無通電タイプのブレーカ
【課題】可動接点金属板とバイメタルとを別の金属板として、異常時に速やかに電流を遮断しながら全体を薄くする。
【解決手段】無通電タイプのブレーカは、絶縁ケース２と外装金属板３とからなる外装ケース１の収納スペース２０に、固定接点５を有する固定接点金属板４と、可動接点７を有する可動接点金属板６と、バイメタル８とヒーター９を内蔵している。外装金属板３と固定接点金属板４は対向する位置にあって絶縁ケース２に固定している。バイメタル８は中央凸に湾曲する形状で、ヒーター９と可動接点金属板６との間に配設している。絶縁ケース２は、両端に第１の外壁１１Ａと第２の外壁１１Ｂとを設けて、第１の外壁１１Ａに固定接点金属板４の中間部４Ｂを、第２の外壁１１Ｂに可動接点金属板６の一部を固定している。外装金属板３は、インサート成形することなく第１の外壁１１Ａと第２の外壁１１Ｂとに固定して収納スペース２０の開口部を閉塞している。
【解決手段】無通電タイプのブレーカは、絶縁ケース２と外装金属板３とからなる外装ケース１の収納スペース２０に、固定接点５を有する固定接点金属板４と、可動接点７を有する可動接点金属板６と、バイメタル８とヒーター９を内蔵している。外装金属板３と固定接点金属板４は対向する位置にあって絶縁ケース２に固定している。バイメタル８は中央凸に湾曲する形状で、ヒーター９と可動接点金属板６との間に配設している。絶縁ケース２は、両端に第１の外壁１１Ａと第２の外壁１１Ｂとを設けて、第１の外壁１１Ａに固定接点金属板４の中間部４Ｂを、第２の外壁１１Ｂに可動接点金属板６の一部を固定している。外装金属板３は、インサート成形することなく第１の外壁１１Ａと第２の外壁１１Ｂとに固定して収納スペース２０の開口部を閉塞している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主としてパック電池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し、とくにバイメタルに通電しない無通電タイプのブレーカに関する。
【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は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、設定温度になると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、ブレーカを内蔵させて、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、この状態ではブレーカで電流を遮断してモータを保護して安全に使用できる。
【０００３】
このような用途に使用されるブレーカとして、異常な状態で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）
このブレーカは、図１に示すように、バイメタル１０８を可動接点金属板１０６とする通電タイプのブレーカである。このブレーカは、バイメタル１０８を可動接点金属板１０６とするので、バイメタルによって可動接点金属板１０６の電気抵抗が大きくなる欠点がある。また、この通電タイプのブレーカは、周囲温度でバイメタル１０８の可動接点金属板１０６が変形して電流を遮断した後、周囲温度が低下してバイメタル１０８が復帰すると、可動接点１０７が再び固定接点１０５に接触してオン状態に復帰する。このブレーカが、例えば、パック電池に使用されると、電池が異常な温度に上昇して電流を遮断した後、電池の温度が低下すると再び通電できる状態となって安全に使用できないことがある。パック電池やモータに使用されて、これらの機器が異常な温度に加熱されて電流を遮断する状態は、異常な状態であるから電流を遮断する状態に保持することで安全に使用できる。
【０００４】
このブレーカの欠点を解消するブレーカとして、バイメタルと可動接点金属板とを別の金属板とし、さらにバイメタルを加熱するヒーターを内蔵する無通電タイプのブレーカが開発されている。（特許文献２参照）
特許文献２の無通電タイプのブレーカを図２に示す。このブレーカは、固定接点２０５を設けている固定接点金属板２０４と、この固定接点２０５に接触する可動接点２０７のある可動接点金属板２０６との間にバイメタル２０８を配置している。この無通電タイプのブレーカは、周囲温度が高くなるとバイメタル２０８が反転するように変形して、可動接点２０７を固定接点２０５から離して電流を遮断する。さらに、このブレーカは、異常時にバイメタル２０８を加熱するヒーター２０９を内蔵している。このブレーカは、たとえば、電池の異常な状態を保護回路などで検出し、保護回路のスイッチング素子でヒーターに通電して、バイメタルを加熱して電流を遮断することができる。また、バイメタルは周囲温度が高くなっても反転して電流を遮断するので、ヒーターに通電することなく、周囲温度を検出して電流を遮断することができる。さらに、ヒーターを内蔵するブレーカは、周囲温度が高くなって電流を遮断した後、ヒーターに通電してバイメタルを加熱状態に保持して、電流を遮断する状態に保持することもできる。したがって、特許文献２のブレーカは、周囲温度で電流を遮断し、また、保護回路などの異常な状態を検出して電流を遮断し、さらに電流を遮断する状態でヒーターに通電して電流を遮断する状態に保持できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１０００５４号公報
【特許文献２】特開２００６−３３８９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２の無通電タイプのブレーカは、周囲温度でバイメタルを反転させて、可動接点を固定接点から分離して電流を遮断する。この構造の無通電タイプのブレーカは、バイメタルを可動接点金属板と別の金属板として、バイメタルを反転させて可動接点を固定接点から分離するので、バイメタルの反転に時間遅れが発生しやすい。バイメタルが可動接点金属板の内部にあるので、周囲温度がバイメタルに伝達されるのに時間がかかるからである。温度で電流を遮断する無通電タイプのブレーカは、異常な温度を検出して電流を遮断するので、周囲温度が上昇して設定温度よりも高くなると、できる限り速やかに電流を遮断する特性が要求される。周囲温度が急激に高くなっている状態でバイメタルの反転が遅れると、電池やモータに損傷を与えて安全に電流を遮断できなくなるからである。この弊害は、バイメタルの反転温度を低く設定して防止できる。ただ、低い温度で電流を遮断する無通電タイプのブレーカは、電池やモータが熱による弊害のない状態で長く使用されても電流を遮断してしまう弊害が発生する。また、バイメタルは積層している金属の熱膨張の差で反転するので、低温で反転させるバイメタルは設計も難しくなる。このことから、ブレーカが動作して電池やモータの電流を遮断する温度は、問題の発生しない温度においてはできる限り高くし、問題の発生する温度よりも低くすることが大切である。このことから、ブレーカは、機器に損傷を与えるよりも低い温度で速やかに電流を遮断する特性が要求される。
【０００７】
本発明の第１の目的は、このことを実現すること、すなわち可動接点金属板とバイメタルとを別の金属板としてオン抵抗を小さくし、さらに、異常時には速やかに電流を遮断できる無通電タイプのブレーカを提供することにある。
【０００８】
さらに、図２に示すように、バイメタルと可動接点金属板とを別の金属板としてオン抵抗を小さくし、さらにバイメタルを加熱するヒーターを内蔵する無通電タイプのブレーカは、全体が相当に厚くなる欠点もある。無通電タイプのブレーカはパック電池などの機器に内蔵されることから、薄くして小さな機器にも収納できる形状が要求される。
【０００９】
本発明の第２の目的は、このことを実現すること、すなわち、全体を薄くしながら速やかに周囲温度で電流を遮断できる無通電タイプの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及び発明の効果】
【００１０】
