特許 7433796 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】2024-02-09

(45)【発行日】2024-02-20

(54)【発明の名称】保護素子

(51)【国際特許分類】

   H01H 85/17 20060101AFI20240213BHJP

   H01H 85/06 20060101ALI20240213BHJP

   H01H 85/08 20060101ALI20240213BHJP

【ＦＩ】

H01H85/17

H01H85/06

H01H85/08

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2019136245

(22)【出願日】2019-07-24

(65)【公開番号】P2021022431

(43)【公開日】2021-02-18

【審査請求日】2022-05-20

(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】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】米田 吉弘

【審査官】内田 勝久

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－０９５８９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２２０１８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１２９１７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５７－０４０２４４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１６－０７１９７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１０１８０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００９－５１０７０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３１９６８４８（ＪＰ，Ｕ）

(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、
絶縁性ペーストを含浸させない絶縁性無機繊維物と、
前記ヒューズエレメントの少なくとも一部、及び、前記絶縁性無機繊維物を封入するカバー部材と、を有し、
前記絶縁性無機繊維物は、アーク放電時に前記ヒューズエレメントの溶融飛散物が飛散していく空間を有することで、前記溶融飛散物による導電パス形成を抑制しアーク放電の継続を防止する、保護素子。

【請求項2】

前記ヒューズエレメントの少なくとも一部は、前記絶縁性無機繊維物に接触または近接して配置される、請求項１に記載の保護素子。

【請求項3】

前記絶縁性無機繊維物は、シート状である、請求項１又は２のいずれかに記載の保護素子。

【請求項4】

前記ヒューズエレメントは、平板状、棒状、又は、ワイヤー状のいずれかである、請求項１～３のいずれか一項に記載の保護素子。

【請求項5】

前記ヒューズエレメントは複数のヒューズエレメントからなり、前記複数のヒューズエレメントが並列に配置している、請求項１～４のいずれか一項に記載の保護素子。

【請求項6】

前記複数のヒューズエレメントが並列に配置するヒューズエレメント群が複数、重畳して配置している、請求項５に記載の保護素子。

【請求項7】

前記絶縁性無機繊維物は、少なくとも前記ヒューズエレメントの一部を挟み込むように配置している、請求項１～６のいずれか一項に記載の保護素子。

【請求項8】

前記ヒューズエレメントは、低融点金属層と高融点金属層の積層体である、請求項１～７のいずれか一項に記載の保護素子。

【請求項9】

前記積層体は、内層を前記低融点金属層、外層を前記高融点金属層とする積層構造である、請求項８に記載の保護素子。

【請求項10】

前記低融点金属層はＳｎもしくはＳｎを主成分とする金属からなる、請求項８又は９に記載の保護素子。

【請求項11】

前記高融点金属層は、Ａｇ、Ｃｕ、又は、ＡｇもしくはＣｕを主成分とする金属からなる、請求項８～１０のいずれか一項に記載の保護素子。

【請求項12】

前記低融点金属層の膜厚は３０μｍ以上であり、前記高融点金属層の膜厚は１μｍ以上である、請求項８～１１のいずれか一項に記載の保護素子。

【請求項13】

前記絶縁性無機繊維物は、ガラス繊維あるいはセラミック繊維である、請求項１～１２のいずれか一項に記載の保護素子。

【請求項14】

前記ヒューズエレメントの通電方向の両端部のそれぞれに端子部材を有し、
前記端子部材の一部が露出するように、前記カバー部材内に、前記ヒューズエレメントと前記絶縁性無機繊維物とが封入されている、請求項１～１３のいずれか一項に記載の保護素子。

【請求項15】

絶縁基板と、前記絶縁基板上に互いに離間して配置された２つの電極とを有し、
前記ヒューズエレメントの通電方向の両端部のそれぞれに、前記２つの電極のそれぞれが接続されている、請求項１～１３のいずれか一項に記載の保護素子。

【請求項16】

絶縁基板と、前記絶縁基板上に互いに離間して配置された２つの電極と、前記絶縁基板上に配置された発熱体と、前記発熱体の第１端に接続された発熱体電極と、前記発熱体の第２端と前記ヒューズエレメントに接続された発熱体引出電極と、を有し、
前記ヒューズエレメントの通電方向の両端部のそれぞれに、前記２つの電極のそれぞれが接続されている、請求項１～１３のいずれか一項に記載の保護素子。

【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溶断して電流経路を遮断するヒューズエレメントを備える保護素子（ヒューズ素子）が用いられている。

【0003】

保護素子としては、例えば、はんだ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保護素子等が多く用いられている。かかる保護素子は、リフローによる表面実装が困難であり、部品実装の効率が低くなるため、近年では表面実装型の保護素子が開発されている（例えば、特許文献１、２参照）。

【0004】

表面実装型の保護素子は例えば、リチウムイオン二次電池を使用した電池パックの過充電や過電流の保護素子として採用されている。リチウムイオン二次電池は、ノートパソコン、携帯電話、スマートフォンなどのモバイル機器において使われており、近年では電動工具、電動自転車、電動バイク及び電気自動車等にも採用されている。そのため、大電流、高電圧用の保護素子が求められている。

【0005】

高電圧用の保護素子では、ヒューズエレメントが溶断される際にアーク放電が生じ得る。アーク放電が発生すると、ヒューズエレメントが広範囲にわたって溶融し、蒸気化した金属が飛散する場合がある。この場合、飛散した金属によって新たに電流経路が形成され、アーク放電が継続し保護素子の破壊や発火事故を起こすおそれがある。そのため、高電圧用保護素子では、アーク放電を発生させない、あるいは、アーク放電を早期に止める対策が施されている。

【0006】

アーク放電を発生させない、あるいは、アーク放電を止める対策として、ヒューズエレメントの周りに消弧材を詰めることが知られている（例えば、特許文献３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特許第６２４９６００号公報

【文献】特許第６２４９６０２号公報

【文献】特許第４１９２２６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、上記の消弧材を用いた保護素子では製造工程が複雑になり、保護素子の小型化が難しいという問題がある。

【0009】

また、大電流、高電圧用の保護素子の電流遮断試験において、消弧材を用いないで樹脂ケース破損したのと同じ条件で、消弧剤を用いたところ、樹脂ケースが燃焼した場合があった。本発明者がその詳細を調べたところ、ヒューズエレメントの溶融飛散物が消弧剤に付着して導電パスを形成し、この導電パスを介してアーク放電が継続されたものと推測される。

【0010】

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、アーク放電を防止し又はアーク放電を迅速に阻止可能な保護素子を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を提供する。

【0012】

（１）本発明の一態様に係る保護素子は、ヒューズエレメントと、前記ヒューズエレメントの少なくとも一部に接触または近接して配置する、絶縁性無機繊維物又は絶縁性無機多孔質材と、前記ヒューズエレメントの少なくとも一部、及び、前記絶縁性無機繊維物又は絶縁性無機多孔質材を封入するカバー部材と、を有する。

