JP5303576B2 - 短絡回路装置付き電気保護部品 - Google Patents

Description

短絡回路装置付き電気保護部品に関する。

特許文献１は、外部短絡回路装置を備えたガス充填サージ防止装置を開示する。

欧州特許第0962037 B1号明細書

本発明の目的は、実装性を改善した短絡回路装置付き電気保護部品を明示することにある。

上記目的は、請求項１の短絡回路装置付き電気保護部品によって達成される。従属請求項は、電気保護部品の好適な構成に関する。

短絡回路装置付き電気保護部品が明示され、この電気保護部品はサージ防止装置を備える。このサージ防止装置は中空本体を有し、この中空本体に少なくとも２つの電極が配置されている。２つの電極を有するサージ防止装置はセラミックからなる一体の中空本体を有する。３電極の防止装置の場合、セラミックの中空本体は中央電極を介して別個の２つの部分に分割されている。２つの部分は中央電極の第１の側に配置されている。１つの端電極は２つの部分の第２の側にそれぞれ配置されている。

電気保護部品は熱的短絡回路装置を備える。この短絡回路装置はクリップを含み、このクリップはスナップ動作によって電気保護部品のサージ防止装置に取り付けられている。
クリップは少なくとも２つの部分を有する。クリップの少なくとも第１セクションはスナップ動作によってサージ防止装置に取り付けられ、サージ防止装置の回りをその半周を越えて囲んでいる。それ故、短絡回路リンクの第１セクションはサージ防止装置に短絡回路リンクを固定するうえで役立っているが好ましい。第１セクションの少なくとも端はサージ防止装置に機械的に接触している。しかしながら、更なる実施例において、第１セクションの端がサージ防止装置から離間することも可能であるが、ここでは、第１セクションの少なくとも部分的な領域がサージ防止装置に配置され、これにより、短絡回路装置はサージ防止装置にしっかりと固定されている。第１セクションの残領域はサージ防止装置を支持可能であるか、又は、サージ防止装置から離間することできる。

クリップは少なくとも１つの第２サクションを含み、第２セクションは第１セクションを囲み且つ可融要素を介して第１セクションから離間している。第２セクションはその一端に短絡回路リンクを有し、この短絡回路リンクはサージ防止装置から径方向に離間している。可融要素が熔解した場合、短絡回路リンクはサージ防止装置の前記少なくとも２つの電極を互いに電気的に接続する。

好ましくは、クリップの第１セクションはサージ防止装置の回りにその半周を越えて係合している。これは、短絡回路装置が起動した場合、サージ防止装置からクリップが強制的に外れるのを防止する。それ故、クリップの第１セクションは短絡回路リンクのための受け止めベアリングとして役立つ。

サージ防止装置が３つの電極を有する場合、第３の中央電極は２つの中空本体及び２つの端電極よりも幾らか大きな直径を有することができる。中央電極は中空本体及び端電極を越えて径方向に突出することができる。

好ましくは、クリップは屈曲した平坦なストリップ片を含み、この平坦なストリップ片は１個以上の切り抜きを有することができる。３電極のサージ防止装置の場合、切り抜きは中央電極の領域でのスリップに抗し、しっかりとしたクリップの固定を確実にするうえで役立つ。好ましくは、切り抜きは、中央電極がクリップの切り抜き内に部分的に突出するように中央電極の幅を有する。これにより、軸線方向へのクリップのスリップは抑制される。

好ましくは、切り抜きは可融要素の領域に位置付けられている。好ましくは、切り抜きは可融要素よりも幾らか小さい大きさであり、これにより、スナップ動作によるサージ防止装置への短絡回路クリップの取り付けが幾分か困難になるが、可融要素は切り抜きを介してはスリップできない。

更なる実施例において、可融要素はその少なくとも一部が切り抜き内に突出するように、少なくとも一方の側に段付き部を有する。この結果、可融要素は少なくとも部分的にサージ防止装置の中央電極と直接に接触する。従って、事実上、サージ防止装置からの最適な熱伝達が提供される。

