(57)【要約】【課題】ＰＴＣ７を接点と並列に接続して瞬断を確実に防止するマイクロブレーカを能率よく多量生産する。【解決手段】弾性アームの先端に可動接点を設けてなる可動接点板１と、可動接点との対向位置に固定接点を設けている固定接点板と、設定温度で接点をオープン状態とするバイメタルと、固定接点板と可動接点板１とに接続しているＰＴＣ７と、ＰＴＣ７を可動接点板１に接続するケース外に溶着端子１９を設けているリードワイヤー１４とを備え、可動接点板１のケースの外部に配置する接続端子１１には、溶着端子１９を接続端子１１の非接触位置に押圧する絶縁ロッド９８を通過させる切り欠き部Ｓを設けている。【選択図】図９
2018129201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接点を超音波活性してなる瞬断防止用のマイクロブレーカであって、
弾性アームの先端に前記可動接点を設けてなる可動接点板と、
前記可動接点との対向位置に固定接点を設けてなる固定接点板と、
設定温度において熱変形して反転して前記可動接点を前記固定接点から離してオープン状態とするバイメタルと、
前記固定接点板と前記可動接点板とに接続してなるＰＴＣと、
前記可動接点板と前記固定接点板を固定しているケースと、
前記ＰＴＣの表面に接続され、かつ端部を前記ケースの外部に配置してなる溶着端子を備えるリードワイヤーとを備え、
前記可動接点板は前記ケースの外部に配置してなる接続端子を有し、
前記溶着端子と前記接続端子は、前記ケースの外部において対向位置に配置され、
前記接続端子が、前記接続端子を通過して前記溶着端子を前記接続端子から非接触位置に押圧する絶縁ロッドを通過させる切り欠き部を有することを特徴とする瞬断防止用のマイクロブレーカ。
【請求項２】
請求項１に記載される瞬断防止用のマイクロブレーカであって、
前記切り欠き部が、前記接続端子の側縁に設けられ、前記切り欠き部に挿通される前記絶縁ロッドが前記溶着端子を前記接続端子から非接触位置に配置するようにしてなる瞬断防止用のマイクロブレーカ。
【請求項３】
請求項２に記載される瞬断防止用のマイクロブレーカであって、
前記切り欠き部が、前記接続端子が側縁に設けてなる切欠凹部で、前記切欠凹部に挿通される前記絶縁ロッドが前記溶着端子を前記接続端子から非接触状態とするようにしてなる瞬断防止用のマイクロブレーカ。
【請求項４】
請求項２に記載される瞬断防止用のマイクロブレーカであって、
前記溶着端子の横幅が前記接続端子よりも広く、前記切り欠き部が前記接続端子の側縁に設けてられ、前記切り欠き部に挿通される前記絶縁ロッドが前記溶着端子を前記接続端子から非接触状態とするようにしてなる瞬断防止用のマイクロブレーカ。
【請求項５】
請求項１に記載される瞬断防止用のマイクロブレーカであって、
前記切り欠き部が、前記接続端子に設けてなる貫通穴で、前記貫通穴に挿通される前記絶縁ロッドが前記溶着端子を前記接続端子から非接触位置に配置するようにしてなる瞬断防止用のマイクロブレーカ。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載される瞬断防止用のマイクロブレーカであって、
前記溶着端子が、前記押圧ロッドの非押圧状態において前記接続端子の積層位置に配置してなる弾性変形できる金属板である、前記絶縁ロッドの押圧状態において弾性変形して、前記接続端子との非接触位置に変形し、前記絶縁ロッドの非押圧状態においては弾性復元力で前記接続端子との積層位置に配置されることを特徴とする瞬断防止用のマイクロブレーカ。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載される瞬断防止用のマイクロブレーカであって、
前記リードワイヤーが、前記可動接点板との対向位置の一部を絶縁シートで絶縁してなることを特徴とする瞬断防止用のマイクロブレーカ。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載される瞬断防止用のマイクロブレーカであって、
前記リードワイヤーが位置決め構造で前記ケースの定位置に配置されてなることを特徴とする瞬断防止用のマイクロブレーカ。
【請求項９】
請求項８に記載される瞬断防止用のマイクロブレーカであって、
前記位置決め構造が、前記リードワイヤーに設けた位置決め穴と、前記ケースに設けられて前記位置決め穴に挿入される位置決め凸部とで構成され、前記位置決め凸部が前記位置決め穴に挿入されて、前記リードワイヤーが前記ケースの定位置に配置されてなることを特徴とする瞬断防止用のマイクロブレーカ。
【請求項１０】
接点を超音波活性してなるマイクロブレーカの製造方法であって、
弾性アームの先端に前記可動接点を設けてなる可動接点板と、
前記可動接点との対向位置に前記固定接点を設けてなる固定接点板と、
設定温度において熱変形して反転して前記可動接点を前記固定接点から離してオープン状態とするバイメタルと、
前記固定接点板と前記可動接点板とに接続してなるＰＴＣと、
前記可動接点板と前記固定接点板を固定しているケースと、
前記ＰＴＣの表面に接続され、かつ端部を前記ケースの外部に配置してなる溶着端子を備えるリードワイヤーとを備え、
前記可動接点板は前記ケースの外部に配置してなる接続端子を有し、
前記溶着端子と前記接続端子は、前記ケースの外部において対向位置に配置され、
前記接続端子が、前記接続端子を通過して前記溶着端子を前記接続端子から非接触位置に押圧する絶縁ロッドを通過させる切り欠き部を有し、
前記切り欠き部を通過する絶縁ロッドで前記溶着端子を押圧して前記溶着端子を前記接続端子から離して前記接続端子の非接触位置に配置し、
変形し、前記溶着端子を前記接続端子の非接触位置に配置して前記リードワイヤーを前記可動接点に接続しない状態で、前記可動接点と前記固定接点とを通電状態として超音波振動して接点を超音波活性し、その後前記溶着端子を前記接続端子に接続することを特徴とする接点を超音波活性してなるマイクロブレーカの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主としてスマートフォンやタブレットなどの携帯機器に保護素子として使用される携帯機器用のマイクロブレーカとその製造方法に関する。
本明細書において「マイクロブレーカ」は、厚さを２ｍｍ以下とする超小型のブレーカを意味するものとする。
【背景技術】
【０００２】
