(57)【要約】【課題】電極と抵抗器とを備えている保護素子におけるその抵抗器の許容電圧の上昇を容易化する。【解決手段】保護素子１０は、正極２２および負極２４と、通電体２６と、接合材２８と、圧縮コイルバネ３２と、加熱体４０とを備える。正極２２および負極２４は互いに対向するよう配置される。通電体２６は、正極２２と負極２４との間にまたがって配置される。通電体２６は正極２２と負極２４との間に電流が流れ得る状態にする。接合材２８は、通電体２６を正極２２および負極２４それぞれへ接合する。圧縮コイルバネ３２は、正極２２と負極２４との間に配置される。圧縮コイルバネ３２が通電体２６に分離力を加える。加熱体４０は接合材２８に伝わる熱を発生させる。加熱体４０は、互いに直列に接続される近傍抵抗器と低抵抗値抵抗器とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向するよう配置される一対の電極と、
前記一対の電極間にまたがって配置され、かつ、前記一対の電極間に電流が流れ得る状態にする通電体と、
前記通電体を前記一対の電極それぞれへ接合する接合材と、
前記一対の電極間に配置され、かつ、前記通電体に分離力を加える弾性体と、
前記接合材に伝わる熱を発生させる加熱体とを備え、
前記分離力は前記通電体が前記一対の電極から離れる方向の力であり、
前記接合材の接合強度が所定の温度で所定の強さを下回り、
前記所定の温度が前記加熱体の発熱によって到達する温度であり、
前記所定の強さは前記分離力に耐える強さである保護素子であって、
前記加熱体が、互いに直列に接続される複数個の巻線抵抗器を有することを特徴とする保護素子。
【請求項２】
前記複数個の巻線抵抗器のいずれかが、他の前記巻線抵抗器よりも前記接合材の近傍に配置され、かつ、前記他の巻線抵抗器よりも電気抵抗が高い近傍抵抗器であ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】
前記近傍抵抗器が前記一対の電極の間に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】
前記加熱体が、前記複数個の巻線抵抗器を取り囲み、前記複数個の巻線抵抗器それぞれに接触し、かつ、前記一対の電極の少なくとも一方に接触する伝熱用絶縁固体をさらに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５】
前記一対の電極の少なくとも一方が前記加熱体に対向する加熱体対向平面を有しており、
前記伝熱用絶縁固体が、
前記加熱体対向平面に接触する接触平面と、
前記加熱体に接する空間に露出する露出平面とを有することを特徴とする請求項４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、一対の電極と、発熱片と、接合材と、抵抗器と、弾性体とを備える。一対の電極は互いに対向するよう配置される。発熱片は、一対の電極間にまたがって配置される。発熱片は電流が流れると発熱する。接合材は、発熱片を一対の電極それぞれへ接合する。抵抗器は、電流が流れると発熱する。これにより抵抗器は熱源の役割を果たす。弾性体は、一対の電極の間に配置される。弾性体が発熱片に分離力を加える。分離力は発熱片が一対の電極から離れる方向の力である。接合材の強度が所定の温度で所定の強さを下回る。その所定の温度は発熱片の発熱によって到達する温度である。所定の強さは分離力に耐える強さである。保護素子は、遮蔽用絶縁体と、磁場発生部とをさらに備える。遮蔽用絶縁体は、一対の電極の一方から見て他方を遮るように一対の電極間に配置される。磁場発生部は、一対の電極の間に予め磁力を発生させる。
【０００３】
