特許 6984038 ブレーカー

(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】6984038

(24)【登録日】2021年11月26日

(45)【発行日】2021年12月17日

(54)【発明の名称】ブレーカー

(51)【国際特許分類】

   H01H 37/02 20060101AFI20211206BHJP

   H01H 37/54 20060101ALI20211206BHJP

【ＦＩ】

   H01H37/02 B

   H01H37/54 C

【請求項の数】9

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2020-552455(P2020-552455)

(86)(22)【出願日】2018年10月25日

(86)【国際出願番号】JP2018039726

(87)【国際公開番号】WO2020084740

(87)【国際公開日】20200430

【審査請求日】2021年2月10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】100168549

【弁理士】

【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】公文 高博

【審査官】 内田 勝久

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１２０３０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−０９８１８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０９３１７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１６４９６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０８４４４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｈ ３７／００ − ３７／５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

２次電池及び負荷を含む直流回路に用いられるブレーカーであって、
前記２次電池の正極に直接的にレーザー溶接される第１端子と、
固定接点を有する固定片と、
弾性変形する弾性部及び該弾性部の一端部に可動接点を有し、前記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、前記可動片の状態を前記可動接点が前記固定接点に接触する導通状態から前記可動接点が前記固定接点から離隔する遮断状態に移行させる熱応動素子と、
前記第１端子を露出させた状態で、前記固定片、前記可動片及び前記熱応動素子を収容するためのケースとを備えたブレーカーであって、
前記第１端子の前記レーザー溶接で用いられる光が照射される第１面には、前記光を吸収し溶融する第１メッキ層が形成され、
前記第１端子の前記正極と溶接される第２面には、前記第１端子よりもイオン化傾向が大きく、前記正極よりもイオン化傾向が小さい金属を主成分とする第２メッキ層が形成されていることを特徴とする、ブレーカー。

【請求項2】

前記第１メッキ層は、前記第１面の一部に局所的に形成されている、請求項１記載のブレーカー。

【請求項3】

前記第２メッキ層は、前記第２面の一部に局所的に形成されている、請求項１又は２に記載のブレーカー。

【請求項4】

前記負荷との間に設けられた金属片とレーザー溶接される第２端子を備え、
前記第２端子の前記光が照射される第３面には、前記光を吸収し溶融する第３メッキ層が形成されている、請求項１乃至３のいずれかに記載のブレーカー。

【請求項5】

前記第３メッキ層は、前記第３面の一部に局所的に形成されている、請求項４に記載のブレーカー。

【請求項6】

前記第１メッキ層及び前記第２メッキ層は、ニッケル、すず又はクロムを主成分として構成されている、請求項１乃至５のいずれかに記載のブレーカー。

【請求項7】

前記第３メッキ層は、ニッケル、すず又はクロムを主成分として構成されている、請求項４又は５に記載のブレーカー。

【請求項8】

前記第１端子及び前記第２端子は、前記ケースから突出し、
前記第１端子の前記ケースからの突出長さと、前記第２端子の前記ケースからの突出長さとが異なる、請求項４又は５に記載のブレーカー。

【請求項9】

前記第１メッキ層の長さと、前記第３メッキ層の長さとが異なる、請求項８に記載のブレーカー。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気機器の直流回路に用いて好適な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、温度変化に応じて作動し、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ケースから突出し、電気機器の直流回路に接続されて使用される。

【0004】

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、小型化が要求される。特に、近年の携帯情報端末機器にあっては、ユーザーの小型化（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、小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、さらなる小型化が強く要求されている。

【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】

近年の電気機器では、高性能化及び２次電池の充電時間の短縮のために、通電時の電気抵抗が小さく電流容量の大きいブレーカーが望まれている。このため、上記固定片及び可動片は、導電性に優れた金属、例えば、銅等を主成分とする金属によって構成されている。

【0007】

上記固定片及び可動片に設けられた端子は、通常、直流回路を構成する金属片（タブリード）と溶接によって接合されている。金属片は、銅等を主成分とする固定片及び可動片との溶接が良好に行える金属（例えば、ニッケル）を主成分として構成されている。

