過熱保護装置、用途および回路
過熱保護装置、プリント回路基板のような基板に対する過熱用途、および過熱保護回路、例えばヒューズまたはヒータと組み合わせた過熱保護が提供される。種々の実施形態では、導体との電気的接触を遮断（開路）できるか、または導体との電気的接触をなす（閉路）ことができる形状記憶合金部材が使われる。第１の回路を開くと、この部材は他の導体に接触するよう動いて、第２の回路を完成できる。この部材は、例えば携帯電話またはバッテリーのような電気デバイス中で過熱状態が起こった際にヒューズを開く短絡経路を提供するために、ヒューズつきの負荷と並列である回路を閉じることができる。あるいはこの部材は、過電流状況の際にエネルギーを与えるヒータと並列に提供することができ、回路を開くよう部材を始動させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、一般に熱保護に係り、さらにとりわけ過熱保護装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
過熱保護を提供するために温度の敏感な形状記憶合金を使うことが知られている。形状記憶合金のコンタクトアーム（切り換え接点アーム）は、常温において変形した形状を持ち、高温において回復された形状に変わる。これらの形状変化は、電気回路を開くか閉じるために使うことのできる異なったコンタクトアーム位置を提供する。
【０００３】
バッテリーが過熱する時にバッテリー回路を開くために形状記憶合金スイッチが電池に取り入れられた。参考文献としてその全内容がここに組み入れられる特許文献１は、このような装置を開示している。その装置は、電気伝導性の部材の対の間に形状記憶合金の接触部材を挟み込んでいる。その接触部材は、常温での変形した形状と高温での回復された形状とで変化させることによって導電性の外側部材の間の電流経路を開くような接触アームを持つ。このコンタクトアームは、常温でそれの変形した状態にある時には導電性の部材の両方を係合し、高温でそれの回復された状態にある時には部材の１つとの係合から離れる。
【特許文献１】米国特許第６,２９４,９７７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の特許文献１が可能な１つの形状記憶合金スイッチを開示している一方で、一層簡単で、より一般的に適用可能な形状記憶熱スイッチのための必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以下で論じる本発明の例は過熱保護を提供する。この例は熱保護装置、プリント回路基板のような基板に対する過熱用途、および過熱保護回路、例えばヒューズまたはヒータと組み合わせた過熱保護を含む。種々の実施形態では、導体との電気的接触を遮断（開路）できるか、または導体との電気的接触をなすこと（閉路）ができる形状記憶合金部材の使用を含む。第１の回路を開くと、この部材は他の導体に接触するよう動いて、第２の回路を完成できる。この部材は、例えば携帯電話またはバッテリーのような電気デバイス中で過熱状態が起こった際にヒューズを開く短絡経路を提供するために、ヒューズつきの負荷と並列である回路を閉じることができる。あるいはこの部材は、過電流状況の際にエネルギーを与えるヒータと並列に提供することができ、回路を開くよう部材を始動させる。
【０００６】
特に、第１の主要な実施の態様では、熱保護器具が提供され、（ｉ）一様に平らな絶縁基板と、（ｉｉ）絶縁基板の側面に配置された第１および第２の導体と、（ｉｉｉ）第１の導体に固定された第１の終端と第２の導体に最小限保持された第２の終端とを持った形状記憶合金部材と、を含む。ここで、該部材は、その活性化温度に達すると、前記部材の第２の終端が第２の導体から遮断されて回路を開にするように、少なくとも実質的に予定された形状に戻る。
【０００７】
基板は、織ガラスまたは不織ガラスのＦＲ−４材料、ＰＴＦＥガラス、マイクロファイバーガラス、セラミック、熱硬化物質プラスチック、ポリイミド、カプトン（登録商標）(Kapton)材料、およびそれらいずれかの組み合わせのような、１つ以上から作られうる。前記部材の第２の終端は、第２の導体に、銀充填されたポリマーの材料のようなある材料や、またはタブかクリップのようなある機械装置を介して最小限保持される。
【０００８】
前記回路は多数の変形を持ちうる。１つの例では、前記回路は、プリント回路基板上に提供される。回路は、ヒューズ、加熱部材、電圧源、および負荷のような多くの異なったタイプの電気部材を含むことができる。
【０００９】
一般に、前記形状記憶合金部材は、それの予定された形状を形成するためにアニールされ、その形状はコイルタイプの形状、屈曲形状、または線形の形状でありうる。１つの実施の態様では、上記部材はニッケル−チタン合金から作られる。また、部材は、電気抵抗を減少させるために導電性材料で覆われうる。部材は、約６０℃から約１００℃のような、何らかの要求される活性化温度に設定されうる。
【００１０】
この第１の主要な実施の態様では、開とされる回路は第１の回路であり、そしてそれは第３の電極を含み、前記部材の第２の終端は、第２の導体から遮断され第１の回路を開いた後に第３の電極に接触し、そして第２の回路を閉じる。第１および第２の回路のいずれもが、上述のような多数の変形したものでありうる。
【００１１】
第２の主要な実施の態様では、熱保護器具が提供され、（ｉ）一様に平らな絶縁基板と、（ｉｉ）絶縁基板の側面に配置された第１および第２の導体と、（ｉｉｉ）第１の導体に固定された第１の終端を持った形状記憶合金部材と、を含む。ここで、該部材は、その活性化温度に達すると、前記部材の第２の終端が第２の導体と接触して回路を完成するように、少なくとも実質的に予定された形状に戻る。
【００１２】
基板と回路のために上述したそれぞれの変形が、この第２の主要な実施の態様に適用できる。前記部材の第２の終端は、その活性化温度に達した後に、第２の導体に、ある材料および／または器具を介して保たれうる。
【００１３】
一般に、前記形状記憶合金部材は、それの予定された形状を形成するためにアニールされ、その形状は非コイルまたは非屈曲の形状でありうる。急冷の後でコイルまたは屈曲された形状を持つように形成されうる。上記部材はニッケル−チタン合金から作られうる。また、導電性材料で覆われるか、および／または何らかの要求される活性化温度を持つよう設定されうる。
【００１４】
第３の主要な実施の態様では、熱保護装置が提供され、（ｉ）絶縁ハウジングと、（ｉｉ）ハウジングの第１および第２の終端にそれぞれ配置された第１および第２の導体と、（ｉｉｉ）第１の導体に固定された第１の終端と第２の導体に最小限保持された第２の終端とを持った形状記憶合金部材と、を含む。ここで、該部材は、その活性化温度に達すると、前記部材の第２の終端が第２の導体から遮断されて回路を開にするように、予定された形状に戻る。
【００１５】
この熱保護装置は、クリップ、ピンソケット、導電性の接着剤、および／または第１および第２の導体の適切な放熱をさせるはんだ、の使用によって表面実装ができる。前記部材の第２の終端は、例えば、ある材料または器具を介して最小限保持される。
【００１６】
回路と部材に関して上述した多くの変形が、この第３の主要な実施の態様に適用できる。さらに、該部材は、それの第２の終端において、第２の導体から遮断されて回路を開にするコンタクトに接続される。第２の導体は第１および第２の分離された部分を含み、前記コンタクトは第１および第２の分離された部分から遮断され、その状況で回路は２つの部分の間で開となる。
【００１７】
第４の主要な実施の態様では、熱保護装置が提供され、（ｉ）絶縁ハウジングと、（ｉｉ）ハウジングの第１および第２の終端にそれぞれ配置された第１および第２の導体と、（ｉｉｉ）第１の導体に固定された第１の終端と第２の導体に固定された第２の終端と少なくとも１つの部材に沿った弱い点とを持った形状記憶合金部材と、を含む。ここで、該部材は、その活性化温度に達すると、前記部材が少なくとも実質的に弱い点において破断して回路を開にするように、予定された形状に戻る。
【００１８】
回路、部材、および装置の実装に関して上述した多くの変形が、この第４の主要な実施の態様に適用できる。さらに、１つ以上の弱い点は、前記部材上の少なくとも実質的に中央に位置するか、１つ以上の打ち抜き穴を有するか、および／または前記部材に沿って１つ以上の薄くした領域を有することができる。
【００１９】
第５の主要な実施の態様では、熱保護装置が提供され、（ｉ）絶縁ハウジングと、（ｉｉ）ハウジングの第１および第２の終端にそれぞれ配置された第１および第２の導体と、（ｉｉｉ）第１の終端と第２の終端とを持った形状記憶合金部材と、を含む。ここで、該部材は、その活性化温度に達すると、部材の第１および第２の終端が第１および第２の導体との電気的導通状態にある回路を完成するように、予定された形状に戻る。
【００２０】
回路、部材、および装置の実装に関して上述した多くの変形が、この第５の主要な実施の態様に適用できる。さらに、部材は、第１および第２の終端の一方または両方において、コンタクトに接続され、そのコンタクトが第１および第２の導体の１つに接触して回路を完成することができる。第１および第２の導体の１つは、第１および第２の分離された部分を含み、コンタクトが第１および第２の部分に接触して、２つの部分をブリッジすることによって回路が完成される。また、部材は、最初に、それの第１および第２の終端の１つにおいて、第１および第２の導体の１つにそれぞれ接続することもでき、または最初に、いずれの導体とも非接続とすることもできる。
【００２１】
第６の主要な実施の態様では、熱保護装置が提供され、（ｉ）絶縁ハウジングと、（ｉｉ）ハウジングの第１および第２の終端にそれぞれ配置された第１および第２の導体と、（ｉｉｉ）第１の終端と第２の終端を持ったスプリングと、（ｖ）スプリングの第１および第２の終端がそれぞれ第１および第２の導体に接触しないように圧縮された状態でスプリングを保持する材料と、含む。ここで、該材料は、その活性化温度に達すると、スプリングが戻って該スプリングの第１および第２の終端が第１および第２の導体と接触するように、変形または溶解する。
【００２２】
回路と装置の実装に関して上述した多くの変形が、この第６の主要な実施の態様に適用できる。さらに、前記材料は、パラフィンまたは低融点ポリマーでありうる。前記材料は、圧縮された状態でスプリングを包むように設定されるか、あるいはスプリングと直列に置かれたプラグとして設定され、圧縮された状態でスプリングを保持することができる。さらに、前記スプリングは、ステンレス鋼、クロムバナジウム、およびニッケル被覆ステンレス鋼から成るグループから選択された少なくとも１つの材料から作られうる。
【００２３】
第７の実施の態様では、熱保護回路が提供され、（ｉ）電圧源と、（ｉｉ）負荷と、（ｉｉｉ）電圧源および負荷に直列に置かれたヒューズと、（ｉｖ）負荷に並列に置かれた熱保護装置と、を含む。ここで、活性化温度に達すると、熱保護装置は、ヒューズの開状態をもたらす短絡を起こす。前記熱保護装置は形状記憶合金部材を含むことができ、そして通常開（または通常閉）でありうる。
【発明の効果】
【００２４】
上記に挙げた実施の態様は限定的ではなく、決して請求の範囲を限定するためのものではない。
【００２５】
従って、改善された過熱保護用途、装置、および回路を提供することが、本発明の利点である。
【００２６】
ヒューズまたはヒータに連通した過熱保護を提供することは、本発明の他の利点である。
【００２７】
（ｉ）回路を作る（接続する）か遮断する、あるいは（ｉｉ）第１の回路を遮断して第２の回路を作る熱保護を提供することは、本発明のさらなる利点である。
【００２８】
過熱状況の際にヒューズを開く短絡経路を始動させる熱保護を提供することは、本発明のさらに他の利点である。
【００２９】
過電圧状況の際にエネルギーを与えるヒータと並列で、回路を開くか閉じるよう部材を始動させる熱保護を提供することは、本発明のさらに他の利点である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明のさらなる特徴と利点は、以下の本発明の詳細な説明と図面において説明され、明らかとなる。
【００３１】
さて、図面、特に図１Ａおよび図１Ｂを参照すると、熱保護または過熱保護器具の実施形態が器具１０として示されている。図１Ａは、過熱状況が存在しない時の通常閉位置における器具１０を示す。図１Ｂは、過熱状況が存在する時の通常開位置における器具１０を示す。
【００３２】
器具１０は基板１２を含む。基板１２は、何らかの１つ以上のタイプの硬質または適度に硬質の材料、例えば織ガラスまたは不織ガラスのＦＲ−４材料、ＰＴＦＥガラス、マイクロファイバーガラス、セラミック、熱硬化物質プラスチック、ポリイミド、カプトン（登録商標）(Kapton)材料などから作られうる。導体１４と１６は、フォトエッチング、めっき、貼り付け、およびそれらの何らかの組み合わせのような、何らかの適切なプロセスによって基板１２上に置かれる。導体１４と１６は、基板１２の１つの面、または示されたような多数の表面の上に置くことができる。導体１４と１６は銅のような一つの金属から作ることができ、または、例えばニッケル、銅、銀、金、亜鉛、はんだ（例えば鉛−すずまたは鉛なしのはんだ）の１つ以上の層で１回以上めっきをされる。
【００３３】
示されたように、形状記憶合金部材２０が提供される。記憶部材２０（および、ここで説明する形状記憶部材のそれぞれ）は何らかの適切な長さ、断面形状、および断面積のものでありうる。部材２０の長さは、例えば、約０．２５０インチ（６．３５ｍｍ）かそれ以下でありうる。平均の断面長さは例えば約０．０４７２インチ（１．１８ｍｍ）かそれ以下でありうる。断面形状は、例えば少なくとも実質的な円、正方形、長方形、卵型などありうる。その他の長さ、断面積、および断面形状も部材２０に対して使うことができる。
【００３４】
一実施形態では、部材２０はニッケル−チタン合金から作られる。しかしながら、銅−亜鉛−アルミニウム、および銅−ニッケル−アルミニウムを含む銅ベースの三元合金のような、他の形状記憶合金を使うことができる。合金がそれの変形した形状からそれの回復された形状に変化する転移温度範囲も、異なった形状記憶合金組成を選択することによって、また処理温度または急冷プロセスを変えることによって変わりうる。図１Ａおよび１Ｂにおいて、部材２０は、スタンプされ、切断され、またはそうでなければ図１Ｂに示す曲がった形に形成され、その後、その合金はオーステナイト変態温度より上でアニールされる。次に、部材２０は、マルテンサイト状態に冷却され、その後、その部材は図１Ａに示す平らな形状に変形される。
【００３５】
器具１０が、マルテンサイトがオーステナイトに変わる変態温度、例えば約６０℃から約１００℃にされると、部材２０は図１Ｂに示したその回復された状態に戻る。一実施形態において、器具１０は再設定可能であり、その状況で、冷却の際に部材２０はその平らな変形形状に戻り、導体１４と１６との間の電気的導通状態を再構築する。他の実施形態においては、器具１０は再設定不可能であり（一回限りの装置となり）、その状況で、部材２０はその回復された形状で残るか、または少し戻るが、完全にはその変形した形状とはならない。