携帯機器は、電池の保護素子としてＰＴＣ、ヒューズ、マイクロブレーカを内蔵する。ＰＴＣは設定温度よりも高くなるとトリップして抵抗値が急激に大きくなって電流を遮断し、ヒューズは設定温度になると溶断して電流を遮断し、マイクロブレーカは設定温度になると可動接点を固定接点から離して電流を遮断する。ＰＴＣはトリップしない状態における電気抵抗である低抵抗値がマイクロブレーカの接点の接触抵抗よりも大きく、大電流の携帯機器において電力ロスが大きくなる欠点がある。ヒューズは溶断するとその後に再使用できなくなる欠点がある。この構造のマイクロブレーカは、携帯機器を落下させる等の衝撃で可動接点が固定接点から離れて電源を瞬間的にオフに切り換える瞬断を防止できない。マイクロブレーカはクローズ状態において、接点の接点抵抗値が小さく、大電流における電力ロスを小さくできるので、特有の欠点である瞬断を防止して携帯機器の保護素子として優れた特性を実現する。
本明細書において、ＰＴＣがトリップしない状態における電気抵抗である「低抵抗値」は２０℃におけるＰＴＣの電気抵抗を意味する。
【０００３】
落下などの衝撃で瞬間的に接点が離れて起こる瞬断を防止するマイクロブレーカは開発されている。（特許文献１参照）
【０００４】
特許文献１に開示されるブレーカは、衝撃による振動で可動接点が固定接点から離れて起こる瞬断を防止するために、ケース内にスペーサを設けている。スペーサは、衝撃を受けてＰＴＣやバイメタルが振動するのを防止して瞬断を防止する。マイクロブレーカは、可動接点と固定接点との間にバイメタルとＰＴＣとを内蔵し、バイメタルは設定温度になると反転して、可動接点を固定接点から離して接点をオフに切り換える。ＰＴＣは、接点のオープン状態で通電されてバイメタルを加温する。加温されるバイメタルは反転状態に保持されて、接点をオープン状態に保持する。この構造のブレーカは、衝撃を受けるとバイメタルやＰＴＣが振動する。バイメタルやＰＴＣの振動を防止するために、スペーサを配置している。スペーサは隙間を塞いで振動を防止する。
【０００５】
スペーサで隙間を少なくして振動による瞬断を防止する構造は、隙間を極めて高い精度で調整して組み立てるのが極めて難しい。とくに、全体の厚さを約１ｍｍとし、離れた接点間隔を１００μｍ程度とするマイクロブレーカにおいて、ケース内に固定接点板とＰＴＣとバイメタルと可動接点板を積層して、スペーサで振動を防止するように隙間を少なくするのは極めて難しい。部品加工と組み立てに、極めて高い精度が要求されるからである。さらにマイクロブレーカは、先端に可動接点を固定している弾性アームを変形させて接点をオンオフに切り換え、さらにバイメタルを反転させて接点をオフに切り換えるので、弾性アームを変形させるスペースを必要とし、さらにバイメタルを反転させるスペースも必要とするので、これ等のスペースを設けて、反転するバイメタルとＰＴＣとを隙間なく可動接点板と固定接点板との間に配置するのは現実的には極めて難しい。また、仮にバイメタルとＰＴＣとの隙間を皆無にできるとしても、弾性アームの衝撃による振動を阻止することはできない。とくに、弾性アームには厚さを約１００μｍ程度とする極めて薄い金属板を使用し、さらに遮断時の接点間隔を１００μｍ程度とするマイクロブレーカは、接点の接触圧は弱く、落下などの衝撃で振動して起こる瞬断を防止できない。したがって、マイクロブレーカは、スペーサを設けて落下などの衝撃で起こる瞬断を少なくできるとしても、強い衝撃による瞬断を安定して阻止できない。
【０００６】
本発明者は、以上の欠点を解決することを目的として、接点と並列にＰＴＣを接続する瞬断防止用のマイクロブレーカを開発した。このマイクロブレーカは、可動接点を設けている可動接点板と、可動接点との対向位置に固定接点を設けている固定接点板とにＰＴＣを接続して、ＰＴＣを接点と並列に接続している。
【０００７】
以上のマイクロブレーカは、固定接点板と可動接点板とにＰＴＣを接続しているので、可動接点が固定接点から離れた瞬間に、ＰＴＣが可動接点と固定接点とを導通させるので、強い衝撃で可動接点が固定接点から離れて起こる瞬断を防止できる。ＰＴＣは、衝撃で接点が離れるときに通電して接点を接続する状態に保持し、接点が連続して離れる状態では、通電される電流で発熱してトリップし、電気抵抗が増大して電流を遮断する。このため、衝撃で接点が一時的に離れる状態では、ＰＴＣが接点を接続する状態として瞬断を防止するが、接点が連続して離れるとＰＴＣをトリップさせてブレーカを遮断状態とする。
【０００８】
ところで、マイクロブレーカは、小型化のために可動接点板を極めて薄い金属板とするので、接点の接触圧を強くできず、接触圧の弱いことが接触抵抗を大きくする原因となっている。接点の接触抵抗は、電圧降下を大きくして電力ロスの原因となる。この弊害を少なくするために、マイクロブレーカは接触圧の低い接点の接触抵抗を小さくすることが極めて大切である。とくに、マイクロブレーカは電池の保護素子として使用されるので、低電圧で使用される場合、接触抵抗による電圧降下による電力ロスの割合が大きくなる。電源電圧に対する接点の電圧降下の比率が大きくなるからである。
【０００９】
マイクロブレーカの接触抵抗を小さくする技術として、接点を超音波振動で活性化する方法が開発されている。（特許文献２及び３参照）この方法は、接点に通電する状態でマイクロブレーカを超音波振動して、すなわち、可動接点を超音波振動させることで、可動接点と固定接点とをミクロに衝突させて、接点の接触部分を活性化して接触抵抗を小さい状態に安定化できる。通電状態で超音波振動される可動接点は、固定接点に叩きつけられて接触する状態と、わずかに離れる状態とを瞬間的に繰り返しながら活性化される。固定接点に叩きつけられ、また、離される可動接点は、固定接点から離れる瞬間に、接点間に流れていた電流のエネルギーを消費するために接点間にスパークを発生させる。接点間のスパークは対向する接触面の酸化被膜を除去して活性化し、さらに対向面である接触面を加熱する。その後、可動接点が固定接点に叩きつけられてさらに酸化被膜が除去された状態に活性化される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１３−１１００３４号公報
【特許文献２】特開２００２−５６７５５号公報
【特許文献３】特開２００５−１１６５１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、マイクロブレーカは、接点を超音波活性するときに、接点を通電状態に保持して超音波振動させる。瞬断防止用のマイクロブレーカは、接点と並列に接続しているＰＴＣを接続しているが、このＰＴＣは、接点の超音波活性を阻害する。それは、ＰＴＣが、接点のオープン状態でスパークの発生を阻止するからである。ＰＴＣの接続されない従来のマイクロブレーカは、可動接点が固定接点から離れる瞬間に、接点間に流れていた電流のエネルギーを消費するために接点間にスパークが発生し、このスパークが対向する接触面を刺激して活性化する。これに対して、接点と並列にＰＴＣを接続しているマイクロブレーカは、接点がオープン状態に切り換えられた状態でＰＴＣに電流が流れて、接点間にスパークが発生せず、スパークによる接点の活性化を実現できない。したがって、ＰＴＣを内蔵するマイクロブレーカは、接点の超音波活性時には、ＰＴＣを接点から切り離し、超音波活性の後にＰＴＣを接点と並列に接続する必要がある。
