JP7477958B2 - 保護素子および保護回路 - Google Patents

Description

本発明は、保護素子および保護回路に関する。

従来、電動パワーステアリングシステム（ＥＰＳ）が備えられた車両がある。電動パワーステアリングシステムは、車両の運行時にドライバーのハンドル操作に必要な力（操舵力）を補助する。
電動パワーステアリングシステムには、操舵力を補助する力の大きさに応じた回転トルクを出力するモータ（発動機）と、モータを駆動する駆動回路と、モータの異常挙動を防ぐ保護回路とが備えられている。

一般に、モータを回転させる方法として、３つのコイル（固定子）と、各コイルに供給される３相交流における位相の異なる電力とを用いて回転磁界を作り、回転磁界に同調して磁石（回転子）を回転させる方法が用いられている。モータを回転させるための３つのコイルにはそれぞれ、インバータから給電配線を介して、３相交流における位相の異なる電力が供給される。

従来の電動パワーステアリングシステムにおいては、各コイルと、各コイルに電力を供給するインバータとを繋ぐ給電配線に、各コイルとインバータとの電気的な接続の開閉を行う３端子有接点（メカニカル）リレーが設置されている。３端子有接点リレーは、車両のエンジンの起動に連動して、各コイルとインバータとの接続・遮断を行って、モータの駆動・停止を行う。また、３端子有接点リレーは、インバータの故障などによってコイルに供給された電力に異常が発生した場合に、各コイルとインバータとの接続を遮断し、モータの駆動を停止する。

従来の電動パワーステアリングシステムとして、例えば、特許文献１には、モータ駆動回路にて生成したモータ駆動電流により、３相交流モータからなる操舵アシストモータを駆動して、ハンドルの操舵を補助する操舵制御装置が記載されている。特許文献１に記載の操舵制御装置では、操舵アシストモータに接続される給電ライン上に非常用スイッチ素子を設け、異常発生時に非常用スイッチ素子をターンオフしてモータ駆動回路と操舵アシストモータとの間を断絶する。特許文献１には、非常用スイッチ素子のターンオフ後、操舵アシストモータにて発電される電力を受けて溶断され得るヒューズを有する保護回路が記載されている。

特開２００９－２１４５７２号公報

従来の電動パワーステアリングシステムにおいて、コイルに供給された電力に異常が発生した場合などに、３端子有接点リレーを用いてモータの駆動を停止させているものでは、以下に示す問題があった。
３端子有接点リレーでは、機械的に接点を開閉させることにより、各コイルとインバータとの接続・遮断の切り替えを行う。このため、接点に、汚れなどの導通を阻害する成分が付着して、導通不良が生じる場合があった。

また、３端子有接点リレーでは、接点を接触させて通電するため、内部抵抗が高く、発熱しやすい。このため、コイルに大電流を流してモータに十分な回転トルクを出力させることよりも、３端子有接点リレーの発熱を抑制することを優先せざるを得ず、モータの出力を抑制しなければならない場合があった。

３端子有接点リレーの内部抵抗を低下させる方法としては、通電時に接触させる接点を大きくすることが考えられる。しかし、３端子有接点リレーの接点を大きくすると、３端子有接点リレーの容積が増大し、電動パワーステアリングシステムが大型化する。このことから、３端子有接点リレーの接点を大きくして、内部抵抗を低下させる方法を用いることは、困難である。

これらのことから、３端子有接点リレーを用いることなく、電動パワーステアリングシステムにおいて、コイルに供給された電力に異常が発生した場合にモータを停止できる技術が求められている。

特許文献１に記載の操舵制御装置では、異常発生時に非常用スイッチ素子をターンオフしてモータ駆動回路と操舵アシストモータとの間を断絶するため、３端子有接点リレーを用いる必要はない。
しかし、特許文献１に記載の技術を用いて、異常発生時にモータ駆動回路と操舵アシストモータとを断絶できるようにするためには、多数の素子を設ける必要があった。このため、特許文献１に記載の操舵制御装置は、製造時に手間がかかるという不都合があった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、３端子有接点リレーと比較して小型で大電流を流すことができ、しかも３端子有接点リレーのように接点の汚れによる導通不良が生じることはなく、少ない素子数で遮断すべき電流経路を遮断できる保護素子および保護回路を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を提供する。

（１）可溶導体と、
前記可溶導体を介して電気的に接続された３つ以上の電極と、
前記可溶導体を加熱して溶断させる発熱体とを有する保護素子。

（２）前記３つ以上の電極のうち２つ以上の電極同士が、接続配線によって電気的に接続された複数の可溶導体を介して電気的に接続されている（１）に記載の保護素子。
（３）前記接続配線と前記発熱体の少なくとも一部とが平面視で重なっている（２）に記載の保護素子。

（４）前記３つ以上の電極のうち２つ以上の電極同士が、１つの可溶導体を介して電気的に接続されている（１）に記載の保護素子。
（５）前記可溶導体と前記発熱体の少なくとも一部とが平面視で重なっている（４）に記載の保護素子。

（６）前記発熱体が、前記可溶導体と電気的に絶縁されている（１）～（５）のいずれかに記載の保護素子。
（７）前記発熱体が、前記可溶導体と電気的に接続されている（１）～（５）のいずれかに記載の保護素子。

（８）前記３つ以上の電極は、多相交流における位相の異なる電力を供給する給電配線と、それぞれ電気的に接続されている（１）～（７）のいずれかに記載の保護素子。
（９）前記３つ以上の電極のうち一部または全部の電極に供給された電力の異常が検知されることにより、前記発熱体に電力を供給する制御回路を備える（１）～（８）のいずれかに記載の保護素子。

（１０）可溶導体と、
前記可溶導体を介して電気的に接続された３つ以上の電極と、
前記可溶導体を加熱して溶断させる発熱体とを有する保護回路。

（１１）前記３つ以上の電極のうち２つ以上の電極同士が、接続配線によって電気的に接続された複数の可溶導体を介して電気的に接続されている（１０）に記載の保護回路。
（１２）前記接続配線と前記発熱体の少なくとも一部とが平面視で重なっている（１１）に記載の保護回路。

（１３）前記３つ以上の電極のうち２つ以上の電極同士が、１つの可溶導体を介して電気的に接続されている（１０）に記載の保護回路。
（１４）前記可溶導体と前記発熱体の少なくとも一部とが平面視で重なっている（１３）に記載の保護回路。

（１５）前記発熱体が、前記可溶導体と電気的に絶縁されている（１０）～（１４）のいずれかに記載の保護回路。
（１６）前記発熱体が、前記可溶導体と電気的に接続されている（１０）～（１４）のいずれかに記載の保護回路。

（１７）前記３つ以上の電極は、多相交流における位相の異なる電力を供給する給電配線と、それぞれ電気的に接続されている（１０）～（１６）のいずれか一項に記載の保護回路。
（１８）前記３つ以上の電極のうち一部または全部の電極に供給された電力の異常が検知されることにより、前記発熱体に電力を供給する制御回路を備える（１０）～（１７）のいずれか一項に記載の保護回路。

本発明の保護素子および保護回路は、可溶導体と、可溶導体を介して電気的に接続された３つ以上の電極と、可溶導体を加熱して溶断させる発熱体とを有する。このため、本発明の保護素子および保護回路によれば、発熱体の発熱により、３つ以上の電極と電気的に接続された電流経路を１つの素子で遮断できる。したがって、本発明の保護素子および保護回路を用いることで、１つの電流経路のみ遮断する素子を用いる場合と比較して、素子数を少なくできる。また、本発明の保護素子および保護回路は、３端子有接点リレーと比較して小型で大電流を流すことができ、しかも３端子有接点リレーのように接点の汚れによる導通不良が生じることはない。

第１実施形態の保護素子を示した平面図である。 図１に示す保護素子を図１の反対側から見た平面図である。 図１に示す保護素子をＡ－Ａ´線に沿って切断した断面図である。 図１に示す保護素子の回路構成からなる第１実施形態の保護回路を示した模式図である。 第２実施形態の保護素子を示した平面図である。 図５に示す保護素子を図５の反対側から見た平面図である。 図５に示す保護素子をＢ－Ｂ´線に沿って切断した断面図である。 図５に示す保護素子の回路構成からなる第２実施形態の保護回路を示した模式図である。 第３実施形態の保護素子を示した平面図である。 図９に示す保護素子を図９の反対側から見た平面図である。 図９に示す保護素子をＣ－Ｃ´線に沿って切断した断面図である。 図９に示す保護素子の回路構成からなる第３実施形態の保護回路を示した模式図である。 第４実施形態の保護素子を示した平面図である。 図１３に示す保護素子を図１３の反対側から見た平面図である。 図１３に示す保護素子をＤ－Ｄ´線に沿って切断した断面図である。 図１３に示す保護素子の回路構成からなる第４実施形態の保護回路を示した模式図である。 第５実施形態の保護素子を示した平面図である。 図１７に示す保護素子の回路構成からなる第５実施形態の保護回路を示した模式図である。

