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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023159587
(43)【公開日】2023-11-01
(54)【発明の名称】保護素子
(51)【国際特許分類】
H01H 37/76 20060101AFI20231025BHJP
【ＦＩ】
H01H37/76 F
【審査請求】未請求
【請求項の数】24
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022069360
(22)【出願日】2022-04-20
(71)【出願人】
【識別番号】000108410
【氏名又は名称】デクセリアルズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100165179
【弁理士】
【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡
(74)【代理人】
【識別番号】100163496
【弁理士】
【氏名又は名称】荒 則彦
(74)【代理人】
【識別番号】100142424
【弁理士】
【氏名又は名称】細川 文広
(74)【代理人】
【識別番号】100114937
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 裕幸
(72)【発明者】
【氏名】和田 豊
(72)【発明者】
【氏名】米田 吉弘
(72)【発明者】
【氏名】内田 俊介
【テーマコード（参考）】
5G502
【Ｆターム（参考）】
5G502AA01
5G502AA02
5G502AA09
5G502AA11
5G502BA04
5G502BB07
5G502BB19
5G502BC03
5G502BD06
5G502BE09
5G502CC14
5G502EE06
5G502FF08
5G502KK02
(57)【要約】
【課題】アーク放電の発生を低減できるとともに、発生したアーク放電の継続を抑制でき、かつ種々の温度環境でもヒューズエレメントの切断部が切断されにくい保護素子を提供する。
【解決手段】第１端部と第２端部との間に切断部を有し、前記第１端部から前記第２端部に向かう第１方向に通電されるヒューズエレメントと、前記切断部を挟み込むように対向配置された凸部を有する可動部材および前記凸部を挿入可能な凹部を有する凹状部材と、前記可動部材と前記凹状部材とで前記切断部を挟み込む方向の相対的な距離を縮めるように力を加える押圧手段とを備え、前記ヒューズエレメントの軟化温度以上の温度において、前記押圧手段の前記力により前記切断部が切断される保護素子であって、前記ヒューズエレメントの前記切断部は、少なくとも一部に貫通孔および薄肉部の一方または両方を有する保護素子。
【選択図】図１
【解決手段】第１端部と第２端部との間に切断部を有し、前記第１端部から前記第２端部に向かう第１方向に通電されるヒューズエレメントと、前記切断部を挟み込むように対向配置された凸部を有する可動部材および前記凸部を挿入可能な凹部を有する凹状部材と、前記可動部材と前記凹状部材とで前記切断部を挟み込む方向の相対的な距離を縮めるように力を加える押圧手段とを備え、前記ヒューズエレメントの軟化温度以上の温度において、前記押圧手段の前記力により前記切断部が切断される保護素子であって、前記ヒューズエレメントの前記切断部は、少なくとも一部に貫通孔および薄肉部の一方または両方を有する保護素子。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１端部と第２端部との間に切断部を有し、前記第１端部から前記第２端部に向かう第１方向に通電されるヒューズエレメントと、前記切断部を挟み込むように対向配置された凸部を有する可動部材および前記凸部を挿入可能な凹部を有する凹状部材と、前記可動部材と前記凹状部材とで前記切断部を挟み込む方向の相対的な距離を縮めるように力を加える押圧手段とを備え、前記ヒューズエレメントの軟化温度以上の温度において、前記押圧手段の前記力により前記切断部が切断される保護素子であって、
前記ヒューズエレメントの前記切断部は、少なくとも一部に貫通孔および薄肉部の一方または両方を有する保護素子。
前記ヒューズエレメントの前記切断部は、少なくとも一部に貫通孔および薄肉部の一方または両方を有する保護素子。
【請求項2】
前記貫通孔および前記薄肉部の最大径が、前記切断部の前記第１方向に直交する第２方向の長さの１５％以上、２５％以下の範囲内にある請求項１に記載の保護素子。
【請求項3】
前記ヒューズエレメントは、前記切断部以外の少なくとも一部に、前記切断部の前記貫通孔および前記薄肉部を除く平面部分よりも厚みが厚い厚肉部を有する請求項１に記載の保護素子。
【請求項4】
前記厚肉部の厚さは、前記切断部の前記平面部分の厚さに対して１５０％以上、２５０％以下の範囲内にある請求項３に記載の保護素子。
【請求項5】
前記厚肉部の前記第１方向に直交する前記第２方向の長さが、前記切断部の前記第２方向の長さよりも長い請求項３に記載の保護素子。
【請求項6】
前記厚肉部の前記第２方向の長さが、前記切断部の前記第２方向の長さに対して１２０％以上、１６０％以下の範囲内にある請求項５に記載の保護素子。
【請求項7】
前記切断部が、平面視で前記凹状部材の前記凹部の内側に配置され、かつ平面視で前記凹状部材の前記凹部の内面に近接する位置に配置される請求項１または請求項２に記載の保護素子。
【請求項8】
前記ヒューズエレメントが、内層を低融点金属、外層を高融点金属とする積層体である請求項１に記載の保護素子。
【請求項9】
前記低融点金属は、ＳｎもしくはＳｎを主成分とする金属からなり、前記高融点金属は、ＡｇもしくはＣｕ、またはＡｇもしくはＣｕを主成分とする金属からなる請求項８に記載の保護素子。
【請求項10】
前記厚肉部の前記切断部の前記平面部分よりも厚みが厚い部分は、ＳｎもしくはＳｎを主成分とする金属、ＡｇもしくはＣｕ、またはＡｇもしくはＣｕを主成分とする金属からなる請求項３に記載の保護素子。
【請求項11】
前記押圧手段がバネである請求項１に記載の保護素子。
【請求項12】
前記バネが、円錐バネであり、外径の小さい側を前記切断部側に向けて配置されている請求項１１に記載の保護素子。
【請求項13】
前記可動部材の前記凸部は、平面視で前記凹状部材の前記凹部の内側のエリアの少なくとも一部と外周が重なる位置に配置され、
前記切断部が切断されることにより、前記凹部内に前記凸部が挿入される請求項１または請求項２に記載の保護素子。
前記切断部が切断されることにより、前記凹部内に前記凸部が挿入される請求項１または請求項２に記載の保護素子。
【請求項14】
前記第１端部に第１端子が電気的に接続され、前記第２端部に第２端子が電気的に接続されている請求項１または請求項２に記載の保護素子。
【請求項15】
前記ヒューズエレメントの前記押圧手段側もしくは前記凹状部材側に、前記切断部に接して配置もしくは近接する位置に配置された発熱部材を備える請求項１に記載の保護素子。
【請求項16】
前記発熱部材が、平面視で前記凹状部材の前記凹部の内側に配置されている請求項１５に記載の保護素子。
【請求項17】
前記発熱部材の前記第１方向の長さが、前記第１方向および前記第１方向と交差する前記第２方向と交差する、第３方向における前記凹部の長さよりも短い請求項１５または請求項１６に記載の保護素子。
【請求項18】
前記発熱部材が抵抗体を有し、前記抵抗体が前記発熱部材の前記切断部側に近接して配置されている請求項１５に記載の保護素子。
【請求項19】
前記抵抗体が、前記第１方向と交差する前記第２方向に沿って前記ヒューズエレメントと接している、または前記発熱部材を通して前記第１方向と交差する前記第２方向に沿って前記ヒューズエレメントと接している請求項１８に記載の保護素子。
【請求項20】
前記発熱部材が、給電部材により第３端子、もしくは前記第３端子および第４端子と、電気的に接続され、前記給電部材を介した通電により前記抵抗体が発熱する請求項１５に記載の保護素子。
【請求項21】
少なくとも前記ヒューズエレメントと前記可動部材と前記凹状部材の前記凹部と前記押圧手段とが収容される複数の部材から成るケースを有し、
前記押圧手段が前記可動部材と前記凹状部材とで前記切断部を挟み込む方向の相対的な距離を縮めるように力を加えた状態で、前記ケース内に収容されている請求項１に記載の保護素子。
前記押圧手段が前記可動部材と前記凹状部材とで前記切断部を挟み込む方向の相対的な距離を縮めるように力を加えた状態で、前記ケース内に収容されている請求項１に記載の保護素子。
【請求項22】
前記ケースの一部材が、前記押圧手段の伸縮方向に対向する第１内壁面と第２内壁面と、前記第１内壁面と前記第２内壁面とを繋ぐ側壁面とが同一部材で一体形成された収容部を有し、
前記ヒューズエレメントが切断されていない状態で、前記押圧手段より発生するケース内部の応力を前記第１内壁面と前記側壁面と前記第２内壁面とで鎹状に支え保持する請求項２１に記載の保護素子。
前記ヒューズエレメントが切断されていない状態で、前記押圧手段より発生するケース内部の応力を前記第１内壁面と前記側壁面と前記第２内壁面とで鎹状に支え保持する請求項２１に記載の保護素子。
【請求項23】
前記凹状部材および前記ケースが、ナイロンまたはセラミックスからなる請求項２１に記載の保護素子。
【請求項24】
前記切断部が、平面視で前記凹状部材の前記凹部内に配置され、かつ平面視で前記凹部の内面に近接する位置に配置され、
前記可動部材は、平面視で前記凹部の内側のエリアの少なくとも一部と外周が重なる位置であって、前記凸部は、前記切断部の一部と重なる位置に配置され、
前記ヒューズエレメントの前記切断部が切断されることにより、前記凹部内に前記凸部が挿入されるとともに、前記ヒューズエレメントの一部が折れ曲がるように前記凹部内に収容される請求項１または請求項２に記載の保護素子。
前記可動部材は、平面視で前記凹部の内側のエリアの少なくとも一部と外周が重なる位置であって、前記凸部は、前記切断部の一部と重なる位置に配置され、
前記ヒューズエレメントの前記切断部が切断されることにより、前記凹部内に前記凸部が挿入されるとともに、前記ヒューズエレメントの一部が折れ曲がるように前記凹部内に収容される請求項１または請求項２に記載の保護素子。
【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】
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、高電圧か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。
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、高電圧か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。
