JP2015162448A - ブレーカー及びそれを備えた安全回路並びに２次電池回路 - Google Patents

Abstract

【課題】小型で生産性のよいブレーカーを提供する。
【解決手段】ブレーカーは、固定接点を有する固定片と、可動接点を固定接点に押圧して接触させる可動片と、熱変形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、これらを収容するケースとを備える。ケースのカバー部材８１には、板状のカバー片９が埋設される。ケース７は、カバー片９の内面側に、薄肉部８７と、薄肉部８７から突出し、薄肉部８７よりも厚さの大きい厚肉部８８とを有する。カバー片９は、平面視で薄肉部８７と重複する領域に、貫通孔９１を有する。これにより、カバー片９をインサートしてケースを成型する際に、樹脂の流れが良好となり、ブレーカーの生産性が向上する。
【選択図】図５

Description

本発明は、電気機器の２次電池パック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、各種電気機器の２次電池やモーター等の保護装置（安全回路）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（良好な温度特性を有する）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。

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、可動片、熱応動素子、ＰＴＣサーミスター等の部品が、ケースに収納されてなり、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。上記特許文献１に示されたブレーカーにおいて、樹脂ケースの剛性・強度を高めるために、カバー部材（同文献中における蓋部材７２）には、金属板からなるカバー片が埋設されている。カバー片はインサート成形によってカバー部材に埋め込まれている（同文献の段落（００１８）等参照）。

ＷＯ２０１２／１６９４４２号公報

１つの金型内に多数のキャビティ空間を設けたいわゆる多数個取り金型では、各キャビティ空間内での樹脂の流れを良好とすることが望ましい。しかしながら、特許文献１に記載されているブレーカーでは、上記インサート成形の際に、金型のキャビティ空間内に充填された樹脂材料が、カバー片によってせき止められ、樹脂の充填不良が生ずるおそれがある。特に、小型のブレーカーで樹脂の厚さが小さく設計されている箇所では、流路断面積が小さくなるため、この傾向が強くなる。

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、小型で生産性のよい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、本発明は、固定接点を有する固定片と、可動接点を有し、この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からなるケースとを備えたブレーカーにおいて、前記ケースには、板状のカバー片が埋設され、前記ケースは、前記カバー片の内面側に、薄肉部と、前記薄肉部から突出し、前記薄肉部よりも厚さの大きい厚肉部とを有し、前記カバー片は、平面視で前記薄肉部と重複する領域に、貫通孔を有することを特徴とする。

本発明に係る前記ブレーカーにおいて、前記ケースの外面には、周辺部分から陥没する凹部が形成され、前記カバー片には、前記凹部から退避する退避部が形成され、前記退避部は、前記凹部の外縁に沿う形状であることが望ましい。

本発明に係る前記ブレーカーにおいて、前記ケースは、外面側に設けられたゲートから樹脂が充填されて形成され、前記凹部によってゲート跡が収容されることが望ましい。

本発明に係る前記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ることが望ましい。

本発明に係る前記ブレーカーにおいて、前記可動片は、階段状に曲げられた段曲げ部と、前記段曲げ部の両端に配された上段部及び下段部とを有し、前記厚肉部が前記下段部と、前記薄肉部が前記上段部とそれぞれ当接していることが望ましい。

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。

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、樹脂ケースは、カバー片の内面側に、薄肉部と、薄肉部から突出し、薄肉部よりも厚さの大きい厚肉部とを有し、カバー片は、平面視で薄肉部と重複する領域に、貫通孔を有する。従って、カバー片をインサートしてケースを成型する際に、貫通孔を介して薄肉部に樹脂材料が流れ易くなる。これにより、薄肉部への樹脂材料の流れが良好なものとなり、樹脂材料の充填不良が抑制される。従って、小型のブレーカーでも多数個取りが容易となり、ブレーカーの生産性が向上する。

