CN115885362A - 保护器件 - Google Patents
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Abstract
本保护器件(1000)具备:熔丝元件(102),在第一方向通电;滑动件(103),具有在X方向延伸的板状部(130)、立起设置于板状部(130)上的遮蔽部(131)以及贯通遮蔽部(131)的遮蔽部贯通孔(132);以及壳体(106),具有容纳熔丝元件(102)的一部分和滑动件(103)的容纳部(160),容纳部(160)具有:遮蔽部容纳空间(160a),可供遮蔽部(131)在Z方向移动;以及板状部移动空间(160b),可供板状部(130)在Z方向移动,在熔丝元件(102)熔断前,滑动件(103)和熔丝元件(102)以熔丝元件(102)被插入至遮蔽部贯通孔(132)的状态容纳于壳体(106)。
Description
技术领域
本发明涉及一种保护器件。
本申请基于2020年8月27日在日本申请的日本特愿2020-143435号、以及2021年8月18日在日本申请的日本特愿2021-133455号主张优先权,将其内容引用于此。
背景技术
以往,具有在流过超过额定的电流时发热熔断而阻断电流路径的熔丝元件。具备熔丝元件的保护器件(熔丝器件)例如用于使用了锂离子二次电池的电池组。
近年来,锂离子二次电池不仅在移动设备中使用,还在电动汽车、蓄电池等广泛的领域中使用。因此,锂离子二次电池的大容量化不断发展。与之相伴,要求设置于具有大容量的锂离子电池并具有高电压且大电流的电流路径的电池组的保护器件。
例如,在专利文献1中记载了如下熔丝:在熔丝中流过大的过电流,可熔体金属气化,产生电弧放电,利用此时的大的空间的压力上升使阻断构件在从大的空间朝向小的空间的方向上移动,由所述阻断构件封闭连结孔。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-032489号公报
发明内容
发明所要解决的问题
专利文献1中公开的熔丝是在交联的可熔体(熔丝元件)的两端部配置阻断构件的构成。如专利文献1中公开的线状的均匀的可熔体中,在可熔体熔断时被熔断的熔断部是其中心部。因此,为了利用因伴随电弧放电的可熔体的金属气化引起的内压上升使阻断构件封闭连结孔,阻断构件需要物理性地切断可熔体。因此,在专利文献1中公开的熔丝中,存在无法增大可熔体的剖面积,难以使额定电流变大这样的问题。
在高电压用的保护器件中,当熔丝元件熔断时,会产生电弧放电。当产生电弧放电时,有时熔丝元件遍及宽范围熔融,气化的金属飞散。在该情况下,可能会因飞散的金属而形成新的通电路径,或飞散的金属附着于端子等周围的电子零件。
本发明是鉴于上述状况而完成的,其目的在于提供一种在熔丝元件熔断时产生的电弧放电迅速地熄灭(灭弧)的保护器件。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题,本发明提出了以下的手段。
本发明的第一方案的保护器件具备:熔丝元件,在第一方向通电;滑动件,由绝缘材料构成,具有在所述第一方向延伸的板状部、在与所述第一方向交叉的第二方向上立起设置于所述板状部上的遮蔽部以及贯通所述遮蔽部的遮蔽部贯通孔;以及壳体,由绝缘材料构成,在内部具有容纳所述熔丝元件的一部分和所述滑动件的容纳部,所述容纳部具有:遮蔽部容纳空间,容纳所述遮蔽部,可供所述遮蔽部在所述第二方向移动;以及板状部移动空间,容纳所述板状部,可供所述板状部在所述第二方向移动,在所述熔丝元件熔断前,所述滑动件和所述熔丝元件以所述熔丝元件被插入至所述遮蔽部贯通孔的状态容纳于所述壳体。
就上述方案的保护器件而言,也可以是,所述熔丝元件具有第一端部、第二端部、以及设于所述第一端部与所述第二端部之间的阻断部,在从所述第一端部朝向所述第二端部的所述第一方向上通电,在所述熔丝元件熔断前,所述熔丝元件的所述阻断部配置于所述滑动件的所述遮蔽部贯通孔内。
就上述方案的保护器件而言,也可以是,所述滑动件受到由伴随所述熔丝元件的熔断而产生的放电引起的上升压力而在所述容纳部内移动,所述遮蔽部将所述熔丝元件的熔断面之间阻断。
就上述方案的保护器件而言,也可以是,具备对所述熔丝元件进行加热的发热体。
就上述方案的保护器件而言,也可以是,所述发热体为电阻体,所述保护器件具备与所述发热体的两端电连接的供电线,发热体与所述熔丝元件电独立,所述供电线经由设于所述壳体的供电线孔被引出至外部。
就上述方案的保护器件而言,也可以是,所述壳体具有将所述板状部移动空间与所述壳体的外部相连的外部泄漏孔。
就上述方案的保护器件而言,也可以是,所述壳体是多个壳体构件一体化而成的。
就上述方案的保护器件而言,也可以是,在所述多个壳体构件的对置的至少一个接合面具有粘接区域和粘接剂侵入阻止槽,所述粘接剂侵入阻止槽设置于所述粘接区域与所述容纳部之间,防止所述粘接剂侵入所述容纳部空间。
就上述方案的保护器件而言,也可以是,所述滑动件是多个滑动件构件一体化而成的。
就上述方案的保护器件而言,也可以是,所述壳体和所述滑动件的至少一方的材料的耐电痕化指标CTI为500V以上。
就上述方案的保护器件而言,也可以是,所述壳体和所述滑动件的至少一方的材料是选自由尼龙系树脂、聚邻苯二甲酰胺系树脂、以及特氟龙(注册商标)系树脂构成的组中的树脂材料的任一种。
就上述方案的保护器件而言,也可以是,所述熔丝元件由层叠体构成,所述层叠体在厚度方向层叠有由低熔点金属构成的内层和由高熔点金属构成的外层。
就上述方案的保护器件而言,也可以是,所述低熔点金属由Sn或以Sn为主成分的金属构成,所述高熔点金属由Ag或Cu、或以Ag或Cu为主成分的金属构成。
就上述方案的保护器件而言,也可以是,所述熔丝元件具有缓和所述第一方向的热膨胀和热收缩压力的弯曲部。
就上述方案的保护器件而言,也可以是,第一端子连接于所述熔丝元件的所述第一端部,第二端子连接于所述第二端部,所述第一端子和所述第二端子固定于所述壳体。
本发明的第二方案的保护器件具备:熔丝元件,在第一方向通电;滑动件,由绝缘材料构成,具有在所述第一方向延伸的板状部、从所述板状部的所述第一方向的第一缘部与作为该第一缘部的相反侧的缘部的第二缘部之间的位置立起设置于与所述第一方向交叉的第二方向的遮蔽部、以及贯通所述遮蔽部的遮蔽部贯通孔;以及壳体,由绝缘材料构成,在内部具有容纳所述熔丝元件的一部分和所述滑动件的容纳部,所述容纳部具有:熔丝元件容纳空间,容纳所述熔丝元件;遮蔽部容纳空间,容纳所述遮蔽部,可供所述遮蔽部在所述第二方向移动;以及板状部移动空间,容纳所述板状部,可供所述板状部在所述第二方向移动,所述熔丝元件容纳空间与所述遮蔽部容纳空间交叉,在所述熔丝元件熔断前,所述滑动件和所述熔丝元件以所述熔丝元件被插入至所述遮蔽部贯通孔的状态容纳于所述壳体。
就上述方案的保护器件而言,也可以是,所述熔丝元件具有第一端部、第二端部、以及设于所述第一端部与所述第二端部之间的阻断部,在从所述第一端部朝向所述第二端部的所述第一方向通电,在所述熔丝元件熔断前,所述熔丝元件的所述阻断部配置于所述滑动件的所述遮蔽部贯通孔内。
就上述方案的保护器件而言,也可以是,所述阻断部的与所述第一方向正交的面的剖面积比所述阻断部以外的区域的与所述第一方向正交的面的剖面积小。
就上述方案的保护器件而言,也可以是,所述滑动件受到由伴随所述熔丝元件的熔断而产生的放电引起的上升压力而在所述容纳部内移动,所述遮蔽部将所述熔丝元件容纳空间遮蔽。
就上述方案的保护器件而言,也可以是,所述壳体具有将所述熔丝元件容纳空间和所述板状部移动空间相连的内部泄漏孔。
就上述方案的保护器件而言,也可以是,由所述熔丝元件熔断时产生的放电引起的所述熔丝元件容纳空间内的上升压力经由所述内部泄漏孔使所述滑动件滑动,所述遮蔽部将所述熔丝元件容纳空间与所述遮蔽部容纳空间的交叉部遮蔽。
就上述方案的保护器件而言,也可以是,所述壳体具有将所述板状部移动空间和所述壳体的外部相连的外部泄漏孔。
就上述方案的保护器件而言,也可以是,所述保护器件具备对所述熔丝元件进行加热的发热体。
就上述方案的保护器件而言,也可以是,所述发热体配置于所述熔丝元件容纳空间的隔着所述遮蔽部容纳空间的两处,两个所述发热体通过发热体用熔丝元件并联连接,且所述保护器件具备与所述发热体的两端电连接的供电线,发热体与所述熔丝元件电独立,所述供电线经由设于所述壳体的供电线孔被引出至外部。
就上述方案的保护器件而言,也可以是,所述熔丝元件容纳空间的所述第二方向的高度为所述熔丝元件的所述第二方向的厚度的5倍以下。
就上述方案的保护器件而言,也可以是,在所述熔丝元件上具备对该熔丝元件进行加热的所述发热体,所述熔丝元件容纳空间的所述第二方向的高度为所述熔丝元件的所述第二方向的厚度与所述发热体的所述第二方向的厚度的合计的5倍以下。
就上述方案的保护器件而言,也可以是,所述遮蔽部与所述遮蔽部容纳空间的内壁在所述熔丝元件的所述第一方向以0.03mm~0.2mm的间隔接近,所述板状部的侧面与所述板状部移动空间的与所述板状部的侧面对置的面在所述第一方向以0.03mm~0.2mm的间隔接近。
就上述方案的保护器件而言,也可以是,在所述板状部移动空间的一部分具有与所述板状部的侧面接触并抑制所述滑动件的回弹的固定部。
就上述方案的保护器件而言,也可以是,所述壳体是多个壳体构件一体化而成的。
就上述方案的保护器件而言,也可以是,所述多个壳体构件在与所述第一方向和所述第二方向交叉的第三方向,通过凸台与固定孔的嵌合以及粘接剂接合而一体化。
就上述方案的保护器件而言,也可以是,所述滑动件是多个滑动件构件一体化而成的。
就上述方案的保护器件而言,也可以是,所述多个所述滑动件构件在与所述第一方向和所述第二方向交叉的所述第三方向接合而一体化。
就上述方案的保护器件而言,也可以是,所述多个所述滑动件构件的所述遮蔽部的接合面具有遮挡所述第一方向的间隙的凸部,或者具有遮挡所述第一方向的间隙的倾斜面。
就上述方案的保护器件而言,也可以是,在所述熔丝元件容纳空间的壁面并行配置有多个在与所述第一方向交叉的方向延伸的壁面防沉积槽。
本发明的第三方案的保护器件具备:熔丝元件,在第一端部与第二端部之间具有阻断部,在从所述第一端部朝向所述第二端部的第一方向通电;滑动件,具有由绝缘材料构成的板状部、立起设置于所述板状部的第一缘部并由绝缘材料构成的遮蔽部、以及贯通所述遮蔽部的遮蔽部贯通孔;以及壳体,由绝缘材料构成,在内部设有容纳所述熔丝元件的一部分和所述滑动件的容纳部,具有在所述容纳部内的第一壁面开口的第一插入孔,所述容纳部内由所述板状部划分成第一空间和第二空间,所述遮蔽部沿所述第一壁面配置,所述阻断部配置于所述遮蔽部贯通孔内,所述第一端部容纳于所述第一插入孔内,通过由所述阻断部熔断时产生的电弧放电引起的所述第一空间内的压力上升,使所述滑动件以所述容纳部内的所述第一空间的比例变大的方式移动,所述第一插入孔的开口被所述遮蔽部封闭。
就上述方案的保护器件而言,也可以是,在所述第一空间侧的所述板状部上载置有所述熔丝元件。
就上述方案的保护器件而言,也可以是,所述阻断部的与所述第一方向正交的方向的剖面积比所述阻断部以外的区域的与所述第一方向正交的面的剖面积小。
就上述方案的保护器件而言,也可以是,所述壳体是多个构件一体化而成的。
就上述方案的保护器件而言,也可以是,具有第二插入孔,所述第二插入孔在与所述第一壁面在所述第一方向对置配置的第二壁面开口,所述第二插入孔内容纳有所述第二端部。
就上述方案的保护器件而言,也可以是,具备将所述阻断部熔断的发热体。
就上述方案的保护器件而言,也可以是,在所述熔丝元件熔断前,所述第一空间的体积小于所述第二空间的体积。
就上述方案的保护器件而言,也可以是,具有在与所述第一空间内的所述熔丝元件对置配置的第三壁面开口的凹部,所述凹部内容纳有所述遮蔽部。
就上述方案的保护器件而言,也可以是,所述第一端部与第一端子电连接,所述第二端部与第二端子电连接。
就上述方案的保护器件而言,也可以是,在所述板状部的与所述遮蔽部相反侧的面设有凸部,所述保护器件具有在与所述第二空间内的所述滑动件对置配置的第四壁面开口的第四插入孔,使所述滑动件以所述容纳部内的所述第一空间的比例变大的方式移动,由此所述凸部容纳于所述第四插入孔内。
就上述方案的保护器件而言,也可以是,设有在与所述第二空间内的所述滑动件对置配置的所述第四壁面开口并贯通所述壳体的泄漏孔。
就上述方案的保护器件而言,也可以是,使所述滑动件以所述容纳部内的所述第一空间的比例变大的方式移动,由此通过所述滑动件将所述泄漏孔封闭。
就上述方案的保护器件而言,也可以是,在所述第三壁面并行配置有多个在与所述第一方向交叉的方向延伸的壁面防沉积槽。
就上述方案的保护器件而言,也可以是,在所述第一空间侧的所述板状部上并行配置有多个在与所述第一方向交叉的方向延伸的滑动件防沉积槽。
就上述方案的保护器件而言,也可以是,所述熔丝元件由层叠体构成,所述层叠体在厚度方向层叠有由低熔点金属构成的内层和由高熔点金属构成的外层。
就上述方案的保护器件而言,也可以是,所述低熔点金属由Sn或以Sn为主成分的金属构成,所述高熔点金属由Ag或Cu、或以Ag或Cu为主成分的金属构成。
就上述方案的保护器件而言,也可以是,所述壳体具有通过第一壳体和与所述第一壳体对置配置的第二壳体粘接而形成的所述容纳部,在所述第一壳体的与所述第二壳体相接的第一接合面的一部分,具备与所述第二壳体粘接的第一粘接部位,在所述第二壳体的与所述第一壳体相接的第二接合面的一部分,具备与所述第一壳体粘接的第二粘接部位,在所述第一接合面的所述容纳部与所述第一粘接部位之间、以及所述第二接合面的所述容纳部与所述第二粘接部位之间中的一处或两处,设有粘接剂侵入阻止槽。
发明效果
根据本发明,能提供在熔丝元件熔断时产生的电弧放电迅速地熄灭(灭弧)的保护器件。
附图说明
图1是表示第一实施方式的保护器件1000的整体结构的立体图。
图2是将第一实施方式的保护器件1000沿图1所示的A-A′线剖开的剖视图。
图3是用于对第一实施方式的保护器件1000的一部分进行说明的放大图,(a)是示出熔丝元件、第一端子以及第二端子的立体图,(b)是示出熔丝元件的俯视图。
图4是用于对第一实施方式的保护器件1000的一部分进行说明的放大图,(a)是示出滑动件、熔丝元件、第一端子的一部分以及第二端子的一部分的剖视图,(b)是(a)的立体图。
图5是表示滑动件的另一构成的例子的剖视图,(a)是遮蔽部配置于靠近板状部的一端的位置的构成的例子,(b)是遮蔽部配置于相对于板状部的一端与其相反侧的一端的中间位置靠近任一端的位置的构成的例子。
图6是熔丝元件被支承于滑动件的板状部的构成的情况,(a)是示出滑动件、熔丝元件、第一端子的一部分以及第二端子的一部分的剖视图,(b)是(a)的立体图。
图7是示出第二实施方式的保护器件2000的整体结构的分解立体图,是第二壳体以其内部可见的状态示出的透视分解立体图。
图8是以卸除了第二实施方式的保护器件2000的第二壳体的状态示出的侧视图。
图9是第二实施方式的保护器件2000的第一壳体的立体图。
图10是用于对第二实施方式的保护器件2000的一部分进行说明的放大图,(a)是示出熔丝元件、第一端子以及第二端子的立体图,(b)是示出熔丝元件的俯视图。
图11是示出另一熔丝元件的例子的立体图。
图12是用于对第二实施方式的保护器件2000所具备的滑动件的结构进行说明的附图,(a)是示出插入有熔丝元件的状态的滑动件的立体图,(b)是示出滑动件的立体图,为了显示第一滑动件构件的隐藏的结构而透明地描绘第二滑动件构件的立体图。
图13是用于对第二实施方式的保护器件2000的动作进行说明的图,(a)是示意性地示出在阻断部的熔断面彼此之间产生电火花的状态的剖视图,(b)是示出因产生电弧放电而熔丝元件容纳空间内的压力上升,从而滑动件移动至下方的状态的剖视图。
图14是示出第三实施方式的保护器件3000的整体结构的分解立体图,是第二壳体以其内部可见的状态示出的透视分解立体图。
图15是示出第三实施方式的保护器件3000所具备的发热体的配置构成的一个例子的图,(a)是示出两个发热体、对各发热体供电的供电线、熔丝元件、第一端子以及第二端子的立体图,(b)是示出熔丝元件的立体图,(c)是为了示出从Z方向观察的两个发热体、对各发热体供电的供电线以及熔丝元件的位置关系,从熔丝元件侧观察的俯视图。
