JP2013161763A

JP2013161763A - ブレーカー

Info

Publication number: JP2013161763A
Application number: JP2012025486A
Authority: JP
Inventors: Katsufumi Namikawa; 勝史浪川; Kota Yagi; 孝太八木
Original assignee: Komatsulite Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Komatsulite Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2012-02-08
Filing date: 2012-02-08
Publication date: 2013-08-19
Anticipated expiration: 2032-02-08
Also published as: JP5941289B2

Abstract

【課題】２次電池等の保護装置として使用されるブレーカーにおいて、安定した温度追従性と抵抗値を確保しつつ、小型化を実現する。
【解決手段】可動片４は、ケース７の外側に突出される端子４１と、ケース７に収容され、可動接点３を固定接点２１に押圧するための弾性力を発生する弾性部４３と、端子４１と弾性部４３との間に形成された段曲げ部４６を有し、段曲げ部４６を含む領域で、ケース７によって固定される。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気機器の２次電池等に内蔵される小型のブレーカーに関するものである。

従来、各種電気機器の２次電池やモーター等の保護装置としてブレーカーが使用されている（図９及び図１０参照）。ブレーカーは、充放電中の２次電池の温度が過度に上昇した場合、又は自動車、家電製品等の機器に装備されるモーター等に過電流が流れた場合等の異常が生じた際に、２次電池やモーター等を保護するために電流を遮断する。このような保護装置として用いられるブレーカーは、機器の安全を確保するために、温度変化に追従して正確に動作することと、通電時の抵抗値が安定していることが求められる。

また、ブレーカーが、ノート型パーソナルコンピュータ、タブレット型携帯情報端末機器及びスマートフォンと称される薄型の多機能携帯電話機等の電気機器に装備される２次電池等の保護装置として用いられる場合、上述した安全性の確保に加えて、小型化が要求される。特に、近年の携帯情報端末機器にあっては、ユーザの小型化（薄型化）の志向が強く、各社から新規に発売される機器は、デザイン上の優位性を確保するために、小型に設計される傾向が顕著である。こうした背景の下、携帯情報端末機器を構成する一部品として、２次電池と共に実装されるブレーカーもまた、さらなる小型化が強く要求されている。

ブレーカーには、温度変化に応じて動作し、電流を導通又は遮断する熱応動素子が備えられている。特許文献１には、熱応動素子としてバイメタルを適用したブレーカーが示されている。バイメタルとは、熱膨張率の異なる２種類の板状の金属材料が積層されてなり、温度変化に応じて形状を変えることにより、接点の導通状態を制御する素子である。同文献に示されたブレーカーは、固定片（ベースターミナル）、可動片（可動アーム）、熱応動素子、ＰＴＣサーミスター等の部品が、樹脂ケースに収容されてなり、固定片及び可動片の端子が電気機器の電気回路に接続されて使用される。可動片には、第２弾性部において、貫通孔が形成され、第２弾性部の弾性係数が適正化される。また、貫通孔には突起が挿通され、その頂部が蓋部材の裏面と接合され、ケースの強度が高められる。

ＷＯ２０１１−１０５１７５号公報

小型化が図られたブレーカーにおいて、安定した温度追従性と抵抗値（固定接点と可動接点との接触抵抗）を確保するためには、固定片に設けられた固定接点と可動片の先端に設けられた可動接点との相対的な位置関係や姿勢を安定させる必要がある。特許文献１に示された構成のブレーカーにおいては、可動片がケースによって固定される部位（固定部）より外側の端子側に第１弾性部よりも弾性係数の低い第２弾性部を形成することにより、可動片の端子に加えられた外力や衝撃を第２弾性部によって吸収し、可動接点の位置を適正に維持する構成が示されている。しかしながら、固定部及びケースの剛性が不足すると、可動片の端子に加えられた外力や衝撃の一部が固定部及びケースを介して第１弾性部に伝達され、固定接点と可動接点との相対的な位置関係が不安定になる。このような固定部の剛性不足に起因する問題は、ケース及び可動片の小型化（特に薄肉化）を図ろうとした場合に顕著となる。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、安定した温度追従性と抵抗値を確保しつつ、小型化を実現できるブレーカーを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のブレーカーは、固定接点を有する固定片と、先端部に可動接点を有し、前記可動接点を前記固定接点に押圧して接触させる可動片と、温度変化に伴って変形することにより前記可動接点が前記固定接点から離反するように前記可動片を作動させる熱応動素子と、前記固定片、可動片及び熱応動素子を収容する第１ケースと、前記第１ケースに装着される第２ケースを備えたブレーカーにおいて、前記可動片は、前記第１ケース及び前記第２ケースの外側に突出される端子と、前記第１ケースに収容され、前記可動接点を前記固定接点に押圧するための弾性力を発生する第１弾性部と、前記端子と前記第１弾性部との間に形成され、少なくとも一部が前記第１ケースに収容される曲げ補強部を有し、前記曲げ補強部を含む領域又は前記曲げ補強部に隣接する領域で、前記第１ケースと前記第２ケースによって挟まれて固定されているものである。

