JP2003510779A - 特に車両用の負荷−遮断スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】負荷−遮断スイッチは、永久磁石の保持回路を有する。コイル（５）は、その励起によって、永久磁石（９）の磁束と反対の磁束を生じる。電機子（６）は、電機子スプリング（１０）によって開放位置の方に付勢され、その結果、動作励起が臨界値を超えると、電機子スプリング（１０）は、マグネトシステムのコア（７）から電機子（６）を離し、前記電機子を開放することを許し、よって、切替接点（１５）と固定接点（１６）とを遮断する。負荷−遮断スイッチは、前記電機子（６）に作用するスプリングクリップ（１２）によって、再び切り替えられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は、特に、車両バッテリーの負荷回路に使用される負荷−遮断スイッチ
に関し、電磁システムを介して負荷回路が自動的に遮断されるようなスイッチに
関する。

【０００２】

【従来の技術】

車両では、特別な障害にある状況で、車載ネットワークを迅速にデッド状態に
なるよう遮断するのが望ましい。このような場合として、例えば、バッテリーの
放電若しくは車両火災に導く負荷回路のショート，バッテリーに損傷を与えるス
タート補助具の場合の誤極性が挙げられるが、車載ネットワークの電子システム
の破壊、又は、結果として火災が原因でショートを引き起こす可能性のある衝突
事故も挙げられる。

【０００３】 文献ＤＥ４１１０２４０Ｃ１では、既に、電動車両の主流通路を保護するため
の手段を開示している。遮断状態は、様々なセンサや比較手段によって決定され
、回路を遮断するのに評価される。この文献には、遮断手段として、例えばこの
ようなアクチュエータの構造や機能を、詳細に検討することなく、爆発性キャッ
プ若しくは電子アクチュエータを記述する。

【０００４】 文献ＤＥ１９７０１９３３Ｃ１では、車両バッテリーの負荷回路用の負荷−遮
断スイッチを開示し、この中で、接点の配置は、極端子と負荷回路との間に接続
される。障害が発生した場合には、接点の配置は、電磁システムを介してロック
が解除されて、回路は遮断される。この既知の負荷−遮断スイッチは、製造費や
容量に対応して必要とされる比較的多くの個別の部品を有する接点揺動体を備え
た配置からなる。

【０００５】 本発明の目的は、簡単な構造で、加速度が大きい場合でも誤って切替えられる
ことがなく、容量の小さい負荷−遮断スイッチを提供することにある。

【０００６】 本発明によると、この目的は、 − ベースとハウジングカバーを有するハウジングと、 − コイル，コア装置，および電機子を有し、該コア装置は、電機子を該コア装
置の極エリアに引き付ける保持力を働かせる永久磁石部を有し、かつ該永久磁石
部に逆らって励起させるようになされているマグネトシステムと、 − 引き付けられる電機子を備えた前記永久磁石部の保持力が、電機子スプリン
グのばね力より大きい状態で、電機子を開放位置の方に付勢する電機子スプリン
グと、 − 接触スプリングと、該接触スプリング上に配された切替接点と、該切替接点
に協働して作用する固定接点とを有する接触システムと、 − 前記切替接点と前記固定接点とを接続する前記ハウジングから延びる第1お
よび第２接続導体と からなる負荷−遮断スイッチで達成される。

【０００７】 負荷−遮断スイッチの重要な要素は、コア装置の永久磁石部である。磁気回路
は、休止状態で引き付けられる電機子を有し、これに保持力が作用しない休止状
態で可動部品がないという効果がある。このことは、その構造に、加速度に対し
て特別な強度を備えるという利点がある。車両のバッテリー遮断スイッチとして
使用する場合、大きな加速力が作用する場合、例えば、事故が発生した状況で、
エアバッグが作動する前に、負荷−遮断スイッチが作動しないことを保証する。
さらに、組み立て時に不慮で落下した場合に、可動部品に対する損傷の危険を減
少させる。励起コイルは、永久磁石によって生じる磁束と反対の磁束が生じるの
で、コイルの電気励起が電機子を開放させる。その結果、電機子スプリングのマ
ッチングばね力は、電機子を開放するのに十分である。保持部材として永久磁石
を使用することは、必要な駆動力を非常に低く保つことを許容する。この方法で
、特にコンパクトな構造上の容量を実現することができる。