【0008】

しかしながら、固定片及び可動片よりも導電率の低いニッケル製の金属片は、抵抗値が大きいため、直流回路全体の抵抗値が増大する。

【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、直流回路全体の抵抗値を容易に低減できるブレーカーを提供することを主たる目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は、２次電池及び負荷を含む直流回路に用いられるブレーカーであって、前記２次電池の正極に直接的にレーザー溶接される第１端子と、固定接点を有する固定片と、弾性変形する弾性部及び該弾性部の一端部に可動接点を有し、前記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、前記可動片の状態を前記可動接点が前記固定接点に接触する導通状態から前記可動接点が前記固定接点から離隔する遮断状態に移行させる熱応動素子と、前記第１端子を露出させた状態で、前記固定片、前記可動片及び前記熱応動素子を収容するためのケースとを備えたブレーカーであって、少なくとも、前記レーザー溶接で用いられる光が照射される面には、前記光を吸収し溶融する第１メッキ層が形成され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、前記第１メッキ層は、前記第１面の一部に局所的に形成されている、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、前記第１端子の前記正極と溶接される第２面には、前記第１端子よりもイオン化傾向が大きく、前記正極よりもイオン化傾向が小さい金属を主成分とする第２メッキ層が形成されている、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、前記第２メッキ層は、前記第２面の一部に局所的に形成されている、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、前記負荷との間に設けられた金属片とレーザー溶接される第２端子を備え、前記第２端子の前記光が照射される第３面には、前記光を吸収し溶融する第３メッキ層が形成されている、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、前記第３メッキ層は、前記第３面の一部に局所的に形成されている、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、前記第１メッキ層及び前記第２メッキ層は、ニッケル、すず又はクロムを主成分として構成されている、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、前記第３メッキ層は、ニッケル、すず又はクロムを主成分として構成されている、ことが望ましい。

【0018】

本発明に係る前記ブレーカーにおいて、前記第１端子及び前記第２端子は、前記ケースから突出し、前記第１端子の前記ケースからの突出長さと、前記第２端子の前記ケースからの突出長さとが異なる、ことが望ましい。

【0019】

本発明に係る前記ブレーカーにおいて、前記第１メッキ層の長さと、前記第３メッキ層の長さとが異なる、ことが望ましい。

【発明の効果】

【0020】

本発明のブレーカーは、２次電池及び負荷を含む直流回路に用いられ、２次電池の正極に直接的にレーザー溶接される第１端子と、固定接点を有する固定片と、弾性変形する弾性部及び可動接点を有する可動片と、温度変化に伴って変形する熱応動素子と、第１端子を露出させた状態で、固定片、可動片及び前記熱応動素子を収容するためのケースとを備える。レーザー溶接で用いられる光が照射される面には、前記光を吸収し溶融する第１メッキ層が形成されている。これにより、第１メッキ層の溶融がきっかけとなって第１端子及び２次電池の正極が順次溶融し、第１端子と正極とが良好に溶接される。従って、従来の直流回路において２次電池の正極と第１端子との間に配されていたニッケル製の金属片が不要となり、直流回路全体の抵抗値を容易に低減することが可能となる。また、直流回路の簡素化が可能となり、容易にコストダウンを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明のブレーカーが用いられる直流回路の回路図。

【図2】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3】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4】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5】本発明のブレーカーが用いられる２次電池パックを示す平面図。

【図6】上記ブレーカーとその周辺部の構成を示す断面図。

【図7】上記ブレーカーの変形例とその周辺部の構成を示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0022】

図１は、本発明の一実施形態によるブレーカー１が用いられる直流回路５００を示している。直流回路５００は、ブレーカー１、２次電池５０１及び負荷５０２を含む。負荷５０２は、２次電池５０１によって駆動される。ブレーカー１は、２次電池５０１と負荷５０２との間に配されている。２次電池５０１と、ブレーカー１と、負荷５０２とは、直列に接続されている。

