特許 7089758 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】

(24)【登録日】2022-06-15

(45)【発行日】2022-06-23

(54)【発明の名称】保護素子

(51)【国際特許分類】

   H01H 85/38 20060101AFI20220616BHJP

   H01H 37/76 20060101ALI20220616BHJP

【ＦＩ】

H01H85/38

H01H37/76 F

H01H37/76 P

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2018170231

(22)【出願日】2018-09-12

(65)【公開番号】P2020042993

(43)【公開日】2020-03-19

【審査請求日】2021-07-30

(73)【特許権者】

【識別番号】000225337

【氏名又は名称】内橋エステック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087653

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴江 正二

(74)【代理人】

【識別番号】100142376

【弁理士】

【氏名又は名称】吉村 哲郎

(72)【発明者】

【氏名】田中 嘉明

(72)【発明者】

【氏名】村永 陽介

【審査官】井上 信

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－３２９２０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平２－２８８１２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－６７４５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０２８４５０１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国実用新案第２０７９３８５４７（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｈ ３７／７６

Ｈ０１Ｈ ８５／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と、
前記基板のいずれかの面に配置される電極の対と、
前記電極の対の間を接続しエネルギの供給を受けて融点に達すると溶解する導体である接続体とを備える保護素子であって、
前記電極の対の一方から他方へ向かう方向とは交差する方向の磁力を生成する磁力生成部をさらに備えることを特徴とする保護素子。

【請求項2】

前記電極の対の一方が、前記電極の対の他方と間隔をあけて対向するよう前記基板の前記電極が配置される前記面に沿って直線状に延びる一方側対向部を有しており、
前記電極の対の他方が、前記電極の対の一方の前記一方側対向部と間隔をあけて対向し前記一方側対向部が延びる方向に沿って直線状に延びる他方側対向部を有しており、
前記接続体が、前記電極の対のうち前記一方側対向部と前記他方側対向部との間を接続し、
前記磁力生成部が、前記一方側対向部と前記他方側対向部との間のいずれかの位置にある箇所である電極間箇所において前記接続体に対向して、前記基板のうち前記電極の対が配置される面と前記電極の対が配置される面の背面との一方から他方へ向かう前記磁力を生成する、磁石を有することを特徴とする請求項１に記載の保護素子。

【請求項3】

前記電極間箇所において前記磁石の縁のいずれかの箇所が前記接続体に対向するよう前記磁石が配置されることを特徴とする請求項２に記載の保護素子。

【請求項4】

前記電極間箇所が、前記接続体の縁のいずれかの部分が配置されている箇所であることを特徴とする請求項３に記載の保護素子。

【請求項5】

前記保護素子が、前記接続体と前記磁石とを絶縁し、かつ、前記接続体が溶解する際に前記磁石を保護する絶縁体をさらに備え、
前記磁石が、前記絶縁体を介して前記接続体に接するよう配置されることを特徴とする請求項２に記載の保護素子。

【請求項6】

前記磁力生成部が、前記基板と前記電極の対と前記接続体とを挟んで互いに磁力によって引き合うように配置される磁石の対を有することを特徴とする請求項１に記載の保護素子。

【請求項7】

前記磁石の対の一方の縁のいずれかの箇所が前記磁石の対の他方の縁のいずれかの箇所に対向するよう前記磁石の対が配置されており、
前記電極の対の間のいずれかの箇所において前記磁石の対の一方の縁のうち前記磁石の対の他方の縁に対向している箇所が前記接続体に対向していることを特徴とする請求項６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】

特許文献１は、保護素子にかかる発明を開示する。特許文献１にかかる保護素子は、絶縁基板と、第１電極と、第２電極と、第３電極と、第４電極と、抵抗と、低融点可溶合金片Ａ及びＢと、フラックスと、絶縁層とを備える。絶縁基板の片面上に第１電極と第２電極と第３電極と第４電極とが設けられる。第２電極と第４電極とにわたって抵抗が設けられる。第１電極と第２電極との間に低融点可溶合金片Ａが接続される。第２電極と第３電極との間に低融点可溶合金片Ｂが接続される。それらの低融点可溶合金片にはフラックスが塗布される。絶縁層は絶縁基板の片面を覆う。