【０００８】 有利な実施態様では、付加的に機械的なロックが設けられる。よって、必要な
解放力は、さらに減少させることができる。さらに付言すると、このロックは、
加速度に対して強度が増大するように設けられる。

【０００９】 好ましい実施態様では、電機子スプリングは、手動の閉鎖および解放ボタンを
実現するスプリングクリップ形状で延長部を有する。この点で、スプリングクリ
ップは、ハウジングカバーの外側に沿って延びる場合に、好都合である。ハウジ
ングカバーは、ハウジングの外側からスプリングクリップ上に力が働くように、
特別な部分を弾性にする場合、特に有利である。

【００１０】 本発明の更なる詳細や開発は、従属クレイムで指摘される。

【００１１】

【発明の実施の形態】

図１は、本発明に係る負荷−遮断スイッチの概略図であり、同図において、立
体的な図面は、一部を切り欠いたハウジングカバーを介して、マグネトシステム
の一部分を示す。負荷−遮断スイッチの部材は、ベース１上に配される。ハウジ
ングキャップ若しくはカバー２は、装置上をスライドし、ベース１とともに、密
封ハウジングを構成する。これには、ハウジング１および２から延びる２つの接
続導体３があり、該ハウジング１および２に、車両の負荷回路が接続される。ハ
ウジングカバー２には、手動で負荷−遮断のオン−オフを切り替える２つの弾性
プッシュ部４を備える。負荷−遮断スイッチのマグネト回路の中に、コイル５，
電機子６，コア７，ヨーク８，および永久磁石９が見られる。電機子６から離れ
る方向に位置するコイル５側に、クランク部がコイルから突出するコア部７に並
行になるように、ヨーク８はＺ状のクランクを有する。ヨーク８とコア７の２つ
の並行部分の間には、永久磁石９を入れる隙間が形成される。永久磁石の材料は
、もろく、繊細であるので、永久磁石９を簡単に設置できることは、この構造の
利点である。コア７，永久磁石９およびヨーク８からなるコア装置は、電機子６
とともに、永久磁石９で引き起こされる永久磁束で、閉マグネト回路を構成する
。コイル５の駆動に関して、これは、コイルによって生じる磁束が、反対の作用
をし、すなわち、永久磁石９によって生じる磁束とは反対になるように設けられ
る。

【００１２】 電機子６は、電機子スプリング１０によって開放位置の方に付勢される。後者
、すなわち電機子スプリングは、該電機子スプリングの上部で電機子６にリベッ
トで固定され、支持部１１上のスプリングの自由端付近で支持され、該支持部１
１は、本実施態様の中では、コイル体フランジの一部品として設置される。支持
部を設置する他の可能性として、電機子スプリング１０がヨーク８上で支持する
ことができる範囲までヨーク８が延長される。この場合、電機子６には、恐らく
、ヨーク８若しくはヨーク部が電機子を介して突出するように、凹部を設ける必
要がある。

【００１３】 延長部には、電機子スプリング１０が、コイル５の回りで曲線を描くように延
び、電機子６から離れる方向に位置するコイル側に取り付けられる。このように
形成されたスプリング片１２は、ハウジングカバー２の頂部に並行で、かつ近接
して延びている。プッシュ部４によって、スプリング片１２に力が加えられる。
この方法で、図２で後述するように、手動の閉鎖および開放ボタンの機能が果た
される。スプリング片１２の中間に、圧力プレート１３が、スプリング片１２と
コイル５の巻回部との間に配するように、スプリング片１２に設けられる。この
ように、スプリング片１２は、この位置で強固に支持され、揺動体を形成する。
よって、オン−オフを切り替えるプッシュ部４は、確実に分離される。その代替
品として、例えばスプリング片１２を支持する機能を担当するコイル体上に付加
フランジ若しくはウェブが設けられる。この場合、エージングによる巻回パッケ
ージの収縮は、スプリング片１２の支持位置に影響を及ぼさない。

