JP2017103125A - Breaker and manufacturing method for the same - Google Patents

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伸介 池内
Shinsuke Ikeuchi
伸介 池内
櫻井 敦
Atsushi Sakurai
敦 櫻井
知久 真一郎
Shinichiro Chiku
真一郎 知久
西山 健次
Kenji Nishiyama
健次 西山
雅信 野村
Masanobu Nomura
雅信 野村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable a breaker to perform sufficiently large movement of a movable piece under a snap action and quick restoration to an energized state after breakage of current is no longer necessary.SOLUTION: A breaker includes an electrically conductive fixed contact 3 fixed to a main surface 1u, and a movable piece 5 having an electrically conductive movable contact 5a which is in contact with the fixed contact 3 and separable from the fixed contact 3, and a movable piece fixed portion 5b partially fixed to the main surface 1u, and a thermally responsive element 4 which is disposed between the movable piece 5 and the main surface 1u so that the movable contact 5a is separated from the fixed contact 3 by displacing at least a part of the movable piece 5 due to reversion caused by snap action when the temperature is increased to a certain level or more. The main surface 1u is provided with a support table 7 which is provided so as to project and abut against a concave surface of the thermally responsive element 4 when the thermally responsive element 4 is reversed. The support table 7 is formed of metal.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、ブレーカおよびその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a breaker and a method for manufacturing the same.

可動接点を有する可動接触子と、湾曲した反転バイメタルとを備えるバイメタルスイッチの一例が特開昭63−266722号公報(特許文献1)に記載されている。   An example of a bimetal switch including a movable contact having a movable contact and a curved inverted bimetal is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-266722 (Patent Document 1).

特開昭63−266722号公報JP-A 63-266722

特許文献1に記載されたバイメタルスイッチにおいては、一定温度に達して反転バイメタルが反転することによって固定接点と可動接点とが離隔し、両者間の通電が遮断される。しかし、固定接点と可動接点とが離隔してもその距離が十分でないと、固定接点と可動接点との間でアーク放電が発生する可能性がある。アーク放電が発生すると、いずれかの接点の破損につながるおそれがある。しかし、これを防ぐために離間距離が十分大きくなるように反転バイメタルを大型化すると、反転バイメタルの熱容量が大きくなるので、反転バイメタルを反転させるために必要なエネルギーが大きくなってしまい、反転が起こるまでに時間がかかってしまうおそれがある。   In the bimetal switch described in Patent Document 1, when the fixed bimetal reaches a certain temperature and the inverted bimetal is inverted, the fixed contact and the movable contact are separated from each other, and the energization therebetween is interrupted. However, if the distance between the fixed contact and the movable contact is not sufficient even if the fixed contact and the movable contact are separated, arc discharge may occur between the fixed contact and the movable contact. When arc discharge occurs, it may lead to damage of any contact. However, if the inversion bimetal is enlarged so that the separation distance becomes sufficiently large to prevent this, the heat capacity of the inversion bimetal increases, so the energy required to invert the inversion bimetal increases and until inversion occurs. May take a long time.

さらに、バイメタルが反転した後に、速やかに元の形状に戻らないと、当該装置の駆動再開まで無用に長い待ち時間が生じるおそれがある。   Furthermore, if the bimetal is reversed and does not quickly return to its original shape, there is a possibility that an unnecessarily long waiting time may occur until the driving of the apparatus is resumed.

そこで、本発明は、異常温度に対して速やかに応答しつつ、スナップアクション時には可動片の移動を十分に大きく行ない、電流の遮断が必要でなくなった後には速やかに通電状態に復帰することができるブレーカおよびその製造方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention can quickly return to the energized state after the movement of the movable piece is sufficiently large at the time of the snap action, and it is not necessary to interrupt the current, while quickly responding to the abnormal temperature. An object of the present invention is to provide a breaker and a manufacturing method thereof.

上記目的を達成するため、本発明に基づくブレーカは、主表面を有する基板と、上記主表面に固定された導電性の固定接点と、上記固定接点に対して接触しており、上記固定接点から離隔させることが可能な導電性の可動接点を含み、上記主表面に部分的に固定された可動片固定部を含む可動片と、一方の面が凸状、他方の面が凹状となっており、温度が一定以上に上昇したときにスナップアクションにより反転することによって上記可動片の少なくとも一部を変位させることで上記可動接点を上記固定接点から離隔させるように、上記可動片と上記主表面との間に配置された熱応動素子とを備え、上記主表面には、上記熱応動素子が反転しないときには上記熱応動素子の凹状の面に覆われ、上記熱応動素子が反転したときには上記熱応動素子の凸状となった面に当接する支持台が突出するように設けられ、上記支持台は金属からなる。   In order to achieve the above object, a breaker according to the present invention is in contact with a substrate having a main surface, a conductive fixed contact fixed to the main surface, and the fixed contact. A movable piece including a movable movable contact fixed portion that includes a movable movable contact that can be separated from each other and is partially fixed to the main surface, and one surface is convex and the other surface is concave. The movable piece and the main surface are separated from the fixed contact by displacing at least a part of the movable piece by reversing by a snap action when the temperature rises above a certain level. The main surface is covered with a concave surface of the thermal response element when the thermal response element is not inverted, and the thermal response is when the thermal response element is inverted. Elementary Support base abutting convex and turned face of are provided so as to protrude, the supporting base is made of metal.

本発明によれば、主表面に突出するように支持台が設けられているので、異常温度に対して速やかに応答しつつ、スナップアクション時には可動片の移動を十分に大きく行なうことができる。また、支持台が金属からなり、熱応動素子の熱は支持台を通じて速やかに放熱することができるので、電流の遮断が必要でなくなった後には速やかに通電状態に復帰することができる。   According to the present invention, since the support base is provided so as to protrude from the main surface, the movable piece can be sufficiently moved during the snap action while responding quickly to the abnormal temperature. In addition, since the support base is made of metal and the heat of the thermoresponsive element can be quickly dissipated through the support base, it is possible to quickly return to the energized state after it is no longer necessary to interrupt the current.

本発明に基づく実施の形態1におけるブレーカの斜視図である。It is a perspective view of the breaker in Embodiment 1 based on this invention. 本発明に基づく実施の形態1におけるブレーカの分解図である。It is an exploded view of the breaker in Embodiment 1 based on this invention. 本発明に基づく実施の形態1におけるブレーカに備わる可動片と基板との関係の第1の説明図である。It is 1st explanatory drawing of the relationship between the movable piece with which the breaker in Embodiment 1 based on this invention is equipped, and a board | substrate. 本発明に基づく実施の形態1におけるブレーカに備わる可動片と基板との関係の第2の説明図である。It is 2nd explanatory drawing of the relationship between the movable piece with which the breaker in Embodiment 1 based on this invention is equipped, and a board | substrate. 本発明に基づく実施の形態1におけるブレーカの主要部の定常時の側面図である。It is a side view at the time of steady state of the principal part of the breaker in Embodiment 1 based on this invention. 本発明に基づく実施の形態1におけるブレーカの熱応動素子がスナップアクションにより反転した後の主要部の側面図である。It is a side view of the principal part after the thermally responsive element of the breaker in Embodiment 1 based on this invention reverse | inverted by the snap action. 本発明に基づく実施の形態1におけるブレーカの基板の主表面に形成された電極によって熱応動素子が大きくずれることが抑制される様子の説明図である。It is explanatory drawing of a mode that a thermal responsive element is suppressed largely shifting | deviating by the electrode formed in the main surface of the board | substrate of the breaker in Embodiment 1 based on this invention. 本発明に基づく実施の形態1におけるブレーカの蓋の内壁によって熱応動素子が大きくずれることが抑制される様子の説明図である。It is explanatory drawing of a mode that a thermal responsive element is suppressed largely shifting | deviating by the inner wall of the lid | cover of the breaker in Embodiment 1 based on this invention. 本発明に基づく実施の形態2におけるブレーカの斜視図である。It is a perspective view of the breaker in Embodiment 2 based on this invention. 本発明に基づく実施の形態2におけるブレーカの分解図である。It is an exploded view of the breaker in Embodiment 2 based on this invention. 本発明に基づく実施の形態2におけるブレーカに備わる可動片と基板との関係の第1の説明図である。It is 1st explanatory drawing of the relationship between the movable piece with which the breaker in Embodiment 2 based on this invention is equipped, and a board | substrate. 本発明に基づく実施の形態2におけるブレーカに備わる可動片と基板との関係の第2の説明図である。It is 2nd explanatory drawing of the relationship between the movable piece with which the breaker in Embodiment 2 based on this invention is equipped, and a board | substrate. 本発明に基づく実施の形態2におけるブレーカに備わる熱応動素子の斜視図である。It is a perspective view of the thermally responsive element with which the breaker in Embodiment 2 based on this invention is equipped. 本発明に基づく実施の形態2におけるブレーカに備わる熱応動素子の平面図である。It is a top view of the thermally responsive element with which the breaker in Embodiment 2 based on this invention is equipped. 本発明に基づく実施の形態2におけるブレーカに備わる可動片と熱応動素子との関係の第1の説明図である。It is 1st explanatory drawing of the relationship between the movable piece with which the breaker in Embodiment 2 based on this invention is equipped, and a thermally responsive element. 本発明に基づく実施の形態2におけるブレーカに備わる可動片と熱応動素子との関係の第2の説明図である。It is 2nd explanatory drawing of the relationship between the movable piece with which the breaker in Embodiment 2 based on this invention is equipped, and a thermally responsive element. 本発明に基づく実施の形態2におけるブレーカの主要部の定常時の側面図である。It is a side view at the time of the steady state of the principal part of the breaker in Embodiment 2 based on this invention. 本発明に基づく実施の形態2におけるブレーカの熱応動素子がスナップアクションにより反転した後の主要部の側面図である。It is a side view of the principal part after the thermally responsive element of the breaker in Embodiment 2 based on this invention reverse | inverted by the snap action. (a)は、自由状態で基板の主表面上に載っている熱応動素子の反転前の状態を示し、(b)は、自由状態で基板の主表面上に載っている熱応動素子の反転後の状態を示す。(A) shows the state before the inversion of the thermally responsive element placed on the main surface of the substrate in the free state, and (b) shows the inversion of the thermally responsive element placed on the main surface of the substrate in the free state. Shown later. (a)は、一端が基板に対して固定された状態で基板の主表面上に載っている熱応動素子の反転前の状態を示し、(b)は、一端が基板に対して固定された状態で基板の主表面上に載っている熱応動素子の反転後の状態を示す。(A) shows the state before inversion of the thermally responsive element mounted on the main surface of the substrate with one end fixed to the substrate, and (b) shows one end fixed to the substrate. The state after the inversion of the thermally responsive element placed on the main surface of the substrate in the state is shown. (a)は、一端が基板に対して固定された状態で、支持台が配置された基板の主表面上に載っている熱応動素子の反転前の状態を示し、(b)は、一端が基板に対して固定された状態で、支持台が配置された基板の主表面上に載っている熱応動素子の反転後の状態を示す。(A) shows the state before inversion of the thermally responsive element placed on the main surface of the substrate on which the support is placed, with one end fixed to the substrate, and (b) The state after the inversion of the thermally responsive element mounted on the main surface of the board | substrate with which the support stand is arrange | positioned in the state fixed with respect to the board | substrate is shown. 実験例1としてブレーカを作製するために準備されたバイメタル材料の断面図である。It is sectional drawing of the bimetal material prepared in order to produce a breaker as Experimental example 1. FIG. 図22に示したバイメタル材料を圧延して得た板材の断面図である。It is sectional drawing of the board | plate material obtained by rolling the bimetal material shown in FIG. 図23に示した板材を加工したものの平面図である。It is a top view of what processed the board | plate material shown in FIG. 図24におけるXXV−XXV線に関する矢視断面図である。It is arrow sectional drawing regarding the XXV-XXV line | wire in FIG. 実験例1としてブレーカを作製するために準備された合金板材の断面図である。It is sectional drawing of the alloy board | plate material prepared in order to produce a breaker as Experimental example 1. FIG. 図26に示した合金板材を圧延して得た金属板の断面図である。It is sectional drawing of the metal plate obtained by rolling the alloy board | plate material shown in FIG. 図27に示した金属板を長方形に加工したものの平面図である。It is a top view of what processed the metal plate shown in FIG. 27 into the rectangle. 図28に示した可動片の断面図である。It is sectional drawing of the movable piece shown in FIG. 実験例1としてブレーカを作製するために準備された基板の平面図である。It is a top view of the board | substrate prepared in order to produce a breaker as Experimental example 1. FIG. 図30におけるXXXI−XXXI線に関する矢視断面図である。It is arrow sectional drawing regarding the XXXI-XXXI line | wire in FIG. 実験例1において、熱応動素子を基板上に配置し、可動片を基板上に実装した状態の平面図である。In Experimental example 1, it is a top view of the state which has arrange | positioned the thermoresponsive element on a board | substrate and mounted the movable piece on the board | substrate. 図32におけるXXXIII−XXXIII線に関する矢視断面図である。It is arrow sectional drawing regarding the XXXIII-XXXIII line | wire in FIG. 実験例1としてブレーカを作製するために準備された第1のSUS板の平面図である。It is a top view of the 1st SUS board prepared in order to produce a breaker as Experimental example 1. FIG. 実験例1としてブレーカを作製するために準備された第2のSUS板の平面図である。It is a top view of the 2nd SUS board prepared in order to produce a breaker as Experimental example 1. FIG. 蓋の平面図である。It is a top view of a lid | cover. 蓋の第1の側面図である。It is a 1st side view of a lid | cover. 蓋の第2の側面図である。It is a 2nd side view of a lid | cover. 蓋の下面図である。It is a bottom view of a lid. 実験例1として作製したブレーカの断面図である。It is sectional drawing of the breaker produced as Experimental example 1. FIG. 実験例2としてブレーカを作製するために、図23に示した板材を所定形状に加工したものの平面図である。It is a top view of what processed the board | plate material shown in FIG. 23 in the predetermined shape in order to produce a breaker as Experimental example 2. FIG. 図41におけるXLII−XLII線に関する矢視断面図である。It is arrow sectional drawing regarding the XLII-XLII line | wire in FIG. 実験例2としてブレーカを作製するために、図27に示した金属板をT字形状に加工したものの平面図である。It is a top view of what processed the metal plate shown in FIG. 27 in T shape in order to produce a breaker as Experimental example 2. FIG. 実験例2において、熱応動素子と可動片とを組み合わせた状態の平面図である。In Experimental example 2, it is a top view of the state which combined the thermoresponsive element and the movable piece. 図44におけるXLV−XLV線に関する矢視断面図である。It is arrow sectional drawing regarding the XLV-XLV line | wire in FIG. 実験例2において、可動片と熱応動素子との組立体を基板上に実装した状態の平面図である。In Experimental example 2, it is a top view of the state which mounted the assembly of the movable piece and the thermoresponsive element on the board | substrate. 図46におけるXLVII−XLVII線に関する矢視断面図である。It is arrow sectional drawing regarding the XLVII-XLVII line | wire in FIG. 実験例2として作製したブレーカの断面図である。It is sectional drawing of the breaker produced as Experimental example 2. FIG. 可動片に対応する形状の部分を複数備える集合基板の平面図である。It is a top view of an aggregate substrate provided with two or more parts of the shape corresponding to a movable piece. 熱応動素子に対応する部分を複数備える集合基板の平面図である。It is a top view of an aggregate substrate provided with two or more portions corresponding to a thermoresponsive element. 集合基板同士を重ねた状態の平面図である。It is a top view in the state where collective substrates were piled up. 基板に対応する領域を複数備える集合基板である。This is a collective substrate having a plurality of regions corresponding to the substrate. 図52に示した集合基板に集合組立体を重ねた状態の平面図である。FIG. 53 is a plan view of a state in which a collective assembly is overlaid on the collective substrate shown in FIG. 52. 枠状部分が除去された集合組立体の平面図である。It is a top view of the assembly | attachment assembly from which the frame-shaped part was removed. 蓋に対応する領域を複数備える集合基板の平面図である。It is a top view of an aggregate substrate provided with two or more fields corresponding to a lid. 図54に示した集合組立体に図55に示した集合基板を重ね、封止用接着剤で接合した状態の平面図である。FIG. 56 is a plan view showing a state in which the collective substrate shown in FIG. 55 is overlapped with the collective assembly shown in FIG. 54 and joined with a sealing adhesive. 集合組立体を分割することによって複数のブレーカを得た様子の説明図である。It is explanatory drawing of a mode that the several breaker was obtained by dividing | segmenting an assembly assembly.

