JP6480742B2 - 保護素子 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態にかかる保護素子の平面図である。図1において、接触材14の一部と密封材16の一部とロウ材66の一部とは取り除かれている。図2は、本実施形態にかかる保護素子の断面図である。図2において、本実施形態にかかる保護素子は、中央部分でリード線64に沿って切断されている。図1と図2とに基づいて、本実施形態にかかる保護素子の構成が説明される。
本実施形態にかかる保護素子の製造方法は、導電部形成工程と、接触材塗布工程と、ケース収容工程と、被覆工程とを備える。導電部形成工程において導電部10が形成される。導電部10を形成するための具体的な工程は、基板上に形成される周知の保護素子と同様なのでここではその詳細な説明は繰返されない。接触材塗布工程において、導電部10の導電体54にシリコーンゴムと粒子状のアルミナとの混合物が塗布される。ケース収容工程において、まず、ケース12の外殻部30に補強板40が固定される。外殻部30は射出成型によって予め製造されている。補強板40が固定された外殻部30がケース12である。ケース12は、導電部10に被せられる。これにより、外殻部30の区画のうち真ん中の区画において、接触材塗布工程において塗布された混合物が、導電体54と補強板40とに接触する。その区画の隣の区画においては、突出部42によってその混合物の進入が抑えられるので、空間が形成される。その後、接触材塗布工程において塗布された混合物は硬化させられる。硬化したその混合物が、接触材14となる。被覆工程において、まだ硬化していないエポキシ樹脂と粒子状のアルミナとの混合物がケース12内に充填される。これにより、ケース12内の導電部10は被覆される。その後、その充填されたエポキシ樹脂は硬化させられる。エポキシ樹脂が硬化した後の混合物が密封材16となる。
本実施形態にかかる保護素子の使用方法は、周知の電流ヒューズと同一である。すなわち、本実施形態にかかる保護素子は、図示されない回路に接続される。予め定められていた範囲の大きな電流が導電体54に流れると、導電体54の温度は所定の温度を超える。導電体54はジュール熱積分値が所定の値以上になると溶断する。溶断後アークが発生する場合は保護素子内部で消弧される。これにより、保護素子が接続されていた回路において電流が遮断される。
(実施例1)
上述した導電部10を11個作成した。各保護素子には、「1」ないし「11」という試験片番号が設定された。基板50の寸法は、横(リード線64が延びる方向)の長さが8.2ミリメートルであった。縦の長さが3.9ミリメートルであった。厚さが0.8ミリメートルであった。リード線64の寸法は、直径0.53ミリメートルであった。裏電極62の寸法は、横1.1ミリメートル、縦2.9ミリメートル、厚さ0.04ミリメートルであった。
次に述べられる点を除き実施例1にかかる導電部10と同一構造の導電部を10個作成した。その点は、スルーホール70内にロウ材66が充填されていないという点である。各保護素子には、「1」ないし「10」という試験片番号が設定された。
次に述べられる点を除き実施例1にかかる導電部10と同一構造の導電部を1個作成した。その点は、基板50の素材がアルミナであるという点である。
次に述べられる点を除き実施例1にかかる導電部10と同一構造の導電部を10個作成した。その点は、導電部がロウ材66を備えていないという点である。各保護素子には、「1」ないし「10」という試験片番号が設定された。
実施例1と実施例2と比較例とにかかる導電部を、株式会社島津製作所製の引張試験装置「AUTOGRAPH AG−1000A」で引張ることにより、導電部の最大強度が測定された。ここでいう「最大強度」とは、引張られる導電部においてリード線の基板からの剥離(リード線が電極ごと基板から剥離する場合も含む)が生じた際までに導電部にかかる荷重の最大値をいう。試料の数は各10個であった。測定において、リード線64が引張試験装置により把持された。把持された箇所の間隔は20ミリメートルであった。引張速度は10ミリメートル毎分であった。表1には、測定結果の一覧が示される。表1における最大強度の単位はニュートンである。
