JP6816874B2 - Protective element - Google Patents
Protective element Download PDFInfo
- Publication number
- JP6816874B2 JP6816874B2 JP2016205341A JP2016205341A JP6816874B2 JP 6816874 B2 JP6816874 B2 JP 6816874B2 JP 2016205341 A JP2016205341 A JP 2016205341A JP 2016205341 A JP2016205341 A JP 2016205341A JP 6816874 B2 JP6816874 B2 JP 6816874B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resistor
- electrodes
- pair
- heating body
- negative electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 title claims description 41
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 90
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 58
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 39
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 30
- 238000005304 joining Methods 0.000 claims description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 2
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 claims 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 26
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 25
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 20
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 20
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 7
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 7
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 5
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Fuses (AREA)
Description
本発明は、保護素子に関する。 The present invention relates to a protective element.
特許文献1は、保護素子にかかる発明を開示する。特許文献1にかかる保護素子は、一対の電極と、発熱片と、接合材と、抵抗器と、弾性体とを備える。一対の電極は互いに対向するよう配置される。発熱片は、一対の電極間にまたがって配置される。発熱片は電流が流れると発熱する。接合材は、発熱片を一対の電極それぞれへ接合する。抵抗器は、電流が流れると発熱する。これにより抵抗器は熱源の役割を果たす。弾性体は、一対の電極の間に配置される。弾性体が発熱片に分離力を加える。分離力は発熱片が一対の電極から離れる方向の力である。接合材の強度が所定の温度で所定の強さを下回る。その所定の温度は発熱片の発熱によって到達する温度である。所定の強さは分離力に耐える強さである。保護素子は、遮蔽用絶縁体と、磁場発生部とをさらに備える。遮蔽用絶縁体は、一対の電極の一方から見て他方を遮るように一対の電極間に配置される。磁場発生部は、一対の電極の間に予め磁力を発生させる。 Patent Document 1 discloses an invention relating to a protective element. The protective element according to Patent Document 1 includes a pair of electrodes, a heating piece, a bonding material, a resistor, and an elastic body. The pair of electrodes are arranged so as to face each other. The heating pieces are arranged so as to straddle the pair of electrodes. The heating piece generates heat when an electric current flows. As the bonding material, the heat generating pieces are bonded to each of the pair of electrodes. The resistor generates heat when an electric current flows through it. This causes the resistor to act as a heat source. The elastic body is placed between the pair of electrodes. The elastic body applies a separating force to the heating piece. The separating force is the force in the direction in which the heating piece separates from the pair of electrodes. The strength of the bonding material falls below a predetermined strength at a predetermined temperature. The predetermined temperature is a temperature reached by the heat generated by the heating piece. The predetermined strength is the strength to withstand the separating force. The protective element further includes a shielding insulator and a magnetic field generating portion. The shielding insulator is arranged between the pair of electrodes so as to block the other when viewed from one of the pair of electrodes. The magnetic field generator generates a magnetic force in advance between the pair of electrodes.
特許文献1に開示された保護素子においては、弾性体によって発熱片が電極から離される。これにより電極間の電流は遮断される。電流が遮断された後、電極間にアークが発生すると、磁場発生部が発生させる磁力によってアークはローレンツ力を受ける。ローレンツ力を受けることによりアークは延びる。また、一対の電極の一方から見ると、他方は遮蔽用絶縁体によって遮られている。遮蔽用絶縁体によって遮られているので、一対の電極の一方から出たアークは遮蔽用絶縁体を避けた上で電極の他方に到達する。遮蔽用絶縁体を避けるので、アークは延びる。ローレンツ力とアークが遮蔽用絶縁体を避けたこととによってアークが延びると、延びない場合に比べ、アーク電圧が上昇する。また、アークは延ばされ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は持続し難くなる。その結果、特許文献1に開示された保護素子においては、大きな電流を流すことが可能になる。 In the protective element disclosed in Patent Document 1, the heating piece is separated from the electrode by the elastic body. As a result, the current between the electrodes is cut off. When an arc is generated between the electrodes after the current is cut off, the arc receives Lorentz force due to the magnetic force generated by the magnetic field generator. The arc is extended by receiving the Lorentz force. Further, when viewed from one of the pair of electrodes, the other is shielded by a shielding insulator. Since it is blocked by the shielding insulator, the arc emitted from one of the pair of electrodes reaches the other electrode after avoiding the shielding insulator. The arc extends because it avoids shielding insulation. When the arc is extended due to the Lorentz force and the arc avoiding the shielding insulator, the arc voltage is higher than when it is not extended. Also, the arc is cooled by being extended. The synergistic effect of rising arc voltage and cooling the arc makes it difficult for the arc to sustain. As a result, a large current can be passed through the protective element disclosed in Patent Document 1.
