KR20220154201A - 보호 소자 - Google Patents

Abstract

제 1 단부와 제 2 단부 사이에 절단부 (23) 를 갖고, 제 1 단부로부터 제 2 단부를 향하는 제 1 방향으로 통전되는 퓨즈 엘리먼트 (2) 와, 절단부 (23) 를 사이에 두도록 대향 배치된 가동 부재 (3) 및 오목상 부재 (4) 와, 가동 부재 (3) 와 오목상 부재 (4) 로 절단부 (23) 를 사이에 두는 방향의 상대적인 거리를 축소하도록 힘을 가하는 압박 수단 (5) 을 구비하고, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 연화 온도 이상의 온도에 있어서, 압박 수단 (5) 의 상기 힘에 의해 절단부 (23) 가 절단되는 보호 소자 (100) 로 한다.

Description

보호 소자

본 발명은, 보호 소자에 관한 것이다.

본원은, 2020년 5월 29일에, 일본에 출원된 일본 특허출원 2020-094275호에 근거하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

종래, 정격을 초과하는 전류가 흘렀을 때에, 발열하여 용단되어, 전류 경로를 차단하는 퓨즈 엘리먼트가 있다. 퓨즈 엘리먼트를 구비하는 보호 소자 (퓨즈 소자) 는, 예를 들어, 리튬 이온 이차 전지를 사용한 전지 팩에 이용되고 있다.

최근, 리튬 이온 이차 전지는, 모바일 기기뿐만 아니라, 전기 자동차, 축전지 등 폭넓은 분야에서 사용되고 있다. 그 때문에, 리튬 이온 이차 전지의 대용량화가 진행되고 있다. 그것에 수반하여, 대용량의 리튬 이온 전지를 갖고, 고전압 또한 대전류의 전류 경로를 갖는 전지 팩에 설치되는 보호 소자가 요구되고 있다.

종래, 스프링의 힘을 사용한 보호 소자가 있다.

예를 들어, 특허문헌 1 에는, 절단 영역을 절단하기 위해서 형성될 수 있었던 절단 플런저가, 휴지 위치에 있어서 스프링 부재에 미리 압박될 수 있는 단락 차단 스위치가 개시되어 있다.

특허문헌 2 에는, 1 쌍의 전극 사이에 배치되고, 또한, 발열편에 분리력을 가하는 탄성체를 구비하는 보호 소자가 개시되어 있다. 또, 특허문헌 2 에는, 접합재가 녹으면 압축 코일 스프링이 발열편을 정극 및 부극으로부터 이격시키는 것이 기재되어 있다.

특허문헌 3 에는, 도전성의 탄성체로 탄성 지지한 가동 도체와, 1 쌍의 리드 단자와, 가동 도체와 리드 단자를 접합하여 가동 도체를 고착하는 가용체를 갖고, 가용체의 용융 온도에서 접합이 용융됨으로써, 탄성체의 탄성 지지력으로 가동 도체를 동작시켜 회로를 차단하는 보호 소자가 기재되어 있다.

특허문헌 4 에는, 가동 전극에 리드 고정 전극으로부터 격리시키는 방향의 힘을 작용시키는 압축 스프링이 형성되고, 저융점 합금의 용융으로 가동 전극이 압축 스프링으로 탄성 지지되어 리드 고정 전극으로부터 격리되는 보호 소자가 개시되어 있다.

일본 특허 제 6210647호 일본 특허 제 5779477호 일본 특허 제 5545721호 일본 특허 제 4630403호

고전압용의 보호 소자에 있어서, 퓨즈 엘리먼트가 용단되면, 아크 방전이 생길 수 있다. 아크 방전이 발생하면, 퓨즈 엘리먼트가 광범위에 걸쳐 용융되고, 증기화한 금속이 비산하는 경우가 있다. 이 경우, 비산한 금속에 의해 새로운 전류 경로가 형성되거나, 비산한 금속이 단자 등의 주위의 전자 부품에 부착되거나 할 우려가 있다.

본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 퓨즈 엘리먼트의 절단 시에 발생하는 아크 방전을 저감할 수 있음과 함께, 발생한 아크 방전의 계속을 억제할 수 있는 보호 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 이하의 수단을 제안하고 있다.

[1] 제 1 단부 (端部) 와 제 2 단부 사이에 절단부를 갖고, 상기 제 1 단부로부터 상기 제 2 단부를 향하는 제 1 방향으로 통전되는 퓨즈 엘리먼트와,

상기 절단부를 사이에 두도록 대향 배치된 가동 부재 및 오목상 부재와,

상기 가동 부재와 상기 오목상 부재로 상기 절단부를 사이에 두는 방향의 상대적인 거리를 축소하도록 힘을 가하는 압박 수단을 구비하고,

상기 퓨즈 엘리먼트의 연화 온도 이상의 온도에 있어서, 상기 압박 수단의 상기 힘에 의해 상기 절단부가 절단되는 보호 소자.

[2] 상기 퓨즈 엘리먼트의 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향인 폭이고, 상기 절단부의 폭은 상기 절단부 이외의 폭보다 좁은 [1] 에 기재된 보호 소자.

[3] 상기 절단부가, 평면에서 볼 때 상기 오목상 부재의 오목부 내에 배치되고, 또한 평면에서 볼 때 상기 오목부의 내면에 근접하는 위치에 배치되며,

상기 오목부의 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향의 길이가, 상기 절단부에 있어서의 상기 제 2 방향의 길이보다 긴 [1] 또는 [2] 에 기재된 보호 소자.

[4] 상기 퓨즈 엘리먼트의 상기 압박 수단측 혹은 상기 오목상 부재측에, 상기 절단부에 접하여 배치 혹은 근접하여 배치된 발열 부재를 구비하는 [1] ∼ [3] 중 어느 하나에 기재된 보호 소자.

[5] 상기 발열 부재가, 평면에서 볼 때 상기 오목상 부재의 오목부 내에 배치되어 있는 [4] 에 기재된 보호 소자.

[6] 상기 발열 부재의 상기 제 1 방향의 길이가, 상기 제 1 방향 및 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향과 교차하는, 제 3 방향에 있어서의 상기 오목부의 길이보다 짧은 [5] 에 기재된 보호 소자.

[7] 상기 퓨즈 엘리먼트가, 내층을 저융점 금속, 외층을 고융점 금속으로 하는 적층체인 [1] ∼ [6] 중 어느 하나에 기재된 보호 소자.

[8] 상기 저융점 금속은, Sn 혹은 Sn 을 주성분으로 하는 금속으로 이루어지고, 상기 고융점 금속은, Ag 혹은 Cu, 또는 Ag 혹은 Cu 를 주성분으로 하는 금속으로 이루어지는 [7] 에 기재된 보호 소자.

[9] 상기 압박 수단이 스프링인 [1] ∼ [8] 중 어느 하나에 기재된 보호 소자.

[10] 상기 스프링이, 원뿔상이며, 외경이 작은 측을 상기 절단부측을 향하게 하여 배치되어 있는 [9] 에 기재된 보호 소자.

[11] 상기 가동 부재는, 평면에서 볼 때 상기 오목상 부재의 오목부의 내측의 에어리어의 적어도 일부와 외주가 겹치는 위치에 배치되는 볼록부를 갖고,

상기 절단부가 절단됨으로써, 상기 오목부 내에 상기 볼록부가 삽입되는 [1] ∼ [10] 중 어느 하나에 기재된 보호 소자.

[12] 상기 제 1 단부에 제 1 단자가 전기적으로 접속되고, 상기 제 2 단부에 제 2 단자가 전기적으로 접속되어 있는 [1] ∼ [11] 중 어느 하나에 기재된 보호 소자.

[13] 상기 발열 부재가 저항체를 갖는 [4] ∼ [6] 중 어느 하나에 기재된 보호 소자.

[14] 상기 발열 부재가, 급전 부재에 의해 제 3 단자, 혹은 제 3 단자 및 제 4 단자와, 전기적으로 접속되고, 상기 급전 부재를 개재한 통전에 의해 상기 저항체가 발열하는 [13] 에 기재된 보호 소자.

[15] 적어도 상기 퓨즈 엘리먼트와 상기 가동 부재와 상기 오목상 부재의 오목부와 상기 압박 수단이 수용되는 복수의 부재로 이루어지는 케이스를 갖고,

상기 압박 수단이 상기 가동 부재와 상기 오목상 부재로 상기 절단부를 사이에 두는 방향의 상대적인 거리를 축소하도록 힘을 가한 상태에서, 상기 케이스 내에 수용되어 있는 [1] ∼ [14] 중 어느 하나에 기재된 보호 소자.

[16] 상기 케이스의 일 부재가, 상기 압박 수단의 신축 방향에 대향하는 제 1 내벽면과 제 2 내벽면과, 상기 제 1 내벽면과 상기 제 2 내벽면을 연결하는 측벽면이 동일 부재로 일체 형성된 수용부를 갖고,

상기 퓨즈 엘리먼트가 절단되어 있지 않은 상태에서, 상기 압박 수단으로부터 발생하는 케이스 내부의 응력을 상기 제 1 내벽면과 상기 측벽면과 상기 제 2 내벽면으로 꺾쇠상으로 지지하여 유지하는 [15] 에 기재된 보호 소자.

[17] 상기 오목상 부재 및 상기 케이스가, 나일론 또는 세라믹스로 이루어지는 [15] 또는 [16] 에 기재된 보호 소자.

[18] 상기 절단부가, 평면에서 볼 때 상기 오목상 부재의 오목부 내에 배치되고, 또한 평면에서 볼 때 상기 오목부의 내면에 근접하는 위치에 배치되고,

상기 가동 부재는, 평면에서 볼 때 상기 오목부의 내측의 에어리어의 적어도 일부와 외주가 겹치는 위치이고 상기 절단부의 일부와 겹치는 위치에 배치되는 볼록부를 갖고,

상기 절단부가 절단됨으로써, 상기 오목부 내에 상기 볼록부가 삽입됨과 함께, 상기 퓨즈 엘리먼트의 일부가 절곡되도록 상기 오목부 내에 수용되는 [1] ∼ [17] 중 어느 하나에 기재된 보호 소자.

본 발명의 보호 소자에서는, 퓨즈 엘리먼트의 절단부를 사이에 두도록, 가동 부재 및 오목상 부재가 대향 배치되고, 가동 부재와 오목상 부재의 절단부를 사이에 두는 방향의 상대적인 거리를 축소하도록 힘을 가하는 압박 수단이 구비되어 있다. 따라서, 본 발명의 보호 소자에서는, 퓨즈 엘리먼트의 연화 온도 이상의 온도에 있어서, 압박 수단의 상기 힘에 의해 절단부가 절단된다. 따라서, 본 발명의 보호 소자에서는, 퓨즈 엘리먼트의 절단 시에 발생하는 열량이 적어도 되어, 절단 시에 발생하는 아크 방전을 저감할 수 있다. 또, 본 발명의 보호 소자에서는, 압박 수단의 압박력에 의해, 절단된 퓨즈 엘리먼트가 가동 부재와 함께 오목상 부재에 수용된다. 이것에 의해, 절단된 퓨즈 엘리먼트의 절단면끼리의 거리는, 급속히 벌어진다. 그 결과, 퓨즈 엘리먼트의 절단 시에 아크 방전이 발생해도, 아크 방전은 신속하게 저감된다.

도 1 은, 제 1 실시형태에 관련된 보호 소자 (100) 의 전체 구조를 나타낸 사시도이다.
도 2 는, 제 1 실시형태에 관련된 보호 소자 (100) 의 외관을 나타낸 도면이며, (a) 는 평면도이며, (b) 및 (c) 는 측면도이며, (d) 는 사시도이다.
도 3 은, 제 1 실시형태에 관련된 보호 소자 (100) 를 도 2 에 나타내는 A-A' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 4 는, 제 1 실시형태에 관련된 보호 소자 (100) 의 분해 사시도이다.
도 5 는, 제 1 실시형태의 보호 소자 (100) 의 일부를 설명하기 위한 확대도이며, 퓨즈 엘리먼트 (2) 를 나타낸 평면도이다.
도 6 은, 제 1 실시형태의 보호 소자 (100) 에 있어서의 퓨즈 엘리먼트 (2) 와 발열 부재 (31) 의 배치 관계를 설명하기 위한 도면이며, (a) 는 압박 수단 (5) 측에서 본 평면도이며, (b) 는 오목상 부재 (4) 측에서 본 사시도이다.
도 7 은, 제 1 실시형태의 보호 소자 (100) 에 구비된 발열 부재 (31) 의 구조를 설명하기 위한 도면이며, (a) 는 Y 방향에서 본 단면도이며, (b) 는 X 방향 중앙부를 X 방향에서 본 단면도이며, (c) 는 평면도이다.
도 8 은, 발열 부재의 다른 예를 설명하기 위한 도면이며, (a) 는 발열 부재 (32) 를 Y 방향에서 본 단면도이며, (b) 는 (a) 에 나타내는 발열 부재 (32) 의 X 방향 중앙부를 X 방향에서 본 단면도이다. (c) 는 발열 부재 (310) 를 Y 방향에서 본 단면도이며, (d) 는 (c) 에 나타내는 발열 부재 (310) 의 X 방향 중앙부를 X 방향에서 본 단면도이다.
도 9 는, 제 1 실시형태의 보호 소자 (100) 에 구비된 볼록상 부재 (33) 의 구조를 설명하기 위한 도면이며, (a) 는 제 1 표면에서 본 도면이며, (b) 는 X 방향에서 본 측면도이며, (c) 는 Y 방향에서 본 측면도이며, (d) 는 제 2 표면에서 본 도면이며, (e) 및 (f) 는 사시도이다.
도 10 은, 제 1 실시형태의 보호 소자 (100) 에 구비된 오목상 부재 (4) 의 구조를 설명하기 위한 도면이며, (a) 는 제 1 표면에서 본 도면이며, (b) 는 X 방향에서 본 측면도이며, (c) 는 Y 방향에서 본 측면도이며, (d) 는 제 2 표면에서 본 도면이며, (e) 는 사시도이다.
도 11 은, 제 1 실시형태의 보호 소자 (100) 에 구비된 제 1 케이스 (6a) 및 제 2 케이스 (6b) 의 구조를 설명하기 위한 도면이며, (a) 는 압박 수단 (5) 측에서 본 도면이며, (b) 는 X 방향에서 본 측면도이며, (c) 는 Y 방향에서 본 측면도이며, (d) 는 오목상 부재 (4) 측에서 본 도면이며, (e) 는 사시도이다.
도 12 는, 제 1 실시형태의 보호 소자 (100) 의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 공정도이다.
도 13 은 제 1 실시형태의 보호 소자 (100) 의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 공정도이다.
도 14 는, 제 1 실시형태의 보호 소자 (100) 의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 공정도이다.
도 15 는, 제 1 실시형태의 보호 소자 (100) 에 있어서, 퓨즈 엘리먼트의 절단부의 절단 전과 절단 후의 상태를 설명하기 위한 단면도이며, 도 2 에 나타내는 A-A' 선을 따라 절단한 위치의 단면도이다. (a) 는 절단 전의 상태이다. (b) 는 절단 후의 상태이다.
도 16 은, 도 15(a) 의 일부를 확대하여 나타낸 확대 단면도이다.
도 17 은, 제 1 실시형태의 보호 소자 (100) 에 있어서, 퓨즈 엘리먼트의 절단부의 절단 전과 절단 후의 상태를 설명하기 위한 단면도이며, 도 2 에 나타내는 B-B' 선을 따라 절단한 위치의 단면도이다. (a) 는 절단 전의 상태이다. (b) 는 절단 후의 상태이다.
도 18 은, 도 17(a) 의 일부를 확대하여 나타낸 확대 단면도이다.
도 19 는, 제 2 실시형태에 관련된 보호 소자 (200) 의 외관을 나타낸 도면이며, (a) 는 평면도이며, (b) 및 (c) 는 측면도이며, (d) 는 사시도이다.
도 20 은, 제 2 실시형태의 보호 소자 (200) 의 일부를 설명하기 위한 확대 도이며, 퓨즈 엘리먼트 (2a) 를 나타낸 평면도이다.
도 21 은, 제 2 실시형태의 보호 소자 (200) 에 있어서의 퓨즈 엘리먼트 (2a) 와 발열 부재 (31) 의 배치 관계를 설명하기 위한 도면이며, (a) 는 압박 수단 (5) 측에서 본 평면도이며, (b) 는 오목상 부재 (4) 측에서 본 사시도이다.
도 22 는, 제 3 실시형태의 보호 소자 (300) 에 있어서, 퓨즈 엘리먼트의 절단부의 절단 전과 절단 후의 상태를 설명하기 위한 단면도이며, 제 1 실시형태의 보호 소자 (100) 에 있어서의 도 2 에 나타내는 A-A' 선에 대응하는 위치를 따라 절단한 단면도이다. (a) 는 절단 전의 상태이다. (b) 는 절단 후의 상태이다.

