JP2014078530A - ブレーカー及びそれを備えた安全回路並びに２次電池 - Google Patents

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、樹脂材料の充填不良や樹脂ケースの強度低下を伴うことなく、小型化を実現する。
【解決手段】ブレーカーは、固定接点を有する固定片２と、先端部に可動接点を有し、可動接点を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可動接点が固定接点から離反するように可動片を作動させる熱応動素子と、固定片２、可動片及び熱応動素子を収容する樹脂ケースのケース本体７１とを備える。ケース本体７１は、周辺部分から陥没する凹部７５，７７を有し、固定片は、ケース本体７１の凹部７５，７７から所定の第１距離Ｄ１以上隔てて退避する退避部２５を有し、ケース本体７１に埋設される。
【選択図】図５

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等に関するものである。

従来、各種の電気機器の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。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次電池又は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、機器の安全を確実に確保するために、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、電流を導通又は遮蔽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。

特開ＷＯ２０１１／１０５１７５号公報

図９は、特許文献１に開示されている従来のブレーカーの底面の一例を示す。このブレーカー１００は、小型化（低背化）を推進するために、インサート成型された固定片２の先端部２３及びその近傍の一部が樹脂ケース７の底面から露出される構造を有している。

樹脂ケース７を形成する樹脂材料は、金型における樹脂ケース７の底面を形成する部分に設けられているゲートから供給される。ゲート内で硬化した樹脂は、離型時又はその後切断され、樹脂ケース７の底面には、その一部がゲート跡７６として残される。

ゲート跡７６が樹脂ケース７の底面から突出すると、ブレーカー１００を２次電池等に搭載する際、支障が生ずることがある。そのため、ブレーカー１００には、図９に示すように、樹脂ケース７の底面に凹部７５を設け、その凹部７５内にゲート跡７６を収容し、樹脂ケース７の底面からゲート跡７６が突出しない構造が適用されている。

また、樹脂ケース７の底面には、ブレーカー１００の品番や生産ロット番号を示す刻印７８を形成することがある。このような刻印７８も、上記ゲート跡７６と同様に、樹脂ケース７の底面から突出しないように、樹脂ケース７の底面に設けられた凹部７７内に刻印７８を収容する構造が提案されている。

しかしながら、樹脂ケース７の底面から露出する固定片２の端縁と凹部７５，７７の側壁との距離（すなわち、樹脂ケースを成形する金型のキャビティ空間を区画する壁に設けられた凸部と固定片２との距離）が過度に接近すると、金型のキャビティ空間に樹脂材料を充填する際に、樹脂材料の流れが局所的に阻害され、充填不良が発生する虞がある。また、樹脂ケース７の肉厚が局所的に不足し、樹脂ケース７の強度低下を招く虞がある。同様に、可動片４の一部と凹部７５，７７との距離が過度に接近する場合も、樹脂材料の充填不良や樹脂ケース７の強度低下が発生する虞がある。

このような樹脂材料の充填不良を抑制するため、本願発明者は、固定片２及び可動片４と凹部７５，７７とを所定の距離以上隔てて配置することを検討した。しかしながら、このような配置は樹脂ケース７の肥大化を招来し、ブレーカーの小型化を妨げる一因となる。

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、樹脂材料の充填不良や樹脂ケースの強度低下を伴うことなく、小型化を実現す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樹脂ケースとを備えたブレーカーにおいて、前記樹脂ケースは、周辺部分から陥没する凹部を有し、前記固定片は、前記樹脂ケースの凹部から平面視で該樹脂ケースの内側に退避する退避部を有し、前記樹脂ケースに埋設されるものである。

本発明のブレーカーによれば、樹脂ケースに埋設された固定片が樹脂ケースの凹部から退避するように、固定片に退避部が設けられているので、固定片と凹部との間における樹脂材料の充填不良や樹脂ケースの強度低下を伴うことなく、凹部の位置、形状及び大きさの自由度を高めることができる。これにより、ブレーカーの小型化を実現できる。

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。 通常の充電又は放電状態におけるブレーカーの別の断面図。 同ブレーカーを構成する樹脂ケース及び固定片の底面図。 同樹脂ケース及び固定片の変形例のバリエーションを示す底面図。 同樹脂ケース及び固定片の変形例の別のバリエーションを示す底面図。 同樹脂ケース及び固定片の変形例のさらに別のバリエーションを示す底面図。 従来のブレーカーを構成する樹脂ケース及び固定片の底面図。 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。 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を収容する樹脂ケース７等によって構成されている。樹脂ケース７は、ケース本体７１とケース本体７１の上面に装着される蓋部材７２等によって構成されている。

