KR20220017508A - 보호 소자 - Google Patents
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Abstract
이 보호 소자 (100) 는, 퓨즈 엘리먼트 (3) 와, 퓨즈 엘리먼트 (3) 의 적어도 일부에 접촉 또는 근접하여 배치되는 절연성 무기 섬유물 (4) 과, 퓨즈 엘리먼트 (3) 의 일부 및 절연성 무기 섬유물 (4) 을 봉입하는 케이스 부재 (5) 를 갖는다.
Description
본 발명은 보호 소자에 관한 것이다.
본원은 2019년 7월 24일에 일본에 출원된 일본 특허출원 2019-136245호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
종래, 정격을 초과하는 전류가 흘렀을 때에 발열하여 용단되어 전류 경로를 차단하는 퓨즈 엘리먼트를 구비하는 보호 소자 (퓨즈 소자) 가 사용되고 있다.
보호 소자로는, 예를 들어, 땜납을 유리관에 봉입 (封入) 한 홀더 고정형 퓨즈나, 세라믹 기판 표면에 Ag 전극을 인쇄한 칩 퓨즈, 구리 전극의 일부를 가늘게 하여 플라스틱 케이스에 장착한 나사 고정 또는 삽입형 보호 소자 등이 많이 사용되고 있다. 이러한 보호 소자는, 리플로에 의한 표면 실장이 곤란하고, 부품 실장의 효율이 낮아지기 때문에, 최근에는 표면 실장형의 보호 소자가 개발되고 있다 (예를 들어, 특허문헌 1, 2 참조).
표면 실장형의 보호 소자는 예를 들어, 리튬 이온 이차 전지를 사용한 전지 팩의 과충전이나 과전류의 보호 소자로서 채용되고 있다. 리튬 이온 이차 전지는, 노트북 컴퓨터, 휴대 전화, 스마트폰 등의 모바일 기기에 있어서 사용되고 있으며, 최근에는 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 용융되어, 증기화된 금속이 비산하는 경우가 있다. 이 경우, 비산한 금속에 의해 새롭게 전류 경로가 형성되어, 아크 방전이 계속해서 보호 소자의 파괴나 발화 사고를 일으킬 우려가 있다. 그 때문에, 고전압용 보호 소자에서는, 아크 방전을 발생시키지 않거나, 혹은 아크 방전을 조기에 멈추는 대책이 실시되고 있다.
아크 방전을 발생시키지 않거나, 혹은, 아크 방전을 멈추는 대책으로서, 퓨즈 엘리먼트의 주위에 소호재 (消弧材) 를 채우는 것이 알려져 있다 (예를 들어, 특허문헌 3 참조).
그러나, 상기의 소호재를 사용한 보호 소자에서는 제조 공정이 복잡해져, 보호 소자의 소형화가 어렵다는 문제가 있다.
또, 대전류, 고전압용의 보호 소자의 전류 차단 시험에 있어서, 소호재를 사용하지 않고 수지 케이스가 파손된 것과 동일한 조건으로, 소호제(消弧劑)를 사용한 결과, 수지 케이스가 연소된 경우가 있었다. 본 발명자가 그 상세를 조사한 결과, 퓨즈 엘리먼트의 용융 비산물이 소호제에 부착되어 도전 패스를 형성하고, 이 도전 패스를 통하여 아크 방전이 계속된 것으로 추측된다.
본 발명은 상기 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 아크 방전을 방지하거나 또는 아크 방전을 신속하게 저지 가능한 보호 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여, 이하의 수단을 제공한다.
(1) 본 발명의 일 양태에 관련된 보호 소자는, 퓨즈 엘리먼트와, 상기 퓨즈 엘리먼트의 적어도 일부에 접촉 또는 근접하여 배치되는, 절연성 무기 섬유물 또는 절연성 무기 다공질재와, 상기 퓨즈 엘리먼트의 적어도 일부, 및 상기 절연성 무기 섬유물 또는 절연성 무기 다공질재를 봉입하는 케이스 부재를 갖는다.
(2) 상기 (1) 에 기재된 양태에 있어서, 상기 절연성 무기 섬유물 또는 절연성 무기 다공질재는, 세라믹 또는 유리로 이루어져도 된다.
(3) 상기 (1) 또는 (2) 중 어느 하나에 기재된 양태에 있어서, 상기 절연성 무기 섬유물 또는 절연성 무기 다공질재는 시트상이어도 된다.
(4) 상기 (1) ∼ (3) 중 어느 하나에 기재된 양태에 있어서, 상기 퓨즈 엘리먼트는, 평판상, 봉상, 또는 와이어상 중 어느 것이어도 된다.
(5) 상기 (1) ∼ (4) 중 어느 하나에 기재된 양태에 있어서, 상기 퓨즈 엘리먼트는 복수의 퓨즈 엘리먼트로 이루어지고, 상기 복수의 퓨즈 엘리먼트가 병렬로 배치되어 있어도 된다.
(6) 상기 (1) ∼ (5) 중 어느 하나에 기재된 양태에 있어서, 복수의 퓨즈 엘리먼트가 병렬로 배치되는 퓨즈 엘리먼트군이 복수, 중첩되어 배치되어 있어도 된다.
(7) 상기 (1) ∼ (6) 중 어느 하나에 기재된 양태에 있어서, 상기 절연성 무기 섬유물 또는 절연성 무기 다공질재는, 적어도 상기 퓨즈 엘리먼트의 일부를 사이에 끼워 넣도록 배치되어 있어도 된다.
(8) 상기 (1) ∼ (7) 중 어느 하나에 기재된 양태에 있어서, 상기 퓨즈 엘리먼트는, 저융점 금속층과 고융점 금속층의 적층체이어도 된다.
(9) 상기 (1) ∼ (8) 중 어느 하나에 기재된 양태에 있어서, 상기 퓨즈 엘리먼트는, 저융점 금속층과 고융점 금속층의 적층체이고, 상기 적층체의 적층 구조는, 내층을 저융점 금속, 외층을 고융점 금속으로 하는 적층체이어도 된다.
(10) 상기 (1) ∼ (9) 중 어느 하나에 기재된 양태에 있어서, 상기 퓨즈 엘리먼트는, 저융점 금속과 고융점 금속으로 이루어지고, 상기 저융점 금속은 Sn 혹은 Sn 을 주성분으로 하는 금속으로 되어도 된다.
(11) 상기 (1) ∼ (10) 중 어느 하나에 기재된 양태에 있어서, 상기 퓨즈 엘리먼트는, 저융점 금속과 고융점 금속으로 이루어지고, 상기 고융점 금속은, Ag, Cu, 또는 Ag 혹은 Cu 를 주성분으로 하는 금속으로 되어도 된다.
(12) 상기 (1) ∼ (11) 중 어느 하나에 기재된 양태에 있어서, 상기 저융점 금속층의 막두께는 30 ㎛ 이상이고, 상기 고융점 금속층의 막두께는 1 ㎛ 이상이어도 된다.
(13) 상기 (1) ∼ (12) 중 어느 하나에 기재된 양태에 있어서, 상기 절연성 무기 섬유물 또는 절연성 무기 다공질재에 절연성 페이스트가 함침되어 있어도 된다.
(14) 상기 (1) ∼ (13) 중 어느 하나에 기재된 양태에 있어서, 상기 퓨즈 엘리먼트의 통전 방향의 양단부의 각각에 단자 부재를 갖고, 상기 단자 부재의 일부가 노출되도록, 상기 케이스 부재 내에, 상기 퓨즈 엘리먼트와 상기 절연성 무기 섬유물 또는 절연성 무기 다공질재가 봉입되어 있어도 된다.
(15) 상기 (1) ∼ (13) 중 어느 하나에 기재된 양태에 있어서, 절연 기판과, 상기 절연 기판 상에 서로 이간하여 배치된 2 개의 전극을 갖고, 상기 퓨즈 엘리먼트의 통전 방향의 양단부의 각각에, 상기 2 개의 전극의 각각이 접속되어 있어도 된다.
(16) 상기 (1) ∼ (13) 중 어느 하나에 기재된 양태에 있어서, 절연 기판과, 상기 절연 기판 상에 서로 이간하여 배치된 2 개의 전극과, 상기 절연 기판 상에 배치된 발열체와, 상기 발열체의 제 1 단에 접속된 발열체 전극과, 상기 발열체의 제 2 단과 상기 퓨즈 엘리먼트에 접속된 발열체 인출 전극을 갖고, 상기 퓨즈 엘리먼트의 통전 방향의 양단부의 각각에, 상기 2 개의 전극의 각각이 접속되어 있어도 된다.
본 발명에 의하면, 아크 방전을 방지하거나 또는 아크 방전을 신속하게 저지 가능한 보호 소자를 제공할 수 있다.
도 1 은, 제 1 실시형태에 관련된 보호 소자의 모식도이고, (a) 는 단면 모식도이고, (b) 는 케이스 부재를 떼어낸 상태의 평면 모식도이다.
도 2 는, 제 1 실시형태에 관련된 보호 소자의 사시 모식도이다.
도 3 은, 적층체의 구조의 예를 모식적으로 나타낸 사시도이고, (a) 는, 방형상 혹은 판상의 것이고, 내층으로서 저융점 금속층으로 하고, 외층으로서 고융점 금속층으로 한 것이고, (b) 는, 환봉상의 것이고, 내층으로서 저융점 금속층으로 하고, 외층으로서 고융점 금속층으로 한 것이고, (c) 는, 방형상 혹은 판상의 것이고, 저융점 금속층과 고융점 금속층이 적층된 2 층 구조의 것이고, (d) 는, 방형상 혹은 판상의 것이고, 저융점 금속층을 상하의 고융점 금속층 및 고융점 금속층 사이에 끼워 넣은 3 층 구조의 것이다.