【0003】

特許文献１に開示された保護素子は、構造が簡単で製造が容易で作動性に優れている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平１０－１１６５５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、作動時に絶縁不良が生じる可能性についてさらなる改善が求められている。本発明は、このような問題を解決するものである。本発明の目的は、作動時に絶縁不良が生じる可能性がより低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】

【0006】

図面を参照し本発明の保護素子を説明する。なおこの欄で図中の符号を使用したのは発明の内容の理解を助けるためであって内容を図示した範囲に限定する意図ではない。

【0007】

上述した課題を解決するために、本発明のある局面に従うと、保護素子１０，３１０は、基板４０と、電極４２，４４の対と、接続体５６とを備える。電極４２，４４の対は、基板４０のいずれかの面に配置される。接続体５６は、電極４２，４４の対の間を接続する。接続体５６は、エネルギの供給を受けて融点に達すると溶解する。接続体５６は導体である。保護素子１０，３１０は、磁力生成部３２，３４，３３４，３３６をさらに備える。磁力生成部３２，３４，３３４，３３６は、次に述べられる方向の磁力を生成する。その方向は、次に述べられる方向とは交差する方向である。その方向は、電極４２，４４の対の一方から他方へ向かう方向である。

【0008】

接続体５６はエネルギの供給を受けて融点に達すると溶解する。その溶解の結果として接続体５６が電極４２，４４の対の間を接続しなくなる際に、アークが発生することがある。磁力生成部３２，３４，３３４，３３６が生成する磁力の方向は、次に述べられる方向とは交差する方向である。その方向は、電極４２，４４の対の一方から他方へ向かう方向である。その磁力の方向が上述された方向なので、接続体５６の溶解に伴ってアークが発生すると、そのアークは、ローレンツ力を受ける。ローレンツ力を受けたアークは、次に述べられる方向へ流れる。その方向は、電流が流れる方向に交差する方向である。アークがこのようなローレンツ力を受けると、このようなローレンツ力を受けない場合に比べ、アークがよく冷却される。アークがよく冷却されると、そうでない場合に比べ、絶縁不良が生じる可能性が低くなる。これにより、作動時に絶縁不良が生じる可能性がより低い保護素子１０，３１０を提供することができる。

【0009】

また、上述した電極４２，４４の対の一方が、一方側対向部７０を有していることが望ましい。一方側対向部７０は、電極４２，４４の対の他方と間隔をあけて対向するよう基板４０の電極４２，４４が配置される面に沿って直線状に延びる。この場合、電極４２，４４の対の他方が、他方側対向部７２を有していることが望ましい。他方側対向部７２は、電極４２，４４の対の一方の一方側対向部７０と間隔をあけて対向する。他方側対向部７２は、一方側対向部７０が延びる方向に沿って直線状に延びる。この場合、接続体５６が、電極４２，４４の対のうち一方側対向部７０と他方側対向部７２との間を接続することが望ましい。この場合、磁力生成部３２，３４，３３４，３３６が、磁石３２，３４を有することが望ましい。磁石３２，３４は、電極間箇所８０，８２において接続体５６に対向する。電極間箇所８０，８２は、一方側対向部７０と他方側対向部７２との間のいずれか位置にある箇所である。磁石３２は、基板４０のうち次に述べられる２面の一方から他方へ向かう磁力を生成する。それらの面は、電極４２，４４の対が配置される面と電極４２，４４の対が配置される面の背面とである。

【0010】

磁石３２，３４が生成する磁力は、基板４０のうち次に述べられる２面の一方から他方へ向かう。それらの面は、電極４２，４４の対が配置される面と電極４２，４４の対が配置される面の背面とである。これにより、発生したアークは、基板４０の表面のうち一方側対向部７０と他方側対向部７２とが延びる方向に沿うようローレンツ力を受けることとなる。一方側対向部７０は直線状に延びる。他方側対向部７２は一方側対向部７０が延びる方向に沿って直線状に延びる。これにより、次に述べられる場合に比べて、絶縁不良が生じる可能性は低くなる。その場合は、一方側対向部７０と他方側対向部７２とが直線状に延びない場合である。これにより、作動時に絶縁不良が生じる可能性がより低い保護素子１０を提供することができる。

