(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１、第２の電極と、
上記第１、第２の電極間に跨って接続された第１の可溶導体と、
近接して配置された第３、第４の電極と、
上記第３の電極上に搭載された第２の可溶導体と、
上記第１、第２の可溶導体よりも融点の高い発熱導体とを有し、
上記発熱導体に定格電流以上の過電流が流れることに伴う発熱により、上記第１の可溶導体を溶断し上記第１、第２の電極間を遮断し、上記第２の可溶導体を溶融し上記第３、第４の電極間を短絡するスイッチ素子。
【請求項２】
第１、第２の電極と、
上記第１、第２の電極間に跨って接続された第１の可溶導体と、
近接して配置された第３、第４の電極と、
上記第３の電極上に搭載された第２の可溶導体と、
外部回路と接続され、上記第１、第２の可溶導体よりも融点の高い発熱導体とを有し、
上記外部回路の異常によって上記発熱導体に定格電流以上の過電流が流れることに伴う発熱により、上記第１の可溶導体を溶断し上記第１、第２の電極間を遮断し、上記第２の可溶導体を溶融し上記第３、第４の電極間を短絡するスイッチ素子。
【請求項３】
上記発熱導体は、高融点金属からなり、上記第１、第２の電極間を遮断させた後、定格電流以上の過電流に伴う自己発熱（ジュール熱）により溶断する請求項１又は２に記載のスイッチ素子。
【請求項４】
上記第２の可溶導体が上記第３の電極から上記第４の電極側に突出して支持されている請求項１〜３のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
【請求項５】
上記第４の電極上に第３の可溶導体が搭載されている請求項１〜３のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
【請求項６】
上記発熱導体及び上記第１〜第４の電極は、銀、銅、又は銀若しくは銅を主成分とする高融点金属である請求項１〜５のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
【請求項７】
上記発熱導体及び上記第１〜第４の電極は、絶縁基板の面上に設けられている請求項１〜６のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
【請求項８】
上記発熱導体及び上記第１〜第４の電極は、絶縁基板の面上に積層された電極パターンである請求項７に記載のスイッチ素子。
【請求項９】
上記発熱導体は、上記第１、第２の可溶導体に近接する位置が相対的に細くなり、電流が集中することにより局部的に高温に発熱する発熱部が形成されている請求項１〜８のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
【請求項１０】
上記第１又は第２の電極の上記第１の可溶導体が搭載されている先端部の一方と、上記発熱部とが近接されている請求項９に記載のスイッチ素子。
【請求項１１】
先端部が上記発熱部と近接されている上記第１又は第２の電極の一方と、上記発熱部の近傍とが接続されている請求項１０に記載のスイッチ素子。
【請求項１２】
上記第１又は第２の電極の上記第１の可溶導体が搭載されている先端部の一方と、上記発熱部とが近接され、
上記第１又は第２の電極の上記第１の可溶導体が搭載されている先端部のうち、上記発熱部と近接する一方の面積が他方の面積よりも広い請求項９〜１１のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
【請求項１３】
上記第３の電極の上記第２の可溶導体が搭載されている先端部と上記発熱部とが近接されている請求項９〜１２のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
【請求項１４】
上記第３の電極と上記発熱部の近傍とが接続されている請求項１３に記載のスイッチ素子。
【請求項１５】
上記発熱導体が絶縁層に被覆されている請求項１〜１４のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
【請求項１６】
上記発熱導体が絶縁層の内部に形成されている請求項１〜１４のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
【請求項１７】
上記第１、第２の電極は、絶縁層が積層されるとともに、上記第１の可溶導体が搭載されている先端部が外方に露出されている請求項１〜１６のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
【請求項１８】
上記第３、第４の電極は、絶縁層が積層されるとともに、相対向する先端部及び上記先端部と上記絶縁層を介して離間する支持部が外方に露出され、上記先端部及び上記支持部で上記第２の可溶導体を支持する請求項１〜１７のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
【請求項１９】
上記絶縁層は、ガラス又はガラスを主成分とする絶縁材料からなる請求項１５〜１８のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
【請求項２０】
上記発熱導体は、Ａｇ、Ｃｕ、Ｗ、Ｍｏ、Ｒｕ、ニクロム若しくはこれらを含む材料からなるパターン又は実装体である請求項１〜１９のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
【請求項２１】
上記第１〜第４の電極と上記発熱導体とが、上記絶縁基板の同一面に形成され、上記発熱導体の一方の側に上記第１、第２の電極が配置され、上記発熱導体の他方の側に上記第３、第４の電極が配置されている請求項７に記載のスイッチ素子。
【請求項２２】
上記絶縁基板の一方の面において、上記第１、第２の電極間に搭載されている上記第１の可溶導体と、上記第３の電極に支持されている上記第２の可溶導体とが、上記発熱導体上に、絶縁層を介して重畳されている請求項７に記載のスイッチ素子。
【請求項２３】
上記絶縁基板の一方の面に上記第１〜４の電極が配置され、上記絶縁基板の他方の面に上記発熱導体が配置され、
上記発熱導体が、上記第１又は第２の電極の一方及び当該一方の電極に搭載されている上記第１の可溶導体と、上記第３の電極及び上記第３の電極に搭載されている上記第２の可溶導体とに、上記絶縁基板を介して重畳されている請求項７に記載のスイッチ素子。
【請求項２４】
上記絶縁基板は、セラミックス基板である請求項７、８、２１〜２３のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
【請求項２５】
上記第１、第２の可溶導体は、ハンダである請求項１〜２４のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
【請求項２６】
上記第１、第２の可溶導体は、低融点金属と高融点金属とを含有し、
上記低融点金属が上記発熱導体の発熱により溶融し、上記高融点金属を溶食する請求項１〜２４のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
【請求項２７】
上記低融点金属はハンダであり、
上記高融点金属は、Ａｇ、Ｃｕ又はＡｇ若しくはＣｕを主成分とする合金である請求項２６記載のスイッチ素子。
【請求項２８】
上記第１、第２の可溶導体は、内層が高融点金属であり、外層が低融点金属の被覆構造である請求項２６又は２７に記載のスイッチ素子。
【請求項２９】
上記第１、第２の可溶導体は、内層が低融点金属であり、外層が高融点金属の被覆構造である請求項２６又は２７に記載のスイッチ素子。
【請求項３０】
上記第１、第２の可溶導体は、低融点金属と、高融点金属とが積層された積層構造である請求項２６又は２７に記載のスイッチ素子。
【請求項３１】
上記第１、第２の可溶導体は、低融点金属と、高融点金属とが交互に積層された４層以上の多層構造である請求項２６又は２７に記載のスイッチ素子。
【請求項３２】
上記第１、第２の可溶導体は、内層を構成する低融点金属の表面に形成された高融点金属に、開口部が設けられている請求項２６又は２７に記載のスイッチ素子。
【請求項３３】
上記第１、第２の可溶導体は、多数の開口部を有する高融点金属層と、上記高融点金属層上に形成された低融点金属層とを有し、上記開口部に低融点金属が充填されている請求項２６又は２７に記載のスイッチ素子。
【請求項３４】
上記第１、第２の可溶導体は、低融点金属の体積が、高融点金属の体積よりも多い請求項２６〜３３のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
【請求項３５】
上記第１、第２の可溶導体の表面上の一部又は全部にフラックスがコーティングされている請求項１〜３４のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
【請求項３６】
上記第１〜第４の電極表面に、Ｎｉ／Ａｕメッキ、Ｎｉ／Ｐｄメッキ、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕメッキのいずれかが被覆されている請求項１〜３５のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
【請求項３７】
上記絶縁基板上に設けられ、内部を保護するカバー部材を備え、
上記カバー部材は、上記第１及び第２の電極のいずれか一方と重畳する位置に、第１のカバー部電極が設けられている請求項７、８、２１〜２４のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
【請求項３８】
上記絶縁基板上に設けられ、内部を保護するカバー部材を備え、
上記カバー部材は、上記第３及び第４の電極の各先端部間に亘って重畳する位置に、第２のカバー部電極が設けられている請求項７、８、２１〜２４、３７のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
【請求項３９】