更なる実施例において、可融要素の領域の切り抜きは、中央電極が可融要素に直接に接触する程度まで中央電極が切り抜きを通じて突出するようなサイズを有しているのが好ましい。この結果、事実上、サージ防止装置からの最適な熱伝達が同様に提供される。
好ましくは、クリップは長尺な平坦なストリップ片を含み、ここでは、短絡回路リンクはクリップの残部よりも幅広である。

好適な実施例において、クリップの第１及び第２セクションは一体品によって形成されている。
しかしながら、更なる実施例において、クリップを少なくとも２つの部分から構成することも可能である。
好ましくは、クリップの第１セクションは第１の部分によって形成され、そして、第２セクションは第２の部分によって形成されている。

しかしながら、更なる実施例において、第２セクションが第１セクションの領域と第２の部分とによって形成されることも可能である。
好ましくは、クリップが複数の部分から構成される場合、クリップの部分は異なる材料からなる。
しかしながら、クリップの部分が同一材料からなることも可能である。
好ましくは、少なくとも短絡回路リンクは電気的な導電材料からなる。

特に、この目的のためには抵抗特性を有する材料が好適する。短絡回路装置のクリップが可融要素に永久的に圧力を働かせるためには、特にベリリウム銅からなる材料が好適する。ベリリウム銅は過度に加熱された場合でも、そのばね力を維持するので、短絡回路クリップに特に好適する。ベリリウム銅は長期に亘ってばね力を有する。ばね鋼との対比において、ベリリウム鋼は優れた導電性を有する。クリップのための平坦なストリップ片は例えば、コスト的に有効で且つ高度な技術的複雑さを伴うことがない型打加工によってベリリウム銅から製作可能である。

１つの実施例において、平坦なストリップ片は例えば、曲げ加工により所望の形態にもたらされる。２つの部分からなるクリップの場合、予め準備された２つの部分は一緒に結合され、そして、互いに機械的に連結されている。例えば、２つの部分は溶接を介して互いに直接に連結されている。
好ましくは、クリップはサージ防止装置における中央電極の領域にて、スナップ動作によってサージ防止装置に取り付けられる。

更なる実施例においては、２電極の防止装置が組み込まれており、この場合の短絡回路リンクは例えば、中空本体の領域にて、リング又はクランプを介してサージ防止装置に機械的に連結されている。
好ましくは、可融要素は、サージ防止装置が容認されない高温に加熱された場合、熔解するように構成されている。可融要素は半田を含む材料からなることができる。更にまた、合成樹脂を含む材料も好適する。特に、材料の量を少なくし且つ取り得る最大の体積を有する形態が好適する。この場合、例えば管状本体のような中空本体が好適する。

短絡回路リンクは可融要素によって離間させることができる。サージ防止装置が容認されない高温に加熱された場合、空所を有した本体は同一サイズの中実本体よりも急速に熔解する。この結果、電気保護部品は高速の反応時間を有する。
好ましくは、可融要素は、短絡回路リンクが可融要素によって外部電極から離間されるべく配置されている。可融要素が熔解した場合、クリップはサージ防止装置の外部電極（前記２つの電極）を押圧し、これら外部電極を互いに電気的に接続する。サージ防止装置が付加的な中央電極を有する場合、短絡回路リンクは中央電極に外部電極を接続する。

好ましくは、ＳＭＤ仕様のサージ防止装置が組み込まれている。また、通常の実装のためのワイヤ接点を有するサージ防止装置の組み込みをも可能である。
例えば、実装面にサージ防止装置が半田付けされた後、可融要素を含んだ予備組付けの短絡回路クリップがスナップ動作によってサージ防止装置に取り付けられるべく、短絡回路クリップは構成されている。しかしながら、実際上、短絡回路クリップは実装に先立ち、サージ防止装置にスナップ動作によって取り付けることも可能である。

サージ防止装置が半田付けされた後、短絡回路クリップはスナップ動作によって取り付け可能となる利点を有する。可融要素は予備的に組付けられた短絡回路クリップに既に配置され、最早、その後に可融要素の組付けをなす必要はない。
ＳＭＤ仕様のサージ防止装置の場合、正確には、半田付け処理中、サージ防止装置が容認できない高温に晒され、それ故、短絡回路装置の熱応答範囲に入ってしまう問題がある。このことは、ＳＭＤ仕様のサージ防止装置の場合、特に制約となり、この制約は製造を困難にする。