도 4 는, 제 2 실시형태에 관련된 보호 소자의 모식도이고, (a) 는 단면 모식도이고, (b) 는 케이스 부재를 떼어낸 상태의 평면 모식도이다.
도 5 는, 제 3 실시형태에 관련된 보호 소자의 모식도이고, (a) 는 단면 모식도이고, (b) 는 케이스 부재를 떼어낸 상태의 평면 모식도이다.
도 6 은, 4 개의 퓨즈 엘리먼트가 병렬 배치되는 퓨즈 엘리먼트군이 z 방향으로 2 단으로 배치되는 구성을 나타낸 단면 모식도이다.
도 7 은, 제 4 실시형태에 관련된 보호 소자의 모식도이고, (a) 는 단면 모식도이고, (b) 는 케이스 부재를 떼어낸 상태의 평면 모식도이다.
도 8 은, 제 5 실시형태에 관련된 보호 소자의 모식도이고, (a) 는 단면 모식도이고, (b) 는 케이스 부재를 떼어낸 상태의 평면 모식도이다.
도 9(a) 는, 제 5 실시형태에 관련된 보호 소자의 퓨즈 엘리먼트가 용단되기 전의 회로도이고, (b) 는 용단된 후의 회로도이다.
도 10 은, 제 6 실시형태에 관련된 보호 소자의 단면 모식도이다.
도 11 은, 제 7 실시형태에 관련된 보호 소자의 모식도이고, (a) 는 단면 모식도이고, (b) 는 케이스 부재를 떼어낸 상태의 평면 모식도이다.
도 12 는, 제 7 실시형태에 관련된 보호 소자의 퓨즈 엘리먼트가 용단되기 전의 회로도이다.
도 13 은, 제 8 실시형태에 관련된 보호 소자의 단면 모식도이다.
도 2 는, 제 1 실시형태에 관련된 보호 소자의 사시 모식도이다.
도 3 은, 적층체의 구조의 예를 모식적으로 나타낸 사시도이고, (a) 는, 방형상 혹은 판상의 것이고, 내층으로서 저융점 금속층으로 하고, 외층으로서 고융점 금속층으로 한 것이고, (b) 는, 환봉상의 것이고, 내층으로서 저융점 금속층으로 하고, 외층으로서 고융점 금속층으로 한 것이고, (c) 는, 방형상 혹은 판상의 것이고, 저융점 금속층과 고융점 금속층이 적층된 2 층 구조의 것이고, (d) 는, 방형상 혹은 판상의 것이고, 저융점 금속층을 상하의 고융점 금속층 및 고융점 금속층 사이에 끼워 넣은 3 층 구조의 것이다.
도 4 는, 제 2 실시형태에 관련된 보호 소자의 모식도이고, (a) 는 단면 모식도이고, (b) 는 케이스 부재를 떼어낸 상태의 평면 모식도이다.
도 5 는, 제 3 실시형태에 관련된 보호 소자의 모식도이고, (a) 는 단면 모식도이고, (b) 는 케이스 부재를 떼어낸 상태의 평면 모식도이다.
도 6 은, 4 개의 퓨즈 엘리먼트가 병렬 배치되는 퓨즈 엘리먼트군이 z 방향으로 2 단으로 배치되는 구성을 나타낸 단면 모식도이다.
도 7 은, 제 4 실시형태에 관련된 보호 소자의 모식도이고, (a) 는 단면 모식도이고, (b) 는 케이스 부재를 떼어낸 상태의 평면 모식도이다.
도 8 은, 제 5 실시형태에 관련된 보호 소자의 모식도이고, (a) 는 단면 모식도이고, (b) 는 케이스 부재를 떼어낸 상태의 평면 모식도이다.
도 9(a) 는, 제 5 실시형태에 관련된 보호 소자의 퓨즈 엘리먼트가 용단되기 전의 회로도이고, (b) 는 용단된 후의 회로도이다.
도 10 은, 제 6 실시형태에 관련된 보호 소자의 단면 모식도이다.
도 11 은, 제 7 실시형태에 관련된 보호 소자의 모식도이고, (a) 는 단면 모식도이고, (b) 는 케이스 부재를 떼어낸 상태의 평면 모식도이다.
도 12 는, 제 7 실시형태에 관련된 보호 소자의 퓨즈 엘리먼트가 용단되기 전의 회로도이다.
도 13 은, 제 8 실시형태에 관련된 보호 소자의 단면 모식도이다.
이하, 본 실시형태에 대해, 도면을 적절히 참조하면서 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용하는 도면은, 특징을 알기 쉽게 하기 위해서 편의상 특징이 되는 부분을 확대하여 나타내고 있는 경우가 있고, 각 구성 요소의 치수 비율 등은 실제와는 상이한 경우가 있다. 이하의 설명에 있어서 예시되는 재료, 치수 등은 일례로서, 본 발명은 그것들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 효과를 발휘하는 범위에서 적절히 변경하여 실시하는 것이 가능하다. 또, 하나의 실시형태에만, 혹은 몇 개의 실시형태에만 기재한 구성 요소이어도 적절히, 다른 실시형태에도 적용 가능하다.
(제 1 실시형태)
도 1 은, 제 1 실시형태에 관련된 보호 소자의 모식도이고, (a) 는 단면 모식도이고, (b) 는 케이스 부재를 떼어낸 상태의 평면 모식도이다. 도 2 는, 제 1 실시형태에 관련된 보호 소자의 사시 모식도이다.
이하, 퓨즈 엘리먼트에 통전하는 방향을 x 방향, 퓨즈 엘리먼트의 폭 방향을 y 방향, 퓨즈 엘리먼트의 두께 방향을 z 방향으로 한다.
도 1 에 나타내는 보호 소자 (100) 는, 퓨즈 엘리먼트 (3) 와, 퓨즈 엘리먼트 (3) 의 적어도 일부에 접촉 또는 근접하여 배치되는 절연성 무기 섬유물 (4) 과, 퓨즈 엘리먼트 (3) 의 일부 및 절연성 무기 섬유물 (4) 을 봉입하는 케이스 부재 (5) 를 갖는다.
절연성 무기 섬유물 대신에, 절연성 무기 다공질재를 사용해도 된다.
<퓨즈 엘리먼트>
퓨즈 엘리먼트 (3) 로는, 공지된 퓨즈 엘리먼트에 사용되는 재료의 것을 사용할 수 있다. 전형적으로는, 합금을 포함하는 금속 재료의 것을 사용할 수 있다. 구체적으로는, Pb 85 ％/Sn 이나 Sn/Ag 3 ％/Cu 0.5 ％ 등을 예시할 수 있다.
도 1 에 나타내는 퓨즈 엘리먼트 (3) 는, 1 개의 부재 (파츠) 로 이루어지지만, 복수개의 부재 (파츠) 로 이루어지는 것이어도 된다. 퓨즈 엘리먼트가 복수의 부재 (파츠) 로 이루어지는 경우, 용단시에 인접하는 부재 (파츠) 는 서로 접촉하지 않을 정도의 거리를 두고 배치된다. 이하에서는, 퓨즈 엘리먼트를 구성하는 복수의 부재 (파츠) 의 각각을 퓨즈 엘리먼트라고 칭하는 경우도 있다.
또, 퓨즈 엘리먼트 (3) 를 구성하는 1 개의 부재, 또는 복수개의 부재의 각각의 형상은, 퓨즈 엘리먼트로서 기능 가능하면 제한은 없고, 평판상, 봉상, 또는 와이어상의 것을 예시할 수 있다. 퓨즈 엘리먼트 (3) 는, 평판상의 부재이다.
퓨즈 엘리먼트 (3) 는, 케이스 부재 (5) 의 외부에 위치하는 제 1 단부 (3a) 및 제 2 단부 (3b) 와, 제 1 단부 (3a) 및 제 2 단부 (3b) 사이에 위치하는 중간부 (3c) 로 이루어진다. 제 1 단부 (3a) 및 제 2 단부 (3b) 의 각각에는, 외부 단자공 (3aa), 외부 단자공 (3bb) 을 구비하고 있다.
1 쌍의 외부 단자공 (3aa), 외부 단자공 (3bb) 중, 일방의 외부 단자공은 전원측에 접속하기 위해서 사용할 수 있고, 타방의 외부 단자공은 부하측에 접속하기 위해서 사용할 수 있다.
여기서, 외부 단자공 (3aa), 외부 단자공 (3bb) 의 형상은 도시되지 않은 전원측 혹은 부하측의 단자에 걸어맞춤 가능한 형상이면 특별히 제한은 없고, 도 1(b) 에 나타내는 외부 단자공 (3aa), 외부 단자공 (3bb) 은 개방 부분이 없는 관통공이지만, 일부에 개방 부분을 갖는 폴 형상 등이어도 된다.
퓨즈 엘리먼트 (3) 의 케이스 부재 (5) 내에 배치되는 중간부 (3c) 의 일부에 용단되기 쉬운 절단부 (3cc) 를 가져도 된다.
도 1 에 나타내는 절단부 (3cc) 는, 폭 방향으로 늘어서는 3 개의 천공과, 양측단의 각각에 절결을 갖는 구성을 예시하고 있다. 절단부 (3cc) 에 늘어서는 천공의 수는, 3 개에 한정되지 않고, 임의의 수이다.