【００３６】
部材２０のための形状記憶合金は、広範囲の変態温度または転移温度を持つように選ぶことができる。転移温度は、保護されるべき過熱状態の温度、またはすぐ下の温度となるよう選ばれる。ある特定の電気デバイスによる使用のために、転移温度は約６０℃から約１００℃プラスマイナス５℃でありうる。広範囲の合金と変態温度が、熱スイッチアセンプリのための用途に応じて選ぶことができる、ということが認識されるであろう。
【００３７】
種々の他の実施形態では、部材２０（および、ここで説明する形状記憶部材のそれぞれ）は、全体的な電気抵抗または部材２０を減らす一方でその形状記憶特性を維持するために、銅、他の金属、または導電性ポリマーのような導電性材料で覆われるか、またはめっきされうる。部材２０は、形状記憶合金の単一ストランド（らせん）から作られるか、または、複数の編まれた、あるいはツイストされた形状合金材料のストランドを有する。さらにその代わりに、全体的な電気抵抗または部材２０を減らす一方でその形状記憶特性を維持するために、形状合金材料の１つ以上のストランドを、銅線のような導体の１つ以上のストランドとよじることができる。
【００３８】
部材２０は、何らかの適切な１つ以上の機械的、化学的、または電気化学的な固定器具によって、導体１４の１つの終端にしっかりと固定されて保持される。例えば部材２０の終端は、機械的にクリップするか、または導体１４にクリンプ(crimp)することができる。例えば、導体１４が部材２０の固定端を持つソケットまたはクリップを含むことができる。その代わりに、または付加的に、部材２０の固定端は導電性の接着剤によって導体１４に付けることができる。さらにその代わりに、または付加的に、部材２０の固定端は導体１４にはんだ付けすることができる。例えば、部材をその活性化温度に至らせないように適切な熱放散の状態で、手はんだ付けできる。
【００３９】
部材２０は、その第２の終端において導体１６に最小限または解放可能に保持される。図１Ａと図１Ｂでは保持材料２２が示されている。保持材料は、部材２０がその活性化温度に達していない時には部材２０のこの第２の終端をしっかりと導体１６に保持するが、部材２０がその活性化温度に達した時には部材２０のこの第２の終端が導体１６から解放するか、または離れることを可能にするような何らかのタイプの材料でありうる。一実施形態では、材料２２は、ポリマー材料または導電性グリースを充填した銀（または他の導電性材料）を含むか、またはそのものである。
【００４０】
さらに図１Ｃを参照すると、その代わりに、または付加的に、部材２０は、導電性クリップ２４のような機械装置２４により、解放可能にその第２の終端において導体１６に保持される。クリップ２４ははんだまたは類似の材料２６によって導体１６に付着される。あるいは、導体１６と一緒に形成される。ここで、部材２０の解放する終端は、部材２２がその活性化温度に達していない時にはクリップ２４にクリップされるか、またはクリンプ(crimp)される。部材２０の解放する終端は、部材２０がその活性化温度に達した時にはクリップ２４から解放されるか離れる。
【００４１】
あるいは、機械的保持装置は、通常は部材２０の第２の終端を最小限適所で保持するが、その活性化温度（部材２０の活性化温度のわずかに上または下でありうる）に達すると曲がるか、または後退して部材２０の第２の端を導体１６から電気的に遮断することを可能にするような、形状記憶合金の第２片（図示せず）である。
【００４２】
上述のいずれかの筋書きの下で、図１Ａの部材２０は、該部材２０がその活性化温度に達する前に導体１４と１６に接続された回路を通って電流が流れるようにできる。図１Ｂで見られるように、部材２０がその活性化温度に達する時には、部材２０の解放する終端は導体１６から解放され、回路を開く。これは通常閉の適用である。代わりの実施形態では、部材２０は通常開となるよう構築され、部材２０はその活性化温度に達すると導体１６と電気的接触をなす。
【００４３】
導体１４と１６に接続された回路（ここで説明する実施形態のいずれかのための）は、（ｉ）プリント回路基板回路上に提供される；（ｉｉ）ヒューズとの電気的導通状態；（ｉｉｉ）加熱部材との熱的連通状態；（ｉｖ）電圧源との電気的導通状態；および（ｖ）携帯電話、デジタル音楽プレーヤ、コンピュータ、バッテリー、またはデジタルカメラの一部のような、何らかの適切なタイプの回路とすることができる。
【００４４】
器具１０は、適用装置で使われるプリント回路基板に直接適用することができる。その代わりに、器具１０は、適用装置で使われるさらに小さなプリント回路基板（すなわちドーターボード(daughter board)）に適用することができる。器具１０は、ある装置に収容されるか、またはそれに覆われうる。
【００４５】
さて、図２Ａと図２Ｂを参照すると、第２の形状記憶合金過熱器具が器具３０として示されている。上述の基板１２に対する実施形態のいずれかは、器具３０の基板１２に適用できる。上述の導体１４と１６に対する実施形態のいずれかは、器具３０の導体１４から１８に適用できる。上述の材料２２（および機械的変形例）に対する実施形態のいずれかは、器具３０の材料２２の両方の用途に適用できる。上述の部材２０に対する実施形態のいずれかは、器具３０の部材３２に適用できる。
【００４６】
部材３２は、スタンプされ、切断され、またはそうでなければ図２Ｂに示す曲がった形に形成され、その後、その合金はオーステナイト変態温度より上でアニールされる。次に、部材３２は、マルテンサイト状態に冷却され、その後、その部材は図２Ａに示すその第２の曲がった形状に変形される。図２Ａの部材３２は、該部材２０がその活性化温度に達する前に導体１４と１６に接続された回路を通って電流が流れるようにできる。図２Ｂで見られるように、部材３２がその活性化温度に達する時には、部材３２の移動する終端は導体１６から解放され、コンタクト１４と１６に電気的に接続された通常閉の回路を開く。さらに、部材３２の移動する終端は第３の導体１８に移動して接触し、コンタクト１４と１８に電気的に接続された通常開の回路を閉じるか、あるいは作る。導体１８は、アラーム回路のような何らかの適切で要求される第２の回路と連通（導通）状態でありうる。
【００４７】
示されたように、導体１８は、導体１６から解放され第３の導体１８に接触した後で部材３２の移動する終端を保持する材料２２を含むことができる。その代わりに、導体１８は、部材３２を受け取るクリンプまたはクリップを含む。一実施形態では、器具３０は再設定可能であり、その状況で、冷却の際に部材３２は図２Ａに示すその形状に戻り、導体１４と１６との間の電気的導通状態を再構築する。他の実施形態においては、器具１０は再設定不可能であり（一回限りの装置となり）、その状況で、部材３２はその回復された形状で残るか、導体１８に接続されるか、または少し戻るが、完全にはその変形した形状とはならない。
【００４８】
器具３０は、適用装置で使われるプリント回路基板に直接適用することができる。その代わりに、器具３０は、適用装置で使われるさらに小さなプリント回路基板（すなわちドーターボード(daughter board)）に適用することができる。器具３０は、ある装置に収容されるか、またはそれに覆われうる。
【００４９】
さて、図３Ａと図３Ｂ、図４Ａと図４Ｂ、図５Ａと図５Ｂ、を参照すると、形状記憶合金部材を使用する通常閉の装置の種々の実施形態が、装置４０、６０、および７０として示されている。装置４０、６０、および７０（およびここで説明するいずれかの装置）は表面実装の変形からなるものであり、例えば、それぞれ約３．２ｍｍ、１．６ｍｍ、および０．８ｍｍの長さ、幅、および高さを持つ。一実施形態における装置のためのパッドレイアウトは、ＩＰＣ標準規格に従う。装置をプリント回路基板（「ＰＣＢ」）に取り付けるのにおいては、装置の活性化温度に対して注意を払う必要がある。ある実施形態では、装置は、クリップ、ピンソケット、導電性の接着剤、リードや他の器具の適切な放熱をさせるはんだ、または形状記憶部材の温度をその活性化温度以下に維持する方法によってＰＣＢに取り付けられる。
【００５０】
装置４０、６０、および７０（およびここで説明するいずれの装置）は軸リードバージョンからなるものあり、例えば、それぞれ約７．１１ｍｍ、２．４１ｍｍの長さおよび直系を持つ。軸リードバージョンは、形状記憶部材の温度を、例えばソケットやはんだ作業の時のリードの適切な放熱によってその活性化温度以下に維持するように実装するべきである。
【００５１】
装置４０、６０、および７０は多くの共通の部材を含む。装置４０、６０、および７０は、それぞれ絶縁ハウジング４２を含む。ハウジング４２は、絶縁プラスチック、ガラス、またはセラミックのような、何らかの適切な電気絶縁材料から作られうる。絶縁ハウジング４２は、装置４０、６０、および７０の活性化温度より上に融点を持つ。ハウジング４２のための適切なプラスチックは、ポリカーボネート、ポリ（エーテルエーテルケトン）、またはポリ（フェニレンサルファイド）を含むが、それらに限定されない。
【００５２】
装置４０、６０、および７０は、それぞれ導体４４と４６とを含む。導体４４と４６は、単一の導電性材料からなることができ、または導体１４と１６に関して上記で論じたような１つ以上のめっきまたは被覆層を含むことができる。ある実施形態では、導体４４と４６の終端は金フラッシュ(gold flash)を含む。
【００５３】
装置４０、６０、および７０それぞれの形状記憶合金部材５０、６２、および７２は、それぞれ何らかの材料、構造でありうる（例えばツイストされたり、めっきをされる）。そして部材２０に対して上述した大きさである。部材５０、６２、および７２は、それぞれ、第１の終端において、何らかの適切な１つ以上の機械的、化学的、または電気化学的な固定器具によって導体４４にしっかりと固定されている。例えば、部材５０、６２、および７２の第１の終端は、導体４４に機械的にクリップまたはクリンプすることができる。他の例では、導体１４は部材の固定端を保持するソケットまたはクリップを含むことができる。その代わりに、または付加的に、部材５０、６２、および７２の固定端は、接着剤によって導体４４に付けることができる。さらにその代わりに、または付加的に、部材５０、６２、および７２の固定端は、導体４４にはんだ付けすることができる。例えば、部材をその活性化温度に至らせないように適切な熱放散の状態で、手はんだ付けできる。
【００５４】
装置４０と６０の部材５０と６２の解放する終端は、器具１０と３０に関して上述したのと類似の方法で設定される。最小限解放する終端を保持するための材料４８が、上述の一実施形態において提供される。材料２２に関して上述した実施形態のいずれもが、材料４８に適用できる。ここで、解放する終端は、材料４８から縦方向（導体４４と４６に対して）に引き離される一方で、器具１０と３０の部材２０と３２の解放する終端は材料２２から横に離れる。前のように、解放可能にまたは最小限機械的に部材５０と６２の解放する端部を保持するための、上記に挙げた実施形態のいずれもが、装置４０と６０に適用可能である。
【００５５】
装置４０で、部材５０は、スタンプされ、切断され、および図３Ｂに示すその形にコイルされ、その後、その合金はオーステナイト変態温度より上でアニールされる。次に、部材５０は、マルテンサイト状態に冷却され、その後、その部材は図３Ａに示すその第２の形状に変形されまたは引き伸ばされる。図３Ａの部材５０は、該部材５０がその活性化温度に達する前に導体４４と４６に接続された回路を通って電流が流れるようにできる。図３Ｂで見られるように、部材５０がその活性化温度に達する時には、部材５０の移動する終端は導体４６から解放され、コンタクト４４と４６に電気的に接続された（通常閉の）回路を開く。
【００５６】
同様に、装置６０で、部材６２は、スタンプされ、切断および屈曲され、曲げられまたはアコーディオンのような方式で折りたたまれて（例えば平らにされて）、図４Ｂに示すその形にされ、その後、その合金はオーステナイト変態温度より上でアニールされる。次に、部材６２は、マルテンサイト状態に冷却され、その後、その部材は図４Ａに示すその第２の形状に変形されまたは引き伸ばされる。図４Ａの部材６２は、該部材６２がその活性化温度に達する前に導体４４と４６に接続された回路を通って電流が流れるようにできる。図４Ｂで見られるように、部材５０がその活性化温度に達する時には、部材６２の移動する終端は導体４６から解放され、屈曲し、曲がり、またはアコーディオンのような方式で折りたたまれて、コンタクト４４と４６に電気的に接続された（通常閉の）回路を開く。
【００５７】
装置７０の部材７２の対向する終端７６は異なった設定とされる。すなわち、対向する終端７６は（ここで説明したいずれかの実施形態によって）導体４６にしっかりと固定され、一方、部材７２の対向する終端７４は導体４４にしっかりと固定される。ここでは、最小限の保持材料または器具は必要でない。その代わりに、１つ以上の弱い領域７８が、部材７２の終端７４と７６の間に位置する。弱い領域７８は、（ｉ）部材７２上の少なくとも実質的に中央に位置する；（ｉｉ）１つ以上の打ち抜き穴を有する；および／または（ｉｉｉ）部材７２に沿って１つ以上の薄くした領域を有する、ことができる。
【００５８】
装置７０で、部材７２の一方または両方の終端７４と７６は、アコーディオンのような方式で図４Ｂに示したその形状にコイルされ、または曲げられ、その後、その合金はオーステナイト変態温度より上でアニールされる。次に、部材５０は、マルテンサイト状態に冷却され、その後、部材７２の一方または両方の終端７４と７６は図４Ａに示すその第２の形状に変形されまたは引き伸ばされる。弱い領域７８は冷却および／または引き伸ばしのプロセスの前または後に提供できる。
【００５９】
図４Ａの部材７２は、該部材７２がその活性化温度に達する前に導体４４と４６に接続された回路を通って電流が流れるようにできる。図４Ｂで見られるように、部材７２がその活性化温度に達する時には、弱い領域７８において部材が破断し、終端７４と７６が弱い領域から離れてコイルされるか折りたたまれるようにし、コンタクト４４と４６に電気的に接続された（通常閉の）回路を開く。
【００６０】
さて図６Ａと図６Ｂを参照すると、第１の通常開の装置が装置８０として示されている。装置８０は上述のすべての変形を含んだ絶縁ハウジング４２を含む。装置８０は上述のすべての変形を含んだ導体４４と４６を含む。装置８０は形状記憶合金部材８２を含み、それは何らかの材料、構造でありうる（例えばツイストされたり、めっきをされる）。そして上述した大きさである。
【００６１】
装置８０で、部材８２は、スタンプされ、切断され、および図６Ｂに示すようにコイルされず、屈曲せず、曲がらず、折りたたまれない形に形成され、その後、その合金はオーステナイト変態温度より上でアニールされる。この形状では、部材８２はハウジング４２と導体４４および４６よりも長く、部材８２がその活性化温度に達すると電気的接触が確実に成される。次に、部材８２は、マルテンサイト状態に冷却され、その後、その部材は図６Ａに示すその第２の形状に、例えばコイルされ、屈曲され、曲げられ、または（例えばアコーディオンのような方式で）折りたたまれて変形される。