【0013】

（２）上記（１）に記載の態様において、前記絶縁性無機繊維物又は絶縁性無機多孔質材は、セラミック又はガラスからなってもよい。

【0014】

（３）上記（１）又は（２）のいずれかに記載の態様において、前記前記絶縁性無機繊維物又は絶縁性無機多孔質材は、シート状であってもよい。

【0015】

（４）上記（１）～（３）のいずれか一つに記載の態様において、前記ヒューズエレメントは、平板状、棒状、又は、ワイヤー状のいずれかであってもよい。

【0016】

（５）上記（１）～（４）のいずれか一つに記載の態様において、前記ヒューズエレメントは複数のヒューズエレメントからなり、前記複数のヒューズエレメントが並列に配置していてもよい。

【0017】

（６）上記（１）～（５）のいずれか一つに記載の態様において、複数のヒューズエレメントが並列に配置するヒューズエレメント群が複数、重畳して配置していてもよい。

【0018】

（７）上記（１）～（６）のいずれか一つに記載の態様において、前記絶縁性無機繊維物又は絶縁性無機多孔質材は、少なくとも前記ヒューズエレメントの一部を挟み込むように配置していてもよい。

【0019】

（８）上記（１）～（７）のいずれか一つに記載の態様において、前記ヒューズエレメントは、低融点金属層と高融点金属層の積層体であってもよい。

【0020】

（９）上記（１）～（８）のいずれか一つに記載の態様において、前記積層構造は、内層を低融点金属、外層を高融点金属とする積層体であってもよい。

【0021】

（１０）上記（１）～（９）のいずれか一つに記載の態様において、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ってもよい。

【0022】

（１１）上記（１）～（１０）のいずれか一つに記載の態様において、前記高融点金属は、Ａｇ、Ｃｕ、又は、ＡｇもしくはＣｕを主成分とする金属からなってもよい。

【0023】

（１２）上記（１）～（１１）のいずれか一つに記載の態様において、前記低融点金属層の膜厚は３０μｍ以上であり、前記高融点金属層の膜厚は１μｍ以上であってもよい。

【0024】

（１３）上記（１）～（１２）のいずれか一つに記載の態様において、前前記前記絶縁性無機繊維物又は絶縁性無機多孔質材に絶縁性ペーストが含侵されていてもよい。

【0025】

（１４）上記（１）～（１３）のいずれか一つに記載の態様において、前記ヒューズエレメントの通電方向の両端部のそれぞれに端子部材を有し、前記端子部材の一部が露出するように、前記カバー部材内に、前記ヒューズエレメントと前記絶縁性無機繊維物又は絶縁性無機多孔質材とが封入されていてもよい。

【0026】

（１５）上記（１）～（１３）のいずれか一つに記載の態様において、絶縁基板と、前記絶縁基板上に互いに離間して配置された２つの電極とを有し、前記ヒューズエレメントの通電方向の両端部のそれぞれに、前記２つの電極のそれぞれが接続されていてもよい。

【0027】

（１６）上記（１）～（１３）のいずれか一つに記載の態様において、絶縁基板と、前記絶縁基板上に互いに離間して配置された２つの電極と、前記絶縁基板上に配置された発熱体と、前記発熱体の第１端に接続された発熱体電極と、前記発熱体の第２端と前記ヒューズエレメントに接続された発熱体引出電極と、を有し、 前記ヒューズエレメントの通電方向の両端部のそれぞれに、前記２つの電極のそれぞれが接続されていてもよい。

【発明の効果】

【0028】

本発明によれば、アーク放電を防止し又はアーク放電を迅速に阻止可能な保護素子を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】第１実施形態に係る保護素子の模式図であり、（ａ）は断面模式図であり、（ｂ）はケース部材を外した状態の平面模式図である。

【図2】第１実施形態に係る保護素子の斜視模式図である。

【図3】積層体の構造の例を模式的に示した斜視図であり、（ａ）は、方形状あるいは板状のものであり、内層として低融点金属層とし、外層として高融点金属層としたものであり、（ｂ）は、丸棒状のものであり、内層として低融点金属層とし、外層として高融点金属層としたものであり、（ｃ）は、方形状あるいは板状のものであり、低融点金属層と高融点金属層とが積層された二層構造のものであり、（ｄ）は、方形状あるいは板状のものであり、低融点金属層を上下の高融点金属層及び高融点金属層で挟み込んだ三層構造のものである。

【図4】第２実施形態に係る保護素子の模式図であり、（ａ）は断面模式図であり、（ｂ）はケース部材を外した状態の平面模式図である。

【図5】第３実施形態に係る保護素子の模式図であり、（ａ）は断面模式図であり、（ｂ）はケース部材を外した状態の平面模式図である。

【図6】４つのヒューズエレメントが並列配置するヒューズエレメント群がｚ方向に２段に配置する構成を示した断面模式図である。

【図7】第４実施形態に係る保護素子の模式図であり、（ａ）は断面模式図であり、（ｂ）はケース部材を外した状態の平面模式図である。

【図8】第５実施形態に係る保護素子の模式図であり、（ａ）は断面模式図であり、（ｂ）はケース部材を外した状態の平面模式図である。

【図9】（ａ）は第５実施形態に係る保護素子のヒューズエレメントが溶断する前の回路図であり、（ｂ）は溶断した後の回路図である。

【図10】第６実施形態に係る保護素子の断面模式図である。

【図11】第７実施形態に係る保護素子の模式図であり、（ａ）は断面模式図であり、（ｂ）はケース部材を外した状態の平面模式図である。

【図12】第７実施形態に係る保護素子のヒューズエレメントが溶断する前の回路図である。

【図13】第８実施形態に係る保護素子の断面模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、本実施形態について、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。また、一つの実施形態にのみ、あるいは、いくつかの実施形態にのみに記載した構成要素であっても適宜、他の実施形態にも適用可能である。

【0031】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る保護素子の模式図であり、（ａ）は断面模式図であり、（ｂ）はケース部材を外した状態の平面模式図である。図２は、第１実施形態に係る保護素子の斜視模式図である。
以下、ヒューズエレメントに通電する方向をｘ方向、ヒューズエレメントの幅方向をｙ方向、ヒューズエレメントの厚み方向をｚ方向という。

【0032】

図１に示す保護素子１００は、ヒューズエレメント３と、ヒューズエレメント３の少なくとも一部に接触または近接して配置する絶縁性無機繊維物４と、ヒューズエレメント３の一部及び絶縁性無機繊維物４を封入するケース部材５と、を有する。
絶縁性無機繊維物部材に替えて、絶縁性無機多孔質材を用いてもよい。

