(57)【要約】【課題】容易に高容量化を図ることができる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と弾性変形によって可動接点４１を固定接点２１に押圧して接触させる弾性部４３とを有する可動片４と、温度変化に伴って熱変形する熱変形部５１と可動片４と当接する第１当接部５２とを有し、熱変形部５１の熱変形により第１当接部５２が可動片４を駆動し、可動接点４１が固定接点２１から離隔させる熱応動素子５とを備える。熱変形部５１の中央部５１ａは、平面視で、弾性部４３の中央部４３ａから位置ずれして配されている。さらに、固定接点４１と可動接点４２とが接触しているとき、第１当接部５２は、可動片４から離隔している。【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、
可動接点と弾性変形によって該可動接点を前記固定接点に押圧して接触させる弾性部とを有する可動片と、
温度変化に伴って熱変形する熱変形部と前記熱変形部の熱変形によって前記可動片と当接する第１当接部とを有し、前記熱変形部の熱変形により前記第１当接部が前記可動片を駆動し、前記可動接点を前記固定接点から離隔させる熱応動素子とを備えたブレーカーにおいて、
平面視で、前記熱変形部の中央部は、前記弾性部の中央部から位置ずれして配され、
前記固定接点と前記可動接点とが接触しているとき、前記第１当接部は、前記可動片から離隔していることを特徴とするブレーカー。
【請求項２】
前記熱変形部は、前記弾性部とは平面視で重複しない位置に配されている請求項１記載のブレーカー。
【請求項３】
前記可動片の先端部には、前記第１当接部と当接する第２当接部が設けられている請求項１又は２に記載のブレーカー。
【請求項４】
前記固定片、前記可動片及び前記熱応動素子を収容するケースをさらに備え、
前記可動片は、前記可動接点を挟んで前記先端部とは反対側の基端部で、前記ケースに固定されている請求項３記載のブレーカー。
【請求項５】
外部回路と接続される端子片をさらに備え、
前記端子片の一部は、前記ケースに埋設され、前記基端部と電気的に接続されている請求項４記載のブレーカー。
【請求項６】
前記基端部、前記可動接点及び前記第２当接部は、この順で一直線上に配されている請求項４又は５に記載のブレーカー。
【請求項７】
前記弾性部は、直線状に延出され、
前記固定片は、前記弾性部とは平面視で交わる方向に延出された延出部を含む請求項１乃至６のいずれかに記載のブレーカー。
【請求項８】
前記延出部は、平面視で前記固定接点よりも前記基端部の側に設けられている請求項７記載のブレーカー。
【請求項９】
請求項１乃至８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１０】
請求項１乃至８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】
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、薄型化が要求される。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、薄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、さらなる薄型化が強く要求されている。
【０００４】
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】
【０００５】
【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】
【０００６】
近年、タブレット型及びノート型のパーソナルコンピュータの高性能化に伴い、電流定格値及び最大許容電流値の大きい、すなわち高容量のブレーカーが望まれている。高容量のブレーカーを実現するためには、上記固定片と可動片との間に定格内で比較的大きい電流が流れる等により、ブレーカー内部での発熱量が従来より大きくなる場合であっても、熱応動素子が動作（熱変形）せず、その形状が維持されることが必要である。
【０００７】
ところで、上記特許文献に示されるブレーカーでは、固定接点と可動接点との間で生ずる接触抵抗が、ブレーカーの内部で大きな発熱源となる。そして、固定接点及び可動接点で生じた熱は、固定片及び可動片に伝導される。
【０００８】
しかしながら、上記特許文献に示されるブレーカーでは、熱応動素子が、可動片に隣り合う位置に配されているため、可動片から輻射された熱の影響を受けやすく、ブレーカーの高容量化を図ることが困難であった。
【０００９】
