(57)【要約】【課題】可動片の円滑な動作を担保して良好な電流遮断動作を確保すると共に、ケースの寸法精度に優れたブレーカーを提供する。【解決手段】ブレーカー１は、固定接点２１を有する固定片２と、可動接点４１を有する可動片４と、熱変形により可動接点４１が固定接点２１から離反するように可動片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を収容する収容凹部７３を有するケース本体７１と、収容凹部７３を閉鎖する蓋部材８１とを備える。蓋部材８１は、光を透過する光透過性樹脂からなり、ケース本体７１は、光透過性樹脂を透過した光を吸収し、溶融する光吸収性樹脂からなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定接点を有する固定片と、
可動接点を有し、この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、
前記可動片及び熱応動素子を収容する収容凹部を有するケース本体と、
前記収容凹部を閉鎖する蓋部材とを備えたブレーカーにおいて、
前記ケース本体又は蓋部材のうち、いずれか一方は、光を透過する光透過性樹脂からなり、他方は、前記光透過性樹脂を透過した光を吸収し、溶融する光吸収性樹脂からなることを特徴とするブレーカー。
【請求項２】
前記蓋部材は、光を透過する光透過性樹脂からなり、光が照射される光照射面と、前記ケース本体と溶着される第１溶着部を有する請求項１記載のブレーカー。
【請求項３】
前記第１溶着部は、前記光照射面に対して平行に形成されている請求項２記載のブレーカー。
【請求項４】
前記光照射面から第１溶着部に至る前記蓋部材の厚さは、０．５mm以下である請求項３記載のブレーカー。
【請求項５】
前記ケース本体は、前記収容凹部の周囲に形成され、前記蓋部材に溶着される第２溶着部を有する請求項１乃至４のいずれかに記載のブレーカー。
【請求項６】
前記第２溶着部は、前記ケース本体の周縁部の全周に亘って連続して形成されている請求項５記載のブレーカー。
【請求項７】
請求項１乃至６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。
【請求項８】
請求項１乃６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２次電池回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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、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、固定片は、ケース本体（樹脂ベース）にインサート成形により組み込まれる（同文献の段落（００３１）等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ２０１１／１０５１７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に示されたブレーカーにおいて、固定片は、樹脂からなるケース本体にインサート成形により埋設される（同文献の段落（００３１）等参照）。一方、可動片、熱応動素子及びＰＴＣサーミスターは、ケース本体に設けられている開口に収容される。可動片、熱応動素子及びＰＴＣサーミスターが収容された開口には蓋部材が装着され、ケース本体と蓋部材とは、超音波溶着等によって固着される（同文献の段落（００３７）等参照）。
【０００６】
超音波溶着は、ケース本体又は蓋部材のいずれか一方又は両方に超音波振動を加え、その接合面に生ずる摩擦熱によって樹脂を溶融させて、固着させる技術である。しかしながら、小型のブレーカーに上述した超音波溶着の手法を用いる場合、溶融する樹脂の範囲や量を正確に管理することが困難で、溶着部分の寸法精度にバラツキが生ずるおそれがある。例えば、溶融した樹脂がケース本体と蓋部材との固着面からはみ出して樹脂ばりとなる。樹脂ばりがケース本体の内部に設けられている開口に大きく突出すると、可動片の先端等と干渉し、可動片の動作を阻害するおそれがある。一方、樹脂ばりがケース本体の外側にはみ出すと、ケース本体の成形精度が低下する。また、ブレーカーの全厚寸法にもバラツキが生ずるおそれがある。
【０００７】
上述した超音波溶着においては、その溶着領域に、樹脂を局部的に溶融させるための周辺領域からリブ状に突出した突出部（いわゆる溶着リブ）が形成されることが多い。このような突出部によって樹脂の溶融が良好となる反面、溶融する樹脂の範囲や量を正確に管理することが困難となり、溶着部分の寸法精度を悪化させる一因ともなっている。
【０００８】