퓨즈 엘리먼트 (3) 를 구성하는 1 개의 부재, 또는 복수개의 부재의 각각은, 저융점 금속층과 고융점 금속층의 적층체로 해도 된다.
저융점 금속층에 사용되는 저융점 금속으로서, Sn 혹은 Sn 을 주성분으로 하는 금속을 사용하는 것이 바람직하다. Sn 의 융점은 232 ℃ 이기 때문에, Sn 을 주성분으로 하는 금속은 저융점이고, 저온에서 유연해지기 때문이다. 예를 들어, Sn/Ag 3 ％/Cu 0.5 ％ 합금의 융점은 217 ℃ 이다.
고융점 금속층에 사용되는 고융점 금속으로는, Ag, Cu 또는 이들을 주성분으로 하는 금속을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, Ag 는 융점 962 ℃ 이기 때문에, Ag 를 주성분으로 하는 금속으로 이루어지는 고융점 금속층은 저융점 금속층이 유연해지는 온도에서는 강성을 유지할 수 있기 때문이다.
퓨즈 엘리먼트 (3) 가 저융점 금속층과 고융점 금속층의 적층체로 이루어지는 경우, 퓨즈 엘리먼트 (3) 는, 용융된 저융점 금속층이 고융점 금속층을 용해시킴으로써 (바꾸어 말하면, 고체 상태의 고융점 금속이 용융 상태의 저융점 금속에 녹아내림으로써), 고융점 금속층이 그 융점보다 낮은 온도에서 용융을 개시한다. 이 경우의 퓨즈 엘리먼트 (3) 에서는, 저융점 금속에 의한 고융점 금속의 용해 작용을 이용하여 (바꾸어 말하면, 고융점 금속이 저융점 금속에 녹아내리는 현상을 이용하여), 퓨즈 엘리먼트 (3) 를 고융점 금속의 융점보다 낮은 온도에서 용단 가능하다.
저융점 금속에 의한 고융점 금속의 용해 작용 (고융점 금속이 저융점 금속에 녹아내리는 현상) 을 이용하여 퓨즈 엘리먼트 (3) 를 신속하게 용단하는 관점에서, 저융점 금속층의 막두께는 30 ㎛ 이상인 것이 바람직하고, 고융점 금속층의 막두께는 1 ㎛ 이상인 것이 바람직하다.
적층체의 구조로는 여러 가지 구조를 취할 수 있다.
도 3 에, 적층체의 구조의 예를 모식적으로 나타낸 사시도를 나타낸다.
도 3(a) 에 나타내는 적층체 (퓨즈 엘리먼트) (3A) 는, 방형상 혹은 판상의 것이고, 내층으로서 저융점 금속층 (3Aa) 으로 하고, 외층으로서 고융점 금속층 (3Ab) 으로 한 것이지만, 내층과 외층을 반대로 해도 된다.
도 3(b) 에 나타내는 적층체 (퓨즈 엘리먼트) (3B) 는, 환봉상의 것이고, 내층으로서 저융점 금속층 (3Ba) 으로 하고, 외층으로서 고융점 금속층 (3Bb) 으로 한 것이지만, 내층과 외층을 반대로 해도 된다.
도 3(c) 에 나타내는 적층체 (퓨즈 엘리먼트) (3C) 는, 방형상 혹은 판상의 것이고, 저융점 금속층 (3Ca) 과 고융점 금속층 (3Cb) 이 적층된 2 층 구조의 것이다.
도 3(d) 에 나타내는 적층체 (퓨즈 엘리먼트) (3D) 는, 방형상 혹은 판상의 것이고, 저융점 금속층 (3Da) 을 상하의 고융점 금속층 (3Db) 및 고융점 금속층 (3Dc) 사이에 끼워 넣은 3 층 구조의 것이다. 반대로, 고융점 금속층을 2 층의 저융점 금속층 사이에 끼워 넣은 3 층 구조로 해도 된다.
도 3(a) ∼ (d) 는, 2 층 또는 3 층의 적층체로 한 것이지만, 4 층 이상으로 해도 된다.
퓨즈 엘리먼트 (3) 가 내층과 그것을 사이에 끼우는 외층의 3 층으로 이루어지는 적층체인 경우, 내층이 저융점 금속층, 외층이 고융점 금속층인 것이 바람직하지만, 외층이 저융점 금속층, 내층이 고융점 금속층이어도 된다.
<절연성 무기 섬유물, 절연성 무기 다공질재>
절연성 무기 섬유물 (4) 은, 퓨즈 엘리먼트 (3) 의 용단 등, 전기적인 특성에 영향을 미치는 일이 없도록 절연성이고, 무기 재료로 이루어지고, 또한, 용융 비산물이 비산되어 가는 공간을 갖는 것이다.
도 1 에 나타내는 보호 소자 (100) 에서는, 퓨즈 엘리먼트 (3) 의 일방의 측 (3A) 에, 퓨즈 엘리먼트 (3) 의 적어도 일부에 접촉 또는 근접하여 배치되는 절연성 무기 섬유물 (4) 을 구비한다. 도 1 에 나타내는 보호 소자 (100) 에서는, 절연성 무기 섬유물 (4) 은 퓨즈 엘리먼트 (3) 의 일방의 측 (3A) 에 재치 (載置) 한 구성이다.
절연성 무기 섬유물은, 퓨즈 엘리먼트 (3) 의 타방의 측 (3B) 에도 구비해도 된다. 이 경우, 2 개의 절연성 무기 섬유물로 퓨즈 엘리먼트 (3) 를 두께 방향의 양측에서 사이에 끼워 넣는 구성이다.
절연성 무기 섬유물 (4) 을 구성하는 무기 섬유 (무기 파이버) 로는, 공지된 무기 섬유를 사용할 수 있다. 구체적으로는, 세라믹 섬유, 유리 섬유 등을 들 수 있다. 본 명세서에 있어서, 세라믹 섬유란, 세라믹 재료를 주성분으로 하는 무기 섬유로서, 유리 섬유를 제외한 것을 가리키고, 또, 유리 섬유란, SiO2 를 주성분으로 하는 섬유를 가리킨다.
세라믹 섬유로는, 구체적으로는, 알루미나 (Al2O3), 지르코니아 (ZrO2), 마그네시아 (MgO), 멀라이트, 탄화규소 (SiC) 등으로 이루어지는 것이나 이들을 주성분으로 하는 것을 들 수 있다.
무기 섬유의 시판품의 예로는, 세라믹 페이퍼 혹은 세라믹 파이버 페이퍼 (사카구치 전열 주식회사 제조, 유한회사 타쿠미 산업 제조, 니코 물산 주식회사 제조) 등을 예시할 수 있다.
절연성 무기 섬유물 (4) 의 두께로는, 도 1(a) 에 나타내는 바와 같이, 상부 케이스 부재 (5A) 와 퓨즈 엘리먼트 (3) 의 거리와 동일한 정도로 할 수 있다. 또는, 상부 케이스 부재 (5A) 와 퓨즈 엘리먼트 (3) 의 거리보다 두꺼운 절연성 무기 섬유물 (4) 을 상부 케이스 부재 (5A) 로 누르는 구성이어도 된다. 이 경우, 절연성 무기 섬유물 (4) 이 퓨즈 엘리먼트 (3) 에 접촉하는 부분이 커진다.
또는, 후술하는 도 4 등에 나타내는 바와 같이, 절연성 무기 섬유물을 상부 케이스 부재와 퓨즈 엘리먼트의 거리보다 얇게 할 수도 있다. 즉, 절연성 무기 섬유물 (4) 과 상부 케이스 부재 사이에 간극이 빈 구성이다. 이 경우에도, 절연성 무기 섬유물 (4) 의 자중 (自重) 에 의해 퓨즈 엘리먼트 (3) 에 접촉하는 부분이 있다.
절연성 무기 섬유물 (4) 의 폭 (y 방향 길이) 은, 도 1(b) 에 나타내는 바와 같이, 퓨즈 엘리먼트 (3) 와 동일한 정도의 폭 혹은 그것보다 폭이 넓은 편이 아크 방지 혹은 아크 계속 저지의 효과가 크지만, 퓨즈 엘리먼트 (3) 보다 폭이 좁아도 효과는 있다.
절연성 무기 섬유물 (4) 의 길이 (x 방향 길이) 는, 도 1(a) 에 나타내는 바와 같이 상부 케이스 부재 (5A) 의 내부의 길이와 거의 동일한 정도로 할 수 있다. 이 경우, 퓨즈 엘리먼트 (3) 의 케이스 부재 내의 어느 위치에서 용단해도, 아크 방전 방지 혹은 아크 방전 계속 저지의 효과가 얻어진다. 절연성 무기 섬유물 (4) 은, 상부 케이스 부재 (5A) 의 내부의 길이보다 짧게 할 수도 있다.
도면에 나타내는 예는, 절연성 무기 섬유물이 1 장인 경우 뿐이지만, 복수장으로 구성해도 된다.
상기 서술한 바와 같이, 절연성 무기 섬유물 대신에 절연성 무기 다공질재를 사용해도 된다.
절연성 무기 다공질재의 재료로는, 공지된 무기 다공질 재료를 사용할 수 있다. 구체적으로는, 알루미나 (Al2O3), 실리카 (SiO2), 지르코니아 (ZrO2), 마그네시아 (MgO), 멀라이트, 탄화규소 (SiC) 등으로 이루어지는 것이나, 이들을 주성분으로 하는 것을 들 수 있다.
