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保护器件实质审查 发明

技术领域

[0001] 本发明涉及一种保护器件。
[0002] 本申请基于2021年2月19日在日本申请的日本特愿2021-025651号主张优先权,将其内容援引于此。

相关背景技术

[0003] 以往,具有在电流路径中流过超过额定的电流时发热熔断而阻断电流路径的熔丝元件。具备熔丝元件的保护器件(熔丝器件)例如用于电动汽车等广泛的领域中。
[0004] 例如,在专利文献1中记载了如下的熔丝:在熔丝中流过大的过电流,可熔体金属气化,产生电弧放电,利用此时的大的空间的压力上升使阻断构件在从大的空间朝向小的空间的方向上移动,由所述阻断构件封闭连结孔。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1:日本特开2009-032489号公报

具体实施方式

[0071] 以下,适当参照附图对本实施方式详细地进行说明。在以下的说明中使用的附图中,为了容易理解特征,方便起见,有时将成为特征的部分放大示出,各构成要素的尺寸比率等有时与实际不同。在以下的说明中举例示出的材料、尺寸等是一个例子,本发明并不限定于此,可以在发挥本发明效果的范围内适当变更而实施。
[0072] [第一实施方式]
[0073] (保护器件)
[0074] 图1~图11是表示第一实施方式的保护器件的示意图。在以下的说明中使用的附图中,X所表示的方向为熔丝元件的通电方向(第一方向)。Y所表示的方向为与X方向(第一方向)正交的方向,Z所表示的方向为与X方向和Y方向正交的方向。
[0075] 图1是表示第一实施方式的保护器件100的整体结构的立体图。图2是表示图1所示的保护器件100的整体结构的分解立体图。图3是将第一实施方式的保护器件100沿图1中示出的A-A’线剖开的剖视图。图4是将图3的一部分放大表示的放大剖视图。图5是用于对第一实施方式的保护器件100的动作进行说明的图,是沿图1中示出的A-A’线剖开的剖视图。图6是将图5的一部分放大表示的放大剖视图。
[0076] 如图1~图3所示,本实施方式的保护器件100具备:熔丝元件2;遮蔽构件3;壳体6,在内部设有供熔丝元件2和遮蔽构件3收纳的容纳部60;以及罩4,包覆壳体6的Y方向和Z方向侧面。
[0077] 就本实施方式的保护器件100而言,如图5和图6所示,遮蔽构件3因由熔丝元件2熔断时产生的电弧放电引起的容纳部60内的压力上升而以旋转轴33为中心旋转,容纳部60内被遮蔽构件3截断。
[0078] (熔丝元件)
[0079] 图7是用于对第一实施方式的保护器件100的一部分进行说明的放大图,是表示熔丝元件、第一端子以及第二端子的立体图。
[0080] 如图7所示,熔丝元件2为带状,具有:第一端部21、第二端部22以及包括设于第一端部21与第二端部22之间的收窄部的切断部23。熔丝元件2在作为从第一端部21朝向第二端部22的方向的X方向(第一方向)上通电。
[0081] 如图3和图7所示,第一端部21与第一端子61电连接。第二端部22与第二端子62电连接。
[0082] 如图7所示,第一端子61与第二端子62可以为大致相同的形状,也可以为各自不同的形状。第一端子61和第二端子62的厚度没有特别限定,而标准而言,可以设为0.3~1.0mm。如图3所示,第一端子61的厚度与第二端子62的厚度可以相同,也可以不同。
[0083] 如图1~图3、图7所示,第一端子61具备外部端子孔61a。此外,第二端子62具备外部端子孔62a。在外部端子孔61a、外部端子孔62a中的一方用于连接于电源侧,另一方用于连接于负荷侧。如图7所示,外部端子孔61a和外部端子孔62a可以设为俯视观察时大致圆形的贯通孔。
[0084] 作为第一端子61和第二端子62,例如,可以使用由铜、黄铜、镍等构成的端子。作为第一端子61和第二端子62的材料,从刚性强化的观点考虑,优选使用黄铜,从降低电阻的观点考虑,优选使用铜。第一端子61与第二端子62可以由相同的材料构成,也可以由不同的材料构成。
[0085] 第一端子61和第二端子62的形状只要是能与未图示的电源侧的端子或负荷侧的端子卡合的形状即可,例如,可以为在一部分具有开放部分的爪形,也可以如图7所示,在与熔丝元件2连接的一侧的端部具有朝向熔丝元件2两侧加宽的凸缘部(在图7中用附图标记61c、62c表示),没有特别限定。在第一端子61和第二端子62具有凸缘部61c、62c的情况下,第一端子61和第二端子62不易从壳体6脱落,成为可靠性和耐久性良好的保护器件100。
[0086] 图7所示的熔丝元件2设为厚度(Z方向的长度)大致均匀。如图3所示,熔丝元件2的厚度可以是均匀的,也可以是局部不同的。作为厚度局部不同的熔丝元件,例如可列举出厚度从切断部23朝向第一端部21和第二端部22逐渐变厚的熔丝元件等。这样的熔丝元件在过电流流过时,切断部23成为热点(heatspot),切断部23优先升温而软化,更可靠地被切断。
[0087] 熔丝元件2的厚度例如可以设为0.03~1.0mm,优选的是,可以设为0.2~0.5mm。
[0088] 如图7所示,熔丝元件2具有俯视观察时大致长方形的形状。如图7所示,第一端部21的Y方向的宽度21D与第二端部22的Y方向的宽度22D设为大致相同。因此,图7所示的熔丝元件2的Y方向的宽度是指第一端部21和第二端部22的Y方向的宽度21D、22D。
[0089] 如图1、图3、图7所示,熔丝元件2的第一端部21以与第一端子61呈俯视视角重叠的方式配置。此外,熔丝元件2的第二端部22以与第二端子62呈俯视视角重叠的方式配置。
[0090] 如图7所示,第一端部21的X方向的长度从与第一端子61呈俯视视角重叠的区域向切断部23侧延伸。此外,如图7所示,第二端部22的X方向的长度从与第二端子62呈俯视视角重叠的区域向切断部23侧延伸。在图7所示的熔丝元件2上,第二端部22的X方向的长度与第一端部21的X方向的长度呈大致相同。换言之,在本实施方式中,切断部23配置于熔丝元件2的X方向中心。
[0091] 如图7所示,在切断部23与第一端部21之间配置有俯视观察时大致梯形的第一连结部25。俯视观察时大致梯形的第一连结部25的平行的边中的长边与第一端部21耦合。此外,在切断部23与第二端部22之间配置有俯视观察时大致梯形的第二连结部26。俯视观察时大致梯形的第二连结部26的平行的边中的长边与第二端部22耦合。第一连结部25与第二连结部26呈相对于切断部23对称。由此,熔丝元件2的Y方向的宽度从切断部23朝向第一端部21和第二端部22逐渐变宽。其结果是,在熔丝元件2中流过过电流时,切断部23成为热点,切断部23优先升温而软化,容易被切断或熔断。
[0092] 如图7所示,熔丝元件2的切断部23的Y方向的宽度23D比第一端部21和第二端部22的Y方向的宽度21D、22D窄。由此,切断部23的Y方向的剖面积比熔丝元件2的切断部23以外的区域的剖面积窄。因此,切断部23比切断部23与第一端部21之间的区域以及切断部23与第二端部22之间的区域更容易被切断或熔断。
[0093] 在本实施方式中,作为熔丝元件2,如图7所示,列举出具有包括收窄部的切断部23的熔丝元件为例进行了说明,所述收窄部的Y方向的宽度23D比第一端部21和第二端部22的Y方向的宽度21D、22D窄,但就熔丝元件而言,切断部的Y方向的宽度也可以与第一端部和第二端部相同,不限定于切断部的Y方向的宽度比第一端部和第二端部的宽度窄。
[0094] 例如,也可以设置Y方向的剖面积均匀的线状或带状的熔丝元件来代替图7所示的熔丝元件2。在该情况下,熔丝元件的切断部的Y方向(第二方向)的剖面积与熔丝元件的切断部以外的区域的剖面积相同。
[0095] 如图3和图7所示,熔丝元件2具有由第一弯曲部24a和第二弯曲部24b构成的两个弯曲部,所述第一弯曲部24a和第二弯曲部24b是由带状构件沿Y方向以大致直角进行两次弯折而成的。第一弯曲部24a是以沿第一端部21与第一端子61呈俯视视角重叠的区域的缘部覆盖第一端子61的端面的方式形成的台阶。第二弯曲部24b是以沿第二端部22与第二端子62呈俯视视角重叠的区域的缘部覆盖第二端子62的端面的方式形成的台阶。第一弯曲部24a和第二弯曲部24b缓和与因在X方向上延伸的熔丝元件2的热引起的膨胀收缩相伴的应力,提高熔丝元件2的耐久性。
[0096] 在本实施方式中,如图3所示,熔丝元件2具有第一弯曲部24a和第二弯曲部24b,由此,第一端子61的未被第一端部21层叠的一侧的面、第二端子62的未被第二端部22层叠的一侧的面以及熔丝元件2的中央部的一个面(图3中的下侧的面)配置在大致同一个平面上。
[0097] 在本实施方式中,作为弯曲部,如图7所示,列举出带状构件沿Y方向弯折而成的第一弯曲部24a和第二弯曲部24b为例进行了说明,但形成弯曲部的带状原材料所弯折的方向只要是与X方向交叉的方向即可,不限定于Y方向。
[0098] 此外,在本实施方式中,作为弯曲部,列举出带状构件以大致直角进行两次弯折得到的第一弯曲部24a和第二弯曲部24b为例进行了说明,但形成弯曲部的带状原材料所弯折的角度和次数没有特别限定。
[0099] 此外,在本实施方式中,列举出在熔丝元件2的第一端部21侧设有第一弯曲部24a,在第二端部22侧设有第二弯曲部24b的情况为例进行了说明,设于熔丝元件的弯曲部的个数可以为一个,也可以为三个,也可以不在熔丝元件设置弯曲部。
[0100] 作为熔丝元件2的材料,可以使用包含合金的金属材料等公知的用于熔丝元件的材料。具体而言,作为熔丝元件2的材料,可以举例示出Pb85%/Sn、Sn/Ag3%/Cu0.5%等合金。
[0101] 熔丝元件2优选由层叠体构成,所述层叠体在厚度方向上层叠有由低熔点金属构成的内层和由高熔点金属构成的外层。在将第一端子61和第二端子62焊接于熔丝元件2的情况下,这样的熔丝元件2的焊接性良好,是优选的。
[0102] 在熔丝元件2由层叠体构成,所述层叠体在厚度方向上层叠有由低熔点金属构成的内层和由高熔点金属构成的外层,在此情况下,在熔丝元件2的电流阻断特性上,优选低熔点金属的体积比高熔点金属的体积多。
[0103] 作为用作熔丝元件2的材料的低熔点金属,优选使用Sn或以Sn为主成分的金属。Sn的熔点为232℃,因此以Sn为主成分的金属是低熔点的,在低温下会变软。例如,Sn/Ag3%/Cu0.5%合金的固相线是217℃。
[0104] 其中,低熔点优选为120℃~260℃的范围。此外,主成分是指含有50质量%以上。
[0105] 作为用作熔丝元件2的材料的高熔点金属,优选使用Ag或Cu,或以Ag或Cu为主成分的金属。例如,Ag的熔点为962℃,因此由以Ag为主成分的金属构成的层在由低熔点金属构成的层会变软的温度下维持刚性。
[0106] 此外,在将以Ag为主成分的金属作为外层形成的情况下,能使熔丝元件2的电阻值高效地下降,能将作为保护器件的额定电流设定得较高,因此优选。
[0107] 其中,高熔点优选为800℃~1200℃的范围。此外,主成分是指含有90质量%以上。
[0108] 熔丝元件2由层叠体构成,所述层叠体在厚度方向上层叠有由低熔点金属构成的内层和由高熔点金属构成的外层,其中,具有包括Y方向的宽度23D比第一端部21和第二端部22的Y方向的宽度21D、22D窄的收窄部的切断部23,在此情况下,在切断部23的Y方向的侧面可以形成外层,也可以不形成外层。
