WO2015108187A1 - スイッチ素子、スイッチ回路、及び警報回路 - Google Patents

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WO2015108187A1
WO2015108187A1 PCT/JP2015/051253 JP2015051253W WO2015108187A1 WO 2015108187 A1 WO2015108187 A1 WO 2015108187A1 JP 2015051253 W JP2015051253 W JP 2015051253W WO 2015108187 A1 WO2015108187 A1 WO 2015108187A1
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electrode
switch element
melting point
refractory metal
element according
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吉弘 米田
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デクセリアルズ株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00—Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/02—Details
    • H01H85/04—Fuses, i.e. expendable parts of the protective device, e.g. cartridges
    • H01H85/05—Component parts thereof
    • H01H85/055—Fusible members
    • H01H85/12—Two or more separate fusible members in parallel
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00—Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/02—Details
    • H01H85/04—Fuses, i.e. expendable parts of the protective device, e.g. cartridges
    • H01H85/041—Fuses, i.e. expendable parts of the protective device, e.g. cartridges characterised by the type
    • H01H85/044—General constructions or structure of low voltage fuses, i.e. below 1000 V, or of fuses where the applicable voltage is not specified

Definitions

  • the present technology relates to a switch element and a switch circuit, and an alarm circuit using the switch element, and in particular, a switch element and a switch circuit that can be reduced in size and can be easily incorporated into a circuit that is operated by surface mounting. Related to the alarm circuit.
  • An alarm fuse is generally used as a switch element for operating an alarm device (see Patent Document 1).
  • An example of the alarm fuse is shown in FIG. 15A and FIG. 15B.
  • Fuse line 104 is provided in the fuse holder 100.
  • the pair of alarm contacts 101 and 102 are connected to an alarm circuit 105 that operates an alarm device, and are normally spaced apart from each other.
  • the fuse wire 104 urges the spring 103 to a position separated from the alarm contact 102.
  • the alarm contacts 101 and 102 actuate the alarm circuit 105 by contacting each other.
  • the alarm contacts 101 and 102 are made of a conductive material having elasticity such as a leaf spring and are arranged close to each other.
  • the alarm circuit 105 operates the alarm system.
  • the operation of the alarm system is, for example, operation of a buzzer or a lamp, driving of a thyristor or a relay circuit.
  • the spring 103 is held by the fuse wire 104 while being urged to a position separated from the alarm contact 102. Since the spring 103 is elastically restored by fusing the fuse wire 104, the spring 103 presses the alarm contact 102 so that the alarm contact 102 is brought into contact with the alarm contact 101.
  • the fuse wire 104 holds the spring 103 in a state of being elastically displaced, and opens the spring 103 by fusing using self-heating according to an overcurrent exceeding the rated current flowing through the fuse wire 104.
  • the spring 103 is held in an elastically displaced state using the fuse wire 104. Also, the alarm contact 102 is physically pressed to short-circuit the alarm contacts 101 and 102 by fusing the fuse wire 104 to release the stress of the spring 103. In such an alarm fuse, it is necessary to secure a movable range of the alarm contacts 101 and 102 and the spring 103 because the alarm circuit is operated by using physical interlocking of machine elements. The structure of the alarm fuse is increased. Therefore, it becomes difficult to use the above-described fuse in a narrowed circuit. In addition, the manufacturing cost increases.
  • the fuse wire 104 needs to be blown in order to short-circuit the alarm contacts 101 and 102, it is difficult to operate the alarm circuit unless the fuse wire 104 is blown by continuing to supply a current exceeding the rating. It is.
  • the alarm circuit is operated by short-circuiting the alarm contacts 101 and 102 that are open in the normal state. Therefore, for example, the above-described alarm fuse cannot be used to perform an alarm operation such as turning off a pilot lamp that is lit in a normal state when the pilot lamp is abnormal.
  • a switch element and switch circuit that shuts off an external circuit such as an alarm circuit in the event of an abnormality.
  • the switch is designed to be downsized and quickly stop power supply to the circuit regardless of the interlocking of physical mechanical elements. It is desirable to provide an element and a switch circuit and an alarm circuit using them.
  • a switch element is connected to a soluble conductor, a first electrode connected to one end of the soluble conductor, and the other end of the soluble conductor. And a high melting point metal body having a melting point higher than the melting point of the soluble conductor.
  • the switch circuit includes a first electrode and a second electrode that are connected to each other via the first fuse and connected to an external circuit.
  • the alarm circuit in one embodiment of the present technology includes a first electrode and a second electrode connected to each other through a first fuse, and energization between the first electrode and the second electrode.
  • An operating circuit that stops power supply to the alarm device by being interrupted, a second fuse that is electrically independent of the operating circuit and has a melting point higher than that of the first fuse, and a second fuse
  • a control circuit having a functional circuit connected in series to a power supply.
  • the switch element can be configured without using mechanical elements such as a spring and an alarm contact and without being physically linked with the mechanical elements. Therefore, the switch element can be designed compactly in the plane of the insulating substrate, and the switch element can be mounted in a narrowed mounting region.
  • the circuit that generates heat from the refractory metal body and the circuit that incorporates the soluble conductor are electrically independent, and the heat generated from the refractory metal body is used to melt the soluble conductor.
  • the circuit can be operated by detecting an abnormal overcurrent without requiring melting of the refractory metal body, and the influence of noise generated when the refractory metal body is melted can be suppressed.
  • the insulating substrate can be surface-mounted by reflow mounting or the like, and can be easily mounted even in a narrow mounting area.
  • FIG. 1A is a plan view illustrating a state before operation of a switch element according to an embodiment of the present technology.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line A-A ′ of the switch element shown in FIG. 1A.
  • 1C is a circuit diagram of the switch element shown in FIG. 1A.
  • FIG. 2A is a plan view showing a state of a switch element in which a refractory metal body generates heat, a meltable conductor of a fusible conductor is melted, and the energization between the first and second electrodes is interrupted.
  • 2B is a cross-sectional view taken along line A-A ′ of the switch element shown in FIG. 2A.
  • 2C is a circuit diagram of the switch element shown in FIG.
  • FIG. 3A is a plan view showing a state of the switch element in which the refractory metal body is melted.
  • FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line A-A ′ of the switch element shown in FIG. 3A.
  • 3C is a circuit diagram of the switch element shown in FIG. 3A.
  • FIG. 4 is a circuit diagram showing an alarm circuit.
  • FIG. 5A is a plan view showing a switch element in which a refractory metal body and a first electrode are connected to each other.
  • FIG. 5B is a cross-sectional view of the switch element shown in FIG. 5A along the line A-A ′.
  • FIG. 5C is a circuit diagram of the switch element shown in FIG. 5A.
  • FIG. 5A is a plan view showing a state of the switch element in which the refractory metal body is melted.
  • FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line A-A ′ of the switch element shown in FIG. 3A
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a switch element in which a cover part electrode is formed on a cover member.
  • FIG. 7A is a plan view showing a switch element in which a refractory metal body, a first electrode, and a soluble conductor are superimposed on each other on the surface of an insulating substrate.
  • FIG. 7B is a cross-sectional view taken along line A-A ′ of the switch element shown in FIG. 7A.
  • FIG. 8A is a plan view showing a switch element in which a refractory metal body is formed on the back surface of an insulating substrate, and a first electrode and a soluble conductor formed on the surface of the insulating substrate and a refractory metal body are superimposed on each other.
  • FIG. 8B is a cross-sectional view of the switch element shown in FIG. 8A along the line A-A ′.
  • FIG. 9A is a perspective view showing a soluble conductor having a covering structure including a high melting point metal layer and a low melting point metal layer.
  • the high melting point metal layer is an inner layer and the high melting point metal layer is formed by a low melting point metal layer. The case where it is coated is shown.
  • FIG. 9B is a perspective view showing a soluble conductor having a covering structure including a high melting point metal layer and a low melting point metal layer.
  • the low melting point metal layer is an inner layer and the low melting point metal layer is formed by a high melting point metal layer. The case where it is coated is shown.
  • FIG. 9A is a perspective view showing a soluble conductor having a covering structure including a high melting point metal layer and a low melting point metal layer.
  • the low melting point metal layer is an inner layer and the low melting point metal layer is formed by a high
  • FIG. 10A is a perspective view showing a soluble conductor having a laminated structure of a high melting point metal layer and a low melting point metal layer, and shows a case where the soluble conductor has a two-layer structure.
  • FIG. 10B is a perspective view showing a soluble conductor having a laminated structure of a high melting point metal layer and a low melting point metal layer, and shows a case where the soluble conductor has a three-layer structure including an inner layer and two outer layers.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a soluble conductor having a multilayer structure of a high melting point metal layer and a low melting point metal layer.
  • FIG. 12A is a plan view showing a soluble conductor in which a linear opening is formed on the surface of the refractory metal layer, and the low melting metal layer is exposed in the opening, and the opening along the longitudinal direction. The case where is formed is shown.
  • FIG. 12B is a plan view showing a soluble conductor in which a linear opening is formed on the surface of the refractory metal layer, and the low melting point metal layer is exposed in the opening, and the opening along the width direction. The case where is formed is shown.
  • FIG. 13 is a plan view showing a soluble conductor in which a circular opening is formed on the surface of the refractory metal layer, and the low melting metal layer is exposed in the opening.
  • FIG. 14 is a plan view showing a soluble conductor in which a circular opening is formed in a refractory metal layer and a low melting metal layer is filled in the opening.
  • FIG. 15A is a cross-sectional view showing a state of the alarm element before operation.
  • FIG. 15B is a cross-sectional view illustrating a state after an example of the alarm element is activated.
  • the switch element 1 includes an insulating substrate 10, first and second electrodes 11 and 12 formed on the insulating substrate 10, The fusible conductor 13 connected to the second electrodes 11 and 12 and the refractory metal body 15 formed on the insulating substrate 10 and having a melting point higher than that of the fusible conductor 13 are provided.
  • 1A is a plan view of the switch element 1 excluding the cover member 20
  • FIG. 1B is a cross-sectional view of the switch element 1 along the line AA ′ shown in FIG. 1A
  • FIG. 1C is a switch element.
  • 1 is a circuit diagram of FIG.
  • the switch element 1 is connected to an alarm device 31 (FIG. 4 to be described later) including a buzzer, a lamp, an alarm system, and the like via first and second electrodes 11 and 12.
  • the switch element 1 melts the fusible conductor 13 by using heat generated by overcurrent exceeding the rated current flowing through the refractory metal body 15 and cuts off the energization between the first and second electrodes 11 and 12. By doing so, the power supply to the alarm device 31 is stopped and the pilot lamp is turned off.
  • the switch element 1 stops heat generation by cutting off the energization between the first and second electrodes 11 and 12 and then melting the refractory metal body 15.
  • the insulating substrate 10 is formed using an insulating material such as alumina, glass ceramics, mullite, zirconia, for example.
  • the switch element 1 in order to transfer the heat generated in the refractory metal body 15 to the first and second electrodes 11, 12 and the soluble conductor 13 through the insulating substrate 10, the insulating substrate 10 has a heat resistance. It is preferably formed of a material having excellent thermal conductivity and a high thermal conductivity, such as a ceramic substrate.
  • the insulating substrate 10 may be formed of a material used for a printed wiring board such as a glass epoxy board or a phenol board, but the temperature at the time of fusing of the refractory metal body 15 and the fusible conductor 13 is set. It is necessary to keep in mind.
  • the first and second electrodes 11 and 12 are disposed opposite to each other on the surface 10a of the insulating substrate 10 and are separated from each other. Moreover, the front-end
  • the first and second electrodes 11 and 12 are electrically connected via a fusible conductor 13, and when the refractory metal body 15 generates heat upon energization, the fusible conductor 13 is utilized using the heat. Is heated, so that the soluble conductor 13 is melted.
  • the 1st, 2nd electrodes 11 and 12 can make the melt
  • FIG. 1st, 2nd electrodes 11 and 12 can make the melt
  • the first electrode 11 has an external connection terminal 11 a on the side edge 10 b of the insulating substrate 10
  • the second electrode 12 has an external connection terminal 12 a on the side edge 10 c of the insulating substrate 10.
  • the first and second electrodes 11 and 12 are always connected to the alarm device 31 via the external connection terminals 11a and 12a, and the power supply to the alarm device 31 is cut off when the switch element 1 operates. .
  • the first and second electrodes 11 and 12 are made of a general electrode material containing at least one of copper (Cu) and silver (Ag) as a constituent element, for example, a refractory metal.
  • Each of the first and second electrodes 11 and 12 is an electrode pattern formed by patterning using a method similar to that of a refractory metal body 15 described later.
  • a coating containing nickel (Ni) / gold (Au) plating, Ni / palladium (Pd) plating, Ni / Pd / Au plating or the like is plated.
  • the coating is preferably performed using a known method such as treatment.
  • the switch element 1 while preventing the oxidation of the 1st, 2nd electrodes 11 and 12, it can hold
  • the switch element 1 when the switch element 1 is reflow-mounted, the first, because the solder for connection for connecting the fusible conductor 13 or the low melting point metal for forming the outer layer of the fusible conductor 13 is melted.
