JP2016051594A

JP2016051594A - 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。

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Publication number: JP2016051594A
Application number: JP2014176052A
Authority: JP
Inventors: 岡田　浩司; Koji Okada; 浩司岡田
Original assignee: Komatsulite Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Komatsulite Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2014-08-29
Filing date: 2014-08-29
Publication date: 2016-04-11
Anticipated expiration: 2034-08-29
Also published as: JP6393119B2

Abstract

【課題】可動片の円滑な動作を担保することにより、良好な電流遮断動作を確保できるブレーカーを提供する。
【解決手段】ブレーカー１は、固定接点２１を有する固定片２と、可動接点４１を有する可動片４と、熱変形により可動接点４１が固定接点２１から離反するように可動片４を作動させる熱応動素子５と、上記各部品を収容するための開口７３ａ等を有する樹脂製のケース本体７１と、開口７３ａ等を閉鎖するためにケース本体７１に固着される樹脂製の蓋部材８１とを備える。ケース本体７１には、蓋部材８１に固着される第１固着面７５が開口７３ａ等の周囲に連続して形成され、蓋部材８１には、ケース本体７１に固着される第２固着面が第１固着面７５に対向して連続して形成される。第１固着面７５は、可動片４の先端部４ｅに対向する領域において、その周辺領域から陥没する陥没部７６を有する。
【選択図】図１

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、熱応動素子及び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。

ＷＯ２０１１／１０５１７５号公報

上記特許文献１に示されたブレーカーにおいて、固定片は、樹脂からなるケース本体にインサート成形により埋設される（同文献の段落（００３１）等参照）。一方、可動片、熱応動素子及びＰＴＣサーミスターは、ケース本体に設けられている開口に収容される。可動片、熱応動素子及びＰＴＣサーミスターが収容された開口には蓋部材が装着され、ケース本体と蓋部材とは、超音波溶着等によって固着される（同文献の段落（００３７）等参照）。

しかしながら、上記超音波溶着の際には、溶融した樹脂がケース本体と蓋部材との固着面からはみ出して樹脂ばりとなる。樹脂ばりがケース本体の開口に大きく突出すると、可動片の先端等と干渉し、可動片の動作を阻害するおそれがある。

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、可動片の円滑な動作を担保することにより、良好な電流遮断動作を確保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、本発明の第１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、前記可動片及び熱応動素子を収容するための開口を有する樹脂製の第１ケースと、前記開口を閉鎖するために前記第１ケースに固着される樹脂製の第２ケースとを備えたブレーカーにおいて、前記第１ケースには、前記第２ケースに固着される第１固着面が前記開口の周囲に連続して形成され、前記第２ケースには、前記第１ケースに固着される第２固着面が第１固着面に対向して連続して形成され、前記第１固着面は、前記可動片の先端部に対向する領域において、その周辺領域から陥没する陥没部を有することを特徴とする。

本発明の第２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、前記可動片及び熱応動素子を収容するための開口を有する樹脂製の第１ケースと、前記開口を閉鎖するために前記第１ケースに固着される樹脂製の第２ケースとを備えたブレーカーにおいて、前記第１ケースには、前記第２ケースに固着される第１固着面が前記開口の周囲に連続して形成され、前記第２ケースには、前記第１ケースに固着される第２固着面が第１固着面に対向して連続して形成され、前記第２固着面は、前記可動片の先端部に対向する領域において、その周辺領域から陥没する陥没部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、前記第１固着面又は前記第２固着面には、その周辺領域から突出する突出部が設けられていることが望ましい。

本発明に係る前記ブレーカーにおいて、前記陥没部は、少なくとも前記突出部よりも前記可動片の先端部の側に形成され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次電池回路は、前記ブレーカーを備えたことを特徴とする。

