特許 7010706 ヒューズ素子

(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】

(24)【登録日】2022-01-17

(45)【発行日】2022-01-26

(54)【発明の名称】ヒューズ素子

(51)【国際特許分類】

   H01H 85/17 20060101AFI20220119BHJP

   H01H 37/76 20060101ALI20220119BHJP

   H01H 85/11 20060101ALI20220119BHJP

   H01H 85/06 20060101ALI20220119BHJP

【ＦＩ】

H01H85/17

H01H37/76 F

H01H85/11

H01H85/06

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2018001900

(22)【出願日】2018-01-10

(65)【公開番号】P2019121550

(43)【公開日】2019-07-22

【審査請求日】2020-12-22

(73)【特許権者】

【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】100113424

【弁理士】

【氏名又は名称】野口 信博

(72)【発明者】

【氏名】米田 吉弘

【審査官】内田 勝久

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－０６２６４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－２５５６４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２２００４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１４７１６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０６５１５６（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】

ヒューズエレメントと、
上記ヒューズエレメントを収容するケースとを有し、
上記ケースは、上記ヒューズエレメントを収容する内部に面する内壁表面の少なくとも一部に、上記ヒューズエレメントの溶断に伴う熱により表面が溶融する樹脂部を有し、
上記樹脂部は、ナイロン系又はフッ素系の樹脂材料を用いて形成されているヒューズ素子。

【請求項2】

ヒューズエレメントと、
上記ヒューズエレメントを収容するケースとを有し、
上記ケースは、上記ヒューズエレメントを収容する内部に面する内壁表面の少なくとも一部に、上記ヒューズエレメントの溶融飛散物を捕捉する樹脂部を有し、
上記樹脂部は、ナイロン系又はフッ素系の樹脂材料を用いて形成されているヒューズ素子。

【請求項3】

上記樹脂部に捕捉された上記溶融飛散物は、不連続状態である請求項２に記載のヒューズ素子。

【請求項4】

上記ケースは、セラミック材により形成されている請求項１～３のいずれか１項に記載のヒューズ素子。

【請求項5】

上記樹脂部は、耐トラッキング性が２５０Ｖ以上である材料からなる請求項１～４のいずれか１項に記載のヒューズ素子。

【請求項6】

上記樹脂部は、耐トラッキング性が６００Ｖ以上である材料からなる請求項１～４のいずれか１項に記載のヒューズ素子。

【請求項7】

上記樹脂部は、融点が４００℃以下である材料からなる請求項１～３のいずれか１項に記載のヒューズ素子。

【請求項8】

上記樹脂部は、熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以下である材料からなる請求項１～３のいずれか１項に記載のヒューズ素子。

【請求項9】

上記ケースは、上記ヒューズエレメントの通電方向に離間した２か所を支持し、当該支持された部位の間を中空で支持する請求項１～８のいずれか１項に記載のヒューズ素子。

【請求項10】

上記ケースは、上記内壁の上記支持された部位の間を、上記ヒューズエレメントの通電方向と直交する方向に遮るように、上記樹脂部が形成されている請求項９に記載のヒューズ素子。

【請求項11】

上記樹脂部は、上記内壁表面の全面に形成されている請求項１～１０のいずれか１項に記載のヒューズ素子。

【請求項12】

上記ヒューズエレメントは、内層を低融点金属層、外層を高融点金属層とする積層体である請求項１～１１のいずれか１項に記載のヒューズ素子。

【請求項13】

発熱体を備え、
上記ヒューズエレメントは、上記発熱体が通電することによる発熱により溶断される請求項１～１２のいずれか１項に記載のヒューズ素子。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本技術は、電流経路上に実装され、定格を超える電流が流れた時に自己発熱によりヒューズエレメントが溶断し当該電流経路を遮断するヒューズ素子に関し、特に高定格、大電流の用途に対応可能なヒューズ素子に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、定格を超える電流が流れた時に自己発熱により溶断し、当該電流経路を遮断するヒューズエレメントが用いられている。ヒューズエレメントとしては、例えば、ハンダをガラス管に封入したホルダー固定型ヒューズや、セラミック基板表面にＡｇ電極を印刷したチップヒューズ、銅電極の一部を細らせてプラスチックケースに組み込んだねじ止め又は差し込み型ヒューズ等が多く用いられている。

【0003】

しかし、上記既存のヒューズエレメントにおいては、電流定格が低く、また大型化によって定格を上げると速断性に劣る、といった問題点が指摘されている。

【0004】

また、リフロー実装用の速断ヒューズ素子を想定した場合、リフローの熱によって溶融しないように、一般的には、ヒューズエレメントには融点が３００℃以上のＰｂ入り高融点ハンダが溶断特性上好ましい。しかしながら、ＲｏＨＳ指令等においては、Ｐｂ含有ハンダの使用は、限定的に認められているに過ぎず、今後Ｐｂフリー化の要求は、強まるものと考えられる。

【0005】

すなわち、ヒューズエレメントとしては、定格を上げて大電流に対応可能であること、定格を超える過電流時には速やかに電流経路を遮断する速溶断性を備えることが求められる。

【0006】

そこで、第１、第２の電極を備えた絶縁基板上に、当該第１、第２の電極間にわたってヒューズエレメントを搭載したヒューズ素子が提案されている（文献１参照）。

【0007】

文献１に記載のヒューズ素子は、回路基板等に実装されると、ヒューズエレメントが第１、第２の電極間が電流経路の一部に組み込まれ、定格よりも高い値の電流が流れると自己発熱によりヒューズエレメントが溶融し、電流経路を遮断する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特開２０１４－２０９４６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

ここで、この種のヒューズ素子の用途は電子機器から産業用機械、電動自転車、電動バイク、クルマ等の大電流且つ高電圧用途にまで広がっている。このため、搭載される電子機器やバッテリパック等の高容量化、高定格化に伴い、ヒューズ素子は、電流定格のさらなる向上が求められている。

【0010】

電流定格を上げるためには、ヒューズエレメントを大型化することで低抵抗化を図ることが有効である。しかし、ヒューズ素子の電流定格を上げるためには、ヒューズエレメントの導体抵抗の低減と、電流経路の遮断時における絶縁性能とのバランスを取る必要がある。すなわち、電流をより多く流すためには、導体抵抗を下げる必要があり、よってヒューズエレメントの断面積を大きくする必要がある。一方、図１５（Ａ）（Ｂ）に示すように、電流経路の遮断の際には、発生するアーク放電によってヒューズエレメント８０を構成する金属体８０ａが周囲に飛散し、新たに電流経路８１が形成されるおそれがあり、ヒューズエレメントの断面積が大きくなるほど、そのリスクが高くなる。

【0011】

高電流定格のヒューズエレメント８０を収容するケースの多くはセラミック材料が用いられているが、セラミック材料は熱伝導率が高くヒューズエレメント８０の高熱の溶融飛散物を効率良く捕捉し（コールドトラップ）、その結果、ケース内壁に連続的な伝導パスが形成される為である。

