特許 7558596 ブレーカ

(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】

(24)【登録日】2024-09-20

(45)【発行日】2024-10-01

(54)【発明の名称】ブレーカ

(51)【国際特許分類】

   H01H 37/54 20060101AFI20240924BHJP

【ＦＩ】

H01H37/54 C

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2023556605

(86)(22)【出願日】2022-10-26

(86)【国際出願番号】 JP2022039976

(87)【国際公開番号】W WO2023074752

(87)【国際公開日】2023-05-04

【審査請求日】2024-01-17

(31)【優先権主張番号】P 2021175583

(32)【優先日】2021-10-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】591016334

【氏名又は名称】大塚テクノ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003225

【氏名又は名称】弁理士法人豊栖特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】瀧口 友則

【審査官】関 信之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０９８１８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１９６４４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｈ ３７／５４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

固定接点を有する固定接点金属板と、
前記固定接点と対向する位置に可動接点を配置してなる可動接点金属板と、
この可動接点金属板の対向位置に配置されて、設定温度で反転して前記可動接点をオンからオフに切り換えるバイメタルと、
前記固定接点金属板と、前記可動接点金属板と、前記バイメタルを定位置に配置してなるケースとを備えており、
前記可動接点金属板は、
反転する前記バイメタルに押されて前記可動接点を前記固定接点から離すアーム部と、
前記ケースに固定されてなる固定部とを有し、
前記アーム部は、
反転する前記バイメタルに押されて弾性変形して、前記可動接点を前記固定接点から離す変形アーム部と、
前記変形アーム部からスリットを介して切り離されてなり、かつ、付け根部を前記固定部に連結してなり、
なおかつ、幅方向の中央部に長手方向に伸びる固定アーム部とを有し、
前記固定アーム部は、前記バイメタルに接触する接触部を有し、
前記接触部が反転する前記バイメタルに押されて、前記可動接点がオンからオフに切り換えられるブレーカ。

【請求項2】

請求項１に記載のブレーカであって、
前記可動接点金属板は、前記アーム部の前記変形アーム部に、前記接触部と前記可動接点との間に、前記バイメタルに向かって突出する凸部を有するブレーカ。

【請求項3】

請求項１に記載のブレーカであって、
前記固定アーム部の長さが、前記アーム部の１０％～９０％の範囲内の所定値に設定されたブレーカ。

【請求項4】

固定接点を有する固定接点金属板と、
前記固定接点と対向する位置に可動接点を配置してなる可動接点金属板と、
この可動接点金属板の対向位置に配置されて、設定温度で反転して前記可動接点をオンからオフに切り換えるバイメタルと、
前記固定接点金属板と、前記可動接点金属板と、前記バイメタルを定位置に配置してなるケースとを備えており、
前記可動接点金属板は、
反転する前記バイメタルに押されて前記可動接点を前記固定接点から離すアーム部と、
前記ケースに固定されてなる固定部とを有し、
前記アーム部は、
反転する前記バイメタルに押されて弾性変形して、前記可動接点を前記固定接点から離す変形アーム部と、
前記変形アーム部からスリットを介して切り離されてなり、かつ、付け根部を前記固定部に連結してなり、
なおかつ、
固定アーム部とを有し、
前記固定アーム部は、前記バイメタルに接触する接触部を有し、
さらに、前記ケースが、前記バイメタルの押圧力による前記固定アーム部の変形を制限して、前記変形アーム部の変形を制限しないストッパ凸部を内面に有し、
前記接触部が反転する前記バイメタルに押されて、前記可動接点がオンからオフに切り換えられるブレーカ。

【請求項5】

請求項４に記載のブレーカであって、
前記ケースが、
前記固定接点金属板を固定してなる本体ケースと、
前記本体ケースの開口部を閉塞する閉塞プレートを備える蓋ケースとを備え、
前記閉塞プレートが、前記ストッパ凸部を内面に有するブレーカ。

【請求項6】

請求項１に記載のブレーカであって、
前記バイメタルを加熱するヒーターを前記ケースに内蔵してなるブレーカ。

【請求項7】

請求項６に記載のブレーカであって、
前記ヒーターがＰＴＣで、前記バイメタルと前記ケースとの間に配置されてなるブレーカ。

【請求項8】

請求項１ないし７のいずれか一項に記載のブレーカであって、
前記接触部が、前記固定アーム部から前記バイメタルに向かって突出する突起であるブレーカ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、パック電池やモータ等の電気機器に内蔵されて、あらかじめ設定している温度よりも高くなると電流を遮断するブレーカに関する。

【背景技術】

【0002】

パック電池やモータなどの機器は、温度が異常に高くなる状態で電流を遮断して安全性を向上できる。このことを目的として、周囲温度をバイメタルで検出して接点をオフに切り換えるブレーカが使用される。たとえば、リチウムイオン電池を内蔵するパック電池は、異常な使用状態で充放電されると温度が高くなるので、温度を検出して電流を遮断するブレーカを内蔵して、これで異常な高温では電流を遮断して安全に使用できる。また、モータ等は過負荷な状態や異常な電流が流れる状態で温度が異常に高くなることがあるので、設定温度を超えると電流を遮断するブレーカで安全に使用できる。

【0003】

このような用途に使用されるブレーカとして、周囲温度が設定温度よりも高くなるとバイメタルが反転し、反転するバイメタルが可動接点を固定接点から引き離して電流を遮断するブレーカが開発されている。（特許文献１参照）

【0004】

このブレーカを、図１３と図１４の断面図に示している。図１３はバイメタル１０８が反転しない状態であって、可動接点１０７が固定接点１０５に接触するオン状態を示し、図１４はバイメタル１０８が反転して可動接点１０７を固定接点１０５から離すオフ状態を示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】ＷＯ２０１７／１５４８９１

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

図１３と図１４に示すブレーカは、設定温度よりも高くなるとバイメタル１０８が反転して接点をオンからオフに切り換える。この状態で、バイメタル１０８は反転して可動接点金属板１０１を下から押し上げるように変形して、可動接点１０７を固定接点１０５から分離する。温度が低下して反転したバイメタル１０８がもとの形状に復帰すると、可動接点金属板１０１の弾性で可動接点１０７を固定接点１０５に接触させてオン状態に切り換える。可動接点金属板１０１は、バイメタル１０８で可動接点金属板１０１が押し上げられない状態、すなわちバイメタル１０８が反転していない非反転形状では、可動接点１０７を固定接点１０５に弾性的に押している。この状態では、可動接点１０７が固定接点１０５に接触してブレーカはオン状態に保持される。

【0007】

以上のブレーカは、周囲温度が閾値を超えると、バイメタル１０８が反転して可動接点１０７を固定接点１０７から離してオフ状態に切り換える。この構造のブレーカは、周囲温度が上昇してあらかじめ設定している設定温度、すなわち電流の遮断温度を超えると接点をオンからオフに切り換えて電流を遮断し、電流を遮断して周囲温度が次第に低下して、通電する通電温度まで低下すると、オフ状態の接点をオン状態に復帰させる。ブレーカは、電流を遮断する温度よりも復帰温度を低く設定しているが、この遮断温度のばらつきを少なくして、また正確な温度で通電を開始する特性が要求される。

