JP6097178B2 - Switch circuit and switch control method using the same - Google Patents
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Description
本発明は、本発明は、開放電極間を短絡させる短絡部と、通電電極間を開放させる開放部とを備え、回路全体を通電状態又は遮断状態に切り替えるスイッチ回路、及びこれを用いたスイッチ制御方法に関する。 The present invention provides a switch circuit that includes a short-circuit portion that short-circuits between open electrodes and an open portion that opens between energized electrodes, and switches the entire circuit to an energized state or a cut-off state, and switch control using the same Regarding the method.
各種デバイスやソフトウェアのアクティベーションとしては、デバイスやソフトウェアパッケージに付属しているシリアルIDと、コンピュータのハードウェア情報やIPアドレスなど、コンピュータごとに独自の値を持つデータを合わせてメーカーに送信し、次いで、メーカーから送られてくる、送信したシリアルIDとコンピュータの組み合わせでのみ使える「プロテクト解除キー」をソフトウェアから入力することにより行われる。 For activation of various devices and software, send the serial ID attached to the device and software package to the manufacturer together with data with unique values for each computer such as computer hardware information and IP address, Next, it is performed by inputting from the software a “protection release key” that can be used only with the combination of the transmitted serial ID and computer sent from the manufacturer.
アクティベーションを行うことにより、各種デバイスやソフトウェアが使用可能となり、あるいは制限されていた機能が有効となる。また、ライセンス条件に応じて、例えば一定期間が経過した後、あるいは所定回数使用した後は、各種デバイスやソフトウェアの機能が制限される。 By performing the activation, various devices and software can be used, or restricted functions become effective. Also, depending on the license conditions, for example, after a certain period of time has elapsed or after a predetermined number of uses, the functions of various devices and software are limited.
この種のアクティベーションに伴う一連の機能のオンとオフの切り替えは、一般にソフトウェアによって制御されている。 Switching on and off of a series of functions associated with this type of activation is generally controlled by software.
しかし、ソフトウェアによる機能制御においては、近年の不正コピーやハッキング、クラッキング等によって、不正に機能のオンとオフの切り替えが行われるリスクが存在する。 However, in function control by software, there is a risk that functions are turned on and off illegally due to recent illegal copying, hacking, cracking, and the like.
そこで、本発明は、不可逆的にスイッチング制御を行うことができ、不正使用に有効に対抗することができるスイッチ回路、及びこれを用いたスイッチ制御方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a switch circuit capable of irreversibly performing switching control and effectively countering unauthorized use, and a switch control method using the switch circuit.
上述した課題を解決するために、本発明に係るスイッチ回路は、第1の可溶導体と、上記第1の可溶導体を溶融させる第1の発熱体とを備え、上記第1の発熱体を発熱させることにより上記第1の可溶導体を溶融させ、該溶融導体によって開放電極間を短絡させる短絡部と、通電電極間に配設された第2の可溶導体と、上記第2の可溶導体を溶融させる第2の発熱体とを備え、上記第2の発熱体を発熱させることにより上記第2の可溶導体を溶融させ、上記通電電極間を開放する開放部と、上記第1の発熱体への給電を制御する第1の電流制御素子と、上記第2の発熱体への給電を制御する第2の電流制御素子とを有し、上記短絡部の上記開放電極と上記開放部の上記通電電極とが直列に接続されたものである。 In order to solve the above-described problem, a switch circuit according to the present invention includes a first fusible conductor and a first heating element that melts the first fusible conductor, and the first heating element. The first fusible conductor is melted by causing the first fusible conductor to melt, a short-circuit portion that short-circuits between the open electrodes by the molten conductor, a second fusible conductor disposed between the energizing electrodes, and the second A second heating element that melts the fusible conductor, and heats the second heating element to melt the second fusible conductor and opens between the energization electrodes; A first current control element that controls power feeding to one heating element, and a second current control element that controls power feeding to the second heating element, the open electrode of the short-circuit portion, and the The current-carrying electrode in the open part is connected in series.
また、本発明に係るスイッチ回路は、第1の可溶導体と、上記第1の可溶導体を溶融させる第1の発熱体とを備え、上記第1の発熱体を発熱させることにより上記第1の可溶導体を溶融させ、該溶融導体によって開放電極間を短絡させる短絡部と、通電電極間に配設された第2の可溶導体と、上記第2の可溶導体を溶融させる第2の発熱体とを備え、上記第2の発熱体を発熱させることにより上記第2の可溶導体を溶融させ、上記通電電極間を開放する開放部と、上記第1の発熱体への給電を制御する第1の電流制御素子と、上記第2の発熱体への給電を制御する第2の電流制御素子とを有し、上記短絡部の上記開放電極と上記開放部の上記通電電極とが並列に接続されたものである。 The switch circuit according to the present invention includes a first fusible conductor and a first heating element that melts the first fusible conductor, and the first heating element generates heat to generate heat. The first soluble conductor is melted, the short-circuit portion between the open electrodes is short-circuited by the molten conductor, the second soluble conductor disposed between the energized electrodes, and the second soluble conductor is melted. An open portion that melts the second soluble conductor by causing the second heat generating element to generate heat and opens the gap between the energizing electrodes, and power supply to the first heat generating element. A first current control element that controls power supply and a second current control element that controls power feeding to the second heating element, and the open electrode of the short-circuit part and the conductive electrode of the open part, Are connected in parallel.
