特許 6716516 保護素子

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6716516

(24)【登録日】2020年6月12日

(45)【発行日】2020年7月1日

(54)【発明の名称】保護素子

(51)【国際特許分類】

   H01H 37/76 20060101AFI20200622BHJP

【ＦＩ】

   H01H37/76 C

   H01H37/76 G

【請求項の数】22

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2017-172171(P2017-172171)

(22)【出願日】2017年9月7日

(65)【公開番号】特開2019-46767(P2019-46767A)

(43)【公開日】2019年3月22日

【審査請求日】2019年1月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】516119106

【氏名又は名称】Ｌｉｔｔｅｌｆｕｓｅジャパン合同会社

(74)【代理人】

【識別番号】100100158

【弁理士】

【氏名又は名称】鮫島 睦

(72)【発明者】

【氏名】岩井 正明

(72)【発明者】

【氏名】内野 博介

(72)【発明者】

【氏名】滝澤 剛

【審査官】 内田 勝久

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−２５９５６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１４−５０７７７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２８０７５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−３２９２０６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｈ ３７／７６

Ｈ０１Ｈ ６９／０２

Ｈ０１Ｈ ８５／００ − ８７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

固定ターミナルと、
可動ターミナルと、
所定の温度以上で溶融または軟化する接合材と、
通電により発熱する発熱体と、
を有して成る保護素子であって、
前記固定ターミナルと前記可動ターミナルは、可動ターミナルが固定ターミナルから離隔する方向の力が負荷された状態で、前記接合材により電気的に接続されて、主ラインを構成し、
前記発熱体は、前記主ラインとは別の副ライン中に接続され、かつ、前記固定ターミナルと前記可動ターミナルの接点部が発熱体の熱影響下にあるように配置され、
前記発熱体に通電することにより、発熱体が発熱し、この熱により前記接合材が溶融または軟化して、前記固定ターミナルと前記可動ターミナル間の接続が解除され、可動ターミナルが固定ターミナルから電気的に離隔され、主ラインが開き、
さらに第３ターミナルを有し、
前記発熱体は、前記第３ターミナルに電気的に接続され、さらに前記固定ターミナルまたは前記可動ターミナルに電気的に接続され、
前記第３ターミナル、前記発熱体、および前記固定ターミナルおよび／または前記可動ターミナルは、副ラインを構成し、
前記副ラインは、前記固定ターミナルと前記可動ターミナルとの接点部を含み、可動ターミナルが動作することにより、主ラインと同時に副ラインも開く、保護素子。

【請求項2】

固定ターミナルと、
可動ターミナルと、
所定の温度以上で溶融または軟化する接合材と、
通電により発熱する発熱体と、
を有して成る保護素子であって、
前記固定ターミナルと前記可動ターミナルは、可動ターミナルが固定ターミナルから離隔する方向の力が負荷された状態で、前記接合材により電気的に接続されて、主ラインを構成し、
前記発熱体は、前記主ラインとは別の副ライン中に接続され、かつ、前記固定ターミナルと前記可動ターミナルの接点部が発熱体の熱影響下にあるように配置され、
前記発熱体に通電することにより、発熱体が発熱し、この熱により前記接合材が溶融または軟化して、前記固定ターミナルと前記可動ターミナル間の接続が解除され、可動ターミナルが固定ターミナルから電気的に離隔され、主ラインが開き、
さらに第３ターミナルおよび第４ターミナルを有し、
前記発熱体は、前記第３ターミナルおよび前記第４ターミナルに電気的に接続され、
前記第３ターミナル、前記発熱体、および前記第４ターミナルは、副ラインを構成し、
前記可動ターミナルが、溝を有し、該溝に沿って折れ曲がることにより可動する、保護素子。

【請求項3】

さらに、圧縮バネ、引張りバネ、板バネおよびトーションバネから選択される１種またはそれ以上のバネを有し、
前記可動ターミナルが固定ターミナルから離隔する方向の力が、前記バネにより加えられている、請求項１または２に記載の保護素子。

【請求項4】

前記バネが、トーションバネである、請求項３に記載の保護素子。

【請求項5】

前記固定ターミナルおよび可動ターミナルは、少なくとも接点部が板状である、請求項１〜４のいずれかに記載の保護素子。

【請求項6】

前記可動ターミナルが、溝を有し、該溝に沿って折れ曲がることにより可動する、請求項１、および３〜５のいずれかに記載の保護素子。

【請求項7】

前記発熱体が、前記固定ターミナルの下に配置され、発熱体の上方において、前記固定ターミナルと前記可動ターミナルが前記接合材により接続されている、請求項１〜６のいずれかに記載の保護素子。

【請求項8】

一対の固定ターミナルと、
連結部材と、
所定の温度以上で溶融または軟化する接合材と、
通電により発熱する発熱体と、
を有して成る保護素子であって、
前記一対の固定ターミナルは、離隔して配置され、
前記一対の固定ターミナルの各ターミナルに流れる電流のベクトルがなす角度が、０°以上１５０°以下であり、
前記連結部材は、前記一対の固定ターミナルを連結するように配置され、
前記連結部材と前記一対の固定ターミナルは、連結部材が一対の固定ターミナルから離隔する方向の力が負荷された状態で、前記接合材により電気的に接続されて、主ラインを構成し、
前記発熱体は、前記主ラインとは別の副ライン中に接続され、かつ、前記連結部材と前記一対の固定ターミナルの接点部が発熱体の熱影響下にあるように配置され、
前記発熱体に通電することにより、発熱体が発熱し、前記接合材が溶融または軟化して、前記連結部材と前記固定ターミナル間の接続が解除され、連結部材が固定ターミナルから電気的に離隔され、主ラインが開き、
さらに、絶縁性のスライダーを有し、
前記スライダーは、前記連結部材が前記一対の固定ターミナルから離隔した場合に、スライドし、連結部材と固定ターミナル間を物理的、電気的に離隔する、保護素子。

【請求項9】

さらに第３ターミナルを有し、
前記発熱体は、前記第３ターミナルに電気的に接続され、さらに前記固定ターミナルの少なくとも１つまたは前記連結部材に電気的に接続され、
前記第３ターミナル、前記発熱体、および前記固定ターミナル、または、前記第３ターミナル、前記発熱体、前記連結部材、および前記固定ターミナルは、副ラインを構成する、
請求項８に記載の保護素子。

【請求項10】

前記発熱体は、前記連結部材に電気的に接続されて副ラインを構成しており、前記連結部材が前記一対の固定ターミナルから離隔することにより、主ラインと同時に副ラインも開く、請求項９に記載の保護素子。

【請求項11】

さらに第３ターミナルおよび第４ターミナルを有し、
前記発熱体は、前記第３ターミナルおよび前記第４ターミナルに電気的に接続され、
前記第３ターミナル、前記発熱体、および前記第４ターミナルは、副ラインを構成する、
請求項８に記載の保護素子。

【請求項12】

さらに、圧縮バネ、引張りバネ、板バネおよびトーションバネから選択される１種またはそれ以上のバネを有し、
前記連結部材が一対の固定ターミナルから離隔する方向の力が、前記バネにより加えられている、請求項８〜１１のいずれかに記載の保護素子。

【請求項13】

前記バネが、圧縮バネである、請求項１２に記載の保護素子。

【請求項14】

前記スライダーは一対のスライダーであり、前記連結部材を挟んで対向して設置され、連結部材が前記一対の固定ターミナルから離隔した場合に、互いに他方のスライダーに向かってスライドする、請求項８〜１３のいずれかに記載の保護素子。

【請求項15】

前記スライダーの推力は、バネにより得られる、請求項８〜１４のいずれかに記載の保護素子。

【請求項16】

前記一対の固定ターミナルは、少なくとも接点部が平面形状を有する、請求項８〜１５のいずれかに記載の保護素子。

【請求項17】

前記発熱体は、前記一対の固定ターミナルと連結部材の接点部の下に配置されている、請求項８〜１６のいずれかに記載の保護素子。

【請求項18】

さらに、磁石を有し、
該磁石は、その磁界範囲内に前記固定ターミナルと前記可動ターミナルの接点部が含まれ、かつ、該接点部における電流の向きと磁束の向きが平行とならないように設置される、請求項１〜７のいずれかに記載の保護素子。

