(57)【要約】  回路と端子リンクを遮断するための方法であって、当該リンクは、抵抗が非常に低く、高電流、特に超高短絡電流に適しており、特に、例えば、比較的長時間持続される熱的、機械的負荷などの難しい条件下で高度の信頼性を有するリンクの遮断方法を提供するために、本発明は、可融要素１０材料の固相から液相への相変換中に可融要素１０の体積と圧力が増加し、体積と圧力の増加により、可融要素１０が電気回路を遮断するように変位されるようにすることを目的とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも二つの電気導電性端子（１１、１２）及び一つの可融要素（１０）を備えており、可融要素（１０）の溶融によって電気回路の遮断を行う熱的安全装置（１００、２００、３００）であって、前記熱的安全装置は、封止体又は外装体（１８）を備えており、前記熱的安全装置、すなわち、その積層構造物は、端子（１１、１２）と封止体又は外装体（１８）との間に少なくとも一つのコーティング（２３）を備えており、前記熱的安全装置は、少なくとも特定領域で封止体又は外装体（１８）によって密閉され、前記可融要素（１０）は前記熱的安全装置の内部に封入されることを特徴とする熱的安全装置。
【請求項２】
前記可融要素（１０）は、前記端子（１１、１２）及び前記封止体又は外装体（１８）と直接接触することを特徴とする、請求項１に記載の熱的安全装置。
【請求項３】
前記封止体又は外装体（１８）は、前記可融要素（１０）に対向する内面にラッカー層を備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載の熱的安全装置。
【請求項４】
前記熱的安全装置は溶剤（１６）を備えることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の熱的安全装置。
【請求項５】
前記可融要素（１０）は前記二つの端子（１１、１２）の間に配置されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の熱的安全装置。
【請求項６】
前記端子（１１、１２）と前記封止体又は外装体（１８）との間の前記コーティング（２３）は、スズ、インジウム、又はビスマスや、スズ、インジウム又はビスマスの合金を含有することを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載の熱的安全装置。
【請求項７】
前記端子（１１、１２）と前記封止体又は外装体（１８）との間の前記コーティング（２３）は、１μｍと５０μｍとの間、望ましくは、５μｍと２０μｍとの間の厚さを有することを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の熱的安全装置。
【請求項８】
前記端子（１１、１２）と前記封止体又は外装体（１８）との間の前記コーティング（２３）はニッケル下地膜を備えており、前記ニッケル下地膜はニッケル層又はニッケル含有合金層からなることを特徴とする、請求項５から１１のいずれか１項に記載の熱的安全装置。
【請求項９】
前記ニッケル下地膜は、１μｍと５０μｍとの間、望ましくは、５μｍと１５μｍとの間の厚さを有することを特徴とする、請求項８に記載の熱的安全装置。
【請求項１０】
前記可融要素（１０）は、低融点金属、低融点金属含有合金又は鉛ソルダーからなることを特徴とする、請求項１から９のいずれか１項に記載の熱的安全装置。
【請求項１１】
前記可融要素（１０）はスズ―銀合金からなることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか１項に記載の熱的安定装置。
【請求項１２】
前記端子（１１、１２）はキャップの形態を有することを特徴とする、請求項１から１１のいずれか１項に記載の熱的安全装置。
【請求項１３】
前記端子（１１、１２）は、直方体の形態又は直方体に類似する形態を有することを特徴とする、請求項１から１１のいずれか１項に記載の熱的安全装置。
【請求項１４】
前記熱的安全装置は、少なくとも一つの電気非導電体（１３）を備えており、前記少なくとも一つの電気非導電体（１３）は前記端子（１１、１２）を保持する役割をすることを特徴とする、請求項１から１３のいずれか１項に記載の熱的安全装置。