手作業にて半田付けされる通常の短絡回路装置付きサージ防止装置との比較において、半田付け処理中、過度な加熱からサージ防止装置を保護する付加的な冷却は必要ではない。
同様に、ウエーブ半田付け又はリフロー半田付けの場合にて、特に過度な加熱を防ぐべく適合された温度プロファイルは最早必要ではない。

上述の主題は以降の図面及び実施例に基づいてより詳細に説明される。
以下に記載の図面は実際の縮尺として見なすべきではない。むしろ、個々の寸法は、作図上の便宜を図るため、拡大、縮小又は歪曲して示されている。互いに同一又は同一の機能をなす要素には同一の参照符号が付されている。

一体の短絡回路クリップ付き電気保護部品を断面にて示す図である。 図１ａの短絡回路クリップ付き電気保護部品を下方から示す図である。 図１ａから短絡回路クリップを数学的に展開して示す図である。 多重部分からなる短絡回路クリップ付き電気保護部品の更なる実施例を断面にて示す図である。 図２ａから短絡回路クリップを数学的に展開して示す図である。 多重部分からなる短絡回路クリップ付き電気保護部品の更なる実施例を断面にて示す図である。 図３ａから短絡回路クリップを数学的に展開して示す図である。 一体の短絡回路クリップ付き電気保護部品であって、サージ防止装置から可融要素が離間されている電気保護部品電気保護部品を断面にて示す図である。 図４ａの可融要素を備えた短絡回路クリップの一部を示す図である。 一体の短絡回路クリップ付き電気保護部品であって、可融要素がサージ防止装置に直接に接触している電気保護部品を断面にて示す図である。 図５ａの可融要素を備えた短絡回路クリップの一部を示す図である。 一体の短絡回路クリップ付きの更なる電気保護部品であって、可融要素がサージ防止装置に直接に接触している電気保護部品を断面にて示す図である。 図６ａの可融要素を備えた短絡回路クリップの一部を示す図である。

図１ａ及び図１ｂは電気保護部品を示し、この電気保護部品はサージ防止装置１を備えている。このサージ防止装置１は両端に電極２をそれぞれ有し、これら電極２は図１ｂに示されている。サージ防止装置１は中央電極８を有し、この中央電極８は中空本体９及び電極２を越えて径方向に突出している。サージ防止装置１にはスナップ動作によって短絡回路クリップ３が取り付けられており、このクリップ３は第１セクション４、端４ａ，４ｂを有し、これら端４ａ，４ｂはサージ防止装置１を支持している。２つの端４ａ，４ｂ間における第１セクション４の領域はサージ防止装置１から離間可能で、サージ防止装置１上に直に載置される必要はない。

クリップ３の第２セクション５はサージ防止装置１から離間している。第２セクションク５はその一端に短絡回路リンク６を有する。第２セクション５の短絡回路リンク６は、可融要素７によって第１セクション４ｂ、つまり、サージ防止装置１から離間している。通常の場合、短絡回路リンク６は、クリップ３のばね力によって予め付勢され、可融要素７を押圧している。短絡回路リンク６は、可融要素７が熔解した場合、２つの電極２を互いに電気的に接続すべく構成されている。サージ防止装置１が容認されない高温に加熱された場合、可融要素７は熔解し、これにより、可融要素７を押し付けている短絡回路リンク６のための経路を通じさせる。それ故、短絡回路クリップ３のばね力の結果、短絡回路クリップ６はサージ防止装置１の前記電極２、つまり、外部電極２を押圧する。

図１ｃは、短絡回路クリップ３を図１ａ及び図１ｂから数学的に展開した図を示す。短絡回路クリップ３は第２セクション５の一端に短絡回路リンク６を有する。好ましくは、短絡回路クリップ３の幅はその長さの大部分に亘って短絡回路リンク６の幅よりも狭い。材料や重量の削減を図るため、短絡回路クリップ３は１個以上の切り抜き９ａ，９ｂを有することができる。図示の実施例において、切り抜き９ａ，９ｂは短絡回路クリップ３の第１セクション４に位置付けられている。しかしながら、第２セクション５に更なる切り抜きを有することも可能である。

