KR20240033699A

KR20240033699A - 보호 소자

Info

Publication number: KR20240033699A
Application number: KR1020247005873A
Authority: KR
Inventors: 유타카 와다; 요시히로 요네다
Original assignee: 데쿠세리아루즈 가부시키가이샤
Priority date: 2021-09-03
Filing date: 2022-08-26
Publication date: 2024-03-12
Also published as: WO2023032829A1; TW202326781A

Abstract

이 보호 소자는, 퓨즈 요소와, 퓨즈 요소를 수용하는 절연 케이스(10)와, 제1 단자(91)와, 제2 단자(92)를 갖고, 또한, 퓨즈 요소에 근접 혹은 접촉시킨 상태에서 배치된 제1 절연 부재 및 제2 절연 부재와, 퓨즈 요소를 분단하는 차폐 부재(20)와, 차폐 부재(20)를 압박하는 압박 수단(30)과, 차폐 부재(20)의 이동을 억제하는 걸림 부재와, 걸림 부재를 가열하여 연화시키는 발열체(80A, 80B)와, 발열체(80A, 80B)에 전류를 통전하는 급전 부재(90a, 90b)를 갖고, 절연 케이스(10)는 또한, 제1 절연 부재와, 제2 절연 부재와, 차폐 부재(20)와, 압박 수단(30)과, 걸림 부재와, 발열체(80A, 80B)와, 급전 부재(90a, 90b)의 일부를 수용하고, 퓨즈 요소는, 제1 단부와 제2 단부 사이에 전류 경로를 차단시키기 위한 차단부를 갖는다.

Description

보호 소자

본 발명은, 보호 소자에 관한 것이다.

본 발명은, 2021년 09월 03일에 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2021-144287호와, 2022년 08월 01일에 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2022-122938호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그의 내용을 여기에 원용한다.

종래, 전류 경로에 정격을 초과하는 전류가 흘렀을 때에, 발열하여 용단하고, 전류 경로를 차단하는 퓨즈 요소가 있다. 퓨즈 요소를 구비하는 보호 소자(퓨즈 소자)는, 가전 제품으로부터 전기 자동차 등 폭넓은 분야에서 사용되고 있다.

예를 들어, 특허문헌 1에는, 주로 자동차용 전기 회로 등에 사용되는 퓨즈 요소로서, 양단부에 위치하는 단자부 사이에 연결된 2개의 엘리먼트와, 당해 엘리먼트의 대략 중앙부에 마련된 용단부를 구비하는 퓨즈 요소가 기재되어 있다. 특허문헌 1에는, 케이싱의 내부에 2매 조의 퓨즈 요소가 저장되고, 퓨즈 요소와 케이싱 사이에, 소호재(消弧材)를 봉입한 퓨즈가 기재되어 있다.

일본 특허 공개2017-004634호 공보

고전압 또한 대전류의 전류 경로에 설치되는 보호 소자에 있어서는, 퓨즈 요소가 용단되면, 아크 방전이 발생하기 쉽다. 대규모 아크 방전이 발생하면, 퓨즈 요소가 수납되어 있는 절연 케이스가 파괴되어 버리는 경우가 있다. 이 때문에, 퓨즈 요소의 재료로서, 구리 등의 저저항이고 또한 고융점의 금속을 사용하여 아크 방전의 발생을 억제하는 것이 행해지고 있다. 또한, 절연 케이스의 재료로서, 세라믹스 등의 견뢰하면서 고내열성의 재료를 사용하는 것, 또한 절연 케이스의 사이즈를 크게 하는 것이 행해지고 있다.

또한, 지금까지의 고전압 대전류(100V/100A 이상)의 전류 퓨즈는 과전류 차단뿐이고, 차단 신호에 의한 차단 기능을 양립시키는 것은 없었다.

본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이고, 퓨즈 요소의 용단 시에 대규모의 아크 방전이 발생하기 어렵고, 절연 케이스의 사이즈를 소형 경량화하는 것이 가능함과 함께, 고전압 대전류 대응의 과전류 차단과 차단 신호에 의한 차단 기능을 양립시키는 보호 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해서, 이하의 수단을 제공한다.

[1] 퓨즈 요소와, 상기 퓨즈 요소를 수용하는 절연 케이스와, 제1 단자와, 제2 단자를 갖고,

또한, 상기 퓨즈 요소에 근접 혹은 접촉시킨 상태에서 배치되고, 제1 개구부 혹은 제1 분리부가 형성된 제1 절연 부재 및 제2 개구부 혹은 제2 분리부가 형성된 제2 절연 부재와,

상기 퓨즈 요소를 분단하도록, 상기 제1 절연 부재의 상기 제1 개구부 혹은 상기 제1 분리부와, 상기 제2 절연 부재의 상기 제2 개구부 혹은 상기 제2 분리부를, 상기 제1 개구부 혹은 상기 제1 분리부에 삽입 가능한 방향으로 이동 가능한 차폐 부재와,

상기 차폐 부재를 상기 차폐 부재의 이동 가능한 방향으로 압박하는 압박 수단과,

상기 차폐 부재의 이동을 억제하는 걸림 부재와,

상기 걸림 부재 혹은 상기 걸림 부재를 고정하는 고정 부재를 가열하여 연화시키는 발열체와,

상기 발열체에 전류를 통전하는 급전 부재를 갖고,

상기 퓨즈 요소는, 서로 대향하는 제1 단부와 제2 단부를 갖고, 상기 제1 단자는, 한쪽의 단부가 상기 제1 단부와 접속하고 다른 쪽의 단부가 상기 절연 케이스로부터 외부에 노출되고, 상기 제2 단자는, 한쪽의 단부가 상기 제2 단부와 접속하고 다른 쪽의 단부가 상기 절연 케이스로부터 외부에 노출되어 있고,

상기 절연 케이스는 또한, 상기 제1 절연 부재와, 상기 제2 절연 부재와, 상기 차폐 부재와, 상기 압박 수단과, 상기 걸림 부재와, 상기 발열체와, 상기 급전 부재의 일부를 수용하고,

상기 퓨즈 요소는, 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이에 전류 경로를 차단시키기 위한 차단부를 갖는 보호 소자.

[2] 상기 발열체가 발열하고, 상기 걸림 부재 혹은 상기 고정 부재가 연화함으로써, 상기 압박 수단의 응력에 의해 상기 차폐 부재가 상기 걸림 부재를 절단 혹은 상기 고정 부재를 이격시키고,

또한 상기 차폐 부재가 상기 제2 절연 부재의 상기 제2 개구부 혹은 상기 제2 분리부와, 상기 제1 절연 부재의 상기 제1 개구부 혹은 상기 제1 분리부를 이동하여 상기 퓨즈 요소의 상기 차단부를 절단함으로써, 상기 퓨즈 요소의 통전을 차단하는, [1]에 기재된 보호 소자.

[3] 상기 차폐 부재는, 상기 퓨즈 요소의 상기 차단부를 절단하고, 상기 퓨즈 요소를 상기 퓨즈 요소의 통전 방향으로 차폐하는, [1] 또는 [2]에 기재된 보호 소자.

[4] 상기 압박 수단은 스프링인, [1] 내지 [3]의 어느 것에 기재된 보호 소자.

[5] 상기 제1 절연 부재, 상기 제2 절연 부재, 상기 차폐 부재 및 상기 절연 케이스 중 적어도 하나는, 내트래킹 지표 CTI가 500V 이상인 재료로 형성되어 있는, [1] 내지 [4]의 어느 것에 기재된 보호 소자.

[6] 상기 제1 절연 부재, 상기 제2 절연 부재, 상기 차폐 부재 및 상기 절연 케이스 중 적어도 하나는, 폴리아미드계 수지, 불소계 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 1종의 수지 재료로 형성되어 있는, [1] 내지 [5]의 어느 것에 기재된 보호 소자.

[7] 상기 퓨즈 요소는, 저융점 금속층과 고융점 금속층을 포함하는 적층체를 적어도 일부에 갖고, 상기 저융점 금속층은 주석을 포함하고, 상기 고융점 금속층은 은 혹은 구리를 포함하는, [1] 내지 [6]의 어느 것에 기재된 보호 소자.

[8] 상기 퓨즈 요소는, 상기 고융점 금속층을 2층 이상 갖고, 상기 저융점 금속층을 1층 이상 갖고, 상기 저융점 금속층이 상기 고융점 금속층 사이에 배치된 적층체를 적어도 일부에 갖는, [7]에 기재된 보호 소자.

[9] 상기 퓨즈 요소는, 은 혹은 구리를 포함하는 단층체를 적어도 일부에 갖는 [1] 내지 [8]의 어느 것에 기재된 보호 소자.

[10] 상기 퓨즈 요소는, 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이에 용단부를 갖고, 상기 제1 단부 및 상기 제2 단부의 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부를 향하는 통전 방향의 단면적보다, 상기 용단부의 상기 통전 방향의 단면적쪽이 작은, [1] 내지 [9]의 어느 것에 기재된 보호 소자.

[11] 상기 걸림 부재의 일부가, 상기 퓨즈 요소와 근접 혹은 접촉하고 있는, [1] 내지 [10]의 어느 것에 기재된 보호 소자.

[12] 상기 퓨즈 요소는, 상기 차단부에 저융점 금속층 또는 상기 저융점 금속층과 고융점 금속층을 포함하는 적층체를 갖고, 또한, 상기 제1 단부 및 상기 제2 단부의 양쪽에 상기 고융점 금속층을 갖고, 상기 저융점 금속층은 주석을 포함하고, 상기 고융점 금속층은 은 혹은 구리를 포함하는, [1] 내지 [11]의 어느 것에 기재된 보호 소자.

[13] 상기 퓨즈 요소에 있어서 적어도 상기 차단부의 두께는, 상기 차단부 이외의 두께보다도 얇은, [1] 내지 [12]의 어느 것에 기재된 보호 소자.

[14] 상기 절연 케이스는, 제1 보유 지지 부재와 제2 보유 지지 부재를 포함하고,

상기 제1 절연 부재는, 상기 제1 보유 지지 부재와 일체화되어 있는, [1] 내지 [13]의 어느 것에 기재된 보호 소자.

[15] 상기 절연 케이스는, 제1 보유 지지 부재와 제2 보유 지지 부재를 포함하고,

상기 제2 절연 부재는, 상기 제2 보유 지지 부재와 일체화되어 있는, [1] 내지 [14]의 어느 것에 기재된 보호 소자.

[16] 상기 퓨즈 요소와 상기 제1 절연 부재를 복수 갖고,

복수의 상기 퓨즈 요소는, 상기 제1 절연 부재 또는 상기 제2 절연 부재 사이에 근접 혹은 접촉시킨 상태에서 배치되어 있는, [1] 내지 [15]의 어느 것에 기재된 보호 소자.

[17] 상기 절연 케이스는, 제1 보유 지지 부재와 제2 보유 지지 부재를 포함하고,

상기 제1 절연 부재의 하나는, 상기 제1 보유 지지 부재와 일체화되어 있는, [16]에 기재된 보호 소자.

[18] 퓨즈 요소와, 상기 퓨즈 요소를 수용하는 절연 케이스와, 제1 단자와, 제2 단자를 갖고,

또한, 상기 퓨즈 요소에 근접 혹은 접촉시킨 상태에서 배치되고, 제1 개구부 혹은 제1 분리부가 형성된 제1 절연 부재와,

상기 퓨즈 요소를 분단하도록, 상기 제1 절연 부재의 상기 제1 개구부 혹은 상기 제1 분리부를, 상기 제1 개구부 혹은 상기 제1 분리부에 삽입 가능한 방향으로 이동 가능한 차폐 부재와,

상기 차폐 부재의 이동을 억제하는 걸림 부재를 갖고,

상기 절연 케이스는 또한, 상기 제1 절연 부재와, 상기 차폐 부재와, 상기 압박 수단과, 상기 걸림 부재를 수용하고,

[19] 상기 걸림 부재를 고정하는 고정 부재를 갖고,

상기 차폐 부재는, 상기 퓨즈 요소의 상기 차단부를 절단 혹은 상기 고정 부재를 이격시키고, 상기 퓨즈 요소를 상기 퓨즈 요소의 통전 방향으로 차폐하는, [18]에 기재된 보호 소자.

[20] 상기 압박 수단은 스프링인, [18] 또는 [19]에 기재된 보호 소자.

[21] 상기 제1 절연 부재, 상기 차폐 부재 및 상기 절연 케이스 중 적어도 하나는, 내트래킹 지표 CTI가 500V 이상인 재료로 형성되어 있는, [18] 내지 [20]의 어느 것에 기재된 보호 소자.

[22] 상기 제1 절연 부재, 상기 차폐 부재 및 상기 절연 케이스 중 적어도 하나는, 폴리아미드계 수지, 불소계 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 1종의 수지 재료로 형성되어 있는, [18] 내지 [21]의 어느 것에 기재된 보호 소자.

[23] 상기 퓨즈 요소는, 저융점 금속층과 고융점 금속층을 포함하는 적층체를 적어도 일부에 갖고, 상기 저융점 금속층은 주석을 포함하고, 상기 고융점 금속층은 은 혹은 구리를 포함하는, [18] 내지 [22]의 어느 것에 기재된 보호 소자.

[24] 상기 퓨즈 요소는, 상기 고융점 금속층을 2층 이상 갖고, 상기 저융점 금속층을 1층 이상 갖고, 상기 저융점 금속층이 상기 고융점 금속층 사이에 배치된 적층체를 적어도 일부에 갖는, [23]에 기재된 보호 소자.

[25] 상기 퓨즈 요소는, 은 혹은 구리를 포함하는 단층체를 적어도 일부에 갖는, [18] 내지 [24]의 어느 것에 기재된 보호 소자.

[26] 상기 퓨즈 요소는, 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이에 용단부를 갖고, 상기 제1 단부 및 상기 제2 단부의 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부를 향하는 통전 방향의 단면적보다, 상기 용단부의 상기 통전 방향의 단면적쪽이 작은, [18] 내지 [25]의 어느 것에 기재된 보호 소자.

[27] 상기 걸림 부재의 일부가, 상기 퓨즈 요소와 근접 혹은 접촉하고 있는, [18] 내지 [26]의 어느 것에 기재된 보호 소자.

[28] 상기 퓨즈 요소의 외측에 근접 혹은 접촉시킨 상태에서 배치된 상기 제1 절연 부재에는, 상기 걸림 부재를 보유 지지하는 걸림 부재 보유 지지부를 갖는, [18] 내지 [27]의 어느 것에 기재된 보호 소자.

[29] 상기 퓨즈 요소는, 상기 차단부에 저융점 금속층 또는 상기 저융점 금속층과 고융점 금속층을 포함하는 적층체를 갖고, 또한, 상기 제1 단부 및 상기 제2 단부의 양쪽에 상기 고융점 금속층을 갖고, 상기 저융점 금속층은 주석을 포함하고, 상기 고융점 금속층은 은 혹은 구리를 포함하는, [18] 내지 [28]의 어느 것에 기재된 보호 소자.

[30] 상기 퓨즈 요소에 있어서 적어도 상기 차단부의 두께는, 상기 차단부 이외의 두께보다도 얇은, [18] 내지 [29]의 어느 것에 기재된 보호 소자.

[31] 상기 걸림 부재 혹은 상기 걸림 부재를 고정하는 고정 부재를 가열하여 연화시키는 발열체와,

상기 발열체에 전류를 통전하는 급전 부재를 갖고,

상기 발열체가 발열하고, 상기 걸림 부재 혹은 상기 고정 부재가 연화함으로써, 상기 압박 수단의 응력에 의해 상기 차폐 부재가 상기 걸림 부재를 절단 혹은 상기 고정 부재를 이격시키고,

또한 상기 차폐 부재가 상기 제1 절연 부재의 상기 제1 개구부 혹은 상기 제1 분리부를 이동하여 상기 퓨즈 요소의 상기 차단부를 절단함으로써, 상기 퓨즈 요소의 통전을 차단하는, [18] 내지 [30]의 어느 것에 기재된 보호 소자.

[32] 상기 절연 케이스는, 제1 보유 지지 부재와 제2 보유 지지 부재를 포함하고,

상기 제1 절연 부재는, 상기 제1 보유 지지 부재와 일체화되어 있는, [18] 내지 [31]의 어느 것에 기재된 보호 소자.

[33] 상기 절연 케이스는, 제1 보유 지지 부재와 제2 보유 지지 부재를 포함하고,

제2 절연 부재는, 상기 제2 보유 지지 부재와 일체화되어 있는, [18] 내지 [32]의 어느 것에 기재된 보호 소자.

[34] 상기 퓨즈 요소와 상기 제1 절연 부재를 복수 갖고,

복수의 상기 퓨즈 요소는, 상기 제1 절연 부재 또는 제2 절연 부재 사이에 근접 혹은 접촉시킨 상태에서 배치되어 있는, [18] 내지 [33]의 어느 것에 기재된 보호 소자.

[35] 상기 절연 케이스는, 제1 보유 지지 부재와 제2 보유 지지 부재를 포함하고,

상기 제1 절연 부재의 하나는, 상기 제1 보유 지지 부재와 일체화되어 있는, [34]에 기재된 보호 소자.

본 발명에 따르면, 퓨즈 요소의 용단 시에 대규모의 아크 방전이 발생하기 어렵고, 절연 케이스의 사이즈를 소형 경량화하는 것이 가능함과 함께, 고전압 대전류 대응의 과전류 차단과 차단 신호에 의한 차단 기능을 양립시키는 보호 소자를 제공하는 것이 가능하게 된다.

도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 보호 소자의 사시도이다.
도 2는, 도 1에 도시한 보호 소자의 내부가 보이도록 일부를 제거한 사시도이다.
도 3은, 도 1에 도시한 보호 소자의 분해 사시도이다.
도 4의 (a)는, 제1 단자 및 제2 단자와 퓨즈 요소 적층체를 구성하는 가용성 도체 시트 1개를 모식적으로 도시하는 평면도이고, (b)는 퓨즈 요소 적층체, 제2 절연 부재, 제1 단자 및 제2 단자를 모식적으로 도시하는 평면도이고, (c)는 (b)에서 도시한 평면도의 X-X'선을 따른 단면도이다.
도 5의 (a)는, 도 1의 V-V'선을 따른 단면도이고, (b)는 걸림 부재 근방의 확대도이다.
도 6은, 차폐 부재가 퓨즈 요소를 절단하여 완전히 내려간 상태의 보호 소자의 단면도이다.
도 7의 (a)는, 걸림 부재의 변형예를 갖는 보호 소자의 단면도이고, (b)는 걸림 부재 근방의 확대도이다.
도 8은, 발열체의 구조의 일례를 도시하는 것이고, (a)는 상면 평면도이고, (b)는 인쇄 전의 절연 기판의 상면 평면도, (C)는 저항층 인쇄 후의 상면 평면도, (d)는 절연층 인쇄 후의 상면 평면도, (e)는 전극층 인쇄 후의 상면 평면도, (f)는 하면 평면도이다.
도 9는, 발열체에 급전하는 급전 부재의 인출 방법을 설명하기 위한 보호 소자의 사시도이고, (a)는 2개의 발열체를 직렬로 연결하는 경우이고, (b)는 2개의 발열체를 병렬로 연결하는 경우이다.
도 10은, 제1 실시 형태의 변형예의 모식도이고, (a)는 보유 지지 부재(10B)의 변형예인 보유 지지 부재(10BB)의 사시도이고, (b)는 보유 지지 부재(10B)의 변형예인 보유 지지 부재(10BB)와, 제1 절연 부재(60A) 및 제2 절연 부재(60B)의 변형예인 제1 절연 부재(61A) 및 제2 절연 부재(61B)의 사시도이다.
도 11의 (a)는, 변형예의 제2 절연 부재(61B)의 사시도이고, (b)는 제1 절연 부재(61A)의 사시도이다.
도 12는, 제2 실시 형태에 관한 보호 소자의 내부가 보이도록 일부를 제거하여 모식적으로 도시한 사시도이고, (b)는 차폐 부재의 하측 사시도이다.
도 13은, 제2 실시 형태에 관한 보호 소자의, 도 5의 (a)에 대응하는 단면도이다.
도 14는, 차폐 부재가 퓨즈 요소를 분단하여 완전히 내려간 상태의 보호 소자의 단면도이다.
도 15는, 퓨즈 요소 적층체, 제1 단자 및 제2 단자를 제1 보유 지지 부재에 설치된 상태를 모식적으로 도시한 사시도이다.
도 16은, 제3 실시 형태에 관한 퓨즈 요소의 모식도이고, 도 4의 (a)에 대응하는 평면도이다.
도 17은, 제3 실시 형태에 관한 퓨즈 요소의 모식도이고, 도 4의 (c)에 대응하는 단면도이다.
도 18의 (a)는, 제3 실시 형태에 관한 퓨즈 요소의 단면도이고, (b)는 퓨즈 요소의 평면도이다.
도 19의 (a)는, 제3 실시 형태의 제1 변형예의 퓨즈 요소 단면도이고, (b)는 제2 변형예의 퓨즈 요소의 단면도이다.
도 20은, 제3 실시 형태의 제3 변형예의 퓨즈 요소의 평면도이다.
도 21의 (a)는, 제3 실시 형태의 제4 변형예의 퓨즈 요소의 단면도이고, (b)는 제5 변형예의 퓨즈 요소의 단면도이고, (c)는 제6 변형예의 퓨즈 요소 단면도이고, (d)는 제7 변형예의 퓨즈 요소의 단면도이고, (e)는 제8 변형예의 퓨즈 요소의 단면도이고, (f)는 제9 변형예의 퓨즈 요소의 단면도이다.
도 22는, 제3 실시 형태의 퓨즈 요소가 단층체인 예의 단면도이다.
도 23은, 제3 실시 형태의 퓨즈 요소가 적층체인 예의 단면도이다.
도 24는, 제4 실시 형태에 관한 퓨즈 요소의 모식도이고, 도 4의 (a)에 대응하는 평면도이다.
도 25는, 제4 실시 형태에 관한 퓨즈 요소의 모식도이고, 도 4의 (c)에 대응하는 단면도이다.
도 26은, 제4 실시 형태에 관한 퓨즈 요소의 단면도이다.
도 27은, 제4 실시 형태에 관한 퓨즈 요소의 차단부 이외의 두께와 차단부의 두께의 두께비와, 퓨즈 저항의 관계를 도시하는 도면이다.
도 28은, 제4 실시 형태의 퓨즈 요소가 적층체인 예의 단면도이다.
도 29는, 제4 실시 형태의 제1 변형예의 퓨즈 요소의 평면도이다.
도 30은, 제4 실시 형태의 제2 변형예의 퓨즈 요소의 평면도이다.
도 31은, 제4 실시 형태의 제3 변형예의 퓨즈 요소의 단면도이다.
도 32는, 제4 실시 형태의 퓨즈 요소의 제조 방법의 일례를 도시하는 모식도이다.
도 33은, 제4 실시 형태의 퓨즈 요소의 제조 방법의 일례를 도시하는 모식도이다.
도 34는, 제4 실시 형태의 퓨즈 요소의 제조 방법의 일례를 도시하는 모식도이다.
도 35는, 제4 실시 형태의 퓨즈 요소의 제조 방법의 일례를 도시하는 모식도이다.
도 36은, 도 35에 이은, 퓨즈 요소의 제조 방법의 일례를 도시하는 모식도이다.
도 37은, 도 35와는 다른, 퓨즈 요소의 제조 방법의 일례를 도시하는 모식도이다.
도 38은, 제4 실시 형태의 퓨즈 요소의 제조 방법의 일례를 도시하는 모식도이다.
도 39는, 제5 실시 형태에 관한 보호 소자의, 도 5의 (a)에 대응하는 단면도이다.
도 40은, 제6 실시 형태에 관한 보호 소자의, 도 5의 (a)에 대응하는 단면도이다.