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、可動片の円滑な動作を担保して良好な電流遮断動作を確保すると共に、ケースの寸法精度に優れたブレーカーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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、可動接点を有し、この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、前記可動片及び熱応動素子を収容する収容凹部を有するケース本体と、前記収容凹部を閉鎖する蓋部材とを備えたブレーカーにおいて、前記ケース本体又は蓋部材のうち、いずれか一方は、光を透過する光透過性樹脂からなり、他方は、前記光透過性樹脂を透過した光を吸収し、溶融する光吸収性樹脂からなることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る前記ブレーカーにおいて、前記蓋部材は、光を透過する光透過性樹脂からなり、光が照射される光照射面と、前記ケース本体と溶着される第１溶着部を有することが望ましい。
【００１１】
本発明に係る前記ブレーカーにおいて、前記第１溶着部は、前記光照射面に対して平行に形成されていることが望ましい。
【００１２】
本発明に係る前記ブレーカーにおいて、前記光照射面から第１溶着部に至る前記蓋部材の厚さは、０．５mm以下であることが望ましい。
【００１３】
本発明に係る前記ブレーカーにおいて、前記ケース本体は、前記収容凹部の周囲に形成され、前記蓋部材に溶着される第２溶着部を有することが望ましい。
【００１４】
本発明に係る前記ブレーカーにおいて、前記第２溶着部は、前記ケース本体の周縁部の全周に亘って連続して形成されていることが望ましい。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のブレーカーによれば、収容凹部に可動片及び熱応動素子が収容されたケース本体に蓋部材が装着され、収容凹部が閉鎖される。ケース本体又は蓋部材のうち、いずれか一方は、光を透過する光透過性樹脂からなり、他方は、光透過性樹脂を透過した光を吸収し、溶融する光吸収性樹脂からなる。これにより、上記一方側から光を照射することにより、ケース本体と蓋部材とが溶着され、一体化される。
【００１８】
本発明では、ケース本体又は蓋部材のうち、いずれか一方が光透過性樹脂にて、他方が光吸収性樹脂にてそれぞれ形成されているので、ケース本体及び蓋部材を変形させることなく他方側の光吸収性樹脂に光を照射することが可能となる。これにより、可動片及び熱応動素子の可動領域の精度を維持しつつ、ケース本体と蓋部材とが溶着されうる。
【００１９】
溶融する樹脂の範囲や量は、照射する光の範囲及び強度を設定することにより、適宜制限できる。これにより、樹脂ばりの発生を抑制して、可動片の円滑な動作を担保して良好な電流遮断動作を確保すると共に、ブレーカーのケースの寸法精度を高めることが可能となる。また、光の照射による溶着は、従来の超音波溶着と比較して短時間でケース本体と蓋部材とを溶着できることから、ブレーカーの生産性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】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立て斜視図。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】上記ブレーカーの蓋部材の構成を示す斜視図。
【図５】上記ブレーカーのケース本体の構成を示す斜視図。
【図６】ケース本体と蓋部材とが溶着される工程を示す断面図。
【図７】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。
【図８】本発明の上記ブレーカーを備えた安全回路の回路図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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、固定接点２１を有する固定片２と端子が形成されている端子片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、固定片２、端子片３と、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７等によって構成されている。ケース７は、ケース本体（第１ケース）７１とケース本体７１の上面に装着される蓋部材（第２ケース）８１等によって構成されている。
【００２２】
固定片２は、例えば、銅等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、ケース本体７１にインサート成形により埋め込まれている。固定片２の一端には外部回路と電気的に接続される端子２２が形成され、他端側には、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。ＰＴＣサーミスター６は、固定片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。
【００２３】