图16是示出第三实施方式的保护器件3000所具备的发热体的结构的一个例子的图,(a)是俯视图,(b)是剖视图。
图17是示出第四实施方式的保护器件100的整体结构的立体图。
图18是第四实施方式的保护器件100的分解立体图。
图19是将第四实施方式的保护器件100沿图17所示的A-A′线剖开的剖视图。
图20是用于对第四实施方式的保护器件100的一部分进行说明的放大图,(a)是示出熔丝元件、第一端子以及第二端子的立体图,(b)是示出熔丝元件的俯视图。
图21是用于对第四实施方式的保护器件100所具备的滑动件的结构进行说明的附图,(a)是从第一空间侧观察的俯视图,(b)~(e)是立体图。
图22是用于对第四实施方式的保护器件100所具备的第二壳体的结构进行说明的附图,(a)是从第一空间侧观察的俯视图,(b)和(c)是立体图。
图23是用于对第四实施方式的保护器件100所具备的第一壳体的结构进行说明的附图,(a)是从第二空间侧观察的俯视图,(b)和(c)是立体图。
图24的(a)和(b)是用于对第四实施方式的保护器件100的制造方法进行说明的工序图。
图25是用于对第四实施方式的保护器件100的动作进行说明的图,是沿图17所示的A-A′线剖开的剖视图。
图26是用于对第四实施方式的保护器件100的动作进行说明的图,是沿图17所示的A-A′线剖开的剖视图。
图27是用于对第四实施方式的保护器件100的动作进行说明的图,是沿图17所示的A-A′线剖开的剖视图。
图28是用于对第五实施方式的保护器件200进行说明的剖视图,是与将第四实施方式的保护器件100沿图17所示的A-A′线剖开的位置对应的剖视图。
图29是用于对第五实施方式的保护器件200的一部分进行说明的放大图,(a)是示出滑动件的俯视图,(b)是示出第一壳体的俯视图,(c)是示出滑动件防沉积槽的立体图。
图30是用于对第六实施方式的保护器件300进行说明的剖视图,是与将第四实施方式的保护器件100沿图17所示的A-A′线剖开的位置对应的剖视图。
图31是用于对第七实施方式的保护器件400进行说明的剖视图,是与将第四实施方式的保护器件100沿图17所示的A-A′线剖开的位置对应的剖视图。
图32是示出第七实施方式的保护器件400具有的滑动件和发热构件的立体图。
具体实施方式
以下,适当参照附图对本实施方式详细地进行说明。就以下的说明中使用的附图而言,为了容易理解特征,方便起见,有时将成为特征的部分放大来示出,各构成要素的尺寸比率等有时与实际不同。在以下的说明中举例示出的材料、尺寸等是一个例子,本发明并不限定于此,可以在起到本发明效果的范围内适当变更而实施。
[第一实施方式]
(保护器件)
图1是表示第一实施方式的保护器件1000的整体结构的立体图。图2是将第一实施方式的保护器件1000沿图1所示的A-A′线剖开的剖视图。
以下,在附图中,X所示的方向是熔丝元件的通电方向(第一方向)。Y所示的方向是与X方向(第一方向)正交的方向,Z所示的方向是与X方向和Y方向正交的方向。
本实施方式的保护器件1000如图1和图2所示,具备:熔丝元件102,在X方向(第一方向)通电;滑动件103,由绝缘材料构成,具有在X方向延伸的板状部130、在与X方向正交的Z方向(第二方向)立起设置于板状部130上的遮蔽部131、以及在X方向贯通遮蔽部131的遮蔽部贯通孔132;以及壳体106,由绝缘材料构成,在内部具有容纳熔丝元件102的一部分和滑动件103的容纳部160,容纳部160具有:遮蔽部容纳空间160a,容纳遮蔽部131,可供遮蔽部131在Z方向移动;以及板状部移动空间160b,容纳板状部130,可供板状部130在Z方向移动,在熔丝元件102熔断前,滑动件103和熔丝元件102以熔丝元件102被插入至遮蔽部贯通孔132的状态容纳于壳体106。
(熔丝元件)
图3是用于对第一实施方式的保护器件1000的一部分进行说明的放大图,图3的(a)是示出熔丝元件、第一端子61以及第二端子62的立体图,图3的(b)是示出熔丝元件的俯视图。如图3的(a)和图3的(b)所示,熔丝元件102具有第一端部121、第二端部122、以及设于第一端部121与第二端部122之间的阻断部123。熔丝元件102在作为从第一端部121朝向第二端部122的方向的X方向(第一方向)通电。
如图2、图3的(a)所示,第一端部121与第一端子61电连接。第二端部122与第二端子62电连接。第一端子61具备外部端子孔61a。此外,第二端子62具备外部端子孔62a。外部端子孔61a、外部端子孔62a中的一个用于连接于电源侧,另一个用于连接于负荷侧。此外,外部端子孔61a、外部端子孔62a也可以连接于负荷电路的内部的通电路径。如图3的(a)所示,可以在与熔丝元件102连接一侧的端部具有朝向熔丝元件102两侧加宽的凸缘部(在图3的(a)中由附图标记61c、62c表示),没有特别限定。第一端子61和第二端子62的详情在下文叙述。
作为熔丝元件102与遮蔽部贯通孔132的配置关系,如图2所示的保护器件1000那样,优选为如下构成:构成熔丝元件102的第一端部121、第二端部122以及阻断部123当中,阻断部123配置于滑动件103的遮蔽部131所具有的遮蔽部贯通孔132内。
在该构成的情况下,与专利文献1中公开的熔丝(保护器件)不同,熔丝元件102在过电流流过时,阻断部123成为热点(heatspot),阻断部123优先升温并软化,可靠地熔断。因此,在熔丝元件102熔断时,由伴随电弧放电的释放气体引起的压力上升使滑动件移动时,熔丝元件102已经熔断,因此滑动件103无需物理性地切断熔丝元件102,能够迅速移动。被阻断的阻断部123的阻断面彼此被滑动件103的遮蔽部131遮蔽而绝缘,物理性且可靠地阻断经由熔丝元件102的通电路径。由此,电弧放电迅速地熄灭(灭弧)。
熔丝元件102的厚度如图2和图3所示,可以是均匀的,也可以局部不同。作为厚度局部不同的熔丝元件,例如可列举出:从阻断部123朝向第一端部121和第二端部122厚度逐渐变厚的熔丝元件;在第一端部121和第二端部122层叠有金属板的熔丝元件等。这样的熔丝元件102在过电流流过时,阻断部123成为热点,阻断部123优先升温,更可靠地熔断。
如图3的(b)所示,熔丝元件102的阻断部123、第一端部121以及第二端部122具有俯视观察时大致长方形的形状。如图4的(b)所示,第一端部121的Y方向的宽度121D与第二端部122的Y方向的宽度122D大致相同。阻断部123的Y方向的宽度123D比第一端部121的Y方向的宽度121D和第二端部122的Y方向的宽度122D窄。由此,阻断部123的宽度123D比阻断部123以外的宽度窄。即,阻断部123的Y方向的剖面积比阻断部123以外的区域的剖面积小。
如图2和图3的(a)所示,熔丝元件102的第一端部121与第一端子61在俯视观察时重叠而配置,第二端部122与第二端子62在俯视观察时重叠而配置。
如图3的(b)所示,在阻断部123与第一端部121之间配置有俯视观察时大致梯形的第一连结部125。俯视观察时大致梯形的第一连结部125的平行的边的较长的边与第一端部121耦合。此外,在阻断部123与第二端部122之间配置有俯视观察时大致梯形的第二连结部126。俯视观察时大致梯形的第二连结部126的平行的边的较长的边与第二端部122耦合。第一连结部125和第二连结部126相对于阻断部123对称。由此,熔丝元件102的Y方向的宽度从阻断部123朝向第一端部121和第二端部122逐渐变宽。其结果是,在熔丝元件102中流过过电流时,阻断部123成为热点,阻断部123优先升温,容易熔断。
如图3的(b)所示,熔丝元件102的阻断部123的Y方向的宽度(在图3的(b)中由附图标记123D表示)比第一端部121和第二端部122的Y方向的宽度窄。由此,阻断部123比阻断部123与第一端部121之间的区域以及阻断部123与第二端部122之间的区域更容易熔断。
在本实施方式中,作为熔丝元件102,如图3的(b)所示,列举出阻断部123的Y方向的宽度比第一端部121和第二端部122的Y方向的宽度窄的熔丝元件为例并进行了说明,但熔丝元件并不限定于阻断部的Y方向的宽度比第一端部和第二端部窄。
如图3的(b)所示,熔丝元件102整体的平面形状为大致矩形,与普通的熔丝元件相比,Y方向的宽度相对较宽,X方向的长度相对较短。在本实施方式的保护器件1000中,被阻断的熔丝元件102的阻断面彼此通过滑动件103的遮蔽部131而绝缘。其结果是,在熔丝元件102熔断时产生的电弧放电迅速熄灭(灭弧)。因此,无需为了抑制电弧放电使熔丝元件102的Y方向的宽度变窄,可以使熔丝元件102的Y方向的宽度变宽,使X方向的长度变短。具有这样的熔丝元件102的保护器件1000能抑制设置有保护器件1000的电流路径中的电阻值上升,因此也可以优选设置于大电流的电流路径中。
图3所示的熔丝元件102是一个例子,可以使用其他构成。例如,也可以使用图10所示的熔丝元件202、图11所示的熔丝元件202A来代替熔丝元件102。
作为熔丝元件102的材料,可以使用与后述的熔丝元件2相同的材料。
(滑动件)
图4是用于对第一实施方式的保护器件1000所具备的滑动件103的结构进行说明的附图,图4的(a)是沿图1所示的A-A′线剖开的剖视图,图4的(b)是立体图。
滑动件103如图4所示,沿X方向的剖面形状具有大致倒T型形状。
滑动件103如图4所示,具备在X方向延伸的板状部130、在Z方向立起设置于板状部130上的遮蔽部131。在遮蔽部131形成有在X方向贯通遮蔽部131的遮蔽部贯通孔132。在遮蔽部贯通孔132配置有熔丝元件102,在保护器件1000中,熔丝元件102的阻断部123配置于遮蔽部贯通孔132内。
如图4的(a)中箭头所示,在熔丝元件102熔断时,当构成滑动件103的板状部130受到由伴随电弧放电的释放气体引起的压力时,滑动件103在Z方向移动。板状部130在受到压力而引起滑动件103的移动作用的含义上,是也可称为受压部的部位。
滑动件103的遮蔽部131是在X方向上配置于板状部130的中央部的构成。即,遮蔽部131是在X方向上配置于作为板状部130的一端的第一缘部130a与作为其相反侧的一端的第二缘部130b的中间位置的构成。如图5的(a)所示,滑动件103可以设为遮蔽部131配置于靠近板状部130的一端的位置的构成,或如图5的(b)所示,滑动件103也可以设为遮蔽部131相对于作为板状部130的一端的第一缘部130a与作为其相反侧的一端的第二缘部130b的中间位置,靠近任一端侧的构成。此外,也可以设为将遮蔽部131设于板状部130的两个端(第一缘部130a和第二缘部130b)的构成。
在保护器件1000中,遮蔽部贯通孔132配置于从遮蔽部131的下端131b离开上端131a侧的位置。因此,熔丝元件102不被支承于板状部130的上表面130s。
与此相对,也可以如图6所示的滑动件103A那样设为如下构成:遮蔽部贯通孔132A配置于遮蔽部131A的下端,熔丝元件102被支承于板状部130A的上表面130As。
遮蔽部贯通孔132的宽度(Y方向的长度)优选为比熔丝元件102的Y方向的最大长度(在图3的(b)中由附图标记121D、122D表示的长度)长0.5mm~2mm的尺寸,更优选为比熔丝元件102的Y方向的最大长度长0.5mm~1mm的尺寸。若遮蔽部贯通孔132的宽度比熔丝元件102的Y方向的最大长度长0.5mm以上,则在组装保护器件1000时,能使熔丝元件102容易地贯通遮蔽部贯通孔132,生产性良好。若遮蔽部贯通孔132的宽度为比熔丝元件102的Y方向的最大长度长2mm的尺寸以下,则不会妨碍保护器件1000的小型化,是优选的。
遮蔽部贯通孔132的下表面至上表面的高度(Z方向的长度)优选为比熔丝元件102的最大厚度长0.03mm~0.2mm的尺寸,更优选为比熔丝元件102的最大厚度长0.05mm~0.1mm的尺寸。若遮蔽部贯通孔132的高度为比熔丝元件102的最大厚度长0.03mm以上的尺寸,则在组装保护器件1000时,能使熔丝元件102容易地贯通遮蔽部贯通孔132,生产性良好。
滑动件103也可以是多个滑动件构件一体化而成的构成。例如,也可以是接合两个滑动件构件而一体化而成的构成。此外,也可以是接合分体的板状部和遮蔽部而一体化而成的构成。
板状部130和遮蔽部131的Z方向的厚度可以设为与第四实施方式的板状部30、遮蔽部31相同。
作为滑动件103的材料,可以使用与后述的滑动件3的材料相同的材料。
作为滑动件103的材料,优选使用耐电痕化指标CTI(Comparative TrackingIndex:相比漏电起痕指数)为500V以上的材料。
作为滑动件103的材料,优选使用选自由尼龙系树脂、聚邻苯二甲酰胺(PPA)系树脂、以及特氟龙(注册商标)系树脂构成的组中的树脂材料的任一种。
(壳体)
壳体106如图1和图2所示为大致长方体,是第一壳体106a和与第一壳体106a对置配置的第二壳体106b这两个构件一体化而成的。虽然壳体106是由第一壳体106a和第二壳体106b从上下夹持熔丝元件和滑动件的构成,但并不限定于该构成。例如,也可以是如后述的第二实施方式那样从左右夹持的构成。
本实施方式的保护器件1000中的壳体106如图2所示,在内部的容纳部160具有:遮蔽部容纳空间160a,容纳遮蔽部131,可供遮蔽部131在Z方向移动;以及板状部移动空间160b,容纳滑动件103,可供滑动件103在Z方向移动。
遮蔽部容纳空间160a和板状部移动空间160b可以通过粘接第一壳体106a和第二壳体106b来形成。
遮蔽部容纳空间160a的平面形状(从Z方向俯视观察的形状)为与滑动件103的遮蔽部131的平面形状对应的形状。具体而言,如图2所示,遮蔽部容纳空间160a优选为滑动件103的遮蔽部131接近或接触于遮蔽部容纳空间160a的内壁面并且嵌入至遮蔽部容纳空间160a内的形状。遮蔽部容纳空间160a的X方向内壁面间距离与滑动件103的遮蔽部131的X方向厚度之差例如可以设为0.03mm~0.2mm,优选设为0.05mm~0.1mm。
若遮蔽部容纳空间160a的X方向内壁面间距离与滑动件103的遮蔽部131的X方向厚度之差为0.03mm以上,则遮蔽部容纳空间160a内的滑动件103的遮蔽部131的移动顺畅,会更迅速且可靠地熄灭电弧放电。其原因在于,若上述差为0.03mm以上,则滑动件103的遮蔽部131不易卡在遮蔽部容纳空间160a内。因此,若上述分离距离为0.03mm以上,则在滑动件103移动前,遮蔽部131不会从滑动件103分离,或遮蔽部容纳空间160a不会被破坏。
此外,若上述分离距离为0.2mm以下,则遮蔽部容纳空间160a作为在熔丝元件102熔断时使滑动件103移动至规定的位置的引导件发挥功能。因此,防止在熔丝元件102熔断时移动的滑动件103的位置偏移,会更迅速且可靠地熄灭电弧放电。
板状部移动空间160b的平面形状(从Z方向俯视观察的形状)为与滑动件103的板状部130的形状对应的形状。具体而言,板状部移动空间160b的平面形状成为滑动件103的板状部130接近或接触于板状部移动空间160b的内壁面并且嵌入至板状部移动空间160b内的形状。
板状部移动空间160b的X方向和Y方向的内壁面间隔与滑动件103的板状部130的X方向和Y方向的长度在各自方向的差例如可以设为0.03mm~0.2mm,优选设为0.05mm~0.1mm。若板状部移动空间160b的X方向和Y方向的内壁面间隔与滑动件103的板状部130的X方向和Y方向的长度在各自方向的差为0.03mm~0.2mm,则通过由熔丝元件102的阻断部123熔断时产生的电弧放电引起的容纳部160内的板状部130的遮蔽部131侧的空间的压力上升,滑动件103顺畅地移动,会更迅速且可靠地熄灭电弧放电。
壳体106可以具有将板状部移动空间160b与壳体106的外部相连的外部泄漏孔(参照图8的外部泄漏孔271、图22的泄漏孔67a、67b)。
在第一壳体106a与第二壳体106b对置的一个接合面具有粘接区域和粘接剂侵入阻止槽(参照图8的粘接剂侵入阻止槽267、图18、图22的粘接剂侵入阻止槽67c、67d),粘接剂侵入阻止槽设于粘接区域与容纳部之间,防止粘接剂侵入容纳部。
作为壳体106的材料,可以使用与后述的壳体6的材料相同的材料。
