特許 7444587 保護素子および保護回路

(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】2024-02-27

(45)【発行日】2024-03-06

(54)【発明の名称】保護素子および保護回路

(51)【国際特許分類】

   H01H 85/06 20060101AFI20240228BHJP

   H01H 37/76 20060101ALI20240228BHJP

   H01H 85/08 20060101ALI20240228BHJP

【ＦＩ】

H01H85/06

H01H37/76 F

H01H37/76 Q

H01H85/08

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2019210841

(22)【出願日】2019-11-21

(65)【公開番号】P2020092085

(43)【公開日】2020-06-11

【審査請求日】2022-08-15

(31)【優先権主張番号】P 2018220365

(32)【優先日】2018-11-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(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】向 幸市

【審査官】片岡 弘之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－２０１３１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１６５６８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２０３６２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０５９２９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１７４６５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１９３０００（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｈ ８５／０６

Ｈ０１Ｈ ３７／７６

Ｈ０１Ｈ ８５／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

直列接続された第１ヒューズエレメントおよび第２ヒューズエレメントと、
前記第１ヒューズエレメントと前記第２ヒューズエレメントとの間に接続されたヒーターと、
前記第１ヒューズエレメントの前記第２ヒューズエレメントとは反対側に接続された第１電極部と、
前記第２ヒューズエレメントの第１ヒューズエレメントとは反対側に接続された第２電極部と、
前記第１ヒューズエレメントと前記第２ヒューズエレメントとの間に接続され、且つ前記ヒーターと直列接続された第３電極部と、
を有し、
前記第１ヒューズエレメントおよび前記第２ヒューズエレメントに過電流が流れたとき、又は、保護回路に接続された二次電池に過電圧が印加されたときに、前記第１ヒューズエレメントが前記第２ヒューズエレメントよりも先に遮断されるように構成されており、
前記第１電極部が、第２電極部の熱特性とは異なる熱特性を有し、
前記第１電極部の熱特性および第２電極部の熱特性は、熱抵抗および熱容量の少なくとも一方を含む、保護素子。

【請求項2】

直列接続された第１ヒューズエレメントおよび第２ヒューズエレメントと、
前記第１ヒューズエレメントと前記第２ヒューズエレメントとの間に接続されたヒーターと、
前記第１ヒューズエレメントの前記第２ヒューズエレメントとは反対側に接続された第１電極部と、
前記第２ヒューズエレメントの第１ヒューズエレメントとは反対側に接続された第２電極部と、
前記第１ヒューズエレメントと前記第２ヒューズエレメントとの間に接続され、且つ前記ヒーターと直列接続された第３電極部と、
を有し、
前記第１ヒューズエレメントおよび前記第２ヒューズエレメントに過電流が流れたとき、又は、保護回路に接続された二次電池に過電圧が印加されたときに、前記第１ヒューズエレメントが前記第２ヒューズエレメントよりも先に遮断されるように構成されており、
前記第１電極部と外部回路とを導通する第１導通部と、
前記第２電極部と外部回路を導通する第２導通部と、
を更に有し、
前記第１導通部が、前記第２導通部の熱特性とは異なる熱特性を有し、
前記第１導通部の熱特性および前記第２導通部の熱特性は、熱抵抗および熱容量の少なくとも一方を含む、保護素子。

【請求項3】

前記第１ヒューズエレメントが、第２ヒューズエレメントの熱特性とは異なる熱特性を有し、
前記第１ヒューズエレメントの熱特性および前記第２ヒューズエレメントの熱特性は、熱抵抗および熱容量の少なくとも一方を含む、請求項１に記載の保護素子。

【請求項4】

前記第１ヒューズエレメントの長さが前記第２ヒューズエレメントの長さよりも長いか、前記第１ヒューズエレメントの幅方向断面積が前記第２ヒューズエレメントの幅方向断面積よりも小さいか、および／または、前記第１ヒューズエレメントを形成する材料の熱伝導率が前記第２ヒューズエレメントを形成する材料の熱伝導率よりも小さい、請求項３に記載の保護素子。

【請求項5】

前記第１電極部を形成する材料の熱伝導率が、前記第２電極部を形成する材料の熱伝導率よりも小さい、請求項１に記載の保護素子。

【請求項6】

前記第１導通部の幅方向断面積が前記第２導通部の幅方向断面積よりも小さいか、および／または、前記第１導通部を形成する材料の熱伝導率が前記第２導通部を形成する材料の熱伝導率よりも小さい、請求項２に記載の保護素子。

【請求項7】

並列接続された複数の保護素子を備える保護回路であって、
複数の保護素子を構成する各保護素子は、
直列接続された第１ヒューズエレメントおよび第２ヒューズエレメントと、
前記第１ヒューズエレメントと前記第２ヒューズエレメントとの間に接続されたヒーターと、
前記第１ヒューズエレメントの前記第２ヒューズエレメントとは反対側に接続された第１電極部と、
前記第２ヒューズエレメントの第１ヒューズエレメントとは反対側に接続された第２電極部と、
前記第１ヒューズエレメントと前記第２ヒューズエレメントとの間に接続され、且つ前記ヒーターと直列接続された第３電極部と、
を有し、
前記複数の保護素子を構成する複数の前記第１ヒューズエレメントが同極に接続されており、
前記複数の保護素子の各々を構成する前記第１ヒューズエレメントおよび前記第２ヒューズエレメントに過電流が流れたとき、又は、保護回路に接続された二次電池に過電圧が印加されたときに、当該保護素子における前記第１ヒューズエレメントが前記第２ヒューズエレメントよりも先に遮断されるように構成されており、
前記第１電極部が、第２電極部の熱特性とは異なる熱特性を有し、
前記第１電極部の熱特性および第２電極部の熱特性は、熱抵抗および熱容量の少なくとも一方を含む、保護回路。

【請求項8】

並列接続された複数の保護素子を備える保護回路であって、
複数の保護素子を構成する各保護素子は、
直列接続された第１ヒューズエレメントおよび第２ヒューズエレメントと、
前記第１ヒューズエレメントと前記第２ヒューズエレメントとの間に接続されたヒーターと、
前記第１ヒューズエレメントの前記第２ヒューズエレメントとは反対側に接続された第１電極部と、
前記第２ヒューズエレメントの第１ヒューズエレメントとは反対側に接続された第２電極部と、
前記第１ヒューズエレメントと前記第２ヒューズエレメントとの間に接続され、且つ前記ヒーターと直列接続された第３電極部と、
を有し、
前記複数の保護素子を構成する複数の前記第１ヒューズエレメントが同極に接続されており、
前記複数の保護素子の各々を構成する前記第１ヒューズエレメントおよび前記第２ヒューズエレメントに過電流が流れたとき、又は、保護回路に接続された二次電池に過電圧が印加されたときに、当該保護素子における前記第１ヒューズエレメントが前記第２ヒューズエレメントよりも先に遮断されるように構成されており、
前記複数の保護素子を構成する各保護素子は、
前記第１電極部と外部回路とを導通する第１導通部と、
前記第２電極部と外部回路とを導通する第２導通部と、
を更に有し、
前記第１導通部が、前記第２導通部の熱特性とは異なる熱特性を有し、
前記第１導通部の熱特性および前記第２導通部の熱特性は、熱抵抗および熱容量の少なくとも一方を含む、保護回路。

