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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Temperatursicherung und einen elektrischen Verteilerkasten. Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 27. Februar 2017 eingereichten
japanischen Patentanmeldung Nr. 2017-35233 , deren gesamter Inhalt als aufgenommen gilt.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Das Patentdokument Nr. 1 offenbart eine Temperatursicherung, bei welcher ein Sicherungselement in einem röhrenförmigen Behälter enthalten ist und ein leitfähiger Draht (eine Leitung) mit dem Sicherungselement verbunden ist. Ist eine elektrische Schaltung eines elektrischen Verteilerkastens unter Verwendung dieser Temperatursicherung eingerichtet, wird ein über den leitfähigen Draht fließender Überstrom durch das Abschmelzen der Temperatursicherung unterbrochen und es wird somit verhindert, dass der Überstrom in ein Schaltelement fließt. Demgemäß ist das Schaltelement von Überhitzung geschützt.
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VORBEKANNTE TECHNISCHE DOKUMENTE
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PATENTDOKUMENTE
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Patentdokument Nr. 1:
JP11-339617A -
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
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Eine Temperatursicherung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ringförmig und weist einen Isolierabschnitt und einen leitfähigen Abschnitt auf, die in einer Radialrichtung innen und außen angeordnet sind, wobei der leitfähige Abschnitt aus einem Schmelzelement gebildet ist.
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Ein elektrischer Verteilerkasten gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist auf: eine Leiterplatte, auf der ein Schaltelement montiert ist; ein Gehäuse zur Aufnahme der Leiterplatte; eine leitfähige Platte, die mit dem Schaltelement verbunden ist, wobei ein erstes Loch durch die leitfähige Platte führt; einen Anschluss, der plattenförmig ist und der leitfähigen Platte zugewandt ist, wobei ein zweites Loch durch den Anschluss führt; die vorstehend beschriebene Temperatursicherung, die in einer Axialrichtung zwischen der leitfähigen Platte und dem Anschluss angeordnet ist; und einen schaftartigen Einführkörper zum Einführen in die Temperatursicherung, das erste Loch und das zweite Loch.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische perspektivische Außenansicht eines elektrischen Verteilerkastens gemäß Ausführungsbeispiel 1.
- 2 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die eine interne Ausgestaltung des elektrischen Verteilerkastens veranschaulicht.
- 3 ist eine schematische Querschnittansicht des elektrischen Verteilerkastens.
- 4 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Temperatursicherung.
- 5 ist eine auseinandergezogene schematische perspektivische Ansicht der Temperatursicherung.
- 6 ist eine schematische Aufsicht der Temperatursicherung.
- 7 ist eine Querschnittansicht entlang der Linie VII-VII in 4.
- 8 ist eine Querschnittansicht entlang der Linie VIII-VIII in 4.
- 9 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Temperatursicherung gemäß Ausführungsbeispiel 2.
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AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
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VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE AUFGABEN
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Da die in Patentdokument Nr. 1 offenbarte Temperatursicherung mit einem mittleren Abschnitt des leitfähigen Drahts verbunden ist, ist es schwierig, die Temperatursicherung auf kompakte Weise mit einer einfachen Ausgestaltung zu verbauen; wenn die Temperatursicherung verbaut wird, besteht außerdem das Risiko, dass die Größe des elektrischen Verteilerkastens zunimmt.
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Die vorliegende Erfindung entstand angesichts der vorstehenden Umstände und ihr liegt als Aufgabe zugrunde, eine Temperatursicherung und einen elektrischen Verteilerkasten bereitzustellen, die mit einer einfachen Ausgestaltung einen Strom unterbrechen können.
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EFFEKT DER ERFINDUNG
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Gemäß der Offenbarung der vorliegenden Anmeldung kann ein Strom mit einer einfachen Ausgestaltung unterbrochen werden.
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AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
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Zunächst werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung angeführt und erläutert. Von den nachstehend beschriebenen Ausführungsformen lassen sich mindestens einige geeignet kombinieren.
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(1) Eine Temperatursicherung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ringförmig und weist einen Isolierabschnitt und einen leitfähigen Abschnitt auf, die in einer Radialrichtung innen und außen angeordnet sind, wobei der leitfähige Abschnitt aus einem Schmelzelement gebildet ist.
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(2) Bei der Temperatursicherung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Isolierabschnitt zweifach vorhanden, und der leitfähige Abschnitt ist zwischen den zwei Isolierabschnitten angeordnet.
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(3) Die Temperatursicherung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Form eines unvollständigen Rings auf.
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(4) Die Temperatursicherung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist zwei Elektrodenplatten auf, wobei der Isolierabschnitt und der leitfähige Abschnitt in einer Axialrichtung zwischen den zwei Elektrodenplatten angeordnet sind und die zwei Elektrodenplatten jeweils ein Durchgangsloch aufweisen.