固定片２は、例えば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、ケース本体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２３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２３の近傍に３箇所形成された凸状のダボ（小突起）２４（図５参照）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、ケース本体７１の上方に形成されている開口７３の一部から露出されている。端子２２はケース本体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と同等の金属板をプレス加工することによりアーム状に形成されている。可動片４の長手方向の一端には外部と電気的に接続される端子４１が形成されてケース本体７１から外側に突出される。本実施形態においては、固定片２の端子２２と可動片４の端子４１の高さを揃えるために、可動片４は、樹脂ケース７の内部の段曲げ部４６においてクランク状に屈曲されている。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。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４３を有している。固定部４２においてケース本体７１と蓋部材７２によって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。

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）。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。なお、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。

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、ステンレス鋼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。

樹脂ケース７を構成するケース本体７１及び蓋部材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。ケース本体７１には、固定片２、可動片４、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などが開口されている。また、ケース本体７１の収容部７３の内部には、可動片４、熱応動素子５及びＰＴＣサーミスター６の端縁と当接される枠７３a、７３ｂ、７３ｃ及び７３ｄが形成されている。各枠７３ａ、７３ｂ及び７３ｃの内側と外側で、ケース本体７１は階段状に形成される。また、枠７３ｄの内側と外側で、固定片２及びケース本体７１は階段状に形成される。可動片４、熱応動素子５及びＰＴＣサーミスター６は、ケース本体７１への組み込み時に枠７３a、７３ｂ、７３ｃ及び７３ｄとそれぞれ当接され、枠７３a、７３ｂ、７３ｃ及び７３ｄによって案内される。さらに、ケース本体７１に組み込まれた可動片４及び熱応動素子５の端縁は、枠７３a、７３ｂ及び７３ｃによってそれぞれ当接され、熱応動素子５の逆反り時に枠７３a、７３ｂ及び７３ｃによって案内される。また、ＰＴＣサーミスター６の端縁の側面が、該側面に対向するように形成されている枠７３ｄに当接され、ＰＴＣサーミスター６は、位置決めされる。

蓋部材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鋼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、蓋部材７２のひいては筐体としての樹脂ケース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等を収容したケース本体７１の開口７３を塞ぐように、蓋部材７２が、ケース本体７１の上面に装着される。ケース本体７１と蓋部材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、通常の充電又は放電状態におけるブレーカー１の別の断面を示す。ブレーカー１の樹脂ケース７のケース本体７１の底面には、凹部７５（後述する図５参照）が形成されており、図４は、凹部７５が含まれる断面である。

図５は、ブレーカー１を構成する樹脂ケース７のケース本体７１及び固定片２の底面を示す。固定片２の他端部２３は、ケース本体７１の底面に露出している。ケース本体７１の底面の隅部の近傍には、周辺部分から陥没する凹部７５，７７が形成されている。

凹部７５は、ゲート跡７６を収容する。ゲート跡７６は、金型のゲート内で硬化し離型時又はその後切断された樹脂材料の痕跡であり、凹部７５の底面から若干量突出する。ゲート跡７６の先端がケース本体７１の底面から突出しないように、凹部７５の深さが設定される。また、凹部７５の半径は、ゲートの径に応じて設定される。

凹部７７は、凸状の刻印７８の周辺に形成される。図５においては、一例として文字列”Ａ”の刻印７８が、凹部７７の底面から突出して形成されている。刻印７８が表す文字列によって、例えばブレーカー１の品番や生産ロット番号を示すことができる。ゲート跡７６と同様に、刻印７８の先端がケース本体７１の底面から突出しないように、凹部７７の深さ及び刻印７８の突出量が設定される。また、凹部７７の形状及び大きさは、刻印７８に応じて設定される。なお、ここでは刻印７８の形態として文字列を例示しているが、記号、図形等によって凹部７７や刻印７８を形成しても同等の効果を得ることができる。