本発明の一実施形態によるブレーカーの概略構成を示す組立て斜視図。 通常の充電又は放電状態における上記ブレーカーを示す断面図。 過充電状態又は異常時などにおける上記ブレーカーを示す断面図。 上記ブレーカーのカバー部材の構成を示す斜視図。 上記カバー部材の構成を示す平面図。 図５におけるＡ−Ａ線断面図。 上記カバー部材に埋設されるカバー片の構成を示す斜視図。 上記カバー部材の成形工程を示す断面図。 図８に続く上記カバー部材の成形工程を示す断面図。 図９に続く上記カバー部材の成形工程を示す断面図。 上記ブレーカーの樹脂ベースに上記カバー部材を装着する工程を示す断面図。 本発明の上記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。 本発明の上記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している。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（第１ケース）７１と樹脂ベース７１の上面に装着されるカバー部材（第２ケース）８１等によって構成されている。

固定片２は、リン青銅等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の一端には外部回路と電気的に接続される端子２２が形成され、他端側には、ＰＴＣサーミスター６を支持する支持部２３が形成されている。ＰＴＣサーミスター６は、固定片２の支持部２３に３箇所形成された凸状の突起（ダボ）２４の上に載置されて、突起２４に支持される。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の一部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き出されている。

本出願においては、特に断りのない限り、固定片２において、固定接点２１が形成されている側の面（すなわち図１において上側の面）を表（おもて）面、その反対側の面を裏（うら）面として説明している。他の部品、例えば、可動片４及び熱応動素子５等についても同様である。

可動片４は、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、固定片２と同等のリン青銅等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から外側に露出される。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、溶接の他、クラッド、かしめ（crimping）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とは反対側に、端子４１を有する。可動片４は、可動接点３と端子４１の間に、挟持部４２及び弾性部４３を有している。挟持部４２は、アーム状の可動片４の基端に相当し、ケース７に埋設されて挟持される。挟持部４２は、端子４１と弾性部４３との間で樹脂ベース７１及びカバー部材８１と当接し、可動片４の短手方向に翼状に突出する突出部４２ａを有する。弾性部４３は、挟持部４２から可動接点３の側に延出されている。挟持部４２において樹脂ベース７１とカバー部材８１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。

樹脂ベース７１とカバー部材８１には、可動片４の挟持部４２と当接し、挟持部４２を固定状態で保持する保持部７４と、挟持部４２を保持部７４に押圧する押え部８７ａとがそれぞれ形成されている。本実施形態では、樹脂ベース７１の収納部７３の外縁から樹脂ベース７１の外壁に亘る領域に保持部７４が形成されている。保持部７４は、図１中、ケース７の底壁（内底面）の一部を構成する。また、カバー部材８１において、可動片４を挟んで保持部７４と対向する領域に押え部８７ａが形成されている。押え部８７ａは、ケース７の天壁（内天面）の一部を構成する。挟持部４２は、その裏面において樹脂ベース７１の保持部７４と当接し、その表面においてカバー部材８１の押え部８７ａと当接する。可動片４は、保持部７４及び押え部８７ａによって挟持部４２の裏表両面から挟み込まれて、ケース７に対して固定される。本実施形態においては、挟持部４２が可動片４の短手方向に翼状に突出する突出部４２ａを有するので、挟持部４２が幅広く大きな領域でケース７の保持部７４及び押え部８７ａによって挟み込まれ、可動片４がケース７に対して強固に固定される。

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を収納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の裏面には、熱応動素子５に対向して一対の突起（接触部）４４ａ，４４ｂが形成されている。突起４４ａ，４４ｂと熱応動素子５とは接触して、突起４４ａ，４４ｂ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１、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、階段状に曲げられた段曲げ部４６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、くびれ部４９において可動片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の短手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の挟持部４２に形成されている。挟持部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、挟持部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り、可動片４は、挟持部４２において保持部７４及び押え部８７ａによって、ケース７に対して強固に挟持・固定される。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。

段曲げ部４６の両端には、上段部４６ａ及び下段部４６ｂが配されている。上段部４６ａは、段曲げ部４６に対して弾性部４３の側に設けられている。突出部４２ａは、段曲げ部４６から上段部４６ａに亘って形成されている。下段部４６ａは、段曲げ部４６に対して端子４１の側に設けられている。係合部４８及びくびれ部４９は、下段部４６ｂに形成されている。

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、挟持部４２を挟んで弾性部４３とは反対側で、挟持部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、少なくとも挟持部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。本実施形態におけるくびれ部４９は、挟持部４２よりも端子４１側の領域で弾性部としての機能を有しており、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。

