JP6967932B2 - ブレーカー及びそれを備えた安全回路。 - Google Patents

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。

ブレーカーには、温度変化に応じて作動し、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、端子片、可動片、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、固定片及び端子片の端子がケースから突出し、電気機器の電気回路に接続されて使用される。

特開２０１６−０３５８２２号公報

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。

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、容易に小型化を図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、固定接点と、板状に形成され弾性変形する弾性部及び該弾性部の一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、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、前記可動片及び前記熱応動素子を収容するケースと、外部回路と電気的に接続される端子片とを備えたブレーカーにおいて、前記ケースは、前記弾性部の長手方向に沿ってのびる側壁を有し、前記端子片は、前記側壁から前記ケースの外方に突出する突出部を有し、前記側壁は、前記突出部の周辺に、前記ケースの内方に陥没する凹部を有す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、前記突出部は、前記熱応動素子に対して、前記長手方向の両側に配されている、ことが望ましい。

本発明に係る前記ブレーカーにおいて、前記側壁は、前記熱応動素子の周辺に、前記凹部よりも前記ケースの外方に突出する凸部を有する、ことが望ましい。

本発明に係る前記ブレーカーにおいて、前記ケースは、前記可動片及び前記熱応動素子を収容するための収容凹部が形成された第１ケースと、前記第１ケースに装着され、前記収容凹部を覆う第２ケースとを有し、前記凹部は、前記第１ケースに形成されている、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２ケースの前記側壁は、平面状に形成されている、ことが望ましい。

本発明に係る前記ブレーカーにおいて、前記凹部は、前記第２ケースの前記側壁よりも前記ケースの内方に陥没する、ことが望ましい。

本発明に係る前記ブレーカーにおいて、前記凹部及び前記収容凹部は、それぞれフィレット状の入隅部を有し、前記収容凹部の前記入隅部の曲率半径は、前記凹部の前記入隅部の曲率半径よりも大きい、ことが望ましい。

本発明に係る前記ブレーカーにおいて、前記突出部の先端と前記凸部の先端とが、前記長手方向に平行な同一平面上に配されている、ことが望ましい。

本発明に係る前記ブレーカーにおいて、前記ケースは、前記弾性部の厚さ方向から視て、該弾性部の前記長手方向を長辺とする矩形状に形成され、前記凹部は、前記ケースの角部に配されている、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。

本発明のブレーカーにおいて、ケースは弾性部の長手方向に沿ってのびる側壁を有し、端子片は、側壁からケースの外方に突出する突出部を有する。すなわち、突出部は、側壁から弾性部の短手方向に突出し、外部回路と接続可能となる。これにより、上記長手方向のブレーカーの長さ寸法が抑制され、ブレーカーの小型化を図ることが可能となる。

また、側壁は、突出部の周辺において、ケースの内方に陥没する凹部を有している。これにより、側壁からの突出部の突き出し量を確保しつつ、上記短手方向の長さ寸法が抑制され、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。 上記ブレーカーの外観構成を示す斜視図。 熱応動素子及び可動片等が順次装填された後、蓋部材が装着される前のケース本体を示す斜視図。 ケース本体の凹部及びその周辺を拡大して示す平面図である。 上記ブレーカーを底面側から視た斜視図。 上記ブレーカーの平面図。 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、ブレーカーの構成を示している。ブレーカー１は、一部がケース１０から外部に露出する一対の端子片２，３を備える。端子片２，３が外部回路（図示せず）と電気的に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。

図１に示されるように、ブレーカー１は、固定接点２１及び端子２２を有する端子片２と、端子３２を有する端子片３と、先端部に可動接点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、端子片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１０等によって構成されている。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。

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形成され、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。

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、形成されている。固定接点２１は、可動接点４１に対向する位置に形成され、ケース本体７の内部に形成されている開口７３ａの一部からケース本体７の収容凹部７３に露出されている。

本出願においては、特に断りのない限り、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）を第１面、その反対側の底面を第２面として説明している。他の部品、例えば、端子片３、可動片４及び熱応動素子５、ケース１０、金属プレート９等についても同様である。

図２に示されるように、端子片２は、階段状（側面視でクランク状）に曲げられた段曲げ部２５と、ＰＴＣサーミスター６を支持する支持部２６とを有する。段曲げ部２５は、固定接点２１と支持部２６とを繋ぎ、固定接点２１と支持部２６とを高さ違いに配置する。段曲げ部２５は、ケース本体７に埋設されている。ＰＴＣサーミスター６は、支持部２６に３箇所形成された凸状の突起（ダボ）２６ａの上に載置されて、突起２６ａに支持される。