【0003】
高電圧か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では、ヒューズエレメントの切断時にアーク放電が発生しやすい傾向がある。このため、アーク放電の発生を低減できるとともに、発生したアーク放電の継続を抑制できる保護素子が求められている。このような保護素子として、例えば、切断部を有するヒューズエレメントと、その切断部を挟み込むように対向配置された凸部を有する可動部材およびその凸部を挿入可能な凹部を有する凹状部材と、その可動部材と凹状部材とで切断部を挟み込む方向の相対的な距離を縮めるように力を加える押圧手段とを備える保護素子が知られている（特許文献１）。この保護素子は、ヒューズエレメントの切断部が軟化温度以上の温度になると、押圧手段の力によって切断部が切断されるようにされている。特許文献１には、定格を超える電流が流れること以外の異常時においてもヒューズエレメントの切断部を軟化させやすくするために、切断部の近傍に発熱部材を配置して、その発熱部材を発熱させることが記載されている。また、特許文献１には、定格を超える電流が流れたときのヒューズエレメントの切断部を軟化させやすくする方法として、ヒューズエレメントの切断部の幅を狭くすることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０２１－１９０２９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１に記載されているように、ヒューズエレメントの切断部の幅を狭くすることは、切断部の軟化を起こしやすくする方法としては有効である。しかしながら、切断部の幅を狭くすることにより、冷熱サイクル（例えば、－４０℃～＋１００℃）、高温高湿、高温、低温等の温度環境によりヒューズエレメントの切断部が切断されることがあった。
【0006】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、アーク放電の発生を低減できるとともに、発生したアーク放電の継続を抑制でき、かつ温度環境によるヒューズエレメントの切断部の切断が起こりにくい保護素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
【0008】
［１］第１端部と第２端部との間に切断部を有し、前記第１端部から前記第２端部に向かう第１方向に通電されるヒューズエレメントと、前記切断部を挟み込むように対向配置された凸部を有する可動部材および前記凸部を挿入可能な凹部を有する凹状部材と、前記可動部材と前記凹状部材とで前記切断部を挟み込む方向の相対的な距離を縮めるように力を加える押圧手段とを備え、前記ヒューズエレメントの軟化温度以上の温度において、前記押圧手段の前記力により前記切断部が切断される保護素子であって、
前記ヒューズエレメントの前記切断部は、少なくとも一部に貫通孔および薄肉部の一方または両方を有する保護素子。
前記ヒューズエレメントの前記切断部は、少なくとも一部に貫通孔および薄肉部の一方または両方を有する保護素子。
【0009】
［２］前記貫通孔および前記薄肉部の最大径が、前記切断部の前記第１方向に直交する第２方向の長さの１５％以上、２５％以下の範囲内にある［１］に記載の保護素子。
［３］前記ヒューズエレメントは、前記切断部以外の少なくとも一部に、前記切断部の前記貫通孔および前記薄肉部を除く平面部分よりも厚みが厚い厚肉部を有する［１］または［２］に記載の保護素子。
［４］前記厚肉部の厚さは、前記切断部の前記平面部分の厚さに対して１５０％以上、２５０％以下の範囲内にある［３］に記載の保護素子。
［５］前記厚肉部の前記第１方向に直交する前記第２方向の長さが、前記切断部の前記第２方向の長さよりも長い［３］または［４］に記載の保護素子。
［６］前記厚肉部の前記第２方向の長さが、前記切断部の前記第２方向の長さに対して１２０％以上、１６０％以下の範囲内にある［５］に記載の保護素子。
［７］前記切断部が、平面視で前記凹状部材の前記凹部の内側に配置され、かつ平面視で前記凹状部材の前記凹部の内面に近接する位置に配置される［１］～［６］のいずれかに記載の保護素子。
［３］前記ヒューズエレメントは、前記切断部以外の少なくとも一部に、前記切断部の前記貫通孔および前記薄肉部を除く平面部分よりも厚みが厚い厚肉部を有する［１］または［２］に記載の保護素子。
［４］前記厚肉部の厚さは、前記切断部の前記平面部分の厚さに対して１５０％以上、２５０％以下の範囲内にある［３］に記載の保護素子。
［５］前記厚肉部の前記第１方向に直交する前記第２方向の長さが、前記切断部の前記第２方向の長さよりも長い［３］または［４］に記載の保護素子。
［６］前記厚肉部の前記第２方向の長さが、前記切断部の前記第２方向の長さに対して１２０％以上、１６０％以下の範囲内にある［５］に記載の保護素子。
［７］前記切断部が、平面視で前記凹状部材の前記凹部の内側に配置され、かつ平面視で前記凹状部材の前記凹部の内面に近接する位置に配置される［１］～［６］のいずれかに記載の保護素子。
【0010】
［８］前記ヒューズエレメントが、内層を低融点金属、外層を高融点金属とする積層体である［１］または［２］に記載の保護素子。
［９］前記低融点金属は、ＳｎもしくはＳｎを主成分とする金属からなり、前記高融点金属は、ＡｇもしくはＣｕ、またはＡｇもしくはＣｕを主成分とする金属からなる［８］に記載の保護素子。
［１０］前記厚肉部の前記切断部の前記平面部分よりも厚みが厚い部分は、ＳｎもしくはＳｎを主成分とする金属、ＡｇもしくはＣｕ、またはＡｇもしくはＣｕを主成分とする金属からなる［３］～［６］のいずれかに記載の保護素子。
［１１］前記押圧手段がバネである［１］～［１０］のいずれかに記載の保護素子。
［１２］前記バネが、円錐バネであり、外径の小さい側を前記切断部側に向けて配置されている［１１］に記載の保護素子。
［９］前記低融点金属は、ＳｎもしくはＳｎを主成分とする金属からなり、前記高融点金属は、ＡｇもしくはＣｕ、またはＡｇもしくはＣｕを主成分とする金属からなる［８］に記載の保護素子。
［１０］前記厚肉部の前記切断部の前記平面部分よりも厚みが厚い部分は、ＳｎもしくはＳｎを主成分とする金属、ＡｇもしくはＣｕ、またはＡｇもしくはＣｕを主成分とする金属からなる［３］～［６］のいずれかに記載の保護素子。
［１１］前記押圧手段がバネである［１］～［１０］のいずれかに記載の保護素子。
［１２］前記バネが、円錐バネであり、外径の小さい側を前記切断部側に向けて配置されている［１１］に記載の保護素子。
【0011】
［１３］前記可動部材の前記凸部は、平面視で前記凹状部材の前記凹部の内側のエリアの少なくとも一部と外周が重なる位置に配置され、前記切断部が切断されることにより、前記凹部内に前記凸部が挿入される［１］～［１２］のいずれかに記載の保護素子。
［１４］前記第１端部に第１端子が電気的に接続され、前記第２端部に第２端子が電気的に接続されている［１］～［１３］のいずれかに記載の保護素子。
［１４］前記第１端部に第１端子が電気的に接続され、前記第２端部に第２端子が電気的に接続されている［１］～［１３］のいずれかに記載の保護素子。
【0012】
［１５］前記ヒューズエレメントの前記押圧手段側もしくは前記凹状部材側に、前記切断部に接して配置もしくは近接する位置に配置された発熱部材を備える［１］～［１４］のいずれかに記載の保護素子。
［１６］前記発熱部材が、平面視で前記凹状部材の前記凹部の内側に配置されている［１５］に記載の保護素子。
［１７］前記発熱部材の前記第１方向の長さが、前記第１方向および前記第１方向と交差する前記第２方向と交差する、第３方向における前記凹部の長さよりも短い［１５］または［１６］に記載の保護素子。
［１８］前記発熱部材が抵抗体を有し、前記抵抗体が前記発熱部材の前記切断部側に近接して配置されている［１５］～［１７］のいずれかに記載の保護素子。
［１９］前記抵抗体が、前記第１方向と交差する前記第２方向に沿って前記ヒューズエレメントと接している、または前記発熱部材を通して前記第１方向と交差する第２方向に沿って前記ヒューズエレメントと接している［１８］に記載の保護素子。
［２０］前記発熱部材が、給電部材により第３端子、もしくは第３端子および第４端子と、電気的に接続され、前記給電部材を介した通電により前記抵抗体が発熱する［１５］～［１９］のいずれかに記載の保護素子。
［１６］前記発熱部材が、平面視で前記凹状部材の前記凹部の内側に配置されている［１５］に記載の保護素子。
［１７］前記発熱部材の前記第１方向の長さが、前記第１方向および前記第１方向と交差する前記第２方向と交差する、第３方向における前記凹部の長さよりも短い［１５］または［１６］に記載の保護素子。
［１８］前記発熱部材が抵抗体を有し、前記抵抗体が前記発熱部材の前記切断部側に近接して配置されている［１５］～［１７］のいずれかに記載の保護素子。
［１９］前記抵抗体が、前記第１方向と交差する前記第２方向に沿って前記ヒューズエレメントと接している、または前記発熱部材を通して前記第１方向と交差する第２方向に沿って前記ヒューズエレメントと接している［１８］に記載の保護素子。
［２０］前記発熱部材が、給電部材により第３端子、もしくは第３端子および第４端子と、電気的に接続され、前記給電部材を介した通電により前記抵抗体が発熱する［１５］～［１９］のいずれかに記載の保護素子。
【0013】
［２１］少なくとも前記ヒューズエレメントと前記可動部材と前記凹状部材の前記凹部と前記押圧手段とが収容される複数の部材から成るケースを有し、前記押圧手段が前記可動部材と前記凹状部材とで前記切断部を挟み込む方向の相対的な距離を縮めるように力を加えた状態で、前記ケース内に収容されている［１］～［２０］のいずれかに記載の保護素子。
［２２］前記ケースの一部材が、前記押圧手段の伸縮方向に対向する第１内壁面と第２内壁面と、前記第１内壁面と前記第２内壁面とを繋ぐ側壁面とが同一部材で一体形成された収容部を有し、前記ヒューズエレメントが切断されていない状態で、前記押圧手段より発生するケース内部の応力を前記第１内壁面と前記側壁面と前記第２内壁面とで鎹状に支え保持する［２１］に記載の保護素子。
［２３］前記凹状部材および前記ケースが、ナイロンまたはセラミックスからなる［２１］または［２２］に記載の保護素子。
［２２］前記ケースの一部材が、前記押圧手段の伸縮方向に対向する第１内壁面と第２内壁面と、前記第１内壁面と前記第２内壁面とを繋ぐ側壁面とが同一部材で一体形成された収容部を有し、前記ヒューズエレメントが切断されていない状態で、前記押圧手段より発生するケース内部の応力を前記第１内壁面と前記側壁面と前記第２内壁面とで鎹状に支え保持する［２１］に記載の保護素子。
［２３］前記凹状部材および前記ケースが、ナイロンまたはセラミックスからなる［２１］または［２２］に記載の保護素子。
【0014】
