KR20210114538A

KR20210114538A - 보호 소자

Info

Publication number: KR20210114538A
Application number: KR1020217027828A
Authority: KR
Inventors: 요시히로 요네다; 고지 사토
Original assignee: 데쿠세리아루즈 가부시키가이샤
Priority date: 2019-03-05
Filing date: 2020-03-02
Publication date: 2021-09-23
Also published as: JP2023009110A; US20220084773A1; TWI832983B; TW202109583A; JP7173902B2; KR102629279B1; JP7427062B2; CN113519036A; JP2020145051A; WO2020179728A1

Abstract

이 보호 소자는, 제1 단부와 제2 단부를 가지고, 제1 단부로부터 제2 단부를 향해 통전하는 퓨즈 엘리먼트와, 절단부를 사이에 끼도록 대향하여 배치되는 볼록형상 부재 및 오목형상 부재와, 볼록형상 부재와 오목형상 부재가, 절단부를 사이에 끼는 방향인 제1 방향에 있어서 상대적인 거리를 좁히도록 탄성력을 부여하는 압압(押壓) 수단을 구비하고, 퓨즈 엘리먼트의 통전 방향과 교차하는, 볼록형상 부재의 볼록부 및 오목형상 부재의 오목부의 대향하는 적어도 한 쌍의 면은, 제1 방향으로부터의 평면에서 봤을 때 근접해서 배치되고, 퓨즈 엘리먼트를 구성하는 재료의 연화 온도 이상의 온도에 있어서, 퓨즈 엘리먼트가 절단된다.

Description

보호 소자

본 발명은, 보호 소자에 관한 것이다.

본원은, 2019년 3월 5일에, 일본에 출원된 일본국 특허 출원 2019-039888호를 기초로 하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

종래, 정격을 초과하는 전류가 흘렀을 때에 발열되고 용단(溶斷)되어 전류 경로를 차단하는 퓨즈 엘리먼트를 구비하는 보호 소자(퓨즈 소자)가 이용되고 있다.

보호 소자로서는, 예를 들면, 땜납을 유리관에 봉입한 홀더 고정형 퓨즈나, 세라믹 기판 표면에 Ag 전극을 인쇄한 칩 퓨즈, 구리 전극의 일부를 가늘게 해 플라스틱 케이스에 장착한 나사 고정 또는 삽입형 보호 소자 등이 많이 이용되고 있다.

이러한 보호 소자는, 리플로에 의한 표면 실장이 곤란하고, 부품 실장의 효율이 낮아지기 때문에, 근래에는 표면 실장형의 보호 소자가 개발되고 있다(예를 들면, 특허문헌 1, 2 참조).

표면 실장형의 보호 소자는 예를 들면, 리튬 이온 2차 전지를 사용한 전지 팩의 과충전이나 과전류의 보호 소자로서 채용되고 있다. 리튬 이온 2차 전지는, 노트북 컴퓨터, 휴대 전화, 스마트폰 등의 모바일 기기에 있어서 사용되고 있고, 근래에는 전동 공구, 전동 자전거, 전동 오토바이 및 전기 자동차 등에도 채용되고 있다. 그 때문에, 대전류, 고전압용의 보호 소자가 요구되고 있다.

고전압용의 보호 소자에서는, 퓨즈 엘리먼트가 용단될 때에 아크 방전이 발생할 수 있다. 아크 방전이 발생하면, 퓨즈 엘리먼트가 광범위에 걸쳐 용융되고, 증기화된 금속이 비산하는 경우가 있다. 이 경우, 비산한 금속에 의해 새롭게 전류 경로가 형성되거나, 혹은 비산한 금속이 단자나 주위의 전자 부품 등에 부착할 우려가 있다. 그 때문에, 고전압용 보호 소자에서는, 아크 방전을 발생시키지 않거나, 혹은, 아크 방전을 멈추는 대책이 실시되고 있다.

아크 방전을 발생시키지 않거나, 혹은, 아크 방전을 멈추는 대책으로서, 퓨즈 엘리먼트 주위에 소호(消弧)재를 채우는 것이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 3 참조).

또, 아크 방전을 멈추는 다른 방법으로서, 퓨즈 엘리먼트와 탄성 복원력을 모은 상태의 스프링을 직렬로 연결하여 저융점 금속으로 접합하는 타입의 보호 소자가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 4~6 참조). 이 타입의 보호 소자에서는, 과전류가 흘러 저융점 금속이 용융되면, 스프링의 탄성 복원력에 의해 스프링과 퓨즈 엘리먼트의 분리를 촉진하여, 과전류의 신속한 차단을 가능하게 한다.

아크 방전은 전계 강도(전압/거리)에 의존하여, 접점 간 거리가 있는 간격 이상이 될 때까지 아크 방전은 멈추지 않는다. 따라서, 스프링을 이용하는 타입의 보호 소자는, 스프링과 퓨즈 엘리먼트를, 스프링의 탄성 복원력을 이용하여 아크 방전을 유지할 수 없게 되는 거리까지 신속히 분리함으로써, 아크 방전을 신속히 멈추는 것이다.

일본국 특허 제6249600호 공보 일본국 특허 제6249602호 공보 일본국 특허 제4192266호 공보 일본국 특허공개 평 6-84446호 공보 일본국 특허공개 2006-59568호 공보 일본국 특허공개 2012-234774호 공보 일본국 특허 제6210647호 공보

그러나, 상기의 소호재를 이용한 보호 소자에서는 제조 공정이 복잡해져, 보호 소자의 소형화가 어렵고, 보호 소자 내의 발열체의 발열에 의한 퓨즈 엘리먼트의 용단을 저해할 염려가 있었다.

또, 상기의 스프링을 이용하는 보호 소자에서는, 사용 환경에서 퓨즈 엘리먼트와 스프링의 접합 강도가 경시 변화에 의해 저하되기 쉬워, 장기 안정성이 염려된다.

특허문헌 7에는, 상기의 스프링을 이용하는 보호 소자와는 상이한 타입의 스프링을 이용하는 보호 소자가 개시되어 있다. 이 보호 소자는, 퓨즈 엘리먼트를 절단하기 쉬운 개소를 2개소 형성해 두고, 과전류 차단 시에, 스프링 부재에 의해 미리 압압(押壓)되어 있던 절단 플랜저에 의해, 퓨즈 엘리먼트를 절단한다는 것이다.

이 보호 소자에서는, 절단하기 쉬운 개소를 2개소 형성한 퓨즈 엘리먼트를 준비할 필요가 있고, 절단 플랜저에 의해 2개소를 절단하는 구성이기 때문에, 절단의 힘이 2개소로 분산되어버리고, 그만큼, 절단을 위해서 큰 힘이 필요해진다.

본 발명은, 상기 문제를 감안하여 이루어진 것이며, 퓨즈 엘리먼트의 절단 시의 아크 방전의 발생을 억제하고, 아크 방전이 발생했을 때에는 아크 방전의 신속 저지를 가능하게 하는 보호 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

(1) 본 발명의 일 양태에 따른 보호 소자는, 제1 단부와 제2 단부를 가지고, 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부를 향해 통전하는 퓨즈 엘리먼트와, 상기 퓨즈 엘리먼트의 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이에 위치하는 절단부를 사이에 끼도록 대향하여 배치되는 볼록형상 부재 및 오목형상 부재와, 상기 볼록형상 부재와 상기 오목형상 부재가, 상기 절단부를 사이에 끼는 방향인 제1 방향에 있어서 상대적인 거리를 좁히도록 탄성력을 부여하는 압압 수단을 구비하고, 상기 퓨즈 엘리먼트의 통전 방향과 교차하는, 상기 볼록형상 부재의 볼록부 및 상기 오목형상 부재의 오목부의 대향하는 적어도 한 쌍의 면은, 상기 제1 방향으로부터의 평면에서 봤을 때 근접해서 배치되고, 상기 퓨즈 엘리먼트를 구성하는 재료의 연화 온도 이상의 온도에 있어서, 상기 퓨즈 엘리먼트가 절단된다.

(2) (1)에 기재된 보호 소자는, 상기 퓨즈 엘리먼트는, 1개 또는 복수 개의, 평판형상 또는 와이어형상 중 어느 하나의 부품으로 이루어져도 된다.

(3) (1) 또는 (2) 중 어느 하나에 기재된 보호 소자는, 상기 제1 단부에 제1 단자 부재가 접속되고, 상기 제2 단부에 제2 단자 부재가 접속되어 있어도 된다.

(4) (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 보호 소자는, 제1 전극과 제2 전극을 가지고, 상기 제1 전극과 상기 퓨즈 엘리먼트의 상기 제1 단부, 및 상기 제2 전극과 상기 퓨즈 엘리먼트의 상기 제2 단부가 각각 접속되어 있어도 된다.

(5) (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 보호 소자는, 상기 압압 수단은 스프링 또는 고무여도 된다.

(6) (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 기재된 보호 소자는, 상기 오목형상 부재에는, 상기 볼록부를 상기 오목부로 유도하는 가이드가 설치되어 있어도 된다.

(7) (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 기재된 보호 소자는, 상기 볼록부에 근접하는 위치에, 상기 퓨즈 엘리먼트에 접하여 상기 퓨즈 엘리먼트를 가열하는 발열 소자를 구비해도 된다.

(8) (7)에 기재된 보호 소자는, 상기 발열 소자는, 발열체를 가지고, 또한, 상기 퓨즈 엘리먼트 측의 표면에 상기 발열체에 전기적으로 접속된 전극층을 가져도 된다.

(9) (8)에 기재된 보호 소자는, 제3 전극을 가지고, 상기 발열체의 일단이 상기 전극층과 전기적으로 접속되고, 상기 발열체의 타단이 상기 제3 전극과 전기적으로 접속되어도 된다.

(10) (8) 또는 (9)에 기재된 보호 소자는, 상기 발열체는, 상기 퓨즈 엘리먼트의 상기 볼록형상 부재 측에 배치되어도 된다.

(11) (8) 또는 (9)에 기재된 보호 소자는, 상기 발열체는, 상기 퓨즈 엘리먼트의 상기 오목형상 부재 측에 배치되어도 된다.

(12) (7) 내지 (11) 중 어느 하나에 기재된 보호 소자는, 상기 발열 소자의 측면, 상기 볼록부의 외측면, 및, 상기 오목부의 내측면은 전기적으로 절연되어 있어도 된다.

(13) (1) 내지 (12) 중 어느 하나에 기재된 보호 소자는, 상기 퓨즈 엘리먼트는, 내층을 저융점 금속, 외층을 고융점 금속으로 하는 적층체여도 된다.

(14) (13)에 기재된 보호 소자는, 상기 저융점 금속은 Sn 혹은 Sn을 주성분으로 하는 금속으로 이루어지고, 상기 고융점 금속은, Ag 혹은 Cu 또는 Ag 혹은 Cu를 주성분으로 하는 금속으로 이루어져도 된다.

(15) (1) 내지 (14) 중 어느 하나에 기재된 보호 소자는, 상기 퓨즈 엘리먼트에 정격 전류를 초과한 전류가 흐른 상태, 또는, 상기 발열체에 통전된 상태에 있어서, 상기 퓨즈 엘리먼트가 상기 연화 온도 이상의 온도로 가열되고, 상기 퓨즈 엘리먼트가 절단되어 통전이 차단되어도 된다.

(16) (1) 내지 (15) 중 어느 하나에 기재된 보호 소자는, 상기 오목형상 부재의 상기 오목부 내에 배치되어, 상기 퓨즈 엘리먼트를 아래로부터 직접적 또는 간접적으로 지지하는 것으로서, 상기 퓨즈 엘리먼트의 정격 전류 통전 중의 온도 이하에 있어서는 상기 퓨즈 엘리먼트의 변형을 억제하고, 상기 퓨즈 엘리먼트를 구성하는 재료의 고상선 온도 이상의 온도에 있어서는 압압 수단으로부터의 힘에 의해 변형되어 상기 퓨즈 엘리먼트의 절단을 허용하는 재료로 이루어지는 지지 부재를 구비해도 된다.

(17) 본 발명의 다른 양태에 따른 보호 소자는, 제1 단부와 제2 단부를 가지고, 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부를 향해 통전하는 퓨즈 엘리먼트와, 상기 퓨즈 엘리먼트의 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이에 위치하는 절단부를 사이에 끼도록 대향하여 배치되는 볼록형상 부재 및 오목형상 부재와, 상기 볼록형상 부재와 상기 오목형상 부재가, 상기 절단부를 사이에 끼는 방향인 제1 방향에 있어서 상대적인 거리를 좁히도록 탄성력을 부여하는 압압 수단을 구비하고, 상기 퓨즈 엘리먼트의 통전 방향과 교차하는, 상기 볼록형상 부재의 볼록부 및 상기 오목형상 부재의 오목부의 대향하는 적어도 한 쌍의 면은, 상기 제1 방향으로부터의 평면에서 봤을 때 근접해서 배치되고, 상기 볼록부에 근접하는 위치에, 상기 퓨즈 엘리먼트에 접하여 상기 퓨즈 엘리먼트를 가열 용융시키는 발열 소자를 추가로 구비하고, 상기 발열 소자의 가열에 의해, 상기 퓨즈 엘리먼트를 절단한다.

(18) (17)에 기재된 보호 소자는, 상기 퓨즈 엘리먼트는, 1개 또는 복수 개의, 평판형상 또는 와이어형상 중 어느 하나의 부품으로 이루어져도 된다.

(19) (17) 또는 (18) 중 어느 하나에 기재된 보호 소자는, 제1 전극과 제2 전극을 가지고, 상기 제1 전극과 상기 퓨즈 엘리먼트의 상기 제1 단부, 및 상기 제2 전극과 상기 퓨즈 엘리먼트의 상기 제2 단부가 각각 접속되어 있어도 된다.