この発明において、前記曲げ補強部と前記端子との間に形成され、前記曲げ補強部及び前記端子よりも弾性係数の低い第２弾性部を有することが好ましい。

この発明において、前記曲げ補強部の弾性係数が、前記端子の弾性係数よりも高いことが好ましい。

この発明において、前記曲げ補強部は、前記第１弾性部と前記第２弾性部とを前記可動片の厚み方向に段違いに配設する段曲げ部であることが好ましい。

また、本発明の電気機器用の安全回路は、前記ブレーカーを備えたことを特徴とする。

また、本発明の２次電池パックは、前記ブレーカーを備えたことを特徴とする。

本発明のブレーカーによれば、可動片は、端子と第１弾性部との間に曲げ補強部を有しているので、ケース自体の剛性に頼ることなく、また可動片の厚み寸法に頼ることなく、当該領域の剛性を高めることができる。また、可動片は、この剛性の高い曲げ補強部を含む領域又は曲げ補強部に隣接する領域で、第１ケースと第２ケースによって挟まれて固定されているので、可動片がケースに対して安定した姿勢で固定される。また、曲げ補強部の少なくとも一部がケースの内部に収容されるので、ブレーカーの小型化を図ることができる。その結果、固定接点と可動接点との相対的な位置関係も安定し、安定した温度追従性と抵抗値を確保しつつ、ブレーカーの小型化を図ることができる。

また、曲げ補強部及び端子よりも弾性係数の低い第２弾性部を、曲げ補強部と端子との間に有する形態によれば、ブレーカーの製造、搬送又は２次電池パックへの組み込み工程において、端子に加えられることのある外力や衝撃を第２弾性部によって吸収し、可動接点の位置や姿勢を適正に維持することができる。

また、曲げ補強部の弾性係数が、端子の弾性係数よりも高い形態によれば、可動片がケースに対してより一層安定した姿勢で固定され、固定接点と可動接点との相対的な位置関係もさらに安定する。

また、曲げ補強部は、第１弾性部と第２弾性部とを可動片の厚み方向に段違いに配設する段曲げ部である形態によれば、可動片の端子のケース底面からの高さの設計自由度が高められる。例えば、固定片に設けられる端子と可動片の端子の高さを容易に合わせることができ、２次電池パックや安全回路を構成する回路基板等へのブレーカーの実装が容易になる。

また、本発明のブレーカーを備えた安全回路又は２次電池パックによれば、ケースに対する可動片の固定姿勢を安定させて、安定した温度追従性と抵抗値を確保しつつ、安全回路又は２次電池パックの小型化を図ることができる。

本発明の一実施形態によるブレーカーの構成を示す組み立て斜視図。通常の充電又は放電状態におけるブレーカーの動作を示す断面図。過充電状態又は異常時などにおけるブレーカーの動作を示す断面図。樹脂ベースに可動片が組み込まれる様子を示す斜視図。樹脂ベースにカバー部材が組み込まれる様子を示す断面図。（ａ）は可動片の構成を示す斜視図、（ｂ）は外力等によって可動片が撓む様子を示す斜視図、（ｃ）は外力等によって可動片が捻られる様子を示す斜視図。可動片の変形例を示す斜視図。可動片の別の変形例を示す斜視図。本発明のブレーカーを備えた２次電池パックの構成を示す平面図。本発明のブレーカーを備えた安全回路の回路図。

本発明の一実施形態によるブレーカーについて図面を参照して説明する。図１乃至図３はブレーカーの構成を示す。ブレーカー１は、固定接点２１を有する固定片２と、先端部に可動接点３を有する可動片４と、温度変化に伴って変形する熱応動素子５と、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）サーミスター６と、固定片２、可動片４、熱応動素子５及びＰＴＣサーミスター６を収容するケース７等によって構成されている。ケース７は、樹脂ベース７１と樹脂ベース７１の上面に装着されるカバー部材７２等によって構成されている。

