(57)【要約】【課題】保護素子の定格を向上させるために可溶導体の断面積を大きくしつつ、絶縁性能を維持する。【解決手段】絶縁基板１１と、絶縁基板１１に積層された発熱体１４と、発熱体１４を覆う絶縁部材１５と、絶縁部材１５が積層された絶縁基板１１に積層された第１及び第２の電極１２と、発熱体１４と重畳するように絶縁部材１５の上に積層され、第１及び第２の電極１２の間の電流経路上で該発熱体１４に電気的に接続された発熱体引出電極１６と、発熱体引出電極１６から第１及び第２の電極１２にわたって積層され、熱により、第１の電極１２と第２の電極１２との間の電流経路を溶断する可溶導体１３とを備え、可溶導体１３の溶断部１３ａの下方に、溶融した可溶導体１３が流入する流入部４０が設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板と、
上記絶縁基板に積層された発熱体と、
少なくとも上記発熱体を覆うように、上記絶縁基板に積層された絶縁部材と、
上記絶縁部材が積層された上記絶縁基板に積層された第１及び第２の電極と、
上記発熱体と重畳するように上記絶縁部材の上に積層され、上記第１及び第２の電極の間の電流経路上で該発熱体に電気的に接続された発熱体引出電極と、
上記発熱体引出電極から上記第１及び第２の電極にわたって積層され、熱により、該第１の電極と該第２の電極との間の電流経路を溶断する可溶導体とを備え、
上記可溶導体の溶断部の下方には、溶融した上記可溶導体が流入する流入部が設けられている保護素子。
【請求項２】
上記流入部は、上記第１の電極と上記発熱体引出電極との間、及び／又は上記第２の電極と上記発熱体引出電極との間に設けられている請求項１記載の保護素子。
【請求項３】
上記流入部は、上記絶縁基板に形成された凹部である請求項１又は２に記載の保護素子。
【請求項４】
上記流入部は、上記絶縁基板に形成された貫通孔である請求項１又は２に記載の保護素子。
【請求項５】
上記流入部は、上記絶縁部材の下方に向かって拡径されている請求項３又は４に記載の保護素子。
【請求項６】
上記流入部は、上記絶縁基板の上記発熱体引出電極が設けられた箇所が、上記第１の電極と上記発熱体引出電極との間、及び上記第２の電極と上記発熱体引出電極との間よりも突出することにより形成される請求項１又は２に記載の保護素子。
【請求項７】
上記流入部は、ベース基板上に上記発熱体、上記絶縁部材及び上記発熱体引出電極が形成された発熱体モジュールが、上記絶縁基板上に、搭載されることにより形成される請求項１又は２に記載の保護素子。
【請求項８】
上記絶縁部材の上記発熱体モジュールが搭載される箇所が、上記第１及び第２の電極が積層されている箇所よりも低い請求項７記載の保護素子。
【請求項９】
上記流入部の容積は、上記可溶導体の溶断部の体積よりも大きい請求項１〜８のいずれか１項に記載の保護素子。
【請求項１０】
上記流入部は、上記可溶導体の外側まで延長して形成されている請求項１〜９のいずれか１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、電流経路を溶断することにより、電流経路上に接続されたバッテリへの充放電を停止し、バッテリの熱暴走を抑制する保護素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
充電して繰り返し利用することのできる二次電池の多くは、バッテリパックに加工されてユーザに提供される。特に重量エネルギ密度の高いリチウムイオン二次電池においては、ユーザ及び電子機器の安全を確保するために、一般的に、過充電保護、過放電保護等のいくつもの保護回路をバッテリパックに内蔵し、所定の場合にバッテリパックの出力を遮断する機能を有している。
【０００３】
この種の保護素子には、バッテリパックに内蔵されたＦＥＴスイッチを用いて出力のＯＮ／ＯＦＦを行うことにより、バッテリパックの過充電保護又は過放電保護動作を行うものがある。しかしながら、何らかの原因でＦＥＴスイッチが短絡破壊した場合、雷サージ等が印加されて瞬間的な大電流が流れた場合、あるいはバッテリセルの寿命によって出力電圧が異常に低下したり、逆に過大異常電圧を出力した場合であっても、バッテリパックや電子機器は、発火等の事故から保護されなければならない。そこで、このような想定し得るいかなる異常状態においても、バッテリセルの出力を安全に遮断するために、外部からの信号によって電流経路を遮断する機能を有するヒューズ素子からなる保護素子が用いられている。