【００１２】
このことを実現するために、本発明者は、ＰＴＣを可動接点板に接続するリードワイヤーと可動接点板とを接点してその間に絶縁膜を設けて絶縁し、この状態で接点を超音波活性した後、リードワイヤーにレーザービームを照射して、絶縁膜を熱で消失してリードワイヤーを可動接点板に溶着するマイクロブレーカを開発した。このマイクロブレーカは、絶縁膜でリードワイヤーを可動接点板から絶縁し、ＰＴＣを接点と並列に接続しない状態で接点を超音波活性できる。しかしながら、この構造のマイクロブレーカは、安定してリードワイヤーを可動接点板に接続できず、歩留まりが低下する欠点がある。それは、レーザービームの熱エネルギーで絶縁膜を確実に焼失してリードワイヤーを安定して可動接点板に電気接続できないからである。
【００１３】
本発明はさらに以上の欠点を解消することを目的に開発されたもので、本発明の重要な目的は、接点を超音波活性して接触抵抗を小さくしながら、ＰＴＣを安定して接点に接続して、瞬断を確実に防止できる瞬断防止用のマイクロブレーカとその製造方法を提供することにある。
【００１４】
また、本発明の他の大切な目的は、安価に多量生産しながら瞬断を確実に阻止できるマイクロブレーカとその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【００１５】
本発明の接点を超音波活性している瞬断防止用のマイクロブレーカは、弾性アームの先端に可動接点を設けている可動接点板と、可動接点との対向位置に固定接点を設けてなる固定接点板と、設定温度において熱変形して反転して可動接点を固定接点から離してオープン状態とするバイメタルと、固定接点板と可動接点板とに接続してなるＰＴＣと、可動接点板と固定接点板を固定しているケースと、ＰＴＣの表面に接続され、かつ端部をケースの外部に配置してなる溶着端子を備えるリードワイヤーとを備える。可動接点板はケースの外部に配置してなる接続端子を有し、溶着端子と接続端子は、ケースの外部において互いに対向位置に配置され、さらに、接続端子は、接続端子を通過して溶着端子を接続端子から非接触位置に押圧する絶縁ロッドを通過させる切り欠き部を有する。
【００１６】
以上のマイクロブレーカは、安定して接点を超音波活性して接触抵抗を小さくしながら、超音波活性した状態においては、リードワイヤーを確実に可動接点板に接続して、瞬断を確実に阻止できる特徴がある。それは、以上のマイクロブレーカが、可動接点板の接続端子と、リードワイヤーの溶着端子とをケースの外部で対向位置に配置して、可動接点板の接続端子には接続端子を通過して溶着端子を接続端子に接触しない位置に押圧する絶縁ロッドを通過させる切り欠き部を設けているからである。このマイクロブレーカは、接続端子に設けた切り欠き部を通過する絶縁ロッドで溶着端子を押圧して、溶着端子を接続端子に接触しない状態とし、リードワイヤーがＰＴＣを可動接点板に接続しない状態として、接点を超音波活性でき、接点を超音波活性した後、リードワイヤーの溶着端子を可動接点板の接続端子に接続して、ＰＴＣを可動接点板に接続して、ＰＴＣで確実に安定して瞬断を防止できる特徴を実現する。
【００１７】
さらに、以上のマイクロブレーカは、絶縁ロッドでリードワイヤーの溶着端子を押圧して、溶着端子を可動接点板の接続端子に接触しない状態とし、この状態で接点を超音波活性した後、絶縁ロッドが溶着端子を押圧しない状態として、溶着端子を接続端子に接続できるので、ＰＴＣで確実に瞬断を阻止できるマイクロブレーカを安価に多量生産できる特徴も実現する。とくに、以上のマイクロブレーカは、接続端子に設けた切り欠き部に通過する絶縁ロッドで溶着端子を押圧して溶着端子を変形させて、接続端子に接触しない位置に配置するので、絶縁膜などを設けることなく、リードワイヤーを可動接点板に接続しない状態としてＰＴＣを接点から切り離すので、溶着端子を確実に接続端子に接触しない状態として、接点を安定して超音波活性でき、また、接点を超音波活性した後、絶縁膜を焼失することなく、溶着端子を接続端子に接触して確実に接続できる。このため、以上のマイクロブレーカは、確実に接点を超音波活性して接触抵抗を小さく、また、ＰＴＣで瞬断を確実に阻止できる特徴を実現する。
【００１８】
さらにまた、以上のマイクロブレーカは、接点と並列に接続しているＰＴＣで、接点が瞬間的に離れて起こる瞬断を防止するので、従来のブレーカのように、ケース内にスペーサを設けて隙間を調整して瞬断を防止するブレーカのように、高い精度で部品加工し、また組み立てする必要がなく、安価に多量生産できる特徴も実現する。また、以上のマイクロブレーカは、絶縁ロッドで溶着端子を押圧して、接続端子から離れる位置に配置する、すなわち、溶着端子を変形して接続端子の非接触位置に配置するので、リードワイヤーの溶着端子が接続端子の非接触位置となる形状に折曲加工してケースに固定する必要がなく、溶着端子を可動接点板の接続端子に積層する平面形状としてケースに固定して組み立てできるので、組み立て工程においてリードワイヤーをケースの定位置に確実に配置して、能率よく多量生産できる特徴も実現する。それは、折曲加工された極めて小さいリードワイヤーに比較して、平面形状のリードワイヤーはケースの定位置に正確に配置して組み立てできるからである。
【００１９】
本発明の瞬断防止用のマイクロブレーカは、切り欠き部を接続端子の側縁に設けて、この切り欠き部に挿通する絶縁ロッドで溶着端子を接続端子から非接触位置に配置する構造とすることができる。また、本発明の瞬断防止用のマイクロブレーカは、接続端子が側縁に設けている切欠凹部を切り欠き部として、切り欠き部の切欠凹部に挿通する絶縁ロッドで溶着端子を接続端子から非接触状態とする構造とすることができる。また、本発明の瞬断防止用のマイクロブレーカは、溶着端子の横幅を接続端子よりも広くして、切り欠き部を接続端子の側縁に設けて、切り欠き部に挿通される絶縁ロッドで溶着端子を接続端子から非接触状態とする構造とすることができる。さらにまた、本発明の瞬断防止用のマイクロブレーカは、接続端子に貫通穴を設けて切り欠き部とし、貫通穴の切り欠き部に挿通する絶縁ロッドで溶着端子を接続端子から非接触位置に配置する構造とすることができる。
【００２０】
本発明の瞬断防止用のマイクロブレーカは、リードワイヤーの溶着端子を、押圧ロッドの非押圧状態において接続端子の積層位置に配置するように弾性変形できる金属板とし、絶縁ロッドで押圧されて接続端子との非接触位置に変形し、絶縁ロッドの非押圧状態においては弾性復元力で接続端子との積層位置に配置される構造とすることができる。
【００２１】
