JP2020092099A - コネクタ及びコネクタの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】大電流で使用でき、過熱からコネクタ及び回路基板を保護することができるコネクタ等を提供する。【解決手段】コネクタ１０は、接続先に直流電力を供給する給電端子１１Ａと、給電端子１１Ａが先端部に設けられた給電ライン１１とを備える。給電ライン１には、ブレーカー１が設けられている。ブレーカー１は、温度変化に応じて電流を遮断する。これにより、コネクタ１０の発熱が停止し、コネクタ１０及びその接続先が保護される。【選択図】図１

Description

本発明は、電気機器に用いられるコネクタ及び回路基板に関するものである。

従来、各種電気機器は、ケーブルを介した有線で接続されている。ケーブルの先端部には、電気機器と接続するためのプラグコネクタが、設けられている。このようなケーブルの代表例として、例えば、下記特許文献１に記載されているＵＳＢ（Universal Serial Bus）ケーブルが挙げられる。

ＵＳＢケーブルには、電気機器間で電気信号を伝送するための信号伝送ラインに加えて、一方の電気機器から他方の電気機器に直流電力を供給するための給電ラインが配されている。他方の電気機器は給電ラインから供給される直流電力を電源として、動作し又は内蔵された２次電池を充電する。

特開２０１４−１２０４６４号公報

給電ラインには、その性格上、相応の電流が流れるため、例えば、プラグコネクタとレセプタクルコネクタとの間に異物が混入した場合、端子間で短絡が生じ、コネクタ及び電気機器の回路基板に大電流が流れ、過熱により変形・破壊するおそれがある。特に、近年の電気機器間の接続にあっては、２次電池の急速充電に対応させるために、電力供給能力が高められていることから、端子間の短絡に対してより高度な安全を確保することが要望されている。ＵＳＢコネクタ以外の他のコネクタにあっても、上述した事情は変わらない。

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、大電流及び過熱からコネクタ及び回路基板を保護することができるコネクタ及び回路基板を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１発明は、接続先に直流電力を供給する給電端子と、前記給電端子が先端部に設けられた給電ラインとを備えたコネクタにおいて、温度変化に応じて電流を遮断するブレーカーが、前記給電ラインに設けられていることを特徴とする。

本発明に係る前記コネクタにおいて、前記給電端子及び前記給電ラインを構成する導電パターンが形成され、前記ブレーカーが実装される回路基板と、前記給電ラインと前記コネクタの外部とを絶縁するための絶縁体とをさらに備え、前記ブレーカーは、電流を遮断する電流遮断手段が設けられた本体部と、前記本体部の外側に突出し、前記導電パターンと接続される端子部とを有し、前記回路基板は、前記ブレーカーの前記本体部から該基板の厚さ方向に退避する退避部を有することが望ましい。

本発明に係る前記コネクタにおいて、前記退避部は、前記回路基板を厚さ方向に貫通していることが望ましい。

本発明に係る前記コネクタにおいて、前記導電パターンは、前記給電ラインに並行して設けられ、前記接続先との間で電気信号を入出力する信号伝送ラインを含み、前記信号伝送ラインは、前記回路基板を厚さ方向から見た平面視で、前記退避部の外側領域に配されていることが望ましい。

本発明に係る前記コネクタにおいて、はんだを介して前記導電パターンに接続されるワイヤーをさらに有し、前記導電パターンと前記ワイヤーとの接続箇所は、前記回路基板を厚さ方向から見た平面視で、前記本体部の外側領域に配されていることが望ましい。

本発明に係る前記コネクタにおいて、前記電流遮断手段は、固定接点を有する固定片と、先端部に可動接点を有し、前記可動接点を前記固定接点に押圧して接触させる可動片と、温度変化に伴って変形することにより前記可動接点が前記固定接点から離反するように前記可動片を作動させる熱応動素子とを有することが望ましい。

本発明の第２発明は、電気機器に内蔵され、プラグコネクタを介して外部機器と接続され、前記外部機器との間で直流電力を入出力するレセプタクル端子と、前記レセプタクル端子が先端部に接続された給電ラインとを備えた回路基板において、温度変化に応じて電流を遮断するブレーカーが、前記給電ラインに設けられていることを特徴とする。

本発明に係る前記回路基板において、前記レセプタクル端子及び前記給電ラインを構成する導電パターンが形成され、前記ブレーカーは、電流を遮断する電流遮断手段が設けられた本体部と、前記本体部の外側に突出し、前記導電パターンと接続される端子部とを有し、前記ブレーカーの前記本体部から前記回路基板の厚さ方向に退避する退避部を有する
ことが望ましい。

本発明に係る前記回路基板において、前記退避部は、前記回路基板を厚さ方向に貫通していることが望ましい。

本発明に係る前記回路基板において、前記導電パターンは、前記外部機器との間で電気信号を入出力する信号伝送ラインを含み、前記信号伝送ラインは、前記回路基板を厚さ方向から見た平面視で、前記退避部の外側領域に配されていることが望ましい。

本発明に係る前記回路基板において、前記電流遮断手段は、固定接点を有する固定片と、先端部に可動接点を有し、前記可動接点を前記固定接点に押圧して接触させる可動片と、温度変化に伴って変形することにより前記可動接点が前記固定接点から離反するように前記可動片を作動させる熱応動素子とを有することが望ましい。

第１発明のコネクタによれば、温度変化に応じて電流を遮断するブレーカーが、給電ラインに設けられているので、コネクタが過熱した場合にはブレーカーによって電流が遮断され、コネクタが保護される。また、コネクタの給電ラインに短絡が生じた場合等、過電流が流れた場合であっても、過熱されたブレーカーが動作して電流を遮断する。これにより、コネクタの発熱が停止し、コネクタ及びその接続先が保護される。

第２発明の回路基板によれば、温度変化に応じて電流を遮断するブレーカーが、給電ラインに設けられているので、回路基板が過熱した場合にはブレーカーによって電流が遮断され、回路基板が保護される。また、回路基板の給電ラインに短絡が生じた場合等、過電流が流れた場合であっても、過熱されたブレーカーが電流を遮断する。これにより、回路基板及びコネクタの発熱が停止し、回路基板及びコネクタ等が保護される。

本発明の第１発明の一実施形態によるプラグコネクタの概略構成を示す斜視図。 前記コネクタの断面図。 前記コネクタの内部に設けられる回路基板とブレーカーとを示す平面図。 前記コネクタの変形例を示す断面図。 前記回路基板の変形例を示す平面図。 前記回路基板の変形例を示すコネクタの断面図。 前記コネクタに実装されるブレーカーの概略構成を示す組立斜視図。 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。 本発明の第１発明の別の実施形態によるレセプタクルコネクタの内部に設けられる回路基板とブレーカーとを示す平面図。 本発明の第２発明の一の実施形態による回路基板を示す平面図。 前記回路基板の変形例を示す斜視図。 前記回路基板の別の変形例を示す斜視図。

（第１発明）
本発明の第１発明の一実施形態によるコネクタについて図面を参照して説明する。図１は、プラグコネクタ１０（以下、単にコネクタ１０と記すことがある）の構成を示している。コネクタ１０は、各種の電気エネルギーを動力源とする各種の機器、装置（以下、電気機器１００と記す）に接続可能である。