이하, 본 실시형태에 대해, 도면을 적절히 참조하면서 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용하는 도면은, 특징을 알기 쉽게 하기 위해서 편의상 특징이 되는 부분을 확대하여 나타내고 있는 경우가 있고, 각 구성 요소의 치수 비율 등은 실제와는 상이한 경우가 있다. 이하의 설명에 있어서 예시되는 재료, 치수 등은 일례이고, 본 발명은 그들로 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 효과를 발휘하는 범위에서 적절히 변경하여 실시하는 것이 가능하다.

[제 1 실시형태]

(보호 소자)

도 1 ∼ 도 3 은, 제 1 실시형태에 관련된 보호 소자를 나타낸 모식도이다. 제 1 실시형태의 보호 소자 (100) 는, 평면에서 볼 때 대략 장방형이다. 이하의 설명에서 사용하는 도면에 있어서, X 로 나타내는 방향은 보호 소자 (100) 의 길이 방향이다. 또, 이하의 설명에서 사용하는 도면에 있어서, Y 로 나타내는 방향은 X 방향 (제 2 방향) 과 직교하는 방향 (제 1 방향) 이다. Z 로 나타내는 방향은, X 방향 및 Y 방향에 직교하는 방향 (제 3 방향) 이다.

도 1 은, 제 1 실시형태에 관련된 보호 소자 (100) 의 전체 구조를 나타낸 사시도이다. 도 2 는, 제 1 실시형태에 관련된 보호 소자 (100) 의 외관을 나타낸 도면이다. 도 2(a) 는 평면도이다. 도 2(b) 및 도 2(c) 는 측면도이다. 도 2(d) 는 사시도이다. 도 3 은, 제 1 실시형태에 관련된 보호 소자 (100) 를 도 2 에 나타내는 A-A' 선을 따라 절단한 단면도이다. 도 4 는, 제 1 실시형태에 관련된 보호 소자 (100) 의 분해 사시도이다.

도 15 ∼ 도 18 은, 제 1 실시형태의 보호 소자 (100) 에 있어서, 퓨즈 엘리먼트의 절단부의 절단 전과 절단 후의 상태를 설명하기 위한 단면도이다. 도 15 는, 제 1 실시형태에 관련된 보호 소자 (100) 를 도 2 에 나타내는 A-A' 선을 따라 절단한 단면도이다. 도 16 은, 도 15(a) 의 일부를 확대하여 나타낸 확대 단면도이다. 도 17 은, 제 1 실시형태의 보호 소자 (100) 를 도 2 에 나타내는 B-B' 선을 따라 절단한 단면도이다. 도 18 은, 도 17(a) 의 일부를 확대하여 나타낸 확대 단면도이다. 도 15(a) 및 도 17(a) 는 절단 전의 상태이다. 도 15(b) 및 도 17(b) 는 절단 후의 상태이다.

본 실시형태의 보호 소자 (100) 는, 도 3 및 도 4 에 나타내는 바와 같이, 절단부 (23) 를 갖는 퓨즈 엘리먼트 (2) 와, 가동 부재 (3) 와, 오목상 부재 (4) 와, 압박 수단 (5) 과, 케이스 (6) 를 구비하고 있다. 본 실시형태의 보호 소자 (100) 는, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 연화 온도 이상의 온도에 있어서, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 절단부 (23) 가 절단된다.

(퓨즈 엘리먼트)

도 5 는, 제 1 실시형태의 보호 소자 (100) 의 일부를 설명하기 위한 확대도이며, 퓨즈 엘리먼트 (2) 를 나타낸 평면도이다. 도 4 및 도 5 에 나타내는 바와 같이, 퓨즈 엘리먼트 (2) 는, 제 1 단부 (21) 와, 제 2 단부 (22) 와, 제 1 단부 (21) 와 제 2 단부 (22) 사이에 형성된 절단부 (23) 를 가지고 있다. 퓨즈 엘리먼트 (2) 는, 제 1 단부 (21) 로부터 제 2 단부 (22) 를 향하는 방향인 Y 방향 (제 1 방향) 으로 통전된다.

도 4 에 나타내는 바와 같이, 제 1 단부 (21) 는, 제 1 단자 (61) 와 전기적으로 접속되어 있다. 제 2 단부 (22) 는, 제 2 단자 (62) 와 전기적으로 접속되어 있다.

제 1 단자 (61) 와 제 2 단자 (62) 는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 대략 동일 형상이어도 되고, 각각 상이한 형상이어도 된다. 제 1 단자 (61) 및 제 2 단자 (62) 의 두께는, 한정되는 것은 아니지만, 기준을 서술하면, 0.3 ∼ 1.0 ㎜ 로 할 수 있다. 제 1 단자 (61) 와 제 2 단자 (62) 의 두께는, 동일해도 되고, 상이해도 된다.

도 4 에 나타내는 바와 같이, 제 1 단자 (61) 는, 외부 단자공 (61a) 을 구비하고 있다. 또, 제 2 단자 (62) 는, 외부 단자공 (62a) 을 구비하고 있다. 외부 단자공 (61a), 외부 단자공 (62a) 중, 일방은 전원측에 접속하기 위해서 사용되고, 타방은 부하측에 접속하기 위해서 사용된다. 외부 단자공 (61a) 및 외부 단자공 (62a) 은, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 평면에서 볼 때 대략 원형의 관통공으로 할 수 있다.

제 1 단자 (61) 및 제 2 단자 (62) 로는, 예를 들어, 구리, 황동, 니켈 등으로 이루어지는 것을 사용할 수 있다. 제 1 단자 (61) 및 제 2 단자 (62) 의 재료로서, 강성 강화의 관점에서는 황동을 사용하는 것이 바람직하고, 전기 저항 저감의 관점에서는 구리를 사용하는 것이 바람직하다. 제 1 단자 (61) 와 제 2 단자 (62) 는, 동일한 재료로 이루어지는 것이어도 되고, 상이한 재료로 이루어지는 것이어도 된다.

제 1 단자 (61) 및 제 2 단자 (62) 의 형상은, 도시되지 않은 전원측의 단자 혹은 부하측의 단자에 걸어맞춤 가능한 형상이면 되고, 예를 들어, 일부에 개방 부분을 갖는 클로 형상이어도 되고, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 퓨즈 엘리먼트 (2) 와 접속되는 측의 단부에, 퓨즈 엘리먼트 (2) 를 향해 양측으로 확폭된 플랜지부 (도 4 에 있어서 부호 61c, 62c 로 나타낸다.) 를 가지고 있어도 되고, 특별히 한정되지 않는다. 제 1 단자 (61) 및 제 2 단자 (62) 가 플랜지부 (61c, 62c) 를 갖는 경우, 케이스 (6) 의 개구부 (61d, 62d) 로부터 제 1 단자 (61) 및 제 2 단자 (62) 가 빠지기 어려워, 신뢰성 및 내구성이 양호한 보호 소자 (100) 가 된다.

도 3 및 도 4 에 나타내는 바와 같이, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 두께는, 균일해도 되고, 부분적으로 상이해도 된다. 두께가 부분적으로 상이한 퓨즈 엘리먼트로는, 예를 들어, 절단부 (23) 로부터 제 1 단부 (21) 및 제 2 단부 (22) 를 향하여 서서히 두께가 두꺼워지고 있는 것 등을 들 수 있다. 이와 같은 퓨즈 엘리먼트 (2) 는, 과전류가 흘렀을 때에 절단부 (23) 가 히트 스폿이 되어, 절단부 (23) 가 우선적으로 승온해 연화되어, 보다 확실하게 절단된다.

도 5 에 나타내는 바와 같이, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 절단부 (23), 제 1 단부 (21) 및 제 2 단부 (22) 는, 평면에서 볼 때 대략 장방형의 형상을 가지고 있다. 도 5 에 나타내는 바와 같이, 제 1 단부 (21) 에 있어서의 X 방향의 폭 (21D) 과, 제 2 단부 (22) 에 있어서의 X 방향의 폭 (22D) 은, 대략 동일하게 되어 있다. 절단부 (23) 에 있어서의 X 방향의 폭 (23D) 은, 제 1 단부 (21) 에 있어서의 X 방향의 폭 (21D) 및 제 2 단부 (22) 에 있어서의 X 방향의 폭 (22D) 보다 가늘게 되어 있다. 이것에 의해, 절단부 (23) 의 폭 (23D) 은, 절단부 (23) 이외의 폭보다 좁게 되어 있다.

도 4 및 도 5 에 나타내는 바와 같이, 제 1 단부 (21) 에 있어서의 Y 방향의 길이 (L21) 는, 제 1 단자 (61) 와 평면에서 볼 때 겹치는 영역에 대응하는 치수로 되어 있다. 제 2 단부 (22) 에 있어서의 Y 방향의 길이 (L22) 는, 제 2 단자 (62) 와 평면에서 볼 때 겹치는 영역으로부터 절단부 (23) 측으로 연장되어 있다. 따라서, 제 2 단부 (22) 에 있어서의 Y 방향 (L22) 의 길이는, 제 1 단부 (21) 에 있어서의 Y 방향의 길이 (L21) 보다 길게 되어 있다.

도 5 에 나타내는 바와 같이, 절단부 (23) 와 제 1 단부 (21) 사이에는, 평면에서 볼 때 대략 사다리꼴의 제 1 연결부 (25) 가 배치되어 있다. 평면에서 볼 때 대략 사다리꼴의 제 1 연결부 (25) 에 있어서의 평행한 변의 긴 쪽이, 제 1 단부 (21) 와 결합되어 있다. 또, 절단부 (23) 와 제 2 단부 (22) 사이에는, 평면에서 볼 때 대략 사다리꼴의 제 2 연결부 (26) 가 배치되어 있다. 평면에서 볼 때 대략 사다리꼴의 제 2 연결부 (26) 에 있어서의 평행한 변의 긴 쪽이, 제 2 단부 (22) 와 결합되어 있다. 제 1 연결부 (25) 와 제 2 연결부 (26) 는, 절단부 (23) 에 대해 대칭으로 되어 있다. 이것에 의해, 퓨즈 엘리먼트 (2) 에 있어서의 X 방향의 폭은, 절단부 (23) 로부터 제 1 단부 (21) 및 제 2 단부 (22) 를 향하여 서서히 넓게 되어 있다. 그 결과, 퓨즈 엘리먼트 (2) 에 과전류가 흘렀을 때에, 절단부 (23) 가 히트 스폿이 되어, 절단부 (23) 가 우선적으로 승온하여 연화되어, 용이하게 절단된다.

즉, 본 실시형태에서는, 퓨즈 엘리먼트 (2) 에 과전류가 흘렀을 때에는, 퓨즈 엘리먼트 (2) 에 1 지점만 형성된 절단부 (23) 가 절단된다. 따라서, 본 실시형태에서는, 예를 들어, 퓨즈 엘리먼트 (2) 에 있어서의 X 방향의 폭이 균일한 경우나, 퓨즈 엘리먼트 (2) 에 복수의 절단부가 형성되어 있는 경우와 비교하여, 퓨즈 엘리먼트 (2) 가 용이하게 절단된다. 따라서, 본 실시형태에서는, 강도가 낮은 압박 수단 (5) 을 사용할 수 있어, 압박 수단 (5) 및 케이스 (6) 의 소형화를 도모할 수 있다.

도 4 및 도 5 에 나타내는 바와 같이, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 절단부 (23) 는, 제 1 단부 (21) 및 제 2 단부 (22) 보다 X 방향의 폭이 좁다. 그것에 의해, 절단부 (23) 는, 절단부 (23) 와 제 1 단부 (21) 사이의 영역, 및 절단부 (23) 와 제 2 단부 (22) 사이의 영역보다 절단되기 쉽게 되어 있다. 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 절단부 (23) 는, 가동 부재 (3) 와 오목상 부재 (4) 에 의해 절단되는 부분이면 되고, 제 1 단부 (21) 및 제 2 단부 (22) 보다 협폭인 것으로 한정되지 않는다.

도 5 에 나타내는 바와 같이, 퓨즈 엘리먼트 (2) 전체의 평면 형상은, 대략 직사각형이며, 일반적인 퓨즈 엘리먼트와 비교하여, X 방향의 폭이 상대적으로 넓고, Y 방향의 길이가 상대적으로 짧다. 본 실시형태의 보호 소자 (100) 에서는, 퓨즈 엘리먼트 (2) 를 물리적으로 절단하고, 절단된 퓨즈 엘리먼트의 절단면끼리의 거리를 단시간에 벌림으로써, 절단 시에 발생하는 아크 방전을 저감할 수 있음과 함께, 발생한 아크 방전의 계속을 억제할 수 있다. 이 때문에, 아크 방전을 억제하기 위해서, 퓨즈 엘리먼트 (2) 에 있어서의 X 방향의 폭을 좁게 할 필요가 없어, 퓨즈 엘리먼트 (2) 에 있어서의 X 방향의 폭을 넓게, Y 방향의 길이를 짧게 할 수 있다. 이와 같은 퓨즈 엘리먼트 (2) 를 갖는 보호 소자 (100) 는, 보호 소자 (100) 가 설치되는 전류 경로에 있어서의 저항값 상승을 억제할 수 있기 때문에, 대전류의 전류 경로에도 바람직하게 설치할 수 있다.

퓨즈 엘리먼트 (2) 의 재료로는, 합금을 포함하는 금속 재료 등, 공지된 퓨즈 엘리먼트에 사용되는 재료를 사용할 수 있다. 구체적으로는, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 재료로서, Pb 85 ％/Sn, Sn/Ag 3 ％/Cu 0.5 ％ 등의 합금을 예시할 수 있다.

퓨즈 엘리먼트 (2) 는, 통상 작동 중의 통전에 의해서는 실질적으로 변형되지 않는다. 퓨즈 엘리먼트 (2) 는, 퓨즈 엘리먼트 (2) 를 구성하는 재료의 연화 온도 이상의 온도에서 절단된다. 연화 온도 이상의 온도이기 때문에, 「연화 온도」에서 절단되어도 된다.

본 명세서에 있어서 「연화 온도」란, 고상과 액상이 혼재 혹은 공존하는 온도, 혹은 온도 범위를 의미한다. 연화 온도는, 퓨즈 엘리먼트 (2) 가 외력에 의해 변형되는 정도로 유연해지는 온도 혹은 온도대 (온도 범위) 이다.

예를 들어, 퓨즈 엘리먼트 (2) 가 2 성분계 합금으로 이루어지는 경우, 고상선 (용융을 개시하는 온도) 과 액상선 (완전히 용융되는 온도) 사이의 온도 범위에서는, 고상과 액상이 서로 섞인, 이른바 셔벗상의 상태로 되어 있다. 이 고상과 액상이 혼재 혹은 공존하는 온도 범위는, 퓨즈 엘리먼트 (2) 가 외력에 의해 변형되는 정도로 유연해지는 온도 범위이다. 이 온도 범위가 「연화 온도」이다.

퓨즈 엘리먼트 (2) 가 3 성분계 합금 혹은 다성분계 합금으로 이루어지는 경우, 상기 고상선 및 액상선을 고상면 및 액상면으로 바꾸고 읽고, 동일하게 고상과 액상이 혼재 혹은 공존하는 온도 범위가 「연화 온도」이다.

퓨즈 엘리먼트 (2) 가 합금으로 이루어지는 경우, 고상선과 액상선 간에 온도차가 있으므로, 「연화 온도」는 온도 범위를 갖는다.

퓨즈 엘리먼트 (2) 가 단일 금속으로 이루어지는 경우, 고상선/액상선은 존재하지 않고, 1 점의 융점/응고점이 존재한다. 퓨즈 엘리먼트 (2) 가 단일 금속으로 이루어지는 경우, 융점 또는 응고점에 있어서, 고상과 액상이 혼재 혹은 공존하는 상태가 되므로, 융점 또는 응고점이 본 명세서에 있어서의 「연화 온도」이다.

고상선과 액상선의 측정은, 온도 상승 과정에 있어서 상 상태 변화에 수반하는 잠열에 의한 불연속점 (시간 변화에 있어서의 플래토한 온도) 으로서 실시할 수 있다. 고상과 액상이 혼재 혹은 공존하는 온도 혹은 온도 범위를 갖는 합금 재료 및 단일 금속 모두, 본 실시형태의 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 재료로서 사용할 수 있다.

퓨즈 엘리먼트 (2) 는, 도 4 및 도 5 에 나타내는 바와 같이, 1 개의 부재 (파츠) 로 이루어지는 것이어도 되고, 재료가 상이한 복수개의 부재 (파츠) 로 이루어지는 것이어도 된다.