特許文献１に開示された保護素子においては、弾性体によって発熱片が電極から離される。これにより電極間の電流は遮断される。電流が遮断された後、電極間にアークが発生すると、磁場発生部が発生させる磁力によってアークはローレンツ力を受ける。ローレンツ力を受けることによりアークは延びる。また、一対の電極の一方から見ると、他方は遮蔽用絶縁体によって遮られている。遮蔽用絶縁体によって遮られているので、一対の電極の一方から出たアークは遮蔽用絶縁体を避けた上で電極の他方に到達する。遮蔽用絶縁体を避けるので、アークは延びる。ローレンツ力とアークが遮蔽用絶縁体を避けたこととによってアークが延びると、延びない場合に比べ、アーク電圧が上昇する。また、アークは延ばされることで冷却される。アーク電圧の上昇とアークの冷却との相乗効果によってアークは持続し難くなる。その結果、特許文献１に開示された保護素子においては、大きな電流を流すことが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−９８１３４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、特許文献１に開示された保護素子には、抵抗器の許容電圧に改善の余地がある。従来の保護素子において、抵抗器の許容電圧は電極の許容電圧に比べて大幅に小さい。このことは、電極と抵抗器との間の絶縁対策に大きな労力を費やす原因の一つとなっている。本発明は、このような問題を解決するためになされたものである。本発明の目的は、電極と抵抗器とを備えている保護素子におけるその抵抗器の許容電圧の上昇を容易化することにある。
【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は、一対の電極２２，２４と、通電体２６と、接合材２８と、弾性体３２と、加熱体４０とを備える。一対の電極２２，２４は互いに対向するよう配置される。通電体２６は、一対の電極２２，２４間にまたがって配置される。通電体２６は一対の電極２２，２４間に電流が流れ得る状態にする。接合材２８は、通電体２６を一対の電極２２，２４それぞれへ接合する。弾性体３２は、一対の電極２２，２４の間に配置される。弾性体３２が通電体２６に分離力を加える。加熱体４０は接合材２８に伝わる熱を発生させる。分離力は通電体２６が一対の電極２２，２４から離れる方向の力である。接合材２８の接合強度が所定の温度で所定の強さを下回る。その所定の温度は加熱体４０の発熱によって到達する温度である。所定の強さは分離力に耐える強さである。加熱体４０は、互いに直列に接続される複数個の巻線抵抗器７０，７２を有する。
【０００８】
加熱体４０が互いに直列に接続される複数個の巻線抵抗器７０，７２を有すると、加熱体４０が１個の巻線抵抗器を有する場合に比べて、加熱体４０において熱が発生する場所が分散することとなる。熱が発生する場所が分散すると、加熱体４０から熱を受ける物の表面における温度分布を同等にするために必要な個々の巻線抵抗器７０，７２の抵抗値を、１個の巻線抵抗器を有する加熱体４０のその巻線抵抗器の抵抗値に比べて小さくできる。個々の巻線抵抗器７０，７２の抵抗値を小さくできると、その巻線抵抗器７０，７２が有する巻線を太くできる。巻線が太くなると、その巻線の許容電圧は高くなる。その結果、電極と抵抗器とを備えている保護素子におけるその抵抗器の許容電圧の上昇を容易化できる。
【０００９】
また、上述した複数個の巻線抵抗器７０，７２のいずれかが、近傍抵抗器７０であることが望ましい。近傍抵抗器７０は、他の巻線抵抗器７２よりも接合材２８の近傍に配置される。近傍抵抗器７０は、他の巻線抵抗器７２よりも電気抵抗が高い。
【００１０】
接合材２８に近い場所に他の巻線抵抗器よりも電気抵抗が高い近傍抵抗器７０が配置されると、次に述べられる場合に比べ、複数個の巻線抵抗器７０，７２が発生させる熱は接合材２８に流れやすくなる。その場合とは、他の巻線抵抗器のいずれかの電気抵抗が近傍抵抗器７０よりも高い場合である。これにより、その熱が接合材２８以外の物に流れる場合に比べ、保護素子１０を動作させるための熱効率が高くなる。
【００１１】
もしくは、上述した近傍抵抗器７０が一対の電極２２，２４の間に配置されることが望ましい。
【００１２】
近傍抵抗器７０が一対の電極２２，２４の間に配置されると、次に述べられる場合に比べ、近傍抵抗器７０が発生させる熱は一対の電極２２，２４のいずれかに流れやすくなる。その場合とは、近傍抵抗器７０の表面のうちいずれかの単一の領域が一対の電極２２，２４の双方に対向する場合である。一対の電極２２，２４に流れた熱は接合材２８に流れる。これにより、近傍抵抗器７０の表面のうちいずれかの単一の領域が一対の電極２２，２４の双方に対向する場合に比べ、保護素子１０を動作させるための熱効率が高くなる。