第１発明のブレーカーによれば、樹脂製の第１ケースには、第１固着面が開口の周囲に連続して形成され、樹脂製の第２ケースには、第２固着面が第１固着面に対向して連続して形成される。第１固着面と第２固着面とが固着されることにより、可動片及び熱応動素子が収容されている第１ケースと第２ケースとが一体化される。第１固着面には、可動片の先端部に対向する領域において、その周辺領域から陥没する陥没部が形成されているので、第１固着面と第２固着面との固着の際に生ずる固着材料のはみ出しであるばりは、陥没部に収容されうる。これにより、第１ケースの開口へのばりの突出が抑制され、電流遮断動作時の可動片とばりとの干渉が回避される。従って、可動片の円滑な動作が担保され、良好な電流遮断動作を確保できるようになる。

第２発明のブレーカーによれば、樹脂製の第１ケースには、第１固着面が開口の周囲に連続して形成され、樹脂製の第２ケースには、第２固着面が第１固着面に対向して連続して形成される。第１固着面と第２固着面とが固着されることにより、可動片及び熱応動素子が収容されている第１ケースと第２ケースとが一体化される。第２固着面には、可動片の先端部に対向する領域において、その周辺領域から陥没する陥没部が形成されているので、第１固着面と第２固着面との固着の際に生ずる固着材料のはみ出しであるばりは、陥没部に収容されうる。これにより、第１ケースの開口へのばりの突出が抑制され、電流遮断動作時の可動片とばりとの干渉が回避される。従って、可動片の円滑な動作が担保され、良好な電流遮断動作を確保できるようになる。

本発明の第１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。上記ブレーカーに適用されるケース本体の構成を示す斜視図。上記ブレーカーに適用される蓋部材の構成を示す斜視図。ケース本体に蓋部材が装着され、固着される工程を一部を拡大して示す断面図。ケース本体に蓋部材が装着され、固着される工程を示す側面図。本発明の第２発明の一実施形態によるブレーカーに適用される蓋部材の構成を示す斜視図。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。

本発明の第１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４１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、ケース本体（第１ケース）７１とケース本体７１の上面に装着される蓋部材（第２ケース）８１等によって構成されている。

固定片２は、例えば、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、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、例えば、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４１に対向する位置に形成され、ケース本体７１の内部に形成されている開口７３ａの一部から露出されている。端子２２はケース本体７１の端縁から外側に突き出されている。支持部２３は、ケース本体７１の内部に形成されている開口７３ｄから露出されている。

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、例えば、固定片２と同等の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の一端側の先端部４ｅには、可動接点４１が形成されている。可動接点４１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４ｅに接合されている。可動片４の他端側には、外部回路と電気的に接続される端子４２が形成されている。

可動片４は、可動接点４１と端子４２の間に、挟持部４３、第１弾性部４４及び第２弾性部４５を有している。挟持部４３においてケース本体７１と蓋部材８１によって挟み込まれて可動片４が固定され、第１弾性部４４が弾性変形することにより、その先端部４ｅに形成されている可動接点４１が固定接点２１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。

第２弾性部４５は、挟持部４３と端子４２との間に形成されている。本実施形態では、挟持部４３と端子４２との間に円形の貫通孔４６及びくびれ部４７を設けることにより、第２弾性部４５の弾性係数は第１弾性部４４の弾性係数よりも低く設定されている。ここで、弾性係数とは、応力に応じたひずみの変化率をいい、応力の方向は特に限定されない。第２弾性部４５の弾性係数が第１弾性部４４より低いということは、可動片４が破壊されない程度の外力が端子４２に加えられたとき、第１弾性部４４における変形よりも第２弾性部４５における変形が大きいことになる。さらに本実施形態においては、第２弾性部４５と第１弾性部４４との間の挟持部４３において、可動片４が強固に固定されているため、第２弾性部４５に生ずる応力は第１弾性部４４にはほとんど伝達されず、第１弾性部４４から可動接点４１にかけて変形は生じない。

可動片４は、第１弾性部４４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、第１弾性部４４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の変形が第１弾性部４４に伝達される（図１、図２及び図３参照）。

