WO2023157763A1 - 保護素子 - Google Patents

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WO2023157763A1
WO2023157763A1 PCT/JP2023/004530 JP2023004530W WO2023157763A1 WO 2023157763 A1 WO2023157763 A1 WO 2023157763A1 JP 2023004530 W JP2023004530 W JP 2023004530W WO 2023157763 A1 WO2023157763 A1 WO 2023157763A1
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space
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cutting
fuse
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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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    • 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
    • H01H85/143—Electrical contacts; Fastening fusible members to such contacts
    • H01H85/147—Parallel-side contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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    • H01H37/76—Contact member actuated by melting of fusible material, actuated due to burning of combustible material or due to explosion of explosive material
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H39/00—Switching devices actuated by an explosion produced within the device and initiated by an electric current
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    • H01H85/041—Fuses, i.e. expendable parts of the protective device, e.g. cartridges characterised by the type
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to protection elements.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2022-022951 filed in Japan on February 17, 2022, the content of which is incorporated herein.
  • a protection element (fuse element) having a fuse element is used, for example, in a battery pack using a lithium ion secondary battery.
  • lithium-ion secondary batteries have been used not only in mobile devices, but also in a wide range of fields such as electric vehicles and storage batteries. Therefore, the capacity of lithium ion secondary batteries is being increased. Along with this, there is a demand for a protective element installed in a battery pack having a large-capacity lithium-ion battery and having a high-voltage and large-current current path.
  • a trigger cutoff type fuse such as a pyrofuse is used instead of a blowing type fuse (for example, see Patent Document 1 below. reference.).
  • the present invention has been proposed in view of such conventional circumstances. It aims at providing the protection element which enabled.
  • the present invention provides the following means.
  • a first fuse element portion having a first terminal, a second terminal, and a first fuse element electrically connecting the first terminal and the second terminal;
  • a second fuse element portion having a third terminal, a fourth terminal, and a second fuse element electrically connecting between the third terminal and the fourth terminal;
  • a slider positioned between the first fuse element and the second fuse element and arranged movably toward the second fuse element in the fusing space;
  • the fusing space is divided into a first space in which the first fuse element is positioned across the slider and a second space connected to the fusing space,
  • the slider has a cutting portion protruding from the second space toward the cutting space, When the fusing current flows through the first
  • the slider moves toward the second fuse element, and the cutting portion cuts the second fuse element.
  • the second fuse element has a structure in which a plurality of conductive members are laminated via insulating members, The protective element according to [1] or [2] above, wherein the insulating member is provided with a gap corresponding to the cutting space.
  • the protection element according to any one of [1] to [3], further comprising a cylindrical insulating cover that accommodates the insulating housing inside.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state in which the current of the protective element shown in FIG.
  • FIG. 5 is interrupted; It is a sectional view showing composition of a protection element concerning a 3rd embodiment of the present invention. It is a sectional view showing composition of a protection element concerning a 4th embodiment of the present invention. It is a perspective view showing an example of composition of a protection element concerning a 5th embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a perspective view showing another example of the configuration of the protective element according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view which shows the external appearance of 1 A of protection elements.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the protective element 1A.
  • FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration example of a protection circuit 100 using the protection element 1A.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which the current of the protective element 1A is interrupted.
  • the protection element 1A of the present embodiment includes a first fuse element portion 2 and a second fuse element portion 3 parallel to each other, and a first fuse element portion 2 and a second fuse element portion 2.
  • the first fuse element portion 2 includes a first terminal 6a, a second terminal 6b, and a first fuse element 7 electrically connecting the first terminal 6a and the second terminal 6b. have.
  • the first terminal 6a and the second terminal 6b are made of a metal material such as copper (Cu), for example, and formed in a substantially rectangular flat plate shape.
  • the first terminal 6a and the second terminal 6b are arranged in a straight line on the same plane with their one ends facing each other (the inside of the first fuse element portion 2).
  • Circular terminal holes 8 for external connection are provided at the other ends of the first terminals 6a and the second terminals 6b (outside the first fuse element portion 2). .
  • the first fuse element 7 is a fusible conductor such as a laminate of copper (Cu), silver (Ag), tin (Sn) alloy, lead (Pb) alloy, tin (Sn) alloy and silver (Ag). It is made of a metal material such as a body, and is formed in a substantially rectangular flat plate shape.
  • the first fuse element 7 connects one end side of the first terminal 6a and one end side of the second terminal 6b, and connects one side of the first terminal 6a and the second terminal 6b. In the embodiment, it is attached to the lower surface) by soldering, welding, or the like.
  • the second fuse element portion 3 includes a third terminal 9a, a fourth terminal 9b, and a second fuse element 10A electrically connecting the third terminal 9a and the fourth terminal 9b. have.
  • the third terminal 9a and the fourth terminal 9b are made of the same materials as those exemplified for the first terminal 6a and the second terminal 6b, and are formed in a substantially rectangular flat plate shape.
  • the third terminal 9a and the fourth terminal 9b are arranged in a straight line on the same plane with one end sides (inside of the second fuse element portion 3) facing each other.
  • Circular terminal holes 11 for external connection are provided at the other ends of the third terminals 9a and the fourth terminals 9b (outside the second fuse element portion 3). .
  • the second fuse element 10A is made of a metal material such as copper (Cu), silver (Ag), tin (Sn) alloy, lead (Pb) alloy, etc. as a connection conductor, and is formed in a substantially rectangular flat plate shape.
  • a material having a higher melting point than that of the first fuse element 7 is used for the second fuse element 10A.
  • a laminate of tin (Sn) alloy and silver (Ag) is used for the first fuse element 7, and copper having a higher melting point than the first fuse element 7 is used for the second fuse element 10A. (Cu) is used.
  • the second fuse element 10A connects one end side of the third terminal 9a and one end side of the fourth terminal 9b, and connects one side (main surface) of the third terminal 9a and the fourth terminal 9b. In the embodiment, it is attached to the upper surface) by soldering, welding, or the like.
  • the insulating housing 4 has a first case 4a, a second case 4b and a third case 4c made of an insulating material, which will be described later, and is formed in an elongated cylindrical shape as a whole. Note that the insulating housing 4 is not necessarily limited to such a shape, and can be changed as appropriate.
  • the insulating housing 4 sandwiches the first fuse element portion 2 between the first case 4a and the second case 4b, and the second fuse element portion 2 between the second case 4b and the third case 4c.
  • the first case 4a, the second case 4b and the third case 4c are integrally combined with the fuse element portion 3 sandwiched therebetween.
  • the insulating housing 4 can externally connect the other end sides of the first terminal 6a and the second terminal 6b and the other end sides of the third terminal 9a and the fourth terminal 9b from both ends in the axial direction. hold the first fuse element portion 2 and the second fuse element portion 3 in a state of being exposed to the outside, and electrically insulate between the first fuse element portion 2 and the second fuse element portion 3 are doing.