【請求項9】

並列接続された複数の保護素子を備える保護回路であって、
複数の保護素子を構成する各保護素子は、
直列接続された第１ヒューズエレメントおよび第２ヒューズエレメントと、
前記第１ヒューズエレメントと前記第２ヒューズエレメントとの間に接続されたヒーターと、
前記第１ヒューズエレメントの前記第２ヒューズエレメントとは反対側に接続された第１電極部と、
前記第２ヒューズエレメントの第１ヒューズエレメントとは反対側に接続された第２電極部と、
前記第１ヒューズエレメントと前記第２ヒューズエレメントとの間に接続され、且つ前記ヒーターと直列接続された第３電極部と、
を有し、
前記複数の保護素子を構成する複数の前記第１ヒューズエレメントが同極に接続されており、
前記複数の保護素子の各々を構成する前記第１ヒューズエレメントおよび前記第２ヒューズエレメントに過電流が流れたとき、又は、保護回路に接続された二次電池に過電圧が印加されたときに、当該保護素子における前記第１ヒューズエレメントが前記第２ヒューズエレメントよりも先に遮断されるように構成されており、
複数の前記第１電極部と外部回路との間に配設された複数の第１接続部と、
複数の前記第２電極部と外部回路との間に配設された複数の第２接続部と、
を更に備え、
前記複数の保護素子の各々を構成する前記第１ヒューズエレメントに接続された前記第１接続部は、当該保護素子の前記第２ヒューズエレメントに接続された前記第２接続部の熱特性とは異なる熱特性を有し、
前記第１接続部の熱特性および前記第２接続部の熱特性は、熱抵抗および熱容量の少なくとも一方を含む、保護回路。

【請求項10】

前記第１ヒューズエレメントが、前記第２ヒューズエレメントの熱特性とは異なる熱特性を有し、
前記第１ヒューズエレメントの熱特性および前記第２ヒューズエレメントの熱特性は、熱抵抗および熱容量の少なくとも一方を含む、請求項７に記載の保護回路。

【請求項11】

前記第１ヒューズエレメントの長さが前記第２ヒューズエレメントの長さよりも長いか、前記第１ヒューズエレメントの幅方向断面積が前記第２ヒューズエレメントの幅方向断面積よりも小さいか、および／または、前記第１ヒューズエレメントを形成する材料の熱伝導率が、前記第２ヒューズエレメントを形成する材料の熱伝導率よりも大きい、請求項１０に記載の保護回路。

【請求項12】

前記第１電極部を形成する材料の熱伝導率が、前記第１電極部を形成する材料の熱伝導率よりも小さい、請求項７に記載の保護回路。

【請求項13】

前記第１導通部の幅方向断面積が前記第２導通部の幅方向断面積よりも小さいか、および／または、前記第１導通部を形成する材料の熱伝導率が前記第２導通部を形成する材料の熱伝導率よりも小さい、請求項８に記載の保護回路。

【請求項14】

前記第１接続部の長さが前記第２接続部の長さよりも長いか、および／または、前記第１接続部の幅方向断面積が前記第２接続部の幅方向断面積よりも小さい、請求項９に記載の保護回路。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、保護素子および保護回路に関し、例えば、二次電池の充放電回路において二次電池と充電器との間に接続される保護素子および保護回路に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、保護回路は、携帯電話や携帯型コンピュータなど、二次電池が搭載された様々なモバイル機器に実装されている。従来の保護回路が実装されたモバイル機器として、例えば、蓄電装置（二次電池）と、複数の保護回路と、第１、第２の出力端子とを有し、前記保護回路は、直列接続された二個のヒューズエレメントをそれぞれ有し、前記第１、第２の出力端子に外部回路を接続したときに、前記蓄電装置から前記外部回路に供給される放電電流と、前記外部回路から前記蓄電装置に供給される充電電流とが、前記複数の保護回路内の直列接続された二個のヒューズエレメントを通って流れるように構成された二次電池装置がある（特許文献１）。

【0003】

この二次電池装置は、一端がヒューズエレメント同士の接続点に接続されたヒーターを有し、各ヒーターの他端には、それぞれ整流素子の一端が接続され、前記各整流素子の他端には、スイッチ素子が接続されており、スイッチ素子が導通すると、そのスイッチ素子と各整流素子とを通って、各保護回路のヒーターに電流が流れるように構成されている。また、この二次電池装置では、保護回路のヒーターの端子同士を接続する電流経路の途中に整流素子が少なくとも二個挿入されており、短絡電流が流れ、片方のヒューズエレメントが溶断した状態で、二個の保護回路のヒーターの端子間に電圧差が生じても、少なくとも一個の整流素子が逆バイアスされるようになっている。従って、一の保護回路のヒーターの端子から、他の保護回路のヒーターの端子には電流は流れ込まず、それによる残存電流が生じないようになっている。

【0004】

また、従来の保護素子として、通電経路の入力となる複数の電極間に複数のヒューズエレメントが配設され、通電された発熱体の発熱による上記ヒューズエレメントの溶断によって電流が遮断される保護素子が提案されている。この保護素子では、上記複数のヒューズエレメントのうち特定のヒューズエレメントが接続されている特定の通電経路から通電があった場合に、他のヒューズエレメントが上記特定のヒューズエレメントよりも先に溶断するように、上記複数のヒューズエレメントの溶断時間が制御可能に構成されている。そして、上記特定のヒューズエレメントが接続されている特定の電極は、上記複数の電極のうち、必ず通電がある通電経路の入力となる電極であり、上記特定のヒューズエレメントの溶断時間が他のヒューズエレメントの溶断時間よりも長くなるように、上記複数のヒューズエレメントのそれぞれから上記発熱体までの距離に差があるように構成されている（特許文献２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００４－１９３０００号公報

【文献】特開２０１０－１６５６８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上記特許文献１の保護回路では、系全体として過電流を防止するために、複数のヒーターに一対一対応させた複数の整流素子（ダイオード）を実装しなければならず、装置構成が複雑であり、また、製造性が良好とは言えず、製造コストが掛かるという問題がある。

【0007】

また、上記特許文献２の保護素子では、一の保護素子内で、「必ず最後に溶断するヒューズエレメント」を特定することができる構成とし、少なくともそのヒューズエレメントが接続されている通電経路から通電があった場合には、その他の全てのヒューズエレメントを先に溶断することで、発熱抵抗体の発熱を停止するのみであり、並列接続された複数の保護回路における過電流や過電圧を防止することを課題としておらず、また、過電流や過電圧を防止するのに十分とは言えない。

【0008】

加えて、近年、モバイル機器の更なる高性能化、高機能化が進んでいることから、二次電池の充電容量の更なる増大に伴い、過電流や過電圧を確実に防止できる安全性の高い保護回路が求められている。