本発明の瞬断防止用のマイクロブレーカは、リードワイヤーと可動接点板との対向位置の一部を絶縁シートで絶縁する構造とすることができる。また、本発明の瞬断防止用のマイクロブレーカは、リードワイヤーを位置決め構造でケースの定位置に配置する構造とすることができる。さらに、本発明の瞬断防止用のマイクロブレーカは、位置決め構造を、リードワイヤーに設けた位置決め穴と、ケースに設けられて位置決め穴に挿入される位置決め凸部とで構成し、位置決め凸部を位置決め穴に挿入して、リードワイヤーをケースの定位置に配置する構造とすることができる。
【００２２】
本発明の製造方法は、接点を超音波活性してなるマイクロブレーカの製造方法は、弾性アームの先端に可動接点を設けてなる可動接点板と、可動接点との対向位置に固定接点を設けてなる固定接点板と、設定温度において熱変形して反転して可動接点を固定接点から離してオープン状態とするバイメタルと、固定接点板と可動接点板とに接続してなるＰＴＣと、可動接点板と固定接点板を固定しているケースと、ＰＴＣの表面に接続され、かつ端部をケースの外部に配置してなる溶着端子を備えるリードワイヤーとを備える瞬断防止用のマイクロブレーカを製造する方法であって、可動接点板はケースの外部に配置してなる接続端子を設け、溶着端子と接続端子は、ケースの外部において対向位置に配置し、接続端子には、接続端子を通過して溶着端子を接続端子から非接触位置に押圧する絶縁ロッドを通過させる切り欠き部を設け、切り欠き部を通過する絶縁ロッドで溶着端子を押圧して溶着端子を接続端子から離して接続端子の非接触位置に配置し、溶着端子を接続端子の非接触位置に配置してリードワイヤーを可動接点に接続しない状態で、可動接点と固定接点とを通電状態として超音波振動して接点を超音波活性し、その後溶着端子を接続端子に接続してマイクロブレーカを製造する。
【００２３】
以上のマイクロブレーカの製造方法は、安定して接点を超音波活性して接触抵抗を小さくしながら、超音波活性した状態においては、リードワイヤーを確実に可動接点板に接続して、ＰＴＣでもって瞬断を確実に阻止できる特徴を実現する。それは、以上の製造方法が、マイクロブレーカに設けている可動接点板の接続端子と、リードワイヤーの溶着端子とをケースの外部で対向位置に配置して、可動接点板の接続端子には、接続端子を通過して溶着端子を接続端子から引き離して接触しない位置に押圧する絶縁ロッドを通過させる切り欠き部を設けて、この切り欠き部を通過する絶縁ロッドで溶着端子を押圧して接続端子に接触しない位置に配置して接点を超音波活性し、その後、絶縁ロッドが溶着端子を押圧しない状態として溶着端子を接続端子に接続できるからである。この製造方法は、マイクロブレーカの接続端子に設けた切り欠き部を通過する絶縁ロッドで溶着端子を押圧して、溶着端子を接続端子に接触しない状態とし、リードワイヤーがＰＴＣを可動接点板に接続しない状態として、接点を超音波活性でき、接点を超音波活性した後、リードワイヤーの溶着端子を可動接点板の接続端子に接続して、ＰＴＣを可動接点板に接続して、ＰＴＣで確実に安定して瞬断を防止できる特徴を実現する。
【００２４】
さらに、以上のマイクロブレーカの製造方法は、絶縁ロッドでリードワイヤーの溶着端子を押圧して、溶着端子を可動接点板の接続端子に接触しない状態とし、この状態で接点を超音波活性した後、絶縁ロッドが溶着端子を押圧しない状態として、溶着端子を接続端子に接続できるので、ＰＴＣで確実に瞬断を阻止できるマイクロブレーカを安価に多量生産できる特徴も実現する。とくに、以上の製造方法は、マイクロブレーカの接続端子に設けた切り欠き部に通過する絶縁ロッドで溶着端子を押圧して溶着端子を変形させて、接続端子に接触しない位置に配置するので、絶縁膜などを設けることなく、リードワイヤーの溶着端子を可動接点板に接続しない状態としてＰＴＣを接点から切り離すので、溶着端子を確実に接続端子に接触しない状態として、接点を安定して超音波活性でき、また、接点を超音波活性した後は、絶縁膜を焼失することなく、溶着端子を接続端子に接触して確実に接続できるので、以上の方法で製造されるマイクロブレーカは、確実に接点を超音波活性して接触抵抗を小さく、また、ＰＴＣで瞬断を確実に阻止できる特徴がある。
【００２５】
さらにまた、以上の製造方法は、接点と並列にＰＴＣを接続して、接点が瞬間的に離れて起こる瞬断を防止するマイクロブレーカを製造するので、従来のブレーカの製造方法のように、ケース内にスペーサを配置し、隙間を調整して瞬断を防止するブレーカの製造方法のように、高い精度で部品加工し、また組み立てする必要がなく、マイクロブレーカを安価に多量生産できる特徴も実現する。また、以上の製造方法は、絶縁ロッドで溶着端子を押圧して、接続端子から離れる位置に配置する、すなわち、溶着端子を変形して接続端子の非接触位置に配置するので、リードワイヤーの溶着端子が接続端子の非接触位置となる形状に折曲加工してケースに固定する必要がなく、溶着端子を可動接点板の接続端子に積層する平面形状としてケースに固定して組み立てできるので、組み立て工程においてリードワイヤーをケースの定位置に確実に配置して、マイクロブレーカを能率よく多量生産できる特徴も実現する。それは、折曲加工された極めて小さいリードワイヤーに比較して、平面形状のリードワイヤーがケースの定位置に正確に配置してマイクロブレーカを組み立てできるからである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】従来のマイクロブレーカの概略構成図である。
【図２】本発明のマイクロブレーカの概略構成図である。
【図３】本発明の一実施例に係るマイクロブレーカの概略断面図である。
【図４】図３に示すマイクロブレーカの断面図である。
【図５】本発明の他の実施例にかかるマイクロブレーカの概略断面図である。
【図６】図４に示すマイクロブレーカの接点を活性化する工程を示す概略断面図である。図４に示すマイクロブレーカの断面図である。
【図７】マイクロブレーカの接点がオープン状態に切り換えられて、ＰＴＣの電気抵抗が変化する状態を示す図である。
【図８】図３に示すマイクロブレーカの製造工程を示す工程図である。
【図９】本発明の実施例に係るマイクロブレーカの平面図である。
【図１０】本発明の他の実施例に係るマイクロブレーカの平面図である。
【図１１】本発明の他の実施例に係るマイクロブレーカの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための瞬断防止用のマイクロブレーカを例示するものであって、本発明は瞬断防止用のマイクロブレーカを以下のものに特定しない。さらに、この明細書は、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００２８】
