JP6777438B2 - ブレーカー及びそれを備えた安全回路並びにコネクタ。 - Google Patents

Description

本発明は、電気機器の保護装置として用いられる小型のブレーカー等に関するものである。

従来、各種電気機器の２次電池やモーター等の保護装置（安全回路）としてブレーカーが使用されている。ブレーカーは、充放電中の２次電池の温度が過度に上昇した場合、又は自動車、家電製品等の機器に装備されるモーター等に過電流が流れた場合等の異常が生じた際に、２次電池やモーター等を保護するために電流を遮断する。このような保護装置として用いられるブレーカーは、機器の安全を確保するために、温度変化に追従して正確に動作する（良好な温度特性を有する）ことと、通電時の抵抗値が安定していることが求められる。

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。

ＷＯ２０１１／１０５１７５号公報

上記特許文献１に開示されているブレーカーにあっては、電流遮断時の接点状態すなわち熱応動素子の熱変形を維持（いわゆる自己保持機能）するために、熱応動素子の近傍にＰＴＣサーミスターが配されている。

上記ブレーカーでは、同文献の段落「００３９」に記載されているように、固定接点から可動接点が離間したときであっても、ＰＴＣサーミスターを介して固定片（第１端子片に相当）と可動片（第２端子片に相当）との間に、僅かながら漏れ電流が流れる。

しかしながら、ブレーカーが実装される電気機器によっては、上述した漏れ電流の影響によって、動作に支障を来すおそれがあるものも存在する。このため、電流遮断時の接点状態を維持するための微小電流が負荷に流れ込むことを回避できる新たな発明が要望されている。

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、小型化を図りつつ、電流遮断時の接点状態を維持するための微小電流が負荷に流れ込むことを回避できるブレーカーを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、固定接点を有する第１端子片と、可動接点を有し、この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、前記可動片に電気的に接続されている第２端子片と、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隔するように前記可動片を作動させる熱応動素子とを備えたブレーカーにおいて、前記第１端子片から絶縁された第３端子片と、前記熱応動素子を介して前記第３端子片と前記可動片とを導通させる正特性サーミスターとをさらに備え、前記正特性サーミスターは、前記可動片の前記可動接点が設けられている裏面側に配されていることを特徴とする。

また、本発明は、固定接点を有する第１端子片と、弾性変形する弾性部と、該弾性部の裏面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、前記可動片に電気的に接続されている第２端子片と、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隔するように前記可動片を作動させる熱応動素子とを備えたブレーカーにおいて、前記第１端子片から絶縁された第３端子片と、前記熱応動素子を介して前記第３端子片と前記可動片とを導通させる正特性サーミスターとをさらに備え、前記正特性サーミスター及び前記第３端子片は、前記弾性部の前記裏面側であって、かつ、平面視で前記弾性部と重複する位置に配置され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、前記正特性サーミスターは、前記固定接点と前記第２端子片との間に配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、前記第３端子片は、前記可動片の長手方向に沿って前記第１端子片の側にのびることが望ましい。

本発明に係る前記ブレーカーにおいて、前記第３端子片は、前記可動片の短手方向からの側面視で前記第１端子と重複する部分を有することが望ましい。

本発明に係る前記ブレーカーにおいて、前記第３端子片は、前記可動片の長手方向に垂直な断面積が小さい狭小部を有し、前記狭小部は、前記固定接点が設けられる領域に対向して設けられていることが望ましい。

本発明の電気機器用の安全回路は、前記ブレーカーを備えたことを特徴とする。

本発明のコネクタは、前記ブレーカーを備えたことを特徴とする。

本発明のブレーカーは、固定接点を有する第１端子片と、可動接点に電気的に接続されている第２端子片と、第１端子片から絶縁された第３端子片と、熱応動素子を介して第３端子片と可動片とを導通させる正特性サーミスターを備える。可動接点が固定接点から離隔しているとき、正特性サーミスターが第３端子片と可動片とを導通させて発熱し、熱応動素子の変形状態を維持させる。これにより、可動接点と固定接点とが離隔している状態が維持される。本発明では、第１端子片と第３端子片とが絶縁されているので、電流遮断時の接点状態を維持するための微小電流が負荷に流れ込むことが回避できる。

さらに、本発明では、正特性サーミスターが可動片の可動接点が設けられている裏面側に配されているので、これにより、可動接点及び固定接点の対と熱応動素子及び正特性サーミスターの対とを、可動片がのびる方向にずらして配置しつつ、可動接点、固定接点、熱応動素子及びＰＴＣサーミスターを可動片の裏面側に集約することが可能となる。従って、ブレーカーの小型化を容易に図ることが可能となる。