  • a blowing space 12 in which the first fuse element 7 is positioned and a blowing space 13 in which the second fuse element 10A is positioned are provided inside the insulating housing 4 .
  • a slider 14 is arranged in the fusing space 12 . Further, the fusing space 12 is divided into a first space 12a where the first fuse element 7 is located and a second space 12b connected to the fusing space 13 with the slider 14 interposed therebetween.
  • the fusing space 12 extends between the first case 4a and the second case 4b so as to be positioned in the middle of the first fuse element 7, and extends perpendicularly to the axial direction of the insulating housing 4. forming.
  • the shape of the fusing space 12 is not particularly limited, but may be, for example, a circular cylinder shape or a rectangular parallelepiped shape.
  • the cutting space 13 is a slit-like space extending perpendicular to the axial direction of the insulating housing 4 between the second case 4b and the third case 4c so as to be positioned in the middle of the second fuse element 10A. form a space of The position of the cutting space 13 is not limited to the middle of the second fuse element 10A described above, and may be shifted toward the third terminal 9a, for example.
  • the slider 14 is made of an insulating material such as nylon, Teflon (registered trademark), or LCP, and formed into a plate that is thinner than the fusing space 12 .
  • the slider 14 may be made of metal or the like whose surface is insulated. Specifically, for example, an aluminum alloy material having an alumite-treated surface can be used.
  • the slider 14 is positioned in the fusing space 12 between the first fuse element 7 (first space 12a) and the second fuse element 10A (second space 12b). ing. As a result, the slider 14 is arranged movably toward the second fuse element 10A (downward in this embodiment) in the fusing space 12 .
  • the slider 14 has a cut portion 14a in the shape of a rectangular flat plate that protrudes from the surface (lower surface in this embodiment) facing the second space 12b.
  • the cutting portion 14a extends from the second space 12b toward the cutting space 13, and its tip is inserted into the cutting space 13 to abut on the second fuse element 10A.
  • the insulating cover 5 is made of an insulating material, which will be described later, and has a shape that covers the entire outer peripheral surface of the insulating housing 4 .
  • the insulating cover 5 seamlessly covers the entire circumference of the insulating housing 4, thereby preventing the insulating housing 4 from being destroyed by arc discharge when the first fuse element 7 described later melts. be.
  • the insulating housing 4 and the insulating cover 5 are preferably made of an insulating material having a tracking resistance index CTI (resistance against tracking (carbonized conductive path) breakdown) of 500 V or more.
  • CTI resistance against tracking (carbonized conductive path) breakdown
  • the tracking resistance index CTI can be determined by a test based on IEC60112.
  • the insulating material for the insulating housing 4 and the insulating cover 5 it is preferable to use a resin material that has a smaller heat capacity and a lower melting point than the ceramic material.
  • the resin material has the property of weakening the arc discharge due to gasification cooling (ablation), and the surface of the insulating cover 5 when the metal particles melted and scattered from the first fuse element 7 adhere to the insulating case 4. It has the property of becoming sparse and difficult to form a conductive path due to deformation or aggregation of adherents.
  • polyamide-based resins and fluorine-based resins can be used.
  • the polyamide-based resin may be an aliphatic polyamide or a semi-aromatic polyamide.
  • Examples of aliphatic polyamides include nylon 4, nylon 6, nylon 46 and nylon 66.
  • Examples of semi-aromatic polyamides include nylon 6T, nylon 9T and polyphthalamide (PPA) resins.
  • Polytetrafluoroethylene can be given as an example of the fluororesin.
  • polyamide-based resins and fluorine-based resins have high heat resistance and are difficult to burn.
  • aliphatic polyamides are less likely to produce graphite when burned. Therefore, by forming the insulating housing 4 and the insulating cover 5 using aliphatic polyamide, a new current path is created by graphite generated by arc discharge when the first fuse element 7 is melted, which will be described later. It is possible to prevent the formation more reliably.
  • the protection element 1A of the present embodiment having the configuration as described above is preferably used in a protection circuit 100 as shown in FIG. 3, for example.
  • an auxiliary power supply 101 is connected to one end of the first fuse element portion 2 serving as a sub-fuse, and a current is supplied to the other end of the first fuse element portion 2 via a switch 102 .
  • a detection circuit 103 is connected.
  • the main power supply 104 is connected to one end of the second fuse element portion 3 serving as the main fuse, and the load circuit 105 is connected to the other end of the second fuse element portion 3.
  • the current detection circuit 103 supplies a cutoff signal to the switch 102 when the current detection circuit 103 detects an abnormality caused by damage to a device equipped with a main power supply, such as an electric vehicle (EV) accident. , the switch 102 is turned on to supply a fusing current from the auxiliary power supply 101 to the first fuse element section 2 .
  • a main power supply such as an electric vehicle (EV) accident.
  • the blowing current is a current large enough to blow the first fuse element 7 .
  • the fusing current is a current smaller than the rated current flowing through the second fuse element portion 3 .
  • part of the blown first fuse element 7 vaporizes, and the gas (for example, air) in the first space 12a expands, thereby increasing the pressure in the first space 12a. Furthermore, as the pressure in the first space 12a increases, the slider 14 moves toward the second fuse element 10A.
  • the gas for example, air
  • the tip of the cut portion 14a physically cuts the second fuse element 10A. Further, after the cut portion 14 a cuts the second fuse element 10 A, the cut portion 14 a shields the cut portion of the second fuse element 10 A in the cut space 13 .
  • the protection circuit 100 As a result, in the protection circuit 100, the power supply from the main power supply 104 to the load circuit 105 is completely cut off.
  • the protection element 1A of the present embodiment when an overcurrent flows through the second fuse element portion 3, which is the main fuse, the overcurrent blows the second fuse element 10A, causing the main power supply 104 to , the power supply to the load circuit 105 is interrupted.
  • the protection element 1A of the present embodiment can handle high voltages and large currents, and can both cut off overcurrent and cut off by a cutoff signal.
  • FIG. 5 is sectional drawing which shows the structure of the protection element 1B.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state in which the current of the protective element 1B is interrupted. Further, in the following description, description of parts equivalent to those of the protective element 1A is omitted, and the same reference numerals are given in the drawings.
  • the protection element 1B of the present embodiment has basically the same configuration as the protection element 1A except that a second fuse element 10B as shown in FIG. 5 is provided instead of the second fuse element 10A. are doing.
  • the second fuse element 10B has a structure in which a plurality of conductive members 21 are laminated with insulating members 22 interposed therebetween. In this embodiment, two conductive members 21 are sandwiched between each of three insulating members 22 .
