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Abstract
Description
本発明は、保護素子に関する。 The present invention relates to a protection element.
特許文献1は、保護素子にかかる発明を開示する。特許文献1にかかる保護素子は、電極の対と、発熱体と、接合材と、弾性体と、磁力発生部とを備える。電極の対は、互いに対向する。発熱体は、電極の対の間にまたがって配置される。発熱体は、電流が流れると発熱する。接合材は、発熱体を電極の対それぞれへ接合する。弾性体は、電極の対の間に配置される。弾性体は、発熱体に分離力を加える。磁力発生部は、電極の対の間に予め磁力を発生させる。分離力は発熱体が電極の対から離れる方向の力である。接合材の接合強度が所定の温度で所定の強さを下回る。所定の温度が発熱体の発熱によって到達する温度である。所定の強さは分離力に耐える強さである。磁力発生部が、サマリウムコバルト磁石と、磁石収容空間形成部と、充填材とを有している。磁石収容空間形成部は、磁石収容空間を形成する。磁石収容空間にはサマリウムコバルト磁石が収容される。充填材は、磁石収容空間内にサマリウムコバルト磁石と共に収容される。充填材は、サマリウムコバルト磁石と磁石収容空間形成部との隙間に充填される。特許文献1に開示された保護素子は、高温環境下での動作の信頼性をより高め得る。 Patent Document 1 discloses an invention related to a protection element. The protection element according to Patent Document 1 includes a pair of electrodes, a heating element, a bonding material, an elastic body, and a magnetic force generating section. The pairs of electrodes face each other. A heating element is disposed astride the pair of electrodes. A heating element generates heat when current flows through it. A bonding material bonds the heating element to each pair of electrodes. An elastic body is placed between the pair of electrodes. The elastic body applies a separating force to the heating element. The magnetic force generating section generates magnetic force between the pair of electrodes in advance. The separation force is the force that causes the heating element to separate from the pair of electrodes. The bonding strength of the bonding material falls below a predetermined strength at a predetermined temperature. The predetermined temperature is the temperature reached by the heat generated by the heating element. The predetermined strength is the strength that can withstand the separation force. The magnetic force generation section includes a samarium cobalt magnet, a magnet accommodation space forming section, and a filler. The magnet accommodating space forming section forms a magnet accommodating space. A samarium cobalt magnet is housed in the magnet housing space. The filling material is housed in the magnet housing space together with the samarium cobalt magnet. The filler is filled in the gap between the samarium cobalt magnet and the magnet housing space forming part. The protection element disclosed in Patent Document 1 can further improve the reliability of operation in a high-temperature environment.
しかしながら、特許文献1に開示された保護素子には、保護対象である機器(被保護機器)の異常発熱による高温環境下で動作する温度ヒューズとして用いることが困難という問題点がある。ここで言う被保護機器の異常発熱による高温環境とは、保護素子の周囲の温度であって被保護機器に何らかの異常が生じたことに起因して到達するものを意味する。ここで言う温度ヒューズとは、被保護機器そのもの並びに被保護機器に直接もしくは間接に接触している物のいずれか(熱源)から熱を受けその熱によって被保護機器へ供給される電流を直接もしくは間接に遮断する保護素子のことである。特許文献1に開示された保護素子をそのような高温環境下で動作する温度ヒューズとして用いることが困難な理由は、熱源からの熱を接合材へ伝えることが困難だからである。本発明は、このような問題を解決するものである。本発明の目的は、被保護機器の異常発熱による高温環境下で温度ヒューズとして用いることに適した保護素子を提供することにある。 However, the protection element disclosed in Patent Document 1 has a problem that it is difficult to use it as a thermal fuse that operates in a high temperature environment due to abnormal heat generation of the device to be protected (protected device). The high-temperature environment due to abnormal heat generation of the protected device as used herein means the temperature around the protection element that is reached due to some abnormality occurring in the protected device. The thermal fuse referred to here refers to a thermal fuse that receives heat from either the protected device itself or something that is in direct or indirect contact with the protected device (heat source), and uses that heat to directly or indirectly supply current to the protected device. This is a protection element that indirectly cuts off the power. The reason why it is difficult to use the protection element disclosed in Patent Document 1 as a thermal fuse that operates in such a high-temperature environment is that it is difficult to transfer heat from the heat source to the bonding material. The present invention solves these problems. An object of the present invention is to provide a protection element suitable for use as a thermal fuse in a high-temperature environment due to abnormal heat generation of protected equipment.
