JP7173902B2

JP7173902B2 - 保護素子

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Publication number: JP7173902B2
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Inventors: 吉弘米田; 浩二佐藤
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Filing date: 2019-03-05
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Description

本発明は、保護素子に関する。

従来、定格を超える電流が流れたときに発熱して溶断して電流経路を遮断するヒューズエレメントを備える保護素子（ヒューズ素子）が用いられている。

保護素子としては、例えば、はんだをガラス管に封入したホルダー固定型ヒューズや、セラミック基板表面にＡｇ電極を印刷したチップヒューズ、銅電極の一部を細らせてプラスチックケースに組み込んだねじ止め又は差し込み型保護素子等が多く用いられている。かかる保護素子は、リフローによる表面実装が困難であり、部品実装の効率が低くなるため、近年では表面実装型の保護素子が開発されている（例えば、特許文献１、２参照）。

表面実装型の保護素子は例えば、リチウムイオン二次電池を使用した電池パックの過充電や過電流の保護素子として採用されている。リチウムイオン二次電池は、ノートパソコン、携帯電話、スマートフォンなどのモバイル機器において使われており、近年では電動工具、電動自転車、電動バイク及び電気自動車等にも採用されている。そのため、大電流、高電圧用の保護素子が求められている。

高電圧用の保護素子では、ヒューズエレメントが溶断される際にアーク放電が生じ得る。アーク放電が発生すると、ヒューズエレメントが広範囲にわたって溶融し、蒸気化した金属が飛散する場合がある。この場合、飛散した金属によって新たに電流経路が形成され、あるいは飛散した金属が端子や周囲の電子部品等に付着するおそれがある。そのため、高電圧用保護素子では、アーク放電を発生させない、あるいは、アーク放電を止める対策が施されている。

アーク放電を発生させない、あるいは、アーク放電を止める対策として、ヒューズエレメントの周りに消弧材を詰めることが知られている（例えば、特許文献３参照）。

また、アーク放電を止める他の方法として、ヒューズエレメントと弾性復元力を蓄えた状態のバネとを直列につなげて低融点金属で接合するタイプの保護素子が知られている（例えば、特許文献４～６参照）。このタイプの保護素子では、過電流が流れて低融点金属が溶融すると、バネの弾性復元力によってバネとヒューズエレメントとの分離を促進して、過電流の迅速な遮断を可能にする。

アーク放電は電界強度（電圧／距離）に依存し、接点間距離がある間隔以上になるまでアーク放電は止まらない。そこで、バネを利用するタイプの保護素子は、バネとヒューズエレメントとを、バネの弾性復元力を利用してアーク放電を維持できなくなる距離まで迅速に分離することによって、アーク放電を迅速に止めるものである。

特許第６２４９６００号公報特許第６２４９６０２号公報特許第４１９２２６６号公報特開平６－８４４４６号公報特開２００６－５９５６８号公報特開２０１２－２３４７７４号公報特許第６２１０６４７号公報

しかしながら、上記の消弧材を用いた保護素子では製造工程が複雑になり、保護素子の小型化が難しく、保護素子内の発熱体の発熱によるヒューズエレメントの溶断を阻害する懸念があった。

また、上記のバネを利用する保護素子では、使用環境でヒューズエレメントとバネとの接合強度が経時変化で低下しやすく、長期安定性が懸念される。

特許文献７には、上記のバネを利用する保護素子とは異なるタイプのバネを利用する保護素子が開示されている。この保護素子は、ヒューズエレメントを切断しやすい箇所を２か所設けておき、過電流遮断の際に、バネ部材によって予め押圧していた切断プランジャによって、ヒューズエレメントを切断するというものである。
この保護素子では、切断しやすい箇所を２か所設けたヒューズエレメントを準備する必要があり、切断プランジャによって２か所を切断する構成であるため、切断の力が２か所に分散されてしまい、その分、切断のために大きな力が必要になる。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、ヒューズエレメントの切断の際のアーク放電の発生を抑制し、アーク放電が発生した際にはアーク放電の迅速阻止を可能とする保護素子を提供することを目的とする。

（１）本発明の一態様に係る保護素子は、第１の端部と第２の端部とを有し、前記第１の端部から前記第２の端部に向けて通電するヒューズエレメントと、前記ヒューズエレメントの前記第１の端部と前記第２の端部の間に位置する切断部を挟み込むように対向して配置する凸状部材及び凹状部材と、前記凸状部材と前記凹状部材とが、前記切断部を挟み込む方向である第１の方向において相対的な距離を縮めるように弾性力を付与する押圧手段と、を備え、前記ヒューズエレメントの通電方向と交差する、前記凸状部材の凸部及び前記凹状部材の凹部の対向する少なくとも一対の面は、前記第１の方向からの平面視において近接して配置し、前記ヒューズエレメントを構成する材料の軟化温度以上の温度において、前記ヒューズエレメントが切断される。

（２）（１）に記載の保護素子は、前記ヒューズエレメントは、１個又は複数個の、平板状又はワイヤー状のいずれかのパーツからなってもよい。

（３）（１）又は（２）のいずれかに記載の保護素子は、前記第１の端部に第１の端子部材が接続され、前記第２の端部に第２の端子部材が接続されていてもよい。

（４）（１）～（３）のいずれか一つに記載の保護素子は、第１の電極と第２の電極とを有し、前記第１の電極と前記ヒューズエレメントの前記第１の端部、および前記第２の電極と前記ヒューズエレメントの前記第２の端部がそれぞれ接続されていてもよい。

（５）（１）～（４）のいずれか一つに記載の保護素子は、前記押圧手段はバネ又はゴムであってもよい。

（６）（１）～（５）のいずれか一つに記載の保護素子は、前記凹状部材には、前記凸部を前記凹部に誘導するガイドが設けられていてもよい。

（７）（１）～（６）のいずれか一つに記載の保護素子は、前記凸部に近接する位置に、前記ヒューズエレメントに接して前記ヒューズエレメントを加熱する発熱素子を備えてもよい。

（８）（７）に記載の保護素子は、前記発熱素子は、発熱体を有し、さらに、前記ヒューズエレメント側の表面に前記発熱体に電気的に接続された電極層を有してもよい。

（９）（８）に記載の保護素子は、第３の電極を有し、前記発熱体の一端が前記電極層と電気的に接続され、前記発熱体の他端が前記第３の電極と電気的に接続されてもよい。

（１０）（７）～（９）のいずれか一つに記載の保護素子は、前記発熱体は、前記ヒューズエレメントの前記凸状部材側に配置されてもよい。

（１１）（７）～（９）のいずれか一つに記載の保護素子は、前記発熱体は、前記ヒューズエレメントの前記凹状部材側に配置されてもよい。

（１２）（７）～（１１）のいずれか一つに記載の保護素子は、前記発熱素子の側面、前記凸部の外側面、及び、前記凹部の内側面は電気的に絶縁されていてもよい。

（１３）（１）～（１２）のいずれか一つに記載の保護素子は、前記ヒューズエレメントは、内層を低融点金属、外層を高融点金属とする積層体であってもよい。

（１４）（１３）に記載の保護素子は、前記低融点金属はＳｎもしくはＳｎを主成分とする金属からなり、前記高融点金属は、Ａｇ若しくはＣｕ又はＡｇ若しくはＣｕを主成分とする金属からなってもよい。

（１５）（１）～（１４）のいずれか一つに記載の保護素子は、前記ヒューズエレメントに定格電流を越えた電流が流れた状態、又は、前記発熱体に通電された状態において、前記ヒューズエレメントが前記軟化温度以上の温度に加熱され、前記ヒューズエレメントが切断されて通電が遮断されてもよい。

（１６）（１）～（１５）のいずれか一つに記載の保護素子は、前記凹状部材の前記凹部内に配置して、前記ヒューズエレメントを下から直接的又は間接的に支持するものであって、前記ヒューズエレメントの定格電流通電中の温度以下においては前記ヒューズエレメントの変形を抑制し、前記ヒューズエレメントを構成する材料の固相線温度以上の温度においては押圧手段からの力により変形し前記ヒューズエレメントの切断を許容する材料からなる支持部材を、備えてもよい。

（１７）本発明の他の態様に係る保護素子は、第１の端部と第２の端部とを有し、前記第１の端部から前記第２の端部に向けて通電するヒューズエレメントと、前記ヒューズエレメントの前記第１の端部と前記第２の端部の間に位置する切断部を挟み込むように対向して配置する凸状部材及び凹状部材と、前記凸状部材と前記凹状部材とが、前記切断部を挟み込む方向である第１の方向において相対的な距離を縮めるように弾性力を付与する押圧手段と、を備え、前記ヒューズエレメントの通電方向と交差する、前記凸状部材の凸部及び前記凹状部材の凹部の対向する少なくとも一対の面は、前記第１の方向からの平面視において近接して配置し、前記凸部に近接する位置に、前記ヒューズエレメントに接して前記ヒューズエレメントを加熱溶融させる発熱素子を更に備え、前記発熱素子の加熱によって、前記ヒューズエレメントを切断する。

（１８）（１７）に記載の保護素子は、前記ヒューズエレメントは、１個又は複数個の、平板状又はワイヤー状のいずれかのパーツからなってもよい。

（１９）（１７）又は（１８）のいずれかに記載の保護素子は、第１の電極と第２の電極とを有し、前記第１の電極と前記ヒューズエレメントの前記第１の端部、および前記第２の電極と前記ヒューズエレメントの前記第２の端部がそれぞれ接続されていてもよい。

（２０）（１７）～（１９）のいずれか一つに記載の保護素子は、前記押圧手段はバネ又はゴムであってもよい。

（２１）（１７）～（２０）のいずれか一つに記載の保護素子は、前記凹状部材には、前記凸部を前記凹部に誘導するガイドが設けられていてもよい。

（２２）（１７）～（２０）のいずれか一つに記載の保護素子は、前記発熱素子は、発熱体を有し、さらに、前記ヒューズエレメント側の表面に前記発熱体に電気的に接続された電極層を有してもよい。

（２３）（２２）に記載の保護素子は、第３の電極を有し、前記発熱体の一端が前記電極層と電気的に接続され、前記発熱体の他端が前記第３の電極と電気的に接続されてもよい。

