JP6203568B2

JP6203568B2 - Protective element

Info

Publication number: JP6203568B2
Application number: JP2013165880A
Authority: JP
Inventors: 井川直孝; 村永陽介
Original assignee: Uchihashi Estec Co Ltd
Current assignee: Uchihashi Estec Co Ltd
Priority date: 2013-08-09
Filing date: 2013-08-09
Publication date: 2017-09-27
Anticipated expiration: 2033-08-09
Also published as: JP2015035338A

Description

本発明は、例えば電流ヒューズといった保護素子に関する。 The present invention relates to a protective element such as a current fuse.

特許文献１は、電流ヒューズを開示する。この電流ヒューズにおいて、円筒状のケースの中央部に電流ヒューズエレメントが配置される。両側のリードでもって電流ヒューズエレメントが支持される。電流ヒューズエレメントの周囲はフラックスでもって覆われる。 Patent Document 1 discloses a current fuse. In this current fuse, a current fuse element is disposed at the center of a cylindrical case. Current fuse elements are supported by leads on both sides. The periphery of the current fuse element is covered with flux.

特許文献１に開示された電流ヒューズによれば、電流ヒューズエレメントの表面の酸化を防止できる。 According to the current fuse disclosed in Patent Document 1, oxidation of the surface of the current fuse element can be prevented.

特開平１１−２１３８５２号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-213852

しかしながら、特許文献１に開示された電流ヒューズには、確実さと迅速さと安全性とに関する従来よりも厳しい要求には応え難いという問題点がある。本発明は、このような問題を解決するものである。本発明の目的は、確実さと迅速さと安全性とを改善可能な保護素子を提供することにある。 However, the current fuse disclosed in Patent Document 1 has a problem that it is difficult to meet stricter requirements than before regarding reliability, speed, and safety. The present invention solves such problems. An object of the present invention is to provide a protective element capable of improving reliability, speed and safety.

図面を参照し本発明の保護素子を説明する。なおこの欄で図中の符号を使用したのは発明の内容の理解を助けるためであって内容を図示した範囲に限定する意図ではない。 The protection element of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the reference numerals in the figure are used in this column in order to help understanding of the contents of the invention and are not intended to limit the contents to the illustrated range.

上述した課題を解決するために、本発明のある局面に従うと、保護素子は、導電体５４と、ケース１２とを備える。導電体５４はジュール熱積分値が所定の値以上になると溶断する。ケース１２は導電体５４を収容する。保護素子は充填材１４をさらに備える。充填材１４は導電体５４に密着する。充填材１４は導電体５４を密封する。充填材１４はケース１２内の空間に充填される。ケース１２が、底面３０と、側面３２とを有する。側面３２は底面３０を取囲む。この場合、導電体５４が、ケース１２のうち底面３０と側面３２とよって取囲まれる空間に配置される。この場合、保護素子が放熱板１６をさらに備える。放熱板１６は、ケース１２の底面３０に固定される。放熱板１６は、充填材１４の熱を吸収する。放熱板１６は、ケース１２の外へ熱を放出する。 In order to solve the above-described problem, according to an aspect of the present invention, the protection element includes a conductor 54 and a case 12. The conductor 54 is melted when the Joule heat integration value is equal to or higher than a predetermined value. The case 12 accommodates the conductor 54. The protective element further comprises a filler 14. The filler 14 is in close contact with the conductor 54. The filler 14 seals the conductor 54. Filler 14 fills the space in case 12. The case 12 has a bottom surface 30 and side surfaces 32. The side surface 32 surrounds the bottom surface 30. In this case, the conductor 54 is disposed in a space surrounded by the bottom surface 30 and the side surface 32 of the case 12. In this case, the protective element further includes a heat sink 16. The heat sink 16 is fixed to the bottom surface 30 of the case 12. The heat sink 16 absorbs the heat of the filler 14. The heat radiating plate 16 releases heat to the outside of the case 12.

