JP2020077541A - 熱応動素子、ブレーカー、安全回路及び２次電池パック - Google Patents

Abstract

【課題】通電時のブレーカーの電気抵抗を維持しつつ、小型化を容易に実現できる熱応動素子を提供する。【解決手段】熱応動素子５は、板状に形成され、厚さ方向から視た平面視で、長さ方向Ｄ１にのびる長辺５１と、長さ方向Ｄ１に垂直な幅方向Ｄ２にのびる短辺５２とを有する長方形状に形成され、長さ方向Ｄ１の中央部５３に、幅寸法を拡大するための拡幅部５４が設けられることにより、中央部５３に向って幅寸法が漸増している。【選択図】図４

Description

本発明は、小型のブレーカーに用いて好適な板状に形成された熱応動素子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。

ブレーカーには、温度変化に応じて作動し、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（熱変形）により、接点の導通状態を制御する素子である。同文献に示されたブレーカーは、固定片、可動片、熱応動素子、ＰＴＣサーミスター等の部品が、ケースに収納されてなり、固定片及び可動片の端子がケースから突出し、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

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。

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

しかしながら、上記特許文献１に記載されているブレーカーにおいて、ケースの幅寸法が小さく設定された場合、熱応動素子の幅寸法も小さくなり、熱変形時に発生する力が抑制される。このため、大きな弾性力によって固定接点と可動接点との間の接触圧力を高める可動片を採用することが困難となり、固定接点と可動接点の間の導通時の電気抵抗が上昇する。

可動片が上記バイメタルによって構成されている形態では、可動片の弾性力を高めた場合、熱変形時に発生する力も同時に高められるので、上記問題は生じにくい。従って、上記問題は、可動片と熱応動素子とが別々の部品により構成されている形態に特有の問題である。

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、導通時の電気抵抗を維持しつつ、小型化を容易に実現できる熱応動素子及びブレーカー等を提供することを主たる目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の熱応動素子は、板状に形成された熱応動素子であって、厚さ方向から視た平面視で、長さ方向にのびる長辺と、前記長さ方向に垂直な幅方向にのびる短辺とを有する長方形状に形成され、前記長さ方向の中央部に、幅寸法を拡大するための拡幅部が設けられ、前記中央部に向って前記幅寸法が漸増している、ことを特徴とする。

本発明に係る前記熱応動素子において、前記長辺は、樽形状に肥大している、ことが望ましい。

本発明に係る前記熱応動素子において、前記長辺と前記短辺とが交差する角部は、丸み付けされている、ことが望ましい。

また、本発明のブレーカーは、前記熱応動素子と、固定接点と、弾性変形する弾性部及び該弾性部の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、前記可動片及び前記熱応動素子を収容するための凹部を有する第１ケースとを備えたブレーカーであって、前記熱応動素子は、温度変化に伴って変形することにより、前記可動片の状態を前記可動接点が前記固定接点に接触する導通状態から前記可動接点が前記固定接点から離隔する遮断状態に移行可能であり、前記第１ケースは、前記凹部の前記幅方向の外側に側壁を有し、前記側壁の厚さは、前記側壁の前記長さ方向の中央部に向って漸減している、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、前記凹部の少なくとも一部を覆う第２ケースをさらに備え、前記第２ケースは、前記側壁の端面と固着される固着面を有し、前記固着面には、前記端面に向って突出し、前記長さ方向に沿って連続する突出部が設けられ、前記突出部は、前記側壁の内側面よりも前記幅方向の外方に形成されている、ことが望ましい。

本発明に係る前記ブレーカーにおいて、前記突出部の前記長さ方向に垂直な断面積は、前記側壁の前記長さ方向の前記中央部に向って減少している、ことが望ましい。

本発明の電気機器用の安全回路は、前記ブレーカーを備えたことを特徴とする。

本発明の電気機器用の２次電池パックは、前記ブレーカーを備えたことを特徴とする。

一般に、上記熱変形時に熱応動素子が発生する力は、熱応動素子の厚さ寸法に依存する。しかしながら、本願の発明者は、単に厚さ寸法のみが増大された熱応動素子にあっては、安定した温度特性が得られ難いことに気が付いた。そして、上記発明者は、さらに鋭意研究を重ねた結果、長方形状の熱応動素子において、温度特性の安定化には、長さ方向の中央部の幅寸法が有効に作用することを見い出した。