図面に基き本発明の保護素子が説明される。なおこの欄で図中の符号を使用したのは発明の内容の理解を助けるためであって内容を図示した範囲に限定する意図ではない。 The protection element of the present invention will be explained based on the drawings. Note that the reference numerals in the figures are used in this column to aid understanding of the content of the invention, and are not intended to limit the content to the illustrated range.
上述した課題を解決するために、本発明のある局面に従うと、保護素子10は、電極22,24の対と、導体部材30と、接合材32,34と、弾性体38とを備える。電極22,24の対は、互いに対向する。導体部材30は、電極22,24の対の間にまたがって配置される。接合材32,34は、導体部材30を電極22,24の対それぞれへ導通可能となるように接合する。弾性体38は、電極22,24の対の間に配置される。弾性体38は、導体部材30に分離力を加える。分離力は導体部材30が電極22,24の対から離れる方向の力である。接合材32,34の接合強度が所定の温度で所定の強さを下回る。所定の強さは分離力に耐える強さである。保護素子10が、伝熱体20と、筒状体48と、移動抑制体50とをさらに備えている。伝熱体20は、電極22,24の対の少なくとも一方に接続される。伝熱体20は、熱を受けるとその熱を電極22,24の対の少なくとも一方に伝える。筒状体48は、伝熱体20の一部が露出するように伝熱体20を収容する。移動抑制体50は、筒状体48の内部に配置される。移動抑制体50は、筒状体48の内部での伝熱体20の移動を抑制する。筒状体48が、胴部130と、脱落防止部132とを有する。胴部130は、次に述べられる空間を形成する。その空間は、電極22,24の対それぞれの一部、導体部材30、接合材32,34、弾性体38、伝熱体20、および、移動抑制体50が収容されるものである。脱落防止部132は、胴部130からの伝熱体20の脱落を防止する。伝熱体20が、セラミック板、絶縁処理された金属板、セラミック粉とガラスフィラーとフリットガラスとのうちいずれかが混錬された合成樹脂板、および、シリコン板からなる群のいずれかを素材とする。
In order to solve the above problems, according to one aspect of the present invention, the
脱落防止部132は、胴部130からの伝熱体20の脱落を防止する。移動抑制体50は、筒状体48の内部での伝熱体20の移動を抑制する。これにより、伝熱体20が筒状体48の中奥へ移動しようとしても伝熱体20の動きは移動抑制体50によって抑えられる。さらに、伝熱体20の一部が露出している。伝熱体20の動きが抑えられ、伝熱体20の一部が露出しているので、筒状体48への溶着および接着剤による筒状体48への接着が困難な物質を素材とする伝熱体20が熱源から熱を受けることができる。その熱は、電極22,24の対の少なくとも一方に伝わる。電極22,24の対の少なくとも一方にその熱が伝わると、接合材32,34にもその熱が伝わる。その熱が伝わった接合材32,34が所定の温度に到達すると接合材32,34の接合強度は所定の強さを下回る。接合材32,34の接合強度が所定の強さを下回ると接合材32,34は分離力に耐えられなくなる。分離力に耐えられなくなるので、弾性体38によって導体部材30は電極22,24から離される。これにより電極22,24間の電流は遮断される。伝熱体20が、セラミック板、絶縁処理された金属板、セラミック粉とガラスフィラーとフリットガラスとのうちいずれかが混錬された合成樹脂板、および、シリコン板からなる群のいずれかを素材とする。これにより、熱源から熱を受けて高温になった際の伝熱体20の機械的強度の低下が抑えられる。その結果、被保護機器の異常発熱による高温環境下で温度ヒューズとして用いることに適した保護素子が提供される。
The falling-off
また、上述した電極22,24が、接合部分110と、伝熱体対向部分112とを有していることが望ましい。接合部分110は、導体部材30に接合される。伝熱体対向部分112は、接合部分110に連なる。伝熱体対向部分112は、伝熱体20に対向する。この場合、移動抑制体50が、収容空間形成体70と、充填材72とを有していることが望ましい。収容空間形成体70は、収容空間158を形成する。充填材72は、胴部130の内部のうち収容空間形成体70の外部となる部分に配置される。充填材72は、胴部130の内周面と収容空間形成体70の外周面とに接触する。この場合、収容空間158には、電極22,24の対それぞれのうち接合部分110、導体部材30、接合材32,34、および、弾性体38が配置されていることが望ましい。