  • the conductive member 21 is made of the same connection conductor as the material exemplified for the second fuse element 10A.
  • the two conductive members 21 connect one end side of the third terminal 9a and one end side of the fourth terminal 9b, respectively, and connect one surface (main surface) of the third terminal 9a and the fourth terminal 9b.
  • the upper surface) and the other surface are attached by welding, soldering, or the like.
  • the insulating member 22 is preferably made of an insulating material having a tracking resistance index CTI (resistance to tracking (carbonized conductive path) breakdown) of 500 V or higher, for example, like the insulating housing 4 and the insulating cover 5 described above. . Specifically, an insulating material such as nylon or Teflon can be used.
  • CTI resistance to tracking (carbonized conductive path) breakdown
  • each insulating member 22 is provided with a gap 22a corresponding to the cutting space 13 described above. That is, the gap 22a is formed by removing a portion of each insulating member 22 corresponding to the cutting space 13. As shown in FIG.
  • the cutting portion 14a extends from the second space 12b toward the cutting space 13, and its tip is inserted into the gap portion 22a (the cutting space 13).
  • the tip of the cut portion 14a may be in contact with the conductive member 21 attached to one surface (for example, the upper surface) of the third terminal 9a and the fourth terminal 9b.
  • the protection element 1B of this embodiment having the above configuration is preferably used in the protection circuit 100, like the protection element 1A.
  • part of the blown first fuse element 7 vaporizes, and the gas (for example, air) in the first space 12a expands, thereby increasing the pressure in the first space 12a. Furthermore, as the pressure in the first space 12a increases, the slider 14 moves toward the second fuse element 10B.
  • the gas for example, air
  • the tip of the cut portion 14a physically cuts each conductive member 21 of the second fuse element 10B. Further, after the cutting portion 14a cuts each conductive member 21 of the second fuse element 10B, the cutting portion 14a shields the cut portion of the second fuse element 10B in the gap portion 22a (cutting space 13).
  • the protection circuit 100 As a result, in the protection circuit 100, the power supply from the main power supply 104 to the load circuit 105 is completely cut off.
  • the protective element 1B of the present embodiment can handle high voltages and large currents, and can both cut off overcurrent and cut off by a cutoff signal.
  • the above-described second fuse element 10B is configured by a plurality of conductive members 21, so that the rated current flowing through the second fuse element 10B is higher than that of the second fuse element 10A. It is possible to increase the current.
  • FIG. 7 is sectional drawing which shows the structure of 1 C of protection elements. Further, in the following description, description of portions equivalent to those of the protection elements 1A and 1B will be omitted and the same reference numerals will be given in the drawings.
  • the protection element 1C of the present embodiment is basically the same as the protection elements 1A and 1B except that a second fuse element 10C as shown in FIG. 7 is provided instead of the second fuse elements 10A and 10B. have the same configuration.
  • the second fuse element 10C has a structure in which a plurality of conductive members 21 are laminated with insulating members 22 interposed therebetween. In this embodiment, one insulating member 22 is sandwiched between two conductive members 21 .
  • the protection element 1C of the present embodiment having the configuration as described above is preferably used in the protection circuit 100, like the protection elements 1A and 1B.
  • part of the blown first fuse element 7 vaporizes, and the gas (for example, air) in the first space 12a expands, thereby increasing the pressure in the first space 12a. Furthermore, as the pressure in the first space 12a increases, the slider 14 moves toward the second fuse element 10C.
  • the gas for example, air
  • the tip of the cutting portion 14a physically cuts each conductive member 21 of the second fuse element 10C. Further, after the cutting portion 14a cuts each conductive member 21 of the second fuse element 10C, the cutting portion 14a shields the cut portion of the second fuse element 10C in the gap portion 22a (cutting space 13).
  • the protection circuit 100 As a result, in the protection circuit 100, the power supply from the main power supply 104 to the load circuit 105 is completely cut off.
  • the protection element 1C of the present embodiment can handle high voltages and large currents, and can both cut off overcurrent and cut off by a cutoff signal.
  • the above-described second fuse element 10C is composed of a plurality of conductive members 21, so that the rated current flowing through the second fuse element 10C is higher than that of the second fuse element 10A. It is possible to increase the current.
  • FIG. 8 is sectional drawing which shows the structure of protection element 1D. Further, in the following description, description of portions equivalent to those of the protection elements 1A and 1B will be omitted and the same reference numerals will be given in the drawings.
  • the protection element 1D of the present embodiment is basically the same as the protection elements 1A and 1B except that a second fuse element 10D as shown in FIG. 8 is provided instead of the second fuse elements 10A and 10B. have the same configuration.
  • the second fuse element 10D has a structure in which a plurality of conductive members 21 are laminated with insulating members 22 interposed therebetween. In this embodiment, four conductive members 21 are sandwiched between each of five insulating members 22 .
  • the four conductive members 21 connect one end side of the third terminal 9a and one end side of the fourth terminal 9b, respectively, and connect one surface (main surface) of the third terminal 9a and the fourth terminal 9b.
  • the upper surface) and the other surface are attached by welding, soldering, or the like.
  • the protection element 1D of the present embodiment having the configuration as described above is preferably used in the protection circuit 100, like the protection elements 1A and 1B.
  • part of the blown first fuse element 7 vaporizes, and the gas (for example, air) in the first space 12a expands, thereby increasing the pressure in the first space 12a. Furthermore, as the pressure in the first space 12a increases, the slider 14 moves toward the second fuse element 10D.
  • the gas for example, air
  • the tip of the cut portion 14a physically cuts each conductive member 21 of the second fuse element 10D. Further, after the cutting portion 14a cuts each conductive member 21 of the second fuse element 10D, the cutting portion 14a shields the cut portion of the second fuse element 10D in the gap portion 22a (cutting space 13).
  • the protection circuit 100 As a result, in the protection circuit 100, the power supply from the main power supply 104 to the load circuit 105 is completely cut off.
  • the protection element 1D of the present embodiment can handle high voltages and large currents, and can both cut off overcurrent and cut off by a cutoff signal.
  • the protection element 1D of the present embodiment by configuring the second fuse element 10D with a plurality of conductive members 21, the rated current flowing through the second fuse element 10D is higher than that of the second fuse element 10A. It is possible to increase the current.
  • the second fuse element 10D omits the uppermost and lowermost layer insulating members 22 and replaces the uppermost and lowermost conductive members 21 with the second fuse element 10D, like the second fuse element 10C of the third embodiment described above. may be sandwiched between the second case 4b and the third case 4c.
  • FIG. 9A is a perspective view showing an example of the configuration of the protection element 1E.