(20) (17) 내지 (19) 중 어느 하나에 기재된 보호 소자는, 상기 압압 수단은 스프링 또는 고무여도 된다.

(21) (17) 내지 (20) 중 어느 하나에 기재된 보호 소자는, 상기 오목형상 부재에는, 상기 볼록부를 상기 오목부로 유도하는 가이드가 설치되어 있어도 된다.

(22) (17) 내지 (20) 중 어느 하나에 기재된 보호 소자는, 상기 발열 소자는, 발열체를 가지고, 또한, 상기 퓨즈 엘리먼트 측의 표면에 상기 발열체에 전기적으로 접속된 전극층을 가져도 된다.

(23) (22)에 기재된 보호 소자는, 제3 전극을 가지고, 상기 발열체의 일단이 상기 전극층과 전기적으로 접속되고, 상기 발열체의 타단이 상기 제3 전극과 전기적으로 접속되어도 된다.

(24) (22) 또는 (23) 중 어느 하나에 기재된 보호 소자는, 상기 발열체는, 상기 퓨즈 엘리먼트의 상기 볼록형상 부재 측에 배치되어도 된다.

(25) (22) 또는 (23) 중 어느 하나에 기재된 보호 소자는, 상기 발열체는, 상기 퓨즈 엘리먼트의 상기 오목형상 부재 측에 배치되어도 된다.

(26) (17) 내지 (25) 중 어느 하나에 기재된 보호 소자는, 상기 발열 소자의 측면, 상기 볼록부의 외측면, 및, 상기 오목부의 내측면은 전기적으로 절연되어 있어도 된다.

(27) (17) 내지 (26) 중 어느 하나에 기재된 보호 소자는, 상기 퓨즈 엘리먼트는, 내층을 저융점 금속, 외층을 고융점 금속으로 하는 적층체여도 된다.

(28) (27)에 기재된 보호 소자는, 상기 저융점 금속은 Sn 혹은 Sn을 주성분으로 하는 금속으로 이루어지고, 상기 고융점 금속은, Ag 혹은 Cu 또는 Ag 혹은 Cu를 주성분으로 하는 금속으로 이루어져도 된다.

(29) (17) 내지 (28) 중 어느 하나에 기재된 보호 소자는, 상기 오목형상 부재의 상기 오목부 내에 배치되어, 상기 퓨즈 엘리먼트를 아래로부터 직접적 또는 간접적으로 지지하는 것으로서, 상기 퓨즈 엘리먼트의 정격 전류 통전 중의 온도 이하에 있어서는 상기 퓨즈 엘리먼트의 변형을 억제하고, 상기 퓨즈 엘리먼트를 구성하는 재료의 고상선 온도 이상의 온도에 있어서는 압압 수단으로부터의 힘에 의해 변형되어 상기 퓨즈 엘리먼트의 절단을 허용하는 재료로 이루어지는 지지 부재를 구비해도 된다.

(30) 본 발명의 다른 양태에 따른 보호 소자는, 제1 전극 및 제2 전극과, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 각각에, 양 단면이 땜납으로 접속된 퓨즈 엘리먼트와, 상기 퓨즈 엘리먼트를 사이에 끼도록 대향하여 배치되는 볼록형상 부재 및 오목형상 부재와, 상기 볼록형상 부재와 상기 오목형상 부재가, 상기 퓨즈 엘리먼트를 사이에 끼는 방향인 제1 방향에 있어서 상대적인 거리를 좁히도록 탄성력을 부여하는 압압 수단을 구비하고, 상기 퓨즈 엘리먼트의 통전 방향과 교차하는, 상기 볼록형상 부재의 볼록부 및 상기 오목형상 부재의 오목부의 대향하는 적어도 한 쌍의 면은, 상기 제1 방향으로부터의 평면에서 봤을 때 근접해서 배치되고, 상기 퓨즈 엘리먼트의 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 어느 하나에 접속된 한쪽의 단면이, 상기 제1 방향으로부터의 평면에서 봤을 때, 상기 오목부의 개구 내에 위치하고, 상기 땜납을 구성하는 금속 재료의 연화 온도 이상의 온도에 있어서, 상기 한쪽의 단면과 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극의 접속부가 절단된다.

(31) 본 발명의 다른 양태에 따른 보호 소자는, 제1 전극 및 제2 전극과, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 각각에, 양 단면이 땜납으로 접속된 퓨즈 엘리먼트와, 상기 퓨즈 엘리먼트를 사이에 끼도록 대향하여 배치되는 볼록형상 부재 및 오목형상 부재와, 상기 볼록형상 부재와 상기 오목형상 부재가, 상기 퓨즈 엘리먼트를 사이에 끼는 방향인 제1 방향에 있어서 상대적인 거리를 좁히도록 탄성력을 부여하는 압압 수단을 구비하고, 상기 퓨즈 엘리먼트의 통전 방향과 교차하는, 상기 볼록형상 부재의 볼록부 및 상기 오목형상 부재의 오목부의 대향하는 적어도 한 쌍의 면은, 상기 제1 방향으로부터의 평면에서 봤을 때 근접해서 배치되고, 상기 퓨즈 엘리먼트의 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 어느 하나에 접속된 한쪽의 단면이, 상기 제1 방향으로부터의 평면에서 봤을 때, 상기 오목부의 개구 내에 위치하고, 상기 볼록부에 근접하는 위치에, 상기 퓨즈 엘리먼트에 접하여 상기 퓨즈 엘리먼트를 가열 용융시키는 발열 소자를 추가로 구비하고, 상기 발열 소자의 가열에 의해, 상기 한쪽의 단면과 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극의 접속부가 절단된다.

(32) 본 발명의 다른 양태에 따른 보호 소자는, 제1 전극 및 제2 전극과, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 각각에, 양 단면이 땜납으로 접속된 퓨즈 엘리먼트와, 상기 퓨즈 엘리먼트를 사이에 끼도록, 대향하여 배치되는 볼록형상 부재 및 오목형상 부재와, 상기 볼록형상 부재와 상기 오목형상 부재가, 상기 퓨즈 엘리먼트를 사이에 끼는 방향인 제1 방향에 있어서 상대적인 거리를 좁히도록 탄성력을 부여하는 압압 수단을 구비하고, 상기 퓨즈 엘리먼트의 통전 방향과 교차하는, 상기 볼록형상 부재의 볼록부 및 상기 오목형상 부재의 오목부의 대향하는 적어도 한 쌍의 면은, 상기 제1 방향으로부터의 평면에서 봤을 때 근접해서 배치되고, 상기 퓨즈 엘리먼트의 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 접속된 양 단면이, 상기 제1 방향으로부터의 평면에서 봤을 때, 상기 오목부의 개구 내에 위치하고, 상기 땜납을 구성하는 금속 재료의 연화 온도 이상의 온도에 있어서, 상기 퓨즈 엘리먼트의 양 단면과 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극의 적어도 한쪽의 접속부가 절단된다.

(33) 본 발명의 다른 양태에 따른 보호 소자는, 제1 전극 및 제2 전극과, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 각각에, 양 단면이 땜납으로 접속된 퓨즈 엘리먼트와, 상기 퓨즈 엘리먼트를 사이에 끼도록, 대향하여 배치되는 볼록형상 부재 및 오목형상 부재와, 상기 볼록형상 부재와 상기 오목형상 부재가, 상기 퓨즈 엘리먼트를 사이에 끼는 방향인 제1 방향에 있어서 상대적인 거리를 좁히도록 탄성력을 부여하는 압압 수단을 구비하고, 상기 퓨즈 엘리먼트의 통전 방향과 교차하는, 상기 볼록형상 부재의 볼록부 및 상기 오목형상 부재의 오목부의 대향하는 적어도 한 쌍의 면은, 상기 제1 방향으로부터의 평면에서 봤을 때 근접해서 배치되고, 상기 퓨즈 엘리먼트의 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 접속된 양 단면이, 상기 제1 방향으로부터의 평면에서 봤을 때, 상기 오목부의 개구 내에 위치하고, 상기 볼록부에 근접하는 위치에, 상기 퓨즈 엘리먼트에 접하여 상기 퓨즈 엘리먼트를 가열 용융시키는 발열 소자를 추가로 구비하고, 상기 발열 소자의 가열에 의해, 상기 퓨즈 엘리먼트의 양 단면과 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극의 적어도 한쪽의 접속부가 절단된다.

본 발명의 보호 소자에 의하면, 퓨즈 엘리먼트의 절단 시의 아크 방전의 발생을 억제하고, 아크 방전이 발생했을 때에는 아크 방전의 신속 저지를 가능하게 하는 보호 소자를 제공할 수 있다.

도 1은, 제1 실시 형태에 따른 보호 소자의 주요부의 모식도이며, (a)는 단면 모식도이고, (b)는 퓨즈 엘리먼트의 평면 모식도이다.
도 2는, 도 1(a)에 있어서 점선으로 환형상으로 둘러싼 개소의 확대도이며, (a)는 단면 모식도이고, (b)는 평면 모식도이다.
도 3은, 적층체의 구조의 예를 모식적으로 나타낸 사시도이며, (a)는 사각형상 혹은 판형상의 것이며, 내층으로서 저융점 금속층으로 하고, 외층으로서 고융점 금속층으로 한 것이고, (b)는 환봉형상의 것이며, 내층으로서 저융점 금속층으로 하고, 외층으로서 고융점 금속층으로 한 것이고, (c)는 사각형상 혹은 판형상의 것이며, 저융점 금속층과 고융점 금속층이 적층된 2층 구조의 것이고, (d)는 사각형상 혹은 판형상의 것이며, 저융점 금속층을 상하의 고융점 금속층 사이에 끼운 3층 구조의 것이다.
도 4는, 제1 실시 형태에 따른 보호 소자의 변형예의 모식도이며, (a)는 단면 모식도이고, (b)는 퓨즈 엘리먼트 및 단자 부재의 측면 모식도이고, (c)는 (b)에 나타낸 퓨즈 엘리먼트 및 단자 부재를 이면 측(-z측)으로부터 본 평면 모식도이다.
도 5는, 제2 실시 형태에 따른 보호 소자의 주요부의 모식도이며, (a)는 단면 모식도이고, (b)는 제1 전극, 제2 전극 및 퓨즈 엘리먼트의 구성의 측면 모식도이고, (c)는 제1 전극, 제2 전극 및 퓨즈 엘리먼트의 구성의 평면 모식도이다.
도 6은, 제3 실시 형태에 따른 보호 소자의 주요부의 모식도이며, (a)는 도 1(a)에 대응하는 단면 모식도이고, (b)는 도 2(a)에 대응하는 단면 모식도이다.
도 7은, 제4 실시 형태에 따른 보호 소자의 주요부의 모식도이며, 도 1(a)에 대응하는 단면 모식도이다.
도 8은, 발열 소자(40)의 일례의 구성의 모식도이며, (a)는 z방향으로부터 본 평면 모식도이고, (b)는 단면 모식도이다.
도 9는, 도 7에 나타낸 보호 소자에 있어서, 발열 소자(40)가 배치되는 위치를 나타내는 확대 모식도이다.
도 10은, 보호 소자를 사용할 때의 일례로서, 도 7에 나타낸 보호 소자(300)를 사용할 때의 일례의 구성을 나타내는 모식도이며, (a)는 전체의 사시 모식도이고, (b)는 하측 구성만의 사시 모식도이다.
도 11은, 도 8에 나타내는 보호 소자의 분해 사시 모식도이다.
도 12는, (a)는 도 6에 나타낸 보호 소자(200A)에 있어서, 퓨즈 엘리먼트에 전기적으로 접속되어 퓨즈 엘리먼트를 가열 가능한 발열 소자를 구비한 구성의 단면 모식도이고, (b)는 (a)에 나타낸 퓨즈 엘리먼트가 절단된 후의 단면 모식도이다.
도 13은, (a)는 제5 실시 형태에 따른 보호 소자의 주요부의 단면 모식도이고, (b)는 (a)에 나타낸 퓨즈 엘리먼트가 절단된 후의 단면 모식도이다.
도 14는, (a)는 지지 부재가 퓨즈 엘리먼트를 아래로부터 발열 소자를 개재하여 간접적으로 지지하는 구성의 단면 모식도이고, (b)는 발열체에 통전이 개시되어, 지지 부재가 압압 수단으로부터의 힘에 의해 변형된 모습을 나타내는 단면 모식도이고, (c)는 (a)에 나타낸 퓨즈 엘리먼트가 절단된 후의 단면 모식도이다.
도 15는, 제6 실시 형태에 따른 보호 소자의 주요부의 모식도이며, (a)는 단면 모식도이고, (b)는 (a)에 있어서 점선으로 환형상으로 둘러싼 개소의 확대도이다.
도 16은, 제6 실시 형태에 따른 보호 소자의 변형예의 단면 모식도이다.
도 17은, 제7 실시 형태에 따른 보호 소자의 주요부의 단면 모식도이다.
도 18은, 제8 실시 형태에 따른 보호 소자의 주요부의 모식도이며, (a)는 도 15(a)에 대응하는 단면 모식도이고, (b)는 도 15(b)에 대응하는 단면 모식도이다.
도 19는, 제9 실시 형태에 따른 보호 소자의 주요부의 모식도이며, (a)는 도 18(a)에 대응하는 단면 모식도이고, (b)는 도 18(b)에 대응하는 단면 모식도이다.
도 20은, 제10 실시 형태에 따른 보호 소자의 주요부의 모식도이며, (a)는 도 19(a)에 대응하는 단면 모식도이고, (b)는 도 19(b)에 대응하는 단면 모식도이다.
도 21은, 제11 실시 형태에 따른 보호 소자의 주요부의 모식도이며, (a)는 도 19(a)에 대응하는 단면 모식도이고, (b)는 도 19(b)에 대응하는 단면 모식도이다.
도 22는, 제12 실시 형태에 따른 보호 소자의 주요부의 모식도이며, (a)는 도 21(a)에 대응하는 단면 모식도이고, (b)는 도 21(b)에 대응하는 단면 모식도이다.