（２４）（２２）又は（２３）のいずれかに記載の保護素子は、前記発熱体は、前記ヒューズエレメントの前記凸状部材側に配置されてもよい。

（２５）（２２）又は（２３）のいずれかに記載の保護素子は、前記発熱体は、前記ヒューズエレメントの前記凹状部材側に配置されてもよい。

（２６）（１７）～（２５）のいずれか一つに記載の保護素子は、前記発熱素子の側面、前記凸部の外側面、及び、前記凹部の内側面は電気的に絶縁されていてもよい。

（２７）（１７）～（２６）のいずれか一つに記載の保護素子は、前記ヒューズエレメントは、内層を低融点金属、外層を高融点金属とする積層体であってもよい。

（２８）（２７）に記載の保護素子は、前記低融点金属はＳｎもしくはＳｎを主成分とする金属からなり、前記高融点金属は、Ａｇ若しくはＣｕ又はＡｇ若しくはＣｕを主成分とする金属からなってもよい。

（２９）（１７）～（２８）のいずれか一つに記載の保護素子は、前記凹状部材の前記凹部内に配置して、前記ヒューズエレメントを下から直接的又は間接的に支持するものであって、前記ヒューズエレメントの定格電流通電中の温度以下においては前記ヒューズエレメントの変形を抑制し、前記ヒューズエレメントを構成する材料の固相線温度以上の温度においては押圧手段からの力により変形し前記ヒューズエレメントの切断を許容する材料からなる支持部材を、備えてもよい。

（３０）本発明の他の態様に係る保護素子は、第１の電極および第２の電極と、前記第１の電極および前記第２の電極のそれぞれに、両端面がはんだにて接続されたヒューズエレメントと、前記ヒューズエレメントを挟み込むように対向して配置する凸状部材及び凹状部材と、前記凸状部材と前記凹状部材とが、前記ヒューズエレメントを挟み込む方向である第１の方向において相対的な距離を縮めるように弾性力を付与する押圧手段と、を備え、前記ヒューズエレメントの通電方向と交差する、前記凸状部材の凸部及び前記凹状部材の凹部の対向する少なくとも一対の面は、前記第１の方向からの平面視において近接して配置し、前記ヒューズエレメントの前記第１の電極および前記第２の電極のいずれかに接続された一方の端面が、前記第１の方向からの平面視して、前記凹部の開口内に位置し、前記はんだを構成する金属材料の軟化温度以上の温度において、前記一方の端面と前記第１の電極又は前記第２の電極との接続部が切断される。

（３１）本発明の他の態様に係る保護素子は、第１の電極および第２の電極と、前記第１の電極および前記第２の電極のそれぞれに、両端面がはんだにて接続されたヒューズエレメントと、前記ヒューズエレメントを挟み込むように対向して配置する凸状部材及び凹状部材と、前記凸状部材と前記凹状部材とが、前記ヒューズエレメントを挟み込む方向である第１の方向において相対的な距離を縮めるように弾性力を付与する押圧手段と、を備え、前記ヒューズエレメントの通電方向と交差する、前記凸状部材の凸部及び前記凹状部材の凹部の対向する少なくとも一対の面は、前記第１の方向からの平面視において近接して配置し、前記ヒューズエレメントの前記第１の電極および前記第２の電極のいずれかに接続された一方の端面が、前記第１の方向からの平面視して、前記凹部の開口内に位置し、前記凸部に近接する位置に、前記ヒューズエレメントに接して前記ヒューズエレメントを加熱溶融させる発熱素子を更に備え、前記発熱素子の加熱によって、前記一方の端面と前記第１の電極又は前記第２の電極との接続部が切断される。

（３２）本発明の他の態様に係る保護素子は、第１の電極および第２の電極と、前記第１の電極および前記第２の電極のそれぞれに、両端面がはんだにて接続されたヒューズエレメントと、前記ヒューズエレメントを挟み込むように、対向して配置する凸状部材及び凹状部材と、前記凸状部材と前記凹状部材とが、前記ヒューズエレメントを挟み込む方向である第１の方向において相対的な距離を縮めるように弾性力を付与する押圧手段と、を備え、前記ヒューズエレメントの通電方向と交差する、前記凸状部材の凸部及び前記凹状部材の凹部の対向する少なくとも一対の面は、前記第１の方向からの平面視において近接して配置し、前記ヒューズエレメントの前記第１の電極および前記第２の電極に接続された両端面が、前記第１の方向からの平面視して、前記凹部の開口内に位置し、前記はんだを構成する金属材料の軟化温度以上の温度の温度において、前記ヒューズエレメントの両端面と前記第１の電極又は前記第２の電極との少なくとも一方の接続部が切断される。

（３３）本発明の他の態様に係る保護素子は、第１の電極および第２の電極と、前記第１の電極および前記第２の電極のそれぞれに、両端面がはんだにて接続されたヒューズエレメントと、前記ヒューズエレメントを挟み込むように、対向して配置する凸状部材及び凹状部材と、前記凸状部材と前記凹状部材とが、前記ヒューズエレメントを挟み込む方向である第１の方向において相対的な距離を縮めるように弾性力を付与する押圧手段と、を備え、前記ヒューズエレメントの通電方向と交差する、前記凸状部材の凸部及び前記凹状部材の凹部の対向する少なくとも一対の面は、前記第１の方向からの平面視において近接して配置し、前記ヒューズエレメントの前記第１の電極および前記第２の電極に接続された両端面が、前記第１の方向からの平面視して、前記凹部の開口内に位置し、前記凸部に近接する位置に、前記ヒューズエレメントに接して前記ヒューズエレメントを加熱溶融させる発熱素子を更に備え、前記発熱素子の加熱によって、前記ヒューズエレメントの両端面と前記第１の電極又は前記第２の電極との少なくとも一方の接続部が切断される。

本発明の保護素子によれば、ヒューズエレメントの切断の際のアーク放電の発生を抑制し、アーク放電が発生した際にはアーク放電の迅速阻止を可能とする保護素子を提供できる。

第１実施形態に係る保護素子の主要部の模式図であり、（ａ）は断面模式図であり、（ｂ）は、ヒューズエレメントの平面模式図である。図１（ａ）において点線で丸状に囲んだ箇所の拡大図であり、（ａ）は断面模式図であり、（ｂ）は平面模式図である。積層体の構造の例を模式的に示した斜視図であり、（ａ）は、方形状あるいは板状のものであり、内層として低融点金属層とし、外層として高融点金属層としたものであり、（ｂ）は、丸棒状のものであり、内層として低融点金属層とし、外層として高融点金属層としたものであり、（ｃ）は、方形状あるいは板状のものであり、低融点金属層と高融点金属層とが積層された二層構造のものであり、（ｄ）は、方形状あるいは板状のものであり、低融点金属層を上下の高融点金属層で挟み込んだ三層構造のものである。第１実施形態に係る保護素子の変形例の模式図であり、（ａ）は断面模式図であり、（ｂ）は、ヒューズエレメント及び端子部材の側面模式図であり、（ｃ）は、（ｂ）に示したヒューズエレメント及び端子部材を裏側（－ｚ側）から見た平面模式図である。第２実施形態に係る保護素子の主要部の模式図であり、（ａ）は断面模式図であり、（ｂ）は、第１の電極、第２電極及びヒューズエレメントの構成の側面模式図であり、（ｃ）は第１の電極、第２電極及びヒューズエレメントの構成の平面模式図である。第３実施形態に係る保護素子の主要部の模式図であり、（ａ）は図１（ａ）に対応する断面模式図であり、（ｂ）は図２（ａ）に対応する断面模式図である。第４実施形態に係る保護素子の主要部の模式図であり、図１（ａ）に対応する断面模式図である。発熱素子４０の一例の構成の模式図であり、（ａ）はｚ方向から見た平面模式図であり、（ｂ）は断面模式図である。図７に示した保護素子において、発熱素子４０が配置する位置を示す拡大模式図である。保護素子を使用する際の一例として、図７に示した保護素子３００を使用する際の一例の構成を示す模式図であり、（ａ）は、全体の斜視模式図であり、（ｂ）は、下側の構成のみの斜視模式図である。図８に示す保護素子の分解斜視模式図である。（ａ）は、図６に示した保護素子２００において、ヒューズエレメントに電気的に接続されてヒューズエレメントを加熱可能な発熱素子を備えた構成の断面模式図であり、（ｂ）は、（ａ）に示したヒューズエレメントが切断された後の断面模式図である。（ａ）は、第５実施形態に係る保護素子の主要部の断面模式図であり、（ｂ）は、（ａ）に示したヒューズエレメントが切断された後の断面模式図である。（ａ）は、支持部材がヒューズエレメントを下から発熱素子を介して間接的に支持する構成の断面模式図であり、（ｂ）は、発熱体に通電が開始され、支持部材が押圧手段からの力によって変形した様子を示す断面模式図であり、（ｃ）は、（ａ）に示したヒューズエレメントが切断された後の断面模式図である。第６実施形態に係る保護素子の主要部の模式図であり、（ａ）は断面模式図であり、（ｂ）は、ａ）において点線で丸状に囲んだ箇所の拡大図である。第６実施形態に係る保護素子の変形例の断面模式図である。第７実施形態に係る保護素子の主要部の断面模式図である。第８実施形態に係る保護素子の主要部の模式図であり、（ａ）は図１５（ａ）に対応する断面模式図であり、（ｂ）は図１５（ｂ）に対応する断面模式図である。第９実施形態に係る保護素子の主要部の模式図であり、（ａ）は図１８（ａ）に対応する断面模式図であり、（ｂ）は図１８（ｂ）に対応する断面模式図である。第１０実施形態に係る保護素子の主要部の模式図であり、（ａ）は図１９（ａ）に対応する断面模式図であり、（ｂ）は図１９（ｂ）に対応する断面模式図である。第１１実施形態に係る保護素子の主要部の模式図であり、（ａ）は図１９（ａ）に対応する断面模式図であり、（ｂ）は図１９（ｂ）に対応する断面模式図である。第１２実施形態に係る保護素子の主要部の模式図であり、（ａ）は図２１（ａ）に対応する断面模式図であり、（ｂ）は図２１（ｂ）に対応する断面模式図である。