【００１３】
また、上述した加熱体４０が、伝熱用絶縁固体７４をさらに有することが望ましい。伝熱用絶縁固体７４は、複数個の巻線抵抗器７０，７２を取り囲む。伝熱用絶縁固体７４は、複数個の巻線抵抗器７０，７２それぞれに接触する。伝熱用絶縁固体７４は、一対の電極２２，２４の少なくとも一方に接触する。
【００１４】
伝熱用絶縁固体７４は、複数個の巻線抵抗器７０，７２それぞれに接触する。伝熱用絶縁固体７４は、一対の電極２２，２４の少なくとも一方に接触する。これにより、巻線抵抗器７０，７２が発生させた熱は伝熱用絶縁固体７４を介して一対の電極２２，２４の少なくとも一方に伝わる。固体は気体より熱を伝えやすい。これにより、一対の電極２２，２４と巻線抵抗器７０，７２との間が空間となっている場合に比べ、複数個の巻線抵抗器７０，７２が発生させる熱は一対の電極２２，２４に流れやすくなる。一対の電極２２，２４に流れた熱は接合材２８に流れる。これにより、複数個の巻線抵抗器７０，７２と一対の電極２２，２４との間が空間になっている場合に比べ、保護素子１０を動作させるための熱効率が高くなる。
【００１５】
もしくは、上述した一対の電極２２，２４の少なくとも一方が加熱体対向平面５０，５２を有していることが望ましい。加熱体対向平面５０，５２は加熱体４０に対向する。この場合、伝熱用絶縁固体７４が、接触平面９２，９４と、露出平面９０とを有することが望ましい。接触平面９２，９４は、加熱体対向平面５０，５２に接触する。露出平面９０は、加熱体４０に接する空間に露出する。
【００１６】
露出平面９０が加熱体４０に接する空間に露出する。接触平面９２，９４が加熱体対向平面５０，５２に接触する。加熱体対向平面５０，５２は一対の電極２２，２４の少なくとも一方が有しているものである。これにより、加熱体４０が発生させた熱は、露出平面９０が露出する空間よりも、接触平面９２，９４が接触する加熱体対向平面５０，５２に伝わりやすくなる。露出平面９０は、これが露出した空間に向かって突出する凸面よりも表面積が小さい。露出平面９０は、これが露出した空間から見て凹んだ凹面よりも表面積が小さい。表面積が小さいので、熱は空間に流れにくくなる。その結果、保護素子１０を動作させるための熱効率が高くなる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、電極と抵抗器とを備えている保護素子におけるその抵抗器の許容電圧の上昇を容易化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のある実施形態にかかる保護素子の、一部が除去された状態での斜視図である。
【図２】本発明のある実施形態にかかる保護素子の側面図である。
【図３】本発明のある実施形態にかかる加熱体附近の外観図である。
【図４】本発明のある実施形態における中間材の外観図である。
【図５】本発明のある実施形態における正極及び負極から離れた直後の通電体を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
［構成の説明］
図１は、本実施形態にかかる保護素子１０の斜視図である。図１において保護素子１０は組み立てられた状態で示されている。この図において、保護素子１０のケース４６の一部は取り除かれている。図１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。本実施形態にかかる保護素子１０は、絶縁基台２０と、正極２２と、負極２４と、通電体２６と、接合材２８と、リード用絶縁体３０と、圧縮コイルバネ３２と、バネ用絶縁体３４と、第１リード用端子３６と、第２リード用端子３８と、加熱体４０と、管状支持体４２と、ブロック状永久磁石４４の対と、ケース４６とを備える。
【００２１】
絶縁基台２０は台として用いられる合成樹脂製の部材である。絶縁基台２０は加熱体４０が発生させる熱によって変形しない程度の耐熱性を有する。正極２２と負極２４とは絶縁基台２０に固定される。絶縁基台２０に固定されることにより、正極２２と負極２４とは互いに対向するように配置される。また、絶縁基台２０は、第１リード支持部５６と、第２リード支持部５８とを有している。