熱応動素子５は円弧状に湾曲した初期形状をなし、熱膨張率の異なる薄板材を積層することにより形成される。過熱により動作温度に達すると、熱応動素子５の湾曲形状は、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。

ＰＴＣサーミスター６は、熱応動素子５との間に配設されている。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、その材料及び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。本実施形態では、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム又はチタン酸カルシウムを含むセラミック焼結体が用いられる。セラミック焼結体の他、ポリマーにカーボン等の導電性粒子を含有させたいわゆるポリマーＰＴＣを用いてもよい。

ケース７を構成する樹脂ベース７１及びカバー部材８１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）などの熱可塑性樹脂により成形されている。上述した樹脂と同等以上の特性が得られるのであれば、樹脂以外の材料を適用してもよい。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納部７３及び可動片４を収納するための開口７３ａ，７３ｂなどが形成されている。なお、樹脂ベース７１に組み込まれた可動片４、熱応動素子５及びＰＴＣサーミスター６の端縁は、収納部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と、可動片４の端子４１を外部に露出させるための窓７６と、カバー部材８１と係合する一対の凹部７７とを有する。突起７４ａは、貫通穴４５に対応する形状に形成され、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８１の内面には、突起７４ａの頂部に対応す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のくびれ部４９に対応する形状に設けられている。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を補強すると共に、カバー部材８１の押え部８７ａと溶着されて、ケース７の剛性・強度を高める。一対の凹部７７は、固定接点２１を挟んで、可動片４の短手方向に沿って設けられている。

カバー部材８１には、カバー片９がインサート成形によって埋め込まれている。カバー片９は、上述したリン青銅等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９は、図２及び図３に示すように、可動片４の表面と適宜当接し、可動片４の動きを規制すると共に、カバー部材８１のひいては筐体としてのケース７の剛性・強度を高めつつブレーカー１の小型化に貢献する。カバー片９の外面側と内面側とには、樹脂が配されている。

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の開口７３ａ等を塞ぐように、カバー部材８１が、樹脂ベース７１に装着される。樹脂ベース７１とカバー部材８１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、図５及び図６は、カバー片９が埋設されたカバー部材８１を示している。図４において、（ａ）は、外面側から視たカバー部材８１の斜視図であり、（ｂ）は、内面側から視たカバー部材８１の斜視図である。図５において、（ａ）は、外面側から視たカバー部材８１の平面図であり、（ｂ）は、内面側から視たカバー部材８１の底面図である。図６は、図５におけるＡ−Ａ線断面図である。

図４（ａ）、図５（ａ）に示されるように、ケース７の外面を形成するカバー部材８１の外面側の隅部近傍には、周辺部分から陥没する凹部８２、８４が形成されている。凹部８２は、ゲート跡８３を収容する。ゲート跡８３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８２の底面から若干量突出する。ゲート跡８３の先端がカバー部材８１の天面から突出しないように、凹部８２の深さが設定される。また、凹部８２の形状及び大きさは、ゲートの形状及び径に応じて設定される。

凹部８４は、凸状の刻印８５の周辺に形成される。図４，５においては、一例として文字列”ＡＡ”の刻印８５が、凹部８４の底面から突出して形成されている。刻印８５が表す文字列によって、例えばブレーカー１の品番、生産ロット番号、金型番号又はキャビティ番号を示すことができる。ゲート跡８３と同様に、刻印８５の先端がカバー部材８１の天面から突出しないように、凹部８４の深さ及び刻印８５の突出量が設定される。また、凹部８４の形状及び大きさは、刻印８５に応じて設定される。なお、ここでは刻印８５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８４や刻印８５を形成しても同等の効果を得ることができる。刻印が周辺部分から陥没する凹状に形成されていてもよい。この場合、刻印自体が凹部８４となる。

図４（ｂ）、図５（ｂ）及び図６に示されるように、カバー部材８１は、カバー片９の内面側に、カバー片９を露出させる開口８６と、開口８６の周囲に形成された薄肉部８７と、薄肉部８７から突出する厚肉部８８及び一対の厚肉部８９とを有している。厚肉部８８，８９の厚さは、薄肉部８７の厚さよりも大きい。