すなわち、本発明の熱応動素子によれば、長さ方向の中央部に、幅寸法を拡大するための拡幅部が設けられ、中央部に向って幅寸法が漸増している。これにより、優れた温度特性を安定的に確保しながら、熱応動素子の厚さ寸法を増大させることが可能となり、上記熱変形時に熱応動素子が発生する力を容易に高めることが可能となる。一方、中央部から短辺に向って、熱応動素子の幅寸法が抑制されるので、平面視での熱応動素子の占有面積が抑制され、熱応動素子の小型化が容易に実現される。

また、本発明のブレーカーによれば、上記熱応動素子を備えているので、大きな弾性力を発生する可動片を採用することにより、導通時の電気抵抗を容易に低減することが可能となる。また、第１ケースの側壁の厚さが、側壁の長さ方向の中央部に向って漸減しているので、上記熱応動素子とあいまって、ブレーカーの小型化が容易に実現される。

本発明の一実施形態によるブレーカーの概略構成を示す組み立て前の斜視図。 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熱応動素子を示す平面図。 上記熱応動素子の変形例を示す平面図。 上記熱応動素子の別の変形例を示す平面図。 上記熱応動素子のさらに別の変形例を示す平面図。 上記熱応動素子のさらに別の変形例を示す平面図。 上記ブレーカーに適用されるケース本体を示す斜視図。 上記ブレーカーに適用される蓋部材を裏側から視た斜視図。 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１の構成を示している。ブレーカー１は、電気機器等に実装され、過度な温度上昇又は過電流から電気機器を保護する。

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１０等によって構成されている。ケース１０は、ケース本体（第１ケース）７とケース本体７の上面に装着される蓋部材（第２ケース）８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−チタニウム合金、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７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。固定片２が階段状に曲げられることにより、固定接点２１と支持部２３とが段違いに配置され、ＰＴＣサーミスター６を収納する空間が容易に確保される。

固定接点２１は、銀、ニッケル、ニッケル−銀合金の他、銅−銀合金、金−銀合金などの導電性の良い材料のクラッド、メッキ又は塗布等により可動接点４１に対向する位置に形成され、ケース本体７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７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７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Ａ面、その反対側の面をＢ面として説明している。固定接点２１から可動接点４１に向く方向を第１方向と、第１方向とは反対の方向を第２方向とそれぞれ定義した場合、Ａ面は第１方向を向き、Ｂ面は第２方向を向く。他の部品、例えば、可動片４及び熱応動素子５、ＰＴＣサーミスター６等についても同様である。

可動片４は、銅等を主成分とする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の長手方向の先端部には、可動接点４１が形成されている。可動接点４１は、例えば、固定接点２１と同等の材料によって形成され、溶接の他、クラッド、かしめ（crimping）等の手法によって可動片４の先端部に接合されている。

可動片４の長手方向の他端部には、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、当接部４３及び弾性部４４を有している。当接部４３は、端子４２と弾性部４４との間でケース本体７及び蓋部材８と当接する。当接部４３は、可動片４の短手方向に翼状に突出する突出部４３ａを有する。突出部４３ａが設けられていることにより、当接部４３が幅広く大きな領域でケース本体７及び蓋部材８によって挟み込まれ、可動片４がケース１０に対して強固に固定される。

弾性部４４は、当接部４３から可動接点４１の側に延出されている。可動片４は、弾性部４４の基端側の当接部４３で、ケース１０によって片持ち支持され、その状態で弾性部４４が弾性変形することにより、弾性部４４の先端部に形成されている可動接点４１が固定接点２１の側に押圧されて接触し、固定片２と可動片４とが通電可能となる。

可動片４は、弾性部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、反転動作温度及び正転復帰温度における弾性力、接点の押圧力などを考慮して適宜設定すればよい。また、弾性部４４のＢ面には、熱応動素子５に対向して一対の突起４４ａ，４４ｂが形成されている。突起４４ａは、基端側で熱応動素子５に向って突出し、遮断状態で熱応動素子５と当接する。突起４４ｂは、突起４４ａよりも先端側（すなわち可動接点４１側）で熱応動素子５に向って突出し、遮断状態で熱応動素子５と当接する。過熱により熱応動素子５が変形すると、熱応動素子５が突起４４ａ及び突起４４ｂと当接し、熱応動素子５の変形が突起４４ａ及び突起４４ｂを介して弾性部４４に伝達され、可動片４の先端部が押し上げられる（図３参照）。