固定片２は、リン青銅を主成分とする金属板（この他、銅−チタン合金、洋白、黄銅などの金属板）をプレス加工することにより形成され、樹脂ベース７１にインサート成形により埋め込まれている。固定片２の一端には外部と電気的に接続される端子２２が形成され、他端部の近傍にはＰＴＣサーミスター６が載置されている。ＰＴＣサーミスター６は、固定片２の他端部の近傍に３箇所形成された凸状のダボ（小突起）の上に載置される。固定接点２１は、銀、ニッケル、ニッケル−銀合金の他、銅−銀合金、金−銀合金などの導電性の良い材料のクラッド、メッキ又は塗布等により可動接点３に対向する位置に形成され、樹脂ベース７１の上方に形成されている開口７３ｂから露出されている。端子２２は樹脂ベース７１の一端から外側に突出されている。

可動片４は、固定片２と同等の板状の金属材料をプレス加工することにより、長手方向の中心線に対して対称なアーム状に形成されている。可動片４の材料としては、リン青銅を主成分とするものが好ましい。この他、銅−チタン合金、洋白、黄銅などの導電性弾性材料を用いてもよい。可動片４の長手方向の一端には外部回路と電気的に接続される端子４１が形成されて樹脂ベース７１から外側に突出される。可動片４の他端（アーム状の可動片４の先端に相当）には可動接点３が形成されている。可動接点３は、固定接点２１と同等の材料によって形成され、溶接等の手法によって可動片４の先端部に接合されている。なお、本出願においては、可動片４において、可動接点３が接合されている面（すなわち図１において下側の面）を裏（うら）面、その反対側の面を表（おもて）面として説明している。可動片４は、可動接点３と端子４１の間に、固定部４２（アーム状の可動片４の基端に相当）、弾性部（第１弾性部）４３を有している。可動片４は、固定部４２を介して端子４１から弾性部４３に亘って一体的に形成されている。このような可動片４の一体的な構造によって、可動片４を構成する部品点数が削減され、可動片４を製造し樹脂ベース７１に組み込む際の工数が削減される。その結果、ブレーカー１の製造コストの低減を図ることができる。固定部４２において樹脂ベース７１とカバー部材７２によって裏表両面側から挟み込まれて可動片４が固定され、弾性部４３が弾性変形することにより、その先端に形成されている可動接点３が固定接点２１の側に押圧されて接触し、固定片２と可動片４とが通電可能となる。

可動片４は、弾性部４３において、プレス加工により湾曲又は屈曲されている。湾曲又は屈曲の度合いは、熱応動素子５を収容できる限り特に限定はなく、動作温度及び復帰温度における弾性力、接点の押圧力などを考慮して適宜設定すればよい。また、弾性部４３の下面には、熱応動素子５に対向して一対の小突起４４が形成されている。小突起４４と熱応動素子５とは接触して、小突起４４を介して熱応動素子５の変形が弾性部４３に伝達される（図２及び図３参照）。

また、可動片４には、可動片４の厚み方向に貫通し、樹脂ベース７１の突起７４ａが挿通される貫通穴４５と、クランク状に形成された段曲げ部４６（曲げ補強部）と、段曲げ部４６に形成された斜面４７と、樹脂ベース７１の位置決め部７５と係合される一対の係合部４８と、可動片４の長手方向に対して垂直な短手方向に可動片４の一部が切除されたくびれ部（第２弾性部）４９が形成されている。貫通穴４５、段曲げ部４６、斜面４７、係合部４８及びくびれ部４９は、弾性部４３を挟んで可動接点３とは反対側、すなわち弾性部４３に対して端子４１の側に設けられている。貫通穴４５は、可動片４の長手方向の中心線上に設けられている。斜面４７は、可動片４の方向に沿って連続して形成されている。係合部４８は、可動片４の短手方向に沿って２箇所に設けられている。

貫通穴４５は、可動片４の固定部４２に形成されている。固定部４２は、弾性部４３に対して可動片４の短手方向に幅広に形成されている。これにより、固定部４２における可動片４の長手方向に垂直な断面積が、弾性部４３における該断面積に対して大きい箇所となる。また、貫通穴４５は、平面視で（可動片４の厚み方向に視て）可動片４の短手方向に長い長円形状に形成されている。なお、貫通穴４５の形状は任意であって、例えば、可動片４の長手方向に長い長円形状であってもよく、また、楕円形状や真円形状であってもよい。

段曲げ部４６によって、樹脂ベース７１の底面を基準とした固定片２の端子２２及び可動片４の端子４１の高さを揃えることができる。これにより、端子２２及び端子４１とそれぞれ接続される端子の高さを揃えることができ、２次電池パックや安全回路を構成する回路基板等へのブレーカー１の実装が容易になる。また、本実施形態において、段曲げ部４６は、全体がケース７に収容されるが、ケース７のさらなる小型化を図りたい場合は、少なくとも一部がケース７に収容される形態であってもよい。一部であっても段曲げ部４６を構成する屈曲部分又は湾曲部分がケース７に収容されることにより、ブレーカー１全体の小形化を図ることができるからである。また、段曲げ部４６を含む領域の固定部４２は、その裏表両面及び両側面において、樹脂ベース７１及びカバー部材７２と溶着される。この固定部４２に段曲げ部４６を形成することにより、上記固定部４２の裏表両面及び両側面における樹脂ベース７１及びカバー部材７２との接触面積（溶着面積）が増大する。これにより、固定部４２と樹脂ベース７１及びカバー部材７２とが強固に接合されることになり、ケース７の強度・剛性が高められる。

