JP2002042620A

JP2002042620A - 保護素子

Info

Publication number: JP2002042620A
Application number: JP2000227093A
Authority: JP
Inventors: Tokihiro Yoshikawa; 時弘吉川; Masayuki Gomi; 正幸五味
Original assignee: NEC Schott Components Corp
Current assignee: NEC Schott Components Corp
Priority date: 2000-07-27
Filing date: 2000-07-27
Publication date: 2002-02-08

Abstract

(57)【要約】【課題】感温素子を有する保護素子において、温度過
昇時に回路を開いて保護し、異常状態が解消されると繰
り返し使用ができ、しかも異常状態が解消されない場合
は、永久的に回路を開放する保護素子を提供する。【解決手段】金属製ケース１の一端にリード２を固定
し、他端開口部を絶縁ブッシング３で閉止し、絶縁ブッ
シング３を貫通するリード４の内方端に固定接点５を設
け、前記金属製ケース１内に、特定温度で記憶形状に復
帰する形状記憶機能を有する感温素子としての形状記憶
合金よりなる板ばね１１と、強圧縮ばね１２と、異常状
態が解消されない場合に前記特定温度よりも高い温度で
非復帰型の形状変化をする永久変形機能を有する感温素
子としての感温ペレット８と、可動接点１３と、弱圧縮
ばね１４とを収容した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、温度の過昇から電
子機器等を保護する保護素子に関し、特に特定温度にお
いて回路を開いて電子機器等を保護し、周囲温度の低下
によって再び回路を閉成して繰り返し使用できるととも
に、前記動作温度よりも高い温度において永久的に回路
を開いて電子機器等を保護する複合型の保護素子に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電子機器等を過熱損傷から保護したり、
電子機器の過熱に起因する火災を未然に防止するため
に、温度ヒューズが用いられている。この種の温度ヒュ
ーズは大別すると、感温素子に特定の温度で溶融する可
溶合金を用いた可溶合金型温度ヒューズと、絶縁性の化
学物質よりなる感温ペレットを用いた感温ペレット型温
度ヒューズとがある。前者は、例えば実公昭６０−１７
７７５号公報に、また後者は、例えば実公昭６０−６９
８２号公報に開示されている。

【０００３】以下、後者の感温ペレット型温度ヒューズ
の典型的な構造および動作について説明する。図７は、
感温ペレット型温度ヒューズＥの動作前の断面図であ
る。図７において、８１は銅等よりなる円筒状の金属ケ
ースで、一端に銅製の第１のリード８２がかしめ固定さ
れており、他端の開口部にはセラミック等よりなる絶縁
ブッシング８３がかしめ固定されて閉止されている。こ
の絶縁ブッシング８３の中心孔を貫通して、銅製の第２
のリード８４が固定されている。この第２のリード８４
の内方端には固定接点８５が形成されており、この固定
接点８５の近傍に膨大部８６を、また絶縁ブッシング８
３の外方端に接する部分に膨大部８７を備えている。前
記内方側の膨大部８６は、後述する圧縮ばねの弾性力に
よりリード８４が外方に抜けるのを防止し、前記外方側
の膨大部８７は外力によりリード８４が内部に抜けるの
を防止している。前記金属ケース８１の内部には、特定
温度で溶融する絶縁性の化学物質からなる円柱状の感温
ペレット８８と、この感温ペレット８８および後述する
可動接点９２に後述する強圧縮ばね９１の弾性力を分散
して与えるための銅製等の円板８９および９０と、これ
らの両円板８９および９０間に圧縮状態で介在されてい
る強圧縮ばね９１と、周辺部が金属ケース８１の内面に
弾性的に接触している銀−銅合金等よりなる可動接点９
２と、前記絶縁ブッシング８３と可動接点９２との間に
介在された弱圧縮ばね９３とが収容されている。ここ
で、前記強圧縮ばね９１の圧縮状態での弾性力は、弱圧
縮ばね９３の圧縮状態での弾性力よりも大きく、また、
強圧縮ばね９１の伸長状態での弾性力は弱圧縮ばね９３
の圧縮状態での弾性力よりも小さく設定されている。９
４は絶縁ブッシング８３の外面に塗付されたエポキシ樹
脂等の封止樹脂、９５は第２のリード８４に挿通されて
いるセラミック等よりなる絶縁筒体で、封止樹脂９４の
沿面距離を増大するためのものである。ここで、上記保
護素子Ｅを、電子機器の異常時に温度が上昇する個所に
取り付けておき、第１のリード２および第２のリード８
４を電子機器に直列に接続することにより、リード８２
−金属製ケース８１―可動接点９２−固定接点８５−リ
ード８４の経路で、電子機器に通電できる。