【0008】

以上のブレーカは、周囲温度が復帰温度まで低下すると、バイメタル１０８は非反転形状に復帰するが、復帰する直前まで、バイメタルは可動接点金属板１０１で復帰方向に押されている。すなわち、反転バイメタルは、可動接点金属板に押圧される状態で、復帰する。反転バイメタルは、可動接点金属板に押される状態で反転形状から非反転形状に復帰するので、バイメタルが反転状態から非反転形状に復帰する温度は、可動接点金属板がバイメタルを押す力に影響を受ける。可動接点金属板がバイメタルを押している力は、反転バイメタルを非反転方向に押しているので、可動接点金属板がバイメタルを押す力が強くなると、反転バイメタルは非反転形状に復帰しやすくなる。反対に可動接点金属板が反転バイメタルを押す力が小さくなると、反転バイメタルは復帰し難くなる。反転状態から非反転形状に復帰しやすいバイメタルは、少ない温度低下で復帰するので復帰温度は高くなり、反対に、反転状態から非反転し難いバイメタルは、周囲温度が充分に低下して復帰するので復帰温度は低くなる。

【0009】

可動接点金属板は、バイメタルとの接触位置を特定するための突起を設けている。この構造のブレーカは、反転するバイメタルが、突起を押し上げて、可動接点を固定接点から離して電流を遮断する。この構造は、バイメタルが可動接点金属板を押す位置を特定して、接点をオフからオンに切り換える復帰温度の誤差を少なくできる。しかしながら、この構造のブレーカは、突起の位置ずれ、とくに突起の上下方向の位置ずれが、復帰温度の誤差を大きくする。突起の上下方向の位置ずれが、反転したバイメタルが突起を押す力を変化させるからである。

【0010】

本発明は、さらに以上の欠点を解消することを目的に開発されたもので、本発明の大切な目的は、反転したバイメタルが元の形状に復帰して、オフ状態にあった接点がオン状態に切り換えられる復帰温度の誤差を少なくできるブレーカを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明のブレーカは、固定接点を有する固定接点金属板と、固定接点と対向する位置に可動接点を配置している可動接点金属板と、この可動接点金属板の対向位置に配置されて、設定温度で反転して可動接点をオンからオフに切り換えるバイメタルと、固定接点金属板と、可動接点金属板と、バイメタルを定位置に配置して収納しているケースとを備えている。可動接点金属板は、反転するバイメタルに押されて可動接点を固定接点から離すアーム部と、ケースに固定している固定部とを備える。アーム部は、反転するバイメタルに押されて弾性変形して、可動接点を固定接点から離す変形アーム部と、変形アーム部からスリットを介して切り離されて、付け根部を固定部に連結し、なおかつ、幅方向の中央部に長手方向に伸びる固定アーム部とに分割している。固定アーム部は、バイメタルに接触する接触部を有し、接触部が反転するバイメタルに押されて、可動接点をオンからオフに切り換える。

【発明の効果】

【0012】

以上のブレーカは、反転したバイメタルが元の形状に復帰して、オフ状態にあった接点がオン状態に切り換えられる復帰温度の誤差を少なくできる特長がある。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施形態１にかかるブレーカの斜視図である。

【図2】図１に示すブレーカの分解斜視図である。

【図3】図１に示すブレーカの分解斜視図である。

【図4】図１に示すブレーカの接点オン状態を示す中央Ａ－Ａ線断面図である。

【図5】図１に示すブレーカの接点オフ状態を示す中央Ａ－Ａ線断面図である。

【図6】図１に示すブレーカの接点オン状態を示す中央Ａ－Ａ線断面斜視図である。

【図7】図１に示すブレーカの接点オフ状態を示す中央Ａ－Ａ線断面斜視図である。

【図8】図１に示すブレーカの接点オン状態を示す側部Ｂ－Ｂ線断面図である。

【図9】図１に示すブレーカの接点オフ状態を示す側部Ｂ－Ｂ線断面図である。

【図10】図４に示すブレーカの可動接点と固定接点の拡大断面図である。

【図11】実施形態２にかかるブレーカの分解斜視図である。

【図12】図１１に示すブレーカの接点オン状態を示す断面図である。

【図13】従来のブレーカのオン状態の一例を示す断面図である。

【図14】従来のブレーカのオフ状態の一例を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面に基づいて本発明を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、及びそれらの用語を含む別の用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が制限されるものではない。また、複数の図面に表れる同一符号の部分は同一もしくは同等の部分又は部材を示す。

【0015】

さらに以下に示す実施形態は、本発明の技術思想の具体例を示すものであって、本発明を以下に限定するものではない。また、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図したものである。また、一の実施の形態、実施例において説明する内容は、他の実施の形態、実施例にも適用可能である。また、図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張していることがある。

【0016】

本発明の実施態様のブレーカは、固定接点金属板と可動接点金属板とバイメタルをケースの定位置に収納している。固定接点金属板は、固定接点を有し、可動接点金属板は固定接点と対向する位置に可動接点を配置している。バイメタルは、可動接点金属板の対向位置に配置されて、設定温度で反転して可動接点をオンからオフに切り換える。可動接点金属板は、反転するバイメタルに押されて可動接点を固定接点から離すアーム部と、ケースに固定している固定部とを備える。アーム部は、反転するバイメタルに押されて弾性変形して、可動接点を固定接点から離す変形アーム部と、変形アーム部からスリットを介して切り離されて、付け根部を固定部に連結し、なおかつ、幅方向の中央部に長手方向に伸びる固定アーム部とに分割している。固定アーム部は、バイメタルに接触する接触部を有し、接触部が反転するバイメタルに押されて、可動接点がオンからオフに切り換える。

【0017】

以上のブレーカは、接点をオンに復帰させる復帰温度の誤差を少なくできる。このため、このブレーカは、周囲温度が上昇して電流を遮断した後、温度が低下すると、正確な温度で接点をオンに復帰できる特長がある。この優れた特性は、可動接点金属板のアーム部を、先端に可動接点を設けている変形アーム部と、この変形アーム部とは、変形しない固定アーム部とに分離して、固定アーム部に反転バイメタルに押される接触部を設けて、接触部を正確な位置に配置して、バイメタルと接触部との相対的な位置ずれを防止しているからである。

【0018】

固定アーム部は、スリットを介して変形アーム部から分離されて、付け根部を固定部に連結している。この構造のブレーカは、変形アーム部と一緒に変形しない固定アーム部に接触部を設けているので、接触部の上下方向の位置ずれを防止して、復帰温度の誤差を少なくすることができる。さらに、アーム部の幅方向の中央部に長手方向に伸びる固定アーム部を設けている。このブレーカは、バイメタルに接触する接触部を最適位置に配置して、接触部とバイメタルとの接触位置を最適位置に配置できる。

【0019】

アーム部に設けている接触部の上下方向の位置ずれは、接触部とバイメタルの押圧力のバランスを変化させて、復帰温度の誤差に影響を与える。それは、接触部の上下方向の位置ずれが、接触部が反転バイメタルを押し下げて、非反転形状に復帰させる押圧力を変化させるからである。反転しているバイメタルは、接触部を介してアーム部の弾性復元力に押圧される状態で、反転形状から復帰姿勢に変形するので、接触部がバイメタルの接近方向に位置ずれすると、押圧力が強くなってバイメタルは復帰しやすく、反対に接触部がバイメタルを押圧する力が弱くなると、バイメタルは復帰し難くなる。復帰しやすいバイメタルは、周囲温度の低下が小さい状態で復帰するので復帰温度は高くなり、復帰し難いバイメタルは、周囲温度が十分な低下して復帰するので、復帰温度は低くなる。例えば接触部が下にずれると、反転したバイメタルが非反転形状に近づくように変形されて、復帰温度が低下する。