本実施形態のブレーカー１は、図９に示した底面視で矩形の固定片２に対して、図５において破線のハッチングで示した退避部２５を有する点が相違する。固定片２は、通常であれば加工容易性を考慮して、図９に示すように矩形の形状に形成される。この矩形の形状は、図５において固定片２の仮想の端縁として破線で示される。なお、固定片２の仮想の端縁が含まれる矩形は、ＰＴＣサーミスター６等の他の部材を考慮に入れて、固定片２が備えるべき形状、寸法、機能などから推定できる。本実施形態のブレーカー１は、固定片２の仮想の端縁から内側に退避する退避部２５を設けることにより、固定片２の端縁とケース本体７１の凹部７５，７７との距離Ｄ（それぞれの最短距離）が所定の第１距離Ｄ１以上になるように構成されている。すなわち、固定片２の仮想の端縁とケース本体７１の凹部７５，７７との距離Ｄが第１距離Ｄ１未満となる場合であっても、退避部２５は、固定片２の端縁とケース本体７１の凹部７５，７７との距離Ｄが第１距離Ｄ１以上隔たるように、凹部７５，７７から退避する。第１距離Ｄ１は、ケース本体７１を形成する樹脂材料の金型内における流れ具合や、ケース本体７１の機械的強度、ブレーカー１の耐電圧、温度特性等を考慮して、さらにはＵＬ（Underwriters Laboratories Inc.）規格やＴＵＶ（技術検査協会）規格等の各種の安全規格において使用する樹脂材料ごとに定められている樹脂部分の最小肉厚と同程度以上に設定される。より具体的には、第１距離Ｄ１は、例えば０．１ｍｍ〜０．４０ｍｍに設定される。ブレーカー１の小型化を実現するためには、第１距離Ｄ１を上記上限値以下に設定することが望ましい。また、樹脂材料の流れ不良を抑制すると共に、ケース本体７１の機械的強度、ブレーカー１の耐電圧等を確保するためには、第１距離Ｄ１を上記下限値以上に設定することが望ましい。

退避部２５を設けることにより、固定片２の実際の端縁と凹部７５，７７との距離は、固定片２の仮想の端縁と凹部７５，７７との距離より大きくすることができる。従って、固定片２の実際の端縁と凹部７５，７７との距離が第１距離Ｄ１より長く確保されていれば、固定片２の仮想の端縁と凹部７５，７７との距離は、第１距離Ｄ１より短くなってもよい。なお、図５に示すように、退避部２５と凹部７５とが平面視（底面視）で重複する場合は、固定片２の仮想の端縁と凹部７５との距離は、負値として距離を比較することができる。

図５に示すように、退避部２５によって退避された固定片２の端縁は、ＰＴＣサーミスター６の端縁に沿って形成されている。換言すれば、退避部２５は、平面視で固定片２の端縁がＰＴＣサーミスター６の端縁に沿うように、仮想の端縁から内側に退避して形成されている。本実施形態では、退避部２５によって退避された固定片２の端縁は、ＰＴＣサーミスター６の端縁に対して、平面視で相似形となるように形成されている。また、図１及び図５に示すように、ケース本体７１に形成されている枠７３ｄが、ＰＴＣサーミスター６の端縁に対向して形成されているので、退避部２５によって退避された固定片２の端縁は、枠７３ｄに沿って形成され、枠７３ｄに対して、平面視で相似形となるように形成され、枠７３ｄの外側でケース本体７１を構成する樹脂に埋設されている。ここで、相似形とは、両者の外形が略一致することを意味し、両者の輪郭が著しく相違しないように互いに近い曲率で形成されていればよい。また、その曲率は、退避部２５によって退避された領域において一定とは限らず、部分的に異なっていてもよい。

退避部２５においては、固定片２を形成する金属材料が除去されており、ケース本体７１のインサート成形時にケース本体７１を形成する樹脂材料が充填されている。退避部２５は、プレス加工によって形成される。金属材料が除去された部分には、樹脂材料が充填されるので、従来と同等の金型を使用して、ケース本体７１を安価に成形することができる。退避部２５によって、固定片２の端縁とケース本体７１の凹部７５，７７との距離Ｄを第１距離Ｄ１以上隔てることができるので、ケース本体７１を成形する金型のキャビティ空間が局所的に狭くなることが抑制される。その結果、固定片２の端縁と凹部７５，７７との間における樹脂材料の充填不良や樹脂ケース７の強度低下を抑制できる。