コネクタ１０は、ケーブル５０の先端部に設けられている。コネクタ１０は、給電端子１１Ａと、給電ライン１１とを備えている。給電端子１１Ａは、コネクタ１０の接続先の電気機器１００に直流電力を供給する。給電端子１１Ａは、給電ライン１１の先端部に設けられている。コネクタ１０の接続先である電気機器には、給電端子１１Ａ及び給電ライン１１を介して直流電力が供給される。給電端子１１Ａ及び給電ライン１１は、入出力電圧毎に複数経路に分けて設けられていてもよい。

給電ライン１１には、ブレーカー１が設けられている。ブレーカー１は、温度変化に応じて給電ライン１１を流れる電流を遮断する。例えば、何らかの事情により、コネクタ１０が過熱した場合、ブレーカー１が動作して、給電ライン１１を流れる電流が遮断される。また、コネクタ１０の給電ラインに短絡が生じた場合等、給電ライン１１に過電流が流れた場合にあっても、ブレーカー１が動作して、給電ライン１１を流れる電流が遮断される。これにより、コネクタ１０の発熱が停止し、コネクタ１０及びその接続先が保護される。

図２は、コネクタ１０の断面を示している。図１及び２に示されるように、コネクタ１０は、回路基板１２と、絶縁体１３とをさらに備える。

回路基板１２は、矩形状に形成されている。回路基板１２は、絶縁性の基板上に、導電体の回路がパターン状に形成されてなる。基板は、例えば、ガラス繊維等の繊維材料とエポキシ樹脂等の樹脂材料との複合材からなる。このような基板は、剛性が高くかつ比誘電率が低いため、高周波の信号処理に好適である。回路基板１２がコネクタ１０に内挿されることにより、コネクタ１０の外力に対する強度及び剛性が高められる。なお、高強度及び高剛性が要求されないコネクタ１０にあっては、回路基板１２として、例えば、フレキシブルプリント基板が適用されてもよい。

ブレーカー１は、その長手方向が回路基板１２の長手方向に一致された状態で、回路基板１２に実装される。本実施形態では、回路基板１２には、給電端子１１Ａ及び給電ライン１１等を構成する導電パターン１２Ａが形成されている。

給電端子１１Ａ及び給電ライン１１を含む導電パターン１２Ａは、回路基板１２の表面（図１及び２において上側に位置する面）及び裏面のうち、いずれか一面又は両面に形成されている。導電パターン１２Ａは、回路基板１２の基板に固着されて支持されている。本実施形態では、ブレーカー１を基準として、給電端子１１Ａの側の給電ライン１１は、回路基板１２の表面に形成さている。給電端子１１Ａとは反対に設けられていた端子１１Ｂ側の給電ライン１１は、回路基板１２を貫通するビアホールに充填された導電ペースト１２Ｄを介して回路基板１２の表面から裏面に形成されている。

絶縁体１３は、合成樹脂等によって構成されている。また、絶縁体１３に用いられる樹脂材料としては、難燃性に適した樹脂材料、例えば、ＵＬ（Underwriters Laboratories, Inc）９４規格でＶ−０グレード以上の樹脂材料が好ましい。絶縁体１３は、ブレーカー１が実装された回路基板１２の周囲に形成されている。絶縁体１３は、例えば、ブレーカー１が実装された回路基板１２を金型内に装填（インサート）し、キャビティ空間に樹脂材料を射出し硬化させることにより成形される。これにより、ブレーカー１及び回路基板１２は、絶縁体１３の内部に埋設され、絶縁体１３によって支持されている。絶縁体１３は、給電ライン１１を構成する導電パターンとコネクタ１０の外部とを絶縁する。また、絶縁体１３は、回路基板１２及びコネクタ１０を保護すると共に、コネクタ１０の強度及び剛性を高める。

回路基板１２に形成されている導電パターン１２Ａは、回路基板１２の基板と絶縁体１３とによって挟持され固定されている。また、絶縁体１３の外部に形成されている導電パターン１２Ａ（例えば、給電端子１１Ａ等）は、回路基板１２の基板に固着されて支持されている。これにより、給電端子１１Ａ等の位置決め精度が向上する。

ブレーカー１は、電流を遮断する電流遮断手段１Ａが設けられた本体部１Ｂと、本体部１Ｂの外側に突出する一対の端子部１Ｃとを有している。電流遮断手段１Ａは、本体部１Ｂの内部に封入されている。これにより、コネクタ１０の内部に異物が混入しても、電流遮断手段１Ａの動作が正常に維持される。各端子部１Ｃは、給電ライン１１に接続される。本実施形態では、各端子部１Ｃは、給電ライン１１に設けられているランド１１Ｃ、１１Ｄと、例えば、リフローはんだ又はレーザー溶接等を介して接続される。

ランド１１Ｃは、給電端子１１Ａから離れた位置に配設され、その間の給電ライン１１は、回路基板１２の基板によって強固に固定されている。このため、給電端子１１Ａは、ブレーカー１の実装及び端子部１Ｃとランド１１Ｃとの接続の影響を受けることなく、基板上に正確に位置決めされる。これにより、コネクタ１０の接続精度が高められる。

図２に示されるように、回路基板１２は、退避部１２Ｂを有している。退避部１２Ｂは、ブレーカー１の本体部１Ｂから回路基板１２の厚さ方向に退避する。これにより、ブレーカー１の本体部１Ｂの一部又は全体が退避部１２Ｂに収容され、本体部１Ｂが回路基板１２の厚さ方向の外側に突出することが抑制される。従って、コネクタ１０の全厚寸法を抑制し、小型化を図ることが可能となる。

上述した絶縁体１３の成形工程にあっては、金型のキャビティ空間に射出される樹脂材料の圧力によって、回路基板１２及びブレーカー１に過度の応力がかかり、回路基板１２及びブレーカー１に反り変形が生ずるおそれがある。このような反り変形は、ブレーカー１の電流遮断手段１Ａが電流を遮断するときの動作温度、又は導通状態に復帰するときの復帰温度等に影響を及ぼすおそれがある。

しかしながら、本実施形態では、回路基板１２に退避部１２Ｂが設けられていることによって、ブレーカー１の本体部１Ｂの回路基板１２からの突出が抑制されるので、絶縁体１３の成形工程で回路基板１２及びブレーカー１にかかる応力が低減される。従って、回路基板１２及びブレーカー１の反り変形が抑制され、電流遮断手段１Ａの動作温度及び復帰温度が正常に維持されうる。

本実施形態では、退避部１２Ｂは、回路基板１２を厚さ方向に貫通する貫通孔１２Ｃによって構成されている。貫通孔１２Ｃは、プレス加工等によって回路基板１２を打ち抜くことにより、容易に形成されうる。このような貫通孔１２Ｃは、本体部１Ｂの厚さが比較的大きいブレーカー１に対して特に有効に作用し、コネクタ１０の小型化を図りつつ、電流遮断手段１Ａの動作温度及び復帰温度を正常に維持することが容易となる。

図３は、ブレーカー１が実装された回路基板１２を、その厚さ方向から視た平面図である。導電パターン１２Ａは、信号伝送ライン１４を含んでいる。信号伝送ライン１４は、給電ライン１１に並行して設けられ、接続先の電気機器１００との間で電気信号を伝送する。電気信号の伝送方式は、シリアル伝送であってもよく、パラレル伝送であってもよい。導電パターン１２Ａに給電ライン１１及び信号伝送ライン１４を含むコネクタ１０によれば、電気機器１００に電力を供給しつつ、電気信号の入出力を行なうことができる。