【請求項１５】
前記少なくとも一つの電気非導電体（１３）は、セラミック、ガラス、プラスチック又はその他の有機材料からなることを特徴とする、請求項１４に記載の熱的安全装置。
【請求項１６】
前記可融要素（１０）はリングの形態を有することを特徴とする、請求項１から１５のいずれか１項に記載の熱的安全装置。
【請求項１７】
電気導電体（１４、１５）がそれぞれの前記端子（１１、１２）に連結されることを特徴とする、請求項１から１６のいずれか１項に記載の熱的安全装置。
【請求項１８】
前記電気導電体（１４、１５）はワイヤ形態又はワイヤに類似する形態を有することを特徴とする、少なくとも請求項１７に記載の熱的安全装置。
【請求項１９】
前記熱的安全装置は、ラッカー被覆体又はラッカー外装体を備えることを特徴とする、請求項１から１８のいずれか１項に記載の熱的安全装置。
【請求項２０】
請求項１から１９のうち少なくとも１項による熱的安全装置の用途であって、特に、車両に使用される太陽電池、高エネルギーバッテリー電池、補助暖房システム、電気負荷を保護することを目的とし、さらに、超過温度からの保護及び火災防止を目的とする、熱的安全装置の用途。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気回路遮断方法に関する。また、本発明は、可融要素(ｆｕｓｉｂｌｅ  ｅｌｅｍｅｎｔ)の溶融によって電気回路を遮断するための熱的安全装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
明示される類型の熱的安全装置は、電気負荷の高電流を変換するために半導体部品（ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ）の使用が増加するにつれて、例えば、自動車産業の車両で日々に重要性を増している。短絡の結果として、又は部分的な破壊やその他の機能不良のために半導体スイッチング素子に欠陥が生じる場合は、誤った電流の流れにより、許容され得ない致命的な温度の増加をもたらし得る。
【０００３】
これは、例えば、冷却ファン、ＡＢＳ制御器、温風器、動力操向装置又は電気操向システムなどの特定負荷が点火ロック（ｉｇｎｉｔｉｏｎ  ｌｏｃｋ）を通して電気的に連結されるのではなく、直接バッテリーに連結される車両の場合に特にそうである。
【０００４】
車両の使用後、すなわち、車両の停止後に負荷の継続中の作動又は後続の作動可能性が保証されなければならないので、このような負荷は概して点火ロックを通さずにバッテリーに連結される。例えば、特定温度では、温度のピークを防止し、エンジン温度の低減を達成するために、車両の運転終了後に冷却ファンを一定時間継続して稼動させる必要がある。
【０００５】
このような安全装置は、機能不良、特に電気部品の短絡によって変換温度に到逹するときに電力供給を中断させ、いくつかの状況では致命的になり得る更なる温度上昇を防止する、という超過温度から保護する機能を有する。
【０００６】
短絡が存在しない場合とバッテリーに直接連結されていない他の回路でも、このような安全装置は超過温度からの保護の役割をする。例えば、スイッチング素子に部分的な故障が生じる場合にやや増加した電流が負荷に流れ込むと、この欠陥は従来の過電流安全装置では検出することができない。このとき、温度は通常的に内蔵される負荷内で継続して増加し、いくつかの状況ではこれによって火災が発生することもある。
【０００７】
熱的安全装置の追加用例は、一般的には、例えば、太陽電池や強力電池及び補助暖房システムを保護するためにハイパワー負荷の超過温度及び火災からの保護を提供することである。
【０００８】
スプリング技術又は溶融ワックス技術に基づく熱的安全装置は、既に家庭用設備品目、例えば、コーヒーマシンに使用される最新技術である。このような安全装置は、電流容量が低いため高電流電力用例には使用できない。
【０００９】
如何なる機械的な力（例えば、スプリング）も使用せずに稼動される従来技術の熱的安全装置は、特許文献１によって公知となっている。
【００１０】