【０００４】
このようなリチウムイオン二次電池等向けの保護回路の保護素子としては、特許文献１に記載されているように、電流経路上の第１及び第２の電極間に亘って可溶導体を接続して電流経路の一部をなし、この電流経路上の可溶導体を、過電流による自己発熱、あるいは保護素子内部に設けた発熱体によって溶断するものがある。このような保護素子では、溶融した液体状の可溶導体を第１及び第２の電極上に集めることにより電流経路を遮断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−００３６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した可溶導体を用いた保護素子においては、電流経路の遮断時の絶縁性能を向上させるためには、第１及び第２の電極間の距離を離すことが好ましい。しかし、電子機器の小型化、薄型化に伴い、バッテリパックに内蔵される保護素子としても更なる小型化、薄型化が求められ、第１及び第２の電極間の距離を離すことが難しい。また、二次電池の高容量化、高出力化に伴い、保護素子の定格についてより大きなものが求められている。
【０００７】
ここで、保護素子の定格を上げるためには、可溶導体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、よって可溶導体の断面積を大きくする必要がある。一方、電流経路の遮断の際には、発生するアーク放電によって可溶導体を構成する金属体が周囲に飛散し、新たに電流経路が形成されるおそれがあり、可溶導体の断面積が大きくなるほど、そのリスクが高くなる。
【０００８】
また、保護素子を発熱体の熱によって溶融させ、第１及び第２の電極上に引き込むことにより溶断する場合も、可溶導体の断面積を増加させると、溶融すべき可溶導体の量も増加し、電極上に保持できる許容量を超えるおそれがある。この場合、電極上から溢れた可溶導体が電極間を短絡させるおそれがある。
【０００９】
以上のように、定格を向上させるために可溶導体の断面積を大きくしつつ、絶縁性能を維持することができる保護素子の開発が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するために、本発明に係る保護素子は、絶縁基板と、上記絶縁基板に積層された発熱体と、少なくとも上記発熱体を覆うように、上記絶縁基板に積層された絶縁部材と、上記絶縁部材が積層された上記絶縁基板に積層された第１及び第２の電極と、上記発熱体と重畳するように上記絶縁部材の上に積層され、上記第１及び第２の電極の間の電流経路上で該発熱体に電気的に接続された発熱体引出電極と、上記発熱体引出電極から上記第１及び第２の電極にわたって積層され、熱により、該第１の電極と該第２の電極との間の電流経路を溶断する可溶導体とを備え、上記可溶導体の溶断部の下方には、溶融した上記可溶導体が流入する流入部が設けられているものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、流入部を設けることにより、発熱体引出電極と第１及び第２の電極の各間の経路をより長くすることができ、アーク放電によって溶融、飛散した溶融導体が付着しても、当該溶融導体によって発熱体引出電極と第１及び第２の電極の各間に亘る電流経路が形成されることを防止することができ、電流経路の遮断時における絶縁性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明が適用された保護素子を示す図であり、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は平面図である。
【図２】本発明が適用された保護素子が組み込まれたバッテリパックの回路図である。
【図３】本発明が適用された保護素子の等価回路である。
【図４】可溶導体の溶断部を示す断面図である。