上記絶縁基板の上記第１〜第４の電極が配置された面上に、上記第１〜第４の電極各々と連続する第１〜第４の外部接続端子と上記発熱導体の両端と連続する第５及び第６の外部接続端子とを有する請求項７、８、２１〜２４、３７、３８のいずれか１項に記載のスイッチ素子。
【請求項４０】
第１のヒューズと、
上記第１のヒューズよりも融点の低い材料からなる第２のヒューズと、
上記第１のヒューズよりも融点の低い材料からなる可溶導体の溶融導体を介して短絡する開放状態のスイッチを備え、
上記第１のヒューズに定格電流以上の過電流が流れることに伴う発熱により、上記第２のヒューズを遮断するとともに、開放状態の上記スイッチを短絡させるスイッチ回路。
【請求項４１】
上記第１のヒューズが、上記第２のヒューズの遮断及び上記スイッチの短絡の後、定格電流以上の過電流に伴う自己発熱（ジュール熱）により溶断する請求項４０に記載のスイッチ回路。
【請求項４２】
第１のヒューズが直列に接続された制御回路と、
第２のヒューズと第１の警報器が直列に接続された第１の作動回路と、
開放状態のスイッチと第２の警報器が直列に接続された第２の作動回路とを備え、
上記第１のヒューズに定格電流以上の過電流が流れることに伴う発熱により、上記第２のヒューズを溶断させて上記第１の作動回路を遮断し上記第１の警報器を停止させるとともに、開放状態の上記スイッチを短絡させ上記第２の作動回路を開通し上記第２の警報器を作動させる警報回路。
【請求項４３】
上記第１のヒューズが、上記第２のヒューズの溶断及び上記スイッチの短絡の後、定格電流以上の過電流に伴う自己発熱（ジュール熱）により溶断する請求項４２に記載の警報回路。
【請求項４４】
第１のヒューズが直列に接続された制御回路と、
第２のヒューズが直列に接続された通常作動回路と、
開放状態のスイッチに直列に接続されたバックアップ回路とを備え、
上記第１のヒューズに定格電流以上の過電流が流れることに伴う発熱により、上記第２のヒューズを溶断させて上記通常作動回路を停止させるとともに、開放状態の上記スイッチを短絡させ上記バックアップ回路を作動させる冗長回路。
【請求項４５】
上記第１のヒューズが、上記第２のヒューズの溶断及び上記バックアップ回路の作動後に、定格電流以上の過電流に伴う自己発熱（ジュール熱）により溶断する請求項４４に記載の冗長回路。
【請求項４６】
第１、第２の電極と、
上記第１、第２の電極間に跨って接続された第１の可溶導体と、
近接して配置された第３、第４の電極と、
上記第３の電極上に搭載された第２の可溶導体と、
上記第１、第２の可溶導体よりも融点の高い発熱導体とを有し、
上記発熱導体に定格電流以上の過電流が流れることに伴う発熱により、上記第１の可溶導体を溶断し上記第１、第２の電極間を遮断し、上記第２の可溶導体を溶融し上記第３、第４の電極間を短絡するスイッチ方法。
【請求項４７】
第１、第２の電極と、
上記第１、第２の電極間に跨って接続された第１の可溶導体と、
近接して配置された第３、第４の電極と、
上記第３の電極上に搭載された第２の可溶導体と、
外部回路と接続され、上記第１、第２の可溶導体よりも融点の高い発熱導体とを有し、
上記外部回路の異常によって上記発熱導体に定格電流以上の過電流が流れることに伴う発熱により、上記第１の可溶導体を溶断し上記第１、第２の電極間を遮断し、上記第２の可溶導体を溶融し上記第３、第４の電極間を短絡するスイッチ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチ素子及びスイッチ回路に関し、特に小型化を図り、かつ表面実装により動作させる回路に容易に組み込むことができるスイッチ素子、スイッチ回路及び警報回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
警報器を作動させるスイッチ素子としては、一般に警報用ヒューズが用いられている。警報用ヒューズの一例を示すと、図１８に示すように、ヒューズホルダ１００内に、それぞれ警報器を作動させる警報回路１０５と接続されるとともに平常時は離間して配置されている一対の警報接点１０１，１０２と、警報接点１０１，１０２を接触させるスプリング１０３と、スプリング１０３を警報接点１０２と離間した位置に付勢した状態で保持するヒューズ線１０４が設けられている。
【０００３】
警報接点１０１，１０２は、接触することにより警報回路１０５を作動させるものであり、板バネ等の弾性を有する導通材料によって形成され、近接配置されている。警報回路１０５は、例えばブザーやランプの作動、サイリスタやリレー回路の駆動等による警報システムの作動等を行う。
【０００４】
スプリング１０３は、ヒューズ線１０４によって警報接点１０２と離間した位置に付勢された状態で保持される。そして、スプリング１０３は、ヒューズ線１０４が溶断することにより弾性復帰し、警報接点１０２を押圧して警報接点１０１に接触させる。
【０００５】
ヒューズ線１０４は、スプリング１０３を弾性変位させた状態で保持するとともに、ヒューズ線１０４に流れる定格電流以上の過電流に応じて自己発熱により溶断し、スプリング１０３を開放する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−７６６１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の警報用ヒューズでは、ヒューズ線１０４によってスプリング１０３を弾性変位させた状態で保持するとともに、ヒューズ線１０４を溶断させて当該スプリング１０３の応力を開放することによって警報接点１０２を物理的に押圧し、これにより警報接点１０１，１０２間を短絡させる構成を用いている。このような警報用ヒューズでは、機械要素の物理的な連動により警報回路を作動させる構成を用いているため、警報接点１０１，１０２やスプリング１０３の可動範囲を確保するなど警報用ヒューズの構成が大きくなり、狭小化した回路に使用することは困難となり、また製造コストも高い。
【０００８】
また、警報接点１０１，１０２の短絡にはヒューズ線１０４の溶断を必須とすることから、定格を超える電流を通電させ続け、ヒューズ線１０４を溶断させない限り警報回路を作動させることができない。
【０００９】
さらに、従来の警報ヒューズは、正常時は開放状態である警報接点１０１，１０２を短絡させることにより警報回路を作動させるものであるため、例えば正常時に点灯しているパイロットランプを異常時に消灯させる等の警報動作には使用できない。
【００１０】
遮断状態の検出は、ヒューズの１遮断端電位検出でも可能であるが、特に、ヒューズが配置される電力系パワーラインと分離した信号系ラインに警報信号を出力する場合には、遮断時に発生する大きな電源ノイズが問題となり、そのノイズ対策用回路が別途必要となる。
【００１１】
そこで、本発明は、異常時は警報回路等の外部回路を遮断するスイッチ素子及びスイッチ回路であって、物理的な機械要素の連動によらず、小型化を図るとともに、速やかに外部回路への給電を切り替えるスイッチ素子、スイッチ回路及びこれを用いた警報回路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】
【００１２】
上述した課題を解決するために、本発明に係るスイッチ素子は、第１、第２の電極と、上記第１、第２の電極間に跨って接続された第１の可溶導体と、近接して配置された第３、第４の電極と、上記第３の電極上に搭載された第２の可溶導体と、上記第１、第２の可溶導体よりも融点の高い発熱導体とを有し、上記発熱導体に定格電流以上の過電流が流れることに伴う発熱により、上記第１の可溶導体を溶断し上記第１、第２の電極間を遮断し、上記第２の可溶導体を溶融し上記第３、第４の電極間を短絡するものである。
また、本発明に係るスイッチ素子は、第１、第２の電極と、上記第１、第２の電極間に跨って接続された第１の可溶導体と、近接して配置された第３、第４の電極と、上記第３の電極上に搭載された第２の可溶導体と、外部回路と接続され、上記第１、第２の可溶導体よりも融点の高い発熱導体とを有し、上記外部回路の異常によって上記発熱導体に定格電流以上の過電流が流れることに伴う発熱により、上記第１の可溶導体を溶断し上記第１、第２の電極間を遮断し、上記第２の可溶導体を溶融し上記第３、第４の電極間を短絡するものである。
【００１３】
また、本発明に係るスイッチ回路は、第１のヒューズと、上記第１のヒューズよりも融点の低い材料からなる第２のヒューズと、上記第１のヒューズよりも融点の低い材料からなる可溶導体の溶融導体を介して短絡する開放状態のスイッチを備え、上記第１のヒューズに定格電流以上の過電流が流れることに伴う発熱により、上記第２のヒューズを遮断するとともに、開放状態の上記スイッチを短絡させるものである。
【００１４】
また、本発明に係る警報回路は、第１のヒューズが直列に接続された制御回路と、第２のヒューズと第１の警報器が直列に接続された第１の作動回路と、開放状態のスイッチと第２の警報器が直列に接続された第２の作動回路とを備え、上記第１のヒューズに定格電流以上の過電流が流れることに伴う発熱により、上記第２のヒューズを溶断させて上記第１の作動回路を遮断し上記第１の警報器を停止させるとともに、開放状態の上記スイッチを短絡させ上記第２の作動回路を開通し上記第２の警報器を作動させるものである。
【００１５】
また、本発明に係る冗長回路は、第１のヒューズが直列に接続された制御回路と、第２のヒューズが直列に接続された通常作動回路と、開放状態のスイッチに直列に接続されたバックアップ回路とを備え、上記第１のヒューズに定格電流以上の過電流が流れることに伴う発熱により、上記第２のヒューズを溶断させて上記通常作動回路を停止させるとともに、開放状態の上記スイッチを短絡させ上記バックアップ回路を作動させるものである。
【００１６】
また、本発明に係るスイッチ方法は、第１、第２の電極と、上記第１、第２の電極間に跨って接続された第１の可溶導体と、近接して配置された第３、第４の電極と、上記第３の電極上に搭載された第２の可溶導体と、上記第１、第２の可溶導体よりも融点の高い発熱導体とを有し、上記発熱導体に定格電流以上の過電流が流れることに伴う発熱により、上記第１の可溶導体を溶断し上記第１、第２の電極間を遮断し、上記第２の可溶導体を溶融し上記第３、第４の電極間を短絡するものである。