以下、本実施形態について、図を適宜参照しながら詳細に説明する。以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際とは異なっていることがある。以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、本発明の効果を奏する範囲で適宜変更して実施することが可能である。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る保護素子の主要部の模式図であり、（ａ）は断面模式図であり、（ｂ）は、ヒューズエレメントの平面模式図である。
図２は、図１（ａ）において点線で丸状に囲んだ箇所の拡大図であり、（ａ）は断面模式図であり、（ｂ）は平面模式図である。
図１に示すヒューズエレメントは平面視で長方形の平板形状の例であり、図１（ａ）において、ｘで示す方向はヒューズエレメントの長手方向（通電方向）、ｙで示す方向はヒューズエレメントの幅方向（長手方向と直交する方向）、ｚで示す方向は、方向ｘ及び方向ｙに直交する方向である。

図１に示す保護素子１００は、第１の端部３ａと第２の端部３ｂとを有し、第１の端部３ａから第２の端部３ｂに向けて通電するヒューズエレメント３と、ヒューズエレメント３の第１の端部３ａと第２の端部３ｂの間に位置する切断部３Ｃを挟み込むように対向して配置する凸状部材１０及び凹状部材２０と、凸状部材１０と凹状部材２０とが、切断部３Ｃを挟み込む方向である第１の方向（ｚ方向）において相対的な距離を縮めるように弾性力を付与する押圧手段３０と、を備え、ヒューズエレメント３の通電方向（ｘ方向）と交差する、凸状部材１０の凸部１０ａ及び凹状部材２０の凹部２０ａの対向する少なくとも一対の面（外側面１０ａＢａ及び内側面２０ａＢａと、外側面１０ａＢｂ及び内側面２０ａＢｂ）は、第１の方向（ｚ方向）からの平面視において近接して配置し、ヒューズエレメント３を構成する材料の軟化温度以上の温度において、ヒューズエレメント３が切断される。

＜ヒューズエレメント＞
ヒューズエレメント３としては、公知のヒューズエレメントに用いられる材料のものを用いることができる。典型的には、合金を含む金属材料のものを用いることができる。具体的には、Ｐｂ８５％／ＳｎやＳｎ／Ａｇ３％／Ｃｕ０．５％などを例示できる。

ヒューズエレメント３は、ヒューズエレメント３を構成する材料の軟化温度以上の温度で切断される。軟化温度以上の温度であるから、「軟化温度」で切断されてもよい。

「軟化温度」
ここで、本明細書において「軟化温度」とは、固相と液相が混在あるいは共存する温度あるいは温度範囲を意味する。軟化温度は、ヒューズエレメントが外力により変形するくらい柔らかくなる温度あるいは温度帯（温度範囲）である。
例えば、ヒューズエレメントを構成する材料が２成分系合金である場合、固相線（溶融を始める温度）と液相線（完全に溶融する温度）との間の温度範囲は固相と液相が混じり合った、いわばシャーベット状の状態となっている。この固相と液相が混在あるいは共存する温度範囲は、ヒューズエレメントは外力により変形するくらい柔らかくなる温度範囲であり、この温度範囲が「軟化温度」である。
ヒューズエレメントを構成する材料が３成分系合金あるいは多成分系合金である場合は、上記固相線及び液相線を、固相面及び液相面と読み替えて同様に固相と液相が混在あるいは共存する温度範囲が「軟化温度」である。
一方、合金の場合には固相線と液相線との間に温度差があるので、「軟化温度」は温度範囲を有するものであるが、ヒューズエレメントを構成する材料が単一金属である場合、固相線／液相線は存在せず、１点の融点／凝固点が存在する。融点又は凝固点において固相と液相の混在あるいは共存する状態になるので、単一金属のヒューズエレメントの場合には、融点又は凝固点が本明細書における「軟化温度」である。
なお、固相線と液相線測定は、温度上昇過程において相状態変化に伴う潜熱による不連続点（時間変化におけるプラトーな温度）として行うことができる。固相と液相が混在あるいは共存する温度あるいは温度範囲を有する合金材料および単一金属共に、本発明のヒューズエレメントとして用いることができる。

図１に示すヒューズエレメント３は、１個の部材（パーツ）からなるが、複数個の部材（パーツ）からなるものであってもよい。
また、ヒューズエレメント３を構成する１個の部材、又は、複数個の部材のそれぞれの形状は、ヒューズとして機能可能であれば特に形状に制限はなく、平板状やワイヤー状のものを例示できる。

図１に示すヒューズエレメント３は、平板状の部材である。
このヒューズエレメント３の厚みｔや幅ｗは、通常作動中の通電によっては実質的に変形せず、過電流が流れた際、又は、後述する発熱体の加熱によって、押圧手段で切断可能な任意の寸法を取ることができる。

図１に示すヒューズエレメント３では、第１の端部３ａ及び第２の端部３ｂのそれぞれには、外部端子孔３ａａ、外部端子孔３ｂａを備えている。
一対の外部端子孔３ａａ、外部端子孔３ｂａのうち、一方の外部端子孔は電源側へ接続するために用いることができ、他方の外部端子孔は負荷側へ接続するために用いることができる。
ここで、外部端子孔３ａａ、外部端子孔３ｂａの形状は図示しない電源側あるいは負荷側の端子に係合可能な形状であれば特に制限はなく、図１（ｂ）に示す外部端子孔３ａａ、外部端子孔３ｂａは開放部分がない貫通穴であるが、一部に開放部分を有するつめ形状などでもよい。

図１に示すヒューズエレメント３は、第１の端部３ａと第２の端部３ｂとの間に切断部３Ｃを有する。
切断部３Ｃは、ｚ方向から平面視して、凹状部材２０の凹部２０ａの開口に一致する箇所である。切断部３Ｃは切断が生じやすい箇所であるが、実際に切断される箇所は切断部３Ｃではないこともある。

ヒューズエレメント３が、軟化温度が異なる材料からなる複数の部位（例えば、層、ワイヤーなど）で構成されている場合、ヒューズエレメント３は軟化温度が最も低い温度以上で切断される。
この構成では、軟化温度が低い材料の層から順に固相と液相の混在状態となるが、本実施形態の保護素子では、ヒューズエレメント３には押圧手段によって凸状部材及び凹状部材を挟み切る力が作用しているので、すべての層が軟化温度に達しなくてもヒューズエレメント３は切断され得る。この構成では、各部位ごとにみれば、溶断と言える場合や、せん断と言える場合がある。

例えば、ヒューズエレメント３は、軟化温度が異なる材料からなる複数からなる層の積層体であってもよい。この構成では、軟化温度が高い材料層が剛性を確保しつつ、軟化温度が低い材料層が低温でヒューズエレメント３を柔らかくして切断可能にする。
ヒューズエレメント３がこの構成である場合、軟化温度が低い材料の層から順に固相と液相の混在状態となるが、すべての層が軟化温度に達しなくてもヒューズエレメント３は切断され得る。

ヒューズエレメント３が内層と外層の三層からなる積層体である場合、内層が低融点金属層、外層が高融点金属層であることが好ましいが、外層が低融点金属層、内層が高融点金属層であってもよい。
高融点金属層の軟化温度は低融点金属層の軟化温度よりも高いので、ヒューズエレメント３を構成する積層体のうち、低融点金属層において固相と液相の混在状態が先に始まり、ヒューズエレメント３は高融点金属層が軟化温度に達する前に切断され得る。

低融点金属層に用いられる低融点金属として、ＳｎもしくはＳｎを主成分とする金属を用いることが好ましい。Ｓｎは融点２３２℃であるため、Ｓｎを主成分とする金属は低融点であり、低温で柔らかくなるからである。
例えば、Ｓｎ／Ａｇ３％／Ｃｕ０．５％合金の固相線は２１７℃である。
高融点金属層に用いられる高融点金属としては、Ａｇ、Ｃｕ又はこれらを主成分とする金属を用いることが好ましい。例えば、Ａｇは融点９６２℃であるため、Ａｇを主成分とする金属からなる高融点金属層は低融点金属層が柔らかくなる温度では剛性を維持できるからである。

積層体の構造としては種々の構造をとることができる。
図３に、積層体の構造の例を模式的に示した斜視図を示す。
図３（ａ）に示す積層体（ヒューズエレメント）３ＡＡは、方形状あるいは板状のものであり、内層として低融点金属層３Ａａとし、外層として高融点金属層３Ａｂとしたものであるが、内層と外層とを逆にしてもよい。
図３（ｂ）に示す積層体（ヒューズエレメント）３ＢＢは、丸棒状のものであり、内層として低融点金属層３Ｂａとし、外層として高融点金属層３Ｂｂとしたものであるが、内層と外層とを逆にしてもよい。
図３（ｃ）に示す積層体（ヒューズエレメント）３ＣＣは、方形状あるいは板状のものであり、低融点金属層３Ｃａと高融点金属層３Ｃｂとが積層された二層構造のものである。
図３（ｄ）に示す積層体（ヒューズエレメント）３ＤＤは、方形状あるいは板状のものであり、低融点金属層３Ｄａを上下の高融点金属層３Ｄｂ及び高融点金属層３Ｄｃで挟み込んだ三層構造のものである。逆に、高融点金属層を二層の低融点金属層で挟み込んだ三層構造としてもよい。
図３（ａ）～（ｄ）は、二層又は三層の積層体としたものであるが、四層以上としてもよい。

＜凸状部材と凹状部材との関係＞
図１に示す保護素子１００では、凸状部材１０が備える凸部１０ａは直方体形状を有し、ｘｙ面に平行な下面１０ａＡと、ｙｚ面に平行な外側面１０ａＢａ及び外側面１０ａＢｂと、ｘｚ面に平行な一対の外側面（不図示）とを有する。また、凹状部材２０が備える凹部２０ａは凸部１０ａが挿入可能に、凸部１０ａの直方体形状に対応する孔（空間）を有し、ｙｚ面に平行な外側面内側面２０ａＢａ及び内側面２０ａＢｂと、ｘｚ面に平行な一対の内側面（不図示）とを有する。

図１に示す保護素子１００では、ヒューズエレメント３の通電方向（ｘ方向）と直交する、凸状部材１０の凸部１０ａ及び凹状部材２０の凹部２０ａの対向する２組の外側面１０ａＢａ及び内側面２０ａＢａ、並びに、外側面１０ａＢｂ及び内側面２０ａＢｂとは、厚さ方向（ｚ方向）からの平面視において、近接して配置している。
図１に示す保護素子１００では、外側面１０ａＢａ及び内側面２０ａＢａ、並びに、外側面１０ａＢｂ及び内側面２０ａＢｂは、ヒューズエレメント３の通電方向（ｘ方向）と交差していればよく、直交は一例である。