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、容易に高容量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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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、可動接点と弾性変形によって該可動接点を前記固定接点に押圧して接触させる弾性部とを有する可動片と、温度変化に伴って熱変形する熱変形部と前記熱変形部の熱変形によって前記可動片と当接する第１当接部とを有し、前記熱変形部の熱変形により前記第１当接部が前記可動片を駆動し、前記可動接点を前記固定接点から離隔させる熱応動素子とを備えたブレーカーにおいて、平面視で、前記熱変形部の中央部は、前記弾性部の中央部から位置ずれして配され、前記固定接点と前記可動接点とが接触しているとき、前記第１当接部は、前記可動片から離隔していることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る前記ブレーカーにおいて、前記熱変形部は、前記弾性部とは平面視で重複しない位置に配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、前記可動片の先端部には、前記第１当接部と当接する第２当接部が設けられていることが望ましい。
【００１３】
本発明に係る前記ブレーカーにおいて、前記固定片、前記可動片及び前記熱応動素子を収容するケースをさらに備え、前記可動片は、前記可動接点を挟んで前記先端部とは反対側の基端部で、前記ケースに固定されていることが望ましい。
【００１４】
本発明に係る前記ブレーカーにおいて、外部回路と接続される端子片をさらに備え、前記端子片の一部は、前記ケースに埋設され、前記基端部と電気的に接続されていることが望ましい。
【００１５】
本発明に係る前記ブレーカーにおいて、前記基端部、前記可動接点及び前記第２当接部は、この順で一直線上に配されていることが望ましい。
【００１６】
本発明に係る前記ブレーカーにおいて、前記弾性部は、直線状に延出され、前記固定片は、前記弾性部とは平面視で交わる方向に延出された延出部を含むことが望ましい。
【００１７】
本発明に係る前記ブレーカーにおいて、前記延出部は、平面視で前記固定接点よりも前記基端部の側に設けられていることが望ましい。
【００１８】
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。
【００１９】
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】
【００２０】
本発明のブレーカーは、固定接点を有する固定片と、可動接点と弾性変形する弾性部とを有し、可動接点を固定接点に押圧して接触させる可動片と、温度変化に伴って熱変形して可動片を駆動し、可動接点を固定接点から離隔させる熱応動素子とを備える。そして、熱応動素子は、温度変化に伴って熱変形する熱変形部と可動片と当接する第１当接部とを有し、平面視で、熱変形部の中央部は、弾性部の中央部から位置ずれして配されている。これにより、熱変形部が可動片から輻射された熱の影響を受けにくくなり、熱変形部の温度変化が抑制される。さらに、固定接点と可動接点とが接触しているとき、第１当接部は、可動片から離隔しているので、可動片から熱応動素子への熱伝導が抑制される。従って、熱応動素子で発生する熱応力が抑制され、容易にブレーカーの高容量化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【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み立て前の斜視図。
【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】蓋部材がケース本体に装着される前のブレーカーの構成を示す斜視図。
【図５】上記ブレーカーのケース本体にＰＴＣサーミスター、熱応動素子及び可動片が組み込まれた状態を示す平面図。
【図６】上記ブレーカーの変形例を示す平面図。
【図７】上記ブレーカーの別な変形例を示す平面図。
【図８】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９】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】
【００２２】
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及びケース本体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。
【００２３】
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ている。固定片２は、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の一端側には外部回路と電気的に接続される端子２２が形成され、他端側には固定接点２１が形成されている。
