WO2021187129A1 - ブレーカー、安全回路及び２次電池パック - Google Patents

ブレーカー、安全回路及び２次電池パック Download PDF

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WO2021187129A1
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movable piece
breaker
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PCT/JP2021/008373
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勝史 浪川
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ボーンズ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a breaker or the like used in a safety circuit of an electric device.
  • the present invention has been devised in view of the above circumstances, and its main purpose is to provide a breaker capable of reducing resistance between terminals.
  • the present invention includes a first terminal piece on which a fixed contact is formed, a movable piece having a movable contact and pressing the movable contact against the fixed contact to bring the movable contact into contact with the fixed contact, and the movable piece by deforming with temperature change.
  • a breaker including a heat-responsive element that operates the movable piece so that the contact is separated from the fixed contact, and a second terminal piece that is electrically connected to the movable piece.
  • the fixed contact includes a first movable contact arranged at the first end portion in the longitudinal direction of the movable piece and a second movable contact arranged at the second end portion in the longitudinal direction of the movable piece. It includes a first fixed contact arranged at a position where the first movable contact can be contacted, and a second fixed contact arranged at a position where the second movable contact can be contacted.
  • the movable piece has a first contact region in contact with the second terminal piece between the first movable contact and the second movable contact.
  • the movable piece has a different natural frequency between the first portion on the side of the first end portion and the second portion on the side of the second end portion from the first contact region. , Is desirable.
  • the heat-responsive element has a top protruding toward the movable piece, and the first contact region overlaps the top when viewed from the thickness direction of the movable piece. It is desirable that it is provided in.
  • the movable piece has a first bent portion in which the first movable contact is bent so as to approach the first fixed contact.
  • the movable piece has a first protrusion protruding toward the heat-responsive element between the first movable contact and the first bent portion.
  • the second terminal piece is placed on the side of the movable piece between the second contact area in contact with the first contact area and the first protrusion and the second contact area. It is desirable to have a protruding first convex portion.
  • the present invention is a safety circuit for electrical equipment provided with the breaker.
  • the present invention is a secondary battery pack provided with the breaker.
  • the first fixed contact and the second fixed contact are provided on the first terminal piece, and the movable piece is electrically connected to the second terminal piece.
  • the perspective view before assembly which shows the schematic structure of the breaker by one Embodiment of this invention.
  • the cross-sectional view which shows the said breaker in a normal charge or discharge state.
  • the cross-sectional view which shows the said breaker in the overcharge state or the abnormal state.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing a connection portion of a second terminal piece, a first contact area of a movable piece, and the periphery thereof.
  • the perspective view before assembly which shows the modification of the breaker of FIG.
  • the perspective view before assembly which shows another modification of the breaker of FIG.
  • the plan view which shows the structure of the secondary battery pack provided with the said breaker of this invention.
  • the circuit diagram of the safety circuit provided with the said breaker of this invention.
  • the breaker 1 includes a first terminal piece 2, a second terminal piece 3, a movable piece 4, a heat-responsive element 5, a PTC (Positive Temperature Coefficient) thermistor 6, and the like. To be equipped.
  • the breaker 1 By connecting the first terminal piece 2 and the second terminal piece 3 to an external circuit, the breaker 1 constitutes a main part of a safety circuit of an electric device.
  • the first terminal piece 2, the second terminal piece 3, the movable piece 4, the heat responding element 5, and the PTC thermistor 6 are housed in the case 10.
  • the case 10 is composed of a case main body (first case) 7, a lid member (second case) 8 mounted on the upper surface of the case main body 7, and the like.
  • the first terminal piece 2 is formed in a plate shape by, for example, pressing a metal plate containing copper or the like as a main component (in addition, a metal plate such as a copper-titanium alloy, nickel silver, or brass).
  • the first terminal piece 2 has a longitudinal direction.
  • the first terminal piece 2 is embedded in the case body 7 by insert molding.
  • the first terminal piece 2 has a pair of fixed contacts 21 and a first terminal 22.
  • the second terminal piece 3 has a second terminal 32.
  • the second terminal piece 3 is electrically connected to the movable piece 4.
  • the movable piece 4 has a pair of movable contacts 41, and presses the movable contacts 41 against the fixed contacts 21 to bring them into contact with each other.
  • the heat-responsive element 5 operates the movable piece 4 so that the movable contact 41 is separated from the fixed contact 21 by being deformed with a change in temperature.
  • the fixed contact 21 includes a first fixed contact 21a and a second fixed contact 21b.
  • the first fixed contact 21a and the second fixed contact 21b are formed by clad, plating or coating of a highly conductive material such as silver, nickel, nickel-silver alloy, copper-silver alloy, gold-silver alloy and the like. Has been done.
  • the first fixed contact 21a and the second fixed contact 21b are formed on the same surface of the first terminal piece 2.
  • the side surface on which the fixed contact 21 is formed (that is, the upper surface in FIG. 1) is the A surface, and the bottom surface on the opposite side is the B surface. It is explained as. The same applies to other parts such as the second terminal piece 3, the movable piece 4, the heat-responsive element 5, the case 10, and the like.
  • the first fixed contact 21a is formed at one end of the first terminal piece 2.
  • the first fixed contact 21a is exposed to the accommodating recess 73 of the case body 7 through a part of the opening 73a formed inside the case body 7.
  • the first terminal 22 is formed at the other end of the first terminal piece 2.
  • the first terminal 22 projects from the side wall of the case body 7 and is connected to an external circuit.
  • the second fixed contact 21b is formed near the first terminal 22, that is, on the other side of the first terminal piece 2.
  • the second fixed contact 21b is exposed to the accommodating recess 73 of the case body 7 through a part of the opening 73b formed inside the case body 7.
  • a support portion 23 for supporting the PTC thermistor 6 is formed between the first fixed contact 21a and the second fixed contact 21b.
  • the support portion 23 is exposed to the accommodating recess 73 of the case body 7 through a part of the opening 73d formed inside the case body 7, and is electrically connected to the PTC thermistor 6.
  • the first terminal piece 2 has a first-stage bent portion 25a and a second-stage bent portion 25b that are bent in a stepped shape (crank shape in a side view).
  • the first-stage bent portion 25a connects the first fixed contact 21a and the support portion 23, and the first fixed contact 21a and the support portion 23 are arranged at different heights.
  • the second-stage bent portion 25b connects the second fixed contact 21b and the support portion 23, and arranges the second fixed contact 21b and the support portion 23 at different heights.
  • the PTC thermistor 6 can be stored compactly.
  • the second terminal piece 3 is formed into a plate shape by pressing a metal plate containing copper or the like as a main component.
  • the second terminal piece 3 has a longitudinal direction.
  • the second terminal piece 3 is embedded in the lid member 8 by insert molding.
  • the second terminal piece 3 is arranged so that the longitudinal direction of the second terminal piece 3 is parallel to the longitudinal direction of the first terminal piece 2.
  • the second terminal piece 3 has a connection portion 31 to which the movable piece 4 is electrically connected, and a second terminal 32 which is electrically connected to an external circuit.
  • the connecting portion 31 is arranged at a position facing the first contact region 42, which will be described later.
  • the second terminal 32 is formed on one side of the second terminal piece 3 (that is, the side of the first fixed contact 21a in the first terminal piece 2).
