特許 6204988 ブレーカー及びそれを備えた安全回路並びに２次電池回路、並びにブレーカーの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6204988

(24)【登録日】2017年9月8日

(45)【発行日】2017年9月27日

(54)【発明の名称】ブレーカー及びそれを備えた安全回路並びに２次電池回路、並びにブレーカーの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01H 37/54 20060101AFI20170914BHJP

   H01H 11/00 20060101ALI20170914BHJP

   H01M 2/34 20060101ALI20170914BHJP

【ＦＩ】

   H01H37/54 C

   H01H11/00 U

   H01M2/34 A

【請求項の数】11

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2015-544646(P2015-544646)

(86)(22)【出願日】2013年10月28日

(86)【国際出願番号】JP2013079172

(87)【国際公開番号】WO2015063844

(87)【国際公開日】20150507

【審査請求日】2016年10月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】390025140

【氏名又は名称】ボーンズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104134

【弁理士】

【氏名又は名称】住友 慎太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100156225

【弁理士】

【氏名又は名称】浦 重剛

(74)【代理人】

【識別番号】311002724

【氏名又は名称】苗村 潤

(74)【代理人】

【識別番号】100200403

【弁理士】

【氏名又は名称】石原 幸信

(72)【発明者】

【氏名】浪川 勝史

(72)【発明者】

【氏名】中野 信幸

(72)【発明者】

【氏名】岡田 浩司

【審査官】 田合 弘幸

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１３／０９４７２５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１１／１０５１７５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１３／０５８３６２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−０４１７９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／１６２１８１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 実開昭６０−０３７１５３（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｈ ３７／００−３７／５６

Ｈ０１Ｈ １１／００

(57)【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、前記固定片、可動片及び熱応動素子を収容する第１ケースとを備えたブレーカーにおいて、
前記第１ケースの外側を覆う第２ケースをさらに備え、
前記可動片は、前記第１ケースの外方に延出された端子を有し、
前記端子が前記第１ケースから突出する基端部には、前記第２ケースとの接合力を強化する接合強化部が形成され、
前記接合強化部は、前記第２ケースに埋設されていることを特徴とするブレーカー。

【請求項2】

前記接合強化部は、前記可動片が階段状に曲げられた段曲げを有することを特徴とする請求項１に記載のブレーカー。

【請求項3】

前記接合強化部は、前記基端部から前記可動片の厚さ方向に陥没する凹部を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のブレーカー。

【請求項4】

前記接合強化部は、前記基端部から前記可動片の厚さ方向に突出する凸部を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のブレーカー。

【請求項5】

前記接合強化部は、前記可動片を厚さ方向に貫通する貫通穴を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のブレーカー。

【請求項6】

前記接合強化部は、前記可動片の一部が切除された切り欠きを有することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のブレーカー。

【請求項7】

前記接合強化部には、樹脂皮膜が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載のブレーカー。

【請求項8】

前記接合強化部には、表面粗し処理が施されていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載のブレーカー。

【請求項9】

請求項１乃至請求項８のいずれか一項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乃至請求項８のいずれか一項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。

【請求項11】

請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載のブレーカーを製造するブレーカー製造方法であって、
第１金型のキャビティ空間に樹脂材料を充填して、前記第１ケースを成形する１次成形工程と、
前記可動片に前記接合強化部を形成する強化部形成工程と、
前記１次成形工程によって成形された第１ケースに前記固定片、熱応動素子及び前記強化部形成工程によって前記接合強化部が形成された可動片を実装する実装工程と、
前記実装工程によって前記固定片、可動片及び熱応動素子が実装された第１ケースを第２金型内に装填し、前記第２金型のキャビティ空間に樹脂材料を充填して前記第２ケースを成形する２次成形工程とを含むことを特徴とするブレーカー製造方法。

