KR20130019370A

KR20130019370A - 브레이커

Info

Publication number: KR20130019370A
Application number: KR1020127005418A
Authority: KR
Inventors: 요시히로 나카니시; 코타 야기
Original assignee: 주식회사 고마츠라이트 제작소
Priority date: 2010-02-26
Filing date: 2011-01-31
Publication date: 2013-02-26
Also published as: CN105304416B; JP5154708B2; CN105304416A; JP2013140819A; JP2013149632A; JP5695695B2; HK1178687A1; EP2541576A1; CN102782793B; EP2541576A4; JPWO2011105175A1; JP4980495B2; JP5661145B2; EP2541576B1; CN102782793A; JP2012084548A; JP2012238615A; WO2011105175A1

Abstract

본 발명은 고정접점과 가동접점과의 접촉 위치를 적정하게 유지하는 것으로써, 접촉저항을 저감하면서, 새로운 소형화를 도모할 수 있는 소형브레이커를 제공한다.
고정편(2)와 가동편(3)과 바이메탈(4)와 케이스(case,6)을 구비한 브레이커에 있어서, 가동편(3)은, 제1 탄성부(34)보다도 탄성계수가 낮은 제2 탄성부(35)를 가지며, 제1 탄성부(34)와 제2 탄성부(35)와의 사이의 고정부(33)에 있는 케이스(6)에 의해 고정된다.

Description

브레이커{BREAKER}

본 발명은 2차 전지에 내장되는 소형의 브레이커(breaker)에 관한 것이다.

종래에 휴대 전화기나 노트북 컴퓨터 등에 탑재되는 소형의 니켈 수소 전지, 리튬 이온 배터리 등의 2차 전지용의 안전장치에는, PTC thermistor(일정 온도 이상으로 저항값이 급격하게 증대하는 도전 물질) 및 온도 휴즈 등이 이용되고 있다.

이것들을 이용한 보호회로에는, 각각, 동작 온도의 대역폭이 넓고 정밀한 온도 설정이 곤란하다는 것과, 여러 차례 사용할 수 없기 때문에 그 제조 공정에 대해 전수 검사가 불가능하다 라는 결점이 있었다. 그래서 이러한 종래기술에 의한 보호회로에 대신하고, 정밀한 동작 온도의 설정이 가능하고, 한편 여러 차례가 사용할 수 있는 기계 동작식의 안전장치가 요망되고 여러가지의 기술이 제안되고 있다.

예를 들면, 특허문헌1에는, 고정접점을 가지는 고정편(stationary piece)과 선단부에 가동접점(movable contact)을 가지는 가동편(movable piece,3)과 소정의 작동 온도로 가동접점(movable contact)이 고정접점으로부터 이격되어 가동편(movable piece)을 작동시키는 열응동소자와 고정편(stationary piece)과 접속된 PTC 소자와 이것들을 수용하는 절연성의 평평한 케이스(case)를 갖춘 소형 브레이커(breaker)가 개시되고 있다. 또한, 특허문헌2에는, 소형 브레이커(breaker)의 제조 방법이 개시되고 있다.

특허문헌1 : 특개2005-129471호공보 특허문헌2 : 특개2002-83523호공보

휴대 전화기, 노트북 컴퓨터 등에 이용되는 2차 전지는, 근래에 더욱 소형화가 진행되고 있고 2차 전지에 내장되는 소형 브레이커(breaker)에도 한층 더 소형화가 요구되고 있다.

그렇지만, 소형 브레이커(breaker)와 같은 기계 동작식 제품의 부재 치수가 일정치를 하회하면, 단순하게 구성 부재를 축소하고 기존의 생산 설비 및 제법으로만 적용하면 충분한 완성도와 생산성의 양립이 어렵게 된다.

특히, 소형 브레이커(breaker)의 고정편(stationary piece)에 설치된 고정접점과 가동편(movable piece)에 설치된 가동접점(movable contact)을 위치 결정 하는 공정에 대해서는, 부재 치수의 축소에 수반하여 조립시의 오차에 대한 취약도가 증가하고 고정접점과 가동접점(movable contact)과의 접촉 위치가 적정하지 않은 장소에 위치가 어긋나기 쉽다.

이러한 접점의 위치 차이는, 전기제품의 안전장치에 있어서 중대한, 접촉저항이 불안정이 이루어지는 문제의 원인이 되고, 소형 브레이커(breaker)의 불량율을 저감하기에 장해가 되고 있었다. 특히, 가동편(movable piece)의 치수가 1mm 이하(submillimeter)가 되면, 열응동소자나 가동편(movable piece)의 구비, 뚜껑(cover member)의 장착을 포함한 모든 부재의 조립 공정에 있어서, 상술한 접점의 위치가 어긋남에 따른 문제가 현저하게 도출된다. 또한 게다가 완성한 우량품의 소형 브레이커(breaker)를 안전장치에 조립할 때에 취급을 난폭하게 하면, 단자가 꼬였을 때에 접점의 접촉 위치에 악영향을 미치는 우려가 있다.