作为壳体106的材料,可以使用耐电痕化指标CTI为500V以上的材料。
作为壳体106的材料,优选使用选自由尼龙系树脂、聚邻苯二甲酰胺(PPA)系树脂以及特氟龙(注册商标)系树脂构成的组中的树脂材料的任一种。
(发热体)
第一实施方式的保护器件1000可以具备对熔丝元件进行加热的发热体。
第一实施方式的保护器件1000可以具备与发热体电连接的供电线,供电线经由设于壳体的供电线孔被引出至外部。
发热体优选为包含通过经由供电线通电而发热的导电性材料的电阻体。作为发热体的材料,例如可列举出包含镍铬合金、W、Mo、Ru等金属的材料。
[第二实施方式]
图7是示出第二实施方式的保护器件2000的整体结构的分解立体图。是第二壳体206b以其内部可见的状态示出的透视立体图。图8是以卸除了第二实施方式的保护器件2000的第二壳体206b的状态示出的侧视图。图9是第一壳体206a的立体图。
本实施方式的保护器件2000如图7~图9所示,具备:熔丝元件202,在X方向(第一方向)通电;滑动件203,由绝缘材料构成,具有在X方向延伸的板状部230、从板状部230的第一缘部230a与作为该第一缘部230a的相反侧的缘部的第二缘部230b之间立起设置于与X方向正交的Z方向(第二方向)的遮蔽部231、以及贯通遮蔽部231的遮蔽部贯通孔232;以及壳体206,由绝缘材料构成,在内部具有容纳熔丝元件202的一部分和滑动件203的容纳部260,容纳部260具有:熔丝元件容纳空间261,容纳熔丝元件202;遮蔽部容纳空间260a,容纳遮蔽部231,可供遮蔽部231在Z方向移动;以及板状部移动空间260b,容纳板状部230,可供板状部230在Z方向移动,熔丝元件容纳空间261与遮蔽部容纳空间260a交叉,在熔丝元件202熔断前,滑动件203和熔丝元件202以熔丝元件202被插入至遮蔽部贯通孔232的状态容纳于壳体206。
(熔丝元件)
图10是用于对第二实施方式的保护器件2000的一部分进行说明的放大图,图10的(a)是示出熔丝元件、第一端子以及第二端子的立体图,图10的(b)是示出熔丝元件的俯视图。如图10的(a)和图10的(b)所示,熔丝元件202具有第一端部221、第二端部222、以及设于第一端部221与第二端部222之间的阻断部223。熔丝元件202在作为从第一端部221朝向第二端部222的方向的X方向(第一方向)通电。
如图10的(a)所示,第一端部221与第一端子61电连接。第二端部222与第二端子62电连接。第一端子61具备外部端子孔61a。此外,第二端子62具备外部端子孔62a。外部端子孔61a、外部端子孔62a中的一个用于连接于电源侧,另一个用于连接于负荷侧。此外,外部端子孔61a、外部端子孔62a也可以连接于负荷电路的内部的通电路径。如图10的(a)所示,可以在与熔丝元件2连接一侧的端部具有朝向熔丝元件202两侧加宽的凸缘部(在图10的(a)中由附图标记61c、62c表示),没有特别限定。第一端子61和第二端子62的详情在下文叙述。
作为熔丝元件202与遮蔽部贯通孔232的配置关系,如图8和图9所示的保护器件2000那样,优选为如下构成:构成熔丝元件202的第一端部221、第二端部222以及阻断部223当中,阻断部223配置于滑动件203的遮蔽部231所具有的遮蔽部贯通孔232内。
在该构成的情况下,与专利文献1中公开的熔丝不同,熔丝元件202在过电流流过时,阻断部223成为热点,阻断部223优先升温,可靠地熔断。因此,在熔丝元件202熔断时,由伴随电弧放电的释放气体引起的压力上升使滑动件移动时,熔丝元件202已经熔断,因此滑动件203无需物理性地切断熔丝元件202,能够迅速移动。被阻断的阻断部223的熔断面彼此通过滑动件203的遮蔽部231而绝缘,物理性且可靠地阻断经由熔丝元件202的通电路径。由此,电弧放电迅速地熄灭(灭弧)。
熔丝元件202的厚度如图8和图10所示,可以是均匀的,也可以局部不同。作为厚度局部不同的熔丝元件,例如可列举出:从阻断部223朝向第一端部221和第二端部222厚度逐渐变厚的熔丝元件;在第一端部221和第二端部222层叠有金属板的熔丝元件等。这样的熔丝元件202在过电流流过时,阻断部223成为热点,阻断部223优先升温,更可靠地熔断。
如图10的(b)所示,熔丝元件202的阻断部223、第一端部221以及第二端部222具有俯视观察时大致长方形的形状。如图10的(b)所示,第一端部221的Y方向的宽度221D与第二端部222的Y方向的宽度222D大致相同。阻断部223的Y方向的宽度223D比第一端部221的Y方向的宽度221D和第二端部222的Y方向的宽度222D窄。由此,阻断部223的宽度223D比阻断部223以外的宽度窄。即,阻断部223的Y方向的剖面积比阻断部223以外的区域的剖面积小。
如图7、图8以及图10的(a)所示,熔丝元件202的第一端部221与第一端子61在俯视观察时重叠而配置,第二端部222与第二端子62在俯视观察时重叠而配置。
如图10的(b)所示,熔丝元件202的阻断部223的Y方向的宽度(在图10的(b)中由附图标记223D表示)比第一端部221和第二端部222的Y方向的宽度窄。由此,阻断部223比阻断部223与第一端部221之间的区域以及阻断部223与第二端部222之间的区域更容易熔断。
在本实施方式中,作为熔丝元件202,如图10的(b)所示,列举出阻断部223的Y方向的宽度比第一端部221和第二端部222的Y方向的宽度窄的熔丝元件为例并进行了说明,但熔丝元件并不限定于阻断部的Y方向的宽度比第一端部和第二端部窄。在本实施方式中,也可以使用图3所示的熔丝元件102来代替熔丝元件202。
如图10的(b)所示,熔丝元件202整体的平面形状为大致矩形,与普通的熔丝元件相比,Y方向的宽度相对较宽,X方向的长度相对较短。在本实施方式的保护器件2000中,被熔断的熔丝元件202的熔断面彼此通过滑动件203的遮蔽部231而绝缘。其结果是,在熔丝元件202熔断时产生的电弧放电迅速熄灭(灭弧)。因此,无需为了抑制电弧放电使熔丝元件202的Y方向的宽度变窄,可以使熔丝元件202的Y方向的宽度变宽,使X方向的长度变短。具有这样的熔丝元件202的保护器件2000能抑制设置有保护器件2000的电流路径中的电阻值上升,因此也可以优选设置于大电流的电流路径中。
此外,也可以设置例如Y方向的剖面积均匀的线状或带状的熔丝元件来代替图10的(b)所示的熔丝元件202。
图11中示出另一熔丝元件的例子。
图11所示的熔丝元件202A在夹着阻断部223的两侧分别具备缓和X方向的热膨胀和热收缩压力的弯曲部202Aa、202Ab。
作为熔丝元件202的材料,可以使用与上述的熔丝元件102相同的材料。
(滑动件)
图12是用于对第二实施方式的保护器件2000所具备的滑动件203的结构进行说明的附图,图12的(a)是示出插入有熔丝元件202的状态的滑动件203的立体图,图12的(b)是示出滑动件203的立体图,是为了显示第一滑动件构件203A的隐藏的结构而透明地描绘构成滑动件203的第一滑动件构件203A与第二滑动件构件203B中的第二滑动件构件203B的立体图。
滑动件203如图12所示,沿X方向的剖面形状具有大致倒T型形状。
滑动件203如图12所示,具备:板状部230,在X方向(第一方向)延伸;遮蔽部231,从板状部230的第一缘部230a与作为该第一缘部230a的相反侧的缘部的第二缘部230b之间立起设置于与X方向(第一方向)正交的Z方向(第二方向)。在遮蔽部231形成有贯通遮蔽部231的遮蔽部贯通孔232。在遮蔽部贯通孔232配置有熔丝元件202,在保护器件2000中,熔丝元件202的阻断部223配置于遮蔽部贯通孔232内。
在熔丝元件202熔断时,当构成滑动件203的板状部230受到由伴随电弧放电的释放气体引起的压力时,滑动件203在Z方向移动。
在保护器件2000中,遮蔽部231是在X方向上配置于板状部230的中央部的构成。即,是在X方向上配置于作为板状部230的一端的第一缘部230a与作为其相反侧的一端的第二缘部230b的中间位置的构成。也可以设为配置于靠近板状部230的一端的位置的构成,或设为相对于作为板状部230的一端的第一缘部230a与作为其相反侧的一端的第二缘部230b的中间位置,靠近任一端侧的构成。
在保护器件2000中,遮蔽部贯通孔232配置于从遮蔽部231的下端231b离开上端231a侧的位置。因此,熔丝元件202不被支承于板状部230的上表面230s,而被容纳并支承于熔丝元件容纳空间261。
图12所示的滑动件203是第一滑动件构件203A与第二滑动件构件203B一体化而成的构成。如果是在一体化之前将熔丝元件202设于遮蔽部贯通孔232的顺序,则遮蔽部贯通孔232的宽度(Y方向的长度)可以比熔丝元件202的Y方向的最大长度221D、222D(参照图10的(b))短,但要求为比熔丝元件202的阻断部223的宽度223D长的尺寸。例如,遮蔽部贯通孔232的宽度优选为比阻断部223的宽度223D长0.5mm~2mm的尺寸,更优选为比阻断部223的宽度223D长0.5mm~1mm的尺寸。
在将第一滑动件构件203A与第二滑动件构件203B一体化之后将熔丝元件202设于遮蔽部贯通孔232的顺序的情况下,遮蔽部贯通孔232的宽度优选为比熔丝元件202的Y方向的最大长度221D、222D长0.5mm~2mm的尺寸,更优选为比熔丝元件202的Y方向的最大长度221D、222D长0.5mm~1mm的尺寸。若遮蔽部贯通孔232的宽度比熔丝元件202的Y方向的最大长度长0.5mm以上,则在组装保护器件2000时,能使熔丝元件202容易地贯通遮蔽部贯通孔232,生产性良好。若遮蔽部贯通孔232的宽度为比熔丝元件202的Y方向的最大长度长2mm的尺寸以下,则不会妨碍保护器件2000的小型化,是优选的。
遮蔽部贯通孔232的下表面至上表面的高度(Z方向的长度)优选为比熔丝元件202的最大厚度长0.03mm~0.2mm的尺寸,更优选为比熔丝元件202的最大厚度长0.05mm~0.1mm的尺寸。若遮蔽部贯通孔232的高度为比熔丝元件202的最大厚度长0.03mm以上的尺寸,则在组装保护器件2000时,能使熔丝元件202容易地贯通遮蔽部贯通孔232,生产性良好。
滑动件203是第一滑动件构件203A与第二滑动件构件203B一体化而成的构成。第一滑动件构件203A由第一遮蔽部231A和第一板状部230A构成。此外,第二滑动件构件203B由第二遮蔽部231B和第二板状部230B构成。
在第一滑动件构件203A中,为了与第二滑动件构件203B一体化,在第一板状部230A与第二板状部230B相合的面上具有凸台230Aa以及供第二板状部230B的凸台嵌入的嵌合孔230Ab。在第二滑动件构件203B中也同样地,为了与第一滑动件构件203A一体化,在第二板状部230B与第一板状部230A相合的面上具有凸台以及供第一板状部230A的凸台嵌入的嵌合孔。
此外,在第一滑动件构件203A中,为了与第二滑动件构件203B一体化,在第一遮蔽部231A与第二遮蔽部231B相合的面上具有在Y方向切除而成的接合面231Aa。在第二滑动件构件203B中也同样地,为了与第一滑动件构件203A一体化,在第二遮蔽部231B与第一遮蔽部231A相合的面上具有在Y方向切除而成的接合面。
第一滑动件构件203A和第二滑动件构件203B彼此的凸台与彼此的嵌合孔嵌合,并且,第一滑动件构件203A和第二滑动件构件203B彼此的接合面之间嵌合,由此将第一滑动件构件203A与第二滑动件构件203B一体化,组装滑动件203。
在组装滑动件203之前设置熔丝元件202插入至遮蔽部贯通孔232。根据遮蔽部贯通孔232的孔尺寸,可以在组装滑动件203之后,将熔丝元件202插入至遮蔽部贯通孔232。第一滑动件构件203A和第二滑动件构件203B可以通过粘接剂将彼此的接合面之间接合。
板状部230和遮蔽部231的Z方向的厚度可以设为与第四实施方式的板状部30、遮蔽部31相同。
作为滑动件203的材料,可以使用与滑动件103相同的材料。
(壳体)
壳体206如图7~图9所示为大致长方体,是第一壳体206a和与第二壳体206a对置配置的第二壳体206b这两个构件一体化而成的。虽然壳体206是由第一壳体206a和第二壳体206b从左右夹持熔丝元件和滑动件的构成,但并不限定于该构成。例如,也可以是如前述的第一实施方式那样从上下夹持的构成。
本实施方式的保护器件2000中的壳体206如图9所示,在内部具有容纳熔丝元件202和滑动件203的容纳部260。容纳部260具有:熔丝元件容纳空间261,容纳熔丝元件202;遮蔽部容纳空间260a,容纳遮蔽部231,可供遮蔽部231在Z方向移动;板状部移动空间260b,容纳板状部230,可供板状部230在Z方向移动;以及板状部容纳空间260c,容纳板状部230。板状部容纳空间260c是在熔丝元件202熔断前容纳板状部230的空间,滑动件移动空间260b是在熔丝元件202熔断时供板状部230移动的空间。
容纳部260通过第一壳体206a与第二壳体206b对置配置而一体化来形成。
遮蔽部容纳空间260a的平面形状(从Z方向俯视观察的形状)为与滑动件203的遮蔽部231的平面形状对应的形状。具体而言,如图7和图8所示,遮蔽部容纳空间260a优选为滑动件203的遮蔽部231接近或接触于遮蔽部容纳空间260a的内壁面并且嵌入至遮蔽部容纳空间260a内的形状。遮蔽部容纳空间260a的X方向内壁面间距离与滑动件203的遮蔽部231的X方向厚度之差例如可以设为0.03mm~0.2mm,优选设为0.05mm~0.1mm。
若遮蔽部容纳空间260a的X方向内壁面间距离与滑动件203的遮蔽部231的X方向厚度之差为0.03mm以上,则遮蔽部容纳空间260a内的滑动件203的遮蔽部231的移动顺畅,会更迅速且可靠地熄灭电弧放电。其原因在于,若上述差为0.03mm以上,则滑动件203的遮蔽部231不易卡在遮蔽部容纳空间260a内。因此,若上述分离距离为0.03mm以上,则在滑动件203移动前,遮蔽部231不会从滑动件203分离,或遮蔽部容纳空间260a不会被破坏。
此外,若上述分离距离为0.2mm以下,则遮蔽部容纳空间260a作为在熔丝元件202熔断时使滑动件203移动至规定的位置的引导件发挥功能。因此,防止在熔丝元件202熔断时移动的滑动件203的位置偏移,会更迅速且可靠地熄灭电弧放电。
板状部移动空间260b的平面形状(在Z方向俯视观察的形状)为与滑动件203的板状部230的形状对应的形状。具体而言,板状部移动空间260b的平面形状成为滑动件203的板状部230接近或接触于板状部移动空间260b的内壁面并且嵌入至板状部移动空间260b内的形状。
板状部移动空间260b的X方向和Y方向的内壁面间隔与滑动件203的板状部230的X方向和Y方向的长度在各自方向的差例如可以设为0.03mm~0.2mm,优选设为0.05mm~0.1mm。若板状部移动空间260b的X方向和Y方向的内壁面间隔与滑动件203的板状部230的X方向和Y方向的长度在各自方向的差为0.03mm~0.2mm,则通过由熔丝元件202的阻断部223熔断时产生的电弧放电引起的容纳部260内的板状部230的遮蔽部231侧的空间的压力上升,滑动件203顺畅地移动,会更迅速且可靠地熄灭电弧放电。
在第一壳体206a的与第二壳体206b的对置面上的四个角部中的两个角部分别设有大致圆柱状的接合凸部269aba、接合凸部269abb,此外,在另外两个角部分别设有接合孔269aaa、接合孔269aab。此外,同样地,在第二壳体206b的与第一壳体206a的对置面上的四个角部中的两个角部分别设有大致圆柱状的接合凸部269bba、接合凸部269bbb,此外,在另外两个角部分别设有接合孔269baa、接合孔269bab。
在图示的保护器件2000中,接合凸部269aba与接合孔269baa嵌合,接合凸部269abb与接合孔269bab嵌合,接合凸部269bba与接合孔269aaa嵌合,接合凸部269bbb与接合孔269aab嵌合,将第一壳体206a和第二壳体206b精度良好地固定于规定的位置。
在图示的保护器件2000中,列举出作为接合凸部269aba、接合凸部269abb、接合凸部269bba、接合凸部269bbb设置大致圆筒状的接合凸部的情况为例进行了说明,但接合凸部的形状并不限定于大致圆筒状。例如也可以具有长圆形、椭圆形、多边形的剖面形状。