信号伝送ライン１４は、剛性が高くかつ比誘電率が低い回路基板１２上に形成されているので、ノイズの発生が抑制され、高速な信号伝送処理が可能となる。さらに、本実施形態では、回路基板１２を包摂する絶縁体１３によって回路基板１２の変形が抑制されるので、より一層高速な信号伝送処理が可能となる。

信号伝送ライン１４は、回路基板１２の厚さ方向から見た平面視で、退避部１２Ｂの外側領域に配されている。すなわち、信号伝送ライン１４は、退避部１２Ｂを迂回しながら、給電ライン１１に沿ってのびている。本実施形態では、一対の信号伝送ライン１４が設けられている。さらに多くの信号伝送ライン１４が設けられていてもよい。このような信号伝送ライン１４の配置によれば、コネクタ１０の全厚寸法を抑制しつつ、電気機器１００に電力を供給し、かつ電気機器１００との間で有線通信を行なうことが可能となる。

本実施形態では、信号伝送ライン１４は、回路基板１２の裏面に配されている。信号伝送ライン１４は、回路基板１２の表面に配されていてもよい。回路基板１２が多層基板の場合、信号伝送ライン１４は、回路基板１２の内部に埋設されていてもよい。

導電パターン１２Ａは、グランド（ＧＮＤ）ライン１５を含んでいる。グランドライン１５は、ケーブル５０の両端機器のグランド同士を接続する。グランドライン１５は、回路基板１２の裏面に配されている。グランドライン１５は、回路基板１２の表面に配されていてもよい。

回路基板１２が多層基板の場合、グランドライン１５は、回路基板１２の内部に埋設されていてもよい。この場合にあっては、平面視で回路基板１２の略全域にわたって形成されたいわゆるベタパターン（solid pattern）によってグランドライン１５が構成されていてもよい。このようなベタパターンのグランドライン１５によって、いわゆる電磁シールドが構成され、電磁波の遮蔽効果が得られる。これにより、信号伝送ライン１４に混入するノイズが低減され、高速な通信が可能となる。

信号伝送ライン１４の先端には信号伝送端子１４Ａが、グランドライン１５の先端には、グランド端子１５Ａがそれぞれ接続されている。給電端子１１Ａ、信号伝送端子１４Ａ及びグランド端子１５Ａは、回路基板１２の短手方向に配列されている。給電端子１１Ａ、信号伝送端子１４Ａ及びグランド端子１５Ａ等によって、プラグ端子が構成される。本実施形態では、回路基板１２の先端部が絶縁体１３から突出され、その先端部に給電端子１１Ａ、信号伝送端子１４Ａ及びグランド端子１５Ａを含むプラグ端子が形成されている。従って、コネクタ１０の構成が簡素化され、部品点数の削減を容易に図ることが可能となる。

そして、給電端子１１Ａ、信号伝送端子１４Ａ及びグランド端子１５Ａは、回路基板１２に形成されている導電パターン１２Ａ（給電ライン１１、信号伝送ライン１４及びグランドライン１５）を介して、ケーブル５０の各ワイヤー５１と接続されている。なお、給電端子１１Ａ、信号伝送端子１４Ａ及びグランド端子１５Ａ並びに給電ライン１１、信号伝送ライン１４及びグランドライン１５の配列は、図３に示される形態に限られることなく、コネクタ１０が接続される電気機器１００の仕様等に応じて適宜変更可能である。

給電ライン１１、信号伝送ライン１４及びグランドライン１５の他端には、端子１１Ｂ、１４Ｂ及び１５Ｂが設けられている。端子１１Ｂ、１４Ｂ及び１５Ｂは、回路基板１２の短手方向に配列されている。本実施形態では、端子１１Ｂ、１４Ｂ及び１５Ｂは、回路基板１２の裏面で、導電パターン１２Ａの一部を構成する。端子１１Ｂ、１４Ｂ及び１５Ｂは、回路基板１２の厚さ方向から視た平面視でブレーカー１の本体部１Ｂの外側領域に配されている。

本実施形態では、ランド１１Ｄが回路基板１２の表面側に、端子１４Ｂ、１５Ｂが回路基板１２の裏面側にそれぞれ配されているので、ランド１１Ｄと端子１４Ｂ、１５Ｂとの短絡を抑制しつつ、回路基板１２ひいてはコネクタ１０の小型化を図ることが可能になる。例えば、端子１４Ｂ又は１５Ｂを平面視でランド１１Ｄに重複する位置に配置することが可能となる。また、導電パターン１２Ａの設計自由度が高められ、信号伝送ライン１４の増設にも容易に対応可能となる。

図２に示されるように、ケーブル５０には、複数本のワイヤー５１が内挿されている。各ワイヤー５１は、絶縁性を有する被覆５１Ａによって絶縁されている。また、各ワイヤー５１は、コネクタ１０の内部で、回路基板１２の短手方向に離隔されている。各ワイヤー５１の先端部は、回路基板１２の裏面側に配され、端子１１Ｂ、１４Ｂ又は１５Ｂと電気的に接続されている。各ワイヤー５１と端子１１Ｂ、１４Ｂ又は１５Ｂとは、例えば、はんだ５２によって接続されている。各ワイヤー５１と端子１１Ｂ、１４Ｂ又は１５Ｂとのはんだ付け工程は、絶縁体１３の成形工程の前になされるのが一般的である。

各ワイヤー５１と端子１１Ｂ、１４Ｂ又は１５Ｂとの接続箇所では、回路基板１２の裏面から各ワイヤー５１及びはんだ５２が突出するので、絶縁体１３の成形工程では、各ワイヤー５１及びはんだ５２は、成形金型のキャビティ空間に突出する。このため、各ワイヤー５１及びはんだ５２は、キャビティ空間に絶縁体１３の樹脂材料が射出されるとき、圧力を受ける。

既に述べたように、本実施形態では、導電パターン１２Ａとワイヤー５１との接続箇所である端子１１Ｂ、１４Ｂ及び１５Ｂは、平面視でブレーカー１の本体部１Ｂの外側領域に配されている。このため、絶縁体１３の成形工程でブレーカー１にかかる応力が低減され、キャビティ空間に射出される樹脂材料の圧力によって、ブレーカー１に反り変形が生ずるおそれが抑制される。従って、ブレーカー１の動作温度及び復帰温度を適正に維持できる。

絶縁体１３の成形工程で、各ワイヤー５１及びはんだ５２が樹脂材料から受ける圧力は、射出成形金型内での回路基板１２の裏面側のキャビティ空間の高さに依存する。従って、回路基板１２の裏面側のキャビティ空間の高さが大きくなるようにコネクタ１０を設計、すなわち、絶縁体１３の底面から十分な距離を隔てて回路基板１２を配置することにより、ブレーカー１の反り変形をある程度抑制できる。しかしながら、コネクタ１０の仕様や小型化の要請等に起因して、回路基板１２の配置の自由度が制限される場合にあっては、端子１１Ｂ、１４Ｂ及び１５Ｂが平面視でブレーカー１の本体部１Ｂの外側領域に配された本発明の構成は、ブレーカー１の反り変形を抑制できるといった優れた作用効果を奏する。