퓨즈 엘리먼트 (2) 가 재료가 상이한 복수개의 부재로 형성되어 있는 경우, 각 부재의 형상은, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 용도, 재료 등에 따라 결정할 수 있고, 특별히 한정되지 않는다.

재료가 상이한 복수개의 부재로 형성되어 있는 퓨즈 엘리먼트 (2) 로는, 예를 들어, 연화 온도가 상이한 재료로 이루어지는 복수개의 부재로 형성되어 있는 경우를 들 수 있다. 퓨즈 엘리먼트 (2) 가, 연화 온도가 상이한 재료로 이루어지는 복수개의 부재로 형성되어 있는 경우, 연화 온도가 낮은 재료부터 순서대로 고상과 액상의 혼재 상태가 되고, 연화 온도가 가장 낮은 재료의 연화 온도 이상에서 절단된다.

재료가 상이한 복수개의 부재로 형성되어 있는 퓨즈 엘리먼트 (2) 로는, 다양한 구조를 취할 수 있다.

예를 들어, 내층의 외면이 외층으로 피복된 단면 (斷面) 형상을 갖는 구조이고, 내층과 외층이 연화 온도가 상이한 재료로 이루어지는 것이어도 된다. 이 경우의 단면 형상은, 직사각형이어도 되고, 원형이어도 되고, 특별히 한정되지 않는다. 또, 이 경우, 내층이 저융점 금속으로 이루어지고, 외층이 고융점 금속으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또, 퓨즈 엘리먼트 (2) 는, 연화 온도가 상이한 재료로 이루어지는 층상 부재가, 두께 방향으로 복수 적층된 적층체여도 된다. 이 경우, 연화 온도가 상이한 재료로 이루어지는 층상 부재의 적층수는, 2 층이어도 되고, 3 층이어도 되고, 4 층 이상이어도 된다.

이와 같은 퓨즈 엘리먼트 (2) 는, 적층체가, 연화 온도가 높은 재료로 이루어지는 층을 포함하기 때문에, 강성이 확보된 것이 된다. 또, 적층체가, 연화 온도가 낮은 재료로 이루어지는 층을 포함하기 때문에, 저온에서 유연해져, 저온에서 절단 가능하게 된다. 즉, 퓨즈 엘리먼트 (2) 가, 상기 적층체인 경우, 연화 온도가 낮은 재료의 층부터 순서대로 고상과 액상의 혼재 상태가 된다. 그 결과, 적층체 전체가 연화 온도에 도달하지 않아도 퓨즈 엘리먼트 (2) 는 절단될 수 있다.

구체적으로는, 퓨즈 엘리먼트 (2) 는, 내층과, 이것을 사이에 두는 외층이 두께 방향으로 적층된 3 층 구조의 적층체이고, 내층과 외층이 연화 온도가 상이한 재료로 이루어지는 것이어도 된다. 이와 같은 퓨즈 엘리먼트 (2) 에서는, 적층체의 내층과 외층 중, 연화 온도가 낮은 재료의 층에 있어서 고상과 액상의 혼재 상태가 먼저 시작된다. 그리고, 연화 온도가 높은 재료의 층이 연화 온도에 도달하기 전에 절단될 수 있다. 3 층 구조의 적층체는, 내층이 저융점 금속으로 이루어지고, 외층이 고융점 금속으로 이루어지는 것이 바람직하다.

퓨즈 엘리먼트 (2) 의 재료로서 사용되는 저융점 금속으로는, Sn 혹은 Sn 을 주성분으로 하는 금속을 사용하는 것이 바람직하다. Sn 의 융점은 232 ℃ 이기 때문에, Sn 을 주성분으로 하는 금속은 저융점이며, 저온에서 유연해진다. 예를 들어, Sn/Ag 3 ％/Cu 0.5 ％ 합금의 고상선은 217 ℃ 이다.

퓨즈 엘리먼트 (2) 의 재료로서 사용되는 고융점 금속으로는, Ag 혹은 Cu, 또는 Ag 혹은 Cu 를 주성분으로 하는 금속을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, Ag 의 융점은 962 ℃ 이기 때문에, Ag 를 주성분으로 하는 금속으로 이루어지는 층은, 저융점 금속으로 이루어지는 층이 유연해지는 온도에서는 강성이 유지된다.

퓨즈 엘리먼트 (2) 는, 공지된 방법에 의해 제조할 수 있다.

예를 들어, 퓨즈 엘리먼트 (2) 가, 내층이 저융점 금속으로 이루어지고, 외층이 고융점 금속으로 이루어지는 3 층 구조의 적층체인 경우, 이하에 나타내는 방법에 의해 제조할 수 있다. 먼저, 저융점 금속으로 이루어지는 금속박을 준비한다. 다음으로, 금속박의 표면 전체면에, 도금법을 사용하여 고융점 금속층을 형성하여, 적층판으로 한다. 그 후, 적층판을 절단하여 소정의 형상으로 한다. 이상의 공정에 의해, 3 층 구조의 적층체로 이루어지는 퓨즈 엘리먼트 (2) 가 얻어진다.

(가동 부재)

본 실시형태의 보호 소자 (100) 에서는, 도 3 및 도 4 에 나타내는 바와 같이, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 절단부 (23) 를 사이에 두도록, 가동 부재 (3) 와 오목상 부재 (4) 가 대향 배치되어 있다.

본 실시형태에 있어서, 가동 부재 (3) 및 오목상 부재 (4) 가 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 절단부 (23) 를 사이에 둔다란, 가동 부재 (3) 및 오목상 부재 (4) 가 퓨즈 엘리먼트 (2) 를 상하로부터 사이에 두고 있고, 또한, Z 방향으로부터 평면에서 보아, 가동 부재 (3) 및 오목상 부재 (4) 가 절단부 (23) 와 겹치고 있는 것을 의미한다. 가동 부재 (3) 및 오목상 부재 (4) 모두가, 절단부 (23) 와 접하고 있는지 여부는 불문이다.

가동 부재 (3) 는, 압박 수단 (5) 으로부터의 압박력에 의해 퓨즈 엘리먼트 (2) 를 절단하는 것이다. 가동 부재 (3) 는, 단체 (單體) 의 부재로 이루어지는 것이어도 되고, 복수의 부재로 이루어지는 것 (도 3 참조) 이어도 된다.

본 실시형태의 보호 소자 (100) 는, 가동 부재 (3) 로서, 도 3 및 도 4 에 나타내는 바와 같이, 볼록상 부재 (33) 와 비볼록상 부재인 발열 부재 (31) 를 갖는다. 가동 부재 (3) 는, 볼록상 부재 (33) 만이어도 되고, 비볼록상 부재만이어도 된다. 가동 부재 (3) 는, 볼록상 부재 (33) 와 비볼록상 부재의 양방을 갖는 것이 바람직하다. 본 실시형태에서는, 볼록상 부재 (33) 가, 압박 수단 (5) 과 절단부 (23) 사이에 구비되어 있다. 비볼록상 부재 (발열 부재 (31)) 는, 절단부 (23) 에 접해서 배치됨으로써, 볼록상 부재 (33) 와 절단부 (23) 사이에 구비되어 있다.

＜비볼록상 부재＞

가동 부재 (3) 로서 사용되는 비볼록상 부재는, 퓨즈 엘리먼트 (2) 측에 볼록상 부분을 갖지 않는 부재이며, 예를 들어, 판상 부재이다. 비볼록상 부재는, 발열 부재여도 된다. 본 실시형태에서는, 비볼록상 부재로서 발열 부재 (31) 를 구비하는 경우를 예로 들어 설명한다.

본 실시형태의 보호 소자 (100) 에서는, 발열 부재 (31) 가, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 압박 수단 (5) 측에, 절단부 (23) 에 접해서 배치되어 있다. 발열 부재 (31) 는, 절단부 (23) 에 접하여 배치되어 있지 않고, 절단부 (23) 에 근접하여 배치되어 있어도 된다. 절단부 (23) 에 근접하여 배치되어 있다란, 예를 들어, 발열 부재 (31) 와 절단부 (23) 사이의 거리가 1 ㎜ 이하인 경우를 들 수 있다.

도 6 은, 제 1 실시형태의 보호 소자 (100) 에 있어서의 퓨즈 엘리먼트 (2) 와 발열 부재 (31) 의 배치 관계를 설명하기 위한 도면이다. 도 6(a) 는 압박 수단 (5) 측에서 본 평면도이다. 도 6(b) 는 오목상 부재 (4) 측에서 본 사시도이다. 도 7 은, 제 1 실시형태의 보호 소자 (100) 에 구비된 발열 부재 (31) 의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 7(a) 는 Y 방향에서 본 단면도이다. 도 7(b) 는 X 방향에서 본 단면도이다. 도 7(c) 는 평면도이다.

도 7(a) ∼ 도 7(c) 에 나타내는 바와 같이, 발열 부재 (31) 는, 판상 부재이다. 발열 부재 (31) 는, 절연 기판 (31a) 과, 발열부 (31b) 와, 절연층 (31c) 과, 엘리먼트 접속 전극 (31d) 과, 급전선 전극 (31e, 31f) 을 갖는다. 발열 부재 (31) 는, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 절단부 (23) 를 가열하여 연화시키는 기능과, 압박 수단 (5) 의 압박력을 절단부 (23) 에 부하하는 기능을 갖는다. 발열 부재 (31) 는, 가동 부재 (3) 이다.

절연 기판 (31a) 은, 도 7(a) ∼ 도 7(c) 에 나타내는 바와 같이, X 방향을 장변의 연장 방향으로 하는 평면에서 볼 때 대략 장방형을 갖는다.

절연 기판 (31a) 으로는, 공지된 절연성을 갖는 기판을 사용할 수 있고, 예를 들어, 알루미나, 유리 세라믹스, 멀라이트, 지르코니아 등으로 이루어지는 것을 들 수 있다.

도 7(a) ∼ 도 7(c) 에 나타내는 바와 같이, 발열부 (31b) 는, 절연 기판 (31a) 의 제 2 표면 (도 7(a) ∼ 도 7(c) 에 있어서의 하면) 상에 형성되어 있다. 도 7(c) 에 나타내는 바와 같이, 발열부 (31b) 는, 평면에서 볼 때 대략 장방형의 절연 기판 (31a) 의 일방의 장변 가장자리부를 따라, X 방향으로 연장되어 띠상으로 형성되어 있다.

발열부 (31b) 는, 급전선 (63b, 64b) (도 4 참조) 을 개재하여 통전됨으로써 발열하는, 도전성 재료로 이루어지는 저항체인 것이 바람직하다. 발열부 (31b) 의 재료로는, 예를 들어, 니크롬, W, Mo, Ru 등의 금속을 포함하는 재료를 들 수 있다.

도 7(a) ∼ 도 7(c) 에 나타내는 바와 같이, 급전선 전극 (31e, 31f) 은, 절연 기판 (31a) 의 X 방향 단부에 형성되고, 일부가 발열부 (31b) 의 양 단부 (31g, 31g) 와 각각 평면에서 볼 때 겹치는 위치에 형성되어 있다. 급전선 전극 (31e, 31f) 은, 공지된 전극 재료로 형성할 수 있다. 급전선 전극 (31e, 31f) 은, 발열부 (31b) 와 전기적으로 접속되어 있다.

급전선 전극 (31e, 31f) 은, 퓨즈 엘리먼트 (2) 에 정격 전류를 초과한 전류가 흐른 경우 등, 보호 소자 (100) 의 통전 경로가 되는 외부 회로에 이상이 발생하여, 통전 경로를 차단할 필요가 생긴 경우에, 외부 회로에 형성된 전류 제어 소자에 의해 발열부 (31b) 에 통전하기 위한 것이다.

도 7(a) ∼ 도 7(c) 에 나타내는 바와 같이, 절연층 (31c) 은, 발열부 (31b) 가 형성되어 있는 측의 절연 기판 (31a) 의 표면 상에 형성되어 있다. 절연층 (31c) 은, 발열부 (31b) 와, 절연층 (31c) 상에 노출되어 있는, 발열부 (31b) 와 급전선 전극 (31e, 31f) 의 접속부를 덮도록, 절연 기판 (31a) 의 X 방향 중앙부에 형성되어 있다. 절연층 (31c) 은, 절연 기판 (31a) 의 X 방향 단부에는 형성되어 있지 않다. 이것에 의해, 급전선 전극 (31e, 31f) 의 일부는, 절연층 (31c) 에 피복되어 있지 않고, 노출되어 있다.

절연층 (31c) 은, 발열부 (31b) 를 보호하고, 발열부 (31b) 가 발열한 열을 효율적으로 퓨즈 엘리먼트 (2) 에 전함과 함께, 발열부 (31b) 와 엘리먼트 접속 전극 (31d) 의 절연을 도모한다. 절연층 (31c) 은, 유리 등의 공지된 절연 재료로 형성할 수 있다.

도 7(a) ∼ 도 7(c) 에 나타내는 바와 같이, 엘리먼트 접속 전극 (31d) 은, 절연층 (31c) 상의 발열부 (31b) 와 평면에서 볼 때 겹치는 위치에 형성되어 있다. 엘리먼트 접속 전극 (31d) 은, 공지된 전극 재료로 형성할 수 있다. 엘리먼트 접속 전극 (31d) 은, 퓨즈 엘리먼트 (2) 와 접속되어 있다.

도 7(a) ∼ 도 7(c) 에 나타내는 발열 부재 (31) 에서는, 평면에서 볼 때 대략 장방형의 절연 기판 (31a) 의 일방의 장변 가장자리부를 따라, 발열부 (31b) 와, 절연층 (31c) 과, 엘리먼트 접속 전극 (31d) 과, 급전선 전극 (31e, 31f) 이 형성되어 있지만, 이들은 절연 기판 (31a) 의 양방의 장변 가장자리부를 따라 형성되어 있어도 된다. 이 경우, 예를 들어, 발열 부재 (31) 와 급전선 (63b, 64b) (도 4 참조) 을 전기적으로 접속할 때에, 급전선 전극 (31e, 31f) 이 형성되어 있지 않은 단부와, 급전선 전극 (31e, 31f) 을 오인하는 것에 의한 수율의 저하를 방지할 수 있다.

도 7(a) ∼ 도 7(c) 에 나타내는 발열 부재 (31) 는, 엘리먼트 접속 전극 (31d) 측의 면을 퓨즈 엘리먼트 (2) 와 대향시켜서 배치된다. 따라서, 발열부 (31b) 와 퓨즈 엘리먼트 (2) 사이에는, 절연 기판 (31a) 이 배치되지 않는다. 이 때문에, 발열부 (31b) 와 퓨즈 엘리먼트 (2) 사이에, 절연 기판 (31a) 이 배치되어 있는 경우와 비교하여, 발열부 (31b) 에서 발생한 열이, 효율적으로 퓨즈 엘리먼트 (2) 에 전해진다.

도 7(a) ∼ 도 7(c) 에 나타내는 발열 부재 (31) 는, 예를 들어, 이하에 나타내는 방법에 의해 제조할 수 있다. 먼저, 절연 기판 (31a) 을 준비한다. 또, 발열부 (31b) 가 되는 재료와 수지 바인더를 포함하는 페이스트상의 조성물을 제조한다. 그 후, 절연 기판 (31a) 의 제 2 표면 (도 7(a) ∼ 도 7(c) 에 있어서의 하면) 상에, 상기의 조성물을 스크린 인쇄하여 소정의 패턴을 형성하고, 소성한다. 이것에 의해, 발열부 (31b) 가 형성된다.

다음으로, 급전선 전극 (31e, 31f) 을 공지된 방법에 의해 형성하고, 발열부 (31b) 의 양 단부 (31g, 31g) 와 각각 전기적으로 접속한다. 다음으로, 절연층 (31c) 을 공지된 방법에 의해 형성하여, 절연층 (31c) 에 의해 발열부 (31b) 를 덮음과 함께, 발열부 (31b) 와 급전선 전극 (31e, 31f) 의 접속부를 덮는다.

그 후, 절연층 (31c) 상에, 공지된 방법에 의해, 엘리먼트 접속 전극 (31d) 을 형성한다.

이상의 공정에 의해, 도 7(a) ∼ 도 7(c) 에 나타내는 발열 부재 (31) 가 얻어진다.

도 8 은, 발열 부재의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 8(a) 는 발열 부재 (32) 를 Y 방향에서 본 단면도이다. 도 8(b) 는 도 8(a) 에 나타내는 발열 부재 (32) 의 X 방향 중앙부를 X 방향에서 본 단면도이다. 도 8(c) 는 발열 부재 (310) 를 Y 방향에서 본 단면도이다. 도 8(d) 는 도 8(c) 에 나타내는 발열 부재 (310) 의 X 방향 중앙부를 X 방향에서 본 단면도이다.