【0033】

＜ヒューズエレメント＞
ヒューズエレメント３としては、公知のヒューズエレメントに用いられる材料のものを用いることができる。典型的には、合金を含む金属材料のものを用いることができる。具体的には、Ｐｂ８５％／ＳｎやＳｎ／Ａｇ３％／Ｃｕ０．５％などを例示できる。

【0034】

図１に示すヒューズエレメント３は、１個の部材（パーツ）からなるが、複数個の部材（パーツ）からなるものであってもよい。ヒューズエレメントが複数の部材（パーツ）からなる場合、溶断時に隣接する部材（パーツ）は互いに接触しない程度の距離を隔てて配置する。以下では、ヒューズエレメントを構成する複数の部材（パーツ）のそれぞれをヒューズエレメントと称することもある。
また、ヒューズエレメント３を構成する１個の部材、又は、複数個の部材のそれぞれの形状は、ヒューズとして機能可能であれば特に形状に制限はなく、ヒューズエレメントとして機能可能であれば制限はなく、平板状、棒状、又は、ワイヤー状のものを例示できる。ヒューズエレメント３は、平板状の部材である。

【0035】

ヒューズエレメント３は、ケース部材５の外部に位置する第１の端部３ａ及び第２の端部３ｂと、第１の端部３ａ及び第２の端部３ｂの間に位置する中間部３ｃとからなる。第１の端部３ａ及び第２の端部３ｂのそれぞれには、外部端子孔３ａａ、外部端子孔３ｂａを備えている。
一対の外部端子孔３ａａ、外部端子孔３ｂａのうち、一方の外部端子孔は電源側へ接続するために用いることができ、他方の外部端子孔は負荷側へ接続するために用いることができる。
ここで、外部端子孔３ａａ、外部端子孔３ｂａの形状は図示しない電源側あるいは負荷側の端子に係合可能な形状であれば特に制限はなく、図１（ｂ）に示す外部端子孔３ａａ、外部端子孔３ｂａは開放部分がない貫通穴であるが、一部に開放部分を有するつめ形状などでもよい。

【0036】

ヒューズエレメント３のケース部材５内に配置する中間部３ｃの一部に溶断されやすい切断部３ｃｃを有してもよい。
図１に示す切断部３ｃｃは、幅方向に並ぶ３個の穿孔と、両側端のそれぞれに切り欠きを有する構成を例示している。

【0037】

ヒューズエレメント３を構成する１個の部材、又は、複数個の部材のそれぞれは、低融点金属層と高融点金属層の積層体としてもよい。
低融点金属層に用いられる低融点金属として、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からである。例えば、Ｓｎ／Ａｇ３％／Ｃｕ０．５％合金の融点は２１７℃である。
高融点金属層に用いられる高融点金属としては、Ａｇ、Ｃｕ又はこれらを主成分とする金属を用いることが好ましい。例えば、Ａｇは融点９６２℃であるため、Ａｇを主成分とする金属からなる高融点金属層は低融点金属層が柔らかくなる温度では剛性を維持できるからである。

【0038】

ヒューズエレメント３が低融点金属層と高融点金属層の積層体からなる場合、ヒューズエレメント３は、溶融した低融点金属層が高融点金属層を溶解することにより（言い換えると、固体状態の高融点金属が溶融状態の低融点金属に溶け出すことにより）、高融点金属層がその融点よりも低い温度で溶融を開始する。この場合のヒューズエレメント３では、低融点金属による高融点金属の溶解作用を利用して（言い換えると、高融点金属が低融点金属に溶け出す現象を利用して）、ヒューズエレメント３を高融点金属の融点よりも低い温度で溶断可能である。

【0039】

低融点金属による高融点金属の溶解作用（高融点金属が低融点金属に溶け出す現象）を利用してヒューズエレメント３を迅速に溶断する観点で、低融点金属層の膜厚は３０μｍ以上であることが好ましく、高融点金属層の膜厚は１μｍ以上であることが好ましい。

【0040】

積層体の構造としては種々の構造をとることができる。
図３に、積層体の構造の例を模式的に示した斜視図を示す。
図３（ａ）に示す積層体（ヒューズエレメント）３Ａは、方形状あるいは板状のものであり、内層として低融点金属層３Ａａとし、外層として高融点金属層３Ａｂとしたものであるが、内層と外層とを逆にしてもよい。
図３（ｂ）に示す積層体（ヒューズエレメント）３Ｂは、丸棒状のものであり、内層として低融点金属層３Ｂａとし、外層として高融点金属層３Ｂｂとしたものであるが、内層と外層とを逆にしてもよい。
図３（ｃ）に示す積層体（ヒューズエレメント）３Ｃは、方形状あるいは板状のものであり、低融点金属層３Ｃａと高融点金属層３Ｃｂとが積層された二層構造のものである。
図３（ｄ）に示す積層体（ヒューズエレメント）３Ｄは、方形状あるいは板状のものであり、低融点金属層３Ｄａを上下の高融点金属層３Ｄｂ及び高融点金属層３Ｄｃで挟み込んだ三層構造のものである。逆に、高融点金属層を二層の低融点金属層で挟み込んだ三層構造としてもよい。
図３（ａ）～（ｄ）は、二層又は三層の積層体としたものであるが、四層以上としてもよい。

【0041】

ヒューズエレメント３が内層とそれを挟む外層の三層からなる積層体である場合、内層が低融点金属層、外層が高融点金属層であることが好ましいが、外層が低融点金属層、内層が高融点金属層であってもよい。

【0042】

＜絶縁性無機繊維物、絶縁性無機多孔質材＞
絶縁性無機繊維物４は、ヒューズエレメント３の溶断等、電気的な特性に影響を与えることがないように絶縁性であり、無機材料からなり、かつ、溶融飛散物が飛散していく空間を有するものである。
図１に示す保護素子１００では、ヒューズエレメント３の一方の側３Ａに、ヒューズエレメント３の少なくとも一部に接触または近接して配置する絶縁性無機繊維物４を備える。図１に示す保護素子１００では、絶縁性無機繊維物４はヒューズエレメント３の一方の側３Ａに載置した構成である。
絶縁性無機繊維物は、ヒューズエレメント３の他方の側３Ｂにも備えてもよい。この場合、２つの絶縁性無機繊維物でヒューズエレメント３を厚み方向の両側から挟み込む構成である。

【0043】

絶縁性無機繊維物４を構成する無機繊維（無機ファイバー）としては、公知の無機繊維を用いることができる。具体的には、セラミック繊維、ガラス繊維などを挙げることができる。本明細書において、セラミック繊維とは、セラミック材料を主成分とする無機繊維であって、ガラス繊維を除くものを指し、また、ガラス繊維とは、ＳｉＯ_２を主成分とする繊維を指す。
セラミック繊維としては、具体的には、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、ジルコニア（ＺｒＯ_２）、マグネシア（ＭｇＯ）、ムライト、炭化珪素（ＳｉＣ）等からなるものやこれらを主成分とするものが挙げられる。

