JP2013247107A - ブレーカー及びそれを備えた安全回路並びに２次電池回路 - Google Patents

Abstract

【課題】ブレーカーにおいて、リフロー工程に際して加熱処理にも対応しつつ、通電時の安定した抵抗値と良好な温度特性を得る。
【解決手段】可動片４の固定部４２に形成された食い込み爪９５が樹脂ケース７１の側壁に食い込んで嵌合し、可動片４を樹脂ケース７１に強固に固定する。これにより、樹脂ケース７１に対する可動片４の姿勢が安定し、固定接点と可動接点との位置関係が安定する。
【選択図】図９

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。

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。

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、ケースに収納されてなり、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。

上記特許文献１に示されたブレーカーにおいては、蓋部材がケース本体に超音波溶着されてケースが一体化されると共に、固定部が蓋部材（カバー部材）とケース本体とによって表裏両面から挟み込まれて、可動片の姿勢が固定される（同文献の段落（００３２）、（００３７）等参照）。

ＷＯ２０１１／１０５１７５号公報

通常、ブレーカーは、２次電池と安全回路を構成する回路基板との間に設けられたリードに、溶接等によって接続されている。近年、生産効率の向上を狙って、図１１及び図１２に示すようにブレーカーを回路基板に直接的に実装する形態が検討されている。

図１１に示すように、２次電池回路２００は、２次電池パック２０１と、安全回路２０２等を有する。２次電池パック２０１の２次電池は、端子２０３を介して安全回路２０２のリード２０５と接続される。ブレーカー１は、リード２０５に接続されて２次電池の出力回路に直列に接続される。

図１２に示すように、ブレーカー１の端子２２、４１は、安全回路２０２の回路基板２０４に形成されているリード２０５にはんだ２０６によって接続される。両者のはんだづけにはリフロー方式が検討されている。安全回路２０２を構成する他の電子部品と共にブレーカー１を回路基板２０４に載置して、リフロー工程によって各部品のはんだ付けを同時に行うことができ、上述した溶接等の工程が不要になるからである。

ところが従来のブレーカーにおいては、リフロー工程における加熱処理によって、ブレーカーの蓋部材が過度に加熱されると、僅かながらも蓋部材に変形が生じる可能性があり、固定部を蓋部材とケース本体とによって挟み込む構造では可動片の姿勢を適正に維持することが困難となる虞が生ずる。特に、蓋部材がブレーカーの天面に配設される構造を有するブレーカーにおいては、リフロー工程の際に蓋部材が過熱され易い傾向にあるため、上述した虞が懸念される。

蓋部材の過熱に伴って可動片の姿勢に変動が生ずるとその先端部に設けられている可動接点とケース本体に設けられている固定接点との位置関係が変動し、通電時における両接点の接触抵抗に影響を及ぼす虞がある。また、可動接点と固定接点との位置関係の変動は、ブレーカーの温度特性を悪化させる一因となる。こうした不具合は、ブレーカーの小型化を追求する程に顕著に現れる問題とされていた。

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、リフロー工程等における加熱処理にも対応しつつ、通電時の安定した抵抗値と良好な温度特性を得ることが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、前記ケースは、前記固定片をインサートして成形される第１ケースと、前記第１ケースに装着される第２ケースを有し、前記可動片は、前記第１ケースに食い込む食い込み爪を有することを特徴とする。

この発明において、前記可動片は、前記第１ケースと前記第２ケースによって挟み込まれて前記ケースに対して固定される固定部を有し、前記食い込み爪は、前記固定部に形成されていることが好ましい。

この発明において、前記食い込み爪は、間欠的に複数個形成されていることが好ましい。

この発明において、前記複数個の食い込み爪は、前記弾性部が延出されている方向にずれて配設されていることが好ましい。

この発明において、前記可動片は、前記第１ケースの一部が挿入される貫通穴を有し、前記食い込み爪は、前記貫通穴の周縁から突出して形成されていることが好ましい。

この発明において、前記食い込み爪は、前記固定部の端縁に形成されていることが好ましい。

この発明において、前記可動片は、前記可動接点が設けられている裏面側から前記第１ケースに収容され、前記食い込み爪は、その先端が前記可動片の表面側に突出するように、屈曲又は湾曲されていることが好ましい。