Moreover, it is desirable that the
移動抑制体50が、収容空間形成体70と、充填材72とを有している。収容空間形成体70が、収容空間158を形成する。収容空間158には、電極22,24の対それぞれのうち接合部分110、導体部材30、接合材32,34、および、弾性体38が配置されている。これにより、収容空間形成体70と充填材72とによる胴部130の内部での伝熱体20の移動抑制作用が弾性体38の動きによって損なわれることはなくなる。
The
もしくは、上述した収容空間形成体70が、壁面形成部150と、電極接触部152とを有していることが望ましい。壁面形成部150は、収容空間158を取り囲む壁面を形成する。電極接触部152は、壁面形成部150の端から突出する。電極接触部152は、胴部130の内部において電極22,24の伝熱体対向部分112に接触する。
Alternatively, it is desirable that the accommodation
電極接触部152が、胴部130の内部において電極22,24の伝熱体対向部分112に接触する。これにより、電極接触部152が電極22,24の伝熱体対向部分112から離れて対向している場合に比べ、電極22,24を介して対向している伝熱体20の動きを抑制できる。伝熱体20の動きが抑制されると、その動きに伴って熱が電極22,24へ伝わり難くなる可能性も抑制される。その結果、被保護機器の異常発熱による高温環境下で温度ヒューズとして用いることに適した保護素子が提供される。
The
もしくは、上述した保護素子10が、熱伝導材26,28をさらに備えることが望ましい。熱伝導材26,28は、伝熱体20と電極22,24の伝熱体対向部分112との間に配置される。熱伝導材26,28は、伝熱体20と電極22,24の伝熱体対向部分112とに連なる。
Alternatively, it is desirable that the
熱伝導材26,28は、これがない場合に比べて、伝熱体20から電極22,24の伝熱体対向部分112へ熱を伝わり易くする。その結果、被保護機器の異常発熱による高温環境下で温度ヒューズとして用いることに適した保護素子が提供される。
The thermally
本発明によれば、被保護機器の異常発熱による高温環境下で温度ヒューズとして用いることに適した保護素子が提供される。 According to the present invention, a protection element suitable for use as a thermal fuse in a high temperature environment due to abnormal heat generation of a protected device is provided.
以下、本発明が図面に基づき詳細に説明される。以下の説明では、同一の部品には同一の符号が付されている。それらの名称及び機能は同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返されない。 Hereinafter, the present invention will be explained in detail based on the drawings. In the following description, the same parts are given the same reference numerals. Their names and functions are the same. Therefore, detailed descriptions thereof will not be repeated.
[構成の説明]
図1は、本実施形態にかかる保護素子10の斜視図である。図1において、保護素子10の一部は切り欠かれている。図2は、本実施形態にかかる保護素子10のA-A断面図である。図1および図2に基づいて本実施形態にかかる保護素子10の構成が説明される。
[Configuration description]
FIG. 1 is a perspective view of a
本実施形態にかかる保護素子10は、伝熱体20と、正極22と、負極24と、正極熱伝導材26と、負極熱伝導材28と、導体部材30と、正極接合材32と、負極接合材34と、絶縁スペーサ36と、圧縮コイルバネ38と、絶縁板40と、ガイドリード42と、正極側磁石44と、負極側磁石46と、筒状体48と、移動抑制体50とを備える。
The
本実施形態の場合、伝熱体20はアルミナ製の部材である。伝熱体20の具体的な構成は後述される。
In the case of this embodiment, the
正極22と負極24とは、本実施形態にかかる保護素子10における電極の対にあたる。正極22と負極24とは伝熱体20に載せられる。これにより、伝熱体20は、正極22と負極24とに接続されることとなる。本実施形態における正極22と負極24との具体的な構成は後述される。正極22と負極24との伝熱体20への接続に関する具体的な構成も後述される。