図面において示す寸法比は、必ずしも忠実に現実のとおりを表しているとは限らず、説明の便宜のために寸法比を誇張して示している場合がある。以下の説明において、上または下の概念に言及する際には、絶対的な上または下を意味するものではなく、図示された姿勢の中での相対的な上または下を意味するものである。   The dimensional ratios shown in the drawings do not always faithfully represent the actual ones, and the dimensional ratios may be exaggerated for convenience of explanation. In the following description, when referring to a concept above or below, it does not mean absolute above or below, but rather relative above or below in the illustrated posture. .

(実施の形態1)
(構成)
図1〜図8を参照して、本発明に基づく実施の形態1におけるブレーカについて説明する。本実施の形態におけるブレーカ101の外観を図1に示す。ブレーカ101の分解図を図2に示す。
(Embodiment 1)
(Constitution)
With reference to FIGS. 1-8, the breaker in Embodiment 1 based on this invention is demonstrated. An appearance of the breaker 101 in the present embodiment is shown in FIG. An exploded view of the breaker 101 is shown in FIG.

本実施の形態におけるブレーカ101は、主表面1uを有する基板1と、主表面1uに固定された導電性の固定接点3と、固定接点3に対して接触しており、固定接点3から離隔させることが可能な導電性の可動接点5aを含み、主表面1uに部分的に固定された可動片固定部5bを含む可動片5と、一方の面が凸状、他方の面が凹状となっており、温度が一定以上に上昇したときにスナップアクションにより反転することによって可動片5の少なくとも一部を変位させることで可動接点5aを固定接点3から離隔させるように、可動片5と主表面1uとの間に配置された熱応動素子4とを備える。主表面1uには、熱応動素子4が反転しないときには熱応動素子4の凹状の面に覆われ、熱応動素子4が反転したときには熱応動素子4の凸状となった面に当接する支持台7が突出するように設けられる。支持台7は金属からなる。   Breaker 101 in the present embodiment is in contact with substrate 1 having main surface 1u, conductive fixed contact 3 fixed to main surface 1u, and fixed contact 3, and is separated from fixed contact 3. And a movable piece 5 including a movable piece fixing portion 5b including a movable movable contact 5a that is partially fixed to the main surface 1u. One surface is convex and the other surface is concave. The movable piece 5 and the main surface 1u are separated from the fixed contact 3 by displacing at least a part of the movable piece 5 by reversing by a snap action when the temperature rises above a certain level. The thermal response element 4 arrange | positioned between these. The main surface 1u is covered with a concave surface of the thermal responsive element 4 when the thermal responsive element 4 is not reversed, and a support base that contacts the convex surface of the thermal responsive element 4 when the thermal responsive element 4 is reversed. 7 is provided so as to protrude. The support base 7 is made of metal.

図2の分解図で示したもののうち、基板1と可動片5との間の関係について、図3および図4を参照して説明する。実際には、可動片5と熱応動素子4とを先に接続してから可動片5が基板1に接続されるのであるが、ここでは、説明の便宜のために、熱応動素子4がない状態で基板1と可動片5との2つのみに注目して説明する。図3に示すように、可動片5は上から見て直線状の金属板である。ただし、横から見れば途中で折り曲げられている。可動片5の一方の端部には可動接点5aが設けられている。可動片5の他方の端部に可動片固定部5bを含む。   The relationship between the board | substrate 1 and the movable piece 5 among what was shown with the exploded view of FIG. 2 is demonstrated with reference to FIG. 3 and FIG. Actually, the movable piece 5 is connected to the substrate 1 after the movable piece 5 and the thermal responsive element 4 are connected first, but here, for convenience of explanation, there is no thermal responsive element 4. Description will be made by paying attention to only the substrate 1 and the movable piece 5 in the state. As shown in FIG. 3, the movable piece 5 is a linear metal plate as viewed from above. However, it is bent halfway when viewed from the side. A movable contact 5 a is provided at one end of the movable piece 5. A movable piece fixing part 5 b is included at the other end of the movable piece 5.

図3に示すように、基板1は主表面1uを有し、主表面1uには、可動片接続電極2、支持台7および固定接点3が配置されている。可動片接続電極2と固定接点3とは、互いに電気的に接続されていない状態でそれぞれ配置されている。ここで示した例では、支持台7は円形の一定厚みの膜状のものとなっているが、これはあくまで一例であり、支持台7は円形以外の形状のものであってもよい。支持台7は一定厚みでなくてもよい。   As shown in FIG. 3, the substrate 1 has a main surface 1u, and the movable piece connection electrode 2, the support base 7, and the fixed contact 3 are arranged on the main surface 1u. The movable piece connection electrode 2 and the fixed contact 3 are arranged in a state where they are not electrically connected to each other. In the example shown here, the support base 7 is a film having a circular constant thickness. However, this is merely an example, and the support base 7 may have a shape other than a circle. The support base 7 may not have a constant thickness.

図3に矢印91で示すように、可動片5の可動片固定部5bは、主表面1uに配置された可動片接続電極2に対して接合される。この接合は、たとえばレーザ溶接によって行なうこととしてよい。接合した状態を図4に示す。可動片5の可動片固定部5bは可動片接続電極2に接合されている。可動片5のうち可動片固定部5b以外の部分は、可動片接続電極2にも基板1にも接合されていない。   As shown by an arrow 91 in FIG. 3, the movable piece fixing portion 5b of the movable piece 5 is joined to the movable piece connection electrode 2 arranged on the main surface 1u. This joining may be performed by laser welding, for example. The joined state is shown in FIG. The movable piece fixing portion 5 b of the movable piece 5 is joined to the movable piece connection electrode 2. Portions of the movable piece 5 other than the movable piece fixing portion 5 b are not joined to the movable piece connection electrode 2 or the substrate 1.

図2に示した熱応動素子4は、温度が一定以上になったときにはスナップアクションにより反転する。ここでは、熱応動素子4が円錐台形状であるものとしたが、円錐形状であってもよく、曲面形状であってもよい。熱応動素子4は、スナップアクションによる反転が可能な形状でありさえすれば、その他の形状であってもよい。   The thermoresponsive element 4 shown in FIG. 2 is reversed by a snap action when the temperature becomes a certain level or more. Here, the heat responsive element 4 has a truncated cone shape, but may have a cone shape or a curved surface shape. The heat-responsive element 4 may have other shapes as long as it has a shape that can be reversed by a snap action.