【0012】

また、従来の高電圧対応の電流ヒューズにおいては、消弧剤の封入や螺旋ヒューズの製造といった、何れも複雑な材料や加工プロセスが必要とされ、ヒューズ素子の小型化や電流の高定格化といった面で不利である。

【0013】

以上のように、定格を向上させるために相当の大きさを備えたヒューズエレメントを用いつつ、絶縁性能を維持することができ、かつ簡易な構成で小型化、製造工程の簡素化も実現できるヒューズ素子の開発が望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0014】

上述した課題を解決するために、本技術に係るヒューズ素子は、ヒューズエレメントと、上記ヒューズエレメントを収容するケースとを有し、上記ケースは、上記ヒューズエレメントを収容する内部に面する内壁表面の少なくとも一部に、上記ヒューズエレメントの溶断に伴う熱により表面が溶融する樹脂部を有し、上記樹脂部は、ナイロン系又はフッ素系の樹脂材料を用いて形成されているものである。

【0015】

また、本技術に係るヒューズ素子は、ヒューズエレメントと、上記ヒューズエレメントを収容するケースとを有し、上記ケースは、上記ヒューズエレメントを収容する内部に面する内壁表面の少なくとも一部に、上記ヒューズエレメントの溶融飛散物を捕捉する樹脂部を有し、上記樹脂部は、ナイロン系又はフッ素系の樹脂材料を用いて形成されているものである。

【発明の効果】

【0016】

本技術によれば、ヒューズエレメントを収容するケースの内壁表面の少なくとも一部に、ヒューズエレメントの溶融飛散物を捕捉する樹脂部を有するため、溶融飛散物が樹脂部に捕捉されることによりヒューズエレメントの通電方向の両端に至る内壁面に連続して付着することを防止することができる。したがって、本発明によれば、ヒューズエレメントの溶融飛散物がケース内壁表面に連続して付着することによって溶断されたヒューズエレメントの両端が短絡される事態を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は本技術が適用されたヒューズ素子を示す断面図であり、（Ａ）はヒューズエレメントの溶断前、（Ｂ）はヒューズエレメントの溶断後を示す。

【図2】図２（Ａ）は樹脂部によって溶融飛散物を捕捉した状態を示す断面図であり、図２（Ｂ）は樹脂部を設けずケースの内壁表面に溶融飛散物の堆積層が形成されている状態を示す断面図である。

【図3】図３は本技術が適用されたヒューズ素子の変形例を示す断面図であり、（Ａ）はヒューズエレメントの溶断前、（Ｂ）はヒューズエレメントの溶断後を示す。

【図4】図４（Ａ）はアルミナ（セラミック材料）からなるケースの内壁表面を写したＳＥＭ画像であり、図４（Ｂ）はアルミナ（セラミック材料）からなるケースにヒューズエレメントの溶融飛散物が付着した状態を写したＳＥＭ画像であり、図４（Ｃ）はアルミナ（セラミック材料）からなるケースにヒューズエレメントの溶融飛散物が付着した状態をさらに拡大して写したＳＥＭ画像である。

【図5】図５（Ａ）はナイロン４６（ナイロン系樹脂材料）からなるケースの内壁表面を写したＳＥＭ画像であり、図５（Ｂ）は、ナイロン４６（ナイロン系樹脂材料）からなるケースにヒューズエレメントの溶融飛散物が付着した状態を写したＳＥＭ画像であり、図５（Ｃ）は、ナイロン４６（ナイロン系樹脂材料）からなるケースにヒューズエレメントの溶融飛散物が付着した状態をさらに拡大して写したＳＥＭ画像である。

【図6】図６（Ａ）は低融点金属層の上下面に高融点金属層を積層させた積層構造としたヒューズエレメントを示す外観斜視図であり、図６（Ｂ）は両端面より低融点金属層が露出し、外周が高融点金属層に被覆される被覆構造としたヒューズエレメントを示す外観斜視図である。

【図7】図７は、変形規制部を設けたヒューズエレメントを示す断面図である。

【図8】図８はヒューズ素子の回路構成を示す図であり、（Ａ）はヒューズエレメントの溶断前、（Ｂ）はヒューズエレメントの溶断後を示す。

【図9】図９は本技術が適用されたヒューズ素子の変形例を示す図であり、（Ａ）は外観斜視図、（Ｂ）は断面図である。

【図10】図１０は図９に示すヒューズ素子の変形例の溶断後を示す図であり、（Ａ）はカバー部材を外した状態の外観斜視図であり、（Ｂ）は断面図である。

【図11】図１１は、本技術が適用されたヒューズ素子の変形例を示す断面図である。

【図12】図１２は、本技術が適用されたヒューズ素子の変形例を示す断面図である。

【図13】図１３は、本技術が適用されたヒューズ素子の変形例を示す図であり、（Ａ）はヒューズエレメントが搭載された発熱体を有するベース部材を示す天面図であり、（Ｂ）は断面図である。

【図14】図１４は、図１３に示すヒューズ素子の回路図であり、（Ａ）はヒューズエレメントの溶断前、（Ｂ）はヒューズエレメントの溶断後を示す。

【図15】図１５は、従来のヒューズ素子を示す断面図であり、（Ａ）はヒューズエレメントの溶断前、（Ｂ）はヒューズエレメントの溶断後を示す。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本技術が適用されたヒューズ素子について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本技術は、以下の実施形態のみに限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能であることは勿論である。また、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることがある。具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

【0019】

［ヒューズ素子］
本技術に係るヒューズ素子１は、小型且つ高定格のヒューズ素子を実現するものであり、平面寸法が３～５ｍｍ×５～１０ｍｍ、高さが２～５ｍｍと小型でありながら、抵抗値が０．２～１ｍΩ、５０～１５０Ａ定格と高定格化が図られている。なお、本発明は、あらゆるサイズ、抵抗値及び電流定格を備えるヒューズ素子に適用することができるのはもちろんである。

【0020】

本技術が適用されたヒューズ素子１は、図１（Ａ）（Ｂ）に示すように、ヒューズエレメント２と、ヒューズエレメント２を収容するケース３とを有する。ヒューズ素子１は、ヒューズエレメント２の通電方向の両端部がケース３の導出口７より導出されている。ヒューズエレメント２は、導出口７より導出されている両端部が外方に延長され図示しない外部回路の接続電極と接続される端子部２ａ，２ｂとされている。ヒューズ素子１は、端子部２ａ，２ｂが、ヒューズ素子１が組み込まれる回路の端子に接続され、これにより当該回路の電流経路の一部を構成する。ヒューズエレメント２は、定格を超える電流が通電することによって自己発熱（ジュール熱）により溶断し、ヒューズ素子１が組み込まれた回路の電流経路を遮断する。

【0021】

なお、ヒューズエレメント２の端子部２ａ，２ｂと外部回路の接続電極とは、ハンダ接続等の公知の方法により行うことができる。また、ヒューズ素子１は、端子部２ａ，２ｂを大電流対応が可能な外部接続端子となる金属板に接続させてもよい。ヒューズエレメント２の端子部２ａ，２ｂと金属板との接続は、ハンダ等の接続材によって接続させてもよく、金属板と接続されたクランプ端子に端子部２ａ，２ｂを挟持させてもよく、あるいは端子部２ａ，２ｂ又はクランプ端子を金属板に導通性を有するねじによりねじ止めすることにより行ってもよい。