【0020】

ブレーカは、組み立て工程の種々の要因で接触部の上下方向は位置ずれする。とくに、この構造のブレーカは、電池パックなど電子機器に内蔵される保護素子に多用されることから、極めて小型化が要求されて、ブレーカの全体の厚さを数ｍｍ以下とする超小型のブレーカである。超小型のブレーカは、接触部の上下方向のわずかな位置ずれも復帰温度の誤差の原因となる。アーム部を変形アーム部と固定アーム部とに分離して、変形アーム部と共に変形しない固定アーム部に接触部を設けている以上のブレーカは、接触部の上下方向の位置ずれを防止して、復帰温度を正確にできる特長を実現する。

【0021】

本発明の他の実施形態にかかるブレーカは、アーム部の変形アーム部に凸部を設けることができる。凸部は、可動接点と接触部との間に、バイメタルに向かって突出して設けられる。このブレーカは、接触部を固定アーム部に設けて、凸部を変形アーム部に設けて、凸部を可動接点と接触部との間に設けて、接触部と凸部とをバイメタルの両端部に接触させることができる。

【0022】

このブレーカは、接触部と凸部をバイメタルの両端部に接触する構造として、反転するバイメタルが、接触部と凸部を介してアーム部の特定位置を押し上げて、可動接点を確実にオフ状態に切り換えできる。

【0023】

本発明の他の実施形態にかかるブレーカは、アーム部の幅方向の中央部に長手方向に伸びる固定アーム部を設けることができる。このブレーカは、バイメタルに接触する接触部を最適位置に配置して、接触部とバイメタルとの接触位置を最適位置に配置できる。

【0024】

本発明の他の実施形態にかかるブレーカは、固定アーム部の長さ（Ｌ２）をアーム部の長さ（Ｌ１）の１０％～９０％の範囲内の所定値に設定することができ、この構造によって、接触部をバイメタル端部との最適位置に配置できる。

【0025】

本発明の他の実施形態にかかるブレーカは、固定接点金属板と可動接点金属板とバイメタルをケースの定位置に収納している。固定接点金属板は、固定接点を有し、可動接点金属板は固定接点と対向する位置に可動接点を配置している。バイメタルは、可動接点金属板の対向位置に配置されて、設定温度で反転して可動接点をオンからオフに切り換える。可動接点金属板は、反転するバイメタルに押されて可動接点を固定接点から離すアーム部と、ケースに固定している固定部とを備える。アーム部は、反転するバイメタルに押されて弾性変形して、可動接点を固定接点から離す変形アーム部と、変形アーム部からスリットを介して切り離されて、付け根部を固定部に連結している固定アーム部とに分割している。固定アーム部は、バイメタルに接触する接触部を有し、さらに、バイメタルの押圧力による固定アーム部の変形を制限するストッパ凸部をケースの内面に設けることができる。このブレーカは、ストッパ凸部で固定アーム部の変形をより確実に阻止して、接触部の上下方向の位置ずれをさらに少なくして、復帰温度を正確にできる特長がある。

【0026】

本発明の他の実施形態にかかるブレーカは、固定接点金属板を固定している本体ケースと、本体ケースの開口部を閉塞する閉塞プレートを備える蓋ケースとでケースを構成して、閉塞プレートの内面にストッパ凸部を設けることができる。

【0027】

本発明の他の実施形態にかかるブレーカは、接触部を、固定アーム部からバイメタルに向かって突出する突起とすることができる。
［実施形態１］

【0028】

図１～図３は、主として電池パックに内蔵されるブレーカ１００を示している。電池パックに内蔵されるブレーカ１００は、電池などの温度上昇をバイメタルで検出して電流を遮断する。電池パックは、異常な状態で使用され、あるいは電池の内部ショートなどが原因で発生する熱暴走で温度が上昇するので、ブレーカ１００を保護素子として内蔵することにより、電池の温度上昇をブレーカ１００で検出して電流を遮断して安全に使用できる。ブレーカ１００は、電池パックの保護素子として多用されているが、本発明は、ブレーカ１００の用途を特定するものではなく、たとえばモータ等のように温度上昇を検出して電流を遮断する全ての用途に使用するブレーカ１００に利用できる。
（ブレーカ１００）

【0029】

図１～図９に示すブレーカ１００は、ケース１と、ケース１に固定している固定接点５を有する固定接点金属板４と、固定接点金属板４の固定接点５と対向する位置に可動接点７を有し、かつ可動接点７を可動できるようにケース１に一部を固定している可動接点金属板６と、可動接点金属板６と固定接点金属板４との間に配設され、設定温度よりも高くなると非反転形状から反転形状に反転して、可動接点金属板６をオンからオフに切り換えるバイメタル８とを備えている。

【0030】

ブレーカ１００は、周囲温度が設定温度よりも低い状態では、図４、図６及び図８に示すように、バイメタル８が変形しない状態、すなわち非反転形状にあって可動接点７を固定接点５に接触させてオン状態となり、周囲温度が設定温度を超えると、図５、図７及び図９に示すように、バイメタル８が可動接点７を固定接点５から離してオフ状態に切り換え、周囲温度が復帰温度まで低下するとオフからオンに切り換える。ブレーカ１００は、周囲温度でバイメタル８を非反転形状から反転形状に変形させて、反転するバイメタル８が可動接点金属板６を変形して、可動接点金属板６の可動接点７を固定接点５から離してオフ状態に切り換える。反転したバイメタル８は、周囲温度が所定の温度まで低下すると、非反転形状に変形して、可動接点金属板６のアーム部６Ａを押圧しない状態となって、可動接点７を固定接点５に接触してオン状態に復帰する。

【0031】

さらに、図４～図９に示すブレーカ１００は、バイメタル８を加温するヒーター９を内蔵している。ヒーター９は、好ましくは板状のＰＴＣヒーターで、バイメタル８と固定接点金属板４との間に配設させて、バイメタル８を裏面から加温する。ヒーター９を内蔵するブレーカ１００は、ヒーター９でバイメタル８を加温して、ブレーカ１００をオフ状態に保持できる。このブレーカ１００は、オフ状態においてヒーター９に通電する回路（図示せず）を設けて、ヒーター９でバイメタル８を加温して、オフ状態に保持できる。このブレーカ１００は、電池パックに内蔵されて、電池パックの安全性をより向上できる。電池パックが異常な温度になってブレーカ１００で電流を遮断した後、電池でヒーター９に通電して、オフ状態に保持できるので、電池が放電できる限りブレーカ１００をオフ状態に保持して外部に流れる電流を遮断状態に保持できるからである。電池が完全に放電されると、ヒーター９に通電できなくなってヒーター９がバイメタル８を加温できなくなってオン状態に復帰しても、この状態では電池は放電できなくなっているので、安全性は確保される。さらに、ヒーター９を内蔵するブレーカ１００は、電池の異常を検出してヒーター９に通電して、ヒーター９でバイメタル８を加熱して電池の電流を遮断することもできる。ブレーカ１００を内蔵する電池パックは、素電池と直列にブレーカ１００を接続して、ブレーカ１００で電池の電流を遮断する。ヒーター９でバイメタル８を加熱してオン状態に保持するブレーカ１００は、電池が完全に放電されて、電池がヒーター９に電力供給されなくなって、復帰温度以下になるとバイメタル８が非反転形状に復帰して接点をオン状態に切り換える。
（ケース１）