本発明の無通電タイプのブレーカは、プラスチック製の絶縁ケース２と外装金属板３とで形成してなる外装ケース１と、この外装ケース１の絶縁ケース２に固定してなる固定接点５を有する固定接点金属板４と、絶縁ケース２に固定されて、固定接点５と対向する位置に可動接点７を有する可動接点金属板６と、この可動接点金属板６をオンからオフに切り換えるバイメタル８と、このバイメタル８を加温するヒーター９とを備えている。外装金属板３と固定接点金属板４は対向する位置にあって絶縁ケース２に固定しており、固定接点金属板４と外装金属板３との間には、固定接点金属板４側から順番に、ヒーター９と、バイメタル８と、可動接点金属板６とを配置している。バイメタル８は、中央凸に湾曲する形状であって、可動接点７を固定接点５に接触させる状態で中央突出部を可動接点金属板６側に突出させる姿勢でヒーター９と可動接点金属板６との間に配設している。絶縁ケース２は、両端部分に第１の外壁１１Ａと第２の外壁１１Ｂとを突出して設けて、第１の外壁１１Ａと第２の外壁１１Ｂとの間には収納スペース２０を設けて、この収納スペース２０には、ヒーター９とバイメタル８と可動接点金属板６の可動部分６Ａを収納して、第１の外壁１１Ａには固定接点金属板４の中間部４Ｂを固定して、第２の外壁１１Ｂには可動接点金属板６の一部を固定している。さらに、外装金属板３は、絶縁ケース２にインサート成形することなく、その両端部を第１の外壁１１Ａと第２の外壁１１Ｂとに固定して、収納スペース２０の開口部を閉塞しており、この外装金属板３を外側面に露出させる状態で絶縁ケース２の収納スペース２０を閉塞している。
【００１１】
以上の無通電タイプのブレーカは、可動接点金属板とバイメタルとを別の金属板としてオン抵抗を小さくし、さらに、異常時には速やかに電流を遮断できる特徴がある。それは、以上の無通電タイプのブレーカが、外装ケースをプラスチック製の絶縁ケースと外装金属板とで構成し、絶縁ケースは両端に第１の外壁と第２の外壁とを設けてその間に収納スペースを設けて、収納スペースにヒーターとバイメタルと可動接点金属板の可動部分とを配置し、さらに外装金属板の両端部を第１の外壁と第２の外壁とにインサート成形することなく固定して、収納スペースを閉塞する独特の構造としているからである。
【００１２】
さらに、以上の無通電タイプのブレーカは、可動接点金属板とは別の金属板であるバイメタルを内蔵すると共に、このバイメタルを加熱するヒーターを内蔵するにもかかわらず、全体を薄くして速やかに電流を遮断できる特徴も実現する。
【００１３】
本発明の無通電タイプのブレーカは、外装金属板３の一端を、可動接点金属板６の非可動部分６Ｂに接触状態に積層して絶縁ケース２に固定することができる。
以上の無通電タイプのブレーカは、外装金属板を可動接点金属板に直接に積層して固定するので、全体をより薄くできると共に、外装金属板を可動接点金属板の接点として使用することもできる。
【００１４】
本発明の無通電タイプのブレーカは、外装金属板３を、外壁１１に接着し、又は外壁１１に一体的に成形してなる連結リブ１５を貫通させて外壁１１に固定することができる。
以上の無通電タイプのブレーカは、外装金属板を接着し、あるいは絶縁ケースの外壁に設けている連結リブを介して絶縁ケースに固定するので、全体を薄くしながら、外装金属板を絶縁ケースに確実に固定できる特徴がある。
【００１５】
本発明の無通電タイプのブレーカは、外装金属板３の表面に絶縁膜を設けることができる。
以上の無通電タイプのブレーカは、外装金属板に絶縁膜を設けているので、内蔵される機器に絶縁状態で、すなわち外装金属板が接触する状態で絶縁しながら内蔵できる。
【００１６】
本発明の無通電タイプのブレーカは、絶縁ケース２が、外装金属板３を連結する連結リブ１５を外壁１１の先端面から突出する形状に一体的に成形して設けて、外装金属板３は、絶縁ケース２に設けている連結リブ１５を貫通させる貫通孔２５を有して、連結リブ１５を貫通孔２５に挿通して、外装金属板３を絶縁ケース２に固定することができる。
以上の無通電タイプのブレーカは、外装金属板を絶縁ケースに確実に固定できる。
【００１７】
本発明の無通電タイプのブレーカは、外装金属板３の四隅部に貫通孔２５を設けて、各々の貫通孔２５に挿通される連結リブ１５を絶縁ケース２の外壁１１の先端面に設けることができる。
以上の無通電タイプのブレーカは、外形を薄くしながら、外装金属板をより確実に絶縁ケースに固定できる。
【００１８】
本発明の無通電タイプのブレーカは、外装ケース１の第２の外壁１１Ｂの先端面と外装金属板３との間に、可動接点金属板６の非可動部分６Ｂを挟着して固定し、貫通孔２５を、固定接点金属板４と可動接点金属板６の両外側に配設することができる。
以上の無通電タイプのブレーカは、外装金属板を確実に固定しながら、可動接点金属板を確実に固定できる。
【００１９】
本発明の無通電タイプのブレーカは、絶縁ケース２が、収納スペース２０の両側にあって第１の外壁１１Ａと第２の外壁１１Ｂの間を連結する対向壁１２を有し、この対向壁１２と外壁１１とで収納スペース２０の外周壁１０を構成すると共に、外装金属板３が、対向壁１２の外面に沿うように折曲してなる折曲側壁２２を両側に有し、この折曲側壁２２と対向壁１２とを係止構造で連結することができる。
以上の無通電タイプのブレーカは、外装金属板３をより確実に絶縁ケース２に固定しながら、全体を薄くできる。
【００２０】
本発明の無通電タイプのブレーカは、折曲側壁２２と対向壁１２の係止構造を、対向壁１２の外側に設けてなる係止凸部１６と、折曲側壁２２に設けてなる係止凸部１６を案内して係止してなる係止孔２６とすることができる。
以上の無通電タイプのブレーカは、外装金属板３を簡単かつ容易に、しかも確実に絶縁ケース２に固定できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来のブレーカを示す断面図である。
【図２】従来の他のブレーカを示す断面図である。
【図３】本発明の一実施例にかかる無通電タイプのブレーカの斜視図である。
【図４】図３に示す無通電タイプのブレーカの垂直縦断面図である。
【図５】図４に示す無通電タイプのブレーカのオフ状態を示す断面図である。
【図６】図４に示す無通電タイプのブレーカのＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図７】図４に示す無通電タイプのブレーカのＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。
【図８】図４に示す無通電タイプのブレーカのＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。
【図９】連結リブの他の一例を示す断面図であって、図４のＩＸ−ＩＸ線断面に相当する図である。
【図１０】連結リブの他の一例を示す断面図であって、図４のＶＩ−ＶＩ線断面に相当する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための無通電タイプのブレーカを例示するものであって、本発明は無通電タイプのブレーカを以下のものに特定しない。さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００２３】
以下の無通電タイプのブレーカは、主としてパック電池に内蔵され、電池や周囲温度が高温になり、あるいはパック電池が異常な状態で使用されるときに、バイメタルを変形させて電流を遮断する用途に使用される。とくに、本発明の無通電タイプのブレーカは、バイメタルを加温するヒーターを内蔵するので、このヒーターでバイメタルを加温して電流を遮断した状態に保持する用途に最適である。ただし、本発明の無通電タイプのブレーカは、用途をパック電池に特定するものではなく、たとえばモータの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できる。
【００２４】
図３ないし図８に示す無通電タイプのブレーカは、外装ケース１に、固定接点金属板４と、可動接点金属板６とを固定して、可動接点金属板６を変形させるバイメタル８と、このバイメタル８を加温するヒーター９とを内蔵している。
【００２５】
外装ケース１は、プラスチック製の絶縁ケース２と外装金属板３とで形成している。外装ケース１は、絶縁ケース２の底部１３に固定接点金属板４をインサート成形して固定して、上面に外装金属板３を固定している。絶縁ケース２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との間に収納スペース２０を設けている。この収納スペース２０は、インサート成形して固定している固定接点金属板４で底面を閉塞して、外装金属板３で上面を閉塞している。したがって、外装ケース１は、底面側の表面には固定接点金属板４が露出し、上面側の表面には外装金属板３が露出している。外装金属板３は、プラスチック製の絶縁ケース２にインサート成形して固定されず、ほぼ全面を上面側に露出させている。
【００２６】
