JP6538364B2 - 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の一部と被覆樹脂18の一部と裏ロウ材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、中央部分で切断されている。図1および図2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。この混合物中のシリコーンゴムは、塗布された後、硬化する。硬化したその混合物が、接触材14となる。ケース収容工程において、まず、ケース12の外殻部30に放熱体兼補強板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。放熱体兼補強板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と放熱体兼補強板40とに接触する。その区画の隣の区画においては、仕切り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、ケース12内に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、その充填された混合物は硬化させられる。硬化した後の混合物が被覆樹脂18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)
上述した保護素子を5個作成した。ただし、ケース収容工程において、外殻部30に放熱体兼補強板40が固定された後、対向部36と囲い部38とに、エポキシ樹脂と粒子状のアルミナとの混合物が塗布された。この混合物の組成は被覆工程において充填される混合物と同一成分であった。この混合物が塗布されたのは、導電部10の外周部分と囲い部38との隙間から被覆樹脂18の一部が外殻部30の内周面に流入し対向部36に到達した状況を再現するためである。これにより、対向部36の表面と囲い部38の表面とには、被覆樹脂18の層が形成された。各保護素子には、「1」ないし「5」という試験片番号が設定された。
上述した保護素子を2個作成した。ただし、ケース収容工程において、外殻部30に放熱体兼補強板40が固定された後、囲い部38に、エポキシ樹脂と粒子状のアルミナとの混合物が塗布された。この混合物の組成は被覆工程において充填される混合物と同一成分であった。対向部36にはその混合物は塗布されなかった。この混合物が塗布されたのは、導電部10の外周部分と囲い部38との隙間から被覆樹脂18の一部が外殻部30の内周面に流入し囲い部38まで到達した状況を再現するためである。これにより、囲い部38の表面には、被覆樹脂18の層が形成された。対向部36の表面には、被覆樹脂18の層が形成されてなかった。各保護素子には、「1」ないし「2」という試験片番号が設定された。
次に述べられる2点を除き実施例1にかかる保護素子と同一構造の保護素子を10個作成した。その第1点目は、接触材塗布工程における混合物の塗布がなかったという点である。その結果、この保護素子は、接触材14を備えていなかった。第2点目は、ケース収容工程における対向部36と囲い部38とへの混合物の塗布がなかったという点である。その結果、この保護素子において、対向部36の表面と囲い部38の表面とには、被覆樹脂18の層が形成されなかった。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2点を除き実施例1にかかる保護素子と同一構造の保護素子を8個作成した。その第1点目は、接触材塗布工程において、ケース12内に充満するよう混合物が塗布されたという点である。その結果、この保護素子において、ケース12内に空間が形成されなかった。第2点目は、ケース収容工程における対向部36と囲い部38とへの混合物の塗布がなかったという点である。その結果、この保護素子において、対向部36の表面と囲い部38の表面とには、被覆樹脂18の層が形成されなかった。各保護素子には、「1」ないし「8」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1と比較例2とにかかる保護素子により、遮断限界電圧が測定された。測定は、電流値50アンペアかつ電圧値が互いに異なる直流電流を各保護素子に流すという方法で行った。直流電流が流れた結果、次のいずれかの要件を満たす保護素子は、不合格と判定された。その第1の要件は、漏れ電流が2.5ミリアンペアを超えるというものである。第2の要件は、発火するというものである。第3の要件は、例えば破壊するといった外観上の問題が生じるという要件である。第4の要件は、絶縁抵抗が0.2MΩ未満であるという要件である。これらの要件のいずも満たさない保護素子は合格と判定された。また、遮断限界電圧の測定後に、各保護素子の絶縁抵抗が測定された。表1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では、導電体54が接触材14に接触されると、そうでない場合に比べ、通電により導電体54で発生した熱が容易に導電体54の外へ流出しやすくなる。熱が外へ流出しやすいので、そうでない場合に比べ、導電体54が溶断した後においてアークが早く冷却される。ケース12内に形成されている空間によって、アーク発生による衝撃を緩和することができる。アークを早く冷却でき、かつ、アーク発生による衝撃を緩和できるので、遮断限界電圧を従来よりも向上できる。
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、
18…被覆樹脂、
30…外殻部、
32…補強部、
36…対向部、
38…囲い部、
40…放熱体兼補強板、
42…仕切り、
50…基板、
52…表電極、
54…導電体、
56…表ロウ材、
58…合金基部、
60…低融点合金、
62…裏電極、
64…リード線、
66…裏ロウ材、
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 (11)
- 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、
前記導電体を収容するケースとを備える保護素子であって、
前記導電体および前記ケースに接触し前記導電体と共に前記ケースに収容される接触材をさらに備え、
前記ケース内に空間が形成されており、
前記導電体および前記接触材を被覆する被覆樹脂をさらに備え、
前記被覆樹脂が、
無機フィラーと、
合成樹脂とを含み、
前記被覆樹脂の一部が、前記ケースの内周面の少なくとも一部を覆い、
前記ケースが、複数の区画が並ぶよう前記ケース内部を区切る少なくとも1つの仕切りを有しており、
前記接触材が、前記複数の区画のいずれかにおいて前記導電体と前記ケースとに接触しており、
前記導電体と前記ケースとに前記接触材が接触している前記区画の隣の前記区画において前記空間が形成されていることを特徴とする保護素子。 - 前記接触材が前記導電体と前記ケースとに接触している前記区画と前記空間が形成されている前記区画とが連通していることを特徴とする請求項1に記載の保護素子。
- 前記ケースが、前記仕切りに加え、前記接触材と直接接触し前記接触材の熱を吸収し前記ケースの外へ前記熱を放出する放熱体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。
- 前記合成樹脂がエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項1に記載の保護素子。
- 前記ケースの内周面が、
前記導電体および前記接触材に対向する対向部と、
前記対向部と前記導電体および前記接触材との間の空間を取囲む囲い部とを有しており、
前記被覆樹脂の一部が、前記対向部の少なくとも一部を覆うことを特徴とする請求項4に記載の保護素子。 - 前記無機フィラーがアルミナを含むことを特徴とする請求項4に記載の保護素子。
- 前記接触材がシリコーン樹脂を含むことを特徴とする請求項1に記載の保護素子。
- 前記シリコーン樹脂がシリコーンゴムを含むことを特徴とする請求項7に記載の保護素子。
- 前記接触材が、前記シリコーン樹脂に加え、金属酸化物を含むことを特徴とする請求項7に記載の保護素子。
- 前記金属酸化物が粒子状であることを特徴とする請求項9に記載の保護素子。
- 前記金属酸化物がアルミナを含むことを特徴とする請求項9又は請求項10に記載の保護素子。
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