図２ａは、短絡回路装置を備えた電気保護部品の更なる実施例を示す。クリップ３はスナップ動作によってサージ防止装置１に取り付けられ、このサージ防止装置１は両端に電極を有する。この実施例において、クリップ３は２つの部分からなり、第１の部分が第１セクション４を形成し、第２セクション５は第２の部分によって形成されている。第１セクション４は２つの端４ａ，４ｂを有し、これら端４ａ，４ｂはサージ防止装置１を支持している。２つの端４ａ，４ｂ間における第１セクション４の領域はサージ防止装置１から離間、又は、サージ防止装置１を支持可能である。第２セクション５の一端に短絡回路リンク６が配置されている。短絡回路リンク６は可融要素７を押圧しており、この可融要素７は短絡回路リンク６と第１セクション４の端４ｂとの間、つまり、短絡回路リンク６とサージ防止装置１との間に配置されている。サージ防止装置１が容認されない高温に加熱された場合、可融要素７は熔解し、短絡回路リンク６のための経路を通じさせる。可融要素７が熔解した場合、短絡回路リンク６は電極２をそれぞれ押圧し、これら電極２を互いに電気的に接続する。

図２ｂは、短絡回路クリップ３を図２ａから数学的に展開した図を示す。短絡回路クリップ３は第１セクション４を有する。第１セクション４の２つ端４ａ，４ｂ間には複数の切り抜き９ａ，９ｂが配置されている。これら切り抜き９ａ，９ｂは中央電極８上にクリップ３を案内するのに役立つ。好ましくは、切り抜き９ａ，９ｂは中央電極８の幅に相当する幅を有する。好ましくは、可融要素７は少なくとも切り抜き９ａの縁を支持している。

可融要素７は切り抜き９ａのサイズの段付き部を有し、切り抜き９ａを通じて中央電極８との直接的に熱接触する。短絡回路クリップ３の第２セクション５はその一端に短絡回路リンク６を有する。第１セクション４は少なくとも２つの接続点により、第２セクション５にしっかりと連結されている。好ましくは、第２セクション５は、溶接点、１個以上の溶接ライン、１個以上の溶接域により第１セクション４に連結されている。好ましくは、第１セクション４の幅は第２セクション５の幅に相当する。好ましくは、短絡回路クリップ３の幅はその長さの大部分に亘り、第２セクション５における端の短絡回路リンク６の幅よりも狭い。

図３ａは、短絡回路装置を備えた電気保護部品の更なる実施例を示す。短絡回路クリップ３はスナップ動作によってサージ防止装置１に取り付けられ、このサージ防止装置１は両端に電極を有する。この実施例において、短絡回路クリップ３は２つの部分からなり、第１の部分が第１セクション４を形成する。短絡回路クリップ３の第２セクション５は第１の部分のラグ４ｃ及び第２の部分によって形成されている、ここで、第２セクションの２つの部位は少なくとも２つの接続点により互いに連結されている。第１セクション４は２つの端４ａ，４ｂを有し、これら端４ａ，４ｂはサージ防止装置１を支持している。２つの端４ａ，４ｂ間における第１セクション４の領域はサージ防止装置１から離間することができる。

第２セクション５の一端には短絡回路リンク６が配置されている。短絡回路リンク６は可融要素７を押圧しており、この可融要素７は短絡回路リンク６と第１セクション４の端４ｂ、つまり、サージ防止装置１との間に配置されている。可融要素７が熔解した場合、短絡回路リンク６は外部電極２を押圧し、これら外部電極２を互いに電気的に接続するとともに、中央電極８に電気的に接続する。