以下に、凸状部材１０及び凹状部材２０のそれぞれについてさらに説明する。

＜凸状部材＞
凸状部材１０は、先端面１０ａＡを有する凸部１０ａを少なくとも備え、ヒューズエレメント３の厚さ方向（ｚ方向）において、ヒューズエレメント３を挟んで凹状部材２０とは反対側に配置する。

凸状部材１０が備える凸部１０ａは、ヒューズエレメント３の切断時に凹状部材２０の凹部２０ａ内に挿入可能な形状に形成されている。
図１に示す保護素子１００では、凸部１０は、ヒューズエレメント３の通電方向（ｘ方向）において凹状部材２０の凹部２０ａに嵌るような形状を有する。

ここで、「嵌る」について、図２を用いて説明する。
ｚ方向から平面視して、ヒューズエレメント３の通電方向（ｘ方向）において、凸部１０ａの第１の端部３ａ側の外側面１０ａＢａと凹部２０ａの第１の端部３ａ側の内側面２０ａＢａとの離間距離ｄ１、及び、凸部１０ａの第２の端部３ｂ側の外側面１０ａＢｂと凹部２０ａの第２の端部３ｂ側の内側面２０ａＢｂとの離間距離ｄ２が小さく、凸部１０ａが凹部２０ａ内に差し込まれる際に凸部１０ａの外側面と凹部２０ａの内側面が接触しつつ差し込まれる構成を、本明細書においては「嵌る」ということにする。
外側面１０ａＢａと内側面２０ａＢａ、及び、外側面１０ａＢｂと内側面２０ａＢｂが「嵌る」構成は、それらの対向する面の対が「近接して配置する」構成の一例であり、離間距離ｄ１及びｄ２は限定するものではないが、目安を言えば、０．１～０．２ｍｍであり、好ましくは０．０２～０．１ｍｍである。離間距離ｄ１及びｄ２の両者が同じであっても異なっていてもよい。

凸部１０ａと凹部２０ａとが互いに嵌るような形状を有すると、すなわち、離間距離ｄ１及びｄ２が接触しつつ差し込まれる程度の近接した距離であると、凸状部材１０と凹状部材２０との相対的な距離を縮める向きに力が付与されている場合、ヒューズエレメント３はせん断力によって切断されやすくなる。ここで、本明細書において、「せん断」とは、ヒューズエレメントをはさみ切るような作用をいい、「せん断力」とは、ヒューズエレメントのある断面に平行に、互いに反対向きの一対の力を作用させるとヒューズエレメントはその面に沿って滑り切られるような作用を受けるが、このような作用を与える力をいう。
凸部１０ａと凹部２０ａとが互いに嵌るような形状とすることによって、せん断作用が効きやすくなる。

図１に示す保護素子１００では、ヒューズエレメント３の通電方向（ｘ方向）において、凸部１０ａが凹部２０ａに嵌るような寸法であることを図示しているが、ヒューズエレメント３の通電方向に交差する幅方向（ｙ方向）において、凸部１０ａが凹部２０ａに嵌るような寸法であってもよい。

また、凸部１０の幅（ｙ方向）は、ヒューズエレメント３を切断しやすいようにヒューズエレメント３の幅と同じか、それ以上、幅広であることが好ましい。

凸部１０ａの外側面の具体的な形状としては、ｘｙ面に平行な面での断面形状が長方形又は正方形であるものとすることができるが、これに限らない。

凸状部材１０は、ヒューズエレメントを構成する材料の軟化温度においても硬い状態を維持できる材料、あるいは実質的に変形しない材料からなる。具体的には、セラミックス材料やガラス転移温度が高い樹脂材料を用いることができる。
ここで、樹脂材料のガラス転移温度（Ｔｇ）とは、軟質のゴム状態から硬質のガラス状態になる温度をいう。樹脂はガラス転移温度以上に加熱すると分子が運動しやすくなり、軟質のゴム状態になる。一方、冷えていくと、分子の運動が制限されて、硬質のガラス状態になる。

セラミックス材料としては、アルミナ、ジルコニアを例示できる。アルミナなどの熱伝導率が高いものを用いると、ヒューズエレメントが発熱した熱を効率的に外部に放熱し、ヒューズエレメントを局所的に加熱、溶断させることが可能となる。

ガラス転移温度が高い樹脂材料としては、ナイロン系樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、ＰＰＳ樹脂を例示できる。樹脂材料は一般にセラミックス材料よりも熱伝導率は低いが、低コストにできる。
また、特にナイロン系樹脂は耐トラッキング性（トラッキング（炭化導電路）破壊に対する耐性）が高く、２５０Ｖ以上である。耐トラッキング性は、ＩＥＣ６０１１２に基づく試験により求めることができる。ナイロン系樹脂の中でも、ナイロン４６、ナイロン６Ｔ、ナイロン９Ｔを用いることが好ましく、耐トラッキング性を６００Ｖ以上とすることができる。

凸状部材１０を、樹脂以外の材料例えば、セラミックス材料で作製した場合に、凸部１０の一部例えば、先端面１０ａＡをナイロン系樹脂で被覆してもよい。

＜凹状部材＞
凹状部材２０は、凹部２０ａを少なくとも備え、ヒューズエレメント３の厚さ方向（ｚ方向）において、ヒューズエレメント３を挟んで凸状部材１０とは反対側に配置する。

凹状部材２０の凹部２０ａは、ヒューズエレメント３の切断時に凸状部材１０の凸部１０ａが挿入可能な形状に形成されている。
図１に示す保護素子１００では、上述の通り、凹部２０ａは凸状部材１０の凸部１０ａが嵌るような形状を有する。

凹部２０ａの内側面の具体的な形状としては、ｘｙ面に平行な面での断面形状が長方形又は正方形であるものとすることができるが、これに限らない。

凹状部材２０の材料としては、凸状部材１０と同様のものを用いることができる。
また、凸状部材１０と同様に、凹状部材２０を、樹脂以外の材料例えば、セラミックス材料で作製した場合に、凹部２０ａの一部をナイロン系樹脂で被覆してもよい。

ここで、凸状部材１０及び凹状部材２０がヒューズエレメント３の切断部３Ｃを挟み込むというのは、凸状部材１０及び凹状部材２０がヒューズエレメント３を上下から接して挟み込んでおり、かつ、ｚ方向から平面視して、凸状部材１０及び凹状部材２０が切断部３Ｃに重なっていることを意味する。凸状部材１０及び凹状部材２０のいずれもが、切断部３Ｃと接しているか否かは問わない。

＜押圧手段＞
押圧手段３０としては、凸状部材１０と凹状部材２０とがヒューズエレメント３の切断部３Ｃを挟み込む方向（ｚ方向）に相対的な距離を縮めるように弾性力を付与することができる公知の手段を用いることができる。例えば、バネやゴムなどを例示できる。

図１に示す保護素子１００においては、押圧手段３０としてバネを用いており、バネは凸状部材１０の基部１０ｂの上面１０ｂＡに載置され、縮められた状態で保持されている。

図１に示す保護素子１００においては、押圧手段３０は凸状部材１０側に設置されているが、凹状部材２０側に設置されていてもよいし、凸状部材１０側及び凹状部材２０側の両方に設置された構成にしてもよい。

凸状部材１０側及び凹状部材２０側の両方に設置された構成とすることにより、弾性力の強化を図ることができ、また、一方の押圧手段３０に不具合が生じた場合でももう一方の押圧手段３０によって機能を果たすことが可能となる。
凸状部材１０側及び凹状部材２０側の両方に押圧手段３０を設ける場合には、両方の押圧手段３０を同じものにしてもよいし、異なるものにしてもよい。
また、凸状部材１０側及び凹状部材２０側の一方の側、あるいは、両方のそれぞれに、複数の押圧手段３０を設置してもよい。
押圧手段３０を複数備えた構成とした場合には、縮める程度を互いに異なるものとすることによって、弾性力を調整してもよい。

押圧手段３０としてバネを用いる場合、バネ材料としては公知のものを用いることができる。

本実施形態の保護素子１００では、ヒューズエレメント３に定格電流を越えた電流が流れた状態において、ヒューズエレメント３がその軟化温度以上の温度に加熱されると、ヒューズエレメント３が切断されて通電が遮断される。
ここで、保護素子１００では、凸状部材１０及び凹状部材２０が、押圧手段３０による弾性力を受けて、ヒューズエレメント３をせん断するようにせん断力を付与しており、ヒューズエレメント３は完全溶融状態にならなくても切断され得る。ヒューズエレメント３がどのタイミングで切断されるかは、ヒューズエレメント３の構成や、凸状部材１０及び凹状部材２０の構成、押圧手段３０の弾性力などによって決まる。
保護素子１００においては、ヒューズエレメント自体を物理的に切断する点で、ヒューズエレメントとバネとの接合を切り離す上述のバネ利用タイプの保護素子とは異なる。
また、アーク放電は、距離に反比例する電界強度に依存するが、保護素子１００では、切断されたヒューズエレメントの切断面同士の距離は弾性力によって急速に大きくなるので、アーク放電が発生してもアーク放電を速やかに止めることができる。
また、保護素子１００では、ヒューズエレメントが完全溶融状態に至る前の柔らかくなる温度あるいは固相と液相とが混在する温度すなわち、軟化温度においてヒューズエレメントを切断できるので、アーク放電の発生自体を低減できる。

ヒューズエレメント３において、厚さ方向（ｚ方向）からの平面視でせん断力が強く作用する箇所に切断を容易にするための切れ込みを入れてもよい。

（変形例）
図４は、第１実施形態に係る保護素子の変形例の模式図であり、（ａ）は断面模式図であり、（ｂ）は、ヒューズエレメント及び端子部材の側面模式図であり、（ｃ）は、（ｂ）に示したヒューズエレメント及び端子部材を裏側（－ｚ側）から見た平面模式図である。上記図において同じ符号を用いた部材は同じ構成を有するものであり、説明を省略する。また、上記図と符号が異なっていても機能が同じ部材については説明を省略する場合がある。