【0032】

ケース１は、プラスチック製の本体ケース１Ａと蓋ケース１Ｂとからなり、本体ケース１Ａに蓋ケース１Ｂを超音波溶着して連結し、あるいは接着して連結している。ケース１は、固定接点金属板４と可動接点金属板６を定位置に固定している。図のケース１は、本体ケース１Ａの底部に固定接点金属板４をインサート成形して固定すると共に、本体ケース１Ａと蓋ケース１Ｂとの間に可動接点金属板６を挟着状態で固定して、本体ケース１Ａの開口部を蓋ケース１Ｂで閉塞している。本体ケース１Ａは、両端部分に、第１の外壁１１Ａと第２の外壁１１Ｂとを突出するように設けて、第１の外壁１１Ａと第２の外壁１１Ｂとの間に、バイメタル８とヒーター９を定位置に配置する収納部２０を設けている。図のケース１は、本体ケース１Ａに設けている収納部２０の底面を固定接点金属板４で閉塞して、連結する蓋ケース１Ｂで収納部２０の上面を閉塞している。
（本体ケース１Ａ）

【0033】

本体ケース１Ａは、外周壁１０の内側にバイメタル８を配置する収納部２０を設けている。外周壁１０は、第１の外壁１１Ａ及び第２の外壁１１Ｂからなる一対の外壁１１と、一対の外壁１１の両端を連結している一対の対向壁１２とからなり、対向壁１２と外壁１１の内側に収納部２０を設けている。本体ケース１Ａは、収納部２０の周囲を外周壁１０で囲み、外周壁１０の底面と上面を閉塞している。収納部２０の底面は、本体ケース１Ａと一体的に成形している底部１３や固定接点金属板４で閉塞し、上面は本体ケース１Ａに連結している蓋ケース１Ｂで閉塞して、収納部２０を閉塞された中空状としている。

【0034】

本体ケース１Ａは、固定接点金属板４をインサート成形して固定している。図３～図９において、固定接点金属板４は中間部４Ｂを第１の外壁１１Ａに埋設するようにインサート成形して本体ケース１Ａに固定している。この固定接点金属板４は、第１の外壁１１Ａを貫通する状態で本体ケース１Ａに固定されて、ケース１の内部に露出する部分に固定接点５を設けて、外部に引き出される部分を接続端子４Ｘとしている。
（バイメタル８）

【0035】

バイメタル８は、加熱されると変形して反転するように、熱膨張率が異なる金属を積層したものである。バイメタル８は、ヒーター９と可動接点金属板６のアーム部６Ａとの間に配設され、設定温度で反転して、可動接点７を固定接点５から離してブレーカ１００をオフ状態に切り換える。バイメタル８は、薄くしてブレーカ１００全体を薄くできるので、好ましくは厚さ（ｔ）を０．０５ｍｍ以上であって０．１ｍｍ以下とする。さらにバイメタル８は、中央凸に湾曲する形状であって、反転しない状態、すなわち、非反転形状においては、図４、図６、及び図８に示すように、中央突出部をアーム部６Ａ側に突出させる姿勢に保持される。バイメタル８は、設定温度になると反転して反転形状に変形するが、反転形状では、図５、図７及び図９に示すように、中央突出部をヒーター９側に突出させる姿勢となって、両端部でアーム部６Ａを押圧する形状となる。バイメタル８は、反転形状では、中央突出部をヒーター９に接触させると共に、両端部分でアーム部６Ａを押圧して、アーム部６Ａを押し上げて可動接点７を固定接点５から離してオフに切り換える。
（可動接点金属板６）

【0036】

可動接点金属板６は弾性変形する金属板で、ケース１に固定される固定部６Ｂと、先端に可動接点７を設けているアーム部６Ａとを有する。可動接点金属板６は、図４～図９に示すように、固定部６Ｂをケース１に固定して、アーム部６Ａをケース１に設けている収納部２０に配設している。可動接点金属板６は、ケース１に設けている第２の外壁１１Ｂの上部に固定部６Ｂを固定している。可動接点金属板６は、固定部６Ｂの外側端部をケース１から突出させて接続端子６Ｘとしている。

【0037】

アーム部６Ａは、固定接点５との対向面に可動接点７を設けている。この可動接点金属板６は、バイメタル８の非反転形状では、先端部の可動接点７を固定接点５に接触させてブレーカ１００をオン状態とし、バイメタル８の反転形状では、バイメタル８に押されて、可動接点７を固定接点５から離してブレーカ１００をオフ状態とする。

【0038】

可動接点金属板６は、図４～図９に示すように、アーム部６Ａを収納部２０に配置されたバイメタル８の上方に配置している。図に示す可動接点金属板６は、弾性変形できる１枚の弾性金属板からなる。可動接点金属板６は、電流容量を考慮して厚さ（ｄ）を特定するが、電池パックに内蔵されるマイクロブレーカ１００にあっては、たとえば、０．０８ｍｍ以上であって０．５ｍｍ以下とする。さらに、可動接点金属板６の厚さ（ｄ）は、ブレーカ１００の最大電流容量を考慮して最適値に設定するので、好ましくは０．１ｍｍ以上であって、０．５ｍｍ以下に設定する。

【0039】

可動接点金属板６は、弾性と導電性を考慮して材質を特定するが、たとえば、Ｃｕ－Ｚｒ系合金やＣｕ－Ｃｒ－Ａｇ－Ｓｉ系合金が使用できる。Ｃｕ－Ｚｒ系合金は、母体となるＣｕに、好ましくは０．０５～０．１５wt％のＺｒを含有している。Ｃｕ－Ｃｒ－Ａｇ－Ｓｉ系合金は、母体となるＣｕに、０．０１～５wt％、好ましくは０．０１～２．５wt％のＣｒと、０．０１～５wt％、好ましくは０．０１～２．５wt％のＡｇと、０．０１～５wt％、好ましくは０．０１～２．５wt％のＳｉを含有している。さらに、可動接点金属板６は、ＣｒとＡｇとＳｉの合計含有率を０．５～３重量％、ＩＡＣＳを７８％～８４％とする銅合金とする弾性金属板（マテリオン パーフォーマンス アロイズ アンド コンポジット社（MATERION PERFORMANCE ALLOYS AND COMPOSITES USA）のＱＭＥＴ ３００ 登録商標）とすることができる。さらにまた、弾性金属板６は、ＮｉとＰとＺｎとＦｅとを含有する銅合金、ＦｅとＰとＺｎとを含有する銅合金、ＣｒとＭｇとを含有するＩＡＣＳを７５％以上とする銅合金、Ｚｒを含有するＩＡＣＳを８０％以上とする銅合金、Ｓｎを含有するＩＡＣＳを８０％以上とする銅合金等の弾性金属板等も使用できる。

【0040】

ただし、本明細書においてＩＡＣＳ［international annealed copper standerd］は、電気抵抗又は電気伝導度の基準として、国際的に採択された焼鈍標準軟銅（体積抵抗率を１．７２４１×１０^-2μΩｍ）の導電率を１００％として規定する表記である。

【0041】

可動接点金属板６は、アーム部６Ａの先端部であって固定接点５との対向面に可動接点７を設けている。図１０に示すアーム部６Ａの可動接点７は、固定接点５と対向する領域に銀、又は銀合金からなる金属板を固定して設けており、固定接点５との接触抵抗を低減させている。可動接点７は、例えば、厚さを１００μｍ～１５０μｍとするＡｇ－Ｎｉ合金をシーム溶接して接合している。このアーム部６Ａは、バイメタル８が熱変形しない状態では、可動接点７が固定接点５に接触してオン状態となり、バイメタル８が熱変形する状態では、バイメタル８に押圧されて弾性変形して、可動接点７が固定接点５から離れてオフ状態となる。

