JP6085107B2 - Breaker, safety circuit including the same, and secondary battery circuit - Google Patents
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Description
本発明は、電気機器の2次電池パック等に内蔵される小型のブレーカーに関するものである。 The present invention relates to a small breaker built in a secondary battery pack or the like of an electric device.
従来、各種電気機器の2次電池パックやモーター等の保護装置としてブレーカー(サーマルプロテクター)が使用されている(後述する図8及び図9参照)。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の安全回路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。 Conventionally, a breaker (thermal protector) has been used as a protection device for secondary battery packs and motors of various electric devices (see FIGS. 8 and 9 to be described later). When the temperature of the secondary battery during charging / discharging rises excessively, or when an abnormality occurs such as when an overcurrent flows through a motor or the like equipped in a device such as an automobile or home appliance, Cut off current to protect secondary batteries and motors. A breaker used as a safety circuit of such a protective device is required to operate accurately following a temperature change and have a stable resistance value when energized in order to ensure the safety of the device. .
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(薄型化)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。 In addition, when the breaker is used as a protection device for a secondary battery or the like installed in an electric device such as a thin-type multifunctional mobile phone called a notebook personal computer, a tablet-type portable information terminal device, or a smartphone, the above-described case is used. In addition to ensuring safety, miniaturization is required. In particular, in recent portable information terminal devices, users have a strong desire for miniaturization (thinning), and devices newly released by each company are designed to be small in order to ensure superiority in design. The tendency to be remarkable is remarkable. Against this background, breakers that are mounted together with secondary batteries as one component of portable information terminal devices are also strongly required to be further miniaturized.
ブレーカーには、温度変化に応じて動作し、電流を導通又は遮断する熱応動素子が備えられている。特許文献1には、熱応動素子としてバイメタルを適用したブレーカーが示されている。バイメタルとは、熱膨張率の異なる2種類の板状の金属材料が積層されてなり、温度変化に応じて形状を変えることにより、接点の導通状態を制御する素子である。同文献に示されたブレーカーは、固定片(ベースターミナル)、可動片(可動アーム)、熱応動素子、PTCサーミスター等の部品が、樹脂ケースに収容されてなり、固定片及び可動片の端子が電気機器の電気回路に接続されて使用される。
The breaker is provided with a thermally responsive element that operates according to a temperature change and conducts or cuts off a current.
上記特許文献1に示されたブレーカーにおいて薄型化を追求する場合、開回路時(図3参照)の固定接点と可動接点の距離(接点ギャップ)が短くなる傾向にある。ところが、開回路時における固定接点と可動接点との距離が短くなりすぎると、電流の遮断が十分に行えなくなる虞が生じ、安全性を確保することが容易ではなくなる。特に、薄型化のために熱応動素子の厚みを薄く設定すると、熱応動素子の逆反り変形時に可動片の先端部を押し上げる力が弱くなるため、開回路時の固定接点と可動接点との距離を維持することが困難になり、電流の遮断を確実に行えなくなる虞がある。また、薄型化のために湾曲係数の小さい熱応動素子を用いた場合も、可動片の先端部の押し上げ量が減少し、同様の課題が生ずる。
When the circuit breaker disclosed in
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、開回路時に電流を確実に遮断して電気機器の安全性を確保しつつ、小型化を実現できるブレーカーを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to provide a breaker that can realize downsizing while ensuring the safety of an electric device by reliably cutting off an electric current at the time of an open circuit. To do.
上記目的を達成するために、本発明のブレーカーは、固定接点を有する固定片と、弾性変形する弾性部と該弾性部の先端部に可動接点とを有し、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、前記固定片、可動片及び熱応動素子を収容するケースとを備えたブレーカーにおいて、前記熱応動素子は、前記可動片の側に突出し、熱変形時に前記可動片及び/又は前記ケースと当接して該可動片を作動させる第1突起を有するものである。 In order to achieve the above object, a breaker according to the present invention includes a fixed piece having a fixed contact, an elastic portion that is elastically deformed, and a movable contact at a tip of the elastic portion, and the movable contact is used as the fixed contact. A movable piece that is pressed and brought into contact; a thermally responsive element that operates the movable piece so that the movable contact is separated from the fixed contact by being deformed as the temperature changes; and the fixed piece, the movable piece, and the thermal responsive element A breaker including a case for accommodating an element, wherein the thermally responsive element protrudes toward the movable piece and contacts the movable piece and / or the case during thermal deformation to actuate the movable piece It is what has.