【００６２】
示されたように、図６Ａの部材８２は導体４４と４６の両方に接するか接触するのには十分な長さではなく、そのために該部材８２がその活性化温度に達する前に導体４４と４６に接続された回路を通って電流が流れないようにできる。図６Ｂで見られるように、部材８２がその活性化温度に達する時には、部材８２は戻り、屈曲がなくなり、曲げが伸ばされ、または折りたたみが展開され（例えばアコーディオンのような方式で）、導体４４と４６の方に向かい、コンタクト４４と４６に電気的に接続された（通常開の）回路を閉じるかあるいは完成させる。
【００６３】
さて、図７Ａと図７Ｂを参照すると、第２の通常開の装置が装置９０として示されている。装置９０は上述のすべての変形を含んだ絶縁ハウジング４２を含む。装置９０は上述のすべての変形を含んだ導体４４と４６を含む。ここで説明した他の器具および装置と異なる装置９０は形状記憶合金部材を含まず、むしろ、装置９０は従来のスプリング９２（例えば、通常開の装置に対してここで示されたような通常圧縮型、または通常閉の装置に対する通常伸張型）を含む。スプリング９２は、ばね鋼のような、何らかの適切な導電性材料から作られ、それは導電率を増やすように被覆することができる。スプリング９２は何らかの適切な数のコイル、および何らかの適切な定数ｋを有することができる。
【００６４】
示されたように、スプリング９２は圧縮され、また温度感応性材料９４内で保持される。一実施形態では材料９４はパラフィンである。他の適切な材料としては低融点ポリマーを含む。材料９４は、スプリング９２の圧縮を解くことを可能にするような要求される活性化温度（例えば６０℃から１００℃）において変形するように選択される。示された実施形態では、材料９４は、スプリング９２を圧縮された状態に保持するようにスプリング９２を包囲する。
【００６５】
代わりの実施形態（図示せず）では、材料９４はスプリング９２の右または左に備わったプラグとして提供され、それぞれの導体４４と４６のうち一方に対しスプリングを保持する。材料がその活性化温度に達する時には、スプリング９２がプラグを押して他方の導体４４および４６との電気的接触をなす。
【００６６】
示されたように、図７Ａのスプリング９２は導体４４と４６の両方に接するか接触するのには十分な長さではなく、そのために該材料９４がその活性化温度に達する前に導体４４と４６に接続された回路を通って電流が流れないようにできる。図７Ｂで見られるように、材料９４がその活性化温度に達する時には、スプリング９２は戻り、一方または両方の導体４４と４６の方に伸張し、コンタクト４４と４６に電気的に接続された（通常開の）回路を閉じるかあるいは完成させる。図７Ｂで見られるように、材料９４は装置９０の底部に集めることができる。従って示されたように、装置９０を水平に実装することが好ましい。
【００６７】
代わりの実施形態では、図３Ａに類似して、スプリングの終端が導体４４と４６の両方に接するか接触するように（例えば、スプリングのまさにその終端が導体４４および４６との良好な電気的接触をなすために材料９４から伸張して出るように）、スプリングが材料９４によって伸びた状態で保持され、該材料９４がその活性化温度に達する前に導体４４と４６に接続された回路を通って電流が流れるようにできる。材料９４がその活性化温度に達する時には、スプリングは付勢を解かれ、一方または両方の導体４４と４６から離れた通常の付勢されない状態へとコイルされ、例えば図３Ｂと同様にコンタクト４４と４６に電気的に接続された（通常閉の）回路を開く。
【００６８】
図１Ａと類似の代わりの実施形態では、スプリングは、導体１４への固定接続と導体１６への材料２２を介した解放可能な接続によって伸張された状態で保持され、スプリングの終端は導体１４と１６の両方に接するか接触して、該材料２２がその活性化温度に達する前に導体１４と１６に接続された回路を通って電流が流れるようにできる。ここで、図１Ａと図１Ｂに示した材料２２は溶融する。材料２２がその活性化温度に達する時には、スプリングは付勢を解かれ、導体１６から離れた通常の付勢されない状態へとコイルされ、例えば図３Ｂと同様に導体１４と１６に電気的に接続された（通常閉の）回路を開く。論じたように、溶融可能材料と組み合わせたスプリング４６（通常コイルされるか、または通常コイルを解かれる）を、ここで説明した形状記憶合金部材の多くと置き換えることができる。
【００６９】
さて、図８Ａと図８Ｂを参照すると、第３の通常開の装置が装置１００として示されている。装置１００は上述のすべての変形を含んだ絶縁ハウジング４２を含む。装置１００は上述のすべての変形を含んだ導体４４、４６と５４を含む。装置１００は形状記憶合金部材１０２を含み、それは何らかの材料、構造でありうる（例えばツイストされたり、めっきをされる）。そして上述した大きさである。
【００７０】
装置１００で、部材１０２は、スタンプされ、切断され、および図８Ｂに示すようにコイルされず、屈曲せず、曲がらず、折りたたまれない形に形成され、その後、その合金はオーステナイト変態温度より上でアニールされる。次に、部材１０２は、マルテンサイト状態に冷却され、その後、その部材は図８Ａに示すその第２の形状に、例えばコイルされ、屈曲され、曲げられ、または（例えばアコーディオンのような方式で）折りたたまれて変形される。
【００７１】
装置１００は多くの変形を含む。第１に、装置１００の１つの終端は、互いに分離された２つの導体４６と５４を含む。第２に、コンタクト５６が導体４６と５４に近い部材１０２の終端に配置される。コンタクト５６は導体４６と５４を電気的にブリッジするような大きさとされる。コンタクト５６は、機械的にクリップまたはクリンプによって、および／または、部材１０２をその活性化温度に至らせないように適切な熱放散の状態ではんだ付けすることによって部材１０２に固定される。第３に、この通常開の実施形態では、部材１０２の左の終端は、上述の実施形態のいずれかによって導体４４にしっかりと固定されている。
【００７２】
示されたように、図８Ａの部材１０２（コンタクト５６と一緒の）は導体４４と４６の両方に接するか接触するのには十分な長さではなく、そのために該部材１０２がその活性化温度に達する前に導体４４と４６（または導体４４と５４）に接続された回路を通って電流が流れないようにできる。図８Ｂで見られるように、部材１０２がその活性化温度に達する時には、部材１０２は戻り、屈曲がなくなり、曲げが伸ばされ、または折りたたみが展開され（例えばアコーディオンのような方式で）、それと共にコンタクト５６が導体４６と５４に向かって動く。ここで、多くの電気的事象を起こすことができる。第１に、２つの回路、１つは導体４４と４６を通り、１つは導体４４と５４を通るもの、が閉じられ、または完成される。それらの回路は、少なくとも事実上同時に２つの異なった負荷を動作させることができる。第２に、およびその代わりに、コンタクト５６は回路、例としてヒューズを開くための導体４６と５４を持った例えば短絡回路を閉じることができる。この第２のケースでは、構造物４４は導体であっても、導体でなくてもよい。
【００７３】
装置１００の動作は反転することができる。この状況では、部材１０２（コンタクト５６と一緒の）が導体４４と４６の両方に接触し、該部材１０２がその活性化温度に達する前に、例えば導体４４と４６（または導体４４と５４）に接続された回路を通って電流が流れるようにできる。この装置１００の逆の適用では、装置１００がその活性化温度に達する時には、部材１０２は屈曲し、曲がり、または（アコーディオンのような方式で）折りたたまれ、それと共に、コンタクト５６が導体４６と５４から移動して離れる。やはり、部材１０２が導体４６と５４から離れる時に多くの電気的事象を起こすことができる。第１に、２つの回路、１つは導体４４と４６を通り、１つは導体４４と５４を通るもの、が少なくとも事実上同時に開かれる。第２に、およびその代わりに、コンタクト５６は導体４６と５４と導通する回路を開くことができる。やはり、この第２のケースでは、構造物４４は導体であっても、導体でなくてもよい。
【００７４】
さて図９を参照すると、通常開の装置３０、８０、９０および１００を使用する１つの適用または回路１１０が示されている。回路１１０は電圧源１１２、負荷１１４、および過電流装置またはヒューズ１１６を含む。電圧源１１２は、一実施形態においては、５ＶＤＣ、９ＶＤＣ、１２ＶＤＣ、または２４ＶＤＣ源のような直流（ＤＣ）電圧源である。その代わりに、電圧源１１２は、１２０ＶＡＣ源のような交流（ＡＣ）電圧源である。負荷１１４は、携帯電話、デジタル音楽プレーヤ、コンピュータ、バッテリー、またはデジタルカメラの１つ以上の部材のような、何らかの適切な１つ以上の電気デバイスか電子デバイスでありうる。過電流装置１１６は、要求されるアンペア数に対して、２アンペア、のように格付けされる。過電流装置１１６は、表面実装されるか軸方向に結線されたような何らかの適切なタイプのヒューズでありうる。その代わりに、過電流装置１１６は再設定可能なポリマー温度係数タイプのものである。
【００７５】
常温と通常の電流の下では、電圧源１１２は回路１１０を通して負荷１１４を駆動する。過電流状況の際には、ヒューズ１１６は開いて負荷１１４をその状態から保護する。過熱状況の際には、装置３０、８０、９０または１００による感知に応じて、過熱装置が閉じて、負荷１１４に対して短絡を作るか、または低インピーダンス経路を作る。短絡回路はヒューズ１１６を開き、負荷１１４からパワー（電力）を取り除く。一実施形態では、負荷１１４は、抵抗、インダクタ、半導体、またはバッテリーのように過熱の影響を受け易い部材でありうる。その状況で、回路１１０は負荷１１４からパワーを取り除き、それ以上過熱することを防止する。ここで、回路１１０は負荷１１４の近くに配置された部品を保護するのに役立つ。
【００７６】
一実施形態では、装置３０、８０、９０または１００は負荷１１４と一体化される。他の実施形態では、装置３０、８０、９０または１００は負荷１１４に結合される。さらなる実施形態では、装置３０、８０、９０または１００は負荷１１４に直接隣接して位置する。さらにまた他の実施形態では、装置３０、８０、９０または１００は過電流装置１１６に結合され、その状況で、例えば延長された低レベル過負荷の場合には過熱装置は過電流装置１１６の開路を速める。
【００７７】
さて、図１０Ａと１０Ｂを参照すると、過電流器具と形状記憶合金過熱器具の組み合わせが、器具１２０として示されている。上述の基板１２に対する実施形態のいずれかは、器具１２０の基板１２に適用できる。上述の導体１４、１６および１８に対する実施形態のいずれかは、器具１２０の導体１４、１８および１１８に適用できる。上述の材料２２（および機械的変形例）に対する実施形態のいずれかは、器具１２０の材料２２の両方の用途に適用できる。上述の部材のいずれかに対する実施形態のいずれかは、器具１２０の部材１２２に適用できる。
【００７８】
部材１２２は、スタンプされ、切断され、またはそうでなければ図１０Ｂに示す少なくとも実質的にまっすぐな形に形成され、その後、その合金はオーステナイト変態温度より上でアニールされる。次に、部材１２２は、マルテンサイト状態に冷却され、その後、その部材は図１０Ａに示すその第２の曲がった形状に変形される。図１０Ａの部材１２２は、該部材１２２がその活性化温度に達する前に導体１４と１８に接続された回路を通って電流が流れないようにできる。図１０Ｂで見られるように、部材１２２がその活性化温度に達する時には、部材１２２の移動する終端は導体１８に移動して接触し、コンタクト１４と１８に電気的に接続された（通常開の）回路を閉じるか、あるいは作る。
【００７９】
示されたように、導体１８は、第３の導体１８に接触した後で部材１２２の移動する終端を保持する材料２２を含むことができる。その代わりに、導体１８は、部材１２２を受け取るクリンプまたはクリップを含む。一実施形態では、器具１２０は再設定可能であり、その状況で、冷却の際に部材１２２は図１０Ａに示すその形状に戻り、導体１４と１８との間の電気的導通状態を切断する。他の実施形態においては、器具１２０は再設定不可能であり（一回限りの装置となり）、その状況で、部材１２２はその回復された形状で残るか、導体１８に接続されるか、または少し戻るが、完全にはその変形した形状とはならない。
【００８０】
導体１１８はヒューズまたは過電流装置１１６によって導体１１８に接続されている。過電流状況の際には、部材１２２が導体１４、１８、および１１８の間の回路を閉じる。この回路は、図９に関連して上述したように、過電流装置１１６を開いて導体１８と１１８に導通した負荷へのパワーを切断するような短絡回路でありうる。装置１２０は、図９に関連して上述した用途のいずれかのために使うことができる。
【００８１】
一実施形態では、装置１２０は負荷（図示せず）と一体化される。他の実施形態では、装置１２０は負荷に結合される。さらなる実施形態では、装置１２０は負荷に直接隣接して位置する。
【００８２】
さて、図１１を参照すると、通常開の装置３０、８０、９０および１００を使用する１つの適用または回路１３０が示されている。回路１３０は、抵抗ヒータのようなヒータ１３２と電気的および熱的に導通（連通）する装置の１つを含む。ヒータ１３２は、一実施形態においては、装置３０、８０、９０および１００の内部または外壁に付着される抵抗フィルムである。あるいは、絶縁ハウジング４２が、例えば炭素／セラミック複合材料のような抵抗材料から作られたヒータ１３２の役割を果たすことができる。
【００８３】
延長された過電圧状況に際しては、ヒータ１３２は、装置３０、８０、９０および１００の温度感応性合金または材料、例えばパラフィンを活性化することを助ける熱を生成する。装置３０、８０、９０および１００が閉じると、それは過電圧を抑え、および／または過電流装置を開く。その代わりに、ヒータ１３２は、延長された過電圧状況の時に回路を開くために、ここで説明した通常閉の過熱装置、例えば装置４０、６０、および７０と共に使うことができる。
【００８４】
ここで説明した現在の好ましい実施形態に対する様々な変化および変更は、当技術分野の当業者にとって明白である、ということを理解すべきである。そのような変化と変更を、本発明の精神と範囲から逸脱することなく、またその対象とする利点を損なうことなく、成すことができる。従って、そのような変化と変更は添付の特許請求の範囲によってカバーされる、ということが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１Ａ】形状記憶合金と最小限保持材料または器具を使用する用途の、一実施形態の閉状態の概略正面図である。
【図１Ｂ】形状記憶合金と最小限保持材料または器具を使用する用途の、一実施形態の開状態の概略正面図である。
【図１Ｃ】形状記憶合金と最小限保持器具を使用する用途の、一実施形態の概略である。
【図２Ａ】多数の導電経路を形成する、形状記憶合金と最小保持材料または器具を使用する用途の、一実施形態の第１概略平面図である。
【図２Ｂ】多数の導電経路を形成する、形状記憶合金と最小保持材料または器具を使用する用途の、一実施形態の第２概略平面図である。