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。

また、本発明の２次電池回路は、前記ブレーカーを備えたことを特徴とする。

本発明のブレーカーによれば、可動片に形成されている食い込み爪が第１ケースに食い込むことにより、第１ケースに対する可動片の姿勢が固定される。すなわち、第２ケースの変形如何に関わらず、可動片は食い込み爪によって第１ケースに対して強固に固定されている。従って、ブレーカーが安全回路に実装されリフロー工程によって安全回路と接続される際に、第２ケースが過熱により変形したとしても、第１ケースに対する可動片の姿勢に影響を及ぼす虞がない。また、このときリフロー工程の熱風に対して第２ケースの側を向けてブレーカーを回路基板に載置することにより、第２ケースによって熱風から第１ケースを防護して、第１ケースの変形を抑制できる。従って、リフロー工程の前後において、可動片の先端に設けられている可動接点と第１ケースに埋設されている固定接点との位置関係が安定し、通電時における両接点の接触抵抗を低減すると共に、ブレーカーの温度特性を良好に維持することが可能となる。

また、食い込み爪が、第１ケースと第２ケースによって挟み込まれる固定部に形成されている構成によれば、固定部と食い込み爪による相乗的な作用によって、ケースに対する可動片の固定をより一層強固にして、可動片の姿勢を安定させることができる。

また、食い込み爪が、固定部の端縁に形成されている構成によれば、固定部の端縁で食い込み爪が第１ケースに食い込むことにより、可動片が第１ケースに対してより一層強固に固定される。例えば、固定部の端縁において第１ケースの側壁に対向するように食い込み爪を形成することにより、第１ケースの主要構成であり強靱な側壁で可動片を固定することができ、可動片の姿勢をより一層安定させることが可能となる。

また、可動接点が設けられている裏面側から可動片が第１ケースに収容され、先端が可動片の表面側に突出するように食い込み爪が屈曲又は湾曲されている構成によれば、可動片が第１ケースから離反しようとしたとき、屈曲又は湾曲されている食い込み爪が一旦平坦化され、その先端の食い込み量が大きくなる。これにより、可動片と第１ケースとの結合が強固になり、可動片の離脱が防止される。

また、本発明のブレーカーを備えた安全回路又は２次電池回路によれば、リフロー工程等における加熱処理にも対応しつつ、通電時における安定した抵抗値と良好な温度特性が得られる安全回路又は２次電池回路を製造できる。

本発明の一実施形態によるブレーカーの構成を示す組み立て斜視図。 通常の充電又は放電状態におけるブレーカーの動作を示す断面図。 過充電状態又は異常時などにおけるブレーカーの動作を示す断面図。 カバー部材を透視した同ブレーカーを示す平面図。 同ブレーカーに適用される可動片の構成を示す斜視図。 樹脂ベースに可動片が組み込まれ、カバー部材が装着される様子を時系列で示す断面図。 同ブレーカーの食い込み爪の周辺を拡大して示す断面図。 可動片の変形例を示す斜視図。 可動片の別の変形例を示す斜視図。 可動片のさらに別の変形例を示す斜視図。 本発明のブレーカーを備えた２次電池回路の構成を示す平面図。 本発明のブレーカーが安全回路の基板に実装されている様子を示す断面図。

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を収納するケース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。

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７３ｂから露出されている。端子２２は樹脂ベース７１の一端から外側に露出されている。

可動片４は、板状の金属材料をプレス加工することにより、長手方向の中心線に対して対称なアーム状に形成されている。可動片４の材料としては、固定片２と同等の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回路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から外側に露出される。可動片４の他端（アーム状の可動片４の先端に相当）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（カバー部材７２と対向する面）を表（おもて）面として説明している。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の基端に相当）、弾性部４３を有している。固定部４２において樹脂ベース７１とカバー部材７２によって裏表両面側から挟み込まれて可動片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（図１参照）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の収納部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、段部７７を含み、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前記樹脂ベース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。