본 실시형태의 보호 소자 (100) 에 있어서는, 도 7(a) ∼ 도 7(c) 에 나타내는 발열 부재 (31) 대신에, 도 8(a) 및 도 8(b) 에 나타내는 발열 부재 (32) 가 구비되어 있어도 된다.

도 8(a) 및 도 8(b) 에 나타내는 발열 부재 (32) 에 있어서, 도 7(a) ∼ 도 7(c) 에 나타내는 발열 부재 (31) 와 동일한 부재에 대해서는, 동일한 부호를 붙이고, 설명을 생략한다. 도 8(a) 및 도 8(b) 에 나타내는 발열 부재 (32) 에 있어서의 각 부재의 평면 배치는, 도 7(a) ∼ 도 7(c) 에 나타내는 발열 부재 (31) 의 각 부재의 평면 배치와 동일하다.

도 8(a) 및 도 8(b) 에 나타내는 발열 부재 (32) 는, 판상 부재이다. 발열 부재 (32) 는, 도 7(a) ∼ 도 7(c) 에 나타내는 발열 부재 (31) 와 마찬가지로, 절연 기판 (31a) 과, 발열부 (31b) 와, 절연층 (31c) 과, 엘리먼트 접속 전극 (31d) 과, 급전선 전극 (31e, 31f) 을 갖는다.

도 8(a) 및 도 8(b) 에 나타내는 바와 같이, 발열부 (31b) 는, 절연 기판 (31a) 의 제 1 표면 (도 8(a) 및 도 8(b) 에 있어서의 상면) 상에 형성되어 있다.

도 8(a) 및 도 8(b) 에 나타내는 바와 같이, 급전선 전극 (31e, 31f) 은, 일부가 발열부 (31b) 의 양 단부와 각각 평면에서 볼 때 겹치는 위치에 형성되어 있다. 절연층 (31c) 은, 발열부 (31b) 가 형성되어 있는 측의 절연 기판 (31a) 의 표면 상에 형성되어 있다. 절연층 (31c) 은, 발열부 (31b) 와, 절연층 (31c) 상에 노출되어 있는, 발열부 (31b) 와 급전선 전극 (31e, 31f) 의 접속부를 덮도록, 절연 기판 (31a) 의 X 방향 중앙부에 형성되어 있다. 절연층 (31c) 은, 절연 기판 (31a) 의 X 방향 단부에는 형성되어 있지 않다. 이것에 의해, 급전선 전극 (31e, 31f) 의 일부는, 절연층 (31c) 으로 피복되어 있지 않고, 노출되어 있다. 절연층 (31c) 은, 발열부 (31b) 를 보호하고, 발열부 (31b) 가 발열한 열을 효율적으로 퓨즈 엘리먼트 (2) 에 전한다.

도 8(a) 및 도 8(b) 에 나타내는 바와 같이, 발열 부재 (32) 에 있어서의 엘리먼트 접속 전극 (31d) 은, 도 7(a) ∼ 도 7(c) 에 나타내는 발열 부재 (31) 와는 상이하고, 절연 기판 (31a) 의 발열부 (31b) 가 형성되어 있는 측과 반대측의 표면인 제 2 표면 (도 8(a) 및 도 8(b) 에 있어서의 하면) 상에 형성되어 있다. 엘리먼트 접속 전극 (31d) 은, 절연 기판 (31a) 을 개재하여, 절연층 (31c) 과 대향하여 배치되어 있다. 엘리먼트 접속 전극 (31d) 은, 도 7(a) ∼ 도 7(c) 에 나타내는 발열 부재 (31) 와 마찬가지로, 퓨즈 엘리먼트 (2) 와 접속되어 있다.

본 실시형태의 보호 소자 (100) 에 있어서는, 도 7(a) ∼ 도 7(c) 에 나타내는 발열 부재 (31) 대신에, 도 8(c) 및 도 8(d) 에 나타내는 발열 부재 (310) 가 구비되어 있어도 된다.

도 8(c) 및 도 8(d) 에 나타내는 발열 부재 (310) 에 있어서, 도 7(a) ∼ 도 7(c) 에 나타내는 발열 부재 (31) 와 동일한 부재에 대해서는, 동일한 부호를 붙이고, 설명을 생략한다. 도 8(c) 및 도 8(d) 에 나타내는 발열 부재 (310) 의 X 방향 중앙부를 X 방향에서 본 단면에 있어서의 각 부재의 배치는, 도 7(a) ∼ 도 7(c) 에 나타내는 발열 부재 (31) 의 각 부재의 배치와 동일하다.

도 8(c) 및 도 8(d) 에 나타내는 발열 부재 (310) 는, 판상 부재이다. 발열 부재 (310) 는, 도 7(a) ∼ 도 7(c) 에 나타내는 발열 부재 (31) 와 마찬가지로, 절연 기판 (31a) 과, 발열부 (31b) 와, 절연층 (31c) 과, 엘리먼트 접속 전극 (31d) 과, 급전선 전극 (31e, 31f) 을 갖는다.

도 8(c) 에 나타내는 바와 같이, 발열부 (31b) 는, 절연 기판 (31a) 의 제 2 표면 (도 8(c) 에 있어서의 하면) 상에 형성되어 있다. 도 8(c) 에 나타내는 바와 같이, 발열부 (31b) 는, 평면에서 볼 때 대략 장방형의 절연 기판 (31a) 의 일단부터 타단까지, 일방의 장변 가장자리부를 따라 X 방향으로 연장되어 띠상으로 형성되어 있다.

도 8(c) 에 나타내는 바와 같이, 발열부 (31b) 상에는, 절연층 (31c) 이 형성되어 있다. 절연층 (31c) 은, 발열부 (31b) 의 양 단부 (31g, 31g) 를 제외한 영역 상을 덮도록, 절연 기판 (31a) 의 X 방향 중앙부에 형성되어 있다. 따라서, 발열부 (31b) 의 양 단부 (31g, 31g) 는, 절연층 (31c) 으로 피복되어 있지 않고, 노출되어 있다.

도 8(c) 에 나타내는 바와 같이, 급전선 전극 (31e, 31f) 은, 절연 기판 (31a) 의 X 방향 단부에 형성되어 있다. 급전선 전극 (31e, 31f) 은, 발열부 (31b) 의 양 단부 (31g, 31g) 와 각각 평면에서 볼 때 겹치고 있다. 이것에 의해, 급전선 전극 (31e, 31f) 은, 발열부 (31b) 와 전기적으로 접속되어 있다.

도 8(c) 에 나타내는 바와 같이, 엘리먼트 접속 전극 (31d) 은, 절연층 (31c) 상의 급전선 전극 (31e, 31f) 이 형성되어 있는 영역을 제외한 영역에 형성되어 있다. 도 8(c) 에 나타내는 바와 같이, 엘리먼트 접속 전극 (31d) 은, 급전선 전극 (31e, 31f) 과 이간하여 배치되어 있다. 엘리먼트 접속 전극 (31d) 은, 절연층 (31c) 상의 발열부 (31b) 와 평면에서 볼 때 겹치는 위치에 형성되어 있다.

도 3 에 나타내는 바와 같이, 발열 부재 (31) 는, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 절단부 (23) 상 (도 3 에 있어서의 상면) 에 접하여 배치되어 있다. 도 6(a) 및 도 6(b) 에 나타내는 바와 같이, 발열 부재 (31) 는, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 절단부 (23) 와, 제 2 연결부 (26) 와, 제 2 단부 (22) 의 제 2 연결부 (26) 측의 일부와, 평면에서 볼 때 겹쳐서 배치되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 도 7(a) 에 나타내는 바와 같이, 발열 부재 (31) 의 발열부 (31b) 가, 평면에서 볼 때 대략 장방형의 절연 기판 (31a) 의 일방의 장변 가장자리부를 따라 형성되어 있다. 이 때문에, 발열 부재 (31) 의 발열부 (31b) 가, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 절단부 (23) 와 평면에서 볼 때 겹쳐서 배치되어 있다. 따라서, 본 실시형태의 보호 소자 (100) 에서는, 발열 부재 (31) 에 의해, 효율적으로 절단부 (23) 가 가열된다.

도 4, 도 6(a) 및 도 6(b) 에 나타내는 바와 같이, 발열 부재 (31) 의 급전선 전극 (31e, 31f) (도 7(a) ∼ 도 7(c) 참조) 은, 각각 급전선 (63b, 64b) 에 의해 제 3 단자 (63), 제 4 단자 (64) 와, 전기적으로 접속되어 있다. 본 실시형태에서는, 발열 부재 (31) 와, 제 3 단자 (63) 및 제 4 단자 (64) 를, 급전선 (63b, 64b) 으로 이루어지는 급전 부재에 의해 전기적으로 접속하고 있는 경우를 예로 들어 설명한다. 급전 부재는, 발열 부재 (31) 와, 제 3 단자 (63) 및 제 4 단자 (64) 를 전기적으로 접속할 수 있으면 되고, 급전 부재의 형상은, 급전선 (63b, 64b) 과 같은 선 형상으로 한정되는 것은 아니다.

도 4 에 나타내는 바와 같이, 제 3 단자 (63) 는, 외부 단자공 (63a) 을 구비하고 있다. 또, 제 4 단자 (64) 는, 외부 단자공 (64a) 을 구비하고 있다. 외부 단자공 (63a) 및 외부 단자공 (64a) 은, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 평면에서 볼 때 대략 원형의 관통공으로 할 수 있다.

제 3 단자 (63) 및 제 4 단자 (64) 의 형상은, 도시되지 않은 외부 단자에 걸어맞춤 가능한 형상이면 되고, 예를 들어, 일부에 개방 부분을 갖는 클로 형상이어도 되고, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 급전선 (63b, 64b) 과 접속되는 측의 단부에, 급전선 (63b, 64b) 을 향하여 양측으로 확폭된 플랜지부 (도 4 에 있어서 부호 63c, 64c 로 나타낸다.) 를 가지고 있어도 되고, 특별히 한정되지 않는다. 제 3 단자 (63) 및 제 4 단자 (64) 가 플랜지부 (63c, 64c) 를 갖는 경우, 케이스 (6) 의 슬릿 (63d, 64d) 으로부터 제 3 단자 (63) 및 제 4 단자 (64) 가 빠지기 어려워, 신뢰성 및 내구성이 양호한 보호 소자 (100) 가 된다.

도 4 에 나타내는 바와 같이, 제 3 단자 (63) 와 제 4 단자 (64) 는, 대략 동일 형상이어도 되고, 각각 상이한 형상이어도 된다. 제 3 단자 (63) 및 제 4 단자 (64) 에 사용되는 재료로는, 제 1 단자 (61) 및 제 2 단자 (62) 와 동일한 것을 들 수 있다.

본 실시형태에서는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 제 3 단자 (63), 제 4 단자 (64), 제 1 단자 (61), 제 2 단자 (62) 로서, 동일한 재료로 이루어지는 대략 동일 형상의 것을 사용할 수 있다.

＜볼록상 부재＞

도 9 는, 제 1 실시형태의 보호 소자 (100) 에 구비된 볼록상 부재 (33) 의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 9(a) 는 제 1 표면에서 본 도면이다. 도 9(b) 는 X 방향에서 본 측면도이다. 도 9(c) 는 Y 방향에서 본 측면도이다. 도 9(d) 는 제 2 표면에서 본 도면이다. 도 9(e) 및 도 9(f) 는 사시도이다.

볼록상 부재 (33) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 퓨즈 엘리먼트 (2) 측에 볼록상 부분을 갖는 부재이다. 볼록상 부재 (33) 는, 압박 수단 (5) 의 압박력을, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 절단부 (23) 에 부하하는 기능을 갖는 가동 부재이다.

도 9(a) 및 도 9(d) 에 나타내는 바와 같이, 볼록상 부재 (33) 는, 평면에서 볼 때 대략 직사각형의 형상을 가지고 있다. 볼록상 부재 (33) 의 평면에서 볼 때 대향하는 2 변에는, 각각 바깥쪽 (X 방향) 을 향해 연장되는 볼록상 영역 (33d, 33d) 이 형성되어 있다.

도 9(a) ∼ 도 9(c), 도 9(e) 에 나타내는 바와 같이, 볼록상 부재 (33) 의 제 1 표면 (상면) 측에는, 제 1 가이드 부재 (33a) 및 제 2 가이드 부재 (33b) 가 세워 형성되어 있다. 제 1 가이드 부재 (33a) 및 제 2 가이드 부재 (33b) 의 높이 (상면으로부터 Z 방향의 길이) 는, 도 9(c) 에 나타내는 바와 같이 모두 동일해도 되고, 예를 들어, 제 1 가이드 부재 (33a) 와 제 2 가이드 부재 (33b) 에서 상이해도 된다. 제 1 가이드 부재 (33a) 및 제 2 가이드 부재 (33b) 의 높이는, 압박 수단 (5) 의 형상에 따라 적절히 결정할 수 있다.

제 1 가이드 부재 (33a) 는, 도 9(a) 에 나타내는 바와 같이, 볼록상 부재 (33) 의 볼록상 영역 (33d, 33d) 의 가장자리부에 각각 형성되어 있다. 각 제 1 가이드 부재 (33a) 는, 볼록상 부재 (33) 의 가장자리부를 따른 방향을 긴 변 방향으로 하는 평면에서 볼 때 대략 장방형의 기둥상 형상을 가지고 있다. 각 제 1 가이드 부재 (33a) 의 외면은, 볼록상 부재 (33) 를 오목상 부재 (4) 의 소정의 위치에 설치하기 위한 가이드로서 기능한다.

제 2 가이드 부재 (33b) 는, 도 9(a) 에 나타내는 바와 같이, 볼록상 부재 (33) 의 네 코너에 각각 형성되어 있다. 각 제 2 가이드 부재 (33b) 는, 대략 삼각기둥상이다. 제 1 가이드 부재 (33a) 의 내면 및 제 2 가이드 부재 (33b) 의 내면은, 제 1 가이드 부재 (33a) 와 제 2 가이드 부재 (33b) 로 둘러싸인 압박 수단 수납 영역 (33h) 내에, 압박 수단 (5) 을 설치하기 위한 가이드로서 기능한다.

도 9(b) ∼ 도 9(d), 도 9(f) 에 나타내는 바와 같이, 볼록상 부재 (33) 의 제 2 표면 (하면) 측에는, 제 2 표면으로부터 돌출된 볼록부 (33c) 가 형성되어 있다. 볼록부 (33c) 는, 평면에서 볼 때 볼록상 부재 (33) 의 2 개의 볼록상 영역 (33d, 33d) 간을 연결하도록 띠상으로 형성되어 있다. 따라서, 도 9(d) 에 나타내는 바와 같이, 볼록부 (33c) 의 길이 (L33) 는, 볼록상 부재 (33) 의 X 방향의 폭과 동일하게 되어 있다.

도 9(d) 에 나타내는 바와 같이, 볼록부 (33c) 는, 광폭부 (33f, 33f) 와, 중앙부 (33e) 와, 높이가 낮은 영역 (33g, 33g) 을 가지고 있다.

광폭부 (33f, 33f) 는, 볼록상 영역 (33d, 33d) 에 배치되어 있다. 중앙부 (33e) 는, 광폭부 (33f, 33f) 사이의 중앙 부분에 배치되어 있다. 높이가 낮은 영역 (33g, 33g) 은, 광폭부 (33f, 33f) 와 중앙부 (33e) 사이에 각각 형성되어 있다. 높이가 낮은 영역 (33g, 33g) 은, 도 9(c) 에 나타내는 바와 같이, 중앙부 (33e) 보다, 제 2 표면으로부터 볼록 돌출되어 있는 높이가 낮은 영역이다.

볼록부 (33c) 의 높이가 낮은 영역 (33g) 은, 발열 부재의 급전선 전극 (31e, 31f) 과 평면에서 볼 때 겹치는 위치에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 높이가 낮은 영역 (33g) 은, 볼록상 부재 (33) 와 발열 부재를 적층함으로써, 볼록부 (33c) 와 발열 부재 사이에 간극을 형성한다. 높이가 낮은 영역 (33g) 이, 발열 부재의 급전선 전극 (31e, 31f) 과 평면에서 볼 때 겹치는 위치에 형성되고, 발열 부재가, 도 8(a) 및 도 8(b) 에 나타내는 발열 부재 (32) 와 같이, 볼록상 부재 (33) 측의 면에 급전선 전극 (31e, 31f) 이 배치된 것인 경우, 높이가 낮은 영역 (33g) 에 의해 형성되는 볼록부 (33c) 와 발열 부재 사이의 간극은, 발열 부재 (32) 의 급전선 전극 (31e) 과 급전선 (63b) 을 접속하기 위한 영역, 및 급전선 전극 (31f) 과 급전선 (64b) 을 접속하기 위한 영역으로서 이용할 수 있다.

