WO2022113804A1 - 保護素子 - Google Patents

Abstract

第１端部（２１）と第２端部（２２）との間に切断部（２３）を有し、第１端部（２１）から第２端部（２２）に向かう第１方向に通電されるヒューズエレメント（２）と、絶縁材料からなり、切断部（２３）が収納される収容部（６０）が内部に設けられたケース６とが備えられ、切断部（２３）の第１方向に垂直な断面における厚み方向の長さ（Ｈ２３）が、第１方向に垂直な断面における厚み方向と交差する幅方向の長さ以下であり、収容部（６０）には、厚み方向に対向する第１壁面（６０ｃ）および第２壁面（６０ｄ）が設けられ、第１壁面（６０ｃ）と第２壁面（６０ｄ）との間の厚み方向の距離（Ｈ６）が、切断部（２３）の厚み方向の長さ（Ｈ２３）の１０倍以下である保護素子（１００）とする。

Description

保護素子

　本発明は、保護素子に関する。
　本願は、２０２０年１１月２７日に、日本に出願された特願２０２０－１９７１９８号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　従来、電流経路に定格を超える電流が流れたときに、発熱して溶断し、電流経路を遮断するヒューズエレメントがある。ヒューズエレメントを備える保護素子（ヒューズ素子）は、例えば、電気自動車など幅広い分野で使用されている。

　例えば、特許文献１には、主に自動車用電気回路等に用いられるヒューズエレメントが記載されている。特許文献１には、両端部に位置する端子部の間に連結された２つのエレメントと、当該エレメントの略中央部に設けられた溶断部と、を備えるヒューズエレメントが記載されている。特許文献１には、ケーシングの内部に２枚組のヒューズエレメントが格納され、ヒューズエレメントとケーシングとの間に、消弧材を封入したヒューズが記載されている。

特開２０１７－００４６３４号公報

　高電圧かつ大電流の電流経路に設置される保護素子において、ヒューズエレメントが溶断されると、アーク放電が発生しやすい。大規模なアーク放電が発生すると、ヒューズエレメントが収納されているケースが破壊されてしまう場合がある。このため、従来の技術では、保護素子を設置する電流経路の電圧が高くなり電流が大きくなるほど、大型のケースにヒューズエレメントを収納した保護素子が用いられている。

　しかしながら、ヒューズエレメントを収納するケースが大型になればなるほど、ケースに使用する材料が多く必要となる。また、保護素子においては、小型軽量化することが求められている。
　本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、ヒューズエレメントの溶断時に発生するアーク放電が小規模となる小型化可能な保護素子を提供することを目的とする。

　本発明者らは、上記課題を解決し、ヒューズエレメントの溶断時に発生するアーク放電が小規模となる小型の保護素子を得るために、ヒューズエレメントの切断部が収納されるケースにおける収容部の大きさに着目し、以下に示すように鋭意検討を重ねた。
　すなわち、後述するように、厚みが０．２ｍｍであり、幅が６．５ｍｍであるヒューズエレメントをケースの収容部内に設置し、収容部内におけるヒューズエレメントの厚み方向の距離を０．７５ｍｍとした保護素子Ａを製造し、電圧１５０Ｖ、電流１９０Ａの電流経路に設置して、電流遮断を行った。

　また、保護素子Ａと同じヒューズエレメントが備えられ、ケースの収容部内におけるヒューズエレメントの厚み方向の距離を１４ｍｍとした保護素子Ｂを製造し、電圧１５０Ｖ、電流１９０Ａの電流経路に設置して、電流遮断を行った。
　その結果、保護素子Ｂでは、大規模なアーク放電が発生した。一方、保護素子Ａの保護素子では、保護素子Ｂと比較して、アーク放電が非常に小規模であった。これは、以下に示す理由によるものであると推定される。

　図１５は、保護素子Ａにおけるヒューズエレメントの切断部の電気力線密度を説明するための図面である。図１６は、保護素子Ｂにおけるヒューズエレメントの切断部の電気力線密度を説明するための図面である。
　図１５および図１６において、符号２はヒューズエレメントを示し、符号６１は第１端子を示し、符号６２は第２端子を示している。符号６はケースを示している。符号４は、電気力線を示している。電気力線とは、Ｑ「Ｃ」の電荷からＱ／ε「本」の電荷がでて、－Ｑ「Ｃ」の電荷にＱ／ε「本」入ることを表す線である。

　保護素子Ａと保護素子Ｂとでは、ヒューズエレメントが同じで、遮断時の電圧および電流が同じであるから、アーク放電により発生した電気力線の密度は同じとなる。このため、図１５および図１６に示すように、ケース６の収容部内におけるヒューズエレメントの厚み方向の距離が長いものほど、電気力線４の本数が多くなり、上記距離が短いほど電気力線４の本数が少なくなると推定される。すなわち、電荷（熱電子）同士は同極（マイナス）であり反発するため、同じ放電条件では、上記距離に関わらず電荷同士の間隔（電気力線の密度）は同じとなる。このことから、上記距離が長いと移動電荷量が多くなってアーク放電が大規模となり、上記距離が短いと移動電荷量が少なくなってアーク放電が小規模になるものと推定される。

　さらに、本発明者らは、上記知見に基づいて、ケースの収容部内におけるヒューズエレメントの切断部の厚み方向の距離と、切断部の厚みとの関係に着目し、鋭意検討を重ねた。その結果、ケースの収容部内における切断部の厚み方向の距離を、切断部の厚みの１０倍以下とすればよいことを確認した。

　また、本発明者らは、上記知見に基づいて鋭意検討を重ね、ケースの収容部内における切断部の厚み方向の距離を、切断部の厚みの１０倍以下とした保護素子において、ケースの収容部内におけるヒューズエレメントの厚み方向の壁面のうち少なくとも一方を、切断部に接して配置することにより、アーク放電が小規模になるという知見を得た。
　これは、ケースの収容部内に接している切断部が溶断された場合、アーク放電により発生する電気力線の本数が少なくなるとともに、ヒューズエレメントが冷却されるためであると推定される。

　さらに、本発明者らは、ケースの収容部内における切断部の厚み方向の距離を、切断部の厚みの１０倍以下とした保護素子において、ケースの収容部内におけるヒューズエレメントの幅方向の距離と、アーク放電との関係に着目し、検討を重ねた。
　その結果、ケースの収容部内におけるヒューズエレメントの幅方向の距離が長いほど、アーク放電が抑制されて小規模となることが分かった。これは、ケースの収容部内における切断部の厚み方向の距離が同じである場合、ケースの収容部内におけるヒューズエレメントの幅方向の距離を長くすると、ヒューズエレメントの溶断時における収容部内の圧力上昇が抑制され、アーク放電により発生する電気力線密度の上昇を抑制する効果が得られるためであると推定される。

　本発明者らは、これらの知見に基づいて、本発明を想到した。
　上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。

［１］　第１端部と第２端部との間に切断部を有し、前記第１端部から前記第２端部に向かう第１方向に通電されるヒューズエレメントと、
　絶縁材料からなり、前記切断部が収納される収容部が内部に設けられたケースと、が備えられ、
　前記切断部の前記第１方向に垂直な断面における厚み方向の長さが、前記第１方向に垂直な断面における前記厚み方向と交差する幅方向の長さ以下であり、
　前記収容部には、前記厚み方向に対向する第１壁面および第２壁面が設けられ、
　前記第１壁面と前記第２壁面との間の前記厚み方向の距離が、前記切断部の前記厚み方向の長さの１０倍以下である保護素子。

［２］　前記第１壁面と前記第２壁面との間の前記厚み方向の距離が、前記切断部の前記厚み方向の長さの５倍以下である［１］に記載の保護素子。
［３］　前記第１壁面と前記第２壁面との間の前記厚み方向の距離が、前記切断部の前記厚み方向の長さの２倍以下である［１］に記載の保護素子。

［４］　前記切断部が、前記第１壁面と前記第２壁面の一方または両方と接して配置されている［１］～［３］のいずれかに記載の保護素子。
［５］　前記収容部には、前記幅方向に対向する第３壁面と第４壁面とが設けられ、　前記第３壁面と前記第４壁面との間の前記幅方向の距離が、前記ヒューズエレメントの前記幅方向の長さの１．５倍以上である［１］～［４］のいずれかに記載の保護素子。
［６］　前記第３壁面と前記第４壁面との間の前記幅方向の距離が、前記ヒューズエレメントの前記幅方向の長さの２倍～５倍である［５］に記載の保護素子。

［７］　前記ヒューズエレメントが、平板状または線状である［１］～［６］のいずれかに記載の保護素子。
［８］　前記第１端部が、第１端子と電気的に接続され、前記第２端部が、第２端子と電気的に接続されている［１］～［７］のいずれかに記載の保護素子。

［９］　前記ヒューズエレメントの溶融温度が６００℃以下である［１］～［８］のいずれかに記載の保護素子。
［１０］　前記ヒューズエレメントの溶融温度が４００℃以下である［１］～［８］のいずれかに記載の保護素子。

［１１］　前記ヒューズエレメントが、低融点金属からなる内層と、高融点金属からなる外層とが厚み方向に積層された積層体からなる、［１］～［１０］のいずれかに記載の保護素子。
［１２］　前記低融点金属は、ＳｎもしくはＳｎを主成分とする金属からなり、
　前記高融点金属は、ＡｇもしくはＣｕ、またはＡｇもしくはＣｕを主成分とする金属からなる［１１］に記載の保護素子。

［１３］　前記ケースが、耐トラッキング指標ＣＴＩが４００Ｖ以上の樹脂材料で形成されている［１］～［１２］のいずれかに記載の保護素子。
［１４］　前記ケースが、耐トラッキング指標ＣＴＩが６００Ｖ以上の樹脂材料で形成されている［１］～［１２］のいずれかに記載の保護素子。
［１５］　前記ケースが、ナイロン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリフタルアミド樹脂から選ばれるいずれか一種からなる［１］～［１４］のいずれかに記載の保護素子。
［１６］　前記ナイロン系樹脂が、ベンゼン環を含まない樹脂である［１５］に記載の保護素子。

　本発明の保護素子では、ケースの収容部に、ヒューズエレメントの切断部の厚み方向に対向する第１壁面および第２壁面が設けられ、第１壁面と第２壁面との間の厚み方向の距離が、切断部の厚み方向の長さの１０倍以下である。このため、ヒューズエレメントの溶断時に発生するアーク放電が小規模となる。したがって、本発明の保護素子では、例えば、１００Ｖ以上の高電圧かつ１００Ａ以上の大電流の電流経路に好ましく設置できる。また、本発明の保護素子は、第１壁面と第２壁面との間の厚み方向の距離が短いため、小型化できる。さらに、本発明の保護素子は、アーク放電が小規模となるため、ケースの収容部と外面との間の厚みを薄くして、小型化することもできる。