此外,在图示的保护器件2000中,列举出作为接合孔269aaa、接合孔269aab、接合孔269baa、接合孔269bab设置大致圆柱状的接合孔的情况为例进行了说明,但接合孔的形状并不限定于大致圆柱状。根据接合凸部的形状,例如可以具有长圆形、椭圆形、多边形的剖面形状。
此外,在图示的保护器件2000中,为第一壳体206a和第二壳体206b各自具备接合凸部和接合孔的构成,但也可以是一个壳体仅具备接合凸部且另一个壳体仅具备接合孔的构成。
此外,在图示的保护器件2000中,为第一壳体206a和第二壳体206b各自的壳体具备两个接合凸部和两个接合孔的构成,但它们的数量并不限定于各两个,可以分别为一个或三个以上,可以根据第一壳体206a和第二壳体206b的平面形状等适当决定。
此外,接合凸部和接合孔的大小没有特别限定,可以根据第一壳体206a和第二壳体206b的厚度、平面形状等适当决定。
在图示的保护器件2000中,在第一壳体206a的与第二壳体206b相接的接合面206aA,以包围容纳部260的方式设有粘接剂侵入阻止槽267。
在第一壳体206a与第二壳体206b对置的至少一面具有粘接区域和粘接剂侵入阻止槽,粘接剂侵入阻止槽设置于粘接区域与容纳部260之间,抑制粘接剂侵入容纳部260。
设有分别与熔丝元件容纳空间261的X方向的两端相连的第一插入孔264和第二插入孔265。第一插入孔264和第二插入孔265通过第一壳体206a与第二壳体206b对置配置而一体化来形成。
在第一插入孔264内容纳有第一端子61。此外,在第二插入孔265内容纳有第二端子62。
壳体206具有将熔丝元件容纳空间261与板状部容纳空间260c相连的内部泄漏孔268a、268b。
由熔丝元件熔断时产生的放电引起的熔丝元件容纳空间261内的上升压力经由内部泄漏孔268a、268b使滑动件203滑动。
内部泄漏孔268a、268b具有大致圆筒状的形状。在本实施方式中,列举出作为内部泄漏孔268a、268b设置大致圆筒状的形状的内部泄漏孔的情况为例进行了说明,但内部泄漏孔268a、268b的形状并不限定于大致圆筒状,例如可以为具有长圆形、椭圆形、多边形等剖面形状的筒状。
此外,在本实施方式中,列举出设有两个内部泄漏孔的情况为例进行了说明,但内部泄漏孔的数量没有特别限定,也可以为一个或三个以上。其中,在具备多个内部泄漏孔的构成中,优选的是,以熔丝元件容纳空间261内的上升压力在滑动件的移动方向(Z方向)均匀地施加于滑动件203的方式来配置。在滑动件的移动方向均匀地对滑动件203施加压力的、多个内部泄漏孔的配置构成依赖于壳体内部的结构,但例如可以通过等间隔地配置多个内部泄漏孔,或相对于Z方向配置于旋转对称位置等来实现。
壳体206在第一壳体206a的与Y方向正交的壁面281具有将滑动件移动空间260b和壳体206的外部相连的外部泄漏孔271。
外部泄漏孔271具有大致圆筒状的形状。在本实施方式中,列举出作为外部泄漏孔271设置大致圆筒状的形状的外部泄漏孔的
情况为例进行了说明,但外部泄漏孔271的形状并不限定于大致圆筒状,例如可以为具有长圆形、椭圆形、多边形等剖面形状的筒状。
此外,在本实施方式中,列举出设有一个外部泄漏孔271的情况为例进行了说明,但外部泄漏孔的数量没有特别限定,也可以为两个以上。
外部泄漏孔271在滑动件203向下方移动时会被板状部230的侧面封闭,因此优选的是,外部泄漏孔271以在滑动件203移动结束前不被封闭的方式设于滑动件移动空间260b的底面282附近。外部泄漏孔271也可以设于滑动件移动空间260b的底面282。
作为壳体206的材料,可以使用与壳体106相同的材料。
(保护器件的制造方法)
接着,举例对本实施方式的保护器件2000的制造方法进行说明。
在制造本实施方式的保护器件2000时,准备图10所示的熔丝元件202、第一端子61以及第二端子62。然后,如图10所示,将第一端子61通过焊接连接于熔丝元件202的第一端部221上。此外,将第二端子62通过焊接连接于第二端部222上。作为本实施方式中焊接所使用的焊料材料,可以使用公知的焊料材料,从电阻率和熔点的观点考虑,优选使用以Sn为主成分的焊料材料。
熔丝元件202的第一端部221、第二端部222与第一端子61、第二端子62可以通过由焊接实现的接合来连接,也可以通过铆接、螺纹接合等机械接合来连接,可以使用公知的接合方法。
接着,准备图12所示的滑动件203。然后,在使熔丝元件202的阻断部223配置于滑动件203的遮蔽部贯通孔232的状态下,将第一滑动件构件203A和第二滑动件构件203B接合。
接着,准备图7所示的第一壳体206a和第二壳体206b。然后,如图12的(a)示出其一部分那样,准备熔丝元件202、第一端子61及第二端子62、以及滑动件203一体化而成的构件。接着,将该一体化而成的构件设置于第一壳体206a内。也可以将熔丝元件202、第一端子61及第二端子62、以及滑动件203一体化而成的构件设置于第二壳体206b内。
之后,使接合凸部269aba与接合孔269baa嵌合,使接合凸部269abb与接合孔269bab嵌合,使接合凸部269bba与接合孔269aaa嵌合,使接合凸部269bbb与接合孔269aab嵌合,将第一壳体206a和第二壳体206b接合。
第一壳体206a与第二壳体206b的接合可以根据需要使用粘接剂。作为粘接剂,例如可以使用包含热固性树脂的粘接剂。
在将第一壳体206a与第二壳体206b接合时,以将设于第一壳体206a的粘接剂侵入阻止槽267与设于第二壳体206b的粘接剂侵入阻止槽(未图示)对置配置且各自在俯视观察时重叠的方式配置而接合。由此,在壳体206的内部形成熔丝元件容纳空间261、遮蔽部容纳空间260a、板状部移动空间260b、板状部容纳空间260c、内部泄漏孔268a、268b等。
由此,成为连接于熔丝元件202的第一端子61和第二端子62的一部分露出于壳体206的外部的状态。
通过以上的工序,可得到本实施方式的保护器件2000。
(保护器件的动作)
接着,使用附图,对在本实施方式的保护器件2000的熔丝元件202中流过超过额定电流的电流的情况下的保护器件2000的动作进行说明。
图13是用于对本实施方式的保护器件2000的动作进行说明的图,(a)是示意性地示出在阻断部223的熔断面彼此之间产生电火花的状态的剖视图,(b)是示出因产生电弧放电而熔丝元件容纳空间261内的压力上升,从而滑动件203移动至下方的状态的剖视图。
在本实施方式的保护器件2000的熔丝元件202中流过超过额定电流的电流时,熔丝元件202因过电流带来的发热而升温。然后,配置于滑动件203的遮蔽部贯通孔232内的熔丝元件202的阻断部223因升温而软化、熔断。此时,如图13的(a)所示,在阻断部223的熔断面彼此之间产生电火花(附图标记SP),产生电弧放电。当产生电弧放电时,熔丝元件容纳空间261内的压力上升。
由于熔丝元件容纳空间261内的压力上升,经由内部泄漏孔268a、268b,施加按压滑动件203的上表面的压力,滑动件203移动至下方(参照图13的(b))。即,容纳于板状部容纳空间260c的滑动件203的板状部230移动至滑动件移动空间260b,此外,容纳于遮蔽部容纳空间260a的遮蔽部231的一部分移动至板状部容纳空间260c。其结果是,如图13的(b)所示,熔丝元件容纳空间261与遮蔽部容纳空间260a交叉的交叉部270(图9的虚线圆)被遮蔽部231封闭(在图13的(b)中,用附图标记231A表示遮蔽部231中封闭交叉部270的部位(虚线圆的附近))。由此,被熔断的阻断部223的熔断面彼此通过滑动件203的遮蔽部231而绝缘,物理性且可靠地阻断经由熔丝元件202的通电路径。由此,电弧放电迅速地熄灭(灭弧)。
此外,如图8和图9所示,优选的是,在滑动件移动空间260b的一部分具有与板状部230的侧面(第一缘部230a、第二缘部230b)接触并抑制滑动件203的回弹的固定部280a、280b。通过具备固定部280a、280b,不易发生移动后的滑动件203返回至原来的位置的回弹,更可靠地使电弧放电熄灭。
图8和图9所示的固定部280a、280b是向垂直于内壁面的方向隆起的结构,但只要是能接触并抑制滑动件203的回弹的结构,就不限制于该结构。此外,图8和图9所示的固定部280a、280b是在各壁面具备一个的构成,但也可以是在各壁面具备两个以上的构成。
在本实施方式中,即使滑动件203因熔丝元件容纳空间261内的压力上升而开始移动,滑动件移动空间260b内的气体也会经由外部泄漏孔271排出至滑动件移动空间260b之外,因此可抑制滑动件移动空间260b的压力上升。因此,不会因滑动件移动空间260b内的压力上升而妨碍滑动件203的移动,滑动件203迅速地移动。其结果是,在本实施方式的保护器件2000中,会更迅速且可靠地熄灭电弧放电。此外,能防止滑动件移动空间260b因滑动件移动空间260b内的压力上升而被破坏,因此安全性优异。
在滑动件203因熔丝元件容纳空间261内的压力上升而移动至下方时,外部泄漏孔271被板状部230的侧面封闭。
在本实施方式的保护器件2000中,具备容纳熔丝元件202的熔丝元件容纳空间261,因此与不具备熔丝元件容纳空间261的结构相比,由熔丝元件202的阻断部223熔断时产生电弧放电引起的熔丝元件容纳空间261内的压力变化容易变得急剧。此外,该压力上升经由狭窄的内部泄漏孔268a、268b立即作用于滑动件203的板状部230。其结果是,由熔丝元件容纳空间261内的压力上升引起的滑动件203的移动变得快速,会更迅速且可靠地熄灭电弧放电。
在本实施方式的保护器件2000中,通过在熔丝元件202的阻断部223熔断时产生的电弧放电,使壳体206的熔丝元件容纳空间261内的压力上升时,该压力上升经由内部泄漏孔268a、268b立即作用于滑动件203的板状部230,使滑动件203移动。通过滑动件203的移动,熔丝元件容纳空间261与遮蔽部容纳空间260a交叉的交叉部270被遮蔽部231封闭。其结果是,被熔断的阻断部223的熔断面彼此通过滑动件203的遮蔽部231遮蔽而绝缘。其结果是,在熔丝元件202熔断时产生的电弧放电迅速地熄灭(灭弧)。由此,本实施方式的保护器件2000例如可以优选设置于高电压且大电流的电流路径。
[第三实施方式]
图14是示出第三实施方式的保护器件3000的整体结构的分解立体图。图14与图7的斜视的角度不同。是第二壳体206b以其内部可见的状态示出的透视立体图。图15是示出第三实施方式的保护器件3000所具备的发热体的配置构成的一个例子的图,(a)是示出两个发热体、对各发热体供电的供电线、熔丝元件、第一端子以及第二端子的立体图,(b)是示出熔丝元件的立体图,(c)是为了示出从Z方向观察的两个发热体、对各发热体供电的供电线以及熔丝元件的位置关系,从熔丝元件侧观察的俯视图。图16是示出第三实施方式的保护器件3000所具备的发热体的结构的一个例子的图,(a)是俯视图,(b)是剖视图。
第三实施方式的保护器件3000如图14所示,具备:将阻断部223熔断的发热体290a、290b;对发热体290a、290b供给电流的供电线291a、291b;以及发热体用熔丝元件202AA-2、202AA-3,除此以外,具备与第二实施方式的保护器件2000相同的构成。
发热体290a、290b如图16所示,具有电阻层290-1,进而在熔丝元件侧的表面具有电极层290-2。发热体290a、290b还具备:形成有电阻层290-1的绝缘基板290-3、覆盖电阻层290-1的绝缘层290-4、形成于绝缘基板290-3的两端的发热体电极290-5a、290-5b。电阻层290-1由具有通电时发热的导电性的材料例如镍铬合金、W、Mo、Ru等、或者包含它们的材料构成。通过将这些合金或者组合物、化合物的粉状体与树脂粘合剂等混合而制成糊状的物质在绝缘基板290-3上使用丝网印刷技术形成图案,进行烧成等来形成。绝缘基板290-3例如是氧化铝、玻璃陶瓷、莫来石、氧化锆等具有绝缘性的基板。绝缘层290-4为了谋求电阻层290-1的保护和绝缘,并且将电阻层290-1发热的热高效地传递至熔丝元件而设置。
熔丝元件202AA如图15的(b)所示,由第一部分202AA-1、第二部分(发热体用熔丝元件)202AA-2以及第三部分(发热体用熔丝元件)202AA-3构成。
在第三实施方式的保护器件3000中,如图14所示,发热体290a、290b与阻断部223相接而配置于熔丝元件容纳空间261内。发热体290a、290b经由发热体用熔丝元件202AA-2、202AA-3并联连接,供电线291a与发热体290a的一端子连接,供电线291b与发热体290b的另一端子连接。也就是说,“供电线291a~发热体290a~发热体用熔丝元件202AA-2~供电线291b”的第一路径与“供电线291b~发热体290b~发热体用熔丝元件202AA-3~供电线291a”的第二路径并联连接。
发热体290a、290b具有如下功能:对熔丝元件202AA的阻断部223进行加热使其熔断,对发热体用熔丝元件202AA-2、202AA-3进行加热使其软化。发热体290a、290b在作为保护器件3000的通电路径的外部电路中发生异常而需要阻断通电路径的情况下,通过设于外部电路的电流控制器件通电而发热。此外,当熔丝元件202AA被阻断时,滑动件203因由电弧放电引起的压力而移动,阻断(切断)发热体用熔丝元件202AA-2、202AA-3,由此阻断向发热体290a、290b的供电,发热体290a、290b的发热停止。作为发热体290a、290b,并不限于图16所示的发热体,可以使用公知的发热体。供电线291b经由形成于第二壳体206b的贯通孔292b,从熔丝元件容纳空间261向外部延伸。同样地,供电线291a经由形成于第一壳体206a的贯通孔(未图示),从熔丝元件容纳空间261向外部延伸。
在第三实施方式的保护器件3000中,也与第二实施方式的保护器件2000同样地,因熔丝元件202的阻断部223熔断时产生的电弧放电,熔丝元件容纳空间261内的压力上升时,该压力上升经由内部泄漏孔268a、268b立即作用于滑动件203的板状部230,使滑动件203移动。通过滑动件203的移动,熔丝元件容纳空间261与遮蔽部容纳空间260a交叉的交叉部270被遮蔽部231封闭。其结果是,被熔断的阻断部223的熔断面彼此通过滑动件203的遮蔽部231绝缘。其结果是,熔丝元件202熔断时产生的电弧放电迅速地熄灭(灭弧)。因此,在本实施方式的保护器件3000中,也与第二实施方式的保护器件2000同样地,熔丝元件202熔断时产生的电弧放电迅速地熄灭(灭弧)。
此外,在图14所示的第三实施方式的保护器件3000中,将阻断部223熔断的发热体290a、290b与阻断部223相接而配置于熔丝元件容纳空间261内。因此,在作为保护器件3000的通电路径的外部电路中发生异常而需要阻断通电路径的情况下,通过设于外部电路的电流控制器件通电,发热体290a、290b发热,高效地对阻断部223进行加热。此外,当熔丝元件202被熔断时,滑动件203移动而切断发热体用熔丝元件202AA-2、202AA-3,由此阻断向发热体290a、290b的供电,发热体290a、290b的发热停止。由此,本实施方式的保护器件3000具有优异的安全性。
[第四实施方式]
图17~图19是示出第四实施方式的保护器件的示意图。在以下的说明中使用的附图中,X所示的方向是熔丝元件的通电方向(第一方向)。Y所示的方向是与X方向(第一方向)正交的方向,Z所示的方向是与X方向和Y方向正交的方向。
图17是示出第四实施方式的保护器件100的整体结构的立体图。图18是第四实施方式的保护器件100的分解立体图。图19是将第四实施方式的保护器件100沿图17所示的A-A′线剖开的剖视图。
本实施方式的保护器件100如图17~图19所示,具备熔丝元件2、滑动件3、以及在内部设有容纳熔丝元件2和滑动件3的容纳部60的壳体6。
(熔丝元件)