固定片２の端縁に退避部２５を設けることにより、固定片２の端縁と凹部７５，７７との距離Ｄを第１距離Ｄ１以上に確保しながら、凹部７５，７７の配置の自由度を高めることができ、凹部７５，７７を固定片２のダボ２４すなわちＰＴＣサーミスター６の近傍に集約して配置することが可能になる。特に、本実施形態においては、退避部２５によって退避された固定片２の端縁が、ＰＴＣサーミスター６の端縁に沿って形成されているので、凹部７５，７７をより一層ＰＴＣサーミスター６の近傍に集約して配置することが可能になる。これにより、樹脂ケース７ひいてはブレーカー１の小型化を図ることができる。

また、退避部２５によって退避された固定片２の端縁が、枠７３ｄの外側でケース本体７１を構成する樹脂に埋設されているので、固定片２の端縁をケース本体７１に強固に結合させることができる。また、退避部２５によって退避された固定片２の端縁が、枠７３ｄに沿って形成され、枠７３ｄに対して、平面視で相似形となるように形成されているので、枠７３ｄの外側において固定片２がケース本体７１に埋設される領域の分布を均一にすることができる。これにより、固定片２及びケース本体７１に応力が集中することを回避でき、ブレーカー１の強度を高めることができる。枠７３ｄが、ＰＴＣサーミスター６の端縁の側面に対向するように形成されているので、ＰＴＣサーミスター６の位置及び姿勢が適正に維持される。これにより、ＰＴＣサーミスター６と固定片２のダボ２４との接触状態が安定し、上述したＰＴＣサーミスター６による自己保持回路を有効に機能させることができる。

また、凹部７５，７７の配置の自由度を高めて、ＰＴＣサーミスター６の近傍に凹部７５，７７を集約して配置することにより、可動片４の一部（特に可動片４の段曲げ部４６）と凹部７５，７７との距離Ｄを長く設定することができる。これにより、可動片４と凹部７５，７７との距離Ｄを第２距離Ｄ２（図４参照）以上に確保して、可動片４と凹部７５，７７との間における樹脂材料の充填不良や樹脂ケース７の強度低下を抑制しつつ、ブレーカー１の小型化を図ることが容易となる。第２距離Ｄ２は、第１距離Ｄ１と同様に、ケース本体７１を形成する樹脂材料の金型内における流れ具合や、ケース本体７１の強度、ブレーカー１の耐電圧さらには各種の安全規格等を考慮して定められる。

（変形例）
図６は、退避部２５及び凹部７５の変形例のバリエーションを示している。以下は、凹部７５に対して退避する例を示しているが、凹部７７に対して退避する場合も同様である。退避部２５の形状は、凹部７５から退避する（逃げる）形状であれば、特に限定されない。図６（ａ）に示すように、固定片２の端縁の角を凹部７５に対向するように丸めた円弧形状や、図６（ｂ）に示すように、固定片２の端縁の角を凹部７５に対向するように落とした角取り形状であってもよい。また、図６（ｃ）に示すように、固定片２の端縁の角を凹部７５の外縁に沿って相似形に切り欠いた形状や、図６（ｄ）に示すように、固定片２の端縁の角を凹部７５に対向するように矩形に切り欠いた形状であってもよい。また、図６（ｅ）に示すように、矩形に切り欠いた隅部を逆角取り状に埋めた形状や、図６（ｆ）に示すように、矩形に切り欠いた隅部を丸めた形状であってもよい。このような角取りや丸み付けの形状は、固定片２の端子２２の角や可動片４の端子４１の角等、その他の通常の角に対して加工上必要とされる程度よりも大きく、又は退避部２５が形成されていない通常の角に施される程度よりも著しく大きく角取り又は丸み付けされているものを含む。

（変形例）
図７は、退避部２５及び凹部７５の変形例の別のバリエーションを示している。図７（ａ）に示すように、凹部７５は、ケース本体７１の端縁の一辺に達する形状や、図７（ｂ）に示すように、ケース本体７１の端縁の二辺に達する形状であってもよい。