図１は、第１実施形態に係る保護素子１００の全体構造を示した斜視図である。 図２は、図１に示す保護素子１００の全体構造を示した分解斜視図である。 図３は、第１実施形態に係る保護素子１００を図１に示すＡ－Ａ´線に沿って切断した断面図である。 図４（ａ）は、第１実施形態の保護素子１００の一部を説明するための拡大図であり、ヒューズエレメントと、第１端子と、第２端子とを示した平面図である。図４（ｂ）は、第１ケースと、第２ケースと、ヒューズエレメントと、第１端子と、第２端子との位置関係を説明するための平面図である。 図５は、第１実施形態の保護素子１００に備えられた第１ケースの構造を説明するための図面である。図５（ａ）は収容部側から見た平面図であり、図５（ｂ）は収容部側から見た斜視図であり、図５（ｃ）は外面側から見た斜視図である。 図６は、第１実施形態の保護素子１００に備えられた第２ケースの構造を説明するための図面である。図６（ａ）は収容部側から見た平面図であり、図６（ｂ）は収容部側から見た斜視図であり、図６（ｃ）は外面側から見た斜視図である。 図７は、第２実施形態の保護素子２００を説明するための断面図であり、第１実施形態に係る保護素子１００を図１に示すＡ－Ａ´線に沿って切断した位置に対応する断面図である。 図８は、保護素子Ａに使用したヒューズエレメントと第１端子と第２端子とが一体化された部材を、第２ケース上に設置した状態の写真である。 図９は、比較例である保護素子Ｂを電圧１５０Ｖ、電流１９０Ａで遮断した時のアーク放電の写真である。 図１０は、比較例である保護素子Ｂの電流遮断後の状態を撮影した写真である。 図１１は、実施例である保護素子Ａを電圧１５０Ｖ、電流１９０Ａで遮断した時のアーク放電の写真である。 図１２は、実施例である保護素子Ａの保護素子の電流遮断後の状態を撮影した写真である。 図１３は、実施例１～実施例３の保護素子の測定結果および電圧１５０Ｖ、電流２０００Ａで遮断した時の評価結果を示した図面である。 図１４は、実施例４、実施例５、比較例１の保護素子の測定結果および電圧１５０Ｖ、電流２０００Ａで遮断した時の評価結果を示した図面である。 図１５は、保護素子Ａにおけるヒューズエレメントの切断部の電気力線密度を説明するための図面である。 図１６は、保護素子Ｂにおけるヒューズエレメントの切断部の電気力線密度を説明するための図面である。

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

［第１実施形態］
（保護素子）
　図１～図３は、第１実施形態に係る保護素子を示した模式図である。以下の説明で用いる図面において、Ｘで示す方向はヒューズエレメントの通電方向（第１方向）である。Ｙで示す方向はＸ方向（第１方向）と直交する方向であり、Ｚで示す方向は、Ｘ方向およびＹ方向に直交する方向である。

　図１は、第１実施形態に係る保護素子１００の全体構造を示した斜視図である。図２は、図１に示す保護素子１００の全体構造を示した分解斜視図である。図３は、第１実施形態に係る保護素子１００を図１に示すＡ－Ａ´線に沿って切断した断面図である。
　本実施形態の保護素子１００は、図１～図３に示すように、ヒューズエレメント２と、ヒューズエレメント２の切断部２３が収納される収容部６０が内部に設けられたケース６とを備えている。

（ヒューズエレメント）
　図４（ａ）は、第１実施形態の保護素子１００の一部を説明するための拡大図であり、ヒューズエレメント２と、第１端子６１と、第２端子６２とを示した平面図である。図４（ｂ）は、第１ケース６ａと、第２ケース６ｂと、ヒューズエレメント２と、第１端子６１と、第２端子６２との位置関係を説明するための平面図である。

　図４（ａ）に示すように、ヒューズエレメント２は、平板状であり、第１端部２１と、第２端部２２と、第１端部２１と第２端部２２との間に設けられた切断部２３とを有している。ヒューズエレメント２は、第１端部２１から第２端部２２に向かう方向であるＸ方向（第１方向）に通電される。
　図３および図４（ａ）に示すように、第１端部２１は、第１端子６１と電気的に接続されている。第２端部２２は、第２端子６２と電気的に接続されている。

　第１端子６１と第２端子６２とは、図１～図３、図４（ａ）に示すように、略同形であってもよいし、それぞれ異なる形状であってもよい。第１端子６１および第２端子６２の厚みは、特に限定されるものではないが、目安を言えば、０．３～１．０ｍｍとすることができる。第１端子６１の厚みと第２端子６２の厚みとは、図３に示すように、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
　図１～図４（ａ）に示すように、第１端子６１は、外部端子孔６１ａを備えている。また、第２端子６２は、外部端子孔６２ａを備えている。外部端子孔６１ａ、外部端子孔６２ａのうち、一方は電源側に接続するために用いられ、他方は負荷側に接続するために用いられる。外部端子孔６１ａおよび外部端子孔６２ａは、図１～図４（ａ）に示すように、平面視略円形の貫通孔とすることができる。

　第１端子６１および第２端子６２としては、例えば、銅、黄銅、ニッケルなどからなるものを用いることができる。第１端子６１および第２端子６２の材料として、剛性強化の観点からは黄銅を用いることが好ましく、電気抵抗低減の観点からは銅を用いることが好ましい。第１端子６１と第２端子６２とは、同じ材料からなるものであってもよいし、異なる材料からなるものであってもよい。

　第１端子６１および第２端子６２の形状は、図示しない電源側の端子あるいは負荷側の端子に係合可能な形状であればよい。第１端子６１および第２端子６２の形状は、例えば、一部に開放部分を有するつめ形状であってもよいし、図４（ａ）に示すように、ヒューズエレメント２と接続される側の端部に、ヒューズエレメント２に向かって両側に拡幅された鍔部（図４（ａ）において符号６１ｃ、６２ｃで示す。）を有していてもよく、特に限定されない。第１端子６１および第２端子６２が鍔部６１ｃ、６２ｃを有する場合、ケース６から第１端子６１および第２端子６２が抜けにくく、信頼性および耐久性の良好な保護素子１００となる。

　図３に示すヒューズエレメント２は、厚み（Ｚ方向の長さ、図３において符号Ｈ２３で示す。）が均一とされている。ヒューズエレメント２の厚みは、図３に示すように、均一であってもよいし、部分的に異なっていてもよい。厚みが部分的に異なっているヒューズエレメントとしては、例えば、切断部２３から第１端部２１および第２端部２２に向かって徐々に厚みが厚くなっているものなどが挙げられる。このようなヒューズエレメント２は、過電流が流れた時に切断部２３がヒートスポットとなって、切断部２３が優先的に昇温して軟化され、より確実に切断される。

　図４（ａ）に示すように、ヒューズエレメント２全体の平面形状は、略矩形であり、一般的なヒューズエレメントと比較して、切断部２３のＹ方向の幅２３Ｄが相対的に広く、Ｘ方向の長さ２Ｌが相対的に短い。本実施形態の保護素子１００では、ヒューズエレメント２の溶断時に発生するアーク放電が小規模となるので、アーク放電が迅速に消滅（消弧）される。このため、アーク放電を抑制するために、ヒューズエレメント２における切断部２３のＹ方向の幅２３Ｄを狭くする必要がなく、ヒューズエレメント２における切断部２３のＹ方向の幅２３Ｄを広く、Ｘ方向の長さ２Ｌを短くできる。このようなヒューズエレメント２を有する保護素子１００は、保護素子１００の設置される電流経路における抵抗値上昇を抑制できる。したがって、本実施形態の保護素子１００は、大電流の電流経路に好ましく設置できる。

　図４（ａ）に示すように、ヒューズエレメント２は、平面視略長方形の形状を有している。図４（ａ）に示すように、第１端部２１におけるＹ方向の幅２１Ｄと、第２端部２２におけるＹ方向の幅２２Ｄとは、略同じとされている。したがって、図４（ａ）に示すヒューズエレメント２のＹ方向の幅とは、第１端部２１および第２端部２２のＹ方向の幅２１Ｄ、２２Ｄを意味する。

　図１、図３、図４（ａ）に示すように、ヒューズエレメント２の第１端部２１は、第１端子６１と平面視で重ねて配置されている。また、ヒューズエレメント２の第２端部２２は、第２端子６２と平面視で重ねて配置されている。
　図４（ａ）に示すように、第１端部２１は、Ｘ方向において、第１端子６１と平面視で重なる領域から切断部２３側に延在している。また、図４（ａ）に示すように、第２端部２２は、Ｘ方向において、第２端子６２と平面視で重なる領域から切断部２３側に延在している。図４（ａ）に示すヒューズエレメント２においては、第２端部２２におけるＸ方向の長さが、第１端部２１におけるＸ方向の長さよりも長くなっている。ここで、第１端部２１および第２端部２２は、ヒューズエレメント２のうち、切断部２３を除く部分のことをいう。すなわち、第１端部２１のＸ方向における長さ及び第２端部２２のＸ方向における長さは、ヒューズエレメント２のＸ方向における端から切断部２３までの長さのことをいう。尚、第１端部２１，第２端部２２は、それぞれ後述する第１連結部２５，第２連結部２６により切断部２３と結合するため、第１端部２１、第２端部２２の長さは、それぞれヒューズエレメント２のＸ方向における端から第１連結部２５，第２連結部２６までの長さのことをいう。

　本実施形態では、ヒューズエレメント２として、第２端部２２におけるＸ方向の長さが、第１端部２１におけるＸ方向の長さよりも長いものを例に挙げて説明したが、第１端部２１におけるＸ方向の長さと、第２端部２２におけるＸ方向の長さは、同じであってもよい。言い換えると、本実施形態では、切断部２３が、ヒューズエレメント２のＸ方向中心から第１端子６１側に寄せて配置されているが、切断部２３は、ヒューズエレメント２のＸ方向中心に配置されていても良い。

　図４（ａ）に示すように、切断部２３と第１端部２１との間には、平面視略台形の第１連結部２５が配置されている。平面視略台形の第１連結部２５における平行な辺の長い方が、第１端部２１と結合されている。また、切断部２３と第２端部２２との間には、平面視略台形の第２連結部２６が配置されている。平面視略台形の第２連結部２６における平行な辺の長い方が、第２端部２２と結合されている。第１連結部２５と第２連結部２６とは、切断部２３に対して対称となっている。このことにより、ヒューズエレメント２におけるＹ方向の幅は、切断部２３から第１端部２１および第２端部２２に向かって徐々に広くなっている。その結果、ヒューズエレメント２に過電流が流れた時に、切断部２３がヒートスポットとなって、切断部２３が優先的に昇温して軟化され、容易に切断される。

　図４（ａ）に示すように、ヒューズエレメント２の切断部２３におけるＹ方向の幅２３Ｄは、第１端部２１および第２端部２２のＹ方向の幅２１Ｄ、２２Ｄよりも狭い。したがって、切断部２３のＹ方向の断面積は、ヒューズエレメント２の切断部２３以外の領域の断面積よりも狭くなっている。それによって、切断部２３は、切断部２３と第１端部２１との間の領域、および切断部２３と第２端部２２との間の領域、すなわちヒューズエレメント２における切断部２３以外の領域よりも過電流が流れた時に切断されやすくなっている。