  • the second terminal 32 projects from the side wall of the case body 7 and is connected to an external circuit.
  • the second terminal 32 is exposed inside the lid member 8 to the internal space of the case 10 for accommodating the movable piece 4 and the like.
  • the second terminal piece 3 functions to reinforce the lid member 8. That is, the second terminal piece 3 contributes to the miniaturization of the breaker 1 while increasing the rigidity and strength of the lid member 8 and thus the case 10 as a housing.
  • the movable piece 4 is formed in a plate shape by pressing a metal material containing copper or the like as a main component.
  • the movable piece 4 has a longitudinal direction.
  • the movable piece 4 is formed in an arm shape symmetrical with respect to the center line in the longitudinal direction.
  • Movable contacts 41 are formed at both ends of the movable piece 4.
  • the movable contact 41 is formed on the B surface of the movable piece 4 with the same material as the fixed contact 21, and is joined to the movable piece 4 by a method such as welding, clad, or crimping.
  • the movable contact 41 includes a first movable contact 41a and a second movable contact 41b.
  • the first movable contact 41a is a first movable contact 41a arranged at the first end 40a of the movable piece 4 in the longitudinal direction and a second movable contact 41a arranged at the second end 40b of the movable piece 4 in the longitudinal direction. 41b and is included.
  • the movable piece 4 is arranged so that the longitudinal direction of the movable piece 4 is parallel to the longitudinal direction of the first terminal piece 2. Further, the movable piece 4 is arranged so that the first movable contact 41a is positioned so as to be in contact with the first fixed contact 21a and the second movable contact 41b is positioned so as to be contactable with the second fixed contact 21b.
  • the first fixed contact 21a faces the first movable contact 41a and is arranged at a position where they can contact each other
  • the second fixed contact 21b faces the second movable contact 41b and both can contact each other. Arranged in position.
  • a first contact region 42 that is electrically connected to the second terminal piece 3 is provided between the first movable contact 41a and the second movable contact 41b.
  • the second movable contact 41b is arranged on the side opposite to the first movable contact 41a with the first contact region 42 in between.
  • the second terminal 32 of the second terminal piece 3 and the first movable contact 41a and the second movable contact 41b are electrically connected to each other through the first contact region 42.
  • the movable piece 4 has a first elastic portion 43a between the first movable contact 41a and the first contact region 42.
  • the first elastic portion 43a extends from the first contact region 42 to the side of the first movable contact 41a.
  • the movable piece 4 has a second elastic portion 43b between the second movable contact 41b and the first contact region 42.
  • the second elastic portion 43b extends from the first contact region 42 to the side of the second movable contact 41b.
  • the first contact region 42 is formed wider than the first elastic portion 43a and the second elastic portion 43b. As a result, the contact resistance between the connecting portion 31 and the first contact region 42 is reduced.
  • the heat-responsive element 5 shifts the state of the movable piece 4 from the conductive state in which the movable contact 41 contacts the fixed contact 21 to the cutoff state in which the movable contact 41 is separated from the fixed contact 21.
  • the first movable contact 41a contacts the first fixed contact 21a
  • the second movable contact 41b contacts the second fixed contact 21b.
  • the heat-responsive element 5 has an initial shape curved in an arc shape, and is formed by laminating thin plate materials having different coefficients of thermal expansion. When the operating temperature is reached due to overheating, the curved shape of the heat-responsive element 5 reversely warps with a snap motion, and is restored when the temperature drops below the return temperature due to cooling.
  • the initial shape of the heat-responsive element 5 can be formed by press working. At the desired temperature, the first elastic portion 43a and the second elastic portion 43b of the movable piece 4 are pushed up by the reverse warp operation of the thermal response element 5, and the elastic force of the first elastic portion 43a and the second elastic portion 43b causes the original.
  • the material and shape of the heat-responsive element 5 are not particularly limited, but a rectangular shape is desirable from the viewpoint of productivity and efficiency of reverse warpage operation, and the first elastic portion 43a and the second elastic portion 43a and the second elastic portion 43a and the second elastic portion 43a are small in size.
  • the elastic portion 43b is a rectangular shape close to a square shape.
  • the material of the thermal reaction element 5 for example, copper-nickel-manganese alloy or nickel-chromium-iron alloy on the high expansion side, iron-nickel alloy on the low expansion side, and other white, brass, and stainless steel. Two types of materials having different coefficients of thermal expansion, which are made of various alloys such as steel, are laminated and used in combination according to required conditions.
  • the PTC thermistor 6 is placed on a convex protrusion (dowel) 24 formed at three positions on the support portion 23 of the first terminal piece 2 and supported by the protrusion 24.
  • the PTC thermistor 6 conducts the first terminal piece 2, the second terminal piece 3, and the movable piece 4 when the movable piece 4 is in the cutoff state.
  • the PTC thermistor 6 is arranged between the support portion 23 of the first terminal piece 2 and the heat-responsive element 5. When the energization between the first terminal piece 2 and the movable piece 4 is cut off by the reverse warp operation of the heat-responsive element 5, the current flowing through the PTC thermistor 6 increases.
  • the type can be selected according to the needs such as operating current, operating voltage, operating temperature, and recovery temperature.
  • the material and shape are not particularly limited as long as these properties are not impaired.
  • a ceramic sintered body containing barium titanate, strontium titanate, or calcium titanate is used.
  • a so-called polymer PTC in which conductive particles such as carbon are contained in the polymer may be used.
  • the case body 7 and the lid member 8 constituting the case 10 are molded from a thermoplastic resin such as flame-retardant polyamide, polyphenylene sulfide (PPS) having excellent heat resistance, a liquid crystal polymer (LCP), and polybutylene terephthalate (PBT). Has been done.
  • a thermoplastic resin such as flame-retardant polyamide, polyphenylene sulfide (PPS) having excellent heat resistance, a liquid crystal polymer (LCP), and polybutylene terephthalate (PBT).
  • PPS polyphenylene sulfide
  • LCP liquid crystal polymer
  • PBT polybutylene terephthalate
  • the case body 7 is formed with an accommodating recess 73, which is an internal space for accommodating the movable piece 4, the heat-responsive element 5, the PTC thermistor 6, and the like.
  • the accommodating recess 73 includes openings 73a and 73b for accommodating the first movable contact 41a and the second movable contact 41b of the movable piece 4, an opening 73c for accommodating the movable piece 4 and the heat-responsive element 5, and a PTC sir. It has an opening 73d or the like for accommodating Mr. 6.
  • the edge of the heat-responsive element 5 incorporated in the case body 7 is appropriately abutted by a frame formed inside the accommodating recess 73, and is guided when the heat-responsive element 5 is warped in the reverse direction.
  • the lid member 8 closes the openings 73a, 73b, 73c, etc. of the case body 7 accommodating the fixed contact 21, the movable piece 4, the heat responding element 5, the PTC thermistor 6, and the like. It is attached to the case body 7.
  • the case body 7 and the lid member 8 are joined by, for example, ultrasonic welding. At this time, the case main body 7 and the lid member 8 are continuously joined over the entire circumference of each outer edge portion, and the airtightness of the case 10 is improved.