【請求項19】

さらに、磁石を有し、
該磁石は、その磁界範囲内に前記一対の固定ターミナルと前記連結部材の接点部が含まれ、かつ、該接点部における電流の向きと磁束の向きが平行とならないように設置される、請求項８〜１７のいずれかに記載の保護素子。

【請求項20】

前記磁石が一対の磁石であり、該一対の磁石が、前記固定ターミナルと前記可動ターミナルの接点部が該一対の磁石の間に位置するように配置されている、請求項１８に記載の保護素子。

【請求項21】

前記磁石が一対の磁石であり、該一対の磁石が、前記一対の固定ターミナルと前記連結部材の接点部が該一対の磁石の間に位置するように配置されている、請求項１９に記載の保護素子。

【請求項22】

請求項１〜２１のいずれかに記載の保護素子を有する電気装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、保護素子に関する。

【背景技術】

【0002】

種々の電気回路において、定格電流より大きい電流が流れた場合および／または定格電圧より大きい電圧が印加された場合、回路に組み込まれた電気または電子装置および／または電気または電子部品、あるいは電気または電子回路を保護するために保護素子が回路に組み込まれている。

【0003】

そのような保護素子として、温度ヒューズと抵抗体とを含んで成り、異常時に抵抗体に通電することにより抵抗体を発熱させ、その熱で温度ヒューズを動作せしめる保護素子、いわゆるヒュージングレジスタが知られている（特許文献１）。

【0004】

また、他の保護素子として、バイメタルスイッチとＰＴＣ（positive temperature coefficient）素子とを並列に接続して用いることが提案されている（特許文献２）。このような保護素子では、過電流条件となった時に、バイメタルスイッチのバイメタル部分が高温となってその接点が離間して開き、電流がＰＴＣ素子に転流される。その結果、ＰＴＣ素子は過電流によって高温高抵抗状態にトリップしてＰＴＣ素子を流れる電流を実質的に遮断する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００９−２９５５６７号公報

【特許文献2】国際公開第２００８／１１４６５０号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に記載のような保護素子は、一対の固定電極がその端において可動電極より電気的に接続されており、この接続箇所が低融点金属により接合されている。従って、固定電極と可動電極の接続箇所が直列に２箇所存在することから、素子全体での抵抗値が大きくなる傾向にある。また、固定電極と可動電極の接続箇所の面積が、最大で固定電極の断面積に制限される。従って、定格電圧および定格電流を高めることが困難である。

【0007】

一方、特許文献２に記載のような保護素子により、多くの場合において、十分な保護を達成することができるが、条件によっては、特に比較的高い電圧で用いる場合には、遮断時に発生するアークを必ずしも十分に抑制できない場合があることが見出された。また、ＰＴＣ素子がトリップして高抵抗状態になることによって実質的に電流の流れを遮断した場合であっても、実際には微小電流（リーク電流）が流れる。微小電流であるといえども、その流れを遮断するのが好ましい場合がある。また、微小電流が通電され続けると、異常を取り除くまでの時間が長くなった場合に、ＰＴＣ素子が動作し続けることになり不具合が生じ得る。

【0008】

そこで、本発明が解決しようとする課題は、抵抗値が比較的小さく、定格電圧および定格電流が比較的大きく、動作時のアークの発生を抑制できる保護素子を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、第１の要旨において、
固定ターミナルと、
可動ターミナルと、
所定の温度以上で溶融または軟化する接合材と、
通電により発熱する発熱体と、
を有して成る保護素子であって、
前記固定ターミナルと前記可動ターミナルは、可動ターミナルが固定ターミナルから離隔する方向の力が負荷された状態で、前記接合材により電気的に接続されて、主ラインを構成し、
前記発熱体は、前記主ラインとは別の副ライン中に接続され、かつ、前記固定ターミナルと前記可動ターミナルの接点部が発熱体の熱影響下にあるように配置され、
前記発熱体に通電することにより、発熱体が発熱し、この熱により前記接合材が溶融または軟化して、前記固定ターミナルと前記可動ターミナル間の接続が解除され、可動ターミナルが固定ターミナルから電気的に離隔され、主ラインが開く、保護素子
を提供する。

【0010】

本発明は、第２の要旨において、
一対の固定ターミナルと、
連結部材と、
所定の温度以上で溶融または軟化する接合材と、
通電により発熱する発熱体と、
を有して成る保護素子であって、
前記一対の固定ターミナルは、離隔して配置され、
前記一対の固定ターミナルの各ターミナルに流れる電流のベクトルがなす角度が、０°以上１５０°以下であり、
前記連結部材は、前記一対の固定ターミナルを連結するように配置され、
前記連結部材と前記一対の固定ターミナルは、連結部材が一対の固定ターミナルから離隔する方向の力が負荷された状態で、前記接合材により電気的に接続されて、主ラインを構成し、
前記発熱体は、前記主ラインとは別の副ライン中に接続され、かつ、前記連結部材と前記一対の固定ターミナルの接点が発熱体の熱影響下にあるように配置され、
前記発熱体に通電することにより、発熱体が発熱し、前記接合材が溶融または軟化して、前記連結部材と前記固定ターミナル間の接続が解除され、連結部材が固定ターミナルから電気的に離隔され、主ラインが開く、保護素子
を提供する。

【0011】

本発明は、第３の要旨において、上記の本発明の保護素子を有する電気装置を提供する。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、固定ターミナルと可動ターミナルを用いることにより、保護素子内の直列に存在する接合部分を一つにすることができることから、抵抗を比較的小さくすることができ、また、定格電圧および定格電流が比較的大きい保護素子が提供される。さらに、固定ターミナルと可動ターミナルは、可動ターミナルが固定ターミナルから離隔する方向の力が負荷された状態で接続されていることから、保護素子が動作し、両者が離れる際には、上記の力が作用し、短時間に絶縁距離を確保することができ、アークの発生を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、本発明の一の態様における保護素子１の回路が閉じた状態を示す斜視図である。

【図2】図２は、図１の保護素子１の状態におけるＡ−Ａ断面図である。

【図3】図３は、図１の保護素子１の回路が開いた状態を示す斜視図である。

【図4】図４は、図３の保護素子１の状態におけるＢ−Ｂ断面図である。

【図5】図５は、本発明の別の態様における保護素子２１の回路が閉じた状態を示す斜視図である。

【図6】図６は、本発明の別の態様における保護素子３１の回路が閉じた状態を示す斜視図である。

【図7】図７は、本発明の一の態様における保護素子５１の回路が閉じた状態を示す斜視図である。

【図8】図８は、図７の保護素子５１の状態におけるＡ−Ａ断面図である。

【図9】図９は、図７の保護素子５１の回路が開いた状態を示す斜視図である。

【図10】図１０は、図９の保護素子５１の状態におけるＢ−Ｂ断面図である。

【図11】図１１は、図７の保護素子５１における、連結部材５４とスライダー５８の断面図である。

【図12】図１２は、本発明の別の態様における保護素子８１の回路が閉じた状態を示す。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下に図面を参照して、本発明の保護素子を詳細に説明する。但し、本発明の保護素子は、図示する態様に限定されないことに留意されたい。

【0015】

（第１実施形態）
図１および図２に、本発明の保護素子１の回路が閉じた状態の斜視図および断面図を示す。また、図３および図４に、本発明の保護素子１の回路が開いた状態の斜視図および断面図を示す。尚、図１および図３において、保護素子１の筐体カバーは、点線で表している。