【0044】

無機繊維の市販品の例としては、セラミックペーパーあるいはセラミックファイバーペーパー（坂口電熱株式会社製、有限会社タクミ産業製、ニコー物産株式会社製）などを例示できる。

【0045】

絶縁性無機繊維物４の厚さとしては、図１（ａ）に示すように、上部ケース部材５Ａとヒューズエレメント３との距離と同程度とすることができる。または、上部ケース部材５Ａとヒューズエレメント３との距離よりも厚い絶縁性無機繊維物４を上部ケース部材５Ａで押さえ込む構成でもよい。この場合、絶縁性無機繊維物４がヒューズエレメント３に接触する部分が大きくなる。
または、後述する図４等に示すように、絶縁性無機繊維物を上部ケース部材とヒューズエレメントとの距離よりも薄くすることもできる。すなわち、絶縁性無機繊維物４と上部ケース部材との間に隙間が空いた構成である。この場合でもあっても、絶縁性無機繊維物４の自重によってヒューズエレメント３に接触する部分がある。

【0046】

絶縁性無機繊維物４の幅（ｙ方向長さ）は、図１（ｂ）に示すように、ヒューズエレメント３と同程度の幅あるいはそれよりも幅広の方がアーク防止あるいはアーク継続阻止の効果が大きいが、ヒューズエレメント３よりも幅狭でも効果はある。

【0047】

絶縁性無機繊維物４の長さ（ｘ方向長さ）は、図１（ａ）に示すように上部ケース部材５Ａの内部の長さとほぼ同程度とすることができる。この場合、ヒューズエレメント３のケース部材内のどの位置で溶断しても、アーク放電防止あるいはアーク放電継続阻止の効果が得られる。絶縁性無機繊維物４は、上部ケース部材５Ａの内部の長さよりも短くすることもできる。

【0048】

図に示す例は、絶縁性無機繊維物が１枚の場合だけであるが、複数枚で構成してもよい。

【0049】

上述の通り、絶縁性無機繊維物の替わりに絶縁性無機多孔質材を用いてもよい。
絶縁性無機多孔質材の材料としては、公知の無機多孔質材料を用いることができる。具体的には、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、シリカ（ＳｉＯ_２）、ジルコニア（ＺｒＯ_２）、マグネシア（ＭｇＯ）、ムライト、炭化珪素（ＳｉＣ）等からなるものや、これらを主成分とするものが挙げられる。

【0050】

絶縁性無機繊維物あるいは絶縁性無機多孔質材の材料としては、熱伝導率が高い材料であることが好ましい。ヒューズエレメント３の熱を放熱する機能（ヒューズエレメント３を冷却する機能）を高めて、アーク放電防止又はアーク放電継続阻止の効果を高めるためである。
ガラスの熱伝導率は１Ｗ／ｍＫ程度であるのに対して、酸化物系のセラミックでは、マグネシアの熱伝導率は３０Ｗ／ｍＫ程度、アルミナの熱伝導率は２０Ｗ／ｍＫ程度、ムライトの熱伝導率は４Ｗ／ｍＫ程度、ジルコニアの熱伝導率は３Ｗ／ｍＫ程度である。また、炭化珪素の熱伝導率は１００Ｗ／ｍＫ以上である。

【0051】

絶縁性無機繊維物あるいは絶縁性無機多孔質材は、アーク放電時に、溶融飛散物が飛散していく空間を有する。アーク放電によってヒューズエレメントの溶融飛散物が飛散する空間を有すると、溶融飛散物が導電パスを形成せず、アーク放電の継続を防止できる。
アーク放電による溶融飛散物が散っていく空間を確保する観点で、絶縁性無機繊維物あるいは絶縁性無機多孔質材の密度は、孔や隙間がない場合の密度（その材料の密度）の１／１００～１／４であることが好ましい。例えば、アルミナの密度は３．９５ｇ／ｃｍ^３であるが、０．０４ｇ／ｃｍ^３～１．０ｇ／ｃｍ^３となるアルミナ繊維あるいはアルミナ多孔質材とすることが好ましい。

【0052】

通常作動時に絶縁性無機繊維物あるいは絶縁性無機多孔質材がヒューズエレメント３に直接接触していない場合であっても、近接して配置していれば、溶断時にヒューズエレメントの切断箇所が膨らんで直接接触することになり、ヒューズエレメントを冷却させてアーク現象の継続を防止する効果が得られる。
本明細書において、「近接」とは、１ｍｍ以下であることを意味する。
絶縁性無機繊維物あるいは絶縁性無機多孔質材がヒューズエレメントの少なくとも一部に近接する場合、０．５ｍｍ以下であることが好ましく、０．２ｍｍ以下であることがより好ましく、０．１ｍｍ以下であることがさらに好ましい。

【0053】

＜絶縁性ペースト＞
絶縁性無機繊維物あるいは絶縁性無機多孔質材は、絶縁性ペーストを含侵させた構成としてもよい。
絶縁性ペーストとは、絶縁性無機繊維物の繊維間の隙間あるいは絶縁性無機多孔質材の孔に入り込むことができる、流動性を有する絶縁物質である。絶縁性ペーストが備えることで、ヒューズエレメントの溶融飛散物の分散による絶縁化の効果を高めることができる。
絶縁性ペーストとしては、例えば、はんだ付けの際に用いられるフラックスを挙げることができる。

【0054】

本発明者が、フラックスを含侵させたセラミックペーパーを絶縁性無機繊維物として用いたところ、フラックスを含侵させないセラミックペーパーを用いた場合と比較して、遮断後の絶縁抵抗が２～４桁高くなった。絶縁抵抗を高めた理由としては、ヒューズエレメントの溶融飛散物が絶縁性無機繊維物の繊維間の隙間あるいは絶縁性無機多孔質材の孔に入るだけでなく、その隙間あるいは孔に入った溶融飛散物をフラックスが覆うことで、各隙間あるいは各孔の中でも溶融飛散物の凝集が起り不連続化することによるものと考えられる。

【0055】

以下では、絶縁性ペーストを含侵させた絶縁性無機繊維物あるいは絶縁性無機多孔質材についても、単に絶縁性無機繊維物あるいは絶縁性無機多孔質材と称する。

【0056】

＜ケース部材＞
ケース部材５は、内部を保護するとともに溶融したヒューズエレメント３の飛散を防止する。図１に示すケース部材５は、上部ケース部材５Ａと下部ケース部材５Ｂとからなる。
ケース部材５は、例えば、エンジニアリングプラスチック（特に耐トラッキング性の高いナイロン系が好ましい。）、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材料によって形成することができる。
ケース部材５は、アルミナ等の熱伝導率が高いセラミックス材料によって形成されていることが好ましい。ヒューズエレメント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を局所的に加熱、溶断させることが可能となる。