  • the second electrodes 11 and 12 can be prevented from being eroded (soldered).
  • the refractory metal body 15 is a conductive material that generates heat when energized, such as tungsten (W), molybdenum (Mo), ruthenium (Ru), Cu and Ag. It is made of a melting point metal, and the conductive material may be an alloy or the like.
  • the refractory metal body 15 is obtained by mixing powders of these alloys, compositions, or compounds with a resin binder or the like to form a conductive paste, patterning the conductive paste using a screen printing technique, and firing the conductive paste. It is an electrode pattern formed by.
  • the refractory metal body 15 is arranged on the surface 10 a of the insulating substrate 10 along with the first and second electrodes 11 and 12. Thereby, the refractory metal body 15 can melt the soluble conductor 13 disposed on the first and second electrodes 11 and 12 when it generates heat upon energization.
  • the refractory metal body 15 has external connection terminals 15 a on the side edges 10 b and 10 c of the insulating substrate 10.
  • the refractory metal body 15 is connected to the functional circuit 32 that triggers the operation of the alarm device 31 via the external connection terminal 15a, and the high-melting point metal body 15 has a high temperature in response to an overcurrent exceeding a rating due to an abnormality of the functional circuit 32.
  • the fusible conductor 13 is melted by generating heat. For example, an electric power design that generates heat at about 300 ° C. by applying an electric power of 20 to 30 W to the refractory metal body 15 is adopted.
  • the refractory metal body 15 is partially thinned at a position close to the fusible conductor 13, and the current concentrates at a position where the refractory metal body 15 is partially thinned, thereby locally In particular, a heat generating portion 15b that generates heat to a high temperature is formed.
  • the heat generating part 15b at a position close to the fusible conductor 13, the refractory metal body 15 can efficiently melt the fusible conductor 13, and promptly the first and second electrodes 11, 12. It is possible to interrupt the energization.
  • the switch element 1 a position close to one of the first and second electrodes 11 and 12, for example, the soluble conductor 13 of the first electrode 11 as shown in FIGS. 1A to 1C. It is preferable that the heat generating part 15b of the refractory metal body 15 is formed at a position close to the tip part 11b to which is connected.
  • the refractory metal body 15 is provided via the insulating substrate 10 and the tip portion 11b by providing the heat generating portion 15b at a position close to the tip portion 11b to which the soluble conductor 13 of the first electrode 11 is connected. Heat can be efficiently transmitted to the soluble conductor 13 and melted, and the current between the first and second electrodes 11 and 12 can be quickly cut off.
  • the heat generating portion 15b among the tip portion 11b to which the soluble conductor 13 of the first electrode 11 is connected and the tip portion 12b to which the soluble conductor 13 of the second electrode 12 is connected, the heat generating portion 15b.
  • the area of one tip portion adjacent to the electrode is larger than the area of the other tip portion, and the electrode having one tip portion holds more soluble conductors 13 than the electrode having the other tip portion. It is preferable.
  • the switch element 1 when the heat generating portion 15b of the refractory metal body 15 and the tip portion 11b of the first electrode 11 are brought close to each other, the tip of the first electrode 11 is placed.
  • the portion 11b is formed larger than the tip portion 12b of the second electrode 12, and the soluble conductor 13 is connected to the tip portion 11b of the first electrode 11 in a wide range.
  • the tip portion 11b of the first electrode 11 Since the tip portion 11b of the first electrode 11 is close to the heat generating portion 15b, more heat is transferred from the refractory metal body 15 to the tip portion 11b, so that the soluble conductor 13 can be efficiently melted. it can. Therefore, the area of the tip portion 11b of the first electrode 11 is relatively increased, and more soluble conductors 13 are held in the first electrode 11, so that the soluble conductor 13 can be heated more quickly. Can be transmitted and melted, and energization between the first and second electrodes 11 and 12 can be interrupted.
  • the tip portion 11b of the first electrode 11 is close to the heat generating portion 15b and is formed so as to have a relatively large area. Most of 13 can be held.
  • the overcurrent caused by the abnormality of the functional circuit 32 is interrupted, and the functional circuit 32 is interrupted, so that the heat generation of the refractory metal body 15 itself is stopped. That is, the refractory metal body 15 functions as a fuse that melts the fusible conductor 13 and cuts off its power supply path using self-heating.
  • the high melting point metal body 15 with a heat generating portion 15b that is locally high in temperature, the high melting point metal body 15 is melted at the heat generating portion 15b.
  • the heat generating portion 15b is formed so as to be partially thinned, arc discharge generated at the time of fusing can be reduced to a small scale, and an insulating layer 16 to be described later can be covered. Since an effect is also acquired, scattering of a molten conductor can be prevented.
  • a refractory metal foil such as a copper foil or a silver foil, a copper wire or a silver wire, etc.
  • the refractory metal body 15 may be formed using a refractory metal wire.
  • a ceramic substrate capable of quickly melting the soluble conductor 13 while being excellent in thermal conductivity is used as the insulating substrate 10. If used, the problem of leakage of the molten conductor after the refractory metal body 15 is melted is reduced as compared with the case where the conductive paste is used.
  • the first and second electrodes 11, 12 and the refractory metal body 15 are covered with an insulating layer 16 on the surface 10 a of the insulating substrate 10.
  • the insulating layer 16 is provided to protect and insulate the first and second electrodes 11 and 12 and the refractory metal body 15 and to suppress arc discharge when the refractory metal body 15 is melted.
  • glass is included.
  • the insulating layer 16 covers the heat generating portion 15b of the refractory metal body 15, and the first and second electrodes 11 are covered. , 12 are formed on the region excluding the tip portions 11b, 12b. That is, in the first and second electrodes 11 and 12, since the tip portions 11b and 12b are exposed without being covered with the insulating layer 16, a soluble conductor 13 described later can be connected to the tip portions 11b and 12b. It is said that.
  • the insulating layer 16 is formed on the region excluding the tip portions 11 b and 12 b of the first and second electrodes 11 and 12, so that the heat generated in the refractory metal body 15 passes through the insulating substrate 10 to the tip. Since the heat is prevented from being dissipated when transmitted to the portions 11b and 12b, the tips 11b and 12b can be efficiently heated and the heat can be transmitted to the soluble conductor 13. Further, in the first and second electrodes 11 and 12, the insulating layer 16 is provided between the distal end portions 11b and 12b and the external connection electrodes 11a and 12a, so that the melted soluble conductor 13 is transferred to the external connection electrode 11a. , 12a can be prevented from melting the connecting solder used for the circuit board on which the switch element 1 is mounted.
  • an insulating layer 16 including glass or the like may be formed between the refractory metal body 15 and the insulating substrate 10.
  • the insulation resistance can be increased by preventing leakage due to adhesion of the molten conductor to the surface of the insulating substrate 10 after the refractory metal body 15 is melted.
  • the insulating layer 16 formed between the refractory metal body 15 and the insulating substrate 10 is partially disposed only in the vicinity of the center of the heat generating portion 15b, thereby ensuring and blocking heat transfer to the soluble conductor 13. It becomes possible to achieve both later insulation resistance.
  • These metals can be preferably used.
  • the low melting point metal is, for example, solder, solder that does not melt during 260 ° C. reflow mounting mainly composed of Pb.
  • the soluble conductor 13 may contain a low melting point metal and a high melting point metal.
  • the low melting point metal it is preferable to use solder or Pb-free solder containing Sn as a main component.
  • the refractory metal a material containing at least one of Ag and Cu as a constituent element is preferably used, and the refractory metal may be an alloy or the like.
  • the soluble conductor 13 is formed so that it may become various structures so that it may demonstrate later.
  • a flux 18 is preferably applied to the soluble conductor 13 in order to prevent oxidation, improve wettability, and the like.
  • the switch element 1 as described above has a circuit configuration as shown in FIG. 1C. That is, in the switch element 1, the first electrode 11 and the second electrode 12 are connected to each other through the soluble conductor 13 (FIG. 1C) at normal times, and the heat generated by the refractory metal body 15 is used. When the fusible conductor 13 is melted, the energization between the first electrode 11 and the second electrode 12 is interrupted. (FIG. 2C).
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the circuit configuration of the alarm circuit 30.
  • the alarm circuit 30 is formed electrically independent from the operation circuit 33 that operates the alarm device 31 using the first fuse 35 made of the soluble conductor 13 of the switch element 1, and the operation circuit 33.
  • a second fuse 36 made of a refractory metal body 15 having a melting point higher than that of the conductor 13 is provided with a control circuit 34 having a functional circuit 32 connected in series to a power source.
  • both the external connection terminals 11a and 12a of the first fuse 35 are energized in a normal state, and a pilot lamp or the like that is deenergized in an abnormal state. Connected to the alarm 31.
  • both external connection terminals 15 a of the second fuse 36 are connected to the functional circuit 32.
  • the fusible conductor 13 is formed by utilizing the heat generated by the refractory metal body 15 adjacent to the first and second electrodes 11 and 12 that operate the alarm device 31.
  • the energization between the first and second electrodes 11 and 12 is interrupted.
  • the refractory metal body 15 and the first and second electrodes 11 and 12 are physically and electrically independent from each other, and the switch element 1 is capable of utilizing the heat generated in the refractory metal body 15.
  • the molten conductor 13 is melted so that the current is cut off (so to be thermally connected).
  • the switch element 1 since the switch element 1 is configured without using mechanical elements such as a spring and an alarm contact, and without using physical interlocking of the mechanical elements, the switch element 1 can be compactly formed in the plane of the insulating substrate 10. Can be designed, and the switch element 1 can be mounted in a narrowed mounting region. Further, since the number of parts and the number of manufacturing steps of the switch element 1 are reduced, the cost can be reduced. Furthermore, since the insulating substrate 10 can be surface-mounted using reflow mounting or the like, the switch element 1 can be easily mounted even in a narrowed mounting area.
  • the switch element 1 is configured such that the refractory metal body 15 and the first and second electrodes 11 and 12 are physically and electrically independent, for example, the refractory metal functioning as a fuse.
  • the refractory metal functioning as a fuse.
  • the heat generating portion 15 b formed so as to be partially thinned is provided in the vicinity of the soluble conductor 13 in the high melting point metal body 15, so that the high resistance heat generating portion 15 b has a high temperature. Therefore, the first and second electrodes 11 and 12 can be quickly short-circuited by efficiently melting the soluble conductor 13. Further, in the refractory metal body 15, the high resistance heat generating portion 15b is only locally heated, and both the external connection terminals 15a facing the side edges are kept at a relatively low temperature due to the heat radiation effect. Therefore, in the switch element 1, the mounting solder is hardly melted at the external connection terminal 15a.
  • the refractory metal body 15 since the refractory metal body 15 continues to generate heat even after the current supply between the first and second electrodes 11 and 12 is cut off, the refractory metal body 15 generates its own Joule heat. Fusing by use (FIGS. 3A and 3B). As a result, in the switch element 1, the energization of the refractory metal body 15 by the functional circuit 32 is interrupted, and thus heat generation stops (FIG. 3C). At this time, in the switch element 1, since the refractory metal body 15 is covered with the insulating layer 16, arc discharge is suppressed, so that explosive scattering of the molten conductor can be suppressed. In addition, by providing the refractory metal body 15 with the partially thin heat generating portion 15b, the fusing location is narrowed, and therefore the amount of molten conductor scattered can be reduced.
  • the switch element 1 the refractory metal body 15 having a melting point higher than that of the fusible conductor 13 generates heat, so that the fusible conductor 13 is surely melted before the refractory metal body 15. Therefore, the energization of the first and second electrodes 11 and 12 can be interrupted. That is, in the switch element 1, the fusing of the refractory metal body 15 is not a condition for cutting off the energization between the first and second electrodes 11 and 12. As a result, the switch element 1 can be used as an alarm element that reports that an overcurrent exceeding the rating of the refractory metal body 15 has flowed due to an abnormality in the functional circuit 32.
  • the abnormality of the functional circuit 32 can be quickly detected according to the operation of the alarm device 31 such as turning off the pilot lamp, and before the functional circuit 32 completely fails.
  • the functional circuit 32 In order to stop the functional circuit 32 proactively, it is possible to take measures such as operating a backup circuit.
  • the refractory metal body 15 automatically stops generating heat by fusing using its own Joule heat. Therefore, since it is not necessary to provide a mechanism for restricting the power supply by the functional circuit 32 in the switch element 1, the heat generation of the refractory metal body 15 can be stopped with a simple configuration, and the entire element can be reduced in size. You can plan.
  • one of the first and second electrodes 11 and 12 close to the heat generating portion 15 b of the refractory metal body 15 may be connected to the refractory metal body 15.
  • the refractory metal body 15 A connecting portion 19 that connects the first electrode 11 may be formed.
  • the connection part 19 is patterned in the same process as the refractory metal body 15 or the first electrode 11 using, for example, the same conductive material as that of the refractory metal body 15 or the first electrode 11.
  • connection part 19 is formed with metal materials, such as Ag or Cu, which is excellent in thermal conductivity.
  • the connecting portion 19 is provided at a position slightly away from the center of the heat generating portion 15 of the refractory metal body 15.