熱応動素子５は、可動片４の状態を可動接点４１が固定接点２１に接触する導通状態から可動接点４１が固定接点２１から離隔する遮断状態に移行させる。熱応動素子５は、熱膨張率の異なる薄板材を積層することにより板状に形成され、断面が円弧状に湾曲した初期形状をなしている。過熱により動作温度に達すると、熱応動素子５の湾曲形状は、スナップモーションを伴って逆反りし、冷却により復帰温度を下回ると復元する。熱応動素子５の初期形状は、プレス加工により形成することができる。所期の温度で熱応動素子５の逆反り動作により可動片４の弾性部４４が押し上げられ、かつ弾性部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状が望ましい。

熱応動素子５の材料としては、洋白、黄銅、ステンレス鋼等の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。例えば、安定した作動温度及び復帰温度が得られる熱応動素子５の材料としては、高膨脹側に銅−ニッケル−マンガン合金、低膨脹側に鉄−ニッケル合金を組み合わせたものが望ましい。また、化学的安定性の観点からさらに望ましい材料として、高膨脹側に鉄−ニッケル−クロム合金、低膨脹側に鉄−ニッケル合金を組み合わせたものが挙げられる。さらにまた、化学的安定性及び加工性の観点からさらに望ましい材料として、高膨脹側に鉄−ニッケル−クロム合金、低膨脹側に鉄−ニッケル−コバルト合金を組み合わせたものが挙げられる。

ＰＴＣサーミスター６は、可動片４が遮断状態にあるとき、固定片２と可動片４とを導通させる。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の支持部２３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、作動電流、作動電圧、作動温度、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、チタニウム酸バリウム、チタニウム酸ストロンチウム又はチタニウム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１０を構成するケース本体７及び蓋部材８は、難燃性のポリアミド、耐熱性に優れたポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などの熱可塑性樹脂により成形されている。上述した樹脂と同等以上の特性が得られるのであれば、樹脂以外の材料を適用してもよい。

ケース本体７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内部空間である凹部７３が形成されている。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。なお、ケース本体７に組み込まれた可動片４、熱応動素子５の端縁は、凹部７３を構成す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。

蓋部材８は、凹部７３を覆うように構成されている。蓋部材８は、凹部７３の少なくとも一部を覆う形態であってもよい。蓋部材８には、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がインサート成形によって埋め込まれていてもよい。金属板は、可動片４のＡ面と適宜当接し、可動片４の動きを規制すると共に、蓋部材８のひいては筐体としてのケース１０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。

図１が示すように、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７の開口７３ａ、７３ｂ、７３ｃ等を塞ぐように、蓋部材８が、ケース本体７に装着される。ケース本体７と蓋部材８とは、例えば超音波溶着によって接合される。

図２及び３は、ブレーカー１の動作の概略を示している。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は逆反り前の初期形状を維持している。弾性部４４によって可動接点４１が固定接点２１の側に押圧されることにより、可動接点４１と固定接点２１とが接触し、ブレーカー１の固定片２と可動片４とが導通可能な状態とされる。

図２に示されるように、熱応動素子５は、導通状態の可動片４の突起４４ａ及び突起４４ｂと離隔していてもよい。これにより、可動接点４１と固定接点２１との接触圧力が高められ、両者間の接触抵抗が低減される。

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は逆反りして可動片４の弾性部４４と接触し、弾性部４４が押し上げられて固定接点２１と可動接点４１とが離隔する。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る。一方、熱応動素子５は、可動片４と接触して、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。すなわち、ＰＴＣサーミスター６は、可動片４を遮断状態に移行させている熱応動素子５を介して、固定片２と可動片４とを導通させる。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、熱応動素子５をその厚さ方向から視た平面視である。熱応動素子５は、長さ方向（長手方向）Ｄ１にのびる長辺５１と、長さ方向に垂直な幅方向（短手方向）Ｄ２にのびる短辺５２とを有する長方形状に形成されている。本実施形態のブレーカー１では、可動片４の弾性部４４は、熱応動素子５の長さ方向Ｄ１にのびている。熱応動素子５の長さ方向Ｄ１の中央部５３には、幅寸法を拡大するための拡幅部５４が設けられる。図４において、拡幅部５４は、ハッチングが施された領域で表される（以下、図５等においても同様）。