以下、本発明に係る保護素子および保護回路について、図面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、本発明の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できる。

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の保護素子を示した平面図である。図２は、図１に示す保護素子を図１の反対側から見た平面図である。図３は、図１に示す保護素子をＡ－Ａ´線に沿って切断した断面図である。図４は、図１に示す保護素子の回路構成からなる第１実施形態の保護回路を示した模式図である。
本実施形態の保護素子１０は、図１～図３に示すように、絶縁基板５と、可溶導体１ａと、３つの電極２ａ、２ｂ、２ｃと、発熱体３ａと、第１発熱体電極４ａと、第２発熱体電極４ｂとを有する。

本実施形態においては、図１および図４に示す保護素子１０を、３つのコイル（固定子）と、各コイルに供給される３相交流における位相の異なる電力とを用いて回転磁界を作り、回転磁界に同調して磁石（回転子）を回転させるモータにおいて、一部または全部のコイルに供給された電力に異常が発生した場合に、モータを停止させる用途に用いる場合を例に挙げて説明する。
本実施形態の保護素子１０は、可溶導体１ａが３つのコイルに電力を供給する電流経路の一部を構成する。本実施形態では、可溶導体１ａが溶断することにより、３つのコイルのうち少なくとも２つのコイルに電力を供給する電流経路を遮断する。

絶縁基板５は、平面視略長方形の板状である。絶縁基板５は、電気絶縁性を有するものであればよく、例えば、樹脂基板、セラミックス基板、樹脂とセラミックスとの複合体基板など、公知の絶縁基板を用いることができる。樹脂基板としては、具体的には、エポキシ樹脂基板、フェール樹脂基板、ポリイミド基板などが挙げられる。セラミックス基板としては、具体的には、アルミナ基板、ガラスセラミックス基板、ムライト基板、ジルコニア基板などが挙げられる。複合体基板としては、具体的には、ガラスエポキシ基板などが挙げられる。

本実施形態の保護素子１０では、可溶導体（ヒューズエレメント）１ａは、図１に示すように、絶縁基板５の一方の面（図１における表面５ａ）の略中央に、１つのみ設けられている。可溶導体１ａは、図３に示すように、ハンダなどの導電接続部材８によって接合されていることにより、３つの電極２ａ、２ｂ、２ｃと、それぞれ電気的に接続されている。図３に示すように、可溶導体１ａと絶縁基板５の表面５ａとの間には、空間が形成されている。可溶導体１ａは、発熱体３ａの発熱によって、および／または定格を超える過剰な電流が通電された過電流状態となることによって、溶断する。

図１に示すように、可溶導体１ａの平面形状は、絶縁基板５の側面と略平行の辺を有する略長方形である。本実施形態においては、可溶導体１ａが、絶縁基板５の側面と略平行な辺を有する平面視略長方形である場合を例に挙げて説明するが、可溶導体の平面形状は、電極２ａ、２ｂ、２ｃの配置などに応じて適宜決定でき、特に限定されない。例えば、可溶導体の平面形状は、略正方形、略円形、略楕円形、略三角形などの多角形、略星形などであってもよいし、不定形であってもよい。
可溶導体１ａの厚みは、可溶導体１ａの材料、保護素子１０の用途などに応じて適宜決定でき、特に限定されない。また、可溶導体の厚みは、略均一であってもよいし、厚い領域と薄い領域とを有していてもよい。

可溶導体１ａは、均一の材料からなる１層のものであってもよいし、高融点金属層と低融点金属層とを含有する構造体であってもよい。
可溶導体１ａが均一の材料からなる１層のものである場合、可溶導体１ａの材料としては、例えば、ＳｎＡｇＣｕ系のＰｂフリーハンダのほか、ＢｉＰｂＳｎ合金、ＢｉＰｂ合金、ＢｉＳｎ合金、ＳｎＰｂ合金、ＰｂＩｎ合金、ＺｎＡｌ合金、ＩｎＳｎ合金、ＰｂＡｇＳｎ合金等を用いることができる。

可溶導体１ａが高融点金属層と低融点金属層とを含有する構造体である場合、例えば、低融点金属からなる内層と、内層の外面を被覆するように形成された高融点金属からなる外層とからなる積層構造体、高融点金属からなる内層と、内層の外面を被覆するように形成された低融点金属からなる外層とからなる積層構造体、低融点金属からなる層と高融点金属からなる層とを厚み方向に交互に積層した４層以上の多層構造体などを用いることができる。

低融点金属層に用いられる金属としては、ハンダ又はＳｎを主成分とする金属を用いることが好ましい。このような金属としては、一般的に「Ｐｂフリーハンダ」と呼ばれる金属（例えば、千住金属工業製、Ｍ７０５等）などを用いることができる。低融点金属層に用いられる金属は、リフロー炉の温度よりも高い融点を有するものでなくてもよく、例えば２００℃程度で溶融するものであってもよい。
高融点金属層に用いられる金属としては、例えば、Ａｇ若しくはＣｕ、またはこれらのうちのいずれかを主成分とする金属などを用いることができる。高融点金属層に用いられる金属は、リフローによって可溶導体１ａを実装する場合に可溶導体１ａが溶融しないように、リフロー炉の温度よりも高い融点を有するものであることが好ましい。

可溶導体１ａが、低融点金属からなる内層と高融点金属からなる外層とからなる上記の積層構造体である場合、内層の外面を被覆するように外層が形成されているため、低融点金属の溶融温度を超えるリフロー温度で可溶導体１ａを実装しても、可溶導体１ａが溶断しない。したがって、リフローによって効率よく可溶導体１ａを実装できる。

また、可溶導体１ａが、低融点金属からなる内層と高融点金属からなる外層とからなる積層構造体である場合、可溶導体１ａが溶断される際に、溶融した低融点金属が高融点金属からなる外層を浸食する。このため、外層を形成している高融点金属が融点よりも低温で溶融し、効率よく溶断される。したがって、可溶導体１ａが、低融点金属からなる内層と高融点金属からなる外層とからなる積層構造体である保護素子１０では、例えば、高融点金属からなる同じ大きさの可溶導体を有する場合と比較して、可溶導体の断面積を大きくでき、電流定格を向上させることができる。また、例えば、高融点金属からなる同じ電流定格の可溶導体を有する場合と比較して、小型化および／または薄型化でき、速溶断性に優れる。

可溶導体１ａが、高融点金属層と低融点金属層とを含有する構造体である場合、周知の積層技術および／または膜形成技術を用いて可溶導体１ａを形成できる。
例えば、可溶導体１ａが、高融点金属からなる内層と高融点金属からなる外層とからなる積層構造体である場合、低融点金属からなる箔の表面に、メッキ技術を用いて高融点金属層を成膜する方法を用いて製造できる。

本実施形態の保護素子１０に備えられている３つの電極２ａ、２ｂ、２ｃはそれぞれ、図１および図３に示すように、絶縁基板５の表面５ａにおいて導電接続部材８によって可溶導体１ａと電気的に接続されている。このことにより、電極２ａ、２ｂ、２ｃ同士が、１つの可溶導体１ａを介して電気的に接続されている。
３つの電極２ａ、２ｂ、２ｃは、３相交流における１／３ずつ位相の異なる電力を供給する給電配線（不図示）と、それぞれ電気的に接続されている。このことにより、保護素子１０の可溶導体１ａが３つのコイルに電力を供給する電流経路の一部とされている。

図１～図３に示すように、絶縁基板５の表面５ａに形成された電極２ａ、２ｂ、２ｃは、それぞれ絶縁基板５の側面に形成されたキャスタレーションを介して、絶縁基板５の他方の面（図１における裏面５ｂ）に形成された電極２ａ、２ｂ、２ｃと電気的に接続されている。キャスタレーションは、絶縁基板５の側面に設けられた略半円のスルーホール内を、導電材料で被覆してなるものである。絶縁基板５の表面５ａに形成された電極２ａ、２ｂ、２ｃと、絶縁基板５の裏面５ｂに形成された電極２ａ、２ｂ、２ｃとは、スルーホールを介して電気的に接続されていてもよい。

図１および図２に示すように、本実施形態の保護素子１０では、絶縁基板５の表面５ａおよび裏面５ｂに形成された電極２ａ、２ｂ、２ｃは、いずれも平面視略長方形の絶縁基板５における長辺に沿う縁部に配置されている。より詳細には、電極２ａ、２ｂは、絶縁基板５の２つの長辺のうち一方の長辺の縁部に沿って離間して配置されている。電極２ｃは、絶縁基板５の２つの長辺のうち、電極２ａ、２ｂが配置されていない方の長辺の縁部に沿って配置されている。図１および図２に示すように、電極２ａ、２ｂと電極２ｃとは、平面視で対向配置されている。電極２ｃは、電極２ａ、２ｂと比較して、絶縁基板５の長辺に沿う方向の長さが長いものとされている。