본 발명은, 상술한 종래기술에 의한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고정접점과 가능동접점과의 접촉 위치를 적정하게 유지하는 것으로써, 접촉 저항을 저감 하면서, 새로운 소형화를 도모할 수 있는 브레이커(breaker)를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 기재된 청구항1에 기재된 브레이커는, 고정접점을 가지는 고정편(stationary piece,2)과,

선단부에 가동접점(movable contact,31)을 가지며 상기 가동접점(movable contact,31)을 상기 고정접점에 눌러서 접촉시키는 가동편(movable piece,3)과,

온도변화에 따라 변형하는 것으로 상기 가동접점(movable contact,31)이 상기 고정접점으로부터 이격하도록 상기 가동편(movable piece,3)을 작동시키는 열응동소자와,

상기 고정편(stationary piece,2), 가동편(movable piece,3) 및 열응동소자를 수용하는 케이스(case,6)를 구비하는 브레이커(breaker,1)에 있어서,

상기 가동편(movable piece,3)은, 상기 케이스(case,6)의 외측에 돌출되는 단자와,

상기 가동접점(movable contact,31)을 상기 고정접점에 눌려지도록 탄성력을 발생하는 제1 탄성부와,

상기 제1 탄성부(first elastic portion,34)와 상기 단자와의 사이에 형성되고 상기 제1 탄성부(first elastic portion,34)보다 탄성계수가 낮은 제2 탄성부를 가지며,

상기 제1 탄성부(first elastic portion,34)와 상기 제2 탄성부(second elastic portion,35)와의 사이에서, 상기 케이스(case,6)에 의해서 고정되는 것을 특징으로 한다.

상기 브레이커에 있어서, 상기 제2 탄성부(second elastic portion,35)는, 상기 제2 탄성부(second elastic portion,35)로부터 상기 가동접점(movable contact,31)에 이르는 상기 가동편(movable piece,3)의 연장 방향으로 수직인 단면적이, 상기 제1 탄성부(first elastic portion,34)보다 작은 것을 특징으로 한다.

상기 브레이커에 있어서, 상기 제2 탄성부(second elastic portion,35)는, 관통공(through-Hole,36)이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 브레이커에 있어서, 상기 제2 탄성부(second elastic portion,35)는, 상기 가동편(movable piece,3)의 연장 방향에 대해서 대칭으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 브레이커에 있어서,

상기 케이스(case,6)는, 상기 고정편(stationary piece,2), 가동편(movable piece,3) 및 열응동소자를 수용하기 위해 통로(opening,63)를 가지는 케이스본체(main body of the case,61)와,

상기 케이스본체(main body of the case,61)의 통로(opening,63)를 차단하도록 장착되는 뚜껑(cover member,62)를 가지며,

상기 가동편(movable piece,3)은, 상기 케이스본체(main body of the case,61)와 상기 뚜껑(cover member,62)에 사이에서 클리핑되어 고정되고,

상기 케이스본체(main body of the case,61)는, 상기 가동편(movable piece,3)의 접촉단부과 접하고 상기 가동편(movable piece,3)을 위치 결정하기 위한 경사면의 볼록부(protruded portions of slant faces,65)를 가지는 것을 특징으로 한다.

상기 브레이커에 있어서, 상기 관통공(through-Hole,36)은, 원형인 것을 특징으로 한다.

상기 브레이커에 있어서,

상기 케이스(case,6)는,

상기 고정편(stationary piece,2), 가동편(movable piece,3) 및 열응동소자를 수용하기 위한 통로(opening,63)를 가지는 케이스본체(main body of the case,61)와,

상기 가동편(movable piece,3)은, 상기 케이스본체(main body of the case,61)와 상기 뚜껑(cover member,62) 사이에서 클리핑되어 고정되고,

상기 케이스본체(main body of the case,61)는, 상기 가동편(movable piece,3)의 관통공(through-Hole,36)에 끼워 결합되는 원통형의 돌기(protrusion,64)를 가지며,

상기 돌기(protrusion,64)의 상부에는 경사면의 테이퍼부(a tapered portion of slant face)가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 브레이커에 있어서, 상기 볼록부(protruded portion,65)는, 상기 통로(opening,63)의 외주에 형성된 케이스본체(main body of the case,61) 단면에서 평면으로 반원형 돌기가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 브레이커에 있어서,

상기 볼록부(protruded portion,65)는, 상기 통로(opening,63)의 측에 경사면을 가지는 것을 특징으로 한다.

상기 브레이커에 있어서,

상기 볼록부(protruded portion,65)는 상기 가동편(movable piece,3)의 제2 탄성부의 주변에 형성되고,

상기 가동편(movable piece,3)은, 상기 볼록부(protruded portion,65)의 경사면에 대응하는 노치(notch,37)를 가지는 것을 특징으로 한다.

상기 브레이커에 있어서, 상기 가동편(movable piece,3)의 연장 방향에 대해서 수직인 상기 가동편(movable piece,3)의 폭방향에 대하여, 상기 관통공(through-Hole,36)의 폭치수가 X로 설계되고, 상기 제2 탄성부(second elastic portion,35)의 폭치수가 Y로 설계되면, X : Y-X의 비율은 1.5:1 내지 1:1. 5인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 가동편이 케이스에 의해서 고정되는 위치 보다 외측의 단자 측에 제1 탄성부 보다도 탄성계수가 낮은 제2 탄성부가 형성되어 있으므로, 브레이커의 제조, 반송 또는 2차 전지로의 조립공정에 있어서, 가동편의 단자에 외력이나 충격이 더해져도, 제2 탄성부에 의해서 흡수되게 되어, 가동접점의 위치가 적정하게 유지된다. 그 결과, 고정접점과 가동접점과의 접촉 위치가 적정하게 유지되고, 접촉 저항을 안정되어 억제하는 것이 가능해져, 브레이커의 새로운 소형화를 도모할 수 있다.

또한, 가동편의 연장 방향으로 수직인 단면적이, 제1 탄성부 보다도 제2 탄성부가 작아지도록 구성되어 있으므로, 가동편을 프레스 가공 등에 의해서 형성하는 것으로써, 용이하게 제1 탄성부 보다도 탄성계수가 낮은 제2 탄성부를 형성하는 것이 가능해진다.