(作用・効果)
図5および図6を参照して、熱応動素子4のスナップアクションによる反転の前後の状態について説明する。まず、ブレーカ101の主要部について、定常時の側面図を図5に示す。定常時とは温度が一定以上に低い状態のことである。基板1の主表面1uに可動片5が固定されており、可動片5の下側に熱応動素子4が配置されている。熱応動素子4は、基板1から遠い側の面が凸になった状態で主表面1uの上に載っている。可動片5は折れ曲がっており、熱応動素子4を避けるようにして図中左側へと延在している。可動片5の先端に設けられた可動接点5aは、基板1の主表面1uに設けられた固定接点3に当接している。支持台7は熱応動素子4に覆われている。熱応動素子4と主表面1uとに囲まれるように一定の空間が形成されており、支持台7はこの空間内に入り込んでいる。
(Action / Effect)
With reference to FIG. 5 and FIG. 6, the state before and behind inversion by the snap action of the thermoresponsive element 4 is demonstrated. First, FIG. 5 shows a side view of the main part of the breaker 101 in a steady state. The steady state is a state where the temperature is lower than a certain level. A movable piece 5 is fixed to the main surface 1 u of the substrate 1, and a thermally responsive element 4 is disposed below the movable piece 5. The thermally responsive element 4 is placed on the main surface 1u in a state where the surface far from the substrate 1 is convex. The movable piece 5 is bent and extends to the left side in the figure so as to avoid the heat-responsive element 4. The movable contact 5 a provided at the tip of the movable piece 5 is in contact with the fixed contact 3 provided on the main surface 1 u of the substrate 1. The support base 7 is covered with the thermally responsive element 4. A fixed space is formed so as to be surrounded by the heat-responsive element 4 and the main surface 1u, and the support base 7 enters the space.

温度が一定以上に上がったときには熱応動素子4がスナップアクションによって反転する。スナップアクションによる反転の後の主要部の側面図を図6に示す。熱応動素子4は、基板1に近い側の面が凸になった状態で主表面1uの上に載っている。熱応動素子4は、支持台7の上に載っている。熱応動素子4のうち可動片固定部5bから遠い側の端4eは、主表面1uからある程度浮き上がった状態となる。熱応動素子4の端4eが可動片5に当接し、可動片5を押し上げる。端4eは、支持台7がない場合に比べて支持台7があることによって、より高い位置へと上がる。可動片5は、図中右端において基板1の主表面1uに固定されているので、可動片5の図中左端が主表面1uから離れて上がることになる。その結果、可動接点5aは固定接点3から離れる。図5および図6では、熱応動素子4が円錐形であるものとして説明したが、熱応動素子4の形状が円錐形以外である場合にも、基本的な部分は同様である。   When the temperature rises above a certain level, the thermally responsive element 4 is inverted by a snap action. A side view of the main part after inversion by the snap action is shown in FIG. The thermally responsive element 4 is placed on the main surface 1u with the surface close to the substrate 1 being convex. The thermally responsive element 4 is placed on the support base 7. The end 4e on the side farther from the movable piece fixing portion 5b of the thermal responsive element 4 is in a state of being lifted to some extent from the main surface 1u. The end 4e of the thermal response element 4 abuts on the movable piece 5 and pushes up the movable piece 5. The end 4e is raised to a higher position by the presence of the support base 7 as compared to the case where the support base 7 is not provided. Since the movable piece 5 is fixed to the main surface 1u of the substrate 1 at the right end in the figure, the left end of the movable piece 5 in the figure rises away from the main surface 1u. As a result, the movable contact 5 a is separated from the fixed contact 3. 5 and 6, the thermal response element 4 has been described as having a conical shape, but the basic portion is the same when the shape of the thermal response element 4 is other than a conical shape.

基板1の主表面1uに形成された電極12または蓋6の内壁によって、熱応動素子4が大きくずれることは抑制される。熱応動素子4のずれ抑制を電極12で行なう場合、電極12は、図7に示すように配置される。電極12は、中央に+字形の開口部を有する。この開口部は、熱応動素子4および可動片5を組み合わせたものを基板1に投影した領域に対応している。熱応動素子4のずれ抑制を蓋6で行なう場合、蓋6の内壁を透視したところを図8に示す。蓋6の裏側には+字形の凹部が設けられている。凹部の内壁は、熱応動素子4および可動片5を組み合わせたものを取り囲んでいる。図7および図8に示した構成は、択一的なものではなく、併用してもよい。すなわち、熱応動素子4のずれ抑制を電極12および蓋6の内壁の両方で行なってもよい。   Due to the electrode 12 formed on the main surface 1 u of the substrate 1 or the inner wall of the lid 6, the thermal response element 4 is prevented from being greatly displaced. When the displacement of the thermoresponsive element 4 is suppressed by the electrode 12, the electrode 12 is arranged as shown in FIG. The electrode 12 has a + -shaped opening at the center. This opening corresponds to a region where a combination of the thermally responsive element 4 and the movable piece 5 is projected onto the substrate 1. FIG. 8 shows a perspective view of the inner wall of the lid 6 when the displacement of the thermally responsive element 4 is suppressed by the lid 6. A + -shaped recess is provided on the back side of the lid 6. The inner wall of the recess surrounds the combination of the thermally responsive element 4 and the movable piece 5. The configurations shown in FIGS. 7 and 8 are not alternative and may be used in combination. In other words, the displacement of the thermally responsive element 4 may be suppressed by both the electrode 12 and the inner wall of the lid 6.

本実施の形態におけるブレーカ101では、熱応動素子4の下側に支持台7が配置されているので、熱応動素子4がスナップアクションにより反転した際には、可動片5の先端に設けられた可動接点5aの変位量が大きくなる。従来は、熱応動素子4のサイズを小さくした場合には、熱応動素子4の変位量が小さくなってしまうという問題があったが、本実施の形態で説明したように支持台7を用いれば変位量を拡大することができるので、装置全体が小型化しても十分に大きく可動片を押し上げることができる。   In the breaker 101 in the present embodiment, since the support base 7 is disposed below the thermal response element 4, it is provided at the tip of the movable piece 5 when the thermal response element 4 is reversed by a snap action. The displacement amount of the movable contact 5a increases. Conventionally, when the size of the thermally responsive element 4 is reduced, there is a problem that the amount of displacement of the thermally responsive element 4 becomes small. However, as described in the present embodiment, if the support base 7 is used. Since the amount of displacement can be increased, the movable piece can be pushed up sufficiently large even if the entire apparatus is downsized.

反転後の熱応動素子4は支持台7によって支えられており、支持台7は金属からなるので、熱応動素子4の熱は支持台7を通じて放熱することができる。その結果、熱応動素子4の温度は速やかに下がり、反転状態は速やかに終了する。したがって、本実施の形態におけるブレーカ101は、異常温度に対して速やかに応答しつつ、スナップアクション時には可動片の移動を十分に大きく行ない、電流の遮断が必要でなくなった後には速やかに通電状態に復帰することができる。   The thermally responsive element 4 after inversion is supported by a support base 7, and the support base 7 is made of metal, so that the heat of the heat responsive element 4 can be radiated through the support base 7. As a result, the temperature of the thermally responsive element 4 quickly decreases and the inversion state ends quickly. Therefore, the breaker 101 in the present embodiment responds quickly to the abnormal temperature, moves the movable piece sufficiently large during the snap action, and immediately enters the energized state after it is no longer necessary to interrupt the current. Can return.

なお、本実施の形態では、支持台7と固定接点3と可動片接続電極2とが同一材料で形成されていることが好ましい。この構成を採用することにより、これら3つの部分を同一の材料層から同時に形成することができるので、ブレーカを効率的に作製することができる。さらに、図7で示した電極12も同一の材料層から同時に形成してもよい。   In the present embodiment, it is preferable that the support base 7, the fixed contact 3, and the movable piece connection electrode 2 are formed of the same material. By adopting this configuration, these three portions can be formed simultaneously from the same material layer, so that the breaker can be efficiently manufactured. Furthermore, the electrode 12 shown in FIG. 7 may be formed simultaneously from the same material layer.

さらに、支持台7は、固定接点3および可動片接続電極2のうち少なくとも一方と同一の厚みを有することが好ましい。この構成を採用することにより、少なくとも2つの部分を一定の厚みの同一の膜から形成することができるので、ブレーカを効率的に作製することができる。   Further, the support base 7 preferably has the same thickness as at least one of the fixed contact 3 and the movable piece connection electrode 2. By adopting this configuration, at least two portions can be formed from the same film having a constant thickness, so that the breaker can be manufactured efficiently.

(実施の形態2)
(構成)
図9〜図12を参照して、本発明に基づく実施の形態2におけるブレーカについて説明する。本実施の形態におけるブレーカ102の外観を図9に示す。ブレーカ102の分解図を図10に示す。
(Embodiment 2)
(Constitution)
With reference to FIGS. 9-12, the breaker in Embodiment 2 based on this invention is demonstrated. An appearance of the breaker 102 in the present embodiment is shown in FIG. An exploded view of the breaker 102 is shown in FIG.

本実施の形態におけるブレーカ102は、基本的な構成は、実施の形態1で説明したブレーカ101と同じであり、以下の点で異なる。   The basic configuration of the breaker 102 in the present embodiment is the same as the breaker 101 described in the first embodiment, and differs in the following points.

本実施の形態におけるブレーカ102では、熱応動素子4の一部が基板1に対して直接または間接的に接続されることによって固定されている。ここで示した例では、熱応動素子4の一部が可動片5に固定され、可動片5の一部が基板1に固定されている。これにより、熱応動素子4の一部が基板1に対して間接的に接続されることによって固定されているといえる。本実施の形態では、熱応動素子4の一部が基板1に対して相対的に接続されることによって固定されている。   In the breaker 102 in the present embodiment, a part of the thermally responsive element 4 is fixed by being directly or indirectly connected to the substrate 1. In the example shown here, a part of the thermally responsive element 4 is fixed to the movable piece 5 and a part of the movable piece 5 is fixed to the substrate 1. Accordingly, it can be said that a part of the thermally responsive element 4 is fixed by being indirectly connected to the substrate 1. In the present embodiment, a part of the thermally responsive element 4 is fixed by being relatively connected to the substrate 1.

図10の分解図で示したもののうち、基板1と可動片5との間の関係について、図11および図12を参照して説明する。実際には、可動片5と熱応動素子4とを先に接続してから可動片5が基板1に接続されるのであるが、ここでは、説明の便宜のために、熱応動素子4がない状態で基板1と可動片5との2つのみに注目して説明する。図11に示すように、可動片5は上から見たときT字形をしている。可動片5は、直線状に長く延びた本体部分と本体部分から本体部分の長手方向に対して垂直な方向に延びた枝部分とを含む。本体部分の一方の端部には可動接点5aが設けられている。可動片5は、本体部分の他方の端部に可動片固定部5bを含む。可動片5がT字形である場合には、可動片固定部5bは、「T」の文字の横棒と縦棒との交差する部分に相当する。可動片5の本体部分は、「T」の文字の縦棒の部分に相当し、可動片5の枝部分は「T」の文字の左右に延びる横棒の部分に相当する。すなわち、可動片5の枝部分は可動片固定部5bから左右に延びている部分である。   The relationship between the board | substrate 1 and the movable piece 5 among what was shown with the exploded view of FIG. 10 is demonstrated with reference to FIG. 11 and FIG. Actually, the movable piece 5 is connected to the substrate 1 after the movable piece 5 and the thermal responsive element 4 are connected first, but here, for convenience of explanation, there is no thermal responsive element 4. Description will be made by paying attention to only the substrate 1 and the movable piece 5 in the state. As shown in FIG. 11, the movable piece 5 has a T-shape when viewed from above. The movable piece 5 includes a main body portion extending linearly and a branch portion extending from the main body portion in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the main body portion. A movable contact 5a is provided at one end of the main body. The movable piece 5 includes a movable piece fixing portion 5b at the other end of the main body portion. When the movable piece 5 is T-shaped, the movable piece fixed portion 5b corresponds to a portion where the horizontal bar and the vertical bar of the letter “T” intersect. The main body portion of the movable piece 5 corresponds to a vertical bar portion of the letter “T”, and the branch portion of the movable piece 5 corresponds to a horizontal bar portion extending to the left and right of the letter “T”. That is, the branch portion of the movable piece 5 is a portion extending from the movable piece fixing portion 5b to the left and right.