이하, 본 실시 형태에 대해서, 도면을 적절히 참조하면서 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용하는 도면은, 특징을 이해하기 쉽게 하기 위하여 편의상 특징이 되는 부분을 확대하여 도시하고 있는 경우가 있고, 각 구성 요소의 치수 비율 등은 실제와는 다르게 되어 있는 경우가 있다. 이하의 설명에 있어서 예시되는 재료, 치수 등은 일례이며, 본 발명은 그것들에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 효과를 발휘하는 범위에서 적절히 변경하여 실시하는 것이 가능하다.

(보호 소자(제1 실시 형태))

도 1 내지 도 5는, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 보호 소자를 도시한 모식도이다. 이하의 설명에서 사용하는 도면에 있어서, X로 나타내는 방향은 퓨즈 요소의 통전 방향이다. Y로 나타내는 방향은 X 방향과 직교하는 방향이고, 폭 방향이라고도 한다. Z로 나타내는 방향은, X 방향 및 Y 방향에 직교하는 방향이고, 두께 방향이라고도 한다.

도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 보호 소자를 모식적으로 도시하는 사시도이다. 도 2는, 도 1에 도시하는 보호 소자의 내부가 보이도록 일부를 제거하여 모식적으로 도시한 사시도이다.

도 3은, 도 1에 도시하는 보호 소자를 모식적으로 도시하는 분해 사시도이다. 도 4의 (a)는, 제1 단자 및 제2 단자와 퓨즈 요소 적층체를 구성하는 가용성 도체 시트 1개를 모식적으로 도시하는 평면도이고, (b)는 퓨즈 요소 적층체, 제2 절연 부재, 제1 단자 및 제2 단자를 모식적으로 도시하는 평면도이고, (c)는 (b)에서 나타낸 평면도의 X-X선을 따른 단면도이다. 도 5의 (a)는, 도 1의 V-V'선을 따른 단면도이고, (b)는 걸림 부재의 근방의 확대도이다.

도 1 내지 도 5에 도시하는 보호 소자(100)는, 절연 케이스(10)와, 퓨즈 요소 적층체(40)와, 제1 절연 부재(60A)와, 제2 절연 부재(60B)와, 차폐 부재(20)와, 압박 수단(30)과, 걸림 부재(70)와, 발열체(80)와, 급전 부재(90a, 90b)와, 제1 단자(91)와, 제2 단자(92)를 갖는다. 또한, 본 실시 형태의 보호 소자(100)에 있어서, 통전 방향은, 사용 시에 있어서 전기가 흐르는 방향(X 방향)을 의미하고, 통전 방향의 단면적은, 통전 방향에 대하여 직교하는 방향의 면(Y-Z면)의 면적을 의미한다.

도 1 내지 도 5에 도시하는 보호 소자(100)에 있어서는, 제1 절연 부재(60A)와 제2 절연 부재(60B)가 다른 구성을 갖는 부재인 예를 나타냈지만, 이들의 제1 절연 부재(60A)와 제2 절연 부재(60B)가 동일한 구성을 갖는 부재여도 된다.

본 실시 형태의 보호 소자(100)는, 전류 경로를 차단시키는 기구로서, 가용성 도체 시트(50)(도 4의 (c) 참조)에 정격 전류를 초과한 과전류가 흐른 경우에 가용성 도체 시트(50)가 용단되어서 전류 경로를 차단시키는 과전류 차단과, 과전류 이외의 이상이 발생한 경우에 발열체(80)에 전류를 통전하여 차폐 부재(20)의 이동을 억제하고 있는 걸림 부재(70)를 용융하고, 압박 수단(30)에 의해 하방으로 압박력이 부여되고 있는 차폐 부재(20)를 이동시켜서 퓨즈 요소(50)를 절단하여 전류 경로를 차단시키는 액티브 차단을 갖는다.

(절연 케이스)

절연 케이스(10)는, 대략 긴 원기둥상(Y-Z면의 단면이 X 방향의 어느 위치에서도 타원)이다. 절연 케이스(10)는, 커버(10A)와 보유 지지 부재(10B)를 포함한다.

커버(10A)는, 양단이 개구된 긴 원통 형상이다. 커버(10A)의 개구부에 있어서의 내측의 테두리부는, 면취된 경사면(21)으로 되어 있다. 커버(10A)의 중앙부는, 보유 지지 부재(10B)가 수용되는 수용부(22)로 되어 있다.

보유 지지 부재(10B)는, Z 방향으로 하측에 배치하는 제1 보유 지지 부재(10Ba)와 Z 방향으로 상측에 배치하는 제2 보유 지지 부재(10Bb)를 포함한다.

도 3에 도시하는 바와 같이, 제1 보유 지지 부재(10Ba)의 통전 방향(X 방향)에 있어서의 양단부(제1 단부(10Baa), 제2 단부(10Bab))에는 단자 적재면(111)이 마련되어 있다.

또한, 도 3에 도시하는 바와 같이, 제1 보유 지지 부재(10Ba)의 양단부(제1 단부(10Baa), 제2 단부(10Bab))에는 급전 부재 적재면(12)이 마련되어 있다. 급전 부재 적재면(12)의 Z 방향의 위치(높이)가 발열체(80)의 위치(높이)와 거의 동일한 높이에 있음으로써 급전 부재(90)의 배치 거리의 단축을 도모하고 있다.

보유 지지 부재(10B)의 내부에는, 내압 완충 공간(15)(도 5의 (a), 도 6 참조)이 형성되어 있다. 내압 완충 공간(15)은, 퓨즈 요소 적층체(40)의 용단 시에 발생하는 아크 방전에 의해 생성되는 기체에 의한 보호 소자(100)의 내압의 급격한 상승을 억제하는 작용이 있다.

커버(10A) 및 보유 지지 부재(10B)는, 내트래킹 지표 CTI(트래킹(탄화 도전로) 파괴에 대한 내성)가 500V 이상인 재료로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

내트래킹 지표 CTI는, IEC60112에 기초하는 시험에 의해 구할 수 있다.

커버(10A) 및 보유 지지 부재(10B)의 재료로서는, 수지 재료를 사용할 수 있다. 수지 재료는, 세라믹 재료보다도 열용량이 작고 융점도 낮다. 이 때문에, 보유 지지 부재(10B)의 재료로서 수지 재료를 사용하면, 가스화 냉각(어블레이션)에 의한 아크 방전을 약화시키는 특성이나, 용융 비산한 금속 입자가 보유 지지 부재(10B)에 부착될 때에 보유 지지 부재(10B)의 표면이 변형되거나 부착물이 응집되거나 함으로써, 소해져서 전도 경로를 형성하기 어려운 특성이 있어 바람직하다.

수지 재료로서는, 예를 들어 폴리아미드계 수지 또는 불소계 수지를 사용할 수 있다. 폴리아미드계 수지는, 지방족 폴리아미드여도 되고, 반방향족 폴리아미드여도 된다. 지방족 폴리아미드의 예로서는, 나일론 4, 나일론 6, 나일론 46, 나일론 66을 들 수 있다. 반방향족 폴리아미드의 예로서는, 나일론 6T, 나일론 9T, 폴리프탈아미드(PPA) 수지를 들 수 있다. 불소계 수지의 예로서는, 폴리테트라플루오로에틸렌을 들 수 있다. 또한, 폴리아미드계 수지 및 불소계 수지는 내열성이 높고, 연소하기 어렵다. 특히, 지방족 폴리아미드는 연소해도 그래파이트가 생성되기 어렵다. 이 때문에, 지방족 폴리아미드를 사용하여, 커버(10A) 및 보유 지지 부재(10B)를 형성함으로써, 퓨즈 요소 적층체(40)의 용단 시의 아크 방전에 생성된 그래파이트에 의해, 새로운 전류 경로가 형성되는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.

(퓨즈 요소 적층체)

퓨즈 요소 적층체는, 두께 방향으로 병렬 배치된 복수개의 가용성 도체 시트(복수개의 가용성 도체 시트를 통합하여 퓨즈 요소라고 하는 경우가 있음)와, 복수개의 가용성 도체 시트의 각각의 사이 및 복수개의 가용성 도체 시트 중 최하부에 배치된 가용성 도체 시트의 외측에 근접 혹은 접촉시킨 상태에서 배치되고, 제1 개구부 혹은 제1 분리부가 형성된 복수의 제1 절연 부재를 갖는다. 퓨즈 요소 적층체는 퓨즈 요소와 제1 절연 부재를 포함한다.

퓨즈 요소 적층체(40)는, 두께 방향(Z 방향)으로 병렬 배치된 6개의 가용성 도체 시트(50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f)를 갖는다. 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 각각의 사이에는, 제1 절연 부재(60Ab, 60Ac, 60Ad, 60Ae, 60Af)가 배치되어 있다. 제1 절연 부재(60Aa 내지 60Af)는, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 각각에 근접 혹은 접촉시킨 상태에서 배치되어 있다. 근접시킨 상태는, 제1 절연 부재(60Ab 내지 60Af)와 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 거리가 0.5㎜ 이하의 상태인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.2㎜ 이하의 상태이다. 또한, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f) 중 최하부에 배치된 가용성 도체 시트(50a)의 외측에는 제1 절연 부재(60Aa)가 배치되어 있다. 또한, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f) 중 최상부에 배치된 가용성 도체 시트(50f)의 외측에는 제2 절연 부재(60B)가 배치되어 있다. 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 폭(Y 방향의 길이)은, 제1 절연 부재(60Aa 내지 60Af) 및 제2 절연 부재(60B)의 폭보다도 좁아져 있다.

퓨즈 요소 적층체(40)는, 복수개의 가용성 도체 시트가 6개인 예이지만, 6개에 한정되지 않고, 복수개이면 된다.

가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 각각은, 서로 대향하는 제1 단부(51) 및 제2 단부(52)와, 제1 단부(51) 및 제2 단부(52) 사이에 위치하는 용단부(53)를 갖는다. 두께 방향으로 병렬 배치된 가용성 도체 시트(50a 내지 50f) 중 아래에서부터 3개의 가용성 도체 시트(50a 내지 50c)의 제1 단부(51)는, 제1 단자(91)의 하면에 접속하고, 위에서부터 3개의 가용성 도체 시트(50d 내지 50f)의 제1 단부(51)는, 제1 단자(91)의 상면에 접속되어 있다. 또한, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f) 중 아래에서부터 3개의 가용성 도체 시트(50a 내지 50c)의 제2 단부(52)는, 제2 단자(92)의 하면에 접속하고, 위에서부터 3개의 가용성 도체 시트(50d 내지 50f)의 제2 단부(52)는, 제2 단자(92)의 상면에 접속되어 있다. 또한, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)와 제1 단자(91) 및 제2 단자(92)의 접속 위치는 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 제1 단부(51)의 모두가, 제1 단자(91)의 상면에 접속되어 있어도 되고, 제1 단자(91)의 하면에 접속되어 있어도 된다. 또한, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 제2 단부(52)의 모두가, 제2 단자(92)의 상면에 접속되어 있어도 되고, 제2 단자(92)의 하면에 접속되어 있어도 된다.

가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 각각은, 저융점 금속층과 고융점 금속층을 포함하는 적층체여도 되고, 단층체여도 된다. 저융점 금속층과 고융점 금속층을 포함하는 적층체는 저융점 금속층의 주위를 고융점 금속층으로 덮은 구조여도 된다.

적층체의 저융점 금속층은 Sn을 포함한다. 저융점 금속층은, Sn 단체여도 되고, Sn 합금이어도 된다. Sn 합금은, Sn을 주성분으로 하는 합금이다. Sn 합금은, 합금에 포함되는 금속 중에서 Sn의 함유량이 가장 많은 합금이다. Sn 합금의 예로서는, Sn-Bi 합금, In-Sn 합금, Sn-Ag-Cu 합금을 들 수 있다. 고융점 금속층은, Ag 또는 Cu를 포함한다. 고융점 금속층은, Ag 단체여도 되고, Cu 단체여도 되고, Ag 합금이어도 되고, Cu 합금이어도 된다. Ag 합금은 합금에 포함되는 금속 중에서 Ag의 함유량이 가장 많은 합금이고, Cu 합금은, 합금에 포함되는 금속 중에서 Cu의 함유량이 가장 많은 합금이다. 적층체는, 저융점 금속층/고융점 금속층의 2층 구조여도 되고, 고융점 금속층을 2층 이상 갖고, 저융점 금속층이 1층 이상으로, 저융점 금속층이 고융점 금속층 사이에 배치된 3층 이상의 다층 구조여도 된다.

단층체의 경우에는, Ag 혹은 Cu를 포함한다. 단층체는, Ag 단체여도 되고, Cu 단체여도 되고, Ag 합금이어도 되고, Cu 합금이어도 된다.

가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 각각은, 용단부(53)에 관통 구멍(54)(54a, 54b, 54c)을 갖고 있어도 된다. 도면에 도시하는 예에서는, 관통 구멍은 3개이지만, 개수에 제한은 없다. 관통 구멍(54)을 가짐으로써, 제1 단부(51) 및 제2 단부(52)의 단면적보다, 용단부(53)의 단면적이 작아진다. 용단부(53)의 단면적이 작아짐으로써, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 각각에 정격을 초과하는 대전류가 흐른 경우에는, 용단부(53)의 발열량이 커지기 때문에, 용단부(53)가 용단부가 되어서 용단하기 쉬워진다. 제1 단부(51) 및 제2 단부(52)측보다도 용단부(53)를 용단되기 쉽게 하는 구성으로서는 관통 구멍에 한정되지 않고, 협폭으로 하거나 부분적으로 두께를 얇게 하는 등의 구성으로 할 수도 있다. 재봉선과 같은 절입 형상이어도 된다.

또한, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 각각에 있어서, 용단되기 쉽게 구성된 용단부(53)는 차폐 부재(20)의 볼록형부(20a)에 의해 절단되기 쉽다.

가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 두께는, 과전류에 의해 용단되고, 또한, 차폐 부재(20)에 의해 물리적으로 절단되는 두께로 되어 있다. 구체적인 두께는 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 재료나 개수(매수), 또한 압박 수단(30)의 압박력(응력)에 의존하지만, 예를 들어 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)가 구리박인 경우에는 기준으로서, 0.01㎜ 이상 0.1㎜ 이하의 범위로 할 수 있다. 또한, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)가 Sn을 주성분으로 하는 합금의 주위를 Ag로 도금한 박인 경우에는 기준으로서, 0.1㎜ 이상 1.0㎜ 이하의 범위로 할 수 있다.

제1 절연 부재(60Aa 내지 60Af)의 각각은, 서로 간극(제1 분리부)(64)을 사이에 두고 대향한 제1 절연편(63a)과 제2 절연편(63b)을 포함한다. 제2 절연 부재(60B)도 마찬가지로, 서로 간극(제2 분리부)(65)을 사이에 두고 대향한 제3 절연편(66a)과 제4 절연편(66b)을 포함한다. 도시하는 예에서는, 제1 절연 부재(60Aa 내지 60Af) 및 제2 절연 부재(60B)의 간극(64, 65)은, 2개의 부재(제1 절연편(63a) 및 제2 절연편(63b) 및 제3 절연편(66a) 및 제4 절연편(66b))로 분리하는 분리부(제1 분리부, 제2 분리부)이지만, 차폐 부재(20)의 볼록형부(20a)가 이동(통과) 가능한 개구부(제1 개구부, 제2 개구부)여도 된다.

제1 절연편(63a) 및 제2 절연편(63b)은 각각 Y 방향의 양단측에, 퓨즈 요소의 차단 시에 발생하는 아크 방전에 수반하는 압력 상승을 절연 케이스의 압박 수단 수용 공간으로 효율적으로 빠져나가게 하기 위한 통기 구멍(67)을 갖는다. 도시한 예에서는, 제1 절연편(63a) 및 제2 절연편(63b)은 각각 Y 방향의 양단측에 3개씩 갖지만, 개수에 제한은 없다.

아크 방전에 의해 발생한 상승 압력은, 통기 구멍(67)을 통과하고, 압박 수단 지지부(20b)와 제2 보유 지지 부재(10Bb) 사이에 마련된 네 코너의 간극(도시하지 않음)을 통해, 절연 케이스(10)의 압박 수단(30)을 수용하는 공간으로 효율적으로 빠져나가게 된다. 그리고, 그 결과, 차폐 부재(20)의 차폐 동작이 원활하게 행해짐과 함께, 제1 절연 부재(60Aa 내지 60Af)와 제2 절연 부재(60B)의 파괴가 방지된다.

간극(64, 65)은, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 제1 단부(51)과 제2 단부(52) 사이에 배치하는 용단부(53)에 대향하는 위치에 있다. 즉, 제1 절연 부재(60Aa 내지 60Af) 및 제2 절연 부재(60B)는, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 용단부(53)에 대향하는 위치에서 분리되어 있다.

제1 절연 부재(60Aa 내지 60Af) 및 제2 절연 부재(60B)는, 내트래킹 지표 CTI가 500V 이상인 재료로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

제1 절연 부재(60Aa 내지 60Af) 및 제2 절연 부재(60B)의 재료로서는, 수지 재료를 사용할 수 있다. 수지 재료의 예는, 커버(10A) 및 보유 지지 부재(10B)의 경우와 동일하다.

퓨즈 요소 적층체(40)는, 예를 들어 다음과 같이 하여 제조할 수 있다.

제1 절연 부재(60Aa 내지 60Af)와 제2 절연 부재(60B)에 마련된 볼록부에 대응한 위치 결정 오목부와 제1 단자(91)와 제2 단자(92)의 위치 결정 고정부를 갖는 지그를 사용하여, 제1 절연 부재(60Aa) 상에, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)와 제1 절연 부재(60Ab 내지 60Af)를, 각각 두께 방향으로 교대로 적층하고, 최상부에 배치된 가용성 도체 시트(50f)의 상면에 제2 절연 부재(60B)를 배치하여, 적층체를 얻는다.

(차폐 부재)

차폐 부재(20)는, 퓨즈 요소 적층체(40)측을 향한 볼록형부(20a)와, 압박 수단(30)의 하부를 수용하여 지지하는 오목부(20ba)를 갖는 압박 수단 지지부(20b)를 갖는다.

차폐 부재(20)는, 압박 수단(30)의 압박력이 하방으로 부여된 상태에서, 걸림 부재(70)에 의해 하방으로의 이동이 억제되어 있다. 그 때문에, 걸림 부재(70)가 발열체(80)의 발열에 의해 가열되어 연화 온도 이상의 온도에서 연화되면, 차폐 부재(20)는 하방으로 이동 가능하게 된다. 이때, 연화된 걸림 부재(70)는 그 재료의 종류나 가열 상황 등에 따라, 차폐 부재(20)에 의해 물리적으로 절단되거나, 혹은, 열적으로 용단되거나, 혹은 차폐 부재(20)에 의한 물리적 절단과 열적 용단이 합쳐진 작용을 받는다.

차폐 부재(20)는 걸림 부재(70)에 의한 하방으로의 이동 억제가 해제되면, 하방으로 이동하여 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)를 물리적으로 절단한다.

차폐 부재(20)에서는, 볼록형부(20a)의 선단(20aa)이 뾰족해져 있어, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)를 절단하기 쉬운 형상으로 되어 있다.

도 6에, 차폐 부재(20)가 퓨즈 요소 적층체(40)의 간극(64, 65)을 이동하고, 볼록형부(20a)에 의해 가용성 도체 시트(50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f)를 절단하고, 차폐 부재(20)가 완전히 내려간 상태의 보호 소자의 단면도를 도시한다.

차폐 부재(20)가 퓨즈 요소 적층체(40)의 간극(65, 64)을 이동하여 내려가서, 차폐 부재(20)의 볼록형부(20a)에 의해 가용성 도체 시트(50f, 50e, 50d, 50c, 50b, 50a)를 차례로 절단하면, 절단면끼리가 볼록형부(20a)에 의해 차폐되어서 절연되어, 각 가용성 도체 시트를 통한 통전 경로가 물리적으로 확실하게 차단된다. 이에 의해, 아크 방전이 신속히 소멸(소호)된다.