図２に示されるように、コネクタ１０は、保護膜１６と、保護層１７と、補強板１８とをさらに備える。

保護膜１６は、ブレーカー１が回路基板１２に実装された後、回路基板１２の裏面に形成される。保護膜１６には、例えば、アクリル、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、アラミド等を主成分とする樹脂材料からなる粘着シート等が適用される。保護膜１６は、例えば、シリコン系の接着剤によってブレーカー１及び回路基板１２の裏面に固着される。保護膜１６によって貫通孔１２Ｃが被われる。これにより、絶縁体１３の成形工程で、回路基板１２の裏面側から樹脂材料が貫通孔１２Ｃに侵入することが回避される。また、ブレーカー１の本体部１Ｂと絶縁体１３の樹脂材料との接触が回避され、ブレーカー１が保護される。絶縁体１３の樹脂材料から本体部１Ｂを保護する必要がない場合は、保護膜１６は、適宜廃されていてもよい。

保護層１７は、ブレーカー１が回路基板１２に実装された後、回路基板１２の表面に形成される。保護層１７には、例えば、紫外線硬化樹脂が適用されうる。保護層１７は、ブレーカー１の一方の端子部１Ｃから本体部１Ｂを経て他方の端子部１Ｃに亘って形成されている。保護層１７によって貫通孔１２Ｃが被われる。これにより、回路基板１２の表面側から、絶縁体１３の成形工程で樹脂材料が貫通孔１２Ｃに侵入することが回避される。また、ブレーカー１の本体部１Ｂと絶縁体１３の樹脂材料との接触が回避され、ブレーカー１が保護される。さらに、保護層１７によって回路基板１２の剛性が高められ、回路基板１２の変形が抑制される。

絶縁体１３の樹脂材料から本体部１Ｂを保護する必要がなく、回路基板１２の剛性が十分に得られている場合にあっては、保護層１７は、適宜廃されていてもよい。なお、本体部１Ｂと絶縁体１３の樹脂材料との接触のみが問題となる場合は、保護層１７に替えて保護膜１６が回路基板１２の表面に形成されていてもよい。

補強板１８は、保護層１７の外側に設けられている。補強板１８には、金属や合成樹脂等を用いることができる。補強板１８は、コネクタ１０の内部構造を補強し、コネクタ１０の外部から加えられる圧力から、ブレーカー１及び回路基板１２を保護する。回路基板１２及び保護層１７等によって十分な剛性及び強度が期待できる場合には、補強板１８は、適宜廃されていてもよい。

本実施形態では、板状の補強板１８が適用されているが、これに替えて、箱状の補強部材が適用されていてもよい。この場合、箱状の補強部材の内部にブレーカー１の本体部１Ｂを収容することにより、保護膜１６及び保護層１７が廃された構造であってもよい。

図２に示されるように、本実施形態では、ワイヤー５１を端子１１Ｂに接続するためのはんだ５２が回路基板１２から裏面側に最も突出している。従って、絶縁体１３の成形工程で回路基板１２のそり変形を抑制するためには、回路基板１２が金型に装填されたとき、はんだ５２の頂部が金型の成形面から十分な距離で離間され、はんだ５２の頂部に絶縁体１３を構成する樹脂材料が十分な厚さで形成されることが重要である。

より好ましい態様では、図１及び図２に示されるように、回路基板１２は、絶縁体１３の厚さ方向の略中央に位置されているのが望ましい。回路基板１２が絶縁体１３の厚さ方向の略中央に位置されているとは、例えば、図２に示される回路基板１２の断面内に、絶縁体１３の厚さ方向の中心が存在することである。このような回路基板１２の配置によって、絶縁体１３の成形工程で、回路基板１２が金型に装填されたとき、回路基板１２の表側と裏側に略均等かつ十分なキャビティ空間を容易に確保することが可能となる。従って、絶縁体１３の成形工程で回路基板１２及びブレーカー１にかかる曲げ応力が低減され、ブレーカー１に反り変形が生ずるおそれが抑制される。従って、ブレーカー１の動作温度及び復帰温度を適正に維持できる。

絶縁体１３から露出する回路基板１２の先端部には、必要に応じて金属カバーが設けられていてもよい。金属カバーは、回路基板１２の導電パターン１２Ａから間隔を隔てて形成され、導電パターン１２Ａと絶縁されている。金属カバーによって、回路基板１２の先端部が保護されるとともに、導電パターン１２Ａの短絡が抑制される。

図４は、コネクタ１０の変形例であるコネクタ１０Ａを示している。コネクタ１０Ａのうち、以下で説明されてない部分については、上述した回路基板１２の構成が採用されうる。コネクタ１０Ａでは、絶縁体１３の外側に金属枠１９Ａが配され、さらに、金属枠１９Ａの外側に樹脂カバー１９Ｂが配されている。

金属枠１９Ａは、例えば、ステンレス等の金属板をプレス成形することによって形成されうる。金属枠１９Ａは、絶縁体１３の全周に亘って配されるのが望ましいが、表面、側面及び裏面のうちいずれか一面に配されていてもよい。樹脂カバー１９Ｂに用いられる樹脂材料は、例えば、絶縁体１３に用いられる樹脂材料よりも融点が低く、かつ硬化後の剛性及び強度が高く、さらには、耐摩耗性や耐候性に優れたものが好ましい。また、樹脂カバー１９Ｂに用いられる樹脂材料としては、難燃性に適した樹脂材料、例えば、ＵＬ９４規格でＶ−０グレード以上の樹脂材料が好ましい。金属枠１９Ａ及び樹脂カバー１９Ｂによって、コネクタ１０Ａの剛性及び強度がより一層高められる。また、金属枠１９Ａによっていわゆる電磁シールドが構成され、電磁波の遮蔽効果が得られる。これにより、信号伝送ライン１４に混入するノイズが低減され、高速な通信が可能となる。なお、金属枠１９Ａの先端部を延長し樹脂カバー１９Ｂから露出させて、回路基板１２の先端部を保護するための上記金属カバーが形成されていてもよい。

図５は、回路基板１２の変形例である回路基板１２Ｆを示している。回路基板１２Ｆのうち、以下で説明されてない部分については、上述した回路基板１２の構成が採用されうる。回路基板１２Ｆは、退避部１２Ｂとして切り欠き部１２Ｇが適用されている点で、回路基板１２とは異なる。これに伴い、給電ライン１１、信号伝送ライン１４及びグランドライン１５の配列も変更されている。切り欠き部１２Ｇは、回路基板１２Ｆの端縁に開放されている。切り欠き部１２Ｇは、プレス加工等によって回路基板１２を打ち抜くことにより、容易に形成されうる。

図６は、回路基板１２の変形例である回路基板１２Ｊを備えたコネクタ１０Ｊの断面を示している。回路基板１２Ｊのうち、以下で説明されてない部分については、上述した回路基板１２の構成が採用されうる。回路基板１２Ｊは、退避部１２Ｂとして有底の凹部１２Ｋが適用されている点で、回路基板１２とは異なる。凹部１２Ｋは、回路基板１２Ｊを多層基板にて構成することにより、容易に形成されうる。

コネクタ１０Ｊにおいては、回路基板１２Ｊの厚さ方向から視た平面視で、信号伝送ライン１４及びグランドライン１５をブレーカー１に重複するように配置でき、回路基板１２Ｊの小型化を図ると共に、導電パターン１２Ａの設計自由度が高められる。また、保護膜１６を省略することにより、コネクタ１０Ｊの構造を簡素化することが可能となる。なお、図５に示される回路基板１２Ｆにおいて、退避部１２Ｂを有底の凹部にて構成することも可能である。この場合においても、上記と同等の作用効果が期待できる。