これら安全装置の作動モードは、活性化温度に到達するときの可融要素の湿潤性に基づく。活性化は、湿潤力のためにこれに対応して広い表面に誘導される可融要素の溶融によって生じる。ここで、可融要素は、ケースの収納面によって囲まれる一方で、当該要素の溶融材料を流出させるための自由バッファー体積を残すようになる。
【００１１】
例えば、携帯電話などの普通の消費材用例に使用されるこのような安全装置の短所は、活性化の原理上、小さい質量の可溶要素のみが使用可能であるので高電流には適していないという点である。
【００１２】
自動車分野では、上述した限界を克服するために多くの提案が提示された。
【００１３】
特許文献２では、電力供給及び電力回路に使用するための可融抵抗形態の熱的安全装置を説明する。
【００１４】
特許文献３では、可融要素を備えており、表面張力によって電気連結の遮断を具現するものであって、回路構造形態、特に、スタンプグリッド又は印刷回路基板形態の熱的安全装置を説明する。
【００１５】
特許文献４は、正常作動時には電気導電性連結部としての役割をし、特定温度に到逹して熱的欠陥が発生する場合は溶融されるもので、導電体バーを備えた可融安全装置に関する。
【００１６】
例えば、特許文献５では、連結要素及び別途に設計されたアクチュエータを備える熱的安全装置が説明されている。アクチュエータは、特定の活性化温度に到達したときに機械的方式で電気連結を遮断する。
【００１７】
また、特定温度に到達したときに電気連結を遮断する半田付け接合（ｓｏｌｄｅｒｅｄ―ｏｎ）板スプリングを一般的に備える熱的安全装置が公知となっている。
【００１８】
前記安全装置の短所は、何よりも、ソルダーと連結点が永久的に機械的応力を受け、その結果、特に温度循環負荷がかかる苛酷な周囲条件下では使用年限と熱的安全装置の信頼性が制限されるという点である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】米国特許第７０６８１４１（Ｂ２）号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第２４４３７５（Ａ１）号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第１０２００７０１４３３８（Ａ１）号明細書
【特許文献４】独国特許出願公開第１０２００８００３６５９（Ａ１）号明細書
【特許文献５】独国特許出願公開第１０２００７０１４３３９（Ａ１）号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明の目的は、電気回路を遮断するための熱的安全装置であって、抵抗が非常に低く、高電流、特に非常に高い短絡電流に適しており、特に、例えば、持続期間がより長い熱的、機械的負荷などの難しい条件下で信頼性の高い熱的安全装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
前記目的は、請求項１の特徴による熱的安全装置によって達成される。
【００２２】
本発明の熱的安全装置は、可融要素の溶融によって活性化されるとき、電気回路の遮断を行う可融安全装置として構成される。信頼性のある電気回路の遮断を保証するために、熱的安全装置は、少なくとも二つの電気導電性端子と、特定温度に到達したときに溶融される可融要素とを備える。また、熱的安全装置は、封止体又は外装体（ｅｎｃａｓｅｍｅｎｔ）を備える。ここで、可融要素は、可融要素とケースとの間に、すなわち、熱的安全装置の構成要素の間に如何なる自由バッファー体積も残さずにケースによって囲まれる。例えば、エポキシ樹脂系列の成形材を封止体又は外装体のための材料として使用することができる。しかし、原則として、他の材料とラッカリング（ｌａｃｑｕｅｒｉｎｇ）方法を使用することも可能である。また、熱的安全装置は、少なくとも一つの追加コーティング、すなわち、材料層が端子と封止体又は外装体との間に設けられる積層構成を有する。
【００２３】