また、本発明に係るスイッチ制御方法は、第1の可溶導体と、上記第1の可溶導体を溶融させる第1の発熱体とを備え、上記第1の発熱体を発熱させることにより上記第1の可溶導体を溶融させ、該溶融導体によって開放電極間を短絡させる短絡部と、通電電極間に配設された第2の可溶導体と、上記第2の可溶導体を溶融させる第2の発熱体とを備え、上記第2の発熱体を発熱させることにより上記第2の可溶導体を溶融させ、上記通電電極間を開放する開放部と、上記第1の発熱体への給電を制御する第1の電流制御素子と、上記第2の発熱体への給電を制御する第2の電流制御素子とを有し、上記短絡部の上記開放電極と上記開放部の上記通電電極とが直列に接続され、上記第1の電流制御素子により上記短絡部の上記開放電極間を短絡させ、回路全体を遮断状態から通電状態へ切り替え、上記第2の電流制御素子により上記開放部の上記通電電極間を開放させ、回路全体を通電状態から再度遮断状態へ切り替えるものである。 In addition, the switch control method according to the present invention includes a first fusible conductor and a first heating element that melts the first fusible conductor, and the first heating element generates heat by causing the first heating element to generate heat. The first soluble conductor is melted, the short-circuit portion that short-circuits between the open electrodes by the molten conductor, the second soluble conductor disposed between the energized electrodes, and the second soluble conductor is melted. A second heating element, the second heating element is heated to melt the second soluble conductor, and the current-carrying electrode is opened, and an opening to the first heating element is provided. A first current control element that controls power feeding; and a second current control element that controls power feeding to the second heating element, the open electrode of the short-circuit part and the conductive electrode of the open part. Are connected in series, and the first current control element is used to shorten the distance between the open electrodes of the short-circuit portion. Is allowed, switching the entire circuit from the cutoff state to the conduction state, the second current control element is opened between the powered electrode of the opening, switches the entire circuit to re-cutoff state from the conduction state.
また、本発明に係るスイッチ制御方法は、第1の可溶導体と、上記第1の可溶導体を溶融させる第1の発熱体とを備え、上記第1の発熱体を発熱させることにより上記第1の可溶導体を溶融させ、該溶融導体によって開放電極間を短絡させる短絡部と、通電電極間に配設された第2の可溶導体と、上記第2の可溶導体を溶融させる第2の発熱体とを備え、上記第2の発熱体を発熱させることにより上記第2の可溶導体を溶融させ、上記通電電極間を開放する開放部と、上記第1の発熱体への給電を制御する第1の電流制御素子と、上記第2の発熱体への給電を制御する第2の電流制御素子とを有し、上記短絡部の上記開放電極と上記開放部の上記通電電極とが並列に接続され、上記第2の電流制御素子により上記開放部の上記通電電極間を開放させ、回路全体を通電状態から遮断状態へ切り替え、上記第1の電流制御素子により上記短絡部の上記開放電極間を短絡させ、回路全体を遮断状態から再度通電状態へ切り替えるものである。 In addition, the switch control method according to the present invention includes a first fusible conductor and a first heating element that melts the first fusible conductor, and the first heating element generates heat by causing the first heating element to generate heat. The first soluble conductor is melted, the short-circuit portion that short-circuits between the open electrodes by the molten conductor, the second soluble conductor disposed between the energized electrodes, and the second soluble conductor is melted. A second heating element, the second heating element is heated to melt the second soluble conductor, and the current-carrying electrode is opened, and an opening to the first heating element is provided. A first current control element that controls power feeding; and a second current control element that controls power feeding to the second heating element, the open electrode of the short-circuit part and the conductive electrode of the open part. Are connected in parallel, and the current-carrying electrodes of the open part are opened by the second current control element. Is allowed, switching the entire circuit from the energized state to the cutoff state, said to short-circuit the above open electrodes of the short-circuit portion by the first current control element, in which switching to re-energized the entire circuit from the cutoff state.
本発明によれば、第1、第2の可溶導体を溶融することにより回路全体の通電及び遮断を行うことから、物理的、不可逆的に回路機能のオン・オフを制御することができる。したがって、ソフトウェアによって機能のオン・オフを制御する場合と異なり、不正コピーやハッキング、クラッキング等による不正使用に対する脆弱性を改善することができる。 According to the present invention, since the entire circuit is energized and cut off by melting the first and second fusible conductors, the circuit function can be controlled on and off physically and irreversibly. Therefore, unlike the case where the on / off of the function is controlled by software, the vulnerability to unauthorized use due to unauthorized copying, hacking, cracking, etc. can be improved.
以下、本発明が適用されたスイッチ回路、及びこれを用いたスイッチ制御方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能であることは勿論である。また、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることがある。具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。 Hereinafter, a switch circuit to which the present invention is applied and a switch control method using the same will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Further, the drawings are schematic, and the ratio of each dimension may be different from the actual one. Specific dimensions should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.