端子片３は、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、ケース本体７にインサート成形により埋め込まれている。端子片３は、可動片４と接続される接続部３１と、端子３２とを有している。

接続部３１は、ケース本体７の内部に形成されている開口７３ｂの一部からケース本体７の収容凹部７３に露出し、可動片４と電気的に接続される。

可動片４は、銅等を主成分とする板状の金属材料をプレス加工することにより形成されている。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の一端部には、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の第２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の先端部に接合されている。

可動片４の他端部には、端子片３の接続部３１と電気的に接続される接続部４２が形成されている。端子片３の接続部３１の第１面と可動片４の接続部４２の第２面とは、レーザー溶接によって固着されている。レーザー溶接とは、レーザー光をワーク（本実施形態では、端子片３及び可動片４が相当）に照射し、ワークを局部的に溶融及び凝固させることによってワーク同士を接合する溶接手法である。レーザー光が照射されたワークの表面には、他の溶接手法（例えば、ジュール熱を利用する抵抗溶接）による溶接痕とは異なる形態のレーザー溶接痕が形成される。

可動片４は、可動接点４１と接続部４２との間に、弾性部４３を有している。弾性部４３は、接続部４２から可動接点４１の側に延出されている。これにより、接続部４２は、弾性部４３を挟んで可動接点４１とは反対側に設けられる。

接続部４２において端子片３の接続部３１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、端子片２と可動片４とが通電可能となる。可動片４と端子片３とは、接続部３１及び接続部４２において電気的に接続されているので、端子片２と端子片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、作動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の第２面には、熱応動素子５に対向して一対の突起（接触部）４４ａ，４４ｂが形成されている。突起４４ａ，４４ｂと熱応動素子５とは接触して、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及び図３参照）。

熱応動素子５は、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。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状が望ましく、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。

熱応動素子５の材料としては、洋白、黄銅、ステンレス鋼等の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。例えば、安定した作動温度及び復帰温度が得られる熱応動素子５の材料としては、高膨脹側に銅−ニッケル−マンガン合金、低膨脹側に鉄−ニッケル合金を組み合わせたものが望ましい。また、化学的安定性の観点からさらに望ましい材料として、高膨脹側に鉄−ニッケル−クロム合金、低膨脹側に鉄−ニッケル合金を組み合わせたものが挙げられる。さらにまた、化学的安定性及び加工性の観点からさらに望ましい材料として、高膨脹側に鉄−ニッケル−クロム合金、低膨脹側に鉄−ニッケル−コバルト合金を組み合わせたものが挙げられる。

ＰＴＣサーミスター６は、可動片４が遮断状態にあるとき、端子片２と可動片４とを導通させる。ＰＴＣサーミスター６は、端子片２の支持部２６と熱応動素子５との間に配設されている。すなわち、ＰＴＣサーミスター６を挟んで、支持部２６は熱応動素子５の直下に位置している。熱応動素子５の逆反り動作により端子片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は、可動片４の弾性部４３の厚さ方向から視て、弾性部４３の長手方向Ｄ１（すなわち、接続部４２側から可動接点側に向う方向）を長辺とする矩形状に形成されている。弾性部４３の長手方向Ｄ１とケース１０の長手方向とが一致する（以下、両者を長手方向Ｄ１と記す）。

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７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８には、金属プレート９がインサート成形によって埋め込まれている。金属プレート９は、上述した銅等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。金属プレート９は、図２及び図３に示すように、可動片４の第１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８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。

図１が示すように、端子片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。本実施形態では、金属プレート９の第１面側には、樹脂が全体的に配されているので、収容凹部７３の気密性がより一層高められる。

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（逆反り前）している。金属プレート９には、可動片４の頂部４３ａと当接し、頂部４３ａを熱応動素子５の側に押圧する突出部９１が設けられている。突出部９１が頂部４３ａを押圧することにより、弾性部４３は弾性変形し、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する。これにより、可動片４の弾性部４３などを通じてブレーカー１の端子片２と端子片３との間は導通している。可動片４の弾性部４３と熱応動素子５とが接触し、可動片４、熱応動素子５、ＰＴＣサーミスター６及び端子片２は、回路として導通していてもよい。しかしながら、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４１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、作動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。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、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、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４１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、ブレーカー１の外観構成を示している。ケース１０は、可動片４の弾性部４３の長手方向（すなわち、ケース１０自身の長手方向）Ｄ１に沿ってのびる一対の側壁１１を有している。