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。また、弾性部４３の下面には、熱応動素子５に対向して一対の小突起４４が形成されている。小突起４４と熱応動素子５とは接触して、小突起４４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２及び図３参照）。

また、可動片４には、可動片４の厚み方向に貫通し、樹脂ベース７１の突起７４ａが挿通される貫通穴４５と、クランク状に形成された段曲げ部４６と、段曲げ部４６に形成された斜面４７と、樹脂ベース７１の位置決め部７５と係合される一対の係合部４８と、可動片４の長手方向に対して垂直な短手方向に可動片４の一部が切除されたくびれ部４９が形成されている。貫通穴４５、段曲げ部４６、斜面４７、係合部４８及びくびれ部４９は、弾性部４３を挟んで可動接点３とは反対側、すなわち弾性部４３に対して端子４１の側に設けられている。貫通穴４５は、可動片４の長手方向の中心線上に設けられている。斜面４７は、可動片４の方向に沿って連続して形成されている。係合部４８は、可動片４の短手方向に沿って２箇所に設けられている。

貫通穴４５は、可動片４の固定部４２に形成されている。固定部４２は、弾性部４３に対して可動片４の短手方向に幅広に形成されている。これにより、固定部４２における可動片４の長手方向に垂直な断面積が、弾性部４３における該断面積に対して大きい箇所となる。また、貫通穴４５は、平面視で（可動片４の厚み方向に視て）可動片４の短手方向に長い長円又は楕円形状に形成されている。

係合部４８は、くびれ部４９の端子４１の側の端縁にて形成される。くびれ部４９は、固定部４２を挟んで弾性部４３とは反対側で、固定部４２と端子４１の間に配設されている。くびれ部４９の幅寸法（可動片４の短手方向の長さ寸法、以下同様）は、弾性部４３の幅寸法に対して同等以下に設定されているのが望ましいが、少なくとも固定部４２及び端子４１の幅寸法よりも小さく設定されていればよい。本実施形態におけるくびれ部４９は、上記特許文献１における第２弾性部としての機能を有しており、端子４１に加えられた外力や衝撃を吸収し、可動接点３の位置を適正に維持する。

熱応動素子５は円弧状に湾曲した初期形状をなし、バイメタル、トリメタルなどの複合材料からなる。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、高膨張側に銅−ニッケル−マンガン合金又はニッケル−クロム−鉄合金、低膨張側に鉄−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。

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。

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、熱応動素子５及びＰＴＣサーミスター６などを収納するための収納部７３及び可動片４を収納するための開口７３ａ，７３ｂなどが形成されている。なお、樹脂ベース７１に組み込まれた熱応動素子５及びＰＴＣサーミスター６の端縁は、収納部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。

また、樹脂ベース７１は、可動片４の貫通穴４５に挿通されて係合する突起７４ａと、可動片４を位置決めするための一対の位置決め部７５と、可動片４の端子４１を外部に露出させるための窓７６を有する。突起７４ａは、貫通穴４５に対応し、平面視で長円形状に形成され、樹脂ベース７１を補強する。突起７４ａの高さすなわち突出量は、可動片４の厚みより大きく設定され、カバー部材７２の裏面には、突起７４ａの頂部に対応する凹部が必要に応じて設けられる。位置決め部７５は、可動片４の長手方向に対して垂直な方向に沿って２箇所に設けられている。本実施形態では、窓７６の存在によって、樹脂ベース７１の側壁の一部が可動片４のくびれ部４９に対応する形状に形成され、位置決め部７５を構成する。すなわち、位置決め部７５は、くびれ部４９の近傍において切除された部分に介在し、樹脂ベース７１を補強する。

カバー部材７２は、その内壁面から可動片４の段曲げ部４６に対応する形状に突出する段部７７と、段部７７に形成された斜面７８（図５参照）とを有する。斜面７８は、可動片４の斜面４７に対応し、可動片４の長手方向に対して垂直な方向に沿って連続して形成されている。

