DE10011476A1 - Schaltervorrichtung - Google Patents

Abstract

Es wird eine Schaltervorrichtung offenbart, die mit einem ersten Verbindungsanschluss versehen ist. Ein leitender Wärmeabschnitt befindet sich in Berührung mit dem ersten Verbindungsanschluss und ist mit einem Wärmeerzeugungsmittel gefüllt. Ein Zündabschnitt ist in dem Wärmeabschnitt untergebracht und dient der Zündung des Wärmeerzeugungsmittels in dem Wärmeabschnitt, wenn in dem Fahrzeug ein abnormaler Zustand auftritt. Ein Verbinder ist abnehmbar elektrisch mit dem Zündabschnitt verbunden und dient der Zuführung einer elektrischen Energie dorthindurch bei einem abnormalen Zustand des Fahrzeugs.

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltervorrichtung, die einen elektrischen Stromkreis in einer kurzen Zeitdauer unterbricht.

Stand der Technik

In einem elektrischen Ausrüstungssystem, das in einem Fahrzeug vorgesehen ist, wird, wenn irgendein abnormaler Zustand eingetreten ist, beispielsweise wenn irgendein abnormaler Zustand bei einer Last, wie z. B. einem elektrischen Fenster, aufgetreten ist, oder wenn irgendein abnormaler Zustand in einem Kabelbaum aufgetreten ist, der aus mehreren elektrischen Drähten aufgebaut ist, die eine Batterie und jede Last usw. verbinden, eine große Stromschmelzsicherung, die zwischen der Batterie und dem Kabelbaum vorgesehen wurde, durch Schmelzung unterbrochen. Indem dies ausgeführt wird, wird eine Unterbrechung zwischen der Batterie und dem Kabelbaum ausgebildet, um dadurch zu verhindern, dass die jeweiligen Lasten oder Kabelbäume durch ein Durchbrennen beschädigt werden.

Jedoch wird bei dem beschriebenen elektrischen Ausrüstungssystem unter Verwendung einer großen Stromschmelzsicherung, auch wenn irgendein abnormaler Zustand in einer Last, wie z. B. einem elektrischen Fenster, aufgetreten ist, oder wenn irgendein abnormaler Zustand in einem Kabelbaum aufgetreten ist, der aus mehreren elektrischen Drähten aufgebaut ist, die eine Batterie und jede Last usw. verbinden, die große Stromschmelzsicherung nicht durch Schmelzung unterbrochen, es sei denn ein elektrischer Strom mit einer Größe, die größer ist als ein zulässiger Wert, tritt ein, der in der großen Schmelzsicherung voreingestellt ist. In dieser Hinsicht wurden Schutzvorrichtungen des Bimetalltyps und des schmelzbaren Leitertyps entwickelt, die, wenn ein großer Strom mit einer Größe, die in der Nähe des zulässigen Wertes liegt, fortlaufend durch diese hindurch fließt, dieses Fließen erfasst wird, und eine Unterbrechung zwischen der Batterie und dem Kabelbaum ausgeführt wird.

Jedoch wird bei der Schutzvorrichtung des Bimetalltyps unter Verwendung eines Bimetalls, bei dem zwei Arten von Metall, deren Wärmeausdehnungskoeffizienten sich voneinander unterscheiden, erfasst, ob ein großer Strom durch ein schmelzbares Element fließt. Deshalb wird, wenn die Größe des durch das schmelzbare Element fließenden Stromes verändert wird, das Bimetall verformt, mit dem Ergebnis, dass sich eine Zeit, die bis zur Unterbrechung des Stromkreises erforderlich ist, verändert.

Aus diesem Grund passiert es, wenn ein Störfall, bei dem z. B. eine große Größe von Strom intermittierend strömt, auftritt, dass die Temperatur des schmelzbaren Elements aufhört, über einen bestimmten Temperaturwert anzusteigen. Im Ergebnis bestand die Möglichkeit, dass der Kabelbaum oder die Last übermäßig Wärme erzeugten, bevor die Schutzvorrichtung den Schaltkreis unterbrach.

Andererseits wird bei der Schutzvorrichtung des Typs mit schmelzbarem Leiter unter Verwendung einer Spule, die aus einer Formerinnerungslegierung ausgeführt ist, erfasst, ob eine große Größe von Strom durch die Leitung mit dem schmelzbaren Leiter fließt. Deshalb wird, wenn die Größe des Stromes, der durch den schmelzbaren Leiter in der Leitung fließt, verändert wird, die Spule mit dem Ergebnis verformt, dass sich die Zeitdauer verändert, die erforderlich ist, bis der Stromkreis unterbrochen wird. Aus diesem Grund passiert es, wenn eine große Größe von Strom intermittierend fließt, dass die Temperatur der Leitung mit dem schmelzbaren Leiter aufhört, über einen bestimmten Temperaturwert anzusteigen. Im Ergebnis bestand die Möglichkeit, dass der Kabelbaum oder die Last übermäßige Hitze erzeugten, bevor die Schutzvorrichtung den Stromkreis unterbrach. Ferner ist in einem Fall, in dem ein Bimetall oder eine Formerinnerungslegierung verwendet wird, die Temperatur, bei der die Deformation beginnt, üblicherweise so gering wie 100°C. Deshalb war ein Bimetall oder eine Formerinnerungslegierung schwierig bei Temperaturen von 120°C bis 125°C zu verwenden, bei denen es sich um die Umgebungsbedingungen im Gebrauch eines Fahrzeugs handelt.