本発明のマイクロブレーカは、主として携帯電話、タブレット、ラップトップコンピュータ等の携帯機器に保護素子として使用される。このマイクロブレーカは、電源用の二次電池と直列に接続されて、異常な温度上昇で電流を遮断する保護素子として使用される。マイクロブレーカは、携帯機器の電池パックに保護素子として内蔵される。電池パックは、携帯機器を薄型化することから可能な限り薄くすることが要求される。薄型の電池パックは、ラミネート電池や薄型角形電池を内蔵して全体を薄くし、さらに、ラミネート電池のテラス部や、薄型角形電池の封口板との対向位置にマイクロブレーカを配置して、全体を薄くしている。マイクロブレーカは、ラミネート電池の表面から突出しない外形に製作される。このことから、携帯機器の電池パックに内蔵されるマイクロブレーカは、厚さに制約を受け、一般的に使用されるものでは厚さを約１ｍｍと極めて薄くしている。このマイクロブレーカは、可動接点板とバイメタルとＰＴＣと固定接点板とを所定の間隔でケースに内蔵して、全体の厚さを約１ｍｍと極めて薄くすることから、構造や製造工程に種々の制約を受け、たとえば、先端に可動接点を固定している可動接点板には極めて薄い金属板が使用され、接点の接触圧を高く保持できない。可動接点板は、弾性アームの先端に可動接点を固定して、可動接点を固定接点に接触させる状態でオン、接点を離す状態でオフに切り換えている。薄い金属板の弾性アームの先端に固定している可動接点は接触圧が低く、強い衝撃を受けると固定接点から離れて瞬間的にオフに切り換えられて瞬断の原因となる。
【００２９】
図１と図２は、従来のマイクロブレーカ（図１）と本発明のマイクロブレーカ（図２）の動作原理を示す概略図である。
図１に示す従来のマイクロブレーカにおいて、
（１）は、周囲温度が設定温度よりも低い状態におけるブレーカの通電状態を示す。
この状態でバイメタル９６は非反転状態にあって接点９０はクローズしている。
（２）は、周囲温度が設定温度よりも高くなってブレーカが電流を遮断する状態を示す。
この状態でバイメタル９６は反転して接点９０をオープン状態とする。
（３）は、振動で接点９０がオープンする状態を示す。
この状態で、バイメタル９６は非反転状態にあって接点９０がオープン状態となる。
【００３０】
従来のマイクロブレーカは、周囲温度が設定温度よりも低い状態で衝撃を受けると、（３）に示すように、接点９０がオープン状態となって電流を遮断する。この状態でバイメタル９６は反転しておらず、接点９０はＰＴＣ９７を介して接続されない。この状態は、周囲温度が設定温度よりも低い状態で電流を遮断して瞬断の原因となる。
【００３１】
図２に示す本発明のマイクロブレーカにおいて、
（１）は、周囲温度が設定温度よりも低い状態におけるブレーカの通電状態を示す。
この状態でバイメタル６は非反転状態にあって接点１０はクローズしている。
ＰＴＣ７と接点１０とが並列に接続されて通電される。
したがって、この状態でブレーカの電流は、接点１０とＰＴＣ７とに分流して流れるが、接点１０の接触抵抗はＰＴＣ７の低抵抗値よりも小さく、ブレーカの電流はほとんど接点１０に流れる。
【００３２】
（２）は、周囲温度が設定温度よりも高くなって接点１０がオープンとなる状態を示す。
この状態でバイメタル６は反転して接点１０をオープン状態とするが、接点１０と並列にＰＴＣ７が接続されるので、ＰＴＣ７に通電され、ＰＴＣ７は電流で加熱されてトリップし、電気抵抗が急激に増加して実質的に電流を遮断する。
【００３３】
（３）は、振動で接点１０がオープンする状態を示す。
この状態は、バイメタル６は非反転状態にあって、接点１０はオープン状態となる。
接点１０と並列にＰＴＣ７が接続されるが、トリップしていないＰＴＣ７の電気抵抗は小さく、接点１０に流れていた電流はＰＴＣ７に流れる。したがって、接点１０が瞬間的にオープンとなっても、ブレーカは電流を遮断しない。接点１０が連続してオープン状態にあると、ＰＴＣ７がトリップしてＰＴＣ７の電気抵抗が急激に大きくなって電流を遮断するが、接点１０は衝撃で接点１０をオープンとする時間は極めて短く、この状態でＰＴＣ７がトリップすることはない。したがって、振動で接点１０がオープンとなっても、ＰＴＣ７に電流が流れて瞬断は防止される。
【００３４】
図２のマイクロブレーカは、内蔵する自己保持用のＰＴＣ７ＸをＰＴＣ７に使用するが、図１の鎖線で示すように、従来のブレーカの外部にＰＴＣ７を接続して瞬断を防止するブレーカとすることもできる。
【００３５】
図３〜図５は、本発明の実施例にかかるマイクロブレーカの概略断面図を示す。
これ等のマイクロブレーカは、弾性アーム５の先端に可動接点３を設けてなる可動接点板１と、可動接点３との対向位置に固定接点４を設けている固定接点板２と、周囲温度が設定温度に上昇すると反転して可動接点３を固定接点４から離してオープン状態とするバイメタル６と、固定接点板２と可動接点板１とに接続しているＰＴＣ７とを備える。
【００３６】
これ等の図に示すマイクロブレーカは、プラスチック製のケース８に、可動接点板１と固定接点板２とを対向する姿勢で固定して、可動接点板１と固定接点板２との間にバイメタル６とＰＴＣ７とを配置している。ケース８は内部に中空部９を設けている。中空部９には、可動接点板１の弾性アーム５と、バイメタル６と、ＰＴＣ７と、固定接点板２を配置している。
【００３７】
可動接点板１は、先端部に設けた弾性アーム５をケース８の中空部９に配置し、中間部をケース８の周壁８Ａに固定し、後端部をケース８外に突出させて、ケースの外部に接続端子１１を設けている。
【００３８】
固定接点板２は、ケース８に設けた中空部９に配置されて、弾性アーム５の可動接点３との対向位置に固定接点４を配置して、先端部分をケース８の底部に配置して後端部をケース８の外部に突出して固定接点側の接続端子１２としている。
【００３９】
ＰＴＣ７は、接点のオープン状態においてバイメタル６に通電してこれを加熱して接点１０をオープン状態に保持する自己保持作用と、接点１０が瞬間的にオープン状態となって起こる瞬断を防止する両方の作用に兼用される。言い換えると、リードワイヤー１４を介してＰＴＣ７を可動接点板１に接続して、ＰＴＣ７を自己保持用と瞬断防止用に併用している。
【００４０】
ＰＴＣ７は、設定温度よりも低い状態では低抵抗な低抵抗値となり、設定温度よりも高くなるとトリップして電気抵抗が急激に増加して電流遮断抵抗値となって電流はほとんど流れなくなる。したがって、トリップするＰＴＣ７は、実質的には電流を遮断するオープン状態となる。ＰＴＣ７は、接点１０がオープン状態になると通電されてバイメタル６を加熱して、接点１０をオープン状態に保持する。このＰＴＣ７は、通電されてトリップ温度になると電流を遮断し、トリップ温度まで低下すると再び低抵抗値となるので、接点１０のオープン状態ではトリップ温度に保持される。トリップ温度に保持されるＰＴＣ７は、バイメタル６を加温して反転状態に保持して接点１０をオープン状態に保持する。
【００４１】
