(57)【要約】  強い衝撃による瞬断を確実に防止する。部品加工や組み立てに高い精度が要求されることなく、安価に多量生産しながら瞬断を確実に阻止する。  マイクロブレーカは、電池と直列に接続される携帯機器用のマイクロブレーカであって、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）を設けてなる固定接点板（２）と、設定温度において可動接点（３）を固定接点（４）から離してオフ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）とに接続してなる瞬断防止用のＰＴＣ（７Ｙ）とを備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池と直列に接続される携帯機器用のマイクロブレーカであって、  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、  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、  設定温度において前記可動接点を前記固定接点から離してオフ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瞬断防止用のＰＴＣとを備える携帯機器用のマイクロブレーカ。
【請求項２】
請求項１に記載される携帯機器用のマイクロブレーカであって、  前記瞬断防止用のＰＴＣの一方の電極がハンダ付け、溶接、接着の何れかで前記固定接点板に接続され、  前記瞬断防止用のＰＴＣの他方の電極がハンダ付け、溶接、接着の何れかで前記可動接点板に接続されてなることを特徴とする携帯機器用のマイクロブレーカ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載される携帯機器用のマイクロブレーカであって、  前記可動接点板と前記固定接点板との間に、設定温度になると反転して前記可動接点を前記固定接点から離すバイメタルと、このバイメタルと前記固定接点板との間にバイメタルを加熱して反転状態に保持する自己保持用のＰＴＣとを内蔵しており、  前記自己保持用のＰＴＣが前記瞬断防止用のＰＴＣに兼用されてなることを特徴とする携帯機器用のマイクロブレーカ。
【請求項４】
請求項３に記載される携帯機器用のマイクロブレーカであって、  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引き出してなる外部接続端子としてなるリードワイヤーとを備え、  さらに、前記外部接続端子と前記可動接点板との間に絶縁シートを備えると共に、該外部接続端子が該可動接点板に接続されてなることを特徴とする携帯機器用のマイクロブレーカ。
【請求項５】
請求項４に記載される携帯機器用のマイクロブレーカであって、  前記絶縁シートが、前記リードワイヤーの表面に接着されてなる５μｍ以上であって５０μｍ以下の熱可塑性のプラスチックフィルムとしてなることを特徴とする携帯機器用のマイクロブレーカ。
【請求項６】
請求項４又は５に記載される携帯機器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バイメタルと前記ＰＴＣとの間に配設されると共に、前記バイメタルとの対向面に絶縁シートを設けてなることを特徴とする携帯機器用のマイクロブレーカ。
【請求項７】
請求項４ないし６のいずれかに記載される携帯機器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絶縁シートを介して前記可動接点板に積層されて前記ケースに固定されてなることを特徴とする携帯機器用のマイクロブレーカ。
【請求項８】
請求項４ないし７のいずれかに記載される携帯機器用のマイクロブレーカであって、  前記リードワイヤーがリフローハンダで前記ＰＴＣの表面に接続されてなることを特徴とする携帯機器用のマイクロブレーカ。
【請求項９】
請求項８に記載される携帯機器用のマイクロブレーカであって、  前記ＰＴＣがリフローハンダで前記固定接点板に接続されてなることを特徴とする携帯機器用のマイクロブレーカ。
【請求項１０】
請求項４ないし９のいずれかに記載される携帯機器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携帯機器用のマイクロブレーカ。
【請求項１１】
請求項１０に記載される携帯機器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携帯機器用のマイクロブレーカ。
【請求項１２】
請求項１又は２に記載される携帯機器用のマイクロブレーカであって、  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を備え、  前記瞬断防止用のＰＴＣが前記ケースの外部に配置されてなる携帯機器用のマイクロブレーカ。
【請求項１３】
請求項１２に記載される携帯機器用のマイクロブレーカであって、  前記固定接点板が前記ケースの底面沿って固定されると共に、ケースの底面から長手方向に突出して前記ケース外に接続端子を設けており、  前記接続端子の上面に前記瞬断防止用のＰＴＣを積層状態に固定してなることを特徴とする携帯機器用のマイクロブレーカ。
【請求項１４】
請求項１３に記載される携帯機器用のマイクロブレーカであって、  前記ケースの外部に配置してなる瞬断防止用のＰＴＣと、  前記可動接点板と前記固定接点板との間であって、前記ケース内に設けられて、設定温度で前記可動接点をオフ状態に保持する自己保持用のＰＴＣとを備える携帯機器用のマイクロブレーカ。
【請求項１５】
請求項１ないし１４のいずれかに記載される携帯機器用のマイクロブレーカであって、  前記瞬断防止用のＰＴＣを前記可動接点板と前記固定接点板に接続するリードワイヤーを備え、  前記リードワイヤーは、両端をハンダ付け、溶接、接着の何れか前記瞬断防止用のＰＴＣと前記可動接点板と前記固定接点板とに接続されてなることを特徴とする携帯機器用のマイクロブレーカ。
【請求項１６】
請求項１ないし１５のいずれかに記載される携帯機器用のマイクロブレーカであって、  前記瞬断防止用のＰＴＣの通電状態における低抵抗値が、前記可動接点が前記固定接点に接触する状態における抵抗値である接点抵抗値の１０倍以上であることを特徴とする携帯機器用のマイクロブレーカ。
【請求項１７】
請求項１６に記載される携帯機器用のマイクロブレーカであって、  前記接点抵抗値が５ｍΩ以下で、前記瞬断防止用のＰＴＣの低抵抗値が４Ω以下であることを特徴とする携帯機器用のマイクロブレーカ。
【請求項１８】
請求項１６に記載される携帯機器用のマイクロブレーカであって、  前記瞬断防止用のＰＴＣの低抵抗値が２０ｍΩ以上であることを特徴とする携帯機器用のマイクロブレーカ。