本実施形態の保護素子１０に備えられている３つの電極２ａ、２ｂ、２ｃは、それぞれＡｇ配線、Ｃｕ配線などの導電パターンによって形成されている。３つの電極２ａ、２ｂ、２ｃは、それぞれ異なる材料で形成されていてもよいし、３つのうちの一部または全部が同じ材料で形成されていてもよい。
電極２ａ、２ｂ、２ｃの表面は、それぞれ酸化などによる電極特性の変質を抑制するために、電極保護層で被覆されていてもよい。電極保護層の材料としては、例えば、Ｓｎめっき膜、Ｎｉ／Ａｕめっき膜、Ｎｉ／Ｐｄめっき膜、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕめっき膜などを用いることができる。

本実施形態の保護素子１０に備えられている発熱体３ａは、図２に示すように、平面視略長方形の絶縁基板５における裏面５ｂに設けられている。発熱体３ａは、絶縁基板５の裏面５ｂにおける短辺方向略中央部に、長辺方向に沿って帯状に設けられている。図１～図３に示すように、発熱体３ａは、絶縁基板５によって、可溶導体１ａと電気的に絶縁されている。

発熱体３ａは、３つの電極２ａ、２ｂ、２ｃのうち一部または全部の電極に供給された電力の異常が検知された場合に、後述する制御回路によって通電される。発熱体３ａは、通電されることにより発熱し、絶縁基板５を介して可溶導体１ａを加熱し、溶断させる。
本実施形態では、図３に示すように、可溶導体１ａと発熱体３ａの一部とが平面視で重なっている。具体的には、発熱体３ａの中央部が、可溶導体１ａと平面視で重なっており、可溶導体１ａにおける絶縁基板５の短辺方向略中央部と発熱体３ａとが重なるように配置されている。本実施形態では、発熱体３ａが発熱すると、可溶導体１ａの発熱体３ａと平面視で重なっている領域に効率よく熱が伝わり、可溶導体１ａの絶縁基板５の短辺方向略中央部が効率よく加熱され、可溶導体１ａが速やかに溶断される。

発熱体３ａは、比較的抵抗が高く、通電することにより発熱する高抵抗導電性材料によって形成されている。高抵抗導電性材料としては、例えば、ニクロム、Ｗ、Ｍｏ、Ｒｕを含む材料などが挙げられる。

本実施形態の保護素子１０に備えられている発熱体３ａは、図２に示すように、第１発熱体電極４ａと第２発熱体電極４ｂの２つの発熱体電極と電気的に接続されている。第１発熱体電極４ａと第２発熱体電極４ｂは、平面視略長方形の絶縁基板５の裏面５ｂにおける短辺に沿う縁部に、平面視で対向して配置されている。第１発熱体電極４ａおよび第２発熱体電極４ｂの材料としては、電極２ａ、２ｂ、２ｃに用いることのできる材料と同じ材料を用いることができる。第１発熱体電極４ａと第２発熱体電極４ｂは、それぞれ異なる材料で形成されていてもよいし、同じ材料で形成されていてもよい。

本実施形態の保護素子１０は、３つの電極２ａ、２ｂ、２ｃのうち一部または全部の電極に供給された電力の異常が検知されることにより、発熱体３ａに電力を供給する制御回路を備えている。具体的には、本実施形態では、上記の異常を検知することにより、制御回路から、第１発熱体電極４ａと第２発熱体電極４ｂとを用いて、発熱体３ａに電力が供給されるようになっている。

本実施形態の保護素子１０は、３つの電極２ａ、２ｂ、２ｃに供給された電力の異常を検出する検出回路を備えている。検出回路は、３つの電極２ａ、２ｂ、２ｃにそれぞれ電力を供給する３本の給電配線上において、所定の抵抗成分に通電して生じた電圧量をそれぞれ検出し、その結果を制御回路に供給する。
制御回路は、検出回路による検出結果に応じて、３つの電極２ａ、２ｂ、２ｃのうち一部または全部の電極に供給された電力の異常が検知された場合に、第２発熱体電極４ｂを地絡させ、第１発熱体電極４ａを介して発熱体３ａに電力を供給する。

（製造方法）
本実施形態の保護素子１０は、例えば、以下に示す方法により製造できる。
まず、絶縁基板５の表面５ａの所定の位置に、３つの電極２ａ、２ｂ、２ｃを形成する。電極２ａ、２ｂ、２ｃは、絶縁基板５の表面５ａに導電材料をパターニングする方法など公知の方法により形成できる。次に、絶縁基板５の裏面５ｂの所定の位置に、表面５ａと同様にして、３つの電極２ａ、２ｂ、２ｃを形成する。

次に、絶縁基板５の裏面５ｂの所定の位置に、導電材料をパターニングする方法など公知の方法を用いて、第１発熱体電極４ａおよび第２発熱体電極４ｂを形成する。第１発熱体電極４ａおよび第２発熱体電極４ｂを、電極２ａ、２ｂ、２ｃと同じ材料を用いて形成する場合には、第１発熱体電極４ａおよび第２発熱体電極４ｂと電極２ａ、２ｂ、２ｃとを同時に形成してもよい。
電極２ａ、２ｂ、２ｃ、第１発熱体電極４ａおよび第２発熱体電極４ｂは、絶縁基板５となる基材の表面および裏面の所定の位置に、所定の導電材料を含む導電ぺーストを塗布し、これを焼成する方法により形成してもよい。

次に、絶縁基板５の側面おける電極２ａ、２ｂ、２ｃに対応する位置に、略半円のスルーホールを形成する。次いで、スルーホール内を導電材料で被覆し、キャスタレーションを形成する。これにより、絶縁基板５の表面５ａに形成された電極２ａ、２ｂ、２ｃと、絶縁基板５の裏面５ｂに形成された電極２ａ、２ｂ、２ｃとが、電気的に接続される。

次に、絶縁基板５の裏面５ｂの所定の位置に、発熱体３ａを形成する。発熱体３ａは、例えば、上記の高抵抗導電性材料と樹脂バインダとを含む混合ペーストを製造し、これをスクリーン印刷技術を用いて絶縁基板５の裏面５ｂにパターン形成し、焼成する方法などにより形成できる。
次に、絶縁基板５の表面５ａに形成された電極２ａ、２ｂ、２ｃ上に、クリームハンダなどを用いて可溶導体１ａを接合し、リフロー炉を用いてリフローはんだ付けする方法などにより、電極２ａ、２ｂ、２ｃ上にハンダなどの導電接続部材８を介して可溶導体１ａを固定する。
以上の工程により、本実施形態の保護素子１０が得られる。

本実施形態の保護素子１０を用いて停止させるモータ（不図示）は、３つのコイル（固定子）と、各コイルに供給される電力とを用いて回転磁界を作り、回転磁界に同調して磁石（回転子）を回転させるものである。
モータを回転させるための３つのコイルとしては、公知のコイルを用いることができる。３つのコイルは、１２０°ずつ離れて同心円状に配置されている。３つのコイルには、それぞれインバータから給電配線を介して、３相交流における１／３ずつ位相の異なる電力が供給されている。３つのコイルは、それぞれ一端がインバータと電気的に接続され、インバータと反対側の端部が給電配線を介して保護素子１０の電極２ａ、２ｂ、２ｃと電気的に接続されている。このことにより、本実施形態の保護素子１０は、Ｙ結線（スター結線）における接合部を形成している。そして、保護素子１０の可溶導体１ａに、Ｙ結線の中性点が形成されている。

図４は、図１に示す保護素子１０の回路構成からなる第１実施形態の保護回路を示した模式図である。図４において、図１～図３に示す保護素子１０と同じ部材については、同じ符号を付している。
図４に示すように電極２ａは、可溶導体１１と電気的に接続されている。電極２ｂは、可溶導体１２と電気的に接続されている。電極２ｃは、可溶導体１３と電気的に接続されている。図４に示す保護回路には、可溶導体１１の電極２ａと反対側と、可溶導体１２の電極２ｂと反対側と、可溶導体１３の電極２ｃと反対側とを、中性点で一括して接続してなるＹ結線（スター結線）が用いられている。

図４においては３つの可溶導体１１、１２、１３が記載されているが、図１～図３に示す保護素子１０においては、図４における３つの可溶導体１１、１２、１３の機能が、３つの可溶導体１１、１２、１３に対応する一体化された１つのみの可溶導体１ａによって得られるようになっている。
図４に示すように、発熱体３ａは、第１発熱体電極４ａと第２発熱体電極４ｂの２つの発熱体電極と電気的に接続されている。また、発熱体３ａは、図４に示すように、可溶導体１１、１２、１３（図１～図３における可溶導体１ａ）と電気的に絶縁されている。

