JP2004221002A - 電源開閉装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数及び取り付け面積を削減すると共に接触抵抗による電流の損失を低減させることのできる電源開閉装置を提供することを課題とする。
【解決手段】コンタクタ１８の前方に、一対の端子部１７ａ及び１７ｂを備えたヒューズ１７が取り付けられている。ヒューズ１７の一方の端子部１７はコンタクタ１８に設置されている端子台２４と端子台２４に取り付けられた配線用端子２５のナット２５ｂとの間に挿入され、ナット２５ｂにより配線用端子２５と接触した状態で固定されている。一方、ヒューズ１７の他方の端子部１７ｂはコンタクタ１８の箱体２０に固定された銅板２６の外側部に位置する端部と接触し、ボルト２７及びナット２８により共締めされて固定されている。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電源投入用コンタクタとヒューズとを備えた電源開閉装置に係り、特に電源投入用コンタクタに対するヒューズの取り付け位置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、電気的な回路において、電動機と電動機用の電源との間には、電動機への電流のＯＮ／ＯＦＦを制御するリレー及び、過電流が流れた場合に回路を開くヒューズが設置されている（特許文献１参照）。このような回路はバッテリフォークリフトにも適用されており、バッテリフォークリフトの電源用バッテリと駆動モータとの間にヒューズとリレーとから主に構成される電源開閉装置が設置されている。
【０００３】
図６に従来のバッテリフォークリフトに設けられた電源開閉装置の構造を示す。電源開閉装置１は、矩形状の基板２上に固定され、基板２上に並んで設置されるコンタクタ３とヒューズ４とを備えている。コンタクタ３は、一般的にリレーと呼ばれる電磁継電器であり、基板２上に直接取り付けられている。一方、ヒューズ４は、基板２に固定された一対のターミナル６ａ及び６ｂによりヒューズ４の一対の端子５ａ及び５ｂが支持されることにより基板２上から距離を隔てて固定されている。また、ヒューズ４の一方の端子５ａはコンタクタ３の一方の端子７と銅板８を介して接続され、ヒューズ４の他方の端子５ｂは、基板２に固定されているターミナル９の電源接続用の端子１０に銅板１１を介して接続されている。また、コンタクタ３の他方の端子１２はコントローラ等の外部部品へと接続されるようになっている。
【０００４】
上記の構成において、電源接続用の端子１０に電源用バッテリが接続されると共に、コンタクタ３の他方の端子１２にコントローラ等を介して駆動モータが接続された際、電流は、電源用バッテリから端子１０、銅板１１、ヒューズ４の端子５ｂ、ヒューズ４、ヒューズ４の端子５ａ、銅板８、コンタクタ３の端子７、コンタクタ３、コンタクタ３の他方の端子１２の順に流れて、コントローラ等を介して駆動モータに供される。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−７４２９８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構造の電源開閉装置１では、コンタクタ３及びヒューズ４の他に、コンタクタ３及びヒューズ４を組み付けるための部品として３つのターミナル６ａ，６ｂ及び９と、２つの銅板８及び１１とが必要となるので、装置全体の部品点数が多くなり、コストが高く且つ大型になるという問題がある。
また、基板２上にコンタクタ３とヒューズ４とを並べて固定しているため、基板２の面積が広くなり、特にバッテリフォークリフト等の小型化が望まれている器機においては適用しにくいという問題がある。
さらに、電源接続用の端子１０からコンタクタ３の他方の端子１２までの通電において、コンタクタ３の端子７と銅板８、銅板８とヒューズの端子５ａ、ヒューズの端子５ｂと銅板１１とは、それぞれ別個に形成された部材を互いに接触させて電気の通り道を形成しているので、各接触部の接触抵抗により電流が損失するおそれがある。
【０００７】