本発明の熱的安全装置を使用することによって、電気回路は、特定温度に到達したときに遮断される。活性化温度に到逹する前には、熱的安全装置は、非常に高い伝導率の電気導電体としての役割をする。これによって、熱的安全装置の二つの電気導電性端子は、可融要素によって互いに電気的に連結される。可融要素の材料は、当該可融要素材料の融点が安全装置に望ましい活性化温度の範囲内に属するように構成される。融点に到逹すると、可融要素は溶融され始める。可融要素材料の固体状態から液体状態への相変化が行われる間、可融要素の体積が増加する。熱的安全装置の可融要素の封止体によって圧力増加が発生する。これによって、熱的安全装置は、可融要素の封止体によって可融要素と外装体との間に流体可融要素材料を収容するためのバッファー体積が設けられないように構成される。可融安全装置の内部で、可融要素は、隣接した要素、例えば、外装体、端子、当該端子に塗布されるコーティング又は他の熱的安全装置の構成要素によって完全に囲まれる。したがって、可融要素は、どの地点でも自由バッファー体積によって囲まれない。また、可融要素は、空気や他の気体物質を有する如何なる自由バッファー体積とも接触しない。したがって、圧力が上昇すると、可融要素は端子間の電気的連結が遮断されるように変位される。
【００２４】
可融要素材料の固体状態から液体状態への相変化中に、体積の増加は、極めて迅速に、そして、階段式体積変化の形態で生じる。したがって、急激な体積増加によって急速な圧力上昇が可能になり、その結果、熱的安全装置の信頼性のある活性化が可能になる。
【００２５】
流体可融要素材料は、体積の増加と、これと関連する圧力の上昇、そして、毛細管作用によって流出される。これによって、毛細管は、可融要素材料の融点範囲の温度で液化する端子上のコーティング形態からなる。変換作動中に、可融要素とコーティングは互いに混合され、圧力上昇と毛細管作用によって毛細管体積を通して流出される。したがって、可融要素とコーティングから流出される材料は、端子上に位置する熱的安全装置の外部領域に少なくとも部分的に収去される。外部領域とは、外装体によって密閉されていない熱的安全装置の領域である。
【００２６】
可融要素は、望ましくは、端子と直接接触したり、端子に塗布されるコーティングと直接接触したりするように熱的安全装置に配置される。封止体又は外装体は、望ましくは、可融要素に相対する内面に追加的なラッカー層を備えることができる。
【００２７】
また、熱的安全装置は、例えば、半田付けに使用されるものと類似する溶剤(ｆｌｕｘ)を備えることが望ましい。安全装置の活性化中に適切な溶剤を使用すると、表面の活性化が促進され、融点に到達したとき、可融要素とコーティングとの混合及び当該材料の毛細管を通した流出が促進される。溶剤の選択時には、長期間にわたって安定的であり、通常、１００℃〜２００℃の作動条件下で長時間にわたって高温に露出した後にも活性化を保証する溶剤を使用することが重要である。溶剤を使用する場合にも、バッファー体積は、可融要素及び／又は溶剤に隣接するように設けられない。
【００２８】
可融要素は、望ましくは、二つの電気導電性端子間に配置される。したがって、可融要素は、端子間の間隙に配置される。ここで、可融要素は、端子と直接接触したり、端子上に設けられるコーティングと直接接触したりすることができる。これは、特定温度に到逹して活性化が行われる間、電気回路の遮断が二つの端子間の電気的連結の中断によって行われるという利点を有する。
【００２９】
また、毛細管を形成するコーティングは、二つの端子の亜鉛メッキによって形成されることが望ましい。望ましくは、亜鉛、インジウム、ビスマス、銀、あるいは亜鉛、インジウム、ビスマス又は銀からなる合金が前記コーティング用の材料として選択される。このようなコーティングにより、融点に到達したときの可融要素の収容が促進される。この場合、端子と封止体又は外装体との間の材料層は、望ましくは、１μｍと５０μｍとの間、特に望ましくは、５μｍと２０μｍとの間の厚さを有さなければならない。
【００３０】
