してより短時間で溶融しやすくなる。よって、保護動作をより短時間で実行することができる。

なお、円筒である可溶導体４の数は、２つに限らず、３つ以上でもよい。また、可溶導体４の形状は、円筒に限らず、楕円筒でもよいし、三角柱および四角柱などの角柱でもよい。もちろん、複数の異なる形状を有する可溶導体４を用いてもよい。これらの場合においても、同様の効果を得ることができる。

＜２．保護素子（第２実施形態：電流遮断モード＋ヒータ遮断モード）＞
次に、本発明の第２実施形態の保護素子に関して説明する。

本実施形態の保護素子は、上記した過電流に応じて電気回路を遮断する機能（電流遮断モードの回路遮断機能）に加えて、過電圧などの異常の発生時においてヒータを用いて電気回路を遮断する機能（ヒータ遮断モードの回路遮断機能）を有している。

本実施形態の保護素子の用途、構成および動作は、以下で説明することを除き、上記した第１実施形態の保護素子の用途、構成および動作と同様である。なお、以下では、例えば、本実施形態の保護素子の構成を説明するに際して、第１実施形態において説明した一連の構成のうち、図１４および図１５に示した構成が適用された場合を例に挙げる。

＜２−１．構成＞
図１６Ａは、保護素子の構成を表しており、図１Ａおよび図１１に対応する断面構成を表している。図１６Ｂは、図１６Ａに示した保護素子の他の構成を表しており、図１４に対応する断面構成を表している。図１６Ｃは、図１６Ａに示した保護素子の主要部の構成を表しており、図１５に対応する斜視構成を表している。

［保護素子の全体構成］
保護素子は、例えば、図１６Ａおよび図１６Ｃに示したように、絶縁性基板５に設けられた発熱体６を備えている。この発熱体６は、例えば、図１６Ｂに示したように、配線７を介して給電端子８に接続されている。

［発熱体］
発熱体６は、給電（通電）に応じて自己発熱すると共に、その自己発熱を利用して可溶導体４を加熱する加熱源（ヒータ）である。

この発熱体６は、例えば、給電に応じて自己発熱することが可能である高抵抗の導電性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。この導電性材料は、例えば、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）およびルテニウム（Ｒｕ）などの金属材料である。ただし、導電性材料は、金属材料の単体でもよいし、金属材料の化合物でもよいし、２種類以上の金属材料の合金でもよい。この化合物の種類は、特に限定されないが、例えば、上記した金属材料の酸化物などである。このように金属材料が単体でも化合物でも合金でもよいことは、以降においても同様である。

絶縁性基板５に設けられる発熱体６の数は、特に限定されない。すなわち、発熱体６の数は、１つだけでもよいし、２つ以上でもよい。また、発熱体６は、絶縁性基板５の片面だけに設けられていてもよいし、両面に設けられていてもよい。ここでは、例えば、絶縁性基板５の片面（空間ＳＬ）に、１つの発熱体６が設けられている。

発熱体６は、可溶導体４に接触していてもよいし、接触していなくてもよい。発熱体６が可溶導体４に接触していなくても、絶縁性基板５が熱伝導性を有していれば、その発熱体６により絶縁性基板５を介して可溶導体４が加熱されるからである。

中でも、発熱体６は、可溶導体４に接触していることが好ましい。発熱体６により可溶導体４が直接的に加熱されるため、優れた加熱効率が得られるからである。

これ以外の発熱体６の構成は、特に限定されない。発熱体６の平面形状に関する詳細は、例えば、上記した絶縁性基板１の平面形状に関する詳細と同様である。ここでは、例えば、発熱体６の平面形状は、矩形である。発熱体６の厚さは、特に限定されないが、例えば、約１０μｍ〜約２０μｍである。

［給電端子］
給電端子８は、発熱体６に電流を供給して、その発熱体６を通電させるために用いられる給電用の端子であり、例えば、筐体１の外部に配置されている。配線７の一端部は、発熱体６に接続されている。配線７の他端部は、筐体１の外部に導出されていると共に、給電端子８に接続されている。このため、給電端子８は、配線７を介して発熱体６に給電可能である。