本発明が適用された第1のスイッチ回路1は、デバイスの機能をオフ状態からオン状態に切り替え、再度オフ状態に切り替えるものである。また、本発明が適用された第2のスイッチ回路2は、デバイスの機能をオン状態からオフ状態に切り替え、再度オン状態に切り替えるものである。第1、第2のスイッチ回路1,2は、いずれも開放電極間を短絡させる短絡部と、通電電極間を開放させる開放部とを備え、適用するアプリケーションに応じて短絡部と開放部とを直列又は並列に接続したものである。また、第1、第2のスイッチ回路1,2の短絡部及び開放部は、可溶導体を溶断させることにより、物理的に、開放電極間を短絡させ、又は通電電極間を開放させる。したがって、第1、第2のスイッチ回路1,2は、不可逆的に当該アプリケーションの機能を切り替えることができる。以下、詳述する。
The
[第1のスイッチ回路]
第1のスイッチ回路1は、図1に示すように、第1、第2の開放電極11,12間を短絡させる短絡部10と、第1、第2の通電電極21,22を開放させる開放部20とを有し、短絡部10と開放部20とが直列に接続されている。第1のスイッチ回路1は、開放部20が、第1のスイッチ回路1によって機能のオンとオフが制御されるデバイスの電源3と接続され、短絡部10が当該デバイスの機能回路4と接続されている。また、第1のスイッチ回路1は、短絡信号を受けて短絡部10を第1、第2の開放電極11,12間が短絡するように電流を制御する第1の電流制御素子13と、開放信号を受けて開放部20を第1、第2の通電電極21,22間が開放するように制御する第2の電流制御素子23とを有する。
[First switch circuit]
As shown in FIG. 1, the
具体的に、第1のスイッチ回路1は、図2に示すように、短絡部10を構成する短絡素子10Aと、開放部20を構成する開放素子20Aとを直列に接続することによって構成することができる。
Specifically, as shown in FIG. 2, the
[短絡素子]
短絡素子10Aは、初期段階において開放されている第1、第2の開放電極11,12と、第1の可溶導体14と、第1の可溶導体14を溶融させる第1の発熱体15とを備える。そして短絡素子10Aは、第1の発熱体15を発熱させることにより第1の可溶導体14を溶融させ、この溶融導体によって第1、第2の開放電極11,12間を短絡させるスイッチ16を構成する。また、短絡素子10Aは、第1の開放電極11が開放素子20Aの第2の通電電極22と接続され、第2の開放電極12が、デバイスの機能回路4と接続されている。
[Short-circuit element]
The short-
第1の可溶導体14は、一端を第1の開放電極11と接続され、他端を第1の発熱体15と接続されている。第1の発熱体15は、発熱体電極17を介して第1の電流制御素子13と接続されている。第1の電流制御素子13は、第1の発熱体15への給電を制御するものであり、例えば電界効果トランジスタ(以下、FETと呼ぶ。)により構成され、図示しない検出回路からの信号に応じて作動する。
The first
第1の可溶導体14と第1の発熱体15とは直列に接続され、第1の電流制御素子13が作動すると、電源3から第1の可溶導体14を介して第1の発熱体15へ給電される。第1の発熱体15が発熱することにより、第1の可溶導体14が溶融し、この溶融導体によって第1、第2の開放電極11,12間が短絡する。これによりスイッチ16がオンの状態となり、電源3の電力が機能回路4へ供給され、当該デバイスの機能がオンの状態となる。また、第1の可溶導体14が溶融することにより、第1の発熱体15への給電経路が遮断され、第1の発熱体15の発熱が停止する。
The first
[開放素子]
開放素子20Aは、通電電極21,22間に配設された第2の可溶導体24と、第2の可溶導体24を溶融させる第2の発熱体25とを備え、第2の発熱体25を発熱させることにより第2の可溶導体24を溶融させ、第1、第2の通電電極21,22間を開放させる。また、開放素子20Aは、第1の通電電極21がデバイスの電源3と接続され、第2の通電電極22が短絡素子10Aの第1の開放電極11と接続されている。
[Open element]
The
第2の可溶導体24は、第1の通電電極21と第2の通電電極22との間に配設されている。開放素子20Aは、これにより第1、第2の通電電極21,22間が通電されている。第2の発熱体25は、一端が第2の可溶導体24を介して電源3と接続され、他端が発熱体電極26を介して第2の電流制御素子23と接続されている。第2の電流制御素子23は、第2の発熱体25への給電を制御するものであり、例えばFETにより構成され、図示しない検出回路からの信号に応じて作動する。
The second
第2の第2の電流制御素子23が作動すると、電源3から第2の可溶導体24を介して第2の発熱体25へ給電される。第2の発熱体15が発熱することにより、第2の可溶導体24が溶断し、第1、第2の通電電極21,22間が開放される。これにより、電源3から機能回路4への給電経路が遮断され、当該デバイスの機能がオフの状態となる。また、第2の可溶導体24が溶融することにより、第2の発熱体25への給電経路が遮断され、第2の発熱体25の発熱が停止する。
When the second second
[第1のスイッチ制御方法]
第1のスイッチ回路1は、初期においては、図2に示すように、短絡部10の第1、第2の開放電極11,12間が開放され、開放部20の第1、第2の通電電極21,22間が第2の可溶導体24を介して短絡されている。また、第1のスイッチ回路1は、第1、第2の電流制御素子13,23によって、第1、第2の発熱体15,25への給電が停止されている。これにより、第1のスイッチ回路1は、電源3から機能回路4への給電経路が遮断され、デバイスの機能の一部又は全部が使用不能とされている。
[First switch control method]
As shown in FIG. 2, the
当該デバイスのアクティベーションを行う場合、先ず、第1の電流制御素子13へ検出回路から短絡信号が供給され、第1の電流制御素子13が作動する。すると、電源3の電力が第1の発熱体15に供給され、第1の発熱体15が発熱を開始する。第1の可溶導体14は、第1の発熱体15の熱が伝達されることにより溶断される。
When activating the device, first, a short circuit signal is supplied from the detection circuit to the first