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(5) Bei der Temperatursicherung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung führt ein Loch durch die Elektrodenplatten oder den Isolierabschnitt.
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(6) Ein elektrischer Verteilerkasten gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist auf: eine Leiterplatte, auf der ein Schaltelement montiert ist; ein Gehäuse zur Aufnahme der Leiterplatte; eine leitfähige Platte, die mit dem Schaltelement verbunden ist, wobei ein erstes Loch durch die leitfähige Platte führt; einen Anschluss, der plattenförmig ist und der leitfähigen Platte zugewandt ist, wobei ein zweites Loch durch den Anschluss führt; die vorstehend beschriebene Temperatursicherung, die in einer Axialrichtung zwischen der leitfähigen Platte und dem Anschluss angeordnet ist; und einen schaftartigen Einführkörper, der in die Temperatursicherung, das erste Loch und das zweite Loch eingeführt ist.
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Die Temperatursicherung gemäß einem der Aspekte der vorliegenden Erfindung ist ringförmig und weist einen Isolierabschnitt und einen leitfähigen Abschnitt auf, die in einer Radialrichtung innen und außen angeordnet sind, wobei der leitfähige Abschnitt aus einem Schmelzelement gebildet ist. Bei dieser Temperatursicherung kann die Temperatursicherung, wenn die zwei leitfähigen Elemente unter Verwendung eines schaftartigen Elements wie einer Schraube miteinander zu verbinden sind, auf das schaftartige Element gesetzt und zwischen den zwei leitfähigen Elementen angeordnet werden - das Anbringen kann somit auf einfache Weise durchgeführt werden. Dadurch kann Raum gespart werden.
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Wenn die Temperatursicherung verbaut ist und falls ein Überstrom über die zwei leitfähigen Elemente fließt, schmelzen außerdem die leitfähigen Elemente und die Lücke zwischen den zwei leitfähigen Elementen wird durch den Isolierabschnitt aufrechterhalten - die zwei leitfähigen Elemente sind somit isoliert. Demgemäß kann mit einer einfachen Ausgestaltung ein Strom unterbrochen werden.
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Bei der Temperatursicherung gemäß einem der Aspekte der vorliegenden Erfindung ist der Isolierabschnitt zweifach vorhanden, und der leitfähige Abschnitt ist zwischen den zwei Isolierabschnitten angeordnet - der isolierte Zustand kann somit zuverlässiger aufrechterhalten werden.
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Die Temperatursicherung gemäß einem der Aspekte der vorliegenden Erfindung weist die Form eines unvollständigen Rings auf - die Temperatursicherung kann somit auf einfache Weise an einem schaftartigen Element wie einer Schraube angebracht werden.
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Die Temperatursicherung gemäß einem der Aspekte der vorliegenden Erfindung weist zwei Elektrodenplatten auf, wobei der Isolierabschnitt und der leitfähige Abschnitt in einer Axialrichtung zwischen den zwei Elektrodenplatten angeordnet sind und die zwei Elektrodenplatten jeweils ein Durchgangsloch aufweisen. Das leitfähige Element kann somit mit den Elektrodenplatten verbunden werden, wodurch es einfach wird, die elektrische Verbindung über die Temperatursicherung sicherzustellen.
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Bei der Temperatursicherung gemäß einem der Aspekte der vorliegenden Erfindung führt ein Loch durch die Elektrodenplatten oder den Isolierabschnitt. Demgemäß kann bewirkt werden, dass das geschmolzene Schmelzelement aus dem Loch herausfließt, wenn der leitfähige Abschnitt schmilzt.
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Bei dem elektrischen Verteilerkasten gemäß einem der Aspekte der vorliegenden Erfindung kann die Temperatursicherung durch bloßes Aufsetzen auf den Einführkörper auf einfache Weise angebracht werden, wodurch Raum gespart werden kann. Demgemäß kann der elektrische Verteilerkasten kleiner gestaltet werden. Außerdem können der Anschluss und der leitfähige Körper durch die Temperatursicherung isoliert werden, wenn ein Überstrom über den Anschluss und den leitfähigen Körper fließt. Demgemäß kann mit einer einfachen Ausgestaltung ein Strom unterbrochen werden.
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AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DER ERFINDUNG
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Nachfolgend werden konkrete Beispiele für die Temperatursicherung und den elektrischen Verteilerkasten gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert. Es sei angemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt sein soll, sondern durch die Ansprüche definiert ist und alle Abwandlungen umfassen soll, die in dem Bereich vorgenommen werden, der in Bedeutung und Umfang den Ansprüchen äquivalent ist.
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Ausführungsbeispiel 1
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1 ist eine schematische perspektivische Außenansicht eines elektrischen Verteilerkastens gemäß Ausführungsbeispiel 1.