実施例1と実施例3とにかかる導電部に、次に述べられる手順で熱衝撃が与えられた。まず、導電部の抵抗値が測定された。本実施形態においては、これは「初期の抵抗値」と称される。次に、50サイクルの熱衝撃が導電部に与えられた。1サイクルの熱衝撃は、導電部が摂氏マイナス20度で30分間保持された後にその導電部が摂氏120度で30分間保持されるというものであった。50サイクルの熱衝撃が導電部に与えられると、その導電部の抵抗値が測定された。次に、その導電部に50サイクルの熱衝撃が与えられた。これにより、その導電部には、合計100サイクルの熱衝撃が与えられたことになる。合計100サイクルの熱衝撃が導電部に与えられると、その導電部の抵抗値が測定された。抵抗値が測定されると、次の式(1)に基づいて、抵抗変化率が測定された。
100サイクルの熱衝撃が与えられた時点の抵抗変化率[%]=[[100サイクルの熱衝撃が与えられた時点の抵抗値]−[初期の抵抗値]]÷[初期の抵抗値]×100・・・(1)
100サイクルの熱衝撃が与えられた時点の抵抗変化率が測定されると、その導電部にさらに200サイクルの熱衝撃が与えられた。これにより、その導電部には、合計300サイクルの熱衝撃が与えられたことになる。合計300サイクルの熱衝撃が導電部に与えられると、その導電部の抵抗値が測定された。抵抗値が測定されると、次の式(2)に基づいて、抵抗変化率が測定された。
300サイクルの熱衝撃が与えられた時点の抵抗変化率[%]=[[300サイクルの熱衝撃が与えられた時点の抵抗値]−[初期の抵抗値]]÷[初期の抵抗値]×100・・・(2)
表2には、測定結果の一覧が示される。
本実施形態にかかる保護素子において、リード線64の対のいずれかを引く力は、 スルーホール70を経由するロウ材66の対により支えられる。その力がロウ材66の対により支えられるので、そうでない場合に比べ、その力が導電体54に及ぶ割合は抑えられる。その割合が抑えられるので、外部から力を受けることによる導電体54への影響が抑えられる。
上述した保護素子は、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。
12…ケース、
14…接触材、
16…密封材、
30…外殻部、
32…補強部、
36…底面部、
38…側面部、
40…補強板、
42…突出部、
50…基板、
52…表電極、
54…導電体、
58…合金基部、
60…低融点合金、
62…裏電極、
64…リード線、
66…ロウ材、
70…スルーホール、
80…シリコーンゴム、
82…粒子状のアルミナ、
Claims (4)
- 基板と、
前記基板の一方の面に固定され、ジュール熱積分値が所定の値以上になると溶断する導電体と、
リード線の対と、
前記リード線それぞれの一端を前記基板の他方の面へ前記基板の他方の面に沿って固定するロウ材の対とを備える保護素子であって、
前記基板に複数のスルーホールが形成されており、
前記リード線の対が、互いに異なる前記スルーホールを経由して前記導電体と導通しており、
前記複数のスルーホールが、
前記スルーホールの対と、
前記スルーホールの対とは離れた位置にある他の前記スルーホールとを有しており、
前記リード線の対の一方は前記スルーホールの対の間を経由して前記ロウ材の対の一方により前記基板に固定され、
前記リード線の対の他方は前記ロウ材の対の他方により前記基板に固定され、
前記ロウ材の対の一方は前記スルーホールの対の一方の内部から他方の内部にわたっていることを特徴とする保護素子。 - 前記ロウ材の対の一方の一部が前記スルーホールの対のいずれかの内部に充満していることを特徴とする請求項1に記載の保護素子。
- 前記ロウ材が銅および錫の少なくとも一方を含んでおり、
前記基板がガラスエポキシ樹脂製であることを特徴とする請求項1に記載の保護素子。 - 前記保護素子が、
前記基板および前記導電体を収容するケースと、
前記基板および前記導電体を覆い、かつ、前記ケース内部を密封する密封材とをさらに備えており、
前記リード線は、前記一端が前記ケースの中に配置され、他端が前記ケースの外へ突出しており、
前記リード線の前記一端から途中部分までが、前記密封材によって覆われてい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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