また、正特性サーミスター及び第３端子片が、弾性部の裏面側であって、かつ、平面視で弾性部と重複する位置に配置されているので、可動片、熱応動素子及び正特性サーミスターをコンパクトに集約することが可能となり、ブレーカーの小型化を図ることが可能となる。

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立て斜視図。 ケース本体に埋設された第１端子片及び第３端子片を示す斜視図。 第１端子片、第２端子片及び第３端子片が埋設されたケース本体を示す平面図。 通電状態における上記ブレーカーを示す断面図。 電流遮断状態における上記ブレーカーを示す断面図。 上記ブレーカーを備えた安全回路の回路図。 上記ブレーカーを製造するための第１工程を示す斜視図。 上記ブレーカーを製造するための第２工程を示す斜視図。 上記ブレーカーを製造するための第３工程を示す斜視図。 上記ブレーカーを備えたコネクタの構成を示す斜視図。

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は、ブレーカーの構成を示している。ブレーカー１は、固定接点２１を有する第１端子片２と、第１端子片２の反対側に位置される第２端子片３と、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、第１端子片２、第２端子片３、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。

第１端子片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７にインサート成形により埋め込まれている。第１端子片２の一端には固定接点２１が形成され、他端側には、外部回路と電気的に接続される端子２２が形成されている。

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７の端縁から外側に突き出されている。

本出願においては、特に断りのない限り、第１端子片２において、固定接点２１が形成されている側の面（すなわち図１において上側の面）を表（おもて）面、その反対側の面を裏（うら）面として説明している。固定接点２１から可動接点４１に向く方向を第１方向、第１方向と反対の方向を第２方向と定義した場合、表面は第１方向を向き、裏面は第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等についても同様である。

第２端子片３は、第１端子片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７にインサート成形により埋め込まれている。第２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７の端縁から外側に突き出されている。接続部３３は、ケース７の内部に設けられた開口７３ｂから露出し、可動片４と電気的に接続される。

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、第１端子片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は、弾性変形する弾性部４３と、固定接点２１と接続される可動接点４１と、第２端子片３の接続部３３と電気的に接続される接続部４２とを有する。可動接点４１は、弾性部４３の先端部に形成されている。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）等の手法によって弾性部４３の裏面（すなわち、第２方向側の面）の先端部に接合されている。

接続部４２は、可動片４の基端部に形成されている。第２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。

弾性部４３は、接続部４２から可動接点４１の側、すなわち可動片４の長手方向に延出されている。接続部４２において第２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、第１端子片２と可動片４とが通電可能となる。可動片４と第２端子片３とは、電気的に接続されているので、第１端子片２と第２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。可動片４が湾曲又は屈曲されることより、弾性部４３に可動片４の厚さ方向で熱応動素子５から離れる方向に突出する突出部４３ａが形成される。また、弾性部４３の裏面には、熱応動素子５に対向して熱応動素子５の側に突出する一対の突起（接触部）４４ａ，４４ｂが形成されている。熱応動素子５が変形すると、突起４４ａ，４４ｂと熱応動素子５とが接触して、突起４４ａ，４４ｂを介して熱応動素子５の変形が弾性部４３に伝達される（図１、図４及び図５参照）。

熱応動素子５は円弧状に湾曲した初期形状をなし、熱膨張率の異なる薄板材を積層することにより形成される。過熱により動作温度に達すると、熱応動素子５の湾曲形状は、スナップモーションを伴って逆反り変形し、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。

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る。ＰＴＣサーミスター６は、動作電流、動作電圧、動作温度、復帰温度などの必要に応じて種類を選択でき、その材料及び形状はこれらの諸特性を損なわない限り特に限定されるものではない。本実施形態では、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム又はチタン酸カルシウムを含むセラミック焼結体が用いられる。セラミック焼結体の他、ポリマーにカーボン等の導電性粒子を含有させたいわゆるポリマーＰＴＣを用いてもよい。

ケース７を構成するケース本体７１及び蓋部材８１は、絶縁性を有する樹脂により成形されている。本実施形態のケース本体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。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８２がインサート成形によって埋め込まれている。カバー片８２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８２は、後述する図４及び図５が示すように、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８２の外面側には、樹脂が配されている。

図１に示すように、第１端子片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。

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。

ブレーカー１は、第３端子片９をさらに備える。第３端子片９は、第１端子片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７にインサート成形により埋め込まれている。