【0009】

本発明の目的は、従来よりも簡単な装置構成で、過電流や過電圧を確実に防止して安全性を向上することができ、加えて良好な製造性とコスト低減を実現することができる保護素子および保護回路を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
［１］直列接続された第１ヒューズエレメントおよび第２ヒューズエレメントと、
前記第１ヒューズエレメントと前記第２ヒューズエレメントとの間に接続されたヒーターと、
前記第１ヒューズエレメントの前記第２ヒューズエレメントとは反対側に接続された第１電極部と、
前記第２ヒューズエレメントの第１ヒューズエレメントとは反対側に接続された第２電極部と、
前記第１ヒューズエレメントと前記第２ヒューズエレメントとの間に接続され、且つ前記ヒーターと直列接続された第３電極部と、
を有し、
前記第１ヒューズエレメントおよび前記第２ヒューズエレメントに過電流が流れたとき、又は、保護回路に接続された二次電池に過電圧が印加されたときに、前記第１ヒューズエレメントが前記第２ヒューズエレメントよりも先に遮断されるように構成されている、保護素子。
［２］前記第１ヒューズエレメントが、第２ヒューズエレメントの熱特性とは異なる熱特性を有し、
前記第１ヒューズエレメントの熱特性および前記第２ヒューズエレメントの熱特性は、熱抵抗および熱容量の少なくとも一方を含む、上記［１］に記載の保護素子。
［３］前記第１ヒューズエレメントおよび前記第２ヒューズエレメントは、ヒューズエレメントであり、
前記第１ヒューズエレメントの長さが前記第２ヒューズエレメントの長さよりも長いか、前記第１ヒューズエレメントの幅方向断面積が前記第２ヒューズエレメントの幅方向断面積よりも小さいか、および／または、前記第１ヒューズエレメントを形成する材料の熱伝導率が前記第２ヒューズエレメントを形成する材料の熱伝導率よりも小さい、上記［２］に記載の保護素子。
［４］前記第１電極部が、第２電極部の熱特性とは異なる熱特性を有し、
前記第１電極部の熱特性および第２電極部の熱特性は、熱抵抗および熱容量の少なくとも一方を含む、上記［１］～［３］のいずれかに記載の保護素子。
［５］前記第１電極部を形成する材料の熱伝導率が、前記第２電極部を形成する材料の熱伝導率よりも小さい、上記［４］に記載の保護素子。
［６］前記第１電極部と外部回路とを導通する第１導通部と、
前記第２電極部と外部回路を導通する第２導通部と、
を更に有し、
前記第１導通部が、前記第２導通部の熱特性とは異なる熱特性を有し、
前記第１導通部の熱特性および前記第２導通部の熱特性は、熱抵抗および熱容量の少なくとも一方を含む、上記［１］～［５］のいずれかに記載の保護素子。
［７］前記第１導通部の幅方向断面積が前記第２導通部の幅方向断面積よりも小さいか、および／または、前記第１導通部を形成する材料の熱伝導率が前記第２導通部を形成する材料の熱伝導率よりも小さい、上記［６］に記載の保護素子。
［８］並列接続された複数の保護素子を備える保護回路であって、
複数の保護素子を構成する各保護素子は、
直列接続された第１ヒューズエレメントおよび第２ヒューズエレメントと、
前記第１ヒューズエレメントと前記第２ヒューズエレメントとの間に接続されたヒーターと、
前記第１ヒューズエレメントの前記第２ヒューズエレメントとは反対側に接続された第１電極部と、
前記第２ヒューズエレメントの第１ヒューズエレメントとは反対側に接続された第２電極部と、
前記第１ヒューズエレメントと前記第２ヒューズエレメントとの間に接続され、且つ前記ヒーターと直列接続された第３電極部と、
を有し、
前記複数の保護素子を構成する複数の前記第１ヒューズエレメントが同極に接続されており、
前記複数の保護素子の各々を構成する前記第１ヒューズエレメントおよび前記第２ヒューズエレメントに過電流が流れたとき、又は、保護回路に接続された二次電池に過電圧が印加されたときに、当該保護素子における前記第１ヒューズエレメントが前記第２ヒューズエレメントよりも先に遮断されるように構成されている、保護回路。
［９］前記第１ヒューズエレメントが、前記第２ヒューズエレメントの熱特性とは異なる熱特性を有し、
前記第１ヒューズエレメントの熱特性および前記第２ヒューズエレメントの熱特性は、熱抵抗および熱容量の少なくとも一方を含む、上記［８］に記載の保護回路。
［１０］前記第１ヒューズエレメントの長さが前記第２ヒューズエレメントの長さよりも長いか、前記第１ヒューズエレメントの幅方向断面積が前記第２ヒューズエレメントの幅方向断面積よりも小さいか、および／または、前記第１ヒューズエレメントを形成する材料の抵抗率が、前記第２ヒューズエレメントを形成する材料の抵抗率よりも大きい、上記［９］に記載の保護回路。
［１１］前記第１電極部が、前記第２電極部の熱特性とは異なる熱特性を有し、
前記第１電極部の熱特性および第２電極部の熱特性は、熱抵抗および熱容量の少なくとも一方を含む、上記［８］～［１０］のいずれかに記載の保護回路。
［１２］前記第１電極部を形成する材料の熱伝導率が、前記第１電極部を形成する材料の熱伝導率よりも小さい、上記［１１］に記載の保護回路。
［１３］前記複数の保護素子を構成する各保護素子は、
前記第１電極部と外部回路とを導通する第１導通部と、
前記第２電極部と外部回路とを導通する第２導通部と、
を更に有し、
前記第１導通部が、前記第２導通部の熱特性とは異なる熱特性を有し、
前記第１導通部の熱特性および前記第２導通部の熱特性は、熱抵抗および熱容量の少なくとも一方を含む、上記［８］～［１２］のいずれかに記載の保護回路。
［１４］
前記第１導通部の幅方向断面積が前記第２導通部の幅方向断面積よりも小さいか、および／または、前記第１導通部を形成する材料の熱伝導率が前記第２導通部を形成する材料の熱伝導率よりも小さい、上記［１３］に記載の保護回路。
［１５］複数の前記第１導通部と前記外部回路との間に配設された複数の第１接続部と、
複数の前記第２導通部と前記外部回路との間に配設された複数の第２接続部と、
を更に備え、
前記複数の保護素子の各々の前記第１導通部に接続された前記第１接続部は、当該保護素子の前記第２導通部に接続された前記第２接続部の熱特性とは異なる熱特性を有し、
前記第１接続部の熱特性および前記第２接続部の熱特性は、熱抵抗および熱容量の少なくとも一方を含む、上記［８］～［１４］のいずれかに記載の保護回路。
［１６］前記第１接続部の長さが前記第２接続部の長さよりも長いか、および／または、前記第１接続部の幅方向断面積が前記第２接続部の幅方向断面積よりも小さい、上記［１５］に記載の保護回路。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、従来よりも簡単な装置構成で、過電流や過電圧を確実に防止して安全性を向上することができ、加えて良好な製造性とコスト低減を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、本発明の第１実施形態に係る保護素子の構成を概略的に示す平面図である。