  • the internal space of the case 10 provided by the accommodating recess 73 is sealed, and parts such as the movable piece 4, the heat-responsive element 5, and the PTC thermistor 6 can be shielded from the outside atmosphere of the case 10 and protected.
  • FIG. 2 shows the operation of the breaker 1 in a normal charging or discharging state.
  • the heat-responsive element 5 maintains its initial shape (before reverse warpage).
  • the first fixed contact 21a is in contact with the first movable contact 41a
  • the second fixed contact 21b is in contact with the second movable contact 41b. Since the first contact region 42 of the movable piece 4 and the second terminal piece 3 are electrically connected to each other, the first terminal piece 2 and the second terminal piece 3 of the breaker 1 are connected to each other through the movable piece 4. It is conducting.
  • the movable piece 4 and the heat-responsive element 5 may come into contact with each other, and the movable piece 4, the heat-responsive element 5, the PTC thermistor 6 and the first terminal piece 2 may be electrically connected as a circuit.
  • FIG. 3 shows the operation of the breaker 1 in an overcharged state or an abnormal state.
  • the heat-responsive element 5 that has reached the operating temperature reversely warps, and the first elastic portion 43a of the movable piece 4 is pushed up to make the first fixed contact 21a and the first movable contact 41a. Separate. Further, the second elastic portion 43b of the movable piece 4 is pushed up to separate the second fixed contact 21b and the second movable contact 41b.
  • the operating temperature of the heat-responsive element 5 when the heat-responsive element 5 is deformed inside the breaker 1 and the movable piece 4 is pushed up is, for example, 70 ° C. to 90 ° C.
  • the current flowing between the first fixed contact 21a and the first movable contact 41a and the current flowing between the second fixed contact 21b and the second movable contact 41b are cut off, and a slight leakage current heats up. It will flow through the response element 5 and the PTC thermistor 6.
  • the PTC thermistor 6 continues to generate heat as long as such a leakage current flows, and sharply increases the resistance value while maintaining the heat-responsive element 5 in the reverse warp state.
  • the current does not flow in the path between the first fixed contact 21a and the first movable contact 41a and between the second fixed contact 21b and the second movable contact 41b, and only the above-mentioned slight leakage current exists (self-holding). Make up the circuit). This leakage current can be used for other functions of the safety device.
  • FIG. 4 shows a path through which a current flows in the circuit breaker 1 in the energized state.
  • the first terminal piece 2 is provided with the first fixed contact 21a and the second fixed contact 21b, and the movable piece 4 is electrically connected to the second terminal piece 3. ..
  • the movable piece 4 is provided with a first movable contact 41a and a second movable contact 41b.
  • the cross-sectional area of the conductor can be increased simply by increasing the width and thickness of the movable piece 4.
  • the elastic force generated by the movable piece 4 also increases, so that it is necessary to increase the thickness of the heat-responsive element 5 and the like, and the breaker 1 should be miniaturized. Becomes difficult.
  • the fixed contact 21 and the movable contact 41 come into contact with each other at two points, so that the conduction state between the first terminal piece 2 and the movable piece 4 is guaranteed. Therefore, even when a strong impact is applied to the breaker 1 due to a drop of the electric device on which the breaker 1 is mounted, the conduction state between the first terminal piece 2 and the movable piece 4 is easily maintained, and the load is increased. The momentary interruption of the current supplied to the machine is suppressed.
  • the first contact region 42 comes into contact with the second terminal piece 3 between the first movable contact 41a and the second movable contact 41b. As a result, the total length of the breaker 1 is easily shortened. Further, the contact resistance between the first contact region 42 and the second terminal piece 3 is easily reduced.
  • the movable piece 4 is fixed to the second terminal piece 3 in the first contact area 42. As a result, the posture of the movable piece 4 is stabilized, and the contact resistance between the first contact region 42 and the second terminal piece 3 is easily reduced.
  • the fixed structure of the second terminal piece 3 and the movable piece 4 may be, for example, laser welding, resistance welding, bonding with a conductive adhesive, screwing, or the like.
  • the connecting portion 31 and the first contact region 42 are formed in a planar shape. According to such a form, the connection between the connecting portion 31 and the first contact area 42 becomes easy. In particular, in the form in which the second terminal piece 3 and the movable piece 4 are fixed by welding, workability in the welding process is enhanced. Further, it is possible to easily secure the contact area between the connecting portion 31 and the first contact area 42.
  • the movable piece 4 is configured such that the natural frequency is different between the first portion 45a on the side of the first end portion 40a and the second portion 45b on the side of the second end portion 40b from the first contact region 42. You may. By making the natural frequency of the first portion 45a different from the natural frequency of the second portion 45b, even when impacts of various strengths are applied to the breaker 1, the first movable contact 41a and the first movable contact 41a and the first It is suppressed that the two movable contacts 41b are separated from the fixed contacts 21 at the same time, and the momentary interruption of the current supplied to the load is suppressed.
  • the natural frequencies of the first portion 45a and the second portion 45b can be easily realized by adjusting the length, width, and thickness of the first portion 45a and the second portion 45b.
  • the length of the first portion 45a is the length of the first portion 45a in the longitudinal direction of the movable piece 4, that is, the distance from the first contact region 42 to the tip of the first end portion 40a, and the first portion 45a. Is the length of the first portion 45a in the lateral direction orthogonal to the longitudinal direction of the movable piece 4. If the length, width, and thickness of the first portion 45a fluctuate, it may be an average value thereof. The same applies to the second part 45b.
  • the heat-responsive element 5 has a top portion 51 projecting toward the movable piece 4.
  • the top portion 51 is a portion where the distance between the second terminal piece 3 and the heat-responsive element 5 is minimized when viewed from the lateral side of the movable piece 4.
  • the first contact region 42 is provided in a region overlapping the top 51 when viewed from the thickness direction of the movable piece 4.
  • FIG. 5 shows an enlarged view of the connection portion 31 of the second terminal piece 3, the first contact area 42 of the movable piece 4, and the periphery thereof.
  • the movable piece 4 has a bent portion 46a between the first contact region 42 and the first elastic portion 43a.
  • the bent portion 46a is bent so that the first movable contact 41a approaches the first fixed contact 21a.
  • the movable piece 4 has a bent portion 46b between the first contact region 42 and the second elastic portion 43b.
  • the bent portion 46b is bent so that the second movable contact 41b approaches the second fixed contact 21b.
  • the movable piece 4 has a bent portion 47a between the bent portion 46a and the first elastic portion 43a.
  • the bent portion 47a is bent in the direction opposite to the bent portion 46a, that is, so that the first movable contact 41a is separated from the first fixed contact 21a.
  • the movable piece 4 has a bent portion 47b between the bent portion 46b and the second elastic portion 43b.
  • the bent portion 47b is bent in the direction opposite to the bent portion 46b, that is, so that the second movable contact 41b is separated from the second fixed contact 21b.
  • the movable piece 4 has a protrusion 44a protruding toward the heat-responsive element 5.
  • the protrusion 44a is arranged on the first elastic portion 43a between the first movable contact 41a and the bending portion 46a. It is desirable that the protrusion 44a is provided in the vicinity of the edge of the heat-responsive element 5.
  • the movable piece 4 has a protrusion 44b protruding toward the heat-responsive element 5.