【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】

特許文献１において、樹脂ケースを構成するケース本体と蓋部材とは、共に樹脂材料によって形成されているので、超音波溶着によって互いに強固に接合し、両者の間で高い接合強度と気密性（密封性）が得られる。一方、固定片と共に電気回路を構成する可動片は、リン青銅等を主成分とする金属材料によって形成されている。金属材料と樹脂材料との接合強度は、樹脂材料同士の接合強度に比べて劣るため、可動片と樹脂ベース及びカバー部材との間では、十分な密着性が得られず、極めて温度及び湿度の高い雰囲気で長時間に亘ってブレーカーが使用される場合、熱応動素子等を収容する内部空間に水蒸気の他、例えば、ブレーカーの周囲環境から発生した気体等が侵入する虞がある。ブレーカーの内部空間に侵入した水蒸気等は、熱応動素子等を構成する金属に悪影響を及ぼすことが懸念される。

【0006】

また、近年、生産効率の向上を狙って、ブレーカーを回路基板に直接的に実装する形態が検討されており、さらには、ブレーカーの端子と回路基板のリードとの接続にリフロー方式のはんだ付けを用いることが検討されている。ところが、可動片と樹脂ベース及びカバー部材の間に生じた僅かな隙間からフラックスが侵入することがあり、上述した懸念の一因となっている。

【0007】

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、ケースの気密性を高めて、熱応動素子等の金属への悪影響を防止することにより熱応動素子の正常な熱変形動作を維持し、良好な温度特性を得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】

【0008】

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、前記固定片、可動片及び熱応動素子を収容する第１ケースとを備えたブレーカーにおいて、前記第１ケースの外側を覆う第２ケースをさらに備え、前記可動片は、前記第１ケースの外方に延出された端子を有し、前記端子が前記第１ケースから突出する基端部には、前記第２ケースとの接合力を強化する接合強化部が形成され、前記接合強化部は、前記第２ケースに埋設されていることを特徴とする。

【0009】

本発明に係るブレーカーにおいて、前記接合強化部は、前記可動片が階段状に曲げられた段曲げを有することが望ましい。

【0010】

本発明に係るブレーカーにおいて、前記接合強化部は、前記基端部から前記可動片の厚さ方向に陥没する凹部を有することが望ましい。

【0011】

本発明に係るブレーカーにおいて、前記接合強化部は、前記基端部から前記可動片の厚さ方向に突出する凸部を有することが望ましい。

【0012】

本発明に係るブレーカーにおいて、前記接合強化部は、前記可動片を厚さ方向に貫通する貫通穴を有することが望ましい。

【0013】

本発明に係るブレーカーにおいて、前記接合強化部は、前記可動片の一部が切除された切り欠きを有することが望ましい。

【0014】

本発明に係るブレーカーにおいて、前記接合強化部には、樹脂皮膜が形成されていることが望ましい。

【0015】

本発明に係るブレーカーにおいて、前記接合強化部には、表面粗し処理が施されていることが望ましい。

【0016】

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。

【0017】

本発明の２次電池パックは、前記ブレーカーを備えたことを特徴とする。

【0018】

本発明は、上記ブレーカーを製造するブレーカー製造方法であって、第１金型のキャビティ空間に樹脂材料を充填して、前記第１ケースを成形する１次成形工程と、前記可動片に前記接合強化部を形成する強化部形成工程と、前記１次成形工程によって成形された第１ケースに前記固定片、熱応動素子及び前記強化部形成工程によって前記接合強化部が形成された可動片を実装する実装工程と、前記実装工程によって前記固定片、可動片及び熱応動素子が実装された第１ケースを第２金型内に装填し、前記第２金型のキャビティ空間に樹脂材料を充填して前記第２ケースを成形する２次成形工程とを含むことを特徴とする。

【発明の効果】

【0019】

本発明のブレーカーによれば、可動片の端子が第１ケースから突出する基端部に、第２ケースとの接合力を強化する接合強化部が形成され、かつ接合強化部が、第２ケースに埋設されているので、端子の基端部が第２ケースに強固に接合される。これにより、第２ケースの気密性が向上し、熱応動素子等を収容する第１ケースの内部空間に水蒸気等が侵入することが防止される。従って、熱応動素子の正常な熱変形動作が維持され、良好な温度特性を得ることができる。