【図2】図２は、図１の切断線II－IIにおける保護素子の断面図である。

【図3】図３は、本発明の第２実施形態に係る保護素子の構成を概略的に示す平面図である。

【図4】図４は、本発明の第３実施形態に係る保護素子の構成を概略的に示す平面図である。

【図5】図５は、図４の切断線Ｖ－Ｖにおける保護素子の断面図である。

【図6】図６は、本発明の第４実施形態に係る保護素子の構成を概略的に示す平面図である。

【図7】図７は、本発明の第５実施形態に係る保護素子の構成を概略的に示す平面図である。

【図8】図８は、本発明の第６実施形態に係る保護素子の構成を概略的に示す平面図である。

【図9】図９は、図８の切断線IX－IXにおける保護素子の断面図である。

【図10】図１０は、本発明の第７実施形態に係る保護素子の構成を概略的に示す平面図である。

【図11】図１１は、図１０の切断線XI－XIにおける保護素子の断面図である。

【図12】図１２は、本発明の第８実施形態に係る保護回路の構成を概略的に示す平面図である。

【図13】図１３は、図１２の保護回路の動作を説明する回路図であり、遮断動作前の状態を示す。

【図14】図１４は、図１２の保護回路の動作を説明する回路図であり、遮断動作後の状態を示す。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

【0014】

図１は、本発明の第１実施形態に係る保護素子の構成を概略的に示す平面図であり、図２は、図１の切断線II－IIにおける保護素子の断面図である。
図１および図２に示すように、保護素子１０は、基板１１と、基板１１上で直列接続された第１ヒューズエレメント１２Ａおよび第２ヒューズエレメント１３Ａと、第１ヒューズエレメント１２Ａと第２ヒューズエレメント１３Ａとの間に接続されたヒーター１４と、第１ヒューズエレメント１２Ａの第２ヒューズエレメント１３Ａとは反対側に接続された第１電極部１５Ａと、第２ヒューズエレメント１３Ａの第１ヒューズエレメント１２Ａとは反対側に接続された第２電極部１６Ａと、第１ヒューズエレメント１２Ａと第２ヒューズエレメント１３Ａとの間に接続され、且つヒーター１４と直列接続された第３電極部１７と、第１電極部１５Ａと外部回路とを導通する第１導通部１８Ａと、第２電極部１６Ａと外部回路を導通する第２導通部１９Ａとを有する。そして、この保護素子１０は、第１ヒューズエレメント１２Ａおよび第２ヒューズエレメント１３Ａに過電流が流れたとき、又は、保護回路に接続された二次電池（図１３、図１４参照）に過電圧が印加されたときに、第１ヒューズエレメント１２Ａが第２ヒューズエレメント１３Ａよりも先に遮断されるように構成されている。保護回路に接続された二次電池に過電圧が印加される場合の構成及び動作については、後述する。

【0015】

基板１１は、絶縁性を有する材質のものであれば特に制限されず、例えば、セラミックス基板やガラスエポキシ基板のようなプリント配線基板に用いられる基板の他、ガラス基板、樹脂基板、絶縁処理金属基板等を用いることができる。なお、これらの中で、耐熱性に優れ、熱良伝導性の絶縁基板であるセラミックス基板が好適である。

【0016】

第１ヒューズエレメント１２Ａおよび第２ヒューズエレメント１３Ａは、本実施形態では一体で形成されており、導電性の３つの支持体２１，２２，２３を介して、第１電極部１５Ａ、第２電極部１６Ａおよび第３電極部１７に支持されている。
第１ヒューズエレメント１２Ａおよび第２ヒューズエレメント１３Ａは、別部材で構成されてもよい。また、第１ヒューズエレメント１２Ａおよび第２ヒューズエレメント１３Ａの形状は、薄片状であるが、これに限られず、棒状であってもよい。

【0017】

第１ヒューズエレメント１２Ａは、第２ヒューズエレメント１３Ａの熱特性とは異なる熱特性を有し、第１ヒューズエレメント１２Ａの熱特性および第２ヒューズエレメント１３Ａの熱特性は、熱抵抗および熱容量の少なくとも一方を含んでいる。熱抵抗（Ｋ／Ｗ）は、熱の伝わり易さを意味し、熱抵抗が大きい程熱を伝え難い（熱抵抗［Ｋ／Ｗ］＝長さ［ｍ］／｛断面積［ｍ^２］×熱伝導率［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］｝）。また、熱容量（Ｊ／Ｋ）は、単位温度上昇させるために必要な熱量、すなわち温度変化のし易さを意味し、熱容量が大きい程温度変化し難い。よって、例えば（１）第１ヒューズエレメント１２Ａの熱抵抗が、第２ヒューズエレメント１３Ａの熱抵抗よりも大きいか、（２）第１ヒューズエレメント１２Ａの熱容量が、第２ヒューズエレメント１３Ａの熱容量よりも小さいか、あるいは（３）上記（１）～（２）の双方を満たすことが好ましい。

【0018】

具体的には、第１ヒューズエレメント１２Ａおよび第２ヒューズエレメント１３Ａは、例えば、薄片形状を有する。本実施形態では、第１ヒューズエレメント１２Ａの長さが第２ヒューズエレメント１３Ａの長さよりも長い。この場合、第１ヒューズエレメント１２Ａの熱抵抗が第２ヒューズエレメント１３Ａの熱抵抗よりも大きいため、第１ヒューズエレメント１２Ａおよび第２ヒューズエレメント１３Ａに過電流が流れたときに、第１ヒューズエレメント１２Ａが第２ヒューズエレメント１３Ａよりも先に遮断される。

【0019】

第１ヒューズエレメント１２Ａおよび第２ヒューズエレメント１３Ａを構成する材料は、従来からヒューズ材料として使用されている種々の低融点金属を用いることができる。低融点金属としては、ＳｎＳｂ合金、ＢｉＳｎＰｂ合金、ＢｉＰｂＳｎ合金、ＢｉＰｂ合金、ＢｉＳｎ合金、ＳｎＰｂ合金、ＳｎＡｇ合金、ＰｂＩｎ合金、ＺｎＡｌ合金、ＩｎＳｎ合金、ＰｂＡｇＳｎ合金等を挙げることができる。第１ヒューズエレメント１２Ａおよび第２ヒューズエレメント１３Ａを構成する材料は、同一であるのが好ましいが、異なっていてもよい。

【0020】

ヒーター１４は、基板１１上に配置され、且つ第３電極部１７の直下に配置されている。ヒーター１４と第３電極部１７との間には絶縁層２４が配置されている。ヒーター１４は、一方の端部がヒーター引き出し電極部１４Ａと接続され、他方の端部が引き回し電極部１７Ａを介して第３電極部１７と接続されている。

【0021】

ヒーター１４は、例えば、酸化ルテニウムやカーボンブラック等の導電材料と、水ガラス等の無機系バインダや熱硬化性樹脂等の有機系バインダとからなる抵抗ペーストを塗布し、必要に応じて焼成することによって形成される。また、ヒーター１４としては、酸化ルテニウムやカーボンブラック等の薄膜を、印刷、メッキ、蒸着、スパッタの工程を経て形成してもよく、これらフィルムの貼付や積層等によって形成してもよい。