【0057】

次に、上部ケース部材５Ａと下部ケース部材５Ｂとは例えば、接着剤で接着することができ、ヒューズエレメント３がカバーされて、保護素子１００が完成する。

【0058】

（第２実施形態）
図４は、第２実施形態に係る保護素子の模式図であり、（ａ）は断面模式図であり、（ｂ）はケース部材を外した状態の平面模式図である。
第１実施形態と同じ符号を用いた部材は同じ構成を有するものであり、説明を省略する。また、第１実施形態と符号が異なっていても機能が同じ部材については説明を省略する場合がある。

【0059】

図４に示す保護素子１０１は、ヒューズエレメント１３と、ヒューズエレメント１３の少なくとも一部に接触または近接して配置する絶縁性無機繊維物１４と、ヒューズエレメント１３及び絶縁性無機繊維物１４を封入するケース部材１５と、を有する。
さらに、保護素子１０１は、互いに離間して配置する第１の端子部材１及び第２の端子部材２を有し、第１の端子部材１はヒューズエレメント１３の第１の端部１３ａに接続され、第２の端子部材２はヒューズエレメント１３の第２の端部１３ｂに接続されている。
絶縁性無機繊維物部材に替えて、絶縁性無機多孔質材を用いてもよい。

【0060】

＜絶縁性無機繊維物＞
図４に示す保護素子１０１では、ヒューズエレメント１３の一方の側１３Ａに、ヒューズエレメント１３の少なくとも一部に接触または近接して配置する絶縁性無機繊維物１４を備える。図４に示す保護素子１０１では、絶縁性無機繊維物１４はヒューズエレメント３の一方の側１３Ａに載置した構成である。
絶縁性無機繊維物は、ヒューズエレメント１３の他方の側１３Ｂにも備えてもよい。この場合、２つの絶縁性無機繊維物でヒューズエレメント１３を厚み方向の両側から挟み込む構成である。

【0061】

＜第１の端子部材、第２の端子部材＞
第１の端子部材１、及び、第２の端子部材２はそれぞれ、ヒューズエレメントの外部との接続のための剛性を補強し、電気抵抗を低減する材料からなるものであることが好ましい。
第１の端子部材１は、外部端子孔１ａａを有する。また、第２の端子部材２は、外部端子孔２ａａを有する。
図４に示す保護素子１０１では、ヒューズエレメント１３の第１の端部１３ａの厚み方向に第１の端子部材１の第１端部１ａが重なるように接続され、また、第２の端部１３ｂの厚み方向に第２の端子部材２の第２端部２ａが重なるように接続されている。

【0062】

第１の端子部材、及び、第２の端子部材の材料としては、例えば、銅や黄銅などが挙げられる。
そのうち、剛性強化の観点では、黄銅が好ましい。
そのうち、電気抵抗低減の観点では、銅が好ましい。
第１の端子部材、及び、第２の端子部材の材料は、同じでも異なっていてもよい。

【0063】

第１の端子部材、及び、第２の端子部材を、第１の端部、第２の端部に接続する方法としては、公知の方法を用いることができ、例えば、はんだ付けや溶接による接合、リベット接合やネジ接合などの機械的接合などが挙げられる。

【0064】

第１の端子部材、及び、第２の端子部材の厚みとしては、限定するものではないが、目安を言えば、０．３～１．０ｍｍとすることができる。
第１の端子部材、及び、第２の端子部材の厚みは、同じでも異なっていてもよい。

【0065】

＜ケース部材＞
図４に示すケース部材１５は、図１に示したケース部材５と同様に上部ケース部材１５Ａと下部ケース部材１５Ｂとからなる。一方、上部ケース部材１５Ａは天面１５Ａａからヒューズエレメント１３に向かって、少なくとも絶縁性無機繊維物１４の側面まで延在する突起部１５Ａｂを有する点で異なる。上部ケース部材１５Ａは、突起部１５Ａｂを備えることにより、絶縁性無機繊維物１４の側面が移動規制を受けるため、絶縁性無機繊維物１４の位置ずれを防ぐことが可能となる。

【0066】

（第３実施形態）
図５は、第３実施形態に係る保護素子の模式図であり、（ａ）は断面模式図であり、（ｂ）はケース部材を外した状態の平面模式図である。
上記実施形態と同じ符号を用いた部材は同じ構成を有するものであり、説明を省略する。また、上記実施形態と符号が異なっていても機能が同じ部材については説明を省略する場合がある。

【0067】

図５に示す保護素子１０２は、４つのヒューズエレメント２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ（これらを総称して「ヒューズエレメント２３」ということがある。）と、ヒューズエレメント２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄの少なくとも一部に接触または近接して配置する絶縁性無機繊維物１４と、ヒューズエレメント２３及び絶縁性無機繊維物１４を封入するケース部材１５と、を有する。
また、保護素子１０２は、互いに離間して配置する第１の端子部材１及び第２の端子部材２を有し、４つのヒューズエレメント２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄはそれぞれ、両端を第１の端子部材１及び第２の端子部材２に接続されている。
絶縁性無機繊維物部材に替えて、絶縁性無機多孔質材を用いてもよい。

【0068】

＜ヒューズエレメント＞
図５に示すヒューズエレメント２３は、４つのヒューズエレメント２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄからなるが、４つ以外の複数のヒューズエレメントからなるものでもよい。
ヒューズエレメントが複数のヒューズエレメントからなる場合、各ヒューズエレメントは材料や形状が同じものでも異なっていてもよい。例えば、各ヒューズエレメントが異なる抵抗を有するものでもよい。
ヒューズエレメントが複数のヒューズエレメント（パーツ）からなる場合、溶断時に隣接するヒューズエレメント（パーツ）は互いに接触しない程度の距離を隔てて配置する。

【0069】

ヒューズエレメント２３を複数のヒューズエレメントとすることにより、各ヒューズエレメントの溶断時にアーク放電が発生した場合でも小規模となり、溶融金属の爆発的な飛散を防止することができる。

【0070】

図５に示す４つのヒューズエレメント２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄは、並列配置している。
複数のヒューズエレメントが並列配置であると、絶縁性無機繊維物４によって各ヒューズエレメントの冷却及び溶融飛散物の分散を容易に実現でき、耐アーク性能を向上させることができる。

【0071】

また、ヒューズエレメントの形状は上述の通り、平板状、棒状、又は、ワイヤー状のものを例示できる。図５に示す４つのヒューズエレメント２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄは、棒状、又は、ワイヤー状のものの例である。