また、本発明に係るスイッチ方法は、第１、第２の電極と、上記第１、第２の電極間に跨って接続された第１の可溶導体と、近接して配置された第３、第４の電極と、上記第３の電極上に搭載された第２の可溶導体と、外部回路と接続され、上記第１、第２の可溶導体よりも融点の高い発熱導体とを有し、上記外部回路の異常によって上記発熱導体に定格電流以上の過電流が流れることに伴う発熱により、上記第１の可溶導体を溶断し上記第１、第２の電極間を遮断し、上記第２の可溶導体を溶融し上記第３、第４の電極間を短絡するものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、スプリングや警報接点等の機械要素を用いず、また機械要素の物理的な連動によらず構成することができるため、絶縁基板の面内において、コンパクトに設計することができ、狭小化された実装領域にも実装可能となる。
【００１８】
また、本発明によれば、発熱導体を発熱させる回路と可溶導体が搭載されている回路とが電気的に独立し、発熱導体の発熱により可溶導体を溶断するものであるため、発熱導体の遮断を要せずに異常な過電流を検知し回路を作動させることができるとともに、発熱導体の遮断時のノイズによる影響もない。
【００１９】
さらに、本発明によれば、絶縁基板をリフロー実装等により表面実装することができ、狭小化された実装領域においても、簡易に実装することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明が適用されたスイッチ素子の作動前の状態を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）はＡ−Ａ’断面図、（Ｃ）は回路図である。
【図２】図２は、本発明が適用されたスイッチ素子の作動前の状態を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）はＡ−Ａ’断面図、（Ｃ）は回路図である。
【図３】図３は、スイッチ素子の発熱導体が発熱し、第１、第２の可溶導体が溶融し第１、第２の電極間が遮断、第３、第４の電極間が短絡した状態を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）はＡ−Ａ‘断面図、（Ｃ）は回路図である。
【図４】図４は、スイッチ素子の発熱導体が溶断した状態を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）はＡ−Ａ’断面図、（Ｃ）は回路図である。
【図５】図５は、警報回路を示す回路図である。
【図６】図６は、発熱導体と第１の電極及び第３の電極とを接続したスイッチ素子を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）はＡ−Ａ‘断面図、（Ｃ）は回路図である。
【図７】図７は、カバー部材の第１の電極と重畳する位置にカバー部電極を形成したスイッチ素子を示す断面図である。
【図８】図８は、カバー部材の第３、第４の電極の各先端部間にわたって重畳する位置にカバー部電極を形成したスイッチ素子を示す断面図である。
【図９】図９は、本発明が適用された他のスイッチ素子を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）はＡ−Ａ’断面図（Ｃ）は、Ｂ−Ｂ’断面図である。
【図１０】図１０は、絶縁基板の表面上において発熱導体と、第１、第３、第４の電極及び第１〜第３の可溶導体とを重畳させたスイッチ素子を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ’断面である。
【図１１】図１１は、発熱導体を絶縁基板の裏面に形成し、絶縁基板の表面に形成した第１、第３、第４の電極及び第１〜第３の可溶導体と重畳させたスイッチ素子を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ’断面である。
【図１２】図１２は、高融点金属層と低融点金属層を有し、被覆構造を備える可溶導体を示す斜視図であり、（Ａ）は高融点金属層を内層とし低融点金属層で被覆した構造を示し、（Ｂ）は低融点金属層を内層とし高融点金属層で被覆した構造を示す。
【図１３】図１３は、高融点金属層と低融点金属層の積層構造を備える可溶導体を示す斜視図であり、（Ａ）は上下２層構造、（Ｂ）は内層及び外層の３層構造を示す。
【図１４】図１４は、高融点金属層と低融点金属層の多層構造を備える可溶導体を示す断面図である。
【図１５】図１５は、高融点金属層の表面に線状の開口部が形成され低融点金属層が露出されている可溶導体を示す平面図であり、（Ａ）は長手方向に沿って開口部が形成されたもの、（Ｂ）は幅方向に沿って開口部が形成されたものである。
【図１６】図１６は、高融点金属層の表面に円形の開口部が形成され低融点金属層が露出されている可溶導体を示す平面図である。
【図１７】図１７は、高融点金属層に円形の開口部が形成され、内部に低融点金属が充填された可溶導体を示す平面図である。
【図１８】図１８は、従来の警報素子を示す図であり、（Ａ）は作動前の断面図、（Ｂ）は作動後の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明が適用されたスイッチ素子、スイッチ回路及び警報回路について、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。
【００２２】
本発明が適用されたスイッチ素子１は、図１に示すように、絶縁基板１０と、絶縁基板１０上に形成された第１、第２の電極１１，１２と、第１、第２の電極１１，１２間に跨って接続された第１の可溶導体２１と、絶縁基板１０上に近接して配置された第３、第４の電極１３，１４と、第３の電極上に搭載された第２の可溶導体２１と、絶縁基板１０に形成され、第１、第２の可溶導体２１，２２よりも融点の高い発熱導体１５とを有する。なお、図１（Ａ）はスイッチ素子１のカバー部材２０を除いて示す平面図であり、図１（Ｂ）はＡ-Ａ’断面図であり、図１（Ｃ）は回路図である。
【００２３】
このスイッチ素子１は、第１、第２の電極１１，１２が第１の外部回路と直列に接続され、第３、第４の電極１３，１４が第２の外部回路と直列に接続され、発熱導体１５の発熱により第１の可溶導体２１を溶融させて第１、第２の電極１１，１２間を溶断し第１の外部回路を遮断するとともに、第２の可溶導体２２を溶融させて第３、第４の電極１３，１４間を短絡し第２の外部回路を開通するものである。
【００２４】
例えば、スイッチ素子１は、第１、第２の電極１１，１２がパイロットランプ等からなる第１の警報器３１と接続され、第３、第４の電極１３，１４がブザーやランプあるいは警報システム等からなる第２の警報器３２と接続され、発熱導体１５に流れる定格電流以上の過電流に伴う発熱により第１、第２の可溶導体２１，２２を溶融させることにより、第１、第２の電極１１，１２間を溶断させ、パイロットランプを消灯させる等、警報器３１への給電を停止するとともに、第２の可溶導体２２の溶融導体２２ａを介して第３、第４の電極１３，１４を短絡させ、ブザーやランプその他の警報システムを作動させるものである。また、スイッチ素子１は、発熱導体１５を高融点金属により構成し、第１、第２の電極１１，１２間の遮断、及び第３、第４の電極１３，１４間の短絡後に、発熱導体１５が自己発熱により溶断することにより、発熱が停止する。
【００２５】
[絶縁基板]
絶縁基板１０は、例えば、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形成されている。スイッチ素子１は、絶縁基板１０を介して発熱導体１５の熱を第１〜第４の電極１１〜１４及び第１、第２の可溶導体２１，２２に伝達するために、絶縁基板１０としては、セラミックス基板等の耐熱性に優れ、かつ熱伝導率の高い材料により形成することが好ましい。なお、絶縁基板１０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、発熱導体１５や第１、第２の可溶導体２１，２２の溶断時の温度に留意する必要がある。
【００２６】
スイッチ素子１は、第１〜第４の電極１１〜１４と発熱導体１５とが、絶縁基板１０の同一面に形成され、発熱導体１５の一方の側に第１、第２の電極１１，１２が配置され、発熱導体１５の他方の側に第３、第４の電極１３，１４が配置されている。
【００２７】
［第１〜第４の電極］
第１、第２の電極１１，１２は、絶縁基板１０の表面１０ａ上に、対向配置されるとともに離間されることにより開放されている。また、第１、第２の電極１１，１２の対向する先端部１１ｂ，１２ｂ間には、後述する第１の可溶導体２１が跨って搭載されている。第１、第２の電極１１，１２は、第１の可溶導体２１を介して電気的に接続され、発熱導体１５が通電に伴って発熱すると、この熱により加熱され、第１の可溶導体２１を溶断させることにより、開放される。
【００２８】
第３、第４の電極１３，１４も、絶縁基板１０の表面１０ａ上に、対向して近接配置されるとともに離間されることにより開放されている。また、第３の電極１３の第４の電極４と対向する先端部１３ｂには、後述する第２の可溶導体２２が搭載されている。第３、第４の電極１３，１４は、発熱導体１５が通電に伴って発熱すると、この熱により加熱溶融された第２の可溶導体２２が第３、第４の電極１３，１４間に跨って凝集することにより、電気的に短絡されるスイッチ２を構成する。
【００２９】
また、スイッチ素子１は、図２に示すように、第４の電極１４の第３の電極４と対向する先端部１４ｂに第３の可溶導体２３を搭載してもよい。スイッチ素子１は、第２、第３の可溶導体２２，２３を設けることにより、より多くの溶融導体２２ａ，２３ａが第３、第４の電極１３，１４間にわたって凝集し、より速やかに且つより確実に第３、第４の電極１３，１４間を短絡させるとともに、短絡後における短絡抵抗を低下させることができる。以下では、図２に示す、第３の電極１３上に第２の可溶導体２２を搭載し、第４の電極１４上に第３の可溶導体２３を搭載したスイッチ素子１の構成を例に説明する。
【００３０】