또한, 관통공에 의해서, 한층 용이하게 제1 탄성부 보다도 탄성계수의 낮은 제2 탄성부를 형성하는 것이 가능해진다. 또한, 제2 탄성부의 탄성계수의 설계 자유도를 높일 수 있다.

또한, 제2 탄성부는, 가동편의 연장 방향에 대해서 대칭으로 형성되어 있기 때문에, 가동편의 단자를 꼬이도록 외력이나 충격이 어느 회전 방향으로 가해져도, 제2 탄성부에 의해 동일하게 흡수할 수 있다. 이것에 의해, 가동접점의 위치를 보다 한층 적정하게 유지할 수 있게 된다.

또한, 관통공이 원형으로 형성되고 있으므로, 제2 탄성부에 발생하는 응력의 집중을 완화할 수 있고, 제2 탄성부에 있어서의 가동편의 파손을 억제할 수 있다.

또한, 관통공의 폭치수 및 제2 탄성부의 폭치수가 적정하게 형성되어 있으므로, 제2 탄성부에 의한 충격 등의 흡수 효과를 보다 한층 높일 수 있다.

또한, 간소한 구성에 의해서 가동편을 고정할 수 있다. 또한 가동편을 케이스본체에 조립할 때 경사진 볼록부에 의해서, 가동편을 용이하고 정확하게 위치 결정할 수 있다. 이것에 의해, 생산 효율의 향상을 도모하면서, 가동접점의 위치를 보다 한층 적정하게 유지할 수 있게 된다.

또한, 볼록부가 평면에서 반원형으로 케이스본체 단면으로부터 돌출하여 형성되고 있으므로, 볼록부를 마련한 것에 의한 케이스본체 단면과 뚜껑과의 접촉 면적의 감소를 억제할 수 있다. 이것에 의해, 케이스본체와 뚜껑을 강고하게 용착하는 것이 가능해지고 케이스의 견뢰성 및 밀봉성을 높일 수 있고, 제1 탄성부와 제2 탄성부와의 사이에 있어 가동편의 고정을 강고한 것으로 하는 것이 가능하다.

또한, 볼록부가 통로의 측면, 즉 가동접점의 측면에 경사면을 가지므로, 가동접점을 보다 한층 정확하게 위치 결정할 수 있게 된다. 또한, 볼록부 보다도 외측에 있어서 케이스본체 단면의 면적을 크게 할 수 있으므로, 케이스의 밀봉성을 높일 수 있고, 수분, 전해액 그 외의 브레이커에 있어서 바람직하지 않은 침입물이 케이스의 내부에 침입하는 우려를 저감할 수 있다.

또한, 가동편의 제2 탄성부에 볼록부에 대응하는 노치 부분을 형성하는 것으로써, 용이하게 제2 탄성부의 탄성계수를 저하시킬 수 있고, 또한 용이하게 브레이커의 소형화를 도모하는 것이 가능해진다.

도1은 본 발명에 의한 브레이커의 제1 실시예에 의한 브레이커의 구성을 도시한 분해사시도이고,
도2는 본 발명에 의한 브레이커 본체에 뚜껑을 조립한 상태를 도시한 사시도이고,
도3은 통상의 충전 또는 방전 상태에 있어서의 브레이커의 동작을 도시한 단면도이고,
도4는 과충전 상태 또는 이상동작 등에 있어서 브레이커의 동작을 도시한 단면도이고,
도5는 가동편 및 케이스 본체의 구성을 확대 도시한 사시도이고,
도6은 가동편 및 케이스 본체의 변형예의 구성을 확대 도시한 사시도이고,
도7은 조립전에 있어서의 케이스본체의 돌기의 형상을 도시한 단면도이고,
도8은 조립전에 있어서의 케이스본체의 돌기 및 볼록부의 변형예를 도시한 단면도이다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 작동상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.

도1은 본 발명에 의한 브레이커의 제1 실시예에 의한 브레이커(breaker,1)의 구성을 도시한 분해사시도이고, 도2는 본 발명에 의한 브레이커 본체에 뚜껑(cover member,62)을 조립한 상태를 도시한 사시도이다.

상기 브레이커(1)는, 고정접점(21)을 가지는 고정편(2)과 선단부에 가동접점(31)을 가지는 가동편(3)과 온도변화에 수반해 변형하는 열응동소자(4)와 PTC 써미스터(5)와 고정편(2), 가동편(3), 열응동소자(4) 및 PTC 써미스터(5)를 수용하는 케이스(,6) 등으로 구성된다.

상기 케이스(6)는, 케이스본체(61)와, 상기 케이스본체(61)의 표면에 장착되는 뚜껑(62) 등으로 구성된다.

상기 고정편(2)은, 인 청동(phosphor bronze)을 주성분으로 하는 금속판(이 외, 동-티탄 합금(opper-titanium alloy), 양은(nickel silver), 황동(brass) 등의 금속판)을 프레스 가공하는 것으로써 형성되고, 케이스본체(61)에 인서트 성형 또는 크림핑(crimping) 등에 의해 조립된다. 상기 고정편(2)의 일단에는 단자(22)가 형성되고 중앙부에는 PTC 써미스터(5)가 구비된다.

상기 고정접점(21)은 은(silver), 니켈(nickel), 니켈-은 합금(nickel-silver alloy), 동-은 합금(copper-silver alloy), 금-은 합금(gold-silver alloy silver) 등의 도전성의 좋은 재료의 클래드(cladding), 도금(plating) 또는 도포(spreading) 등에 의해 형성되고 케이스본체(61)의 상부에 형성된 통로(63)의 일부로부터 노출된다.