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の第１弾性部４４が押し上げられ、かつ第１弾性部４４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、小型でありながら第１弾性部４４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、固定片２と熱応動素子５との間に配設されている。すなわち、ＰＴＣサーミスター６を挟んで、固定片２は熱応動素子５の直下に位置している。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を構成するケース本体７１及び蓋部材８１は、例えば、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。ケース本体７１及び蓋部材８１は、例えば、金型を用いた射出成形によって成形することができる。

ケース本体７１には、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凹部７３が形成されている。収容凹部７３は、可動片４を収容するための開口７３ａ，７３ｂ、可動片４及び熱応動素子５を収容するための開口７３ｃ、並びに、ＰＴＣサーミスター６を収容するための開口７３ｄ等を有している。ケース本体７１に蓋部材８１が固着されることにより、開口７３ａ，７３ｂ，７３ｃ及び７３ｄが閉鎖される。なお、ケース本体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、収容凹部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。

開口７３ｂは、可動片４の第２弾性部４５に対応する形状に形成されている。また、開口７３ｂの底部には、蓋部材８１の側に突出する突起７４が設けられている。突起７４は、可動片４がケース本体７１に組み込まれる際に、可動片４の貫通孔４６に挿入される。これにより、ケース本体７１に対して可動片４が容易かつ正確に位置決めされる。

蓋部材８１には、必要に応じてカバー片がインサート成形によって埋め込まれていてもよい。カバー片は、上述した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。カバー片は、蓋部材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。カバー片の外面側には、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等を収容したケース本体７１の開口７３ａ，７３ｂ，７３ｃ及び７３ｄ等を塞ぐように、蓋部材８１が、ケース本体７１に装着される。その後、ケース本体７１と蓋部材８１とは、例えば超音波溶着によって固着される。

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４１は接触し、可動片４の第１弾性部４４などを通じてブレーカー１の両端子２２、４２間は導通している。可動片４の第１弾性部４４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４１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、動作温度に達した熱応動素子５は逆反りし、可動片４の第１弾性部４４が押し上げられて固定接点２１と可動接点４１とが離反する。このとき、固定接点２１と可動接点４１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４１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の第１弾性部４４の弾性力によって可動接点４１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、固定片２が埋設されたケース本体７１を示している。ケース本体７１には、蓋部材８１に固着される第１固着面７５が設けられている。第１固着面７５は、収容凹部７３すなわち開口７３ａ，７３ｂ及び７３ｃの周囲に連続して形成されている。

第１固着面７５は、陥没部７６を有している。陥没部７６は、可動片４の先端部４ｅ（図１参照）に対向する領域において、その周辺領域７５ａから陥没する。本実施形態では、第１固着面７５は、陥没部７６と周辺領域７５ａとの間で、階段状の段差を有している。陥没部７６と周辺領域７５ａとの間には、両者をつなぐ斜面が形成されていてもよい。

第１固着面７５には、周辺領域７５ａから陥没する陥没部７６が形成されているので、第１固着面７５と蓋部材８１との溶着の際に、溶融した樹脂の大部分は陥没部７６に収容される。これにより、ケース本体７１の開口７３ａへの樹脂のはみ出しである樹脂ばりが抑制され、電流遮断動作時の可動片４と樹脂ばりとの干渉が回避される。従って、可動片４の円滑な動作が担保され、良好な電流遮断動作を確保できるようになる。

図５は、蓋部材８１の内面側を示している。蓋部材８１には、可動片４及び熱応動素子５を収容するための収容凹部８２と、ケース本体７１に固着される第２固着面８３とが設けられている。収容凹部８２は、第２固着面８３から陥没して形成されている。収容凹部８２は、平面視で可動片４の先端部４ｅ及び熱応動素子５に対応する形状に形成されている。

第２固着面８３は、ケース本体７１と蓋部材８１とが固着されたとき、第１固着面７５に対向するように連続して形成されている。これにより、第２固着面８３は、収容凹部８２の周囲に連続して形成される。ケース本体７１の第１固着面７５と蓋部材８１の第２固着面８３とが超音波溶着されることにより、ケース本体７１と蓋部材８１とが固着され一体となる。