【0016】

図１および図２に示されるように、本発明の保護素子１は、固定ターミナル２、可動ターミナル３、第３ターミナル１７、第４ターミナル１８、接合材４、発熱体５、およびバネ６を有して成る。固定ターミナル２と可動ターミナル３は、バネ６により可動ターミナル３が固定ターミナル２から離隔する方向の力が負荷された状態で、接合材４により電気的に接続されて、主ラインを構成している。発熱体５は、固定ターミナル２と可動ターミナル３の接点部、即ち接合材４が存在する箇所の下方に配置されている。発熱体５には、第３ターミナル１７および第４ターミナル１８が接続されており、これらは副ラインを構成している。上記固定ターミナル２、可動ターミナル３、第３ターミナル１７、第４ターミナル１８、接合材４、発熱体５、およびバネ６は、各ターミナルの他の電子部品への接続部分以外は、筐体ベース１５および筐体カバー１６からなる筐体１４中に収容されている。

【0017】

正常時、即ち動作前の本発明の保護素子１を、図１および図２に示す。この状態において、保護素子１の接点は閉じており、電流は、主ラインを固定ターミナル２、接点部８（即ち、接合材４）、可動ターミナル３の順（またはその逆）に流れる。副ラインには電流は実質的に流れない。

【0018】

異常時、即ち動作後の本発明の保護素子１を、図３および図４に示す。異常時には、発熱体５に通電がなされ、発熱体５は熱を生じる。発熱体５で生じた熱は、接合材４に伝わる。即ち、本発明の保護素子１において、接合材４は、発熱体５の熱影響下にあるように配置される。この熱により接合材４が溶融または軟化し、固定ターミナル２と可動ターミナル３間の接続が解除され、可動ターミナル３は、固定ターミナル２から電気的に離隔する。その結果、主ラインが開く。この固定ターミナル２の離隔において、可動ターミナル３には固定ターミナル２から離隔する方向の力が負荷された状態にあるので、短時間に固定ターミナル２と可動ターミナル３間の距離は絶縁距離に達し、アークの発生が抑制される。従って、本発明の保護素子１は、高い定格電圧を有し得る。

【0019】

また、本発明の保護素子１において、主ラインには、直列に配置される接点部８が１つのみしか存在しない。従って、保護素子の主ラインの抵抗値を、比較的小さくすることができる。また、接点部８において、固定ターミナル２と可動ターミナル３を面接続することができるので、接点部の面積（即ち、接合材４が存在する面積）を大きくすることが容易であるので、さらに抵抗値を小さくすることができる。従って、本発明の保護素子１は、高い定格電流を有し得る。

【0020】

ここに、本明細書において「定格電流」および「定格電圧」とは、定常的にその電流および電圧を加えた場合に保護素子が所定の機能を発揮し得、かつ安全に使用することができる最大電流および最大電圧をそれぞれ意味する。

【0021】

上記固定ターミナル２を構成する材料としては、特に限定されないが、例えば銅、鉄、亜鉛、錫、ニッケル、アルミニウム、ベリリウム、コバルト、マンガン、クロムならびにこれらの合金が挙げられ、好ましくは銅である。

【0022】

上記固定ターミナル２の形状は、特に限定されないが、好ましくは、接点部において平面形状を有する。一の態様において、固定ターミナル２の形状は、全体として矩形である。尚、「全体として矩形」とは、貫通孔、くびれ部分、爪等が存在した場合にはこれらを無視する、あるいはこれらが存在しないと仮定した場合に、矩形であることを意味する。

【0023】

上記可動ターミナル３を構成する材料としては、特に限定されないが、例えば銅、鉄、亜鉛、錫、ニッケル、アルミニウム、ベリリウム、コバルト、マンガン、クロムならびにこれらの合金が挙げられ、好ましくは銅である。

【0024】

好ましい態様において、固定ターミナル２を構成する材料と可動ターミナル３を構成する材料は、同じである。

【0025】

上記保護素子１に用いられる可動ターミナル３の形状は、動作時に固定ターミナル２から離隔できる形状であれば、特に限定されない。

【0026】

本実施形態においては、可動ターミナル３は、溝９を有する。溝９の部分では、可動ターミナル３の厚みが小さくなることから、下記するように、可動ターミナル３が折れ曲がる箇所となる。

【0027】

上記溝９が存在する箇所における可動ターミナル３の厚みは、他の部分の厚みよりも小さく、優先的に折れ曲がる厚みであれば特に限定されず、例えば下記する可動部１０に作用する力の大きさ、可動部１０の長さなどに応じて適宜設定することができる。

【0028】

可動ターミナル３は、上記溝９を境に接点部８側に位置する可動部１０および固定部１１を有する。固定部１１は、ネジ１２により筐体ベース１５に固定されている。可動部１０は、固定部１１よりも幅が狭く、その先端部である接点部８において固定ターミナル２に接合されており、またその先端部には両側に向かって延在する腕１３を有している。尚、固定部１１を筐体ベース１５に固定する方法は、ネジを用いる方法に限定されない。例えば、別の方法として、熱溶着（いわゆる熱かしめ）が挙げられる。また、さらに別の方法として、筐体ベース１５から立ち上げた突起を固定部に設けた開口部に通し、この突起に熱を加えて変形させることにより、固定部をかしめて固定してもよい。

【0029】

好ましい態様において、可動ターミナル３は、接点部において平面形状を有する。特に好ましくは、固定ターミナル２および可動ターミナル３は、接点部において平面形状を有する。固定ターミナル２および可動ターミナル３の接点部を平面形状とすることにより、接合が容易になり、さらに接点部の面積の調整が容易になり、要求に応じた電気的特性および切断特性をより容易に得ることができる。

【0030】

正常時、固定ターミナル２と可動ターミナル３の可動部１０は、可動ターミナル３に固定ターミナル２から離隔させる方向の力を作用させた状態で、接合材４により接合されている。上記の可動ターミナル３を固定ターミナル２から離隔させる方向の力は、可動ターミナル３の腕１３に、圧縮状態のトーションバネ６のアームを引っかけることにより与えられる。

【0031】

異常時、発熱体５が発熱し、接合材４が溶融または軟化すると、バネ６の作用により、可動ターミナル３は溝９で折れ曲がり、可動部１０が上方に持ち上がり、固定ターミナル２と可動ターミナル３は速やかに離隔する。

【0032】

上記接合材４は、所定の温度以上で溶融または軟化する。接合材４を構成する材料は、導電性であり、かつ所定の温度以上で溶融または軟化する材料であれば特に限定されず、好ましくは低融点金属が用いられる。

【0033】

上記低融点金属としては、特に限定されないが、例えば、Ｓｎ、Ｂｉ−Ｃｄ合金、Ｂｉ−Ｐｂ合金、Ｓｎ−Ａｇ合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ−Ｉｎ合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｂｉ合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｂｉ−Ｉｎ合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｃｏ−Ｎｉ合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｓｂ合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、Ｓｎ−Ｂｉ合金、Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ合金、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｃｄ合金、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｉｎ合金、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｐｂ合金、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｐｂ−Ｃｄ合金、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｐｂ−Ｃｄ−Ｉｎ合金、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｐｂ−Ｉｎ合金、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｚｎ合金、Ｓｎ−Ｃｕ合金、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ合金、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐ−Ｇｅ合金、Ｓｎ−Ｃｄ合金、Ｓｎ−Ｉｎ合金、Ｓｎ−Ｐｂ合金、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｃｄ合金、Ｓｎ−Ｚｎ合金およびＳｎ−Ｓｂ合金、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｚｎ合金、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｉｎ−Ｚｎ合金、Ｓｎ−Ｉｎ−Ｚｎ合金、Ｉｎ−Ｂｉ合金、Ｉｎ−Ｚｎ合金、Ｉｎ−Ａｇ合金等が挙げられる。好ましくは、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ−Ｉｎ合金が用いられる。

【0034】

上記低融点金属は、固定ターミナル２と可動ターミナル３の接合領域の全面にわたって存在していてもよく、一部のみに存在していてもよい。好ましい態様において、低融点金属は、接合領域の実質的に全面に存在する。