【請求項１９】
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、  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、  設定温度において前記可動接点を前記固定接点から離してオフ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瞬断防止用のＰＴＣとを備える携帯機器用のマイクロブレーカの製造方法であって、  前記瞬断防止用のＰＴＣを前記可動接点板と前記固定接点板の何れか一方に接続し、あるいは両方に接続しない状態で前記可動接点と前記固定接点を活性化処理し、活性化処理の後、前記瞬断防止用のＰＴＣを前記固定接点板と前記可動接点板に接続することを特徴とする携帯機器用のマイクロブレーカの製造方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載される携帯機器用のマイクロブレーカの製造方法であって、  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、  前記瞬断防止用のＰＴＣの表面に接続され、かつ端部を前記ケースの外部に引き出してなる外部接続端子とするリードワイヤーとを備える携帯機器用のマイクロブレーカの製造方法であって、  前記外部接続端子と前記可動接点板との間に絶縁シートを配置して、前記リードワイヤーと前記可動接点板とを絶縁状態とする絶縁工程と、  前記絶縁工程で前記リードワイヤーと前記可動接点板とを絶縁状態に保持して前記可動接点と前記固定接点とを活性化する活性化工程と、  前記活性化工程で接点を活性化した後、前記ケースの外部で前記外部接続端子を前記可動接点板に接続する接続工程とで製造することを特徴とする携帯機器用のマイクロブレーカの製造方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載される携帯機器用のマイクロブレーカの製造方法であって、  前記ケースの定位置に前記固定接点板をセットし、前記固定接点板の上に前記瞬断防止用のＰＴＣを載せて、該瞬断防止用のＰＴＣの上に前記リードワイヤーを載せ、この状態で、リフローハンダで前記瞬断防止用のＰＴＣの下面を前記固定接点板に、上面を前記リードワイヤーとに接続することを特徴とする携帯機器用のマイクロブレーカの製造方法。
【請求項２２】
請求項２０又は２１に記載される携帯機器用のマイクロブレーカの製造方法であって、  前記外部接続端子の先端部に、前記可動接点板との間に前記絶縁シートが介在されない非絶縁部を設けており、  前記絶縁工程において、前記非絶縁部を前記可動接点板から離間させて前記リードワイヤーと前記可動接点板とを絶縁状態とし、  前記活性化工程で接点を活性化した後、前記接続工程において、前記非絶縁部を前記可動接点板に接続して前記リードワイヤーを前記可動接点板に接続することを特徴とする携帯機器用の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。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オン状態において、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）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１１００３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  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、接点のオフ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、接点をオフ状態に保持する。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。【０００６】  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。【０００７】  本発明は、さらに以上の欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、強い衝撃による瞬断を確実に防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。  また、本発明の他の大切な目的は、部品加工や組み立てに高い精度が要求されず、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】
【０００８】  本発明のマイクロブレーカは、電池と直列に接続される携帯機器用のマイクロブレーカであって、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を設けてなる固定接点板２と、設定温度において可動接点３を固定接点４から離してオフ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とに接続してなる瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙとを備えている。
【０００９】  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瞬断防止用の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、瞬断防止用の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。瞬断防止用の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、瞬断防止用の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瞬断防止用のＰＴＣをトリップさせてブレーカを遮断状態とする。
【００１０】  さらに、以上のマイクロブレーカは、接点と並列に接続している瞬断防止用の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。
【００１１】  また、本発明のマイクロブレーカは、瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙの一方の電極をハンダ付け、溶接、接着の何れかで固定接点板１に接続し、瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙの他方の電極をハンダ付け、溶接、接着の何れかで可動接点板２に接続することができる。