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In der Zeichnung bezeichnet 1 den elektrischen Verteilerkasten. Der elektrische Verteilerkasten 1 kann in einem Fahrzeug eingebaut sein. Der elektrische Verteilerkasten 1 ist in einem mittleren Abschnitt einer elektrischen Schaltung eingebaut, die eine Stromquelle (z. B. eine Hauptbatterie (nicht gezeigt)) und eine erste Last (z. B. einen Scheinwerfer oder einen Scheibenwischer (nicht gezeigt)) verbindet. Eine zweite Last (z. B. ein Anlasser (nicht gezeigt)) ist direkt mit der Stromquelle verbunden. Fließt ein großer Strom von der Stromquelle zu der zweiten Last, schützt der elektrische Verteilerkasten 1 die erste Last vor einem schädlichen Effekt aufgrund des großen Stroms durch Unterbrechung der Verbindung zwischen der Stromquelle und der ersten Last.
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Der elektrische Verteilerkasten 1 weist ein Gehäuse 2 auf. Das Gehäuse 2 weist einen Rahmenkörper 21 und einen Deckelkörper 22 auf. 2 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die eine interne Ausgestaltung eines elektrischen Verteilerkastens veranschaulicht. 3 ist eine schematische Querschnittansicht des elektrischen Verteilerkastens. 2 zeigt einen Zustand, bei welchem der Deckelkörper 22 von dem Rahmenkörper 21 entfernt wurde, der in dem elektrischen Verteilerkasten 1 enthalten ist.
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Der Rahmenkörper 21 weist die Form eines kurzen rechteckigen Rohrs auf. Eine Axialrichtung des Rahmenkörpers 21 entspricht in den Zeichnungen einer Oben-unten-Richtung (vertikalen Richtung).
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Der Deckelkörper 22 weist die Form einer rechteckigen Pfanne auf. Das Gehäuse 2 wird gebildet, indem der Deckelkörper 22 eine Öffnung (in der Zeichnung eine obere Öffnung) des Rahmenkörpers 21 schließt.
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In der nachstehenden Beschreibung entspricht die Oben-unten-Richtung in den Zeichnungen der Oben-unten-Richtung des elektrischen Verteilerkastens 1.
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Zwei Stiftschrauben 11 stehen von einer oberen Endfläche des Rahmenkörpers 21 vor. Die zwei Stiftschrauben 11 sind so angeordnet, dass sie einander mit der oberen Öffnung des Rahmenkörpers 21 dazwischenliegend gegenüberliegen.
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An den Stiftschrauben 11 ist jeweils eine Stromschiene 12 angebracht.
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Die Stromschienen 12 sind leitfähig. Jede der Stromschienen 12 ist zum Beispiel eine Metallplatte, die in eine Z-Form gebogen ist. Die Stromschiene 12 umfasst drei rechteckige Platten 121 bis 123. Die rechteckigen Platten 121 und 122 stehen in einem rechten Winkel von den zwei gegenüberliegenden Seiten der rechteckigen Platte 123 vor. Die rechteckigen Platten 121 und 122 stehen in einander entgegengesetzten Richtungen vor.
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Ein Loch 12a führt durch die rechteckige Platte 121. Die rechteckige Platte 121 ist auf der oberen Endfläche des Rahmenkörpers 21 platziert, und die Stiftschraube 11 ist in das Loch 12a in der rechteckigen Platte 121 eingeführt. Die rechteckige Platte 123 ist entlang der Innenumfangsfläche des Rahmenkörpers 21 platziert. Die rechteckige Platte 122 ist derart angeordnet, dass sie bündig mit der unteren Endfläche des Rahmenkörpers 21 ist und so die untere Öffnung des Rahmenkörpers 21 teilweise schließt.
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Der elektrische Verteilerkasten 1 weist ferner zwei ringförmige Temperatursicherungen 4 und 4, zwei Verbindungsanschlüsse 5 und 5 und Muttern 14 und 14 auf. Zwei elektrische Leitungen 6 und 6 sind mit jeweils einem der Verbindungsanschlüsse 5 und 5 verbunden.
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4 ist eine schematische perspektivische Ansicht der Temperatursicherung 4. 5 ist eine auseinandergezogene schematische perspektivische Ansicht der Temperatursicherung 4. 6 ist eine schematische Aufsicht der Temperatursicherung 4 7 ist eine Querschnittansicht entlang der Linie VII-VII in 4. 8 ist eine Querschnittansicht entlang der Linie VIII-VIII in 4. Die Temperatursicherung 4 ist ringförmig und weist zwei Elektrodenplatten 40 und 41 auf und weist zwei zylindrische Isolierabschnitte 42 und 43 und einen zylindrischen leitfähigen Abschnitt 44 auf, die in Axialrichtung zwischen den zwei Elektrodenplatten 40 und 41 und in Radialrichtung innen und außen (bzw. von innen nach außen) angeordnet sind.