【0072】

図５に示す保護素子１０２では、４つのヒューズエレメントがｘｙ面に平行な面内に並列配置する構成を示したが、並列配置するヒューズエレメント群がｚ方向に複数段配置する構成としてもよい。
図６に、４つのヒューズエレメントが並列配置するヒューズエレメント群がｚ方向に２段に配置する構成を示した。すなわち、４つのヒューズエレメント２３ａａ、２３ｂａ、２３ｃａ、２３ｄａが並列配置するヒューズエレメント群２３Ａと、４つのヒューズエレメント２３ａｂ、２３ｂｂ、２３ｃｂ、２３ｄｂが並列配置するヒューズエレメント群２３Ｂがｚ方向に配置する。ヒューズエレメント群２３Ａとヒューズエレメント群２３Ｂとで、それぞれを構成するヒューズエレメントを異なるもの（材料、太さなど）としてもよい。

【0073】

並列配置するヒューズエレメント群が複数段配置する構成において、絶縁性無機繊維物を複数枚備えるものとしてもよい。
図６に示した構成においては、最もカバー部材に近い位置と、ヒューズエレメント群２３Ａとヒューズエレメント群２３Ｂとの間のそれぞれ、絶縁性無機繊維物１４Ａ、絶縁性無機繊維物１４Ｂ、絶縁性無機繊維物１４Ｃを備える。

【0074】

（第４実施形態）
図７は、第４実施形態に係る保護素子の模式図であり、（ａ）は断面模式図であり、（ｂ）はケース部材を外した平面図である。
上記実施形態と同じ符号を用いた部材は同じ構成を有するものであり、説明を省略する。また、上記実施形態と符号が異なっていても機能が同じ部材については説明を省略する場合がある。

【0075】

図７に示す保護素子１０３は、図５に示した保護素子１０２に比べて、ヒューズエレメント２３の絶縁性無機繊維物１４が配置する側の反対側にも絶縁性無機繊維物２４を備える点、すなわち、ヒューズエレメント２３を絶縁性無機繊維物１４とともに挟み込むように絶縁性無機繊維物２４を備える点が主な差異である。

【0076】

保護素子１０３は、４つのヒューズエレメント２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ（これらを総称して「ヒューズエレメント２３」ということがある。）と、ヒューズエレメント２３の少なくとも一部に接触または近接し、ヒューズエレメント２３を厚み方向に両側から挟み込むよう配置する、絶縁性無機繊維物１４及び絶縁性無機繊維物２４と、ヒューズエレメント２３、絶縁性無機繊維物１４及び絶縁性無機繊維物２４を封入するケース部材２５と、を有する。
また、保護素子１０３は、互いに離間して配置する第１の端子部材１及び第２の端子部材２を有し、４つのヒューズエレメント２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄはそれぞれ、両端を第１の端子部材１及び第２の端子部材２に接続されている。
絶縁性無機繊維物部材に替えて、絶縁性無機多孔質材を用いてもよい。

【0077】

＜ケース部材＞
図７に示すケース部材２５は、図４に示したケース部材１５と同様に上部ケース部材２５Ａと下部ケース部材２５Ｂとからなる点、及び、上部ケース部材２５Ａは天面２５Ａａからヒューズエレメント２３に向かって、少なくとも絶縁性無機繊維物１４の側面まで延在する突起部２５Ａｂを有する点は共通する。絶縁性無機繊維物１４の厚みは、ヒューズエレメント２３表面から上部ケース部材２５Ａの天面２５Ａａの間までの厚みで良いが、ヒューズエレメント２３表面から上部ケース部材２５Ａの天面２５Ａａに接触する厚みでも良い。
一方、下部ケース部材２５Ｂの下面２５Ｂａ側には、絶縁性無機繊維物２４をヒューズエレメント２３に接触または近接するように支持するための支持部２５Ｂｂを有する。絶縁性無機繊維物２４の支持方法はこれに限らず、例えば、下部ケース部材２５Ｂの下面２５Ｂａ上に単に載置することでもよい。

【0078】

（第５実施形態）
図８は、第５実施形態に係る保護素子の主要部の模式図であり、（ａ）は断面模式図であり、（ｂ）はケース部材を外した状態の平面模式図である。
上記実施形態と同じ符号を用いた部材は同じ構成を有するものであり、説明を省略する。また、上記実施形態と符号が異なっていても機能が同じ部材については説明を省略する場合がある。

【0079】

図８に示す保護素子２００は、絶縁基板１０と、絶縁基板１０上に互いに離間して配置された２つの電極１１１、１１２と、ヒューズエレメント１３と、ヒューズエレメント１３のケース部材１１５側の少なくとも一部に接触または近接して配置する、絶縁性無機繊維物１４と、ヒューズエレメント１３及び絶縁性無機繊維物１４を封入するケース部材１１５と、を有し、ヒューズエレメント１３の通電方向の両端部1３ａ、1３ｂに２つの電極１１１、１１２が接続されている。
絶縁性無機繊維物部材に替えて、絶縁性無機多孔質材を用いてもよい。

【0080】

＜絶縁基板＞
絶縁基板１０は、たとえば、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方形状に形成される。その他、絶縁基板１０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。

【0081】

絶縁基板１０は、平板状であることが好ましい。絶縁基板１０の厚さは、絶縁基板１０の耐熱性や熱伝導性によっても異なるが、一般に、１００μｍ～１０００μｍの範囲内にあることが好ましい。また、絶縁基板１０の外周は壁状に立ち上げてもよい。

【0082】

＜第１の電極、第２の電極＞
絶縁基板１０には、第１の電極１１１及び第２の電極１１２が形成されている。第１の電極１１１は、絶縁基板１０の表面１０ａに形成された第１表面電極１１１ａと、絶縁基板１０の裏面１０ｂに形成された第１裏面電極１１１ｂと、第１表面電極１１１ａと第１裏面電極１１１ｂとを接続するキャスタレーション１１１ｃとからなる。同様に、第２の電極１１２は、絶縁基板１０の表面１０ａに形成された第２表面電極１１２ａと、絶縁基板１０の裏面１０ｂに形成された第２裏面電極１１２ｂと、第２表面電極１１２ａと第２裏面電極１１２ｂとを接続するキャスタレーション１１２ｃとからなる。
第１の電極１１１及び第２の電極１１２は、それぞれ、ＡｇやＣｕ配線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１６が設けられる。保護素子２００は、裏面１０ｂに形成された第１裏面電極１１１ｂ、第２裏面電極１１２ｂを介して、回路基板の電流経路上に実装される。

【0083】

第１の電極１１１及び第２の電極１１２は、ハンダ等の接続材料１８を介してヒューズエレメント１３の通電方向の両端部１３ａ、１３ｂに接続されている。上述したように、ヒューズエレメント１３は、接続材料１８を介して第１の電極１１１及び第２の電極１１２間に搭載された後、リフローはんだ付け等により容易に接続することができる。