図７は、ブレーカー１の構成を示している。ブレーカー１は、一方の端子部１Ｃ及び固定接点２１を有する固定片２と、他方の端子部１Ｃが形成されている端子片３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、端子片３と、可動片４、熱応動素子５及びＰＴＣサーミスター６を収容するケース７等によって構成されている。ケース７は、ケース本体（第１ケース）７１とケース本体７１の上面に装着される蓋部材（第２ケース）８１等によって構成されている。固定接点、可動接点４１、可動片４及び熱応動素子５等によって、電流遮断手段１Ａが構成される。

固定片２は、例えば、銅等を主成分とする金属板（この他、銅−チタン合金、洋白、黄銅などの金属板）をプレス加工することにより形成され、ケース本体７１にインサート成形により埋め込まれている。固定片２の一端には外部回路と電気的に接続される端子２２（１Ｃ）が形成され、他端側には、ＰＴＣサーミスター６を支持する支持部２３が形成されている。ＰＴＣサーミスター６は、固定片２の支持部２３に３箇所形成された凸状の突起（ダボ）２４の上に載置されて、突起２４に支持される。

固定接点２１は、銀、ニッケル、ニッケル−銀合金の他、銅−銀合金、金−銀合金などの導電性の良い材料のクラッド、メッキ又は塗布等により可動接点４１に対向する位置に形成され、ケース本体７１の内部に形成されている開口７３ａの一部から露出されている。端子２２はケース本体７１の端縁から外側に突き出されている。支持部２３は、ケース本体７１の内部に形成されている開口７３ｄから露出されている。

端子片３は、固定片２と同様に、銅等を主成分とする金属板をプレス加工することにより形成され、ケース本体７１にインサート成形により埋め込まれている。端子片３の一端には外部回路と電気的に接続される端子３２（１Ｃ）が形成され、他端側には、可動片４と電気的に接続される接続部３３が形成されている。端子３２はケース本体７１の端縁から外側に突き出されている。接続部３３は、ケース本体７１の内部に設けられた開口７３ｂから露出し、例えば、レーザー溶接等によって可動片４と電気的に接続される。

端子２２又は端子３２のうち、いずれか一方が、コネクタ１０の給電端子１１Ａ側のランド１１Ｃと、他方が端子１１Ｂ側のランド１１Ｄと接続される。

可動片４は、板状の金属材料をプレス加工することにより、長手方向の中心線に対して対称なアーム状に形成されている。可動片４の材料としては、固定片２と同等の銅等を主成分とするものが好ましい。この他、銅−チタン合金、洋白、黄銅などの導電性弾性材料を用いてもよい。

可動片４と端子片３とは、１枚の金属板から一体に形成されていてもよい。かかる趣旨を実現するブレーカーとして、例えば、特開２０１２−２３８６１５号公報及び特開２０１３−１１００３２号公報には、端子片と一体に形成されている可動片が開示されている。

可動片４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、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の基端部には、端子片３の接続部３３と電気的に接続される接続部４２が形成されている。端子片３の接続部３３と可動片４の接続部４２とは、例えば、溶接によって固着されている。

可動片４は、可動接点４１と接続部４２との間に、弾性部４３を有している。弾性部４３は、接続部４２から可動接点４１の側に延出されている。接続部４２において端子片３の接続部３３と固着されることにより可動片４が固定され、弾性部４３が弾性変形することにより、その先端に形成されている可動接点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と端子片３とは、電気的に接続されているので、固定片２と端子片３とが通電可能となる。

可動片４は、弾性部４３において、プレス加工により湾曲又は屈曲されている。湾曲又は屈曲の度合いは、熱応動素子５を収納できる限り特に限定はなく、動作温度及び復帰温度における弾性力、接点の押圧力などを考慮して適宜設定すればよい。

熱応動素子５は円弧状に湾曲した初期形状をなし、熱膨張率の異なる薄板材を積層することにより形成される。過熱により動作温度に達すると、熱応動素子５の湾曲形状は、スナップモーションを伴って逆反りし、冷却により復帰温度を下回ると復元する。熱応動素子５の初期形状は、プレス加工により形成することができる。所期の温度で熱応動素子５の逆反り動作により可動片４の弾性部４３が押し上げられ、かつ弾性部４３の弾性力により元に戻る限り、熱応動素子５の材質及び形状は特に限定されるものでないが、生産性及び逆反り動作の効率性の観点から矩形が望ましく、小型でありながら弾性部４３を効率的に押し上げるために正方形に近い長方形であるのが望ましい。なお、熱応動素子５の材料としては、例えば、高膨脹側に銅−ニッケル−マンガン合金又はニッケル−クロム−鉄合金、低膨脹側に鉄−ニッケル合金をはじめとする、洋白、黄銅、ステンレス鋼など各種の合金からなる熱膨張率の異なる２種類の材料を積層したものが、所要条件に応じて組み合わせて使用される。

また、可動片４をバイメタル又はトリメタル等の積層金属によって形成することにより、可動片４と熱応動素子５とを一体的に形成する構成であってもよい。この場合、ブレーカーの構成が簡素化されて、さらなる小型化を図ることができる。

ＰＴＣサーミスター６は、固定片２と熱応動素子５との間に配設されている。すなわち、ＰＴＣサーミスター６を挟んで、固定片２は熱応動素子５の直下に位置している。熱応動素子５の逆反り動作により固定片２と可動片４との通電が遮断されたとき、ＰＴＣサーミスター６に流れる電流が増大する。ＰＴＣサーミスター６は、温度上昇と共に抵抗値が増大して電流を制限する正特性サーミスターであれば、動作電流、動作電圧、動作温度、復帰温度などの必要に応じて種類を選択でき、その材料及び形状はこれらの諸特性を損なわない限り特に限定されるものではない。本実施形態では、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム又はチタン酸カルシウムを含むセラミック焼結体が用いられる。セラミック焼結体の他、ポリマーにカーボン等の導電性粒子を含有させたいわゆるポリマーＰＴＣを用いてもよい。

上記素材からなるＰＴＣサーミスター６は、変形に対して脆い傾向を有する。従って、上述した絶縁体１３の成形工程において、キャビティ空間に射出される樹脂材料の圧力によって、回路基板１２に過大な反り変形が生じた場合、ＰＴＣサーミスター６が破損するおそれがある。しかしながら、本実施形態では、回路基板１２に退避部１２Ｂを設けることにより、ブレーカー１のケース７の反り変形が抑制されるので、ＰＴＣサーミスター６の破損を抑制することが可能となる。

熱応動素子５の動作時に、ＰＴＣサーミスター６は、発熱によって熱応動素子５の変形を維持し、ブレーカー１の電流遮断状態を保持する。このようなブレーカー１の自己保持機能が不要である場合、ＰＴＣサーミスター６は廃されていてもよい。

ケース７を構成するケース本体７１及び蓋部材８１は、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。ケース７を構成する熱可塑性樹脂は、ブレーカー１の外側に絶縁体１３を形成する関係上、絶縁体１３を構成する樹脂よりも融点の高い樹脂が望ましい。ケース本体７１及び蓋部材８１に用いられる樹脂材料としては、難燃性に適した樹脂材料、例えば、ＵＬ９４規格でＶ−０グレード以上の樹脂材料が好ましい。また、上述した樹脂と同等以上の特性が得られるのであれば、熱硬化性樹脂又は樹脂以外の材料を適用してもよい。