絶縁ケース２は、収納スペース２０の両側に、第１の外壁１１Ａと第２の外壁１１Ｂの間を連結する対向壁１２を設けて、この対向壁１２と外壁１１とで収納スペース２０の周囲を囲む外周壁１０を構成している。したがって、収納スペース２０は、周囲を外周壁１０で囲み、底面を固定接点金属板４で閉塞し、さらに上面を外装金属板３で閉塞して内部を閉塞された中空状としている。
【００２７】
絶縁ケース２は、第１の外壁１１Ａに固定接点金属板４の一部を、図４と図５においては固定接点金属板４の中間部４Ｂを第１の外壁１１Ａの途中にインサート成形して固定している。したがって、固定接点金属板４は、第１の外壁１１Ａを貫通する状態で絶縁ケース２に固定され、収納スペース２０の内部に露出する部分を固定接点５とし、外部に引き出される部分を接続端子４Ｘとしている。
【００２８】
絶縁ケース２は、第２の外壁１１Ｂに可動接点金属板６の非可動部分６Ｂを固定している。図４と図５の無通電タイプのブレーカは、第２の外壁１１Ｂの上端面に可動接点金属板６の非可動部分６Ｂを固定している。可動接点金属板６は、接着して第２の外壁１１Ｂに固定され、あるいは外装金属板３に挟まれて第２の外壁１１Ｂの上端面に固定される。図の外装ケース１は、外装金属板３の一端部を、可動接点金属板６の非可動部分６Ｂに接触状態に積層して絶縁ケース２に固定している。この構造は、外装金属板３を可動接点金属板６に直接に積層して固定するので、全体をより薄くできる。
【００２９】
さらに、図４ないし図６の断面図に示す絶縁ケース２は、収納スペース２０にヒーター９を配置する収納凹部２１を設けている。収納凹部２１は収納スペース２０の中央部にあって、その底面を固定接点金属板４の先端部４Ａで閉塞している。収納凹部２１は、ここにヒーター９を挿入できるように、内形をヒーター９の外形よりもわずかに大きくしている。また、収納凹部２１は、外周縁に沿って突出部１４を設けている。収納凹部２１に挿入されるヒーター９は、突出部１４の上面からわずかに突出して、上面に湾曲するバイメタル８を熱結合状態に載せている。
【００３０】
収納スペース２０は、収納凹部２１の底面を固定接点金属板４で閉塞し、収納凹部２１の外側底面を絶縁ケース２のプラスチックで閉塞している。絶縁ケース２は、収納凹部２１の外側で収納スペース２０の底を閉塞しているプラスチック製の底部１３に、固定接点金属板４をインサート成形して絶縁ケース２に固定している。
【００３１】
収納スペース２０の上面を閉塞している外装金属板３は、インサート成形することなく、その両端部分を絶縁ケース２の外壁１１に固定している。図３ないし図５の無通電タイプのブレーカは、第１の外壁１１Ａと第２の外壁１１Ｂとの上端面に外装金属板３の両端部を固定している。外装金属板３は、第１の外壁１１Ａと第２の外壁１１Ｂとに一体的に成形して設けている連結リブ１５を介して、絶縁ケース２に固定している。図４と図５の絶縁ケース２は、鎖線で示すように、外装金属板３を連結する連結リブ１５を、外壁１１の先端面から突出して設けている。外装金属板３には、連結リブ１５を貫通させる貫通孔２５を設けてあり、連結リブ１５を貫通孔２５に挿通して、外装金属板３を絶縁ケース２に固定している。連結リブ１５は、貫通孔２５に挿入される状態で、その先端を加熱押圧して押し潰し、あるいは超音波振動で押し潰して、外装金属板３を確実に絶縁ケース２の外壁１１の先端面、すなわち上面に固定している。以上の構造は、外装金属板３を絶縁ケース２の正確な位置に確実に、しかも簡単に固定できる。ただし、外装金属板は、絶縁ケースの先端面である上面に接着して固定することもできる。接着して絶縁ケースに固定される外装金属板も、貫通孔を設け、この貫通孔に挿入される連結リブを外壁に設け、連結リブを貫通孔に挿入することで、絶縁ケースの定位置に確実に固定できる。
【００３２】
外装金属板３は四隅部に貫通孔２５を設けており、各々の貫通孔２５に挿通される連結リブ１５を絶縁ケース２の外壁１１の先端面に設けている。図７は、外装金属板３を固定している第１の外壁１１Ａの横断面図を、図８は第２の外壁１１Ｂの横断面図を示している。図７に示す第１の外壁１１Ａは、収納スペース２０の両側に設けている対向壁１２の上端面から突出して連結リブ１５を設けている。連結リブ１５は、図の右側に示す形状に成形され、貫通孔２５に挿入される状態で、左側に示すように、先端を押し潰して、外装金属板３を固定する。図７に示す第１の外壁１１Ａは、収納スペース２０の両側に設けている対向壁１２の上面に連結リブ１５を設けているが、第１の外壁１１Ａは、図４のＩＸ−ＩＸ線で示す位置において、図９の横断面図に示すように、第１の外壁１１Ａの上面に連結リブ１５を設けて、外装金属板３を固定することもできる。さらに、外装ケース１は、図４のＶＩ−ＶＩ線で示す位置において、図１０の横断面図に示すように、対向壁１２の上面に連結リブ１５を突出して設け、この連結リブ１５を挿入する貫通孔２５を外装金属板３に設けて、外装金属板３の中間部分を絶縁ケース２に固定することもできる。
【００３３】
さらに、図６ないし図８の横断面図に示す外装金属板３は、対向壁１２の外面に沿うように折曲している折曲側壁２２を両側に設けて、この折曲側壁２２と対向壁１２とを係止構造で連結している。図の外装金属板３は、折曲側壁２２と対向壁１２の係止構造を、対向壁１２の外側に突出して設けている係止凸部１６と、折曲側壁２２に設けられて、係止凸部１６を案内して係止される係止孔２６とで構成している。係止凸部１６は、挿入方向に向かって次第に突出する傾斜面１６Ａを設けて、係止凸部１６をスムーズに係止孔２６に案内できる形状としている。
【００３４】
さらに、図９の係止構造は、折曲側壁２２の先端縁に内側に折曲している係止片２７を設け、この係止片２７を案内する係止凹部１７を絶縁ケース２の対向壁１２の外側面に設け、係止片２７を係止凹部１７に案内して、外装金属板３を絶縁ケース２に係止構造で固定している。
【００３５】
さらに、図１０の係止構造は、折曲側壁２２の先端縁に内側に折曲している係止片２７を設け、この係止片２７を対向壁１２の底面に引っ掛けて、外装金属板３を絶縁ケース２に係止構造で固定している。これ等の係止構造は、折曲側壁２２を弾性変形させて、絶縁ケース２に係止構造で連結し、連結状態においては、折曲側壁２２の弾性的な復元力でもって、係止凸部１６や係止片２７を係止孔２６や係止凹部１７や底面に引っ掛ける位置に保持する。
【００３６】
さらに、外装金属板３は、表面に絶縁膜（図示せず）を設けている。この絶縁膜は、外装金属板３の表面に、絶縁塗料を塗布して設けている。ただ、絶縁層は、外装金属板の表面に絶縁シートを付着して設けることもできる。このように、外装金属板３に絶縁膜を設けた無通電タイプのブレーカは、外装金属板３の表面を絶縁膜で絶縁できるので、機器に接触状態で内蔵できる。
【００３７】
絶縁ケース２の収納スペース２０には、底から順番に、ヒーター９とバイメタル８と可動接点金属板６の可動部分６Ａを収納して、絶縁ケース２の第１の外壁１１Ａには固定接点金属板４の中間部４Ｂを固定して、第２の外壁１１Ｂには可動接点金属板６の非可動部分６Ｂを固定している。
【００３８】
固定接点金属板４は、インサート成形して絶縁ケース２に固定している。固定接点金属板４は、先端部４Ａを収納スペース２０の底部１３に埋設し、中間部４Ｂを収納スペース２０の底部１３から絶縁ケース２の第１の外壁１１Ａに埋設するようにインサート成形して、絶縁ケース２に固定している。図４と図５の固定接点金属板４は、収納凹部２１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を絶縁ケース２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。
【００３９】
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ＰＴＣヒーターで、上面と下面に電極を設けている。ただし、ヒーターには必ずしもＰＴＣヒーターを使用する必要はなく、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を介して可動接点金属板６に接触できるようにしている。このヒーター９は、可動接点金属板６の可動接点７が固定接点５に接触するオン状態では、可動接点金属板６とバイメタル８とが非接触状態となって通電されず、可動接点金属板６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、可動接点金属板６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、図５に示すように、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、パック電池に安全に使用できる。それは、パック電池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がオフに切り換えられた後は、パック電池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。