係合部４８は、くびれ部４９の端子４１側の端縁にて形成される。くびれ部４９は、固定部４２を挟んで弾性部４３とは反対側で、固定部４２と端子４１の間に配設されている。くびれ部４９の幅寸法（可動片４の短手方向の長さ寸法、以下同様）は、弾性部４３の幅寸法に対して同等以下に設定されているのが望ましいが、少なくとも固定部４２及び端子４１の幅寸法よりも小さく設定されていればよい。くびれ部４９の弾性係数が、少なくとも固定部４２及び端子４１の弾性係数よりも小さく設定されていることが望ましく、さらには弾性部４３の弾性係数に対して同等以下に設定されているのがより望ましいからである。本実施形態におけるくびれ部４９は、第２弾性部として機能して、端子４１に加えられた外力や衝撃を吸収し、可動接点３の位置を適正に維持する。第２弾性部は、くびれ部４９のように可動片４の幅寸法を局所的に小さくする形態の他、例えば、可動片４の厚み寸法を局所的に小さくする形態、貫通穴を設ける形態等のように、可動片４の短手方向の断面積を局所的に小さくする手法等により、その弾性係数が固定部４２及び端子４１の弾性係数よりも小さく、かつ弾性部４３の弾性係数に対して同等以下になるように形成されていてもよい。

熱応動素子５は円弧状に湾曲した初期形状をなし、バイメタル、トリメタルなどの複合材料からなる。過熱により動作温度に達すると湾曲形状はスナップモーションを伴って逆反りし、冷却により復帰温度を下回ると復元する。熱応動素子５の初期形状は、プレス加工により形成することができる。所期の温度で熱応動素子５の逆反り動作により可動片４の弾性部４３が押し上げられ、かつ弾性部４３の弾性力により元に戻る限り、熱応動素子５の材質及び形状は特に限定されるものでないが、生産性及び逆反り動作の効率性の観点から矩形が望ましく、小型でありながら弾性部４３を効率的に押し上げるために正方形に近い長方形であるのが望ましい。なお、熱応動素子５の材料としては、例えば、高膨脹側に銅−ニッケル−マンガン合金又はニッケル−クロム−鉄合金、低膨脹側に鉄−ニッケル合金をはじめとする、洋白、黄銅、ステンレスなど各種の合金からなる熱膨張率の異なる２種類の材料を積層したものが、所要条件に応じて組み合わせて使用される。

熱応動素子５の逆反り動作により固定片２と可動片４との通電が遮断されたとき、ＰＴＣサーミスター６に流れる電流が増大する。ＰＴＣサーミスター６は、温度上昇と共に抵抗値が増大して電流を制限する正特性サーミスターであれば、動作電流、動作電圧、動作温度、復帰温度などの必要に応じて種類を選択でき、その形状はこれらの諸特性を損なわない限り特に限定されるものではない。

ケース７を構成する樹脂ベース７１及びカバー部材７２は、難燃性のポリアミド、耐熱性に優れたポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などの樹脂により成形されているが、同等の特性が得られる材料であれば、特に限定されない。樹脂ベース７１には、熱応動素子５及びＰＴＣサーミスター６などを収容するための収容部７３及び可動片４を収容するための開口７３ａ，７３ｂなどが形成されている。なお、樹脂ベース７１に組み込まれた熱応動素子５及びＰＴＣサーミスター６の端縁は、収容部７３の内部に形成されている枠によってそれぞれ当接され、熱応動素子５の逆反り時に案内される。

また、樹脂ベース７１は、可動片４の貫通穴４５に挿通される突起７４ａと、可動片４を位置決めするための一対の位置決め部７５を有する。突起７４ａは、貫通穴４５に対応し、平面視で長円形状に形成され、樹脂ベース７１を補強する。突起７４ａの高さすなわち突出量は、可動片４の厚みより大きく設定され、カバー部材７２の裏面には、突起７４ａの頂部が嵌合される凹部が必要に応じて設けられる。位置決め部７５は、可動片４の長手方向に対して垂直な方向に沿って２箇所に設けられている。本実施形態では、樹脂ベース７１の側壁の一部が可動片４のくびれ部４９に対応する形状に形成され、位置決め部７５を構成する。すなわち、位置決め部７５は、くびれ部４９の近傍において切除された部分に介在し、樹脂ベース７１を補強する。