接点１０と並列に接続されるＰＴＣ７は、接点１０が瞬間的にオープン状態となる瞬断時に低抵抗な状態にある。瞬間的に接点１０がオープン状態となる瞬断時においては、ＰＴＣ７の温度がトリップ温度よりも低いからである。連続して接点１０がクローズする状態で、ＰＴＣ７は低抵抗な低抵抗値にあるので、ブレーカの電流は、低抵抗なＰＴＣ７と接点１０の両方に流れる。接点１０とＰＴＣ７の電流比は、接点１０の接触抵抗とＰＴＣ７の低抵抗値の比率で特定され、ＰＴＣ７の低抵抗値が大きいと、ＰＴＣ７の電流は小さくなって、接点の電流は大きくなる。ＰＴＣ７は、電流を小さくして温度上昇を小さくできる。ＰＴＣ７の発熱量が、電流の二乗と低抵抗値の積となるからである。接点１０のクローズ状態において、ＰＴＣ７は電流による温度上昇を小さくすることが要求される。ＰＴＣ７の電流は、ＰＴＣ７の低抵抗値と接点１０の接触抵抗との比率で特定されるので、ＰＴＣ７の低抵抗値は接点１０の接触抵抗を考慮して最適な抵抗値に設定される。
【００４２】
クローズ状態にある超音波活性された接点１０の接触抵抗は１５ｍΩ以下と相当に小さい。とくに、超音波活性化処理によって接点１０の接触抵抗を小さく安定する。接点１０にＰＴＣ７を並列に接続する状態では、接点１０の接触抵抗よりもＰＴＣ７の抵抗を大きくして、ＰＴＣ７の電流を小さく、電流によるＰＴＣ７の発熱を小さくできる。ＰＴＣ７の電流による発熱を少なくするために、ＰＴＣ７の低抵抗値は、例えば２０ｍΩ以上、好ましくは３０ｍΩ以上、さらに好ましくは５０ｍΩ以上とする。ＰＴＣ７の低抵抗値を２０ｍΩ以上、接点１０のクローズ状態における接触抵抗を１５ｍΩ以下として、接点１０のクローズ状態において、ＰＴＣ７の電流は接点電流の１／４以下にできる。接点１０の接触抵抗に対するＰＴＣ７の低抵抗値を大きくすることで、接点１０のクローズ状態におけるＰＴＣ７の電流を小さくできるので、ＰＴＣ７の低抵抗値は、好ましくは接点１０の接触抵抗の１０倍以上として、接点１０の電流の１／１０以下とする。ＰＴＣ７の低抵抗値は、衝撃で接点１０が一時的にオープンする状態でブレーカの内部抵抗となる。ブレーカの電流が全てＰＴＣ７に流れるからである。ＰＴＣ７の低抵抗値が大き過ぎると、接点１０のオープン状態におけるブレーカの内部抵抗が大きくなって、瞬断を確実に安定して防止するのが難しくなる。このことから、ＰＴＣ７の低抵抗値は４Ω以下、好ましくは５００ｍΩ以下、さらに好ましくは３００ｍΩ以下に設定される。
【００４３】
ＰＴＣ７のトリップ温度は、内蔵するバイメタル６が反転して接点１０をオープン状態に切り換えて電流を遮断する温度、すなわちマイクロブレーカの設定温度よりも高く設定される。衝撃で接点１０が瞬間的にオープン状態となる接点１０の瞬断状態で、ＰＴＣ７がトリップすると、ＰＴＣ７の電気抵抗が大きくなってマイクロブレーカの瞬断を防止できないからである。
【００４４】
図７は、マイクロブレーカの接点が瞬間的にオープン状態に切り換えられる瞬断するときに、ＰＴＣの電気抵抗が変化する状態を鎖線Ｂで示している。この図は横軸を時間軸とし、縦軸は接点のオンオフ（実線Ａ）とＰＴＣの電気抵抗が変化する特性（鎖線Ｂ）を示している。ただし、実線Ａは、周囲温度が設定温度よりも高くなって接点が連続してオープン状態に切り換えられる状態を示している。この図に示すように、周囲温度が設定温度よりも高くなって、バイメタルが反転して接点がオープン状態に切り換えられるタイミングで、ＰＴＣはトリップしない低抵抗値を示している。ＰＴＣのトリップ温度がマイクロブレーカの設定温度よりも高いからである。この状態で、マイクロブレーカの電流はＰＴＣに流れる。ＰＴＣの電流はＰＴＣを加熱して温度上昇させる。温度上昇するＰＴＣはトリップ温度を越えると電気抵抗が急激に増加して高抵抗値を示す状態となる。高抵抗値のＰＴＣは、マイクロブレーカの電流を著しく小さく制限する。
【００４５】
図７の一点鎖線Ｃは、衝撃で接点が瞬間的にオープン状態に切り換えられる瞬断状態を示している。マイクロブレーカは、可動接点が振動して接点を一時的に瞬断するので、瞬断が複数回に渡ることがある。複数回の瞬断においても、瞬断時間（Ｔ１、Ｔ２）を加算するトータル時間（Ｔ）（ただし、Ｔ＝Ｔ１＋Ｔ２）は、約数ｍｓｅｃ以下である。ＰＴＣのトリップ時間（Ｔｐ）は、接点が瞬断するトータル時間（Ｔ）よりも長く、例えば１０ｍｓｅｃよりも長く、好ましくは１００ｍｓｅｃよりも長く、さらに好ましくは１０００ｍｓｅｃよりも長く設定される。ＰＴＣのトリップ時間（Ｔｐ）が瞬断時間（Ｔ１、Ｔ２）よりも短いと、接点が瞬断する状態でＰＴＣがトリップして瞬断を防止できないからである。
【００４６】
ＰＴＣのトリップ時間（Ｔｐ）はＰＴＣの発熱量で変化する。発熱量が多くなると温度上昇が急峻になってトリップ時間（Ｔｐ）は短くなる。ＰＴＣの電気抵抗は発熱量に影響を与え、電気抵抗に比例して発熱量は大きくなる。接点が瞬断する状態で、ＰＴＣは低抵抗値にあるので、ＰＴＣは低抵抗値を小さくしてトリップ時間（Ｔｐ）を長くできる。ＰＴＣは低抵抗値を、４Ω以下、好ましくは５００ｍΩ以下、さらに好ましくは３００ｍΩ以下に設定して、トリップ時間（Ｔｐ）を瞬断のトータル時間（Ｔ）よりも長くできる。
【００４７】
ＰＴＣ７の発熱量、すなわち温度上昇は、接点１０のオープン状態でＰＴＣ７に流れる電流と低抵抗値とで特定される。ＰＴＣ７の温度上昇はトリップ時間を特定し、発熱量が大きくなって温度上昇が急峻になるとトリップ時間は短くなる。したがって、ＰＴＣ７の低抵抗値は発熱量を特定し、発熱量はトリップ時間を特定する。このため、ＰＴＣ７の低抵抗値は、接点１０のオープン状態でＰＴＣ７がトリップするまでの時間が接点１０の瞬間的なオープン時間よりも長くする抵抗値に設定される。
【００４８】
マイクロブレーカが衝撃を受けて接点１０を瞬間的にオープンする時間は、弾性アーム５の長さ、可動接点板１１の材質と厚さ、衝撃の大きさなどで変化するが、通常は数ｍｓｅｃ以下である。ＰＴＣ７のトリップ時間は、衝撃で接点１０が瞬間的にオープンする時間よりも短い。したがって、接点１０が瞬間的にオープン状態になっても、接点１０のオープン状態でＰＴＣ７がトリップすることはなく、瞬間的にオープンする接点１０には低抵抗なＰＴＣ７が接続されて瞬断は防止される。
【００４９】
バイメタル６は、ＰＴＣ７と可動接点板１１の間に配置される。バイメタル６は、熱膨張率が異なる異種金属板を積層したもので、周囲温度が設定温度よりも低い状態で非反転状態にあり、設定温度よりも高くなると反転して弾性アーム５を押し上げて接点１０をオープン状態とする。非反転状態にあるバイメタル６は、弾性アーム５を押し上げることがなく、接点１０をクローズ状態とする。このバイメタル６は、図３〜図５に示すように中央部を弾性アーム５に向かって突出させる形状に湾曲している。周囲温度が設定温度よりも高くなって反転すると、弾性アーム５を押し上げて接点１０をオープン状態とする。反転するバイメタル６は、図２の（２）に示すように、中央部を下方に突出させる形状に変形して弾性アーム５を押し上げて接点１０をオープン状態とする。
【００５０】