配線７および給電端子８のそれぞれは、例えば、外部端子２，３と同様の導電性材料を含んでいる。なお、配線７および給電端子８は、同じ導電性材料を含んでいてもよいし、異なる導電性材料を含んでいてもよい。

［可溶導体］
上記したように、２つの可溶導体４（４１，４２）は、絶縁性基板５を貫通している。

この場合において、可溶導体４１は、発熱体６を貫通していてもよいし、貫通していなくてもよい。中でも、可溶導体４１は、発熱体６を貫通しており、その発熱体６に接触していることが好ましい。上記したように、発熱体６により可溶導体４が直接的に加熱されるため、優れた加熱効率が得られるからである。この場合には、可溶導体４１は、発熱体６に設けられた貫通孔６Ｈを経由しながらＹ軸方向に延在している。

可溶導体４１に関して上記したことは、可溶導体４２に関しても同様である。すなわち、可溶導体４２は、発熱体６を貫通していてもいなくてもよいが、貫通していることが好ましい。

ここでは、例えば、可溶導体４１，４２の双方が発熱体６を貫通している。これにより、可溶導体４１，４２の双方は、発熱体６により直接的に加熱される。

＜２−２．動作＞
この保護素子は、第１実施形態と同様の原理により、電流遮断モードの保護動作を実行する。

また、保護素子は、例えば、以下で説明するように、ヒータ遮断モードの保護動作も実行する。

例えば、バッテリパックなどの電子機器に保護素子が搭載された場合において、その電子機器において過電圧（過充電）などの異常の発生が検出されると、給電端子８を介して発熱体６に電流が供給されるため、その発熱体６が給電される。この電子機器の動作の詳細に関しては、後述する（図２４参照。）。この給電に応じて発熱体６が発熱すると、その発熱を利用して可溶導体４が加熱されるため、その可溶導体４が溶融する。これにより、外部端子２，３は電気的に導通不能な状態になるため、電気回路が遮蔽される。この場合においても、電気回路の遮断後における絶縁抵抗は、例えば、１０⁶ Ωよりも大きくなる。

上記したように、ヒータ遮断モードの保護動作は、異常の発生が検出された場合において実行されるが、その異常には、上記した過電圧だけでなく、例えば、温度上昇および衝撃などの他の要因も含まれる。

なお、可溶導体４が溶融する場合には、空間ＳＬにおいて可溶導体４が発熱体６により加熱されるため、その空間ＳＬにおいて可溶導体４が溶融しやすくなる。ただし、空間ＳＲにおいて可溶導体４が溶融する場合もあるし、空間ＳＲ，ＳＬの双方において可溶導体４が溶融する場合もある。

＜２−３．作用および効果＞
上記した保護素子によれば、絶縁性基板５に発熱体６が設けられており、可溶導体４が発熱体６を貫通している。よって、以下で説明する理由により、保護動作に関する信頼性をより向上させることができる。

図１７は、第２比較例の保護素子の構成および問題点を説明するために、図２に対応する断面構成を表している。図１８は、本実施形態の保護素子に関する利点を説明するために、図１６Ａに対応する断面構成を表している。

第２比較例の保護素子は、絶縁性基板１０５の一面に、可溶導体４に隣接するように発熱体１０６が設けられていることを除き、第１比較例の保護素子と同様の構成を有している。この発熱体１０６は、上記した発熱体６と同様の構成を有していると共に、その発熱体６と同様に給電される。

第２比較例の保護素子では、図１７に示したように、ヒータ遮断モードの保護動作時において発熱体１０６が通電されると、その発熱体１０６の発熱を利用して可溶導体４が加熱される。この場合には、可溶導体４が溶融するため、発熱体１０６の上に溶融物４ＡＷが形成される。これにより、電気回路が遮断される。

しかしながら、発熱体１０６は、可溶導体４の周囲のうちの一部だけに接触しているため、その可溶導体４は、発熱体１０６により部分的に加熱される。この場合には、可溶導体４の全体を加熱するために時間を要するため、最終的に可溶導体４を溶融させることができたとしても、その可溶導体４を溶融させるために長い時間を要する。