볼록부 (33c) 의 광폭부 (33f, 33f) 의 폭 (D1) (도 9(d) 참조) 은, 볼록상 영역 (33d, 33d) 의 폭과 동일하다. 높이가 낮은 영역 (33g, 33g) 의 폭 및 중앙부 (33e) 의 폭 (D2) 은, 광폭부 (33f, 33f) 의 폭 (D1) 보다 편측의 폭이 좁게 되어 있다. 도 16 에 나타내는 바와 같이, 중앙부 (33e) 의 폭 (D2) 은, 발열 부재 (31) 의 Y 방향의 폭 (D3) (도 6(a) 참조) 보다 좁다. 이것에 의해, 압박 수단 (5) 에 의한 압박이, 볼록상 부재 (33) 의 볼록부 (33c) 와 발열 부재 (31) 를 개재하여, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 절단부 (23) 에, 효율적으로 부하된다.

볼록부 (33c) 에 있어서의 중앙부 (33e) 의 폭 (D2) 과, 발열 부재 (31) 의 Y 방향의 폭 (D3) 비 (D2 : D3) 는, 1 : 1.2 ∼ 1 : 5 인 것이 바람직하고, 1 : 1.5 ∼ 1 : 4 인 것이 보다 바람직하다. D2 와 D3 의 비가 상기 범위 내인 경우, D2 가 D3 보다 충분히 좁기 때문에, 압박 수단 (5) 에 의한 압박력을 절단부 (23) 에 효율적으로 전할 수 있다. 또, D2 와 D3 의 비가 상기 범위 내인 경우, D2 가 지나치게 좁아, 볼록부 (33c) 의 퓨즈 엘리먼트 (2) 측의 면과, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 볼록부 (33c) 측의 면이 평행으로 배치되기 어려워지지 않아, 바람직하다. 볼록부 (33c) 의 퓨즈 엘리먼트 (2) 측의 면과, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 볼록부 (33c) 측의 면이 평행으로 배치되어 있는 경우, 압박 수단 (5) 에 의한 압박력을 절단부 (23) 에 효율적으로 전할 수 있다.

도 9(b) 에 나타내는 바와 같이, 볼록부 (33c) 의 높이 (33H) 는, 도 9(c) 에 나타내는 바와 같이, 광폭부 (33f, 33f) 와 중앙부 (33e) 는 대략 동일하다. 도 16 에 나타내는 바와 같이, 볼록부 (33c) 의 높이 (33H) 는, 오목상 부재 (4) 에 있어서의 오목부 (46) 의 깊이 (H46) 보다 짧다.

오목부 (46) 의 깊이 (H46) 에 대한 볼록부 (33c) 의 높이 (33H) 의 비율 (33H/H46) 은, 0.1 ∼ 0.8 인 것이 바람직하고, 0.2 ∼ 0.6 인 것이 보다 바람직하다. 상기 비율이 상기 범위 내이면, 오목부 (46) 내에 들어간 볼록부 (33c) 에 의해, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 절단된 양 단부 간이, 보다 확실하게 차폐된다. 그 결과, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 절단된 양 단부 간의 거리가 길어져, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 절단 시에 발생하는 아크 방전의 계속을 보다 단시간에 억제할 수 있다.

도 9(d) 에 나타내는 볼록부 (33c) 의 중앙부 (33e) 의 길이 (L2) (도 18 참조) 는, 발열 부재 (31) 의 길이 (X 방향의 폭) (L3) (도 6(a), 도 18 참조) 보다 좁게 되어 있다. 이것에 의해, 압박 수단 (5) 에 의한 압박이, 볼록상 부재 (33) 의 볼록부 (33c) 와 발열 부재 (31) 를 개재하여, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 절단부 (23) 에, 효율적으로 부하된다. 중앙부 (33e) 의 길이 (L2) 는, 압박 수단 (5) 에 의한 압박을 절단부 (23) 에 균일하게 부하할 수 있기 때문에, 절단부 (23) 에 있어서의 X 방향의 폭 (23D) (도 5, 도 17(b) 참조) 이상의 치수인 것이 바람직하다.

볼록상 부재 (33) 는, 퓨즈 엘리먼트 (2) 를 구성하는 재료의 연화 온도에 있어서도 단단한 상태를 유지할 수 있는 절연 재료, 혹은 실질적으로 변형되지 않는 절연 재료로 이루어진다. 구체적으로는, 볼록상 부재 (33) 의 재료로서, 세라믹스 재료, 유리 전이 온도가 높은 수지 재료 등을 사용할 수 있다.

수지 재료의 유리 전이 온도 (Tg) 란, 연질의 고무 상태로부터 경질의 유리 상태로 되는 온도를 말한다. 수지를 유리 전이 온도 이상으로 가열하면, 분자가 운동하기 쉬워져, 연질의 고무 상태가 된다. 한편, 수지가 식어 가면, 분자의 운동이 제한되고, 경질의 유리 상태가 된다.

세라믹스 재료로는, 알루미나, 멀라이트, 지르코니아 등을 예시할 수 있고, 알루미나 등의 열전도율이 높은 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 볼록상 부재 (33) 가 세라믹스 재료 등의 열전도율이 높은 재료로 형성되어 있는 경우, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 절단 시에 발생한 열을 효율적으로 외부로 방열할 수 있다. 그 결과, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 절단 시에 발생하는 아크 방전의 계속이, 보다 효과적으로 억제된다.

유리 전이 온도가 높은 수지 재료로는, 폴리페닐렌술파이드 (PPS) 수지 등의 엔지니어링 플라스틱, 나일론계 수지, 불소계 수지, 실리콘계 수지 등을 예시할 수 있다. 수지 재료는, 일반적으로 세라믹스 재료보다 열전도율은 낮지만, 저비용이다.

수지 재료 중에서도, 나일론계 수지는, 내트래킹성 (트래킹 (탄화 도전로) 파괴에 대한 내성) 이 높아, 바람직하다. 나일론계 수지 중에서도, 특히, 나일론 46, 나일론 6T, 나일론 9T 를 사용하는 것이 바람직하다. 내트래킹성은, IEC60112 에 근거하는 시험에 의해 구할 수 있다. 나일론계 수지로는, 내트래킹성이, 250 V 이상인 것을 사용하는 것이 바람직하고, 600 V 이상인 것을 사용하는 것이 보다 바람직하다.

볼록상 부재 (33) 는, 예를 들어, 세라믹스 재료 등의 수지 이외의 재료로 제작하고, 볼록부 (33c) 의 일부를 나일론계 수지로 피복해도 된다.

볼록상 부재 (33) 는, 공지된 방법에 의해 제조할 수 있다.

(오목상 부재)

도 10 은, 제 1 실시형태의 보호 소자 (100) 에 구비된 오목상 부재 (4) 의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 10(a) 는 제 1 표면에서 본 도면이다. 도 10(b) 는 X 방향에서 본 측면도이다. 도 10(c) 는 Y 방향에서 본 측면도이다. 도 10(d) 는 제 2 표면에서 본 도면이다. 도 10(e) 는 사시도이다.

도 10(a) 및 도 10(d) 에 나타내는 바와 같이, 오목상 부재 (4) 는, X 방향을 장변 방향으로 하는 평면에서 볼 때 대략 장방형의 형상을 가지고 있다.

도 10(a) ∼ 도 10(c), 도 10(e) 에 나타내는 바와 같이, 오목상 부재 (4) 의 제 1 표면 (상면) 측에는, 단자 설치 영역 (41, 42, 43, 44) 과, 오목부 (46) 와, 제 1 가이드 부재 (4a) 와, 제 2 가이드 부재 (4b) 가 형성되어 있다.

단자 설치 영역 (41, 42, 43, 44) 은, 대략 동형이며, 평면에서 볼 때 대략 장방형의 오목상 부재 (4) 의 각 변을 따라 띠상으로 형성된 주위의 높이보다 낮은 평면으로 이루어진다.

도 1 및 도 4 에 나타내는 바와 같이, 단자 설치 영역 (41) 에는, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 제 1 단부 (21) 와 제 1 단자 (61) 의 결합부가 재치된다. 단자 설치 영역 (41) 과 주위의 높이의 차는, 제 1 단자 (61) 의 두께에 대응하는 치수로 되어 있다. 단자 설치 영역 (42) 에는, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 제 2 단부 (22) 와 제 2 단자 (62) 의 결합부가 재치된다. 단자 설치 영역 (42) 과 주위의 높이의 차는, 제 2 단자 (62) 의 두께에 대응하는 치수로 되어 있다. 단자 설치 영역 (43) 에는, 제 3 단자 (63) 의 급전선 (63b) 과의 결합부가 재치된다. 단자 설치 영역 (43) 과 주위의 높이의 차는, 제 3 단자 (63) 의 두께에 대응하는 치수로 되어 있다. 단자 설치 영역 (44) 에는, 제 4 단자 (64) 의 급전선 (64b) 과의 결합부가 재치된다. 단자 설치 영역 (44) 과 주위의 높이의 차는, 제 4 단자 (64) 의 두께에 대응하는 치수로 되어 있다.

도 10(a) 및 도 10(e) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 가이드 부재 (4a, 4a) 및 제 2 가이드 부재 (4b, 4b) 는, 평면에서 볼 때 단자 설치 영역 (41, 42, 43, 44) 으로 둘러싸인 영역의 내측에, 단자 설치 영역 (43) 또는 단자 설치 영역 (44) 에 접해서 배치되어 있다. 제 1 가이드 부재 (4a, 4a) 는, 평면에서 볼 때 대략 L 자형 기둥상이다. 제 2 가이드 부재 (4b, 4b) 는, 평면에서 볼 때 대략 직사각형 기둥상이다. 2 개의 제 2 가이드 부재 (4b, 4b) 는, 평면에서 볼 때 대략 장방형의 오목상 부재 (4) 에 있어서의 대향하는 장변 중, 일방의 장변측에 배치되어 있다. 제 1 가이드 부재 (4a, 4a) 및 제 2 가이드 부재 (4b, 4b) 는, 볼록상 부재 (33) 를 오목상 부재 (4) 의 소정의 위치에 설치하기 위한 가이드로서 기능한다.

제 1 가이드 부재 (4a, 4a) 및 제 2 가이드 부재 (4b, 4b) 의 높이 (상면부터 Z 방향의 길이) 는, 도 10(c) 에 나타내는 바와 같이 대략 동일하게 되어 있다. 제 1 가이드 부재 (4a, 4a) 및 제 2 가이드 부재 (4b, 4b) 의 높이는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 케이스 (6) 의 수용부 (65) 내의 형상에 따라 적절히 결정할 수 있다.

도 10(a) 및 도 10(e) 에 나타내는 바와 같이, 오목부 (46) 는, 평면에서 볼 때 오목상 부재 (4) 의 중앙부에 형성되어 있다. 오목부 (46) 는, 폭이 넓은 광폭부 (46a) 와, 광폭부 (46a) 를 사이에 두도록 배치되고, 광폭부 (46a) 보다 제 1 가이드 부재 (4a, 4a) 측만 폭이 좁은 협폭부 (46b, 46c) 를 갖는다. 도 10(a) 에 나타내는 바와 같이, 협폭부 (46b) 는, 단자 설치 영역 (43) 과 제 1 가이드 부재 (4a) 와 제 2 가이드 부재 (4b) 와 접하고 있다. 협폭부 (46c) 는, 단자 설치 영역 (44) 과 제 1 가이드 부재 (4a) 와 제 2 가이드 부재 (4b) 와 접하고 있다.

오목부 (46) 의 광폭부 (46a) 에 있어서의 Y 방향의 폭 (D4) (도 10(a), 도 16 참조) 은, 볼록상 부재 (33) 의 볼록부 (33c) 에 있어서의 광폭부 (33f, 33f) 의 폭 (D1) (도 16 에는 도시 생략, 도 9(d) 참조), 및 중앙부 (33e) 의 폭 (D2) (도 16 참조) 보다 넓고, 또한 발열 부재 (31) 의 Y 방향의 폭 (D3) (도 16 참조) 보다 넓다. 또, 오목부 (46) 의 광폭부 (46a) 에 있어서의 X 방향의 길이 (L4) (도 10(a), 도 18 참조) 는, 볼록상 부재 (33) 의 볼록부 (33c) 의 길이 (L33) (도 18 참조) 보다 길고, 또한 발열 부재 (31) 의 길이 (X 방향의 폭) (L3) (도 18 참조) 보다 길다. 또, 도 16 에 나타내는 바와 같이, 평면에서 볼 때 오목부 (46) 의 광폭부 (46a) 내의 위치에, 절단부 (23), 발열 부재 (31), 볼록상 부재 (33) 의 볼록부 (33c) 가 배치되어 있다. 즉, 평면에서 볼 때 오목부 (46) 의 내측의 에어리어의 적어도 일부와 외주가 겹치는 위치이고, 절단부 (23) 의 일부와 겹치는 위치에 볼록부 (33c) 가 배치되어 있다. 본 실시형태의 보호 소자 (100) 에서는, 볼록부 (33c) 의 Y 방향의 외면 중 광폭부 (33f) 와 중앙부 (33e) 에 연속하여 형성된 면이, 평면에서 볼 때, 오목부 (46) 의 Y 방향에 대향하는 내벽면 (46d) 중 일방의 내면을 따라 배치되어 있다.

따라서, 본 실시형태의 보호 소자 (100) 에서는, 절단부 (23) 가 절단됨으로써, 도 15(b) 및 도 17(b) 에 나타내는 바와 같이, 오목부 (46) 의 광폭부 (46a) 내에, 볼록상 부재 (33) 의 볼록부 (33c) 가 삽입됨과 함께, 발열 부재 (31) 가 수용된다.

도 10(a) 에 나타내는 평면에서 볼 때 오목부 (46) 의 내벽면 (46d) 에 근접하는 위치에는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 절단부 (23) 에 있어서의 제 1 단부 (21) 측의 가장자리부가 배치되고, 오목부 (46) 의 광폭부 (46a) 에 있어서의 X 방향의 길이 (L4) 가, 절단부 (23) 에 있어서의 X 방향의 폭 (23D) (도 5, 도 17(b) 참조) 보다 길다. 이 때문에, 절단부 (23) 가 절단되면, 도 15(b) 및 도 17(b) 에 나타내는 바와 같이, 절단부 (23) 로 분단된 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 일부가 절곡되도록 오목부 (46) 내에 수용된다.

평면에서 볼 때 오목부 (46) 의 내벽면 (46d) 과, 절단부 (23) 에 있어서의 제 1 단부 (21) 측의 가장자리부가, 근접하는 위치에 배치되어 있는 경우의 양자 사이의 거리의 기준은, 예를 들어, 0.1 ∼ 0.5 ㎜ 이며, 바람직하게는 0.2 ∼ 0.4 ㎜ 이다. 양자가 근접하는 위치에 배치되어 있는 경우, 오목부 (46) 의 광폭부 (46a) 내에, 볼록상 부재 (33) 의 볼록부 (33c) 가 삽입될 때에, 절단부 (23) 에 있어서의 제 1 단부 (21) 측의 가장자리부가, 오목부 (46) 의 내벽면 (46d) 에 접촉하면서 끼워 넣어진다. 그 결과, 절단부 (23) 에 있어서의 제 1 단부 (21) 측의 가장자리부가, 절단되기 쉬워, 바람직하다. 평면에서 볼 때 오목부 (46) 의 내벽면 (46d) 과, 절단부 (23) 에 있어서의 제 1 단부 (21) 측의 가장자리부 사이의 거리가 0.2 ㎜ 이상이면, 절단부 (23) 의 열이 오목부 (46) 에 전해져 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 연화를 방해하는 것을 방지할 수 있어, 보다 바람직하다.

또, 오목부 (46) 의 협폭부 (46b, 46c) 에 있어서의 Y 방향의 폭 (D5) (도 10(a), 도 16 참조) 은, 급전선 (63b, 64b) (도 6(a) 참조) 의 Y 방향의 폭보다 넓다. 또한, 오목부 (46) 전체의 X 방향의 길이 (L5) (도 10(a), 도 18 참조) 는, 발열 부재 (31) 의 길이 (X 방향의 폭) (L3) (도 18 참조) 보다 길다. 이 때문에, 절단부 (23) 가 절단됨으로써, 도 17(b) 에 나타내는 바와 같이, 절단부 (23) 의 절단에 수반하여 절단되는 급전선 (63b, 64b) 에 있어서의, 절단부 (23) 와 분리된 부분이, 오목부 (46) 의 가장자리부를 따라 절곡되도록 오목부 (46) 내에 수용된다.

또, 도 16 에 나타내는 바와 같이, 발열 부재 (31) 의 Y 방향의 폭 (Y 방향의 길이) (D3) 은, 오목부 (46) 의 깊이 (Z 방향의 길이) (H46) 의 치수보다 짧다. 이 때문에, 절단부 (23) 가 절단되어도 발열 부재 (31) 는 절곡되지 않고, 도 15(b) 및 도 17(b) 에 나타내는 바와 같이, 전체 형상을 유지한 채 오목부 (46) 내에 수용된다.