또한, 차폐 부재(20)가 퓨즈 요소 적층체(40)의 간극(65, 64)을 이동하여 하방으로 완전히 내려간 상태에서는, 차폐 부재(20)의 압박 수단 지지부(20b)가 제2 절연 부재(60B)로부터 퓨즈 요소 적층체(40)를 압박하여, 가용성 도체 시트와 제1 절연 부재(60Aa 내지 60Af) 및 제2 절연 부재(60B)가 밀착하므로, 그 사이에 아크 방전을 계속할 수 있는 공간이 없어져, 아크 방전이 확실하게 소멸된다.

볼록형부(20a)의 두께(X 방향의 길이)는, 제1 절연 부재(60Aa 내지 60Af) 및 제2 절연 부재(60B)의 간극(64, 65)의 X 방향의 폭보다도 작다. 이 구성에 의해, 볼록형부(20a)는 간극(64, 65)을 Z 방향 하방으로 이동 가능하게 된다.

예를 들어, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)가 구리박인 경우에는, 볼록형부(20a)의 두께와 간극(64, 65)의 X 방향의 폭의 차는 예를 들어, 0.05 내지 1.0㎜로 할 수 있고, 0.2 내지 0.4㎜로 하는 것이 바람직하다. 0.05㎜ 이상이면, 절단된 최소 두께 0.01㎜의 경우의 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 단부가 제1 절연 부재(60Aa 내지 60Af) 및 제2 절연 부재(60B)와 볼록형부(20a)의 간극에 들어가도 볼록형부(20a)의 이동이 원활하게 되고, 아크 방전이 보다 신속하고 또한 확실하게 소멸된다. 이것은, 상기 차가 0.05㎜ 이상이면, 볼록형부(20a)가 걸리기 어렵기 때문이다. 또한, 상기 차가 1.0㎜ 이하이면, 간극(64, 65)이, 볼록형부(20a)를 이동시키는 가이드로서 기능한다. 따라서, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 용단 시에 이동하는 볼록형부(20a)의 위치 어긋남이 방지되고, 아크 방전이 보다 신속하고 또한 확실하게 소멸된다. 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)가 Sn을 주성분으로 하는 합금의 주위를 Ag로 도금한 박인 경우에는, 볼록형부(20a)의 두께와 간극(64, 65)의 X 방향의 폭의 차는 예를 들어, 0.2 내지 2.5㎜로 할 수 있고, 0.22 내지 2.2㎜로 하는 것이 바람직하다.

볼록형부(20a)의 폭(Y 방향의 길이)은, 퓨즈 요소 적층체(40)의 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 폭보다 넓다. 이 구성에 의해, 볼록형부(20a)가 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 각각을 절단하는 것이 가능하다.

볼록형부(20a)의 Z 방향의 길이 L은, Z 방향 하방으로 완전히 내려갔을 때에, 볼록형부(20a)의 선단(20aa)이, 제1 절연 부재(60Aa 내지 60Af) 중 Z 방향으로 최하부에 배치하는 제1 절연 부재(60Aa)보다도 하방까지 도달할 수 있는 길이를 갖는다. 볼록형부(20a)는 최하부에 배치하는 제1 절연 부재(60Aa)보다도 내려갔을 때에는, 보유 지지 부재(10Ba)의 내저면(13)에 형성된 삽입 구멍(14)에 삽입된다.

이 구성에 의해, 볼록형부(20a)가 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 각각을 절단하는 것이 가능하게 된다.

(압박 수단)

압박 수단(30)은, 차폐 부재(20)를 Z 방향 하방으로 압박한 상태에서 차폐 부재(20)의 오목부(20ba)에 수용되어 있다.

압박 수단(30)으로서는, 예를 들어 스프링, 고무 등, 탄성력을 부여할 수 있는 공지된 수단을 사용할 수 있다.

보호 소자(100)에 있어서는, 압박 수단(30)으로서 스프링이 사용되고 있다. 스프링(압박 수단)(30)은, 차폐 부재(20)의 오목부(20ba)에 수축된 상태에서 보유 지지되어 있다.

압박 수단(30)으로서 사용하는 스프링의 재료로서는, 공지된 것을 사용할 수 있다.

압박 수단(30)으로서 사용되는 스프링으로서는, 원통상의 것을 사용해도 되고, 원추상의 것을 사용해도 된다. 원추상의 스프링을 사용하면 수축 길이를 짧게 할 수 있기 때문에, 압박 시의 높이를 억제하여 보호 소자의 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 원추상의 스프링은, 복수개 겹쳐서 응력의 증강을 도모하는 것도 가능하다.

압박 수단(30)으로서 원추상의 스프링을 사용하는 경우, 외경이 작은 측을 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 각각의 용단부(절단부)(53)측을 향하게 하여 배치해도 되고, 외경이 큰 측을 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 각각의 용단부(53)측을 향하게 하여 배치해도 된다.

압박 수단(30)으로서 원추상의 스프링을 사용하는 경우, 외경이 작은 측을 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 각각의 용단부(절단부)(53)측을 향하게 하여 배치함으로써, 예를 들어 스프링이 금속 등의 도전성 재료로 형성되어 있는 경우에, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 각각의 용단부(53)의 절단 시에 발생하는 아크 방전의 계속을 보다 효과적으로 억제할 수 있다. 이것은, 아크 방전의 발생 장소와, 스프링을 형성하고 있는 도전성 재료의 거리가 확보되기 쉬워지기 때문이다.

또한, 압박 수단(30)으로서 원추상의 스프링을 사용하고, 외경이 큰 측을 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 각각의 용단부(53)측을 향하게 하여 배치한 경우, 압박 수단(30)으로부터 차폐 부재(20)에 의해 균등하게 탄성력을 부여할 수 있어, 바람직하다.

(걸림 부재)

걸림 부재(70)는, 제2 절연 부재(60B)의 간극(65)을 가교하고, 차폐 부재(20)의 이동을 억제한다.

보호 소자(100)에 있어서는, 3개의 걸림 부재(70)(70A, 70B, 70C)를 구비하지만, 3개에 한정되지 않는다.

걸림 부재(70A)는 제2 절연 부재(60B)의 홈(60Ba1) 및 홈(60Ba2)에 적재되고, 걸림 부재(70B)는 제2 절연 부재(60B)의 홈(60Bb1) 및 홈(60Bb2)에 적재되고, 걸림 부재(70C)는 제2 절연 부재(60B)의 홈(60Bc1) 및 홈(60Bc2)에 적재된다.

또한, 차폐 부재(20)의 볼록형부(20a)의 선단(20aa)에는 걸림 부재의 형상과 위치에 대응한 홈이 있고(도 12의 (b) 참조), 그 홈이 걸림 부재를 물듯이 안정되게 보유 지지한다.

3개의 걸림 부재(70A, 70B, 70C)는 동일한 형상이다. 걸림 부재(70A)에 대하여 도면을 사용하여 형상을 설명하면, 걸림 부재(70A)는 제2 절연 부재(60B)에 형성된 홈에 적재되어 지지되는 지지부(70Aa)와, 지지부로부터 하방으로 연장되어서 그 선단(70Aba)이 최상부의 가용성 도체 시트(50f)에 근접 혹은 접촉하는 돌출부(70Ab)를 갖는다. 걸림 부재(70)에서는, 모든 걸림 부재가 동일한 형상이지만, 다른 형상의 것이 포함되어도 된다.

걸림 부재(70A, 70B, 70C) 상에 발열체(80A, 80B)가 적재되어 있다. 발열체(80A, 80B)에 전류가 통전되면, 발열체(80A, 80B)가 발열하고, 걸림 부재(70)에 전열하여 걸림 부재(70)는 승온하여 연화 온도 이상의 온도에 있어서 연화된다. 여기서, 연화 온도란, 고상과 액상이 혼재 혹은 공존하는 온도 혹은 온도 범위를 의미한다. 걸림 부재(70)가 연화 온도 이상의 온도가 되면, 외력에 의해 변형할 정도로 유연해진다.

연화된 걸림 부재(70)는 압박 수단(30)의 압박력에 의해 압박된 차폐 부재(20)의 볼록형부(20a)에 의해 물리적으로 절단되기 쉬워진다. 걸림 부재(70)가 절단되면, 차폐 부재(20)의 볼록형부(20a)는, 간극(65, 64)를 Z 방향 하방으로 삽입해 간다.

볼록형부(20a)가 간극(65, 64)을 Z 방향 하방으로 삽입되어 갈 때에, 볼록형부(20a)가 가용성 도체 시트를 절단하면서, 돌진하여 최하 위치까지 도달한다. 이에 의해 볼록형부(20a)는 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)를 그의 용단부(53)에서 제1 단자(91)측과 제2 단자(92)측으로 차폐한다. 이에 의해 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)가 절단될 때에 발생하는 아크 방전은 신속하고 또한 확실하게 소멸시킬 수 있다.

발열체(80A, 80B)의 발열이 걸림 부재(70)를 통해 가용성 도체 시트(50f)가 가열되고, 또한 다른 가용성 도체 시트도 가열되어, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)는 물리적으로 절단되기 쉽다. 또한, 발열체(80A, 80B)의 발열의 크기에 따라서는 가용성 도체 시트(50f)가 열적으로 용단될 수 있다. 이 경우에는, 볼록형부(20a)는 그대로 돌진하여 최하 위치까지 도달한다.

걸림 부재(70)에서는, 돌출부(70Ab)가 가용성 도체 시트(50f)에 접촉하고 있다. 그 때문에, 가용성 도체 시트에 정격 전류를 초과한 과전류가 흐르면, 가용성 도체 시트(50f)에 접촉하고 있는 걸림 부재(70)는 전열하여 승온하여, 연화 온도 이상의 온도에 있어서 연화된다.

또한, 큰 과전류가 흘러 순시에 가용성 도체 시트(50f)가 용단한 경우에는, 발생한 아크 방전이 걸림 부재(70)에도 흘러, 걸림 부재(70)는 연화 온도 이상의 온도에 있어서 연화된다.

연화된 걸림 부재(70)는 압박 수단(30)의 압박력에 의해 압박된 차폐 부재(20)의 볼록형부(20a)에 의해 물리적으로 절단되기 쉬워진다. 걸림 부재(70)가 절단되면, 차폐 부재(20)의 볼록형부(20a)는, 간극(65, 64)을 Z 방향 하방으로 삽입해 간다.

이 경우, 가용성 도체 시트는 정격 전류를 초과한 과전류가 흘러서 열적으로 용단되어 있고, 볼록형부(20a)는 그대로 간극(65, 64)을 Z 방향 하방으로 삽입해 간다. 이때, 볼록형부(20a)는 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)를 그 용단부에서 제1 단자(91)측과 제2 단자(92)측으로 차폐한다. 이에 의해 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)가 절단될 때에 발생하는 아크 방전은 신속하고 또한 확실하게 소멸시킬 수 있다.

가령 가용성 도체 시트가 아직 열적으로 용단되어 있지 않을 때라도, 볼록형부(20a)가 간극(65, 64)을 Z 방향 하방으로 삽입해 갈 때에, 볼록형부(20a)가 가용성 도체 시트를 절단하면서, 돌진하여 최하 위치까지 도달한다. 이에 의해 볼록형부(20a)는 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)를 그 용단부에서 제1 단자(91)측과 제2 단자(92)측으로 차폐한다. 이에 의해 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)가 차단될 때에 발생하는 아크 방전은 신속하고 또한 확실하게 소멸시킬 수 있다.

도 7의 (a)에 걸림 부재(70)의 변형예인 걸림 부재(71)를 갖는 보호 소자를 도시한다. 도 7의 (b)는, 걸림 부재(71)의 근방의 확대도이다.

걸림 부재(71)는, 제2 절연 부재(60B)에 형성된 홈에 적재되어 지지되는 지지부(71Aa)만을 갖고, 가용성 도체 시트(50f)에 접촉하는 돌출부를 갖지 않는 구성이다.

걸림 부재(71)는 가용성 도체 시트(50f)에 접촉하는 부분을 갖지 않기 때문에, 가용성 도체 시트에 정격 전류를 초과한 과전류가 흘러도 연화되지 않고, 발열체(80)에 의해서만 연화된다. 단, 고전압에 수반하는 아크 방전이 발생한 경우에 있어서는, 아크 방전이 걸림 부재(71)에 달하여 걸림 부재(71)를 용단시켜, 볼록형부(20a)에 의한 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)를 그의 용단부에서 제1 단자(91)측과 제2 단자(92)측으로 차폐한다.

걸림 부재(70), 71)의 재료는 가용성 도체 시트와 동일한 재료의 것으로 할 수 있지만, 발열체(80)의 통전에 의해 신속히 연화되기 때문에, 저융점 금속층과 고융점 금속층을 포함하는 적층체인 것이 바람직하다. 예를 들어, 융점 217℃의 Sn을 주성분으로 하는 합금의 주위를, 융점 962℃의 Ag로 도금한 것을 사용할 수 있다.

(발열체)

발열체(80)는 걸림 부재(70)의 상면에 접촉하도록 적재된다. 발열체(80)에 전류를 통전시킴으로써 발열하고, 그 열에 의해 걸림 부재(70)를 가열하여 연화, 용융한다.

걸림 부재(70)의 용융에 의해, 압박 수단(30)에 의해 Z 방향 하방으로 압박력이 부여되어 있는 차폐 부재(20)는 퓨즈 요소 적층체(40)의 간극에 삽입되고, 가용성 도체 시트(50)를 절단하여, 퓨즈 요소 적층체(40)를 제1 단자(91)측과 제2 단자(92)측으로 차폐한다.

보호 소자(100)에 있어서는, 2개의 발열체(80)(80A, 80B)를 구비하지만, 2개에 한정되지 않는다.

도 8에 발열체(80)의 모식도를 도시한다. 도 8의 (a)는 발열체(80)의 표면(압박 수단(30)측의 면)의 평면도이고, 도 8의 (b)는 절연 기판의 평면도이고, 도 8의 (c) 내지 (e)는 각각, 절연 기판의 표면측의 3층을 차례로 적층하고, 아래의 층도 보이도록 도시한 투과 평면도이다. 도 8의 (c)는 절연 기판 상에 저항층을 적층한 상태, (d)는 (c)에 추가로 절연층을 적층한 상태, (e)는 (d)에 추가로 전극층을 적층한 상태의 평면도이다. 도 8의 (f)는 발열체(80)의 이면(퓨즈 요소 적층체(40)측의 면)의 평면도이다.

발열체(80A, 80B)는 각각, 절연 기판(80-3)의 표면(80-3A)(압박 수단(30)측의 면)에 평행하게 이격시켜 배치하는 2개의 저항층(80-1)(80-1a, 80-1b)과, 저항층(80-1)을 덮는 절연층(80-4)과, 절연 기판(80-3) 상에 형성되고, 저항층(80-1a)의 양단에 전기적으로 접속하는 발열체 전극(80-5a) 및 발열체 전극(80-5b)과, 저항층(80-1b)의 양단에 전기적으로 접속하는 발열체 전극(80-5c) 및 발열체 전극(80-5d)과, 절연 기판(80-3)의 이면(80-3B)(퓨즈 요소 적층체(40)측의 면)에 형성된 전극층(80-2)(80-2a, 80-2b)을 갖는다. 저항층은, 발열체(80A, 80B) 각각에 2개씩 구비하지만, 이것은 180도 회전하여 탑재해도 되는 것과 같이 배려한 페일 세이프 설계이고, 2개가 필수는 아니다.

저항층(80-1)은, 통전하면 발열하는 도전성을 갖는 재료, 예를 들어 니크롬, W, Mo, Ru 등, 또는 이들을 포함하는 재료를 포함한다. 저항층(80-1)은, 이들의 합금 혹은 조성물, 화합물의 분상체를 수지 결합제 등과 혼합하여, 페이스트상으로 한 것을 절연 기판(80-3) 상에 스크린 인쇄 기술을 사용하여 패턴 형성하고, 소성하는 등에 의해 형성한다. 절연 기판(80-3)은, 예를 들어 알루미나, 유리 세라믹스, 멀라이트, 지르코니아 등의 절연성을 갖는 기판이다. 절연층(80-4)은, 저항층(80-1)의 보호를 도모하기 위하여 마련된다. 절연층(80-4)의 재료로서는, 예를 들어 세라믹스, 유리 등의 절연 재료를 사용할 수 있다. 테두리부층(80-4)은, 절연 재료의 페이스트를 도포하고, 소성하는 방법에 의해 형성할 수 있다.

발열체(80A, 80B)의 각각의 표면의 발열체 전극(80-5a 내지 d)과, 이면의 전극층(80-2a 내지 b)은, 절연 기판(80-3)에 의해 전기적으로 절연되어 있다.

발열체(80A, 80B)로서는 도 8에 도시한 것에 한정되지 않고, 공지된 것을 사용할 수 있다.

발열체(80A, 80B)는, 보호 소자(100)의 통전 경로가 되는 외부 회로에 이상이 발생하는 등에 의해 통전 경로를 차단할 필요가 발생한 경우에, 외부 회로에 마련된 전류 제어 소자에 의해 통전되어 발열된다.

(급전 부재)

도 9는, 발열체(80A, 80B)에 급전하는 급전 부재의 인출 방법을 설명하기 위한 보호 소자의 사시도이고, (a)는 발열체(80A, 80B)를 직렬로 연결하는 경우이고, (b)는 발열체(80A, 80B)를 병렬로 연결하는 경우이다.

도 9의 (a)에 있어서는, 급전 부재(90a)가 발열체(80A)의 발열체 전극(80-5c)(도 8 참조)에 접속되고, 발열체(80B)의 발열체 전극(80-5a)(도 8 참조)에 급전 부재(90b)가 접속되고, 급전 부재(90A)가 발열체(80A)의 발열체 전극(80-5d)(도 8 참조) 및 발열체(80B)의 발열체 전극(80-5b)(도 8 참조)에 접속되어 있다. 또한, 발열체(80A)의 전극층(80-2)은 걸림 부재(70)(70A, 70B, 70C)를 통해 발열체(80B)의 전극층(80-2)에 접속되어 있다. 이 구성에서는, 「급전 부재(90a)~발열체(80A)의 발열체 전극(80-5c)~발열체(80A)의 저항층(80-1a)~발열체(80A)의 발열체 전극(80-5d)~급전 부재(90A)~발열체(80B)의 발열체 전극(80-5b)~발열체(80B)의 저항층(80-1b)~발열체(80B)의 발열체 전극(80-5a)~급전 부재(90b)」의 경로로 급전하여 발열체(80A, 80B)를 발열시킨다. 이 발열에 의해 걸림 부재(70)(70A, 70B, 70C)가 용융되어, 차폐 부재(20)가 퓨즈 요소 적층체(40)의 간극(64, 65)에 삽입된다. 차폐 부재(20)가 퓨즈 요소 적층체(40)의 간극(64, 65)에 삽입됨으로써 급전 부재(90A)가 절단되고, 발열체(80A, 80B)에 대한 급전이 차단되어, 발열체(80A, 80B)의 발열이 정지한다.

도 9의 (b)에 있어서는, 급전 부재(90c)가 발열체(80A)의 발열체 전극(80-5c)에 접속되고, 발열체(80A)의 발열체 전극(80-5d)에 급전 부재(90e)가 접속되어 있다. 또한, 급전 부재(90d)가 발열체(80B)의 발열체 전극(80-5a)에 접속되고, 발열체 전극(80-5b)(도 8 참조)에 급전 부재(90f)가 접속되어 있다. 이 구성에서는, 「급전 부재(90c)~발열체(80A)의 발열체 전극(80-5c)~발열체(80A)의 저항층(80-1a)~발열체(80A)의 발열체 전극(80-5d)~급전 부재(90e)」의 제1 경로와, 「급전 부재(90d)~발열체(80B)의 발열체 전극(80-5a)~발열체(80B)의 저항층(80-1b)~발열체(80B)의 발열체 전극(80-5b)~급전 부재(90f)」의 제2 경로가 병렬로 구성되어 있다. 제1 경로 및 제2 경로로 급전하여 발열체(80A, 80B)를 발열시킨다. 이 발열에 의해 걸림 부재(70)(70A, 70B, 70C)가 용융되어, 차폐 부재(20)가 퓨즈 요소 적층체(40)의 간극(64, 65)에 삽입된다. 이 구성에서는, 차폐 부재(20)가 퓨즈 요소 적층체(40)의 간극(64, 65)에 삽입됨으로써 발열체(80A, 80B)에 대한 급전이 차단되지 않고, 발열체(80A, 80B)의 발열이 계속된다. 따라서, 별도 시스템 제어(타이머 등)에 의해 적절히 전류 제어 소자로의 통전을 정지함으로써, 차단 후의 보호 소자(100)의 발열체(80A, 80B)의 발열을 정지할 수 있다.

(제1 단자, 제2 단자)

제1 단자(91)는, 한쪽의 단부가 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 제1 단부(51)와 접속하고, 다른 쪽의 단부가 절연 케이스(10)의 외부에 노출되어 있다. 또한, 제2 단자(92)는, 한쪽의 단부가 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 제2 단부(52)와 접속하고, 다른 쪽의 단부가 절연 케이스(10)의 외부에 노출되어 있다.

제1 단자(91)와 제2 단자(92)는, 대략 동일한 형태여도 되고, 각각 다른 형상이어도 된다. 제1 단자(91) 및 제2 단자(92)의 두께는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 0.3㎜ 이상 1.0㎜ 이하의 범위 내에 있어도 된다. 제1 단자(91)의 두께와 제2 단자(92)의 두께는, 동일해도 되고, 다르게 되어 있어도 된다.

제1 단자(91)는, 외부 단자 구멍(91a)을 구비하고 있다. 또한, 제2 단자(92)는, 외부 단자 구멍(92a)을 구비하고 있다. 외부 단자 구멍(91a), 외부 단자 구멍(92a) 중, 한쪽은 전원측에 접속하기 위하여 사용되고, 다른 쪽은 부하측에 접속하기 위하여 사용된다. 혹은, 외부 단자 구멍(91a), 외부 단자 구멍(92a)는, 부하의 내부 통전 경로에 접속하기 위하여 사용되어도 된다. 외부 단자 구멍(91a) 및 외부 단자 구멍(92a)은, 평면으로 보아 대략 원형의 관통 구멍으로 할 수 있다.