図11に示すように、基板1は主表面1uを有し、主表面1uには、可動片接続電極2および固定接点3が配置されている。可動片接続電極2と固定接点3とは、互いに電気的に接続されていない状態でそれぞれ配置されている。可動片接続電極2と固定接点3とは、主表面1u上で互いに離隔した位置に配置されている。図11に矢印91で示すように、可動片5の可動片固定部5bは、主表面1uに配置された可動片接続電極2に対して接合される。この接合は、たとえばレーザ溶接によって行なうこととしてよい。接合した状態を図12に示す。可動片5の可動片固定部5bは可動片接続電極2に接合されている。可動片5のうち可動片固定部5b以外の部分は、可動片接続電極2にも基板1にも接合されていない。   As shown in FIG. 11, the substrate 1 has a main surface 1u, and the movable piece connection electrode 2 and the fixed contact 3 are arranged on the main surface 1u. The movable piece connection electrode 2 and the fixed contact 3 are arranged in a state where they are not electrically connected to each other. The movable piece connection electrode 2 and the fixed contact 3 are arranged at positions separated from each other on the main surface 1u. As shown by an arrow 91 in FIG. 11, the movable piece fixing portion 5b of the movable piece 5 is joined to the movable piece connection electrode 2 arranged on the main surface 1u. This joining may be performed by laser welding, for example. The joined state is shown in FIG. The movable piece fixing portion 5 b of the movable piece 5 is joined to the movable piece connection electrode 2. Portions of the movable piece 5 other than the movable piece fixing portion 5 b are not joined to the movable piece connection electrode 2 or the substrate 1.

図13および図14を参照して、熱応動素子4について説明する。本実施の形態におけるブレーカ101に含まれる熱応動素子4を単独で取り出したところを図13に示す。熱応動素子4の平面図を図14に示す。熱応動素子4は、円錐台形状の第1部分4aと、第1部分4aから接線方向に延在する第2部分4bとを含む。第2部分4bは「脚」と呼んでもよい。第2部分4bは、部位4b1,4b2を含む。ここで示した例では、第2部分4bは、互いに平行に線状に延在する2つの部分を含んでいる。部位4b1,4b2は、これら2つの部分の第1部分4aから遠い側の各端部である。図14に示すように、第2部分4bは、部位4b1,4b2において幅が広がっていてもよい。第1部分4aは、温度が一定以上になったときにはスナップアクションにより反転する。ここでは、熱応動素子4の第1部分4aが円錐台形状であるものとしたが、第1部分4aは円錐形状であってもよく、曲面形状であってもよい。第1部分4aは、スナップアクションによる反転が可能な形状でありさえすれば、その他の形状であってもよい。   The thermally responsive element 4 will be described with reference to FIGS. 13 and 14. FIG. 13 shows a place where the thermally responsive element 4 included in the breaker 101 in the present embodiment is taken out alone. A plan view of the thermally responsive element 4 is shown in FIG. The thermally responsive element 4 includes a frustoconical first portion 4a and a second portion 4b extending tangentially from the first portion 4a. The second portion 4b may be referred to as a “leg”. Second portion 4b includes portions 4b1 and 4b2. In the example shown here, the second portion 4b includes two portions extending linearly in parallel with each other. The portions 4b1 and 4b2 are the end portions on the side far from the first portion 4a of these two portions. As shown in FIG. 14, the width of the second portion 4b may be widened at the portions 4b1 and 4b2. The first portion 4a is inverted by a snap action when the temperature becomes a certain level or more. Here, the first portion 4a of the thermoresponsive element 4 has a truncated cone shape, but the first portion 4a may have a conical shape or a curved surface shape. The first portion 4a may have any other shape as long as it has a shape that can be reversed by a snap action.

図10の分解図で示したもののうち、熱応動素子4と可動片5との間の関係について、図15および図16を参照して説明する。可動片5は、熱応動素子4を接合するための部分5cを含んでいる。部分5cは、2つの部位5c1,5c2を含む。図15に矢印92で示すように、可動片5の部位5c1は、熱応動素子4の第2部分4bの部位4b1に対して接合される。図15に矢印93で示すように、可動片5の部位5c2は、熱応動素子4の第2部分4bの部位4b2に対して接合される。これらの接合は、たとえばレーザ溶接によって行なうこととしてよい。接合した状態を図16に示す。可動片5の本体部分は熱応動素子4より長く延在している。可動片5の一端に設けられた可動接点5aは、熱応動素子4からはみ出している。   The relationship between the thermally responsive element 4 and the movable piece 5 among what was shown with the exploded view of FIG. 10 is demonstrated with reference to FIG. 15 and FIG. The movable piece 5 includes a portion 5 c for joining the thermally responsive element 4. The portion 5c includes two portions 5c1 and 5c2. As indicated by an arrow 92 in FIG. 15, the part 5 c 1 of the movable piece 5 is joined to the part 4 b 1 of the second part 4 b of the thermally responsive element 4. As indicated by an arrow 93 in FIG. 15, the part 5 c 2 of the movable piece 5 is joined to the part 4 b 2 of the second part 4 b of the thermally responsive element 4. These joints may be performed by laser welding, for example. The joined state is shown in FIG. The main body portion of the movable piece 5 extends longer than the thermally responsive element 4. A movable contact 5 a provided at one end of the movable piece 5 protrudes from the thermally responsive element 4.

(作用・効果)
ブレーカ102の主要部について、定常時の側面図を図17に示す。基本的には、実施の形態1で説明したものと同様であるが、実施の形態1と異なり、熱応動素子4が第1部分4aの他に第2部分4bを備えており、第2部分4bは可動片5の部分5cと接合されている。
(Action / Effect)
FIG. 17 shows a side view of the main part of the breaker 102 in a steady state. Basically, it is the same as that described in the first embodiment, but unlike the first embodiment, the thermally responsive element 4 includes the second portion 4b in addition to the first portion 4a, and the second portion. 4 b is joined to the portion 5 c of the movable piece 5.

温度が一定以上に上がったときには熱応動素子4の第1部分4aがスナップアクションによって反転する。スナップアクションによる反転の後の主要部の側面図を図18に示す。第1部分4aは、基板1に近い側の面が凸になっている。第1部分4aは主表面に直接載るのではなく支持台7の上に載る形となっている。特に、本実施の形態におけるブレーカ102では、熱応動素子4の第2部分4bは可動片5の部分5cと接合されているので、熱応動素子4の第1部分4aは第2部分4bに近い側が下がる形となり、熱応動素子4の第2部分4bから遠い側の端4eはより大きく上がることとなる。その結果、可動接点5aは固定接点3から離れて大きく持ち上げられている。本実施の形態では、熱応動素子4の熱は支持台7を通じて放熱されるだけでなく、第2部分4bから可動片5の部分5cを通じても放熱されるので、熱応動素子4の熱は速やかに放熱することができる。その結果、熱応動素子4の温度は実施の形態1よりもさらに速やかに下がり、反転状態は速やかに終了する。したがって、本実施の形態におけるブレーカ101は、電流の遮断が必要でなくなった後にはより速やかに通電状態に復帰することができる。   When the temperature rises above a certain level, the first portion 4a of the thermally responsive element 4 is inverted by a snap action. FIG. 18 shows a side view of the main part after inversion by the snap action. The first portion 4 a has a convex surface on the side close to the substrate 1. The first portion 4a is not placed directly on the main surface but on the support base 7. In particular, in the breaker 102 according to the present embodiment, since the second portion 4b of the thermally responsive element 4 is joined to the portion 5c of the movable piece 5, the first portion 4a of the thermally responsive element 4 is close to the second portion 4b. The side is lowered, and the end 4e on the side farther from the second portion 4b of the thermally responsive element 4 rises more greatly. As a result, the movable contact 5 a is lifted away from the fixed contact 3. In the present embodiment, the heat of the thermoresponsive element 4 is not only dissipated through the support base 7 but also from the second part 4b through the part 5c of the movable piece 5. Can dissipate heat. As a result, the temperature of the thermally responsive element 4 decreases more rapidly than in the first embodiment, and the inversion state ends quickly. Therefore, the breaker 101 in the present embodiment can return to the energized state more quickly after the interruption of current is no longer necessary.

ここで3通りのモデルを用いて説明する。
図19(a)に示すように、熱応動素子4の第1部分4aが高さ100μmの円錐であって、基板1の主表面1u上に自由状態で載っているものとする。このとき、主表面1uから測った最高点の高さは100μmである。熱応動素子4が全く基板1に固定されていない場合には、熱応動素子4が反転したときには、図19(b)に示すように、最高点の高さは100μmのままとなりうる。特に、熱応動素子4が上側から他の部材によって均一に下向きに押圧されている場合には、図19(b)に示すような姿勢となりやすい。
Here, description will be made using three models.
As shown in FIG. 19A, it is assumed that the first portion 4a of the thermally responsive element 4 is a cone having a height of 100 μm and rests on the main surface 1u of the substrate 1 in a free state. At this time, the height of the highest point measured from the main surface 1u is 100 μm. When the thermally responsive element 4 is not fixed to the substrate 1 at all, when the thermally responsive element 4 is inverted, the height of the highest point can remain 100 μm as shown in FIG. In particular, when the thermally responsive element 4 is pressed downward uniformly by another member from above, the posture as shown in FIG.

図20(a)に示すように、熱応動素子4の第1部分4aが高さ100μmの円錐であって、熱応動素子4は第2部分4bにおいて基板1の主表面1uに固定されているものとする。このときは、スナップアクションによる反転前の状態では、最高点の高さは100μmのままであるが、反転後には図20(b)に示すように、第2部分4bが主表面1uから離れられないことにより、端4eが高く上がり、端4eの高さは198μmとなる。このように、第2部分4bを主表面1uに固定していることにより、最高点である端4eの高さをより高くすることができる。端4eの高さが高くなるということは、可動接点5aを固定接点3からより遠くまで離隔させることができるということである。   As shown in FIG. 20A, the first portion 4a of the thermally responsive element 4 is a cone having a height of 100 μm, and the thermally responsive element 4 is fixed to the main surface 1u of the substrate 1 at the second portion 4b. Shall. At this time, in the state before the reversal by the snap action, the height of the highest point remains 100 μm, but after the reversal, as shown in FIG. 20B, the second portion 4b is separated from the main surface 1u. Due to the absence, the end 4e rises and the height of the end 4e becomes 198 μm. Thus, by fixing the 2nd part 4b to the main surface 1u, the height of the end 4e which is the highest point can be made higher. The fact that the height of the end 4e is increased means that the movable contact 5a can be further away from the fixed contact 3.

図21(a)に示すように、熱応動素子4の第1部分4aが高さ100μmの円錐であるとすると、熱応動素子4の第2部分4bが基板1の主表面1uに固定された状態で第1部分4aが支持台7に載ることによって、図21(b)に示すようになる。この状態では、熱応動素子4の端4eは、図20(b)に示したよりさらに高い位置になり、主表面1uからの高さは336μmとなる。   As shown in FIG. 21A, if the first portion 4a of the thermally responsive element 4 is a cone having a height of 100 μm, the second portion 4b of the thermally responsive element 4 is fixed to the main surface 1u of the substrate 1. When the first portion 4a is placed on the support base 7 in the state, it becomes as shown in FIG. In this state, the end 4e of the thermally responsive element 4 is at a higher position than shown in FIG. 20B, and the height from the main surface 1u is 336 μm.

