KR20170097711A

KR20170097711A - 보호 소자

Info

Publication number: KR20170097711A
Application number: KR1020177019830A
Authority: KR
Inventors: 나오타카 이카와; 요우스케 무라나가
Original assignee: 우치하시 에스테크 가부시키가이샤
Priority date: 2015-02-05
Filing date: 2015-11-10
Publication date: 2017-08-28
Anticipated expiration: 2035-11-10
Also published as: CN107210171B; WO2016125360A1; KR101947937B1; JP2016143645A; JP6510827B2; CN107210171A

Abstract

보호 소자를 소형화한다. 보호 소자는 도전체(54)와, 케이스(12)를 구비한다. 도전체(54)는 줄 열 적분값이 소정의 값 이상이 되면 용단한다. 케이스(12)는 도전체(54)를 수용한다. 케이스(12)는 외각부(30)와 보강부(32)를 갖는다. 외각부(30)에는 도전체가 수용된다. 보강부(32)는 외각부(30)에 힘이 가해졌을 때에 외각부(30)의 변형을 억제한다. 케이스(12)가 외각부(30)와 보강부(32)를 갖고 있으면, 케이스(12)의 용적을 그곳에 수용되는 것의 체적에 비해 크게 하지 않아도, 케이스(12)가 파손될 우려는 낮아진다. 이것에 의해, 케이스(12)의 용적을 그곳에 수용되는 것의 체적에 비해 크게 한 보호 소자에 대해, 소형화가 가능해진다.

Description

보호 소자{PROTECTIVE ELEMENT}

본 발명은 예를 들면 전류 퓨즈와 같은 보호 소자에 관한 것이다.

특허문헌 1은 전류 퓨즈를 개시한다. 이 전류 퓨즈에 있어서, 원통형상의 케이스의 중앙부에 전류 퓨즈 엘리먼트가 배치된다. 양측의 리드로 전류 퓨즈 엘리먼트가 지지된다. 전류 퓨즈 엘리먼트의 주위는 플럭스로 덮인다.

특허문헌 1에 개시된 전류 퓨즈에 의하면, 전류 퓨즈 엘리먼트의 표면의 산화를 방지할 수 있다.

특허문헌 1: 일본국 특허공개공보 평성11-213852호

그러나, 특허문헌 1에 개시된 전류 퓨즈에는 그 기능을 떨어뜨리지 않고 소형화하는 것이 곤란하다는 문제점이 있다. 본 발명은 이러한 문제를 해결하는 것이다. 본 발명의 목적은 보호 소자를 소형화하는 것에 있다.

도면을 참조해서 본 발명의 보호 소자를 설명한다. 또한, 이 난에서 도면 중의 부호를 사용한 것은 발명의 내용의 이해를 돕기 위함으로, 내용을 도시한 범위에 한정하는 의도는 아니다.

상술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 임의의 국면에 따르면, 보호 소자는 도전체(54)와, 케이스(12)를 구비한다. 도전체(54)는 줄 열 적분값이 소정의 값 이상이 되면 용단한다. 케이스(12)는 도전체(54)를 수용한다. 케이스(12)는 외각부(30)와 보강부(32)를 갖는다. 외각부(30)에는 도전체가 수용된다. 보강부(32)는 외각부(30)에 힘이 가해졌을 때에 외각부(30)의 변형을 억제한다.

도전체(54)의 용단에 의해서 아크가 발생하면, 충격도 생긴다. 케이스(12)의 용적을 크게 함으로써, 그 충격에 의해서 외각부(30)에 가해지는 응력을 작게 할 수 있다. 한편, 케이스(12)가 외각부(30)와 보강부(32)를 갖고 있으면, 케이스(12)의 용적을 크게 하지 않아도, 도전체(54)의 용단시, 케이스(12)가 파손될 우려는 낮아진다. 그 충격에 의해서 외각부(30)에 가해지는 응력을 보강부(32)가 지지하기 때문이다. 이것에 의해, 케이스(12)의 용적을 그곳에 수용되는 것의 체적보다 크게 한 보호 소자에 비해, 소형화하는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 보호 소자를 소형화할 수 있다.

또, 상술한 보강부(32)가 보강판(40)과 돌출부(42)의 쌍을 갖고 있는 것이 바람직하다. 보강판(40)은 어느 하나의 면이 도전체(54)와 대향하도록 외각부(30)의 내주면에 고정된다. 돌출부(42)는 보강판(40)을 사이에 두도록 외각부(30)의 내주면으로부터 돌출된다.