절연성 무기 섬유물 혹은 절연성 무기 다공질재의 재료로는, 열전도율이 높은 재료인 것이 바람직하다. 퓨즈 엘리먼트 (3) 의 열을 방열하는 기능 (퓨즈 엘리먼트 (3) 를 냉각시키는 기능) 을 높여, 아크 방전 방지 또는 아크 방전 계속 저지의 효과를 높이기 때문이다.
유리의 열전도율은 1 W/mK 정도인 데에 대해, 산화물계의 세라믹에서는, 마그네시아의 열전도율은 30 W/mK 정도, 알루미나의 열전도율은 20 W/mK 정도, 멀라이트의 열전도율은 4 W/mK 정도, 지르코니아의 열전도율은 3 W/mK 정도이다. 또, 탄화규소의 열전도율은 100 W/mK 이상이다.
절연성 무기 섬유물 혹은 절연성 무기 다공질재는, 아크 방전시에, 용융 비산물이 비산되어 가는 공간을 갖는다. 아크 방전에 의해 퓨즈 엘리먼트의 용융 비산물이 비산되는 공간을 가지면, 용융 비산물이 도전 패스를 형성하지 않고, 아크 방전의 계속을 방지할 수 있다. 아크 방전에 의한 용융 비산물이 흩어져가는 공간을 확보하는 관점에서, 절연성 무기 섬유물 혹은 절연성 무기 다공질재의 밀도는, 구멍이나 간극이 없는 경우의 밀도 (그 재료의 밀도) 의 1/100 ∼1/4 인 것이 바람직하다. 예를 들어, 알루미나의 밀도는 3.95 g/㎤ 이지만, 0.04 g/㎤ ∼ 1.0 g/㎤ 가 되는 알루미나 섬유 혹은 알루미나 다공질재로 하는 것이 바람직하다.
통상 작동시에 절연성 무기 섬유물 혹은 절연성 무기 다공질재가 퓨즈 엘리먼트 (3) 에 직접 접촉하고 있지 않은 경우에도, 근접하여 배치되어 있으면, 용단시에 퓨즈 엘리먼트의 절단 지점이 부풀어 올라 직접 접촉하게 되어, 퓨즈 엘리먼트를 냉각시켜 아크 현상의 계속을 방지하는 효과가 얻어진다.
본 명세서에 있어서, 「근접」 이란, 1 mm 이하인 것을 의미한다.
절연성 무기 섬유물 혹은 절연성 무기 다공질재가 퓨즈 엘리먼트의 적어도 일부에 근접하는 경우, 0.5 mm 이하인 것이 바람직하고, 0.2 mm 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.1 mm 이하인 것이 더욱 바람직하다.
<절연성 페이스트>
절연성 무기 섬유물 혹은 절연성 무기 다공질재는, 절연성 페이스트를 함침시킨 구성으로 해도 된다.
절연성 페이스트란, 절연성 무기 섬유물의 섬유간의 간극 혹은 절연성 무기 다공질재의 구멍에 비집고 들어갈 수 있는, 유동성을 갖는 절연 물질이다. 절연성 페이스트가 구비됨으로써, 퓨즈 엘리먼트의 용융 비산물의 분산에 의한 절연화의 효과를 높일 수 있다.
절연성 페이스트로는, 예를 들어, 납땜시에 사용되는 플럭스를 들 수 있다.
본 발명자가 플럭스를 함침시킨 세라믹 페이퍼를 절연성 무기 섬유물로서 사용한 결과, 플럭스를 함침시키지 않는 세라믹 페이퍼를 사용한 경우와 비교하여, 차단 후의 절연 저항이 2 ∼ 4 자릿수 높아졌다. 절연 저항을 높인 이유로는, 퓨즈 엘리먼트의 용융 비산물이 절연성 무기 섬유물의 섬유간의 간극 혹은 절연성 무기 다공질재의 구멍에 들어갈 뿐만 아니라, 그 간극 혹은 구멍에 들어간 용융 비산물을 플럭스가 덮음으로써, 각 간극 혹은 각 구멍 중에서도 용융 비산물의 응집이 일어나 불연속화되는 것에 의한 것으로 생각된다.
이하에서는, 절연성 페이스트를 함침시킨 절연성 무기 섬유물 혹은 절연성 무기 다공질재에 대해서도, 간단히 절연성 무기 섬유물 혹은 절연성 무기 다공질재라고 칭한다.
<케이스 부재>
케이스 부재 (5) 는, 내부를 보호함과 함께 용융된 퓨즈 엘리먼트 (3) 의 비산을 방지한다. 도 1 에 나타내는 케이스 부재 (5) 는, 상부 케이스 부재 (5A) 와 하부 케이스 부재 (5B) 로 이루어진다.
케이스 부재 (5) 는, 예를 들어, 엔지니어링 플라스틱 (특히 내트래킹성이 높은 나일론계가 바람직하다.), 알루미나, 유리 세라믹스, 멀라이트, 지르코니아 등의 절연성을 갖는 재료에 의해 형성할 수 있다.
케이스 부재 (5) 는, 알루미나 등의 열전도율이 높은 세라믹스 재료에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다. 퓨즈 엘리먼트가 과전류에 의해 발열한 열을 효율적으로 외부에 방열하여, 중공으로 유지된 퓨즈 엘리먼트를 국소적으로 가열, 용단시키는 것이 가능해진다.
다음으로, 상부 케이스 부재 (5A) 와 하부 케이스 부재 (5B) 는 예를 들어, 접착제로 접착할 수 있고, 퓨즈 엘리먼트 (3) 가 커버되어, 보호 소자 (100) 가 완성된다.
(제 2 실시형태)
도 4 는, 제 2 실시형태에 관련된 보호 소자의 모식도이고, (a) 는 단면 모식도이고, (b) 는 케이스 부재를 떼어낸 상태의 평면 모식도이다.
제 1 실시형태와 동일한 부호를 사용한 부재는 동일한 구성을 갖는 것이고, 설명을 생략한다. 또, 제 1 실시형태와 부호가 상이해도 기능이 동일한 부재에 대해서는 설명을 생략하는 경우가 있다.
도 4 에 나타내는 보호 소자 (101) 는, 퓨즈 엘리먼트 (13) 와, 퓨즈 엘리먼트 (13) 의 적어도 일부에 접촉 또는 근접하여 배치되는 절연성 무기 섬유물 (14) 과, 퓨즈 엘리먼트 (13) 및 절연성 무기 섬유물 (14) 을 봉입하는 케이스 부재 (15) 를 갖는다.
또한, 보호 소자 (101) 는, 서로 이간하여 배치되는 제 1 단자 부재 (1) 및 제 2 단자 부재 (2) 를 갖고, 제 1 단자 부재 (1) 는 퓨즈 엘리먼트 (13) 의 제 1 단부 (13a) 에 접속되고, 제 2 단자 부재 (2) 는 퓨즈 엘리먼트 (13) 의 제 2 단부 (13b) 에 접속되어 있다.
절연성 무기 섬유물 대신에, 절연성 무기 다공질재를 사용해도 된다.
<절연성 무기 섬유물>
도 4 에 나타내는 보호 소자 (101) 에서는, 퓨즈 엘리먼트 (13) 의 일방의 측 (13A) 에, 퓨즈 엘리먼트 (13) 의 적어도 일부에 접촉 또는 근접하여 배치되는 절연성 무기 섬유물 (14) 을 구비한다. 도 4 에 나타내는 보호 소자 (101) 에서는, 절연성 무기 섬유물 (14) 은 퓨즈 엘리먼트 (3) 의 일방의 측 (13A) 에 재치한 구성이다.
절연성 무기 섬유물은, 퓨즈 엘리먼트 (13) 의 타방의 측 (13B) 에도 구비해도 된다. 이 경우, 2 개의 절연성 무기 섬유물로 퓨즈 엘리먼트 (13) 를 두께 방향의 양측에서 사이에 끼워 넣는 구성이다.
<제 1 단자 부재, 제 2 단자 부재>
제 1 단자 부재 (1), 및 제 2 단자 부재 (2) 는 각각, 퓨즈 엘리먼트의 외부와의 접속을 위한 강성을 보강하여, 전기 저항을 저감시키는 재료로 이루어지는 것임이 바람직하다.
제 1 단자 부재 (1) 는, 외부 단자공 (1aa) 을 갖는다. 또, 제 2 단자 부재 (2) 는, 외부 단자공 (2aa) 을 갖는다.
도 4 에 나타내는 보호 소자 (101) 에서는, 퓨즈 엘리먼트 (13) 의 제 1 단부 (13a) 의 두께 방향으로 제 1 단자 부재 (1) 의 제 1 단부 (1a) 가 겹치도록 접속되고, 또, 제 2 단부 (13b) 의 두께 방향으로 제 2 단자 부재 (2) 의 제 2 단부 (2a) 가 겹치도록 접속되어 있다.
제 1 단자 부재, 및 제 2 단자 부재의 재료로는, 예를 들어, 구리나 황동 등을 들 수 있다.
그 중에서 강성 강화의 관점에서는, 황동이 바람직하다.
그 중에서 전기 저항 저감의 관점에서는, 구리가 바람직하다.
제 1 단자 부재, 및 제 2 단자 부재의 재료는, 동일해도 되고 상이해도 된다.
제 1 단자 부재, 및 제 2 단자 부재를, 제 1 단부, 제 2 단부에 접속하는 방법으로는, 공지된 방법을 사용할 수 있고, 예를 들어, 납땜이나 용접에 의한 접합, 리벳 접합이나 나사 접합 등의 기계적 접합 등을 들 수 있다.