【００４０】
バイメタル８は、加熱して変形するように、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との間に配設され、加熱されて反転するように変形して、可動接点７を固定接点５から離してブレーカをオフ状態に切り換える。バイメタル８は、中央凸に湾曲する形状であって、熱変形しない状態、すなわち、可動接点７を固定接点５に接触させる状態では、図４に示すように、中央突出部を可動接点金属板６側に突出させる姿勢とし、熱変形して反転するように変形する状態では、図５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る。バイメタル８は、図５に示すように、熱変形して反転する状態では、中央突出部をヒーター９に接触させると共に、両端部分を可動接点金属板６に接触させて押圧し、可動部分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。
【００４１】
可動接点金属板６は、図４と図５に示すように、中間部分である非可動部分６Ｂを第２の外壁１１Ｂの上端面に固定して、先端側の可動部分６Ａを収納スペース２０の内部に配設し、後端部を外装ケース１の外部に引き出して接続端子６Ｘとしている。可動接点金属板６は、非可動部６Ｂを接着して第２の外壁１１Ｂの上端面に固定している。さらに、可動接点金属板６は、図４、図５、及び図８に示すように、第２の外壁１１Ｂと外装金属板３とで非可動部６Ｂを挟着して第２の外壁１１Ｂの上端面に固定している。図に示す無通電タイプのブレーカは、外装金属板３の一端部を、可動接点金属板６の非可動部分６Ｂに接触状態に積層している。したがって、外装金属板３を可動接点金属板６の接点として使用することもできる。ただ、可動接点金属板は、外装金属板との間を絶縁しながら積層することもできる。
【００４２】
可動接点金属板６は、収納スペース２０に配置される可動部分６Ａを弾性変形できる金属板としている。さらに、可動接点金属板６は、この可動部分６Ａの先端部であって固定接点５と対向する面に可動接点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に押される可動部分６Ａが弾性変形して、可動接点７が固定接点５から離れてオフ状態となる。図４と図５に示す無通電タイプのブレーカは、バイメタル８が熱変形しない状態で、可動接点７を確実に固定接点５に接触できるように、可動部分６Ａの後端部を下方に押圧する押圧凸部２３を外装金属板３の内面から突出して設けている。この可動接点金属板６は、可動部分６Ａの後端部が押圧凸部２３で下向きに押圧されることで、可動部分６Ａの先端部が下方に付勢されて、先端の可動接点７を確実に固定接点５に接触させる。
【００４３】
さらに、図４ないし図６の可動接点金属板６は、下面に突出部６Ｃを設けており、この突出部６Ｃにバイメタル８の両端部を接触させて互いに押圧するようにしている。図に示す突出部６Ｃは、外形を円弧状としており、バイメタル８の両端部を横方向に摺動させることなく確実に接触させて互いに押圧できるようにしている。図に示す可動接点金属板６は、バイメタル８の両端部と対向する下面に複数の突出部６Ｃを設けている。この構造は、幅のあるバイメタル８であっても確実に接触させて互いに押圧できる。
【符号の説明】
【００４４】
１…外装ケース
２…絶縁ケース
３…外装金属板
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…可動部分
６Ｂ…非可動部分
６Ｃ…突出部
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
１４…突出部
１５…連結リブ
１６…係止凸部 １６Ａ…傾斜面
１７…係止凹部
２０…収納スペース
２１…収納凹部
２２…折曲側壁
２３…押圧凸部
２５…貫通孔
２６…係止孔
２７…係止片
１０５…固定接点
１０６…可動接点金属板
１０７…可動接点
１０８…バイメタル
２０４…固定接点金属板
２０５…固定接点
２０６…可動接点金属板
２０７…可動接点
２０８…バイメタル
２０９…ヒーター
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主としてパック電池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し、とくにバイメタルに通電しない無通電タイプのブレーカに関する。
【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は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、設定温度になると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、ブレーカを内蔵させて、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、この状態ではブレーカで電流を遮断してモータを保護して安全に使用できる。
【０００３】
このような用途に使用されるブレーカとして、異常な状態で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）
このブレーカは、図１に示すように、バイメタル１０８を可動接点金属板１０６とする通電タイプのブレーカである。このブレーカは、バイメタル１０８を可動接点金属板１０６とするので、バイメタルによって可動接点金属板１０６の電気抵抗が大きくなる欠点がある。また、この通電タイプのブレーカは、周囲温度でバイメタル１０８の可動接点金属板１０６が変形して電流を遮断した後、周囲温度が低下してバイメタル１０８が復帰すると、可動接点１０７が再び固定接点１０５に接触してオン状態に復帰する。このブレーカが、例えば、パック電池に使用されると、電池が異常な温度に上昇して電流を遮断した後、電池の温度が低下すると再び通電できる状態となって安全に使用できないことがある。パック電池やモータに使用されて、これらの機器が異常な温度に加熱されて電流を遮断する状態は、異常な状態であるから電流を遮断する状態に保持することで安全に使用できる。
【０００４】
このブレーカの欠点を解消するブレーカとして、バイメタルと可動接点金属板とを別の金属板とし、さらにバイメタルを加熱するヒーターを内蔵する無通電タイプのブレーカが開発されている。（特許文献２参照）
特許文献２の無通電タイプのブレーカを図２に示す。このブレーカは、固定接点２０５を設けている固定接点金属板２０４と、この固定接点２０５に接触する可動接点２０７のある可動接点金属板２０６との間にバイメタル２０８を配置している。この無通電タイプのブレーカは、周囲温度が高くなるとバイメタル２０８が反転するように変形して、可動接点２０７を固定接点２０５から離して電流を遮断する。さらに、このブレーカは、異常時にバイメタル２０８を加熱するヒーター２０９を内蔵している。このブレーカは、たとえば、電池の異常な状態を保護回路などで検出し、保護回路のスイッチング素子でヒーターに通電して、バイメタルを加熱して電流を遮断することができる。また、バイメタルは周囲温度が高くなっても反転して電流を遮断するので、ヒーターに通電することなく、周囲温度を検出して電流を遮断することができる。さらに、ヒーターを内蔵するブレーカは、周囲温度が高くなって電流を遮断した後、ヒーターに通電してバイメタルを加熱状態に保持して、電流を遮断する状態に保持することもできる。したがって、特許文献２のブレーカは、周囲温度で電流を遮断し、また、保護回路などの異常な状態を検出して電流を遮断し、さらに電流を遮断する状態でヒーターに通電して電流を遮断する状態に保持できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１０００５４号公報