【0022】

［ケース］
ケース３は、例えばエンジニアリングプラスチック、アルミナ、ガラスセラミックス、ムライト、ジルコニアなどの絶縁性を有する部材によって形成することができ、また、ケース３は、モールド成型、粉体成型等、材料に応じた製法によって製造される。

【0023】

また、図１に示すように、ケース３は、収容するヒューズエレメント２の通電方向の両端部を導出する導出口７が設けられている。導出口７は、ケース３の相対向する壁部に形成され、ヒューズエレメント２の通電方向の両端部を支持するとともに、ケース３内の収納空間８において中空状に支持する。

【0024】

ここで、ケース３は、アルミナ等の熱伝導率が比較的高いセラミック材料により形成されることが好ましい。ケース３は、熱伝導性に優れるセラミック材料を用いることにより、ヒューズエレメント２が過電流により発熱した熱を効率的に外部に放熱し、中空で保持されたヒューズエレメント２を局所的に過熱、溶断させることができる。したがって、ヒューズエレメント２は、限られた部位だけで溶断し、溶融飛散物の量及び付着領域も限定的となる。

【0025】

［樹脂部］
ヒューズエレメント２を収容するケース３は、ヒューズエレメント２を収容する収納空間８を有し、ヒューズエレメント２に面する内壁表面８ａの少なくとも一部に、ヒューズエレメント２が溶断する際に発生する溶融飛散物を捕捉する樹脂部４を有する。樹脂部４は、例えば内壁表面８ａのケース３に収容されたヒューズエレメント２の通電方向の中間位置と対向する位置に、ヒューズエレメント２の通電方向と直交する方向にわたって、すなわち、ヒューズエレメント２の周囲を囲む内壁表面８ａの全周にわたって形成されている。これにより、樹脂部４は、収納空間８内において、ヒューズエレメント２を中空で支持する一対の導出口７、７間に亘る内壁表面８ａを、上記ヒューズエレメントの通電方向と直交する方向に遮るように形成される。

【0026】

樹脂部４は、ヒューズエレメント２の溶断時に高温の溶融飛散物１１が付着すると、図２（Ａ）に示すように、当該溶融飛散物１１を捕捉するとともに、溶断に伴う輻射熱や溶融飛散物１１の高熱により溶融し、樹脂部４の内部に多数ある溶融飛散物１１の一部が侵入する。

【0027】

また、樹脂部４の表面においては溶融飛散物１１がセラミック材料に比べて冷却され難く、溶融飛散物１１自体の熱やヒューズエレメント２の溶断に伴う輻射熱などにより溶融飛散物１１が凝集し大型化する。更に、度重なる溶融飛散物１１の飛散流にて捕捉された一部の溶融飛散物１１は放出される。

【0028】

これにより、ケース３は、樹脂部４に溶融飛散物１１が堆積して連続することがなく、樹脂部４によって導出口７から導出されているヒューズエレメント２の両端部間が、電気的に絶縁される。したがって、ヒューズ素子１は、ヒューズエレメント２の溶融飛散物１１がケース３の内壁表面８ａに付着した場合にも、ヒューズエレメント２の溶融飛散物１１によってヒューズエレメント２の通電方向の両端が短絡される事態を防止することができ、高い絶縁抵抗を維持することができる。

【0029】

樹脂部４は、高温の溶融飛散物１１を捕捉し、且つ溶融飛散物１１の高熱により溶融し、樹脂部４の内部に溶融飛散物１１の一部が侵入する材料を用いて形成され、好ましくは融点が４００℃以下、より好ましくはリフロー温度（例えば２６０℃）以上である材料を用いて形成され、又は、好ましくは熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以下である材料を用いて形成される。

【0030】

樹脂部４の材料としては、例えばナイロン系（ナイロン４６、ナイロン６６、ナイロン６、ナイロン４Ｔ、ナイロン６Ｔ、ナイロン９Ｔ、ナイロン１０Ｔ等）又はフッ素系（ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥ、ＥＦＥＰ、ＣＰＴ、ＰＣＴＦＥ等）の樹脂材料を用いて形成することができる。

【0031】

また、樹脂部４は、ケース３の内壁表面８ａに、材料に応じて塗布や印刷、蒸着、スパッタリング、その他の公知の樹脂膜や樹脂層の形成方法によって形成することができる。また、樹脂部４は、１種類の樹脂材料で形成してもよく、複数種類の樹脂材料を積層して形成してもよい。

【0032】

なお、樹脂部４は、図１に示すように、ヒューズエレメント２の通電方向の中間位置と対向する位置に形成することにより、効率よく絶縁することができる。ヒューズエレメントは、定格を超える過電流が流れ自己発熱により溶断する際、ヒューズエレメント２の通電方向の両端を支持する導出口７から放熱されるため、導出口７から最も離れたヒューズエレメント２の通電方向の中間位置において過熱し、溶断しやすい。したがって、当該中間位置に対向する位置に樹脂部４を配置することにより、溶融飛散物１１を確実に捕捉することができる。

【0033】

また、樹脂部４は、図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、ケース３の内壁表面８ａの全面にわたって形成してもよい。その他、ケース３の内壁表面８ａに形成される樹脂部４の形成位置や形成パターンは任意に設計することができる。

【0034】

［耐トラッキング性］
ここで、ヒューズエレメント２は、電流定格の向上に伴い、過電流による自己発熱遮断時の発熱量も多くなることから、ケース３に対する熱影響も増してくる。例えば、ヒューズ素子の電流定格が１００Ａレベルに上昇し、且つ定格電圧が６０Ｖレベルに上昇すると、電流遮断時のアーク放電によりケース３のヒューズエレメント２と対向する表面や樹脂部４が炭化して、リーク電流が流れて絶縁抵抗が低下したり、発火して素子筐体が破損し、あるいは搭載基板からズレたり、脱落したりする事象も懸念される。

【0035】

アーク放電を速やかに止めて回路を遮断する対策として、中空ケース内に消弧剤を詰めたものや、放熱材の周りにヒューズエレメントを螺旋状に巻きつけてタイムラグを発生させる高電圧対応の電流ヒューズも提案されている。しかし、従来の高電圧対応の電流ヒューズにおいては、消弧剤の封入や螺旋ヒューズの製造といった、何れも複雑な材料や加工プロセスが必要とされ、ヒューズ素子の小型化や電流の高定格化といった面で不利である。

【0036】

そこで、ヒューズ素子１は、樹脂部４を、耐トラッキング性が２５０Ｖ以上である材料により形成することが好ましい。これにより、電流定格の向上に伴う過電流による発熱遮断時におけるアーク放電の大規模化によっても、樹脂部４の炭化を防止し、リーク電流の発生による絶縁抵抗の低下や、発火によるケース３の破損を防止できる。