  • the protrusion 44b is arranged on the second elastic portion 43b between the second movable contact 41b and the bent portion 46b. It is desirable that the protrusion 44b is provided in the vicinity of the edge of the heat-responsive element 5. It should be noted that only one of the protrusions 44a and 44b may be provided.
  • the second terminal piece 3 has a convex portion 33a protruding toward the movable piece 4.
  • the convex portion 33a is arranged between the connecting portion 31 and the protrusion 44a in the longitudinal direction of the movable piece 4.
  • the connecting portion 31 is a second contact region that comes into contact with the first contact region 42.
  • the second terminal piece 3 has a convex portion 33b protruding toward the movable piece 4.
  • the convex portion 33b is arranged between the connecting portion 31 and the protrusion 44b in the longitudinal direction of the movable piece 4. It should be noted that only one of the convex portion 33a and the convex portion 33b may be provided.
  • FIG. 6 is a perspective view of the breaker 1A, which is a modification of the breaker 1 of FIG.
  • the above-described configuration of the breaker 1 can be adopted for the portion of the breaker 1A that is not described below.
  • the breaker 1A includes a first terminal piece 2, a second terminal piece 3, a movable piece 4A, a heat-responsive element 5, a PTC thermistor 6, and the like.
  • the movable piece 4A differs from the movable piece 4 shown in FIG. 1 in that it has two pairs of movable contacts 41a1, 41a2, 41b1, 41b2 and two pairs of elastic portions 43a1, 43a2, 43b1, 43b2.
  • the first movable contact 41a includes the movable contact 41a1 and the movable contact 41a2, and the first elastic portion 43a includes the elastic portion 43a1 and the elastic portion 43a2.
  • the movable contact 41a1 is formed on the elastic portion 43a1, and the movable contact 41a2 is formed on the elastic portion 43a2.
  • the second movable contact 41b includes the movable contact 41b1 and the movable contact 41b2, and the second elastic portion 43b includes the elastic portion 43b1 and the elastic portion 43b2.
  • the movable contact 41b1 is formed on the elastic portion 43b1
  • the movable contact 41b2 is formed on the elastic portion 43b2.
  • a slit 48a is formed in the first elastic portion 43a.
  • the first elastic portion 43a is separated into an elastic portion 43a1 and an elastic portion 43a2 by a slit 48a.
  • the elastic portion 43a1 and the elastic portion 43a2 can be deformed independently.
  • a slit 48b is formed in the second elastic portion 43b.
  • the second elastic portion 43b is separated into an elastic portion 43b1 and an elastic portion 43b2 by a slit 48b.
  • the elastic portion 43b1 and the elastic portion 43b2 can be deformed independently.
  • the fixed contact 21 and the movable contact 41 come into contact with each other at four points, and the conduction state between the first terminal piece 2 and the movable piece 4A is guaranteed. Therefore, even when a strong impact is applied to the breaker 1A, the conduction state between the first terminal piece 2 and the movable piece 4A is easily maintained, and the momentary interruption of the current supplied to the load is suppressed. ..
  • the elastic portion 43a1 and the elastic portion 43a2 and the elastic portion 43b1 and the elastic portion 43b2 have different natural frequencies. Further, it is desirable that the elastic portion 43a1 and the elastic portion 43b1 and the elastic portion 43a2 and the elastic portion 43b2 have different natural frequencies.
  • the adjustment of the natural frequency can be realized in the same manner as the movable piece 4.
  • the first movable contact 41a And the second movable contact 41b are suppressed from being separated from the fixed contact 21 at the same time, and the momentary interruption of the current supplied to the load is suppressed.
  • FIG. 7 is a perspective view of breaker 1B, which is another modification of breaker 1 of FIG.
  • the configuration of the breaker 1 or the like described above can be adopted.
  • the breaker 1B includes a first terminal piece 2, a second terminal piece 3, a movable piece 4B, a heat-responsive element 5, a PTC thermistor 6, and the like.
  • Movable piece 4B includes a pair of movable pieces. That is, the movable piece 4B includes the first movable piece 4a and the second movable piece 4b. The first movable piece 4a and the second movable piece 4b are arranged side by side in the longitudinal direction of the breaker 1B.
  • the first movable piece 4a is formed with a first movable contact 41a, a contact region 42a, and a first elastic portion 43a. It is desirable that the protrusion 44a is formed on the first elastic portion 43a.
  • the second movable piece 4b is formed with a second movable contact 41b, a contact region 42b, and a second elastic portion 43b. It is desirable that the protrusion 44b is formed on the second elastic portion 43b.
  • the natural frequency of the first portion 45a of the first movable piece 4a and the natural frequency of the second portion 45b of the second movable piece 4b are the same as those of the breaker 1.
  • a slit may be formed in the first elastic portion 43a of the movable piece 4a as in the movable piece 4A shown in FIG. 6, and a slit may be formed in the second elastic portion 43b of the movable piece 4b. May be formed.
  • the movable piece 4B may include two or more pairs of movable pieces.
  • the present invention is not limited to the above-mentioned specific embodiment, but is modified to various embodiments. That is, the breaker 1 and the like have at least a first terminal piece 2 on which the fixed contact 21 is formed, and a movable piece 4 which has a movable contact 41 and presses the movable contact 41 against the fixed contact 21 to bring them into contact with each other, and a temperature change. It is provided with a heat-responsive element 5 that operates the movable piece 4 so that the movable contact 41 is separated from the fixed contact 21 by being deformed in accordance with the above, and a second terminal piece 3 that is electrically connected to the movable piece 4.
  • the movable contact 41 includes a first movable contact 41a arranged at the first end 40a of the movable piece 4 in the longitudinal direction and a second movable contact 41b arranged at the second end 40b of the movable piece 4 in the longitudinal direction.
  • the fixed contact 21 includes a first fixed contact 21a arranged at a position where the first movable contact 41a can be contacted and a second fixed contact 21b arranged at a position where the second movable contact 41b can be contacted. It may be included.
  • the movable piece 4 and the heat-responsive element 5 may be integrally formed by forming the movable piece 4 with a laminated metal such as a bimetal or a trimetal. In this case, the configuration of the breaker 1 and the like is simplified.
  • the self-holding circuit by the PTC thermistor 6 is provided, but it can be applied even if such a configuration is omitted, and the resistance between the terminals can be reduced.
  • the movable piece 4 may be provided with three or more pairs of movable contacts 41 and the like.
  • FIG. 8 shows the secondary battery pack 500.
  • the secondary battery pack 500 includes a secondary battery 501 and a breaker 1 or the like provided in the output terminal circuit of the secondary battery 501.
  • FIG. 9 shows a safety circuit 502 for electrical equipment.
  • the safety circuit 502 includes a breaker 1 and the like in series in the output circuit of the secondary battery 501.
  • a part of the safety circuit 502 may be configured by a cable including a connector including a breaker 1 and the like.