  • the resistance value tends to decrease and the temperature does not easily increase. Therefore, in order for the heat generating portion 15b to generate heat at a high temperature and for the refractory metal body 15 to perform fusing using self-heating, it is necessary to provide the connecting portion 19 at a position away from the center of the heat generating portion 15b.
  • a cover member 20 that protects the inside of the switch element 1 is attached on the insulating substrate 10.
  • the inside of the switch element 1 is protected by covering the insulating substrate 10 with the cover member 20.
  • the cover member 20 includes a side wall 21 that constitutes a side surface of the switch element 1 and a top surface portion 22 that constitutes an upper surface of the switch element 1.
  • the switch element 20 It becomes a lid which closes the inside of 1.
  • the cover member 20 is formed using, for example, an insulating material such as thermoplastic plastic, ceramics, and glass epoxy substrate.
  • a cover portion electrode 23 may be formed on the inner surface side of the top surface portion 22 of the cover member 20.
  • the cover part electrode 23 is formed at a position overlapping one of the first electrode 11 and the second electrode 12.
  • the cover part electrode 23 is close to the heat generating part 15b of the refractory metal body 15 and overlaps the tip part 11b of the first electrode 11 formed to have a relatively large area. Is more preferable.
  • the fusible conductor 13 is melted by the heat generation of the refractory metal body 15, the molten conductor aggregated on the tip portion 11 b of the first electrode 11 comes into contact with the cover electrode 23 and spreads wet, thereby melting. Since the allowable amount for holding the conductor increases, the energization between the first and second electrodes 11 and 12 can be more reliably cut off by using the cover part electrode 23.
  • the refractory metal body and the first electrode or the second electrode may overlap each other on the surface of the insulating substrate.
  • the refractory metal body 15 is formed so as to extend between the opposite side edges 10d and 10e of the surface 10a of the insulating substrate 10.
  • the first and second electrodes 11 and 12 are respectively formed along the opposing side edges 10 b and 10 c of the surface 10 a of the insulating substrate 10.
  • the refractory metal body 15 is covered with a first insulating layer 41 at a substantially central portion of the insulating substrate 10.
  • the refractory metal body 15 has external connection terminals 15 a formed on the side edges 10 d and 10 e of the insulating substrate 10. Further, in the refractory metal body 15, the heat generating portion 15 b that generates heat to a high temperature is formed by forming the intermediate portion to be thinner than both end portions.
  • the first electrode 11 has an external connection terminal 11 a formed on the side edge 10 b of the insulating substrate 10, and the second electrode 12 is an external connection terminal 12 a formed on the side edge 10 c of the insulating substrate 10.
  • the first electrode 11 is formed from the side edge 10b to the upper surface of the first insulating layer 41
  • the second electrode 12 is formed from the side edge 10c to the upper surface of the first insulating layer 41.
  • the first and second electrodes 11 and 12 are separated from each other when the tip portions 11b and 12b are brought close to and separated from each other on the upper surface of the first insulating layer 41.
  • Each of the first and second electrodes 11 and 12 is covered with a second insulating layer 42 except for the tip portions 11b and 12b.
  • connection solder is provided at the tip portions 11b and 12b of the first and second electrodes 11 and 12, and the soluble conductor 13 is connected to the tip portions 11b and 12b using the connection solder.
  • one of the first and second electrodes 11 and 12, for example, as shown in FIGS. 7A and 7B, is formed to have a relatively large area.
  • the tip portion 11 b of one electrode 11 and a part of the soluble conductor 13 connected to the tip portion 11 b are superimposed on the heat generating portion 15 b of the refractory metal body 15.
  • the fusible conductor 13 is coated with a flux 18 to prevent oxidation and improve wettability.
  • an insulating material containing glass or the like can be suitably used as in the insulating layer 16 of the switch element 1 described above.
  • the switch element 40 According to such a switch element 40, most of the distal end portion 11 b of the first electrode 11 and the soluble conductor 13 are arranged so as to overlap the heat generating portion 15 b of the refractory metal body 15. By quickly melting the fusible conductor 13 by using the heat generated by the heat generating portion 15b, the energization between the first and second electrodes 11 and 12 can be interrupted. At this time, in the switch element 40, since the heat generating part 15b, the first electrode 11, and the soluble conductor 13 are continuously laminated via the first insulating layer 41 including glass or the like, the heat generating part 15b The heat generated in can be efficiently transmitted to the soluble conductor 13.
  • the first and second electrodes are formed on the surface of the insulating substrate, and the refractory metal body is formed on the back surface of the insulating substrate.
  • the first electrode or the second electrode may overlap each other.
  • the refractory metal body 15 is formed between the side edges 10d and 10e facing each other on the back surface 10f of the insulating substrate 10.
  • the first and second electrodes 11 and 12 are formed on the side edges 10 b and 10 c facing each other on the surface 10 a of the insulating substrate 10.
  • the refractory metal body 15 is covered with a first insulating layer 51 at a substantially central portion of the insulating substrate 10.
  • the refractory metal body 15 has external connection terminals 15 a formed on the side edges 10 d and 10 e of the insulating substrate 10. Further, in the refractory metal body 15, the intermediate portion that overlaps the first electrode 11 or the second electrode 12 is formed so as to be thinner than both end portions, thereby forming a heat generating portion 15 b that generates heat at a high temperature. ing.
  • the first electrode 11 has an external connection terminal 11 a formed on the side edge 10 b of the insulating substrate 10, and the second electrode 12 is an external connection terminal formed on the side edge 10 c of the insulating substrate 10. 12a.
  • the first electrode 11 is formed from the side edge 10b to a substantially central portion of the surface 10a of the insulating substrate 10, and the second electrode 12 is formed from the side edge 10c to a substantially central portion of the surface 10a of the insulating substrate 10. Part.
  • the first and second electrodes 11 and 12 are separated from each other when the tip portions 11b and 12b are brought close to each other and separated from each other at a substantially central portion of the surface 10a of the insulating substrate 10.
  • Each of the first and second electrodes 11 and 12 is covered with the second insulating layer 52 except for the tip portions 11b and 12b.
  • connection solder is provided at the tip portions 11b and 12b of the first and second electrodes 11 and 12, and the soluble conductor 13 is connected to the tip portions 11b and 12b using the connection solder.
  • one of the first and second electrodes 11 and 12, for example, as shown in FIGS. 8A and 8B, is formed to have a relatively large area.
  • the tip portion 11 b of one electrode 11 and a part of the soluble conductor 13 connected to the tip portion 11 b are superimposed on the heat generating portion 15 b of the refractory metal body 15.
  • the fusible conductor 13 is coated with a flux 18 to prevent oxidation and improve wettability.
  • an insulating material containing glass or the like can be suitably used as in the insulating layer 16 of the switch element 1 described above.
  • the refractory metal body 15 is formed on the same surface as the surface on which the soluble conductor 13 is provided by using a ceramic substrate or the like having excellent thermal conductivity as the insulating substrate 10. The soluble conductor 13 can be heated equally.
  • any or all of the soluble conductors 13 may contain a low melting point metal and a high melting point metal.
  • the refractory metal layer 60 is formed of a material containing at least one of Ag and Cu as a constituent element, and the agent may be an alloy or the like.
  • the low melting point metal layer 61 includes solder, Pb-free solder whose main component is Sn, and the like.
  • a soluble conductor including a high melting point metal layer 60 as an inner layer and a low melting point metal layer 61 as an outer layer may be used as the soluble conductor 13, as shown in FIG. 9A.
  • the soluble conductor 13 may have a structure in which the entire surface of the refractory metal layer 60 is covered with the low melting point metal layer 61, or the refractory metal layer 60 except for a pair of opposing side surfaces. May have a structure covered with the low melting point metal layer 61.
  • the covering structure with the high melting point metal layer 60 or the low melting point metal layer 61 is formed using a known film forming technique such as plating.
  • soluble conductor 13 a soluble conductor including a low melting point metal layer 61 as an inner layer and a high melting point metal layer 60 as an outer layer may be used. Also in this case, the soluble conductor 13 may have a structure in which the entire surface of the low-melting-point metal layer 61 is covered with the high-melting-point metal layer 60, or the low-melting-point metal layer except for a pair of side surfaces facing each other. 61 may have a structure covered with the refractory metal layer 60.
  • the soluble conductor 13 may have a laminated structure in which a high melting point metal layer 60 and a low melting point metal layer 61 are laminated as shown in FIGS. 10A and 10B.
  • the soluble conductor 13 has a two-layer structure including a lower layer supported by the first and second electrodes 11 and 12 and an upper layer stacked on the lower layer. May be formed.
  • the lower melting point metal layer 61 may be laminated on the upper surface of the lower refractory metal layer 60, or the upper refractory metal layer 61 may be laminated on the upper surface of the lower melting point metal layer 61. 60 may be laminated.
  • the soluble conductor 13 may be formed to have a three-layer structure including an inner layer and two outer layers stacked on the upper and lower surfaces of the inner layer, as shown in FIG. 10B. In this case, two low melting point metal layers 61 that are outer layers may be laminated on the upper and lower surfaces of the high melting point metal layer 60 that is the inner layer. Two refractory metal layers 60 may be laminated.
  • the soluble conductor 13 may have a multilayer structure of four or more layers in which high melting point metal layers 60 and low melting point metal layers 61 are alternately laminated.
  • the soluble conductor 13 may have a structure in which a metal layer other than the outermost layer is covered with a metal layer constituting the outermost layer except for the entire surface or a pair of opposite side surfaces.
  • the soluble conductor 13 may have a structure in which the high melting point metal layer 60 is laminated in a stripe shape on the surface of the low melting point metal layer 61 which is the inner layer.
  • 12A and 12B are plan views of the fusible conductor 13.
  • a plurality of linear refractory metal layers 60 extending in the longitudinal direction are formed on the surface of the low melting point metal layer 61 so as to be arranged at predetermined intervals in the width direction.
  • a linear opening 62 is formed along the longitudinal direction, and the low melting point metal layer 61 is exposed in the opening 62.
  • the contact area between the molten low melting point metal and the high melting point metal increases, so that the erosion action of the high melting point metal layer 60 occurs. Since it is accelerated
  • the opening 62 is formed, for example, by subjecting the low melting point metal layer 61 to partial plating of a metal constituting the high melting point metal layer 60.
  • a linear refractory metal extending in the width direction so as to be arranged on the surface of the low melting point metal layer 61 at a predetermined interval in the longitudinal direction.
  • linear openings 62 may be formed along the width direction thereof.
  • a refractory metal layer 60 is formed on the surface of the low melting point metal layer 61, and a circular opening 63 is formed on the entire surface of the refractory metal layer 60. By doing so, the low melting point metal layer 61 may be exposed in the opening 63.
  • the opening 63 is formed, for example, by subjecting the low melting point metal layer 61 to partial plating of a metal constituting the high melting point metal layer 60.
  • the contact area between the molten low melting point metal and the high melting point metal increases, so that the erosion action of the high melting point metal is further promoted. Therefore, the meltability of the soluble conductor 13 can be improved.
  • a large number of openings 64 are formed in the refractory metal layer 60 that is the inner layer, and the refractory metal layer 60 is formed with a low melting point metal using a plating technique or the like.
  • the layer 61 By forming the layer 61, the low melting point metal layer 61 may be filled in the opening 64.
  • the volume of the low melting point metal layer 61 is preferably larger than the volume of the high melting point metal layer 60.
  • the fusible conductor 13 is heated by the high melting point metal body 15, so that the fusible conductor 13 melts the low melting point metal and erodes the high melting point metal. 13 can be melted and blown. Therefore, in the soluble conductor 13, the volume of the low-melting-point metal layer 61 is made larger than the volume of the high-melting-point metal layer 60, thereby promoting this erosion action and promptly the first and second electrodes 11. , 12 can be cut off.
  • This technique can also take the following configurations.
  • the switch element according to (1) wherein the soluble conductor is melted by using heat generated by an overcurrent that exceeds the rated current flowing in the refractory metal body.
  • the refractory metal body is melted by utilizing self-heat generation due to overcurrent exceeding a rated current, after cutting off energization between the first electrode and the second electrode.
  • the switching element according to (2) The switching element according to (2).
  • each of the refractory metal body, the first electrode, and the second electrode is an electrode pattern formed on an insulating substrate. element.
  • Each of the refractory metal body, the first electrode and the second electrode is a patterned refractory metal,
  • the refractory metal body that is the electrode pattern includes a heat generating portion that locally generates heat to a high temperature due to current concentration
  • the heating element is a switching element according to (4) or (5), wherein the refractory metal body is partially thinned at a position close to the soluble conductor.
  • the switch element according to (6) The switch element according to (6).
  • the area of one tip close to the heat generating part is: Larger than the area of the other tip,
  • one electrode having a tip close to the heat generating portion and the refractory metal body are connected to (7) or (8) The switch element described.
  • the first electrode and the second electrode are disposed on one surface of the insulating substrate, The refractory metal body is disposed on the other surface of the insulating substrate, The refractory metal body and one of the first electrode and the second electrode and the soluble conductor connected to the one electrode are superposed on each other.
  • Each of the first electrode and the second electrode is covered with the insulating layer except a portion to which the soluble conductor is connected. Any one of (16) to (18) The switch element described.