カバー部材７２には、カバー片８がインサート成形によって埋め込まれている。カバー片８は、上述したリン青銅を主成分とする金属板又は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８は、図２及び図３に示すように、可動片４の上面と適宜当接し、可動片４の動きを規制すると共に、カバー部材７２のひいては筐体としてのケース７の剛性・強度を高める。

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等を収納した樹脂ベース７１の収納部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。

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。

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。

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。

図４は、カバー部材７２を透視したブレーカー１の平面図を示す。また、図５は、可動片４の構成を示す。樹脂ベース７１の突起７４ａは、平面視で長円又は楕円に形成され、可動片４の貫通穴４５もこれに対応する基本形状に形成されている。可動片４は、二対の食い込み爪９１、９２を有する。食い込み爪９１、９２は、固定部４２において貫通穴４５の周縁から内方に向かって突出するように、すなわち可動片４が樹脂ベース７１に組み込まれたとき、貫通穴４５の周縁から突起７４ａの側に向かって突出するように形成されている。一対の食い込み爪９１は、可動片４の長手方向すなわち弾性部４３が延出されている方向に平行な方向に並設され、突起７４ａを挟んで互いに対向するように形成されている。換言すると、一対の食い込み爪９１は、弾性部４３が延出されている方向にずれて配設されている。一方、一対の食い込み爪９２は、可動片４の短手方向すなわち弾性部４３が延出されている方向に垂直な方向に並設され、突起７４ａを挟んで互いに対向するように形成されている。

互いに対向する食い込み爪９１の先端の間隔は、突起７４ａの短径よりわずかに小さく設定される。同様に、互いに対向する食い込み爪９２の先端の間隔は、突起７４ａの長径よりわずかに小さく設定される。また、それぞれの食い込み爪９１と食い込み爪９２との間には、プレス加工等により貫通孔９３が打ち抜かれており、隣接する食い込み爪９１と食い込み爪９２とが貫通孔９３によって分離されている。すなわち、貫通孔９３が形成されることにより、二対の食い込み爪９１、９２は、貫通穴４５の周縁において間欠的に形成され、それぞれが独立して弾性変形可能となる。また、貫通孔９３の形状及び大きさを適宜変更することによって、食い込み爪９１、９２の弾性力を調整することができる。本実施形態においては、貫通穴４５と貫通孔９３によって固定部４２に鍵穴状の貫通穴が形成される。また、突起７４ａの側面に、鍵穴状の貫通穴に対応するように凹凸を設けてもよい。

図６（ａ）（ｂ）は、樹脂ベース７１に可動片４が組み込まれ、カバー部材７２が装着されて溶着される様子を時系列で示す。可動片４は、樹脂ベース７１の開口７３ａ，７３ｂに案内されて樹脂ベース７１に組み込まれる。このとき、図１に示すように、可動片４に形成されているくびれ部４９の両側の係合部４８に位置決め部７５が係合されると共に、貫通穴４５に樹脂ベース７１の突起７４ａが挿通される。また、貫通穴４５に突起７４ａが挿通されることに加え、一対の係合部４８と一対の位置決め部７５との係合により、樹脂ベース７１に対する可動片４の回転が規制され、仮の位置決めが容易に行われる。

この仮の位置合わせの段階では、樹脂ベース７１に対する可動片４の位置合わせが正確になされている必要はない。また、可動片４は、後の工程で最終的な位置合わせができるように、樹脂ベース７１の上に載置された状態であり、固定されてはいない。なお、樹脂ベース７１の開口７３ａ，７３ｂ及び突起７４ａの位置、形状、寸法等は、仮の位置合わせがなされた位置から完全に位置決めされる定位置まで可動片４を案内し易くなるように、可動片４の対応する箇所と相似形に形成されている。

図６（ａ）に示すように可動片４が樹脂ベース７１に組み込まれた後、樹脂ベース７１にカバー部材７２が装着される。カバー部材７２は、樹脂ベース７１の開口７３ａに段部７７を挿入し、可動片４の段曲げ部４６に段部７７を押し当てることで可動片４を位置合わせしながら、樹脂ベース７１に装着される。