導電体５４が充填材１４に密着されると、周りに空間がある場合に比べ、通電により導電体５４で発生した熱が容易に導電体５４の外へ流出しやすくなる。熱が外へ流出しやすいので、長期にわたり熱がたまることによる導電体５４の温度上昇を抑制できる。これにより、所定のジュール熱積分値より小さなジュール熱積分値で導電体５４が溶断する可能性は、周りに空間がある場合に比べて低くなる。すなわち、誤動作の発生を抑えることができる。所定のジュール熱積分値より小さなジュール熱積分値で導電体５４が溶断する可能性が低くなるので、そのような小さなジュール熱積分値で導電体５４が溶断することに備えるために導電体５４の断面のうち電流が流れる方向に直交する面の断面積を大きくする必要がなくなる。必要がなくなるので、その断面積を小さくできる。その断面積を小さくできると、その断面積を小さくできない場合に比べ、ジュール熱積分値が所定の値以上になった場合に、導電体５４は溶断しやすくなる。溶断しやすくなるので、熱が充填材１４に十分流出できないほど短時間にジュール熱積分値が所定の値以上になっても導電体５４が溶断しない可能性は低くなる。すなわち、動作の迅速さが向上する。充填材１４が導電体５４に密着しかつ充填材１４が導電体５４を密封すると、導電体５４が溶断した際の熱が導電体５４の周りの気体を膨張させることによる保護素子の破損を回避できる。すなわち、安全性が向上する。その結果、動作の確実さと迅速さと安全性とを改善できる。放熱板１６が充填材１４の熱を吸収することにより、放熱板１６がない場合に比べ、充填材１４の温度上昇速度が低くなる。温度上昇速度が低くなるので、所定のジュール熱積分値より小さなジュール熱積分値で導電体５４が溶断する可能性は、放熱板１６がない場合に比べ、低くなる。 When the conductor 54 is in close contact with the filler 14, heat generated in the conductor 54 due to energization easily flows out of the conductor 54 as compared with a case where there is a space around. Since heat tends to flow out, an increase in temperature of the conductor 54 due to heat accumulation over a long period can be suppressed. As a result, the possibility that the conductor 54 is melted at a Joule heat integration value smaller than a predetermined Joule heat integration value is lower than when there is a space around the conductor 54. That is, it is possible to suppress the occurrence of malfunction. Since the possibility that the conductor 54 is blown at a Joule heat integral value smaller than a predetermined Joule heat integral value is low, in order to prepare for the conductor 54 being blown at such a small Joule heat integral value, There is no need to increase the cross-sectional area of the plane perpendicular to the direction in which the current flows. Since it is not necessary, the cross-sectional area can be reduced. If the cross-sectional area can be reduced, the conductor 54 is likely to melt when the Joule heat integration value is equal to or greater than a predetermined value, compared to the case where the cross-sectional area cannot be reduced. Since it is easy to melt, the possibility that the conductor 54 will not melt even if the Joule heat integral value exceeds a predetermined value in a short time so that heat cannot sufficiently flow into the filler 14 is reduced. That is, the speed of operation is improved. When the filler 14 is in close contact with the conductor 54 and the filler 14 seals the conductor 54, the heat when the conductor 54 is melted avoids damage to the protective element due to expansion of the gas around the conductor 54. it can. That is, safety is improved. As a result, the reliability, speed and safety of the operation can be improved. Since the heat sink 16 absorbs the heat of the filler 14, the temperature increase rate of the filler 14 becomes lower than when the heat sink 16 is not provided. Since the rate of temperature rise is reduced, the possibility that the conductor 54 is melted at a Joule heat integral value smaller than a predetermined Joule heat integral value is lower than when the heat sink 16 is not provided.

また、上述した充填材１４がシリコーン樹脂を含むことが望ましい。シリコーン樹脂は合成樹脂の中では耐熱性が良いので、充填材１４がシリコーン樹脂を含むことにより、他の耐熱性が悪い合成樹脂が含まれる場合に比べ熱による充填材１４の劣化を抑制できる。 Moreover, it is desirable that the filler 14 described above contains a silicone resin. Since the silicone resin has good heat resistance among the synthetic resins, the filler 14 includes the silicone resin, so that deterioration of the filler 14 due to heat can be suppressed as compared with the case where other synthetic resins having poor heat resistance are included.

もしくは、上述したシリコーン樹脂がシリコーンゴム８０を含むことが望ましい。シリコーンゴム８０はシリコーン樹脂の中では弾性係数が高いので、他のシリコーン樹脂に比べ、導電体５４が溶断した際に発生するアークによる衝撃をよく緩和できる。 Alternatively, it is desirable that the above-described silicone resin includes the silicone rubber 80. Since the silicone rubber 80 has a high elastic coefficient among silicone resins, the impact caused by the arc generated when the conductor 54 is melted can be alleviated better than other silicone resins.

また、上述した充填材１４が、シリコーン樹脂に加え、金属酸化物を含むことが望ましい。金属酸化物は、シリコーン樹脂に比べ、耐熱性に優れる。これにより、熱による充填材１４の劣化を抑制できる。 Moreover, it is desirable that the filler 14 described above contains a metal oxide in addition to the silicone resin. Metal oxides are superior in heat resistance compared to silicone resins. Thereby, deterioration of the filler 14 by heat can be suppressed.

もしくは、上述した金属酸化物が粒子状であることが望ましい。 Alternatively, the above-described metal oxide is desirably in the form of particles.