【００２２】
本実施形態の場合、正極２２と負極２４とは周知のパワーライン（図示せず）に接続される。パワーラインとは、負荷に電力を供給するための電線である。そのパワーラインには図示されない負荷が接続されている。そのような負荷の例にはモータがある。正極２２と負極２４との間に電流が流れることにより、そのパワーラインに電流が流れる。そのパワーラインに電流が流れることにより、その負荷に電力が供給される。
【００２３】
本実施形態の場合、正極２２は、正極側加熱体対向平面５０を有する。負極２４は、負極側加熱体対向平面５２を有する。正極側加熱体対向平面５０と負極側加熱体対向平面５２とは、加熱体４０に対向する。
【００２４】
本実施形態の場合、通電体２６は正極２２と負極２４とにまたがって配置される。すなわち、保護素子１０を組み立てたとき、通電体２６は正極２２の先端にも負極２４の先端にも接合される。通電体２６は金属製である。したがって、通電体２６は、正極２２と負極２４とに接合させることにより、正極２２と負極２４とをそれらの間に電流が流れ得る状態にする。本実施形態の場合、通電体２６のうち正極２２にも負極２４にも接合されていない箇所に図示されない孔が形成されている。
【００２５】
接合材２８は通電体２６を正極２２に接合する。本実施形態の場合、別の接合材２８は通電体２６を負極２４に接合する。本実施形態の場合、接合材２８の接合強度は、所定の温度で所定の強さを下回る。本実施形態の場合、その「所定の温度」とは、加熱体４０の発熱によって到達する温度である。本実施形態の場合、その「所定の強さ」とは、分離力に耐える強さである。本実施形態の場合、「分離力」とは、正極２２及び負極２４に接合されている通電体２６がそれらの正極２２及び負極２４から離れる方向の力である。本実施形態の場合、この分離力は圧縮コイルバネ３２によって加えられる。本実施形態の場合、接合材２８は上述した「所定の温度」を融点とする合金である。本実施形態にかかる保護素子１０の設計者は、周知の合金のなかから接合材２８として接合強度が所定の温度で所定の強さを下回る任意の合金を選択できる。
【００２６】
リード用絶縁体３０は、通電体２６と圧縮コイルバネ３２との間に配置される。本実施形態の場合、リード用絶縁体３０は通電体２６に固定される。リード用絶縁体３０の中央には図示されない孔が開いている。この孔は通電体２６の孔と連通している。
【００２７】
圧縮コイルバネ３２は次の要件を満たす位置に配置される。第１の要件は通電体２６と加熱体４０との間であるという要件である。第２の要件は正極２２と負極２４との間であるという要件である。圧縮コイルバネ３２は正極２２及び負極２４から離れる方向の力を通電体２６に加える。このため、接合材２８の接合強度が上述された所定の強さを下回るまで、圧縮コイルバネ３２は圧縮された状態である。なお、本実施形態の場合、圧縮コイルバネ３２はステンレス製（すなわち導体製）である。
【００２８】
バネ用絶縁体３４は圧縮コイルバネ３２と加熱体４０との間に配置される。バネ用絶縁体３４は圧縮コイルバネ３２が加熱体４０に直接接触することを防止する。これにより圧縮コイルバネ３２と加熱体４０との間は絶縁される。バネ用絶縁体３４の中央には図示されない孔が開いている。
【００２９】
第１リード用端子３６と第２リード用端子３８とは絶縁基台２０に固定される。第１リード用端子３６と第２リード用端子３８とは加熱体４０と周知の信号ライン（図示せず）とに接続されている。信号ラインは、加熱体４０を制御するための電線である。その信号ラインに電流が流れることにより、第１リード用端子３６と第２リード用端子３８とにも電流が流れる。第１リード用端子３６と第２リード用端子３８とに電流が流れると、加熱体４０に電流が流れる。
【００３０】
加熱体４０は正極２２と負極２４とに挟まれるように配置される。加熱体４０は第１リード用端子３６と第２リード用端子３８とに接続されている。第１リード用端子３６と第２リード用端子３８とに電流が流れると、加熱体４０にも電流が流れる。加熱体４０は自らに電流が流れると発熱する。これにより加熱体４０は熱源の役割を果たす。