도전체(54)가 용단할 때에 아크가 생기면, 그 아크의 발생에 수반하는 충격을 보강판(40) 중 도전체(54)에 대향하는 면이 받게 된다. 보강판(40)의 어느 하나의 면이 도전체(54)와 대향하도록 외각부(30)의 내주면에 고정되고, 또한 돌출부(42)의 쌍에 의해서 보강판(40)이 사이에 배치되어 있기 때문이다. 이것에 의해, 예를 들면 보강판(40) 중 모서리가 도전체(54)에 대향하고 있는 경우에 비해, 외각부(30) 중 보강판(40)에 의해서 충격을 완화시키는 범위가 넓어진다. 그 범위가 넓어지므로, 예를 들면 보강판(40) 중 모서리가 도전체(54)에 대향하고 있는 경우에 비해, 케이스(12)가 파손될 우려는 낮아진다. 케이스(12)가 파손될 우려가 낮아지므로, 보호 소자를 소형화할 수 있다.

혹은 상술한 보강판(40)이 직방체형상인 것이 바람직하다. 이 경우, 돌출부(42)가 보강판(40)을 따르도록 배치되는 판형상인 것이 바람직하다.

돌출부(42)는 직방체형상의 보강판(40)을 따른다. 돌출부(42)는 판형상이다. 이것에 의해, 돌출부(42)가 예를 들면 가느다란 기둥형상인 경우에 비해, 보강판(40)에 대해 힘이 가해졌을 때, 보강판(40)의 위치 어긋남을 억제하기 쉬워진다.

또, 상술한 보호 소자가 접촉재(14)를 더 구비하는 것이 바람직하다. 접촉재(14)는 도전체(54) 및 케이스(12)에 접촉한다. 접촉재(14)는 도전체(54)와 함께 케이스(12)에 수용된다.

접촉재(14)는 도전체(54)가 발생시킨 열을 케이스(12)에 전달할 수 있다. 도전체(54)가 발생시킨 열을 케이스(12)에 전달할 수 있으므로, 그렇지 않은 경우에 비해, 통전에 의해 도전체(54)에서 발생한 열이 용이하게 도전체(54)의 밖으로 유출되기 쉬워진다. 열이 밖으로 유출되기 쉬우므로, 그렇지 않은 경우에 비해, 도전체(54)가 용단된 후에 있어서 아크가 빨리 식는다. 아크가 빨리 식으므로, 케이스(12)의 용적을 작게 할 수 있다. 그 결과, 보호 소자를 소형화할 수 있다.

혹은 상술한 보강부(32)가 보강판(40)을 갖고 있는 것이 바람직하다. 보강판(40)은 외각부(30)의 내주면에 고정된다. 보강판(40)은 외각부(30)보다 열전도율이 높다. 이 경우, 접촉재(14)가 케이스(12) 중 보강판(40)에 접촉하고 있다.

접촉재(14)가 보강판(40)에 접촉하고 있으면, 접촉재(14)가 외각부(30)에 접촉하고 있는 경우에 비해, 도전체(54)가 발생시킨 열을 신속하게 보강판(40)에 전달할 수 있다. 보강판(40)의 열전도율이 외각부(30)의 열전도율보다 높기 때문이다. 열을 신속하게 전달할 수 있으므로, 그렇지 않은 경우에 비해, 통전에 의해 도전체(54)에서 발생한 열이 용이하게 도전체(54)의 밖으로 유출되기 쉬워진다. 열이 밖으로 유출되기 쉬우므로, 그렇지 않은 경우에 비해, 도전체(54)가 용단한 후에 있어서 아크가 빨리 식는다. 아크가 빨리 식으므로, 케이스(12)의 용적을 작게 할 수 있다. 그 결과, 보호 소자를 소형화할 수 있다.

본 발명에 따르면, 보호 소자를 소형화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 임의의 실시형태에 관한 보호 소자의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 임의의 실시형태에 관한 보호 소자의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 임의의 실시형태에 관한 도전부의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 임의의 실시형태에 관한 케이스의 사시도이다.

이하, 본 발명에 대해 도면에 의거하여 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서는 동일한 부품에는 동일한 부호를 붙이고 있다. 그들 명칭 및 기능도 동일하다. 따라서, 그들에 대한 상세한 설명은 반복하지 않는다.