【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斜視図。

【図2】同ブレーカーの主要部の構成を示す組立て斜視図。

【図3】通常の充電又は放電状態における同ブレーカーを示す断面図。

【図4】過充電状態又は異常時などにおける同ブレーカーを示す断面図。

【図5】同ブレーカーの可動片の構成を示す斜視図。

【図6】同ブレーカーの第１ケース及び可動片を示す斜視図。

【図7】同ブレーカーの構成を示す平面図。

【図8】同ブレーカーの製造方法を示すフローチャート。

【図9】可動片の変形例を示す平面図。

【図10】本発明の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11】本発明の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はブレーカーの構成を示す。ブレーカー１は、外部の回路に接続される固定片２及び可動片４と、固定片２及び可動片４を収容する第１ケース７と、第１ケース７の外側を覆う第２ケース９を備えている。第１ケース７は、第２ケース９に埋設されている。第１ケース７の側壁からは、固定片２の端子２２及び可動片４の端子４１が第１ケース７の外方に延出され、第１ケース７の外部に突出している。固定片２の端子２２及び可動片４の端子４１は、第２ケース９の側壁から突出し、第２ケース９の外部に露出している。

【0022】

第１ケース７は、固定片２及び可動片４を収容する樹脂ベース７１と、樹脂ベース７１の上面に装着されるカバー部材７２と、カバー部材７２に埋設されたカバー片８等によって構成されている。第１ケース７の外側が第２ケース９によって覆われることにより、第１ケース７の内部空間の密閉性が高められる。

【0023】

第１ケース７の樹脂ベース７１及びカバー部材７２並びに第２ケース９は、例えば、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、樹脂以外の材料が適用されていてもよい。

【0024】

図２は、第２ケース９に収容されるブレーカー１の主要部１０の構成を示している。ブレーカー１の主要部１０は、固定接点２１を有する固定片２と、先端部に可動接点３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、可動片４、熱応動素子５及びＰＴＣサーミスター６を収容する第１ケース７等によって構成されている。

【0025】

固定片２は、リン青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、樹脂ベース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）２４ａの上に載置されて、突起２４ａに支持される。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可動接点３に対向する位置に形成され、樹脂ベース７１の上方に形成されている開口７３ｂの一部から露出されている。端子２２は樹脂ベース７１の一端から外側に突き出されている。

【0026】

固定片２は、端子２２、固定接点２１及び支持部２３の表裏両面において樹脂ベース７1の外部に露出し、端子２２と固定接点２１との間及び固定接点２１と支持部２３との間において樹脂ベース７１に埋設される。固定片２の支持部２３の表面は、ケース７の内部の収容空間に露出し、突起２４ａを介してＰＴＣサーミスター６と電気的に接触している。

【0027】

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と同等のリン青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。可動片４の長手方向の一端には外部回路と電気的に接続される端子４１が形成されて樹脂ベース７１から外側に露出される。可動片４の他端（アーム状の可動片４の先端に相当）には可動接点３が形成されている。可動接点３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。なお、本出願においては、可動片４において、可動接点３が接合されている面（すなわち図２において下側の面）を裏（うら）面、その反対側の面を表（おもて）面として説明している。他の部品についても表裏の関係は同様である。可動片４は、可動接点３と端子４１の間に、挟持部４２及び弾性部４３を有している。挟持部４２は、端子４１と弾性部４３との間で樹脂ベース７１及びカバー部材７２と当接し、樹脂ベース７１及びカバー部材７２に挟持される。挟持部４２は、可動片４の短手方向に翼状に突出する突出部４２ａを有する。弾性部４３は、挟持部４２から可動接点３の側に延出されている。挟持部４２において樹脂ベース７１とカバー部材７２によって裏表両面側から挟み込まれて可動片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３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。