  • FIG. 9B is a perspective view showing another example of the configuration of the protective element 1E. Further, in the following description, description of portions equivalent to those of the protective elements 1A to 1D will be omitted, and the same reference numerals will be given in the drawings.
  • the protection element 1E of the present embodiment has the configuration of the protection elements 1A to 1D, except that lead terminals 23 as shown in FIGS. 9A and 9B are used as the first terminal 6a and the second terminal 6b. , has basically the same configuration as the protective elements 1A to 1D.
  • the lead terminal 23 is made of an electric wire covered with an insulating resin, and is connected to both ends of the first fuse element 7. Alternatively, it is pulled out from one axial end side of the insulating housing 4 shown in FIG. 9B.
  • the protection element 1E of this embodiment having the above configuration is preferably used in the protection circuit 100, like the protection elements 1A to 1D.
  • the protection element 1E of the present embodiment can handle high voltage and large current, and it is possible to achieve both the interruption of overcurrent and the interruption function by the interruption signal.
  • the present invention is not necessarily limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
  • the fusion space 12 and the slider 14 are not necessarily limited to the shapes described above, and any shape that allows the slider 14 to move freely within the fusion space 12 may be used.
  • the cutting space 13 and the cutting portion 14a are not necessarily limited to the shapes described above, and may have any shape as long as the tip of the cutting portion 14a can physically cut the second fuse elements 10A to 10E.
  • a protective element that can handle high voltage and large current, and that can achieve both an overcurrent cutoff function and a cutoff function based on a cutoff signal.

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
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Abstract

この保護素子（１Ａ）では、溶断空間（１２）は、スライダ（１４）を挟んで第１のヒューズエレメント（７）が位置する第１の空間（１２ａ）と、切断空間（１３）と接続された第２の空間（１２ｂ）とに分断され、スライダ（１４）は、第２の空間（１２ｂ）から切断空間（１３）に向かって突出された切断部（１４ａ）を有し、第１のヒューズエレメント（７）に溶断電流が流れて第１のヒューズエレメント（７）が溶断した際に、第１の空間（１２ａ）内でアーク放電が発生し、第１の空間（１２ａ）内の圧力が上昇するのに伴って、スライダ（１４）が第２のヒューズエレメント（１０Ａ）側に向かって移動し、切断部（１４ａ）が第２のヒューズエレメント（１０Ａ）を切断する。

Description

保護素子
　本発明は、保護素子に関する。
　本願は、２０２２年２月１７日に、日本に出願された特願２０２２－０２２９５１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、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、リチウムイオン二次電池を使用した電池パックに用いられている。
　近年、リチウムイオン二次電池は、モバイル機器だけでなく、電気自動車、蓄電池など幅広い分野で使用されている。そのため、リチウムイオン二次電池の大容量化が進められている。それに伴って、大容量のリチウムイオン電池を有し、高電圧且つ大電流の電流経路を有する電池パックに設置される保護素子が求められている。
　高電圧且つ大電流（例えば１００Ｖ／１００Ａ以上）に対応した保護素子としては、溶断型のヒューズに代わって、パイロヒューズなどのトリガー遮断型のヒューズが採用されている（例えば、下記特許文献１を参照。）。
特許第６４３３５１８号公報
　しかしながら、上述した従来の保護素子では、高電圧且つ大電流となるに従って、ケースサイズが大きくなり、材料費が嵩むため、高コストな電流ヒューズとなる。また、これまでの高電圧且つ大電流に対応した保護素子は、過電流の遮断のみであり、遮断信号による遮断機能を両立するものは無かった。
　本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、高電圧且つ大電流に対応することが可能であり、過電流の遮断と、遮断信号による遮断機能とを両立させることを可能とした保護素子を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
〔１〕　第１の端子及び第２の端子と、前記第１の端子と前記第２の端子との間を電気的に接続する第１のヒューズエレメントとを有する第１のヒューズ素子部と、