[구성의 설명]

도 1은 본 실시형태에 관한 보호 소자의 평면도이다. 도 1에 있어서, 접촉재(14)의 일부와 피복 수지(16)의 일부와 이면 납재(66)의 일부는 제거되어 있다. 도 2는 본 실시형태에 관한 보호 소자의 단면도이다. 도 2에 있어서, 본 실시형태에 관한 보호 소자는 중앙 부분에서 리드선(64)를 따라 절단되어 있다. 도 1과 도 2에 의거하여, 본 실시형태에 관한 보호 소자의 구성이 설명된다.

본 실시형태에 관한 보호 소자는 도전부(10)와, 케이스(12)와, 접촉재(14)와, 피복 수지(16)를 구비한다. 도전부(10)는 전류가 흐르는 부분이다. 케이스(12)는 도전부(10)를 수용한다. 접촉재(14)는 도전부(10)와 함께 케이스(12)에 수용된다. 피복 수지(16)는 케이스(12)에 수용된 도전부(10)를 피복한다.

도 3은 본 실시형태에 관한 도전부(10)의 평면도이다. 도 3에 있어서, 표면 납재(56)의 일부는 절결되어 있다. 도 1 내지 도 3에 의거하여, 본 실시형태에 관한 도전부(10)의 구성이 설명된다. 본 실시형태에 관한 도전부(10)는 기판(50)과,한쌍의 표면 전극(52)과, 도전체(54)와, 한쌍의 표면 납재(56)와, 합금 베이스부(58)와, 저융점 합금(60)과, 한쌍의 이면 전극(62)과, 한쌍의 리드선(64)과, 한쌍의 이면 납재(66)를 갖는다. 표면 전극(52)은 기판(50)의 어느 하나의 면에 배치된다. 본 실시형태에서는 표면 전극(52)이 배치되어 있는 면을 기판(50)의 표면으로 간주한다. 본 실시형태의 경우, 표면 전극(52)으로서 동박이 기판(50)의 표면에 고정된다. 도전체(54)는 기판(50)의 표면에 배치된다. 케이스(12) 중에 있어서, 도전체(54)는 케이스(12)의 내주면에 대향하도록 배치된다. 도전체(54)는 전류가 흐르면 그 전류의 에너지의 일부를 열로 한다. 도전체(54)는 줄 열 적분값이 소정의 값 이상이 되면 스스로 용단한다. 「줄 열 적분값」은 퓨즈의 엘리먼트(본 실시형태의 경우, 도전체(54)가 「퓨즈의 엘리먼트」에 상당)가 용단하는데 필요하게 되는 에너지를 말한다. 줄 열 적분값의 산출식은 주지이므로 여기서는 그 설명은 반복하지 않는다. 본 실시형태의 경우, 도전체(54)는 선재이다. 본 실시형태의 경우, 도전체(54)의 일단은 표면 전극(52)의 한쪽에 접속되어 있다. 도전체(54)의 타단은 표면 전극(52)의 다른쪽에 접속되어 있다. 본 실시형태의 경우, 도전체(54)는 주석 도금된 순수 동제이다. 표면 납재(56)는 표면 전극(52)과 도전체(54)를 접속한다. 이것에 의해, 표면 전극(52)과 도전체(54)의 사이가 도통한다. 합금 베이스부(58)는 기판(50)의 표면에 고정된다. 저융점 합금(60)은 도전체(54)와 마찬가지로, 기판(50)의 표면에 배치된다. 저융점 합금(60)은 합금 베이스부(58)를 통해 기판(50)에 고정된다. 저융점 합금(60)도 케이스(12)의 내주면에 대향한다. 본 실시형태의 경우, 저융점 합금(60)은 도전체(54)의 중앙 부분을 타고 넘도록 하여 도전체(54)를 덮고 있다. 본 실시형태의 경우 「저융점 합금」은 상술한 도전체(54)가 용단하는 온도 이하의 융점이고, 또한, 융해된 상태이면 상술한 도전체(54)가 용해되는 합금을 말한다. 이러한 저융점 합금은 주지이다. 따라서, 여기서는 그 상세한 설명은 반복하지 않는다. 이면 전극(62)은 기판(50)의 면 중, 상술한 표면에서 보아 이면에 해당하는 면에 배치된다. 본 실시형태에서는 이 면을 기판(50)의 이면으로 간주한다. 본 실시형태의 경우, 이면 전극(62)은 표면 전극(52)과 마찬가지로 동박이다. 한쌍의 이면 전극(62) 중 한쪽은 한쌍의 표면 전극(52) 중 한쪽의 이면에 해당하는 위치에 배치된다. 한쌍의 이면 전극(62) 중 다른 쪽은 한쌍의 표면 전극(52) 중 다른 쪽의 이면에 해당하는 위치에 배치된다. 한쌍의 리드선(64)의 한쪽이 한쌍의 이면 전극(62)의 한쪽에 접속된다. 한쌍의 리드선(64)의 다른쪽이 한쌍의 이면 전극(62)의 다른쪽에 접속된다. 리드선(64)은 케이스(12)의 측벽을 관통한다. 이면 납재(66)는 이면 전극(62)과 리드선(64)를 접속한다. 이것에 의해, 이면 전극(62)과 리드선(64)의 사이가 도통한다.