  • the insulating layer includes an insulating material, The switch element according to any one of (16) to (19), wherein the insulating material includes glass.
  • the soluble conductor contains a low melting point metal and a high melting point metal, The switch element according to any one of (1) to (21), wherein the low-melting-point metal melts using the heat generated by the high-melting-point metal body and erodes the high-melting-point metal.
  • the low melting point metal includes solder, The switch element according to (23), wherein the refractory metal includes at least one of silver and copper as a constituent element.
  • the switch element according to (23) or (24), wherein the soluble conductor has a laminated structure in which a low melting point metal layer and a high melting point metal layer are laminated.
  • the switch element according to (23) or (24), wherein the soluble conductor has a multilayer structure of four or more layers in which low melting point metal layers and high melting point metal layers are alternately laminated.
  • the soluble conductor has a laminated structure in which a high melting point metal layer as an outer layer is laminated on the surface of a low melting point metal layer as an inner layer, The switch element according to (23) or (24), wherein an opening is provided in the refractory metal layer.
  • the soluble conductor includes a refractory metal layer having a large number of openings, and a low melting point metal layer formed on the refractory metal layer, The switch element according to (23) or (24), wherein the opening is filled with the low melting point metal layer.
  • a first electrode and a second electrode are connected to each other through the first fuse and connected to an external circuit, and the conduction between the first electrode and the second electrode is cut off.
  • a switch unit for stopping power feeding to the external circuit A switch circuit comprising: a second fuse having a melting point higher than that of the first fuse and connected to a functional circuit electrically independent of the switch unit.
  • (36) Utilizing heat generated by overcurrent exceeding the rated current flowing through the second fuse to melt the first fuse, thereby interrupting the energization between the first electrode and the second electrode. The switch circuit according to (35), wherein the power supply to the external circuit is stopped.
  • the first fuse is melted using the heat generated by overcurrent that flows through the second fuse in excess of the rated current when the functional circuit is abnormal, so that the gap between the first electrode and the second electrode

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Abstract

　スイッチ素子は、可溶導体と、可溶導体の一端部に接続された第１の電極と、可溶導体の他端部に接続された第２の電極と、可溶導体の融点よりも高い融点を有する高融点金属体とを備える。

Description

スイッチ素子、スイッチ回路、及び警報回路
　本技術は、スイッチ素子及びスイッチ回路、並びにそれらを用いた警報回路に関し、特に、小型化を図り、かつ表面実装により動作させる回路に容易に組み込むことができるスイッチ素子及びスイッチ回路、並びにそれらを用いた警報回路に関する。
　警報器を作動させるスイッチ素子としては、一般に警報用ヒューズが用いられている（特許文献１参照）。警報用ヒューズの一例を示すと、図１５Ａ及び図１５Ｂに示すように、ヒューズホルダ１００内に、一対の警報接点１０１，１０２と、警報接点１０１，１０２を接触させるスプリング１０３と、スプリング１０３を保持するヒューズ線１０４とが設けられている。一対の警報接点１０１，１０２は、警報器を作動させる警報回路１０５と接続されるとともに、平常時は互いに離間して配置されている。ヒューズ線１０４は、警報接点１０２から離間された位置にスプリング１０３を付勢している。
　警報接点１０１，１０２は、互いに接触することにより、警報回路１０５を作動させる。この警報接点１０１，１０２は、板バネ等の弾性を有する導通材料によって形成されているとともに、互いに近接配置されている。警報回路１０５は、警報システムの作動等を行う。この警報システムの作動は、例えば、ブザー又はランプの作動、サイリスタ又はリレー回路の駆動等である。
　スプリング１０３は、警報接点１０２から離間された位置に付勢された状態で、ヒューズ線１０４により保持される。そして、スプリング１０３は、ヒューズ線１０４が溶断することにより弾性復帰するため、警報接点１０２を押圧して、その警報接点１０２を警報接点１０１に接触させる。
　ヒューズ線１０４は、スプリング１０３を弾性変位させた状態で保持するとともに、そのヒューズ線１０４に流れる定格電流以上の過電流に応じた自己発熱を利用して溶断することにより、スプリング１０３を開放する。
特開２００１－７６６１０号公報
　上記した警報用ヒューズでは、ヒューズ線１０４を用いてスプリング１０３を弾性変位させた状態で保持している。また、ヒューズ線１０４を溶断させて当該スプリング１０３の応力を開放することにより、警報接点１０２を物理的に押圧して警報接点１０１，１０２間を短絡させている。このような警報用ヒューズでは、機械要素の物理的な連動を利用して警報回路を作動させていることに起因して、警報接点１０１，１０２及びスプリング１０３の可動範囲を確保しなければならないため、警報用ヒューズの構成が大きくなる。よって、狭小化した回路に、上記したヒューズを使用することは困難となる。しかも、製造コストも高くなる。
　また、警報接点１０１，１０２間を短絡させるために、ヒューズ線１０４の溶断を必要とするため、定格を超える電流を通電させ続けてヒューズ線１０４を溶断させない限り、警報回路を作動させることが困難である。
　さらに、上記した警報ヒューズでは、正常時は開放状態である警報接点１０１，１０２を短絡させることにより、警報回路を作動させている。よって、例えば、正常時に点灯しているパイロットランプを異常時に消灯させる等の警報動作を行うためには、上記した警報ヒューズを使用できない。
　したがって、異常時は警報回路等の外部回路を遮断するスイッチ素子及びスイッチ回路であって、物理的な機械要素の連動によらず、小型化を図るとともに、速やかに回路への給電を停止させるスイッチ素子及びスイッチ回路を提供すると共に、それらを用いた警報回路を提供することが望ましい。
　上述した課題を解決するために、本技術の一実施形態におけるスイッチ素子は、可溶導体と、可溶導体の一端部に接続された第１の電極と、可溶導体の他端部に接続された第２の電極と、可溶導体の融点よりも高い融点を有する高融点金属体とを備えたものである。
　また、本技術の一実施形態におけるスイッチ回路は、第１のヒューズを介して互いに接続されるとともに外部回路と接続される第１の電極及び第２の電極を含み、第１の電極と第２の電極との間の通電が遮断されることにより外部回路への給電を停止させるスイッチ部と、第１のヒューズの融点よりも高い融点を有し、スイッチ部とは電気的に独立した機能回路に接続された第２のヒューズとを備えたものである。
　また、本技術の一実施形態における警報回路は、第１のヒューズを介して互いに接続された第１の電極及び第２の電極を含み、第１の電極と第２の電極との間の通電が遮断されることにより警報器への給電を停止する作動回路と、作動回路と電気的に独立し、第１のヒューズの融点よりも高い融点を有する第２のヒューズと、第２のヒューズが電源に直列に接続された機能回路を有する制御回路とを備えたものである。
　本技術の一実施形態におけるスイッチ素子、スイッチ回路又は警報回路によれば、スプリング及び警報接点等の機械要素を用いず、また機械要素の物理的な連動によらずにスイッチ素子を構成することができるため、絶縁基板の面内においてスイッチ素子をコンパクトに設計することができるとともに、狭小化された実装領域にもスイッチ素子を実装することができる。
　また、高融点金属体を発熱させる回路と可溶導体が組み込まれている回路とが電気的に独立しているとともに、高融点金属体の発熱を利用して可溶導体を溶断させるため、高融点金属体の溶断を要せずに異常な過電流を検知することにより回路を作動させることができるとともに、高融点金属体の溶断時に生じるノイズの影響を抑えることができる。
　さらに、絶縁基板をリフロー実装等により表面実装することができるとともに、狭小化された実装領域においても簡易に実装することができる。
図１Ａは、本技術の一実施形態におけるスイッチ素子の作動前の状態を示す平面図である。 図１Ｂは、図１Ａに示したスイッチ素子のＡ－Ａ’線に沿った断面図である。 図１Ｃは、図１Ａに示したスイッチ素子の回路図である。 図２Ａは、高融点金属体が発熱し、可溶導体の溶融導体が溶断し、第１、第２の電極間の通電が遮断したスイッチ素子の状態を示す平面図である。 図２Ｂは、図２Ａに示したスイッチ素子のＡ－Ａ’線に沿った断面図である。 図２Ｃは、図２Ａに示したスイッチ素子の回路図である。 図３Ａは、高融点金属体が溶断したスイッチ素子の状態を示す平面図である。 図３Ｂは、図３Ａに示したスイッチ素子のＡ－Ａ’線に沿った断面図である。 図３Ｃは、図３Ａに示したスイッチ素子の回路図である。 図４は、警報回路を示す回路図である。 図５Ａは、高融点金属体と第１の電極とが互いに接続されたスイッチ素子を示す平面図である。 図５Ｂは、図５Ａに示したスイッチ素子のＡ－Ａ’線に沿った断面図である。 図５Ｃは、図５Ａに示したスイッチ素子の回路図である。 図６は、カバー部材にカバー部電極が形成されたスイッチ素子を示す断面図である。 図７Ａは、絶縁基板の表面上において高融点金属体と第１の電極及び可溶導体とが互いに重畳されたスイッチ素子を示す平面図である。 図７Ｂは、図７Ａに示したスイッチ素子のＡ－Ａ’線に沿った断面図である。 図８Ａは、高融点金属体が絶縁基板の裏面に形成され、その絶縁基板の表面に形成された第１の電極及び可溶導体と高融点金属体とが互いに重畳されたスイッチ素子を示す平面図である。 図８Ｂは、図８Ａに示したスイッチ素子のＡ－Ａ’線に沿った断面図である。 図９Ａは、高融点金属層と低融点金属層とを含む被覆構造を備える可溶導体を示す斜視図であり、高融点金属層を内層とするとともにその高融点金属層が低融点金属層により被覆された場合を示す。 図９Ｂは、高融点金属層と低融点金属層とを含む被覆構造を有する可溶導体を示す斜視図であり、低融点金属層を内層とするとともにその低融点金属層が高融点金属層により被覆された場合を示す。 図１０Ａは、高融点金属層と低融点金属層との積層構造を有する可溶導体を示す斜視図であり、その可溶導体が２層構造を有する場合を示す。 図１０Ｂは、高融点金属層と低融点金属層との積層構造を有する可溶導体を示す斜視図であり、その可溶導体が内層及び２つの外層からなる３層構造を有する場合を示す。 図１１は、高融点金属層と低融点金属層との多層構造を有する可溶導体を示す断面図である。 図１２Ａは、高融点金属層の表面に線状の開口部が形成され、その開口部に低融点金属層が露出している可溶導体を示す平面図であり、長手方向に沿って開口部が形成された場合を示す。 図１２Ｂは、高融点金属層の表面に線状の開口部が形成され、その開口部に低融点金属層が露出している可溶導体を示す平面図であり、幅方向に沿って開口部が形成された場合を示す。 図１３は、高融点金属層の表面に円形の開口部が形成され、その開口部に低融点金属層が露出している可溶導体を示す平面図である。 図１４は、高融点金属層に円形の開口部が形成され、その開口部の内部に低融点金属層が充填された可溶導体を示す平面図である。 図１５Ａは、警報素子の一例の作動前の状態を示す断面図である。 図１５Ｂは、警報素子の一例の作動後の状態を示す断面図である。