【0037】

樹脂部４を構成する耐トラッキング性を有する材料としては、ナイロン系材料が好ましい。ナイロン系のプラスチック材料を用いることにより、樹脂部４の耐トラッキング性を２５０Ｖ以上とすることができる。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。

【0038】

樹脂部４を構成するナイロン系のプラスチック材料の中でも、特にナイロン４６やナイロン６Ｔ，ナイロン９Ｔを用いることが好ましい。これにより、樹脂部４は、耐トラッキング性を６００Ｖ以上に高めることができる。

【0039】

［絶縁抵抗］
また、ケース３は、上述したように、中空で保持されたヒューズエレメント２を局所的に過熱、溶断させ、溶融飛散物の量及び付着領域を限定的なものに抑える点で、熱伝導性に優れるセラミック材料により形成されることが好ましい。一方で、セラミック材料からなるケース３は、熱伝導率に優れるがゆえに、ケース３の内壁表面８ａに高熱の溶融飛散物１１が付着すると急速に冷やされ、図２（Ｂ）に示すように、溶融飛散物１１の堆積層が形成されやすく、堆積した溶融飛散物１１を介してヒューズエレメント２の端子部２ａ，２ｂ間にわたるリーク電流が発生するおそれがある。

【0040】

このため、ヒューズ素子１は、樹脂部４を形成することにより、図２（Ａ）に示すように、溶融飛散物１１を捕捉するとともに、樹脂部４が溶断に伴う輻射熱や溶融飛散物１１の高熱により溶融飛散物１１と共に溶融することにより、溶融飛散物１１による堆積層の形成を抑制することができる。

【0041】

すなわち、ヒューズ素子１は、セラミック材料からなるケース３を用いることにより、中空で保持されたヒューズエレメント２を局所的に過熱、溶断させ、溶融飛散物の量及び付着領域を限定的なものに抑えるとともに、樹脂部４で溶融飛散物１１を捕捉するとともに樹脂部４が溶融することにより、溶融飛散物１１の堆積層の形成を防止し、リーク電流の発生を防止して高い絶縁抵抗（例えば１０¹³ｋΩレベル）を維持することができる。

【0042】

［実施例］
図４（Ａ）はアルミナ（セラミック材料）からなるケースの内壁表面を写したＳＥＭ画像であり、図４（Ｂ）はアルミナ（セラミック材料）からなるケースにヒューズエレメント２の溶融飛散物１１が付着した状態を写したＳＥＭ画像であり、図４（Ｃ）はアルミナ（セラミック材料）からなるケースにヒューズエレメント２の溶融飛散物１１が付着した状態をさらに拡大して写したＳＥＭ画像である。図５（Ａ）はナイロン４６（ナイロン系樹脂材料）からなるケースの内壁表面を写したＳＥＭ画像であり、図５（Ｂ）は、ナイロン４６（ナイロン系樹脂材料）からなるケースにヒューズエレメント２の溶融飛散物１１が付着した状態を写したＳＥＭ画像であり、図５（Ｃ）は、ナイロン４６（ナイロン系樹脂材料）からなるケースにヒューズエレメント２の溶融飛散物１１が付着した状態をさらに拡大して写したＳＥＭ画像である。

【0043】

図４（Ｂ）（Ｃ）に示すように、アルミナ表面には溶融飛散物１１が緻密に付着して堆積層を形成していることが分かる。

【0044】

一方、図５（Ｂ）（Ｃ）に示すように、ナイロン４６の表面にはヒューズエレメント２の溶融飛散物１１が疎らに付着し、また溶断に伴う輻射熱や溶融飛散物１１の熱によりナイロン４６の表面が溶融してできた空隙が形成されていることが分かる。このように、樹脂材料の表面には溶融飛散物１１が連続的に堆積することなく、また樹脂材料が陥没してできた空隙に溶融飛散物１１が侵入することによりリーク電流の経路が形成されにくくなっている。

【0045】

これら図４、図５に示すケースの絶縁抵抗を測定したところ（遮断条件：３００Ａ／６２Ｖ）、図４に示すアルミナ製ケースの絶縁抵抗は８０ｋΩまで落ちたのに対して、図５に示すナイロン４６製ケースの絶縁抵抗は１．８×１０¹³ｋΩであった。

【0046】

ナイロン４６製ケースは優れた絶縁抵抗を有するが、ナイロン４６等の樹脂は熱伝導性が低く、ヒューズエレメント２の発熱を効率よく放熱させることができず、ヒューズエレメント２の溶断エリアは広範囲となる。そのため、多量の溶融飛散物１１が飛散し、また、ケース内面への付着領域も広範囲となった。そのため、高定格化に加え、ヒューズ素子の小型化を図る場合、高い絶縁抵抗を維持するためには、溶融飛散物１１の量は最小限に抑え、ケース内面への付着領域も限定的に抑えることが望ましい。

【0047】

この点、上述したように、ヒューズ素子１は、セラミック材料からなるケース３を用いることにより、中空で保持されたヒューズエレメント２を局所的に過熱、溶断させ、溶融飛散物の量及び付着領域を限定的なものに抑えるとともに、樹脂部４で溶融飛散物１１を捕捉するとともに樹脂部４が溶融することにより、溶融飛散物１１の堆積層の形成を防止し、リーク電流の発生を防止して高い絶縁抵抗（例えば１０¹³ｋΩレベル）を維持することができるため、有利となる。

【0048】

［ヒューズエレメント］
次いで、ヒューズエレメント２について説明する。ヒューズエレメント２は、ハンダ又はＳｎを主成分とするＰｂフリーハンダ等の低融点金属、若しくは低融点金属と高融点金属の積層体である。例えば図６に示すように、ヒューズエレメント２は、内層と外層とからなる積層構造体であり、内層として低融点金属層９、低融点金属層９に積層された外層として高融点金属層１０を有する。

【0049】

低融点金属層９は、好ましくは、Ｓｎを主成分とする金属であり、「Ｐｂフリーハンダ」と一般的に呼ばれる材料である。低融点金属層９の融点は、必ずしもリフロー温度（例えば、２６０℃）よりも高い必要はなく、２００℃程度で溶融してもよい。高融点金属層１０は、低融点金属層９の表面に積層された金属層であり、例えば、Ａｇ若しくはＣｕ又はこれらのうちのいずれかを主成分とする金属からなり、ヒューズ素子１をリフロー炉によって外部回路基板上に実装する場合においても溶融しない高い融点を有する。

【0050】

ヒューズエレメント２は、内層となる低融点金属層９に、外層として高融点金属層１０を積層することによって、リフロー温度が低融点金属層９の溶融温度を超えた場合であっても、ヒューズエレメント２として溶断するに至らない。したがって、ヒューズ素子１は、リフローによって効率よく実装することができる。