カバー部材７２は、その内壁面から可動片４の段曲げ部４６に対応する形状に突出する段部７７と、段部７７に形成された斜面７８（図５参照）とを有する。斜面７８は、可動片４の斜面４７に対応し、可動片４の長手方向に対して垂直な方向に沿って連続して形成されている。

カバー部材７２には、カバー片８がインサート成形によって埋め込まれている。カバー片８は、上述したリン青銅を主成分とする金属板又はステンレス等の金属板をプレス加工することにより形成される。カバー片８は、図２及び図３に示すように、可動片４の上面と適宜当接し、可動片４の動きを規制すると共に、カバー部材７２のひいては筐体としてのケース７の剛性・強度を高める。

図１に示すように、固定片２、可動片４、熱応動素子５及びＰＴＣサーミスター６等を収容した樹脂ベース７１の収容部７３を塞ぐように、カバー部材７２が、樹脂ベース７１の上面に装着される。樹脂ベース７１とカバー部材７２とは、例えば超音波溶着によって接合される。

図２は、通常の充電又は放電状態におけるブレーカー１の動作を示している。通常の充電又は放電状態においては、熱応動素子５は初期形状を維持し（逆反り前であり）、固定接点２１と可動接点３は接触し、可動片４の弾性部４３などを通じてブレーカー１の両端子２２、４１間は導通している。可動片４の弾性部４３と熱応動素子５とは接触しており、可動片４、熱応動素子５、ＰＴＣサーミスター６及び固定片２は、回路として導通している。しかし、ＰＴＣサーミスター６の抵抗は、可動片４の抵抗に比べて圧倒的に大きいため、ＰＴＣサーミスター６を流れる電流は、固定接点２１及び可動接点３を流れる量に比して実質的に無視できる程度である。

図３は、過充電状態又は異常時などにおけるブレーカー１の動作を示している。過充電又は異常により高温状態となると、ＰＴＣサーミスター６が過熱され、動作温度に達した熱応動素子５は逆反りし、可動片４の弾性部４３が押し上げられて固定接点２１と可動接点３とが離反する。このとき、固定接点２１と可動接点３の間を流れていた電流は遮断され、僅かな漏れ電流が熱応動素子５及びＰＴＣサーミスター６を通して流れることとなる。ＰＴＣサーミスター６は、このような漏れ電流の流れる限り発熱を続け、熱応動素子５を逆反り状態に維持させつつ抵抗値を激増させるので、電流は固定接点２１と可動接点３の間の経路を流れず、上述の僅かな漏れ電流のみが存在する（自己保持回路を構成する）。この漏れ電流は安全装置の他の機能に充てることができる。

過充電状態を解除し、又は異常状態を解消すると、ＰＴＣサーミスター６の発熱も収まり、熱応動素子５は復帰温度に戻り、元の初期形状に復元する。そして、可動片４の弾性部４３の弾性力によって可動接点３と固定接点２１とは再び接触し、回路は遮断状態を解かれ、図２に示す導通状態に復帰する。

図４は、樹脂ベース７１に可動片４が組み込まれる様子を示す。可動片４は、樹脂ベース７１の開口７３ａ，７３ｂに案内されて樹脂ベース７１に組み込まれる。このとき、可動片４に形成されている貫通穴４５に樹脂ベース７１の突起７４ａが挿通される。これにより、可動片４が突起７４ａによって案内されるので、樹脂ベース７１に対する可動片４の仮の位置合わせがなされる。また、貫通穴４５に突起７４ａが挿通されることに加え、一対の係合部４８と一対の位置決め部７５との係合により、樹脂ベース７１に対する可動片４の回転が規制され、仮の位置合わせが容易に行われる。

この仮の位置合わせの段階では、樹脂ベース７１に対する可動片４の位置合わせが正確になされている必要はない。また、可動片４は、後の工程で最終的な位置合わせができるように、樹脂ベース７１の上に載置された状態であり、固定されてはいない。なお、樹脂ベース７１の開口７３ａ，７３ｂ及び突起７４ａの位置、形状、寸法等は、仮の位置合わせがなされた位置から完全に位置決めされる定位置まで可動片４を案内し易くなるように、可動片４の対応する箇所と相似形に形成されている。

図４に示すように可動片４が樹脂ベース７１に組み込まれた後、樹脂ベース７１にカバー部材７２が装着される。カバー部材７２は、可動片４の段曲げ部４６にカバー部材７２の段部７７を押し当てることで可動片４を位置合わせしながら、樹脂ベース７１に装着される。

