JP2003297191A - 電源遮断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気的接触信頼性を向上させる。 【解決手段】 電源遮断装置１は、上部カバー２及び電
源遮断装置本体３とからなるハウジング４と、第１の接
点部１０を備える電源側バスバー２０と、第２の接点部
１１を備える負荷側バスバー２１と、これら両接点部１
０，１１と接続されて両バスバー２０，２１を短絡させ
るプラグ５と、プラグ５の挿抜による両接点部１０，１
１の短絡／開放時に発生するアーク放電の軌跡を制御す
る磁界を発生させる磁界形成部１５とを備えて構成され
る。両接点部１０，１１には、プラグ５と先に接触する
アーク吸収部１２，１３がそれぞれ形成され、磁界形成
部１５で形成される磁界によりプラグ５とアーク吸収部
１２，１３との間で発生するアークの軌跡は曲げられる
ため、アーク放電の影響を低減させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自動車のメイン
ヒューズボックス（Main Fuse Box）（以下、「Ｍ／
Ｂ」と呼ぶ。）等に搭載され、電源と負荷との間を電気
的に遮断するための電源遮断装置に関し、特に電気的接
触信頼性を向上させることができる電源遮断装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車用機器の多電子化に伴い、
車輌電源電圧を１４ボルト（Ｖ）から４２ボルトに昇圧
したものが実施され始めている。このような車輌電源の
高電圧化に伴い、Ｍ／Ｂ等には、安全性確保のため電源
遮断装置が搭載されている。図６は、このような電源遮
断装置を説明するための図である。

【０００３】図６（ａ）に示すように、電源遮断装置１
００は、合成樹脂等からなるカバー１０１内に、電源
（バッテリ）側の接点部１０２ａと、負荷側の接点部１
０２ｂとを収容してなり、それぞれの接点部１０２ａ，
１０２ｂは、導電部１０３ａ，１０３ｂを介して電源側
のバスバー１０４ａと、負荷側のバスバー１０４ｂとに
ボルト１０５で留められナット１０６で固定されてい
る。各接点部１０２ａ，１０２ｂ内には、同図（ｂ）に
示すように、ルーバー状の接触子１０７を備えた、いわ
ゆるマルチコンタクトと呼ばれる接触部１０８ａ，１０
８ｂがそれぞれ設けられており、これら接触部１０８
ａ，１０８ｂに、例えば丸棒状のプラグ１０９の表面と
接触し、電源遮断装置１００の導電部１０３ａ，１０３
ｂを介して電源側のバスバー１０４ａと負荷側のバスバ
ー１０４ｂとを電気的に接続する（短絡する）構造から
なる。これとは反対に、電源側のバスバー１０４ａと負
荷側のバスバー１０４ｂとを電気的に遮断する（開放す
る）ときは、接触部１０８ａ，１０８ｂに挿入されてい
るプラグ１０９を抜くことにより遮断することができ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな大電圧回路における電源遮断装置１００において
は、同図（ｂ）に示すように、プラグ１０９を接触部１
０８ａ，１０８ｂに挿抜する際に、プラグ１０９が接触
子１０７と接触する瞬間又は接触が切り離される瞬間
（この例では、接点部１０２ｂの接触部１０８ｂにおけ
る接触子１０７とプラグ１０９との先端部分で接触／非
接触する瞬間）に、いわゆるアーク放電が発生し、その
エネルギーでプラグ１０９の表面を溶損したり、接触部
１０８ｂを傷つけたりする場合があり、接触信頼性を著
しく損ねてしまう可能性がある。

【０００５】この発明は、このような事情を考慮してな
されたもので、電気的接触信頼性を向上させることがで
きる電源遮断装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係る電源遮断
装置は、電源側に接続されると共に第１の接点部を備え
る第１のバスバーと、負荷側に接続されると共に第２の
接点部を備える第２のバスバーと、これら第１及び第２
の接点部を内部に収容するハウジングと、このハウジン
グの内部に挿入されて前記第１及び第２の接点部を短絡
させるプラグと、このプラグに取り付けられる把持部
と、前記プラグが前記第１及び第２の接点部を短絡／開
放する際に、前記プラグと前記第１及び第２の接点部と
の間に起こるアーク放電の軌跡を制御する磁界を発生さ
せる磁界印加手段とを備えることを特徴とする。