【0051】

また、ヒューズエレメント２は、所定の定格電流が流れている間は、自己発熱によっても溶断することがない。そして、定格よりも高い値の電流が流れると、自己発熱によって低融点金属層９の融点から溶融を開始し、速やかに端子部２ａ，２ｂ間の電流経路を遮断することができる。例えば、低融点金属層９をＳｎ‐Ｂｉ系合金やＩｎ‐Ｓｎ系合金などで構成した場合、ヒューズエレメント２は、１４０℃や１２０℃前後という低温から溶融を開始する。このとき、ヒューズエレメント２は、例えば低融点金属としてＳｎを４０％以上含ませる合金を用いることで、溶融した低融点金属層９が高融点金属層１０を溶食することにより、高融点金属層１０が溶融温度よりも低い温度で溶融する。したがって、ヒューズエレメント２は、低融点金属層９による高融点金属層１０の溶食作用を利用して短時間で溶断することができる。

【0052】

また、ヒューズエレメント２は、内層となる低融点金属層９に高融点金属層１０が積層されて構成されているため、溶断温度を従来の高融点金属からなるチップヒューズ等よりも大幅に低減することができる。したがって、ヒューズエレメント２は、高融点金属エレメントに比して、幅広に形成するとともに通電方向を短く形成することにより電流定格を大幅に向上させながら小型化を図り、かつ回路基板との接続部位への熱の影響を抑えることができる。また、同じ電流定格をもつ従来のチップヒューズよりも小型化、薄型化を図ることができ、速溶断性にも優れる。

【0053】

また、ヒューズエレメント２は、ヒューズ素子１が組み込まれた電気系統に異常に高い電圧が瞬間的に印加されるサージへの耐性（耐パルス性）を向上することができる。すなわち、ヒューズエレメント２は、例えば１００Ａの電流が数ｍｓｅｃ流れたような場合にまで溶断してはならない。この点、極短時間に流れる大電流は導体の表層を流れることから（表皮効果）、ヒューズエレメント２は、外層として抵抗率の低いＡｇメッキ等の高融点金属層１０が設けられているため、サージによって印加された電流を流しやすく、自己発熱による溶断を防止することができる。したがって、ヒューズエレメント２は、従来のハンダ合金からなるヒューズに比して、大幅にサージに対する耐性を向上させることができる。

【0054】

ヒューズエレメント２は、低融点金属層９の表面に高融点金属層１０を電解メッキ法等の成膜技術を用いることにより製造できる。例えば、ヒューズエレメント２は、ハンダ箔や糸ハンダの表面にＡｇメッキを施すことにより効率よく製造できる。また、ヒューズエレメント２は、図６（Ａ）に示すように、低融点金属層９の上下面に高融点金属層１０を積層させた積層構造としてもよく、図６（Ｂ）に示すように、低融点金属層９に電解メッキ、無電解メッキ等の処理を施した後、所定の長さに切断することにより両端面より低融点金属層９が臨み外周が高融点金属層１０に被覆される被覆構造としてもよい。なお、本技術において、ヒューズエレメント２の構造は図６に示すものに限定されない。

【0055】

なお、ヒューズエレメント２は、低融点金属層９の体積を、高融点金属層１０の体積よりも多く形成することが好ましい。ヒューズエレメント２は、自己発熱によって低融点金属が溶融することにより高融点金属を溶食し、これにより速やかに溶融、溶断することができる。したがって、ヒューズエレメント２は、低融点金属層９の体積を高融点金属層１０の体積よりも多く形成することにより、この溶食作用を促進し、速やかに端子部２ａ，２ｂ間を遮断することができる。

【0056】

［変形規制部］
また、図７に示すように、ヒューズエレメント２は、溶融した低融点金属の流動を抑え、変形を規制する変形規制部６を設けてもよい。これにより大面積化することで高定格化、低抵抗化されたヒューズエレメント２においても、リフロー加熱時等において低融点金属の流動による変形を抑制し、溶断特性の変動を防止することができる。

【0057】

変形規制部６は、ヒューズエレメント２の表面に設けられ、図７に示すように、低融点金属層９に設けられた１又は複数の孔１２の側面の少なくとも一部が、高融点金属層１０と連続する第２の高融点金属層１４によって被覆されてなる。孔１２は、例えば低融点金属層９に針等の先鋭体を突き刺し、或いは低融点金属層９に金型を用いてプレス加工を施す等により形成することができる。また、孔１２の形状は、例えば楕円形、長方形、その他、任意の形状を採用することができる。また、孔１２は、ヒューズエレメント２の溶断部となる中央部に形成してもよく、全面にわたって一様に形成してもよい。なお、孔１２を溶断部に対応した位置に形成することで、溶断部における溶融金属量を減らすとともに高抵抗化させ、より速やかに過熱溶断させることができる。

【0058】

第２の高融点金属層１４を構成する材料は、高融点金属層１０を構成する材料と同様に、リフロー温度によっては溶融しない高い融点を有する。また、第２の高融点金属層１４は、高融点金属層１０と同じ材料で、高融点金属層１０の形成工程において合わせて形成されることが製造効率上、好ましい。

【0059】

［フラックス］
なお、ヒューズ素子１は、高融点金属層１０又は低融点金属層９の酸化防止と、溶断時の酸化物除去及びハンダの流動性向上のために、ヒューズエレメント２の表面や裏面に図示しないフラックスをコーティングしてもよい。

【0060】

フラックスをコーティングすることにより、外層の高融点金属層１０の表面に、Ｓｎを主成分とするＰｂフリーハンダ等の酸化防止膜を形成した場合にも、当該酸化防止膜の酸化物を除去することができ、高融点金属層１０の酸化を効果的に防止し、溶断特性を維持、向上することができる。

【0061】

［ヒューズ溶断］
このようなヒューズ素子１は、図８（Ａ）に示す回路構成を有する。ヒューズ素子１は、端子部２ａ，２ｂを介して外部回路に実装されることにより、当該外部回路の電流経路上に組み込まれる。ヒューズ素子１は、ヒューズエレメント２に所定の定格電流が流れている間は、自己発熱によっても溶断することがない。そして、ヒューズ素子１は、定格を超える過電流が通電するとヒューズエレメント２が自己発熱によってヒューズエレメント２がアーク放電の発生を伴って溶断し、端子部２ａ，２ｂ間を遮断することにより、当該外部回路の電流経路を遮断する（図８（Ｂ））。

【0062】

このとき、ヒューズ素子１は、ヒューズエレメント２を収容するケース３の内壁表面８ａの少なくとも一部に、ヒューズエレメント２の溶融飛散物１１を捕捉する樹脂部４を有するため、溶融飛散物１１が樹脂部４に不連続状態で捕捉されることによりヒューズエレメント２の通電方向の両端に至る内壁表面８ａに連続して付着することを防止することができる。したがって、ヒューズ素子１は、ヒューズエレメント２の溶融飛散物１１がケース３の内壁表面８ａに連続して付着することによって溶断されたヒューズエレメント２の両端が短絡される事態を防止することができる。