기판(50)은 스루홀(70)을 갖는다. 본 실시형태의 경우, 기판(50)은 4개의 스루홀(70)을 갖는다. 표면 전극(52)의 한쪽과 이면 전극(62)의 한쪽은 2개의 스루홀(70)에 있어서 서로 접속되어 있다. 이것에 의해, 표면 전극(52)의 한쪽과 이면 전극(62)의 한쪽이 도통한다. 표면 전극(52)의 다른쪽과 이면 전극(62)의 다른쪽은 다른 2개의 스루홀(70)에 있어서 서로 접속되어 있다. 또한, 그들 스루홀(70)에는 이면 납재(66)의 일부가 충전되어 있다. 표면 납재(56)는 이들 스루홀(70)의 단부에서, 이면 납재(66)와 연결되어 있다. 그 단부에서, 표면 납재(56)와 이면 납재(66)는 일체로 되어 있다. 그 결과, 리드선(64)의 한쪽에 흐른 전류는 이면 전극(62)의 한쪽과 표면 전극(52)의 한쪽을 거쳐 도전체(54)에 흐른다. 도전체(54)에 흐른 전류는 이면 전극(62)의 다른쪽과 표면 전극(52)의 다른쪽을 거쳐 리드선(64)의 다른쪽으로 흐른다.

도 4는 본 실시형태에 관한 케이스(12)의 사시도이다. 도 1과 도 2와 도 4에 의거하여, 본 실시형태에 관한 케이스(12)의 구성이 설명된다. 케이스(12)는 외각부(30)와 보강부(32)를 갖는다. 외각부(30)에는 도전부(10)가 수용된다. 보강부(32)는 외각부(30)에 힘이 가해졌을 때에 외각부(30)의 변형을 억제한다.

본 실시형태의 경우, 외각부(30)는 합성 수지제이다. 외각부(30)의 내주면은 저면부(36)와 측면부(38)를 갖는다. 저면부(36)는 외각부(30)의 바닥으로 되는 부분이다. 측면부(38)는 저면부(36)를 둘러싼다. 도전부(10)는 외각부(30) 중 저면부(36)와 측면부(38)에 의해서 둘러싸이는 공간에 배치되게 된다.

보강부(32)는 1개의 방열체겸 보강판(40)과 4개의 돌출부(42)를 갖는다. 본 실시형태의 경우, 방열체겸 보강판(40)은 알루미나제이다. 본 실시형태의 경우, 방열체겸 보강판(40)은 알루미나를 소결한 것이다. 따라서, 본 실시형태의 경우, 방열체겸 보강판(40)은 합성 수지제의 외각부(30)보다 열전도율이 높다. 방열체겸 보강판(40)은 접촉재(14)의 열을 흡수한다. 방열체겸 보강판(40)은 흡수한 열을 케이스(12)의 밖으로 방출한다. 본 실시형태의 경우, 방열체겸 보강판(40)은 직방체형상이다. 본 실시형태의 경우, 방열체겸 보강판(40)은 외각부(30)의 내주면 중 저면부(36)에, 주지의 실리콘 수지에 의해서 접착된다. 이것에 의해, 방열체겸 보강판(40) 중 가장 면적이 큰 면이 도전체(54)와 대향한다. 본 실시형태의 경우, 4개의 돌출부(42)는 외각부(30)와 일체로 되어 있다. 4개의 돌출부(42)는 외각부(30)의 저면부(36)로부터 돌출된다. 돌출부(42)는 직방체형상의 보강판(40)을 따른다. 돌출부(42)는 판형상이다. 4개의 돌출부(42) 중 한쌍이 방열체겸 보강판(40)의 일단을 사이에 두도록 배치된다. 4개의 돌출부(42) 중 다른 한쌍이 방열체겸 보강판(40)의 타단을 사이에 두도록 배치된다.