＜第１の端子部材、第２の端子部材＞
図４に示す保護素子１００Ａでは、ヒューズエレメント３の第１の端部３ａの厚み方向に第１の端子部材５が重なるように接続され、また、第２の端部３ｂの厚み方向に第２の端子部材６が重なるように接続されている点が主な差異である。
第１の端子部材、及び、第２の端子部材はそれぞれ、ヒューズエレメントの外部との接続のための剛性を補強し、電気抵抗を低減するものである。
第１の端子部材５は、第１の端部３ａが備える外部端子孔３ａａに対応する位置に外部端子孔５ａを有する。また、第２の端子部材６は、第２の端部３ｂが備える外部端子孔３ｂａに対応する位置に外部端子孔６ａを有する。

第１の端子部材、及び、第２の端子部材の材料としては、例えば、銅や黄銅などが挙げられる。
そのうち、剛性強化の観点では、黄銅が好ましい。
そのうち、電気抵抗低減の観点では、銅が好ましい。
第１の端子部材、及び、第２の端子部材の材料は、同じでも異なっていてもよい。

第１の端子部材、及び、第２の端子部材を、第１の端部、第２の端部に接続する方法としては、公知の方法を用いることができ、例えば、はんだ付けや溶接による接合、リベット接合やネジ接合などの機械的接合などが挙げられる。

第１の端子部材、及び、第２の端子部材の厚みとしては、限定するものではないが、目安を言えば、０．３～１．０ｍｍとすることができる。
第１の端子部材、及び、第２の端子部材の厚みは、同じでも異なっていてもよい。

（第２実施形態）
図５は、第２実施形態に係る保護素子の主要部の模式図であり、（ａ）は断面模式図であり、（ｂ）は、第１の電極、第２電極及びヒューズエレメントの構成の側面模式図であり、（ｃ）は第１の電極、第２電極及びヒューズエレメントの構成の平面模式図である。第１実施形態と同じ符号を用いた部材は同じ構成を有するものであり、説明を省略する。また、第１実施形態と符号が異なっていても機能が同じ部材については説明を省略する場合がある。

第２実施形態に係る保護素子は、第１実施形態に係る保護素子に対して、ヒューズエレメントの両端部にそれぞれ、第１の電極、第２の電極を備える点が主な差異である。

具体的には、図５（ａ）に示す保護素子２００は、第１の電極１と第２の電極２とを有し、第１の電極１とヒューズエレメント３の第１の端部３ａ、および第２の電極２とヒューズエレメント３の第２の端部３ｂがそれぞれ接続されている。

＜第１の電極、第２の電極＞
第１の電極１及び第２の電極２はそれぞれ、ヒューズエレメント３の第１の端部３ａ、第２の端部３ｂに電気的に接続されている。

第１の電極１及び第２の電極２としては、公知の電極材料を用いることができる。例えば、金属（合金を含む）であり、具体的な材料としては、銅、黄銅、ニッケル、ステンレス、４２アロイなどが挙げられる。

第１の電極１及び第２の電極２の形状は、図５に示すものは平面視で全体として長方形であるが、本発明の効果を奏する限り、いかなる形状も使用することができる。

第１の電極１及び第２の電極２はそれぞれ、外部端子孔１ａ、外部端子孔２ａを備えている。
一対の外部端子孔１ａ、２ａのうち、一方の外部端子孔は電源側へ接続するために用いることができ、他方の外部端子孔は負荷側へ接続するために用いることができる。
ここで、外部端子孔１ａ、２ａの形状は図示しない電源側あるいは負荷側の端子に係合可能な形状であれば特に制限はなく、図５（ｃ）に示す外部端子孔１ａ、２ａは開放部分がない貫通穴であるが、一部に開放部分を有するつめ形状などでもよい。

第１の電極１及び第２の電極２の厚みとしては、限定するものではないが、その目安を言えば、０．０５～１．０ｍｍとすることができる。

第１の電極１及び第２の電極２は、大電流対応が可能な外部接続端子となる金属板が接続されてもよい。接続ははんだ等の公知の方法で行うことができる。この金属板としては、上記第１の端子部材５、上記第２の端子部材６と同様なものを用いることができる。

第１の電極１及び第２の電極２の少なくとも一方とヒューズエレメント３とは、はんだによって接合されていることが好ましく、第１の電極１及び第２の電極２のいずれもヒューズエレメント３とはんだによって接合されていることがより好ましい。
第１の電極１あるいは第２の電極２とヒューズエレメント３との間の電気抵抗を下げるためである。
はんだの材料としては公知のものを用いることができるが、抵抗率と融点の観点からＳｎを主成分とするものが好ましい。

（第３実施形態）
図６は、第２実施形態に係る保護素子の主要部の模式図であり、（ａ）は図１（ａ）に対応する断面模式図であり、（ｂ）は図２（ａ）に対応する断面模式図である。上記実施形態と同じ符号を用いた部材は同じ構成を有するものであり、説明を省略する。また、上記実施形態と符号が異なっていても機能が同じ部材については説明を省略する場合がある。

第３実施形態に係る保護素子は、第２実施形態に係る保護素子と比較して、凸状部材の凸部及び凹状部材の凹部の対向する２組の外側面及び内側面のうち、１組のみが互いに近接して配置する点が異なる。
第３実施形態に係る保護素子の変形例として、図１に示す保護素子のように、第１の電極および第２の電極を備えない構成であってもよい。

図６に示す保護素子２００では、ヒューズエレメント３の通電方向（ｘ方向）において凸状部材１１の凸部１１ａ及び凹状部材２０の凹部２０ａの対向する２組の外側面１１ａＢａ及び内側面２０ａＢａ、並びに、外側面１１ａＢｂ及び内側面２０ａＢｂのうち、外側面１１ａＢａ及び内側面２０ａＢａの組だけが、厚さ方向（ｚ方向）からの平面視において、近接して配置している。
押圧手段３０として用いられているバネは凸状部材１１の基部１１ｂの上面１１ｂＡに載置され、縮められた状態で保持されている。

第３実施形態に係る保護素子では、ヒューズエレメント３を挟み切るせん断作用は、厚さ方向（ｚ方向）から平面視して、外側面１１ａＢａ及び内側面２０ａＢａの近傍が強くなる。
一方、第１実施形態及び第２実施形態に係る保護素子では、ヒューズエレメント３を挟み切るせん断作用は、厚さ方向（ｚ方向）から平面視して、外側面１０ａＢａ及び内側面２０ａＢａの近傍、並びに、外側面１０ａＢｂ及び内側面２０ａＢｂの近傍の２か所で強くなる。第１実施形態及び第２実施形態に係る保護素子では、せん断作用が強い箇所が２か所になるが、切断試験を行ったところ、実際にはそのうちの一方の箇所で切断された。これは、一方の箇所で切断が進むと、他方の箇所にかかるせん断力が分散されるからであると考えられる。
また、最初からせん断部位を１か所とすることで押圧手段３０であるバネの強度を低く設定することができ、その結果、ケース６０の簡素化やバネの小型化により部材の低コスト化を図ることができる。

（第４実施形態）
図７は、第４実施形態に係る保護素子の主要部の模式図であり、図１（ａ）に対応する断面模式図である。上記実施形態と同じ符号を用いた部材は同じ構成を有するものであり、説明を省略する。また、上記実施形態と符号が異なっていても機能が同じ部材については説明を省略する場合がある。

第４実施形態に係る保護素子は、第３実施形態に係る保護素子と比較して、ヒューズエレメントに電気的に接続されてヒューズエレメントを加熱可能な発熱素子を備える点が異なる。

具体的には、図７に示す保護素子３００では、凸部１０に近接する位置に、ヒューズエレメント３に接するようにヒューズエレメント３を加熱する発熱素子４０を備える。

図８は、発熱素子４０の一例の構成の模式図であり、（ａ）はｚ方向から見た平面模式図であり、（ｂ）は断面模式図である。
発熱素子４０は、発熱体４１を有し、さらに、ヒューズエレメント３側の表面に、発熱体４１に電気的に接続された電極層４２を有する。

発熱素子４０はさらに、発熱体４１が形成された絶縁基板４３と、発熱体４１を覆う絶縁層４４と、絶縁基板４３の両端に形成された発熱体電極４５ａ、４５ｂとを備える。

発熱体４１は、通電すると発熱する導電性を有する材料、例えばニクロム、Ｗ、Ｍｏ、Ｒｕ等、又は、これらを含む材料からなる。発熱体４１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４３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。

絶縁基板４３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基板である。

絶縁層４４は、発熱体４１の保護及び絶縁を図ると共に、発熱体４１が発熱した熱を効率よく、ヒューズエレメント３に伝えるために設けられる。

図７に示す保護素子３００においては、発熱体４１は電極層４２を介してヒューズエレメント３に接続されている。

図７に示す保護素子３００においては、保護素子の通電経路となる外部回路に異常が発生した際に、発熱素子４０の発熱を行うことでより迅速にヒューズエレメントを軟化温度以上の温度にしてヒューズエレメント３を切断することが可能となる。
外部回路の電流経路を遮断する必要が生じた場合に、外部回路に設けられた電流制御素子によって発熱体４１に通電できる。
ヒューズエレメント３に定格電流を越えた電流が流れた状態、又は、発熱体４１に通電された状態において、ヒューズエレメント３が軟化温度以上の温度に加熱され、ヒューズエレメントが切断される。ヒューズエレメント３が切断されることによって、外部回路の電流経路が遮断されると共に、発熱体４１への給電も遮断される。

発熱素子４０のヒューズエレメント３の長さ方向の幅や、発熱素子４０の配置場所は、ヒューズエレメント３の切断箇所に影響する。凸状部材による押圧力を一箇所に集中させるためには、発熱素子４０のヒューズエレメント３の長さ方向の幅を凸部１０ａの幅よりも小さくして、凹状部材の凹部の内側面の一方の側に寄せて配置する。
具体的には、図９に示すように、外側面１０ａＢａ及び内側面２０ａＢａの近傍と、外側面１０ａＢｂ及び内側面２０ａＢｂの近傍のうち、外側面１０ａＢａ及び内側面２０ａＢａの近傍側で切断したいときには、発熱素子４０を内側面２０ａＢａ側に配置する。

図７に示す保護素子３００においては、発熱素子４０はヒューズエレメント３の凹状部材２０側の面３Ｂに設けられているが、凸状部材１０側の面３Ａに設けられてもよい。

図７に示す保護素子３００において、発熱素子４０の側面、凸部１０の外側面、及び、凹部２０の内側面は電気的に絶縁されていることが好ましい。

図１０は、上述の保護素子を使用する際の一例として、図７に示した保護素子３００を使用する際の一例の構成を示す模式図であり、（ａ）は、全体の斜視模式図であり、（ｂ）は、下側の構成のみの斜視模式図である。また、図１１は、図１０に示す保護素子の分解斜視模式図である。