もしくは、上述した金属酸化物がアルミナ８２を含むことが望ましい。アルミナ８２はシリコーン樹脂に比べ熱伝導率が高い。熱伝導率が高いので、充填材１４のうちアルミナ８２が位置する箇所では熱が拡がりやすくなる。熱が拡がりやすいと、長期にわたり熱がたまることによる導電体５４の温度上昇を抑制できる。 Alternatively, the above-described metal oxide desirably includes alumina 82. Alumina 82 has a higher thermal conductivity than silicone resin. Since the thermal conductivity is high, heat easily spreads at the portion of the filler 14 where the alumina 82 is located. If the heat easily spreads, it is possible to suppress an increase in the temperature of the conductor 54 due to the accumulation of heat over a long period of time.

もしくは、上述した放熱板１６が金属酸化物の焼結体を含むことが望ましい。放熱板１６が金属酸化物の焼結体を含むことにより、そうでない場合に比べ、放熱板１６の引っ張り強さと圧縮強さと曲げ強さとが強くなる。これらが強くなるので、導電体５４が溶断した際に発生するアークによってケース１２が破損する可能性は低くなる。 Alternatively, it is desirable that the above-described heat radiating plate 16 includes a sintered body of metal oxide. By including the metal oxide sintered body in the heat radiating plate 16, the tensile strength, the compressive strength, and the bending strength of the heat radiating plate 16 are increased as compared with the case where the heat radiating plate 16 is not. Since these become strong, the possibility that the case 12 is damaged by an arc generated when the conductor 54 is melted is reduced.

本発明によれば、確実さと迅速さと安全性とを改善できる。 According to the present invention, reliability, speed, and safety can be improved.

本発明のある実施形態にかかる保護素子の平面図である。It is a top view of a protection element concerning a certain embodiment of the present invention. 本発明のある実施形態にかかる保護素子の第１の断面図である。It is a 1st sectional view of a protection element concerning a certain embodiment of the present invention. 本発明のある実施形態にかかる保護素子の第２の断面図である。It is a 2nd sectional view of a protection element concerning a certain embodiment of the present invention. 本発明のある実施形態にかかる導電部の平面図である。It is a top view of the electroconductive part concerning one embodiment of the present invention.

以下、本発明について図面に基づき詳細に説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称及び機能も同一である。従って、それらについての詳細な説明は繰返さない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.

［構成の説明］
図１は、本実施形態にかかる保護素子の平面図である。図１において、充填材１４の一部と被覆樹脂１８の一部とは取り除かれている。図１に基づいて、本実施形態にかかる保護素子の構成が説明される。 [Description of configuration]
FIG. 1 is a plan view of a protection element according to the present embodiment. In FIG. 1, a part of the filler 14 and a part of the coating resin 18 are removed. Based on FIG. 1, the structure of the protection element concerning this embodiment is demonstrated.

本実施形態にかかる保護素子は、導電部１０と、ケース１２と、充填材１４と、放熱板１６と、被覆樹脂１８とを備える。導電部１０は電流が流れる部分である。ケース１２は導電部１０を収容する。充填材１４はケース１２内の空間に充填される。放熱板１６は、導電部１０と共にケース１２の中に収容される。放熱板１６は充填材１４の熱を吸収する。放熱板１６は、吸収した熱を、ケース１２の外へ放出する。被覆樹脂１８は、ケース１２に収容された導電部１０を被覆する。 The protection element according to the present embodiment includes a conductive portion 10, a case 12, a filler 14, a heat sink 16, and a coating resin 18. The conductive portion 10 is a portion through which current flows. The case 12 accommodates the conductive part 10. Filler 14 fills the space in case 12. The heat radiating plate 16 is accommodated in the case 12 together with the conductive portion 10. The heat sink 16 absorbs the heat of the filler 14. The heat radiating plate 16 releases the absorbed heat to the outside of the case 12. The covering resin 18 covers the conductive portion 10 accommodated in the case 12.

図２は、本実施形態にかかる保護素子の断面図である。図２において、本実施形態にかかる保護素子は、中央部分で切断されている。図３も、本実施形態にかかる保護素子の断面図である。図３において、本実施形態にかかる保護素子は、図２とは直交する軸に沿って中央部分で切断されている。図２及び図３に基づいて、本実施形態にかかるケース１２の構成が説明される。ケース１２は、底面３０と側面３２とを有する。底面３０は、ケース１２の底となる部分である。側面３２は底面３０を取囲む。導電部１０は、ケース１２のうち底面３０と側面３２とよって取囲まれる空間に配置されることとなる。 FIG. 2 is a cross-sectional view of the protective element according to the present embodiment. In FIG. 2, the protection element according to the present embodiment is cut at the central portion. FIG. 3 is also a cross-sectional view of the protective element according to the present embodiment. In FIG. 3, the protection element according to the present embodiment is cut at the central portion along an axis orthogonal to FIG. Based on FIG.2 and FIG.3, the structure of case 12 concerning this embodiment is demonstrated. The case 12 has a bottom surface 30 and side surfaces 32. The bottom surface 30 is a portion that becomes the bottom of the case 12. The side surface 32 surrounds the bottom surface 30. The conductive portion 10 is disposed in a space surrounded by the bottom surface 30 and the side surface 32 in the case 12.