カバー部材８１に開口８６が設けられることにより、可動片４とカバー部材８１との干渉が回避され、ブレーカー１の薄型化を図ることができる。

薄肉部８７は、平面視でカバー片９の周縁部からカバー部材８１の周縁部に亘って形成されている。薄肉部８７は、カバー片９に沿って、同等の厚さで形成されている。薄肉部８７は、可動片４を挟持部４２から弾性部４３の基端部（挟持部４２の近傍）に亘って熱応動素子５の側に押圧する押え部８７ａを含んでいる。図２に示されるように、押え部８７ａによって挟持部４２及び弾性部４３の基端部が押圧されることにより、弾性部４３の先端部が固定片２の側に付勢される。これにより、通常時における固定接点２１と可動接点３との接触圧力が確保され、両者間の接触抵抗が低減される。

厚肉部８８は、可動片４の段曲げ部４６から下段部４６ｂに対応する位置及び形状に形成されている。厚肉部８８は、段曲げ部４６の斜面４７に対向する斜面８８ａを有している。一対の厚肉部８９は、カバー部材８１の可動接点３側の隅部に設けられている。厚肉部８９は、樹脂ベース７１の凹部７７に対応する位置及び形状に形成されている。厚肉部８９と凹部７７とが係合することにより、樹脂ベース７１に対してカバー部材８１が正確に位置決めされる。

図７は、カバー片９を示している。図４乃至図７に示されるように、カバー片９は、平面視で薄肉部８７と重複する領域に、貫通孔９１を有している。カバー片９に貫通孔９１が設けられることにより、カバー片９の外面側の樹脂と内面側の樹脂とが、貫通孔９１に充填された樹脂を介して連続的に形成される。すなわち、カバー片９に貫通孔９１が設けられることにより、カバー片９をインサートしてカバー部材８１を成形する際に、貫通孔９１を介して薄肉部８７に樹脂材料が流れ易くなる。これにより、薄肉部８７への樹脂材料の流れが良好なものとなり、樹脂材料の充填不良が抑制される。このような良好な樹脂材料の流れによって、特に多数個取り金型を用いて小型のブレーカーのカバー部材８１を成形することが容易となり、ブレーカーの生産性が向上する。

カバー片９には、平面視で凹部８２、８４から退避する退避部９２、９３が設けられている。退避部９２は、凹部８２の外縁に沿う形状に形成されている。同様に、退避部９３は、凹部８４の外縁に沿う形状に形成されている。すなわち、退避部９２、９３の少なくとも一部は、平面視で凹部８２、８４と相似形に形成されている。

カバー片９に退避部９２、９３が設けられていることにより、カバー片９をインサート成形する際に、凹部８２、８４の周辺での樹脂材料の流れが良好となる。また、カバー片９の端縁と凹部８２及び８４との距離が大きくなるので、凹部８２及び８４の近傍におけるカバー部材８１の局所的な強度が高められる。従って、凹部８２及び８４の形状、大きさ及び配置の自由度が高められ、ひいては、ブレーカー１の小型化を図ることが可能となる。

また、カバー片９には、平面視で厚肉部８９から退避する一対の退避部９４が設けられている。退避部９４は、厚肉部８９の外縁に沿う形状に形成されている。すなわち、退避部９４の少なくとも一部は、平面視で厚肉部８９と相似形に形成されている。

さらに、カバー片９には、可動片４の長手方向に線状に連続するビード部９６及び９７が形成されている。ビード部９６及び９７は、樹脂ベース７１の側に突出して形成されている。本実施形態では、一対のビード部９６及び一対のビード部９７が設けられている。ビード部９６は、平面視で熱応動素子５と重複する領域に設けられている。ビード部９７は、平面視で可動片の先端部すなわち可動接点３と重複する領域に設けられている。ビード部９６及び９７は、開口８６を介して、可動片４及び熱応動素子５が収容されている空間に露出している。ビード部９６及び９７は、カバー片９ひいてはカバー部材８１の強度・剛性を高める。カバー片９にビード部９６及び９７が設けられていることにより、カバー片９及びカバー部材８１の厚さを小さくし、ブレーカー１のさらなる薄型化を図ることが可能となる。