【０００４】電子機器の異常等によって周囲温度が上昇
して感温ペレット８８の融点に達すると、感温ペレット
８８が溶融して、強圧縮ばね９１の弾性力の阻止ができ
なくなる。すると、図８に示すように強圧縮ばね９１が
伸長し、その弾性力が弱まるため、弱圧縮ばね９３の弾
性力が強圧縮ばね９１の弾性力を凌駕して、弱圧縮ばね
９３が伸長する結果、可動接点９２を固定接点８５から
開離させる。これに伴って回路が開放されて、電子機器
への通電が遮断される。それによって周囲温度が下降し
ても、一旦溶融した感温ペレット８８ａは図７に示す元
の円柱状の形状には復帰しないので、電子機器はそれ以
上の過熱による損傷が防止されると共に、電子機器の過
熱に起因する火災発生も防止される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の感温ペレット型
温度ヒューズＥにおいては、周囲温度の過昇によって感
温ペレット８８が一度溶融して動作すると、周囲温度が
低下しても、感温ペレット８８は再び元の円柱状には復
帰しないので、温度ヒューズＥを再利用することができ
ないため、不便であるとともに、資源の有効活用の観点
からも問題があった。一方、バイメタルスイッチのよう
な可復帰型の保護素子もあるが、電子機器の異常原因が
除去されないと、オン，オフ動作を繰り返して、ついに
は接点溶着を起こして、再び温度が過昇するという問題
があった。なお、上記の温度ヒューズＥと、バイメタル
スイッチとを併用すれば、電子機器の異常時に可復帰型
のバイメタルスイッチが動作して回路を開放して保護す
るとともに、バイメタルスイッチの接点溶着時には非復
帰型の温度ヒューズが動作して回路を開放して保護する
ことができる。しかしながら、このように２種類の保護
素子を組み合わせて用いることは、電子機器への組み込
みが面倒であるのみならず、大きな組み込みスペースが
必要になり、さらに高価であるという各種の問題点があ
った。そこで、本発明は、電子機器の異常時等に回路を
開放して保護するとともに、異常状態が解消されたら繰
り返し使用可能であり、万一異常状態が解消されない場
合は、永久的に回路を開放して保護し得るようにした複
合型の保護素子を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、感温素子とし
て、特定温度で記憶形状に復帰する形状記憶機能と、特
定温度よりも高い温度で非復帰型の形状変化をする永久
的形状変化機能とを有するものを用い、電子機器の異常
時等には、形状記憶機能に基づいて記憶形状に復帰して
回路を開放するとともに、電子機器の異常状態が解消さ
れると、感温素子の形状復帰によって繰り返し使用が可
能になり、万一電子機器の異常状態が解消されない場合
は、永久的形状変化機能に基づいて回路を永久的に開放
するようにしたものである。

【０００７】以下、本発明の各種態様と作用効果につい
て説明する。本発明の請求項１記載の発明は、感温素子
を有し、この感温素子の変形によって可動接点が固定接
点から開離動作する保護素子において、前記感温素子と
して特定温度において記憶している形状に復帰する形状
記憶機能と、前記記憶形状への復帰温度よりも高い温度
で非復帰型の変形をする永久変形機能とを有するものを
用いたことを特徴とする保護素子である。上記の構成に
よれば、電子機器の異常時等に、感温素子の形状記憶機
能によって回路を開放して保護するとともに、異常状態
が解消されて周囲温度が低下すると、形状記憶機能によ
って再び元の形状に復帰して繰り返し使用が可能にな
り、万一異常状態が解消されないと、永久変形機能によ
って感温素子が永久的な変形を起こして回路を開放する
結果、電子機器等を保護することができる。

【０００８】本発明の請求項２記載の発明は、前記感温
素子が、形状記憶合金または形状記憶ポリマからなるこ
とを特徴とする請求項１に記載の保護素子である。上記
の構成によれば、形状記憶合金または形状記憶ポリマの
特定温度における形状復帰機能によって回路を開放して
保護できるとともに、周囲温度が低下すると元の形状に
復帰して、繰り返し使用が可能になる。また、万一異常
状態が解消されない場合は、永久変形機能によって感温
素子が永久的な変形を起こして回路を開放する結果、電
子機器等を保護することができる。