図２及び図３に基づいて、本実施形態にかかる充填材１４が説明される。充填材１４は、ケース１２の底面３０から導電部１０の外周部分までの空間に充填される。本実施形態の場合、充填材１４は、シリコーンゴム８０と粒子状のアルミナ８２と含む。なお、漏電が発生しない程度の電気抵抗を充填材１４が有することは言うまでもない。 Based on FIG.2 and FIG.3, the filler 14 concerning this embodiment is demonstrated. The filler 14 is filled in a space from the bottom surface 30 of the case 12 to the outer peripheral portion of the conductive portion 10. In the present embodiment, the filler 14 includes silicone rubber 80 and particulate alumina 82. Needless to say, the filler 14 has an electrical resistance sufficient to prevent leakage.

図２及び図３に基づいて、本実施形態にかかる放熱板１６が説明される。放熱板１６は、ケース１２の底面３０に固定される。本実施形態の場合、放熱板１６はアルミナ製である。本実施形態の場合、放熱板１６はアルミナを焼結したものである。上述したように、充填材１４は、ケース１２の底面３０から導電部１０の外周部分までの空間に充填される。これにより、放熱板１６は充填材１４に覆われることとなる。 Based on FIG.2 and FIG.3, the heat sink 16 concerning this embodiment is demonstrated. The heat sink 16 is fixed to the bottom surface 30 of the case 12. In the case of this embodiment, the heat sink 16 is made of alumina. In the case of this embodiment, the heat sink 16 is made by sintering alumina. As described above, the filler 14 is filled in the space from the bottom surface 30 of the case 12 to the outer peripheral portion of the conductive portion 10. Thereby, the heat sink 16 is covered with the filler 14.

図２及び図３に基づいて、本実施形態にかかる被覆樹脂１８が説明される。被覆樹脂１８は、ケース１２の導電部１０の外周部分から側面３２の縁までの空間に充填される。これにより、上述したように、被覆樹脂１８は、ケース１２に収容された導電部１０を被覆することとなる。本実施形態の場合、被覆樹脂１８は、シリコーンゴム８０のみからなる。 Based on FIG.2 and FIG.3, the coating resin 18 concerning this embodiment is demonstrated. The coating resin 18 is filled in a space from the outer peripheral portion of the conductive portion 10 of the case 12 to the edge of the side surface 32. Thereby, as described above, the coating resin 18 covers the conductive portion 10 accommodated in the case 12. In the case of this embodiment, the coating resin 18 is made of only the silicone rubber 80.