이하, 본 실시 형태에 대해, 도면을 적절히 참조하면서 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 이용하는 도면은, 특징을 알기 쉽게 하기 위해서 편의상 특징이 되는 부분을 확대하여 나타내고 있는 경우가 있으며, 각 구성 요소의 치수 비율 등은 실제와는 상이한 경우가 있다. 이하의 설명에 있어서 예시되는 재료, 치수 등은 일례이며, 본 발명은 그들에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 효과를 나타내는 범위에서 적절히 변경하여 실시하는 것이 가능하다.

(제1 실시 형태)

도 1은, 제1 실시 형태에 따른 보호 소자의 주요부의 모식도이며, (a)는 단면 모식도이고, (b)는 퓨즈 엘리먼트의 평면 모식도이다.

도 2는, 도 1(a)에 있어서 점선으로 환형상으로 둘러싼 개소의 확대도이며, (a)는 단면 모식도이고, (b)는 평면 모식도이다.

도 1에 나타내는 퓨즈 엘리먼트는 평면에서 봤을 때 직사각형의 평판형상의 예이며, 도 1(a)에 있어서, x로 표시하는 방향은 퓨즈 엘리먼트의 길이 방향(통전 방향), y로 표시하는 방향은 퓨즈 엘리먼트의 폭 방향(길이 방향과 직교하는 방향), z로 표시하는 방향은, 방향 x 및 방향 y에 직교하는 방향이다.

도 1에 나타내는 보호 소자(100)는, 제1 단부(3a)와 제2 단부(3b)를 가지고, 제1 단부(3a)로부터 제2 단부(3b)를 향해 통전하는 퓨즈 엘리먼트(3)와, 퓨즈 엘리먼트(3)의 제1 단부(3a)와 제2 단부(3b) 사이에 위치하는 절단부(3C)를 사이에 끼도록 대향하여 배치되는 볼록형상 부재(10) 및 오목형상 부재(20)와, 볼록형상 부재(10)와 오목형상 부재(20)가, 절단부(3C)를 사이에 끼는 방향인 제1 방향(z방향)에 있어서 상대적인 거리를 좁히도록 탄성력을 부여하는 압압 수단(30)을 구비하고, 퓨즈 엘리먼트(3)의 통전 방향(x방향)과 교차하는, 볼록형상 부재(10)의 볼록부(10a) 및 오목형상 부재(20)의 오목부(20a)의 대향하는 적어도 한 쌍의 면(외측면(10aBa) 및 내측면(20aBa)과, 외측면(10aBb) 및 내측면(20aBb))은, 제1 방향(z방향)으로부터의 평면에서 봤을 때 근접해서 배치되고, 퓨즈 엘리먼트(3)를 구성하는 재료의 연화 온도 이상의 온도에 있어서, 퓨즈 엘리먼트(3)가 절단된다.

＜퓨즈 엘리먼트＞

퓨즈 엘리먼트(3)로서는, 공지의 퓨즈 엘리먼트에 이용되는 재료의 것을 이용할 수 있다. 전형적으로는, 합금을 포함하는 금속 재료의 것을 이용할 수 있다. 구체적으로는, Pb85%/Sn이나 Sn/Ag3%/Cu0.5% 등을 예시할 수 있다.

퓨즈 엘리먼트(3)는, 퓨즈 엘리먼트(3)를 구성하는 재료의 연화 온도 이상의 온도에서 절단된다. 연화 온도 이상의 온도이기 때문에, 「연화 온도」에서 절단되어도 된다.

「연화 온도」

여기서, 본 명세서에 있어서 「연화 온도」란, 고상과 액상이 혼재 혹은 공존하는 온도 혹은 온도 범위를 의미한다. 연화 온도는, 퓨즈 엘리먼트가 외력에 의해 변형될 정도로 유연해지는 온도 혹은 온도대(온도 범위)이다.

예를 들면, 퓨즈 엘리먼트를 구성하는 재료가 2성분계 합금인 경우, 고상선(용융을 시작하는 온도)과 액상선(완전히 용융되는 온도) 사이의 온도 범위는 고상과 액상이 서로 섞인, 말하자면 셔벗상의 상태로 되어 있다. 이 고상과 액상이 혼재 혹은 공존하는 온도 범위는, 퓨즈 엘리먼트는 외력에 의해 변형될 정도로 유연해지는 온도 범위이며, 이 온도 범위가 「연화 온도」이다.

퓨즈 엘리먼트를 구성하는 재료가 3성분계 합금 혹은 다성분계 합금인 경우는, 상기 고상선 및 액상선을, 고상면 및 액상면으로 대체하여 마찬가지로 고상과 액상이 혼재 혹은 공존하는 온도 범위가 「연화 온도」이다.

한편, 합금의 경우에는 고상선과 액상선 간에 온도차가 있으므로, 「연화 온도」는 온도 범위를 가지는 것이지만, 퓨즈 엘리먼트를 구성하는 재료가 단일 금속인 경우, 고상선/액상선은 존재하지 않고, 1점의 융점/응고점이 존재한다. 융점 또는 응고점에 있어서 고상과 액상의 혼재 혹은 공존하는 상태가 되므로, 단일 금속의 퓨즈 엘리먼트의 경우에는, 융점 또는 응고점이 본 명세서에 있어서의 「연화 온도」이다.

또한, 고상선과 액상선 측정은, 온도 상승 과정에 있어서 상 상태 변화에 수반하는 잠열에 의한 불연속점(시간 변화에 있어서의 플래토한 온도)으로서 행할 수 있다. 고상과 액상이 혼재 혹은 공존하는 온도 혹은 온도 범위를 가지는 합금 재료 및 단일 금속 모두, 본 발명의 퓨즈 엘리먼트로서 이용할 수 있다.

도 1에 나타내는 퓨즈 엘리먼트(3)는, 1개의 부재(부품)로 이루어지는데, 복수 개의 부재(부품)로 이루어지는 것이어도 된다.

또, 퓨즈 엘리먼트(3)를 구성하는 1개의 부재, 또는, 복수 개의 부재 각각의 형상은, 퓨즈로서 기능 가능하면 특별히 형상에 제한은 없고, 평판형상이나 와이어형상의 것을 예시할 수 있다.

도 1에 나타내는 퓨즈 엘리먼트(3)는, 평판형상의 부재이다.

이 퓨즈 엘리먼트(3)의 두께(t)나 폭(w)은, 통상 작동 중의 통전에 의해서는 실질적으로 변형되지 않고, 과전류가 흘렀을 때, 또는, 후술하는 발열체의 가열에 의해, 압압 수단으로 절단 가능한 임의의 치수를 잴 수 있다.

도 1에 나타내는 퓨즈 엘리먼트(3)에서는, 제1 단부(3a) 및 제2 단부(3b) 각각에는, 외부 단자 구멍(3aa), 외부 단자 구멍(3ba)을 구비하고 있다.

한 쌍의 외부 단자 구멍(3aa), 외부 단자 구멍(3ba) 중, 한쪽의 외부 단자 구멍은 전원 측에 접속하기 위해서 이용할 수 있고, 다른 쪽의 외부 단자 구멍은 부하 측에 접속하기 위해서 이용할 수 있다.

여기서, 외부 단자 구멍(3aa), 외부 단자 구멍(3ba)의 형상은 도시하지 않은 전원 측 혹은 부하 측의 단자에 결합 가능한 형상이면 특별히 제한은 없고, 도 1(b)에 나타내는 외부 단자 구멍(3aa), 외부 단자 구멍(3ba)은 개방 부분이 없는 관통 구멍이지만, 일부에 개방 부분을 가지는 클로형상 등이어도 된다.

도 1에 나타내는 퓨즈 엘리먼트(3)는, 제1 단부(3a)와 제2 단부(3b) 사이에 절단부(3C)를 가진다.

절단부(3C)는, z방향으로부터 평면에서 봤을 때, 오목형상 부재(20)의 오목부(20a)의 개구에 일치하는 개소이다. 절단부(3C)는 절단이 생기기 쉬운 개소이지만, 실제로 절단되는 개소는 절단부(3C)가 아닌 경우도 있다.

퓨즈 엘리먼트(3)가, 연화 온도가 상이한 재료로 이루어지는 복수의 부위(예를 들면, 층, 와이어 등)로 구성되어 있는 경우, 퓨즈 엘리먼트(3)는 연화 온도가 가장 낮은 온도 이상에서 절단된다.

이 구성에서는, 연화 온도가 낮은 재료의 층으로부터 순서대로 고상과 액상의 혼재 상태가 되는데, 본 실시 형태의 보호 소자에서는, 퓨즈 엘리먼트(3)에는 압압 수단에 의해 볼록형상 부재 및 오목형상 부재 사이에 끼워 자르는 힘이 작용하고 있으므로, 모든 층이 연화 온도에 도달하지 않아도 퓨즈 엘리먼트(3)는 절단될 수 있다. 이 구성에서는, 각 부위마다 보면, 용단이라고 할 수 있는 경우나, 전단이라고 할 수 있는 경우가 있다.

예를 들면, 퓨즈 엘리먼트(3)는, 연화 온도가 상이한 재료로 이루어지는 복수로 이루어지는 층의 적층체여도 된다. 이 구성에서는, 연화 온도가 높은 재료층이 강성을 확보하면서, 연화 온도가 낮은 재료층이 저온에서 퓨즈 엘리먼트(3)를 유연하게 하여 절단 가능하게 한다.

퓨즈 엘리먼트(3)가 이 구성인 경우, 연화 온도가 낮은 재료의 층으로부터 순서대로 고상과 액상의 혼재 상태가 되는데, 모든 층이 연화 온도에 도달하지 않아도 퓨즈 엘리먼트(3)는 절단될 수 있다.

퓨즈 엘리먼트(3)가 내층과 외층의 3층으로 이루어지는 적층체인 경우, 내층이 저융점 금속층, 외층이 고융점 금속층인 것이 바람직한데, 외층이 저융점 금속층, 내층이 고융점 금속층이어도 된다.

고융점 금속층의 연화 온도는 저융점 금속층의 연화 온도보다 높으므로, 퓨즈 엘리먼트(3)를 구성하는 적층체 중, 저융점 금속층에 있어서 고상과 액상의 혼재 상태가 먼저 시작되고, 퓨즈 엘리먼트(3)는 고융점 금속층이 연화 온도에 도달하기 전에 절단될 수 있다.

저융점 금속층에 이용되는 저융점 금속으로서, Sn 혹은 Sn을 주성분으로 하는 금속을 이용하는 것이 바람직하다. Sn은 융점 232℃이기 때문에, Sn을 주성분으로 하는 금속은 저융점이며, 저온에서 유연해지기 때문이다.

예를 들면, Sn/Ag3%/Cu0.5% 합금의 고상선은 217℃이다.

고융점 금속층에 이용되는 고융점 금속으로서는, Ag, Cu 또는 이들을 주성분으로 하는 금속을 이용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, Ag는 융점 962℃이기 때문에, Ag를 주성분으로 하는 금속으로 이루어지는 고융점 금속층은 저융점 금속층이 유연해지는 온도에서는 강성을 유지할 수 있기 때문이다.

적층체의 구조로서는 다양한 구조를 취할 수 있다.

도 3에, 적층체의 구조의 예를 모식적으로 나타낸 사시도를 나타낸다.

도 3(a)에 나타내는 적층체(퓨즈 엘리먼트)(3AA)는, 사각형상 혹은 판형상의 것이며, 내층으로서 저융점 금속층(3Aa)으로 하고, 외층으로서 고융점 금속층(3Ab)으로 한 것인데, 내층과 외층을 반대로 해도 된다.

도 3(b)에 나타내는 적층체(퓨즈 엘리먼트)(3BB)는, 환봉형상의 것이며, 내층으로서 저융점 금속층(3Ba)으로 하고, 외층으로서 고융점 금속층(3Bb)으로 한 것인데, 내층과 외층을 반대로 해도 된다.

도 3(c)에 나타내는 적층체(퓨즈 엘리먼트)(3CC)는, 사각형상 혹은 판형상의 것이며, 저융점 금속층(3Ca)과 고융점 금속층(3Cb)이 적층된 2층 구조의 것이다.

도 3(d)에 나타내는 적층체(퓨즈 엘리먼트)(3DD)는, 사각형상 혹은 판형상의 것이며, 저융점 금속층(3Da)을 상하의 고융점 금속층(3Db) 및 고융점 금속층(3Dc) 사이에 끼운 3층 구조의 것이다. 반대로, 고융점 금속층을 2층의 저융점 금속층 사이에 끼운 3층 구조로 해도 된다.

도 3(a)~(d)는, 2층 또는 3층의 적층체로 한 것인데, 4층 이상으로 해도 된다.

＜볼록형상 부재와 오목형상 부재의 관계＞

도 1에 나타내는 보호 소자(100)에서는, 볼록형상 부재(10)가 구비하는 볼록부(10a)는 직사각형상을 가지고, xy면에 평행한 하면(10aA)과, yz면에 평행한 외측면(10aBa) 및 외측면(10aBb)과, xz면에 평행한 한 쌍의 외측면(도시하지 않음)을 가진다. 또, 오목형상 부재(20)가 구비하는 오목부(20a)는 볼록부(10a)가 삽입 가능하게, 볼록부(10a)의 직방체 형상에 대응하는 구멍(공간)을 가지고, yz면에 평행한 내측면(20aBa) 및 내측면(20aBb)과, xz면에 평행한 한 쌍의 내측면(도시하지 않음)을 가진다.