제 1 단자 부재, 및 제 2 단자 부재의 두께로는, 한정되는 것은 아니지만, 기준을 말하면, 0.3 ∼ 1.0 mm 로 할 수 있다.
제 1 단자 부재, 및 제 2 단자 부재의 두께는, 동일해도 되고 상이해도 된다.
<케이스 부재>
도 4 에 나타내는 케이스 부재 (15) 는, 도 1 에 나타낸 케이스 부재 (5) 와 동일하게 상부 케이스 부재 (15A) 와 하부 케이스 부재 (15B) 로 이루어진다. 한편, 상부 케이스 부재 (15A) 는 천면 (15Aa) 으로부터 퓨즈 엘리먼트 (13) 를 향하여, 적어도 절연성 무기 섬유물 (14) 의 측면까지 연장되는 돌기부 (15Ab) 를 갖는 점에서 상이하다. 상부 케이스 부재 (15A) 는, 돌기부 (15Ab) 를 구비함으로써, 절연성 무기 섬유물 (14) 의 측면이 이동 규제를 받기 때문에, 절연성 무기 섬유물 (14) 의 위치 어긋남을 방지하는 것이 가능해진다.
(제 3 실시형태)
도 5 는, 제 3 실시형태에 관련된 보호 소자의 모식도이고, (a) 는 단면 모식도이고, (b) 는 케이스 부재를 떼어낸 상태의 평면 모식도이다.
상기 실시형태와 동일한 부호를 사용한 부재는 동일한 구성을 갖는 것이고, 설명을 생략한다. 또, 상기 실시형태와 부호가 상이해도 기능이 동일한 부재에 대해서는 설명을 생략하는 경우가 있다.
도 5 에 나타내는 보호 소자 (102) 는, 4 개의 퓨즈 엘리먼트 (23a, 23b, 23c, 23d) (이들을 총칭하여 「퓨즈 엘리먼트 (23)」 라고 하는 경우가 있다.) 와, 퓨즈 엘리먼트 (23a, 23b, 23c, 23d) 의 적어도 일부에 접촉 또는 근접하여 배치되는 절연성 무기 섬유물 (14) 과, 퓨즈 엘리먼트 (23) 및 절연성 무기 섬유물 (14) 을 봉입하는 케이스 부재 (15) 를 갖는다.
또, 보호 소자 (102) 는, 서로 이간하여 배치되는 제 1 단자 부재 (1) 및 제 2 단자 부재 (2) 를 갖고, 4 개의 퓨즈 엘리먼트 (23a, 23b, 23c, 23d) 는 각각, 양단이 제 1 단자 부재 (1) 및 제 2 단자 부재 (2) 에 접속되어 있다.
절연성 무기 섬유물 대신에, 절연성 무기 다공질재를 사용해도 된다.
<퓨즈 엘리먼트>
도 5 에 나타내는 퓨즈 엘리먼트 (23) 는, 4 개의 퓨즈 엘리먼트 (23a, 23b, 23c, 23d) 로 이루어지지만, 4 개 이외의 복수의 퓨즈 엘리먼트로 이루어지는 것이어도 된다.
퓨즈 엘리먼트가 복수의 퓨즈 엘리먼트로 이루어지는 경우, 각 퓨즈 엘리먼트는 재료나 형상이 동일한 것이어도 되고 상이해도 된다. 예를 들어, 각 퓨즈 엘리먼트가 상이한 저항을 갖는 것이어도 된다.
퓨즈 엘리먼트가 복수의 퓨즈 엘리먼트 (파츠) 로 이루어지는 경우, 용단시에 인접하는 퓨즈 엘리먼트 (파츠) 는 서로 접촉하지 않을 정도의 거리를 두고 배치된다.
퓨즈 엘리먼트 (23) 를 복수의 퓨즈 엘리먼트로 함으로써, 각 퓨즈 엘리먼트의 용단시에 아크 방전이 발생했을 경우에도 소규모가 되어, 용융 금속의 폭발적인 비산을 방지할 수 있다.
도 5 에 나타내는 4 개의 퓨즈 엘리먼트 (23a, 23b, 23c, 23d) 는, 병렬 배치되어 있다.
복수의 퓨즈 엘리먼트가 병렬 배치이면, 절연성 무기 섬유물 (4) 에 의해 각 퓨즈 엘리먼트의 냉각 및 용융 비산물의 분산을 용이하게 실현할 수 있어, 내아크성능을 향상시킬 수 있다.
또, 퓨즈 엘리먼트의 형상은 상기 서술한 바와 같이, 평판상, 봉상, 또는 와이어상의 것을 예시할 수 있다. 도 5 에 나타내는 4 개의 퓨즈 엘리먼트 (23a, 23b, 23c, 23d) 는, 봉상, 또는 와이어상의 것의 예이다.
도 5 에 나타내는 보호 소자 (102) 에서는, 4 개의 퓨즈 엘리먼트가 xy 면에 평행한 면내에 병렬 배치되는 구성을 나타냈지만, 병렬 배치되는 퓨즈 엘리먼트군이 z 방향으로 복수단 배치되는 구성으로 해도 된다.
도 6 에, 4 개의 퓨즈 엘리먼트가 병렬 배치되는 퓨즈 엘리먼트군이 z 방향으로 2 단으로 배치되는 구성을 나타냈다. 즉, 4 개의 퓨즈 엘리먼트 (23aa, 23ba, 23ca, 23da) 가 병렬 배치되는 퓨즈 엘리먼트군 (23A) 과, 4 개의 퓨즈 엘리먼트 (23ab, 23bb, 23cb, 23db) 가 병렬 배치되는 퓨즈 엘리먼트군 (23B) 이 z 방향으로 배치된다. 퓨즈 엘리먼트군 (23A) 과 퓨즈 엘리먼트군 (23B) 에서, 각각을 구성하는 퓨즈 엘리먼트를 상이한 것 (재료, 굵기 등) 으로 해도 된다.
병렬 배치되는 퓨즈 엘리먼트군을 복수단 배치하는 구성에 있어서, 절연성 무기 섬유물을 복수장 구비하는 것으로 해도 된다.
도 6 에 나타낸 구성에 있어서는, 가장 케이스 부재에 가까운 위치와, 퓨즈 엘리먼트군 (23A) 과 퓨즈 엘리먼트군 (23B) 사이의 각각, 절연성 무기 섬유물 (14A), 절연성 무기 섬유물 (14B), 절연성 무기 섬유물 (14C) 을 구비한다.
(제 4 실시형태)
도 7 은, 제 4 실시형태에 관련된 보호 소자의 모식도이고, (a) 는 단면 모식도이고, (b) 는 케이스 부재를 떼어낸 평면도이다.
상기 실시형태와 동일한 부호를 사용한 부재는 동일한 구성을 갖는 것이고, 설명을 생략한다. 또, 상기 실시형태와 부호가 상이해도 기능이 동일한 부재에 대해서는 설명을 생략하는 경우가 있다.
도 7 에 나타내는 보호 소자 (103) 는, 도 5 에 나타낸 보호 소자 (102) 에 비해, 퓨즈 엘리먼트 (23) 의 절연성 무기 섬유물 (14) 이 배치되는 측의 반대측에도 절연성 무기 섬유물 (24) 을 구비하는 점, 즉, 퓨즈 엘리먼트 (23) 를 절연성 무기 섬유물 (14) 과 함께 사이에 끼워 넣도록 절연성 무기 섬유물 (24) 을 구비하는 점이 주된 차이이다.
보호 소자 (103) 는, 4 개의 퓨즈 엘리먼트 (23a, 23b, 23c, 23d) (이들을 총칭하여 「퓨즈 엘리먼트 (23)」 라고 하는 경우가 있다.) 와, 퓨즈 엘리먼트 (23) 의 적어도 일부에 접촉 또는 근접하여, 퓨즈 엘리먼트 (23) 를 두께 방향으로 양측에서 사이에 끼워 넣도록 배치되는, 절연성 무기 섬유물 (14) 및 절연성 무기 섬유물 (24) 과, 퓨즈 엘리먼트 (23), 절연성 무기 섬유물 (14) 및 절연성 무기 섬유물 (24) 을 봉입하는 케이스 부재 (25) 를 갖는다.
또, 보호 소자 (103) 는, 서로 이간하여 배치되는 제 1 단자 부재 (1) 및 제 2 단자 부재 (2) 를 갖고, 4 개의 퓨즈 엘리먼트 (23a, 23b, 23c, 23d) 는 각각, 양단이 제 1 단자 부재 (1) 및 제 2 단자 부재 (2) 에 접속되어 있다.
절연성 무기 섬유물 대신에, 절연성 무기 다공질재를 사용해도 된다. 예를 들어, 절연성 무기 섬유물 (14) 또는 절연성 무기 섬유물 (24) 중 어느 것 대신에 절연성 무기 다공질을 사용해도 되고, 절연성 무기 섬유물 (14) 및 절연성 무기 섬유물 (24) 대신에 절연성 무기 다공질재를 사용해도 된다.