【0011】

もしくは、上述した磁石３２，３４が、電極間箇所８０，８２において磁石３２，３４の縁のいずれかの箇所が接続体５６に対向するよう配置されることが望ましい。

【0012】

磁石３２，３４の縁では、その中央よりも、磁束密度が高くなる。これにより、発生したアークは、より強いローレンツ力を受けることとなる。より強いローレンツ力を受けるとそうでない場合に比べてアークがよく冷却される。アークがよく冷却されると、そうでない場合に比べ、絶縁不良が生じる可能性が低くなる。これにより、作動時に絶縁不良が生じる可能性がより低い保護素子１０を提供することができる。

【0013】

もしくは、上述した電極間箇所８０，８２が、接続体５６の縁のいずれかの部分が配置されている箇所であることが望ましい。

【0014】

接続体５６が溶解する際、最後まで電極４２，４４の対を接続しているのは接続体５６の縁のいずれかの部分である傾向がある。電極間箇所８０，８２が、接続体５６の縁のいずれかの部分が配置されている箇所であると、そうでない場合に比べ、最後まで電極４２，４４の対を接続している箇所の磁束密度が高くなる可能性が高くなる。磁束密度が高くなると、発生したアークはより強いローレンツ力を受ける。より強いローレンツ力を受けるとそうでない場合に比べてアークがよく冷却される。アークがよく冷却されると、そうでない場合に比べ、絶縁不良が生じる可能性が低くなる。これにより、作動時に絶縁不良が生じる可能性がより低い保護素子１０を提供することができる。

【0015】

もしくは、上述した保護素子１０が、絶縁体３６をさらに備えることが望ましい。絶縁体３６は、接続体５６と磁石３２とを絶縁する。絶縁体３６は、接続体５６が溶解する際に磁石３２を保護する。この場合、磁石３２が、絶縁体３６を介して接続体５６に接するよう配置されることが望ましい。

【0016】

絶縁体３６は、接続体５６と磁石３２とを絶縁する。これにより、接続体５６から磁石３２へ電流が流れることを防止できる。絶縁体３６は、接続体５６が溶解する際に磁石３２を保護する。これにより、磁石３２は、接続体５６が溶解する際に生じるアーク及び熱から守られる。磁石３２が、絶縁体３６を介して接続体５６に接するよう配置される。これにより、磁石３２が接続体５６から遠く離れている場合に比べ、アークは強いローレンツ力を受けることとなる。すなわち、接続体５６から磁石３２へ電流が流れることを防止でき、接続体５６が溶解する際に生じるアーク及び熱から磁石３２を守ることができ、かつ、アークが強いローレンツ力を受ける。その結果、作動時に絶縁不良が生じる可能性がより低い保護素子１０を提供することができる。

【0017】

また、上述した磁力生成部３２，３４，３３４，３３６が、磁石３２，３４の対を有することが望ましい。磁石３２，３４の対は、基板４０と電極４２，４４の対と接続体５６とを挟んで互いに磁力によって引き合うように配置される。

【0018】

磁石３２，３４の対が基板４０と電極４２，４４の対と接続体５６とを挟んで互いに磁力によって引き合うように配置されると、磁石３２，３４の対の片方のみによって磁力が生成する場合に比べ、接続体５６は大きな磁力を受けることとなる。接続体５６が大きな磁力を受けると、大きな磁力を受けない場合に比べて、発生したアークが強いローレンツ力を受けることとなる。発生したアークが強いローレンツ力を受けると、そうでない場合に比べ、発生したアークはよく冷却される。アークがよく冷却されると、そうでない場合に比べ、絶縁不良が生じる可能性が低くなる。これにより、作動時に絶縁不良が生じる可能性がより低い保護素子を１０提供することができる。