【0023】

図２乃至図４は、ブレーカー１の構成を示している。ブレーカー１は、電気機器等に実装され、過度な温度上昇又は過電流から電気機器を保護する。

【0024】

ブレーカー１は、固定接点２１を有する固定片２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、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１０等によって構成されている。ケース１０は、ケース本体（第１ケース）７とケース本体７の上面に装着される蓋部材（第２ケース）８等によって構成されている。

【0025】

固定片２には、ケース１０から露出する端子２２が形成されている。ケース１０から露出する可動片４には、端子４２が形成されている。

【0026】

固定片２は、例えば、銅等を主成分とする板状の金属材料（この他、銅−チタニウム合金、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、端子２２をケース本体７の外側に露出させた状態で、ケース本体７にインサート成形により埋め込まれ、ケース本体７に収容されている。

【0027】

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７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。

【0028】

端子２２は、固定片２の一端に形成されている。端子２２はケース本体７の端縁の側壁から外側に突出している。端子２２は、２次電池５０１と電気的に接続される。固定片２の他端側には、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。支持部２３は、ケース本体７の内部に形成されている開口７３ｄからケース本体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。固定片２が階段状に曲げられることにより、固定接点２１と支持部２３とが段違いに配置され、ＰＴＣサーミスター６を収納する内部空間が容易に確保される。

【0029】

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２において上側の面）をＡ面、その反対側の面をＢ面として説明している。固定接点２１から可動接点４１に向く方向を第１方向と、第１方向とは反対の方向を第２方向とそれぞれ定義した場合、Ａ面は第１方向を向き、Ｂ面は第２方向を向く。他の部品、例えば、可動片４及び熱応動素子５、ＰＴＣサーミスター６等についても同様である。

【0030】

可動片４は、銅等を主成分とする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。

【0031】

可動片４の長手方向の先端部には、可動接点４１が形成されている。可動接点４１は、例えば、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。

【0032】

可動片４の長手方向の他端部には、ブレーカー１の外部の直流回路５００と電気的に接続される端子４２が形成されている。端子４２はケース本体７の端縁の側壁から外側に突出している。

【0033】

可動片４は、可動接点４１と端子４２の間に、当接部４３及び弾性部４４を有している。当接部４３は、端子４２と弾性部４４との間でケース本体７及び蓋部材８と当接する。当接部４３は、可動片４の短手方向に翼状に突出する突出部４３ａを有する。突出部４３ａが設けられていることにより、当接部４３が幅広く大きな領域でケース本体７及び蓋部材８によって挟み込まれ、可動片４がケース１０に対して強固に固定される。

【0034】

弾性部４４は、当接部４３から可動接点４１の側に延出されている。可動片４は、弾性部４４の基端側の当接部４３で、ケース１０によって片持ち支持され、その状態で弾性部４４が弾性変形することにより、弾性部４４の先端部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。

【0035】

可動片４は、弾性部４４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、反転動作温度及び正転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４４のＢ面には、熱応動素子５に対向して一対の突起４４ａ，４４ｂが形成されている。突起４４ａは、基端側で熱応動素子５に向って突出し、遮断状態で熱応動素子５と当接する。突起４４ｂは、突起４４ａよりも先端側（すなわち可動接点４１側）で熱応動素子５に向って突出し、遮断状態で熱応動素子５と当接する。過熱により熱応動素子５が変形すると、熱応動素子５が突起４４ａ及び突起４４ｂと当接し、熱応動素子５の変形が突起４４ａ及び突起４４ｂを介して弾性部４４に伝達され、可動片４の先端部が押し上げられる（図４参照）。

【0036】

熱応動素子５は、可動片４の状態を可動接点４１が固定接点２１に接触する導通状態から可動接点４１が固定接点２１から離隔する遮断状態に移行させる。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、板状に形成されている。過熱により作動温度に達すると、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４４が押し上げられ、かつ弾性部４４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状が望ましい。