さらに、ビード部９６及び９７に加えて、又はビード部９６及び９７に替えて、樹脂ベース７１の側に突出する凸部がカバー片９に設けられていてもよい。凸部の位置、形状及び個数は任意である。このような凸部によって、可動片４の弾性部４３を熱応動素子５の側に押圧する構成とすることもできる。

図８乃至図１０は、カバー部材８１の成形工程を示している。図８乃至図１０において、（ａ）は図５におけるＡ−Ａ線断面であり、（ｂ）は図５におけるＢ−Ｂ線断面である。カバー部材８１は、金型３００を用いた射出成形工程によって形成される。カバー部材８１の成形を成形する金型３００は、雌金型３０１と雄金型３０２とによって構成されている。図８乃至図１０では単一のキャビティ空間３０３を有する金型３００が記載されているが、金型３００を複数のキャビティ空間３０３を有する多数個取りの構成とすることもできる。

雌金型３０１は、キャビティ空間３０３に樹脂材料を供給するためのランナー３０４と、ランナー３０４の先端に設けられたゲート３０５と、カバー部材８１に凹部８２等を形成するための凸部３０６とを有している。ランナー３０４は、スプルー（図示せず）と連通され、スプルーから樹脂材料の供給を受ける。ゲート３０５は、キャビティ空間３０３に開口されている。ゲート３０５によって、ランナー３０４とキャビティ空間３０３とが連通される。凸部３０６は、キャビティ空間３０３に突出して形成されている。雄金型３０２は、カバー部材８１に厚肉部８８及び８９を形成するための凹部３０７及び３０８を有している。凹部３０７及び３０８は、その周辺部分から陥没して形成されている。雌金型３０１には、上記構成の他、カバー部材８１に刻印８５を形成するための凹凸形状が設けられている。

図８に示されるように、射出成形の際には、カバー片９がインサートされる。カバー片９が金型３００内に装填され、雌金型３０１及び雄金型３０２の間で型閉じ動作がなされると、雌金型３０１及び雄金型３０２によって区画されたキャビティ空間３０３が金型３００の内部に生ずる。

図９に示されるように、ランナー３０４及びゲート３０５を介して、キャビティ空間３０３には樹脂材料が充填され、凹部８２、薄肉部８７、厚肉部８８及び８９を有するカバー部材８１が成形される。

本実施形態では、カバー片９に退避部９２が設けられていることにより、ゲート３０５から金型３００のキャビティ空間３０３に流入する樹脂材料の流れが改善され、キャビティ空間３０３の全体に樹脂材料を隈無く行き渡らせることができる。また、退避部９３が設けられていることにより、刻印８５の周辺部での樹脂材料の流れが改善され、樹脂の充填不良が抑制される。さらに、カバー片９に退避部９４が設けられていることにより、カバー片９をインサート成形する際に、厚肉部８９に樹脂材料が流れ込み易くなり、樹脂の充填不良が抑制される。

キャビティ空間３０３に充填された樹脂材料の冷却・硬化後、図１０に示されるように、雌金型３０１が矢印Ｄ方向に移動されて、型開きがなされると、ゲート３０５内に充填されている樹脂が千切れ、カバー部材８１の凹部８２には、ゲート跡８３が残される。

カバー部材８１は、凹部７７に厚肉部８９を挿入すると共に、可動片４の斜面４７にカバー部材８１の斜面８８ａ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１１は、樹脂ベース７１にカバー部材８１が完全に装着される際に、カバー部材８１によって可動片４が樹脂ベース７１とカバー部材８１に挟まれた状態で押される様子を示している。樹脂ベース７１にカバー部材８１が装着される最中に、カバー部材８１が樹脂ベース７１の方向に押圧される（図中白抜き矢印）と、可動片４の斜面４７とカバー部材８１の斜面８８ａとが当接する。斜面４７及び斜面８８ａ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８１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８１の斜面８８ａ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、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、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。