도 1에 나타내는 보호 소자(100)에서는, 퓨즈 엘리먼트(3)의 통전 방향(x방향)과 직교하는, 볼록형상 부재(10)의 볼록부(10a) 및 오목형상 부재(20)의 오목부(20a)의 대향하는 2세트의 외측면(10aBa) 및 내측면(20aBa), 그리고, 외측면(10aBb) 및 내측면(20aBb)은, 두께 방향(z방향)으로부터의 평면에서 봤을 때, 근접해서 배치되어 있다.

도 1에 나타내는 보호 소자(100)에서는, 외측면(10aBa) 및 내측면(20aBa), 그리고, 외측면(10aBb) 및 내측면(20aBb)은, 퓨즈 엘리먼트(3)의 통전 방향(x방향)과 교차하고 있으면 되고, 직교는 일례이다.

이하에, 볼록형상 부재(10) 및 오목형상 부재(20) 각각에 대해 추가로 설명한다.

＜볼록형상 부재＞

볼록형상 부재(10)는, 선단면(10aA)을 가지는 볼록부(10a)를 적어도 구비하고, 퓨즈 엘리먼트(3)의 두께 방향(z방향)에 있어서, 퓨즈 엘리먼트(3)를 사이에 끼고 오목형상 부재(20)와는 반대 측에 배치된다.

볼록형상 부재(10)가 구비하는 볼록부(10a)는, 퓨즈 엘리먼트(3)의 절단 시에 오목형상 부재(20)의 오목부(20a) 내에 삽입 가능한 형상으로 형성되어 있다.

도 1에 나타내는 보호 소자(100)에서는, 볼록부(10)는, 퓨즈 엘리먼트(3)의 통전 방향(x방향)에 있어서 오목형상 부재(20)의 오목부(20a)에 끼워지는 형상을 가진다.

여기서, 「끼워지는」에 대해, 도 2를 이용하여 설명한다.

z방향으로부터 평면에서 봤을 때, 퓨즈 엘리먼트(3)의 통전 방향(x방향)에 있어서, 볼록부(10a)의 제1 단부(3a) 측의 외측면(10aBa)과 오목부(20a)의 제1 단부(3a) 측의 내측면(20aBa)의 이격 거리(d1), 및, 볼록부(10a)의 제2 단부(3b) 측의 외측면(10aBb)과 오목부(20a)의 제2 단부(3b) 측의 내측면(20aBb)의 이격 거리(d2)가 작고, 볼록부(10a)가 오목부(20a) 내에 삽입될 때에 볼록부(10a)의 외측면과 오목부(20a)의 내측면이 접촉하면서 삽입되는 구성을, 본 명세서에 있어서는 「끼워지다」라고 하기로 한다.

외측면(10aBa)과 내측면(20aBa), 및, 외측면(10aBb)과 내측면(20aBb)이 「끼워지는」 구성은, 그들의 대향하는 면의 쌍이 「근접해서 배치되는」 구성의 일례이며, 이격 거리(d1 및 d2)는 한정되는 것은 아니지만, 기준을 말하면, 0.1~0.2mm이며, 바람직하게는 0.02~0.1mm이다. 이격 거리(d1 및 d2)의 양자가 같아도 되고 상이해도 된다.

볼록부(10a)와 오목부(20a)가 서로 끼워지는 형상을 가지면, 즉, 이격 거리(d1 및 d2)가 접촉하면서 삽입되는 정도의 근접한 거리이면, 볼록형상 부재(10)와 오목형상 부재(20)의 상대적인 거리를 좁히는 방향으로 힘이 부여되어 있는 경우, 퓨즈 엘리먼트(3)는 전단력에 의해 절단되기 쉬워진다. 여기서, 본 명세서에 있어서, 「전단」이란, 퓨즈 엘리먼트를 끼워 자르는 작용을 말하고, 「전단력」이란, 퓨즈 엘리먼트가 있는 단면에 평행하게, 서로 반대 방향의 한 쌍의 힘을 작용시키면 퓨즈 엘리먼트는 그 면을 따라 미끄러져 잘리는 작용을 받는데, 이러한 작용을 부여하는 힘을 말한다.

볼록부(10a)와 오목부(20a)가 서로 끼워지는 형상으로 함으로써, 전단 작용이 효과가 있기 쉬워진다.

도 1에 나타내는 보호 소자(100)에서는, 퓨즈 엘리먼트(3)의 통전 방향(x방향)에 있어서, 볼록부(10a)가 오목부(20a)에 끼워지는 치수인 것을 도시하고 있는데, 퓨즈 엘리먼트(3)의 통전 방향과 교차하는 폭 방향(y방향)에 있어서, 볼록부(10a)가 오목부(20a)에 끼워지는 치수여도 된다.

또, 볼록부(10)의 폭(y방향)은, 퓨즈 엘리먼트(3)를 절단하기 쉽도록 퓨즈 엘리먼트(3)의 폭과 같거나, 그 이상, 폭이 넓은 것이 바람직하다.

볼록부(10a)의 외측면의 구체적인 형상으로서는, xy면에 평행한 면에서의 단면 형상이 직사각형 또는 정사각형인 것으로 할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.

볼록형상 부재(10)는, 퓨즈 엘리먼트를 구성하는 재료의 연화 온도에 있어서도 단단한 상태를 유지할 수 있는 재료, 혹은 실질적으로 변형되지 않는 재료로 이루어진다. 구체적으로는, 세라믹스 재료나 유리 전이 온도가 높은 수지 재료를 이용할 수 있다.

여기서, 수지 재료의 유리 전이 온도(Tg)란, 연질의 고무상태로부터 경질의 유리 상태가 되는 온도를 말한다. 수지는 유리 전이 온도 이상으로 가열하면 분자가 운동하기 쉬워져, 연질의 고무 상태가 된다. 한편, 식어가면, 분자의 운동이 제한되어, 경질의 유리 상태가 된다.

세라믹스 재료로서는, 알루미나, 지르코니아를 예시할 수 있다. 알루미나 등의 열전도율이 높은 것을 이용하면, 퓨즈 엘리먼트가 발열한 열을 효율적으로 외부로 방열하여, 퓨즈 엘리먼트를 국소적으로 가열, 용단시키는 것이 가능해진다.

유리 전이 온도가 높은 수지 재료로서는, 나일론계 수지, 불소계 수지, 실리콘계 수지, PPS 수지를 예시할 수 있다. 수지 재료는 일반적으로 세라믹스 재료보다 열전도율은 낮지만, 저비용으로 할 수 있다.

또, 특히 나일론계 수지는 내트래킹성(트래킹(탄화 도전로) 파괴에 대한 내성)이 높고, 250V 이상이다. 내트래킹성은, IEC60112에 의거하는 시험에 의해 구할 수 있다. 나일론계 수지 중에서도, 나일론 46, 나일론 6T, 나일론 9T를 이용하는 것이 바람직하고, 내트래킹성을 600V 이상으로 할 수 있다.

볼록형상 부재(10)를, 수지 이외의 재료 예를 들면, 세라믹스 재료로 제작한 경우에, 볼록부(10)의 일부 예를 들면, 선단면(10aA)을 나일론계 수지로 피복해도 된다.

＜오목형상 부재＞

오목형상 부재(20)는, 오목부(20a)를 적어도 구비하고, 퓨즈 엘리먼트(3)의 두께 방향(z방향)에 있어서, 퓨즈 엘리먼트(3)를 사이에 끼고 볼록형상 부재(10)와는 반대 측에 배치한다.

오목형상 부재(20)의 오목부(20a)는, 퓨즈 엘리먼트(3)의 절단 시에 볼록형상 부재(10)의 볼록부(10a)가 삽입 가능한 형상으로 형성되어 있다.

도 1에 나타내는 보호 소자(100)에서는, 상술한 바와 같이, 오목부(20a)는 볼록형상 부재(10)의 볼록부(10a)가 끼워지는 형상을 가진다.

오목부(20a)의 내측면의 구체적인 형상으로서는, xy면에 평행한 면에서의 단면 형상이 직사각형 또는 정사각형인 것으로 할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.

오목형상 부재(20)의 재료로서는, 볼록형상 부재(10)와 동일한 것을 이용할 수 있다.

또, 볼록형상 부재(10)와 마찬가지로, 오목형상 부재(20)를, 수지 이외의 재료 예를 들면, 세라믹스 재료로 제작한 경우에, 오목부(20a)의 일부를 나일론계 수지로 피복해도 된다.

여기서, 볼록형상 부재(10) 및 오목형상 부재(20)가 퓨즈 엘리먼트(3)의 절단부(3C)를 사이에 낀다는 것은, 볼록형상 부재(10) 및 오목형상 부재(20)가 퓨즈 엘리먼트(3)를 상하로부터 접하여 사이에 끼고 있고, 또한, z방향으로부터 평면에서 봤을 때, 볼록형상 부재(10) 및 오목형상 부재(20)가 절단부(3C)에 겹쳐있는 것을 의미한다. 볼록형상 부재(10) 및 오목형상 부재(20) 모두가, 절단부(3C)와 접해 있는지 여부는 상관없다.

＜압압 수단＞

압압 수단(30)으로서는, 볼록형상 부재(10)와 오목형상 부재(20)가 퓨즈 엘리먼트(3)의 절단부(3C)를 사이에 끼는 방향(z방향)으로 상대적인 거리를 좁히도록 탄성력을 부여할 수 있는 공지의 수단을 이용할 수 있다. 예를 들면, 스프링이나 고무 등을 예시할 수 있다.

도 1에 나타내는 보호 소자(100)에 있어서는, 압압 수단(30)으로서 스프링을 이용하고 있으며, 스프링은 볼록형상 부재(10)의 기부(基部)(10b)의 상면(10bA)에 재치되고, 좁혀진 상태로 유지되어 있다.

도 1에 나타내는 보호 소자(100)에 있어서는, 압압 수단(30)은 볼록형상 부재(10) 측에 설치되어 있는데, 오목형상 부재(20) 측에 설치되어 있어도 되고, 볼록형상 부재(10) 측 및 오목형상 부재(20) 측 양쪽 모두에 설치된 구성으로 해도 된다.

볼록형상 부재(10) 측 및 오목형상 부재(20) 측 양쪽 모두에 설치된 구성으로 함으로써, 탄성력의 강화를 도모할 수 있고, 또한, 한쪽의 압압 수단(30)에 문제가 생긴 경우여도 다른 한쪽의 압압 수단(30)에 의해 기능을 하는 것이 가능해진다.

볼록형상 부재(10) 측 및 오목형상 부재(20) 측 양쪽 모두에 압압 수단(30)을 설치하는 경우에는, 양쪽의 압압 수단(30)을 같은 것으로 해도 되고, 상이한 것으로 해도 된다.

또, 볼록형상 부재(10) 측 및 오목형상 부재(20) 측의 일방측, 혹은, 양쪽 각각에, 복수의 압압 수단(30)을 설치해도 된다.

압압 수단(30)을 복수 구비한 구성으로 한 경우에는, 좁히는 정도를 서로 상이한 것으로 함으로써, 탄성력을 조정해도 된다.

압압 수단(30)으로서 스프링을 이용하는 경우, 스프링 재료로서는 공지의 것을 이용할 수 있다.

본 실시 형태의 보호 소자(100)에서는, 퓨즈 엘리먼트(3)에 정격 전류를 초과한 전류가 흐른 상태에 있어서, 퓨즈 엘리먼트(3)가 그 연화 온도 이상의 온도로 가열되면, 퓨즈 엘리먼트(3)가 절단되어 통전이 차단된다.

여기서, 보호 소자(100)에서는, 볼록형상 부재(10) 및 오목형상 부재(20)가, 압압 수단(30)에 의한 탄성력을 받아, 퓨즈 엘리먼트(3)를 전단하도록 전단력을 부여하고 있어, 퓨즈 엘리먼트(3)는 완전 용융 상태가 되지 않아도 절단될 수 있다. 퓨즈 엘리먼트(3)가 어느 타이밍에 절단될지는, 퓨즈 엘리먼트(3)의 구성이나, 볼록형상 부재(10) 및 오목형상 부재(20)의 구성, 압압 수단(30)의 탄성력 등에 의해 정해진다.

보호 소자(100)에 있어서는, 퓨즈 엘리먼트 자체를 물리적으로 절단하는 점에서, 퓨즈 엘리먼트와 스프링의 접합을 분리하는 상술한 스프링 이용 타입의 보호 소자와는 상이하다.

또, 아크 방전은, 거리에 반비례하는 전계 강도에 의존하는데, 보호 소자(100)에서는, 절단된 퓨즈 엘리먼트의 절단면끼리의 거리는 탄성력에 의해 급속히 커지므로, 아크 방전이 발생해도 아크 방전을 신속하게 멈출 수 있다.

또, 보호 소자(100)에서는, 퓨즈 엘리먼트가 완전 용융 상태에 이르기 전의 유연해지는 온도 혹은 고상과 액상이 혼재하는 온도 즉, 연화 온도에 있어서 퓨즈 엘리먼트를 절단할 수 있으므로, 아크 방전의 발생 자체를 저감할 수 있다.

퓨즈 엘리먼트(3)에 있어서, 두께 방향(z방향)으로부터의 평면에서 봤을 때 전단력이 강하게 작용하는 개소에 절단을 용이하게 하기 위한 절입을 넣어도 된다.