제1 단자(91) 및 제2 단자(92)로서는, 예를 들어 구리, 황동, 니켈 등을 포함하는 것을 사용할 수 있다. 제1 단자(91) 및 제2 단자(92)의 재료로서, 강성 강화의 관점에서는 황동을 사용하는 것이 바람직하고, 전기 저항 저감의 관점에서는 구리를 사용하는 것이 바람직하다. 제1 단자(91)와 제2 단자(92)는, 동일한 재료를 포함하는 것이어도 되고, 다른 재료를 포함하는 것이어도 된다.

(보호 소자의 제조 방법)

본 실시 형태의 보호 소자(100)는, 다음과 같이 하여 제조할 수 있다.

우선, 지그로 위치 결정된 퓨즈 요소 적층체(40)와, 제1 단자(91) 및 제2 단자(92)를 준비한다. 그리고, 퓨즈 요소 적층체(40)의 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 각각의 제1 단부(51)와 제1 단자(91)를 납땜에 의해 접속한다.

또한, 제2 단부(52)와 제2 단자(92)를 납땜에 의해 접속한다. 납땜에 사용되는 땜납 재료로서는, 공지된 것을 사용할 수 있고, 저항률과 융점 및 환경 대응 납 프리의 관점에서 Sn을 주성분으로 하는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 제1 단부(51)와 제1 단자(91)의 접속 및 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 제2 단부(52)와 제2 단자(92)의 접속은, 납땜에 한정되는 것은 아니고, 용접에 의한 접합 등 공지된 접합 방법을 사용해도 된다.

이어서, 걸림 부재(70A, 70B, 70C)를 준비한다. 걸림 부재(70A, 70B, 70C)의 각각을, 도 3에 도시한 제2 절연 부재(60B)의 홈(60Ba1) 및 홈(60Ba2), 홈(60Bb1) 및 홈(60Bb2) 및 홈(60Bc1) 및 홈(60Bc2)의 각각에 배치한다.

또한, 제2 절연 부재(60B)와 동일한 형상의 지그를 사용해도 된다.

이어서, 도 8의 (a) 및 도 8의 (b)에 도시한 발열체(80A, 80B)와 땜납 페이스트를 준비한다. 그리고, 걸림 부재(70A, 70B, 70C)와 발열체(80A, 80B)의 접속 부위에 땜납 페이스트를 적량 도포한 후, 도 9의 (a)에 도시하는 바와 같이, 제2 절연 부재(60B)의 소정의 위치에 발열체(80A, 80B)를 배치한다. 발열체(80A, 80B)는 그의 이측이 걸림 부재(70A, 70B, 70C) 상에 적재된다. 오븐이나 리플로우로 등으로 가열하여 걸림 부재(70A, 70B, 70C)와 발열체(80A, 80B)를 땜납 접속한다.

이어서, 급전 부재(90a, 90b, 90A)를 준비한다. 급전 부재(90a)를 급전 부재 적재면(12)에 배치하고, 급전 부재(90a)를 발열체(80A)의 발열체 전극(80-5c)에 납땜함으로써 접속한다. 또한, 급전 부재(90b)를 급전 부재 적재면(12)에 배치하고, 급전 부재(90b)를 발열체(80B)의 발열체 전극(80-5a)에 납땜함으로써 접속한다. 또한, 급전 부재(90A)를 발열체(80A)의 발열체 전극(80-5d) 및 발열체(80B)의 발열체 전극(80-5b)에 납땜함으로써 접속한다. 급전 부재(90a, 90b, 90A)와 발열체(80A, 80B)는, 용접에 의한 접합에 의해 접속되어 있어도 되고, 공지된 접합 방법을 사용할 수 있다.

이어서, 제2 보유 지지 부재(10Bb), 차폐 부재(20) 및 압박 수단(30)을 준비한다. 그리고, 압박 수단(30)을 차폐 부재(20)의 오목부(20ba)에 배치하고, 제2 보유 지지 부재(10Bb)에 수용한다.

이어서, 차폐 부재(20)의 선단(20aa)에 형성된 홈에 걸림 부재(70A, 70B, 70C)를 끼워 넣고 압박 수단(30)을 압축하면서, 제1 보유 지지 부재(10Ba)의 제1 단부(10Baa) 및 제2 단부(10Bab)의 각각에 2개씩 형성된 오목부(17)에, 제2 보유 지지 부재(10Bb)의 대응 개소에 형성된 4개의 볼록부(도시하지 않음)를 걸림 결합하여, 보유 지지 부재(10B)를 형성한다.

이어서, 커버(10A)를 준비한다. 그리고, 커버(10A)의 수용부(22)에, 보유 지지 부재(10B)를 삽입한다. 이어서, 보유 지지 부재(10B)의 단자 접착제 주입구(16)에 접착제를 주입하여, 단자 적재면(111)과 제1 단자(91) 및 제2 단자(92)의 간극을 매립한다. 또한, 케이스 접착제 주입구인 커버(10A)의 타원상 측면의 경사면(21)에 접착제를 주입하여, 커버(10A)와 보유 지지 부재(10B)를 접착시킨다. 접착제로서는, 예를 들어 열경화성 수지를 포함하는 접착제를 사용할 수 있다. 이렇게 해서, 커버(10A) 내가 밀폐된 절연 케이스(10)가 형성된다.

이상의 공정에 의해, 본 실시 형태의 보호 소자(100)가 얻어진다.

본 실시 형태의 보호 소자(100)에서는, 퓨즈 요소(50)(복수개의 가용성 도체 시트(50a 내지 50f))에 정격 전류를 초과한 과전류가 흐른 경우에 퓨즈 요소(50)가 열적으로 용단되어서 전류 경로를 차단시키는 것 외에, 발열체(80)에 전류를 통전하여 차폐 부재(20)의 이동을 억제하고 있는 걸림 부재(70)를 용융하고, 압박 수단(30)에 의해 차폐 부재(20)를 이동시켜, 퓨즈 요소(50)를 물리적으로 절단하여 전류 경로를 차단시키는 것이 가능하다.

본 실시 형태의 보호 소자(100)에서는, 압박 수단(30)에 의한 압박력이 부여되어 있는 차폐 부재(20)의 이동을 걸림 부재(70)에 의해 억제하는 구성이기 때문에, 전류 경로의 차단 시 이외는, 퓨즈 요소(50)(복수개의 가용성 도체 시트(50a 내지 50f))에 압박 수단(30)과 차폐 부재(20)에 의한 절단 압박력이 걸리지 않는다. 그 때문에, 퓨즈 요소(50)의 경시 열화가 억제되고, 또한, 전류 경로의 차단이 필요하지 않을 때에 퓨즈 요소(50)가 승온했을 때에 압박력이 부여된 상태인 것에 기인하는 단선을 방지할 수 있다.

본 실시 형태의 보호 소자(100)에서는, 퓨즈 요소 적층체(40)가 두께 방향으로 병렬 배치된 복수개의 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)를 포함하고, 그의 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 각각이 그 사이에 배치된 제1 절연 부재(60Aa 내지 60Af) 및 제2 절연 부재(60B)와 근접 혹은 접촉(밀착)하여 절연되어 있다. 이 때문에, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 각각에 흐르는 전류값이 작아지고 또한 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)를 둘러싸는 공간이 극히 좁아져, 용단함으로써 발생하는 아크 방전의 규모가 작아지기 쉬워진다. 즉, 용단 공간이 좁으면 그 공간 내의 기체가 적어지고, 아크 방전 중에 전류가 흐르는 경로가 되는 「공간 내의 기체가 전리하여 발생하는 플라스마」의 양도 적어지고, 아크 방전을 조기에 소호하기 쉬워진다. 따라서, 본 실시 형태의 보호 소자(100)에 의하면, 절연 케이스(10)의 사이즈를 소형 경량화하는 것이 가능하게 된다.

본 실시 형태의 보호 소자(100)에 있어서, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f) 중 최하부에 배치된 가용성 도체 시트(50a)와 절연 케이스(10)의 제1 보유 지지 부재(10Ba) 사이에 제1 절연 부재(60Aa)가 배치되고, 또한, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f) 중 최상부에 배치된 가용성 도체 시트(50f)와 절연 케이스(10)의 제2 보유 지지 부재(10Bb) 사이의 각각에 제2 절연 부재(60B)가 배치되어 있으면, 가용성 도체 시트(50a, 50f)가 제1 보유 지지 부재(10Ba), 제2 보유 지지 부재(10Bb)와 직접 접촉하지 않으므로, 아크 방전에 의해, 이들의 절연 케이스(10)의 내부 표면에 도전로가 되는 탄화물이 형성되기 어려워지므로, 절연 케이스(10)의 사이즈를 소형으로 해도 누설 전류가 발생하기 어려워진다.

본 실시 형태의 보호 소자(100)에 있어서, 제1 절연 부재(60Aa 내지 60Af) 및 제2 절연 부재(60B)가 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 제1 단부(51)와 제2 단부(52)의 용단부(53)에 대향하는 위치에서 분리되어 있으면, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)가 용단부(53)에서 용단했을 때에, 제1 절연 부재(60Aa 내지 60Af) 및 제2 절연 부재(60B)의 표면의 연속적인 용융 비산물의 부착을 억제할 수 있다. 이 때문에, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 용단에 의해 발생한 아크 방전을 조기에 소호시킬 수 있다.

본 실시 형태의 보호 소자(100)에 있어서, 제1 절연 부재(60Aa 내지 60Af), 제2 절연 부재(60B), 차폐 부재(20), 절연 케이스(10)의 커버(10A) 및 보유 지지 부재(10B) 중 적어도 하나는, 내트래킹 지표 CTI가 500V 이상인 재료로 형성되어 있으면, 아크 방전에 의해, 이들의 부품의 표면에 도전로가 되는 탄화물이 형성되기 어려워지므로, 절연 케이스(10)의 사이즈를 소형으로 해도 누설 전류가 보다 발생하기 어려워진다.

본 실시 형태의 보호 소자(100)에 있어서, 제1 절연 부재(60Aa 내지 60Af), 제2 절연 부재(60B), 차폐 부재(20), 절연 케이스(10)의 커버(10A) 및 보유 지지 부재(10B) 중 적어도 하나는, 폴리아미드계 수지 또는 불소계 수지로 형성되어 있으면, 폴리아미드계 수지 또는 불소계 수지는, 절연성과 내트래킹성이 우수하므로, 소형화와 경량화를 양립시키기 쉬워진다.

본 실시 형태의 보호 소자(100)에 있어서, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 각각이, 저융점 금속층과 고융점 금속층을 포함하는 적층체이고, 저융점 금속층이 Sn을 포함하고, 고융점 금속층이 Ag 또는 Cu를 포함하면, 저융점 금속층이 용융함으로써 고융점 금속이 Sn에 의해 용해되므로, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 용단 온도가 낮아진다. 또한, Ag나 Cu는 Sn보다도 물리적 강도가 높기 때문에, 저융점 금속층에 고융점 금속층을 적층한 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 물리적 강도는, 저융점 금속층 단체의 물리적 강도보다도 높아진다. 나아가, Ag나 Cu는 Sn보다도 전기 저항률이 낮고, 저융점 금속층에 고융점 금속층을 적층한 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 전기 저항값은, 저융점 금속층 단체의 전기 저항값보다도 낮아진다. 즉, 보다 대전류 대응의 퓨즈 요소가 된다.

본 실시 형태의 보호 소자(100)에 있어서, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 각각이, 고융점 금속층을 2층 이상 갖고, 저융점 금속층을 1층 이상 갖고, 저융점 금속층이 고융점 금속층 사이에 배치된 적층체이면, 외측에 고융점 금속층이 있으므로, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 강도가 높아진다. 특히, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 제1 단부(51)와 제1 단자(91) 및 제2 단부(52)와 제2 단자(92)를 납땜으로 접속하는 경우에는, 납땜 시의 가열에 의한 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 변형이 일어나기 어려워진다.

본 실시 형태의 보호 소자(100)에 있어서, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 각각이, 은 혹은 구리를 포함하는 단층체이면, 고융점 금속층과 저융점 금속층의 적층체인 경우와 비교하여, 전기 저항률이 작아지기 쉽다. 이 때문에, 은 혹은 구리를 포함하는 단층체를 포함하는 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)는, 고융점 금속층과 저융점 금속층의 적층체를 포함하는 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)와 동일한 면적에서 동등한 전기 저항을 갖는 경우에도, 두께를 얇게 할 수 있다. 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 두께가 얇으면, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)가 용단했을 때의 용융 비산 물량도 두께에 비례하여 적어지고, 차단 후의 절연 저항이 높아진다.

본 실시 형태의 보호 소자(100)에 있어서, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 각각은, 용단부(53)에 관통 구멍(54)이 마련되어 있고, 제1 단부(51) 및 제2 단부(52)의 통전 방향의 단면적보다 용단부(53)의 통전 방향의 단면적이 작아지도록 된 용단부를 갖고 있으므로, 전류 경로에 정격을 초과하는 전류가 흘렀을 때 용단하는 부위가 안정된다. 또한, 본 실시 형태의 보호 소자(100)에 있어서는 용단부(53)에 관통 구멍(54)을 마련하고 있지만, 용단부(53)의 단면적을 작게 하는 방법에 특별히 제한은 없다. 예를 들어, 용단부(53)의 양단부를 오목형으로 잘라내는 것이나 부분적으로 두께를 얇게 함으로써, 용단부(53)의 단면적을 작게 해도 된다.

(변형예)

도 10은, 제1 실시 형태의 변형예의 모식도이고, (a)는 보유 지지 부재(10B)의 변형예인 보유 지지 부재(10BB)의 사시도이고, (b)는 제1 절연 부재(60A) 및 제2 절연 부재(60B)의 변형예인 제1 절연 부재(61A) 및 제2 절연 부재(61B)가 차폐 부재(20)의 볼록형부(20a)가 이동(통과) 가능한 개구부를 갖는 구성의 사시도이다. 도 11의 (a)에 제2 절연 부재의 사시 모식도, (b)에 제1 절연 부재의 사시 모식도를 도시한다. 또한, 6개의 제1 절연 부재는 동일한 형상을 갖는 것이기 때문에, 도 11의 (b)에 도시하는 제1 절연 부재는 그의 공통되는 구성을 나타내는 것이다.

또한, 이 변형예에 있어서의 퓨즈 요소 적층체는, 제1 절연 부재 이외는 도 4에서 도시한 구성과 마찬가지이다. 따라서, 이하의 설명에 있어서는 도 4에서 도시한 부재와 공통되는 부재에 대해서는 동일 부호로 기재한다.

도 10 및 도 11에 도시하는 제1 절연 부재(61Aa 내지 61Af)의 각각은 제1 개구부(64A)를 갖고, 제2 절연 부재(61B)는 제2 개구부(65A)를 갖는다. 또한, 제1 개구부(64A)와 제2 개구부(65A)의 Y 방향의 길이는, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f) 및 차폐 부재(20)의 볼록형부(20a)의 Y 방향의 길이보다도 크다. 이에 의해, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)가 차단된 후, 볼록형부(20a)가 제1 개구부(64A)와 제2 개구부(65A)에 삽입되어 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 용단부가 확실하게 차폐된다.

제1 절연 부재(61Aa 내지 61Af)의 각각 및 제2 절연 부재(61B)는 각각 Y 방향의 양단측에, 퓨즈 요소의 차단 시에 발생하는 아크 방전에 수반하는 압력 상승을 절연 케이스의 압박 수단 수용 공간으로 효율적으로 빠져나가게 하기 위한 통기 구멍(67A)을 갖는다. 도시한 예에서는, 제1 절연 부재(61Aa 내지 61Af)의 각각 및 제2 절연 부재(61B)는 각각 Y 방향의 양단측이며 제1 개구부(64A) 또는 제2 개구부(65A)를 사이에 두고 좌우에, 통기 구멍(67A)을 5개씩 갖지만, 개수에 제한은 없다.

아크 방전에 의해 발생한 상승 압력은, 통기 구멍(67A)을 통과하고, 압박 수단 지지부(20b)와 제2 보유 지지 부재(10BBb) 사이에 마련된 네 코너의 간극(도시하지 않음)을 통해, 절연 케이스(10)의 압박 수단(30)을 수용하는 공간에 효율적으로 빠져나가게 된다. 그리고, 그 결과, 차폐 부재(20)의 차폐 동작이 원활하게 행해짐과 함께, 제1 절연 부재(61Aa 내지 61Af)와 제2 절연 부재(61B)의 파괴가 방지된다.

제1 개구부(64A), 제2 개구부(65A)는, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 제1 단부(51)과 제2 단부(52) 사이에 배치하는 용단부(53)에 대향하는 위치에 있다.

제1 절연 부재(61Aa 내지 61Af) 및 제2 절연 부재(61B)의 재료에 대해서는, 제1 절연 부재(60Aa 내지 60Af) 및 제2 절연 부재(60B)의 재료와 마찬가지의 것이 바람직하고, 또한 마찬가지의 종류의 재료를 사용할 수 있다.

도 10의 (a) 및 도 10의 (b)에 도시하는 보유 지지 부재(10BB)(Z 방향으로 상측에 배치하는 제2 보유 지지 부재(10BBb)와 Z 방향으로 하측에 배치하는 제1 보유 지지 부재(10BBa))는, 제1 절연 부재 및 제2 절연 부재의 변형예에 대응하는 형상을 포함하고 있다.

(보호 소자(제2 실시 형태))

도 12 내지 도 15는, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 보호 소자를 도시하는 모식도이다. 제2 실시 형태에 관한 보호 소자는, 전류 경로를 차단시키는 기구로서, 발열체에 의한 액티브 차단 기구를 갖지 않고, 가용성 도체 시트에 정격 전류를 초과한 과전류가 흐른 경우에 가용성 도체 시트가 용단되어서 전류 경로를 차단시키는 과전류 차단 기구만에 의한 점이 제1 실시 형태에 관한 보호 소자에 대한 주된 상위점이다. 구체적으로는, 제2 실시 형태에 관한 보호 소자는, 발열체 및 급전 부재를 갖지 않는 점이 제1 실시 형태에 관한 보호 소자에 대한 주된 상위점이다.

이하의 도면에 있어서, 제1 실시 형태에 관한 보호 소자와 마찬가지 또는 거의 마찬가지의 구성 부재에 대해서는 동일 부호를 부여하여 설명을 생략한다.

도 12의 (a)는, 도 2에 대응하는 도면이고, 보호 소자의 내부가 보이도록 일부를 제거하여 모식적으로 도시한 사시도이고, (b)는 차폐 부재의 사시도이다. 도 13은, 제2 실시 형태에 관한 보호 소자의, 도 5의 (a)에 대응하는 단면도이다. 도 14는, 도 6에 대응하는 단면도이고, 차폐 부재가 퓨즈 요소를 절단하여 완전히 내려간 상태의 보호 소자의 단면도이다. 도 15는, 퓨즈 요소 적층체, 제1 단자 및 제2 단자를 제1 보유 지지 부재에 설치된 상태를 모식적으로 도시한 사시도이다.

도 12 내지 도 15에 도시하는 보호 소자(200)는, 절연 케이스(11)와, 퓨즈 요소 적층체(140)와, 제1 절연 부재(160A)와, 차폐 부재(120)와, 압박 수단(30)과, 걸림 부재(70)를 갖는다. 또한, 본 실시 형태의 보호 소자(200)에 있어서, 통전 방향은, 사용 시에 있어서 전기가 흐르는 방향(X 방향)을 의미하고, 통전 방향의 단면적은, 통전 방향에 대하여 직교하는 방향의 면(Y-Z면)의 면적을 의미한다.

(절연 케이스)

절연 케이스(11)는, 대략 긴 원기둥상(Y-Z면의 단면이 X 방향의 어느 위치에서도 타원)이다. 절연 케이스(11)는, 커버(110A)와 보유 지지 부재(110B)를 포함한다.

보호 소자(200)는 발열체 및 급전 부재를 갖지 않기 때문에, 그것에 수반하여, 커버(110A) 및 보유 지지 부재(110B)는 발열체용의 부위나 급전 부재용의 부위를 구비하지 않는 점이 커버(10A) 및 보유 지지 부재(10B)에 대한 차이이다.

보유 지지 부재(110B)는, Z 방향으로 하측에 배치하는 제1 보유 지지 부재(110Ba)와 Z 방향으로 상측에 배치하는 제2 보유 지지 부재(110Bb)를 포함한다.

커버(110A) 및 보유 지지 부재(110B)의 외형은, 소형이고 아크 방전에 의한 내압 상승에 견디도록 대략 긴 원기둥상으로 하여 재료 사용량을 억제하고 있지만, 보호 소자의 정격 전압·정격 전류·차단 용량에 따라 아크 방전에 의한 파괴가 일어나지 않는 한에 있어서, 외형은 대략 긴 원기둥상에 한정되지 않고 직육면체 등의 임의의 형상을 취할 수 있다.

보유 지지 부재(110B)의 내부에는, 내압 완충 공간(15)(도 14 참조)이 형성되어 있다. 내압 완충 공간(15)은, 퓨즈 요소 적층체(140)의 용단 시에 발생하는 아크 방전에 의해 생성되는 기체에 의한 보호 소자(200)의 내압의 급격한 상승을 억제하는 작용이 있다.

커버(110A)와 보유 지지 부재(110B)의 재료로서는, 커버(10A) 및 보유 지지 부재(10B)와 마찬가지의 재료를 사용할 수 있다.