【0019】

もしくは、上述した磁石３２，３４の対の一方の縁のいずれかの箇所が磁石３２，３４の対の他方の縁のいずれかの箇所に対向するよう磁石３２，３４の対が配置されていることが望ましい。この場合、次に述べられる箇所において磁石３２，３４の対の一方の縁のうち磁石３２，３４の対の他方の縁に対向している箇所が接続体５６に対向していることが望ましい。その箇所は、電極４２，４４の対の間のいずれかの箇所である。

【0020】

磁石３２，３４の対が基板４０と電極４２，４４の対と接続体５６とを挟んで互いに磁力によって引き合うように配置されると、磁石３２，３４の対の片方のみによって磁力が生成する場合に比べ、接続体５６は大きな磁力を受けることとなる。磁石３２，３４の縁では、その中央よりも、磁束密度が高くなる。磁束密度が高くなるので、接続体５６のうち磁石３２，３４の縁に対向する箇所では、より大きな磁力を受けることとなる。これにより、接続体５６のうち互いに磁力によって引き合う磁石３２，３４の縁に対向する箇所では、さらに大きな磁力を受けることとなる。さらに大きな磁力を受けると、発生したアークは、さらに強いローレンツ力を受けることとなる。その結果、作動時に絶縁不良が生じる可能性がより低い保護素子１０を提供することができる。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、作動時に絶縁不良が生じる可能性がより低い保護素子を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の第１実施形態にかかる二次電池保護回路の回路図である。

【図2】本発明の第１実施形態にかかる保護素子の斜視図である。

【図3】本発明の第１実施形態にかかる保護素子の構成を示す図である。

【図4】図２のＡ－Ａ断面図である。

【図5】本発明の第１実施形態にかかる遮断部の底面図である。

【図6】本発明の第２実施形態にかかる保護素子の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明について図面に基づき詳細に説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称及び機能も同一である。従って、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

【0024】

〈第１実施形態〉
［二次電池保護回路の説明］
図１は本実施形態にかかる二次電池保護回路を示している。本実施形態にかかる二次電池保護回路は、負荷２００と、充電電源２０２と、スイッチ２０４と、制御素子２０６と、保護素子１０とを備える。周知のトランジスターはスイッチ２０４として利用できる素子の一種である。制御素子２０６は二次電池２２０の過充電もしくは過放電を検知する。制御素子２０６は、それらのうち少なくとも１つを検知するとスイッチ２０４へスイッチオン信号を発信する。スイッチ２０４は、スイッチオン信号を受信すると「オン」状態となる。これにより、スイッチ２０４を経て電流が流れることとなる。保護素子１０は、過電流、過充電、及び、過放電のいずれかが生じた場合に二次電池２２０を負荷２００もしくは充電電源２０２から遮断する。

【0025】

［構成の説明］
図２は、本実施形態にかかる保護素子１０の斜視図である。図２に基づいて、本実施形態にかかる保護素子１０の構成が説明される。

【0026】

本実施形態にかかる保護素子１０は、本体部２０と、ケース２２と、蓋２４とを備える。本体部２０は、回路を遮断する。ケース２２は、本体部２０を収容する。蓋２４は、ケース２２の開口を塞ぐ。

【0027】

図３は本実施形態にかかる保護素子１０の構成を示す図である。図３において保護素子１０は分解された状態で示されている。図４は図２のＡ－Ａ断面図である。図３と図４とに基づいて、本実施形態にかかる本体部２０の構成が説明される。