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４１に対向する位置に形成され、ケース本体７１の内部に形成されている開口７３ａの一部から露出されている。端子２２はケース本体７１の端縁から外側に突き出されている。支持部２３は、ケース本体７１の内部に形成されている開口７３ｄから露出されている。
【００２４】
本出願においては、特に断りのない限り、固定片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）を表（おもて）面、その反対側の面を裏（うら）面として説明している。他の部品、例えば、可動片４及び熱応動素子５等についても同様である。
【００２５】
端子片３は、固定片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７１にインサート成形により埋め込まれている。端子片３の一端には外部回路と電気的に接続される端子３２が形成され、他端側には、可動片４と電気的に接続される接続部３３が形成されている。端子３２はケース本体７１の端縁から外側に突き出されている。接続部３３は、ケース本体７１の内部に設けられた開口７３ｂから露出し、可動片４と電気的に接続される。
【００２６】
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と同等の銅等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。
【００２７】
可動片４の先端部には、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。
【００２８】
可動片４の別の先端部には、端子片３の接続部３３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３３と可動片４の接続部４２とは、例えば、溶接によって固着されている。
【００２９】
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。接続部４２において端子片３の接続部３３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、固定片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、電気的に接続されているので、固定片２と端子片３とが通電可能となる。
【００３０】
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の裏面には、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、図２及び図３参照）。
【００３１】
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。過熱により動作温度に達すると、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。
【００３２】
ＰＴＣサーミスター６は、固定片２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、固定片２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、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム又はチタン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。
【００３３】
ケース７を構成するケース本体７１及び蓋部材８１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。これらの熱可塑性樹脂のうち、液晶ポリマーは、成形後の熱収縮が小さく、高い寸法精度が得られると共に、耐熱性及び難燃性に優れているため、好適に用いられる。本実施形態では、ケース本体７１は、光を吸収する光吸収性樹脂からなり、蓋部材８１は、光を透過する光透過性樹脂からなる。光吸収性樹脂は、光透過性樹脂に光を吸収する顔料等を混ぜ合わせることにより得ることができる。
【００３４】
ケース本体７１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７１に組み込まれた可動片４及び熱応動素子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。
【００３５】
蓋部材８１は、ケース本体７１の表面に装着され、可動片４、熱応動素子５及びＰＴＣサーミスター６等が収容された収容凹部７３を閉鎖する。ケース本体７１と蓋部材８１とは、溶着によって一体化され、ケース７を構成する。これにより、ケース７の内部空間である収容凹部７３が密閉される。
【００３６】
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４１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、３２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４１を流れる量に比して実質的に無視できる程度である。