（変形例）
図８は、退避部２５及び凹部７５の変形例のさらに別のバリエーションを示している。図８（ａ）に示すように、固定片２の端縁の一辺を凹部７５の外縁に沿って相似形に切り欠いた形状や、図８（ｂ）に示すように、固定片２の端縁の一辺を凹部７５に対向するように矩形に切り欠いた形状であってもよい。また、図８（ｃ）に示すように、矩形に切り欠いた隅部を逆面取り状に埋めた形状や、図８（ｄ）に示すように、矩形に切り欠いた隅部を丸めた形状であってもよい。また、図８（ｅ）に示すように、凹部７５は、ケース本体７１の端縁の一辺に達する形状であってもよい。さらにまた、図８（ｆ）に示すように、退避部２５が固定片２の外縁ではなく、内部に形成される形態であってもよい。

このように退避部２５の形状は、凹部７５，７７から第１距離Ｄ１以上隔てる形状であれば、円形又は矩形を基調とする形状に限られず、例えば、多角形を基調とする形状であってもいいし、楕円や放物線など任意の曲線であってもよい。

なお、凹部７５，７７の位置等については、ゲート跡７６と固定片２とが退避部２５を介在させて接近する箇所の近傍（退避部２５が設けられた固定片２の端縁の近傍）であり、退避部２５と、凹部７５，７７とが第１距離Ｄ１以上隔てられて、ブレーカー１の小型化が達成できれば特に限定されない。例えば、図５等においては、凹部７５と凹部７７（刻印７８）とがケース本体７１の端縁の一辺（可動片４の端子４１が突出される端縁の辺）の近傍に偏在する態様を例示しているが、それぞれ別の辺の近傍に設けるなどしてもよい。また、例示した形態とは別の辺（固定片２の端子２２が突出される端縁の辺、又はそれに直交する辺）の近傍に偏在する態様であってもよい。また、各辺の近傍に分散して設けられていてもよい。ブレーカー１の強度・剛性が高められることを考慮すると、図５，６，８（図８（ｅ）を除く）に示すように、ケース本体７１の端縁の辺に達しない位置に凹部７５，７７が設けられている形態、すなわちケース本体７１の端縁が一周に亘って閉じており、ケース本体７１の側面が凹部７５，７７によって開口されていない簡素な形態がより好ましい。特に、ケース本体７１を多数個同時に成形できるように多数個取りの金型を適用する場合においても、その金型の加工容易性を考慮すると、凹部７５，７７の側面又は底面がケース本体７１の端縁の辺に達しない位置に凹部７５，７７が設けられている簡素な形態が好ましい。また、ブレーカー１の小型化を図るためには、退避部２５と凹部７５，７７が底面で重複する程度に、固定片２の端縁とケース本体７１の凹部７５，７７とを接近させるのが望ましい。

以上のように、本実施形態のブレーカー１によれば、樹脂ケース７のケース本体７１に埋設された固定片２がケース本体７１の凹部７５，７７から退避するように、固定片２に退避部２５が設けられているので、固定片２と凹部７５，７７との間における樹脂材料の充填不良や樹脂ケース７の強度低下を伴うことなく、凹部７５，７７の位置、形状及び大きさの自由度を高めることができる。これにより、ブレーカー１の小型化を実現できる。

特に、退避部２５がケース本体７１の凹部から所定の第１距離Ｄ１以上隔てて退避するので、樹脂材料の充填不良や樹脂ケースの強度低下等をより一層抑制できる。

また、可動片４から所定の第２距離Ｄ２以上隔てた位置に凹部７５，７７が設けられているので、可動片４と凹部７５，７７との間における樹脂材料の充填不良や樹脂ケース７の強度低下を伴うことなく、ブレーカー１の小型化を実現できる。

また、凹部７５によってゲート跡７６が収容されるので、金型内におけるゲートの配置の自由度を高めて、樹脂材料の充填不良を抑制しつつ、ブレーカー１の小型化を実現できる。また、製品の表面に形成される凸状の刻印７８の周辺に凹部７７が設けられているので、刻印７８の配置の自由度を高めて、樹脂材料の充填不良を抑制しつつ、ブレーカー１の小型化を実現できる。さらに刻印７８は、適宜に選定すれば、ブレーカー１の各個体を製造するのに用いた金型及びキャビティを識別する追跡指標になるので、品質管理に有用である。

また、退避部２５を凹部７５，７７の外縁に沿う形状とする形態によれば、凹部７５，７７の位置、形状及び大きさの自由度がより一層高められ、樹脂ケース７のスペース効率の向上を図り、ブレーカー１のさらなる小型化を実現できる。また、第１距離Ｄ１及び第２距離Ｄ２を充分に大きくできるので、ブレーカー１を小型化しても樹脂ケース７の機械的強度が保たれる。