［２４］前記切断部が、平面視で前記凹状部材の前記凹部内に配置され、かつ平面視で前記凹部の内面に近接する位置に配置され、前記可動部材は、平面視で前記凹部の内側のエリアの少なくとも一部と外周が重なる位置であって、前記凸部は、前記切断部の一部と重なる位置に配置され、前記ヒューズエレメントの前記切断部が切断されることにより、前記凹部内に前記凸部が挿入されるとともに、前記ヒューズエレメントの一部が折れ曲がるように前記凹部内に収容される［１］～［２３］のいずれかに記載の保護素子。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、アーク放電の発生を低減できるとともに、発生したアーク放電の継続を抑制でき、かつ温度環境によるヒューズエレメントの切断部の切断が起こりにくい保護素子を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図8】図８は、図１に示す保護素子で用いられる可動部材を示す図面であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）はＸ方向から見た側面図であり、（ｃ）はＹ方向から見た側面図であり、（ｄ）は下面図であり、（ｅ）は平面側から見た斜視図であり、（ｆ）は下面側から見た斜視図である。
【図9】図９は、図１に示す保護素子で用いられる凹状部材を示す図面であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）はＸ方向から見た側面図であり、（ｃ）はＹ方向から見た側面図であり、（ｄ）は下面図であり、（ｅ）は斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明の実施形態について、図を適宜参照しながら詳細に説明する。以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際とは異なっていることがある。以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、本発明の効果を奏する範囲で適宜変更して実施することが可能である。
【0018】
図１～図５は、本発明の一実施形態に係る保護素子１００を示した模式図である。本実施形態の保護素子１００は、平面視で略長方形である。以下の説明で用いる図面において、Ｘで示す方向は保護素子１００の長手方向である。また、以下の説明で用いる図面において、Ｙで示す方向はＸ方向（第２方向）と直交する方向（第１方向）であり、Ｚで示す方向は、Ｘ方向およびＹ方向に直交する方向（第３方向）である。
【0019】
図１は、本発明の一実施形態に係る保護素子１００の外観を示した図面である。図１の（ａ）は平面図であり、（ｂ）はＸ方向から見た側面図であり、（ｃ）はＹ方向から見た側面図であり、（ｄ）は斜視図である。図２は、図１（ａ）のＡ－Ａ’線断面図であり、図３は、図１（ａ）のＢ－Ｂ’線断面図である。図４は、保護素子１００のケースを外した状態の斜視図である。図５は、保護素子１００の分解斜視図である。
【0020】
【0021】
（ヒューズエレメント）
図６は、本実施形態の保護素子１００で用いられるヒューズエレメント２を示す図面である。図６の（ａ）はヒューズエレメント２の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のVI（ｂ）－VI（ｂ）’線断面図である。図６に示すように、ヒューズエレメント２は、第１端部２１と、第２端部２２と、第１端部２１と第２端部２２との間に設けられた切断部２３とを有している。第１端部２１は、第１端子７１と電気的に接続されている。第２端部２２は、第２端子７２と電気的に接続されている。ヒューズエレメント２は、第１端部２１から第２端部２２に向かう方向であるＹ方向（第１方向）に通電される。なお、保護素子１００を使用する際は、ヒューズエレメント２の第１端部２１から第２端部２２に向けて通電してもよいし、第２端部２２から第１端部２１に向けて通電してもよい。
図６は、本実施形態の保護素子１００で用いられるヒューズエレメント２を示す図面である。図６の（ａ）はヒューズエレメント２の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のVI（ｂ）－VI（ｂ）’線断面図である。図６に示すように、ヒューズエレメント２は、第１端部２１と、第２端部２２と、第１端部２１と第２端部２２との間に設けられた切断部２３とを有している。第１端部２１は、第１端子７１と電気的に接続されている。第２端部２２は、第２端子７２と電気的に接続されている。ヒューズエレメント２は、第１端部２１から第２端部２２に向かう方向であるＹ方向（第１方向）に通電される。なお、保護素子１００を使用する際は、ヒューズエレメント２の第１端部２１から第２端部２２に向けて通電してもよいし、第２端部２２から第１端部２１に向けて通電してもよい。
【0022】
ヒューズエレメント２は平面視で矩形であり、切断部２３、第１端部２１および第２端部２２の幅が同じとされている。切断部２３、第１端部２１および第２端部２２の幅が同じであることによって、ヒューズエレメント２の強度が向上し、冷熱サイクル、高温高湿、高温、低温等の温度環境による切断部２３の切断が起こりにくくなる。
【0023】
ヒューズエレメント２は、軟化温度以上の温度において、切断部２３が切断されるようにされている。ヒューズエレメント２の切断部２３は軟化温度以上の温度において切断されることが予定されている切断予定部である。正常な状態では、切断部２３は切断されず、ヒューズエレメント２は通電可能である。なお、本明細書において「軟化温度」とは、固相と液相とが混在あるいは共存する温度、あるいは温度範囲を意味する。軟化温度は、ヒューズエレメント２が外力により変形するくらい柔らかくなる温度あるいは温度帯（温度範囲）である。
【0024】
ヒューズエレメント２の切断部２３は、平面部２３ａと貫通孔２３ｂとを有する。平面部２３ａは、貫通孔や薄肉部が形成されていない部分である。貫通孔２３ｂは電流が流れないため、切断部２３は、切断部２３以外の部分と比較して、単位面積当たりの通電量が大きくなる。このため、定格を超える電流が流れた場合、切断部２３の発熱量は切断部２３以外の部分と比較して高くなる。よって、切断部２３は軟化しやすくなる。貫通孔２３ｂの形状に特に制限はなく、例えば、円、楕円、多角形とすることができる。貫通孔２３ｂの位置は、ヒューズエレメント２の端部と接触しない位置にあることが好ましい。貫通孔２３ｂはＸ方向（第２方向）の中央に配置されていることが好ましい。貫通孔２３ｂの最大径は、切断部２３のＸ方向（第２方向）の長さの１５％以上、２５％以下の範囲内にあることが好ましい。
【0025】
ヒューズエレメント２は、切断部２３の貫通孔２３ｂ以外の少なくとも一部に、平面部２３ａよりも厚みが厚い厚肉部２４を有する。平面部２３ａは、切断部２３の貫通孔２３ｂを除く部分である。厚肉部２４の単位面積当たりの通電量は、切断部２３と比較して小さくなる。このため、定格を超える電流が流れた場合、厚肉部２４の発熱量は厚肉部２４以外の部分と比較して低くなる。厚肉部２４は、ヒューズエレメント２の切断部２３以外の部分の熱を吸収して、切断部２３以外の部分が軟化することを防止する機能を有する。厚肉部２４の厚さは、切断部２３の平面部２３ａの厚さに対して１５０％以上、２５０％以下の範囲内にあることが好ましい。厚肉部２４のＸ方向（第２方向）の長さは、切断部２３の第２方向の長さよりも長くしてもよい。この場合、厚肉部２４のＸ方向（第２方向）の長さは、切断部２３のＸ方向（第２方向）の長さに対して１２０％以上、１６０％以下の範囲内にあることが好ましい。切断部２３と厚肉部２４の最短距離は、１ｍｍ以上、３ｍｍ以下であることがより好ましい。本実施形態において、厚肉部２４は、厚みが均一なヒューズエレメント２と金属箔２４ａとを張り付けることによって形成されている。
【0026】
ヒューズエレメント２は、単層体であってもよいし、複数の層を積層した積層体であってもよい。
ヒューズエレメント２が単層体の場合、その材料としては、合金を含む金属材料など、公知のヒューズエレメントに用いられる材料を用いることができる。具体的には、ヒューズエレメント２の材料として、Ｐｂ８５％／Ｓｎ、Ｓｎ／Ａｇ３％／Ｃｕ０．５％などの合金を例示できる。
ヒューズエレメント２が単層体の場合、その材料としては、合金を含む金属材料など、公知のヒューズエレメントに用いられる材料を用いることができる。具体的には、ヒューズエレメント２の材料として、Ｐｂ８５％／Ｓｎ、Ｓｎ／Ａｇ３％／Ｃｕ０．５％などの合金を例示できる。
【0027】
ヒューズエレメント２が積層体の場合、内層を低融点金属、外層を高融点金属とする積層体であることが好ましい。低融点金属としては、ＳｎもしくはＳｎを主成分とする金属を用いることが好ましい。Ｓｎの融点は２３２℃であるため、Ｓｎを主成分とする金属は低融点であり、低温で柔らかくなる。例えば、Ｓｎ／Ａｇ３％／Ｃｕ０．５％合金の固相線は２１７℃である。高融点金属としては、ＡｇもしくはＣｕ、またはＡｇもしくはＣｕを主成分とする金属を用いることが好ましい。例えば、Ａｇの融点は９６２℃であるため、Ａｇを主成分とする金属からなる層は、低融点金属からなる層が柔らかくなる温度では剛性が維持される。なお、本明細書において、「主成分」とは、全成分のうちで最も質量含有率が高い成分のことをいう。
【0028】
厚肉部２４の金属箔２４ａの材料としては、ＳｎもしくはＳｎを主成分とする金属、ＡｇもしくはＣｕ、またはＡｇもしくはＣｕを主成分とする金属を用いることができる。
【0029】
ヒューズエレメント２に接続している第１端子７１および第２端子７２はそれぞれ、外部端子孔７１ａ、７２ａを備えている。外部端子孔７１ａおよび外部端子孔７２ａのうち、一方は電源側に接続するために用いられ、他方は負荷側に接続するために用いられる。外部端子孔７１ａおよび外部端子孔７２ａは、平面視で略円形の貫通孔とされている。また、第１端子７１および第２端子７２はそれぞれ、ヒューズエレメント２と接続される側の端部に、ヒューズエレメント２に向かって両側に拡幅された鍔部７１ｂ、７２ｂを有している。第１端子７１および第２端子７２が鍔部７１ｂ、７２ｂを有する場合、ケース７の開口部７１ｄ、７２ｄから第１端子７１および第２端子７２が抜けにくく、信頼性および耐久性の良好な保護素子１００となる。第１端子７１および第２端子７２の厚みは特に制限はなく、例えば、０．３ｍｍ以上、４．０ｍｍ以下の範囲内とすることができる。なお、第１端子７１および第２端子７２の形状は、これに限定されるものではない。第１端子７１および第２端子７２は、例えば、一部に開放部分を有するつめ形状であってもよい。また、第１端子７１と第２端子７２とは、略同形であってもよいし、それぞれ異なる形状であってもよい。
【0030】
第１端子７１および第２端子７２としては、例えば、銅、黄銅、ニッケルなどからなるものを用いることができる。第１端子７１および第２端子７２の材料として、剛性強化の観点からは黄銅を用いることが好ましく、電気抵抗低減の観点からは銅を用いることが好ましい。第１端子７１と第２端子７２とは、同じ材料からなるものであってもよいし、異なる材料からなるものであってもよい。