【００２４】
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７の内部空間に露出されている。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。
【００２５】
固定接点２１と端子２２との間には、ＰＴＣサーミスター６を支持するための支持部２３が形成されている。支持部２３は、ケース７の内部空間に露出されている。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。
【００２６】
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。
【００２７】
固定片２は、側面視でクランク状に曲げられた段曲げ部２５ａ及び２５ｂを有する。段曲げ部２５ａは、支持部２３と端子２２との間に形成されている。段曲げ部２５ｂは、支持部２３と固定接点２１との間に形成されている。固定片２に段曲げ部２５ａ及び２５ｂが設けられることにより、ＰＴＣサーミスター６を収容する空間が形成される。本実施形態では、固定接点２１の表面及び端子２２の表面よりもＰＴＣサーミスター６の表面（すなわち上端面）が低く配されている。これにより、ブレーカー１の小型化を図ることが可能となる。
【００２８】
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ている。端子片３は、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の一端側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７の内部空間に露出され、可動片４と電気的に接続される。
【００２９】
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。
【００３０】
可動片４の先端部（本実施形態では、最先端よりやや基端寄り）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。
【００３１】
可動片４の上記先端部とは反対側には、端子片３の接続部３３と電気的に接続される基端部４２が形成されている。基端部４２には、端子３２の側に突出する突出部４２ａが設けられている。突出部４２ａは、例えば、可動片４の搬送や位置決めに用いられる。端子片３の接続部３３と可動片４の基端部４２とは、例えば、溶接によって固着されている。
【００３２】
可動片４は、可動接点４１と基端部４２との間に、弾性部４３を有している。弾性部４３は、基端部４２から可動接点４１の側に向って、直線状に延出されている。基端部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が裏面すなわち固定接点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。
【００３３】
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。これにより、弾性部４３には、頂部４５が形成される。本実施形態では、頂部４５は、基端部４２の側に設けられている。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。
【００３４】
熱応動素子５は断面が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瞬間的に逆反り変形し、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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。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。
【００３７】
ケース本体７１には、可動片４を収容するための収容凹部７３ａと、熱応動素子５及びＰＴＣサーミスター６を収容するための収容凹部７３ｂとが形成されている。収容凹部７３ａ及び７３ｂは、ケース本体７１の上端面７２から下方に陥没して形成されている。収容凹部７３ａ及び７３ｂは、ケース本体７１の長手方向に並べて配置されている。従って、可動片４と、熱応動素子５及びＰＴＣサーミスター６とは、ケース７の内部空間でケース本体７１の長手方向に位置ずれして実装されている。収容凹部７３ａの側壁は可動片４の端縁に沿って、収容凹部７３ｂの側壁は熱応動素子５の端縁に沿って、それぞれ形成されている。熱応動素子５の熱変形による逆反り時に、可動片４は収容凹部７３ａの側壁によって、熱応動素子５は収容凹部７３ｂの側壁によって、それぞれ案内される。