<케이스 부재>
도 7 에 나타내는 케이스 부재 (25) 는, 도 4 에 나타낸 케이스 부재 (15) 와 동일하게 상부 케이스 부재 (25A) 와 하부 케이스 부재 (25B) 로 이루어지는 점, 및 상부 케이스 부재 (25A) 는 천면 (25Aa) 으로부터 퓨즈 엘리먼트 (23) 를 향하여, 적어도 절연성 무기 섬유물 (14) 의 측면까지 연장되는 돌기부 (25Ab) 를 갖는 점은 공통된다. 절연성 무기 섬유물 (14) 의 두께는, 퓨즈 엘리먼트 (23) 표면으로부터 상부 케이스 부재 (25A) 의 천면 (25Aa) 사이까지의 두께이면 되지만, 퓨즈 엘리먼트 (23) 표면에서 상부 케이스 부재 (25A) 의 천면 (25Aa) 에 접촉하는 두께이어도 된다.
한편, 하부 케이스 부재 (25B) 의 하면 (25Ba) 측에는, 절연성 무기 섬유물 (24) 을 퓨즈 엘리먼트 (23) 에 접촉 또는 근접하도록 지지하기 위한 지지부 (25Bb) 를 갖는다. 절연성 무기 섬유물 (24) 의 지지 방법은 이것에 한정되지 않고, 예를 들어, 하부 케이스 부재 (25B) 의 하면 (25Ba) 상에 단순히 재치하는 것이어도 된다.
(제 5 실시형태)
도 8 은, 제 5 실시형태에 관련된 보호 소자의 주요부의 모식도이고, (a) 는 단면 모식도이고, (b) 는 케이스 부재를 떼어낸 상태의 평면 모식도이다.
상기 실시형태와 동일한 부호를 사용한 부재는 동일한 구성을 갖는 것이고, 설명을 생략한다. 또, 상기 실시형태와 부호가 상이해도 기능이 동일한 부재에 대해서는 설명을 생략하는 경우가 있다.
도 8 에 나타내는 보호 소자 (200) 는, 절연 기판 (10) 과, 절연 기판 (10) 상에 서로 이간하여 배치된 2 개의 전극 (111, 112) 과, 퓨즈 엘리먼트 (13) 와, 퓨즈 엘리먼트 (13) 의 케이스 부재 (115) 측의 적어도 일부에 접촉 또는 근접하여 배치되는, 절연성 무기 섬유물 (14) 과, 퓨즈 엘리먼트 (13) 및 절연성 무기 섬유물 (14) 을 봉입하는 케이스 부재 (115) 를 갖고, 퓨즈 엘리먼트 (13) 의 통전 방향의 양단부 (13a, 13b) 에 2 개의 전극 (111, 112) 이 접속되어 있다.
절연성 무기 섬유물 대신에, 절연성 무기 다공질재를 사용해도 된다.
<절연 기판>
절연 기판 (10) 은, 예를 들어, 알루미나, 유리 세라믹스, 멀라이트, 지르코니아 등의 절연성을 갖는 부재에 의해 방형상으로 형성된다. 그 밖에, 절연 기판 (10) 은, 유리 에폭시 기판, 페놀 기판 등의 프린트 배선 기판에 사용되는 재료를 사용해도 된다.
절연 기판 (10) 은, 평판상인 것이 바람직하다. 절연 기판 (10) 의 두께는, 절연 기판 (10) 의 내열성이나 열전도성에 따라서도 상이하지만, 일반적으로, 100 ㎛ ∼ 1000 ㎛ 의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 또, 절연 기판 (10) 의 외주는 벽상으로 기립해도 된다.
<제 1 전극, 제 2 전극>
절연 기판 (10) 에는, 제 1 전극 (111) 및 제 2 전극 (112) 이 형성되어 있다. 제 1 전극 (111) 은, 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 에 형성된 제 1 표면 전극 (111a) 과, 절연 기판 (10) 의 이면 (10b) 에 형성된 제 1 이면 전극 (111b) 과, 제 1 표면 전극 (111a) 과 제 1 이면 전극 (111b) 을 접속하는 캐스텔레이션 (111c) 으로 이루어진다. 동일하게, 제 2 전극 (112) 은, 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 에 형성된 제 2 표면 전극 (112a) 과, 절연 기판 (10) 의 이면 (10b) 에 형성된 제 2 이면 전극 (112b) 과, 제 2 표면 전극 (112a) 과 제 2 이면 전극 (112b) 을 접속하는 캐스텔레이션 (112c) 으로 이루어진다.
제 1 전극 (111) 및 제 2 전극 (112) 은, 각각, Ag 나 Cu 배선 등의 도전 패턴에 의해 형성되고, 표면에 적절히, 산화 방지 대책으로서 Sn 도금, Ni/Au 도금, Ni/Pd 도금, Ni/Pd/Au 도금 등의 보호층 (16) 이 형성된다. 보호 소자 (200) 는, 이면 (10b) 에 형성된 제 1 이면 전극 (111b), 제 2 이면 전극 (112b) 을 개재하여, 회로 기판의 전류 경로 상에 실장된다.
제 1 전극 (111) 및 제 2 전극 (112) 은, 땜납 등의 접속 재료 (18) 를 개재하여 퓨즈 엘리먼트 (13) 의 통전 방향의 양단부 (13a, 13b) 에 접속되어 있다. 상기 서술한 바와 같이, 퓨즈 엘리먼트 (13) 는, 접속 재료 (18) 를 개재하여 제 1 전극 (111) 및 제 2 전극 (112) 사이에 탑재된 후, 리플로 납땜 등에 의해 용이하게 접속할 수 있다.
<퓨즈 엘리먼트>
퓨즈 엘리먼트 (13) 로는 상기 서술과 동일한 퓨즈 엘리먼트를 사용할 수 있다.
<절연성 무기 섬유물>
절연성 무기 섬유물 (14) 로는 상기 서술과 동일한 절연성 무기 섬유물을 사용할 수 있다.
도 8 에 나타내는 보호 소자 (200) 는, 도 9(a) 에 나타내는 회로 구성을 갖는다. 보호 소자 (200) 는, 제 1 외부 접속 전극 (111a), 제 2 외부 접속 전극 (112a) 을 개재하여 외부 회로에 실장됨으로써, 당해 외부 회로의 전류 경로 상에 장착된다. 보호 소자 (200) 는, 퓨즈 엘리먼트 (13) 에 소정의 정격 전류가 흐르고 있는 동안은, 자기 발열에 의해서도 용단되는 일이 없다. 한편, 보호 소자 (200) 는, 정격을 초과하는 과전류가 통전하면 퓨즈 엘리먼트 (13) 가 자기 발열에 의해 용단되고, 제 1 전극 (111) 및 제 2 전극 (112) 사이를 차단함으로써, 당해 외부 회로의 전류 경로를 차단한다 (도 9(b)).
보호 소자 (200) 는, 퓨즈 엘리먼트 (13) 가 저융점 금속층과 고융점 금속층의 적층체인 경우, 퓨즈 엘리먼트 (13) 가 고융점 금속층보다 융점이 낮은 저융점 금속층이 적층되어 있기 때문에, 과전류에 의한 자기 발열에 의해, 용융된 저융점 금속층이 고융점 금속층을 용해하기 시작한다. 따라서, 보호 소자 (200) 는, 퓨즈 엘리먼트 (13) 의 저융점 금속층에 의한 고융점 금속층의 용해 작용을 이용함으로써, 고융점 금속층이 용융 온도보다 낮은 온도에서 용융되어, 신속하게 용단될 수 있다. 절연성 무기 섬유물 (14) 을 구비하기 때문에, 용단시에 아크 방전이 발생해도 신속하게 멈춘다.
또한, 퓨즈 엘리먼트 (13) 의 용융 금속은, 제 1 전극 (111) 및 제 2 전극 (112) 의 물리적인 인입 작용에 의해 좌우로 분단되므로, 신속하게, 또한 확실하게, 제 1 전극 (111) 및 제 2 전극 (112) 간의 전류 경로를 차단할 수 있다.
<제조 방법>
보호 소자 (200) 의 제조 방법의 일례를 설명한다.
절연 기판 (10) 의 서로 대향하는 양단부에, 제 1 전극 (111) 및 제 2 전극 (112) 을, 각각, Ag 나 Cu 배선 등을 스크린 인쇄 등에 의해 패터닝하고, 표면에 적절히, 산화 방지 및 전극 부식 대책으로서 Sn, Ni/Au, Ni/Pd, Ni/Pd/Au 등의 보호층 (16) 을 도금 가공에 의해 형성함으로써 베이스 부분을 제조한다.
다음으로, 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 측에서, 제 1 전극 (111) 및 제 2 전극 (112) 상에 땜납 페이스트 등의 접속 재료 (18) 를 도포하고, 제 1 전극 (111) 및 제 2 전극 (112) 에 걸쳐 퓨즈 엘리먼트 (13) 를 접속한다. 이로써, 제 1 전극 (111) 및 제 2 전극 (112) 상에, 퓨즈 엘리먼트 (13) 가 탑재된다. 다음으로, 퓨즈 엘리먼트 (13) 상에, 절연성 무기 섬유물 (14) 을 재치한다.
다음으로, 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 측에 소정의 범위에서 접착제 (19) 를 도포한 후에, 케이스 부재 (115) 를 접착함으로써, 퓨즈 엘리먼트 (13) 및 절연성 무기 섬유물 (14) 이 커버되어, 보호 소자 (200) 가 완성된다.
(제 6 실시형태)
도 10 은, 제 6 실시형태에 관련된 보호 소자의 단면 모식도이다.
상기 실시형태와 동일한 부호를 사용한 부재는 동일한 구성을 갖는 것이고, 설명을 생략한다. 또, 상기 실시형태와 부호가 상이해도 기능이 동일한 부재에 대해서는 설명을 생략하는 경우가 있다.