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Abstract

ブレーカー１は、固定接点２１が形成される第１端子片２と、可動接点４１を有し、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、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、可動片４と電気的に接続される第２端子片３とを備える。可動接点４１は、可動片４の長手方向の第１端部４０ａに配される第１可動接点４１ａと、可動片４の長手方向の第２端部４０ｂに配される第２可動接点４１ｂとを含む。固定接点２１は、第１可動接点４１ａが接触可能な位置に配される第１固定接点２１ａと、第２可動接点４１ｂが接触可能な位置に配される第２固定接点２１ｂとを含む。

Description

ブレーカー、安全回路及び２次電池パック
　本発明は、電気機器の安全回路に用いられるブレーカー等に関するものである。
　従来、固定接点及び可動接点を一対ずつ備えたブレーカーが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６－３３１７０５号公報
　上記特許文献１に示されたブレーカーでは、一対の接点が直列に接続されている。従って、端子間の抵抗を低減することが困難であった。
　本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、端子間の抵抗を低減できるブレーカーを提供することを主たる目的としている。
　本発明は、固定接点が形成される第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、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、前記可動片と電気的に接続される第２端子片とを備えたブレーカーであって、前記可動接点は、前記可動片の長手方向の第１端部に配される第１可動接点と、前記可動片の前記長手方向の第２端部に配される第２可動接点とを含み、前記固定接点は、前記第１可動接点が接触可能な位置に配される第１固定接点と、前記第２可動接点が接触可能な位置に配される第２固定接点とを含む。
　本発明に係る前記ブレーカーにおいて、前記可動片は、前記第１可動接点と前記第２可動接点との間で、前記第２端子片に接触する第１接触領域を有する、ことが望ましい。
　本発明に係る前記ブレーカーにおいて、前記可動片は、前記第１接触領域から前記第１端部の側の第１部分と前記第２端部の側の第２部分とで、固有振動数が異なる、ことが望ましい。
　本発明に係る前記ブレーカーにおいて、前記熱応動素子は、前記可動片の側に突出する頂部を有し、前記可動片の厚さ方向から視て、前記第１接触領域は前記頂部と重複する領域に設けられている、ことが望ましい。
　本発明に係る前記ブレーカーにおいて、前記可動片は、前記第１可動接点が前記第１固定接点に接近するように曲げられる第１曲げ部を有する、ことが望ましい。
　本発明に係る前記ブレーカーにおいて、前記可動片は、前記第１可動接点と前記第１曲げ部との間に、前記熱応動素子の側に突出する第１突起を有する、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２端子片は、前記第１接触領域と接触する第２接触領域と、前記第１突起と前記第２接触領域との間に、前記可動片の側に突出する第１凸部を有する、ことが望ましい。
　本発明は、前記ブレーカーを備えた、電気機器用の安全回路である。
　本発明は、前記ブレーカーを備えた、２次電池パックである。
　本発明の前記ブレーカーでは、前記第１端子片に、前記第１固定接点及び前記第２固定接点が設けられ、前記第２端子片に、前記可動片が電気的に接続される。前記可動片の前記第１可動接点と前記第１固定接点とが接触し、前記可動片の前記第２可動接点と前記第２固定接点とが接触すると、前記第１端子片と前記第２端子片との間で並列の回路が形成される。これにより、前記第１端子片と前記第２端子片との間の抵抗が低減される。
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。 通電状態のブレーカー内における電流が流れる経路を示す断面図。 第２端子片の接続部、可動片の第１接触領域及びその周辺を拡大して示す断面図。 図１のブレーカーの変形例を示す組み立て前の斜視図。 図１のブレーカーの別の変形例を示す組み立て前の斜視図。 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。図１及び図３に示されるように、ブレーカー１は、第１端子片２と、第２端子片３と、可動片４と、熱応動素子５と、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）サーミスター６等を備える。第１端子片２及び第２端子片３が外部回路と接続されることにより、ブレーカー１は、電気機器の安全回路の主要部を構成する。
　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は、ケース１０に収容されている。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。
　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板状に形成されている。第１端子片２は、長手方向を有している。第１端子片２は、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。
　第１端子片２は、一対の固定接点２１と、第１端子２２とを有している。第２端子片３は、第２端子３２を有している。第２端子片３は、可動片４と電気的に接続される。可動片４は、一対の可動接点４１を有し、可動接点４１を固定接点２１に押圧して接触させる。熱応動素子５は、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。
　固定接点２１は、第１固定接点２１ａと、第２固定接点２１ｂとを含んでいる。　第１固定接点２１ａ及び第２固定接点２１ｂ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、形成されている。
　第１固定接点２１ａと、第２固定接点２１ｂとは、第１端子片２の同一面に形成されている。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Ａ面、その反対側の底面をＢ面として説明している。他の部品、例えば、第２端子片３、可動片４及び熱応動素子５、ケース１０等についても同様である。
　第１固定接点２１ａは、第１端子片２の一方の端部に形成されている。第１固定接点２１ａは、ケース本体７の内部に形成されている開口７３ａの一部を介してケース本体７の収容凹部７３に露出されている。
　第１端子２２は、第１端子片２の他方の端部に形成されている。第１端子２２は、ケース本体７の側壁から突出し、外部回路と接続される。
　第２固定接点２１ｂは、第１端子２２の近く、すなわち第１端子片２の他方の側に形成されている。第２固定接点２１ｂは、ケース本体７の内部に形成されている開口７３ｂの一部を介してケース本体７の収容凹部７３に露出されている。
　第１固定接点２１ａと第２固定接点２１ｂとの間には、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。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の一部を介してケース本体７の収容凹部７３に露出し、ＰＴＣサーミスター６と電気的に接続される。
　図２に示されるように、第１端子片２は、階段状（側面視でクランク状）に曲げられた第１段曲げ部２５ａ及び第２段曲げ部２５ｂを有する。第１段曲げ部２５ａは、第１固定接点２１ａと支持部２３とを繋ぎ、第１固定接点２１ａと支持部２３とを高さ違いに配置する。第２段曲げ部２５ｂは、第２固定接点２１ｂと支持部２３とを繋ぎ、第２固定接点２１ｂと支持部２３とを高さ違いに配置する。これにより、ＰＴＣサーミスター６をコンパクトに収納可能となる。