この発明において、前記第1突起は、前記弾性部の延出されている方向における前記熱応動素子の両端部に形成されていることが好ましい。 In this invention, it is preferable that the first protrusions are formed at both end portions of the thermally responsive element in the extending direction of the elastic portion.
この発明において、前記熱応動素子は、変形時に前記ケースに形成されている枠によって案内される被案内部と、前記被案内部から前記弾性部の延出されている方向に対して平行な方向に延出された延出部を有し、前記第1突起は、前記延出部に形成されていることが好ましい。 In this invention, the thermally responsive element includes a guided portion guided by a frame formed in the case at the time of deformation, and a direction parallel to a direction in which the elastic portion extends from the guided portion. It is preferable that the first protrusion is formed on the extension portion.
この発明において、前記可動片には、前記第1突起と当接する位置に、前記熱応動素子の側に突出する第2突起が形成されていることが好ましい。 In this invention, it is preferable that the movable piece is formed with a second protrusion that protrudes toward the thermally responsive element at a position in contact with the first protrusion.
この発明において、前記第1突起は、半球状に突出することが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the first protrusion protrudes in a hemispherical shape.
また、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。 In addition, a safety circuit for an electric device according to the present invention includes the breaker.
また、本発明の2次電池パックは、前記ブレーカーを備えたことを特徴とする。 In addition, a secondary battery pack according to the present invention includes the breaker.
本発明のブレーカーによれば、熱応動素子に設けられた第1突起が、熱応動素子の逆反り変形時に可動片等と当接して可動片を作動させるので、電流遮断時における可動片の先端部の押し上げ量が増加し、開回路時の固定接点と可動接点との距離を大きくすることができる。従って、ブレーカーを小型化しつつ、開回路時に電流を確実に遮断して電気機器の安全性を確保できるようになる。 According to the breaker of the present invention, the first protrusion provided on the thermally responsive element abuts the movable piece or the like when the thermal responsive element is reversely warped to operate the movable piece. The amount of pushing up of the part increases, and the distance between the fixed contact and the movable contact in the open circuit can be increased. Therefore, the circuit breaker can be reduced in size, and the current can be surely cut off when the circuit is opened, thereby ensuring the safety of the electric device.
また、第1突起が弾性部の延出されている方向における熱応動素子の両端部に形成されている構成によれば、熱応動素子の熱変形時に変位量の大きい両端部に第1突起が設けられているので、電流遮断時における可動片の先端部の押し上げ量をより一層増加させることができる。 In addition, according to the configuration in which the first protrusions are formed at both ends of the thermally responsive element in the extending direction of the elastic portion, the first protrusions are formed at both ends having a large amount of displacement when the thermally responsive element is thermally deformed. Since it is provided, the amount by which the tip of the movable piece is pushed up when the current is interrupted can be further increased.
また、被案内部から延出された延出部によって熱応動素子の全長が伸ばされ、その延出部に第1突起が設けられる構成によれば、熱変形時における第1突起の変位量をさらに大きくすることができる。これにより、熱応動素子の逆反り変形時における可動片の先端部の押し上げ量をより一層増加させることができる。 In addition, according to the configuration in which the entire length of the thermally responsive element is extended by the extended portion extended from the guided portion, and the first protrusion is provided in the extended portion, the amount of displacement of the first protrusion during thermal deformation is reduced. It can be made even larger. Thereby, it is possible to further increase the push-up amount of the tip of the movable piece during the reverse warp deformation of the thermally responsive element.
また、可動片が熱応動素子の側に突出する第2突起を有し、第2突起が第1突起と当接する構成によれば、熱応動素子の変形時において、可動片が熱応動素子と当接するタイミングを早めつつ、熱応動素子の逆反り変形時における可動片の先端部の押し上げ量をさらに増加させることが可能となり、電気機器の安全性をより一層高めることができる。 Further, according to the configuration in which the movable piece has the second protrusion protruding toward the heat-responsive element, and the second protrusion is in contact with the first protrusion, the movable piece becomes the heat-responsive element when the heat-responsive element is deformed. It is possible to further increase the amount of push-up of the tip of the movable piece when the thermally responsive element is reversely warped while advancing the contact timing, thereby further enhancing the safety of the electric device.