【００３８】
蓋部材８１には、カバー片９がインサート成形によって埋め込まれている。カバー片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。カバー片９は、図２及び図３に示すように、可動片４の表面と適宜当接し、可動片４の動きを規制すると共に、蓋部材８１のひいては筐体としてのケース７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。カバー片９の外面側には、樹脂が配されている。
【００３９】
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等を収容したケース本体７１の収容凹部７３ａ及び収容凹部７３ｂを塞ぐように、蓋部材８１が、ケース本体７１に装着される。ケース本体７１と蓋部材８１とは、例えば超音波溶着によって接合される。これにより、収容凹部７３ａ及び７３ｂによるケース７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７の外部の雰囲気から遮断され、保護されうる。
【００４０】
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。
【００４１】
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は熱変形により逆反りして、可動片４の弾性部４３と当接し、さらに弾性部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。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る。一方、端子片３、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ので、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。
【００４２】
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。
【００４３】
図４には、ケース本体７１に可動片４等の部品が組み込まれ、蓋部材８１が装着される前のブレーカー１が示されている。既に述べたように、可動片４は、溶接によって端子片３に固定されている。このため、可動片４の基端部４２の表面には、溶接痕４６が形成されている。ケース本体７１には、上端面７２から突出する凸部７４が形成されている。凸部７４は、収容凹部７３ａの側壁に沿って、基端部４２の周辺に形成されている。凸部７４は、可動片４の突出部４２ａの周辺を除く領域に形成されている。これにより、突出部４２ａと凸部７４との干渉が回避される。可動片４がケース本体７１の収容凹部７３ａに組み込まれる際に、可動片４は、凸部７４によって案内される。これにより、溶接時における可動片４の位置決め精度が高められる。
【００４４】
蓋部材８１の内面側には、図３に示される遮断状態での可動片４及び熱応動素子５との干渉を防止するための凹部８３ａ及び８３ｂが設けられている。凹部８３ａ及び８３ｂは、蓋部材８１の下端面８２から陥没して形成されている。凹部８３ａ及び８３ｂによって、カバー片９の一部がケース７の内部空間に露出される。
【００４５】
ケース本体７１に蓋部材８１が装着され、上端面７２と下端面８２とが溶着されることにより、ケース７が一体化されると、ケース本体７１の収容凹部７３ａと蓋部材８１の凹部８３ａとが互いに対向し、ケース本体７１の収容凹部７３ｂと蓋部材８１の凹部８３ｂとが互いに対向する。そして、ケース本体７１の収容凹部７３ａ及び収容凹部７３ｂ、並びに、蓋部材８１の凹部８３ａ及び８３ｂが互いに連通し、ケース７の内部空間が形成される。このようなケース７の構造は、ブレーカー１の内部における空間効率の向上と小型化を図りつつ、強度・剛性を高めうる。
【００４６】
凹部８３ａの側壁は、平面視で収容凹部７３ａの側壁と重なり合い、凹部８３ｂの側壁は、平面視で収容凹部７３ｂの側壁と重なり合うように形成されている。従って、可動片４は、熱応動素子５の熱変形による逆反り時に、収容凹部７３ａの側壁及び凹部８３ａの側壁によって案内される。一方、熱応動素子５は、収容凹部７３ｂの側壁及び凹部８３ｂの側壁によって案内される。これにより、可動片４及び熱応動素子５の動作が円滑となる。
【００４７】
蓋部材８１には、下端面８２から突出する一対の凸部８４が設けられている。凸部８４は、端子２２に隣接する熱応動素子５の角部５３と対向する位置に形成されている。図３に示されるように、凸部８４は、熱変形した熱応動素子５の角部５３と当接し、熱応動素子５の姿勢を規制する。これにより、可動片４の側での熱応動素子５の変位が大きくなり、固定接点２１と可動接点４１との距離が十分に確保されうる。遮断状態で熱応動素子５の端子２２に隣接する側（５２とは反対側）を図３中下方に押圧できる構成であれば、凸部８４の位置及び個数は、特に限定されない。