図４は、本実施形態にかかる導電部１０の平面図である。図１と図４とに基づいて、本実施形態にかかる導電部１０が説明される。本実施形態にかかる導電部１０は、基板５０と、一対の表電極５２と、導電体５４と、一対のロウ材５６と、合金基部５８と、低融点合金６０と、一対の裏電極６２と、一対のリード線６４とを有する。表電極５２は、基板５０のいずれかの面に配置される。本実施形態では、表電極５２が配置されている面を基板５０のおもて面とみなす。本実施形態の場合、表電極５２として銅箔が基板５０のおもて面に固定される。導電体５４は、基板５０のおもて面に配置される。ケース１２の中において、導電体５４はケース１２の底面３０に対向するように配置される。上述したように、充填材１４は、ケース１２の底面３０から導電部１０の外周部分までの空間に充填される。これにより、充填材１４が導電体５４に密着することとなる。充填材１４が導電体５４を密封することとなる。導電体５４は電流が流れるとその電流のエネルギの一部を熱にする。導電体５４はジュール熱積分値が所定の値以上になると自ずと溶断する。「ジュール熱積分値」とは、ヒューズのエレメントが溶断するのに必要とされるエネルギのことである。ジュール熱積分値の算出式は周知なのでここではその説明は繰返されない。本実施形態の場合、導電体５４は、一端が表電極５２の一方に接続され他端が表電極５２の他方に接続されている線材である。本実施形態の場合、導電体５４は銅合金製である。この銅合金の組成はここでは説明されない。ジュール熱積分値が所定の値以上になると自ずと溶断することで回路を保護するための銅合金は周知なためである。ロウ材５６は、表電極５２と導電体５４とを接続する。これにより、表電極５２と導電体５４との間が導通する。合金基部５８は、基板５０のおもて面に固定される。合金基部５８は、低融点合金６０を基板５０に固定する。低融点合金６０は、導電体５４と同様に、基板５０のおもて面に配置される。低融点合金６０もケース１２の底面３０に対向する。本実施形態の場合、低融点合金６０は導電体５４の中央部分をまたぐようにして導電体５４を覆っている。本実施形態の場合「低融点合金」とは、上述した導電体５４が溶断する温度以下の融点であり、かつ、融解した状態であれば上述した導電体５４が溶解する合金のことである。このような低融点合金は周知である。したがって、ここではその詳細な説明は繰返されない。裏電極６２は、基板５０の面のうち、上述したおもて面から見て裏にあたる面に配置される。本実施形態では、この面を基板５０の裏面とみなす。本実施形態の場合、裏電極６２は、表電極５２と同様に銅箔である。一対の裏電極６２のうち一方は、一対の表電極５２のうち一方の裏にあたる位置に配置される。一対の裏電極６２のうち他方は、一対の表電極５２のうち他方の裏にあたる位置に配置される。一対のリード線６４の一方が一対の裏電極６２の一方に接続される。一対のリード線６４の他方が一対の裏電極６２の他方に接続される。リード線６４はケース１２の側面３２を貫通する。 FIG. 4 is a plan view of the conductive portion 10 according to the present embodiment. Based on FIGS. 1 and 4, the conductive portion 10 according to the present embodiment will be described. The conductive portion 10 according to the present embodiment includes a substrate 50, a pair of front electrodes 52, a conductor 54, a pair of brazing materials 56, an alloy base 58, a low melting point alloy 60, and a pair of back electrodes 62. And a pair of lead wires 64. The front electrode 52 is disposed on any surface of the substrate 50. In the present embodiment, the surface on which the front electrode 52 is disposed is regarded as the front surface of the substrate 50. In the present embodiment, a copper foil is fixed to the front surface of the substrate 50 as the front electrode 52. The conductor 54 is disposed on the front surface of the substrate 50. In the case 12, the conductor 54 is disposed so as to face the bottom surface 30 of the case 12. As described above, the filler 14 is filled in the space from the bottom surface 30 of the case 12 to the outer peripheral portion of the conductive portion 10. Thereby, the filler 14 comes into close contact with the conductor 54. The filler 14 seals the conductor 54. When the current flows, the conductor 54 heats a part of the energy of the current. The conductor 54 is naturally blown when the Joule heat integration value exceeds a predetermined value. “Joule heat integration value” refers to the energy required to fuse the fuse element. Since the formula for calculating the Joule heat integral value is well known, the description thereof will not be repeated here. In the case of this embodiment, the conductor 54 is a wire having one end connected to one of the front electrodes 52 and the other end connected to the other of the front electrodes 52. In the case of this embodiment, the conductor 54 is made of a copper alloy. The composition of this copper alloy is not described here. This is because a copper alloy for protecting a circuit by fusing itself when the Joule heat integral value becomes a predetermined value or more is well known. The brazing material 56 connects the surface electrode 52 and the conductor 54. Thereby, the surface electrode 52 and the conductor 54 conduct | electrically_connect. The alloy base 58 is fixed to the front surface of the substrate 50. The alloy base 58 fixes the low melting point alloy 60 to the substrate 50. The low melting point alloy 60 is disposed on the front surface of the substrate 50 in the same manner as the conductor 54. The low melting point alloy 60 also faces the bottom surface 30 of the case 12. In the present embodiment, the low melting point alloy 60 covers the conductor 54 so as to straddle the central portion of the conductor 54. In the case of the present embodiment, the “low melting point alloy” is an alloy having a melting point equal to or lower than a temperature at which the above-described conductor 54 is melted and in which the above-described conductor 54 is melted in a melted state. Such low melting point alloys are well known. Therefore, detailed description thereof will not be repeated here. The back electrode 62 is disposed on the surface of the substrate 50 that corresponds to the back as viewed from the front surface described above. In the present embodiment, this surface is regarded as the back surface of the substrate 50. In the case of this embodiment, the back electrode 62 is a copper foil like the front electrode 52. One of the pair of back electrodes 62 is disposed at a position corresponding to the back of one of the pair of front electrodes 52. The other of the pair of back electrodes 62 is disposed at a position corresponding to the other of the pair of front electrodes 52. One of the pair of lead wires 64 is connected to one of the pair of back electrodes 62. The other of the pair of lead wires 64 is connected to the other of the pair of back electrodes 62. The lead wire 64 penetrates the side surface 32 of the case 12.