The
正極熱伝導材26は、伝熱体20と正極22との間に配置される。負極熱伝導材28は、伝熱体20と負極24との間に配置される。本実施形態においては、正極熱伝導材26と負極熱伝導材28とは「熱伝導材」と総称される。
The positive electrode thermally
導体部材30は中央に孔が開いた長方形の部材である。導体部材30は、正極22と負極24との間にまたがって配置される。導体部材30を介して正極22から負極24へ電流が流れ得る。
The
本実施形態の場合、正極接合材32は導体部材30を正極22に接合するために用いられる。本実施形態の場合、負極接合材34は導体部材30を負極24に接合するために用いられる。正極接合材32および負極接合材34の接合強度は、所定の温度で所定の強さを下回る。本実施形態の場合、その「所定の温度」は、伝熱体20から伝わる熱によって到達する温度である。本実施形態の場合、正極接合材32および負極接合材34は上述した「所定の温度」を融点とする合金である。本実施形態においては、正極接合材32および負極接合材34は「接合材」と総称される。
In this embodiment, the positive
絶縁スペーサ36は円筒状の部分とその円筒状の部分の一端から張り出す円環状の部分とを有する部材である。絶縁スペーサ36は、伝熱体20と圧縮コイルバネ38との間を絶縁する。
The insulating
圧縮コイルバネ38は、正極22と負極24との間に配置される。圧縮コイルバネ38は、導体部材30に分離力を加える。本実施形態の場合、「分離力」とは、正極22および負極24に接合されている導体部材30がそれらの正極22および負極24から離れる方向の力である。上述された「所定の強さ」は、分離力に耐える強さを意味する。すなわち、正極接合材32および負極接合材34は、その温度が所定の温度に到達すると分離力に耐えられなくなる。
The
絶縁板40は中央に孔が開いた円板状の部材である。絶縁板40は、圧縮コイルバネ38に載せられるように配置される。絶縁板40は、圧縮コイルバネ38と導体部材30との間を絶縁する。
The insulating
ガイドリード42は円柱状の部材である。ガイドリード42は、導体部材30を貫通する。分離力を受けた導体部材30は、ガイドリード42に沿って上昇する。
The
正極側磁石44および負極側磁石46は、正極22と負極24との間に予め磁力を発生させる。本実施形態の場合、正極側磁石44および負極側磁石46は、周知のサマリウムコバルト磁石からなる。
The positive
筒状体48は稜となるべき部分が丸みを帯びている角筒状の部材である。本実施形態の場合、筒状体48の素材はガラスフィラーが混錬されたポリフェニレンサルファイド樹脂である。筒状体48は、伝熱体20をその一部が露出するように収容する。筒状体48の具体的な構成は後述される。
The
移動抑制体50は、筒状体48の内部に配置される。移動抑制体50は、筒状体48の内部での伝熱体20の移動を抑制する。本実施形態の場合、移動抑制体50が、収容空間形成体70と、充填材72とを有している。収容空間形成体70は、収容空間158を形成する。収容空間形成体70の具体的な構成および収容空間158は後述される。本実施形態にかかる充填材72の素材はエポキシ樹脂である。充填材72は、筒状体48の内部空間のうち収容空間形成体70の外側にあたる箇所に充填される。
The
図3は、本実施形態にかかる伝熱体20が正極22に接続されている状況を示す図である。図3において負極24は伝熱体20に接続されていない。図3に基づいて、本実施形態にかかる伝熱体20と電極22,24と熱伝導材26,28との構成が説明される。
FIG. 3 is a diagram showing a situation in which the
本実施形態の場合、伝熱体20には、ガイドリード保持用凹部90と、係合用段差92とが設けられている。本実施形態の場合、ガイドリード保持用凹部90は伝熱体20の所定の面の中央に設けられている。ガイドリード保持用凹部90の底に絶縁スペーサ36の円環状の部分が嵌め込まれる。その絶縁スペーサ36の円筒状の部分にガイドリード42の端部が挿入される。これによって、ガイドリード42は絶縁スペーサ36により支持されることとなる。係合用段差92は伝熱体20のうち次に述べられる面の外周に設けられている。その面は、ガイドリード保持用凹部90が設けられている面を正面とした場合に背面となる面である。係合用段差92はその背面を取り囲むように設けられている。
In the case of this embodiment, the
本実施形態の場合、正極22は、接合部分110と伝熱体対向部分112と端子部分114とを有している。接合部分110は、導体部材30に接合される。伝熱体対向部分112は、接合部分110に連なる。伝熱体対向部分112は、伝熱体20に対向する。端子部分114は、伝熱体対向部分112に連なる。端子部分114は、本実施形態にかかる保護素子10が他の部品に接続されるための端子となる。なお、本実施形態の場合、負極24の構成は正極22の構成とまったく同一である。したがって、ここではその詳細な説明は繰り返されない。