　ヒューズエレメント２の切断部２３は、図１～図４（ａ）に示すように、板状であり、図３に示す切断部２３の厚み方向（Ｚ方向）の長さＨ２３は、図４（ａ）に示す厚み方向（Ｚ方向）と交差する幅方向（Ｙ方向）の長さ（幅２３Ｄ）以下である。

　本実施形態では、ヒューズエレメント２として、図４（ａ）に示すように、切断部２３におけるＹ方向の幅２３Ｄが、第１端部２１および第２端部２２のＹ方向の幅２１Ｄ、２２Ｄよりも狭いものを例に挙げて説明したが、ヒューズエレメントは、切断部のＹ方向の幅が第１端部および第２端部と同じであってもよく、切断部のＹ方向の幅が第１端部および第２端部よりも狭いものに限定されない。
　例えば、図４（ａ）に示すヒューズエレメント２に代えて、Ｙ方向の長さが均一な線状または帯状のヒューズエレメントを設けることも可能である。この場合、ヒューズエレメントの切断部のＸ方向（第１方向）に垂直な断面における厚み方向（Ｚ方向）の長さは、Ｘ方向に垂直な断面におけるＺ方向と交差する幅方向（Ｙ方向）の長さと同じである。

　ヒューズエレメント２の材料としては、合金を含む金属材料など、公知のヒューズエレメントに用いられる材料を用いることができる。具体的には、ヒューズエレメント２の材料として、Ｐｂ８５％／Ｓｎ、Ｓｎ／Ａｇ３％／Ｃｕ０．５％などの合金を例示できる。

　ヒューズエレメント２は、低融点金属からなる内層と、高融点金属からなる外層とが厚み方向に積層された積層体からなるものであることが好ましい。すなわち、ヒューズエレメント２は、低融点金属を囲むように高融点金属が設けられた積層体であることが好ましい。このようなヒューズエレメント２は、ヒューズエレメント２に第１端子６１および第２端子６２をハンダ付けする場合に、ハンダ付け性が良好であり、好ましい。
　ヒューズエレメント２が、低融点金属からなる内層と、高融点金属からなる外層とが厚み方向に積層された積層体からなるものである場合、低融点金属の体積が高融点金属の体積よりも多い方が、ヒューズエレメント２の電流遮断特性上好ましい。

　ヒューズエレメント２の材料として使用される低融点金属としては、ＳｎもしくはＳｎを主成分とする金属を用いることが好ましい。Ｓｎの融点は２３２℃であるため、Ｓｎを主成分とする金属は低融点であり、低温で柔らかくなる。例えば、Ｓｎ／Ａｇ３％／Ｃｕ０．５％合金の固相線は２１７℃である。

　ヒューズエレメント２の材料として使用される高融点金属としては、ＡｇもしくはＣｕ、またはＡｇもしくはＣｕを主成分とする金属を用いることが好ましい。例えば、Ａｇの融点は９６２℃であるため、Ａｇを主成分とする金属からなる層は、低融点金属からなる層が柔らかくなる温度では剛性が維持される。

　本実施形態の保護素子１００におけるヒューズエレメント２は、溶融温度が６００℃以下であることが好ましく、４００℃以下であることがより好ましい。溶融温度が６００℃以下であると、ヒューズエレメント２の溶断時に発生するアーク放電がより一層小規模となる。

　ヒューズエレメント２は、公知の方法により製造できる。
　例えば、ヒューズエレメント２が、低融点金属からなる内層と、高融点金属からなる外層とが厚み方向に積層された積層体からなるものである場合、以下に示す方法により製造できる。まず、低融点金属からなる金属箔を用意する。次に、金属箔の表面全面に、めっき法を用いて高融点金属層を形成し、積層板とする。その後、積層板を切断して所定の形状とする。以上の工程により、３層構造の積層体からなるヒューズエレメント２が得られる。

（ケース）
　ケース６は、図１～図３に示すように、略直方体であり、第１ケース６ａと、第１ケース６ａと対向配置された第２ケース６ｂの２つの部材が一体化されたものである。
　図１～図３に示すように、ケース６の内部に設けられた収容部６０には、ヒューズエレメント２の切断部２３が収納されている。

　収容部６０には、図３に示すように、第５壁面６０ｅに開口する第１挿入孔６４が設けられているとともに、第６壁面６０ｆに開口する第２挿入孔６５が設けられている。第１挿入孔６４および第２挿入孔６５は、第２ケース６ｂと第１ケース６ａとを対向配置して接合することによって形成されている。
　図３に示すように、第１挿入孔６４内には、ヒューズエレメント２の第１端部２１が収容されている。また、第２挿入孔６５内には、ヒューズエレメント２の第２端部２２が収容されている。
　図１～図３に示すように、ヒューズエレメント２に接続された第１端子６１および第２端子６２の一部が、ケース６の外部に露出されている。

　図５は、第１実施形態の保護素子１００に備えられた第１ケースの構造を説明するための図面である。図５（ａ）は収容部側から見た平面図であり、図５（ｂ）は収容部側から見た斜視図であり、図５（ｃ）は外面側から見た斜視図である。図６は、第１実施形態の保護素子１００に備えられた第２ケースの構造を説明するための図面である。図６（ａ）は収容部側から見た平面図であり、図６（ｂ）は収容部側から見た斜視図であり、図６（ｃ）は外面側から見た斜視図である。

　本実施形態の保護素子１００におけるケース６は、図１および図３に示すように、ヒューズエレメント２の切断部２３が収納される略直方体の収容部６０が、内部に設けられたものである。収容部６０は、第１ケース６ａと第２ケース６ｂとが接着されることにより形成されていてもよい。
　また、第１ケース６ａと第２ケース６ｂとは、ケース６の外側に配置した図示しないカバーによって固定しても良い。

　図３に示すように、収容部６０には、切断部２３の厚み方向（Ｚ方向）に対向する平面からなる第１壁面６０ｃおよび第２壁面６０ｄが設けられている。また、図４（ｂ）、図５（ａ）、図５（ｂ）、図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように、収容部６０には、切断部２３の幅方向（Ｙ方向）に対向する平面からなる第３壁面６０ｇおよび第４壁面６０ｈが設けられている。また、図３、図４（ｂ）、図５（ａ）、図５（ｂ）、図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように、収容部６０には、（Ｘ方向）に対向する平面からなる第５壁面６０ｅおよび第６壁面６０ｆが設けられている。第３壁面６０ｇおよび第４壁面６０ｈ、第５壁面６０ｅおよび第６壁面６０ｆは、第１ケース６ａと第２ケース６ｂとが固定されることにより、それぞれ連続した平面とされている。ここで、第１壁面６０ｃ、第２壁面６０ｄ、第３壁面６０ｇ、第４壁面６０ｈ、第５壁面６０ｅおよび第6壁面６０ｆは、収容部６０を形成する面である。

　本実施形態では、図３に示すように、第２壁面６０ｄ上にヒューズエレメント２が載置されている。このことにより、ヒューズエレメント２の切断部２３における第２壁面６０ｄ側の面２３ｂ全面が、第２壁面６０ｄに接して配置されている。

　本実施形態の保護素子１００では、図３に示すように、ヒューズエレメント２と第１壁面６０ｃとの間に空間６０ａが設けられており、第１壁面６０ｃと第２壁面６０ｄとの間のＺ方向の距離Ｈ６が、切断部２３のＺ方向の長さＨ２３の１０倍以下とされている。このため、アーク放電により発生する電気力線の本数が十分に少なくなり、ヒューズエレメント２の溶断時に発生するアーク放電が小規模となる。また、第１壁面６０ｃと第２壁面６０ｄ間のＺ方向の距離Ｈ６が短いため、保護素子１００を小型化できる。

　本実施形態の保護素子１００において、第１壁面６０ｃと第２壁面６０ｄ間のＺ方向の距離Ｈ６は、アーク放電がより一層小規模になるとともに、より一層小型化できるため、切断部２３のＺ方向の長さＨ２３の５倍以下であることが好ましく、２倍以下であることがより好ましい。第１壁面６０ｃと第２壁面６０ｄ間のＺ方向の距離Ｈ６は、保護素子１００の設置スペース、保護素子１００の設置される電流経路の電圧および電流など、保護素子１００の用途に応じて決定できる。

　本実施形態の保護素子１００では、図４（ｂ）に示すように、第３壁面６０ｇと第４壁面６０ｈとの間の長さの中心位置と、ヒューズエレメント２のＹ方向中心位置とが、略一致するように配置されている。
　ヒューズエレメント２と収容部６０とのＹ方向の位置関係は、図４（ｂ）に示すように、第３壁面６０ｇと第４壁面６０ｈとの間の長さの中心位置と、ヒューズエレメント２のＹ方向中心位置とが略一致するように配置されていることが好ましいが、ヒューズエレメント２と収容部６０とのＹ方向の位置関係は、図４（ｂ）に示す例に限定されるものではなく、ヒューズエレメント２の形状などに応じて適宜決定できる。

　本実施形態の保護素子１００では、第３壁面６０ｇと第４壁面６０ｈとの間の切断部２３の幅方向（Ｙ方向）の距離６０Ｄ（図４（ｂ）参照）が、ヒューズエレメント２のＹ方向の長さ（幅２１Ｄ、２２Ｄ）の１．５倍以上であることが好ましい。第３壁面６０ｇと第４壁面６０ｈとの間のＹ方向の距離６０Ｄが、ヒューズエレメント２の幅２１Ｄ、２２Ｄの１．５倍以上であると、ヒューズエレメント２の溶断時における収容部６０内の圧力上昇が抑制されて、アーク放電が効果的に抑制される。第３壁面６０ｇと第４壁面６０ｈとの間のＹ方向の距離６０Ｄは、ヒューズエレメント２の幅２１Ｄ、２２Ｄの２倍以上であることがより好ましい。

　本実施形態の保護素子１００では、第３壁面６０ｇと第４壁面６０ｈとの間のＹ方向の距離６０Ｄが、ヒューズエレメント２の幅２１Ｄ、２２Ｄの５倍以下であることが好ましく、４倍以下であることがより好ましい。第３壁面６０ｇと第４壁面６０ｈとの間のＹ方向の距離６０Ｄが、ヒューズエレメント２の幅２１Ｄ、２２Ｄの５倍以下であると、上記距離６０Ｄが長すぎて、保護素子１００の小型化に支障を来すことがない。

　本実施形態の保護素子１００では、図４（ｂ）に示すように、ヒューズエレメント２における第１端子６１および第２端子６２と平面視で重なっている領域を除くＸ方向の長さ２Ｌの中心位置と、第５壁面６０ｅと第６壁面６０ｆとの間のＸ方向の長さ６Ｌの中心位置とが、略一致するように配置されている。
　ヒューズエレメント２と収容部６０とのＸ方向の位置関係は、図４（ｂ）に示す例に限定されるものではなく、ヒューズエレメント２のＸ方向における切断部２３の位置などに応じて適宜決定できる。