【００１４】 加えて、図２は、接触システムを示す。後者、すなわち接触システムは、ヨー
ク８に設けられ、他端で切替接点１５を支える接触スプリング１４から構成され
る。この接触は、接触導体３の一つに取り付けられた固定接点１６と協働して作
用する。負荷−遮断スイッチは、非常に大きな電流を担うようになっているので
、接触スプリングでは、この電流を担うには十分でない。従って、負荷−遮断ス
イッチは、切替接点１５への低インピーダンス結合を確立する付加ストランドを
備える。付加ストランド１７を用いる他の理由として、接触スプリング１４が、
機械的な応力に耐える材料でできているという点にある。しかし、有利な機械特
性として、この材料が比較的大きな抵抗特性を有することが必要である。ヨーク
８上のストランド１７の取付部分には、接触導体３の他の一つに結合部が設けら
れる。コイル５に面する電機子６側に、接点１５および１６が閉じる際、ヨーク
８のエッジ１９に隣接するように、電機子６は、その上に設けられるロッキング
突起１８を有する。このロッキング突起１８は、例えば、浮き出された突出部と
して形成される。電機子６自体は、コア７およびヨーク８のＬ型の隣接する極エ
リアの長い脚部を備えたＬ字状である。横の脚部は、接触スプリング１４の自由
端若しくは切替接点１５で係合する。

【００１５】 コイル５が励起しない限り、電機子６は、永久磁石９の保持力によってこの位
置で保持される。コイル５が励起すると、磁束は、永久磁石９によって生じる磁
束と反対であり、これを弱めるマグネト回路内に生じる。コイル５が十分な範囲
まで励起すると、電機子６上の電機子スプリング１０によって作用する開放力は
、永久磁石９の保持力よりも大きい。従って、小さなエアギャップは、コア７と
電機子６との間に形成される。このエアギャップは、マグネト回路の磁気抵抗を
強力に増加させる。このことは、保持力を急激に減少させ、電機子スプリング１
０は、電機子６をコア７およびヨーク８から完全に切り離すことができる。電機
子６とヨーク８との間の隙間は、ロッキング突起１８とヨーク８との間のロッキ
ング効果が開放する程度まで増大する。電機子６の凹部に係合する引裂スプリン
グ２０は、電機子６がロッキング突起１８とヨーク８との間のロッキング効果に
よってもはや保持されないように、電機子６を上方に動かす。上方移動の間に、
電機子６の横の脚部は、固定接点１６と切替接点１５との結合を分離するように
、切替接点１５を引張る。

【００１６】 図３Ａは、接点１５および１６が閉じた状態の負荷−遮断スイッチの拡大断面
図を示す。図３Ｂには、接触システムは、ロッキング突起１８がヨーク８の極エ
リアに隣接し、接点１５および１６が開いた状態を示す。

【００１７】 スプリングクリップ１２の機能も、図３Ａおよび図３Ｂから理解することがで
きる。接点１５および１６が開いた状態で、スプリングスリップ１２の電機子側
の半分２２に力が作用し、本実施態様では、ハウジングカバー２の対応プッシュ
部４を押すことによって作用し、電機子６が押し下げられる。そうするのに、接
触スプリング１４は、引裂スプリング２０を介して捩じられ、切替接点１５およ
び固定接点１６は、再び、互いに接触する。その結果、接触導体３の間の流通路
が閉じられる。ロッキング突起１８がヨーク８のエッジ１９の下方でのロック位
置に移動するように、電機子６は、ベース１の傾斜路２１を介して偏向する。接
点１５および１６が閉じた状態で、電機子から離れたスプリングクリップ１２の
半分に圧力が加わると、電機子６がコア７から離れ、ロッキング効果がなくなっ
て、スプリングクリップ１２は、接点が開くように電機子６の方向にシフトする
。よって、スプリングクリップ１２を作動させるプッシュ部４の弾性設計には、
ハウジングカバー２に形成された開口やリーク部がないという利点がある。よっ
て、密封ハウジングを得るには、ベース１に対してハウジングカバー２を密封す
ることが必要なだけである。これは、簡単な鋳造やシールによって得られる。

【００１８】 負荷−遮断スイッチの動作励起は、マグネト９の保持力および電機子スプリン
グ１０の張力によって決定される。動作励起の臨界値を決定するため、、永久磁
石９の対応する磁気化によって調整することができ、よって、いかなる機械的な
調整も必要でない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、ハウジングカバーを一部切り欠いた状態の本発明に係る負荷−遮断スイ
ッチの立体的な図を示す。