図１０に示す保護素子４００は、図７に示した部材の他、主に、発熱素子４０に通電する第３の電極５と、凹状部材２０に設けられ、凸状部材１０の凸部１０ａを凹部２０ａに誘導するガイド２０Ｃと、ケース６０（上部ケース６０Ａ、下部ケース６０Ｂ）と、を備える。また、ケース６０内において、凸状部材１０の基部１０ｂの上面１０ｂＡに、ばね部材３０を保持する保持枠が設置されている。

第３の電極５は、接続導体７を介して、発熱素子４０の発熱体電極４５ａと電気的に接続されている。

ケース６０は、例えば、エンジニアリングプラスチック、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材料によって形成することができる。
ケース６０は、アルミナ等の熱伝導率が高いセラミックス材料によって形成されていることが好ましい。ヒューズエレメントが過電流により発熱した熱を効率的に外部に放熱し、中空で保持されたヒューズエレメントを局所的に加熱、溶断させることが可能となる。

図１２（ａ）は、図６に示した保護素子２００において、ヒューズエレメントに電気的に接続されてヒューズエレメントを加熱可能な発熱素子を備えた構成の断面模式図である。

具体的には、図１２（ａ）に示す保護素子５００は、厚さ方向（ｚ方向）から平面視して、ヒューズエレメント３上の凸部１０ａに重なる位置に、ヒューズエレメント３を加熱する発熱素子４０を備える。

図１２（ｂ）は、図１２（ａ）に示したヒューズエレメントが切断された後の断面模式図である。

図１２に示す保護素子５００においては、発熱素子４０はヒューズエレメント３の凹状部材２０側の面３Ｂに設けられているが、凸状部材１０側の面３Ａに設けられてもよい。

（第５実施形態）
図１３（ａ）は、第５実施形態に係る保護素子の主要部の断面模式図である。
上記実施形態と同じ符号を用いた部材は同じ構成を有するものであり、説明を省略する。また、上記実施形態と符号が異なっていても機能が同じ部材については説明を省略する場合がある。

第５実施形態に係る保護素子は、第３実施形態に係る保護素子と比較して、凹状部材の凹部内に配置して、ヒューズエレメントを下から直接的又は間接的に支持するものであって、ヒューズエレメントの定格電流通電中の温度以下においてはヒューズエレメントの変形を抑制し、ヒューズエレメントを構成する材料の固相線温度以上の温度においては押圧手段からの力により変形しヒューズエレメントの切断を許容する材料からなる支持部材を備える点が異なる。
かかる支持部材を備えることによって、ヒューズエレメントの定格電流通電中の温度以下においてヒューズエレメントのせん断負荷を低減することができる。

具体的には、図１３（ａ）に示す保護素子６００は、凹状部材２０の凹部２０ａ内に配置して、ヒューズエレメント３を下から直接的に支持するものであって、ヒューズエレメント３の定格電流通電中の温度以下においてはヒューズエレメント３の変形を抑制し、ヒューズエレメント３を構成する材料の固相線温度以上の温度においては押圧手段３０からの力により変形しヒューズエレメント３の切断を許容する支持部材５０を備える。
図１３（ａ）においては、支持部材５０はヒューズエレメント３に直接接して支持しているが、層を介して間接的に支持するものであってもよい。

支持部材５０の材料としては例えば、熱変形温度が１００～１５０℃程度のＡＢＳ，ＰＯＭ，ＰＣ，ＰＡなどを用いることができる。

図１３（ｂ）は、図１３（ａ）に示したヒューズエレメントが切断された後の断面模式図である。
ヒューズエレメントが切断される際には、支持部材５０は、押圧手段３０からの力により符号５０Ａに示すように変形している。

図１４（ａ）は、図１３（ａ）に示した保護素子６００と比較して、発熱素子４０を備え、支持部材５１がヒューズエレメント３を下から発熱素子４０を介して間接的に支持する点が異なる。

図１４（ａ）に示す保護素子７００においては、外部回路の電流経路を遮断する必要が生じた場合に、外部回路に設けられた電流制御素子によって発熱体４１に通電が開始され、支持部材５１が押圧手段３０からの力により支持部材５１Ａのように変形する（図１４（ｂ）参照）。さらに、支持部材５１Ａは変形していき、またヒューズエレメント３は発熱体４１の発熱を受けて柔らかくなり、ヒューズエレメントの軟化温度以上の温度において、凸部１０ａがヒューズエレメント３を切断する（図１４（ｃ）参照）。ヒューズエレメント３が切断されることによって、外部回路の電流経路が遮断されると共に、発熱体４１への給電も遮断される。

（第６実施形態）
図１５は、第６実施形態に係る保護素子の主要部の模式図であり、（ａ）は断面模式図であり、（ｂ）は、ａ）において点線で丸状に囲んだ箇所の拡大図である。上記実施形態と同じ符号を用いた部材は同じ構成を有するものであり、説明を省略する。また、上記実施形態と符号が異なっていても機能が同じ部材については説明を省略する場合がある。

第６実施形態に係る保護素子は、第１実施形態に係る保護素子に対して、凸部に近接する位置に、ヒューズエレメントに接してヒューズエレメントを加熱溶融させる発熱素子を備える点が主な差異である。

図１５（ａ）に示す保護素子８００は、第１の端部３ａと第２の端部３ｂとを有し、第１の端部３ａから第２の端部３ｂに向けて通電するヒューズエレメント３と、ヒューズエレメント３の第１の端部３ａと第２の端部３ｂの間に位置する切断部３Ｃを挟み込むように対向して配置する凸状部材１０及び凹状部材２０と、凸状部材１０と凹状部材２０とが、切断部３Ｃを挟み込む方向である第１の方向（ｚ方向）において相対的な距離を縮めるように弾性力を付与する押圧手段３０と、を備え、ヒューズエレメント３の通電方向（ｘ方向）と交差する、凸状部材１０の凸部１０ａ及び凹状部材２０の凹部２０ａの対向する少なくとも一対の面（外側面１０ａＢａ及び内側面２０ａＢａと、外側面１０ａＢｂ及び内側面２０ａＢｂ）は、第１の方向（ｚ方向）からの平面視において近接して配置し、凸部１０に近接する位置に、ヒューズエレメント３に接してヒューズエレメント３を加熱溶融させる発熱素子４０を備え、発熱素子４０の加熱によってヒューズエレメント３が切断される。

第６実施形態に係る保護素子では、発熱素子４０の加熱によってヒューズエレメント３を溶断可能であり、凸状部材１０及び凹状部材２０、並びに、押圧手段３０はヒューズエレメント３の切断のための補助的な手段となる。

（変形例）
図１６は、第６実施形態に係る保護素子の変形例の断面模式図である。上記実施形態と同じ符号を用いた部材は同じ構成を有するものであり、説明を省略する。また、上記実施形態と符号が異なっていても機能が同じ部材については説明を省略する場合がある。

＜第１の端子部材、第２の端子部材＞
図１６に示す保護素子８００Ａでは、ヒューズエレメント３の第１の端部３ａの厚み方向に第１の端子部材５が重なるように接続され、また、第２の端部３ｂの厚み方向に第２の端子部材６が重なるように接続されている点が主な差異である。

（第７実施形態）
図１７は、第７実施形態に係る保護素子の主要部の断面模式図である。上記実施形態と同じ符号を用いた部材は同じ構成を有するものであり、説明を省略する。また、上記実施形態と符号が異なっていても機能が同じ部材については説明を省略する場合がある。

第７実施形態に係る保護素子は、第６実施形態に係る保護素子に対して、ヒューズエレメントの両端部にそれぞれ、第１の電極、第２の電極を備える点が主な差異である。

具体的には、図１７に示す保護素子９００は、第１の電極１と第２の電極２とを有し、第１の電極１とヒューズエレメント３の第１の端部３ａ、および第２の電極２とヒューズエレメント３の第２の端部３ｂがそれぞれ接続されている。

発熱素子４０の加熱によって溶融したヒューズエレメント３は、押圧手段３０からの応力により凸状部材１０と凹状部材２０に挟まれて切断される。

（第８実施形態）
図１８は、第８実施形態に係る保護素子の主要部の模式図であり、（ａ）は図１５（ａ）に対応する断面模式図であり、（ｂ）は図１５（ｂ）に対応する断面模式図である。上記実施形態と同じ符号を用いた部材は同じ構成を有するものであり、説明を省略する。また、上記実施形態と符号が異なっていても機能が同じ部材については説明を省略する場合がある。

第８実施形態に係る保護素子は、第６実施形態に係る保護素子と比較して、凸状部材の凸部及び凹状部材の凹部の対向する２組の外側面及び内側面のうち、１組のみが互いに近接して配置する点が異なる。

図１８に示す保護素子１０００では、ヒューズエレメント３の通電方向（ｘ方向）において凸状部材１１の凸部１１ａ及び凹状部材２０の凹部２０ａの対向する２組の外側面１１ａＢａ及び内側面２０ａＢａ、並びに、外側面１１ａＢｂ及び内側面２０ａＢｂのうち、外側面１１ａＢａ及び内側面２０ａＢａの組だけが、厚さ方向（ｚ方向）からの平面視において、近接して配置している。
押圧手段３０として用いられているバネは凸状部材１１の基部１１ｂの上面１１ｂＡに載置され、縮められた状態で保持されている。

（第９実施形態）
図１９は、第９実施形態に係る保護素子の主要部の模式図であり、（ａ）は図１８（ａ）に対応する断面模式図であり、（ｂ）は図１８（ｂ）に対応する断面模式図である。上記実施形態と同じ符号を用いた部材は同じ構成を有するものであり、説明を省略する。また、上記実施形態と符号が異なっていても機能が同じ部材については説明を省略する場合がある。

第９実施形態に係る保護素子は、第８実施形態に係る保護素子と比較して、ヒューズエレメントの両端面と第１の電極および前記第２の電極のそれぞれがはんだにて接続されており、そのヒューズエレメントの両端面のうち一方の端面が、第１の方向（ｚ方向）からの平面視して、凹部の開口内に位置する点が異なる。