【0063】

［ヒューズ素子の変形例］
次いで、本技術が適用されたヒューズ素子の変形例について説明する。なお、以下の説明において、上述したヒューズ素子１と同一の構成については、同一の符号を付してその詳細を省略する。本発明が適用されたヒューズ素子２０は、図９（Ａ）（Ｂ）に示すように、ベース部材２１と、ベース部材２１の表面２１ａ上に実装されるヒューズエレメント２と、ヒューズエレメント２が実装されたベース部材２１の表面２１ａ上を覆い、ベース部材２１とともにヒューズエレメント２を収容する素子筐体２８を構成するカバー部材２２とを備える。

【0064】

ヒューズ素子２０は、ベース部材２１とカバー部材２２とにより構成される素子筐体２８が、上述したヒューズエレメント２を収容するケース３に相当する。素子筐体２８は、ベース部材２１及びカバー部材２２が接合されることによって形成される素子筐体２８の外に一対の端子部２ａ，２ｂを導出する導出口７が形成される。ヒューズエレメント２は、導出口７より導出される端子部２ａ，２ｂを介して外部回路の接続電極と接続可能とされている。

【0065】

ベース部材２１は、上述したケース３と同様の材料によって形成することができ、例えば、液晶ポリマー等のエンジニアリングプラスチック、アルミナ、ガラスセラミックス、ムライト、ジルコニアなどの絶縁性を有する部材によって形成される。その他、ベース部材２１は、ガラスエポキシ基板、フェノール基板等のプリント配線基板に用いられる材料を用いてもよい。

【0066】

カバー部材２２は、ベース部材２１と同様に、上述したケース３と同様の材料によって形成することができ、例えば、各種エンジニアリングプラスチック、セラミックス等の絶縁性を有する部材により形成することができる。また、カバー部材２２は、例えば絶縁性の接着剤を介してベース部材２１と接続され、あるいはベース部材２１との間に嵌合機構を設けることにより接続されている。

【0067】

また、図９（Ｂ）に示すように、ベース部材２１は、ヒューズエレメント２が実装される表面２１ａに、溝部２３が形成されている。また、カバー部材２２も、溝部２３と対向して溝部２９が形成されている。図１０（Ａ）（Ｂ）に示すように、溝部２３，２９は、ヒューズエレメント２が溶融、遮断する空間であり、ヒューズエレメント２は、溝部２３，２９に位置する部位が、熱伝導率の低い空気と触れることにより、ベース部材２１及びカバー部材２２と接する他の部位に比して相対的に温度が上がり、溶断される溶断部２ｃとなる。

【0068】

また、ベース部材２１は溝部２３の内壁表面の少なくとも一部に上述した樹脂部４が形成され、カバー部材２２は溝部２９の内壁表面の少なくとも一部に上述した樹脂部４が形成されている。ヒューズ素子２０は、ヒューズエレメント２が溝部２３，２９によって覆われるため、過電流によるアーク放電の発生を伴う自己発熱遮断時においても、溶融金属が樹脂部４によって捕捉され、周囲への飛散を防止できる。また、ヒューズ素子２０は、ヒューズエレメント２の溶融飛散物１１が樹脂部４に不連続状態で捕捉されることによりヒューズエレメント２の通電方向の両端に至る内壁表面に連続して付着することを防止することができる。したがって、ヒューズ素子２０は、ヒューズエレメント２の溶融飛散物１１が溝部２３，２９の内壁表面に連続して付着することによって溶断されたヒューズエレメント２の両端が短絡される事態を防止することができる。

【0069】

樹脂部４は、溝部２３，２９の長手方向に沿って連続して形成され、ヒューズエレメント２の全幅にわたって対向するとともに、ヒューズエレメント２の全幅以上の長さを有する。また、樹脂部４は、溝部２３，２９の長手方向の全長にわたる底面及び底面と４辺において隣接する各側面にも形成されていることが好ましい。

【0070】

なお、ベース部材２１とヒューズエレメント２との間には適宜導電性の接着剤やハンダを介在させてもよい。ヒューズ素子２０は、接着剤あるいはハンダを介してベース部材２１とヒューズエレメント２とが接続されることにより、相互の密着性が高まり、より効率よく熱をベース部材２１に伝達させるとともに、相対的に溶断部２ｃを過熱、溶断させることができる。

【0071】

なお、ヒューズ素子２０は、図１１に示すようにベース部材２１に溝部２３を設ける代わりに、ベース部材２１の表面２１ａ上に第１の電極２４及び第２の電極２５を設けてもよい。第１、第２の電極２４，２５は、それぞれ、ＡｇやＣｕ等の導電パターンによって形成され、表面に適宜、酸化防止対策としてＳｎメッキ、Ｎｉ／Ａｕメッキ、Ｎｉ／Ｐｄメッキ、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕメッキ等の保護層を設けてもよい。

【0072】

第１及び第２の電極２４，２５は、接続用ハンダを介してヒューズエレメント２が接続されている。ヒューズエレメント２は、第１、第２の電極２４，２５に接続されることにより、溶断部２ｃを除く部位における放熱効果が上がり、より効果的に溶断部２ｃを過熱、溶断させることができる。

【0073】

図１１に示す構成においても、ベース部材２１及びカバー部材２２には、樹脂部４が形成されている。このとき、樹脂部４とヒューズエレメント２との間には空隙が形成されていることが好ましいが、樹脂部４とヒューズエレメント２とが接する場合にも、樹脂部４は、第１、第２の電極２４，２５よりも熱伝導性が低いため、相対的に溶断部２ｃを過熱、溶断させることができる。なお、図１１に示す構成においても、ヒューズ素子２０は、ベース部材２１に溝部２３を設け、カバー部材２２に溝部２９を設け、溝部２３，２９にそれぞれ樹脂部４を設けてもよい。

【0074】

また、ヒューズ素子２０は、ヒューズエレメント２に端子部２ａ，２ｂを設ける代わりに、あるいは図１２に示すように、端子部２ａ，２ｂとともに、ベース部材２１の裏面２１ｂに、第１、第２の電極２４，２５と電気的に接続される第１、第２の外部接続電極２４ａ，２５ａを設けてもよい。第１、第２の電極２４，２５と第１、第２の外部接続電極２４ａ，２５ａとは、ベース部材２１を貫通するスルーホール２６やキャスタレーション等を介して導通が図られている。第１、第２の外部接続電極２４ａ，２５ａも、それぞれ、ＡｇやＣｕ等の導電パターンによって形成され、表面に適宜、酸化防止対策としてＳｎメッキ、Ｎｉ／Ａｕメッキ、Ｎｉ／Ｐｄメッキ、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕメッキ等の保護層を設けてもよい。ヒューズ素子２０は、端子部２ａ，２ｂに代えて又は端子部２ａ，２ｂとともに、第１、第２の外部接続電極２４ａ，２５ａを介して、外部回路基板の電流経路上に実装される。

【0075】

なお、図１１、図１２に示すヒューズ素子２０においては、ヒューズエレメント２が、ベース部材２１の表面２１ａから離間して実装されている。したがって、ヒューズ素子２０は、ヒューズエレメント２の溶融時にも溶融金属がベース部材２１へ食い込むこともなく第１、第２の電極２４，２５間で溶断し、上述した樹脂部４の効果とも相まって、確実に端子部２ａ，２ｂ間及び第１、第２の電極２４，２５間の絶縁抵抗を維持することができる。