　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板状に形成されている。第２端子片３は、長手方向を有している。第２端子片３は、蓋部材８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は、第２端子片３の長手方向が第１端子片２の長手方向と平行となるように配されている。
　第２端子片３は、可動片４が電気的に接続される接続部３１と、外部回路と電気的に接続される第２端子３２とを有している。接続部３１は、後述する第１接触領域４２と対向する位置に配されている。
　第２端子３２は、第２端子片３の一方側（すなわち、第１端子片２において第１固定接点２１ａの側）に形成されている。第２端子３２は、ケース本体７の側壁から突出し、外部回路と接続される。第２端子３２は、蓋部材８の内側で、可動片４等を収容するためのケース１０の内部空間に露出している。
　第２端子片３は、蓋部材８を補強する機能を果たしている。すなわち、第２端子片３は、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。
　可動片４は、銅等を主成分とする金属材料をプレス加工することにより板状に形成されている。可動片４は、長手方向を有している。可動片４は、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の両端部には、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可動片４のＢ面に形成され、溶接の他、クラッド、かしめ（crimping）等の手法によって可動片４に接合されている。
　可動接点４１は、第１可動接点４１ａと第２可動接点４１ｂとを含んでいる。第１可動接点４１ａは、可動片４の長手方向の第１端部４０ａに配される第１可動接点４１ａと、可動片４の長手方向の第２端部４０ｂに配される第２可動接点４１ｂとを含んでいる。
　可動片４は、可動片４の長手方向が第１端子片２の長手方向と平行となるように配されている。さらに、可動片４は、第１可動接点４１ａが第１固定接点２１ａと接触可能に位置され、第２可動接点４１ｂが第２固定接点２１ｂと接触可能に位置されるように、配される。換言すると、第１固定接点２１ａは、第１可動接点４１ａと対向し、両者が接触可能な位置に配され、第２固定接点２１ｂは、第２可動接点４１ｂと対向し、両者が接触可能な位置に配される。
　第１可動接点４１ａと第２可動接点４１ｂとの間には、第２端子片３と電気的に接続される第１接触領域４２が設けられている。これにより、第２可動接点４１ｂは、第１接触領域４２を挟んで第１可動接点４１ａとは反対側に配される。第１接触領域４２を介して、第２端子片３の第２端子３２と第１可動接点４１ａ及び第２可動接点４１ｂとが導通する。
　可動片４は、第１可動接点４１ａと第１接触領域４２との間に、第１弾性部４３ａを有している。第１弾性部４３ａは、第１接触領域４２から第１可動接点４１ａの側に延出されている。また、可動片４は、第２可動接点４１ｂと第１接触領域４２との間に、第２弾性部４３ｂを有している。第２弾性部４３ｂは、第１接触領域４２から第２可動接点４１ｂの側に延出されている。
　第１接触領域４２は、第１弾性部４３ａ及び第２弾性部４３ｂよりも幅広に形成されている。これにより、接続部３１と第１接触領域４２との接触抵抗が低減される。
　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。導通状態では、第１可動接点４１ａが第１固定接点２１ａに接触し、第２可動接点４１ｂが第２固定接点２１ｂに接触する。
　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。過熱により作動温度に達すると、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の第１弾性部４３ａ及び第２弾性部４３ｂが押し上げられ、かつ第１弾性部４３ａ及び第２弾性部４３ｂ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く、小型でありながら第１弾性部４３ａ及び第２弾性部４３ｂ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、第１端子片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。ＰＴＣサーミスター６は、可動片４が遮断状態にあるとき、第１端子片２と第２端子片３及び可動片４とを導通させる。ＰＴＣサーミスター６は、第１端子片２の支持部２３と熱応動素子５との間に配設されている。熱応動素子５の逆反り動作により第１端子片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、樹脂以外の絶縁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収容凹部７３が形成されている。収容凹部７３は、可動片４の第１可動接点４１ａ及び第２可動接点４１ｂを収容するための開口７３ａ，７３ｂと、可動片４及び熱応動素子５を収容するための開口７３ｃと、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適宜当接され、熱応動素子５の逆反り時に案内される。
　図１に示されるように、固定接点２１、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。このとき、ケース本体７と蓋部材８とは、それぞれの外縁部の全周にわたって連続的に接合され、ケース１０の気密性が向上する。これにより、収容凹部７３がもたらすケース１０の内部空間は密閉され、可動片４、熱応動素子５及びＰＴＣサーミスター６等の部品がケース１０の外部の雰囲気から遮断され、保護されうる。
　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は初期形状を維持（逆反り前）している。この状態では、第１固定接点２１ａは、第１可動接点４１ａと接触し、第２固定接点２１ｂは、第２可動接点４１ｂと接触している。そして、可動片４の第１接触領域４２と第２端子片３とは電気的に接続されているので、可動片４を通じてブレーカー１の第１端子片２と第２端子片３との間は導通している。可動片４と熱応動素子５とが接触し、可動片４、熱応動素子５、ＰＴＣサーミスター６及び第１端子片２は、回路として導通していてもよい。
　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、作動温度に達した熱応動素子５は逆反りし、可動片４の第１弾性部４３ａが押し上げられて第１固定接点２１ａと第１可動接点４１ａとが離隔する。また、可動片４の第２弾性部４３ｂが押し上げられて第２固定接点２１ｂと第２可動接点４１ｂとが離隔する。
　ブレーカー１の内部で熱応動素子５が変形し、可動片４を押し上げるときの熱応動素子５の作動温度は、例えば、７０℃～９０℃である。このとき、第１固定接点２１ａと第１可動接点４１ａの間を流れていた電流及び第２固定接点２１ｂと第２可動接点４１ｂ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。従って、電流は第１固定接点２１ａと第１可動接点４１ａの間及び第２固定接点２１ｂと第２可動接点４１ｂ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。
　図４は、通電状態のブレーカー１内における電流が流れる経路を示している。既に述べたように、ブレーカー１では、第１端子片２に、第１固定接点２１ａ及び第２固定接点２１ｂが設けられ、第２端子片３に、可動片４が電気的に接続されている。可動片４には、第１可動接点４１ａ及び第２可動接点４１ｂが設けられている。