【0028】

図３及び図４に示されるように、樹脂ベース７１とカバー部材７２には、可動片４の挟持部４２と当接し、挟持部４２を固定状態で保持する当接部７４と当接部７９がそれぞれ形成されている。本実施形態では、樹脂ベース７１の収納部７３の外縁から樹脂ベース７１の外壁に亘る領域に当接部７４が形成されている。当接部７４は、図２中、ケース７の底壁（内底面）の一部を構成する。また、カバー部材７２において、可動片４を挟んで当接部７４と対向する領域に当接部７９が形成されている。当接部７９は、図２中、ケース７の天壁（内天面）の一部を構成する。挟持部４２は、その裏面において樹脂ベース７１の当接部７４と当接し、その表面においてカバー部材７２の当接部７９と当接する。可動片４は、当接部７４及び当接部７９によって挟持部４２の裏表両面から挟み込まれて、ケース７に対して固定される。本実施形態においては、挟持部４２が可動片４の短手方向に翼状に突出する突出部４２ａを有するので、挟持部４２が幅広く大きな領域でケース７の当接部７４及び当接部７９によって挟み込まれ、可動片４がケース７に対して強固に固定される。

【0029】

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の下面には、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３及び図４参照）。

【0030】

図１，２に示されるように、可動片４の端子４１が第１ケース７から突出する基端部４１ａには、第２ケース９と基端部４１ａとの接合力を強化する接合強化部４５が形成されている。接合強化部４５は、第２ケース９に埋設されている。接合強化部４５が基端部４１ａと第２ケース９との接合力を強化することにより、第２ケース９の気密性が向上し、熱応動素子５等を収容する第１ケース７の内部空間に水蒸気等が侵入することが防止される。

【0031】

熱応動素子５は円弧状に湾曲した初期形状をなし、バイメタル、トリメタルなどの複合材料からなる。過熱により動作温度に達すると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】

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】

第１ケース７を構成する樹脂ベース７１及びカバー部材７２は、それぞれ別個の第１金型（図示せず）によって成形される。樹脂ベース７１は、固定片２をインサートして成形される。カバー部材７２は、カバー片８をインサートして成形される。樹脂ベース７１には、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納部７３及び可動片４を収納するための開口７３ａ，７３ｂなどが形成されている。なお、樹脂ベース７１に組み込まれた可動片４、熱応動素子５及びＰＴＣサーミスター６の端縁は、収納部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。また、樹脂ベース７１は、可動片４の端子４１を外部に露出させるための窓７６を有する

【0034】

カバー部材７２には、カバー片８がインサート成形によって埋め込まれている。カバー片８は、上述したリン青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８は、図３及び図４に示すように、可動片４の上面と適宜当接し、可動片４の動きを規制すると共に、カバー部材７２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８には、可動片４の側に突出する突起８２ａ、８２ｂが形成されている。突起８２ｂによって弾性部４３が熱応動素子５の方向に押圧され、通電時における固定接点２１と可動接点３との接触圧力が適正化される。

【0035】

図２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等を収容した樹脂ベース７１の開口７３ａ等を塞ぐように、カバー部材７２が、樹脂ベース７１の上面に装着される。樹脂ベース７１とカバー部材７２とは、例えば超音波溶着によって接合される。

【0036】

樹脂ベース７１とカバー部材７２との接合は、超音波溶着の他、例えば、樹脂ベース７１とカバー部材７２とを係合又は嵌合させることによっても実現できる。また、樹脂ベース７１とカバー片８とが係合等される形態であってもよい。これらの場合、樹脂ベース７１並びにカバー部材７２及びカバー片８には、係合等のための凸部又は凹部若しくは孔が形成されていてもよい。樹脂ベース７１とカバー片８とが係合される形態にあっては、カバー片８にて樹脂ベース７１の収納部７３及び開口７３ａ，７３ｂ等の全域を覆うことにより、カバー部材７２が省略されていてもよい。

【0037】

図３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３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、４１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３を流れる量に比して実質的に無視できる程度である。

【0038】

図４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、ＰＴＣサーミスター６が過熱され、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３とが離反する。このとき、固定接点２１と可動接点３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３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。

【0039】

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３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３に示す導通状態に復帰する。