基板５０はスルーホール７０を有する。本実施形態の場合、基板５０は４個のスルーホール７０を有する。表電極５２の一方と裏電極６２の一方とはスルーホール７０において互いに接続されている。これにより、表電極５２の一方と裏電極６２の一方との間が導通する。表電極５２の他方と裏電極６２の他方とはスルーホール７０において互いに接続されている。これにより、表電極５２の他方と裏電極６２の他方との間が導通する。その結果、リード線６４の一方を流れた電流は、裏電極６２の一方と表電極５２の一方とを経て導電体５４に流れる。導電体５４に流れた電流は、裏電極６２の他方と表電極５２の他方とを経てリード線６４の他方を流れる。 The substrate 50 has a through hole 70. In the present embodiment, the substrate 50 has four through holes 70. One of the front electrode 52 and one of the back electrode 62 are connected to each other through the through hole 70. As a result, one of the front electrode 52 and one of the back electrode 62 are electrically connected. The other of the front electrode 52 and the other of the back electrode 62 are connected to each other through the through hole 70. Thereby, the other of the front electrode 52 and the other of the back electrode 62 conduct | electrically_connect. As a result, the current flowing through one of the lead wires 64 flows to the conductor 54 through one of the back electrode 62 and one of the front electrode 52. The current flowing through the conductor 54 flows through the other of the lead wires 64 through the other of the back electrode 62 and the other of the front electrode 52.

［使用方法の説明］
本実施形態にかかる保護素子の使用方法は、周知の電流ヒューズと同一である。すなわち、本実施形態にかかる保護素子は、図示されない回路に接続される。予め定められていた範囲の大きな電流が導電体５４に流れると、導電体５４の温度は所定の温度を超える。導電体５４はジュール熱積分値が所定の値以上になると溶断する。溶断後アークが発生する場合は保護素子内部で消弧される。これにより、保護素子が接続されていた回路において電流が遮断される。 [Description of usage]
The method of using the protection element according to this embodiment is the same as that of a known current fuse. That is, the protection element according to the present embodiment is connected to a circuit (not shown). When a large current in a predetermined range flows through the conductor 54, the temperature of the conductor 54 exceeds a predetermined temperature. The conductor 54 is melted when the Joule heat integration value is equal to or higher than a predetermined value. When an arc occurs after fusing, the arc is extinguished inside the protective element. As a result, the current is interrupted in the circuit to which the protection element is connected.

［効果の説明］
従来の保護素子の中には導電体５４の周りに粒子状の無機物が充填されているものがあった。このような従来の保護素子は、本実施形態にかかる保護素子に比べて誤動作が発生しやすい。導電体５４の周りに粒子状の無機物が充填されていると、導電体５４の周りと粒子状の無機物との間に空間が形成されるためである。この空間が、導電体５４の周囲に長期にわたり熱がたまることを容易にする。熱がたまることが、誤動作が発生する原因となる。本実施形態にかかる保護素子では、導電体５４に電流が流れると、導電体５４はその電流のエネルギの一部を熱にする。熱は、充填材１４のアルミナ８２及びシリコーンゴム８０に伝わる。充填材１４に密着されるので、周りが空間である場合に比べ、導電体５４で発生した熱は容易にアルミナ８２及びシリコーンゴム８０へ流出する。粒子状のアルミナ８２を伝って、熱は充填材１４全体に拡がる。これにより、導電体５４の周囲に長期にわたり熱がたまることによる導電体５４の温度上昇を抑制できる。これにより、所定のジュール熱積分値より小さなジュール熱積分値によって導電体５４が溶断する可能性は、周りに空間がある場合に比べて低くなる。導電体５４が溶断する可能性が低くなるので、導電体５４の断面のうち電流が流れる方向に直交する面の断面積を大きくする必要がなくなる。その必要がなくなるので、周りに空間がある場合に比べて、導電体５４の断面のうち電流が流れる方向に直交する面の断面積を小さくできる。その断面積を小さくできると、その断面積を小さくできない場合に比べ、ジュール熱積分値が所定の値以上になった場合に、導電体５４は溶断しやすくなる。充填材１４が導電体５４に密着しかつ充填材１４が導電体５４を密封できると、導電体５４が溶断した際の熱が導電体５４の周りの気体を膨張させることによる保護素子の破損を回避できる。その結果、保護素子の動作の確実さと迅速さと安全性とを改善できる。 [Description of effects]
Some conventional protective elements are filled with a particulate inorganic material around the conductor 54. Such a conventional protection element is more likely to malfunction than the protection element according to the present embodiment. This is because a space is formed between the periphery of the conductor 54 and the particulate inorganic substance when the conductor 54 is filled with the particulate inorganic substance. This space facilitates long-term heat build up around the conductor 54. Accumulation of heat causes malfunctions. In the protection element according to the present embodiment, when a current flows through the conductor 54, the conductor 54 heats a part of the energy of the current. Heat is transferred to the alumina 82 and the silicone rubber 80 of the filler 14. Since it is in close contact with the filler 14, the heat generated in the conductor 54 easily flows out to the alumina 82 and the silicone rubber 80 as compared with the case where the surrounding is a space. The heat spreads through the filler 14 through the particulate alumina 82. Thereby, the temperature rise of the conductor 54 by heat collecting around the conductor 54 over a long period can be suppressed. Thereby, the possibility that the conductor 54 is melted by a Joule heat integration value smaller than a predetermined Joule heat integration value is lower than that in the case where there is a space around. Since the conductor 54 is less likely to be melted, it is not necessary to increase the cross-sectional area of the surface of the conductor 54 perpendicular to the direction in which the current flows. Since this is not necessary, the cross-sectional area of the surface of the conductor 54 perpendicular to the direction in which the current flows can be reduced compared to the case where there is a space around the conductor 54. If the cross-sectional area can be reduced, the conductor 54 is likely to melt when the Joule heat integration value is equal to or greater than a predetermined value, compared to the case where the cross-sectional area cannot be reduced. When the filler 14 is in close contact with the conductor 54 and the filler 14 can seal the conductor 54, the heat generated when the conductor 54 is blown out causes the gas around the conductor 54 to expand and damage the protective element. Can be avoided. As a result, the reliability, speed and safety of the operation of the protection element can be improved.