なお、本発明は上記実施形態の構成に限られることなく、少なくともブレーカーの樹脂ケース７が、周辺部分から陥没する凹部を有し、固定片２は、樹脂ケース７に埋設され、樹脂ケース７の凹部から第１距離Ｄ１以上隔てて退避する退避部２５を有するように構成されていればよい。この場合において、凹部の形態は、ゲート跡７６を収容する凹部７５、刻印７８の周辺に設けられる凹部７７に限られることなく、例えば、製品の表面に形成される凹状の刻印等、周辺部分から陥没する全ての部位が含まれる。また、樹脂ケース７としてケース本体７１のみならず蓋部材７２に凹部７５，７７が形成される形態又は固定片２が埋設される形態も含まれる。

また、本発明は種々の変形が可能であり、例えば、可動片４をバイメタル又はトリメタル等の積層金属によって形成することにより、可動片４と熱応動素子５とを一体的に形成する形態としてもよい。この場合、ブレーカー１の構成を簡素化すると共に、さらなる小型化・薄肉化を図ることができる。

また、可動片４は、段曲げ部４６を有する形態に限られず、弾性部４３から端子４１までが平坦に形成されている形態であってもよい。

退避部２５によって退避された固定片２の端縁は、その概略において、ＰＴＣサーミスター６及び枠７３ｄに沿って形成され、ＰＴＣサーミスター６及び枠７３ｄに対応して、平面視で相似形となるように形成されていればよく、固定片２の端縁の形状は、ＰＴＣサーミスター６及び枠７３ｄに対応する形状から外れてもよい。例えば、ケース本体７１を構成する樹脂材料の充填不良又はそれに伴うケース本体７１と固定片２との間に好ましくない隙間が発生しない程度であれば、小さな突起や切り欠きにより相似形の対応が部分的に不完全となってもよい。

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、固定片２の端縁に退避部２５を設けることにより、凹部７５，７７の配置の自由度が高められ、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、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の側に分割されている構造に、本発明を適用してもよい。この場合にあっては、凹部７５，７７と同文献のアームターミナル６との距離が、第２距離Ｄ２以上に確保されていればよい。

さらにまた、本発明は、特開２００６−３３１７０５号公報に示されるような、２つの固定接点（同文献中、第１外部接続端子１２３−１、第２外部接続端子１２３−２）を有する形態にも適用可能である。この場合、凹部７５，７７と同文献の第１外部接続端子１２３−１及び第２外部接続端子１２３−２との距離が、それぞれ第１距離Ｄ１以上に確保されるよう、退避部２５が形成されていればよい。

また、本発明のブレーカー１は、２次電池パック、電気機器用の安全回路等にも広く適用できる。図１０は２次電池パック１００を示す。２次電池パック１００は、２次電池１０１と、２次電池１０１の出力端回路中に設けたブレーカー１とを備える。図１１は電気機器用の安全回路１０２を示す。安全回路１０２は２次電池１０１の出力回路中に直列にブレーカー１を備えている。

以上のように、本発明は、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樹脂ケースとを備えたブレーカーにおいて、前記樹脂ケースは、周辺部分から陥没する凹部を有し、前記固定片は、前記樹脂ケースの凹部から退避する退避部を有し、前記樹脂ケースに埋設されればよい。

このブレーカーによれば、樹脂ケースに埋設された固定片が樹脂ケースの凹部から退避するように、固定片に退避部が設けられているので、固定片と凹部との間における樹脂材料の充填不良や樹脂ケースの強度低下を伴うことなく、凹部の位置、形状及び大きさの自由度を高めることができる。これにより、ブレーカーの小型化を実現できる。

このブレーカーにおいて、前記固定接点から前記可動接点が離反しているときに、前記熱応動素子を介して前記可動片と前記固定片を導通させる正特性サーミスターをさらに備え、前記退避部によって退避された固定片の端縁は、前記正特性サーミスターの端縁に沿って形成されていてもよい。

このブレーカーによれば、凹部をより一層正特性サーミスターの近傍に集約して配置することが可能になる。これにより、樹脂ケースひいてはブレーカーの小型化を図ることができる。