【0037】

熱応動素子５の材料としては、洋白、黄銅、ステンレス鋼等の各種の合金からなる熱膨張率が異なる２種類の板状の金属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。例えば、安定した作動温度及び復帰温度が得られる熱応動素子５の材料としては、高膨脹側に銅−ニッケル−マンガン合金、低膨脹側に鉄−ニッケル合金を組み合わせたものが望ましい。また、化学的安定性の観点からさらに望ましい材料として、高膨脹側に鉄−ニッケル−クロム合金、低膨脹側に鉄−ニッケル合金を組み合わせたものが挙げられる。さらにまた、化学的安定性及び加工性の観点からさらに望ましい材料として、高膨脹側に鉄−ニッケル−クロム合金、低膨脹側に鉄−ニッケル−コバルト合金を組み合わせたものが挙げられる。

【0038】

ＰＴＣサーミスター６は、可動片４が遮断状態にあるとき、固定片２と可動片４とを導通させる。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の支持部２３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、作動電流、作動電圧、作動温度、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、チタニウム酸バリウム、チタニウム酸ストロンチウム又はチタニウム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。

【0039】

ケース１０を構成するケース本体７及び蓋部材８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。

【0040】

ケース本体７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内部空間である凹部７３が形成されている。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７に組み込まれた可動片４、熱応動素子５の端縁は、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。

【0041】

蓋部材８には、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がインサート成形によって埋め込まれていてもよい。金属板は、可動片４のＡ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８のひいては筐体としてのケース１０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。

【0042】

図２が示すように、固定片２（固定接点２１）、可動片４（可動接点４１、弾性部４４）、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７の開口７３ａ、７３ｂ、７３ｃ等を塞ぐように、蓋部材８が、ケース本体７に装着される。ケース本体７と蓋部材８とは、例えば超音波溶着によって接合される。これにより、端子２２及び４２を露出させた状態で、ブレーカー１が組み立てられる。

【0043】

図３及び４は、ブレーカー１の動作の概略を示している。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は逆反り前の初期形状を維持している。弾性部４４によって可動接点４１が固定接点２１の側に押圧されることにより、可動接点４１と固定接点２１とが接触し、ブレーカー１の固定片２と可動片４とが導通可能な状態とされる。

【0044】

図３に示されるように、熱応動素子５は、導通状態の可動片４の突起４４ａ及び突起４４ｂと離隔していてもよい。これにより、可動接点４１と固定接点２１との接触圧力が高められ、両者間の接触抵抗が低減される。

【0045】

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、動作温度に達した熱応動素子５は逆反りして可動片４の弾性部４４と接触し、弾性部４４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、熱応動素子５は、可動片４と接触して、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。すなわち、ＰＴＣサーミスター６は、可動片４を遮断状態に移行させている熱応動素子５を介して、固定片２と可動片４とを導通させる。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。

【0046】

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４４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３に示す導通状態に復帰する。

【0047】

図５は、直流回路５００（図１参照）の少なくとも一部を構成する２次電池パック５５０を示している。２次電池パック５５０は、２次電池５０１と、ブレーカー１と、回路基板５０３とを有している。直流回路５００の負荷５０２は、回路基板５０３上又は回路基板５０３の外部に実装されている。

【0048】

２次電池５０１は、電荷を蓄える蓄電セル５１０と、蓄電セル５１０の外部に露出された正極５１１と、負極５１２とを有する。正極５１１は、例えば、アルミニウムを主成分とする金属片によって構成される。負極５１２は、例えば、銅を主成分とする金属片によって構成される。正極５１１と、負極５１２とによって一対の電極が構成される。

【0049】

回路基板５０３には、一般的なＰＣＢ（プリント回路基板）の他、ＦＰＣ（フレキシブルプリント回路基板）等が適用される。

【0050】

２次電池５０１の正極５１１と回路基板５０３との間には、ブレーカー１が実装されている。一方、２次電池５０１の負極５１２は、回路基板５０３と接続されている。これにより、正極５１１、ブレーカー１、回路基板５０３、負荷５０２、負極５１２を含む直流回路５００が構成される。