図19(a),(b)、図20(a),(b)および図21(a),(b)では、熱応動素子4の第1部分4aが円錐形であるものとして説明したが、第1部分4aの形状が円錐形以外である場合にも、基本的な部分は同様である。   In FIGS. 19A, 19B, 20A, 20B, and 21A, 21B, the first portion 4a of the thermally responsive element 4 has been described as having a conical shape. The basic portion is the same when the shape of the first portion 4a is other than the conical shape.

実施の形態2におけるブレーカ102は、図21(a),(b)で説明したモデルに相当する。実施の形態2では、基板1の主表面1uに支持台7が配置されており、熱応動素子4の第2部分4bが主表面1uに相対的に固定されているので、図21(b)に示したように、熱応動素子4の第1部分4aが反転した際には端4eを高い位置に上げることができる。すなわち、可動接点5aを固定接点3から大きく離隔させることができる。   The breaker 102 according to the second embodiment corresponds to the model described with reference to FIGS. In the second embodiment, the support base 7 is disposed on the main surface 1u of the substrate 1, and the second portion 4b of the thermally responsive element 4 is relatively fixed to the main surface 1u, so that FIG. As shown in FIG. 4, when the first portion 4a of the thermal response element 4 is inverted, the end 4e can be raised to a high position. That is, the movable contact 5 a can be greatly separated from the fixed contact 3.

実施の形態2では、可動片5が基板1に強固に固定されている。したがって、可動片5と基板1との接続箇所における接触抵抗変動が無くなる。熱応動素子4は可動片5に固定されているので、熱応動素子4と可動片5との間の相対的な位置関係がずれることはない。したがって、熱応動素子4がスナップアクションによって反転したときにも、可動片5を押し上げる位置の位置ずれが無くなる。その結果、熱応動素子4による可動片5の押し上げ量がばらつくことを抑制でき、接点同士が離隔したときの距離が安定する。   In the second embodiment, the movable piece 5 is firmly fixed to the substrate 1. Therefore, the contact resistance fluctuation at the connection portion between the movable piece 5 and the substrate 1 is eliminated. Since the thermally responsive element 4 is fixed to the movable piece 5, the relative positional relationship between the thermally responsive element 4 and the movable piece 5 does not shift. Therefore, even when the thermally responsive element 4 is reversed by the snap action, the position shift of the position where the movable piece 5 is pushed up is eliminated. As a result, it is possible to suppress variation in the amount by which the movable piece 5 is pushed up by the thermally responsive element 4 and to stabilize the distance when the contacts are separated from each other.

熱応動素子4が相対的に固定されているので、ブレーカに大きな加速度が加わった際でも、熱応動素子4が可動片5に強く接触することがない。したがって、不所望なタイミングで可動接点5aと固定接点3とが離れてしまう事態を防止することができる。   Since the thermally responsive element 4 is relatively fixed, the thermally responsive element 4 does not come into strong contact with the movable piece 5 even when a large acceleration is applied to the breaker. Therefore, it is possible to prevent the movable contact 5a and the fixed contact 3 from separating at an undesired timing.

(実験例1)
発明者らが、実際にブレーカを作製して本発明の効果を確認した実験例1について説明する。
(Experimental example 1)
An experimental example 1 in which the inventors actually manufactured a breaker and confirmed the effect of the present invention will be described.

以下のように熱応動素子を作製した。まず、図22に示すように、Mn、Ni、Cuを主材料とする第1合金層41とNi、Feを主材料とする第2合金層42とを積層したバイメタル材料(JIS C2530 TM−1)を準備した。第1合金層41の方が第2合金層42よりも熱膨張係数が大きい。このバイメタル材料を、図23に示すように10〜40μmの厚みに圧延した。さらに、直径1000〜2000μmの円形に加工した。このように所望の形状に加工するに当たっては、エッチング、打抜加工などの方法を採用することができる。さらにプレス加工を施し、図24に示すように第1合金層41側が凹むように円錐台形状、あるいはドーム形状(偏平球形状)に塑性変形させた。こうして、熱応動素子4を得た。図25は、図24におけるXXV−XXV線に関する矢視断面図である。   A thermally responsive element was fabricated as follows. First, as shown in FIG. 22, a bimetallic material (JIS C2530 TM-1) in which a first alloy layer 41 mainly composed of Mn, Ni and Cu and a second alloy layer 42 mainly composed of Ni and Fe are laminated. ) Was prepared. The first alloy layer 41 has a larger thermal expansion coefficient than the second alloy layer 42. This bimetal material was rolled to a thickness of 10 to 40 μm as shown in FIG. Further, it was processed into a circle having a diameter of 1000 to 2000 μm. In processing into a desired shape as described above, methods such as etching and punching can be employed. Further, press working was performed to plastically deform into a truncated cone shape or a dome shape (flat sphere shape) so that the first alloy layer 41 side was recessed as shown in FIG. Thus, the thermally responsive element 4 was obtained. 25 is a cross-sectional view taken along the line XXV-XXV in FIG.

次に可動片を作製した。まず、図26に示すように、Be、Cuを主材料とする合金板材51を準備した。この合金板材51を、図27に示すように、30〜100μmの厚みに圧延し、金属板55を形成した。この金属板55を長方形に加工した。この加工には、エッチング、打抜加工などの方法を採用することができる。その後、一方の端部の一部にプレス加工を施すことによって、半球状に加工した、この半球状に加工された部分は可動接点5aとなる。さらに、他の箇所で折り曲げ加工を施した。可動接点5aから遠い側の端部の近傍では、可動接点5aが突出している面と同じ側の面(図28における紙面奥側)が凸状となるように折り曲げた。長手方向中央部では、可動接点5aが突出している面と逆の側の面(図28における紙面手前側)が凸状となるように折り曲げた。こうして、図28および図29に示すように可動片5を得た。可動片5の可動接点5aから遠い側の端部は、可動片固定部5bとなる。   Next, a movable piece was produced. First, as shown in FIG. 26, an alloy plate material 51 containing Be and Cu as main materials was prepared. As shown in FIG. 27, the alloy plate material 51 was rolled to a thickness of 30 to 100 μm to form a metal plate 55. The metal plate 55 was processed into a rectangle. For this processing, methods such as etching and punching can be employed. Thereafter, a part of one end is pressed to form a hemispherical shape, and this hemispherical portion becomes the movable contact 5a. Further, bending was performed at other locations. In the vicinity of the end on the side far from the movable contact 5a, the surface on the same side as the surface from which the movable contact 5a protrudes (the back side in FIG. 28) is bent. In the central portion in the longitudinal direction, the surface opposite to the surface from which the movable contact 5a protrudes (the front side in FIG. 28) is bent so as to be convex. In this way, the movable piece 5 was obtained as shown in FIGS. The end of the movable piece 5 on the side far from the movable contact 5a is a movable piece fixed portion 5b.

なお、可動接点5a表面には、接点としての信頼性を高めるためにAgやAuを主材料としたコーティングを施してもよい。また、可動接点5aを形成する際にはプレス加工ではなく、別途作製したAgやAuを主材料としたリベットを用いて形成してもよい。BeCuとAg、Auを主材料とした合金とのクラッド材などを用いて形成してもよい。   The surface of the movable contact 5a may be coated with Ag or Au as a main material in order to improve the reliability as a contact. Further, when the movable contact 5a is formed, it may be formed by using a rivet mainly made of Ag or Au produced separately, instead of press working. You may form using the clad material etc. with the alloy which used BeCu, Ag, and Au as the main material.

次に基板を作製した。図30および図31に示すように、ガラスエポキシ基板である基板1の主表面1uに、圧延したバイメタル材料の厚みよりも厚いCu電極を形成した。図31は、図30におけるXXXI−XXXI線に関する矢視断面図である。主表面1uに形成されたCu電極は、1つのブレーカの範囲内において、少なくとも3つの独立する部分に分けられるように形成された。図30に示した例では、3つの独立する部分は、可動片接続電極2、固定接点3、支持台7に対応する。さらに主表面1uとは逆の側の面にCu膜を加工して別の2つの電極8,9を形成した。電極8を可動片接続電極2に、層間接続導体10を用いて接続した。電極9を固定接点3に、層間接続導体11を用いて接続した。層間接続導体10,11は、いわゆるスルーホールビアであってもよい。   Next, a substrate was produced. As shown in FIGS. 30 and 31, a Cu electrode thicker than the rolled bimetal material was formed on the main surface 1u of the substrate 1 which is a glass epoxy substrate. 31 is a cross-sectional view taken along line XXXI-XXXI in FIG. The Cu electrode formed on the main surface 1u was formed so as to be divided into at least three independent portions within the range of one breaker. In the example shown in FIG. 30, three independent portions correspond to the movable piece connection electrode 2, the fixed contact 3, and the support base 7. Furthermore, another two electrodes 8 and 9 were formed by processing a Cu film on the surface opposite to the main surface 1u. The electrode 8 was connected to the movable piece connection electrode 2 using the interlayer connection conductor 10. The electrode 9 was connected to the fixed contact 3 using the interlayer connection conductor 11. The interlayer connection conductors 10 and 11 may be so-called through-hole vias.

なお、基板1の材料としては、絶縁性が確保できるのであればセラミック基板であってもよい。また、主表面1uに設けられた電極と反対面の電極8,9との導通については、層間接続導体を用いる代わりに、基板1の外周の側面などに配線を形成して引き回してもよい。   The material of the substrate 1 may be a ceramic substrate as long as insulation can be ensured. Further, regarding the continuity between the electrodes 8 and 9 opposite to the electrodes provided on the main surface 1u, instead of using the interlayer connection conductor, a wiring may be formed on the outer peripheral side surface of the substrate 1 or the like.

熱応動素子4を基板1上に配置した。熱応動素子4を配置する際には、凹状となっている面を基板1の主表面1u側に向け、支持台7を覆うように配置した。さらに、熱応動素子4の上側から可動片5を基板1上に実装した。その様子を図32および図33に示す。図33は、図32におけるXXXIII−XXXIII線に関する矢視断面図である。この実装においては、可動片5の可動片固定部5bが、基板1上の可動片接続電極2と重なるように配置し、この部分をレーザー溶接した。   A thermally responsive element 4 was disposed on the substrate 1. When arranging the thermoresponsive element 4, the concave surface was directed toward the main surface 1 u side of the substrate 1 so as to cover the support base 7. Further, the movable piece 5 was mounted on the substrate 1 from the upper side of the thermally responsive element 4. This is shown in FIGS. 32 and 33. FIG. FIG. 33 is a cross-sectional view taken along the line XXXIII-XXXIII in FIG. In this mounting, the movable piece fixing portion 5b of the movable piece 5 was disposed so as to overlap the movable piece connection electrode 2 on the substrate 1, and this portion was laser welded.

なお、この接合については、可動片5と基板1上の可動片接続電極2との間の電気的な導通を確保する必要がある。ここでは、接合方法として、接合面積が小さく加工精度の高いレーザー溶接を用いたが、抵抗溶接や超音波を用いた溶接を用いてもよい。溶接以外でははんだによる接合であってもよい。   For this bonding, it is necessary to ensure electrical continuity between the movable piece 5 and the movable piece connection electrode 2 on the substrate 1. Here, laser welding with a small joining area and high processing accuracy is used as the joining method, but resistance welding or welding using ultrasonic waves may be used. Other than welding, joining by solder may be used.