このブレーカーにおいて、前記樹脂ケースは、前記正特性サーミスターを収容する収容部を有し、前記収容部は、前記正特性サーミスターの端縁の側面と対向する枠を有し、前記退避部によって退避された固定片の端縁は、前記枠に沿って形成されていてもよい。

このブレーカーによれば、枠の外側において固定片が樹脂ケースに埋設される領域の分布を均一にすることができる。これにより、固定片及び樹脂ケースに応力が集中することを回避でき、ブレーカーの強度を高めることができる。

このブレーカーにおいて、前記退避部は、前記樹脂ケースの凹部から所定の第１距離以上隔てて退避していてもよい。

退避部が樹脂ケースの凹部から所定の第１距離以上隔てて退避する形態によれば、樹脂材料の充填不良や樹脂ケースの強度低下等をより一層抑制できる。

このブレーカーにおいて、前記凹部は、前記可動片から所定の第２距離以上隔てた位置に設けられていてもよい。

可動片から所定の第２距離以上隔てた位置に凹部を設ける形態によれば、可動片と凹部との間における樹脂材料の充填不良や樹脂ケースの強度低下を伴うことなく、ブレーカーの小型化を実現できる。

このブレーカーにおいて、前記凹部によってゲート跡が収容されてもよい。

凹部によってゲート跡が収容される形態によれば、樹脂ケースを成型する金型におけるゲートの配置の自由度を高めて、樹脂材料の充填不良を抑制しつつ、ブレーカーの小型化を実現できる。

このブレーカーにおいて、前記凹部は、製品の表面に形成される凹状の刻印である、又は製品の表面に形成される凸状の刻印の周辺に設けられている凹部であってもよい。

凹部が、製品の表面に形成される凹状の刻印である形態によれば、刻印の配置の自由度を高めて、樹脂材料の充填不良を抑制しつつ、ブレーカーの小型化を実現できる。また、凹部が、製品の表面に形成される凸状の刻印の周辺に設けられている凹部である形態についても同様である。

このブレーカーにおいて、前記退避部は、前記凹部の外縁に沿う形状であってもよい。

退避部を凹部の外縁に沿う形状とする形態によれば、凹部の位置、形状及び大きさの自由度がより一層高められ、樹脂ケースのスペース効率の向上を図り、ブレーカーのさらなる小型化を実現できる。

また、本発明は、前記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である。

また、本発明は、前記ブレーカーを備えたことを特徴とする２次電池である。

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
７ 樹脂ケース
８ カバー片
２１ 固定接点
２５ 退避部
７１ ケース本体
７３ 収容部
７３ｄ 枠
７５ 凹部
７６ ゲート跡
７７ 凹部
７８ 刻印
１０１ ２次電池
１０２ 安全回路

Claims (10)

1. 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樹脂ケースとを備えたブレーカーにおいて、
   前記樹脂ケースは、周辺部分から陥没する凹部を有し、
   前記固定片は、前記樹脂ケースの凹部から平面視で該樹脂ケースの内側に退避する退避部を有し、前記樹脂ケースに埋設されることを特徴とするブレーカー。
2. 前記固定接点から前記可動接点が離反しているときに、前記熱応動素子を介して前記可動片と前記固定片を導通させる正特性サーミスターをさらに備え、
   前記退避部によって退避された固定片の端縁は、前記正特性サーミスターの端縁に沿って形成されていることを特徴とする請求項１に記載のブレーカー。
3. 前記樹脂ケースは、前記正特性サーミスターを収容する収容部を有し、
   前記収容部は、前記正特性サーミスターの端縁の側面と対向する枠を有し、
   前記退避部によって退避された固定片の端縁は、前記枠に沿って形成されている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。
4. 前記退避部は、前記樹脂ケースの凹部から所定の第１距離以上隔てて退避す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。
5. 前記凹部は、前記可動片から所定の第２距離以上隔てた位置に設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のブレーカー。
6. 前記凹部によってゲート跡が収容されることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のブレーカー。
7. 前記凹部は、製品の表面に形成される凹状の刻印である、又は製品の表面に形成される凸状の刻印の周辺に設けられている凹部であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載のブレーカー。
8. 前記退避部は、前記凹部の外縁に沿う形状であることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載のブレーカー。
9. 請求項１乃至請求項８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。
10. 請求項１乃至請求項８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。

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