　以下、本技術の一実施形態におけるスイッチ素子、スイッチ回路、及び警報回路について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本技術は、以下の実施形態のみに限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲内において、本技術について種々の変更が可能であることは勿論である。また、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることがある。具体的な寸法等は、以下の説明を参酌して判断されるべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係及び比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
　本技術の一実施形態におけるスイッチ素子１は、図１Ａ～図１Ｃに示すように、絶縁基板１０と、絶縁基板１０の上に形成された第１、第２の電極１１，１２と、第１、第２の電極１１，１２に接続された可溶導体１３と、絶縁基板１０に形成され、可溶導体１３の融点よりも高い融点を有する高融点金属体１５とを備える。なお、図１Ａはカバー部材２０を除いたスイッチ素子１の平面図であり、図１Ｂは図１Ａに示したＡ－Ａ’線に沿ったスイッチ素子１の断面図であり、図１Ｃはスイッチ素子１の回路図である。
　スイッチ素子１は、第１、第２の電極１１，１２を介して、ブザーやランプあるいは警報システム等からなる警報器３１（後述する図４）と接続される。このスイッチ素子１は、高融点金属体１５に流れる定格電流以上の過電流に伴う発熱を利用して可溶導体１３を溶融させて、第１、第２の電極１１，１２間の通電を遮断することにより、警報器３１への給電を停止して、パイロットランプを消灯等させる。また、スイッチ素子１は、第１、第２の電極１１，１２間の通電を遮断した後、高融点金属体１５を溶断させることにより、発熱を停止させる。
[絶縁基板]
　絶縁基板１０は、例えば、アルミナ、ガラスセラミックス、ムライト、ジルコニアなどの絶縁性材料を用いて形成されている。スイッチ素子１において、高融点金属体１５において発生した熱を絶縁基板１０を介して第１、第２の電極１１，１２及び可溶導体１３に伝達させるために、その絶縁基板１０は、耐熱性に優れ、かつ熱伝導率の高い材料、例えば、セラミックス基板等により形成されることが好ましい。なお、絶縁基板１０は、その他にも、ガラスエポキシ基板、フェノール基板等のプリント配線基板に用いられる材料により形成されてもよいが、高融点金属体１５及び可溶導体１３の溶断時の温度に留意する必要がある。
［第１、第２の電極］
　第１、第２の電極１１，１２は、絶縁基板１０の表面１０ａ上において、対向配置されているとともに離間されている。また、第１の電極１１の先端部１１ｂと、第２の電極１２の先端部１２ｂとは対向しており、その先端部１１ｂ，１２ｂには、後述する可溶導体１３が接続されている。具体的には、第１の電極１１の先端部１１ｂは、可溶導体１３の一端部の上に重なっており、その可溶導体１３の一端部に接続されている。また、第２の電極１２の先端部１２ｂは、可溶導体１３の他端部の上に重なっており、その可溶導体１３の他端部に接続されている。第１、第２の電極１１，１２は、可溶導体１３を介して電気的に接続されており、高融点金属体１５が通電に伴って発熱すると、その熱を利用して可溶導体１３が加熱されるため、その可溶導体１３が溶断する。
　なお、第１、第２の電極１１，１２は、高融点金属体１５によって加熱されることにより、可溶導体１３の溶融物（溶融導体）を凝集しやすくすることができる。
　第１の電極１１は、絶縁基板１０の側縁１０ｂに外部接続端子１１ａを有しているとともに、第２の電極１２は、絶縁基板１０の側縁１０ｃに外部接続端子１２ａを有している。第１、第２の電極１１，１２は、外部接続端子１１ａ，１２ａを介して常時警報器３１と接続されており、スイッチ素子１が動作することにより、当該警報器３１への給電を遮断する。
　第１、第２の電極１１，１２は、銅（Ｃｕ）及び銀（Ａｇ）等のうちの少なくとも一方を構成元素として含む一般的な電極材料、例えば、高融点金属により形成されている。第１、第２の電極１１，１２のそれぞれは、後述する高融点金属体１５と同様の方法を用いてパターン形成される電極パターンである。また、第１、第２の電極１１，１２の表面上には、ニッケル（Ｎｉ）／金（Ａｕ）メッキ、Ｎｉ／パラジウム（Ｐｄ）メッキ、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕメッキ等を含む被膜が、メッキ処理等の公知の手法を用いてコーティングされていることが好ましい。これにより、スイッチ素子１では、第１、第２の電極１１，１２の酸化を防止するとともに、第１、第２の電極１１，１２において可溶導体１３の溶融導体を確実に保持することができる。また、スイッチ素子１をリフロー実装する場合に、可溶導体１３を接続させるための接続用ハンダあるいは可溶導体１３の外層を形成するための低融点金属が溶融することに起因して第１、第２の電極１１，１２が溶食（ハンダ食われ）されることを防ぐことができる。
［高融点金属体］
　高融点金属体１５は、通電されると発熱する導電性材料、例えば、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、Ｃｕ及びＡｇ等のうちの少なくとも１種を構成元素として含む高融点金属により形成されており、その導電性材料は、合金等でもよい。高融点金属体１５は、これらの合金あるいは組成物、化合物の粉状体を樹脂バインダ等と混合して導電ペーストにし、その導電ペーストをスクリーン印刷技術を用いてパターン形成した後、焼成等することによって形成される電極パターンである。
　高融点金属体１５は、絶縁基板１０の表面１０ａ上に、第１、第２の電極１１，１２と並んで配置されている。これにより高融点金属体１５は、通電に伴って発熱すると、第１、第２の電極１１，１２の上に配置されている可溶導体１３を溶融させることができる。
　また、高融点金属体１５は、絶縁基板１０の側縁１０ｂ，１０ｃのそれぞれに、外部接続端子１５ａを有している。高融点金属体１５は、外部接続端子１５ａを介して、警報器３１の作動のトリガーとなる機能回路３２と接続されており、機能回路３２の異常に伴う定格を超えた過電流に応じて高温に発熱することにより、可溶導体１３を溶断させる。例えば、高融点金属体１５に２０Ｗ～３０Ｗの電力が印加されることにより、３００℃程度に発熱する電力設計が採られる。
　また、高融点金属体１５では、可溶導体１３と近接する位置において部分的に細くなっており、その高融点金属体１５が部分的に細くなっている位置に、電流が集中することにより局部的に高温に発熱する発熱部１５ｂが形成されている。可溶導体１３と近接する位置に発熱部１５ｂを設けることにより、高融点金属体１５は、効率よく可溶導体１３を溶融させることができるとともに、速やかに第１、第２の電極１１，１２間の通電を遮断させることができる。
　また、スイッチ素子１では、第１、第２の電極１１，１２のうちの一方と近接する位置、例えば、図１Ａ～図１Ｃに示すように、第１の電極１１のうちの可溶導体１３が接続されている先端部１１ｂと近接する位置に、高融点金属体１５の発熱部１５ｂが形成されることが好ましい。第１の電極１１のうちの可溶導体１３が接続されている先端部１１ｂと近接する位置に発熱部１５ｂを設けることにより、高融点金属体１５は、絶縁基板１０及び先端部１１ｂを介して効率よく可溶導体１３に熱を伝えて溶融させることができるとともに、速やかに第１、第２の電極１１，１２間の通電を遮断させることができる。
　また、第１の電極１１のうちの可溶導体１３が接続されている先端部１１ｂ、及び第２の電極１２のうちの可溶導体１３が接続されている先端部１２ｂのうち、発熱部１５ｂに近接する一方の先端部の面積が、他方の先端部の面積よりも大きいとともに、その一方の先端部を有する電極が、他方の先端部を有する電極よりも多くの可溶導体１３を保持することが好ましい。例えば、図１Ａ～図１Ｃに示すように、スイッチ素子１では、高融点金属体１５の発熱部１５ｂと第１の電極１１の先端部１１ｂとを近接させた場合、第１の電極１１の先端部１１ｂを第２の電極１２の先端部１２ｂよりも大きく形成するとともに、可溶導体１３を第１の電極１１の先端部１１ｂにより広範囲において接続させることが好ましい。
　第１の電極１１の先端部１１ｂは、発熱部１５ｂに近接されているため、高融点金属体１５から先端部１１ｂへ熱がより多く伝わることにより、可溶導体１３を効率よく溶融させることができる。したがって、第１の電極１１の先端部１１ｂの面積を相対的に大きくするとともに、その第１の電極１１においてより多くの可溶導体１３を保持させることにより、より速やかに可溶導体１３に熱を伝えて溶融させることができるとともに、第１、第２の電極１１，１２間の通電を遮断させることができる。
　また、第１の電極１１の先端部１１ｂは、発熱部１５ｂに近接されるとともに、相対的に大きな面積となるように形成されることにより、より高温に加熱されるため、溶融した可溶導体１３の大部分を保持することができる。
　図１Ａ～図１Ｃに示すように、高融点金属体１５には、機能回路３２が正常に作動しているときは、定格内の適正な電流が流れている。そして、高融点金属体１５に、機能回路３２の異常に起因して定格を超える過電流が流れると、その高融点金属体１５が高温に発熱するため、図２Ａ～図２Ｃに示すように、可溶導体１３が溶断するとともに、第１、第２の電極１１，１２間の通電が遮断される。その後も、高融点金属体１５は発熱を続けることにより、図３Ａ～図３Ｃに示すように、高融点金属体１５も自身の自己発熱（ジュール熱）を利用して溶断する。これにより、機能回路３２の異常に起因する過電流が遮断されるとともに、機能回路３２が遮断されるため、高融点金属体１５自身の発熱が停止する。すなわち、高融点金属体１５は、可溶導体１３を溶融させるとともに自己発熱を利用して自身の給電経路を遮断するヒューズとして機能する。
　また、高融点金属体１５に、局部的に高温となる発熱部１５ｂを設けることにより、その高融点金属体１５は、当該発熱部１５ｂにおいて溶断する。このとき、高融点金属体１５では、発熱部１５ｂが部分的に細くなるように形成されていることにより、溶断時に発生するアーク放電も小規模なものに収まるとともに、後述する絶縁層１６の被覆効果も得られるため、溶融導体の飛散を防止することができる。
　なお、高融点金属体１５を形成するためには、上述した導電ペーストを印刷法等を用いてパターン形成する他にも、銅箔又は銀箔等の高融点金属箔や、銅線又は銀線等の高融点金属ワイヤーを用いて高融点金属体１５を形成してもよい。また、高融点金属箔又は高融点金属ワイヤーを用いて高融点金属体１５を形成する場合、絶縁基板１０として、熱伝導性に優れるとともに可溶導体１３を速やかに溶融させることができるセラミックス基板を用いると、導電ペーストを用いる場合に比して、高融点金属体１５の溶断後における溶融導体のリークの問題が少なくなる。
［絶縁層］
　第１、第２の電極１１，１２及び高融点金属体１５は、絶縁基板１０の表面１０ａ上において、絶縁層１６により被覆されている。絶縁層１６は、第１、第２の電極１１，１２及び高融点金属体１５の保護及び絶縁を図るとともに、高融点金属体１５の溶断時におけるアーク放電を抑制するために設けられており、例えば、ガラス等を含む。
　図１Ａ～図１Ｃ、図２Ａ～図２Ｃ及び図３Ａ～図３Ｃに示すように、絶縁層１６は、高融点金属体１５の発熱部１５ｂを覆っているとともに、第１、第２の電極１１，１２の先端部１１ｂ，１２ｂを除く領域上に形成されている。すなわち、第１、第２の電極１１，１２では、先端部１１ｂ，１２ｂが絶縁層１６より被覆されずに露出しているため、その先端部１１ｂ，１２ｂに後述する可溶導体１３が接続可能とされている。
　また、絶縁層１６を、第１、第２の電極１１，１２の先端部１１ｂ，１２ｂを除く領域上に形成することで、高融点金属体１５において発生した熱が絶縁基板１０を介して先端部１１ｂ，１２ｂに伝わった際に、その熱が放熱されることが防止されるため、効率よく先端部１１ｂ，１２ｂを加熱するとともに可溶導体１３に熱を伝えることができる。また、第１、第２の電極１１，１２では、先端部１１ｂ，１２ｂと外部接続電極１１ａ，１２ａとの間に絶縁層１６が設けられることにより、溶融した可溶導体１３が外部接続電極１１ａ，１２ａ側に流出することに起因して、スイッチ素子１が実装される回路基板に用いられる接続用ハンダが溶融する事態を防止することができる。
　また、スイッチ素子１では、高融点金属体１５と絶縁基板１０との間に、ガラス等を含む絶縁層１６を形成してもよい。これにより、スイッチ素子１では、高融点金属体１５の溶断後において、溶融導体が絶縁基板１０の表面に付着することに起因するリークを防止することにより、絶縁抵抗を高くすることができる。更に、高融点金属体１５と絶縁基板１０との間に形成される絶縁層１６を、発熱部１５ｂの中心付近のみに部分的に配置する事により、可溶導体１３への伝熱性確保と遮断後の絶縁抵抗確保との両立が可能となる。
［可溶導体］
　絶縁層１６を介して第１、第２の電極１１，１２の上に配置される可溶導体１３の形成材料としては、高融点金属体１５の発熱を利用して速やかに溶融されるいずれかの金属（低融点金属）を好適に用いることができる。この低融点金属は、例えば、ハンダや、Ｐｂを主成分とする２６０℃リフロー実装時に溶融しないハンダ等である。