【0051】

ブレーカー１の端子２２は、２次電池５０１の正極５１１に直接的に接続されている。「直接的に接続されている」とは、端子２２がタブリード等の金属片を介さずに正極５１１に接続されている状態を意味している。

【0052】

本実施形態では、端子２２と正極５１１とがレーザー溶接によって接続されている。「レーザー溶接」とは、レーザー光を照射し、そのエネルギーによって金属を溶融させて接合させる溶接手法である。例えば、本実施形態では、波長が１０６４ｎｍのＹＡＧレーザーが用いられ、図５において手前から奥に向って（後述する図６においては、上方から下方に向って）レーザー光が照射される。

【0053】

正極５１１と端子２２とがレーザー溶接されていることにより、従来の直流回路において２次電池の正極と第１端子との間に配されていたニッケル製の金属片が不要となり、直流回路５００全体の抵抗値を容易に低減することが可能となる。また、直流回路５００が簡素化され、容易にコストダウンを図ることが可能となる。

【0054】

図６は、ブレーカー１とその周辺部の構成を示している。端子２２のレーザー光が照射される面２２ａ（本実施形態では、上記Ａ面）には、レーザー光を吸収し溶融するメッキ層２５が形成されている。本実施形態では、メッキ層２５は、ニッケル、すず又はクロム又はそれらを主成分とする合金によって構成されている。これにより、メッキ層２５の溶融がきっかけとなって端子２２及び２次電池５０１の正極５１１が順次溶融し、端子２２と正極５１１とが良好に溶接される。従って、正極５１１と端子２２との間の接触抵抗が容易に低減され、直流回路５００全体の抵抗値をより一層低減できるようになる。なお、メッキ層２５は、面２２ａとは反対側の面２２ｂ（上記Ｂ面）に形成されていてもよい。この場合、例えば、２次電池５０１に対してブレーカー１の天地を逆にして、正極５１１と端子２２とを接続可能となる。

【0055】

端子２２の正極５１１と溶接される面２２ｂには、メッキ層２６が形成されている。メッキ層２６は、端子２２よりもイオン化傾向が大きく、正極５１１よりもイオン化傾向が小さい金属を主成分としている。本実施形態では、メッキ層２６は、ニッケル、すず又はクロム又はそれらを主成分とする合金によって構成されている。これにより、端子２２から正極５１１までの間での腐食が抑制される。

【0056】

メッキ層２５は、端子２２の面２２ａの一部に局所的に形成されているのが望ましい。本実施形態では、面２２ａのうち、ケース１０の側壁の近傍を除く領域にメッキ層２５が形成されている。これにより、端子２２が変形する際、メッキ層２５にかかる応力が低減され、メッキ層２５の損傷（例えば、クラック等）を抑制できる。また、プレス加工等により、端子２２に曲げ部が形成されている形態にあっては、曲げ部及びその近傍を除く領域にメッキ層２５が形成されるのが望ましい。これにより、曲げ部を形成する際のメッキ層２５の損傷を抑制できる。メッキ層２６についても同様に、端子２２の面２２ｂの一部に局所的に、メッキ層２６が形成されているのが望ましい。

【0057】

図５に示されるように、ブレーカー１と回路基板５０３との間、すなわち、ブレーカー１と負荷５０２との間には、金属片５２０が設けられている。金属片５２０は、上記ＰＣＢ又はＦＰＣに形成されている金属箔の一部であってもよい。金属片５２０は、例えば、導電性に優れた銅を主成分とする金属によって構成されている。ブレーカー１の端子４２は、金属片５２０とレーザー溶接によって接続されている。

【0058】

端子４２のレーザー光が照射される面４２ａ（本実施形態では、上記Ａ面）には、レーザー光を吸収し溶融するメッキ層４５が形成されている。本実施形態では、メッキ層４５は、ニッケル、すず又はクロム又はそれらを主成分とする合金によって構成されている。これにより、メッキ層４５の溶融がきっかけとなって端子４２及び金属片５２０が順次溶融し、端子４２と金属片５２０とが良好に溶接される。従って、端子４２と金属片５２０との間の接触抵抗が容易に低減され、直流回路５００全体の抵抗値をより一層低減できるようになる。なお、メッキ層４５は、面４２ａとは反対側の面４２ｂ（上記Ｂ面）に形成されていてもよい。この場合、２次電池５０１に対してブレーカー１の天地を逆にして、金属片５２０と端子４２とを接続可能となる。