長い使用後にも熱的安全装置の優れた安定性を保証するために、端子のコーティングは、望ましくは、端子と封止体又は外装体との間でコーティング、例えば、スズ層がニッケル下地膜（ｕｎｄｅｒｃｏａｔ）を備えるように形成され、ニッケル下地膜は純粋ニッケル層又はニッケル含有合金層からなり得る。前記ニッケル下地膜は、このように端子とコーティング、例えば、スズ層との間の追加層である。したがって、ニッケル下地膜は、端子及びコーティング、例えば、スズ層と直接接触する。これによって、ニッケルコーティングは、防壁層(ｂａｒｒｉｅｒ  ｌａｙｅｒ)としての役割をし、例えば、銅からなる端子とコーティングとの間に拡散防壁を形成する。このような拡散防壁は、金属間相（ｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃ  ｐｈａｓｅ）の形成を防止する。したがって、長く使用した後にも十分に厚いコーティング、例えば、可融要素を収容し、安全装置を活性化するのに十分に厚いスズ層が端子と封止体又は外装体との間に依然として存在することが保証される。これによって、ニッケル層、又はニッケル含有合金層は、望ましくは、１μｍと５０μｍ、特に望ましくは、５μｍと１５μｍとの間の厚さを有することができる。
【００３１】
可融要素は、望ましくは、導電性低融点金属、又は、望ましい活性化温度によってその成分が決定される低融点金属含有合金からなる。望ましくは、例えば、スズ―銀ソルダー、ＳｎＡｇＣｕソルダー、鉛ソルダー又はその他のソルダー合金などの従来のソルダー合金を使用することができる。次の表は、熱的安全装置の望ましい活性化温度によってソルダー合金用として可能な成分の例を示す。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
ここで、表に列挙される合金成分は、ソルダー合金の例に過ぎなく、他の合金成分を使用することもできる。
【００３４】
また、本発明の一つの有利な構成によると、端子は、キャップの形態を有するようになっている。この場合、キャップは、円形断面や円形と類似する断面を有し、少なくとも特定領域で内部に空洞を備えることが望ましい。
【００３５】
類似するタイプとして、端子は直方体形態や直方体に類似する形態を有することが望ましい。この場合、端子は熱的安全装置の本体を形成する。これは熱的安全装置を平らな安全装置形態の表面装着装置（ＳＭＤ）として構成できるという利点を有する。
【００３６】
他の又は追加的な本発明の熱的安全装置の幾何構造的構成も可能である。
【００３７】
電気導電性端子が少なくとも一つの非導電体を収容することも望ましい。原則として、それぞれの二つの端子は一つ以上の非導電体を一つ一つ収容することができる。これによって、一つ以上の非導電体は、例えば、キャップの形態をなすことによって、組み立て後にキャップの内部自由空間を充填するようになる。これによって、一つ以上の非導電体は電気導電性端子、例えばキャップ、を適所に保持する。また、これは可融要素が電気導電性端子間の適切な位置に配置され、絶縁体によって保持され得るという利点を有する。また、一つ以上の非導電体は直方体形態や直方体と類似する形態を有することができ、一つ以上の非導電体は電気導電性端子を支持又は保持する役割をする。
【００３８】
類似するタイプとして、一つ以上の非導電体は幾何構造的構成とは関係なく、セラミック、例えばＡｌ２Ｏ３、からなることがより望ましい。原則として、非導電体は他の絶縁材、例えば、ガラス、プラスチック又はその他の有機材料からなることもある。
【００３９】
可融要素がリングの形態を有することも望ましい。このようなリングの直径は、キャップの直径に対応するように選択できるが、必ずしもそうである必要はない。リング状の可融要素を使用すると、当該可融要素が非導電体、例えばセラミック体、によって二つの電気導電性キャップの間に簡単な方法で保持され得るという利点を有する。類似するタイプとして、リングは外部で非導電体の周囲に形成することができる。また、可融要素は二つの直方体形状の端子間に、ある程度突出する一つ以上の縦方向ストリップの形態で具現することができる。したがって、可融要素は少なくとも特定領域で直方体形状又はキャップ形状の電気端子の間に配置される。また、可融要素は少なくとも特定領域で直方体形状又はキャップ形状の端子上に追加で配置することができる。
【００４０】