【0042】

図２と図３の分解斜視図に示す可動接点金属板６のアーム部６Ａは、スリット６ｃを介して変形アーム部６ｂと固定アーム部６ａとに分離して、変形アーム部６ｂには凸部６ｄを、固定アーム部６ａには接触部の一形態として、固定アーム部６ａから突出させた突起６ｅを設けている。突起６ｅと凸部６ｄは、バイメタル８の両端部に向かって突出する。アーム部６Ａは、付け根部６ｆ側に突起６ｅを、可動接点７と突起６ｅとの間に凸部６ｄを配置している。突起６ｅと凸部６ｄは、バイメタル８の両端部の接触位置に配置される。このアーム部６Ａは、突起６ｅと凸部６ｄを介して反転するバイメタル８に押し上げられて弾性変形して、可動接点７をオフ状態に切り換える。アーム部６Ａは、突起６ｅと凸部６ｄを介してバイメタル８の両端部で押し上げられる。このブレーカ１００は、反転バイメタル８が突起６ｅと凸部６ｄを介してアーム部６Ａの特定位置を押し上げて、接点を確実にオンオフに切り換える。

【0043】

可動接点金属板６は、復帰温度のばらつき、すなわち復帰温度の誤差を少なくするために、アーム部６Ａを変形アーム部６ｂと固定アーム部６ａとに分離している。固定アーム部６ａは、変形アーム部６ｂと一緒に変形しないように、変形アーム部６ｂからスリット６ｃで分離されて、付け根部６ｆを固定部６Ｂに連結している。固定アーム部６ａは先端部に、バイメタル８に向かって突出する突起６ｅを設けている。変形アーム部６ｂは、固定接点５との対向位置に可動接点７を配置して、可動接点７と固定部６Ｂとの間に凸部６ｄを設けて、凸部６ｄをバイメタル８の端部（図においてバイメタル８の右側端部）に接触する位置に配置している。

【0044】

図２と図３のアーム部６Ａは、幅方向の中央部に長手方向に伸びる固定アーム部６ａを設けて、固定アーム部６ａの両側に変形アーム部６ｂを配置している。このアーム部６Ａは、突起６ｅを中央部に設けて、左右の変形アーム部６ｂをバランスよく同じ形状に弾性変形できる。固定アーム部６ａは、突起６ｅを最適位置に配置する長さとする。固定アーム部６ａの長さ（Ｌ２）は、例えば長さをアーム部６Ａ全長（Ｌ１）の１０％～９０％、好ましくは２０％～８０％、さらに好ましくは２５％～７５％として、突起６ｅをバイメタル８の端部（図において左端）に配置できる。

【0045】

アーム部６Ａのスリット６ｃは、固定アーム部６ａと変形アーム部６ｂとの間に設けられて、固定アーム部６ａを変形アーム部６ｂから切り離して、一緒に弾性変形しない構造としている。アーム部６Ａは、固定アーム部６ａの両側縁と先端縁の外周に沿ってスリット６ｃを設けて、付け根部６ｆを固定部６Ｂに連結している。スリット６ｃは、固定アーム部６ａを変形アーム部６ｂから分離して、固定アーム部６ａを変形することなく、変形アーム部６ｂのみを弾性変形できる隙間、例えば０．１～０．３ｍｍとしている。

【0046】

ブレーカ１００のアーム部６Ａは、接点のオン状態で通電部分となるので、電気抵抗を小さくしてジュール熱による発熱を少なくできる。ジュール熱で発熱するバイメタル８は、アーム部６Ａを加熱して、周囲温度が設定温度まで上昇していない状態で反転して電流を遮断する弊害となる。アーム部６Ａは、金属板を厚くして電気抵抗を小さくできる。しかしながら、アーム部６Ａを厚い金属板とするブレーカ１００は、バイメタル８が強い力でアーム部６Ａを押し上げて接点をオフ状態に切り換える必要があり、バイメタル８を厚くする必要がある。

【0047】

図２に示すように、固定アーム部６ａの両側に変形アーム部６ｂを設けて、両側の変形アーム部６ｂのみを変形するアーム部６Ａは、固定アーム部６ａの両側に、小さい押し上げ力で変形する横幅の狭い２列の変形領域６ｇが配置される。したがって、この構造の可動接点金属板６は、金属板を厚くしてアーム部６Ａの電気抵抗を小さくしながら、変形領域６ｇを変形して、バイメタル８の小さい押し上げで変形して接点をオフ状態に切り換えできる特長がある。アーム部６Ａは、固定アーム部６ａを設けることで、この領域の電気抵抗は局所的には増加するが、金属板を厚くすることで、他の領域の電気抵抗を小さくできるので、アーム部６Ａ全体の実質的な電気抵抗は小さくしながら、バイメタル８の押し上げ力を強くすることなく、薄いバイメタルで接点をオフ状態に切り換えできる特長も実現できる。この構造のアーム部６Ａは、厚い金属板を使用しながら、変形領域６ｇの横幅（Ｗ４）を狭くしてバイメタル８の押し上げ力を減少でき、また変形領域６ｇの横幅（Ｗ４）を広くして全体の電気抵抗を小さくできる。

【0048】

固定アーム部６ａの横幅は、可動接点金属板６に使用する金属板の厚さと、アーム部６Ａに要求される電気抵抗と、バイメタル８がオン状態に切り換えする押し上げ力とを考慮して最適値に設定されるが、固定アーム部６ａの横幅（Ｗ２）は、好ましくは、固定アーム部６ａを設けている領域の横幅（Ｗ５）の２０％～７０％、さらに好ましくは３０％～５０％に設定される。
（蓋ケース１Ｂ）

【0049】

蓋ケース１Ｂは、図４～図９に示すように、アーム部６Ａの上方をカバーする状態で、本体ケース１Ａの開口部を閉塞する閉塞プレート２７ａを備える。図に示す閉塞プレート２７ａは、積層金属板２４を連結プラスチック２３にインサート成形して固定している。蓋ケース１Ｂは、閉塞プレート２７ａにストッパ凸部２５を設けている。閉塞プレート２７ａは、積層金属板２４を下面に露出させて、積層金属板２４の表面にストッパ凸部２５を設けている。ストッパ凸部２５は、固定アーム部６ａの上方に配置されて、バイメタル８に押されて固定アーム部６ａが変形するのを制限し、あるいは阻止するが、変形領域６ｇが上に変形するのは阻止しない。ストッパ凸部２５は、変形アーム部６ｂの変形領域６ｇがバイメタル８に上に押されて変形するのを制限しないように、固定アーム部６ａの上方に局所的に配置されて、変形アーム部６ｂの上方には配置されない。

【0050】

以上の蓋ケース１Ｂは、連結プラスチック２３の外周縁部を本体ケース１Ａの外周壁１０の上面に固定して、本体ケース１Ａの開口部を閉塞する。蓋ケース１Ｂの連結プラスチック２３は、図２と図３に示すように、本体ケース１Ａの外周壁１０と対向する外周縁部に、本体ケース１Ａ側に突出する外周壁２７ｂを備えている。連結プラスチック２３の外周壁２７ｂは、本体ケース１Ａの両端部に設けている第１の外壁１１Ａと第２の外壁１１Ｂに固定され、さらに対向壁１２に固定される。