図５は、樹脂ベース７１にカバー部材７２が完全に装着される際に、カバー部材７２によって可動片４が樹脂ベース７１とカバー部材７２に挟まれた状態で押される様子を示す。樹脂ベース７１にカバー部材７２が装着される最中に、カバー部材７２が樹脂ベース７１の方向（図中白抜き矢印方向）に押圧されると、可動片４の斜面４７とカバー部材７２の斜面７８とが当接する。斜面４７及び斜面７８は、可動片４の長手方向に対して垂直な方向に沿って連続して形成されているので、なおもカバー部材７２が樹脂ベース７１の方向に押圧されると、可動片４の斜面４７はカバー部材７２の斜面７８によって可動片４の長手方向に押される（付勢される）。その結果、斜面７８，４７によって力の方向が変換され、可動片４の全体が長手方向すなわち固定片２の存在する矢印Ａ方向に押されて移動し、係合部４８が位置決め部７５と当接して係合する。これにより、図５において突起７４ａ等によって仮の位置合わせがなされていた可動片４は、樹脂ベース７１に対して正確に位置決めされる。すなわち、樹脂ベース７１に対して可動片４が組み込まれる際に生じている仮の位置合わせ時の誤差は軽減され、樹脂ベース７１に対する可動片４の位置決め誤差を、実質的に樹脂ベース７１の位置決め部７５と可動片４の係合部４８の製造時における寸法誤差程度に留めることができる。

なお、可動片４の係合部４８から可動接点３の接触箇所（図１及び図２参照）までの距離と、樹脂ベース７１の位置決め部７５から固定接点２１の接触箇所（図１及び図２参照）までの距離は平面視で等しく設定されている。そのため、可動片４が正確に位置決めされると、可動接点３と固定接点２１とが適正な接触箇所で接触する。これにより、通電時における両者間の接触抵抗が適正化される。

本実施形態においては、係合部４８及び位置決め部７５が可動片４の短手方向に沿って、それぞれ一対設けられる。さらに、一対の係合部４８及び一対の位置決め部７５は、可動片４の短手方向において斜面４７、斜面７８を挟んで外側の部分に位置しているので、可動片４の回転による樹脂ベース７１とのずれを抑制できる。また、これにより、可動片４の先端部と樹脂ベース７１の開口７３ｂとのクリアランスを小さく設定しても、可動片４の先端部と樹脂ベース７１との干渉を防止できるので、樹脂ベース７１のさらなる小型化を図ることができる。

樹脂ベース７１にカバー部材７２が完全に装着されると、樹脂ベース７１又はカバー部材７２のいずれか一方又は両方に超音波振動が付与され、樹脂ベース７１とカバー部材７２が溶着される。このとき、樹脂ベース７１の突起７４ａの先端がカバー部材７２内壁面と当接し、超音波溶着によって接合される。これに伴い、可動片４が、貫通穴４５の周辺すなわち固定部４２において、樹脂ベース７１及びカバー部材７２によって上下方向から強固に接合される。これにより、可動片４が、樹脂ベース７１に対して定位置（あるべき位置）で固定される。なお、カバー部材７２が樹脂ベース７１に溶着され、可動片４が固定された後も、斜面４７と斜面７８とは当接状態を維持し、可動片４は、矢印Ａ方向に押され続ける。また、これに伴い、位置決め部７５と係合部４８とは係合状態を維持し、樹脂ベース７１に対する可動片４の位置及び姿勢は、正常に維持され続ける。

上述した超音波溶着によって、樹脂ベース７１の周縁部と共に、補強部として機能する突起７４ａの頂部及び位置決め部７５の頂部が、カバー部材７２の裏面（下面）に接合される。これにより、固定部４２の中央近傍において、補強部である突起７４ａとカバー部材７２が直接的に接合されるので、ケース７の剛性を効率よく高めることができる。また、補強部である位置決め部７５が、平面視でくびれ部４９の近傍の切除された部分においてカバー部材７２と直接的に接合されるので、くびれ部４９の近傍においてケース７の剛性を効率よく高めることができる。

図６は、可動片４の構成を示す。弾性部４３とくびれ部４９とを可動片４の厚み方向に段違いに配設するようにクランク状に形成された段曲げ部４６は、曲げ補強部として機能し、可動片４の固定部４２及びその近傍領域の曲げ剛性及び捻り剛性を強化する。また、くびれ部４９は、周辺が可動片４の短手方向に切除されていることにより、端子４１及び段曲げ部４６よりも弾性係数が低い第２弾性部として機能し、端子４１に加えられた外力や衝撃（以下、外力等）を吸収し、可動接点３の位置を適正に維持する。