これにより、図3に示すように、第1の可溶導体14の溶融導体が開放されていた第1、第2の開放電極11,12間が短絡され、スイッチ16がオンとなり、電源3から機能回路4への給電経路が接続されてデバイスの機能が使用可能となる。また、第1の可溶導体14が溶融することにより、第1の発熱体15への給電経路が遮断され、第1の発熱体15の発熱が停止する。
As a result, as shown in FIG. 3, the first and second
ライセンス条件に応じて、例えば一定期間が経過した後や、所定回数使用した後、あるいは当該デバイスを廃棄する場合等、当該デバイスやソフトウェアの機能を制限する必要が生じた場合、第2の電流制御素子23へ検出回路から開放信号が供給され、第2の電流制御素子23が作動する。すると、電源3の電力が第2の発熱体25に供給され、第2の発熱体25が発熱を開始する。第2の可溶導体24は、第2の発熱体15の熱が伝達されることにより溶断される。
Depending on the license conditions, for example, after a certain period of time has elapsed, after a predetermined number of times of use, or when the device is to be discarded, the second current control is required. An open signal is supplied to the
これにより、図4に示すように、第2の可溶導体24によって短絡されていた第1、第2の通電電極21,22間が遮断され、電源3から機能回路4への給電経路が遮断されて、デバイスの機能が使用不可能となる。また、第2の可溶導体24が溶融することにより、第2の発熱体25への給電経路が遮断され、第2の発熱体25の発熱が停止する。
As a result, as shown in FIG. 4, the first and second current-carrying
このように、第1のスイッチ回路1によれば、第1、第2の可溶導体14,24を順次溶融させることにより、電源3と機能回路4との電流経路の接続、及び遮断を行い、機能のオフ状態からオン状態へ切り替え、再度オフ状態へ切り替えることができる。このとき、第1のスイッチ回路1によれば、第1、第2の可溶導体14,24を溶融することにより電源3と機能回路4との電流経路の接続、及び遮断を行うことから、物理的、不可逆的に機能のオン・オフを制御することができる。したがって、ソフトウェアによって機能のオン・オフを制御する場合と異なり、不正コピーやハッキング、クラッキング等による不正使用に対する脆弱性を改善することができる。
Thus, according to the
なお、上述した第1のスイッチ回路1においては、回路構成上、開放素子20Aの第2の可溶導体24を一つとしたが、図5に示すように、第2の可溶導体24a、24bの二つ備えていてもよい。
In the
[第2のスイッチ回路]
次いで、第2のスイッチ回路2について説明する。なお、以下の説明において、上述した第1のスイッチ回路1と同一の構成については、同一の符号を付してその詳細を省略する。第2のスイッチ回路2は、図6に示すように、短絡部10と開放部20とを有し、短絡部10と開放部20とが、電源3と機能回路4の間で並列に接続されている。また、第2のスイッチ回路2は、短絡信号を受けて短絡部10を第1、第2の開放電極11,12間が短絡するように電流を制御する第1の電流制御素子13と、開放信号を受けて開放部20を第1、第2の通電電極21,22間が開放するように制御する第2の電流制御素子23とを有する。
[Second switch circuit]
Next, the
具体的に、第2のスイッチ回路2は、図7に示すように、短絡部10を構成する短絡素子10Aと、開放部20を構成する開放素子20Aとを並列に接続することによって構成することができる。
Specifically, as shown in FIG. 7, the
[短絡素子]
第2のスイッチ回路2において、短絡素子10Aは、第1の開放電極11が電源3と接続され、第2の開放電極12が、デバイスの機能回路4と接続されている。短絡素子10Aのその他の構成は、上述したとおりである。
[Short-circuit element]
In the
[開放素子]
第2のスイッチ回路2において、開放素子20Aは、第1の通電電極21がデバイスの電源3と接続され、第2の通電電極22がデバイスの機能回路4と接続されている。開放素子20Aのその他の構成は、上述したとおりである。
[Open element]
In the
[第2のスイッチ制御方法]
第2のスイッチ回路2は、初期においては、図7に示すように、短絡部10の第1、第2の開放電極11,12間が開放され、開放部20の第1、第2の通電電極21,22間が第2の可溶導体24を介して短絡されている。また、第2のスイッチ回路2は、第1、第2の電流制御素子13,23によって、第1、第2の発熱体15,25への給電が停止されている。これにより、第2のスイッチ回路2は、開放部20を介して、電源3から機能回路4への給電経路が確保され、デバイスの機能が使用可能とされている。
[Second switch control method]
As shown in FIG. 7, the
ライセンス条件に応じて、例えば初期の無料使用期間が経過した後や、初期の無料使用回数を使用した等、当該デバイスやソフトウェアの機能を制限する必要が生じた場合、第2の電流制御素子23へ検出回路から開放信号が供給され、第2の電流制御素子23が作動する。すると、電源3の電力が第2の発熱体25に供給され、第2の発熱体25が発熱を開始する。第2の可溶導体24は、第2の発熱体15の熱が伝達されることにより溶断される。
If it is necessary to limit the function of the device or software, for example, after the initial free usage period has elapsed or the initial free usage count has been used, depending on the license conditions, the second
これにより、図8に示すように、第2の可溶導体24によって短絡されていた第1、第2の通電電極21,22間が遮断され、電源3から機能回路4への給電経路が遮断されて、デバイスの機能が使用不可能となる。また、第2の可溶導体24が溶融することにより、第2の発熱体25への給電経路が遮断され、第2の発熱体25の発熱が停止する。