(변형예)

도 4는, 제1 실시 형태에 따른 보호 소자의 변형예의 모식도이며, (a)는 단면 모식도이고, (b)는 퓨즈 엘리먼트 및 단자 부재의 측면 모식도이고, (c)는 (b)에 나타낸 퓨즈 엘리먼트 및 단자 부재를 이면 측(-z측)으로부터 본 평면 모식도이다. 상기 도면에 있어서 같은 부호를 이용한 부재는 같은 구성을 가지는 것으로, 설명을 생략한다. 또, 상기 도면과 부호가 상이해도 기능이 같은 부재에 대해서는 설명을 생략하는 경우가 있다.

＜제1 단자 부재, 제2 단자 부재＞

도 4에 나타내는 보호 소자(100A)에서는, 퓨즈 엘리먼트(3)의 제1 단부(3a)의 두께 방향으로 제1 단자 부재(5)가 겹치도록 접속되고, 또, 제2 단부(3b)의 두께 방향으로 제2 단자 부재(6)가 겹치도록 접속되어 있는 점이, 보호 소자(100)와의 주된 차이이다.

제1 단자 부재, 및, 제2 단자 부재는 각각, 퓨즈 엘리먼트의 외부와의 접속을 위한 강성을 보강하여, 전기 저항을 저감하는 것이다.

제1 단자 부재(5)는, 제1 단부(3a)가 구비하는 외부 단자 구멍(3aa)에 대응하는 위치에 외부 단자 구멍(5a)을 가진다. 또, 제2 단자 부재(6)는, 제2 단부(3b)가 구비하는 외부 단자 구멍(3ba)에 대응하는 위치에 외부 단자 구멍(6a)을 가진다.

제1 단자 부재, 및, 제2 단자 부재의 재료로서는, 예를 들면, 구리나 황동 등을 들 수 있다.

그 중, 강성 강화의 관점에서는, 황동이 바람직하다.

그 중, 전기 저항 저감의 관점에서는, 구리가 바람직하다.

제1 단자 부재, 및, 제2 단자 부재의 재료는, 같아도 되고 상이해도 된다.

제1 단자 부재, 및, 제2 단자 부재를, 제1 단부, 제2 단부에 접속하는 방법으로서는, 공지의 방법을 이용할 수 있으며, 예를 들면, 땜납부나 용접에 의한 접합, 리벳 접합이나 나사 접합 등의 기계적 접합 등을 들 수 있다.

제1 단자 부재, 및, 제2 단자 부재의 두께로서는, 한정되는 것은 아니지만, 기준을 말하면, 0.3~1.0mm로 할 수 있다.

제1 단자 부재, 및, 제2 단자 부재의 두께는, 같아도 되고 상이해도 된다.

(제2 실시 형태)

도 5는, 제2 실시 형태에 따른 보호 소자의 주요부의 모식도이며, (a)는 단면 모식도이고, (b)는 제1 전극, 제2 전극 및 퓨즈 엘리먼트의 구성의 측면 모식도이고, (c)는 제1 전극, 제2 전극 및 퓨즈 엘리먼트의 구성의 평면 모식도이다.

제1 실시 형태와 같은 부호를 이용한 부재는 같은 구성을 가지는 것으로, 설명을 생략한다.

또, 제1 실시 형태와 부호가 상이해도 기능이 같은 부재에 대해서는 설명을 생략하는 경우가 있다.

제2 실시 형태에 따른 보호 소자는, 제1 실시 형태에 따른 보호 소자에 대해, 퓨즈 엘리먼트의 양단부에 각각, 제1 전극, 제2 전극을 구비하는 점이 주된 차이이다.

구체적으로는, 도 5(a)에 나타내는 보호 소자(200)는, 제1 전극(1)과 제2 전극(2)을 가지고, 제1 전극(1)과 퓨즈 엘리먼트(3)의 제1 단부(3a), 및 제2 전극(2)과 퓨즈 엘리먼트(3)의 제2 단부(3b)가 각각 접속되어 있다.

＜제1 전극, 제2 전극＞

제1 전극(1) 및 제2 전극(2)은 각각, 퓨즈 엘리먼트(3)의 제1 단부(3a), 제2 단부(3b)에 전기적으로 접속되어 있다.

제1 전극(1) 및 제2 전극(2)으로서는, 공지의 전극 재료를 이용할 수 있다. 예를 들면, 금속(합금을 포함한다)이며, 구체적인 재료로서는, 구리, 황동, 니켈, 스테인리스, 42앨로이 등을 들 수 있다.

제1 전극(1) 및 제2 전극(2)의 형상은, 도 5에 나타내는 것은 평면에서 봤을 때 전체적으로 직사각형인데, 본 발명의 효과를 나타내는 한, 어떠한 형상도 사용할 수 있다.

제1 전극(1) 및 제2 전극(2)은 각각, 외부 단자 구멍(1a), 외부 단자 구멍(2a)을 구비하고 있다.

한 쌍의 외부 단자 구멍(1a, 2a) 중, 한쪽의 외부 단자 구멍은 전원 측에 접속하기 위해서 이용할 수 있고, 다른 쪽의 외부 단자 구멍은 부하 측에 접속하기 위해서 이용할 수 있다.

여기서, 외부 단자 구멍(1a, 2a)의 형상은 도시하지 않은 전원 측 혹은 부하 측의 단자에 결합 가능한 형상이면 특별히 제한은 없고, 도 5(c)에 나타내는 외부 단자 구멍(1a, 2a)은 개방 부분이 없는 관통 구멍이지만, 일부에 개방 부분을 가지는 클로형상 등이어도 된다.

제1 전극(1) 및 제2 전극(2)의 두께로서는, 한정되는 것은 아니지만, 그 기준을 말하면, 0.05~1.0mm로 할 수 있다.

제1 전극(1) 및 제2 전극(2)은, 대전류 대응이 가능한 외부 접속 단자가 되는 금속판이 접속되어도 된다. 접속은 땜납 등의 공지의 방법으로 행할 수 있다. 이 금속판으로서는, 상기 제1 단자 부재(5), 상기 제2 단자 부재(6)와 동일한 것을 이용할 수 있다.

제1 전극(1) 및 제2 전극(2) 중 적어도 한쪽과 퓨즈 엘리먼트(3)는, 땜납에 의해 접합되어 있는 것이 바람직하고, 제1 전극(1) 및 제2 전극(2) 모두 퓨즈 엘리먼트(3)와 땜납에 의해 접합되어 있는 것이 보다 바람직하다.

제1 전극(1) 혹은 제2 전극(2)과 퓨즈 엘리먼트(3) 사이의 전기 저항을 낮추기 때문이다.

땜납의 재료로서는 공지의 것을 이용할 수 있는데, 저항률과 융점의 관점으로부터 Sn을 주성분으로 하는 것이 바람직하다.

(제3 실시 형태)

도 6은, 제3 실시 형태에 따른 보호 소자의 주요부의 모식도이며, (a)는 도 1(a)에 대응하는 단면 모식도이고, (b)는 도 2(a)에 대응하는 단면 모식도이다. 상기 실시 형태와 같은 부호를 이용한 부재는 같은 구성을 가지는 것으로, 설명을 생략한다. 또, 상기 실시 형태와 부호가 상이해도 기능이 같은 부재에 대해서는 설명을 생략하는 경우가 있다.

제3 실시 형태에 따른 보호 소자는, 제2 실시 형태에 따른 보호 소자와 비교해서, 볼록형상 부재의 볼록부 및 오목형상 부재의 오목부의 대향하는 2세트의 외측면 및 내측면 중, 1세트만이 서로 근접해서 배치되는 점이 상이하다.

제3 실시 형태에 따른 보호 소자의 변형예로서, 도 1에 나타내는 보호 소자와 같이, 제1 전극 및 제2 전극을 구비하지 않는 구성이어도 된다.

도 6에 나타내는 보호 소자(200A)에서는, 퓨즈 엘리먼트(3)의 통전 방향(x방향)에 있어서 볼록형상 부재(11)의 볼록부(11a) 및 오목형상 부재(20)의 오목부(20a)의 대향하는 2세트의 외측면(11aBa) 및 내측면(20aBa), 그리고, 외측면(11aBb) 및 내측면(20aBb) 중, 외측면(11aBa) 및 내측면(20aBa)의 세트만이, 두께 방향(z방향)으로부터의 평면에서 봤을 때, 근접해서 배치되어 있다.

압압 수단(30)으로서 이용되고 있는 스프링은 볼록형상 부재(11)의 기부(11b)의 상면(11bA)에 재치되고, 좁혀진 상태로 유지되어 있다.

제3 실시 형태에 따른 보호 소자에서는, 퓨즈 엘리먼트(3)를 끼워 자르는 전단 작용은, 두께 방향(z방향)으로부터 평면에서 봤을 때, 외측면(11aBa) 및 내측면(20aBa)의 근방이 강해진다.

한편, 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에 따른 보호 소자에서는, 퓨즈 엘리먼트(3)를 끼워 자르는 전단 작용은, 두께 방향(z방향)으로부터 평면에서 봤을 때, 외측면(10aBa) 및 내측면(20aBa)의 근방, 그리고, 외측면(10aBb) 및 내측면(20aBb)의 근방의 2개소에서 강해진다. 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에 따른 보호 소자에서는, 전단 작용이 강한 개소가 2개소가 되는데, 절단 시험을 행한 바, 실제로는 그 중 한쪽의 개소에서 절단되었다.

이는, 한쪽의 개소에서 절단이 진행되면, 다른 쪽의 개소에 가해지는 전단력이 분산되기 때문인 것으로 생각된다.

또, 처음부터 전단 부위를 1개소로 함으로써 압압 수단(30)인 스프링의 강도를 낮게 설정할 수 있고, 그 결과, 케이스(60)의 간소화나 스프링의 소형화에 의해 부재의 저비용화를 도모할 수 있다.

(제4 실시 형태)

도 7은, 제4 실시 형태에 따른 보호 소자의 주요부의 모식도이며, 도 1(a)에 대응하는 단면 모식도이다. 상기 실시 형태와 같은 부호를 이용한 부재는 같은 구성을 가지는 것으로, 설명을 생략한다. 또, 상기 실시 형태와 부호가 상이해도 기능이 같은 부재에 대해서는 설명을 생략하는 경우가 있다.

제4 실시 형태에 따른 보호 소자는, 제3 실시 형태에 따른 보호 소자와 비교해서, 퓨즈 엘리먼트에 전기적으로 접속되어 퓨즈 엘리먼트를 가열 가능한 발열 소자를 구비하는 점이 상이하다.

구체적으로는, 도 7에 나타내는 보호 소자(300)에서는, 볼록부(10)에 근접하는 위치에, 퓨즈 엘리먼트(3)에 접하도록 퓨즈 엘리먼트(3)를 가열하는 발열 소자(40)를 구비한다.

도 8은, 발열 소자(40)의 일례의 구성의 모식도이며, (a)는 z방향으로부터 본 평면 모식도이며, (b)는 단면 모식도이다.

발열 소자(40)는, 발열체(41)를 가지고, 또한, 퓨즈 엘리먼트(3) 측의 표면에, 발열체(41)에 전기적으로 접속된 전극층(42)을 가진다.

발열 소자(40)는 또한, 발열체(41)가 형성된 절연 기판(43)과, 발열체(41)를 덮는 절연층(44)과, 절연 기판(43)의 양단에 형성된 발열체 전극(45a, 45b)을 구비한다.

발열체(41)는, 통전하면 발열하는 도전성을 가지는 재료, 예를 들면 니크롬, W, Mo, Ru 등, 또는, 이들을 포함하는 재료로 이루어진다. 발열체(41)는, 이들의 합금 혹은 조성물, 화합물의 분상체를 수지 바인더 등과 혼합하고, 페이스트상으로 한 것을 절연 기판(43) 상에 스크린 인쇄 기술을 이용하여 패턴 형성하고, 소성하는 등에 의해 형성한다.

절연 기판(43)은, 예를 들어, 알루미나, 유리 세라믹스, 멀라이트, 지르코니아 등의 절연성을 가지는 기판이다.

절연층(44)은, 발열체(41)의 보호 및 절연을 도모함과 더불어, 발열체(41)가 발열한 열을 효율적으로, 퓨즈 엘리먼트(3)에 전달하기 위해서 설치된다.

도 7에 나타내는 보호 소자(300)에 있어서는, 발열체(41)는 전극층(42)을 개재하여 퓨즈 엘리먼트(3)에 접속되어 있다.

도 7에 나타내는 보호 소자(300)에 있어서는, 보호 소자의 통전 경로가 되는 외부 회로에 이상이 발생했을 때에, 발열 소자(40)의 발열을 행함으로써 보다 신속히 퓨즈 엘리먼트를 연화 온도 이상의 온도로 하여 퓨즈 엘리먼트(3)를 절단하는 것이 가능해진다.

외부 회로의 전류 경로를 차단할 필요가 생겼을 경우에, 외부 회로에 설치된 전류 제어 소자에 의해 발열체(41)에 통전할 수 있다.

퓨즈 엘리먼트(3)에 정격 전류를 초과한 전류가 흐른 상태, 또는, 발열체(41)에 통전된 상태에 있어서, 퓨즈 엘리먼트(3)가 연화 온도 이상의 온도로 가열되어, 퓨즈 엘리먼트가 절단된다. 퓨즈 엘리먼트(3)가 절단됨으로써, 외부 회로의 전류 경로가 차단됨과 더불어, 발열체(41)로의 급전도 차단된다.

발열 소자(40)의 퓨즈 엘리먼트(3)의 길이 방향의 폭이나, 발열 소자(40)의 배치 장소는, 퓨즈 엘리먼트(3)의 절단 개소에 영향을 준다. 볼록형상 부재에 의한 압압력을 한 개소에 집중시키기 위해서는, 발열 소자(40)의 퓨즈 엘리먼트(3)의 길이 방향의 폭을 볼록부(10a)의 폭보다 작게 하고, 오목형상 부재의 오목부의 내측면의 일방측에 붙여 배치한다.