図33に示すように、可動片5の可動接点5aは固定接点3との接触によって、固定接点3の上面の高さまで押し上げられている。この状態では、熱応動素子4は可動片5に対して全く接触していなくてもよい。熱応動素子4は可動片5に対して接触していてもよいが、固定接点3と可動片5とが熱応動素子4を通じて導通しないようにする。このような観点から可動片5および熱応動素子4の形状は調整されている。   As shown in FIG. 33, the movable contact 5 a of the movable piece 5 is pushed up to the height of the upper surface of the fixed contact 3 by contact with the fixed contact 3. In this state, the thermally responsive element 4 may not be in contact with the movable piece 5 at all. Although the heat responsive element 4 may be in contact with the movable piece 5, the fixed contact 3 and the movable piece 5 are prevented from conducting through the heat responsive element 4. From such a viewpoint, the shapes of the movable piece 5 and the thermally responsive element 4 are adjusted.

次に、蓋6を作製した。蓋6は、SUS板を曲げ加工してキャップ形状に形成した。なお、曲げ加工の他に、図34〜図39に示すようにエッチングおよび貼合せによって蓋6を作製してもよい。図34には、エッチング加工によってSUS板61に貫通孔61aを形成したところを示す。SUS板61は長方形の外形を有し、+字形の貫通孔61aを有する。図35は、SUS板62の平面図である。SUS板62は、長方形であり、貫通孔を有していない。SUS板61とSUS板62とを貼り合わせることによって、図36に示す蓋6を得る。図36における右側から見たところを図37に示す。図36における下側から見たところを図38に示す。蓋6の図36に示したのとは反対側の面を見たところを図39に示す。蓋6は中央に凹部63を有する。   Next, the lid 6 was produced. The lid 6 was formed into a cap shape by bending a SUS plate. In addition to bending, the lid 6 may be produced by etching and bonding as shown in FIGS. FIG. 34 shows a state where through holes 61a are formed in the SUS plate 61 by etching. The SUS board 61 has a rectangular outer shape and has a + -shaped through hole 61a. FIG. 35 is a plan view of the SUS plate 62. The SUS plate 62 is rectangular and does not have a through hole. The lid 6 shown in FIG. 36 is obtained by bonding the SUS plate 61 and the SUS plate 62 together. FIG. 37 shows a view from the right side in FIG. FIG. 38 shows a view from the lower side in FIG. FIG. 39 shows the surface of the lid 6 opposite to that shown in FIG. The lid 6 has a recess 63 in the center.

曲げ加工によって作製した蓋6を、図40に示すように、基板1に重ね、可動片5および熱応動素子4とは接触しないように配置した。基板1と蓋6との間を封止用接着剤で接合した。こうしてブレーカを得た。   As shown in FIG. 40, the lid 6 produced by bending was placed on the substrate 1 so as not to contact the movable piece 5 and the thermally responsive element 4. The substrate 1 and the lid 6 were joined with a sealing adhesive. A breaker was thus obtained.

(実験例2)
発明者らが、実際にブレーカを作製して本発明の効果を確認した実験例2について説明する。
(Experimental example 2)
An experimental example 2 in which the inventors actually manufactured a breaker and confirmed the effect of the present invention will be described.

以下のように熱応動素子を作製した。使用したバイメタル材料は、実験例1で説明したものと同様である。実験例1では図23に示すように圧延した板材から円形に加工したが、実験例2では、同じく圧延した板材から直径1000〜2000μmの1つの円形部及び2つの長方形部を複合した形状に加工した。図41に示すように、円形部は第1部分4aであり、2つの長方形部は第2部分4bである。第2部分は、部位4b1,4b2を含む。その後、円形部である第1部分4aにプレス加工を施し、第1合金層41側が凹むように円錐台形状、あるいはドーム形状(偏平球形状)に塑性変形させた。こうして、熱応動素子4を得た。図42は、図41におけるXLII−XLII線に関する矢視断面図である。   A thermally responsive element was fabricated as follows. The bimetal material used is the same as that described in Experimental Example 1. In Experimental Example 1, as shown in FIG. 23, the rolled plate was processed into a circle, but in Experimental Example 2, the rolled plate was processed into a shape in which one circular portion having a diameter of 1000 to 2000 μm and two rectangular portions were combined. did. As shown in FIG. 41, the circular portion is the first portion 4a, and the two rectangular portions are the second portion 4b. The second part includes portions 4b1 and 4b2. Thereafter, the first portion 4a, which is a circular portion, was pressed and plastically deformed into a truncated cone shape or a dome shape (flat sphere shape) so that the first alloy layer 41 side was recessed. Thus, the thermally responsive element 4 was obtained. 42 is a cross-sectional view taken along line XLII-XLII in FIG.

なお、図21に示したようなバイメタル材料の板材から熱応動素子4を作製する過程では、長方形部において2層構造が残るようにする代わりに、長方形部では2層の材料が混合して1つの合金層となるように加工してもよい。   In the process of manufacturing the thermally responsive element 4 from the bimetallic material plate as shown in FIG. 21, instead of leaving the two-layer structure in the rectangular portion, two layers of materials are mixed in the rectangular portion. You may process so that it may become two alloy layers.

次に可動片を作製した。実験例1では図27に示すように圧延して得た金属板55を長方形に加工したが、実験例2では、この金属板55をT字形状に加工した。その後、T字の縦棒に相当する部分(以下「中央梁」という。)の先端部の一部にプレス加工を施すことによって、半球状に加工した、この半球状に加工された部分は可動接点5aとなる。さらに、中央梁の根元、および中央梁の長手方向中央部で折り曲げ加工を施した。中央梁の根元では、可動接点5aが突出している面と同じ側の面(図43における紙面奥側)が凸状となるように折り曲げた。中央梁の長手方向中央部では、可動接点5aが突出している面と逆の側の面(図43における紙面手前側)が凸状となるように折り曲げた。こうして、図43に示すように可動片5を得た。可動片5のT字の交点に相当する部分は、可動片固定部5bとなる。T字の横棒に相当する部分の両端部は部位5c1,5c2となる。   Next, a movable piece was produced. In Experimental Example 1, the metal plate 55 obtained by rolling as shown in FIG. 27 was processed into a rectangle, but in Experimental Example 2, this metal plate 55 was processed into a T shape. After that, a part of the tip of the portion corresponding to the T-shaped vertical bar (hereinafter referred to as “center beam”) is pressed into a hemisphere, and the hemispherical portion is movable. It becomes the contact 5a. Further, bending was performed at the root of the central beam and the central portion in the longitudinal direction of the central beam. At the base of the central beam, the surface on the same side as the surface from which the movable contact 5a protrudes (the back side in FIG. 43) is bent so as to be convex. At the center in the longitudinal direction of the central beam, the surface opposite to the surface from which the movable contact 5a protrudes (the front side in FIG. 43) is bent so as to be convex. In this way, the movable piece 5 was obtained as shown in FIG. A portion corresponding to the intersection point of the T-shape of the movable piece 5 is a movable piece fixing portion 5b. Both ends of the portion corresponding to the T-shaped horizontal bar are portions 5c1 and 5c2.

なお、可動接点5a表面には、接点としての信頼性を高めるためにAgやAuを主材料としたコーティングを施してもよい。また、可動接点5aを形成する際にはプレス加工ではなく、別途作製したAgやAuを主材料としたリベットを用いて形成してもよい。BeCuとAg、Auを主材料とした合金とのクラッド材などを用いて形成してもよい。   The surface of the movable contact 5a may be coated with Ag or Au as a main material in order to improve the reliability as a contact. Further, when the movable contact 5a is formed, it may be formed by using a rivet mainly made of Ag or Au produced separately, instead of press working. You may form using the clad material etc. with the alloy which used BeCu, Ag, and Au as the main material.

上述のようにそれぞれ作製した熱応動素子4および可動片5を組み合わせる。図44および図45に示すように、熱応動素子4の円錐台形状である第1部分4aの凸側が可動片5の側を向くようにして両者を重ね合わせ、互いに接触させた。図45は、図44におけるXLV−XLV線に関する矢視断面図である。可動片5の部位5c1は、熱応動素子4の部位4b1に重なる。可動片5の部位5c2は、熱応動素子4の部位4b2に重なる。このように熱応動素子4と可動片5とを重ねて配置した状態で、部位5c1,5c2にレーザ光を照射して、レーザ溶接した。このレーザ照射により、可動片5の部位5c1と熱応動素子4の部位4b1とが溶接され、可動片5の部位5c2と熱応動素子4の部位4b2とが溶接された。   The thermally responsive element 4 and the movable piece 5 produced as described above are combined. As shown in FIGS. 44 and 45, the first portion 4a having the truncated cone shape of the thermally responsive element 4 is overlapped so that the convex side of the first portion 4a faces the movable piece 5 side and brought into contact with each other. 45 is a cross-sectional view taken along the line XLV-XLV in FIG. The part 5 c 1 of the movable piece 5 overlaps with the part 4 b 1 of the thermally responsive element 4. The part 5c2 of the movable piece 5 overlaps with the part 4b2 of the thermally responsive element 4. In this state where the thermally responsive element 4 and the movable piece 5 are arranged so as to overlap with each other, the portions 5c1 and 5c2 are irradiated with laser light and laser-welded. By this laser irradiation, the part 5c1 of the movable piece 5 and the part 4b1 of the thermally responsive element 4 were welded, and the part 5c2 of the movable piece 5 and the part 4b2 of the thermally responsive element 4 were welded.

ここでは、接合方法としてレーザ溶接を採用したが、この接合においては、熱応動素子4の第2部分4bにおけるバイメタル積層構造を消失することのできる接合方法を採用することが好ましい。溶接を行なえばこの積層構造は消失するので、接合方法として溶接を採用することは好ましい。第2部分4bの積層構造を消失させておけば、接合部にかかる熱応力を大きく低減することができる。ここでは、接合面積が小さく加工精度の高いレーザー溶接を用いたが、抵抗溶接や超音波を用いた溶接を用いてもよい。溶接が好ましいが、溶接以外の接合方法であってもよい。たとえばはんだによって接合してもよい。   Here, laser welding is employed as the joining method. However, in this joining, it is preferable to employ a joining method capable of eliminating the bimetallic laminated structure in the second portion 4b of the thermally responsive element 4. Since this laminated structure disappears if welding is performed, it is preferable to employ welding as a joining method. If the laminated structure of the second portion 4b is eliminated, the thermal stress applied to the joint can be greatly reduced. Here, laser welding with a small joining area and high processing accuracy is used, but resistance welding or welding using ultrasonic waves may be used. Although welding is preferable, a joining method other than welding may be used. For example, you may join by solder.

可動片5と熱応動素子4との接合箇所については、図44に示した例に限らず、可動片5と基板1上の可動片接続電極2との接合、および可動接点5aと固定接点3との接触を妨げなければどのような位置で接合してもよい。   About the joining location of the movable piece 5 and the thermoresponsive element 4, it is not restricted to the example shown in FIG. 44, Joining of the movable piece 5 and the movable piece connection electrode 2 on the board | substrate 1, and the movable contact 5a and the fixed contact 3 Any position may be used as long as it does not hinder the contact.

次に基板を作製した。実験例1と同様に基板1を作製した。
可動片5と熱応動素子4との組立体を、熱応動素子4が基板1側になるように基板1上に実装した。その様子を図46および図47に示す。図47は、図46におけるXLVII−XLVII線に関する矢視断面図である。この実装においては、可動片5の可動片固定部5bが、基板1上の可動片接続電極2と重なるように配置し、この部分をレーザー溶接した。
Next, a substrate was produced. A substrate 1 was prepared in the same manner as in Experimental Example 1.
The assembly of the movable piece 5 and the thermally responsive element 4 was mounted on the substrate 1 so that the thermally responsive element 4 was on the substrate 1 side. This is shown in FIGS. 46 and 47. FIG. 47 is a cross-sectional view taken along line XLVII-XLVII in FIG. In this mounting, the movable piece fixing portion 5b of the movable piece 5 was disposed so as to overlap the movable piece connection electrode 2 on the substrate 1, and this portion was laser welded.