As a result, as shown in FIG. 8, the first and second current-carrying
ユーザがライセンス契約手続きを行い、当該デバイスのアクティベーションを行う場合、先ず、第1の電流制御素子13へ検出回路から短絡信号が供給され、第1の電流制御素子13が作動する。すると、電源3の電力が第1の発熱体15に供給され、第1の発熱体15が発熱を開始する。第1の可溶導体14は、第1の発熱体15の熱が伝達されることにより溶断される。
When the user performs a license contract procedure and activates the device, first, a short circuit signal is supplied from the detection circuit to the first
これにより、図9に示すように、第1の可溶導体14の溶融導体が開放されていた第1、第2の開放電極11,12間が短絡され、電源3から機能回路4への給電経路が接続されてデバイスの機能が使用可能となる。また、第1の可溶導体14が溶融することにより、第1の発熱体15への給電経路が遮断され、第1の発熱体15の発熱が停止する。
As a result, as shown in FIG. 9, the first and second
このように、第2のスイッチ回路2によれば、第1、第2の可溶導体14,24を順次溶融させることにより、電源3と機能回路4との電流経路の遮断、及び再接続を行い、機能のオン状態からオフ状態へ切り替え、再度オン状態へ切り替えることができる。このとき、第2のスイッチ回路2によれば、第1、第2の可溶導体14,24を溶融することにより電源3と機能回路4との電流経路の遮断、及び再接続を行うことから、物理的、不可逆的に機能のオン・オフを制御することができる。したがって、ソフトウェアによって機能のオン・オフを制御する場合と異なり、不正コピーやハッキング、クラッキング等による不正使用に対する脆弱性を改善することができる。
Thus, according to the
なお、上述した第2のスイッチ回路2においては、回路構成上、開放素子20Aの第2の可溶導体24を一つとしたが、図10に示すように、第2の可溶導体24a、24bの二つ備えていてもよい。
In the
[素子構成例]
[短絡素子]
次いで、短絡素子10Aの構成例について説明する。図11(A)に、短絡素子10Aの平面図を示し、図11(B)に、短絡素子10Aの断面図を示す。短絡素子10Aは、絶縁基板30と、絶縁基板30に設けられた第1の発熱体15と、絶縁基板30に、互いに隣接して設けられた第1の開放電極11及び第2の開放電極12と、第1の開放電極11と隣接して設けられるとともに、第1の発熱体15に電気的に接続された第3の電極31と、第2の開放電極12と隣接して設けられた第4の電極32と、第1の開放電極11と第3の電極31との間に亘って設けられることにより電流経路構成し、第1の発熱体15からの加熱により、第1の開放電極11と第3の電極31との間の電流経路を溶断するとともに第1、第2の開放電極11,12間を短絡させる第1の可溶導体14aと、第2の開放電極12と第4の電極32との間に亘って設けられ、第1の発熱体15からの加熱によって溶融し、第1、第2の開放電極11,12間を短絡させる第1の可溶導体14bとを備える。そして、短絡素子10Aは、絶縁基板30上に内部を保護するカバー部材33が取り付けられている。
[Element configuration example]
[Short-circuit element]
Next, a configuration example of the short-
絶縁基板30は、たとえば、アルミナ、ガラスセラミックス、ムライト、ジルコニアなどの絶縁性を有する部材を用いて略方形状に形成されている。絶縁基板30は、その他にも、ガラスエポキシ基板、フェノール基板等のプリント配線基板に用いられる材料を用いてもよいが、第1の可溶導体14a,14bの溶断時の温度に留意する必要がある。
The insulating
第1の発熱体15は、比較的抵抗値が高く通電すると発熱する導電性を有する部材であって、たとえばW、Mo、Ru等からなる。第1の発熱体15は、これらの合金あるいは組成物、化合物の粉状体を樹脂バインダ等と混合して、ペースト状にしたものを絶縁基板30上にスクリーン印刷技術を用いてパターン形成して、焼成する等によって形成する。
The
第1の発熱体15は、絶縁基板30上において絶縁層35に被覆されている。絶縁層35は、第1の発熱体15の熱を効率よく第1、第2の開放電極11,12や第3、第4の電極31,32へ伝えるとともに、第1の可溶導体14a、14bの溶融導体が第1、第2の開放電極11,12上に凝集させるために設けられ、例えばガラス層からなる。
The
第1の発熱体15を被覆する絶縁層35上には、第1、第2の開放電極11,12、及び第3、第4の電極31,32が形成されている。第1の開放電極11は、一方側において第2の開放電極12と隣接して形成されるとともに、絶縁されている。第1の開放電極11の他方側には第3の電極31が形成されている。第1の開放電極11と第3の電極31とは、第1の可溶導体14aが搭載されることにより導通され、電源3から機能回路4への給電経路の一部を構成するとともに、第1の可溶導体14a,14bの溶断時における電流経路を構成する。また、第1の開放電極11は、絶縁基板30の側面に臨む導電スルーホール36を介して絶縁基板30の裏面に設けられた外部接続端子(図示せず)と接続され、この外部接続端子を介して開放素子20Aの第2の通電電極22(図2)、あるいは電源3(図7)と接続される。
On the insulating
また、第3の電極31は、絶縁基板30に設けられた発熱体引出電極37を介して第1の発熱体15と接続されている。また、第1の発熱体15は、発熱体引出電極37を介して、絶縁基板30の側縁に臨む発熱体電極17と接続されている。発熱体電極17は、導電スルーホール36を介して、絶縁基板30の裏面に設けられた外部接続端子(図示せず)と接続され、この外部接続端子を介して第1の電流制御素子13と接続される。
The
第2の開放電極12の第1の開放電極11と隣接する一方側と反対の他方側には、第4の電極32が形成されている。第2の開放電極12と第4の電極32とは、第1の可溶導体14が接続されている。また、第2の開放電極12は、絶縁基板30の側面に臨む導電スルーホール36を介して絶縁基板30の裏面に設けられた外部接続端子(図示せず)と接続され、この外部接続端子を介して機能回路4と接続される(図2、図7)。