【特許文献２】特開２００６−３３８９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２の無通電タイプのブレーカは、周囲温度でバイメタルを反転させて、可動接点を固定接点から分離して電流を遮断する。この構造の無通電タイプのブレーカは、バイメタルを可動接点金属板と別の金属板として、バイメタルを反転させて可動接点を固定接点から分離するので、バイメタルの反転に時間遅れが発生しやすい。バイメタルが可動接点金属板の内部にあるので、周囲温度がバイメタルに伝達されるのに時間がかかるからである。温度で電流を遮断する無通電タイプのブレーカは、異常な温度を検出して電流を遮断するので、周囲温度が上昇して設定温度よりも高くなると、できる限り速やかに電流を遮断する特性が要求される。周囲温度が急激に高くなっている状態でバイメタルの反転が遅れると、電池やモータに損傷を与えて安全に電流を遮断できなくなるからである。この弊害は、バイメタルの反転温度を低く設定して防止できる。ただ、低い温度で電流を遮断する無通電タイプのブレーカは、電池やモータが熱による弊害のない状態で長く使用されても電流を遮断してしまう弊害が発生する。また、バイメタルは積層している金属の熱膨張の差で反転するので、低温で反転させるバイメタルは設計も難しくなる。このことから、ブレーカが動作して電池やモータの電流を遮断する温度は、問題の発生しない温度においてはできる限り高くし、問題の発生する温度よりも低くすることが大切である。このことから、ブレーカは、機器に損傷を与えるよりも低い温度で速やかに電流を遮断する特性が要求される。
【０００７】
本発明の第１の目的は、このことを実現すること、すなわち可動接点金属板とバイメタルとを別の金属板としてオン抵抗を小さくし、さらに、異常時には速やかに電流を遮断できる無通電タイプのブレーカを提供することにある。
【０００８】
さらに、図２に示すように、バイメタルと可動接点金属板とを別の金属板としてオン抵抗を小さくし、さらにバイメタルを加熱するヒーターを内蔵する無通電タイプのブレーカは、全体が相当に厚くなる欠点もある。無通電タイプのブレーカはパック電池などの機器に内蔵されることから、薄くして小さな機器にも収納できる形状が要求される。
【０００９】
本発明の第２の目的は、このことを実現すること、すなわち、全体を薄くしながら速やかに周囲温度で電流を遮断できる無通電タイプの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及び発明の効果】
【００１０】
本発明の無通電タイプのブレーカは、プラスチック製の絶縁ケース２と外装金属板３とで形成してなる外装ケース１と、この外装ケース１の絶縁ケース２に固定してなる固定接点５を有する固定接点金属板４と、絶縁ケース２に固定されて、固定接点５と対向する位置に可動接点７を有する可動接点金属板６と、この可動接点金属板６をオンからオフに切り換えるバイメタル８と、このバイメタル８を加温するヒーター９とを備えている。外装金属板３と固定接点金属板４は対向する位置にあって絶縁ケース２に固定しており、固定接点金属板４と外装金属板３との間には、固定接点金属板４側から順番に、ヒーター９と、バイメタル８と、可動接点金属板６とを配置している。バイメタル８は、中央凸に湾曲する形状であって、可動接点７を固定接点５に接触させる状態で中央突出部を可動接点金属板６側に突出させる姿勢でヒーター９と可動接点金属板６との間に配設している。絶縁ケース２は、両端部分に第１の外壁１１Ａと第２の外壁１１Ｂとを突出して設けて、第１の外壁１１Ａと第２の外壁１１Ｂとの間には収納スペース２０を設けて、この収納スペース２０には、ヒーター９とバイメタル８と可動接点金属板６の可動部分６Ａを収納して、第１の外壁１１Ａには固定接点金属板４の中間部４Ｂを固定して、第２の外壁１１Ｂには可動接点金属板６の一部を固定している。さらに、外装金属板３は、絶縁ケース２にインサート成形することなく、その両端部を第１の外壁１１Ａと第２の外壁１１Ｂとに固定して、収納スペース２０の開口部を閉塞しており、この外装金属板３を外側面に露出させる状態で絶縁ケース２の収納スペース２０を閉塞している。
【００１１】
以上の無通電タイプのブレーカは、可動接点金属板とバイメタルとを別の金属板としてオン抵抗を小さくし、さらに、異常時には速やかに電流を遮断できる特徴がある。それは、以上の無通電タイプのブレーカが、外装ケースをプラスチック製の絶縁ケースと外装金属板とで構成し、絶縁ケースは両端に第１の外壁と第２の外壁とを設けてその間に収納スペースを設けて、収納スペースにヒーターとバイメタルと可動接点金属板の可動部分とを配置し、さらに外装金属板の両端部を第１の外壁と第２の外壁とにインサート成形することなく固定して、収納スペースを閉塞する独特の構造としているからである。
【００１２】
さらに、以上の無通電タイプのブレーカは、可動接点金属板とは別の金属板であるバイメタルを内蔵すると共に、このバイメタルを加熱するヒーターを内蔵するにもかかわらず、全体を薄くして速やかに電流を遮断できる特徴も実現する。
【００１３】
本発明の無通電タイプのブレーカは、外装金属板３の一端を、可動接点金属板６の非可動部分６Ｂに接触状態に積層して絶縁ケース２に固定することができる。
以上の無通電タイプのブレーカは、外装金属板を可動接点金属板に直接に積層して固定するので、全体をより薄くできると共に、外装金属板を可動接点金属板の接点として使用することもできる。
【００１４】
本発明の無通電タイプのブレーカは、外装金属板３を、外壁１１に接着し、又は外壁１１に一体的に成形してなる連結リブ１５を貫通させて外壁１１に固定することができる。
以上の無通電タイプのブレーカは、外装金属板を接着し、あるいは絶縁ケースの外壁に設けている連結リブを介して絶縁ケースに固定するので、全体を薄くしながら、外装金属板を絶縁ケースに確実に固定できる特徴がある。
【００１５】
本発明の無通電タイプのブレーカは、外装金属板３の表面に絶縁膜を設けることができる。
以上の無通電タイプのブレーカは、外装金属板に絶縁膜を設けているので、内蔵される機器に絶縁状態で、すなわち外装金属板が接触する状態で絶縁しながら内蔵できる。
【００１６】
本発明の無通電タイプのブレーカは、絶縁ケース２が、外装金属板３を連結する連結リブ１５を外壁１１の先端面から突出する形状に一体的に成形して設けて、外装金属板３は、絶縁ケース２に設けている連結リブ１５を貫通させる貫通孔２５を有して、連結リブ１５を貫通孔２５に挿通して、外装金属板３を絶縁ケース２に固定することができる。
以上の無通電タイプのブレーカは、外装金属板を絶縁ケースに確実に固定できる。
【００１７】
本発明の無通電タイプのブレーカは、外装金属板３の四隅部に貫通孔２５を設けて、各々の貫通孔２５に挿通される連結リブ１５を絶縁ケース２の外壁１１の先端面に設けることができる。
以上の無通電タイプのブレーカは、外形を薄くしながら、外装金属板をより確実に絶縁ケースに固定できる。
【００１８】
本発明の無通電タイプのブレーカは、外装ケース１の第２の外壁１１Ｂの先端面と外装金属板３との間に、可動接点金属板６の非可動部分６Ｂを挟着して固定し、貫通孔２５を、固定接点金属板４と可動接点金属板６の両外側に配設することができる。
以上の無通電タイプのブレーカは、外装金属板を確実に固定しながら、可動接点金属板を確実に固定できる。
【００１９】
本発明の無通電タイプのブレーカは、絶縁ケース２が、収納スペース２０の両側にあって第１の外壁１１Ａと第２の外壁１１Ｂの間を連結する対向壁１２を有し、この対向壁１２と外壁１１とで収納スペース２０の外周壁１０を構成すると共に、外装金属板３が、対向壁１２の外面に沿うように折曲してなる折曲側壁２２を両側に有し、この折曲側壁２２と対向壁１２とを係止構造で連結することができる。
以上の無通電タイプのブレーカは、外装金属板３をより確実に絶縁ケース２に固定しながら、全体を薄くできる。
【００２０】
本発明の無通電タイプのブレーカは、折曲側壁２２と対向壁１２の係止構造を、対向壁１２の外側に設けてなる係止凸部１６と、折曲側壁２２に設けてなる係止凸部１６を案内して係止してなる係止孔２６とすることができる。
以上の無通電タイプのブレーカは、外装金属板３を簡単かつ容易に、しかも確実に絶縁ケース２に固定できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来のブレーカを示す断面図である。
【図２】従来の他のブレーカを示す断面図である。
【図３】本発明の一実施例にかかる無通電タイプのブレーカの斜視図である。
【図４】図３に示す無通電タイプのブレーカの垂直縦断面図である。
【図５】図４に示す無通電タイプのブレーカのオフ状態を示す断面図である。
【図６】図４に示す無通電タイプのブレーカのＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図７】図４に示す無通電タイプのブレーカのＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。