　第３の端子及び第４の端子と、前記第３の端子と前記第４の端子との間を電気的に接続する第２のヒューズエレメントとを有する第２のヒューズ素子部と、
　前記第１のヒューズエレメントが位置する溶断空間と、前記第２のヒューズエレメントが位置する切断空間とを有して、前記第１のヒューズ素子部及び前記第２のヒューズ素子部を保持しながら、前記第１のヒューズ素子部と前記第２のヒューズ素子部との間を電気的に絶縁する絶縁筐体と、
　前記第１のヒューズエレメントと前記第２のヒューズエレメントとの間に位置して、前記溶断空間内において前記第２のヒューズエレメント側に向かって移動自在に配置されたスライダとを備え、
　前記溶断空間は、前記スライダを挟んで前記第１のヒューズエレメントが位置する第１の空間と、前記切断空間と接続された第２の空間とに分断され、
　前記スライダは、前記第２の空間から前記切断空間に向かって突出された切断部を有し、
　前記第１のヒューズエレメントに溶断電流が流れて前記第１のヒューズエレメントが溶断した際に、前記第１の空間内でアーク放電が発生し、前記第１の空間内の圧力が上昇するのに伴って、前記スライダが前記第２のヒューズエレメント側に向かって移動し、前記切断部が前記第２のヒューズエレメントを切断することを特徴とする保護素子。
〔２〕　前記切断部が前記第２のヒューズエレメントを切断した後に、前記切断空間内において前記切断部が前記第２のヒューズエレメントの切断部分を遮蔽することを特徴とする前記〔１〕に記載の保護素子。
〔３〕　前記第２のヒューズエレメントは、複数の導電部材が絶縁部材を介して積層された構造を有し、
　前記絶縁部材には、前記切断空間に対応した空隙部が設けられていることを特徴とする前記〔１〕又は〔２〕に記載の保護素子。
〔４〕　前記絶縁筐体を内側に収容する筒状の絶縁カバーを備えることを特徴とする前記〔１〕～〔３〕の何れか一項に記載の保護素子。
〔５〕　前記第２のヒューズエレメントの融点は、前記第１のヒューズエレメントの融点よりも高いことを特徴とする前記〔１〕～〔４〕の何れか一項に記載の保護素子。
　以上のように、本発明によれば、高電圧且つ大電流に対応することが可能であり、過電流の遮断と、遮断信号による遮断機能とを両立させることを可能とした保護素子を提供することが可能である。
本発明の第１の実施形態に係る保護素子の外観を示す斜視図である。 図１に示す保護素子の構成を示す断面図である。 図１に示す保護素子を用いた保護回路の一構成例を示す回路図である。 図２に示す保護素子の電流が遮断された状態を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る保護素子の構成を示す断面図である。 図５に示す保護素子の電流が遮断された状態を示す断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る保護素子の構成を示す断面図である。 本発明の第４の実施形態に係る保護素子の構成を示す断面図である。 本発明の第５の実施形態に係る保護素子の構成の一例を示す斜視図である。 本発明の第５の実施形態に係る保護素子の構成の他例を示す斜視図である。
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
　なお、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模式的に示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、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、本発明はそれらに必ずしも限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
（第１の実施形態）
　先ず、本発明の第１の実施形態として、例えば図１～図４に示す保護素子１Ａについて説明する。
　なお、図１は、保護素子１Ａの外観を示す斜視図である。図２は、保護素子１Ａの構成を示す断面図である。図３は、保護素子１Ａを用いた保護回路１００の一構成例を示す回路図である。図４は、保護素子１Ａの電流が遮断された状態を示す断面図である。
　本実施形態の保護素子１Ａは、図１及び図２に示すように、互いに並行する第１のヒューズ素子部２及び第２のヒューズ素子部３と、第１のヒューズ素子部２及び第２のヒューズ素子部３を保持しながら、第１のヒューズ素子部２と第２のヒューズ素子部３との間を電気的に絶縁する絶縁筐体４と、絶縁筐体４を内側に収容する絶縁カバー５とを備えている。
　第１のヒューズ素子部２は、第１の端子６ａ及び第２の端子６ｂと、第１の端子６ａと第２の端子６ｂとの間を電気的に接続する第１のヒューズエレメント７とを有している。
　第１の端子６ａ及び第２の端子６ｂは、例えば、銅（Ｃｕ）などの金属材料からなり、略矩形平板状に形成されている。第１の端子６ａと第２の端子６ｂとは、互いの一端側（第１のヒューズ素子部２の内側）を向かい合わせた状態で、同一面内において直線状に並んで配置されている。
　また、第１の端子６ａ及び第２の端子６ｂの他端側（第１のヒューズ素子部２の外側）には、それぞれ外部接続用の端子孔８が円形状に開口して設けられている。
　第１のヒューズエレメント７は、可溶導体として、例えば、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、錫（Ｓｎ）合金、鉛（Ｐｂ）合金、錫（Ｓｎ）合金と銀（Ａｇ）との積層体などの金属材料からなり、略矩形平板状に形成されている。
　第１のヒューズエレメント７は、第１の端子６ａの一端側と第２の端子６ｂの一端側との間を連結した状態で、これら第１の端子６ａ及び第２の端子６ｂの一面（本実施形態では下面）にはんだ付けや溶接等により取り付けられている。
　第２のヒューズ素子部３は、第３の端子９ａ及び第４の端子９ｂと、第３の端子９ａと第４の端子９ｂとの間を電気的に接続する第２のヒューズエレメント１０Ａとを有している。
　第３の端子９ａ及び第４の端子９ｂは、上述した第１の端子６ａ及び第２の端子６ｂで例示した材料と同じものからなり、略矩形平板状に形成されている。第３の端子９ａと第４の端子９ｂとは、互いの一端側（第２のヒューズ素子部３の内側）を向かい合わせた状態で、同一面内において直線状に並んで配置されている。
　また、第３の端子９ａ及び第４の端子９ｂの他端側（第２のヒューズ素子部３の外側）には、それぞれ外部接続用の端子孔１１が円形状に開口して設けられている。
　第２のヒューズエレメント１０Ａは、接続導体として、例えば、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、錫（Ｓｎ）合金、鉛（Ｐｂ）合金などの金属材料からなり、略矩形平板状に形成されている。
　また、第２のヒューズエレメント１０Ａには、第１のヒューズエレメント７よりも融点の高い材料を用いている。例えば、本実施形態では、第１のヒューズエレメント７に錫（Ｓｎ）合金と銀（Ａｇ）との積層体を用い、第２のヒューズエレメント１０Ａに第１のヒューズエレメント７よりも融点の高い銅（Ｃｕ）を用いている。
　第２のヒューズエレメント１０Ａは、第３の端子９ａの一端側と第４の端子９ｂの一端側との間を連結した状態で、これら第３の端子９ａ及び第４の端子９ｂの一面（本実施形態では上面）にはんだ付けや溶接等により取り付けられている。