Ferner war in beiden Schutzvorrichtungen die Zeitdauer einer Antwort auf Erwärmung des Bimetalls oder der Spule, die ein unter Wärmeeinfluss verformbares elektrisches Leitungselement ist, durch den Durchgang von Strom durch dieses beeinflusst. Ferner traten Fälle ein, bei denen zum Zeitpunkt eines abnormalen Zustandes (der Durchgang von Strom im Übermaß) die Antwort auf die Wärme des unter Wärmeeinfluss verformbaren elektrischen Leitungselementes nicht rechtzeitig auftrat.

Darstellung der Erfindung

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Schaltervorrichtung zu schaffen, die, wenn ein Abnormalitätssignal in dem Fahrzeug auftritt, schnell und verlässlich den Stromkreis unterbrechen und einen betroffenen elektrischen Stromkreis schützen kann.

Um die Aufgabe zu lösen, schafft die vorliegende Erfindung eine Schaltervorrichtung. Die Vorrichtung ist mit einem ersten Verbindungsanschluss; einem leitenden Wärmeabschnitt, der in Berührung mit dem ersten Verbindungsanschluss ist und der mit einem Wärmeerzeugungsmittel gefüllt ist; einem Zündabschnitt, der in dem Wärmeabschnitt untergebracht ist und der dem Zünden des Wärmeerzeugungsmittels in dem Wärmeabschnitt dient, wenn bei einem Fahrzeug ein abnormaler Zustand eintritt; und einem Verbinder versehen, der abnehmbar elektrisch mit dem Zündabschnitt verbunden ist, und welcher der Zuführung von elektrischer Energie durch diesen bei einem abnormalen Zustand des Fahrzeugs dient.

Vorzugsweise wird der Verbinder von dem Zündabschnitt abgenommen, wenn der Zündabschnitt infolge einer Wärmeerzeugung des Mittels bewegt wird.

Vorzugsweise ist die Vorrichtung ferner mit einem nachgiebigen Element versehen, das derart angeordnet ist, dass es sich in Berührung mit dem Wärmeabschnitt befindet, wobei das nachgiebige Element für ein nachgiebiges Vorspannen des Wärmeabschnitts im Normalzustand vorgesehen ist.

Vorzugsweise ist die Vorrichtung ferner mit einem zweiten Verbindungselement versehen. Der Wärmeabschnitt ist zwischen dem ersten und dem zweiten Verbindungsanschluss angeordnet.

Vorzugsweise ist die Vorrichtung ferner mit einem äußeren Gefäß versehen, das den Wärmeabschnitt, den Zündabschnitt und das nachgiebige Element unterbringt.

Vorzugsweise ist der Verbinder mit einem Anschluss, der elektrisch mit dem Zündabschnitt verbunden ist; einem Einführabschnitt, der den Anschluss unterbringt, wobei der Einführabschnitt in eine Öffnung des äußeren Gefäßes eingeführt ist; und einem Vorsprungabschnitt versehen, der den Anschluss unterbringt und mit dem Einführabschnitt derart verbunden ist, dass er außerhalb eines äußeren Gefäßes angeordnet ist, wobei der Vorsprungabschnitt eine Größe aufweist, die, größer ist als die Breite der Öffnung.

Vorzugsweise ist der Verbinder mit einem Anschluss mit einem Ende, das elektrisch mit dem Zündabschnitt verbunden ist, einem Gehäuse, das den Anschluss unterbringt, wobei das Gehäuse in eine Öffnung eines äußeren Gefäßes eingeführt ist; und einem Substrat mit einem Elektrodenmuster zur Zuführung der elektrischen Energie dorthindurch versehen. Das Elektrodenmuster ist elektrisch mit einem anderen Ende des Anschlusses in dem Gehäuse verbunden.

Vorzugsweise ist der Verbinder integral an dem äußeren Gefäß ausgebildet, und weist einen Anschluss auf, der elektrisch mit dem Zündabschnitt verbunden ist.

Vorzugsweise ist die Vorrichtung mit einem aus Harz ausgeführten Halteabschnitt versehen, der an das äußere Gefäß ausgebildet ist, wobei der Halteabschnitt dem Halten des Wärmeabschnitts gegen die Vorspannungskraft des nachgiebigen Elements dient.

Vorzugsweise weist der Wärmeabschnitt einen Seitenabschnitt auf, und der Seitenabschnitt ist mit dem ersten Verbindungsabschnitt durch ein Material mit niedrigem Schmelzpunkt verbunden.

Vorzugsweise ist das Wärmeerzeugungsmittel ein Thermitmittel, das ein Metalloxidpulver und ein Aluminiumpulver aufweist, die miteinander vermischt sind.

Gemäß der Erfindung wird, wenn der Zündabschnitt nach oben geschoben wird, und er durch das gezündete Wärmeerzeugungsmittel bewegt wird, der Verbinder von dem Zündabschnitt abgenommen. Demzufolge ist es möglich, automatisch die Zuführung von einer Energiequelle zu dem Zündabschnitt anzuhalten. Als Ergebnis dessen wird die Zuführung eines elektrischen Stromes angehalten, mit dem Ergebnis, dass eine Wärme aufhört, zu einem Steuerungssubstrat usw. übertragen zu werden. Dies macht es schwierig, einen betroffenen elektrischen Stromkreis, wie z. B. ein Steuerungssubstrat und ein Bauteil zu beschädigen. Ferner ist es möglich, da es nicht passiert, dass der Verbinder innerhalb der Sicherung bewegt wird, den Innendurchmesser der Sicherung zu minimieren. Ferner passiert es nicht, da nach dem Unterbrechen des Stromkreises die Signalleitung unbewegt bleibt, dass die Signalleitung usw. derart verheddert wird, dass die Bewegung des nachgiebigen Elements behindert wird. Der Stromkreis kann deshalb verlässlich unterbrochen werden.