【０００７】この発明の電源遮断装置によれば、プラグ
と第１及び第２の接点部との間に起こるアーク放電の軌
跡を制御する磁界を発生させる磁界印加手段を備えるた
め、プラグの挿抜時に発生するアーク放電のアークの軌
跡（以下、「アークパス」と呼ぶ。）を曲げて、プラグ
や上記両接点部へのアーク放電の影響を低減させること
が可能となる。これにより、プラグと上記両接点部との
接触信頼性を向上させることができると共に、プラグに
形成されるアーク痕を小さくしプラグの寿命を延ばすこ
とができる。

【０００８】なお、磁界印加手段は、例えば永久磁石や
電磁石であることが好ましい。また、磁界印加手段は、
ヨークを備えて構成されるものであることが好ましい。
ヨーク等で磁石部分に磁気回路を形成すれば、使用する
磁石を小さくすることができる。

【０００９】第１及び第２の接点部は、プラグの挿入方
向側に第１及び第２の接点部よりも先にプラグに接触す
るアーク吸収部をそれぞれ備え、磁界印加手段は、プラ
グとアーク吸収部との間に起こるアーク放電の規制を制
御する磁界を発生させるものであることが好ましい。こ
れにより、プラグの挿抜時にアーク痕が第１及び第２の
接点部に形成されることがなく、プラグと接点部との接
触信頼性を向上させることができる。

【００１０】この場合、プラグ上のアーク吸収部が接触
する位置と、プラグ上の第１及び第２の接点部が接触す
る位置とが異なることが好ましい。このようにすれば、
プラグ上のプラグと接点部との実質的な接触部分にはア
ーク痕が形成されることがなく、より効果的にプラグと
接点部との接触信頼性を向上させることができる。

【００１１】なお、プラグは、両端部が前記把持部に接
続された円形断面を有する円柱形状の金属部材からな
り、第１及び第２の接点部のプラグとの接触部分は、プ
ラグの外面形状に合わせた曲面形状を備えて形成されて
いることが好ましく、この場合、プラグは、軸を中心に
回動自在となるように把持部に接続されていることが好
ましい。このようにすれば、プラグとアーク吸収部との
間で発生するアーク痕がプラグの所定箇所に集中して形
成されることがなく、結果的にプラグの寿命を延ばすこ
とが可能となる。

【００１２】なお、プラグが円柱形状の場合、磁界印加
手段は、プラグの外面形状に沿って磁束が形成される磁
界を発生させ、アーク放電の軌跡を制御するようにプラ
グの挿入方向に対して所定の角度をもって備えられるも
のであることが好ましい。こうすることで、プラグとア
ーク吸収部との間で、プラグの挿入方向に対して斜めに
発生するアーク放電のアークパスに対して磁束を直角に
交わらせ、アークパスを曲げることができる。

【００１３】また、プラグは、例えば両端部が把持部に
接続された矩形断面を有する角柱形状の金属部材からな
り、第１及び第２の接点部のプラグとの接触部分は、プ
ラグの外面形状に合わせた矩形面形状を備えて形成され
ていること等が考えられる。