【図２】 図２は、図１の負荷−遮断スイッチの縦断面図を示す。

【図３】 図３Ａおよび図３Ｂは、２つの動作局面での負荷−遮断スイッチの縦断面図を示
す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 へーネル トーマス ドイツ連邦共和国 14199 ベルリン ズ ルツァー シュトラーセ ３ (72)発明者 フォーゲル ライナー ドイツ連邦共和国 14513 テルトウ マ ーロベア シュトラーセ 169 (72)発明者 ピエッツァ カールステン ドイツ連邦共和国 10407 ベルリン ベ ルンハートリヒテンベルク シュトラーセ ９ Ｆターム(参考） 5G030 BA05 FB13 FB25 FC08 XX01 XX05 XX08 YY02 YY03

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 − ベース（１）およびハウジングカバー（２）を有するハウジングと、 − コイル（５），コア装置（７，８，９），および電機子（６）を有し、該コ
   ア装置（７，８，９）は、電機子（６）を前記コア装置（７，８，９）の極エリ
   アに引き付ける保持力を働かせる永久磁石部（９）を有するとともに、前記永久
   磁石部（９）に逆らって励起されるようにしたマグネトシステムと、 − 引き付けられる電機子（６）を備えた永久磁石部（９）の保持力が、電機子
   スプリング（１０）のばね力よりも大きい状態で、電機子（６）を解放位置の方
   に付勢する電機子スプリング（１０）と、 − 接触スプリング（１４）と、該接触スプリング上に配された切替接点（１５
   ）と、該切替接点（１５）と協働して作用する固定接点（１６）とを有する接触
   システムと、 − 前記切替接点（１５）と前記固定接点（１６）とを接続するためのハウジン
   グ（１，２）から延びる第1および第２接続導体（３）と からなる、特に車両用の負荷−遮断スイッチ。
2. 【請求項２】 前記電機子（６）は、前記コア装置のヨークエッジ（１９）に係合し、かつ引
   裂スプリング（２０）によってヨークエッジ（１９）に対して付勢されるロッキ
   ング突起（１８）を有することを特徴とする請求項１に係る負荷−遮断スイッチ
   。
3. 【請求項３】 前記接触スプリング（１４）は、前記電機子（６）に係合する少なくとも１つ
   の引裂脚部を有し、かつ前記引裂スプリング（２０）を構成することを特徴とす
   る請求項１に係る負荷−遮断スイッチ。
4. 【請求項４】 切替接点（１５）は、接触スプリング（１４）によって固定接点に対して付勢
   されることを特徴とする請求項１に係る負荷−遮断スイッチ。
5. 【請求項５】 前記切替接点（１５）は、付加ストランド（１７）によって第１接続導体（３
   ）に接続されることを特徴とする請求項１に係る付加−遮断スイッチ。
6. 【請求項６】 前記電機子（６）は、長い脚部が、前記コア装置（８，９，１０）の極エリア
   の領域に延び、横の脚部が、前記接点（１５，１６）を開口するように前記接触
   システムの可動部に係合する自由端を有する、実質上、Ｌ字状であることを特徴
   とする請求項１に係る負荷−遮断スイッチ。
7. 【請求項７】 前記電機子スプリング（１０）は、実質上、曲線を描くようにコイル（５）の
   縦軸回りに延びていて、その結果、前記電機子スプリング（１０）の中央部は、
   ハウジング壁付近に配されることを特徴とする請求項１に係る負荷−遮断スイッ
   チ。
8. 【請求項８】 前記電機子スプリング（１０）の中央部は、前記電機子スプリング（１０）の
   揺動型配置になるよう、前記負荷−遮断スイッチの固定部に支持されることを特
   徴とする請求項７に係る負荷−遮断スイッチ。
9. 【請求項９】 前記電機子スプリング（１０）の中央部付近のハウジング部（４）は、前記ハ
   ウジングの外部から加えられる力が、前記弾性ハウジング部（４）を介して前記
   電機子スプリング（１０）の中央部に伝達されるように、弾性的な特性を有する
   ことを特徴とする請求項１に係る負荷−遮断スイッチ。