【０００９】本発明の請求項３記載の発明は、前記感温
素子が、特定温度において記憶している形状に復帰する
形状記憶機能を有する形状記憶素子と、この形状記憶素
子の記憶形状への復帰温度よりも高い温度で非復帰型の
変形をする永久変形素子とで構成されていることを特徴
とする請求項１または２のいずれかに記載の保護素子で
ある。上記の構成によれば、形状記憶機能を有する形状
記憶素子と、非復帰型の変形をする永久変形素子とを用
いたので、それぞれの機能を有する最適な感温素子を組
み合わせることができ、より確実な動作特性の保護素子
が得られる。

【００１０】本発明の請求項４記載の発明は、前記形状
記憶素子が形状記憶合金または形状記憶ポリマで構成さ
れ、前記永久変形素子が絶縁性化学物質で構成されてい
ることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載
の保護素子である。上記の構成によれば、形状記憶素子
が形状記憶合金または形状記憶ポリマによる記憶形状と
元の形状への可復帰型の形状変化により繰り返し使用が
可能であるし、異常状態が解消されない場合は、絶縁性
化学物質よりなる永久変形素子の永久的形状変化によっ
て、回路を開放して保護することができる。

【００１１】本発明の請求項５記載の発明は、金属製の
ケースと、この金属製ケースの一端に固着されたリード
と、金属製ケースの他端開口部を閉止する絶縁ブッシン
グと、この絶縁ブッシングを貫通するリードと、このリ
ードの内方端に形成された固定接点と、金属ケースの内
部に収容された絶縁性化学物質からなる永久変形素子
と、形状記憶合金または形状記憶ポリマからなる形状記
憶素子と、少なくともその一部が金属ケースに接触する
とともに前記固定接点に接触する可動接点と、この可動
接点と前記絶縁ブッシング間に介在されている弱圧縮ば
ねとを有することを特徴とする請求項４に記載の保護素
子である。上記の構成によれば、単一の金属製ケース内
に、形状記憶合金または形状記憶ポリマからなる形状記
憶素子と、絶縁性化学物質からなる永久変形素子とを収
容したので、温度過昇時には形状記憶合金または形状記
憶ポリマからなる形状記憶素子が変形して回路を開いて
保護し、異常状態が解消されると形状記憶素子が再び元
の形状に復帰して繰り返し使用可能であるし、異常状態
が解消されない場合は、絶縁性化学物質からなる永久変
形素子が永久的に変形して回路を開いて保護するとい
う、コンパクトな構造および小さな寸法で所期の動作を
する保護素子が得られる。

【００１２】本発明の請求項６記載の発明は、金属製の
ケースと、この金属製ケースの一端に固着されたリード
と、金属製ケースの他端開口部を閉止する絶縁ブッシン
グと、この絶縁ブッシングを貫通するリードと、このリ
ードの内方端に形成された固定接点と、金属ケースの内
部に収容された絶縁性化学物質からなる永久変形素子
と、強圧縮ばねと、少なくともその一部が金属ケースに
接触するとともに前記固定接点に接触する可動接点と、
この可動接点と前記絶縁ブッシング間に介在されている
形状記憶合金からなる弱圧縮ばねとを有することを特徴
とする請求項４に記載の保護素子。上記の構成によれ
ば、形状記憶合金からなる弱圧縮ばねにより、温度過昇
時に回路を開いて保護するとともに、異常状態が解消さ
れると形状記憶合金からなる弱圧縮ばねが再び元の収縮
状態に復帰して繰り返し使用可能であるし、異常状態が
解消されない場合は、絶縁性化学物質からなる永久変形
素子が変形して永久的に回路を開いて保護する。

【００１３】本発明の請求項７記載の発明は、金属製の
ケースと、この金属製ケースの一端に固着されたリード
と、金属製ケースの他端開口部を閉止する絶縁ブッシン
グと、この絶縁ブッシングを貫通するリードと、このリ
ードの内方端に形成された固定接点と、金属ケースの内
部に収容された絶縁性化学物質からなる永久変形素子
と、形状記憶合金または形状記憶ポリマからなる形状記
憶素子と、少なくともその一部が金属ケースに接触する
とともに前記固定接点に接触する可動接点と、この可動
接点と前記絶縁ブッシング間に介在されている形状記憶
合金からなる弱圧縮ばねとを有することを特徴とする請
求項４に記載の保護素子。上記の構成によれば、形状記
憶合金または形状記憶ポリマ形状記憶素子からなる形状
記憶素子および形状記憶合金からなる弱圧縮ばねによ
り、温度過昇時に回路を開いて保護するとともに、異常
状態が解消されると前記形状記憶素子および形状記憶合
金からなる弱圧縮ばねが再び元の形状に復帰して繰り返
し使用可能であるし、異常状態が解消されない場合は、
絶縁性化学物質からなる永久変形素子が変形して永久的
に回路を開いて保護する。