【0022】

第１電極部１５Ａ、第２電極部１６Ａおよび第３電極部１７は、それぞれ、溶融した第１ヒューズエレメント１２Ａあるいは第２ヒューズエレメント１３Ａが流れ込むこととなる電極である。これら第１電極部１５Ａ、第２電極部１６Ａおよび第３電極部１７を構成する材料は、特に制限されず、溶融状態の第１ヒューズエレメント１２Ａあるいは第２ヒューズエレメント１３Ａと濡れ性が良好である金属が挙げられる。例えば、第１電極部１５Ａ、第２電極部１６Ａおよび第３電極部１７を構成する材料として、銅等の金属単体や、少なくとも表面がＡｇ、Ａｇ－Ｐｔ、Ａｇ－Ｐｄ、Ａｕ等から形成されているものを用いることができる。第１電極部１５Ａおよび第２電極部１６Ａは、それぞれ、はんだ部２５，２６を介して後述の第１接続部および第２接続部と接続される。また、第３電極部１７は、はんだ部２７を介して不図示の第３接続部に接続される。ヒーター引き出し電極部１４Ａおよび引き回し電極部１７Ａを構成する材料としては、第１電極部１５Ａ、第２電極部１６Ａおよび第３電極部１７と同様に、銅等の金属単体や、少なくとも表面がＡｇ、Ａｇ－Ｐｔ、Ａｇ－Ｐｄ、Ａｕ等から形成されているものを用いることができる。また、ヒーター引き出し電極部１４Ａは、はんだ部２７を介して後述のスイッチング素子と接続される。

【0023】

第１導通部１８Ａおよび第２導通部１９Ａは、例えばスルーホールであり、基板１１に形成された貫通孔の内周面に導体が充填されて形成される。第１導通部１８Ａおよび第２導通部１９Ａを構成する材料としては、銀、銅、タングステン、またはこれらの合金などが挙げられる。第１導通部１８Ａおよび第２導通部１９Ａは、外部回路と導通可能な構成であれば、スルーホール以外の構成であってもよい。また、保護素子１０は、第１導通部１８Ａおよび第２導通部１９Ａを有さない構成であってもよい。

【0024】

図３は、本発明の第２実施形態に係る保護素子の構成を概略的に示す平面図である。第２実施形態に係る保護素子は、第１，第２ヒューズエレメントの構成が異なること以外は、第１実施形態に係る保護素子と同じであるので、重複する部分の説明を省略し、以下に異なる部分を説明する。

【0025】

図３に示すように、第２実施形態において、第１ヒューズエレメント１２Ｂの幅が第２ヒューズエレメント１３Ｂの幅よりも小さくてもよい。この場合、第１ヒューズエレメント１２Ｂの幅方向断面積が、第２ヒューズエレメント１３Ｂの幅方向断面積よりも小さく、第１ヒューズエレメント１２Ｂの熱抵抗が第２ヒューズエレメント１３Ｂの熱抵抗よりも大きいため、第１ヒューズエレメント１２Ｂおよび第２ヒューズエレメント１３Ｂに過電流が流れたとき、又は、保護回路に接続された二次電池に過電圧が印加されたときに、第１ヒューズエレメント１２Ｂが第２ヒューズエレメント１３Ｂよりも先に遮断される。

【0026】

第１ヒューズエレメント１２Ｂの長さは、第２ヒューズエレメント１３Ｂの長さと同じであるが、これに限られず、第１ヒューズエレメント１２Ｂの長さが、第２ヒューズエレメント１３Ｂの長さよりも長くてもよい。これにより、第１ヒューズエレメント１２Ｂの熱抵抗を第２ヒューズエレメント１３Ｂの熱抵抗よりも更に大きくすることができる。

【0027】

図４は、本発明の第３実施形態に係る保護素子の構成を概略的に示す平面図であり、図５は、図４の切断線Ｖ－Ｖにおける保護素子の断面図である。第３実施形態に係る保護素子は、第１，第２ヒューズエレメントの構成が異なること以外は、第１実施形態に係る保護素子と同じである。

【0028】

図４および図５に示すように、第３実施形態において、第１ヒューズエレメント１２Ｃの厚さが、第２ヒューズエレメント１３Ｃの厚さよりも小さくてもよい。第１ヒューズエレメント１２Ｃの厚さは、例えば０．１ｍｍ、第２ヒューズエレメント１３Ｃの厚さは、例えば０．２ｍｍである。本構成でも、第１ヒューズエレメント１２Ｃの幅方向断面積が、第２ヒューズエレメント１３Ｃの幅方向断面積よりも小さく、第１ヒューズエレメント１２Ｃの熱抵抗が第２ヒューズエレメント１３Ｃの熱抵抗よりも大きいため、第１ヒューズエレメント１２Ｃおよび第２ヒューズエレメント１３Ｃに過電流が流れたとき、又は、保護回路に接続された二次電池に過電圧が印加されたときに、第１ヒューズエレメント１２Ｃが第２ヒューズエレメント１３Ｃよりも先に遮断される。

【0029】

第１ヒューズエレメント１２Ｃの長さは、第２ヒューズエレメント１３Ｃの長さと同じであるが、これに限られず、第１ヒューズエレメント１２Ｃの長さが、第２ヒューズエレメント１３Ｃの長さよりも長くてもよい。また、第１ヒューズエレメント１２Ｃの幅は、第２ヒューズエレメント１３Ｃの幅と同じであるが、これに限られず、第１ヒューズエレメント１２Ｃの幅が、第２ヒューズエレメント１３Ｃの幅よりも小さくてもよい。これにより、第１ヒューズエレメント１２Ｃの熱抵抗を第２ヒューズエレメント１３Ｃの熱抵抗よりも更に大きくすることができる。

【0030】

図６は、本発明の第４実施形態に係る保護素子の構成を概略的に示す平面図である。第４実施形態に係る保護素子は、第１，第２ヒューズエレメントの構成が異なること以外は、第１実施形態に係る保護素子と同じである。

【0031】

図６に示すように、第４実施形態において、第１ヒューズエレメント１２Ｄは、同一形状の複数のヒューズエレメント１２ｄを有し、第２ヒューズエレメント１３Ｄは、同一形状の複数のヒューズエレメント１３ｄを有し、更に、第１ヒューズエレメント１２Ｄを構成するヒューズエレメントの数が、第２ヒューズエレメント１３Ｄを構成するヒューズエレメントの数よりも少なくてもよい。本構成でも、複数のヒューズエレメント１２ｄの幅方向断面積の合計が、複数のヒューズエレメント１３ｄの幅方向断面積の合計よりも小さく、第１ヒューズエレメント１２Ｄの熱抵抗が第２ヒューズエレメント１３Ｄの熱抵抗よりも大きいため、第１ヒューズエレメント１２Ｄおよび第２ヒューズエレメント１３Ｄに過電流が流れたとき、又は、保護回路に接続された二次電池に過電圧が印加されたときに、第１ヒューズエレメント１２Ｄが第２ヒューズエレメント１３Ｄよりも先に遮断される。

【0032】

第１ヒューズエレメント１２Ｄの長さは、第２ヒューズエレメント１３Ｄの長さと同じであるが、これに限られず、第１ヒューズエレメント１２Ｄの長さが第２ヒューズエレメント１３Ｄの長さよりも長くてもよい。また、第１ヒューズエレメント１２Ｄを構成するヒューズエレメント１２ｄの幅は、第２ヒューズエレメント１３Ｄを構成するヒューズエレメント１３ｄの幅と同じであるが、これに限られず、ヒューズエレメント１２ｄの幅が、ヒューズエレメント１３ｄの幅よりも小さくてもよい。更に、第１ヒューズエレメント１２Ｄの厚さは、第２ヒューズエレメント１３Ｄの厚さよりも小さくてもよい。これにより、第１ヒューズエレメント１２Ｄの熱抵抗を第２ヒューズエレメント１３Ｄの熱抵抗よりも更に大きくすることができる。