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Die Elektrodenplatten 40 und 41 weisen jeweils die Form einer kreisförmigen Platte auf und sind jeweils mittig mit einem Durchgangsloch 40a bzw. 41a versehen, das in Axialrichtung durch die jeweilige Elektrodenplatte 40 bzw. 41 führt. Eine Fläche auf einer Seite der Elektrodenplatte 40 liegt einer Fläche auf einer Seite der Elektrodenplatte 41 gegenüber. Die Elektrodenplatten 40 und 41 sind zum Beispiel aus Kupfer oder einer Kupferlegierung hergestellt und die Oberflächen sind mit Nickel, Zinn oder dergleichen überzogen bzw. beschichtet.
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Zwischen den gegenüberliegenden Flächen der Elektrodenplatten 40 und 41 ist der leitfähige Abschnitt 44 in Radialrichtung innen angeordnet, und der Isolierabschnitt 42 ist in Radialrichtung außen angeordnet. Der leitfähige Abschnitt 44 ist aus einer schmelzbaren Legierung gebildet, die als Schmelzelement dient, und seine Außenumfangsfläche ist mit einem Flussmittel 440 bedeckt. Die schmelzbare Legierung ist zum Beispiel eine Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt mit Zinn und Wismut als Hauptkomponenten. Das Flussmittel 440 enthält eine organische Säure, einen Aktivator oder dergleichen als Komponenten, welche die Oxidation der schmelzbaren Legierung verhindern und ihre Fluidität in geschmolzenem Zustand verbessern.
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Die Innenumfangsflächen der Elektrodenplatten 40 und 41 sind durchgängig mit der Innenumfangsfläche des leitfähigen Abschnitts 44, und diese Umfangsflächen bilden eine einzige Fläche. Außerdem sind die Außenumfangsflächen der Elektrodenplatten 40 und 41 durchgängig mit der Außenumfangsfläche des Isolierabschnitts 42, und diese Umfangsflächen bilden eine einzige Fläche. Ferner durchdringt der Isolierabschnitt 43 die Durchgangslöcher 40a und 41a der Elektrodenplatten 40 und 41 sowie den leitfähigen Abschnitt 44.
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Die Isolierabschnitte 42 und 43 sind aus einem hochwärmebeständigen Kunststoff wie Polyethylenterephthalat, Polyphenylensulfid oder dergleichen hergestellt.
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Die Elektrodenplatten 40 und 41 sind an mehreren kreisförmigen Schweißabschnitten 44a (12 schraffierte Teile in gleichmäßigen Abständen auf dem Kreis in 6) an den leitfähigen Abschnitt 44 geschweißt und elektrisch mit ihm verbunden. Mehrere (in der Zeichnung vier in gleichmäßigen Abständen auf einem Kreis angeordnete) Löcher 40b führen durch die Elektrodenplatte 40. Nuten 40c der gleichen Anzahl wie die mehreren kreisförmigen Löcher 40b sind in der Unterseite der Elektrodenplatte 40 bereitgestellt. Jede der Nuten 40c ist von der Unterseite zur anderen Seite hin vertieft. Ein Ende jeder Nut 40c ist durchgängig mit dem Loch 40b und das andere Ende ist durchgängig mit der Außenumfangsfläche der Elektrodenplatte 40.
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Es sei angemerkt, dass die Anzahl der Schweißabschnitte 44a und der Löcher 40b nicht auf die in der Zeichnung veranschaulichte beschränkt ist. Auch ist die Anordnung der Schweißabschnitte 44a und der Löcher 40b nicht auf die in der Zeichnung veranschaulichte beschränkt. Ferner ist die Form der Löcher 40b und der Nuten 40c nicht auf die in der Zeichnung veranschaulichte beschränkt.
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Die Temperatursicherung 4 wird zum Beispiel ausgebildet, indem die Elektrodenplatte 40 mittels Umspritzen derart, dass ein zylindrischer Behälter ausgebildet wird, an den Isolierabschnitten 42 und 43 angebracht und der leitfähige Abschnitt 44 zwischen den Isolierabschnitten 42 und 43 angeordnet und anschließend die Elektrodenplatte 41 angebracht wird. Nach dem Anbringen der Elektrodenplatte 41 werden die Elektrodenplatten 40 und 41 und der leitfähige Abschnitt 44 punktverschweißt und elektrisch miteinander verbunden, indem die Positionen der Elektrodenplatten 40 und 41, die den Schweißstellen 44a entsprechen, mit Laser bestrahlt werden.
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Wie in 1 gezeigt ist, ist der Verbindungsanschluss 5 ein runder Anschluss und weist einen plattenförmigen Verbindungsabschnitt 50 und einen röhrenförmigen Hülsenabschnitt 51 auf, der mit dem Verbindungsabschnitt 50 verbunden ist. Ein Loch 50a führt in Dickenrichtung durch den Verbindungsabschnitt 50.