　また、可溶導体１３は、低融点金属と高融点金属とを含有してもよい。低融点金属としては、ハンダや、Ｓｎを主成分とするＰｂフリーハンダなどを用いることが好ましい。高融点金属としては、Ａｇ及びＣｕのうちの少なくとも一方を構成元素として含む材料を用いることが好ましく、その高融点金属は、合金等でもよい。可溶導体１３が高融点金属と低融点金属とを含有することによって、スイッチ素子１をリフロー実装する場合に、リフロー温度が低融点金属の溶融温度を超えたため、その低融点金属が溶融しても、低融点金属の外部への流出が抑制されるため、可溶導体１３の形状を維持することができる。また、溶断時においても、低融点金属が溶融することにより、高融点金属が溶食（ハンダ食われ）されるため、高融点金属の融点以下の温度で速やかに可溶導体１３を溶断することができる。なお、可溶導体１３は、後に説明するように、様々な構成となるように形成される。
　なお、可溶導体１３には、酸化防止、濡れ性の向上等のため、フラックス１８が塗布されていることが好ましい。
［スイッチ回路・警報回路］
　以上のようなスイッチ素子１は、図１Ｃに示すような回路構成を有する。すなわち、スイッチ素子１では、正常時には、第１の電極１１と第２の電極１２とが可溶導体１３を介して接続されているとともに（図１Ｃ）、高融点金属体１５の発熱を利用して可溶導体１３が溶融すると、第１の電極１１と第２の電極１２との間の通電が遮断される。（図２Ｃ）。
　そして、スイッチ素子１は、例えば、警報回路３０に組み込まれて用いられる。図４は警報回路３０の回路構成の一例を示す図である。警報回路３０は、スイッチ素子１の可溶導体１３からなる第１のヒューズ３５を用いて警報器３１を作動させる作動回路３３と、作動回路３３とは電気的に独立して形成され、可溶導体１３の融点よりも高い融点を有する高融点金属体１５からなる第２のヒューズ３６が電源に直列に繋がる機能回路３２を有する制御回路３４とを備える。
　図４に示すように、スイッチ素子１では、第１のヒューズ３５（可溶導体１３）の両外部接続端子１１ａ，１２ａが、正常時に通電されるとともに異常時に通電が遮断されるパイロットランプ等の警報器３１に接続される。また、スイッチ素子１では、第２のヒューズ３６（高融点金属体１５）の両外部接続端子１５ａが、機能回路３２に接続される。
　このような構成を有するスイッチ素子１では、警報器３１を動作させる第１、第２の電極１１，１２に対して隣接されている高融点金属体１５の発熱を利用して可溶導体１３を溶融させることにより、第１、第２の電極１１，１２間の通電を遮断する。すなわち、スイッチ素子１は、高融点金属体１５と第１、第２の電極１１，１２とが物理的かつ電気的に独立しており、高融点金属体１５において発生した熱を利用して可溶導体１３が溶融することにより通電が遮断される（いわば熱的に接続する）ように連動する構成を有している。
　したがって、スイッチ素子１は、スプリング及び警報接点等の機械要素を用いず、また機械要素の物理的な連動を利用せずに構成されるため、絶縁基板１０の面内において、コンパクトにスイッチ素子１を設計することができるとともに、狭小化された実装領域にもスイッチ素子１を実装可能となる。また、スイッチ素子１の部品点数及び製造工数が削減されるため、低コスト化を図ることができる。さらに、絶縁基板１０をリフロー実装等を用いて表面実装することができるため、狭小化された実装領域においても簡易にスイッチ素子１を実装することができる。
　また、スイッチ素子１は、高融点金属体１５と第１、第２の電極１１，１２とが物理的かつ電気的に独立するように構成されているため、例えば、ヒューズとして機能する高融点金属体１５が配置される電力系パワーラインと分離された信号系ラインに警報信号を出す場合に、高融点金属体１５の溶断時における電源ノイズの影響が抑えられる。これにより、ノイズ対策用回路も不要となるため、信頼性の高い警報回路を構成することができる。
　実使用時において、スイッチ素子１では、機能回路３２の不具合に起因して、高融点金属体１５に定格を超える過電流が流れる。これにより、図２Ａに示すように、高融点金属体１５が発熱すると、絶縁基板１０及び第１、第２の電極１１，１２の先端部１１ｂ，１２ｂを通じて可溶導体１３に熱が伝わるため、可溶導体１３が溶融する。可溶導体１３の溶融導体は、高融点金属体１５によって加熱された第１、第２の電極１１，１２の先端部１１ｂ，１２ｂの上に凝集する。これにより、スイッチ素子１では、第１、第２の電極１１，１２間の通電が遮断されるため、作動回路３３の警報器３１への通電を停止させることができる（図２Ｃ）。警報回路３０では、警報器３１への通電が停止されることにより、例えば、パイロットランプが消灯等するため、異常を知らせることができる。
　このとき、スイッチ素子１では、高融点金属体１５のうちの可溶導体１３の近傍に、部分的に細くなるように形成された発熱部１５ｂを設けることで、高抵抗の発熱部１５ｂが高温となるため、効率よく可溶導体１３を溶融させることにより、速やかに第１、第２の電極１１，１２間を短絡させることができる。また、高融点金属体１５では、高抵抗の発熱部１５ｂが局部的に高温となるのみで、側縁に面する両外部接続端子１５ａは放熱効果も相まって比較的低温に保たれる。そのため、スイッチ素子１では、外部接続端子１５ａにおいて実装用ハンダが溶融しにくくなる。
　図３Ａ～図３Ｃに示すように、第１、第２の電極１１，１２間における通電の遮断後も高融点金属体１５は発熱し続けるため、その高融点金属体１５は自身のジュール熱を利用して溶断する（図３Ａ及び図３Ｂ）。これにより、スイッチ素子１では、機能回路３２による高融点金属体１５への通電が遮断されるため、発熱が停止する（図３Ｃ）。このとき、スイッチ素子１では、高融点金属体１５が絶縁層１６によって被覆されていることにより、アーク放電が抑制されるため、溶融導体の爆発的な飛散を抑制することができる。また、高融点金属体１５に部分的細い発熱部１５ｂを設けることにより、溶断箇所が狭小化されるため、飛散する溶融導体の量を低減させることができる。
　このように、スイッチ素子１では、可溶導体１３の融点よりも高い融点を有する高融点金属体１５が発熱することにより、確実に可溶導体１３が高融点金属体１５よりも先に溶融するため、第１、第２の電極１１，１２の通電を遮断させることができる。すなわち、スイッチ素子１では、高融点金属体１５の溶断が第１、第２の電極１１，１２間の通電を遮断させるための条件とはなっていない。これにより、スイッチ素子１は、機能回路３２の異常に伴い高融点金属体１５の定格を超える過電流が流れたことを伝える警報素子として使用可能である。したがって、スイッチ素子１が組み込まれた警報回路３０によれば、パイロットランプの消灯などの警報器３１の動作に応じて機能回路３２の異常をいち早く察知できるとともに、機能回路３２が完全に故障する前に予防的に機能回路３２を停止するために、バックアップ回路を作動させる等の対応を図ることができる。
　また、高融点金属体１５は、自身のジュール熱を利用して溶断することにより、自動的に発熱を停止させる。したがって、スイッチ素子１では、機能回路３２による給電を規制するための機構を設ける必要がないため、簡易な構成で高融点金属体１５の発熱を停止させることができるとともに、素子全体の小型化を図ることができる。
　また、スイッチ素子１では、第１、第２の電極１１，１２のうち、高融点金属体１５の発熱部１５ｂに近い一方の電極と、高融点金属体１５とを接続してもよい。例えば、図５Ａ～図５Ｃに示すように、スイッチ素子１では、高融点金属体１５の発熱部１５ｂと、第１の電極１１の先端部１１ｂとが近接されている場合、高融点金属体１５と第１の電極１１とを接続させる接続部１９を形成してもよい。接続部１９は、例えば、高融点金属体１５又は第１の電極１１と同じ導電材料を用いて、高融点金属体１５又は第１の電極１１と同じ工程においてパターン形成される。
　高融点金属体１５と第１の電極１１とを接続させることにより、スイッチ素子１では、高融点金属体１５が通電時に発熱すると、接続部１９及び第１の電極１１を介しても熱が可溶導体１３に伝わるため、より速やかに可溶導体１３を溶融させることができる。したがって、接続部１９は、熱伝導性に優れるＡｇ又はＣｕ等の金属材料により形成されることが好ましい。
　なお、接続部１９は、高融点金属体１５の発熱部１５の中心から若干離れた位置に設けられる。接続部１９を設けると、抵抗値が下がりやすいとともに温度が上がり難い。そこで、発熱部１５ｂが高温に発熱できるとともに高融点金属体１５が自己発熱を利用して溶断を行うためには、発熱部１５ｂの中心から離れた位置に接続部１９を設ける必要がある。
［カバー部材］
　スイッチ素子１では、絶縁基板１０の上に、そのスイッチ素子１の内部を保護するカバー部材２０が取り付けられている。スイッチ素子１では、絶縁基板１０がカバー部材２０に覆われることにより、そのスイッチ素子１の内部が保護されている。カバー部材２０は、スイッチ素子１の側面を構成する側壁２１と、スイッチ素子１の上面を構成する天面部２２とを有しており、側壁２１が絶縁基板１０に接続されることにより、スイッチ素子１の内部を閉塞する蓋体となる。このカバー部材２０は、例えば、熱可塑性プラスチック，セラミックス，ガラスエポキシ基板等の絶縁性材料を用いて形成されている。
　また、図６に示すように、カバー部材２０のうち、天面部２２の内面側に、カバー部電極２３が形成されても良い。カバー部電極２３は、第１の電極１１及び第２の電極１２のうちの一方と重畳する位置に形成されている。カバー部電極２３は、高融点金属体１５の発熱部１５ｂと近接されているとともに、相対的に大きな面積となるように形成されている第１の電極１１の先端部１１ｂと重畳していることがより好ましい。高融点金属体１５が発熱することにより、可溶導体１３が溶融すると、第１の電極１１の先端部１１ｂの上に凝集した溶融導体がカバー部電極２３に接触して濡れ広がることにより、溶融導体を保持する許容量が増加するため、カバー部電極２３を用いることで、より確実に第１、第２の電極１１，１２間の通電を遮断することができる。
［変形例１］
　なお、本技術が適用されたスイッチ素子では、絶縁基板の表面上において、高融点金属体と第１の電極又は第２の電極とを互いに重畳させてもよい。なお、以下の説明において、上述したスイッチ素子１と同様の構成要素については、その構成要素に同じ符号を付すとともに、その構成要素に関する詳細な説明を省略する。このスイッチ素子４０では、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、絶縁基板１０の表面１０ａのうちの相対向する側縁１０ｄ，１０ｅ間に延在するように高融点金属体１５が形成される。また、スイッチ素子４０では、第１、第２の電極１１，１２のそれぞれが、絶縁基板１０の表面１０ａのうちの相対向する側縁１０ｂ，１０ｃのそれぞれに沿って形成される。
　高融点金属体１５は、絶縁基板１０の略中央部において、第１の絶縁層４１によって被覆されている。また、高融点金属体１５は、絶縁基板１０の側縁１０ｄ，１０ｅのそれぞれに形成された外部接続端子１５ａを有している。また、高融点金属体１５では、中間部が両端部よりも細くなるように形成されることにより、高温に発熱する発熱部１５ｂが形成されている。
　第１の電極１１は、絶縁基板１０の側縁１０ｂに形成された外部接続端子１１ａを有しているとともに、第２電極１２は、絶縁基板１０の側縁１０ｃに形成された外部接続端子１２ａを有している。また、第１の電極１１は、側縁１０ｂから第１の絶縁層４１の上面まで形成されているとともに、第２の電極１２は、側縁１０ｃから第１の絶縁層４１の上面まで形成されている。第１の絶縁層４１の上面において先端部１１ｂ，１２ｂが近接されるとともに離間することにより、第１、第２の電極１１，１２は離間されている。また、第１、第２の電極１１，１２のそれぞれは、先端部１１ｂ，１２ｂを除き、第２の絶縁層４２によって被覆されている。
　第１、第２の電極１１，１２の先端部１１ｂ，１２ｂに接続用ハンダが設けられており、その接続用ハンダを用いて先端部１１ｂ，１２ｂに可溶導体１３が接続されている。また、スイッチ素子４０では、第１、第２の電極１１，１２のうちのいずれか一方、例えば、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、相対的に大きな面積となるように形成されている第１の電極１１のうちの先端部１１ｂと、その先端部１１ｂに接続されている可溶導体１３の一部とが、高融点金属体１５の発熱部１５ｂに重畳されている。なお、可溶導体１３には、酸化防止、濡れ性の向上等のため、フラックス１８が塗布されている。
　第１、第２の絶縁層４１，４２のそれぞれの形成材料としては、上述したスイッチ素子１の絶縁層１６と同様に、ガラス等を含む絶縁性材料を好適に用いることができる。
　このようなスイッチ素子４０によれば、高融点金属体１５の発熱部１５ｂに重畳するように、第１の電極１１の先端部１１ｂ及び可溶導体１３のそれぞれの大部分が配置されているため、その発熱部１５ｂの発熱を利用して速やかに可溶導体１３を溶融させることにより、第１、第２の電極１１，１２間の通電を遮断させることができる。このとき、スイッチ素子４０では、ガラス等を含む第１の絶縁層４１を介して、発熱部１５ｂと第１の電極１１及び可溶導体１３とが連続的に積層されているため、発熱部１５ｂにおいて発生した熱を可溶導体１３に効率よく伝えることができる。
［変形例２］
　また、本技術が適用されたスイッチ素子では、絶縁基板の表面に第１、第２の電極を形成するとともに、その絶縁基板の裏面に高融点金属体を形成することにより、高融点金属体と第１の電極又は第２の電極とを互いに重畳させてもよい。なお、以下の説明において、上述したスイッチ素子１と同様の構成要素については、その構成要素に同じ符号を付すとともに、その構成要素に関する詳細な説明を省略する。このスイッチ素子５０では、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、絶縁基板１０の裏面１０ｆにおいて、相対向する側縁１０ｄ，１０ｅ間に高融点金属体１５が形成される。また、スイッチ素子５０では、第１、第２の電極１１，１２のそれぞれが、絶縁基板１０の表面１０ａにおいて、相対向する側縁１０ｂ，１０ｃのそれぞれに形成されている。