図１９に示す保護素子１１００は、第１の電極１および第２の電極２と、第１の電極１および第２の電極２のそれぞれに、両端面１３ａＡ、１３ｂＢがはんだにて接続されたヒューズエレメント１３と、ヒューズエレメント１３を挟み込むように対向して配置する凸状部材１１及び凹状部材２０と、凸状部材１１及び凹状部材２０とが、ヒューズエレメント１３を挟み込む方向である第１の方向（ｚ方向）において相対的な距離を縮めるように弾性力を付与する押圧手段３０と、を備え、ヒューズエレメント１３の通電方向と交差する、凸状部材１１の凸部１１ａ及び凹状部材２０の凹部２０ａの対向する一対の面（外側面１１ａＢａと内側面２０ａＢａ）は、第１の方向（ｚ方向）からの平面視において近接して配置し、ヒューズエレメント１３の第１の電極１に接続された一方の端面１３ａＡが、第１の方向（ｚ方向）からの平面視して、凹部２０の開口内に位置し、はんだを構成する金属材料の軟化温度以上の温度において、一方の端面１３ａＡと第１の電極１との接続部が切断される。

図１９に示す保護素子１１００は、凹状部材２０の凹部２０ａ内に配置して、ヒューズエレメント１３を下から直接的に支持するものであって、ヒューズエレメント３の定格電流通電中の温度以下においてはヒューズエレメント１３の変形を抑制し、ヒューズエレメント３を構成する材料の固相線温度以上の温度においては押圧手段３０からの力により変形しヒューズエレメント１３の切断を許容する支持部材５０を備える。支持部材５０を備えることによって、ヒューズエレメント１３のせん断負荷を低減することができる。

（第１０実施形態）
図２０は、第１０実施形態に係る保護素子の主要部の模式図であり、（ａ）は図１９（ａ）に対応する断面模式図であり、（ｂ）は図１９（ｂ）に対応する断面模式図である。上記実施形態と同じ符号を用いた部材は同じ構成を有するものであり、説明を省略する。また、上記実施形態と符号が異なっていても機能が同じ部材については説明を省略する場合がある。

第１０実施形態に係る保護素子は、第９実施形態に係る保護素子と比較して、ヒューズエレメントに電気的に接続されてヒューズエレメントを加熱溶融させる発熱素子を備える点が異なる。

図２０に示す保護素子１２００は、第１の電極１および第２の電極２と、第１の電極１および第２の電極２のそれぞれに、両端面１３ａＡ、１３ｂＢがはんだにて接続されたヒューズエレメント１３と、ヒューズエレメント１３を挟み込むように対向して配置する凸状部材１１及び凹状部材２０と、凸状部材１１及び凹状部材２０とが、ヒューズエレメント１３を挟み込む方向である第１の方向（ｚ方向）において相対的な距離を縮めるように弾性力を付与する押圧手段３０と、を備え、ヒューズエレメント１３の通電方向と交差する、凸状部材１１の凸部１１ａ及び凹状部材２０の凹部２０ａの対向する一対の面（外側面１１ａＢａと内側面２０ａＢａ）は、第１の方向（ｚ方向）からの平面視において近接して配置し、ヒューズエレメント１３の第１の電極１に接続された一方の端面１３ａＡが、第１の方向（ｚ方向）からの平面視して、凹部２０の開口内に位置し、凸部１０に近接する位置に、ヒューズエレメント１３に接してヒューズエレメント１３を加熱溶融させる発熱素子４０をさらに備え、発熱素子４０の加熱によって、一方の端面１３ａＡと第１の電極１との接続部が切断される。

図２０に示す保護素子１２００も、凹状部材２０の凹部２０ａ内に配置して、ヒューズエレメント１３を下から直接的に支持するものであって、ヒューズエレメント３の定格電流通電中の温度以下においてはヒューズエレメント１３の変形を抑制し、ヒューズエレメント３を構成する材料の固相線温度以上の温度においては押圧手段３０からの力により変形しヒューズエレメント１３の切断を許容する支持部材５１を備える。支持部材５１を備えることによって、ヒューズエレメント３の定格電流通電中の温度以下においてヒューズエレメント１３のせん断負荷を低減することができる。
図２０に示す保護素子１２００では、図１９に示す保護素子１１００と比較して、支持部材５１がヒューズエレメント３を下から発熱素子４０を介して間接的に支持する点が異なる。

（第１１実施形態）
図２１は、第１１実施形態に係る保護素子の主要部の模式図であり、（ａ）は図１９（ａ）に対応する断面模式図であり、（ｂ）は図１９（ｂ）に対応する断面模式図である。上記実施形態と同じ符号を用いた部材は同じ構成を有するものであり、説明を省略する。また、上記実施形態と符号が異なっていても機能が同じ部材については説明を省略する場合がある。

第１１実施形態に係る保護素子は、第９実施形態に係る保護素子と比較して、ヒューズエレメントの第１の電極および第２の電極に接続された両端面が、第１の方向からの平面視して、前記凹部の開口内に位置する点が異なる。

図２１に示す保護素子１３００では、第１の電極１および第２の電極２と、第１の電極１および第２の電極２のそれぞれに、両端面２３ａＡ、２３ｂＢがはんだにて接続されたヒューズエレメント２３と、ヒューズエレメント２３を挟み込むように対向して配置する凸状部材１１及び凹状部材２０と、凸状部材１１及び凹状部材２０とが、ヒューズエレメント２３を挟み込む方向である第１の方向（ｚ方向）において相対的な距離を縮めるように弾性力を付与する押圧手段３０と、を備え、ヒューズエレメント２３の通電方向と交差する、凸状部材１１の凸部１１ａ及び凹状部材２０の凹部２０ａの対向する一対の面（外側面１１ａＢａと内側面２０ａＢａ）は、第１の方向（ｚ方向）からの平面視において近接して配置し、ヒューズエレメント２３の第１の電極１及び第２の電極２に接続された両端面２３ａＡ、２３ｂＢが、第１の方向（ｚ方向）からの平面視して、凹部２０の開口内に位置し、はんだを構成する金属材料の軟化温度以上の温度の温度において、ヒューズエレメント２３の両端面２３ａＡ、２３ｂＢと第１の電極１及び第２の電極２との少なくとも一方の接続部が切断される。

（第１２実施形態）
図２２は、第１２実施形態に係る保護素子の主要部の模式図であり、（ａ）は図２１（ａ）に対応する断面模式図であり、（ｂ）は図２１（ｂ）に対応する断面模式図である。上記実施形態と同じ符号を用いた部材は同じ構成を有するものであり、説明を省略する。また、上記実施形態と符号が異なっていても機能が同じ部材については説明を省略する場合がある。

第１２実施形態に係る保護素子は、第１１実施形態に係る保護素子と比較して、ヒューズエレメントに電気的に接続されてヒューズエレメントを加熱溶融させる発熱素子を備える点が異なる。

図２２に示す保護素子１４００は、第１の電極１および第２の電極２と、第１の電極１および第２の電極２のそれぞれに、両端面２３ａＡ、２３ｂＢがはんだにて接続されたヒューズエレメント２３と、ヒューズエレメント２３を挟み込むように対向して配置する凸状部材１１及び凹状部材２０と、凸状部材１１及び凹状部材２０とが、ヒューズエレメント２３を挟み込む方向である第１の方向（ｚ方向）において相対的な距離を縮めるように弾性力を付与する押圧手段３０と、を備え、ヒューズエレメント２３の通電方向と交差する、凸状部材１１の凸部１１ａ及び凹状部材２０の凹部２０ａの対向する一対の面（外側面１１ａＢａと内側面２０ａＢａ）は、第１の方向（ｚ方向）からの平面視において近接して配置し、ヒューズエレメント２３の第１の電極１及び第２の電極２に接続された両端面２３ａＡ、２３ｂＢが、第１の方向（ｚ方向）からの平面視して、凹部２０の開口内に位置し、凸部１０に近接する位置に、ヒューズエレメント２３に接してヒューズエレメント２３を加熱溶融させる発熱素子４０をさらに備え、発熱素子４０の加熱によって、ヒューズエレメント２３の両端面２３ａＡ、２３ｂＢと第１の電極１及び第２の電極２との少なくとも一方の接続部が切断される。

図２２に示す保護素子１４００も、凹状部材２０の凹部２０ａ内に配置して、ヒューズエレメント２３を下から直接的に支持するものであって、ヒューズエレメント２３の定格電流通電中の温度以下においてはヒューズエレメント２３の変形を抑制し、ヒューズエレメント２３を構成する材料の固相線温度以上の温度においては押圧手段３０からの力により変形しヒューズエレメント２３の切断を許容する支持部材５１を備える。支持部材５１を備えることによって、ヒューズエレメント２３の定格電流通電中の温度以下においてヒューズエレメント２３のせん断負荷を低減することができる。
図２２に示す保護素子１４００では、図２１に示す保護素子１１００と比較して、支持部材５１がヒューズエレメント２３を下から発熱素子４０を介して間接的に支持する点が異なる。

１第１の電極
２第２の電極
３、１３、２３ヒューズエレメント
３ａ第１の端部
３ｂ第２の端部
１０、１１凸状部材
１０ａ、１１ａ凸部
１０ａＢａ、１０ａＢｂ外側面
２０凹状部材
２０ａ凹部
２０ａＢａ、２０ａＢｂ内側面
３０押圧手段
４０発熱素子
４１発熱体
４２電極層
５０支持部材
６０ケース
１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００、１３００、１４００保護素子