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Die elektrischen Leitungen 6 sind ummantelte elektrische Leitungen, bei denen der Umfang des leitfähigen Abschnitts mit einem Isoliermantel bedeckt ist. Der leitfähige Abschnitt ist zum Beispiel eine Litze, die durch Verdrillung von mehreren dünnen Metalldrähten ausgebildet wird. An einem Endabschnitt der elektrischen Leitungen 6 wurde der Isoliermantel abgezogen, und der freigelegte leitfähige Abschnitt ist in den Hülsenabschnitt 51 des Verbindungsanschlusses 5 eingeführt und mit diesem quetschverbunden. Auf diese Weise sind die Verbindungsanschlüsse 5 mit dem Abschnitt an einem Ende der elektrischen Leitungen 6 verbunden.
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Von unten nach oben werden ein Loch 12a in einer der Stromschienen 12, eine Temperatursicherung 4, ein Loch 50a in einem der Verbindungsanschlüsse 5 und eine Mutter 14 auf eine Stiftschraube 11 gesetzt. Die Stromquelle ist über die elektrische Leitung 6 verbunden, die mit diesem Verbindungsanschluss 5 verbunden ist. Von unten nach oben werden ein Loch 12a in der anderen Stromschiene 12, eine weitere Temperatursicherung 4, ein Loch 50a in dem anderen Verbindungsanschluss 5 und eine weitere Mutter 14 auf die andere Stiftschraube 11 gesetzt. Die erste Last ist über die andere elektrische Leitung 6 verbunden, die mit dem anderen Verbindungsanschluss 5 verbunden ist.
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Durch Befestigung am Rahmenkörper 21 mittels der Stiftschraube 11 und der Mutter 14 sind die Verbindungsanschlüsse 5 und die Stromschienen 12 fixiert und dabei in Kontakt mit den Elektrodenplatten 40 bzw. 41 und über die Temperatursicherung 4 elektrisch verbunden.
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Eine Wärmesenke 13 ist an der Unterseite der rechteckigen Platten 122 der Stromschienen 12 angebracht.
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Die Wärmesenke 13 weist eine hohe Wärmeleitfähigkeit auf und ist zum Beispiel aus Metall hergestellt. Der Wärmesenke 13 weist die Form einer rechteckigen Platte auf. Die Unterseite der rechteckigen Platten 122 der Stromschienen 12 und die Oberseite der Wärmesenke 13 sind durch ein Klebemittel (nicht gezeigt) aneinandergeklebt, das zum Beispiel aus einem Duroplast hergestellt ist. Durch das Aushärten des Klebemittels wird eine Klebeschicht (nicht gezeigt) zwischen den Stromschienen 12 und der Wärmesenke 13 ausgebildet. Diese Klebeschicht ist elektrisch isolierend, verhindert jedoch nicht die Wärmeleitung von den Stromschienen 12 zur Wärmesenke 13.
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Die an den zwei Stromschienen 12 angebrachte Wärmesenke 13 deckt die Unterseite des Rahmenkörpers 21 ab und schließt die untere Öffnung des Rahmenkörpers 21. Auf diese Weise bilden der Rahmenkörper 21 und die Wärmesenke 13 einen Kasten, wobei der Rahmenkörper 21 diesem als Umfangswand dient und die Wärmesenke 13 als Bodenwand dient.
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Es sei angemerkt, dass außerdem Kühlrippen auf der Unterseite der Wärmesenke 13 bereitgestellt sein können.
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Der elektrische Verteilerkasten 1 weist ferner eine Leiterplatte 31 auf. Die Leiterplatte 31 ist an der Oberseite der rechteckigen Platte 122 der Stromschienen 12 angebracht, wobei eine Seite nach unten gewandt ist.
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Sechs Schaltelemente 32 und ein Steuerelement (nicht gezeigt) sind auf der Oberseite der Leiterplatte 31 montiert. Die sechs Schaltelemente 32 sind zum Beispiel FETs (Feldeffekttransistoren). Die sechs Schaltelemente 32 sind in Zweiergruppen bereitgestellt. In einem Beispiel sind die Sourceanschlüsse eines Paars von Schaltelementen 32 miteinander verbunden. In diesem Fall sind die Drainanschlüsse des Paars von Schaltelementen 32 mit jeweils einer der Stromschienen 12 verbunden. Die Gateanschlüsse der Schaltelemente 32 sind mit dem Steuerelement 33 verbunden.
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Die Paare von Schaltelementen 32 sind jeweils in der Richtung angeordnet, in der sich die zwei Stiftschrauben 11 gegenüberliegen, und die drei Paare von Schaltelementen 32 sind in der zu dieser Richtung senkrechten Richtung aufgereiht.