【図５】本発明が適用された保護素子の変形例を示す断面図である。
【図６】本発明が適用された保護素子の変形例を示す断面図である。
【図７】本発明が適用された保護素子の変形例を示す断面図である。
【図８】本発明が適用された保護素子の変形例を示す断面図である。
【図９】本発明が適用された保護素子の変形例を示す断面図である。
【図１０】本発明が適用された保護素子の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明が適用された保護素子について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明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。
【００１４】
［保護素子の構成］
図１に示すように、本発明が適用された保護素子１０は、絶縁基板１１と、絶縁基板１１に積層され、絶縁部材１５に覆われた発熱抵抗体１４と、絶縁基板１１の両端に形成された電極１２（Ａ１），１２（Ａ２）と、絶縁部材１５上に発熱抵抗体１４と重畳するように積層された発熱体引出電極１６と、両端が電極１２（Ａ１），１２（Ａ２）にそれぞれ接続され、中央部が発熱体引出電極１６に接続された可溶導体１３とを備える。
【００１５】
絶縁基板１１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を用いて略方形状に形成されている。絶縁基板１１は、その他にも、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が、ヒューズ溶断時の温度に留意する必要がある。
【００１６】
発熱抵抗体１４は、比較的抵抗値が高く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Ｗ、Ｍｏ、Ｒｕ等からなる。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１１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。
【００１７】
発熱抵抗体１４を覆うように絶縁部材１５が配置され、この絶縁部材１５を介して発熱抵抗体１４に対向するように発熱体引出電極１６が配置される。発熱抵抗体１４の熱を効率良く可溶導体に伝えるために、発熱抵抗体１４と絶縁基板１１の間に絶縁部材１５を積層しても良い。
【００１８】
発熱体引出電極１６の一端は、発熱体電極１８（Ｐ１）に接続される。また、発熱抵抗体１４の他端は、他方の発熱体電極１８（Ｐ２）に接続される。
【００１９】
可溶導体１３は、発熱抵抗体１４の発熱により速やかに溶断される低融点金属からなり、例えばＳｎを主成分とするＰｂフリーハンダを好適に用いることができる。また、可溶導体１３は、低融点金属と、Ａｇ、Ｃｕ又はこれらを主成分とする合金等の高融点金属との積層体であってもよい。
【００２０】
高融点金属と低融点金属とを積層することによって、保護素子５をリフロー実装する場合に、リフロー温度が低融点金属層の溶融温度を超えて、低融点金属が溶融しても、可溶導体１３として溶断するに至らない。かかる可溶導体１３は、高融点金属に低融点金属をメッキ技術を用いて成膜することによって形成してもよく、他の周知の積層技術、膜形成技術を用いることによって形成してもよい。なお、可溶導体１３は、外層を構成する低融点金属を用いて、発熱体引出電極１６及び電極１２（Ａ１），１２（Ａ２）へ、ハンダ接続することができる。
【００２１】
なお、保護素子５は、外層の低融点金属層１３ｂの酸化防止のために、可溶導体１３上のほぼ全面にフラックスを塗布してもよい。また、保護素子５は、内部を保護するためにカバー部材１９を絶縁基板１１上に載置してもよい。
【００２２】
［保護素子の使用方法］
図２に示すように、上述した保護素子１０は、リチウムイオン二次電池のバッテリパック２０内の回路に用いられる。
【００２３】
たとえば、保護素子１０は、合計４個のリチウムイオン二次電池のバッテリセル２１〜２４からなるバッテリスタック２５を有するバッテリパック２０に組み込まれて使用される。
【００２４】