【図８】図４に示す無通電タイプのブレーカのＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。
【図９】連結リブの他の一例を示す断面図であって、図４のＩＸ−ＩＸ線断面に相当する図である。
【図１０】連結リブの他の一例を示す断面図であって、図４のＶＩ−ＶＩ線断面に相当する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための無通電タイプのブレーカを例示するものであって、本発明は無通電タイプのブレーカを以下のものに特定しない。さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００２３】
以下の無通電タイプのブレーカは、主としてパック電池に内蔵され、電池や周囲温度が高温になり、あるいはパック電池が異常な状態で使用されるときに、バイメタルを変形させて電流を遮断する用途に使用される。とくに、本発明の無通電タイプのブレーカは、バイメタルを加温するヒーターを内蔵するので、このヒーターでバイメタルを加温して電流を遮断した状態に保持する用途に最適である。ただし、本発明の無通電タイプのブレーカは、用途をパック電池に特定するものではなく、たとえばモータの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できる。
【００２４】
図３ないし図８に示す無通電タイプのブレーカは、外装ケース１に、固定接点金属板４と、可動接点金属板６とを固定して、可動接点金属板６を変形させるバイメタル８と、このバイメタル８を加温するヒーター９とを内蔵している。
【００２５】
外装ケース１は、プラスチック製の絶縁ケース２と外装金属板３とで形成している。外装ケース１は、絶縁ケース２の底部１３に固定接点金属板４をインサート成形して固定して、上面に外装金属板３を固定している。絶縁ケース２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との間に収納スペース２０を設けている。この収納スペース２０は、インサート成形して固定している固定接点金属板４で底面を閉塞して、外装金属板３で上面を閉塞している。したがって、外装ケース１は、底面側の表面には固定接点金属板４が露出し、上面側の表面には外装金属板３が露出している。外装金属板３は、プラスチック製の絶縁ケース２にインサート成形して固定されず、ほぼ全面を上面側に露出させている。
【００２６】
絶縁ケース２は、収納スペース２０の両側に、第１の外壁１１Ａと第２の外壁１１Ｂの間を連結する対向壁１２を設けて、この対向壁１２と外壁１１とで収納スペース２０の周囲を囲む外周壁１０を構成している。したがって、収納スペース２０は、周囲を外周壁１０で囲み、底面を固定接点金属板４で閉塞し、さらに上面を外装金属板３で閉塞して内部を閉塞された中空状としている。
【００２７】
絶縁ケース２は、第１の外壁１１Ａに固定接点金属板４の一部を、図４と図５においては固定接点金属板４の中間部４Ｂを第１の外壁１１Ａの途中にインサート成形して固定している。したがって、固定接点金属板４は、第１の外壁１１Ａを貫通する状態で絶縁ケース２に固定され、収納スペース２０の内部に露出する部分を固定接点５とし、外部に引き出される部分を接続端子４Ｘとしている。
【００２８】
絶縁ケース２は、第２の外壁１１Ｂに可動接点金属板６の非可動部分６Ｂを固定している。図４と図５の無通電タイプのブレーカは、第２の外壁１１Ｂの上端面に可動接点金属板６の非可動部分６Ｂを固定している。可動接点金属板６は、接着して第２の外壁１１Ｂに固定され、あるいは外装金属板３に挟まれて第２の外壁１１Ｂの上端面に固定される。図の外装ケース１は、外装金属板３の一端部を、可動接点金属板６の非可動部分６Ｂに接触状態に積層して絶縁ケース２に固定している。この構造は、外装金属板３を可動接点金属板６に直接に積層して固定するので、全体をより薄くできる。
【００２９】
さらに、図４ないし図６の断面図に示す絶縁ケース２は、収納スペース２０にヒーター９を配置する収納凹部２１を設けている。収納凹部２１は収納スペース２０の中央部にあって、その底面を固定接点金属板４の先端部４Ａで閉塞している。収納凹部２１は、ここにヒーター９を挿入できるように、内形をヒーター９の外形よりもわずかに大きくしている。また、収納凹部２１は、外周縁に沿って突出部１４を設けている。収納凹部２１に挿入されるヒーター９は、突出部１４の上面からわずかに突出して、上面に湾曲するバイメタル８を熱結合状態に載せている。
【００３０】
収納スペース２０は、収納凹部２１の底面を固定接点金属板４で閉塞し、収納凹部２１の外側底面を絶縁ケース２のプラスチックで閉塞している。絶縁ケース２は、収納凹部２１の外側で収納スペース２０の底を閉塞しているプラスチック製の底部１３に、固定接点金属板４をインサート成形して絶縁ケース２に固定している。
【００３１】
収納スペース２０の上面を閉塞している外装金属板３は、インサート成形することなく、その両端部分を絶縁ケース２の外壁１１に固定している。図３ないし図５の無通電タイプのブレーカは、第１の外壁１１Ａと第２の外壁１１Ｂとの上端面に外装金属板３の両端部を固定している。外装金属板３は、第１の外壁１１Ａと第２の外壁１１Ｂとに一体的に成形して設けている連結リブ１５を介して、絶縁ケース２に固定している。図４と図５の絶縁ケース２は、鎖線で示すように、外装金属板３を連結する連結リブ１５を、外壁１１の先端面から突出して設けている。外装金属板３には、連結リブ１５を貫通させる貫通孔２５を設けてあり、連結リブ１５を貫通孔２５に挿通して、外装金属板３を絶縁ケース２に固定している。連結リブ１５は、貫通孔２５に挿入される状態で、その先端を加熱押圧して押し潰し、あるいは超音波振動で押し潰して、外装金属板３を確実に絶縁ケース２の外壁１１の先端面、すなわち上面に固定している。以上の構造は、外装金属板３を絶縁ケース２の正確な位置に確実に、しかも簡単に固定できる。ただし、外装金属板は、絶縁ケースの先端面である上面に接着して固定することもできる。接着して絶縁ケースに固定される外装金属板も、貫通孔を設け、この貫通孔に挿入される連結リブを外壁に設け、連結リブを貫通孔に挿入することで、絶縁ケースの定位置に確実に固定できる。
【００３２】
外装金属板３は四隅部に貫通孔２５を設けており、各々の貫通孔２５に挿通される連結リブ１５を絶縁ケース２の外壁１１の先端面に設けている。図７は、外装金属板３を固定している第１の外壁１１Ａの横断面図を、図８は第２の外壁１１Ｂの横断面図を示している。図７に示す第１の外壁１１Ａは、収納スペース２０の両側に設けている対向壁１２の上端面から突出して連結リブ１５を設けている。連結リブ１５は、図の右側に示す形状に成形され、貫通孔２５に挿入される状態で、左側に示すように、先端を押し潰して、外装金属板３を固定する。図７に示す第１の外壁１１Ａは、収納スペース２０の両側に設けている対向壁１２の上面に連結リブ１５を設けているが、第１の外壁１１Ａは、図４のＩＸ−ＩＸ線で示す位置において、図９の横断面図に示すように、第１の外壁１１Ａの上面に連結リブ１５を設けて、外装金属板３を固定することもできる。さらに、外装ケース１は、図４のＶＩ−ＶＩ線で示す位置において、図１０の横断面図に示すように、対向壁１２の上面に連結リブ１５を突出して設け、この連結リブ１５を挿入する貫通孔２５を外装金属板３に設けて、外装金属板３の中間部分を絶縁ケース２に固定することもできる。
【００３３】
さらに、図６ないし図８の横断面図に示す外装金属板３は、対向壁１２の外面に沿うように折曲している折曲側壁２２を両側に設けて、この折曲側壁２２と対向壁１２とを係止構造で連結している。図の外装金属板３は、折曲側壁２２と対向壁１２の係止構造を、対向壁１２の外側に突出して設けている係止凸部１６と、折曲側壁２２に設けられて、係止凸部１６を案内して係止される係止孔２６とで構成している。係止凸部１６は、挿入方向に向かって次第に突出する傾斜面１６Ａを設けて、係止凸部１６をスムーズに係止孔２６に案内できる形状としている。
【００３４】
さらに、図９の係止構造は、折曲側壁２２の先端縁に内側に折曲している係止片２７を設け、この係止片２７を案内する係止凹部１７を絶縁ケース２の対向壁１２の外側面に設け、係止片２７を係止凹部１７に案内して、外装金属板３を絶縁ケース２に係止構造で固定している。
【００３５】