　高融点金属体１５は、絶縁基板１０の略中央部において、第１の絶縁層５１によって被覆されている。また、高融点金属体１５は、絶縁基板１０の側縁１０ｄ，１０ｅのそれぞれに形成された外部接続端子１５ａを有している。また、高融点金属体１５では、第１の電極１１又は第２の電極１２と重畳する中間部が両端部よりも細くなるように形成されることにより、高温に発熱する発熱部１５ｂが形成されている。
　第１の電極１１は、絶縁基板１０の側縁１０ｂに形成された外部接続端子１１ａを有しているとともに、第２の電極１２は、絶縁基板１０の側縁１０ｃに形成された外部接続端子１２ａを有している。また、第１の電極１１は、側縁１０ｂから絶縁基板１０の表面１０ａの略中央部まで形成されているとともに、第２の電極１２は、側縁１０ｃから絶縁基板１０の表面１０ａの略中央部まで形成されている。絶縁基板１０の表面１０ａの略中央部において先端部１１ｂ，１２ｂが近接されるとともに離間することにより、第１、第２の電極１１，１２が離間されている。また、第１、第２の電極１１，１２のそれぞれは、先端部１１ｂ，１２ｂを除き、第２の絶縁層５２によって被覆されている。
　第１、第２の電極１１，１２の先端部１１ｂ，１２ｂに接続用ハンダが設けられており、その接続用ハンダを用いて先端部１１ｂ，１２ｂに可溶導体１３が接続されている。また、スイッチ素子５０では、第１、第２の電極１１，１２のうちのいずれか一方、例えば、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、相対的に大きな面積となるように形成されている第１の電極１１の先端部１１ｂと、その先端部１１ｂに接続されている可溶導体１３の一部とが、高融点金属体１５の発熱部１５ｂに重畳されている。なお、可溶導体１３には、酸化防止、濡れ性の向上等のため、フラックス１８が塗布されている。
　第１、第２の絶縁層５１，５２のそれぞれの形成材料としては、上述したスイッチ素子１の絶縁層１６と同様に、ガラス等を含む絶縁性材料を好適に用いることができる。
　このようなスイッチ素子５０によれば、高融点金属体１５の発熱部１５ｂに重畳するように、第１の電極１１の先端部１１ｂ及び可溶導体１３のそれぞれの大部分が配置されているため、発熱部１５ｂの発熱を利用してより速やかに可溶導体１３を溶融させることにより、第１、第２の電極１１，１２間の通電を遮断させることができる。このとき、スイッチ素子５０では、絶縁基板１０として、熱伝導性に優れたセラミックス基板等を用いることにより、可溶導体１３が設けられた面と同一面に高融点金属体１５を形成した場合と同等に可溶導体１３を加熱することができる。
［可溶導体の変形例］
　上述したように、可溶導体１３のうちのいずれか又は全部は、低融点金属と高融点金属とを含有していてもよい。高融点金属層６０は、Ａｇ及びＣｕのうちの少なくとも一方を構成元素として含む材料により形成されており、その剤用は、合金等でもよい。低融点金属層６１は、ハンダや、Ｓｎを主成分とするＰｂフリーハンダ等を含んでいる。このとき、可溶導体１３としては、図９Ａに示すように、内層である高融点金属層６０と外層である低融点金属層６１とを含む可溶導体を用いてもよい。この場合、可溶導体１３は、高融点金属層６０の全面が低融点金属層６１によって被覆された構造を有していてもよいし、相対向する一対の側面を除いて高融点金属層６０が低融点金属層６１により被覆された構造を有していてもよい。高融点金属層６０又は低融点金属層６１による被覆構造は、メッキ等の公知の成膜技術を用いて形成される。
　また、図９Ｂに示すように、可溶導体１３としては、内層である低融点金属層６１と外層である高融点金属層６０とを含む可溶導体を用いてもよい。この場合も、可溶導体１３は、低融点金属層６１の全面が高融点金属層６０によって被覆された構造を有していてもよいし、相対向する一対の側面を除いて低融点金属層６１が高融点金属層６０により被覆された構造を有していてもよい。
　また、可溶導体１３は、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、高融点金属層６０と低融点金属層６１とが積層された積層構造を有していてもよい。
　具体的には、可溶導体１３は、図１０Ａに示すように、第１、第２の電極１１，１２により支持される下層と、その下層の上に積層される上層とを含む２層構造となるように形成されてもよい。この場合、下層である高融点金属層６０の上面に上層である低融点金属層６１を積層してもよいし、反対に下層である低融点金属層６１の上面に上層である高融点金属層６０を積層してもよい。あるいは、可溶導体１３は、図１０Ｂに示すように、内層とその内層の上下面に積層される２つの外層とを含む３層構造となるように形成されてもよい。この場合、内層である高融点金属層６０の上下面に外層である２つの低融点金属層６１を積層してもよいし、反対に内層である低融点金属層６１の上下面に外層である２つの高融点金属層６０を積層してもよい。
　また、可溶導体１３は、図１１に示すように、高融点金属層６０と低融点金属層６１とが交互に積層された４層以上の多層構造を有していてもよい。この場合、可溶導体１３は、最外層を構成する金属層によって、全面又は相対向する一対の側面を除き、最外層以外の金属層が被覆された構造を有していてもよい。
　また、可溶導体１３は、内層である低融点金属層６１の表面に高融点金属層６０がストライプ状に積層された構造を有していてもよい。図１２Ａ及び図１２Ｂは、可溶導体１３の平面図である。
　図１２Ａに示す可溶導体１３では、低融点金属層６１の表面に、幅方向において所定間隔を隔てて配列されるように、長手方向に延在する線状の高融点金属層６０が複数形成されることにより、長手方向に沿って線状の開口部６２が形成されるとともに、その開口部６２に低融点金属層６１が露出している。可溶導体１３では、低融点金属層６１が開口部６２に露出していると、溶融した低融点金属と高融点金属との接触面積が増えることにより、高融点金属層６０の溶食作用がより促進されるため、可溶導体３１の溶断性を向上させることができる。開口部６２は、例えば、低融点金属層６１に、高融点金属層６０を構成する金属の部分メッキを施すことにより、形成される。
　また、可溶導体１３では、図１２Ｂに示すように、低融点金属層６１の表面に、長手方向において所定間隔を隔てて配列されるように、幅方向に延在する線状の高融点金属層６０を複数形成することにより、その幅方向に沿って線状の開口部６２が形成されてもよい。
　また、可溶導体１３では、図１３に示すように、低融点金属層６１の表面に高融点金属層６０が形成されるとともに、その高融点金属層６０の全面に円形の開口部６３が形成されることにより、その開口部６３に低融点金属層６１が露出していてもよい。開口部６３は、例えば、低融点金属層６１に、高融点金属層６０を構成する金属の部分メッキを施すことにより、形成される。
　可溶導体１３では、低融点金属層６１が開口部６３に露出していると、溶融した低融点金属と高融点金属との接触面積が増えることにより、高融点金属の溶食作用がより促進されるため、可溶導体１３の溶断性を向上させることができる。
　また、可溶導体１３では、図１４に示すように、内層である高融点金属層６０に多数の開口部６４が形成され、その高融点金属層６０に、メッキ技術等を用いて低融点金属層６１が成膜されることにより、開口部６４内に低融点金属層６１が充填されてもよい。これにより、可溶導体１３では、溶融した低融点金属が高融点金属に接する面積が増大するので、より短時間で低融点金属が高融点金属を溶食できる。
　また、可溶導体１３では、低融点金属層６１の体積を、高融点金属層６０の体積よりも大きくすることが好ましい。可溶導体１３では、高融点金属体１５によって可溶導体１３が加熱されることにより、その可溶導体１３では低融点金属が溶融するとともに高融点金属を溶食するため、速やかに可溶導体１３を溶融及び溶断させることができる。したがって、可溶導体１３では、低融点金属層６１の体積を、高融点金属層６０の体積よりも大きくすることにより、この溶食作用を促進して、速やかに第１、第２の電極１１，１２間の通電を遮断することができる。
　本出願は、日本国特許庁において２０１４年１月２０日に出願された日本特許出願番号第２０１４－００８１３３号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願のすべての内容を参照によって本出願に援用する。
　当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、及び変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲の趣旨やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。
　本技術は、以下のような構成を取ることも可能である。
（１）
　可溶導体と、
　上記可溶導体の一端部に接続された第１の電極と、
　上記可溶導体の他端部に接続された第２の電極と、
　上記可溶導体の融点よりも高い融点を有する高融点金属体と
　を備えた、スイッチ素子。
（２）
　上記高融点金属体に流れる定格電流以上の過電流に伴う発熱を利用して、上記可溶導体を溶融させる
　上記（１）に記載のスイッチ素子。
（３）
　上記高融点金属体は、上記第１の電極と上記第２の電極との間の通電を遮断させた後、定格電流以上の過電流に伴う自己発熱を利用して溶断する
　上記（１）又は（２）に記載のスイッチ素子。
（４）
　上記高融点金属体、上記第１の電極及び上記第２の電極のそれぞれは、絶縁基板の上に形成された電極パターンである
　上記（１）～（３）のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
（５）
　上記高融点金属体、上記第１の電極及び上記第２の電極のそれぞれは、パターン形成された高融点金属であり、
　その高融点金属は、銀（Ａｇ）及び銅（Ｃｕ）のうちの少なくとも一方を構成元素として含む
　上記（４）に記載のスイッチ素子。
（６）
　上記電極パターンである上記高融点金属体は、電流が集中することにより局部的に高温に発熱する発熱部を含み、
　その発熱部は、上記可溶導体に近接する位置において上記高融点金属体が部分的に細くなっている部分である
　上記（４）又は（５）に記載のスイッチ素子。
（７）
　上記可溶導体に接続された上記第１の電極の先端部及び上記可溶導体に接続された上記第２の電極の先端部のうちのいずれか一方と、上記発熱部とが、近接されている
　上記（６）に記載のスイッチ素子。
（８）
　上記可溶導体に接続された上記第１の電極の先端部及び上記可溶導体に接続された上記第２の電極の先端部のうち、上記発熱部と近接する一方の先端部の面積が、他方の先端部の面積よりも大きいとともに、
　その一方の先端部を有する電極が、他方の先端部を有する電極よりも多くの上記可溶導体を保持する
　上記（７）に記載のスイッチ素子。
（９）
　上記第１の電極及び上記第２の電極のうち、上記発熱部と近接する先端部を有する一方の電極と、上記高融点金属体とが、接続されている
　上記（７）又は（８）に記載のスイッチ素子。
（１０）
　上記高融点金属体が、絶縁層により被覆されている
　上記（１）～（９）のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
（１１）
　上記高融点金属体と上記絶縁基板との間に、絶縁層が形成されている
　上記（４）～（１０）のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
（１２）
　上記第１の電極及び上記第２の電極のそれぞれは、上記可溶導体が接続されている部分を除き、絶縁層により被覆されている
　上記（１）～（１１）のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
（１３）
　上記絶縁層は、絶縁性材料を含み、
　前記絶縁性材料は、ガラスを含む
　上記（１０）～（１２）のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
（１４）
　上記高融点金属体は、銅及び銀のうちの少なくとも一方を構成元素として含む箔、又は、銅及び銀のうちの少なくとも一方を構成元素として含むワイヤーである
　上記（１）～（３）のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
（１５）
　　上記第１の電極及び上記第２の電極と上記高融点金属体とが、上記絶縁基板の同一平面に並んで配置されている
　上記（４）～（１４）のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
（１６）
　上記絶縁基板の一方の面において、上記第１の電極及び第２の電極のうちの一方と、その一方の電極に接続されている上記可溶導体とが、上記高融点金属体の上に、絶縁層を介して積層されている
　上記（４）～（８）のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
（１７）
　上記絶縁基板の一方の面に、上記第１の電極及び上記第２の電極が配置され、
　上記絶縁基板の他方の面に、上記高融点金属体が配置され、
　上記高融点金属体と、上記第１の電極及び第２の電極のうちの一方及びその一方の電極に接続されている上記可溶導体とが、互いに重畳されている
　上記（４）～（８）のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
（１８）
　上記高融点金属体と上記絶縁基板との間に、絶縁層が形成されている
　上記（１６）又は（１７）に記載のスイッチ素子。
（１９）
　上記第１の電極及び上記第２の電極のそれぞれは、上記可溶導体が接続されている部分を除き、上記絶縁層により被覆されている
　上記（１６）～（１８）のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
（２０）
　上記絶縁層は、絶縁性材料を含み、
　上記絶縁性材料は、ガラスを含む
　上記（１６）～（１９）のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
（２１）
　上記絶縁基板は、セラミックス基板である
　上記（４）～（２０）のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