可動片４の斜面４７を押圧するカバー部材８１の斜面８８ａは、その反作用によって斜面４７から押し返され、カバー部材８１全体は矢印Ｅ方向とは逆の方向、すなわち可動片４の端子４１が存在する矢印Ｆ方向に移動する。これに伴い、樹脂ベース７１の凹部７７とカバー部材８１の凸部８９とが、矢印Ｆ方向の側の壁面で当接する。これにより、カバー部材８１が樹脂ベース７１に対して正確に位置決めされることになる。

以上のように、本実施形態のブレーカー１によれば、カバー部材８１は、カバー片９の内面側に、薄肉部８７と、薄肉部８７から突出し、薄肉部８７よりも厚さの大きい厚肉部８８とを有し、カバー片９は、平面視で薄肉部８７と重複する領域に、貫通孔９１を有する。従って、カバー片９をインサートしてカバー部材８１を成形する際に、貫通孔９１を介して薄肉部８７に樹脂材料が流れ易くなる。これにより、薄肉部８７への樹脂材料の流れが良好なものとなり、樹脂材料の充填不良が抑制される。従って、小型のブレーカーでも多数個取りが容易となり、ブレーカーの生産性が向上する。

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、固定片２、可動片４及び熱応動素子５を収容するケース７に、板状のカバー片９が埋設され、ケース７は、カバー片９の内面側に、薄肉部８７と、薄肉部８７から突出し、薄肉部８７よりも厚さの大きい厚肉部８８等とを有し、カバー片９は、平面視で薄肉部８７と重複する領域に、貫通孔９１を有していればよい。

また、樹脂ベース７１とカバー部材８１との接合手法は、超音波溶着に限られることなく、両者が強固に接合される手法であれば、適宜適用することができる。例えば、液状又はゲル状の接着剤を塗布・充填し、硬化させることにより、両者が接着されてもよい。また、ケース７は、樹脂ベース７１とカバー部材８１等によって構成される形態に限られることなく、２個以上の部品によって構成されていればよい。

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、一体化された可動片に伝熱部が形成されることになり、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、挟持部４２又はその近傍において、可動片４が端子４１の側のアームターミナルと可動接点３の側の可動アーム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。また、アームターミナルと可動アームとが溶接等によって固定されていてもよい。この場合において、挟持部４２及び端子４１は、固定片２等と共に樹脂ベース７１にインサート成形されていてもよい。

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１２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１３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。ブレーカー１を備えた２次電池パック１００又は安全回路１０２によれば、優れた温度特性によって安全性を確保した２次電池パック１００又は安全回路１０２を製造できる。

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 ケース
９ カバー片
４６ 段曲げ部
４６ａ 上段部
４６ｂ 下段部
７１ 樹脂ベース
８１ カバー部材
８２ 凹部
８３ ゲート跡
８４ 凹部
８５ 刻印
８７ 薄肉部
８８ 厚肉部
９１ 貫通孔
９２ 退避部
９３ 退避部
１０１ ２次電池
１０２ 安全回路

Claims (7)

1. 固定接点を有する固定片と、可動接点を有し、この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からなるケースとを備えたブレーカーにおいて、
   前記ケースには、板状のカバー片が埋設され、
   前記ケースは、前記カバー片の内面側に、薄肉部と、前記薄肉部から突出し、前記薄肉部よりも厚さの大きい厚肉部とを有し、
   前記カバー片は、平面視で前記薄肉部と重複する領域に、貫通孔を有することを特徴とするブレーカー。
2. 前記ケースの外面には、周辺部分から陥没する凹部が形成され、
   前記カバー片には、前記凹部から退避する退避部が形成され、
   前記退避部は、前記凹部の外縁に沿う形状である請求項１記載のブレーカー。
3. 前記ケースは、外面側に設けられたゲートから樹脂が充填されて形成され、
   前記凹部によってゲート跡が収容される請求項２記載のブレーカー。
4. 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請求項２又は３に記載のブレーカー。
5. 前記可動片は、階段状に曲げられた段曲げ部と、前記段曲げ部の両端に配された上段部及び下段部とを有し、
   前記厚肉部が前記下段部と、前記薄肉部が前記上段部とそれぞれ当接している請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のブレーカー。
6. 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を備えたことを特徴とする電気機器用の安全回路。
7. 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を備えたことを特徴とする２次電池回路。

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