(퓨즈 요소 적층체)

퓨즈 요소 적층체(140)는, 두께 방향으로 병렬 배치된 복수개의 가용성 도체 시트(50)(복수개의 가용성 도체 시트를 통합하여 퓨즈 요소(50)라고 하는 경우가 있음)와, 복수개의 가용성 도체 시트(50)의 각각의 사이 및 복수개의 가용성 도체 시트(50) 중 최하부 및 최상부에 배치된 가용성 도체 시트(50)의 외측에 근접 혹은 접촉시킨 상태에서 배치되고, 제1 개구부가 형성된 복수의 제1 절연 부재(160A)(160Aa 내지 160Ag)를 갖는다. 퓨즈 요소 적층체(140)는 퓨즈 요소와 제1 절연 부재를 포함한다.

복수개의 가용성 도체 시트(50)는 도 4에서 도시한 것과 동일한 구성을 갖는 것이고, 상술한 특징의 설명은 생략한다. 또한, 복수의 제1 절연 부재(160A)(160Aa 내지 160Ag)는 모두 동일한 구성을 갖는 부재이고, 도 10의 (b)에서 도시한 제1 절연 부재(61A)와 동일한 구성을 갖는 것이고, 상술한 특징의 설명은 생략한다.

도 12 내지 도 15에 도시한 보호 소자(200)에 있어서는, 보호 소자(100)가 구비하는 제2 절연 부재(60B)에 대응하는 개소에 제1 절연 부재를 구비하는 점에서 상이하다. 보호 소자(200)에 있어서도, 최상부에 배치하는 제1 절연 부재 대신에, 제1 절연 부재와는 다른 구성의 절연 부재를 구비해도 된다.

여기서, 보호 소자(100)에 있어서는, 제2 절연 부재(60B)는 발열체(80)를 배치하는 개소를 구비하는 등에서 제1 절연 부재(60A)와 상이하다. 그러나, 제1 절연 부재(60A)와 마찬가지의 구성으로 대용하는 것도 가능하고, 이 경우에는 제2 절연 부재(60B)와 제1 절연 부재(60A)는 구성 상의 차이는 없어지고, 이 경우에는 보호 소자(100)도 퓨즈 요소 적층체(40)도 퓨즈 요소와 제1 절연 부재를 포함하는 것이 된다.

퓨즈 요소 적층체(140)는, 두께 방향(Z 방향)으로 병렬 배치된 6개의 가용성 도체 시트(50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f)를 갖는다. 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 각각의 사이에는, 제1 절연 부재(160Ab, 160Ac, 160Ad, 160Ae, 160Af)가 배치되어 있다. 제1 절연 부재(160Ab 내지 160Af)는, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 각각에 근접 혹은 접촉시킨 상태에서 배치되어 있다. 근접시킨 상태는, 제1 절연 부재(160Ab 내지 160Af)와 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 거리가 0.5㎜ 이하의 상태인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.2㎜ 이하의 상태이다.

또한, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f) 중 최하부에 배치된 가용성 도체 시트(50a)의 외측에는 제1 절연 부재(160Aa)가 배치되어 있다. 또한, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f) 중 최상부에 배치된 가용성 도체 시트(50f)의 외측에는 제1 절연 부재(160Ag)가 배치되어 있다. 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 폭(Y 방향의 길이)은, 제1 절연 부재(160Aa 내지 160Ag)의 폭보다도 좁아져 있다.

퓨즈 요소 적층체(140)는, 복수개의 가용성 도체 시트가 6개인 예이지만, 6개에 한정되지 않고, 복수개이면 된다.

또한, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 각각에 있어서, 용단되기 쉽게 구성된 용단부(53)는 차폐 부재(120)의 볼록형부(120a)에 의해 절단되기 쉽다.

가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 두께는, 과전류에 의해 용단되는 두께로 되어 있다. 구체적인 두께는 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 재료나 개수(매수), 또한 압박 수단(30)의 압박력(응력)에 의존하지만, 예를 들어 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)가 구리박인 경우에는 기준으로서, 0.01㎜ 이상 0.1㎜ 이하의 범위로 할 수 있다.

또한, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)가 Sn을 주성분으로 하는 합금의 주위를 Ag로 도금한 박인 경우에는 기준으로서, 0.1㎜ 이상 1.0㎜ 이하의 범위로 할 수 있다.

제1 절연 부재(160Aa 내지 160Ag)의 각각은, X 방향에 있어서의 중앙부에 차폐 부재(120)의 볼록형부(120a)가 이동(통과) 가능한 제1 개구부(64A)를 갖는다.

제1 절연 부재(160Aa 내지 160Ag)는 퓨즈 요소의 차단 시에 발생하는 아크 방전에 수반하는 압력 상승을 절연 케이스의 압박 수단 수용 공간에 효율적으로 빠져나가게 하기 위한 통기 구멍(67A)을 갖는다. 도시한 예에서는, 제1 절연 부재(160Aa 내지 160Ag)는, 각각 Y 방향의 양단측의, 제1 개구부(64A)를 사이에 두고 좌우에, 통기 구멍(67A)을 5개씩 갖지만, 개수에 제한은 없다.

아크 방전에 의해 발생한 상승 압력은, 통기 구멍(67A)을 통하여, 압박 수단 지지부(120b)와 제2 보유 지지 부재(110Bb) 사이에 마련된 네 코너의 간극(도시하지 않음)을 통해, 절연 케이스(11)의 압박 수단(30)을 수용하는 공간에 효율적으로 빠져나가게 된다. 그리고, 그 결과, 차폐 부재(120)의 차폐 동작이 원활하게 행해짐과 함께, 제1 절연 부재(160Aa 내지 160Ag)의 파괴가 방지된다.

제1 개구부(64A)는, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 제1 단부(51)와 제2 단부(52) 사이에 배치하는 용단부(53)에 대향하는 위치에 있다.

(차폐 부재)

차폐 부재(120)는, 퓨즈 요소 적층체(140)측을 향한 볼록형부(120a)와, 압박 수단(30)의 하부를 수용하여 지지하는 오목부(120ba)를 갖는 압박 수단 지지부(120b)를 갖는다. 볼록형부(120a)의 선단에 걸림 부재(70)를 끼우기 위한 끼움 홈(120aA)을 갖는다. 차폐 부재(120)에서는, 끼움 홈(120aA)을 3개 갖지만, 개수에 제한은 없다.

차폐 부재(120)는, 압박 수단(30)의 압박력이 하방으로 부여된 상태에서, 걸림 부재(70)에 의해 하방으로의 이동이 억제되어 있다. 걸림 부재(70)는 그의 돌출부(70Ab)가 가용성 도체 시트(50f)에 접촉하고 있기 때문에, 가용성 도체 시트에 정격 전류를 초과한 과전류가 흐르면, 걸림 부재(70)는 전열하여 승온하여, 연화 온도 이상의 온도에 있어서 연화된다. 또한, 큰 과전류가 흘러 순간에 가용성 도체 시트(50f)가 용단한 경우에는, 발생한 아크 방전이 걸림 부재(70)에도 흘러, 걸림 부재(70)는 연화 온도 이상의 온도에 있어서 연화된다. 연화된 걸림 부재(70)는 압박 수단(30)의 압박력에 의해 압박된 차폐 부재(120)의 볼록형부(120a)에 의해 물리적으로 절단되기 쉬워진다.

걸림 부재(70)가 절단되어서 걸림 부재(70)에 의한 하방으로의 이동 억제가 해제되면, 차폐 부재(120)는 하방으로 이동하여 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)를 물리적으로 절단한다.

차폐 부재(120)에서는, 볼록형부(120a)의 선단(120aa)이 뾰족해져 있어, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)를 절단하기 쉬운 형상으로 되어 있다.

도 14에, 차폐 부재(120)가 퓨즈 요소 적층체(140)의 제1 개구부(64A)를 이동하고, 볼록형부(120a)에 의해 가용성 도체 시트(50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f)를 절단하여, 차폐 부재(120)가 완전히 내려간 상태의 보호 소자의 단면도를 도시한다.

차폐 부재(120)가 퓨즈 요소 적층체(140)의 제1 개구부(64A)를 이동하여 내려가서, 차폐 부재(120)의 볼록형부(120a)에 의해 가용성 도체 시트(50f, 50e, 50d, 50c, 50b, 50a)를 차례로 절단하면, 절단면끼리가 볼록형부(120a)에 의해 차폐되어서 절연되어, 각 가용성 도체 시트를 통한 통전 경로가 물리적으로 확실하게 차단된다. 이에 의해, 아크 방전이 신속히 소멸(소호)한다.

또한, 차폐 부재(120)가 퓨즈 요소 적층체(140)의 제1 개구부(64A)를 이동하여 하방으로 완전히 내려간 상태에서는, 차폐 부재(120)의 압박 수단 지지부(120b)가 제1 절연 부재(160Ag)로부터 퓨즈 요소 적층체(140)를 압박하여, 가용성 도체 시트와 제1 절연 부재(160Aa 내지 160Ag)가 밀착하므로, 그 사이에 아크 방전을 계속할 수 있는 공간이 없어져, 아크 방전이 확실하게 소멸된다.

볼록형부(120a)의 두께(X 방향의 길이)는, 제1 절연 부재(160Aa 내지 160Ag)의 제1 개구부(64A)의 X 방향의 폭보다도 작다. 이 구성에 의해, 볼록형부(120a)는 제1 개구부(64A)를 Z 방향 하방으로 이동 가능하게 된다.

예를 들어, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)가 구리박인 경우에는, 볼록형부(120a)의 두께와 제1 개구부(64A)의 X 방향의 폭의 차는 예를 들어, 0.05 내지 1.0㎜로 할 수 있고, 0.2 내지 0.4㎜로 하는 것이 바람직하다. 0.05㎜ 이상이면, 절단된 최소 두께 0.01㎜의 경우의 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 단부가 제1 절연 부재(160Aa 내지 160Ag)와 볼록형부(120a)의 간극에 들어가도 볼록형부(120a)의 이동이 원활하게 되고, 아크 방전이 보다 신속하고 또한 확실하게 소멸된다. 이것은, 상기 차가 0.05㎜ 이상이면, 볼록형부(120a)가 걸리기 어렵기 때문이다. 또한, 상기 차가 1.0㎜ 이하이면, 제1 개구부(64A)가, 볼록형부(120a)를 이동시키는 가이드로서 기능한다. 따라서, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 용단 시에 이동하는 볼록형부(120a)의 위치 어긋남이 방지되어, 아크 방전이 보다 신속하고 또한 확실하게 소멸된다. 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)가 Sn을 주성분으로 하는 합금의 주위를 Ag로 도금한 박인 경우에는, 볼록형부(120a)의 두께와 제1 개구부(64A)의 X 방향의 폭의 차는 예를 들어, 0.2 내지 2.5㎜로 할 수 있고, 0.22 내지 2.2㎜로 하는 것이 바람직하다.

볼록형부(120a)의 폭(Y 방향의 길이)은, 퓨즈 요소 적층체(140)의 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 폭보다 넓다. 이 구성에 의해, 볼록형부(120a)가 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 각각을 절단하는 것이 가능하다.

볼록형부(120a)의 Z 방향의 길이 L은, Z 방향 하방으로 완전히 내려갔을 때에, 볼록형부(120a)의 선단(120aa)이, 제1 절연 부재(160Aa 내지 160Ag) 중 Z 방향으로 최하부에 배치하는 제1 절연 부재(160Aa)보다도 하방까지 도달할 수 있는 길이를 갖는다. 볼록형부(120a)는 최하부에 배치하는 제1 절연 부재(160Aa)보다도 낮아질 때에는, 보유 지지 부재(110Ba)의 내저면에 형성된 삽입 구멍(114)에 삽입된다.

이 구성에 의해, 볼록형부(120a)가 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 각각을 절단하는 것이 가능하게 된다.

(압박 수단)

압박 수단(30)은, 차폐 부재(120)를 Z 방향 하방으로 압박한 상태에서 차폐 부재(120)의 오목부(120ba)에 수용되어 있다.

압박 수단(30)은, 보호 소자(100)가 구비하는 것과 마찬가지의 것을 사용할 수 있다.

(걸림 부재)

걸림 부재(170)의 구성(형상이나 재료)로서는 걸림 부재(70)와 동일한 것을 사용해도 된다.

보호 소자(200)에 있어서는, 3개의 걸림 부재(170)를 구비하지만, 3개에 제한되지 않는다.

차폐 부재(120)의 볼록형부(120a)의 선단(120aa)에 구비하는 끼움 홈(120aA)에 삽입된 상태에서 보유 지지된다.

걸림 부재(170)는, T자상의 형상을 갖고, 제1 암부(170aa)와 제2 암부(170ab)를 포함하는 가로 연부(지지부)(170a)와, 가로 연부(170a)의 중앙부로부터 하방으로 연장되는 세로 연부(돌출부)(170b)를 갖는다.

보호 소자(200)에 있어서는, 가로 연부(170a)는 제1 암부(170aa) 및 제1 암부(170aa)의 각각이, 제1 절연 부재(160Ag)의 제1 개구부(64A)를 사이에 두고 차폐 부재측의 면(160AgS)에 지지되어 있고, 세로 연부(170b)는 그의 하단이 가용성 도체 시트(50f)의 차폐 부재측의 면(50fS)에 지지되어 있다. 도시하는 예에서는, 제1 절연 부재(160Ag)의 차폐 부재측의 면(160AgS)에는 걸림 부재(170)가 적재되는 홈을 갖지 않지만, 걸림 부재(170)가 적재되는 홈을 가져도 된다.

세로 연부(170b)가 가용성 도체 시트(50f)의 차폐 부재측의 면(50fS)에 지지되어 있으면, 가용성 도체 시트(50f)에 정격 전류를 초과한 과전류가 흐를 때에, 가용성 도체 시트(50f)에 접촉하고 있는 걸림 부재(170)는 전열하여 승온하여, 연화 온도 이상의 온도에 있어서 연화된다.

보호 소자(200)에 있어서는, 가로 연부(170a) 및 세로 연부(170b)의 양쪽의 부위가 지지되어 있지만, 어느 한쪽이 지지되어 있어도 되지만, 가용성 도체 시트(50f)에 정격 전류를 초과한 과전류가 흐를 때에 연화되도록 세로 연부(170b)가 가용성 도체 시트(50f)의 차폐 부재측의 면(50fS)에 접촉하여 지지되어 있는 쪽이 바람직하다. 세로 연부(170b)가 가용성 도체 시트(50f)의 차폐 부재측의 면(50fS)에 접촉하고 있지 않은 경우에는, 차폐 부재측의 면(50fS)에 근접하고 있는 쪽이 바람직하다.

3개의 걸림 부재(170)는 모두 동일한 형상이지만, 다른 형상의 것이 포함되어도 된다.

걸림 부재(170)가 연화 온도 이상의 온도가 되면, 외력에 의해 변형될 정도로 유연해진다.

연화된 걸림 부재(170)는 압박 수단(30)의 압박력에 의해 압박된 차폐 부재(120)의 볼록형부(120a)에 의해 물리적으로 절단되기 쉬워진다. 걸림 부재(170)가 절단되면, 차폐 부재(120)의 볼록형부(120a)는, 제1 개구부(64A)를 Z 방향 하방으로 삽입해 간다.

볼록형부(120a)가 제1 개구부(64A)를 Z 방향 하방으로 삽입해 갈 때에, 볼록형부(120a)가 가용성 도체 시트를 절단하면서, 돌진하여 최하 위치까지 도달한다. 이에 의해 볼록형부(120a)는 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)를 그의 용단부(53)에서 제1 단자(91)측과 제2 단자(92)측으로 차폐한다. 이에 의해 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)가 절단될 때에 발생하는 아크 방전은 신속하고 또한 확실하게 소멸시킬 수 있다.

걸림 부재(170)에서는, 세로 연부(170b)가 가용성 도체 시트(50f)에 접촉되어 있다. 그 때문에, 가용성 도체 시트에 정격 전류를 초과한 과전류가 흐르면, 가용성 도체 시트(50f)에 접촉하고 있는 걸림 부재(170)는 전열하여 승온하여, 연화 온도 이상의 온도에 있어서 연화된다.

또한, 큰 과전류가 흘러 순시에 가용성 도체 시트(50f)가 용단한 경우에는, 발생한 아크 방전이 걸림 부재(170)에도 흘러, 걸림 부재(170)는 연화 온도 이상의 온도에 있어서 연화된다.

연화된 걸림 부재(170)는 압박 수단(30)의 압박력에 의해 압박된 차폐 부재(120)의 볼록형부(120a)에 의해 물리적으로 절단되기 쉬워진다. 걸림 부재(170)가 절단되면, 차폐 부재(120)의 볼록형부(120a)는, 제1 개구부(64) A를 Z 방향 하방으로 삽입해 간다.

이 경우, 가용성 도체 시트는 정격 전류를 초과한 과전류가 흘러서 열적으로 용단되어 있고, 볼록형부(120a)는 그대로 제1 개구부(64A)를 Z 방향 하방으로 삽입해 간다. 이때, 볼록형부(120a)는 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)를 그의 용단부에서 제1 단자(91)측과 제2 단자(92)측으로 차폐한다. 이에 의해 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)가 절단될 때에 발생하는 아크 방전은 신속하고 또한 확실하게 소멸시킬 수 있다.

가령 가용성 도체 시트가 아직 열적으로 용단되어 있지 않을 때라도, 볼록형부(120a)가 제1 개구부(64A)를 Z 방향 하방으로 삽입해 갈 때에, 볼록형부(120a)가 가용성 도체 시트를 절단하면서, 돌진하여 최하 위치까지 도달한다. 이에 의해 볼록형부(120a)는 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)를 그의 용단부에서 제1 단자(91)측과 제2 단자(92)측으로 차폐한다. 이에 의해 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)가 차단될 때에 발생하는 아크 방전은 신속하고 또한 확실하게 소멸시킬 수 있다.

제2 실시 형태에 관한 보호 소자(200)는, 발열체 및 급전 부재를 갖지 않는 점 이외에는 제1 실시 형태에 관한 보호 소자(100)와 마찬가지 또는 유사한 부재가 많기 때문에, 그의 제조 방법의 설명은 생략한다.

본 실시 형태의 보호 소자(200)에서는, 퓨즈 요소(50)(복수개의 가용성 도체 시트(50a 내지 50f))에 정격 전류를 초과한 과전류가 흐른 경우에 퓨즈 요소(50)가 열적으로 용단되어서 전류 경로를 차단시킨다.

본 실시 형태의 보호 소자(200)에서는, 압박 수단(30)에 의한 압박력이 부여되어 있는 차폐 부재(120)의 이동을 걸림 부재(170)에 의해 억제하는 구성이기 때문에, 전류 경로의 차단 시 이외는, 퓨즈 요소(50)(복수개의 가용성 도체 시트(50a 내지 50f))에 압박 수단(30)과 차폐 부재(120)에 의한 절단 압박력이 걸리지 않는다. 그 때문에, 퓨즈 요소(50)의 경시 열화가 억제되고, 또한, 전류 경로의 차단이 필요하지 않을 때에 퓨즈 요소(50)가 승온했을 때에 압박력이 부여된 상태인 것에 기인하는 단선을 방지할 수 있다.

본 실시 형태의 보호 소자(200)에서는, 퓨즈 요소 적층체(140)가 두께 방향으로 병렬 배치된 복수개의 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)를 포함하고, 그의 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 각각이 그 사이에 배치된 제1 절연 부재(160Ab 내지 160Af) 및 가용성 도체 시트(50a, 50f)의 외측에 배치된 제1 절연 부재(160Aa 내지 160Ag)와 근접 혹은 접촉(밀착)하여 절연되어 있다. 이 때문에, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 각각에 흐르는 전류값이 작아지고 또한 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)를 둘러싸는 공간이 극히 좁아지고, 용단함으로써 발생하는 아크 방전의 규모가 작아지기 쉬워진다. 따라서, 본 실시 형태의 보호 소자(200)에 의하면, 절연 케이스(11)의 사이즈를 소형 경량화하는 것이 가능하게 된다.

본 실시 형태의 보호 소자(200)에 있어서, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f) 중 최하부에 배치된 가용성 도체 시트(50a)와 절연 케이스(11)의 제1 보유 지지 부재(110Ba) 사이에 제1 절연 부재(160Aa)가 배치되고, 또한, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f) 중 최상부에 배치된 가용성 도체 시트(50f)와 절연 케이스(11)의 제2 보유 지지 부재(110Bb) 사이의 각각에 1 절연 부재(160Ag)가 배치되어 있으면, 가용성 도체 시트(50a, 50f)가 제1 보유 지지 부재(110Ba), 제2 보유 지지 부재(110Bb)와 직접 접촉하지 않으므로, 아크 방전에 의해, 이들의 절연 케이스(11)의 내부 표면에 도전로가 되는 탄화물이 형성되기 어려워지므로, 절연 케이스(11)의 사이즈를 소형으로 해도 누설 전류가 발생하기 어려워진다.

본 실시 형태의 보호 소자(200)에 있어서, 제1 절연 부재(160Aa 내지 160Ag)가 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 제1 단부(51)와 제2 단부(52)의 용단부(53)에 대향하는 위치에서 개구를 가지면, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)가 용단부(53)에서 용단했을 때에, 제1 절연 부재(160Aa 내지 160Ag)의 표면의 연속적인 용융 비산물의 부착을 억제할 수 있다. 이 때문에, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 용단에 의해 발생한 아크 방전을 조기에 소호시킬 수 있다.

본 실시 형태의 보호 소자(200)에 있어서, 제1 절연 부재(160Aa 내지 160Ag), 차폐 부재(120), 절연 케이스(11)의 커버(110A) 및 보유 지지 부재(110B) 중 적어도 하나가, 내트래킹 지표 CTI가 500V 이상인 재료로 형성되어 있으면, 아크 방전에 의해, 이들의 부품의 표면에 도전로가 되는 탄화물이 형성되기 어려워지므로, 절연 케이스(11)의 사이즈를 소형으로 해도 누설 전류가 보다 발생하기 어려워진다.