図６（ｂ）に示すように、カバー部材７２が樹脂ベース７１の方向（図中白抜き矢印方向）に押圧されると、可動片４の斜面４７とカバー部材７２の斜面７８とが当接する。斜面４７及び斜面７８は、可動片４の長手方向に対して垂直な方向に沿って連続して形成されているので、なおもカバー部材７２が樹脂ベース７１の方向に押圧されると、可動片４の斜面４７はカバー部材７２の斜面７８によって可動片４の長手方向に押される（付勢される）。その結果、斜面７８，４７によって力の方向が変換され、可動片４の全体が長手方向すなわち固定片２の存在する矢印Ａ方向に押されて移動する。このとき、斜面４７に対向して配設されている一対の係合部４８と、斜面７８に対向して配設されている一対の位置決め部７５とが当接して係合する。これにより、突起７４ａ等によって仮の位置合わせがなされていた可動片４は、樹脂ベース７１に対して正確に位置決めされる。すなわち、樹脂ベース７１に対して可動片４が組み込まれる際に生じている仮の位置合わせ時の誤差は軽減され、樹脂ベース７１に対する可動片４の位置決め誤差を、実質的に樹脂ベース７１の位置決め部７５と可動片４の係合部４８の製造時における寸法誤差程度に留めることができる。

樹脂ベース７１にカバー部材７２が装着されるとき、樹脂ベース７１がカバー部材７２の方向に押圧されながら、樹脂ベース７１又はカバー部材７２のいずれか一方又は両方に超音波振動が付与されると、樹脂ベース７１とカバー部材７２との当接部位（主として、樹脂ベース７１及びカバー部材７２の周縁部）は摩擦熱により溶着し、樹脂ベース７１とカバー部材７２とが一体化され、ケース７を構成する。

図６（ｂ）に示す工程においては、可動片４の固定部４２がカバー部材７２の当接部７９によって白抜き矢印方向すなわち樹脂ベース７１の方向に押圧されて、食い込み爪９１、９２が突起７４ａの側面に食い込みながら嵌合する（図７参照）。

図７（ａ）は、固定部４２の近傍を拡大して示し、図７（ｂ）は、突起７４ａに嵌合している食い込み爪９１及びその周辺を（図７（ａ）における２点鎖線で囲んだ領域を）さらに拡大して示す。食い込み爪９１、９２が突起７４ａの側面に食い込んで嵌合することにより、可動片４は、固定部４２において樹脂ベース７１に対して強固に結合される。この結合は、食い込み爪９１、９２が突起７４ａの側面に食い込むことによりもたらされるものであるから、仮に上述したリフロー工程等におけるカバー部材７２の変形に伴って、可動片４の固定部４２とカバー部材７２の当接部７９との間に僅かな隙間が生ずる場合にあっても、その影響を受けることなく、強固に維持される。

特に、本実施形態にあっては、一対の食い込み爪９１が、可動片４の長手方向の両側から突起７４ａの側面に食い込んで固定部４２を固定する構造を有しているので、可動接点３と固定接点２１との位置関係において問題となる樹脂ベース７１に対する可動片４の組み込み精度と姿勢の変動（図７の紙面に垂直な軸周りの回転）を抑制できる。これにより、可動片４の先端部に設けられている可動接点３と樹脂ベース７１に埋設されている固定接点２１との位置関係を安定させることが可能になる。

図７（ｂ）に示すように、食い込み爪９１は、その先端が可動片４の表面側（図中上方）に突出するように、屈曲又は湾曲されている（食い込み爪９２についても同様）。この屈曲又は湾曲は、食い込み爪９１、９２が突起７４ａの側面に嵌合する際に、当接する突起７４ａの側面によって食い込み爪９１、９２が押し上げられて形成されたものであってもよく、可動片４に貫通穴４５、食い込み爪９１、９２及び貫通孔９３を形成する際等に、プレス加工等により予め形成されたものであってもよい。このように、食い込み爪９１が可動片４の表面側に屈曲又は湾曲されている構造によれば、仮に、何らかの事情によって、樹脂ベース７１から離脱させようとする外力が可動片４に対して働いたとしても、表面側に屈曲又は湾曲されている食い込み爪９１、９２が突起７４ａの側面に食い込んだまま一旦平坦化されるため、その先端の突起７４ａへの食い込み量が大きくなる。これにより、可動片４と樹脂ベース７１との結合が一層強固になり、可動片４の離脱が防止される。