【００３１】
管状支持体４２は、加熱体４０と第２リード支持部５８との間に配置される。本実施形態の場合、管状支持体４２は、管状の部材である。管状支持体４２は、圧縮コイルバネ３２から力を受ける加熱体４０を支持する。
【００３２】
ブロック状永久磁石４４は磁力を発生させる。ブロック状永久磁石４４の対は、正極２２と負極２４とを挟むように配置される。したがって、これらブロック状永久磁石４４の対が磁力を発生させている空間は正極２２と負極２４との間を含んでいる。従って、正極２２と負極２４との間には磁力が生じている。磁力が発生することで、通電体２６が正極２２及び負極２４から離れたときにアークが発生しても、そのアークを効率よく冷やすことができる。
【００３３】
ケース４６は、絶縁基台２０と、正極２２の一部と、負極２４の一部と、通電体２６と、接合材２８と、リード用絶縁体３０と、圧縮コイルバネ３２と、バネ用絶縁体３４と、第１リード用端子３６の一部と、第２リード用端子３８の一部と、加熱体４０と、管状支持体４２と、ブロック状永久磁石４４とを覆う。ケース４６は、ブロック状永久磁石４４を所定の位置に固定するための部品でもある。ケース４６の素材は合成樹脂である。ケース４６は、図示されない磁石収容部を有する。その磁石収容部にブロック状永久磁石４４が収容される。
【００３４】
図２は、本実施形態にかかる保護素子１０の側面図である。図２において、負極２４と加熱体４０の一部とケース４６の一部とは取り除かれている。図２に基づいて、本実施形態にかかる加熱体４０の構成を説明する。
【００３５】
本実施形態にかかる加熱体４０は、近傍抵抗器７０と、低抵抗値抵抗器７２と、伝熱用絶縁固体７４と、第１リード線７６と、第２リード線７８と、セラミック板８０とを有している。本実施形態の場合、近傍抵抗器７０と低抵抗値抵抗器７２とはいずれも巻線抵抗器である。本実施形態にかかる巻線抵抗器とは、図示されないセラミックスコアに抵抗線が巻き付けられたものである。近傍抵抗器７０は、正極２２と負極２４との間に配置される。近傍抵抗器７０は、電力が供給されると熱を発生する。近傍抵抗器７０は、低抵抗値抵抗器７２よりも接合材２８の近傍に配置される。本実施形態の場合、近傍抵抗器７０は、低抵抗値抵抗器７２よりも電気抵抗が高い。低抵抗値抵抗器７２も、近傍抵抗器７０と同様に、正極２２と負極２４との間に配置される。低抵抗値抵抗器７２は、近傍抵抗器７０に直列に接続される。低抵抗値抵抗器７２は、電力が供給されると熱を発生する。本実施形態の場合、伝熱用絶縁固体７４の素材は合成樹脂である。本実施形態の場合、伝熱用絶縁固体７４は、正極２２と負極２４との間に充填されている。したがって、伝熱用絶縁固体７４は、近傍抵抗器７０と低抵抗値抵抗器７２とを取り囲むこととなる。また、伝熱用絶縁固体７４は、近傍抵抗器７０および低抵抗値抵抗器７２それぞれに接触することとなる。伝熱用絶縁固体７４は、正極２２および負極２４にも接触することとなる。これにより、近傍抵抗器７０および低抵抗値抵抗器７２が発生させた熱は正極２２と負極２４とを介して接合材２８に伝わる。第１リード線７６は近傍抵抗器７０に接続されている。第１リード線７６はリード用絶縁体３０の孔と通電体２６の孔とを貫通する。リード用絶縁体３０の孔の内径が通電体２６の孔の内径より小さいため、第１リード線７６と通電体２６との間は絶縁される。また、第１リード線７６はバネ用絶縁体３４の孔と圧縮コイルバネ３２とを貫通する。第１リード線７６は、第１リード用端子３６に接続される。第１リード線７６は、絶縁基台２０の第１リード支持部５６に支持される。第２リード線７８は、低抵抗値抵抗器７２と第２リード用端子３８とに接続される。第２リード線７８は、絶縁基台２０の第２リード支持部５８に支持される。第２リード線７８は、管状支持体４２を貫通する。セラミック板８０は、伝熱用絶縁固体７４を補強する。
【００３６】
図３は、本実施形態にかかる加熱体４０附近の外観図である。図３において、負極２４の一部は取り除かれている。図２と図３とに基づいて、本実施形態にかかる伝熱用絶縁固体７４の構成を説明する。
【００３７】