図３ｂは、短絡回路クリップ３を図３ａから数学的に展開した図を示す。短絡回路クリップ３は第１セクション４を有する。第１セクション４の２つ端４ａ，４ｂ間には１つの切り抜き９ａが配置されている。第１セクション４のラグ４ｃは第２の部分とともに第２セクション５を形成し、ここではラグ４ｃは２つの接続点を介して第２の部分にしっかりと連結されている。好ましくは、第２の部分は溶接によって第１セクション４のラグ４ｃに連結されている。

短絡回路クリップ３の第２セクション５はその一端に短絡回路リンク６を有する。好ましくは、第１の部分のラグ４ｃの幅は第２セクション５の幅に相当する。好ましくは、短絡回路クリップ３は、第２セクション５の一端での短絡回路リンク６の領域にて最大幅を有する。

図４ａは、図１ａの電気保護部品の更なる実施例を示す。サージ防止装置１には一体的な短絡回路クリップ３が配置され、このクリップ３は第１セクション４及び第２セクション５を有する。短絡回路クリップ３の第２セクション５は、短絡回路リンク６の領域にて可融要素７を介して短絡回路クリップ３の第１セクション４から離間されている。図示の実施例において、可融要素７は、短絡回路クリップ３における第１セクション４の切り抜き９ａの縁を少なくとも２つの側にて確実に支持するのに十分なサイズを有する。図４ａにおいて、可融要素７は中央電極７、つまり、サージ防止装置１との直接的に接触していない。

図４ｂは、図４ａの短絡回路クリップ３における第１セクション４の端４ｂを示し、この端４ｂは切り抜き９ａを有する。この切り抜き９ａの領域に可融要素７が配置されている。好ましくは、可融要素７は、切り抜き９ａの縁を少なくとも２つの側にて支持すべく配置されている。

図５ａは、図１ａに図示された電気保護部品の更なる実施例を示す。可融要素７は短絡回路クリップ３における第１セクション４と第２セクション５との間に配置され、少なくとも一方の側に段付き部１０を有する。好ましくは、段付き部１０は、可融要素７が段付き部１０にて切り抜き９ａ内に突出するだけのサイズを有する。好ましくは、可融要素７の主部は切り抜き９ａの縁の少なくとも２つの側を確実に支持するサイズを有している。好ましくは、可融要素７は段付き部１０を介して中央電極８との直接的に接触する。それ故、図５ａにおいて、可融要素７は中央電極８、つまり、サージ防止装置１に対する最適な熱接触が可能となる。

図５ｂは、図１ａの短絡回路クリップ３における第１セクションの端４ｂを示す。この端４ｂは切り抜き９ａを有し、この切り抜き９ａの領域に可融要素７が配置されている。可融要素７は少なくとも１つの段付き部１０が切り抜き９ａ内に突出、好ましくは、可融要素７が中央電極に直接に接触する程度まで突出する。

図６ａは、図４ａ及び図５ａに図示された電気保護部品の更なる実施例を示す。図示の実施例において、切り抜き９ａは、中央電極８が可融要素７と直接に接触する程度まで切り抜き９ａ内に突出するようなサイズを有しているのが好ましい。好ましくは、可融要素７は、切り抜き９ａの縁を少なくとも２つの側で支持するサイズを有する。この場合、図５ａ及び図５ｂに図示された実施例との比較において、可融要素は切り抜き９ａが作り出した空間内に突出していないのが好ましい。中央電極８が可融要素７に直接的に接触する程度まで切り抜き９ａ内に突出する事実により、可融要素７に対する最適な熱接触が可能となる。

図６ｂは、図６ａの短絡回路クリップにおける第１セクションの端４ｂを示し、この端４ｂは切り抜き９ａを有する。この切り抜き９ａの領域には可融要素７が配置されている。好ましくは、切り抜き９ａは、中央電極８の一部が可融要素７と直接に接触するサイズを有する。

本発明は、限られた数の可能性のある展開のみが実施例に記載されているに過ぎないが、本発明は実施例に限定されるものではない。原理上、２つの部分よりも多くの部分からクリップを構成したり、又は、異なる形態のクリップを選択したりすることも可能である。例えば、その一端に短絡回路リンクを有する第２セクションに対し、サージ防止装置に取り付けられた２つの第１セクションをスナップ動作によって並列に連結することも可能である。この結果、例えば、サージ防止装置上への短絡回路クリップのより安定した固定が可能となる。