既に述べたように、熱変形時に熱応動素子５が発生する力は、熱応動素子５の厚さ寸法に依存するが、単に厚さ寸法のみが増大された熱応動素子にあっては、安定した温度特性が得られ難い場合がある。そうしたところ、特に長方形状の熱応動素子５においては、温度特性の安定化には中央部５３の幅寸法Ｗ１が有効に作用することが本願発明者によって見い出された。

本発明の熱応動素子５では、中央部５３に拡幅部５４が設けられていることにより、中央部５３の幅寸法Ｗ１は、長さ方向Ｄ１の端縁部の幅寸法（短辺５２の長さ）Ｗ２よりも大きい。これにより、優れた温度特性を安定的に確保しながら、熱応動素子５の厚さ寸法を増大させることが可能となり、上記熱変形時に熱応動素子５が発生する力を容易に高めることが可能となる。

さらに、本発明の熱応動素子５では、短辺５２から中央部５３に向って幅寸法が漸増していることにより、熱応動素子５の長さ方向Ｄ１での応力分布が平滑化され、長さ方向Ｄ１の温度特性がより一層安定する。

一方、熱応動素子５の中央部５３から短辺５２に向って、熱応動素子５の幅寸法が抑制されるので、平面視での熱応動素子５の占有面積が抑制され、熱応動素子５の小型化が容易に実現される。

なお、熱応動素子５の中央部５３とは、熱応動素子５の熱変形時において、大きな応力を発生する領域であって、例えば、熱応動素子５の長さ方向Ｄ１の中心からＷ２／４以下の領域である。

本実施形態では、熱応動素子５の長辺５１は、樽形状に肥大して形成されている。換言すると、熱応動素子５は、幅方向Ｄ２の端縁において、中央部５３が肥大する円弧状の輪郭５６を有する。ここで「円弧」とは、真円の円周の一部のみならず楕円の円周の一部を含む概念である。このような熱応動素子５により、中央部５３から短辺５２に向って熱応動素子５の幅寸法を抑制しつつ、熱変形時に中央部５３にて効率よく応力を発生させることが可能となる。

図５は、熱応動素子５の変形例である熱応動素子５Ａを示している。熱応動素子５Ａは、長辺５１が直線によって構成されている点で、上記長辺５１が幅方向Ｄ２の外側に向って凸な曲線状に形成されている熱応動素子５と相違する。熱応動素子５Ａでは、長さ方向Ｄ１に対して傾斜する一対の直線と長さ方向Ｄ１に平行な直線によって長辺５１が構成されているが、熱応動素子５Ａでは、中央部５３の長さ方向Ｄ１に平行な直線が省かれていてもよい。熱応動素子５Ａにおいても、中央部５３に拡幅部５４が設けられることにより、優れた温度特性を安定的に確保しながら、熱応動素子５Ａの厚さ寸法を増大させることが可能である点は、熱応動素子５と同様である。

図６は、熱応動素子５の別の変形例である熱応動素子５Ｂを示している。熱応動素子５Ｂは、長辺５１が幅方向Ｄ２の内側に向って凸な曲線状に形成されている点で、熱応動素子５と相違する。熱応動素子５Ｂにおいても、中央部５３に拡幅部５４が設けられることにより、優れた温度特性を安定的に確保しながら、熱応動素子５Ｂの厚さ寸法を増大させることが可能である点は、熱応動素子５と同様である。

図７は、熱応動素子５のさらに別の変形例である熱応動素子５Ｃを示している。熱応動素子５Ｃは、拡幅部５４が中央部５３のみに形成されている点で、拡幅部５４が中央部５３から短辺５２にわたって形成されている熱応動素子５と相違する。熱応動素子５Ｃにおいても、中央部５３に拡幅部５４が設けられることにより、優れた温度特性を安定的に確保しながら、熱応動素子５Ｃの厚さ寸法を増大させることが可能である点は、熱応動素子５と同様である。