図５に示されるように、第２固着面８３には、その周辺領域から突出する突出部８４が設けられるのが望ましい。突出部８４は、第２固着面８３の外端縁の近傍に設けられている。突出部８４は、第２固着面８３の外端縁に沿ってリブ状に連続して設けられている。

図６及び７は、ケース本体７１に蓋部材８１が固着される工程を示している。図６（ａ）及び７（ａ）では、ケース本体７１に蓋部材８１が装着される工程が、図６（ｂ）及び７（ｂ）では、ケース本体７１に蓋部材８１が固着される工程がそれぞれ示されている。なお、図６（ｂ）及び７（ｂ）においては、溶融前の突出部８４が二点鎖線の仮想線で示されている。

図６及び７に示されるように、第２固着面８３に突出部８４が設けられることにより、ケース本体７１に蓋部材８１が装着されたとき、最初に突出部８４の頂部が第１固着面７５に当接する。これにより、突出部８４の頂部に作用する圧力が高まり、突出部８４の頂部と第１固着面７５との間で発生する摩擦熱が増加する。その結果、突出部８４の樹脂が容易に溶融し、第１固着面７５と第２固着面８３との固着が良好となる。

図６（ｂ）及び７（ｂ）に示される固着工程では、主として突出部８４の樹脂が溶融することによって生じた樹脂８５が、第１固着面７５と第２固着面８３との間に流れ込む。流れ込んだ樹脂８５の端縁部には、樹脂８５のはみ出しである樹脂ばり８５ａ及び８５ｂが形成されている。

既に述べたように、ブレーカー１ではケース本体７１の第１固着面７５に陥没部７６が設けられているので、突出部８４の樹脂が溶融することによって流動する樹脂８５は陥没部７６に収容され、樹脂ばり８５ａ及び８５ｂの発生が抑制される。第１固着面７５に対する陥没部７６の落差は、第２固着面８３に対する突出部８４の突出し量に応じて適宜設定することができる。図６に示される例では、樹脂ばり８５ａがケース本体７１の側壁の内面から開口７３ａの側に僅かに突出する程度に、陥没部７６及び突出部８４が設定されている。陥没部７６及び突出部８４は、樹脂ばり８５ａがケース本体７１の側壁の内面から陥没部７６の側に僅かに陥没する程度に、設定されていてもよい。

ケース本体７１の第１固着面７５に陥没部７６が設けられている構成は、製品のブレーカー１に痕跡として残る。例えば、蓋部材８１の樹脂８５が流れ込み硬化した部位とケース本体７１の陥没部７６の底部を構成していた部位との境界は、筋状の痕跡としてブレーカー１に残り、ルーペ、拡大鏡、望遠鏡等を用いることにより、確認されうる。

第２固着面８３の突出部８４に替えて、ケース本体７１の第１固着面７５に突出部（図示せず）が設けられていてもよい。第１固着面７５に設けられる突出部の形状は、例えば、突出部８４と同等することができる。この場合にあっても、ケース本体７１と蓋部材８１との超音波溶着の際に、最初に突出部の頂部が第２固着面８３に当接し、上記と同様に、突出部の樹脂が容易に溶融し、第１固着面７５と第２固着面８３との固着が良好となる。

図４に示されるように、ケース本体７１には、階段状に曲げられた固定片２がインサートされ、かつ複数の開口７３ａ，７３ｂ，７３ｃ及び７３ｄが形成されているので、ケース本体７１は複雑な構成を有している。このため、ケース本体７１の第１固着面７５に突出部が設けられる場合、ケース本体７１を成形するための金型が過度に複雑となり、その精度を高めるのが困難となる。これに対して、図５に示されるように、蓋部材８１の構成は簡素であるため、突出部８４が蓋部材８１の第２固着面８３に設けられる構成の場合には、蓋部材８１を成形するための金型は過度に複雑化することがなく、その精度を容易かつ安価に確保することができる。