しかしながら、特許文献1に開示された保護素子には、抵抗器の許容電圧に改善の余地がある。従来の保護素子において、抵抗器の許容電圧は電極の許容電圧に比べて大幅に小さい。このことは、電極と抵抗器との間の絶縁対策に大きな労力を費やす原因の一つとなっている。本発明は、このような問題を解決するためになされたものである。本発明の目的は、電極と抵抗器とを備えている保護素子におけるその抵抗器の許容電圧の上昇を容易化することにある。 However, in the protection element disclosed in Patent Document 1, there is room for improvement in the allowable voltage of the resistor. In the conventional protection element, the allowable voltage of the resistor is significantly smaller than the allowable voltage of the electrode. This is one of the causes of spending a great deal of effort on insulation measures between electrodes and resistors. The present invention has been made to solve such a problem. An object of the present invention is to facilitate an increase in the allowable voltage of a protective element including an electrode and a resistor.
図面を参照し本発明の保護素子を説明する。なおこの欄で図中の符号を使用したのは発明の内容の理解を助けるためであって内容を図示した範囲に限定する意図ではない。 The protective element of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the reference numerals in the drawings are used in this column to assist in understanding the contents of the invention, and are not intended to limit the contents to the illustrated range.
上述した課題を解決するために、本発明のある局面に従うと、保護素子10は、一対の電極22,24と、通電体26と、接合材28と、弾性体32と、加熱体40とを備える。一対の電極22,24は互いに対向するよう配置される。通電体26は、一対の電極22,24間にまたがって配置される。通電体26は一対の電極22,24間に電流が流れ得る状態にする。接合材28は、通電体26を一対の電極22,24それぞれへ接合する。弾性体32は、一対の電極22,24の間に配置される。弾性体32が通電体26に分離力を加える。加熱体40は接合材28に伝わる熱を発生させる。分離力は通電体26が一対の電極22,24から離れる方向の力である。接合材28の接合強度が所定の温度で所定の強さを下回る。その所定の温度は加熱体40の発熱によって到達する温度である。所定の強さは分離力に耐える強さである。加熱体40は、互いに直列に接続される複数個の巻線抵抗器70,72を有する。
In order to solve the above-mentioned problems, according to a certain aspect of the present invention, the
加熱体40が互いに直列に接続される複数個の巻線抵抗器70,72を有すると、加熱体40が1個の巻線抵抗器を有する場合に比べて、加熱体40において熱が発生する場所が分散することとなる。熱が発生する場所が分散すると、加熱体40から熱を受ける物の表面における温度分布を同等にするために必要な個々の巻線抵抗器70,72の抵抗値を、1個の巻線抵抗器を有する加熱体40のその巻線抵抗器の抵抗値に比べて小さくできる。個々の巻線抵抗器70,72の抵抗値を小さくできると、その巻線抵抗器70,72が有する巻線を太くできる。巻線が太くなると、その巻線の許容電圧は高くなる。その結果、電極と抵抗器とを備えている保護素子におけるその抵抗器の許容電圧の上昇を容易化できる。
When the
また、上述した複数個の巻線抵抗器70,72のいずれかが、近傍抵抗器70である。近傍抵抗器70は、他の巻線抵抗器72よりも接合材28の近傍に配置される。近傍抵抗器70は、他の巻線抵抗器72よりも電気抵抗が高い。
Further, any of the plurality of the wire-
接合材28に近い場所に他の巻線抵抗器よりも電気抵抗が高い近傍抵抗器70が配置されると、次に述べられる場合に比べ、複数個の巻線抵抗器70,72が発生させる熱は接合材28に流れやすくなる。その場合とは、他の巻線抵抗器のいずれかの電気抵抗が近傍抵抗器70よりも高い場合である。これにより、その熱が接合材28以外の物に流れる場合に比べ、保護素子10を動作させるための熱効率が高くなる。
When a
もしくは、上述した近傍抵抗器70が一対の電極22,24の間に配置されることが望ましい。
Alternatively, it is desirable that the above-mentioned