【0028】

本体部２０は、遮断部３０と、ケース側磁石３２と、蓋側磁石３４と、磁石絶縁体３６と、磁石保護体３８とを備える。遮断部３０は、本実施形態にかかる保護素子１０を制御するもの（本実施形態の場合はスイッチ２０４）の制御にしたがって電路を遮断するまで、電路を通電可能とする。本実施形態の場合、その電路は負荷２００もしくは充電電源２０２と二次電池２２０との間の電路である。ケース側磁石３２と蓋側磁石３４とは、磁力を生成する。本実施形態の場合、ケース側磁石３２のＮ極が遮断部３０に対向する。本実施形態の場合、蓋側磁石３４のＳ極が遮断部３０に対向する。これにより、ケース側磁石３２と蓋側磁石３４とは、基板４０と正極４２と負極４４と接続体５６とを挟んで互いに磁力によって引き合うように配置されることとなる。本実施形態の場合、ケース側磁石３２の形状と蓋側磁石３４の形状とはいずれも円板状である。磁石絶縁体３６は、ケース側磁石３２を保護する。磁石保護体３８は、蓋側磁石３４を保護する。本実施形態においては、磁石保護体３８の素材は絶縁体である。

【0029】

図５は、遮断部３０の底面図である。図５に示される遮断部３０の底面は、図３において示された遮断部３０から見て背面にあたる。この図において、遮断部３０の一部は取り除かれている。図３乃至図５に基づいて、本実施形態にかかる遮断部３０の構成が説明される。遮断部３０は、基板４０と、正極４２と、負極４４と、正極用端子４６の対と、負極用端子４８の対と、中間電極５０と、発熱体５２と、発熱体用端子５４と、接続体５６と、保護樹脂５８とを備える。

【0030】

基板４０には、正極４２と、負極４４と、中間電極５０と、発熱体５２と、発熱体用端子５４と、接続体５６と、保護樹脂５８とが固定される。

【0031】

正極４２と負極４４とは、本実施形態にかかる電極の対である。正極４２と負極４４とは、基板４０のうちもっとも面積が大きい面に配置される。

【0032】

正極用端子４６の対は、正極４２に接続される。正極用端子４６は、電線（本実施形態の場合は負荷２００もしくは充電電源２０２と保護素子１０とを接続するための電線）を正極４２に接続するための端子である。

【0033】

負極用端子４８の対は、負極４４に接続される。負極用端子４８は、電線（本実施形態の場合は二次電池２２０と保護素子１０とを接続するための電線）を負極４４に接続するための端子である。

【0034】

中間電極５０は、基板４０のうち正極４２と負極４４とが配置される面に配置される。中間電極５０は、正極４２と負極４４との間に配置される。中間電極５０は、スルーホール６０を介して発熱体５２（図３参照）に接続される。

【0035】

発熱体５２は、基板４０のうち正極４２と負極４４と中間電極５０とが配置される面の背面に配置される。発熱体５２は、エネルギの供給を受けると発熱する。本実施形態の場合、そのエネルギは電力として発熱体５２に供給される。本実施形態の場合、蓋側磁石３４は、磁石保護体３８を介して発熱体５２に接する。

【0036】

発熱体用端子５４は、図示されないスルーホール（このスルーホールは中間電極５０と発熱体５２とを接続するためのスルーホール６０とは別のもの）を介して発熱体５２に接続される。発熱体用端子５４には電線（本実施形態の場合はスイッチ２０４と保護素子１０とを接続するための電線）も接続される。発熱体用端子５４には、発熱体５２にエネルギを供給するための電流が流れる。

【0037】

接続体５６は、正極４２と負極４４との間を接続する。これに伴い、中間電極５０は接続体５６によって正極４２と負極４４とに接続される。接続体５６は導体である。これにより、正極４２と負極４４と中間電極５０の間は通電可能となる。接続体５６は、エネルギの供給を受けて融点に達すると溶解する。溶解の結果、正極４２と負極４４と中間電極５０の間が接続されなくなると、これらの間は遮断されることとなる。本実施形態においては、接続体５６の表面には図示されないフラックスが塗布されている。フラックスは周知なので、ここではその詳細な説明は繰り返されない。