図２は、ケース本体７１に埋設された第１端子片２及び第３端子片９を示している。同図では、ケース本体７１は、二点鎖線によって透視されている。

また、図３は、第１端子片２、第２端子片３及び第３端子片９が埋設されたケース本体７１を示している。第３端子片９は、ケース本体７１にインサート成形されている。第３端子片９は、ケース本体７１の中央部から可動片４の長手方向に沿って、第１端子片２の側にのびて形成されている。第３端子片９は、ケース本体７１の内部で、第１端子片２及び第２端子片３と絶縁されている。

第３端子片９は、ケース本体７１に埋設された埋設部９１と、ケース本体７１の外側に突出する端子９２と、ＰＴＣサーミスター６を支持する支持部９３とを有している。

埋設部９１は、端子９２と支持部９３との間で、固定接点２１に隣接して設けられている。埋設部９１は、階段状に湾曲又は屈曲された段曲げ部を含む。段曲げ部は、支持部９３と固定接点２１に隣接する埋設部９１とを高さ違いに配置する。これにより、支持部９３と熱応動素子５（又は可動片４）との間に、ＰＴＣサーミスター６を収容する空間すなわち収容凹部７３が形成される。そして、支持部９３の周辺にケース本体７１を構成する樹脂を配し、収容凹部７３の枠（内壁）によってＰＴＣサーミスター６及び熱変形時の熱応動素子５が案内され、位置決めされかつ支持されうる。

端子９２は、第３端子片９の一端に形成され、外部回路と電気的に接続される。本実施形態では、端子９２は、第１端子片２の端子２２と並設されている。支持部９３は、第３端子片９の他端に形成され、開口７３ｄから収容凹部７３すなわちケース７の内部空間に露出されている。

図１に示されるように、ＰＴＣサーミスター６は、第３端子片９の支持部９３と熱応動素子５との間に配設されている。ＰＴＣサーミスター６は、第３端子片９の支持部９３に３箇所形成された凸状の突起（ダボ）９４の上に載置されて、突起９４に支持される。これにより、ＰＴＣサーミスター６と第３端子片９とが電気的に接続される。

ＰＴＣサーミスター６及び第３端子片９が、弾性部４３の裏面側であって、かつ、第１端子片２と第２端子片３との間の平面視で弾性部４３と重複する位置に配置されているので、可動片４、熱応動素子５及びＰＴＣサーミスター６をコンパクトに集約することが可能となり、ブレーカー１の小型化を図ることが可能となる。

可動片４の弾性部４３には、固定接点２１と可動接点４１とが接触しているとき、可動片４の厚さ方向で熱応動素子５から離れる方向に突出する突出部４３ａが形成されている。ＰＴＣサーミスター６及び第３端子片９の支持部９３は、平面視で突出部４３ａと重複する位置に配置されている。可動片４、熱応動素子５及びＰＴＣサーミスター６をコンパクトに集約することが可能となり、ブレーカー１の小型化を図ることが可能となる。

図４は、通常の充電又は放電時などの通常状態におけるブレーカー１の動作を示している。図５は、過充電時又は異常時などの電流遮断状態におけるブレーカー１の動作を示している。さらに、図６は、ブレーカー１を備えた安全回路の回路図である。同図では、図５に示される電流遮断状態での安全回路１１０が示されている。

図６に示されるように、第１端子片２の端子２２は、外部回路の負荷１０３と接続され、第２端子片３の端子３２は、外部回路の２次電池１０１等の直流電源と接続される。これにより、２次電池１０１と負荷１０３との間の直流回路の一部が構成される。第３端子片９の端子９２は、外部回路の２次電池１０１と接続される。端子２２又は端子９２のうち、一方は２次電池１０１の正極と接続され、他方は２次電池１０１の負極と接続される。

図４に示されるように、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。

一方、可動片４の弾性部４３と熱応動素子５とは離隔しており、第２端子片３、可動片４、熱応動素子５、ＰＴＣサーミスター６及び第３端子片９は、回路として導通していない。従って、ブレーカー１の内部で、第２端子片３と第３端子片９とは電気的に接続されておらず、両者の間に漏れ電流は流れない。また、固定接点２１と可動接点４１との接触圧力の低下を抑制し、接触抵抗の低下を抑制できる。

図５に示されるように、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を介して可動片４とＰＴＣサーミスター６とが導通され、僅かな微小電流が、可動片４、熱応動素子５及びＰＴＣサーミスター６を介して、第２端子片３と第３端子片９間を流れることとなる。ＰＴＣサーミスター６は、このような微小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、可動接点４１は、固定接点２１から離隔され続け、ブレーカー１の自己保持機能が実現される。