【００３７】
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、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４１とが離反する。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。
【００３８】
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４１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。
【００３９】
図４は、ケース本体７１に装着される蓋部材８１を裏面側から示している。本実施形態では、蓋部材８１は、光を透過する光透過性樹脂によって形成されている。蓋部材８１は、光が照射される光照射面８２（図１参照）と、可動片４の弾性部４３並びに熱応動素子５を収容するための収容凹部８３と、ケース本体７１と溶着される第１溶着部８５とを有している。
【００４０】
光照射面８２は、蓋部材８１の表面に平面状に形成されている。本実施形態では、蓋部材８１の天面が光照射面８２となる。
【００４１】
収容凹部８３は、第１溶着部８５から陥没して形成されている。収容凹部８３は、平面視で可動片４の先端部及び熱応動素子５に対応する形状に形成されている。蓋部材８１の裏面側に収容凹部８３が形成されていることによって、熱変形時の熱応動素子５及び可動片４の弾性部４３の動作が担保される。
【００４２】
第１溶着部８５は、収容凹部８３の周囲に設けられている。第１溶着部８５は、図４においてハッチングにて示されるように、蓋部材８１の外周縁の領域に全周に亘って連続して形成されている。第１溶着部８５は、光照射面８２に対して平行に形成されている。従来の超音波溶着の技術では、蓋部材８１又はケース本体７１にリブ状に突出する突出部が設けられることがある。これに対して本実施形態の第１溶着部８５は、平面状に形成されている。これにより、光照射面８２から照射され、蓋部材８１を構成する光透過性樹脂を透過して、第１溶着部８５から出射する透過光の強度分布は均一となる。
【００４３】
第２溶着部７５は、蓋部材８１の第１溶着部８５に対応する領域、すなわち、収容凹部７３の周囲に設けられている。第２溶着部７５は、図５においてハッチングにて示されるように、ケース本体７１の外周縁の領域に全周に亘って連続して形成されている。第１溶着部８５と同様に、第２溶着部７５にも、従来の超音波溶着の技術で適用されていたリブ状に突出する突出部は設けられておらず、第２溶着部７５は平面状に形成されている。これにより、上述した平面状の第１溶着部８５と相まって、第１溶着部８５と第２溶着部７５とが面同士で密着し、両者の溶着が良好となる。
【００４４】
蓋部材８１を透過した光は第２溶着部７５で吸収され、第２溶着部７５が発熱し、溶融する。その結果、第２溶着部７５と第１溶着部８５とが溶着されることにより、ケース本体７１と蓋部材８１とが一体化され、ケース７が形成される。
【００４５】
光照射面８２から第１溶着部８５に至る蓋部材８１の厚さは、固定片２及び端子片３が埋設されているケース本体７１の厚さよりも薄く形成されている。本実施形態のような小型のブレーカー１では蓋部材８１の厚さが薄いので、一般的には光を透過しづらいとされる液晶ポリマーを光透過性樹脂として用いることも可能である。本実施形態では、溶着に十分な強度の光を第１溶着部８５から出射させるために、蓋部材８１の厚さは、０．５mm以下が望ましい。
【００４６】
蓋部材８１の厚さが０．５mmを超える場合、第１溶着部８５から出射する光の強度が低下し、良好な溶着が得られないおそれがある。この場合、十分な強度の光を第１溶着部８５から出射させるために、光照射面８２に照射する光の強度を高めた場合（又は光の照射時間を長く設定した場合）、光照射面８２の外観に影響を及ぼすおそれがある。
【００４７】
図５は、固定片２及び端子片３が埋設されたケース本体７１を示している。本実施形態では、ケース本体７１は、光を吸収する光吸収性樹脂によって形成されている。より具体的には、本実施形態のケース本体７１は、例えば、液晶ポリマーに黒色の顔料を添加することにより、形成されうる。ケース本体７１は、その天面に、蓋部材８１に溶着される第２溶着部７５を有している。
【００４８】
図６は、ケース本体７１の第２溶着部７５と蓋部材８１の第１溶着部８５とが溶着される工程を時系列で示している。
【００４９】
図６（ａ）では、ＰＴＣサーミスター６、熱応動素子５及び可動片４が組み込まれたケース本体７１に、矢印で示されるように、蓋部材８１が装着される。ケース本体７１は、第１治具１０１の上方に載置され支持されている。第１治具１０１は、平板状に形成されている。第１治具１０１の材料は、ケース本体７１及び蓋部材８１等を支持できる限り、特に限定されない。なお、蓋部材８１の装着に先立って、可動片４は、ケース本体７１に組み込まれた後、溶接等によって端子片３に固着されている。蓋部材８１がケース本体７１に装着されることにより、ケース本体７１の第２溶着部７５と蓋部材８１の第１溶着部８５とが当接される。