구체적으로는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 외측면(10aBa) 및 내측면(20aBa)의 근방과, 외측면(10aBb) 및 내측면(20aBb)의 근방 중, 외측면(10aBa) 및 내측면(20aBa)의 근방측에서 절단하고 싶을 때에는, 발열 소자(40)를 내측면(20aBa) 측에 배치한다.

도 7에 나타내는 보호 소자(300)에 있어서는, 발열 소자(40)는 퓨즈 엘리먼트(3)의 오목형상 부재(20) 측의 면(3B)에 설치되어 있는데, 볼록형상 부재(10) 측의 면(3A)에 설치되어도 된다.

도 7에 나타내는 보호 소자(300)에 있어서, 발열 소자(40)의 측면, 볼록부(10)의 외측면, 및, 오목부(20)의 내측면은 전기적으로 절연되어 있는 것이 바람직하다.

도 10은, 상술한 보호 소자를 사용할 때의 일례로서, 도 7에 나타낸 보호 소자(300)를 사용할 때의 일례의 구성을 나타내는 모식도이며, (a)는 전체의 사시 모식도이고, (b)는 하측의 구성만의 사시 모식도이다. 또, 도 11은, 도 10에 나타내는 보호 소자의 분해 사시 모식도이다.

도 10에 나타내는 보호 소자(400)는, 도 7에 나타낸 부재 이외에, 주로, 발열 소자(40)에 통전하는 제3 전극(5)과, 오목형상 부재(20)에 설치되고, 볼록형상 부재(10)의 볼록부(10a)를 오목부(20a)로 유도하는 가이드(20C)와, 케이스(60)(상부 케이스(60A), 하부 케이스(60B))를 구비한다. 또, 케이스(60) 내에 있어서, 볼록형상 부재(10)의 기부(10b)의 상면(10bA)에, 스프링 부재(30)를 유지하는 유지틀이 설치되어 있다.

제3 전극(5)은, 접속 도체(7)를 통하여, 발열 소자(40)의 발열체 전극(45a)과 전기적으로 접속되어 있다.

케이스(60)는, 예를 들면, 엔지니어링 플라스틱, 알루미나, 유리 세라믹스, 멀라이트, 지르코니아 등의 절연성을 가지는 재료에 의해 형성할 수 있다.

케이스(60)는, 알루미나 등의 열전도율이 높은 세라믹스 재료에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다. 퓨즈 엘리먼트가 과전류에 의해 발열한 열을 효율적으로 외부로 방열하여, 중공으로 유지된 퓨즈 엘리먼트를 국소적으로 가열, 용단시키는 것이 가능해진다.

도 12(a)는, 도 6에 나타낸 보호 소자(200A)에 있어서, 퓨즈 엘리먼트에 전기적으로 접속되어 퓨즈 엘리먼트를 가열 가능한 발열 소자를 구비한 구성의 단면 모식도이다.

구체적으로는, 도 12(a)에 나타내는 보호 소자(500)는, 두께 방향(z방향)으로부터 평면에서 봤을 때, 퓨즈 엘리먼트(3) 상의 볼록부(10a)와 겹쳐지는 위치에, 퓨즈 엘리먼트(3)를 가열하는 발열 소자(40)를 구비한다.

도 12(b)는, 도 12(a)에 나타낸 퓨즈 엘리먼트가 절단된 후의 단면 모식도이다.

도 12에 나타내는 보호 소자(500)에 있어서는, 발열 소자(40)는 퓨즈 엘리먼트(3)의 오목형상 부재(20) 측의 면(3B)에 설치되어 있는데, 볼록형상 부재(10) 측의 면(3A)에 설치되어도 된다.

(제5 실시 형태)

도 13(a)는, 제5 실시 형태에 따른 보호 소자의 주요부의 단면 모식도이다.

상기 실시 형태와 같은 부호를 이용한 부재는 같은 구성을 가지는 것으로, 설명을 생략한다. 또, 상기 실시 형태와 부호가 상이해도 기능이 같은 부재에 대해서는 설명을 생략하는 경우가 있다.

제5 실시 형태에 따른 보호 소자는, 제3 실시 형태에 따른 보호 소자와 비교해서, 오목형상 부재의 오목부 내에 배치되어, 퓨즈 엘리먼트를 아래로부터 직접적 또는 간접적으로 지지하는 것으로서, 퓨즈 엘리먼트의 정격 전류 통전 중의 온도 이하에 있어서는 퓨즈 엘리먼트의 변형을 억제하고, 퓨즈 엘리먼트를 구성하는 재료의 고상선 온도 이상의 온도에 있어서는 압압 수단으로부터의 힘에 의해 변형되어 퓨즈 엘리먼트의 절단을 허용하는 재료로 이루어지는 지지 부재를 구비하는 점이 상이하다.

이러한 지지 부재를 구비함으로써, 퓨즈 엘리먼트의 정격 전류 통전 중의 온도 이하에 있어서 퓨즈 엘리먼트의 전단 부하를 저감할 수 있다.

구체적으로는, 도 13(a)에 나타내는 보호 소자(600)는, 오목형상 부재(20)의 오목부(20a) 내에 배치되고, 퓨즈 엘리먼트(3)를 아래로부터 직접적으로 지지하는 것으로서, 퓨즈 엘리먼트(3)의 정격 전류 통전 중의 온도 이하에 있어서는 퓨즈 엘리먼트(3)의 변형을 억제하고, 퓨즈 엘리먼트(3)를 구성하는 재료의 고상선 온도 이상의 온도에 있어서는 압압 수단(30)으로부터의 힘에 의해 변형되어 퓨즈 엘리먼트(3)의 절단을 허용하는 지지 부재(50)를 구비한다.

도 13(a)에 있어서는, 지지 부재(50)는 퓨즈 엘리먼트(3)에 직접 접하여 지지하고 있는데, 층을 개재하여 간접적으로 지지하는 것이어도 된다.

지지 부재(50)의 재료로서는 예를 들면, 열변형 온도가 100~150℃ 정도인 ABS, POM, PC, PA 등을 이용할 수 있다.

도 13(b)는, 도 13(a)에 나타낸 퓨즈 엘리먼트가 절단된 후의 단면 모식도이다.

퓨즈 엘리먼트가 절단될 때에는, 지지 부재(50)는, 압압 수단(30)으로부터의 힘에 의해 부호 50A로 나타내는 바와 같이 변형되어 있다.

도 14(a)는, 도 13(a)에 나타낸 보호 소자(600)와 비교해서, 발열 소자(40)를 구비하고, 지지 부재(51)가 퓨즈 엘리먼트(3)를 아래로부터 발열 소자(40)를 개재하여 간접적으로 지지하는 점이 상이하다.

도 14(a)에 나타내는 보호 소자(700)에 있어서는, 외부 회로의 전류 경로를 차단할 필요가 생겼을 경우에, 외부 회로에 설치된 전류 제어 소자에 의해 발열체(41)에 통전이 개시되고, 지지 부재(51)가 압압 수단(30)으로부터의 힘에 의해 지지 부재(51A)와 같이 변형된다(도 14(b) 참조). 또한, 지지 부재(51A)는 변형되어가고, 또 퓨즈 엘리먼트(3)는 발열체(41)의 발열을 받아 유연해져, 퓨즈 엘리먼트의 연화 온도 이상의 온도에 있어서, 볼록부(10a)가 퓨즈 엘리먼트(3)를 절단한다(도 14(c) 참조). 퓨즈 엘리먼트(3)가 절단됨으로써, 외부 회로의 전류 경로가 차단됨과 더불어, 발열체(41)로의 급전도 차단된다.

(제6 실시 형태)

도 15는, 제6 실시 형태에 따른 보호 소자의 주요부의 모식도이며, (a)는 단면 모식도이고, (b)는 (a)에 있어서 점선으로 환형상으로 둘러싼 개소의 확대도이다. 상기 실시 형태와 같은 부호를 이용한 부재는 같은 구성을 가지는 것으로, 설명을 생략한다. 또, 상기 실시 형태와 부호가 상이해도 기능이 같은 부재에 대해서는 설명을 생략하는 경우가 있다.

제6 실시 형태에 따른 보호 소자는, 제1 실시 형태에 따른 보호 소자에 대해, 볼록부에 근접한 위치에, 퓨즈 엘리먼트에 접하여 퓨즈 엘리먼트를 가열 용융시키는 발열 소자를 구비하는 점이 주된 차이이다.

도 15(a)에 나타내는 보호 소자(800)는, 제1 단부(3a)와 제2 단부(3b)를 가지고, 제1 단부(3a)로부터 제2 단부(3b)를 향해 통전하는 퓨즈 엘리먼트(3)와, 퓨즈 엘리먼트(3)의 제1 단부(3a)와 제2 단부(3b) 사이에 위치하는 절단부(3C)를 사이에 끼도록 대향하여 배치되는 볼록형상 부재(10) 및 오목형상 부재(20)와, 볼록형상 부재(10)와 오목형상 부재(20)가, 절단부(3C)를 사이에 끼는 방향인 제1 방향(z방향)에 있어서 상대적인 거리를 좁히도록 탄성력을 부여하는 압압 수단(30)을 구비하고, 퓨즈 엘리먼트(3)의 통전 방향(x방향)과 교차하는, 볼록형상 부재(10)의 볼록부(10a) 및 오목형상 부재(20)의 오목부(20a)의 대향하는 적어도 한 쌍의 면(외측면(10aBa) 및 내측면(20aBa)과, 외측면(10aBb) 및 내측면(20aBb))은, 제1 방향(z방향)으로부터의 평면에서 봤을 때 근접해서 배치되고, 볼록부(10)에 근접하는 위치에, 퓨즈 엘리먼트(3)에 접하여 퓨즈 엘리먼트(3)를 가열 용융시키는 발열 소자(40)를 구비하고, 발열 소자(40)의 가열에 의해 퓨즈 엘리먼트(3)가 절단된다.

제6 실시 형태에 따른 보호 소자에서는, 발열 소자(40)의 가열에 의해 퓨즈 엘리먼트(3)를 용단 가능하며, 볼록형상 부재(10) 및 오목형상 부재(20), 그리고, 압압 수단(30)은 퓨즈 엘리먼트(3)의 절단을 위한 보조적인 수단이 된다.

(변형예)

도 16은, 제6 실시 형태에 따른 보호 소자의 변형예의 단면 모식도이다. 상기 실시 형태와 같은 부호를 이용한 부재는 같은 구성을 가지는 것으로, 설명을 생략한다. 또, 상기 실시 형태와 부호가 상이해도 기능이 같은 부재에 대해서는 설명을 생략하는 경우가 있다.

＜제1 단자 부재, 제2 단자 부재＞

도 16에 나타내는 보호 소자(800A)에서는, 퓨즈 엘리먼트(3)의 제1 단부(3a)의 두께 방향으로 제1 단자 부재(5)가 겹치도록 접속되고, 또, 제2 단부(3b)의 두께 방향으로 제2 단자 부재(6)가 겹치도록 접속되어 있는 점이 주된 차이이다.

(제7 실시 형태)

도 17은, 제7 실시 형태에 따른 보호 소자의 주요부의 단면 모식도이다. 상기 실시 형태와 같은 부호를 이용한 부재는 같은 구성을 가지는 것으로, 설명을 생략한다. 또, 상기 실시 형태와 부호가 상이해도 기능이 같은 부재에 대해서는 설명을 생략하는 경우가 있다.

제7 실시 형태에 따른 보호 소자는, 제6 실시 형태에 따른 보호 소자에 대해, 퓨즈 엘리먼트의 양단부에 각각, 제1 전극, 제2 전극을 구비하는 점이 주된 차이이다.

구체적으로는, 도 17에 나타내는 보호 소자(900)는, 제1 전극(1)과 제2 전극(2)을 가지고, 제1 전극(1)과 퓨즈 엘리먼트(3)의 제1 단부(3a), 및 제2 전극(2)과 퓨즈 엘리먼트(3)의 제2 단부(3b)가 각각 접속되어 있다.

발열 소자(40)의 가열에 의해 용융된 퓨즈 엘리먼트(3)는, 압압 수단(30)으로부터의 응력에 의해 볼록형상 부재(10)와 오목형상 부재(20)에 끼워져 절단된다.

(제8 실시 형태)

도 18은, 제8 실시 형태에 따른 보호 소자의 주요부의 모식도이며, (a)는 도 15(a)에 대응하는 단면 모식도이고, (b)는 도 15(b)에 대응하는 단면 모식도(확대도)이다. 상기 실시 형태와 같은 부호를 이용한 부재는 같은 구성을 가지는 것으로, 설명을 생략한다. 또, 상기 실시 형태와 부호가 상이해도 기능이 같은 부재에 대해서는 설명을 생략하는 경우가 있다.

제8 실시 형태에 따른 보호 소자는, 제6 실시 형태에 따른 보호 소자와 비교해서, 볼록형상 부재의 볼록부 및 오목형상 부재의 오목부의 대향하는 2세트의 외측면 및 내측면 중, 1세트만이 서로 근접해서 배치되는 점이 상이하다.

도 18에 나타내는 보호 소자(1000)에서는, 퓨즈 엘리먼트(3)의 통전 방향(x방향)에 있어서 볼록형상 부재(11)의 볼록부(11a) 및 오목형상 부재(20)의 오목부(20a)의 대향하는 2세트의 외측면(11aBa) 및 내측면(20aBa), 그리고, 외측면(11aBb) 및 내측면(20aBb) 중, 외측면(11aBa) 및 내측면(20aBa)의 세트만이, 두께 방향(z방향)으로부터의 평면에서 봤을 때, 근접해서 배치되어 있다.