도 1과 도 2에 의거하여, 본 실시형태에 관한 접촉재(14)가 설명된다. 접촉재(14)의 일부는 케이스(12)의 방열체겸 보강판(40)과 도전체(54)의 사이에 배치된다. 이것에 의해, 접촉재(14)는 도전체(54) 및 케이스(12)에 접촉하게 된다. 접촉재(14)의 다른 일부는 돌출부(42)의 사이를 통해 도전체(54)의 양단 방향에 미치고 있다. 본 실시형태의 경우, 접촉재(14)는 실리콘 고무(80)와 입자형상의 알루미나(82)를 포함한다. 또한, 누전이 발생하지 않을 정도의 전기 저항을 접촉재(14)가 갖는 것은 물론이다.

도 1과 도 2에 의거하여, 본 실시형태에 관한 피복 수지(16)가 설명된다. 피복 수지(16)는 케이스(12)내의 공간 중 도전부(10)에서 측면부(38)의 가장자리까지의 부분에 충전된다. 이것에 의해, 상술한 바와 같이, 피복 수지(16)는 케이스(12)에 수용된 도전부(10)를 피복하게 된다. 피복 수지(16)의 일부는 케이스(12)의 측면부(38)를 타고 도전부(10)와 저면부(36)의 사이의 공간에 진입하고 있다. 본 실시형태의 경우, 피복 수지(16)는 에폭시 수지와 입자형상의 알루미나의 혼합물이다.

[제조 방법의 설명]

본 실시형태에 관한 보호 소자의 제조 방법은 도전부 형성 공정과, 접촉재 도포 공정과, 케이스 수용 공정과, 피복 공정을 구비한다. 도전부 형성 공정에 있어서 도전부(10)가 형성된다. 도전부(10)를 형성하기 위한 구체적인 공정은 기판상에 형성되는 주지의 보호 소자와 마찬가지이므로 여기서는 그 상세한 설명은 반복하지 않는다. 접촉재 도포 공정에 있어서, 도전부(10)의 도전체(54)에 실리콘 고무와 입자형상의 알루미나의 혼합물이 도포된다. 케이스 수용 공정에 있어서, 우선, 케이스(12)의 외각부(30)에 방열체겸 보강판(40)이 고정된다. 외각부(30)는 사출 성형에 의해서 미리 제조되어 있다. 방열체겸 보강판(40)이 고정된 외각부(30)가 케이스(12)이다. 케이스(12)는 도전부(10)에 씌워진다. 이것에 의해, 외각부(30)의 구획 중 정가운데의 구획에 있어서, 접촉재 도포 공정에 있어서 도포된 혼합물이 도전체(54)와 방열체겸 보강판(40)에 접촉한다. 그 구획의 인접하는 구획에 있어서는 돌출부(42)에 의해서 그 혼합물의 진입이 억제되므로, 공간이 형성된다. 그 후, 접촉재 도포 공정에 있어서 도포된 혼합물은 경화된다. 경화된 그 혼합물이 접촉재(14)로 된다. 피복 공정에 있어서, 입자형상의 알루미나와 아직 경화되어 있지 않은 에폭시 수지의 혼합물이 케이스(12)내에 충전된다. 이것에 의해, 케이스(12)내의 도전부(10)는 피복된다. 그 후, 그 충전된 에폭시 수지는 경화된다. 에폭시 수지가 경화된 후의 혼합물이 피복 수지(16)로 된다.

[사용 방법의 설명]

본 실시형태에 관한 보호 소자의 사용 방법은 주지의 전류 퓨즈와 동일하다. 즉, 본 실시형태에 관한 보호 소자는 도시되지 않은 회로에 접속된다. 미리 정해져 있던 범위의 큰 전류가 도전체(54)에 흐르면, 도전체(54)의 온도는 소정의 온도를 넘는다. 도전체(54)는 줄 열 적분값이 소정의 값 이상이 되면 용단한다. 용단 후 아크가 발생하는 경우에는 보호 소자 내부에서 소호(消弧)된다. 이것에 의해, 보호 소자가 접속되어 있던 회로에 있어서 전류가 차단된다.