【図３Ａ】形状記憶合金と最小保持材料または器具を使用する通常閉の装置の、一実施形態の閉状態の概略切断正面図である。
【図３Ｂ】形状記憶合金と最小保持材料または器具を使用する通常閉の装置の、一実施形態の開状態の概略切断正面図である。
【図４Ａ】形状記憶合金と最小保持材料または器具を使用する通常閉の装置の、他の実施形態の閉状態の概略切断正面図である。
【図４Ｂ】形状記憶合金と最小保持材料または器具を使用する通常閉の装置の、他の実施形態の開状態の概略切断正面図である。
【図５Ａ】形状記憶合金を使用する通常閉の装置の、さらに他の実施形態の閉状態の概略切断正面図である。
【図５Ｂ】形状記憶合金を使用する通常閉の装置の、さらに他の実施形態の開状態の概略切断正面図である。
【図６Ａ】形状記憶合金を使用する通常開の装置の、一実施形態の開状態の概略切断正面図である。
【図６Ｂ】形状記憶合金を使用する通常開の装置の、一実施形態の閉状態の概略切断正面図である。
【図７Ａ】圧縮されたスプリングおよびカプセル材料を使用する通常開の装置の、一実施形態の開状態の概略切断正面図である。
【図７Ｂ】圧縮されたスプリングおよびカプセル材料を使用する通常開の装置の、一実施形態の閉状態の概略切断正面図である。
【図８Ａ】２つの端子間のギャップを短絡することができる導体に接続された形状記憶合金を使用する通常開の装置の、一実施形態の開状態の概略切断正面図である。
【図８Ｂ】２つの端子間のギャップを短絡することができる導体に接続された形状記憶合金を使用する通常開の装置の、一実施形態の閉状態の概略切断正面図である。
【図９】過電流保護装置と共に動作可能な熱保護スイッチを示す図式的な電気回路図である。
【図１０Ａ】過電流保護装置により動作可能な熱保護スイッチを使用する用途の、一実施形態の開状態の概略平面図である。
【図１０Ｂ】過電流保護装置により動作可能な熱保護スイッチを使用する用途の、一実施形態の閉状態の概略平面図である。
【図１１】ヒータにより動作可能な熱保護スイッチを示す図式的電気回路図である。
【符号の説明】
【００８６】
１０ 熱保護器具
１２ 基板
１４ 導体（コンタクト）
１６ 導体
１８ 導体
２０ 形状記憶合金部材
２２ 保持材料
２４ 導電性クリップ
２６ 材料
３０ 熱保護器具
４０ 熱保護装置
４２ 絶縁ハウジング
４４ 導体（コンタクト）
４６ 導体
４８ 材料
５０ 形状記憶合金部材
５６ コンタクト
６０ 熱保護装置
７０ 熱保護装置
７４ 終端
７６ 終端
７８ 弱い領域
８０ 熱保護装置
８２ 形状記憶合金部材
９０ 熱保護装置
９２ スプリング
９４ 温度感応性材料
１００ 熱保護装置
１０２ 形状記憶合金部材
１１０ 回路
１１２ 電圧源
１１４ 負荷
１１６ ヒューズ（過電流装置）
１１８ 導体
１２０ 熱保護器具
１３０ 回路
１３２ ヒータ
【技術分野】
【０００１】
本願は、一般に熱保護に係り、さらにとりわけ過熱保護装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
過熱保護を提供するために温度の敏感な形状記憶合金を使うことが知られている。形状記憶合金のコンタクトアーム（切り換え接点アーム）は、常温において変形した形状を持ち、高温において回復された形状に変わる。これらの形状変化は、電気回路を開くか閉じるために使うことのできる異なったコンタクトアーム位置を提供する。
【０００３】
バッテリーが過熱する時にバッテリー回路を開くために形状記憶合金スイッチが電池に取り入れられた。参考文献としてその全内容がここに組み入れられる特許文献１は、このような装置を開示している。その装置は、電気伝導性の部材の対の間に形状記憶合金の接触部材を挟み込んでいる。その接触部材は、常温での変形した形状と高温での回復された形状とで変化させることによって導電性の外側部材の間の電流経路を開くような接触アームを持つ。このコンタクトアームは、常温でそれの変形した状態にある時には導電性の部材の両方を係合し、高温でそれの回復された状態にある時には部材の１つとの係合から離れる。
【特許文献１】米国特許第６,２９４,９７７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の特許文献１が可能な１つの形状記憶合金スイッチを開示している一方で、一層簡単で、より一般的に適用可能な形状記憶熱スイッチのための必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以下で論じる本発明の例は過熱保護を提供する。この例は熱保護装置、プリント回路基板のような基板に対する過熱用途、および過熱保護回路、例えばヒューズまたはヒータと組み合わせた過熱保護を含む。種々の実施形態では、導体との電気的接触を遮断（開路）できるか、または導体との電気的接触をなすこと（閉路）ができる形状記憶合金部材の使用を含む。第１の回路を開くと、この部材は他の導体に接触するよう動いて、第２の回路を完成できる。この部材は、例えば携帯電話またはバッテリーのような電気デバイス中で過熱状態が起こった際にヒューズを開く短絡経路を提供するために、ヒューズつきの負荷と並列である回路を閉じることができる。あるいはこの部材は、過電流状況の際にエネルギーを与えるヒータと並列に提供することができ、回路を開くよう部材を始動させる。
【０００６】
特に、第１の主要な実施の態様では、熱保護器具が提供され、（ｉ）一様に平らな絶縁基板と、（ｉｉ）絶縁基板の側面に配置された第１および第２の導体と、（ｉｉｉ）第１の導体に固定された第１の終端と第２の導体に最小限保持された第２の終端とを持った形状記憶合金部材と、を含む。ここで、該部材は、その活性化温度に達すると、前記部材の第２の終端が第２の導体から遮断されて回路を開にするように、少なくとも実質的に予定された形状に戻る。
【０００７】
基板は、織ガラスまたは不織ガラスのＦＲ−４材料、ＰＴＦＥガラス、マイクロファイバーガラス、セラミック、熱硬化物質プラスチック、ポリイミド、カプトン（登録商標）(Kapton)材料、およびそれらいずれかの組み合わせのような、１つ以上から作られうる。前記部材の第２の終端は、第２の導体に、銀充填されたポリマーの材料のようなある材料や、またはタブかクリップのようなある機械装置を介して最小限保持される。
【０００８】
前記回路は多数の変形を持ちうる。１つの例では、前記回路は、プリント回路基板上に提供される。回路は、ヒューズ、加熱部材、電圧源、および負荷のような多くの異なったタイプの電気部材を含むことができる。
【０００９】
一般に、前記形状記憶合金部材は、それの予定された形状を形成するためにアニールされ、その形状はコイルタイプの形状、屈曲形状、または線形の形状でありうる。１つの実施の態様では、上記部材はニッケル−チタン合金から作られる。また、部材は、電気抵抗を減少させるために導電性材料で覆われうる。部材は、約６０℃から約１００℃のような、何らかの要求される活性化温度に設定されうる。
【００１０】
この第１の主要な実施の態様では、開とされる回路は第１の回路であり、そしてそれは第３の電極を含み、前記部材の第２の終端は、第２の導体から遮断され第１の回路を開いた後に第３の電極に接触し、そして第２の回路を閉じる。第１および第２の回路のいずれもが、上述のような多数の変形したものでありうる。
【００１１】
第２の主要な実施の態様では、熱保護器具が提供され、（ｉ）一様に平らな絶縁基板と、（ｉｉ）絶縁基板の側面に配置された第１および第２の導体と、（ｉｉｉ）第１の導体に固定された第１の終端を持った形状記憶合金部材と、を含む。ここで、該部材は、その活性化温度に達すると、前記部材の第２の終端が第２の導体と接触して回路を完成するように、少なくとも実質的に予定された形状に戻る。
【００１２】
基板と回路のために上述したそれぞれの変形が、この第２の主要な実施の態様に適用できる。前記部材の第２の終端は、その活性化温度に達した後に、第２の導体に、ある材料および／または器具を介して保たれうる。
【００１３】
一般に、前記形状記憶合金部材は、それの予定された形状を形成するためにアニールされ、その形状は非コイルまたは非屈曲の形状でありうる。急冷の後でコイルまたは屈曲された形状を持つように形成されうる。上記部材はニッケル−チタン合金から作られうる。また、導電性材料で覆われるか、および／または何らかの要求される活性化温度を持つよう設定されうる。
【００１４】
第３の主要な実施の態様では、熱保護装置が提供され、（ｉ）絶縁ハウジングと、（ｉｉ）ハウジングの第１および第２の終端にそれぞれ配置された第１および第２の導体と、（ｉｉｉ）第１の導体に固定された第１の終端と第２の導体に最小限保持された第２の終端とを持った形状記憶合金部材と、を含む。ここで、該部材は、その活性化温度に達すると、前記部材の第２の終端が第２の導体から遮断されて回路を開にするように、予定された形状に戻る。
【００１５】
この熱保護装置は、クリップ、ピンソケット、導電性の接着剤、および／または第１および第２の導体の適切な放熱をさせるはんだ、の使用によって表面実装ができる。前記部材の第２の終端は、例えば、ある材料または器具を介して最小限保持される。
【００１６】
回路と部材に関して上述した多くの変形が、この第３の主要な実施の態様に適用できる。さらに、該部材は、それの第２の終端において、第２の導体から遮断されて回路を開にするコンタクトに接続される。第２の導体は第１および第２の分離された部分を含み、前記コンタクトは第１および第２の分離された部分から遮断され、その状況で回路は２つの部分の間で開となる。
【００１７】
第４の主要な実施の態様では、熱保護装置が提供され、（ｉ）絶縁ハウジングと、（ｉｉ）ハウジングの第１および第２の終端にそれぞれ配置された第１および第２の導体と、（ｉｉｉ）第１の導体に固定された第１の終端と第２の導体に固定された第２の終端と少なくとも１つの部材に沿った弱い点とを持った形状記憶合金部材と、を含む。ここで、該部材は、その活性化温度に達すると、前記部材が少なくとも実質的に弱い点において破断して回路を開にするように、予定された形状に戻る。
【００１８】
回路、部材、および装置の実装に関して上述した多くの変形が、この第４の主要な実施の態様に適用できる。さらに、１つ以上の弱い点は、前記部材上の少なくとも実質的に中央に位置するか、１つ以上の打ち抜き穴を有するか、および／または前記部材に沿って１つ以上の薄くした領域を有することができる。
【００１９】
第５の主要な実施の態様では、熱保護装置が提供され、（ｉ）絶縁ハウジングと、（ｉｉ）ハウジングの第１および第２の終端にそれぞれ配置された第１および第２の導体と、（ｉｉｉ）第１の終端と第２の終端とを持った形状記憶合金部材と、を含む。ここで、該部材は、その活性化温度に達すると、部材の第１および第２の終端が第１および第２の導体との電気的導通状態にある回路を完成するように、予定された形状に戻る。
【００２０】
回路、部材、および装置の実装に関して上述した多くの変形が、この第５の主要な実施の態様に適用できる。さらに、部材は、第１および第２の終端の一方または両方において、コンタクトに接続され、そのコンタクトが第１および第２の導体の１つに接触して回路を完成することができる。第１および第２の導体の１つは、第１および第２の分離された部分を含み、コンタクトが第１および第２の部分に接触して、２つの部分をブリッジすることによって回路が完成される。また、部材は、最初に、それの第１および第２の終端の１つにおいて、第１および第２の導体の１つにそれぞれ接続することもでき、または最初に、いずれの導体とも非接続とすることもできる。
【００２１】
第６の主要な実施の態様では、熱保護装置が提供され、（ｉ）絶縁ハウジングと、（ｉｉ）ハウジングの第１および第２の終端にそれぞれ配置された第１および第２の導体と、（ｉｉｉ）第１の終端と第２の終端を持ったスプリングと、（ｖ）スプリングの第１および第２の終端がそれぞれ第１および第２の導体に接触しないように圧縮された状態でスプリングを保持する材料と、含む。ここで、該材料は、その活性化温度に達すると、スプリングが戻って該スプリングの第１および第２の終端が第１および第２の導体と接触するように、変形または溶解する。
【００２２】
回路と装置の実装に関して上述した多くの変形が、この第６の主要な実施の態様に適用できる。さらに、前記材料は、パラフィンまたは低融点ポリマーでありうる。前記材料は、圧縮された状態でスプリングを包むように設定されるか、あるいはスプリングと直列に置かれたプラグとして設定され、圧縮された状態でスプリングを保持することができる。さらに、前記スプリングは、ステンレス鋼、クロムバナジウム、およびニッケル被覆ステンレス鋼から成るグループから選択された少なくとも１つの材料から作られうる。
【００２３】
第７の実施の態様では、熱保護回路が提供され、（ｉ）電圧源と、（ｉｉ）負荷と、（ｉｉｉ）電圧源および負荷に直列に置かれたヒューズと、（ｉｖ）負荷に並列に置かれた熱保護装置と、を含む。ここで、活性化温度に達すると、熱保護装置は、ヒューズの開状態をもたらす短絡を起こす。前記熱保護装置は形状記憶合金部材を含むことができ、そして通常開（または通常閉）でありうる。
【発明の効果】
【００２４】
上記に挙げた実施の態様は限定的ではなく、決して請求の範囲を限定するためのものではない。
【００２５】
従って、改善された過熱保護用途、装置、および回路を提供することが、本発明の利点である。
【００２６】
ヒューズまたはヒータに連通した過熱保護を提供することは、本発明の他の利点である。
【００２７】
（ｉ）回路を作る（接続する）か遮断する、あるいは（ｉｉ）第１の回路を遮断して第２の回路を作る熱保護を提供することは、本発明のさらなる利点である。
【００２８】
過熱状況の際にヒューズを開く短絡経路を始動させる熱保護を提供することは、本発明のさらに他の利点である。
【００２９】
過電圧状況の際にエネルギーを与えるヒータと並列で、回路を開くか閉じるよう部材を始動させる熱保護を提供することは、本発明のさらに他の利点である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明のさらなる特徴と利点は、以下の本発明の詳細な説明と図面において説明され、明らかとなる。
【００３１】
さて、図面、特に図１Ａおよび図１Ｂを参照すると、熱保護または過熱保護器具の実施形態が器具１０として示されている。図１Ａは、過熱状況が存在しない時の通常閉位置における器具１０を示す。図１Ｂは、過熱状況が存在する時の通常開位置における器具１０を示す。
【００３２】
器具１０は基板１２を含む。基板１２は、何らかの１つ以上のタイプの硬質または適度に硬質の材料、例えば織ガラスまたは不織ガラスのＦＲ−４材料、ＰＴＦＥガラス、マイクロファイバーガラス、セラミック、熱硬化物質プラスチック、ポリイミド、カプトン（登録商標）(Kapton)材料などから作られうる。導体１４と１６は、フォトエッチング、めっき、貼り付け、およびそれらの何らかの組み合わせのような、何らかの適切なプロセスによって基板１２上に置かれる。導体１４と１６は、基板１２の１つの面、または示されたような多数の表面の上に置くことができる。導体１４と１６は銅のような一つの金属から作ることができ、または、例えばニッケル、銅、銀、金、亜鉛、はんだ（例えば鉛−すずまたは鉛なしのはんだ）の１つ以上の層で１回以上めっきをされる。