ケース本体７１には、可動片４、熱応動素子５及びＰＴＣサーミスター６などを収容するための収容凹部７３が形成されている。収容凹部７３は、可動片４を収容するための開口７３ａ，７３ｂ、可動片４及び熱応動素子５を収容するための開口７３ｃ、並びに、ＰＴＣサーミスター６を収容するための開口７３ｄ等を有している。なお、ケース本体７１に組み込まれた可動片４、熱応動素子５の端縁は、収容凹部７３の内部に形成されている枠によってそれぞれ当接され、熱応動素子５の逆反り時に案内される。

蓋部材８１には、カバー片９がインサート成形によって埋め込まれている。カバー片９は、例えば、ステンレス鋼等の金属板をプレス加工することにより形成される。カバー片９は、後述する図８及び図９に示すように、可動片４の表面と適宜当接し、可動片４の動きを規制すると共に、蓋部材８１のひいては筐体としてのケース７の剛性・強度を高めつつブレーカー１の小型化に貢献する。カバー片９の外面側には、樹脂が配されている。

図７に示すように、固定片２、可動片４、熱応動素子５及びＰＴＣサーミスター６等を収容したケース本体７１の開口７３ａ、７３ｂ、７３ｃ等を塞ぐように、蓋部材８１が、ケース本体７１に装着される。ケース本体７１と蓋部材８１とは、例えば超音波溶着によって接合される。ケース本体７１と蓋部材８１とは、収容凹部７３の外側で全周に亘って接合されているので、収容凹部７３の内部空間は、密閉されてブレーカー１の外部から隔離される。これにより、ケース７の気密性が高められる。従って、ブレーカー１の内部構成がコネクタ１０の製造工程の影響を受けるおそれが低減され、ブレーカー１の動作の確実性が高められる。

ケース本体７１と蓋部材８１との接合手法は、超音波溶着に限られることなく、両者が強固に接合され十分な気密性が得られる手法であれば、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。

図２に示されるように、本実施形態では、ブレーカー１は、天地を逆にして回路基板１２等に実装される。ケース７から突出する端子２２及び３２は、必要に応じてクランク状に段曲げ加工されている。段曲げ部の段差は、回路基板６２等の退避部１２Ｂの深さに応じて適宜設定されうる。

図８は、通常の充電又は放電状態におけるブレーカー１の動作を示している。通常の充電又は放電状態においては、熱応動素子５は初期形状を維持し（逆反り前であり）、固定接点２１と可動接点４１は接触し、可動片４の弾性部４３などを通じてブレーカー１の両端子２２、３２間は導通している。可動片４の弾性部４３と熱応動素子５とは接触しており、可動片４、熱応動素子５、ＰＴＣサーミスター６及び固定片２は、回路として導通している。しかし、ＰＴＣサーミスター６の抵抗は、可動片４の抵抗に比べて圧倒的に大きいため、ＰＴＣサーミスター６を流れる電流は、固定接点２１及び可動接点４１を流れる量に比して実質的に無視できる程度である。

図９は、過充電状態又は異常時などにおけるブレーカー１の動作を示している。過充電又は異常により高温状態となると、動作温度に達した熱応動素子５は逆反りし、可動片４の弾性部４３が押し上げられて固定接点２１と可動接点４１とが離反する。このとき、固定接点２１と可動接点４１の間を流れていた電流は遮断され、僅かな漏れ電流が熱応動素子５及びＰＴＣサーミスター６を通して流れることとなる。ＰＴＣサーミスター６は、このような漏れ電流の流れる限り発熱を続け、熱応動素子５を逆反り状態に維持させつつ抵抗値を激増させるので、電流は固定接点２１と可動接点４１の間の経路を流れず、上述の僅かな漏れ電流のみが存在する（自己保持回路を構成する）。この漏れ電流は安全装置の他の機能に充てることができる。

過充電状態を解除し、又は異常状態を解消すると、ＰＴＣサーミスター６の発熱も収まり、熱応動素子５は復帰温度に戻り、元の初期形状に復元する。そして、可動片４の弾性部４３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８に示す導通状態に復帰する。

図１０は、電気機器１００に搭載されるレセプタクルコネクタ６０（以下、単にコネクタ６０と記すことがある）を含むコネクタモジュールの構成を示している。コネクタ６０は、コネクタ１０又は他のプラグコネクタと組み合わせて使用される。コネクタ６０のうち、以下で説明されてない部分については、上述したコネクタ１０の構成が採用されうる。

コネクタ６０は、レセプタクル給電端子（以下、単に給電端子と記す）６１Ａと、給電ライン６１とを備えている。給電端子６１Ａは、コネクタ１０のケーブル５０の接続先（相手方）の電気機器に直流電力を供給する。また、給電端子６１Ａは、コネクタ１０を介して直流電力の供給を受ける。給電端子６１Ａは、給電ライン６１の先端部に設けられている。

給電ライン６１には、ブレーカー１が設けられている。コネクタ１０と同様に、ブレーカー１の動作によって、コネクタ６０の発熱が停止し、コネクタ６０及び電気機器１００が保護される。

コネクタ６０は、回路基板６２をさらに備える。回路基板６２、給電端子６１Ａ及び給電ライン６１については、図３に示される回路基板１２、給電端子１１Ａ及び給電ライン１１と同等であるので、その説明を省略する。

ブレーカー１は、電流を遮断する電流遮断手段１Ａが設けられた本体部１Ｂと、本体部１Ｂの外側に突出する一対の端子部１Ｃとを有している。各端子部１Ｃは、給電ライン６１に接続される。本実施形態では、各端子部１Ｃは、給電ライン６１に設けられているランド６１Ｃ、６１Ｄと、例えば、リフローはんだ又はレーザー溶接等を介して接続される。

回路基板６２は、退避部６２Ｂを有している。退避部６２Ｂは、ブレーカー１の本体部１Ｂから回路基板６２の厚さ方向に退避する。これにより、ブレーカー１の本体部１Ｂの一部又は全体が退避部６２Ｂに収容され、本体部１Ｂが回路基板６２の厚さ方向の外側に突出することが抑制される。従って、コネクタ６０の全厚寸法を抑制し、電気機器１００の薄型化を図ることが可能となる。

本実施形態では、退避部６２Ｂは、回路基板６２を厚さ方向に貫通する貫通孔６２Ｃによって構成されている。貫通孔６２Ｃは、プレス加工等によって回路基板６２を打ち抜くことにより、容易に形成されうる。このような貫通孔６２Ｃは、本体部１Ｂの厚さが比較的大きいブレーカー１に対して特に有効に作用し、コネクタ６０のより一層の小型化を図ることが容易となる。

導電パターン６２Ａは、信号伝送ライン６４を含んでいる。信号伝送ライン６４は、給電ライン６１に並行して設けられ、コネクタ１０との間で電気信号を入出力する。導電パターン６２Ａに給電ライン６１及び信号伝送ライン６４を含むコネクタ６０によれば、電力及び電気信号の入出力を同時に行なうことができる。

信号伝送ライン６４は、回路基板６２の平面視で、退避部６２Ｂの外側領域に配されている。すなわち、信号伝送ライン６４は、退避部６２Ｂを迂回しながら、給電ライン６１に沿ってのびている。本実施形態では、一対の信号伝送ライン６４が設けられている。さらに多くの信号伝送ライン６４が設けられていてもよい。このような信号伝送ライン６４の配置によれば、コネクタ６０の全厚寸法を抑制しつつ、電力の入出力及び有線通信を同時に行なうことが可能となる。