【0035】

上記発熱体５は、通電により熱を生じるものであれば特に限定されない。上記発熱体としては、例えば抵抗体（例えば、ニクロム線）を用いた素子、ＰＴＣ素子などを用いることができる。

【0036】

上記発熱体の形状は、特に限定されないが、発熱体で生じた熱をより効率よく接合材に伝えるという観点からは、発熱体が熱を伝えるべき部材に対応する形状であることが好ましい。図示した例においては、発熱体が熱を伝えるべき部材は固定ターミナル２であるので、発熱体５の形状は、固定ターミナル２の下面の形状、即ち平面形状であることが好ましい。

【0037】

上記接合材４は、動作時において、可能な限り均一に溶融または軟化することが好ましい。接合材が均一に溶融または軟化することにより、アークの発生を抑制することができる。従って、発熱体は、接点部に均等に熱を伝えることができる位置に配置することが好ましい。

【0038】

一の態様において、発熱体は、固定ターミナルの下に配置され、発熱体の上方において、固定ターミナルと可動ターミナルが接続材により接続されている。即ち、発熱体の上方に接点部８が位置する。

【0039】

好ましい態様において、発熱体は、固定ターミナルに直接固定される。固定方法としては、特に限定されないが、ボルトによる固定、接着剤による固定、フック、爪などによる固定が挙げられる。好ましい態様において、上記固定は、伝熱セメントなどの熱伝導性の接着剤を用いて行われることが好ましい。

【0040】

保護素子１においては、発熱体５を固定ターミナル２の接点部８およびその近傍に広く接触させることにより、発熱体５で生じた熱を、均一かつ迅速に接合材４に伝えることができる。

【0041】

上記発熱体５への通電は、第３ターミナル１７および第４ターミナル１８を介して行われる。尚、第３ターミナル１７と第４ターミナル１８は、必須の構成ではなく、存在しなくてもよい。この場合、発熱体への通電は、別の手段、例えば固定ターミナルまたは可動ターミナルを発熱体への通電に用いてもよい。

【0042】

上記筐体ベース１５および筐体カバー１６を構成する材料は、特に限定されない。

【0043】

一の態様において、筐体ベース１５および筐体カバー１６は、樹脂、特に耐熱性樹脂、アークに耐性を有する樹脂により形成される。このような樹脂を用いることにより、アークが生じた場合でも不具合が生じにくい保護素子を得ることができる。また、高温環境に付された場合であっても、保護素子の変形を防止することができる。

【0044】

上記樹脂としては、例えば、ＬＣＰ（Liquid Crystal Polymer）樹脂、ポリアミド系樹脂、ＰＰＳ（Poly Phenylene Sulfide）系樹脂、ＰＬＡ（Polylactic acid）樹脂、ＡＢＳ（Acrylonitrile-Butadiene-Styrene）樹脂、ＰＥ（Polyethylene）樹脂、ＰＰ（Polypropylene）樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。

【0045】

上記のように、本発明の保護素子は、高い定格電流と高い定格電圧を有することから、種々の電気装置において好適に用いられる。従って、本発明は、本発明の保護素子を有して成ることを特徴とする電気装置をも提供する。

【0046】

（第２実施形態）
図５に、本発明の保護素子２１の回路が閉じた状態の斜視図を示す。尚、図５において、保護素子２１の筐体カバーは、省略している。

【0047】

図５に示すように、本実施形態の保護素子２１は、第４ターミナル１８を有しておらず、発熱体５と可動ターミナル３の可動部１０とを電気的に接続する配線２２を有している点で上記の保護素子１と異なる。即ち、保護素子２１において、副ラインは、第３ターミナル１７、発熱体５、および可動ターミナル３を含む。

【0048】

尚、本実施形態において、上記配線２２は、可動ターミナル３に電気的に接続されているが、本発明はこれに限定されない。例えば、配線２２は、固定ターミナル２に電気的に接続されていてもよい。また、副ラインを流れる電流の経路は、第３ターミナル１７、発熱体５、および可動ターミナル３；第３ターミナル１７、発熱体５、および固定ターミナル２；第３ターミナル１７、発熱体５、可動ターミナル３、および固定ターミナル２；または第３ターミナル１７、発熱体５、固定ターミナル２および可動ターミナル３の順（またはその逆）であり得る。

【0049】

一の態様において、副ラインは、接点部８を含むように構成される。例えば、副ラインは、第３ターミナル１７、発熱体５、可動ターミナル３、および固定ターミナル２の順で、あるいは第３ターミナル１７、発熱体５、固定ターミナル２および可動ターミナル３の順で構成される。このような構成とすることによって、接点部８が開くことにより、主ラインと副ラインを同時に開くことができる。

【0050】

（第３実施形態）
さらに、図６に、本発明の保護素子３１の回路が閉じた状態の斜視図を示す。尚、図６において、保護素子３１の筐体カバーは、省略している。

【0051】

図６に示すように、本実施形態の保護素子３１は、上記した保護素子１の構成に加え、さらに磁石３２，３３を有する。かかる磁石３２，３３は、その間に接点部８が位置するように、配置されている。

【0052】

これらの磁石３２，３３は、好ましくは、一方の磁石のＳ極と他方の磁石のＮ極が向かい合うように配置される。

【0053】

好ましい態様において、上記磁石３２，３３は、磁束の方向が、アークの方向（即ち、接点において電流の流れる方向）と平行にならないように、好ましくは４５°以上になるように、より好ましくは実質的に直角になるように配置される。磁束の方向が、アークの方向を直角に近づけることによりアークを効率よく側面方向に引き延ばすことができる。

【0054】

接点部８が開く際、固定ターミナル２の接点と可動ターミナル３の接点間には、アークが生じ得る。接点部８で生じたアークは、磁石３２，３３により生じる磁場によるローレンツ力の作用により、側壁方向に引き延ばされる。これによりアークは、迅速に減衰し、アークによる筐体の損傷等の不具合を回避することができる。また、アークを迅速に減衰、消滅させることができるので、保護装置の定格電流および定格電圧をより大きくすることができる。

【0055】

上記磁石は、永久磁石であっても、電磁石であってもよい。好ましい態様において、磁石は、永久磁石である。

【0056】

上記永久磁石としては、特に限定されないが、例えば、ネオジム磁石、サマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石、フェライト磁石等が挙げられる。

【0057】

一の態様において、上記磁石は、アークが生じる箇所での磁束密度を高めるために、金属を含むヨークを有していてもよい。本実施形態の保護素子３１のように磁石が２個存在する場合には、ヨークは、それらを接続するように設置される。

【0058】

上記ヨークに含まれる金属としては、例えば、鉄、ニッケル、コバルト、アルミニウム、シリコン、クロム、マンガン、ボロン、ニオブ、亜鉛等が挙げられる。

【0059】

一の態様において、筐体ベース１５および筐体カバー１６の少なくとも一方は、金属材料から形成されていてもよい。金属材料を用いることにより、上記磁石からの漏れ磁束による電磁気妨害を抑制することができる。

【0060】

筐体ベース１５および筐体カバー１６を構成する材料が金属材料である場合、筐体ベース１５または筐体カバー１６は上記ヨークとしても利用することができる。筐体ベース１５および筐体カバー１６をヨークとして用いることにより、保護装置のサイズを大きくすることなく、アークに作用する磁束の磁束密度を高めることができ、また、磁束の漏れをより低減することができる。

【0061】

上記上方プレートを構成する金属材料としては、好ましくは、ニッケル、ステンレス、鉄、銅、アルミニウム、スズ、チタン、あるいはこれら金属の合金等を用いることができる。好ましい態様において、筐体ベース１５および筐体カバー１６を構成する金属材料は、鉄、ニッケル、これら金属の合金等である。