図８は、熱応動素子５のさらに別の変形例である熱応動素子５Ｄを示している。熱応動素子５Ｄは、長辺５１と短辺５２とが交差する角部５５が丸み付けされている点で、熱応動素子５と相違する。熱応動素子５Ａ乃至５Ｃにおいて、角部５５が丸み付けされていてもよい。また、角部５５は、直線状に面取りされていてもよい。角部５５が丸み付け等されることにより、熱応動素子５Ｄがケース本体７の凹部７３に収容される際、角部５５の引っ掛かりが抑制され、熱応動素子５Ｄが円滑に収容される。

図１に示される本発明のブレーカー１によれば、上記熱応動素子５乃至５Ｄのいずれかを備えているので、大きな弾性力を発生する可動片４を採用することにより、導通時の電気抵抗を容易に低減することが可能となる。

図９は、固定片２がインサート成形されたケース本体７を示している。ケース本体７は、凹部７３の幅方向Ｄ２の外側に側壁７６を有している。側壁７６は、熱応動素子５の長さ方向Ｄ１に沿ってのびている。側壁７６の厚さＴは、側壁７６の長さ方向Ｄ１の中央部７７に向って漸減している。これにより、熱応動素子５をブレーカー１に適用することに伴い、側壁７６の中央部７７が幅方向Ｄ２に肥大することが抑制され、ブレーカー１の小型化が容易に実現される。

ケース本体７１は、蓋部材８と固着される固着面７５を有している。固着面７５は、凹部７３の周囲を取り囲むように形成されている。側壁７６の端面７８は、蓋部材８と固着され、固着面７５の一部を構成する。

図１０は、蓋部材８のＢ面を示している。蓋部材８は、ケース本体７の固着面７５と固着される固着面８１を有している。固着面８１は、少なくとも、固着面７５に対向する領域に形成されている。固着面８１は、側壁７６の端面７８と対向する領域８２で端面７８と固着される。固着面８１の領域８２には、端面７８に向って突出する突出部８３が設けられている。図１０では、突出部８３の一部が破断されている。

固着面８１に突出部８３が設けられることにより、ケース本体７に蓋部材８が装着されたとき、最初に突出部８３の頂部が固着面７５に当接する。これにより、超音波溶着の際に突出部８３の頂部に作用する圧力が高まり、突出部８３の頂部と固着面７５との間で発生する摩擦熱が増加する。その結果、突出部８３の樹脂が容易に溶融し、固着面７５と固着面８１との固着が良好となる。

突出部８３は、側壁７６に沿って長さ方向Ｄ１に連続してのびている。これにより、側壁７６の端面７８と固着面８１との固着が良好となる。さらに、突出部８３は、側壁７６の内側面７９（図９参照）よりも幅方向Ｄ２の外方に形成されている。これにより、溶融した突出部８３の樹脂が凹部７３に侵入し、熱応動素子５と干渉することが抑制される。

突出部８３の長さ方向Ｄ１に垂直な断面積Ｓは、側壁７６の長さ方向Ｄ１の中央部７７に向って減少しているのが望ましい。これにより、溶融した突出部８３の樹脂が、ばりとなって凹部７３に侵入し、熱応動素子５と干渉することがより一層抑制される。また、溶融した突出部８３の樹脂が、ばりとなってケース１０の外側面からはみ出すことが抑制される。

本実施形態では、突出部８３の内端縁は、側壁７６の内側面７９に沿って形成され、突出部８３の外端縁は、蓋部材８の外縁に沿って平行に形成されている。これにより、突出部８３の幅寸法Ｗ３は、中央部７７に向って減少し、上述した断面積Ｓの分布が容易に実現される。

本発明のブレーカー１は、上記実施形態の構成に限られることなく、種々の態様に変更して実施されうる。すなわち、熱応動素子５等は、少なくとも、板状に形成され、厚さ方向から視た平面視で、長さ方向Ｄ１にのびる長辺５１と、長さ方向Ｄ１に垂直な幅方向Ｄ２にのびる短辺５２とを有する長方形状に形成され、長さ方向Ｄ１の中央部５３に、幅寸法を拡大するための拡幅部５４が設けられることにより、中央部５３に向って幅寸法が漸増していればよい。