【0031】
（発熱部材）
発熱部材３は、通電によって発熱することにより、ヒューズエレメント２の切断部２３を加熱して軟化させる機能を有する。定格を超える電流が流れること以外の異常が発生した場合は、発熱部材３を通電することにより、ヒューズエレメント２の切断部２３を軟化させることができる。
発熱部材３は、通電によって発熱することにより、ヒューズエレメント２の切断部２３を加熱して軟化させる機能を有する。定格を超える電流が流れること以外の異常が発生した場合は、発熱部材３を通電することにより、ヒューズエレメント２の切断部２３を軟化させることができる。
【0032】
図７は、本実施形態の保護素子１００で用いられている発熱部材３を示す図面である。図７の（ａ）は発熱部材３の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のVII（ｂ）－VII（ｂ）’線断面図である。
図７に示すように、発熱部材３は、絶縁基板３１と、絶縁基板３１のヒューズエレメント２側の表面に配置された伝熱部材３２と、絶縁基板３１のヒューズエレメント２とは反対側の表面に配置された抵抗体３３と、抵抗体３３を保護する保護層３４と、第１給電部３５ａと、第２給電部３５ｂとを有する。伝熱部材３２および抵抗体３３は、第１端部２１から第２端部２２に向かう方向であるＹ方向に直交する方向に延びた一対の帯状体とされている。第１端子７１側の抵抗体３３の長手方向の両端はそれぞれ、第１給電部３５ａと第２給電部３５ｂとに電気的に接続している。第１給電部３５ａは、給電部材７３ｃを介して、第３端子７３と電気的に接続されている。第２給電部３５ｂは、給電部材７４ｃを介して、第４端子７４と電気的に接続されている。保護層３４は、抵抗体３３と第１給電部３５ａおよび第２給電部３５ｂとが接続している部分を除く抵抗体３３の上に配置されていて、抵抗体３３を保護する機能を有する。発熱部材３は、第１給電部３５ａから第２給電部３５ｂに向かう方向であるＸ方向（第２方向）に通電される。なお、保護素子１００を使用する際は、発熱部材３の第１給電部３５ａから第２給電部３５ｂに向けて通電してもよいし、第２給電部３５ｂから第１給電部３５ａに向けて通電してもよい。第２端子７２側の抵抗体３３の長手方向の両端にもそれぞれ第１給電部３５ａと第２給電部３５ｂとに電気的に接続していてもよい。また、第２端子７２側の抵抗体３３は省略してもよい。
図７に示すように、発熱部材３は、絶縁基板３１と、絶縁基板３１のヒューズエレメント２側の表面に配置された伝熱部材３２と、絶縁基板３１のヒューズエレメント２とは反対側の表面に配置された抵抗体３３と、抵抗体３３を保護する保護層３４と、第１給電部３５ａと、第２給電部３５ｂとを有する。伝熱部材３２および抵抗体３３は、第１端部２１から第２端部２２に向かう方向であるＹ方向に直交する方向に延びた一対の帯状体とされている。第１端子７１側の抵抗体３３の長手方向の両端はそれぞれ、第１給電部３５ａと第２給電部３５ｂとに電気的に接続している。第１給電部３５ａは、給電部材７３ｃを介して、第３端子７３と電気的に接続されている。第２給電部３５ｂは、給電部材７４ｃを介して、第４端子７４と電気的に接続されている。保護層３４は、抵抗体３３と第１給電部３５ａおよび第２給電部３５ｂとが接続している部分を除く抵抗体３３の上に配置されていて、抵抗体３３を保護する機能を有する。発熱部材３は、第１給電部３５ａから第２給電部３５ｂに向かう方向であるＸ方向（第２方向）に通電される。なお、保護素子１００を使用する際は、発熱部材３の第１給電部３５ａから第２給電部３５ｂに向けて通電してもよいし、第２給電部３５ｂから第１給電部３５ａに向けて通電してもよい。第２端子７２側の抵抗体３３の長手方向の両端にもそれぞれ第１給電部３５ａと第２給電部３５ｂとに電気的に接続していてもよい。また、第２端子７２側の抵抗体３３は省略してもよい。
【0033】
絶縁基板３１としては、絶縁材料からなる基板を用いることができる。絶縁材料の例としては、アルミナ、ガラスセラミックス、ムライト、ジルコニアが挙げられる。保護層３４の材料としては、例えば、ガラスを用いることができる。
【0034】
発熱部材３とヒューズエレメント２との接合方法としては特に制限はない。例えば、第１端子７１側の伝熱部材３２および第２端子７２側の伝熱部材３２の少なくとも一方とヒューズエレメント２とを接合材（不図示）によって接合してもよく、特に、少なくとも第２端子７２側の伝熱部材３２とヒューズエレメント２とを接合材（不図示）によって接合してもよい。接合材としては、はんだを用いることができる。
【0035】
伝熱部材３２は、抵抗体３３で発生した熱をヒューズエレメント２の切断部２３に伝える機能を有する。伝熱部材３２の材料としては、Ｎｉ、Ａｕ、ＡｇもしくはＣｕ、またはＮｉ、Ａｕ、ＡｇもしくはＣｕを主成分とする金属材料を用いることができる。
【0036】
抵抗体３３は、通電によって発熱する。抵抗体３３の材料としては、高抵抗の導電性材料を用いることができる。高抵抗の導電性材料の例としては、ニクロム、Ｗ、Ｍｏ、Ｒｕなどの金属を含む材料が挙げられる。
【0037】
第１給電部３５ａ、第２給電部３５ｂ、給電部材７３ｃ、７４ｃの材料としては、低抵抗の導電性材料を用いることができる。低抵抗の導電性材料の例としては、ＡｇもしくはＣｕ、またはＡｇもしくはＣｕを主成分とする金属が挙げられる。
【0038】
第３端子７３および第４端子７４は、それぞれ外部端子孔７３ａ、外部端子孔７４ａおよび鍔部７３ｂ、７４ｂを有していて、第１端子７１および第２端子７２と略同形とされている。ただし、第３端子７３および第４端子７４の形状は、これに限定されるものではなく、図示しない外部端子に係合可能な形状であればよい。第３端子７３および第４端子７４の形状は、例えば、一部に開放部分を有するつめ形状であってもよい。また、第３端子７３および第４端子７４に用いられる材料としては、第１端子７１および第２端子７２と同様のものが挙げられる。
【0039】
本実施形態において、発熱部材３は、ヒューズエレメント２の切断部２３に接して配置されている。ただし、発熱部材３の位置はこれに限定されるものではない。発熱部材３は、ヒューズエレメント２の切断部２３に近接する位置に配置されていてもよい。切断部２３に近接する位置とは、例えば、発熱部材３と切断部２３との間の最短距離が１ｍｍ以下となる位置である。
【0040】
（可動部材）
可動部材４は、押圧手段６の押圧力を、ヒューズエレメント２の切断部２３に負荷する機能を有する可動部材である。
可動部材４は、押圧手段６の押圧力を、ヒューズエレメント２の切断部２３に負荷する機能を有する可動部材である。
【0041】
図８は、本実施形態の保護素子１００で用いられている可動部材４を示す図面である。図８の（ａ）は平面図（押圧手段６側から見た図）であり、（ｂ）はＸ方向から見た側面図であり、（ｃ）はＹ方向から見た側面図であり、（ｄ）は下面図（ヒューズエレメント２側から見た図）であり、（ｅ）は平面側（押圧手段６側）から見た斜視図であり、（ｆ）は下面側（ヒューズエレメント２側）から見た斜視図である。
【0042】
可動部材４は、平面視で略矩形の基部４１を有している。基部４１の上面（押圧手段６側の表面）には、押圧手段収納領域４１ａが設けられている。基部４１の４つの側面のうち互いに対向する一対の側面にはそれぞれ、外方（Ｘ方向）に向かって延びる延長領域４２が設けられている。一対の各延長領域４２の外方にはそれぞれ、Ｚ方向（第３方向）に向かって延びたスライド部材４３が立設されている。スライド部材４３は、可動部材４の縁部に沿う方向（Ｙ方向）を長辺方向とする平面視で略長方形の柱状形状を有している。スライド部材４３は、可動部材４を凹状部材５の所定の位置に移動させるためのガイドとして機能する。スライド部材４３の高さ（Ｚ方向の長さ）は、押圧手段６の形状に応じて適宜決定できる。
【0043】
基部４１の下面（ヒューズエレメント２側の表面）側には、下面から突出した凸部４４が設けられている。凸部４４は、平面視で可動部材４の一対の延長領域４２の間を繋ぐように帯状に設けられている。したがって、凸部４４の長さＬ３は、可動部材４の基部４１のＸ方向の幅と同じとされている（図８（ｄ））。
【0044】
凸部４４は、中央部４４ａと、中央部４４ａの両端に接続した端部４４ｂ、４４ｂとを有している。中央部４４ａは、端部４４ｂ、４４ｂと比較して高さが高くなっている。中央部４４ａは、発熱部材３の伝熱部材３２の下側部分（ヒューズエレメント２の切断部２３と接触する部分）と平面視で重なる位置に設けられていることが好ましい。端部４４ｂはそれぞれ、発熱部材３の第１給電部３５ａおよび第２給電部３５ｂの一方と平面視で重なる位置に設けられていることが好ましい。
【0045】
凸部４４の幅Ｄ３（図８（ｄ））は、スライド部材４３の幅Ｄ２（図８（ｄ））よりも幅が狭くなっている。凸部４４の幅Ｄ３（図８（ｄ））は、発熱部材３のＹ方向の幅Ｄ１（図７（ｂ））よりも狭い。このことにより、押圧手段６による押圧が、可動部材４の凸部４４と発熱部材３とを介して、ヒューズエレメント２の切断部２３に、効率よく負荷される。
【0046】
凸部４４の幅Ｄ３と、発熱部材３のＹ方向の幅Ｄ１との比（Ｄ３：Ｄ１）は、１：１．２～１：５であることが好ましく、１：１．５～１：４であることがより好ましい。Ｄ３とＤ１との比が上記範囲内である場合、Ｄ３がＤ１よりも十分に狭いため、押圧手段６による押圧力を切断部２３に効率よく伝えることができる。また、Ｄ３とＤ１との比が上記範囲内である場合、Ｄ３が狭すぎて、凸部４４のヒューズエレメント２側の面と、ヒューズエレメント２の凸部４４側の面とが平行に配置されにくくなることがなく、好ましい。凸部４４のヒューズエレメント２側の面と、ヒューズエレメント２の凸部４４側の面とが平行に配置されている場合、押圧手段６による押圧力を切断部２３に効率よく伝えることができる。
【0047】
凸部４４の中央部４４ａの端部の位置は、スライド部材４３の下端の位置とは略同じである。凸部４４の高さは、凹状部材５における凹部５７の深さよりも短い。
凹部５７の深さに対する凸部４４の高さの割合（凸部高さ／凹部深さ）は、０．１～０．８であることが好ましく、０．２～０．６であることがより好ましい。凸部高さ／凹部深さの割合が上記範囲内であると、凹部５７内に入り込んだ凸部４４によって、ヒューズエレメント２の切断された両端部間が、より確実に遮蔽される。その結果、ヒューズエレメント２の切断された両端部間の距離が長くなり、ヒューズエレメント２の切断時に発生するアーク放電の継続をより短時間で抑制できる。
凹部５７の深さに対する凸部４４の高さの割合（凸部高さ／凹部深さ）は、０．１～０．８であることが好ましく、０．２～０．６であることがより好ましい。凸部高さ／凹部深さの割合が上記範囲内であると、凹部５７内に入り込んだ凸部４４によって、ヒューズエレメント２の切断された両端部間が、より確実に遮蔽される。その結果、ヒューズエレメント２の切断された両端部間の距離が長くなり、ヒューズエレメント２の切断時に発生するアーク放電の継続をより短時間で抑制できる。