近傍抵抗器70が一対の電極22,24の間に配置されると、次に述べられる場合に比べ、近傍抵抗器70が発生させる熱は一対の電極22,24のいずれかに流れやすくなる。その場合とは、近傍抵抗器70の表面のうちいずれかの単一の領域が一対の電極22,24の双方に対向する場合である。一対の電極22,24に流れた熱は接合材28に流れる。これにより、近傍抵抗器70の表面のうちいずれかの単一の領域が一対の電極22,24の双方に対向する場合に比べ、保護素子10を動作させるための熱効率が高くなる。
When the
また、上述した加熱体40が、伝熱用絶縁固体74をさらに有することが望ましい。伝熱用絶縁固体74は、複数個の巻線抵抗器70,72を取り囲む。伝熱用絶縁固体74は、複数個の巻線抵抗器70,72それぞれに接触する。伝熱用絶縁固体74は、一対の電極22,24の少なくとも一方に接触する。
Further, it is desirable that the
伝熱用絶縁固体74は、複数個の巻線抵抗器70,72それぞれに接触する。伝熱用絶縁固体74は、一対の電極22,24の少なくとも一方に接触する。これにより、巻線抵抗器70,72が発生させた熱は伝熱用絶縁固体74を介して一対の電極22,24の少なくとも一方に伝わる。固体は気体より熱を伝えやすい。これにより、一対の電極22,24と巻線抵抗器70,72との間が空間となっている場合に比べ、複数個の巻線抵抗器70,72が発生させる熱は一対の電極22,24に流れやすくなる。一対の電極22,24に流れた熱は接合材28に流れる。これにより、複数個の巻線抵抗器70,72と一対の電極22,24との間が空間になっている場合に比べ、保護素子10を動作させるための熱効率が高くなる。
The heat transfer insulating solid 74 comes into contact with each of the plurality of winding
もしくは、上述した一対の電極22,24の少なくとも一方が加熱体対向平面50,52を有していることが望ましい。加熱体対向平面50,52は加熱体40に対向する。この場合、伝熱用絶縁固体74が、接触平面92,94と、露出平面90とを有することが望ましい。接触平面92,94は、加熱体対向平面50,52に接触する。露出平面90は、加熱体40に接する空間に露出する。
Alternatively, it is desirable that at least one of the pair of
露出平面90が加熱体40に接する空間に露出する。接触平面92,94が加熱体対向平面50,52に接触する。加熱体対向平面50,52は一対の電極22,24の少なくとも一方が有しているものである。これにより、加熱体40が発生させた熱は、露出平面90が露出する空間よりも、接触平面92,94が接触する加熱体対向平面50,52に伝わりやすくなる。露出平面90は、これが露出した空間に向かって突出する凸面よりも表面積が小さい。露出平面90は、これが露出した空間から見て凹んだ凹面よりも表面積が小さい。表面積が小さいので、熱は空間に流れにくくなる。その結果、保護素子10を動作させるための熱効率が高くなる。
The exposed
本発明によれば、電極と抵抗器とを備えている保護素子におけるその抵抗器の許容電圧の上昇を容易化できる。 According to the present invention, it is possible to facilitate an increase in the allowable voltage of a protective element having an electrode and a resistor.
以下、本発明について図面に基づき詳細に説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称及び機能も同一である。従って、それらについての詳細な説明は繰り返さない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same parts are designated by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, the detailed description of them will not be repeated.
[構成の説明]
図1は、本実施形態にかかる保護素子10の斜視図である。図1において保護素子10は組み立てられた状態で示されている。この図において、保護素子10のケース46の一部は取り除かれている。図1に基づいて、本実施形態にかかる保護素子10の構成が説明される。本実施形態にかかる保護素子10は、絶縁基台20と、正極22と、負極24と、通電体26と、接合材28と、リード用絶縁体30と、圧縮コイルバネ32と、バネ用絶縁体34と、第1リード用端子36と、第2リード用端子38と、加熱体40と、管状支持体42と、ブロック状永久磁石44の対と、ケース46とを備える。
[Description of configuration]
FIG. 1 is a perspective view of the
絶縁基台20は台として用いられる合成樹脂製の部材である。絶縁基台20は加熱体40が発生させる熱によって変形しない程度の耐熱性を有する。正極22と負極24とは絶縁基台20に固定される。絶縁基台20に固定されることにより、正極22と負極24とは互いに対向するように配置される。また、絶縁基台20は、第1リード支持部56と、第2リード支持部58とを有している。
The insulating