例えば、ケース本体７と蓋部材８との接合手法は、超音波溶着に限られることなく、両者が強固に接合される手法であれば、適宜適用することができる。例えば、液状又はゲル状の接着剤を塗布・充填し、硬化させることにより、両者が接着されてもよい。また、ケース１０は、ケース本体７と蓋部材８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、本発明は、例えば、特開２０１６−３５８２２号公報に示されるような、可動片と端子片とが別々に成形され、溶接等によって電気的に接続される形態にも適用することができる。また、本発明は、端子２２及び４２がケース本体７のＢ面から露出している形態にも適用することができる。

また、蓋部材８には、開口が設けられていてもよい。開口は、蓋部材８を厚さ方向に貫通する。開口が設けられることにより、遮断状態での可動片４の先端部が蓋部材８に干渉することが抑制され、固定接点２１と可動接点４１との距離（接点ギャップ）の拡大に寄与する。

さらにまた、本発明は、ケース１０から蓋部材８が省かれる形態、すなわち、ケース本体７の凹部７３が開放され、可動片４等が露出する形態にも適用可能である。このような形態では、可動片４が遮断状態にあるときの固定接点２１と可動接点４１との距離がより一層容易に拡大されうる。なお、かかる形態では、上記特開２０１６−３５８２２号公報に示されように、端子片は、ケース本体７にインサート成形され、可動片４は、その基端側で端子片に溶接等されることにより、固定されていてもよい。

本実施形態では、ＰＴＣサーミスター６による自己保持回路を有しているが、このような構成を省いた形態であっても適用可能である。

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１１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の出力回路中に設けたブレーカー１とを備える。図１２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、導通時の電気抵抗を維持しつつ、小型化を容易に実現できる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
４ ：可動片
５ ：熱応動素子
７ ：ケース本体（第１ケース）
８ ：蓋部材（第２ケース）
２１ ：固定接点
４１ ：可動接点
４４ ：弾性部
５１ ：長辺
５２ ：短辺
５３ ：中央部
５４ ：拡幅部
５５ ：角部
７３ ：凹部
７６ ：側壁
７７ ：中央部
７８ ：端面
７９ ：内側面
８１ ：固着面
８３ ：突出部
５０１ ：２次電池
５０２ ：安全回路
Ｄ１ ：長さ方向
Ｄ２ ：幅方向
Ｗ ：幅寸法

Claims (8)

1. 板状に形成された熱応動素子であって、
   厚さ方向から視た平面視で、
   長さ方向にのびる長辺と、前記長さ方向に垂直な幅方向にのびる短辺とを有する長方形状に形成され、
   前記長さ方向の中央部に、幅寸法を拡大するための拡幅部が設けられ、
   前記中央部に向って前記幅寸法が漸増している、
   ことを特徴とする熱応動素子。
2. 前記長辺は、樽形状に肥大している、請求項１記載の熱応動素子。
3. 前記長辺と前記短辺とが交差する角部は、丸み付けされている、請求項１又は２に記載の熱応動素子。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の熱応動素子と、
   固定接点と、
   弾性変形する弾性部及び該弾性部の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、
   前記可動片及び前記熱応動素子を収容するための凹部を有する第１ケースとを備えたブレーカーであって、
   前記熱応動素子は、温度変化に伴って変形することにより、前記可動片の状態を前記可動接点が前記固定接点に接触する導通状態から前記可動接点が前記固定接点から離隔する遮断状態に移行可能であり、
   前記第１ケースは、前記凹部の前記幅方向の外側に側壁を有し、
   前記側壁の厚さは、前記側壁の前記長さ方向の中央部に向って漸減している、
   ことを特徴とするブレーカー。
5. 前記凹部の少なくとも一部を覆う第２ケースをさらに備え、
   前記第２ケースは、前記側壁の端面と固着される固着面を有し、
   前記固着面には、前記端面に向って突出し、前記長さ方向に沿って連続する突出部が設けられ、
   前記突出部は、前記側壁の内側面よりも前記幅方向の外方に形成されている、請求項４記載のブレーカー。
6. 前記突出部の前記長さ方向に垂直な断面積は、前記側壁の前記長さ方向の前記中央部に向って減少している、請求項５記載のブレーカー。
7. 請求項４乃至６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。
8. 請求項４乃至６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次電池パック。

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