バッテリパック２０は、バッテリスタック２５と、バッテリスタック２５の充放電を制御する充放電制御回路３０と、バッテリスタック２５の異常時に充電を遮断する本発明が適用された保護素子１０と、各バッテリセル２１〜２４の電圧を検出する検出回路２６と、検出回路２６の検出結果に応じて保護素子１０の動作を制御する電流制御素子２７とを備える。
【００２５】
バッテリスタック２５は、過充電及び過放電状態から保護するための制御を要するバッテリセル２１〜２４が直列接続されたものであり、バッテリパック２０の正極端子２０ａ、負極端子２０ｂを介して、着脱可能に充電装置３５に接続され、充電装置３５からの充電電圧が印加される。充電装置３５により充電されたバッテリパック２０の正極端子２０ａ、負極端子２０ｂをバッテリで動作する電子機器に接続することによって、この電子機器を動作させることができる。
【００２６】
充放電制御回路３０は、バッテリスタック２５から充電装置３５に流れる電流経路に直列接続された２つの電流制御素子３１、３２と、これらの電流制御素子３１、３２の動作を制御する制御部３３とを備える。電流制御素子３１、３２は、たとえば電界効果トランジスタ（以下、ＦＥＴと呼ぶ。）により構成され、制御部３３によりゲート電圧を制御することによって、バッテリスタック２５の電流経路の導通と遮断とを制御する。制御部３３は、充電装置３５から電力供給を受けて動作し、検出回路２６による検出結果に応じて、バッテリスタック２５が過放電又は過充電であるとき、電流経路を遮断するように、電流制御素子３１、３２の動作を制御する。
【００２７】
保護素子１０は、たとえば、バッテリスタック２５と充放電制御回路３０との間の充放電電流経路上に接続され、その動作が電流制御素子２７によって制御される。
【００２８】
検出回路２６は、各バッテリセル２１〜２４と接続され、各バッテリセル２１〜２４の電圧値を検出して、各電圧値を充放電制御回路３０の制御部３３に供給する。また、検出回路２６は、いずれか１つのバッテリセル２１〜２４が過充電電圧又は過放電電圧になったときに電流制御素子２７を制御する制御信号を出力する。
【００２９】
電流制御素子２７は、たとえばＦＥＴにより構成され、検出回路２６から出力される検出信号によって、バッテリセル２１〜２４の電圧値が所定の過放電又は過充電状態を超える電圧になったとき、保護素子１０を動作させて、バッテリスタック２５の充放電電流経路を電流制御素子３１、３２のスイッチ動作によらず遮断するように制御する。
【００３０】
以上のような構成からなるバッテリパック２０において、本発明が適用された保護素子１０は、図３に示すような回路構成を有する。すなわち、保護素子１０は、発熱体引出電極１６を介して直列接続された可溶導体１３と、可溶導体１３の接続点を介して通電して発熱させることによって可溶導体１３を溶融する発熱抵抗体１４とからなる回路構成である。また、保護素子１０では、たとえば、可溶導体１３が充放電電流経路上に直列接続され、発熱抵抗体１４が電流制御素子２７と接続される。保護素子１０の２個の電極１２のうち、一方は、Ａ１に接続され、他方は、Ａ２に接続される。また、発熱体引出電極１６とこれに接続された発熱体電極１８は、Ｐ１に接続され、他方の発熱体電極１８は、Ｐ２に接続される。
【００３１】
このような回路構成からなる保護素子１０は、発熱抵抗体１４の発熱により、電流経路上の可溶導体１３を確実に溶断することができる。
【００３２】
なお、本発明の保護素子は、リチウムイオン二次電池のバッテリパックに用いる場合に限らず、電気信号による電流経路の遮断を必要とする様々な用途にももちろん応用可能である。
【００３３】
［溶断部］
次いで、本発明が適用された保護素子１０のさらに具体的な構成について説明する。保護素子１０は、可溶導体１３が溶断される溶断部１３ａの下方に、アーク放電によって溶融、飛散した溶融導体が流入、堆積する流入部４０が設けられている。可溶導体１３は、発熱体引出電極１６及び電極１２（Ａ１），１２（Ａ２）間に亘って接続され、過電流による自己発熱（ジュール熱）や、発熱抵抗体１４の熱により溶融し、発熱体引出電極１６と、電極１２（Ａ１），１２（Ａ２）間が溶断される。これにより、保護素子１３は、電流経路を遮断する。
【００３４】