以上のように、本実施形態のブレーカー１によれば、可動片４に形成されている食い込み爪９１、９２が樹脂ベース７１に食い込むことにより、樹脂ベース７１に対する可動片４の姿勢が固定される。すなわち、カバー部材７２の変形如何に関わらず、可動片４は食い込み爪９１、９２によって樹脂ベース７１に対して強固に固定されている。従って、ブレーカー１が安全回路の回路基板に実装されリフロー工程によって安全回路と接続される際に、カバー部材７２が過熱により変形したとしても、樹脂ベース７１に対する可動片４の姿勢に影響を及ぼす虞がない。また、このとき熱風に対してカバー部材７２の側を向けてブレーカー１を回路基板に載置することにより、カバー部材７２によって熱風から樹脂ベース７１を防護して、樹脂ベース７１の変形を抑制できる。従って、リフロー工程の後においても、可動片４の先端に設けられている可動接点３と樹脂ベース７１に埋設されている固定接点２１との位置関係が安定し、通電時における両接点の接触抵抗を低減すると共に、ブレーカー１の温度特性を良好に維持することが可能となる。

また、食い込み爪９１、９２が、樹脂ベース７１とカバー部材７２によって挟み込まれる固定部４２に形成されている構成によれば、固定部４２と食い込み爪９１、９２による相乗的な作用によって、ケース７に対する可動片４の固定をより一層強固にして、可動片４の姿勢を安定させることができる。

また、食い込み爪９１、９２が、間欠的に複数個形成されている構成によれば、各食い込み爪９１、９２が独立して弾性変形でき、かつ、それぞれの弾性係数を個別に適正化できるので、食い込み爪９１、９２と突起７４ａとの結合力を調整し、樹脂ベース７１に対する可動片４の組み込み工程を容易に遂行することができるようになる。

また、複数個の食い込み爪９１、９２が、弾性部４３が延出されている方向にずれて配設されているので、弾性部４３が延出されている方向において複数の点で食い込み爪９１、９２が樹脂ベース７１に食い込んで、可動片４が樹脂ベース７１に固定される。そのため、可動片４の姿勢（特に可動接点３が設けられている弾性部４３の先端部の位置：以下同様）をより一層安定させることが可能になる。

また、食い込み爪９１、９２が、樹脂ベース７１の突起７４ａが挿入される貫通穴４５の周縁から突出して形成されている構成によれば、可動片４を樹脂ベース７１に組み込む際に、樹脂ベース７１の突起７４ａを貫通穴４５に挿入することにより、可動片４を容易かつ正確に位置決めすることができる。また、可動片４の位置決め構造と固定構造を兼用できるので、ブレーカー１の構成を簡素化することができる。

また、可動接点３が設けられている裏面側から可動片４が樹脂ベース７１に収容され、先端が可動片４の表面側に突出するように食い込み爪９１、９２が屈曲又は湾曲されている構成によれば、可動片４が樹脂ベース７１から離反しようとしたとき、屈曲又は湾曲されている食い込み爪９１、９２が一旦平坦化され、その先端の食い込み量が大きくなる。これにより、可動片４と樹脂ベース７１との結合が強固になり、可動片４の離脱が防止される。

（変形例１）
図８は、可動片の変形例を示す。この変形例の可動片４Ａにおいては、貫通穴４５が平面視で円形に形成されている点で、図５等に示した上記実施形態とは異なる。これに伴い、突起７４ａの形状も平面視で円形となるように変更される。貫通孔９３が形成されることにより、二対の食い込み爪９１、９２は、貫通穴４５の周縁において間欠的に形成される点に関しては、上記実施形態の可動片４と同様である。図５等に示すように、平面視で長円形又は楕円形の突起７４ａを適用した場合、突起７４ａの天面と、カバー部材７２の当接部７９との接合面積を大きくすることができるので、樹脂ベース７１とカバー部材７２との接合力を高めて、ケース７の剛性・強度の向上を図ることができる。