【００１４】本発明の請求項８記載の発明は、前記固定
接点と可動接点との間に、ＰＴＣ素子を介在したことを
特徴とする請求項５ないし７のいずれかに記載の保護素
子である。上記の構成よれば、上記の各請求項５ないし
７に記載した作用効果を奏するのみならず、過電流に対
してＰＴＣ素子がその抵抗値を増大することによって、
電流値を抑制して保護することができるという作用効果
をも奏する。

【００１５】

【発明の実施の形態】

【第１実施形態】以下、本発明の実施形態を図面を参照
して説明する。図１は本発明の第１の実施形態における
保護素子Ａの断面図で、図２は温度過昇時の動作後の断
面図を示し、図３は異常原因が解消されない場合の動作
後の断面図を示す。図１において、１は銅等よりなりニ
ッケルめっきや銀めっき等を施された円筒状の金属ケー
スで、一端に銅製ではんだめっき等を施された第１のリ
ード２がかしめ固定されており、他端の開口部にはセラ
ミック等よりなる絶縁ブッシング３がかしめ固定されて
閉止されている。この絶縁ブッシング３の中心孔を貫通
して、銅製ではんだめっき等を施された第２のリード４
が固定されている。この第２のリード４の内方端には固
定接点５が形成されており、この固定接点５の近傍に膨
大部６を、また絶縁ブッシング３の外方端に接する部分
に膨大部７を備えている。前記内方側の膨大部６は、後
述する圧縮ばねの弾性力によりリード４が外方に抜ける
のを防止し、前記外方側の膨大部７は外力によりリード
４が内方に向かって抜けるのを防止している。前記金属
ケース１の内部には、永久的変形素子の一例としての特
定温度で溶融する絶縁性の化学物質からなる円柱状の感
温ペレット８と、この感温ペレット８および後述する可
動接点１３に後述する強圧縮ばね１２の弾性力を分散し
て与えるための銅製等の円板９および１０と、これらの
両円板９および１０間に圧縮状態で介在されている形状
記憶合金からなる板ばね１１と、強圧縮ばね１２とが収
容されている。また、前記円板１０と固定接点５との間
には、周辺部が金属ケース１の内面に弾性的に接触して
いる銀−銅合金等の良導電性材料よりなり銀めっき等を
施した可動接点１３が介在されている。この可動接点１
３は、図７に示す従来の保護素子Ｅにおける可動接点９
２と相違して、周縁に形成された多数の舌片が一つおき
に図示右方と左方の両方に交互に折り曲げられており、
図示右方および左方のいずれの方向にも移動可能に形成
されている。前記絶縁ブッシング３と可動接点１３との
間には弱圧縮ばね１４が介在されている。ここで、前記
板ばね１１および強圧縮ばね１２の圧縮状態での弾性力
は、弱圧縮ばね１４の圧縮状態での弾性力よりも大き
く、また、前記板ばね１１および強圧縮ばね１２の伸長
状態での弾性力は弱圧縮ばね１４の圧縮状態での弾性力
よりも小さく設定されている。１５は絶縁ブッシング３
の外面に塗付されたエポキシ樹脂等の封止樹脂、１６は
第２のリード４に挿通されているセラミック等よりなる
絶縁筒体で、封止樹脂１５の沿面距離を増大するための
ものである。

【００１６】ここで、上記保護素子Ａを、電子機器の異
常時に温度が上昇する個所に取り付けておき、第１のリ
ード２および第２のリード４を電子機器に直列に接続す
ることにより、リード２−金属製ケース１―可動接点１
３−固定接点５−リード４の経路で、電子機器に通電で
きる。

【００１７】上記保護素子Ａによれば、電子機器の異常
等によって周囲温度が上昇して形状記憶合金からなる板
ばね１１の形状復帰温度に達すると、板ばね１１が記憶
形状に復帰（収縮）する。すると、強圧縮ばね１２が伸
長し、それらの弾性力が弱まる結果、弱圧縮ばね１４の
弾性力が板ばね１１および強圧縮ばね１２の弾性力を凌
駕して、図２に示すように弱圧縮ばね１４が伸長して、
可動接点１３を固定接点５から開離させる。これに伴っ
て回路が開放され、電子機器への通電が遮断され、電子
機器はそれ以上の過熱による損傷が防止されると共に、
電子機器の過熱に起因する火災発生も防止される。