端子片２は、側壁１１からケース１０の外方に突出する一対の突出部２７を有している（図６及び７参照）。突出部２７は、弾性部４３の短手方向（すなわち、ケース１０自身の短手方向）Ｄ２に突出し、外部回路と接続可能となる。これにより、例えば、上記特許文献１に開示されているような、ケースの長手方向Ｄ１に突出する端子を有するブレーカーと比較すると、上記長手方向Ｄ１のブレーカー１の長さ寸法が抑制され、ブレーカー１の小型化を容易に図ることが可能となる。

側壁１１は、突出部２７の周辺に、ケース１０の内方（すなわち、短手方向Ｄ２）に陥没する凹部１２を有している。これにより、側壁１１からの突出部２７の突き出し量を確保しつつ、上記短手方向Ｄ２の幅寸法が抑制され、ブレーカー１の小型化を図ることが可能となる。

端子片３は、側壁１１からケース１０の外方に突出する一対の突出部３７を有している（図６及び７参照）。突出部３７は、上記短手方向Ｄ２に突出し、外部回路と接続可能となる。これにより、例えば、上記長手方向Ｄ１のブレーカー１の長さ寸法が抑制され、ブレーカー１の小型化を容易に図ることが可能となる。

側壁１１は、突出部３７の周辺に、ケース１０の内方に陥没する凹部１３を有している。これにより、側壁１１からの突出部３７の突き出し量を確保しつつ、ケース１０の上記短手方向Ｄ２の長さ寸法が抑制され、ブレーカー１の小型化を図ることが可能となる。

本実施形態では、端子片２に突出部２７が形成され、端子片３に突出部３７が形成されている。いずれか一方の端子片２又は３に突出部２７又は３７が形成されていてもよい。
この場合、突出部２７又は３７が存在しない側壁１１では、凹部１２又は１３が廃されていてもよい。

図５は、ＰＴＣサーミスター６、熱応動素子５及び可動片４が順次装填された後、蓋部材８が装着される前のケース本体７を示している。突出部２７と突出部３７とは、熱応動素子５に対して、長手方向Ｄ１の両側に配されているのが望ましい。これにより、突出部２７、３７と熱応動素子５とが長手方向Ｄ１で重複することなく配置され、突出部２７、３７と熱応動素子５との干渉が容易に回避される。

また、凹部１２と凹部１３とは、収容凹部７３に対して、長手方向Ｄ１の両側に配されているのが望ましい。側壁１１の肉厚を十分に確保したうえで、収容凹部７３の容積を大きく設定し、サイズの大きい熱応動素子５を適用することが可能となる。

側壁１１は、熱応動素子５の周辺に、凹部１２、１３よりもケース１０の外方（すなわち、短手方向Ｄ２）に突出する凸部１４を有している。これにより、側壁１１の肉厚を十分に確保したうえで、収容凹部７３の短手方向Ｄ２の幅寸法を大きく設定することが可能となる。従って、短手方向Ｄ２の幅寸法が大きい熱応動素子５を採用することが可能となり、熱応動素子５の加工が容易となる。また、このような熱応動素子５は、安定した作動温度及び復帰温度を得ることが容易であり、ブレーカー１の温度特性の向上に寄与する。これらの結果、熱応動素子５を構成する材料選択の自由度が高められ、例えば、より化学的安定性に優れた材料又はより安価な材料にて熱応動素子５を構成することが可能となる。

また、上述した幅寸法の大きい熱応動素子５は、図３に示される逆反り変形時に発生する大きな弾性力で可動片４を蓋部材８の方向に押し上げる。これに伴い、幅寸法及び厚さ寸法の大きい弾性部４３を有する可動片４を採用することにより、固定接点２１と可動接点４１との接触圧力を高めることが可能となり、図２に示される固定接点２１と可動接点４１とが接触した導通状態でのブレーカー１の抵抗値を低減できる。