【００１４】なお、プラグとしては、例えば銅や黄銅等
の非磁性体からなるものであることが好ましい。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して、こ
の発明の実施の形態を説明する。図１は、この発明の一
実施形態に係る電源遮断装置の分解斜視図、図２は、図
１の一部拡大図である。図１に示すように、電源遮断装
置１は、合成樹脂等から形成された上部カバー２と、こ
の上部カバー２が取り付けられる電源遮断装置本体３と
からなるハウジング４と、このハウジング４の電源遮断
装置本体３に取り付けられた第１の接点部１０を備える
第１のバスバーとしての電源側バスバー２０と、同じく
電源遮断装置本体３に取り付けられた第２の接点部１１
を備える第２のバスバーとしての負荷側バスバー２１
と、これら第１及び第２の接点部１０，１１と接続され
て電源側及び負荷側バスバー２０，２１を短絡させるプ
ラグ（第１及び第２の接点部１０，１１間を電気的に導
通させる導電部材のことをいう。以下同じ）５と、この
プラグ５の挿抜による第１の接点部１０と第２の接点部
１１との短絡／開放時に発生するアーク放電のアークパ
スを制御する磁界を発生させるための磁界印加手段とし
ての磁界形成部１５とを備えて構成されている。なお、
この例では、電源遮断装置１は、電源であるバッテリ２
５の上部に搭載されていることとする。

【００１６】電源側バスバー２０は、図示しないボルト
及びナット等で電源側ハーネス２２及びバッテリ２５の
電源側端子（図示せず）に接続された上で電源遮断装置
本体３に取り付けられ、負荷側バスバー２１は、同じく
図示しないボルト及びナット等で負荷側ハーネス２３に
接続された上で電源遮断装置本体３に取り付けられてい
る。なお、この例では、電源側バスバー２０には、第１
の接点部１０と電源側ハーネス２２との間にメインヒュ
ーズ２４が介在するように取り付けられており、プラグ
５により短絡した電源側バスバー２０と負荷側バスバー
２１とで構成される回路に規定容量を超える大電流が流
れたときにその回路を保護するように設計されている。
また、プラグ５は、この例では丸棒状（円形断面を有す
る円柱形状）の銅や黄銅等の金属部材からなり、両端部
が合成樹脂等からなる把持部５ａに接続された形状で構
成されているため、プラグ５の第１及び第２の接点部１
０，１１への挿抜時には、この把持部５ａを把持してプ
ラグ５を操作することができるようになっている。

【００１７】一方、図２に示すように、電源側及び負荷
側バスバー２０，２１にそれぞれ備えられた第１及び第
２の接点部１０，１１におけるプラグ５との接触部分１
０ａ，１１ａは、プラグ５の外面形状に合わせた曲面形
状を備えて構成されており、プラグ５と確実に接触する
ことができる構造を備えている。このため従来のマルチ
コンタクト方式に用いられていたようなルーバー状の接
触子等の部品が不要となる。また、第１及び第２の接点
部１０，１１がそれぞれ電源側及び負荷側バスバー２
０，２１と一体的に形成されているため、接点部とバス
バーとをボルトやナット等で接続していた従来の電源遮
断装置よりも接続信頼性を向上させることができる。

【００１８】なお、この例の第１及び第２の接点部１
０，１１には、プラグ５の挿入方向側に上記両接点部１
０，１１よりも先にプラグ５に接触するアーク吸収部１
２，１３がそれぞれ形成され、これらアーク吸収部１
２，１３のプラグ５の挿入方向に直交する方向の外側周
囲には、ヨーク（磁性体部材）１６と一対の磁石１７
ａ，１７ｂとから構成される磁界形成部１５が備えられ
ている。なお、磁石１７ａ，１７ｂは、永久磁石や電磁
石等を用いることができる。アーク吸収部１２，１３
は、プラグ５を第１及び第２の接点部１０，１１に挿入
する際にプラグ５との所定の間隔（距離）まで近づいた
とき、又はプラグ５を第１及び第２の接点部１０，１１
から抜去する際のその瞬間に、プラグ５との間で発生す
るアーク放電を上記両接点部１０，１１側に吸収する部
分であり、両接点部１０，１１のプラグ５との接触部分
１０ａ，１１ａをアーク痕により傷つけてしまうことを
回避するために設けられている。これにより、両接点部
１０，１１にアーク痕が形成されることはないので、両
接点部１０，１１におけるプラグ５との接触信頼性を向
上させることができる。