In the case of this embodiment, the
本実施形態の場合、正極熱伝導材26は、伝熱体20のうちガイドリード保持用凹部90が設けられている面と正極22の伝熱体対向部分112との間に配置されることとなる。負極熱伝導材28は、伝熱体20のうちガイドリード保持用凹部90が設けられている面と負極24の伝熱体対向部分112との間に配置されることとなる。本実施形態の場合、正極熱伝導材26と負極熱伝導材28とは、図示されない銀箔層と図示されないはんだ層とを有する。その銀箔層は伝熱体20の表面に固定されている。そのはんだ層はその銀箔層の上に形成される。このような熱伝導材を形成するための具体的な手段は周知なので、ここではその詳細な説明は繰り返されない。
In the case of this embodiment, the positive electrode thermally
図4は、本実施形態にかかる筒状体48の斜視図である。図4に基づいて、本実施形態にかかる筒状体48の構成が説明される。
FIG. 4 is a perspective view of the
本実施形態の場合、筒状体48は、胴部130と、脱落防止部132と、係合溝134,134の対とを有する。胴部130は、次に述べられる空間を形成する。その空間は、正極22の接合部分110および伝熱体対向部分112と、負極24の接合部分110および伝熱体対向部分112と、導体部材30と、正極接合材32と、負極接合材34と、圧縮コイルバネ38と、伝熱体20と、移動抑制体50とが収容されるものである。また、絶縁スペーサ36、絶縁板40、ガイドリード42、正極側磁石44、および、負極側磁石46も収容される。脱落防止部132は、胴部130の内周面の端部に配置される。脱落防止部132は、胴部130が形成する空間に向かって突出する。この脱落防止部132は、伝熱体20の係合用段差92と係合する。これにより、この脱落防止部132は、胴部130からの伝熱体20の脱落を防止することとなる。係合溝134は、胴部130の内周面のうち脱落防止部132が突出する端部とは反対側の端部付近に設けられる。
In the case of this embodiment, the
図5は、本実施形態にかかる収容空間形成体70の斜視図である。図5に基づいて、本実施形態にかかる収容空間形成体70の構成が説明される。
FIG. 5 is a perspective view of the accommodation
本実施形態にかかる収容空間形成体70は、ガラスフィラーが混錬されたポリフェニレンサルファイド樹脂製である。収容空間形成体70は、壁面形成部150と、電極接触部152,152の対とを有している。壁面形成部150は、収容空間158を取り囲む壁面を形成する。壁面形成部150にはリード貫通孔160が形成されている。リード貫通孔160内にガイドリード42が進入する。電極接触部152,152は、壁面形成部150の両端から突出する。電極接触部152,152には電極嵌込溝170が形成されている。正極22および負極24は電極接触部152,152それぞれに形成されている電極嵌込溝170に嵌め込まれる。これにより、電極接触部152,152は、胴部130の内部において電極22,24の伝熱体対向部分112にそれぞれ接触することとなる。
The accommodation
[製造方法の説明]
本実施形態にかかる保護素子10は、次の手順により製造される。まず、製造者は、本実施形態にかかる保護素子10を構成する部品を製造する。その際、伝熱体20の上に正極熱伝導材26と負極熱伝導材28とを形成する。それらの部品の製造方法および正極熱伝導材26と負極熱伝導材28との形成方法は周知である。したがってそれらの詳細な説明は繰り返されない。
[Description of manufacturing method]
The
上述された部品が製造されると、製造者は、正極22を伝熱体20の表面に形成された正極熱伝導材26に固定させる。また、製造者は、負極24を伝熱体20の表面に形成された負極熱伝導材28に固定させる。正極熱伝導材26および負極熱伝導材28がそれぞれはんだ層を有しているので、それらのはんだ層へ周知の方法により正極22と負極24とを固定することが可能である。これにより、正極熱伝導材26および負極熱伝導材28は、伝熱体20と正極22および負極24の伝熱体対向部分112とに連なることとなる。正極22と負極24とが固定されると、製造者は、伝熱体20のガイドリード保持用凹部90に絶縁スペーサ36を挿入する。次いで製造者は、絶縁スペーサ36に圧縮コイルバネ38を貫通させる。次いで製造者は、絶縁スペーサ36にガイドリード42の端部の一方を挿入する。これが挿入されると、製造者は、ガイドリード42に絶縁板40と導体部材30とを貫通させる。それらをガイドリード42が貫通すると、製造者は、正極接合材32によって導体部材30を正極22に接合する。また、製造者は、負極接合材34によって導体部材30を負極24に接合する。