【００１８】また、異常状態が解消されて周囲温度が形
状記憶合金からなる板ばね１１の図１に示す元の状態へ
の形状復帰温度以下になると、板ばね１１が再び図１の
元の伸長形状に復帰する。すると、板ばね１１および強
圧縮ばね１２の弾性力が弱圧縮ばね１４の弾性力を凌駕
する結果、板ばね１１および強圧縮ばね１２の弾性力に
よって可動接点１３が再び図示右方に移動させられて図
１に示すように固定接点５に押圧接触されて回路が閉成
されるので、繰り返し使用が可能になる。

【００１９】さらに、もし異常状態が解消されない場合
は、周囲温度がさらに上昇して絶縁性化学物質からなる
感温ペレット８の溶融温度に達すると、永久変形素子と
しての感温ペレット８が溶融する。すると、図３に示す
ように、強圧縮ばね１２が伸長してその弾性力がなくな
るため、弱圧縮ばね１４が伸長して可動接点１３を固定
接点５から開離させるので、永久的に回路を開いて保護
する。

【００２０】以上のように、上記保護素子Ａによれば、
温度過昇時に板ばね１１の記憶形状への復帰によって回
路を開いて保護するとともに、異常状態が解消されると
再び回路を閉成して繰り返し使用が可能になり、異常状
態が解消されない場合は、感温ペレット８が変形して保
護するという複合型の動作を営む。

【００２１】

【第２実施形態】次に、本発明の第２実施形態の保護素
子Ｂについて説明する。この第２実施形態の保護素子Ｂ
は、図１に示す保護素子Ａにおける形状記憶合金からな
る板ばね１１および通常の強圧縮ばね１２を省略すると
ともに、形状記憶合金からなる強圧縮ばねを用いたもの
である。図４は、保護素子Ｂの断面図を示す。図４にお
いて、図１に示す構成部品と同一の部品には、第１０位
の桁に「２」または「３」を付して、第１位の桁の符号
を図１に示す符号と対応させている。すなわち，例え
ば、図１における金属製ケース１に対応させて、図４で
は金属製ケース２１としており、以下、２２は第１のリ
ード、２３は絶縁ブッシング、２４は第２のリード、２
５は固定接点、２６，２７は膨大部、２８は感温ペレッ
ト、２９，３０は円板、３３は可動接点、３４は弱圧縮
ばね、３５は封止樹脂、３６は絶縁筒体と、同様の符号
を付しているので、その説明を省略する。この第２実施
形態の保護素子Ｂは、図１の保護素子Ａにおける形状記
憶合金からなる板ばね１１および通常の強圧縮ばね１２
を省略するとともに、形状記憶合金からなる強圧縮ばね
３７を用いている。すなわち，この第２実施形態の保護
素子Ｂは、図１における形状記憶合金からなる板ばね１
１と強圧縮ばね１２とを、形状記憶合金からなる１個の
強圧縮ばね３７で兼用させているものである。

【００２２】上記の保護素子Ｂによれば、周囲温度の過
昇時に、形状記憶合金からなる強圧縮ばね３７が記憶形
状に収縮復帰してその弾性力が減少する結果、それに応
じて弱圧縮ばね３４の弾性力が強圧縮ばね３７の弾性力
を凌駕して、可動接点３３を固定接点２５から開離させ
て回路を開いて保護する（図示省略）。異常状態が解消
されて周囲温度が形状記憶合金からなる強圧縮ばね３７
の元の形状への復帰温度以下に低下すると、強圧縮ばね
３７が再び図４の伸長状態に復帰して、強圧縮ばね３７
の弾性力が弱圧縮ばね３４の弾性力を凌駕する結果、可
動接点３３が再び固定接点２５に押圧接触されて、回路
が閉成される。したがって、繰り返し使用が可能になる
（図４参照）。さらに、異常状態が解消されない場合
は、感温ペレット２８が溶融し、応じて強圧縮ばね３７
が伸長し、それによって弱圧縮ばね３４の弾性力が強圧
縮ばね３７の弾性力を凌駕する結果、弱圧縮ばね３４が
伸長して可動接点３３を固定接点２５から開離させて回
路を開放させて保護する（図示省略）。このように、こ
の第２実施形態の保護素子Ｂも、第１実施形態の保護素
子Ａと同様に複合型の動作を営む。