【0038】

保護樹脂５８は合成樹脂である。保護樹脂５８は接続体５６及びこれに塗布される図示されないフラックスを被覆する。

【0039】

本実施形態の場合、正極４２は、一方側対向部７０を有している。一方側対向部７０は、基板４０のうち正極４２と負極４４とが配置される面に沿って直線状に延びる。一方側対向部７０は、負極４４と間隔をあけて対向する。本実施形態の場合、負極４４は、他方側対向部７２を有している。他方側対向部７２は、正極４２の一方側対向部７０と間隔をあけて対向する。他方側対向部７２は、一方側対向部７０が延びる方向に沿って直線状に延びる。本実施形態の場合、接続体５６は、正極４２の一方側対向部７０と負極４４の他方側対向部７２との間を接続している。

【0040】

ケース側磁石３２は、その平坦な面が接続体５６に対向するように配置される。本実施形態の場合、ケース側磁石３２は、正極側電極間箇所８０にそのケース側磁石３２の縁のいずれかの箇所が対向するよう配置される。本実施形態の場合、正極側電極間箇所８０は、正極４２の一方側対向部７０と負極４４の他方側対向部７２との間のうち正極４２の一方側対向部７０と隣り合っており接続体５６の縁が配置される箇所を意味する。本実施形態の場合、ケース側磁石３２は、負極側電極間箇所８２にもそのケース側磁石３２の縁のいずれかの箇所が対向するよう配置される。本実施形態の場合、負極側電極間箇所８２は、正極４２の一方側対向部７０と負極４４の他方側対向部７２との間のうち負極４４の他方側対向部７２と隣り合っており接続体５６の縁が配置される箇所を意味する。これにより、ケース側磁石３２は、正極側電極間箇所８０と負極側電極間箇所８２とにおいて接続体５６に対向することとなる。本実施形態の場合、ケース側磁石３２は、磁石絶縁体３６を介して接続体５６に接する。本実施形態の場合、このように配置されたケース側磁石３２は、基板４０のうち次に述べられる２面の一方から他方へ向かう磁力を生成する。それらの面は、正極４２と負極４４とが配置される面とその面の背面とである。

【0041】

上述されたように、本実施形態の場合、ケース側磁石３２と蓋側磁石３４とは、基板４０と正極４２と負極４４と接続体５６とを挟んで互いに磁力によって引き合うように配置される。さらに、ケース側磁石３２の縁が蓋側磁石３４の縁に対向するように、ケース側磁石３２と蓋側磁石３４とは配置されている。その結果、正極側電極間箇所８０と負極側電極間箇所８２とにおいてケース側磁石３２の縁が蓋側磁石３４の縁に対向していることとなる。

【0042】

［動作の説明］
過電流、過充電、及び、過放電のいずれかが生じるまで、接続体５６を介して正極４２から負極４４へ電流が流れている。制御素子２０６が二次電池２２０の過充電もしくは過放電を検知すると、制御素子２０６はスイッチ２０４へスイッチオン信号を発信する。スイッチ２０４は、スイッチオン信号を受信すると「オン」状態となる。これにより、スイッチ２０４を経て電流が流れる。スイッチ２０４を経て電流が流れると、保護素子１０の発熱体５２にエネルギが電力として供給されることとなる。発熱体５２にエネルギが供給されると発熱体５２は発熱する。発熱体５２が発熱するとその熱は基板４０を通って接続体５６に伝わる。熱が伝わった結果、接続体５６はエネルギの供給を受けることとなる。エネルギの供給を受けた結果、接続体５６が融点に達すると、接続体５６は溶解する。接続体５６が溶解した際、液状の接続体５６は溶解する前の接続体５６の縁に集まることがある。その溶解した接続体５６には正極４２から負極４４へ向かう電流が流れている。その溶解の結果として接続体５６が正極４２と負極４４との間を接続しなくなる際に、アークが発生することがある。ケース側磁石３２は接続体５６に対向している。蓋側磁石３４は発熱体５２及び基板４０を介して接続体５６に対向している。これにより、アークが発生した場合に、そのアークにローレンツ力がかかる。本実施形態の場合、ローレンツ力がかかる方向は、図５において正極４２の一方側対向部７０と負極４４の他方側対向部７２とが延びる方向である。その結果、そのローレンツ力がかからない場合に比べて、発生したアークはよく冷却される。アークがよく冷却されると、そうでない場合に比べ、絶縁不良が生じる可能性が低くなる。絶縁不良が生じる可能性が低くなる理由は、アークの発生に伴ってカーボンライン（線状の炭素）が正極４２と負極４４との間をまたがる可能性が低くなるためである。カーボンラインが正極４２と負極４４との間をまたがる可能性が低くなるのは、カーボンラインが形成される可能性が低くなるためである。カーボンラインが形成される可能性が低くなるのは、アークが早く冷却されることによりアーク発生箇所周辺の部材が炭化する可能性が低くなるためである。正極４２と負極４４との間に絶縁不良が生じないと、接続体５６の溶解に伴って正極４２と負極４４との間の電路は遮断される。正極４２と負極４４との間の電路が遮断されると、負荷２００または充電電源２０２と二次電池２２０との間が遮断される。