본 실시 형태의 보호 소자(200)에 있어서, 제1 절연 부재(160Aa 내지 160Ag), 차폐 부재(120), 절연 케이스(11)의 커버(110A) 및 보유 지지 부재(110B) 중 적어도 하나가, 폴리아미드계 수지 또는 불소계 수지로 형성되어 있으면, 폴리아미드계 수지 또는 불소계 수지는, 절연성과 내트래킹성이 우수하므로, 소형화와 경량화를 양립시키기 쉬워진다.

본 실시 형태의 보호 소자(200)에 있어서, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 각각이, 저융점 금속층과 고융점 금속층을 포함하는 적층체이고, 저융점 금속층이 Sn을 포함하고, 고융점 금속층이 Ag 혹은 Cu를 포함하면, 저융점 금속층이 용융함으로써 고융점 금속이 Sn에 의해 용해되므로, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 용단 온도가 낮아진다. 또한, Ag나 Cu는 Sn보다도 물리적 강도가 높기 때문에, 저융점 금속층에 고융점 금속층을 적층한 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 물리적 강도는, 저융점 금속층 단체의 물리적 강도보다도 높아진다. 나아가, Ag나 Cu는 Sn보다도 전기 저항률이 낮고, 저융점 금속층에 고융점 금속층을 적층한 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 전기 저항값은, 저융점 금속층 단체의 전기 저항값보다도 낮아진다. 즉, 보다 대전류 대응의 퓨즈 요소가 된다.

본 실시 형태의 보호 소자(200)에 있어서, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 각각이, 고융점 금속층을 2층 이상 갖고, 저융점 금속층을 1층 이상 갖고, 저융점 금속층이 고융점 금속층 사이에 배치된 적층체이면, 외측에 고융점 금속층이 있으므로, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 강도가 높아진다. 특히, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 제1 단부(51)와 제1 단자(91) 및 제2 단부(52)와 제2 단자(92)를 납땜으로 접속하는 경우에는, 납땜 시의 가열에 의한 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 변형이 일어나기 어려워진다.

본 실시 형태의 보호 소자(200)에 있어서, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 각각이, 은 혹은 구리를 포함하는 단층체이면, 고융점 금속층과 저융점 금속층의 적층체인 경우와 비교하여, 전기 저항률이 작아지기 쉽다. 이 때문에, 은 혹은 구리를 포함하는 단층체를 포함하는 가용성 도체 시트 (50a 내지 50f)는, 고융점 금속층과 저융점 금속층의 적층체를 포함하는 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)와 동일한 면적으로 동등한 전기 저항을 갖는 경우에도, 두께를 얇게 할 수 있다. 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 두께가 얇으면, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)가 용단했을 때의 용융 비산 물량도 두께에 비례하여 적어지고, 차단 후의 절연 저항이 높아진다.

본 실시 형태의 보호 소자(200)에 있어서, 가용성 도체 시트(50a 내지 50f)의 각각은, 용단부(53)에 관통 구멍(54)이 마련되어 있고, 제1 단부(51) 및 제2 단부(52)의 통전 방향의 단면적보다 용단부(53)의 통전 방향의 단면적이 작아지도록 된 용단부를 갖고 있으므로, 전류 경로에 정격을 초과하는 전류가 흐른 때 용단하는 부위가 안정된다. 또한, 본 실시 형태의 보호 소자(200)에 있어서는 용단부(53)에 관통 구멍(54)을 마련하고 있지만, 용단부(53)의 단면적을 작게 하는 방법에 특별히 제한은 없다. 예를 들어, 용단부(53)의 양단부를 오목형으로 잘라내는 것이나 부분적으로 두께를 얇게 함으로써, 용단부(53)의 단면적을 작게 해도 된다.

(퓨즈 요소(제3 실시 형태))

도 16은, 제3 실시 형태에 관한 퓨즈 요소의 모식도이고, 도 4의 (a)에 대응하는 평면도이다. 도 17은, 제3 실시 형태에 관한 퓨즈 요소의 모식도이고, 도 4의 (c)에 대응하는 단면도이다. 도 18의 (a)는 제3 실시 형태에 관한 퓨즈 요소의 단면도이고, (b)는 퓨즈 요소의 평면도이다. 이하의 도면에 있어서, 상술한 구성과 마찬가지 또는 거의 마찬가지의 구성 부재에 대해서는 동일 부호를 부여하여 설명을 생략한다.

도 16 내지 도 18에 도시하는 바와 같이, 복수개의 퓨즈 요소(550)의 각각은, 제1 단부(551)와 제2 단부(552) 사이에 전류 경로를 차단시키기 위한 차단부(553)(가용 도체)를 갖고, 차단부(553)에 저융점 금속층 또는 저융점 금속층과 고융점 금속층을 포함하는 적층체를 갖고, 또한, 제1 단부(551) 및 제2 단부(552)의 양쪽에 고융점 금속층을 갖고, 저융점 금속층이 Sn을 포함하고, 고융점 금속층이 Ag 혹은 Cu를 포함하는 등에서, 도 4에서 도시한 것과 상이하다. 단, 복수개의 퓨즈 요소(550)의 배치 등은 도 4에서 도시한 것과 마찬가지의 구성을 갖는 것이고, 상술한 특징의 설명은 생략한다. 또한, 복수의 제1 절연 부재(160A)(160Aa 내지 160Ag)는 모두 동일한 구성을 갖는 부재이고, 도 15에서 도시한 것과 동일한 구성을 갖는 것이고, 상술한 특징의 설명은 생략한다.

예를 들어, 차단부(553)에 주석 등의 저융점 금속, 또는 주석 등의 저융점 금속에 은이나 구리 등의 고융점 금속을 적층시킨 재료를 사용하고, 그의 양단에 구리나 은 등의 고융점 금속박(555, 556)(차단부보다도 저저항 또한 고융점의 재료로 형성한 것)을 접속시킬 수 있다. 이에 의해, 정격 전류의 1.35 내지 2배의 통전으로부터 10배 이상에서의 폭발적인 차단에 걸쳐 절연 부재나 절연 케이스의 파손 없이 퓨즈 요소의 통전을 차단할 수 있게 된다.

예를 들어, 단자 간의 퓨즈 요소가 동일 재료를 포함하는 경우에도 차단부의 두께를 얇게 함으로써 히트 스폿을 형성할 수 있지만, 정격 전류의 1.35 내지 2배의 통전 시에 차단부가 장시간 고온 상태로 되는 경우가 있다. 이 경우, 금속박에 저저항 재료인 은이나 구리를 사용하면, 절연 부재나 절연 케이스가 용융해 버릴 가능성이 있다. 또한, 퓨즈 요소에 주석 등의 저융점 금속을 사용하면, 구리보다도 저항이 높기 때문에, 정격 전류를 올리지 못할 가능성이 있다. 이에 비해 본 실시 형태에서는, 차단부(553)에 주석 등의 저융점 금속, 또는 주석 등의 저융점 금속에 은이나 구리 등의 고융점 금속을 적층시킨 재료를 사용하고, 그의 양단에 구리나 은 등의 고융점 금속박(555, 556)을 접속시킴으로써, 2000A 정도의 대전류로 차단(폭발)하는 것과는 달리, 150A 내지 250A 정도의 저전류에서도 차단부(553)를 천천히 따뜻하게 하여 절단할 수 있기 때문에, 절연 부재나 절연 케이스가 용융해 버릴 가능성은 낮다. 또한 본 실시 형태에서는, 차단부(553)의 저융점 금속에 고융점 금속을 적층시킴으로써, 차단부(553)의 두께가 얇아도 저저항화할 수 있기 때문에, 정격 전류를 올리지 못할 가능성은 낮다.

예를 들어, 차단부가 구리만의 경우, 차단부가 구리의 융점인 1000℃ 이상까지 가열되기 때문에, 저전류 차단 시에 절연 케이스(예를 들어 나일론)가 용융해 버릴 가능성이 높다. 이에 비해 본 실시 형태에서는, 차단부(553)에 주석과 은의 적층체를 사용함으로써, 융점이 약 300℃가 되기 때문에, 저전류 차단 시에 300℃ 정도에서 용단함으로써, 절연 케이스가 녹기 전에 가열이 멈춘다.

또한, 저전류 차단 시의 전류값은 정격 전류에 의존하기 때문에, 정격 전류의 1.35 내지 2배는, 정격 150A에서는 210 내지 300A가 되고, 정격 300A에서는 420 내지 600A가 된다.

예를 들어, 절연 케이스는 내트래킹성이 높은 나일론 등의 수지 재료로 형성 할 수 있다. 예를 들어, 절연 케이스의 재료와 저융점 금속층의 재료의 융점의 차는, 200℃ 이내인 것이 바람직하다. 이에 의해, 저전류로부터 대전류에 걸쳐 절연 케이스를 파손되게 하지 않고 퓨즈 요소의 통전을 차단할 수 있게 된다.

예를 들어, 절연 케이스의 재료와 저융점 금속층의 재료의 융점의 차는, 100℃ 이내인 것이 보다 바람직하고, 50℃ 이내인 것이 더욱 바람직하다.

예를 들어, 차단부(553)가 저융점 금속층과 고융점 금속층을 포함하는 적층체를 갖는 경우에는, 차단부(553)의 두께가 얇아도 저저항화할 수 있다. 이 때문에, 스프링이나 고무 등의 압박 수단에 의한 절단(차단 신호에 의한 절단)과 정격 전류 업을 양립시킬 수 있게 된다. 이상에 의해, 과전류 차단과 차단 신호에 의한 차단 기능을 양립시키는 보호 소자를 실현할 수 있다.

퓨즈 요소(550)의 두께는, 과전류에 의해 용단되는 두께로 되어 있다. 구체적인 두께는 퓨즈 요소(550)의 재료나 개수(매수), 또한 압박 수단(30)의 압박력(응력)에 의존한다. 예를 들어, 퓨즈 요소(550)의 각각이 가용 도체(553)(차단부)의 양단에 금속박(555, 556)을 접속시킨 것인 경우에는, 금속박(555, 556) 및 가용 도체(553)의 치수나 형상의 조건 등은 이하의 범위로 할 수 있다. 예를 들어, 금속박(555, 556)의 두께(555t, 556t)는, 0.01㎜ 이상 0.2㎜ 이하의 범위로 할 수 있고, 0.1㎜ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 예를 들어, 가용 도체(553)의 두께(553t)는, 0.01㎜ 이상 0.2㎜ 이하의 범위로 할 수 있고, 0.1㎜ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 예를 들어, 가용 도체(553)의 길이(553L)는, 1㎜ 이상 5㎜ 이하의 범위로 할 수 있고, 4㎜ 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 3㎜ 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다. 여기서, 금속박(555, 556)의 폭(555w 556w)에 대한 길이 1㎝당 저항값을 R1이라 하고, 가용 도체(553)의 폭(553w)에 대한 길이 1㎝당 저항값을 R2라 하자. 예를 들어, 그의 저항비 R2/R1은, 2 이상 20 이하의 범위로 할 수 있고, 2 이상 10 이하의 범위로 하는 것이 보다 바람직하다.

저저항화(정격 전류 업)를 위하여 병렬도 가능하고, 배치에 제한은 없다. 도시한 예에서는, 복수개의 퓨즈 요소가 6개인 예이지만, 개수에 제한은 없다.

예를 들어, 가용 도체(553)의 양단에 접속한 고융점 금속박(555, 556)이 구리로 형성되어 있는 경우, 금속박(555, 556)의 두께(555t, 556t)는 0.06㎜, 폭(555w, 556w)은 16㎜, 저항률은 1.7×10^-8[Ω·m]로 할 수 있다. 예를 들어, 가용 도체(553)가 주석 및 은의 적층체(외주 도금)인 경우, 가용 도체(553)의 두께(553t)는 0.077㎜(그 중 은 도금 두께는 0.007㎜), 폭(553w)은 9㎜, 길이(553L)는 3㎜, 저항률은 7.0×10^-8[Ω·m]로 할 수 있다. 예를 들어, 금속박(555, 556)의 폭(555w, 556w)에 대한 길이 1㎝당 저항값 R1은 0.18mΩ로 하고, 가용 도체(553)의 폭(553w)에 대한 길이 1㎝당 저항값 R2는 1.11mΩ로 하고, 저항비 R2/R1은 6.3으로 할 수 있다. 또한, 상기의 각 값은 일례이고, 한정되지 않는다.

예를 들어, 가용 도체(553)가 주석의 외주를 은으로 도금한 것인 경우에는, 가용 도체(553)는 230℃ 정도의 온도에서 녹기 시작하여, 절연 부재(예를 들어 나일론 등의 수지 재료)가 녹기 전에 가용 도체(553)가 녹는다. 즉, 퓨즈 요소(550)가 녹을 때는, 절연 부재는 녹지 않는다. 따라서, 저전류에서도 퓨즈 요소(550)의 통전을 안전하게 차단할 수 있다. 또한, 가용 도체(553)가 주석의 외주를 은으로 도금한 것인 경우에는, 구리보다도 저융점 또한 고저항이 되므로, 대전류에서도 히트 스폿을 형성할 수 있고, 퓨즈 요소(550)의 통전을 차단할 수 있다. 즉, 저전류에서도 대전류에서도 저항이 높은 가용 도체 부분이 히트 스폿이 되고, 가용 도체 부분에서의 히트 스폿 형성에 의해, 퓨즈 요소(550)의 통전을 차단할 수 있다.

(퓨즈 요소의 제조 방법)

본 실시 형태의 퓨즈 요소는, 다음과 같이 하여 제조할 수 있다.

예를 들어, 도 19의 (a)에 도시하는 바와 같이, 우선, 가용 도체(553A)와 2개의 금속박(555, 556)을 준비한다. 그리고, 가용 도체(553A)의 양단에 2개의 금속박(555, 556)을 접속한다. 예를 들어, 가용 도체(553A)의 일단부에 한쪽의 금속박(555)의 단부를 납땜에 의해 접속함과 함께, 가용 도체(553A)의 타단부에 다른 쪽의 금속박(556)의 단부를 납땜에 의해 접속한다. 납땜에 사용되는 땜납 재료로서는, 공지된 것을 사용할 수 있고, 저항률과 융점 및 환경 대응 납 프리의 관점에서 Sn을 주성분으로 하는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 가용 도체(553A)와 금속박(555, 556)의 접속은, 납땜에 한정되는 것은 아니고, 용접에 의한 접합 등 공지된 접합 방법을 사용해도 된다.

예를 들어, 가용 도체(553)와 금속박(555, 556)의 접속은, 동일면이어도 되고, 겹쳐 있어도 된다. 예를 들어, 가용 도체(553)의 Z 방향의 상면 및 하면은, 각각 2개의 금속박(555, 556)의 Z 방향의 상면 및 하면과 동일면에 배치되어도 된다. 예를 들어, 도 19의 (b)에 도시하는 바와 같이, 가용 도체(553B)의 일단부측의 Z 방향의 하면이 한쪽의 금속박(555)의 단부측의 Z 방향의 상면에 접속되고, 가용 도체(553B)의 타단부측의 Z 방향의 하면이 다른 쪽의 금속박(556)의 단부측의 Z 방향의 상면에 접속되어도 된다. 가용 도체(553)와 금속박(555, 556)의 접속은, 상기에 한정되지 않는다.

예를 들어, 도 20에 도시하는 바와 같이, 퓨즈 요소의 상면으로 보아 금속박(555, 556)과 가용 도체(553C)의 폭과는 다르게 되어 있어도 된다. 예를 들어, 금속박(555, 556)의 폭이 가용 도체(553C)의 폭(553Cw)보다도 큰 것이 바람직하다. 이에 의해, 저항의 차가 생기기 쉬워지기 때문에, 가용 도체(553C)를 보다 절단하기 쉬워진다.

도면의 예에서는, 금속박(555, 556)의 폭이 가용 도체(553C)의 폭(553Cw)보다도 큰 예이지만, 폭의 대소 관계는 한정되지 않는다.

예를 들어, 퓨즈 요소의 단면으로 보아 가용 도체(553)의 구성은 다양한 구성을 채용할 수 있다.

예를 들어, 도 21의 (a)에 도시하는 바와 같이, 가용 도체(553D)에 있어서 고융점 금속층(553Da)은 저융점 금속층(553Db)의 전체 면을 덮고 있어도 된다. 도면의 예에서는, 단면으로 보아 직사각형 형상의 저융점 금속층(553Db)의 외면 전체를 덮도록 단면으로 보아 직사각형 프레임상의 고융점 금속층(553Da)이 배치되어 있지만, 이 배치에 한정되지 않는다.

예를 들어, 도 21의 (b)에 도시하는 바와 같이, 가용 도체(553E)에 있어서 저융점 금속층(553Eb)은 고융점 금속층(553Ea)의 전체 면을 덮고 있어도 된다. 도면의 예에서는, 단면으로 보아 직사각형 형상의 고융점 금속층(553Ea)의 외면 전체를 덮도록 단면으로 보아 직사각형 프레임상의 저융점 금속층(553Eb)이 배치되어 있지만, 이 배치에 한정되지 않는다.

예를 들어, 도 21의 (c)에 도시하는 바와 같이, 가용 도체(553F)에 있어서 고융점 금속층(553Fa)은 저융점 금속층(553Fb)의 Z 방향의 상면 및 하면만을 덮고 있어도 된다. 도면의 예에서는, 단면으로 보아 직사각형 형상의 저융점 금속층(553Fb)의 상면 및 하면만을 따르도록 고융점 금속층(553Fa)이 배치되어 있지만, 이 배치에 한정되지 않는다.

예를 들어, 도 21의 (d)에 도시하는 바와 같이, 가용 도체(553G)에 있어서 저융점 금속층(553Gb)은 고융점 금속층(553Ga)의 Z 방향의 상면 및 하면만을 덮고 있어도 된다. 도면의 예에서는, 단면으로 보아 직사각형 형상의 고융점 금속층(553Ga)의 상면 및 하면만을 따르도록 저융점 금속층(553Gb)이 배치되어 있지만, 이 배치에 한정되지 않는다.

예를 들어, 도 21의 (e)에 도시하는 바와 같이, 가용 도체(553H)에 있어서 고융점 금속층(553Ha)은 저융점 금속층(553Hb)의 Z 방향의 편측면만을 덮고 있어도 된다. 도면의 예에서는, 단면으로 보아 직사각형 형상의 저융점 금속층(553Hb)의 상면만을 따르도록 고융점 금속층(553Ha)이 배치되어 있지만, 이 배치에 한정되지 않는다.

예를 들어, 도 21의 (f)에 도시하는 바와 같이, 가용 도체(553I)에 있어서 고융점 금속층(553Ia) 및 저융점 금속층(553Ib)의 각각은 다층이어도 된다. 도면의 예에서는, 가용 도체(553I)는 3층의 고융점 금속층(553Ia)과 2층의 저융점 금속층(553Ib)이 교호로 적층된 5층의 다층 적층이지만, 이 층수나 배치에 한정되지 않는다.

예를 들어, 도 22에 도시하는 바와 같이, 퓨즈 요소(550)는, 가용 도체(553)의 양단에 금속박(555, 556)이 접속된 단층체로 구성되어 있어도 된다.

예를 들어, 도 23에 도시하는 바와 같이, 퓨즈 요소(550)는, 복수개의 퓨즈 요소(550a 내지 550f)가 적층된 적층체로 구성되어 있어도 된다. 도면의 예에서는, 6개의 퓨즈 요소(550a 내지 550f)가 적층되어 있지만, 이 수나 배치에 한정되지 않는다.

본 실시 형태의 퓨즈 요소(550)는, 차단부(553)에 저융점 금속층 또는 저융점 금속층과 고융점 금속층을 포함하는 적층체를 갖고, 또한, 제1 단부(551) 및 제2 단부(552)의 양쪽에 고융점 금속층을 갖고, 저융점 금속층은 주석을 포함하고, 고융점 금속층은 은 또는 구리를 포함한다. 이에 의해, 정격 전류의 1.35 내지 2배의 통전으로부터 10배 이상에서의 폭발적인 차단에 이르기까지 절연 부재나 절연 케이스의 파손 없이 퓨즈 요소(550)의 통전을 차단할 수 있게 된다. 또한, 차단부(553)가 저융점 금속층과 고융점 금속층을 포함하는 적층체를 갖는 경우에는, 차단부(553)의 두께가 얇아도 저저항화할 수 있다. 이 때문에, 스프링이나 고무 등의 압박 수단에 의한 절단(차단 신호에 의한 절단)과 정격 전류 업을 양립할 수 있게 된다. 따라서, 과전류 차단과 차단 신호에 의한 차단 기능을 양립시키는 보호 소자를 실현할 수 있다.

(퓨즈 요소(제4 실시 형태))

도 24는, 제4 실시 형태에 관한 퓨즈 요소의 모식도이고, 도 4의 (a)에 대응하는 평면도이다. 도 25는, 제4 실시 형태에 관한 퓨즈 요소의 모식도이고, 도 4의 (c)에 대응하는 단면도이다. 도 26은, 제4 실시 형태에 관한 퓨즈 요소의 단면도이다. 이하의 도면에 있어서, 상술한 구성과 마찬가지 또는 거의 마찬가지의 구성 부재에 대해서는 동일 부호를 부여하여 설명을 생략한다.

도 24 내지 도 26에 도시하는 바와 같이, 복수개의 퓨즈 요소(650)의 각각은, 퓨즈 요소(650)에 있어서 차단부(653)의 두께가 차단부 이외(655, 656)의 두께보다도 얇은 등에서, 도 4에서 도시한 것과 상이하다. 단, 복수개의 퓨즈 요소(650)의 배치 등은 도 4에서 도시한 것과 마찬가지의 구성을 갖는 것이고, 상술한 특징의 설명은 생략한다. 또한, 복수의 제1 절연 부재(160A)(160Aa 내지 160Ag)는 모두 동일한 구성을 갖는 부재이고, 도 15에서 도시한 것과 동일한 구성을 갖는 것이고, 상술한 특징의 설명은 생략한다.