Ferner steigt, da der Verbinder außerhalb des äußeren Gefäßes angeordnet ist, und daran einen Vorsprungabschnitt ausgebildet aufweist, dessen Größe größer ist als die Größe der Breite der Öffnung des äußeren Gefäßes, auch wenn nach dem Zünden der Zündabschnitt ansteigt, der Verbinder nicht an, und indem er durch das äußere Gefäß gehalten wird, kann er von dem Zündabschnitt abgetrennt werden.

Ferner steigt, auch wenn nach der Zündung der Zündabschnitt ansteigt, der Verbinder nicht an, und wird durch das äußere Gefäß gehalten, und kann dadurch von dem Zündabschnitt gelöst oder abgenommen werden.

Ferner besteht der Verbinder aus einem integralen Verbinder, der an dem äußeren Gefäß durch integrales Formen ausgebildet ist. Deshalb steigt, auch wenn nach der Zündung der Zündabschnitt ansteigt, der integrale Verbinder nicht an, und kann dadurch von dem Zündabschnitt abgetrennt werden.

Ferner ist der aus Harz ausgeführte Halteabschnitt an dem äußeren Gefäß ausgeführt und hält den Wärmeabschnitt gegen die Vorspannungskraft des nachgiebigen Elements. Deshalb wird, wenn das Wärmeerzeugungsmittel Wärme erzeugt hat, der aus Harz ausgeführte Halteabschnitt geschmolzen, mit dem Ergebnis, dass der Wärmeabschnitt und der Zündabschnitt ansteigen können.

Ferner wurden ein jeder des ersten Verbindungsanschlusses und des Seitenwandabschnitts zusammen durch die Verwendung eines Materials mit niedrigem Schmelzpunkt verbunden. Deshalb wird, wenn der Halteabschnitt und das Material mit niedrigem Schmelzpunkt infolge der Erzeugung von Wärme in dem Wärmeerzeugungsmittel geschmolzen werden, der Wärmeabschnitt nach oben angehoben, und so weist der erste Verbindungsanschluss eine unterbrochene elektrische Verbindung auf. Deshalb kann der Stromkreis verlässlich in einer kurzen Zeitdauer unterbrochen werden, um dadurch den Schutz der relevanten elektrischen Teile zu ermöglichen. Ferner ist es, da keine Vorspannungskraft auf das Material mit niedrigem Schmelzpunkt, das den Verbindungsabschnitt zwischen dem Wärmeabschnitt und jedem der ersten Verbindungsanschlüsse bildet, möglich, die Verlässlichkeit der Verbindungsabschnitte zu verbessern.

Ferner kann das Wärmeerzeugungsmittel eine Wärme einer Thermitreaktion infolge der Thermitreaktion erzeugen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die obige und weitere Aufgaben und neuartige Merkmale der vorliegenden Erfindung werden vollständig aus der folgenden ausführlichen Beschreibung ersichtlich, wenn diese in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht zur Darstellung eines Schaltersystems gemäß einer ersten Ausführungsform;

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang einer Linie A1-A1 von Fig. 3 zur Darstellung eines Schalters gemäß der ersten Ausführungsform;

Fig. 3 eine obere Flächenansicht zur Darstellung des Schalters gemäß der ersten Ausführungsform;

Fig. 4 eine Schnittansicht entlang einer Linie B1-B1 zur Darstellung des Schalters gemäß der ersten Ausführungsform;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht zur Darstellung der Verbindung eines unteren Seitengehäuses und eines Schalters gemäß der ersten Ausführungsform;

Fig. 6 eine Schnittansicht zur Darstellung eines Schalters gemäß einer zweiten Ausführungsform; und

Fig. 7 eine Schnittansicht zur Darstellung eines Schalters gemäß einer dritten Ausführungsform.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung

Ausführungsformen eines Schalters gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend im Einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Erste Ausführungsform

Eine Ausführungsform eines Schalters gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend im Einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Die kennzeichnenden Merkmale des Schalters gemäß der ersten Ausführungsform liegen darin, dass, wenn ein Abnormalitätssignal des Fahrzeugs diesem eingegeben wurde, der Stromkreis verlässlich in einer kurzen Zeitdauer unterbrochen werden kann, und die betroffenen elektrischen Teile hierdurch geschützt werden können, und dass ein Verbinder vorgesehen ist, der mit einem Kerndraht des Zündabschnitts verbindbar ist, wobei nach dem Zünden der Kerndraht des Zündabschnitts von dem Verbinder abgenommen wird, um dadurch die Zuführung von elektrischer Energie zu dem Zündabschnitt anzuhalten.

Gemäß Fig. 1 weist ein Schaltersystem einen Schalter 1, einen Zündabschnitt 29, der mit einem Verbinder 45 verbunden ist, einen Kollisionssensor 71, einen Zündabschnitt 29 und eine Steuerung 72 auf. Die Steuerung 72 ist mit einer CPU (central processing unit; zentrale Verarbeitungseinheit), einem RAM- Speicher (random access memory), einem ROM-Speicher (read only memory; einem schreibgeschützten Speicher) und einer Energiequelle versehen. Ein Signal wird dem Kollisionssensor 71 eingegeben, wenn ein Fahrzeug kollidiert. Wenn der Kollisionssensor 71 das Signal einer Fahrzeugkollision erfasst, führt die Steuerung 72 dem Zündabschnitt 29 elektrische Energie zu.