Claims

第１の端部と第２の端部とを有し、前記第１の端部から前記第２の端部に向けて通電するヒューズエレメントと、
前記ヒューズエレメントの前記第１の端部と前記第２の端部の間に位置する切断部を挟み込むように対向して配置する凸状部材及び凹状部材と、
前記凸状部材と前記凹状部材とが、前記切断部を挟み込む方向である第１の方向において相対的な距離を縮めるように弾性力を付与する押圧手段と、を備え、
前記ヒューズエレメントの通電方向と交差する、前記凸状部材の凸部及び前記凹状部材の凹部の対向する少なくとも一対の面は、前記第１の方向からの平面視において近接して配置し、
前記ヒューズエレメントを構成する材料の軟化温度以上の温度において、前記ヒューズエレメントが切断される、保護素子。
前記ヒューズエレメントは、１個又は複数個の、平板状又はワイヤー状のいずれかのパーツからなる、請求項１に記載の保護素子。
前記第１の端部に第１の端子部材が接続され、前記第２の端部に第２の端子部材が接続されている、請求項１又は２のいずれかに記載の保護素子。
第１の電極と第２の電極とを有し、
前記第１の電極と前記ヒューズエレメントの前記第１の端部、および前記第２の電極と前記ヒューズエレメントの前記第２の端部がそれぞれ接続されている、請求項１～３のいずれか一項に記載の保護素子。
前記押圧手段はバネ又はゴムである、請求項１～４のいずれか一項に記載の保護素子。
前記凹状部材には、前記凸部を前記凹部に誘導するガイドが設けられている、請求項１～５のいずれか一項に記載の保護素子。
前記凸部に近接する位置に、前記ヒューズエレメントに接して前記ヒューズエレメントを加熱する発熱素子を備える、請求項１～６のいずれか一項に記載の保護素子。
前記発熱素子は、発熱体を有し、さらに、前記ヒューズエレメント側の表面に前記発熱体に電気的に接続された電極層を有する、請求項７に記載の保護素子。
第３の電極を有し、
前記発熱体の一端が前記電極層と電気的に接続され、前記発熱体の他端が前記第３の電極と電気的に接続されている、請求項８に記載の保護素子。
前記発熱体は、前記ヒューズエレメントの前記凸状部材側に配置される、請求項７～９のいずれか一項に記載の保護素子。
前記発熱体は、前記ヒューズエレメントの前記凹状部材側に配置される、請求項７～９のいずれか一項に記載の保護素子。
前記発熱素子の側面、前記凸部の外側面、及び、前記凹部の内側面は電気的に絶縁されている、請求項７～１１のいずれか一項に記載の保護素子。
前記ヒューズエレメントは、内層を低融点金属、外層を高融点金属とする積層体である、請求項１～１２のいずれか一項に記載の保護素子。
前記低融点金属はＳｎもしくはＳｎを主成分とする金属からなり、前記高融点金属は、Ａｇ若しくはＣｕ又はＡｇ若しくはＣｕを主成分とする金属からなる、請求項１３に記載の保護素子。
前記ヒューズエレメントに定格電流を越えた電流が流れた状態、又は、前記発熱体に通電された状態において、前記ヒューズエレメントが前記軟化温度以上の温度に加熱され、前記ヒューズエレメントが切断されて通電が遮断される、請求項１～１４のいずれか一項に記載の保護素子。
前記凹状部材の前記凹部内に配置して、前記ヒューズエレメントを下から直接的又は間接的に支持するものであって、前記ヒューズエレメントの定格電流通電中の温度以下においては前記ヒューズエレメントの変形を抑制し、前記ヒューズエレメントを構成する材料の固相線温度以上の温度においては押圧手段からの力により変形し前記ヒューズエレメントの切断を許容する材料からなる支持部材を、備える、請求項１～１５のいずれか一項に記載の保護素子。
第１の端部と第２の端部とを有し、前記第１の端部から前記第２の端部に向けて通電するヒューズエレメントと、
前記ヒューズエレメントの前記第１の端部と前記第２の端部の間に位置する切断部を挟み込むように対向して配置する凸状部材及び凹状部材と、
前記凸状部材と前記凹状部材とが、前記切断部を挟み込む方向である第１の方向において相対的な距離を縮めるように弾性力を付与する押圧手段と、を備え、
前記ヒューズエレメントの通電方向と交差する、前記凸状部材の凸部及び前記凹状部材の凹部の対向する少なくとも一対の面は、前記第１の方向からの平面視において近接して配置し、
前記凸部に近接する位置に、前記ヒューズエレメントに接して前記ヒューズエレメントを加熱溶融させる発熱素子を更に備え、
前記発熱素子の加熱によって、前記ヒューズエレメントを切断する、保護素子。
前記ヒューズエレメントは、１個又は複数個の、平板状又はワイヤー状のいずれかのパーツからなる、請求項１７に記載の保護素子。
第１の電極と第２の電極を有し、前記第１の電極と前記ヒューズエレメントの前記第１の端部、および前記第２の電極と前記ヒューズエレメントの前記第２の端部がそれぞれ接続されている、請求項１７又は１８のいずれかに記載の保護素子。
前記押圧手段はバネ又はゴムである、請求項１７～１９のいずれか一項に記載の保護素子。
前記凹状部材には、前記凸部を前記凹部に誘導するガイドが設けられている、請求項１７～２０のいずれか一項に記載の保護素子。
前記発熱素子は、発熱体を有し、さらに、前記ヒューズエレメント側の表面に前記発熱体に電気的に接続された電極層を有する、請求項１７～２１のいずれか一項に記載の保護素子。
第３の電極を有し、
前記発熱体の一端が前記電極層と電気的に接続され、前記発熱体の他端が前記第３の電極と電気的に接続されている、請求項２２に記載の保護素子。
前記発熱体は、前記ヒューズエレメントの前記凸状部材側に配置される、請求項２２又は２３のいずれかに記載の保護素子。
前記発熱体は、前記ヒューズエレメントの前記凹状部材側に配置される、請求項２２又は２３のいずれかに記載の保護素子。
前記発熱素子の側面、前記凸部の外側面、及び、前記凹部の内側面は電気的に絶縁されている、請求項１７～２５のいずれか一項に記載の保護素子。
前記ヒューズエレメントは、内層を低融点金属、外層を高融点金属とする積層体である、請求項１７～２６のいずれか一項に記載の保護素子。
前記低融点金属はＳｎもしくはＳｎを主成分とする金属からなり、前記高融点金属は、Ａｇ若しくはＣｕ又はＡｇ若しくはＣｕを主成分とする金属からなる、請求項２７に記載の保護素子。
前記凹状部材の前記凹部内に配置して、前記ヒューズエレメントを下から直接的又は間接的に支持するものであって、前記ヒューズエレメントの定格電流通電中の温度以下においては前記ヒューズエレメントの変形を抑制し、前記ヒューズエレメントを構成する金属材料の固相線温度以上の温度においては押圧手段からの力により変形し前記ヒューズエレメントの切断を許容する材料からなる支持部材を、備える、請求項１７～２８のいずれか一項に記載の保護素子。
第１の電極および第２の電極と、
前記第１の電極および前記第２の電極のそれぞれに、両端面がはんだにて接続されたヒューズエレメントと、
前記ヒューズエレメントを挟み込むように対向して配置する凸状部材及び凹状部材と、
前記凸状部材と前記凹状部材とが、前記ヒューズエレメントを挟み込む方向である第１の方向において相対的な距離を縮めるように弾性力を付与する押圧手段と、を備え、
前記ヒューズエレメントの通電方向と交差する、前記凸状部材の凸部及び前記凹状部材の凹部の対向する少なくとも一対の面は、前記第１の方向からの平面視において近接して配置し、
前記ヒューズエレメントの前記第１の電極および前記第２の電極のいずれかに接続された一方の端面が、前記第１の方向からの平面視して、前記凹部の開口内に位置し、
前記はんだを構成する金属材料の軟化温度以上の温度において、前記一方の端面と前記第１の電極又は前記第２の電極との接続部が切断される、保護素子。
第１の電極および第２の電極と、
前記第１の電極および前記第２の電極のそれぞれに、両端面がはんだにて接続されたヒューズエレメントと、
前記ヒューズエレメントを挟み込むように対向して配置する凸状部材及び凹状部材と、
前記凸状部材と前記凹状部材とが、前記ヒューズエレメントを挟み込む方向である第１の方向において相対的な距離を縮めるように弾性力を付与する押圧手段と、を備え、
前記ヒューズエレメントの通電方向と交差する、前記凸状部材の凸部及び前記凹状部材の凹部の対向する少なくとも一対の面は、前記第１の方向からの平面視において近接して配置し、
前記ヒューズエレメントの前記第１の電極および前記第２の電極のいずれかに接続された一方の端面が、前記第１の方向からの平面視して、前記凹部の開口内に位置し、
前記凸部に近接する位置に、前記ヒューズエレメントに接して前記ヒューズエレメントを加熱溶融させる発熱素子を更に備え、
前記発熱素子の加熱によって、前記一方の端面と前記第１の電極又は前記第２の電極との接続部が切断される、保護素子。
第１の電極および第２の電極と、
前記第１の電極および前記第２の電極のそれぞれに、両端面がはんだにて接続されたヒューズエレメントと、
前記ヒューズエレメントを挟み込むように、対向して配置する凸状部材及び凹状部材と、
前記凸状部材と前記凹状部材とが、前記ヒューズエレメントを挟み込む方向である第１の方向において相対的な距離を縮めるように弾性力を付与する押圧手段と、を備え、
前記ヒューズエレメントの通電方向と交差する、前記凸状部材の凸部及び前記凹状部材の凹部の対向する少なくとも一対の面は、前記第１の方向からの平面視において近接して配置し、
前記ヒューズエレメントの前記第１の電極および前記第２の電極に接続された両端面が、前記第１の方向からの平面視して、前記凹部の開口内に位置し、
前記はんだを構成する金属材料の軟化温度以上の温度の温度において、前記ヒューズエレメントの両端面と前記第１の電極又は前記第２の電極との少なくとも一方の接続部が切断される、保護素子。
第１の電極および第２の電極と、
前記第１の電極および前記第２の電極のそれぞれに、両端面がはんだにて接続されたヒューズエレメントと、
前記ヒューズエレメントを挟み込むように、対向して配置する凸状部材及び凹状部材と、
前記凸状部材と前記凹状部材とが、前記ヒューズエレメントを挟み込む方向である第１の方向において相対的な距離を縮めるように弾性力を付与する押圧手段と、を備え、
前記ヒューズエレメントの通電方向と交差する、前記凸状部材の凸部及び前記凹状部材の凹部の対向する少なくとも一対の面は、前記第１の方向からの平面視において近接して配置し、
前記ヒューズエレメントの前記第１の電極および前記第２の電極に接続された両端面が、前記第１の方向からの平面視して、前記凹部の開口内に位置し、
前記凸部に近接する位置に、前記ヒューズエレメントに接して前記ヒューズエレメントを加熱溶融させる発熱素子を更に備え、
前記発熱素子の加熱によって、前記ヒューズエレメントの両端面と前記第１の電極又は前記第２の電極との少なくとも一方の接続部が切断される、保護素子。