一方、本変形例のように、平面視で長円形又は楕円形の突起７４ａを適用した場合、固定部４２の幅寸法（可動片４の短手方向の寸法）を小さく設定することができ、ブレーカー１の小型化を容易に図ることが可能となる。また、貫通穴４５及び突起７４ａの平面形状は、上述した円形のみならず、矩形や任意の多角形とすることもできる。

なお、上記図５又は図８等に示した可動片４においては、貫通穴４５の周縁に貫通孔９３を形成することなく、食い込み爪が、貫通穴４５の周縁において連続的に形成されていてもよい。この場合、貫通穴４５の全周縁で突起７４ａの側面に食い込み爪が食い込んで嵌合する。このため、可動片４と樹脂ベース７１との結合を強固にすることができる。また、突起７４ａの側面に凹凸を設け、食い込み爪を突起７４ａに間欠的に食い込ませてもよい。

（変形例２）
図９は、可動片の変形例を示す。この変形例の可動片４Ｂにおいては、二対の食い込み爪９５、９６が、固定部４２の端縁に形成されている点で、図５等に示した上記実施形態等とは異なる。食い込み爪９５、９６に加えて、貫通穴４５の周縁に間欠的又は連続的な食い込み爪を設けてもよい。図９に示した変形例においては、一対の食い込み爪９５が固定部４２の弾性部４３の側の端縁に形成され、一対の食い込み爪９６が固定部４２のくびれ部４９の側の端縁に形成される。樹脂ベース７１の形状を食い込み爪９５、９６に対応させることにより、食い込み爪９５は弾性部４３の根元部の端縁に形成されていてもよく、食い込み爪９６はくびれ部４９の端縁に形成されていてもよい。それぞれの食い込み爪９５とそれぞれの食い込み爪９６とは、可動片４の長手方向すなわち弾性部４３が延出されている方向に平行な方向に並設されている。換言すると、食い込み爪９５と食い込み爪９６とは、弾性部４３が延出されている方向にずれて配設されている。

本変形例によれば、食い込み爪９５、９６が固定部４２の端縁に形成されているので、固定部４２の端縁で食い込み爪９５、９６が樹脂ベース７１に食い込むことにより、可動片４が樹脂ベース７１に対してより一層強固に固定される。例えば、図９に示すように、固定部４２の端縁において樹脂ベース７１の側壁に対向するように食い込み爪９５、９６を形成することにより、樹脂ベース７１の主要構成であり強靱な側壁で可動片４を固定することができ、可動片４の姿勢をより一層安定させることが可能となる。

また、複数個の食い込み爪９５、９６が、弾性部４３が延出されている方向にずれて配設されているので、弾性部４３が延出されている方向において複数の点で食い込み爪９５、９６が樹脂ベース７１に食い込んで、可動片４が樹脂ベース７１に固定される。そのため、可動片４の姿勢をより一層安定させることが可能になる。

（変形例３）
図１０は、可動片の変形例を示す。この変形例の可動片４Ｃにおいては、一対の幅広な食い込み爪９７が、固定部４２の端縁に形成されている点で、図９等に示した変形例とは異なる。食い込み爪９７の幅（弾性部４３が延出されている方向の長さ）は、一対の食い込み爪９７が、樹脂ベース７１の側壁に食い込んで、可動片４の姿勢を安定させることが可能な程度に形成されている。

本変形例によれば、図９に示した変形例と同様に、食い込み爪９７が固定部４２の端縁に形成されているので、固定部４２の端縁で食い込み爪９７が樹脂ベース７１に食い込むことにより、可動片４が樹脂ベース７１に対してより一層強固に固定される。