图20是用于对第四实施方式的保护器件100的一部分进行说明的放大图,图20的(a)是示出熔丝元件、第一端子以及第二端子的立体图,图20的(b)是示出熔丝元件的俯视图。如图20的(a)和图20的(b)所示,熔丝元件2具有第一端部21、第二端部22、以及设于第一端部21与第二端部22之间的阻断部23。熔丝元件2在作为从第一端部21朝向第二端部22的方向的X方向(第一方向)通电。
如图18、图19、图20的(a)所示,第一端部21与第一端子61电连接。第二端部22与第二端子62电连接。
第一端子61与第二端子62如图17~图19、图20的(a)所示,可以为大致相同形状,也可以为各自不同的形状。第一端子61和第二端子62的厚度没有特别限定,但标准而言,可以设为0.3mm~1.0mm。第一端子61与第二端子62的厚度如图20的(a)所示,可以是相同的,也可以是不同的。
如图17~图19、图20的(a)所示,第一端子61具备外部端子孔61a。此外,第二端子62具备外部端子孔62a。外部端子孔61a、外部端子孔62a中的一个用于连接于电源侧,另一个用于连接于负荷侧。外部端子孔61a和外部端子孔62a如图17~图19、图20的(a)所示,可以设为俯视观察时大致圆形的贯通孔。
作为第一端子61和第二端子62,例如,可以使用由铜、黄铜、镍等形成的端子。作为第一端子61和第二端子62的材料,从刚性强化的观点考虑,优选使用黄铜,从降低电阻的观点考虑,优选使用铜。第一端子61和第二端子62可以由相同的材料形成,也可以由不同的材料形成。
第一端子61和第二端子62的形状只要是能与未图示的电源侧的端子或负荷侧的端子卡合的形状即可,例如可以是在一部分具有开放部分的爪形,也可以如图20的(a)所示,在与熔丝元件2连接的一侧的端部具有朝向熔丝元件2两侧加宽的凸缘部(在图20的(a)中由附图标记61c、62c表示),没有特别限定。在第一端子61和第二端子62具有凸缘部61c、62c的情况下,第一端子61和第二端子62不易从壳体6脱落,成为可靠性和耐久性良好的保护器件100。
熔丝元件2的厚度如图19和图20的(a)所示,可以是均匀的,也可以局部不同。作为厚度局部不同的熔丝元件,例如可列举出:从阻断部23朝向第一端部21和第二端部22厚度逐渐变厚的熔丝元件;在第一端部21和第二端部22层叠有金属板的熔丝元件等。这样的熔丝元件2在过电流流过时,阻断部23成为热点,阻断部23优先升温,更可靠地熔断。
如图20的(b)所示,熔丝元件2的阻断部23、第一端部21以及第二端部22具有俯视观察时大致长方形的形状。如图20的(b)所示,第一端部21的Y方向的宽度21D与第二端部22的Y方向的宽度22D大致相同。阻断部23的Y方向的宽度23D比第一端部21的Y方向的宽度21D和第二端部22的Y方向的宽度22D窄。由此,阻断部23的宽度23D比阻断部23以外的宽度窄。即,阻断部23的Y方向的剖面积比阻断部23以外的区域的剖面积小。
如图19和图20的(a)所示,熔丝元件2的第一端部21与第一端子61在俯视观察时重叠而配置,第二端部22与第二端子62在俯视观察时重叠而配置。图20的(b)所示的第一端部21的X方向的长度L21如图20的(a)所示,为与俯视观察时与第一端子61重叠的区域对应的尺寸。此外,图20的(b)所示的第二端部22的X方向的长度L22如图20的(a)所示,从俯视观察时与第二端子62重叠的区域向阻断部23侧延伸。因此,第二端部22的X方向L22的长度比第一端部21的X方向的长度L21长。
如图20的(b)所示,在阻断部23与第一端部21之间,配置有俯视观察时大致梯形的第一连结部25。俯视观察时大致梯形的第一连结部25的平行的边的较长的边与第一端部21耦合。此外,在阻断部23与第二端部22之间配置有俯视观察时大致梯形的第二连结部26。俯视观察时大致梯形的第二连结部26的平行的边的较长的边与第二端部22耦合。第一连结部25和第二连结部26相对于阻断部23对称。由此,熔丝元件2的Y方向的宽度从阻断部23朝向第一端部21和第二端部22逐渐变宽。其结果是,在熔丝元件2中流过过电流时,阻断部23成为热点,阻断部23优先升温,容易熔断。
如图20的(b)所示,熔丝元件2的阻断部23的Y方向的宽度(在图20的(b)中由附图标记23D表示)比第一端部21和第二端部22的Y方向的宽度窄。由此,阻断部23比阻断部23与第一端部21之间的区域以及阻断部23与第二端部22之间的区域更容易熔断。
在本实施方式中,作为熔丝元件2,如图20的(b)所示,列举出阻断部23的Y方向的宽度比第一端部21和第二端部22的Y方向的宽度窄的熔丝元件为例并进行了说明,但熔丝元件并不限定于阻断部的Y方向的宽度比第一端部和第二端部窄。
如图20的(b)所示,熔丝元件2整体的平面形状为大致矩形,与普通的熔丝元件相比,Y方向的宽度相对较宽,X方向的长度相对较短。在本实施方式的保护器件100中,被熔断的熔丝元件2的熔断面彼此通过后述的滑动件3的遮蔽部31而绝缘。其结果是,在熔丝元件2熔断时产生的电弧放电迅速地熄灭(灭弧)。因此,无需为了抑制电弧放电使熔丝元件2的Y方向的宽度变窄,可以使熔丝元件2的Y方向的宽度变宽,使X方向的长度变短。具有这样的熔丝元件2的保护器件100能抑制设置有保护器件100的电流路径中的电阻值上升,因此也可以优选设置于大电流的电流路径中。
此外,也可以设置例如Y方向的剖面积均匀的线状或带状的熔丝元件来代替图20的(b)所示的熔丝元件2。在该情况下,熔丝元件2的熔断部为熔丝元件的X方向中心部附近。因此,与具备图20的(b)所示的熔丝元件2的情况相比,有遮蔽部贯通孔内的熔丝元件熔融直至被滑动件遮蔽为止的时间延长的倾向。
在熔丝元件2中,也可以在第一端部21和第二端部22的一个或两个具备缓和X方向的热膨胀和热收缩压力的弯曲部(参照图11)。
作为熔丝元件2的材料,可以使用包含合金的金属材料等公知的熔丝元件所使用的材料。具体而言,作为熔丝元件2的材料,可举例示出Pb85%/Sn、Sn/Ag3%/Cu0.5%等合金。
熔丝元件2不会因通常工作中的通电而实质性变形。熔丝元件2在构成熔丝元件2的材料的软化温度以上的温度下被阻断。由于是软化温度以上的温度,也可以在“软化温度”下被阻断。
本说明书中“软化温度”是指,固相与液相混合或者共存的温度或温度范围。软化温度是使熔丝元件2变软至因外力而变形的程度的温度或者温度带(温度范围)。
例如,在熔丝元件2由二成分系合金构成的情况下,在固相线(开始熔融的温度)与液相线(完全熔融的温度)之间的温度范围内,成为固相与液相混合的所谓的果子露(sherbet)状的状态。该固相与液相混合或共存的温度范围是使熔丝元件2变软至因外力而变形的程度的温度范围。该温度范围是“软化温度”。
在熔丝元件2由三成分系合金或多成分系合金构成的情况下,将上述固相线和液相线改称为固相面和液相面,同样地固相与液相混合或共存的温度范围是“软化温度”。
在熔丝元件2由合金构成的情况下,固相线与液相线之间存在温度差,因此“软化温度”具有温度范围。
在熔丝元件2由单一金属构成的情况下,不存在固相线/液相线,而存在一个熔点/凝固点。在熔丝元件2由单一金属构成的情况下,在熔点或凝固点下,成为固相与液相混合或共存的状态,因此熔点或凝固点是本说明书中的“软化温度”。
固相线与液相线的测定可以以温度上升过程中随着相状态变化的潜热引起的不连续点(时间变化中的平台温度)的形式来进行。具有固相与液相混合或共存的温度或者温度范围的合金材料和单一金属都可以用作本实施方式的熔丝元件2的材料。
熔丝元件2如图20的(b)所示,可以由一个构件(零件)构成,也可以由材料不同的多个构件(零件)构成。
在熔丝元件2由材料不同的多个构件形成的情况下,各构件的形状可以根据熔丝元件2的用途、材料等决定,没有特别限定。
作为由材料不同的多个构件形成的熔丝元件2,例如可列举出通过由软化温度不同的材料构成的多个构件形成的情况。在熔丝元件2通过由软化温度不同的材料构成的多个构件形成的情况下,从软化温度低的材料起依次变为固相与液相混合的状态,在软化温度最低的材料的软化温度以上被阻断。
作为由材料不同的多个构件形成的熔丝元件2,可以采用各种结构。
例如,熔丝元件2可以是在厚度方向层叠有内层和夹着该内层的外层的三层结构的层叠体,且内层和外层由软化温度不同的材料构成。这样的熔丝元件2中,在层叠体的内层和外层中的软化温度低的材料的层中先开始固相与液相的混合状态,可在软化温度高的材料的层达到软化温度之前被阻断。
熔丝元件2优选由层叠体构成,所述层叠体在厚度方向层叠由低熔点金属构成的内层和由高熔点金属构成的外层。就这样的熔丝元件2而言,层叠体包含由高熔点金属构成的外层,因此成为确保了刚性的熔丝元件2。
作为用作熔丝元件2的材料的低熔点金属,优选使用Sn或以Sn为主成分的金属。Sn的熔点是232℃,因此以Sn为主成分的金属是低熔点的。例如,Sn/Ag3%/Cu0.5%合金的固相线是217℃。
作为用作熔丝元件2的材料的高熔点金属,优选使用Ag或Cu、或以Ag或Cu为主成分的金属。例如,Ag的熔点为962℃,但由以Ag为主成分的金属构成的高熔点金属的层随着由低熔点金属构成的层(以Sn为主成分的金属)的熔融而熔解于低熔点金属,在300℃~400℃的温度下熔断。当然,在400℃以上的温度下也熔断。
熔丝元件2可以通过公知的方法制造。
例如,熔丝元件2由在厚度方向层叠有由低熔点金属构成的内层和由高熔点金属构成的外层而成的层叠体构成的情况下,可以通过以下所示的方法来制造。首先,制备由低熔点金属形成的金属箔。接着,使用镀覆法在金属箔的表面整面形成高熔点金属层,作为层叠板。之后,切断层叠板来制成规定的形状。通过以上的工序,可得到由三层结构的层叠体构成的熔丝元件2。
(滑动件)
图21是用于对第四实施方式的保护器件100所具备的滑动件的结构进行说明的附图,图21的(a)是从第一空间侧观察的俯视图,图21的(b)~图21的(e)是立体图。
滑动件3如图19所示,沿X方向的剖面形状具有大致L字型形状。
如图21的(a)~图21的(e)所示,滑动件3具有由绝缘材料构成的板状部30、立起设置于板状部30的第一缘部30a并由绝缘材料构成的遮蔽部31、贯通遮蔽部31的遮蔽部贯通孔32、设于板状部30的与遮蔽部31侧的面(以下也称为“第一面30c”)相反侧的面(以下也称为“第二面30d”)的凸部33。
如图18和图19所示,熔丝元件2以贯通遮蔽部贯通孔32的方式配置于板状部30的第一面30c上。如图21的(a)所示,板状部30在俯视观察时为大致矩形。如图18和图19所示,板状部30的X方向的长度比熔丝元件2的第二连结部26(参照图20的(b))的X方向的长度与第二端部22的X方向的长度L22的合计长度短。因此,如图18所示,在板状部30的第一面30c上,配置有熔丝元件2的第二连结部26和第二端部22的阻断部23侧的部分。此外,如图18所示,板状部30的Y方向的宽度比熔丝元件2的第二端部22的Y方向的宽度22D(参照图20的(b))宽。
板状部30的Z方向的厚度优选为0.5mm~3mm,更优选为1mm~2mm。若板状部30的厚度为0.5mm以上,则对于由熔丝元件2熔断时产生的电弧放电引起的壳体6内的压力上升具有充分的强度,是优选的。若板状部30的厚度为3mm以下,则不会妨碍保护器件100的小型化,是优选的。
如图21的(a)~图21的(e)所示,遮蔽部31立起设置于板状部30的第一缘部30a。遮蔽部31从第一缘部30a侧观察时为大致矩形。如图21的(a)~图21的(e)所示,遮蔽部31的Y方向的宽度与板状部30的Y方向的宽度相同。
遮蔽部贯通孔32的上表面至遮蔽部31的上表面的距离(Z方向的长度)如图19所示,优选为遮蔽部31的第二面30d与后述的壳体6内的第四壁面6f之间的距离以上,更优选为比遮蔽部31的第二面30d与第四壁面6f之间的距离长1mm以上。若遮蔽部贯通孔32的上表面至遮蔽部31的上表面的距离为遮蔽部31的第二面30d与第四壁面6f之间的距离以上,则在熔丝元件2熔断时,滑动件3移动,由此可以通过遮蔽部31可靠地将容纳有熔丝元件2的第一端部21的、后述的第一插入孔64的开口64d封闭。
遮蔽部31的厚度优选为0.5mm~2mm,更优选为1mm~1.5mm。若遮蔽部31的厚度为0.5mm以上,则对于由熔丝元件2熔断时产生的电弧放电引起的壳体6内的压力上升具有充分的强度,是优选的。若遮蔽部31的厚度为2mm以下,则能抑制熔丝元件2的X方向的长度变长,能使熔丝元件2低电阻化,因此是优选的。
遮蔽部贯通孔32如图21的(a)~图21的(d)所示,是以贯通遮蔽部31的方式设置的具有剖面观察时大致长圆形的筒状形的贯通孔。若遮蔽部贯通孔32在剖面观察时为大致长圆形,则能通过机械加工容易地形成遮蔽部贯通孔32,是优选的。在通过模具成型形成遮蔽部贯通孔32的情况下,遮蔽部贯通孔32的剖面形状可以是大致长圆形,也可以是矩形。如图21的(c)所示,遮蔽部贯通孔32的下表面(板状部30侧的内壁)形成于从板状部30的第一面30c连续的面上。
遮蔽部贯通孔32的宽度(Y方向的长度)优选为比熔丝元件2的Y方向的最大长度(在图20的(b)中由附图标记21D、22D表示的长度)长1mm~2mm的尺寸,更优选为比熔丝元件2的Y方向的最大长度长0.5mm~1mm的尺寸。若遮蔽部贯通孔32的宽度比熔丝元件2的Y方向的最大长度长1mm以上,则在组装保护器件100时,能使熔丝元件2容易地贯通遮蔽部贯通孔32,生产性良好。若遮蔽部贯通孔32的宽度为比熔丝元件2的Y方向的最大长度长2mm的尺寸以下,则不会妨碍保护器件100的小型化,是优选的。
遮蔽部贯通孔32的下表面至上表面的高度(Z方向的长度)优选为比熔丝元件2的最大厚度长0.03mm~0.2mm的尺寸,更优选为比熔丝元件2的最大厚度长0.05mm~0.1mm的尺寸。若遮蔽部贯通孔32的高度为比熔丝元件2的最大厚度长0.03mm以上的尺寸,则在组装保护器件100时,能使熔丝元件2容易地贯通遮蔽部贯通孔32,生产性良好。若遮蔽部贯通孔32的高度为比熔丝元件2的最大厚度长0.2mm的尺寸以下,即使滑动件3的移动距离微小,也可以通过遮蔽部31将容纳有熔丝元件2的第一端部21的第一插入孔64的开口64d封闭。因此,熔丝元件熔断时产生的电弧放电更迅速地熄灭(灭弧)。
凸部33作为在熔丝元件2熔断时使滑动件3移动至规定的位置的引导件发挥功能。通过具有凸部33,在熔丝元件2熔断时,滑动件3容易移动至规定的位置。其结果是,通过滑动件3移动,由遮蔽部31更可靠地将第一插入孔64的开口64d封闭。
凸部33如图19、图21的(d)、图21的(e)所示,设于板状部30的第二面30d的X方向和Y方向的大致中心位置。在本实施方式中,凸部33配置于第二面30d的X方向和Y方向的大致中心位置,因此更有效地防止在熔丝元件2熔断时移动的滑动件3的位置偏移。
凸部33如图19、图21的(d)、图21的(e)所示,具有从第二面30d在Z方向延伸的大致圆柱状的形状。如图21的(d)、图21的(e)所示,凸部33的顶端33a为朝向顶端直径逐渐缩径的大致圆锥形的形状。因此,通过在熔丝元件2熔断时滑动件3移动,凸部33容易埋入至壳体6的在后述的第四壁面6f开口的第四插入孔66内。因此,更不易产生滑动件3的位置偏移,是优选的。
凸部33的长度优选为与凸部33对置的壳体6的厚度尺寸以下。在该情况下,通过在熔丝元件2熔断时滑动件3移动,凸部33不会从第二壳体6b的在后述的第四壁面6f开口的第四插入孔66超出,凸部33埋入至第四插入孔66内。因此,成为熔断时移动的板状部30的第二面30d被按压于第四壁面6f的状态,第二面30d与第四壁面6f容易无间隙地密合,滑动件3容易固定于第四壁面6f上。由此,不易发生移动后的滑动件3返回至原来的位置的回弹,更可靠地使电弧放电熄灭。
此外,由于具有凸部33,可以通过凸部33是否埋入至第四插入孔66内,从第二壳体6b之外来判断滑动件3是否随着熔丝元件2的熔断而移动至规定的位置。
在本实施方式中,作为凸部33,列举出设置大致圆柱状的凸部的情况为例进行了说明,但凸部的形状并不限定于大致圆柱状,例如,也可以是具有长圆形、椭圆形、多边形等剖面形状的柱状的凸部。
此外,在本实施方式中,列举出仅设置一个凸部33的情况为例进行了说明,但凸部的数量没有特别限定,也可以为两个以上。
此外,在本实施方式中,列举出凸部33配置于第二面30d的X方向和Y方向的大致中心位置的情况为例进行了说明,但第二面上的凸部的位置没有特别限定。