これに対して、本実施形態の保護素子では、図１８に示したように、発熱体６は、可溶導体４の周囲のうちの全部に接触しているため、その可溶導体４は、発熱体６により全体的に加熱される。この場合には、周囲における全方向から可溶導体４が加熱されるため、その可溶導体４を溶融させるために長い時間を要しない。なお、可溶導体４が発熱体６を貫通していない場合においても、絶縁性基板５が可溶導体４に接触していれば、発熱体６により絶縁性基板５を介して可溶導体４が全方向から加熱されるため、その可溶導体４を溶融させるために長い時間を要しない。

これらのことから、本実施形態の保護素子では、第２比較例の保護素子とは異なり、可溶導体４が短時間で溶融するため、上記したように、保護動作に関する信頼性をより向上させることができる。これ以外の作用および効果は、第１実施形態の保護素子と同様である。

上記したように、ここでは、第１実施形態において説明した一連の構成のうち、図１４および図１５に示した構成を本実施形態の保護素子に適用したが、第１実施形態において説明した他の構成を本実施形態の保護素子に適用してもよい。

なお、本実施形態の保護素子の構成は、上記したように保護動作に関する信頼性を確保することができる範囲内において、適宜変更可能である。

＜２−４．変形例１＞
例えば、図１６Ａに対応する図１９および図１６Ｂに対応する図２０に示したように、可溶導体４と発熱体６との間に、その発熱体６に電流を供給する電極９を設けてもよい。

電極９は、例えば、発熱体６を発熱させるために用いられる通電用の電極であり、可溶導体４に接触している。この電極９は、例えば、発熱体６に接続されていると共に、配線７を介して給電端子８に接続されている。すなわち、発熱体６は、電極９を介して給電端子８に接続されている。

ここでは、例えば、図２０に示したように、可溶導体４の周囲に沿うようにリング状の電極９が設けられているため、その可溶導体４は電極９により周囲を囲まれている。

電極９の構成は、上記したように、可溶導体４に接触していれば、特に限定されない。ここでは、例えば、図１９に示したように、電極９は、可溶導体４と発熱体６との間に設けられているだけでなく、可溶導体４と絶縁性基板５との間にも設けられている。また、電極９は、例えば、一端側において、可溶導体４の表面と接触するだけでなく、発熱体６の表面とも接触するように折れ曲がっていると共に、他端側において、可溶導体４の表面と接触するだけでなく、絶縁性基板５の表面とも接触するように折れ曲がっている。このため、電極９の断面形状（ＹＺ面の形状）は、例えば、Ｕ字形状である。

この電極９は、例えば、外部端子２，３と同様の導電性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。

この場合には、以下で説明する理由により、保護動作に関する信頼性をより向上させることができる。

図２１は、変形例１の保護素子に関する利点を説明するために、図１９に対応する断面構成を表している。

変形例１の保護素子では、ヒータ遮断モードの保護動作時において、給電端子８から電極９を介して発熱体６に電流が供給される。この場合には、図２１に示したように、発熱体６が自己発熱すると、その発熱体６において発生した熱が電極９に伝導するため、可溶導体４は、発熱体６および電極９の双方により加熱される。これにより、可溶導体４の溶融に要する時間がより短くなるため、保護動作をより短時間で実行することができる。

この場合には、特に、電極９が可溶導体４と絶縁性基板５および発熱体６との間に設けられていれば、その電極９が可溶導体４と発熱体６との間だけに設けられている場合と比較して、可溶導体４と電極９との接触面積はより大きくなる。これにより、発熱体６において発生した熱は、電極９を介して可溶導体４のより広い範囲に供給されるため、その可溶導体４がより広い範囲において加熱される。よって、可溶導体４の溶融に要する時間がさらに短くなるため、保護動作をさらに短時間で実行することができる。

しかも、上記したように、可溶導体４がより広い範囲において加熱されることに伴い、図２１に示したように、可溶導体４は、空間ＳＲにおいて溶融しやすくなると共に、空間ＳＬにおいても溶融しやすくなる。これにより、可溶導体４が複数箇所において溶融しやすくなるため、その可溶導体４が溶融する可能性は著しく高くなる。よって、ヒータ遮断モードの保護動作が実行される可能性を著しく向上させることができる。