また、第１固着面７５及び第２固着面８３は、突出部を除いて構成されていてもよい。この場合においても、第１固着面７５及び第２固着面８３を構成する樹脂は、溶融して陥没部７６に収容される。

図６に示されるように、本実施形態では、陥没部７６は、平面視で突出部８４と重複する領域を含み、かつ突出部８４よりも可動片４の先端部４ｅの側から固定片２の端子２２の側に亘って形成されている。これにより、突出部８４の樹脂が溶融することによって発生する樹脂ばり８５ａが抑制される。

すなわち、陥没部７６は、突出部８４よりも可動片４の先端部４ｅの側に形成されているのが望ましい。かかる陥没部７６によって、ケース７の内側に設けられている開口７３ａの側すなわち可動片４の先端部４ｅの側にはみ出す樹脂ばり８５ａが抑制され、電流遮断動作時の可動片４と樹脂ばり８５ａとの干渉が回避されうる。

さらに、陥没部７６は、突出部８４よりも固定片２の端子２２の側に形成されているのTが望ましい。かかる陥没部７６によって、ケース７の外側すなわち可動片４の先端部４ｅの側にはみ出す樹脂ばり８５ｂが抑制され、ケース７の成形精度が高められる。

図５に示されるように、本実施形態では、可動片４の先端部４ｅ（図１等参照）に対向する領域で、その周辺領域よりも突出高さの低い突出部８４ａが形成されていてもよい。かかる突出部８４ａによって、可動片４の先端部４ｅに対向する領域において、溶融する樹脂８５の体積が減少するので、樹脂ばり８５ａ及び８５ｂの発生が抑制される。

以上のように、本第１発明に係る実施形態のブレーカー１によれば、ケース本体７１には、第１固着面７５が開口７３ａ，７３ｂ，７３ｃの周囲に連続して形成され、樹脂製の蓋部材８１には、第２固着面８３が第１固着面７５に対向して連続して形成される。第１固着面７５と第２固着面８３とが固着されることにより、可動片４及び熱応動素子５が収容されているケース本体７１と蓋部材８１とが一体化される。

第１固着面７５には、可動片４の先端部４ｅに対向する領域において、その周辺領域７５ａから陥没する陥没部７６が形成されているので、第１固着面７５と第２固着面８３との固着の際に溶融した樹脂８５は、陥没部７６に収容される。これにより、ケース本体７１の開口７３ａへの樹脂ばり８５ａの突出が抑制され、電流遮断動作時の可動片４と樹脂ばり８５ａとの干渉が回避される。従って、可動片４の円滑な動作が担保され、良好な電流遮断動作を確保できるようになる。

以下、第２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８は、第２発明のブレーカーに適用される蓋部材８１Ａを示している。蓋部材８１Ａは、第２固着面８３に陥没部８６を有している点で、第１発明の蓋部材８１とは異なる。陥没部７６を有するケース本体７１と陥没部８６を有する蓋部材８１Ａとを組み合わせることによって、ケース７が構成される形態であってもよいし、陥没部７６を有していないケース本体と蓋部材８１Ａとを組み合わせることによって、ケース７が構成される形態であってもよい。第２発明のブレーカーのうち、以下で説明されてない部分については、上述した第１発明のブレーカー１の構成が採用されうる。

陥没部８６は、可動片４の先端部４ｅに対向する領域に設けられている。陥没部８６は、その周辺領域から陥没して形成されている。これにより、第２固着面８３は、陥没部８６と周辺領域８３ａとの間で、階段状の段差を有している。陥没部８６と周辺領域８３ａとの間には、両者をつなぐ斜面が形成されていてもよい。

第２固着面８３には、周辺領域８３ａから陥没する陥没部８６が形成されているので、第２固着面８３とケース本体７１との溶着の際に、溶融した樹脂の大部分は、陥没部８６に収容される。これにより、蓋部材８１の収容凹部８２及びケース本体７１の開口７３ａへの樹脂のはみ出しである樹脂ばりが抑制され、電流遮断動作時の可動片４と樹脂ばりとの干渉が回避される。従って、可動片４の円滑な動作が担保され、良好な電流遮断動作を確保できるようになる。