상기 단자(22)는 케이스본체(61)의 일단으로부터 외측으로 돌출된다.

상기 가동편(3)은, 고정편(2)과 동일한 금속판을 프레스 가공하는 것으로써 형성된다. 상기 가동편(3)의 일단에는 단자(32)가 형성되어 상기 케이스본체(61)로부터 외측으로 돌출되고 타단에는 가동접점(31)이 형성된다.

상기 가동접점(31)은, 고정접점(21)과 동일한 재료 및 수법에 따라 가동편(movable piece,3)의 선단부에 형성된다. 상기 가동편(movable piece,3)은, 가동접점(movable contact,31)과 단자(32)의 사이에, 고정부(fixation portion,33), 제1 탄성부(34) 및 제2 탄성부(35)를 가지고 있다. 상기 고정부(fixation portion,33)에 있어서 상기 케이스본체(main body of the case,61)와, 뚜껑(cover member,62)에 의해서 클립되어(clipped) 가동편(movable piece,3)이 고정되고, 제1 탄성부(34)가 탄성변형 하는 것에 의해, 상기 선단에 형성되어 있는 가동접점(movable contact,31)이 고정접점(21)에 눌려져서 접촉하고, 상기 고정편(stationary piece,2)과 가동편(movable piece,3)이 통전 가능하게 이루어진다.

또한, 상기 제2 탄성부(35)는, 고정부(33)과 단자(32)와의 사이에 형성된다. 상기 고정부(33)와 단자(32)와의 사이에 원형의 관통공(36) 및 노치(37)를 마련하는 것으로, 제2 탄성부(35)의 탄성계수는 제1 탄성부(34)보다 낮게 설정된다.

여기서, 탄성계수란, 응력에 응한 왜곡된 변화율을 의미하고, 응력의 방향은 특히 한정되지 않는다. 상기 제2 탄성부(35)의 탄성계수가 제1 탄성부(34)보다 낮다고 하는 것은, 가동편(3)이 파괴되지 않는 정도의 외력이 단자(32)에 가해졌을 때, 제1 탄성부(34)에 있어서의 변형보다도 제2 탄성부(35)에 있어서의 변형이 크게 된다. 또한 본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제2 탄성부(35)와 제1 탄성부(34)와의 사이의 고정부(33)에 있어서, 가동편(3)이 강고하게 고정되고 있기 때문에, 제2 탄성부(35)에 발생하는 응력은 제1 탄성부(34)에는 거의 전달되지 않고, 제1 탄성부(34)로부터 가동접점(movable contact,31) 사이에 변형은 생기지 않는다.

상기 고정부(33)의 폭치수(가동편(3)의 연장 방향으로 수직인 방향의 치수)는, 제1 탄성부(34) 및 제2 탄성부(35) 보다 크게 설정되어 있다.

또한, 상기 제1 탄성부(34)의 하부면에는, 열응동소자(4)에 대향하여 소돌기(minute protrusions,38)가 형성되고 있다. 상기 소돌기(38)는 열응동소자(4)와는 항상 접촉하고, 상기 열응동소자(4)의 변형이 제1 탄성부(34)에 전달된다(도3 및 도4 참조). 상기 가동편(,3)의 재료로서는, 인 청동(phosphor bronze)을 주성분으로 하는 것이 바람직하다. 또한 선택적으로 동-티탄 합금(copper-titanium alloy), 양은(nickel silver), 황동(brass) 등의 도전성 탄성 재료도 이용된다.

또한, 상기 가동편(3)은, 제1 탄성부(34)에서 프레스 가공에 의해 만곡 또는 굴곡된다. 상기 만곡 또는 굴곡의 정도는, 열응동소자(4)를 수용가능한 한 특히 한정은 없고, 동작 온도 및 복귀 온도에 있어서의 탄성력, 접점의 압압력 등을 고려해 적당하게 설정하는 것이 바람직하다.

상기 열응동소자(4)는 원호형상으로 만곡형상을 이루고, 바이메탈(bimetal), 트라이메탈(trimetal) 등의 복합재료로부터 이루어진다. 과열에 의해 동작 온도에 이르면 만곡형상은 반전하고 냉각에 의해 복귀온도를 하회하면 복원한다. 상기 열응동소자(4)는, 바이메탈이 이용되는 것이 일반적이므로, 이하j에서 바이메탈(4)을 특별히 한정하지 않는다.

상기 바이메탈(4)의 형상은, 프레스 가공에 의해 형성할 수 있다. 소기의 온도로 바이메탈(4)의 반전 동작에 의해 가동편3)의 제1 탄성부(34)를 밀어 올릴 수 있고 한편 제1 탄성부(34)의 탄성력에 의해 원래대로 복원할 수 있도 있으며, 바이메탈(4)의 재질 및 형상은 특히 한정되는 것은 아니지만 생산성 및 반전 동작의 효율성을 고려해보면 구형이 바람직하고, 소형이면서 제1 탄성부(34)를 효율적으로 밀어 올리기 위해서 정방형에 가까운 장방형인 것이 바람직하다.

또한 바이메탈(4)의 재료로서는, 예를 들면, 고팽창 측에 동-니켈-망간 합금(copper-nickel-manganese alloy) 또는 니켈-크롬-철 합금(nickel-chrome-iron alloy), 저팽창 측에 철-니켈 합금(iron-nickel alloy)을 시작으로 하는, 양은(nickel silver), 황동(brass), 스테인레스 스틸(stainless steel) 등 각종의 합금으로부터 이루어지는 열팽창율이 다른 2종류의 재료를 적층한 것이 필요조건에 따라 조합되어 사용된다.