[0109] 本实施方式的保护器件100中的熔丝元件2的熔融温度优选为600℃以下,更优选为400℃以下。若熔融温度为600℃以下,则在熔丝元件2熔断时产生的电弧放电成为更小规模。
[0110] 熔丝元件2可以仅使用一片,也可以根据需要层叠多片使用。在本实施方式中,作为熔丝元件2,列举出使用层叠有两片的熔丝元件的情况为例进行说明,可以仅使用一片,也可以使用层叠三片以上的熔丝元件。
[0111] 熔丝元件2可以利用公知的方法制造。
[0112] 例如,在熔丝元件2由层叠体构成,所述层叠体在厚度方向上层叠有由低熔点金属构成的内层和由高熔点金属构成的外层,在包括收窄部的切断部23的Y方向的侧面未形成外层,在此情况下,可以利用以下示出的方法进行制造。首先,准备由低熔点金属构成的金属箔。接着,在金属箔的整个表面使用镀敷法形成高熔点金属层,制作层叠板。之后,将层叠板切断而制作具有包括收窄部的切断部23的规定的形状。通过以上的工序,得到由三层结构的层叠体构成的熔丝元件2。
[0113] 作为熔丝元件2,在制造由所述层叠体构成、具有包括收窄部的切断部23、且在切断部23的Y方向的侧面形成有外层的熔丝元件的情况下,例如,可以通过以下示出方法来制造。即,准备由低熔点金属构成的金属箔,将金属箔切断制作规定的形状。接着,在金属箔的整个表面使用镀敷法形成高熔点金属层,制作层叠板。通过以上的工序,得到由三层结构的层叠体构成的熔丝元件2。
[0114] (遮蔽构件)
[0115] 如图1~图6所示,遮蔽构件3包括第一遮蔽构件3a和与第一遮蔽构件3a形状相同的第二遮蔽构件3b。在本实施方式中,第一遮蔽构件3a与第二遮蔽构件3b为相同形状,因此通过使用相同材料来制造,能减少待制造的零件的种类,是优选的。第一遮蔽构件3a和第二遮蔽构件3b也可以使用不同的材料形成。
[0116] 在本实施方式中,作为遮蔽构件3,列举出具有第一遮蔽构件3a和第二遮蔽构件3b这两个构件的情况为例进行说明,遮蔽构件3也可以仅为第一遮蔽构件3a和第二遮蔽构件3b中的任一方。
[0117] 在本实施方式中,作为遮蔽构件3,具有第一遮蔽构件3a和第二遮蔽构件3b这两个构件,因此第一遮蔽构件3a和第二遮蔽构件3b因熔丝元件2熔断时的容纳部60内的压力上升而旋转。然后,容纳部60内被第一遮蔽构件3a截断,并且容纳部60内被第二遮蔽构件3b截断。因此,在遮蔽构件3具有第一遮蔽构件3a和第二遮蔽构件3b这两个构件的情况下,与遮蔽构件3仅为第一遮蔽构件3a和第二遮蔽构件3b中的任一方的情况相比,在熔丝元件2熔断时产生的电弧放电更迅速且可靠地熄灭(灭弧)。
[0118] 在本实施方式中,如图3和图4所示,第二遮蔽构件3b配置于以A-A‘剖面的熔丝元件2的X方向中心为轴而与第一遮蔽构件3a点对象的位置。即,第一遮蔽构件3a与第二遮蔽构件3b配置为相对于熔丝元件2的X方向中心而在X方向上对称。因此,在本实施方式的保护器件100中,即使第一遮蔽构件3a与第二遮蔽构件3b因熔丝元件2熔断时的容纳部60内的压力上升而同时旋转,也不会相互干扰,不会对相互的旋转移动带来阻碍。因此,在容纳部60内的X方向的两个部位,容纳部60内被第一遮蔽构件3a和第二遮蔽构件3b更可靠地截断。此外,能将旋转移动前的第一遮蔽构件3a和第二遮蔽构件3b与熔丝元件2一起稳定配置在容纳部60内的规定的位置,因此成为可靠性优异的保护器件100。
[0119] 并且,在本实施方式中,熔丝元件2在第一端部21与第二端部22之间具有切断部23,如图5和图6所示,第一遮蔽构件3a和第二遮蔽构件3b旋转,由此,在隔着切断部23的容纳部60内的接近X方向的两个部位,容纳部60内被第一遮蔽构件3a和第二遮蔽构件3b截断。
其结果是,在熔丝元件2熔断时产生的电弧放电更迅速且可靠地熄灭(灭弧)。
[0120] 在本实施方式中,使用图8A~图8B以及图9,对第一遮蔽构件3a的结构进行说明。关于第二遮蔽构件3b的结构,其与第一遮蔽构件3a的结构是相同的,因此省略说明。
[0121] 图8A~图8B是用于对第一实施方式的保护器件100中具备的第一遮蔽构件3a的结构进行说明的附图。图8A是从容纳部侧观察的立体图,图8B是从熔丝元件侧观察的立体图。图9是用于对第一实施方式的保护器件100中具备的第一遮蔽构件3a的结构进行说明的附图。图9的(a)是从熔丝元件侧观察的俯视图,图9的(b)是从容纳部侧观察的俯视图,图9的(c)~(e)是侧视图。
[0122] 第一遮蔽构件3a被夹于熔丝元件2和包括容纳部60的第一壳体6a之间。熔丝元件侧是指对于第一遮蔽构件3a配置有熔丝元件2的一侧。容纳部侧是指对于第一遮蔽构件3a配置有包括容纳部60的第一壳体6a的一侧。
[0123] 如图1~图9所示,第一遮蔽构件3a具有板状部30。板状部30为俯视观察时大致矩形,如图4所示,具有:第一面31,与熔丝元件2对置配置;以及第二面32,与形成于壳体6的容纳部60的凹部68的底面(第一底面68c或第二底面68d)对置配置。
[0124] 板状部30的第一面31与熔丝元件2接近或相接地配置,如图3和图4所示,优选与熔丝元件2相接地配置,更优选第一面31的整个面与熔丝元件2相接地配置。若第一面31与熔丝元件2相接地配置,则在熔丝元件2熔断时产生的电弧放电成为更小规模。
[0125] 如图3和图4所示,板状部30的第二面32与在Y方向上延伸的旋转轴33相接地配置。在本实施方式中,如图3和图4所示,旋转轴33由形成于壳体6的容纳部60的凹部68内的台阶构成。
[0126] 在本实施方式中,如图4所示,在图8B和图9所示的第一遮蔽构件3a的板状部30的第一面31的X方向的两端中的靠近旋转轴33的第一端边31a配置于容纳部60的X方向内侧,远离旋转轴33的第二端边31b配置于容纳部60的X方向外侧。如图6所示,第一端边31a通过第一遮蔽构件3a旋转而被按压于设于容纳部60的内表面的遮蔽构件容纳槽34的底面上。此外,第二端边31b通过第一遮蔽构件3a旋转而容纳于凹部68内。
[0127] 在本实施方式中,如图4所示,在图8A和图9所示的第一遮蔽构件3a的板状部30的第二面32的X方向的两端中的靠近旋转轴33的第一端边32a配置于容纳部60的X方向内侧,配置于远离旋转轴33的第二端部的第二端面32b配置于容纳部60的X方向外侧。
[0128] 针对第一遮蔽构件3a,如图9的(a)所示,从熔丝元件2观察的板状部30的面积被板状部30与旋转轴33的接触位置33a截断而成的第一面积30a和第二面积30b是不同的。需要说明的是,板状部30与旋转轴33的接触位置33a不仅指板状部30中的第二面32与旋转轴33接触的位置,也将与第二面32的接触位置33a对置的第一面31的位置设为接触位置33a。在本实施方式中,如图9的(a)所示,配置于靠近旋转轴33的第一端边31a侧的第一面积30a的面积比配置于远离旋转轴33的第二端边31b侧的第二面积30b的面积窄。
[0129] 因由熔丝元件2熔断时产生的电弧放电引起的容纳部60内的压力上升,如图5和图6所示,第一面31被按压而使第一遮蔽构件3a以旋转轴33为中心旋转。在本实施方式中,就由容纳部60内的压力上升引起的对第一面31的按压力而言,在图9的(a)所示的第一面积
30a和第二面积30b中,对面积广的第二面积30b施加的力相对强于对面积窄的第一面积30a施加的力。因此,对第一面31的第二端边31b侧的按压力比对第一端边31a侧的按压力强。因此,如图6所示,第一遮蔽构件3a向配置于容纳部60的X方向外侧的第二端边31b侧与熔丝元件2分离的方向(远离熔丝元件2的方向)旋转,即向配置于容纳部60的X方向内侧的第一端边31a侧靠近熔丝元件2的方向旋转。
[0130] 如图8A和图9的(b)所示,在第二面32的第二端面32b的Y方向中心部立起设置有凸部38。凸部38为四棱柱状。凸部38的侧面中的一个面设为与板状部30的X方向侧面连续的平面。
[0131] 如图5和图6所示,凸部38在熔丝元件2熔断时被容纳于引导孔66,作为使第一遮蔽构件3a旋转移动至规定的位置的引导件发挥功能。因此,第一遮蔽构件3a具有凸部38,由此,在熔丝元件2熔断时,第一遮蔽构件3a容易旋转移动至规定的位置。其结果是,通过第一遮蔽构件3a旋转,容纳部60内被更可靠地截断。
[0132] 在本实施方式中,凸部38配置于第二面32的第二端面32b的Y方向中心部,因此更有效地防止在熔丝元件2熔断时旋转移动的第一遮蔽构件3a的位置偏移。
[0133] 在本实施方式中,如图8A和图9的(b)以及图9的(e)所示,第二面32的第二端面32b设为以与凸部38的X方向的尺寸对应的宽度斜切的倾斜面。因此,如图6所示,与第一遮蔽构件3a的旋转移动相伴的凸部38向引导孔66的进入不会因第二面32的第二端面32b抵接于后述的凹部68的第二底面68d而被妨碍。因此,在熔丝元件2熔断时,第一遮蔽构件3a变得容易旋转移动至规定的位置。此外,无需为了避免与第一遮蔽构件3a的旋转移动相伴的凸部38与第二底面68d的接触而加深凹部68,因此能使保护器件100小型化。而且,无需加深凹部68,因此能确保壳体6的厚度,能确保壳体6的强度。
[0134] 凸部38的大小设为如下尺寸:如图3和图4所示,在第一遮蔽构件3a旋转前的状态下,能容纳于形成于容纳部60内的凹部68,如图5和图6所示,当第一遮蔽构件3a旋转时,能容纳于形成于凹部68内的引导孔66。在本实施方式中,凸部38的X方向的尺寸和从第二面32起到凸部38的顶部为止的长度设为与板状部30的厚度大致相同,凸部38的Y方向的尺寸设为比X方向的尺寸长。
[0135] 在本实施方式中,作为凸部38,列举出设有所述的四棱柱状的凸部的情况为例进行了说明,但凸部的形状不限定于所述的四棱柱状,例如,可以为正四棱柱状,Y方向的尺寸可以比X方向的尺寸短。此外,凸部的形状例如可以为具有圆形、长圆形、椭圆形、三角形、六边形等剖面形状的柱状。
[0136] 此外,在本实施方式中,列举出凸部38配置于第二面32的Y方向中心部的情况为例进行了说明,但第二面32上的凸部的Y方向的位置可以不是中心部。
[0137] 此外,在本实施方式中,列举出遮蔽构件具有凸部的情况为例进行了说明,但凸部是为使遮蔽构件容易旋转移动至规定的位置而根据需要设置的,也可以不设置。在遮蔽构件不具有凸部的情况下,优选在凹部68内设有引导孔66,以便将在熔丝元件2熔断时因电弧放电而产生的容纳部60内的气体排出至内压缓冲空间71。
[0138] 第一遮蔽构件3a和第二遮蔽构件3b由绝缘材料构成。作为绝缘材料,可以使用陶瓷材料、树脂材料等。
[0139] 作为陶瓷材料,可举例示出氧化铝、莫来石、氧化锆等,优选使用氧化铝等导热系数高的材料。在第一遮蔽构件3a和第二遮蔽构件3b由陶瓷材料等导热系数高的材料形成的情况下,能使熔丝元件2切断时产生的热高效地散热至外部。因此,可更有效地抑制熔丝元件2切断时产生的电弧持续放电。
[0140] 作为树脂材料,优选使用选自聚苯硫醚(PPS)树脂、尼龙系树脂、聚四氟乙烯等氟系树脂、聚邻苯二甲酰胺(PPA)树脂中的任一种,特别优选使用尼龙系树脂。
[0141] 作为尼龙系树脂,可以使用脂肪族聚酰胺,也可以使用半芳香族聚酰胺。使用不含苯环的脂肪族聚酰胺作为尼龙系树脂的情况与使用具有苯环的半芳香族聚酰胺的情况相比,即使第一遮蔽构件3a和/或第二遮蔽构件3b因熔丝元件2熔断时产生的电弧放电而燃烧,也不易生成石墨。因此,通过使用脂肪族聚酰胺形成第一遮蔽构件3a和第二遮蔽构件3b,能防止因熔丝元件2熔断时产生的石墨而形成新的通电路径。