＜２−５．変形例２＞
電極９を用いる場合には、例えば、図１９に対応する図２２に示したように、可溶導体４と電極９との間に隙間を設けて、その隙間に熱溶融性の導電性材料１０を埋め込んでもよい。この熱溶融性の導電性材料１０は、例えば、加熱時に流動性を示すと共に導電性を有する材料であり、例えば、半田（ＰｂＳｎ合金）などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。

この場合には、加熱時の流動性を利用して、可溶導体４と電極９との間の隙間に導電性材料１０が浸透するため、その可溶導体４と電極９とが導電性材料１０を介して接合される。これにより、可溶導体４と電極９との間に隙間を設けた場合においても、可溶導体４が安定に支持されると共に、発熱体６および電極９のそれぞれにおいて発生した熱が導電性材料１０を介して可溶導体４に伝導しやすくなる。よって、保護動作をより安定に実行することができる。

＜３．保護素子の適用例（電子機器）＞
次に、本発明の保護素子の適用例である電子機器に関して説明する。なお、以下の説明では、既に説明した保護素子の構成要素を随時引用する。

本発明の保護素子が適用される電子機器の種類は、特に限定されない。以下では、本発明の保護素子が適用される電子機器の一例として、バッテリパックに関して説明する。ただし、電子機器の種類は、バッテリパックに限定されず、必要に応じて電気回路の遮断を要する他の電子機器でもよい。

＜３−１．第１実施形態の保護素子を用いた電子機器＞
図２３は、第１実施形態の保護素子が適用されたバッテリパック１００の回路構成を表している。

なお、図２３では、バッテリパック１００と共に、そのバッテリパック１００を充電させるために用いられる充電装置４０も示している。このバッテリパック１００は、充電装置４０に対して着脱可能であり、図２３では、バッテリパック１００が充電装置４０に接続された状態を示している。

バッテリパック１００は、例えば、保護素子１１と、１または２以上の二次電池２０と、検出回路２５と、充放電制御回路３０とを備えている。すなわち、保護素子１１は、バッテリパック１００の回路に組み込まれている。

保護素子１１は、二次電池２０と充放電制御回路３０との間に配置されている。この保護素子１１では、外部端子２が二次電池２０に接続されていると共に、外部端子３が正極端子２６に接続されている。これにより、保護素子１１は、二次電池２０の充電時において充電電流が流れる経路および二次電池２０の放電時において放電電流が流れる経路に配置されているため、可溶導体４は、二次電池２０の充放電経路に配置されている。

この保護素子１１は、上記した第１実施形態の保護素子と同様の構成を有している。すなわち、保護素子１１は、電流遮断モードの回路遮断機能を有している。

二次電池２０の種類は、特に限定されないが、例えば、リチウムイオン二次電池などのうちのいずれか１種類または２種類以上である。ここでは、例えば、二次電池２０は、直列に接続された４つの二次電池２１〜２４を含んでおり、いわゆるバッテリスタックを形成している。

この二次電池２０は、正極端子２６および負極端子２７を介して充電装置４５に接続されている。これにより、充電装置４０から二次電池２０に充電電圧が印可可能であるため、その二次電池２０は充電可能である。

検出回路２５は、二次電池２０および充放電制御回路３０のそれぞれに接続されている。この検出回路２５は、二次電池２０の電圧を測定したのち、その測定結果を充放電制御回路３０に出力する。ここでは、例えば、二次電池２０が４つの二次電池２１〜２４を含んでいるため、検出回路２５は、二次電池２１〜２４のそれぞれの電圧を測定する。

充放電制御回路３０は、２つの電流制御素子３１，３２と、二次電池２０の充放電を制御する制御部３３とを含んでいる。

電流制御素子３１，３２のそれぞれは、例えば、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）などである。この電流制御素子３１，３２は、二次電池２０と充電装置４０との間の電流経路に配置されていると共に、直列に接続されている。