【００４８】
蓋部材８１には、可動片４の基端部４２と当接し、基端部４２を接続部３３の側に押圧するための押え部８５が設けられている。押え部８５は、ケース本体７１の凸部７４と嵌合する形状を有する。押え部８５の周辺には、凸部７４の先端部と嵌合する溝８６が形成されている。また、押え部８５の中央部には、凹部８５ａが形成されており、可動片４の溶接痕４６との押え部８５との干渉が回避されている。押え部８５によって基端部４２と接続部３３との間の圧力が高められる。
【００４９】
カバー片９には、可動片４の側に突出する突出部９１が設けられている。図２に示されるように、突出部９１は、可動片４の弾性部４３に設けられている頂部４５と当接し、頂部４５を下方に押圧する。これにより、弾性部４３が弾性変形し、その弾性力によって、可動接点４１と固定接点２１との間の圧力が高められ、接触抵抗が抑制されうる。
【００５０】
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に、ＰＴＣサーミスター６、熱応動素子５及び可動片４が順次組み込まれた状態を示している。熱応動素子５は、温度変化に伴って熱変形する熱変形部５１と可動片４と当接する第１当接部５２とを有する。
【００５１】
熱変形部５１とは、温度変化によって、スナップモーションを伴って逆反り変形する領域である。例えば、特開２０１５−１４１８８６号公報に示されているドーム状のスナップ要素を有する熱応動素子では、スナップ要素が熱変形部に相当する。
【００５２】
一方、第１当接部５２は、熱応動素子５の端縁領域に設けられている。すなわち、第１当接部５２は、熱変形部５１の外側に設けられている。例えば、特開２０１５−１４１８８６号公報に示されているスナップ要素の外周縁に設けられたフランジ部を有する熱応動素子では、フランジ部が第１当接部に適用されうる。
【００５３】
図２に示されるように、固定接点２１と可動接点４１とが接触している導通状態にあるとき、第１当接部５２は、可動片４から離隔している。これにより、可動片４から熱応動素子５への熱伝導が抑制され、熱応動素子５の温度上昇が抑制されうる。
【００５４】
熱変形部５１の中央部５１ａと可動片４の弾性部４３の中央部４３ａとの位置関係がブレーカー１の動作温度に顕著な影響を及ぼすことを見出し、本発明が完成した。すなわち、本実施形態のブレーカー１では、平面視で、熱変形部５１の中央部５１ａは、弾性部４３の中央部４３ａからブレーカー１の長手方向に位置ずれして配されている。このようなブレーカー１は、その幅（短手方向の長さ）及び厚さを抑制でき、電気機器の設計自由度の向上に寄与する。
【００５５】
本実施形態のブレーカー１では、平面視で、熱変形部５１の中央部５１ａは、弾性部４３の中央部４３ａから位置ずれして配されているので、熱変形部５１が可動片４から輻射される熱の影響を受けにくくなり、熱変形部５１の温度変化が抑制される。従って、上述した可動片４から熱応動素子５への熱伝導が抑制されることと相まって、熱変形部５１の熱応力が減少し、ブレーカー１の厚さを抑制しつつ、容易にブレーカー１の高容量化を図ることが可能となる。本発明は、例えば、厚さが１mm前後の超薄型のブレーカーにおいて、特に有効である。
【００５６】
一方、第１当接部５２は、可動片４と当接し、可動片４を駆動する関係上、平面視で可動片４と重複する位置に配されている。しかしながら、第１当接部５２は、熱応動素子５の端縁部に設けられているので、第１当接部５２に温度変化が生じても、第１当接部５２で発生する熱応力は小さく、可動片４の動作に及ぼす影響が抑制される。
【００５７】
例えば、このような、平面視で、熱変形部５１の中央部５１ａが、弾性部４３の中央部４３ａから位置ずれして配されている構成のブレーカー１によれば、数％以上の高容量化を達成できることが、発明者の実験によって確認されている。
【００５８】
本実施形態では、熱変形部５１は、弾性部４３とは平面視で重複しない位置に配されている。このような熱変形部５１及び弾性部４３の配置によれば、弾性部４３の熱が熱変形部５１により一層伝わりにくくなり、熱変形部５１の熱応力が抑制される。従って、容易にブレーカー１の高容量化を図ることが可能となる。
【００５９】
例えば、このような、熱変形部５１が、弾性部４３とは平面視で重複しない位置に配されている構成のブレーカー１によれば、３０％以上の高容量化を達成できることが、発明者の実験によって確認されている。
【００６０】