可溶導体１３の溶断部１３ａとは、図４に示すように、発熱体引出電極１６及び電極１２（Ａ１），１２（Ａ２）間に亘って接続された可溶導体１３における溶断箇所をいい、具体的には、発熱体引出電極１６と電極１２（Ａ１）との間、及び発熱体引出電極１６と電極１２（Ａ２）との間をいう。
【００３５】
［流入部］
そして、保護素子１０は、発熱体引出電極１６及び電極１２（Ａ１），１２（Ａ２）間に亘って接続された可溶導体１３の溶断部１３ａの下方に、過電流による溶断の際に発生するアーク放電によって溶融、飛散した溶融導体が流入、堆積する流入部４０が設けられている。流入部４０に溶融、飛散した溶融導体が流入、堆積することにより、当該溶融導体によって発熱体引出電極１６及び電極１２（Ａ１），１２（Ａ２）間に亘る電流経路が構成されることを防止することができる。
【００３６】
すなわち、保護素子１０は、溶断部１３ａの下方に流入部４０を形成することにより、発熱体引出電極１６と電極１２（Ａ１）及び電極１２（Ａ２）間に亘る経路が延長される。したがって、保護素子１０は、溶融導体が付着した場合にも、当該溶融導体が付着する経路を長くすることで、当該溶融導体によって発熱体引出電極１６及び電極１２（Ａ１），１２（Ａ２）間に亘る電流経路が構成されることを防止することができる。
【００３７】
そして、保護素子１０は、可溶導体１３の断面積を大きくすることで定格向上させると、溶断の際に発生するアーク放電によって溶融、飛散する溶融導体も増えるが、流入部４０を設けることにより、当該溶融導体による電流経路が形成されることを防止することができる。また、保護素子１０は、発熱体引出電極１６と電極１２（Ａ１）及び電極１２（Ａ２）間の距離を長く取ることなく、絶縁性能を維持することができ、保護素子の小型化を実現することができる。
【００３８】
［流入部の構成１］
流入部４０は、電極１２（Ａ１）と発熱体引出電極１６との間、及び電極１２（Ａ２）と発熱体引出電極１６との間に設けられている。すなわち、発熱体引出電極１６及び電極１２（Ａ１），１２（Ａ２）間に亘って接続された可溶導体１３における２つの溶断部１３ａの下方にそれぞれ形成されている。
【００３９】
なお、流入部４０は、電極１２（Ａ１）と発熱体引出電極１６との間、又は電極１２（Ａ２）と発熱体引出電極１６との間のいずれか一方にのみ設けてもよい。いずれか一方において、溶融導体による電流経路の形成を防止することができれば、保護素子１０が組み込まれた機器の充放電経路は遮断される。しかし、絶縁性能の維持を確実なものとするためには、流入部４０は、発熱体引出電極１６と電極１２（Ａ１），１２（Ａ２）の各間に設けられることが好ましい。
【００４０】
［流入部の構成２］
流入部４０は、図１や図４に示すように、絶縁基板１１に形成された凹部４１により構成することができる。凹部４１は、絶縁基板１１の電極１２（Ａ１）と発熱体引出電極１６との間、及び電極１２（Ａ２）と発熱体引出電極１６との間に、溝状に形成されている。
【００４１】
凹部４１は、絶縁基板１１の材質に応じて、表面の切削やエッチング、あるいは基板を凹部４１の形状に応じて積層する等、公知の手法により形成することができる。保護素子１０は、凹部４１を形成することにより、発熱体引出電極１６と電極１２（Ａ１），１２（Ａ２）の各間の経路を長くすることができる。したがって、過電流の際にアーク放電によって溶融、飛散した溶融導体を流入させることにより、当該溶融導体による電流経路の形成を防止することができる。また、保護素子１０は、過電圧等の際には、発熱体引出電極１６による熱で溶融した可溶導体１３が電極１２（Ａ１），１２（Ａ２）や発熱体引出電極１６上から溢れた場合にも、溢れた溶融導体が凹部４１に流入することで、発熱体引出電極１６と電極１２（Ａ１），１２（Ａ２）の各間の短絡を防止することができる。
【００４２】
また、凹部４１は、図５に示すように、絶縁基板１１の下方に向かって拡径するように形成してもよい。これにより、発熱体引出電極１６と電極１２（Ａ１），１２（Ａ２）の各間の経路をより延長すると共に、凹部４１の容積を増大することができる。したがって、保護素子１０は、溶融導体の流入量が多い場合にも、電流経路の形成をより確実に防止することができる。