例えば、図６（ｂ）において破線で示すように、可動片４を撓ませる外力等が端子４１に加えられたとき、その外力等はくびれ部４９によって吸収される。このとき、段曲げ部４６がクランク状に形成されていることにより、端子４１、くびれ部４９及び弾性部４３よりも曲げ弾性係数が高く、段曲げ部４６を含む固定部４２が実質的に変形することはない。また、本実施形態においては、段曲げ部４６を含む領域である固定部４２において、樹脂ベース７１及びカバー部材７２によって可動片４が裏表両面から挟み込まれて強固に固定されている。このため、端子４１に加えられた外力等が弾性部４３に伝達されることがなく、弾性部４３の先端に形成されている可動接点３の位置や姿勢が適正に維持される。

同様に、図６（ｃ）において破線で示すように、可動片４を捻る外力等が端子４１に加えられたとき、その外力等はくびれ部４９によって吸収される。この場合も、段曲げ部４６がクランク状に形成されていることにより、端子４１、くびれ部４９及び弾性部４３よりも捻り弾性係数が高く、段曲げ部４６を含む固定部４２が実質的に変形することはない。従って図６（ｂ）に示した場合と同様に、端子４１に加えられた外力等が弾性部４３に伝達されることがなく、弾性部４３の先端に形成されている可動接点３の位置や姿勢が適正に維持される。

以上のように、本実施形態のブレーカー１によれば、可動片４は、端子４１と弾性部４３との間に曲げ補強部に相当する段曲げ部４６等を有しているので、ケース７自体の剛性に頼ることなく（すなわち、樹脂ベース７１及びカバー部材７２の肉厚に頼ることなく）、また可動片４の厚み寸法に頼ることなく、当該領域の剛性を高めることができる。また、可動片４は、この剛性の高い段曲げ部４６を含む領域である固定部４２において又は段曲げ部４６等に隣接する領域において、樹脂ベース７１とカバー部材７２によって挟まれて固定されているので、可動片４がケース７に対して安定した姿勢で固定される。また、段曲げ部４６がケース７の内部に収容されるので、ブレーカー１の小型化を図ることができる。その結果、固定接点２１と可動接点３との相対的な位置関係も安定し、安定した温度追従性と抵抗値を確保しつつ、ブレーカー１の小型化を図ることができる。

また、段曲げ部４６及び端子４１よりも弾性係数の低いくびれ部４９を、第２弾性部として段曲げ部４６と端子４１との間に有するので、ブレーカー１の製造、搬送又は２次電池パックへの組み込み工程において、端子４１に加えられることのある外力等をくびれ部４９によって吸収し、可動接点３の位置や姿勢を適正に維持することができる。

また、段曲げ部４６の弾性係数が、端子４１の弾性係数よりも高いので、可動片４がケース７に対してより一層安定した姿勢で固定され、固定接点２１と可動接点３との相対的な位置関係もさらに安定する。

また、曲げ補強部として弾性部４３とくびれ部４９とを可動片４の厚み方向に段違いに配設する段曲げ部４６を有するので、可動片４の端子４１のケース底面からの高さの設計自由度が高められる。例えば、固定片２に設けられる端子２２と可動片４の端子４１の高さを容易に合わせることができ、２次電池パックや安全回路を構成する回路基板等へのブレーカーの実装が容易になる。

なお、本発明は上記実施形態の構成に限られることなく、少なくとも可動片４が、ケース７の外側に突出される端子４１と、ケース７に収容され、可動接点３を固定接点２１に押圧するための弾性力を発生する弾性部４３と、端子４１と弾性部４３との間に形成され一部又は全体がケース７に収容される曲げ補強部を有し、曲げ補強部を含む領域又は曲げ補強部に隣接する領域で、ケース７を構成する２点以上の部品によって挟まれて固定されていればよい。ここで、ケース７に収容される曲げ補強部の一部とは、斜面４７の一部のみならずクランク状に屈曲されている屈曲部分（折り目部）又は湾曲されている湾曲部分（スロープ領域）も含まれる。

図７及び図８は、可動片４の変形例を示す。図７（ａ）は、固定部４２に対して弾性部４３の側に、弾性部４３とくびれ部４９とを段違いに配設する段曲げ部４６ａが形成されている形態を示す。この形態にあっては、曲げ補強部に相当する段曲げ部４６ａに隣接する領域である固定部４２において、可動片４がケース７によって固定される。

図７（ｂ），（ｃ）は、段曲げ部が廃され、弾性部４３とくびれ部４９とが同一平面状に配設される形態を示す。この形態にあっては、段曲げ部の替わりに曲げ補強部４６ｂが固定部４２から端子４１の側に、又は曲げ補強部４６ｃが固定部４２から可動接点３の側に延出されて屈曲又は湾曲される。