【００３３】
示されたように、形状記憶合金部材２０が提供される。記憶部材２０（および、ここで説明する形状記憶部材のそれぞれ）は何らかの適切な長さ、断面形状、および断面積のものでありうる。部材２０の長さは、例えば、約０．２５０インチ（６．３５ｍｍ）かそれ以下でありうる。平均の断面長さは例えば約０．０４７２インチ（１．１８ｍｍ）かそれ以下でありうる。断面形状は、例えば少なくとも実質的な円、正方形、長方形、卵型などありうる。その他の長さ、断面積、および断面形状も部材２０に対して使うことができる。
【００３４】
一実施形態では、部材２０はニッケル−チタン合金から作られる。しかしながら、銅−亜鉛−アルミニウム、および銅−ニッケル−アルミニウムを含む銅ベースの三元合金のような、他の形状記憶合金を使うことができる。合金がそれの変形した形状からそれの回復された形状に変化する転移温度範囲も、異なった形状記憶合金組成を選択することによって、また処理温度または急冷プロセスを変えることによって変わりうる。図１Ａおよび１Ｂにおいて、部材２０は、スタンプされ、切断され、またはそうでなければ図１Ｂに示す曲がった形に形成され、その後、その合金はオーステナイト変態温度より上でアニールされる。次に、部材２０は、マルテンサイト状態に冷却され、その後、その部材は図１Ａに示す平らな形状に変形される。
【００３５】
器具１０が、マルテンサイトがオーステナイトに変わる変態温度、例えば約６０℃から約１００℃にされると、部材２０は図１Ｂに示したその回復された状態に戻る。一実施形態において、器具１０は再設定可能であり、その状況で、冷却の際に部材２０はその平らな変形形状に戻り、導体１４と１６との間の電気的導通状態を再構築する。他の実施形態においては、器具１０は再設定不可能であり（一回限りの装置となり）、その状況で、部材２０はその回復された形状で残るか、または少し戻るが、完全にはその変形した形状とはならない。
【００３６】
部材２０のための形状記憶合金は、広範囲の変態温度または転移温度を持つように選ぶことができる。転移温度は、保護されるべき過熱状態の温度、またはすぐ下の温度となるよう選ばれる。ある特定の電気デバイスによる使用のために、転移温度は約６０℃から約１００℃プラスマイナス５℃でありうる。広範囲の合金と変態温度が、熱スイッチアセンプリのための用途に応じて選ぶことができる、ということが認識されるであろう。
【００３７】
種々の他の実施形態では、部材２０（および、ここで説明する形状記憶部材のそれぞれ）は、全体的な電気抵抗または部材２０を減らす一方でその形状記憶特性を維持するために、銅、他の金属、または導電性ポリマーのような導電性材料で覆われるか、またはめっきされうる。部材２０は、形状記憶合金の単一ストランド（らせん）から作られるか、または、複数の編まれた、あるいはツイストされた形状合金材料のストランドを有する。さらにその代わりに、全体的な電気抵抗または部材２０を減らす一方でその形状記憶特性を維持するために、形状合金材料の１つ以上のストランドを、銅線のような導体の１つ以上のストランドとよじることができる。
【００３８】
部材２０は、何らかの適切な１つ以上の機械的、化学的、または電気化学的な固定器具によって、導体１４の１つの終端にしっかりと固定されて保持される。例えば部材２０の終端は、機械的にクリップするか、または導体１４にクリンプ(crimp)することができる。例えば、導体１４が部材２０の固定端を持つソケットまたはクリップを含むことができる。その代わりに、または付加的に、部材２０の固定端は導電性の接着剤によって導体１４に付けることができる。さらにその代わりに、または付加的に、部材２０の固定端は導体１４にはんだ付けすることができる。例えば、部材をその活性化温度に至らせないように適切な熱放散の状態で、手はんだ付けできる。
【００３９】
部材２０は、その第２の終端において導体１６に最小限または解放可能に保持される。図１Ａと図１Ｂでは保持材料２２が示されている。保持材料は、部材２０がその活性化温度に達していない時には部材２０のこの第２の終端をしっかりと導体１６に保持するが、部材２０がその活性化温度に達した時には部材２０のこの第２の終端が導体１６から解放するか、または離れることを可能にするような何らかのタイプの材料でありうる。一実施形態では、材料２２は、ポリマー材料または導電性グリースを充填した銀（または他の導電性材料）を含むか、またはそのものである。
【００４０】
さらに図１Ｃを参照すると、その代わりに、または付加的に、部材２０は、導電性クリップ２４のような機械装置２４により、解放可能にその第２の終端において導体１６に保持される。クリップ２４ははんだまたは類似の材料２６によって導体１６に付着される。あるいは、導体１６と一緒に形成される。ここで、部材２０の解放する終端は、部材２２がその活性化温度に達していない時にはクリップ２４にクリップされるか、またはクリンプ(crimp)される。部材２０の解放する終端は、部材２０がその活性化温度に達した時にはクリップ２４から解放されるか離れる。
【００４１】
あるいは、機械的保持装置は、通常は部材２０の第２の終端を最小限適所で保持するが、その活性化温度（部材２０の活性化温度のわずかに上または下でありうる）に達すると曲がるか、または後退して部材２０の第２の端を導体１６から電気的に遮断することを可能にするような、形状記憶合金の第２片（図示せず）である。
【００４２】
上述のいずれかの筋書きの下で、図１Ａの部材２０は、該部材２０がその活性化温度に達する前に導体１４と１６に接続された回路を通って電流が流れるようにできる。図１Ｂで見られるように、部材２０がその活性化温度に達する時には、部材２０の解放する終端は導体１６から解放され、回路を開く。これは通常閉の適用である。代わりの実施形態では、部材２０は通常開となるよう構築され、部材２０はその活性化温度に達すると導体１６と電気的接触をなす。
【００４３】
導体１４と１６に接続された回路（ここで説明する実施形態のいずれかのための）は、（ｉ）プリント回路基板回路上に提供される；（ｉｉ）ヒューズとの電気的導通状態；（ｉｉｉ）加熱部材との熱的連通状態；（ｉｖ）電圧源との電気的導通状態；および（ｖ）携帯電話、デジタル音楽プレーヤ、コンピュータ、バッテリー、またはデジタルカメラの一部のような、何らかの適切なタイプの回路とすることができる。
【００４４】
器具１０は、適用装置で使われるプリント回路基板に直接適用することができる。その代わりに、器具１０は、適用装置で使われるさらに小さなプリント回路基板（すなわちドーターボード(daughter board)）に適用することができる。器具１０は、ある装置に収容されるか、またはそれに覆われうる。
【００４５】
さて、図２Ａと図２Ｂを参照すると、第２の形状記憶合金過熱器具が器具３０として示されている。上述の基板１２に対する実施形態のいずれかは、器具３０の基板１２に適用できる。上述の導体１４と１６に対する実施形態のいずれかは、器具３０の導体１４から１８に適用できる。上述の材料２２（および機械的変形例）に対する実施形態のいずれかは、器具３０の材料２２の両方の用途に適用できる。上述の部材２０に対する実施形態のいずれかは、器具３０の部材３２に適用できる。
【００４６】
部材３２は、スタンプされ、切断され、またはそうでなければ図２Ｂに示す曲がった形に形成され、その後、その合金はオーステナイト変態温度より上でアニールされる。次に、部材３２は、マルテンサイト状態に冷却され、その後、その部材は図２Ａに示すその第２の曲がった形状に変形される。図２Ａの部材３２は、該部材２０がその活性化温度に達する前に導体１４と１６に接続された回路を通って電流が流れるようにできる。図２Ｂで見られるように、部材３２がその活性化温度に達する時には、部材３２の移動する終端は導体１６から解放され、コンタクト１４と１６に電気的に接続された通常閉の回路を開く。さらに、部材３２の移動する終端は第３の導体１８に移動して接触し、コンタクト１４と１８に電気的に接続された通常開の回路を閉じるか、あるいは作る。導体１８は、アラーム回路のような何らかの適切で要求される第２の回路と連通（導通）状態でありうる。
【００４７】
示されたように、導体１８は、導体１６から解放され第３の導体１８に接触した後で部材３２の移動する終端を保持する材料２２を含むことができる。その代わりに、導体１８は、部材３２を受け取るクリンプまたはクリップを含む。一実施形態では、器具３０は再設定可能であり、その状況で、冷却の際に部材３２は図２Ａに示すその形状に戻り、導体１４と１６との間の電気的導通状態を再構築する。他の実施形態においては、器具１０は再設定不可能であり（一回限りの装置となり）、その状況で、部材３２はその回復された形状で残るか、導体１８に接続されるか、または少し戻るが、完全にはその変形した形状とはならない。
【００４８】
器具３０は、適用装置で使われるプリント回路基板に直接適用することができる。その代わりに、器具３０は、適用装置で使われるさらに小さなプリント回路基板（すなわちドーターボード(daughter board)）に適用することができる。器具３０は、ある装置に収容されるか、またはそれに覆われうる。
【００４９】
さて、図３Ａと図３Ｂ、図４Ａと図４Ｂ、図５Ａと図５Ｂ、を参照すると、形状記憶合金部材を使用する通常閉の装置の種々の実施形態が、装置４０、６０、および７０として示されている。装置４０、６０、および７０（およびここで説明するいずれかの装置）は表面実装の変形からなるものであり、例えば、それぞれ約３．２ｍｍ、１．６ｍｍ、および０．８ｍｍの長さ、幅、および高さを持つ。一実施形態における装置のためのパッドレイアウトは、ＩＰＣ標準規格に従う。装置をプリント回路基板（「ＰＣＢ」）に取り付けるのにおいては、装置の活性化温度に対して注意を払う必要がある。ある実施形態では、装置は、クリップ、ピンソケット、導電性の接着剤、リードや他の器具の適切な放熱をさせるはんだ、または形状記憶部材の温度をその活性化温度以下に維持する方法によってＰＣＢに取り付けられる。
【００５０】
装置４０、６０、および７０（およびここで説明するいずれの装置）は軸リードバージョンからなるものあり、例えば、それぞれ約７．１１ｍｍ、２．４１ｍｍの長さおよび直系を持つ。軸リードバージョンは、形状記憶部材の温度を、例えばソケットやはんだ作業の時のリードの適切な放熱によってその活性化温度以下に維持するように実装するべきである。
【００５１】
装置４０、６０、および７０は多くの共通の部材を含む。装置４０、６０、および７０は、それぞれ絶縁ハウジング４２を含む。ハウジング４２は、絶縁プラスチック、ガラス、またはセラミックのような、何らかの適切な電気絶縁材料から作られうる。絶縁ハウジング４２は、装置４０、６０、および７０の活性化温度より上に融点を持つ。ハウジング４２のための適切なプラスチックは、ポリカーボネート、ポリ（エーテルエーテルケトン）、またはポリ（フェニレンサルファイド）を含むが、それらに限定されない。
【００５２】
装置４０、６０、および７０は、それぞれ導体４４と４６とを含む。導体４４と４６は、単一の導電性材料からなることができ、または導体１４と１６に関して上記で論じたような１つ以上のめっきまたは被覆層を含むことができる。ある実施形態では、導体４４と４６の終端は金フラッシュ(gold flash)を含む。
【００５３】
装置４０、６０、および７０それぞれの形状記憶合金部材５０、６２、および７２は、それぞれ何らかの材料、構造でありうる（例えばツイストされたり、めっきをされる）。そして部材２０に対して上述した大きさである。部材５０、６２、および７２は、それぞれ、第１の終端において、何らかの適切な１つ以上の機械的、化学的、または電気化学的な固定器具によって導体４４にしっかりと固定されている。例えば、部材５０、６２、および７２の第１の終端は、導体４４に機械的にクリップまたはクリンプすることができる。他の例では、導体１４は部材の固定端を保持するソケットまたはクリップを含むことができる。その代わりに、または付加的に、部材５０、６２、および７２の固定端は、接着剤によって導体４４に付けることができる。さらにその代わりに、または付加的に、部材５０、６２、および７２の固定端は、導体４４にはんだ付けすることができる。例えば、部材をその活性化温度に至らせないように適切な熱放散の状態で、手はんだ付けできる。
【００５４】
装置４０と６０の部材５０と６２の解放する終端は、器具１０と３０に関して上述したのと類似の方法で設定される。最小限解放する終端を保持するための材料４８が、上述の一実施形態において提供される。材料２２に関して上述した実施形態のいずれもが、材料４８に適用できる。ここで、解放する終端は、材料４８から縦方向（導体４４と４６に対して）に引き離される一方で、器具１０と３０の部材２０と３２の解放する終端は材料２２から横に離れる。前のように、解放可能にまたは最小限機械的に部材５０と６２の解放する端部を保持するための、上記に挙げた実施形態のいずれもが、装置４０と６０に適用可能である。
【００５５】
装置４０で、部材５０は、スタンプされ、切断され、および図３Ｂに示すその形にコイルされ、その後、その合金はオーステナイト変態温度より上でアニールされる。次に、部材５０は、マルテンサイト状態に冷却され、その後、その部材は図３Ａに示すその第２の形状に変形されまたは引き伸ばされる。図３Ａの部材５０は、該部材５０がその活性化温度に達する前に導体４４と４６に接続された回路を通って電流が流れるようにできる。図３Ｂで見られるように、部材５０がその活性化温度に達する時には、部材５０の移動する終端は導体４６から解放され、コンタクト４４と４６に電気的に接続された（通常閉の）回路を開く。
【００５６】
同様に、装置６０で、部材６２は、スタンプされ、切断および屈曲され、曲げられまたはアコーディオンのような方式で折りたたまれて（例えば平らにされて）、図４Ｂに示すその形にされ、その後、その合金はオーステナイト変態温度より上でアニールされる。次に、部材６２は、マルテンサイト状態に冷却され、その後、その部材は図４Ａに示すその第２の形状に変形されまたは引き伸ばされる。図４Ａの部材６２は、該部材６２がその活性化温度に達する前に導体４４と４６に接続された回路を通って電流が流れるようにできる。図４Ｂで見られるように、部材５０がその活性化温度に達する時には、部材６２の移動する終端は導体４６から解放され、屈曲し、曲がり、またはアコーディオンのような方式で折りたたまれて、コンタクト４４と４６に電気的に接続された（通常閉の）回路を開く。
【００５７】
装置７０の部材７２の対向する終端７６は異なった設定とされる。すなわち、対向する終端７６は（ここで説明したいずれかの実施形態によって）導体４６にしっかりと固定され、一方、部材７２の対向する終端７４は導体４４にしっかりと固定される。ここでは、最小限の保持材料または器具は必要でない。その代わりに、１つ以上の弱い領域７８が、部材７２の終端７４と７６の間に位置する。弱い領域７８は、（ｉ）部材７２上の少なくとも実質的に中央に位置する；（ｉｉ）１つ以上の打ち抜き穴を有する；および／または（ｉｉｉ）部材７２に沿って１つ以上の薄くした領域を有する、ことができる。