また、第1突起が半球状に突出する構成によれば、熱応動素子の逆反り変形に追従して、可動片と第1突起との接触部位が移動しながら適正な接触面積を維持しつつ両者の接触状態が保たれる。これにより、可動片と熱応動素子との間に微弱な電流を連続的に流すことが可能となり、電気機器が必要とする各種機能に対応させることができる。 In addition, according to the configuration in which the first protrusion protrudes in a hemispherical shape, the contact portion between the movable piece and the first protrusion follows the reverse warp deformation of the thermally responsive element while maintaining an appropriate contact area. The contact state between the two is maintained. As a result, a weak current can be continuously passed between the movable piece and the thermally responsive element, and various functions required by the electrical equipment can be accommodated.
また、本発明のブレーカーを備えた安全回路又は2次電池パックによれば、ブレーカーを小型化しつつ、開回路時に電流を確実に遮断して電気機器の安全性を確保することが可能となる。 In addition, according to the safety circuit or the secondary battery pack provided with the breaker of the present invention, it is possible to ensure the safety of the electric device by reliably cutting off the current at the time of the open circuit while reducing the size of the breaker.
本発明の一実施形態によるブレーカーについて図面を参照して説明する。図1乃至図3はブレーカーの構成を示す。ブレーカー1は、固定接点21を有する固定片2と、先端部に可動接点3を有する可動片4と、温度変化に伴って変形する熱応動素子5と、PTC(Positive Temperature Coefficient)サーミスター6と、固定片2、可動片4、熱応動素子5及びPTCサーミスター6を収容するケース7等によって構成されている。ケース7は、樹脂ベース(第1ケース)71と樹脂ベース71の上面に装着されるカバー部材(第2ケース)72等によって構成されている。
A breaker according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 3 show the configuration of the breaker. The
固定片2は、リン青銅を主成分とする金属板(この他、銅−チタン合金、洋白、黄銅などの金属板)をプレス加工することにより形成され、樹脂ベース71にインサート成形により埋め込まれている。固定片2の一端には外部と電気的に接続される端子22が形成され、他端部の近傍にはPTCサーミスター6が載置されている。PTCサーミスター6は、固定片2の他端部の近傍に3箇所形成された凸状のダボ(小突起)の上に載置される。固定接点21は、銀、ニッケル、ニッケル−銀合金の他、銅−銀合金、金−銀合金などの導電性の良い材料のクラッド、メッキ又は塗布等により可動接点3に対向する位置に形成され、樹脂ベース71の上方に形成されている開口73の一部から露出されている。端子22は樹脂ベース71の一端から外側に突出されている。
The
可動片4は、固定片2と同等の金属板をプレス加工することにより、長手方向の中心線に対して対称なアーム状に形成されている。可動片4の材料としては、固定片2と同等のリン青銅を主成分とするものが好ましい。この他、銅−チタン合金、洋白、黄銅などの導電性弾性材料を用いてもよい。可動片4の長手方向の一端には外部と電気的に接続される端子41が形成されて樹脂ベース71から外側に突出される。本実施形態においては、固定片2の端子22と可動片4の端子41の高さを揃えるために、可動片4は、ケース7の外部の段曲げ部46においてクランク状に屈曲されている。可動片4の他端部(アーム状の可動片4の先端部に相当)には可動接点3が形成されている。可動接点3は、固定接点21と同等の材料によって形成され、溶接等の手法によって可動片4の先端部に接合されている。なお、本出願においては、可動片4において、可動接点3が接合されている面(すなわち図1において下側の面)を裏(うら)面、その反対側の面を表(おもて)面として説明している。表面と裏面については、他の部品、例えば、熱応動素子5等においても同様である。可動片4は、可動接点3と端子41の間に、固定部42(アーム状の可動片4の基端部に相当)、弾性部43を有している。