[0142] 作为脂肪族聚酰胺,例如可以使用尼龙4、尼龙6、尼龙46、尼龙66等。
[0143] 作为半芳香族聚酰胺,例如可以使用尼龙6T、尼龙9T等。
[0144] 在这些尼龙系树脂中,优选使用作为脂肪族聚酰胺的尼龙4、尼龙6、尼龙46、尼龙66等不含苯环的树脂,由于耐热性优异,因此更优选使用尼龙46或尼龙66。
[0145] 例如,保护器件100中的遮蔽构件3、壳体6以及罩4由作为脂肪族聚酰胺的尼龙66构成的情况与由作为具有苯环的半芳香族聚酰胺的尼龙9T构成的情况相比,电流阻断后的绝缘电阻成为10倍~10000倍。
[0146] 作为树脂材料,优选使用耐电痕化指标CTI为400V以上的树脂材料,更优选使用耐电痕化指标CTI为600V以上的树脂材料。耐电痕化性能通过基于IEC60112的试验来求出。
[0147] 在树脂材料中,尼龙系树脂的耐电痕化性(对电痕化(碳化导电路)破坏的耐性)特别高,是优选的。
[0148] 作为树脂材料,优选使用玻璃化转变温度高的树脂材料。树脂材料的玻璃化转变温度(Tg)是指从软质的橡胶状态转变为硬质的玻璃状态的温度。若将树脂加热至玻璃化转变温度以上,则分子容易运动,变为软质的橡胶状态。另一方面,若树脂变冷,则分子的运动受限制,变为硬质的玻璃状态。
[0149] 第一遮蔽构件3a和第二遮蔽构件3b可以利用公知的方法制造。
[0150] (壳体)
[0151] 如图1~图3所示,壳体6为大致圆柱状。壳体6由第一壳体6a和第二壳体6b构成,第一壳体6a与第二壳体6b相对于熔丝元件2对置配置。第一端子61和第二端子62的一部分被夹持在第一壳体6a与第二壳体6b之间,并被罩4固定。
[0152] 如图1~图3所示,第一壳体6a与第二壳体6b为相同形状,且为大致半圆柱状。在本实施方式中,第一壳体6a与第二壳体6b为相同形状,因此通过使用相同的材料来制造,能减少待制造的零件的种类,是优选的。第一壳体6a和第二壳体6b也可以用不同的材料形成。
[0153] 在本实施方式中,第一壳体6a与第二壳体6b为相同形状,隔着熔丝元件2对置配置,因此因熔丝元件2熔断时的容纳部60内的压力上升引起的应力均等地分散负荷于第一壳体6a和第二壳体6b。因此,壳体6具有优异的强度,能有效地防止熔丝元件2熔断时的保护器件100的破坏。
[0154] 如图1~图3所示,容纳部60设于壳体6的内部。容纳部60通过使第一壳体6a与第二壳体6b一体化来形成。熔丝元件2、第一遮蔽构件3a以及第二遮蔽构件3b收纳于容纳部60中。
[0155] 如图3所示,在容纳部60内在X方向上对置配置有两个向容纳部60开口的插入孔64。两个插入孔64通过使第二壳体6b与第一壳体6a一体化而分别形成。
[0156] 如图3所示,熔丝元件2的第一端部21容纳于两个插入孔64中的一方,熔丝元件2的第二端部22容纳于另一方的插入孔64。
[0157] 如图1和图3所示,连接于熔丝元件2的第一端子61和第二端子62的一部分露出至壳体6的外部。
[0158] 在本实施方式中,使用图10A~图10C以及图11,对第一壳体6a的结构进行说明。关于第二壳体6b的结构,与第一壳体6a是相同的,因此省略说明。
[0159] 图10A~图10C是用于对第一实施方式的保护器件100中具备的第一壳体6a的结构进行说明的附图。图10A是从外侧观察第一壳体6a的立体图,图10B和图10C是第一壳体6a的容纳部内部的立体图。图11是用于对第一实施方式的保护器件100中具备的第一壳体6a的结构进行说明的附图。图11的(a)是第一壳体6a的容纳部内部的俯视图,图11的(b)是从外侧观察第一壳体6a的俯视图,图11的(c)~(e)是第一壳体6a的侧视图。
[0160] 如图10B、图10C、图11的(a)所示,第一壳体6a与第二壳体6b对置的XY面为以俯视视角将X方向设为长边,将Y方向设为短边的大致长方形,具有X方向中心部的Y方向的长度较短的形状。
[0161] 如图10B、图10C、图11的(a)所示,在第一壳体6a中,在通过与第二壳体6b进行一体化而构成容纳部60的内表面的区域中,设有凹部68、遮蔽构件容纳槽34以及熔丝元件载置面65。
[0162] 如图10B、图10C、图11的(a)所示,凹部68为俯视观察时大致矩形。如图4所示,第一遮蔽构件3a(在第二壳体6b的情况下为第二遮蔽构件3b)容纳于凹部68。在本实施方式中,如图4、图10C、图11的(a)所示,在凹部68的内壁面中,配置于第一壳体6a的X方向内侧的第一壁面68a被配置于第一壳体6a的X方向大致中心。因此,第一壁面68a与熔丝元件2的切断部23在Z方向重合地配置(参照图4)。
[0163] 如图4所示,凹部68的底面是与第一遮蔽构件3a(在第二壳体6b的情况下为第二遮蔽构件3b)的板状部30中的第二面32对置的面。凹部68的底面如图10B、图10C、图11的(a)所示,具有:第一底面68c,配置于第一壁面68a侧;以及第二底面68d,配置于与第一壁面68a对置的第二壁面68b侧。第一底面68c设于比第二底面68d在Z方向靠近与熔丝元件2对置的面的位置。由此,如图4和图10C所示,在第一底面68c与第二底面68d的边界部分形成有在Y方向上延伸的台阶。在本实施方式中,如图4和图10C所示,形成于第一壳体6a的凹部68内的台阶作为第一遮蔽构件3a的旋转轴33(在第二壳体6b的情况下为第二遮蔽构件3b的旋转轴33)发挥功能。
[0164] 如图4和图10C所示,形成于第一壳体6a的凹部68内的台阶(旋转轴33)的X方向的位置设为相对于第二壁面68b更靠近第一壁面68a的位置。由此,如图9的(a)所示,在第一遮蔽构件3a(在第二壳体6b的情况下为第二遮蔽构件3b)的从熔丝元件2观察的板状部30的面积中,根据板状部30与旋转轴33的接触位置33a,配置于靠近旋转轴33的第一端边31a侧的第一面积30a的面积比配置于远离旋转轴33的第二端边31b侧的第二面积30b的面积窄。
[0165] 在本实施方式中,第一底面68c的X方向长度与凹部68的X方向长度的比例(第一底面68c的X方向长度/凹部68的X方向长度)和板状部30的面积与第一面积30a的面积的比例(第一面积30a的面积/板状部30的面积)是大致相同的,为小于0.5,优选为0.2~0.49,更优选为0.3~0.4。
[0166] 在此,凹部68的X方向长度设为从凹部68的第一壁面68a起到第二壁面68b为止的X方向长度。
[0167] 若第一底面68c的X方向长度与凹部68的X方向长度的比例为0.4以下,则第一面积30a与第二面积30b之差充分地变大。由此,关于因容纳部60内的压力上升引起的对第一遮蔽构件3a的板状部30的第一面31的按压力,第二端边31b侧与第一端边31a侧之差也变大。
因此,因容纳部60内的压力上升引起的按压力被高效地转换为使第一遮蔽构件3a旋转移动的驱动力。其结果是,如图6所示,第一遮蔽构件3a向配置于容纳部60的X方向外侧的第二端边31b侧与熔丝元件2分离的方向旋转,即向配置于容纳部60的X方向内侧的第一端边31a侧靠近熔丝元件2的方向以充分的旋转速度旋转。然后,第一端边31a以强力被按压于设于容纳部60的内表面的遮蔽构件容纳槽34的底面上。因此,若第一底面68c的X方向长度与凹部
68的X方向长度的比例为0.4以下,则容纳部60内被板状部30的第一面31的第一端边31a、第二面32的与旋转轴33相接的部分以及板状部30的侧面更可靠地堵塞而截断。
[0168] 若第一底面68c的X方向长度与凹部68的X方向长度的比例为0.3以上,则能充分地确保第一底面68c的面积。因此,能利用第一底面68c将旋转移动前的第一遮蔽构件3a更加稳定地保持在第一壳体6a内的规定的位置。其结果是,成为可靠性更优异的保护器件100。
[0169] 在本实施方式中,列举出在凹部68的第一壁面68a侧配置第一底面68c,在第二壁面68b侧配置第二底面68d的情况为例进行了说明,但也可以在凹部68的第一壁面68a侧配置第二底面68d,在第二壁面68b侧配置第一底面68c。在该情况下,形成于第一壳体6a的凹部68内的台阶(旋转轴33)的X方向的位置成为相对于第一壁面68a更靠近第二壁面68b的位置。因此,在第一遮蔽构件3a的板状部30的第一面31的X方向两端中,靠近旋转轴33的第一端边31a配置于容纳部60的X方向外侧,远离旋转轴33的第二端边31b配置于容纳部60的X方向内侧。然后,第一遮蔽构件3a的旋转方向成为与本实施方式的保护器件100相反的方向。
[0170] 在本实施方式中,在凹部68的第一壁面68a侧配置第一底面68c,在第二壁面68b侧配置第二底面68d,因此与在第一壁面68a侧配置第二底面68d,在第二壁面68b侧配置第一底面68c的情况相比,在容纳部60内,被第一遮蔽构件3a堵塞的X方向的位置与被第二遮蔽构件3b堵塞的X方向的位置接近,并且靠近切断部23(热点)。因此,熔丝元件2熔断时产生的电弧放电容易成为更小规模,是优选的。
[0171] 在本实施方式中,就凹部68的Y方向的长度而言,优选第一遮蔽构件3a的板状部30与凹部68的内壁面接触并且为嵌入凹部68内的形状。在该情况下,第一遮蔽构件3a能因熔丝元件2熔断时的容纳部60内的压力上升而旋转。并且,第一遮蔽构件3a旋转,由此容纳部60内被板状部30的第一面31的第一端边31a、第二面32的与旋转轴33相接的部分以及板状部30的侧面更可靠地堵塞而截断。而且,能将旋转移动前的第一遮蔽构件3a更加稳定地保持在第一壳体6a内的规定的位置。具体而言,凹部68的在Y方向上对置的内壁面与板状部30的分离距离例如优选设为0.05~0.2mm,更优选设为0.05~0.1mm。
[0172] 如图11的(a)所示,在凹部68的第二底面68d设有一个引导孔66和两个底面通气孔69。如图11的(a)和图11的(b)所示,一个引导孔66和两个底面通气孔69在Z方向贯通第一壳体6a,在第二底面68d和第一壳体6a的外表面开口。
[0173] 引导孔66将在熔丝元件2熔断时因电弧放电而产生的容纳部60内的气体排出至内压缓冲空间71。引导孔66与第一遮蔽构件3a的凸部38一起,在熔丝元件2熔断时,作为使第一遮蔽构件3a旋转移动至规定的位置的引导件发挥功能。引导孔66设为在第一遮蔽构件3a旋转时能容纳第一遮蔽构件3a的凸部38的尺寸。
[0174] 引导孔66为俯视观察时大致矩形。如图4、图10B、图11的(b)所示,引导孔66的X方向外侧的内壁面配置于比第二壁面68b靠X方向外侧的位置,如图4、图10B所示,延伸直至相比于第二底面68d更靠近与熔丝元件2对置的面的位置而形成。因此,即使在熔丝元件2熔断时第一遮蔽构件3a旋转移动,凸部38被容纳于引导孔66,引导孔66也不会被遮蔽构件3阻塞。因此,能将因电弧放电而产生的容纳部60内的气体可靠地排出至内压缓冲空间71。此外,如图6所示,第一遮蔽构件3a旋转,由此板状部30的第一面31的第二端边31b容易沿引导孔66的内壁面容纳于凹部68内。并且,第一壳体6a具有第二壁面68b,因此第一壳体6a能将旋转移动前的第一遮蔽构件3a沿第二壁面68b高精度地、更加稳定地保持于规定的位置。
[0175] 底面通气孔69为大致圆筒形。底面通气孔69抑制熔丝元件2熔断时的凹部68内的压力上升,抑制电弧放电。
[0176] 在本实施方式中,列举出设有大致圆筒形的底面通气孔69的情况为例进行了说明,但通气孔的形状不限定于大致圆筒形,例如可以是长圆筒状、椭圆筒状、多边形筒状等。