In dem Schalter 1, der in Fig. 2 dargestellt ist, ist eine erste plattenartige lange Stromschiene 11, ein erster Verbindungsanschluss aus beispielsweise Kupfer oder einer Kupferlegierung ausgebildet und weist darin einen runden Öffnungsabschnitt 12 auf, der mit einer Batterie usw. verbunden ist. Die erste Stromschiene 11 ist im Wesentlichen unter einem rechten Winkel nach unten gebogen.

Ferner ist eine zweite plattenartige lange Stromschiene 19, ein zweiter Verbindungsanschluss ebenso aus beispielsweise Kupfer oder einer Kupferlegierung ausgebildet, und weist darin einen runden Öffnungsabschnitt 20 ausgebildet auf, der mit einer Last usw. verbunden ist. Die zweite Stromschiene 19 ist im Wesentlichen unter einem rechten Winkel nach unten gebogen.

Zwischen der ersten Stromschiene 11 und der zweiten Stromschiene 19 sind ein Oberseitengehäuse 14a und ein Unterseitengehäuse 14b angeordnet. Das Oberseitengehäuse und das Unterseitengehäuse bilden ein äußeres Gefäß, das aus einem Gefäß besteht, das aus einem Isolationsmaterial, wie z. B. Harz (einem thermoplastischen Harz) ausgebildet ist.

Innerhalb des Unterseitengehäuses 14b ist ein Thermitgehäuse 26, ein Wärmeabschnitt, der aus Kupfer, einer Kupferlegierung usw. ausgebildet ist, untergebracht. Innerhalb dieses Thermitgehäuses 26 ist ein Wärmeerzeugungsmittel 27 sowie ein Zündabschnitt 29 eingefüllt.

Der Zündabschnitt 29 weist ein Zündmittel auf. Der Zündabschnitt 29 ist derart angeordnet, dass das Zündmittel durch die Erzeugung von Wärme infolge eines elektrischen Stromes gezündet werden kann, der in dem Fall, dass sich das Fahrzeug in einem abnormalen Zustand, wie z. B. in einer Kollision befindet, in einen Bleidraht 51 fließt, und so dass eine Wärme einer Thermitreaktion in dem Wärmeerzeugungsmittel 27 erzeugt werden kann.

Ferner ist ein linker Seitenwandabschnitt, der an dem Thermitgehäuse 26 ausgebildet ist, mit einem gebogenen Abschnitt 8 der ersten Stromschiene 11 durch die Verwendung eines Metalls 23 mit niedrigem Schmelzpunkt verbunden, das als ein Material mit niedrigem Schmelzpunkt dient, wie z. B. Lot (z. B. 200°C bis 300°C). Ein rechter Seitenwandabschnitt, der an dem Thermitgehäuse 26 ausgebildet, ist mit einem gebogenen Abschnitt 10 der zweiten Stromschiene 19 durch die Verwendung eines Metalls 23 mit niedrigem Schmelzpunkt verbunden. Aus diesem Grund können die erste Stromschiene 11 und die zweite Stromschiene 19 miteinander über das Material mit niedrigem Schmelzpunkt 23 und das Thermitgehäuse 26 elektrisch verbunden werden.

Es ist anzumerken, dass das Metall 23 mit niedrigem Schmelzpunkt aus beispielsweise wenigstens einer Art eines Metalls besteht, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Sn, Pb, Zn, Al und Cu besteht.

Das Wärmeerzeugungsmittel 27 ist ein Thermitmittel, das beispielsweise aus einem Metalloxidpulver, wie z. B. Eisenoxid (Fe₂O₃) und Aluminiumpulver, aufgebaut ist, und das infolge der Wärme, die von einem Bleidraht 51 erzeugt wird, eine Thermitreaktion durchführt, um dadurch eine Wärme hoher Temperatur zu erzeugen. Es ist anzumerken, dass anstelle der Verwendung von Eisenoxid (Fe₂O₃) Chrom (Cr₂O₃), Manganoxid (MnO₂) usw. verwendet werden können.

Ferner kann als das Wärmeerzeugungsmittel 27 eine Mischung von Metallpulver einer Art, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus B, Sn, FeSi, Zr, Ti und Al besteht, eines Metalloxids einer Art, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus CuO, MnO₂, Pb₃O₄, PbO₂, Fe₃O₄, und Fe₂O₃ besteht, und wenigstens einer Art von Zusätzen einschließlich Alumina, Bentonit, Talg usw. verwendet werden. Wenn dieses Wärmeerzeugungsmittel verwendet wird, kann es leicht durch den Zündabschnitt 29 und das Metall 23 mit niedrigem Schmelzpunkt gezündet werden, und kann dadurch in einer kurzen Zeitdauer geschmolzen werden.

Ferner ist eine Druckfeder 34 als ein ausdehnbares und zusammenziehbares nachgiebiges Element zwischen dem Thermitgehäuse 26 und dem Unterseitengehäuse 14b angeordnet. Diese Druckfeder spannt das Thermitgehäuse 26 nach oben vor.

Ferner weist das Oberseitengehäuse 14a darin ausgebildet einen Schlitzabschnitt 37 mit einer quadratischen Form auf, indem ein erster Vorsprungabschnitt 39 an dem Unterseitengehäuse 14b ausgebildet ist. An dem Unterseitengehäuse 14b ist ein zweiter Vorsprungabschnitt, ein Halteabschnitt, der aus Harzmaterial ausgeführt ist, ausgebildet. Dieser zweite Vorsprungabschnitt 41 hält die obere Fläche des Thermitgehäuses 26 und ist derart angeordnet, dass er die Bewegung des Thermitgehäuses 26 nach oben gegen die Vorsprungskraft der Druckfeder 34 hält.