図１乃至４に示されるように、可動片４は、その先端部に、第１当接部５２と当接する第２当接部４４を有している。第２当接部４４は、弾性部４３よりも幅狭形状に形成されている。これにより、可動接点４１から第２当接部４４への熱伝導が抑制される。第２当接部４４には、裏面側すなわち第１当接部５２の側に突出し、第１当接部５２と当接する凸部４４ａが形成されている。第２当接部４４に凸部４４ａが設けられることによって、図３に示される遮断状態での固定接点２１と可動接点４１との距離が十分に確保されうると共に、可動片４の導通状態から遮断状態への動作速度が向上する。また、熱応動素子５の小型化を図ることが可能となる。
【００６１】
本実施形態では、弾性部４３及び第２当接部４４は、１枚の金属板によって一体に形成されている。このため、第２当接部４４においても弾性変形が生じうる。しなしながら、第２当接部４４は、可動接点４１に対して、可動片４の先端側の領域に設けられているので、第２当接部４４における弾性変形は、可動接点４１を固定接点２１に押圧する際に何ら寄与しない。
【００６２】
可動片４は、可動接点４１を挟んで先端部とは反対側の基端部４２で、端子片３の接続部３３を介してケース本体７１に固定されている。これにより、弾性部４３が大きな力で可動接点４１を固定接点２１に押圧することができ、各接点間での接触抵抗が低減され、ケース７の内部空間での発熱が抑制される。従って、ブレーカー１のさらなる高容量化を図ることが可能となる。
【００６３】
本実施形態では、端子片３の一部（上記他端側）は、ケース本体７１に埋設され、接続部３３で基端部４２と溶接等により電気的に接続されている。従って、基端部４２がケース本体７１に固定される構成が、簡素に実現されうる。
【００６４】
基端部４２、可動接点４１及び第２当接部４４は、一直線上に配されている。すなわち、可動接点４１は、基端部４２と第２当接部４４とを結ぶ線上に配されている。しかも、端子片３側から固定片に向って、基端部４２、可動接点４１、第２当接部４４の順で配置されている。このような配置によって、ブレーカー１の短手方向の大きさを小さくすることが可能となり、電気機器へのブレーカー１の実装の自由度が向上する。
【００６５】
図６は、ブレーカー１の変形例であるブレーカー１Ａが示されている。同図では、蓋部材８１が装着される前のブレーカー１Ａの平面図が示されている。ブレーカー１Ａのうち、以下で説明されていない部分については、上述したブレーカー１の構成が適宜採用されうる。
【００６６】
ブレーカー１Ａでは、固定片２Ａの形状がブレーカー１の固定片２とは異なっている。図５に示される固定片２は、一端側の端子２２から支持部２３を経て他端側の固定接点２１まで、ブレーカー１の長手方向に直線状にのびている。従って、図２に示される導通状態での固定片２における電流の経路は、端子２２から支持部２３を経て固定接点２１に至っている。
【００６７】
これに対して、図６に示される固定片２Ａでは、平面視でブレーカー１Ａの長手方向に直交する延出部２５が設けられ、一端側の支持部２３から固定接点２１及び延出部２５を経て他端側の端子２２まで、平面視でＬ字状にのびている。すなわち、延出部２５は、平面視で可動片４の弾性部４３と直交する方向に延出されている。
【００６８】
ブレーカー１Ａでは、導通状態での固定片２Ａにおける電流の経路は、端子２２から熱応動素子５の下方に位置される支持部２３を経ることなく固定接点２１に至る。従って、ブレーカー１では、固定片２Ａにおける電流の経路を短縮することにより、抵抗値が減少するため、さらなる高容量化を図ることが可能となる。また、固定片２Ａのうち熱応動素子５の直下に位置する支持部２３での発熱が抑制されるので、さらなる高容量化を図ることが可能となる。なお、端子２２と端子３２とを離隔しつつ、導通状態での固定片２Ａにおける電流の経路を短縮する観点から、延出部２５の延出方向は、平面視で可動片４の弾性部４３と直交する方向が望ましいが、少なくとも、平面視で可動片４の弾性部４３と交わる方向であればよい。
【００６９】
固定片２Ａでは、延出部２５は、平面視で固定接点２１よりも可動片４の基端部４２側に設けられているのが望ましい。本変形例では、延出部２５は、平面視で固定接点２１と基端部４２との間からブレーカー１Ａの短手方向に延出されている。これにより、導通状態での電流の経路が固定接点２１及び可動接点４１よりも基端部４２の側、すなわち熱応動素子５から離れる側に集約することができる。従って、熱応動素子５の周辺での発熱がより一層抑制され、ブレーカー１Ａのさらなる高容量化を図ることが可能となる。
【００７０】
固定片２Ａは、平面視でＬ字状の形状に限られず、端子２２が端子３２と同方向に延出された平面視でクランク状の形状や、端子２２が端子３２とは逆方向に延出された平面視でＵ字状の形状であってもよい。
【００７１】
図７は、ブレーカー１の別の変形例であるブレーカー１Ｂ及び１Ｃが示されている。同図では、蓋部材８１が装着される前のブレーカー１Ｂ及び１Ｃの平面図が示されている。
【００７２】
ブレーカー１Ｂ及び１Ｃは、可動片４と熱応動素子５及びＰＴＣサーミスター６とがブレーカー１Ｂ及び１Ｃの短手方向に位置ずれして配置されている点で、図１乃至５に示されるブレーカー１とは異なる。これに伴い、ケース本体７１、固定片２等の形状も変更されている。ブレーカー１Ｂ及び１Ｃのうち、以下で説明されていない部分については、上述したブレーカー１の構成が適宜採用されうる。