【００４３】
また、凹部４１は、可溶導体１３の溶断部１３ａの堆積よりも大きな容積を有していることが好ましい。これにより、保護素子１０は、凹部４１に溶断部１３ａの溶融導体が流入した場合にも、凹部４１から溶融導体が溢れることがなく、溢れた溶融導体によって電流経路が形成されることを防止することができる。
【００４４】
また、凹部４１は、図１（Ｂ）に示すように、可溶導体１３の外側まで延長して形成されることが好ましい。凹部４１が可溶導体１３の下方と、その外側まで延長して形成されることにより、過電流時に発生するアーク放電によって、溶融した溶断部１３ａの溶融導体が、可溶導体１３の外側まで飛散した場合にも、この外側まで飛散した溶融導体によって電流経路が形成されることを防止することができる。
【００４５】
［流入部の構成３］
また、保護素子５０は、流入部４０を、図６に示すように、絶縁基板１１に形成された貫通孔４２により構成してもよい。貫通孔４２は、凹部４１と同様に、絶縁基板１１の電極１２（Ａ１）と発熱体引出電極１６との間、及び電極１２（Ａ２）と発熱体引出電極１６との間に、溝状に形成されている。
【００４６】
貫通孔４２は、絶縁基板１１の材質に応じて、表面の切削やエッチング、あるいは貫通孔４２の形状に応じた開口溝が形成された基板を積層する等、公知の手法により形成することができる。保護素子５０は、貫通孔４２を形成することにより、発熱体引出電極１６と電極１２（Ａ１），１２（Ａ２）の各間の経路を長くすることができ、過電流の際にアーク放電によって溶融、飛散した溶融導体を流入、堆積させることにより、当該溶融導体による電流経路の形成を防止することができる。また、保護素子５０は、過電圧等の際には、発熱体引出電極１６による熱で溶融した可溶導体１３が電極１２（Ａ１），１２（Ａ２）や発熱体引出電極１６上から溢れた場合にも、溢れた溶融導体が貫通孔４２に流入することで、発熱体引出電極１６と電極１２（Ａ１），１２（Ａ２）の各間の短絡を防止することができる。このとき、貫通孔４２によって流入部４０を構成することで、電極上から溢れた可溶導体１３の量が多い場合にも、流入部４０が溢れることはない。
【００４７】
また、貫通孔４２においても、図７に示すように、絶縁基板１１の下方に向かって拡径するように形成してもよい。また、貫通孔４２は、可溶導体１３の溶断部１３ａの堆積よりも大きな容積を有していることが好ましい。さらに、貫通孔４２は、図１（Ｂ）に示すように、可溶導体１３の外側まで延長して形成されることが好ましい。
【００４８】
［流入部の構成４］
また、保護素子６０は、流入部４０を、図８に示すように、絶縁基板１１の発熱体引出電極１６が設けられた箇所が、電極１２（Ａ１）と発熱体引出電極１６との間、及び電極１２（Ａ２）と発熱体引出電極１６との間よりも突出する突出部４３を設けることにより形成してもよい。これにより、保護素子６０は、突出部４３と電極１２（Ａ１），１２（Ａ２）との間の、可溶導体１３の溶断部１３ａ下方に、凹溝状の流入部４０が形成される。
【００４９】
突出部４３は、絶縁基板１１の材質に応じて、表面の切削やエッチング、あるいは発熱体引出電極１６を設ける箇所に基板を積層する等、公知の手法により形成することができる。保護素子６０は、突出部４３を形成することにより、発熱体引出電極１６と電極１２（Ａ１），１２（Ａ２）の各間の経路を長くすることができ、より絶縁性能を向上させることができる。
【００５０】
なお、突出部４３と電極１２（Ａ１），１２（Ａ２）との間の流入部４０は、可溶導体１３の溶断部１３ａの堆積よりも大きな容積を有していることが好ましい。また、突出部４３と電極１２（Ａ１），１２（Ａ２）との間の流入部４０は、突出部４３を可溶導体１３の外側まで設けることにより、可溶導体１３の外側まで延長して形成されることが好ましい。
【００５１】
［流入部の構成５］