充填材１４がシリコーンゴム８０を含むので、他の耐熱性が悪い合成樹脂が充填材１４に含まれる場合に比べ熱による充填材１４の劣化を抑制できる。 Since the filler 14 includes the silicone rubber 80, deterioration of the filler 14 due to heat can be suppressed as compared with the case where the synthetic resin having other poor heat resistance is included in the filler 14.

充填材１４が粒子状のアルミナ８２を含むので、熱による充填材１４の劣化をさらに抑制できる。しかも、本実施形態にかかる保護素子は、導電体５４の周りに粒子状のアルミナ８２のみが充填されている場合に比べ、消弧能力を高くできる。消弧能力を高くできるのは、シリコーンゴム８０と粒子状のアルミナ８２との混合物の方が、粒子状のアルミナ８２のみの場合に比べ、単位体積あたりのアルミナ量を高くできるためである。 Since the filler 14 includes particulate alumina 82, deterioration of the filler 14 due to heat can be further suppressed. In addition, the protection element according to the present embodiment can increase the arc extinguishing ability as compared with the case where only the particulate alumina 82 is filled around the conductor 54. The reason why the arc extinguishing capability can be increased is that the mixture of the silicone rubber 80 and the particulate alumina 82 can increase the amount of alumina per unit volume as compared with the case where only the particulate alumina 82 is used.

また、保護素子がアルミナ製の放熱板１６を備えていると、充填材１４全体に伝わった熱の一部が放熱板１６に伝わることとなる。これにより、放熱板１６がない場合に比べ、充填材１４の温度上昇速度が低くなる。温度上昇速度が低くなるので、所定のジュール熱積分値より小さなジュール熱積分値で導電体５４が溶断する可能性は、放熱板１６がない場合に比べ、低くなる。また、保護素子がアルミナ製の放熱板１６を備えていると、そうでない場合に比べ、放熱板１６の引っ張り強さと圧縮強さと曲げ強さとが強くなる。これらが強くなるので、導電体５４が溶断した際に発生するアークによってケース１２が破損する可能性は低くなる。 Further, when the protective element includes the heat sink 16 made of alumina, a part of the heat transferred to the entire filler 14 is transferred to the heat sink 16. Thereby, compared with the case where there is no heat sink 16, the temperature increase rate of the filler 14 becomes low. Since the rate of temperature rise is reduced, the possibility that the conductor 54 is melted at a Joule heat integral value smaller than a predetermined Joule heat integral value is lower than when the heat sink 16 is not provided. Further, when the protective element includes the heat sink 16 made of alumina, the tensile strength, the compressive strength, and the bending strength of the heat sink 16 are increased as compared with the case where the protective element is not. Since these become strong, the possibility that the case 12 is damaged by an arc generated when the conductor 54 is melted is reduced.

〈変形例の説明〉
上述した保護素子は、本発明の技術的思想を具体化するために例示したものである。上述した保護素子は、本発明の技術的思想の範囲内において種々の変更を加え得るものである。 <Description of modification>
The above-described protective element is illustrated to embody the technical idea of the present invention. The protection element described above can be variously modified within the scope of the technical idea of the present invention.

例えば、上述した放熱板１６の形状及び素材は特に限定されない。すなわち放熱板１６はアルミナ以外の金属酸化物を焼結したものであってもよい。放熱板１６は焼結以外の方法により製造されたものでもよい。 For example, the shape and material of the heat sink 16 described above are not particularly limited. That is, the heat sink 16 may be a sintered metal oxide other than alumina. The heat radiating plate 16 may be manufactured by a method other than sintering .