固定部42は弾性部43の根元に相当し、固定部42において樹脂ベース71とカバー部材72によって挟み込まれて可動片4が片持ち固定され、弾性部43が弾性変形することにより、その先端部に形成されている可動接点3が固定接点21の側に押圧されて接触し、固定片2と可動片4とが通電可能となる。樹脂ベース71とカバー部材72には、可動片4の固定部42と当接し、固定部42を固定状態で保持する当接部74と当接部79がそれぞれ形成されている。本実施形態では、樹脂ベース71の収容部73の外縁から樹脂ベース71の外壁に亘る領域に当接部74が形成されている。また、カバー部材72においては、可動片4を挟んで当接部74と対向する領域に当接部79が形成されている。可動片4は、可動接点3が設けられている裏面側から樹脂ベース71に収容される。固定部42は、その裏面において樹脂ベース71の当接部74と当接し、その表面においてカバー部材72の当接部79と当接する。可動片4は、当接部74及び当接部79によって固定部42の裏表両面から挟み込まれて、ケース7に対して固定される。
The
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。
The
熱応動素子5は、バイメタル、トリメタルなどの複合材料からなり、平面視で矩形の本体部50と、本体部50の端部に形成された第1突起53a,53bとを有する。本体部50は、側面視で円弧状に湾曲した初期形状をなし、過熱により動作温度に達すると湾曲形状はスナップモーションを伴って逆反り変形し、冷却により復帰温度を下回ると形状が復元する。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本体部50は平面視で矩形が望ましく、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。
The thermally
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。
When the energization of the fixed
ケース7を構成する樹脂ベース71及びカバー部材72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)などの樹脂により成形されている。樹脂ベース71には、固定片2、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開口73などが形成されている。開口73の内部には、枠75a及び枠75bが形成されている。樹脂ベース71に組み込まれたPTCサーミスター6の端縁は、枠75aと当接されている。また、熱応動素子5の本体部50の端縁は、枠75bと当接されて、熱応動素子5の変形時に案内される。すなわち、枠75bは、熱応動素子5の変形時に熱応動素子5を案内する案内部として機能し、熱応動素子5の本体部50の端縁は、枠75bによって案内される被案内部として機能する。
The
図1に示すように、固定片2、可動片4、熱応動素子5及びPTCサーミスター6等を収容した樹脂ベース71の開口73を塞ぐように、カバー部材72が、樹脂ベース71の上面に装着される。樹脂ベース71とカバー部材72とは、例えば超音波溶着によって接合される。
As shown in FIG. 1, a
図1乃至図3に示すように、熱応動素子5は、第1突起53a,53bを、可動片4は、第2突起44a,44bをそれぞれ有する。第1突起53aと第2突起44aが、第1突起53bと第2突起44bとがそれぞれ接触することにより、第1突起53a,53b及び第2突起44a,44bを介して熱応動素子5の変形が可動片4の弾性部43に伝達される。
As shown in FIGS. 1 to 3, the thermally
第1突起53a,53bは、熱応動素子5の表面から可動片4の側に突出して形成されている。第1突起53a,53bは、弾性部43の延出されている方向(ブレーカー1の長手方向)における熱応動素子5の両端部に1個ずつ形成されている。すなわち、第1突起53aは弾性部43の根元側(固定部42の近傍)の端部に、第1突起53bは弾性部43の先端側(可動接点3の近傍)の端部にそれぞれ形成されている。それぞれの第1突起53a,53bは、半球状に突出するように形成されている。第1突起53a,53bは、熱応動素子5の両端部のそれぞれにおいて、複数個ずつ形成されていてもよい。なお、本出願において、半球状とは球殻の一部を構成する形状を意味するものとする。
The
第2突起44a,44bは、可動片4の裏面から熱応動素子5の側に突出して形成されている。第2突起44a,44bは、平面視で第1突起53a,53bと少なくとも一部において重複し、第1突起53a,53bと当接する位置に形成されている。すなわち、第2突起44aは弾性部43の根元側の端部に、第2突起44bは弾性部43の先端側の端部にそれぞれ形成されている。第1突起53aと第2突起44aとが互いに対向するように配設され、両者が当接する。また、第1突起53bと第2突起44bとが互いに対向するように配設され、両者が当接する。それぞれの第2突起44a,44bは、第1突起53a,53bと同様に、半球状に突出するように形成されている。第2突起44a,44bもまた、複数個ずつ形成されていてもよい。
The