滑动件3由绝缘材料形成。作为绝缘材料,可以使用陶瓷材料、玻璃化转变温度高的树脂材料等。
树脂材料的玻璃化转变温度(Tg)是指,从软质的橡胶状态变为硬质的玻璃状态的温度。当将树脂加热至玻璃化转变温度以上时,分子容易运动,变为软质的橡胶状态。另一方面,若树脂变冷,则分子的运动受限制,变为硬质的玻璃状态。
作为陶瓷材料,可举例示出氧化铝、莫来石、氧化锆等,优选使用氧化铝等导热系数高的材料。在滑动件3由陶瓷材料等导热系数高的材料形成的情况下,能使熔丝元件2切断时产生的热高效地散热至外部,可更有效地抑制熔丝元件2切断时产生的电弧持续放电。
作为玻璃化转变温度高的树脂材料,可举例示出聚苯硫醚(PPS)树脂等工程塑料、尼龙系树脂、氟系树脂、硅酮系树脂等。通常树脂材料的导热系数比陶瓷材料的导热系数低,但成本较低。
树脂材料中,尼龙系树脂的耐电痕化性(对电痕化(碳化导电路)破坏的耐性)高,是优选的。尼龙系树脂中,特别优选使用尼龙46、尼龙6T、尼龙9T。耐电痕化性可以通过基于IEC60112的试验来求出。作为尼龙系树脂,优选使用耐电痕化性为250V以上的树脂,更优选使用耐电痕化性为500V以上的树脂。
滑动件3例如也可以由陶瓷材料等树脂以外的材料制作,并由尼龙系树脂被覆其一部分。
滑动件3可以通过公知的方法来制造。
(壳体)
壳体6如图17~图19所示为大致长方体,是第一壳体6a和与第一壳体6a对置配置的第二壳体6b这两个构件一体化而成的。
图22是用于对第四实施方式的保护器件100所具备的第二壳体的结构进行说明的附图,图22的(a)是从第一空间侧观察的俯视图,图22的(b)和图22的(c)是立体图。
图23是用于对第四实施方式的保护器件100所具备的第一壳体的结构进行说明的附图,图23的(a)是从第二空间侧观察的俯视图,图23的(b)和图23的(c)是立体图。
本实施方式的保护器件100中的壳体6如图19所示,在内部设有容纳熔丝元件2和滑动件3的大致长方体的容纳部60。容纳部60可以通过粘接第一壳体6a和第二壳体6b来形成。
如图19所示,容纳部60内由滑动件3的板状部30划分成大致长方体的第一空间60a和大致长方体的第二空间60b。如图18和图19所示,在第一空间60a侧的滑动件3的板状部30上载置有熔丝元件2。在本实施方式中,如图19所示,第一空间60a的体积小于第二空间60b的体积。第二空间60b是供滑动件3的板状部30滑动移动的空间,因此相当于第一实施方式的板状部移动空间160b和第二实施方式的板状部移动空间260b。
如图19所示,在容纳部60内具备:与滑动件3的遮蔽部31对置配置的第一壁面6c、在X方向与第一壁面6c对置配置的第二壁面6d、与第一空间60a内的熔丝元件2对置配置的第三壁面6e、以及与第二空间60b内的滑动件3对置配置的第四壁面6f。
如图19所示,在容纳部60内,设有在第一壁面6c开口的第一插入孔64,并且设有在第二壁面6d开口的第二插入孔65。第一插入孔64和第二插入孔65通过将第二壳体6b与第一壳体6a对置配置而接合来形成。
如图19所示,在第一插入孔64内容纳有熔丝元件2的第一端部21。此外,在第二插入孔65内容纳有熔丝元件2的第二端部22。
第二壳体6b为大致长方体,如图19、图22的(a)以及图22的(b)所示,具有形成第二空间60b的第二凹部68b。第二凹部68b如图22的(a)所示,俯视观察时为矩形,一个长边是第一壁面6c,另一个长边是第二壁面6d,底面是第四壁面6f。
第二凹部68b的深度如图19所示,为滑动件3的板状部30的厚度与凸部33的长度的合计尺寸以上。
图22的(a)所示的第二凹部68b的平面形状为与图21的(a)滑动件3的板状部30的形状对应的形状。具体而言,如图19所示,第二凹部68b的平面形状成为使滑动件3的板状部30接触于第二凹部68b的内壁面并且嵌入至第二凹部68b内的形状。
第二凹部68b的内壁面与滑动件3的板状部30的分离距离例如可以设为0.03mm~0.2mm,优选设为0.05mm~0.1mm。若第二凹部68b的内壁面与滑动件3的板状部30的分离距离为0.03mm~0.2mm,则通过由熔丝元件2的阻断部23熔断时产生的电弧放电引起的第一空间60a内的压力上升,滑动件3顺畅地移动,电弧放电更迅速且可靠地熄灭。其原因在于,若上述分离距离在上述范围内,则第一空间60a内的气体向第二空间60b排出,第一空间60a内的压力上升速度变慢,或不易在滑动件3移动之前因第一空间60a内的压力上升而破坏容纳部60。
如图22的(a)和图22的(c)所示,在第二凹部68b的底面(第四壁面6f),设有贯通第二壳体6b并在第四壁面6f开口的第四插入孔66和两个泄漏孔67a、67b。
如图19所示,第四插入孔66设于与滑动件3的凸部33对置的位置。第四插入孔66如图22的(a)所示,配置于第四壁面6f的X方向和Y方向的大致中心位置。第四插入孔66的形状是大致圆筒状,为与滑动件3的凸部33的形状对应的形状。
如图19和图22的(a)所示,第四插入孔66的内径朝向开口部66a逐渐变大。因此,通过熔丝元件2熔断时滑动件3移动,滑动件3的凸部33容易埋入至第四插入孔66内,是优选的。
第四插入孔66的最小内径为能容纳滑动件3的凸部33的尺寸。第四插入孔66的最小内径与凸部33的外径之差例如可以设为超过0mm~0.1mm以下,优选设为超过0mm~0.05mm以下。
泄漏孔67a、67b以隔着第四插入孔66的方式并以第四插入孔66为中心等间隔地在Y方向两侧分离排列。因此,第二空间60b内的气体容易经由泄漏孔67a、67b,均匀且快速地排出至容纳部60之外,是优选的。
泄漏孔67a、67b具有大致圆筒状的形状。在本实施方式中,作为泄漏孔67a、67b列举出设有大致圆筒状的形状的泄漏孔的情况为例进行了说明,但泄漏孔67a、67b的形状并不限定于大致圆筒状,例如,也可以为具有长圆形、椭圆形、多边形等剖面形状的筒状。
此外,在本实施方式中,列举出设置两个泄漏孔67a、67b的情况为例进行了说明,但泄漏孔的数量没有特别限定,可以是一个,也可以是三个以上。
此外,在本实施方式中,列举出泄漏孔67a、67b以隔着第四插入孔66的方式并以第四插入孔66为中心等间隔地在Y方向两侧分离排列的情况为例进行了说明,但泄漏孔只要贯通第二壳体6b并在第四壁面6f开口即可,泄漏孔的位置没有特别限定。
优选的是,在第二壳体6b的与第一壳体6a相接的第二接合面,设有包围容纳部60的环状的粘接剂侵入阻止槽67d。在粘接剂侵入阻止槽67d的俯视观察时,Y方向外侧为与第一壳体6a粘接的第二粘接部位。第二粘接部位沿第二壳体6b的第二接合面的缘部设置。
在本实施方式中,如图22的(a)和图22的(b)所示,以包围设于第二壳体6b的第二凹部68b的外周的方式带状地配置有粘接剂侵入阻止槽67d。粘接剂侵入阻止槽67d在俯视观察时与第二凹部68b以规定的间隔分离而配置。粘接剂侵入阻止槽67d以大致固定的宽度和深度形成。粘接剂侵入阻止槽67d的宽度只要是粘接剂无法侵入至容纳部60的宽度即可,没有特别限定。此外,粘接剂侵入阻止槽67d的深度只要能容纳用于第一壳体6a和第二壳体6b的接合的多余的粘接剂即可,没有特别限定。
此外,粘接剂侵入阻止槽67d的平面形状并不限定于环状。粘接剂侵入阻止槽67d例如也可以以从第二接合面的容纳部60与第二粘接部位之间延伸至第二壳体6b的外表面的方式来设置。
在粘接剂侵入阻止槽67d与第二凹部68b之间,设有两个第二抵接面68c、与将两个第二抵接面68c之间相连的带状的两个插入孔形成面64c、65c。
两个第二抵接面68c在俯视观察时为大致コ字形,如图22的(a)和图22的(b)所示,在俯视观察时在Y方向上对置配置。两个第二抵接面68c与后述的第一壳体6a的第一抵接面68a相接而配置。由此,两个第二抵接面68c划分容纳部60。
两个插入孔形成面64c、65c在俯视观察时在X方向上对置配置。插入孔形成面64c与后述的第一壳体6a的第一凸部68d对置配置,由此形成在第一壁面6c开口的第一插入孔64的开口64d。插入孔形成面65c与后述的第一壳体6a的第一凸部68d对置配置,由此形成在第二壁面6d开口的第二插入孔65的开口。
两个插入孔形成面64c、65c的Y方向的长度比熔丝元件2的Y方向的长度长(参照图2),与插入孔形成面64c、65c上相接而配置熔丝元件2。
如图22的(b)所示,插入孔形成面64c、65c设于在Z方向比第二抵接面68c更接近第四壁面6f的位置。由此,在插入孔形成面64c、65c与第二抵接面68c的边界部分,分别形成与第一插入孔64和第二插入孔65的高度尺寸对应的高低差。
如图22的(a)和图22的(b)所示,在插入孔形成面64c的隔着粘接剂侵入阻止槽67d的X方向外侧设有凹部64a,在其外侧设有端子载置面64b。此外,在插入孔形成面65c的隔着粘接剂侵入阻止槽67d的X方向外侧设有凹部65a,在其外侧设有端子载置面65b。
凹部64a的平面形状为与熔丝元件2的第一端部21和第一端子61的接合部的形状对应的形状。凹部65a的平面形状为与熔丝元件2的第二端部22和第二端子62的接合部的形状对应的形状。
如图22的(b)所示,凹部64a、65a的表面在Z方向上与插入孔形成面64c、65c为同一平面。如图19所示,凹部64a的表面与后述的第一壳体6a的第二凸部68e对置配置,由此形成在第一壁面6c开口的第一插入孔64的一部分。凹部65a的表面与后述的第一壳体6a的第二凸部68e对置配置,由此形成在第二壁面6d开口的第二插入孔65的一部分。
如图22的(b)所示,端子载置面64b、65b设于在Z方向比凹部64a、65a的表面远离第四壁面6f的位置。由此,在端子载置面64b、65b与凹部64a、65a的边界部分,分别形成与第一插入孔64和第二插入孔65的高度尺寸对应的高低差。此外,端子载置面64b、65b设于在Z方向比第二抵接面68c接近第四壁面6f的位置,该接近的量是与第一端子61和第二端子62的厚度对应的尺寸。
如图19所示,在插入孔形成面64c、65c配置有熔丝元件2。在凹部64a的表面上,配置有熔丝元件2的第一端部21与第一端子61的接合部。在凹部65a的表面上,配置有熔丝元件2的第二端部22与第二端子62的接合部。
此外,在端子载置面64b上配置有第一端子61。在端子载置面65b上配置有第二端子62。
在第二壳体6b的与第一壳体6a的对置面的四个角部,分别设有大致圆筒状的接合孔69a。
第一壳体6a为大致长方体,如图19、图23的(a)以及图23的(c)所示,通过使第二壳体6b的第二抵接面68c抵接,形成被两个第二抵接面68c、第一壳体6a的两个第一凸部68d、第一抵接面68a以及板状部30包围的俯视观察时矩形的第一空间60a。第一空间60a的平面形状与第二空间60b的平面形状相同。
第一壳体6a中的两个第一凸部68d各自在俯视观察时与插入孔形成面64c、65c为相同形状,与插入孔形成面64c、65c在俯视观察时重合。
如图23的(a)所示,两个第一凸部68d的对置的面分别为第一壁面6c和第二壁面6d。第一凸部68d的高度尺寸为第一空间60a的体积小于第二空间60b的体积的尺寸。
在第一壳体6a中,第一抵接面68a形成第三壁面6e。如图19、图23的(a)以及图23的(c)所示,在第三壁面6e(第一抵接面68a),设有在第三壁面6e开口的凹部63。如图19所示,在凹部63内容纳有滑动件3的遮蔽部31。凹部63是容纳有滑动件3的遮蔽部31、且可供遮蔽部在Z方向滑动移动的空间,因此相当于第一实施方式的遮蔽部容纳空间160a和第二实施方式的遮蔽部容纳空间260a。
凹部63如图23的(a)和图23的(c)所示,沿第一凸部68d的内侧的面(第一壁面6c)在俯视观察下带状地设于Y方向。凹部63的内表面从第一凸部68d的内侧的面连续设置。
凹部63的平面形状为与滑动件3的遮蔽部31的平面形状对应的形状。具体而言,如图19所示,凹部63优选为滑动件3的遮蔽部31接近或接触于凹部63的内壁面并且嵌入至凹部63内的形状。凹部63的X方向内壁面间距离与滑动件3的遮蔽部31的X方向厚度之差例如可以设为0.03mm~0.2mm,优选设为0.05mm~0.1mm。
若凹部63的X方向内壁面间距离与滑动件3的遮蔽部31的X方向厚度之差为0.03mm以上,则由第一空间60a内的压力上升引起的滑动件3的移动顺畅,会更迅速且可靠地熄灭电弧放电。其原因在于,若上述差为0.03mm以上,则滑动件3的遮蔽部31不易卡在凹部63内。因此,若上述分离距离为0.03mm以上,则在滑动件3移动前,第一空间60a内的压力上升,遮蔽部31不会从滑动件3分离,或容纳部60不会被破坏。
此外,若上述分离距离为0.2mm以下,则凹部63作为在熔丝元件2熔断时使滑动件3移动至规定的位置的引导件发挥功能。因此,防止在熔丝元件2熔断时移动的滑动件3的位置偏移,通过遮蔽部31将第一插入孔64的开口64d更可靠地封闭,会更迅速且可靠地熄灭电弧放电。
凹部63的深度(Z方向的长度)尺寸如图19所示,为能容纳滑动件3的遮蔽部31的长度。凹部63的底面可以与遮蔽部31的上表面相接,也可以与遮蔽部31的上表面分离。
如图23的(a)和图23的(c)所示,在凹部63的Y方向两端部的Y方向中心侧,分别设有空间63a。空间63a具有俯视观察时大致半月形的形状,沿凹部63的内壁面,从凹部63的开口部在Z方向连续设置至底面。空间63a的平面面积例如可以设为0.5mm2~4mm2,优选设为0.7mm2~2mm2。
空间63a在由熔丝元件2的阻断部23熔断时产生的电弧放电引起的第一空间60a内的压力上升时,将第一空间60a内的气体供给至凹部63内。
当经由空间63a将气体供给至凹部63时,滑动件3顺畅地移动。由此,第一插入孔64的开口64d快速地被遮蔽部31封闭,会更迅速且可靠地熄灭电弧放电。此外,就空间63a而言,在将遮蔽部31容纳于凹部63内时,将凹部63内的气体排出至凹部63之外。由此,空间63a使将遮蔽部31容纳于凹部63内的作业变得容易,使保护器件100的生产性提高。
在本实施方式中,空间63a分别设于凹部63的Y方向两端部,因此不易产生经由空间63a的向凹部63内的气体的供给不均、以及从凹部63内向凹部63之外的气体的排出不均。因此,更显著地得到具有空间63a的效果。
在本实施方式中,列举出具有两个空间63a的情况为例进行了说明,但空间的数量可以是一个,也可以是三个以上,没有特别限定。
此外,空间只要沿凹部63的内壁面形成即可,空间的平面形状没有特别限定。
优选的是,在第一壳体6a的与第二壳体6b相接的第一接合面,设有包围容纳部60的环状的粘接剂侵入阻止槽67c。在粘接剂侵入阻止槽67c的俯视观察时,Y方向外侧作为与第二壳体6b粘接的第一粘接部位。第一粘接部位沿第一壳体6a的第一接合面的Y方向缘部而设置。
在本实施方式中,在第一壳体6a中的、与设于第二壳体6b的粘接剂侵入阻止槽67d对置配置的位置,带状地设有粘接剂侵入阻止槽67c。
粘接剂侵入阻止槽67c与设于第二壳体6b的粘接剂侵入阻止槽67d在俯视观察时为相同形状,以大致固定的深度形成。粘接剂侵入阻止槽67d的深度可以与设于第二壳体6b的粘接剂侵入阻止槽67c相同,也可以如图19所示与其不同。
设于第一壳体6a和第二壳体6b的粘接剂侵入阻止槽67c、67d在使用粘接剂将第一壳体6a和第二壳体6b接合的情况下,防止多余的粘接剂附着于熔丝元件2,或侵入至容纳部60内。通过设有粘接剂侵入阻止槽67c、67d,能防止粘接剂附着于熔丝元件2而使熔丝元件2的导电性降低。此外,通过设有粘接剂侵入阻止槽67c、67d,能防止侵入容纳部60内的粘接剂妨碍滑动件3的移动。
在使用粘接剂将第一壳体6a和第二壳体6b接合的情况下,优选设有粘接剂侵入阻止槽67c、67d,但也可以不设置。
此外,也可以仅设置粘接剂侵入阻止槽67c、67d中的任一个。
如图23的(a)和图23的(c)所示,在第一凸部68d的隔着粘接剂侵入阻止槽67d的X方向外侧,分别设有第二凸部68e。第二凸部68e的表面在Z方向上与第一凸部68d为同一平面。此外,第二凸部68e的Y方向的长度与第一凸部68d相同。
在第一壳体6a的与第二壳体6b的对置面中的四个角部,分别设有大致圆柱状的接合凸部69b。各接合凸部69b分别与设于第二壳体6b的接合孔69a嵌合。在本实施方式中,接合凸部69b和接合孔69a分别设于四个角部,因此第一壳体6a与第二壳体6b精度良好地固定于规定的位置。