また、本発明の一つの有利な構成によると、適切な電気端子連結部、すなわち、ワイヤ又はワイヤと類似する形態の電気導電体を備えた熱的安全装置の設備は、望ましくは、中央でそれぞれの二つの端子に連結されるようになっている。したがって、電気負荷や装置を構造的に変更する必要なく、従来の装置又は構成（ｅｎｔｒｅｎｃｈｍｅｎｔ）に熱的安全装置を使用することが可能である。また、電気端子連結部は、表面装着装置（ＳＭＤ）の形態で構成することができる。このようなＳＭＤ構成要素は、表面に装着され得る構成要素又は表面装着用の構成要素として電子製品に使用される。また、他の類型の装着、例えば、穿孔技術を用いた装着のための端子連結部の形態も考慮することができる。
【００４１】
高い水準の機械的保護、高い水準の機械的安定性及び熱的安全装置の酸化防止を保証するためには、封止体又は外装体によって熱的安全装置を保護することが望ましい。このような特性を向上させるために、封止体又は外装体は、追加の保護ラッカーコーティングと組み合わせることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の熱的安全装置１００の概略図である。
【図２】本発明の熱的安全装置２００の概略図である。
【図３】活性化される前の本発明の熱的安全装置１００、２００、３００の変換原理を概略的に示す図である。
【図４】融点に到達したときの本発明の熱的安全装置１００、２００、３００の変換原理を概略的に示す図である。
【図５】活性化作動後の本発明の熱的安全装置１００、２００、３００の変換原理を概略的に示す図である。
【図６】本発明の熱的安全装置３００の概略図である。
【図７】本発明の熱的安全装置３００の追加的な概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、本発明の代表的なタイプについて好適な実施形態を用いて図面を参照しながら説明する。
【００４４】
図１は、本発明の熱的安全装置１００の概略図である。本発明の熱的安全装置１００は、ワイヤ１４、１５が中央に連結された二つのキャップ１１、１２と、セラミック体１３と、可融要素１０とからなる。非常に優れた電気導電性を保証するために、二つのキャップ１１、１２は銅からなる。代案として、キャップ１１、１２は、比抵抗の低い他の材料からなることもある。キャップ１１、１２とワイヤ１４、１５は、コーティング２３、望ましくは、スズ層で被覆される。コーティングは、他の材料、例えば、インジウム、ビスマス又は銀や、スズ、インジウム、ビスマス又は銀からなる合金を含有することもできる。可融要素１０は、二つのキャップ１１、１２の間に配置され、セラミック体１３によって保持される。可融要素１０はリングの形態を有し、スズ―銀合金（例えば、融点が２１７℃であるＳｎ９７Ａｇ３）からなる。合金は、安全装置に要求される活性化温度に従って融点がより低いか、又はより高い他の組成を有することもできる。可融要素１０上には、安全装置の活性化中に表面を活性化し、表面張力を低減する役割をするものとして、長期安定性を有する溶剤１６が配置される。ここでは、紫外線硬化性のラッカー１７と、エポキシ樹脂に基づいて製造される成形材１８とからなる安全装置の封止体又は外装体は、安全装置の機械的安定性を増大させる役割をする。また、封止体又は外装体１７、１８は、機械的保護及び酸化防止効果を共に提供する。外装体１８は特定領域のみで熱的安全装置を密閉する。特に、外装体１８は可融要素１０が配置される領域で熱的安全装置を密閉する。これによって、キャップ１１、１２の端部は、特に、例えばワイヤ１４、１５のための端子連結点の領域では外装体１８によって密閉されない。
【００４５】
図２は、本発明の熱的安全装置２００の概略図である。熱的安全装置２００は、図１を参照して説明した熱的安全装置１００の構成要素を必須的に含む。図１を参照して説明した構造との有意差は、図２の熱的安全装置２００では可融要素１０上に溶剤が全く塗布されないという点にある。
【００４６】
図３〜図５は、融点に到達する前、融点に到達したとき、そして、融点に到達した後の本発明の熱的安全装置１００、２００、３００の変換原理を概略的に示す。
【００４７】
図３は、本発明の熱的安全装置１００、２００、３００が活性化される前の状態、すなわち、融点に到達する前の状態を示す。融点に到達する前に、可融要素１０は、コーティング２３を備えた端子１１、１２と封止体又は外装体１８との間の間隙２４に固体状態で配置される。熱的安全装置１００、２００、３００の活性化のためには、毛細管作用と同様に、体積の増加による圧力勾配と、固相から液相への移行中における体積の階段式変化が特に重要である。