【００１９】磁界形成部１５は、プラグ５とアーク吸収
部１２，１３との間のアーク放電発生部分に影響を与え
る（アークパスを制御する）磁界を発生させ、発生する
アーク放電のアークパスを曲げてアークの影響を低減す
るために設けられている。なお、この例の磁界発生部１
５では、より効果的にアークパスを曲げるための工夫が
盛り込まれている。即ち、図３に示すように、ヨーク１
６に備えられた磁石１７ａ，１７ｂの図中矢印で示す磁
界発生方向が、それぞれ接点部１０（１１）のアーク吸
収部１２（１３）とプラグ５との間で発生するアーク１
８に対して直角に交わるように、磁石１７ａ，１７ｂは
プラグ５の挿入方向に対して所定の角度をもって斜めに
取り付けられている。磁石１７ａ，１７ｂがこのように
ヨーク１６に取り付けられているため、図４に示すよう
に、プラグ５とアーク吸収部１２，１３（図４では、１
３のみ図示）との間で発生するアーク１８のアークパス
を最大限に曲げることができる。その結果、図５（ａ）
に示すように、出願人が実施したプラグ５の挿入時にお
いて発生するアーク放電のプラグ５に対する影響調査で
は、同図（ｂ）に示すように電源遮断装置１に磁界形成
部１５を設けない場合に比べて、同図（ｃ）に示すよう
に磁界形成部１５を設けた場合では、プラグ５の表面に
形成されるアーク痕の大きさが小さくなることが確認で
きた。したがって、磁界形成部１５によりアーク放電に
よるプラグ５に対する損傷を低減することができると共
に、磁界形成部１５を設けない場合に比べて更にアーク
放電の影響を低減することが可能となる。

【００２０】なお、この例のアーク吸収部１２，１３の
ように、プラグ５の軸方向に対する第１及び第２の接点
部１０，１１とプラグ５との接触位置とは異なる位置で
プラグ５と接触する位置にそれぞれアーク吸収部１２，
１３が形成されていると、プラグ５の表面に形成される
アーク痕が両接点部１０，１１との実質的な接触部分
（図１中の５ｂ，５ｃ参照）に形成されることはないの
で、両接点部１０，１１におけるプラグ５との接触信頼
性を更に向上させることが可能となる。

【００２１】また、図２に示すように、プラグ５が、プ
ラグ５の軸Ａ−Ａ´を中心として図中矢印方向に回動自
在な構造で把持部５ａに接続されるように構成すると、
プラグ５の両接点部１０，１１への挿抜時にアーク吸収
部１２，１３とプラグ５との間で発生するアーク痕がプ
ラグ５の表面の一定の箇所に集中して形成されることを
防ぎ、アーク痕の形成をプラグ５の円周表面上に拡散す
ることができるので、結果的にプラグ５の寿命を延ば
し、接触信頼性を更に向上させることが可能となる。

【００２２】なお、上記例では、プラグ５の形態として
円柱形状のものを用い、第１及び第２の接点部１０，１
１の接触部分１０ａ，１１ａの形状としてプラグ５の外
面形状に合わせた曲面形状を備えたものを用いて説明し
たが、これに限定されるものではなく、例えば矩形断面
を有する角柱形状の銅や黄銅等の金属部材からなるもの
を用い、第１及び第２の接点部１０，１１の接触部分１
０ａ，１１ａの形状としてプラグ５の外面形状に合わせ
た矩形面形状を備えたものを用いるようにしても良いこ
とはいうまでもない。

【００２３】

【発明の効果】以上述べたように、この発明の電源遮断
装置によれば、プラグと第１及び第２の接点部との間に
起こるアーク放電の軌跡を制御する磁界を発生させる磁
界印加手段を備えるため、プラグの挿抜時に発生するア
ーク放電のアークパスを曲げて、プラグや上記両接点部
へのアークの影響を低減させることが可能となる。これ
により、プラグと上記両接点部との接触信頼性を向上さ
せることができると共に、プラグに形成されるアーク痕
を小さくしプラグの寿命を延ばすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施形態に係る電源遮断装置の
分解斜視図である。