【0059】

メッキ層４５は、端子４２の面４２ａの一部に局所的に形成されているのが望ましい。本実施形態では、面４２ａのうち、ケース１０の側壁の近傍を除く領域にメッキ層４５が形成されている。これにより、端子４２が変形する際、メッキ層４５にかかる応力が低減され、メッキ層４５の損傷を抑制できる。面４２ｂにメッキ層が形成される形態についても同様に、端子４２の面４２ｂの一部に局所的に、メッキ層が形成されているのが望ましい。

【0060】

また、本実施形態のブレーカー１のように、端子４２には、プレス加工等により曲げ部４７が形成されていてもよい。この場合、メッキ層４５は、曲げ部４７及びその近傍を除く領域に形成されるのが望ましい。これにより、曲げ部４７を形成する際のメッキ層４５の損傷を抑制できる。

【0061】

端子２２及び端子４２は、ケース１０の側壁から可動片４の長手方向に延び突出している。端子２２のケース１０からの突出長さＬ１と、端子４２のケース１０からの突出長さＬ２とは異なっていてもよい。本実施形態では、端子２２の突出長さＬ１は、端子４２の突出長さＬ２よりも大きく設定されている。これにより、端子２２と正極５１１との接触面積が拡大され、両者間の接触抵抗を容易に低減することが可能となる。端子４２の突出長さＬ２が端子２２の突出長さＬ１よりも大きく設定されている形態では、端子４２と金属片５２０との接触面積が拡大され、両者間の接触抵抗を容易に低減することが可能となる。

【0062】

メッキ層２５の長さＬ３と、メッキ層４５の長さＬ４は異なっていてもよい。長さＬ３は、ケース１０から端子２２が突出する方向でのメッキ層２５の長さである（長さＬ４についても同様である）。本実施形態では、メッキ層２５の長さＬ３は、メッキ層４５の長さＬ４よりも大きく設定されている。これにより、端子２２と正極５１１とが広い面積で良好に溶接される。メッキ層４５の長さＬ４がメッキ層２５の長さＬ３よりも大きく設定されている形態では、端子４２と金属片５２０とが広い面積で良好に溶接される。

【0063】

ところで、端子２２の面２２ｂにメッキ層２６と同等の金属層がクラッド等の手法により形成される形態にあっても、端子２２から正極５１１までの間での腐食が抑制される。しかしながら、このようなクラッド等の手法によって形成された金属層は厚さ寸法が大きいので、導電率が低い金属が適用された場合、正極５１１と端子２２との間の抵抗値が大きくなり、金属層における電圧降下が大きくなる。

【0064】

一方、本実施形態において端子２２の面２２ｂに形成されるメッキ層２６は、クラッド等の手法によって形成された金属層よりも厚さ寸法が小さい。従って、固定片２を構成する金属よりも導電率が低い金属によってメッキ層２６が構成される場合であっても、正極５１１と端子２２との間の抵抗値が抑制される。

【0065】

以上、本発明のブレーカー１が詳細に説明されたが、本発明は上記の具体的な実施形態に限定されることなく種々の態様に変更して実施される。すなわち、ブレーカー１は、少なくとも、２次電池５０１及び負荷５０２を含む直流回路５００に用いられるブレーカーであって、２次電池５０１の正極５１１に直接的にレーザー溶接される端子２２と、固定接点２１を有する固定片２と、弾性変形する弾性部４４及び弾性部４４の一端部に可動接点４１を有し、可動接点４１を固定接点２１に押圧して接触させる可動片４と、温度変化に伴って変形することにより、可動片４の状態を可動接点４１が固定接点２１に接触する導通状態から可動接点４１が固定接点２１から離隔する遮断状態に移行させる熱応動素子５と、端子２２を露出させた状態で、固定片２、可動片４及び熱応動素子５を収容するためのケース１０とを備えたブレーカー１であって、端子２２のレーザー溶接で用いられるレーザー光が照射される面２２ａには、レーザー光を吸収し溶融するメッキ層２５が形成されていればよい。