本第２発明に係るブレーカーにあっても、第２固着面８３の突出部８４に替えて、ケース本体７１の第１固着面７５に突出部が設けられていてもよい。この場合にあっても、ケース本体７１と蓋部材８１Ａとの超音波溶着の際に、最初に突出部の頂部が第２固着面８３に当接し、上記と同様に、突出部の樹脂が容易に溶融し、第１固着面７５と第２固着面８３との固着が良好となる。

第１発明のブレーカー１における陥没部７６と同様に、陥没部８６は、平面視で突出部８４と重複する領域を含み、かつケース本体７１と蓋部材８１Ａとが固着されたとき、突出部８４を挟んで可動片４の先端部４ｅの側から固定片２の端子２２の側に亘って形成されている。これにより、突出部８４の樹脂が溶融することによって発生する樹脂ばり８５ａ及び８５ｂ（図６参照）が抑制される。

すなわち、陥没部８６は、ケース本体７１と蓋部材８１Ａとが固着されたとき、突出部８４よりも可動片４の先端部４ｅの側に形成されているのが望ましい。かかる陥没部８６によって、ケース７の内側すなわち可動片４の先端部４ｅの側にはみ出す樹脂ばり８５ａが抑制され、電流遮断動作時の可動片４と樹脂ばり８５ａとの干渉が回避されうる。

さらに、陥没部８６は、突出部８４よりも固定片２の端子２２の側に形成されているのが望ましい。かかる陥没部８６によって、ケース７の外側すなわち可動片４の先端部４ｅの側にはみ出す樹脂ばり８５ｂが抑制され、ケース７の成形精度が高められる。

以上のように、本第２発明に係る実施形態のブレーカーによれば、ケース本体７１には、第１固着面７５が開口７３ａ，７３ｂ，７３ｃの周囲に連続して形成され、樹脂製の蓋部材８１Ａには、第２固着面８３が第１固着面７５に対向して連続して形成される。第１固着面７５と第２固着面８３とが固着されることにより、可動片４及び熱応動素子５が収容されているケース本体７１と蓋部材８１Ａとが一体化される。

第２固着面８３には、可動片４の先端部４ｅに対向する領域において、その周辺領域８３ａから陥没する陥没部８６が形成されているので、第１固着面７５と第２固着面８３との固着の際に溶融した樹脂８５は、陥没部８６に収容される。これにより、ケース本体７１の開口７３ａへの樹脂ばり８５ａの突出が抑制され、電流遮断動作時の可動片４と樹脂ばり８５ａとの干渉が回避される。従って、可動片４の円滑な動作が担保され、良好な電流遮断動作を確保できるようになる。

なお、本発明は上記実施形態の構成に限られることなく、固定接点２１を有する固定片２と、先端部４ｅに可動接点４１を有し、可動接点４１を固定接点２１に押圧して接触させる可動片４と、温度変化に伴って変形することにより可動接点４１が固定接点２１から離反するように可動片４を作動させる熱応動素子５と、可動片４及び熱応動素子５を収容するための開口７３ａ，７３ｂ，７３ｃを有する樹脂製のケース本体７１と、開口７３ａ，７３ｂ，７３ｃを閉鎖するためにケース本体７１に固着される樹脂製の蓋部材８１等とを備えたブレーカー１等において、少なくとも以下の構成を備えていればよい。

すなわち、少なくとも、ケース本体７１には、蓋部材８１に固着される第１固着面７５が開口７３ａ，７３ｂ，７３ｃの周囲に連続して形成され、蓋部材８１には、ケース本体７１に固着される第２固着面８３が第１固着面７５に対向して連続して形成され、第１固着面７５は、可動片４の先端部４ｅに対向する領域において、その周辺領域７５ａから陥没する陥没部７６を有していればよい。