（２２）
　上記可溶導体は、ハンダを含む
　上記（１）～（２１）のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
（２３）
　上記可溶導体は、低融点金属と高融点金属とを含有し、
　上記低融点金属が、上記高融点金属体の発熱を利用して溶融するとともに、その高融点金属を溶食する
　上記（１）～（２１）のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
（２４）
　上記低融点金属は、ハンダを含み、
　上記高融点金属は、銀及び銅のうちの少なくとも一方を構成元素として含む
　上記（２３）に記載のスイッチ素子。
（２５）
　上記可溶導体は、内層である高融点金属層と外層である低融点金属層とを含む被覆構造を有する
　上記（２３）又は（２４）に記載のスイッチ素子。
（２６）
　上記可溶導体は、内層である低融点金属層と外層である高融点金属層とを含む被覆構造を有する
　上記（２３）又は（２４）に記載のスイッチ素子。
（２７）
　上記可溶導体は、低融点金属層と高融点金属層とが積層された積層構造を有する
　上記（２３）又は（２４）に記載のスイッチ素子。
（２８）
　上記可溶導体は、低融点金属層と高融点金属層とが交互に積層された４層以上の多層構造を有する
　上記（２３）又は（２４）に記載のスイッチ素子。
（２９）
　上記可溶導体は、内層である低融点金属層の表面に外層である高融点金属層が積層された積層構造を有し、
　その高融点金属層に、開口部が設けられている
　上記（２３）又は（２４）に記載のスイッチ素子。
（３０）
　上記可溶導体は、多数の開口部を有する高融点金属層と、その高融点金属層の上に形成された低融点金属層とを含み、
　上記開口部に、上記低融点金属層が充填されている
　上記（２３）又は（２４）に記載のスイッチ素子。
（３１）
　上記可溶導体において、低融点金属の体積が高融点金属の体積よりも大きい
　上記（２３）～（３０）のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
（３２）
　上記可溶導体の上に、フラックスがコーティングされている
　上記（１）～（３１）のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
（３３）
　上記第１の電極及び上記第２の電極のそれぞれの表面は、ニッケル（Ｎｉ）／金（Ａｕ）メッキ、Ｎｉ／パラジウム（Ｐｄ）メッキ及びＮｉ／Ｐｄ／Ａｕメッキのうちのいずれかにより被覆されている
　上記（１）～（３２）のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
（３４）
　上記絶縁基板の上に設けられたカバー部材を備え、
　上記カバー部材が上記第１の電極及び上記第２の電極のうちのいずれか一方と重畳する位置に、カバー部電極が設けられている
　上記（４）～（３３）のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
（３５）
　第１のヒューズを介して互いに接続されるとともに外部回路と接続される第１の電極及び第２の電極を含み、上記第１の電極と上記第２の電極との間の通電が遮断されることにより上記外部回路への給電を停止させるスイッチ部と、
　上記第１のヒューズの融点よりも高い融点を有し、上記スイッチ部とは電気的に独立した機能回路に接続された第２のヒューズと
　を備えた、スイッチ回路。
（３６）
　上記第２のヒューズに流れる定格電流以上の過電流に伴う発熱を利用して上記第１のヒューズを溶融させて、上記第１の電極と上記第２の電極との間の通電を遮断させることにより、上記外部回路への給電を停止させる
　上記（３５）に記載のスイッチ回路。
（３７）
　上記第２のヒューズが、上記第１のヒューズを溶断させた後、定格電流以上の過電流に伴う自己発熱を利用して溶断する
　上記（３５）又は（３６）に記載のスイッチ回路。
（３８）
　第１のヒューズを介して互いに接続された第１の電極及び第２の電極を含み、上記第１の電極と上記第２の電極との間の通電が遮断されることにより警報器への給電を停止する作動回路と、
　上記作動回路と電気的に独立し、上記第１のヒューズの融点よりも高い融点を有する第２のヒューズと、
　上記第２のヒューズが電源に直列に接続された機能回路を有する制御回路と
　を備えた、警報回路。
（３９）
　上記機能回路の異常時に上記第２のヒューズに流れる定格電流以上の過電流に伴う発熱を利用して上記第１のヒューズを溶融させて、上記第１の電極と上記第２の電極との間の通電を遮断させることにより、上記警報器への給電を停止させる
　上記（３８）に記載の警報回路。
（４０）
　上記第２のヒューズが、上記第１のヒューズを溶断させた後、定格電流以上の過電流に伴う自己発熱を利用して溶断する
　上記（３８）又は（３９）に記載の警報回路。
　１，４０，５０…スイッチ素子、１０…絶縁基板、１０ａ…表面、１０ｆ…裏面、１１…第１の電極、１２…第２の電極、１３…可溶導体、１５…高融点金属体、１６…絶縁層、１８…フラックス、１９…接続部、２０…カバー部材、２１…側壁、２２…天面部、２３…カバー部電極、３０…警報回路、３１…警報器、３２…機能回路、３５…第１のヒューズ、３６…第２のヒューズ。

Claims (40)

  1. 　可溶導体と、
    　上記可溶導体の一端部に接続された第１の電極と、
    　上記可溶導体の他端部に接続された第２の電極と、
    　上記可溶導体の融点よりも高い融点を有する高融点金属体と
    　を備えた、スイッチ素子。
  2. 　上記高融点金属体に流れる定格電流以上の過電流に伴う発熱を利用して、上記可溶導体を溶融させる
    　請求項１に記載のスイッチ素子。
  3. 　上記高融点金属体は、上記第１の電極と上記第２の電極との間の通電を遮断させた後、定格電流以上の過電流に伴う自己発熱を利用して溶断する
    　請求項１に記載のスイッチ素子。
  4. 　上記高融点金属体、上記第１の電極及び上記第２の電極のそれぞれは、絶縁基板の上に形成された電極パターンである
    　請求項１に記載のスイッチ素子。
  5. 　上記高融点金属体、上記第１の電極及び上記第２の電極のそれぞれは、パターン形成された高融点金属であり、
    　その高融点金属は、銀（Ａｇ）及び銅（Ｃｕ）のうちの少なくとも一方を構成元素として含む
    　請求項４に記載のスイッチ素子。
  6. 　上記電極パターンである上記高融点金属体は、電流が集中することにより局部的に高温に発熱する発熱部を含み、
    　その発熱部は、上記可溶導体に近接する位置において上記高融点金属体が部分的に細くなっている部分である
    　請求項４に記載のスイッチ素子。
  7. 　上記可溶導体に接続された上記第１の電極の先端部及び上記可溶導体に接続された上記第２の電極の先端部のうちのいずれか一方と、上記発熱部とが、近接されている
    　請求項６に記載のスイッチ素子。
  8. 　上記可溶導体に接続された上記第１の電極の先端部及び上記可溶導体に接続された上記第２の電極の先端部のうち、上記発熱部と近接する一方の先端部の面積が、他方の先端部の面積よりも大きいとともに、
    　その一方の先端部を有する電極が、他方の先端部を有する電極よりも多くの上記可溶導体を保持する
    　請求項７に記載のスイッチ素子。
  9. 　上記第１の電極及び上記第２の電極のうち、上記発熱部と近接する先端部を有する一方の電極と、上記高融点金属体とが、接続されている
    　請求項７に記載のスイッチ素子。
  10. 　上記高融点金属体が、絶縁層により被覆されている
    　請求項１に記載のスイッチ素子。
  11. 　上記高融点金属体と上記絶縁基板との間に、絶縁層が形成されている
    　請求項４に記載のスイッチ素子。
  12. 　上記第１の電極及び上記第２の電極のそれぞれは、上記可溶導体が接続されている部分を除き、絶縁層により被覆されている
    　請求項１に記載のスイッチ素子。
  13. 　上記絶縁層は、絶縁性材料を含み、
    　前記絶縁性材料は、ガラスを含む
    　請求項１０に記載のスイッチ素子。
  14. 　上記高融点金属体は、銅及び銀のうちの少なくとも一方を構成元素として含む箔、又は、銅及び銀のうちの少なくとも一方を構成元素として含むワイヤーである
    　請求項１に記載のスイッチ素子。
  15. 　上記第１の電極及び上記第２の電極と上記高融点金属体とが、上記絶縁基板の同一平面に並んで配置されている
    　請求項４に記載のスイッチ素子。
  16. 　上記絶縁基板の一方の面において、上記第１の電極及び第２の電極のうちの一方と、その一方の電極に接続されている上記可溶導体とが、上記高融点金属体の上に、絶縁層を介して積層されている
    　請求項４に記載のスイッチ素子。
  17. 　上記絶縁基板の一方の面に、上記第１の電極及び上記第２の電極が配置され、
    　上記絶縁基板の他方の面に、上記高融点金属体が配置され、
    　上記高融点金属体と、上記第１の電極及び第２の電極のうちの一方及びその一方の電極に接続されている上記可溶導体とが、互いに重畳されている
    　請求項４に記載のスイッチ素子。
  18. 　上記高融点金属体と上記絶縁基板との間に、絶縁層が形成されている
    　請求項１６に記載のスイッチ素子。
  19. 　上記第１の電極及び上記第２の電極のそれぞれは、上記可溶導体が接続されている部分を除き、上記絶縁層により被覆されている
    　請求項１６に記載のスイッチ素子。
  20. 　上記絶縁層は、絶縁性材料を含み、
    　上記絶縁性材料は、ガラスを含む
    　請求項１６に記載のスイッチ素子。
  21. 　上記絶縁基板は、セラミックス基板である
    　請求項４に記載のスイッチ素子。
  22. 　上記可溶導体は、ハンダを含む
    　請求項１に記載のスイッチ素子。
  23. 　上記可溶導体は、低融点金属と高融点金属とを含有し、
    　上記低融点金属が、上記高融点金属体の発熱を利用して溶融するとともに、その高融点金属を溶食する
    　請求項１に記載のスイッチ素子。
  24. 　上記低融点金属は、ハンダを含み、
    　上記高融点金属は、銀及び銅のうちの少なくとも一方を構成元素として含む
    　請求項２３に載のスイッチ素子。
  25. 　上記可溶導体は、内層である高融点金属層と外層である低融点金属層とを含む被覆構造を有する
    　請求項２３に記載のスイッチ素子。
  26. 　上記可溶導体は、内層である低融点金属層と外層である高融点金属層とを含む被覆構造を有する
    　請求項２３に記載のスイッチ素子。
  27. 　上記可溶導体は、低融点金属層と高融点金属層とが積層された積層構造を有する
    　請求項２３に記載のスイッチ素子。
  28. 　上記可溶導体は、低融点金属層と高融点金属層とが交互に積層された４層以上の多層構造を有する
    　請求項２３に記載のスイッチ素子。
  29. 　上記可溶導体は、内層である低融点金属層の表面に外層である高融点金属層が積層された積層構造を有し、
    　その高融点金属層に、開口部が設けられている
    　請求項２３に記載のスイッチ素子。
  30. 　上記可溶導体は、多数の開口部を有する高融点金属層と、その高融点金属層の上に形成された低融点金属層とを含み、
    　上記開口部に、上記低融点金属層が充填されている
    　請求項２３に記載のスイッチ素子。
  31. 　上記可溶導体において、低融点金属の体積が高融点金属の体積よりも大きい
    　請求項２３に記載のスイッチ素子。
  32. 　上記可溶導体の上に、フラックスがコーティングされている
    　請求項１に記載のスイッチ素子。
  33. 　上記第１の電極及び上記第２の電極のそれぞれの表面は、ニッケル（Ｎｉ）／金（Ａｕ）メッキ、Ｎｉ／パラジウム（Ｐｄ）メッキ及びＮｉ／Ｐｄ／Ａｕメッキのうちのいずれかにより被覆されている
    　請求項１に記載のスイッチ素子。
  34. 　上記絶縁基板の上に設けられたカバー部材を備え、
    　上記カバー部材が上記第１の電極及び上記第２の電極のうちのいずれか一方と重畳する位置に、カバー部電極が設けられている
    　請求項４に記載のスイッチ素子。
  35. 　第１のヒューズを介して互いに接続されるとともに外部回路と接続される第１の電極及び第２の電極を含み、上記第１の電極と上記第２の電極との間の通電が遮断されることにより上記外部回路への給電を停止させるスイッチ部と、
    　上記第１のヒューズの融点よりも高い融点を有し、上記スイッチ部とは電気的に独立した機能回路に接続された第２のヒューズと
    　を備えた、スイッチ回路。
  36. 　上記第２のヒューズに流れる定格電流以上の過電流に伴う発熱を利用して上記第１のヒューズを溶融させて、上記第１の電極と上記第２の電極との間の通電を遮断させることにより、上記外部回路への給電を停止させる
    　請求項３５に記載のスイッチ回路。
  37. 　上記第２のヒューズが、上記第１のヒューズを溶断させた後、定格電流以上の過電流に伴う自己発熱を利用して溶断する
    　請求項３５に記載のスイッチ回路。
  38. 　第１のヒューズを介して互いに接続された第１の電極及び第２の電極を含み、上記第１の電極と上記第２の電極との間の通電が遮断されることにより警報器への給電を停止する作動回路と、
    　上記作動回路と電気的に独立し、上記第１のヒューズの融点よりも高い融点を有する第２のヒューズと、
    　上記第２のヒューズが電源に直列に接続された機能回路を有する制御回路と
    　を備えた、警報回路。
  39. 　上記機能回路の異常時に上記第２のヒューズに流れる定格電流以上の過電流に伴う発熱を利用して上記第１のヒューズを溶融させて、上記第１の電極と上記第２の電極との間の通電を遮断させることにより、上記警報器への給電を停止させる
    　請求項３８に記載の警報回路。
  40. 　上記第２のヒューズが、上記第１のヒューズを溶断させた後、定格電流以上の過電流に伴う自己発熱を利用して溶断する
    　請求項３８に記載の警報回路。
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