本実施形態においては、図2に示す導通状態から図3に示す遮断状態に亘って、第1突起53aと第2突起44a及び第1突起53bと第2突起44bとが常時当接するように、各突起の突出量が設定されている。図3に示す遮断状態において、第1突起53aと第2突起44a及び第1突起53bと第2突起44bとが当接し、可動片4の先端部を押し上げる構成であれば、図2に示す導通状態において、第1突起53aと第2突起44a及び第1突起53bと第2突起44bとが離れていてもよい。
In the present embodiment, the
図2は、通常の充電又は放電状態におけるブレーカー1の動作を示している。通常の充電又は放電状態においては、熱応動素子5は初期形状を維持し(逆反り前であり)、固定接点21と可動接点3は接触し、可動片4の弾性部43などを通じてブレーカー1の両端子22,41間は導通している。可動片4の弾性部43と熱応動素子5とは第2突起44a,44b及び第1突起53a,53bを介して接触しており、可動片4、熱応動素子5、PTCサーミスター6及び固定片2は、回路として導通している。しかし、PTCサーミスター6の抵抗は、可動片4の抵抗に比べて圧倒的に大きいため、PTCサーミスター6を流れる電流は、固定接点21及び可動接点3を流れる量に比して実質的に無視できる程度である。
FIG. 2 shows the operation of the
図3は、過充電状態又は異常時などにおけるブレーカー1の動作を示している。過充電又は異常により高温状態となると、PTCサーミスター6が過熱され、動作温度に達した熱応動素子5は逆反りし、可動片4の弾性部43が押し上げられて固定接点21と可動接点3とが離反する。このとき、固定接点21と可動接点3の間を流れていた電流は遮断され、僅かな漏れ電流が第2突起44a,44b及び第1突起53a,53bを介して熱応動素子5及びPTCサーミスター6を通して流れることとなる。PTCサーミスター6は、このような漏れ電流の流れる限り発熱を続け、熱応動素子5を逆反り状態に維持させつつ抵抗値を激増させるので、電流は固定接点21と可動接点3の間の経路を流れず、上述の僅かな漏れ電流のみが存在する(自己保持回路を構成する)。この漏れ電流は安全装置の他の機能に充てることができる。
FIG. 3 shows the operation of the
過充電状態を解除し、又は異常状態を解消すると、PTCサーミスター6の発熱も収まり、熱応動素子5は復帰温度に戻り、元の初期形状に復元する。そして、可動片4の弾性部43の弾性力によって可動接点3と固定接点21とは再び接触し、回路は遮断状態を解かれ、図2に示す導通状態に復帰する。
When the overcharge state is canceled or the abnormal state is resolved, the heat generation of the
本実施形態においては、熱応動素子5に設けられた第1突起53a,53bが、熱応動素子5の逆反り変形時に可動片4と当接して可動片4を作動させるので、電流遮断時における可動片4の先端部の押し上げ量が増加し、開回路時の固定接点21と可動接点3との距離を大きくすることができる。従って、ブレーカー1を小型化しつつ、開回路時に電流を確実に遮断して電気機器の安全性を確保できるようになる。
In the present embodiment, since the
また、第1突起53a,53bが弾性部43の延出されている方向における熱応動素子5の両端部に形成されているので、熱応動素子5の熱変形時に変位量の大きい両端部に第1突起53a,53bが配設されることになる。これにより、電流遮断時における可動片4の先端部の押し上げ量をより一層増加させることができる。
In addition, since the
また、可動片4が熱応動素子5の側に突出する第2突起44a,44bを有し、第2突起44aが第1突起53aと、第2突起44bが第1突起53bとそれぞれ当接するように構成されているので、熱応動素子5の変形時において、可動片4が熱応動素子5と当接するタイミングを早めつつ、熱応動素子5の逆反り変形時における可動片4の先端部の押し上げ量をさらに増加させることが可能となり、電気機器の安全性をより一層高めることができる。
Further, the
また、第1突起53a,53b及び第2突起44a,44bが半球状に突出するので、熱応動素子5の逆反り変形に追従して、可動片4の第2突起44a,44bと熱応動素子5の第1突起53a,53bとの接触部位が移動しながら適正な接触面積を維持しつつ両者の接触状態が保たれる。これにより、可動片4と熱応動素子5との間に微弱な電流を連続的に流すことが可能となり、電気機器が必要とする各種機能に対応させることができる。
Further, since the
(変形例1)
図4は、ブレーカー1の変形例としてブレーカー1Aを示す。ブレーカー1Aは、可動片4から第2突起44a,44bを廃した点で、ブレーカー1とは異なる。このブレーカー1Aにおいて、熱応動素子5に形成されている第1突起53a,53bは、可動片4の弾性部43の裏面と当接する。熱応動素子5の逆反り変形時には、第1突起53bが弾性部43の先端部を押し上げて、図3に示した状態と同様に、固定接点21と可動接点3とが離反し、遮断状態となる。
(Modification 1)
FIG. 4 shows a