【００２３】

【第３実施形態】次に、本発明の第３実施形態の保護素
子Ｃについて説明する。この第３実施形態の保護素子Ｃ
は、図４に示す保護素子Ｂにおける形状記憶合金からな
る強圧縮ばね３７に代えて通常の強圧縮ばねを用いると
ともに、弱圧縮ばね３４に代えて形状記憶合金からなる
弱圧縮ばねを用いたものである。図５は、保護素子Ｃの
断面図を示す。図５において、図４に示す構成部品と同
一の部品には、第１０位の桁に「４」または「５」を付
して、第１位の桁の符号を図４に示す符号と対応させて
いる。すなわち，例えば、図４における金属製ケース２
１に対応させて、図５では金属製ケース４１としてお
り、以下、４２は第１のリード、４３は絶縁ブッシン
グ、４４は第２のリード、４５は固定接点、４６，４７
は膨大部、４８は感温ペレット、４９，５０は円板、５
２は通常の強圧縮ばね、５３は可動接点、５５は封止樹
脂、５６は絶縁筒体と、同様の符号を付しているので、
その説明を省略する。この第３実施形態の保護素子Ｃ
は、図４の保護素子Ｂにおける形状記憶合金からなる強
圧縮ばね３７に代えて、通常の圧縮ばねからなる強圧縮
ばね５２を用いるとともに、通常の弱圧縮ばね３４に代
えて、形状記憶合金からなる弱圧縮ばね５７を用いてい
る。

【００２４】上記の保護素子Ｃによれば、周囲温度の過
昇時に、形状記憶合金からなる弱圧縮ばね５７が記憶形
状に伸長復帰して、その弾性力が強圧縮ばね５２の弾性
力を凌駕する結果、可動接点５３を固定接点４５から開
離させて回路を開いて保護する（図示省略）。異常状態
が解消されて周囲温度が形状記憶合金からなる弱圧縮ば
ね５７の元の形状への復帰温度以下になると、弱圧縮ば
ね５７が図５の圧縮状態に復帰して、強圧縮ばね５２の
弾性力によって、可動接点５３が再び固定接点４５に押
圧接触されて、回路が閉成される。したがって、繰り返
し使用が可能になる（図５参照）。さらに、異常状態が
解消されない場合は、感温ペレット４８が溶融して、強
圧縮ばね５２が伸長し、応じて形状記憶合金からなる弱
圧縮ばね５７の弾性力が強圧縮ばね５２の弾性力を凌駕
する結果、弱圧縮ばね５７がその弾性力によって伸長し
て可動接点５３を固定接点４５から開離させて回路を開
放させて保護する（図示省略）。このように、この第３
実施形態の保護素子Ｃも、第１、第２実施形態の保護素
子Ａ，Ｂと同様に複合型の動作を営む。

【００２５】

【第４実施形態】次に、本発明の第４実施形態の保護素
子Ｄについて説明する。この第４実施形態の保護素子Ｄ
は、図５示す保護素子Ｃにおける通常の強圧縮ばね５２
に代えて形状記憶合金からなる強圧縮ばねを用いるとと
もに、形状記憶合金からなる弱圧縮ばねを用いたもので
ある。図６は、保護素子Ｄの断面図を示す。図６におい
て、図５に示す構成部品と同一の部品には、第１０位の
桁に「６」または「７」を付して、第１位の桁の符号を
図５に示す符号と対応させている。すなわち，例えば、
図５における金属製ケース４１に対応させて、図６では
金属製ケース６１としており、以下、６２は第１のリー
ド、６３は絶縁ブッシング、６４は第２のリード、６５
は固定接点、６６，６７は膨大部、６８は感温ペレッ
ト、６９，７０は円板、７３は可動接点、７５は封止樹
脂、７６は絶縁筒体と、同様の符号を付しているので、
その説明を省略する。この第４実施形態の保護素子Ｄ
は、図５の保護素子Ｃにおける通常の強圧縮ばね５２に
代えて、形状記憶合金からなる強圧縮ばね７７を用いる
とともに、形状記憶合金からなる弱圧縮ばね７８を用い
ている。