本発明は、図示の実施例に限定されない。
ここで明示した主題の記述は個々の実施例を限定するものではなく、むしろ、個々の実施例の特徴は技術的に好都合である限り、所望の態様で互いに組合せ可能である。

１ サージ防止装置
２ 電極
３ クリップ
４ 第１セクション
４ａ，４ｂ 第１セクションの端
４ｃ ラグ
５ 第２セクション
６ 短絡回路リンク
７ 可融要素
８ 中央電極
９ａ，９ｂ 切り抜き
１０ 段付き部

Claims (16)

1. 少なくとも２つの電極（２）を含むサージ防止装置（１）と、
   少なくとも２つのセクション（４，５）を有したクリップ（３）を含む熱的短絡回路装置と
   を備え、
   前記クリップ（３）の少なくとも第１セクション（４）は、スナップ動作により前記サージ防止装置（１）に取り付けられており、
   前記クリップ（３）の少なくとも第２セクション（５）は、可融要素（７）を介して前記第１セクション（４）から離間されており、
   前記第２セクション（５）はその端に短絡回路リンク（６）を有し、
   前記短絡回路リンク（６）は、前記可融要素（７）が熔解した場合、前記サージ防止装置（１）の電極（２）を互いに電気的に接続する
   ことを特徴とする短絡回路装置付き電気保護部品。
2. 前記クリップ（３）の前記第１及び前記第２セクション（４，５）は一体品によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の短絡回路装置付き電気保護部品。
3. 前記クリップ（３）は、少なくとも２つの部分から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の短絡回路装置付き電気保護部品。
4. 前記クリップ（３）の前記第１セクション（４）は第１の部分によって形成され、前記第２セクション（５）は第２の部分によって形成されていることを特徴とする請求項３に記載の短絡回路装置付き電気保護部品。
5. 前記第１セクション（４）は、前記サージ防止装置（１）にその半周を越えて係合していることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の短絡回路装置付き電気保護部品。
6. 前記第１セクション（４）の少なくとも端（４ａ，４ｂ）は前記サージ防止装置（１）に機械的に接触していることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の短絡回路装置付き電気保護部品。
7. 前記クリップ（３）の前記部分は同一の材料からなることを特徴とする請求項３又は４に記載の短絡回路装置付き電気保護部品。
8. 前記クリップ（３）の前記部分は異なる材料からなることを特徴とする請求項３又は４に記載の短絡回路装置付き電気保護部品。
9. 前記クリップ（３）は、前記セクション（４，５）の少なくとも一方の領域に少なくとも１つの切り抜き（９ａ，９ｂ）を有することを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の短絡回路装置付き電気保護部品。
10. 前記クリップ（３）は、前記サージ防止装置（１）の中央電極（８）の領域にてスナップ動作により前記サージ防止装置（１）に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載の短絡回路装置付き電気保護部品。
11. 前記切り抜き（９ａ，９ｂ）は、前記中央電極（８）の幅に相当する幅を有することを特徴とする請求項９に記載の短絡回路装置付き電気保護部品。
12. 前記クリップ（３）は、前記中央電極（８）の領域に前記切り抜き（９ａ，９ｂ）を介して固定されていることを特徴とする請求項１１に記載の短絡回路装置付き電気保護部品。
13. 前記クリップ（３）は、前記可融要素（７）が熔解した場合、前記中央電極（８）を前記電極（２）に電気的に接続することを特徴とする請求項１０に記載の短絡回路装置付き電気保護部品。
14. 前記可融要素（７）は、前記サージ防止装置（１）が容認されない高温に加熱された場合に熔解すべく構成されていることを特徴とする請求項１〜１３の何れかに記載の短絡回路装置付き電気保護部品。
15. 前記電気保護部品が表面実装可能であることを特徴とする請求項１〜１４の何れかに記載の短絡回路装置付き電気保護部品。
16. 前記可融要素（７）は、前記中央電極（８）に直接に熱接触していることを特徴とする請求項１０に記載の短絡回路装置付き電気保護部品。

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