【0040】

図５は、可動片４の構成を示している。可動片４は、端子４１の基端部４１ａすなわち挟持部４２から端子４１の側に接合強化部４５を有している。接合強化部４５は、可動片４が階段状に曲げられた段曲げ４６、可動片４を厚さ方向に貫通する貫通穴４７及び可動片４の一部が切除された一対の切り欠き４８を有している。接合強化部４５には、段曲げ４６、貫通穴４７又は切り欠き４８のうち、少なくともいずれか一つが形成されていればよい。

【0041】

段曲げ４６は、可動片４の挟持部４２と、端子４１の先端部４１ｂとを段違いに配置する。貫通穴４７は、挟持部４２と段曲げ４６との間に設けられている。貫通穴４７は、段曲げ４６に対して端子４１の先端部４１ｂ側に設けられていてもよく、段曲げ４６が形成されている領域に貫通穴４７の一部又は全部が設けられていてもよい。切り欠き４８は、可動片４の端縁部に可動片４を貫通して設けられている。切り欠き４８は、段曲げ４６に対して端子４１の先端部４１ｂ側に設けられている。切り欠き４８は、段曲げ４６又は貫通穴４７に対して挟持部４２の側に設けられていてもよく、段曲げ４６が形成されている領域に切り欠き４８の一部又は全部が設けられていてもよい。

【0042】

図６は、ブレーカー１の主要部１０を示している。ブレーカー１の主要部１０は、樹脂ベース７１に可動片４等が収容され、カバー部材７２が溶着されてなる。樹脂ベース７１及びカバー部材７２等によって構成される第１ケース７の側壁からは、固定片２の端子２２及び可動片４の端子４１が延出されている。

【0043】

可動片４の接合強化部４５は、第１ケース７の外側に延出して形成されている。従って、接合強化部４５に形成されている段曲げ４６、貫通穴４７及び切り欠き４８は、第１ケース７の外側に突出している。ブレーカー１の主要部１０は、第２ケース９を成形するための第２金型（図示せず）に装填（インサート）され、第２金型のキャビティ空間に樹脂が充填されることにより、第２ケース９が成形され、ブレーカー１が製造される。このインサート成形の際に、段曲げ４６、貫通穴４７及び切り欠き４８を含む接合強化部４５は、上記第２金型のキャビティ空間に収容されており、キャビティ空間に充填された樹脂に埋設される。

【0044】

図７は、ブレーカー１の平面図である。本実施形態において、第２ケース９は、第１ケース７の外側全体を覆っている。これにより、ブレーカー１の主要部１０が、端子２２の先端部２２ｂ及び可動端子４１の先端部４１ｂを除く領域で、第２ケース９によって密閉される。インサート成形の際に第１ケース７を保持する保持部が上記第２金型内に突出して設けられている場合には、保持部を除く領域が第２ケース９に覆われる。また、端子２２の基端部２２ａ及び端子４１の基端部４１ａも、第２ケース９の内部に埋設されている。従って、端子４１の基端部４１ａに設けられている接合強化部４５も、第２ケース９の内部に埋設され、第２ケース９の外部に露出しない。

【0045】

ブレーカー１の主要部１０を第２金型に装填し、第２ケース９を形成する工程においては、流動化した樹脂材料が可動片４の端子４１の基端部４１ａ等の周囲に流れ込む。このため、基端部４１ａにおける金属と樹脂との接合は、超音波溶着による挟持部４２と第１ケース７との接合よりも強く、高い密閉性が得られる。

【0046】

第２ケース９による密閉効果を最大限に発揮させるためには、第２ケース９によって第１ケース７の外側全体が覆われているのが望ましい。しかしながら、ブレーカー１の主要部１０に現れる樹脂同士（例えば、樹脂ベース７１及びカバー部材７２）の接合部及び樹脂（例えば、第１ケース７）と金属（例えば、固定片２、可動片４及びカバー片８）の接合部が、第２ケース９によって覆われていることにより、同等の密閉効果を得ることができる。一般に、樹脂と金属との接合強度は、樹脂同士の接合強度に比べて劣るため、少なくとも、樹脂と金属の接合部が第２ケース９によって覆われるように、ブレーカー１が構成されていてもよい。