図４に示されるように、側壁１１は、ケース本体７の側壁７１と、蓋部材８の側壁８１とを含んでいる。

本実施形態では、凹部１２、１３は、ケース本体７の側壁７１に形成されている。これにより、側壁１１からの突出部３７の突き出し量を確保しつつ、ケース本体７の上記短手方向Ｄ２の長さ寸法が抑制され、ケース本体７ひいてはブレーカー１の小型化を図ることが可能となる。また、凸部１４もケース本体７の側壁７１に形成されている。これにより、収容凹部７３の短手方向Ｄ２の幅寸法を大きく設定し、サイズの大きい熱応動素子５を適用することが可能となる。

図５に示されるように、一対の凹部１２間の短手方向Ｄ２の距離Ｗ１と収容凹部７３の短手方向Ｄ２の幅寸法Ｗ２との比Ｗ２／Ｗ１は、０．８５〜１．０５が望ましい。比Ｗ２／Ｗ１が０．８５未満の場合、凸部１４においてケース本体７が短手方向Ｄ２に肥大化する。一方、比Ｗ１／Ｗ１が１．０５を超える場合、凸部１４の肉厚（特に凸部１４の長手方向Ｄ１の端部１４ａでの肉厚）が薄くなり、ケース１０の密封性と強度に影響を及ぼすおそれがある。また、端部１４ａの肉厚を十分に確保したい場合、凸部１４においてケース本体７が長手方向Ｄ１及び短手方向Ｄ２に肥大化する。上記観点から、比Ｗ１／Ｗ１のより望ましい範囲は、０．８８〜０．９８である。なお、一対の凹部１３間の短手方向Ｄ２の距離（図示せず）と収容凹部７３の短手方向Ｄ２の幅寸法Ｗ２との比についても、上記と同様である。

図６は、ケース本体７の凹部１２及びその周辺を拡大して示す平面図である（以下、凹部１３及びその周辺の構成についても同様であるため、その説明は省略される）。凹部１２及び１３と凸部１４とは、傾斜部１５を介してなだらかにつながっている。これにより、端部１４ａでのケース本体７の肉厚を容易に確保することが可能となる。

凹部１２と傾斜部１５とが交差する入隅部１６ａは、弾性部４３の厚さ方向の平面視で円弧状に形成されている。また、矩形状の熱応動素子５を収容する収容凹部７３の入隅部７３ｅは、平面視で円弧状に形成されている。すなわち、凹部１２は、傾斜部１５側の端縁部にフィレット状の入隅部１６ａを有し、収容凹部７３は、フィレット状の２対の入隅部７３ｅを有している。これにより、端部１４ａでのケース本体７の肉厚を容易に確保することが可能となる。本実施形態では、入隅部７３ｅの曲率半径Ｒｅは、入隅部１６ａの曲率半径Ｒａよりも大きい。これにより、端部１４ａでのケース本体７の肉厚をより一層容易に確保することが可能となる。

凸部１４と傾斜部１５とが交差する出隅部１６ｂは、平面視で円弧状に形成されている。出隅部１６ｂの曲率半径Ｒｂは、入隅部１６ａの曲率半径Ｒａと同等である。これにより、ケース本体７を成形する金型を容易に作成可能となる。

蓋部材８の側壁８１は、平面状に形成されている。このような側壁８１は、成形が容易であり、かつ、凹凸のない側壁８１は、ブレーカー１の小型化に寄与する。

側壁８１の端面８２は、凹部１２、１３よりも短手方向Ｄ２の外方に配されている。これにより、短手方向Ｄ２の幅寸法の大きい金属プレート９を蓋部材８に埋設することが可能となり、ケース１０の剛性を容易に高めることができる。例えば、金属プレート９の外方での側壁８１の肉厚、すなわち、金属プレート９の端面と側壁８１の端面８２との距離を十分に確保しつつ、平面視で熱応動素子５を覆うことが可能な幅広の金属プレート９を採用することが可能となる。また、凹部１２、１３からの突出部２７，３７の突き出し量を確保しつつ、蓋部材８の側壁８１からの突出部２７，３７の突き出し量を抑制し、ブレーカー１の小型化を図ることが可能となる。

上記構成により、凹部１２、１３は、蓋部材８の側壁８１の端面８２よりもケース１０の内方に陥没する。これにより、外部回路を構成する回路基板のランド部の占有範囲が縮小され、パターン設計の自由度が高められる。また、凹部１２、１３からの突出部２７，３７の突き出し量が容易に確保されるので、凹部１２、１３の側面にはんだがフィレット状に回り込みやすくなり、端子２２及び３２とランド部との機械的な接続が強固となると共に、両者間での抵抗がより一層低減される。