【0084】

＜ヒューズエレメント＞
ヒューズエレメント１３としては上述と同様のヒューズエレメントを用いることができる。

【0085】

＜絶縁性無機繊維物＞
絶縁性無機繊維物１４としては上述と同様の絶縁性無機繊維物を用いることができる。

【0086】

図８に示す保護素子２００は、図９（ａ）に示す回路構成を有する。保護素子２００は、第１の外部接続電極１１１ａ、第２の外部接続電極１１２ａ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。保護素子２００は、ヒューズエレメント１３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。一方、保護素子２００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１３が自己発熱によって溶断し、第１の電極１１１及び第２の電極１１２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９（ｂ））。

【0087】

保護素子２００は、ヒューズエレメント１３が低融点金属層と高融点金属層の積層体である場合、ヒューズエレメント１３が高融点金属層よりも融点の低い低融点金属層が積層されているため、過電流による自己発熱により、溶融した低融点金属層が高融点金属層を溶解し始める。したがって、保護素子２００は、ヒューズエレメント１３の低融点金属層による高融点金属層の溶解作用を利用することにより、高融点金属層が溶融温度よりも低い温度で溶融され、速やかに溶断することができる。絶縁性無機繊維物１４を備えるため、溶断の際にアーク放電が発生しても速やかに止まる。

【0088】

さらに、ヒューズエレメント１３の溶融金属は、第１の電極１１１及び第２の電極１１２の物理的な引き込み作用により左右に分断されることから、速やかに、かつ確実に、第１の電極１１１及び第２の電極１１２間の電流経路を遮断することができる。

【0089】

＜製造方法＞
保護素子２００の製造方法の一例を説明する。

【0090】

絶縁基板１０の相対向する両端部に、第１の電極１１１及び第２の電極１１２を、それぞれ、ＡｇやＣｕ配線等をスクリーン印刷等によってパターンニングし、表面に適宜、酸化防止及び電極喰われ対策としてＳｎ、Ｎｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ｐｄ、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕ等の保護層１６をメッキ加工によって形成することでベース部分を製造する。

【0091】

次に、絶縁基板１０の表面１０ａ側で、第１の電極１１１及び第２の電極１１２上にハンダペースト等の接続材料１８を塗布し、第１の電極１１１及び第２の電極１１２にわたってヒューズエレメント１３を接続する。これにより、第１の電極１１１及び第２の電極１１２上に、ヒューズエレメント１３が搭載される。次に、ヒューズエレメント１３上に、絶縁性無機繊維物１４を載置する。

【0092】

次に、絶縁基板１０の表面１０ａ側に所定の範囲で接着剤１９を塗布した後に、ケース部材１１５を接着することで、ヒューズエレメント１３及び絶縁性無機繊維物１４がカバーされ、保護素子２００が完成する。

【0093】

（第６実施形態）
図１０は、第６実施形態に係る保護素子の断面模式図である。
上記実施形態と同じ符号を用いた部材は同じ構成を有するものであり、説明を省略する。また、上記実施形態と符号が異なっていても機能が同じ部材については説明を省略する場合がある。

【0094】

図１０に示す保護素子２０１は、図８に示した保護素子２００に比べて、ヒューズエレメント１３の絶縁性無機繊維物１４が配置する側の反対側にも絶縁性無機繊維物２４を備える点、すなわち、ヒューズエレメント１３を絶縁性無機繊維物１４とともに挟み込むように絶縁性無機繊維物２４を備える点が主な差異である。
絶縁性無機繊維物部材に替えて、絶縁性無機多孔質材を用いてもよい。

【0095】

（第７実施形態）
図１１は、第７実施形態に係る保護素子の主要部の模式図であり、（ａ）は断面模式図であり、（ｂ）は第７実施形態に係る保護素子を、ケース部材を外して示す平面模式図である。
上記実施形態と同じ符号を用いた部材は同じ構成を有するものであり、説明を省略する。また、上記実施形態と符号が異なっていても機能が同じ部材については説明を省略する場合がある。

【0096】

図１１に示す保護素子３００は、絶縁基板１０と、絶縁基板１０上に互いに離間して配置された２つの電極１１１、１１２と、ヒューズエレメント３３と、絶縁性無機繊維物３４と、絶縁基板１０上に配置された発熱体２０と、発熱体２０の第１端に接続された発熱体電極２９と、発熱体２０の第２端とヒューズエレメント３３に接続された発熱体引出電極２６と、を有し、ヒューズエレメント３３が２つの電極１１１、１１２に接続され、ヒューズエレメント３３の絶縁基板１０に対向しない側の少なくとも一部に、絶縁性徐熱部材３４が接触または近接して配置している。
絶縁性無機繊維物部材に替えて、絶縁性無機多孔質材を用いてもよい。

【0097】

＜発熱体＞
発熱体２０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２０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、絶縁基板１０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。

【0098】

発熱体２０は、絶縁部材２２によって被覆され、絶縁部材２２を介して発熱体２０と対向するように発熱体引出電極２６が形成されている。発熱体引出電極２６は、絶縁基板１０の表面１０ａ上に形成されるとともに発熱体２０と接続された下層部２６ａと、発熱体２０と対向して絶縁部材２２上に積層されるとともにヒューズエレメント３３と接続される上層部２６ｂとを有する。これにより、発熱体２０は、発熱体引出電極２６を介してヒューズエレメント３３と電気的に接続されている。
発熱体電極２９は、絶縁基板１０の表面１０ａに形成された発熱体表面電極２９ａと、絶縁基板１０の裏面１０ｂに形成された発熱体裏面電極２９ｂと、発熱体表面電極２９ａと発熱体裏面電極２９ｂとを接続するキャスタレーション２９ｃとからなる。
発熱体２０は、一端が発熱体引出電極２６と接続され、他端が発熱体電極２９と接続されている。

【0099】

＜ヒューズエレメント＞
また、保護素子３００は、ヒューズエレメント３３が発熱体引出電極２６と接続されることにより、発熱体２０への通電経路の一部を構成する。したがって、保護素子３００は、ヒューズエレメント３３が溶融し、外部回路との接続が遮断されると、発熱体２０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。

【0100】

ヒューズエレメント３３は、ヒューズエレメント３３が高融点金属層を備えることにより高温環境に対する耐性が向上されているため実装性に優れ、接続材料１８を介して第１の電極１１１、第２の電極１１２及び発熱体引出電極２６上に搭載された後、リフローはんだ付け等により容易に接続することができる。