図３〜図５のマイクロブレーカのＰＴＣ７は、図において上下に電極を設けており、一方の電極を可動接点板１に、他方の電極を固定接点板２に接続している。図においてＰＴＣ７は、一方の電極を直接に固定接点板１に接続して、他方の電極をリードワイヤー１４を介して可動接点板１に接続している。リードワイヤー１４は導電性の金属板である。リードワイヤー１４は、ケースの外部に配置される溶着端子１９を端部に設けている。リードワイヤー１４は、一端をＰＴＣ７に、他端の溶着端子１９を可動接点板１に接続されて、ＰＴＣ７を可動接点板１に接続する。溶着端子１９は、接点を超音波活性する状態では可動接点板１に接続されない。このタイミングにおいて、溶着端子１９は絶縁ロッド９８に押されて変形して可動接点板１には接続されない。溶着端子１９は、絶縁ロッド９８を押されて変形するが、絶縁ロッド９８に押圧されない非押圧状態においては、可動接点板１の接続端子１１の積層位置に復帰するように弾性変形できる金属板である、このリードワイヤー１４は、絶縁ロッド９８の押圧状態において弾性変形して、接続端子１１との非接触位置に変形するが、絶縁ロッド９８の非押圧状態においては弾性復元力で接続端子１１との積層位置に配置されて、確実に接続端子１１に接続される。
【００５１】
ＰＴＣ７の電極とリードワイヤー１４及び固定接点板２への接続は、ハンダ付け、溶接、接着、導電性接着剤による接着等が使用できる。接着は、導電性接着剤で接着し、あるいはリードワイヤー１４と金属板とを接触状態に積層して電気的に接続する状態で導電性のない接着剤で接着することもできる。
【００５２】
図３〜図５のマイクロブレーカは、ケース８に内蔵するＰＴＣ７を自己保持用と瞬断防止用の両方に兼用するもので、ＰＴＣ７の下側電極７ａを固定接点板２に、上側電極７ｂはリードワイヤー１４を介して可動接点板１に接続している。図３は、図４に示すマイクロブレーカの概略断面図である。ＰＴＣ７の下側電極７ａは、ハンダ付け、溶接、接着などで固定接点板２の上面に接続される。ＰＴＣ７の上側電極７ｂはリードワイヤー１４を介して可動接点板１に接続している。上側電極７ｂは、ハンダ付け、溶接、接着等の方法でリードワイヤー１４に接続され、リードワイヤー１４と可動接点板１は、ハンダ付け、溶接、接着、カシメ構造などで接続される。
【００５３】
図３と図４のマイクロブレーカは、組み立てて接点を超音波活性した後に、ケース８の外部でリードワイヤー１４の溶着端子１９を可動接点板１の接続端子１１に接続している。リードワイヤー１４は端部をケース８の外部に引き出している。溶着端子１９は、可動接点板１に接続しない状態で接点１０を超音波活性した後、接続端子１１に接続されて、リードワイヤー１４は可動接点板１に接続される。
【００５４】
マイクロブレーカは、図６に示す状態で接点が超音波活性される。
超音波活性処理する工程で、可動接点板１と固定接点板２は電源３０に接続されて、可動接点と固定接点は通電状態に維持される。電源３０は直流電源が適しているが、低周波の交流電源も使用できる。接点に通電するために、可動接点板１と固定接点板の接続端子１１、１２に電源端子が押圧される。この通電状態で、ＰＴＣ７は接点と並列に接続されない。ＰＴＣ７が接点と並列に接続されると、接点のオープン状態でＰＴＣ７に電流が流れて、接点にスパークが発生しなくなり、スパークによる接点の波活性化が実現できないからである。ＰＴＣ７を接点から切り離すために、絶縁ロッド９８が溶着端子１９を押圧して変形させる。絶縁ロッド９８に押されて変形する溶着端子１９は、接続端子１１から離れて接続されなくなる。絶縁ロッド９８は、溶着端子１９を確実に接続端子１１から離すために、接続端子１１に設けた切り欠き部Ｓを通過して溶着端子１９の端部を押圧する。
【００５５】
絶縁ロッド９８が、接続端子１１の切り欠き部Ｓを通過して溶着端子１９を押圧して、溶着端子１９が接続端子１１に接触しない状態とするために、接続端子１１に切り欠き部Ｓを設けている。図９ないし図１１は、接続端子１１に切り欠き部Ｓを設けたマイクロブレーカの平面図である。図９と図１０の接続端子は、側縁に切り欠き部Ｓを設けている。両側の切り欠き部Ｓに鎖線で示す絶縁ロッド９８を挿通され、絶縁ロッド９８が溶着端子１９を押圧して、接続端子から非接触位置に配置する。
【００５６】
図９のマイクロブレーカは、接続端子１１の側縁に設けてなる切欠凹部を切り欠き部Ｓとして、この切欠凹部に絶縁ロッド９８を挿通して、絶縁ロッド９８で溶着端子１９を押圧して変形し、変形する溶着端子１９を接続端子１１に接触しない非接触状態とする。図１０のマイクロブレーカは、溶着端子１９の横幅を接続端子１１よりも広くして、切り欠き部Ｓを接続端子１１の側縁に設けている。このマイクロブレーカは、鎖線で示すように、接続端子１１の両側に絶縁ロッド９８を通過させて、絶縁ロッド９８で溶着端子１９を押圧して変形し、変形する溶着端子１９を接続端子１１に接触しない非接触状態とする。図９と図１０に示すように、接続端子１１の両側に切り欠き部Ｓを設けて、この切り欠き部Ｓに一対の絶縁ロッド９８を挿通して溶着端子１９を変形する構造は、溶着端子１９を両側の２点で押圧して、確実に安定して接続端子１１に接触しない形状に変形できる。図１１のマイクロブレーカは、接続端子１１に貫通穴を設けて切り欠き部Ｓとしている。このマイクロブレーカは、鎖線で示すように、接続端子１１の貫通穴に絶縁ロッド９８を挿入して、絶縁ロッド９８で溶着端子１９を押圧して変形し、変形する溶着端子１９を接続端子１１に接触しない非接触状態とする。
【００５７】
絶縁ロッド９８で溶着端子１９を押圧して、ＰＴＣ７を可動接点板１に接続しない状態で、接点１０に電源３０を接続して接点の通電状態で、マイクロブレーカの表面に押し付けている超音波振動子でマイクロブレーカを超音波振動させる。超音波振動されるマイクロブレーカは、接点をクローズ状態とオープン状態とに切り換える。接点１０は、クローズ状態で電流が流れ、オープン状態に切り換えられた瞬間に、スパークが発生する。超音波振動する接点１０はクローズ状態とオープン状態とを短い周期で繰り返す。スパークは、接点１０がオープンされた瞬間に、電流のエネルギーによって接点間に高電圧が誘導されて発生する。スパークは、接点１０の対向面で発生して、接点１０の接触面を活性化する。スパークは接点と電源との閉回路のインダクタンス（図示せず）に蓄えられていた電流のエネルギーを消費する。接点１０の活性化は、電流のエネルギーで接点間に高電圧を誘導し、この高電圧を放電させることで実現するので、接点間を絶縁状態とする必要がある。ＰＴＣ７が接点間に並列に接続されていると、ＰＴＣ７に電流が流れるので高電圧による放電が起こらず、接点１０の活性化は実現できないので、接点の超音波活性処理する工程で、ＰＴＣ７は可動接点板１に接続しない状態に保持される。
【００５８】