このとき、本ブレーカー１では、図２及び３に示されるように、第３端子片９が第１端子片２から絶縁されているので、２次電池１０１から負荷１０３への電力の供給は完全に断たれ、ブレーカー１の自己保持機能を維持するための上記微小電流が負荷に流れることがない。従って、可動接点４１が固定接点２１から離隔する電流遮断状態にあるときの可動接点４１の状態、すなわち熱応動素子５の変形状態を維持するための微小電流が負荷１０３に流れ込むことが回避されうる。なお、図６に示されるように、第３端子片９の端子９２が２次電池１０１と接続されているので、ＰＴＣサーミスター６を流れる微小電流は、端子９２を介して直流電源、すなわち、２次電池１０１に環流される。

図４に示されるように、初期形状の熱応動素子５は、可動片４の弾性部４３から離隔しているため、可動片４による拘束を受けない。従って、熱応動素子５が熱変形に至る動作温度が安定し、ブレーカー１の温度特性が向上する。

本発明では、熱応動素子５及びＰＴＣサーミスター６が可動片４の裏面側、すなわち、可動接点４１が設けられている面側（可動片４の弾性部４３に対して第２方向の側）に配されている。これにより、可動接点４１及び固定接点２１の対と熱応動素子５及びＰＴＣサーミスター６の対とを、可動片４の弾性部４３がのびる方向にずらして配置しつつ、可動接点４１、固定接点２１、熱応動素子５及びＰＴＣサーミスター６を可動片４の裏面側に集約することが可能となる。従って、ブレーカー１の小型化を容易に図ることが可能となる。

図１及び図４に示されるように、熱応動素子５は、可動片４の側（すなわち、第１方向の側）を凸に湾曲し、ＰＴＣサーミスター６は、熱応動素子５の曲率中心の側（すなわち、第２方向の側）に配されているので、熱応動素子５及びＰＴＣサーミスター６の対をコンパクトに集約することが可能となり、ブレーカーの小型化を図ることが可能となる。

図１、３及び４に示されるように、ＰＴＣサーミスター６は、固定接点２１と第２端子片３の接続部３３との間に配されている。これにより、可動片４の弾性部４３、熱応動素子５及びＰＴＣサーミスター６を集約して配置することが可能となる。従って、ブレーカー１の小型化を容易に図ることが可能となる。

本実施形態では、第３端子片９は、支持部９３から可動片４の長手方向すなわち弾性部４３がのびる方向に沿って第１端子片２の側にのびている。これにより、ブレーカー１の幅（可動片４の短手方向の長さ）を抑制し、さらなる小型化を図ることが可能となる。また、第３端子片９の端子９２がケース本体７１から可動片４の短手方向に突出しないので、ブレーカー１が実装されるプリント回路基板の配線パターンの自由度が高められる。特に、後述するブレーカー１をコネクタの内蔵する形態にあっては、コネクタを容易に小型化することが可能となる。

第３端子片９の埋設部９１及び端子９２は、可動片４の短手方向からの側面視で第１端子片２と重複する。すなわち、第１端子片２の固定接点２１が設けられている領域２３と埋設部９１とが可動片４の短手方向からの側面視で重複することにより、ケース本体７１を成形する際に樹脂材料の流れが良好となる。また、ブレーカー１の高さを抑制し、小型化を図ることができる。さらに、端子２２と端子９２とが可動片４の短手方向からの側面視で重複することにより、端子２２と端子９２とが同一平面上に配され、端子２２及び端子９２と外部回路を構成するプリント回路基板等との接続が容易となる。

第３端子片９は、可動片４の長手方向に垂直な断面積が小さい狭小部９５を有している。狭小部９５は、埋設部９１に設けられ、固定接点２１が設けられる領域２３の側面２３ａに対向して設けられている。これにより、ブレーカー１の幅を抑制し、さらなる小型化を容易に図ることが可能となる。本実施形態では、狭小部９５は、側面２３ａに隣接して配されている。狭小部９５と側面２３ａとの間には、ケース本体７１を構成する樹脂が充填されているため、両者が短絡するおそれはない。なお、狭小部９５を有する第３端子片９を流れる電流は、図５に示される電流遮断状態にあるブレーカー１におけるＰＴＣサーミスター６を流れる微小電流である。従って、第３端子片９に狭小部９５を設けることによる弊害はない。