【0048】
凸部４４の中央部４４ａの長さＬ２（図８（ｄ））は、発熱部材３の長さ（Ｘ方向の幅）Ｌ１（図７（ａ））よりも狭くなっている。このことにより、押圧手段６による押圧が、可動部材４の凸部４４と発熱部材３とを介して、ヒューズエレメント２の切断部２３に、効率よく負荷される。凸部４４の中央部４４ａの長さＬ２は、押圧手段６による押圧を切断部２３に均一に負荷できるため、切断部２３におけるＸ方向（第２方向）の幅以上の寸法であることが好ましい。
【0049】
可動部材４は、ヒューズエレメント２の軟化温度においても硬い状態を維持できる絶縁材料、あるいは実質的に変形しない絶縁材料からなる。具体的には、可動部材４の材料としては、セラミックス材料、ガラス転移温度の高い樹脂材料などを用いることができる。
【0050】
セラミックス材料としては、アルミナ、ムライト、ジルコニアなどを例示でき、アルミナなどの熱伝導率の高い材料を用いることが好ましい。可動部材４がセラミックス材料などの熱伝導率の高い材料で形成されている場合、ヒューズエレメント２の切断時に発生した熱を効率よく外部に放熱でき、ヒューズエレメント２の切断時に発生するアーク放電の継続がより効果的に抑制される。
【0051】
ガラス転移温度の高い樹脂材料としては、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂などのエンジニアリングプラスチック、ナイロン系樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂などを例示できる。樹脂材料の中でも、ナイロン系樹脂は、耐トラッキング性（トラッキング（炭化導電路）破壊に対する耐性）が高く、好ましい。ナイロン系樹脂の中でも、特に、ナイロン４６、ナイロン６Ｔ、ナイロン９Ｔを用いることが好ましい。ナイロン系樹脂としては、耐トラッキング性が、２５０Ｖ以上であるものを用いることが好ましく、６００Ｖ以上のものを用いることがより好ましい。耐トラッキング性は、ＩＥＣ６０１１２に基づく試験により求めることができる。
【0052】
可動部材４は、例えば、セラミックス材料などの樹脂以外の材料で作製し、凸部４４の一部をナイロン系樹脂で被覆してもよい。
【0053】
（凹状部材）
図９は、本実施形態の保護素子１００で用いられている凹状部材５を示す図面である。図９の（ａ）は平面図（ヒューズエレメント２側からみた図）であり、（ｂ）はＸ方向から見た側面図であり、（ｃ）はＹ方向から見た側面図であり、（ｄ）は下面図であり、（ｅ）は斜視図である。
図９は、本実施形態の保護素子１００で用いられている凹状部材５を示す図面である。図９の（ａ）は平面図（ヒューズエレメント２側からみた図）であり、（ｂ）はＸ方向から見た側面図であり、（ｃ）はＹ方向から見た側面図であり、（ｄ）は下面図であり、（ｅ）は斜視図である。
【0054】
凹状部材５は、Ｘ方向を長辺方向とする平面視で略長方形の形状を有している。
凹状部材５の上面（ヒューズエレメント２側の表面）側には、端子設置領域５１、５２、５３、５４と、凹部５７と、第１ガイド部材５５ａ、５５ｂと、第２ガイド部材５６ａ、５６ｂとが設けられている。
端子設置領域５１、５２、５３、５４は、略同型であり、平面視で略長方形の凹状部材５の各辺に沿って帯状に設けられた周囲の高さよりも低い平面からなる。
凹状部材５の上面（ヒューズエレメント２側の表面）側には、端子設置領域５１、５２、５３、５４と、凹部５７と、第１ガイド部材５５ａ、５５ｂと、第２ガイド部材５６ａ、５６ｂとが設けられている。
端子設置領域５１、５２、５３、５４は、略同型であり、平面視で略長方形の凹状部材５の各辺に沿って帯状に設けられた周囲の高さよりも低い平面からなる。
【0055】
端子設置領域５１には、ヒューズエレメント２の第１端部２１と第１端子７１との結合部が載置される。端子設置領域５１と周囲の高さとの差は、第１端子７１の厚みに対応する寸法とされている。端子設置領域５２には、ヒューズエレメント２の第２端部２２と第２端子７２との結合部が載置される。端子設置領域５２と周囲の高さとの差は、第２端子７２の厚みに対応する寸法とされている。端子設置領域５３には、第３端子７３の給電部材７３ｃとの結合部が載置される。端子設置領域５３と周囲の高さとの差は、第３端子７３の厚みに対応する寸法とされている。端子設置領域５４には、第４端子７４の給電部材７４ｃとの結合部が載置される。端子設置領域５４と周囲の高さとの差は、第４端子７４の厚みに対応する寸法とされている。
【0056】
第１ガイド部材５５ａ、５５ｂおよび第２ガイド部材５６ａ、５６ｂは、平面視で端子設置領域５１、５２、５３、５４に囲まれた領域の内側に、端子設置領域５３または端子設置領域５４に接して配置されている。第１ガイド部材５５ａ、５５ｂは、平面視で略Ｌ字型柱状である。第２ガイド部材５６ａ、５６ｂは、平面視で略矩形柱状である。第１ガイド部材５５ａ、５５ｂはそれぞれ、凹状部材５の長辺に沿った方向（Ｘ方向）に間隔をあけて配置されている。第２ガイド部材５６ａ、５６ｂはそれぞれ、第１ガイド部材５５ａ、５５ｂと間隔をあけて、凹状部材５の長辺に沿った方向（Ｘ方向）に間隔をあけて配置されている。
【0057】
第１ガイド部材５５ａ、５５ｂおよび第２ガイド部材５６ａ、５６ｂの高さ（上面からＺ方向の長さ）は、略同じとされている。第１ガイド部材５５ａ、５５ｂおよび第２ガイド部材５６ａ、５６ｂの高さは、ケース７の形状に応じて適宜決定できる。
【0058】
凹部５７は、平面視で凹状部材５の中央部に設けられている。凹部５７は、平面視で第１ガイド部材５５ａ、５５ｂおよび第２ガイド部材５６ａ、５６ｂをそれぞれ角部とする四角形のエリア内にある。第１ガイド部材５５ａのＬ字となるように削られた部分と第２ガイド部材５６ａとの間の空間は、可動部材４のスライド部材４３のレール５８ａを形成する。同様に、第１ガイド部材５５ｂのＬ字となるように削られた部分と第２ガイド部材５６ｂとの間の空間は、可動部材４のスライド部材４３のレール５８ｂを形成する。レール５８ａ、５８ｂのＹ方向の幅は、凹部５７の幅広部５７ａのＹ方向の幅Ｄ４と同じである。
【0059】
凹部５７は、幅の広い幅広部５７ａと、幅広部５７ａを挟むように配置され、幅広部５７ａよりも第１ガイド部材５５ａ、５５ｂ側のみ幅が狭い幅狭部５７ｂ、５７ｃとを有する。幅狭部５７ｂは、端子設置領域５３と第１ガイド部材５５ａと第２ガイド部材５６ａと接している（図９（ａ））。幅狭部５７ｃは、端子設置領域５４と第１ガイド部材５５ｂと第２ガイド部材５６ｂと接している。
【0060】
凹部５７の幅広部５７ａにおけるＹ方向の幅Ｄ４（図９（ａ））は、可動部材４のスライド部材４３の幅Ｄ２（図８（ｄ））よりも広い。また、凹部５７の幅広部５７ａにおけるＸ方向の長さＬ５（図９（ａ））は、可動部材４のＸ方向の長さＬ４（図８（ｄ））より長く、かつ発熱部材３のＸ方向の長さＬ１（図７（ａ））よりも長い。また、平面視で凹部５７の幅広部５７ａ内の位置に、ヒューズエレメント２の切断部２３、発熱部材３、可動部材４の凸部４４が配置されている。すなわち、平面視で凹部５７の内側のエリアの少なくとも一部と外周が重なる位置であって、切断部２３の一部と重なる位置に凸部４４が配置されている。したがって、本実施形態の保護素子１００では、切断部２３が切断されることにより、凹部５７の幅広部５７ａ内に、可動部材４の凸部４４が挿入されるとともに、発熱部材３が収容される。
【0061】
凹部５７の内壁面５７ｄに近接する位置には、ヒューズエレメント２の切断部２３における第１端部２１側の縁部が配置される。凹部５７の幅広部５７ａにおけるＸ方向の長さＬ５が、切断部２３におけるＸ方向（第２方向）の幅よりも長い。このため、切断部２３が切断されると、切断部２３で分断されたヒューズエレメント２の一部が折れ曲がるように凹部５７内に収容される。
【0062】
凹部５７の内壁面５７ｄと、切断部２３における第１端部２１側の縁部とが、近接する位置に配置されている場合の両者間の距離の目安は、例えば、０．１ｍｍ以上、０．５ｍｍ以下の範囲内であり、好ましくは０．２ｍ以上、０．４ｍｍ以下の範囲内である。両者が近接する位置に配置されている場合、凹部５７の幅広部５７ａ内に、可動部材４の凸部４４が挿入される際に、切断部２３における第１端部２１側の縁部が、凹部５７の内壁面５７ｄに接触しつつ差し込まれる。その結果、切断部２３における第１端部２１側の縁部が、切断されやすく、好ましい。平面視で凹部５７の内壁面５７ｄと、切断部２３における第１端部２１側の縁部との間の距離が０．２ｍｍ以上であると、切断部２３の熱が凹部５７に伝わってヒューズエレメント２の軟化を妨げることを防止でき、より好ましい。
【0063】
また、凹部５７の幅狭部５７ｂ、５７ｃにおけるＹ方向の幅Ｄ５（図９（ａ））は、給電部材７３ｃ、７４ｃ（図７（ａ）参照）のＹ方向の幅よりも広い。しかも、凹部５７全体のＸ方向の長さＬ６（図９（ａ））は、発熱部材３の長さ（Ｘ方向の幅）Ｌ１（図７（ａ））よりも長い。このため、切断部２３が切断されることにより、切断部２３の切断に伴って切断される給電部材７３ｃ、７４ｃにおける切断部２３と切り離された部分が、凹部５７の縁部に沿って折れ曲がるように凹部５７内に収容される。
【0064】
また、発熱部材３のＹ方向の幅（Ｙ方向の長さ）Ｄ１（図７（ｂ））は、凹部５７の深さ（Ｚ方向の長さ）の寸法よりも短い。このため、切断部２３が切断されても発熱部材３は折れ曲がらず、全体形状を維持したまま凹部５７内に収容される。
【0065】
凹状部材５の下面５９ｂ側の中央部には、凹状部材５の長さ方向に帯状に突起部５９が配置されている。突起部５９の頂部５９ａは、ケース７から露出される。
【0066】
凹状部材５の材料としては、可動部材４と同様のものを用いることができる。凹状部材５の材料としては、低コストおよび耐トラッキング性の観点から、ナイロン系樹脂またはフッ素系樹脂を用いることが好ましい。凹状部材５の材料と可動部材４の材料とは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
凹状部材５が、セラミックス材料などの熱伝導率の高い材料で形成されている場合、ヒューズエレメント２の切断時に発生した熱を効率よく外部に放熱でき、ヒューズエレメント２の切断時に発生するアーク放電の継続がより効果的に抑制される。
凹状部材５は、セラミックス材料などの樹脂以外の材料で作製し、凹部５７の一部をナイロン系樹脂で被覆してもよい。
凹状部材５が、セラミックス材料などの熱伝導率の高い材料で形成されている場合、ヒューズエレメント２の切断時に発生した熱を効率よく外部に放熱でき、ヒューズエレメント２の切断時に発生するアーク放電の継続がより効果的に抑制される。
凹状部材５は、セラミックス材料などの樹脂以外の材料で作製し、凹部５７の一部をナイロン系樹脂で被覆してもよい。
【0067】
（押圧手段）