　本実施形態の保護素子１００では、第５壁面６０ｅと第６壁面６０ｆとの間の切断部２３の第１方向（Ｘ方向）の距離６Ｌ（図４（ｂ）参照）は、切断部２３のＸ方向の長さ以上であればよく、切断部２３のＸ方向の長さの４倍以上であることがより好ましい。第５壁面６０ｅと第６壁面６０ｆとの間の上記距離６Ｌは、切断部２３のＸ方向の長さに応じて適宜決定される。切断部２３のＸ方向の長さは、ヒューズエレメント２の抵抗値（定格電流）を決定する要素である。したがって、切断部２３のＸ方向の長さは、所望の過電流遮断特性に応じて適宜設定され、短い方が良い。

　また、第５壁面６０ｅと第６壁面６０ｆとの間のＸ方向の距離６Ｌは、第１端子６１および第２端子６２と平面視で重なっている領域を除くヒューズエレメント２のＸ方向の長さ２Ｌ以下であることが好ましい。第１端子６１および第２端子６２が収容部６０内に露出すると、第１端子６１と第２端子６２との間でもアーク放電が発生する。このため、上記距離６Ｌを、第１端子６１および第２端子６２と平面視で重なっている領域を除くヒューズエレメント２のＸ方向の長さ２Ｌ以下とし、挿入孔形成面６４ｃ、６５ｃによって、第１端子６１と第２端子６２との間でのアーク放電を確実に遮蔽することが好ましい。

　第２ケース６ｂは、略直方体であり、図３、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、収容部６０を形成する第２凸部６８ｂを有している。第２凸部６８ｂは、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、平面視矩形である。第２凸部６８ｂは、図３に示すように、第１ケース６ａと接合されることにより、第１の短辺が第３壁面６０ｇの端面となり、第２の短辺が第４壁面６０ｈの端面となり、第１の長辺が第５壁面６０ｅの端面となり、第２の長辺が第６壁面６０ｆの端面となる。第２凸部６８ｂの頂部は、第１ケース６ａと接合されることにより、第２壁面６０ｄとなる。

　図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、第２壁面６０ｄにおける第５壁面６０ｅとの接合部、および第２壁面６０ｄにおける第６壁面６０ｆとの接合部には、第５壁面６０ｅおよび第６壁面６０ｆに沿って、それぞれリーク防止溝６７ｃが設けられている。２つのリーク防止溝６７ｃは、平面視でＸ方向に対向配置されている。リーク防止溝６７ｃは、ヒューズエレメント２の溶断時に、溶融したヒューズエレメント２が飛散して、収容部６０内に飛散物が付着した場合に、付着物によって形成される電通経路を分断して、リーク電流を防止するものである。

　本実施形態の保護素子１００においては、リーク防止溝６７ｃが設けられていることが好ましいが、リーク防止溝６７ｃはなくてもよい。また、リーク防止溝６７ｃの設けられている位置は、第２壁面６０ｄにおける第５壁面６０ｅとの接合部、および第２壁面６０ｄにおける第６壁面６０ｆとの接合部に沿って設けられていることが好ましいが、第２凸部６８ｂ上の他の位置であってもよいし、２つのリーク防止溝６７ｃのうち一方のみであってもよい。リーク防止溝６７ｃが、第２壁面６０ｄにおける第５壁面６０ｅとの接合部、および第２壁面６０ｄにおける第６壁面６０ｆとの接合部に沿って設けられている場合、ヒューズエレメント２の溶断時に収容部６０内に付着した飛散物が、第１端子６１または第２端子６２と電気的に接続されることを効果的に防止でき、新たな電通経路が形成されることを効果的に妨げることができる。

　図４（ｂ）に示すように、リーク防止溝６７ｃのＹ方向の長さは、ヒューズエレメント２の第１端部２１におけるＹ方向の幅２１Ｄおよび第２端部２２におけるＹ方向の幅２２Ｄよりも長いことが好ましい。この場合、ヒューズエレメント２の溶断時に収容部６０内に付着した飛散物が、第１端子６１または第２端子６２と電気的に接続されることをより効果的に防止でき、リーク電流の発生をより効果的に防止できる。
　リーク防止溝６７ｃは、略一定の幅および深さで形成されている。リーク防止溝６７ｃの幅および深さは、リーク防止溝６７ｃによって、ヒューズエレメント２の溶断時に飛散した付着物によって形成される電通経路を分断し、リーク電流を防止できればよく、特に限定されない。

　図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、第２ケース６ｂの第１ケース６ａと対向する対向面において、リーク防止溝６７ｃの平面視でＸ方向外側には、それぞれ挿入孔形成面６４ｃ、６５ｃが設けられている。２つの挿入孔形成面６４ｃ、６５ｃは、平面視でＸ方向に対向配置されている。

　図４（ｂ）に示すように、２つの挿入孔形成面６４ｃ、６５ｃのＹ方向の長さは、ヒューズエレメント２の第１端部２１におけるＹ方向の幅２１Ｄおよび第２端部２２におけるＹ方向の幅２２Ｄよりも長い。このため、ヒューズエレメント２の第１端部２１および第２端部２２の幅２１Ｄ、２２Ｄ方向全面が、挿入孔形成面６４ｃ、６５ｃ上に接して配置されるようになっている。
　図６（ｂ）に示すように、挿入孔形成面６４ｃ、６５ｃは、第１ケース６ａと接着される第２接合面６８ｃよりもＺ方向において第１壁面６０ｃに近い位置に設けられている。このことにより、挿入孔形成面６４ｃ、６５ｃと第２接合面６８ｃとの境界部分には、それぞれ段差が形成されている。

　本実施形態の保護素子１００では、挿入孔形成面６４ｃ、６５ｃと第２接合面６８ｃとの境界部分との段差の寸法と、第２接合面６８ｃからの第２凸部６８ｂの頂部の高さ寸法とが同じとなっている。

　図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、挿入孔形成面６４ｃのＸ方向外側には、端子載置面６４ｂが設けられている。また、挿入孔形成面６５ｃのＸ方向外側には、端子載置面６５ｂが設けられている。
　図６（ｂ）に示すように、端子載置面６４ｂ、６５ｂは、挿入孔形成面６４ｃ、６５ｃの表面よりもＺ方向において第１壁面６０ｃから遠い位置に設けられている。このことにより、端子載置面６４ｂ、６５ｂと挿入孔形成面６４ｃ、６５ｃとの境界部分には、それぞれ段差が形成されている。

　第２ケース６ｂの第１ケース６ａとの対向面において、第３壁面６０ｇおよび第４壁面６０ｈの平面視でＹ方向外側は、第１ケース６ａと接着される第２接合面６８ｃとされている。第２接合面６８ｃは、第２ケース６ｂの縁部に沿って設けられている。

　第１ケース６ａは、略直方体である。図３、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、第１ケース６ａの第１接合面６８ａと、第２ケース６ｂの第２接合面６８ｃとが当接されることにより、収容部６０が形成されている。収容部６０は、第２ケース６ｂの第２凸部６８ｂと第１ケース６ａの第１凹部６８ｄとに囲まれた平面視矩形の空間からなる。

　第１凹部６８ｄは、図５（ａ）に示すように、平面視矩形である。第１ケース６ａの第１凹部６８ｄの平面形状は、第２ケース６ｂの第２凸部６８ｂの平面形状と同じである。第１凹部６８ｄは、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、第１の短辺が第３壁面６０ｇであり、第２の短辺が第４壁面６０ｈであり、第１の長辺が第５壁面６０ｅであり、第２の長辺が第６壁面６０ｆである。第１凹部６８ｄの底面は、第１ケース６ａと第２ケース６ｂとが接合されることにより、第１壁面６０ｃとなる。

　図５（ａ）に示すように、第１壁面６０ｃにおける第５壁面６０ｅとの接合部、および第６壁面６０ｆとの接合部には、第５壁面６０ｅおよび第６壁面６０ｆに沿って、それぞれリーク防止溝６７ｄが設けられている。２つのリーク防止溝６７ｄは、平面視でＸ方向に対向配置されている。リーク防止溝６７ｄは、第１ケース６ａに設けられたリーク防止溝６７ｃと同様に、ヒューズエレメント２の溶断時に、溶融したヒューズエレメント２が飛散して、収容部６０内に飛散物が付着した場合に、付着物によって形成される電通経路を分断して、リーク電流を防止するものである。

　図４（ｂ）に示すように、リーク防止溝６７ｄのＹ方向の長さは、第３壁面６０ｇと第４壁面６０ｈとの間のＹ方向の距離６０Ｄと同じとされている。このため、リーク防止溝６７ｄを容易に形成できる。リーク防止溝６７ｄのＹ方向の長さは、第３壁面６０ｇと第４壁面６０ｈとの間のＹ方向の距離６０Ｄよりも短くてもよいが、ヒューズエレメント２の第１端部２１におけるＹ方向の幅２１Ｄおよび第２端部２２におけるＹ方向の幅２２Ｄよりも長いことが好ましい。この場合、ヒューズエレメント２の溶断時に収容部６０内に付着した飛散物が、第１端子６１または第２端子６２と電気的に接続されることをより効果的に防止でき、リーク電流の発生をより効果的に防止できる。

　本実施形態では、図４（ｂ）に示すように、第１ケース６ａに設けられたリーク防止溝６７ｄの長さ方向中央部が、第２ケース６ｂのリーク防止溝６７ｃの長さ方向中央部と、対向配置されている。また、リーク防止溝６７ｄの長さ方向端部は、第１ケース６ａの第１接合面６８ａと対向配置されている。

　本実施形態の保護素子１００においては、リーク防止溝６７ｄが設けられていることが好ましいが、リーク防止溝６７ｄはなくてもよい。また、リーク防止溝６７ｄの設けられている位置は、第１壁面６０ｃにおける第５壁面６０ｅとの接合部、および第１壁面６０ｃにおける第６壁面６０ｆとの接合部に沿って設けられていることが好ましいが、第１凹部６８ｄの底面上の他の位置であってもよいし、２つのリーク防止溝６７ｄのうち一方のみであってもよい。リーク防止溝６７ｄが、第１壁面６０ｃにおける第５壁面６０ｅとの接合部、および第１壁面６０ｃにおける第６壁面６０ｆとの接合部に沿って設けられている場合、ヒューズエレメント２の溶断時に収容部６０の壁面に付着した飛散物が、第１端子６１または第２端子６２と電気的に接続されることを効果的に防止でき、新たな電通経路が形成されることを効果的に妨げることができる。

　第１ケース６ａに設けられたリーク防止溝６７ｄは、略一定の幅および深さで形成されている。第１ケース６ａに設けられたリーク防止溝６７ｄの幅は、第２ケース６ｂに設けられたリーク防止溝６７ｃの幅と同じであってもよいし、異なっていてもよい。リーク防止溝６７ｄの幅および深さは、リーク防止溝６７ｄによって、ヒューズエレメント２の溶断時に飛散した付着物によって形成される電通経路を分断し、リークを防止できればよく、特に限定されない。