なお、本発明は上記実施形態の構成に限られることなく、少なくとも、可動片４が、樹脂ベース７１に食い込む食い込み爪９１、９２、９５、９６又は９７等を有していればよい。例えば、本発明は、一対の食い込み爪９１のみによって可動片４を樹脂ベース７１に固定する構成であってもよく、一対の食い込み爪９２のみによって可動片４を樹脂ベース７１に固定する構成であってもよい。また、一対の食い込み爪９５のみによって可動片４を樹脂ベース７１に固定する構成であってもよく、一対の食い込み爪９６のみによって可動片４を樹脂ベース７１に固定する構成であってもよい。また、食い込み爪の個数も限定されず、複数対の食い込み爪９１、９２、９５、９６又は９７等を適宜組み合わせてもよい。

また、本発明は、上記変形例の他、種々の変形が可能であり、食い込み爪の形態は、樹脂ベース７１の一部に食い込んで樹脂ベース７１に対する可動片４の姿勢を安定させることができる限り、特に限定されない。例えば、食い込み爪は対の構成を有しているものに限られず、単一の食い込み爪によって可動片４を樹脂ベース７１に固定する構成であってもよい。より具体的には、単一の食い込み爪と、段曲げ部４６、斜面４７、係合部４８又はくびれ部４９等の可動片４に形成されている他の構造（可動接点３又は弾性部４３等の可動領域以外の構造）との組み合わせによって、可動片４を樹脂ベース７１に固定する構成に変形することも可能である。また、本発明のブレーカー１は、図１１に示した２次電池回路及び安全回路等にも広く適用できる。

また、図１等においては、可動片４は、貫通穴４５、段曲げ部４６、斜面４７、係合部４８及びくびれ部４９の構成を有する形態であるが、これらの構成のうちいずれか又は全てが廃されていてもよい。例えば、貫通穴４５を廃する場合は、樹脂ベース７１の突起７４ａも廃されると共にさらに食い込み爪９１、９２も廃され、その替わりに食い込み爪９５、９６又は９７等が適用される。また、段曲げ部４６、斜面４７が廃される場合は、可動片４は平面状に形成され、樹脂ベース７１の当接部７４及びカバー部材７２の当接部７９が平坦な形状となる。この構成においては、段曲げ部４６及び斜面４７を廃することにより、可動片４及び樹脂ベース７１の長手方向の寸法を小さくして、ブレーカー１のさらなる小型化を図ることができる。なお、可動片４の段曲げ部４６及び斜面４７は、必要に応じて樹脂ベース７１の外部に設けられていてもよい。また、係合部４８及びくびれ部４９が廃される場合は、可動片４は、固定部４２から端子４１に亘って等幅に形成され、これに伴い樹脂ベース７１の位置決め部７５の形状も変更される。

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。また、ケース７は、樹脂ベース７１とカバー部材７２等によって構成される形態に限られることなく、２個以上の部品によって可動片４が挟まれて保持される形態であればよい。この場合、一方が第１ケース、他方が第２ケースとなる。

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、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、可動片４をバイメタル又はトリメタル等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の構成が簡素化されて、さらなる小型化を図ることができる。

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。

１ 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
２１ 固定接点
４３ 弾性部
４５ 貫通穴
７１ 樹脂ベース（第１ケース）
７２ カバー部材（第２ケース）
９１ 食い込み爪
９２ 食い込み爪
９５ 食い込み爪
９６ 食い込み爪
９７ 食い込み爪
２００ ２次電池回路
２０２ 安全回路

Claims (5)

1. 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、
   前記ケースは、前記固定片をインサートして成形される第１ケースと、前記第１ケースに装着される第２ケースを有し、
   前記可動片は、前記第１ケースに食い込む食い込み爪を有することを特徴とするブレーカー。
2. 前記可動片は、前記第１ケースと前記第２ケースによって挟み込まれて前記ケースに対して固定される固定部を有し、
   前記食い込み爪は、前記固定部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のブレーカー。
3. 前記食い込み爪は、前記固定部の端縁に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のブレーカー。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項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。
5. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のブレーカーを備えたことを特徴とする２次電池回路。

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