図８（ａ），（ｂ）は、段曲げ部が廃され、弾性部４３とくびれ部４９とが同一平面状に配設され、一対の斜面を有する曲げ補強部４６ｄ、４６ｅを備えた形態を示す。図８（ａ）に示す形態では、曲げ補強部４６ｄは固定部４２の全幅に亘って形成されている。また、図８（ｂ）に示すように、曲げ補強部４６ｅが固定部４２の一部に亘って形成されていてもよい。この変形例では、くびれ部４９と同等の幅に亘って曲げ補強部４６ｅが形成されている。

また、いずれの形態においても、曲げ補強部は、固定部４２の短手方向の端縁から延出されて屈曲又は湾曲される形態であってもよい。このように曲げ補強部の延出される方向及び屈曲又は湾曲される方向は、任意の方向であってもよく、上述した作用効果を生ずるように可動片４として要求される剛性特性に応じて、適宜設定することができる。また、いずれの形態においても、曲げ補強部は、固定部４２から連続的に形成される。可動片４は、固定部４２においてケース７によって固定されるので、曲げ補強部を含む領域又は曲げ補強部から連続し隣接する領域でケース７によって固定される。

また、本実施形態では、ＰＴＣサーミスター６による自己保持回路を有しているが、このような構成を省いた形態であっても適用可能であり、安定した温度追従性と抵抗値を確保しつつ、ブレーカー１の小型化を図ることができる。また、可動片４をバイメタル又はトリメタル等によって形成することにより、可動片４と熱応動素子５を一体的に形成する構成であってもよい。この場合、ブレーカーの構成が簡素化されて、さらなる小型化を図ることができる。また、ケース７は、樹脂ベース７１とカバー部材７２等によって構成される形態に限られることなく、２点以上の部品（すなわち第１ケース及び第２ケース等）によって構成される他の形態であってもよい。

また、図６等においては、可動片４は、貫通穴４５、斜面４７、係合部４８及びくびれ部４９（図１等参照）の構成を有する形態であるが、これらの構成うちのいずれか又は全てが廃されていてもよい。例えば、貫通穴４５を廃する場合は、樹脂ベース７１の突起７４ａも廃される。また、係合部４８及びくびれ部４９が廃される場合は、可動片４は、固定部４２から端子４１に亘って等幅に形成され、これに伴い樹脂ベース７１の位置決め部７５の形状も変更される。

また、特開２００５−２０３２７７号公報に示されるような、固定部４２又はその近傍において、端子４１の側と可動接点３の側に構造的に分離されている形態に、本発明を適用してもよい。

１ブレーカー
２固定片
３可動接点
４可動片
５熱応動素子
２１固定接点
４３弾性部（第１弾性部）
４６段曲げ部（曲げ補強部）
４６ａ曲げ補強部
４６ｂ曲げ補強部
４６ｃ曲げ補強部
４６ｄ曲げ補強部
４６ｅ曲げ補強部
４９くびれ部（第２弾性部）
７１樹脂ベース（ケース）
７２カバー部材（ケース）

Claims

固定接点を有する固定片と、先端部に可動接点を有し、前記可動接点を前記固定接点に押圧して接触させる可動片と、温度変化に伴って変形することにより前記可動接点が前記固定接点から離反するように前記可動片を作動させる熱応動素子と、前記固定片、可動片及び熱応動素子を収容する第１ケースと、前記第１ケースに装着される第２ケースを備えたブレーカーにおいて、
前記可動片は、
前記第１ケース及び前記第２ケースの外側に突出される端子と、前記第１ケースに収容され、前記可動接点を前記固定接点に押圧するための弾性力を発生する第１弾性部と、前記端子と前記第１弾性部との間に形成され、少なくとも一部が前記第１ケースに収容される曲げ補強部を有し、
前記曲げ補強部を含む領域又は前記曲げ補強部に隣接する領域で、前記第１ケースと前記第２ケースによって挟まれて固定されていることを特徴とするブレーカー。
前記曲げ補強部と前記端子との間に形成され、前記曲げ補強部及び前記端子よりも弾性係数の低い第２弾性部を有することを特徴とする請求項１に記載のブレーカー。
前記曲げ補強部の弾性係数が、前記端子の弾性係数よりも高いことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のブレーカー。
前記曲げ補強部は、前記第１弾性部と前記第２弾性部とを前記可動片の厚み方向に段違いに配設する段曲げ部であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のブレーカー。
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のブレーカーを備えたことを特徴とする電気機器用の安全回路。
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のブレーカーを備えたことを特徴とする２次電池パック。