押圧手段６は、可動部材４と凹状部材５とが切断部２３を挟み込む方向（Ｚ方向）に、相対的な距離を縮めるように力を加えるものである。本実施形態の保護素子１００における押圧手段６は、可動部材４の可動部材４と凹状部材５との切断部２３を挟み込む方向（Ｚ方向）の相対的な距離を縮めるように力を加えるものである。
押圧手段６は、可動部材４と凹状部材５とが切断部２３を挟み込む方向（Ｚ方向）に、相対的な距離を縮めるように力を加えるものである。本実施形態の保護素子１００における押圧手段６は、可動部材４の可動部材４と凹状部材５との切断部２３を挟み込む方向（Ｚ方向）の相対的な距離を縮めるように力を加えるものである。
【0068】
押圧手段６としては、例えば、バネ、ゴムなど、弾性力を付与できる公知の手段を用いることができる。
本実施形態の保護素子１００においては、押圧手段６としてバネが用いられている。バネ（押圧手段６）は、可動部材４の押圧手段収納領域４１ａ上に載置され、縮められた状態で保持されている。
本実施形態の保護素子１００においては、押圧手段６としてバネが用いられている。バネ（押圧手段６）は、可動部材４の押圧手段収納領域４１ａ上に載置され、縮められた状態で保持されている。
【0069】
押圧手段６として用いるバネの材料としては、公知のものを用いることができる。
押圧手段６として用いられるバネとしては、円筒状のものを用いてもよいし、円錐状のものを用いてもよい。押圧手段６として円錐状のバネを用いる場合、外径の小さい側を切断部２３側に向けて配置してもよいし、外径の大きい側を切断部２３側に向けて配置してもよい。
押圧手段６として用いられるバネとしては、円筒状のものを用いてもよいし、円錐状のものを用いてもよい。押圧手段６として円錐状のバネを用いる場合、外径の小さい側を切断部２３側に向けて配置してもよいし、外径の大きい側を切断部２３側に向けて配置してもよい。
【0070】
押圧手段６として用いられるバネとしては、収縮長を短くできるためコイルバネを用いることが好ましく、円錐バネを用いることがより好ましい。また、押圧手段６として円錐バネを用いる場合、外径の小さい側を切断部２３側に向けて配置することが好ましい。このことにより、例えば、バネが金属などの導電性材料で形成されている場合に、ヒューズエレメント２の切断時に発生するアーク放電の継続をより効果的に抑制できる。これは、アーク放電の発生場所と、バネを形成している導電性材料との距離が確保されやすくなるためである。また、押圧手段６として円錐状のバネを用い、外径の大きい側を切断部２３側に向けて配置した場合、押圧手段６から可動部材４により均等に弾性力を付与できるので好ましい。
【0071】
（ケース）
本実施形態の保護素子１００におけるケース７は、押圧手段６と可動部材４とヒューズエレメント２と凹状部材５の凹部５７とを収容する。ケース７は、第１ケース７ａと、第１ケース７ａと対向配置されて接合された第２ケース７ｂの２つの部材からなる。第１ケース７ａと第２ケース７ｂとは同じものである。
本実施形態の保護素子１００におけるケース７は、押圧手段６と可動部材４とヒューズエレメント２と凹状部材５の凹部５７とを収容する。ケース７は、第１ケース７ａと、第１ケース７ａと対向配置されて接合された第２ケース７ｂの２つの部材からなる。第１ケース７ａと第２ケース７ｂとは同じものである。
【0072】
図１０は、本実施形態の保護素子１００で用いられる第１ケース７ａおよび第２ケース７ｂを示す図面である。図１０（ａ）は平面図であり、図１０（ｂ）はＸ方向から見た側面図であり、図１０（ｃ）はＹ方向から見た側面図であり、図１０（ｄ）は下面図であり、図１０（ｅ）は斜視図である。
【0073】
第１ケース７ａおよび第２ケース７ｂはそれぞれ、Ｘ方向の面の長さよりもＹ方向の面の長さが短い略直方体形状を有している。第１ケース７ａ内および第２ケース７ｂ内にはそれぞれ、第１ケース７ａと第２ケース７ｂとを接合することにより一体化される収容部７５が形成されている。収容部７５は、押圧手段６を縮められた状態に保持する保持枠として機能する。すなわち、押圧手段６は、可動部材４と凹状部材５とでヒューズエレメント２の切断部２３を挟み込む方向の相対的な距離を縮めるように力を加えた状態で、ケース７内に収容されている。第１ケース７ａおよび第２ケース７ｂにおいては、Ｘ方向に延びる２つの面のうち一方の面が、対向配置される面であり、収容部７５の開口部とされている。
【0074】
第１ケース７ａおよび第２ケース７ｂの有する収容部７５は、それぞれ第１内壁面７ｃと第２内壁面７ｄと側壁面７６とを有する。各収容部７５における第１内壁面７ｃと第２内壁面７ｄと側壁面７６とは、同一部材で一体形成されており、第１内壁面７ｃと第２内壁面７ｄと側壁面７６は、一体化されている。第１ケース７ａおよび第２ケース７ｂはそれぞれ、ヒューズエレメント２が切断されていない状態で、押圧手段６より発生するケース７内部の応力を、第１内壁面７ｃと側壁面７６と第２内壁面７ｄとで、可動部材４とヒューズエレメント２を介して鎹状に支え保持する。本実施形態の保護素子１００は発熱部材３を備えているので、第１ケース７ａおよび第２ケース７ｂはそれぞれ、ヒューズエレメント２が切断されていない状態で、押圧手段６より発生するケース７内部の応力を、第１内壁面７ｃと側壁面７６と第２内壁面７ｄとで、可動部材４と発熱部材３とヒューズエレメント２を介して鎹状に支え保持する。
【0075】
第１内壁面７ｃと、第２内壁面７ｄとは、押圧手段６の伸縮方向（Ｚ方向）に対向して配置されている。第１内壁面７ｃは、収容部７５の天面を形成している。第１内壁面７ｃは、押圧手段６に接して配置される。第２内壁面７ｄは、収容部７５の底面を形成している。第２内壁面７ｄは、凹状部材５の下面５９ｂに接して配置される。
【0076】
第１内壁面７ｃおよび第２内壁面７ｄは、一体化された側壁面７６とともに枠状構造を形成し、押圧手段６を縮められた状態に保持する。そして、第１ケース７ａと第２ケース７ｂとは、段差７７、７８に、接着剤を塗布して対向配置されることによって接合される。このため、本実施形態の保護素子１００では、例えば、押圧手段６の伸縮方向（Ｚ方向）に開口する開口部を有し、接着剤を用いて開口部に蓋を接合するケースを用いる場合のように、縮められた状態の押圧手段６からの応力が接合面にかかることがなく、押圧手段６を縮められた状態で安定して保持できるとともに、押圧手段６の押圧力を長期間保持できる。
【0077】
側壁面７６は、第１内壁面７ｃと第２内壁面７ｄとを押圧手段６の伸縮方向（Ｚ方向）に繋ぐものであり、収容部７５の側面を形成している。側壁面７６は、Ｘ方向に延在する第１側壁面７ｈと、Ｙ方向に延在して対向配置された第２側壁面７ｆおよび第３側壁面７ｇとを有する。
【0078】
第１側壁面７ｈのＸ方向中央における高さ方向（Ｚ方向）中心部には、Ｘ方向に細長い略長円形状の貫通孔からなる開口部７１ｄ（または７２ｄ）が設けられている。開口部７１ｄ（または７２ｄ）には、第１端子７１（または第２端子７２）が貫通される。したがって、開口部７１ｄ（または７２ｄ）の幅および長さは、第１端子７１（または第２端子７２）のケース７から露出される部分の形状に応じて決定される。
【0079】
第２側壁面７ｆの縁部における高さ方向（Ｚ方向）の中央には、Ｙ方向に細長いスリット７３ｄが設けられている。第３側壁面７ｇの縁部における高さ方向（Ｚ方向）の中央には、Ｙ方向に細長いスリット７４ｄが設けられている。
【0080】
第１ケース７ａの第２側壁面７ｆの縁部は、第２ケース７ｂの第３側壁面７ｇの縁部と接合されることにより一体化され、ケース７のＹ方向に延びる一方の側面を形成する。また、第１ケース７ａの第３側壁面７ｇの縁部は、第２ケース７ｂの第２側壁面７ｆの縁部と接合されることにより一体化され、ケース７のＹ方向に延びる他方の側面を形成する。
第１ケース７ａと第２ケース７ｂとが接合されることにより、スリット７４ｄとスリット７３ｄとが連結される。このことにより、ケース７のＹ方向に延びる２つの側面には、それぞれＹ方向に細長い略長円形状の貫通孔からなる開口部が形成される。形成された開口部には、第３端子７３（または第４端子７４）が貫通される。したがって、スリット７４ｄおよびスリット７３ｄの幅および長さは、第３端子７３（または第４端子７４）のケース７から露出される部分の形状に応じて決定される。
第１ケース７ａと第２ケース７ｂとが接合されることにより、スリット７４ｄとスリット７３ｄとが連結される。このことにより、ケース７のＹ方向に延びる２つの側面には、それぞれＹ方向に細長い略長円形状の貫通孔からなる開口部が形成される。形成された開口部には、第３端子７３（または第４端子７４）が貫通される。したがって、スリット７４ｄおよびスリット７３ｄの幅および長さは、第３端子７３（または第４端子７４）のケース７から露出される部分の形状に応じて決定される。
【0081】
第１内壁面７ｃの縁部におけるＸ方向中心位置から、第３側壁面７ｇにおけるスリット７４ｄよりも第１内壁面７ｃ側の縁部は、厚みが厚くなっており、外面の延在面との段差７８が形成されている。第１内壁面７ｃの縁部におけるＸ方向中心位置から、第２側壁面７ｆにおけるスリット７３ｄよりも第１内壁面７ｃ側の縁部は、厚みが薄くなっており、内面の延在面に段差７７が形成されている。第１内壁面７ｃおよび側壁面７６の縁部に連続して形成されている段差７７、７８は、第１ケース７ａと第２ケース７ｂとの接合面である。段差７７、７８は、第１ケース７ａと第２ケース７ｂとを接合する際の位置ずれを防止するとともに、接合面を増加させて接合強度を向上させる。
【0082】
第１内壁面７ｃと第２内壁面７ｄと側壁面７６の形状は、縮められた状態の押圧手段６と可動部材４とヒューズエレメント２と凹状部材５とが積層された形状に対応する形状とされている。
本実施形態におけるケース７は、第１ケース７ａと第２ケース７ｂとを対向配置して接合して用いられる。ケース７内には、押圧手段６が縮められた状態で収容される。
本実施形態におけるケース７は、第１ケース７ａと第２ケース７ｂとを対向配置して接合して用いられる。ケース７内には、押圧手段６が縮められた状態で収容される。
【0083】
ケース７の材料としては、可動部材４と同様のものを用いることができる。ケース７の材料と可動部材４の材料とは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。ケース７がセラミックス材料などの熱伝導率の高い材料で形成されている場合、ヒューズエレメント２の切断時に発生した熱を効率よく外部に放熱でき、ヒューズエレメント２の切断時に発生するアーク放電の継続がより効果的に抑制される。
【0084】
（保護素子の製造方法）
次に、本実施形態の保護素子１００の製造方法について説明する。
先ず、ヒューズエレメント２、発熱部材３、第１端子７１、第２端子７２、第３端子７３、第４端子７４を用意する。ヒューズエレメント２の厚肉部２４と発熱部材３の伝熱部材３２とを、ハンダ付けすることにより接続する。次いで、第１端子７１上に、ヒューズエレメント２の第１端部２１をハンダ付けすることにより接続する。また、第２端子７２上に、第２端部２２をハンダ付けすることにより接続する。本実施形態においてハンダ付けに使用されるハンダ材料としては、公知のものを用いることができ、抵抗率と融点の観点からＳｎを主成分とするものを用いることが好ましい。