制御部３３は、充電装置４５から電力を供給されることで作動すると共に、電流制御素子３１，３２の動作を制御する。

なお、二次電池２０の充電後において、バッテリパック１００は、充電装置４０から脱離されたのち、正極端子２６および負極端子２７を介して稼働対象である他の電子機器（以下、「稼働対象機器」という。）に接続される。この電子機器の種類は、特に限定されないが、例えば、ノート型パーソナルコンピュータなどである。これにより、バッテリパック１００から稼働対象機器に電力が供給されるため、その稼働対象機器は稼働可能になる。

このバッテリパック１００は、例えば、以下で説明するように動作する。

制御部３３は、検出回路２５の検出結果（二次電池２０の電圧）に基づいて、その二次電池２０において異常（過充電状態または過放電状態）が発生しているかどうかを判定する。この制御部３３は、二次電池２０において異常が発生していると判定した場合には、電流制御素子３１，３２のゲート電圧を制御することで、二次電池２０に対する電流の供給を遮断する。

なお、定格を越える過電流が二次電池２０に流れると、上記したように、保護素子１１において電流遮断モードの保護動作が実行される。すなわち、保護素子１１において可溶導体４が溶融するため、二次電池２０と充電装置４０との間の電流経路が遮断される。

上記したバッテリパック１００によれば、保護素子１１が本発明（第１実施形態）の保護素子と同様の構成を有している。この場合には、上記したように、過電流の発生時において電気回路が遮断されやすいため、電子機器の熱暴走などの発生が抑制される。よって、保護動作に関する信頼性を確保することができる。これ以外の作用および効果は、本発明（第１実施形態）の保護素子と同様である。

＜３−２．第２実施形態の保護素子を用いた電子機器＞
図２４は、第２実施形態の保護素子が適用されたバッテリパック２００の回路構成を表しており、図２３に対応している。

バッテリパック２００は、主に、保護素子１１の代わりに保護素子１２を用いていると共に、新たに電流制御素子２８を備えていることを除き、上記したバッテリパック１００と同様の構成を有している。

保護素子１２は、上記した第２実施形態の保護素子と同様の構成を有している。すなわち、保護素子１１は、電流遮断モードの回路遮断機能と、ヒータ遮断モードの回路遮断機能とを有している。この保護素子１２がヒータ遮断モードの保護動作を実行する場合には、その保護素子１２の保護動作は、電流制御素子２８により制御される。

検出回路２５は、二次電池２０の電圧の測定結果に基づいて、必要に応じて、電流制御素子２８に遮断信号を出力する。この遮断信号は、保護素子１２においてヒータ遮断モードの保護動作を実行させるための信号である。

電流制御素子２８は、保護素子１２の動作を制御するために用いられるスイッチ素子であり、例えば、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）などである。この電流制御素子２８は、検出回路２５に接続されていると共に、保護素子１２の給電端子８に接続されている。

このバッテリパック２００の動作は、例えば、以下で説明するように、新たにヒータ遮断モードの保護動作を実行することを除き、上記したバッテリパック１００の動作と同様である。

検出回路２５は、検出結果（二次電池２０の電圧）に基づいて、その二次電池２０において異常（過電圧状態など）が発生しているかどうかを判定する。この検出回路２８は、二次電池２０において異常が発生していると判定（検知）した場合には、電流制御素子２８に遮断信号を出力する。

検出回路２８から遮断信号が出力されると、電流制御素子２８は、保護素子１２に電流を供給可能とする。この場合には、二次電池２０から給電端子８を介して発熱体６に電流が供給されると、その発熱体６が発熱するため、可溶導体４が発熱体６により加熱される。これにより、可溶導体４が溶融するため、電流制御素子３１，３２の動作によらずに、二次電池２０と充電装置４０との間の電流経路が遮断される。

このバッテリパック２００によれば、保護素子１２が本発明（第２実施形態）の保護素子と同様の構成を有しているため、上記したように、過電圧などの異常の発生時において電気回路が短時間で遮断される。よって、保護動作に関する信頼性をより向上させることができる。これ以外の作用および効果は、本発明（第２実施形態）の保護素子と同様である。