[0177] 如图11的(a)所示,两个底面通气孔69配置为相对于Y方向中心对称。因此,在熔丝元件2熔断时,容纳部60内的气体容易经由两个底面通气孔69均等且迅速地排出至容纳部60之外,是优选的。
[0178] 在本实施方式中,列举出设有两个底面通气孔69的情况为例进行了说明,但底面通气孔的个数没有特别限定,可以为一个,也可以为三个以上,也可以不设底面通气孔69。在不设底面通气孔69的情况下,优选具有引导孔66和/或后述的侧面通气口77。
[0179] 如图3、图10B、图10C、图11的(a)所示,在第一壳体6a的容纳部60侧的面中,在相对于X方向大致中心以俯视视角与凹部68的相反侧,设有遮蔽构件容纳槽34。遮蔽构件容纳槽34为俯视观察时大致矩形,包括底面平坦的槽。如图5和图6所示,第一遮蔽构件3a旋转,由此板状部30的一部分被容纳于遮蔽构件容纳槽34中。在本实施方式中,遮蔽构件容纳槽34的Y方向的长度比第一遮蔽构件3a的Y方向的长度长。因此,配置为:第一遮蔽构件3a旋转,由此板状部30的第一面31的整个第一端边31a与遮蔽构件容纳槽34的底面上相接。
[0180] 在本实施方式中,如图10B、图10C、图11的(a)所示,将遮蔽构件容纳槽34的在Y方向上对置的缘部的外侧设为与第二壳体6b接合的接合面70。因此,第一遮蔽构件3a在接合了第一壳体6a和第二壳体6b的状态下旋转,由此容纳部60内被板状部30的第一面31的第一端边31a、第二面32的与旋转轴33相接的部分以及板状部30的侧面更可靠地堵塞而截断。
[0181] 遮蔽构件容纳槽34的深度优选设为熔丝元件2的厚度的0.5~2倍,更优选设为0.5~1倍。若遮蔽构件容纳槽34的深度为熔丝元件2的厚度的0.5倍以上,则通过第一遮蔽构件3a旋转,能将容纳部60内更可靠地截断。此外,若遮蔽构件容纳槽34的深度为熔丝元件2的厚度的2倍以下,则通过遮蔽构件容纳槽34作为止动件发挥功能,由此第一遮蔽构件3a的旋转移动的范围得到优化。因此,不会为了避免与第一遮蔽构件3a的旋转移动相伴的第一遮蔽构件3a与凹部68的接触而使凹部68的大小过度地增大而对保护器件100的小型化带来阻碍。
[0182] 此外,为了有效地抑制熔丝元件2切断时产生的电弧持续放电,优选熔丝元件2的表面与容纳部60的内壁的Z方向的距离近。如图4所示,熔丝元件2的表面与熔丝元件载置面65的底面的Z方向的距离比熔丝元件2的表面与遮蔽构件容纳槽34的底面的Z方向的距离近。因此,优选缩短遮蔽构件容纳槽34的X方向的长度,使熔丝元件2的表面中与熔丝元件载置面65对置的区域变多。
[0183] 若遮蔽构件容纳槽34的深度为熔丝元件2的厚度的2倍以下,则即使遮蔽构件容纳槽34的X方向的长度短,也不会使第一遮蔽构件3a过度地旋转移动,能将板状部30的第一面31的第一端边31a与遮蔽构件容纳槽34的底面上相接地配置。因此,能使熔丝元件2的表面中与熔丝元件载置面65对置的区域的比例多,能抑制熔丝元件2切断时产生的电弧放电。
[0184] 如图10B、图10C、图11的(a)所示,在第一壳体6a的容纳部60侧的面中,包括凹部的熔丝元件载置面65设于遮蔽构件容纳槽34的以俯视视角X方向外侧。在熔丝元件载置面65与遮蔽构件容纳槽34的边界部分和熔丝元件载置面65与接合面70的边界部分形成有台阶,所述接合面70与第二壳体6b接合。在本实施方式中,形成熔丝元件载置面65的凹部的深度优选为熔丝元件2的厚度尺寸以下,例如,可以为熔丝元件2的一半厚度的尺寸。
[0185] 熔丝元件载置面65的底面与熔丝元件2接近或相接地配置,如图4所示,优选以与熔丝元件2相接的方式配置。若熔丝元件载置面65的底面与熔丝元件2相接地配置,则熔丝元件2熔断时产生的电弧放电成为更小规模。
[0186] 在本实施方式中,第一壳体6a(第二壳体6b)的熔丝元件载置面65的底面与隔着熔丝元件2而对置配置的第二遮蔽构件3b(第一遮蔽构件3a)之间的Z方向的距离优选为熔丝元件2的厚度的10倍以下,更优选为5倍以下,进一步优选为2倍以下,特别优选为熔丝元件2与第一壳体6a(第二壳体6b)的熔丝元件载置面65的底面和/或第二遮蔽构件3b(第一遮蔽构件3a)相接。若所述的Z方向的距离为熔丝元件2的厚度的10倍以下,则由电弧放电产生的电场线的根数变少,熔丝元件2熔断时产生的电弧放电成为小规模。此外,所述的Z方向的距离短,因此能使保护器件100小型化。
[0187] 如图10B、图10C、图11的(a)所示,在熔丝元件载置面65的底面的X方向外侧的位置设有在Y方向上延伸的防漏槽35。在熔丝元件2熔断时,熔融了的熔丝元件2飞散,飞散物附着于容纳部60内的情况下,防漏槽35截断由附着物形成的通电路径,防止漏电流。
[0188] 优选的是,防漏槽35的Y方向的长度比熔丝元件2的第一端部21的Y方向的宽度21D和第二端部22的Y方向的宽度22D长。在该情况下,能更有效地防止在熔丝元件2熔断时附着于容纳部60内的飞散物与第一端子61或第二端子62电连接,能更有效地防止漏电流的产生。
[0189] 防漏槽35以大致固定的宽度和深度形成。就防漏槽35的宽度和深度而言,只要能利用防漏槽35截断在熔丝元件2熔断时因飞散的附着物而形成的通电路径,防止漏电流,就没有特别限定。
[0190] 在本实施方式的保护器件100中,优选设置防漏槽35,也可以没有防漏槽35。此外,防漏槽35优选在熔丝元件载置面65的底面的X方向外侧的位置、在Y方向上延伸地设置,但也可以位于熔丝元件载置面65的底面上的其他位置,也可以不在Y方向上延伸。
[0191] 如图10A~图10C、图11的(a)所示,在凹部68的在Y方向上对置的缘部且在X方向的位置为形成有第二底面68d的范围内的部分中,分别设有由凹部构成的侧面凹部77a。如图10B和图10C所示,在配置于凹部68的缘部的侧面凹部77a与接合面70的边界部分形成有台阶,所述接合面70与第二壳体6b接合。
[0192] 如图10A~图10C、图11的(a)所示,在熔丝元件载置面65的在Y方向上对置的缘部且在X方向的位置为比防漏槽35靠中心侧的部分中,分别设有包括从熔丝元件载置面65的底面连续的平面的侧面凹部77a。如图10B和图10C所示,在配置于熔丝元件载置面65的缘部的侧面凹部77a与接合面70的边界部分形成有台阶,所述接合面70与第二壳体6b接合。
[0193] 设于第一壳体6a的凹部68的缘部的四个侧面凹部77a分别通过与第二壳体6b进行一体化,而与设于第二壳体6b的四个侧面凹部77a一起形成贯通壳体6的四个侧面通气口77(参照图1)。侧面通气口77抑制熔丝元件2熔断时的容纳部60内的压力上升,抑制电弧放电。
[0194] 在本实施方式中,配置于凹部68的缘部的两个侧面凹部77a和配置于熔丝元件载置面65的缘部的两个侧面凹部77a的深度均设为熔丝元件2的一半厚度的尺寸。此外,配置于凹部68的缘部的两个侧面凹部77a与配置于熔丝元件载置面65的缘部的两个侧面凹部77a为相同形状,配置为相对于容纳部60的X方向中心对称。因此,通过使第一壳体6a与第二壳体6b一体化而形成的四个侧面通气口77配置于容易使熔丝元件2熔断时产生的容纳部60内的气体均等且迅速地向容纳部60的外部排出的位置,是优选的。
[0195] 在本实施方式中,列举出侧面凹部77a的深度为熔丝元件2的一半厚度的尺寸的情况为例进行了说明,但侧面凹部77a的深度没有特别限定。此外,在本实施方式中,列举出四个侧面凹部77a为相同形状的情况为例进行了说明,但四个侧面凹部77a中可以一部分或全部为不同的形状。
[0196] 在本实施方式中,列举出设有四个侧面通气口77的情况为例进行了说明,但侧面通气口的个数没有特别限定,可以为三个以下,也可以为五个以上,也可以不设侧面通气口。在不设侧面通气口77的情况下,优选具有引导孔66和/或底面通气孔69。
[0197] 如图10B、图10C、图11的(a)所示,在第一壳体6a的容纳部60侧的面中,在凹部68和熔丝元件载置面65的以俯视视角X方向外侧,分别设有包括凹部的插入孔形成面64a。在各插入孔形成面64a与接合面70的边界部分形成有台阶,所述接合面70与第二壳体6b接合。插入孔形成面64a与接合面70的台阶设为通过使第一壳体6a与第二壳体6b一体化,能形成能容纳第一端子61(或第二端子62)与熔丝元件2的层叠部分的插入孔64的尺寸。
[0198] 插入孔形成面64a的Y方向的长度比熔丝元件2的第一端部21的Y方向的宽度21D和第二端部22的Y方向的宽度22D长。因此,熔丝元件2的第一端部21和第二端部22的整个宽度21D、22D方向配置于插入孔形成面64a上。
[0199] 如图10B、图10C、图11的(a)所示,以俯视视角包围两个插入孔形成面64a的X方向外侧与插入孔形成面64a的Y方向外侧的一部分的方式分别设有包括凹部的端子载置面64b。端子载置面64b设为与第一端子61和第二端子62的平面形状对应的外形形状。由此,能使第一壳体6a与第一端子61和第二端子62容易地对齐。此外,第一端子61和第二端子62变得不易从壳体6脱落。
[0200] 例如,在本实施方式中,端子载置面64b优选具有与作为具有凸缘部61c的第一端子61和具有凸缘部62c的第二端子62的平面形状的大致T型形状对应的外形形状。根据本构成,成为凸缘部61c、凸缘部62c不易脱落且可靠性和耐久性良好的保护器件100。
[0201] 如图10B和图10C所示,端子载置面64b在比插入孔形成面64a的表面靠Z方向上,设于靠近接合面70的位置,所述接合面70与第二壳体6b接合。由此,在端子载置面64b与插入孔形成面64a的边界部分形成有台阶。此外,在端子载置面64b与接合面70的边界部分也形成有台阶,所述接合面70与第二壳体6b连接。端子载置面64b与接合面70的台阶设为通过使第一壳体6a与第二壳体6b一体化,能容纳第一端子61(或第二端子62)的尺寸。
[0202] 如图10B、图10C、图11的(a)所示,在两个端子载置面64b的X方向外侧的缘部的Y方向中心部,分别形成有包括具有大致半圆状的底面的凹部的缺口78a。缺口78a分别通过使第一壳体6a与第二壳体6b一体化,来构成从X方向观察具有大致圆柱状的第一粘接剂注入口78(参照图1和图3)。
[0203] 如图10A~图10C、图11的(a)~图11的(d)所示,在第一壳体6a与第二壳体6b接合的接合面70中,在第一壳体6a的俯视观察四个角的位置分别形成有缺口76a。缺口76a分别通过使第一壳体6a与第二壳体6b一体化,来构成从X方向观察具有剖视半圆形的柱状形状的中空的第二粘接剂注入口76(参照图1)。
[0204] 如图10B和图10C所示,在形成于第一壳体6a与第二壳体6b接合的接合面70的四个缺口76a中的形成于凹部68侧的两个缺口76a与端子载置面64b之间,分别形成有俯视观察时大致圆形的嵌合凹部63。
[0205] 此外,如图10B、图10C、图11的(a)所示,在形成于第一壳体6a与第二壳体6b接合的接合面70的四个缺口76a中的形成于熔丝元件载置面65侧的两个缺口76a与端子载置面64b之间,分别形成有俯视观察时大致圆形的嵌合凸部67。各嵌合凹部63通过使第一壳体6a与第二壳体6b一体化来与各嵌合凸部67嵌合。
[0206] 如图10A、图11的(b)、图11的(e)所示,在第一壳体6a的外表面设有形成于与接合面70为相反侧的面的第一缓冲用凹部73,所述接合面70与第二壳体6b接合。此外,如图10A~图10C、图11的(a)所示,在第一壳体6a的Y方向两侧面,分别设有第二凹部74。第二凹部74通过使第一壳体6a与第二壳体6b一体化,来构成第二缓冲用凹部75(参照图1)。此外,如图10A~图10C、图11的(b)~图11的(e)所示,在第一壳体6a的外表面的X方向两端部分别设有具有半圆柱状的外形的端构件72。端构件72通过使第一壳体6a与第二壳体6b一体化,来构成圆柱状的形状。