【0033】

図７は、本発明の第５実施形態に係る保護素子の構成を概略的に示す平面図である。第５実施形態に係る保護素子は、第１，第２ヒューズエレメントの構成が異なること以外は、第１実施形態に係る保護素子と同じである。

【0034】

図７に示すように、本第５実施形態において、第１ヒューズエレメント１２Ｅを形成する材料の熱伝導率が、第２ヒューズエレメント１３Ｅを形成する材料の熱伝導率よりも小さくてもよい。本構成でも、第１ヒューズエレメント１２Ｅの熱抵抗が第２ヒューズエレメント１３Ｅの熱抵抗よりも大きいため、第１ヒューズエレメント１２Ｅおよび第２ヒューズエレメント１３Ｅに過電流が流れたとき、又は、保護回路に接続された二次電池に過電圧が印加されたときに、第１ヒューズエレメント１２Ｅが第２ヒューズエレメント１３Ｅよりも先に遮断される。

【0035】

第１ヒューズエレメント１２Ｅの長さは、第２ヒューズエレメント１３Ｅの長さと同じであるが、これに限られず、第１ヒューズエレメント１２Ｅの長さが、第２ヒューズエレメント１３Ｅの長さよりも長くてもよい。また、第１ヒューズエレメント１２Ｅの幅は、第２ヒューズエレメント１３Ｅの幅と同じであるが、これに限られず、第１ヒューズエレメント１２Ｅの幅が、第２ヒューズエレメント１３Ｅの幅よりも小さくてもよい。更に、第１ヒューズエレメント１２Ｅの厚さは、第２ヒューズエレメント１３Ｅの厚さよりも小さくてもよい。これにより、第１ヒューズエレメント１２Ｅの熱抵抗を第２ヒューズエレメント１３Ｅの熱抵抗よりも更に大きくすることができる。

【0036】

このように、第１ヒューズエレメント１２Ａ～１２Ｅおよび第２ヒューズエレメント１３Ａ～１３Ｅが、ヒューズエレメントであり、第１ヒューズエレメント１２Ａの長さが第２ヒューズエレメント１３Ａの長さよりも長いか、第１ヒューズエレメント１２Ｂ（１２Ｃ、１２Ｄ）の断面積が第２ヒューズエレメント１３Ｂ（１３Ｃ、１３Ｄ）の断面積よりも小さいか、および／または、第１ヒューズエレメント１２Ｅを形成する材料の熱伝導率が、第２ヒューズエレメント１３Ｅを形成する材料の熱伝導率よりも小さいことが好ましい。これにより、第１ヒューズエレメント１２Ａ（１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ）および第２ヒューズエレメント１３Ａ（１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄ、１３Ｅ）に過電流が流れたとき、又は、保護回路に接続された二次電池に過電圧が印加されたときに、第１ヒューズエレメント１２Ａ（１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ）が第２ヒューズエレメント１３Ａ（１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄ、１３Ｅ）よりも確実に先に遮断され、極めて簡単な構成で、安全性を更に向上することができる。

【0037】

図８は、本発明の第６実施形態に係る保護素子の構成を概略的に示す平面図であり、図９は、図８の切断線IX－IXにおける保護素子の断面図である。第６実施形態に係る保護素子は、第１，第２電極部の構成が異なること以外は、第１実施形態に係る保護素子と同じである。

【0038】

図８および図９に示すように、本第６実施形態において、第１電極部１５Ｂが、第２電極部１６Ｂの熱特性とは異なる熱特性を有し、第１電極部１５Ｂの熱特性および第２電極部１６Ｂの熱特性は、熱抵抗および熱容量の少なくとも一方を含んでいてもよい。例えば、（１）第１電極部１５Ｂの熱抵抗が、第２電極部１６Ｂの熱抵抗よりも大きいか、（２）第１電極部１５Ｂの熱容量が、第２電極部１６Ｂの熱容量よりも小さいか、あるいは（３）上記（１）～（２）の双方を満たすことが好ましい。第１電極部１５Ｂおよび第２電極部１６Ｂの熱特性の意味は、上記第１実施形態にて説明した第１，第２ヒューズエレメントの熱特性の意味と同様である。

【0039】

本実施形態では、第１電極部１５Ｂを形成する材料の熱伝導率が、第２電極部１６Ｂを形成する材料の熱伝導率よりも小さい。この場合、第１電極部１５Ｂの熱抵抗が第２電極部１６Ｂの熱抵抗よりも大きいため、第１ヒューズエレメント１２Ａおよび第２ヒューズエレメント１３Ａに過電流が流れたときに、第１ヒューズエレメント１２Ａが第２ヒューズエレメント１３Ａよりも先に遮断され、極めて簡単な構成で、安全性を更に向上することができる。

【0040】

図１０は、本発明の第７実施形態に係る保護素子の構成を概略的に示す平面図であり、図１１は、図１０の切断線XI－XIにおける保護素子の断面図である。第７実施形態に係る保護素子は、第１，第２導通部の構成が異なること以外は、第１実施形態に係る保護素子と同じである。

【0041】

図１０および図１１に示すように、第６実施形態において、第１導通部１８Ｂが、第２導通部１９Ｂの熱特性とは異なる熱特性を有し、第１導通部１８Ｂの熱特性および第２導通部１９Ｂの熱特性は、熱抵抗および熱容量の少なくとも一方を含んでいてもよい。例えば、（１）第１導通部１８Ｂの熱抵抗が、第２導通部１９Ｂの熱抵抗よりも大きいか、（２）第１導通部１８Ｂの熱容量が、第２導通部１９Ｂの熱容量よりも小さいか、あるいは（３）上記（１）～（２）の双方を満たすことが好ましい。第１導通部１８Ｂおよび第２導通部１９Ｂの熱特性の意味は、上記第１実施形態にて説明した第１，第２ヒューズエレメントの熱特性の意味と同様である。

【0042】

本実施形態では、第１導通部１８Ｂの幅が第２導通部１９Ｂの幅よりも小さい。この場合、第１導通部１８Ｂの幅方向断面積が、第２導通部１９Ｂの幅方向断面積よりも小さく、第１導通部１８Ｂの熱抵抗が第２導通部１９Ａの熱抵抗よりも大きいため、第１ヒューズエレメント１２Ａおよび第２ヒューズエレメント１３Ａに過電流が流れたときに、第１ヒューズエレメント１２Ａが第２ヒューズエレメント１３Ａよりも先に遮断される。

【0043】

また、第１導通部１８Ｂを形成する材料の熱伝導率が、第２導通部１９Ｂを形成する材料の熱伝導率よりも小さくてもよい。これにより、第１導通部１８Ｂの熱抵抗を第２導通部１９Ｂの熱抵抗よりも更に大きくすることができる。第１導通部１８Ｂを形成する材料の熱伝導率が第２導通部１９Ｂを形成する材料の熱伝導率よりも小さい場合、第１導通部１８Ｂの幅は、第２導通部１９Ｂの幅よりも小さい方が好ましいが、第２導通部１９Ｂの幅と同じであってもよい。