本発明の具体的な実施例に関して、詳細に説明する。

（実験例１−１，１−２）
第１実施形態において説明した電流遮断モードの回路遮断機能を有する保護素子を作製した。

具体的には、図１Ａ〜図１Ｃに示したように、絶縁性基板５を可溶導体４に対して垂直に配置すると共に、その絶縁性基板５に設けられた貫通孔５Ｈに可溶導体４を挿入した。

また、比較のために、図２に示したように、絶縁性基板１０５を可溶導体４に対して水平に配置すると共に、その絶縁性基板１０５を可溶導体４に隣接させた。

なお、筐体１、外部端子２，３、可溶導体４および絶縁性基板５，１０５に関する詳細は、以下の通りである。

筐体１：形成材料＝ＰＰＳ
外部端子２，３：形成材料＝銅
可溶導体４：形成材料＝ＳｎＡｇＣｕ系のＰｂフリー半田、幅Ｗ＝６ｍｍ、厚さＴ＝０．２５ｍｍ
絶縁性基板５，１０５：形成材料＝酸化アルミニウム、厚さ＝０．６３５ｍｍ

電流遮断モードの保護動作を実行して電気回路の遮断状況を調べたところ、表１に示した結果が得られた。この場合には、外部端子２，３を介して可溶導体４に過電流（定格の２倍相当である９０Ａの電流）を流した。こののち、可溶導体４が溶融したかどうかを目視で確認すると共に、テスタを用いて絶縁抵抗（Ω）を測定した。

絶縁性基板１０５を水平に配置した場合（実験例１−２）には、図３に示したように、可溶導体４は溶融したが、絶縁性基板１０５に蒸気（付着物４ＡＸ）が付着したため、絶縁抵抗が十分に増加しなかった。

これに対して、絶縁性基板５を垂直に配置した場合（実験例１−１）には、図４に示したように、可溶導体４が溶融しても、絶縁性基板５に蒸気（溶融物４ＡＹ）が付着しなかったため、絶縁抵抗が十分に増加した。

特に、絶縁性基板５を垂直に配置した場合には、絶縁抵抗が十分に増加したことから明らかなように、図９を参照しながら説明した現象、すなわち外部端子２，３が付着物４ＡＺを介して接続される現象が発生しなかった。

（実験例２−１，２−２）
第２実施形態において説明したヒータ遮断モードの回路遮断機能を有する保護素子を作製した。

具体的には、図１６Ａ〜図１６Ｃおよび図２２に示したように、絶縁性基板５の片面に発熱体６を設けると共に、可溶導体４と絶縁性基板５および発熱体６との間に電極９および導電性材料１０を設けた。この場合には、発熱体６を可溶導体４に対して垂直に配置すると共に、その発熱体６に設けられた貫通孔６Ｈに可溶導体４を挿入した。

また、比較のために、図１７および図２２に示したように、絶縁性基板１０５の一面に発熱体１０６を設けると共に、可溶導体４と絶縁性基板１０５および発熱体１０６との間に電極９および導電性材料１０を設けた。この場合には、発熱体１０６が可溶導体４の下面に隣接するように、その発熱体１０６を可溶導体４に対して水平に配置した。

なお、筐体１（突出部１Ｐ）、外部端子２，３、可溶導体４、絶縁性基板５，１０５、発熱体６，１０６、電極９および導電性材料１０に関する詳細は、以下の通りである。

筐体１：形成材料＝ＰＰＳ
突出部１Ｐ：形状＝ＰＰＳ、個数＝４個（［１つの側面５Ｄに対して１個の突出部１Ｐを配置］×４＝４個）
外部端子２，３：形成材料＝銅
可溶導体４：形成材料＝ＳｎＡｇＣｕ系のＰｂフリー半田、形状＝円筒、外径Ｄ＝０．６ｍｍ、本数＝４本、位置関係＝Ｘ軸方向に等間隔で配列
絶縁性基板５，１０５：形成材料＝酸化アルミニウム、厚さ＝０．６３５ｍｍ、貫通孔５Ｈ，１０５Ｈの内径＝０．７５ｍｍ、貫通孔５Ｈ，６Ｈの個数＝４個
発熱体６，１０６：形成材料＝酸化ルテニウム、厚さ＝０．０１５ｍｍ
電極９：形成材料＝銀、厚さ＝０．０２ｍｍ
導電性材料１０：形成材料＝半田