また、上述した充填材１４は、繊維状のアルミナを含んでもよい。アルミナ以外の金属酸化物を充填材１４は含んでもよい。アルミナ以外の金属酸化物の例には、ケイ砂と酸化チタンとがある。この場合、アルミナ以上の熱伝導率の金属酸化物であれば、充填材１４全体に素早く熱を伝えることができる。充填材１４は金属酸化物を含まなくてもよい。ケース１２に収容された導電部１０は充填材１４によって被覆されてもよい。この場合、充填材１４は、ケース１２の底面３０から側面３２の縁までの空間に充填される。 Moreover, the filler 14 mentioned above may also contain fibrous alumina. The filler 14 may contain a metal oxide other than alumina. Examples of metal oxides other than alumina include silica sand and titanium oxide. In this case, if the metal oxide has a thermal conductivity equal to or higher than that of alumina, heat can be quickly transferred to the entire filler 14. The filler 14 may not contain a metal oxide. The conductive part 10 accommodated in the case 12 may be covered with a filler 14. In this case, the filler 14 is filled in the space from the bottom surface 30 of the case 12 to the edge of the side surface 32.

また、上述した充填材１４が含む物質はシリコーンゴム８０に限定されない。例えば、シリコーンゴム８０以外のシリコーン樹脂でもよい。シリコーン樹脂以外の重合体でもよい。充填材１４が重合体と金属酸化物とを含む場合、それらの比率は限定されない。充填材１４が重合体と金属酸化物とを含む場合、重合体の体積％よりも金属酸化物の体積％が高い方が好ましい。充填材１４の組成にかかわらず、金属酸化物は５０質量％以上含まれていることが好ましい。 Further, the substance contained in the filler 14 described above is not limited to the silicone rubber 80. For example, a silicone resin other than the silicone rubber 80 may be used. Polymers other than silicone resins may be used. When the filler 14 contains a polymer and a metal oxide, their ratio is not limited. When the filler 14 contains a polymer and a metal oxide, it is preferable that the volume percentage of the metal oxide is higher than the volume percentage of the polymer. Regardless of the composition of the filler 14, the metal oxide is preferably contained in an amount of 50% by mass or more.

また、上述した導電部１０の構成及び形態は上述したものに限定されない。 Further, the configuration and form of the conductive unit 10 described above are not limited to those described above.

１０…導電部、
１２…ケース、
１４…充填材、
１６…放熱板、
１８…被覆樹脂、
３０…底面、
３２…側面、
５０…基板、
５２…表電極、
５４…導電体、
５６…ロウ材、
５８…合金基部、
６０…低融点合金、
６２…裏電極、
６４…リード線、
７０…スルーホール、
８０…シリコーンゴム、
８２…粒子状のアルミナ、 10 ... conductive part,
12 ... Case,
14 ... filler,
16 ... heat sink,
18 ... coating resin,
30 ... bottom surface,
32 ... side,
50 ... a substrate,
52 ... front electrode,
54. Conductor,
56 ... brazing material,
58 ... Alloy base,
60 ... low melting point alloy,
62 ... back electrode,
64 ... lead wire,
70 ... through hole,
80 ... silicone rubber,
82 ... particulate alumina,

Claims

ジュール熱積分値が所定の値以上になると溶断する導電体と、
前記導電体を収容するケースとを備える保護素子であって、
前記導電体に密着し前記導電体を密封するように前記ケース内の空間に充填される充填材をさらに備え、
前記ケースが、
底面と、
前記底面を取囲む側面とを有しており、
前記導電体が前記ケースのうち前記底面と前記側面とによって取囲まれる空間に配置されており、
前記保護素子が、前記ケースの前記底面に固定され前記充填材の熱を吸収し前記ケースの外へ前記熱を放出する放熱板をさらに備えることを特徴とする保護素子。 A conductor that melts when the Joule heat integration value exceeds a predetermined value;
A protective element comprising a case for housing the conductor,
A filler that fills a space in the case so as to be in close contact with the conductor and seal the conductor ;
The case is
The bottom,
A side surface surrounding the bottom surface,
The conductor is disposed in a space surrounded by the bottom surface and the side surface of the case;
The protective element, the protective element, characterized in further comprising Rukoto a radiator plate for releasing the heat is fixed to the bottom surface of the case absorbs heat of the filling material to the outside of the case.

前記充填材がシリコーン樹脂を含むことを特徴とする請求項１に記載の保護素子。 The protective element according to claim 1, wherein the filler includes a silicone resin.

前記シリコーン樹脂がシリコーンゴムを含むことを特徴とする請求項２に記載の保護素子。 The protective element according to claim 2, wherein the silicone resin includes silicone rubber.

前記充填材が、前記シリコーン樹脂に加え、金属酸化物を含むことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の保護素子。 The protective element according to claim 2, wherein the filler contains a metal oxide in addition to the silicone resin.

前記金属酸化物が粒子状であることを特徴とする請求項４に記載の保護素子。 The protective element according to claim 4, wherein the metal oxide is in the form of particles.

前記金属酸化物がアルミナを含むことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の保護素子。 The protective element according to claim 4, wherein the metal oxide includes alumina.

前記放熱板が金属酸化物の焼結体を含むことを特徴とする請求項１に記載の保護素子。 The protection element according to claim 1 , wherein the heat radiating plate includes a sintered body of a metal oxide.