マイクロブレーカは、接点の超音波活性が完了した後、次の工程で溶着端子１９は接続端子１１に接続される。溶着端子１９が接続端子１１に接続される工程で、絶縁ロッド９８は溶着端子１９を押圧しない。絶縁ロッド９８に押圧されない非押圧状態の溶着端子１９は、弾性復元力で接続端子１１との積層位置に配置されて、接続端子１１にほぼ密着する位置に配置される。この溶着端子１９は、レーザービームを照射して確実に接続端子１１に接続できる。
【００５９】
リードワイヤー１４は、位置決め構造１８でケース８の定位置に配置される。図３と図４に示す位置決め構造１８は、リードワイヤー１４に設けた位置決め穴１８Ａと、下ケース８Ｙに設けられて位置決め穴１８Ａに挿入される位置決め凸部１８Ｂとで構成されている。リードワイヤー１４は、位置決め凸部１８Ｂが位置決め穴１８Ａに挿入されて、ケース８の定位置に配置される。
【００６０】
図３と図４のマイクロブレーカは、上ケース８Ｘと下ケース８Ｙの周壁８Ａでリードワイヤー１４と可動接点板１とを挟んで固定している。組み立て状態でリードワイヤー１４と可動接点板１を絶縁するために、リードワイヤー１４と可動接点板１との間に絶縁シート１７を挟んで周壁８Ａに固定している。図のマイクロブレーカは、リードワイヤー１４が可動接点板１の対向位置から、バイメタルと６の対向面まで絶縁シート１７を設けている。絶縁シート１７は、熱可塑性のプラスチックシートで、リードワイヤー１４の表面に接着して設けられる。絶縁シート１７は、接点１０の活性化処理において、可動接点板１とリードワイヤー１４との間に発生する高電圧に耐える絶縁電圧の材質と厚さとする。たとえば絶縁シート１７は、５μｍ〜５０μｍのポリイミドアミド等のプラスチックシートとする。リードワイヤー１４は、ケース８から引き出された溶着端子１９の先端部には、絶縁シート１７を積層しない非絶縁部１９ａを設けている。非絶縁部１９ａは接点を超音波活性した後、接続端子１１に接続される。
【００６１】
図５のマイクロブレーカは、リードワイヤー１４を可動接点板１に積層することなく、可動接点板１から離してケースに埋設している。このマイクロブレーカは、リードワイヤー１４と可動接点板１とを絶縁性の接着剤で接着して、ケースに固定する。図５は、リードワイヤー１４と可動接点板１との絶縁状態を明確にするために、リードワイヤー１４と可動接点板１とを相当に離してケースに埋設しているが、現実のマイクロブレーカは、リードワイヤー１４と可動接点板１とは、絶縁状態を実現できる最小の間隔で互いに接近して配置されて、溶着端子１９と接続端子１１とは互いに接近して積層位置に配置する。このマイクロブレーカは、たとえば、リードワイヤー１４と可動接点板１とを絶縁性の接着剤やホットメルトで接着して、ケースに固定して製作される。
【００６２】
図３と図４のマイクロブレーカは、好ましくは図８の工程で組み立てられる。
（１）下ケース８Ｙにインサート成形して固定している固定接点板２の上面にクリームハンダを供給する。
（２）クリームハンダを付着している固定接点板２の上にＰＴＣ７を載せて、クリームハンダを固定接点板２とＰＴＣ７の下側電極７ａに密着させる。
（３）ＰＴＣ７の上側電極７ｂにクリームハンダを供給する。
（４）ＰＴＣ７の上にリードワイヤー１４をセットする。リードワイヤー１４を下ケース８Ｙの定位置にセットするために、リードワイヤー１４は位置決め穴１８Ａの貫通穴を設けており、下ケース８Ｙは位置決め穴１８Ａの挿入位置に位置決め凸部１８Ｂを設けている。位置決め凸部１８Ｂを位置決め穴１８Ａに挿入して、リードワイヤー１４は下ケース８Ｙの定位置にセットされる。ＰＴＣ７の上側電極７ｂに供給されたクリームハンダは、上側電極７ｂとリードワイヤー１４とに密着される。
以上の状態で、固定接点板２を固定している下ケース８Ｙに、ＰＴＣ７とリードワイヤー１４とがセットされた組み立てパーツ２０となる。
（５）上ケースをセットしていない組み立てパーツ２０をリフロー炉３１に入れて加熱し、クリームハンダを溶融して、ＰＴＣ７の下側電極７ａを固定接点板２に、ＰＴＣ７の上側電極７ｂをリードワイヤー１４にリフローハンダして固定する。
（６）リフローハンダして固定されたリードワイヤー１４の上に、可動接点板１をセットする。このとき、リードワイヤー１４と可動接点板１との間に絶縁シート１７を積層する。絶縁シート１７は、リードワイヤー１４と可動接点板１との積層部分であって、溶着端子１９の先端部である非絶縁部１９ａを除く領域に配置される。また、ＰＴＣ７と可動接点板１との間にはバイメタル６を配置する。その後、上ケース８Ｘをセットして、上ケース８Ｘを下ケース８Ｙに固定する。上ケース８Ｘと下ケース８Ｙは、超音波振動させて周壁を溶着し、あるいは接着剤を介して接着して固定する。
（７）ケース８から引き出されたリードワイヤー１４の溶着端子１９を、絶縁ロッド９８で矢印で示す方向に押圧して変形し、溶着端子１９の非絶縁部１９ａを可動接点板１から離して、リードワイヤー１４の溶着端子１９を可動接点板１の接続端子１１に接続しない絶縁状態として、接点１０を超音波活性する。
（８）接点１０を活性化処理した後、溶着端子１９の非絶縁部１９ａを可動接点板１に積層する状態で、リードワイヤー１４にレーザービームを照射して、リードワイヤー１４を可動接点板１に接続する。図示しないが、レーザービームを照射する状態で、溶着端子１９を接続端子１１に押圧してレーザービームを照射して、溶着端子１９をより確実に接続端子１１に接続できる。
【００６３】
マイクロブレーカは、図示しないが、溶着端子１９と接続端子１１との積層部分をカシメ加工して接続することができ、また、溶着端子１９と接続端子１１とを貫通する連結具を介して互いに電気接続することもでき、さらに、溶着端子１９と接続端子１１とをスポット溶接して接続することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明のマイクロブレーカは、落下等の衝撃で瞬間的に接点が離れて起こる瞬断を防止できるブレーカとして、スマートフォンやタブレットなどの携帯機器に保護素子として好適に使用できる。
【符号の説明】
【００６５】
１…可動接点板
２…固定接点板
３…可動接点
４…固定接点
５…弾性アーム
６…バイメタル
７…ＰＴＣ
７ａ…下側電極
７ｂ…上側電極
８…ケース
８Ｘ…上ケース
８Ｙ…下ケース
８Ａ…周壁
９…中空部
１０…接点
１１…接続端子
１２…接続端子
１４…リードワイヤー
１７…絶縁シート
１８…位置決め構造
１８Ａ…位置決め穴
１８Ｂ…凸部
１９…溶着端子
１９ａ…非絶縁部
２０…組み立てパーツ
３０…電源
３１…リフロー炉
９０…接点
９６…バイメタル
９７…ＰＴＣ
９８…絶縁ロッド
Ｓ……切り欠き部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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