さらに、図１０の係止構造は、折曲側壁２２の先端縁に内側に折曲している係止片２７を設け、この係止片２７を対向壁１２の底面に引っ掛けて、外装金属板３を絶縁ケース２に係止構造で固定している。これ等の係止構造は、折曲側壁２２を弾性変形させて、絶縁ケース２に係止構造で連結し、連結状態においては、折曲側壁２２の弾性的な復元力でもって、係止凸部１６や係止片２７を係止孔２６や係止凹部１７や底面に引っ掛ける位置に保持する。
【００３６】
さらに、外装金属板３は、表面に絶縁膜（図示せず）を設けている。この絶縁膜は、外装金属板３の表面に、絶縁塗料を塗布して設けている。ただ、絶縁層は、外装金属板の表面に絶縁シートを付着して設けることもできる。このように、外装金属板３に絶縁膜を設けた無通電タイプのブレーカは、外装金属板３の表面を絶縁膜で絶縁できるので、機器に接触状態で内蔵できる。
【００３７】
絶縁ケース２の収納スペース２０には、底から順番に、ヒーター９とバイメタル８と可動接点金属板６の可動部分６Ａを収納して、絶縁ケース２の第１の外壁１１Ａには固定接点金属板４の中間部４Ｂを固定して、第２の外壁１１Ｂには可動接点金属板６の非可動部分６Ｂを固定している。
【００３８】
固定接点金属板４は、インサート成形して絶縁ケース２に固定している。固定接点金属板４は、先端部４Ａを収納スペース２０の底部１３に埋設し、中間部４Ｂを収納スペース２０の底部１３から絶縁ケース２の第１の外壁１１Ａに埋設するようにインサート成形して、絶縁ケース２に固定している。図４と図５の固定接点金属板４は、収納凹部２１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を絶縁ケース２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。
【００３９】
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ＰＴＣヒーターで、上面と下面に電極を設けている。ただし、ヒーターには必ずしもＰＴＣヒーターを使用する必要はなく、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を介して可動接点金属板６に接触できるようにしている。このヒーター９は、可動接点金属板６の可動接点７が固定接点５に接触するオン状態では、可動接点金属板６とバイメタル８とが非接触状態となって通電されず、可動接点金属板６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、可動接点金属板６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、図５に示すように、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、パック電池に安全に使用できる。それは、パック電池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がオフに切り換えられた後は、パック電池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。
【００４０】
バイメタル８は、加熱して変形するように、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との間に配設され、加熱されて反転するように変形して、可動接点７を固定接点５から離してブレーカをオフ状態に切り換える。バイメタル８は、中央凸に湾曲する形状であって、熱変形しない状態、すなわち、可動接点７を固定接点５に接触させる状態では、図４に示すように、中央突出部を可動接点金属板６側に突出させる姿勢とし、熱変形して反転するように変形する状態では、図５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る。バイメタル８は、図５に示すように、熱変形して反転する状態では、中央突出部をヒーター９に接触させると共に、両端部分を可動接点金属板６に接触させて押圧し、可動部分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。
【００４１】
可動接点金属板６は、図４と図５に示すように、中間部分である非可動部分６Ｂを第２の外壁１１Ｂの上端面に固定して、先端側の可動部分６Ａを収納スペース２０の内部に配設し、後端部を外装ケース１の外部に引き出して接続端子６Ｘとしている。可動接点金属板６は、非可動部６Ｂを接着して第２の外壁１１Ｂの上端面に固定している。さらに、可動接点金属板６は、図４、図５、及び図８に示すように、第２の外壁１１Ｂと外装金属板３とで非可動部６Ｂを挟着して第２の外壁１１Ｂの上端面に固定している。図に示す無通電タイプのブレーカは、外装金属板３の一端部を、可動接点金属板６の非可動部分６Ｂに接触状態に積層している。したがって、外装金属板３を可動接点金属板６の接点として使用することもできる。ただ、可動接点金属板は、外装金属板との間を絶縁しながら積層することもできる。
【００４２】
可動接点金属板６は、収納スペース２０に配置される可動部分６Ａを弾性変形できる金属板としている。さらに、可動接点金属板６は、この可動部分６Ａの先端部であって固定接点５と対向する面に可動接点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に押される可動部分６Ａが弾性変形して、可動接点７が固定接点５から離れてオフ状態となる。図４と図５に示す無通電タイプのブレーカは、バイメタル８が熱変形しない状態で、可動接点７を確実に固定接点５に接触できるように、可動部分６Ａの後端部を下方に押圧する押圧凸部２３を外装金属板３の内面から突出して設けている。この可動接点金属板６は、可動部分６Ａの後端部が押圧凸部２３で下向きに押圧されることで、可動部分６Ａの先端部が下方に付勢されて、先端の可動接点７を確実に固定接点５に接触させる。
【００４３】
さらに、図４ないし図６の可動接点金属板６は、下面に突出部６Ｃを設けており、この突出部６Ｃにバイメタル８の両端部を接触させて互いに押圧するようにしている。図に示す突出部６Ｃは、外形を円弧状としており、バイメタル８の両端部を横方向に摺動させることなく確実に接触させて互いに押圧できるようにしている。図に示す可動接点金属板６は、バイメタル８の両端部と対向する下面に複数の突出部６Ｃを設けている。この構造は、幅のあるバイメタル８であっても確実に接触させて互いに押圧できる。
【符号の説明】
【００４４】
１…外装ケース
２…絶縁ケース
３…外装金属板
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…可動部分
６Ｂ…非可動部分
６Ｃ…突出部
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
１４…突出部
１５…連結リブ
１６…係止凸部 １６Ａ…傾斜面
１７…係止凹部
２０…収納スペース
２１…収納凹部
２２…折曲側壁
２３…押圧凸部
２５…貫通孔
２６…係止孔
２７…係止片
１０５…固定接点
１０６…可動接点金属板
１０７…可動接点
１０８…バイメタル
２０４…固定接点金属板
２０５…固定接点
２０６…可動接点金属板
２０７…可動接点
２０８…バイメタル
２０９…ヒーター
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック製の絶縁ケース(2)と外装金属板(3)とで形成してなる外装ケース(1)と、この外装ケース(1)の絶縁ケース(2)に固定してなる固定接点(5)を有する固定接点金属板(4)と、前記絶縁ケース(2)に固定されて、固定接点(5)と対向する位置に可動接点(7)を有する可動接点金属板(6)と、この可動接点金属板(6)をオンからオフに切り換えるバイメタル(8)と、このバイメタル(8)を加温するヒーター(9)とを備え、
前記外装金属板(3)と前記固定接点金属板(4)とは対向する位置にあって前記絶縁ケース(2)に固定され、前記固定接点金属板(4)と前記外装金属板(3)との間には、固定接点金属板(4)側から順番に、前記ヒーター(9)と、前記バイメタル(8)と、可動接点金属板(6)とを配置しており、
前記バイメタル(8)は中央凸に湾曲する形状であって、可動接点(7)を固定接点(5)に接触させる状態で中央突出部を可動接点金属板(6)側に突出させる姿勢で前記ヒーター(9)と前記可動接点金属板(6)との間に配設され、