【００１２】  以上のマイクロブレーカは、瞬断防止用のＰＴＣと固定接点板及び可動接点板とをハンダ付け、溶接、接着の何れかで固定しているので、極めて強い衝撃における瞬断を確実に防止できる特徴がある。それは、強い衝撃を受けても、瞬断防止用のＰＴＣが可動接点板と固定接点板とに安定して接続されるからである。
【００１３】  さらに、本発明のマイクロブレーカは、可動接点板１と固定接点板２との間に、設定温度になると反転して可動接点３を固定接点４から離すバイメタル６と、このバイメタル６と固定接点板２との間にバイメタル６を加熱して反転状態に保持する自己保持用のＰＴＣ４Ｘとを内蔵して、自己保持用のＰＴＣ７Ｘを瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙに兼用することができる。
【００１４】  以上のマイクロブレーカは、自己保持用のＰＴＣを瞬断防止用のＰＴＣに使用するので、瞬断防止用のＰＴＣとして専用のＰＴＣを追加することなく瞬断を防止できる特徴がある。
【００１５】  さらに、本発明のマイクロブレーカは、可動接点板１と固定接点板２を固定しているケース８と、ＰＴＣ７の表面に接続され、かつ端部をケース８の外部に引き出してなる外部接続端子１９としてなるリードワイヤー１４とを備え、さらに、外部接続端子１９と可動接点板１との間に絶縁シート１７を備えて、外部接続端子１９を可動接点板１に接続することができる。
【００１６】  以上のマイクロブレーカは、ケースの外部に引き出してなる外部接続端子をリードワイヤーに設けて、この外部接続端子と可動接点板の間に絶縁シートを配置して、外部接続端子を可動接点板に接続しているので、絶縁シートでリードワイヤーを可動接点板から絶縁する状態で組み立てできる。したがって、リードワイヤーを可動接点板に接続しない状態で接点を活性化処理でき、接点を活性化処理した後、リードワイヤーを可動接点板に接続して、ＰＴＣで接続の瞬断を防止できる。すなわち、接点を活性化処理によって低抵抗な状態としながら、瞬断を防止できる特徴がある。
【００１７】  さらに、本発明のマイクロブレーカは、絶縁シート１７を、リードワイヤー１４の表面に接着してなる５μｍ以上であって５０μｍ以下の熱可塑性のプラスチックフィルムとすることができる。
【００１８】  このマイクロブレーカは、絶縁シートを薄膜のプラスチックフィルムとするので、接点を活性化処理し、また瞬断を防止する特徴を実現しながら全体を薄くできる特徴がある。
【００１９】  さらに、本発明のマイクロブレーカは、リードワイヤー１４をバイメタル６とＰＴＣ７との間に配設して、バイメタル６との対向面に絶縁シート１７を設けることができる。
【００２０】  以上のマイクロブレーカは、バイメタルとの対向面に絶縁シートを配置して、バイメタルと可動接点板をＰＴＣから絶縁するので、接点を活性化処理する工程で、ＰＴＣの上側電極と可動接点板とを確実に絶縁状態に維持できる。したがって、絶縁を確実にして、安定して活性化処理できる特徴がある。
【００２１】  さらに、本発明のマイクロブレーカは、リードワイヤー１４を、絶縁シート１７を介して可動接点板１に積層してケース８に固定することができる。
【００２２】  以上のマイクロブレーカは、ケースの組み立て工程で、リードワイヤーと可動接点板とを簡単にケースに固定できる。また、ケースに固定する状態で、リードワイヤーと可動接点板とを絶縁状態にできるので、接点を活性化処理して接触抵抗を小さくできる。また、組み立て後にリードワイヤーを可動接点板に接続できるので、ＰＴＣで接点の瞬断を防止できる特徴も実現する。
【００２３】  さらに、本発明のマイクロブレーカは、リードワイヤー１４をリフローハンダでＰＴＣ７の表面に接続することができる。
【００２４】  以上のマイクロブレーカは、リードワイヤーとＰＴＣとを安定して接続でき、ＰＴＣで瞬断を確実に防止できる特徴がある。
【００２５】  さらに、本発明のマイクロブレーカは、ＰＴＣ７をリフローハンダで固定接点板２に接続することができる。
【００２６】  以上のマイクロブレーカは、ＰＴＣもリフローハンダして固定接点板に接続しているので、ＰＴＣを固定接点板と可動接点板の両方を安定して接続できる。したがって、ＰＴＣによる接点の瞬断防止効果をより確実にできる特徴がある。
【００２７】  さらに、本発明のマイクロブレーカは、リードワイヤー１４を、位置決め構造１８でケース８の定位置に配置することができる。
【００２８】  以上のマイクロブレーカは、位置決め構造でもって、リードワイヤーをケースの定位置に位置ずれしないようにセットできるので、小さくて薄い金属板のリードワイヤーを使用しながら、能率よく多量生産できる特徴がある。
【００２９】  さらに、本発明のマイクロブレーカは、位置決め構造１８を、リードワイヤー１４に設けた位置決め穴１８Ａと、ケース８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とで構成し、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をケース８の定位置に配置することができる。
【００３０】  以上のマイクロブレーカは、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位置ずれしないようにセットできるので、小さくて薄い金属板のリードワイヤーを使用しながら、能率よく多量生産できる特徴がある。
【００３１】  さらに、本発明のマイクロブレーカは、可動接点板１と固定接点板２を固定しているケース８を備えて、瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙをケース８の外部に配置することができる。
【００３２】  以上のマイクロブレーカは、自己保持用のＰＴＣをケースの外部に配置するので、従来のマイクロブレーカ変更することなく使用して瞬断を防止できる特徴がある。
【００３３】  さらに、本発明のマイクロブレーカは、固定接点板２をケース８の底面に沿って固定し、ケース８の底面から長手方向に突出してケース８外に接続端子１３を設けて、接続端子１３の上面に瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙを積層状態に固定することができる。
【００３４】  以上のマイクロブレーカは、全体の厚さを変更することなく瞬断を防止できるので、ラミネート電池のテラス部や角形電池セルの封口板との対向位置に配置できる。このため、ラミネート電池や角形電池セルを備える電池パックの厚さを変更することなく瞬断を防止できる特徴がある。
