JP6801974B2 - 保護素子 - Google Patents
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Description
ヒューズ素子1は、図1及び図2に示すように、絶縁基板2と、絶縁基板2に設けられた第1の電極3及び第2の電極4と、発熱体5と、発熱体5に電気的に接続された発熱体引出電極6と、第1の電極3、第2の電極4及び発熱体引出電極6にわたって接続され、発熱体5の加熱によって溶融し、第1の電極3及び第2の電極4の間の通電経路を遮断するヒューズエレメント7と、ヒューズエレメント7と発熱体引出電極6が重畳する領域に対応してヒューズエレメント7と電気的に接続された補助導体8とを備えている。
絶縁基板2は、例えば、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によって方形状に形成される。その他、絶縁基板2は、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。
第1の電極3及び第2の電極4は、絶縁基板2の表面2a上に、相対向する側縁近傍にそれぞれ離間して配置されることにより開放され、ヒューズエレメント7が搭載されることにより、ヒューズエレメント7を介して電気的に接続されている。また、第1の電極3及び第2の電極4は、ヒューズ素子1に定格を超える大電流が流れヒューズエレメント7が自己発熱(ジュール熱)によって溶断し、あるいは発熱体5が通電に伴って発熱しヒューズエレメント7が溶断することによって、電流経路が遮断される。
発熱体5は、通電すると発熱する導電性を有する部材であって、例えばニクロム、W、Mo、Ru、Cu、Ag、あるいはこれらを主成分とする合金等からなる。発熱体5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2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ことができる。また、発熱体5は、一端が第1の発熱体電極10と接続され、他端が第2の発熱体電極11と接続されている。
ヒューズエレメント7は、発熱体5の発熱により速やかに溶断される材料からなり、例えばハンダや、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。
補助導体8は、ヒューズエレメント7と発熱体引出電極6との間に介在する良導体であり、ヒューズエレメント7の小断面積部7bに対応する領域をヒューズエレメント7の通電方向に対して幅方向にわたって電流経路を補助する。
ここで、ヒューズ素子1の回路構成と、通電経路の遮断動作について説明する。ヒューズ素子1は、図1及び図5(A)に示すように、第1の電極3から第2の電極4にわたってヒューズエレメント7が接続されており、ヒューズエレメント7の中途部分に補助導体8を介して発熱体引出電極6が接続されている。また、発熱体引出電極6は、補助導体8と反対側に、第2の発熱体電極11、発熱体5、第1の発熱体電極10の順に接続されている。従って、ヒューズ素子1は、第1の電極3、第2の電極4及び第1の発熱体電極10にそれぞれつながる第1の外部接続電極3a、第2の外部接続電極4a及び第3の外部接続電極10aを外部端子とする3端子の素子であるといえる。
ここで、比較例として、図6乃至図9に示す、補助導体8を備えないヒューズ素子100と比較しながら上述のヒューズ素子1の効果を説明する。
次に、上述で説明したヒューズ素子1の変形例について説明する。また、上述で説明したヒューズ素子1と略同等の部位については同じ符号を付して説明を省略し、差異について説明する。また、等価回路としては、図5で説明したものと同じであるため説明を省略する。
また、上述で説明したヒューズ素子1の変形例について説明する。また、上述で説明したヒューズ素子1と略同等の部位については同じ符号を付して説明を省略し、差異について説明する。また、等価回路としては、図5で説明したものと同じであるため説明を省略する。
また、上述で説明したヒューズ素子1の変形例について説明する。また、上述で説明したヒューズ素子1と略同等の部位については同じ符号を付して説明を省略し、差異について説明する。また、等価回路としては、図5で説明したものと同じであるため説明を省略する。
また、上述で説明したヒューズ素子1の変形例について説明する。また、上述で説明したヒューズ素子1と略同等の部位については同じ符号を付して説明を省略し、差異について説明する。また、等価回路としては、図5で説明したものと同じであるため説明を省略する。
また、上述で説明したヒューズ素子1の変形例について説明する。上述で説明したヒューズ素子1と略同等の部位については同じ符号を付して説明を省略し、差異について説明する。また、等価回路としては、図5で説明したものと同じであるため説明を省略する。