第１端部２１、第２端部２２と、第１端子７１、第２端子７２とは、溶接による接合によって接続されていてもよいし、リベット接合、ネジ接合などの機械的接合によって接続されていてもよく、公知の接合方法を用いることができる。
次に、本実施形態の保護素子１００の製造方法について説明する。
先ず、ヒューズエレメント２、発熱部材３、第１端子７１、第２端子７２、第３端子７３、第４端子７４を用意する。ヒューズエレメント２の厚肉部２４と発熱部材３の伝熱部材３２とを、ハンダ付けすることにより接続する。次いで、第１端子７１上に、ヒューズエレメント２の第１端部２１をハンダ付けすることにより接続する。また、第２端子７２上に、第２端部２２をハンダ付けすることにより接続する。本実施形態においてハンダ付けに使用されるハンダ材料としては、公知のものを用いることができ、抵抗率と融点の観点からＳｎを主成分とするものを用いることが好ましい。
第１端部２１、第２端部２２と、第１端子７１、第２端子７２とは、溶接による接合によって接続されていてもよいし、リベット接合、ネジ接合などの機械的接合によって接続されていてもよく、公知の接合方法を用いることができる。
【0085】
次に、給電部材７３ｃ、７４ｃを用意する。そして、第３端子７３上に、給電部材７３ｃをハンダ付けすることにより接続する。また、第４端子７４上に、給電部材７４ｃをハンダ付けすることにより接続する。次に、発熱部材３の上面に配置された第１給電部３５ａおよび第２給電部３５ｂと給電部材７３ｃ、７４ｃとを、例えば、ハンダ付けする方法により接続する。給電部材７３ｃ、７４ｃと第３端子７３および第４端子７４とは、溶接による接合によって接続されていてもよく、公知の接合方法を用いることができる。
【0086】
次に、凹状部材５を用意する。そして、凹状部材５の凹部５７上に発熱部材３を載置するとともに、端子設置領域５１に第１端子７１を、端子設置領域５２に第２端子７２を、端子設置領域５３に第３端子７３を、端子設置領域５４に第４端子７４をそれぞれ設置する。
【0087】
次に、可動部材４を用意する。そして、凸部４４を発熱部材３側に向けて、発熱部材３上に可動部材４を設置する。このとき、凹状部材５の第１ガイド部材５５ａ、５５ｂと第２ガイド部材５６ａ、５６ｂの間に、可動部材４のスライド部材４３を設置する。
【0088】
次に、押圧手段６を用意する。そして、可動部材４の押圧手段収納領域４１ａ内に、押圧手段６を設置する。円錐状のバネは、外径の小さい側を切断部２３側に向けて、押圧手段収納領域４１ａ内に設置する。
【0089】
次に、第１ケース７ａと第２ケース７ｂとを用意する。そして、第１ケース７ａの開口部７１ｄに、第１端子７１を貫通させる。また、第１ケース７ａと第２ケース７ｂとを対向配置させて、第２ケース７ｂの開口部７２ｄに、第２端子７２を貫通させる。
【0090】
その後、第１ケース７ａと第２ケース７ｂとを接合する。第１ケース７ａと第２ケース７ｂとを接合する際には、第１ケース７ａの第１内壁面７ｃおよび側壁面７６の縁部に連続して形成された段差７７と、第２ケース７ｂの第１内壁面７ｃおよび側壁面７６の縁部に連続して形成され段差７８とを接合するとともに、第２ケース７ｂに形成された段差７７と、第１ケース７ａに形成された段差７８とを接合する。
【0091】
第１ケース７ａと第２ケース７ｂとの接合には、必要に応じて接着剤を用いることができる。接着剤としては、例えば、熱硬化性樹脂を含む接着剤を用いることができる。
また、第１ケース７ａと第２ケース７ｂとを接合する際には、必要に応じて、第１ケース７ａと凹状部材５、および／または第２ケース７ｂと凹状部材５を、接着剤を用いて接合してもよい。
また、第１ケース７ａと第２ケース７ｂとを接合する際には、必要に応じて、第１ケース７ａと凹状部材５、および／または第２ケース７ｂと凹状部材５を、接着剤を用いて接合してもよい。
【0092】
第１ケース７ａと第２ケース７ｂとを接合する際には、図２に示すように、第１ケース７ａおよび第２ケース７ｂの第２内壁面７ｄに接するように、凹状部材５の下面５９ｂを配置する。また、図２に示すように、第１ケース７ａおよび第２ケース７ｂの第１内壁面７ｃに接するように、縮められた状態で押圧手段６を配置する。このことにより、ケース７の収容部７５内に、縮められた状態の押圧手段６が収容される。
【0093】
また、第１ケース７ａと第２ケース７ｂとを接合する際には、対向配置された第１ケース７ａのスリット７３ｄと、第２ケース７ｂのスリット７４ｄとに、第３端子７３（または第４端子７４）を挿入する。その結果、第１ケース７ａと第２ケース７ｂとを接合することにより、スリット７４ｄとスリット７３ｄとが連結して形成された開口部から、第３端子７３（または第４端子７４）の一部が、ケース７の外部に露出された状態となる。
以上の工程により、本実施形態の保護素子１００が得られる。
以上の工程により、本実施形態の保護素子１００が得られる。
【0094】
（保護素子の動作）
次に、本実施形態の保護素子１００の動作について説明する。保護素子１００の第１端子７１および第２端子７２は、電子機器（例えば、電池パック）の通電経路に接続され、第３端子７３および第４端子７４は、電子機器の電流制御回路に接続されている場合を例にとって説明する。
次に、本実施形態の保護素子１００の動作について説明する。保護素子１００の第１端子７１および第２端子７２は、電子機器（例えば、電池パック）の通電経路に接続され、第３端子７３および第４端子７４は、電子機器の電流制御回路に接続されている場合を例にとって説明する。
【0095】
電気機器の通電経路に定格電流を越えた電流が流れた場合は、保護素子１００のヒューズエレメント２に定格電流を越えた電流が流れる。この場合、ヒューズエレメント２の切断部２３は、切断部２３以外の部分よりも発熱量が多い。このため、切断部２３は切断部以外の部分よりも早く軟化温度以上に到達し、軟化する。そして、切断部２３が軟化することによって、可動部材４の凸部４４と発熱部材３とを介して負荷される押圧手段６からの押圧力によって切断部２３は切断され、電気機器の通電経路への通電が遮断される。したがって、保護素子１００では、ヒューズエレメント２の切断時に発生する熱量が少なくて済み、切断部２３の切断時に発生するアーク放電自体を低減できる。
【0096】
電気機器の通電経路に定格電流を越えた電流が流れること以外の異常が生じた場合は、電流制御回路によって、第３端子７３および第４端子７４の間に電流が供給される。この電流により、抵抗体３３が発熱し、その熱が伝熱部材３２を介してヒューズエレメント２の切断部２３に伝わることによって、切断部２３が軟化する。そして、切断部２３が軟化することによって、電気機器の通電経路に定格電流を越えた電流が流れた場合と同様に、可動部材４の凸部４４と発熱部材３とを介して負荷される押圧手段６からの押圧力によって切断部２３は切断され、電気機器の通電経路への通電が遮断される。
【0097】
図１１および図１２は、ヒューズエレメント２の切断部２３が切断された後の状態を示す図面である。図１１は、図２に対応する断面図であり、ヒューズエレメント２の切断部２３が切断された保護素子１００を、図１（ａ）に示すＡ－Ａ’線に沿って切断した断面図である。図１２は、図３に対応する断面図であり、ヒューズエレメント２の切断部２３が切断された保護素子１００を、図１（ａ）に示すＢ－Ｂ’線に沿って切断した断面図である。
【0098】
本実施形態の保護素子１００では、ヒューズエレメント２の切断部２３が切断されると、図１１および図１２に示すように、ヒューズエレメント２が凹状部材５の凹部５７の縁部に沿って折れ曲がり、発熱部材３とともに凹状部材５の凹部５７内に収容される。したがって、ヒューズエレメント２を介した通電経路は、物理的に確実に遮断される。また、ヒューズエレメント２が凹部５７の縁部に沿って折れ曲がることによって、ヒューズエレメント２の切断面同士の距離が、急速に広げられる。その結果、ヒューズエレメント２の切断時にアーク放電が発生しても、アーク放電は速やかに低減される。したがって、本実施形態の保護素子１００は、例えば、高電圧かつ大電流の電流経路に設置された場合であっても、ヒューズエレメント２の切断時に発生するアーク放電の継続を抑制できる。
【0099】
以上説明したように、本実施形態の保護素子１００は、ヒューズエレメント２の切断部２３を挟み込むように、可動部材４および凹状部材５が対向配置され、可動部材４と凹状部材５との切断部２３を挟み込む方向の相対的な距離を縮めるように力を加える押圧手段６が備えられている。このため、ヒューズエレメント２の軟化温度以上の温度において切断部２３が切断される。その結果、本実施形態の保護素子１００では、ヒューズエレメント２の切断時に発生する熱量が少なくて済み、切断時に発生するアーク放電を低減できる。また、本実施形態の保護素子１００では、押圧手段６の押圧力によって、切断されたヒューズエレメント２が可動部材４とともに凹状部材５に収容される。このことにより、切断されたヒューズエレメント２の切断面同士の距離が、急速に広げられる。その結果、ヒューズエレメント２の切断時にアーク放電が発生しても、アーク放電は速やかに低減される。
【0100】
以上のような構成とされた本実施形態の保護素子１００は、ヒューズエレメント２の切断部２３が貫通孔２３ｂを有するので、ヒューズエレメント２に定格電流を越えた電流が流れたときは、切断部２３が切断部以外の部分と比較して、軟化温度以上に到達しやすく、軟化しやすい。このため、定格電流を越えた電流が流れてから、押圧手段６からの押圧力によって切断部２３が切断されるまでの時間を短くできる。よって、本実施形態の保護素子１００によれば、ヒューズエレメント２の切断部２３が切断されたときのアーク放電の発生を低減できるとともに、発生したアーク放電の継続を抑制することができる。また、ヒューズエレメント２の切断部２３は、切断部２３以外の部分と比較して幅を狭くする必要がないので、温度環境によるヒューズエレメント２の切断部２３の切断が起こりにくい。
【0101】
本実施形態の保護素子１００において、貫通孔２３ｂの最大径が、切断部２３のＹ方向（第１方向）に直交するＸ方向（第２方向）の長さの１５％以上、２５％以下の範囲内にある場合は、定格電流を越えた電流が流れてから切断部２３が切断されるまでの時間を確実に短くすることができ、かつヒューズエレメント２の切断部２３の強度を実用上問題がない範囲に維持することができる。
【0102】
本実施形態の保護素子１００において、ヒューズエレメント２は、切断部２３以外の少なくとも一部に、切断部２３の平面部２３ａよりも厚みが厚い厚肉部２４を有する場合は、切断部２３以外の温度が上昇しにくくなるので、ヒューズエレメント２の切断部２３が切断したときに、アーク放電がより発生しにくくなる。
【0103】
本実施形態の保護素子１００において、厚肉部２４の厚さは、切断部２３の平面部２３ａの厚さに対して１５０％以上、２５０％以下の範囲内にある場合は、切断部２３以外の温度がより確実に上昇しにくくなるので、ヒューズエレメント２の切断部２３が切断したときに、アーク放電がより確実に発生しにくくなる。