このブレーカー1Aにおいても、熱応動素子5に設けられた第1突起53a,53bが、熱応動素子5の逆反り変形時に可動片4と当接して可動片4を作動させるので、電流遮断時における可動片4の先端部の押し上げ量が増加し、開回路時の固定接点21と可動接点3との距離を大きくすることができる。従って、ブレーカー1Aを小型化しつつ、開回路時に電流を確実に遮断して電気機器の安全性を確保できるようになる。また、半球状の第1突起53a,53bが、平坦な弾性部43の裏面と当接する構成であるので、可動片4に対する熱応動素子5の相対的な位置や姿勢が変動しても、第1突起53a,53bと弾性部43との当接状態は安定する。
Also in this
(変形例2)
図5及び図6は、ブレーカー1の別の変形例としてブレーカー1Bを示す。ブレーカー1Bは、熱応動素子5の一端側に第1延出部51が設けられ、第1延出部51に第1突起53aが形成されている点で、ブレーカー1とは異なる。これに伴い、第2突起44aが第1突起53aと当接するように、第2突起44aの位置も固定部42の側に移動される。
(Modification 2)
5 and 6 show a
第1延出部51は、熱応動素子5の本体部50から固定部42の側に延出される。また、樹脂ベース71の第1延出部51に対応する位置には、第1延出部51との干渉を回避するように、枠75bから可動片の固定部42の側に凹状に退避された退避部76が形成されている。退避部76は、第1延出部51に対して若干大きく退避されている。すなわち、熱応動素子5の第1延出部51と退避部76の側壁とのクリアランスは、熱応動素子5の本体部50と樹脂ベース71の枠75bとの間のクリアランスよりも大きく設定されている。従って、枠75bの内部で熱応動素子5が移動しても、第1延出部51の端縁と退避部76の側壁は当接しない。これにより、熱応動素子5の変形時に第1延出部51が樹脂ベース71の一部と干渉することはない。
The first extending
第1延出部51は、本体部50における固定部42側の端縁の中間部分に形成されている。第1延出部51の幅寸法(ブレーカー1の短手方向の寸法)は、本体部50の幅寸法よりも小さく設定されている。これにより、樹脂ベース71の上面の面積、すなわち樹脂ベース71とカバー部材72との接合面積を広くすることができ、両者を強固に接合し、ブレーカー1の堅牢性を高めることができる。第1延出部51は、図5に示すような平面視で矩形状に延出される形態に限られることなく、平面視で三角状又は円弧状に延出される形態であってもよい。
The first extending
なお、可動片4の固定部42の近傍には、固定接点21及び可動接点3等の構成部品が存在しない。従って、熱応動素子5に第1延出部51を、樹脂ベース71に退避部76をそれぞれ設ける形態は、可動接点3の側に延出部及び退避部を設ける形態と比較すると、ブレーカー1Bの小型化が阻害される傾向が小さい。
In the vicinity of the fixed
このブレーカー1Bにおいては、被案内部である本体部50から可動片4の固定部42の側に延出された第1延出部51によって熱応動素子5の全長が伸ばされ、その第1延出部51に第1突起53aが設けられるので、熱応動素子5の変形時に第1突起53aとは反対側にある第1突起53bの変位量をさらに大きくすることができる。これにより、熱応動素子5の逆反り変形時における可動片4の先端部の押し上げ量をより一層増加させることができる。また、一般に、熱応動素子5に第1突起53aを設けることにより、熱応動素子5の剛性分布が変動し、熱応動素子5の熱変形に僅かながらも影響を及ぼす虞がある。本変形例においては、第1延出部51に第1突起53aが形成されていることにより、第1突起53aの存在が本体部50の熱変形に及ぼす影響を抑制できる。これにより、所望の温度で本体部50の逆反り変形を発生させ、電流を迅速に遮断できるようになる。
In this
(変形例3)
図7は、ブレーカー1の別の変形例としてブレーカー1Cを示す。ブレーカー1Cは、熱応動素子5の他端側に第2延出部52が設けられ、第2延出部52に第1突起53bが形成されている点で、ブレーカー1Bとは異なる。これに伴い、第2突起44bが第1突起53bと当接するように、第2突起44bが可動接点3の側に移動される。
(Modification 3)
FIG. 7 shows a
第2延出部52は、熱応動素子5の本体部50から可動接点3の側に延出される。また、樹脂ベース71の第1延出部51に対応する位置には、第1延出部51との干渉を回避するように、枠75bから可動片の固定部42の側に凹状に退避された退避部77が形成されている。第2延出部52と退避部77の側壁とのクリアランスについては、第1延出部51と退避部76の側壁とのクリアランスと同様であるため、その説明を省略する。
The second extending
このブレーカー1Cにおいては、被案内部である本体部50から可動片4の可動接点3の側に延出された第2延出部52によって熱応動素子5の全長が伸ばされ、その第2延出部52に第1突起53bが設けられるので、熱応動素子5の変形時における第1突起53bの変位量をさらに大きくすることができる。これにより、熱応動素子5の逆反り変形時における可動片4の先端部の押し上げ量をより一層増加させることができる。
In this breaker 1C, the entire length of the thermally