【0062】

筐体ベース１５および筐体カバー１６は、好ましくは磁石に接するように設置される。これにより磁束の漏れをより低減することができる。

【0063】

以上、本発明の実施形態１〜３について説明したが、上記実施形態１〜３の保護素子は種々の改変が可能である。

【0064】

例えば、上記実施形態においては、可動ターミナルに、可動ターミナルが固定ターミナルから離隔する方向の力を負荷した状態とするために、トーションバネ６が用いられているが、本発明はこの態様に限定されない。

【0065】

例えば、一の態様において、トーションバネの代わりに圧縮バネ、引張りバネ、板バネ等を用いてもよい。

【0066】

別の態様において、トーションバネの代わりに、他の弾性体、例えばゴムを用いてもよい。

【0067】

別の態様において、トーションバネのように別途弾性体を用いずに、可動ターミナル自体に弾性を持たせてもよい。例えば、可動ターミナル自体を板バネとして用いてもよい。

【0068】

また、上記実施形態１〜３においては、動作時に曲がりやすいように、可動ターミナルに溝９が設けられているが、本発明はこの態様に限定されない。

【0069】

一の態様において、溝の代わりに、該溝に対応する箇所の両端に切欠きを設け、ターミナルの幅を小さくしてもよい。

【0070】

別の態様において、溝の代わりに、該溝に対応する箇所の一部に貫通孔を設けてもよい。

【0071】

尚、上記溝等は、必須の構成要素ではなく、存在しなくてもよい。

【0072】

また、上記実施形態１〜３においては、接点部８は一つのみであるが、本発明はこの態様に限定されない。

【0073】

例えば、一の態様において、接点部は並列に複数存在してもよい。具体的には、可動ターミナルにおいて可動部が２つに分かれその先端がそれぞれ接点部（いわゆるダブルメーク接点）であってもよい。接点部の数を増やすことにより、固定ターミナルと可動ターミナルとの接点の面積が大きくなることから、抵抗を低くするという観点から好ましい。一方、複数の接点部が開くタイミングのずれが生じにくく、アークの発生が抑制されるという観点からは、接点部を一つのみとする上記実施形態が好ましい。

【0074】

（第４実施形態）
図７および図８に、本発明の保護素子５１の回路が閉じた状態の斜視図および断面図を示す。また、図９および図１０に、本発明の保護素子５１の回路が開いた状態の斜視図および断面図を示す。また、図１１は、図７の保護素子５１における、連結部材５４とスライダー５８の断面図を示す。尚、図７および図９において、保護素子５１の筐体カバーは、点線で表している。

【0075】

図７および図８に示されるように、本発明の保護素子５１は、主な構成要素として、第１固定ターミナル５２、第２固定ターミナル５３、連結部材５４、第３ターミナル５５、接合材５６、発熱体５７、スライダー５８、磁石６４、圧縮バネ５９およびトーションバネ６０を有して成る。第１固定ターミナル５２および第２固定ターミナル５３（以下、まとめて「固定ターミナル５２，５３」ともいう）と連結部材５４は、連結部材５４が固定ターミナル５２，５３から離隔する方向の力が負荷された状態で接合材５６により電気的に接続されて、主ラインを構成している。発熱体５７は、固定ターミナル５２，５３と連結部材５４の接点部６３、即ち接合材５６が存在する箇所の下方に配置されている。発熱体５７の一方の電極は、配線６２を介して第３ターミナル５５に接続され、他方の電極は、配線６９およびガイド軸６１を介して連結部材５４に接続されている。第３ターミナル５５、配線６２、発熱体５７、配線６９、ガイド軸６１、連結部材５４および第１固定ターミナル５２または第２固定ターミナル５３は、副ラインを構成している。上記固定ターミナル５２，５３、連結部材５４、第３ターミナル５５、接合材５６、発熱体５７、スライダー５８、磁石６４、圧縮バネ５９、トーションバネ６０、ガイド軸６１および配線６２は、各ターミナルの一部以外は、筐体ベース６６および筐体カバー６７からなる筐体６５中に収容されている。

【0076】

正常時、即ち動作前の本発明の保護素子５１を、図７および図８に示す。この状態において、保護素子５１の接点は閉じており、電流は、主ラインを第１固定ターミナル５２、連結部材５４、および第２固定ターミナル５３の順（またはその逆）に流れる。副ラインには電流は実質的に流れない。

【0077】

異常時、即ち動作後の本発明の保護素子５１を、図９および図１０に示す。異常時には、副ラインに通電がなされ、発熱体５７は熱を生じる。発熱体５７で生じた熱により接合材５６が溶融または軟化すると、連結部材５４は上方に持ち上げられ、固定ターミナル５２，５３と連結部材５４間の接続が解除され、主ラインの電流は遮断される。

【0078】

上記固定ターミナル５２，５３を構成する材料としては、特に限定されないが、例えば銅、鉄、亜鉛、錫、ニッケル、アルミニウム、ベリリウム、コバルト、マンガン、クロムならびにこれらの合金が挙げられ、好ましくは銅である。

【0079】

本発明の保護素子に用いられる固定ターミナル５２，５３の形状は、特に限定されないが、好ましくは、接点部において平面形状を有する。一の態様において、固定ターミナル５２，５３の形状は、全体として矩形である。尚、「全体として矩形」とは、貫通孔、くびれ部分、爪等が存在した場合にはこれらを無視する、あるいはこれらが存在しないと仮定した場合に、矩形であることを意味する。

【0080】

上記一対の固定ターミナル５２，５３は、離隔して、各ターミナルに流れる電流のベクトルがなす角度が０°以上１５０°以下となるように配置される。各ターミナルに流れる電流のベクトルがなす角度は、好ましくは０°以上９０°以下、より好ましくは０°以上６０°以下、さらに好ましくは０°以上３０°以下、さらにより好ましくは０°以上１０°以下、特に好ましくは実質的に０°である。ここに、「ターミナルに流れる電流のベクトル」とは、ターミナルの向きを示すために用いられ、電流が流れる方向を意味する。例えば、固定ターミナル５２、連結部材５４、固定ターミナル５３の順に電流が流れる場合には、固定ターミナル５２に流れる電流のベクトルは、固定ターミナル５２の長さ方向に平行で固定ターミナル５２から連結部材５４に向かう方向のベクトルであり、固定ターミナル５３に流れる電流のベクトルは、固定ターミナル５３の長さ方向に平行で連結部材５４から固定ターミナル５３に向かう方向のベクトルである。即ち、本実施形態においては、各ターミナルに流れる電流のベクトルがなす角度は、実質的に０°である。

【0081】

上記のように各ターミナルに流れる電流のベクトルがなす角度を０°以上１５０°以下とすることにより、固定ターミナル５２，５３と連結部材５４を面接触させることが容易になり、接点における抵抗を低減することが容易になる。その結果、定格電流をより大きくすることができる。各ターミナルに流れる電流のベクトルがなす角度を０°に近づけることにより、固定ターミナル５２，５３と連結部材５４を面接触させることがより容易になる。

【0082】

好ましい態様において、固定ターミナル５２，５３は、互いの先端が空間的に重ならないように配置される。ここに、「互いの先端が空間的に重ならない」とは、一方の固定ターミナルの先端が、他方の固定ターミナルの側面からその面に垂直に伸びる空間にないことを意味する。なお、ここに言う側面とは、長さ方向に平行または略平行な面を意味する。

【0083】

固定ターミナル５２，５３は、互いの先端が空間的に重ならないように配置することにより、固定ターミナル５２，５３と連結部材５４を面接触させることが容易になる。また、固定ターミナル５２，５３間に重なりがないことから、固定ターミナル間の浮遊容量を低減することができる。

【0084】

上記連結部材５４を構成する材料としては、特に限定されないが、例えば銅、鉄、亜鉛、錫、ニッケル、アルミニウム、ベリリウム、コバルト、マンガン、クロムならびにこれらの合金が挙げられ、好ましくは銅である。

【0085】

好ましい態様において、連結部材５４を構成する材料と固定ターミナル５２，５３を構成する材料は、同じである。

【0086】

本発明の保護素子に用いられる連結部材５４の形状は、固定ターミナル５２，５３を連結し、動作時に固定ターミナル５２，５３から離隔できる形状であれば、特に限定されない。