Ferner ist ein Verbinder 45 an das Unterseitengehäuse 14b angebracht, so dass der Verbinder 45 mit dem Zündabschnitt 29 verbunden werden kann, wobei der Verbinder 45 der Zuführung von elektrischem Strom von einem Bleidraht 51 zu dem Zündabschnitt 29 dient. Die Konstruktion zwischen dem Zündabschnitt 29 und dem Verbinder 45 wird nachfolgend im Einzelnen erläutert. Innerhalb des Zündabschnitts 29 ist ein wärmeerzeugender Nichromdraht vorgesehen. Wie in Fig. 5 dargestellt ist, ist ein Paar von Elektrodenstiften 52b (für die Verwendung an dem Plus- und Minuspol) an beiden Enden dieses Nichromdrahtes angebracht.

Ferner weist, wie in Fig. 5 dargestellt ist, der Verbinder 45 einen Einführabschnitt 49, der in einen Öffnungsabschnitt 52a eingeführt ist, der in dem Unterseitengehäuse 14b ausgebildet ist und der mit dem Paar von Elektrodenstiften 52b verbunden ist, und einen Vorsprungabschnitt 47 auf, mit einer Größe, die größer ist als die Öffnungsbreite des Öffnungsabschnitts 52a. Der Einführabschnitt 49 und der Vorsprungabschnitt 47 bilden ein Verbindergehäuse. Ferner sind in dem Verbindergehäuse des Verbinders 45 zwei Anschlüsse 50 entsprechend der Plus- und Minuspole vorgesehen. Das Paar von Elektrodenstiften 52b ist mit dem jeweiligen einen Ende der Anschlüsse 50 verbunden, mit deren anderem Ende der Bleidraht 51 verbunden ist.

Nachfolgend wird die Betriebsweise des Schalters gemäß der ersten Ausführungsform, die wie oben beschrieben aufgebaut ist, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Zunächst wird in dem Schalter der Zusammenbau des Verbinders mit dem Unterseitengehäuse erläutert. Zunächst wird das Thermitgehäuse 26 zwischen der ersten Stromschiene 11 und der zweiten Stromschiene 19 verbunden, und dann wird das Thermitgehäuse 26 eingeführt, während die Druckfeder 24 innerhalb des Unterseitengehäuses 14b zusammengedrückt wird, bis es verriegelt wird. Es stößt nämlich eine Bodenfläche des Thermitgehäuses 26 an dem ersten Vorsprungabschnitt 39 an und wird angehalten, während ein oberes Thermitgehäuse 26 mit dem zweiten Vorsprungabschnitt 41 in Eingriff kommt und durch diesen gehalten wird.

Dann wird das Oberseitengehäuse 14a über das Unterseitengehäuse 14b gefügt. Ferner wird das Unterseitengehäuse 14b in den Öffnungsabschnitt 52a eingeführt, der in dem Unterseitengehäuse 14b ausgebildet ist, und der Verbinder 45 wird mit den Elektrodenstiften 52b des Zündabschnitts 29 verbunden.

Nachfolgend wird die Betriebsweise des Schalters unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.

Zunächst sind im Normalzustand die erste Stromschiene 11 und die zweite Stromschiene 19 elektrisch miteinander über das Metall 23 mit niedrigem Schmelzpunkt und das Thermitgehäuse 26 verbunden, wodurch ein elektrischer Strom einer Batterie, die nicht dargestellt ist, zu nicht dargestellten Lasten zugeführt wird. Nachfolgend wird, wenn ein Fahrzeug mit einem Hindernis oder ähnlichem zusammenstößt, oder wenn das Fahrzeug von einer Klippe oder ähnlichem fällt, ein abnormaler Zustand des Fahrzeugs durch einen Kollisionssensor 71 erfasst. Durch das Erfassen des abnormalen Zustands des Fahrzeugs wird eine Spannung zu einem Pol des Verbinders 45 mittels des Bleidrahtes 51 aufgebracht. Es ist anzumerken, dass der andere Pol des Verbinders geerdet ist. Dann strömt ein elektrischer Strom in den Zündabschnitt 29 infolge der Spannung, die auf den einen Pol des Verbinders 45 aufgebracht ist.

Dann wird der Zündabschnitt 29 infolge der Erzeugung von Wärme infolge des elektrischen Stromes gezündet. Im Ergebnis erzeugt das Wärmeerzeugungsmittel 27, das ein Thermitmittel ist, die Wärme der Thermitreaktion gemäß der folgenden Reaktionsgleichung

Fe₂O₃ + 2AL → Al₂O₃ + 2Fe + 386 . 2 Kcal

Infolge der Wärme der Thermitreaktion wird das Thermitgehäuse 26 erwärmt. Deshalb werden infolge der Erzeugung von Wärme in dem Wärmeerzeugungsmittel 27 und infolge der Erwärmung des Thermitgehäuses 26 das Metall 23 mit niedrigem Schmelzpunkt, das den gebogenen Abschnitt 8 und den linken Seitenwandabschnitt des Thermitgehäuses 26 verbindet, und das Metall 23 mit niedrigem Schmelzpunkt, das dem gebogenen Abschnitt 10 und den rechten Seitenwandabschnitt des Thermitgehäuses 26 verbindet, erwärmt und geschmolzen. Ferner wird gleichzeitig mit diesem der zweite Vorsprungabschnitt 41, der aus Harzmaterial besteht, und der an dem Unterseitengehäuse 14b ausgebildet ist, geschmolzen.