また、保護素子７０は、流入部４０を、図９に示すように、絶縁基板１１上に、発熱体モジュール４５を搭載することにより形成してもよい。絶縁基板１１上には、電極１２（Ａ１），１２（Ａ２）が形成されている。発熱体モジュール４５は、ベース基板４６と、ベース基板４６に積層され、絶縁部材１５に覆われた発熱抵抗体１４と、発熱抵抗体１４と重畳するように形成された発熱体引出電極１６とを有する。ベース基板４６は、上記絶縁基板１１と同様に、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を用いて略方形状に形成されている。また、ベース基板４６は、その他にも、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。発熱抵抗体１４、絶縁部材１５、及び発熱体引出電極１６は、上述したものと同じである。
【００５２】
保護素子７０は、発熱体モジュール４５が絶縁基板１１の電極１２（Ａ１），１２（Ａ２）間に、接着剤によって搭載される。これにより、保護素子１０は、電極１２（Ａ１）及び電極１２（Ａ２）と、発熱体モジュール４５との間に流入部４０が形成される。このように、保護素子７０は、発熱体モジュール４５を形成し、これを絶縁基板１１上に搭載することで、簡易に流入部４０を形成することができる。
【００５３】
なお、発熱体モジュール４５は、ベース基板４６を厚く形成する等により、流入部４０の容積を、可溶導体１３の溶断部１３ａよりも大きくすることが好ましい。また、発熱体モジュール４５は、ベース基板４６の長さを可溶導体１３よりも長くすることにより、流入部４０を可溶導体１３の外側まで延長して形成することが好ましい。
【００５４】
［流入部の構成６］
また、保護素子８０は、図１０に示すように、絶縁基板１１の発熱体モジュール４５を搭載する箇所に凹面部４７を形成してもよい。凹面部４７は、絶縁基板１１の電極１２（Ａ１），１２（Ａ２）間に、発熱体モジュール４５のベース基板４６よりも広く設けられている。また、凹面部４７は、絶縁基板１１の材質に応じて、表面の切削やエッチング、あるいは基板を電極１２（Ａ１），１２（Ａ２）の形成位置に応じて積層する等、公知の手法により形成することができる。
【００５５】
発熱体モジュール４５は、凹面部４７に、電極１２（Ａ１），１２（Ａ２）との間に間隙を設け、接着剤によって搭載される。これにより、保護素子８０は、電極１２（Ａ１）及び電極１２（Ａ２）と、発熱体モジュール４５との間に流入部４０が形成される。このように、保護素子８０は、発熱体モジュール４５を形成し、これを絶縁基板１１上に搭載することで、簡易に流入部４０を形成することができるとともに、凹面部４７を形成することにより、低背化を実現することができる。
【００５６】
なお、発熱体モジュール４５は、凹面部４７を深くするととともにベース基板４６を厚く形成する等により、流入部４０の容積を、可溶導体１３の溶断部１３ａよりも大きくすることが好ましい。また、発熱体モジュール４５は、凹面部４７及びベース基板４６の長さを可溶導体１３よりも長くすることにより、流入部４０を可溶導体１３の外側まで延長して形成することが好ましい。
【００５７】
［流入部４０の深さ］
上述したいずれの保護素子１０，５０，６０，７０，８０においても、流入部４０の深さを深くする程、絶縁性能を向上させることができる。すなわち、保護素子１０，５０，６０，７０，８０は、流入部４０の深さを深くする程、発熱体引出電極１６と電極１２（Ａ１），１２（Ａ２）の各間の経路をより長くすることができ、アーク放電によって溶融、飛散した溶融導体が付着しても、当該溶融導体によって発熱体引出電極１６と電極１２（Ａ１），１２（Ａ２）の各間に亘る電流経路が形成され難くなるからである。
【符号の説明】
【００５８】
１０，５０，６０，７０，８０  保護素子、１１  絶縁基板、１２  電極、１３  可溶導体、１３ａ  溶断部、１４  発熱体、１５  絶縁部材、１６  発熱体引出電極、１８  発熱体電極、１９  カバー部材、２０  バッテリパック、２１〜２４  バッテリセル、２６  検出回路、２７  電流制御素子、３０  充放電制御回路、３１，３２  電流制御素子、３３  制御部、３５  充電装置、４０  流入部、４１  凹部、４２  貫通孔、４５  発熱体モジュール、４６  ベース基板、４７  凹面部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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