ヒータ遮断モードの保護動作を実行して電気回路の遮断状況を調べたところ、表２に示した結果が得られた。この場合には、給電端子８を介して発熱体６，１０６に電流を流した（動作電力＝１５Ｗ）。こののち、可溶導体４が溶融したかどうかを目視で確認した。また、発熱体６，１０６に対する通電開始時から可溶導体４の溶融完了時までに要する時間（溶融時間：秒）を測定すると共に、テスタを用いて絶縁抵抗（Ω）を測定した。

絶縁性基板１０５を水平に配置した場合（実験例２−２）には、図１７に示したように、発熱体１０６による強制加熱に応じて可溶導体４は溶融したため、絶縁抵抗は十分に増加した。しかしながら、可溶導体４は発熱体１０６により部分的に加熱されたため、溶融時間は１０秒超であった。

これに対して、絶縁性基板５を垂直に配置した場合（実験例２−１）には、図１８に示したように、発熱体６による強制加熱に応じて可溶導体４は溶融したため、絶縁抵抗は十分に増加した。しかも、可溶導体４は発熱体６により全体的に加熱されたため、溶融時間は１０秒未満であった。

表１および表２に示した結果から、可溶導体４が絶縁性基板５を貫通しており、その可溶導体４を介して外部端子２，３が接続されていると、保護動作時において可溶導体４が溶融したため、外部端子２，３間が電気的に導通不能な状態になった。よって、保護素子の保護動作に関する信頼性が確保された。

以上、実施形態および実施例を挙げながら本発明に関して説明したが、その本発明は、実施形態および実施例において説明した態様に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、加熱基板および保護素子のそれぞれの構成は、上記した実施形態において説明した構成に限定されず、適宜変更されてもよい。

１…筐体、１Ｇ…隙間、１Ｐ…突出部、２，３…外部端子、４…可溶導体、５…絶縁性基板、６…発熱体、９…電極、１０…導電性材料、１１，１２…保護素子。

Claims (11)

1. 絶縁性基板と、
   前記絶縁性基板を貫通する１または２以上の可溶導体と、
   前記絶縁性基板を介して互いに対向すると共に前記１または２以上の可溶導体を介して接続された２つの外部端子と
   を備えた、保護素子。
2. 前記可溶導体の数は、２以上である、
   請求項１記載の保護素子。
3. 前記可溶導体の形状は、前記絶縁性基板を貫通する方向に延在する円筒である、
   請求項１または請求項２に記載の保護素子。
4. さらに、前記絶縁性基板、前記１または２以上の可溶導体および前記２つの外部端子を収納する筐体を備え、
   前記絶縁性基板と前記筐体との間に隙間が設けられている、
   請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の保護素子。
5. 前記筐体は、内側に１または２以上の突出部を有し、
   前記絶縁性基板は、前記１または２以上の突出部により支持されている、
   請求項４記載の保護素子。
6. 前記１または２以上の突出部のうちの少なくとも１つは、尖端を有する、
   請求項５記載の保護素子。
7. さらに、前記絶縁性基板に設けられた発熱体を備えた、
   請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の保護素子。
8. 前記１または２以上の可溶導体のうちの少なくとも１つは、前記発熱体を貫通している、
   請求項７記載の保護素子。
9. 前記発熱体と前記１または２以上の可溶導体との間に、その発熱体に電流を供給する電極を備えた、
   請求項８記載の保護素子。
10. 前記電極と前記１または２以上の可溶導体との間に、熱溶融性の導電性材料が埋め込まれている、
    請求項９記載の保護素子。
11. 異常の発生時において電気回路を遮断する保護素子を備え、
    前記保護素子は、
    絶縁性基板と、
    前記絶縁性基板を貫通する１または２以上の可溶導体と、
    前記絶縁性基板を介して互いに対向すると共に前記１または２以上の可溶導体を介して接続された２つの外部端子と
    を備えた、電子機器。

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