[0207] 第一缓冲用凹部73和第二凹部74(第二缓冲用凹部75)形成被使第一壳体6a与第二壳体6b一体化而成的壳体6的外表面与罩4的内表面包围的内压缓冲空间71。内压缓冲空间71在罩4的X方向中心部沿罩4的内表面呈圆环状设置。
[0208] 在本实施方式中,充分地确保端构件72的X方向的长度(厚度),以便承受由熔丝元件2熔断时的内压缓冲空间71内的压力上升引起的应力。具体而言,端构件72的X方向的长度例如优选设为罩4的厚度的1~3倍。
[0209] 如图11的(a)和图11的(b)所示,贯通第一壳体6a而连通容纳部60与内压缓冲空间71的引导孔66和两个底面通气孔69开口于第一缓冲用凹部73内。此外,如图1所示,通过使设于第一壳体6a的侧面凹部77a与设于第二壳体6b的侧面凹部77a一体化而形成、贯通壳体
6而连通容纳部60与内压缓冲空间71的两个侧面通气口77,分别开口于使第一壳体6a与第二壳体6b一体化而成的两个第二缓冲用凹部75内。
[0210] 在熔丝元件2熔断时产生的容纳部60内的气体经由侧面通气口77、引导孔66、底面通气孔69而由容纳部60内流入内压缓冲空间71。由此,熔丝元件2熔断时的容纳部60内的压力上升得到抑制,电弧放电得到抑制。为了能有效地抑制容纳部60内的压力上升,内压缓冲空间71的体积优选为熔丝元件2的体积以上,更优选为熔丝元件2的体积的100倍以上,进一步优选为熔丝元件2的体积的1000倍以上。
[0211] 内压缓冲空间71的体积的上限优选为熔丝元件2的体积的2000倍。
[0212] 第一壳体6a和第二壳体6b由绝缘材料构成。作为绝缘材料,可以使用与能用于第一遮蔽构件3a和第二遮蔽构件3b的材料同样的材料。第一壳体6a和第二壳体6b与第一遮蔽构件3a和第二遮蔽构件3b可以由相同的材料构成,也可以由不同的材料构成。
[0213] 第一壳体6a和第二壳体6b可以通过公知的方法制造。
[0214] (罩)
[0215] 如图1所示,罩4包覆壳体6的沿X方向的侧面,并且固定第一壳体6a和第二壳体6b。如图1和图3所示,罩4使第一端子61的一部分从第一端41露出,使第二端子62的一部分从第二端42露出。
[0216] 如图2所示,罩4具有大致均匀厚度的圆筒形状,如图3所示,具有与使第一壳体6a的端构件72和第二壳体6b的端构件72一体化得到的大致圆柱状的形状对应的内径。如图2和图3所示,罩4的开口部的内侧的缘部设为经斜切的倾斜面4a。
[0217] 在本实施方式中,包括容纳部60和内压缓冲空间71的空间区域被壳体6的外表面和罩4的内表面密闭。
[0218] 在本实施方式中,罩4为圆筒形。因此,熔丝元件2熔断时对罩4的压力经由内压缓冲空间71和端构件72大致均等地分散负荷于罩4的整个内表面,所述内压缓冲空间71在罩4的X方向中心部沿罩4的内表面呈圆环状设置,所述端构件72在罩4的X方向缘部沿罩4的内表面被容纳。其结果是,罩4发挥优异的强度,有效地防止在熔丝元件2熔断时的保护器件100的破坏。此外,罩4为圆筒形,因此能容易地制造,生产性优异。
[0219] 罩4由绝缘材料构成。作为绝缘材料,可以使用与能用于第一遮蔽构件3a和第二遮蔽构件3b、第一壳体6a和第二壳体6b的材料同样的材料。罩4、第一壳体6a和第二壳体6b、第一遮蔽构件3a和第二遮蔽构件3b可以全部由不同的材料构成,也可以一部分或全部由相同的材料构成。
[0220] 罩4可以通过公知的方法制造。
[0221] (保护器件的制造方法)
[0222] 接着,对本实施方式的保护器件100的制造方法进行说明。
[0223] 在本实施方式的保护器件100的制造中,首先,准备熔丝元件2、第一端子61以及第二端子62。然后,如图7所示,通过焊接将第一端子61连接于熔丝元件2的第一端部21上。此外,通过焊接将第二端子62连接于第二端部22上。
[0224] 作为在本实施方式中用于焊接的焊料材料,可以使用公知的材料,从电阻率、熔点以及应对环境无铅的观点考虑,优选使用以Sn为主成分的材料。
[0225] 熔丝元件2的第一端部21和第二端部22以及第一端子61和第二端子62可以通过焊接接合来连接,也可以使用公知的接合方法。
[0226] 接着,准备图8A~图8B以及图9所示的第一遮蔽构件3a和第二遮蔽构件3b以及图10A~图10C以及图11所示的第一壳体6a和第二壳体6b。
[0227] 然后,在第一壳体6a的凹部68内设置第一遮蔽构件3a。此时,如图4所示,将第一遮蔽构件3a的板状部30的第二面32与形成于第一壳体6a的凹部68内的台阶(旋转轴33)相接地配置。此外,在第二壳体6b的凹部68内设置第二遮蔽构件3b。此时,如图4所示,将第二遮蔽构件3b的板状部30的第二面32与形成于第二壳体6b的凹部68内的台阶(旋转轴33)相接地配置。图12A是从成为容纳部60的一侧观察设置有第二遮蔽构件3b的第二壳体6b的立体图。
[0228] 接着,如图12B所示,在设置有第二遮蔽构件3b的第二壳体6b上,设置使熔丝元件2与第一端子61和第二端子62一体化而得到的构件。在本实施方式中,通过将第一端子61与第二端子62分别载置于两个端子载置面64b,使熔丝元件2、第一端子61、第二端子62相对于第二壳体6b对齐。
[0229] 在本实施方式中,如图12B所示,列举出将第一端子61和第二端子62与熔丝元件2的第一端部21和第二端部22的连接部分中的第一端子61和第二端子62侧的面朝向第二壳体6b设置的情况为例进行说明,也可以将熔丝元件2侧的面朝向第二壳体6b设置。
[0230] 接着,将设置有第一遮蔽构件3a的第一壳体6a设置于使熔丝元件2与第一端子61和第二端子62一体化而得到的构件和设置有第二遮蔽构件3b的第二壳体6b上。此时,使第一壳体6a所具有的嵌合凹部63与第二壳体6b所具有的嵌合凸部67嵌合,使第一壳体6a所具有的嵌合凸部67与第二壳体6b所具有的嵌合凹部63嵌合。由此,第一壳体6a与第二壳体6b被对齐。图13A是表示第一壳体6a隔着熔丝元件2被设置于第二壳体6b上的状态的立体图。
[0231] 如图13A所示,通过在第二壳体6b上设置第一壳体6a,形成第二缓冲用凹部75、侧面通气口77、第一粘接剂注入口78、第二粘接剂注入口76。此外,如图3所示,成为如下状态:熔丝元件2的第一端部21容纳于一方的插入孔64,熔丝元件2的第二端部22容纳于另一方的插入孔64,连接于熔丝元件2的第一端子61和第二端子62的一部分露出至壳体6的外部。
[0232] 接着,如图13B所示,以使第一壳体6a与第二壳体6b一体化后的状态容纳于罩4。由此,形成壳体6的沿X方向的侧面的端构件72、第一缓冲用凹部73、第二缓冲用凹部75被罩4包覆,并且被第一壳体6a和第二壳体6b固定。
[0233] 之后,向罩4的倾斜面4a、第一粘接剂注入口78、第二粘接剂注入口76分别注入粘接剂。作为粘接剂,例如可以使用包含热固性树脂的粘接剂。由此,罩4内被密闭,如图1和图3所示,包括容纳部60和内压缓冲空间71的空间区域被壳体6的外表面和罩4的内表面密闭。
[0234] 通过以上的工序,能得到本实施方式的保护器件100。
[0235] (保护器件的动作)
[0236] 接着,对在本实施方式的保护器件100的熔丝元件2中流过超过额定电流的电流的情况下的保护器件100的动作进行说明。
[0237] 若在本实施方式的保护器件100的熔丝元件2中流过超过额定电流的电流,则熔丝元件2因由过电流引起的发热而升温。然后,若熔丝元件2的切断部23因升温而熔融,则会熔断或被切断。此时,在切断部23的切断面或熔断面彼此之间产生电火花,产生电弧放电。
[0238] 在本实施方式的保护器件100中,在第一遮蔽构件3a和第二遮蔽构件3b的从熔丝元件2观察的板状部30的面积中,配置于靠近旋转轴33的第一端边31a侧的第一面积30a的面积比配置于远离旋转轴33的第二端边31b侧的第二面积30b的面积窄。因此,若第一遮蔽构件3a和第二遮蔽构件3b所具有的板状部30的第一面31因由熔丝元件2熔断时产生的电弧放电引起的容纳部60内的压力上升而被按压,则如图5和图6所示,第一遮蔽构件3a以旋转轴33为中心旋转,并且第二遮蔽构件3b以旋转轴33为中心旋转。
[0239] 在本实施方式中,如图6所示,第一遮蔽构件3a和第二遮蔽构件3b向配置于容纳部60的X方向外侧的第二端边31b侧与熔丝元件2分离的方向旋转,即向配置于容纳部60的X方向内侧的第一端边31a侧靠近熔丝元件2的方向旋转。然后,第一端边31a被按压于设于容纳部60的内表面的遮蔽构件容纳槽34的底面上。此外,第二端边31b容纳于凹部68内。
[0240] 如以上说明所述,本实施方式的保护器件100具备:在X方向上通电的熔丝元件2;第一遮蔽构件3a和第二遮蔽构件3b,由绝缘材料构成,具有第一面31与熔丝元件2对置配置且第二面32与在Y方向上延伸的旋转轴33相接地配置的板状部30,从熔丝元件2观察的板状部30的面积被板状部30与旋转轴33的接触位置33a截断而成的第一面积30a和第二面积30b是不同的;以及壳体6,由绝缘材料构成,供熔丝元件2、第一遮蔽构件3a以及第二遮蔽构件
3b收纳的容纳部60设于壳体6内部。
[0241] 然后,在本实施方式的保护器件100中,第一遮蔽构件3a和第二遮蔽构件3b的第一面31因由熔丝元件2熔断时产生的电弧放电引起的容纳部60内的压力上升而被按压。因此,如图5和图6所示,第一遮蔽构件3a和第二遮蔽构件3b分别以旋转轴33为中心旋转。其结果是,容纳部60内被第一遮蔽构件3a和第二遮蔽构件3b在X方向的两个部位堵塞而截断。
[0242] 此时,在本实施方式中,形成被第一遮蔽构件3a与第二遮蔽构件3b所夹的空间。该空间被以下部分包围:遮蔽构件容纳槽34的底面、凹部68、第一遮蔽构件3a和第二遮蔽构件3b分别具有的板状部30的第一面31的第一端边31a、板状部30的第二面32的与旋转轴33相接部分以及板状部30的侧面。
[0243] 因此,在本实施方式中,容纳部60内被第一遮蔽构件3a和第二遮蔽构件3b截断,因此被切断或被熔断的熔丝元件2的熔断面或切断面彼此绝缘,并且开口于容纳部60的两个插入孔64间被分离,电流路径被阻断。其结果是,熔丝元件2熔断时产生的电弧放电迅速地熄灭(灭弧)。
[0244] 即,在本实施方式的保护器件100中,在熔丝元件2熔断时产生的电弧放电成为小规模。因此,在本实施方式的保护器件100中,能防止容纳部60因容纳部60内的压力上升而被破坏,安全性优异。
[0245] 本实施方式的保护器件100例如能优选设置于100V以上的高电压且100A以上的大电流的电流路径,也能设置于400V以上的高电压且120A以上的大电流的电流路径。
[0246] 此外,本实施方式的保护器件100具有:壳体6,由绝缘材料构成,使第一端子61和第二端子62的一部分露出,收纳熔丝元件2,所述第一端子61和第二端子62与在X方向上通电的熔丝元件2电连接;罩4,由具有筒状形状的绝缘材料构成,包覆壳体6的沿X方向的侧面,使第一端子61的一部分从第一端41露出,使第二端子62的一部分从第二端42露出。因此,在本实施方式的保护器件100中,由熔丝元件2熔断时的壳体6内的压力上升引起的应力被负荷于壳体6和包覆壳体6的沿X方向的侧面的罩4。因此,例如,与不具有罩4的情况相比,能得到对于壳体6内的压力上升而言优异的强度。因此,本实施方式的保护器件100在熔丝元件2熔断时不易破坏且具有优异的安全性。