【0051】

図５～図９に示すケース１は、蓋ケース１Ｂと本体ケース１Ａとを正確に位置決めしながら連結するために、互いに嵌合する連結凸部１５、１７と連結凹部１６、１８とを備えている。本体ケース１Ａは、前述のように、第２の外壁１１Ｂの上面において、可動接点金属板６の固定部６Ｂを貫通して位置決めする連結凸部１５を突出して設けている。蓋ケース１Ｂは、本体ケース１Ａの第２の外壁１１Ｂ側の端部において、この連結凸部１５と対向する位置に、連結凸部１５を案内する連結凹部１６を設けている。さらに、図２と図３に示す蓋ケース１Ｂは、本体ケース１Ａの第１の外壁１１Ａ側の端部の両側において、外周壁２７ｂの下面から本体ケース１Ａに向かって突出する連結凸部１７を設けている。本体ケース１Ａは、図２と図３に示すように、これらの連結凸部１７と対向する外周壁１０の上面に、連結凸部１７を案内する連結凹部１８を設けている。

【0052】

以上のケース１は、本体ケース１Ａの第１の外壁１１Ａ側の端部において、蓋ケース１Ｂの両側の連結凸部１７が本体ケース１Ａの連結凹部１８に案内されると共に、本体ケース１Ａの第２の外壁１１Ｂ側の端部において、可動接点金属板６の固定部６Ｂを貫通する連結凸部１５が蓋ケース１Ｂの連結凹部１６に案内されて、蓋ケース１Ｂが本体ケース１Ａの正確な位置に連結される。

【0053】

連結凸部１５、１７と連結凹部１６、１８を介して定位置に連結される蓋ケース１Ｂと本体ケース１Ａは、超音波溶着して連結プラスチック２３が本体ケース１Ａに固定される。図２～図９に示す蓋ケース１Ｂは、連結プラスチック２３の外周壁２７ｂの下面であって、本体ケース１Ａの外周壁１０との対向面に位置して、超音波振動で溶融される溶融凸条２８を設けている。図の蓋ケース１Ｂは、外周壁２７ｂの下面に沿って溶融凸条２８を突出して設けている。この蓋ケース１Ｂは、可動接点金属板６の固定部６Ｂと対向する部分を除く外周縁部に、底面視略コ字状の溶融凸条２８を設けている。この蓋ケース１Ｂは、前述の連結凸部１５、１７と連結凹部１６、１８とを介して本体ケース１Ａの定位置に連結する状態で、外周部を超音波振動させて、溶融凸条２８を摩擦熱で溶融させて本体ケース１Ａの外周壁１０に溶着させる。さらに、超音波振動される蓋ケース１Ｂと本体ケース１３は、互いに連結された連結凸部１５、１７と連結凹部１６、１８の接触部分も摩擦熱で溶融されて互いに溶着される。ただ、ケース１は、蓋ケース１の連結プラスチックと本体ケース１とを接着して、あるいは嵌着構造や係止構造で連結して固定することもできる。

【0054】

さらに、図２と図３のブレーカ１００は、蓋ケース１Ｂに変形制限凸部２６を設けている。変形制限凸部２６は、バイメタル８が熱変形して可動接点７が固定接点５から離れるオフ状態において、アーム部６Ａがバイメタル８に押されて変形する変形量を制限するために、アーム部６Ａの先端部、すなわち可動接点７側を下方に押圧する位置にあって、アーム部６Ａ側に突出している。このブレーカ１００は、アーム部６Ａの先端部を変形制限凸部２６で下向きに、すなわち固定接点５側に押圧して、アーム部６Ａが反転したバイメタル８に押し上げられて変形する量を制限できる。このため、この構造のブレーカ１００は、反転したバイメタル８がアーム部６Ａを弾性限界を超えるように押し上げてバネ性を低下させるのを防止して、復帰後において可動接点７を固定接点５に所定の接触圧で押圧して接触抵抗を小さく保持できる特長がある。

【0055】

可動接点金属板６は、固定部６Ｂを本体ケース１Ａの第２の外壁１１Ｂに固定して、アーム部６Ａを収納部２０に配置している。図４ないし図９のブレーカ１００は、第２の外壁１１Ｂの上端面に可動接点金属板６の固定部６Ｂを固定している。本体ケース１Ａは、図２及び図３に示すように、第２の外壁１１Ｂ上端面に、外周壁１０の上面よりも一段低い段差凹部２１を設けており、この段差凹部２１に可動接点金属板６の固定部６Ｂを嵌合させて定位置に配置している。図６と図７に示す本体ケース１Ａは、この段差凹部２１の中央部から突出して、可動接点金属板６の固定部６Ｂを貫通する連結凸部１５を設けている。可動接点金属板６の固定部６Ｂには、連結凸部１５を貫通させる貫通孔６Ｆを設けている。図に示す連結凸部１５は、水平断面形状を長円形として、可動接点金属板６の固定部６Ｂを正確な姿勢で段差凹部２１に配置できるようにしている。さらに、図２と図３に示す段差凹部２１は、可動接点金属板６の両側部を位置決めする位置決リブ２２を第２の外壁１１Ｂの上端部に形成している。図３に示す第２の外壁１１Ｂは、その上端面において、位置決リブ２２以外の部分を、外周壁１０の上面よりも低くして段差凹部２１を設けることにより、段差形状の位置決リブ２２を形成している。可動接点金属板６は、固定部６Ｂの両側に位置決リブ２２を案内する位置決凹部６Ｇを設けている。可動接点金属板６は、固定部６Ｂに開口された貫通孔６Ｆに連結凸部１５が挿入されると共に、固定部６Ｂの両側に設けた位置決凹部６Ｇに位置決リブ２２が案内されて、第２の外壁１１Ｂの段差凹部２１の定位置に配置される。固定部６Ｂが段差凹部２１に配置された可動接点金属板６は、接着して第２の外壁１１Ｂに固定され、あるいは本体ケース１Ａに固定される蓋ケース１Ｂに挟まれて、すなわち、第２の外壁１１Ｂの段差凹部２１の底面と蓋ケース１Ｂの対向面とで上下両面から挟着されてケース１の定位置に固定される。

【0056】

可動接点金属板６は、ケース１から外部に引き出される延伸部分を接続端子６Ｘとしている。図に示す接続端子６Ｘは、ケース１の反対側の端面から引き出される固定接点金属板４の接続端子４Ｘとほぼ同一平面に位置するように後端部を段差形状に折り曲げている。
（固定接点金属板４）

【0057】

固定接点金属板４は、インサート成形して本体ケース１Ａに固定している。固定接点金属板４は、先端部４Ａで収納部２０の底部１３の開口部を閉塞し、中間部４Ｂと先端部４Ａの一部を収納部２０の底部１３から本体ケース１Ａの第１の外壁１１Ａに埋設するようにインサート成形して、本体ケース１Ａに固定している。図３の固定接点金属板４は、収納部２０の底部を閉塞する部分よりも、第１の外壁１１Ａに埋設される部分を高くするように段差部４Ｄを設けて、段差部４Ｄを本体ケース１Ａの底部１３に埋設して、段差部４Ｄの後端側を底部１３の上面に露出させて、この露出部を固定接点５としている。