本実施形態の場合、正極22と負極24とは周知のパワーライン(図示せず)に接続される。パワーラインとは、負荷に電力を供給するための電線である。そのパワーラインには図示されない負荷が接続されている。そのような負荷の例にはモータがある。正極22と負極24との間に電流が流れることにより、そのパワーラインに電流が流れる。そのパワーラインに電流が流れることにより、その負荷に電力が供給される。
In the case of this embodiment, the
本実施形態の場合、正極22は、正極側加熱体対向平面50を有する。負極24は、負極側加熱体対向平面52を有する。正極側加熱体対向平面50と負極側加熱体対向平面52とは、加熱体40に対向する。
In the case of the present embodiment, the
本実施形態の場合、通電体26は正極22と負極24とにまたがって配置される。すなわち、保護素子10を組み立てたとき、通電体26は正極22の先端にも負極24の先端にも接合される。通電体26は金属製である。したがって、通電体26は、正極22と負極24とに接合させることにより、正極22と負極24とをそれらの間に電流が流れ得る状態にする。本実施形態の場合、通電体26のうち正極22にも負極24にも接合されていない箇所に図示されない孔が形成されている。
In the case of the present embodiment, the energizing
接合材28は通電体26を正極22に接合する。本実施形態の場合、別の接合材28は通電体26を負極24に接合する。本実施形態の場合、接合材28の接合強度は、所定の温度で所定の強さを下回る。本実施形態の場合、その「所定の温度」とは、加熱体40の発熱によって到達する温度である。本実施形態の場合、その「所定の強さ」とは、分離力に耐える強さである。本実施形態の場合、「分離力」とは、正極22及び負極24に接合されている通電体26がそれらの正極22及び負極24から離れる方向の力である。本実施形態の場合、この分離力は圧縮コイルバネ32によって加えられる。本実施形態の場合、接合材28は上述した「所定の温度」を融点とする合金である。本実施形態にかかる保護素子10の設計者は、周知の合金のなかから接合材28として接合強度が所定の温度で所定の強さを下回る任意の合金を選択できる。
The joining
リード用絶縁体30は、通電体26と圧縮コイルバネ32との間に配置される。本実施形態の場合、リード用絶縁体30は通電体26に固定される。リード用絶縁体30の中央には図示されない孔が開いている。この孔は通電体26の孔と連通している。
The
圧縮コイルバネ32は次の要件を満たす位置に配置される。第1の要件は通電体26と加熱体40との間であるという要件である。第2の要件は正極22と負極24との間であるという要件である。圧縮コイルバネ32は正極22及び負極24から離れる方向の力を通電体26に加える。このため、接合材28の接合強度が上述された所定の強さを下回るまで、圧縮コイルバネ32は圧縮された状態である。なお、本実施形態の場合、圧縮コイルバネ32はステンレス製(すなわち導体製)である。
The
バネ用絶縁体34は圧縮コイルバネ32と加熱体40との間に配置される。バネ用絶縁体34は圧縮コイルバネ32が加熱体40に直接接触することを防止する。これにより圧縮コイルバネ32と加熱体40との間は絶縁される。バネ用絶縁体34の中央には図示されない孔が開いている。
The
第1リード用端子36と第2リード用端子38とは絶縁基台20に固定される。第1リード用端子36と第2リード用端子38とは加熱体40と周知の信号ライン(図示せず)とに接続されている。信号ラインは、加熱体40を制御するための電線である。その信号ラインに電流が流れることにより、第1リード用端子36と第2リード用端子38とにも電流が流れる。第1リード用端子36と第2リード用端子38とに電流が流れると、加熱体40に電流が流れる。
The
加熱体40は正極22と負極24とに挟まれるように配置される。加熱体40は第1リード用端子36と第2リード用端子38とに接続されている。第1リード用端子36と第2リード用端子38とに電流が流れると、加熱体40にも電流が流れる。加熱体40は自らに電流が流れると発熱する。これにより加熱体40は熱源の役割を果たす。
The
管状支持体42は、加熱体40と第2リード支持部58との間に配置される。本実施形態の場合、管状支持体42は、管状の部材である。管状支持体42は、圧縮コイルバネ32から力を受ける加熱体40を支持する。
The
ブロック状永久磁石44は磁力を発生させる。ブロック状永久磁石44の対は、正極22と負極24とを挟むように配置される。したがって、これらブロック状永久磁石44の対が磁力を発生させている空間は正極22と負極24との間を含んでいる。従って、正極22と負極24との間には磁力が生じている。磁力が発生することで、通電体26が正極22及び負極24から離れたときにアークが発生しても、そのアークを効率よく冷やすことができる。
The block-shaped
ケース46は、絶縁基台20と、正極22の一部と、負極24の一部と、通電体26と、接合材28と、リード用絶縁体30と、圧縮コイルバネ32と、バネ用絶縁体34と、第1リード用端子36の一部と、第2リード用端子38の一部と、加熱体40と、管状支持体42と、ブロック状永久磁石44とを覆う。ケース46は、ブロック状永久磁石44を所定の位置に固定するための部品でもある。ケース46の素材は合成樹脂である。ケース46は、図示されない磁石収容部を有する。その磁石収容部にブロック状永久磁石44が収容される。
The