【００３５】  さらに、本発明のマイクロブレーカは、ケース８の外部に配置してなる瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙと、可動接点板１と固定接点板２との間であって、ケース８内に設けられて、設定温度で可動接点３をオフ状態に保持する自己保持用のＰＴＣ７Ｘとを備えることができる。
【００３６】  以上のマイクロブレーカは、自己保持用のＰＴＣと瞬断防止用のＰＴＣとを備えるので、各々のＰＴＣのトリップ温度や低抵抗状態における電気抵抗を最適な抵抗値にできる特徴がある。
【００３７】  さらに、本発明のマイクロブレーカは、瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙを可動接点板１と固定接点板２に接続するリードワイヤー１４を備えて、リードワイヤー１４の両端をハンダ付け、溶接、接着のいずれかで瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙと可動接点板１と固定接点板２とに接続することができる。
【００３８】  以上のマイクロブレーカは、リードワイヤーの両端をハンダ付けや溶接して、自己保持用のＰＴＣを可動接点板と固定接点板とに連結するので、自己保持用のＰＴＣをより確実に可動接点板と固定接点板とに接続できる特徴がある。
【００３９】  さらに、本発明のマイクロブレーカは、瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙの通電状態における低抵抗値が、可動接点３が固定接点４に接触する状態における抵抗値である接点抵抗値の１０倍以上とすることができる。
【００４０】  以上のマイクロブレーカは、接点が接続される状態において、自己保持用のＰＴＣに流れるバイパス電流を小さくして、ブレーカに流れる電流のほとんどを接点に流すことができる。このため、自己保持用のＰＴＣのバイパス電流による温度上昇を少なくして、バイパス電流によるトリップを確実に防止できる特徴がある。
【００４１】  さらにまた、本発明のマイクロブレーカは、接点抵抗値が５ｍΩ以下で、瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙの低抵抗値を４Ω以下とすることができる。
【００４２】  以上のマイクロブレーカは接点抵抗値が小さく、自己保持用のＰＴＣのバイパス電流を小さくできる特徴がある。
【００４３】  さらに、本発明のマイクロブレーカは、瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙの低抵抗値を２０ｍΩ以上とすることができる。
【００４４】  本発明のマイクロブレーカの製造方法は、アームの先端に可動接点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を設けてなる固定接点板２と、設定温度において可動接点３を固定接点４から離してオフ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とに接続してなる瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙとを備える携帯機器用のマイクロブレーカの製造方法であって、瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙを可動接点板１と固定接点板２の何れか一方に接続し、あるいは両方に接続しない状態で可動接点３と固定接点４を活性化処理し、活性化処理の後、瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙを固定接点板２と可動接点板１に接続する。
【００４５】  以上の製造方法は、接点を活性化処理して接触抵抗を小さくしながら、衝撃による接点の瞬断をＰＴＣで防止できるマイクロブレーカを製造できる特長がある。マイクロブレーカは、全体の厚さが約１ｍｍ程度と極めて小さく、可動接点板には薄い金属板を使用する必要があって接点の接触圧を高くできない。このため、接点の接触抵抗を小さく安定させるのが極めて難しい。ところが、以上の製造方法は、瞬断防止用のＰＴＣを可動接点板と固定接点板の何れか一方に接続し、あるいは両方に接続しない状態で可動接点と固定接点を活性化処理する。したがって、この状態で接点を活性化処理して接触抵抗を小さくできる。さらに、接点を活性化処理して接触抵抗を小さくした後、固定接点板と可動接点板との間に瞬断防止用のＰＴＣを接続するので、このＰＴＣでもって接点の瞬断を防止でき、携帯電話等の保護素子に使用されて、ユーザーが落下などで衝撃を与えても、マイクロブレーカの瞬断による弊害が起こらず、種々の携帯機器の保護素子に便利に使用できる。
【００４６】  また、本発明のマイクロブレーカの製造方法は、可動接点板１と固定接点板２を固定しているケース８と、瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙの表面に接続され、かつ端部をケース８の外部に引き出してなる外部接続端子１９とするリードワイヤー１４とを備える携帯機器用のマイクロブレーカの製造方法であって、外部接続端子１９と可動接点板１との間に絶縁シート１７を配置して、リードワイヤー１４と可動接点板１とを絶縁状態とする絶縁工程と、絶縁工程でリードワイヤー１４と可動接点板１とを絶縁状態に保持して可動接点３と固定接点４とを活性化する活性化工程と、活性化工程で接点１０を活性化した後、ケース８の外部で外部接続端子１９を可動接点板１に接続する接続工程とで製造することができる。
【００４７】  以上の製造方法は、リードワイヤーを可動接点板から絶縁して組み立てられるので、瞬断防止用のＰＴＣを可動接点板に接続しない状態で組み立てできる。したがって、リードワイヤーと可動接点板の絶縁状態で接点を活性化処理して接触抵抗を小さくできる。さらに、接点を活性化処理して接触抵抗を小さくした後、リードワイヤーを可動接点板に接続するので、完成された状態では瞬断防止用のＰＴＣが固定接点板と可動接点板との間に接続される。このため、完成された状態では、瞬断防止用のＰＴＣでもって接点の瞬断を確実に防止できる。
【００４８】  さらに、本発明のマイクロブレーカの製造方法は、ケース８の定位置に固定接点板２をセットし、固定接点板２の上に瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙを載せて、瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙの上にリードワイヤー１４を載せ、この状態で、リフローハンダで瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙの下面を固定接点板２に、上面をリードワイヤー１４とに接続することができる。