【００７３】
ブレーカー１Ｂ及び１Ｃでも、平面視で、熱変形部５１の中央部５１ａは、弾性部４３の中央部４３ａから位置ずれして配されている。これにより、上記ブレーカー１と同様に、可動接点４１から弾性部４３に伝わった熱が、熱変形部５１に伝わりにくくなり、熱変形部５１の熱変形が抑制され、容易に高容量化を図ることが可能となる。ブレーカー１Ｂ及び１Ｃでは、その容量をブレーカー１と同等に高く維持しつつ、ケース本体７１ひいてはブレーカー１Ｂ及び１Ｃの長さを短くすることが可能となる。
【００７４】
ブレーカー１Ｂに対してブレーカー１Ｃでは、熱応動素子５及びＰＴＣサーミスター６がより顕著に位置ずれしている。すなわち、熱変形部５１は、弾性部４３とは平面視で重複しない位置に配されている。これに伴い、第２当接部４４は、弾性部４３から可動片４の短手方向に延出された位置に形成されている。このようなブレーカー１Ｃによれば、弾性部４３の熱が熱変形部５１により一層伝わりにくくなり、熱変形部５１の熱変形が抑制され、容易に高容量化を図ることが可能となる。
【００７５】
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、固定接点２１を有する固定片２と、可動接点４１と弾性変形によって可動接点４１を固定接点２１に押圧して接触させる弾性部４３とを有する可動片４と、温度変化に伴って熱変形する熱変形部５１と可動片４と当接する第１当接部５２とを有し、熱変形部５１の熱変形により第１当接部５２が可動片４を駆動し、可動接点４１が固定接点２１から離隔させる熱応動素子５とを備え、平面視で、熱変形部５１の中央部５１ａは、弾性部４３の中央部４３ａから位置ずれして配され、固定接点２１と可動接点４１とが接触しているとき、第１当接部５２は、可動片４から離隔していればよい。
【００７６】
例えば、固定片２は、端子片３の側に延出されていてもよい。この場合、端子片３の端子３２と固定片２の端子２２とが平面視で重複してもよい。また、可動片４の支持構造として、特開２０１４−２３５９１３号公報に示されるように、可動片４がカバー片に接合されている構造が、本発明に適用されていてもよい。
【００７７】
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。
【００７８】
また、ケース本体７１と蓋部材８１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、ケース本体７１と蓋部材８１との接合においては、かしめ等の手法を用いることができる。かかる手法は、両者の接合部分に金属が配されている場合、特に有効である。また、ケース７は、ケース本体７１と蓋部材８１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。
【００７９】
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、安定した温度追従性と抵抗値を確保しつつ、ブレーカー１の小型化を図ることができる。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
また、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。
【００８３】
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８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。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】
【００８４】
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
４２    基端部
４３    弾性部
４３ａ  中央部
４４    第２当接部
５    熱応動素子
５１    熱変形部
５１ａ  中央部
５２    第１当接部
７    ケース
７１    ケース本体
５０１    ２次電池
５０２    安全回路
【図１】
2017103118.tif 000003
【図２】
2017103118.tif 000004
【図３】
2017103118.tif 000005
【図４】
2017103118.tif 000006
【図５】
2017103118.tif 000007
【図６】
2017103118.tif 000008
【図７】
2017103118.tif 000009
【図８】
2017103118.tif 000010
【図９】
2017103118.tif 000011