【0044】

このように、第１導通部１８Ｂの幅方向断面積が第２導通部１９Ｂの幅方向断面積よりも小さいか、および／または、第１導通部１８Ｂを形成する材料の熱伝導率が第２導通部１９Ｂを形成する材料の熱伝導率よりも小さいことにより、第１ヒューズエレメント１２Ａおよび第２ヒューズエレメント１３Ａに過電流が流れたときに、第１ヒューズエレメント１２Ａが第２ヒューズエレメント１３Ａよりも確実に先に遮断され、極めて簡単な構成で、安全性を更に向上することができる。

【0045】

［保護回路の構成］
図１２は、本発明の第８実施形態に係る保護回路の構成を概略的に示す平面図である。本第８実施形態では、保護回路が、上記第１実施形態の保護素子１０を複数備えている場合を例に挙げて説明する。

【0046】

図１２に示すように、保護回路１は、並列接続された複数の保護素子１０，１０，１０と、複数の第１電極部１５Ａ，１５Ａ，１５Ａと外部回路との間に配設された複数の第１接続部３１，３１，３１と、複数の第２電極部１６Ａ，１６Ａ，１６Ａと外部回路との間に配設された複数の第２接続部３２，３２，３２とを更に備えている。

【0047】

第１接続部３１，３１，３１は、それぞれ複数のはんだ部２５，２５，２５を介して第１電極部１５Ａ，１５Ａ，１５Ａに接続されている。また、第２接続部３２，３２，３２は、それぞれ複数のはんだ部２６，２６，２６を介して第２電極部１６Ａ，１６Ａ，１６Ａに接続されている。複数の第１接続部３１，３１，３１および複数の第２接続部３２，３２，３２は、例えば、基板上に実装される回路パターンである。複数の第１接続部３１，３１，３１および複数の第２接続部３２，３２，３２を構成する材料としては、特に制限されないが、例えば銅または銅合金が挙げられる。

【0048】

複数の保護素子１０，１０，１０を構成する複数の第１ヒューズエレメント１２Ａ，１２Ａ，１２Ａが同極に接続されており、複数の保護素子１０，１０，１０の各々を構成する第１ヒューズエレメント１２Ａおよび第２ヒューズエレメント１３Ａに過電流が流れたときに、当該保護素子における第１ヒューズエレメント１２Ａが第２ヒューズエレメント１３Ａよりも先に遮断されるように構成されている。

【0049】

また、本実施形態では、複数の保護素子１０，１０，１０の各々を構成する第１ヒューズエレメント１２Ａに接続された第１接続部３１は、当該保護素子１０の第２ヒューズエレメント１３Ａに接続された第２接続部３２の熱特性とは異なる熱特性を有している。そして、第１接続部３１の熱特性および第２接続部３２の熱特性は、熱抵抗および熱容量の少なくとも一方を含んでいるのが好ましい。例えば、（１）第１接続部３１の熱抵抗が、第２接続部３２の熱抵抗よりも大きいか、（２）第１接続部３１の熱容量が、第２接続部３２の熱容量よりも小さいか、あるいは（３）上記（１）～（２）の双方を満たすことが好ましい。第１接続部３１および第２接続部３２の熱特性の意味は、上記第１実施形態にて説明した第１，第２ヒューズエレメントの熱特性の意味と同様である。

【0050】

本実施形態では、複数の第１接続部３１，３１，３１の幅は、複数の第２接続部３２，３２，３２の幅よりも小さい。この場合、第１接続部３１の幅方向断面積が、第２接続部３２の幅方向断面積よりも小さく、第１接続部３１の熱抵抗が第２接続部３２の熱抵抗よりも大きいため、第１ヒューズエレメント１２Ａおよび第２ヒューズエレメント１３Ａに過電流が流れたとき、又は保護回路に接続された二次電池に過電圧が印加されたときに、第１ヒューズエレメント１２Ａが第２ヒューズエレメント１３Ａよりも先に遮断される。

【0051】

尚、上述のように、第１接続部３１は、はんだ部２５を介し、かつ上記スルーホールや上記貫通孔を介して第１電極部１５Ａに接続されており、はんだ部２５の形状、材料に因っては第１接続部３１の熱特性に影響を与える場合があることから、第１接続部３１の熱特性には、はんだ部２５などの接合部材の熱特性を含むことができるものとする。同様に、第２接続部３２の熱特性には、はんだ部２６などの接合部材の熱特性を含むことができるものとする。接合部材の熱特性の意味は、上記第１実施形態にて説明した第１，第２ヒューズエレメントの熱特性の意味と同様である。

【0052】

図１３及び図１４は、図１２の保護回路１の動作を説明する回路図であり、図１３は遮断動作前の状態、図１４は遮断動作後の状態を示す。

【0053】

保護回路１では、図１３に示すように、例えば、複数の第１接続部３１，３１，３１は、外部回路を介して並列接続点Ａに接続され、且つ二次電池３３，３３の正極に接続されている。また、複数の第２接続部３２，３２，３２は、外部回路を介して並列接続点Ｂに接続され、且つ充電器３４の正極に接続されている。第３電極部１７に接続されたヒーター１４は、それぞれ、例えば二次電池３３，３３の負極および充電器３４の負極の双方に接続されている。複数の第３電極部１７の下流側には、ＦＥＴなどのスイッチング素子３５が設けられている。すなわち、複数の第３電極部の下流側に位置するヒーター１４は、一方の端部がヒーター引き出し電極部１４Ａを介してスイッチング素子３５と接続され、他方の端部が、引き回し電極部１７Ａと第３電極部１７とを介して第１ヒューズエレメント１２Ａと第２ヒューズエレメント１３Ａに接続されている。

【0054】

二次電池３３，３３の充電時には、充電器３４から外部回路を介して二次電池３３，３３に電力が供給される。また、二次電池の放電時には、二次電池３３，３３から外部回路に電力が供給される。このように、二次電池３３，３３の充電時および放電時のいずれの場合でも、第１ヒューズエレメント１２Ａと第２ヒューズエレメント１３Ａの双方に同一の電力が供給される。

【0055】

二次電池３３，３３の充電時あるいは放電時に、何らかの原因で過電流あるいは過電圧が生じた場合、第１接続部３１の熱抵抗が第２接続部３２の熱抵抗よりも大きいため、図１４に示すように、第１ヒューズエレメント１２Ａが第２ヒューズエレメント１３Ａよりも先に遮断される。複数の保護素子１０，１０，１０の全ての保護素子で、第１ヒューズエレメント１２Ａが第２ヒューズエレメント１３Ａよりも先に遮断されることで、二次電池３３側の回路と充電器３４側の回路とが分離される。これにより、ヒーター１４を介して電流が逆流することが無く、複数の保護素子１０，１０，１０とスイッチング素子３５との間にダイオードなどの整流素子を設ける必要が無い。