【００４９】  さらに、本発明のマイクロブレーカの製造方法は、外部接続端子１９の先端部に、可動接点板１との間に絶縁シート１７が介在されない非絶縁部１９ａを設けて、絶縁工程において、非絶縁部１９ａを可動接点板１から離間させてリードワイヤー１４と可動接点板１とを絶縁状態とし、活性化工程で接点１０を活性化した後、接続工程において、非絶縁部１９を可動接点板１に接続してリードワイヤー１４を可動接点板１に接続することができる。
【００５０】  以上の製造方法は、ケースの外部に引き出されたリードワイヤーの外部接続端子の先端部に、可動接点板との間に絶縁シートが介在されない非絶縁部を設けて、この非絶縁部を可動接点板から離間させることでリードワイヤーと可動接点板とを確実に絶縁状態として接点を活性化できる。また、接点を活性化した後、非絶縁部を可動接点板に接続してリードワイヤーを可動接点板に接続するので、簡単かつ容易に、しかも安定してリードワイヤーを可動接点板に接続できる特徴がある。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【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】本発明の他の実施例に係るマイクロブレーカの概略断面図である。
【図５】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６】図４に示すマイクロブレーカの断面図である。
【図７】図６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８】本発明の他の実施例に係るマイクロブレーカの概略断面図である。
【図９】本発明の他の実施例に係るマイクロブレーカの概略断面図である。
【図１０】本発明の他の実施例に係るマイクロブレーカの概略断面図である。
【図１１】本発明の他の実施例に係るマイクロブレーカの概略断面図である。
【図１２】本発明の他の実施例に係るマイクロブレーカの概略断面図である。
【図１３】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。
【発明を実施するための形態】
【００５２】  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携帯機器用のマイクロブレーカを例示するものであって、本発明は携帯機器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。
【００５３】  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。
【００５４】  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。
【００５５】  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。
【００５６】  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。
【００５７】（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。
【００５８】（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。
【００５９】  図２のマイクロブレーカは、内蔵する自己保持用のＰＴＣ７Ｘを瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙ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瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙ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。
【００６０】  図３〜図１２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。図３〜図１０のマイクロブレーカは、ケース８内に内蔵するＰＴＣ７を、自己保持用のＰＴＣ７Ｘと瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙに兼用し、図１１と図１２のマイクロブレーカは、ケース８内に内蔵するＰＴＣ７を自己保持用のＰＴＣ７Ｘとして、ケース８外に瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙを配置している。
【００６１】  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と自己保持用のＰＴＣ７Ｘ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。
【００６２】  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外に突出して接続端子１１としている。
【００６３】  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の外部に突出して接続端子１２としている。図１１と図１２のブレーカは、固定接点板２の両端部をケース８の外部に突出させて、一方の突出部（図において右側）を接続端子１２とし、他方の突出部（図において左側）を接続端子１３として瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙを接続している。
【００６４】  ブレーカは、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自己保持用のＰＴＣ７Ｘ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瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙとを備えるが、図３〜図１０のブレーカは、ケース８に内蔵する自己保持用のＰＴＣ７Ｘを瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙに兼用し、図１１と図１２のブレーカは、ケース８内に自己保持用のＰＴＣ７Ｘを内蔵して、ケース８の外部に瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙを接続している。