　絶縁筐体４は、後述する絶縁材料からなる第１のケース４ａ、第２のケース４ｂ及び第３のケース４ｃを有し、全体として長円柱状に形成されている。なお、絶縁筐体４は、このような形状に必ずしも限定されるものではなく、適宜変更することが可能である。
　また、絶縁筐体４は、第１のケース４ａと第２のケース４ｂとの間で第１のヒューズ素子部２を挟み込み、第２のケース４ｂと第３のケース４ｃとの間で第２のヒューズ素子部３を挟み込んだ状態で、これら第１のケース４ａ、第２のケース４ｂ及び第３のケース４ｃを一体に組み合わせることによって構成されている。
　これにより、絶縁筐体４は、その軸線方向の両端から第１の端子６ａ及び第２の端子６ｂの他端側と、第３の端子９ａ及び第４の端子９ｂの他端側とを外部に露出した状態で、第１のヒューズ素子部２及び第２のヒューズ素子部３を保持すると共に、これら第１のヒューズ素子部２と第２のヒューズ素子部３との間を電気的に絶縁している。
　絶縁筐体４の内部には、第１のヒューズエレメント７が位置する溶断空間１２と、第２のヒューズエレメント１０Ａが位置する切断空間１３とが設けられている。また、溶断空間１２には、スライダ１４が配置されている。さらに、溶断空間１２は、スライダ１４を挟んで第１のヒューズエレメント７が位置する第１の空間１２ａと、切断空間１３と接続された第２の空間１２ｂとに分断されている。
　溶断空間１２は、第１のヒューズエレメント７の中間に位置するように、第１のケース４ａと第２のケース４ｂとの間に亘って、絶縁筐体４の軸線方向とは直交する空間を形成している。溶断空間１２の形状については、特に限定されないものの、例えば円形シリンダ状や直方体状などを挙げることができる。
　切断空間１３は、第２のヒューズエレメント１０Ａの中間に位置するように、第２のケース４ｂと第３のケース４ｃとの間に亘って、絶縁筐体４の軸線方向とは直交するスリット状の空間を形成している。なお、切断空間１３の位置は、上述した第２のヒューズエレメント１０Ａの中間に限らず、例えば、第３の端子９ａ側にずれた位置であってもよい。
　一方、スライダ１４は、例えばナイロン系、テフロン（登録商標）系、ＬＣＰなどの絶縁材料からなり、溶断空間１２よりも薄い板状に形成されている。また、スライダ１４は、その表面に絶縁処理を施した金属などであってもよい。具体的には、例えば表面にアルマイト処理を施したアルミニウム合金材料を用いることができる。
　スライダ１４は、溶断空間１２の第１のヒューズエレメント７（第１の空間１２ａ）と第２のヒューズエレメント１０Ａ（第２の空間１２ｂ）との間に位置して、溶断空間１２内に配置されている。これにより、スライダ１４は、溶断空間１２内において第２のヒューズエレメント１０Ａ側（本実施形態では下側）に向かって移動自在に配置されている。
　また、スライダ１４は、その第２の空間１２ｂと対向する面（本実施形態では下面）から突出された矩形平板状の切断部１４ａを有している。切断部１４ａは、第２の空間１２ｂから切断空間１３に向かって延長され、その先端が切断空間１３に挿入されることによって、第２のヒューズエレメント１０Ａと当接している。
　絶縁カバー５は、後述する絶縁材料からなり、絶縁筐体４の外周面を全周に亘って覆う形状を有している。絶縁カバー５は、絶縁筐体４の全周を継ぎ目無く覆うことで、後述する第１のヒューズエレメント７の溶断時のアーク放電よって、絶縁筐体４が破壊されることを防ぐことが可能である。
　ところで、絶縁筐体４及び絶縁カバー５は、耐トラッキング指標ＣＴＩ（トラッキング（炭化導電路）破壊に対する耐性）が５００Ｖ以上の絶縁材料で形成されていることが好ましい。なお、耐トラッキング指標ＣＴＩは、ＩＥＣ６０１１２に基づく試験により求めることができる。
　具体的に、これら絶縁筐体４及び絶縁カバー５の絶縁材料としては、セラミック材料よりも熱容量が小さく融点も低い樹脂材料を用いることが好ましい。また、樹脂材料には、ガス化冷却（アブレーション）によるアーク放電を弱める特性や、第１のヒューズエレメント７の溶融飛散した金属粒子が絶縁筐体４に付着する際に、絶縁カバー５の表面が変形したり付着物が凝集したりすることで、疎らとなり伝導パスを形成し難い特性がある。
　具体的な樹脂材料としては、例えば、ポリアミド系樹脂やフッ素系樹脂を用いることができる。ポリアミド系樹脂は、脂肪族ポリアミドであってもよいし、半芳香族ポリアミドであってもよい。
　脂肪族ポリアミドの例としては、ナイロン４、ナイロン６、ナイロン４６、ナイロン６６を挙げることができる。半芳香族ポリアミドの例としては、ナイロン６Ｔ、ナイロン９Ｔ、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）樹脂を挙げることができる。フッ素系樹脂の例としては、ポリテトラフルオロエチレンを挙げることができる。また、ポリアミド系樹脂及びフッ素系樹脂は、耐熱性が高く、燃焼しにくい。
　特に、脂肪族ポリアミドは、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、絶縁筐体４及び絶縁カバー５を形成することで、後述する第１のヒューズエレメント７の溶断時のアーク放電により生成されたグラファイトによって、新たな電流経路が形成されることをより確実に防止することが可能である。
　以上のような構成を有する本実施形態の保護素子１Ａは、例えば図３に示すような保護回路１００に好適に用いられる。具体的に、この保護回路１００では、サブヒューズとなる第１のヒューズ素子部２の一端側に補助電源１０１が接続され、第１のヒューズ素子部２の他端側にスイッチ１０２を介して電流検出回路１０３が接続されている。
　一方、保護回路１００では、メインヒューズとなる第２のヒューズ素子部３の一端側に主電源１０４が接続され、第２のヒューズ素子部３の他端側に負荷回路１０５が接続されている。
　保護回路１００では、例えば電気自動車（ＥＶ）の事故など、主電源が搭載された機器の破損による異常を電流検出回路１０３が検出した場合に、電流検出回路１０３が遮断信号をスイッチ１０２に供給し、スイッチ１０２をオン（ＯＮ）にすることによって、補助電源１０１から第１のヒューズ素子部２へと溶断電流を供給する。
　ここで、溶断電流は、第１のヒューズエレメント７を溶断するのに十分な大きさの電流である。一方、溶断電流は、第２のヒューズ素子部３に流れる定格電流よりも小さい電流である。
　本実施形態の保護素子１Ａでは、図４に示すように、第１のヒューズ素子部２に溶断電流が供給されると、第１のヒューズエレメント７に溶断電流が流れて第１のヒューズエレメント７が溶断し、第１の空間１２ａ内でアーク放電が発生する。
　このとき、溶断した第１のヒューズエレメント７の一部が蒸気化すると共に、第１の空間１２ａ内の気体（例えば空気）が膨張することによって、第１の空間１２ａ内の圧力が上昇する。さらに、第１の空間１２ａ内の圧力が上昇するのに伴って、スライダ１４が第２のヒューズエレメント１０Ａ側に向かって移動する。
　これにより、切断部１４ａの先端が第２のヒューズエレメント１０Ａを物理的に切断する。また、切断部１４ａが第２のヒューズエレメント１０Ａを切断した後は、切断空間１３内において切断部１４ａが第２のヒューズエレメント１０Ａの切断部分を遮蔽する。
　その結果、保護回路１００では、主電源１０４から負荷回路１０５への電力供給が完全に遮断された状態となる。