本実施形態の保護回路は、３つの電極２ａ、２ｂ、２ｃのうち一部または全部の電極に供給された電力の異常が検知されることにより、３つの電極２ａ、２ｂ、２ｃにそれぞれ電力を供給する３本の給電配線のうち、少なくとも２本の電流経路を遮断する。
本実施形態では、保護回路の有する検出回路（不図示）が、３つの電極２ａ、２ｂ、２ｃに供給された電力の異常を検出する。検出回路は、３つの電極２ａ、２ｂ、２ｃにそれぞれ電力を供給する３本の給電配線上において、所定の抵抗成分に通電して生じた電圧量をそれぞれ検出し、その結果を制御回路（不図示）に供給する。

制御回路は、検出回路による検出結果に応じて、３つの電極２ａ、２ｂ、２ｃのうち一部または全部の電極に供給された電力の異常が検知された場合に、第２発熱体電極４ｂを地絡させ、第１発熱体電極４ａを介して発熱体３ａに電力を供給する。このことにより、保護素子１０の発熱体３ａが発熱し、図４に示す可溶導体１１、１２、１３（図１～図３における可溶導体１ａ）が溶融して溶断される。
また、本実施形態では、３つの電極２ａ、２ｂ、２ｃのうち一部または全部の電極に定格を超える過電流が通電された場合、発熱体３ａに電力が供給されていなくても、保護素子１０の可溶導体１ａが自己発熱により溶融して溶断する。

図４に示すように、可溶導体１１、１２、１３（図１～図３における可溶導体１ａ）が溶断されることにより、電極２ａと電極２ｂ、電極２ｂと電極２ｃ、電極２ａと電極２ｃのうち少なくとも２つの接続が遮断されると、３つの電極２ａ、２ｂ、２ｃにそれぞれ電力を供給する３本の給電配線のうち、少なくとも２本の電流経路が遮断される。
その結果、本実施形態では、モータを回転させる回転磁界が発生しなくなり、モータの回転が停止する。モータの回転が停止した後、制御回路で第２発熱体電極４ｂの地絡をやめることにより、発熱体３ａへの電力供給が停止される。

本実施形態の保護素子１０および保護回路は、可溶導体と、可溶導体を介して電気的に接続された３つの電極２ａ、２ｂ、２ｃと、可溶導体を加熱して溶断させる発熱体３ａとを有する。このため、本実施形態の保護素子１０および保護回路によれば、発熱体３ａの発熱により、３つの電極２ａ、２ｂ、２ｃと電気的に接続された３つの電流経路を、１つの素子で遮断できる。したがって、本実施形態の保護素子１０および保護回路を用いることで、例えば、３つの電流経路それぞれに１つの電流経路のみ遮断する素子を設置する場合と比較して、素子数を少なくできる。また、本実施形態の保護素子１０および保護回路は、３端子有接点リレーと比較して小型で大電流を流すことができ、しかも３端子有接点リレーのように接点の汚れによる導通不良が生じることはない。

本実施形態の保護素子１０および保護回路は、３つの電極２ａ、２ｂ、２ｃのうち一部または全部の電極に供給された電力の異常が検知されることにより、発熱体３ａに電力を供給する制御回路を備えている。このため、本実施形態の保護素子１０および保護回路では、３つの電極２ａ、２ｂ、２ｃのうち一部または全部の電極に供給された電力に異常が発生した場合に、発熱体３ａが発熱して可溶導体が溶断され、可溶導体を介した電流経路が遮断される。

また、本実施形態の保護素子１０および保護回路では、３つの電極２ａ、２ｂ、２ｃが、３相交流における１／３ずつ位相の異なる電力を供給する給電配線と、それぞれ電気的に接続されている。このため、本実施形態の保護素子１０および保護回路は、例えば、３つのコイルと、各コイルに供給される位相の異なる電力とを用いて回転させるモータにおいて、一部または全部のコイルに供給された電力に異常が発生した場合に、モータを停止させる用途に好適に用いることができる。より具体的には、本実施形態の保護素子１０および保護回路は、電動パワーステアリングシステムにおいて、コイルに供給する電力を変換するインバータが故障した場合など、コイルに供給された電力に異常が発生した場合に、モータを停止させる用途などに好ましく使用できる。

［第２実施形態］
図５は、第２実施形態の保護素子を示した平面図である。図６は、図５に示す保護素子を図５の反対側から見た平面図である。図７は、図５に示す保護素子をＢ－Ｂ´線に沿って切断した断面図である。図８は、図５に示す保護素子の回路構成からなる第２実施形態の保護回路を示した模式図である。なお、図５は、図７に示す保護素子２０のカバー部材６を外した状態を示している。

本実施形態の保護素子２０は、図５～図７に示すように、絶縁基板５と、３つの可溶導体１ｂ、１ｃ、１ｄと、３つの電極２ｄ、２ｅ、２ｆと、発熱体３ａと、絶縁部材３ｂと、第１発熱体電極４ａと、第２発熱体電極４ｂと、カバー部材６と、接続配線７ａとを有する。
本実施形態の保護素子２０において、第１実施形態の保護素子１０と同じ部材については、同じ符号を付し、説明を省略する。

図５に示すように、本実施形態の保護素子２０では、第１実施形態の保護素子１０とは異なり、絶縁基板５の表面５ａに、略同形の３つの可溶導体１ｂ、１ｃ、１ｄが設けられている。３つの可溶導体１ｂ、１ｃ、１ｄは、いずれも平面視略矩形である。
３つの可溶導体１ｂ、１ｃ、１ｄは、それぞれ異なる材料で形成されていてもよいし、３つのうちの一部または全部が同じ材料で形成されていてもよい。本実施形態では、３つの可溶導体１ｂ、１ｃ、１ｄが略同形であるため、これらが全て同じ材料で形成されている場合、３つの可溶導体１ｂ、１ｃ、１ｄの溶断しやすさが略均一となり、好ましい。また、３つの可溶導体１ｂ、１ｃ、１ｄが、全て同じ材料で形成されている場合、３つのうちの一部または全部が異なる場合と比較して、少ない製造工程で可溶導体１ｂ、１ｃ、１ｄを形成でき、生産性に優れる。

また、本実施形態の保護素子２０では、第１実施形態の保護素子１０における電極２ａ、２ｂと同様に、電極２ｄ、２ｅが設けられている。しかし、図５に示すように、本実施形態の保護素子２０における電極２ｆは、第１実施形態の保護素子１０における電極２ｃとは異なり、電極２ｄ、２ｅと略同形とされている。

また、図５に示すように、本実施形態の保護素子２０では、第１実施形態の保護素子１０とは異なり、絶縁基板５の表面５ａに接続配線７ａが設けられている。接続配線７ａは、図５および図７に示すように、平面視略長方形の絶縁基板５の短辺方向略中央部に長辺方向に沿って帯状に設けられている。接続配線７ａは、図７に示すように、発熱体３ａの少なくとも一部と平面視で重なっている。このため、発熱体３ａが発熱すると、絶縁基板５を介して、接続配線７ａの発熱体３ａと平面視で重なっている領域に効率よく熱が伝わる。そして、接続配線７ａを介して可溶導体１ｂ、１ｃ、１ｄが効率よく加熱され、可溶導体１ｂ、１ｃ、１ｄが速やかに溶断される。

接続配線７ａの材料としては、第１実施形態の保護素子１０における電極２ａ、２ｂ、２ｃに用いることのできる材料と同じ材料などを用いることができる。

本実施形態の保護素子２０では、図５に示すように、可溶導体１ｂは、接続配線７ａと電極２ｄとに跨って配置されている。可溶導体１ｃは、接続配線７ａと電極２ｅとに跨って配置されている。可溶導体１ｄは、接続配線７ａと電極２ｆとに跨って配置されている。このことにより３つの電極２ｄ、２ｅ、２ｆ同士が、接続配線７ａによって電気的に接続された３つの可溶導体１ｂ、１ｃ、１ｄを介して電気的に接続されている。

本実施形態の保護素子２０では、図７に示すように、絶縁基板５の表面５ａに、接着剤（不図示）を介してカバー部材６が取り付けられている。カバー部材６が取り付けられていることによって、絶縁基板５の表面５ａに形成されている可溶導体１ｂ、１ｃ、１ｄおよび電極２ｄ、２ｅ、２ｆが保護される。また、カバー部材６が取り付けられていることによって、可溶導体１ｂ、１ｃ、１ｄが溶断することにより発生する溶融物の飛散が防止される。カバー部材６の材料としては、例えば、各種エンジニアリングプラスチックおよび／またはセラミックスなどを用いることができる。

本実施形態の保護素子２０では、図６および図７に示すように、絶縁基板５の裏面５ｂに設けられている発熱体３ａを被覆する絶縁部材３ｂが設けられている。絶縁部材３ｂは、ガラスなどの絶縁材料で形成されている。