퓨즈 요소(650)의 두께는, 과전류에 의해 용단되는 두께로 되어 있다. 구체적인 두께는 퓨즈 요소(650)의 재료나 개수(매수), 또한 압박 수단(30)의 압박력(응력)에 의존한다. 예를 들어, 퓨즈 요소(650)의 각각이 구리박으로 형성된 것인 경우에는, 차단부(653) 및 차단부 이외(655, 656)의 치수나 형상의 조건 등은 이하의 범위로 할 수 있다. 예를 들어, 차단부 이외(655, 656)의 두께 t1과 차단부(653)의 두께 t2의 두께비 t1/t2는, 2 이상으로 할 수 있고, 3 이상 30 이하의 범위로 하는 것이 보다 바람직하고, 4 이상 30 이하의 범위로 하는 것이 더욱 바람직하다. 예를 들어, 차단부(653)의 두께 t2는, 0.05㎜ 이하로 할 수 있고, 0.04㎜ 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 0.03㎜ 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다. 예를 들어, 차단부(653)의 길이 x2는, 1㎜ 이상 5㎜ 이하의 범위로 할 수 있고, 4㎜ 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 3㎜ 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다.

저저항화(정격 전류 업)를 위하여 병렬도 가능하고, 배치에 제한은 없다. 도시한 예에서는, 복수개의 퓨즈 요소(650)가 6개인 예이지만, 개수에 제한은 없다.

예를 들어, 퓨즈 요소(650)가 구리박으로 형성되어 있는 경우, 차단부(653)의 두께 t2는 0.01㎜로 할 수 있다. 도 27은, 차단부 이외의 두께 t1과 차단부의 두께 t2의 두께비 t1/t2와, 퓨즈 저항(6층)의 관계를 나타낸다. 도 27에서는, 차단부(653)의 길이 x2가 1㎜인 경우 및 3㎜인 경우를 각각 나타낸다. 도 27에 도시하는 바와 같이, 차단부 이외의 두께 t1이 두껍게 될수록 저저항화하는 경향이 있다. 두께비 t1/t2가 30 이상이 되면, 퓨즈 저항은 거의 변화하지 않는다. 두께비 t1/t2가 2보다 작으면, 차단부 이외의 부분과 차단부의 저항 차가 작고, 히트 스폿이 형성되기 어려워진다. 또한, 상기의 각 값은 일례이고, 한정되지 않는다.

예를 들어, 퓨즈 요소에 구리나 은, 주석 등의 금속박을 사용하는 보호 소자에 있어서는, 차단부와 차단부 이외의 두께 차를 2배 이상, 또한, 차단부의 길이를 5㎜ 이하로 하면 바람직하다. 이에 의해, 과전류 시에 두께가 얇은 차단부에 히트 스폿을 형성하여 퓨즈 요소를 용단시킬 수 있다.

예를 들어, 퓨즈 요소가 차단부에 구멍을 갖는 경우(도 4에 도시하는 바와 같이, X 방향으로 균일한 두께를 갖는 경우)는, 차단부의 절단 강도가 높기 때문에, 스프링이나 고무 등의 탄성력으로 구동되는 차폐 부재의 힘으로 절단하기 어렵다. 차단부를 절단하기 쉽게 하기 위해서는 얇게 할 필요가 있지만, 구멍을 갖는 차단부를 얇게 하면 고저항이 되어, 정격 전류를 올리지 못할 가능성이 있다. 이에 비해 본 실시 형태에서는, 차단부(653)의 두께만이 얇음으로써, 퓨즈 요소(650)의 저저항화가 가능해짐과 함께, 얇은 부분이 고저항이기 때문에, 과전류 시에 히트 스폿을 형성하고, 대규모 아크 방전을 발생시키지 않고, 특정 부분(차단부(653))을 용단시킬 수 있다. 또한, 차단 시의 용단 체적이 작음으로써, 도통 경로가 형성되기 어려워져, 절연 저항이 높아진다. 또한, 차단 신호에 의한 차단 시, 차단부(653)의 두께가 0.05㎜ 이하이면, 스프링이나 고무 등의 탄성력으로 절단할 수 있다. 이상에 의해, 과전류 차단과 차단 신호에 의한 차단 기능을 양립시키는 보호 소자를 실현할 수 있다.

퓨즈 요소의 구조는 여러 가지의 구조를 채용할 수 있다.

예를 들어, 도 29에 도시하는 바와 같이, 퓨즈 요소에 있어서 용단부(653A)(차단부)는, 절입(653Aa)을 갖고 있어도 된다. 이에 의해, 절입(653Aa)이 절단의 계기가 되기 때문에, 차폐 부재로 절단하기 쉬워진다. 도면의 예에서는, 용단부(653A)에 있어서 Y 방향의 한 변으로부터 내측으로 오목해지도록 하나의 절입(653Aa)이 형성되어 있지만, 이 배치나 수에 한정되지 않는다.

예를 들어, 도 30에 도시하는 바와 같이, 용단부(653B)는 복수의 절입(653Ba 내지 653Bc)을 갖고 있어도 된다. 도면의 예에서는, 용단부(653B)에 있어서 Y 방향의 2변으로부터 내측으로 오목해지도록 형성된 2개의 절입(653Ba, 653Bb)과, 용단부(653B)에 있어서 Y 방향의 중앙에 개구하는 하나의 절입(653Bc)(관통 구멍)을 포함하지만, 이 배치나 수에 한정되지 않는다.

예를 들어, 도 31에 도시하는 바와 같이, 퓨즈 요소에 있어서 두께가 얇은 부분(653C)은 복수 개소 있어도 된다. 이에 의해, 과전류 차단 시의 아크 방전을 저감할 수 있다. 도면의 예에서는, 퓨즈 요소의 X 방향에 있어서 간격을 두고 3개의 박육부(653C)(두께가 얇은 부분)가 형성되어 있지만, 이 배치나 수에 한정되지 않는다. 예를 들어, 퓨즈 요소의 각 층에 있어서 박육부는 2개 배치되어 있어도 되고, 4개 이상 배치되어 있어도 된다.

(퓨즈 요소의 제조 방법)

예를 들어, 도 32에 도시하는 바와 같이, 우선, 복수의 금속박(661, 662)을 준비한다. 예를 들어, 복수의 금속박(661, 662)으로서, 제1 금속박(661)과, 제1 금속박(661)보다도 두께가 두꺼운 제2 금속박(662)을 준비한다. 그리고, 제1 금속박(661)의 양단측에 2개의 제2 금속박(662)을 접속한다. 예를 들어, 제1 금속박(661)의 일단부측에 한쪽의 제2 금속박(662)을 납땜에 의해 접속함과 함께, 제1 금속박(661)의 타단부측에 다른 쪽의 제2 금속박(662)를 납땜에 의해 접속한다. 즉, 제1 금속박(661)의 Z 방향에 수직인 한 면에 2개의 제2 금속박(662)을 납땜으로 접속하여 용단부 이외를 적층한다. 납땜에 사용되는 땜납 재료(663)로서는, 공지된 것을 사용할 수 있고, 저항률과 융점 및 환경 대응 납 프리의 관점에서 Sn을 주성분으로 하는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 제1 금속박(661)과 제2 금속박(662)의 접속은, 납땜에 한정되는 것은 아니고, 용접에 의한 접합 등 공지된 접합 방법을 사용해도 된다.

예를 들어, 도 33에 도시하는 바와 같이, 퓨즈 요소는, 용단부를 절삭함으로써 제조해도 된다. 먼저, 하나의 금속박(665)을 준비한다. 예를 들어, 금속박(665)으로서, 용단부 이외의 부분의 두께를 균일하게 갖는 것을 준비한다. 그리고, 절삭 부재(666)에 의해, 금속박(665)에 있어서 용단부가 되는 부분만을 절삭한다.

예를 들어, 도 34에 도시하는 바와 같이, 퓨즈 요소는, 용단부를 압박에 의해 찌부러뜨림으로써 제조해도 된다. 먼저, 토대(668) 상에 금속박(669)를 설치한다. 예를 들어, 금속박(669)으로서, 용단부 이외의 부분의 두께를 균일하게 갖는 것을 준비한다. 그리고, 금속박(669)에 있어서 용단부가 되는 부분에 압박 부재(670)를 압박하고, 용단부를 압박에 의해 찌부러뜨린다.

도면의 예에서는, 압박 부재(670)가 단면 원 형상을 갖는 예이지만, 압박 부재(670)가 단면 직사각 형상을 갖고 있어도 되고, 압박 부재(670)의 형상은 상기에 한정되지 않는다.

예를 들어, 도 35 및 도 36에 도시하는 바와 같이, 퓨즈 요소는, 용단부 이외를 접어서 적층함으로써 제조해도 된다. 먼저, 소정 형상의 금속박(672)을 준비한다. 예를 들어, 도 35에 도시하는 바와 같이, 금속박(672)으로서, 평면으로 보아 U자 형상의 것을 준비한다. 도면 중 일점쇄선은 골접기, 파선은 산접기를 나타낸다. 그리고, 금속박(672)을 접음선을 따라 접음과 함께 적층하고, 도 36에 도시하는 바와 같은 퓨즈 요소를 제조한다.

금속박의 형상은 상기에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 37에 도시하는 바와 같이, 금속박(674)으로서, 평면으로 보아 직사각형 형상의 것을 준비해도 된다. 도면 중 일점쇄선은 골접기, 파선은 산접기를 나타낸다. 이 경우에 있어서도, 금속박(674)을 접음선을 따라 접음과 함께 적층하고, 도 36에 도시하는 바와 같은 퓨즈 요소를 제조할 수 있다.

예를 들어, 도 38에 도시하는 바와 같이, 퓨즈 요소는, 프레스로 용단부 이외를 압착함으로써 제조해도 된다. 우선, 복수의 금속박(676, 677, 678)을 준비함과 함께, 프레스 기계에 하부 금형(679) 및 상부 금형(680)을 장착한다. 예를 들어, 복수의 금속박(676, 677, 678)으로서, 제1 금속박(676)과, 제1 금속박(676)보다도 두께가 두꺼운 제2 금속박(677, 678)을 준비한다. 그리고, 하부 금형(679) 상에 제1 금속박(676)을 설치함과 함께, 상부 금형(680)에 있어서 제1 금속박(676)의 일단부측과 대향하는 부분에 한쪽의 제2 금속박(677)을 설치하고, 또한, 제1 금속박(676)의 타단부측과 대향하는 부분에 다른 쪽의 제2 금속박(678)을 설치한다. 이어서, 하부 금형(679) 및 상부 금형(680)을 상하 방향으로 상대 이동시킴으로써 제1 금속박(676)을 제2 금속박(677, 678)에 압박한다. 즉, 제1 금속박(676)의 Z 방향의 한 면에 2개의 제2 금속박(677, 678)을 프레스로 용단부 이외를 압착한다.

예를 들어, 퓨즈 요소의 제조 방법은 상기에 한정되지 않고, 다양한 방법을 채용할 수 있다. 예를 들어, 에칭, 초음파 용착, 용접 또는 스폿 용접 등의 방법에 의해, 퓨즈 요소(퓨즈 요소에 있어서 차단부의 두께가 차단부 이외의 두께보다도 얇은 것)를 제조해도 된다.

본 실시 형태의 퓨즈 요소에 있어서 차단부(653)의 두께 t2는, 차단부 이외(655, 656)의 두께 t1보다도 얇다. 이에 의해, 차단부(653)의 두께 t2만이 얇음으로써, 퓨즈 요소의 저저항화가 가능해짐과 함께, 얇은 부분이 고저항이기 때문에, 과전류 시에 히트 스폿을 형성하고, 대규모의 아크 방전을 발생시키지 않고, 특정 부분(차단부(653))을 용단시킬 수 있다. 또한, 차단 시의 용단 체적이 작음으로써, 도통 경로를 형성하기 어려워져, 절연 저항이 높아진다. 또한, 차단 신호에 의한 차단 시, 차단부(653)의 두께 t2가 0.05㎜ 이하이면, 스프링이나 고무 등의 탄성력으로 절단할 수 있다. 따라서, 과전류 차단과 차단 신호에 의한 차단 기능을 양립시키는 보호 소자를 실현할 수 있다.

(보호 소자(제5 실시 형태))

도 39는, 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 보호 소자의, 도 5의 (a)에 대응하는 단면도이다. 제5 실시 형태에 관한 보호 소자는, 퓨즈 요소가 2개의 케이스 부품 사이에 끼워져 있는 점이 제1 실시 형태에 관한 보호 소자에 대한 주된 상위점이다. 도 39에 있어서, 제1 실시 형태에 관한 보호 소자 및 상술한 변형예의 구성과 마찬가지 또는 거의 마찬가지의 구성 부재에 대해서는 동일 부호를 부여하여 설명을 생략한다.

도 39에 도시하는 보호 소자(300)는, 절연 케이스(310)와, 퓨즈 요소(250)와, 차폐 부재(320)와, 압박 수단(30)과, 걸림 부재(370)와, 발열체(80)와, 급전 부재(90)와, 제1 단자(291)와, 제2 단자(292)를 갖는다. 또한, 본 실시 형태의 보호 소자(300)에 있어서, 통전 방향은, 사용 시에 있어서 전기가 흐르는 방향(X 방향)을 의미하고, 통전 방향의 단면적은, 통전 방향에 대하여 직교하는 방향의 면(Y-Z면)의 면적을 의미한다.

(절연 케이스)

절연 케이스(310)는, 커버(310A)와 보유 지지 부재(310B)를 포함한다. 커버(310A)와 보유 지지 부재(310B)의 재료로서는, 커버(10A) 및 보유 지지 부재(10B)와 마찬가지의 재료를 사용할 수 있다. 보유 지지 부재(310B)의 내부에는, 내압 완충 공간(15)이 형성되어 있다. 내압 완충 공간(15)은, 퓨즈 요소(250)의 용단 시에 발생하는 아크 방전에 의해 생성되는 기체에 의한 보호 소자(300)의 내압의 급격한 상승을 억제하는 작용이 있다.

보유 지지 부재(310B)는, Z 방향으로 하측에 배치하는 제1 보유 지지 부재(310Ba)와 Z 방향으로 상측에 배치하는 제2 보유 지지 부재(310Bb)를 포함한다. 제2 보유 지지 부재(310Bb)는 2개의 케이스 부품의 한쪽의 일례이고, 제1 보유 지지 부재(310Ba)는 2개의 케이스 부품의 다른 쪽의 일례이다.

도면의 예에서는, 절연 케이스(310)는, 적어도 2개의 케이스 부품(Z 방향으로 하측에 배치하는 제1 보유 지지 부재(310Ba)와 Z 방향으로 상측에 배치하는 제2 보유 지지 부재(310Bb))를 포함하고, 한쪽의 케이스 부품인 제2 보유 지지 부재(310Bb)가 제1 절연 부재와 일체이지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 보호 소자가 제1 절연 부재 및 제2 절연 부재를 갖는 경우에는, 한쪽의 케이스 부품이 제1 절연 부재와 일체 또한 다른 쪽의 케이스 부품이 제2 절연 부재와 일체여도 되고, 한쪽의 케이스 부품이 제1 절연 부재와 일체 또는 다른 쪽의 케이스 부품이 제2 절연 부재와 일체여도 된다.

(퓨즈 요소)

도면의 예에서는, 퓨즈 요소(250)는, 단층체이다. 퓨즈 요소(250)는 도 18에서 도시한 것과 동일한 구성을 갖는 것이고, 상술한 특징의 설명은 생략한다.

도면의 예에서는, 퓨즈 요소(250)는, 제1 보유 지지 부재(310Ba)와 제2 보유 지지 부재(310Bb) 사이에 끼워져 있지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 퓨즈 요소(250)는, 제1 절연 부재 또는 제2 절연 부재를 통해, 제1 보유 지지 부재(310Ba)와 제2 보유 지지 부재(310Bb) 사이에 배치되어 있어도 된다. 예를 들어, 퓨즈 요소(250)는, 2개의 케이스 부품에 근접 또는 접촉시킨 상태에서 2개의 케이스 부품 사이에 배치되어 있어도 된다.

도면의 예에서는, 제2 보유 지지 부재(310Bb)가 제1 절연 부재와 일체이고, 퓨즈 요소(250)가 제2 보유 지지 부재(310Bb)의 하면을 따라 배치되어 있지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 보유 지지 부재(310Ba)가 제1 절연 부재와 일체인 경우에는, 퓨즈 요소가 제1 보유 지지 부재(310Ba)의 상면을 따라 배치되어 있어도 된다. 제1 보유 지지 부재(310Ba) 또는 제2 보유 지지 부재(310Bb)에 대한 퓨즈 요소(250)의 배치는, 상기에 한정되지 않는다.

(차폐 부재)

차폐 부재(320)는, 퓨즈 요소(250)측을 향한 볼록형부(320a)와, 압박 수단(30)의 하부를 수용하여 지지하는 오목부(320ba)를 갖는 압박 수단 지지부(320b)를 갖는다. 볼록형부(320a)는, 퓨즈 요소(250)측을 향하여 돌출되어 있다.

차폐 부재(320)는, 압박 수단(30)의 압박력이 하방으로 부여된 상태에서, 걸림 부재(370)에 의해 하방으로의 이동이 억제되어 있다. 그 때문에, 걸림 부재(370)가 발열체(80)의 발열에 의해 가열되어 연화 온도 이상의 온도에서 연화되면, 차폐 부재(320)는 하방으로 이동 가능하게 된다. 이때, 연화된 걸림 부재(370)는 그의 재료의 종류나 가열 상황 등에 따라, 압박 수단(30)의 압박력에 의해 물리적으로 압궤되거나, 혹은, 열적으로 용단되거나, 혹은 압박 수단(30)에 의한 물리적인 힘과 열적 용단이 합쳐진 작용을 받는다.

차폐 부재(320)는, 걸림 부재(370)에 의한 하방으로의 이동 억제가 해제되면, 하방으로 이동하여 퓨즈 요소(250)를 물리적으로 절단한다.

차폐 부재(320)에서는, 볼록형부(320a)의 선단(320aa)이 뾰족해져 있어, 퓨즈 요소(250)를 절단하기 쉬운 형상으로 되어 있다.

예를 들어, 차폐 부재(320)가 하방으로 이동하고, 차폐 부재(320)의 볼록형부(320a)에 의해 퓨즈 요소(250)를 절단하면, 절단면끼리가 볼록형부(320a)에 의해 차폐되어서 절연되어, 퓨즈 요소(250)를 통한 통전 경로가 물리적으로 확실하게 차단된다. 이에 의해, 아크 방전이 신속히 소멸(소호)된다.

(압박 수단)

압박 수단(30)은, 차폐 부재(320)를 Z 방향 하방으로 압박한 상태에서 차폐 부재(320)의 오목부(320ba)에 수용되어 있다. 압박 수단(30)은, 차폐 부재(320)의 오목부(320ba)에 수축된 상태에서 보유 지지되어 있다. 압박 수단(30)은, 도 5에서 도시한 것과 배치는 다르지만 동일한 구성을 갖는 것이고, 상술한 특징의 설명은 생략한다.

도면의 예에서는, 압박 수단(30)으로서 원추상의 스프링을 사용하고, 외경이 큰 측을 퓨즈 요소(250)측을 향하게 하여 배치하고, 그의 Z 방향의 상부에 제3 보유 지지 부재(310Bc)를 원추상의 스프링을 눌러 수축시키도록 배치하고 있다. 이 때문에, 제2 보유 지지 부재(3101Bb)의 상측으로부터 스프링을 삽입했을 때에 위치 결정 안정성이 높아지고, 제조 프로세스의 자동화를 도모하는 데 있어서 바람직하다.

(걸림 부재)

걸림 부재(370)는, 차폐 부재(320)의 이동을 억제한다. 걸림 부재(370)는, 차폐 부재(320)의 상부에 마련되어 있다. 걸림 부재(370)는, 제2 보유 지지 부재(310Bb)의 상부와 차폐 부재(320)의 상부에 지지되어 있다. 제2 보유 지지 부재(310Bb)의 상부와 차폐 부재(320)의 상부에는, 걸림 부재(370)의 형상과 위치에 대응한 오목부가 있고, 그 오목부가 걸림 부재(370)를 물듯이 안정되게 보유 지지한다.

(발열체)

발열체(80)는, 걸림 부재(370)의 X 방향의 외면에 접촉하도록 적재되어 있다. 발열체(80)는, 걸림 부재(370) 혹은 걸림 부재(370)를 고정하는 고정 부재(예를 들어, 2매의 걸림 부재(370) 사이를 접합하는 땜납이나, 발열체(80)와 걸림 부재(370) 사이를 접합하는 땜납)를 가열하여 연화시킨다. 도면의 예에서는, 2개의 발열체(80)의 각각에 급전 부재(90)가 접속되어 있지만, 이것에 한정되지 않는다.

발열체(80)에 전류가 통전되면, 발열체(80)가 발열하고, 걸림 부재(370)에 전열하여 걸림 부재(370)는 승온하여 연화 온도 이상의 온도에 있어서 연화된다. 여기서, 연화 온도란, 고상과 액상이 혼재 혹은 공존하는 온도 혹은 온도 범위를 의미한다. 걸림 부재(370)가 연화 온도 이상의 온도가 되면, 외력에 의해 변형될 정도로 유연해진다.

연화된 걸림 부재(370)는 압박 수단(30)의 압박력에 의해 물리적으로 눌러 절단되기 쉬워진다. 걸림 부재(370)가 눌러 절단되거나 또는 열적으로 용단되면, 차폐 부재(320)의 볼록형부(320a)는, 제2 보유 지지 부재(310Bb)의 간극을 Z 방향 하방으로 삽입해 간다. 그러면, 볼록형부(320a)가 퓨즈 요소(250)를 절단하면서, 돌진하여 최하 위치까지 도달한다. 이에 의해 볼록형부(320a)는 퓨즈 요소(250)를 그의 용단부에서 제1 단자(291)측과 제2 단자(292)측으로 차폐한다. 이에 의해 퓨즈 요소(250)가 절단될 때에 발생하는 아크 방전은 신속하고 또한 확실하게 소멸시킬 수 있다.