なお、第３、第４の電極１３，１４は、発熱導体１５によって加熱されることにより、第２の可溶導体２２の溶融導体２２ａを凝集しやすくすることができる。
【００３１】
第１〜第４の電極１１〜１４は、それぞれ、絶縁基板１０の側縁１０ｂ，１０ｃに外部接続端子１１ａ〜１４ａが設けられている。第１、第２の電極１１，１２は、これら外部接続端子１１ａ，１２ａを介して常時第１の警報器３１と接続され、スイッチ素子１が動作することにより、当該第１の警報器３１への給電を遮断する。また、第３、第４の電極１３，１４は、外部接続端子１３ａ，１４ａを介して第２の警報器３２と接続され、スイッチ素子１が動作することにより、当該第２の警報器３２への給電を可能とする。
【００３２】
第１〜第４の電極１１〜１４は、銀若しくは銅、又は銀若しくは銅を主成分とする高融点金属等の一般的な電極材料を用いて形成することができる。第１〜第４の電極１１〜１４は、これら電極材料をペースト状にしたものをスクリーン印刷技術を用いて絶縁基板１０の表面１０ａ上にパターン形成して、焼成する等によって形成することができる。
【００３３】
なお、第１〜第４の電極１１〜１４の表面上には、Ｎｉ／Ａｕメッキ、Ｎｉ／Ｐｄメッキ、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕメッキ等の被膜が、メッキ処理等の公知の手法によりコーティングされていることが好ましい。これにより、スイッチ素子１は、第１〜第４の電極１１〜１４の酸化を防止し、第１〜第３の可溶導体２１〜２３の溶融導体２１ａ〜２３ａを確実に保持させることができる。また、スイッチ素子１をリフロー実装する場合に、第１〜第３の可溶導体２１〜２３を接続する接続用ハンダあるいは第１〜第３の可溶導体２１〜２３の外層を形成する低融点金属が溶融することにより第１〜第４の電極１１〜１４を溶食（ハンダ食われ）するのを防ぐことができる。
【００３４】
［発熱導体］
第１、第２の可溶導体２１，２２を加熱、溶融させる発熱導体１５は、通電すると発熱する導電性を有する材料であって、たとえばニクロム、Ｗ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｃｕ、Ａｇ等又はこれらを含む高融点金属材料を好適に用いることができる。発熱導体１５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。
【００３５】
発熱導体１５は、絶縁基板１０の表面１０ａ上に、第１、第２の電極１１，１２及び第３、第４の電極１３，１４と並んで配置されている。これにより発熱導体１５は、通電に伴って発熱すると、第１〜第４の電極１１〜１４上に搭載されている第１〜第３の可溶導体２１〜２３を溶融させることができる。
【００３６】
また、発熱導体１５は、絶縁基板１０の側縁１０ｂ，１０ｃに第５、第６の外部接続端子１５ａ1，１５ａ2が設けられている。発熱導体１５は、第５、第６の外部接続端子１５ａ1，１５ａ2を介して、第１の警報器３１の作動のトリガーとなる制御回路３４と接続され、異常時に制御回路３４より印加される定格を超えた過電流によって高温に発熱し、第１〜第３の可溶導体２１〜２３を溶断させる。例えば、発熱導体１５は、２０〜３０Ｗの電力が印加されることにより３００℃程度に発熱する電力設計が採られる。
【００３７】
また、発熱導体１５は、第１〜第３の可溶導体２１〜２３と近接する位置において、相対的に細くなり、電流が集中することにより局部的に高温に発熱する発熱部１５ｂが形成されている。第１〜第３の可溶導体２１〜２３と近接する位置に発熱部１５ｂを設けることにより、発熱導体１５は、効率よく第１〜第３の可溶導体２１〜２３を溶融させ、速やかに第１、第２の電極１１，１２間を遮断させ、また第３、第４の電極１３，１４間を短絡させることができる。
【００３８】
また、スイッチ素子１は、第１又は第２の電極１１，１２の一方、例えば図２に示すように、第１の電極１１の第１の可溶導体２１が搭載されている先端部１１ｂと発熱導体１５の発熱部１５ｂとが近接するように形成されることが好ましい。第１の電極１１の第１の可溶導体２１が搭載されている先端部１１ｂと近接する位置に発熱部１５ｂを設けることにより、発熱導体１５は、絶縁基板１０及び先端部１１ｂを介して効率よく第１の可溶導体２１に熱を伝えて溶融させ、速やかに第１、第２の電極１１，１２間を遮断させることができる。
【００３９】
また、第１又は第２の電極１１，１２の第１の可溶導体２１が搭載されている先端部１１ｂ，１２ｂのうち、発熱部１５ｂに近接する一方の面積が他方の面積よりも広く、他方の電極よりも多くの第１の可溶導体２１を保持することが好ましい。例えば図２に示すように、スイッチ素子１は、発熱導体１５の発熱部１５ｂと第１の電極１１の先端部１１ｂとを近接させた場合、第１の電極１１の先端部１１ｂを第２の電極１２の先端部１２ｂよりも広く形成し、第１の可溶導体２１を第１の電極１１の先端部１１ｂ側に多く搭載することが好ましい。
【００４０】
第１の電極１１の先端部１１ｂは、発熱部１５ｂに近接されているため、発熱導体１５からの熱がより多く伝わり、第１の可溶導体２１を効率よく溶融させることができる。したがって、第１の電極１１の先端部１１ｂを相対的に広面積とし、より多くの可溶導体を保持させることで、より速やかに第１の可溶導体２１に熱を伝えて溶融させ、第１、第２の電極１１，１２間を遮断させることができる。
【００４１】
また、第１の電極１１の先端部１１ｂは、発熱部１５ｂに近接されるとともに相対的に広面積に形成することにより、より高温に加熱され、溶融した第１の可溶導体２１の大部分を保持することができる。
【００４２】
また、スイッチ素子１は、第２の可溶導体２２が搭載されている第３の電極１３の先端部１３ｂと発熱部１５ｂとが近接するように形成されることが好ましい。第３の電極１３の第２の可溶導体２２が搭載されている先端部１３ｂと発熱部１５ｂとを近接する位置に設けることにより、発熱導体１５は、絶縁基板１０及び先端部１３ｂを介して効率よく第２の可溶導体２２に熱を伝えて溶融させ、速やかに第３、第４の電極１３，１４間を短絡させることができる。なお、第４の電極１４に第３の可溶導体２３を搭載するとともに、第４の電極１４の先端部１４ｂと発熱部１５ｂとを近接させてもよい。
【００４３】
図１に示すように、発熱導体１５は、制御回路３４が正常に作動しているときは、定格内の適正な電流が流れている。そして、発熱導体１５は、制御回路３４が異常を検知することによって、又は制御回路３４の異常によって、定格を超える過電流が流れると高温に発熱し、図３に示すように、第１〜第３の可溶導体２１〜２３を溶断させ、第１、第２の電極１１，１２を遮断させるとともに、第３、第４の電極１３，１４を短絡させる。その後も、発熱導体１５は発熱を続けることにより、図４に示すように、自身のジュール熱によって溶断する。これにより、スイッチ素子１は、制御回路３４から発熱導体１５への給電経路が遮断され、発熱導体１５の発熱が停止する。すなわち、発熱導体１５は、第１〜第３の可溶導体２１〜２３を溶融させるとともに自己発熱によって自身の給電経路を遮断するヒューズとして機能する。
【００４４】
また、発熱導体１５は、局部的に高温となる発熱部１５ｂを設けることにより、当該発熱部１５ｂにおいて溶断する。このとき、発熱導体１５は、発熱部１５ｂが相対的に細く形成されているため、溶断時に発生するアーク放電も小規模なものに収まり、後述する絶縁層１６の被覆効果とともに、溶融導体の飛散を防止することができる。
【００４５】
なお、発熱導体１５は、上述した導電ペーストを印刷することによりパターン形成する他にも、Ａｇ、Ｃｕ、Ｗ，Ｍｏ、Ｒｕ、ニクロム若しくはこれらを含む材料からなる箔、板状体、ワイヤーその他の実装体を用いて形成してもよい。また、これら実装体を用いて発熱導体１５を構成する場合、絶縁基板１０として熱伝導性に優れ、第１〜第３の可溶導体２１〜２３を速やかに溶融させることができるセラミックス基板を用いても、発熱導体１５の溶断後における溶融導体のリークの問題が導電パターンに比して少ない。
【００４６】
［絶縁層］
第１〜第４の電極１１〜１４及び発熱導体１５は、絶縁基板１０の表面１０ａ上において絶縁層１６に被覆されている。絶縁層１６は、第１〜第４の電極１１〜１４及び発熱導体１５の保護及び絶縁を図るとともに、発熱導体１５の溶断時におけるアーク放電を抑制するために設けられ、例えばガラス層やガラスを主成分とする材料からなる層である。
【００４７】
図１〜図４に示すように、絶縁層１６は、発熱導体１５の発熱部１５ｂを覆うとともに、第１、第２の電極１１，１２の先端部１１ｂ，１２ｂを除く領域上に形成されている。すなわち、第１、第２の電極１１，１２は、先端部１１ｂ，１２ｂが絶縁層１６より露出され、後述する第１の可溶導体２１が搭載可能とされている。
【００４８】
また、絶縁層１６を第１、第２の電極１１，１２の先端部１１ｂ，１２ｂを除く領域上に形成することで、絶縁基板１０を介して伝わった発熱導体１５の熱が放熱されることを防止し、効率よく先端部１１ｂ，１２ｂを加熱し、第１の可溶導体２１に熱を伝えることができる。また、第１、第２の電極１１，１２は、先端部１１ｂ，１２ｂと外部接続電極１１ａ，１２ａとの間に絶縁層１６が設けられることにより、溶融した第１の可溶導体２１が外部接続電極１１ａ，１２ａ側に流出し、スイッチ素子１が実装される回路基板との接続用ハンダを溶融させる事態を防止することができる。
【００４９】
また、図１〜図４に示すように、絶縁層１６は、第３、第４の電極１３，１４の先端部１３ｂ，１３ｂを除く領域上に形成されている。すなわち、第３、第４の電極１３，１４は、先端部１３ｂ，１４ｂが絶縁層１６より露出され、後述する第２、第３の可溶導体２２，２３が凝集、結合可能とされている。
【００５０】
また、第３、第４の電極１３，１４は、絶縁層１６の一部に形成された開口部１６ａから支持部１７が外方の露出されている。そして、第３、第４の電極１３，１４は、先端部１３ｂ，１４ｂ及び支持部１７に接続用ハンダが設けられ、この接続用ハンダによって先端部１３ｂ，１４ｂと支持部１７との間にわたって、絶縁層１６上に第２、第３の可溶導体２２，２３を支持している。
【００５１】