図2は、本実施形態にかかる保護素子10の側面図である。図2において、負極24と加熱体40の一部とケース46の一部とは取り除かれている。図2に基づいて、本実施形態にかかる加熱体40の構成を説明する。
FIG. 2 is a side view of the
本実施形態にかかる加熱体40は、近傍抵抗器70と、低抵抗値抵抗器72と、伝熱用絶縁固体74と、第1リード線76と、第2リード線78と、セラミック板80とを有している。本実施形態の場合、近傍抵抗器70と低抵抗値抵抗器72とはいずれも巻線抵抗器である。本実施形態にかかる巻線抵抗器とは、図示されないセラミックスコアに抵抗線が巻き付けられたものである。近傍抵抗器70は、正極22と負極24との間に配置される。近傍抵抗器70は、電力が供給されると熱を発生する。近傍抵抗器70は、低抵抗値抵抗器72よりも接合材28の近傍に配置される。本実施形態の場合、近傍抵抗器70は、低抵抗値抵抗器72よりも電気抵抗が高い。低抵抗値抵抗器72も、近傍抵抗器70と同様に、正極22と負極24との間に配置される。低抵抗値抵抗器72は、近傍抵抗器70に直列に接続される。低抵抗値抵抗器72は、電力が供給されると熱を発生する。本実施形態の場合、伝熱用絶縁固体74の素材は合成樹脂である。本実施形態の場合、伝熱用絶縁固体74は、正極22と負極24との間に充填されている。したがって、伝熱用絶縁固体74は、近傍抵抗器70と低抵抗値抵抗器72とを取り囲むこととなる。また、伝熱用絶縁固体74は、近傍抵抗器70および低抵抗値抵抗器72それぞれに接触することとなる。伝熱用絶縁固体74は、正極22および負極24にも接触することとなる。これにより、近傍抵抗器70および低抵抗値抵抗器72が発生させた熱は正極22と負極24とを介して接合材28に伝わる。第1リード線76は近傍抵抗器70に接続されている。第1リード線76はリード用絶縁体30の孔と通電体26の孔とを貫通する。リード用絶縁体30の孔の内径が通電体26の孔の内径より小さいため、第1リード線76と通電体26との間は絶縁される。また、第1リード線76はバネ用絶縁体34の孔と圧縮コイルバネ32とを貫通する。第1リード線76は、第1リード用端子36に接続される。第1リード線76は、絶縁基台20の第1リード支持部56に支持される。第2リード線78は、低抵抗値抵抗器72と第2リード用端子38とに接続される。第2リード線78は、絶縁基台20の第2リード支持部58に支持される。第2リード線78は、管状支持体42を貫通する。セラミック板80は、伝熱用絶縁固体74を補強する。
The
図3は、本実施形態にかかる加熱体40附近の外観図である。図3において、負極24の一部は取り除かれている。図2と図3とに基づいて、本実施形態にかかる伝熱用絶縁固体74の構成を説明する。
FIG. 3 is an external view of the vicinity of the
本実施形態にかかる伝熱用絶縁固体74は、露出平面90と、負極接触平面92と、正極接触平面94(図5参照)とを有する。本実施形態の場合、露出平面90は、伝熱用絶縁固体74から見て絶縁基台20とは反対の方向に対向する。露出平面90は、加熱体40に接する空間に露出している。本実施形態の場合、露出平面90は負極接触平面92および正極接触平面94に直交している。負極接触平面92は、負極24の負極側加熱体対向平面52に接触する。正極接触平面94は、正極22の正極側加熱体対向平面50に接触する。
The heat transfer insulating solid 74 according to the present embodiment has an exposed
[製造方法の説明]
本実施形態にかかる保護素子10の製造方法は以下の通りである。まず、製造者は、本実施形態にかかる保護素子10のうち、絶縁基台20と、正極22と、負極24と、通電体26と、リード用絶縁体30と、圧縮コイルバネ32と、バネ用絶縁体34と、第1リード用端子36と、第2リード用端子38と、ブロック状永久磁石44の対と、ケース46とを製造する。これらの製造方法は周知なのでここではその詳細な説明は繰り返されない。次に、製造者は、負極24と、第1リード用端子36と、第2リード用端子38とを、絶縁基台20の上に固定する。次に、製造者は、接合材28によって負極24の端部に通電体26を接合させる。本実施形態の場合、この接合材28は周知の合金である。負極24の端部に通電体26が接合されると、製造者は、第1リード線76を第1リード用端子36に接続する。製造者は、第2リード線78を第2リード用端子38に接続する。次に、製造者は、近傍抵抗器70と低抵抗値抵抗器72と第1リード線76と第2リード線78とセラミック板80とを図示されない金型の中に収容する。金型への収容作業が終了すると、製造者は、その金型を用いて、成型により中間材130を製造する。図4は、その中間材130の外観図である。中間材130が製造されると、製造者は、その中間材130の第1リード線76を、通電体26の孔と、リード用絶縁体30の孔と、圧縮コイルバネ32と、バネ用絶縁体34の孔とに貫通させる。それらに中間材130の第1リード線76が貫通すると、製造者は、第2リード用端子38を管状支持体42に貫通させる。第2リード用端子38が管状支持体42を貫通すると、製造者は、その中間材130を第1リード支持部56と第2リード支持部58とに支持させる。製造者は、その中間材130を絶縁基台20の上に載せる。中間材130が絶縁基台20の上に載ると、製造者は、正極22を、絶縁基台20の上に固定する。次に、製造者は、接合材28によって正極22の端部に通電体26を接合させる。通電体26が正極22の端部に接合されると、製造者は、正極22の外部から、中間材130と正極22および負極24との間に、合成樹脂を注入する。その合成樹脂が固化することにより、固化した合成樹脂と中間材130とからなる物体は加熱体40となる。合成樹脂が固化すると、製造者は、ブロック状永久磁石44の対が予め収容されているケース46を絶縁基台20に固定する。これにより、本実施形態にかかる保護素子10が完成する。