(제9 실시 형태)

도 19는, 제9 실시 형태에 따른 보호 소자의 주요부의 모식도이며, (a)는 도 18(a)에 대응하는 단면 모식도이고, (b)는 도 18(b)에 대응하는 단면 모식도(확대도)이다. 상기 실시 형태와 같은 부호를 이용한 부재는 같은 구성을 가지는 것으로, 설명을 생략한다. 또, 상기 실시 형태와 부호가 상이해도 기능이 같은 부재에 대해서는 설명을 생략하는 경우가 있다.

제9 실시 형태에 따른 보호 소자는, 제8 실시 형태에 따른 보호 소자와 비교해서, 퓨즈 엘리먼트의 양 단면과 제1 전극 및 상기 제2 전극 각각이 땜납으로 접속되어 있고, 그 퓨즈 엘리먼트의 양 단면 중 한쪽의 단면이, 제1 방향(z방향)으로부터의 평면에서 봤을 때, 오목부의 개구 내에 위치하는 점이 상이하다.

도 19에 나타내는 보호 소자(1100)는, 제1 전극(1) 및 제2 전극(2)과, 제1 전극(1) 및 제2 전극(2) 각각에, 양 단면(13aA, 13bB)이 땜납으로 접속된 퓨즈 엘리먼트(13)와, 퓨즈 엘리먼트(13)를 사이에 끼도록 대향하여 배치되는 볼록형상 부재(11) 및 오목형상 부재(20)와, 볼록형상 부재(11) 및 오목형상 부재(20)가, 퓨즈 엘리먼트(13)를 사이에 끼는 방향인 제1 방향(z방향)에 있어서 상대적인 거리를 좁히도록 탄성력을 부여하는 압압 수단(30)을 구비하고, 퓨즈 엘리먼트(13)의 통전 방향과 교차하는, 볼록형상 부재(11)의 볼록부(11a) 및 오목형상 부재(20)의 오목부(20a)의 대향하는 한 쌍의 면(외측면(11aBa)과 내측면(20aBa))은, 제1 방향(z방향)으로부터의 평면에서 봤을 때 근접해서 배치되고, 퓨즈 엘리먼트(13)의 제1 전극(1)에 접속된 한쪽의 단면(13aA)이, 제1 방향(z방향)으로부터의 평면에서 봤을 때, 오목부(20)의 개구 내에 위치하고, 땜납을 구성하는 금속 재료의 연화 온도 이상의 온도에 있어서, 한쪽의 단면(13aA)과 제1 전극(1)의 접속부가 절단된다.

도 19에 나타내는 보호 소자(1100)는, 오목형상 부재(20)의 오목부(20a) 내에 배치되어, 퓨즈 엘리먼트(13)를 아래로부터 직접적으로 지지하는 것으로서, 퓨즈 엘리먼트(3)의 정격 전류 통전 중의 온도 이하에 있어서는 퓨즈 엘리먼트(13)의 변형을 억제하고, 퓨즈 엘리먼트(3)를 구성하는 재료의 고상선 온도 이상의 온도에 있어서는 압압 수단(30)으로부터의 힘에 의해 변형되어 퓨즈 엘리먼트(13)의 절단을 허용하는 지지 부재(50)를 구비한다. 지지 부재(50)를 구비함으로써, 퓨즈 엘리먼트(13)의 전단 부하를 저감할 수 있다.

(제10 실시 형태)

도 20은, 제10 실시 형태에 따른 보호 소자의 주요부의 모식도이며, (a)는 도 19(a)에 대응하는 단면 모식도이고, (b)는 도 19(b)에 대응하는 단면 모식도(확대도)이다.

상기 실시 형태와 같은 부호를 이용한 부재는 같은 구성을 가지는 것으로, 설명을 생략한다.

또, 상기 실시 형태와 부호가 상이해도 기능이 같은 부재에 대해서는 설명을 생략하는 경우가 있다.

제10 실시 형태에 따른 보호 소자는, 제9 실시 형태에 따른 보호 소자와 비교해서, 퓨즈 엘리먼트에 전기적으로 접속되어 퓨즈 엘리먼트를 가열 용융시키는 발열 소자를 구비하는 점이 상이하다.

도 20에 나타내는 보호 소자(1200)는, 제1 전극(1) 및 제2 전극(2)과, 제1 전극(1) 및 제2 전극(2) 각각에, 양 단면(13aA, 13bB)이 땜납으로 접속된 퓨즈 엘리먼트(13)와, 퓨즈 엘리먼트(13)를 사이에 끼도록 대향하여 배치되는 볼록형상 부재(11) 및 오목형상 부재(20)와, 볼록형상 부재(11) 및 오목형상 부재(20)가, 퓨즈 엘리먼트(13)를 사이에 끼는 방향인 제1 방향(z방향)에 있어서 상대적인 거리를 좁히도록 탄성력을 부여하는 압압 수단(30)을 구비하고, 퓨즈 엘리먼트(13)의 통전 방향과 교차하는, 볼록형상 부재(11)의 볼록부(11a) 및 오목형상 부재(20)의 오목부(20a)의 대향하는 한 쌍의 면(외측면(11aBa)과 내측면(20aBa))은, 제1 방향(z방향)으로부터의 평면에서 봤을 때 근접해서 배치되고, 퓨즈 엘리먼트(13)의 제1 전극(1)에 접속된 한쪽의 단면(13aA)이, 제1 방향(z방향)으로부터의 평면에서 봤을 때, 오목부(20)의 개구 내에 위치하고, 볼록부(10)에 근접하는 위치에, 퓨즈 엘리먼트(13)에 접하여 퓨즈 엘리먼트(13)를 가열 용융시키는 발열 소자(40)를 추가로 구비하고, 발열 소자(40)의 가열에 의해, 한쪽의 단면(13aA)과 제1 전극(1)의 접속부가 절단된다.

도 20에 나타내는 보호 소자(1200)도, 오목형상 부재(20)의 오목부(20a) 내에 배치되어, 퓨즈 엘리먼트(13)를 아래로부터 직접적으로 지지하는 것으로서, 퓨즈 엘리먼트(3)의 정격 전류 통전 중의 온도 이하에 있어서는 퓨즈 엘리먼트(13)의 변형을 억제하고, 퓨즈 엘리먼트(3)를 구성하는 재료의 고상선 온도 이상의 온도에 있어서는 압압 수단(30)으로부터의 힘에 의해 변형되어 퓨즈 엘리먼트(13)의 절단을 허용하는 지지 부재(51)를 구비한다. 지지 부재(51)를 구비함으로써, 퓨즈 엘리먼트(3)의 정격 전류 통전 중의 온도 이하에 있어서 퓨즈 엘리먼트(13)의 전단 부하를 저감할 수 있다.

도 20에 나타내는 보호 소자(1200)에서는, 도 19에 나타내는 보호 소자(1100)와 비교해서, 지지 부재(51)가 퓨즈 엘리먼트(3)를 아래로부터 발열 소자(40)를 개재하여 간접적으로 지지하는 점이 상이하다.

(제11 실시 형태)

도 21은, 제11 실시 형태에 따른 보호 소자의 주요부의 모식도이며, (a)는 도 19(a)에 대응하는 단면 모식도이며, (b)는 도 19(b)에 대응하는 단면 모식도(확대도)이다.

제11 실시 형태에 따른 보호 소자는, 제9 실시 형태에 따른 보호 소자와 비교해서, 퓨즈 엘리먼트의 제1 전극 및 제2 전극에 접속된 양 단면이, 제1 방향으로부터의 평면에서 봤을 때, 상기 오목부의 개구 내에 위치하는 점이 상이하다.

도 21에 나타내는 보호 소자(1300)에서는, 제1 전극(1) 및 제2 전극(2)과, 제1 전극(1) 및 제2 전극(2) 각각에, 양 단면(23aA, 23bB)이 땜납으로 접속된 퓨즈 엘리먼트(23)와, 퓨즈 엘리먼트(23)를 사이에 끼도록 대향하여 배치되는 볼록형상 부재(11) 및 오목형상 부재(20)와, 볼록형상 부재(11) 및 오목형상 부재(20)가, 퓨즈 엘리먼트(23)를 사이에 끼는 방향인 제1 방향(z방향)에 있어서 상대적인 거리를 좁히도록 탄성력을 부여하는 압압 수단(30)을 구비하고, 퓨즈 엘리먼트(23)의 통전 방향과 교차하는, 볼록형상 부재(11)의 볼록부(11a) 및 오목형상 부재(20)의 오목부(20a)의 대향하는 한 쌍의 면(외측면(11aBa)과 내측면(20aBa))은, 제1 방향(z방향)으로부터의 평면에서 봤을 때 근접해서 배치되고, 퓨즈 엘리먼트(23)의 제1 전극(1) 및 제2 전극(2)에 접속된 양 단면(23aA, 23bB)이, 제1 방향(z방향)으로부터의 평면에서 봤을 때, 오목부(20)의 개구 내에 위치하고, 땜납을 구성하는 금속 재료의 연화 온도 이상의 온도에 있어서, 퓨즈 엘리먼트(23)의 양 단면(23aA, 23bB)과 제1 전극(1) 및 제2 전극(2)의 적어도 한쪽의 접속부가 절단된다.

(제12 실시 형태)

도 22는, 제12 실시 형태에 따른 보호 소자의 주요부의 모식도이며, (a)는 도 21(a)에 대응하는 단면 모식도이고, (b)는 도 21(b)에 대응하는 단면 모식도(확대도)이다.

제12 실시 형태에 따른 보호 소자는, 제11 실시 형태에 따른 보호 소자와 비교해서, 퓨즈 엘리먼트에 전기적으로 접속되어 퓨즈 엘리먼트를 가열 용융시키는 발열 소자를 구비하는 점이 상이하다.

도 22에 나타내는 보호 소자(1400)는, 제1 전극(1) 및 제2 전극(2)과, 제1 전극(1) 및 제2 전극(2) 각각에, 양 단면(23aA, 23bB)이 땜납으로 접속된 퓨즈 엘리먼트(23)와, 퓨즈 엘리먼트(23)를 사이에 끼도록 대향하여 배치되는 볼록형상 부재(11) 및 오목형상 부재(20)와, 볼록형상 부재(11) 및 오목형상 부재(20)가, 퓨즈 엘리먼트(23)를 사이에 끼는 방향인 제1 방향(z방향)에 있어서 상대적인 거리를 좁히도록 탄성력을 부여하는 압압 수단(30)을 구비하고, 퓨즈 엘리먼트(23)의 통전 방향과 교차하는, 볼록형상 부재(11)의 볼록부(11a) 및 오목형상 부재(20)의 오목부(20a)의 대향하는 한 쌍의 면(외측면(11aBa)과 내측면(20aBa))은, 제1 방향(z방향)으로부터의 평면에서 봤을 때 근접해서 배치되고, 퓨즈 엘리먼트(23)의 제1 전극(1) 및 제2 전극(2)에 접속된 양 단면(23aA, 23bB)이, 제1 방향(z방향)으로부터의 평면에서 봤을 때, 오목부(20)의 개구 내에 위치하고, 볼록부(10)에 근접하는 위치에, 퓨즈 엘리먼트(23)에 접하여 퓨즈 엘리먼트(23)를 가열 용융시키는 발열 소자(40)를 추가로 구비하고, 발열 소자(40)의 가열에 의해, 퓨즈 엘리먼트(23)의 양 단면(23aA, 23bB)과, 제1 전극(1) 및 제2 전극(2)의 적어도 한쪽의 접속부가 절단된다.

도 22에 나타내는 보호 소자(1400)도, 오목형상 부재(20)의 오목부(20a) 내에 배치되어, 퓨즈 엘리먼트(23)를 아래로부터 직접적으로 지지하는 것으로서, 퓨즈 엘리먼트(23)의 정격 전류 통전 중의 온도 이하에 있어서는 퓨즈 엘리먼트(23)의 변형을 억제하고, 퓨즈 엘리먼트(23)를 구성하는 재료의 고상선 온도 이상의 온도에 있어서는 압압 수단(30)으로부터의 힘에 의해 변형되어 퓨즈 엘리먼트(23)의 절단을 허용하는 지지 부재(51)를 구비한다. 지지 부재(51)를 구비함으로써, 퓨즈 엘리먼트(23)의 정격 전류 통전 중의 온도 이하에 있어서 퓨즈 엘리먼트(23)의 전단 부하를 저감할 수 있다.

도 22에 나타내는 보호 소자(1400)에서는, 도 21에 나타내는 보호 소자(1100)와 비교해서, 지지 부재(51)가 퓨즈 엘리먼트(23)를 아래로부터 발열 소자(40)를 개재하여 간접적으로 지지하는 점이 상이하다.