なお、この接合については、可動片5と基板1上の可動片接続電極2との間の電気的な導通を確保する必要がある。ここでは、接合方法として、接合面積が小さく加工精度の高いレーザー溶接を用いたが、抵抗溶接や超音波を用いた溶接を用いてもよい。溶接以外でははんだによる接合であってもよい。   For this bonding, it is necessary to ensure electrical continuity between the movable piece 5 and the movable piece connection electrode 2 on the substrate 1. Here, laser welding with a small joining area and high processing accuracy is used as the joining method, but resistance welding or welding using ultrasonic waves may be used. Other than welding, joining by solder may be used.

図47に示すように、可動片5の可動接点5aは固定接点3との接触によって、固定接点3の上面の高さまで押し上げられている。この状態では、熱応動素子4が可動片5に対して、図47における右側の接合部以外では接触していない。このようになるように、可動片5および熱応動素子4の形状は調整されている。   As shown in FIG. 47, the movable contact 5 a of the movable piece 5 is pushed up to the height of the upper surface of the fixed contact 3 by contact with the fixed contact 3. In this state, the thermally responsive element 4 is not in contact with the movable piece 5 except for the right-side joint in FIG. The shapes of the movable piece 5 and the thermally responsive element 4 are adjusted so as to be like this.

次に、蓋6を作製した。実験例1と同様に蓋6を作製した。
曲げ加工によって作製した蓋6を、図48に示すように、基板1に重ね、可動片5および熱応動素子4とは接触しないように配置し、封止用接着剤で接合した。こうしてブレーカを得た。
Next, the lid 6 was produced. A lid 6 was produced in the same manner as in Experimental Example 1.
As shown in FIG. 48, the lid 6 produced by bending was placed on the substrate 1 so as not to come into contact with the movable piece 5 and the thermally responsive element 4, and joined with a sealing adhesive. A breaker was thus obtained.

以上のようにして作製したブレーカに、電流を流したところ、可動片5で発生したジュール熱によりデバイス全体の温度が上昇した。このデバイス温度が、熱応動素子4のスナップアクション温度を超えたとき、熱応動素子4の円錐台形状またはドーム形状は反転し、反転した熱応動素子4が、可動片5の先端に形成された可動接点5a付近を押し上げて可動接点5aと固定接点3との間を離隔させた。これにより、電流は遮断された。こうして、作製したブレーカが実際にブレーカとして良好に動作することが確認できた。   When a current was passed through the breaker manufactured as described above, the temperature of the entire device rose due to Joule heat generated in the movable piece 5. When the device temperature exceeds the snap action temperature of the thermally responsive element 4, the frustoconical shape or the dome shape of the thermally responsive element 4 is inverted, and the inverted thermally responsive element 4 is formed at the tip of the movable piece 5. The vicinity of the movable contact 5a was pushed up to separate the movable contact 5a and the fixed contact 3 from each other. As a result, the current was cut off. Thus, it was confirmed that the produced breaker actually operated well as a breaker.

熱応動素子4が反転して電流を遮断した際には、熱応動素子4は支持台7と接触している。この状態では、熱応動素子4の可動片5との接合部を支点、熱応動素子4の支持台7との接触部を力点、熱応動素子4の可動片5を押し上げる部分を作用点とするてこの原理によって、可動接点5aの変位が拡大している。   When the thermally responsive element 4 is reversed to interrupt the current, the thermally responsive element 4 is in contact with the support base 7. In this state, the joint portion of the thermally responsive element 4 with the movable piece 5 is a fulcrum, the contact portion of the thermally responsive element 4 with the support 7 is a force point, and the portion that pushes up the movable piece 5 of the thermally responsive element 4 is the action point. By the lever principle, the displacement of the movable contact 5a is enlarged.

(実施の形態3)
(製造方法)
図49〜図57を参照して、本発明に基づく実施の形態3におけるブレーカの製造方法について説明する。
(Embodiment 3)
(Production method)
With reference to FIGS. 49 to 57, a method of manufacturing a breaker according to the third embodiment of the present invention will be described.

本実施の形態におけるブレーカの製造方法は、これまでに説明したいずれかのブレーカを得るための製造方法であって、金属板をパターニングして複数の前記可動片のパターンを形成することによって第1の集合基板を得る工程S1と、熱膨張係数が異なる2以上の材料層を含むように積層した板状部材をパターニングして複数の前記熱応動素子のパターンを形成することによって第2の集合基板を得る工程S2と、表面が金属膜に覆われた第3の集合基板を用意する工程S3と、前記金属膜をパターニングすることによって前記第3の集合基板の表面に前記固定接点、前記可動片接続電極および支持台を含む導体膜パターンセットを複数組形成する工程S4と、前記第1の集合基板と前記第2の集合基板とを個々のパターンが合うように重ね合わせて部分的に接合することによって第1の集合組立体を得る工程S5と、前記導体膜パターンセットを複数組形成する工程S4までを終えた前記第3の集合基板の、前記導体膜パターンセットが配置されている側の面に、前記第1の集合組立体を、前記第2の集合基板が前記第3の集合基板と前記第1の集合基板との間に挟まれるように重ねて接続する工程S6と、前記第1の集合基板および前記第2の集合基板をパターニングすることによって前記可動片および前記熱応動素子を含む組立体が前記基板の表面に複数組配置された第2の集合組立体を得る工程S7と、前記組立体に各々対応する複数の凹部を有する蓋材集合基板を、前記複数の凹部が前記第2の集合組立体側を向くように、前記第2の集合組立体に重ねて接合する工程S8と、前記第2の集合組立体に前記蓋材集合基板を重ねて接合したものを、前記組立体の各々に対応する個片ごとに分断する工程S9とを含む。   The manufacturing method of the breaker in the present embodiment is a manufacturing method for obtaining any of the breakers described so far. The first method is to form a pattern of the plurality of movable pieces by patterning a metal plate. A second collective substrate by patterning a plate-like member laminated so as to include two or more material layers having different thermal expansion coefficients to form a plurality of patterns of the thermally responsive elements. Step S2 of obtaining a third aggregate substrate whose surface is covered with a metal film, and the fixed contact and the movable piece on the surface of the third aggregate substrate by patterning the metal film The step S4 of forming a plurality of conductor film pattern sets including connection electrodes and support bases, and the first aggregate substrate and the second aggregate substrate are overlapped so that the individual patterns match. The conductor film pattern set of the third aggregate substrate that has finished the process S5 of obtaining the first assembly by partially joining together and the process S4 of forming a plurality of conductor film pattern sets. The first assembly assembly is overlapped and connected to the surface where the second assembly substrate is sandwiched between the third assembly substrate and the first assembly substrate on the surface where the first assembly substrate is disposed. Step S6, and a second set in which a plurality of sets including the movable piece and the thermally responsive element are arranged on the surface of the substrate by patterning the first aggregate substrate and the second aggregate substrate. Step S7 for obtaining an assembly, and a cover material assembly substrate having a plurality of recesses respectively corresponding to the assembly, the second assembly assembly such that the plurality of recesses face the second assembly assembly side. Process of layering and joining Including 8, a material obtained by bonding overlapping the lid assembly substrate to the second set assembly, and a step S9 to divide each piece corresponding to each of said assemblies.

本実施の形態におけるブレーカの製造方法について、以下ではより具体的に説明する。
工程S1として、図49に示すように、集合基板505を用意する。集合基板505は、第1の集合基板に相当する。集合基板505は金属板であり、可動片5に対応する形状の部分を複数備えている。可動片5に対応する形状の各部分は枠状部分に囲まれている。1枚の集合基板505の中では、可動片5に対応する形状の複数の部分はマトリックス状に配列されている。集合基板505は、金属板をパターニングすることによって得ることができる。
The method for manufacturing the breaker in the present embodiment will be described more specifically below.
As step S1, a collective substrate 505 is prepared as shown in FIG. The collective substrate 505 corresponds to a first collective substrate. The collective substrate 505 is a metal plate and includes a plurality of portions having a shape corresponding to the movable piece 5. Each part of the shape corresponding to the movable piece 5 is surrounded by a frame-like part. In one collective substrate 505, a plurality of portions having a shape corresponding to the movable piece 5 are arranged in a matrix. The collective substrate 505 can be obtained by patterning a metal plate.

工程S2として、図50に示すように、集合基板504を用意する。集合基板504は、第2の集合基板に相当する。集合基板504はバイメタル材料のシートであり、熱応動素子4に対応する部分を複数備えている。熱応動素子4に対応する形状の各部分は枠状部分に囲まれている。1枚の集合基板504の中では、熱応動素子4に対応する形状の複数の部分はマトリックス状に配列されている。集合基板504は、バイメタル板をパターニングすることによって得ることができる。   As step S2, an aggregate substrate 504 is prepared as shown in FIG. The collective substrate 504 corresponds to a second collective substrate. The collective substrate 504 is a sheet of bimetal material, and includes a plurality of portions corresponding to the thermally responsive elements 4. Each part of the shape corresponding to the thermoresponsive element 4 is surrounded by a frame-like part. In one collective substrate 504, a plurality of portions having a shape corresponding to the thermally responsive element 4 are arranged in a matrix. The collective substrate 504 can be obtained by patterning a bimetal plate.

工程S5として、図51に示すように、集合基板504の上に集合基板505を重ね、レーザ溶接を行なう。溶接される箇所は、図44および図45を参照して説明したとおりである。集合基板504における熱応動素子4に対応する部分の配列ピッチと、集合基板505における可動片5に対応する部分の配列ピッチとは等しくなっているので、集合基板505,504の全域に渡って熱応動素子4に対応する各部分と可動片5に対応する各部分との間で適切に溶接を行なうことができる。こうしてレーザ溶接をすることによって集合組立体520を得る。集合組立体520は、第1の集合組立体に相当する。   As step S5, as shown in FIG. 51, the collective substrate 505 is superimposed on the collective substrate 504, and laser welding is performed. The locations to be welded are as described with reference to FIGS. 44 and 45. Since the arrangement pitch of the portion corresponding to the heat-responsive element 4 in the collective substrate 504 and the arrangement pitch of the portion corresponding to the movable piece 5 in the collective substrate 505 are equal, heat is generated over the entire area of the collective substrates 505 and 504. Welding can be appropriately performed between each portion corresponding to the responding element 4 and each portion corresponding to the movable piece 5. Thus, the assembly assembly 520 is obtained by laser welding. The assembly assembly 520 corresponds to a first assembly assembly.

工程S3およびS4として、図52に示すように、集合基板501を用意する。集合基板501は、基本的にガラスエポキシ基板であり、基板1に対応する領域を複数備えている。集合基板501基板1に対応する各領域の中には、可動片接続電極2、支持台7および固定接点3が配列されている。可動片接続電極2、支持台7および固定接点3は、金属膜によって形成されている。可動片接続電極2、支持台7および固定接点3は、ガラスエポキシ基板の表面の全面に金属膜を形成した後でこの金属膜をパターニングすることによって形成することができる。可動片接続電極2、支持台7および固定接点3の組合せは、導体膜パターンセットに相当する。基板1に対応する各領域の詳細は、図30および図31を参照して説明したとおりである。集合基板501は、導体膜パターンセットを複数組形成する工程S4までを終えた第3の集合基板に相当する。   As steps S3 and S4, an aggregate substrate 501 is prepared as shown in FIG. The collective substrate 501 is basically a glass epoxy substrate and includes a plurality of regions corresponding to the substrate 1. In each region corresponding to the collective substrate 501 substrate 1, the movable piece connection electrode 2, the support base 7, and the fixed contact 3 are arranged. The movable piece connection electrode 2, the support base 7, and the fixed contact 3 are formed of a metal film. The movable piece connection electrode 2, the support base 7, and the fixed contact 3 can be formed by forming a metal film on the entire surface of the glass epoxy substrate and then patterning the metal film. The combination of the movable piece connection electrode 2, the support base 7, and the fixed contact 3 corresponds to a conductor film pattern set. Details of each region corresponding to the substrate 1 are as described with reference to FIGS. 30 and 31. The collective substrate 501 corresponds to a third collective substrate that has been processed up to step S4 for forming a plurality of conductive film pattern sets.