【００４８】
図４は、融点に到達したときの本発明の熱的安全装置１００、２００、３００の状態を示す。融点に到逹すると、可融要素１０は溶融され始める。可融要素１０が溶融されることによって封止体又は外装体領域のコーティング２３'も溶融され、その結果、可融要素１０とコーティング２３'は少なくとも部分的に混合される。可融要素１０の固体から流体への相変化中における圧力上昇及びこれに伴う急激な体積変化により、毛細管を通した毛細管内への変位が必然的にもたらされる。図４と図５は、可融要素の溶融時及び活性化後の可融要素１０の移動を示す。当該過程をより明確に視覚化するために、移動中の可融要素の流動方向２２が図４に示されている。ここで注目すべきことは、可融要素１０が間隙２４の外部に完全に移動するという点である。
【００４９】
図５は、活性化作用が行われ、可融要素１０が間隙２４の外部に完全に移動した後の熱的安全装置１００、２００、３００の変換状態を示す。活性化作用が完了した後、可融要素と混合されたコーティング２３”は固化され、端子上に、すなわち、融点に到達する前のコーティング２３の元の位置に沈澱される。活性化作用及び可融要素１０の流出が完了した後、熱的安全装置１００、２００、３００を通した電流の流れは、二つの端子１１、１２又は本体１９との間の間隙が遮断されることによって中断される。
【００５０】
図６と図７は、本発明の熱的安全装置３００の概略図である。本発明の熱的安全装置３００は、表面装着のための平らな安定装置として構成される。本発明の熱的安全装置３００は、非導電体１３、例えば、セラミック体上に付着するものであって、互いに離隔した二つの本体１９（端子）からなる。非常に優れた電気導電性を保証するために、二つの本体１９（端子）は、銅や比抵抗の低い他の材料からなる。二つの本体１９（端子）は、コーティング２３、望ましくはスズ層で被覆される。また、コーティングは、他の材料、例えば、インジウム、ビスマス又は銀や、スズ、インジウム、ビスマス又は銀からなる合金を含有することができる。また、熱的安全装置３００は、二つの本体１９（端子）間と、二つの本体１９（端子）間のバッファー空間（間隙２４）の周囲の領域に可融要素１０を備える。図６に示したように、熱的安全装置３００は、二つの可融要素１０を備える。しかし、安全装置は、一つの可融要素又は二つより多い可融要素１０を備えることもできる。可融要素１０上には、安全装置の活性化中に表面を活性化し、表面張力を低減する役割をするものとして、長期安定性を有する溶剤１６が配置される。追加的なラッカー層１７は、安全装置の封止体又は外装体１８と溶剤との間に配置される。封止体又は外装体１８は、熱的安全装置の上面のみに適用される。封止体又は外装体１８と追加のペイント層１７は、安全装置の安定性を増大させ、酸化防止を強化する役割をする。ラッカー層１７は、自由バッファー空間を全く残さずに溶剤１６と直接接触する。熱的安全装置３００は、可融要素１０上に溶剤１６を備えないように構成することもできる。この場合、ラッカー層１７は、自由バッファー空間を全く残さずに可融要素１０と直接接触し、追加的なラッカー層１７が存在しない場合は、封止体１８が可融要素１０と直接接触するようになる。
【符号の説明】
【００５１】
１００：熱的安全装置  ２００：熱的安全装置  ３００：熱的安全装置
１０：可融要素  １１、１２：端子／キャップ  １３：電気非導電体
１４、１５：ワイヤ  １６：溶剤  １７：ラッカー被覆体／ラッカー外装体
１８：封止体／外装体  １９：本体  ２２：流動方向
２３：コーティング／スズ層  ２３'：コーティング（溶融状態）
２３”：コーティング／（ソルダー材料が溶融された固化スズ層）
２４：間隙
【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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【国際調査報告】
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