1: 제1 전극 2: 제2 전극
3, 13, 23: 퓨즈 엘리먼트 3a: 제1 단부
3b: 제2 단부 10, 11: 볼록형상 부재
10a, 11a: 볼록부 10aBa, 10aBb: 외측면
20: 오목형상 부재 20a: 오목부
20aBa, 20aBb: 내측면 30: 압압 수단
40: 발열 소자 41: 발열체
42: 전극층 50: 지지 부재
60: 케이스
100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1400: 보호 소자

Claims

제1 단부와 제2 단부를 가지고, 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부를 향해 통전하는 퓨즈 엘리먼트와,
상기 퓨즈 엘리먼트의 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이에 위치하는 절단부를 사이에 끼도록 대향하여 배치되는 볼록형상 부재 및 오목형상 부재와,
상기 볼록형상 부재와 상기 오목형상 부재가, 상기 절단부를 사이에 끼는 방향인 제1 방향에 있어서 상대적인 거리를 좁히도록 탄성력을 부여하는 압압(押壓) 수단을 구비하고,
상기 퓨즈 엘리먼트의 통전 방향과 교차하는, 상기 볼록형상 부재의 볼록부 및 상기 오목형상 부재의 오목부의 대향하는 적어도 한 쌍의 면은, 상기 제1 방향으로부터의 평면에서 봤을 때 근접해서 배치되고,
상기 퓨즈 엘리먼트를 구성하는 재료의 연화 온도 이상의 온도에 있어서, 상기 퓨즈 엘리먼트가 절단되는, 보호 소자.
청구항 1에 있어서,
상기 퓨즈 엘리먼트는, 1개 또는 복수 개의, 평판형상 또는 와이어형상 중 어느 하나의 부품으로 이루어지는, 보호 소자.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 제1 단부에 제1 단자 부재가 접속되고, 상기 제2 단부에 제2 단자 부재가 접속되어 있는, 보호 소자.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
제1 전극과 제2 전극을 가지고,
상기 제1 전극과 상기 퓨즈 엘리먼트의 상기 제1 단부, 및 상기 제2 전극과 상기 퓨즈 엘리먼트의 상기 제2 단부가 각각 접속되어 있는, 보호 소자.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 압압 수단은 스프링 또는 고무인, 보호 소자.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 오목형상 부재에는, 상기 볼록부를 상기 오목부로 유도하는 가이드가 설치되어 있는, 보호 소자.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 볼록부에 근접하는 위치에, 상기 퓨즈 엘리먼트에 접하여 상기 퓨즈 엘리먼트를 가열하는 발열 소자를 구비하는, 보호 소자.
청구항 7에 있어서,
상기 발열 소자는, 발열체를 가지고, 또한, 상기 퓨즈 엘리먼트 측의 표면에 상기 발열체에 전기적으로 접속된 전극층을 가지는, 보호 소자.
청구항 8에 있어서,
제3 전극을 가지고,
상기 발열체의 일단이 상기 전극층과 전기적으로 접속되고, 상기 발열체의 타단이 상기 제3 전극과 전기적으로 접속되어 있는, 보호 소자.
청구항 8 또는 청구항 9에 있어서,
상기 발열체는, 상기 퓨즈 엘리먼트의 상기 볼록형상 부재 측에 배치되는, 보호 소자.
청구항 8 또는 청구항 9에 있어서,
상기 발열체는, 상기 퓨즈 엘리먼트의 상기 오목형상 부재 측에 배치되는, 보호 소자.
청구항 7 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발열 소자의 측면, 상기 볼록부의 외측면, 및, 상기 오목부의 내측면은 전기적으로 절연되어 있는, 보호 소자.
청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
상기 퓨즈 엘리먼트는, 내층을 저융점 금속, 외층을 고융점 금속으로 하는 적층체인, 보호 소자.
청구항 13에 있어서,
상기 저융점 금속은 Sn 혹은 Sn을 주성분으로 하는 금속으로 이루어지고, 상기 고융점 금속은, Ag 혹은 Cu 또는 Ag 혹은 Cu를 주성분으로 하는 금속으로 이루어지는, 보호 소자.
청구항 1 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
상기 퓨즈 엘리먼트에 정격 전류를 초과한 전류가 흐른 상태, 또는, 상기 발열체에 통전된 상태에 있어서, 상기 퓨즈 엘리먼트가 상기 연화 온도 이상의 온도로 가열되고, 상기 퓨즈 엘리먼트가 절단되어 통전이 차단되는, 보호 소자.
청구항 1 내지 청구항 15 중 어느 한 항에 있어서,
상기 오목형상 부재의 상기 오목부 내에 배치되어, 상기 퓨즈 엘리먼트를 아래로부터 직접적 또는 간접적으로 지지하는 것으로서, 상기 퓨즈 엘리먼트의 정격 전류 통전 중의 온도 이하에 있어서는 상기 퓨즈 엘리먼트의 변형을 억제하고, 상기 퓨즈 엘리먼트를 구성하는 재료의 고상선 온도 이상의 온도에 있어서는 압압 수단으로부터의 힘에 의해 변형되어 상기 퓨즈 엘리먼트의 절단을 허용하는 재료로 이루어지는 지지 부재를 구비하는, 보호 소자.
제1 단부와 제2 단부를 가지고, 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부를 향해 통전하는 퓨즈 엘리먼트와,
상기 퓨즈 엘리먼트의 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이에 위치하는 절단부를 사이에 끼도록 대향하여 배치되는 볼록형상 부재 및 오목형상 부재와,
상기 볼록형상 부재와 상기 오목형상 부재가, 상기 절단부를 사이에 끼는 방향인 제1 방향에 있어서 상대적인 거리를 좁히도록 탄성력을 부여하는 압압 수단을 구비하고,
상기 퓨즈 엘리먼트의 통전 방향과 교차하는, 상기 볼록형상 부재의 볼록부 및 상기 오목형상 부재의 오목부의 대향하는 적어도 한 쌍의 면은, 상기 제1 방향으로부터의 평면에서 봤을 때 근접해서 배치되고,
상기 볼록부에 근접하는 위치에, 상기 퓨즈 엘리먼트에 접하여 상기 퓨즈 엘리먼트를 가열 용융시키는 발열 소자를 추가로 구비하고,
상기 발열 소자의 가열에 의해, 상기 퓨즈 엘리먼트를 절단하는, 보호 소자.
청구항 17에 있어서,
상기 퓨즈 엘리먼트는, 1개 또는 복수 개의, 평판형상 또는 와이어형상 중 어느 하나의 부품으로 이루어지는, 보호 소자.
청구항 17 또는 청구항 18에 있어서,
제1 전극과 제2 전극을 가지고, 상기 제1 전극과 상기 퓨즈 엘리먼트의 상기 제1 단부, 및 상기 제2 전극과 상기 퓨즈 엘리먼트의 상기 제2 단부가 각각 접속되어 있는, 보호 소자.
청구항 17 내지 청구항 19 중 어느 한 항에 있어서,
상기 압압 수단은 스프링 또는 고무인, 보호 소자.
청구항 17 내지 청구항 20 중 어느 한 항에 있어서,
상기 오목형상 부재에는, 상기 볼록부를 상기 오목부로 유도하는 가이드가 설치되어 있는, 보호 소자.
청구항 17 내지 청구항 21 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발열 소자는, 발열체를 가지고, 또한, 상기 퓨즈 엘리먼트 측의 표면에 상기 발열체에 전기적으로 접속된 전극층을 가지는, 보호 소자.
청구항 22에 있어서,
제3 전극을 가지고,
상기 발열체의 일단이 상기 전극층과 전기적으로 접속되고, 상기 발열체의 타단이 상기 제3 전극과 전기적으로 접속되어 있는, 보호 소자.
청구항 22 또는 청구항 23에 있어서,
상기 발열체는, 상기 퓨즈 엘리먼트의 상기 볼록형상 부재 측에 배치되는, 보호 소자.
청구항 22 또는 청구항 23에 있어서,
상기 발열체는, 상기 퓨즈 엘리먼트의 상기 오목형상 부재 측에 배치되는, 보호 소자.
청구항 17 내지 청구항 25 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발열 소자의 측면, 상기 볼록부의 외측면, 및, 상기 오목부의 내측면은 전기적으로 절연되어 있는, 보호 소자.
청구항 17 내지 청구항 26 중 어느 한 항에 있어서,
상기 퓨즈 엘리먼트는, 내층을 저융점 금속, 외층을 고융점 금속으로 하는 적층체인, 보호 소자.
청구항 27에 있어서,
상기 저융점 금속은 Sn 혹은 Sn을 주성분으로 하는 금속으로 이루어지고, 상기 고융점 금속은, Ag 혹은 Cu 또는 Ag 혹은 Cu를 주성분으로 하는 금속으로 이루어지는, 보호 소자.
청구항 17 내지 청구항 28 중 어느 한 항에 있어서,
상기 오목형상 부재의 상기 오목부 내에 배치되어, 상기 퓨즈 엘리먼트를 아래로부터 직접적 또는 간접적으로 지지하는 것으로서, 상기 퓨즈 엘리먼트의 정격 전류 통전 중의 온도 이하에 있어서는 상기 퓨즈 엘리먼트의 변형을 억제하고, 상기 퓨즈 엘리먼트를 구성하는 금속 재료의 고상선 온도 이상의 온도에 있어서는 압압 수단으로부터의 힘에 의해 변형되어 상기 퓨즈 엘리먼트의 절단을 허용하는 재료로 이루어지는 지지 부재를 구비하는, 보호 소자.
제1 전극 및 제2 전극과,
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 각각에, 양 단면이 땜납으로 접속된 퓨즈 엘리먼트와,
상기 퓨즈 엘리먼트를 사이에 끼도록 대향하여 배치되는 볼록형상 부재 및 오목형상 부재와,
상기 볼록형상 부재와 상기 오목형상 부재가, 상기 퓨즈 엘리먼트를 사이에 끼는 방향인 제1 방향에 있어서 상대적인 거리를 좁히도록 탄성력을 부여하는 압압 수단을 구비하고,
상기 퓨즈 엘리먼트의 통전 방향과 교차하는, 상기 볼록형상 부재의 볼록부 및 상기 오목형상 부재의 오목부의 대향하는 적어도 한 쌍의 면은, 상기 제1 방향으로부터의 평면에서 봤을 때 근접해서 배치되고,
상기 퓨즈 엘리먼트의 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 어느 하나에 접속된 한쪽의 단면이, 상기 제1 방향으로부터의 평면에서 봤을 때, 상기 오목부의 개구 내에 위치하고,
상기 땜납을 구성하는 금속 재료의 연화 온도 이상의 온도에 있어서, 상기 한쪽의 단면과 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극의 접속부가 절단되는, 보호 소자.
제1 전극 및 제2 전극과,
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 각각에, 양 단면이 땜납으로 접속된 퓨즈 엘리먼트와,
상기 퓨즈 엘리먼트를 사이에 끼도록 대향하여 배치되는 볼록형상 부재 및 오목형상 부재와,
상기 볼록형상 부재와 상기 오목형상 부재가, 상기 퓨즈 엘리먼트를 사이에 끼는 방향인 제1 방향에 있어서 상대적인 거리를 좁히도록 탄성력을 부여하는 압압 수단을 구비하고,
상기 퓨즈 엘리먼트의 통전 방향과 교차하는, 상기 볼록형상 부재의 볼록부 및 상기 오목형상 부재의 오목부의 대향하는 적어도 한 쌍의 면은, 상기 제1 방향으로부터의 평면에서 봤을 때 근접해서 배치되고,
상기 퓨즈 엘리먼트의 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 어느 하나에 접속된 한쪽의 단면이, 상기 제1 방향으로부터의 평면에서 봤을 때, 상기 오목부의 개구 내에 위치하고,
상기 볼록부에 근접하는 위치에, 상기 퓨즈 엘리먼트에 접하여 상기 퓨즈 엘리먼트를 가열 용융시키는 발열 소자를 추가로 구비하고,
상기 발열 소자의 가열에 의해, 상기 한쪽의 단면과 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극의 접속부가 절단되는, 보호 소자.
제1 전극 및 제2 전극과,
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 각각에, 양 단면이 땜납으로 접속된 퓨즈 엘리먼트와,
상기 퓨즈 엘리먼트를 사이에 끼도록, 대향하여 배치되는 볼록형상 부재 및 오목형상 부재와,
상기 볼록형상 부재와 상기 오목형상 부재가, 상기 퓨즈 엘리먼트를 사이에 끼는 방향인 제1 방향에 있어서 상대적인 거리를 좁히도록 탄성력을 부여하는 압압 수단을 구비하고,
상기 퓨즈 엘리먼트의 통전 방향과 교차하는, 상기 볼록형상 부재의 볼록부 및 상기 오목형상 부재의 오목부의 대향하는 적어도 한 쌍의 면은, 상기 제1 방향으로부터의 평면에서 봤을 때 근접해서 배치되고,
상기 퓨즈 엘리먼트의 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 접속된 양 단면이, 상기 제1 방향으로부터의 평면에서 봤을 때, 상기 오목부의 개구 내에 위치하고,
상기 땜납을 구성하는 금속 재료의 연화 온도 이상의 온도에 있어서, 상기 퓨즈 엘리먼트의 양 단면과 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극의 적어도 한쪽의 접속부가 절단되는, 보호 소자.
제1 전극 및 제2 전극과,
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 각각에, 양 단면이 땜납으로 접속된 퓨즈 엘리먼트와,
상기 퓨즈 엘리먼트를 사이에 끼도록, 대향하여 배치되는 볼록형상 부재 및 오목형상 부재와,
상기 볼록형상 부재와 상기 오목형상 부재가, 상기 퓨즈 엘리먼트를 사이에 끼는 방향인 제1 방향에 있어서 상대적인 거리를 좁히도록 탄성력을 부여하는 압압 수단을 구비하고,
상기 퓨즈 엘리먼트의 통전 방향과 교차하는, 상기 볼록형상 부재의 볼록부 및 상기 오목형상 부재의 오목부의 대향하는 적어도 한 쌍의 면은, 상기 제1 방향으로부터의 평면에서 봤을 때 근접해서 배치되고,
상기 퓨즈 엘리먼트의 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 접속된 양 단면이, 상기 제1 방향으로부터의 평면에서 봤을 때, 상기 오목부의 개구 내에 위치하고,
상기 볼록부에 근접하는 위치에, 상기 퓨즈 엘리먼트에 접하여 상기 퓨즈 엘리먼트를 가열 용융시키는 발열 소자를 추가로 구비하고,
상기 발열 소자의 가열에 의해, 상기 퓨즈 엘리먼트의 양 단면과 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극의 적어도 한쪽의 접속부가 절단되는, 보호 소자.