また、ブレーカー1Bにおける第1突起53aと同様に、第2延出部52に第1突起53bが形成されていることにより、第1突起53bの存在が本体部50の熱変形に及ぼす影響を抑制できる。これにより、所望の温度で本体部50の逆反り変形を発生させ、電流を迅速に遮断できるようになる。
Further, similarly to the
なお、本発明は上記実施形態の構成に限られることなく、少なくとも、固定片2と、可動片4と、熱応動素子5と、ケース7を備え、熱応動素子5が第1突起53a又は53bを有していればよい。
In addition, this invention is not restricted to the structure of the said embodiment, At least the
また、本発明は、上記変形例の他、種々の変形が可能である。例えば、図1等に示したブレーカー1、図4に示したブレーカー1A、図5等に示したブレーカー1B、図7に示したブレーカー1Cにおいて、第1突起53a又は第1突起53bのうちいずれか一方を省いた形態としてもよい。他方の第1突起のみによっても、可動片4の先端部の押し上げ量を増加させる作用・効果が得られるからである。同様に、図1等に示したブレーカー1、図5等に示したブレーカー1B、図7に示したブレーカー1Cにおいて、第2突起44a又は第2突起44bのうちいずれか一方を省いた形態としてもよい。また、図5等に示したブレーカー1B、図7に示したブレーカー1Cにおいて、第2突起44a及び第2突起44bの両方を省いた形態としてもよい。さらにまた、図7に示したブレーカー1Cにおいて、第1延出部51を省いた形態としてもよい。この場合、第1突起53aは、熱応動素子5の本体部50に移動される、又は省かれる。
Further, the present invention can be variously modified in addition to the above modified examples. For example, in the
また、本発明は、例えば特開2003−297204号公報に示されるような、ブレーカーにも適用可能である。すなわち、同公報中突起13等のケースの一部が熱応動素子5の端部と当接する構成において、熱応動素子5の両端又はいずれか一方の端部に第1突起53a及び/又は第1突起53bが形成されていてもよい。この場合、同公報のように、突起13が蓋体11(本発明におけるカバー部材72)に形成される構成に限られず、本発明の樹脂ベース71に形成されていてもよい。また、PTCサーミスターが別途設けられていてもよい。
The present invention can also be applied to a breaker as disclosed in, for example, JP-A-2003-297204. That is, in the configuration in which a part of the case such as the protrusion 13 is in contact with the end portion of the thermally
また、第2突起44aの形状は、半球状に限られることなく、弾性部43の弾性変形に実質的な影響を及ぼさない範囲で、その頂部がブレーカーの長手方向及び/又は短手方向に沿って平坦に形成された形状であってもよい。この場合、第2突起44aのうち、可動片4の先端部の押し上げ量を増加させるために有効に機能する領域が増加するため、第2突起44aと第1突起53aとの間で相対的な位置ずれが生じても、可動片4の先端部の押し上げ量を増加させる作用・効果が得られる。従って、可動片4及び熱応動素子5を樹脂ベース71に組み込む際に、両者間における相対的な位置合わせが容易に行えるようになる。第2突起44bの形状についても、上記と同様である。さらには、第1突起53a及び/又は53bの形状についても、熱応動素子5の逆反り変形に実質的な影響を及ぼさない範囲で、上記と同様である。
The shape of the
また、図1等においては、可動片4は、ケース7から外部に露出した段曲げ部46を有しているが、段曲げ部46がケース7の内部に収容されている形態であってもよい。この場合、ケース7からの可動片4の突出量を小さくして、ブレーカー1等の更なる小型化を図ることができる。また、可動片4から段曲げ部46を省いた形態としてもよい。また、樹脂ベース71に可動片4を装填する際その位置決めを容易にするために、樹脂ベース71の当接部74に可動片4の側に突出する突出部を、可動片4の固定部42に該突出部に対応する貫通穴をそれぞれ設けてもよい。この構成によれば、突出部が貫通穴に係合することにより、樹脂ベース71に対して可動片4が容易かつ正確に位置決めされるだけでなく、突出部の先端をカバー部材72と超音波振動等によって溶着することにより、ケース7の強度・剛性を高めることができる。
Further, in FIG. 1 and the like, the
また、樹脂ベース71とカバー部材72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(膠状)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。
Moreover, the joining method of the