【0058】

固定接点金属板４は、図１０に示すように、可動接点７と対向する領域に銀メッキ層を設けて固定接点５として接触抵抗を小さくできる。固定接点５の銀メッキ層は、たとえば５μｍである。ただ、固定接点５の銀メッキ層の膜厚は、３μｍ～２０μｍ、好ましくは４μｍ～１０μｍとすることができる。固定接点５の銀メッキ層を薄くすることで、製造コストを低減できる。

【0059】

固定接点金属板４は、ケース１から外部に引き出される延伸部分を接続端子４Ｘとしている。図に示す固定接点金属板４は、ケース１から外部に延長される部分を、ケース１に埋設される中間部４Ｂから直線状に引き出して接続端子４Ｘとしている。

【0060】

全体が極めて小さいマイクロブレーカ１００は、接点の接触位置のわずかなずれによっても接触抵抗は増加する。可動接点７と固定接点５の接触圧が弱く、オン状態では可動接点７と固定接点５が極めて狭い局部で接触しているからである。さらに、ブレーカ１００の可動接点７と固定接点５の表面は、常に全面が均一な状態には保持されず、常時接触している位置に比較して、常時接触していない非接触位置の表面は薄膜の酸化膜などによって接触抵抗が増加する。

【0061】

マイクロブレーカ１００は、接点の接触抵抗を小さくすることを目的として、活性化処理が採用されている。接点の活性化処理は、オン状態で通電しながら、超音波振動させる。この方法で活性化処理された接点は、可動接点７と固定接点５とが特定の位置で接触する状態に限って、接触抵抗を小さくするので、接点の接触位置がずれると接触抵抗は増加する。
（接点の活性化処理）

【0062】

弱い接触圧のマイクロブレーカ１００は、組み立てた状態で、接点を活性化処理して接触抵抗を小さくできる。接点の活性化処理は、組み立てられたブレーカ１００の接点に通電する状態で超音波振動させて処理される。ブレーカ１００は、可動接点７と固定接点５とを互いに衝突させて離反方向に超音波振動させる。すなわち、ブレーカ１００は、固定接点５と可動接点７とが互いに接近し衝突し、また互いに離れる方向に相対的に移動するように超音波振動させる。超音波振動させる状態で接点の電流は、抵抗負荷の状態で、好ましくは０．１Ａ～１００Ａとする。超音波振動時における接点電流を大きくして、接点はより効果的に活性化される。抵抗と直列にコイルを接続しているインダクタンスのある負荷は、電流を遮断するときにコイルに蓄えられる電流エネルギーが大きくなるので接点電流を小さくして接点を活性化できる。コイルに蓄えられる電流のエネルギーを消費するために、接点の放電電流が大きくなるからである。したがって、接点電流は、抵抗負荷とインダクタンス負荷とを考慮して最適な値に設定する。さらに、ブレーカ１００は、接点の電流を大きくするとジュール熱で発熱してそれ自体でオフ状態に切り換えられる特性がある。超音波振動で接点を活性化するには、可動接点７を固定接点５に接触するオン状態に保持する必要がある。したがって、接点に大電流を流して超音波振動させる方法は、超音波振動させる時間を短くして、接点がオン状態にある状態で超音波振動させる。したがって、接点に大電流を流して超音波振動させる方法は、超音波振動させる時間を短くする。

【0063】

通電状態で接点を超音波振動させる時間は０．１ミリ秒～１秒とする。超音波振動させる時間は、長くして接点をより効果的に活性化できるが、長すぎると接点の銀メッキ層が損傷を受けるので、銀メッキ層を損傷することなく接点を活性化できる時間に設定される。また、超音波振動による接点の活性化は、接点電流、負荷の種類、超音波振動の振幅にも影響を受け、接点電流と振幅が大きいと短時間で接点がより効果的に活性化される。したがって、超音波振動させる時間は、接点電流と超音波振動の振幅を考慮して前述の範囲で最適値に設定される。

【0064】

また、接点を超音波振動させる周波数は２０ＫＨｚ～６ＧＨｚ、好ましくは２０ＫＨｚ～１ＧＨｚとする。超音波振動の周波数を高くして、単位時間に可動接点７と固定接点５との衝突回数と離反回数とを多くできる。ただ、超音波振動の周波数が高すぎると可動接点７が固定接点５から離れる間隔が狭くなって放電による活性化が低下し、反対に周波数が低すぎると衝突回数が少なくなって活性化が低下するので、超音波振動の周波数は、アーム部６Ａの厚さや長さを考慮し、さらにアーム部６Ａの共振周波数を考慮して、最適値に設定される。

【0065】

さらに、ブレーカ１００を超音波振動させる振幅は０．０１μｍ～１００μｍとする。超音波振動の振幅を大きくして、可動接点７が固定接点５に衝突する運動のエネルギーを大きくでき、また可動接点７が固定接点５から離れる間隔を大きくできる。ブレーカ１００を超音波振動させる振幅は、可動接点７を固定接点５から離す隙間に影響を与える。ただ、可動接点７が固定接点５から離れる間隔は、アーム部６Ａを共振させることで、ブレーカ１００を超音波振動させる振幅よりも大きくできる。したがって、ブレーカ１００を超音波振動させる周波数を、アーム部６Ａの共振周波数やその近傍、あるいはその共振周波数の整数倍、あるいは又、共振周波数の整数分の１に設定することで可動接点７を固定接点５から充分な間隔に離して、効果的に活性化できる。

【0066】

ブレーカ１００を超音波振動させる振幅を大きくするには、ブレーカ１００に接触してこれを超音波振動させる超音波振動子や超音波ホーンの出力を大きくする必要がある。大出力の超音波振動子や超音波ホーンをブレーカ１００のケース１に押圧して超音波振動させると、超音波振動子との接触箇所が超音波振動による発熱で変形する等の弊害があるので、ブレーカ１００を超音波振動させる振幅は、接点を活性化できる範囲で小さく設定される。
（ヒーター９）

【0067】

ヒーター９は、通電されることによって発熱して、バイメタル８を加熱する。ヒーター９は、対向面を長円形あるいは長方形とする厚みのあるヒーターで、上面と下面に電極を設けている。ヒーターには、例えば、通電されてバイメタル８を加熱できる全てのヒーターを使用することができる。上下面に電極を設けているヒーター９は、下面を固定接点金属板４に接触して、上面をバイメタル８を介してアーム部６Ａに接触できるようにしている。このヒーター９は、アーム部６Ａの可動接点７が固定接点５に接触するオン状態では、アーム部６Ａとバイメタル８とが非接触状態となって通電されず、アーム部６Ａの可動接点７が固定接点５から離れてオフ状態となる状態では、アーム部６Ａに接触するバイメタル８と固定接点金属板４とを介して通電されて発熱し、バイメタル８を加熱する。加熱されるバイメタル８は、可動接点７を固定接点５から離すオフ状態に保持する。この無通電タイプのブレーカ１００は、オフ状態に切り換えられた状態で、可動接点７をオフ状態に保持するので、電池パックに安全に使用できる。それは、電池パックが異常な状態で使用されて設定温度よりも高くなり、無通電タイプのブレーカ１００がオフに切り換えられた後は、電池パックの電池からヒーター９に通電され続けてバイメタル８が加熱されるので、ブレーカ１００がオン状態に復帰することなく、電池が放電されるまで電流を遮断する状態に保持できるからである。