本実施形態にかかる伝熱用絶縁固体７４は、露出平面９０と、負極接触平面９２と、正極接触平面９４（図５参照）とを有する。本実施形態の場合、露出平面９０は、伝熱用絶縁固体７４から見て絶縁基台２０とは反対の方向に対向する。露出平面９０は、加熱体４０に接する空間に露出している。本実施形態の場合、露出平面９０は負極接触平面９２および正極接触平面９４に直交している。負極接触平面９２は、負極２４の負極側加熱体対向平面５２に接触する。正極接触平面９４は、正極２２の正極側加熱体対向平面５０に接触する。
【００３８】
［製造方法の説明］
本実施形態にかかる保護素子１０の製造方法は以下の通りである。まず、製造者は、本実施形態にかかる保護素子１０のうち、絶縁基台２０と、正極２２と、負極２４と、通電体２６と、リード用絶縁体３０と、圧縮コイルバネ３２と、バネ用絶縁体３４と、第１リード用端子３６と、第２リード用端子３８と、ブロック状永久磁石４４の対と、ケース４６とを製造する。これらの製造方法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。次に、製造者は、負極２４と、第１リード用端子３６と、第２リード用端子３８とを、絶縁基台２０の上に固定する。次に、製造者は、接合材２８によって負極２４の端部に通電体２６を接合させる。本実施形態の場合、この接合材２８は周知の合金である。負極２４の端部に通電体２６が接合されると、製造者は、第１リード線７６を第１リード用端子３６に接続する。製造者は、第２リード線７８を第２リード用端子３８に接続する。次に、製造者は、近傍抵抗器７０と低抵抗値抵抗器７２と第１リード線７６と第２リード線７８とセラミック板８０とを図示されない金型の中に収容する。金型への収容作業が終了すると、製造者は、その金型を用いて、成型により中間材１３０を製造する。図４は、その中間材１３０の外観図である。中間材１３０が製造されると、製造者は、その中間材１３０の第１リード線７６を、通電体２６の孔と、リード用絶縁体３０の孔と、圧縮コイルバネ３２と、バネ用絶縁体３４の孔とに貫通させる。それらに中間材１３０の第１リード線７６が貫通すると、製造者は、第２リード用端子３８を管状支持体４２に貫通させる。第２リード用端子３８が管状支持体４２を貫通すると、製造者は、その中間材１３０を第１リード支持部５６と第２リード支持部５８とに支持させる。製造者は、その中間材１３０を絶縁基台２０の上に載せる。中間材１３０が絶縁基台２０の上に載ると、製造者は、正極２２を、絶縁基台２０の上に固定する。次に、製造者は、接合材２８によって正極２２の端部に通電体２６を接合させる。通電体２６が正極２２の端部に接合されると、製造者は、正極２２の外部から、中間材１３０と正極２２および負極２４との間に、合成樹脂を注入する。その合成樹脂が固化することにより、固化した合成樹脂と中間材１３０とからなる物体は加熱体４０となる。合成樹脂が固化すると、製造者は、ブロック状永久磁石４４の対が予め収容されているケース４６を絶縁基台２０に固定する。これにより、本実施形態にかかる保護素子１０が完成する。
【００３９】
［使用方法の説明］
本実施形態にかかる保護素子１０の使用方法の一例は以下の通りである。まず、使用者は、保護の対象となる回路（図示せず）に、本実施形態にかかる保護素子１０を接続する。その回路は、モータその他の負荷に仕事をさせるためのものであるとする。その回路は、パワーラインと、センサと、制御装置と、信号ラインとを有している。パワーラインは、負荷（負荷の例にはモータがある）に電力を供給するための電線である。センサは、この回路の設計者によって予め想定されている異常を検知する。制御装置は、センサがその異常を検知したことを受けて本実施形態にかかる保護素子１０を動作させる。信号ラインは、その制御装置と本実施形態にかかる保護素子１０の加熱体４０とを接続するための電線である。使用者は、本実施形態にかかる保護素子１０のうち正極２２と負極２４とをパワーラインに接続する。使用者は、第１リード用端子３６と第２リード用端子３８とを信号ラインに接続する。これにより、本実施形態にかかる保護素子１０は使用可能な状態となる。この回路の使用中、パワーラインは、負荷に電力を供給している。この電力は図示されない電源から供給される。