　図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、第１ケース６ａの第２ケース６ｂと対向する対向面において、リーク防止溝６７ｄの平面視でＸ方向外側には、それぞれ挿入孔形成面６４ｄ、６５ｄが設けられている。２つの挿入孔形成面６４ｄ、６５ｄは、平面視でＸ方向に対向配置されている。
　図５（ｂ）に示すように、挿入孔形成面６４ｄ、６５ｄは、第１接合面６８ａよりもＺ方向において第１壁面６０ｃに近い位置に設けられている。このことにより、挿入孔形成面６４ｄ、６５ｄと第１接合面６８ａとの境界部分には、それぞれ段差が形成されている。

　図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、挿入孔形成面６４ｄのＸ方向外側には、端子載置面６４ａが設けられている。また、挿入孔形成面６５ｄのＸ方向外側には、端子載置面６５ａが設けられている。
　図５（ｂ）に示すように、端子載置面６４ａ、６５ａは、挿入孔形成面６４ｄ、６５ｄよりもＺ方向において第１接合面６８ａに近い位置であって、第１接合面６８ａよりもＺ方向において第１壁面６０ｃに近い位置に設けられている。このことにより、端子載置面６４ａ、６５ａと、挿入孔形成面６４ｄ、６５ｄおよび第１接合面６８ａとの境界部分には、それぞれ段差が形成されている。

　図３に示すように、第１ケース６ａの挿入孔形成面６４ｄは、第２ケース６ｂの挿入孔形成面６４ｃと対向配置されることにより、第１壁面６０ｃに開口する第１挿入孔６４を形成する。第１ケース６ａの挿入孔形成面６５ｄは、第２ケース６ｂの挿入孔形成面６５ｃと対向配置されることにより、第２壁面６０ｄに開口する第２挿入孔６５を形成する。
　図３に示すように、挿入孔形成面６４ｃと挿入孔形成面６４ｄとの間、および挿入孔形成面６５ｃと挿入孔形成面６５ｄの間には、ヒューズエレメント２が配置される。
　また、図３に示すように、端子載置面６４ｂと端子載置面６４ａとの間には、第１端子６１が配置される。端子載置面６５ｂと端子載置面６５ａとの間には、第２端子６２が配置される。

　第１ケース６ａの第２ケース６ｂとの対向面において、第３壁面６０ｇおよび第４壁面６０ｈの平面視でＹ方向外側は、第２ケース６ｂと固定される第１接合面６８ａとされている。第１接合面６８ａは、第１ケース６ａの縁部に沿って設けられている。

　ケース６を形成している第１ケース６ａおよび第２ケース６ｂは、絶縁材料からなる。絶縁材料としては、セラミックス材料、樹脂材料などを用いることができる。

　セラミックス材料としては、アルミナ、ムライト、ジルコニアなどを例示でき、アルミナなどの熱伝導率の高い材料を用いることが好ましい。第１ケース６ａおよび第２ケース６ｂがセラミックス材料などの熱伝導率の高い材料で形成されている場合、ヒューズエレメント２の切断時に発生した熱を効率よく外部に放熱でき、ヒューズエレメント２の切断時に発生するアーク放電の継続がより効果的に抑制される。

　樹脂材料としては、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、ナイロン系樹脂、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素系樹脂、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）樹脂から選ばれるいずれか一種を用いることが好ましく、特にナイロン系樹脂を用いることが好ましい。

　ナイロン系樹脂としては、脂肪族ポリアミドを用いてもよいし、半芳香族ポリアミドを用いてもよい。ナイロン系樹脂としてベンゼン環を含まない脂肪族ポリアミドを用いた場合、ベンゼン環を有する半芳香族ポリアミドを用いた場合と比較して、ヒューズエレメント２の溶断時に発生するアーク放電によって第１ケース６ａおよび／または第２ケース６ｂが燃焼しても、グラファイトが生成しにくい。このため、脂肪族ポリアミドを用いて第１ケース６ａおよび第２ケース６ｂを形成することで、ヒューズエレメント２の溶断時に発生したグラファイトによって、新たな電通経路が形成されることを防止できる。

　脂肪族ポリアミドとしては、例えば、ナイロン４、ナイロン６、ナイロン４６、ナイロン６６などを用いることができる。
　半芳香族ポリアミドとしては、例えば、ナイロン６Ｔ、ナイロン９Ｔなどを用いることができる。
　これらのナイロン系樹脂の中でも、脂肪族ポリアミドであるナイロン４、ナイロン６、ナイロン４６、ナイロン６６などのベンゼン環を含まない樹脂を用いることが好ましく、耐熱性に優れるため、ナイロン４６またはナイロン６６を用いることがより好ましい。

　樹脂材料としては、耐トラッキング指標ＣＴＩ（Ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ　Ｔｒａｃｋｉｎｇ　Ｉｎｄｅｘ）が、４００Ｖ以上であるものを用いることが好ましく、６００Ｖ以上のものを用いることがより好ましい。耐トラッキング性は、ＩＥＣ６０１１２に基づく試験により求めることができる。
　ナイロン系樹脂は、樹脂材料の中でも特に、耐トラッキング性（トラッキング（炭化導電路）破壊に対する耐性）が高く、好ましい。

　樹脂材料としては、ガラス転移温度の高いものを用いることが好ましい。樹脂材料のガラス転移温度（Ｔｇ）とは、軟質のゴム状態から硬質のガラス状態になる温度をいう。樹脂をガラス転移温度以上に加熱すると、分子が運動しやすくなり、軟質のゴム状態になる。一方、樹脂が冷えていくと、分子の運動が制限されて、硬質のガラス状態になる。

　第１ケース６ａおよび第２ケース６ｂがセラミックス材料などの熱伝導率の高い材料で形成されている場合、ヒューズエレメント２の切断時に発生した熱を効率よく外部に放熱できる。したがって、ヒューズエレメント２の切断時に発生するアーク放電の継続がより効果的に抑制される。
　第１ケース６ａおよび第２ケース６ｂは、公知の方法により製造できる。

（保護素子の製造方法）
　次に、本実施形態の保護素子１００の製造方法について、例を挙げて説明する。
　本実施形態の保護素子１００を製造するには、ヒューズエレメント２と、第１端子６１および第２端子６２とを用意する。そして、図４（ａ）に示すように、ヒューズエレメント２の第１端部２１上に第１端子６１をハンダ付けすることにより接続する。また、第２端部２２上に第２端子６２をハンダ付けすることにより接続する。

　本実施形態においてハンダ付けに使用されるハンダ材料としては、公知のものを用いることができ、抵抗率と融点及び環境対応鉛フリーの観点からＳｎを主成分とするものを用いることが好ましい。
　ヒューズエレメント２の第１端部２１と第２端部２２、および第１端子６１と第２端子６２とは、溶接による接合によって接続されていてもよく、公知の接合方法を用いることができる。

　次に、図５（ａ）～図５（ｃ）に示す第１ケース６ａと、図６（ａ）～図６（ｃ）に示す第２ケース６ｂとを用意する。そして、図２に示すように、第２ケース６ｂ上に、ヒューズエレメント２と、第１端子６１および第２端子６２とが一体化された部材を設置する。上記部材は、図２に示すように、ヒューズエレメント２よりも第２壁面６０ｄ側に、第１端子６１および第２端子６２が配置されるように設置する。

　本実施形態では、図３に示すように、端子載置面６４ｂに第１端子６１を載置し、端子載置面６５ｂに第２端子６２を載置することにより、第２ケース６ｂに対して、ヒューズエレメント２と第１端子６１と第２端子６２とが位置合わせされる（図２参照）。このことにより、上記部材は、図４（ｂ）に示すように、ヒューズエレメント２における第１端子６１および第２端子６２と平面視で重なっている領域を除くＸ方向の長さ２Ｌの中心位置と、第５壁面６０ｅと第６壁面６０ｆとの間のＸ方向の長さ６Ｌの中心位置とが一致し、かつ、第３壁面６０ｇと第４壁面６０ｈとの間の長さの中心位置と、ヒューズエレメント２のＹ方向中心位置とが一致するように設置される。

　その後、第１ケース６ａと第２ケース６ｂとを接合する（図３参照）。第１ケース６ａと第２ケース６ｂとの接合には、接着剤を用いることができる。接着剤としては、例えば、熱硬化性樹脂を含む接着剤を用いることができる。第１ケース６ａと第２ケース６ｂとの接合には、ポリイミドなどの樹脂からなる粘着テープを、第１ケース６ａおよび第２ケース６ｂの外面に巻き付ける方法を用いてもよい。第１ケース６ａと第２ケース６ｂとの接合には、接着剤と粘着テープの両方を用いてもよい。
　第１ケース６ａと第２ケース６ｂとを接合する際には、第２ケース６ｂに設けられたリーク防止溝６７ｃと、第１ケース６ａに設けられたリーク防止溝６７ｄの中心部とが、平面視で重なるように配置して接合する（図４（ｂ）参照）。
　第１ケース６ａと第２ケース６ｂとは、ケース６の外側に配置した図示しないカバーにより固定しても良い。

　第１ケース６ａと第２ケース６ｂとを接合することにより、ケース６内に、第２ケース６ｂの第２凸部６８ｂと第１ケース６ａの第１凹部６８ｄとに囲まれた収容部６０が形成される。このとき、本実施形態の保護素子１００では、第１ケース６ａの第１接合面６８ａよりもＺ方向において第１壁面６０ｃに近い位置に、第２ケース６ｂの第２凸部６８ｂの頂部（言い換えると、第２壁面６０ｄ）および挿入孔形成面６４ｃ、６５ｃが配置される（図３、図５（ｂ）、図６（ｂ）参照）。

　また、第１ケース６ａと第２ケース６ｂとを接合することにより、図３に示すように、第１挿入孔６４にヒューズエレメント２の第１端部２１が収容され、第２挿入孔６５にヒューズエレメント２の第２端部２２が収容され、ヒューズエレメント２に接続された第１端子６１および第２端子６２の一部が、ケース６の外部に露出された状態となる（図１参照）。
　以上の工程により、本実施形態の保護素子１００が得られる。

（保護素子の動作）
　次に、本実施形態の保護素子１００のヒューズエレメント２に、定格電流を越えた電流が流れた場合における保護素子１００の動作について説明する。
　本実施形態の保護素子１００のヒューズエレメント２に定格電流を越えた電流が流れると、ヒューズエレメント２は、過電流による発熱によって昇温する。そして、ヒューズエレメント２の切断部２３が、昇温により溶融すると、溶断される。このとき、切断部２３の切断面同士の間にスパークが発生し、アーク放電が発生する。

　本実施形態の保護素子１００では、図３に示すように、ケース６の収容部６０に設けられた第１壁面６０ｃと第２壁面６０ｄとの間のＺ方向の距離Ｈ６が、ヒューズエレメント２の切断部２３のＺ方向の長さＨ２３の１０倍以下とされている。このため、アーク放電により発生する移動電荷量が少なく、アーク放電が小規模となる。