【００６５】  ケース８に内蔵されるＰＴＣ７とケース８の外部に接続される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。自己保持用のＰＴＣ７Ｘ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。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。
【００６６】  接点１０と並列に接続される瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙは、接点１０が瞬間的にオープン状態となるとき低抵抗な状態にある。瞬間的な接点１０のオープン状態において、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、瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙは低抵抗な低抵抗値にあるので、ブレーカの電流は、低抵抗な瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙと接点１０の両方に流れる。接点１０と瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙの電流比は、接点１０の接触抵抗と瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙの低抵抗値の比率で特定され、瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙ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。瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙ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、瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙは電流による温度上昇を小さくすることが要求される。瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙ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、瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙ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。
【００６７】  クローズ状態にある接点１０の接触抵抗は５ｍΩ以下と相当に小さい。とくに、活性化処理は接点１０の接触抵抗を小さくする。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５ｍΩ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。
【００６８】  瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙ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。
【００６９】  図１３は、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（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。
【００７０】  図１３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。
【００７１】  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。
【００７２】  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、瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙ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。
【００７３】  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１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。瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙ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。
【００７４】  バイメタル６は、ＰＴＣ７と可動接点板１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１２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。
【００７５】  図３〜図１２のマイクロブレーカは、瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙの接続構造が異なる。瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙ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。ＰＴＣ７は、電極を直接に、あるいはリードワイヤー１４を介して可動接点板１と固定接点板２に接続している。リードワイヤー１４は導電性の金属線や金属板である。ＰＴＣ７の電極と可動接点板１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、カシメ構造による固定などが使用できる。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。
【００７６】  図３〜図６のマイクロブレーカは、ケース８に内蔵するＰＴＣ７を瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙと自己保持用のＰＴＣ７Ｘの両方に兼用するもので、ＰＴＣ７の下側電極７ａは固定接点板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４と図５は、図６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、接着等の方法でてリードワイヤー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。図３のマイクロブレーカは、リードワイヤー１４をケース８の周壁８Ａで可動接点板１に接続し、図４のマイクロブレーカは、組み立て後にリードワイヤー１４をケース８の外部で可動接点板１に接続している。図４〜図６のマイクロブレーカは、リードワイヤー１４の端部をケース８の外部に引き出して外部接続端子１９としており、この外部接続端子１９を可動接点板１に接続しない状態で接点１０を活性化処理し、その後、外部接続端子１９を可動接点板１に接続して、リードワイヤー１４を可動接点板１に接続する。
