JP5779474B2 - 保護素子 - Google Patents
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Description
[構成の説明]
図1は、本実施形態にかかる保護素子10の、第1の断面図である。図2は、本実施形態にかかる保護素子10の、第2の断面図である。図2は、図1とは直交する断面にかかる図である。図1及び図2を参照しつつ、本実施形態にかかる保護素子10の構成を説明する。
本実施形態にかかる保護素子10の使用方法は上述した保護素子138と同様である。従って、ここではその詳細な説明は繰り返さない。
図3は、本実施形態において電子120が受ける力を示す概念図である。便宜上、図3では、保護素子10の部品については、正極22、負極24、圧縮コイルバネ34、及び、ブロック状永久磁石50のみを示す。図3を参照しつつ、本実施形態における電子120の動きを説明する。なお、負極24から多数の電子120が放出されることで電子120の流れが形成される。その流れがアークである。電子120の流れがアークなので、電子120の動きを説明するとアークの軌跡を説明することができる。
以上のようにして、本実施形態にかかる保護素子10において、アークの軌跡は曲がる。軌跡が曲がると曲がらない場合に比べてアークは延びる。アークが延びるとそれが延びない場合に比べてアークが発生する電圧(アーク電圧)が高くなる。また、アークは延ばされ、絶縁材料からなる構造体(本実施形態の場合、ケース44が「絶縁材料からなる構造体」にあたる)に接触することで冷却される。アーク電圧の上昇とアークの冷却との相乗効果によってアークが持続し難くなる。アークが持続し難くなるので、圧縮コイルバネ34が配置されることによる耐電圧の低下を相殺することができる。アークが持続し難いと、アークが持続し易い場合に比べ、大きな電流を流すことができる。その結果、本実施形態にかかる保護素子10は従来に比べて大きな電流を流すことができる。
[構成の説明]
図4は、本実施形態にかかる保護素子12の断面図である。図4を参照しつつ、本実施形態にかかる保護素子12の構成を説明する。本実施形態にかかる保護素子12は、絶縁基台20と、正極22と、負極24と、電極固定材26と、リード用端子28と、抵抗器30と、抵抗用絶縁体32と、圧縮コイルバネ34と、リード用絶縁体36と、発熱片38と、接合材40と、伝熱体42と、ケース46と、磁場発生部52とを備える。
本実施形態にかかる保護素子12の使用方法は上述した保護素子138及び保護素子10と同様である。従って、ここではその詳細な説明は繰り返さない。
本実施形態にかかる電子120の動きは第1実施形態にかかる保護素子10と同様である。ただし、本実施形態の場合、第1板状永久磁石70と第2板状永久磁石72との対は、正極22と負極24との間にある圧縮コイルバネ34を取囲む空間を挟んでN極とS極とが対向するように配置される。圧縮コイルバネ34を取囲む空間の同一の箇所における磁力の強さを比較すると、本実施形態にかかる磁場発生部52の磁力は第1実施形態にかかる磁場発生部(ブロック状永久磁石50)の磁力以上である。これは、ブロック状永久磁石50が第1板状永久磁石70及び第2板状永久磁石72より少々強力であったとしても同様である。磁力が強いので、本実施形態にかかる保護素子12においてアークが生じるとすれば、そのアークは、第1実施形態にかかる保護素子10において生じるはずのアークに比べてよく延びる。
以上のようにして、本実施形態にかかる保護素子12において、アークはよく延びる。アークがよく延びるので、アーク電圧の上昇とアークの冷却との相乗効果によって、アークを持続し難くすることができる。その結果、本実施形態にかかる保護素子12は、従来に比べて大きな電流を流すことができる。
上述した保護素子10,12は、本発明の技術的思想を具体化するために例示したものである。上述した保護素子10,12は、本発明の技術的思想の範囲内において種々の変更を加え得るものである。
20 絶縁基台
22 正極
24 負極
26 電極固定材
28 リード用端子
30 抵抗器
32 抵抗用絶縁体
34 圧縮コイルバネ
36 リード用絶縁体
38 発熱片
40 接合材
42 伝熱体
44,46,210 ケース
50 ブロック状永久磁石
52 磁場発生部
60 負極側リード導体
62 正極側リード導体
70 第1板状永久磁石
72 第2板状永久磁石
80 磁石収容部
82 第1磁石収容部
84 第2磁石収容部
90,92,94 隔壁
100 N極面
102 S極面
120 電子
122 電流の向き
124 磁力の向き
126 ローレンツ力の向き
130 負荷
132 充電電源
134 スイッチ
136 制御素子
140 二次電池
Claims (5)
- 互いに対向するよう配置される一対の電極と、
前記一対の電極間にまたがって配置され、かつ、電流が流れると発熱する発熱片と、
前記発熱片を前記一対の電極それぞれへ接合する接合材と、
前記一対の電極の間に配置される導体製弾性体とを備え、
前記導体製弾性体が前記発熱片に分離力を加え、
前記分離力は前記発熱片が前記一対の電極から離れる方向の力であり、
前記接合材の接合強度が所定の温度で所定の強さを下回り、
前記所定の温度が前記発熱片の発熱によって到達する温度であり、
前記所定の強さは前記分離力に耐える強さである保護素子であって、
前記一対の電極の間にある前記導体製弾性体を取囲む空間に予め磁力を発生させる磁場発生部と、
前記電極、前記導体製弾性体、前記発熱片、および、前記接合材を覆い、かつ、前記電極の間に磁力を発生させる位置に前記磁場発生部を固定するケースとをさらに備え、
前記ケースが、前記磁場発生部を収容し、かつ、前記電極の間と前記磁場発生部との間に設けられる絶縁材料からなる隔壁を有する収容部を有していることを特徴とする保護素子。 - 前記磁場発生部が、前記導体製弾性体を取囲む空間を挟んでN極とS極とが対向するよう配置される磁石の対を有しており、
前記収容部が、
前記磁石の対の一方を収容する第1磁石収容部と、
前記導体製弾性体を取囲む空間を挟んで前記第1磁石収容部と対向するように配置され前記磁石の対の他方を収容する第2磁石収容部とを有しており、
前記第1磁石収容部が、前記電極の間と前記磁石の対の一方との間に設けられる前記隔壁を有しており、
前記第2磁石収容部が、前記電極の間と前記磁石の対の他方との間に設けられる前記隔壁を有していることを特徴とする請求項1に記載の保護素子。 - 前記磁石の対の一方が、前記導体製弾性体を取囲む空間に対向し、かつ、N極であるN極面を有しており、
前記N極面が、前記一対の電極の一方から他方にわたっており、
前記磁石の対の他方が、前記導体製弾性体を取囲む空間に対向し、かつ、S極であるS極面を有しており、
前記S極面が、前記一対の電極の一方から他方にわたっていることを特徴とする請求項2に記載の保護素子。 - 前記磁石が永久磁石であることを特徴とする請求項2〜3に記載の保護素子。
- 前記接合材が前記所定の温度を融点とする金属であることを特徴とする請求項1に記載の保護素子。
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