【００５８】
装置７０で、部材７２の一方または両方の終端７４と７６は、アコーディオンのような方式で図４Ｂに示したその形状にコイルされ、または曲げられ、その後、その合金はオーステナイト変態温度より上でアニールされる。次に、部材５０は、マルテンサイト状態に冷却され、その後、部材７２の一方または両方の終端７４と７６は図４Ａに示すその第２の形状に変形されまたは引き伸ばされる。弱い領域７８は冷却および／または引き伸ばしのプロセスの前または後に提供できる。
【００５９】
図４Ａの部材７２は、該部材７２がその活性化温度に達する前に導体４４と４６に接続された回路を通って電流が流れるようにできる。図４Ｂで見られるように、部材７２がその活性化温度に達する時には、弱い領域７８において部材が破断し、終端７４と７６が弱い領域から離れてコイルされるか折りたたまれるようにし、コンタクト４４と４６に電気的に接続された（通常閉の）回路を開く。
【００６０】
さて図６Ａと図６Ｂを参照すると、第１の通常開の装置が装置８０として示されている。装置８０は上述のすべての変形を含んだ絶縁ハウジング４２を含む。装置８０は上述のすべての変形を含んだ導体４４と４６を含む。装置８０は形状記憶合金部材８２を含み、それは何らかの材料、構造でありうる（例えばツイストされたり、めっきをされる）。そして上述した大きさである。
【００６１】
装置８０で、部材８２は、スタンプされ、切断され、および図６Ｂに示すようにコイルされず、屈曲せず、曲がらず、折りたたまれない形に形成され、その後、その合金はオーステナイト変態温度より上でアニールされる。この形状では、部材８２はハウジング４２と導体４４および４６よりも長く、部材８２がその活性化温度に達すると電気的接触が確実に成される。次に、部材８２は、マルテンサイト状態に冷却され、その後、その部材は図６Ａに示すその第２の形状に、例えばコイルされ、屈曲され、曲げられ、または（例えばアコーディオンのような方式で）折りたたまれて変形される。
【００６２】
示されたように、図６Ａの部材８２は導体４４と４６の両方に接するか接触するのには十分な長さではなく、そのために該部材８２がその活性化温度に達する前に導体４４と４６に接続された回路を通って電流が流れないようにできる。図６Ｂで見られるように、部材８２がその活性化温度に達する時には、部材８２は戻り、屈曲がなくなり、曲げが伸ばされ、または折りたたみが展開され（例えばアコーディオンのような方式で）、導体４４と４６の方に向かい、コンタクト４４と４６に電気的に接続された（通常開の）回路を閉じるかあるいは完成させる。
【００６３】
さて、図７Ａと図７Ｂを参照すると、第２の通常開の装置が装置９０として示されている。装置９０は上述のすべての変形を含んだ絶縁ハウジング４２を含む。装置９０は上述のすべての変形を含んだ導体４４と４６を含む。ここで説明した他の器具および装置と異なる装置９０は形状記憶合金部材を含まず、むしろ、装置９０は従来のスプリング９２（例えば、通常開の装置に対してここで示されたような通常圧縮型、または通常閉の装置に対する通常伸張型）を含む。スプリング９２は、ばね鋼のような、何らかの適切な導電性材料から作られ、それは導電率を増やすように被覆することができる。スプリング９２は何らかの適切な数のコイル、および何らかの適切な定数ｋを有することができる。
【００６４】
示されたように、スプリング９２は圧縮され、また温度感応性材料９４内で保持される。一実施形態では材料９４はパラフィンである。他の適切な材料としては低融点ポリマーを含む。材料９４は、スプリング９２の圧縮を解くことを可能にするような要求される活性化温度（例えば６０℃から１００℃）において変形するように選択される。示された実施形態では、材料９４は、スプリング９２を圧縮された状態に保持するようにスプリング９２を包囲する。
【００６５】
代わりの実施形態（図示せず）では、材料９４はスプリング９２の右または左に備わったプラグとして提供され、それぞれの導体４４と４６のうち一方に対しスプリングを保持する。材料がその活性化温度に達する時には、スプリング９２がプラグを押して他方の導体４４および４６との電気的接触をなす。
【００６６】
示されたように、図７Ａのスプリング９２は導体４４と４６の両方に接するか接触するのには十分な長さではなく、そのために該材料９４がその活性化温度に達する前に導体４４と４６に接続された回路を通って電流が流れないようにできる。図７Ｂで見られるように、材料９４がその活性化温度に達する時には、スプリング９２は戻り、一方または両方の導体４４と４６の方に伸張し、コンタクト４４と４６に電気的に接続された（通常開の）回路を閉じるかあるいは完成させる。図７Ｂで見られるように、材料９４は装置９０の底部に集めることができる。従って示されたように、装置９０を水平に実装することが好ましい。
【００６７】
代わりの実施形態では、図３Ａに類似して、スプリングの終端が導体４４と４６の両方に接するか接触するように（例えば、スプリングのまさにその終端が導体４４および４６との良好な電気的接触をなすために材料９４から伸張して出るように）、スプリングが材料９４によって伸びた状態で保持され、該材料９４がその活性化温度に達する前に導体４４と４６に接続された回路を通って電流が流れるようにできる。材料９４がその活性化温度に達する時には、スプリングは付勢を解かれ、一方または両方の導体４４と４６から離れた通常の付勢されない状態へとコイルされ、例えば図３Ｂと同様にコンタクト４４と４６に電気的に接続された（通常閉の）回路を開く。
【００６８】
図１Ａと類似の代わりの実施形態では、スプリングは、導体１４への固定接続と導体１６への材料２２を介した解放可能な接続によって伸張された状態で保持され、スプリングの終端は導体１４と１６の両方に接するか接触して、該材料２２がその活性化温度に達する前に導体１４と１６に接続された回路を通って電流が流れるようにできる。ここで、図１Ａと図１Ｂに示した材料２２は溶融する。材料２２がその活性化温度に達する時には、スプリングは付勢を解かれ、導体１６から離れた通常の付勢されない状態へとコイルされ、例えば図３Ｂと同様に導体１４と１６に電気的に接続された（通常閉の）回路を開く。論じたように、溶融可能材料と組み合わせたスプリング４６（通常コイルされるか、または通常コイルを解かれる）を、ここで説明した形状記憶合金部材の多くと置き換えることができる。
【００６９】
さて、図８Ａと図８Ｂを参照すると、第３の通常開の装置が装置１００として示されている。装置１００は上述のすべての変形を含んだ絶縁ハウジング４２を含む。装置１００は上述のすべての変形を含んだ導体４４、４６と５４を含む。装置１００は形状記憶合金部材１０２を含み、それは何らかの材料、構造でありうる（例えばツイストされたり、めっきをされる）。そして上述した大きさである。
【００７０】
装置１００で、部材１０２は、スタンプされ、切断され、および図８Ｂに示すようにコイルされず、屈曲せず、曲がらず、折りたたまれない形に形成され、その後、その合金はオーステナイト変態温度より上でアニールされる。次に、部材１０２は、マルテンサイト状態に冷却され、その後、その部材は図８Ａに示すその第２の形状に、例えばコイルされ、屈曲され、曲げられ、または（例えばアコーディオンのような方式で）折りたたまれて変形される。
【００７１】
装置１００は多くの変形を含む。第１に、装置１００の１つの終端は、互いに分離された２つの導体４６と５４を含む。第２に、コンタクト５６が導体４６と５４に近い部材１０２の終端に配置される。コンタクト５６は導体４６と５４を電気的にブリッジするような大きさとされる。コンタクト５６は、機械的にクリップまたはクリンプによって、および／または、部材１０２をその活性化温度に至らせないように適切な熱放散の状態ではんだ付けすることによって部材１０２に固定される。第３に、この通常開の実施形態では、部材１０２の左の終端は、上述の実施形態のいずれかによって導体４４にしっかりと固定されている。
【００７２】
示されたように、図８Ａの部材１０２（コンタクト５６と一緒の）は導体４４と４６の両方に接するか接触するのには十分な長さではなく、そのために該部材１０２がその活性化温度に達する前に導体４４と４６（または導体４４と５４）に接続された回路を通って電流が流れないようにできる。図８Ｂで見られるように、部材１０２がその活性化温度に達する時には、部材１０２は戻り、屈曲がなくなり、曲げが伸ばされ、または折りたたみが展開され（例えばアコーディオンのような方式で）、それと共にコンタクト５６が導体４６と５４に向かって動く。ここで、多くの電気的事象を起こすことができる。第１に、２つの回路、１つは導体４４と４６を通り、１つは導体４４と５４を通るもの、が閉じられ、または完成される。それらの回路は、少なくとも事実上同時に２つの異なった負荷を動作させることができる。第２に、およびその代わりに、コンタクト５６は回路、例としてヒューズを開くための導体４６と５４を持った例えば短絡回路を閉じることができる。この第２のケースでは、構造物４４は導体であっても、導体でなくてもよい。
【００７３】
装置１００の動作は反転することができる。この状況では、部材１０２（コンタクト５６と一緒の）が導体４４と４６の両方に接触し、該部材１０２がその活性化温度に達する前に、例えば導体４４と４６（または導体４４と５４）に接続された回路を通って電流が流れるようにできる。この装置１００の逆の適用では、装置１００がその活性化温度に達する時には、部材１０２は屈曲し、曲がり、または（アコーディオンのような方式で）折りたたまれ、それと共に、コンタクト５６が導体４６と５４から移動して離れる。やはり、部材１０２が導体４６と５４から離れる時に多くの電気的事象を起こすことができる。第１に、２つの回路、１つは導体４４と４６を通り、１つは導体４４と５４を通るもの、が少なくとも事実上同時に開かれる。第２に、およびその代わりに、コンタクト５６は導体４６と５４と導通する回路を開くことができる。やはり、この第２のケースでは、構造物４４は導体であっても、導体でなくてもよい。
【００７４】
さて図９を参照すると、通常開の装置３０、８０、９０および１００を使用する１つの適用または回路１１０が示されている。回路１１０は電圧源１１２、負荷１１４、および過電流装置またはヒューズ１１６を含む。電圧源１１２は、一実施形態においては、５ＶＤＣ、９ＶＤＣ、１２ＶＤＣ、または２４ＶＤＣ源のような直流（ＤＣ）電圧源である。その代わりに、電圧源１１２は、１２０ＶＡＣ源のような交流（ＡＣ）電圧源である。負荷１１４は、携帯電話、デジタル音楽プレーヤ、コンピュータ、バッテリー、またはデジタルカメラの１つ以上の部材のような、何らかの適切な１つ以上の電気デバイスか電子デバイスでありうる。過電流装置１１６は、要求されるアンペア数に対して、２アンペア、のように格付けされる。過電流装置１１６は、表面実装されるか軸方向に結線されたような何らかの適切なタイプのヒューズでありうる。その代わりに、過電流装置１１６は再設定可能なポリマー温度係数タイプのものである。
【００７５】
常温と通常の電流の下では、電圧源１１２は回路１１０を通して負荷１１４を駆動する。過電流状況の際には、ヒューズ１１６は開いて負荷１１４をその状態から保護する。過熱状況の際には、装置３０、８０、９０または１００による感知に応じて、過熱装置が閉じて、負荷１１４に対して短絡を作るか、または低インピーダンス経路を作る。短絡回路はヒューズ１１６を開き、負荷１１４からパワー（電力）を取り除く。一実施形態では、負荷１１４は、抵抗、インダクタ、半導体、またはバッテリーのように過熱の影響を受け易い部材でありうる。その状況で、回路１１０は負荷１１４からパワーを取り除き、それ以上過熱することを防止する。ここで、回路１１０は負荷１１４の近くに配置された部品を保護するのに役立つ。
【００７６】
一実施形態では、装置３０、８０、９０または１００は負荷１１４と一体化される。他の実施形態では、装置３０、８０、９０または１００は負荷１１４に結合される。さらなる実施形態では、装置３０、８０、９０または１００は負荷１１４に直接隣接して位置する。さらにまた他の実施形態では、装置３０、８０、９０または１００は過電流装置１１６に結合され、その状況で、例えば延長された低レベル過負荷の場合には過熱装置は過電流装置１１６の開路を速める。
【００７７】
さて、図１０Ａと１０Ｂを参照すると、過電流器具と形状記憶合金過熱器具の組み合わせが、器具１２０として示されている。上述の基板１２に対する実施形態のいずれかは、器具１２０の基板１２に適用できる。上述の導体１４、１６および１８に対する実施形態のいずれかは、器具１２０の導体１４、１８および１１８に適用できる。上述の材料２２（および機械的変形例）に対する実施形態のいずれかは、器具１２０の材料２２の両方の用途に適用できる。上述の部材のいずれかに対する実施形態のいずれかは、器具１２０の部材１２２に適用できる。
【００７８】
部材１２２は、スタンプされ、切断され、またはそうでなければ図１０Ｂに示す少なくとも実質的にまっすぐな形に形成され、その後、その合金はオーステナイト変態温度より上でアニールされる。次に、部材１２２は、マルテンサイト状態に冷却され、その後、その部材は図１０Ａに示すその第２の曲がった形状に変形される。図１０Ａの部材１２２は、該部材１２２がその活性化温度に達する前に導体１４と１８に接続された回路を通って電流が流れないようにできる。図１０Ｂで見られるように、部材１２２がその活性化温度に達する時には、部材１２２の移動する終端は導体１８に移動して接触し、コンタクト１４と１８に電気的に接続された（通常開の）回路を閉じるか、あるいは作る。
【００７９】
示されたように、導体１８は、第３の導体１８に接触した後で部材１２２の移動する終端を保持する材料２２を含むことができる。その代わりに、導体１８は、部材１２２を受け取るクリンプまたはクリップを含む。一実施形態では、器具１２０は再設定可能であり、その状況で、冷却の際に部材１２２は図１０Ａに示すその形状に戻り、導体１４と１８との間の電気的導通状態を切断する。他の実施形態においては、器具１２０は再設定不可能であり（一回限りの装置となり）、その状況で、部材１２２はその回復された形状で残るか、導体１８に接続されるか、または少し戻るが、完全にはその変形した形状とはならない。
【００８０】
導体１１８はヒューズまたは過電流装置１１６によって導体１１８に接続されている。過電流状況の際には、部材１２２が導体１４、１８、および１１８の間の回路を閉じる。この回路は、図９に関連して上述したように、過電流装置１１６を開いて導体１８と１１８に導通した負荷へのパワーを切断するような短絡回路でありうる。装置１２０は、図９に関連して上述した用途のいずれかのために使うことができる。
【００８１】
一実施形態では、装置１２０は負荷（図示せず）と一体化される。他の実施形態では、装置１２０は負荷に結合される。さらなる実施形態では、装置１２０は負荷に直接隣接して位置する。
【００８２】