【0101】

＜絶縁性無機繊維物＞
絶縁性無機繊維物３４としては上述と同様の絶縁性無機繊維物を用いることができる。

【0102】

図１１に示す保護素子３００は、図１２に示すような回路構成を有する。保護素子３００は、発熱体引出電極２６を介して第１裏面電極１１１ｂ、第２裏面電極１１２ｂ間にわたって直列接続されたヒューズエレメント３３と、ヒューズエレメント３３の接続点となる発熱体引出電極２６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３３を溶融する発熱体２０とからなる回路構成である。保護素子３００においては、第１裏面電極１１１ｂ、第２裏面電極１１２ｂ及び発熱体裏面電極２９ｂを介して外部回路基板に接続されることにより、ヒューズエレメント３３が第１、第２の電極１１１、１１２を介して外部回路の電流経路上に直列接続され、発熱体２０が発熱体電極２９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。
このような回路構成からなる保護素子３００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２０に通電される。保護素子３００において、発熱体２０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３３が溶融され、ヒューズエレメント３３の溶融導体が発熱体引出電極２６及び第１、第２の電極１１１、１１２に引き寄せられることによりヒューズエレメント３３が溶断される。これによって、外部回路の電流経路が遮断され、また、ヒューズエレメント３３が溶断することにより、発熱体２０への給電も停止される。

【0103】

保護素子３００は、ヒューズエレメント３３が低融点金属層と高融点金属層の積層体である場合、ヒューズエレメント３３が高融点金属層よりも融点の低い低融点金属層が積層されているため、過電流による自己発熱により、溶融した低融点金属層が高融点金属層を溶解し始める。したがって、保護素子３００は、ヒューズエレメント３３の低融点金属層による高融点金属層の溶解作用を利用することにより、高融点金属層が溶融温度よりも低い温度で溶融され、速やかに溶断することができる。

【0104】

＜製造方法＞
保護素子３００の製造方法の、ヒューズエレメントを絶縁基板上に搭載する部分についてその一例を説明する。

【0105】

絶縁基板１０の表面１０ａ側で、第１の電極１１１及び第２の電極１１２、発熱体引出電極２６上にハンダペースト等の接続材料１８を塗布し、第１の電極１１１及び第２の電極１１２，発熱体引出電極２６にわたってヒューズエレメント３３を接続する。これにより、第１の電極１１１及び第２の電極１１２，発熱体引出電極２６上に、ヒューズエレメント３３が搭載される。次に、ヒューズエレメント３３上に、絶縁性無機繊維物３４を載置する。

【0106】

次に、絶縁基板１０の表面１０ａ側に所定の範囲で接着剤１９を塗布した後に、ケース部材１１５を接着することで、ヒューズエレメント３３がカバーされ、保護素子３００が完成する。

【0107】

（第８実施形態）
図１３は、第８実施形態に係る保護素子の断面模式図である。
上記実施形態と同じ符号を用いた部材は同じ構成を有するものであり、説明を省略する。また、上記実施形態と符号が異なっていても機能が同じ部材については説明を省略する場合がある。

【0108】

図１３に示す保護素子３０１は、図１１に示した保護素子３００に比べて、ヒューズエレメント３３の絶縁性無機繊維物３４が配置する側の反対側にも絶縁性無機繊維物４４を備える点が主な差異である。
絶縁性無機繊維物部材に替えて、絶縁性無機多孔質材を用いてもよい。

【実施例】

【0109】

（実施例１）
図３（ａ）に示す積層体タイプのヒューズエレメント（内層が幅５．４ｍｍ×長さ１１ｍｍ×厚み０．３ｍｍのＳｎ合金からなり、外層が厚み６μｍのＡｇからなる）と、絶縁性無機繊維物としてセラミックファイバーペーパー（坂口電熱株式会社製）と、ケース部材として樹脂製のケース部材とを用い、図４に示すタイプをベースにヒューズエレメントの両面を絶縁性無機繊維物で挟み込んだ構造の保護素子を作製した。

【0110】

（比較例１）
セラミックファイバーペーパーを用いなかった以外は実施例１と同様にして、保護素子を作製した。

【0111】

（比較例２）
セラミックファイバーペーパーを用いないで、消弧剤をケース部材に充填した以外は実施例１と同様にして、保護素子を作製した。

【0112】

（電流遮断試験１）
１００Ｖ、２９５Ａで電流遮断試験を行った。
実施例１の保護素子は０．３秒で電流が遮断し、ケース部材には特に影響はなかった。
比較例１の保護素子は０．３秒で電流が遮断し、ケース部材が飛散した。
比較例２の保護素子は０．５秒で電流が遮断し、音がしてケース部材の上部ケース部材が外れた。

【0113】

（実施例２）
図３（ａ）に示す積層体タイプのヒューズエレメント（内層が幅１．０ｍｍ×長さ１１ｍｍ×厚み０．２ｍｍのＳｎ合金からなり、外層が厚み４μｍのＡｇからなる）と、絶縁性無機繊維物としてセラミックファイバーペーパー（坂口電熱株式会社製）と、ケース部材として樹脂製のケース部材とを用い、図６に示すタイプの保護素子を作製した。

【0114】

（比較例３）
セラミックファイバーペーパーを用いなかった以外は実施例２と同様にして、保護素子を作製した。

【0115】

（比較例４）
セラミックファイバーペーパーを用いないで、消弧剤をケース部材に充填した以外は実施例２と同様にして、保護素子を作製した。

【0116】

（電流遮断試験２）
１２０Ｖ、２００Ａで電流遮断試験を行った。
実施例２の保護素子は０．７秒で電流が遮断し、ケース部材には特に影響はなかった。
比較例３の保護素子は０．４秒で電流が遮断し、ケース部材には特に影響はなかった。
比較例４の保護素子は０．９秒で電流が遮断し、爆発音がしてケース部材に穴があき燃焼した。

【0117】

（電流遮断試験３）
１４０Ｖ、２００Ａで電流遮断試験を行った。
実施例２の保護素子は０．７秒で電流が遮断し、ケース部材には特に影響はなかった。
比較例３の保護素子は０．５秒で電流が遮断し、ケース部材が飛散した。

【0118】

（電流遮断試験４）
１５０Ｖ、１９０Ａで電流遮断試験を行った。
実施例２の保護素子は０．９秒で電流が遮断し、ケース部材には特に影響はなかった。

【符号の説明】

【0119】

１ 第１端子部材（端子部材）
２ 第２端子部材（端子部材）
３、１３、２３、３３ ヒューズエレメント
４、１４、２４、３４、４４ 絶縁性無機繊維物（絶縁性無機多孔質材）
５、１５、２５，１１５ ケース部材
１０絶縁基板
２０ 発熱体
２６ 発熱体引出電極
２９ 発熱体電極
１００、１０１、１０２、１０３、２００、２０１、３００、３０１ 保護素子
１１１ 第１の電極
１１２ 第２の電極

【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】