또한, 발열체(80)는 전류를 통전시킴으로써 발열하고, 그의 열에 의해 걸림 부재(370)를 가열하여 연화, 용융한다. 걸림 부재(370)의 용융에 의해, 압박 수단(30)에 의해 Z 방향 하방으로 압박력이 부여되고 있는 차폐 부재(320)는 하방으로 이동하고, 퓨즈 요소(250)를 절단하여, 퓨즈 요소(250)를 제1 단자(291)측과 제2 단자(292)측으로 차폐한다.

또한, 2매의 걸림 부재(370) 사이를 고정 부재로 접합하는 복합 걸림 구조를 사용하는 경우나, 걸림 부재(370)와 발열체(80) 사이를 고정 부재로 접합하는 구조를 사용하는 경우에는, 발열체(80)는 전류를 통전시킴으로써 발열하고, 그의 열에 의해 고정 부재가 연화, 용융한다. 고정 부재의 연화, 용융에 의해, 압박 수단(30)에 의해 Z 방향 하방으로 압박력이 부여되고 있는 차폐 부재(320)는 하방으로 이동하고, 퓨즈 요소(250)를 절단하여, 퓨즈 요소(250)를 제1 단자(291)측과 제2 단자(292)측으로 차폐한다.

또한, 고정 부재가 연화되는 경우에는, 고정 부재를 이간시키게 된다. 즉, 걸림 부재(370)는 절단할 수 없고 해방되는(벗어나는) 것이 된다.

본 실시 형태의 보호 소자(300)에서는, 절연 케이스(310)는, 적어도 2개의 케이스 부품(Z 방향으로 하측에 배치하는 제1 보유 지지 부재(310Ba)와 Z 방향으로 상측에 배치하는 제2 보유 지지 부재(310Bb))를 포함하고, 한쪽의 케이스 부품인 제2 보유 지지 부재(310Bb)가 제1 절연 부재와 일체이다. 이 때문에, 제1 절연 부재를 별도로 마련할 필요가 없어져, 부품 개수를 삭감할 수 있어, 저비용화에 기여한다.

본 실시 형태의 보호 소자(300)에서는, 퓨즈 요소(250)는, 제1 보유 지지 부재(310Ba)와 제2 보유 지지 부재(310Bb) 사이에 끼워져 있다. 이에 의해, 퓨즈 요소(250)는, 제1 보유 지지 부재(310Ba)와 제2 보유 지지 부재(310Bb)에 근접 혹은 접촉(밀착)하여 절연되어 있다. 이 때문에, 퓨즈 요소(250)를 둘러싸는 공간이 극히 좁아져, 용단함으로써 발생하는 아크 방전의 규모가 작아지기 쉬워진다. 따라서, 본 실시 형태의 보호 소자(300)에 의하면, 절연 케이스(310)의 사이즈를 소형 경량화하는 것이 가능하게 된다.

(보호 소자(제6 실시 형태))

도 40은, 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 보호 소자의, 도 5의 (a)에 대응하는 단면도이다. 제6 실시 형태에 관한 보호 소자는, 퓨즈 요소 적층체가 2개인 케이스 부품 사이에 끼워져 있는 점이 제1 실시 형태에 관한 보호 소자에 대한 주된 상위점이다. 도 40에 있어서, 제1 실시 형태에 관한 보호 소자 및 상술한 변형예의 구성과 마찬가지 또는 거의 마찬가지의 구성 부재에 대해서는 동일 부호를 부여하여 설명을 생략한다.

도 40에 도시하는 보호 소자(700)는, 절연 케이스(710)와, 퓨즈 요소 적층체(40)와, 차폐 부재(20)와, 압박 수단(30)과, 걸림 부재(70)와, 발열체(80A, 80B)와, 급전 부재(90a, 90b)와, 제1 단자(91)와, 제2 단자(92)를 갖는다. 또한, 본 실시 형태의 보호 소자(700)에 있어서, 통전 방향은, 사용 시에 있어서 전기가 흐르는 방향(X 방향)을 의미하고, 통전 방향의 단면적은, 통전 방향에 대하여 직교하는 방향의 면(Y-Z면)의 면적을 의미한다.

(절연 케이스)

절연 케이스(710)는, 커버(10A)와 보유 지지 부재(710B)를 포함한다. 커버(10A)와 보유 지지 부재(710B)의 재료로서는, 커버(10A) 및 보유 지지 부재(10B)와 마찬가지의 재료를 사용할 수 있다. 보유 지지 부재(710B)의 내부에는, 내압 완충 공간(15)이 형성되어 있다. 내압 완충 공간(15)은, 퓨즈 요소 적층체(40)의 용단 시에 발생하는 아크 방전에 의해 생성되는 기체에 의한 보호 소자(700)의 내압의 급격한 상승을 억제하는 작용이 있다.

보유 지지 부재(710B)는, Z 방향으로 하측에 배치하는 제1 보유 지지 부재(710Ba)와 Z 방향으로 상측에 배치하는 제2 보유 지지 부재(710Bb)를 포함한다. 제1 보유 지지 부재(710Ba)는 2개의 케이스 부품의 한쪽의 일례이고, 제2 보유 지지 부재(710Bb)는 2개의 케이스 부품의 다른 쪽의 일례이다.

도면의 예에서는, 절연 케이스(710)는, 적어도 2개의 케이스 부품(Z 방향으로 하측에 배치하는 제1 보유 지지 부재(710Ba)와 Z 방향으로 상측에 배치하는 제2 보유 지지 부재(710Bb))를 포함하고, 한쪽의 케이스 부품인 제1 보유 지지 부재(710Ba)가 제1 절연 부재와 일체이고, 다른 쪽의 케이스 부품인 제2 보유 지지 부재(710Bb)가 제2 절연 부재와 일체이지만, 꼭 그렇지만은 않다. 예를 들어, 보호 소자가 제1 절연 부재 및 제2 절연 부재를 갖는 경우에는, 한쪽의 케이스 부품이 제1 절연 부재와 일체 또는 다른 쪽의 케이스 부품이 제2 절연 부재와 일체여도 된다. 도면의 예에서는, 퓨즈 요소와 제1 절연 부재를 복수 갖고, 복수의 퓨즈 요소는, 복수의 제1 절연 부재 사이에 근접 혹은 접촉시킨 상태에서 배치되어 있지만, 꼭 그렇지만은 않다. 예를 들어, 다른 쪽의 케이스 부품이 제2 절연 부재와 별체인 경우에는, 퓨즈 요소는, 제1 절연 부재와 제2 절연 부재 사이에 근접 혹은 접촉시킨 상태에서 배치되어 있어도 된다. 도면의 예에서는, 복수의 제1 절연 부재의 하나는, 제1 보유 지지 부재(710Ba)와 일체이지만, 꼭 그렇지만은 않다. 예를 들어, 복수의 제1 절연 부재의 각각이 제1 보유 지지 부재(710Ba)와 일체여도 된다. 예를 들어, 복수의 제1 절연 부재의 적어도 하나가 제1 보유 지지 부재(710Ba)와 일체화되어 있어도 된다.

본 실시 형태의 보호 소자(700)에서는, 절연 케이스(710)는, 적어도 2개의 케이스 부품(Z 방향으로 하측에 배치하는 제1 보유 지지 부재(710Ba)와 Z 방향으로 상측에 배치하는 제2 보유 지지 부재(710Bb))을 포함하고, 한쪽의 케이스 부품인 제1 보유 지지 부재(710Ba)가 제1 절연 부재와 일체이고, 다른 쪽의 케이스 부품인 제2 보유 지지 부재(710Bb)가 제2 절연 부재와 일체이다. 이 때문에, 제1 절연 부재 및 제2 절연 부재를 별도로 마련할 필요가 없어져, 부품 개수를 삭감할 수 있어, 저비용화에 기여한다.

본 실시 형태의 보호 소자(700)에서는, 퓨즈 요소 적층체(40)는, 제1 보유 지지 부재(710Ba)와 제2 보유 지지 부재(710Bb) 사이에 끼워져 있다. 이에 의해, 퓨즈 요소 적층체(40)는, 제1 보유 지지 부재(710Ba)와 제2 보유 지지 부재(710Bb)에 근접 혹은 접촉(밀착)하여 절연되어 있다. 이 때문에, 퓨즈 요소 적층체(40)를 둘러싸는 공간이 극히 좁아져, 용단함으로써 발생하는 아크 방전의 규모가 작아지기 쉬워진다. 따라서, 본 실시 형태의 보호 소자(700)에 의하면, 절연 케이스(710)의 사이즈를 소형 경량화하는 것이 가능하게 된다.

본 발명의 보호 소자는, 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니다.

10, 11, 310, 710: 절연 케이스
10A, 110A, 310A: 커버
10B, 10BB, 110B, 310B, 710B: 보유 지지 부재
10Ba, 10BBa, 110Ba, 310Ba, 710Ba: 제1 보유 지지 부재
10Bb, 10BBb, 110Bb, 310Bb, 710Bb: 제2 보유 지지 부재
310Bc: 제3 보유 지지 부재
20, 120, 320: 차폐 부재
30: 압박 수단
40, 140: 퓨즈 요소 적층체
50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f: 가용성 도체 시트
51, 251, 551, 651: 제1 단부
52, 252, 552, 652: 제2 단부
53: 용단부
54: 관통 구멍
60A, 60Aa, 60Ab, 60Ac, 60Ad, 60Ae, 60Af, 160A, 160Aa, 160Ab, 160Ac, 160Ad, 160Ae, 160Af, 160Ag, 260A, 260Aa, 260Ab, 260Ac: 제1 절연 부재
60B: 제2 절연 부재
64, 65: 간극
64A: 제1 개구부
65A: 제2 개구부
67, 67A: 통기 구멍
70, 170, 370: 걸림 부재
80: 발열체
90: 급전 부재
91, 291: 제1 단자
92, 292: 제2 단자
100, 200, 300: 보호 소자
250, 550, 650: 퓨즈 요소
553, 653: 차단부

Claims

퓨즈 요소와, 상기 퓨즈 요소를 수용하는 절연 케이스와, 제1 단자와, 제2 단자를 갖고,
또한, 상기 퓨즈 요소에 근접 혹은 접촉시킨 상태에서 배치되고, 제1 개구부 혹은 제1 분리부가 형성된 제1 절연 부재 및 제2 개구부 혹은 제2 분리부가 형성된 제2 절연 부재와,
상기 퓨즈 요소를 분단하도록, 상기 제1 절연 부재의 상기 제1 개구부 혹은 상기 제1 분리부와, 상기 제2 절연 부재의 상기 제2 개구부 혹은 상기 제2 분리부를, 상기 제1 개구부 혹은 상기 제1 분리부에 삽입 가능한 방향으로 이동 가능한 차폐 부재와,
상기 차폐 부재를 상기 차폐 부재의 이동 가능한 방향으로 압박하는 압박 수단과,
상기 차폐 부재의 이동을 억제하는 걸림 부재와,
상기 걸림 부재 혹은 상기 걸림 부재를 고정하는 고정 부재를 가열하여 연화시키는 발열체와,
상기 발열체에 전류를 통전하는 급전 부재를 갖고,
상기 퓨즈 요소는, 서로 대향하는 제1 단부와 제2 단부를 갖고, 상기 제1 단자는, 한쪽의 단부가 상기 제1 단부와 접속하고 다른 쪽의 단부가 상기 절연 케이스로부터 외부에 노출되고, 상기 제2 단자는, 한쪽의 단부가 상기 제2 단부와 접속하고 다른 쪽의 단부가 상기 절연 케이스로부터 외부에 노출되어 있고,
상기 절연 케이스는 또한, 상기 제1 절연 부재와, 상기 제2 절연 부재와, 상기 차폐 부재와, 상기 압박 수단과, 상기 걸림 부재와, 상기 발열체와, 상기 급전 부재의 일부를 수용하고,
상기 퓨즈 요소는, 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이에 전류 경로를 차단시키기 위한 차단부를 갖는 보호 소자.
제1항에 있어서, 상기 발열체가 발열하고, 상기 걸림 부재 혹은 상기 고정 부재가 연화함으로써, 상기 압박 수단의 응력에 의해 상기 차폐 부재가 상기 걸림 부재를 절단 혹은 상기 고정 부재를 이격시키고,
또한 상기 차폐 부재가 상기 제2 절연 부재의 상기 제2 개구부 혹은 상기 제2 분리부와, 상기 제1 절연 부재의 상기 제1 개구부 혹은 상기 제1 분리부를 이동하여 상기 퓨즈 요소의 상기 차단부를 절단함으로써, 상기 퓨즈 요소의 통전을 차단하는, 보호 소자.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 차폐 부재는, 상기 퓨즈 요소의 상기 차단부를 절단하고, 상기 퓨즈 요소를 상기 퓨즈 요소의 통전 방향으로 차폐하는, 보호 소자.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 압박 수단은 스프링인, 보호 소자.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 절연 부재, 상기 제2 절연 부재, 상기 차폐 부재 및 상기 절연 케이스 중 적어도 하나는, 내트래킹 지표 CTI가 500V 이상인 재료로 형성되어 있는, 보호 소자.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 절연 부재, 상기 제2 절연 부재, 상기 차폐 부재 및 상기 절연 케이스 중 적어도 하나는, 폴리아미드계 수지, 불소계 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 1종의 수지 재료로 형성되어 있는, 보호 소자.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 퓨즈 요소는, 저융점 금속층과 고융점 금속층을 포함하는 적층체를 적어도 일부에 갖고, 상기 저융점 금속층은 주석을 포함하고, 상기 고융점 금속층은 은 혹은 구리를 포함하는, 보호 소자.
제7항에 있어서, 상기 퓨즈 요소는, 상기 고융점 금속층을 2층 이상 갖고, 상기 저융점 금속층을 1층 이상 갖고, 상기 저융점 금속층이 상기 고융점 금속층 사이에 배치된 적층체를 적어도 일부에 갖는, 보호 소자.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 퓨즈 요소는, 은 혹은 구리를 포함하는 단층체를 적어도 일부에 갖는, 보호 소자.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 퓨즈 요소는, 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이에 용단부를 갖고, 상기 제1 단부 및 상기 제2 단부의 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부를 향하는 통전 방향의 단면적보다, 상기 용단부의 상기 통전 방향의 단면적쪽이 작은, 보호 소자.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 걸림 부재의 일부가, 상기 퓨즈 요소와 근접 혹은 접촉하고 있는, 보호 소자.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 퓨즈 요소는, 상기 차단부에 저융점 금속층 또는 상기 저융점 금속층과 고융점 금속층을 포함하는 적층체를 갖고, 또한, 상기 제1 단부 및 상기 제2 단부의 양쪽에 상기 고융점 금속층을 갖고, 상기 저융점 금속층은 주석을 포함하고, 상기 고융점 금속층은 은 혹은 구리를 포함하는, 보호 소자.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 퓨즈 요소에 있어서 적어도 상기 차단부의 두께는, 상기 차단부 이외의 두께보다도 얇은, 보호 소자.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 절연 케이스는, 제1 보유 지지 부재와 제2 보유 지지 부재를 포함하고,
상기 제1 절연 부재는, 상기 제1 보유 지지 부재와 일체화되어 있는, 보호 소자.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 절연 케이스는, 제1 보유 지지 부재와 제2 보유 지지 부재를 포함하고,
상기 제2 절연 부재는, 상기 제2 보유 지지 부재와 일체화되어 있는, 보호 소자.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 퓨즈 요소와 상기 제1 절연 부재를 복수 갖고,
복수의 상기 퓨즈 요소는, 상기 제1 절연 부재 또는 상기 제2 절연 부재 사이에 근접 혹은 접촉시킨 상태에서 배치되어 있는, 보호 소자.
제16항에 있어서, 상기 절연 케이스는, 제1 보유 지지 부재와 제2 보유 지지 부재를 포함하고,
상기 제1 절연 부재의 하나는, 상기 제1 보유 지지 부재와 일체화되어 있는, 보호 소자.
퓨즈 요소와, 상기 퓨즈 요소를 수용하는 절연 케이스와, 제1 단자와, 제2 단자를 갖고,
또한, 상기 퓨즈 요소에 근접 혹은 접촉시킨 상태에서 배치되고, 제1 개구부 혹은 제1 분리부가 형성된 제1 절연 부재와,
상기 퓨즈 요소를 분단하도록, 상기 제1 절연 부재의 상기 제1 개구부 혹은 상기 제1 분리부를, 상기 제1 개구부 혹은 상기 제1 분리부에 삽입 가능한 방향으로 이동 가능한 차폐 부재와,
상기 차폐 부재를 상기 차폐 부재의 이동 가능한 방향으로 압박하는 압박 수단과,
상기 차폐 부재의 이동을 억제하는 걸림 부재를 갖고,
상기 퓨즈 요소는, 서로 대향하는 제1 단부와 제2 단부를 갖고, 상기 제1 단자는, 한쪽의 단부가 상기 제1 단부와 접속하고 다른 쪽의 단부가 상기 절연 케이스로부터 외부에 노출되고, 상기 제2 단자는, 한쪽의 단부가 상기 제2 단부와 접속하고 다른 쪽의 단부가 상기 절연 케이스로부터 외부에 노출되어 있고,
상기 절연 케이스는 또한, 상기 제1 절연 부재와, 상기 차폐 부재와, 상기 압박 수단과, 상기 걸림 부재를 수용하고,
상기 퓨즈 요소는, 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이에 전류 경로를 차단시키기 위한 차단부를 갖는, 보호 소자.
제18항에 있어서, 상기 걸림 부재를 고정하는 고정 부재를 갖고,
상기 차폐 부재는, 상기 퓨즈 요소의 상기 차단부를 절단 혹은 상기 고정 부재를 이격시키고, 상기 퓨즈 요소를 상기 퓨즈 요소의 통전 방향으로 차폐하는, 보호 소자.
제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 압박 수단은 스프링인, 보호 소자.
제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 제1 절연 부재, 상기 차폐 부재 및 상기 절연 케이스 중 적어도 하나는, 내트래킹 지표 CTI가 500V 이상인 재료로 형성되어 있는, 보호 소자.
제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 제1 절연 부재, 상기 차폐 부재 및 상기 절연 케이스 중 적어도 하나는, 폴리아미드계 수지, 불소계 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 1종의 수지 재료로 형성되어 있는, 보호 소자.
제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 퓨즈 요소는, 저융점 금속층과 고융점 금속층을 포함하는 적층체를 적어도 일부에 갖고, 상기 저융점 금속층은 주석을 포함하고, 상기 고융점 금속층은 은 혹은 구리를 포함하는, 보호 소자.
제23항에 있어서, 상기 퓨즈 요소는, 상기 고융점 금속층을 2층 이상 갖고, 상기 저융점 금속층을 1층 이상 갖고, 상기 저융점 금속층이 상기 고융점 금속층 사이에 배치된 적층체를 적어도 일부에 갖는, 보호 소자.
제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 퓨즈 요소는, 은 혹은 구리를 포함하는 단층체를 적어도 일부에 갖는, 보호 소자.
제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 퓨즈 요소는, 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이에 용단부를 갖고, 상기 제1 단부 및 상기 제2 단부의 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부를 향하는 통전 방향의 단면적보다, 상기 용단부의 상기 통전 방향의 단면적쪽이 작은, 보호 소자.
제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 걸림 부재의 일부가, 상기 퓨즈 요소와 근접 혹은 접촉하고 있는, 보호 소자.
제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 퓨즈 요소의 외측에 근접 혹은 접촉시킨 상태에서 배치된 상기 제1 절연 부재에는, 상기 걸림 부재를 보유 지지하는 걸림 부재 보유 지지부를 갖는, 보호 소자.
제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 퓨즈 요소는, 상기 차단부에 저융점 금속층 또는 상기 저융점 금속층과 고융점 금속층을 포함하는 적층체를 갖고, 또한, 상기 제1 단부 및 상기 제2 단부의 양쪽에 상기 고융점 금속층을 갖고, 상기 저융점 금속층은 주석을 포함하고, 상기 고융점 금속층은 은 혹은 구리를 포함하는, 보호 소자.
제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 퓨즈 요소에 있어서 적어도 상기 차단부의 두께는, 상기 차단부 이외의 두께보다도 얇은, 보호 소자.
제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 걸림 부재 혹은 상기 걸림 부재를 고정하는 고정 부재를 가열하여 연화시키는 발열체와,
상기 발열체에 전류를 통전하는 급전 부재를 갖고,
상기 발열체가 발열하고, 상기 걸림 부재 혹은 상기 고정 부재가 연화함으로써, 상기 압박 수단의 응력에 의해 상기 차폐 부재가 상기 걸림 부재를 절단 혹은 상기 고정 부재를 이격시키고,
또한 상기 차폐 부재가 상기 제1 절연 부재의 상기 제1 개구부 혹은 상기 제1 분리부를 이동하여 상기 퓨즈 요소의 상기 차단부를 절단함으로써, 상기 퓨즈 요소의 통전을 차단하는, 보호 소자.
제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 절연 케이스는, 제1 보유 지지 부재와 제2 보유 지지 부재를 포함하고,
상기 제1 절연 부재는, 상기 제1 보유 지지 부재와 일체화되어 있는, 보호 소자.
제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 절연 케이스는, 제1 보유 지지 부재와 제2 보유 지지 부재를 포함하고,
제2 절연 부재는, 상기 제2 보유 지지 부재와 일체화되어 있는, 보호 소자.
제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 퓨즈 요소와 상기 제1 절연 부재를 복수 갖고,
복수의 상기 퓨즈 요소는, 상기 제1 절연 부재 또는 제2 절연 부재 사이에 근접 혹은 접촉시킨 상태에서 배치되어 있는, 보호 소자.
제34항에 있어서, 상기 절연 케이스는, 제1 보유 지지 부재와 제2 보유 지지 부재를 포함하고,
상기 제1 절연 부재의 하나는, 상기 제1 보유 지지 부재와 일체화되어 있는, 보호 소자.