[0247] 在本实施方式的保护器件100中,更优选的是,熔丝元件2由内层与外层在厚度方向上层叠而成的层叠体构成,所述内层由Sn构成、或由以Sn为主成分的金属构成,所述外层由Ag或Cu构成、或由以Ag或Cu为主成分的金属构成,遮蔽构件3、壳体6以及罩4用树脂材料形成。在这样的保护器件中,根据以下示出的理由,熔丝元件2熔断时产生的电弧放电成为更小规模,并且能实现进一步的小型化。
[0248] 即,在熔丝元件2由所述层叠体构成的情况下,熔丝元件2的熔断温度例如低至300~400℃。因此,即使遮蔽构件3、壳体6以及罩4为树脂材料,也能得到充分的耐热性。此外,熔丝元件2的熔断温度低,因此即使遮蔽构件3和/或容纳部60的内表面与熔丝元件2的切断部23相接地配置,熔丝元件2也能在短时间内达到熔断温度。因此,能在不对熔丝元件2的功能带来阻碍的情况下,充分地缩短遮蔽构件3和/或容纳部60的内表面与熔丝元件2之间的Z方向的距离。
[0249] 并且,在这样的保护器件中,由于与熔丝元件2的熔断相伴的热,形成遮蔽构件3、壳体6以及罩4的树脂材料会分解而产生热解气体,容纳部60内因树脂材料的气化热而冷却(树脂的烧蚀效果)。其结果是,电弧放电成为更小规模。由此,在熔丝元件2由所述层叠体构成,遮蔽构件3、壳体6以及罩4用树脂材料形成的保护器件中,通过缩短遮蔽构件3和/或容纳部60的内表面与熔丝元件2之间的Z方向的距离,能进一步使电弧放电成为小规模,并且能实现进一步的小型化。
[0250] 作为容易得到由与熔丝元件2的熔断相伴的热引起的烧蚀效果的树脂材料,可列举出:尼龙46、尼龙66、缩醛树脂(POM)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等。作为形成遮蔽构件3、壳体6以及罩4的树脂材料,从耐热性和阻燃性的观点考虑,优选使用尼龙46或尼龙66。
[0251] 树脂的烧蚀效果在如下情况下能更有效地得到:形成容纳部60的内表面的凹部68的Y方向的距离、遮蔽构件容纳槽34的Y方向的距离、熔丝元件载置面65的Y方向的距离以及遮蔽构件3的第一面31的Y方向的距离为熔丝元件2的Y方向的长度(宽度21D、22D)的1.5倍以上。可推测这是因为,即使在遮蔽构件3和/或容纳部60的内表面与熔丝元件2的切断部23相接地配置的情况下,遮蔽构件3的表面积和/或容纳部60内的表面积也变得充分得广,由与熔丝元件2的熔断相伴的热引起的树脂材料的分解得到促进。
[0252] 与此相对,例如,在熔丝元件由Cu构成,壳体由陶瓷材料构成的保护器件中,由于以下示出的理由,有时难以小型化。
[0253] 即,在熔丝元件由Cu构成的情况下,熔丝元件的熔断温度成为1000℃以上的高温。因此,若使用树脂材料作为壳体的材料,则壳体的耐热性可能不足。因此,作为壳体的材料,使用作为耐热性优异的材料的陶瓷材料。
[0254] 在该保护器件中,熔丝元件的熔断温度高,且使用陶瓷材料作为壳体的材料,因此若使熔丝元件的切断部与壳体的内表面的距离接近,则在切断部产生的热经由壳体散热,熔丝元件难以达到熔断温度。因此,需要在切断部与壳体的内表面之间确保充分的距离。因此,在熔丝元件由Cu构成,壳体由陶瓷材料构成的保护器件中,必须在壳体内设置宽广的容纳部。
[0255] 并且,若在切断部与壳体的内表面之间确保充分的距离,则因电弧放电而产生的电场线的根数变多,因此在熔丝元件熔断时产生的电弧放电成为大规模。因此,为了使电弧放电迅速地熄灭(灭弧),有时产生向壳体内的容纳部加入灭弧剂的需要。在向壳体内加入灭弧剂的情况下,需要在壳体内确保容纳灭弧剂的空间。因此,有时必须在壳体内设置更加宽广的容纳部,难以实现进一步小型化。
[0256] [第二实施方式]
[0257] (保护器件)
[0258] 图14是用于对第二实施方式的保护器件200进行说明的剖视图,是与将第一实施方式的保护器件100沿图1所示的A-A’线剖开的位置对应的剖视图。图15是用于对第二实施方式的保护器件200的动作进行说明的图,是与图14所示的剖视图对应的位置的剖视图。图16A~图16B是用于对第二实施方式的保护器件200所具备的第一遮蔽构件3a的结构进行说明的附图。图16A是从容纳部侧观察的立体图,图16B是从熔丝元件侧观察的立体图。图17是从第二壳体6b侧观察第二实施方式的保护器件200所具备的第一壳体6a的容纳部内部的俯视图。
[0259] 第一遮蔽构件3a被夹于熔丝元件2和包括容纳部60的第一壳体6a之间。熔丝元件侧是指对于第一遮蔽构件3a配置有熔丝元件2的一侧。容纳部侧是指对于第一遮蔽构件3a配置有包括容纳部60的第一壳体6a的一侧。
[0260] 在第二实施方式的保护器件200中,对于与上述的第一实施方式的保护器件100相同的构件标注相同的附图标记,省略其说明。
[0261] 图14所示的第二实施方式的保护器件200与第一实施方式的保护器件100的不同之处在于,具备两个弹簧81、分别设于第一壳体6a和第二壳体6b的弹簧引导孔82、以及分别设于第一遮蔽构件3a和第二遮蔽构件3b的弹簧承接槽83(参照图16A~图16B)。
[0262] 在图14中,与第一遮蔽构件3a相接地配置的弹簧81是对第一遮蔽构件3a所具有的板状部30的第二面32在第一遮蔽构件3a的旋转方向上施加力的按压单元。此外,与第二遮蔽构件3b相接地配置的弹簧81是对第二遮蔽构件3b所具有的板状部30的第二面32在第二遮蔽构件3b的旋转方向上施加力的按压单元。
[0263] 在本实施方式中,列举出将弹簧81用作按压单元的情况为例进行了说明,但作为按压单元,只要能对板状部30的第二面32在遮蔽构件的旋转方向上施加力即可,可以使用能赋予弹力的公知的手段,并不限定于弹簧。
[0264] 如图14所示,在第一遮蔽构件3a的旋转方向上施加力的弹簧81以收缩的状态容纳于设于第一壳体6a的弹簧引导孔82内。在第二遮蔽构件3b的旋转方向上施加力的弹簧81以收缩的状态容纳于设于第二壳体6b的弹簧引导孔82内。
[0265] 弹簧引导孔82在俯视观察时为大致圆形,分别设于第一壳体6a和第二壳体6b所具有的凹部68的第一底面68c的Y方向中心部(参照图17)。弹簧引导孔82具有与收缩状态的弹簧81的长度对应的深度。弹簧引导孔82使弹簧81沿弹簧引导孔82的内壁面伸缩,使弹簧81在Z方向上以高精度伸缩。
[0266] 在第一遮蔽构件3a和第二遮蔽构件3b所具有的板状部30的第二面32,分别设有供弹簧81的伸缩方向端部抵接的弹簧承接槽83(参照图16A和图16B)。弹簧承接槽83是具有将半圆和以其直径为一边的矩形结合而成的平面形状的凹部,设于第二面32的X方向端边32a的Y方向中心部。
[0267] 弹簧承接槽83的底面可以是平坦面,也可以是朝向第一遮蔽构件3a或第二遮蔽构件3b的X方向中心部而深度逐渐变深的倾斜面,还可以是具有平坦面和与平坦面连续地形成的上述倾斜面的底面。弹簧承接槽83的底面具有上述倾斜面的情况与平坦面的情况相比,旋转移动的第一遮蔽构件3a或第二遮蔽构件3b的弹簧承接槽83的底面更接近与Z方向垂直的面。因此,能对旋转移动的第一遮蔽构件3a或第二遮蔽构件3b中的板状部30的第二面32更可靠且充分地施加由弹簧81的复原力引起的Z方向的按压力,是优选的。
[0268] (保护器件的动作)
[0269] 接着,第二实施方式的保护器件200中的熔丝元件2中流过超过额定电流的电流的情况下的保护器件200的动作进行说明。
[0270] 当超过额定电流的电流流过本实施方式的保护器件200的熔丝元件2时,与第一实施方式的保护器件100同样地,熔丝元件2被熔断,产生电弧放电。
[0271] 在本实施方式的保护器件200中,与第一实施方式的保护器件100同样地,第一遮蔽构件3a和第二遮蔽构件3b所具有的板状部30的第一面31因由熔丝元件2熔断时产生的电弧放电引起的容纳部60内的压力上升而被按压。与此同时,在本实施方式的保护器件200中,如图15所示,板状部30的第二面32被收缩了的弹簧81的复原力按压,在第一遮蔽构件3a和第二遮蔽构件3b的旋转方向上施加力。由此,在本实施方式的保护器件200中,通过比第一实施方式的保护器件100更强的旋转力,第一遮蔽构件3a和第二遮蔽构件3b以旋转轴33为中心旋转。然后,与第一实施方式的保护器件100同样地,第一端边31a被按压于设于容纳部60的内表面的遮蔽构件容纳槽34的底面上。此外,第二端边31b容纳于凹部68内。
[0272] 本实施方式的保护器件200中,与第一实施方式的保护器件100同样地,第一遮蔽构件3a和第二遮蔽构件3b的第一面31因由熔丝元件2熔断时产生的电弧放电引起的容纳部60内的压力上升而被按压。与此同时,在本实施方式的保护器件200中,板状部30的第二面
32被弹簧81按压,在第一遮蔽构件3a和第二遮蔽构件3b的旋转方向上施加力。通过它们的协同效果,如图15所示,第一遮蔽构件3a和第二遮蔽构件3b分别以旋转轴33为中心旋转。其结果是,容纳部60内被第一遮蔽构件3a和第二遮蔽构件3b在X方向的两个部位更可靠地堵塞而截断。因此,在本实施方式的保护器件200中,熔丝元件2熔断时产生的电弧放电更迅速地熄灭(灭弧)。
[0273] 在本实施方式的保护器件200中,列举出设置了两个弹簧81的情况为例进行了说明,但弹簧81也可以仅设置任一个。
[0274] 此外,在本实施方式的保护器件200中,对第一遮蔽构件3a和第二遮蔽构件3b在旋转方向上施加力的弹簧81各设有一个,一个弹簧引导孔82设于凹部68的第一底面68c的Y方向中心部,一个弹簧承接槽83设于第二面32的Y方向中心部,列举出该情况为例进行了说明,但弹簧81的数量、弹簧引导孔82以及弹簧承接槽83的位置并不限定于上述例子。例如,也可以是,分别设有两个对第一遮蔽构件3a和/或第二遮蔽构件3b在旋转方向上施加力的弹簧,两个弹簧引导孔和弹簧承接槽配置为相对于Y方向中心对称。在该情况下,从两个弹簧分别对第一遮蔽构件3a和第二遮蔽构件3b在旋转方向上施加力。
[0275] [第三实施方式]
[0276] (保护器件)
[0277] 图18是示出第三实施方式的保护器件300的整体结构的立体图。图19是示出图18所示的保护器件300的整体结构的分解立体图。图20是将第三实施方式的保护器件300沿图18所示的B-B’线剖开的剖视图。图21是用于对第三实施方式的保护器件300的动作进行说明的图,是与图20所示的剖视图对应的位置的剖视图。
[0278] 在第三实施方式的保护器件300中,对于与第二实施方式的保护器件200相同的构件标注相同的附图标记,省略其说明。
[0279] 如图19所示,图18所示的第三实施方式的保护器件300与第二实施方式的保护器件200的不同之处在于,设有两个发热构件5、供电线54a、54b、55a、55b、供电引出线54、55,在第一遮蔽构件3a和第二遮蔽构件3b分别设有发热构件容纳凹部36,在第一壳体6a和第二壳体6b分别设有设置供电引出线54、55的缺口76b,在罩4设有引出线用槽4b。
[0280] 在本实施方式中,如图20所示,列举出设有第一发热构件51和第二发热构件56这两个发热构件5的情况为例进行了说明,但也可以仅设置两个发热构件5中的任意一个。