When the above-described component is manufactured, the manufacturer fixes the
導体部材30が正極22および負極24に接合されると、製造者は脱落防止部132のうち胴部130が形成する空間に対向する面(伝熱体20の係合用段差92が載る面)に重合前のエポキシ樹脂を塗布する。重合前のエポキシ樹脂が塗布されると、製造者は筒状体48の中へ伝熱体20を収容する。筒状体48の中へ伝熱体20が収容されると、製造者は正極22および負極24と導体部材30とに収容空間形成体70を被せる。これにより、収容空間形成体70が形成する収容空間158には、次に述べられるものが配置されることとなる。それらのものは、正極22および負極24それぞれのうち接合部分110、導体部材30、正極接合材32および負極接合材34、絶縁スペーサ36、圧縮コイルバネ38、絶縁板40、および、ガイドリード42である。収容空間形成体70が被せられる際、製造者は、ガイドリード42の端部の他方を、収容空間形成体70に形成されているリード貫通孔160へ貫通させる。また、製造者は、収容空間形成体70の電極嵌込溝170,170に正極22および負極24の伝熱体対向部分112,112を嵌める。これにより、電極接触部152,152が正極22および負極24にまたがることとなる。次いで、製造者は、収容空間形成体70の電極接触部152の上に正極側磁石44および負極側磁石46を載せる。次いで、製造者は筒状体48の内部に重合前のエポキシ樹脂を入れる。そのエポキシ樹脂は、筒状体48の胴部130の中に充填される。充填されたエポキシ樹脂は、正極側磁石44および負極側磁石46を収容空間形成体70の壁面形成部150の外周面へ押し付ける。さらに、そのエポキシ樹脂は、筒状体48の胴部130の内周面と収容空間形成体70の外周面とに接触する。さらに、そのエポキシ樹脂は、係合溝134,134の対の双方の中にも充填される。その後、エポキシ樹脂の重合が完了すると、エポキシ樹脂は硬化する。脱落防止部132のうち胴部130が形成する空間に対向する面に塗布されたエポキシ樹脂も硬化する。それらのエポキシ樹脂が充填材72となる。これにより、充填材72は、筒状体48の胴部130の内周面と収容空間形成体70の外周面とに接触することとなる。その結果、本実施形態にかかる保護素子10が完成する。
When the
[使用方法の説明]
本実施形態にかかる保護素子10は、例えば、高温となった回路を保護するために用いられる。本実施形態にかかる保護素子10は、高温を生じる図示されない熱源に近接するように配置される。本実施形態にかかる保護素子10は、例えば、電力供給を遮断する必要がある回路に直列に接続される。その回路への電力の供給に伴って本実施形態にかかる保護素子10は電力の供給を受ける。その電力に起因する電流は、本実施形態にかかる保護素子10の正極22から負極24へ流れる。その電流は導体部材30を経由する。上述された図示されない熱源から伝熱体20が熱エネルギを受ける。その熱エネルギに起因する熱は伝熱体20から正極22および負極24に伝わる。正極22および負極24に伝わった熱は 正極接合材32および負極接合材34に伝わる。その熱が 正極接合材32および負極接合材34に伝わるとそれらの温度が上昇する。それらの温度が上述された所定の温度に到達するとそれらは溶ける。それらが溶けると圧縮コイルバネ38が導体部材30を正極22および負極24から離す。これにより、電流は正極22から負極24へ流れなくなる。正極22から負極24へ電流が流れなくなると上述された回路への電力は遮断される。その結果、その回路が保護される。
[Explanation of usage]
The
[効果の説明]
本実施形態によれば、被保護機器の異常発熱による高温環境下で温度ヒューズとして用いることに適した保護素子10が提供される。
[Explanation of effects]
According to this embodiment, a
〈変形例の説明〉
上述した保護素子10は、本発明の技術的思想を具体化するために例示したものである。上述した保護素子10は、本発明の技術的思想の範囲内において種々の変更を加え得るものである。
<Explanation of modification example>
The
例えば、本発明にかかる保護素子10において、伝熱体20が正極22および負極24のいずれかへ熱を伝えるための具体的な構成は上述されたものに限定されない。本発明にかかる保護素子10は正極熱伝導材26および負極熱伝導材28の少なくとも一方を備えていなくてもよい。さらに、正極熱伝導材26は、伝熱体20と正極22とに接触する空気より熱伝導率の高い物質であればよい。負極熱伝導材28は、伝熱体20と負極24とに接触する空気より熱伝導率の高い物質であればよい。さらに、本発明にかかる保護素子10は、正極22および負極24の一方が伝熱体20から十分に離れていてもよい。