在本实施方式中,列举出作为接合孔69a设置大致圆筒状的接合孔的情况为例进行了说明,但接合孔的形状并不限定于大致圆筒状。此外,在本实施方式中,列举出作为接合凸部69b设置大致圆柱状的接合凸部的情况为例进行了说明,但接合凸部的形状并不限定于大致圆柱状。接合孔69a和接合凸部69b例如也可以为具有长圆形、椭圆形、多边形的剖面形状的形状。
此外,接合孔69a和接合凸部69b的数量并不限定于四个,可以是一个~三个,也可以是五个以上,可以根据第一壳体6a和第二壳体6b的平面形状等适当决定。
此外,接合孔69a和接合凸部69b的大小没有特别限定,可以根据第一壳体6a和第二壳体6b的厚度、平面形状等适当决定。
第一壳体6a和第二壳体6b由绝缘材料构成。作为第一壳体6a和第二壳体6b的材料,可以使用与滑动件3相同的材料。第一壳体6a和第二壳体6b的材料与滑动件3的材料可以相同,也可以不同。此外,第一壳体6a与第二壳体6b的材料可以相同,也可以不同。
在第一壳体6a和第二壳体6b由陶瓷材料等导热系数高的材料形成的情况下,可高效地将熔丝元件2切断时产生的热散热至外部。因此,会更有效地抑制熔丝元件2切断时产生的电弧持续放电。
在作为第一壳体6a和第二壳体6b的材料使用玻璃化转变温度高的树脂材料的情况下,由于耐电痕化性高而优选使用尼龙系树脂。尼龙系树脂中,特别优选使用尼龙46、尼龙6T、尼龙9T。
第一壳体6a和第二壳体6b可以通过公知的方法制造。
(保护器件的制造方法)
接着,举例对本实施方式的保护器件100的制造方法进行说明。
图24的(a)和图24的(b)是用于对第四实施方式的保护器件100的制造方法进行说明的工序图。
在制造本实施方式的保护器件100时,准备图20的(b)所示的熔丝元件2和图21的(a)~图21的(e)所示的滑动件3。然后,使熔丝元件2贯通滑动件3的遮蔽部贯通孔32,如图24的(a)所示,在滑动件3的板状部30上载置熔丝元件2,将熔丝元件2的阻断部23配置于滑动件3的遮蔽部贯通孔32内。
接着,准备第一端子61和第二端子62。然后,如图20的(a)所示,将第一端子61通过焊接连接于熔丝元件2的第一端部21上。此外,将第二端子62通过焊接连接于第二端部22上。作为本实施方式中焊接所使用的焊料材料,可以使用公知的焊料材料,从电阻率和熔点的观点考虑,优选使用以Sn为主成分的焊料材料。
熔丝元件2的第一端部21、第二端部22与第一端子61、第二端子62可以通过由焊接实现的接合来连接,也可以通过铆接、螺纹接合等机械接合来连接,可以使用公知的接合方法。
接着,准备图23的(a)~图23的(c)所示的第一壳体6a和图22的(a)~图22的(c)所示的第二壳体6b。然后,如图24的(b)所示,在第二壳体6b上,设置熔丝元件2、第一端子61及第二端子62、以及滑动件3一体化而成的构件。上述构件如图20所示,以使滑动件3的凸部33朝向第四壁面6f侧,使设于第二壳体6b的第二凹部68b内的第四插入孔66与凸部33在俯视观察时重叠的方式配置,并且将滑动件3的遮蔽部31沿第二壳体6b的第一壁面6c配置。由此,成为滑动件3在与第四壁面6f分离的状态下由熔丝元件2的阻断部23支承于第二凹部68b上的状态。
之后,使设于第二壳体6b的接合孔69a与设于第一壳体6a的接合凸部69b嵌合,将第一壳体6a和第二壳体6b接合(参照图2)。
在将第一壳体6a与第二壳体6b接合时,可以根据需要使用粘接剂。作为粘接剂,例如可以使用包含热固性树脂的粘接剂。
在将第一壳体6a与第二壳体6b接合时,在凹部63内容纳遮蔽部31,将设于第二壳体6b的粘接剂侵入阻止槽67c与设于第一壳体6a的粘接剂侵入阻止槽67d对置配置,将设于第二壳体6b的两个插入孔形成面64c、65c与第一壳体6a的两个第一凸部68d分别以在俯视观察时重叠的方式配置而接合(参照图2)。由此,在壳体6内,形成由被滑动件3的板状部30划分的第一空间60a和第二空间60b构成的容纳部60。
此外,在将第一壳体6a与第二壳体6b接合时,在对置配置的两个插入孔形成面64c、65c与第一凸部68d之间,分别设置熔丝元件2。因此,通过将第一壳体6a与第二壳体6b接合,在容纳部60内的第一壁面6c开口的第一插入孔64容纳有熔丝元件2的第一端部21,在第二壁面6d开口的第二插入孔65容纳有熔丝元件2的第二端部22(参照图19),成为连接于熔丝元件2的第一端子61和第二端子62的一部分露出于壳体6的外部的状态(参照图17)。
通过以上的工序,可得到本实施方式的保护器件100。
(保护器件的动作)
接着,使用附图,对在本实施方式的保护器件100的熔丝元件2中流过超过额定电流的电流的情况下的保护器件100的动作进行说明。
图25~图27是用于对第四实施方式的保护器件100的动作进行说明的图,是沿图17所示的A-A′线剖开的剖视图。
在本实施方式的保护器件100的熔丝元件2中流过超过额定电流的电流时,熔丝元件2因过电流带来的发热而升温。然后,配置于滑动件3的遮蔽部贯通孔32内的熔丝元件2的阻断部23因升温而软化、熔断。此时,如图25所示,在阻断部23的熔断面彼此之间产生电火花,如图26所示,产生电弧放电。当产生电弧放电时,第一空间60a内的压力上升。
在本实施方式的保护器件100中,由于第一空间60a内的压力上升,使滑动件3以容纳部60内的第一空间60a的比例变大的方式移动(在图26中,移动至下方)。其结果是,如图26所示,容纳有熔丝元件2的第一端部21的第一插入孔64的开口64d被滑动件3的遮蔽部31封闭。由此,被熔断的阻断部23的熔断面彼此如图27所示通过滑动件3的遮蔽部31而绝缘,物理性且可靠地阻断经由熔丝元件2的通电路径。由此,电弧放电迅速地熄灭(灭弧)。
此外,通过由第一空间60a内的压力上升引起的滑动件3的移动,如图27所示,滑动件3的凸部33容纳于第四插入孔66内。因此,可防止移动中的滑动件3的位置偏移,使滑动件3移动至规定的位置,将滑动件3固定于第四壁面6f上。因此,不易发生移动后的滑动件3返回至原来的位置的回弹,更可靠地使电弧放电熄灭。此外,通过滑动件3的凸部33容纳于第四插入孔66内,可以从壳体6之外确认滑动件3移动至规定的位置。
在本实施方式中,即使滑动件3因第一空间60a内的压力上升以容纳部60内的第一空间60a的比例变大的方式移动,也会抑制第二空间60b内的压力上升。其原因在于,第二空间60b内的气体经由第四插入孔66和泄漏孔67a、67b(参照图22的(a)和图22的(c)),排出至容纳部60之外。因此,不会因第二空间60b内的压力上升妨碍滑动件3的移动,滑动件3迅速地移动。其结果是,在本实施方式的保护器件100中,会更迅速且可靠地熄灭电弧放电。此外,能防止容纳部60因第二空间60b内的压力上升而被破坏,因此安全性优异。
通过第一空间60a内的压力上升,使滑动件3的第二面30d被按压于第四壁面6f,由此封闭泄漏孔67a、67b。
在本实施方式的保护器件100中,如图19所示,第一空间60a的体积小于第二空间60b的体积。因此,与第一空间60a的体积大于第二空间60b的体积的情况相比,由熔丝元件2的阻断部23熔断时产生的电弧放电引起的第一空间60a内的压力变化更容易变得急剧。其结果是,由第一空间60a内的压力上升引起的滑动件3的移动变得快速,会更迅速且可靠地熄灭电弧放电。
在本实施方式的保护器件100中,通过在熔丝元件2的阻断部23熔断时产生的电弧放电,使壳体6的容纳部60内的第一空间60a内的压力上升时,滑动件3以第一空间60a的比例变大的方式移动。由此,容纳有熔丝元件2的第一端部21的第一插入孔64的开口64d被滑动件3的遮蔽部31封闭。因此,在本实施方式的保护器件100中,被熔断的熔丝元件2的熔断面彼此通过滑动件3的遮蔽部31而绝缘。其结果是,在熔丝元件2熔断时产生的电弧放电迅速地熄灭(灭弧)。由此,本实施方式的保护器件100例如也可以优选设置于高电压且大电流的电流路径。
[第五实施方式]
图28是用于对第五实施方式的保护器件200进行说明的剖视图,是与将第四实施方式的保护器件100沿图17所示的A-A′线剖开的位置对应的剖视图。图29是用于对第五实施方式的保护器件200的一部分进行说明的放大图,图29的(a)是示出滑动件的俯视图,图29的(b)是示出第一壳体的俯视图,图29的(c)是示出滑动件防沉积槽的立体图。
在第五实施方式的保护器件200中,对于与上述的第四实施方式的保护器件100相同的构件标注相同的附图标记,省略其说明。
第五实施方式的保护器件200与第四实施方式的保护器件100的不同之处仅在于,在第一空间60a侧的板状部30上和第一空间60a内的与熔丝元件2对置配置的第三壁面6e分别配置有槽。
如图28和图29的(a)所示,在第一空间60a侧的板状部30上的整面并行配置有多个在与X方向(第一方向)交叉的方向(Y方向)延伸的滑动件防沉积槽43。图29的(a)所示的多个滑动件防沉积槽43在剖面观察时为矩形且全部为相同形状,以规定的间距等间隔地排列。
在本实施方式中,作为滑动件防沉积槽43,列举出配置有在与X方向交叉的方向延伸的槽的情况为例进行了说明,但滑动件防沉积槽的延伸方向没有特别限定,也可以在X方向延伸。
如图29的(c)所示,滑动件防沉积槽43的宽度43a例如可以设为100μm~200μm。此外,邻接的滑动件防沉积槽43间的间隔43b(间距)例如可以设为100μm~200μm。滑动件防沉积槽43的深度43c例如可以设为100μm~200μm。
若滑动件防沉积槽43的宽度43a、邻接的滑动件防沉积槽43间的间隔43b、深度43c在上述范围内,则防止熔丝元件2熔断时在第一空间60a内飞散的熔丝元件2的熔融物形成新的通电路径的效果变得显著。并且,若滑动件防沉积槽43的宽度43a、邻接的滑动件防沉积槽43间的间隔43b、深度43c在上述范围内,则具有滑动件防沉积槽43不会妨碍保护器件200的生产性和小型化、或阻碍板状部30的强度。
滑动件防沉积槽43的个数可以根据板状部30的面积、滑动件防沉积槽43的宽度43a、邻接的滑动件防沉积槽43间的间隔43b来适当决定,没有特别限定。
滑动件防沉积槽43可以通过公知的方法来形成。
如图28和图29的(b)所示,在第一空间60a内的与熔丝元件2对置配置的第三壁面6e的整面并行配置有多个在与X方向(第一方向)交叉的方向延伸的壁面防沉积槽46。图29的(b)所示的多个壁面防沉积槽46在剖面观察时为矩形且全部为相同形状,以规定的间距等间隔地排列。
在图28所示的本实施方式的保护器件200中,壁面防沉积槽46的形状与图29的(c)所示的滑动件防沉积槽43的形状相同。
在本实施方式中,作为壁面防沉积槽46的形状,列举出与滑动件防沉积槽43相同的形状的情况为例进行了说明,但壁面防沉积槽46的形状也可以与滑动件防沉积槽43不同。
此外,作为壁面防沉积槽46,列举出配置有在与X方向交叉的方向延伸的槽的情况为例进行了说明,但壁面防沉积槽的延伸方向没有特别限定,也可以在X方向延伸。壁面防沉积槽46的延伸方向如图28所示的本实施方式的保护器件200那样,可以与滑动件防沉积槽43相同,也可以与滑动件防沉积槽43不同。
壁面防沉积槽46的宽度、邻接的壁面防沉积槽46间的间隔、深度可以分别设为与上述的滑动件防沉积槽43的宽度43a、邻接的滑动件防沉积槽43间的间隔43b、深度43c相同的尺寸范围。
壁面防沉积槽46可以通过公知的方法形成。
在本实施方式的保护器件200中,列举出具有壁面防沉积槽46和滑动件防沉积槽43这两者的情况为例进行了说明,但也可以仅设置壁面防沉积槽46和滑动件防沉积槽43中的任一个。
在本实施方式的保护器件200中,也与第四实施方式的保护器件100同样地,因熔丝元件2的阻断部23熔断时产生的电弧放电,壳体6的容纳部60内的第一空间60a内的压力上升时,滑动件3以第一空间60a的比例变大的方式移动。由此,容纳有熔丝元件2的第一端部21的第一插入孔64的开口64d被滑动件3的遮蔽部31封闭。因此,在本实施方式的保护器件200中,也与第四实施方式的保护器件100同样地,在熔丝元件2熔断时产生的电弧放电迅速地熄灭(灭弧)。
进而,在图28所示的本实施方式的保护器件200中,在第三壁面6e设有壁面防沉积槽46,在板状部30上设有滑动件防沉积槽43。壁面防沉积槽46和滑动件防沉积槽43防止在熔丝元件2熔断时在第一空间60a内飞散的熔丝元件2的熔融物形成通电路径。因此,在本实施方式的保护器件200中,在熔丝元件2熔断时产生的电弧放电更可靠并迅速地熄灭(灭弧)。
[第六实施方式]
图30是用于对第六实施方式的保护器件300进行说明的剖视图。
在第六实施方式的保护器件300中,对于与上述的第四实施方式的保护器件100相同的构件标注相同的附图标记,省略其说明。
第六实施方式的保护器件300与第四实施方式的保护器件100的不同之处仅在于,不具有在第三壁面6e开口的凹部63,第一空间60c内的高度(Z方向的长度)尺寸是大致均匀的。
如图30所示,本实施方式的保护器件300中的第一空间60c与第四实施方式的保护器件100同样地,具有与第二空间60b相同的平面形状。
另一方面,保护器件300中的第一空间60c的高度(Z方向的长度)尺寸与第四实施方式的保护器件100不同,是大致均匀的,比从滑动件3的板状部30的第一面30c的上表面至遮蔽部31的上表面的距离(Z方向的长度)长。
就第六实施方式的保护器件300而言,使用公知的方法,在第一壳体6a的与第二壳体6b对置配置的一侧的面形成与第一空间60c的形状对应的凹部,除此以外,可以通过与上述的第四实施方式的保护器件100相同的方法来制造。
在本实施方式的保护器件300中,与第四实施方式的保护器件100同样地,通过在熔丝元件2的阻断部23熔断时产生的电弧放电,壳体6的容纳部60内的第一空间60c内的压力上升时,滑动件3以第一空间60c的比例变大的方式移动。由此,容纳有熔丝元件2的第一端部21的第一插入孔64的开口64d被滑动件3的遮蔽部31封闭。因此,在本实施方式的保护器件300中,与第四实施方式的保护器件100同样地,在熔丝元件2熔断时产生的电弧放电迅速地熄灭(灭弧)。
此外,在图30所示的第六实施方式的保护器件300中,不具有在第一空间60c内的第三壁面6e开口的凹部63,第一空间60c内的高度(Z方向的长度)尺寸是大致均匀的。因此,无需在第一壳体6a的与第二壳体6b对置配置的一侧的面形成在第三壁面6e开口的凹部63,在组装时无需将遮蔽部31容纳于凹部63内。此外,本实施方式的保护器件300中的第一空间60c是简单且容易形成的形状。因此,就本实施方式的保护器件300而言,能容易且高效地制造具有作为第一空间60c的凹部的第一壳体6a,组装也容易,生产性优异。
[第七实施方式]
图31是用于对第七实施方式的保护器件400进行说明的剖视图,是与将第四实施方式的保护器件100沿图17所示的A-A′线剖开的位置对应的剖视图。图32是示出第七实施方式的保护器件400具有的滑动件和发热构件(发热体)的立体图。
第七实施方式的保护器件400与第四实施方式的保护器件100的不同之处仅在于,具备将阻断部23熔断的发热构件51。
在第七实施方式的保护器件400中,如图31所示,发热构件51与阻断部23相接而配置于熔丝元件2的第二空间60b侧。发热构件51具有对熔丝元件2的阻断部23进行加热而使其软化的功能。发热构件51在作为保护器件400的通电路径的外部电路中发生异常而需要阻断通电路径的情况下,通过设于外部电路的电流控制器件通电而发热。此外,当熔丝元件2被熔断时,阻断向发热构件51的供电,发热构件51的发热停止。作为发热构件51,可以使用公知的发热构件。
在第七实施方式的保护器件400中,如图31和图32所示,在滑动件3的板状部30上设有容纳发热构件51的发热构件用凹部52。
发热构件用凹部52如图32所示,设于板状部30的与沿第一缘部30a的遮蔽部贯通孔32的对置面。
发热构件51具有大致长方体形,发热构件51的X方向(第一方向)和Y方向的宽度以能高效地对熔丝元件2的阻断部23进行加热的方式,根据阻断部23的X方向和Y方向的宽度来适当决定。此外,发热构件用凹部52的X方向和Y方向的宽度根据发热构件51的X方向和Y方向的宽度来决定。