[0281] 如图20所示,第一发热构件51设置于第一遮蔽构件3a的板状部30的第一面31。此外,第二发热构件56设置于第二遮蔽构件3b的板状部30的第一面31。如图20所示,第一发热构件51和第二发热构件56在接近熔丝元件2的切断部23的位置各自对置配置。并且,第一发热构件51和第二发热构件56配置为相对于切断部23在X方向上对称。因此,通过第一发热构件51和第二发热构件56,可高效地加热熔丝元件2的切断部23。
[0282] 接着,使用图22对第一发热构件51的结构进行说明。关于第二发热构件56的结构,与第一发热构件51相同,因此省略其说明。
[0283] 图22是用于对第三实施方式的保护器件300所具备的第一发热构件51的结构进行说明的附图,图22的(a)是从X方向观察的剖面图,图22的(b)是从Y方向观察的剖面图,图22的(c)是俯视图。
[0284] 如图22的(a)~图22的(c)所示,第一发热构件51为板状构件。第一发热构件51的X方向的宽度设为第一遮蔽构件3a的X方向的宽度以下。此外,优选的是,第一发热构件51的Y方向的宽度比熔丝元件2的Y方向的宽度宽。
[0285] 在本实施方式中,列举出第一发热构件51为板状构件的情况为例进行了说明,但发热构件并不限定于板状构件,例如也可以是曲折图案(meander pattern,蛇行图案)状的布线。
[0286] 第一发热构件51具有绝缘基板51a、发热部51b、绝缘层51c、元件连接电极51d以及供电线电极51e、51f。第一发热构件51具有加热熔丝元件2的切断部23使其软化的功能。在成为保护器件300的通电路径的外部电路中发生异常而需要阻断通电路径的情况下,第一发热构件51通过设于外部电路中的电流控制元件通电而发热。此外,当熔丝元件2切断后、供电线54a、54b、55a、55b熔断时,向第一发热构件51的供电被阻断,第一发热构件51的发热停止。
[0287] 如图22的(a)~图22的(c)所示,绝缘基板51a具有将Y方向作为长边的延伸方向的俯视观察时大致长方形。
[0288] 作为绝缘基板51a,可以使用公知的具有绝缘性的基板,例如可列举出由氧化铝、玻璃陶瓷、莫来石、氧化锆等构成的基板。
[0289] 如图22的(a)~图22的(c)所示,发热部51b形成于绝缘基板51a的与熔丝元件2对置的表面(图22的(a)~图22的(c)的下表面)上。如图22的(c)所示,发热部51b沿俯视观察时大致长方形的绝缘基板51a的一侧长边缘部,在Y方向上延伸而设为带状。发热部51b的X方向和Y方向的宽度根据切断部23的X方向和Y方向的宽度适当决定,以便能高效地加热熔丝元件2的切断部23。发热部51b优选为由通过经由供电线54a、54b通电而发热的导电性材料构成的电阻体。作为发热部51b的材料,例如可列举出包含镍铬、W、Mo、Ru等金属的材料。
[0290] 如图22的(a)~图22的(c)所示,供电线电极51e、51f设于绝缘基板51a的Y方向端部,一部分设于在俯视观察时分别与发热部51b的隔着中心彼此相对的两端部51g、51g重叠的位置。供电线电极51e、51f分别电连接于发热部51b的两端部51g、51g。供电线电极51e、51f可以由公知的电极材料形成。
[0291] 供电线电极51e经由供电线55a(参照图19)与供电引出线55电连接。供电线电极51f经由供电线54a(参照图19)与供电引出线54电连接。
[0292] 供电线电极51e、51f用于:在成为保护器件300的通电路径的外部电路中发生异常、产生阻断通电路径的需求的情况下,通过设于外部电路中的电流控制元件对发热部51b通电。
[0293] 如图22的(a)~图22的(c)所示,绝缘层51c设于发热部51b上。绝缘层51c以覆盖发热部51b、发热部51b与供电线电极51e、51f的连接部的方式设于绝缘基板51a的Y方向中央部。绝缘层51c不在绝缘基板51a的Y方向端部设置。由此,供电线电极51e、51f的一部分露出而未被绝缘层51c包覆。
[0294] 绝缘层51c保护发热部51b,高效地将发热部51b发热的热传递到熔丝元件2,并且追求发热部51b与元件连接电极51d的绝缘。绝缘层51c可以由玻璃等的公知的绝缘材料形成。
[0295] 如图22的(a)~图22的(c)所示,元件连接电极51d设于隔着绝缘层51c而至少一部分与发热部51b重叠的位置。元件连接电极51d可以由公知的电极材料形成。元件连接电极51d与熔丝元件2电连接。
[0296] 在图22的(a)~图22的(c)所示的第一发热构件51中,沿俯视观察时大致长方形的绝缘基板51a的一侧长边缘部,设有发热部51b、绝缘层51c、元件连接电极51d、以及供电线电极51e、51f,但它们也可以沿绝缘基板51a的两侧长边缘部设置。在该情况下,例如,在将第一发热构件51与供电线54a、55a电连接时,能防止由于将未设置供电线电极51e、51f的端部与供电线电极51e、51f弄错而导致成品率降低。
[0297] 图22的(a)~图22的(c)所示的第一发热构件51以使元件连接电极51d侧的面与熔丝元件2对置的方式而配置。因此,在发热部51b与熔丝元件2之间不配置绝缘基板51a。因此,与在发热部51b与熔丝元件2之间配置绝缘基板51a的情况相比,在发热部51b产生的热能高效地传递到熔丝元件2。
[0298] 如图22的(a)~图22的(c)所示的第一发热构件51例如可以通过以下所示的方法制造。首先,准备绝缘基板51a。此外,制作包含成为发热部51b的材料和树脂粘合剂的糊状组合物。然后,将上述组合物丝网印刷在绝缘基板51a上而形成规定的图案,进行烧成。由此,形成发热部51b。
[0299] 接着,通过公知的方法形成供电线电极51e、51f,分别与发热部51b的两端部51g、51g电连接。接着,通过公知的方法形成绝缘层51c,通过绝缘层51c覆盖发热部51b,并且覆盖发热部51b与供电线电极51e、51f的连接部。
[0300] 之后,通过公知的方法在绝缘层51c上形成元件连接电极51d。
[0301] 通过以上的工序,得到图22的(a)~图22的(c)所示的第一发热构件51。
[0302] 图23是用于对发热构件的其他例子进行说明的附图,图23的(a)是从X方向观察发热构件52的剖视图,图23的(b)是从Y方向观察图23的(a)所示的发热构件52的Y方向中央部的剖视图。图23的(c)是从X方向观察发热构件53的剖视图,图23的(d)是从Y方向观察图23的(c)所示的发热构件53的Y方向中央部的剖视图。
[0303] 在本实施方式的保护器件300中,也可以具备图23的(a)和图23的(b)所示的发热构件52来代替图22的(a)~图22的(c)所示的第一发热构件51(和/或第二发热构件56)。在图23的(a)和图23的(b)所示的发热构件52中,对于与图22的(a)~图22的(c)所示的第一发热构件51相同的构件标注相同的附图标记,省略其说明。图23的(a)和图23所示的发热构件52中的各构件的平面配置与如图22的(a)~图22的(c)所示的第一发热构件51的各构件的平面配置相同。
[0304] 图23的(a)和图23的(b)所示的发热构件52与图22的(a)~图22的(c)所示的第一发热构件51同样地,具有绝缘基板51a、发热部51b、绝缘层51c、元件连接电极51d以及供电线电极51e、51f。
[0305] 如图23的(a)和图23的(b)所示,发热部51b形成于绝缘基板51a的与熔丝元件2对置的表面相反侧的表面(图23的(a)和图23的(b)的上表面)上。
[0306] 如图23的(a)和图23的(b)所示,供电线电极51e、51f与图22的(a)~图22的(c)所示的第一发热构件51同样地,设于绝缘基板51a的Y方向端部,一部分设于在俯视观察时分别与发热部51b的两端部51g、51g重叠的位置。供电线电极51e、51f分别与发热部51b的两端部51g、51g电连接。
[0307] 如图23的(a)和图23的(b)所示,绝缘层51c设于发热部51b上。绝缘层51c以覆盖发热部51b、发热部51b与供电线电极51e、51f的连接部分的方式设于绝缘基板51a的Y方向中央部。绝缘层51c不在绝缘基板51a的Y方向端部设置。由此,供电线电极51e、51f的一部分露出而未被绝缘层51c包覆。绝缘层51c保护发热部51b。
[0308] 如图23的(a)和图23的(b)所示,发热构件52中的元件连接电极51d与图22的(a)~图22的(c)所示的第一发热构件51不同,形成于绝缘基板51a的与设有发热部51b的一侧相反侧的表面上。因此,元件连接电极51d隔着绝缘基板51a与发热部51b对置配置。元件连接电极51d设于至少一部分与发热部51b重叠的位置。此外,元件连接电极51d与图22的(a)~图22的(c)所示的第一发热构件51同样地,与熔丝元件2电连接。
[0309] 在本实施方式的保护器件300中,也可以具备图23的(c)和图23的(d)所示的发热构件53来代替图22的(a)~图22的(c)所示的第一发热构件51(和/或第二发热构件56)。在图23的(c)和图23的(d)所示的发热构件53中,对于与图22的(a)~图22的(c)所示的第一发热构件51相同的构件标注相同的附图标记,省略其说明。从Y方向观察图23的(c)和图23的(d)所示的发热构件53的Y方向中央部的剖面中的各构件的配置与图22的(a)~
[0310] 图22的(c)所示的第一发热构件51的各构件相同。
[0311] 图23的(c)和图23的(d)所示的发热构件53与图22的(a)~图22的(c)所示的第一发热构件51同样地,具有绝缘基板51a、发热部51b、绝缘层51c、元件连接电极51d以及供电线电极51e、51f。
[0312] 如图23的(c)所示,发热部51b形成于绝缘基板51a的与熔丝元件2对置的表面(图23的(c)和图23的(d)的下表面)上。如图23的(c)所示,发热部51b从俯视观察时大致长方形的绝缘基板51a的一端到另一端,沿一侧长边缘部在Y方向上延伸而设为带状。
[0313] 如图23的(c)所示,在发热部51b上设有绝缘层51c。绝缘层51c以覆盖除了发热部51b的两端部51g、51g以外的区域上的方式设于绝缘基板51a的Y方向中央部。因此,发热部
51b的两端部51g、51g露出而未被绝缘层51c包覆。
[0314] 如图23的(c)所示,供电线电极51e、51f设于绝缘基板51a的Y方向端部,在俯视观察时分别与发热部51b的两端部51g、51g重叠。由此,供电线电极51e、51f与发热部51b电连接。
[0315] 如图23的(c)所示,元件连接电极51d设于绝缘层51c上的除了设有供电线电极51e、51f的区域以外的区域。如图23的(c)所示,元件连接电极51d与供电线电极51e、51f分离配置。元件连接电极51d设于绝缘层51c上的、至少一部分与发热部51b重叠的位置。
[0316] 图24是用于对第三实施方式的保护器件300的一部分进行说明的放大图,是示出熔丝元件2、第一端子61、第二端子62、第一发热构件51、第二发热构件56、供电线54a、54b、55a、55b、供电引出线54、55的立体图。
[0317] 如图24所示,第一发热构件51与供电线54a、55a电连接。此外,第二发热构件56与供电线54b、55b电连接。
[0318] 此外,在本实施方式中,如图24所示,供电线54a和供电线54b与供电引出线54电连接,供电线55a和供电线55b与供电引出线55电连接。