また、少なくとも、ケース本体７１には、蓋部材８１Ａに固着される第１固着面７５が開口７３ａ，７３ｂ，７３ｃの周囲に連続して形成され、蓋部材８１Ａには、ケース本体７１に固着される第２固着面８３が第１固着面７５に対向して連続して形成され、第２固着面８３は、可動片４の先端部４ｅに対向する領域において、その周辺領域８３ａから陥没する陥没部８６を有していればよい。

また、本発明は種々の変形が可能である。例えば、ケース７は、二次的なインサート成形等により、樹脂等で密封されていてもよい。この場合、固定片２の端子２２及び可動片４の端子４２が、回路基板等のランドに固定され導通可能なように、ケース７の外側に形成された樹脂から露出していればよい。

また、ケース本体７１と蓋部材８１との固着手法は、超音波溶着に限られることなく、両者が強固に固着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。この場合、陥没部７６又は８６に接着剤が収容され、ケース本体７１の開口７３ａへの余分な接着剤のはみ出しが抑制され、電流遮断動作時の可動片４と接着剤との干渉が回避される。また、ケース７は、ケース本体７１と蓋部材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。

また、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、小型化を図ることができる。

また、固定片２、可動片４、熱応動素子５、ＰＴＣサーミスター６及び収容凹部７３等の形状も、図１等に示したものに限られず、適宜変更可能である。

また、特開２００５−２０３２７７号公報に示されるような、挟持部４３又はその近傍において、可動片４が端子４２の側のアームターミナルと可動接点４１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４３、第２弾性部４５及び端子４２は、固定片２等と共にケース本体７１にインサート成形されていてもよい。

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つの可動接点（同文献中、第１の接点１４１、第２の接点１４２）を有する形態にも適用可能である。

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９は２次電池パック５００を示す。２次電池パック５００は、２次電池５０１と、２次電池５０１の出力端回路中に設けたブレーカー１とを備える。図１０は電気機器用の安全回路５０２を示す。安全回路５０２は２次電池５０１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５００又は安全回路５０２によれば、良好な電流遮断動作を確保できる２次電池パック５００又は安全回路５０２を製造できる。

１ブレーカー
２固定片
２１固定接点
４可動片
４１可動接点
５熱応動素子
７ケース
７１ケース本体（第１ケース）
７３ａ開口
７５第１固着面
７６陥没部
８１蓋部材（第２ケース）
８３第２固着面
８４突出部
８６陥没部
５０１２次電池
５０２安全回路

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、
前記可動片及び熱応動素子を収容するための開口を有する樹脂製の第１ケースと、
前記開口を閉鎖するために前記第１ケースに固着される樹脂製の第２ケースとを備えたブレーカーにおいて、
前記第１ケースには、前記第２ケースに固着される第１固着面が前記開口の周囲に連続して形成され、
前記第２ケースには、前記第１ケースに固着される第２固着面が第１固着面に対向して連続して形成され、
前記第１固着面は、前記可動片の先端部に対向する領域において、その周辺領域から陥没する陥没部を有することを特徴とするブレーカー。
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、
前記可動片及び熱応動素子を収容するための開口を有する樹脂製の第１ケースと、
前記開口を閉鎖するために前記第１ケースに固着される樹脂製の第２ケースとを備えたブレーカーにおいて、
前記第１ケースには、前記第２ケースに固着される第１固着面が前記開口の周囲に連続して形成され、
前記第２ケースには、前記第１ケースに固着される第２固着面が第１固着面に対向して連続して形成され、
前記第２固着面は、前記可動片の先端部に対向する領域において、その周辺領域から陥没する陥没部を有することを特徴とするブレーカー。
前記第１固着面又は前記第２固着面には、その周辺領域から突出する突出部が設けられている請求項１又は２に記載のブレーカー。
前記陥没部は、少なくとも前記突出部よりも前記可動片の先端部の側に形成されている請求項３記載のブレーカー。
請求項１乃至４のいずれか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４のいずれか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。