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Wenn alle der Schaltelemente 32 eingeschaltet sind, sind die zwei Stromschienen 12 miteinander verbunden. Es fließt dann ein Strom von der Stromquelle über die drei Paare von Schaltelementen 32 zur ersten Last. Der Stromfluss durch ein Paar von Schaltelementen 32 beträgt ein Drittel des Stromflusses durch die Stromschiene 12. Das heißt, der Stromfluss durch die einzelnen Schaltelemente 32 kann durch Verwendung von drei Paar Schaltelementen 32 verringert werden.
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Wenn alle Schaltelemente 32 ausgeschaltet sind, fließt kein Strom über die Schaltelemente 32 und die zwei Stromschienen 12 sind somit nicht verbunden. Die Stromquelle und die erste Last sind dann nicht verbunden. Sind die Stromquelle und die erste Last nicht verbunden, versorgt eine Hilfsstromquelle (z. B. eine Nebenbatterie - nicht gezeigt), die direkt mit der ersten Last verbunden ist, die erste Last mit Strom.
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Bei einem Paar von Schaltelementen 32 ist die Durchlassrichtung einer parasitären Diode, die in einem der Schaltelemente 32 enthalten ist, der Durchlassrichtung einer parasitären Diode entgegengesetzt, die in dem anderen Schaltelement 32 enthalten ist. Sind alle Schaltelemente 32 ausgeschaltet, sind die zwei Stromschienen 12 daher nicht über die parasitären Dioden verbunden, die in den sechs Schaltelementen 32 enthalten sind.
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Es sei angemerkt, dass die Schaltelemente 32 nicht auf FETs beschränkt sind. Außerdem ist die Anzahl von Schaltelementen 32 nicht auf sechs beschränkt, sondern kann eine beliebige Anzahl größer als eins sein. Ferner sind die Schaltelemente 32 nicht darauf beschränkt, in Zweiergruppen bereitgestellt zu sein. Es reicht aus, dass mindestens ein Schaltelement 32 zwischen den zwei Stromschienen 12 angeordnet ist.
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Das Steuerelement ist zum Beispiel ein Mikroprozessor oder dergleichen und schaltet die Schaltelemente 32 ein bzw. aus. Das Steuerelement ist mit einem Verbinder 34 verbunden, der auf dem Umfangskantenabschnitt der Leiterplatte 31 bereitgestellt ist. Ein Steuersignal wird von außerhalb des elektrischen Verteilerkastens 1 über eine Signalleitung (nicht gezeigt), die mit dem Verbinder 34 verbunden ist, an das Steuerelement eingegeben.
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Die Schaltelemente 32 werden als Reaktion auf das Steuersignal ein- bzw. ausgeschaltet, das an das Steuerelement eingegeben wird. Das Steuerelement schaltet zum Beispiel alle Schaltelemente 32 aus, wenn ein Steuersignal eingegeben wird, das angibt, dass der Anlasser seinen Betrieb beginnt. Nachdem der Motor durch den Anlasser angelassen wurde, schaltet das Steuerelement alle Schaltelemente 32 ein.
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Der elektrische Verteilerkasten 1 weist ferner einen Temperatursensor auf, der nicht gezeigt ist. Der Temperatursensor erfasst die Temperatur der sechs Schaltelemente 32. Das Temperaturerfassungsergebnis des Temperatursensors wird dem Steuerelement zugeführt und, wenn die Temperatur eine vorbestimmte obere Grenztemperatur überschreitet, schaltet das Steuerelement alle Schaltelemente 32 aus, um die sechs Schaltelemente 32 vor Überhitzung zu schützen. Die vorbestimmte obere Grenztemperatur ist niedriger als die Überhitzungstemperatur der sechs Schaltelemente 32. Das Steuerelement hält die sechs Schaltelement 32 mindestens so lange ausgeschaltet, bis die Temperatur der sechs Schaltelemente 32 unter eine vorbestimmte sichere Temperatur fällt. Die vorbestimmte sichere Temperatur ist eine Temperatur, die hinreichend niedriger ist als die vorausbestimmte obere Grenztemperatur.
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Es sei angemerkt, dass der elektrische Verteilerkasten 1 auch mit einem Stromsensor versehen sein kann. Der Stromsensor erfasst einen über die Schaltelemente 32 fließenden Strom. Fließt ein Strom über die Schaltelemente 32, der größer ist als der obere Grenzwert, der wiederum kleiner ist als der Überstrom, dann schaltet das Steuerelement die Schaltelemente 32 aus. Anders ausgedrückt schützt das Steuerelement die sechs Schaltelemente 32 vor Überhitzung, indem es die sechs Schaltelemente 32 vor Überstrom schützt.