（製造方法）
本実施形態の保護素子２０は、例えば、以下に示す方法により製造できる。
まず、絶縁基板５の表面５ａおよび／または裏面５ｂの所定の位置に、第１実施形態の保護素子１０と同様にして、３つの電極２ｄ、２ｅ、２ｆと、第１発熱体電極４ａおよび第２発熱体電極４ｂを形成する。
また、電極２ｄ、２ｅ、２ｆと同様にして、絶縁基板５の表面５ａに、接続配線７ａを形成する。接続配線７ａを、電極２ｄ、２ｅ、２ｆと同じ材料を用いて形成する場合には、接続配線７ａと電極２ｄ、２ｅ、２ｆとを同時に形成してもよい。

その後、第１実施形態の保護素子１０と同様にして、絶縁基板５の表面５ａに形成された電極２ｄ、２ｅ、２ｆと、絶縁基板５の裏面５ｂに形成された電極２ｄ、２ｅ、２ｆとを、電気的に接続する。
次に、第１実施形態の保護素子１０と同様にして、絶縁基板５の裏面５ｂの所定の位置に、発熱体３ａを形成する。続いて、従来公知の方法により、発熱体３ａ上に、発熱体３ａを被覆する絶縁部材３ｂを形成する。

次に、絶縁基板５の表面５ａに形成された電極２ｄ、２ｅ、２ｆおよび接続配線７ａ上に、ハンダなどの導電接続部材８を用いて可溶導体１ｂ、１ｃ、１ｄをそれぞれ接合する。
次に、図７に示すように、絶縁基板５の表面５ａに、接着剤（不図示）を用いてカバー部材６を取り付ける。
以上の工程により、本実施形態の保護素子２０が得られる。

本実施形態においては、保護素子２０を、第１実施形態と同様のモータを停止させる用途に用いる場合を例に挙げて説明する。
本実施形態の保護素子２０は、可溶導体１ｂ、１ｃ、１ｄがそれぞれ３つのコイルに電力を供給する電流経路の一部を構成する。本実施形態では、可溶導体１ｂ、１ｃ、１ｄのうち少なくとも２つが溶断することにより、３つのコイルのうち少なくとも２つのコイルに電力を供給する電流経路を遮断する。
本実施形態の保護素子２０は、第１実施形態の保護素子１０と同様に、Ｙ結線（スター結線）における接合部を形成している。しかし、本実施形態の保護素子２０は、第１実施形態の保護素子１０と異なり、保護素子２０の可溶導体１ｂ、１ｃ、１ｄに電気的に接続された接続配線７ａに、Ｙ結線の中性点が形成されている。

図８は、図５に示す保護素子２０の回路構成からなる第２実施形態の保護回路を示した模式図である。図８において、図５～図７に示す保護素子２０と同じ部材については、同じ符号を付している。
図５および図８に示すように、電極２ｄは、可溶導体１ｂと電気的に接続されている。電極２ｅは、可溶導体１ｃと電気的に接続されている。電極２ｆは、可溶導体１ｄと電気的に接続されている。図８に示す保護回路には、可溶導体１ｂの電極２ｄと反対側と、可溶導体１ｃの電極２ｅと反対側と、可溶導体１ｄの電極２ｆと反対側とを、接続配線７ａによって一括して接続してなるＹ結線（スター結線）が用いられている。

図８に示すように、発熱体３ａは、第１発熱体電極４ａと第２発熱体電極４ｂの２つの発熱体電極と電気的に接続されている。また、発熱体３ａは、図８に示すように、可溶導体１ｂ、１ｃ、１ｄと電気的に絶縁されている。

本実施形態の保護回路は、３つの電極２ｄ、２ｅ、２ｆのうち一部または全部の電極に供給された電力の異常が検知されることにより、３つの電極２ｄ、２ｅ、２ｆにそれぞれ電力を供給する３本の給電配線のうち、少なくとも２本の電流経路を遮断する。
本実施形態では、第１実施形態と同様にして、検出回路が３つの電極２ｄ、２ｅ、２ｆに供給された電力の異常を検出する。

制御回路は、検出回路による検出結果に応じて、第１実施形態と同様にして、第２発熱体電極４ｂを地絡させ、第１発熱体電極４ａを介して発熱体３ａに電力を供給する。このことにより、保護素子２０の発熱体３ａが発熱し、絶縁基板５を介して接続配線７ａを加熱する。そして、絶縁基板５および／または接続配線７ａを介して可溶導体１ｂ、１ｃ、１ｄが加熱されて、溶断される。
また、本実施形態では、３つの電極２ｄ、２ｅ、２ｆのうち一部または全部の電極に定格を超える過電流が通電された場合、発熱体３ａに電力が供給されていなくても、保護素子２０の可溶導体１ｂ、１ｃ、１ｄが自己発熱により溶融して溶断する。

図８に示す可溶導体１ｂ、１ｃ、１ｄのうち少なくとも２つが溶断されることにより、電極２ｄと接続配線７ａ、電極２ｅと接続配線７ａ、電極２ｄと接続配線７ａのうち少なくとも２つの接続が遮断されると、３つの電極２ｄ、２ｅ、２ｆにそれぞれ電力を供給する３本の給電配線のうち、少なくとも２本の電流経路が遮断される。
その結果、本実施形態では、モータを回転させる回転磁界が発生しなくなり、モータの回転が停止する。モータの回転が停止した後、制御回路で第２発熱体電極４ｂの地絡をやめることにより、発熱体３ａへの電力供給が停止される。

本実施形態の保護素子２０および保護回路は、可溶導体１ｂ、１ｃ、１ｄと、可溶導体１ｂ、１ｃ、１ｄを介して電気的に接続された３つの電極２ｄ、２ｅ、２ｆと、可溶導体を加熱して溶断させる発熱体３ａとを有する。このため、本実施形態の保護素子２０および保護回路によれば、発熱体３ａの発熱により、３つの電極２ｄ、２ｅ、２ｆと電気的に接続された電流経路を１つの素子で遮断できる。
また、本実施形態の保護素子２０および保護回路は、例えば、３つのコイルと、各コイルに供給される位相の異なる電力とを用いて回転させるモータにおいて、一部または全部のコイルに供給された電力に異常が発生した場合に、モータを停止させる用途に好適に用いることができる。

［第３実施形態］
図９は、第３実施形態の保護素子を示した平面図である。図１０は、図９に示す保護素子を図９の反対側から見た平面図である。図１１は、図９に示す保護素子をＣ－Ｃ´線に沿って切断した断面図である。図１２は、図９に示す保護素子の回路構成からなる第３実施形態の保護回路を示した模式図である。

本実施形態の保護素子３０は、図９～図１１に示すように、絶縁基板５と、３つの可溶導体１ｅ、１ｆ、１ｇと、３つの電極２ｇ、２ｈ、２ｉと、発熱体３ａと、第１発熱体電極４ａと、第２発熱体電極４ｂと、接続配線７ｂとを有する。
本実施形態の保護素子３０において、第１実施形態の保護素子１０と同じ部材については、同じ符号を付し、説明を省略する。

本実施形態の保護素子３０と、第２実施形態の保護素子２０との異なるところは、本実施形態の保護素子３０では、第２実施形態の保護素子２０における絶縁部材３ｂおよびカバー部材６とが設けられていないことと、接続配線の形状のみである。したがって、本実施形態の保護素子３０においては、第２実施形態の保護素子２０と異なるところのみ説明する。

本実施形態の保護素子３０における接続配線７ｂは、平面視略長方形の絶縁基板５の短辺方向略中央部に長辺方向に沿って帯状に設けられている。保護素子３０における接続配線７ｂは、一端が絶縁基板５の一方の短辺方向側面と離間しており、第２実施形態の保護素子２０における接続配線７ａと異なり、他端が絶縁基板５の他方の短辺方向側面まで伸びている。そして、保護素子３０における接続配線７ｂは、絶縁基板５の側面に形成した略半円のスルーホール内を導電材料で被覆してなるキャスタレーションを介して、絶縁基板５の裏面５ｂに設けられている発熱体電極４ａと電気的に接続されている。このことにより、本実施形態の保護素子３０では、発熱体電極４ａと電気的に接続されている発熱体３ａが、接続配線７ｂに電気的に接続された３つの可溶導体１ｅ、１ｆ、１ｇと電気的に接続されている。

本実施形態の保護素子３０は、第１実施形態の保護素子１０および第２実施形態の保護素子２０と同様に、３つの電極２ｇ、２ｈ、２ｉのうち一部または全部の電極に供給された電力の異常が検知されることにより、発熱体３ａに電力を供給する制御回路を備えている。しかし、本実施形態の保護素子３０の制御回路は、上記の異常が検知された場合に、第１実施形態の保護素子１０および第２実施形態の保護素子２０と異なり、第２発熱体電極４ｂを地絡させ、３つの可溶導体１ｅ、１ｆ、１ｇおよび第１発熱体電極４ａを介して発熱体３ａに電力を供給する。