상기 바이메탈(4)의 반전 동작에 의해 고정편(stationary piece,2)과 가동편(3)과의 통전이 차단되었을 때, PTC 써미스터(PTC,thermistor(5))에 흐르는 전류가 증대한다. 상기 PTC 써미스터(5)는, 온도 상승과 함께 저항값이 증대하여 전류를 제한하는 정특성 써미스터이면, 동작전류, 동작 전압, 동작 온도, 복귀 온도 등의 필요에 따라서 종류를 선택할 수 있고 그 형상은 이러한 특성을 저해하지 않는 범위 내에 있다면 특별하게 한정되지는 않는다.

상기 케이스(6)를 구성하는 케이스본체(61) 및 뚜껑(cover member,62)은, 난연성의 폴리아미드(polyamide having flame resistance), 내열성이 뛰어난 폴리페닐렌 설파이드(PPS, polyphenylene sulfide), 액정 폴리머(LCP,liquid crystal polymer), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT,polybutylene terephthalate)등의 수지에 의해 형성된다.

상기 케이스본체(main body of the case,61)에는, 고정편(stationary piece,2), 가동편(movable piece,3), 바이메탈(4) 및 PTC 써미스터(PTC,thermistor(5)) 등을 수용하기 위한 통로(opening,63)와, 가동편(movable piece,3)과 끼워 결합되는 원통형의 돌기(64) 및 경사면이 형성된 볼록부(65) 등이 형성되고 있다.

상기 원통형의 돌기64)는 원형의 관통공(36)과 계합되고, 경사면 형상의 볼록부(65)는 노치(37)와 계합된다. 그리고 상기 케이스본체(61)에 조립된 가동편(3), 바이메탈(4) 및 PTC 써미스터(5)는, 통로(63)의 내부에 형성되어 있는 프레임(67,68,69)에 의해서 각각 접촉되고 바이메탈(4)의 반전시에 안내된다.

도2에 도시된 바와 같이, 고정편(2), 가동편(3), 바이메탈(4) 및 PTC 써미스터(5) 등을 수용한 케이스본체(61)의 통로(63)을 막도록 뚜껑(62)이, 케이스본체(61)의 상부면에 장착된다. 상기 케이스본체(61)와 뚜껑(62)은 초음파 용착에 의해서 접합된다. 이 때, 원통형의 돌기(64) 및 경사면 형상의 볼록부(65)의 상부는, 뚜껑(62)으로 접합된다. 상기 뚜껑(62)은, 금속부가 포함되는 것도 바람직하다. 금속부를 포함하는 것이 기계적 강도의 관점에서 소형화에는 유리하고, 또한 금속부에 커버 단자를 마련하는 것으로, 안전장치의 다른 부분에 예비 전원을 공급할 수도 있다.

도3은, 통상의 충전 또는 방전 상태에 있어서의 브레이커(1)의 동작을 나타내고 있다. 통상의 충전 또는 방전 상태에 대해서는, 바이메탈(4)은 정운전(original shape)하고(반운전 전(before inversion)), 고정접점(21)과 가동접점(31)은 접촉하고, 가동편(3)의 제1 탄성부(34) 등을 통해서 브레이커(1)의 양단자(22,32) 간은 도통하고 있다. 상기 가동편(3)의 제1 탄성부(34)와 바이메탈(4)과는 접촉하고 있고, 가동편(3), 바이메탈(4), PTC 써미스터(5) 및 고정편(2)은 회로로 도통하고 있다.

그러나, PTC 써미스터(5)의 저항은, 가동편(3)의 저항에 비해 압도적으로 크기 때문에, PTC 써미스터(5)를 흐르는 전류는, 고정접점(21) 및 가동접점(31)을 흐르는 양에 비교하여 완전하게 무시할 수 있는 정도이다.

도4는, 과충전 상태 또는 이상동작 등에서 있을 수 있는 브레이커(1)의 동작을 나타내고 있다. 상기 과충전 또는 비정상으로 보다 고온 상태가 되면, PTC 써미스터(5)는 과열되고 동작 온도에 도달한 바이메탈(4)은 반운전하고 가동편(3)의 제1 탄성부(34)를 밀어 올릴 수 있고 고정접점(21)과 가동접점(31)은 이격한다.

이 때, 고정접점(21)과 가동접점(31)의 사이를 흐르고 있던 전류는 차단되고 미량의 새는 전류가 바이메탈(4) 및 PTC 써미스터(5)를 통해 흐르게 된다.

상기 PTC 써미스터(5)는, 이와 같이 새는 전류가 흐르고 제한된 발열을 계속하고 바이메탈(4)을 반운전 상태로 유지시키면서 저항값을 격증시키므로, 전류는 고정접점(21)으로 가동접점(31)의 사이 경로를 흐르지 않고, 상술한 미량의 새는 전류만이 존재한다. 상기 새는 전류는 안전장치의 다른 기능에 충당하는 것이 가능하다.

과충전 상태를 해제하고 또는 이상운전 상태를 해소하면, PTC 써미스터(5)의 발열도 없어지고, 상기 바이메탈(4)은 복귀 온도로 돌아와 정운전 상태로에 복원한다. 그리고, 상기 가동편(3)의 제1 탄성부(34)의 탄성력에 의해서 가동접점(movable contact,31)과 고정접점(21)과는 다시 접촉하고 회로는 차단 상태를 해제하고 도3에서 도시하는 바와 같이 도통상태로 복귀한다.

도5는, 가동편(3) 및 케이스본체(61)의 구성을 확대하여 도시한 것이다.