【0047】

図３及び図４によく示されるように、段曲げ４６は、第２ケース９の内部に埋設されており、階段状に曲げられた段曲げ４６の周辺には、第２ケース９を構成する樹脂が充填されている。これにより、第２ケース９の内部も段曲げ４６に対応する階段状に形成されている。このような互いに対応する階段状の段曲げ４６と第２ケース９とが、符合して噛み合うことにより、基端部４１ａと第２ケース９との接合力が強化され、第２ケース９の気密性が向上し、熱応動素子５等を収容する第１ケース７の内部空間に水蒸気等が侵入することが防止される。例えば、ブレーカー１が機器の回路基板に組み込まれる際に、端子４１に大きな外力が付与された場合であっても、第２ケース９の気密性が高く維持され、熱応動素子５等を収容する第１ケース７の内部空間に水蒸気等が侵入することが防止される。

【0048】

図１、図３、図４及び図５に示されるように、貫通穴４７は、第２ケース９の内部に埋設されており、貫通穴４７には、第２ケース９を構成する樹脂が充填されている。これにより、第２ケース９を構成する樹脂のうち、可動片４の上方に充填された樹脂と、可動片４の下方に充填された樹脂とが、貫通穴４７を介して一体的に連続する。従って、基端部４１ａと第２ケース９との接合力が強化されると共に、第２ケース９の強度・剛性が向上する。

【0049】

本実施形態にあっては、図６及び図７に示されるように、貫通穴４７の一部４７ａが第１ケース７の内部に設けられている。この貫通穴４７の一部４７ａにも第２ケース９を構成する樹脂が充填され、第１ケース７と接合する。これにより、第１ケース７及び第２ケース９の強度・剛性が向上する。

【0050】

図１、図３、図４及び図５に示されるように、貫通穴４７と同様に、切り欠き４８は、第２ケース９の内部に埋設されており、切り欠き４８には、第２ケース９を構成する樹脂が充填されている。これにより、第２ケース９を構成する樹脂のうち、可動片４の上方に充填された樹脂と、可動片４の下方に充填された樹脂と、可動片４の側方に充填された樹脂とが、切り欠き４８を介して一体的に連続する。従って、基端部４１ａと第２ケース９との接合力が強化されると共に、第２ケース９の強度・剛性が向上する。

【0051】

上述した貫通穴４７及び／若しくは切り欠き４８と共に、又は貫通穴４７及び／若しくは切り欠き４８に替えて、接合強化部４５の表面及び／又は裏面に、可動片４の厚さ方向に陥没する凹部が形成されていてもよい。凹部は、可動片４の厚さ方向に貫通することなく陥没し、有底の形態である。この場合、凹部に第２ケース９を構成する樹脂が充填され、基端部４１ａと第２ケース９との接合力が強化される。

【0052】

同様に、貫通穴４７、切り欠き４８及び／若しくは上記凹部と共に、又は貫通穴４７切り欠き４８及び／若しくは上記凹部に替えて、接合強化部４５の表面及び／又は裏面に、可動片４の厚さ方向に突出する凸部が形成されていてもよい。この場合、凸部の周辺に凸部と嵌合するように第２ケース９を構成する樹脂が充填され、基端部４１ａと第２ケース９との接合力が強化される。

【0053】

図８には、ブレーカー１の製造方法が示される。ブレーカー１は、１次成形工程（Ｓ１）、強化部形成工程（Ｓ２）、実装工程（Ｓ３）、カバー溶着工程（Ｓ４）及び２次成形工程（Ｓ５）によって製造される。