（製造方法）
本実施形態の保護素子３０は、例えば、以下に示す方法により製造できる。
まず、絶縁基板５の表面５ａおよび／または裏面５ｂの所定の位置に、第２実施形態の保護素子２０と同様にして、３つの電極２ｇ、２ｈ、２ｉと、第１発熱体電極４ａおよび第２発熱体電極４ｂと、接続配線７ｂとを形成する。

その後、第１実施形態の保護素子１０と同様にして、絶縁基板５の表面５ａに形成された電極２ｇ、２ｈ、２ｉと、絶縁基板５の裏面５ｂに形成された電極２ｇ、２ｈ、２ｉとを、電気的に接続する。また、電極２ｇ、２ｈ、２ｉと同様にして、絶縁基板５の表面５ａに形成された接続配線７ｂと、絶縁基板５の裏面５ｂに形成された第１発熱体電極４ａとを、電気的に接続する。

次に、第１実施形態の保護素子１０と同様にして、絶縁基板５の裏面５ｂの所定の位置に、発熱体３ａを形成する。
次に、絶縁基板５の表面５ａに形成された電極２ｇ、２ｈ、２ｉおよび接続配線７ｂ上に、ハンダなどの導電接続部材８を用いて可溶導体１ｅ、１ｆ、１ｇをそれぞれ接合する。
以上の工程により、本実施形態の保護素子３０が得られる。

本実施形態においては、保護素子３０を、第１実施形態および第２実施形態と同様のモータを停止させる用途に用いる場合を例に挙げて説明する。
本実施形態の保護素子３０は、第２実施形態の保護素子２０と同様に、可溶導体１ｅ、１ｆ、１ｇがそれぞれ３つのコイルに電力を供給する電流経路の一部を構成する。本実施形態では、可溶導体１ｅ、１ｆ、１ｇのうち少なくとも２つが溶断することにより、３つのコイルのうち少なくとも２つのコイルに電力を供給する電流経路を遮断する。
本実施形態の保護素子３０は、第２実施形態の保護素子２０と同様に、Ｙ結線（スター結線）における接合部を形成している。また、本実施形態の保護素子３０は、第２実施形態の保護素子２０と同様に、保護素子３０の可溶導体１ｅ、１ｆ、１ｇに電気的に接続された接続配線７ｂに、Ｙ結線の中性点が形成されている。

図１２は、図９に示す保護素子３０の回路構成からなる第３実施形態の保護回路を示した模式図である。図１２において、図９～図１１に示す保護素子３０と同じ部材については、同じ符号を付している。
図９および図１２に示すように電極２ｇは、可溶導体１ｅと電気的に接続されている。電極２ｈは、可溶導体１ｆと電気的に接続されている。電極２ｉは、可溶導体１ｇと電気的に接続されている。図１２に示す保護回路には、可溶導体１ｅの電極２ｇと反対側と、可溶導体１ｆの電極２ｈと反対側と、可溶導体１ｇの電極２ｉと反対側とを、接続配線７ｂによって一括して接続してなるＹ結線（スター結線）が用いられている。

図１２に示すように、発熱体３ａは、第１発熱体電極４ａと第２発熱体電極４ｂの２つの発熱体電極と電気的に接続されている。また、発熱体３ａは、発熱体電極４ａと接続配線７ｂとが電気的に接続されていることにより、可溶導体１ｅ、１ｆ、１ｇと電気的に接続されている。

本実施形態の保護回路は、３つの電極２ｇ、２ｈ、２ｉのうち一部または全部の電極に供給された電力の異常が検知されることにより、３つの電極２ｇ、２ｈ、２ｉにそれぞれ電力を供給する３本の給電配線のうち、少なくとも２本の電流経路を遮断する。
本実施形態では、第１実施形態と同様にして、検出回路が３つの電極２ｇ、２ｈ、２ｉに供給された電力の異常を検出する。

制御回路は、検出回路による検出結果に応じて、第２発熱体電極４ｂを地絡させ、３つの可溶導体１ｅ、１ｆ、１ｇおよび第１発熱体電極４ａを介して発熱体３ａに電力を供給する。このことにより、保護素子３０の発熱体３ａが発熱し、絶縁基板５を介して接続配線７ｂを加熱する。そして、絶縁基板５および／または接続配線７ｂを介して可溶導体１ｅ、１ｆ、１ｇが加熱されて、溶断される。
また、本実施形態では、３つの電極２ｇ、２ｈ、２ｉのうち一部または全部の電極に定格を超える過電流が通電された場合、発熱体３ａに電力が供給されていなくても、保護素子３０の可溶導体１ｅ、１ｆ、１ｇが自己発熱により溶融して溶断する。

図１２に示す可溶導体１ｅ、１ｆ、１ｇのうち少なくとも２つが溶断されることにより、電極２ｄと接続配線７ｂ、電極２ｅと接続配線７ｂ、電極２ｄと接続配線７ｂのうち少なくとも２つの接続が遮断されると、３つの電極２ｇ、２ｈ、２ｉにそれぞれ電力を供給する３本の給電配線のうち、少なくとも２本の電流経路が遮断される。
その結果、本実施形態では、モータを回転させる回転磁界が発生しなくなり、モータの回転が停止する。モータの回転が停止した後、制御回路で第２発熱体電極４ｂの地絡をやめることにより、発熱体３ａへの電力供給が停止される。

本実施形態の保護素子３０および保護回路は、可溶導体１ｅ、１ｆ、１ｇと、可溶導体１ｅ、１ｆ、１ｇを介して電気的に接続された３つの電極２ｇ、２ｈ、２ｉと、可溶導体を加熱して溶断させる発熱体３ａとを有する。このため、本実施形態の保護素子３０および保護回路によれば、発熱体３ａの発熱により、３つの電極２ｇ、２ｈ、２ｉと電気的に接続された電流経路を１つの素子で遮断できる。
また、本実施形態の保護素子３０および保護回路は、例えば、３つのコイルと、各コイルに供給される位相の異なる電力とを用いて回転させるモータにおいて、一部または全部のコイルに供給された電力に異常が発生した場合に、モータを停止させる用途に好適に用いることができる。

［第４実施形態］
図１３は、第４実施形態の保護素子を示した平面図である。図１４は、図１３に示す保護素子を図１３の反対側から見た平面図である。図１５は、図１３に示す保護素子をＤ－Ｄ´線に沿って切断した断面図である。図１６は、図１３に示す保護素子の回路構成からなる第４実施形態の保護回路を示した模式図である。

本実施形態の保護素子４０は、図１３～図１５に示すように、絶縁基板５と、２つの可溶導体１ｈ、１ｉと、３つの電極２ｊ、２ｋ、２ｍと、発熱体３ａと、第１発熱体電極４ａと、第２発熱体電極４ｂと、接続配線７ｃとを有する。
本実施形態の保護素子３０において、第１実施形態の保護素子１０と同じ部材については、同じ符号を付し、説明を省略する。

本実施形態の保護素子４０と、第３実施形態の保護素子３０との異なるところは、本実施形態の保護素子４０では、第３実施形態の保護素子３０における可溶導体１ｆが設けられていないことと、接続配線７ｃが電極２ｋと連結して一体化されていることのみである。したがって、本実施形態の保護素子４０においては、第３実施形態の保護素子３０と異なるところのみ説明する。

本実施形態の保護素子４０における接続配線７ｃは、第３実施形態の保護素子３０における接続配線７ｂと異なり、平面視略Ｌ字状の形状を有している。より詳細には、保護素子４０における接続配線７ｃは、平面視略長方形の絶縁基板５の短辺方向略中央部に長辺方向に沿って帯状に設けられ、一端が絶縁基板５の一方の短辺方向側面まで伸びる線状部と、線状部の他端から絶縁基板５の一方の長辺方向側面まで伸びる電極２ｋとが一体化された形状を有する。

本実施形態の保護素子４０における接続配線７ｃは、第３実施形態の保護素子３０における接続配線７ｂと同様に、絶縁基板５の裏面５ｂに設けられている発熱体電極４ａと電気的に接続されている。このことにより、本実施形態の保護素子４０においては、発熱体電極４ａと電気的に接続されている発熱体３ａが、接続配線７ｃに電気的に接続された２つの可溶導体１ｈ、１ｉと電気的に接続されている。

（製造方法）
本実施形態の保護素子４０は、例えば、以下に示す方法により製造できる。
まず、絶縁基板５の表面５ａおよび／または裏面５ｂの所定の位置に、第１実施形態の保護素子１０と同様にして、３つの電極２ｊ、２ｋ、２ｍと、第１発熱体電極４ａおよび第２発熱体電極４ｂを形成する。また、本実施形態においては、電極２ｋと同時に、絶縁基板５の表面５ａに、電極２ｋと一体化された接続配線７ｃを形成する。