For example, in the
また、本発明にかかる保護素子10において脱落防止部132および移動抑制体50の具体的構成は上述されたものに限定されない。
Further, in the
また、本発明にかかる伝熱体20は、セラミック板(例えば、アルミナ、ステアタイト、ジルコニア、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素など)、絶縁処理された金属板、セラミック粉が混錬された合成樹脂板、フリットガラスが混錬された合成樹脂板、および、シリコン板からなる群のいずれかを素材とするものであればよい。伝熱体20の素材をこれらのうちいずれとするかは、本発明にかかる保護素子10が近接することが予定されている熱源の温度などの要件に基づいて適宜選択されるべきことである。
Further, the
また、本発明にかかる正極側磁石44および負極側磁石46として用いられる磁石の種類はサマリウムコバルト磁石に限定されない。本発明にかかる正極側磁石44および負極側磁石46として用いられる磁石の例には、アルニコ、フェライト、ネオジム、その他磁性材料がある。
Further, the types of magnets used as the positive
また、本発明にかかる筒状体48の素材はガラスフィラーが混錬されたポリフェニレンサルファイド樹脂に限定されない。本発明にかかる筒状体48の素材の例には、合成樹脂(例えば、フェノール樹脂、ポリカーボネート、ポリアセタール、フッ素樹脂、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ABS樹脂、AS樹脂、アクリル樹脂、ポリフェニレンサルフィド、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー、フッ素樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ジアリフタレート樹脂、ポリイミド)、セラミック(例えば、アルミナ、ステアタイト、ジルコニア、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素)、絶縁処理された金属板、ならびに、シリコン板がある。筒状体48の素材が合成樹脂の場合、その合成樹脂は、セラミック粉とガラスフィラーとフリットガラスとのうちいずれかが混錬されたものであってもよい。また、その合成樹脂は、それらがいずれも混錬されていなくてもよい。
Further, the material of the
また、本発明にかかる充填材72の素材はエポキシ樹脂に限定されない。本発明にかかる充填材72の素材の例には、セメント樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、フェノキシ樹脂がある。本発明にかかる充填材72の素材は、これらの合成樹脂以外の、シール作用を有する物質であってもよい。
Further, the material of the
また、本発明にかかる収容空間形成体70の素材はガラスフィラーが混錬されたポリフェニレンサルファイド樹脂に限定されない。本発明にかかる収容空間形成体70の素材の例には、合成樹脂(例えば、フェノール樹脂、ポリカーボネート、ポリアセタール、フッ素樹脂、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ABS樹脂、AS樹脂、アクリル樹脂、ポリフェニレンサルフィド、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー、フッ素樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ジアリフタレート樹脂、ポリイミド)、セラミック(例えば、アルミナ、ステアタイト、ジルコニア、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素)、絶縁処理された金属板、ならびに、シリコン板がある。収容空間形成体70の素材が合成樹脂の場合、その合成樹脂は、セラミック粉とガラスフィラーとフリットガラスとのうちいずれかが混錬されたものであってもよい。また、その合成樹脂は、それらがいずれも混錬されていなくてもよい。
Further, the material of the accommodation
10…保護素子
20…伝熱体
22…正極
24…負極
26…正極熱伝導材
28…負極熱伝導材
30…導体部材
32…正極接合材
34…負極接合材
36…絶縁スペーサ
38…圧縮コイルバネ
40…絶縁板
42…ガイドリード
44…正極側磁石
46…負極側磁石
48…筒状体
50…移動抑制体
70…収容空間形成体
72…充填材
90…ガイドリード保持用凹部
92…係合用段差
110…接合部分
112…伝熱体対向部分
114…端子部分
130…胴部
132…脱落防止部
134…係合溝
150…壁面形成部
152…電極接触部
158…収容空間
160…リード貫通孔
170…電極嵌込溝
10...