【0104】
本実施形態の保護素子１００において、厚肉部２４のＹ方向（第１方向）に直交するＸ方向（第２方向の長さ）が、切断部２３のＸ方向の長さよりも長い場合は、厚肉部２４で吸収できる熱量が多くなり、切断部２３以外の温度がさらに上昇しにくくなるので、ヒューズエレメント２をその切断部２３でより確実に切断することができる。
【0105】
本実施形態の保護素子１００において、厚肉部２４のＹ方向（第２方向）の長さが、切断部２３のＹ方向の長さに対して１２０％以上、１６０％以下の範囲内にある場合は、厚肉部２４で吸収できる熱量が確実に多くなり、切断部２３以外の温度がさらに確実に上昇しにくくなるので、ヒューズエレメント２をその切断部２３でさらに切断することができる。
【0106】
本実施形態の保護素子１００において、ヒューズエレメント２の切断部２３が、平面視で凹状部材５の凹部５７の内側に配置され、かつ平面視で凹状部材５の凹部５７の内面に近接する位置に配置される場合は、ヒューズエレメント２は凹状部材５の凹部５７の縁部に沿って折れ曲がるため、ヒューズエレメント２の切断面同士の距離が、急速に広げられる。このため、ヒューズエレメント２の切断時にアーク放電が発生しても、アーク放電は速やかに低減される。
【0107】
本実施形態の保護素子１００において、発熱部材３を有する場合は、通電経路に定格電流を越えた電流が流れること以外の異常が生じた場合でも、発熱部材３を通電することにより、ヒューズエレメント２を切断部２３で切断することができる。
【0108】
（変形例）
本実施形態の保護素子１００において、ヒューズエレメント２の切断部２３には１個の貫通孔２３ｂが設けられているが、切断部２３の貫通孔２３ｂの個数は、これに限定されるものではない。また、貫通孔２３ｂの代わりにあるいは貫通孔２３ｂと共に、薄肉部を設けてもよい。さらに、厚肉部２４をヒューズエレメント２と金属箔２４ａとを張り付けることによって形成する代わりに、ヒューズエレメント２の厚さを部分的に厚くしてもよい。
本実施形態の保護素子１００において、ヒューズエレメント２の切断部２３には１個の貫通孔２３ｂが設けられているが、切断部２３の貫通孔２３ｂの個数は、これに限定されるものではない。また、貫通孔２３ｂの代わりにあるいは貫通孔２３ｂと共に、薄肉部を設けてもよい。さらに、厚肉部２４をヒューズエレメント２と金属箔２４ａとを張り付けることによって形成する代わりに、ヒューズエレメント２の厚さを部分的に厚くしてもよい。
【0109】
図１３は、本発明に係る保護素子で用いられるヒューズエレメントの変形例を示す図面であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のXIII（ｂ）－XIII（ｂ）’線断面図である。
図１３に示すヒューズエレメント２ａは、切断部２３に２個の貫通孔２３ｂが設けられていること以外は、保護素子１００で用いられているヒューズエレメント２と同じである。このため、保護素子１００と同じ部材については、同じ符号を付し、説明を省略する。
図１３に示すヒューズエレメント２ａは、切断部２３に２個の貫通孔２３ｂが設けられていること以外は、保護素子１００で用いられているヒューズエレメント２と同じである。このため、保護素子１００と同じ部材については、同じ符号を付し、説明を省略する。
【0110】
２個の貫通孔２３ｂは、Ｘ方向（第２方向）に方向にそって、配置されている。貫通孔２３ｂは３個以上であってもよい。貫通孔２３ｂが３個以上の場合は、貫通孔２３ｂは等間隔に配置されていることが好ましい。貫通孔２３ｂが２個以上の場合は、貫通孔の最大径は、各貫通孔２３ｂの最大径の合計値である。本実施形態の保護素子１００において、貫通孔２３ｂの数は、特に制限はないが、１個以上、３個以下の範囲内にあることが好ましい。
【0111】
図１４は、本発明に係る保護素子で用いられるヒューズエレメントの変形例を示す図面であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のXIV（ｂ）－XIV（ｂ）’線断面図である。
図１４に示すヒューズエレメント２ｂは、切断部２３に薄肉部２３ｃが設けられていること以外は、保護素子１００で用いられているヒューズエレメント２と同じである。このため、保護素子１００と同じ部材については、同じ符号を付し、説明を省略する。
図１４に示すヒューズエレメント２ｂは、切断部２３に薄肉部２３ｃが設けられていること以外は、保護素子１００で用いられているヒューズエレメント２と同じである。このため、保護素子１００と同じ部材については、同じ符号を付し、説明を省略する。
【0112】
薄肉部２３ｃは、厚さが平面部２３ａよりも薄い部分である。薄肉部２３ｃの厚さは、平面部２３ａの厚さに対して、１０％以上４０％以下の範囲内にあることが好ましい。ヒューズエレメント２ｂにおいて、薄肉部２３ｃは上面（金属箔２４ａが張り付けられている側と反対側の表面）を削ることによって形成されている。薄肉部２３ｃの形成方法は、これに限定されるものではない。薄肉部２３ｃは下側面（金属箔２４ａが張り付けられている側の表面）を削ることによって形成してもよい。
【0113】
図１５は、本発明に係る保護素子で用いられるヒューズエレメントの変形例を示す図面であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のXV（ｂ）－XV（ｂ）’線断面図である。
図１５に示すヒューズエレメント２ｃは、ヒューズエレメントの一部の厚さを厚くした拡張部２４ｂを設けることによって厚肉部２４が設けられていること以外は、保護素子１００で用いられているヒューズエレメント２と同じである。このため、保護素子１００と同じ部材については、同じ符号を付し、説明を省略する。
図１５に示すヒューズエレメント２ｃは、ヒューズエレメントの一部の厚さを厚くした拡張部２４ｂを設けることによって厚肉部２４が設けられていること以外は、保護素子１００で用いられているヒューズエレメント２と同じである。このため、保護素子１００と同じ部材については、同じ符号を付し、説明を省略する。
【0114】
拡張部２４ｂは、ヒューズエレメント２ｃのＸ方向（幅方向）における長さも大きくなっている。ヒューズエレメント２ｃは、例えば、金型を用いたプレス成形によって製造することができる。
【0115】
本実施形態の保護素子１００において、発熱部材３は絶縁基板３１の上面（可動部材４側の表面）に、抵抗体３３と、第１給電部３５ａと、第２給電部３５ｂとが配置されているが、抵抗体３３と、第１給電部３５ａと、第２給電部３５ｂの配置位置は、これに限定されるものではない。例えば、絶縁基板３１の下面（ヒューズエレメント２側の表面）に抵抗体３３を配置して、絶縁基板３１の上面に、第１給電部３５ａと第２給電部３５ｂとを配置してもよい。また、本実施形態の保護素子１００では、発熱部材３はヒューズエレメント２の上面（可動部材４側の表面）に配置されているが、発熱部材３をヒューズエレメント２の下面（凹状部材５側の表面）に配置してもよい。
【0116】
図１６は、本発明に係る保護素子で用いられる発熱部材の変形例を示す図面であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のXVI（ｂ）－XVI（ｂ）’線断面図である。
図１６に示す発熱部材３ａは、絶縁基板３１の下面に抵抗体３３が配置され、絶縁基板３１の上面に、第１給電部３５ａと第２給電部３５ｂとが配置されていること以外は、保護素子１００で用いられている発熱部材３と同じである。このため、保護素子１００と同じ部材については、同じ符号を付し、説明を省略する。
図１６に示す発熱部材３ａは、絶縁基板３１の下面に抵抗体３３が配置され、絶縁基板３１の上面に、第１給電部３５ａと第２給電部３５ｂとが配置されていること以外は、保護素子１００で用いられている発熱部材３と同じである。このため、保護素子１００と同じ部材については、同じ符号を付し、説明を省略する。
【0117】
発熱部材３ａでは、抵抗体３３と第１給電部３５ａおよび抵抗体３３と第２給電部３５ｂはそれぞれ、絶縁基板３１に形成されたスルーホール（不図示）を介して、電気的に接続している。
【符号の説明】
【0118】
２、２ａ、２ｂ、２ｃ ヒューズエレメント
２１ 第１端部
２２ 第２端部
２３ 切断部
２３ａ 平面部
２３ｂ 貫通孔
２３ｃ 薄肉部
２４ 厚肉部
２４ａ 金属箔
２４ｂ 拡張部
３、３ａ 発熱部材
３１ 絶縁基板
３２ 伝熱部材
３３ 抵抗体
３４ 保護層
３５ａ 第１給電部
３５ｂ 第２給電部
４ 可動部材
４１ 基部
４１ａ 押圧手段収納領域
４２ 延長領域
４３ スライド部材
４４ 凸部
４４ａ 中央部
４４ｂ 端部
５ 凹状部材
５１、５２、５３、５４ 端子設置領域
５５ａ、５５ｂ 第１ガイド部材
５６ａ、５６ｂ 第２ガイド部材
５６ｂ 第２ガイド部材
５７ 凹部
５７ａ 幅広部
５７ｂ、５７ｃ 幅狭部
５７ｄ 内壁面
５８ａ、５８ｂ レール
５９ 突起部
５９ａ 頂部
５９ｂ 下面
６ 押圧手段
７ ケース
７ａ 第１ケース
７ｂ 第２ケース
７ｃ 第１内壁面
７ｄ 第２内壁面
７ｆ 第２側壁面
７ｇ 第３側壁面
７ｈ 第１側壁面
７１ 第１端子
７２ 第２端子
７３ 第３端子
７４ 第４端子
７１ａ、７２ａ、７３ａ、７４ａ 外部端子孔
７１ｂ、７２ｂ、７３ｂ、７４ｂ 鍔部
７１ｄ、７２ｄ 開口部
７３ｃ、７４ｃ 給電部材
７３ｄ、７４ｄ スリット
７５ 収容部
７６ 側壁面
７７ 段差
７８ 段差
１００ 保護素子
２１ 第１端部
２２ 第２端部
２３ 切断部
２３ａ 平面部
２３ｂ 貫通孔
２３ｃ 薄肉部
２４ 厚肉部
２４ａ 金属箔
２４ｂ 拡張部
３、３ａ 発熱部材
３１ 絶縁基板
３２ 伝熱部材
３３ 抵抗体
３４ 保護層
３５ａ 第１給電部
３５ｂ 第２給電部
４ 可動部材
４１ 基部
４１ａ 押圧手段収納領域
４２ 延長領域
４３ スライド部材
４４ 凸部
４４ａ 中央部
４４ｂ 端部
５ 凹状部材
５１、５２、５３、５４ 端子設置領域
５５ａ、５５ｂ 第１ガイド部材
５６ａ、５６ｂ 第２ガイド部材
５６ｂ 第２ガイド部材
５７ 凹部
５７ａ 幅広部
５７ｂ、５７ｃ 幅狭部
５７ｄ 内壁面
５８ａ、５８ｂ レール
５９ 突起部
５９ａ 頂部
５９ｂ 下面
６ 押圧手段
７ ケース
７ａ 第１ケース
７ｂ 第２ケース
７ｃ 第１内壁面
７ｄ 第２内壁面
７ｆ 第２側壁面
７ｇ 第３側壁面
７ｈ 第１側壁面
７１ 第１端子
７２ 第２端子
７３ 第３端子
７４ 第４端子
７１ａ、７２ａ、７３ａ、７４ａ 外部端子孔
７１ｂ、７２ｂ、７３ｂ、７４ｂ 鍔部
７１ｄ、７２ｄ 開口部
７３ｃ、７４ｃ 給電部材
７３ｄ、７４ｄ スリット
７５ 収容部
７６ 側壁面
７７ 段差
７８ 段差
１００ 保護素子
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】