図７乃至図９は、上記ブレーカー１を製造するための工程を、時系列で示している。ブレーカー１は、第１工程乃至第３工程を含む製造方法によって製造される。

図７に示される第１工程では、第１端子片２、第２端子片３及び第３端子片９が形成される。第１端子片２、第２端子片３及び第３端子片９は、母材（原反）となる金属板をプレス加工することにより、所望の形状に形成される。

第１工程において、第１端子片２と第３端子片９とは、一体に成形されている。第１端子片２の領域２３と第３端子片９の埋設部９１及び支持部９３とは、溝９８によって分離されている。第１端子片２の端子２２と第３端子片９の端子９２とは、接続部９９を介してつながっており、これにより、第１端子片２と第３端子片９とが、一体化されている。固定接点２１は、上記プレス加工の前に上記金属板の表面に形成されていることが望ましく、この場合、埋設部９１に固定接点２１と同等の金属が形成されていてもよい。

図８に示される第２工程では、第１端子片２、第２端子片３及び第３端子片９が、ケース本体７１を成形するための金型（図示せず）のキャビティ空間にインサートされ、ケース本体７１を構成する樹脂材料がキャビティ空間に充填される。このとき、キャビティ空間内の溝９８にも樹脂材料が充填され、第１端子片２、第２端子片３及び第３端子片９を絶縁状態で支持するケース本体７１が形成される。

図９に示される第３工程では、第１端子片２と第３端子片９とをつないでいる接続部９９が、第１端子片２及び第３端子片９から切断される。これにより、第１端子片２と第３端子片９とが完全に絶縁される。第３工程すなわち接続部９９の切断は、ケース本体７１に蓋部材８１が接合された後、実行されてもよい。

本実施形態では、上記インサート成形の際、第１端子片２と第３端子片９とが接続部９９を介してつながっているので、第１端子片２及び第３端子片９をキャビティ空間に精度よく配置することが可能となる。さらに、樹脂材料の充填時に、樹脂材料から受ける圧力によって、第１端子片２と第３端子片９とが相対的に位置ずれすることが抑制される。第１端子片２及び第３端子片９の精度がより一層高められる。

図１０は、ブレーカー１を備えたコネクタの構成を示している。コネクタ１０は、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、電気機器１００に設けられているレセプタクルコネクタ６０と接続されるプラグコネクタである。コネクタ１０は、回路基板１２に給電端子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。

コネクタ１０では、ブレーカー１の端子３２、９２が電気機器１００又はケーブル５０の一方と接続され、端子２２が他方と接続される。コネクタ１０の給電ライン１１にブレーカー１が設けられることにより、電気機器１００からケーブル５０に又はケーブル５０から電気機器１００に、可動接点４１の状態を維持するための微小電流が流れ込むことが回避されうる。コネクタ１０の発熱により熱応動素子５が変形し、固定接点２１から可動接点４１が離れたとき、ブレーカー１は、電気機器１００又はケーブル５０のうち、負荷１０３が設けられている側の回路を遮断する。例えば、電気機器１００の側に直流電源が設けられている場合、ブレーカー１は、ケーブル５０の側の回路を遮断する。この場合、ＰＴＣサーミスター６を流れる微小電流は、レセプタクルコネクタ６０を介して電気機器１００の直流電源に環流される。一方、ケーブル５０の先端側に直流電源が設けられている場合、ブレーカー１は、電気機器１００の側の回路を遮断する。この場合、ＰＴＣサーミスター６を流れる微小電流は、ケーブル５０を介して直流電源に環流される。

本発明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る。すなわち、少なくとも、固定接点２１を有する第１端子片２と、可動接点４１を有し、この可動接点４１を固定接点２１に押圧して接触させる可動片４と、可動片４に電気的に接続されている第２端子片３と、温度変化に伴って変形することにより可動接点４１が固定接点２１から離隔するように可動片４を作動させる熱応動素子５とを備えたブレーカー１において、第１端子片２から絶縁された第３端子片９と、熱応動素子５を介して第３端子片９と可動片４とを導通させるＰＴＣサーミスター６とをさらに備え、ＰＴＣサーミスター６は、可動片４の可動接点４１が設けられている裏面側に配されていればよい。

例えば、可動片４が第２端子片３と一体的に形成されていてもよい。これにより、可動片４と第２端子片３とを溶接等によって接合する工程が省略され、ブレーカー１の製造コストの削減を図ることが可能となる。また、可動片４がバイメタル又はトリメタル等の積層金属によって形成されることにより、可動片４と熱応動素子５とが一体的に形成される構成であってもよい。これらの場合、ブレーカーの構成が簡素化されて、小型化を図ることができる。