A
なお、第1、第2の開放電極11,12及び第3、第4の電極31,32は、CuやAg等の一般的な電極材料を用いて形成することができるが、少なくとも第1、第2の開放電極11,12の表面上には、Ni/Auメッキ、Ni/Pdメッキ、Ni/Pd/Auメッキ等の被膜が、公知のメッキ処理により形成されていることが好ましい。これにより、第1、第2の開放電極11,12の酸化を防止し、溶融導体を確実に保持させることができる。また、短絡素子10Aをリフロー実装する場合に、第1の可溶導体14を接続するハンダあるいは第1の可溶導体14の外層を形成する低融点金属が溶融することにより第1、第2の開放電極11,12を溶食(ハンダ食われ)して切断するのを防ぐことができる。
The first and second
[可溶導体]
第1の可溶導体14a,14bは、第1の発熱体15の発熱により速やかに溶断されるいずれの金属を用いることができ、例えば、Snを主成分とするPbフリーハンダ等の低融点金属を好適に用いることができる。
[Soluble conductor]
The first
また、第1の可溶導体14a,14bは、低融点金属と高融点金属とを含有してもよい。低融点金属としては、Pbフリーハンダなどのハンダを用いることが好ましく、高融点金属としては、Ag、Cu又はこれらを主成分とする合金などを用いることが好ましい。高融点金属と低融点金属とを含有することによって、短絡素子10Aをリフロー実装する場合に、リフロー温度が低融点金属の溶融温度を超えて、低融点金属が溶融しても、内層の低融点金属の外部への流出を抑制し、第1の可溶導体14a,14bの形状を維持することができる。また、溶断時も、低融点金属が溶融することにより、高融点金属を溶食(ハンダ食われ)することで、高融点金属の融点以下の温度で速やかに溶断することができる。
The first
第1の可溶導体14a,14bは、低融点金属層を内層とし、高融点金属層を外層として構成することができる。このような第1の可溶導体14a,14bは、低融点金属箔に、高融点金属層をメッキ技術を用いて成膜することによって形成することができ、あるいは、他の周知の積層技術、膜形成技術を用いて形成することもできる。また、第1の可溶導体14a,14bは、高融点金属層を内層とし、低融点金属層を外層として構成してもよく、また低融点金属層と高融点金属層とが交互に積層された4層以上の多層構造としてもよい。
The first
なお、第1の可溶導体14a,14bは、第1、第2の開放電極11,12上、及び第3、第4の電極31,32上へ、ハンダ等を用いて接続されている。
The first
なお、第1の可溶導体14a,14bの酸化防止、及び第1の可溶導体14a,14bの溶融時における濡れ性を向上させるために、第1の可溶導体14a,14bの上にはフラックス39が塗布されている。
In order to prevent oxidation of the first
短絡素子10Aは、絶縁基板30がカバー部材33に覆われることによりその内部が保護されている。カバー部材33は、短絡素子10Aの側面を構成する側壁33aと、短絡素子10Aの上面を構成する天面部33bとを有し、側壁33aが絶縁基板30上に接続されることにより、短絡素子10Aの内部を閉塞する蓋体となる。このカバー部材33は、上記絶縁基板30と同様に、たとえば、熱可塑性プラスチック,セラミックス,ガラスエポキシ基板等の絶縁性を有する部材を用いて形成されている。
The inside of the short-
また、カバー部材33は、天面部33bの内面側に、カバー部電極33cが形成されても良い。カバー部電極33cは、第1、第2の開放電極11,12と重畳する位置に形成されている。このカバー部電極33cは、第1の発熱体15が発熱し、第1の可溶導体14a,14bが溶融されると、第1、第2の開放電極11,12上に凝集した溶融導体が接触して濡れ広がることにより、溶融導体を第1、第2の開放電極11,12間にわたって確実に保持させるとともに、保持する許容量を増加させることができる。
Further, the
そして、短絡素子10Aは、デバイスのアクティベーションが行われると、第1の電流制御素子13が短絡信号を受けて作動することにより、電源3と接続された第1の開放電極11側から第1の可溶導体14a、発熱体引出電極37及び第1の発熱体15を介して発熱体電極17へかけて電力が供給される。したがって、第1の発熱体15が通電することにより発熱する。この熱により第1の可溶導体14a,14bが溶融すると、溶融導体は、図12(A)(B)に示すように、第1、第2の開放電極11,12上に凝集する。第1、第2の開放電極11,12は隣接して形成されているため、第1、第2の開放電極11,12上に凝集した溶融導体が結合し、これにより第1、第2の開放電極11,12が短絡する。すなわち、短絡素子10Aは、スイッチ16の両端子間が短絡される(図3、図9)。
When the device is activated, the short-
なお、第1の発熱体15への通電は、第1の可溶導体14aが溶断することにより第1の開放電極11と第3の電極31間が遮断されるため、停止される。
The energization of the
[開放素子]
次いで、開放素子20Aの構成例について説明する。開放素子20Aは、図13(A)に示すように、絶縁基板50と、絶縁基板50に積層され、絶縁部材51に覆われた第2の発熱体25と、絶縁基板50の両端に形成された第1の通電電極21及び第2の通電電極22と、絶縁部材51上に第2の発熱体25と重畳するように積層された発熱体引出電極52と、両端が第1、第2の通電電極21,22にそれぞれ接続され、中央部が発熱体引出電極52に接続された第2の可溶導体24とを備える。
[Open element]
Next, a configuration example of the
絶縁基板50、第2の発熱体25、及び第2の可溶導体24は、短絡素子10Aに用いた絶縁基板30、第1の発熱体15、及び第1の可溶導体14と同様であるため、詳細は省略する。
The insulating
開放素子20Aは、発熱体14を覆うように絶縁部材51が配置され、この絶縁部材15を介して第2の発熱体25に対向するように発熱体引出電極52が配置される。第2の発熱体25の熱を効率良く第2の可溶導体24に伝えるために、第2の発熱体25と絶縁基板50の間にも絶縁部材51を積層しても良い。絶縁部材51としては、例えばガラスを用いることができる。
In the