도 10 에 나타내는 보호 소자 (201) 는, 도 8 에 나타낸 보호 소자 (200) 에 비해, 퓨즈 엘리먼트 (13) 의 절연성 무기 섬유물 (14) 이 배치되는 측의 반대측에도 절연성 무기 섬유물 (24) 을 구비하는 점, 즉, 퓨즈 엘리먼트 (13) 를 절연성 무기 섬유물 (14) 과 함께 사이에 끼워 넣도록 절연성 무기 섬유물 (24) 을 구비하는 점이 주된 차이이다.
절연성 무기 섬유물 대신에, 절연성 무기 다공질재를 사용해도 된다. 예를 들어, 절연성 무기 섬유물 (14) 또는 절연성 무기 섬유물 (24) 중 어느 것 대신에 절연성 무기 다공질을 사용해도 되고, 절연성 무기 섬유물 (14) 및 절연성 무기 섬유물 (24) 대신에 절연성 무기 다공질재를 사용해도 된다.
(제 7 실시형태)
도 11 은, 제 7 실시형태에 관련된 보호 소자의 주요부의 모식도이고, (a) 는 단면 모식도이고, (b) 는 제 7 실시형태에 관련된 보호 소자를, 케이스 부재를 떼어내어 나타내는 평면 모식도이다.
상기 실시형태와 동일한 부호를 사용한 부재는 동일한 구성을 갖는 것이고, 설명을 생략한다. 또, 상기 실시형태와 부호가 상이해도 기능이 동일한 부재에 대해서는 설명을 생략하는 경우가 있다.
도 11 에 나타내는 보호 소자 (300) 는, 절연 기판 (10) 과, 절연 기판 (10) 상에 서로 이간하여 배치된 2 개의 전극 (111, 112) 과, 퓨즈 엘리먼트 (33) 와, 절연성 무기 섬유물 (34) 과, 절연 기판 (10) 상에 배치된 발열체 (20) 와, 발열체 (20) 의 제 1 단에 접속된 발열체 전극 (29) 과, 발열체 (20) 의 제 2 단과 퓨즈 엘리먼트 (33) 에 접속된 발열체 인출 전극 (26) 을 갖고, 퓨즈 엘리먼트 (33) 가 2 개의 전극 (111, 112) 에 접속되고, 퓨즈 엘리먼트 (33) 의 절연 기판 (10) 에 대향하지 않는 측의 적어도 일부에, 절연성 서열 (徐熱) 부재 (34) 가 접촉 또는 근접하여 배치되어 있다.
절연성 무기 섬유물 대신에, 절연성 무기 다공질재를 사용해도 된다.
<발열체>
발열체 (20) 는, 통전하면 발열하는 도전성을 갖는 부재로서, 예를 들어 니크롬, W, Mo, Ru 등 또는 이들을 포함하는 재료로 이루어진다. 발열체 (20) 는, 이들의 합금 혹은 조성물, 화합물의 분상체를 수지 바인더 등과 혼합하여 페이스트상으로 한 것을, 절연 기판 (10) 상에 스크린 인쇄 기술을 사용하여 패턴 형성하고, 소성하는 등에 의해 형성할 수 있다.
발열체 (20) 는, 절연 부재 (22) 에 의해 피복되고, 절연 부재 (22) 를 개재하여 발열체 (20) 와 대향하도록 발열체 인출 전극 (26) 이 형성되어 있다. 발열체 인출 전극 (26) 은, 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 상에 형성됨과 함께 발열체 (20) 와 접속된 하층부 (26a) 과, 발열체 (20) 와 대향하여 절연 부재 (22) 상에 적층됨과 함께 퓨즈 엘리먼트 (33) 와 접속되는 상층부 (26b) 를 갖는다. 이로써, 발열체 (20) 는, 발열체 인출 전극 (26) 을 개재하여 퓨즈 엘리먼트 (33) 와 전기적으로 접속되어 있다.
발열체 전극 (29) 은, 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 에 형성된 발열체 표면 전극 (29a) 과, 절연 기판 (10) 의 이면 (10b) 에 형성된 발열체 이면 전극 (29b) 과, 발열체 표면 전극 (29a) 과 발열체 이면 전극 (29b) 을 접속하는 캐스텔레이션 (29c) 으로 이루어진다.
발열체 (20) 는, 일단이 발열체 인출 전극 (26) 과 접속되고, 타단이 발열체 전극 (29) 과 접속되어 있다.
<퓨즈 엘리먼트>
또, 보호 소자 (300) 는, 퓨즈 엘리먼트 (33) 가 발열체 인출 전극 (26) 과 접속됨으로써, 발열체 (20) 로의 통전 경로의 일부를 구성한다. 따라서, 보호 소자 (300) 는, 퓨즈 엘리먼트 (33) 가 용융되어, 외부 회로와의 접속이 차단되면, 발열체 (20) 로의 통전 경로도 차단되기 때문에, 발열을 정지시킬 수 있다.
퓨즈 엘리먼트 (33) 는, 퓨즈 엘리먼트 (33) 가 고융점 금속층을 구비함으로써 고온 환경에 대한 내성이 향상되어 있기 때문에 실장성이 우수하고, 접속 재료 (18) 를 개재하여 제 1 전극 (111), 제 2 전극 (112) 및 발열체 인출 전극 (26) 상에 탑재된 후, 리플로 납땜 등에 의해 용이하게 접속할 수 있다.
<절연성 무기 섬유물>
절연성 무기 섬유물 (34) 로는 상기 서술과 동일한 절연성 무기 섬유물을 사용할 수 있다.
도 11 에 나타내는 보호 소자 (300) 는, 도 12 에 나타내는 바와 같은 회로 구성을 갖는다. 보호 소자 (300) 는, 발열체 인출 전극 (26) 을 개재하여 제 1 이면 전극 (111b), 제 2 이면 전극 (112b) 간에 걸쳐 직렬 접속된 퓨즈 엘리먼트 (33) 와, 퓨즈 엘리먼트 (33) 의 접속점이 되는 발열체 인출 전극 (26) 을 개재하여 통전하여 발열시킴으로써 퓨즈 엘리먼트 (33) 를 용융하는, 일단이 발열체 전극 (29) 에 접속된 발열체 (20) 로 이루어지는 회로 구성이다. 보호 소자 (300) 에 있어서는, 제 1 이면 전극 (111b), 제 2 이면 전극 (112b) 및 발열체 이면 전극 (29b) 을 개재하여 외부 회로 기판에 접속됨으로써, 퓨즈 엘리먼트 (33) 가 제 1, 제 2 전극 (111, 112) 을 개재하여 외부 회로의 전류 경로 상에 직렬 접속되고, 발열체 (20) 가 발열체 전극 (29) 을 개재하여 외부 회로에 형성된 전류 제어 소자와 접속된다.
이와 같은 회로 구성으로 이루어지는 보호 소자 (300) 는, 외부 회로의 전류 경로를 차단할 필요가 생겼을 경우에, 외부 회로에 형성된 전류 제어 소자에 의해 발열체 (20) 에 통전된다. 보호 소자 (300) 에 있어서, 발열체 (20) 의 발열에 의해, 외부 회로의 전류 경로 상에 장착된 퓨즈 엘리먼트 (33) 가 용융되고, 퓨즈 엘리먼트 (33) 의 용융 도체가 발열체 인출 전극 (26) 및 제 1, 제 2 전극 (111, 112) 에 끌어당겨짐으로써 퓨즈 엘리먼트 (33) 가 용단된다. 이로써, 외부 회로의 전류 경로가 차단되고, 또, 퓨즈 엘리먼트 (33) 가 용단됨으로써, 발열체 (20) 로의 급전도 정지된다.
보호 소자 (300) 는, 퓨즈 엘리먼트 (33) 가 저융점 금속층과 고융점 금속층의 적층체인 경우, 퓨즈 엘리먼트 (33) 가 고융점 금속층보다 융점이 낮은 저융점 금속층이 적층되어 있기 때문에, 과전류에 의한 자기 발열에 의해, 용융된 저융점 금속층이 고융점 금속층을 용해하기 시작한다. 따라서, 보호 소자 (300) 는, 퓨즈 엘리먼트 (33) 의 저융점 금속층에 의한 고융점 금속층의 용해 작용을 이용함으로써, 고융점 금속층이 용융 온도보다 낮은 온도에서 용융되어, 신속하게 용단될 수 있다.
<제조 방법>
보호 소자 (300) 의 제조 방법의, 퓨즈 엘리먼트를 절연 기판 상에 탑재하는 부분에 대해 그 일례를 설명한다.
절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 측에서, 제 1 전극 (111) 및 제 2 전극 (112), 발열체 인출 전극 (26) 상에 땜납 페이스트 등의 접속 재료 (18) 를 도포하고, 제 1 전극 (111) 및 제 2 전극 (112), 발열체 인출 전극 (26) 에 걸쳐 퓨즈 엘리먼트 (33) 를 접속한다. 이로써, 제 1 전극 (111) 및 제 2 전극 (112), 발열체 인출 전극 (26) 상에, 퓨즈 엘리먼트 (33) 가 탑재된다. 다음으로, 퓨즈 엘리먼트 (33) 상에, 절연성 무기 섬유물 (34) 을 재치한다.
다음으로, 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 측에 소정의 범위에서 접착제 (19) 를 도포한 후에, 케이스 부재 (115) 를 접착함으로써, 퓨즈 엘리먼트 (33) 가 커버되어, 보호 소자 (300) 가 완성된다.