【００７７】  接点１０の活性化処理は、図５に示すように、可動接点板１と固定接点板２とを電源３０に接続する状態でマイクロブレーカを超音波振動し、接点間に放電させて実現する。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。電源３０は、クローズ状態の接点１０に電流を流して回路に電流のエネルギーを供給し、超音波振動は接点１０を振動させる。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。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放電する。放電は、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。放電によって回路に蓄えられていた電流のエネルギーは消費される。接点１０の活性化は、接点１０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。瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙ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。
【００７８】  図４〜図６のマイクロブレーカは、リードワイヤー１４をケース８の外部で可動接点板１に接続するので、接点１０を活性化処理した後、瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙを可動接点板１に接続する。図４と図６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とを積層してケース８に固定している。リードワイヤー１４は、位置決め構造１８を介してケース８の定位置に配置される。図４と図６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。
【００７９】  こ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とを挟着して固定できる。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。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。
【００８０】  さらに、図４〜図６のマイクロブレーカは、リードワイヤー１４の端部であって、ケース８から引き出された外部接続端子１９の先端部に、可動接点板１との間に絶縁シート１７が介在されない非絶縁部１９ａを設けている。このマイクロブレーカは、図５に示すように、外部接続端子１９の先端部を折曲して非絶縁部１９ａを可動接点板１から離間させることで、リードワイヤー１４と可動接点板１とを絶縁状態とすることができる。この状態で、図５に示すように、可動接点板１と固定接点板２とを電源３０に接続して、マイクロブレーカを超音波振動し、接点１０間に放電させて接点を活性化させる。接点１０を活性化した後、図４に示すように、非絶縁部１９ａを可動接点板１に接続してリードワイヤー１４を可動接点板１に接続し、瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙを固定接点板２と可動接点板１に接続する。
【００８１】  図４と図６のマイクロブレーカは、好ましくは図７に示す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、外部接続端子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の外部接続端子１９の先端部を折曲し、非絶縁部１９ａを可動接点板１から離間させて、リードワイヤー１４が可動接点板１に接続されない絶縁状態として、接点１０を活性化処理する。（８）接点１０を活性化処理した後、外部接続端子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。
【００８２】  以上の実施例では、リードワイヤー１４の先端部に、可動接点板１との間に絶縁シート１７が介在されない非絶縁部１９ａを設けて、この非絶縁部１９ａを可動接点板１から離間させることで、リードワイヤー１４が可動接点板１に接続されない絶縁状態として接点１０を活性化処理している。ただ、マイクロブレーカは、リードワイヤーと可動接点板との間に絶縁シートが介在されない領域を設けることなく、リードワイヤーと可動接点板とを、間に配置される絶縁シートで絶縁し、接点を活性化した後、絶縁状態を熱消失してリードワイヤーと可動接点板に接続することもできる。
【００８３】  このような方法として、例えば、絶縁シートを熱可塑性のプラスチックシートとし、リードワイヤーにレーザービームを照射して、レーザービームのエネルギーで絶縁状態を熱消失させると共に、絶縁シートが消失された部分でリードワイヤーを可動接点板に接続することができる。リードワイヤーに照射されるレーザービームは絶縁シートを加熱して消失し、リードワイヤーを溶融して可動接点板に溶接して固定する。以上の方法は、リードワイヤーにレーザービームを照射し、レーザービームのエネルギーで絶縁状態を消失してリードワイヤーを可動接点板に溶接するので、簡単かつ容易に、しかも安定してリードワイヤーを可動接点板に接続できる。
【００８４】  さらに、マイクロブレーカは、図示しないが、リードワイヤーと可動接点板の積層部分をカシメ加工して互いに接続することができ、また、リードワイヤーと可動接点板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る。
【００８５】  図８のマイクロブレーカは、組み立て状態ではＰＴＣ７の下側電極７ａと固定接点板２を絶縁状態とし、組み立て後に、下側電極７ａを固定接点板２に接続する。このマイクロブレーカは、下側電極７ａと固定接点板２とを絶縁する状態で接点１０を活性化し、その後、下側電極７ａを固定接点板２に接続する。マイクロブレーカは、可動接点板１と固定接点板２とを電源に接続する状態で超音波振動して接点１０を活性化できる。電源は、クローズ状態の接点１０に電流を流す。超音波振動は、接点１０を振動させる。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。接点１０は、オープンされた瞬間に放電する。放電によって、クローズ状態で接点１０に流れていた電流のエネルギーは消費される。放電のエネルギーは接点１０の表面を活性化させる。オープン状態で接点１０に放電させるには、接点間を絶縁状態とする必要がある。瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙ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の活性化はできない。