　可動片４の第１可動接点４１ａと第１固定接点２１ａとが接触すると、第１端子片２から第１固定接点２１ａ、第１可動接点４１ａ及び第１弾性部４３ａ、第１接触領域４２を経て、第２端子片３に至る第１経路Ｉ１が形成される。一方、可動片４の第２可動接点４１ｂと第２固定接点２１ｂとが接触すると、第１端子片２から第２固定接点２１ｂ、第２可動接点４１ｂ及び第２弾性部４３ｂ、第１接触領域４２を経て、第２端子片３に至る第２経路Ｉ２が形成される。すなわち、第１端子片２と第２端子片３との間で並列の回路が形成される。
　これにより、可動接点４１と第１接触領域４２との間において、導体の断面積が２倍となり、導通抵抗が低減される。さらに、固定接点２１と可動接点４１とが二箇所で接触するため、接触抵抗が低減される。従って、これにより、第１端子片２と第２端子片３との間の抵抗が低減される。
　なお、上記導体の断面積を大きくするには、単に、可動片４の幅及び厚さを大きくすることによっても実現できる。しかしながら、可動片４の幅及び厚さを大きくした場合、可動片４が発生する弾性力も大きくなるため、熱応動素子５の厚さ等も大きくする必要があり、ブレーカー１の小型化を図ることが困難となる。
　また、ブレーカー１によれば、固定接点２１と可動接点４１とが２箇所で接触することにより、第１端子片２と可動片４との導通状態が担保されている。従って、ブレーカー１が実装されている電気機器の落下等によりブレーカー１に強い衝撃が加えられたときであっても、第１端子片２と可動片４との導通状態が維持され易くなり、負荷に供給されている電流の瞬断が抑制される。
　第１接触領域４２は、第１可動接点４１ａと第２可動接点４１ｂとの間で、第２端子片３に接触するのが望ましい。これにより、ブレーカー１の全長が容易に短縮される。また、第１接触領域４２と第２端子片３との接触抵抗が容易に低減される。
　可動片４は、第１接触領域４２にて第２端子片３に固定されているのが望ましい。これにより、可動片４の姿勢が安定し、第１接触領域４２と第２端子片３との接触抵抗が容易に低減される。
　第２端子片３と可動片４との固定構造は、例えば、レーザー溶接又は抵抗溶接、導電性接着剤による接着の他、ねじ止め等であってもよい。
　接続部３１及び第１接触領域４２は、平面状に形成されている、のが、望ましい。このような形態によれば、接続部３１と第１接触領域４２との接続が容易となる。特に、第２端子片３と可動片４とが溶接によって固定される形態にあっては、溶接工程での作業性が高められる。また、接続部３１と第１接触領域４２との接触面積を容易に確保することが可能となる。
　可動片４は、第１接触領域４２から第１端部４０ａの側の第１部分４５ａと第２端部４０ｂの側の第２部分４５ｂとで、固有振動数が異なる、ように構成されていてもよい。第１部分４５ａの固有振動数と第２部分４５ｂの固有振動数とを異ならせることにより、ブレーカー１に種々の強さの衝撃が加えられたときであっても、第１可動接点４１ａと第２可動接点４１ｂとが同時に固定接点２１から離隔することが抑制され、負荷に供給されている電流の瞬断が抑制される。
　第１部分４５ａ及び第２部分４５ｂの固有振動数は、第１部分４５ａ及び第２部分４５ｂの長さ、幅、厚さを調整することにより、容易に実現できる。第１部分４５ａの長さとは、可動片４の長手方向での第１部分４５ａの長さ、すなわち、第１接触領域４２から第１端部４０ａの先端までの距離であり、第１部分４５ａの幅とは、可動片４の長手方向に直交する短手方向での第１部分４５ａの長さである。第１部分４５ａの長さ、幅、厚さが変動する場合は、その平均値であってもよい。第２部分４５ｂに関しても同様である。
　図１及び２に示されるように、熱応動素子５は、可動片４の側に突出する頂部５１を有している。頂部５１は、可動片４の短手方向から視て、第２端子片３と熱応動素子５との距離が最小となる部分である。可動片４の厚さ方向から視て、第１接触領域４２は頂部５１と重複する領域に設けられている。これにより、図３に示される遮断時において、第１可動接点４１ａと第１固定接点２１ａとのギャップ及び第２可動接点４１ｂと第２固定接点２１ｂとのギャップを確保しながら、ブレーカー１の全長が容易に短縮される。
　図５は、第２端子片３の接続部３１、可動片４の第１接触領域４２及びその周辺を拡大して示している。
　可動片４は、第１接触領域４２と第１弾性部４３ａとの間に曲げ部４６ａを有しているのが望ましい。曲げ部４６ａは、第１可動接点４１ａが第１固定接点２１ａに接近するように曲げられる。可動片４に曲げ部４６ａが設けられることにより、第１可動接点４１ａと第１固定接点２１ａ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。また、第２端子片３と第１弾性部４３ａとの間に第１弾性部４３ａが変形するための空間が生じ、図３に示される遮断時において、第１可動接点４１ａと第１固定接点２１ａとのギャップが容易に確保される。
　同様に、可動片４は、第１接触領域４２と第２弾性部４３ｂとの間に曲げ部４６ｂを有しているのが望ましい。曲げ部４６ｂは、第２可動接点４１ｂが第２固定接点２１ｂに接近するように曲げられる。
　可動片４は、曲げ部４６ａと第１弾性部４３ａとの間に曲げ部４７ａを有しているのが望ましい。曲げ部４７ａは、曲げ部４６ａとは逆方向、すなわち第１可動接点４１ａが第１固定接点２１ａから離隔するように曲げられる。可動片４に曲げ部４６ａ及び曲げ部４７ａが設けられることにより、第１可動接点４１ａと第１固定接点２１ａとの接触圧力を高めつつ、ブレーカー１の厚さを低減できる。
　同様に、可動片４は、曲げ部４６ｂと第２弾性部４３ｂとの間に曲げ部４７ｂを有しているのが望ましい。曲げ部４７ｂは、曲げ部４６ｂとは逆方向、すなわち第２可動接点４１ｂが第２固定接点２１ｂから離隔するように曲げられる。
　図２及び３に示されるように、可動片４は、熱応動素子５の側に突出する突起４４ａを有する、のが望ましい。突起４４ａは、第１可動接点４１ａと曲げ部４６ａとの間の第１弾性部４３ａに配される。突起４４ａは、熱応動素子５の端縁の近傍に設けられるのが望ましい。第１弾性部４３ａに突起４４ａが設けられることにより、図３に示される遮断時において、第１可動接点４１ａと第１固定接点２１ａとのギャップが容易に確保される。
　同様に、可動片４は、熱応動素子５の側に突出する突起４４ｂを有する、のが望ましい。突起４４ｂは、第２可動接点４１ｂと曲げ部４６ｂとの間の第２弾性部４３ｂに配される。突起４４ｂは、熱応動素子５の端縁の近傍に設けられるのが望ましい。なお、突起４４ａ及び突起４４ｂのうち、一方のみが設けられていてもよい。
　第２端子片３は、可動片４の側に突出する凸部３３ａを有する、のが望ましい。第２端子片３に凸部３３ａが設けられることにより、図２に示される導通時において、第１可動接点４１ａと第１固定接点２１ａとの接触圧力が高められる。凸部３３ａは、可動片４の長手方向で、接続部３１と突起４４ａとの間に配される。なお、接続部３１は、第１接触領域４２と接触する第２接触領域である。接続部３１と突起４４ａとの間に凸部３３ａが配されることにより、図３に示される遮断時において、第１可動接点４１ａと第１固定接点２１ａとのギャップが容易に確保される。
　同様に、第２端子片３は、可動片４の側に突出する凸部３３ｂを有する、のが望ましい。凸部３３ｂは、可動片４の長手方向で、接続部３１と突起４４ｂとの間に配される。なお、凸部３３ａ及び凸部３３ｂのうち、一方のみが設けられていてもよい。
　図６は、図１のブレーカー１の変形例であるブレーカー１Ａの斜視図である。ブレーカー１Ａのうち、以下で説明されてない部分については、上述したブレーカー１の構成が採用されうる。 
　ブレーカー１Ａは、第１端子片２と、第２端子片３と、可動片４Ａと、熱応動素子５と、ＰＴＣサーミスター６等を備える。可動片４Ａは、二対の可動接点４１ａ１、４１ａ２、４１ｂ１、４１ｂ２及び二対の弾性部４３ａ１、４３ａ２、４３ｂ１、４３ｂ２を有する点で、図１に示される可動片４とは異なる。
　すなわち、可動片４Ａにおいて、第１可動接点４１ａは、可動接点４１ａ１と可動接点４１ａ２とを含み、第１弾性部４３ａは、弾性部４３ａ１と弾性部４３ａ２とを含んでいる。可動接点４１ａ１は、弾性部４３ａ１に形成され、可動接点４１ａ２は、弾性部４３ａ２に形成されている。