電力の供給中、センサが上述した異常を検知すると、制御装置は、信号ラインを介して本実施形態にかかる保護素子１０の第１リード用端子３６と第２リード用端子３８とに電流を流す。その電流は加熱体４０に流れる。加熱体４０に電流が流れると、加熱体４０は発熱する。加熱体４０が発熱した結果、接合材２８の接合強度が所定の強さを下回ると、圧縮コイルバネ３２は、通電体２６を正極２２及び負極２４から離す。図５は、正極２２及び負極２４から離れた直後の通電体２６を示す図（この図において加熱体４０内部の構造は省略されている）である。通電体２６が正極２２及び負極２４から離れると、パワーラインを流れる電流は遮断される。その電流が遮断されると、負荷への電力の供給は停止する。
【００４０】
［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、加熱体４０が、近傍抵抗器７０と低抵抗値抵抗器７２とを有する。近傍抵抗器７０と低抵抗値抵抗器７２とを加熱体４０が有すると、加熱体４０が１個の巻線抵抗器を有する場合に比べて、加熱体４０において熱が発生する場所が分散することとなる。熱が発生する場所が分散すると、加熱体４０から熱を受ける物の表面における温度分布を同等にするために必要な近傍抵抗器７０と低抵抗値抵抗器７２の抵抗値を、１個の巻線抵抗器を有する加熱体４０のその巻線抵抗器の抵抗値に比べて小さくできる。近傍抵抗器７０と低抵抗値抵抗器７２との抵抗値を小さくできると、近傍抵抗器７０と低抵抗値抵抗器７２とが有する巻線を太くできる。巻線が太くなると、その巻線の許容電圧は高くなる。その結果、本実施形態にかかる保護素子１０における近傍抵抗器７０と低抵抗値抵抗器７２との許容電圧の上昇を容易化できる。
【００４１】
また、本実施形態にかかる保護素子１０において、接合材２８に近い場所に低抵抗値抵抗器７２よりも電気抵抗が高い近傍抵抗器７０が配置されると、次に述べられる場合に比べ、近傍抵抗器７０と低抵抗値抵抗器７２とが発生させる熱は接合材２８に流れやすくなる。その場合とは、低抵抗値抵抗器７２の電気抵抗が近傍抵抗器７０よりも高い場合である。これにより、その熱が接合材２８以外の物に流れる場合に比べ、保護素子１０を動作させるための熱効率が高くなる。
【００４２】
また、本実施形態にかかる保護素子１０において、近傍抵抗器７０が正極２２と負極２４との間に配置されると、次に述べられる場合に比べ、近傍抵抗器７０が発生させる熱は正極２２と負極２４とに流れやすくなる。その場合とは、正極２２と負極２４とが熱を伝える媒体となって近傍抵抗器７０の表面のうちいずれかの単一の領域が正極２２と負極２４との双方に対向する場合である。正極２２と負極２４とに流れた熱は接合材２８に流れる。これにより、近傍抵抗器７０の表面のうちいずれかの単一の領域が正極２２と負極２４との双方に対向する場合に比べ、保護素子１０を動作させるための熱効率が高くなる。
【００４３】
また、本実施形態にかかる保護素子１０において、伝熱用絶縁固体７４は、近傍抵抗器７０および低抵抗値抵抗器７２それぞれに接触する。伝熱用絶縁固体７４は、正極２２と負極２４とに接触する。これにより、近傍抵抗器７０および低抵抗値抵抗器７２が発生させた熱は伝熱用絶縁固体７４を介して正極２２と負極２４とに伝わる。固体は気体より熱を伝えやすいので、正極２２および負極２４と近傍抵抗器７０および低抵抗値抵抗器７２との間が空間となっている場合に比べ、近傍抵抗器７０および低抵抗値抵抗器７２が発生させる熱は正極２２および負極２４に流れやすくなる。正極２２と負極２４とに流れた熱は接合材２８に流れる。これにより、正極２２および負極２４と近傍抵抗器７０および低抵抗値抵抗器７２との間が空間となっている場合に比べ、保護素子１０を動作させるための熱効率が高くなる。
【００４４】
また、本実施形態にかかる保護素子１０において、露出平面９０が加熱体４０に接する空間に露出する。正極接触平面９４は、正極２２の正極側加熱体対向平面５０に接触する。負極接触平面９２は、負極２４の負極側加熱体対向平面５２に接触する。正極側加熱体対向平面５０および負極側加熱体対向平面５２は正極２２および負極２４が有しているものである。これにより、加熱体４０が発生させた熱は、露出平面９０が露出した空間よりも、正極側加熱体対向平面５０および負極側加熱体対向平面５２に伝わりやすくなる。露出平面９０は、これが露出した空間に向かって突出する凸面よりも表面積が小さい。露出平面９０は、これが露出した空間から見て凹んだ凹面よりも表面積が小さい。表面積が小さいので、熱はその空間に流れにくくなる。その結果、保護素子１０を動作させるための熱効率が高くなる。