[0319] 在本实施方式中,列举出供电线54a和供电线54b电连接于一条供电引出线54的情况为例进行说明,但供电线54a和供电线54b也可以分别连接于其他供电引出线。此外,列举出供电线55a和供电线55b电连接于一条供电引出线55的情况为例进行了说明,但供电线55a和供电线55b也可以分别连接于其他供电引出线。
[0320] 在本实施方式中,供电线54a、54b、55a、55b为带状,分别设置于通过第一壳体6a和第二壳体6b一体化而形成侧面通气口77的侧面凹部77a中(参照图19)。供电线54a、54b、55a、55b可以由公知的导电布线材料形成。在本实施方式中,列举出供电线54a、54b、55a、
55b为带状的情况为例进行了说明,但各供电线不限定于带状,也可以是线状。
[0321] 此外,供电引出线54、55由剖面观察时圆形的导电布线材料形成。供电引出线54、55配置为相对于熔丝元件2对称。供电引出线54、55通过分别进行弯曲加工而弯曲成俯视时コ字形。
[0322] 各供电引出线54、55所具有的两处弯曲加工部54c、55c分别设置于缺口76b,所述缺口76b设于第一壳体6a和第二壳体6b的沿X方向的缘部(参照图19)。在本实施方式中,各供电引出线54、55具有弯曲加工部54c、55c,因此即使对供电引出线54、55施加外部应力,也能抑制如下不良状况:外部应力传递到供电线54a、54b、55a、55b,破坏第一发热构件51或第二发热构件56与供电线54a、54b、55a、55b的电连接。
[0323] 缺口76b遍及端构件72的X方向的长度(厚度)全长地形成。
[0324] 此外,各供电引出线54、55的比弯曲加工部54c、55c靠近端部的一侧分别在保持于设于罩4的引出线用槽4b的状态下从罩4露出(参照图18和图19)。引出线用槽4b分别在罩4的两侧的开口部,在直径方向上对置而各形成两个。
[0325] 引出线用槽4b的罩4的圆周方向的宽度可以根据供电引出线54、55的直径适当决定。
[0326] 图25A~图25B是用于对第三实施方式的保护器件300所具备的第一遮蔽构件3a的结构进行说明的附图。图25A是从容纳部侧观察的立体图,图25B是从熔丝元件2侧观察的立体图。
[0327] 第三实施方式的保护器件300所具备的第一遮蔽构件3a具有供发热构件51容纳的发热构件容纳凹部36。如图25B所示,发热构件容纳凹部36在板状部30的第一面31上接近第一端边31a而设置。
[0328] 第一遮蔽构件3a被夹于熔丝元件2和包括容纳部60的第一壳体6a之间。熔丝元件侧是指对于第一遮蔽构件3a配置有熔丝元件2的一侧。容纳部侧是指对于第一遮蔽构件3a配置有包括容纳部60的第一壳体6a的一侧。
[0329] 发热构件容纳凹部36的X方向的宽度根据发热部件51的X方向的宽度来决定。此外,发热构件容纳凹部36的Y方向的宽度根据发热构件51的Y方向的宽度而决定。
[0330] 发热构件容纳凹部36的深度(Z方向的长度)设为在发热构件容纳凹部36内设置有发热构件51的状态下的、板状部30上和发热构件51上为同一平面的深度。在第三实施方式的保护器件300中,如图20所示,优选的是,板状部30的第一面31和发热构件51与熔丝元件2相接地配置。由此,能通过发热构件51高效地加热切断部23,能在短时间内阻断电流路径。
[0331] (保护器件的制造方法)
[0332] 接着,参照附图对本实施方式的保护器件300的制造方法进行说明。
[0333] 为了制造本实施方式的保护器件300,首先,与第一实施方式的保护器件100同样地,制作使熔丝元件2与第一端子61和第二端子62一体化而得到的构件(参照图7)。
[0334] 此外,如图26A所示,准备成为供电引出线54的直线状的导电构件54d,分别通过焊接连接供电线54a、54b。此外,准备成为供电引出线55的直线状的导电构件55d,分别通过焊接连接供电线55a、55b。
[0335] 然后,对第一发热构件51的供电线电极51e焊接供电线55a,并且对供电线电极51f焊接供电线54a。此外,如图26A所示,对第二发热构件56的供电线电极51e焊接供电线55b,并且对供电线电极51f焊接供电线54b。
[0336] 此外,在第一壳体6a的凹部68内设置第一遮蔽构件3a。此外,在第二壳体6b的凹部68内设置第二遮蔽构件3b。
[0337] 然后,如图26A所示,在设置有第二遮蔽构件3b的第二壳体6b上,设置熔丝元件2、第一端子61、第二端子62、第一发热构件51、第二发热构件56、供电线54a、54b、55a、55b、以及导电构件54d、55d经一体化而成的构件。此时,将第二发热构件56容纳于第二遮蔽构件3b的发热构件容纳凹部36内。
[0338] 然后,如图26的(b)所示,在设置有上述经一体化而成的构件的第二壳体6b上,设置第一壳体6a,所述第一壳体6a设置有第一遮蔽构件3a。此时,使第一壳体6a所具有的嵌合凹部63与第二壳体6b所具有的嵌合凸部67嵌合,使第一壳体6a所具有的嵌合凸部67与第二壳体6b所具有的嵌合凹部63嵌合。
[0339] 如图26B所示,通过在第二壳体6b上设置第一壳体6a,形成第二缓冲用凹部75、侧面通气口77、第一粘接剂注入口78、第二粘接剂注入口76。由此,供电线54a、54b、55a、55b分别贯通侧面通气口77,成为与配置于壳体6外的导电构件54d、55d连接的状态。此外,如图20所示,在一个插入孔64中容纳有熔丝元件2的第一端部21,在另一个插入孔64中容纳有熔丝元件2的第二端部22,与熔丝元件2连接的第一端子61和第二端子62的一部分成为露出于壳体6的外部的状态。
[0340] 接着,以使第一壳体6a和第二壳体6b一体化的状态容纳于罩4中。由此,形成壳体6的沿X方向的侧面的端构件72、第一缓冲用凹部73、以及第二缓冲用凹部75被罩4包覆,并且第一壳体6a和第二壳体6b被固定。
[0341] 之后,将导电构件54d、55d分别嵌入设于罩4的引线用槽4b中,朝向外方弯曲成大致直角。由此,在导电构件54d、55d上分别形成两处弯曲加工部54c、55c(参照图24),制成供电引出线54、55。
[0342] 之后,对罩4的倾斜面4a、第一粘接剂注入口78、第二粘接剂注入口76分别注入粘接剂。由此,罩4内密闭,由容纳部60和内压缓冲空间71构成的空间区域通过壳体6的外表面和罩4的内表面而密闭。
[0343] 通过以上的工序,得到本实施方式的保护器件300。
[0344] (保护器件的动作)
[0345] 接着,对第三实施方式的保护器件300的熔丝元件2中流过超过额定电流的电流的情况下的保护器件300的动作进行说明。
[0346] 当超过额定电流的电流流过本实施方式的保护器件300的熔丝元件2时,熔丝元件2自发热,熔丝元件2被熔断。
[0347] 在本实施方式的保护器件300中,与第二实施方式的保护器件200同样地,第一遮蔽构件3a和第二遮蔽构件3b所具有的板状部30的第一面31因由熔丝元件2熔断时产生的电弧放电引起的容纳部60内的压力上升而被按压,并且如图21所示,板状部30的第二面32被收缩了的弹簧81的复原力按压,在第一遮蔽构件3a和第二遮蔽构件3b的旋转方向上施加力。由此,在本实施方式的保护器件300中,第一遮蔽构件3a和第二遮蔽构件3b以旋转轴33为中心旋转。然后,第一端边31a被按压于设于容纳部60的内表面的遮蔽构件容纳槽34的底面上。此外,第二端边31b容纳于凹部68内。
[0348] 在本实施方式的保护器件300中,与第二实施方式的保护器件200同样地,第一遮蔽构件3a和第二遮蔽构件3b的第一面31因由熔丝元件2熔断时产生的电弧放电引起的容纳部60内的压力上升而被按压,并且板状部30的第二面32被弹簧81按压,在第一遮蔽构件3a和第二遮蔽构件3b的旋转方向上施加力。通过它们的协同效果,如图21所示,第一遮蔽构件3a和第二遮蔽构件3b分别以旋转轴33为中心旋转。其结果是,容纳部60内被第一遮蔽构件
3a和第二遮蔽构件3b在X方向的两个部位更可靠地堵塞而截断。因此,在本实施方式的保护器件300中,熔丝元件2熔断时产生的电弧放电迅速地熄灭(灭弧)。
[0349] 此外,在本实施方式的保护器件300中,加热熔丝元件2的第一发热构件51和第二发热构件56与熔丝元件2的切断部23相接地配置。因此,在作为保护器件300的通电路径的外部电路发生异常而产生阻断通电路径的需求的情况下,通过设于外部电路中的电流控制元件来进行通电,第一发热构件51和第二发热构件56发热,能高效地加热切断部23,能在短时间内阻断电流路径。
[0350] 此外,在熔丝元件2被切断后,第一遮蔽构件3a和第二遮蔽构件3b旋转,并且由第一发热构件51和第二发热构件56的发热引起供电线电极51e、51f的焊锡连接部熔融,由此供电线54a、54b、55a、55b被切断。其结果是,向第一发热构件51和第二发热构件56的供电被阻断,第一发热构件51和第二发热构件56停止。由此,本实施方式的保护器件300具有优异的安全性。
[0351] [其他例子]
[0352] 本发明的保护器件不限定于上述的第一实施方式和第二实施方式的保护器件。
[0353] 例如,列举出在上述的第一实施方式的保护器件100和第二实施方式的保护器件200中,切断部23配置于熔丝元件2的X方向中心附近,第一遮蔽构件3a与第二遮蔽构件3b为相同形状,第一壳体6a与第二壳体6b为相同形状的情况为例进行了说明,但切断部的位置也可以不在熔丝元件的X方向中心附近。在该情况下,第一遮蔽构件3a和第二遮蔽构件3b构成在X方向的长度不同的构件。此外,第一壳体6a构成具有与第一遮蔽构件3a的形状对应的容纳部的形状的构件,第二壳体6b构成具有与第二遮蔽构件3b的形状对应的容纳部的形状的构件。
[0354] 附图标记说明
[0355] 2:熔丝元件;3:遮蔽构件;3a:第一遮蔽构件;3b:第二遮蔽构件;4:罩;4a:倾斜面;4b:引出线用槽;5、52、53:发热构件;6:壳体;6a:第一壳体;6b:第二壳体;21:第一端部;22:
第二端部;23:切断部(收窄部);24a:第一弯曲部;24b:第二弯曲部;25:第一连结部;26:第二连结部;30:板状部;33a:接触位置;30a:第一面积;30b:第二面积;31:第一面;31a、32a:
第一端边;31b:第二端边;32:第二面;32b:第二端面;33:旋转轴;34:遮蔽构件容纳槽;35:
防漏槽;36:发热构件容纳凹部;38:凸部;41:第一端;42:第二端;51:第一发热构件;51a:绝缘基板;51b:发热部;51c:绝缘层;51d:元件连接电极;51e、51f:供电线电极;56:第二发热构件;54、55:供电引出线;54a、54b、55a、55b:供电线;60:容纳部;61:第一端子;61a、62a:外部端子孔;61c、62c:凸缘部;62:第二端子;63:嵌合凹部;64:插入孔;64a:插入孔形成面;
64b:端子载置面;65:熔丝元件载置面;66:引导孔;67:嵌合凸部;68:凹部;68a:第一壁面;
68b:第二壁面;68c:第一底面;68d:第二底面;69:底面通气孔;70:接合面;71:内压缓冲空间;72:端构件;73:第一缓冲用凹部;74:第二凹部;75:第二缓冲用凹部;76:第二粘接剂注入口;76a、76b:缺口;77:侧面通气口;77a:侧面凹部;78:第一粘接剂注入口;78a:缺口;81:
弹簧;82:弹簧引导孔;83:弹簧承接槽;100、200、300:保护器件。

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