【0043】

［効果の説明］
以上のようにして、本実施形態にかかる保護素子１０において、発生したアークは、ローレンツ力を受ける。ローレンツ力を受けたアークは、次に述べられる方向へ流れる。その方向は、電流が流れる方向に交差する方向である。アークがこのようなローレンツ力を受けると、このようなローレンツ力を受けない場合に比べ、絶縁不良が生じる可能性は低くなる。これにより、作動時に絶縁不良が生じる可能性がより低い保護素子１０を提供することができる。

【0044】

本実施形態の場合のようにケース側磁石３２及び蓋側磁石３４が板状であってそれらの平坦な面が接続体５６に対向していると、ケース側磁石３２の縁及び蓋側磁石３４の縁では、その中央よりも、磁束密度が高くなる。これにより、接続体５６のうち正極側電極間箇所８０に配置された部分と負極側電極間箇所８２に配置された部分とでは、接続体５６に対向する面のみから磁力を受ける箇所に配置されている部分よりも、大きな磁力を受けることとなる。これにより、発生したアークは、より強いローレンツ力を受けることとなる。これにより、作動時に絶縁不良が生じる可能性がより低い保護素子１０を提供することができる。

【0045】

磁石絶縁体３６は、接続体５６とケース側磁石３２とを絶縁する。これにより、接続体５６からケース側磁石３２へ電流が流れることを防止できる。磁石絶縁体３６は、接続体５６が溶解する際にケース側磁石３２を保護する。これにより、ケース側磁石３２は、接続体５６が溶解する際に生じるアーク及び熱から守られる。ケース側磁石３２が、磁石絶縁体３６を介して接続体５６に接するよう配置される。これにより、ケース側磁石３２が接続体５６から遠く離れている場合に比べ、発生したアークは強いローレンツ力を受けることとなる。すなわち、接続体５６からケース側磁石３２へ電流が流れることを防止でき、接続体５６が溶解する際に生じるアーク及び熱からケース側磁石３２を守ることができ、かつ、発生したアークが強いローレンツ力を受ける。その結果、作動時に絶縁不良が生じる可能性がより低い保護素子１０を提供することができる。

【0046】

〈第２実施形態〉
本実施形態にかかる保護素子３１０は、第１実施形態にかかる保護素子１０に代えて、図１に示された二次電池保護回路に用いられる。したがって、本実施形態にかかる保護素子３１０の機能は、第１実施形態にかかる保護素子１０と同様である。