また、スイッチ素子１は、発熱導体１５と絶縁基板１０との間にもガラス等からなる絶縁層１６を形成し、発熱導体１５を絶縁層１６の内部に形成してもよい。これにより、スイッチ素子１は、発熱導体１５の遮断後において溶融導体が絶縁基板１０の表面に付着することによるリークを防止し、絶縁抵抗を高くすることができる。更に、発熱導体１５と絶縁基板１０との間に形成する絶縁層１６を発熱部１５ｂの中心付近のみに部分的に形成する事で、第１、第２の可溶導体２１，２２への伝熱性確保と遮断後の絶縁抵抗確保の両立が可能となる。
【００５２】
［可溶導体］
第１〜第４の電極１１〜１４上に搭載される第１〜第３の可溶導体２１〜２３は、発熱導体１５の発熱により速やかに溶融されるいずれの金属を用いることができ、例えば、ハンダや、Ｐｂを主成分とする２６０℃リフロー実装時に溶融しないハンダ等の低融点金属を好適に用いることができる。
【００５３】
また、第１〜第３の可溶導体２１〜２３は、低融点金属と高融点金属とを含有してもよい。低融点金属としては、ハンダや、Ｓｎを主成分とするＰｂフリーハンダなどを用いることが好ましく、高融点金属としては、Ａｇ、Ｃｕ又はこれらを主成分とする合金などを用いることが好ましい。高融点金属と低融点金属とを含有することによって、スイッチ素子１をリフロー実装する場合に、リフロー温度が低融点金属の溶融温度を超えて、低融点金属が溶融しても、低融点金属の外部への流出を抑制し、第１〜第３の可溶導体２１〜２３の形状を維持することができる。また、溶融時も、低融点金属が溶融することにより、高融点金属を溶食（ハンダ食われ）することで、高融点金属の融点以下の温度で速やかに溶融することができる。なお、第１〜第３の可溶導体２１〜２３は、後に説明するように、様々な構成によって形成することができる。
【００５４】
なお、第１〜第３の可溶導体２１〜２３は、表面上の一部又は全部に、酸化防止、濡れ性の向上等のため、フラックス２８が塗布されていることが好ましい。
【００５５】
［スイッチ回路・警報回路］
以上のようなスイッチ素子１は、図２（Ｃ）に示すような回路構成を有する。すなわち、スイッチ素子１は、第１の電極１１と第２の電極１２とが、正常時には第１の可溶導体２１を介して接続され（図２（Ｃ））、発熱導体１５の発熱により第１の可溶導体２１が溶融すると、開放される。（図３（Ｃ））。また、スイッチ素子１は、第３の電極１３と第４の電極１４とが、正常時には開放され（図２（Ｃ））、発熱導体１５の発熱により第２、第３の可溶導体２２，２３が溶融すると、当該溶融導体２２ａ，２３ａを介して短絡するスイッチ２を構成する（図３（Ｃ））。そして、第３、第４の電極１３，１４の各外部接続端子１３ａ，１４ａは、スイッチ２の両端子を構成する。
【００５６】
そして、スイッチ素子１は、例えば警報回路３０に組み込まれて用いられる。図５は警報回路３０の回路構成の一例を示す図である。警報回路３０は、第１〜第３の可溶導体２１〜２３よりも融点の高い高融点金属体からなる第１のヒューズ３３（発熱導体１５）が電源に直列に接続された制御回路３４と、第１の可溶導体２１からなる第２のヒューズ３５を介して第１の警報器３１を作動させる第１の作動回路３６と、第２、第３の可溶導体２２，２３の溶融導体２２ａ，２３ａを介して短絡されるスイッチ２により第２の警報器３２を作動させる第２の作動回路３７とを備え、制御回路３４と第１、第２の作動回路３６，３７とが電気的に独立して形成されたものである。
【００５７】
図５に示すように、スイッチ素子１は、第２のヒューズ３５（第１の可溶導体２１）の両外部接続端子１１ａ，１２ａが、パイロットランプ等の、正常時に通電し異常時に通電が遮断される第１の警報器３１に接続される。また、スイッチ素子１は、スイッチ２の両外部接続端子１３ａ，１４ａが、正常時には開放され異常時に通電されるブザーやランプあるいは警報システム等からなる第２の警報器３１に接続される。さらに、スイッチ素子１は、第１のヒューズ３３（発熱導体１５）の第５、第６の外部接続端子１５ａ1，１５ａ2が、制御回路３４に接続される。
【００５８】
このような構成を有するスイッチ素子１は、第１の警報器３１を動作させる第１、第２の電極１１，１２に対して、隣接して形成されている発熱導体１５の発熱により第１の可溶導体２１を溶融させ、第１、第２の電極１１，１２間を遮断させる。すなわち、スイッチ素子１は、発熱導体１５と第１、第２の電極１１，１２とは物理的、電気的に独立して構成され、発熱導体１５の熱によって第１の可溶導体２１が溶融することにより遮断する、いわば熱的に接続することにより連動する構成を取る。
【００５９】
同様に、スイッチ素子１は、第２の警報器３２を動作させるスイッチ２を構成する第３、第４の電極１３，１４に対して、隣接して形成されている発熱導体１５の発熱により第２、第３の可溶導体２２，２３を溶融させ、この溶融導体２２ａ，２３ａを介して短絡させる。すなわち、スイッチ素子１は、発熱導体１５と第３、第４の電極１３，１４とは物理的、電気的に独立して構成され、発熱導体１５の熱によって第２、第３の可溶導体２２，２３が溶融することにより短絡する、いわば熱的に接続することにより連動する構成を取る。
【００６０】
したがって、スイッチ素子１は、スプリングや警報接点等の機械要素を用いず、また機械要素の物理的な連動によらず構成することができるため、絶縁基板１０の面内において、コンパクトに設計することができ、狭小化された実装領域にも実装可能となる。また、スイッチ素子１は、部品点数、製造工数の削減を図り、低コスト化を図ることができる。さらに、スイッチ素子１は、絶縁基板１０をリフロー実装等により表面実装することができ、狭小化された実装領域においても、簡易に実装することができる。
【００６１】
また、スイッチ素子１は、発熱導体１５と第１〜第４の電極１１〜１４とは物理的、電気的に独立して構成され、第１のヒューズ３３として機能する発熱導体１５の遮断によらず第１の警報器３１の遮断や第２の警報器３２の作動を行う。したがって、例えば、ヒューズとして機能する発熱導体１５が配置される電力系パワーラインと分離した信号系ラインに警報信号を出す場合に、発熱導体１５の遮断時における電源ノイズの影響もなく、ノイズ対策用回路も不要で、信頼性の高い警報回路を構成することができる。
【００６２】
実使用時において、スイッチ素子１は、制御回路３４に異常が発生すると、発熱導体１５に定格を超える過電流が流れる。すると、図３（Ａ）に示すように、発熱導体１５が発熱し、絶縁基板１０及び第１、第２の電極１１，１２の各先端部１１ｂ，１２ｂを通じて第１の可溶導体２１に熱が伝わり、これにより、第１の可溶導体２１が溶融する。第１の可溶導体２１の溶融導体２１ａは、発熱導体１５によって加熱された第１、第２の電極１１，１２の各先端部１１ｂ，１２ｂの上に凝集する。これにより、スイッチ素子１は、第１、第２の電極１１，１２間が遮断し、第１の作動回路３６の第１の警報器３１への通電を停止させることができる（図３（Ｃ））。警報回路３０は、警報器３１への通電が停止されることにより、例えばパイロットランプが消灯する等、異常を知らせることができる。
【００６３】
また、スイッチ素子１は、発熱導体１５が発熱すると、第２、第３の可溶導体２２，２３が溶融する。第２、第３の可溶導体２２，２３の溶融導体２２ａ，２３ａは、開口部１６ａより露出する支持部１７に比して広面積で、かつ発熱導体１５によって加熱された第３、第４の電極１３，１４の各先端部１３ｂ，１４ｂの上に凝集し、結合する。これにより、スイッチ素子１は、第３、第４の電極１３，１４間が短絡し、第２の警報器３２を作動させることができる。すなわち、スイッチ素子１は、スイッチ２がオンとなる（図３（Ｃ））。警報回路３０は、スイッチ素子１のスイッチ２がオンとなることにより、第１の作動回路３７によって第２の警報器３２が作動される。
【００６４】
このとき、スイッチ素子１は、発熱導体１５の発熱部１５ｂと、第１の電極１１の第１の可溶導体２１が搭載されている先端部１１ｂや、第３の電極１３の第２の可溶導体２２が搭載されている先端部１３ｂとを近接して配置することにより、細く形成され高抵抗の発熱部１５ｂが高温となり、効率よく第１、第２の可溶導体２１，２２を溶融させ、速やかに第１、第２の電極１１，１２を遮断させるとともに第３、第４の電極１３，１４を短絡させることができる。また、発熱導体１５は、高抵抗の発熱部１５ｂが局部的に高温となるのみで、側縁に面する第５、第６の外部接続端子１５ａ1，１５ａ2は放熱効果も相まって比較的低温に保たれる。そのため、スイッチ素子１は、第５、第６の外部接続端子１５ａ1，１５ａ2の実装用ハンダが溶融することもない。
【００６５】
図４に示すように、第１、第２の電極１１，１２間の遮断及び第３、第４の電極１３，１４の短絡後も発熱導体１５は発熱を続け、自身のジュール熱によって遮断する（図４（Ａ）（Ｂ））。これにより、スイッチ素子１は、制御回路３４による発熱導体１５への通電が遮断され、発熱が停止する（図４（Ｃ））。このとき、スイッチ素子１は、発熱導体１５が絶縁層１６によって被覆されているため、大規模なアーク放電を抑制し、溶融導体の爆発的な飛散を抑制することができる。また、発熱導体１５に細く形成された発熱部１５ｂを設けることにより、溶断箇所が狭小化され、飛散する溶融導体の量を低減させることができる。
【００６６】
このように、スイッチ素子１は、第１〜第３の可溶導体２１〜２３よりも融点の高い発熱導体１５が発熱することにより、確実に第１〜第３の可溶導体２１〜２３が発熱導体１５よりも先に溶融し、第１、第２の電極１１，１２を遮断させ、かつ第３、第４の電極１３，１４を短絡させることができる。すなわち、スイッチ素子１は、発熱導体１５の溶断が第１、第２の電極１１，１２の遮断及び第３、第４の電極１３，１４の短絡の条件とはなっていない。
【００６７】
これにより、スイッチ素子１は、制御回路３４の異常に伴い第１の警報器３１を遮断させるとともに第２の警報器３２を作動させる警報素子として使用することができる。したがって、スイッチ素子１が組み込まれた警報回路３０によれば、パイロットランプの消灯など第１の警報器３１の遮断、及び警報ブザーや警報ランプあるいは当該異常に対応した機能回路への通電など第２の警報器３２の作動によって、制御回路３４の異常に対応させることができる。