また、第１端子片２、第２端子片３、可動片４、熱応動素子５、ＰＴＣサーミスター６、ケース７及び第３端子片９等の形状も、図１等に示したものに限られず、適宜変更可能である。

例えば、第３端子片９の埋設部９１及び端子９２は、可動片４の長手方向から垂直に延出されていてもよい。また、支持部９３がケース本体７１の底面から露出されることにより、支持部９３の裏面が端子９２として機能するように構成されていてもよい。このような構成により、ブレーカー１を外部回路に実装する際の自由度が高められる。また、後者の場合、ケース本体７１の小型化を図ることが可能である。

また、第３端子片９の埋設部９１及び端子９２は、第２端子片３の側に延出されていてもよい。このような構成により、２次電池１０１の両端に接続される端子３２と端子９２とを隣接させて配置することが可能となり、ブレーカー１が接続される外部回路の構成を簡素化することが可能となる。また、第３端子片９の端子９２がケース本体７１から可動片４の短手方向に突出しないので、ブレーカー１が実装されるプリント回路基板の配線パターンの自由度が高められる。

この場合、第３端子片９の埋設部９１及び端子９２は、可動片４の短手方向からの側面視で第２端子片３と重複する位置に配置されているのが望ましい。すなわち、第２端子片３の接続部４２と第３端子片９の埋設部９１とが可動片４の短手方向からの側面視で重複することにより、ケース本体７１を成形する際に樹脂材料の流れが良好となる。また、ブレーカー１の高さを抑制し、小型化を図ることができる。さらに、第２端子片３の端子３２と第３端子片９の端子９２とが可動片４の短手方向からの側面視で重複することにより、端子３２と端子９２とが同一平面上に配され、端子３２及び端子９２と外部回路を構成するプリント回路基板等との接続が容易となる。

さらにまた、上述した可動片４が第２端子片３と一体的に形成されている構成において、第３端子片９の埋設部９１及び端子９２が、第２端子片３の側（すなわち、第１端子片２とは反対の側）に延出されていてもよい。

１ ブレーカー
２ 第１端子片
３ 第２端子片
４ 可動片
５ 熱応動素子
７ ケース
９ 第３端子片
１０ コネクタ
２１ 固定接点
４１ 可動接点
４３ａ 突出部
１１０ 安全回路

Claims (8)

1. 固定接点を有する第１端子片と、
   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、
   前記可動片に電気的に接続されている第２端子片と、
   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隔するように前記可動片を作動させる熱応動素子とを備えたブレーカーにおいて、
   前記第１端子片から絶縁された第３端子片と、
   前記熱応動素子を介して前記第３端子片と前記可動片とを導通させる正特性サーミスターとをさらに備え、
   前記正特性サーミスターは、前記可動片の前記可動接点が設けられている裏面側に配され、
   前記可動接点が前記固定接点から離隔しているとき、前記第１端子片と前記第２端子片とが導通しないことを特徴とするブレーカー。
2. 固定接点を有する第１端子片と、
   弾性変形する弾性部と、該弾性部の裏面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、
   前記可動片に電気的に接続されている第２端子片と、
   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隔するように前記可動片を作動させる熱応動素子とを備えたブレーカーにおいて、
   前記第１端子片から絶縁された第３端子片と、
   前記熱応動素子を介して前記第３端子片と前記可動片とを導通させる正特性サーミスターとをさらに備え、
   前記正特性サーミスター及び前記第３端子片は、前記弾性部の前記裏面側であって、かつ、平面視で前記弾性部と重複する位置に配置されていることを特徴とするブレーカー。
3. 前記正特性サーミスターは、前記固定接点と前記第２端子片との間に配されている請求項１又は２に記載のブレーカー。
4. 前記第３端子片は、前記可動片の長手方向に沿って前記第１端子片の側にのびる請求項１乃至３のいずれかに記載のブレーカー。
5. 前記第３端子片は、前記可動片の短手方向からの側面視で前記第１端子片と重複する部分を有する請求項１乃至４のいずれかに記載のブレーカー。
6. 前記第３端子片は、前記可動片の長手方向に垂直な断面積が小さい狭小部を有し、
   前記狭小部は、前記固定接点が設けられる領域に対向して設けられている請求項１乃至５のいずれかに記載のブレーカー。
7. 請求項１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１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コネクタ。

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