도 10(b) ∼ 도 10(d) 에 나타내는 바와 같이, 오목상 부재 (4) 의 제 2 표면 (하면) (47b) 측의 중앙부에는, 오목상 부재 (4) 의 길이 방향으로 띠상으로 볼록부 (47) 가 배치되어 있다. 볼록부 (47) 의 꼭대기부 (47a) 는, 케이스 (6) 로부터 노출된다.

오목상 부재 (4) 의 재료로는, 볼록상 부재 (33) 와 동일한 것을 사용할 수 있다. 오목상 부재 (4) 의 재료로는, 저비용 및 내트래킹성의 관점에서, 나일론계 수지 또는 불소계 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 오목상 부재 (4) 의 재료와, 볼록상 부재 (33) 의 재료는, 동일해도 되고, 상이해도 된다.

오목상 부재 (4) 가, 세라믹스 재료 등의 열전도율이 높은 재료로 형성되어 있는 경우, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 절단 시에 발생한 열을 효율적으로 외부로 방열할 수 있어, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 절단 시에 발생하는 아크 방전의 계속이 보다 효과적으로 억제된다.

오목상 부재 (4) 는, 세라믹스 재료 등의 수지 이외의 재료로 제작하고, 오목부 (46) 의 일부를 나일론계 수지로 피복해도 된다.

오목상 부재 (4) 는, 공지된 방법에 의해 제조할 수 있다.

(압박 수단)

압박 수단 (5) 은, 가동 부재 (3) 와 오목상 부재 (4) 가 절단부 (23) 를 사이에 두는 방향 (Z 방향) 으로, 상대적인 거리를 축소하도록 힘을 가하는 것이다. 본 실시형태의 보호 소자 (100) 에 있어서의 압박 수단 (5) 은, 가동 부재 (3) 의 볼록상 부재 (33) 와 오목상 부재 (4) 의, 절단부 (23) 를 사이에 두는 방향 (Z 방향) 의 상대적인 거리를 축소하도록 힘을 가하는 것이다.

압박 수단 (5) 으로는, 예를 들어, 스프링, 고무 등, 탄성력을 부여할 수 있는 공지된 수단을 사용할 수 있다.

본 실시형태의 보호 소자 (100) 에 있어서는, 압박 수단 (5) 으로서 스프링이 사용되고 있다. 스프링 (압박 수단 (5)) 은, 도 9(e) 에 나타내는 볼록상 부재 (33) 의 압박 수단 수납 영역 (33h) 상에 재치되어, 축소된 상태에서 유지되고 있다.

압박 수단 (5) 으로서 사용하는 스프링의 재료로는, 공지된 것을 사용할 수 있다.

압박 수단 (5) 으로서 사용되는 스프링으로는, 원통상의 것을 사용해도 되고, 원뿔상의 것을 사용해도 된다. 압박 수단 (5) 으로서 원뿔상의 스프링을 사용하는 경우, 외경이 작은 측을 절단부 (23) 측을 향하게 하여 배치해도 되고, 외경이 큰 측을 절단부 (23) 측을 향하게 하여 배치해도 된다.

압박 수단 (5) 으로서 사용되는 스프링으로는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 수축 길이를 짧게 할 수 있기 때문에 원뿔상의 것을 사용하는 것이 바람직하다. 또, 압박 수단 (5) 으로서 원뿔상의 스프링을 사용하는 경우, 외경이 작은 측을 절단부 (23) 측을 향하게 하여 배치하는 것이 보다 바람직하다. 이것에 의해, 예를 들어, 스프링이 금속 등의 도전성 재료로 형성되어 있는 경우에, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 절단 시에 발생하는 아크 방전의 계속을 보다 효과적으로 억제할 수 있다. 이것은, 아크 방전의 발생 장소와, 스프링을 형성하고 있는 도전성 재료의 거리가 확보되기 쉬워지기 때문이다. 또, 압박 수단 (5) 으로서 원뿔상의 스프링을 사용하고, 외경이 큰 측을 절단부 (23) 측을 향하게 하여 배치한 경우, 압박 수단 (5) 으로부터 가동 부재 (3) 로 보다 균등하게 탄성력을 부여할 수 있어, 바람직하다.

본 실시형태의 보호 소자 (100) 에 있어서는, 압박 수단 (5) 을 절단부 (23) 의 가동 부재 (3) 측에 1 개만 설치하고 있지만, 절단부 (23) 의 가동 부재 (3) 측에 복수개의 압박 수단 (5) 을 설치해도 된다.

보호 소자 (100) 가 복수개의 압박 수단 (5) 을 구비하는 경우, 각 압박 수단 (5) 의 축소하는 정도를 상이한 것으로 함으로써, 보호 소자 (100) 전체에 있어서의 탄성력을 조정해도 된다.

(케이스)

본 실시형태의 보호 소자 (100) 에 있어서의 케이스 (6) 는, 도 1, 도 3, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 압박 수단 (5) 과 가동 부재 (3) 와 퓨즈 엘리먼트 (2) 와 오목상 부재 (4) 의 오목부 (46) 를 수용한다. 케이스 (6) 는, 도 1 ∼ 도 4 에 나타내는 바와 같이, 제 1 케이스 (6a) 와, 제 1 케이스 (6a) 와 대향 배치되어 접합된 제 2 케이스 (6b) 의 2 개의 부재로 이루어진다. 도 1 ∼ 도 4 에 나타내는 바와 같이, 케이스 (6) 의 일 부재인 제 1 케이스 (6a) 와 제 2 케이스 (6b) 는 동일한 것이다.

도 11 은, 제 1 실시형태의 보호 소자 (100) 에 구비된 제 1 케이스 (6a) 및 제 2 케이스 (6b) 의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 11(a) 는 압박 수단 (5) 측 (상측) 에서 본 도면이다. 도 11(b) 는 X 방향에서 본 측면도이다. 도 11(c) 는 Y 방향에서 본 측면도이다. 도 11(d) 는 오목상 부재 (4) 측 (하측) 에서 본 도면이다. 도 11(e) 는 사시도이다.

도 11(a) ∼ 도 11(d) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 케이스 (6a) 및 제 2 케이스 (6b) 는, 각각, X 방향의 면의 길이보다 Y 방향의 면의 길이가 짧은 대략 직방체 형상을 가지고 있다.

도 3 에 나타내는 바와 같이, 제 1 케이스 (6a) 내 및 제 2 케이스 (6b) 내에는, 각각 제 1 케이스 (6a) 와 제 2 케이스 (6b) 를 접합함으로써 일체화되는 수용부 (65) 가 형성되어 있다. 수용부 (65) 는, 압박 수단 (5) 을 축소된 상태로 유지하는 유지 프레임으로서 기능한다. 즉, 압박 수단 (5) 은, 가동 부재 (3) 와 오목상 부재 (4) 로 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 절단부 (23) 를 사이에 두는 방향의 상대적인 거리를 축소하도록 힘을 가한 상태에서, 케이스 (6) 내에 수용되어 있다. 도 11(a) ∼ 도 11(d) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 케이스 (6a) 및 제 2 케이스 (6b) 에 있어서는, X 방향으로 연장되는 2 개의 면 중 일방의 면이, 대향 배치되는 면이며, 수용부 (65) 의 개구부로 되어 있다.

도 11(c) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 케이스 (6a) 및 제 2 케이스 (6b) 가 갖는 수용부 (65) 는, 각각 제 1 내벽면 (6c) 과 제 2 내벽면 (6d) 과 측벽면 (66) 을 갖는다. 각 수용부 (65) 에 있어서의 제 1 내벽면 (6c) 과 제 2 내벽면 (6d) 과 측벽면 (66) 은, 동일 부재로 일체 형성되어 있다. 제 1 내벽면 (6c) 과 제 2 내벽면 (6d) 과 측벽면 (66) 은, 일체화되어 있다. 제 1 케이스 (6a) 및 제 2 케이스 (6b) 는 각각, 퓨즈 엘리먼트 (2) 가 절단되어 있지 않은 상태에서, 압박 수단 (5) 으로부터 발생하는 케이스 (6) 내부의 응력을, 제 1 내벽면 (6c) 과 측벽면 (66) 과 제 2 내벽면 (6d) 으로, 볼록상 부재 (33) 와 퓨즈 엘리먼트 (2) 를 개재하여 꺾쇠상으로 지지하여 유지한다. 제 1 실시형태의 보호 소자 (100) 는 발열 부재 (31) 를 구비하고 있다. 이 때문에, 제 1 케이스 (6a) 및 제 2 케이스 (6b) 는 각각, 퓨즈 엘리먼트 (2) 가 절단되어 있지 않은 상태에서, 압박 수단 (5) 으로부터 발생하는 케이스 (6) 내부의 응력을, 제 1 내벽면 (6c) 과 측벽면 (66) 과 제 2 내벽면 (6d) 으로, 볼록상 부재 (33) 와 발열 부재 (31) 와 퓨즈 엘리먼트 (2) 를 개재하여 꺾쇠상으로 지지하여 유지한다.

도 11(c) ∼ 도 11(e) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 내벽면 (6c) 과, 제 2 내벽면 (6d) 은, 압박 수단 (5) 의 신축 방향 (Z 방향) 으로 대향하여 배치되어 있다. 제 1 내벽면 (6c) 은, 수용부 (65) 의 천면 (天面) 을 형성하고 있다. 도 15(a) 및 도 17(a) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 내벽면 (6c) 은, 압박 수단 (5) 에 접하여 배치된다. 제 2 내벽면 (6d) 은, 수용부 (65) 의 바닥면을 형성하고 있다. 제 2 내벽면 (6d) 은, 도 15(a) 에 나타내는 바와 같이, 오목상 부재 (4) 의 제 2 표면 (하면) (47b) 에 접하여 배치된다.

제 1 내벽면 (6c) 및 제 2 내벽면 (6d) 은, 일체화된 측벽면 (66) 과 함께 프레임상 구조를 형성하고, 압박 수단 (5) 을 축소된 상태로 유지한다. 그리고, 제 1 케이스 (6a) 와 제 2 케이스 (6b) 는, 도 11(c) 및 도 11(e) 에 나타내는 단차 (67, 68) 에, 접착제를 도포하여 대향 배치됨으로써 접합된다. 이 때문에, 본 실시형태의 보호 소자 (100) 에서는, 예를 들어, 압박 수단 (5) 의 신축 방향 (Z 방향) 으로 개구하는 개구부를 갖고, 접착제를 사용하여 개구부에 덮개를 접합하는 케이스를 사용하는 경우와 같이, 축소된 상태의 압박 수단 (5) 으로부터의 응력이 접합면에 가해지지 않는다. 따라서, 본 실시형태의 보호 소자 (100) 에서는, 압박 수단 (5) 을 축소된 상태에서 안정적으로 유지할 수 있음과 함께, 압박 수단 (5) 의 압박력을 장기간 유지할 수 있다.

측벽면 (66) 은, 도 11(c) ∼ 도 11(e) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 내벽면 (6c) 과 제 2 내벽면 (6d) 을 압박 수단 (5) 의 신축 방향 (Z 방향) 으로 연결하는 것이다. 측벽면 (66) 은, 수용부 (65) 의 측면을 형성하고 있다. 도 11(c) 및 도 11(e) 에 나타내는 바와 같이, 측벽면 (66) 은, X 방향으로 연장되는 제 1 측벽면 (6h) 과, Y 방향으로 연장되어 대향 배치된 제 2 측벽면 (6f) 및 제 3 측벽면 (6g) 을 갖는다.

도 11(c) 및 도 11(e) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 측벽면 (6h) 의 X 방향 중앙에 있어서의 높이 방향 (Z 방향) 중심부에는, X 방향으로 가늘고 긴 대략 타원형상의 관통공으로 이루어지는 개구부 (61d) (또는 62d) 가 형성되어 있다. 개구부 (61d) (또는 62d) 에는, 도 1, 도 2(a) ∼ 도 2(d) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 단자 (61) (또는 제 2 단자 (62)) 가 관통된다. 따라서, 개구부 (61d) (또는 62d) 의 폭 및 길이는, 제 1 단자 (61) (또는 제 2 단자 (62)) 의 케이스 (6) 로부터 노출되는 부분의 형상에 따라 결정된다.

도 11(c) 에 나타내는 바와 같이, 제 2 측벽면 (6f) 의 가장자리부에 있어서의 높이 방향 (Z 방향) 중심부에는, Y 방향으로 가늘고 긴 슬릿 (63d) 이 형성되어 있다. 제 2 측벽면 (6f) 의 Y 방향의 폭은, 슬릿 (63d) 보다 위의 부분이, 슬릿 (63d) 보다 아래의 부분보다 넓게 되어 있다.

제 3 측벽면 (6g) 의 가장자리부에 있어서의 높이 방향 (Z 방향) 중심부에는, Y 방향으로 가늘고 긴 슬릿 (64d) 이 형성되어 있다. 제 3 측벽면 (6g) 의 Y 방향의 폭은, 슬릿 (64d) 보다 위의 부분이, 슬릿 (64d) 보다 아래의 부분보다 좁게 되어 있다.

제 1 케이스 (6a) 의 제 2 측벽면 (6f) 의 가장자리부는, 제 2 케이스 (6b) 의 제 3 측벽면 (6g) 의 가장자리부와 접합됨으로써 일체화되어, 케이스 (6) 의 Y 방향으로 연장되는 일방의 측면을 형성한다. 또, 제 1 케이스 (6a) 의 제 3 측벽면 (6g) 의 가장자리부는, 제 2 케이스 (6b) 의 제 2 측벽면 (6f) 의 가장자리부와 접합됨으로써 일체화되어, 케이스 (6) 의 Y 방향으로 연장되는 타방의 측면을 형성한다.

제 1 케이스 (6a) 와 제 2 케이스 (6b) 가 접합됨으로써, 슬릿 (64d) 과 슬릿 (63d) 이 연결된다. 이것에 의해, 케이스 (6) 의 Y 방향으로 연장되는 2 개의 측면에는, 각각 Y 방향으로 가늘고 긴 대략 타원 형상의 관통공으로 이루어지는 개구부가 형성된다. 형성된 개구부에는, 제 3 단자 (63) (또는 제 4 단자 (64)) 가 관통된다. 따라서, 슬릿 (64d) 및 슬릿 (63d) 의 폭 및 길이는, 제 3 단자 (63) (또는 제 4 단자 (64)) 의 케이스 (6) 로부터 노출되는 부분의 형상에 따라 결정된다.

도 11(a), 도 11(c), 도 11(e) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 내벽면 (6c) 의 가장자리부에 있어서의 X 방향 중심 위치부터, 제 3 측벽면 (6g) 에 있어서의 슬릿 (64d) 보다 제 1 내벽면 (6c) 측의 가장자리부는, 두께가 얇게 되어 있어, 외면의 연장면과의 단차 (68) 가 형성되어 있다. 제 1 내벽면 (6c) 의 가장자리부에 있어서의 X 방향 중심 위치부터, 제 2 측벽면 (6f) 에 있어서의 슬릿 (63d) 보다 제 1 내벽면 (6c) 측의 가장자리부는, 두께가 얇게 되어 있어, 내면의 연장면에 단차 (67) 가 형성되어 있다. 제 1 내벽면 (6c) 및 측벽면 (66) 의 가장자리부에 연속하여 형성되어 있는 단차 (67, 68) 는, 제 1 케이스 (6a) 와 제 2 케이스 (6b) 의 접합면이다. 단차 (67, 68) 는, 제 1 케이스 (6a) 와 제 2 케이스 (6b) 를 접합할 때의 위치 어긋남을 방지함과 함께, 접합면을 증가시켜 접합 강도를 향상시킨다.

제 1 내벽면 (6c) 과 제 2 내벽면 (6d) 과 측벽면 (66) 의 형상은, 도 1 및 도 3 에 나타내는 바와 같이, 축소된 상태의 압박 수단 (5) 과 가동 부재 (3) 와 퓨즈 엘리먼트 (2) 와 오목상 부재 (4) 가 적층된 형상에, 대응하는 형상으로 되어 있다.

본 실시형태에 있어서의 케이스 (6) 는, 도 2(a) ∼ 도 2(d) 및 도 3 에 나타내는 바와 같이, 제 1 케이스 (6a) 와 제 2 케이스 (6b) 를 대향 배치하여 접합해 사용된다. 케이스 (6) 내에는, 압박 수단 (5) 이 축소된 상태에서 수용된다.

케이스 (6) 의 재료로는, 볼록상 부재 (33) 와 동일한 것을 사용할 수 있다. 케이스 (6) 의 재료와, 볼록상 부재 (33) 의 재료는, 동일해도 되고, 상이해도 된다.