【図２】 図１の一部拡大図である。

【図３】 同電源遮断装置の磁界形成部を説明するため
の図である。

【図４】 同電源遮断装置におけるアーク放電のアーク
パスの曲がりを説明するための図である。

【図５】 同電源遮断装置に磁界形成部を設けない場合
と設けた場合とでプラグの表面に形成されるアーク痕を
説明するための図である。

【図６】 従来の電源遮断装置を説明するための図であ
る。

【符号の説明】

１…電源遮断装置、２…上部カバー、３…電源遮断装置
本体、４…ハウジング、５…プラグ、５ａ…把持部、５
ｂ，５ｃ，１０ａ，１１ａ…接触部分、１０…第１の接
点部、１１…第２の接点部、１２，１３…アーク吸収
部、１５…磁界形成部、１６…ヨーク、１７ａ，１７ｂ
…磁石、２０…電源側バスバー、２１…負荷側バスバ
ー、２２…電源側ハーネス、２３…負荷側ハーネス、２
４…メインヒューズ、２５…バッテリ。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電源側に接続されると共に第１の接点部
   を備える第１のバスバーと、 負荷側に接続されると共に第２の接点部を備える第２の
   バスバーと、 これら第１及び第２の接点部を内部に収容するハウジン
   グと、 このハウジングの内部に挿入されて前記第１及び第２の
   接点部を短絡させるプラグと、 このプラグに取り付けられる把持部と、 前記プラグが前記第１及び第２の接点部を短絡／開放す
   る際に、前記プラグと前記第１及び第２の接点部との間
   に起こるアーク放電の軌跡を制御する磁界を発生させる
   磁界印加手段とを備えることを特徴とする電源遮断装
   置。
2. 【請求項２】 前記磁界印加手段は、永久磁石であるこ
   とを特徴とする請求項１記載の電源遮断装置。
3. 【請求項３】 前記磁界印加手段は、電磁石であること
   を特徴とする請求項１記載の電源遮断装置。
4. 【請求項４】 前記磁界印加手段は、ヨークを備えて構
   成されるものであることを特徴とする請求項１〜３のい
   ずれか１項記載の電源遮断装置。
5. 【請求項５】 前記第１及び第２の接点部は、前記プラ
   グの挿入方向側に前記第１及び第２の接点部よりも先に
   前記プラグに接触するアーク吸収部をそれぞれ備え、前
   記磁界印加手段は、前記プラグと前記アーク吸収部との
   間に起こるアーク放電の軌跡を制御する磁界を発生させ
   るものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか
   １項記載の電源遮断装置。
6. 【請求項６】 前記プラグ上の前記アーク吸収部が接触
   する位置と、前記プラグ上の前記第１及び第２の接点部
   が接触する位置とが異なることを特徴とする請求項５記
   載の電源遮断装置。
7. 【請求項７】 前記プラグは、両端部が前記把持部に接
   続された円形断面を有する円柱形状の金属部材からな
   り、前記第１及び第２の接点部の前記プラグとの接触部
   分は、前記プラグの外面形状に合わせた曲面形状を備え
   て形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいず
   れか１項記載の電源遮断装置。
8. 【請求項８】 前記プラグは、軸を中心に回動自在とな
   るように前記把持部に接続されていることを特徴とする
   請求項７記載の電源遮断装置。
9. 【請求項９】 前記磁界印加手段は、前記プラグの外面
   形状に沿って磁束が形成される磁界を発生させ、前記ア
   ーク放電の軌跡を制御するように前記プラグの挿入方向
   に対して所定の角度をもって備えられるものであること
   を特徴とする請求項７又は８記載の電源遮断装置。
10. 【請求項１０】 前記プラグは、両端部が前記把持部に
    接続された矩形断面を有する角柱形状の金属部材からな
    り、前記第１及び第２の接点部の前記プラグとの接触部
    分は、前記プラグの外面形状に合わせた矩形面形状を備
    えて形成されていることを特徴とする請求項１〜６のい
    ずれか１項記載の電源遮断装置。
11. 【請求項１１】 前記プラグは、非磁性体からなるもの
    であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項
    記載の電源遮断装置。