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Die Umfangswand des Deckelkörpers 22 weist einen ausgeschnittenen konkaven Abschnitt auf. Ein Abschnitt des Verbinders 34 (im Speziellen ein Abschnitt zum Verbinden des Verbinders 34 mit der vorstehend beschriebenen Signalleitung) liegt durch eine Öffnung, die von dem ausgeschnittenen konkaven Abschnitt und dem Rahmenkörper 21 gebildet wird, auf der Außenseite des Gehäuses 2 frei. Die zwei Stiftschrauben 11, die rechteckigen Platten 121 der Stromschienen 12 und die Wärmesenke 13 liegen auf der Außenseite des Gehäuses 2 frei.
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Bei dem vorstehend beschriebenen elektrischen Verteilerkasten 1 erzeugen die Schaltelemente 32 Wärme, wenn sie von einem Strom durchflossen werden. Die von den Schaltelementen 32 erzeugte Wärme wird an die Leiterplatte 31, die Stromschienen 12 und die Wärmesenke 13 übertragen und dann von der Wärmesenke 13 aus dem elektrischen Verteilerkasten 1 heraus abgeführt. Wenn sie nicht überhitzt sind, ist die Temperatur der Schaltelemente 32 niedrig.
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Es wird nun der Überhitzungszustand erläutert. Eine Überhitzung der Schaltelemente 32 kann bei einem Ausnahmezustand auftreten, bei welchem beispielsweise ein Fehler in dem Steuerelement auftritt und die Schaltelemente 32 durch das Steuerelement nicht mehr vor Überhitzung geschützt sind. Wenn sie überhitzt sind, ist die Temperatur der Schaltelemente 32 hoch. Die durch die Schaltelemente 32 erzeugte Wärme wird über die Stromschienen 12 an die Temperatursicherung 4 übertragen.
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Es fließt dann ein Überstrom über die elektrische Leitung 6 und die an die Temperatursicherung 4 übertragene Wärme schmilzt den leitfähigen Abschnitt 44. Die geschmolzene schmelzbare Legierung fließt aus dem Loch 40b nach außen heraus. Durch die Isolierabschnitte 42 und 43 sind die Elektrodenplatten 40 und 41 hier um einen vorbestimmten Abstand getrennt, die Elektrodenplatten 40 und 41 sind somit isoliert. Dadurch sind die Stromschienen 12 und der Verbindungsanschluss 5 isoliert und der Strom ist unterbrochen. Demgemäß sind die Stromquelle und die Last vor Überstrom geschützt.
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Gemäß der vorstehenden Ausgestaltung kann die Temperatursicherung 4 auf einfache Weise angebracht werden, indem die Stiftschraube 11 durch sie hindurch geführt wird und sie zwischen dem Verbindungsanschluss 5 und der Stromschiene 12 angebracht wird, wodurch Platz gespart werden kann. Demgemäß kann der elektrische Verteilerkasten 1 kleiner gestaltet werden. Wenn ein Überstrom zwischen dem Verbindungsanschluss 5 und den Stromschienen 12 fließt, schmilzt außerdem der leitfähige Abschnitt 44 und die Lücke wird durch die Isolierabschnitte 42 und 43 aufrechterhalten - der Verbindungsanschluss 5 und die Stromschienen 12 sind somit isoliert. Demgemäß kann die Temperatursicherung 4 mit einer einfachen Ausgestaltung einen Strom unterbrechen.
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Da der leitfähige Abschnitt 44 zwischen den zwei Isolierabschnitten 42 und 43 angeordnet ist, können der Verbindungsanschluss 5 und die Stromschienen 12 zuverlässiger voneinander isoliert werden, wenn der leitfähige Abschnitt 44 schmilzt. Da die zwei Elektrodenplatten 40 und 41 mit den Isolierabschnitten 42 und 43 und dem in Axialrichtung dazwischenliegenden leitfähigen Abschnitt 44 in Axialrichtung versehen sind und die Durchgangslöcher 40a und 41a aufweisen, können der Verbindungsanschluss 5 und die Stromschienen 12 mit den Elektrodenplatten 40 und 41 verbunden werden, und die elektrische Verbindung über die Temperatursicherung 4 kann auf einfache Weise sichergestellt werden.
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Da das Loch 40b durch die Elektrodenplatte 40 führt, kann, wenn der leitfähige Abschnitt 44 schmilzt, das geschmolzene Schmelzelement aus dem Loch 40b herausfließen.
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Es sei angemerkt, dass der elektrische Verteilerkasten 1 nicht auf eine Einrichtung in einem Fahrzeug beschränkt ist. Der elektrische Verteilerkasten 1 kann auch eine Ausgestaltung aufweisen, bei welcher elektrische Leistung von der Stromquelle selektiv an mehrere Lasten verteilt wird. Außerdem braucht die Temperatursicherung 4 nur insgesamt ringförmig zu sein und kann auch die Form eines polygonalen Rings wie etwa eines dreieckigen oder quadratischen Rings aufweisen oder die Form eines ovalen Rings aufweisen.