また、上述で説明したヒューズ素子1の変形例について説明する。上述で説明したヒューズ素子1と略同等の部位については同じ符号を付して説明を省略し、差異について説明する。また、等価回路としては、図5で説明したものと同じであるため説明を省略する。
以上のように各例として説明したヒューズ素子は、補助導体によってヒューズエレメントの電流経路を補助し、ヒューズエレメントを大型化することなく抵抗値を低減することが可能とし、大電流に対応しつつも素子の小型化を達成することができる。
Claims (14)
- 絶縁基板と、
上記絶縁基板に設けられた第1の電極及び第2の電極と、
発熱体と、
上記発熱体に電気的に接続された発熱体引出電極と、
上記第1の電極、上記第2の電極及び上記発熱体引出電極にわたって接続され、上記発熱体の加熱によって溶融し、上記第1の電極及び第2の電極の間の電流経路を遮断するヒューズエレメントと、
上記ヒューズエレメントと上記発熱体引出電極が重畳する領域に対応して上記ヒューズエレメントと電気的に接続された補助導体とを備え、
上記補助導体は、上記ヒューズエレメント上部に配設された保護素子。 - 絶縁基板と、
上記絶縁基板に設けられた第1の電極及び第2の電極と、
発熱体と、
上記発熱体に電気的に接続された発熱体引出電極と、
上記第1の電極、上記第2の電極及び上記発熱体引出電極にわたって接続され、上記発熱体の加熱によって溶融し、上記第1の電極及び第2の電極の間の電流経路を遮断するヒューズエレメントと、
上記ヒューズエレメントと上記発熱体引出電極が重畳する領域に対応して上記ヒューズエレメントと電気的に接続された補助導体とを備え、
上記補助導体は、上記ヒューズエレメントと上記発熱体引出電極との間に介在するとともに、上記ヒューズエレメント上部にも配設された保護素子。 - 上記ヒューズエレメントは、上記発熱体引出電極と重畳する領域において、上記第1の電極及び第2の電極間の一部が他の部分と比較して断面積が小さい小断面積部を有する請求項1又は2に記載の保護素子。
- 上記ヒューズエレメントは、上記発熱体引出電極と上記第1の電極にわたって接続される第1の部材と、上記第1の部材と非接触であり上記発熱体引出電極と上記第2の電極にわたって接続される第2の部材とを有する請求項1又は2に記載の保護素子。
- 絶縁基板と、
上記絶縁基板に設けられた第1の電極及び第2の電極と、
発熱体と、
上記発熱体に電気的に接続された発熱体引出電極と、
上記第1の電極、上記第2の電極及び上記発熱体引出電極にわたって接続され、上記発熱体の加熱によって溶融し、上記第1の電極及び第2の電極の間の電流経路を遮断するヒューズエレメントと、
上記ヒューズエレメントと上記発熱体引出電極が重畳する領域に対応して上記ヒューズエレメントと電気的に接続された補助導体とを備え、
上記ヒューズエレメントは、上記発熱体引出電極と重畳する領域において、上記第1の電極及び第2の電極間の一部が他の部分と比較して断面積が小さい小断面積部を有する保護素子。 - 上記小断面積部は、上記ヒューズエレメントの通電方向の幅を狭めた部分である請求項5に記載の保護素子。
- 上記小断面積部は、上記ヒューズエレメントの幅方向に複数設けられている請求項6に記載の保護素子。
- 上記小断面積部は、上記ヒューズエレメントの厚みを調整したものである請求項6乃至7の何れか1項に記載の保護素子。
- 上記補助導体は、上記ヒューズエレメントの上記小断面積部と重畳する領域において分割され、各分割片は非接触とされている請求項6乃至8の何れか1項に記載の保護素子。
- 上記補助導体の各分割片の間の空間は、上記ヒューズエレメントの溶融体を保持する保持凹部を形成する請求項9に記載の保護素子。
- 絶縁基板と、
上記絶縁基板に設けられた第1の電極及び第2の電極と、
発熱体と、
上記発熱体に電気的に接続された発熱体引出電極と、
上記第1の電極、上記第2の電極及び上記発熱体引出電極にわたって接続され、上記発熱体の加熱によって溶融し、上記第1の電極及び第2の電極の間の電流経路を遮断するヒューズエレメントと、
上記ヒューズエレメントと上記発熱体引出電極が重畳する領域に対応して上記ヒューズエレメントと電気的に接続された補助導体とを備え、
上記ヒューズエレメントは、上記発熱体引出電極と上記第1の電極にわたって接続される第1の部材と、上記第1の部材と非接触であり上記発熱体引出電極と上記第2の電極にわたって接続される第2の部材とを有する保護素子。 - 上記補助導体は、上記ヒューズエレメントの上記第1の部材と上記第2の部材との間に空いた領域と重畳する領域にも設けられている請求項11に記載の保護素子。
- 上記補助導体は、上記ヒューズエレメントの上記第1の部材と上記第2の部材との間に空いた領域を充填する突出部が設けられている請求項12に記載の保護素子。
- 上記補助導体は、上記ヒューズエレメントと上記発熱体引出電極との間に介在する請求項5〜13のいずれか1項に記載の保護素子。
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