さて、図１１を参照すると、通常開の装置３０、８０、９０および１００を使用する１つの適用または回路１３０が示されている。回路１３０は、抵抗ヒータのようなヒータ１３２と電気的および熱的に導通（連通）する装置の１つを含む。ヒータ１３２は、一実施形態においては、装置３０、８０、９０および１００の内部または外壁に付着される抵抗フィルムである。あるいは、絶縁ハウジング４２が、例えば炭素／セラミック複合材料のような抵抗材料から作られたヒータ１３２の役割を果たすことができる。
【００８３】
延長された過電圧状況に際しては、ヒータ１３２は、装置３０、８０、９０および１００の温度感応性合金または材料、例えばパラフィンを活性化することを助ける熱を生成する。装置３０、８０、９０および１００が閉じると、それは過電圧を抑え、および／または過電流装置を開く。その代わりに、ヒータ１３２は、延長された過電圧状況の時に回路を開くために、ここで説明した通常閉の過熱装置、例えば装置４０、６０、および７０と共に使うことができる。
【００８４】
ここで説明した現在の好ましい実施形態に対する様々な変化および変更は、当技術分野の当業者にとって明白である、ということを理解すべきである。そのような変化と変更を、本発明の精神と範囲から逸脱することなく、またその対象とする利点を損なうことなく、成すことができる。従って、そのような変化と変更は添付の特許請求の範囲によってカバーされる、ということが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１Ａ】形状記憶合金と最小限保持材料または器具を使用する用途の、一実施形態の閉状態の概略正面図である。
【図１Ｂ】形状記憶合金と最小限保持材料または器具を使用する用途の、一実施形態の開状態の概略正面図である。
【図１Ｃ】形状記憶合金と最小限保持器具を使用する用途の、一実施形態の概略である。
【図２Ａ】多数の導電経路を形成する、形状記憶合金と最小保持材料または器具を使用する用途の、一実施形態の第１概略平面図である。
【図２Ｂ】多数の導電経路を形成する、形状記憶合金と最小保持材料または器具を使用する用途の、一実施形態の第２概略平面図である。
【図３Ａ】形状記憶合金と最小保持材料または器具を使用する通常閉の装置の、一実施形態の閉状態の概略切断正面図である。
【図３Ｂ】形状記憶合金と最小保持材料または器具を使用する通常閉の装置の、一実施形態の開状態の概略切断正面図である。
【図４Ａ】形状記憶合金と最小保持材料または器具を使用する通常閉の装置の、他の実施形態の閉状態の概略切断正面図である。
【図４Ｂ】形状記憶合金と最小保持材料または器具を使用する通常閉の装置の、他の実施形態の開状態の概略切断正面図である。
【図５Ａ】形状記憶合金を使用する通常閉の装置の、さらに他の実施形態の閉状態の概略切断正面図である。
【図５Ｂ】形状記憶合金を使用する通常閉の装置の、さらに他の実施形態の開状態の概略切断正面図である。
【図６Ａ】形状記憶合金を使用する通常開の装置の、一実施形態の開状態の概略切断正面図である。
【図６Ｂ】形状記憶合金を使用する通常開の装置の、一実施形態の閉状態の概略切断正面図である。
【図７Ａ】圧縮されたスプリングおよびカプセル材料を使用する通常開の装置の、一実施形態の開状態の概略切断正面図である。
【図７Ｂ】圧縮されたスプリングおよびカプセル材料を使用する通常開の装置の、一実施形態の閉状態の概略切断正面図である。
【図８Ａ】２つの端子間のギャップを短絡することができる導体に接続された形状記憶合金を使用する通常開の装置の、一実施形態の開状態の概略切断正面図である。
【図８Ｂ】２つの端子間のギャップを短絡することができる導体に接続された形状記憶合金を使用する通常開の装置の、一実施形態の閉状態の概略切断正面図である。
【図９】過電流保護装置と共に動作可能な熱保護スイッチを示す図式的な電気回路図である。
【図１０Ａ】過電流保護装置により動作可能な熱保護スイッチを使用する用途の、一実施形態の開状態の概略平面図である。
【図１０Ｂ】過電流保護装置により動作可能な熱保護スイッチを使用する用途の、一実施形態の閉状態の概略平面図である。
【図１１】ヒータにより動作可能な熱保護スイッチを示す図式的電気回路図である。
【符号の説明】
【００８６】
１０ 熱保護器具
１２ 基板
１４ 導体（コンタクト）
１６ 導体
１８ 導体
２０ 形状記憶合金部材
２２ 保持材料
２４ 導電性クリップ
２６ 材料
３０ 熱保護器具
４０ 熱保護装置
４２ 絶縁ハウジング
４４ 導体（コンタクト）
４６ 導体
４８ 材料
５０ 形状記憶合金部材
５６ コンタクト
６０ 熱保護装置
７０ 熱保護装置
７４ 終端
７６ 終端
７８ 弱い領域
８０ 熱保護装置
８２ 形状記憶合金部材
９０ 熱保護装置
９２ スプリング
９４ 温度感応性材料
１００ 熱保護装置
１０２ 形状記憶合金部材
１１０ 回路
１１２ 電圧源
１１４ 負荷
１１６ ヒューズ（過電流装置）
１１８ 導体
１２０ 熱保護器具
１３０ 回路
１３２ ヒータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一様に平らな絶縁基板と、
絶縁基板の側面に配置された第１および第２の導体と、
第１の導体に固定された第１の終端と第２の導体に最小限保持された第２の終端とを持った形状記憶合金部材と、を有し、
該部材は、その活性化温度に達すると、前記部材の第２の終端が第２の導体から遮断されて回路を開にするように、少なくとも実質的に予定された形状に戻ることを特徴とする熱保護器具。
【請求項２】
基板は、織ガラスまたは不織ガラスのＦＲ−４材料、ＰＴＦＥガラス、マイクロファイバーガラス、セラミック、熱硬化物質プラスチック、ポリイミド、カプトン（登録商標）(Kapton)材料、およびそれらいずれかの組み合わせから成るグループから選択された材料から作られることを特徴とする請求項１に記載の熱保護器具。
【請求項３】
前記部材の第２の終端は、第２の導体に、ある材料または器具を介して最小限保持されることを特徴とする請求項１に記載の熱防護装置。
【請求項４】
前記回路は、（ｉ）プリント回路基板回路上に提供される；（ｉｉ）ヒューズとの電気的導通状態；（ｉｉｉ）加熱部材との熱的連通状態；（ｉｖ）電圧源との電気的導通状態；および（ｖ）負荷との電気的導通状態、のうち少なくとも１つであることを特徴とする請求項１に記載の熱保護器具。
【請求項５】
前記形状記憶合金部材は、（ｉ）電気抵抗を減少させるために導電性材料で覆われる；（ｉｉ）それの予定された形状を形成するためにアニールされる；（ｉｉｉ）ニッケル−チタン合金から作られる；（ｉｖ）約６０℃から約１００℃の活性化温度を持つように設定される；（ｖ）コイルタイプの形状を持つように予め設定される；および（ｖｉ）屈曲形状を持つように予め設定される、のうち少なくとも１つであることを特徴とする請求項１に記載の熱保護器具。
【請求項６】
前記回路は第１の回路であり、そして前記熱保護器具は第３の電極を含み、前記部材の第２の終端は、第２の導体から遮断され第１の回路を開いた後に第３の電極に接触し、そして第２の回路を閉じることを特徴とする請求項１に記載の熱保護器具。
【請求項７】
一様に平らな絶縁基板と、
絶縁基板の側面に配置された第１および第２の導体と、
第１の導体に固定された第１の終端を持った形状記憶合金部材と、を有し、
該部材は、その活性化温度に達すると、前記部材の第２の終端が第２の導体と接触して回路を完成するように、少なくとも実質的に予定された形状に戻ることを特徴とする熱保護器具。
【請求項８】
基板は、織ガラスまたは不織ガラスのＦＲ−４材料、ＰＴＦＥガラス、マイクロファイバーガラス、セラミック、熱硬化物質プラスチック、ポリイミド、カプトン（登録商標）(Kapton)材料、およびそれらいずれかの組み合わせから成るグループから選択された材料から作られることを特徴とする請求項７に記載の熱保護器具。
【請求項９】
前記部材の第２の終端は、その活性化温度に達した後に、第２の導体に、ある材料または器具を介して保持されることを特徴とする請求項７に記載の熱防護装置。
【請求項１０】
前記回路は、（ｉ）プリント回路基板回路上に提供される；（ｉｉ）ヒューズとの電気的導通状態；（ｉｉｉ）加熱部材との熱的連通状態；（ｉｖ）電圧源との電気的導通状態；および（ｖ）負荷との電気的導通状態、のうち少なくとも１つであることを特徴とする請求項７に記載の熱保護器具。
【請求項１１】
前記形状記憶合金部材は、（ｉ）電気抵抗を減少させるために導電性材料で覆われる；（ｉｉ）それの予定された形状を形成するためにアニールされる；（ｉｉｉ）ニッケル−チタン合金から作られる；（ｉｖ）約６０℃から約１００℃の活性化温度を持つように設定される；（ｖ）非コイルまたは非屈曲の形状を持つように予め設定される；（ｖｉ）アニーリングの後にコイルされた形状を持つように形成される；および（ｖｉｉ）アニーリングの後に屈曲された形状を持つように形成される、のうち少なくとも１つであることを特徴とする請求項７に記載の熱保護器具。
【請求項１２】
絶縁ハウジングと、
ハウジングの第１および第２の終端にそれぞれ配置された第１および第２の導体と、
第１の導体に固定された第１の終端と第２の導体に最小限保持された第２の終端とを持った形状記憶合金部材と、を有し、
該部材は、その活性化温度に達すると、前記部材の第２の終端が第２の導体から遮断されて回路を開にするように、予定された形状に戻ることを特徴とする熱保護装置。
【請求項１３】
クリップ、ピンソケット、導電性の接着剤、および第１および第２の導体の適切な放熱をさせるはんだ、のうち少なくとも１つによって表面実装可能であることを特徴とする請求項１２に記載の熱保護装置。
【請求項１４】
前記部材の第２の終端は、第２の導体に、ある材料または器具を介して最小限保持されることを特徴とする請求項１２に記載の熱防護装置。
【請求項１５】
前記回路を動作させるよう構成され、前記回路は、（ｉ）プリント回路基板回路上に提供される；（ｉｉ）ヒューズとの電気的導通状態；（ｉｉｉ）加熱部材との熱的連通状態；（ｉｖ）電圧源との電気的導通状態；および（ｖ）負荷との電気的導通状態、のうち少なくとも１つであることを特徴とする請求項１２に記載の熱保護装置。
【請求項１６】
前記形状記憶合金部材は、（ｉ）電気抵抗を減少させるために導電性材料で覆われる；（ｉｉ）それの予定された形状を形成するためにアニールされる；（ｉｉｉ）ニッケル−チタン合金から作られる；（ｉｖ）約６０℃から約１００℃の活性化温度を持つように設定される；（ｖ）コイルタイプの形状を持つように予め設定される；（ｖｉ）屈曲形状を持つように予め設定される；および（ｖｉｉ）それの第２の終端において、第２の導体から遮断されて回路を開にするコンタクトに接続される、のうち少なくとも１つであることを特徴とする請求項１２に記載の熱保護装置。
【請求項１７】
第２の導体は第１および第２の分離された部分を含み、前記コンタクトは第１および第２の分離された部分から遮断されて、回路は２つの部分の間で開となることを特徴とする請求項１６に記載の熱保護装置。
【請求項１８】
絶縁ハウジングと、
ハウジングの第１および第２の終端にそれぞれ配置された第１および第２の導体と、
第１の導体に固定された第１の終端と第２の導体に固定された第２の終端とを持った形状記憶合金部材と、を有し、
該部材は、その活性化温度に達すると、前記部材が少なくとも実質的に弱い点において破断して回路を開にするように、予定された形状に戻ることを特徴とする熱保護装置。
【請求項１９】
前記形状記憶合金部材は、（ｉ）電気抵抗を減少させるために導電性材料で覆われる；（ｉｉ）それの予定された形状を形成するためにアニールされる；（ｉｉｉ）ニッケル−チタン合金から作られる；（ｉｖ）約６０℃から約１００℃の活性化温度を持つように設定される；（ｖ）コイルタイプの形状を持つように予め設定される；および（ｖｉ）屈曲形状を持つように予め設定される、のうち少なくとも１つであることを特徴とする請求項１８に記載の熱保護装置。
【請求項２０】
少なくとも１つの弱い点は、（ｉ）前記部材上の少なくとも実質的に中央に位置する；（ｉｉ）１つ以上の打ち抜き穴を有する；および（ｉｉｉ）前記部材に沿って１つ以上の薄くした領域を有する、のうち少なくとも１つであることを特徴とする請求項１８に記載の熱保護装置。
【請求項２１】
クリップ、ピンソケット、導電性の接着剤、および第１および第２の導体の適切な放熱をさせるはんだ、のうち少なくとも１つによって表面実装可能であることを特徴とする請求項１８に記載の熱保護装置。
【請求項２２】
前記回路を動作させるよう構成され、前記回路は、（ｉ）プリント回路基板回路上に提供される；（ｉｉ）ヒューズとの電気的導通状態；（ｉｉｉ）加熱部材との熱的連通状態；（ｉｖ）電圧源との電気的導通状態；および（ｖ）負荷との電気的導通状態、のうち少なくとも１つであることを特徴とする請求項１８に記載の熱保護装置。
【請求項２３】
絶縁ハウジングと、
ハウジングの第１および第２の終端にそれぞれ配置された第１および第２の導体と、
第１の終端と第２の終端とを持った形状記憶合金部材と、を有し、
該部材は、その活性化温度に達すると、部材の第１および第２の終端が第１および第２の導体との電気的導通状態にある回路を完成するように、予定された形状に戻ることを特徴とする熱保護装置。
【請求項２４】
クリップ、ピンソケット、導電性の接着剤、および第１および第２の導体の適切な放熱をさせるはんだ、のうち少なくとも１つによって表面実装可能であることを特徴とする請求項２３に記載の熱保護装置。
【請求項２５】
前記回路を動作させるよう構成され、前記回路は、（ｉ）プリント回路基板回路上に提供される；（ｉｉ）ヒューズとの電気的導通状態；（ｉｉｉ）加熱部材との熱的連通状態；（ｉｖ）電圧源との電気的導通状態；および（ｖ）負荷との電気的導通状態、のうち少なくとも１つであることを特徴とする請求項２３に記載の熱保護装置。
【請求項２６】
前記形状記憶合金部材は、（ｉ）電気抵抗を減少させるために導電性材料で覆われる；（ｉｉ）それの予定された形状を形成するためにアニールされる；（ｉｉｉ）ニッケル−チタン合金から作られる；（ｉｖ）約６０℃から約１００℃の活性化温度を持つように設定される；（ｖ）非コイルまたは非屈曲の形状を持つように予め設定される；（ｖｉ）アニーリングの後にコイルされた形状を持つように形成される；（ｖｉｉ）アニーリングの後に屈曲された形状を持つように形成される；（ｖｉｉｉ）第１および第２の終端の一方または両方において、コンタクトに接続され、そのコンタクトが第１および第２の導体の１つに接触して回路を完成する；（ｉｘ）第１および第２の終端の１つにおいて、第１および第２の導体の１つにそれぞれ接続される、のうち少なくとも１つであることを特徴とする請求項２３に記載の熱保護装置。
【請求項２７】
第１および第２の導体の１つは、第１および第２の分離された部分を含み、コンタクトが第１および第２の部分に接触して、２つ部分をブリッジすることによって回路が完成されることを特徴とする請求項２６に記載の熱保護装置。
【請求項２８】
絶縁ハウジングと、
ハウジングの第１および第２の終端にそれぞれ配置された第１および第２の導体と、
第１の終端と第２の終端を持ったスプリングと、
スプリングの第１および第２の終端がそれぞれ第１および第２の導体に接触しないように圧縮された状態でスプリングを保持する材料と、を有し、