【0087】

本実施形態においては、連結部材５４は、中央に凸部７１を有し、その両端に接続部７２を有し、さらにその外側に斜め上方に向かって折れ曲がった羽部７３を有する。凸部７１の中央には貫通口７４が設けられている。連結部材５４は、ガイド軸６１に挿通された状態で、固定ターミナル５２，５３に、接合材５６により接合されている。

【0088】

好ましい態様において、連結部材５４は、接点部において平面形状を有する。特に好ましくは、固定ターミナル５２，５３および連結部材５４は、共に接点部において平面形状を有する。接点部において固定ターミナル５２，５３および連結部材５４を平面形状とすることにより、接合が容易になり、さらに接点部の面積の調整が容易になり、要求に応じた電気的特性および切断特性をより容易に得ることができる。

【0089】

連結部材５４の下方には、圧縮バネ５９が、ガイド軸６１に挿通され、圧縮された状態で配置されている。これにより、連結部材５４には、連結部材が固定ターミナルから離隔する方向の力が負荷された状態となっている。

【0090】

上記スライダー５８を構成する材料としては、絶縁材料、例えば絶縁性セラミック、例えばアルミナ、ジルコニア等、樹脂、例えば液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ樹脂）等の耐熱性樹脂を用いることができる。強度および耐熱性が高いことから、上記材料は、絶縁性セラミックが好ましい。また、発熱体で生じた熱を奪わないように、上記材料は、熱伝導率の低い材料、例えばジルコニアが好ましい。

【0091】

本発明の保護素子に用いられるスライダー５８の形状は、動作時に連結部材５４の下方に潜り込むことができる形状であれば、特に限定されない。

【0092】

本実施形態においては、スライダー５８は、一の側面が斜面７５となっている。スライダー５８は、斜面７５が連結部材５４の羽部７３の下面に接触するように配置される。

【0093】

スライダー５８は、トーションバネ６０により連結部材５４に押しつけられた状態にある。即ち、一対のスライダー５８は、連結部材５４に向かう方向、即ち互いに近づく方向の力が負荷された状態で配置されている。かかる力は水平方向（即ち、固定ターミナルの面に平行な方向）に作用するが、スライダー５８の斜面７５および連結部材５４の羽部７３は、斜めに接しているので、連結部材５４に伝わる力は、上方向（即ち、固定ターミナルの面に垂直な方向）の力に変換される。これにより、連結部材５４は、連結部材が固定ターミナルから離隔する方向の力が負荷された状態となっている。

【0094】

保護素子５１が動作した場合、上記スライダーは、固定ターミナル５２，５３と連結部材５４間の間に挿入された状態となり、両者を離隔する。従って、絶縁性の高いスライダーを用いることにより、動作後の固定ターミナル５２，５３と連結部材５４間の距離を小さくすることができる。従って、保護素子全体の低背化も可能になる。

【0095】

上記接合材５６は、所定の温度以上で溶融または軟化する。接合材５６を構成する材料は、導電性であり、かつ所定の温度以上で溶融または軟化する材料であれば特に限定されず、好ましくは低融点金属が用いられる。具体的には、上記した第１実施態様における接合材６と同様のものがあげられる。

【0096】

上記低融点金属は、固定ターミナル５２，５３と連結部材５４の接合領域の全面にわたって存在していてもよく、一部のみに存在していてもよい。好ましい態様において、低融点金属は、接合領域の実質的に全面に存在する。

【0097】

上記発熱体５７は、通電により熱を生じるものであれば特に限定されない。上記発熱体としては、例えば抵抗体（例えば、ニクロム線）を用いた素子、ＰＴＣ素子などを用いることができる。

【0098】

上記発熱体の形状は、特に限定されないが、発熱体で生じた熱をより効率よく接合材に伝えるという観点からは、発熱体が熱を伝えるべき部材に対応する形状であることが好ましい。図示した例においては、発熱体が熱を伝えるべき部材は固定ターミナル５２，５３であるので、発熱体５７の形状は、固定ターミナル５２，５３の下面の形状、即ち平面形状であることが好ましい。

【0099】

上記発熱体５７は、好ましくは主ラインとは別の副ライン中に接続され、連結部材と前記一対の固定ターミナルの接点部が発熱体の熱影響下にあるように配置される。

【0100】

また、発熱体は、接点部に均等に熱を伝えることができる位置に配置することが好ましい。発熱体をこのように配置することにより、動作時において、上記接合材５６に可能な限り均一に熱が伝わり、均一に溶融または軟化することができる。接合材が均一に溶融または軟化することにより、アークの発生を抑制することができる。

【0101】

一の態様において、発熱体は、固定ターミナルの下に配置され、発熱体の上方において、固定ターミナルと可動ターミナルが接続材により接続されている。即ち、発熱体の上方に接点部６３が位置する。

【0102】

好ましい態様において、発熱体は、固定ターミナルに直接固定される。固定方法としては、特に限定されないが、ボルトによる固定、接着剤による固定、フック、爪などによる固定が挙げられる。好ましい態様において、上記固定は、伝熱セメントなどの熱伝導性の接着剤を用いて行われる。

【0103】

保護素子５１においては、発熱体５７を接点部６３およびその近傍に広く接触させることにより、発熱体５７で生じた熱を、均一かつ迅速に接合材５６に伝えることができる。

【0104】

保護素子５１において、上記発熱体５７への通電は、第１固定ターミナル５２または第２固定ターミナル５３および第３ターミナル５５を介して行われる。第３ターミナル５５は、配線６２を介して発熱体５７に電気的に接続されている。第１固定ターミナル５２または第２固定ターミナル５３は、連結部材５４、ガイド軸６１および配線６９を介して発熱体５７に電気的に接続されている。連結部材５４とガイド軸６１の接続は、両者直接接触するように配置してもよく、他のフレキシブルなワイヤー等を用いて行ってもよい。

【0105】

本実施形態において、保護素子５１は、一対の磁石６４を有する。かかる磁石６４は、その間に接点部６３が位置するように、配置されている。

【0106】

これらの磁石６４は、好ましくは、一方の磁石のＳ極と他方の磁石のＮ極が向かい合うように配置される。

【0107】

好ましい態様において、上記磁石６４は、磁束の方向が、アークの方向（即ち、接点において電流の流れる方向）と平行にならないように、好ましくは４５°以上になるように、より好ましくは実質的に直角になるように配置される。磁束の方向が、アークの方向を直角に近づけることによりアークを効率よく側面方向に引き延ばすことができる。

【0108】

接点が開く際、固定ターミナル５２，５３と連結部材５４の間には、アークが生じ得る。接点で生じたアークは、磁石６４により生じる磁場によるローレンツ力の作用により、側壁方向に引き延ばされる。これによりアークは、迅速に減衰し、アークによる筐体の損傷等の不具合を回避することができる。また、アークを迅速に減衰、消滅させることができるので、保護装置の定格電流および定格電圧をより大きくすることができる。

【0109】

上記磁石は、永久磁石であっても、電磁石であってもよい。永久磁石を用いる場合には、電力を要しない点で有利である。また、電磁石を用いる場合には、磁場の極性を変更することが可能になり、アークに作用するローレンツ力の方向を制御できる点で有利である。好ましい態様において、磁石は、永久磁石である。

【0110】

上記永久磁石としては、特に限定されないが、例えば、ネオジム磁石、サマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石、フェライト磁石等が挙げられる。

【0111】

一の態様において、上記磁石は、アークが生じる箇所での磁束密度を高めるために、金属を含むヨークを有していてもよい。本実施形態の保護素子５１のように磁石が２個存在する場合には、ヨークは、それらを接続するように設置される。