発熱体引出電極52の一端は、第1の発熱体電極26aに接続され、この第1の発熱体電極26Aを介して第2の発熱体25の一端と連続される。また、第2の発熱体25の他端は、第2の発熱体電極26bに接続される。また、第2の発熱体電極26bは、絶縁基板50に形成された導電スルーホール55を介して絶縁基板50の裏面に形成された外部接続端子(図示せず)と接続されている。第2の発熱体25は、第2の発熱体電極26b、及び外部接続端子を介して第2の電流制御素子23と接続される。
One end of the heating element lead-
第2の可溶導体24は、発熱体引出電極52及び第1、第2の通電電極21,22へ、ハンダ等により接続されている。第2の可溶導体24は、リフローはんだ付けによって容易に接続することができる。
The second
図13に示すように、絶縁基板50の両側縁に形成され、第2の可溶導体24によって接続されている第1の通電電極21、第2の通電電極22は、それぞれ、スルーホール55を介して、絶縁基板50の裏面に設けられた外部接続端子(図示せず)と接続されている。第1の通電電極21は、外部接続端子を介して電源3と接続される(図2、図7)。また第2の通電電極22は、外部接続端子を介して、短絡素子10Aの第1の開放電極11(図2)、あるいは機能回路4(図7)と接続される。
As shown in FIG. 13, the first energizing
なお、第1、第2の通電電極21、22、及び発熱体引出電極52も、CuやAg等の一般的な電極材料を用いて形成することができ、第1、第2の通電電極21、22、及び発熱体引出電極52の表面上には、Ni/Auメッキ、Ni/Pdメッキ、Ni/Pd/Auメッキ等の被膜が、公知のメッキ処理により形成されていることが好ましい。これにより、第1、第2の通電電極21、22、及び発熱体引出電極52の酸化を防止し、溶融導体を確実に保持させることができる。また、開放素子20Aをリフロー実装する場合に、第2の可溶導体24を接続するハンダあるいは第2の可溶導体24の外層を形成する低融点金属が溶融することにより第1、第2の通電電極21、22、及び発熱体引出電極52を溶食(ハンダ食われ)して切断するのを防ぐことができる。
In addition, the 1st, 2nd
なお、開放素子20Aは、第2の可溶導体24の酸化防止、及び第2の可溶導体24の溶融時における濡れ性を向上させるために、第2の可溶導体24上のほぼ全面にフラックス57が塗布されている。また、開放素子20Aにおいても、内部を保護するために、絶縁基板50上にカバー部材58が設けられている。
The
そして、開放素子20Aは、デバイスの機能を遮断する場合、第2の電流制御素子23が開放信号を受けて作動することにより、電源3側から電力が供給され、第2の発熱体25が通電することにより発熱する。この熱により第2の可溶導体24が溶融すると、溶融導体は、図14(A)(B)に示すように、発熱体引出電極52、第1、第2の通電電極21,22上に凝集する。これにより第1、第2の通電電極21,22間が開放され、電源3と機能回路4との間の電流経路が遮断される(図4、図8)。
When the
なお、第2の発熱体25への通電は、第2の可溶導体24が溶断することにより第1の通電電極21と第2の発熱体電極26b間が遮断されるため、停止される。
The energization of the second
1 第1のスイッチ回路、2 第2のスイッチ回路、3 電源、4 機能回路、10 短絡部、10A 短絡素子、11 第1の開放電極、12 第2の開放電極、13 第1の電流制御素子、14 第1の可溶導体、15 第1の発熱体、16 スイッチ、17 発熱体電極、20 開放部、20A 開放素子、21 第1の通電電極、22 第2の通電電極、23 第2の電流制御素子、24 第2の可溶導体、25 第2の発熱体、26 発熱体電極、30 絶縁基板、31 第3の電極、32 第4の電極、33 カバー部材、35 絶縁層、36 導電スルーホール、37 発熱体引出電極、39 フラックス、50 絶縁基板、51 絶縁部材、55 導電スルーホール、57 フラックス、58 カバー部材
DESCRIPTION OF
Claims (6)
通電電極間に配設された第2の可溶導体と、上記第2の可溶導体を溶融させる第2の発熱体とを備え、上記第2の発熱体を発熱させることにより上記第2の可溶導体を溶融させ、上記通電電極間を開放する開放部と、
上記第1の発熱体への給電を制御する第1の電流制御素子と、
上記第2の発熱体への給電を制御する第2の電流制御素子とを有し、
上記短絡部の上記開放電極と上記開放部の上記通電電極とが直列に接続されたスイッチ回路。 A first fusible conductor and a first heating element that melts the first fusible conductor; the first fusible conductor is melted by heating the first heating element; and A short-circuit portion that short-circuits between the open electrodes by the molten conductor;
A second fusible conductor disposed between the current-carrying electrodes; and a second heating element for melting the second fusible conductor; and generating the second heating element by generating heat. Melting the fusible conductor and opening between the energizing electrodes;
A first current control element for controlling power feeding to the first heating element;
A second current control element for controlling power feeding to the second heating element,
A switch circuit in which the open electrode of the short-circuit portion and the energization electrode of the open portion are connected in series.