本実施形態では、信号伝送ライン６４は、回路基板６２の裏面に配されている。信号伝送ライン６４は、回路基板６２の表面に配されていてもよい。回路基板６２が多層基板の場合、信号伝送ライン６４は、回路基板６２の内部に埋設されていてもよい。

導電パターン６２Ａは、グランド（ＧＮＤ）ライン６５を含んでいる。グランドライン６５は、電気機器１００のグランドと接続される。グランドライン６５は、回路基板６２の裏面に配されている。グランドライン６５は、回路基板６２の表面に配されていてもよい。回路基板６２が多層基板の場合、グランドライン６５は、回路基板６２の内部に埋設されていてもよい。

信号伝送ライン６４の先端にはレセプタクル信号伝送端子（以下、単に信号伝送端子と記す）６４Ａが、グランドライン６５の先端には、レセプタクルグランド端子（以下、単にグランド端子と記す）６５Ａがそれぞれ接続されている。給電端子６１Ａ、信号伝送端子６４Ａ及びグランド端子６５Ａは、回路基板６２の短手方向に配列されている。給電端子６１Ａ、信号伝送端子６４Ａ及びグランド端子６５Ａによって、レセプタクル端子が構成される。なお、給電端子６１Ａ、信号伝送端子６４Ａ及びグランド端子６５Ａ並びに給電ライン６１、信号伝送ライン６４及びグランドライン６５の配列は、図１０に示される形態に限られることなく、コネクタ６０が接続される電気機器１００の仕様等に応じて適宜変更可能である。

給電ライン６１、信号伝送ライン６４及びグランドライン６５の他端には、端子６１Ｂ、６４Ｂ及び６５Ｂが設けられている。端子６１Ｂ、６４Ｂ及び６５Ｂは、回路基板６２の短手方向に配列されている。端子６１Ｂ、６４Ｂ及び６５Ｂは、回路基板６２の裏面で、導電パターン６２Ａの一部を構成する。

端子６１Ｂ、６４Ｂ及び６５Ｂは、例えば、フレキシブルケーブル５５等を介して、電気機器１００のメイン回路基板（図示せず）と接続される。フレキシブルケーブル５５の先端には、コネクタ５６が配されている。コネクタ６０とコネクタ５６とを接続することにより、給電ライン６１、信号伝送ライン６４及びグランドライン６５とフレキシブルケーブル５５の各ラインとが接続される。

本実施形態では、端子６１Ｂ、６４Ｂ及び６５Ｂは、ブレーカー１の本体部１Ｂの外側領域に配されている。従って、コネクタ５６が本体部１Ｂと干渉することなく、容易にコネクタ６０とコネクタ５６とを接続することが可能となる。

コネクタ６０においても、図５に示される回路基板１２Ｆと同様に、退避部６２Ｂを切り欠き部に変形することができる。また、図６に示される回路基板１２Ｊと同様に、退避部６２Ｂを有底の凹部に変形することができる。

コネクタ６０に搭載されるブレーカー１の詳細は、コネクタ１０に搭載されるブレーカー１と同等であるため、その説明は省略される。

コネクタ６０は、図１０に示されるような独立したコネクタモジュールの形態の他、電気機器１００のメイン回路基板の一端に設けられた形態であってもよい。

なお、本発明は上記実施形態の構成に限られることなく、少なくとも、接続先に直流電力を供給する給電端子１１Ａと、給電端子１１Ａが先端部に設けられた給電ライン１１とを備え、温度変化に応じて電流を遮断するブレーカー１が、給電ライン１１に設けられていればよい。

（第２発明）
以下、本発明の第２発明である回路基板について説明する。図１０に示されるように、回路基板６２は、電気機器１００に内蔵され、プラグコネクタ１０を介して外部機器と接続される。回路基板６２は、外部機器との間で直流電力を入出力するレセプタクル給電端子６１Ａと、給電端子６１Ａが先端部に接続された給電ライン６１とを備える。給電端子６１Ａ及び給電ライン６１の詳細については、コネクタ６０にて既に説明済であるため、その説明は省略される。

給電ライン６１には、温度変化に応じて電流を遮断するブレーカー１が設けられている。ブレーカー１の詳細についても、コネクタ１０にて既に説明済であるため、その説明は省略される。

回路基板６２には、ブレーカー１の本体部１Ｂから回路基板６２の厚さ方向に退避する退避部６２Ｂが設けられている。退避部６２Ｂの詳細についても、コネクタ１０に設けられている退避部１２Ｂと同等であるため、その説明は省略される。

導電パターン６２Ａは、外部機器との間で電気信号を入出力する信号伝送ライン６４を含む。信号伝送ライン６４の詳細についても、コネクタ１０に設けられている信号伝送ライン１４と同等であるため、その説明は省略される。

図１１は、コネクタ６０Ａが一端に設けられた電気機器１００のメイン回路基板１０１を示している。回路基板１０１のうち、以下で説明されてない部分については、上述した回路基板６２の構成が採用されうる。この回路基板１０１では、給電ライン６１、信号伝送ライン６４及びグランドライン６５が、電気機器１００のメイン回路基板１０１に直接的に形成されている。このため、図１０に示されるフレキシブルケーブル５５等は不要となり、電気機器１００の構成を簡素化することが可能となる。

回路基板１０１には、例えば、電気機器１００の制御を司るＣＰＵ（Central Processing Unit）等が実装されている。回路基板１０１のコネクタ６０Ａに搭載されるブレーカー１の詳細については、コネクタ１０に搭載されるブレーカー１と同等であるため、その説明は省略される。

回路基板１０１では、温度変化に応じて電流を遮断するブレーカー１が、給電ラインに設けられているので、回路基板１０１のうちコネクタ６０Ａの近傍領域が過熱した場合には、ブレーカー１によって電流が遮断され、回路基板１０１及びコネクタ６０Ａが保護される。また、回路基板１０１の給電ライン６１に短絡が生じた場合等、過電流が流れた場合であっても、過熱されたブレーカー１が電流を遮断する。これにより、回路基板１０１及びコネクタ６０Ａの発熱が停止し、回路基板１０１及びコネクタ６０Ａ等が保護される。

回路基板１０１には、ブレーカー１の本体部１Ｂから回路基板１０１の厚さ方向に退避する退避部６２Ｂが設けられている。退避部６２Ｂの詳細については、回路基板６２に設けられている退避部６２Ｂと同等であるため、その説明は省略される。

回路基板１０１の導電パターン６２Ａは、信号伝送ライン６４を含んでいる。本実施形態の回路基板１０１では、広大な領域に導電パターン６２Ａが形成可能であるため、導電パターン６２Ａの自由度が高い。従って、信号伝送ライン６４は、例えば、給電ライン６１に略垂直な方向に延出されている。

図１２は、電気機器のメイン回路基板１０１にも搭載可能なレセプタクルコネクタ６０Ｂを示している。コネクタ６０Ｂのうち、以下で説明されてない部分については、上述したコネクタ６０の構成が採用されうる。コネクタ６０Ｂは、内部の回路基板６２にブレーカー１が設けられている。回路基板６２の端子６１Ｂ、６４Ｂ及び６５Ｂ（図１０参照）には、複数のピン端子６６が接続されている。端子６１Ｂ、６４Ｂ及び６５Ｂとピン端子６６との接続には、例えば、はんだ（図示せず）等が適用されている。