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Ferner ist auch eine Ausgestaltung möglich, bei der ein Loch, das durch eine Seitenfläche der Isolierabschnitte 42 oder der Isolierabschnitte 43 führt, bereitgestellt ist, anstatt das Loch 40b in der Elektrodenplatte bereitzustellen, und die geschmolzene schmelzbare Legierung durch dieses Loch herausfließt. Es ist dann möglich, durch Bereitstellung des Lochs in dem unteren Abschnitt der Seitenfläche (einem Abschnitt nahe der Stromschiene 12) geeignet zu veranlassen, dass die geschmolzene schmelzbare Legierung herausfließt.
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Es ist ferner auch eine Ausgestaltung möglich, bei der in der Elektrodenplatte 40 keine Nuten 40c bereitgestellt sind. Anstatt beide bereitzustellen, kann auch nur einer der Isolierabschnitte 42 und 43 bereitgestellt sein. Ferner können die Isolierabschnitte 42 und 43 und der leitfähige Abschnitt 44 anstatt durch ein einziges durchgehendes Element auch durch mehrere separate Elemente ausgebildet werden, die in Umfangsrichtung voneinander separiert sind.
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Ausführungsbeispiel 2
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In Ausführungsbeispiel 1 weist die Temperatursicherung 4 die Form eines vollständiges Rings auf, die Temperatursicherung 4 kann jedoch auch die Form eines unvollständigen Rings wie etwa die Form eines C aufweisen.
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Nachfolgend werden Aspekte des Ausführungsbeispiels 2 beschrieben, die sich von Ausführungsbeispiel 1 unterscheiden. Da die Ausgestaltung - mit Ausnahme der nachfolgend beschriebenen Ausgestaltung - die gleiche wie in Ausführungsbeispiel 1 ist, tragen gleiche Komponenten die gleichen Bezugszeichen wie in Ausführungsbeispiel 1, und auf ihre Beschreibung wird verzichtet.
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9 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Temperatursicherung gemäß Ausführungsbeispiel 2. Die Temperatursicherung 4 gemäß Ausführungsbeispiel 2 ist ein C-förmiger unvollständiger Ring. Wie in Ausführungsbeispiel 1 ist die Temperatursicherung 4 mit den zwei Elektrodenplatten 40 und 41, den zwei Isolierabschnitten 42 und 43 und dem zwischen den zwei Elektrodenplatten 40 und 41 angeordneten leitfähigen Abschnitt 44 versehen. Zwar weisen diese jeweils die gleiche Ausgestaltung wie in Ausführungsbeispiel 1 auf, sie sind jedoch als röhrenförmige Körper mit C-förmigem Querschnitt geformt. Die zwei Endabschnitte der C-Form der Temperatursicherung 4 können außerdem zum Beispiel mit der Isolierfolie oder dergleichen bedeckt und so geschützt sein.
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Gemäß der vorstehenden Ausgestaltung kann die Temperatursicherung 4 auf einfache Weise an der Stiftschraube 11 angebracht werden, da die Temperatursicherung 4 ein C-förmiger unvollständiger Ring ist. Auch kann die Temperatursicherung 4 gemäß Ausführungsbeispiel 2 den gleichen Effekt erzielen wie die Temperatursicherung gemäß Ausführungsbeispiel 1 und mit einer einfachen Ausgestaltung einen Strom unterbrechen.
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In Ausführungsbeispiel 2 kann die Temperatursicherung 4 auch U-förmig oder dergleichen sein, und die derart eingerichtete Temperatursicherung 4 kann den gleichen Effekt erzielen.
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Die Ausführungsbeispiele 1 und 2 sind in allen Aspekten veranschaulichende Beispiel und sind nicht als beschränkend anzusehen. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung ist nicht durch die vorstehende Beschreibung definiert, sondern durch die Ansprüche; er soll alle Abwandlungen umfassen, die in dem Bereich vorgenommen werden, der in Bedeutung und Umfang den Ansprüchen äquivalent ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- elektrischer Verteilerkasten
- 11
- Stiftschraube (Einführkörper)
- 12
- Stromschiene (leitfähige Platte)
- 12a
- Loch (erstes Loch)
- 2
- Gehäuse
- 31
- Leiterplatte
- 32
- Schaltelement
- 4
- Temperatursicherung
- 40, 41
- Elektrodenplatte
- 40a, 41a
- Durchgangsloch
- 40b
- Loch
- 42, 43
- Isolierabschnitt
- 44
- leitfähiger Abschnitt
- 5
- Verbindungsanschluss (Anschluss)
- 50a
- Loch (zweites Loch)
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2017035233 [0001]
- JP 11339617 A [0003]