【００２６】上記の保護素子Ｄによれば、周囲温度の過
昇時に、形状記憶合金からなる強圧縮ばね７７が記憶形
状に収縮復帰するとともに、弱圧縮ばね７８が記憶形状
に伸長復帰して、可動接点７３を固定接点６５から開離
させて回路を開いて保護する（図示省略）。異常状態が
解消されて周囲温度が形状記憶合金からなる強圧縮ばね
７７および弱圧縮ばね７８の元の形状への復帰温度以下
になると、強圧縮ばね７７および弱圧縮ばね７８が図６
の圧縮状態に復帰して、強圧縮ばね７７の弾性力が弱圧
縮ばね７８の弾性力を凌駕して、可動接点７３が再び固
定接点６５に押圧接触されて、回路が閉成される。した
がって、繰り返し使用が可能になる（図６参照）。さら
に、異常状態が解消されない場合は、感温ペレット６８
が溶融して、強圧縮ばね７７の弾性力が減少するため、
応じて形状記憶合金からなる弱圧縮ばね７８の弾性力が
強圧縮ばね７５の弾性力を凌駕する結果、弱圧縮ばね７
８が伸長して可動接点７３を固定接点６５から開離させ
て回路を開放させて保護する（図示省略）。このよう
に、この第４実施形態の保護素子Ｄも、第１、第２，第
３実施形態の保護素子Ａ，Ｂ，Ｃと同様に複合型の動作
を営む。

【００２７】

【第５実施形態】以上の実施形態の保護素子Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄは、いずれも形状記憶素子として、形状記憶合金
を用いる場合について説明したが、形状記憶合金に代え
て形状記憶ポリマを用いることができる。

【００２８】

【第６実施形態】また、図１に示す第１実施形態の保護
素子Ａにおいて、形状記憶合金からなる板ばね１１を省
略するとともに、感温ペレット８に代えて形状記憶合金
または形状記憶ポリマからなる形状記憶素子を用いても
よい。

【００２９】

【第７実施形態】以上の実施形態の保護素子は、形状記
憶素子としての形状記憶合金または形状記憶ポリマと、
それらの形状記憶素子の記憶形状への復帰温度よりも高
い温度で永久的な変形を起こす永久変形素子としての感
温ペレットとを併用する場合について説明したが、形状
記憶合金または形状記憶ポリマよりなる形状記憶素子の
記憶形状への形状記憶機能を利用して、温度過昇時に回
路を開いて保護し、また、周囲温度が形状記憶素子の元
の形状への復帰温度以下になることによって形状記憶素
子が保護素子としての元の形状へ復帰することを利用し
て繰り返し使用を可能にするとともに、その復帰温度よ
りも高い温度域においては形状記憶素子が、完全には記
憶形状に復帰しない性質を利用して、形状記憶素子に永
久的な変形を残存させることによって、回路を永久的に
開くようにすることもできる。このような場合、永久変
形素子としての感温ペレットを省略することもできる。

【００３０】

【他の実施形態】上記各実施態様の保護素子Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄ等において、固定接点５，２５，４５，６５と、
可動接点１３，３３，５３，７３との間に、正の抵抗−
温度特性を有するＰＴＣ素子を介在させてもよい。この
ような構成によれば、過電流が流れた際にはＰＴＣ素子
が自己発熱によってその抵抗値を増大して電流値を抑制
し、もって電子機器を過電流から保護することができ
る。また、ＰＴＣ素子のトリップ温度を、形状記憶機能
素子１１，３７，５７，７７，７８の記憶形状への復帰
温度よりも低く設定しておけば、周囲温度がトリップ温
度に達すると、ＰＴＣ素子がその抵抗値を増大して電流
値を抑制し、もって電子機器を保護することができる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
感温素子を有し、この感温素子の変形によって可動接点
が固定接点から開離動作する保護素子において、前記感
温素子として特定温度において記憶している形状に復帰
する形状記憶機能と、前記記憶形状への復帰温度よりも
高い温度で非復帰型の変形をする永久変形機能とを有す
るものを用いたことを特徴とする保護素子であるから、
温度過昇時には感温素子の形状記憶機能によって、回路
を開いて保護することができ、異常状態が解消されて周
囲温度が低下すると、感温素子の形状記憶機能によっ
て、再び回路を閉成して繰り返し使用できるとともに、
異常状態が解消されない場合は、感温素子の永久変形機
能によって回路を開いて保護できるという効果を奏す
る。また、ＰＴＣ素子を組み合わせて用いると、過電流
に対してＰＴＣ素子がその抵抗値を増大して電流値を抑
制することによって、保護できるという効果をも奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施態様の保護素子Ａにおける
断面図