【0054】

１次成形工程（Ｓ１）においては、第１金型のキャビティ空間に樹脂材料が充填され、樹脂ベース７１及びカバー部材７２が成形される。強化部形成工程（Ｓ２）においては、可動片４に接合強化部４５が形成される。すなわち、プレス加工等によって、可動片４に段曲げ４６、貫通穴４７及び切り欠き４８等が形成される。段曲げ４６、貫通穴４７及び切り欠き４８等は、金属板を打ち抜いて可動片４を形成する際に同時に形成されてもよく、金属板から可動片４を打ち抜いた後、別途プレス加工等によって形成されてもよい。実装工程（Ｓ３）においては、１次成形工程（Ｓ１）によって成形された樹脂ベース７１に固定片２、ＰＴＣサーミスター６、熱応動素子５及び強化部形成工程（Ｓ２）によって接合強化部４５が形成された可動片４等が実装される。本実施形態にあっては、固定片２は、１次成形工程（Ｓ１）において樹脂ベース７１にインサートされることにより樹脂ベース７１に収容されるため、１次成形工程（Ｓ１）の一部と、実装工程（Ｓ３）の一部とは、同時に実行される。

【0055】

カバー溶着工程（Ｓ４）においては、実装工程（Ｓ３）にてＰＴＣサーミスター６、熱応動素子５及び可動片４等が実装された樹脂ベース７１に、カバー部材７２が溶着され、第１ケース７が完成する。上述したように、樹脂ベース７１とカバー部材７２又はカバー片８とが係合等によって接合される形態にあっては、かかるカバー溶着工程（Ｓ４）の替わりに、カバー部材７２又はカバー片８を樹脂ベース７１に装着し係合させるカバー装着係合工程が適用される。そして、２次成形工程（Ｓ５）では、固定片２、可動片４及び熱応動素子５等が実装された第１ケース７が第２金型内に装填され、第２金型のキャビティ空間に樹脂材料が充填されて第２ケース９が成形される。

【0056】

（変形例）
図９は、可動片４の変形例である可動片４Ａを示している。可動片４Ａは、図９においてハッチングで示される挟持部４２から接合強化部４５に亘る領域に樹脂皮膜４９が形成されている点で可動片４とは異なる。樹脂皮膜４９は、塗布又は印刷等の手法により、可動片４Ａの表面及び／又は裏面に形成される。これにより、樹脂皮膜４９は、可動片４Ａの表面及び裏面に密着する。一方、樹脂皮膜４９は、カバー溶着工程（Ｓ４）及び２次成形工程（Ｓ５）において、第１ケース７及び第２ケース９を構成する樹脂と強固に接合する。これにより、挟持部４２と第１ケース７との接合力及び接合強化部４５と第２ケース９との接合力が高められる。

【0057】

樹脂皮膜４９は、可動片４表面又は裏面のいずれかに形成されていてもよい。また、樹脂皮膜４９は、挟持部４２から接合強化部４５に亘る領域に形成されるのが望ましいが、少なくとも接合強化部４５に形成されていればよい。さらに、樹脂皮膜４９によって接合強化部４５と第２ケース９との間で十分な接合力が得られる場合には、段曲げ４６、貫通穴４７及び／又は切り欠き４８が適宜省略されていてもよい。

【0058】

以上のように、本実施形態のブレーカー１によれば、可動片４の端子４１が第１ケース７から突出する基端部４１ａに、第２ケース９との接合力を強化する接合強化部４５が形成され、かつ接合強化部４５が、第２ケース９に埋設されているので、端子４１の基端部４１ａが第２ケース９に強固に接合される。これにより、第２ケース９の気密性が向上し、熱応動素子５等を収容する第１ケース７の内部空間に水蒸気等が侵入することが防止される。従って、熱応動素子５の正常な熱変形動作が維持され、良好な温度特性を得ることができる。

【0059】

接合強化部４５が、可動片４が階段状に曲げられた段曲げ４６を有するので、段曲げ４６の周辺には、第２ケース９を構成する樹脂が充填される。これにより、基端部４１ａと第２ケース９との接合力が強化され、第２ケース９の気密性が向上し、熱応動素子５等を収容する第１ケース７の内部空間に水蒸気等が侵入することが防止される。

【0060】

接合強化部４５が、基端部４１ａから可動片４の厚さ方向に陥没する凹部又は基端部４１ａから可動片の厚さ方向に突出する凸部を有する構成においても、同様の作用効果が得られる。