【００５０】
図６（ｂ）では、蓋部材８１の天面に第２治具１０２が載置される。第２治具１０２は、例えば、ガラス等の透光性を有する材料によって、平板状に形成されている。図中白抜き矢印で示されるように、第２治具１０２には、第１治具１０１の側に力Ｆが付与される。これに伴い、第２治具１０２は、蓋部材８１をケース本体７１の側に押圧する。これにより、第１治具１０１と第２治具１０２とによって、ケース本体７１及び蓋部材８１が挟持され、固定される。
【００５１】
その後、図６（ｃ）では、蓋部材８１の光照射面８２からレーザー光Ｌが照射される。照射されるレーザー光Ｌの波長は、例えば、８００nm以上、９６０nm以下が望ましい。光照射面８２から照射されレーザー光Ｌは、蓋部材８１を構成する光透過樹脂を透過して、第１溶着部８５から出射し、ケース本体７１の第２溶着部７５に達する。
【００５２】
ここで、ケース本体７１は、光吸収性樹脂によって構成されているため、第２溶着部７５は、蓋部材８１を透過したレーザー光Ｌを吸収して発熱し、溶融する。このとき、第２溶着部７５にて発生した熱は、蓋部材８１の第１溶着部８５に伝達され、第１溶着部８５を溶融させる。これにより、第２溶着部７５と第１溶着部８５とが溶着され、ケース本体７１と蓋部材８１とが一体化される。
【００５３】
光照射面８２から照射されるレーザー光Ｌの強度は、第２溶着部７５が溶融する程度に設定される。レーザー光Ｌの強度を高めることにより、短時間で第２溶着部７５と第１溶着部８５とを溶着することができる。
【００５４】
レーザー光Ｌは、少なくとも、蓋部材８１の天面のうち、平面視で第１溶着部８５と重複する光照射面８２に照射される。すなわち、レーザー光Ｌは、蓋部材８１の天面の周縁の領域に照射される。レーザー光Ｌの照射形態は、特に限定されない。例えば、蓋部材８１の対角長さと同等以上にレーザー光Ｌのビーム径を設定し、蓋部材８１の天面全体を一度に照射してもよいし、レーザー光Ｌのビーム径を絞り、蓋部材８１の天面の周縁に沿って照射スポットを移動させてもよい。前者の場合は、第２溶着部７５及び第１溶着部８５以外の部位が溶融しないようにレーザー光Ｌを遮蔽する遮蔽部材が適宜併用されてもよい。遮蔽部材は、例えば、アルミニウム等の金属によって構成でき、第２治具１０２に装着等される。
【００５５】
本実施形態のように、光照射面８２からレーザー光Ｌを照射した場合、ブレーカー１の完成品において、光照射面８２に僅かながら樹脂の表面が焼け焦げた痕跡又は溶けた痕跡が確認されることが多い。
【００５６】
以上のように、本実施形態のブレーカー１によれば、収容凹部７３に可動片４及び熱応動素子５が収容されたケース本体７１に蓋部材８１が装着され、収容凹部７３が閉鎖される。ケース本体７１又は蓋部材８１のうち、いずれか一方は、光を透過する光透過性樹脂からなり、他方は、光透過性樹脂を透過した光を吸収し、溶融する光吸収性樹脂からなる。これにより、上記一方側からレーザー光Ｌを照射することにより、ケース本体７１と蓋部材８１とが溶着され、一体化される。
【００５７】
また、本実施形態では、蓋部材８１が光透過性樹脂にて、ケース本体７１が光吸収性樹脂にてそれぞれ形成されているので、ケース本体７１及び蓋部材８１を変形させることなくケース本体７１の光吸収性樹脂にレーザー光Ｌを照射することが可能となる。これにより、ケース７、特に可動片４及び熱応動素子５の可動領域であるケース７の内部空間、すなわち収容凹部７３、８３の精度を維持しつつ、ケース本体７１と蓋部材８１とが溶着されうる。
【００５８】
溶融する樹脂の範囲や量は、照射するレーザー光Ｌの範囲及び強度を設定することにより、適宜制限できる。これにより、樹脂ばりの発生を抑制して、可動片４の円滑な動作を担保して良好な電流遮断動作を確保すると共に、ブレーカー１のケースの寸法精度を高めることが可能となる。また、レーザー光Ｌの照射による溶着は、従来の超音波溶着と比較して短時間でケース本体７１と蓋部材８１とを溶着できることから、ブレーカー１の生産性を高めることができる。
【００５９】
また、本実施形態では、固定片２及び端子片３等が埋設されているケース本体７１は、通常、蓋部材８１よりも厚くなる。従って、ケース本体７１よりも薄い蓋部材８１が、光を透過する光透過性樹脂によって形成されているので、照射されたレーザー光Ｌを効率よく透過させて、ケース本体７１に導くことができる。
【００６０】
また、第１溶着部８５は、光照射面８２に対して平行に形成されているので、レーザー光Ｌが蓋部材８１を透過する距離は等しくなり、第１溶着部８５から出射する透過光の強度分布は均一となる。これにより、ケース本体７１と蓋部材８１とが均一に溶着される。
【００６１】
ケース本体７１は、収容凹部７３の周囲に形成され、蓋部材８１に溶着される第２溶着部７５を有しているので、ケース本体７１と蓋部材８１とが収容凹部７３の周囲で確実に溶着されうる。これにより、収容凹部７３の密閉性を高めることが可能となる。