　以上説明したように、本実施形態の保護素子１００は、第１端部２１と第２端部２２との間に切断部２３を有し、第１端部２１から第２端部２２に向かう第１方向（Ｘ方向）に通電されるヒューズエレメント２と、絶縁材料からなり、切断部２３が収納される収容部６０が内部に設けられたケース６とが備えられたものである。本実施形態の保護素子１００では、切断部２３の第１方向（Ｘ方向）に垂直な断面における厚み方向（Ｚ方向）の長さＨ２３が、第１方向（Ｘ方向）に垂直な断面における厚み方向（Ｚ方向）と交差する幅方向（Ｙ方向）の長さ以下であり、収容部６０には、Ｚ方向に対向する平面からなる第１壁面６０ｃおよび第２壁面６０ｄが設けられ、第１壁面６０ｃと第２壁面６０ｄとの間のＺ方向の距離Ｈ６が、切断部２３のＺ方向の長さＨ２３の１０倍以下である。このことにより、以下に示す効果が得られる。

　すなわち、本実施形態の保護素子１００においては、ヒューズエレメント２の溶断時に発生するアーク放電が小規模となる。したがって、本実施形態の保護素子１００では、収容部６０内の圧力上昇によって、収容部６０が破壊されることを防止でき、安全性に優れる。また、本実施形態の保護素子１００は、例えば、１００Ｖ以上の高電圧かつ１００Ａ以上の大電流の電流経路に好ましく設置できる。

　また、本実施形態の保護素子１００は、第１壁面６０ｃと第２壁面６０ｄとの間のＺ方向の距離Ｈ６が短いため、小型化できる。さらに、本実施形態の保護素子１００では、アーク放電が小規模となるため、ケース６の収容部６０と外面との間の厚みを薄くして、小型化することもできる。したがって、本実施形態の保護素子１００によれば、ケース６に使用する材料を少なくできる。

　しかも、本実施形態の保護素子１００では、ヒューズエレメント２の切断部２３における第２壁面６０ｄ側の面２３ｂ全面が、第２壁面６０ｄと接して配置されている。このため、本実施形態の保護素子１００では、アーク放電により発生する切断部２３の第２壁面６０ｄ側の面２３ｂの電気力線の本数が少なくなるとともに、ヒューズエレメント２の切断時に発生した熱を、第２壁面６０ｄを介して効率よく外部に放熱できる。このため、ヒューズエレメント２の溶断時に発生するアーク放電がより小規模になる。しかも、切断部２３における第２壁面６０ｄ側の面２３ｂ全面が、第２壁面６０ｄと接して配置されている場合、第１壁面６０ｃと第２壁面６０ｄとの間のＺ方向の距離Ｈ６を、より一層短くでき、より一層の小型化が可能である。

　本実施形態の保護素子１００においては、ヒューズエレメント２が、ＳｎもしくはＳｎを主成分とする金属からなる内層と、ＡｇもしくはＣｕ、またはＡｇもしくはＣｕを主成分とする金属からなる外層とが厚み方向に積層された積層体からなり、ケース６が樹脂材料で形成されていることが、より好ましい。このような保護素子では、以下に示す理由により、ヒューズエレメント２の溶断時に発生するアーク放電がより一層小規模になるとともに、より一層の小型化が可能である。

　すなわち、ヒューズエレメント２が上記積層体からなる場合、ヒューズエレメント２の溶断温度は、例えば、３００～４００℃と低くなる。したがって、ケース６が樹脂材料であっても、十分な耐熱性が得られる。また、ヒューズエレメント２の溶断温度が低いため、収容部６０内における第１壁面６０ｃと第２壁面６０ｄとの間のＺ方向の距離Ｈ６を、切断部２３のＺ方向の長さＨ２３の１０倍以下としても、さらに、第１壁面６０ｃおよび／または第２壁面６０ｄとヒューズエレメント２の切断部２３とを接して配置しても、ヒューズエレメント２が短時間で溶断温度に達する。したがって、ヒューズエレメント２の機能に支障を来すことなく、収容部６０内における第１壁面６０ｃと第２壁面６０ｄとの間のＺ方向の距離Ｈ６を、十分に短くできる。

　しかも、このような保護素子では、ヒューズエレメント２の溶断に伴う熱によって、ケース６を形成している樹脂材料が分解して熱分解ガスが発生し、その気化熱によって収容部６０内が冷却される（樹脂によるアブレーション効果）。その結果、アーク放電がより一層小規模となる。これらのことから、ヒューズエレメント２が上記積層体からなり、ケース６が樹脂材料で形成されている保護素子では、収容部６０内における第１壁面６０ｃと第２壁面６０ｄとの間のＺ方向の距離Ｈ６を短くして、より一層アーク放電を小規模にできるとともに、より一層の小型化が可能である。

　ヒューズエレメント２の溶断に伴う熱によるアブレーション効果が得られやすい樹脂材料としては、ナイロン４６、ナイロン６６、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などが挙げられる。なお、ケースを形成している樹脂材料としては、耐熱性および難燃性の観点から、ナイロン４６またはナイロン６６を用いることが好ましい。

　樹脂によるアブレーション効果は、収容部６０内における第３壁面６０ｇと第４壁面６０ｈとの間のＹ方向の距離６０Ｄ（図４（ｂ）参照）が、ヒューズエレメント２のＹ方向の長さ（幅２１Ｄ、２２Ｄ）の１．５倍以上である場合に、より効果的に得られる。これは、収容部６０内におけるＹ方向の距離６０Ｄを長くしても、アーク放電により発生する電気力線の本数に与える影響は少ない一方で、収容部６０内の表面積が顕著に増大し、ヒューズエレメント２の溶断に伴う熱によって樹脂材料の分解が促進されるためであると推定される。

　これに対し、例えば、ヒューズエレメントがＣｕからなり、ケースがセラミックス材料からなる保護素子では、以下に示す理由により、小型化しにくい場合がある。
　すなわち、ヒューズエレメントがＣｕからなる場合、ヒューズエレメントの溶断温度は、１０００℃以上の高温となる。このため、ケースの材料として樹脂材料を用いると、ケースの耐熱性が不足する可能性がある。したがって、ケースの材料としては、耐熱性に優れる材料であるセラミックス材料が用いられる。

　この保護素子では、ヒューズエレメントの溶断温度が高いものであり、ケースの材料としてセラミックス材料を用いているので、ヒューズエレメントの切断部とケースの内面との距離を近くすると、切断部で発生した熱がケースを介して放熱されて、ヒューズエレメントが溶断温度に達しにくくなる。このため、切断部とケースの内面との間に十分な距離を確保する必要がある。よって、ヒューズエレメントがＣｕからなり、ケースがセラミックス材料からなる保護素子では、ケース内に広い収容部を設けなければならない。

　しかも、切断部とケースの内面との間に十分な距離を確保すると、アーク放電により発生する電気力線の本数が多くなるため、ヒューズエレメントの溶断時に発生するアーク放電が大規模なものとなる。このことから、アーク放電を迅速に消滅（消弧）させるために、ケース内の収容部に消弧剤を入れる必要が生じる場合がある。ケース内に消弧剤を入れる場合には、ケース内に消弧剤を収容するスペースを確保する必要がある。このため、ケース内により一層広い収容部を設けなければならなくなり、より一層小型化しにくくなる場合がある。

［第２実施形態］
　図７は、第２実施形態の保護素子２００を説明するための断面図であり、第１実施形態に係る保護素子１００を図１に示すＡ－Ａ´線に沿って切断した位置に対応する断面図である。
　第２実施形態に係る保護素子２００において、上述した第１実施形態に係る保護素子１００と同じ部材については、同じ符号を付し、説明を省略する。

　第２実施形態に係る保護素子２００が、第１実施形態に係る保護素子１００と異なるところは、ヒューズエレメント２と第１壁面６０ｃとの間に空間６０ａが設けられているだけでなく、ヒューズエレメント２と第２壁面６０ｄとの間にも空間６０ｂが設けられているところである。

　本実施形態の保護素子２００における収容部６０には、図７に示すように、切断部２３の厚み方向（Ｚ方向）に対向する平面からなる第１壁面６０ｃおよび第２壁面６０ｄが設けられている。
　本実施形態の保護素子２００では、第１実施形態の保護素子１００と同様に、第１壁面６０ｃと第２壁面６０ｄとの間のＺ方向の距離Ｈ６が、切断部２３のＺ方向の長さＨ２３の１０倍以下とされている。本実施形態の保護素子２００においても、第１壁面６０ｃと第２壁面６０ｄとの間のＺ方向の距離Ｈ６は、切断部２３のＺ方向の長さＨ２３の５倍以下であることが好ましく、２倍以下であることがより好ましい。

　本実施形態の保護素子２００では、図７に示すように、ヒューズエレメント２と第１壁面６０ｃとの間の距離Ｈ６ａと、ヒューズエレメント２と第２壁面６０ｄとの間の距離Ｈ６ｂとが、略同じとなっている。ヒューズエレメント２と第１壁面６０ｃとの間の距離Ｈ６ａと、ヒューズエレメント２と第２壁面６０ｄとの間の距離Ｈ６ｂとは、異なっていてもよく、上記距離Ｈ６ａと上記距離Ｈ６ｂのうち、どちらが長くてもよい。

　本実施形態の保護素子２００では、図７に示すように、ヒューズエレメント２と第２壁面６０ｄとの間に空間６０ｂが設けられている。このため、第１実施形態に係る保護素子１００において、第２ケース６ｂに設けられている第２凸部６８ｂ（図３参照）に代えて、本実施形態の保護素子２００では、図７に示す第２凹部６８ｅが設けられている。
　第２凹部６８ｅの平面形状は、平面視矩形であり、第１ケース６ａの第１凹部６８ｄ、および図６（ａ）および図６（ｂ）に示される第２凸部６８ｂの平面形状と同形とされている。

　第２凹部６８ｅは、第１の短辺が第３壁面６０ｇであり、第２の短辺が第４壁面６０ｈであり、図７に示すように、第１の長辺が第５壁面６０ｅであり、第２の長辺が第６壁面６０ｆである。第２凹部６８ｅの底面は、図７に示すように、第１ケース６ａと第２ケース６ｂとが接合されることにより、第２壁面６０ｄとなる。
　第２凹部６８ｅの深さは、ヒューズエレメント２と第２壁面６０ｄとの間の距離Ｈ６ｂに対応する寸法である。

　本実施形態の保護素子２００は、第２ケース６ｂとして、図６（ａ）および図６（ｂ）に示される第２凸部６８ｂに代えて、図７に示される第２凹部６８ｅが設けられているものを用いて、第１実施形態の保護素子１００と同様にして製造できる。

　本実施形態の保護素子２００は、第１実施形態の保護素子１００と同様に、ケース６の収容部６０に設けられた第１壁面６０ｃと第２壁面６０ｄとの間のＺ方向の距離Ｈ６が、ヒューズエレメント２の切断部２３のＺ方向の長さＨ２３の１０倍以下とされている。このため、本実施形態の保護素子２００においても、第１実施形態の保護素子１００と同様に、ヒューズエレメント２の溶断時に発生するアーク放電が小規模になるとともに、小型化が可能である。