【0076】

なお、ヒューズ素子２０は、高融点金属層１０又は低融点金属層９の酸化防止と、溶断時の酸化物除去及びハンダの流動性向上のために、ヒューズエレメント２の表面や裏面に図示しないフラックスをコーティングしてもよい。

【0077】

フラックスをコーティングすることにより、外層の高融点金属層１０の表面に、Ｓｎを主成分とするＰｂフリーハンダ等の酸化防止膜を形成した場合にも、当該酸化防止膜の酸化物を除去することができ、高融点金属層１０の酸化を効果的に防止し、溶断特性を維持、向上することができる。

【0078】

［端子部］
また、図９に示すように、ヒューズ素子２０は、ケース３の外部に導出されているヒューズエレメント２の端子部２ａ，２ｂを、ベース部材２１の側面に沿うように屈折させてもよい。ヒューズエレメント２は、端子部２ａ，２ｂを屈折させることによりベース部材２１の側面に嵌合されるとともに、端子部２ａ，２ｂがベース部材２１の底面側へ向けられる。これにより、ヒューズ素子１は、ベース部材２１の底面が実装面とされ、端子部２ａ，２ｂが外部回路基板の接続電極と接続されることにより、表面実装が可能となる。

【0079】

また、ヒューズ素子２０は、ヒューズエレメント２に端子部２ａ，２ｂを形成することにより、ベース部材２１のヒューズエレメント２が搭載される表面に電極を設けるとともにベース部材２１の裏面に当該電極と接続された外部接続電極を設ける必要がなくなり、製造工程を簡素化することができ、またベース部材２１の電極及び外部接続電極間の導通抵抗によって電流定格が律速されることなく、ヒューズエレメント２自体で電流定格を規定することができ、電流定格を向上させることができる。

【0080】

端子部２ａ，２ｂは、ベース部材２１の表面に搭載されるヒューズエレメント２の端部をベース部材２１の側面に沿うように折り曲げることにより形成され、適宜さらに外側もしくは内側に一又は複数回折り曲げられることにより形成される。これにより、ヒューズエレメント２は、略平坦な主面と折り曲げられた先の面との間に、屈曲部が形成される。

【0081】

そして、ヒューズ素子２０は、端子部２ａ，２ｂが素子外部に臨まされ、外部回路基板に実装されると、端子部２ａ，２ｂが当該外部回路基板に形成された接続電極とハンダ等により接続され、これによりヒューズエレメント２が外部回路に組み込まれる。

【0082】

［発熱体］
また、本技術は、図１３（Ａ）（Ｂ）に示すように、ベース部材２１に発熱体４１を設けたヒューズ素子４０に適用することもできる。なお、以下の説明において、上述したヒューズ素子１，２０と同一の部材については同一の符号を付してその詳細を省略する。本発明が適用されたヒューズ素子４０は、ベース部材２１と、ベース部材２１に積層され、絶縁部材４２に覆われた発熱体４１と、ベース部材２１の両端に形成された第１の電極２４及び第２の電極２５と、ベース部材２１上に発熱体４１と重畳するように積層され、発熱体４１に電気的に接続された発熱体引出電極４５と、両端が第１、第２の電極２４，２５にそれぞれ接続され、中央部が発熱体引出電極４５に接続されたヒューズエレメント２とを備える。そして、ヒューズ素子４０は、ベース部材２１とカバー部材２２とは、互いに接着もしくは嵌合することにより素子筐体２８を構成する。また、カバー部材２２は、上述したように、内壁表面の少なくとも一部に、上述した樹脂部４が形成されている。

【0083】

ベース部材２１の表面２１ａには、相対向する両端部に、第１、第２の電極２４，２５が形成されている。第１、第２の電極２４，２５は、発熱体４１が通電し発熱すると、溶融したヒューズエレメント２がその濡れ性により集まり、端子部２ａ，２ｂ間を溶断させる。

【0084】

発熱体４１は、通電すると発熱する導電性を有する部材であって、たとえばニクロム、Ｗ、Ｍｏ、Ｒｕ等又はこれらを含む材料からなる。発熱体４１は、これらの合金あるいは組成物、化合物の粉状体を樹脂バインダ等と混合してペースト状にしたものを、ベース部材２１上にスクリーン印刷技術を用いてパターン形成して、焼成する等によって形成することができる。

【0085】

また、ヒューズ素子４０は、発熱体４１が絶縁部材４２によって被覆され、絶縁部材４２を介して発熱体４１と対向するように発熱体引出電極４５が形成されている。発熱体引出電極４５はヒューズエレメント２が接続され、これにより発熱体４１は、絶縁部材４２及び発熱体引出電極４５を介してヒューズエレメント２と重畳される。絶縁部材４２は、発熱体４１の保護及び絶縁を図るとともに、発熱体４１の熱を効率よくヒューズエレメント２へ伝えるために設けられ、例えばガラス層からなる。

【0086】

なお、発熱体４１は、ベース部材２１に積層された絶縁部材４２の内部に形成してもよい。また、発熱体４１は、第１、第２の電極２４，２５が形成されたベース部材２１の表面２１ａと反対側の裏面２１ｂに形成してもよく、あるいは、ベース部材２１の表面２１ａに第１、第２の電極２４，２５と隣接して形成してもよい。また、発熱体４１は、ベース部材２１の内部に形成してもよい。

【0087】

また、発熱体４１は、一端がベース部材２１の表面２１ａ上に形成された第１の発熱体電極４８を介して発熱体引出電極４５と接続され、他端がベース部材２１の表面２１ａ上に形成された第２の発熱体電極４９と接続されている。発熱体引出電極４５は、第１の発熱体電極４８と接続されるとともに発熱体４１と重畳して絶縁部材４２上に積層され、ヒューズエレメント２と接続されている。これにより、発熱体４１は、発熱体引出電極４５を介してヒューズエレメント２と電気的に接続されている。なお、発熱体引出電極４５は、絶縁部材４２を介して発熱体４１に重畳配置されることにより、ヒューズエレメント２を溶融させるとともに、溶融導体を凝集しやすくすることができる。

【0088】

また、第２の発熱体電極４９は、ベース部材２１の表面２１ａ上に形成され、キャスタレーションを介してベース部材２１の裏面２１ｂに形成された発熱体給電電極４９ａ（図１４（Ａ）参照）と連続されている。

【0089】

ヒューズ素子４０は、第１の電極２４から発熱体引出電極４５を介して第２の電極２５に跨ってヒューズエレメント２が接続されている。ヒューズエレメント２は、接続用ハンダ等の接続材料を介して第１、第２の電極２４，２５及び発熱体引出電極４５上に接続されている。

【0090】

［フラックス］
また、ヒューズ素子４０は、高融点金属層１０又は低融点金属層９の酸化及び硫化防止と、溶断時の酸化物及び硫化物除去及びハンダの流動性向上のために、ヒューズエレメント２の表面や裏面にフラックス４７をコーティングしてもよい。フラックス４７をコーティングすることにより、ヒューズ素子４０の実使用時において、低融点金属層９（例えばハンダ）の濡れ性を高めるとともに、低融点金属が溶解している間の酸化物及び硫化物を除去し、高融点金属（例えばＡｇ）への溶食作用を用いて溶断特性を向上させることができる。