【００６８】
なお、スイッチ素子１が組み込まれた警報回路は、制御回路３４の異常検知に伴い発熱導体１５の定格を超える過電流が流れた場合にも、当該異常を伝える警報素子として使用することができる。当該警報素子は、パイロットランプの消灯や警報ブザーの作動など第１、第２の警報器３１，３２の動作に応じて制御回路３４による異常検知をいち早く察知でき、予防的に制御回路３４を停止するとともに、バックアップ回路を作動させる等の対応を図ることができる。
【００６９】
また、スイッチ素子１は、警報回路に適用する以外にも、第１、第２の警報回路３１，３２に代えて、第１、第２の電極１１，１２に接続されることにより常時導通されている通常作動回路と、第３、第４の電極１３，１４に接続されることにより常時遮断され、通常作動回路の異常時に作動するバックアップ回路とを備える、バックアップ機能付きのあらゆる冗長回路に適用することもできる。
【００７０】
また、発熱導体１５は、自身のジュール熱により遮断することにより、自動的に発熱を停止する。したがって、スイッチ素子１は、制御回路３４による給電を規制する機構を設ける必要がなく、簡易な構成で発熱導体１５の発熱を停止することができ、素子全体の小型化を図ることができる。
【００７１】
［接続部］
また、スイッチ素子１は、第１又は第２の電極１１，１２のうち、発熱導体１５の発熱部１５ｂに近い一方の電極と、発熱導体１５とを接続してもよい。例えば図６に示すように、スイッチ素子１は、発熱導体１５の発熱部１５ｂと、第１の電極１１の先端部１１ｂが近接されている場合、発熱導体１５の発熱部１５ｂの近傍と第１の電極１１とを接続する第１の接続部１８を形成してもよい。
【００７２】
同様に、スイッチ素子１は、発熱導体１５と、第２の可溶導体２２が搭載されている第３の電極１３又は第３の可溶導体２３が搭載されている第４の電極１４とを接続する第２の接続部１９を形成してもよい。例えば、スイッチ素子１は、発熱導体１５の発熱部１５ｂと第３の電極１３の先端部１３ｂとが近接されている場合、発熱導体１５の発熱部１５ｂの近傍と第３の電極１３とを接続する第２の接続部１９を形成してもよい。
【００７３】
第１、第２の接続部１８，１９は、例えば発熱導体１５や第１〜第４の電極１１〜１４と同じ導電材料を用いて、発熱導体１５や第１〜第４の電極１１〜１４と同じ工程においてパターン形成されることにより設けることができる。
【００７４】
発熱導体１５と第１、第３の電極１１，１３とを接続することにより、スイッチ素子１は、発熱導体１５が通電により発熱すると、第１の接続部１８及び第１の電極１１を介しても熱が第１の可溶導体２１に伝わり、より速やかに溶融させることができる。同様に、発熱導体１５が通電により発熱すると、第２の接続部１９及び第３の電極１３を介しても熱が第２の可溶導体２２に伝わり、より速やかに溶融させることができる。このため、第１、第２の接続部１８，１９は、熱伝導性に優れるＡｇやＣｕ等の金属材料により形成することが好ましい。
【００７５】
なお、第１、第２の接続部１８，１９は、発熱導体１５の発熱部１５ｂの中心から若干離れた位置に設ける。発熱導体１５は、第１、第２の接続部１８，１９を設けることで抵抗値が下がり温度が上がり難いため、発熱部１５ｂが高温に発熱するとともに自己発熱による遮断を行うためには、発熱部１５ｂの中心と第１、第２の接続部１８，１９とは離間した位置に設ける必要があるためである。
【００７６】
［カバー部電極］
スイッチ素子１は、絶縁基板１０上に内部を保護するカバー部材２０が取り付けられている。スイッチ素子１は、絶縁基板１０がカバー部材２０に覆われることによりその内部が保護されている。カバー部材２０は、スイッチ素子１の側面を構成する側壁２４と、スイッチ素子１の上面を構成する天面部２５とを有し、側壁２４が絶縁基板１０上に接続されることにより、スイッチ素子１の内部を閉塞する蓋体となる。このカバー部材２０は、例えば、熱可塑性プラスチック，セラミックス，ガラスエポキシ基板等の絶縁性を有する部材を用いて形成されている。
【００７７】
また、図７に示すように、カバー部材２０は、天面部２５の内面側に、第１のカバー部電極２６が形成されても良い。第１のカバー部電極２６は、第１の電極１１及び第２の電極１２の一方と重畳する位置に形成されている。図７に示すように、第１のカバー部電極２６は、発熱導体１５の発熱部１５ｂと近接され、かつ相対的に広面積に形成されている第１の電極１１の先端部１１ｂと重畳することがより好ましい。これにより、この第１のカバー部電極２６は、発熱導体１５が発熱し、第１の可溶導体２１が溶融されると、第１の電極１１の先端部１１ｂ上に凝集した溶融導体２１ａが接触して濡れ広がることにより、溶融導体２１ａを保持する許容量を増加させ、より確実に第１、第２の電極１１，１２を遮断させることができる。
【００７８】
また、図８に示すように、カバー部材２０は、天面部２５の内面側に、第２のカバー部電極２７が形成されても良い。第２のカバー部電極２７は、第３、第４の電極１３，１４の各先端部１３ｂ，１４ｂ間にわたって重畳する位置に形成されている。この第２のカバー部電極２７は、発熱導体１５が発熱し、第２、第３の可溶導体２２，２３が溶融されると、第３、第４の電極１３，１４上に凝集した溶融導体２２ａ，２３ａが接触して濡れ広がることにより、溶融導体２２ａ，２３ａを保持する許容量を増加させ、より確実に第３、第４の電極１３，１４を短絡させることができる。
【００７９】
［第２の可溶導体の突出支持］
また、本発明が適用されたスイッチ素子は、図９に示すように、第４の電極１４上に第３の可溶導体２３を設けず、第２の可溶導体２２を第３の電極１３から第４の電極１４側に突出して支持してもよい。なお、以下の説明において、上述したスイッチ素子１と同様の構成については、同じ符号を付してその詳細を省略する。図９に示すスイッチ素子５は、第３の電極１３に支持されている第２の可溶導体２２が第４の電極１４側に突出されることにより、発熱導体１５の発熱によって溶融すると、溶融導体が第３、第４の電極１３，１４の各先端部１３ｂ，１４ｂの上に凝集し結合する。これにより、スイッチ素子５は、第３、第４の電極１３，１４が短絡する。なお、図９（Ｂ）は、同図（ａ）のＡ−Ａ’断面図であり、図９（Ｃ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。
【００８０】
第２の可溶導体２２は、第３、第４の電極１３，１４上に積層された絶縁層１６に開口された開口部１６ａより露出されている支持部１７と、絶縁層１６より露出されている第３の電極１３の先端部１３ｂとに設けられた接続用ハンダによって第３の電極１３上に支持されている。また、第２の可溶導体２２は、図９（Ｃ）に示すように、第４の電極１４側突出することにより、第４の電極１４上に積層された絶縁層１６上に延在され、これにより第４の電極１４と重畳されている。第２の可溶導体２２は、絶縁層１６上に延在されることにより、絶縁層１６から露出されている先端部１４ｂと離間され、これにより第３、第４の電極１３，１４間が開放されている。
【００８１】
そして、第２の可溶導体２２は、発熱導体１５の発熱によって溶融すると、溶融導体が第３の電極１３上に凝集する過程で第４の電極１４の先端部１４ｂ上にも接触し、第３、第４の電極１３，１４の各先端部１３ｂ，１４ｂ間に跨って凝集する。
【００８２】
なお、図９では、第３の電極１３に支持された第２の可溶導体２２を第４の電極側に突出させたが、反対に、第３の電極１３に第２の可溶導体２２を設けず、第３の可溶導体２３を第４の電極１４から第３の電極１３側に突出させて支持するようにしてもよい。
【００８３】
また、上述したスイッチ素子１においても、スイッチ素子５と同様に、第４の電極１４上に第３の可溶導体２３を設けず、第２の可溶導体２２を第３の電極１３から第４の電極１４側に突出して支持してもよい。
【００８４】
［第５、第６の外部接続端子］
また、本発明が適用されたスイッチ素子は、図９に示すように、絶縁基板１０の第１〜第４の電極１１〜１４が形成された表面１０ａ上に、外部回路との接続端子となる第１〜第４の外部接続端子１１ａ〜１４ａを設けてもよい。また、本発明が適用されたスイッチ素子は、絶縁基板１０の発熱導体１５が形成された表面１０ａ上に、外部回路との接続端子となる第５、第６の外部接続端子１５ａ1，１５ａ2を設けてもよい。図９に示すスイッチ素子５は、第１〜第４の電極１１〜１４及び発熱導体１５が設けられる絶縁基板１０の表面１０ａ側が実装面となる。
【００８５】
第１〜第６の外部接続端子１１ａ〜１４ａ，１５ａ1，１５ａ2は、外部回路を構成する基板へ実装するための接続端子であり、例えば金属バンプや金属ポストを用いて形成されている。金属バンプや金属ポストの形状は問わない。また、第１〜第６の外部接続端子１１ａ〜１４ａ，１５ａ1，１５ａ2は、図９（Ｃ）に示すように、絶縁基板２上に設けられたカバー部材１０よりも突出する高さを有し、短絡素子２５の実装対象物となる基板側に実装可能とされている。
【００８６】
このように、スイッチ素子５は、導電スルーホールを介して絶縁基板１０の裏面に連続する外部接続端子１１ａ〜１４ａ，１５ａ1，１５ａ2を設けるものではなく、第１〜第４の電極１１〜１４や発熱導体１５と同一表面に、外部接続端子１１ａ〜１４ａ，１５ａ1，１５ａ2を形成している。そして、この外部接続端子１１ａ〜１４ａ，１５ａ1，１５ａ2は、第１〜第４の電極や発熱導体１５上に設けるものであり、形状やサイズ等の自由度が高く、導通抵抗の低い端子を容易に設けることができる。これにより、スイッチ素子５は、導電スルーホールを介して裏面に引き出された第３、第４の外部接続端子１３ａ，１４ａを用いる場合に比して、第３、第４の電極１３，１４が短絡し外部回路を開通した際における定格を容易に向上させ、大電流に対応することができる。
【００８７】
なお、スイッチ素子５は、第３の電極１３と第４の電極１４とが短絡したときの、第３、第４の電極１３，１４間の導通抵抗よりも、第３の外部接続端子１３ａと第４の外部接続端子１４ａとの合成抵抗が低く構成されていることが好ましい。これにより、スイッチ素子５は、第３、第４の外部接続端子１３ａ，１４ａによって開通された外部回路の定格の向上が阻害されることを防止することができる。