【００４５】
また、本実施形態にかかる保護素子１０において、第１リード線７６が、絶縁基台２０の第１リード支持部５６に支持される。第２リード線７８が、絶縁基台２０の第２リード支持部５８に支持される。これにより、第１リード線７６と第２リード線７８とが第１リード支持部５６と第２リード支持部５８とに支持されていない場合に比べ、加熱体４０特に第１リード端子３６と第１リード線７６の接合部と第２リード端子３８と第２リード線７８の接合部との疲労破壊が生じ難くなる。
【００４６】
また、本実施形態にかかる保護素子１０において、管状支持体４２は、加熱体４０と第２リード支持部５８との間に配置される。管状支持体４２は、圧縮コイルバネ３２から力を受ける加熱体４０を支持する。これにより、接合材２８の接合強度が所定の強さを下回ったとき、圧縮コイルバネ３２が通電体２６を正極２２及び負極２４から十分離すことができる。
【００４７】
〈変形例の説明〉
上述した保護素子１０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。
【００４８】
例えば、伝熱用絶縁固体７４の形態は上述したものに限定されない。伝熱用絶縁固体７４のうちこれが露出した空間に接する面は、その空間に向かって突出していてもよい。その面はその空間から見て凹んでいてもよい。伝熱用絶縁固体７４が正極２２および負極２４に接触する箇所の形態は平面に限定されない。加熱体４０は伝熱用絶縁固体７４を有していなくてもよい。
【００４９】
また、近傍抵抗器７０および低抵抗値抵抗器７２の位置は正極２２および負極２４の間に限定されない。例えば、これらは通電体２６を挟んで対向していてもよい。
【００５０】
また、加熱体４０が有する巻線抵抗器の数は近傍抵抗器７０および低抵抗値抵抗器７２の２個に限定されない。その数は３個以上であってもよい。それらの巻線抵抗器は直列に接続される。それらの巻線抵抗器の電気抵抗の大きさは特に限定されない。最も電気抵抗が高い巻線抵抗器の位置は特に限定されない。もちろん、これらの巻線抵抗器の位置は特に限定されない。
【００５１】
また、絶縁基台２０の素材は特に限定されない。例えばフェノール樹脂がその素材として利用できる。一対の電極である正極２２及び負極２４の素材も特に限定されない。例えば銅や錫めっき真鍮などがその素材として利用できる。通電体２６の素材も特に限定されない。また、正極２２及び負極２４の形態は上述したものに限定されない。
【００５２】
また、接合材２８の素材は特に限定されない。その素材の例には、合金の他、純金属、及び、導電性接着剤がある。
【００５３】
また、リード用絶縁体３０を備える代わりに通電体２６の表面に絶縁膜を形成してもよい。
【００５４】
また、保護素子１０は、圧縮コイルバネ３２の代わりに、別の弾性体を備えてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１０…保護素子
２０…絶縁基台
２２…正極
２４…負極
２６…通電体
２８…接合材
３０…リード用絶縁体
３２…圧縮コイルバネ
３４…バネ用絶縁体
３６…第１リード用端子
３８…第２リード用端子
４０…加熱体
４２…管状支持体
４４…ブロック状永久磁石
４６…ケース
５０…正極側加熱体対向平面
５２…負極側加熱体対向平面
５６…第１リード支持部
５８…第２リード支持部
７０…近傍抵抗器
７２…低抵抗値抵抗器
７４…伝熱用絶縁固体
７６…第１リード線
７８…第２リード線
８０…セラミック板
９０…露出平面
９２…負極接触平面
９４…正極接触平面
１３０…中間材
【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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