　また、本実施形態の保護素子１Ａでは、メインヒューズである第２のヒューズ素子部３に過電流が流れた場合に、その過電流により第２のヒューズエレメント１０Ａが溶断することによって、主電源１０４から負荷回路１０５への電力供給が遮断される。
　以上のように、本実施形態の保護素子１Ａでは、高電圧且つ大電流に対応することが可能であり、過電流の遮断と、遮断信号による遮断機能とを両立させることが可能である。
（第２の実施形態）
　次に、本発明の第２の実施形態として、例えば図５及び図６に示す保護素子１Ｂについて説明する。
　なお、図５は、保護素子１Ｂの構成を示す断面図である。図６は、保護素子１Ｂの電流が遮断された状態を示す断面図である。また、以下の説明では、上記保護素子１Ａと同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。
　本実施形態の保護素子１Ｂは、上記第２のヒューズエレメント１０Ａの代わりに、例えば図５に示すような第２のヒューズエレメント１０Ｂを備える以外は、上記保護素子１Ａと基本的に同じ構成を有している。
　具体的に、この第２のヒューズエレメント１０Ｂは、複数の導電部材２１が絶縁部材２２を介して積層された構造を有している。本実施形態では、３つの絶縁部材２２の各間に２つの導電部材２１が挟み込まれた状態で配置されている。
　導電部材２１は、上記第２のヒューズエレメント１０Ａで例示した材料と同じ接続導体からなる。２つの導電部材２１は、それぞれ第３の端子９ａの一端側と第４の端子９ｂの一端側との間を連結した状態で、これら第３の端子９ａ及び第４の端子９ｂの一面（本実施形態では上面）と他面（本実施形態では下面）とに溶接やはんだ付け等により取り付けられている。
　絶縁部材２２は、例えば、上述した絶縁筐体４及び絶縁カバー５と同様に、耐トラッキング指標ＣＴＩ（トラッキング（炭化導電路）破壊に対する耐性）が５００Ｖ以上の絶縁材料で形成されていることが好ましい。具体的には、例えばナイロン系、テフロン系などの絶縁材料を用いることができる。
　また、各絶縁部材２２には、上記切断空間１３に対応した空隙部２２ａが設けられている。すなわち、この空隙部２２ａは、上記切断空間１３に対応した各絶縁部材２２の一部を除去することによって形成されている。
　切断部１４ａは、第２の空間１２ｂから切断空間１３に向かって延長され、その先端が空隙部２２ａ（切断空間１３）に挿入されている。切断部１４ａの先端は、第３の端子９ａ及び第４の端子９ｂの一面（例えば上面）に取り付けられた導電部材２１と当接していても良い。
　以上のような構成を有する本実施形態の保護素子１Ｂは、上記保護素子１Ａと同様に、上記保護回路１００に好適に用いられる。
　したがって、本実施形態の保護素子１Ｂでは、図６に示すように、遮断信号により第１のヒューズ素子部２に溶断電流が供給されると、第１のヒューズエレメント７に溶断電流が流れて第１のヒューズエレメント７が溶断し、第１の空間１２ａ内でアーク放電が発生する。
　このとき、溶断した第１のヒューズエレメント７の一部が蒸気化すると共に、第１の空間１２ａ内の気体（例えば空気）が膨張することによって、第１の空間１２ａ内の圧力が上昇する。さらに、第１の空間１２ａ内の圧力が上昇するのに伴って、スライダ１４が第２のヒューズエレメント１０Ｂ側に向かって移動する。
　これにより、切断部１４ａの先端が第２のヒューズエレメント１０Ｂの各導電部材２１を物理的に切断する。また、切断部１４ａが第２のヒューズエレメント１０Ｂの各導電部材２１を切断した後は、空隙部２２ａ（切断空間１３）内において切断部１４ａが第２のヒューズエレメント１０Ｂの切断部分を遮蔽する。
　その結果、保護回路１００では、主電源１０４から負荷回路１０５への電力供給が完全に遮断された状態となる。
　以上のように、本実施形態の保護素子１Ｂでは、高電圧且つ大電流に対応することが可能であり、過電流の遮断と、遮断信号による遮断機能とを両立させることが可能である。
　また、本実施形態の保護素子１Ｂでは、上述した第２のヒューズエレメント１０Ｂを複数の導電部材２１により構成することで、上記第２のヒューズエレメント１０Ａよりも、第２のヒューズエレメント１０Ｂに流れる定格電流を上げることが可能である。
（第３の実施形態）
　次に、本発明の第３の実施形態として、例えば図７に示す保護素子１Ｃについて説明する。
　なお、図７は、保護素子１Ｃの構成を示す断面図である。また、以下の説明では、上記保護素子１Ａ，１Ｂと同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。
　本実施形態の保護素子１Ｃは、上記第２のヒューズエレメント１０Ａ，１０Ｂの代わりに、例えば図７に示すような第２のヒューズエレメント１０Ｃを備える以外は、上記保護素子１Ａ，１Ｂと基本的に同じ構成を有している。
　具体的に、この第２のヒューズエレメント１０Ｃは、複数の導電部材２１が絶縁部材２２を介して積層された構造を有している。本実施形態では、２つの導電部材２１の間に１つの絶縁部材２２が挟み込まれた状態で配置されている。
　以上のような構成を有する本実施形態の保護素子１Ｃは、上記保護素子１Ａ，１Ｂと同様に、上記保護回路１００に好適に用いられる。
　したがって、本実施形態の保護素子１Ｃでは、図示を省略するものの、遮断信号により第１のヒューズ素子部２に溶断電流が供給されると、第１のヒューズエレメント７に溶断電流が流れて第１のヒューズエレメント７が溶断し、第１の空間１２ａ内でアーク放電が発生する。
　このとき、溶断した第１のヒューズエレメント７の一部が蒸気化すると共に、第１の空間１２ａ内の気体（例えば空気）が膨張することによって、第１の空間１２ａ内の圧力が上昇する。さらに、第１の空間１２ａ内の圧力が上昇するのに伴って、スライダ１４が第２のヒューズエレメント１０Ｃ側に向かって移動する。
　これにより、切断部１４ａの先端が第２のヒューズエレメント１０Ｃの各導電部材２１を物理的に切断する。また、切断部１４ａが第２のヒューズエレメント１０Ｃの各導電部材２１を切断した後は、空隙部２２ａ（切断空間１３）内において切断部１４ａが第２のヒューズエレメント１０Ｃの切断部分を遮蔽する。
　その結果、保護回路１００では、主電源１０４から負荷回路１０５への電力供給が完全に遮断された状態となる。
　以上のように、本実施形態の保護素子１Ｃでは、高電圧且つ大電流に対応することが可能であり、過電流の遮断と、遮断信号による遮断機能とを両立させることが可能である。
　また、本実施形態の保護素子１Ｃでは、上述した第２のヒューズエレメント１０Ｃを複数の導電部材２１により構成することで、上記第２のヒューズエレメント１０Ａよりも、第２のヒューズエレメント１０Ｃに流れる定格電流を上げることが可能である。
（第４の実施形態）
　次に、本発明の第４の実施形態として、例えば図８に示す保護素子１Ｄについて説明する。
　なお、図８は、保護素子１Ｄの構成を示す断面図である。また、以下の説明では、上記保護素子１Ａ，１Ｂと同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。
　本実施形態の保護素子１Ｄは、上記第２のヒューズエレメント１０Ａ，１０Ｂの代わりに、例えば図８に示すような第２のヒューズエレメント１０Ｄを備える以外は、上記保護素子１Ａ，１Ｂと基本的に同じ構成を有している。
　具体的に、この第２のヒューズエレメント１０Ｄは、複数の導電部材２１が絶縁部材２２を介して積層された構造を有している。本実施形態では、５つの絶縁部材２２の各間に４つの導電部材２１が挟み込まれた状態で配置されている。