【００８８】
第１〜第６の外部接続端子１１ａ〜１４ａ，１５ａ1，１５ａ2は、コアとなる高融点金属の表面に低融点金属層を設けることにより形成してもよい。低融点金属層を構成する金属としては、Ｓｎを主成分とするＰｂフリーハンダなどのハンダを好適に用いることができ、高融点金属としては、Ｃｕ若しくはＡｇ又はこれらを主成分とする合金などを好適に用いることができる。
【００８９】
高融点金属の表面に低融点金属層を設けることにより、スイッチ素子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、第１〜第６の外部接続端子１１ａ〜１４ａ，１５ａ1，１５ａ2として溶融することを防止することができる。また、第１〜第６の外部接続端子１１ａ〜１４ａ，１５ａ1，１５ａ2は、外層を構成する低融点金属を用いて、第１〜第４の電極１１〜１４や発熱導体１５へ接続することができる。
【００９０】
第１〜第６の外部接続端子１１ａ〜１４ａ，１５ａ1，１５ａ2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り形成することができ、またその他の周知の積層技術、膜形成技術を用いることによっても形成することができる。
【００９１】
なお、第１〜第６の外部接続端子１１ａ〜１４ａ，１５ａ1，１５ａ2は、金属バンプや金属ポストを用いて形成する他にも、導電メッキ層や、導電ペーストを塗布することにより形成された導電層により形成してもよい。
【００９２】
また、第１〜第６の外部接続端子１１ａ〜１４ａ，１５ａ1，１５ａ2は、スイッチ素子５が実装される基板等の実装対象物側に予め設け、短絡素子が実装された実装体において、第１〜第４の電極１１〜１４や発熱導体１５と接続されるようにしてもよい。
【００９３】
また、上述したスイッチ素子１においても、スイッチ素子５と同様に、絶縁基板１０の第１〜第４の電極１１〜１４及び発熱導体１５が形成された表面１０ａ上に、外部回路との接続端子となる第１〜第６の外部接続端子１１ａ〜１４ａ，１５ａ1，１５ａ2を設けてもよい。
【００９４】
［変形例１］
なお、本発明が適用されたスイッチ素子は、絶縁基板の表面上において、発熱導体上に絶縁層を介して、第１の電極及び／又は第２の電極と、第３の電極１３又は第３の電極１３及び第４の電極１４とを重畳させるとともに、第１及び第２の可溶導体２１，２２、又は第１〜第３の可溶導体２１〜２３を重畳させてもよい。なお、以下の説明において、上述したスイッチ素子１と同様の構成については、同じ符号を付してその詳細を省略する。このスイッチ素子４０は、図１０に示すように、絶縁基板１０の表面１０ａの相対向する側縁１０ｄ，１０ｅ間にわたって発熱導体１５が形成される。また、スイッチ素子４０は、第１、第２の電極１１，１２、及び第３、第４の電極１３，１４がそれぞれ絶縁基板１０の表面１０ａの相対向する側縁１０ｂ，１０ｃに形成される。
【００９５】
発熱導体１５は、絶縁基板１０の略中央部において第１の絶縁層４１によって被覆されている。また、発熱導体１５は、絶縁基板１０の側縁１０ｄ，１０ｅに、それぞれ第５、第６の外部接続端子１５ａ1，１５ａ2が形成されている。また、発熱導体１５は、中間部が両端部よりも細く形成されることにより高温に発熱する発熱部１５ｂが形成されている。発熱部１５ｂは、第１の電極１１の先端部１１ｂ及び／又は第２の電極１２の先端部１２ｂと重畳され、当該先端部１１ｂ，１２ｂ間にわたって搭載されている第１の可溶導体２１を効率よく加熱することができる。同様に、発熱部１５ｂは、第３の電極１３の先端部１３ｂと重畳され、先端部１３ｂに搭載されている第２の可溶導体２２を効率よく加熱することができる。なお、発熱部１５ｂは、第４の電極１４の先端部１４ｂとも重畳することにより、先端部１４ｂに搭載されている第３の可溶導体２３を効率よく加熱することができる。
【００９６】
第１、第２の電極１１，１２は、絶縁基板１０の側縁１０ｂ，１０ｃに、それぞれ外部接続端子１１ａ，１２ａが形成されている。また、第１、第２の電極１１，１２は、側縁１０ｂ，１０ｃから第１の絶縁層４１の上面にわたって形成され、第１の絶縁層４１の上面において互いの先端部１１ｂ，１２ｂが近接されるとともに離間することにより、開放されている。また、第１、第２の電極１１，１２は、先端部１１ｂ，１２ｂを除き、第２の絶縁層４２によって被覆されている。
【００９７】
第１、第２の電極１１，１２は、先端部１１ｂ，１２ｂに接続用ハンダが設けられ、この接続用ハンダによって先端部１１ｂ，１２ｂ間に跨って第１の可溶導体２１が搭載されている。また、スイッチ素子４０は、第１、第２の電極１１，１２の一方、例えば図７に示すように、相対的に広面積に形成されている第１の電極１１の先端部１１ｂ、及び先端部１１ｂに搭載されている第１の可溶導体２１の一部が、発熱導体１５の発熱部１５ｂに重畳されている。なお、第１の可溶導体２１上には、酸化防止、濡れ性の向上等のため、表面上の一部又は全部に、フラックス２８が塗布されている。
【００９８】
第３、第４の電極１３，１４は、絶縁基板１０の側縁１０ｂ，１０ｃに、それぞれ外部接続端子１３ａ，１４ａが形成されている。また、第３、第４の電極１３，１４は、側縁１０ｂ，１０ｃから第１の絶縁層４１の上面にわたって形成され、第１の絶縁層４１の上面において互いの先端部１３ｂ，１４ｂが近接されるとともに離間することにより、開放されている。また、第３、第４の電極１３，１４は、先端部１３ｂ，１４ｂを除き、第２の絶縁層４２によって被覆されている。
【００９９】
第２の絶縁層４２には、一部に開口部４２ａが形成されている。そして、第３、第４の電極１３，１４は、先端部１３ｂ，１４ｂ及び開口部４２ａから外方に露出された支持部１７に接続用ハンダが設けられ、この接続用ハンダによって先端部１３ｂ，１４ｂと支持部１７との間にわたって、第２の絶縁層４２上に第２、第３の可溶導体２２，２３を支持している。これにより、第３の電極１３の先端部１３ｂ及び第２の可溶導体２２、又は第３、第４の電極１３，１４の先端部１３ｂ，１４ｂ及び第２、第３の可溶導体２２，２３は、少なくとも一部が発熱導体１５の発熱部１５ｂと重畳されている。なお、第２、第３の可溶導体２２，２３上には、酸化防止、濡れ性の向上等のため、表面上の一部又は全部に、フラックス２８が塗布されている。
【０１００】
第１、第２の絶縁層４１，４２は、上述したスイッチ素子１の絶縁層１６と同様に、ガラス等の絶縁材料を好適に用いることができる。
【０１０１】
このようなスイッチ素子４０によれば、発熱導体１５の発熱部１５ｂに重畳して、第１の電極１１の先端部１１ｂ及び第１の可溶導体２１が配置されているため、発熱部１５ｂの発熱により速やかに第１の可溶導体２１を溶融させ、第１、第２の電極１１，１２間を遮断させることができる。このとき、スイッチ素子４０は、ガラス等からなる第１の絶縁層４１を介して、発熱部１５ｂと第１の電極１１及び第１の可溶導体２１とが連続的に積層されているため、発熱部１５ｂの熱を効率よく伝えることができる。
【０１０２】
また、スイッチ素子４０によれば、発熱導体１５の発熱部１５ｂに重畳して、第３の電極１３及び第２の可溶導体２２、又は第３、第４の電極１３，１４及び第２、第３の可溶導体２２，２３が配置されているため、発熱部１５ｂの発熱により速やかに第２の可溶導体２２又は第２、第３の可溶導体２２，２３を溶融させ、第３、第４の電極１３，１４を短絡させることができる。このとき、スイッチ素子４０は、ガラス等からなる第１、第２の絶縁層４１，４２を介して、発熱部１５ｂと第３、第４の電極１３，１４及び第２、第３の可溶導体２２，２３とが連続的に積層されているため、発熱部１５ｂの熱を効率よく伝導させることができる。
【０１０３】
なお、スイッチ素子４０においても、スイッチ素子５と同様に、第４の電極１４上に第３の可溶導体２３を設けず、第２の可溶導体２２を第３の電極１３から第４の電極１４側に突出して支持してもよい。また、スイッチ素子４０においても、スイッチ素子５と同様に、絶縁基板１０の第１〜第４の電極１１〜１４及び発熱導体１５が形成された表面１０ａ上に、外部回路との接続端子となる第１〜第６の外部接続端子１１ａ〜１４ａ，１５ａ1，１５ａ2を設けてもよい。
【０１０４】
［変形例２］
また、本発明が適用されたスイッチ素子は、絶縁基板の表面に第１〜第４の電極を形成し、絶縁基板の裏面に高融点金属体を形成することにより、高融点金属体上に、第１の電極及び／又は第２の電極と、第３の電極１３又は第３の電極１３及び第４の電極１４とを重畳させるとともに、第１及び第２の可溶導体２１，２２又は第１〜第３の可溶導体２１〜２３を重畳させてもよい。なお、以下の説明において、上述したスイッチ素子１と同様の構成については、同じ符号を付してその詳細を省略する。このスイッチ素子５０は、図１１に示すように、絶縁基板１０の裏面１０ｆの相対向する側縁１０ｄ，１０ｅ間にわたって発熱導体１５が形成される。また、スイッチ素子５０は、第１、第２の電極１１，１２、及び第３、第４の電極１３，１４がそれぞれ絶縁基板１０の表面１０ａの相対向する側縁１０ｂ，１０ｃに形成されている。
【０１０５】
発熱導体１５は、絶縁基板１０の略中央部において第１の絶縁層５１によって被覆されている。また、発熱導体１５は、絶縁基板１０の側縁１０ｄ，１０ｅに、それぞれ第５、第６の外部接続端子１５ａ1，１５ａ2が形成されている。また、発熱導体１５は、中間部が両端部よりも細く形成されることにより高温に発熱する発熱部１５ｂが形成されている。発熱部１５ｂは、第１の電極１１の先端部１１ｂ及び／又は第２の電極１２の先端部１２ｂと重畳され、当該先端部１１ｂ，１２ｂ間にわたって搭載されている第１の可溶導体２１を効率よく加熱することができる。同様に、発熱部１５ｂは、第３の電極１３の先端部１３ｂと重畳され、先端部１３ｂに搭載されている第２の可溶導体２２を効率よく加熱することができる。なお、発熱部１５ｂは、第４の電極１４の先端部１４ｂとも重畳することにより、先端部１４ｂに搭載されている第３の可溶導体２３を効率よく加熱することができる。
【０１０６】