【0112】

上記ヨークに含まれる金属としては、例えば、鉄、ニッケル、コバルト、アルミニウム、シリコン、クロム、マンガン、ボロン、ニオブ、亜鉛等が挙げられる。

【0113】

上記筐体ベース６６および筐体カバー６７を構成する材料は、特に限定されない。

【0114】

一の態様において、筐体ベース６６および筐体カバー６７は、樹脂、特に耐熱性樹脂、アークに耐性を有する樹脂により形成される。このような樹脂を用いることにより、アークが生じた場合でも不具合が生じにくい保護素子を得ることができる。また、高温環境に付された場合であっても、保護素子の変形を防止することができる。かかる樹脂としては、上記第１実施形態で挙げた樹脂が挙げられる。

【0115】

図７および図８に示すように、正常時、一対の固定ターミナル５２，５３と連結部材５４は、連結部材５４に固定ターミナル５２，５３から離隔させる方向の力を作用させた状態で、接合材５６により接合されている。上記の連結部材５４を固定ターミナル５２，５３から離隔させる方向の力は、連結部材５４の下方にある圧縮状態の圧縮バネ５９により与えられる。さらに、該力は、スライダー５８が連結部材５４の羽部７３の下面を押すことによっても与えられる。この状態において、保護素子５１の接点は閉じており、電流は、主ラインを固定ターミナル５２、連結部材５４、および固定ターミナル５３の順（またはその逆）に流れる。副ラインには電流は実質的に流れない。

【0116】

図７および図８に示すように、異常時、連結部材５４は、上方に移動し、一対の固定ターミナル５２，５３との電気的接続は解除され、主ラインはオープン状態となり電流は遮断される。より詳細には、異常時、発熱体５７を含む副ラインに通電がなされ、発熱体５７は熱を生じる。発熱体５７で生じた熱は、発熱体５７の熱影響下にある接合材５６に伝わる。この熱により接合材５６が溶融または軟化すると、固定ターミナル５２，５３と連結部材５４の接合力が低下または消失する。連結部材５４には固定ターミナル５２，５３から離隔する方向の力が負荷された状態にあるので、連結部材５４は上方に持ち上げられ、短時間に固定ターミナル５２，５３と連結部材５４間の距離は絶縁距離に達し、アークの発生が抑制される。従って、本発明の保護素子５１は、高い定格電圧を有し得る。さらに、一対のスライダー５８は、トーションバネ６０の力により、連結部材５４の方向に移動し、連結部材５４は、スライダー５８の斜面に沿って上方に持ち上げられる。この効果により、さらに短時間に固定ターミナル５２，５３と連結部材５４間の距離は絶縁距離に達することが可能になる。また、スライダー５８は、連結部材５４の下に潜り込むように移動し、固定ターミナル５２，５３と連結部材５４の間を遮る。従って、アークの発生をより抑制することができる。

【0117】

また、本発明の保護素子５１は、接点部６３において、固定ターミナル５２，５３と連結部材５４を面接続することができるので、接点部６３の面積（即ち、接合材５６が存在する面積）を大きくすることが容易になり、さらに抵抗値を小さくすることができる。従って、本発明の保護素子５１は、高い定格電流を有し得る。

【0118】

上記のように、本発明の保護素子は、高い定格電流と高い定格電圧を有することから、種々の電気装置において好適に用いられる。従って、本発明は、本発明の保護素子を有して成ることを特徴とする電気装置をも提供する。

【0119】

（第５実施形態）
図１２に、本発明の保護素子８１の回路が閉じた状態の斜視図を示す。尚、図１２において、保護素子８１の筐体カバーは、点線で表している。

【0120】

図１２に示すように、本実施形態の保護素子８１は、スライダーのスライド方向が固定ターミナルの幅方向である点で、上記した保護素子５１と異なる。また、スライダーを動かす動力として、保護素子５１ではトーションバネを用いていたが、保護素子８１では、磁石を用いている点で異なる。

【0121】

より詳細には、本実施形態の保護素子８１において、一対のスライダー８８は、斜面が互いに向き合い、かつ、固定ターミナル５２，５３の長さ方向に平行になるように配置される。スライダー８８の後方（即ち、斜面と反対側の側面側）には、磁石６４が配置される。一対のスライダー８８間には、連結部材８４が配置されている。保護素子８１における連結部材８４は、羽部がスライダー８８の斜面に沿って伸びている。

【0122】

磁石６４は、保持部材８２に保持されており、保持部材８２は、シャフト８３に挿通されている。

【0123】

一の態様において、保持部材またはシャフト、あるいはその両方は、金属で形成される。保持部材およびシャフトを金属で形成することにより、これらはヨークとして機能し、アークが生じる箇所での磁束密度を高めることができる。

【0124】

一の態様において、シャフト８３には、スライダー８８がスライドする力を補助するために、バネ、例えば圧縮バネ、引張りバネ、板バネ、トーションバネ等が設けられていてもよい。例えば、図１２に示す態様において、保持部材８２と筐体ベース６６間のシャフトに圧縮バネを設けてもよい。

【0125】

異常時、発熱体を含む副ラインに通電がなされ、発熱体で生じた熱により接合材が溶融または軟化し、固定ターミナル５２，５３と連結部材８４の接合力が低下または消失する。その結果、一対の磁石６４は、シャフト８３に沿って互いに近づく方向に移動する。この磁石に押されるようにスライダー８８は、互いに近づく方向に移動し、連結部材８４を上方に押し上げる。この効果により、さらに短時間に固定ターミナル５２，５３と連結部材８４間の距離が絶縁距離に達することが可能になる。また、スライダー８８は、連結部材８４の下に潜り込むように移動し、固定ターミナル５２，５３と連結部材８４の間を遮る。従って、アークの発生をより抑制することができる。また、この態様においては、スライダーの移動と共に磁石間の距離も近づくため、接点における磁束密度が大きくなり、消弧効果が大きくなる。

【0126】

以上、本発明の第４および第５実施形態について説明したが、本発明の保護素子は種々の改変が可能である。

【0127】

例えば、上記第４および第５実施形態においては、連結部材の下に圧縮バネを配置することにより、連結部材に、一対の固定ターミナルから離隔する方向の力を作用させている。しかしながら、本発明はかかる態様に限定されず、かかる圧縮バネは設置しなくてもよい。この場合、スライダーによってのみ、連結部材を一対の固定ターミナルから離隔する方向の力が作用する。

【0128】

また、連結部材を一対の固定ターミナルから離隔する方向の力を得るために用いるバネは圧縮バネに限定されず、圧縮バネ、引張りバネ、板バネ、トーションバネ等の各種バネから選択される１種または２種以上を用いてもよい。

【0129】

別の態様において、バネの代わりに、他の弾性体、例えばゴムを用いてもよい。

【0130】

上記第４および第５実施形態においては、第１固定ターミナルと連結部材の接点部と、第２固定ターミナルと連結部材の接点部は、同じ１つの発熱体の熱影響下にある。しかしながら、本発明はかかる態様に限定されず、それぞれの接点部の加熱に別個の発熱体を用いてもよい。

【0131】

上記第４および第５実施形態においては、副ラインは、第３ターミナル５５、配線６２、発熱体５７、配線６９、ガイド軸６１、連結部材５４および第１固定ターミナル５２または第２固定ターミナル５３から構成されている。即ち、発熱体５７の一方の電極は、配線６２を介して第３ターミナル５５に接続され、他方の電極は、配線６９およびガイド軸６１を介して連結部材５４に接続されている。本発明は上記態様に限定されず、例えば、他方の電極は、連結部材５４ではなく、固定ターミナル５２または固定ターミナル５３に接続してもよい。

【0132】

上記第４および第５実施形態においては、副ラインが主ラインに接続され、副ラインのターミナルとしても固定ターミナルが用いられている。しかしながら、本発明はかかる態様に限定されず、副ラインを主ラインと完全に別個の回路としてもよい。例えば、第３ターミナルに加え、第４ターミナルを設け、第３ターミナルおよび第４ターミナルのそれぞれに発熱体を接続して副ラインを構成してもよい。