【0091】

また、フラックス４７をコーティングすることにより、最外層の高融点金属層１０の表面に、Ｓｎを主成分とするＰｂフリーハンダ等の酸化防止膜を形成した場合にも、当該酸化防止膜の酸化物を除去することができ、高融点金属層１０の酸化及び硫化を効果的に防止し、溶断特性を維持、向上することができる。

【0092】

なお、第１、第２の電極２４，２５、発熱体引出電極４５及び第１、第２の発熱体電極４８，４９は、例えばＡｇやＣｕ等の導電パターンによって形成され、適宜、表面にＳｎメッキ、Ｎｉ／Ａｕメッキ、Ｎｉ／Ｐｄメッキ、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕメッキ等の保護層が形成されていることが好ましい。これにより、表面の酸化及び硫化を防止するとともに、ヒューズエレメント２の接続用ハンダ等の接続材料による第１、第２の電極２４，２５及び発熱体引出電極４５の溶食を抑制することができる。

【0093】

また、ヒューズ素子４０は、ヒューズエレメント２が発熱体引出電極４５と接続されることにより、発熱体４１への通電経路の一部を構成する。したがって、ヒューズ素子４０は、ヒューズエレメント２が溶融し、外部回路との接続が遮断されると、発熱体４１への通電経路も遮断されるため、発熱を停止させることができる。

【0094】

［回路図］
本発明が適用されたヒューズ素子４０は、図１４に示すような回路構成を有する。すなわち、ヒューズ素子４０は、発熱体引出電極４５を経て一対の端子部２ａ，２ｂ間にわたって直列接続されたヒューズエレメント２と、ヒューズエレメント２の接続点を介して通電して発熱させることによってヒューズエレメント２を溶融する発熱体４１とからなる回路構成である。そして、ヒューズ素子４０は、ヒューズエレメント２の両端部に設けられた端子部２ａ，２ｂ及び第２の発熱体電極４９と接続された発熱体給電電極４９ａが、外部回路基板に接続される。これにより、ヒューズ素子４０は、ヒューズエレメント２が端子部２ａ，２ｂを介して外部回路の電流経路上に直列接続され、発熱体４１が発熱体給電電極４９ａを介して外部回路に設けられた電流制御素子と接続される。

【0095】

［ヒューズ溶断］
このような回路構成からなるヒューズ素子４０は、外部回路の電流経路を遮断する必要が生じた場合に、外部回路に設けられた電流制御素子によって発熱体４１が通電される。これにより、ヒューズ素子４０は、発熱体４１の発熱により、外部回路の電流経路上に組み込まれたヒューズエレメント２が溶融され、ヒューズエレメント２の溶融導体が、濡れ性の高い発熱体引出電極４５及び第１、第２の電極２４，２５に引き寄せられることによりヒューズエレメント２が溶断される。これにより、ヒューズエレメント２は、確実に端子部２ａ～発熱体引出電極４５～端子部２ｂの間で溶断され（図１４（Ｂ））、外部回路の電流経路を遮断することができる。また、ヒューズエレメント２が溶断することにより、発熱体４１への給電も停止される。

【0096】

このとき、ヒューズエレメント２は、発熱体４１の発熱により、高融点金属層１０よりも融点の低い低融点金属層９の融点から溶融を開始し、高融点金属層１０を溶食し始める。したがって、ヒューズエレメント２は、低融点金属層９による高融点金属層１０の溶食作用を利用することにより、高融点金属層１０が溶融温度よりも低い温度で溶融され、速やかに外部回路の電流経路を遮断することができる。

【0097】

また、上述したように、ヒューズ素子４０は、カバー部材２２の内壁表面の少なくとも一部に、樹脂部４が形成されている。ヒューズ素子４０は、ヒューズエレメント２がカバー部材２２によって覆われるため、過電流によるアーク放電の発生を伴う自己発熱遮断時においても、溶融金属がカバー部材２２によって捕捉され、周囲への飛散を防止できる。また、ヒューズ素子４０は、ヒューズエレメント２の溶融飛散物１１が樹脂部４に不連続状態で捕捉されることによりヒューズエレメント２の通電方向の両端に至る内壁表面に連続して付着することを防止することができる。したがって、ヒューズ素子４０は、ヒューズエレメント２の溶融飛散物１１がカバー部材２２の内壁表面に連続して付着することによって溶断されたヒューズエレメント２の両端が短絡される事態を防止することができる。

【0098】

なお、ヒューズ素子４０は、ベース部材２１の第１の電極２４と絶縁部材４２との間や、ベース部材２１の第２の電極２５と絶縁部材４２との間にも、樹脂部４を形成してもよい。絶縁部材４２と第１、第２の電極２４，２５との間に樹脂部４を形成することにより、当該領域にヒューズエレメント２の溶融飛散物１１が付着した場合にも、樹脂部４によって捕捉することができる。

【0099】

なお、上述したヒューズ素子２０，４０は、ヒューズエレメント２の端子部２ａ，２ｂを外部回路基板に設けられた外部接続端子にハンダ等により接続することにより当該外部回路基板に表面実装させたが、本技術が適用されたヒューズ素子２０，４０は、表面実装以外の接続にも用いることができる。

【0100】

例えば、本技術が適用されたヒューズ素子２０，４０は、ヒューズエレメント２の端子部２ａ，２ｂを、大電流対応が可能な外部接続端子となる金属板に接続させてもよい。ヒューズエレメント２の端子部２ａ，２ｂと金属板との接続は、ハンダ等の接続材によって接続させてもよく、金属板と接続されたクランプ端子に端子部２ａ，２ｂを挟持させてもよく、あるいは端子部２ａ，２ｂ又はクランプ端子を金属板に導通性を有するねじによりねじ止めすることにより行ってもよい。

【符号の説明】

【0101】

１ ヒューズ素子、２ ヒューズエレメント、２ａ 端子部、２ｂ 端子部、２ｃ 溶断部、３ ケース、４ 樹脂部、６ 変形規制部、７ 導出口、８ 収納空間、８ａ 内壁表面、９ 低融点金属層、１０ 高融点金属層、１１ 溶融飛散物、１２ 孔、１４ 第２の高融点金属層、２０ ヒューズ素子、２１ ベース部材、２１ａ 表面、２１ｂ 裏面、２２ カバー部材、２３ 溝部、２４ 第１の電極、２４ａ 第１の外部接続電極、２５ 第２の電極、２５ａ 第２の外部接続電極、２６ スルーホール、２８ 素子筐体、２９ 溝部、４０ ヒューズ素子、４１ 発熱体、４２ 絶縁部材、４５ 発熱体引出電極、４７ フラックス、４８ 第１の発熱体電極、４９ 第２の発熱体電極、４９ａ 発熱体給電電極

【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】