［他の例］
　本発明の保護素子は、上述した第１実施形態および第２実施形態の保護素子に限定されるものではない。
　例えば、上述した第１実施形態の保護素子１００では、図３に示すように、ヒューズエレメント２と第１壁面６０ｃとの間に空間６０ａが設けられ、ヒューズエレメント２の切断部２３における第２壁面６０ｄ側の面２３ｂ全面が、第２壁面６０ｄと接して配置されている場合を例に挙げて説明したが、本発明の保護素子は、図３に示すヒューズエレメント２と第２壁面６０ｄとの間に空間が設けられ、切断部２３における第１壁面６０ｃ側の面が、第１壁面６０ｃと接して配置されているものであってもよい。

　また、本発明の保護素子は、図３に示す切断部２３の第２壁面６０ｄ側の面２３ｂが第２壁面６０ｄと接して配置され、かつ、切断部２３の第１壁面６０ｃ側の面が第１壁面６０ｃと接して配置されているものであってもよい。この場合、アーク放電により発生する切断部２３の第２壁面６０ｄ側の面２３ｂの電気力線の本数が少なくなるとともに、アーク放電により発生する切断部２３の第１壁面６０ｃ側の面２３ｂの電気力線の本数も少なくなる。しかも、ヒューズエレメント２の切断時に発生した熱が、第２壁面６０ｄおよび第１壁面６０ｃを介して効率よく外部に放熱される。その結果、ヒューズエレメント２の溶断時に発生するアーク放電がより小規模になる。しかも、切断部２３における第２壁面６０ｄ側の面２３ｂおよび第１壁面６０ｃ側の面が、収容部６０の内面に接して配置されているので、第１壁面６０ｃと第２壁面６０ｄとの間の厚み方向（Ｚ方向）の距離Ｈ６が最も短くなる。したがって、このような保護素子では、ヒューズエレメント２の溶断時に発生するアーク放電がより一層小規模になるとともに、より一層小型化できる。

　また、本発明の保護素子は、必要に応じて、遮蔽機構を備えていてもよい。遮断機構としては、例えば、ヒューズエレメントが貫通して配置される開口を有するスライダー部品が挙げられる。スライダー部品は、溶断時にヒューズエレメントの通電方向と直交するＺ方向に移動して、第１挿入孔を物理的に塞ぐ。このことにより、切断されたヒューズエレメントの切断面同士が絶縁され、ヒューズエレメントの溶断時に発生するアーク放電が、迅速に消滅（消弧）される。

　以下、実施例および比較例により本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実施例のみに限定されない。

（実施例１）
　以下に示す方法により、図１に示す実施例１の保護素子１００を製造した。
　ヒューズエレメント２として、抵抗値が０．５ｍΩであり、以下に示す寸法および材質のものを用意した。
　ヒューズエレメント２の幅（Ｙ方向の距離２１Ｄ、２２Ｄ）：６．５ｍｍ
　切断部２３の幅（Ｙ方向の距離２３Ｄ）：約５．４ｍｍ
　切断部２３の厚み（Ｚ方向の距離Ｈ２３）：０．２ｍｍ
　材質：Ｓｎを主成分とする合金からなる内層の両面全面が、最低厚み１０μｍのＡｇめっき層からなる外層で被覆されることにより、外層と内層と外層とがこの順に厚み方向に積層された積層体。

　第１端子６１および第２端子６２として、Ｃｕからなるものを用意した。
　そして、ヒューズエレメント２の第１端部２１上に第１端子６１をハンダ付けするとともに、第２端部２２上に第２端子６２をハンダ付けし、一体化した。ヒューズエレメント２における第１端子６１および第２端子６２と平面視で重なっている領域を除くＸ方向の長さ２Ｌは、９．５ｍｍとした。

　ケース６として、第１ケース６ａと第２ケース６ｂとを接合した状態での外形が、縦（Ｘ方向の長さ）１６．８ｍｍ、横（Ｙ方向の長さ）１８．０ｍｍ、高さ（Ｚ方向の長さ）１０ｍｍの直方体状であるものを用意した。ケース６の材料としては、ナイロン６６（商品名；Ｎ６６（ＮＣ）、東レ株式会社製）を用いた。

　第１ケース６ａの第１凹部６８ｄの深さを１．０ｍｍとし、第２ケース６ｂの第２凸部６８ｂの高さを０．２５ｍｍとすることにより、収容部６０内の第１壁面６０ｃと第２壁面６０ｄとの間のＺ方向の距離Ｈ６が０．７５ｍｍとなるようにした。
　また、収容部６０内の第３壁面６０ｇと第４壁面６０ｈとの間の切断部２３の幅方向（Ｙ方向）の距離６０Ｄを１４ｍｍとし、収容部６０内の第５壁面６０ｅと第６壁面６０ｆとの間のＸ方向の長さ６Ｌを８．０ｍｍとした。

　次に、第２ケース６ｂ上に、ヒューズエレメント２と、第１端子６１および第２端子６２とが一体化された部材を設置した。
　このとき、ヒューズエレメント２における第１端子６１および第２端子６２と平面視で重なっている領域を除くＸ方向の長さ２Ｌの中心位置と、第５壁面６０ｅと第６壁面６０ｆとの間のＸ方向の長さ６Ｌの中心位置とが一致し、かつ、第３壁面６０ｇと第４壁面６０ｈとの間の長さの中心位置と、ヒューズエレメント２のＹ方向中心位置とが一致するように設置した。

　その後、ヒューズエレメント２と、第１端子６１および第２端子６２とが一体化された部材の上に、第１ケース６ａを設置し、ポリイミドからなる粘着テープを、第１ケース６ａおよび第２ケース６ｂの外面に巻き付ける方法により、第１ケース６ａと第２ケース６ｂとを接合した。
　以上の工程により、実施例１の保護素子を得た。

（実施例２）
　第１ケース６ａの第１凹部６８ｄの深さを０．５ｍｍとし、第２ケース６ｂの第２凸部６８ｂの高さを０．２５ｍｍとすることにより、第１壁面６０ｃと第２壁面６０ｄとの間のＺ方向の距離Ｈ６が０．２５ｍｍ（切断部の厚み（０．２ｍｍ）の１．２５倍）となるようにしたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例２の保護素子を得た。

（実施例３）
　第１ケース６ａの第１凹部６８ｄの深さを２．０ｍｍとし、第２ケース６ｂの第２凸部６８ｂの高さを０．２５ｍｍとすることにより、第１壁面６０ｃと第２壁面６０ｄとの間のＺ方向の距離Ｈ６が１．７５ｍｍ（切断部の厚み（０．２ｍｍ）の８．７５倍）となるようにしたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例３の保護素子を得た。

（実施例４）
　第１ケース６ａの第１凹部６８ｄの深さを１．０ｍｍとし、第２凸部６８ｂに代えて、深さ０．５ｍｍの第２凹部６８ｅが設けられている第２ケース６ｂを用いることにより、第１壁面６０ｃと第２壁面６０ｄとの間のＺ方向の距離Ｈ６が１．５ｍｍ（切断部の厚み（０．２ｍｍ）の７．５倍）となるようにしたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例４の保護素子を得た。

（実施例５）
　第１ケース６ａの第１凹部６８ｄの深さを１．０ｍｍとし、第２凸部６８ｂに代えて、深さ１．０ｍｍの第２凹部６８ｅが設けられている第２ケース６ｂを用いることにより、第１壁面６０ｃと第２壁面６０ｄとの間のＺ方向の距離Ｈ６が２．０ｍｍ（切断部の厚み（０．２ｍｍ）の１０倍）となるようにしたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例５の保護素子を得た。

（比較例１）
　第１ケース６ａの第１凹部６８ｄの深さを２．０ｍｍとし、第２凸部６８ｂに代えて、深さ２．０ｍｍの第２凹部６８ｅが設けられている第２ケース６ｂを用いることにより、第１壁面６０ｃと第２壁面６０ｄとの間のＺ方向の距離Ｈ６が４．０ｍｍ（切断部の厚み（０．２ｍｍ）の２０倍）となるようにしたこと以外は、実施例１と同様にして、比較例１の保護素子を得た。

　このようにして得られた実施例１～実施例５、比較例１の保護素子を電圧１５０Ｖ、電流２０００Ａの電流経路に設置し、電流遮断を行った。そして、実施例１～実施例５、比較例１の保護素子について、以下に示す項目を測定し、評価した。
　図１３は、実施例１～実施例３の保護素子の測定結果および電圧１５０Ｖ、電流２０００Ａで遮断した時の評価結果を示した図面である。図１４は、実施例４、実施例５、比較例１の保護素子の測定結果および電圧１５０Ｖ、電流２０００Ａで遮断した時の評価結果を示した図面である。

（空間高さ）
　第１ケース６ａの第１凹部６８ｄの深さ寸法と、第２ケース６ｂにおける第２凸部６８ｂの高さ寸法または第２凹部６８ｅの深さ寸法から、収容部６０内の第１壁面６０ｃと第２壁面６０ｄとの間のＺ方向の距離Ｈ６を算出し、空間高さとした。

（遮断時間）
　２０００Ａ以上の電流を測定可能な電流プローブを用いて、通電を開始してから電流が遮断されるまでの時間を測定した。
（溶断長）
　電流遮断時に溶解した、ヒューズエレメント２と第１端子６１および第２端子６２とが一体化された部材におけるＸ方向の長さを測定し、溶断長とした。
　試験後Ｘ線上面中に記載された矢印は、溶断長を示す。実施例１、実施例３～実施例５、比較例１の保護素子においては、ヒューズエレメント２だけでなく、第１端子６１および第２端子６２も電流遮断時に溶解した。

（試験前Ｘ線上面）
　Ｘ線撮影装置を用いて、電流供給前の実施例１～実施例５、比較例１の保護素子を第１ケース６ａ側から撮影したＸ線写真である。
（試験前Ｘ線側面）
　上記のＸ線撮影装置を用いて、電流供給前の実施例１～実施例５、比較例１の保護素子をＹ方向から見た撮影したＸ線写真である。写真内における薄いグレー部分は空間である。濃いグレー部分はケースである。写真の中央部を横切る黒い部分は、ヒューズエレメント２と、第１端子６１および第２端子６２とが一体化された部材である。
（試験後Ｘ線上面）
　上記のＸ線撮影装置を用いて、電流遮断後の実施例１～実施例５、比較例１の保護素子を第１ケース６ａ側から撮影したＸ線写真である。

（遮断時）
　実施例１～実施例４の保護素子のアーク放電の様子を撮影した写真である。実施例５および比較例１の保護素子については、アーク放電に起因する光によって、撮影した写真は真っ白であった。
（判定）
　以下の基準により、評価した。
Ａ：ヒューズエレメントのみ溶解した。
Ｂ：ヒューズエレメントに加え、第１端子および第２端子の溶解が見られるが、第１端子および第２端子の鍔部の一部が溶解せずに残った。
Ｃ：ヒューズエレメントに加え、第１端子および第２端子の鍔部の溶解が見られるが、第１端子および第２端子の一部がケースの内部に残った。
Ｄ：ヒューズエレメントに加え、第１端子および第２端子がケースの外部まで溶解した。