本実施形態では、突出部２７、３７の先端と凸部１４の先端とが、長手方向Ｄ１に平行（短手方向Ｄ２に垂直な）な同一平面上に配されている。これにより、ブレーカー１の短手方向Ｄ２の幅寸法（全幅寸法）が抑制され、ブレーカー１の小型化を図ることが可能となる。

図７は、ケース本体７の底面側から視たブレーカー１を示している。凹部１２、１３は、ケース１０の角部に配されている。これにより、熱応動素子５等の部品を突出部２７、３７と干渉することなくケース１０の中央部に配置できるようになる。また、突出部２７、３７と外部回路との接続が容易となる。また、はんだ付け工程で溶融したはんだ上での、ブレーカー１の位置（及び姿勢）決め精度を容易に高めることができる。

端子２２及び３２は、ケース本体７の底面から露出し、外部回路のランド部とはんだ付け等の手法により接続される。本実施形態では、ケース１０の短手方向Ｄ２に一対の端子２２及び一対の端子３２が、それぞれ並設されている。

本実施形態では、端子片２には、固定接点２１と端子２２との間に段曲げ部２８が形成されている。段曲げ部２８は、ケース本体７に埋設されている。段曲げ部２８は、固定接点２１と端子２２とを繋ぎ、固定接点２１と端子２２とを高さ違いに配置する。これにより、固定接点２１の高さに関わらず、端子２２の第２面をケース本体７の底面から露出させることが可能となり、外部回路との接続が容易となる。

同様に、端子片３には、接続部３１と端子３２との間に段曲げ部３８が形成されている。段曲げ部３８は、ケース本体７に埋設されている。段曲げ部３８は、接続部３１と端子３２とを繋ぎ、接続部３１と端子３２とを高さ違いに配置する。これにより、接続部３１の高さに関わらず端子３２の第２面をケース本体７の底面から露出させることが可能となり、外部回路との接続が容易となる。また、端子３２をケース１０の短手方向Ｄ２で集約することが可能となり、外部回路のランド部の占有範囲が縮小され、パターン設計の自由度が高められる。

端子２２及び３２と外部回路のランド部との接続には、例えば、リフロー方式のはんだ付けの手法が適用される。ブレーカー１では、端子２２及び３２の先端部がケース本体７の短手方向Ｄ２の外方に延出され、ケース本体７の側壁７１から突出して、突出部２７及び３７を構成している。このため、端子２２及び３２とランド部との接触面積が大きくなり、両者間での接触抵抗が低減される。また、突出部２７及び３７の端面にはんだがフィレット状に回り込むことにより、端子２２及び３２とランド部との機械的な接続が強固となると共に、両者間での抵抗がより一層低減される。

本発明において、上述した段曲げ部２８、３８は、省かれていてもよい。この場合、ケース本体７の底面からの端子２２及び３２の露出は妨げられるが、突出部２７、３７の突き出し量を変更することにより、端子２２及び３２とランド部との接触面積を確保できる。なお、当該構成にあっては、突出部２７、３７（すなわち、ケース１０の外部）に段曲げ部が設けられていてもよく、外部回路の基板にケース本体７との干渉を回避する開口や切り欠き等が設けられていてもよい。

本発明のブレーカー１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うる。すなわち、ブレーカー１は、少なくとも、固定接点２１と、板状に形成され弾性変形する弾性部４３及び該弾性部４３の一端部に可動接点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及び熱応動素子５を収容するケース１０と、外部回路と電気的に接続される端子片２又は３とを備え、ケース１０は、弾性部４３の長手方向に沿ってのびる側壁１１を有し、端子片２又は３は、側壁１１からケース１０の外方に突出する突出部２７又は３７を有し、側壁１１は、突出部２７又び３７の周辺に、ケース１０の内方に陥没する凹部１２又は１３を有していればよい。

例えば、ケース本体７と蓋部材８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１０は、ケース本体７と蓋部材８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構成されていればよい。

また、ケース１０は、端子２２、３２が露出した状態で、二次的なインサート成形等により、樹脂等で密封されていてもよい。これにより、ケース１０の気密性がより一層高められる。

また、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、ＷＯ２０１１／１０５１７５号公報に示されるような、端子片３と可動片４とが一体に形成されている形態に、本発明を適用してもよい。