上記第2の電流制御素子により上記開放部の上記通電電極間を開放させ、回路全体を通電状態から再度遮断状態へ切り替える請求項1記載のスイッチ回路。 Short-circuiting between the open electrodes of the short-circuit portion by the first current control element, the entire circuit is switched from a cut-off state to an energized state,
2. The switch circuit according to claim 1, wherein the second current control element opens the gap between the energization electrodes of the open portion to switch the entire circuit from the energized state to the interrupted state again.
通電電極間に配設された第2の可溶導体と、上記第2の可溶導体を溶融させる第2の発熱体とを備え、上記第2の発熱体を発熱させることにより上記第2の可溶導体を溶融させ、上記通電電極間を開放する開放部と、
上記第1の発熱体への給電を制御する第1の電流制御素子と、
上記第2の発熱体への給電を制御する第2の電流制御素子とを有し、
上記短絡部の上記開放電極と上記開放部の上記通電電極とが並列に接続されたスイッチ回路。 A first fusible conductor and a first heating element that melts the first fusible conductor; the first fusible conductor is melted by heating the first heating element; and A short-circuit portion that short-circuits between the open electrodes by the molten conductor;
A second fusible conductor disposed between the current-carrying electrodes; and a second heating element for melting the second fusible conductor; and generating the second heating element by generating heat. Melting the fusible conductor and opening between the energizing electrodes;
A first current control element for controlling power feeding to the first heating element;
A second current control element for controlling power feeding to the second heating element,
A switch circuit in which the open electrode of the short-circuit portion and the energization electrode of the open portion are connected in parallel.
上記第1の電流制御素子により上記短絡部の上記開放電極間を短絡させ、回路全体を遮断状態から再度通電状態へ切り替える請求項3記載のスイッチ回路。 Opening the gap between the energization electrodes of the open portion by the second current control element, and switching the entire circuit from an energized state to an interrupted state;
4. The switch circuit according to claim 3, wherein the first current control element is used to short-circuit the open electrodes of the short-circuit portion, and the entire circuit is switched from the interrupted state to the energized state again.
通電電極間に配設された第2の可溶導体と、上記第2の可溶導体を溶融させる第2の発熱体とを備え、上記第2の発熱体を発熱させることにより上記第2の可溶導体を溶融させ、上記通電電極間を開放する開放部と、
上記第1の発熱体への給電を制御する第1の電流制御素子と、
上記第2の発熱体への給電を制御する第2の電流制御素子とを有し、
上記短絡部の上記開放電極と上記開放部の上記通電電極とが直列に接続され、
上記第1の電流制御素子により上記短絡部の上記開放電極間を短絡させ、回路全体を遮断状態から通電状態へ切り替え、
上記第2の電流制御素子により上記開放部の上記通電電極間を開放させ、回路全体を通電状態から再度遮断状態へ切り替えるスイッチ制御方法。 A first fusible conductor and a first heating element that melts the first fusible conductor; the first fusible conductor is melted by heating the first heating element; and A short-circuit portion that short-circuits between the open electrodes by the molten conductor;
A second fusible conductor disposed between the current-carrying electrodes; and a second heating element for melting the second fusible conductor; and generating the second heating element by generating heat. Melting the fusible conductor and opening between the energizing electrodes;
A first current control element for controlling power feeding to the first heating element;
A second current control element for controlling power feeding to the second heating element,
The open electrode of the short-circuit portion and the energizing electrode of the open portion are connected in series,
Short-circuiting between the open electrodes of the short-circuit portion by the first current control element, the entire circuit is switched from a cut-off state to an energized state,
A switch control method in which the current-carrying electrodes of the open part are opened by the second current control element, and the entire circuit is switched from the energized state to the cut-off state again.
通電電極間に配設された第2の可溶導体と、上記第2の可溶導体を溶融させる第2の発熱体とを備え、上記第2の発熱体を発熱させることにより上記第2の可溶導体を溶融させ、上記通電電極間を開放する開放部と、
上記第1の発熱体への給電を制御する第1の電流制御素子と、
上記第2の発熱体への給電を制御する第2の電流制御素子とを有し、
上記短絡部の上記開放電極と上記開放部の上記通電電極とが並列に接続され、
上記第2の電流制御素子により上記開放部の上記通電電極間を開放させ、回路全体を通電状態から遮断状態へ切り替え、
上記第1の電流制御素子により上記短絡部の上記開放電極間を短絡させ、回路全体を遮断状態から再度通電状態へ切り替えるスイッチ制御方法。 A first fusible conductor and a first heating element that melts the first fusible conductor; the first fusible conductor is melted by heating the first heating element; and A short-circuit portion that short-circuits between the open electrodes by the molten conductor;
A second fusible conductor disposed between the current-carrying electrodes; and a second heating element for melting the second fusible conductor; and generating the second heating element by generating heat. Melting the fusible conductor and opening between the energizing electrodes;
A first current control element for controlling power feeding to the first heating element;
A second current control element for controlling power feeding to the second heating element,
The open electrode of the short-circuit portion and the energizing electrode of the open portion are connected in parallel,
Opening the gap between the energization electrodes of the open portion by the second current control element, and switching the entire circuit from an energized state to an interrupted state;
A switch control method for short-circuiting the open electrodes of the short-circuit portion by the first current control element and switching the entire circuit from the cut-off state to the energized state again.
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