【００８６】  図８のマイクロブレーカは、瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙの下側電極７ａを固定接点板２に絶縁して組み立て、この状態で接点１０を活性化する。接点１０を活性化した後、ＰＴＣ７の下側電極７ａが固定接点板２に接続されて、ＰＴＣ７は接点１０と並列に接続される。図８のマイクロブレーカは、組み立て状態で下側電極７ａと固定接点板２とを絶縁するために、下側電極７ａと固定接点板２とに絶縁材１５を配置している。絶縁材１５は、プラスチックで成形しているケース８で構成し、あるいはケース８とは別部材の絶縁シートを配置する。ケース８の一部で構成される絶縁材１５は、固定接点板２をインサート成形する工程で、固定接点板２の上面に設けられて固定接点板２とＰＴＣ７の下側電極７ａとを絶縁する。ケースとは別に絶縁シートを使用するマイクロブレーカは、組み立て工程で、ＰＴＣと固定接点板との間に絶縁シートを配置する。絶縁材１５は、接点１０を活性化した後、固定接点板２をＰＴＣ７の下側電極７ａに接続できる構造が要求される。図８のマイクロブレーカは、ケース８の底面と絶縁材１５に接続穴１６を設けている。ケース８と絶縁材１５の接続穴１６は、互いに対向する位置に設けられる。このマイクロブレーカは、ケース８の接続穴１６からレーザービームを照射して、固定接点板２を溶融してＰＴＣ７の下側電極７ａを溶接して接続する。図８のマイクロブレーカは、接続穴１６に溶融ハンダを注入し、あるいは導電性接着剤を注入して固定接点板２をＰＴＣ７に接続することもできる。
【００８７】  図９と図１０のマイクロブレーカは、ＰＴＣ７の両面の電極にリードワイヤー１４を接続している。下側電極７ａに接続しているリードワイヤー１４は固定接点板２に、上側電極７ｂに接続しているリードワイヤー１４は可動接点板１に接続される。このマイクロブレーカは、ＰＴＣ７の両面電極をリードワイヤー１４で固定接点板２と可動接点板１に接続するので、ＰＴＣ７を確実に接点間に接続できる特徴がある。図９のマイクロブレーカは、ＰＴＣ７の上側電極７ｂに接続しているリードワイヤー１４を可動接点板１に接続して組み立てられる。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を接続する状態でケース８の周壁８Ａに埋設して組み立てられる。図１０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に接続しない状態で組み立て、接点１０を活性化した後、ケース８の外部でリードワイヤー１４を可動接点板１に接続する。
【００８８】  図１１と図１２のマイクロブレーカは、ケース８の内部に自己保持用のＰＴＣ７Ｘを内蔵して、瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙをケース８の外部に配置する。このマイクロブレーカは、ケース８の外部に瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙを接続するために、固定接点板２をケース８の両端に突出させている。ＰＴＣ７は、長方形であるケース８の長手方向の一端であって、固定接点板２と可動接点板１の間に配置される。図１１のマイクロブレーカは、瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙの両面の電極に直接に可動接点板１と固定接点板２を接続している。図１２のマイクロブレーカは、瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙの両面の電極にリードワイヤー１４を接続し、リードワイヤー１４を介して可動接点板１と固定接点板２に接続している。
【００８９】  図１１と図１２のマイクロブレーカは、瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙをケース８の外部に配置するので、従来のマイクロブレーカの構造と形状を変更することなく、またブレーカの厚さと横幅を変更することなく、瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙを配置できる特徴がある。マイクロブレーカは、電池の保護素子として主としてパック電池に内蔵されるが、パック電池は、ラミネート電池のテラス部や角形電池セルの封口板との対向位置にマイクロブレーカを配置している。テラス部や封口板との対向位置は、細長い空隙であって長さ方向にスペースの余裕がある。したがって、厚さと横幅を変更することなく、長さのみ変更して瞬断防止用のＰＴＣ７Ｙを配置できるマイクロブレーカは、パック電池を厚くすることなく、瞬断を防止できる特徴を実現する。さらに図１１と図１２のマイクロブレーカは、瞬断を防止しながら接点１０を活性化してクローズ状態における内部抵抗を小さくできる特徴も実現する。
【産業上の利用可能性】
【００９０】  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】
【００９１】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…ＰＴＣ７ａ…下側電極７ｂ…上側電極７Ｘ…自己保持用のＰＴＣ７Ｙ…瞬断防止用のＰＴＣ８…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１３…突出部１４…リードワイヤー１５…絶縁材１６…接続穴１７…絶縁シート１８…位置決め構造１８Ａ…位置決め穴１８Ｂ…凸部１９…外部接続端子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
【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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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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