【0047】

図６は本実施形態にかかる保護素子３１０の構成を示す図である。本実施形態にかかる保護素子３１０は、遮断部３０と、ケース２２と、蓋２４と、正極側磁石３３４と、負極側磁石３３６とを備える。すなわち、本実施形態にかかる保護素子３１０は、第１実施形態にかかる保護素子１０のケース側磁石３２と蓋側磁石３４と磁石絶縁体３６と磁石保護体３８とに代えて、正極側磁石３３４と負極側磁石３３６とを備える。本実施形態にかかる保護素子３１０は、磁石絶縁体３６及び磁石保護体３８を備えない。正極側磁石３３４は、遮断部３０のうち正極４２側の側面に沿うように配置される。負極側磁石３３６は、遮断部３０のうち負極４４側の側面に沿うように配置される。正極側磁石３３４も負極側磁石３３６もそれらのＮ極が発熱体用端子５４側を向くように配置される。これにより、正極側磁石３３４と負極側磁石３３６との間には斥力が生じることとなる。さらに、正極側磁石３３４と負極側磁石３３６とは、発熱体用端子５４から中間電極５０へ向かう方向の磁力を生成する。この方向も第１実施形態にかかるケース側磁石３２と蓋側磁石３４とが生成する磁力の方向と同様に、正極４２と負極４４との対の一方から他方へ向かう方向とは交差する方向である。

【0048】

本実施形態にかかる保護素子３１０の使用方法は第１実施形態にかかる保護素子１０と同様である。したがってその詳細な説明は繰り返されない。

【0049】

本実施形態にかかる保護素子３１０の場合、接続体５６が溶解すると、その溶解した接続体５６には正極４２から負極４４へ向かう電流が流れている。その溶解した接続体５６には発熱体用端子５４から中間電極５０へ向かう方向の磁力がかかっている。これにより、アークが発生した場合、その発生したアークにはローレンツ力がかかる。ローレンツ力の向きは、その発生したアークが基板４０から離れる向きである。発生したアークにその向きの力がかかるので、カーボンラインが正極４２と負極４４との間を接続し続ける可能性は低くなる。これにより、作動時に絶縁不良が生じる可能性がより低い保護素子３１０を提供することができる。

【0050】

〈変形例の説明〉
上述した保護素子１０，３１０は、本発明の技術的思想を具体化するために例示したものである。上述した保護素子１０，３１０は、本発明の技術的思想の範囲内において種々の変更を加え得るものである。

【0051】

例えば、第１実施形態において、ケース側磁石３２の縁の全周と蓋側磁石３４の縁の全周とは互いに対向していなくてもよい。ただしケース側磁石３２の縁のいずれかの箇所が蓋側磁石３４の縁のいずれかの箇所に対向するようケース側磁石３２と蓋側磁石３４とが配置されていることが望ましい。ケース側磁石３２の縁のその箇所は、接続体５６に対向していなくてもよいが、接続体５６に対向していることが望ましい。ケース側磁石３２は、正極側電極間箇所８０と負極側電極間箇所８２とのうち一方に対向し他方に対向しなくてもよい。その場合、ケース側磁石３２は、正極側電極間箇所８０と負極側電極間箇所８２とのうちアークが正極４２及び負極４４すなわち電極の対から離れるように作用する方と対向することが望ましい。

【0052】

また、第１実施形態にかかる保護素子１０及び第２実施形態にかかる保護素子３１０において、磁石の数は特に限定されない。磁石の形状も特に限定されない。第１実施形態にかかる保護素子１０及び第２実施形態にかかる保護素子３１０は、磁石の代わりに磁力生成部を有していてもよい。この磁力生成部は、次に述べられる方向の磁力を生成する。その方向は、正極４２と負極４４との一方から他方へ向かう方向に交差する方向である。そのような磁力生成部の例には、電磁石がある。

【0053】

また、正極４２と負極４４との形態は上述したものに限定されない。

【符号の説明】

【0054】

１０，３１０…保護素子
２０…本体部
２２…ケース
２４…蓋
３０…遮断部
３２…ケース側磁石
３４…蓋側磁石
３６…磁石絶縁体
３８…磁石保護体
４０…基板
４２…正極
４４…負極
４６…正極用端子
４８…負極用端子
５０…中間電極
５２…発熱体
５４…発熱体用端子
５６…接続体
５８…保護樹脂
６０…スルーホール
７０…一方側対向部
７２…他方側対向部
８０…正極側電極間箇所
８２…負極側電極間箇所
２００…負荷
２０２…充電電源
２０４…スイッチ
２０６…制御素子
２２０…二次電池
３３４…正極側磁石
３３６…負極側磁石

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】