該材料は、その活性化温度に達すると、スプリングが戻って該スプリングの第１および第２の終端が第１および第２の導体と接触するように、変形することを特徴とする熱保護装置。
【請求項２９】
前記材料は、（ｉ）パラフィン；（ｉｉ）低融点ポリマー；（ｉｉｉ）圧縮された状態でスプリングを包むように設定される；および（ｉｖ）スプリングと直列に置かれたプラグとして設定され、圧縮された状態でスプリングを保持する、のうち少なくとも１つであることを特徴とする請求項２８に記載の熱保護装置。
【請求項３０】
回路を動作させるよう構成され、前記回路は、（ｉ）プリント回路基板回路上に提供される；（ｉｉ）ヒューズとの電気的導通状態；（ｉｉｉ）加熱部材との熱的連通状態；（ｉｖ）電圧源との電気的導通状態；および（ｖ）負荷との電気的導通状態、のうち少なくとも１つであることを特徴とする請求項２８に記載の熱保護装置。
【請求項３１】
前記スプリングは、ステンレス鋼、クロムバナジウム、およびニッケル被覆ステンレス鋼から成るグループから選択された少なくとも１つの材料から作られることを特徴とする請求項２８に記載の熱保護装置。
【請求項３２】
電圧源と、
負荷と、
電圧源および負荷に直列に置かれたヒューズと、
負荷に並列に置かれた熱保護装置であって、活性化温度に達するとヒューズの開状態をもたらす短絡を起こす熱保護装置と、
を有することを特徴とする熱保護回路。
【請求項３３】
前記熱保護装置は形状記憶合金部材を含むことを特徴とする請求項３２に記載の熱保護回路。
【請求項３４】
前記熱保護装置は通常開であることを特徴とする請求項３２に記載の熱保護回路。
【請求項１】
一様に平らな絶縁基板と、
絶縁基板の側面に配置された第１および第２の導体と、
第１の導体に固定された第１の終端と第２の導体に最小限保持された第２の終端とを持った形状記憶合金部材と、を有し、
該部材は、その活性化温度に達すると、前記部材の第２の終端が第２の導体から遮断されて回路を開にするように、少なくとも実質的に予定された形状に戻ることを特徴とする熱保護器具。
【請求項２】
基板は、織ガラスまたは不織ガラスのＦＲ−４材料、ＰＴＦＥガラス、マイクロファイバーガラス、セラミック、熱硬化物質プラスチック、ポリイミド、カプトン（登録商標）(Kapton)材料、およびそれらいずれかの組み合わせから成るグループから選択された材料から作られることを特徴とする請求項１に記載の熱保護器具。
【請求項３】
前記部材の第２の終端は、第２の導体に、ある材料または器具を介して最小限保持されることを特徴とする請求項１に記載の熱防護装置。
【請求項４】
前記回路は、（ｉ）プリント回路基板回路上に提供される；（ｉｉ）ヒューズとの電気的導通状態；（ｉｉｉ）加熱部材との熱的連通状態；（ｉｖ）電圧源との電気的導通状態；および（ｖ）負荷との電気的導通状態、のうち少なくとも１つであることを特徴とする請求項１に記載の熱保護器具。
【請求項５】
前記形状記憶合金部材は、（ｉ）電気抵抗を減少させるために導電性材料で覆われる；（ｉｉ）それの予定された形状を形成するためにアニールされる；（ｉｉｉ）ニッケル−チタン合金から作られる；（ｉｖ）約６０℃から約１００℃の活性化温度を持つように設定される；（ｖ）コイルタイプの形状を持つように予め設定される；および（ｖｉ）屈曲形状を持つように予め設定される、のうち少なくとも１つであることを特徴とする請求項１に記載の熱保護器具。
【請求項６】
前記回路は第１の回路であり、そして前記熱保護器具は第３の電極を含み、前記部材の第２の終端は、第２の導体から遮断され第１の回路を開いた後に第３の電極に接触し、そして第２の回路を閉じることを特徴とする請求項１に記載の熱保護器具。
【請求項７】
一様に平らな絶縁基板と、
絶縁基板の側面に配置された第１および第２の導体と、
第１の導体に固定された第１の終端を持った形状記憶合金部材と、を有し、
該部材は、その活性化温度に達すると、前記部材の第２の終端が第２の導体と接触して回路を完成するように、少なくとも実質的に予定された形状に戻ることを特徴とする熱保護器具。
【請求項８】
基板は、織ガラスまたは不織ガラスのＦＲ−４材料、ＰＴＦＥガラス、マイクロファイバーガラス、セラミック、熱硬化物質プラスチック、ポリイミド、カプトン（登録商標）(Kapton)材料、およびそれらいずれかの組み合わせから成るグループから選択された材料から作られることを特徴とする請求項７に記載の熱保護器具。
【請求項９】
前記部材の第２の終端は、その活性化温度に達した後に、第２の導体に、ある材料または器具を介して保持されることを特徴とする請求項７に記載の熱防護装置。
【請求項１０】
前記回路は、（ｉ）プリント回路基板回路上に提供される；（ｉｉ）ヒューズとの電気的導通状態；（ｉｉｉ）加熱部材との熱的連通状態；（ｉｖ）電圧源との電気的導通状態；および（ｖ）負荷との電気的導通状態、のうち少なくとも１つであることを特徴とする請求項７に記載の熱保護器具。
【請求項１１】
前記形状記憶合金部材は、（ｉ）電気抵抗を減少させるために導電性材料で覆われる；（ｉｉ）それの予定された形状を形成するためにアニールされる；（ｉｉｉ）ニッケル−チタン合金から作られる；（ｉｖ）約６０℃から約１００℃の活性化温度を持つように設定される；（ｖ）非コイルまたは非屈曲の形状を持つように予め設定される；（ｖｉ）アニーリングの後にコイルされた形状を持つように形成される；および（ｖｉｉ）アニーリングの後に屈曲された形状を持つように形成される、のうち少なくとも１つであることを特徴とする請求項７に記載の熱保護器具。
【請求項１２】
絶縁ハウジングと、
ハウジングの第１および第２の終端にそれぞれ配置された第１および第２の導体と、
第１の導体に固定された第１の終端と第２の導体に最小限保持された第２の終端とを持った形状記憶合金部材と、を有し、
該部材は、その活性化温度に達すると、前記部材の第２の終端が第２の導体から遮断されて回路を開にするように、予定された形状に戻ることを特徴とする熱保護装置。
【請求項１３】
クリップ、ピンソケット、導電性の接着剤、および第１および第２の導体の適切な放熱をさせるはんだ、のうち少なくとも１つによって表面実装可能であることを特徴とする請求項１２に記載の熱保護装置。
【請求項１４】
前記部材の第２の終端は、第２の導体に、ある材料または器具を介して最小限保持されることを特徴とする請求項１２に記載の熱防護装置。
【請求項１５】
前記回路を動作させるよう構成され、前記回路は、（ｉ）プリント回路基板回路上に提供される；（ｉｉ）ヒューズとの電気的導通状態；（ｉｉｉ）加熱部材との熱的連通状態；（ｉｖ）電圧源との電気的導通状態；および（ｖ）負荷との電気的導通状態、のうち少なくとも１つであることを特徴とする請求項１２に記載の熱保護装置。
【請求項１６】
前記形状記憶合金部材は、（ｉ）電気抵抗を減少させるために導電性材料で覆われる；（ｉｉ）それの予定された形状を形成するためにアニールされる；（ｉｉｉ）ニッケル−チタン合金から作られる；（ｉｖ）約６０℃から約１００℃の活性化温度を持つように設定される；（ｖ）コイルタイプの形状を持つように予め設定される；（ｖｉ）屈曲形状を持つように予め設定される；および（ｖｉｉ）それの第２の終端において、第２の導体から遮断されて回路を開にするコンタクトに接続される、のうち少なくとも１つであることを特徴とする請求項１２に記載の熱保護装置。
【請求項１７】
第２の導体は第１および第２の分離された部分を含み、前記コンタクトは第１および第２の分離された部分から遮断されて、回路は２つの部分の間で開となることを特徴とする請求項１６に記載の熱保護装置。
【請求項１８】
絶縁ハウジングと、
ハウジングの第１および第２の終端にそれぞれ配置された第１および第２の導体と、
第１の導体に固定された第１の終端と第２の導体に固定された第２の終端とを持った形状記憶合金部材と、を有し、
該部材は、その活性化温度に達すると、前記部材が少なくとも実質的に弱い点において破断して回路を開にするように、予定された形状に戻ることを特徴とする熱保護装置。
【請求項１９】
前記形状記憶合金部材は、（ｉ）電気抵抗を減少させるために導電性材料で覆われる；（ｉｉ）それの予定された形状を形成するためにアニールされる；（ｉｉｉ）ニッケル−チタン合金から作られる；（ｉｖ）約６０℃から約１００℃の活性化温度を持つように設定される；（ｖ）コイルタイプの形状を持つように予め設定される；および（ｖｉ）屈曲形状を持つように予め設定される、のうち少なくとも１つであることを特徴とする請求項１８に記載の熱保護装置。
【請求項２０】
少なくとも１つの弱い点は、（ｉ）前記部材上の少なくとも実質的に中央に位置する；（ｉｉ）１つ以上の打ち抜き穴を有する；および（ｉｉｉ）前記部材に沿って１つ以上の薄くした領域を有する、のうち少なくとも１つであることを特徴とする請求項１８に記載の熱保護装置。
【請求項２１】
クリップ、ピンソケット、導電性の接着剤、および第１および第２の導体の適切な放熱をさせるはんだ、のうち少なくとも１つによって表面実装可能であることを特徴とする請求項１８に記載の熱保護装置。
【請求項２２】
前記回路を動作させるよう構成され、前記回路は、（ｉ）プリント回路基板回路上に提供される；（ｉｉ）ヒューズとの電気的導通状態；（ｉｉｉ）加熱部材との熱的連通状態；（ｉｖ）電圧源との電気的導通状態；および（ｖ）負荷との電気的導通状態、のうち少なくとも１つであることを特徴とする請求項１８に記載の熱保護装置。
【請求項２３】
絶縁ハウジングと、
ハウジングの第１および第２の終端にそれぞれ配置された第１および第２の導体と、
第１の終端と第２の終端とを持った形状記憶合金部材と、を有し、
該部材は、その活性化温度に達すると、部材の第１および第２の終端が第１および第２の導体との電気的導通状態にある回路を完成するように、予定された形状に戻ることを特徴とする熱保護装置。
【請求項２４】
クリップ、ピンソケット、導電性の接着剤、および第１および第２の導体の適切な放熱をさせるはんだ、のうち少なくとも１つによって表面実装可能であることを特徴とする請求項２３に記載の熱保護装置。
【請求項２５】
前記回路を動作させるよう構成され、前記回路は、（ｉ）プリント回路基板回路上に提供される；（ｉｉ）ヒューズとの電気的導通状態；（ｉｉｉ）加熱部材との熱的連通状態；（ｉｖ）電圧源との電気的導通状態；および（ｖ）負荷との電気的導通状態、のうち少なくとも１つであることを特徴とする請求項２３に記載の熱保護装置。
【請求項２６】
前記形状記憶合金部材は、（ｉ）電気抵抗を減少させるために導電性材料で覆われる；（ｉｉ）それの予定された形状を形成するためにアニールされる；（ｉｉｉ）ニッケル−チタン合金から作られる；（ｉｖ）約６０℃から約１００℃の活性化温度を持つように設定される；（ｖ）非コイルまたは非屈曲の形状を持つように予め設定される；（ｖｉ）アニーリングの後にコイルされた形状を持つように形成される；（ｖｉｉ）アニーリングの後に屈曲された形状を持つように形成される；（ｖｉｉｉ）第１および第２の終端の一方または両方において、コンタクトに接続され、そのコンタクトが第１および第２の導体の１つに接触して回路を完成する；（ｉｘ）第１および第２の終端の１つにおいて、第１および第２の導体の１つにそれぞれ接続される、のうち少なくとも１つであることを特徴とする請求項２３に記載の熱保護装置。
【請求項２７】
第１および第２の導体の１つは、第１および第２の分離された部分を含み、コンタクトが第１および第２の部分に接触して、２つ部分をブリッジすることによって回路が完成されることを特徴とする請求項２６に記載の熱保護装置。
【請求項２８】
絶縁ハウジングと、
ハウジングの第１および第２の終端にそれぞれ配置された第１および第２の導体と、
第１の終端と第２の終端を持ったスプリングと、
スプリングの第１および第２の終端がそれぞれ第１および第２の導体に接触しないように圧縮された状態でスプリングを保持する材料と、を有し、
該材料は、その活性化温度に達すると、スプリングが戻って該スプリングの第１および第２の終端が第１および第２の導体と接触するように、変形することを特徴とする熱保護装置。
【請求項２９】
前記材料は、（ｉ）パラフィン；（ｉｉ）低融点ポリマー；（ｉｉｉ）圧縮された状態でスプリングを包むように設定される；および（ｉｖ）スプリングと直列に置かれたプラグとして設定され、圧縮された状態でスプリングを保持する、のうち少なくとも１つであることを特徴とする請求項２８に記載の熱保護装置。
【請求項３０】
回路を動作させるよう構成され、前記回路は、（ｉ）プリント回路基板回路上に提供される；（ｉｉ）ヒューズとの電気的導通状態；（ｉｉｉ）加熱部材との熱的連通状態；（ｉｖ）電圧源との電気的導通状態；および（ｖ）負荷との電気的導通状態、のうち少なくとも１つであることを特徴とする請求項２８に記載の熱保護装置。
【請求項３１】
前記スプリングは、ステンレス鋼、クロムバナジウム、およびニッケル被覆ステンレス鋼から成るグループから選択された少なくとも１つの材料から作られることを特徴とする請求項２８に記載の熱保護装置。
【請求項３２】
電圧源と、
負荷と、
電圧源および負荷に直列に置かれたヒューズと、
負荷に並列に置かれた熱保護装置であって、活性化温度に達するとヒューズの開状態をもたらす短絡を起こす熱保護装置と、
を有することを特徴とする熱保護回路。
【請求項３３】
前記熱保護装置は形状記憶合金部材を含むことを特徴とする請求項３２に記載の熱保護回路。
【請求項３４】
前記熱保護装置は通常開であることを特徴とする請求項３２に記載の熱保護回路。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１１】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１１】
【公表番号】特表２００８−５４５９７１（Ｐ２００８−５４５９７１Ａ）
【公表日】平成２０年１２月１８日（２００８．１２．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５１４８８３（Ｐ２００８−５１４８８３）
【出願日】平成１８年６月２日（２００６．６．２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／０２１３９２
【国際公開番号】ＷＯ２００６／１３０８０８
【国際公開日】平成１８年１２月７日（２００６．１２．７）
【出願人】（５０１２４６６６２）リッテルフューズ，インコーポレイティド (26)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年１２月１８日（２００８．１２．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月２日（２００６．６．２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／０２１３９２
【国際公開番号】ＷＯ２００６／１３０８０８
【国際公開日】平成１８年１２月７日（２００６．１２．７）
【出願人】（５０１２４６６６２）リッテルフューズ，インコーポレイティド (26)
【Ｆターム（参考）】
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