[실시예의 설명]

(실시예)

상술한 보호 소자를 5개 작성하였다. 각 보호 소자에는 「1」 내지 「5」라는 시험편 번호가 설정되었다.

(비교예)

방열체겸 보강판(40)을 갖고 있지 않은 점을 제외하면 실시예와 동일 구조의 보호 소자를 5개 작성하였다. 각 보호 소자에는 「1」 내지 「5」라는 시험편 번호가 설정되었다.

(차단 시험)

실시예와 비교예에 관한 보호 소자의 저항을 측정하였다. 그 후, 이들 보호 소자에 전압값 400볼트이고 전류값 5.7암페어인 직류 전류를 흘리고, 차단 시험을 실행하였다. 그 후, 보호 소자의 외관을 관찰하였다. 그 후, 절연 저항 시험과 내전압 시험을 실행하였다. 표 1에는 측정 결과의 일람이 나타난다.

[표 1]

표 1에 나타나는 바와 같이, 실시예에 관한 보호 소자의 경우, 어느 보호 소자에 있어서도 직류 전류를 흘리기 전도 그 후도 외관에 변화는 보이지 않았다. 누설 전류도 0.01mA미만이었다. 비교예에 관한 보호 소자의 경우, 직류 전류를 흘리면 케이스가 팽창한 것이 있었다. 즉, 표 1의 결과로부터 명백한 바와 같이, 케이스(12)가 보강부(32)를 갖고 있는 보호 소자는 그렇지 않은 보호 소자에 비해, 케이스(12)가 파손될 우려가 낮았다.

[효과의 설명]

다음에 기술되는 사항의 성공 여부가 보호 소자의 소형화의 성공 여부에 영향을 미친다. 그것은 도전체(54)가 용단할 때에 있어서의 케이스(12)에 수용되어 있는 것의 누설을 방지할 수 있는지 아닌지라는 사항이다. 그 케이스(12)에 수용되어 있는 것이 누출되면, 보호 소자의 주위에 존재하는 것에 악영향이 미칠 수 있다. 이 악영향을 회피하기 위해, 케이스(12)의 용적이 그곳에 수용되는 것의 체적보다 커지는 경향이 있다. 케이스(12)의 용적을 크게 함으로써, 도전체(54)가 용단할 때에 케이스(12)가 받는 충격을 완화시키기 위함이다. 그 충격은 예를 들면 도전체(54)가 용단할 때에 생기는 아크가 일어난다. 그 충격이 완화됨으로써, 그렇지 않은 경우에 비해, 도전체(54)가 용단할 때에 케이스(12)가 파손될 우려가 낮아진다. 케이스(12)가 파손될 우려가 낮아짐으로써, 그렇지 않은 경우에 비해, 케이스(12)에 수용되어 있는 것이 누출될 우려가 낮아진다. 케이스(12)의 용적이 그곳에 수용되는 것의 체적보다 크면, 그렇지 않은 경우에 비해, 보호 소자는 대형화된다. 케이스(12)가 외각부(30)와 보강부(32)를 갖고 있으면, 케이스(12)의 용적을 그곳에 수용되는 것의 체적보다 크게 하지 않아도, 케이스(12)가 파손될 우려는 낮아진다. 본 실시형태에 관한 보호 소자에서는 아크가 일어나는 충격에 의해서 외각부(30)에 가해지는 응력을 보강부(32)가 지지하기 위함이다. 이것에 의해, 케이스(12)의 용적을 그곳에 수용되는 것의 체적보다 크게 한 보호 소자에 비해, 본 실시형태에 관한 보호 소자는 소형화가 가능하다.

또, 본 실시형태에 관한 보호 소자에서는 도전체(54)가 용단할 때에 아크가 생기면, 그 아크의 발생에 수반하는 충격을 방열체겸 보강판(40) 중 도전체(54)에 대향하는 면이 받게 된다. 방열체겸 보강판(40) 중 면적이 최대인 면이 도전체(54)와 대향하도록 방열체겸 보강판(40)은 외각부(30)의 내주면에 고정되어 있다. 이것에 의해, 예를 들면 방열체겸 보강판(40) 중 모서리가 도전체(54)에 가장 가까이 대향하고 있는 경우에 비해, 외각부(30) 중 방열체겸 보강판(40)에 의해서 충격을 완화시킬 수 있는 범위가 넓어진다. 그 범위가 넓어지므로, 예를 들면 방열체겸 보강판(40) 중 모서리가 도전체(54)에 가장 가까이 대향하고 있는 경우에 비해, 케이스(12)가 파손될 우려는 낮아진다. 케이스(12)가 파손될 우려가 낮아지므로, 보호 소자를 소형화할 수 있다.