【0056】

本実施形態では、複数の第１接続部３１，３１，３１の長さは、複数の第２接続部３２，３２，３２の長さと同じであるが、これに限られず、複数の第１接続部３１，３１，３１の長さが、複数の第２接続部３２，３２，３２の長さと異なっていてもよい。これにより、第１接続部３１の熱抵抗を第２接続部３２の熱抵抗よりも更に大きくすることができる。

【0057】

また、本実施形態では、複数の第１接続部３１，３１，３１の幅は、複数の第２接続部３２，３２，３２の幅と異なっているが、これに限られない。複数の第１接続部３１，３１，３１の幅が複数の第２接続部３２，３２，３２の幅と同じである場合には、複数の第１接続部３１，３１，３１の長さが複数の第２接続部３２，３２，３２の長さと異なっていてもよい。

【0058】

また、保護回路１は、二次電池３３，３３の各々と接続され、且つスイッチング素子３５に接続された不図示の検出素子を有していてもよい。この検出素子は、高電圧状態、特に過電圧となっているか否かを常時モニタし、高電圧状態となった場合にスイッチング素子３５に制御信号を出力する。この場合、スイッチング素子３５は、制御信号に応じて、ヒーター１４に二次電池３３からの電流を流すことで、当該ヒーター１４を発熱させる。これにより、第１ヒューズエレメント１２Ａが、第２ヒューズエレメント１３Ａよりも先に溶断される。

【0059】

このように、第１接続部３１の長さが第２接続部３２の長さよりも長いか、および／または、第１接続部３１の幅方向断面積が第２接続部３２の幅方向断面積よりも小さいことにより、第１ヒューズエレメント１２Ａおよび第２ヒューズエレメント１３Ａに過電流が流れたとき、又は、保護回路１に接続された二次電池３３に過電圧が印加されたときに、第１ヒューズエレメント１２Ａが第２ヒューズエレメント１３Ａよりも確実に先に遮断され、極めて簡単な構成で、安全性を更に向上することができる。

【0060】

本実施形態では、保護回路１は、上記第１実施形態の保護素子１０を備えるが、これに限られず、上記第２～第７実施形態の保護素子を備えていてもよい。その場合にも、各保護素子に設けられた第１ヒューズエレメントの熱抵抗を第２ヒューズエレメントの熱抵抗よりも大きくすることができる。

【0061】

また、本実施形態では、保護回路１において、第１接続部３１の熱特性が第２接続部３２の熱特性と異なるが、これに限られず、保護素子１０が、上記第１～第７実施形態の構成を有している場合、第１接続部３１の熱特性が第２接続部３２の熱特性と同じであってもよい。例えば、複数の第１接続部３１，３１，３１の幅方向断面積が、複数の第２接続部３２，３２，３２の幅方向断面積と同じであってもよく、また、複数の第１接続部３１，３１，３１の熱伝導率が複数の第２接続部３２，３２，３２の熱伝導率と同じであってもよい。

【0062】

上述したように、上記実施形態によれば、第１ヒューズエレメント１２Ａ（１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ）および第２ヒューズエレメント１３Ａ（１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄ、１３Ｅ）に過電流が流れたとき、又は、保護回路１に接続されられた二次電池３３に過電圧が印加されたときに、第１ヒューズエレメント１２Ａ（１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ）が第２ヒューズエレメント１３Ａ（１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄ、１３Ｅ）よりも先に遮断されるように構成されているので、第１ヒューズエレメント１２Ａ（１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ）にて、当該第１ヒューズエレメント１２Ａ（１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ）の一方側の回路と他方側の回路とを遮断することができる。よって、並列接続された複数の保護素子１０を備える保護回路を形成する場合、複数の保護素子１０を構成する複数の第１ヒューズエレメント１２Ａ（１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ）を同極に接続させることで、ダイオードなどの整流素子を設けること無く、過電流や過電圧を確実に防止することができる。したがって、保護素子１０を従来よりも簡単な構成で、過電流や過電圧を確実に防止して安全性を向上することができ、加えて良好な製造性とコスト低減を実現することができる。

【0063】

また、上記実施形態によれば、並列接続された複数の保護素子１０を備える保護回路において、複数の保護素子１０を構成する複数の第１ヒューズエレメント１２Ａが同極に接続されており、複数の保護素子１０の各々を構成する第１ヒューズエレメント１２Ａ（１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ）および第２ヒューズエレメント１３Ａ（１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄ、１３Ｅ）に過電流が流れたとき、又は、保護回路１に接続された二次電池３３に過電圧が印加されたときに、当該保護素子における第１ヒューズエレメント１２Ａ（１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ）が第２ヒューズエレメント１３Ａ（１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄ、１３Ｅ）よりも先に遮断されるように構成されているので、第１ヒューズエレメント１２Ａ（１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ）にて、当該第１ヒューズエレメント１２Ａ（１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ）の一方側の回路（例えば、二次電池側回路）と他方側の回路（例えば、充電器側回路）とを遮断することができる。よって、ダイオードなどの整流素子を複数設けること無く、過電流や過電圧を確実に防止することができる。したがって、保護回路１を従来よりも簡単な構成で、過電流や過電圧を確実に防止して安全性を向上することができ、加えて良好な製造性とコスト低減を実現することができる。

【0064】

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

【0065】

例えば、上記実施形態では、第１，第２ヒューズエレメント、第１，第２電極部、第１，第２導通部または第１，第２接続部の熱特性が互いに異なっているが、これに限られない。第１，第２ヒューズエレメント、第１，第２電極部、第１，第２導通部および／または第１，第２接続部の電気的な導体抵抗値（電気抵抗（Ω））が互いに異なっていてもよい。本構成によっても、第１ヒューズエレメントおよび第２ヒューズエレメントに過電流が流れたとき、又は、保護回路に接続された二次電池に過電圧が印加されたときに、上記第１ヒューズエレメントが上記第２ヒューズエレメントよりも先に遮断されるように構成することができ、これにより上記と同様の効果を奏することができる。

【符号の説明】

【0066】

１ 保護回路
１０ 保護素子
１１ 基板
１２Ａ 第１ヒューズエレメント
１２Ｂ 第１ヒューズエレメント
１２Ｃ 第１ヒューズエレメント
１２Ｄ 第１ヒューズエレメント
１２ｄ ヒューズエレメント
１２Ｅ 第１ヒューズエレメント
１３Ａ 第２ヒューズエレメント
１３Ｂ 第２ヒューズエレメント
１３Ｃ 第２ヒューズエレメント
１３Ｄ 第２ヒューズエレメント
１３ｄ ヒューズエレメント
１３Ｅ 第２ヒューズエレメント
１４ ヒーター
１４Ａ ヒーター引き出し電極部
１５Ａ 第１電極部
１５Ｂ 第１電極部
１６Ａ 第２電極部
１６Ｂ 第２電極部
１７ 第３電極部
１７Ａ 引き回し電極部
１８Ａ 第１導通部
１８Ｂ 第１導通部
１９Ａ 第２導通部
１９Ｂ 第２導通部
２１ 支持体
２２ 支持体
２３ 支持体
２４ 絶縁層
２５ はんだ部
２６ はんだ部
２７ はんだ部
３１ 第１接続部
３２ 第２接続部
３３ 二次電池
３４ 充電器
３５ スイッチング素子

【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】