また、ケース7は、樹脂ベース71及びカバー部材72によって構成されている形態に限られず、単一の部品によって構成されていてもよく、さらには、別の部品が追加される形態であってもよい。また、同様にケース7が、樹脂ベース71及びカバー部材72とは異なる形態の第1ケース及び第2ケースを有するように構成されていてもよい。
Further, the
また、本実施形態では、PTCサーミスター6による自己保持回路を有しているが、このような構成を省いた形態であっても適用可能であり、導通抵抗を抑制しつつ、ブレーカー1の小型化を図ることができる。また、本発明は、例えば特開2003−115246号公報に示されるような、可動片の両端に第1の接点及び第2の接点を有する形態にも適用することができる。この場合、第1の電極と第2の電極の間にPTCサーミスターが別途設けられていてもよい。
In the present embodiment, the self-holding circuit using the
また、特開2005−203277号公報に示されるような、固定部42又はその近傍において、端子41の側と可動接点3の側に構造的に分離されている形態に、本発明を適用してもよい。この場合において、端子41の側と可動接点3の側とが溶接等によって固定されていてもよい。
Further, the present invention is applied to a form in which the fixed
また、本発明のブレーカー1は、2次電池パック、電気機器用の安全回路等にも広く適用できる。図9は2次電池パック100を示す。2次電池パック100は、2次電池101と、2次電池101の出力端回路中に設けたブレーカー1とを備える。図10は電気機器用の安全回路102を示す。安全回路102は2次電池101の出力回路中に直列にブレーカー1を備えている。
Further, the
1 ブレーカー
1A ブレーカー
1B ブレーカー
1C ブレーカー
2 固定片
3 可動接点
4 可動片
5 熱応動素子
7 ケース
44a 第2突起
44b 第2突起
50 本体部(被案内部)
51 第1延出部
52 第2延出部
53a 第1突起
53b 第1突起
71 樹脂ベース(ケース)
100 2次電池パック
101 2次電池
102 安全回路
DESCRIPTION OF
51
100
Claims (6)
弾性変形する弾性部と該弾性部の先端部に可動接点とを有し、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、
前記固定片、可動片及び熱応動素子を収容するケースとを備えたブレーカーにおいて、
前記熱応動素子は、前記可動片の側に突出し、熱変形時に前記可動片及び/又は前記ケースと当接して該可動片を作動させる第1突起を有し、
前記熱応動素子は、変形時に前記ケースに形成されている枠によって案内される被案内部と、前記被案内部から前記弾性部の延出されている方向に対して平行な方向に延出された延出部を有し、
前記第1突起は、前記延出部に形成されていることを特徴とするブレーカー。 A fixed piece having a fixed contact;
A movable piece having an elastic part that is elastically deformed and a movable contact at a tip of the elastic part, and pressing the movable contact against the fixed contact;
A thermally responsive element that operates the movable piece so that the movable contact is separated from the fixed contact by being deformed with a temperature change;
In the breaker comprising the fixed piece, the movable piece, and a case for accommodating the thermally responsive element,
It said heat responsive element, have a first protrusion for actuating protrude the movable piece at the time of thermal deformation and / or said case and abutting against movable Dohen on a side of the movable piece,
The thermally responsive element extends in a direction parallel to a guided portion guided by a frame formed in the case at the time of deformation and a direction in which the elastic portion extends from the guided portion. Having an extended portion,
The first protrusion is formed in the extension part .
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