본 발명의 가동편(3)에 있어서는, 고정부(33)를 사이에 두고, 가동접점(31)의 측면에 제1 탄성부(34)와, 단자(32)의 측면에 제2 탄성부(35)가 형성된다. 그리고, 도면에서 해칭으로 도시된 고정부(33)는 케이스본체(61) 및 뚜껑(62)에 의해서 상하로부터 클립되고 강고하게 고정되며, 부가하여 그 외측의 단자(32)의 측면에 제1 탄성부(34) 보다도 탄성계수가 낮은 제2 탄성부(35)가 형성되고 있으므로, 브레이커(1)의 제조, 반송 또는 2차 전지에 조립공정에 있어서, 가동편(3)의 단자(32)에 외력이나 충격이 가해져도, 제2 탄성부(35)에 의해 흡수되게 되고, 가동접점(31)의 위치가 적정하게 유지된다. 그 결과, 고정접점(21)과 가동접점(31)과의 접촉 위치가 적정하게 유지되고, 접촉 저항을 안정하게 억제하는 것이 가능해지고 브레이커(1)의 새로운 소형화를 도모할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 금속판의 프레스 가공에 의해서 가동편(3)을 형성할 때에, 동시에 펀칭(punching)하는 것으로 제2 탄성부(35)에 관통공(36) 및 노치(37)를 형성하고 있다. 이것에 의해, 제2 탄성부(35)로부터 가동접점(31)에 이르는 가동편(3)의 연장 방향으로 수직인 평면(도면에서 ZX 평면)으로 자른 제2 탄성부(35)에 있어서의 단면적이, 제1 탄성부(34)에 있어서의 단면적보다 작아지고, 용이하게 제1 탄성부(34) 보다도 탄성계수의 낮은 제2 탄성부(35)를 형성하는 것이 가능해진다.

특히, 가동편(3)의 폭방향(도면에서 X방향)에 있어서, 관통공(36)의 폭치수(직경)를 W1, 제2 탄성부(35)의 폭치수를 W2로 하면, W1 : W2-W1가 1.5:1 내지 1:1.5가 되도록 관통공(36)의 직경이 설정되어 있다. 이와 같이 관통공(36)의 직경을 설정하는 것으로써, 제2 탄성부(35)에 의한 충격 등의 흡수효과를 보다 한층 높히는 것이 가능하다.

또한, 상기 관통공(36)이 원형으로 형성되고 있으므로, 제2 탄성부(35)에 발생하는 응력의 집중을 완화할 수 있고, 제2 탄성부(35)에 있어서의 가동편(3)의 파손을 억제하는 것이 가능하다.

또한, 제2 탄성부(35), 관통공(36) 및 노치(37)가 가동편(3)의 연장 방향(도면에서 Y방향)에 대해서 대칭으로 형성되고 있다. 이것에 의해, 가동편(3)의 단자(32)를 꼬는 외력이나 충격이, 어느 회전 방향으로 가해져도, 제2 탄성부(35)에 의해서 동일하게 흡수할 수 있고,가동접점(31)의 위치를 보다 한층 적정하게 유지할 수 있게 된다. 또한 고정부(33)는, 가동편(3)의 폭방향으로 펼쳐진 날개모양으로 연장되고, 이것에 의해 고정부(33)의 탄성계수는 제1 탄성부(34) 보다도 높일 수 있다.

또한, 케이스본체(61)에는, 가동편(3)의 노치(37)의 외주와 당접하고 가동편(3)을 위치 결정하기 위한 경사면 형상의 볼록부(65)가 형성되고 있으므로, 가동편(3)을 케이스본체(61)에 조립했을 때, 볼록부(65)의 경사면을 따라서 가동편(3)의 노치(37)의 외주를 낙하시키면서, 관통공(36)을 돌기(64)에 끼워결합 시키는 것으로, 가동편(3)을 케이스본체(61)에 용이하게 정확하게 안내하고 조립할 수 있다.

특히 본 발명의 실시예 있어서, 관통공(36)에 삽입되어 끼워결합되는 원통형의 돌기(64)를 사이에 두고 한 쌍의 볼록부(65)가 형성되고 있으므로, 상기 돌기(64)를 축으로 한 가동편(3)의 회전을 방지할 수 있으므로, 평면에서 볼 때, 상기 고정접점(21)에 대한 가동접점(31)의 위치를 정확한 것으로 할 수 있다. 이것에 의해, 생산 효율의 향상을 도모하면서, 가동접점(31)의 위치를 보다 한층 적정하게 유지할 수 있게 된다.

또한, 경사면 형상의 볼록부(65)가 평면에서 볼 때, 반원형상으로 케이스본체(61) 단면(66)에서 돌출하여 형성되기 때문에, 볼록부(65)에 의한 상술한 효과를 향유하면서, 볼록부(65)를 마련한 것에 의해, 케이스본체(61) 단면(66)과 뚜껑(62)과의 접촉 면적의 감소를 억제할 수 있다. 이것에 의해, 케이스본체(61)와 뚜껑(62)을 강고하게 용착하는 것이 가능하고 케이스(6)의 견고성 및 밀봉성을 높일 수 있고, 제1 탄성부(34)와 제2 탄성부(35)와의 사이의 고정부(33)에 있어서, 가동편(3)의 고정을 강고한 것으로 할 수 있다.

또한 평면에서 볼 때 반원 형상으로, 돌출하는 볼록부(65)는, 케이스본체(61)의 수지 성형시에 수지의 흐름도 양호하고, 브레이커(1)의 생산성이 저해되지는 않는다. 또한, 볼록부(65)는, 통로(63)의 측면, 즉 가동접점(31)의 측면에 경사면을 가지므로, 가동접점(31)을 보다 한층 정확하게 위치 결정할 수 있게 된다.