【0066】

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、直流回路全体の抵抗値を容易に低減できる。

【0067】

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、さらなる小型化を図ることができる。

【0068】

また、本実施形態の可動片４は、弾性部４４から端子４２に亘って一体的に形成されているが、このような形態に限られることなく、例えば、特開２０１７−３７７５７号公報に示されるような、可動接点４１の側の可動アームと端子４２の側の端子片とに分離している形態の可動片４が本発明に適用されてもよい。また、可動アームと端子片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、端子４２の側の端子片は、固定片２等と共にケース本体７にインサート成形されていてもよい。

【0069】

さらにまた、メッキ層２５に替えて、レーザー光の反射を抑制するための着色剤を含有する樹脂被膜が面２２ａに形成されていてもよい。メッキ層２６、４５についても同様である。着色剤としては、黒色有機顔料（例えば、アゾ系顔料、ベンズイミダゾ・ペリレン）、多環式顔料（例えば、フタロシアニン）等の有機顔料の他、（例えば、カーボンブラック、ボーンブラック、グラファイト、鉄黒、金属酸化物（酸化銅、酸化コバルト、酸化クロム））の無機顔料、さらには、アゾ系染料、アントラキノン系染料、フタロシアニン系染料、キノンイミン系染料、キノフタロン系染料、キノリン系染料、ニトロ系染料、カルボニル系染料、メチン系染料、ピロドン系染料、ピラゾロン系染料、アクリド系染料、黒色染料（例えば、アジン系染料、ニグロシン系染料、オルトアミノフェノール、パラフェニレンジアミン）等の染料が用いられる。これらの着色剤は、単独で用いられてもよく、２種以上が組み合わせて用いられてもよい。

【0070】

図５、６では、固定片２に形成された端子２２が２次電池５０１の正極５１１に直接的にレーザー溶接される第１端子であり、可動片４に形成された端子４２が金属片５２０にレーザー溶接される第２端子である形態のブレーカー１が記載されている。そして、これに伴い、面２２ａに形成されているメッキ層２５が第１メッキ層と、面２２ｂに形成されているメッキ層２６が第２メッキ層とされ、面４２ａに形成されているメッキ層４５が第３メッキ層とされている。

【0071】

これに対して、図７は、上記ブレーカー１の変形例であるブレーカー１Ａとその周辺部の構成を示している。ブレーカー１Ａに示されるように、本発明では、可動片４に形成された端子４２が、２次電池５０１の正極５１１に直接的にレーザー溶接される第１端子とされていてもよい。この場合、固定片２に形成された端子２２は、金属片５２０にレーザー溶接される第２端子とされていてもよい。これに伴い、面４２ａに形成されているメッキ層４５が第１メッキ層と、面４２ｂに形成されているメッキ層４６が第２メッキ層とされ、面２２ａに形成されているメッキ層２５が第３メッキ層とされる。ブレーカー１Ａにおいて、その他の構成は、ブレーカー１と同等である。

【符号の説明】

【0072】

１ ：ブレーカー
２ ：固定片
４ ：可動片
５ ：熱応動素子
１０ ：ケース
２１ ：固定接点
２２ ：端子
２５ ：メッキ層（第１メッキ層）
２６ ：メッキ層（第２メッキ層）
４１ ：可動接点
４２ ：端子
４４ ：弾性部
４５ ：メッキ層（第３メッキ層）
５００ ：直流回路
５０１ ：２次電池
５０２ ：負荷
５０３ ：回路基板
５１０ ：蓄電セル
５１１ ：正極
５１２ ：負極
５２０ ：金属片
５５０ ：２次電池パック

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】