또, 본 실시형태에 관한 보호 소자에서는 판형상의 돌출부(42)가 직방체형상의 방열체겸 보강판(40)을 따르므로, 돌출부(42)가 예를 들면 가느다란 기둥형상인 경우에 비해, 방열체겸 보강판(40)에 대해 힘이 가해졌을 때, 방열체겸 보강판(40)의 위치 어긋남을 억제하기 쉬워진다.

또, 도전체(54)에 전류가 흐르면, 도전체(54)는 그 전류의 에너지의 일부를 열로 한다. 본 실시형태에 관한 보호 소자에서는 접촉재(14)를 통해 도전체(54)가 발생시킨 열을 케이스(12)에 전달할 수 있다. 이것에 의해, 기체를 거치지 않고 도전체(54)가 발생시킨 열을 케이스(12)에 전달할 수 있으므로, 그렇지 않은 경우에 비해, 통전에 의해 도전체(54)에서 발생한 열이 용이하게 도전체(54)의 밖으로 유출되기 쉬워진다. 열이 밖으로 유출되기 쉬우므로, 그렇지 않은 경우에 비해, 도전체(54)가 용단한 후에 있어서 아크가 빨리 식는다. 아크가 빨리 식으므로, 케이스(12)의 용적을 작게 할 수 있다. 그 결과, 보호 소자를 소형화할 수 있다.

또, 도전체(54)가 발생시킨 열은 접촉재(14)의 입자형상의 알루미나(82)와 실리콘 고무(80)와 저융점 합금(60)에 전달된다. 입자형상의 알루미나(82)를 타고, 열은 접촉재(14) 전체에 확산된다. 이것에 의해, 도전체(54)의 주위에 장기간에 걸쳐 열이 쌓이는 것에 의한 도전체(54)의 온도 상승을 억제할 수 있다. 이것에 의해, 소정의 줄 열 적분값보다 작은 줄 열 적분값에 의해서 도전체(54)가 용단할 가능성은 접촉재(14)가 입자형상의 알루미나(82)를 포함하지 않는 경우에 비해 낮아진다. 도전체(54)가 용단할 가능성이 낮아지므로, 도전체(54)의 단면 중 전류가 흐르는 방향에 직교하는 면의 단면적을 크게 할 필요가 없어진다. 그 필요가 없어지면, 그 단면적을 작게 할 수 없는 경우에 비해, 줄 열 적분값이 소정의 값 이상이 된 경우에, 도전체(54)는 용단되기 쉬워진다. 용단되기 쉬워지므로, 열이 접촉재(14)에 충분히 유출될 수 없을 정도로 단시간에 줄 열 적분값이 소정의 이상이 되어도 도전체(54)가 용단하지 않을 가능성은 낮아진다. 즉, 동작의 신속성이 향상된다.

접촉재(14)가 실리콘 고무(80)를 포함하므로, 다른 내열성이 나쁜 합성 수지가 접촉재(14)에 포함되는 경우에 비해 열에 의한 접촉재(14)의 열화를 억제할 수 있다. 또, 접촉재(14)가 입자형상의 알루미나(82)를 포함하므로, 열에 의한 접촉재(14)의 열화를 더욱 억제할 수 있다.

또, 보호 소자가 알루미나제의 방열체겸 보강판(40)을 구비하고 있으면, 접촉재(14) 전체에 전달된 열의 일부가 방열체겸 보강판(40)에 전달되게 된다. 이것에 의해, 방열체겸 보강판(40)이 없는 경우에 비해, 접촉재(14)의 온도 상승 속도가 낮아진다. 온도 상승 속도가 낮아지므로, 소정의 줄 열 적분값보다 작은 줄 열 적분값으로 도전체(54)가 용단할 가능성은 방열체겸 보강판(40)이 없는 경우에 비해 낮아진다. 또, 보호 소자가 알루미나제의 방열체겸 보강판(40)을 구비하고 있으면, 그렇지 않은 경우에 비해, 방열체겸 보강판(40)의 인장 강도와 압축 강도와 구부림 강도가 강해진다. 이들이 강해지므로, 도전체(54)가 용단되었을 때에 발생하는 아크에 의해서 케이스(12)가 파손될 가능성은 낮아진다.