【００６２】
さらに第２溶着部７５は、ケース本体７１の周縁部の全周に亘って連続して形成されているので、収容凹部７３を含むケース７の内部空間の密閉性をより一層高めることが可能となる。
【００６３】
なお、本発明は上記実施形態の構成に限られることなく、種々の変形が可能である。すなわち、ブレーカー１は、少なくとも、固定接点２１を有する固定片２と、可動接点４１を有する可動片４と、熱変形により可動接点４１が固定接点２１から離反するように可動片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を収容する収容凹部７３を有するケース本体７１と、収容凹部７３を閉鎖する蓋部材８１とを備え、ケース本体７１又は蓋部材８１のうち、いずれか一方は、光を透過する光透過性樹脂からなり、他方は、光透過性樹脂を透過した光を吸収し、溶融する光吸収性樹脂からなっていればよい。
【００６４】
従って、ケース本体７１が光を透過する光透過性樹脂によって形成され、蓋部材８１が光を吸収し溶融する光吸収性樹脂によって形成されていてもよい。この場合、ケース本体７１の裏面に光照射面が設けられ、レーザー光Ｌは、ケース本体７１の裏面側から照射される。また、透光性を有する第２治具１０２の上方にケース本体７１が載置される。
【００６５】
また、光照射面８２から照射する光は、赤外線波長のレーザー光が望ましいが、上記光透過性樹脂を透過し、上記光吸収性樹脂に吸収されて光吸収性樹脂を溶融させうる光であれば、特に限定されない。
【００６６】
本発明に適用される光透過性樹脂及び光吸収性樹脂の融点についても、特に限定はない。光透過性樹脂の融点は光吸収性樹脂の融点以下が望ましい。光透過性樹脂の融点と光吸収性樹脂の融点とが同等の場合、光透過性樹脂と光吸収性樹脂とが略同時に溶融するため、溶着時の扱いが容易である。また、光透過性樹脂の融点が光吸収性樹脂の融点よりも高くてもよい。少なくとも一方の樹脂が溶融するように、レーザー光の波長、照射強度、照射時間が設定される。
【００６７】
また、本発明は、固定接点と可動接点とによる開閉機構をケースの内部に備え、ケース本体と蓋部材とを溶着することにより上記ケースが形成される電子部品にも広く適用可能である。このような電子部品においても、上記開閉機構の円滑な動作を担保すると共に、ケースの寸法精度を高めることができる。
【００６８】
ケース７は、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。この場合、固定片２の端子２２及び端子片３の端子３２が、回路基板等のランドに固定され導通可能なように、ケース７の外側に形成された樹脂から露出していればよい。
【００６９】
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、小型化を図ることができる。
【００７０】
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。
【００７１】
また、固定片２、端子片３、可動片４、熱応動素子５、ＰＴＣサーミスター６及び収容凹部７３等の形状も、図１等に示したものに限られず、適宜変更可能である。
【００７２】
また、例えば、上記特許文献１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。この場合、一体化された端子片３及び可動片４は、例えば、ケース本体７１と蓋部材８１とによって挟み込まれて溶着される。また、特開２０１３−１１００３２号公報に示されるような、ケースに内蔵される段曲げ部を可動片に有する形態に本発明を適用してもよい。
【００７３】
さらにまた、本発明は、特開２００６−３３１７０５号公報に示されるような、２つの固定接点（同文献中、第１外部接続端子１２３−１、第２外部接続端子１２３−２）を有する形態にも適用可能である。
【００７４】
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７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とを備える。図８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。ブレーカー１を備えた２次電池パック５００又は安全回路５０２によれば、良好な電流遮断動作を確保できる２次電池パック５００又は安全回路５０２を製造できる。
【符号の説明】
【００７５】
１  ブレーカー
２    固定片
２１    固定接点
３    端子片
４    可動片
４１    可動接点
５    熱応動素子
７    ケース
７１    ケース本体
７３    収容凹部
７５    第２溶着部
８１    蓋部材
８３    収容凹部
８５    第１溶着部
５０１    ２次電池
５０２    安全回路
【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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