在第七实施方式的保护器件400中,发热构件用凹部52的深度(Z方向的长度)为在发热构件用凹部52内设置有发热构件51的状态下的、滑动件3的板状部30上与发热构件51上为同一平面的深度。
就第七实施方式的保护器件400而言,通过公知的方法在发热构件用凹部52内设置发热构件51后,使熔丝元件2贯通滑动件3的遮蔽部贯通孔32,除此以外,可以通过与上述的第四实施方式的保护器件100相同的方法来制造。
在本实施方式的保护器件400中,与第四实施方式的保护器件100同样地,通过在熔丝元件2的阻断部23熔断时产生的电弧放电,壳体6的容纳部60内的第一空间60a内的压力上升时,滑动件3以第一空间60a的比例变大的方式移动。由此,容纳有熔丝元件2的第一端部21的第一插入孔64的开口64d被滑动件3的遮蔽部31封闭。因此,在本实施方式的保护器件400中,与第四实施方式的保护器件100同样地,在熔丝元件2熔断时产生的电弧放电迅速地熄灭(灭弧)。
此外,在图31所示的第七实施方式的保护器件400中,将阻断部23熔断的发热构件51与阻断部23相接而配置于熔丝元件2的第二空间60b侧。因此,在作为保护器件400的通电路径的外部电路中发生异常而需要阻断通电路径的情况下,通过设于外部电路的电流控制器件通电,发热构件51发热,高效地对阻断部23进行加热。此外,当熔丝元件2被熔断时,阻断向发热构件51的供电,发热构件51的发热停止。由此,本实施方式的保护器件400具有优异的安全性。
[其他例子]
本发明的保护器件并不限定于上述的第一实施方式~第七实施方式的保护器件。
例如,在上述的第四实施方式~第七实施方式中,列举出在滑动件3的板状部30中的与遮蔽部31相反侧的面设有凸部33、具有在第二空间60b内的与滑动件3对置配置的第四壁面6f开口的第四插入孔66的情况为例进行了说明,但滑动件3的凸部33和在第四壁面6f开口的第四插入孔66是根据需要而设置的,也可以不设置。
此外,在上述的第四实施方式~第七实施方式中,列举出设有在第四壁面6f开口、贯通壳体6的泄漏孔67a、67b的情况为例进行了说明,但泄漏孔67a、67b是根据需要而设置的,也可以不设置。
附图标记说明
2:熔丝元件;3:滑动件;6:壳体;6a:第一壳体;6b:第二壳体;6c:第一壁面;6d:第二壁面;6e:第三壁面;6f:第四壁面;21:第一端部;22:第二端部;23:阻断部;25:第一连结部;26:第二连结部;30:板状部;30a:第一缘部;30c:第一面;30d:第二面;31:遮蔽部;32:遮蔽部贯通孔;33:凸部;43:滑动件防沉积槽;46:壁面防沉积槽;51:发热构件;52:发热构件用凹部;60:容纳部;60a、60c:第一空间;60b:第二空间;61:第一端子;61a、62a:外部端子孔;61c、62c:凸缘部;62:第二端子;63:凹部;63a:空间;64:第一插入孔;64a、65a:凹部;64b、65b:端子载置面;64c、65c:插入孔形成面;65:第二插入孔;64d:开口;66:第四插入孔;66a:开口部;67a、67b:泄漏孔;67c、67d:粘接剂侵入阻止槽;68a:第一抵接面;68b:第二凹部;68c:第二抵接面;68d:第一凸部;68e:第二凸部;69a:接合孔;69b:接合凸部;100、200、300、400:保护器件;102、202、202A、202AA:熔丝元件;202AA-2、202AA-3:发热体用熔丝元件;103、203:滑动件;106、206:壳体;106a、206a:第一壳体;106b、206b:第二壳体;123、223:阻断部;130、230:板状部;131、231:遮蔽部;132、232:遮蔽部贯通孔;160、260:容纳部;160a、260a:遮蔽部容纳空间;160b、260b:板状部移动空间;260c:板状部容纳空间;261:熔丝元件容纳空间;268a、268b:内部泄漏孔;271:外部泄漏孔;290a、290b:发热体;1000、2000、3000:保护器件。
Claims (51)
1.一种保护器件,具备:
熔丝元件,在第一方向通电;
滑动件,由绝缘材料构成,具有在所述第一方向延伸的板状部、在与所述第一方向交叉的第二方向上立起设置于所述板状部上的遮蔽部以及贯通所述遮蔽部的遮蔽部贯通孔;以及
壳体,由绝缘材料构成,在内部具有容纳所述熔丝元件的一部分和所述滑动件的容纳部,
所述容纳部具有:遮蔽部容纳空间,容纳所述遮蔽部,可供所述遮蔽部在所述第二方向移动;以及板状部移动空间,容纳所述板状部,可供所述板状部在所述第二方向移动,
在所述熔丝元件熔断前,所述滑动件和所述熔丝元件以所述熔丝元件被插入至所述遮蔽部贯通孔的状态容纳于所述壳体。
2.根据权利要求1所述的保护器件,其中,
所述熔丝元件具有第一端部、第二端部、以及设于所述第一端部与所述第二端部之间的阻断部,
在从所述第一端部朝向所述第二端部的所述第一方向通电,
在所述熔丝元件熔断前,所述熔丝元件的所述阻断部配置于所述滑动件的所述遮蔽部贯通孔内。
3.根据权利要求1或2所述的保护器件,其中,
所述滑动件受到由伴随所述熔丝元件的熔断而产生的放电引起的上升压力而在所述容纳部内移动,将所述熔丝元件的熔断面之间阻断。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的保护器件,其中,
具备对所述熔丝元件进行加热的发热体。
5.根据权利要求4所述的保护器件,其中,
所述发热体为电阻体,所述保护器件具备与所述发热体的两端电连接的供电线,发热体与所述熔丝元件电独立,所述供电线经由设于所述壳体的供电线孔被引出至外部。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的保护器件,其中,
所述壳体具有将所述板状部移动空间与所述壳体的外部相连的外部泄漏孔。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的保护器件,其中,
所述壳体是多个壳体构件一体化而成的。
8.根据权利要求7所述的保护器件,其中,
在所述多个壳体构件的对置的至少一个接合面具有粘接区域和粘接剂侵入阻止槽,
所述粘接剂侵入阻止槽设置于所述粘接区域与所述容纳部之间,防止所述粘接剂侵入所述容纳部空间。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的保护器件,其中,
所述滑动件是多个滑动件构件一体化而成的。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的保护器件,其中,
所述壳体和所述滑动件的至少一方的材料的耐漏电起痕指标CTI为500V以上。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的保护器件,其中,
所述壳体和所述滑动件的至少一方的材料是选自由尼龙系树脂、聚邻苯二甲酰胺系树脂、以及注册商标特氟龙系树脂构成的组中的树脂材料的任一种。
12.根据权利要求1~11中任一项所述的保护器件,其中,
所述熔丝元件由层叠体构成,所述层叠体在厚度方向层叠有由低熔点金属构成的内层和由高熔点金属构成的外层。
13.根据权利要求12所述的保护器件,其中,
所述低熔点金属由Sn或以Sn为主成分的金属构成,
所述高熔点金属由Ag或Cu、或以Ag或Cu为主成分的金属构成。
14.根据权利要求1~13中任一项所述的保护器件,其中,
所述熔丝元件具有缓和所述第一方向的热膨胀和热收缩压力的弯曲部。
15.根据权利要求2~14中任一项所述的保护器件,其中,
第一端子连接于所述熔丝元件的所述第一端部,第二端子连接于所述第二端部,所述第一端子和所述第二端子固定于所述壳体。
16.一种保护器件,具备:
熔丝元件,在第一方向通电;
滑动件,由绝缘材料构成,具有在所述第一方向延伸的板状部、从所述板状部的所述第一方向的第一缘部与作为该第一缘部的相反侧的缘部的第二缘部之间的位置立起设置在与所述第一方向交叉的第二方向的遮蔽部、以及贯通所述遮蔽部的遮蔽部贯通孔;以及
壳体,由绝缘材料构成,在内部具有容纳所述熔丝元件的一部分和所述滑动件的容纳部,
所述容纳部具有:熔丝元件容纳空间,容纳所述熔丝元件;遮蔽部容纳空间,容纳所述遮蔽部,可供所述遮蔽部在所述第二方向移动;以及板状部移动空间,容纳所述板状部,可供所述板状部在所述第二方向移动,
所述熔丝元件容纳空间与所述遮蔽部容纳空间交叉,在所述熔丝元件熔断前,所述滑动件和所述熔丝元件以所述熔丝元件被插入至所述遮蔽部贯通孔的状态容纳于所述壳体。
17.根据权利要求16所述的保护器件,其中,
所述熔丝元件具有第一端部、第二端部、以及设于所述第一端部与所述第二端部之间的阻断部,
在从所述第一端部朝向所述第二端部的所述第一方向通电,
在所述熔丝元件熔断前,所述熔丝元件的所述阻断部配置于所述滑动件的所述遮蔽部贯通孔内。
18.根据权利要求17所述的保护器件,其中,
所述阻断部的与所述第一方向正交的面的剖面积比所述阻断部以外的区域的与所述第一方向正交的面的剖面积小。
19.根据权利要求16~18中任一项所述的保护器件,其中,
所述滑动件受到由伴随所述熔丝元件的熔断而产生的放电引起的上升压力而在所述容纳部内移动,所述遮蔽部将所述熔丝元件容纳空间遮蔽。
20.根据权利要求16~19中任一项所述的保护器件,其中,
所述壳体具有将所述熔丝元件容纳空间与所述板状部移动空间相连的内部泄漏孔。
21.根据权利要求20所述的保护器件,其中,
由所述熔丝元件熔断时产生的放电引起的所述熔丝元件容纳空间内的上升压力经由所述内部泄漏孔使所述滑动件滑动,所述遮蔽部将所述熔丝元件容纳空间与所述遮蔽部容纳空间的交叉部遮蔽。
22.根据权利要求16~21中任一项所述的保护器件,其中,
所述壳体具有将所述板状部移动空间与所述壳体的外部相连的外部泄漏孔。
23.根据权利要求16~22中任一项所述的保护器件,其中,
具备对所述熔丝元件进行加热的发热体。
24.根据权利要求23所述的保护器件,其中,
所述发热体配置于所述熔丝元件容纳空间的隔着所述遮蔽部容纳空间的两处,两个所述发热体通过发热体用熔丝元件并联连接,且所述保护器件具备与所述发热体的两端电连接的供电线,发热体与所述熔丝元件电独立,所述供电线经由设于所述壳体的供电线孔被引出至外部。
25.根据权利要求16~24中任一项所述的保护器件,其中,
所述熔丝元件容纳空间的所述第二方向的高度为所述熔丝元件的所述第二方向的厚度的5倍以下。
26.根据权利要求16~25中任一项所述的保护器件,其中,
在所述熔丝元件上具备对该熔丝元件进行加热的所述发热体,
所述熔丝元件容纳空间的所述第二方向的高度为所述熔丝元件的所述第二方向的厚度与所述发热体的所述第二方向的厚度的合计的5倍以下。
27.根据权利要求16~26中任一项所述的保护器件,其中,
所述遮蔽部与所述遮蔽部容纳空间的内壁在所述熔丝元件的所述第一方向以0.03mm~0.2mm的间隔接近,所述板状部的侧面与所述板状部移动空间的与所述板状部的侧面对置的面在所述第一方向以0.03mm~0.2mm的间隔接近。
28.根据权利要求16~27中任一项所述的保护器件,其中,
在所述板状部移动空间的一部分具有与所述板状部的侧面接触并抑制所述滑动件的回弹的固定部。
29.根据权利要求16~28中任一项所述的保护器件,其中,
所述壳体是多个壳体构件一体化而成的。
30.根据权利要求29所述的保护器件,其中,
所述多个所述壳体构件在与所述第一方向和所述第二方向交叉的第三方向,通过凸台与固定孔的嵌合以及粘接剂接合而一体化。
31.根据权利要求16~30中任一项所述的保护器件,其中,
所述滑动件是多个滑动件构件一体化而成的。
32.根据权利要求31所述的保护器件,其中,
所述多个所述滑动件构件在与所述第一方向和所述第二方向交叉的所述第三方向接合而一体化。
33.根据权利要求31或32所述的保护器件,其中,
所述多个所述滑动件构件的所述遮蔽部的接合面具有遮挡所述第一方向的间隙的凸部,或者具有遮挡所述第一方向的间隙的倾斜面。
34.根据权利要求16~32中任一项所述的保护器件,其中,
在所述熔丝元件容纳空间的壁面并行配置有多个在与所述第一方向交叉的方向延伸的壁面防沉积槽。
35.一种保护器件,具备:
熔丝元件,在第一端部与第二端部之间具有阻断部,在从所述第一端部朝向所述第二端部的第一方向通电;
滑动件,具有由绝缘材料构成的板状部、立起设置于所述板状部的第一缘部并由绝缘材料构成的遮蔽部、以及贯通所述遮蔽部的遮蔽部贯通孔;以及
壳体,由绝缘材料构成,在内部设有容纳所述熔丝元件和所述滑动件的容纳部,具有在所述容纳部内的第一壁面开口的第一插入孔,
所述容纳部内由所述板状部划分成第一空间和第二空间,
所述遮蔽部沿所述第一壁面配置,所述阻断部配置于所述遮蔽部贯通孔内,所述第一端部容纳于所述第一插入孔内,
通过由所述阻断部熔断时产生的电弧放电引起的所述第一空间内的压力上升,使所述滑动件以所述容纳部内的所述第一空间的比例变大的方式移动,所述第一插入孔的开口被所述遮蔽部封闭。
36.根据权利要求35所述的保护器件,其中,
在所述第一空间侧的所述板状部上载置有所述熔丝元件。
37.根据权利要求35或36所述的保护器件,其中,
所述阻断部的与所述第一方向正交的方向的剖面积比所述阻断部以外的区域的与所述第一方向正交的面的剖面积小。
38.根据权利要求35~37中任一项所述的保护器件,其中,
所述壳体是多个构件一体化而成的。
39.根据权利要求35~38中任一项所述的保护器件,其中,
具有第二插入孔,所述第二插入孔在与所述第一壁面在所述第一方向对置配置的第二壁面开口,
所述第二插入孔内容纳有所述第二端部。
40.根据权利要求35~39中任一项所述的保护器件,其中,
具备将所述阻断部熔断的发热体。
41.根据权利要求35~40中任一项所述的保护器件,其中,
在所述熔丝元件熔断前,所述第一空间的体积小于所述第二空间的体积。
42.根据权利要求35~41中任一项所述的保护器件,其中,
具有在与所述第一空间内的所述熔丝元件对置配置的第三壁面开口的凹部,所述凹部内容纳有所述遮蔽部。
43.根据权利要求35~42中任一项所述的保护器件,其中,
所述第一端部与第一端子电连接,所述第二端部与第二端子电连接。
44.根据权利要求35~43中任一项所述的保护器件,其中,
在所述板状部的与所述遮蔽部相反侧的面设有凸部,
所述保护器件具有在与所述第二空间内的所述滑动件对置配置的第四壁面开口的第四插入孔,
使所述滑动件以所述容纳部内的所述第一空间的比例变大的方式移动,由此所述凸部容纳于所述第四插入孔内。
45.根据权利要求35~44中任一项所述的保护器件,其中,
设有在与所述第二空间内的所述滑动件对置配置的所述第四壁面开口并贯通所述壳体的泄漏孔。
46.根据权利要求45所述的保护器件,其中,
使所述滑动件以所述容纳部内的所述第一空间的比例变大的方式移动,由此通过所述滑动件将所述泄漏孔封闭。
47.根据权利要求35~46中任一项所述的保护器件,其中,
在所述第三壁面并行配置有多个在与所述第一方向交叉的方向延伸的壁面防沉积槽。
48.根据权利要求35~47中任一项所述的保护器件,其中,
在所述第一空间侧的所述板状部上并行配置有多个在与所述第一方向交叉的方向延伸的滑动件防沉积槽。
49.根据权利要求35~48中任一项所述的保护器件,其中,
所述熔丝元件由层叠体构成,所述层叠体在厚度方向层叠有由低熔点金属构成的内层和由高熔点金属构成的外层。
50.根据权利要求49所述的保护器件,其中,
所述低熔点金属由Sn或以Sn为主成分的金属构成,
所述高熔点金属由Ag或Cu、或以Ag或Cu为主成分的金属构成。
51.根据权利要求35~50中任一项所述的保护器件,其中,
所述壳体具有通过第一壳体和与所述第一壳体对置配置的第二壳体粘接而形成的所述容纳部,
在所述第一壳体的与所述第二壳体相接的第一接合面的一部分,具备与所述第二壳体粘接的第一粘接部位,
在所述第二壳体的与所述第一壳体相接的第二接合面的一部分,具备与所述第一壳体粘接的第二粘接部位,
在所述第一接合面的所述容纳部与所述第一粘接部位之间、以及所述第二接合面的所述容纳部与所述第二粘接部位之间中的一处或两处,设有粘接剂侵入阻止槽。
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