【0061】

接合強化部４５が、可動片４を厚さ方向に貫通する貫通穴４７を有するので、かかる貫通穴４７には、第２ケース９を構成する樹脂が充填される。これにより、基端部４１ａと第２ケース９との接合力が強化されると共に、第２ケース９の強度・剛性が向上する。

【0062】

接合強化部４５が、可動片４の一部が切除された切り欠き４８を有するので、かかる切り欠き４８には、第２ケース９を構成する樹脂が充填される。これにより、基端部４１ａと第２ケース９との接合力が強化されると共に、第２ケース９の強度・剛性が向上する。

【0063】

接合強化部４５に樹脂皮膜４９が形成されている構成によれば、接合強化部４５と第２ケース９との接合力が高められ、第２ケース９の気密性が向上する。

【0064】

１次成形工程（Ｓ１）、強化部形成工程（Ｓ２）、実装工程（Ｓ３）及び２次成形工程（Ｓ５）を含むブレーカー製造方法によれば、本実施形態に係るブレーカー１を製造することができる。

【0065】

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、固定片２、可動片４及び熱応動素子５を収容する第１ケース７と、第１ケース７の外側を覆う第２ケース９とを備え、可動片４は、第１ケース７の外方に延出された端子４１を有し、端子４１が第１ケース７から突出する基端部４１ａには、第２ケース９との接合力を強化する接合強化部４５が形成され、接合強化部４５が、第２ケース９に埋設されていればよい。

【0066】

また、固定片２の端子２２が第１ケース７から突出する基端部２２ａに、第２ケース９との接合力を強化する接合強化部が形成され、第２ケース９に埋設されていてもよい。すなわち、端子２２の基端部２２ａに、段曲げ、貫通穴、切り欠き部及び／又は樹脂皮膜等が形成されていてもよい。この場合、端子２２の基端部２２ａと第２ケース９との接合力が強化される。

【0067】

また、図９においてハッチングで示される領域において、可動片４又は可動片４Ａには、梨地加工等の表面粗し処理が施されていてもよい。このような表面粗し処理は、可動片４を構成する金属と、第１ケース７及び第２ケース９を構成する樹脂との接合力を高め、気密性の向上に寄与する。可動片４Ａに表面粗し処理が施される場合には、可動片４Ａを構成する金属と樹脂皮膜４９との接合力を高め、気密性の向上に寄与する。

【0068】

段曲げ４６、貫通穴４７及び切り欠き部４８の位置、大きさ、形状、個数は、ブレーカー１の大きさ、第２ケース９に要求される気密性等に応じて適宜設定することができる。

【0069】

また、樹脂ベース７１とカバー部材７２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７は、樹脂ベース７１とカバー部材７２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可動片４が挟まれて保持される形態であればよい。

【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。また、可動片４をバイメタル又はトリメタル等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、一体化された可動片に伝熱部が形成されることになり、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。

【0071】

また、特開２００５−２０３２７７号公報に示されるような、挟持部４２又はその近傍において、可動片４が端子４１の側と可動接点３の側に構造的に分離されている形態に、本発明を適用してもよい。また、アームターミナルと可動アームとが溶接等によって固定されていてもよい。この場合において、挟持部４２及び端子４１は、固定片２等と共に樹脂ベース７１にインサート成形されていてもよい。

【0072】

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１０は２次電池パック１００を示す。２次電池パック１００は、２次電池１０１と、２次電池１０１の出力端回路中に設けたブレーカー１とを備える。図１１は電気機器用の安全回路１０２を示す。安全回路１０２は２次電池１０１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１００又は安全回路１０２によれば、優れた温度特性によって安全性を確保した２次電池パック１００又は安全回路１０２を製造できる。

【符号の説明】

【0073】

１ ブレーカー
２ 固定片
３ 可動接点
４，４Ａ 可動片
５ 熱応動素子
７ 第１ケース
８ カバー片
９ 第２ケース
１０ 主要部
４５ 接合強化部
４６ 段曲げ
４７ 貫通穴
４８ 切り欠き
４９ 樹脂皮膜
１０１ ２次電池
１０２ 安全回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】