前記絶縁ケース(2)は、両端部分に第１の外壁(11A)と第２の外壁(11B)とを突出して設けて、第１の外壁(11A)と第２の外壁(11B)との間には収納スペース(20)を設けて、この収納スペース(20)には、前記ヒーター(9)と前記バイメタル(8)と前記可動接点金属板(6)の可動部分(6A)を収納して、第１の外壁(11A)には前記固定接点金属板(4)の非可動部分(6B)を固定して、第２の外壁(11B)には前記可動接点金属板(6)の一部を固定しており、
さらに、前記外装金属板(3)は、絶縁ケース(2)にインサート成形されることなく、その両端部を第１の外壁(11A)と第２の外壁(11B)とに固定して、前記収納スペース(20)の開口部を閉塞しており、この外装金属板(3)を外側面に露出させる状態で前記絶縁ケース(2)の収納スペース(20)を閉塞してなる無通電タイプのブレーカ。
【請求項２】
前記外装金属板(3)の一端が、前記可動接点金属板(6)の非可動部分(6B)に接触状態に積層されて絶縁ケース(2)に固定されてなる請求項１に記載される無通電タイプのブレーカ。
【請求項３】
前記外装金属板(3)が、前記外壁(11)に接着され、又は外壁(11)に一体的に成形してなる連結リブ(15)を貫通させて外壁(11)に固定してなる請求項１または２に記載される無通電タイプのブレーカ。
【請求項４】
前記外装金属板(3)の表面に絶縁膜を設けてなる請求項１ないし３のいずれかに記載される無通電タイプのブレーカ。
【請求項５】
前記絶縁ケース(2)が、前記外装金属板(3)を連結する連結リブ(15)を前記外壁(11)の先端面から突出する形状に一体的に成形して設けており、前記外装金属板(3)は、絶縁ケース(2)に設けている連結リブ(15)を貫通させる貫通孔(25)を有し、連結リブ(15)が貫通孔(25)に挿通されて、外装金属板(3)が絶縁ケース(2)に固定されてなる請求項１ないし４のいずれかに記載される無通電タイプのブレーカ。
【請求項６】
前記外装金属板(3)の四隅部に前記貫通孔(25)を設けており、各々の貫通孔(25)に挿通される連結リブ(15)が前記絶縁ケース(2)の外壁(11)の先端面に設けてなる請求項５に記載される無通電タイプのブレーカ。
【請求項７】
前記外装ケース(1)の第２の外壁(11B)の先端面と前記外装金属板(3)との間に、前記可動接点金属板(6)の非可動部分(6B)を挟着して固定しており、
前記貫通孔(25)が、前記固定接点金属板(4)と前記可動接点金属板(6)の両外側に配設されてなる請求項６に記載される無通電タイプのブレーカ。
【請求項８】
前記絶縁ケース(2)が、収納スペース(20)の両側にあって第１の外壁(11A)と第２の外壁(11B)の間を連結する対向壁(12)を有し、この対向壁(12)と前記外壁(11)とで収納スペース(20)の外周壁(10)を構成しており、前記外装金属板(3)が、前記対向壁(12)の外面に沿うように折曲してなる折曲側壁(22)を両側に有し、この折曲側壁(22)と対向壁(12)とが係止構造で連結されてなる請求項１ないし７のいずれかに記載される無通電タイプのブレーカ。
【請求項９】
前記折曲側壁(22)と対向壁(12)の係止構造が、前記対向壁(12)の外側に設けてなる係止凸部(16)と、前記折曲側壁(22)に設けてなる前記係止凸部(16)を案内して係止してなる係止孔(26)である請求項８に記載される無通電タイプのブレーカ。
【請求項１】
プラスチック製の絶縁ケース(2)と外装金属板(3)とで形成してなる外装ケース(1)と、この外装ケース(1)の絶縁ケース(2)に固定してなる固定接点(5)を有する固定接点金属板(4)と、前記絶縁ケース(2)に固定されて、固定接点(5)と対向する位置に可動接点(7)を有する可動接点金属板(6)と、この可動接点金属板(6)をオンからオフに切り換えるバイメタル(8)と、このバイメタル(8)を加温するヒーター(9)とを備え、
前記外装金属板(3)と前記固定接点金属板(4)とは対向する位置にあって前記絶縁ケース(2)に固定され、前記固定接点金属板(4)と前記外装金属板(3)との間には、固定接点金属板(4)側から順番に、前記ヒーター(9)と、前記バイメタル(8)と、可動接点金属板(6)とを配置しており、
前記バイメタル(8)は中央凸に湾曲する形状であって、可動接点(7)を固定接点(5)に接触させる状態で中央突出部を可動接点金属板(6)側に突出させる姿勢で前記ヒーター(9)と前記可動接点金属板(6)との間に配設され、
前記絶縁ケース(2)は、両端部分に第１の外壁(11A)と第２の外壁(11B)とを突出して設けて、第１の外壁(11A)と第２の外壁(11B)との間には収納スペース(20)を設けて、この収納スペース(20)には、前記ヒーター(9)と前記バイメタル(8)と前記可動接点金属板(6)の可動部分(6A)を収納して、第１の外壁(11A)には前記固定接点金属板(4)の非可動部分(6B)を固定して、第２の外壁(11B)には前記可動接点金属板(6)の一部を固定しており、
さらに、前記外装金属板(3)は、絶縁ケース(2)にインサート成形されることなく、その両端部を第１の外壁(11A)と第２の外壁(11B)とに固定して、前記収納スペース(20)の開口部を閉塞しており、この外装金属板(3)を外側面に露出させる状態で前記絶縁ケース(2)の収納スペース(20)を閉塞してなる無通電タイプのブレーカ。
【請求項２】
前記外装金属板(3)の一端が、前記可動接点金属板(6)の非可動部分(6B)に接触状態に積層されて絶縁ケース(2)に固定されてなる請求項１に記載される無通電タイプのブレーカ。
【請求項３】
前記外装金属板(3)が、前記外壁(11)に接着され、又は外壁(11)に一体的に成形してなる連結リブ(15)を貫通させて外壁(11)に固定してなる請求項１または２に記載される無通電タイプのブレーカ。
【請求項４】
前記外装金属板(3)の表面に絶縁膜を設けてなる請求項１ないし３のいずれかに記載される無通電タイプのブレーカ。
【請求項５】
前記絶縁ケース(2)が、前記外装金属板(3)を連結する連結リブ(15)を前記外壁(11)の先端面から突出する形状に一体的に成形して設けており、前記外装金属板(3)は、絶縁ケース(2)に設けている連結リブ(15)を貫通させる貫通孔(25)を有し、連結リブ(15)が貫通孔(25)に挿通されて、外装金属板(3)が絶縁ケース(2)に固定されてなる請求項１ないし４のいずれかに記載される無通電タイプのブレーカ。
【請求項６】
前記外装金属板(3)の四隅部に前記貫通孔(25)を設けており、各々の貫通孔(25)に挿通される連結リブ(15)が前記絶縁ケース(2)の外壁(11)の先端面に設けてなる請求項５に記載される無通電タイプのブレーカ。
【請求項７】
前記外装ケース(1)の第２の外壁(11B)の先端面と前記外装金属板(3)との間に、前記可動接点金属板(6)の非可動部分(6B)を挟着して固定しており、
前記貫通孔(25)が、前記固定接点金属板(4)と前記可動接点金属板(6)の両外側に配設されてなる請求項６に記載される無通電タイプのブレーカ。
【請求項８】
前記絶縁ケース(2)が、収納スペース(20)の両側にあって第１の外壁(11A)と第２の外壁(11B)の間を連結する対向壁(12)を有し、この対向壁(12)と前記外壁(11)とで収納スペース(20)の外周壁(10)を構成しており、前記外装金属板(3)が、前記対向壁(12)の外面に沿うように折曲してなる折曲側壁(22)を両側に有し、この折曲側壁(22)と対向壁(12)とが係止構造で連結されてなる請求項１ないし７のいずれかに記載される無通電タイプのブレーカ。
【請求項９】
前記折曲側壁(22)と対向壁(12)の係止構造が、前記対向壁(12)の外側に設けてなる係止凸部(16)と、前記折曲側壁(22)に設けてなる前記係止凸部(16)を案内して係止してなる係止孔(26)である請求項８に記載される無通電タイプのブレーカ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−２４８４２６（Ｐ２０１２−２４８４２６Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１９６００（Ｐ２０１１−１１９６００）
【出願日】平成２３年５月２７日（２０１１．５．２７）
【出願人】（５９１０１６３３４）大塚テクノ株式会社 (19)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２７日（２０１１．５．２７）
【出願人】（５９１０１６３３４）大塚テクノ株式会社 (19)
【Ｆターム（参考）】
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