その後、第１実施形態の保護素子１０と同様にして、絶縁基板５の表面５ａに形成された電極２ｊ、２ｋ、２ｍと、絶縁基板５の裏面５ｂに形成された電極２ｊ、２ｋ、２ｍとを、電気的に接続する。また、電極２ｊ、２ｋ、２ｍと同様にして、絶縁基板５の表面５ａに形成された接続配線７ｃと、絶縁基板５の裏面５ｂに形成された第１発熱体電極４ａとを、電気的に接続する。

次に、第１実施形態の保護素子１０と同様にして、絶縁基板５の裏面５ｂの所定の位置に、発熱体３ａを形成する。
次に、絶縁基板５の表面５ａに形成された電極２ｊ、２ｍおよび接続配線７ｃ上に、ハンダなどの導電接続部材８を用いて可溶導体１ｈ、１ｉをそれぞれ接合する。
以上の工程により、本実施形態の保護素子４０が得られる。

本実施形態においては、保護素子４０を、第１実施形態～第３実施形態と同様のモータを停止させる用途に用いる場合を例に挙げて説明する。
本実施形態の保護素子４０は、可溶導体１ｈ、１ｉがそれぞれ、３つのコイルのうち２つのコイルに電力を供給する電流経路の一部を構成する。本実施形態では、可溶導体１ｈと可溶導体１ｉの両方が溶断することにより、３つのコイルのうち少なくとも２つのコイルに電力を供給する電流経路を遮断する。
本実施形態の保護素子４０は、第３実施形態の保護素子３０と同様に、Ｙ結線（スター結線）における接合部を形成している。また、本実施形態の保護素子４０では、可溶導体１ｈ、１ｉに電気的に接続された接続配線７ｃに、Ｙ結線の中性点が形成されている。

図１６は、図１３に示す保護素子４０の回路構成からなる第４実施形態の保護回路を示した模式図である。図１６において、図１３～図１５に示す保護素子４０と同じ部材については、同じ符号を付している。
図１３および図１６に示すように、電極２ｊは、可溶導体１ｈと電気的に接続されている。また、電極２ｍは、可溶導体１ｉと電気的に接続されている。図１６に示す保護回路には、可溶導体１ｈの電極２ｊと反対側と、可溶導体１ｉの電極２ｍと反対側と、電極２ｋとを、接続配線７ｃによって一括して接続してなるＹ結線（スター結線）が用いられている。

図１６に示すように、発熱体３ａは、第１発熱体電極４ａと第２発熱体電極４ｂの２つの発熱体電極と電気的に接続されている。また、発熱体３ａは、発熱体電極４ａと接続配線７ｃとが電気的に接続されていることにより、可溶導体１ｈ、１ｉと電気的に接続されている。

本実施形態の保護回路は、３つの電極２ｊ、２ｋ、２ｍのうち一部または全部の電極に供給された電力の異常が検知されることにより、３つの電極２ｊ、２ｋ、２ｍにそれぞれ電力を供給する３本の給電配線のうち、電極２ｊ、２ｍに電力を供給する電流経路を遮断する。
本実施形態では、第１実施形態と同様にして、検出回路が３つの電極２ｊ、２ｋ、２ｍに供給された電力の異常を検出する。

制御回路は、検出回路による検出結果に応じて、第２発熱体電極４ｂを地絡させ、接続配線７ｃと、可溶導体１ｈ、１ｉと、第１発熱体電極４ａとを介して発熱体３ａに電力を供給する。このことにより、保護素子３０の発熱体３ａが発熱し、絶縁基板５を介して接続配線７ｃを加熱する。そして、絶縁基板５および／または接続配線７ｃを介して可溶導体１ｈ、１ｉが加熱されて、溶断される。
また、本実施形態では、３つの電極２ｊ、２ｋ、２ｍのうち一部または全部の電極に定格を超える過電流が通電された場合、発熱体３ａに電力が供給されていなくても、保護素子４０の可溶導体１ｈ、１ｉが自己発熱により溶融して溶断する。

図１６に示す２つの可溶導体１ｈ、１ｉが溶断されることにより、電極２ｊと接続配線７ｃとの接続、および電極２ｍと接続配線７ｃとの接続が遮断されると、３つの電極２ｊ、２ｋ、２ｍにそれぞれ電力を供給する３本の給電配線のうち、少なくとも２本の電流経路が遮断される。
その結果、本実施形態では、モータを回転させる回転磁界が発生しなくなり、モータの回転が停止する。モータの回転が停止した後、制御回路で第２発熱体電極４ｂの地絡をやめることにより、発熱体３ａへの電力供給が停止される。

本実施形態の保護素子４０および保護回路は、可溶導体１ｈ、１ｉと、可溶導体１ｈ、１ｉを介して電気的に接続された３つの電極２ｊ、２ｋ、２ｍと、可溶導体１ｈ、１ｉを加熱して溶断させる発熱体３ａとを有する。このため、本実施形態の保護素子４０および保護回路によれば、発熱体３ａの発熱により、３つの電極２ｊ、２ｋ、２ｍと電気的に接続された電流経路を１つの素子で遮断できる。
また、本実施形態の保護素子４０および保護回路は、例えば、３つのコイルと、各コイルに供給される位相の異なる電力とを用いて回転させるモータにおいて、一部または全部のコイルに供給された電力に異常が発生した場合に、モータを停止させる用途に好適に用いることができる。

［第５実施形態］
図１７は、第５実施形態の保護素子を示した平面図である。図１８は、図１７に示す保護素子の回路構成からなる第５実施形態の保護回路を示した模式図である。図１７に示す保護素子を図１７の反対側から見た平面図は、図１４と同じである。図１７に示す保護素子の断面図は、図１５と同じである。

本実施形態の保護素子５０は、絶縁基板５と、２つの可溶導体１ｈ、１ｉと、３つの電極２ｊ、２ｋ、２ｍと、発熱体３ａと、第１発熱体電極４ａと、第２発熱体電極４ｂと、接続配線７ｄとを有する。
本実施形態の保護素子５０において、第４実施形態の保護素子４０と同じ部材については、同じ符号を付し、説明を省略する。

本実施形態の保護素子５０と、第４実施形態の保護素子４０との異なるところは、接続配線の形状のみである。したがって、本実施形態の保護素子５０においては、第４実施形態の保護素子４０と異なるところのみ説明する。

図１７に示すように、本実施形態の保護素子５０における接続配線７ｄは、平面視略Ｌ字状の形状を有している。しかし、本実施形態の保護素子５０における接続配線７ｄは、第４実施形態の保護素子４０における接続配線７ｃと異なり、平面視略長方形の絶縁基板５の短辺方向略中央部に長辺方向に沿って帯状に設けられた線状部の両端が、絶縁基板５の短辺方向側面と離間している。したがって、接続配線７ｄは、絶縁基板５によって発熱体電極４ａと絶縁され、発熱体電極４ａとは電気的に接続されていない。このことにより、本実施形態の保護素子５０においては、発熱体電極４ａと電気的に接続されている発熱体３ａが、接続配線７ｄに電気的に接続された２つの可溶導体１ｈ、１ｉと電気的に絶縁されている。

（製造方法）
本実施形態の保護素子５０は、例えば、以下に示す方法により製造できる。
まず、絶縁基板５の表面５ａおよび／または裏面５ｂの所定の位置に、第４実施形態の保護素子４０と同様にして、３つの電極２ｊ、２ｋ、２ｍと、第１発熱体電極４ａおよび第２発熱体電極４ｂを形成する。また、本実施形態においては、電極２ｋと同時に、絶縁基板５の表面５ａに、電極２ｋと一体化された接続配線７ｄを形成する。

その後、第４実施形態の保護素子４０と同様にして、絶縁基板５の表面５ａに形成された電極２ｊ、２ｋ、２ｍと、絶縁基板５の裏面５ｂに形成された電極２ｊ、２ｋ、２ｍとを、電気的に接続する。
次に、第４実施形態の保護素子４０と同様にして、絶縁基板５の裏面５ｂの所定の位置に、発熱体３ａを形成する。
次に、絶縁基板５の表面５ａに形成された電極２ｊ、２ｍおよび接続配線７ｄ上に、ハンダなどの導電接続部材８を用いて可溶導体１ｈ、１ｉをそれぞれ接合する。
以上の工程により、本実施形態の保護素子５０が得られる。