　図１３および図１４における試験前Ｘ線上面の写真に示すように、実施例１～実施例５、比較例１の保護素子では、第１ケース６ａ側から撮影したＸ線写真において差は見られなかった。
　図１３における試験前Ｘ線側面の写真に示すように、実施例２および実施例３の保護素子では、ヒューズエレメント２の切断部２３における第２壁面６０ｄ側の面全面が、第２壁面６０ｄと接して配置されている。また、図１３における試験前Ｘ線側面の写真に示すように、実施例２の保護素子では、切断部２３の第２壁面６０ｄ側の面が第２壁面６０ｄと接して配置され、かつ、切断部２３の第１壁面６０ｃ側の面が第１壁面６０ｃと接して配置されている。

　図１３に示すように、実施例２の保護素子では、試験後Ｘ線上面の写真に示すように、ヒューズエレメント２のみが溶解し、第１端子６１および第２端子６２が溶解することなく電流遮断されていた。また、実施例１～実施例３の保護素子では、遮断時の写真に示すように、ヒューズエレメント２の溶断時に発生したアーク放電は小規模であった。
　また、実施例１～実施例３の保護素子の結果から、空間高さが低いほど、遮断時間および遮断長が短く、アーク放電が小規模となることが確認できた。

　また、図１４における試験前Ｘ線側面の写真に示すように、実施例４、実施例５、比較例１の保護素子では、ヒューズエレメント２と第１壁面６０ｃとの間、およびヒューズエレメント２と第２壁面６０ｄとの間に空間が設けられている。

　図１４に示すように、実施例４および実施例５の保護素子では、試験後Ｘ線上面の写真に示すように、ヒューズエレメント２と、第１端子６１および第２端子６２の鍔部が溶解したが、第１端子６１および第２端子６２の一部が溶解せずにケースの内部に残った。
　これに対し、比較例１においては、ヒューズエレメント２が溶解し、さらに第１端子および第２端子がケースの外部まで溶解し、実施例１～実施例５と比較して、アーク放電が大規模であった。
　また、図１４に示すように、実施例４、実施例５、比較例１の保護素子においても、実施例１～実施例３の保護素子と同様に、空間高さが低いほど、遮断時間が短く、アーク放電が小規模となることが確認できた。

　実施例１、３、４の保護素子は、ヒューズエレメント２における第１端子６１および第２端子６２と平面視で重なっている領域を除くＸ方向の長さ２Ｌが９．５ｍｍである。実施例１、３、４の保護素子では、アーク放電が比較的小規模であったため、上記長さ２Ｌを９．５ｍｍよりも長くすることによって、第１端子６１および第２端子６２の溶解を抑制できると推定される。

　また、実施例３の保護素子（空間高さが１．７５ｍｍ）は、実施例４の保護素子（空間高さが１．５ｍｍ）よりも空間高さが高い保護素子であるが、実施例４の保護素子よりも遮断時間および遮断長が短い結果であった。
　これは、実施例３の保護素子が、ヒューズエレメント２の切断部２３における第２壁面６０ｄ側の面全面が第２壁面６０ｄと接して配置されていることにより、アーク放電がより一層抑制されたためであると推定される。

　したがって、実施例５の保護素子において、実施例３と同様に、ヒューズエレメント２の切断部２３における第２壁面６０ｄ側の面全面を、第２壁面６０ｄと接して配置することによって、空間高さ２．０ｍｍ（ヒューズエレメント２の厚み方向の長さの１０倍）であってもアーク放電を小規模に抑制できると推定される。

（保護素子Ａ）
　本発明の実施例である保護素子Ａとして、切断部２３に遮蔽機構が追加されていること以外は、実施例１の保護素子と同じものを作成した。
　保護素子Ａは、遮蔽機構として、ヒューズエレメントが貫通して配置される開口を有するスライダー部品を備えている。スライダー部品は、溶断時にヒューズエレメントの通電方向と直交するＺ方向に移動して、第１挿入孔を物理的に塞ぐものである。
　図８は、保護素子Ａに使用したヒューズエレメントと第１端子と第２端子とが一体化された部材を、スライダー部品と共に第２ケース上に設置した状態の写真である。
　ヒューズエレメントは、スライダー部品の開口に貫通した状態で、第１端子および第２端子と一体化されている。

（保護素子Ｂ）
　収容部６０内の第１壁面６０ｃと第２壁面６０ｄとの間のＺ方向の距離Ｈ６を１４ｍｍとし、第３壁面６０ｇと第４壁面６０ｈとの間の切断部２３の幅方向（Ｙ方向）の距離６０Ｄを２４．６ｍｍとし、収容部６０内の第５壁面６０ｅと第６壁面６０ｆとの間のＸ方向の長さ６Ｌを１３．６ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして、本発明の比較例である保護素子Ｂを得た。

　このようにして得られた保護素子Ａおよび保護素子Ｂを電圧１５０Ｖ、電流１９０Ａの電流経路に設置し、電流遮断を行った。
　図９は、比較例である保護素子Ｂを電圧１５０Ｖ、電流１９０Ａで遮断した時のアーク放電の写真である。図１０は、比較例である保護素子Ｂの電流遮断後の状態を撮影した写真である。
　図１１は、実施例である保護素子Ａを電圧１５０Ｖ、電流１９０Ａで遮断した時のアーク放電の写真である。図１２は、実施例である保護素子Ａの保護素子の電流遮断後の状態を撮影した写真である。

　図９に示すように、第１壁面６０ｃと第２壁面６０ｄとの間のＺ方向の距離Ｈ６を１４ｍｍ（切断部２３の厚み（０．２ｍｍ）の７０倍）とした保護素子Ｂでは、大規模なアーク放電が発生し、爆発音とともに保護素子から火花が放出した。また、図１０に示すように、保護素子Ｂでは、ヒューズエレメント２および、ヒューズエレメント２の両端部にそれぞれ電気的に接続された第１端子６１および第２端子６２が溶解した。

　一方、図１１に示すように、第１壁面６０ｃと第２壁面６０ｄとの間のＺ方向の距離Ｈ６を０．７５ｍｍ（切断部の厚み（０．２ｍｍ）の３．７５倍）とした保護素子Ａでは、保護素子Ｂと比較して、アーク放電は小規模であった。また、図１２に示すように、保護素子Ａでは、ヒューズエレメント２が一部のみ溶解することにより、電流が遮断された。また、保護素子Ａでは、絶縁抵抗が１．３６×１０^１２Ωであり、良好であった。

　２　ヒューズエレメント
　４　電気力線
　６　ケース
　６ａ　第１ケース
　６ｂ　第２ケース
　２１　第１端部
　２２　第２端部
　２３　切断部
　２５　第１連結部
　２６　第２連結部
　６０　収容部
　６０ａ、６０ｂ　空間
　６０ｃ　第１壁面
　６０ｄ　第２壁面
　６０ｅ　第５壁面
　６０ｆ　第６壁面
　６０ｇ　第３壁面
　６０ｈ　第４壁面
　６１　第１端子
　６１ａ、６２ａ　外部端子孔
　６１ｃ、６２ｃ　鍔部
　６２　第２端子
　６４　第１挿入孔
　６４ａ、６４ｂ、６５ａ、６５ｂ　端子載置面
　６４ｃ、６４ｄ、６５ｃ、６５ｄ　挿入孔形成面
　６５　第２挿入孔
　６７ｃ、６７ｄ　リーク防止溝
　６８ａ　第１接合面
　６８ｂ　第２凸部
　６８ｃ　第２接合面
　６８ｄ　第１凹部
　６８ｅ　第２凹部
　１００、２００　保護素子

Claims (16)

1. 　第１端部と第２端部との間に切断部を有し、前記第１端部から前記第２端部に向かう第１方向に通電されるヒューズエレメントと、
   　絶縁材料からなり、前記切断部が収納される収容部が内部に設けられたケースと、が備えられ、
   　前記切断部の前記第１方向に垂直な断面における厚み方向の長さが、前記第１方向に垂直な断面における前記厚み方向と交差する幅方向の長さ以下であり、
   　前記収容部には、前記厚み方向に対向する第１壁面および第２壁面が設けられ、
   　前記第１壁面と前記第２壁面との間の前記厚み方向の距離が、前記切断部の前記厚み方向の長さの１０倍以下である保護素子。
2. 　前記第１壁面と前記第２壁面との間の前記厚み方向の距離が、前記切断部の前記厚み方向の長さの５倍以下である請求項１に記載の保護素子。
3. 　前記第１壁面と前記第２壁面との間の前記厚み方向の距離が、前記切断部の前記厚み方向の長さの２倍以下である請求項１に記載の保護素子。
4. 　前記切断部が、前記第１壁面と前記第２壁面の一方または両方と接して配置されている請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の保護素子。
5. 　前記収容部には、前記幅方向に対向する第３壁面と第４壁面とが設けられ、
   　前記第３壁面と前記第４壁面との間の前記幅方向の距離が、前記ヒューズエレメントの前記幅方向の長さの１．５倍以上である請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の保護素子。
6. 　前記第３壁面と前記第４壁面との間の前記幅方向の距離が、前記ヒューズエレメントの前記幅方向の長さの２倍～５倍である請求項５に記載の保護素子。
7. 　前記ヒューズエレメントが、平板状または線状である請求項１～請求項６のいずれか一項に記載の保護素子。
8. 　前記第１端部が、第１端子と電気的に接続され、前記第２端部が、第２端子と電気的に接続されている請求項１～請求項７のいずれか一項に記載の保護素子。
9. 　前記ヒューズエレメントの溶融温度が６００℃以下である請求項１～請求項８のいずれか一項に記載の保護素子。
10. 　前記ヒューズエレメントの溶融温度が４００℃以下である請求項１～請求項８のいずれか一項に記載の保護素子。
11. 　前記ヒューズエレメントが、低融点金属からなる内層と、高融点金属からなる外層とが厚み方向に積層された積層体からなる、請求項１～請求項１０のいずれか一項に記載の保護素子。
12. 　前記低融点金属は、ＳｎもしくはＳｎを主成分とする金属からなり、
    　前記高融点金属は、ＡｇもしくはＣｕ、またはＡｇもしくはＣｕを主成分とする金属からなる請求項１１に記載の保護素子。
13. 　前記ケースが、耐トラッキング指標ＣＴＩが４００Ｖ以上の樹脂材料で形成されている請求項１～請求項１２のいずれか一項に記載の保護素子。
14. 　前記ケースが、耐トラッキング指標ＣＴＩが６００Ｖ以上の樹脂材料で形成されている請求項１～請求項１３のいずれか一項に記載の保護素子。
15. 　前記ケースが、ナイロン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリフタルアミド樹脂から選ばれるいずれか一種からなる請求項１～請求項１４のいずれか一項に記載の保護素子。
16. 　前記ナイロン系樹脂が、ベンゼン環を含まない樹脂である請求項１５に記載の保護素子。

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