[Explanation of manufacturing method]
The manufacturing method of the
[使用方法の説明]
本実施形態にかかる保護素子10の使用方法の一例は以下の通りである。まず、使用者は、保護の対象となる回路(図示せず)に、本実施形態にかかる保護素子10を接続する。その回路は、モータその他の負荷に仕事をさせるためのものであるとする。その回路は、パワーラインと、センサと、制御装置と、信号ラインとを有している。パワーラインは、負荷(負荷の例にはモータがある)に電力を供給するための電線である。センサは、この回路の設計者によって予め想定されている異常を検知する。制御装置は、センサがその異常を検知したことを受けて本実施形態にかかる保護素子10を動作させる。信号ラインは、その制御装置と本実施形態にかかる保護素子10の加熱体40とを接続するための電線である。使用者は、本実施形態にかかる保護素子10のうち正極22と負極24とをパワーラインに接続する。使用者は、第1リード用端子36と第2リード用端子38とを信号ラインに接続する。これにより、本実施形態にかかる保護素子10は使用可能な状態となる。この回路の使用中、パワーラインは、負荷に電力を供給している。この電力は図示されない電源から供給される。電力の供給中、センサが上述した異常を検知すると、制御装置は、信号ラインを介して本実施形態にかかる保護素子10の第1リード用端子36と第2リード用端子38とに電流を流す。その電流は加熱体40に流れる。加熱体40に電流が流れると、加熱体40は発熱する。加熱体40が発熱した結果、接合材28の接合強度が所定の強さを下回ると、圧縮コイルバネ32は、通電体26を正極22及び負極24から離す。図5は、正極22及び負極24から離れた直後の通電体26を示す図(この図において加熱体40内部の構造は省略されている)である。通電体26が正極22及び負極24から離れると、パワーラインを流れる電流は遮断される。その電流が遮断されると、負荷への電力の供給は停止する。
[Explanation of usage]
An example of how to use the
[効果の説明]
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、加熱体40が、近傍抵抗器70と低抵抗値抵抗器72とを有する。近傍抵抗器70と低抵抗値抵抗器72とを加熱体40が有すると、加熱体40が1個の巻線抵抗器を有する場合に比べて、加熱体40において熱が発生する場所が分散することとなる。熱が発生する場所が分散すると、加熱体40から熱を受ける物の表面における温度分布を同等にするために必要な近傍抵抗器70と低抵抗値抵抗器72の抵抗値を、1個の巻線抵抗器を有する加熱体40のその巻線抵抗器の抵抗値に比べて小さくできる。近傍抵抗器70と低抵抗値抵抗器72との抵抗値を小さくできると、近傍抵抗器70と低抵抗値抵抗器72とが有する巻線を太くできる。巻線が太くなると、その巻線の許容電圧は高くなる。その結果、本実施形態にかかる保護素子10における近傍抵抗器70と低抵抗値抵抗器72との許容電圧の上昇を容易化できる。
[Explanation of effect]
As described above, in the
また、本実施形態にかかる保護素子10において、接合材28に近い場所に低抵抗値抵抗器72よりも電気抵抗が高い近傍抵抗器70が配置されると、次に述べられる場合に比べ、近傍抵抗器70と低抵抗値抵抗器72とが発生させる熱は接合材28に流れやすくなる。その場合とは、低抵抗値抵抗器72の電気抵抗が近傍抵抗器70よりも高い場合である。これにより、その熱が接合材28以外の物に流れる場合に比べ、保護素子10を動作させるための熱効率が高くなる。
Further, in the
また、本実施形態にかかる保護素子10において、近傍抵抗器70が正極22と負極24との間に配置されると、次に述べられる場合に比べ、近傍抵抗器70が発生させる熱は正極22と負極24とに流れやすくなる。その場合とは、正極22と負極24とが熱を伝える媒体となって近傍抵抗器70の表面のうちいずれかの単一の領域が正極22と負極24との双方に対向する場合である。正極22と負極24とに流れた熱は接合材28に流れる。これにより、近傍抵抗器70の表面のうちいずれかの単一の領域が正極22と負極24との双方に対向する場合に比べ、保護素子10を動作させるための熱効率が高くなる。
Further, in the
また、本実施形態にかかる保護素子10において、伝熱用絶縁固体74は、近傍抵抗器70および低抵抗値抵抗器72それぞれに接触する。伝熱用絶縁固体74は、正極22と負極24とに接触する。これにより、近傍抵抗器70および低抵抗値抵抗器72が発生させた熱は伝熱用絶縁固体74を介して正極22と負極24とに伝わる。固体は気体より熱を伝えやすいので、正極22および負極24と近傍抵抗器70および低抵抗値抵抗器72との間が空間となっている場合に比べ、近傍抵抗器70および低抵抗値抵抗器72が発生させる熱は正極22および負極24に流れやすくなる。正極22と負極24とに流れた熱は接合材28に流れる。これにより、正極22および負極24と近傍抵抗器70および低抵抗値抵抗器72との間が空間となっている場合に比べ、保護素子10を動作させるための熱効率が高くなる。