本実施形態においては、保護素子５０を、第１実施形態～第４実施形態と同様のモータを停止させる用途に用いる場合を例に挙げて説明する。
本実施形態の保護素子５０は、第４実施形態の保護素子４０と同様に、可溶導体１ｈ、１ｉがそれぞれ、３つのコイルのうち２つのコイルに電力を供給する電流経路の一部を構成する。本実施形態では、第４実施形態の保護素子４０と同様に、可溶導体１ｈと可溶導体１ｉの両方が溶断することにより、３つのコイルのうち少なくとも２つのコイルに電力を供給する電流経路を遮断する。
本実施形態の保護素子５０は、第４実施形態の保護素子４０と同様に、Ｙ結線（スター結線）における接合部を形成している。また、本実施形態の保護素子５０では、可溶導体１ｈ、１ｉに電気的に接続された接続配線７ｄに、Ｙ結線の中性点が形成されている。

図１８は、図１７に示す保護素子５０の回路構成からなる第５実施形態の保護回路を示した模式図である。図１８において、図１７に示す保護素子５０と同じ部材については、同じ符号を付している。
図１７および図１８に示すように電極２ｊは、可溶導体１ｈと電気的に接続され、電極２ｍは、可溶導体１ｉと電気的に接続されている。図１８に示す保護回路には、可溶導体１ｈの電極２ｊと反対側と、可溶導体１ｉの電極２ｍと反対側と、電極２ｋとを、接続配線７ｄによって一括して接続してなるＹ結線（スター結線）が用いられている。

図１８に示すように、発熱体３ａは、第１発熱体電極４ａと第２発熱体電極４ｂの２つの発熱体電極と電気的に接続されている。また、発熱体３ａは、絶縁基板５によって、可溶導体１ｈ、１ｉと電気的に絶縁されている。

本実施形態における制御回路では、第４実施形態と異なり、検出回路による検出結果に応じて、第２発熱体電極４ｂを地絡させ、第１発熱体電極４ａを介して発熱体３ａに電力を供給する。このことにより、保護素子３０の発熱体３ａが発熱し、絶縁基板５および／または接続配線７ｃを介して可溶導体１ｈ、１ｉが加熱されて、溶断される。
また、本実施形態では、３つの電極２ｊ、２ｋ、２ｍのうち一部または全部の電極に定格を超える過電流が通電された場合、発熱体３ａに電力が供給されていなくても、保護素子４０の可溶導体１ｈ、１ｉが自己発熱により溶融して溶断する。

図１８に示す２つの可溶導体１ｈ、１ｉが溶断されることにより、電極２ｊと接続配線７ｃとの接続、および電極２ｍと接続配線７ｃとの接続が遮断されると、３つの電極２ｊ、２ｋ、２ｍにそれぞれ電力を供給する３本の給電配線のうち、少なくとも２本の電流経路が遮断される。
その結果、本実施形態では、モータを回転させる回転磁界が発生しなくなり、モータの回転が停止する。モータの回転が停止した後、制御回路で第２発熱体電極４ｂの地絡をやめることにより、発熱体３ａへの電力供給が停止される。

本実施形態の保護素子５０および保護回路は、可溶導体１ｈ、１ｉと、可溶導体１ｈ、１ｉを介して電気的に接続された３つの電極２ｊ、２ｋ、２ｍと、可溶導体１ｈ、１ｉを加熱して溶断させる発熱体３ａとを有する。このため、本実施形態の保護素子５０および保護回路によれば、発熱体３ａの発熱により、３つの電極２ｊ、２ｋ、２ｍと電気的に接続された電流経路を１つの素子で遮断できる。
また、本実施形態の保護素子５０および保護回路は、例えば、３つのコイルと、各コイルに供給される位相の異なる電力とを用いて回転させるモータにおいて、一部または全部のコイルに供給された電力に異常が発生した場合に、モータを停止させる用途に好適に用いることができる。

（他の例）
本発明の保護素子および保護回路は、上述した実施形態に限定されるものではない。
例えば、上述した第１実施形態においては、３つの電極２ａ、２ｂ、２ｃ同士が、１つの可溶導体１ａを介して電気的に接続されている場合を例に挙げて説明したが、３つの電極のうち２つの電極同士が、１つの可溶導体を介して電気的に接続されていてもよい。この場合、１つの可溶導体を介して電気的に接続されていない電極は、他の可溶導体と接続配線とを介して、１つの可溶導体を介して電気的に接続されている２つの電極と電気的に接続されていてもよいし、他の可溶導体を介さずに接続配線を介して、１つの可溶導体を介して電気的に接続されている２つの電極と電気的に接続されていてもよい。

また、上述した実施形態においては、保護素子および保護回路の有する電極が３つである場合を例に挙げて説明したが、本発明の保護素子および保護回路における電極の数は３つ以上であり、３つに限定されるものではない。

また、上述した実施形態においては、３つのコイル（固定子）と、各コイルに供給される３相交流における位相の異なる電力とを用いて回転磁界を作り、回転磁界に同調して磁石（回転子）を回転させるモータにおいて、一部または全部のコイルに供給された電力に異常が発生した場合に、モータを停止させる用途に用いる場合を例に挙げて説明したが、本発明の保護素子および保護回路の用途は、上記の用途に限定されるものではない。
したがって、本発明の保護素子および保護回路における３つ以上の電極は、多相交流における位相の異なる電力を供給する給電配線以外の配線と電気的に接続されていてもよい。

１０、２０、３０、４０、５０ 保護素子
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈ、１ｉ、１１、１２、１３ 可溶導体
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｆ、２ｇ、２ｈ、２ｉ、２ｊ、２ｋ、２ｍ 電極
３ａ 発熱体
３ｂ 絶縁部材
４ａ 第１発熱体電極
４ｂ 第２発熱体電極
５ 絶縁基板
５ａ 表面
５ｂ 裏面
６ カバー部材
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ 接続配線
８ 導電接続部材

Claims (14)

1. 可溶導体と、
   前記可溶導体を介して電気的に接続された３つ以上の電極と、
   前記可溶導体を加熱して溶断させる発熱体とを有し、
   前記３つ以上の電極のうち２つ以上の電極同士が、１つの接続配線によって電気的に接続された複数の可溶導体を介して電気的に接続されている保護素子。
2. 前記接続配線と前記発熱体の少なくとも一部とが平面視で重なっている請求項１に記載の保護素子。
3. 前記３つ以上の電極のうち２つ以上の電極同士が、１つの可溶導体を介して電気的に接続されている請求項１に記載の保護素子。
4. 前記可溶導体と前記発熱体の少なくとも一部とが平面視で重なっている請求項３に記載の保護素子。
5. 可溶導体と、
   前記可溶導体を介して電気的に接続された３つ以上の電極と、
   前記可溶導体を加熱して溶断させる発熱体とを有し、
   前記発熱体が、前記可溶導体と電気的に絶縁されている保護素子。
6. 可溶導体と、
   前記可溶導体を介して電気的に接続された３つ以上の電極と、
   前記可溶導体を加熱して溶断させる発熱体とを有し、
   前記３つ以上の電極は、多相交流における位相の異なる電力を供給する給電配線と、それぞれ電気的に接続されている保護素子。
7. 可溶導体と、
   前記可溶導体を介して電気的に接続された３つ以上の電極と、
   前記可溶導体を加熱して溶断させる発熱体とを有し、
   前記３つ以上の電極のうち一部または全部の電極供給される電力の異常が検知されることにより、前記発熱体に電力を供給する制御回路を備える保護素子。
8. 可溶導体と、
   前記可溶導体を介して電気的に接続された３つ以上の電極と、
   前記可溶導体を加熱して溶断させる発熱体とを有し、
   前記３つ以上の電極のうち２つ以上の電極同士が、１つの接続配線によって電気的に接続された複数の可溶導体を介して電気的に接続されている保護回路。
9. 前記接続配線と前記発熱体の少なくとも一部とが平面視で重なっている請求項８に記載の保護回路。
10. 前記３つ以上の電極のうち２つ以上の電極同士が、１つの可溶導体を介して電気的に接続されている請求項８に記載の保護回路。
11. 前記可溶導体と前記発熱体の少なくとも一部とが平面視で重なっている請求項１０に記載の保護回路。
12. 可溶導体と、
    前記可溶導体を介して電気的に接続された３つ以上の電極と、
    前記可溶導体を加熱して溶断させる発熱体とを有し、
    前記発熱体が、前記可溶導体と電気的に絶縁されている保護回路。
13. 可溶導体と、
    前記可溶導体を介して電気的に接続された３つ以上の電極と、
    前記可溶導体を加熱して溶断させる発熱体とを有し、
    前記３つ以上の電極は、多相交流における位相の異なる電力を供給する給電配線と、それぞれ電気的に接続されている保護回路。
14. 可溶導体と、
    前記可溶導体を介して電気的に接続された３つ以上の電極と、
    前記可溶導体を加熱して溶断させる発熱体とを有し、
    前記３つ以上の電極のうち一部または全部の電極に供給された電力の異常が検知されることにより、前記発熱体に電力を供給する制御回路を備える保護回路。

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