케이스 (6) 가 세라믹스 재료 등의 열전도율이 높은 재료로 형성되어 있는 경우, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 절단 시에 발생한 열을 효율적으로 외부로 방열할 수 있다. 따라서, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 절단 시에 발생하는 아크 방전의 계속이 보다 효과적으로 억제된다.

케이스 (6) 는, 공지된 방법에 의해 제조할 수 있다.

(보호 소자의 제조 방법)

다음으로, 본 실시형태의 보호 소자 (100) 의 제조 방법에 대해, 예를 들어 설명한다.

도 12 ∼ 도 14 는, 제 1 실시형태의 보호 소자 (100) 의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 공정도이다.

본 실시형태의 보호 소자 (100) 를 제조하려면, 도 12(a) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 단자 (61), 제 2 단자 (62), 제 3 단자 (63), 제 4 단자 (64) 를 준비한다.

다음으로, 도 5 에 나타내는 퓨즈 엘리먼트 (2) 를 준비한다. 그리고, 도 12(b) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 단자 (61) 상에, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 제 1 단부 (21) 를 납땜함으로써 접속한다. 또, 제 2 단자 (62) 상에, 제 2 단부 (22) 를 납땜함으로써 접속한다. 본 실시형태에 있어서 납땜에 사용되는 땜남 재료로는, 공지된 것을 사용할 수 있고, 저항률과 융점의 관점에서 Sn 을 주성분으로 하는 것을 사용하는 것이 바람직하다.

제 1 단부 (21), 제 2 단부 (22) 와, 제 1 단자 (61), 제 2 단자 (62) 는, 용접에 의한 접합에 의해 접속되어 있어도 되고, 리벳 접합, 나사 접합 등의 기계적 접합에 의해 접속되어 있어도 되고, 공지된 접합 방법을 사용할 수 있다.

다음으로, 급전선 (63b, 64b) 을 준비한다. 그리고, 도 12(b) 에 나타내는 바와 같이, 제 3 단자 (63) 상에, 급전선 (63b) 을 납땜함으로써 접속한다. 또, 제 4 단자 (64) 상에, 급전선 (64b) 을 납땜함으로써 접속한다. 급전선 (63b, 64b) 과 제 3 단자 (63) 및 제 4 단자 (64) 는, 용접에 의한 접합에 의해 접속되어 있어도 되고, 공지된 접합 방법을 사용할 수 있다.

다음으로, 도 7(a) ∼ 도 7(c) 에 나타내는 발열 부재 (31) 를 준비한다. 그리고, 도 12(c) 에 나타내는 바와 같이, 발열 부재 (31) 의 제 2 표면 (도 12(c) 에 있어서의 하면) 에 배치된 급전선 전극 (31e, 31f) (도 12(c) 에 있어서는 도시 생략) 과 급전선 (63b, 64b) 을, 예를 들어, 납땜하는 방법에 의해 접속한다. 또한, 발열 부재 (31) 의 제 2 표면 (도 12 에 있어서의 하면) 에 배치된 엘리먼트 접속 전극 (31d) (도 12(c) 에 있어서는 도시 생략) 과 퓨즈 엘리먼트 (2) 를, 예를 들어, 납땜하는 방법에 의해 접속한다.

다음으로, 도 10(a) ∼ 도 10(e) 에 나타내는 오목상 부재 (4) 를 준비한다. 그리고, 도 13(a) 에 나타내는 바와 같이, 오목상 부재 (4) 의 오목부 (46) 상에 발열 부재 (31) 를 재치한다. 그것과 함께, 단자 설치 영역 (41) 에 제 1 단자 (61) 를, 단자 설치 영역 (42) 에 제 2 단자 (62) 를, 단자 설치 영역 (43) 에 제 3 단자 (63) 를, 단자 설치 영역 (44) 에 제 4 단자 (64) 를 각각 설치한다.

다음으로, 도 9(a) ∼ 도 9(f) 에 나타내는 볼록상 부재 (33) 를 준비한다. 그리고, 도 13(b) 에 나타내는 바와 같이, 볼록부 (33c) 를 발열 부재 (31) 측을 향하게 하여, 발열 부재 (31) 상에 볼록상 부재 (33) 를 설치한다. 이때, 오목상 부재 (4) 의 제 1 가이드 부재 (4a) 와 제 2 가이드 부재 (4b) 사이에, 볼록부 (33c) 의 제 1 가이드 부재 (33a) 를 설치한다.

다음으로, 도 13(c) 에 나타내는 바와 같이, 볼록상 부재 (33) 의 압박 수단 수납 영역 (33h) 내에, 압박 수단 (5) 을 설치한다. 본 실시형태에 있어서는, 도 13(c) 에 나타내는 바와 같이, 압박 수단 (5) 으로서의 원뿔상의 스프링을 사용한다. 원뿔상의 스프링은, 외경이 작은 측을 절단부 (23) 측을 향하게 하여, 압박 수단 수납 영역 (33h) 내에 설치한다.

다음으로, 도 14(a) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 케이스 (6a) 와 제 2 케이스 (6b) 를 준비한다 (도 11(a) ∼ 도 11(e) 참조). 그리고, 제 1 케이스 (6a) 의 개구부 (61d) 에, 제 1 단자 (61) 를 관통시킨다. 또, 제 1 케이스 (6a) 와 제 2 케이스 (6b) 를 대향 배치시키고, 제 2 케이스 (6b) 의 개구부 (62d) 에, 제 2 단자 (62) 를 관통시킨다.

그 후, 제 1 케이스 (6a) 와 제 2 케이스 (6b) 를 접합한다. 제 1 케이스 (6a) 와 제 2 케이스 (6b) 를 접합할 때에는, 제 1 케이스 (6a) 의 제 1 내벽면 (6c) 및 측벽면 (66) 의 가장자리부에 연속하여 형성된 단차 (67) 와, 제 2 케이스 (6b) 의 제 1 내벽면 (6c) 및 측벽면 (66) 의 가장자리부에 연속하여 형성된 단차 (68) 를 접합한다. 그것과 함께, 제 2 케이스 (6b) 에 형성된 단차 (67) 와, 제 1 케이스 (6a) 에 형성된 단차 (68) 를 접합한다.

제 1 케이스 (6a) 와 제 2 케이스 (6b) 의 접합에는, 필요에 따라 접착제를 사용할 수 있다. 접착제로는, 예를 들어, 열경화성 수지를 포함하는 접착제를 사용할 수 있다.

또, 제 1 케이스 (6a) 와 제 2 케이스 (6b) 를 접합할 때에는, 필요에 따라, 제 1 케이스 (6a) 와 오목상 부재 (4), 및/또는 제 2 케이스 (6b) 와 오목상 부재 (4) 를, 접착제를 사용하여 접합해도 된다.

제 1 케이스 (6a) 와 제 2 케이스 (6b) 를 접합할 때에는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 제 1 케이스 (6a) 및 제 2 케이스 (6b) 의 제 2 내벽면 (6d) 에 접하도록, 오목상 부재 (4) 의 제 2 표면 (하면) (47b) 을 배치한다. 또, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 제 1 케이스 (6a) 및 제 2 케이스 (6b) 의 제 1 내벽면 (6c) 에 접하도록, 축소된 상태에서 압박 수단 (5) 을 배치한다. 이것에 의해, 케이스 (6) 의 수용부 (65) 내에, 축소된 상태의 압박 수단 (5) 이 수용된다.

또, 제 1 케이스 (6a) 와 제 2 케이스 (6b) 를 접합할 때에는, 대향 배치된 제 1 케이스 (6a) 의 슬릿 (63d) 과, 제 2 케이스 (6b) 의 슬릿 (64d) 에, 제 3 단자 (63) (또는 제 4 단자 (64)) 를 삽입한다. 그 결과, 제 1 케이스 (6a) 와 제 2 케이스 (6b) 를 접합함으로써, 슬릿 (64d) 과 슬릿 (63d) 이 연결되어 형성된 개구부로부터, 제 3 단자 (63) (또는 제 4 단자 (64)) 의 일부가, 케이스 (6) 의 외부에 노출된 상태가 된다 (도 14(b) 참조).

이상의 공정에 의해, 본 실시형태의 보호 소자 (100) 가 얻어진다.

(보호 소자의 동작)

다음으로, 본 실시형태의 보호 소자 (100) 의 퓨즈 엘리먼트 (2) 에 정격 전류를 초과한 전류가 흐른 경우에 있어서의 보호 소자 (100) 의 동작에 대해, 도면을 사용하여 설명한다.

도 15 ∼ 도 18 은, 제 1 실시형태의 보호 소자 (100) 에 있어서, 퓨즈 엘리먼트의 절단부의 절단 전과 절단 후의 상태를 설명하기 위한 단면도이다. 도 15 는, 제 1 실시형태에 관련된 보호 소자 (100) 를 도 2 에 나타내는 A-A' 선을 따라 절단한 단면도이다. 도 16 은, 도 15(a) 의 일부를 확대하여 나타낸 확대 단면도이다. 도 17 은, 제 1 실시형태의 보호 소자 (100) 를 도 2 에 나타내는 B-B' 선을 따라 절단한 단면도이다. 도 18 은, 도 17(a) 의 일부를 확대하여 나타낸 확대 단면도이다. 도 15(a) 및 도 17(a) 는 절단 전의 상태이다. 도 15(b) 및 도 17(b) 는 절단 후의 상태이다.

본 실시형태의 보호 소자 (100) 의 퓨즈 엘리먼트 (2) 에 정격 전류를 초과한 전류가 흐르면, 퓨즈 엘리먼트 (2) 는, 과전류에 의한 가열 및 발열 부재 (31) 에 의한 가열에 의해 승온한다. 그리고, 승온하여 연화한 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 절단부 (23) 는, 볼록상 부재 (33) 의 볼록부 (33c) 와 발열 부재 (31) 를 개재하여 부하되는 압박 수단 (5) 으로부터의 압박력에 의해 절단되어, 통전이 차단된다.

보호 소자 (100) 에서는, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 절단부 (23) 가 연화 온도에서 절단된다. 즉, 퓨즈 엘리먼트 (2) 가 완전 용융 상태에 이르기 전의 유연해지는 온도 혹은 고상과 액상이 혼재하는 온도에서, 절단부 (23) 가 절단된다. 따라서, 보호 소자 (100) 에서는, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 절단 시에 발생하는 열량이 적어도 되어, 절단부 (23) 의 절단 시에 발생하는 아크 방전 자체를 저감할 수 있다.

본 실시형태의 보호 소자 (100) 에 있어서는, 퓨즈 엘리먼트 (2) 에, 볼록상 부재 (33) 의 볼록부 (33c) 와 발열 부재 (31) 를 개재하여, 압박 수단 (5) 에 의한 압박이 부하되고 있다. 이 때문에, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 온도가, 퓨즈 엘리먼트 (2) 를 구성하는 재료의 연화 온도 이상의 온도로 되어 있지 않아도 절단되지 않도록, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 구성, 압박 수단 (5) 의 탄성력 등을 적정하게 설정한다.

본 실시형태의 보호 소자 (100) 에 구비되어 있는 발열 부재 (31) 는, 보호 소자 (100) 의 통전 경로가 되는 외부 회로에 이상이 발생하여 통전 경로를 차단할 필요가 생긴 경우에, 외부 회로에 형성된 전류 제어 소자에 의해 통전되는 발열부 (31b) 를 갖는다. 이 때문에, 퓨즈 엘리먼트 (2) 에 정격 전류를 초과한 전류가 흐르면 발열 부재 (31) 가 발열한다. 따라서, 퓨즈 엘리먼트 (2) 에 정격 전류를 초과한 전류가 흐른 경우에 있어서의 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 승온 속도가 빨라, 신속히 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 절단부 (23) 가 절단된다.

아크 방전은, 전위 간 거리에 반비례하는 전계 강도에 의존한다. 본 실시형태의 보호 소자 (100) 에 있어서 전위 간 거리란, 절단된 절단부 (23) 의 양 절단면끼리의 최단 거리를 의미한다.

본 실시형태의 보호 소자 (100) 에서는, 압박 수단 (5) 의 압박력에 의해, 오목상 부재 (4) 의 오목부 (46) 내에 볼록상 부재 (33) 의 볼록부 (33c) 가 삽입된다. 그리고, 절단된 퓨즈 엘리먼트 (2) 가, 볼록상 부재 (33) 의 볼록부 (33c) 및 발열 부재 (31) 와 함께 오목상 부재 (4) 에 수용된다. 이것에 의해, 도 15(b) 및 도 17(b) 에 나타내는 바와 같이, 절단된 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 절단면끼리의 거리가, 급속히 벌어진다. 그 결과, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 절단 시에 아크 방전이 발생해도, 아크 방전은 신속하게 저감된다. 따라서, 본 실시형태의 보호 소자 (100) 는, 예를 들어, 고전압 또한 대전류의 전류 경로에 설치된 경우여도, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 절단 시에 발생하는 아크 방전의 계속을 억제할 수 있다.

본 실시형태의 보호 소자 (100) 에서는, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 절단부 (23) 가 절단되면, 도 15(b) 및 도 17(b) 에 나타내는 바와 같이, 발열 부재 (31) 에 접하고 있지 않은 퓨즈 엘리먼트 (2) 가 오목부 (46) 의 가장자리부를 따라 절곡된다. 그리고, 발열 부재 (31) 에 접하고 있던 퓨즈 엘리먼트 (2) 가 발열 부재 (31) 와 함께 오목부 (46) 내에 수용된다. 따라서, 퓨즈 엘리먼트 (2) 를 개재한 통전 경로는, 물리적으로 확실하게 차단된다.

본 실시형태의 보호 소자 (100) 에서는, 압박 수단 (5) 으로부터의 압박력에 의해 오목상 부재 (4) 의 오목부 (46) 내에 볼록상 부재 (33) 의 볼록부 (33c) 가 삽입된다. 이것으로, 급전선 (63b, 64b) 이 급전선 전극 (31e, 31f) 과 분리되고, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 제 2 단부 (22) 가 오목부 (46) 내에 수용된다 (도 15(a) 및 도 15(b) 참조). 따라서, 퓨즈 엘리먼트 (2) 가 절단되면, 발열 부재 (31) 에의 급전이 차단되어, 발열 부재 (31) 의 발열이 정지한다. 따라서, 본 실시형태의 보호 소자 (100) 는, 우수한 안전성을 갖는다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 보호 소자 (100) 는, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 절단부 (23) 를 사이에 두도록, 가동 부재 (3) 및 오목상 부재 (4) 가 대향 배치되고, 가동 부재 (3) 와 오목상 부재 (4) 의 절단부 (23) 를 사이에 두는 방향의 상대적인 거리를 축소하도록 힘을 가하는 압박 수단 (5) 이 구비되어 있다. 이 때문에, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 연화 온도 이상의 온도에 있어서 절단부 (23) 가 절단된다. 그 결과, 본 실시형태의 보호 소자 (100) 에서는, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 절단 시에 발생하는 열량이 적어도 되어, 절단 시에 발생하는 아크 방전을 저감할 수 있다. 또, 본 실시형태의 보호 소자 (100) 에서는, 압박 수단 (5) 의 압박력에 의해, 절단된 퓨즈 엘리먼트 (2) 가 가동 부재 (3) 와 함께 오목상 부재 (4) 에 수용된다. 이것에 의해, 절단된 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 절단면끼리의 거리가, 급속히 벌어진다. 그 결과, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 절단 시에 아크 방전이 발생해도, 아크 방전은 신속하게 저감된다.

[제 2 실시형태]

도 19 는, 제 2 실시형태에 관련된 보호 소자 (200) 의 외관을 나타낸 도면이다. 도 19(a) 는 평면도이다. 도 19(b) 및 도 19(c) 는 측면도이다. 도 19(d) 는 사시도이다. 도 20 은, 제 2 실시형태의 보호 소자 (200) 의 일부를 설명하기 위한 확대도이며, 퓨즈 엘리먼트 (2a) 를 나타낸 평면도이다. 도 21 은, 제 2 실시형태의 보호 소자 (200) 에 있어서의 퓨즈 엘리먼트 (2a) 와 발열 부재 (31) 의 배치 관계를 설명하기 위한 도면이다. 도 21(a) 는 압박 수단 (5) 측에서 본 평면도이다. 도 21(b) 는 오목상 부재 (4) 측에서 본 사시도이다.

제 2 실시형태에 관련된 보호 소자 (200) 에 있어서, 상기 서술한 제 1 실시형태에 관련된 보호 소자 (100) 와 동일한 부재에 대해서는, 동일한 부호를 붙이고, 설명을 생략한다.

제 2 실시형태에 관련된 보호 소자 (200) 가, 제 1 실시형태에 관련된 보호 소자 (100) 와 상이한 곳은, 보호 소자 (100) 에 있어서의 제 4 단자 (64) 및 급전선 (64b) 을 갖지 않는 것과, 퓨즈 엘리먼트의 형상뿐이다.

제 2 실시형태에 관련된 보호 소자 (200) 가 갖는 퓨즈 엘리먼트 (2a) 는, 제 1 실시형태의 보호 소자 (100) 에 있어서의 퓨즈 엘리먼트 (2) 와 마찬가지로, 제 1 단부 (21) 와 제 2 단부 (22) 사이에 형성된 절단부 (23a) 를 가지고 있다 (도 20, 도 21(a) 및 도 21(b) 참조). 도 20 에 나타내는 바와 같이, 퓨즈 엘리먼트 (2a) 의 절단부 (23a) 에 있어서의 X 방향의 폭 (23aD) 은, 제 1 단부 (21) 에 있어서의 X 방향의 폭 (21D) 및 제 2 단부 (22) 에 있어서의 X 방향의 폭 (22D) 보다 가늘게 되어 있다.

본 실시형태에 있어서의 퓨즈 엘리먼트 (2a) 에서는, 제 1 실시형태에 있어서의 퓨즈 엘리먼트 (2) 와는 상이하고, 도 20 에 있어서의 상측의 가장자리부는 대략 직선으로 되어 있다. 한편, 도 20 에 있어서의 퓨즈 엘리먼트 (2a) 의 하측의 가장자리부의 절단부 (23a) 에 대응하는 부분에는, 퓨즈 엘리먼트 (2) 와 마찬가지로 절결이 형성되어 있다. 이것에 의해, 도 20, 도 21(a) 및 도 21(b) 에 나타내는 바와 같이, 절단부 (23) 의 폭 (23aD) 은, 절단부 (23a) 이외의 폭보다 좁게 되어 있다.

제 2 실시형태에 관련된 보호 소자 (200) 에서는, 제 1 실시형태의 보호 소자 (100) 와 마찬가지로, 발열 부재 (31) 의 급전선 전극 (31e) (도 7(a) ∼ 도 7(c) 참조) 이, 급전선 (63b) 에 의해 제 3 단자 (63) 와 전기적으로 접속되어 있다 (도 21(a) 및 도 21(b) 참조). 한편, 제 2 실시형태에 관련된 보호 소자 (200) 에서는, 제 1 실시형태의 보호 소자 (100) 와는 상이하고, 발열 부재 (31) 의 급전선 전극 (31f) (도 7(a) ∼ 도 7(c) 참조) 은, 퓨즈 엘리먼트 (2a) 와 전기적으로 접속되어 있다.

제 2 실시형태에 관련된 보호 소자 (200) 에 있어서는, 제 1 실시형태의 보호 소자 (100) 와 마찬가지로, 퓨즈 엘리먼트 (2a) 의 절단부 (23a) 를 사이에 두도록, 가동 부재 (3) 및 오목상 부재 (4) 가 대향 배치되고, 가동 부재 (3) 와 오목상 부재 (4) 의 절단부 (23) 를 사이에 두는 방향의 상대적인 거리를 축소하도록 힘을 가하는 압박 수단 (5) 이 구비되어 있다. 이 때문에, 제 2 실시형태에 관련된 보호 소자 (200) 에 있어서도, 제 1 실시형태의 보호 소자 (100) 와 마찬가지로, 퓨즈 엘리먼트 (2a) 의 절단 시에 발생하는 아크 방전을 저감할 수 있음과 함께, 아크 방전이 발생해도 신속하게 저감된다.

제 2 실시형태에 관련된 보호 소자 (200) 에서는, 도 7(a) ∼ 도 7(c) 에 나타내는 발열 부재 (31) 를 구비하는 경우를 예로 들어 설명했지만, 제 2 실시형태에 관련된 보호 소자 (200) 에 있어서도 제 1 실시형태에 관련된 보호 소자 (100) 와 마찬가지로, 도 8(a) 및 도 8(b) 에 나타내는 발열 부재 (32) 가 구비되어 있어도 되고, 도 8(c) 및 도 8(d) 에 나타내는 발열 부재 (310) 가 구비되어 있어도 된다.

제 2 실시형태에 관련된 보호 소자 (200) 에서는, 도 20 에 나타내는 퓨즈 엘리먼트 (2a) 를 구비하는 경우를 예로 들어 설명했지만, 제 2 실시형태에 관련된 보호 소자 (200) 에 있어서도 제 1 실시형태에 관련된 보호 소자 (100) 와 마찬가지로, 도 5 에 나타내는 퓨즈 엘리먼트 (2) 가 구비되어 있어도 된다. 이 경우에 있어서도, 제 2 실시형태에 관련된 보호 소자 (200) 와 마찬가지로, 제 4 단자 (64) 및 급전선 (64b) 을 갖지 않고, 발열 부재 (31) 의 급전선 전극 (31f) (도 7(a) ∼ 도 7(c) 참조) 을 퓨즈 엘리먼트 (2) 와 전기적으로 접속한다.

[제 3 실시형태]

상기 서술한 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태에서는, 발열 부재 (31) 가, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 압박 수단 (5) 측에, 절단부 (23) 에 접하여 배치되어 있는 경우를 예로 들어 설명했지만, 발열 부재 (31) 는, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 오목상 부재 (4) 측에, 절단부 (23) 에 접하여 배치되어 있어도 된다.

도 22 는, 제 3 실시형태의 보호 소자 (300) 에 있어서, 퓨즈 엘리먼트의 절단부의 절단 전과 절단 후의 상태를 설명하기 위한 단면도이다. 도 22 는, 제 1 실시형태의 보호 소자 (100) 에 있어서의 도 2 에 나타내는 A-A' 선에 대응하는 위치를 따라 절단한 단면도이다. 도 22(a) 는 절단 전의 상태이다. 도 22(b) 는 절단 후의 상태이다.

제 3 실시형태에 관련된 보호 소자 (300) 에 있어서, 상기 서술한 제 1 실시형태에 관련된 보호 소자 (100) 와 동일한 부재에 대해서는, 동일한 부호를 붙이고, 설명을 생략한다.

제 3 실시형태에 관련된 보호 소자 (300) 가, 제 1 실시형태에 관련된 보호 소자 (100) 와 상이한 곳은, 보호 소자 (100) 에 있어서의 발열 부재 (31) 가, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 오목상 부재 (4) 측에 절단부 (23) 에 접하여 배치되어 있는 곳만이다.

따라서, 제 3 실시형태에 관련된 보호 소자 (300) 에 있어서도, 제 1 실시형태의 보호 소자 (100) 와 마찬가지로, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 절단 시에 발생하는 아크 방전을 저감할 수 있음과 함께, 아크 방전이 발생해도 신속하게 저감된다.

[다른 예]

본 발명의 보호 소자는, 상기 서술한 제 1 실시형태 ∼ 제 3 실시형태의 보호 소자로 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 상기 서술한 제 1 실시형태 ∼ 제 3 실시형태에서는, 발열 부재 (31) 를 갖는 보호 소자 (100, 200, 300) 를 예로 들어 설명했지만, 발열 부재 (31) 는, 필요에 따라 형성되는 것이며, 형성되어 있지 않아도 된다.

상기 서술한 제 1 실시형태의 보호 소자 (100) 와 마찬가지로, 발열 부재 (31) 가 형성되어 있지 않은 보호 소자에 있어서도, 절단부 (23) 는, 평면에서 볼 때 오목상 부재 (4) 의 오목부 (46) 내에 배치되고, 또한 평면에서 볼 때 오목부 (46) 의 내면에 근접하는 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 또, 가동 부재 (3) 에 대해서도, 상기 서술한 제 1 실시형태의 보호 소자 (100) 와 마찬가지로, 평면에서 볼 때 오목부 (46) 의 내측의 에어리어의 적어도 일부와 외주가 겹치는 위치에 배치되는 볼록부 (33c) 를 갖는 것이 바람직하다.

발열 부재 (31) 가 형성되어 있지 않은 보호 소자여도, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 연화 온도 이상의 온도에 있어서 절단부 (23) 가 절단된다. 이때, 오목부 (46) 내에 볼록부 (33c) 가 삽입됨과 함께, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 일부가 절곡되도록 오목부 (46) 내에 수용되는 것이 바람직하다. 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 절단된 양 단부 간의 거리가 길어져, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 절단 시에 발생하는 아크 방전의 계속을 보다 단시간에 억제할 수 있기 때문이다.

(보호 소자의 동작)

다음으로, 발열 부재 (31) 가 형성되어 있지 않은 보호 소자의 퓨즈 엘리먼트 (2) 에 정격 전류를 초과한 전류가 흐른 경우의 동작에 대해 설명한다.

이 경우, 보호 소자의 퓨즈 엘리먼트 (2) 에 정격 전류를 초과한 전류가 흐르면, 퓨즈 엘리먼트 (2) 는, 과전류에 의한 가열에 의해 승온한다. 그리고, 승온하여 연화한 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 절단부 (23) 는, 볼록상 부재 (33) 의 볼록부 (33c) 를 개재하여 부하되는 압박 수단 (5) 으로부터의 압박력에 의해 절단되어, 통전이 차단된다.

이 보호 소자에서는, 퓨즈 엘리먼트 (2) 에, 볼록상 부재 (33) 의 볼록부 (33c) 를 개재하여, 압박 수단 (5) 에 의한 압박이 부하되고 있다. 이 때문에, 압박 수단 (5) 의 압박력에 의해, 오목상 부재 (4) 의 오목부 (46) 내에 볼록상 부재 (33) 의 볼록부 (33c) 가 삽입된다. 그리고, 절단된 퓨즈 엘리먼트 (2) 가, 볼록상 부재 (33) 의 볼록부 (33c) 와 함께 오목상 부재 (4) 에 수용된다. 이것에 의해, 절단된 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 절단면끼리의 거리가, 급속히 벌어진다. 그 결과, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 절단 시에 아크 방전이 발생해도, 아크 방전은 신속하게 저감된다. 따라서, 이 보호 소자는, 예를 들어, 고전압 또한 대전류의 전류 경로에 설치된 경우여도, 퓨즈 엘리먼트 (2) 의 절단 시에 발생하는 아크 방전의 계속을 억제할 수 있다.

2, 2a : 퓨즈 엘리먼트
3 : 가동 부재
4 : 오목상 부재
4a : 제 1 가이드 부재
4b : 제 2 가이드 부재
5 : 압박 수단
6 : 케이스
6a : 제 1 케이스
6b : 제 2 케이스
6c : 제 1 내벽면
6d : 제 2 내벽면
6h : 제 1 측벽면
6f : 제 2 측벽면
6g : 제 3 측벽면
21 : 제 1 단부
22 : 제 2 단부
23, 23a : 절단부
25 : 제 1 연결부
26 : 제 2 연결부
31, 32, 310 : 발열 부재
31a : 절연 기판
31b : 발열부
31c : 절연층
31d : 엘리먼트 접속 전극
31e, 31f : 급전선 전극
33 : 볼록상 부재
33a : 제 1 가이드 부재
33b : 제 2 가이드 부재
33c : 볼록부
33d : 볼록상 영역
33e : 중앙부
33f : 광폭부
33g : 높이가 낮은 영역
33h : 압박 수단 수납 영역
41, 42, 43, 44 : 단자 설치 영역
46 : 오목부
46a : 광폭부
46b, 46c : 협폭부
46d : 내벽면
47 : 볼록부
47a : 꼭대기부
47b : 제 2 표면
61 : 제 1 단자
61a, 62a, 63a, 64a : 외부 단자공
61c, 62c, 63c, 64c : 플랜지부
61d, 62d : 개구부
62 : 제 2 단자
63 : 제 3 단자
63b, 64b : 급전선
63d, 64d : 슬릿
64 : 제 4 단자
65 : 수용부
66 : 측벽면
100, 200, 300 : 보호 소자

Claims (18)

1. 제 1 단부와 제 2 단부 사이에 절단부를 갖고, 상기 제 1 단부로부터 상기 제 2 단부를 향하는 제 1 방향으로 통전되는 퓨즈 엘리먼트와,
   상기 절단부를 사이에 두도록 대향 배치된 가동 부재 및 오목상 부재와,
   상기 가동 부재와 상기 오목상 부재로 상기 절단부를 사이에 두는 방향의 상대적인 거리를 축소하도록 힘을 가하는 압박 수단을 구비하고,
   상기 퓨즈 엘리먼트의 연화 온도 이상의 온도에 있어서, 상기 압박 수단의 상기 힘에 의해 상기 절단부가 절단되는 보호 소자.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 퓨즈 엘리먼트의 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향인 폭이고, 상기 절단부의 폭은 상기 절단부 이외의 폭보다 좁은 보호 소자.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 절단부가, 평면에서 볼 때 상기 오목상 부재의 오목부 내에 배치되고, 또한 평면에서 볼 때 상기 오목부의 내면에 근접하는 위치에 배치되고,
   상기 오목부의 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향의 길이가, 상기 절단부에 있어서의 상기 제 2 방향의 길이보다 긴 보호 소자.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 퓨즈 엘리먼트의 상기 압박 수단측 혹은 상기 오목상 부재측에, 상기 절단부에 접하여 배치 혹은 근접하여 배치된 발열 부재를 구비하는 보호 소자.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 발열 부재가, 평면에서 볼 때 상기 오목상 부재의 오목부 내에 배치되어 있는 보호 소자.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 발열 부재의 상기 제 1 방향의 길이가, 상기 제 1 방향 및 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향과 교차하는, 제 3 방향에 있어서의 상기 오목부의 길이보다 짧은 보호 소자.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 퓨즈 엘리먼트가, 내층을 저융점 금속, 외층을 고융점 금속으로 하는 적층체인 보호 소자.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 저융점 금속은, Sn 혹은 Sn 을 주성분으로 하는 금속으로 이루어지고, 상기 고융점 금속은, Ag 혹은 Cu, 또는 Ag 혹은 Cu 를 주성분으로 하는 금속으로 이루어지는 보호 소자.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 압박 수단이 스프링인 보호 소자.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 스프링이, 원뿔상이며, 외경이 작은 측을 상기 절단부측을 향하게 하여 배치되어 있는 보호 소자.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가동 부재는, 평면에서 볼 때 상기 오목상 부재의 오목부의 내측의 에어리어의 적어도 일부와 외주가 겹치는 위치에 배치되는 볼록부를 갖고,
    상기 절단부가 절단됨으로써, 상기 오목부 내에 상기 볼록부가 삽입되는 보호 소자.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 단부에 제 1 단자가 전기적으로 접속되고, 상기 제 2 단부에 제 2 단자가 전기적으로 접속되어 있는 보호 소자.
13. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발열 부재가 저항체를 갖는 보호 소자.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 발열 부재가, 급전 부재에 의해 제 3 단자, 혹은 제 3 단자 및 제 4 단자와, 전기적으로 접속되고, 상기 급전 부재를 개재한 통전에 의해 상기 저항체가 발열하는 보호 소자.
15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 상기 퓨즈 엘리먼트와 상기 가동 부재와 상기 오목상 부재의 오목부와 상기 압박 수단이 수용되는 복수의 부재로 이루어지는 케이스를 갖고,
    상기 압박 수단이 상기 가동 부재와 상기 오목상 부재로 상기 절단부를 사이에 두는 방향의 상대적인 거리를 축소하도록 힘을 가한 상태에서, 상기 케이스 내에 수용되어 있는 보호 소자.
16. 제 15 항에 있어서,
    상기 케이스의 일 부재가, 상기 압박 수단의 신축 방향으로 대향하는 제 1 내벽면과 제 2 내벽면과, 상기 제 1 내벽면과 상기 제 2 내벽면을 연결하는 측벽면이 동일 부재로 일체 형성된 수용부를 갖고,
    상기 퓨즈 엘리먼트가 절단되어 있지 않은 상태에서, 상기 압박 수단으로부터 발생하는 케이스 내부의 응력을 상기 제 1 내벽면과 상기 측벽면과 상기 제 2 내벽면으로 꺾쇠상으로 지지하여 유지하는 보호 소자.
17. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
    상기 오목상 부재 및 상기 케이스가, 나일론 또는 세라믹스로 이루어지는 보호 소자.
18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절단부가, 평면에서 볼 때 상기 오목상 부재의 오목부 내에 배치되고, 또한 평면에서 볼 때 상기 오목부의 내면에 근접하는 위치에 배치되고,
    상기 가동 부재는, 평면에서 볼 때 상기 오목부의 내측의 에어리어의 적어도 일부와 외주가 겹치는 위치이고 상기 절단부의 일부와 겹치는 위치에 배치되는 볼록부를 갖고,
    상기 절단부가 절단됨으로써, 상기 오목부 내에 상기 볼록부가 삽입됨과 함께, 상기 퓨즈 엘리먼트의 일부가 절곡되도록 상기 오목부 내에 수용되는 보호 소자.

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