Further, in the
また、本実施形態にかかる保護素子10において、露出平面90が加熱体40に接する空間に露出する。正極接触平面94は、正極22の正極側加熱体対向平面50に接触する。負極接触平面92は、負極24の負極側加熱体対向平面52に接触する。正極側加熱体対向平面50および負極側加熱体対向平面52は正極22および負極24が有しているものである。これにより、加熱体40が発生させた熱は、露出平面90が露出した空間よりも、正極側加熱体対向平面50および負極側加熱体対向平面52に伝わりやすくなる。露出平面90は、これが露出した空間に向かって突出する凸面よりも表面積が小さい。露出平面90は、これが露出した空間から見て凹んだ凹面よりも表面積が小さい。表面積が小さいので、熱はその空間に流れにくくなる。その結果、保護素子10を動作させるための熱効率が高くなる。
Further, in the
また、本実施形態にかかる保護素子10において、第1リード線76が、絶縁基台20の第1リード支持部56に支持される。第2リード線78が、絶縁基台20の第2リード支持部58に支持される。これにより、第1リード線76と第2リード線78とが第1リード支持部56と第2リード支持部58とに支持されていない場合に比べ、加熱体40特に第1リード端子36と第1リード線76の接合部と第2リード端子38と第2リード線78の接合部との疲労破壊が生じ難くなる。
Further, in the
また、本実施形態にかかる保護素子10において、管状支持体42は、加熱体40と第2リード支持部58との間に配置される。管状支持体42は、圧縮コイルバネ32から力を受ける加熱体40を支持する。これにより、接合材28の接合強度が所定の強さを下回ったとき、圧縮コイルバネ32が通電体26を正極22及び負極24から十分離すことができる。
Further, in the
〈変形例の説明〉
上述した保護素子10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。
<Explanation of modified example>
The
例えば、伝熱用絶縁固体74の形態は上述したものに限定されない。伝熱用絶縁固体74のうちこれが露出した空間に接する面は、その空間に向かって突出していてもよい。その面はその空間から見て凹んでいてもよい。伝熱用絶縁固体74が正極22および負極24に接触する箇所の形態は平面に限定されない。加熱体40は伝熱用絶縁固体74を有していなくてもよい。
For example, the form of the heat transfer insulating solid 74 is not limited to that described above. The surface of the heat transfer insulating solid 74 in contact with the exposed space may protrude toward the space. The surface may be recessed when viewed from the space. The form of the portion where the heat transfer insulating solid 74 contacts the
また、近傍抵抗器70および低抵抗値抵抗器72の位置は正極22および負極24の間に限定されない。例えば、これらは通電体26を挟んで対向していてもよい。
Further, the positions of the
また、加熱体40が有する巻線抵抗器の数は近傍抵抗器70および低抵抗値抵抗器72の2個に限定されない。その数は3個以上であってもよい。それらの巻線抵抗器は直列に接続される。それらの巻線抵抗器の電気抵抗の大きさは特に限定されない。
Further, the number of winding resistors included in the
また、絶縁基台20の素材は特に限定されない。例えばフェノール樹脂がその素材として利用できる。一対の電極である正極22及び負極24の素材も特に限定されない。例えば銅や錫めっき真鍮などがその素材として利用できる。通電体26の素材も特に限定されない。また、正極22及び負極24の形態は上述したものに限定されない。
Further, the material of the insulating
また、接合材28の素材は特に限定されない。その素材の例には、合金の他、純金属、及び、導電性接着剤がある。
Further, the material of the
また、リード用絶縁体30を備える代わりに通電体26の表面に絶縁膜を形成してもよい。
Further, instead of providing the
また、保護素子10は、圧縮コイルバネ32の代わりに、別の弾性体を備えてもよい。
Further, the
10…保護素子
20…絶縁基台
22…正極
24…負極
26…通電体
28…接合材
30…リード用絶縁体
32…圧縮コイルバネ
34…バネ用絶縁体
36…第1リード用端子
38…第2リード用端子
40…加熱体
42…管状支持体
44…ブロック状永久磁石
46…ケース
50…正極側加熱体対向平面
52…負極側加熱体対向平面
56…第1リード支持部
58…第2リード支持部
70…近傍抵抗器
72…低抵抗値抵抗器
74…伝熱用絶縁固体
76…第1リード線
78…第2リード線
80…セラミック板
90…露出平面
92…負極接触平面
94…正極接触平面
130…中間材
10 ...