Claims (4)
前記電極の対の間にまたがって配置される導体部材と、
前記導体部材を前記電極の対それぞれへ導通可能となるように接合する接合材と、
前記電極の対の間に配置され、かつ、前記導体部材に分離力を加える弾性体とを備え、
前記分離力は前記導体部材が前記電極の対から離れる方向の力であり、
前記接合材の接合強度が所定の温度で所定の強さを下回り、
前記所定の強さは前記分離力に耐える強さである保護素子であって、
前記電極の対の少なくとも一方に接続され、熱を受けると前記熱を前記電極の対の少なくとも一方に伝える伝熱体と、
前記伝熱体の一部が露出するように前記伝熱体を収容する筒状体と、
前記筒状体の内部に配置され、前記筒状体の内部での前記伝熱体の移動を抑制する移動抑制体とをさらに備え、
前記筒状体が、
前記電極の対それぞれの一部、前記導体部材、前記接合材、前記弾性体、前記伝熱体、および、前記移動抑制体が収容される空間を形成する胴部と、
前記胴部からの前記伝熱体の脱落を防止する脱落防止部が設けられており、
前記伝熱体が、セラミック板、絶縁処理された金属板、セラミック粉とガラスフィラーとフリットガラスとのうちいずれかが混錬された合成樹脂板、および、シリコン板からなる群のいずれかを素材とすることを特徴とする保護素子。 a pair of electrodes facing each other;
a conductor member disposed straddling between the pair of electrodes;
a bonding material that connects the conductor member to each of the pairs of electrodes so as to enable conduction;
an elastic body disposed between the pair of electrodes and applying a separating force to the conductor member;
The separation force is a force in a direction that causes the conductor member to separate from the pair of electrodes,
the bonding strength of the bonding material is below a predetermined strength at a predetermined temperature;
The predetermined strength is a protection element that is strong enough to withstand the separation force,
a heat transfer body connected to at least one of the pair of electrodes and transmitting the heat to at least one of the pair of electrodes when receiving heat;
a cylindrical body that houses the heat transfer body so that a part of the heat transfer body is exposed;
further comprising a movement suppressor disposed inside the cylindrical body and suppressing movement of the heat transfer body inside the cylindrical body,
The cylindrical body is
a body forming a space in which a portion of each of the pairs of electrodes, the conductor member, the bonding material, the elastic body, the heat transfer body, and the movement suppressor are accommodated;
A falling-off prevention part is provided to prevent the heat transfer body from falling off from the body,
The heat transfer body is made of one of the group consisting of a ceramic plate, an insulated metal plate, a synthetic resin plate mixed with any one of ceramic powder, glass filler, and frit glass, and a silicon plate. A protective element characterized by:
前記導体部材に接合される接合部分と、
前記接合部分に連なり前記伝熱体に対向する伝熱体対向部分とを有しており、
前記移動抑制体が、
収容空間を形成する収容空間形成体と、
前記胴部の内部のうち前記収容空間形成体の外部となる部分に配置され前記胴部の内周面と前記収容空間形成体の外周面とに接触する充填材とを有しており、
前記収容空間には、前記電極の対それぞれのうち前記接合部分、前記導体部材、前記接合材、および、前記弾性体が配置されていることを特徴とする請求項1に記載の保護素子。 The electrode is
a joint portion joined to the conductor member;
It has a heat transfer body facing portion that is connected to the joint portion and faces the heat transfer body,
The movement suppressor is
an accommodation space forming body that forms an accommodation space;
a filler disposed in a portion of the interior of the body that is outside the housing space forming body and in contact with an inner circumferential surface of the body and an outer circumferential surface of the housing space forming body;
The protection element according to claim 1, wherein the joint portion, the conductor member, the joint material, and the elastic body of each pair of electrodes are arranged in the housing space.
前記収容空間を取り囲む壁面を形成する壁面形成部と、
前記壁面形成部の端から突出し前記胴部の内部において前記電極の前記伝熱体対向部分に接触する電極接触部とを有していることを特徴とする請求項2に記載の保護素子。 The accommodation space forming body is
a wall surface forming part that forms a wall surface surrounding the accommodation space;
The protection element according to claim 2, further comprising an electrode contact portion that protrudes from an end of the wall surface forming portion and contacts the portion of the electrode facing the heat conductor inside the body portion.
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