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る。このような構成では、ブレーカー１の高さ寸法が小さくなり、より一層の小型化を図ることが可能となる。

また、図８に示されるように、端子片２には、ケース１０の短手方向Ｄ２に沿ってのびる側壁から外方に突出する突出部２９が形成されていてもよい。このような端子片２では、端子片２を金型にインサートしてケース本体７を射出成型する際、突出部２７及び２９において金型と端子片２とを当接させることにより、端子片２の姿勢及び位置決め精度を高めることが可能となる。同様に、端子片３には、ケース１０の短手方向Ｄ２に沿ってのびる側壁から外方に突出する突出部３９が形成されていてもよい。突出部２７及び２９並びに突出部３７及び３９によって端子片２、３の姿勢及び位置決め精度が高められることにより、固定接点２０と可動接点４１との相対的な位置関係が正確に維持され、優れた温度特性を有するブレーカー１を容易に製造することが可能となる。

突出部２７及び２９並びに突出部３７及び３９は、図８に示される形態よりもケース１０からの突き出し量が大きく形成されていてもよい。この場合、ケース本体７と蓋部材８とが溶着された後、各先端部分が切断されてもよい。

図８において、突出部２７は、いずれか一方の側壁（例えば、１１Ａ）に形成されていてもよく、この場合、突出部３７は、一方の側壁（１１Ａ）又は他方の側壁（１１Ｂ）に形成されていてもよい。突出部２７，３７が存在しない側壁では、凹部１２又は１３が廃されていてもよい。

また、本発明のブレーカー１は、２次電池パック、電気機器用の安全回路等にも広く適用できる。図９は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を備えている。

さらにまた、本発明のブレーカー１は、特開２０１６−２２５１４２号公報に開示されているコネクタにも適用可能である。この場合、容易にコネクタの小型化を図ることが可能となる。また、ブレーカー１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
２ ：端子片
３ ：端子片
４ ：可動片
５ ：熱応動素子
７ ：ケース本体（第１ケース）
８ ：蓋部材（第２ケース）
１０ ：ケース
１１ ：側壁
１２ ：凹部
１３ ：凹部
１４ ：凸部
２１ ：固定接点
２７ ：突出部
３７ ：突出部
４１ ：可動接点
４３ ：弾性部
８１ ：側壁
５０１ ：２次電池
５０２ ：安全回路
Ｄ１ ：長手方向
Ｄ２ ：短手方向

Claims (8)

1. 固定接点と、
   板状に形成され弾性変形する弾性部及び該弾性部の一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、
   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、
   前記可動片及び前記熱応動素子を収容するケースと、
   外部回路と電気的に接続される端子片とを備えたブレーカーにおいて、
   前記ケースは、前記弾性部の長手方向に沿ってのびる側壁を有し、
   前記端子片は、前記側壁から前記ケースの外方に突出する突出部を有し、
   前記側壁は、前記突出部の周辺に、前記ケースの内方に陥没する凹部を有し、
   前記ケースは、前記可動片及び前記熱応動素子を収容するための収容凹部が形成された第１ケースと、前記第１ケースに装着され、前記収容凹部を覆う第２ケースとを有し、
   前記凹部は、前記第１ケースに形成され、前記第２ケースの前記側壁よりも前記ケースの内方に陥没することを特徴とするブレーカー。
2. 前記突出部は、前記熱応動素子に対して、前記長手方向の両側に配されている、請求項１記載のブレーカー。
3. 前記側壁は、前記熱応動素子の周辺に、前記凹部よりも前記ケースの外方に突出する凸部を有する、請求項２記載のブレーカー。
4. 前記第２ケースの前記側壁は、平面状に形成されている、請求項１ないし３のいずれかに記載のブレーカー。
5. 前記凹部及び前記収容凹部は、それぞれフィレット状の入隅部を有し、前記収容凹部の前記入隅部の曲率半径は、前記凹部の前記入隅部の曲率半径よりも大きい、請求項１乃至４のいずれかに記載のブレーカー。
6. 前記突出部の先端と前記凸部の先端とが、前記長手方向に平行な同一平面上に配されている、請求項３記載のブレーカー。
7. 前記ケースは、前記弾性部の厚さ方向から視て、該弾性部の前記長手方向を長辺とする矩形状に形成され、
   前記凹部は、前記ケースの角部に配されている、請求項１乃至６のいずれかに記載のブレーカー。
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ことを特徴とする電気機器用の安全回路。

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