<변형예의 설명>

상술한 보호 소자는 본 발명의 기술적 사상을 구체화하기 위해 예시한 것이다. 상술한 보호 소자는 본 발명의 기술적 사상의 범위내에 있어서 각종 변경을 더할 수 있는 것이다.

예를 들면, 상술한 방열체겸 보강판(40)의 형상 및 소재는 특히 한정되지 않는다. 즉, 방열체겸 보강판(40)은 알루미나 이외의 금속 산화물을 소결한 것이어도 좋다. 방열체겸 보강판(40)은 소결 이외의 방법에 의해 제조된 것이어도 좋다. 보호 소자는 방열체겸 보강판(40)과 돌출부(42)의 쌍을 대신하는 보강부를 구비하고 있어도 좋다.

또, 상술한 접촉재(14)는 섬유형상의 알루미나를 포함해도 좋다. 알루미나 이외의 금속 산화물을 접촉재(14)는 포함해도 좋다. 알루미나 이외의 금속 산화물의 예에는 규사와 산화티탄이 있다. 이 경우에, 알루미나 이상의 열전도율의 금속 산화물이면, 접촉재(14) 전체에 신속하게 열을 전달할 수 있다. 접촉재(14)는 금속 산화물을 포함하지 않아도 좋다. 케이스(12)에 수용된 도전부(10)는 접촉재(14)에 의해서 피복되어도 좋다. 이 경우, 접촉재(14)는 케이스(12)의 저면부(36)에서 측면부(38)의 가장자리까지의 공간에 충전된다.

또, 상술한 접촉재(14)가 포함하는 물질은 실리콘 고무(80)에 한정되지 않는다. 예를 들면, 실리콘 고무(80) 이외의 실리콘 수지라도 좋다. 실리콘 수지 이외의 중합체라도 좋다. 접촉재(14)가 중합체와 금속 산화물을 포함하는 경우, 그들의 비율은 한정되지 않는다. 접촉재(14)가 중합체와 금속 산화물을 포함하는 경우, 중합체의 체적%보다 금속 산화물의 체적%가 높은 쪽이 바람직하다. 접촉재(14)의 조성에 관계없이, 금속 산화물은 50질량%이상 포함되어 있는 것이 바람직하다.

또, 상술한 도전부(10)의 구성 및 형태는 상술한 것에 한정되지 않는다.

10; 도전부 12; 케이스
14; 접촉재 16; 피복 수지
30; 외각부 32; 보강부
36; 저면부 38; 측면부
40; 방열체겸 보강판 42; 돌출부
50; 기판 52; 표면 전극
54; 도전체 56; 표면 납재
58; 합금 베이스부 60; 저융점 합금
62; 이면 전극 64; 리드선
66; 이면 납재 70; 스루홀
80; 실리콘 고무 82; 입자형상의 알루미나

Claims

줄 열 적분값이 소정의 값 이상이 되면 용단하는 도전체와, 상기 도전체를 수용하는 케이스를 구비하는 보호 소자로서,
상기 케이스는,
상기 도전체가 수용되는 외각부와,
상기 외각부에 힘이 가해졌을 때에 상기 외각부의 변형을 억제하는 보강부를 갖는 것을 특징으로 하는 보호 소자.
제 1 항에 있어서,
상기 보강부는,
어느 하나의 면이 상기 도전체와 대향하도록 상기 외각부의 내주면에 고정되는 보강판과,
상기 보강판을 사이에 두도록 상기 외각부의 내주면에서 돌출되는 돌출부의 쌍을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 보호 소자.
제 2 항에 있어서,
상기 보강판은 직방체형상이고,
상기 돌출부는 상기 보강판을 따르도록 배치되는 판형상인 것을 특징으로 하는 보호 소자.
제 1 항에 있어서,
상기 보호 소자는 상기 도전체 및 상기 케이스에 접촉하고, 상기 도전체와 함께 상기 케이스에 수용되는 접촉재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 보호 소자.
제 4 항에 있어서,
상기 보강부는 상기 외각부의 내주면에 고정되고, 상기 외각부보다 열전도율이 높은 보강판을 갖고 있고,
상기 접촉재는 상기 케이스 중 상기 보강판에 접촉하고 있는 것을 특징으로 하는 보호 소자.