(제 8 실시형태)
도 13 은, 제 8 실시형태에 관련된 보호 소자의 단면 모식도이다.
상기 실시형태와 동일한 부호를 사용한 부재는 동일한 구성을 갖는 것이고, 설명을 생략한다. 또, 상기 실시형태와 부호가 상이해도 기능이 동일한 부재에 대해서는 설명을 생략하는 경우가 있다.
도 13 에 나타내는 보호 소자 (301) 는, 도 11 에 나타낸 보호 소자 (300) 에 비해, 퓨즈 엘리먼트 (33) 의 절연성 무기 섬유물 (34) 이 배치되는 측의 반대측에도 절연성 무기 섬유물 (44) 을 구비하는 점이 주된 차이이다.
절연성 무기 섬유물 대신에, 절연성 무기 다공질재를 사용해도 된다. 예를 들어, 절연성 무기 섬유물 (34) 또는 절연성 무기 섬유물 (44) 중 어느 것 대신에 절연성 무기 다공질을 사용해도 되고, 절연성 무기 섬유물 (34) 및 절연성 무기 섬유물 (44) 대신에 절연성 무기 다공질재를 사용해도 된다.
실시예
(실시예 1)
도 3(a) 에 나타내는 적층체 타입의 퓨즈 엘리먼트 (내층이 폭 5.4 mm × 길이 11 mm × 두께 0.3 mm 의 Sn 합금으로 이루어지고, 외층이 두께 6 ㎛ 인 Ag 로 이루어진다) 와, 절연성 무기 섬유물로서 세라믹 파이버 페이퍼 (사카구치 전열 주식회사 제조) 와, 케이스 부재로서 수지제의 케이스 부재를 사용하여, 도 4 에 나타내는 타입을 베이스로 퓨즈 엘리먼트의 양면을 절연성 무기 섬유물로 사이에 끼워 넣은 구조의 보호 소자를 제조하였다.
(비교예 1)
세라믹 파이버 페이퍼를 사용하지 않았던 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 보호 소자를 제조하였다.
(비교예 2)
세라믹 파이버 페이퍼를 사용하지 않고, 소호제를 케이스 부재에 충전한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 보호 소자를 제조하였다.
(전류 차단 시험 1)
100 V, 295 A 로 전류 차단 시험을 실시하였다.
실시예 1 의 보호 소자는 0.3 초에서 전류가 차단되어, 케이스 부재에는 특별히 영향은 없었다. 비교예 1 의 보호 소자는 0.3 초에서 전류가 차단되어, 케이스 부재가 비산되었다.
비교예 2 의 보호 소자는 0.5 초에서 전류가 차단되고, 소리가 나서 케이스 부재의 상부 케이스 부재가 떨어졌다.
(실시예 2)
도 3(a) 에 나타내는 적층체 타입의 퓨즈 엘리먼트 (내층이 폭 1.0 mm × 길이 11 mm × 두께 0.2 mm 의 Sn 합금으로 이루어지고, 외층이 두께 4 ㎛ 인 Ag 로 이루어진다) 와, 절연성 무기 섬유물로서 세라믹 파이버 페이퍼 (사카구치 전열 주식회사 제조) 와, 케이스 부재로서 수지제의 케이스 부재를 사용하여, 도 6 에 나타내는 타입의 보호 소자를 제조하였다.
(비교예 3)
세라믹 파이버 페이퍼를 사용하지 않았던 것 이외에는 실시예 2 와 동일하게 하여, 보호 소자를 제조하였다.
(비교예 4)
세라믹 파이버 페이퍼를 사용하지 않고, 소호제를 케이스 부재에 충전한 것 이외에는 실시예 2 와 동일하게 하여, 보호 소자를 제조하였다.
(전류 차단 시험 2)
120 V, 200 A 로 전류 차단 시험을 실시하였다.
실시예 2 의 보호 소자는 0.7 초에서 전류가 차단되어, 케이스 부재에는 특별히 영향은 없었다. 비교예 3 의 보호 소자는 0.4 초에서 전류가 차단되어, 케이스 부재에는 특별히 영향은 없었다. 비교예 4 의 보호 소자는 0.9 초에서 전류가 차단되고, 폭발음이 나서 케이스 부재에 구멍이 뚫려 연소되었다.
(전류 차단 시험 3)
140 V, 200 A 로 전류 차단 시험을 실시하였다.
실시예 2 의 보호 소자는 0.7 초에서 전류가 차단되어, 케이스 부재에는 특별히 영향은 없었다. 비교예 3 의 보호 소자는 0.5 초에서 전류가 차단되어, 케이스 부재가 비산되었다.
(전류 차단 시험 4)
150 V, 190 A 로 전류 차단 시험을 실시하였다.
실시예 2 의 보호 소자는 0.9 초에서 전류가 차단되어, 케이스 부재에는 특별히 영향은 없었다.
1
제 1 단자 부재 (단자 부재)
2 제 2 단자 부재 (단자 부재)
3, 13, 23, 33 퓨즈 엘리먼트
4, 14, 24, 34, 44 절연성 무기 섬유물 (절연성 무기 다공질재)
5, 15, 25, 115 케이스 부재
10 절연 기판
20 발열체
26 발열체 인출 전극
29 발열체 전극
100, 101, 102, 103, 200, 201, 300, 301 보호 소자
111 제 1 전극
112 제 2 전극
2 제 2 단자 부재 (단자 부재)
3, 13, 23, 33 퓨즈 엘리먼트
4, 14, 24, 34, 44 절연성 무기 섬유물 (절연성 무기 다공질재)
5, 15, 25, 115 케이스 부재
10 절연 기판
20 발열체
26 발열체 인출 전극
29 발열체 전극
100, 101, 102, 103, 200, 201, 300, 301 보호 소자
111 제 1 전극
112 제 2 전극
Claims (16)
- 퓨즈 엘리먼트와,
상기 퓨즈 엘리먼트의 적어도 일부에 접촉 또는 근접하여 배치되는, 절연성 무기 섬유물 또는 절연성 무기 다공질재와,
상기 퓨즈 엘리먼트의 적어도 일부, 및 상기 절연성 무기 섬유물 또는 절연성 무기 다공질재를 봉입하는 케이스 부재를 갖는, 보호 소자. - 제 1 항에 있어서,
상기 절연성 무기 섬유물 또는 절연성 무기 다공질재는, 세라믹 또는 유리로 이루어지는, 보호 소자. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 절연성 무기 섬유물 또는 절연성 무기 다공질재는 시트상인, 보호 소자. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 퓨즈 엘리먼트는, 평판상, 봉상, 또는 와이어상 중 어느 것인, 보호 소자. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 퓨즈 엘리먼트는 복수의 퓨즈 엘리먼트로 이루어지고, 상기 복수의 퓨즈 엘리먼트가 병렬로 배치되어 있는, 보호 소자. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
복수의 퓨즈 엘리먼트가 병렬로 배치되는 퓨즈 엘리먼트군이 복수, 중첩되어 배치되어 있는, 보호 소자. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 절연성 무기 섬유물 또는 절연성 무기 다공질재는, 적어도 상기 퓨즈 엘리먼트의 일부를 사이에 끼워 넣도록 배치되어 있는, 보호 소자. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 퓨즈 엘리먼트는, 저융점 금속층과 고융점 금속층의 적층체인, 보호 소자. - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 퓨즈 엘리먼트는, 저융점 금속층과 고융점 금속층의 적층체이고,
상기 적층체의 적층 구조는, 내층을 저융점 금속, 외층을 고융점 금속으로 하는 적층체인, 보호 소자. - 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 퓨즈 엘리먼트는, 저융점 금속과 고융점 금속으로 이루어지고,
상기 저융점 금속은 Sn 혹은 Sn 을 주성분으로 하는 금속으로 이루어지는, 보호 소자. - 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 퓨즈 엘리먼트는, 저융점 금속과 고융점 금속으로 이루어지고,
상기 고융점 금속은, Ag, Cu, 또는 Ag 혹은 Cu 를 주성분으로 하는 금속으로 이루어지는, 보호 소자. - 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 저융점 금속층의 막두께는 30 ㎛ 이상이고, 상기 고융점 금속층의 막두께는 1 ㎛ 이상인, 보호 소자. - 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 절연성 무기 섬유물 또는 절연성 무기 다공질재에 절연성 페이스트가 함침되어 있는, 보호 소자. - 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 퓨즈 엘리먼트의 통전 방향의 양단부의 각각에 단자 부재를 갖고,
상기 단자 부재의 일부가 노출되도록, 상기 케이스 부재 내에, 상기 퓨즈 엘리먼트와 상기 절연성 무기 섬유물 또는 절연성 무기 다공질재가 봉입되어 있는, 보호 소자. - 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
절연 기판과, 상기 절연 기판 상에 서로 이간하여 배치된 2 개의 전극을 갖고,
상기 퓨즈 엘리먼트의 통전 방향의 양단부의 각각에, 상기 2 개의 전극의 각각이 접속되어 있는, 보호 소자. - 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
절연 기판과, 상기 절연 기판 상에 서로 이간하여 배치된 2 개의 전극과, 상기 절연 기판 상에 배치된 발열체와, 상기 발열체의 제 1 단에 접속된 발열체 전극과, 상기 발열체의 제 2 단과 상기 퓨즈 엘리먼트에 접속된 발열체 인출 전극을 갖고,
상기 퓨즈 엘리먼트의 통전 방향의 양단부의 각각에, 상기 2 개의 전극의 각각이 접속되어 있는, 보호 소자.
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