【図２】図１の保護素子Ａにおける形状記憶機能を有
する感温素子（形状記憶合金よりなる板ばね）の形状復
帰動作後の断面図

【図３】図１の保護素子Ａにおける永久変形機能素子
（感温ペレット）の溶融後の断面図

【図４】本発明の第２実施態様の保護素子Ｂにおける
断面図

【図５】本発明の第３実施態様の保護素子Ｃにおける
断面図

【図６】本発明の第４実施態様の保護素子Ｄにおける
断面図

【図７】従来の保護素子Ｅの断面図

【図８】従来の保護素子Ｅの動作後における断面図

【符号の説明】

１、２１、４１、６１金属製ケース２、２２、４２、６２第１のリード３、２３、４３、６３絶縁ブッシング４、２４、４４、６４第２のリード５、２５、４５、６５固定接点６、７、２６、２７、４６、４７、６６、６７膨大部８、２８、４８、６８永久変形機能を有する感温素子
（感温ペレット）９、１０、２９、３０、４９、５０、６９、７０円板１１形状記憶機能を有する感温素子（形状記憶合金よ
りなる板ばね）１２、５２強圧縮ばね１３、３３、５３、７３可動接点１４、３４弱圧縮ばね１５、３５、５５、７５封止樹脂１６、３６、５６、７６絶縁筒体３７、７７形状記憶機能を有する感温素子（形状記憶
素子）（形状記憶合金よりなる強圧縮ばね）５７、７８形状記憶機能を有する感温素子（形状記憶
素子）（形状記憶合金よりなる弱圧縮ばね）

フロントページの続きＦターム(参考） 5E034 AA10 AB01 AC09 AC11 DB03 DC02 DC10 5G041 AA08 CA02 CB09 CE02 CE10 5G502 AA02 AA06 BA03 BE08 BE09 EE05 KK10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感温素子を有し、この感温素子の変形によ
って可動接点が固定接点から開離動作する保護素子にお
いて、前記感温素子として特定温度において記憶してい
る形状に復帰する形状記憶機能と、前記記憶形状への復
帰温度よりも高い温度で非復帰型の変形をする永久変形
機能とを有するものを用いたことを特徴とする保護素
子。
【請求項２】前記感温素子が、形状記憶合金または形状
記憶ポリマからなることを特徴とする請求項１に記載の
保護素子。
【請求項３】前記感温素子が、特定温度において記憶し
ている形状に復帰する形状記憶機能を有する形状記憶素
子と、この形状記憶素子の記憶形状への復帰温度よりも
高い温度で非復帰型の変形をする永久変形素子とで構成
されていることを特徴とする請求項１または２のいずれ
かに記載の保護素子。
【請求項４】前記形状記憶素子が形状記憶合金または形
状記憶ポリマで構成され、前記永久変形素子が絶縁性化
学物質で構成されていることを特徴とする請求項１ない
し３のいずれかに記載の保護素子。
【請求項５】金属製のケースと、この金属製ケースの一
端に固着されたリードと、金属製ケースの他端開口部を
閉止する絶縁ブッシングと、この絶縁ブッシングを貫通
するリードと、このリードの内方端に形成された固定接
点と、金属ケースの内部に収容された絶縁性化学物質か
らなる永久変形素子と、形状記憶合金または形状記憶ポ
リマからなる形状記憶素子と、少なくともその一部が金
属ケースに接触するとともに前記固定接点に接触する可
動接点と、この可動接点と前記絶縁ブッシング間に介在
されている弱圧縮ばねとを有することを特徴とする請求
項４に記載の保護素子。
【請求項６】金属製のケースと、この金属製ケースの一
端に固着されたリードと、金属製ケースの他端開口部を
閉止する絶縁ブッシングと、この絶縁ブッシングを貫通
するリードと、このリードの内方端に形成された固定接
点と、金属ケースの内部に収容された絶縁性化学物質か
らなる永久変形素子と、強圧縮ばねと、少なくともその
一部が金属ケースに接触するとともに前記固定接点に接
触する可動接点と、この可動接点と前記絶縁ブッシング
間に介在されている形状記憶合金からなる弱圧縮ばねと
を有することを特徴とする請求項４に記載の保護素子。
【請求項７】金属製のケースと、この金属製ケースの一
端に固着されたリードと、金属製ケースの他端開口部を
閉止する絶縁ブッシングと、この絶縁ブッシングを貫通
するリードと、このリードの内方端に形成された固定接
点と、金属ケースの内部に収容された絶縁性化学物質か
らなる永久変形素子と、形状記憶合金または形状記憶ポ
リマからなる形状記憶素子と、少なくともその一部が金
属ケースに接触するとともに前記固定接点に接触する可
動接点と、この可動接点と前記絶縁ブッシング間に介在
されている形状記憶合金からなる弱圧縮ばねとを有する
ことを特徴とする請求項４に記載の保護素子。
【請求項８】前記固定接点と可動接点との間に、ＰＴＣ
素子を介在したことを特徴とする請求項５ないし７のい
ずれかに記載の保護素子。