【0068】

ただ、ブレーカ１００は、必ずしもヒーターを内蔵する構造には限定しない。ヒーターを内蔵しないブレーカ１００は、バイメタル８が設定温度よりも高くなって変形し、アーム部６Ａを変形させて接点をオフ状態に切り換えると、バイメタル８を加熱してブレーカ１００をオフ状態に保持することなく、バイメタル８が所定の温度まで低下すると、バイメタル８とアーム部６Ａとを復帰させてブレーカ１００をオン状態に切り換える。
［実施形態２］

【0069】

以上のブレーカは、固定アーム部６ａに接触部の一形態として、突起６ｅを設けた例を説明した。ただ本発明は接触部をこのような突起を設けた形態に限定せず、突起を設けない構成としてもよい。すなわち接触部は必ずしも固定アーム部から突出させた突起とする必要はなく、例えば固定アーム部の平坦面を接触部とすることもできる。このような例を実施形態２に係るブレーカとして図１１～図１２に示す。これらの図において、上述した実施形態１と同様の部材については同じ符号を付して詳細説明を適宜省略する。これらの図に示すブレーカでは、固定アーム部６ａ’には接触部として、突起に代えて平坦面６ｅ’としている。この構成においても、同様の特性を得られることを本発明者は確認した。
（ブレーカ１００の電池パックへの内蔵）

【0070】

以上のブレーカ１００は、例えば、電池パックに内蔵されて、電池や周囲温度が高温になり、あるいは電池パックが異常な状態で使用されるときに電流を遮断する。電池パックに内蔵されるブレーカ１００は、ケース１の両端から引き出された一対の接続端子６Ｘ、４Ｘが、直接に、あるいは接続リードを介して電池端子や回路基板に接続される。接続端子６Ｘ、４Ｘは、例えば、レーザー溶接により接続リードや電池端子に接続される。また、ブレーカ１００は、ケース１が電池表面や回路基板に接近する状態で、好ましくは熱結合状態で配置されて、電池や周囲温度が高温になると内蔵するバイメタル８を反転させて電流を遮断する。
（ブレーカの回路基板への固定）

【0071】

以上のブレーカは、回路基板やリード板にハンダ付けして固定することもできる。回路基板に直接半田付けするブレーカは、ケースから外部に引き出される可動接点金属板の接続端子と固定接点金属板の接続端子を、ケースの底面、すなわち本体ケースの底面とほぼ同一平面に位置するように折り曲げる。このブレーカは、ケースの両端から外部に引き出された接続端子を回路基板にハンダ付けして固定できる。このブレーカは、ケースの底面、すなわち、本体ケースの底面を回路基板の上に載せて、回路基板にハンダ付けできる。
［実施例１］

【0072】

バイメタル８を２．２ｍｍ×２．４ｍｍの長方形、厚さ（ｔ）を０．０５ｍｍ、反転温度を８５℃、復帰温度を３０℃とし、
可動接点金属板６にはＣｕ－Ｚｒ系合金を使用して、可動接点金属板６の厚さ（ｄ）を０．１５ｍｍ、
アーム部６Ａの長さ（Ｌ１）を４．５ｍｍ、最大横幅（Ｗ１）を２．１ｍｍ、
固定アーム部６ａの長さ（Ｌ２）を１．８ｍｍ、横幅（Ｗ２）を０．５ｍｍ、
スリット６ｃの隙間（Ｗ３）を０．２ｍｍ、
さらに、アーム部６Ａの先端部に可動接点７を設けて、この可動接点７を厚さ１２０μｍとするシーム材（Ａｇ－Ｎｉ）とし、固定接点５を、４．５μｍのＡｇメッキ層とし、ケース１の外形を、縦５．８ｍｍ、横２．８ｍｍ、高さ１．１５ｍｍとするブレーカ１００の復帰温度の誤差は、アーム部６Ａを固定アーム部６ａと変形アーム部６ｂとに分離しない従来のブレーカ１００の復帰温度の誤差の１／５以下と極めて小さく、復帰温度のばらつきを著しく小さくして、接点をオン状態に復帰できる。
さらに、このブレーカ１００は、可動接点金属板６に厚さを０．１５ｍｍ厚い金属板を使用して、周囲温度６０℃における最大電流容量を１３Ａ、オン抵抗を１．５ｍΩと小さくできる。

【0073】

この実施例１で使用したＣｕ－Ｚｒ系合金は、以下の組成とした。
Ｃｕ………９９．９wt％
Ｚｒ………０．１wt％
［実施例２］

【0074】

閉塞プレート２７ａにストッパ凸部２５を設ける以外、実施例１と同じ構造であって、閉塞プレート２７ａにストッパ凸部２５を設けるブレーカ１００は、復帰温度の誤差が従来のブレーカ１００の１／６以下とさらに正確になる。
［比較例１］

【0075】

可動接点金属板６のアーム部６Ａを固定アーム部６ａと変形アーム部６ｂとに分離することなく、厚さを０．１ｍｍとする可動接点金属板６を使用する以外は実施例１と同様にして比較例１のブレーカ１００を製造した。このブレーカ１００は、復帰温度の誤差が１０℃～１５℃となり、６０℃における最大電流容量が９Ａ、ブレーカ１００のオン抵抗が３ｍΩとなる。

【0076】

以上のことから、実施例１及び実施例２のブレーカ１００は、可動接点金属板６に固定アーム部６ａと変形アーム部６ｂとに分離して、固定アーム部６ａに突起６ｅを設けることで、復帰温度の誤差を著しく低減でき、さらに、ブレーカ１００の最大電流容量を、比較例のブレーカ１００の９Ａから１３Ａと４Ａも増大できる。実施例１及び２のブレーカ１００は、可動接点金属板６を厚くし、アーム部６Ａを固定アーム部６ａと変形アーム部６ｂとして、固定アーム部６ａに突起６ｅを設け、反転するバイメタル８では変形アーム部６ｂのみを変形させるので、比較例と同じバイメタル８を使用して、復帰温度を正確にでき、また、最大電流容量を増大し、オン抵抗を小さくできる特長を実現する。

【産業上の利用可能性】

【0077】

本発明は、周囲温度が上昇して電流を遮断した後、周囲温度が低下して通電する復帰温度を高い精度でコントロールできるブレーカとして好適に採用できる。

【符号の説明】

【0078】

１００…ブレーカ
１…ケース
１Ａ…本体ケース
１Ｂ…蓋ケース
４…固定接点金属板
４Ａ…先端部
４Ｂ…中間部
４Ｄ…段差部
４Ｘ…接続端子
５…固定接点
６…可動接点金属板
６Ａ…アーム部
６ａ、６ａ’…固定アーム部
６ｂ…変形アーム部
６ｃ…スリット
６ｄ…凸部
６ｅ…突起
６ｅ’…平坦面
６ｆ…付け根部
６ｇ…変形領域
６Ｂ…固定部
６Ｆ…貫通孔
６Ｇ…位置決凹部
６Ｘ…接続端子
７…可動接点
８…バイメタル
９…ヒーター
１０…外周壁
１１…外壁
１１Ａ…第１の外壁
１１Ｂ…第２の外壁
１２…対向壁
１３…底部
１５…連結凸部
１６…連結凹部
１７…連結凸部
１８…連結凹部
２０…収納部
２１…段差凹部
２２…位置決リブ
２３…連結プラスチック
２４…積層金属板
２５…ストッパ凸部
２６…変形制限凸部
２７ａ…閉塞プレート
２７ｂ…外周壁
２８…溶融凸条
１０１…可動接点金属板
１０５…固定接点
１０６…固定接点金属板
１０７…可動接点
１０８…バイメタル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】