ピン端子６６の先端部は、回路基板１０１に設けられた導電パターン１０１Ａと接続される。ピン端子６６と導電パターン１０１Ａとの接続には、はんだ１０２が適用される。回路基板６２の周囲には、必要に応じて、金属カバー６７が設けられている。図１２では、回路基板６２及びブレーカー１を透視しうるように、金属カバー６７が一点鎖線で描かれている。

金属カバー６７は、回路基板６２の導電パターン６２Ａ（図１０参照）及びブレーカー１等から間隔を隔てて形成され、導電パターン６２Ａと絶縁されている。金属カバー６７によって、回路基板６２及びブレーカー１が保護される。また、金属カバー６７によって、導電パターン６２Ａの短絡が抑制される。金属カバー６７の正面には、給電端子１１Ａ、信号伝送端子１４ａ及びグランド端子１５Ａを露出させるための開口６７Ａが形成されている。開口６７Ａにコネクタ１０等を挿入することにより、コネクタ１０等とコネクタ６０Ｂとが接続される。

図１３は、コネクタ６０Ｂの変形例であるコネクタ６０Ｃを示している。コネクタ６０Ｂと同様に、コネクタ６０Ｃは、内部の回路基板６２にブレーカー１が設けられ、ピン端子６６と導電パターン１０１Ａとの接続には、はんだ１０２が適用される。回路基板６２の周囲には、絶縁体６８が設けられている。図１３では、回路基板６２及びブレーカー１を透視しうるように、絶縁体６８が一点鎖線で描かれている。絶縁体６８によって、回路基板６２の導電パターン６２Ａ（図１０参照）等がコネクタ６０Ｃの外部と絶縁される。また、絶縁体６８によって、回路基板６２及びブレーカー１が保護される。

図１３に示される態様では、コネクタ６０Ｃにフレキシブルケーブル１１０が接続される。絶縁体６８の正面には、給電端子１１Ａ、信号伝送端子１４ａ及びグランド端子１５Ａを露出させるための開口６８Ａが形成されている。開口６８Ａには、開閉可能な開閉部６８Ｂが設けられている。開口６８Ａからフレキシブルケーブル１１０を挿入し、開閉部６８Ｂを閉じることにより、フレキシブルケーブル１１０とコネクタ６０Ｃとが接続され、フレキシブルケーブル１１０が固定される。

なお、本発明は上記実施形態の構成に限られることなく、少なくとも、電気機器１００に内蔵され、プラグコネクタ１０を介して外部機器と接続され、外部機器との間で直流電力を入出力する給電端子６１Ａと、給電端子６１Ａが先端部に接続された給電ライン６１とを備え、温度変化に応じて電流を遮断するブレーカー１が、給電ライン６１に設けられていればよい。

本発明のコネクタ１０、１０Ｊ、６０及び６０Ａは、例えば、商用交流電圧を所望の直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ（いわゆるＡＣアダプタ）と電気機器との接続にも好適に用いられる。このような接続では、ＡＣ／ＤＣコンバータと電気機器との間では、コネクタは直流電力の供給のみに用いられていてもよい。従って、図３等に示される信号伝送ライン１４等は不要である。

１ ブレーカー
１Ａ 電流遮断手段
１Ｂ 本体部
１Ｃ 端子部
１０ コネクタ
１０Ｊ コネクタ
１１ 給電ライン
１１Ａ 給電端子
１２ 回路基板
１２Ａ 導電パターン
１２Ｂ 退避部
１２Ｃ 貫通孔
１２Ｊ 回路基板
１３ 絶縁体
１４ 信号伝送ライン
６０ コネクタ
６０Ａ コネクタ
６１ 給電ライン
６１Ａ 給電端子
６２ 回路基板
６２Ａ 導電パターン
６２Ｂ 退避部
６２Ｃ 貫通孔
６４ 信号伝送ライン
１００ 電気機器
１０１ 回路基板

Claims (5)

1. 接続先に直流電力を供給する給電端子と、前記給電端子が先端部に設けられた給電ラインとを備えたコネクタにおいて、
   温度変化に応じて電流を遮断するブレーカーが、前記給電ラインに設けられており、
   前記給電端子及び前記給電ラインを構成する導電パターンが形成され、前記ブレーカーが実装される回路基板と、前記給電ラインと前記コネクタの外部とを絶縁するための絶縁体とをさらに備え、
   前記ブレーカーは、電流を遮断する電流遮断手段が設けられた本体部と、前記本体部の外側に突出し、前記導電パターンと接続される端子部とを有し、前記回路基板に対して平行に実装され、かつ、前記絶縁体の内部に埋設され、
   前記ブレーカーを保護するための保護層を含み、
   前記保護層は、少なくとも前記端子部に形成されていることを特徴とするコネクタ。
2. 前記保護層は、前記端子部の周辺に形成されている請求項１記載のコネクタ。
3. 前記保護層は、前記本体部の周辺に形成されている請求項１又は２に記載のコネクタ。
4. 接続先に直流電力を供給する給電端子と、前記給電端子が先端部に設けられた給電ラインとを備えたＵＳＢコネクタにおいて、
   温度変化に応じて電流を遮断するブレーカーが、前記給電ラインに設けられており、
   前記給電端子及び前記給電ラインを構成する導電パターンが形成され、前記ブレーカーが実装される回路基板と、前記給電ラインと前記ＵＳＢコネクタの外部とを絶縁するための絶縁体とをさらに備え、
   前記ブレーカーは、電流を遮断する電流遮断手段が設けられた本体部と、前記本体部の外側に突出し、前記導電パターンと接続される端子部とを有し、前記回路基板に対して平行に実装され、かつ、前記絶縁体の内部に埋設され、
   前記電流遮断手段は、
   固定接点を有する固定片と、
   先端部に可動接点を有し、前記可動接点を前記固定接点に押圧して接触させる可動片と、
   温度変化に伴って変形することにより前記可動接点が前記固定接点から離反するように前記可動片を作動させる熱応動素子とを有することを特徴とするＵＳＢコネクタ。
5. 接続先に直流電力を供給する給電端子と、前記給電端子が先端部に設けられた給電ラインとを備えたコネクタを製造する方法において、
   温度変化に応じて電流を遮断するブレーカーを組み立てる第１工程と、
   前記給電ラインを構成する導電パターンが形成された回路基板に前記ブレーカーを実装する第２工程と、
   前記給電ラインと前記コネクタの外部とを絶縁するための絶縁体を形成する第３工程とを含み、
   前記ブレーカーは、固定接点を有する固定片と、先端部に可動接点を有し、前記可動接点を前記固定接点に押圧して接触させる可動片と、温度変化に伴って変形することにより前記可動接点が前記固定接点から離反するように前記可動片を作動させる熱応動素子と、前記固定接点、可動片及び熱応動素子を収容するケースと、前記ケースから突出し、前記導電パターンと接続される端子部とを有し、
   前記ケースは、凹部が形成された第１ケースと、前記第１ケースに装着される第２ケースとを含み、
   前記第１工程は、前記第１ケースの前記凹部に、前記固定接点、可動片及び熱応動素子を収容する工程と、前記凹部の開口に前記第２ケースを装着する工程とを含み、
   前記第２工程は、前記ブレーカーを保護するための保護層を、少なくとも前記端子部に形成する工程を含み、
   前記第３工程は、前記ブレーカーが実装された前記回路基板を金型内に装填する工程と、前記金型のキャビティ空間に樹脂材料を射出し硬化させる工程とを含むことを特徴とするコネクタの製造方法。

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