　４つの導電部材２１は、それぞれ第３の端子９ａの一端側と第４の端子９ｂの一端側との間を連結した状態で、これら第３の端子９ａ及び第４の端子９ｂの一面（本実施形態では上面）と他面（本実施形態では下面）とに溶接やはんだ付け等により取り付けられている。
　以上のような構成を有する本実施形態の保護素子１Ｄは、上記保護素子１Ａ，１Ｂと同様に、上記保護回路１００に好適に用いられる。
　したがって、本実施形態の保護素子１Ｄでは、図示を省略するものの、遮断信号により第１のヒューズ素子部２に溶断電流が供給されると、第１のヒューズエレメント７に溶断電流が流れて第１のヒューズエレメント７が溶断し、第１の空間１２ａ内でアーク放電が発生する。
　このとき、溶断した第１のヒューズエレメント７の一部が蒸気化すると共に、第１の空間１２ａ内の気体（例えば空気）が膨張することによって、第１の空間１２ａ内の圧力が上昇する。さらに、第１の空間１２ａ内の圧力が上昇するのに伴って、スライダ１４が第２のヒューズエレメント１０Ｄ側に向かって移動する。
　これにより、切断部１４ａの先端が第２のヒューズエレメント１０Ｄの各導電部材２１を物理的に切断する。また、切断部１４ａが第２のヒューズエレメント１０Ｄの各導電部材２１を切断した後は、空隙部２２ａ（切断空間１３）内において切断部１４ａが第２のヒューズエレメント１０Ｄの切断部分を遮蔽する。
　その結果、保護回路１００では、主電源１０４から負荷回路１０５への電力供給が完全に遮断された状態となる。
　以上のように、本実施形態の保護素子１Ｄでは、高電圧且つ大電流に対応することが可能であり、過電流の遮断と、遮断信号による遮断機能とを両立させることが可能である。
　また、本実施形態の保護素子１Ｄでは、上述した第２のヒューズエレメント１０Ｄを複数の導電部材２１により構成することで、上記第２のヒューズエレメント１０Ａよりも、第２のヒューズエレメント１０Ｄに流れる定格電流を上げることが可能である。
　また、第２のヒューズエレメント１０Ｄは、上述した第３の実施形態の第２のヒューズエレメント１０Ｃのように、最上層及び最下層の絶縁部材２２を省略し、最上層及び最下層の導電部材２１を第２のケース４ｂ及び第３のケース４ｃで挟み込んでもよい。
（第５の実施形態）
　次に、本発明の第５の実施形態として、例えば図９Ａ，図９Ｂに示す保護素子１Ｅについて説明する。
　なお、図９Ａは、保護素子１Ｅの構成の一例を示す斜視図である。図９Ｂは、保護素子１Ｅの構成の他例を示す斜視図である。また、以下の説明では、上記保護素子１Ａ～１Ｄと同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。
　本実施形態の保護素子１Ｅは、上記保護素子１Ａ～１Ｄの構成のうち、第１の端子６ａ及び第２の端子６ｂとして、例えば図９Ａ，図９Ｂに示すようなリード端子２３を用いる以外は、上記保護素子１Ａ～１Ｄと基本的に同じ構成を有している。
　具体的に、このリード端子２３は、絶縁樹脂で被覆された電線からなり、第１のヒューズエレメント７の両端に接続された状態で、図９Ａに示す絶縁筐体４の軸線方向の両端側、又は、図９Ｂに示す絶縁筐体４の軸線方向の一端側から引き出されている。
　以上のような構成を有する本実施形態の保護素子１Ｅは、上記保護素子１Ａ～１Ｄと同様に、上記保護回路１００に好適に用いられる。
　したがって、本実施形態の保護素子１Ｅでは、高電圧且つ大電流に対応することが可能であり、過電流の遮断と、遮断信号による遮断機能とを両立させることが可能である。
　なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
　例えば、溶断空間１２及びスライダ１４は、上述した形状に必ずしも限定されるものではなく、溶断空間１２内でスライダ１４が移動自在な形状であればよい。また、切断空間１３及び切断部１４ａは、上述した形状に必ずしも限定されるものではなく、切断部１４ａの先端により第２のヒューズエレメント１０Ａ～１０Ｅを物理的に切断可能な形状であればよい。
　本発明によれば、高電圧且つ大電流に対応することが可能であり、過電流の遮断と、遮断信号による遮断機能とを両立させることを可能とした保護素子を提供することが可能である。
　１Ａ～１Ｅ…保護素子　２…第１のヒューズ素子部　３…第２のヒューズ素子部　４…絶縁筐体　５…絶縁カバー　６ａ…第１の端子　６ｂ…第２の端子　７…第１のヒューズエレメント　８…端子孔　９ａ…第３の端子　９ｂ…第４の端子　１０Ａ～１０Ｄ…第２のヒューズエレメント　１１…端子孔　１２…溶断空間　１２ａ…第１の空間　１２ｂ…第２の空間　１３…切断空間　１４…スライダ　１４ａ…切断部　２１…導電部材　２２…絶縁部材　２３…リード端子　１００…保護回路

Claims (5)

  1. 　第１の端子及び第２の端子と、前記第１の端子と前記第２の端子との間を電気的に接続する第１のヒューズエレメントとを有する第１のヒューズ素子部と、
    　第３の端子及び第４の端子と、前記第３の端子と前記第４の端子との間を電気的に接続する第２のヒューズエレメントとを有する第２のヒューズ素子部と、
    　前記第１のヒューズエレメントが位置する溶断空間と、前記第２のヒューズエレメントが位置する切断空間とを有して、前記第１のヒューズ素子部及び前記第２のヒューズ素子部を保持しながら、前記第１のヒューズ素子部と前記第２のヒューズ素子部との間を電気的に絶縁する絶縁筐体と、
    　前記第１のヒューズエレメントと前記第２のヒューズエレメントとの間に位置して、前記溶断空間内において前記第２のヒューズエレメント側に向かって移動自在に配置されたスライダとを備え、
    　前記溶断空間は、前記スライダを挟んで前記第１のヒューズエレメントが位置する第１の空間と、前記切断空間と接続された第２の空間とに分断され、
    　前記スライダは、前記第２の空間から前記切断空間に向かって突出された切断部を有し、
    　前記第１のヒューズエレメントに溶断電流が流れて前記第１のヒューズエレメントが溶断した際に、前記第１の空間内でアーク放電が発生し、前記第１の空間内の圧力が上昇するのに伴って、前記スライダが前記第２のヒューズエレメント側に向かって移動し、前記切断部が前記第２のヒューズエレメントを切断することを特徴とする保護素子。
  2. 　前記切断部が前記第２のヒューズエレメントを切断した後に、前記切断空間内において前記切断部が前記第２のヒューズエレメントの切断部分を遮蔽することを特徴とする請求項１に記載の保護素子。
  3. 　前記第２のヒューズエレメントは、複数の導電部材が絶縁部材を介して積層された構造を有し、
    　前記絶縁部材には、前記切断空間に対応した空隙部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の保護素子。
  4. 　前記絶縁筐体を内側に収容する筒状の絶縁カバーを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の保護素子。
  5. 　前記第２のヒューズエレメントの融点は、前記第１のヒューズエレメントの融点よりも高いことを特徴とする請求項１又は２に記載の保護素子。
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