또한, 볼록부(65)보다 외측(단자(32)의 측면)에 있어서 케이스본체(61) 단면(66)의 면적을 크게 할 수 있으므로, 케이스(6)의 밀봉성을 높일 수 있고, 수분, 전해액 그 외의 브레이커(1)에 있어서 바람직하지 않은 침입물이 케이스(6)의 내부에 침입하는 우려를 저감할 수 있다.

또한, 제1 탄성부(34) 보다도 탄성계수가 큰 고정부(33)가 볼록부(65)와 끼워져 결합되므로, 고정부(33)의 고정을 보다 정확하고 강고한 것으로 할 수 있으므로 가동편(3)의 자세가 안정된다.

또한, 제2 탄성부(35)는, 뚜껑(62)를 케이스본체(61)에 장착했을 때에, 케이스(6)의 내부에 수용되도록 배치되어 있으므로, 제2 탄성부(35)에 있는 가동편(3)의 파손을 억제할 수 있다. 또한, 케이스본체(61)과 뚜껑(62)에 의해서 클립되어 고정되는 고정부(33) 보다도 외측의 단자(32)의 측면에 제2 탄성부()가 형성되고 있으므로, 단자(32)에 가해진 충격은 제2 탄성부(35)에 의해 흡수되고, 상기 케이스(case,6)가 파손하는 우려를 줄이는 것이 가능하다.

또한, 본 발명은 상기 실시예의 구성에 한정되지 않고, 적어도 고정편(2)과 가동편(3)과 바이메탈(4)과 케이스(6)을 갖춘 브레이커(1)에 있어서, 가동편(3)은, 제1 탄성부(34) 보다 탄성계수가 낮은 제2 탄성부(35)를 가지며, 제1 탄성부(34)와 제2 탄성부(35)와의 사이의 고정부(33)에 있어서의 케이스(case,6)에 의해 고정되고 있는 구성이면 바람직하다.

한편, 본 발명은 여러가지의 변형된 실시예가 가능하다. 예를 들면, 도6은, 가동편(3)의 다른 형태를 나타내고 있다. 가동편(30)은, 제2 탄성부(35)로부터 관통공(36)을 막음과 동시에, 노치(37)의 Y방향에의 치수를 크게 설정하고 있다. 본 실시예에서도, Z-X 평면으로 자른 제2 탄성부(35)에 있어서의 단면적이 감소하고, 제2 탄성부(35)에 있어서의 탄성계수를 제1 탄성부(34) 보다 낮게 할 수 있다.

또한, 프레스 가공에 있어서, 제2 탄성부(35)의 두께 치수를 감소시키는 것으로, Z-X평면으로 자른 제2 탄성부(35)에 있어서의 단면적을 감소시키고, 제2 탄성부(35)에 있어서의 탄성계수를 제1 탄성부(34) 보다 낮게 하는 것도 바람직하다.

또한, 상기 가동편(3)을 바이메탈(bimetal)과 트라이메탈(trimetal)에 의해서 형성하는 것으로써, 가동편(,3)으로 열응동소자(4)를 일체적으로 형성하는 형태라고 해도 좋다. 이 경우, 브레이커(breaker,1)의 구성을 보다 간소한 것으로 함과 동시에, 새로운 소형화를 도모하는 일도 가능해진다.

또한, 상기 볼록부(65)는, 평면에서 볼 때, 반원 형상으로 통로(63)의 측면에 경사면이 형성되고 있는 것이 가장 바람직하지만, 평면에서 볼 때 원형상 또는 1/4의 부채꼴 모양이어도 바람직하다. 1/4의 부채꼴 모양으로 했을 경우는, 볼록부(65)에 의한 가동편(3)의 안내기능을 유지하면서 뚜껑(62)과 케이스본체(61) 단면(66)과의 접촉 면적을 크게 하는 것이 가능해지고, 케이스(6)의 견뢰성 및 밀봉성을 높일 수 있다.

도7은, 도1에 도시된 조립 전의 케이스본체(61)에 있어서, 돌기(64)를 포함한 Z-X평면으로 자른 단면을 도시하고 있다. 상기 돌기(64)는, 뚜껑(62)의 이면과 접합되는 상부(64a)와 가동편(3)의 관통공(36)과 끼워 결합되는 측면(64b)와 상부(64a)와 측면(64b)와의 사이에 형성된 경사면 형상의 가는 테이퍼부(64c)를 가지고 있다.

상기 테이퍼부(64c)는, 가동편(3)을 케이스본체(61)에 조립했을 때, 경사면 형상의 볼록부(65)와 함께 가동편(3)을 위치 결정하는 기능을 가진다.

즉, 상기 가동편(3)의 관통공(36)의 외주를 테이퍼부(64c)의 경사면을 따라서 미끄러져 낙하시키는 것으로, 경사면 형상의 볼록부(65)에 의한 위치결정 효과와 함께, 가동편(3)을 케이스본체(61)에 용이하고 정확하게 안내하고 구비하게 할 수 있다.

이것에 의해, 상기 브레이커(1)의 조립 라인의 일시적인 정지 등을 방지하는 것이 가능하게 되고, 생산 효율의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 돌기(64)의 상부(64a)가 뚜껑(62)의 이면과 접합되므로, 케이스본체(61)와 뚜껑(62)을 초음파 용착할 때에 양자의 접합 면적이 증대하고, 케이스(6)의 강도를 보다 한층 강고하게 할 수 있다.

또한 상기 테이퍼부(64c) 및 볼록부(65)의 경사면의 기울기는 일정하는 것으로 한정하지 않고 높이에 따라 변화하도록 구성되어 있는 것도 바람직하다.