Im Ergebnis wird die Druckfeder 34, die bislang zusammengedrückt war, ausgedehnt. Im Ergebnis springt das Thermitgehäuse 26, das darin den Zündabschnitt 29 untergebracht aufweist, auf (in Fig. 2a bezeichnet eine Referenznummer 26' das Thermitgehäuse, nachdem es nach oben bewegt wurde).

Aus diesem Grund wird die elektrische Verbindung zwischen dem Thermitgehäuse 26 und der ersten 11 und der zweiten Stromschiene 19 unterbrochen. Dies führt nämlich dazu, dass die erste Stromschiene 11 und die zweite Stromschiene 19 elektrisch abgeschaltet werden, wodurch der elektrische Stromkreis des Fahrzeugs unterbrochen wird.

Ferner führt, wenn der Zündabschnitt 29 und das Thermitgehäuse 26 vertikal aufgesprungen sind, dies dazu, dass der Verbinder 45 von dem Zündabschnitt 29 abgenommen wird. Da nämlich der Vorsprungabschnitt 47 des Verbinders 45 eine Größe aufweist, die größer ist als die Öffnungsbreite des Öffnungsabschnitts 52a, führt dies dazu, dass der Verbinder 45 sich nicht anhebt, indem er durch das Unterseitengehäuse 14b gehalten wird. Auf diese Weise kann gemäß dem Schalter der ersten Ausführungsform der elektrische Stromkreis des Fahrzeugs verlässlich in einer kurzen Zeitdauer unterbrochen werden, um dadurch den Schutz der elektrischen Teile zu ermöglichen. Ferner ist es infolge der Verwendung der Wärme der Thermitreaktion des Wärmeerzeugungsmittels 27 möglich, den Schalter mit einem einfachen Aufbau zu versehen.

Ferner übt der zweite Vorsprungabschnitt 41, der an dem Oberseitengehäuse 14a ausgebildet ist, eine Gegenkraft gegen die Ausdehnung oder die Vorspannungskraft der Druckfeder 34 auf, die nach oben wirkt. Deshalb wirkt keine Federkraft auf das Metall 23 mit niedrigem Schmelzpunkt, das als der Verbindungsabschnitt zwischen dem Thermitgehäuse 26 und jeder der ersten Stromschiene 11 und der zweiten Stromschiene 19 dient. Dies verstärkt die Verlässlichkeit des Verbindungsabschnitts. Ferner wird infolge der Verwendung der Druckfeder 34 der Schalter kostengünstig und wird ferner leicht zu gestalten und zu montieren. Ferner hören Risse, wenn der Verbindungsabschnitt derjenige ist, der unter Verwendung eines Materials mit niedrigem Schmelzpunkt wie z. B. Lot ausgeführt ist, auf, aufzutreten, weil keine Belastung auf den Abschnitt mit dem Metall mit niedrigem Schmelzpunkt aufgebracht wird.

In diesem Zusammenhang bedeutet die "Diffusion der Komponenten", dass die Atome der Komponentenelemente des Lots in die Oberfläche und das Innere des Muttermaterials verbreitet werden. Es gibt einen Fall, in dem die Atome des verbreiteten Lots und die Atome des Muttermaterials neu in eine Atomanordnung angeordnet werden, und zwar mit einem festen Kristallgitter, und bei diesem Material handelt es sich um eine zwischenmetallische Verbindung (eine Legierungsschicht). Da eine zwischenmetallische Verbindung im Allgemeinen die Natur einer Sprödigkeit aufweist, wird es wahrscheinlich, dass sie infolge der äußeren Belastung, wie z. B. Vibrationen, Biegen usw., reißt.

Ferner ist es, da nach der Zündung der Zündabschnitt 29 von dem Verbinder 45 gelöst und angehoben wird, möglich, die Zuführung einer elektrischen Energie zu dem Zündabschnitt 29 anzuhalten. Im Ergebnis hört ein elektrischer Strom auf, fortgesetzt zu fließen, und so hört Wärme auf, zu dem Steuerungssubstrat usw. übertragen zu werden. Deshalb wird es schwierig, den elektronischen Stromkreis, wie z. B. das Steuerungssubstrat, Element usw. zu beschädigen. Ferner ist es, da der Verbinder innerhalb der Sicherung unbewegt bleibt, möglich, den Innendurchmesser der Sicherung zu minimieren.

Ferner wird, während nach der Unterbrechung des Stromkreises der Zündabschnitt 29 von dem Verbinder 45 getrennt wird und sich anhebt, der Bleidraht 51 nicht angehoben. Aus diesem Grund wird es unnötig, die übermäßige Länge des Bleidrahtes in Betracht zu ziehen oder einen hinreichenden Raum bezüglich der Seitenwand gesehen sicherzustellen. Gleichzeitig tritt es nicht auf, dass die Bewegung der Druckfeder 34 behindert wird, beispielsweise durch den Bleidraht 51 usw., der sich damit verheddern könnte. Es ist deshalb möglich, den Stromkreis verlässlich zu unterbrechen. Ferner wird es unnötig, dass der Bleidraht 51 usw. mit den Kerndrähten verlötet wird, die von dem Zündabschnitt 29 geführt sind, mit dem Ergebnis, dass die nach dem Löten erforderliche Arbeit des Bleidrahtes 51 unnötig wird.

Zweite Ausführungsform

Nachfolgend wird ein Schalter gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Fig. 6 ist eine Schnittansicht zur Darstellung eines Schalters gemäß der zweiten Ausführungsform. Das kennzeichnende Merkmal der zweiten Ausführungsform liegt darin, dass der Schalter von einer Art ist, bei der ein Verbinder und ein Substrat an dem Schalter der ersten Ausführungsform angebracht wurden. Es ist anzumerken, dass bei den jeweiligen Abschnitten, die in Fig. 6 dargestellt sind, die identischen Abschnitte mit denjenigen, die in Fig. 2 dargestellt sind, durch gleiche Referenznummern bezeichnet sind und deren ausführliche Beschreibung weggelassen ist.