ここでは、工程S5を工程S3,S4より先に説明したが、工程S5と工程S3,S4とのいずれを先に行なってもよい。   Here, step S5 has been described before steps S3 and S4, but either step S5 or steps S3 and S4 may be performed first.

工程S6として、図53に示すように、集合基板501に集合組立体520を重ね、レーザ溶接を行なう。溶接される箇所は、図46および図47を参照して説明したとおりである。集合基板501における基板1に対応する部分の配列ピッチと、集合組立体520における可動片5に対応する部分の配列ピッチとは等しくなっているので、集合基板501および集合組立体520の全域に渡って適切に溶接を行なうことができる。こうしてレーザ溶接をすることによって集合組立体521を得る。   As step S6, as shown in FIG. 53, the assembly assembly 520 is stacked on the assembly substrate 501, and laser welding is performed. The locations to be welded are as described with reference to FIGS. 46 and 47. Since the arrangement pitch of the portion corresponding to the substrate 1 in the collective substrate 501 is equal to the arrangement pitch of the portion corresponding to the movable piece 5 in the collective assembly 520, it extends over the entire area of the collective substrate 501 and the collective assembly 520. Can be properly welded. The assembly assembly 521 is obtained by laser welding in this way.

工程S7として、集合組立体521から、集合基板505の枠状部分および集合基板504の枠状部分を除去する。その結果、図54に示すように集合組立体522を得る。集合組立体522は、第2の集合組立体に相当する。   In step S7, the frame-like portion of the collective substrate 505 and the frame-like portion of the collective substrate 504 are removed from the collective assembly 521. As a result, a collective assembly 522 is obtained as shown in FIG. The assembly assembly 522 corresponds to a second assembly assembly.

図55に示すように、集合基板506を用意する。集合基板506は、たとえばSUSで形成された基板であり、蓋6に対応する領域を複数備えている。集合基板506は蓋材集合基板に相当する。蓋6に対応する各領域には凹部が形成されている。図55では凹部は紙面手前側の面ではなく紙面奥側の面に形成されているので、各凹部は破線で示されている。   As shown in FIG. 55, a collective substrate 506 is prepared. The collective substrate 506 is a substrate formed of, for example, SUS, and includes a plurality of regions corresponding to the lid 6. The collective substrate 506 corresponds to a lid material collective substrate. A recessed portion is formed in each region corresponding to the lid 6. In FIG. 55, since the recesses are formed not on the front side of the page but on the back side of the page, each recess is indicated by a broken line.

工程S8として、図56に示すように、集合組立体522(図54参照)に集合基板506を重ね、封止用接着剤で接合する。こうして、集合組立体523を得る。この状態では、集合基板506に設けられていた凹部の各々が、集合基板506に形成されていた可動片5および熱応動素子4の組合せを一括して覆うように位置する。   As step S8, as shown in FIG. 56, the collective substrate 506 is overlaid on the collective assembly 522 (see FIG. 54) and bonded with a sealing adhesive. In this way, the assembly assembly 523 is obtained. In this state, each of the concave portions provided in the collective substrate 506 is positioned so as to collectively cover the combination of the movable piece 5 and the thermally responsive element 4 formed in the collective substrate 506.

工程S9として、集合組立体523を各領域ごとに分断することによって、図57に示すように、複数のブレーカ101を得る。   As step S9, the assembly assembly 523 is divided for each region, thereby obtaining a plurality of breakers 101 as shown in FIG.

(作用・効果)
本実施の形態では、複数のブレーカ101を効率良く生産することができる。本実施の形態では、説明の便宜のために、2×3の合計6個のブレーカに相当するものを集合基板または集合組立体として図示していたが、実際には1枚の集合基板または集合組立体に含まれる部分の数は6個に限らず他の個数であってもよい。たとえば、1枚の集合基板または集合組立体に、数百個または数千個の部分が配列されていて、数百個または数千個のブレーカを製造するものであってもよい。
(Action / Effect)
In the present embodiment, a plurality of breakers 101 can be produced efficiently. In the present embodiment, for convenience of explanation, a total of six 2 × 3 breakers corresponding to a total of six breakers has been illustrated as a collective substrate or a collective assembly. The number of parts included in the assembly is not limited to six and may be other numbers. For example, hundreds or thousands of parts may be arranged on one aggregate substrate or aggregate assembly to produce hundreds or thousands of breakers.

なお、上記実施の形態のうち複数を適宜組み合わせて採用してもよい。
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
In addition, you may employ | adopt combining suitably two or more among the said embodiment.
In addition, the said embodiment disclosed this time is an illustration in all the points, Comprising: It is not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and includes all modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

1 基板、1u 主表面、2 可動接続電極、3 固定接点、4 熱応動素子、4a 第1部分、4b 第2部分、4b1,4b2 部位、4e 端、5 可動片、5a 可動接点、5b 可動片固定部、5c (熱応動素子を接合するための)部分、5c1,5c2 部位、6 蓋、7 支持台、8,9 (基板下面に設けられた)電極、10,11 層間接続導体、12 電極、41 第1材料層、42 第2材料層、51 材料層、55 金属板、61,62 SUS基板、61a 開口部、63 凹部、91,92,93 矢印、101,102 ブレーカ、501,504,505,506 集合基板、520,521,522,523 集合組立体。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate, 1u Main surface, 2 Movable connection electrode, 3 Fixed contact, 4 Thermal response element, 4a 1st part, 4b 2nd part, 4b1, 4b2 part, 4e end, 5 Movable piece, 5a Movable contact, 5b Movable piece Fixing part, 5c part (for joining the thermally responsive element), 5c1, 5c2 part, 6 lid, 7 support base, 8, 9 (provided on the lower surface of the substrate) electrode, 10, 11 interlayer connection conductor, 12 electrode , 41 First material layer, 42 Second material layer, 51 Material layer, 55 Metal plate, 61, 62 SUS substrate, 61a Opening, 63 Recess, 91, 92, 93 Arrow, 101, 102 Breaker, 501, 504 505, 506 Assembly board, 520, 521, 522, 523 Assembly assembly.

Claims (5)

主表面を有する基板と、
前記主表面に固定された導電性の固定接点と、
前記固定接点に対して接触しており、前記固定接点から離隔させることが可能な導電性の可動接点を含み、前記主表面に部分的に固定された可動片固定部を含む可動片と、
一方の面が凸状、他方の面が凹状となっており、温度が一定以上に上昇したときにスナップアクションにより反転することによって前記可動片の少なくとも一部を変位させることで前記可動接点を前記固定接点から離隔させるように、前記可動片と前記主表面との間に配置された熱応動素子とを備え、
前記主表面には、前記熱応動素子が反転しないときには前記熱応動素子の凹状の面に覆われ、前記熱応動素子が反転したときには前記熱応動素子の凸状となった面に当接する支持台が突出するように設けられ、前記支持台は金属からなる、ブレーカ。
A substrate having a main surface;
A conductive fixed contact fixed to the main surface;
A movable piece that is in contact with the fixed contact, includes a conductive movable contact that can be separated from the fixed contact, and includes a movable piece fixed portion that is partially fixed to the main surface;
One surface is convex and the other surface is concave. When the temperature rises above a certain level, the movable contact is displaced by displacing at least a part of the movable piece by inverting with a snap action. A thermally responsive element disposed between the movable piece and the main surface so as to be separated from the fixed contact;
The main surface is covered with a concave surface of the thermal responsive element when the thermal responsive element is not inverted, and is in contact with the convex surface of the thermal responsive element when the thermal responsive element is inverted. Is a breaker, and the support is made of metal.
前記支持台と前記固定接点と前記可動片接続電極とが同一材料で形成されている、請求項1に記載のブレーカ。   The breaker according to claim 1, wherein the support base, the fixed contact, and the movable piece connection electrode are formed of the same material. 前記支持台は、前記固定接点および前記可動片接続電極のうち少なくとも一方と同一の厚みを有する、請求項2に記載のブレーカ。   The breaker according to claim 2, wherein the support base has the same thickness as at least one of the fixed contact and the movable piece connection electrode. 前記熱応動素子の一部が前記基板に対して相対的に接続されることによって固定されている、請求項1から3のいずれかに記載のブレーカ。   The breaker according to any one of claims 1 to 3, wherein a part of the thermally responsive element is fixed by being relatively connected to the substrate. 請求項1から4のいずれかに記載のブレーカを得るための製造方法であって、
金属板をパターニングして複数の前記可動片のパターンを形成することによって第1の集合基板を得る工程と、
熱膨張係数が異なる2以上の材料層を含むように積層した板状部材をパターニングして複数の前記熱応動素子のパターンを形成することによって第2の集合基板を得る工程と、
表面が金属膜に覆われた第3の集合基板を用意する工程と、
前記金属膜をパターニングすることによって前記第3の集合基板の表面に前記固定接点、前記可動片接続電極および支持台を含む導体膜パターンセットを複数組形成する工程と、
前記第1の集合基板と前記第2の集合基板とを個々のパターンが合うように重ね合わせて部分的に接合することによって第1の集合組立体を得る工程と、
前記導体膜パターンセットを複数組形成する工程までを終えた前記第3の集合基板の、前記導体膜パターンセットが配置されている側の面に、前記第1の集合組立体を、前記第2の集合基板が前記第3の集合基板と前記第1の集合基板との間に挟まれるように重ねて接続する工程と、
前記第1の集合基板および前記第2の集合基板をパターニングすることによって前記可動片および前記熱応動素子を含む組立体が前記基板の表面に複数組配置された第2の集合組立体を得る工程と、
前記組立体に各々対応する複数の凹部を有する蓋材集合基板を、前記複数の凹部が前記第2の集合組立体側を向くように、前記第2の集合組立体に重ねて接合する工程と、
前記第2の集合組立体に前記蓋材集合基板を重ねて接合したものを、前記組立体の各々に対応する個片ごとに分断する工程とを含む、ブレーカの製造方法。
A manufacturing method for obtaining the breaker according to claim 1,
Obtaining a first collective substrate by patterning a metal plate to form a plurality of movable piece patterns;
Patterning plate members laminated to include two or more material layers having different thermal expansion coefficients to form a plurality of the thermally responsive element patterns to obtain a second aggregate substrate;
Preparing a third aggregate substrate having a surface covered with a metal film;
Forming a plurality of conductor film pattern sets including the fixed contact, the movable piece connection electrode, and a support on the surface of the third aggregate substrate by patterning the metal film;
Obtaining the first collective assembly by overlapping and partially joining the first collective substrate and the second collective substrate so that individual patterns match each other;
The first assembly is disposed on the surface of the third assembled substrate that has been subjected to the process of forming a plurality of conductive film pattern sets, on the side where the conductive film pattern set is disposed. A step of overlapping and connecting the collective substrate so as to be sandwiched between the third collective substrate and the first collective substrate;
Patterning the first collective substrate and the second collective substrate to obtain a second collective assembly in which a plurality of assemblies including the movable piece and the thermally responsive element are arranged on the surface of the substrate. When,
Bonding a lid material aggregate substrate having a plurality of recesses respectively corresponding to the assembly to the second assembly assembly so that the plurality of recesses face the second assembly assembly;
A method of manufacturing a breaker, including a step of dividing the lid assembly aggregate substrate by overlapping the second assembly assembly and dividing it into individual pieces corresponding to each of the assemblies.
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