第１、第２の電極１１，１２は、絶縁基板１０の側縁１０ｂ，１０ｃに、それぞれ外部接続端子１１ａ，１２ａが形成されている。また、第１、第２の電極１１，１２は、側縁１０ｂ，１０ｃから絶縁基板１０の表面１０ａの略中央部において互いの先端部１１ｂ，１２ｂが近接されるとともに離間することにより、開放されている。また、第１、第２の電極１１，１２は、先端部１１ｂ，１２ｂを除き、第２の絶縁層５２によって被覆されている。
【０１０７】
第１、第２の電極１１，１２は、先端部１１ｂ，１２ｂに接続用ハンダが設けられ、この接続用ハンダによって先端部１１ｂ，１２ｂ間に跨って第１の可溶導体２１が搭載されている。また、スイッチ素子５０は、第１、第２の電極１１，１２の一方、例えば図１１に示すように、相対的に広面積に形成されている第１の電極１１の先端部１１ｂ、及び先端部１１ｂに搭載されている第１の可溶導体２１の一部が、発熱導体１５の発熱部１５ｂに重畳されている。なお、第１の可溶導体２１上には、酸化防止、濡れ性の向上等のため、表面上の一部又は全部に、フラックス２８が塗布されている。
【０１０８】
第３、第４の電極１３，１４は、絶縁基板１０の側縁１０ｂ，１０ｃに、それぞれ外部接続端子１３ａ，１４ａが形成されている。また、第３、第４の電極１３，１４は、側縁１０ｂ，１０ｃから絶縁基板１０の表面１０ａの略中央部において互いの先端部１３ｂ，１４ｂが近接されるとともに離間することにより、開放されている。また、第３、第４の電極１３，１４は、先端部１３ｂ，１４ｂを除き、第２の絶縁層５２によって被覆されている。
【０１０９】
第２の絶縁層５２には、一部に開口部５２ａが形成されている。そして、第３、第４の電極１３，１４は、先端部１３ｂ，１４ｂ及び開口部５２ａから外方に露出された支持部１７に接続用ハンダが設けられ、この接続用ハンダによって先端部１３ｂ，１４ｂと支持部１７との間にわたって、第２の絶縁層５２上に第２、第３の可溶導体２２，２３を支持している。これにより、第３の電極１３の先端部１３ｂ及び第２の可溶導体２２、又は第３、第４の電極１３，１４の先端部１３ｂ，１４ｂ及び第２、第３の可溶導体２２，２３は、少なくとも一部が発熱導体１５の発熱部１５ｂと重畳されている。なお、第２、第３の可溶導体２２，２３上には、酸化防止、濡れ性の向上等のため、表面上の一部又は全部に、フラックス２８が塗布されている。
【０１１０】
第１、第２の絶縁層５１，５２は、上述したスイッチ素子１の絶縁層１６と同様に、ガラス等の絶縁材料を好適に用いることができる。
【０１１１】
このようなスイッチ素子５０によれば、発熱導体１５の発熱部１５ｂに重畳して第１の電極１１の先端部１１ｂ及び第１の可溶導体２１が配置されているため、発熱部１５ｂの発熱により速やかに第１の可溶導体２１を溶融させ、第１、第２の電極１１，１２間を遮断させることができる。
【０１１２】
また、スイッチ素子５０によれば、発熱導体１５の発熱部１５ｂに重畳して、第３の電極１３及び第２の可溶導体２２、又は第３、第４の電極１３，１４及び第２、第３の可溶導体２２，２３が配置されているため、発熱部１５ｂの発熱により速やかに第２の可溶導体２２又は第２、第３の可溶導体２２，２３を溶融させ、第３、第４の電極１３，１４を短絡させることができる。
【０１１３】
このとき、スイッチ素子５０は、絶縁基板１０として、セラミックス基板等の熱伝導性に優れたものを用いることにより、発熱導体１５を第１〜第３の可溶導体２１〜２３の設けられた面と同一面に形成した場合と同等に加熱することができるため好適である。
【０１１４】
なお、スイッチ素子５０においても、スイッチ素子５と同様に、第４の電極１４上に第３の可溶導体２３を設けず、第２の可溶導体２２を第３の電極１３から第４の電極１４側に突出して支持してもよい。
【０１１５】
［可溶導体の変形例］
上述したように、第１〜第３の可溶導体２１〜２３のいずれか又は全部は、低融点金属と高融点金属とを含有してもよい。高融点金属層６０はＡｇ、Ｃｕ又はこれらを主成分とする合金等からなり、低融点金属層６１はハンダや、Ｓｎを主成分とするＰｂフリーハンダ等からなる。このとき、第１〜第３の可溶導体２１〜２３は、図１２（Ａ）に示すように、内層として高融点金属層６０が設けられ、外層として低融点金属層６１が設けられた可溶導体を用いてもよい。この場合、第１〜第３の可溶導体２１〜２３は、高融点金属層６０の全面が低融点金属層６１によって被覆された構造としてもよく、相対向する一対の側面を除き被覆された構造であってもよい。高融点金属層６０や低融点金属層６１による被覆構造は、メッキ等の公知の成膜技術を用いて形成することができる。
【０１１６】
また、図１２（Ｂ）に示すように、第１〜第３の可溶導体２１〜２３は、内層として低融点金属層６１が設けられ、外層として高融点金属層６０が設けられた可溶導体を用いてもよい。この場合も、第１〜第３の可溶導体２１〜２３は、低融点金属層６１の全面が高融点金属層６０によって被覆された構造としてもよく、相対向する一対の側面を除き被覆された構造であってもよい。
【０１１７】
また、第１〜第３の可溶導体２１〜２３は、図１３に示すように、高融点金属層６０と低融点金属層６１とが積層された積層構造としてもよい。
【０１１８】
この場合、第１〜第３の可溶導体２１〜２３は、図１３（Ａ）に示すように、第１〜第４の電極１１〜１４に支持される下層と、下層の上に積層される上層からなる２層構造として形成され、下層となる低融点金属層６１の上面に上層となる高融点金属層６０を積層してもよく、反対に下層となる高融点金属層６０の上面に上層となる低融点金属層６１を積層してもよい。あるいは、第１〜第３の可溶導体２１〜２３は、図１３（Ｂ）に示すように、内層と内層の上下面に積層される外層とからなる３層構造として形成してもよく、内層となる低融点金属層６１の上下面に外層となる高融点金属層６０を積層してもよく、反対に内層となる高融点金属層６０の上下面に外層となる低融点金属層６１を積層してもよい。
【０１１９】
また、第１〜第３の可溶導体２１〜２３は、図１４に示すように、高融点金属層６０と低融点金属層６１とが交互に積層された４層以上の多層構造としてもよい。この場合、第１〜第３の可溶導体２１〜２３は、最外層を構成する金属層によって、全面又は相対向する一対の側面を除き被覆された構造としてもよい。
【０１２０】
また、第１〜第３の可溶導体２１〜２３は、内層を構成する低融点金属層６１の表面に高融点金属層６０をストライプ状に部分的に積層させてもよい。図１５は、第１〜第３の可溶導体２１〜２３の平面図である。
【０１２１】
図１５（Ａ）に示す第１〜第３の可溶導体２１〜２３は、低融点金属層６１の表面に、幅方向に所定間隔で、線状の高融点金属層６０が長手方向に複数形成されることにより、長手方向に沿って線状の開口部６２が形成され、この開口部６２から低融点金属層６１が露出されている。第１〜第３の可溶導体２１〜２３は、低融点金属層６１が開口部６２より露出することにより、溶融した低融点金属と高融点金属との接触面積が増え、高融点金属層６０の溶食作用をより促進させて溶断性を向上させることができる。開口部６２は、例えば、低融点金属層６１に高融点金属層６０を構成する金属の部分メッキを施すことにより形成することができる。
【０１２２】
また、第１〜第３の可溶導体２１〜２３は、図１５（Ｂ）に示すように、低融点金属層６１の表面に、長手方向に所定間隔で、線状の高融点金属層６０を幅方向に複数形成することにより、幅方向に沿って線状の開口部６２を形成してもよい。
【０１２３】
また、第１〜第３の可溶導体２１〜２３は、図１６に示すように、低融点金属層６１の表面に高融点金属層６０を形成するとともに、高融点金属層６０の全面に亘って円形状又は矩形状の開口部６３が形成され、この開口部６３から低融点金属層６１を露出させてもよい。開口部６３は、例えば、低融点金属層６１に高融点金属層６０を構成する金属の部分メッキを施すことにより形成することができる。
【０１２４】
第１〜第３の可溶導体２１〜２３は、低融点金属層６１が開口部６３より露出することにより、溶融した低融点金属と高融点金属との接触面積が増え、高融点金属の溶食作用をより促進させて溶断性を向上させることができる。
【０１２５】
また、第１〜第３の可溶導体２１〜２３は、図１７に示すように、内層となる高融点金属層６０に多数の開口部６４を形成し、この高融点金属層６０に、メッキ技術等を用いて低融点金属層６１を成膜し、開口部６４内に充填してもよい。これにより、第１〜第３の可溶導体２１〜２３は、溶融する低融点金属が高融点金属に接する面積が増大するので、より短時間で低融点金属が高融点金属を溶食することができるようになる。
【０１２６】
また、第１〜第３の可溶導体２１〜２３は、低融点金属層６１の体積を、高融点金属層６０の体積よりも多く形成することが好ましい。第１〜第３の可溶導体２１〜２３は、発熱導体１５によって加熱されることにより、低融点金属が溶融することにより高融点金属を溶食し、これにより速やかに溶融、溶断することができる。したがって、第１〜第３の可溶導体２１〜２３は、低融点金属層６１の体積を、高融点金属層６０の体積よりも多く形成することにより、この溶食作用を促進し、速やかに第１、第２の電極１１，１２間の遮断、及び第３、第４の電極１３，１４間の短絡を行うことができる。
【符号の説明】
【０１２７】
１，４０，５０  スイッチ素子、１０  絶縁基板、１０ａ  表面、１０ｆ  裏面、１１  第１の電極、１２  第２の電極、１３  第３の電極、１４  第４の電極、１５  発熱導体、１６  絶縁層、１８  第１の接続部、１９  第２の接続部、２０  カバー部材、２１  第１の可溶導体、２２  第２の可溶導体、２３  第３の可溶導体、２４  側壁、２５  天面部、２６  第１のカバー部電極、２７  第２のカバー部電極、２８  フラックス、３０  警報回路、３１  第１の警報器、３２  第２の警報器、３３  第１のヒューズ、３４  制御回路、３５  第２のヒューズ、３６  第１の作動回路、３７  第２の作動回路、４１  第１の絶縁層、４２  第２の絶縁層
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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