In dem in Fig. 6 dargestellten Schalter ist die Anordnung derart, dass ein Verbindergehäuse 53 einer geraden Art mit dem Zündabschnitt 29 verbindbar ausgeführt ist, indem es in den Öffnungsabschnitt 52a eingeführt ist, der in dem Unterseitengehäuse 14b ausgebildet ist. Das Verbindergehäuse 53 weist Anschlüsse 54 für die Verwendung an Plus- und Minuspolen auf. Jeweilige erste Enden der jeweiligen Anschlüsse 54 sind mit den Elektrodenstiften 52b des Zündabschnitts 29 verbunden, während deren andere Enden durch Durchgangsöffnungen eines Substrats 55 durchgeführt sind und daran verlötet sind. (Die Abschnitte, die in Fig. 6 verlötet wurden, wurden als gelötete Abschnitte 56 gezeigt).

Ferner sind die gelöteten Anschlüsse 54 mit einem Schraubenabschnitt 57 mittels eines Elektrodenmusters verbunden, das nicht dargestellt ist und an dem Substrat 55 ausgebildet ist. Dieser Schraubenabschnitt 57 verbindet ein Steuerungsteilgehäuse 58 elektrisch mit dem Substrat 55, und zwar durch Schrauben.

Gemäß der beschriebenen Konstruktion wird durch die Erfassung eines abnormalen Zustands des Fahrzeugs eine Spannung auf den Einpolanschluss 54 des Verbindergehäuses 53 aufgebracht, indem sie von dem Steuerungsteilgehäuse 58 durch den Schraubenabschnitt 57 und das Substrat 55 hindurchgeführt wird. Es ist anzumerken, dass der andere Polanschluss 54 geerdet ist. Als Ergebnis dessen fließt ein Strom in den Zündabschnitt 29 durch die auf den einen Pol des Verbindergehäuses 53 aufgebrachte Spannung, wodurch es möglich ist, den Stromkreis wie in dem Fall des Betriebs des Schalters der ersten Ausführungsform zu unterbrechen.

In diesem Fall wird, da das Verbindergehäuse 53 an das Substrat 55 angebracht ist, das Verbindergehäuse 53 nach der Zündung von dem Zündabschnitt 29 abgenommen. Demzufolge sorgt der Schalter der zweiten Ausführungsform für die gleichen Vorteile wie diejenigen, die mit dem Schalter der ersten Ausführungsform zu erhalten sind.

Dritte Ausführungsform

Nachfolgend wird ein Schalter gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Fig. 7 ist eine Schnittansicht zur Darstellung eines Schalters gemäß der dritten Ausführungsform. Das kennzeichnende Merkmal der dritten Ausführungsform liegt darin, dass der Schalter von einer Art ist, bei welcher ein Verbinder verglichen mit dem Schalter der ersten Ausführungsform integral an dem Unterseitengehäuse 14b ausgebildet ist.

Es ist anzumerken, dass in den jeweiligen Abschnitten, die in Fig. 7 dargestellt sind, die identischen Abschnitte mit denjenigen, die in Fig. 2 dargestellt sind, durch ähnliche Referenzzeichen bezeichnet sind und deren ausführliche Beschreibung weggelassen ist.

In dem in Fig. 7 dargestellten Schalter ist ein Verbinder 61 der integralen Art, der mit dem Zündabschnitt 29 an dem unteren Teil dessen verbindbar ist, in dem Unterseitengehäuse 14b ausgebildet. Dieser Verbinder 61 der integralen Art weist Anschlüsse für die Verwendung an Plus- und Minuspol auf. Ein jeweiliges eines Ende der jeweiligen Anschlüsse 50 ist mit den Elektrodenstiften 52b des Zündabschnitts 29 verbunden, während die anderen Enden derselben mit dem Bleidraht 51 verbunden sind.

Gemäß dem beschriebenen Aufbau wird durch die Erfassung des abnormalen Zustands des Fahrzeugs eine Spannung auf den Anschluss 50 des einen Poles des Verbinders 61 der integralen Art durch das Hindurchführen durch den Bleidraht 51 aufgebracht. Als Ergebnis dessen fließt ein Strom in den Zündabschnitt 29 durch die Spannung, die auf einen Pol des Verbinders 61 der integralen Art aufgebracht wird, wodurch es möglich ist, den Stromkreis wie in dem Fall der Betätigung des Schalters der ersten Ausführungsform zu unterbrechen. In diesem Fall wird, da der Verbinder 61 der integralen Art integral mit dem Unterseitengehäuse 14b ausgebildet ist, nach der Zündung der Verbinder 61 der integralen Art von dem Zündabschnitt 29 abgenommen. Demzufolge sorgt der Schalter der ersten Ausführungsform für die gleichen Vorteile wie diejenigen, die durch den Schalter der ersten Ausführungsform zu erhalten sind. Gleichzeitig werden, da der Verbinder 61 der integralen Art mit dem Unterseitengehäuse 14b ausgebildet ist, die Kosten verglichen mit dem Fall, dass der Verbinder getrennt vorgesehen ist, geringer.

Zusätzlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebene erste bis dritte Ausführungsform beschränkt. In jeder der ersten bis dritten Ausführungsformen, die oben beschrieben wurden, hält der zweite Vorsprungabschnitt 41, der in dem Unterseitengehäuse 14b ausgebildet ist, die obere Fläche des Thermitgehäuses, um dadurch die Nach-oben-Bewegung des Thermitgehäuses 26 gegen die Federkraft oder die Vorspannungskraft der Druckfeder 34 zu halten.

Beispielsweise kann der Gewindeabschnitt an dem Thermitgehäuse 26 ausgebildet sein. Dieser Gewindeabschnitt kann an den Gewindeabschnitt geschraubt sein, der aus dem Harzmaterial besteht und der an dem Unterseitengehäuse 14b ausgebildet ist, und das Thermitgehäuse 26 kann an das Unterseitengehäuse 14b durch Anziehen befestigt sein. Es kann deshalb derart angeordnet sein, dass die Nach-oben-Bewegung des Thermitgehäuses 26 infolge der Federkraft der Druckfeder 34 behindert wird.

In diesem Fall wird, wenn er in dem Thermitgehäuse 26 erwärmt wurde, der Gewindeabschnitt, der aus Harzmaterial besteht, der an dem Unterseitengehäuse 14b ausgebildet wurde, geschmolzen. Im Ergebnis wird das Thermitgehäuse 26 durch die Federkraft der Druckfeder 34 nach oben bewegt, wodurch der Stromkreis unterbrochen wird.

Als das Halteelement wurden der zweite Vorsprungabschnitt 41 und der Gewindeabschnitt dargestellt. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Der Punkt liegt darin, dass, wenn das Halteelement aus Harzmaterial ausgebildet ist, das an dem Oberseitengehäuse 14a oder dem Unterseitengehäuse ausgebildet ist, und das gegen die Vorspannungskraft wirken kann, die auf das Thermitgehäuse 26 durch die Druckfeder 34 ausgeübt wird, das Halteelement eine beliebige Gestalt aufweisen kann.

Claims (11)

1. Schaltervorrichtung mit:
einem ersten Verbindungsanschluss;
einem leitenden Wärmeabschnitt, der sich in Berührung mit dem ersten Verbindungsanschluss befindet, wobei der Wärmeabschnitt mit einem Wärmeerzeugungsmittel gefüllt ist;
einem Zündabschnitt, der in dem Wärmeabschnitt untergebracht ist, wobei der Zündabschnitt zum Zünden des Wärmeerzeugungsmittels in dem Wärmeabschnitt vorgesehen ist, wenn bei einem Fahrzeug ein abnormaler Zustand eintritt; und
einem Verbinder, der abnehmbar elektrisch mit dem Zündabschnitt verbunden ist, wobei der Verbinder der Zuführung einer elektrischen Energie dorthindurch bei einem abnormalen Zustand des Fahrzeugs dient.

2. Schaltervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Verbinder von dem Zündabschnitt abgenommen wird, wenn der Zündabschnitt infolge einer Wärmeerzeugung des Mittels bewegt wird.

3. Schaltervorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit: einem nachgiebigen Element, das derart angeordnet ist, dass es sich in Berührung mit dem Wärmeabschnitt befindet, wobei das nachgiebige Element für ein nachgiebiges Vorspannen des Wärmeabschnitts im Normalzustand vorgesehen ist.

4. Schaltervorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit: einem zweiten Verbindungselement, wobei der Wärmeabschnitt zwischen dem ersten und zweiten Verbindungsanschluss angeordnet ist.

5. Schaltervorrichtung nach Anspruch 3, ferner mit: einem äußeren Gefäß, das den Wärmeabschnitt, den Zündabschnitt und das nachgiebige Element unterbringt.

6. Schaltervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Verbinder folgendes aufweist:
einen Anschluss, der elektrisch mit dem Zündabschnitt verbunden ist;
einen Einführabschnitt, der den Anschluss unterbringt, wobei der Einführabschnitt in eine Öffnung des äußeren Gefäßes eingeführt ist;
einen Vorsprungabschnitt, der den Anschluss unterbringt und mit dem Einführabschnitt derart verbunden ist, dass er außerhalb eines äußeren Gefäßes angeordnet ist, wobei der Vorsprungabschnitt eine Größe aufweist, die größer ist als die Breite der Öffnung.

7. Schaltervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Verbinder Folgendes aufweist:
einen Anschluss mit einem Ende, das elektrisch mit dem Zündabschnitt verbunden ist;
ein Gehäuse, das den Anschluss unterbringt, wobei das Gehäuse in eine Öffnung eines äußeren Gefäßes eingeführt ist; und
ein Substrat mit einem Elektrodenmuster zur Zuführung der elektrischen Energie dorthindurch, wobei das Elektrodenmuster elektrisch mit dem anderen Ende des Anschlusses in dem Gehäuse verbunden ist.

8. Schaltervorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Verbinder integral an dem äußeren Gefäß ausgebildet ist, und der Verbinder einen Anschluss aufweist, der elektrisch mit dem Zündabschnitt verbunden ist.

9. Schaltervorrichtung nach Anspruch 5, ferner mit: einem aus Harz ausgeführten Halteabschnitt, der an das äußere Gefäß ausgebildet ist, wobei der Halteabschnitt dem Halten des Wärmeabschnitts gegen die Vorspannungskraft des nachgiebigen Elements dient.

10. Schaltervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Wärmeabschnitt einen Seitenabschnitt aufweist, und der Seitenabschnitt mit dem ersten Verbindungsabschnitt durch ein Material mit niedrigem Schmelzpunkt verbunden ist.

11. Schaltervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Wärmeerzeugungsmittel ein Thermitmittel ist, das ein Metalloxidpulver und ein Aluminiumpulver aufweist, die miteinander vermischt sind.