【0133】

本発明は、特に限定されないが、以下の態様を開示する。
１． 固定ターミナルと、
可動ターミナルと、
所定の温度以上で溶融または軟化する接合材と、
通電により発熱する発熱体と、
を有して成る保護素子であって、
前記固定ターミナルと前記可動ターミナルは、可動ターミナルが固定ターミナルから離隔する方向の力が負荷された状態で、前記接合材により電気的に接続されて、主ラインを構成し、
前記発熱体は、前記主ラインとは別の副ライン中に接続され、かつ、前記固定ターミナルと前記可動ターミナルの接点部が発熱体の熱影響下にあるように配置され、
前記発熱体に通電することにより、発熱体が発熱し、この熱により前記接合材が溶融または軟化して、前記固定ターミナルと前記可動ターミナル間の接続が解除され、可動ターミナルが固定ターミナルから電気的に離隔され、主ラインが開く、保護素子。
２． さらに第３ターミナルを有し、
前記発熱体は、前記第３ターミナルに電気的に接続され、さらに前記固定ターミナルまたは前記可動ターミナルに電気的に接続され、
前記第３ターミナル、前記発熱体、および前記固定ターミナルおよび／または前記可動ターミナルは、副ラインを構成する、
態様１に記載の保護素子。
３． 前記副ラインは、前記固定ターミナルと前記可動ターミナルとの接点部を含み、可動ターミナルが動作することにより、主ラインと同時に副ラインも開く、態様２に記載の保護素子。
４． さらに第３ターミナルおよび第４ターミナルを有し、
前記発熱体は、前記第３ターミナルおよび前記第４ターミナルに電気的に接続され、
前記第３ターミナル、前記発熱体、および前記第４ターミナルは、副ラインを構成する、
態様１に記載の保護素子。
５． さらに、圧縮バネ、引張りバネ、板バネおよびトーションバネから選択される１種またはそれ以上のバネを有し、
前記可動ターミナルが固定ターミナルから離隔する方向の力が、前記バネにより加えられている、態様１〜４のいずれかに記載の保護素子。
６． 前記バネが、トーションバネである、態様５に記載の保護素子。
７． 前記固定ターミナルおよび可動ターミナルは、少なくとも接点部が板状である、態様１〜６のいずれかに記載の保護素子。
８． 前記可動ターミナルが、溝を有し、該溝に沿って折れ曲がることにより可動する、態様１〜７のいずれかに記載の保護素子。
９． 前記発熱体が、前記固定ターミナルの下に配置され、発熱体の上方において、前記固定ターミナルと前記可動ターミナルが前記接続材により接続されている、態様１〜８のいずれかに記載の保護素子。
１０． さらに、磁石を有し、
該磁石は、その磁界範囲内に前記固定ターミナルと前記可動ターミナルの接点が含まれ、かつ、該接点における電流の向きと磁束の向きが平行とならないように設置される、態様１〜９のいずれかに記載の保護素子。
１０． 一対の固定ターミナルと、
連結部材と、
所定の温度以上で溶融または軟化する接合材と、
通電により発熱する発熱体と、
を有して成る保護素子であって、
前記一対の固定ターミナルは、離隔して配置され、
前記一対の固定ターミナルの各ターミナルに流れる電流のベクトルがなす角度が、０°以上１５０°以下であり、
前記連結部材は、前記一対の固定ターミナルを連結するように配置され、
前記連結部材と前記一対の固定ターミナルは、連結部材が一対の固定ターミナルから離隔する方向の力が負荷された状態で、前記接合材により電気的に接続されて、主ラインを構成し、
前記発熱体は、前記主ラインとは別の副ライン中に接続され、かつ、前記連結部材と前記一対の固定ターミナルの接点が発熱体の熱影響下にあるように配置され、
前記発熱体に通電することにより、発熱体が発熱し、前記接合材が溶融または軟化して、前記連結部材と前記固定ターミナル間の接続が解除され、連結部材が固定ターミナルから電気的に離隔され、主ラインが開く、保護素子。
１１． さらに第３ターミナルを有し、
前記発熱体は、前記第３ターミナルに電気的に接続され、さらに前記固定ターミナルの少なくとも１つまたは前記連結部材に電気的に接続され、
前記第３ターミナル、前記発熱体、および前記固定ターミナル、または、前記第３ターミナル、前記発熱体、前記連結部材、および前記固定ターミナルは、副ラインを構成する、
態様１０に記載の保護素子。
１２． 前記発熱体は、前記連結部材に電気的に接続されて副ラインを構成しており、前記連結部材が前記一対の固定ターミナルから離隔することにより、主ラインと同時に副ラインも開く、態様１１に記載の保護素子。
１３． さらに第３ターミナルおよび第４ターミナルを有し、
前記発熱体は、前記第３ターミナルおよび前記第４ターミナルに電気的に接続され、
前記第３ターミナル、前記発熱体、および前記第４ターミナルは、副ラインを構成する、
態様１０に記載の保護素子。
１４． さらに、圧縮バネ、引張りバネ、板バネおよびトーションバネから選択される１種またはそれ以上のバネを有し、
前記連結部材が一対の固定ターミナルから離隔する方向の力が、前記バネにより加えられている、態様１０〜１３のいずれかに記載の保護素子。
１５． 前記バネが、圧縮バネである、態様１４に記載の保護素子。
１６． さらに、絶縁性のスライダーを有し、
前記スライダーは、前記連結部材が前記一対の固定ターミナルから離隔した場合に、スライドし、連結部材と固定ターミナル間を物理的、電気的に離隔する、態様１０〜１５のいずれかに記載の保護素子。
１７． 前記スライダーは一対のスライダーであり、前記連結部材を挟んで対向して設置され、連結部材が前記一対の固定ターミナルから離隔した場合に、互いに他方のスライダーに向かってスライドする、態様１６に記載の保護素子。
１８． 前記スライダーの推力は、バネにより得られる、態様１６または１７に記載の保護素子。
１９． 前記一対の固定ターミナルは、少なくとも接点部が平面形状を有する、態様１０〜１８のいずれかに記載の保護素子。
２０． 前記発熱体は、前記一対の固定ターミナルと連結部材の接点部の下に配置されている、態様１０〜１９のいずれかに記載の保護素子。
２１． さらに、磁石を有し、
該磁石は、その磁界範囲内に前記固定ターミナルと前記可動ターミナルの接点が含まれ、かつ、該接点における電流の向きと磁束の向きが平行とならないように設置される、態様１〜２０のいずれかに記載の保護素子。
２２． 前記磁石が一対の磁石であり、該一対の磁石が、前記固定ターミナルと前記可動ターミナルの接点が該一対の磁石の間に位置するように配置されている、態様２１に記載の保護素子。
２３． 態様１〜２２のいずれかに記載の保護素子を有する電気装置。

【産業上の利用可能性】

【0134】

本発明の保護素子は、種々の電子装置および電気装置の保護装置として好適に利用できる。

【符号の説明】

【0135】

１…保護素子、２…固定ターミナル、３…可動ターミナル、４…接合材、
５…発熱体、６…バネ、８…接点部、９…溝、１０…可動部、１１…固定部、
１２…ネジ、１３…腕、１４…筐体、１５…筐体ベース、１６…筐体カバー、
１７…第３ターミナル、１８…第４ターミナル、
２１…保護素子、２２…配線、
３１…保護素子、３２…磁石、３３…磁石、
５１…保護素子、５２…第１固定ターミナル、５３…第２固定ターミナル、
５４…連結部材、５５…第３ターミナル、５６…接合材、５７…発熱体、
５８…スライダー、５９…圧縮バネ、６０…トーションバネ、６１…ガイド軸、
６２…配線、６３…接点部、６４…磁石、１５…筐体、
６６…筐体ベース、６７…筐体カバー、６８…絶縁体、６９…配線、
７１…凸部、７２…接続部、７３…羽部、７４…貫通口、７５…斜面、
８１…保護素子、８２…保持部材、８３…シャフト、８４…連結部材、
８８…スライダー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】