예를 들면, 도8에 도시된 바와 같이 테이퍼부(64c) 및 볼록부(65)의 경사면이, 볼록 곡면 형상으로 형성되는 것도 바람직하다. 또한 상기 테이퍼부(64c) 및 볼록부(65)의 경사면이, 오목 곡면 형상으로 형성되는 것도 바람직하다. 이와 같이, 경사면 형상의 테이퍼부(64c) 및 볼록부(65)는 기울기가 일정하는 것에 한정되지 않는다.

참고로 본 발명의 구체적인 실시예는 여러가지 실시 가능한 예 중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 본 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.

1 ... 브레이커(breaker) 2 ... 고정편(stationary piece,2)
3 ... 가동편(movable piece)
4 ... 열응동소자(thermo-reactive Element (Bimetal))
6 ... 케이스(case) 21 ... 고정접점
22 ... 단자 31 ... 가동접점(movable contact)
32 ... 단자 33 ... 고정부(fixation portion)
34 ... 제1 탄성부(first elastic portion)
35 ... 제2 탄성부(second elastic portion)
36 ... 관통공(through-Hole)
37 ... 노치(notch)
61 ... 케이스본체(main body of the case)
62 ... 뚜껑(cover member)
63 ... 통로(opening)
64 ... 돌기(protrusion)
64c ... 테이퍼부(tapered portion)
65 ... 볼록부(protruded portion)

Claims

고정접점을 가지는 고정편(2)과,
선단부에 가동접점(31)을 가지며 상기 가동접점(31)을 상기 고정접점에 눌러서 접촉시키는 가동편(3)과,
온도변화에 따라 변형하는 것으로 상기 가동접점(31)이 상기 고정접점으로부터 이격하도록 상기 가동편(3)을 작동시키는 열응동소자와,
상기 고정편(2), 가동편(3) 및 열응동소자를 수용하는 케이스(6)를 구비하는 브레이커(1)에 있어서,
상기 가동편(3)은, 상기 케이스(6)의 외측에 돌출되는 단자와,
상기 가동접점(31)을 상기 고정접점에 눌려지도록 탄성력을 발생하는 제1 탄성부와,
상기 제1 탄성부(34)와 상기 단자와의 사이에 형성되고 상기 제1 탄성부(34)보다 탄성계수가 낮은 제2 탄성부를 가지며,
상기 제1 탄성부(34)와 상기 제2 탄성부(35)와의 사이에서, 상기 케이스(6)에 의해서 고정되는 것을 특징으로 하는 브레이커(1).
제1항에 있어서,
상기 제2 탄성부(35)는, 상기 제2 탄성부(35)로부터 상기 가동접점31)에 이르는 상기 가동편(3)의 연장 방향으로 수직인 단면적이, 상기 제1 탄성부(34)보다 작은 것을 특징으로 하는 브레이커(1).
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제2 탄성부(35)는, 관통공(36)이 형성되는 것을 특징으로 하는 브레이커(1).
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 탄성부(35)는, 상기 가동편(3)의 연장 방향에 대해서 대칭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 브레이커(1).
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 케이스(6)는,
상기 고정편(2), 가동편(3) 및 열응동소자를 수용하기 위해 통로(63)를 가지는 케이스본체(61)와,
상기 케이스본체(61)의 통로(63)를 차단하도록 장착되는 뚜껑(62)를 가지며,
상기 가동편(3)은, 상기 케이스본체(61)와 상기 뚜껑(62)에 사이에서 클리핑되어 고정되고,
상기 케이스본체(61)는, 상기 가동편(3)의 접촉단부과 접하고 상기 가동편(3)을 위치 결정하기 위한 경사면의 볼록부(65)를 가지는 것을 특징으로 하는 브레이커(1).
제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 관통공(36)은, 원형인 것을 특징으로 하는 브레이커(1).
제6항에 있어서,
상기 케이스(6)는,
상기 고정편(2), 가동편(3) 및 열응동소자를 수용하기 위한 통로(63)를 가지는 케이스본체(61)와,
상기 케이스본체(61)의 통로(63)를 차단하도록 장착되는 뚜껑(62)를 가지며,
상기 가동편(3)은, 상기 케이스본체(61)와 상기 뚜껑(62) 사이에서 클리핑되어 고정되고,
상기 케이스본체(61)는, 상기 가동편(3)의 관통공(36)에 끼워 결합되는 원통형의 돌기64)를 가지며,
상기 돌기(64)의 상부에는 경사면의 테이퍼부(a tapered portion of slant face)가 형성되는 것을 특징으로 하는 브레이커(1).
제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 볼록부(65)는, 상기 통로(63)의 외주에 형성된 케이스본체(61) 단면에서 평면으로 반원형 돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 브레이커.
제8항에 있어서,
상기 볼록부(65)는, 상기 통로(63)의 측에 경사면을 가지는 것을 특징으로 하는 브레이커(1).
제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 볼록부(65)는 상기 가동편(3)의 제2 탄성부의 주변에 형성되고,
상기 가동편(3)은, 상기 볼록부(65)의 경사면에 대응하는 노치(37)를 가지는 것을 특징으로 하는 브레이커(1).
제3항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가동편(3)의 연장 방향에 대해서 수직인 상기 가동편(3)의 폭방향에 대하여, 상기 관통공(36)의 폭치수가 X로 설계되고, 상기 제2 탄성부(35)의 폭치수가 Y로 설계되면, X : Y-X의 비율은 1.5:1 내지 1:1. 5인 것을 특징으로 하는 브레이커(1).