　同様に、可動片４Ａにおいて、第２可動接点４１ｂは、可動接点４１ｂ１と可動接点４１ｂ２とを含み、第２弾性部４３ｂは、弾性部４３ｂ１と弾性部４３ｂ２とを含んでいる。可動接点４１ｂ１は、弾性部４３ｂ１に形成され、可動接点４１ｂ２は、弾性部４３ｂ２に形成されている。
　第１弾性部４３ａには、スリット４８ａが形成されている。第１弾性部４３ａは、スリット４８ａによって弾性部４３ａ１と弾性部４３ａ２とに分離される。これにより、弾性部４３ａ１と弾性部４３ａ２とは独立して変形可能となる。
　同様に、第２弾性部４３ｂには、スリット４８ｂが形成されている。第２弾性部４３ｂは、スリット４８ｂによって弾性部４３ｂ１と弾性部４３ｂ２とに分離される。これにより、弾性部４３ｂ１と弾性部４３ｂ２とは独立して変形可能となる。
　ブレーカー１Ａによれば、固定接点２１と可動接点４１とが４箇所で接触し、第１端子片２と可動片４Ａとの導通状態が担保されている。従って、ブレーカー１Ａに強い衝撃が加えられたときであっても、第１端子片２と可動片４Ａとの導通状態が維持され易くなり、負荷に供給されている電流の瞬断が抑制される。
　ブレーカー１Ａでは、弾性部４３ａ１と弾性部４３ａ２及び弾性部４３ｂ１と弾性部４３ｂ２で、固有振動数が異なる、のが望ましい。また、弾性部４３ａ１と弾性部４３ｂ１及び弾性部４３ａ２と弾性部４３ｂ２で、固有振動数が異なる、のが望ましい。なお、固有振動数の調整は、可動片４と同様に実現できる。
　弾性部４３ａ１と弾性部４３ａ２及び弾性部４３ｂ１と弾性部４３ｂ２で、固有振動数を異ならせることにより、ブレーカー１Ａに種々の強さの衝撃が加えられたときであっても、第１可動接点４１ａと第２可動接点４１ｂとが同時に固定接点２１から離隔することが抑制され、負荷に供給されている電流の瞬断が抑制される。
　図７は、図１のブレーカー１の別の変形例であるブレーカー１Ｂの斜視図である。ブレーカー１Ｂのうち、以下で説明されてない部分については、上述したブレーカー１等の構成が採用されうる。 
　ブレーカー１Ｂは、第１端子片２と、第２端子片３と、可動片４Ｂと、熱応動素子５と、ＰＴＣサーミスター６等を備える。
　可動片４Ｂは、一対の可動片を含んでいる。すなわち、可動片４Ｂは、第１可動片４ａと、第２可動片４ｂとを含んでいる。第１可動片４ａ及び第２可動片４ｂは、ブレーカー１Ｂの長手方向に並べて配設されている。
　第１可動片４ａには、第１可動接点４１ａと、接触領域４２ａと、第１弾性部４３ａとが形成されている。第１弾性部４３ａには、突起４４ａが形成されているのが望ましい。第２可動片４ｂには、第２可動接点４１ｂと、接触領域４２ｂと、第２弾性部４３ｂとが形成されている。第２弾性部４３ｂには、突起４４ｂが形成されているのが望ましい。第１可動片４ａの第１部分４５ａの固有振動数と第２可動片４ｂの第２部分４５ｂの固有振動数に関しては、ブレーカー１と同様である。
　可動片４Ｂにあっても、図６に示される可動片４Ａのように、可動片４ａの第１弾性部４３ａにスリットが形成されていてもよく、可動片４ｂの第２弾性部４３ｂにスリットが形成されていてもよい。
　また、可動片４Ｂは、二対以上の可動片を含んでいてもよい。
　以上、本発明のブレーカー１等が詳細に説明されたが、本発明は上記の具体的な実施形態に限定さ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、ブレーカー１等は、少なくとも、固定接点２１が形成される第１端子片２と、可動接点４１を有し、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、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、可動片４と電気的に接続される第２端子片３とを備え、可動接点４１は、可動片４の長手方向の第１端部４０ａに配される第１可動接点４１ａと、可動片４の長手方向の第２端部４０ｂに配される第２可動接点４１ｂとを含み、固定接点２１は、第１可動接点４１ａが接触可能な位置に配される第１固定接点２１ａと、第２可動接点４１ｂが接触可能な位置に配される第２固定接点２１ｂとを含んでいればよい。
　例えば、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１等の構成が簡素化される。
　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、端子間の抵抗を低減できる。
　さらに、ブレーカー１Ａにあっては、可動片４に３対以上の可動接点４１等が設けられていてもよい。
　また、本発明のブレーカー１等は、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８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の出力端回路中に設けたブレーカー１等とを備える。図９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等を備えている。ブレーカー１等を備えたコネクタを含むケーブルによって安全回路５０２の一部が構成されていてもよい。
１　　　　ブレーカー
１Ａ　　　ブレーカー
２　　　　第１端子片
３　　　　第２端子片
４　　　　可動片
４Ａ　　　可動片
５　　　　熱応動素子
２１　　　固定接点
２１ａ　　第１固定接点
２１ｂ　　第２固定接点
２２　　　第１端子
３２　　　第２端子
３３ａ　　凸部
３３ｂ　　凸部
４０ａ　　第１端部
４０ｂ　　第２端部
４１　　　可動接点
４１ａ　　第１可動接点
４１ｂ　　第２可動接点
４２　　　第１接触領域
４４ａ　　突起
４４ｂ　　突起
４５ａ　　第１部分
４５ｂ　　第２部分
４６ａ　　曲げ部
４６ｂ　　曲げ部
４７ａ　　曲げ部
４７ｂ　　曲げ部
５１　　　頂部
５００　　２次電池パック
５０１　　２次電池
５０２　　安全回路

Claims (9)

  1. 　固定接点が形成される第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、
    　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、
    　前記可動片と電気的に接続される第２端子片とを備えたブレーカーであって、
    　前記可動接点は、前記可動片の長手方向の第１端部に配される第１可動接点と、前記可動片の前記長手方向の第２端部に配される第２可動接点とを含み、
    　前記固定接点は、前記第１可動接点が接触可能な位置に配される第１固定接点と、前記第２可動接点が接触可能な位置に配される第２固定接点とを含む、
    　ブレーカー。
  2. 　前記可動片は、前記第１可動接点と前記第２可動接点との間で、前記第２端子片に接触する第１接触領域を有する、請求項１記載のブレーカー。
  3. 　前記可動片は、前記第１接触領域から前記第１端部の側の第１部分と前記第２端部の側の第２部分とで、固有振動数が異なる、請求項２記載のブレーカー。
  4. 　前記熱応動素子は、前記可動片の側に突出する頂部を有し、
    　前記可動片の厚さ方向から視て、前記第１接触領域は前記頂部と重複する領域に設けられている、請求項２又は３に記載のブレーカー。
  5. 　前記可動片は、前記第１可動接点が前記第１固定接点に接近するように曲げられる第１曲げ部を有する、請求項４記載のブレーカー。
  6. 　前記可動片は、前記第１可動接点と前記第１曲げ部との間に、前記熱応動素子の側に突出する第１突起を有する、請求項５記載のブレーカー。
  7. 　前記第２端子片は、前記第１接触領域と接触する第２接触領域と、前記第１突起と前記第２接触領域との間に、前記可動片の側に突出する第１凸部を有する、請求項６記載のブレーカー。
  8. 　請求項１乃至７のいずれかに記載のブレーカーを備えた、電気機器用の安全回路。
  9.   請求項１乃至７のいずれかに記載のブレーカーを備えた、２次電池パック。
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