Claims (4)
前記一対の電極間にまたがって配置され、かつ、前記一対の電極間に電流が流れ得る状態にする通電体と、
前記通電体を前記一対の電極それぞれへ接合する接合材と、
前記一対の電極間に配置され、かつ、前記通電体に分離力を加える弾性体と、
前記接合材に伝わる熱を発生させる加熱体とを備え、
前記分離力は前記通電体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加熱体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、
前記加熱体が、互いに直列に接続される複数個の巻線抵抗器を有し、
前記複数個の巻線抵抗器のいずれかが、他の前記巻線抵抗器よりも前記接合材の近傍に配置され、かつ、前記他の巻線抵抗器よりも電気抵抗が高い近傍抵抗器であることを特徴とする保護素子。 A pair of electrodes arranged to face each other,
An energizing body that is arranged across the pair of electrodes and that allows current to flow between the pair of electrodes.
A bonding material for joining the current-carrying body to each of the pair of electrodes,
An elastic body arranged between the pair of electrodes and applying a separating force to the current-carrying body,
It is provided with a heating body that generates heat transferred to the bonding material.
The separating force is a force in the direction in which the energizing body separates from the pair of electrodes.
The bonding strength of the bonding material falls below a predetermined strength at a predetermined temperature,
The predetermined temperature is the temperature reached by the heat generation of the heating body.
The predetermined strength is a protective element having a strength to withstand the separation force.
The heater has a plurality of winding resistors connected in series with each other.
In a proximity resistor in which one of the plurality of winding resistors is arranged closer to the bonding material than the other winding resistor and the electrical resistance is higher than that of the other winding resistor. protection element you wherein there.
前記伝熱用絶縁固体が、
前記加熱体対向平面に接触する接触平面と、
前記加熱体に接する空間に露出する露出平面とを有することを特徴とする請求項3に記載の保護素子。 At least one of the pair of electrodes has a heating body facing plane facing the heating body.
The heat transfer insulating solid
The contact plane in contact with the heating body facing plane and
The protective element according to claim 3 , further comprising an exposed flat surface exposed in a space in contact with the heating body.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016205341A JP6816874B2 (en) | 2016-10-19 | 2016-10-19 | Protective element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016205341A JP6816874B2 (en) | 2016-10-19 | 2016-10-19 | Protective element |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018067456A JP2018067456A (en) | 2018-04-26 |
JP6816874B2 true JP6816874B2 (en) | 2021-01-20 |
Family
ID=62086259
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016205341A Active JP6816874B2 (en) | 2016-10-19 | 2016-10-19 | Protective element |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6816874B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7089758B2 (en) * | 2018-09-12 | 2022-06-23 | 内橋エステック株式会社 | Protective element |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5779477B2 (en) * | 2011-11-04 | 2015-09-16 | 内橋エステック株式会社 | Protective element |
KR101434135B1 (en) * | 2014-03-17 | 2014-08-26 | 스마트전자 주식회사 | Fuse resistor |
-
2016
- 2016-10-19 JP JP2016205341A patent/JP6816874B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2018067456A (en) | 2018-04-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2020179728A1 (en) | Protective element | |
JP2019021536A (en) | Breaker and safety circuit equipped with the same | |
TW200922431A (en) | Device for the generation of a temperature-controlled thermal barrier to the magnetic induction poles of a welding head | |
JP6857092B2 (en) | Electromagnetic relay | |
JP5779477B2 (en) | Protective element | |
JP6816874B2 (en) | Protective element | |
JP2006221919A (en) | Fuse with substrate type resistor and battery pack | |
JP6816875B2 (en) | Protective element | |
KR102481793B1 (en) | Thermal Fuse and Printed Circuit Board with Thermal Fuse | |
JP2019046767A (en) | Protection element | |
WO2014109287A1 (en) | Induction heater and induction heating cooker | |
JP6380893B2 (en) | Contact device and electromagnetic relay using the same | |
JP2008204805A (en) | Shielded conductor and its manufacturing method | |
US10892670B2 (en) | Method for bonding electrical conductors | |
JP6891043B2 (en) | Reactor | |
JP2016201289A (en) | Contact device and switch system using the same | |
JP2010257623A (en) | Fuse | |
JP3117328U (en) | Heating element | |
KR102595612B1 (en) | protection element | |
JP7089758B2 (en) | Protective element | |
JP5779474B2 (en) | Protective element | |
JP2016143646A (en) | Protection element | |
JP6652006B2 (en) | DC motor protection circuit device | |
KR101504132B1 (en) | The complex protection device of blocking the abnormal state of current and voltage | |
JP2016143645A (en) | Protection element |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190809 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200623 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200630 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200827 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20201124 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20201217 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6816874 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |