KR20230041067A

KR20230041067A - 보호 소자

Info

Publication number: KR20230041067A
Application number: KR1020237005835A
Authority: KR
Inventors: 요시히로 요네다
Original assignee: 데쿠세리아루즈 가부시키가이샤
Priority date: 2020-08-27
Filing date: 2021-08-20
Publication date: 2023-03-23
Also published as: CN115885362A; WO2022044982A1; US20230317393A1; TW202228177A

Abstract

이 보호 소자(1000)는, 제1 방향으로 통전하는 퓨즈 엘리먼트(102)와, X방향으로 연장되는 판상부(130)와, 판상부(130) 상에 세워 설치된 차폐부(131)와, 차폐부(131)를 관통하는 차폐부 관통 구멍(132)을 갖는 슬라이더(103)와, 퓨즈 엘리먼트(102)의 일부와 슬라이더(103)가 수용되는 수용부(160)를 갖는 케이스(106)가 구비되며, 수용부(160)는, 차폐부(131)가 Y방향으로 이동 가능한 차폐부 수용 공간(160a)과, 판상부(130)가 Y방향으로 이동 가능한 판상부 이동 공간(160b)을 가지며, 퓨즈 엘리먼트(102)의 용단 전에는 차폐부 관통 구멍(132)에 퓨즈 엘리먼트(102)가 삽입된 상태에서 슬라이더(103)와 퓨즈 엘리먼트(102)가 케이스(106)에 수용되어 있다.

Description

보호 소자

본 발명은, 보호 소자에 관한 것이다.

본원은, 2020년 8월 27일에 일본에 출원된 특허출원 2020-143435호, 및, 2021년 8월 18일에 일본에 출원된 특허출원 2021-133455호에 의거하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

종래, 정격을 초과하는 전류가 흘렀을 때에, 발열하여 용단되고, 전류 경로를 차단하는 퓨즈 엘리먼트가 있다. 퓨즈 엘리먼트를 구비하는 보호 소자(퓨즈 소자)는, 예를 들면, 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. 그에 수반하여, 대용량의 리튬 이온 전지를 가지며, 고전압 또한 대전류의 전류 경로를 갖는 전지 팩에 설치되는 보호 소자가 요구되고 있다.

예를 들면, 특허문헌 1에는, 퓨즈에 큰 과전류가 흘러 가용체가 금속 증기화되고, 아크 방전이 발생했을 때의 큰 공간의 압력 상승을 이용하여 큰 공간으로부터 작은 공간으로 향하는 방향으로 차단 부재를 이동시켜, 상기 차단 부재에 의해 연결 구멍을 막는 퓨즈가 기재되어 있다.

일본국 특허공개 2009-032489호 공보

특허문헌 1에 개시된 퓨즈는, 가교된 가용체(퓨즈 엘리먼트)의 양단부에 차단 부재가 배치되는 구성이다. 특허문헌 1에 개시되어 있는 선 형상의 균일한 가용체에 있어서는, 가용체의 용단 시에 용단되는 용단부는 그 중심부이다. 그 때문에, 아크 방전에 수반하는 가용체의 금속 증기화에 의한 내압 상승으로 차단 부재가 연결 구멍을 막으려면 차단 부재가 물리적으로 가용체를 절단할 필요가 있다. 이 때문에, 특허문헌 1에 개시된 퓨즈에서는, 가용체의 단면적을 크게 하지 못하고, 정격 전류를 크게 하는 것이 곤란하다는 과제가 있었다.

고전압용 보호 소자에 있어서, 퓨즈 엘리먼트가 용단되면, 아크 방전이 발생할 수 있다. 아크 방전이 발생하면, 퓨즈 엘리먼트가 광범위에 걸쳐 용융하고, 증기화된 금속이 비산하는 경우가 있다. 이 경우, 비산한 금속에 의해 새로운 통전 경로가 형성되거나, 비산한 금속이 단자 등의 주위의 전자 부품에 부착될 우려가 있다.

본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 퓨즈 엘리먼트의 용단 시에 발생하는 아크 방전이, 신속하게 소멸(소호(消弧))하는 보호 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 이 발명은 이하의 수단을 제안하고 있다.

본 발명의 제1 양태에 따른 보호 소자는, 제1 방향으로 통전하는 퓨즈 엘리먼트와, 절연 재료로 이루어지고, 상기 제1 방향으로 연장되는 판상부와, 상기 판상부 상에, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 세워 설치된 차폐부와, 상기 차폐부를 관통하는 차폐부 관통 구멍을 갖는 슬라이더와, 절연 재료로 이루어지고, 상기 퓨즈 엘리먼트의 일부와 상기 슬라이더가 수납되는 수용부를 내부에 갖는 케이스가 구비되며, 상기 수용부는, 상기 차폐부가 수용되고, 상기 제2 방향으로 이동 가능한 차폐부 수용 공간과, 상기 판상부가 수용되고, 상기 제2 방향으로 이동 가능한 판상부 이동 공간을 가지며, 상기 퓨즈 엘리먼트의 용단 전에는, 상기 차폐부 관통 구멍에 상기 퓨즈 엘리먼트가 삽입된 상태에서 상기 슬라이더와 상기 퓨즈 엘리먼트가 상기 케이스에 수용되어 있다.

상기 양태에 따른 보호 소자는, 상기 퓨즈 엘리먼트가, 제1 단부와 제2 단부와 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이에 설치된 차단부를 가지고, 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부를 향하는 상기 제1 방향으로 통전되며, 상기 퓨즈 엘리먼트의 용단 전에는, 상기 퓨즈 엘리먼트의 상기 차단부가 상기 슬라이더의 상기 차폐부 관통 구멍 내에 배치되어 있어도 된다.

상기 양태에 따른 보호 소자는, 상기 슬라이더가, 상기 퓨즈 엘리먼트의 용단에 수반하여 발생하는 방전에 의한 상승 압력을 받아 상기 수용부 내를 이동하고, 상기 차폐부가 상기 퓨즈 엘리먼트의 용단면들을 차단하는 것이어도 된다.

상기 양태에 따른 보호 소자는, 상기 퓨즈 엘리먼트를 가열하는 발열체를 구비해도 된다.

상기 양태에 따른 보호 소자는, 상기 발열체는 저항체이며, 상기 발열체의 양단에 전기적으로 접속된 급전선을 구비하고, 발열체는 상기 퓨즈 엘리먼트와 전기적으로 독립되며, 상기 급전선이 상기 케이스에 형성한 급전선 구멍을 통하여 외부로 인출되어 있어도 된다.

상기 양태에 따른 보호 소자는, 상기 케이스가, 상기 판상부 이동 공간과 상기 케이스의 외부를 연결하는 외부 리크 구멍을 가져도 된다.

상기 양태에 따른 보호 소자는, 상기 케이스가, 복수의 케이스 부재가 일체화된 것이어도 된다.

상기 양태에 따른 보호 소자는, 상기 복수의 케이스 부재의 대향하는 적어도 한쪽의 접합면에는, 접착 에어리어와 접착제 침입 저지 홈을 가지고, 상기 접착제 침입 저지 홈은, 상기 접착 에어리어와 상기 수용부 사이에 설치되어, 상기 접착제의 상기 수용부 공간으로의 침입을 방지하는 것이어도 된다.

상기 양태에 따른 보호 소자는, 상기 슬라이더가, 복수의 슬라이더 부재가 일체화된 것이어도 된다.

상기 양태에 따른 보호 소자는, 상기 케이스 및 상기 슬라이더 중 적어도 한쪽의 재료는, 내(耐)트래킹 지표 CTI가 500V 이상이어도 된다.

상기 양태에 따른 보호 소자는, 상기 케이스 및 상기 슬라이더 중 적어도 한쪽의 재료는, 나일론계 수지, 폴리프탈아미드계 수지, 및, 테플론(등록상표)계 수지로 이루어지는 군으로부터 선택된 수지 재료 중 어느 하나여도 된다.

상기 양태에 따른 보호 소자는, 상기 퓨즈 엘리먼트가, 저융점 금속으로 이루어지는 내층과, 고융점 금속으로 이루어지는 외층이 두께 방향으로 적층된 적층체로 이루어져도 된다.

상기 양태에 따른 보호 소자는, 상기 저융점 금속이, Sn 혹은 Sn을 주성분으로 하는 금속으로 이루어지며, 상기 고융점 금속은, Ag 혹은 Cu, 또는 Ag 혹은 Cu를 주성분으로 하는 금속으로 이루어져도 된다.

상기 양태에 따른 보호 소자는, 상기 퓨즈 엘리먼트가, 상기 제1 방향의 열팽창 및 열수축 스트레스를 완화하는 굴곡부를 가져도 된다.

상기 양태에 따른 보호 소자는, 상기 퓨즈 엘리먼트의 상기 제1 단부에 제1 단자가 접속되며, 상기 제2 단부에 제2 단자가 접속되고, 상기 제1 단자 및 상기 제2 단자는 상기 케이스에 고정되어 있어도 된다.

본 발명의 제2 양태에 따른 보호 소자는, 제1 방향으로 통전하는 퓨즈 엘리먼트와, 절연 재료로 이루어지고, 상기 제1 방향으로 연장되는 판상부와, 상기 판상부의 상기 제1 방향에 있어서 제1 가장자리부와 당해 제1 가장자리부의 반대 측의 가장자리부인 제2 가장자리부 사이의 위치로부터, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 세워 설치된 차폐부와, 상기 차폐부를 관통하는 차폐부 관통 구멍을 갖는 슬라이더와, 절연 재료로 이루어지고, 상기 퓨즈 엘리먼트의 일부와 상기 슬라이더가 수납되는 수용부를 내부에 갖는 케이스가 구비되며, 상기 수용부는, 상기 퓨즈 엘리먼트를 수용하는 퓨즈 엘리먼트 수용 공간과, 상기 차폐부가 수용되고, 상기 제2 방향으로 이동 가능한 차폐부 수용 공간과, 상기 판상부가 수용되고, 상기 제2 방향으로 이동 가능한 판상부 이동 공간을 가지며, 상기 퓨즈 엘리먼트 수용 공간과 상기 차폐부 수용 공간은 교차하며, 상기 퓨즈 엘리먼트의 용단 전에는, 상기 차폐부 관통 구멍에 상기 퓨즈 엘리먼트가 삽입된 상태에서 상기 슬라이더와 상기 퓨즈 엘리먼트가 상기 케이스에 수용되어 있다.

상기 양태에 따른 보호 소자는, 상기 차단부의 상기 제1 방향과 직교하는 면의 단면적이, 상기 차단부 이외의 영역의 상기 제1 방향과 직교하는 면의 단면적보다 좁아도 된다.

상기 양태에 따른 보호 소자는, 상기 슬라이더가, 상기 퓨즈 엘리먼트의 용단에 수반하여 발생하는 방전에 의한 상승 압력을 받아 상기 수용부 내를 이동하고, 상기 차폐부가 상기 퓨즈 엘리먼트 수용 공간을 차폐하는 것이어도 된다.

상기 양태에 따른 보호 소자는, 상기 케이스가, 상기 퓨즈 엘리먼트 수용 공간과 상기 판상부 이동 공간을 연결하는 내부 리크 구멍을 가져도 된다.

상기 양태에 따른 보호 소자는, 상기 퓨즈 엘리먼트의 용단 시에 발생하는 방전에 의한 상기 퓨즈 엘리먼트 수용 공간 내의 상승 압력이, 상기 내부 리크 구멍을 통하여 상기 슬라이더를 슬라이드시키고, 상기 차폐부가 상기 퓨즈 엘리먼트 수용 공간과 상기 차폐부 수용 공간의 교차부를 차폐하는 것이어도 된다.

상기 양태에 따른 보호 소자는, 상기 발열체가, 상기 퓨즈 엘리먼트 수용 공간의 상기 차폐부 수용 공간을 사이에 둔 2개소에 배치되고, 2개의 상기 발열체가 병렬로 발열체용 퓨즈 엘리먼트로 접속되며, 상기 발열체의 양단에 전기적으로 접속된 급전선을 구비하고, 발열체는 상기 퓨즈 엘리먼트와 전기적으로 독립되며, 상기 급전선이 상기 케이스에 형성한 급전선 구멍을 통하여 외부로 인출되어 있어도 된다.

상기 양태에 따른 보호 소자는, 상기 퓨즈 엘리먼트 수용 공간의 상기 제2 방향의 높이가, 상기 퓨즈 엘리먼트의 상기 제2 방향의 두께의 5배 이하여도 된다.

상기 양태에 따른 보호 소자는, 상기 퓨즈 엘리먼트 상에 당해 퓨즈 엘리먼트를 가열하는 상기 발열체를 구비하며, 상기 퓨즈 엘리먼트 수용 공간의 상기 제2 방향의 높이가, 상기 퓨즈 엘리먼트의 상기 제2 방향의 두께와 상기 발열체의 상기 제2 방향의 두께의 합계의 5배 이하여도 된다.

상기 양태에 따른 보호 소자는, 상기 차폐부와 상기 차폐부 수용 공간의 내벽이 상기 퓨즈 엘리먼트의 상기 제1 방향으로 0.03~0.2mm의 간격으로 근접해 있으며, 상기 판상부의 측면과 상기 판상부 이동 공간의 상기 판상부의 측면과 대향하는 면이 상기 제1 방향으로 0.03~0.2mm의 간격으로 근접해 있어도 된다.

상기 양태에 따른 보호 소자는, 상기 판상부 이동 공간의 일부에 상기 판상부의 측면과 접촉하여, 상기 슬라이더의 리바운드를 억제하는 고정부를 가져도 된다.

상기 양태에 따른 보호 소자는, 상기 복수의 케이스 부재가, 상기 제1 방향과 상기 제2 방향과 교차하는 제3 방향에서 보스와 고정 구멍의 끼워맞춤 및 접착제로 접합되어, 일체화되어 있어도 된다.

상기 양태에 따른 보호 소자는, 상기 복수의 상기 슬라이더 부재가, 상기 제1 방향과 상기 제2 방향과 교차하는 상기 제3 방향에서 접합되어, 일체화되어 있어도 된다.

상기 양태에 따른 보호 소자는, 상기 복수의 상기 슬라이더 부재의 상기 차폐부의 접합면이, 상기 제1 방향의 간극을 차단하는 볼록부를 갖거나, 또는, 상기 제1 방향의 간극을 차단하는 경사면을 가져도 된다.

상기 양태에 따른 보호 소자는, 상기 퓨즈 엘리먼트 수용 공간의 벽면에, 상기 제1 방향과 교차하는 방향으로 연장되는 벽면 방착(防着) 홈이 복수개 병행으로 배치되어 있어도 된다.

본 발명의 제3 양태에 따른 보호 소자는, 제1 단부와 제2 단부 사이에 차단부를 가지고, 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부를 향하는 제1 방향으로 통전되는 퓨즈 엘리먼트와, 절연 재료로 이루어지는 판상부와, 상기 판상부의 제1 가장자리부에 세워 설치된 절연 재료로 이루어지는 차폐부와, 상기 차폐부를 관통하는 차폐부 관통 구멍을 갖는 슬라이더와, 절연 재료로 이루어지며, 상기 퓨즈 엘리먼트의 일부와 상기 슬라이더가 수납되는 수용부가 내부에 설치되고, 상기 수용부 내의 제1 벽면에 개구되는 제1 삽입 구멍을 갖는 케이스가 구비되며, 상기 수용부 내는 상기 판상부에 의해, 제1 공간과 제2 공간으로 구분되며, 상기 차폐부가 상기 제1 벽면을 따라 배치되고, 상기 차폐부 관통 구멍 내에 상기 차단부가 배치되고, 상기 제1 삽입 구멍 내에 상기 제1 단부가 수용되며, 상기 차단부의 용단 시에 발생하는 아크 방전에 의한 상기 제1 공간 내의 압력 상승에 의해, 상기 수용부 내에 있어서의 상기 제1 공간의 비율이 커지도록 상기 슬라이더가 이동하여, 상기 제1 삽입 구멍의 개구가 상기 차폐부에 의해 막힌다.

상기 양태에 따른 보호 소자는, 상기 제1 공간 측의 상기 판상부 상에 상기 퓨즈 엘리먼트가 재치(載置)되어 있어도 된다.

상기 양태에 따른 보호 소자는, 상기 차단부의 상기 제1 방향과 직교하는 방향의 단면적이, 상기 차단부 이외의 영역의 상기 제1 방향과 직교하는 면의 단면적보다 좁아도 된다.

상기 양태에 따른 보호 소자는, 상기 케이스는, 복수의 부재가 일체화된 것이어도 된다.

상기 양태에 따른 보호 소자는, 상기 제1 벽면과 상기 제1 방향으로 대향 배치된 제2 벽면에 개구되는 제2 삽입 구멍을 가지고, 상기 제2 삽입 구멍 내에 상기 제2 단부가 수용되어 있어도 된다.

상기 양태에 따른 보호 소자는, 상기 차단부를 용단하는 발열체가 구비되어 있어도 된다.

상기 양태에 따른 보호 소자는, 상기 퓨즈 엘리먼트의 용단 전에는, 상기 제1 공간의 체적이 상기 제2 공간의 체적보다 작아도 된다.

상기 양태에 따른 보호 소자는, 상기 제1 공간 내의 상기 퓨즈 엘리먼트와 대향 배치되는 제3 벽면에 개구되는 오목부를 가지고, 상기 오목부 내에 상기 차폐부가 수용되어 있어도 된다.

상기 양태에 따른 보호 소자는, 상기 제1 단부에 제1 단자가 전기적으로 접속되며, 상기 제2 단부에 제2 단자가 전기적으로 접속되어 있어도 된다.

상기 양태에 따른 보호 소자는, 상기 판상부의 상기 차폐부와 반대 측의 면에 볼록부가 설치되며, 상기 제2 공간 내의 상기 슬라이더와 대향 배치되는 제4 벽면에 개구되는 제4 삽입 구멍을 가지고, 상기 수용부 내에 있어서의 상기 제1 공간의 비율이 커지도록 상기 슬라이더가 이동함으로써, 상기 제4 삽입 구멍 내에 상기 볼록부가 수용되어 있어도 된다.

상기 양태에 따른 보호 소자는, 상기 제2 공간 내의 상기 슬라이더와 대향 배치되는 상기 제4 벽면에 개구되고, 상기 케이스를 관통하는 리크 구멍이 형성되어 있어도 된다.

상기 양태에 따른 보호 소자는, 상기 수용부 내에 있어서의 상기 제1 공간의 비율이 커지도록 상기 슬라이더가 이동함으로써, 상기 리크 구멍이 상기 슬라이더에 의해 막혀도 된다.

상기 양태에 따른 보호 소자는, 상기 제3 벽면에, 상기 제1 방향과 교차하는 방향으로 연장되는 벽면 방착 홈이 복수개 병행으로 배치되어 있어도 된다.

상기 양태에 따른 보호 소자는, 상기 제1 공간 측의 상기 판상부 상에, 상기 제1 방향과 교차하는 방향으로 연장되는 슬라이더 방착 홈이 복수개 병행으로 배치되어 있어도 된다.

상기 양태에 따른 보호 소자는, 상기 저융점 금속은, Sn 혹은 Sn을 주성분으로 하는 금속으로 이루어지며, 상기 고융점 금속은, Ag 혹은 Cu, 또는 Ag 혹은 Cu를 주성분으로 하는 금속으로 이루어져도 된다.

상기 양태에 따른 보호 소자는, 상기 케이스는, 제1 케이스와, 상기 제1 케이스와 대향 배치된 제2 케이스가 접착됨으로써 형성된 상기 수용부를 가지며, 상기 제1 케이스의 상기 제2 케이스와 접하는 제1 접합면의 일부에, 상기 제2 케이스와 접착되는 제1 접착 부위가 구비되고, 상기 제2 케이스의 상기 제1 케이스와 접하는 제2 접합면의 일부에, 상기 제1 케이스와 접착되는 제2 접착 부위가 구비되며, 상기 제1 접합면의 상기 수용부와 상기 제1 접착 부위 사이와, 상기 제2 접합면의 상기 수용부와 상기 제2 접착 부위 사이 중 한쪽 또는 양쪽에, 접착제 침입 저지 홈이 형성되어 있어도 된다.

본 발명에 의하면, 퓨즈 엘리먼트의 용단 시에 발생하는 아크 방전이, 신속하게 소멸(소호)하는 보호 소자를 제공할 수 있다.

도 1은, 제1 실시 형태에 따른 보호 소자(1000)의 전체 구조를 나타내는 사시도이다.
도 2는, 제1 실시 형태에 따른 보호 소자(1000)를 도 1에 나타내는 A-A'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3은, 제1 실시 형태의 보호 소자(1000)의 일부를 설명하기 위한 확대도이며, (a)는 퓨즈 엘리먼트와, 제1 단자와, 제2 단자를 나타낸 사시도이고, (b)는 퓨즈 엘리먼트를 나타내는 평면도이다.
도 4는, 제1 실시 형태의 보호 소자(1000)의 일부를 설명하기 위한 확대도이며, (a)는 슬라이더와, 퓨즈 엘리먼트와, 제1 단자의 일부와, 제2 단자의 일부를 나타내는 단면도이고, (b)는 (a)의 사시도이다.
도 5는, 슬라이더의 다른 구성의 예를 나타내는 단면도이며, (a)는 차폐부가 판상부의 한쪽 끝에 치우친 위치에 배치되는 구성의 예이고, (b)는 차폐부가 판상부의 한쪽 끝과 그 반대 측 끝의 중간 위치에 대해 어느 한쪽의 끝에 치우친 위치에 배치되는 구성의 예이다.
도 6은, 퓨즈 엘리먼트가 슬라이더의 판상부에 지지되는 구성의 경우이며, (a)는 슬라이더와, 퓨즈 엘리먼트와, 제1 단자의 일부와, 제2 단자의 일부를 나타내는 단면도이고, (b)는 (a)의 사시도이다.
도 7은, 제2 실시 형태에 따른 보호 소자(2000)의 전체 구조를 나타낸 분해 사시도이며, 제2 케이스는 그 내부가 보이는 상태로 하여 나타내는 투시 분해 사시도이다.
도 8은, 제2 실시 형태에 따른 보호 소자(2000)의 제2 케이스를 벗긴 상태로 나타내는 측면도이다.
도 9는, 제2 실시 형태에 따른 보호 소자(2000)의 제1 케이스의 사시도이다.
도 10은, 제2 실시 형태에 따른 보호 소자(2000)의 일부를 설명하기 위한 확대도이며, (a)는 퓨즈 엘리먼트와, 제1 단자와, 제2 단자를 나타낸 사시도이고, (b)는 퓨즈 엘리먼트를 나타내는 평면도이다.
도 11은, 다른 퓨즈 엘리먼트의 예를 나타내는 사시도이다.
도 12는, 제2 실시 형태의 보호 소자(2000)가 구비하는 슬라이더의 구조를 설명하기 위한 도면이며, (a)는, 퓨즈 엘리먼트가 삽입된 상태의 슬라이더를 나타내는 사시도이고, (b)는, 슬라이더를 나타내는 사시도이며, 제2 슬라이더 부재는 제1 슬라이더 부재의 숨은 구조를 명시하기 위하여 투명하게 그린 사시도이다.
도 13은, 제2 실시 형태의 보호 소자(2000)의 동작을 설명하기 위한 도면이며, (a)는, 차단부의 용단면들 사이에 스파크가 발생한 상태를 모식적으로 나타내는 단면도이고, (b)는, 아크 방전이 발생하여 퓨즈 엘리먼트 수용 공간 내의 압력 상승에 의해, 슬라이더가 하방으로 이동한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 14는, 제3 실시 형태에 따른 보호 소자(3000)의 전체 구조를 나타낸 분해 사시도이며, 제2 케이스는 그 내부가 보이는 상태로 하여 나타내는 투시 분해 사시도이다.
도 15는, 제3 실시 형태에 따른 보호 소자(3000)가 구비하는 발열체의 배치 구성의 일례를 나타내는 것이며, (a)는 2개의 발열체와, 각 발열체로의 급전선과, 퓨즈 엘리먼트와, 제1 단자와, 제2 단자를 나타낸 사시도이고, (b)는 퓨즈 엘리먼트를 나타내는 사시도이며, (c)는 2개의 발열체, 각 발열체로의 급전선, 및, 퓨즈 엘리먼트의 Z방향에서 본 위치 관계를 나타내기 위하여, 퓨즈 엘리먼트 측에서 본 평면도이다.
도 16은, 제3 실시 형태에 따른 보호 소자(3000)가 구비하는 발열체의 구조의 일례를 나타내는 것이며, (a)는 평면도이고, (b)는 단면도이다.
도 17은, 제4 실시 형태에 따른 보호 소자(100)의 전체 구조를 나타낸 사시도이다.
도 18은, 제4 실시 형태에 따른 보호 소자(100)의 분해 사시도이다.
도 19는, 제4 실시 형태에 따른 보호 소자(100)를 도 17에 나타내는 A-A'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 20은, 제4 실시 형태의 보호 소자(100)의 일부를 설명하기 위한 확대도이며, (a)는 퓨즈 엘리먼트와, 제1 단자와, 제2 단자를 나타낸 사시도이고, (b)는 퓨즈 엘리먼트를 나타낸 평면도이다.
도 21은, 제4 실시 형태의 보호 소자(100)에 구비된 슬라이더의 구조를 설명하기 위한 도면이며, (a)는 제1 공간 측에서 본 평면도이고, (b)~(e)는 사시도이다.
도 22는, 제4 실시 형태의 보호 소자(100)에 구비된 제2 케이스의 구조를 설명하기 위한 도면이며, (a)는 제1 공간 측에서 본 평면도이고, (b) 및 (c)는 사시도이다.
도 23은, 제4 실시 형태의 보호 소자(100)에 구비된 제1 케이스의 구조를 설명하기 위한 도면이며, (a)는 제2 공간 측에서 본 평면도이고, (b) 및 (c)는 사시도이다.
도 24의 (a) 및 (b)는, 제4 실시 형태의 보호 소자(100)의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도이다.
도 25는, 제4 실시 형태의 보호 소자(100)의 동작을 설명하기 위한 도면이며, 도 17에 나타내는 A-A'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 26은, 제4 실시 형태의 보호 소자(100)의 동작을 설명하기 위한 도면이며, 도 17에 나타내는 A-A'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 27은, 제4 실시 형태의 보호 소자(100)의 동작을 설명하기 위한 도면이며, 도 17에 나타내는 A-A'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 28은, 제5 실시 형태의 보호 소자(200)를 설명하기 위한 단면도이며, 제4 실시 형태에 따른 보호 소자(100)를 도 17에 나타내는 A-A'선을 따라 절단한 위치에 대응하는 단면도이다.
도 29는, 제5 실시 형태의 보호 소자(200)의 일부를 설명하기 위한 확대도이며, (a)는 슬라이더를 나타낸 평면도이고, (b)는 제1 케이스를 나타낸 평면도이며, 도 (c)는 슬라이더 방착 홈을 나타낸 사시도이다.
도 30은, 제6 실시 형태의 보호 소자(300)를 설명하기 위한 단면도이며, 제4 실시 형태에 따른 보호 소자(100)를 도 17에 나타내는 A-A'선을 따라 절단한 위치에 대응하는 단면도이다.
도 31은, 제7 실시 형태의 보호 소자(400)를 설명하기 위한 단면도이며, 제4 실시 형태에 따른 보호 소자(100)를 도 17에 나타내는 A-A'선을 따라 절단한 위치에 대응하는 단면도이다.
도 32는, 제7 실시 형태의 보호 소자(400)가 갖는 슬라이더와 발열 부재를 나타낸 사시도이다.

이하, 본 실시 형태에 대하여, 도면을 적절히 참조하면서 상세히 설명한다. 이하의 설명에서 이용하는 도면은, 특징을 알기 쉽게 하기 위하여 편의상 특징이 되는 부분을 확대해서 나타내고 있는 경우가 있으며, 각 구성 요소의 치수 비율 등은 실제와는 상이한 경우가 있다. 이하의 설명에 있어서 예시되는 재료, 치수 등은 일례이며, 본 발명은 그것들에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 효과를 발휘하는 범위에서 적절히 변경하여 실시하는 것이 가능하다.

[제1 실시 형태]

(보호 소자)

도 1은, 제1 실시 형태에 따른 보호 소자(1000)의 전체 구조를 나타낸 사시도이다. 도 2는, 제1 실시 형태에 따른 보호 소자(1000)를 도 1에 나타내는 A-A'선을 따라 절단한 단면도이다.

이하, 도면에 있어서, X로 나타내는 방향은 퓨즈 엘리먼트의 통전 방향(제1 방향)이다. Y로 나타내는 방향은 X방향(제1 방향)과 직교하는 방향이고, Z로 나타내는 방향은, X방향 및 Y방향에 직교하는 방향이다.

본 실시 형태의 보호 소자(1000)는, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, X방향(제1 방향)으로 통전하는 퓨즈 엘리먼트(102)와, 절연 재료로 이루어지고, X방향으로 연장되는 판상부(130)와, 판상부(130) 상에, X방향에 직교하는 Z방향(제2 방향)으로 세워 설치된 차폐부(131)와, 차폐부(131)를 X방향으로 관통하는 차폐부 관통 구멍(132)을 갖는 슬라이더(103)와, 절연 재료로 이루어지고, 퓨즈 엘리먼트(102)의 일부와 슬라이더(103)가 수용되는 수용부(160)를 내부에 갖는 케이스(106)가 구비되며, 수용부(160)는, 차폐부(131)가 수용되고, Z방향으로 이동 가능한 차폐부 수용 공간(160a)과, 판상부(130)가 수용되고, Z방향으로 이동 가능한 판상부 이동 공간(160b)을 가지며, 퓨즈 엘리먼트(102)의 용단 전에는, 차폐부 관통 구멍(132)에 퓨즈 엘리먼트(102)가 삽입된 상태에서 슬라이더(103)와 퓨즈 엘리먼트(102)가 케이스(106)에 수용되어 있다.

(퓨즈 엘리먼트)

도 3은, 제1 실시 형태의 보호 소자(1000)의 일부를 설명하기 위한 확대도이며, 도 3의 (a)는 퓨즈 엘리먼트와, 제1 단자(61)와, 제2 단자(62)를 나타낸 사시도이고, 도 3의 (b)는 퓨즈 엘리먼트를 나타낸 평면도이다. 도 3의 (a) 및 도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이, 퓨즈 엘리먼트(102)는, 제1 단부(121)와, 제2 단부(122)와, 제1 단부(121)와 제2 단부(122) 사이에 설치된 차단부(123)를 갖고 있다. 퓨즈 엘리먼트(102)는, 제1 단부(121)로부터 제2 단부(122)를 향하는 방향인 X방향(제1 방향)으로 통전된다.

도 2, 도 3의 (a)에 나타내는 바와 같이, 제1 단부(121)는, 제1 단자(61)와 전기적으로 접속되어 있다. 제2 단부(122)는, 제2 단자(62)와 전기적으로 접속되어 있다. 제1 단자(61)는, 외부 단자 구멍(61a)을 구비하고 있다. 또, 제2 단자(62)는, 외부 단자 구멍(62a)을 구비하고 있다. 외부 단자 구멍(61a), 외부 단자 구멍(62a) 중, 한쪽은 전원 측에 접속하기 위하여 이용되고, 다른 쪽은 부하 측에 접속하기 위하여 이용된다. 또, 외부 단자 구멍(61a), 외부 단자 구멍(62a)은, 부하 회로의 내부의 통전 경로에 접속되어도 된다. 도 3의 (a)에 나타내는 바와 같이, 퓨즈 엘리먼트(102)와 접속되는 측의 단부에, 퓨즈 엘리먼트(102)를 향하여 양측으로 폭이 넓어진 플랜지부(도 3의 (a)에 있어서 부호 61c, 62c로 나타낸다.)를 갖고 있어도 되며, 특별히 한정되지 않는다. 제1 단자(61) 및 제2 단자(62)의 상세는 후술한다.

퓨즈 엘리먼트(102)와 차폐부 관통 구멍(132)의 배치 관계로서는, 도 2에 나타내는 보호 소자(1000)와 같이, 퓨즈 엘리먼트(102)를 구성하는 제1 단부(121), 제2 단부(122) 및 차단부(123) 중, 차단부(123)가 슬라이더(103)의 차폐부(131)가 갖는 차폐부 관통 구멍(132) 내에 배치된 구성인 것이 바람직하다.

이 구성의 경우, 특허문헌 1에 개시된 퓨즈(보호 소자)와 달리, 퓨즈 엘리먼트(102)는 과전류가 흘렀을 때에 차단부(123)가 히트 스폿이 되어, 차단부(123)가 우선적으로 승온하여 연화되고, 확실하게 용단된다. 그 때문에, 퓨즈 엘리먼트(102)의 용단 시에 아크 방전에 수반하는 방출 가스에 의한 압력 상승에 의해 슬라이더가 이동할 때에, 퓨즈 엘리먼트(102)는 이미 용단되어 있기 때문에, 슬라이더(103)가 퓨즈 엘리먼트(102)를 물리적으로 절단할 필요가 없어, 신속한 이동이 가능하다. 차단된 차단부(123)의 차단면들이 슬라이더(103)의 차폐부(131)에 의해 차폐되어 절연되고, 퓨즈 엘리먼트(102)를 통한 통전 경로가, 물리적으로 확실하게 차단된다. 이에 의해, 아크 방전이 신속하게 소멸(소호)한다.

퓨즈 엘리먼트(102)의 두께는, 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 균일해도 되고, 부분적으로 상이해도 된다. 두께가 부분적으로 상이한 퓨즈 엘리먼트로서는, 예를 들면, 차단부(123)로부터 제1 단부(121) 및 제2 단부(122)를 향하여 서서히 두께가 두꺼워져 있는 것이나 제1 단부(121) 및 제2 단부(122)에 금속판을 적층하고 있는 것 등을 들 수 있다. 이러한 퓨즈 엘리먼트(102)는, 과전류가 흘렀을 때에 차단부(123)가 히트 스폿이 되어, 차단부(123)가 우선적으로 승온하여, 보다 확실하게 용단된다.

도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이, 퓨즈 엘리먼트(102)의 차단부(123), 제1 단부(121) 및 제2 단부(122)는, 평면에서 봤을 때 대략 장방형의 형상을 갖고 있다. 도 4의 (b)에 나타내는 바와 같이, 제1 단부(121)에 있어서의 Y방향의 폭(121D)과, 제2 단부(122)에 있어서의 Y방향의 폭(122D)은, 대략 동일하게 되어 있다. 차단부(123)에 있어서의 Y방향의 폭(123D)은, 제1 단부(121)에 있어서의 Y방향의 폭(121D) 및 제2 단부(122)에 있어서의 Y방향의 폭(122D)보다 가늘게 되어 있다. 이것에 의해, 차단부(123)의 폭(123D)은, 차단부(123) 이외의 폭보다 좁게 되어 있다. 즉, 차단부(123)의 Y방향의 단면적이, 차단부(123) 이외의 영역의 단면적보다 좁게 되어 있다.

도 2 및 도 3의 (a)에 나타내는 바와 같이, 퓨즈 엘리먼트(102)의 제1 단부(121)는, 제1 단자(61)와 평면에서 봤을 때 겹쳐서 배치되고, 제2 단부(122)는, 제2 단자(62)와 평면에서 봤을 때 겹쳐서 배치되어 있다.

도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이, 차단부(123)와 제1 단부(121) 사이에는, 평면에서 봤을 때 대략 사다리꼴의 제1 연결부(125)가 배치되어 있다. 평면에서 봤을 때 대략 사다리꼴의 제1 연결부(125)에 있어서의 평행한 변의 긴 쪽이, 제1 단부(121)와 결합되어 있다. 또, 차단부(123)와 제2 단부(122) 사이에는, 평면에서 봤을 때 대략 사다리꼴의 제2 연결부(126)가 배치되어 있다. 평면에서 봤을 때 대략 사다리꼴의 제2 연결부(126)에 있어서의 평행한 변의 긴 쪽이, 제2 단부(122)와 결합되어 있다. 제1 연결부(125)와 제2 연결부(126)는, 차단부(123)에 대해 대칭으로 되어 있다. 이것에 의해, 퓨즈 엘리먼트(102)에 있어서의 Y방향의 폭은, 차단부(123)로부터 제1 단부(121) 및 제2 단부(122)를 향하여 서서히 넓어져 있다. 그 결과, 퓨즈 엘리먼트(102)에 과전류가 흘렀을 때에, 차단부(123)가 히트 스폿이 되어, 차단부(123)가 우선적으로 승온되고, 용이하게 용단된다.

도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이, 퓨즈 엘리먼트(102)의 차단부(123)는, 제1 단부(121) 및 제2 단부(122)보다 Y방향의 폭(도 3의 (b)에 있어서 부호 123D로 나타낸다)이 좁다. 그것에 의해, 차단부(123)는, 차단부(123)와 제1 단부(121) 사이의 영역, 및 차단부(123)와 제2 단부(122) 사이의 영역보다 용단되기 쉽게 되어 있다.

본 실시 형태에서는, 퓨즈 엘리먼트(102)로서, 도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이, 차단부(123)가 제1 단부(121) 및 제2 단부(122)보다 Y방향의 폭이 좁은 것을 예로 들어 설명했으나, 퓨즈 엘리먼트는, 차단부의 Y방향의 폭이 제1 단부 및 제2 단부보다 좁은 것으로 한정되지 않는다.

도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이, 퓨즈 엘리먼트(102) 전체의 평면 형상은, 대략 직사각형이며, 일반적인 퓨즈 엘리먼트와 비교하여, Y방향의 폭이 상대적으로 넓고, X방향의 길이가 상대적으로 짧다. 본 실시 형태의 보호 소자(1000)에서는, 차단된 퓨즈 엘리먼트(102)의 차단면들이, 슬라이더(103)의 차폐부(131)에 의해 절연된다. 그 결과, 퓨즈 엘리먼트(102)의 용단 시에 발생하는 아크 방전이, 신속하게 소멸(소호)된다. 이 때문에, 아크 방전을 억제하기 위하여, 퓨즈 엘리먼트(102)에 있어서의 Y방향의 폭을 좁게 할 필요가 없어, 퓨즈 엘리먼트(102)에 있어서의 Y방향의 폭을 넓게, X방향의 길이를 짧게 할 수 있다. 이러한 퓨즈 엘리먼트(102)를 갖는 보호 소자(1000)는, 보호 소자(1000)가 설치되는 전류 경로에 있어서의 저항값 상승을 억제할 수 있기 때문에, 대전류의 전류 경로에도 바람직하게 설치할 수 있다.

도 3에 나타내는 퓨즈 엘리먼트(102)는 일례이며 다른 구성의 것을 이용할 수 있다. 예를 들면, 퓨즈 엘리먼트(102)를 대신하여, 도 10에 나타내는 퓨즈 엘리먼트(202)나 도 11에 나타내는 퓨즈 엘리먼트(202A)를 이용해도 된다.

퓨즈 엘리먼트(102)의 재료로서는, 후술하는 퓨즈 엘리먼트(2)와 동일한 것을 이용할 수 있다.

(슬라이더)

도 4는, 제1 실시 형태의 보호 소자(1000)에 구비된 슬라이더(103)의 구조를 설명하기 위한 도면이며, 도 4의 (a)는, 도 1에 나타내는 A-A'선을 따라 절단한 단면도이고, 도 4의 (b)는, 사시도이다.

슬라이더(103)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, X방향을 따르는 단면 형상이 대략 역T형 형상을 갖는다.

슬라이더(103)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, X방향으로 연장되는 판상부(130)와, 판상부(130) 상에, Z방향으로 세워 설치된 차폐부(131)를 구비하고 있다. 차폐부(131)에는, 차폐부(131)를 X방향으로 관통하는 차폐부 관통 구멍(132)이 형성되어 있다. 차폐부 관통 구멍(132)에는, 퓨즈 엘리먼트(102)가 배치되어 있으며, 보호 소자(1000)에서는 퓨즈 엘리먼트(102)의 차단부(123)가 차폐부 관통 구멍(132) 내에 배치되어 있다.

도 4의 (a)에 있어서 화살표로 나타내는 바와 같이, 퓨즈 엘리먼트(102)의 용단 시에, 슬라이더(103)를 구성하는 판상부(130)가 아크 방전에 수반하는 방출 가스에 의한 압력을 받으면, 슬라이더(103)는 Z방향으로 이동한다. 판상부(130)는 압력을 받아 슬라이더(103)의 이동 작용을 초래한다는 의미에서, 수압(受壓)부라고도 할 수 있는 부위이다.

슬라이더(103)는, 차폐부(131)가 X방향에 있어서 판상부(130)의 중앙부에 배치되는 구성이다. 즉, 차폐부(131)가, X방향에 있어서 판상부(130)의 한쪽 끝인 제1 가장자리부(130a)와 그 반대 측의 끝인 제2 가장자리부(130b)의 중간 위치에 배치되는 구성이다. 도 5의 (a)에 나타내는 바와 같이, 슬라이더(103)는, 차폐부(131)가 판상부(130)의 한쪽 끝에 치우친 위치에 배치되는 구성으로 하거나, 도 5의 (b)에 나타내는 바와 같이, 차폐부(131)가 판상부(130)의 한쪽 끝인 제1 가장자리부(130a)와 그 반대 측의 끝인 제2 가장자리부(130b)의 중간 위치에 대해, 어느 한쪽의 끝 측에 치우친 구성으로 해도 된다. 또, 차폐부(131)를 판상부(130)의 양쪽 끝(제1 가장자리부(130a)와 제2 가장자리부(130b))에 설치하는 구성으로 해도 된다.

보호 소자(1000)에 있어서는, 차폐부 관통 구멍(132)은 차폐부(131)의 하단(131b)으로부터 상단(131a) 측으로 떨어진 위치에 배치되어 있다. 그 때문에, 퓨즈 엘리먼트(102)는 판상부(130)의 상면(130s)에 지지되어 있지 않다.

이에 반해, 도 6에 나타내는 슬라이더(103A)와 같이, 차폐부 관통 구멍(132A)이, 차폐부(131A)의 하단에 배치되고, 퓨즈 엘리먼트(102)가 판상부(130A)의 상면(130As)에 지지되는 구성으로 해도 된다.

차폐부 관통 구멍(132)의 폭(Y방향의 길이)은, 퓨즈 엘리먼트(102)의 Y방향의 최대 길이(도 3의 (b)에 있어서는 부호 121D, 122D로 나타내는 길이)보다 0.5~2mm 긴 치수인 것이 바람직하고, 0.5~1mm 긴 치수인 것이 보다 바람직하다. 차폐부 관통 구멍(132)의 폭이, 퓨즈 엘리먼트(102)의 Y방향의 최대 길이보다 0.5mm 이상 길면, 보호 소자(1000)를 조립할 때에, 퓨즈 엘리먼트(102)를 차폐부 관통 구멍(132)에 용이하게 관통시킬 수 있어, 생산성이 양호해진다. 차폐부 관통 구멍(132)의 폭이, 퓨즈 엘리먼트(102)의 Y방향의 최대 길이보다 2mm 긴 치수 이하이면, 보호 소자(1000)의 소형화에 지장을 초래하는 경우가 없어, 바람직하다.

차폐부 관통 구멍(132)의 하면으로부터 상면까지의 높이(Z방향의 길이)는, 퓨즈 엘리먼트(102)의 최대 두께보다 0.03~0.2mm 긴 치수인 것이 바람직하고, 0.05~0.1mm 긴 치수인 것이 보다 바람직하다. 차폐부 관통 구멍(132)의 높이가 퓨즈 엘리먼트(102)의 최대 두께보다 0.03mm 이상 긴 치수이면, 보호 소자(1000)를 조립할 때에, 퓨즈 엘리먼트(102)를 차폐부 관통 구멍(132)에 용이하게 관통시킬 수 있어, 생산성이 양호해진다.

슬라이더(103)는, 복수의 슬라이더 부재가 일체화되어 이루어지는 구성으로 해도 된다. 예를 들면, 2개의 슬라이더 부재를 접합하여 일체화된 것이어도 된다. 또, 별체의 판상부와 차폐부를 접합하여 일체화된 것이어도 된다.

판상부(130) 및 차폐부(131)의 Z방향의 두께는, 제4 실시 형태의 판상부(30), 차폐부(31)와 동일한 것으로 할 수 있다.

슬라이더(103)의 재료로서는, 후술하는 슬라이더(3)의 재료와 동일한 것을 이용할 수 있다.

슬라이더(103)의 재료로서는, 내트래킹 지표 CTI가 500V 이상인 것을 이용하는 것이 바람직하다.

슬라이더(103)의 재료로서는, 나일론계 수지, 폴리프탈아미드(PPA)계 수지, 및, 테플론(등록상표)계 수지로 이루어지는 군으로부터 선택된 수지 재료 중 어느 하나를 이용하는 것이 바람직하다.

(케이스)

케이스(106)는, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 대략 직방체이며, 제1 케이스(106a)와, 제2 케이스(106a)와 대향 배치된 제2 케이스(106b)의 2개의 부재가 일체화된 것이다. 케이스(106)는, 퓨즈 엘리먼트 및 슬라이더를 제1 케이스(106a) 및 제2 케이스(106b)에 의해 상하로 사이에 끼워 넣는 구성이지만, 이 구성에 한정되지 않는다. 예를 들면, 후술하는 제2 실시 형태와 같이 좌우로 사이에 끼워 넣는 구성이어도 된다.

본 실시 형태의 보호 소자(1000)에 있어서의 케이스(106)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 차폐부(131)가 수용되고, Z방향으로 이동 가능한 차폐부 수용 공간(160a)과, 슬라이더(103)가 수용되고, Z방향으로 이동 가능한 판상부 이동 공간(160b)을 내부의 수용부(160)에 갖는다.

차폐부 수용 공간(160a) 및 판상부 이동 공간(160b)은, 제1 케이스(106a)와 제2 케이스(106b)가 접착됨으로써 형성되어 있어도 된다.

차폐부 수용 공간(160a)의 평면 형상(Z방향으로부터 평면에서 본 형상)은, 슬라이더(103)의 차폐부(131)의 평면 형상에 대응하는 형상으로 되어 있다. 구체적으로는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 차폐부 수용 공간(160a)은, 슬라이더(103)의 차폐부(131)가 차폐부 수용 공간(160a)의 내벽면에 근접 혹은 접촉하면서 차폐부 수용 공간(160a) 내에 끼워지는 형상인 것이 바람직하다. 차폐부 수용 공간(160a)의 X방향 내벽면 간 거리와, 슬라이더(103)의 차폐부(131)의 X방향 두께의 차는, 예를 들면, 0.03~0.2mm로 할 수 있고, 0.05~0.1mm로 하는 것이 바람직하다.

차폐부 수용 공간(160a)의 X방향 내벽면 간 거리와, 슬라이더(103)의 차폐부(131)의 X방향 두께의 차가 0.03mm 이상이면, 차폐부 수용 공간(160a) 내의 슬라이더(103)의 차폐부(131)의 이동이 원활해지고, 아크 방전이 보다 신속하고 확실하게 소멸된다. 이는, 상기 차가 0.03mm 이상이면, 차폐부 수용 공간(160a) 내에 슬라이더(103)의 차폐부(131)가 걸리기 어렵기 때문이다. 따라서, 상기 이격 거리가 0.03mm 이상이면, 슬라이더(103)가 이동하기 전에, 슬라이더(103)로부터 차폐부(131)가 분리되거나, 차폐부 수용 공간(160a)이 파괴되는 경우가 없다.

또, 상기 이격 거리가 0.2mm 이하이면, 차폐부 수용 공간(160a)이, 퓨즈 엘리먼트(102)의 용단 시에 소정의 위치로 슬라이더(103)를 이동시키는 가이드로서 기능한다. 따라서, 퓨즈 엘리먼트(102)의 용단 시에 이동하는 슬라이더(103)의 위치 어긋남이 방지되고, 아크 방전이 보다 신속하고 확실하게 소멸된다.

판상부 이동 공간(160b)의 평면 형상(Z방향으로부터 평면에서 본 형상)은, 슬라이더(103)의 판상부(130)의 형상에 대응하는 형상으로 되어 있다. 구체적으로는, 판상부 이동 공간(160b)의 평면 형상은, 슬라이더(103)의 판상부(130)가, 판상부 이동 공간(160b)의 내벽면에 근접 혹은 접촉하면서 판상부 이동 공간(160b) 내에 끼워지는 형상으로 되어 있다.

판상부 이동 공간(160b)의 X방향 및 Y방향의 내벽면 간격과, 슬라이더(103)의 판상부(130)의 X방향 및 Y방향의 길이 각각의 방향의 차는, 예를 들면, 0.03~0.2mm로 할 수 있고, 0.05~0.1mm로 하는 것이 바람직하다. 판상부 이동 공간(160b)의 X방향 및 Y방향의 내벽면 간격과, 슬라이더(103)의 판상부(130)의 X방향 및 Y방향의 길이 각각의 방향의 차가 0.03~0.2mm이면, 퓨즈 엘리먼트(102)의 차단부(123)의 용단 시에 발생하는 아크 방전에 의한 수용부(160) 내의 판상부(130)의 차폐부(131) 측의 공간의 압력 상승에 의해, 슬라이더(103)가 원활하게 이동하고, 아크 방전이 보다 신속하고 확실하게 소멸된다.

케이스(106)는, 판상부 이동 공간(160b)과 케이스(106)의 외부를 연결하는 외부 리크 구멍을 가져도 된다(도 8의 외부 리크 구멍(271), 도 22의 리크 구멍(67a, 67b) 참조).

제1 케이스(106a) 및 제2 케이스(106b)의 대향하는 한쪽의 접합면에, 접착 에어리어와 접착제 침입 저지 홈(도 8의 접착제 침입 저지 홈(267), 도 18, 도 22의 접착제 침입 저지 홈(67c, 67d) 참조)을 가지며, 접착제 침입 저지 홈은 접착 에어리어와 수용부 사이에 형성되어, 접착제의 수용부로의 침입을 방지한다.

케이스(106)의 재료로서는, 후술하는 케이스(6)의 재료와 동일한 것을 이용할 수 있다.

케이스(106)의 재료로서는, 내트래킹 지표 CTI가 500V 이상인 것을 이용하는 것이 바람직하다.

케이스(106)의 재료로서는, 나일론계 수지, 폴리프탈아미드(PPA)계 수지, 및, 테플론(등록상표)계 수지로 이루어지는 군으로부터 선택된 수지 재료 중 어느 하나를 이용하는 것이 바람직하다.

(발열체)

제1 실시 형태에 따른 보호 소자(1000)는, 퓨즈 엘리먼트를 가열하는 발열체를 구비해도 된다.

제1 실시 형태에 따른 보호 소자(1000)는, 발열체에 전기적으로 접속된 급전선을 구비하고, 급전선이 케이스에 형성한 급전선 구멍을 통하여 외부로 인출된 것으로 해도 된다.

발열체는 급전선을 통하여 통전됨으로써 발열하는 도전성 재료로 이루어지는 저항체인 것이 바람직하다. 발열체의 재료로서는, 예를 들면, 니크롬, W, Mo, Ru 등의 금속을 포함하는 재료를 들 수 있다.

[제2 실시 형태]

도 7은, 제2 실시 형태에 따른 보호 소자(2000)의 전체 구조를 나타낸 분해 사시도이다. 제2 케이스(206b)는 그 내부가 보이는 상태로 하여 나타내는 투시 사시도이다. 도 8은, 제2 실시 형태에 따른 보호 소자(2000)의 제2 케이스(206b)를 벗긴 상태로 나타내는 측면도이다. 도 9는, 제1 케이스(206a)의 사시도이다.

본 실시 형태의 보호 소자(2000)는, 도 7~도 9에 나타내는 바와 같이, X방향(제1 방향)으로 통전하는 퓨즈 엘리먼트(202)와, 절연 재료로 이루어지고, X방향으로 연장되는 판상부(230)와, 판상부(230)의, 제1 가장자리부(230a)와 당해 제1 가장자리부(230a)의 반대 측의 가장자리부인 제2 가장자리부(230b) 사이로부터, X방향에 직교하는 Z방향(제2 방향)으로 세워 설치된 차폐부(231)와, 차폐부(231)를 관통하는 차폐부 관통 구멍(232)을 갖는 슬라이더(203)와, 절연 재료로 이루어지고, 퓨즈 엘리먼트(202)의 일부와 슬라이더(203)가 수납되는 수용부(260)를 내부에 갖는 케이스(206)가 구비되며, 수용부(260)는, 퓨즈 엘리먼트(202)를 수용하는 퓨즈 엘리먼트 수용 공간(261)과, 차폐부(231)가 수용되고, Z방향으로 이동 가능한 차폐부 수용 공간(260a)과, 판상부(230)가 수용되고, Z방향으로 이동 가능한 판상부 이동 공간(260b)을 가지며, 퓨즈 엘리먼트 수용 공간(261)과 차폐부 수용 공간(260a)은 교차하며, 퓨즈 엘리먼트(202)의 용단 전에는, 차폐부 관통 구멍(232)에 퓨즈 엘리먼트(202)가 삽입된 상태에서 슬라이더(203)와 퓨즈 엘리먼트(202)가 케이스(206)에 수용되어 있다.

(퓨즈 엘리먼트)

도 10은, 제2 실시 형태의 보호 소자(2000)의 일부를 설명하기 위한 확대도이며, 도 10의 (a)는 퓨즈 엘리먼트와, 제1 단자와, 제2 단자를 나타내는 사시도이고, 도 10의 (b)는 퓨즈 엘리먼트를 나타내는 평면도이다. 도 10의 (a) 및 도 10의 (b)에 나타내는 바와 같이, 퓨즈 엘리먼트(202)는, 제1 단부(221)와, 제2 단부(222)와, 제1 단부(221)와 제2 단부(222) 사이에 설치된 차단부(223)를 갖고 있다. 퓨즈 엘리먼트(202)는, 제1 단부(221)로부터 제2 단부(222)를 향하는 방향인 X방향(제1 방향)으로 통전된다.

도 10의 (a)에 나타내는 바와 같이, 제1 단부(221)는, 제1 단자(61)와 전기적으로 접속되어 있다. 제2 단부(222)는, 제2 단자(62)와 전기적으로 접속되어 있다. 제1 단자(61)는, 외부 단자 구멍(61a)을 구비하고 있다. 또, 제2 단자(62)는, 외부 단자 구멍(62a)을 구비하고 있다. 외부 단자 구멍(61a), 외부 단자 구멍(62a) 중, 한쪽은 전원 측에 접속하기 위하여 이용되고, 다른 쪽은 부하 측에 접속하기 위하여 이용된다. 또, 외부 단자 구멍(61a), 외부 단자 구멍(62a)은, 부하 회로의 내부의 통전 경로에 접속되어도 된다. 도 10의 (a)에 나타내는 바와 같이, 퓨즈 엘리먼트(2)와 접속되는 측의 단부에, 퓨즈 엘리먼트(202)를 향하여 양측으로 폭이 넓어진 플랜지부(도 10의 (a)에 있어서 부호 61c, 62c로 나타낸다.)를 갖고 있어도 되며, 특별히 한정되지 않는다. 제1 단자(61) 및 제2 단자(62)의 상세는 후술한다.

퓨즈 엘리먼트(202)와 차폐부 관통 구멍(232)의 배치 관계로서는, 도 8 및 도 9에 나타내는 보호 소자(2000)와 같이, 퓨즈 엘리먼트(202)를 구성하는 제1 단부(221), 제2 단부(222) 및 차단부(223) 중, 차단부(223)가 슬라이더(203)의 차폐부(231)가 갖는 차폐부 관통 구멍(232) 내에 배치된 구성인 것이 바람직하다.

이 구성의 경우, 특허문헌 1에 개시된 퓨즈와 달리, 퓨즈 엘리먼트(202)는 과전류가 흘렀을 때에 차단부(223)가 히트 스폿이 되어, 차단부(223)가 우선적으로 승온하여, 확실하게 용단된다. 그 때문에, 퓨즈 엘리먼트(202)의 용단 시에 아크 방전에 수반하는 방출 가스에 의한 압력 상승에 의해 슬라이더가 이동할 때에, 퓨즈 엘리먼트(202)는 이미 용단되어 있기 때문에, 슬라이더(203)가 퓨즈 엘리먼트(202)를 물리적으로 절단할 필요가 없어, 신속한 이동이 가능하다. 차단된 차단부(223)의 용단면들이 슬라이더(203)의 차폐부(231)에 의해 절연되고, 퓨즈 엘리먼트(202)를 통한 통전 경로가, 물리적으로 확실하게 차단된다. 따라서, 아크 방전이 신속하게 소멸(소호)한다.

퓨즈 엘리먼트(202)의 두께는, 도 8 및 도 10에 나타내는 바와 같이, 균일해도 되고, 부분적으로 상이해도 된다. 두께가 부분적으로 상이한 퓨즈 엘리먼트로서는, 예를 들면, 차단부(223)로부터 제1 단부(221) 및 제2 단부(222)를 향하여 서서히 두께가 두꺼워져 있는 것이나 제1 단부(221) 및 제2 단부(222)에 금속판을 적층하고 있는 것 등을 들 수 있다. 이러한 퓨즈 엘리먼트(202)는, 과전류가 흘렀을 때에 차단부(223)가 히트 스폿이 되어, 차단부(223)가 우선적으로 승온하여, 보다 확실하게 용단된다.

도 10의 (b)에 나타내는 바와 같이, 퓨즈 엘리먼트(202)의 차단부(223), 제1 단부(221) 및 제2 단부(222)는, 평면에서 봤을 때 대략 장방형의 형상을 갖고 있다. 도 10의 (b)에 나타내는 바와 같이, 제1 단부(221)에 있어서의 Y방향의 폭(221D)과, 제2 단부(222)에 있어서의 Y방향의 폭(222D)은, 대략 동일하게 되어 있다. 차단부(223)에 있어서의 Y방향의 폭(223D)은, 제1 단부(221)에 있어서의 Y방향의 폭(221D) 및 제2 단부(222)에 있어서의 Y방향의 폭(222D)보다 가늘게 되어 있다. 이것에 의해, 차단부(223)의 폭(223D)는, 차단부(223) 이외의 폭보다 좁게 되어 있다. 즉, 차단부(223)의 Y방향의 단면적이, 차단부(223) 이외의 영역의 단면적보다 좁게 되어 있다.

도 7, 도 8 및 도 10의 (a)에 나타내는 바와 같이, 퓨즈 엘리먼트(202)의 제1 단부(221)는, 제1 단자(61)와 평면에서 봤을 때 겹쳐서 배치되고, 제2 단부(222)는, 제2 단자(62)와 평면에서 봤을 때 겹쳐서 배치되어 있다.

도 10의 (b)에 나타내는 바와 같이, 퓨즈 엘리먼트(202)의 차단부(223)는, 제1 단부(221) 및 제2 단부(222)보다 Y방향의 폭(도 10의 (b)에 있어서 부호 223D로 나타낸다)이 좁다. 그것에 의해, 차단부(223)는, 차단부(223)와 제1 단부(221) 사이의 영역, 및 차단부(223)와 제2 단부(222) 사이의 영역보다 용단되기 쉽게 되어 있다.

본 실시 형태에서는, 퓨즈 엘리먼트(202)로서, 도 10의 (b)에 나타내는 바와 같이, 차단부(223)가 제1 단부(221) 및 제2 단부(222)보다 Y방향의 폭이 좁은 것을 예로 들어 설명했으나, 퓨즈 엘리먼트는, 차단부의 Y방향의 폭이 제1 단부 및 제2 단부보다 좁은 것으로 한정되지 않는다. 본 실시 형태에 있어서, 퓨즈 엘리먼트(202)를 대신하여, 도 3에서 나타낸 퓨즈 엘리먼트(102)를 이용해도 된다.

도 10의 (b)에 나타내는 바와 같이, 퓨즈 엘리먼트(202) 전체의 평면 형상은, 대략 직사각형이며, 일반적인 퓨즈 엘리먼트와 비교하여, Y방향의 폭이 상대적으로 넓고, X방향의 길이가 상대적으로 짧다. 본 실시 형태의 보호 소자(2000)에서는, 용단된 퓨즈 엘리먼트(202)의 용단면들이, 슬라이더(203)의 차폐부(231)에 의해 절연된다. 그 결과, 퓨즈 엘리먼트(202)의 용단 시에 발생하는 아크 방전이, 신속하게 소멸(소호)된다. 이 때문에, 아크 방전을 억제하기 위하여, 퓨즈 엘리먼트(202)에 있어서의 Y방향의 폭을 좁게 할 필요가 없어, 퓨즈 엘리먼트(202)에 있어서의 Y방향의 폭을 넓게, X방향의 길이를 짧게 할 수 있다. 이러한 퓨즈 엘리먼트(202)를 갖는 보호 소자(2000)는, 보호 소자(2000)가 설치되는 전류 경로에 있어서의 저항값 상승을 억제할 수 있기 때문에, 대전류의 전류 경로에도 바람직하게 설치할 수 있다.

또, 도 10의 (b)에 나타낸 퓨즈 엘리먼트(202)를 대신하여, 예를 들면, Y방향의 단면적이 균일한 선 형상 또는 띠 형상의 퓨즈 엘리먼트를 설치하는 것도 가능하다.

도 11에 다른 퓨즈 엘리먼트의 예를 나타낸다.

도 11에 나타내는 퓨즈 엘리먼트(202A)는, 차단부(223)를 사이에 두는 양측에, X방향의 열팽창 및 열수축 스트레스를 완화하는 굴곡부(202Aa, 202Ab)를 각각 구비한다.

퓨즈 엘리먼트(202)의 재료로서, 상술한 퓨즈 엘리먼트(102)와 동일한 것을 이용할 수 있다.

(슬라이더)

도 12는, 제2 실시 형태의 보호 소자(2000)에 구비된 슬라이더(203)의 구조를 설명하기 위한 도면이며, 도 12의 (a)는, 퓨즈 엘리먼트(202)가 삽입된 상태의 슬라이더(203)를 나타내는 사시도이며, 도 12의 (b)는, 슬라이더(203)를 나타내는 사시도이고, 슬라이더(203)를 구성하는 제1 슬라이더 부재(203A)와 제2 슬라이더 부재(203B) 중, 제2 슬라이더 부재(203B)는 제1 슬라이더 부재(203A)의 숨은 구조를 명시하기 위하여 투명하게 그린 사시도이다.

슬라이더(203)는, 도 12에 나타내는 바와 같이, X방향을 따르는 단면 형상이 대략 역T형 형상을 갖는다.

슬라이더(203)는, 도 12에 나타내는 바와 같이, X방향(제1 방향)으로 연장되는 판상부(230)와, 판상부(230)의, 제1 가장자리부(230a)와 당해 제1 가장자리부(230a)의 반대 측의 가장자리부인 제2 가장자리부(230b) 사이로부터, X방향(제1 방향)에 직교하는 Z방향(제2 방향)으로 세워 설치된 차폐부(231)를 구비하고 있다. 차폐부(231)에는, 차폐부(231)를 관통하는 차폐부 관통 구멍(232)이 형성되어 있다. 차폐부 관통 구멍(232)에는, 퓨즈 엘리먼트(202)가 배치되어 있어, 보호 소자(2000)에서는 퓨즈 엘리먼트(202)의 차단부(223)가 차폐부 관통 구멍(232) 내에 배치되어 있다.

퓨즈 엘리먼트(202)의 용단 시에, 슬라이더(203)를 구성하는 판상부(230)가 아크 방전에 수반하는 방출 가스에 의한 압력을 받으면, 슬라이더(203)는 Z방향으로 이동한다.

보호 소자(2000)에 있어서는, 차폐부(231)는, X방향에 있어서 판상부(230)의 중앙부에 배치되는 구성이다. 즉, X방향에 있어서 판상부(230)의 한쪽 끝인 제1 가장자리부(230a)와 그 반대 측의 끝인 제2 가장자리부(230b)의 중간 위치에 배치되는 구성이다. 판상부(230)의 한쪽 끝에 치우친 위치에 배치되는 구성으로 하거나, 판상부(230)의 한쪽 끝인 제1 가장자리부(230a)와 그 반대 측의 끝인 제2 가장자리부(230b)의 중간 위치에 대해, 어느 한쪽의 끝 측에 치우친 구성으로 할 수도 있다.

보호 소자(2000)에 있어서는, 차폐부 관통 구멍(232)은 차폐부(231)의 하단(231b)으로부터 상단(231a) 측으로 떨어진 위치에 배치되어 있다. 그 때문에, 퓨즈 엘리먼트(202)는, 판상부(230)의 상면(230s)에 지지되어 있지 않으나, 퓨즈 엘리먼트 수용 공간(261)에 수용되고, 지지되어 있다.

도 12에 나타내는 슬라이더(203)는, 제1 슬라이더 부재(203A)와 제2 슬라이더 부재(203B)가 일체화되어 이루어지는 구성이다. 일체화하기 전에 차폐부 관통 구멍(232)에 퓨즈 엘리먼트(202)를 세팅하는 순서로 하면, 차폐부 관통 구멍(232)의 폭(Y방향의 길이)은, 퓨즈 엘리먼트(202)의 Y방향의 최대 길이(221D, 222D)(도 10의 (b) 참조)보다 짧아도 되지만, 퓨즈 엘리먼트(202)의 차단부(223)의 폭(223D)보다는 긴 치수인 것을 필요로 한다. 예를 들면, 차폐부 관통 구멍(232)의 폭은, 차단부(223)의 폭(223D)보다 0.5~2mm 긴 치수인 것이 바람직하고, 0.5~1mm 긴 치수인 것이 보다 바람직하다.

제1 슬라이더 부재(203A)와 제2 슬라이더 부재(203B)를 일체화한 후에 차폐부 관통 구멍(232)에 퓨즈 엘리먼트(202)를 세팅하는 순서의 경우는, 차폐부 관통 구멍(232)의 폭은, 퓨즈 엘리먼트(202)의 Y방향의 최대 길이(221D, 222D)보다 0.5~2mm 긴 치수인 것이 바람직하고, 0.5~1mm 긴 치수인 것이 보다 바람직하다. 차폐부 관통 구멍(232)의 폭이, 퓨즈 엘리먼트(202)의 Y방향의 최대 길이보다 0.5mm 이상 길면, 보호 소자(2000)를 조립할 때에, 퓨즈 엘리먼트(202)를 차폐부 관통 구멍(232)에 용이하게 관통시킬 수 있어, 생산성이 양호해진다. 차폐부 관통 구멍(232)의 폭이, 퓨즈 엘리먼트(202)의 Y방향의 최대 길이보다 2mm 긴 치수 이하이면, 보호 소자(2000)의 소형화에 지장을 초래하는 경우가 없어, 바람직하다.

차폐부 관통 구멍(232)의 하면으로부터 상면까지의 높이(Z방향의 길이)는, 퓨즈 엘리먼트(202)의 최대 두께보다 0.03~0.2mm 긴 치수인 것이 바람직하고, 0.05~0.1mm 긴 치수인 것이 보다 바람직하다. 차폐부 관통 구멍(232)의 높이가 퓨즈 엘리먼트(202)의 최대 두께보다 0.03mm 이상 긴 치수이면, 보호 소자(2000)를 조립할 때에, 퓨즈 엘리먼트(202)를 차폐부 관통 구멍(232)에 용이하게 관통시킬 수 있어, 생산성이 양호해진다.

슬라이더(203)는, 제1 슬라이더 부재(203A)와 제2 슬라이더 부재(203B)가 일체화되어 이루어지는 구성이다. 제1 슬라이더 부재(203A)는 제1 차폐부(231A)와 제1 판상부(230A)로 이루어진다. 또, 제2 슬라이더 부재(203B)는 제2 차폐부(231B)와 제2 판상부(230B)로 이루어진다.

제1 슬라이더 부재(203A)에 있어서는, 제2 슬라이더 부재(203B)와 일체화하기 위하여, 제1 판상부(230A)가 제2 판상부(230B)와 합쳐지는 면에, 보스(230Aa)와, 제2 판상부(230B)의 보스가 끼워지는 끼워맞춤 구멍(230Ab)을 갖는다. 제2 슬라이더 부재(203B)에 있어서도 마찬가지로, 제1 슬라이더 부재(203A)와 일체화하기 위하여, 제2 판상부(230B)가 제1 판상부(230A)와 합쳐지는 면에, 보스와 제1 판상부(230A)의 보스가 끼워맞춤 구멍을 갖는다.

또, 제1 슬라이더 부재(203A)에 있어서는, 제2 슬라이더 부재(203B)와 일체화하기 위하여, 제1 차폐부(231A)는, 제2 차폐부(231B)와 합쳐지는 면에 Y방향으로 절결되어 이루어지는 접합면(231Aa)을 갖는다. 제2 슬라이더 부재(203B)에 있어서도 마찬가지로, 제1 슬라이더 부재(203A)와 일체화하기 위하여, 제2 차폐부(231B)는, 제1 차폐부(231A)와 합쳐지는 면에 Y방향으로 절결되어 이루어지는 접합면을 갖는다.

제1 슬라이더 부재(203A) 및 제2 슬라이더 부재(203B)가 서로의 보스와 서로의 끼워맞춤 구멍이 끼워맞춰지고, 또한, 제1 슬라이더 부재(203A) 및 제2 슬라이더 부재(203B)가 서로의 접합면들이 끼워맞춰짐으로써, 제1 슬라이더 부재(203A)와 제2 슬라이더 부재(203B)는 일체화되어, 슬라이더(203)가 조립된다.

퓨즈 엘리먼트(202)의, 차폐부 관통 구멍(232)으로의 삽입은, 슬라이더(203)가 조립되기 전에 세팅한다. 차폐부 관통 구멍(232)의 구멍 사이즈에 따라, 슬라이더(203)가 조립된 후에, 퓨즈 엘리먼트(202)를 차폐부 관통 구멍(232)에 삽입할 수 있다. 제1 슬라이더 부재(203A) 및 제2 슬라이더 부재(203B)가 서로의 접합면들이 접착제에 의해 접합되어도 된다.

판상부(230) 및 차폐부(231)의 Z방향의 두께는, 제4 실시 형태의 판상부(30), 차폐부(31)와 동일한 것으로 할 수 있다.

슬라이더(203)의 재료로서는, 슬라이더(103)와 동일한 것을 이용할 수 있다.

(케이스)

케이스(206)는, 도 7~도 9에 나타내는 바와 같이, 대략 직방체이며, 제1 케이스(206a)와, 제1 케이스(206a)와 대향 배치된 제2 케이스(206b)의 2개의 부재가 일체화된 것이다. 케이스(206)는, 퓨즈 엘리먼트 및 슬라이더를 제1 케이스(206a) 및 제2 케이스(206b)에 의해 좌우로 사이에 끼워 넣는 구성이지만, 이 구성에 한정되지 않는다. 예를 들면, 전술한 제1 실시 형태와 같이 상하로 사이에 끼워 넣는 구성이어도 된다.

본 실시 형태의 보호 소자(2000)에 있어서의 케이스(206)는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 퓨즈 엘리먼트(202)와 슬라이더(203)가 수용되는 수용부(260)를 내부에 갖는다. 수용부(260)는, 퓨즈 엘리먼트(202)를 수용하는 퓨즈 엘리먼트 수용 공간(261)과, 차폐부(231)가 수용되고, Z방향으로 이동 가능한 차폐부 수용 공간(260a)과, 판상부(230)가 수용되고, Z방향으로 이동 가능한 판상부 이동 공간(260b)과, 판상부(230)를 수용하는 판상부 수용 공간(260c)을 갖는다. 판상부 수용 공간(260c)은 퓨즈 엘리먼트(202)의 용단 전에 판상부(230)가 수용되는 공간이며, 슬라이더 이동 공간(260b)은 퓨즈 엘리먼트(202)의 용단 시에 판상부(230)가 이동하는 공간이다.

수용부(260)는, 제1 케이스(206a)와 제2 케이스(206b)가 대향 배치되어 일체화됨으로써 형성된다.

차폐부 수용 공간(260a)의 평면 형상(Z방향으로부터 평면에서 본 형상)은, 슬라이더(203)의 차폐부(231)의 평면 형상에 대응하는 형상으로 되어 있다. 구체적으로는, 도 7 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 차폐부 수용 공간(260a)은, 슬라이더(203)의 차폐부(231)가 차폐부 수용 공간(260a)의 내벽면에 근접 혹은 접촉하면서 차폐부 수용 공간(260a) 내에 끼워지는 형상인 것이 바람직하다. 차폐부 수용 공간(260a)의 X방향 내벽면 간 거리와, 슬라이더(203)의 차폐부(231)의 X방향 두께의 차는, 예를 들면, 0.03~0.2mm로 할 수 있고, 0.05~0.1mm로 하는 것이 바람직하다.

차폐부 수용 공간(260a)의 X방향 내벽면 간 거리와, 슬라이더(203)의 차폐부(231)의 X방향 두께의 차가 0.03mm 이상이면, 차폐부 수용 공간(260a) 내의 슬라이더(203)의 차폐부(231)의 이동이 원활해지고, 아크 방전이 보다 신속하고 확실하게 소멸된다. 이는, 상기 차가 0.03mm 이상이면, 차폐부 수용 공간(260a) 내에 슬라이더(203)의 차폐부(231)가 걸리기 어렵기 때문이다. 따라서, 상기 이격 거리가 0.03mm 이상이면, 슬라이더(203)가 이동하기 전에, 슬라이더(203)로부터 차폐부(231)가 분리되거나, 차폐부 수용 공간(260a)이 파괴되는 경우가 없다.

또, 상기 이격 거리가 0.2mm 이하이면, 차폐부 수용 공간(260a)이, 퓨즈 엘리먼트(202)의 용단 시에 소정의 위치로 슬라이더(203)를 이동시키는 가이드로서 기능한다. 따라서, 퓨즈 엘리먼트(202)의 용단 시에 이동하는 슬라이더(203)의 위치 어긋남이 방지되고, 아크 방전이 보다 신속하고 확실하게 소멸된다.

판상부 이동 공간(260b)의 평면 형상(Z방향으로부터 평면에서 본 한 형상)은, 슬라이더(203)의 판상부(230)의 형상에 대응하는 형상으로 되어 있다. 구체적으로는, 판상부 이동 공간(260b)의 평면 형상은, 슬라이더(203)의 판상부(230)가, 판상부 이동 공간(260b)의 내벽면에 근접 혹은 접촉하면서 판상부 이동 공간(260b) 내에 끼워지는 형상으로 되어 있다.

판상부 이동 공간(260b)의 X방향 및 Y방향의 내벽면 간격과, 슬라이더(203)의 판상부(230)의 X방향 및 Y방향의 길이 각각의 방향의 차는, 예를 들면, 0.03~0.2mm로 할 수 있고, 0.05~0.1mm로 하는 것이 바람직하다. 판상부 이동 공간(260b)의 X방향 및 Y방향의 내벽면 간격과, 슬라이더(203)의 판상부(230)의 X방향 및 Y방향의 길이 각각의 방향의 차가 0.03~0.2mm이면, 퓨즈 엘리먼트(202)의 차단부(223)의 용단 시에 발생하는 아크 방전에 의한 수용부(260) 내의 판상부(230)의 차폐부(231) 측의 공간의 압력 상승에 의해, 슬라이더(203)가 원활하게 이동하고, 아크 방전이 보다 신속하고 확실하게 소멸된다.

제1 케이스(206a)의 제2 케이스(206b)와의 대향면에 있어서의 4개의 모서리부 중, 2개의 모서리부에는 각각 대략 원기둥 형상의 접합 볼록부(269aba), 접합 볼록부(269abb)가 설치되고, 또, 다른 2개의 모서리부에는 각각 접합 구멍(269aaa), 접합 구멍(269aab)이 형성되어 있다. 또, 마찬가지로, 제2 케이스(206b)의 제1 케이스(206a)와의 대향면에 있어서의 4개의 모서리부 중, 2개의 모서리부에는 각각 대략 원기둥 형상의 접합 볼록부(269bba), 접합 볼록부(269bbb)가 설치되고, 또, 다른 2개의 모서리부에는 각각 접합 구멍(269baa), 접합 구멍(269bab)이 형성되어 있다.

도시하는 보호 소자(2000)에서는, 접합 볼록부(269aba)와 접합 구멍(269baa), 접합 볼록부(269abb)와 접합 구멍(269bab), 접합 볼록부(269bba)와 접합 구멍(269aaa), 및, 접합 볼록부(269bbb)와 접합 구멍(269aab)이 각각 끼워맞춰져, 제1 케이스(206a)와 제2 케이스(206b)가 소정의 위치에 정밀도 높게 고정된다.

도시하는 보호 소자(2000)에서는, 접합 볼록부(269aba), 접합 볼록부(269abb), 접합 볼록부(269bba), 접합 볼록부(269bbb)로서 대략 원통 형상의 것이 설치되어 있는 경우를 예로 들어 설명했으나, 접합 볼록부의 형상은, 대략 원통 형상으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 장원 형상, 타원 형상, 다각형 형상의 단면 형상을 갖는 것이어도 된다.

또, 도시하는 보호 소자(2000)에서는, 접합 구멍(269aaa), 접합 구멍(269aab), 접합 구멍(269baa), 접합 구멍(269bab)으로서 대략 원기둥 형상의 것이 형성되어 있는 경우를 예로 들어 설명했으나, 접합 구멍의 형상은, 대략 원기둥 형상으로 한정되는 것은 아니다. 접합 볼록부의 형상에 따라 예를 들면, 장원 형상, 타원 형상, 다각형 형상의 단면 형상을 갖는 것이어도 된다.

또, 도시하는 보호 소자(2000)에서는, 제1 케이스(206a) 및 제2 케이스(206b)가 각각, 접합 볼록부 및 접합 구멍을 구비하는 구성이지만, 한쪽의 케이스가 접합 볼록부만을 구비하고, 다른 쪽의 케이스가 접합 구멍만을 구비하는 구성이어도 된다.

또, 도시하는 보호 소자(2000)에서는, 제1 케이스(206a) 및 제2 케이스(206b)의 각각의 케이스가, 2개의 접합 볼록부와 2개의 접합 구멍을 구비하는 구성이지만, 그러한 수는, 2개씩으로 한정되는 것은 아니며, 각각이 1개, 또는, 3개 이상이어도 되고, 제1 케이스(206a) 및 제2 케이스(206b)의 평면 형상 등에 따라 적절히 결정할 수 있다.

또, 접합 볼록부 및 접합 구멍의 크기는, 특별히 한정되는 것이 아니며, 제1 케이스(206a) 및 제2 케이스(206b)의 두께, 평면 형상 등에 따라 적절히 결정할 수 있다.

도시하는 보호 소자(2000)에서는, 제1 케이스(206a)의 제2 케이스(206b)와 접하는 접합면(206aA)에는, 수용부(260)를 둘러싸도록, 접착제 침입 저지 홈(267)이 형성되어 있다.

제1 케이스(206a) 및 제2 케이스(206b)의 대향하는 적어도 한쪽의 면에는, 접착 에어리어와 접착제 침입 저지 홈을 가지며, 접착제 침입 저지 홈은, 접착 에어리어와 수용부(260) 사이에 설치되어, 접착제의 수용부(260)로의 침입을 억제한다.

퓨즈 엘리먼트 수용 공간(261)의 X방향의 양단에 각각 연결되는 제1 삽입 구멍(264)과 제2 삽입 구멍(265)이 형성되어 있다. 제1 삽입 구멍(264) 및 제2 삽입 구멍(265)은 제1 케이스(206a)와 제2 케이스(206b)가 대향 배치되어 일체화됨으로써 형성된다.

제1 삽입 구멍(264) 내에는 제1 단자(61)가 수용되어 있다. 또, 제2 삽입 구멍(265) 내에는 제2 단자(62)가 수용되어 있다.

케이스(206)는, 퓨즈 엘리먼트 수용 공간(261)과 판상부 수용 공간(260c)을 연결하는 내부 리크 구멍(268a, 268b)을 갖는다.

퓨즈 엘리먼트의 용단 시에 발생하는 방전에 의한 퓨즈 엘리먼트 수용 공간(261) 내의 상승 압력이, 내부 리크 구멍(268a, 268b)을 통하여 슬라이더(203)를 슬라이드시킨다. 내부 리크 구멍(268a, 268b)은, 대략 원통형의 형상을 갖고 있다. 본 실시 형태에서는, 내부 리크 구멍(268a, 268b)으로서, 대략 원통형의 형상의 것이 형성되어 있는 경우를 예로 들어 설명했으나, 내부 리크 구멍(268a, 268b)의 형상은, 대략 원통 형상으로 한정되는 것이 아니고, 예를 들면, 장원 형상, 타원 형상, 다각형 형상 등의 단면 형상을 갖는 통 형상의 것이어도 된다.

또, 본 실시 형태에서는, 내부 리크 구멍이 2개 형성되어 있는 경우를 예로 들어 설명했으나, 내부 리크 구멍의 수는 특별히 한정되는 것이 아니며, 1개, 또는, 3개 이상이어도 된다. 단, 내부 리크 구멍을 복수 구비하는 구성에서는, 퓨즈 엘리먼트 수용 공간(261) 내의 상승 압력이 슬라이더(203)에 대해 그 이동 방향(Z방향)에 대해 균등하게 가해지도록 배치되는 것이 바람직하다. 슬라이더(203)에 대해 그 이동 방향에 대해 균등하게 압력이 가해지는, 복수의 내부 리크 구멍의 배치 구성은 케이스 내부의 구조에 의존하지만, 예를 들면, 복수의 내부 리크 구멍을 등간격으로 배치하거나, Z방향에 대해 회전 대칭 위치에 배치하는 등 하여 실현할 수 있다.

케이스(206)는, 슬라이더 이동 공간(260b)과 케이스(206)의 외부를 연결하는 외부 리크 구멍(271)을, 제1 케이스(206a)의 Y방향에 직교하는 벽면(281)에 갖는다.

외부 리크 구멍(271)은, 대략 원통형의 형상을 갖고 있다. 본 실시 형태에서는, 외부 리크 구멍(271)으로서, 대략 원통형의 형상의 것이 형성되어 있는 경우를 예로 들어 설명했으나, 외부 리크 구멍(271)의 형상은, 대략 원통 형상으로 한정되는 것이 아니라, 예를 들면, 장원 형상, 타원 형상, 다각형 형상 등의 단면 형상을 갖는 통 형상의 것이어도 된다.

또, 본 실시 형태에서는, 외부 리크 구멍(271)이 1개 형성되어 있는 경우를 예로 들어 설명했으나, 외부 리크 구멍의 수는 특별히 한정되는 것이 아니며, 2개 이상이어도 된다.

외부 리크 구멍(271)은, 슬라이더(203)가 하방으로 이동하면, 판상부(230)의 측면에 의해 막히므로, 슬라이더(203)가 다 이동하기 전에 막히는 경우가 없도록 슬라이더 이동 공간(260b)의 저면(282) 쪽으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 외부 리크 구멍(271)은, 슬라이더 이동 공간(260b)의 저면(282)에 형성되어도 된다.

케이스(206)의 재료로서는, 케이스(106)와 동일한 것을 이용할 수 있다.

(보호 소자의 제조 방법)

다음으로, 본 실시 형태의 보호 소자(2000)의 제조 방법에 대하여, 예를 들어 설명한다.

본 실시 형태의 보호 소자(2000)를 제조하려면, 도 10에 나타낸 퓨즈 엘리먼트(202)와, 제1 단자(61) 및 제2 단자(62)를 준비한다. 그리고, 도 10에 나타내는 바와 같이, 퓨즈 엘리먼트(202)의 제1 단부(221) 상에 제1 단자(61)를 납땜함으로써 접속한다. 또, 제2 단부(222) 상에 제2 단자(62)를 납땜함으로써 접속한다. 본 실시 형태에 있어서 납땜에 사용되는 납땜 재료로서는, 공지의 것을 이용할 수 있으며, 저항률과 융점의 관점에서 Sn을 주성분으로 하는 것을 이용하는 것이 바람직하다.

퓨즈 엘리먼트(202)의 제1 단부(221), 제2 단부(222)와, 제1 단자(61), 제2 단자(62)는, 용접에 의한 접합에 의해 접속되어 있어도 되고, 리벳 접합, 나사 접합 등의 기계적 접합에 의해 접속되어 있어도 되며, 공지의 접합 방법을 이용할 수 있다.

다음으로, 도 12에 나타낸 슬라이더(203)를 준비한다. 그리고, 슬라이더(203)의 차폐부 관통 구멍(232)에 퓨즈 엘리먼트(202)의 차단부(223)를 배치시킨 상태에서, 제1 슬라이더 부재(203A) 및 제2 슬라이더 부재(203B)를 접합한다.

다음으로, 도 7에 나타내는 제1 케이스(206a) 및 제2 케이스(206b)를 준비한다. 그리고, 도 12의 (a)에 그 일부를 나타내는 바와 같이, 퓨즈 엘리먼트(202)와, 제1 단자(61) 및 제2 단자(62)와, 슬라이더(203)가 일체화된 부재를 준비한다. 이어서, 그 일체화된 부재를 제1 케이스(206a) 내에 설치한다. 제2 케이스(206b) 내에, 퓨즈 엘리먼트(202)와, 제1 단자(61) 및 제2 단자(62)와, 슬라이더(203)가 일체화된 부재를 설치해도 된다.

그 후, 접합 볼록부(269aba)와 접합 구멍(269baa), 접합 볼록부(269abb)와 접합 구멍(269bab), 접합 볼록부(269bba)와 접합 구멍(269aaa), 및, 접합 볼록부(269bbb)와 접합 구멍(269aab)을 끼워맞춰서, 제1 케이스(206a)와 제2 케이스(206b)를 접합한다.

제1 케이스(206a)와 제2 케이스(206b)의 접합에는, 필요에 따라 접착제를 이용할 수 있다. 접착제로서는, 예를 들면, 열경화성 수지를 포함하는 접착제를 이용할 수 있다.

제1 케이스(206a)와 제2 케이스(206b)를 접합할 때에는, 제1 케이스(206a)에 형성된 접착제 침입 저지 홈(267)과, 제2 케이스(206b)에 설치된 접착제 침입 저지 홈(도시하지 않음)을 대향 배치하고, 각각 평면에서 봤을 때 겹치도록 배치하여 접합한다. 이것에 의해, 케이스(206)의 내부에, 퓨즈 엘리먼트 수용 공간(261), 차폐부 수용 공간(260a), 판상부 이동 공간(260b), 판상부 수용 공간(260c), 내부 리크 구멍(268a, 268b) 등이 형성된다.

이에 의해, 퓨즈 엘리먼트(202)에 접속된 제1 단자(61) 및 제2 단자(62)의 일부가, 케이스(206)의 외부로 노출된 상태가 된다.

이상의 공정에 의해, 본 실시 형태의 보호 소자(2000)가 얻어진다.

(보호 소자의 동작)

다음으로, 본 실시 형태의 보호 소자(2000)의 퓨즈 엘리먼트(202)에, 정격 전류를 초과한 전류가 흐른 경우에 있어서의 보호 소자(2000)의 동작에 대하여, 도면을 이용해서 설명한다.

도 13은, 본 실시 형태의 보호 소자(2000)의 동작을 설명하기 위한 도면이며, (a)는 차단부(223)의 용단면들 사이에 스파크가 발생한 상태를 모식적으로 나타내는 단면도이고, (b)는 아크 방전이 발생하여 퓨즈 엘리먼트 수용 공간(261) 내의 압력 상승에 의해, 슬라이더(203)가 하방으로 이동한 상태를 나타내는 단면도이다.

본 실시 형태의 보호 소자(2000)의 퓨즈 엘리먼트(202)에 정격 전류를 초과한 전류가 흐르면, 퓨즈 엘리먼트(202)는, 과전류에 의한 발열에 의해 승온한다. 그리고, 슬라이더(203)의 차폐부 관통 구멍(232) 내에 배치된 퓨즈 엘리먼트(202)의 차단부(223)가, 승온에 의해 연화되어, 용단된다. 이 때, 도 13의 (a)에 나타내는 바와 같이, 차단부(223)의 용단면들 사이에 스파크(부호 SP)가 발생하고, 아크 방전이 발생한다. 아크 방전이 발생하면, 퓨즈 엘리먼트 수용 공간(261) 내의 압력이 상승한다.

퓨즈 엘리먼트 수용 공간(261) 내의 압력 상승에 의해, 내부 리크 구멍(268a, 268b)을 통하여, 슬라이더(203)의 상면을 압압(押壓)하는 압력이 가해지고, 슬라이더(203)는 하방으로 이동한다(도 13의 (b) 참조). 즉, 판상부 수용 공간(260c)에 수용되어 있던 슬라이더(203)의 판상부(230)는 슬라이더 이동 공간(260b)으로 이동하고, 또, 차폐부 수용 공간(260a)에 수용되어 있던 차폐부(231)는 그 일부가 판상부 수용 공간(260c)으로 이동한다. 그 결과, 도 13의 (b)에 나타내는 바와 같이, 퓨즈 엘리먼트 수용 공간(261)과 차폐부 수용 공간(260a)이 교차하고 있던 교차부(270)(도 9의 점선 원)가 차폐부(231)에 의해 막힌다(도 13의 (b)에 있어서, 차폐부(231) 중, 교차부(270)를 막고 있는 부위(점선 원의 근처)를 부호 231A로 나타냈다.). 이것에 의해, 용단된 차단부(223)의 용단면들이, 슬라이더(203)의 차폐부(231)에 의해 절연되고, 퓨즈 엘리먼트(202)를 통한 통전 경로가, 물리적으로 확실하게 차단된다. 따라서, 아크 방전이 신속하게 소멸(소호)한다.

또, 도 8 및 도 9에 나타내는 바와 같이, 슬라이더 이동 공간(260b)의 일부에, 판상부(230)의 측면(제1 가장자리부(230a), 제2 가장자리부(230b))과 접촉하여 슬라이더(203)의 리바운드를 억제하는 고정부(280a, 280b)를 갖는 것이 바람직하다. 고정부(280a, 280b)를 구비함으로써, 이동한 슬라이더(203)가 원래의 위치로 되돌아오는 리바운드가 발생하기 어렵고, 아크 방전이 보다 확실하게 소멸한다.

도 8 및 도 9에 나타내는 고정부(280a, 280b)는, 내벽면에 대해 수직인 방향으로 솟아오른 구조이지만, 접촉하여 슬라이더(203)의 리바운드를 억제할 수 있는 구조라면, 이 구조로 제한되지 않는다. 또, 도 8 및 도 9에 나타내는 고정부(280a, 280b)는, 각 벽면에 1개 구비하는 구성이지만, 각 벽면에 2개 이상 구비하는 구성이어도 된다.

본 실시 형태에서는, 퓨즈 엘리먼트 수용 공간(261) 내의 압력 상승에 의해 슬라이더(203)가 이동을 개시해도, 외부 리크 구멍(271)을 통하여, 슬라이더 이동 공간(260b) 내의 기체가 슬라이더 이동 공간(260b)의 밖으로 배출되기 때문에, 슬라이더 이동 공간(260b)의 압력 상승이 억제된다. 따라서, 슬라이더 이동 공간(260b) 내의 압력 상승에 의해, 슬라이더(203)의 이동이 방해받는 경우가 없어, 슬라이더(203)가 신속하게 이동한다. 그 결과, 본 실시 형태의 보호 소자(2000)에서는, 아크 방전이 보다 신속하고 확실하게 소멸된다. 또, 슬라이더 이동 공간(260b) 내의 압력 상승에 의해, 슬라이더 이동 공간(260b)이 파괴되는 것을 방지할 수 있기 때문에, 안전성이 우수하다.

외부 리크 구멍(271)은, 퓨즈 엘리먼트 수용 공간(261) 내의 압력 상승에 의해 슬라이더(203)가 하방으로 이동하면, 판상부(230)의 측면에 의해 막힌다.

본 실시 형태의 보호 소자(2000)에서는, 퓨즈 엘리먼트(202)를 수용하는 퓨즈 엘리먼트 수용 공간(261)을 구비하고 있기 때문에, 퓨즈 엘리먼트 수용 공간(261)을 구비하지 않는 구조에 비해, 퓨즈 엘리먼트(202)의 차단부(223)의 용단 시에 발생하는 아크 방전에 의한 퓨즈 엘리먼트 수용 공간(261) 내의 압력 변화가 급준해지기 쉽다. 또, 그 압력 상승은 좁은 내부 리크 구멍(268a, 268b)을 통하여 즉시 슬라이더(203)의 판상부(230)에 작용한다. 그 결과, 퓨즈 엘리먼트 수용 공간(261) 내의 압력 상승에 의한 슬라이더(203)의 이동이 민첩한 것이 되어, 아크 방전이 보다 신속하고 확실하게 소멸된다.

본 실시 형태의 보호 소자(2000)에서는, 퓨즈 엘리먼트(202)의 차단부(223)의 용단 시에 발생하는 아크 방전에 의해, 케이스(206)의 퓨즈 엘리먼트 수용 공간(261) 내의 압력이 상승하면, 그 압력 상승이 내부 리크 구멍(268a, 268b)을 통해 즉시 슬라이더(203)의 판상부(230)에 작용하여 슬라이더(203)가 이동한다. 슬라이더(203)의 이동에 의해, 퓨즈 엘리먼트 수용 공간(261)과 차폐부 수용 공간(260a)이 교차하고 있던 교차부(270)가 차폐부(231)에 의해 막힌다. 이 결과, 용단된 차단부(223)의 용단면들이, 슬라이더(203)의 차폐부(231)에 의해 차폐되어, 절연된다. 그 결과, 퓨즈 엘리먼트(202)의 용단 시에 발생하는 아크 방전이, 신속하게 소멸(소호)된다. 따라서, 본 실시 형태의 보호 소자(2000)는, 예를 들면, 고전압 또한 대전류의 전류 경로에도 바람직하게 설치할 수 있다.

[제3 실시 형태]

도 14는, 제3 실시 형태의 보호 소자(3000)의 전체 구조를 나타낸 분해 사시도이다. 도 14는 도 7과 사시 각도가 상이하다. 제2 케이스(206b)는 그 내부가 보이는 상태로 하여 나타내는 투시 사시도이다. 도 15는, 제3 실시 형태에 따른 보호 소자(3000)가 구비하는 발열체의 배치 구성의 일례를 나타내는 것이며, (a)는 2개의 발열체와, 각 발열체로의 급전선과, 퓨즈 엘리먼트와, 제1 단자와, 제2 단자를 나타낸 사시도이고, (b)는 퓨즈 엘리먼트를 나타내는 사시도이며, (c)는 2개의 발열체, 각 발열체로의 급전선, 및, 퓨즈 엘리먼트의 Z방향에서 본 위치 관계를 나타내기 위하여, 퓨즈 엘리먼트 측에서 본 평면도이다. 도 16은, 제3 실시 형태에 따른 보호 소자(3000)가 구비하는 발열체의 구조의 일례를 나타내는 것이며, (a)는 평면도이고, (b)는 단면도이다.

제3 실시 형태의 보호 소자(3000)는 도 14에 나타내는 바와 같이, 차단부(223)를 용단하는 발열체(290a, 290b)와, 발열체(290a, 290b)에 전류를 공급하는 급전선(291a, 291b)과, 발열체용 퓨즈 엘리먼트(202AA-2, 202AA-3)를 구비하는 것 이외에는, 제2 실시 형태의 보호 소자(2000)와 동일한 구성을 구비하는 것이다.

발열체(290a, 290b)는 도 16에 나타내는 바와 같이, 저항층(290-1)을 갖고, 또한, 퓨즈 엘리먼트 측의 표면에 전극층(290-2)을 갖는다. 발열체(290a, 290b)는, 또한, 저항층(290-1)이 형성된 절연 기판(290-3)과, 저항층(290-1)을 덮는 절연층(290-4)과, 절연 기판(290-3)의 양단에 형성된 발열체 전극(290-5a, 290-5b)을 구비한다. 저항층(290-1)은, 통전하면 발열하는 도전성을 갖는 재료, 예를 들면 니크롬, W, Mo, Ru 등, 또는, 이들을 포함하는 재료로 이루어진다. 이들의 합금 혹은 조성물, 화합물의 분상체(粉狀體)를 수지 바인더 등과 혼합하여, 페이스트 형상으로 한 것을 절연 기판(290-3) 상에 스크린 인쇄 기술을 이용하여 패턴 형성하고, 소성하는 등에 의해 형성한다. 절연 기판(290-3)은, 예를 들어, 알루미나, 유리 세라믹스, 멀라이트, 지르코니아 등의 절연성을 갖는 기판이다. 절연층(290-4)은, 저항층(290-1)의 보호 및 절연을 도모함과 더불어, 저항층(290-1)이 발열한 열을 효율적으로, 퓨즈 엘리먼트로 전달하기 위하여 설치된다.

퓨즈 엘리먼트(202AA)는 도 15의 (b)에 나타내는 바와 같이, 제1 부분(202AA-1), 제2 부분(발열체용 퓨즈 엘리먼트)(202AA-2), 및, 제3 부분(발열체용 퓨즈 엘리먼트)(202AA-3)으로 이루어진다.

제3 실시 형태의 보호 소자(3000)에서는, 도 14에 나타내는 바와 같이, 발열체(290a, 290b)가, 퓨즈 엘리먼트 수용 공간(261) 내에 차단부(223)에 접해서 배치되어 있다. 발열체(290a, 290b)는, 병렬로 발열체용 퓨즈 엘리먼트(202AA-2, 202AA-3)을 통하여 접속되며, 급전선(291a)은 발열체(290a)의 한쪽의 단자와 접속되고, 급전선(291b)은 발열체(290b)의 다른 쪽의 단자와 접속된다. 즉, 「급전선(291a)~발열체(290a)~발열체용 퓨즈 엘리먼트(202AA-2)~급전선(291b)」의 제1 경로와 「급전선(291b)~발열체(290b)~발열체용 퓨즈 엘리먼트(202AA-3)~급전선(291a)」의 제2 경로가 병렬로 접속된다.

발열체(290a, 290b)는, 퓨즈 엘리먼트(202AA)의 차단부(223)를 가열하여 용단시키고, 발열체용 퓨즈 엘리먼트(202AA-2, 202AA-3)를 가열하여 연화시키는 기능을 갖는다. 발열체(290a, 290b)는, 보호 소자(3000)의 통전 경로가 되는 외부 회로에 이상이 발생하여 통전 경로를 차단할 필요가 생긴 경우에, 외부 회로에 설치된 전류 제어 소자에 의해 통전되어 발열한다. 또, 퓨즈 엘리먼트(202AA)가 차단되면, 슬라이더(203)가 아크 방전에 의한 압력으로 이동하고, 발열체용 퓨즈 엘리먼트(202AA-2, 202AA-3)를 차단(절단)함으로써 발열체(290a, 290b)로의 급전이 차단되어, 발열체(290a, 290b)의 발열이 정지된다. 발열체(290a, 290b)로서는 도 16에 나타낸 것에 한정하지 않고, 공지의 것을 이용할 수 있다. 급전선(291b)은, 제2 케이스(206b)에 형성된 관통 구멍(292b)을 통하여, 퓨즈 엘리먼트 수용 공간(261)으로부터 외부로 연장되어 있다. 마찬가지로, 급전선(291a)은, 제1 케이스(206a)에 형성된 관통 구멍(도시하지 않음)을 통하여, 퓨즈 엘리먼트 수용 공간(261)으로부터 외부로 연장되어 있다.

제3 실시 형태의 보호 소자(3000)에 있어서도, 제2 실시 형태의 보호 소자(2000)과 마찬가지로, 퓨즈 엘리먼트(202)의 차단부(223)의 용단 시에 발생하는 아크 방전에 의해, 퓨즈 엘리먼트 수용 공간(261) 내의 압력이 상승하면, 그 압력 상승이 내부 리크 구멍(268a, 268b)을 통해 즉시 슬라이더(203)의 판상부(230)에 작용하여 슬라이더(203)가 이동한다. 슬라이더(203)의 이동에 의해, 퓨즈 엘리먼트 수용 공간(261)과 차폐부 수용 공간(260a)이 교차하고 있던 교차부(270)가 차폐부(231)에 의해 막힌다. 이 결과, 용단된 차단부(223)의 용단면들이, 슬라이더(203)의 차폐부(231)에 의해 절연된다. 그 결과, 퓨즈 엘리먼트(202)의 용단 시에 발생하는 아크 방전이, 신속하게 소멸(소호)된다. 따라서, 본 실시 형태의 보호 소자(3000)에 있어서도, 제2 실시 형태의 보호 소자(2000)과 마찬가지로, 퓨즈 엘리먼트(202)의 용단 시에 발생하는 아크 방전이, 신속하게 소멸(소호)된다.

또, 도 14에 나타내는 제3 실시 형태에 따른 보호 소자(3000)에 있어서는, 차단부(223)를 용단하는 발열체(290a, 290b)가, 퓨즈 엘리먼트 수용 공간(261) 내에 있어서, 차단부(223)에 접해서 배치되어 있다. 따라서, 보호 소자(3000)의 통전 경로가 되는 외부 회로에 이상이 발생하여 통전 경로를 차단할 필요가 생긴 경우, 외부 회로에 설치된 전류 제어 소자에 의해 통전되어 발열체(290a, 290b)가 발열하고, 효율적으로 차단부(223)가 가열된다. 또, 퓨즈 엘리먼트(202)가 용단되면, 슬라이더(203)가 이동하고, 발열체용 퓨즈 엘리먼트(202AA-2, 202AA-3)를 절단함으로써, 발열체(290a, 290b)로의 급전이 차단되어, 발열체(290a, 290b)의 발열이 정지된다. 따라서, 본 실시 형태의 보호 소자(3000)는, 우수한 안전성을 갖는다.

[제4 실시 형태]

도 17~도 19는, 제4 실시 형태에 따른 보호 소자를 나타낸 모식도이다. 이하의 설명에서 이용하는 도면에 있어서, X로 나타내는 방향은 퓨즈 엘리먼트의 통전 방향(제1 방향)이다. Y로 나타내는 방향은 X방향(제1 방향)과 직교하는 방향이며, Z로 나타내는 방향은, X방향 및 Y방향에 직교하는 방향이다.

도 17은, 제4 실시 형태에 따른 보호 소자(100)의 전체 구조를 나타낸 사시도이다. 도 18은, 제4 실시 형태에 따른 보호 소자(100)의 분해 사시도이다. 도 19는, 제4 실시 형태에 따른 보호 소자(100)를 도 17에 나타내는 A-A'선을 따라 절단한 단면도이다.

본 실시 형태의 보호 소자(100)는, 도 17~도 19에 나타내는 바와 같이, 퓨즈 엘리먼트(2)와, 슬라이더(3)와, 퓨즈 엘리먼트(2)와 슬라이더(3)가 수납되는 수용부(60)가 내부에 설치된 케이스(6)를 구비하고 있다.

(퓨즈 엘리먼트)

도 20은, 제4 실시 형태의 보호 소자(100)의 일부를 설명하기 위한 확대도이며, 도 20의 (a)는 퓨즈 엘리먼트와, 제1 단자와, 제2 단자를 나타낸 사시도이고, 도 20의 (b)는 퓨즈 엘리먼트를 나타낸 평면도이다. 도 20의 (a) 및 도 20의 (b)에 나타내는 바와 같이, 퓨즈 엘리먼트(2)는, 제1 단부(21)와, 제2 단부(22)와, 제1 단부(21)와 제2 단부(22) 사이에 설치된 차단부(23)를 갖고 있다. 퓨즈 엘리먼트(2)는, 제1 단부(21)로부터 제2 단부(22)를 향하는 방향인 X방향(제1 방향)으로 통전된다.

도 18, 도 19, 도 20의 (a)에 나타내는 바와 같이, 제1 단부(21)는, 제1 단자(61)와 전기적으로 접속되어 있다. 제2 단부(22)는, 제2 단자(62)와 전기적으로 접속되어 있다.

제1 단자(61)와 제2 단자(62)는, 도 17~도 19, 도 20의 (a)에 나타내는 바와 같이, 대략 동일한 형상이어도 되고, 각각 상이한 형상이어도 된다. 제1 단자(61) 및 제2 단자(62)의 두께는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 기준을 말하자면, 0.3~1.0mm로 할 수 있다. 제1 단자(61)와 제2 단자(62)의 두께는, 도 20의 (a)에 나타내는 바와 같이, 동일해도 되고, 상이해도 된다.

도 17~도 19, 도 20의 (a)에 나타내는 바와 같이, 제1 단자(61)는, 외부 단자 구멍(61a)을 구비하고 있다. 또, 제2 단자(62)는, 외부 단자 구멍(62a)을 구비하고 있다. 외부 단자 구멍(61a), 외부 단자 구멍(62a) 중, 한쪽은 전원 측에 접속하기 위하여 이용되고, 다른 쪽은 부하 측에 접속하기 위하여 이용된다. 외부 단자 구멍(61a) 및 외부 단자 구멍(62a)은, 도 17~도 19, 도 20의 (a)에 나타내는 바와 같이, 평면에서 봤을 때 대략 원형의 관통 구멍으로 할 수 있다.

제1 단자(61) 및 제2 단자(62)로서는, 예를 들면, 구리, 황동, 니켈 등으로 이루어지는 것을 이용할 수 있다. 제1 단자(61) 및 제2 단자(62)의 재료로서, 강성 강화의 관점에서는 황동을 이용하는 것이 바람직하고, 전기 저항 저감의 관점에서는 구리를 이용하는 것이 바람직하다. 제1 단자(61)와 제2 단자(62)는, 동일한 재료로 이루어지는 것이어도 되고, 상이한 재료로 이루어지는 것이어도 된다.

제1 단자(61) 및 제2 단자(62)의 형상은, 도시하지 않는 전원 측의 단자 혹은 부하 측의 단자에 결합 가능한 형상이면 되며, 예를 들면, 일부에 개방 부분을 갖는 클로 형상이어도 되고, 도 20의 (a)에 나타내는 바와 같이, 퓨즈 엘리먼트(2)와 접속되는 측의 단부에, 퓨즈 엘리먼트(2)를 향하여 양측으로 폭이 넓어진 플랜지부(도 20의 (a)에 있어서 부호 61c, 62c로 나타낸다.)를 갖고 있어도 되며, 특별히 한정되지 않는다. 제1 단자(61) 및 제2 단자(62)가 플랜지부(61c, 62c)를 갖는 경우, 케이스(6)로부터 제1 단자(61) 및 제2 단자(62)가 빠지기 어려워, 신뢰성 및 내구성이 양호한 보호 소자(100)가 된다.

퓨즈 엘리먼트(2)의 두께는, 도 19 및 도 20의 (a)에 나타내는 바와 같이, 균일해도 되고, 부분적으로 상이해도 된다. 두께가 부분적으로 상이한 퓨즈 엘리먼트로서는, 예를 들면, 차단부(23)로부터 제1 단부(21) 및 제2 단부(22)를 향하여 서서히 두께가 두꺼워져 있는 것이나 제1 단부(21) 및 제2 단부(22)에 금속판을 적층하고 있는 것 등을 들 수 있다. 이러한 퓨즈 엘리먼트(2)는, 과전류가 흘렀을 때에 차단부(23)가 히트 스폿이 되어, 차단부(23)가 우선적으로 승온하여, 보다 확실하게 용단된다.

도 20의 (b)에 나타내는 바와 같이, 퓨즈 엘리먼트(2)의 차단부(23), 제1 단부(21) 및 제2 단부(22)는, 평면에서 봤을 때 대략 장방형의 형상을 갖고 있다. 도 20의 (b)에 나타내는 바와 같이, 제1 단부(21)에 있어서의 Y방향의 폭(21D)과, 제2 단부(22)에 있어서의 Y방향의 폭(22D)은, 대략 동일하게 되어 있다. 차단부(23)에 있어서의 Y방향의 폭(23D)은, 제1 단부(21)에 있어서의 Y방향의 폭(21D) 및 제2 단부(22)에 있어서의 Y방향의 폭(22D)보다 가늘게 되어 있다. 이것에 의해, 차단부(23)의 폭(23D)은, 차단부(23) 이외의 폭보다 좁게 되어 있다. 즉, 차단부(23)의 Y방향의 단면적이, 차단부(23) 이외의 영역의 단면적보다 좁게 되어 있다.

도 19 및 도 20의 (a)에 나타내는 바와 같이, 퓨즈 엘리먼트(2)의 제1 단부(21)는, 제1 단자(61)와 평면에서 봤을 때 겹쳐서 배치되고, 제2 단부(22)는, 제2 단자(62)와 평면에서 봤을 때 겹쳐서 배치되어 있다. 도 20의 (b)에 나타내는 제1 단부(21)에 있어서의 X방향의 길이(L21)는, 도 20의 (a)에 나타내는 바와 같이, 제1 단자(61)와 평면에서 봤을 때 겹치는 영역에 대응하는 치수로 되어 있다. 또, 도 20의 (b)에 나타내는 제2 단부(22)에 있어서의 X방향의 길이(L22)는, 도 20의 (a)에 나타내는 바와 같이, 제2 단자(62)와 평면에서 봤을 때 겹치는 영역으로부터 차단부(23) 측으로 연장되어 있다. 따라서, 제2 단부(22)에 있어서의 X방향 L22의 길이는, 제1 단부(21)에 있어서의 X방향의 길이(L21)보다 길게 되어 있다.

도 20의 (b)에 나타내는 바와 같이, 차단부(23)와 제1 단부(21) 사이에는, 평면에서 봤을 때 대략 사다리꼴의 제1 연결부(25)가 배치되어 있다. 평면에서 봤을 때 대략 사다리꼴의 제1 연결부(25)에 있어서의 평행한 변의 긴 쪽이, 제1 단부(21)와 결합되어 있다. 또, 차단부(23)와 제2 단부(22) 사이에는, 평면에서 봤을 때 대략 사다리꼴의 제2 연결부(26)가 배치되어 있다. 평면에서 봤을 때 대략 사다리꼴의 제2 연결부(26)에 있어서의 평행한 변의 긴 쪽이, 제2 단부(22)와 결합되어 있다. 제1 연결부(25)와 제2 연결부(26)는, 차단부(23)에 대해 대칭으로 되어 있다. 이것에 의해, 퓨즈 엘리먼트(2)에 있어서의 Y방향의 폭은, 차단부(23)로부터 제1 단부(21) 및 제2 단부(22)를 향하여 서서히 넓어져 있다. 그 결과, 퓨즈 엘리먼트(2)에 과전류가 흘렀을 때에, 차단부(23)가 히트 스폿이 되어, 차단부(23)가 우선적으로 승온하여, 용이하게 용단된다.

도 20의 (b)에 나타내는 바와 같이, 퓨즈 엘리먼트(2)의 차단부(23)는, 제1 단부(21) 및 제2 단부(22)보다 Y방향의 폭(도 20의 (b)에 있어서 부호 23D로 나타낸다)이 좁다. 그것에 의해, 차단부(23)는, 차단부(23)와 제1 단부(21) 사이의 영역, 및 차단부(23)와 제2 단부(22) 사이의 영역보다 용단되기 쉽게 되어 있다.

본 실시 형태에서는, 퓨즈 엘리먼트(2)로서, 도 20의 (b)에 나타내는 바와 같이, 차단부(23)가 제1 단부(21) 및 제2 단부(22)보다 Y방향의 폭이 좁은 것을 예로 들어 설명했으나, 퓨즈 엘리먼트는, 차단부의 Y방향의 폭이 제1 단부 및 제2 단부보다 좁은 것으로 한정되지 않는다.

도 20의 (b)에 나타내는 바와 같이, 퓨즈 엘리먼트(2) 전체의 평면 형상은, 대략 직사각형이며, 일반적인 퓨즈 엘리먼트와 비교하여, Y방향의 폭이 상대적으로 넓고, X방향의 길이가 상대적으로 짧다. 본 실시 형태의 보호 소자(100)에서는, 용단된 퓨즈 엘리먼트(2)의 용단면들이, 후술하는 슬라이더(3)의 차폐부(31)에 의해 절연된다. 그 결과, 퓨즈 엘리먼트(2)의 용단 시에 발생하는 아크 방전이, 신속하게 소멸(소호)된다. 이 때문에, 아크 방전을 억제하기 위하여, 퓨즈 엘리먼트(2)에 있어서의 Y방향의 폭을 좁게 할 필요가 없어, 퓨즈 엘리먼트(2)에 있어서의 Y방향의 폭을 넓게, X방향의 길이를 짧게 할 수 있다. 이러한 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.

또, 도 20의 (b)에 나타내는 퓨즈 엘리먼트(2)를 대신하여, 예를 들면, Y방향의 단면적이 균일한 선 형상 또는 띠 형상의 퓨즈 엘리먼트를 설치하는 것도 가능하다. 이 경우, 퓨즈 엘리먼트(2)의 용단부가 퓨즈 엘리먼트의 X방향 중심부 부근이 된다. 이 때문에, 차폐부 관통 구멍 내의 퓨즈 엘리먼트가 용융하고, 슬라이더에 의해 차폐되기까지의 시간이, 도 20의 (b)에 나타내는 퓨즈 엘리먼트(2)가 구비되어 있는 경우와 비교하여, 연장되는 경향이 된다.

퓨즈 엘리먼트(2)에 있어서, 제1 단부(21) 및 제2 단부(22) 중 한쪽 또는 양쪽에, X방향의 열팽창 및 열수축 스트레스를 완화하는 굴곡부를 구비해도 된다(도 11 참조).

퓨즈 엘리먼트(2)의 재료로서는, 합금을 포함하는 금속 재료 등, 공지의 퓨즈 엘리먼트에 이용되는 재료를 이용할 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 차단된다. 연화 온도 이상의 온도이기 때문에, 「연화 온도」에서 차단되어도 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 변형될 정도로 유연해지는 온도 혹은 온도대(온도 범위)이다.

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

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

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

퓨즈 엘리먼트(2)가 단일 금속으로 이루어지는 경우, 고상선/액상선은 존재하지 않고, 1점의 융점/응고점이 존재한다. 퓨즈 엘리먼트(2)가 단일 금속으로 이루어지는 경우, 융점 또는 응고점에 있어서, 고상과 액상의 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 행할 수 있다. 고상과 액상이 혼재 혹은 공존하는 온도 혹은 온도 범위를 갖는 합금 재료 및 단일 금속 모두, 본 실시 형태의 퓨즈 엘리먼트(2)의 재료로서 이용할 수 있다.

퓨즈 엘리먼트(2)는, 도 20의 (b)에 나타내는 바와 같이, 1개의 부재(부품)로 이루어지는 것이어도 되고, 재료가 상이한 복수개의 부재(부품)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 있으며, 특별히 한정되지 않는다.

재료가 상이한 복수개의 부재로 형성되어 있는 퓨즈 엘리먼트(2)로서는, 예를 들면, 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 재료로부터 순서대로 고상과 액상의 혼재 상태가 되고, 연화 온도가 가장 낮은 재료의 연화 온도 이상에서 차단된다.

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

예를 들면, 퓨즈 엘리먼트(2)는, 내층과, 이것을 사이에 두는 외층이 두께 방향으로 적층된 3층 구조의 적층체이며, 내층과 외층이 연화 온도가 상이한 재료로 이루어지는 것이어도 된다. 이러한 퓨즈 엘리먼트(2)에서는, 적층체의 내층과 외층 중, 연화 온도가 낮은 재료의 층에 있어서 고상과 액상의 혼재 상태가 먼저 시작되고, 연화 온도가 높은 재료의 층이 연화 온도에 도달하기 전에 차단될 수 있다.

퓨즈 엘리먼트(2)는, 저융점 금속으로 이루어지는 내층과, 고융점 금속으로 이루어지는 외층이 두께 방향으로 적층된 적층체로 이루어지는 것인 것이 바람직하다. 이러한 퓨즈 엘리먼트(2)는, 적층체가, 고융점 금속으로 이루어지는 외층을 포함하기 때문에, 강성이 확보된 것이 된다.

퓨즈 엘리먼트(2)의 재료로서 사용되는 저융점 금속으로서는, Sn 혹은 Sn을 주성분으로 하는 금속을 이용하는 것이 바람직하다. Sn의 융점은 232℃이기 때문에, Sn을 주성분으로 하는 금속은 저융점이다. 예를 들면, Sn/Ag 3%/Cu 0.5% 합금의 고상선은 217℃이다.

퓨즈 엘리먼트(2)의 재료로서 사용되는 고융점 금속으로서는, Ag 혹은 Cu, 또는 Ag 혹은 Cu를 주성분으로 하는 금속을 이용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, Ag의 융점은 962℃인데, Ag를 주성분으로 하는 금속으로 이루어지는 고융점 금속의 층은, 저융점 금속으로 이루어지는 층(Sn을 주성분으로 하는 금속)의 용융에 수반하여 저융점 금속에 용해하여 300~400℃의 온도에서 용단된다. 물론, 400℃ 이상의 온도에서도 용단된다.

퓨즈 엘리먼트(2)는, 공지의 방법에 의해 제조할 수 있다.

예를 들면, 퓨즈 엘리먼트(2)가, 저융점 금속으로 이루어지는 내층과, 고융점 금속으로 이루어지는 외층이 두께 방향으로 적층된 적층체로 이루어지는 것인 경우, 이하에 나타내는 방법에 의해 제조할 수 있다. 우선, 저융점 금속으로 이루어지는 금속박을 준비한다. 다음으로, 금속박의 표면 전면(全面)에, 도금법을 이용해서 고융점 금속층을 형성하여, 적층판으로 한다. 그 후, 적층판을 절단하여 소정의 형상으로 한다. 이상의 공정에 의해, 3층 구조의 적층체로 이루어지는 퓨즈 엘리먼트(2)가 얻어진다.

(슬라이더)

도 21은, 제4 실시 형태의 보호 소자(100)에 구비된 슬라이더의 구조를 설명하기 위한 도면이며, 도 21의 (a)는 제1 공간 측에서 본 평면도이고, 도 21의 (b)~도 21의 (e)는 사시도이다.

슬라이더(3)는, 도 19에 나타내는 바와 같이, X방향을 따르는 단면 형상이 대략 L자형 형상을 갖는다.

도 21의 (a)~도 21의 (e)에 나타내는 바와 같이, 슬라이더(3)는, 절연 재료로 이루어지는 판상부(30)와, 판상부(30)의 제1 가장자리부(30a)에 세워 설치된 절연 재료로 이루어지는 차폐부(31)와, 차폐부(31)를 관통하는 차폐부 관통 구멍(32)과, 판상부(30)의 차폐부(31) 측의 면(이하, 「제1 면(30c)」이라고도 한다.)과 반대 측의 면(이하, 「제2 면(30d)」이라고도 한다.)에 설치된 볼록부(33)를 갖는다.

도 18 및 도 19에 나타내는 바와 같이, 판상부(30)의 제1 면(30c) 상에는, 퓨즈 엘리먼트(2)가 차폐부 관통 구멍(32)을 관통하여 배치되어 있다. 도 21의 (a)에 나타내는 바와 같이, 판상부(30)는 평면에서 봤을 때 대략 직사각형이다. 도 18 및 도 19에 나타내는 바와 같이, 판상부(30)의 X방향의 길이는, 퓨즈 엘리먼트(2)의 제2 연결부(26)(도 20의 (b) 참조)의 X방향의 길이와 제2 단부(22)에 있어서의 X방향의 길이(L22)의 합계 길이보다 짧다. 따라서, 도 18에 나타내는 바와 같이, 판상부(30)의 제1 면(30c) 상에는, 퓨즈 엘리먼트(2)의 제2 연결부(26)와 제2 단부(22)의 차단부(23) 측의 부분이 배치되어 있다. 또, 도 18에 나타내는 바와 같이, 판상부(30)의 Y방향의 폭은, 퓨즈 엘리먼트(2)의 제2 단부(22)에 있어서의 Y방향의 폭(22D)(도 20의 (b) 참조)보다 넓다.

판상부(30)의 Z방향의 두께는, 0.5~3mm인 것이 바람직하고, 1~2mm인 것이 보다 바람직하다. 판상부(30)의 두께가 0.5mm 이상이면, 퓨즈 엘리먼트(2)의 용단 시에 발생하는 아크 방전에 의한 케이스(6) 내의 압력 상승에 대해, 충분한 강도를 갖는 것이 되어 바람직하다. 판상부(30)의 두께가 3mm 이하이면, 보호 소자(100)의 소형화에 지장을 초래하는 경우가 없어, 바람직하다.

도 21의 (a)~도 21의 (e)에 나타내는 바와 같이, 차폐부(31)는, 판상부(30)의 제1 가장자리부(30a)에 세워 설치되어 있다. 차폐부(31)는, 제1 가장자리부(30a) 측에서 보아 대략 직사각형이다. 도 21의 (a)~도 21의 (e)에 나타내는 바와 같이, 차폐부(31)의 Y방향의 폭은, 판상부(30)의 Y방향의 폭과 동일하다.

차폐부 관통 구멍(32)의 상면으로부터 차폐부(31)의 상면까지의 거리(Z방향의 길이)는, 도 19에 나타내는 바와 같이, 차폐부(31)의 제2 면(30d)과 후술하는 케이스(6) 내의 제4 벽면(6f) 사이의 거리 이상으로 되어 있는 것이 바람직하고, 차폐부(31)의 제2 면(30d)과 제4 벽면(6f) 사이의 거리보다 1mm 이상 긴 것이 보다 바람직하다. 차폐부 관통 구멍(32)의 상면으로부터의 차폐부(31)의 상면까지의 거리가, 차폐부(31)의 제2 면(30d)과 제4 벽면(6f) 사이의 거리 이상이면, 퓨즈 엘리먼트(2)의 용단 시에 슬라이더(3)가 이동함으로써, 퓨즈 엘리먼트(2)의 제1 단부(21)가 수용된, 후술하는 제1 삽입 구멍(64)의 개구(64d)를, 차폐부(31)에 의해 확실하게 막을 수 있다.

차폐부(31)의 두께는, 0.5~2mm인 것이 바람직하고, 1~1.5mm인 것이 보다 바람직하다. 차폐부(31)의 두께가 0.5mm 이상이면, 퓨즈 엘리먼트(2)의 용단 시에 발생하는 아크 방전에 의한 케이스(6) 내의 압력 상승에 대해 충분한 강도를 갖는 것이 되어, 바람직하다. 차폐부(31)의 두께가 2mm 이하이면, 퓨즈 엘리먼트(2)의 X방향의 길이가 길어지는 것을 억제할 수 있어, 퓨즈 엘리먼트(2)를 저저항화할 수 있기 때문에, 바람직하다.

차폐부 관통 구멍(32)은, 도 21의 (a)~도 21의 (d)에 나타내는 바와 같이, 차폐부(31)를 관통하여 설치된 단면에서 봤을 때 대략 장원형의 통형 형상을 갖는 관통 구멍이다. 차폐부 관통 구멍(32)이, 단면에서 봤을 때 대략 장원형이면, 기계 가공에 의해 차폐부 관통 구멍(32)을 용이하게 형성할 수 있어, 바람직하다. 차폐부 관통 구멍(32)을 금형 성형으로 형성하는 경우, 차폐부 관통 구멍(32)의 단면 형상은, 대략 장원형이어도 되고, 직사각형이어도 된다. 도 21의 (c)에 나타내는 바와 같이, 차폐부 관통 구멍(32)의 하면(판상부(30) 측의 내벽)은, 판상부(30)의 제1 면(30c)으로부터 연속하는 면 상에 형성되어 있다.

차폐부 관통 구멍(32)의 폭(Y방향의 길이)은, 퓨즈 엘리먼트(2)의 Y방향의 최대 길이(도 20의 (b)에 있어서는 부호 21D, 22D로 나타내는 길이)보다 1~2mm 긴 치수인 것이 바람직하고, 0.5~1mm 긴 치수인 것이 보다 바람직하다. 차폐부 관통 구멍(32)의 폭이, 퓨즈 엘리먼트(2)의 Y방향의 최대 길이보다 1mm 이상 길면, 보호 소자(100)를 조립할 때에, 퓨즈 엘리먼트(2)를 차폐부 관통 구멍(32)에 용이하게 관통시킬 수 있어, 생산성이 양호해진다. 차폐부 관통 구멍(32)의 폭이, 퓨즈 엘리먼트(2)의 Y방향의 최대 길이보다 2mm 긴 치수 이하이면, 보호 소자(100)의 소형화에 지장을 초래하는 경우가 없어, 바람직하다.

차폐부 관통 구멍(32)의 하면으로부터 상면까지의 높이(Z방향의 길이)는, 퓨즈 엘리먼트(2)의 최대 두께보다 0.03~0.2mm 긴 치수인 것이 바람직하고, 0.05~0.1mm 긴 치수인 것이 보다 바람직하다. 차폐부 관통 구멍(32)의 높이가 퓨즈 엘리먼트(2)의 최대 두께보다 0.03mm 이상 긴 치수이면, 보호 소자(100)를 조립할 때에, 퓨즈 엘리먼트(2)를 차폐부 관통 구멍(32)에 용이하게 관통시킬 수 있어, 생산성이 양호해진다. 차폐부 관통 구멍(32)의 높이가, 퓨즈 엘리먼트(2)의 최대 두께보다 0.2mm 긴 치수 이하이면, 슬라이더(3)의 이동 거리가 조금이어도, 퓨즈 엘리먼트(2)의 제1 단부(21)가 수용된 제1 삽입 구멍(64)의 개구(64d)가, 차폐부(31)에 의해 막힌다. 따라서, 퓨즈 엘리먼트의 용단 시에 발생하는 아크 방전이, 보다 신속하게 소멸(소호)된다.

볼록부(33)는, 퓨즈 엘리먼트(2)의 용단 시에, 소정의 위치에 슬라이더(3)를 이동시키는 가이드로서 기능한다. 볼록부(33)를 가짐으로써, 퓨즈 엘리먼트(2)의 용단 시에, 슬라이더(3)가 소정의 위치로 이동하기 쉬워진다. 그 결과, 슬라이더(3)가 이동함으로써, 제1 삽입 구멍(64)의 개구(64d)가 보다 확실하게 차폐부(31)에 의해 막힌다.

볼록부(33)는, 도 19, 도 21의 (d), 도 21의 (e)에 나타내는 바와 같이, 판상부(30)의 제2 면(30d)의 X방향 및 Y방향의 대략 중심 위치에 설치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 볼록부(33)가 제2 면(30d)의 X방향 및 Y방향의 대략 중심 위치에 배치되어 있으므로, 퓨즈 엘리먼트(2)의 용단 시에 이동하는 슬라이더(3)의 위치 어긋남이 보다 효과적으로 방지된다.

볼록부(33)는, 도 19, 도 21의 (d), 도 21의 (e)에 나타내는 바와 같이, 제2 면(30d)에서 Z방향으로 연장되는 대략 원기둥형의 형상을 갖고 있다. 도 21의 (d), 도 21의 (e)에 나타내는 바와 같이, 볼록부(33)의 선단(33a)은, 선단을 향하여 서서히 직경이 축경(縮徑)된 대략 원뿔형의 형상으로 되어 있다. 이 때문에, 퓨즈 엘리먼트(2)의 용단 시에 슬라이더(3)가 이동함으로써, 케이스(6)의 후술하는 제4 벽면(6f)에 개구되는 제4 삽입 구멍(66) 내에 볼록부(33)가 매입(埋入)되기 쉽다. 따라서, 슬라이더(3)의 위치 어긋남이 한층 더 발생하기 어려워, 바람직하다.

볼록부(33)의 길이는, 볼록부(33)와 대향하는 케이스(6)의 두께 치수 이하인 것이 바람직하다. 이 경우, 퓨즈 엘리먼트(2)의 용단 시에 슬라이더(3)가 이동함으로써, 볼록부(33)가, 제2 케이스(6b)의 후술하는 제4 벽면(6f)에 개구되는 제4 삽입 구멍(66)으로부터 비어져 나오는 경우가 없어, 제4 삽입 구멍(66) 내에 볼록부(33)가 매입된다. 따라서, 용단 시에 이동한 판상부(30)의 제2 면(30d)이 제4 벽면(6f)에 밀어붙여진 상태가 되어, 제2 면(30d)과 제4 벽면(6f)이 간극 없이 밀착되기 쉽고, 슬라이더(3)가 제4 벽면(6f) 상에 고정되기 쉽다. 따라서, 이동한 슬라이더(3)가 원래의 위치로 되돌아오는 리바운드가 발생하기 어렵고, 아크 방전이 보다 확실하게 소멸된다.

또, 볼록부(33)를 갖고 있기 때문에, 퓨즈 엘리먼트(2)의 용단에 수반하여 소정의 위치로 슬라이더(3)가 이동했는지 여부를, 제4 삽입 구멍(66) 내에 볼록부(33)가 매입되어 있는지 여부에 따라, 제2 케이스(6b)의 밖에서 판단할 수 있다.

본 실시 형태에서는, 볼록부(33)로서, 대략 원기둥 형상의 것이 설치되어 있는 경우를 예로 들어 설명했으나, 볼록부의 형상은, 대략 원기둥 형상으로 한정되는 것이 아니고, 예를 들면, 장원 형상, 타원 형상, 다각형 형상 등의 단면 형상을 갖는 기둥 형상의 것이어도 된다.

또, 본 실시 형태에서는, 볼록부(33)가 1개만 설치되어 있는 경우를 예로 들어 설명했으나, 볼록부의 수는 특별히 한정되는 것이 아니며, 2개 이상이어도 된다.

또, 본 실시 형태에서는, 볼록부(33)가 제2 면(30d)의 X방향 및 Y방향의 대략 중심 위치에 배치되어 있는 경우를 예로 들어 설명했으나, 제2 면 상에 있어서의 볼록부의 위치는 특별히 한정되지 않는다.

슬라이더(3)는, 절연 재료로 이루어지는 것이다. 절연 재료로서는, 세라믹스 재료, 유리 전이 온도가 높은 수지 재료 등을 이용할 수 있다.

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

세라믹스 재료로서는, 알루미나, 멀라이트, 지르코니아 등을 예시할 수 있고, 알루미나 등의 열전도율이 높은 재료를 이용하는 것이 바람직하다. 슬라이더(3)가 세라믹스 재료 등의 열전도율이 높은 재료로 형성되어 있는 경우, 퓨즈 엘리먼트(2)의 절단 시에 발생한 열을 효율적으로 외부로 방열할 수 있고, 퓨즈 엘리먼트(2)의 절단 시에 발생하는 아크 방전의 계속이 보다 효과적으로 억제된다.

유리 전이 온도가 높은 수지 재료로서는, 폴리페닐렌설파이드(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 9T를 이용하는 것이 바람직하다. 내트래킹성은, IEC60112에 의거하는 시험에 의해 구할 수 있다. 나일론계 수지로서는, 내트래킹성이, 250V 이상인 것을 이용하는 것이 바람직하고, 500V 이상의 것을 이용하는 것이 보다 바람직하다.

슬라이더(3)는, 예를 들면, 세라믹스 재료 등의 수지 이외의 재료로 제작하고, 일부를 나일론계 수지로 피복해도 된다.

슬라이더(3)는, 공지의 방법에 의해 제조할 수 있다.

(케이스)

케이스(6)는, 도 17~도 19에 나타내는 바와 같이, 대략 직방체이며, 제1 케이스(6a)와, 제1 케이스(6a)와 대향 배치된 제2 케이스(6b)의 2개의 부재가 일체화된 것이다.

도 22는, 제4 실시 형태의 보호 소자(100)에 구비된 제2 케이스의 구조를 설명하기 위한 도면이며, 도 22의 (a)는 제1 공간 측에서 본 평면도이고, 도 22의 (b) 및 도 22의 (c)는 사시도이다.

도 23은, 제4 실시 형태의 보호 소자(100)에 구비된 제1 케이스의 구조를 설명하기 위한 도면이며, 도 23의 (a)는 제2 공간 측에서 본 평면도이고, 도 23의 (b) 및 도 23의 (c)는 사시도이다.

본 실시 형태의 보호 소자(100)에 있어서의 케이스(6)는, 도 19에 나타내는 바와 같이, 퓨즈 엘리먼트(2)와 슬라이더(3)를 수용하는 대략 직방체의 수용부(60)가, 내부에 설치된 것이다. 수용부(60)는, 제1 케이스(6a)와 제2 케이스(6b)가 접착됨으로써 형성되어 있어도 된다.

도 19에 나타내는 바와 같이, 수용부(60) 내는, 슬라이더(3)의 판상부(30)에 의해, 대략 직방체의 제1 공간(60a)과, 대략 직방체의 제2 공간(60b)으로 구분되어 있다. 제1 공간(60a) 측의 슬라이더(3)의 판상부(30) 상에는, 도 18 및 도 19에 나타내는 바와 같이, 퓨즈 엘리먼트(2)가 재치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 도 19에 나타내는 바와 같이, 제1 공간(60a)의 체적이, 제2 공간(60b)의 체적보다 작게 되어 있다. 제2 공간(60b)은, 슬라이더(3)의 판상부(30)가 슬라이드 이동하는 공간이기 때문에, 제1 실시 형태의 판상부 이동 공간(160b), 및, 제2 실시 형태의 판상부 이동 공간(260b)에 상당한다.

수용부(60) 내에는, 도 19에 나타내는 바와 같이, 슬라이더(3)의 차폐부(31)와 대향 배치된 제1 벽면(6c)과, 제1 벽면(6c)과 X방향으로 대향 배치된 제2 벽면(6d)과, 제1 공간(60a) 내의 퓨즈 엘리먼트(2)와 대향 배치되는 제3 벽면(6e)과, 제2 공간(60b) 내의 슬라이더(3)와 대향 배치되는 제4 벽면(6f)이 구비되어 있다.

수용부(60) 내에는, 도 19에 나타내는 바와 같이, 제1 벽면(6c)에 개구되는 제1 삽입 구멍(64)이 형성되어 있는 것과 더불어, 제2 벽면(6d)에 개구되는 제2 삽입 구멍(65)이 형성되어 있다. 제1 삽입 구멍(64) 및 제2 삽입 구멍(65)은, 제2 케이스(6b)와 제1 케이스(6a)를 대향 배치하여 접합함으로써 형성되어 있다.

도 19에 나타내는 바와 같이, 제1 삽입 구멍(64) 내에는, 퓨즈 엘리먼트(2)의 제1 단부(21)가 수용되어 있다. 또, 제2 삽입 구멍(65) 내에는, 퓨즈 엘리먼트(2)의 제2 단부(22)가 수용되어 있다.

제2 케이스(6b)는, 대략 직방체이며, 도 19, 도 22의 (a) 및 도 22의 (b)에 나타내는 바와 같이, 제2 공간(60b)을 형성하는 제2 오목부(68b)를 갖고 있다. 제2 오목부(68b)는, 도 22의 (a)에 나타내는 바와 같이, 평면에서 봤을 때 직사각형이며, 한쪽의 장변이 제1 벽면(6c)이고, 다른 쪽의 장변이 제2 벽면(6d)이며, 저면이 제4 벽면(6f)이다.

제2 오목부(68b)의 깊이는, 도 19에 나타내는 바와 같이, 슬라이더(3)의 판상부(30)의 두께와 볼록부(33)의 길이의 합계 치수 이상으로 되어 있다.

도 22의 (a)에 나타내는 제2 오목부(68b)의 평면 형상은, 도 21의 (a) 슬라이더(3)의 판상부(30)의 형상에 대응하는 형상으로 되어 있다. 구체적으로는, 도 19에 나타내는 바와 같이, 제2 오목부(68b)의 평면 형상은, 슬라이더(3)의 판상부(30)가, 제2 오목부(68b)의 내벽면에 접촉하면서 제2 오목부(68b) 내에 끼워지는 형상으로 되어 있다.

제2 오목부(68b)의 내벽면과, 슬라이더(3)의 판상부(30)의 이격 거리는, 예를 들면, 0.03~0.2mm로 할 수 있고, 0.05~0.1mm로 하는 것이 바람직하다. 제2 오목부(68b)의 내벽면과, 슬라이더(3)의 판상부(30)의 이격 거리가 0.03~0.2mm이면, 퓨즈 엘리먼트(2)의 차단부(23)의 용단 시에 발생하는 아크 방전에 의한 제1 공간(60a) 내의 압력 상승에 의해, 슬라이더(3)가 원활하게 이동하고, 아크 방전이 보다 신속하고 확실하게 소멸된다. 이는, 상기 이격 거리가 상기 범위 내이면, 제1 공간(60a) 내의 기체가 제2 공간(60b)으로 배출되어 제1 공간(60a) 내의 압력 상승 속도가 느려지거나, 슬라이더(3)가 이동하기 전에 제1 공간(60a) 내의 압력 상승에 의해 수용부(60)가 파괴되기 어렵기 때문이다.

제2 오목부(68b)의 저면(제4 벽면(6f))에는, 도 22의 (a) 및 도 22의 (c)에 나타내는 바와 같이, 제2 케이스(6b)를 관통하고, 제4 벽면(6f)에 개구되는 제4 삽입 구멍(66)과, 2개의 리크 구멍(67a, 67b)이 형성되어 있다.

도 19에 나타내는 바와 같이, 제4 삽입 구멍(66)은, 슬라이더(3)의 볼록부(33)와 대향하는 위치에 형성되어 있다. 제4 삽입 구멍(66)은, 도 22의 (a)에 나타내는 바와 같이, 제4 벽면(6f)의 X방향 및 Y방향의 대략 중심 위치에 배치되어 있다. 제4 삽입 구멍(66)의 형상은, 대략 원통 형상이며, 슬라이더(3)의 볼록부(33)의 형상에 대응하는 형상으로 되어 있다.

도 19 및 도 22의 (a)에 나타내는 바와 같이, 제4 삽입 구멍(66)의 내경은, 개구부(66a)를 향하여 서서히 커지고 있다. 이 때문에, 퓨즈 엘리먼트(2)의 용단 시에 슬라이더(3)가 이동함으로써, 제4 삽입 구멍(66) 내에 슬라이더(3)의 볼록부(33)가 매입되기 쉬워, 바람직하다.

제4 삽입 구멍(66)의 최소 내경은, 슬라이더(3)의 볼록부(33)를 수용 가능한 치수로 되어 있다. 제4 삽입 구멍(66)의 최소 내경과, 볼록부(33)의 외경의 차는, 예를 들면, 0mm 초과~0.1mm 이하로 할 수 있고, 0mm 초과~0.05mm 이하로 하는 것이 바람직하다.

리크 구멍(67a, 67b)은, 제4 삽입 구멍(66)을 사이에 두도록, 제4 삽입 구멍(66)을 중심으로 하여 Y방향 양측에 등간격으로 이격해서 늘어서 있다. 이 때문에, 제2 공간(60b) 내의 기체가, 리크 구멍(67a, 67b)을 통하여, 수용부(60)의 밖으로 균등 또한 신속하게 배출되기 쉬워, 바람직하다.

리크 구멍(67a, 67b)은, 대략 원통형의 형상을 갖고 있다. 본 실시 형태에서는, 리크 구멍(67a, 67b)으로서, 대략 원통형의 형상의 것이 형성되어 있는 경우를 예로 들어 설명했으나, 리크 구멍(67a, 67b)의 형상은, 대략 원통형으로 한정되는 것이 아니고, 예를 들면, 장원 형상, 타원 형상, 다각형 형상 등의 단면 형상을 갖는 통 형상의 것이어도 된다.

또, 본 실시 형태에서는, 리크 구멍(67a, 67b)이 2개 형성되어 있는 경우를 예로 들어 설명했으나, 리크 구멍의 수는 특별히 한정되는 것이 아니며, 1개여도 되고, 3개 이상이어도 된다.

또, 본 실시 형태에서는, 리크 구멍(67a, 67b)이, 제4 삽입 구멍(66)을 사이에 두도록, 제4 삽입 구멍(66)을 중심으로 하여 Y방향 양측에 등간격으로 이격해서 늘어서 있는 경우를 예로 들어 설명했으나, 리크 구멍은 제2 케이스(6b)를 관통하여 제4 벽면(6f)에 개구되어 있으면 되고, 리크 구멍의 위치는 특별히 한정되지 않는다.

제2 케이스(6b)의 제1 케이스(6a)와 접하는 제2 접합면에는, 수용부(60)를 둘러싸는 환상의 접착제 침입 저지 홈(67d)이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 접착제 침입 저지 홈(67d)의 평면에서 봤을 때 Y방향 외측은, 제1 케이스(6a)와 접착되는 제2 접착 부위로 되어 있다. 제2 접착 부위는, 제2 케이스(6b)의 제2 접합면의 가장자리부를 따라 형성되어 있다.

본 실시 형태에서는, 도 22의 (a) 및 도 22의 (b)에 나타내는 바와 같이, 제2 케이스(6b)에 설치된 제2 오목부(68b)의 외주를 둘러싸도록, 띠 형상으로 접착제 침입 저지 홈(67d)이 배치되어 있다. 접착제 침입 저지 홈(67d)은, 평면에서 봤을 때 제2 오목부(68b)와 소정의 간격으로 이격하여 배치되어 있다. 접착제 침입 저지 홈(67d)은, 대략 일정한 폭 및 깊이로 형성되어 있다. 접착제 침입 저지 홈(67d)의 폭은, 접착제가 수용부(60)에 침입 불가능하게 되는 폭이면 되며, 특별히 한정되지 않는다. 또, 접착제 침입 저지 홈(67d)의 깊이는, 제1 케이스(6a)와 제2 케이스(6b)의 접합에 사용한 여분의 접착제를 수용할 수 있으면 되며, 특별히 한정되지 않는다.

또, 접착제 침입 저지 홈(67d)의 평면 형상은, 환상으로 한정되는 것은 아니다. 접착제 침입 저지 홈(67d)은, 예를 들면, 제2 접합면의 수용부(60)와 제2 접착 부위 사이로부터 제2 케이스(6b)의 외면까지 연장되어 형성되어 있어도 된다.

접착제 침입 저지 홈(67d)과 제2 오목부(68b) 사이에는, 2개의 제2 맞닿음면(68c)과, 2개의 제2 맞닿음면(68c) 간을 연결하는 띠 형상의 2개의 삽입 구멍 형성면(64c, 65c)이 설치되어 있다.

2개의 제2 맞닿음면(68c)은, 평면에서 봤을 때 대략 コ자 형상이며, 도 22의 (a) 및 도 22의 (b)에 나타내는 바와 같이, 평면에서 봤을 때 Y방향으로 대향 배치되어 있다. 2개의 제2 맞닿음면(68c)은, 후술하는 제1 케이스(6a)의 제1 맞닿음면(68a)과 접해서 배치된다. 이것에 의해, 2개의 제2 맞닿음면(68c)은, 수용부(60)를 구획한다.

2개의 삽입 구멍 형성면(64c, 65c)은, 평면에서 봤을 때 X방향으로 대향 배치되어 있다. 삽입 구멍 형성면(64c)은, 후술하는 제1 케이스(6a)의 제1 볼록부(68d)와 대향 배치됨으로써, 제1 벽면(6c)에 개구되는 제1 삽입 구멍(64)의 개구(64d)를 형성한다. 삽입 구멍 형성면(65c)은, 후술하는 제1 케이스(6a)의 제1 볼록부(68d)와 대향 배치됨으로써, 제2 벽면(6d)에 개구되는 제2 삽입 구멍(65)의 개구를 형성한다.

2개의 삽입 구멍 형성면(64c, 65c)의 Y방향의 길이는, 퓨즈 엘리먼트(2)의 Y방향의 길이보다 길게 되어 있고(도 2 참조), 삽입 구멍 형성면(64c, 65c) 상에 접해서 퓨즈 엘리먼트(2)가 배치되도록 되어 있다.

도 22의 (b)에 나타내는 바와 같이, 삽입 구멍 형성면(64c, 65c)은, 제2 맞닿음면(68c)보다 Z방향에 있어서 제4 벽면(6f)에 가까운 위치에 설치되어 있다. 이것에 의해, 삽입 구멍 형성면(64c, 65c)과 제2 맞닿음면(68c)의 경계 부분에는, 각각 제1 삽입 구멍(64) 및 제2 삽입 구멍(65)의 높이 치수에 대응하는 단차가 형성되어 있다.

도 22의 (a) 및 도 22의 (b)에 나타내는 바와 같이, 삽입 구멍 형성면(64c)의 접착제 침입 저지 홈(67d)을 사이에 두고 X방향 외측에는, 오목부(64a)가 설치되며, 그 외측에는 단자 재치면(64b)이 설치되어 있다. 또, 삽입 구멍 형성면(65c)의 접착제 침입 저지 홈(67d)을 사이에 두고 X방향 외측에는, 오목부(65a)가 설치되며, 그 외측에는 단자 재치면(65b)이 설치되어 있다.

오목부(64a)의 평면 형상은, 퓨즈 엘리먼트(2)의 제1 단부(21)와 제1 단자(61)의 접합부의 형상에 대응하는 형상으로 되어 있다. 오목부(65a)의 평면 형상은, 퓨즈 엘리먼트(2)의 제2 단부(22)와 제2 단자(62)의 접합부의 형상에 대응하는 형상으로 되어 있다.

도 22의 (b)에 나타내는 바와 같이, 오목부(64a, 65a)의 표면은, Z방향에 있어서 삽입 구멍 형성면(64c, 65c)과 동일 평면으로 되어 있다. 도 19에 나타내는 바와 같이, 오목부(64a)의 표면은, 후술하는 제1 케이스(6a)의 제2 볼록부(68e)와 대향 배치됨으로써, 제1 벽면(6c)에 개구되는 제1 삽입 구멍(64)의 일부를 형성한다. 오목부(65a)의 표면은, 후술하는 제1 케이스(6a)의 제2 볼록부(68e)와 대향 배치됨으로써, 제2 벽면(6d)에 개구되는 제2 삽입 구멍(65)의 일부를 형성한다.

도 22의 (b)에 나타내는 바와 같이, 단자 재치면(64b, 65b)은, 오목부(64a, 65a)의 표면보다 Z방향에 있어서 제4 벽면(6f)으로부터 먼 위치에 설치되어 있다. 이것에 의해, 단자 재치면(64b, 65b)과 오목부(64a, 65a)의 경계 부분에는, 각각 제1 삽입 구멍(64) 및 제2 삽입 구멍(65)의 높이 치수에 대응하는 단차가 형성되어 있다. 또, 단자 재치면(64b, 65b)은, 제1 단자(61) 및 제2 단자(62)의 두께에 대응하는 치수만큼, 제2 맞닿음면(68c)보다 Z방향에 있어서 제4 벽면(6f)에 가까운 위치에 설치되어 있다.

도 19에 나타내는 바와 같이, 삽입 구멍 형성면(64c, 65c)에는, 퓨즈 엘리먼트(2)가 배치된다. 오목부(64a)의 표면 상에는, 퓨즈 엘리먼트(2)의 제1 단부(21)와 제1 단자(61)의 접합부가 배치된다. 오목부(65a)의 표면 상에는, 퓨즈 엘리먼트(2)의 제2 단부(22)와 제2 단자(62)의 접합부가 배치된다.

또, 단자 재치면(64b) 상에는, 제1 단자(61)가 배치된다. 단자 재치면(65b) 상에는, 제2 단자(62)가 배치된다.

제2 케이스(6b)의 제1 케이스(6a)와의 대향면에 있어서의 4개의 모서리부에는, 각각 대략 원통 형상의 접합 구멍(69a)이 형성되어 있다.

제1 케이스(6a)는, 대략 직방체이며, 도 19, 도 23의 (a) 및 도 23의 (c)에 나타내는 바와 같이, 제2 케이스(6b)의 제2 맞닿음면(68c)이 맞닿아짐으로써, 2개의 제2 맞닿음면(68c)과 제1 케이스(6a)의 2개의 제1 볼록부(68d)와 제1 맞닿음면(68a)과 판상부(30)에 둘러싸인, 평면에서 봤을 때 직사각형의 제1 공간(60a)을 형성한다. 제1 공간(60a)의 평면 형상은, 제2 공간(60b)의 평면 형상과 동일하다.

제1 케이스(6a)에 있어서의 2개의 제1 볼록부(68d)는, 각각 평면에서 봤을 때 삽입 구멍 형성면(64c, 65c)과 동일한 형상이며, 삽입 구멍 형성면(64c, 65c)과 평면에서 봤을 때 서로 겹치고 있다.

도 23의 (a)에 나타내는 바와 같이, 2개의 제1 볼록부(68d)의 대향하는 면은, 각각 제1 벽면(6c) 및 제2 벽면(6d)으로 되어 있다. 제1 볼록부(68d)의 높이 치수는, 제1 공간(60a)의 체적이 제2 공간(60b)의 체적보다 작아지는 치수로 되어 있다.

제1 케이스(6a)에 있어서, 제1 맞닿음면(68a)은 제3 벽면(6e)을 형성한다. 제3 벽면(6e)(제1 맞닿음면(68a))에는, 도 19, 도 23의 (a) 및 도 23의 (c)에 나타내는 바와 같이, 제3 벽면(6e)에 개구되는 오목부(63)가 설치되어 있다. 도 19에 나타내는 바와 같이, 오목부(63) 내에는, 슬라이더(3)의 차폐부(31)가 수용된다. 오목부(63)는, 슬라이더(3)의 차폐부(31)가 수용되며, 차폐부가 Z방향으로 슬라이드 이동 가능한 공간이기 때문에, 제1 실시 형태의 차폐부 수용 공간(160a), 및, 제2 실시 형태의 차폐부 수용 공간(260a)에 상당한다.

오목부(63)는, 도 23의 (a) 및 도 23의 (c)에 나타내는 바와 같이, 제1 볼록부(68d)의 내측의 면(제1 벽면(6c))을 따라 평면에서 봤을 때 Y방향으로 띠 형상으로 설치되어 있다. 오목부(63)의 내면은, 제1 볼록부(68d)의 내측의 면으로부터 연속해서 설치되어 있다.

오목부(63)의 평면 형상은, 슬라이더(3)의 차폐부(31)의 평면 형상에 대응하는 형상으로 되어 있다. 구체적으로는, 도 19에 나타내는 바와 같이, 오목부(63)는, 슬라이더(3)의 차폐부(31)가 오목부(63)의 내벽면에 근접 혹은 접촉하면서 오목부(63) 내에 끼워지는 형상인 것이 바람직하다. 오목부(63)의 X방향 내벽면 간 거리와, 슬라이더(3)의 차폐부(31)의 X방향 두께의 차는, 예를 들면, 0.03~0.2mm로 할 수 있고, 0.05~0.1mm로 하는 것이 바람직하다.

오목부(63)의 X방향 내벽면 간 거리와, 슬라이더(3)의 차폐부(31)의 X방향 두께의 차가 0.03mm 이상이면, 제1 공간(60a) 내의 압력 상승에 의한 슬라이더(3)의 이동이 원활하게 되고, 아크 방전이 보다 신속하고 확실하게 소멸된다. 이는, 상기 차가 0.03mm 이상이면, 오목부(63) 내에 슬라이더(3)의 차폐부(31)가 걸리기 어렵기 때문이다. 따라서, 상기 이격 거리가 0.03mm 이상이면, 슬라이더(3)가 이동하기 전에 제1 공간(60a) 내의 압력이 상승하여, 슬라이더(3)로부터 차폐부(31)가 분리되거나, 수용부(60)가 파괴되는 경우가 없다.

또, 상기 이격 거리가 0.2mm 이하이면, 오목부(63)가, 퓨즈 엘리먼트(2)의 용단 시에 소정의 위치로 슬라이더(3)를 이동시키는 가이드로서 기능한다. 따라서, 퓨즈 엘리먼트(2)의 용단 시에 이동하는 슬라이더(3)의 위치 어긋남이 방지되며, 제1 삽입 구멍(64)의 개구(64d)가 차폐부(31)에 의해 보다 확실하게 막히고, 아크 방전이 보다 신속하고 확실하게 소멸된다.

오목부(63)의 깊이(Z방향의 길이) 치수는, 도 19에 나타내는 바와 같이, 슬라이더(3)의 차폐부(31)를 수용 가능한 길이로 되어 있다. 오목부(63)의 저면은, 차폐부(31)의 상면과 접하고 있어도 되고, 이격되어 있어도 된다.

도 23의 (a) 및 도 23의 (c)에 나타내는 바와 같이, 오목부(63)의 Y방향 양단부의 Y방향 중심 측에는, 각각 공간(63a)이 형성되어 있다. 공간(63a)은, 평면에서 봤을 때 대략 반달형의 형상을 갖고, 오목부(63)의 내벽면을 따라, 오목부(63)의 개구부로부터 저면까지 Z방향으로 연속해서 설치되어 있다. 공간(63a)의 평면적은, 예를 들면 0.5~4mm²로 할 수 있고, 0.7~2mm²인 것이 바람직하다.

공간(63a)은, 퓨즈 엘리먼트(2)의 차단부(23)의 용단 시에 발생하는 아크 방전에 의한 제1 공간(60a) 내의 압력 상승 시에, 제1 공간(60a) 내의 기체를 오목부(63) 내에 공급한다.

공간(63a)을 통하여 오목부(63)에 기체가 공급되면, 슬라이더(3)가 원활하게 이동한다. 이에 의해, 제1 삽입 구멍(64)의 개구(64d)가 차폐부(31)에 의해 재빠르게 막히고, 아크 방전이 보다 신속하고 확실하게 소멸된다. 또, 공간(63a)은, 오목부(63) 내에 차폐부(31)를 수용할 때에, 오목부(63) 내의 기체를 오목부(63)의 밖으로 배출한다. 이것에 의해, 공간(63a)은, 오목부(63) 내에 차폐부(31)를 수용하는 작업을 용이하게 하여, 보호 소자(100)의 생산성을 향상시킨다.

본 실시 형태에서는, 공간(63a)이, 오목부(63)의 Y방향 양단부에 각각 형성되어 있기 때문에, 공간(63a)을 통한 오목부(63) 내로의 기체의 공급 불균일, 및 오목부(63) 내로부터 오목부(63)의 밖으로의 기체의 배출 불균일이 발생하기 어렵다. 이 때문에, 공간(63a)을 갖는 것에 의한 효과가, 보다 현저하게 얻어진다.

본 실시 형태에서는, 공간(63a)을 2개 갖는 경우를 예로 들어 설명했으나, 공간의 수는, 1개여도 되고, 3개 이상이어도 되며, 특별히 한정되지 않는다.

또, 공간은, 오목부(63)의 내벽면을 따라 형성되어 있으면 되며, 공간의 평면 형상은, 특별히 한정되지 않는다.

제1 케이스(6a)의 제2 케이스(6b)와 접하는 제1 접합면에는, 수용부(60)를 둘러싸는 환상의 접착제 침입 저지 홈(67c)이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 접착제 침입 저지 홈(67c)의 평면에서 봤을 때 Y방향 외측은, 제2 케이스(6b)와 접착되는 제1 접착 부위로 되어 있다. 제1 접착 부위는, 제1 케이스(6a)의 제1 접합면의 Y방향 가장자리부를 따라 형성되어 있다.

본 실시 형태에서는, 제1 케이스(6a)에 있어서의, 제2 케이스(6b)에 형성된 접착제 침입 저지 홈(67d)과 대향 배치되는 위치에, 띠 형상으로 접착제 침입 저지 홈(67c)이 형성되어 있다.

접착제 침입 저지 홈(67c)은, 제2 케이스(6b)에 형성된 접착제 침입 저지 홈(67d)과 평면에서 봤을 때 동일한 형상이며, 대략 일정한 깊이로 형성되어 있다. 접착제 침입 저지 홈(67d)의 깊이는, 제2 케이스(6b)에 형성된 접착제 침입 저지 홈(67c)과 동일해도 되고, 도 19에 나타내는 바와 같이, 상이해도 된다.

제1 케이스(6a) 및 제2 케이스(6b)에 형성된 접착제 침입 저지 홈(67c, 67d)은, 제1 케이스(6a)와 제2 케이스(6b)를 접착제를 이용하여 접합한 경우에, 여분의 접착제가 퓨즈 엘리먼트(2)에 부착되거나, 수용부(60) 내로 침입하는 것을 방지한다. 접착제 침입 저지 홈(67c, 67d)이 설치되어 있음으로써, 퓨즈 엘리먼트(2)에 접착제가 부착되어 퓨즈 엘리먼트(2)의 도전성을 저하시키는 것을 방지할 수 있다. 또, 접착제 침입 저지 홈(67c, 67d)이 설치되어 있음으로써, 수용부(60) 내로 침입한 접착제가 슬라이더(3)의 이동에 지장을 초래하는 것을 방지할 수 있다.

접착제 침입 저지 홈(67c, 67d)은, 제1 케이스(6a)와 제2 케이스(6b)를 접착제를 이용하여 접합하는 경우에는, 형성되어 있는 것이 바람직하지만, 형성되어 있지 않아도 된다.

또, 접착제 침입 저지 홈(67c, 67d) 중, 어느 한쪽만 형성되어 있어도 된다.

도 23의 (a) 및 도 23의 (c)에 나타내는 바와 같이, 제1 볼록부(68d)의 접착제 침입 저지 홈(67d)을 사이에 두고 X방향 외측에는, 각각 제2 볼록부(68e)가 설치되어 있다. 제2 볼록부(68e)의 표면은, Z방향에 있어서 제1 볼록부(68d)와 동일 평면으로 되어 있다. 또, 제2 볼록부(68e)의 Y방향의 길이는, 제1 볼록부(68d)와 동일하게 되어 있다.

제1 케이스(6a)의 제2 케이스(6b)와의 대향면에 있어서의 4개의 모서리부에는, 각각 대략 원기둥 형상의 접합 볼록부(69b)가 설치되어 있다. 각 접합 볼록부(69b)는, 각각 제2 케이스(6b)에 형성되어 있는 접합 구멍(69a)에 끼워맞춘다. 본 실시 형태에서는, 접합 볼록부(69b) 및 접합 구멍(69a)이, 4개의 모서리부에 각각 형성되어 있기 때문에, 제1 케이스(6a)와 제2 케이스(6b)가 소정의 위치에 정밀도 높게 고정된다.

본 실시 형태에서는, 접합 구멍(69a)으로서 대략 원통 형상의 것이 형성되어 있는 경우를 예로 들어 설명했으나, 접합 구멍의 형상은, 대략 원통 형상으로 한정되는 것은 아니다. 또, 본 실시 형태에서는, 접합 볼록부(69b)로서 대략 원기둥 형상의 것이 설치되어 있는 경우를 예로 들어 설명했으나, 접합 볼록부의 형상은, 대략 원기둥 형상으로 한정되는 것은 아니다. 접합 구멍(69a) 및 접합 볼록부(69b)는, 예를 들면, 장원 형상, 타원 형상, 다각형 형상의 단면 형상을 갖는 것이어도 된다.

또, 접합 구멍(69a) 및 접합 볼록부(69b)의 수는, 4개로 한정되는 것이 아니며, 1개∼3개여도 되고, 5개 이상이어도 되며, 제1 케이스(6a) 및 제2 케이스(6b)의 평면 형상 등에 따라 적절히 결정할 수 있다.

또, 접합 구멍(69a) 및 접합 볼록부(69b)의 크기는, 특별히 한정되는 것이 아니며, 제1 케이스(6a) 및 제2 케이스(6b)의 두께, 평면 형상 등에 따라 적절히 결정할 수 있다.

제1 케이스(6a) 및 제2 케이스(6b)는, 절연 재료로 이루어진다. 제1 케이스(6a) 및 제2 케이스(6b)의 재료로서는, 슬라이더(3)와 동일한 것을 이용할 수 있다. 제1 케이스(6a) 및 제2 케이스(6b)의 재료와, 슬라이더(3)의 재료는, 동일해도 되고, 상이해도 된다. 또, 제1 케이스(6a)와 제2 케이스(6b)의 재료는, 동일해도 되고, 상이해도 된다.

제1 케이스(6a) 및 제2 케이스(6b)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.

제1 케이스(6a) 및 제2 케이스(6b)의 재료로서, 유리 전이 온도가 높은 수지 재료를 이용하는 경우, 내트래킹성이 높기 때문에, 나일론계 수지를 이용하는 것이 바람직하다. 나일론계 수지 중에서도, 특히, 나일론 46, 나일론 6T, 나일론 9T를 이용하는 것이 바람직하다.

제1 케이스(6a) 및 제2 케이스(6b)는, 공지의 방법에 의해 제조할 수 있다.

(보호 소자의 제조 방법)

다음으로, 본 실시 형태의 보호 소자(100)의 제조 방법에 대하여, 예를 들어 설명한다.

도 24의 (a) 및 도 24의 (b)는, 제4 실시 형태의 보호 소자(100)의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도이다.

본 실시 형태의 보호 소자(100)를 제조하려면, 도 20의 (b)에 나타내는 퓨즈 엘리먼트(2)와, 도 21의 (a)~도 21의 (e)에 나타내는 슬라이더(3)를 준비한다. 그리고, 슬라이더(3)의 차폐부 관통 구멍(32)에 퓨즈 엘리먼트(2)를 관통시켜, 도 24의 (a)에 나타내는 바와 같이, 슬라이더(3)의 판상부(30) 상에 퓨즈 엘리먼트(2)를 재치하고, 슬라이더(3)의 차폐부 관통 구멍(32) 내에 퓨즈 엘리먼트(2)의 차단부(23)를 배치한다.

다음으로, 제1 단자(61) 및 제2 단자(62)를 준비한다. 그리고, 도 20의 (a)에 나타내는 바와 같이, 퓨즈 엘리먼트(2)의 제1 단부(21) 상에 제1 단자(61)를 납땜함으로써 접속한다. 또, 제2 단부(22) 상에 제2 단자(62)를 납땜함으로써 접속한다. 본 실시 형태에 있어서 납땜에 사용되는 납땜 재료로서는, 공지의 것을 이용할 수 있으며, 저항률과 융점의 관점에서 Sn을 주성분으로 하는 것을 이용하는 것이 바람직하다.

퓨즈 엘리먼트(2)의 제1 단부(21), 제2 단부(22)와, 제1 단자(61), 제2 단자(62)는, 용접에 의한 접합에 의해 접속되어 있어도 되고, 리벳 접합, 나사 접합 등의 기계적 접합에 의해 접속되어 있어도 되며, 공지의 접합 방법을 이용할 수 있다.

다음으로, 도 23의 (a)~도 23의 (c)에 나타내는 제1 케이스(6a)와, 도 22의 (a)~도 22의 (c)에 나타내는 제2 케이스(6b)를 준비한다. 그리고, 도 24의 (b)에 나타내는 바와 같이, 제2 케이스(6b) 상에, 퓨즈 엘리먼트(2)와, 제1 단자(61) 및 제2 단자(62)와, 슬라이더(3)가 일체화된 부재를 설치한다. 상기 부재는, 도 20에 나타내는 바와 같이, 슬라이더(3)의 볼록부(33)를 제4 벽면(6f) 측을 향해서, 제2 케이스(6b)의 제2 오목부(68b) 내에 형성된 제4 삽입 구멍(66)과, 볼록부(33)가 평면에서 봤을 때 겹치도록 배치함과 더불어, 슬라이더(3)의 차폐부(31)를 제2 케이스(6b)의 제1 벽면(6c)을 따라 배치한다. 이것에 의해, 슬라이더(3)는, 제4 벽면(6f)과 이격된 상태에서, 제2 오목부(68b) 상에, 퓨즈 엘리먼트(2)의 차단부(23)에 의해 지지된 상태가 된다.

그 후, 제2 케이스(6b)에 형성된 접합 구멍(69a)과, 제1 케이스(6a)에 설치된 접합 볼록부(69b)를 끼워맞춰서, 제1 케이스(6a)와 제2 케이스(6b)를 접합한다(도 2 참조).

제1 케이스(6a)와 제2 케이스(6b)의 접합에는, 필요에 따라 접착제를 이용할 수 있다. 접착제로서는, 예를 들면, 열경화성 수지를 포함하는 접착제를 이용할 수 있다.

제1 케이스(6a)와 제2 케이스(6b)를 접합할 때, 오목부(63) 내에 차폐부(31)를 수용하고, 제2 케이스(6b)에 형성된 접착제 침입 저지 홈(67c)과, 제1 케이스(6a)에 형성된 접착제 침입 저지 홈(67d)을 대향 배치하고, 제2 케이스(6b)에 설치된 2개의 삽입 구멍 형성면(64c, 65c)과, 제1 케이스(6a)의 2개의 제1 볼록부(68d)가, 각각 평면에서 봤을 때 겹치도록 배치하여 접합한다(도 2 참조). 이것에 의해, 케이스(6) 내에, 슬라이더(3)의 판상부(30)에 의해 구분된 제1 공간(60a)과 제2 공간(60b)으로 이루어지는 수용부(60)가 형성된다.

또, 제1 케이스(6a)와 제2 케이스(6b)를 접합할 때에는, 대향 배치된 2개의 삽입 구멍 형성면(64c, 65c)과 제1 볼록부(68d) 사이에, 퓨즈 엘리먼트(2)를 각각 설치한다. 따라서, 제1 케이스(6a)와 제2 케이스(6b)를 접합함으로써, 수용부(60) 내의 제1 벽면(6c)에 개구되는 제1 삽입 구멍(64)에, 퓨즈 엘리먼트(2)의 제1 단부(21)가 수용되고, 제2 벽면(6d)에 개구되는 제2 삽입 구멍(65)에, 퓨즈 엘리먼트(2)의 제2 단부(22)가 수용되며(도 19 참조), 퓨즈 엘리먼트(2)에 접속된 제1 단자(61) 및 제2 단자(62)의 일부가, 케이스(6)의 외부로 노출된 상태가 된다(도 17 참조).

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

(보호 소자의 동작)

다음으로, 본 실시 형태의 보호 소자(100)의 퓨즈 엘리먼트(2)에, 정격 전류를 초과하는 전류가 흐른 경우에 있어서의 보호 소자(100)의 동작에 대하여, 도면을 이용해서 설명한다.

도 25~도 27은, 제4 실시 형태의 보호 소자(100)의 동작을 설명하기 위한 도면이며, 도 17에 나타내는 A-A'선을 따라 절단한 단면도이다.

본 실시 형태의 보호 소자(100)의 퓨즈 엘리먼트(2)에 정격 전류를 초과하는 전류가 흐르면, 퓨즈 엘리먼트(2)는, 과전류에 의한 발열에 의해 승온한다. 그리고, 슬라이더(3)의 차폐부 관통 구멍(32) 내에 배치된 퓨즈 엘리먼트(2)의 차단부(23)가, 승온에 의해 연화되어, 용단된다. 이 때, 도 25에 나타내는 바와 같이, 차단부(23)의 용단면들 사이에 스파크가 발생하고, 도 26에 나타내는 바와 같이, 아크 방전이 발생한다. 아크 방전이 발생하면, 제1 공간(60a) 내의 압력이 상승한다.

본 실시 형태의 보호 소자(100)에서는, 제1 공간(60a) 내의 압력 상승에 의해, 수용부(60) 내에 있어서의 제1 공간(60a)의 비율이 커지도록, 슬라이더(3)가 이동(도 26에서는, 하방으로 이동)한다. 그 결과, 도 26에 나타내는 바와 같이, 퓨즈 엘리먼트(2)의 제1 단부(21)가 수용된 제1 삽입 구멍(64)의 개구(64d)가, 슬라이더(3)의 차폐부(31)에 의해 막힌다. 이것에 의해, 용단된 차단부(23)의 용단면들이, 도 27에 나타내는 바와 같이, 슬라이더(3)의 차폐부(31)에 의해 절연되고, 퓨즈 엘리먼트(2)를 통한 통전 경로가, 물리적으로 확실하게 차단된다. 따라서, 아크 방전이 신속하게 소멸(소호)한다.

또, 제1 공간(60a) 내의 압력 상승에 의한 슬라이더(3)의 이동에 의해, 도 27에 나타내는 바와 같이, 슬라이더(3)의 볼록부(33)가 제4 삽입 구멍(66) 내에 수용된다. 이 때문에, 이동 중의 슬라이더(3)의 위치 어긋남이 방지되어, 소정의 위치로 슬라이더(3)가 이동하고, 슬라이더(3)가 제4 벽면(6f) 상에 고정된다. 따라서, 이동한 슬라이더(3)가 원래의 위치로 되돌아오는 리바운드가 발생하기 어렵고, 아크 방전이 보다 확실하게 소멸된다. 또, 슬라이더(3)의 볼록부(33)가 제4 삽입 구멍(66) 내에 수용됨으로써, 소정의 위치로 슬라이더(3)가 이동한 것을, 케이스(6)의 밖에서 확인할 수 있다.

본 실시 형태에서는, 제1 공간(60a) 내의 압력 상승에 의해, 수용부(60) 내에 있어서의 제1 공간(60a)의 비율이 커지도록 슬라이더(3)가 이동해도, 제2 공간(60b) 내의 압력 상승이 억제된다. 이는, 제4 삽입 구멍(66) 및 리크 구멍(67a, 67b)(도 22의 (a) 및 도 22의 (c) 참조)을 통하여, 제2 공간(60b) 내의 기체가 수용부(60)의 밖으로 배출되기 때문이다. 따라서, 제2 공간(60b) 내의 압력 상승에 의해, 슬라이더(3)의 이동이 방해받는 경우가 없어, 슬라이더(3)가 신속하게 이동한다. 그 결과, 본 실시 형태의 보호 소자(100)에서는, 아크 방전이 보다 신속하고 확실하게 소멸된다. 또, 제2 공간(60b) 내의 압력 상승에 의해, 수용부(60)가 파괴되는 것을 방지할 수 있기 때문에, 안전성이 우수하다.

리크 구멍(67a, 67b)은, 제1 공간(60a) 내의 압력 상승에 의해, 슬라이더(3)의 제2 면(30d)이 제4 벽면(6f)에 밀어붙여짐으로써 막힌다.

본 실시 형태의 보호 소자(100)에서는, 도 19에 나타내는 바와 같이, 제1 공간(60a)의 체적이, 제2 공간(60b)의 체적보다 작다. 이 때문에, 제1 공간(60a)의 체적이, 제2 공간(60b)의 체적보다 큰 경우와 비교하여, 퓨즈 엘리먼트(2)의 차단부(23)의 용단 시에 발생하는 아크 방전에 의한 제1 공간(60a) 내의 압력 변화가 급준해지기 쉽다. 그 결과, 제1 공간(60a) 내의 압력 상승에 의한 슬라이더(3)의 이동이 민첩한 것이 되어, 아크 방전이 보다 신속하고 확실하게 소멸된다.

본 실시 형태의 보호 소자(100)에서는, 퓨즈 엘리먼트(2)의 차단부(23)의 용단 시에 발생하는 아크 방전에 의해, 케이스(6)의 수용부(60) 내에 있어서의 제1 공간(60a) 내의 압력이 상승하면, 제1 공간(60a)의 비율이 커지도록 슬라이더(3)가 이동한다. 이것에 의해, 퓨즈 엘리먼트(2)의 제1 단부(21)가 수용된 제1 삽입 구멍(64)의 개구(64d)가, 슬라이더(3)의 차폐부(31)에 의해 막힌다. 따라서, 본 실시 형태의 보호 소자(100)에서는, 용단된 퓨즈 엘리먼트(2)의 용단면들이, 슬라이더(3)의 차폐부(31)에 의해 절연된다. 그 결과, 퓨즈 엘리먼트(2)의 용단 시에 발생하는 아크 방전이, 신속하게 소멸(소호)된다. 따라서, 본 실시 형태의 보호 소자(100)는, 예를 들면, 고전압 또한 대전류의 전류 경로에도 바람직하게 설치할 수 있다.

[제5 실시 형태]

도 28은, 제5 실시 형태의 보호 소자(200)를 설명하기 위한 단면도이며, 제4 실시 형태에 따른 보호 소자(100)를 도 17에 나타내는 A-A'선을 따라 절단한 위치에 대응하는 단면도이다. 도 29는, 제5 실시 형태의 보호 소자(200)의 일부를 설명하기 위한 확대도이며, 도 29의 (a)는 슬라이더를 나타낸 평면도이고, 도 29의 (b)는 제1 케이스를 나타낸 평면도이며, 도 29의 (c)는 슬라이더 방착 홈을 나타낸 사시도이다.

제5 실시 형태에 따른 보호 소자(200)에 있어서, 상술한 제4 실시 형태에 따른 보호 소자(100)와 동일한 부재에 대해서는, 동일한 부호를 붙이고, 설명을 생략한다.

제5 실시 형태에 따른 보호 소자(200)가, 제4 실시 형태에 따른 보호 소자(100)와 상이한 곳은, 제1 공간(60a) 측의 판상부(30) 상과, 제1 공간(60a) 내의 퓨즈 엘리먼트(2)와 대향 배치되는 제3 벽면(6e)에, 각각 홈이 배치되어 있는 것뿐이다.

도 28 및 도 29의 (a)에 나타내는 바와 같이, 제1 공간(60a) 측의 판상부(30) 상의 전면에는, X방향(제1 방향)과 교차하는 방향(Y방향)으로 연장되는 슬라이더 방착 홈(43)이 복수개 병행으로 배치되어 있다. 도 29의 (a)에 나타내는 복수개의 슬라이더 방착 홈(43)은, 단면에서 봤을 때 직사각형으로 모두 동일한 형상이며, 소정의 피치로 등간격으로 늘어서 있다.

본 실시 형태에서는, 슬라이더 방착 홈(43)으로서, X방향과 교차하는 방향으로 연장되는 홈이 배치되어 있는 경우를 예로 들어 설명했으나, 슬라이더 방착 홈의 연장 방향은, 특별히 한정되는 것이 아니며, X방향으로 연장되어 있어도 된다.

도 29의 (c)에 나타내는 바와 같이, 슬라이더 방착 홈(43)의 폭(43a)은, 예를 들면, 100μm~200μm로 할 수 있다. 또, 인접하는 슬라이더 방착 홈(43) 간의 간격(43b)(피치)은, 예를 들면, 100μm~200μm로 할 수 있다. 슬라이더 방착 홈(43)이 깊이(43c)는, 예를 들면, 100μm~200μm로 할 수 있다.

슬라이더 방착 홈(43)의 폭(43a), 인접하는 슬라이더 방착 홈(43) 간의 간격(43b), 깊이(43c)가, 상기 범위 내이면, 퓨즈 엘리먼트(2)의 용단 시에 제1 공간(60a) 내에서 비산한 퓨즈 엘리먼트(2)의 용융물이, 새로운 통전 경로를 형성하는 것을 방지하는 효과가 현저해진다. 게다가, 슬라이더 방착 홈(43)의 폭(43a), 인접하는 슬라이더 방착 홈(43) 간의 간격(43b), 깊이(43c)가, 상기 범위 내이면, 슬라이더 방착 홈(43)을 갖는 것이 보호 소자(200)의 생산성 및 소형화에 지장을 초래하거나, 판상부(30)의 강도에 지장을 초래하는 경우가 없다.

슬라이더 방착 홈(43)의 개수는, 판상부(30)의 면적, 슬라이더 방착 홈(43)의 폭(43a), 인접하는 슬라이더 방착 홈(43) 간의 간격(43b)에 따라, 적절히 결정할 수 있으며, 특별히 한정되지 않는다.

슬라이더 방착 홈(43)은, 공지의 방법에 의해 형성할 수 있다.

도 28 및 도 29의 (b)에 나타내는 바와 같이, 제1 공간(60a) 내의 퓨즈 엘리먼트(2)와 대향 배치되는 제3 벽면(6e)의 전면에, X방향(제1 방향)과 교차하는 방향으로 연장되는 벽면 방착 홈(46)이 복수개 병행으로 배치되어 있다. 도 29의 (b)에 나타내는 복수개의 벽면 방착 홈(46)은, 단면에서 봤을 때 직사각형으로 모두 동일한 형상이며, 소정의 피치로 등간격에 늘어서 있다.

도 28에 나타내는 본 실시 형태의 보호 소자(200)에서는, 벽면 방착 홈(46)의 형상은, 도 29의 (c)에 나타내는 슬라이더 방착 홈(43)의 형상과 동일하게 되어 있다.

본 실시 형태에서는, 벽면 방착 홈(46)의 형상으로서, 슬라이더 방착 홈(43)과 동일한 형상인 경우를 예로 들어 설명했으나, 벽면 방착 홈(46)의 형상은, 슬라이더 방착 홈(43)과 상이해도 된다.

또, 벽면 방착 홈(46)으로서, X방향과 교차하는 방향으로 연장되는 홈이 배치되어 있는 경우를 예로 들어 설명했으나, 벽면 방착 홈의 연장 방향은, 특별히 한정되는 것이 아니며, X방향으로 연장되어 있어도 된다. 벽면 방착 홈(46)의 연장 방향은, 도 28에 나타내는 본 실시 형태의 보호 소자(200)와 같이, 슬라이더 방착 홈(43)과 동일해도 되고, 슬라이더 방착 홈(43)과 상이해도 된다.

벽면 방착 홈(46)의 폭, 인접하는 벽면 방착 홈(46) 간의 간격, 깊이는 각각, 상술한 슬라이더 방착 홈(43)의 폭(43a), 인접하는 슬라이더 방착 홈(43) 간의 간격(43b), 깊이(43c)와 동일한 치수 범위로 할 수 있다.

벽면 방착 홈(46)은, 공지의 방법에 의해 형성할 수 있다.

본 실시 형태의 보호 소자(200)에서는, 벽면 방착 홈(46)과 슬라이더 방착 홈(43)의 양쪽을 갖는 경우를 예로 들어 설명했으나, 벽면 방착 홈(46)과 슬라이더 방착 홈(43) 중, 어느 한쪽만 형성되어 있어도 된다.

본 실시 형태의 보호 소자(200)에 있어서도, 제4 실시 형태의 보호 소자(100)와 마찬가지로, 퓨즈 엘리먼트(2)의 차단부(23)의 용단 시에 발생하는 아크 방전에 의해, 케이스(6)의 수용부(60) 내에 있어서의 제1 공간(60a) 내의 압력이 상승하면, 제1 공간(60a)의 비율이 커지도록 슬라이더(3)가 이동한다. 이것에 의해, 퓨즈 엘리먼트(2)의 제1 단부(21)가 수용된 제1 삽입 구멍(64)의 개구(64d)가, 슬라이더(3)의 차폐부(31)에 의해 막힌다. 따라서, 본 실시 형태의 보호 소자(200)에 있어서도, 제4 실시 형태의 보호 소자(100)와 마찬가지로, 퓨즈 엘리먼트(2)의 용단 시에 발생하는 아크 방전이, 신속하게 소멸(소호)된다.

또한, 도 28에 나타내는 본 실시 형태의 보호 소자(200)에 있어서는, 제3 벽면(6e)에 벽면 방착 홈(46)이 형성되고, 판상부(30) 상에 슬라이더 방착 홈(43)이 형성되어 있다. 벽면 방착 홈(46) 및 슬라이더 방착 홈(43)은, 퓨즈 엘리먼트(2)의 용단 시에 제1 공간(60a) 내에서 비산한 퓨즈 엘리먼트(2)의 용융물이, 통전 경로를 형성하는 것을 방지한다. 이 때문에, 본 실시 형태의 보호 소자(200)에서는, 퓨즈 엘리먼트(2)의 용단 시에 발생하는 아크 방전이, 보다 확실하고 신속하게 소멸(소호)된다.

[제6 실시 형태]

도 30은, 제6 실시 형태의 보호 소자(300)를 설명하기 위한 단면도이다.

제6 실시 형태에 따른 보호 소자(300)에 있어서, 상술한 제4 실시 형태에 따른 보호 소자(100)와 동일한 부재에 대해서는, 동일한 부호를 붙이고, 설명을 생략한다.

제6 실시 형태에 따른 보호 소자(300)가, 제4 실시 형태에 따른 보호 소자(100)와 상이한 곳은, 제3 벽면(6e)에 개구되는 오목부(63)가 없고, 제1 공간(60c) 내의 높이(Z방향의 길이) 치수가 대략 균일하게 되어 있는 것뿐이다.

도 30에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태의 보호 소자(300)에 있어서의 제1 공간(60c)은, 제4 실시 형태에 따른 보호 소자(100)와 마찬가지로, 제2 공간(60b)과 동일한 평면 형상을 갖는다.

한편, 보호 소자(300)에 있어서의 제1 공간(60c)의 높이(Z방향의 길이) 치수는, 제4 실시 형태에 따른 보호 소자(100)와는 달리, 대략 균일하며, 슬라이더(3)의 판상부(30)에 있어서의 제1 면(30c)의 상면으로부터 차폐부(31)의 상면까지의 거리(Z방향의 길이)보다 긴 것으로 되어 있다.

제6 실시 형태의 보호 소자(300)는, 제1 케이스(6a)의 제2 케이스(6b)와 대향 배치되는 측의 면에, 공지의 방법을 이용하여, 제1 공간(60c)의 형상에 대응하는 오목부를 형성하는 것 이외에는, 상술한 제4 실시 형태에 따른 보호 소자(100)와 동일한 방법에 의해 제조할 수 있다.

본 실시 형태의 보호 소자(300)에 있어서도, 제4 실시 형태의 보호 소자(100)와 마찬가지로, 퓨즈 엘리먼트(2)의 차단부(23)의 용단 시에 발생하는 아크 방전에 의해, 케이스(6)의 수용부(60) 내에 있어서의 제1 공간(60c) 내의 압력이 상승하면, 제1 공간(60c)의 비율이 커지도록 슬라이더(3)가 이동한다. 이것에 의해, 퓨즈 엘리먼트(2)의 제1 단부(21)가 수용된 제1 삽입 구멍(64)의 개구(64d)가, 슬라이더(3)의 차폐부(31)에 의해 막힌다. 따라서, 본 실시 형태의 보호 소자(300)에 있어서도, 제4 실시 형태의 보호 소자(100)와 마찬가지로, 퓨즈 엘리먼트(2)의 용단 시에 발생하는 아크 방전이, 신속하게 소멸(소호)된다.

또, 도 30에 나타내는 제6 실시 형태에 따른 보호 소자(300)에 있어서는, 제1 공간(60c) 내의 제3 벽면(6e)에 개구되는 오목부(63)가 없고, 제1 공간(60c) 내의 높이(Z방향의 길이) 치수가 대략 균일하게 되어 있다. 이 때문에, 제1 케이스(6a)의 제2 케이스(6b)와 대향 배치되는 측의 면에, 제3 벽면(6e)에 개구되는 오목부(63)를 형성할 필요는 없으며, 조립 시에 오목부(63) 내에 차폐부(31)를 수용할 필요도 없다. 또, 본 실시 형태의 보호 소자(300)에 있어서의 제1 공간(60c)은, 단순하고 형성하기 쉬운 형상이다. 따라서, 본 실시 형태의 보호 소자(300)는, 제1 공간(60c)이 되는 오목부를 갖는 제1 케이스(6a)를 용이하게 효율적으로 제조할 수 있고, 조립도 용이하며, 생산성이 우수하다.

[제7 실시 형태]

도 31은, 제7 실시 형태의 보호 소자(400)를 설명하기 위한 단면도이며, 제4 실시 형태에 따른 보호 소자(100)를 도 17에 나타내는 A-A'선을 따라 절단한 위치에 대응하는 단면도이다. 도 32는, 제7 실시 형태의 보호 소자(400)가 갖는 슬라이더와 발열 부재(발열체)를 나타낸 사시도이다.

제7 실시 형태에 따른 보호 소자(400)가, 제4 실시 형태에 따른 보호 소자(100)와 상이한 곳은, 차단부(23)를 용단하는 발열 부재(51)가 구비되어 있는 것뿐이다.

제7 실시 형태의 보호 소자(400)에서는, 도 31에 나타내는 바와 같이, 발열 부재(51)가, 퓨즈 엘리먼트(2)의 제2 공간(60b) 측에, 차단부(23)에 접해서 배치되어 있다. 발열 부재(51)는, 퓨즈 엘리먼트(2)의 차단부(23)를 가열하여 연화시키는 기능을 갖는다. 발열 부재(51)는, 보호 소자(400)의 통전 경로가 되는 외부 회로에 이상이 발생하여 통전 경로를 차단할 필요가 생긴 경우에, 외부 회로에 설치된 전류 제어 소자에 의해 통전되어 발열한다. 또, 퓨즈 엘리먼트(2)가 용단되면, 발열 부재(51)로의 급전이 차단되어, 발열 부재(51)의 발열이 정지된다. 발열 부재(51)로서는, 공지의 것을 이용할 수 있다.

제7 실시 형태의 보호 소자(400)에서는, 도 31 및 도 32에 나타내는 바와 같이, 슬라이더(3)의 판상부(30) 상에는, 발열 부재(51)가 수용되는 발열 부재용 오목부(52)가 설치되어 있다.

발열 부재용 오목부(52)는, 도 32에 나타내는 바와 같이, 판상부(30)의 제1 가장자리부(30a)를 따르는 차폐부 관통 구멍(32)과의 대향면에 설치되어 있다.

발열 부재(51)는, 대략 직방체 형상을 갖는 것이며, 발열 부재(51)의 X방향(제1 방향) 및 Y방향의 폭은, 퓨즈 엘리먼트(2)의 차단부(23)를 효율적으로 가열할 수 있도록, 차단부(23)의 X방향 및 Y방향의 폭에 따라 적절히 결정된다. 또, 발열 부재용 오목부(52)의 X방향 및 Y방향의 폭은, 발열 부재(51)의 X방향 및 Y방향의 폭에 따라 결정된다.

제7 실시 형태의 보호 소자(400)에 있어서, 발열 부재용 오목부(52)의 깊이(Z방향의 길이)는, 발열 부재용 오목부(52) 내에 발열 부재(51)를 설치한 상태에서의, 슬라이더(3)의 판상부(30) 상과 발열 부재(51) 상이 동일 평면이 되는 깊이로 되어 있다.

제7 실시 형태의 보호 소자(400)는, 발열 부재용 오목부(52) 내에 공지의 방법에 의해 발열 부재(51)를 설치하고 나서, 슬라이더(3)의 차폐부 관통 구멍(32)에 퓨즈 엘리먼트(2)를 관통시키는 것 이외에는, 상술한 제4 실시 형태에 따른 보호 소자(100)와 동일한 방법에 의해 제조할 수 있다.

본 실시 형태의 보호 소자(400)에 있어서도, 제4 실시 형태의 보호 소자(100)와 마찬가지로, 퓨즈 엘리먼트(2)의 차단부(23)의 용단 시에 발생하는 아크 방전에 의해, 케이스(6)의 수용부(60) 내에 있어서의 제1 공간(60a) 내의 압력이 상승하면, 제1 공간(60a)의 비율이 커지도록 슬라이더(3)가 이동한다. 이것에 의해, 퓨즈 엘리먼트(2)의 제1 단부(21)가 수용된 제1 삽입 구멍(64)의 개구(64d)가, 슬라이더(3)의 차폐부(31)에 의해 막힌다. 따라서, 본 실시 형태의 보호 소자(400)에 있어서도, 제4 실시 형태의 보호 소자(100)와 마찬가지로, 퓨즈 엘리먼트(2)의 용단 시에 발생하는 아크 방전이, 신속하게 소멸(소호)된다.

또, 도 31에 나타내는 제7 실시 형태에 따른 보호 소자(400)에 있어서는, 차단부(23)를 용단하는 발열 부재(51)가, 퓨즈 엘리먼트(2)의 제2 공간(60b) 측에, 차단부(23)에 접해서 배치되어 있다. 따라서, 보호 소자(400)의 통전 경로가 되는 외부 회로에 이상이 발생하여 통전 경로를 차단할 필요가 생긴 경우, 외부 회로에 설치된 전류 제어 소자에 의해 통전되어 발열 부재(51)가 발열하여, 효율적으로 차단부(23)가 가열된다. 또, 퓨즈 엘리먼트(2)가 용단되면, 발열 부재(51)로의 급전이 차단되어, 발열 부재(51)의 발열이 정지된다. 따라서, 본 실시 형태의 보호 소자(400)는, 우수한 안전성을 갖는다.

[다른 예]

본 발명의 보호 소자는, 상술한 제1 실시 형태~제7 실시 형태의 보호 소자에 한정되는 것은 아니다.

예를 들면, 상술한 제4 실시 형태~제7 실시 형태에서는, 슬라이더(3)의 판상부(30)에 있어서의 차폐부(31)와 반대 측의 면에 볼록부(33)가 설치되고, 제2 공간(60b) 내의 슬라이더(3)와 대향 배치되는 제4 벽면(6f)에 개구되는 제4 삽입 구멍(66)을 갖는 경우를 예로 들어 설명했으나, 슬라이더(3)의 볼록부(33) 및 제4 벽면(6f)에 개구되는 제4 삽입 구멍(66)은, 필요에 따라 형성되는 것이며, 형성되지 않아도 된다.

또, 상술한 제4 실시 형태~제7 실시 형태에서는, 제4 벽면(6f)에 개구되고, 케이스(6)를 관통하는 리크 구멍(67a, 67b)이 형성되어 있는 경우를 예로 들어 설명했으나, 리크 구멍(67a, 67b)은, 필요에 따라 형성되는 것이며, 형성되지 않아도 된다.

2: 퓨즈 엘리먼트 3: 슬라이더
6: 케이스 6a: 제1 케이스
6b: 제2 케이스 6c: 제1 벽면
6d: 제2 벽면 6e: 제3 벽면
6f: 제4 벽면 21: 제1 단부
22: 제2 단부 23: 차단부
25: 제1 연결부 26: 제2 연결부
30: 판상부 30a: 제1 가장자리부
30c: 제1 면 30d: 제2 면
31: 차폐부 32: 차폐부 관통 구멍
33: 볼록부 43: 슬라이더 방착 홈
46: 벽면 방착 홈 51: 발열 부재
52: 발열 부재용 오목부 60: 수용부
60a, 60c: 제1 공간 60b: 제2 공간
61: 제1 단자 61a, 62a: 외부 단자 구멍
61c, 62c: 플랜지부 62: 제2 단자
63: 오목부 63a: 공간
64: 제1 삽입 구멍 64a, 65a: 오목부
64b, 65b: 단자 재치면 64c, 65c: 삽입 구멍 형성면
65: 제2 삽입 구멍 64d: 개구
66: 제4 삽입 구멍 66a: 개구부
67a, 67b: 리크 구멍 67c, 67d 접착제 침입 저지 홈
68a: 제1 맞닿음면 68b: 제2 오목부
68c: 제2 맞닿음면 68d: 제1 볼록부
68e: 제2 볼록부 69a: 접합 구멍
69b: 접합 볼록부 100, 200, 300, 400: 보호 소자
102, 202, 202A, 202AA: 퓨즈 엘리먼트
202AA-2, 202AA-3: 발열체용 퓨즈 엘리먼트
103, 203: 슬라이더 106, 206: 케이스
106a, 206a: 제1 케이스 106b, 206b: 제2 케이스
123, 223: 차단부 130, 230: 판상부
131, 231: 차폐부 132, 232: 차폐부 관통 구멍
160, 260: 수용부 160a, 260a: 차폐부 수용 공간
160b, 260b: 판상부 이동 공간 260c: 판상부 수용 공간
261: 퓨즈 엘리먼트 수용 공간 268a, 268b: 내부 리크 구멍
271: 외부 리크 구멍 290a, 290b: 발열체
1000, 2000, 3000: 보호 소자

Claims

제1 방향으로 통전하는 퓨즈 엘리먼트와,
절연 재료로 이루어지고, 상기 제1 방향으로 연장되는 판상부와, 상기 판상부 상에, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 세워 설치된 차폐부와, 상기 차폐부를 관통하는 차폐부 관통 구멍을 갖는 슬라이더와,
절연 재료로 이루어지고, 상기 퓨즈 엘리먼트의 일부와 상기 슬라이더가 수납되는 수용부를 내부에 갖는 케이스가 구비되며,
상기 수용부는, 상기 차폐부가 수용되고, 상기 제2 방향으로 이동 가능한 차폐부 수용 공간과, 상기 판상부가 수용되고, 상기 제2 방향으로 이동 가능한 판상부 이동 공간을 가지며,
상기 퓨즈 엘리먼트의 용단 전에는, 상기 차폐부 관통 구멍에 상기 퓨즈 엘리먼트가 삽입된 상태에서 상기 슬라이더와 상기 퓨즈 엘리먼트가 상기 케이스에 수용되어 있는, 보호 소자.
청구항 1에 있어서,
상기 퓨즈 엘리먼트는, 제1 단부와 제2 단부와 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이에 설치된 차단부를 가지고,
상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부를 향하는 상기 제1 방향으로 통전되며,
상기 퓨즈 엘리먼트의 용단 전에는, 상기 퓨즈 엘리먼트의 상기 차단부가 상기 슬라이더의 상기 차폐부 관통 구멍 내에 배치되어 있는, 보호 소자.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 슬라이더는, 상기 퓨즈 엘리먼트의 용단에 수반하여 발생하는 방전에 의한 상승 압력을 받아 상기 수용부 내를 이동하고, 상기 퓨즈 엘리먼트의 용단면들을 차단하는, 보호 소자.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 퓨즈 엘리먼트를 가열하는 발열체를 구비하는, 보호 소자.
청구항 4에 있어서,
상기 발열체는 저항체이며, 상기 발열체의 양단에 전기적으로 접속된 급전선을 구비하고, 발열체는 상기 퓨즈 엘리먼트와 전기적으로 독립되며, 상기 급전선이 상기 케이스에 형성한 급전선 구멍을 통하여 외부로 인출되어 있는, 보호 소자.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 케이스는, 상기 판상부 이동 공간과 상기 케이스의 외부를 연결하는 외부 리크 구멍을 갖는, 보호 소자.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 케이스는, 복수의 케이스 부재가 일체화된 것인, 보호 소자.
청구항 7에 있어서,
상기 복수의 케이스 부재의 대향하는 적어도 한쪽의 접합면에는, 접착 에어리어와 접착제 침입 저지 홈을 가지고,
상기 접착제 침입 저지 홈은, 상기 접착 에어리어와 상기 수용부 사이에 설치되어, 상기 접착제의 상기 수용부 공간으로의 침입을 방지하는, 보호 소자.
청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
상기 슬라이더는, 복수의 슬라이더 부재가 일체화된 것인, 보호 소자.
청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
상기 케이스 및 상기 슬라이더 중 적어도 한쪽의 재료는, 내(耐)트래킹 지표 CTI가 500V 이상인, 보호 소자.
청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
상기 케이스 및 상기 슬라이더 중 적어도 한쪽의 재료는, 나일론계 수지, 폴리프탈아미드계 수지, 및, 테플론(등록상표)계 수지로 이루어지는 군으로부터 선택된 수지 재료 중 어느 하나인, 보호 소자.
청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
상기 퓨즈 엘리먼트가, 저융점 금속으로 이루어지는 내층과, 고융점 금속으로 이루어지는 외층이 두께 방향으로 적층된 적층체로 이루어지는, 보호 소자.
청구항 12에 있어서,
상기 저융점 금속은, Sn 혹은 Sn을 주성분으로 하는 금속으로 이루어지며,
상기 고융점 금속은, Ag 혹은 Cu, 또는 Ag 혹은 Cu를 주성분으로 하는 금속으로 이루어지는, 보호 소자.
청구항 1 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
상기 퓨즈 엘리먼트는, 상기 제1 방향의 열팽창 및 열수축 스트레스를 완화하는 굴곡부를 갖는, 보호 소자.
청구항 2 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
상기 퓨즈 엘리먼트의 상기 제1 단부에 제1 단자가 접속되며, 상기 제2 단부에 제2 단자가 접속되고, 상기 제1 단자 및 상기 제2 단자는 상기 케이스에 고정되어 있는, 보호 소자.
제1 방향으로 통전하는 퓨즈 엘리먼트와,
절연 재료로 이루어지고, 상기 제1 방향으로 연장되는 판상부와, 상기 판상부의 상기 제1 방향에 있어서의 제1 가장자리부와 당해 제1 가장자리부의 반대 측의 가장자리부인 제2 가장자리부 사이의 위치로부터, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 세워 설치된 차폐부와, 상기 차폐부를 관통하는 차폐부 관통 구멍을 갖는 슬라이더와,
절연 재료로 이루어지고, 상기 퓨즈 엘리먼트의 일부와 상기 슬라이더가 수납되는 수용부를 내부에 갖는 케이스가 구비되며,
상기 수용부는, 상기 퓨즈 엘리먼트를 수용하는 퓨즈 엘리먼트 수용 공간과, 상기 차폐부가 수용되고, 상기 제2 방향으로 이동 가능한 차폐부 수용 공간과, 상기 판상부가 수용되고, 상기 제2 방향으로 이동 가능한 판상부 이동 공간을 가지며,
상기 퓨즈 엘리먼트 수용 공간과 상기 차폐부 수용 공간은 교차하며, 상기 퓨즈 엘리먼트의 용단 전에는, 상기 차폐부 관통 구멍에 상기 퓨즈 엘리먼트가 삽입된 상태에서 상기 슬라이더와 상기 퓨즈 엘리먼트가 상기 케이스에 수용되어 있는, 보호 소자.
청구항 16에 있어서,
상기 퓨즈 엘리먼트는, 제1 단부와 제2 단부와 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이에 설치된 차단부를 가지고,
상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부를 향하는 상기 제1 방향으로 통전되며,
상기 퓨즈 엘리먼트의 용단 전에는, 상기 퓨즈 엘리먼트의 상기 차단부가 상기 슬라이더의 상기 차폐부 관통 구멍 내에 배치되어 있는, 보호 소자.
청구항 17에 있어서,
상기 차단부의 상기 제1 방향과 직교하는 면의 단면적이, 상기 차단부 이외의 영역의 상기 제1 방향과 직교하는 면의 단면적보다 좁은, 보호 소자.
청구항 16 내지 청구항 18 중 어느 한 항에 있어서,
상기 슬라이더는, 상기 퓨즈 엘리먼트의 용단에 수반하여 발생하는 방전에 의한 상승 압력을 받아 상기 수용부 내를 이동하고, 상기 차폐부가 상기 퓨즈 엘리먼트 수용 공간을 차폐하는, 보호 소자.
청구항 16 내지 청구항 19 중 어느 한 항에 있어서,
상기 케이스는, 상기 퓨즈 엘리먼트 수용 공간과 상기 판상부 이동 공간을 연결하는 내부 리크 구멍을 갖는, 보호 소자.
청구항 20에 있어서,
상기 퓨즈 엘리먼트의 용단 시에 발생하는 방전에 의한 상기 퓨즈 엘리먼트 수용 공간 내의 상승 압력이, 상기 내부 리크 구멍을 통하여 상기 슬라이더를 슬라이드시키고, 상기 차폐부가 상기 퓨즈 엘리먼트 수용 공간과 상기 차폐부 수용 공간의 교차부를 차폐하는, 보호 소자.
청구항 16 내지 청구항 21 중 어느 한 항에 있어서,
상기 케이스는, 상기 판상부 이동 공간과 상기 케이스의 외부를 연결하는 외부 리크 구멍을 갖는, 보호 소자.
청구항 16 내지 청구항 22 중 어느 한 항에 있어서,
상기 퓨즈 엘리먼트를 가열하는 발열체를 구비하는, 보호 소자.
청구항 23에 있어서,
상기 발열체는, 상기 퓨즈 엘리먼트 수용 공간의 상기 차폐부 수용 공간을 사이에 둔 2개소에 배치되고, 2개의 상기 발열체가 병렬로 발열체용 퓨즈 엘리먼트로 접속되며, 상기 발열체의 양단에 전기적으로 접속된 급전선을 구비하고, 발열체는 상기 퓨즈 엘리먼트와 전기적으로 독립되며, 상기 급전선이 상기 케이스에 형성한 급전선 구멍을 통하여 외부로 인출되어 있는, 보호 소자.
청구항 16 내지 청구항 24 중 어느 한 항에 있어서,
상기 퓨즈 엘리먼트 수용 공간의 상기 제2 방향의 높이가, 상기 퓨즈 엘리먼트의 상기 제2 방향의 두께의 5배 이하인, 보호 소자.
청구항 16 내지 청구항 25 중 어느 한 항에 있어서,
상기 퓨즈 엘리먼트 상에 당해 퓨즈 엘리먼트를 가열하는 상기 발열체를 구비하며,
상기 퓨즈 엘리먼트 수용 공간의 상기 제2 방향의 높이가, 상기 퓨즈 엘리먼트의 상기 제2 방향의 두께와 상기 발열체의 상기 제2 방향의 두께의 합계의 5배 이하인, 보호 소자.
청구항 16 내지 청구항 26 중 어느 한 항에 있어서,
상기 차폐부와 상기 차폐부 수용 공간의 내벽이 상기 퓨즈 엘리먼트의 상기 제1 방향으로 0.03~0.2mm의 간격으로 근접해 있으며, 상기 판상부의 측면과 상기 판상부 이동 공간의 상기 판상부의 측면과 대향하는 면이 상기 제1 방향으로 0.03~0.2mm의 간격으로 근접해 있는, 보호 소자.
청구항 16 내지 청구항 27 중 어느 한 항에 있어서,
상기 판상부 이동 공간의 일부에 상기 판상부의 측면과 접촉하여, 상기 슬라이더의 리바운드를 억제하는 고정부를 갖는, 보호 소자.
청구항 16 내지 청구항 28 중 어느 한 항에 있어서,
상기 케이스는, 복수의 케이스 부재가 일체화된 것인, 보호 소자.
청구항 29에 있어서,
상기 복수의 상기 케이스 부재는, 상기 제1 방향과 상기 제2 방향과 교차하는 제3 방향에서 보스와 고정 구멍의 끼워맞춤 및 접착제로 접합되어, 일체화되어 있는, 보호 소자.
청구항 16 내지 청구항 30 중 어느 한 항에 있어서,
상기 슬라이더는, 복수의 슬라이더 부재가 일체화된 것인, 보호 소자.
청구항 31에 있어서,
상기 복수의 상기 슬라이더 부재는, 상기 제1 방향과 상기 제2 방향과 교차하는 상기 제3 방향에서 접합되어, 일체화되어 있는, 보호 소자.
청구항 31 또는 청구항 32에 있어서,
상기 복수의 상기 슬라이더 부재의 상기 차폐부의 접합면은, 상기 제1 방향의 간극을 차단하는 볼록부를 갖거나, 또는, 상기 제1 방향의 간극을 차단하는 경사면을 갖는, 보호 소자.
청구항 16 내지 청구항 32 중 어느 한 항에 있어서,
상기 퓨즈 엘리먼트 수용 공간의 벽면에, 상기 제1 방향과 교차하는 방향으로 연장되는 벽면 방착(防着) 홈이 복수개 병행으로 배치되어 있는, 보호 소자.
제1 단부와 제2 단부 사이에 차단부를 가지고, 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부를 향하는 제1 방향으로 통전되는 퓨즈 엘리먼트와,
절연 재료로 이루어지는 판상부와, 상기 판상부의 제1 가장자리부에 세워 설치된 절연 재료로 이루어지는 차폐부와, 상기 차폐부를 관통하는 차폐부 관통 구멍을 갖는 슬라이더와,
절연 재료로 이루어지며, 상기 퓨즈 엘리먼트와 상기 슬라이더가 수납되는 수용부가 내부에 설치되고, 상기 수용부 내의 제1 벽면에 개구되는 제1 삽입 구멍을 갖는 케이스가 구비되며,
상기 수용부 내는 상기 판상부에 의해, 제1 공간과 제2 공간으로 구분되며,
상기 차폐부가 상기 제1 벽면을 따라 배치되고, 상기 차폐부 관통 구멍 내에 상기 차단부가 배치되고, 상기 제1 삽입 구멍 내에 상기 제1 단부가 수용되며,
상기 차단부의 용단 시에 발생하는 아크 방전에 의한 상기 제1 공간 내의 압력 상승에 의해, 상기 수용부 내에 있어서의 상기 제1 공간의 비율이 커지도록 상기 슬라이더가 이동하여, 상기 제1 삽입 구멍의 개구가 상기 차폐부에 의해 막히는, 보호 소자.
청구항 35에 있어서,
상기 제1 공간 측의 상기 판상부 상에 상기 퓨즈 엘리먼트가 재치(載置)되어 있는, 보호 소자.
청구항 35 또는 청구항 36에 있어서,
상기 차단부의 상기 제1 방향과 직교하는 방향의 단면적이, 상기 차단부 이외의 영역의 상기 제1 방향과 직교하는 면의 단면적보다 좁은, 보호 소자.
청구항 35 내지 청구항 37 중 어느 한 항에 있어서,
상기 케이스는, 복수의 부재가 일체화된 것인, 보호 소자.
청구항 35 내지 청구항 38 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 벽면과 상기 제1 방향으로 대향 배치된 제2 벽면에 개구되는 제2 삽입 구멍을 가지고,
상기 제2 삽입 구멍 내에 상기 제2 단부가 수용되어 있는, 보호 소자.
청구항 35 내지 청구항 39 중 어느 한 항에 있어서,
상기 차단부를 용단하는 발열체가 구비되어 있는, 보호 소자.
청구항 35 내지 청구항 40 중 어느 한 항에 있어서,
상기 퓨즈 엘리먼트의 용단 전에는, 상기 제1 공간의 체적이 상기 제2 공간의 체적보다 작은, 보호 소자.
청구항 35 내지 청구항 41 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 공간 내의 상기 퓨즈 엘리먼트와 대향 배치되는 제3 벽면에 개구되는 오목부를 가지고,
상기 오목부 내에 상기 차폐부가 수용되어 있는, 보호 소자.
청구항 35 내지 청구항 42 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 단부에 제1 단자가 전기적으로 접속되며, 상기 제2 단부에 제2 단자가 전기적으로 접속되어 있는, 보호 소자.
청구항 35 내지 청구항 43 중 어느 한 항에 있어서,
상기 판상부의 상기 차폐부와 반대 측의 면에 볼록부가 설치되며,
상기 제2 공간 내의 상기 슬라이더와 대향 배치되는 제4 벽면에 개구되는 제4 삽입 구멍을 가지고,
상기 수용부 내에 있어서의 상기 제1 공간의 비율이 커지도록 상기 슬라이더가 이동함으로써, 상기 제4 삽입 구멍 내에 상기 볼록부가 수용되는, 보호 소자.
청구항 35 내지 청구항 44 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 공간 내의 상기 슬라이더와 대향 배치되는 상기 제4 벽면에 개구되고, 상기 케이스를 관통하는 리크 구멍이 형성되어 있는, 보호 소자.
청구항 45에 있어서,
상기 수용부 내에 있어서의 상기 제1 공간의 비율이 커지도록 상기 슬라이더가 이동함으로써, 상기 리크 구멍이 상기 슬라이더에 의해 막히는, 보호 소자.
청구항 35 내지 청구항 46 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제3 벽면에, 상기 제1 방향과 교차하는 방향으로 연장되는 벽면 방착 홈이 복수개 병행으로 배치되어 있는, 보호 소자.
청구항 35 내지 청구항 47 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 공간 측의 상기 판상부 상에, 상기 제1 방향과 교차하는 방향으로 연장되는 슬라이더 방착 홈이 복수개 병행으로 배치되어 있는, 보호 소자.
청구항 35 내지 청구항 48 중 어느 한 항에 있어서,
상기 퓨즈 엘리먼트가, 저융점 금속으로 이루어지는 내층과, 고융점 금속으로 이루어지는 외층이 두께 방향으로 적층된 적층체로 이루어지는, 보호 소자.
청구항 49에 있어서,
상기 저융점 금속은, Sn 혹은 Sn을 주성분으로 하는 금속으로 이루어지며,
상기 고융점 금속은, Ag 혹은 Cu, 또는 Ag 혹은 Cu를 주성분으로 하는 금속으로 이루어지는, 보호 소자.
청구항 35 내지 청구항 50 중 어느 한 항에 있어서,
상기 케이스는, 제1 케이스와, 상기 제1 케이스와 대향 배치된 제2 케이스가 접착됨으로써 형성된 상기 수용부를 가지며,
상기 제1 케이스의 상기 제2 케이스와 접하는 제1 접합면의 일부에, 상기 제2 케이스와 접착되는 제1 접착 부위가 구비되고,
상기 제2 케이스의 상기 제1 케이스와 접하는 제2 접합면의 일부에, 상기 제1 케이스와 접착되는 제2 접착 부위가 구비되며,
상기 제1 접합면의 상기 수용부와 상기 제1 접착 부위 사이와, 상기 제2 접합면의 상기 수용부와 상기 제2 접착 부위 사이 중 한쪽 또는 양쪽에, 접착제 침입 저지 홈이 형성되어 있는, 보호 소자.