本発明は以上のような問題点を解決するためになされたもので、部品点数及び取り付け面積を削減すると共に接触抵抗による電流の損失を低減させることのできる電源開閉装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係る電源開閉装置は、コンタクタとヒューズとを有し且つコンタクタ及びヒューズにそれぞれ端子部が設けられている電源開閉装置において、コンタクタの端子部にヒューズの端子部が共締めされて固定されるものである。
また、コンタクタに支持部材を取り付けると共に、ヒューズの２つの端子部のうちの一方をコンタクタの端子部と共締めして固定し且つ他方を支持部材に固定し、ヒューズをコンタクタに支持させるようにすればよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
実施の形態１に係る電源開閉装置はバッテリフォークリフトの駆動系に適用される。図１に示されるように、バッテリフォークリフトの駆動系には、主として電源バッテリ１３、電源開閉装置１４、コントローラ１５、三相の駆動モータ１６が設けられている。コントローラ１５は三相の駆動モータ１６に接続すると共に、電源開閉装置１４を介して電源バッテリ１３と接続している。電源開閉装置１４はパワーヒューズ（以降、ヒューズと呼ぶ）１７及び電源投入用コンタクタ（以降、コンタクタと呼ぶ）１８を備えている。
【００１０】
図２にヒンジ式の電源開閉装置１４の構造を示す。図２において、（ａ）には電源開閉装置の平面、（ｂ）には電源開閉装置の正面、（ｃ）には電源開閉装置の左側面がそれぞれ示されている。
コンタクタ１８は前後に延びる底面を有するフレーム１９を備えている。フレーム１９の前方には箱体２０が形成され、フレーム１９の後方には壁部２１が立設されている。箱体２０の左右の側面及び上面を囲うブラケット（支持部材）２２が箱体２０の左右の側面にボルト２３で固定され、ブラケット２２の上面に中央部を樹脂で形成した絶縁タイプの端子台（支持部材）２４が固定されている。端子台２４には上方に延びる配線用端子２５が立設され、配線用端子２５には２つのナット２５ａ及び２５ｂが取り付けられている。
【００１１】
また、箱体２０の前面には、本発明におけるコンタクタの端子部である銅板２６が固定されている。銅板２６は箱体２０の内部から外部へ延びるＬ型の形状を有している。箱体２０の内部に配置された銅板２６の端部には接点部２６ｓが設けられている一方、箱体２０の外部に配置された銅板２６の端部にはボルト２７及びナット２８が取り付けられている。
【００１２】
フレーム１９上における箱体２０の後方にはコイル２９が固定されている。コイル２９の上方には前後方向に延びる連動板３１が設けられ、保持部材３０が連動板３１を傾動自在に保持している。連動板３１の前端部は、箱体２０の後面から箱体２０の内部に達し、箱体２０の前面に固定された銅板２６の接点部２６ｓと対向する位置に接点部３１ｓを備えている。接点部３１ｓは、コイル２９へ通電が行われていない場合には銅板２６の接点部２６ｓから間隔を隔てて保持されているが、コイル２９への通電が行われた際にはコイル２９に発生する電磁力により矢印で示すように下方へ移動して接点部２６ｓと接触するようになっている。
一方、連動板３１の後端部は配線部材３２の一端と接続している。配線部材３２の他端は上方に向かって延びる配線用端子３４に接続されており、配線用端子３４にはナット３４ａが取り付けられている。配線用端子３４と接続する配線部材３２は取付部材３３により連動板３１の上方に支持され、取付部材３３はフレーム１９の後方に立設されている壁部２１に固定されている。
【００１３】
ヒューズ１７はコンタクタ１８の前方に取り付けられると共に、一対の端子部１７ａ及び１７ｂを備える。ヒューズ１７の一方の端子部１７ａはヒューズ１７の上面から僅かに上方に延びた後に後方に延びる板形状を有している。この端子部１７ａはコンタクタ１８に設置されている端子台２４と端子台２４に取り付けられた配線用端子２５のナット２５ｂとの間に挿入され、ナット２５ｂにより配線用端子２５と接触した状態で固定されている。
一方、ヒューズ１７の他方の端子部１７ｂはヒューズの下面から下方に鉛直に延びる板形状を有している。この端子部１７ｂはコンタクタ１８の箱体２０に固定された銅板２６の外側部に位置する端部と接触し、ボルト２７及びナット２８により共締めされて固定されている。
【００１４】
次に、この電源開閉装置１４における動作について説明する。まず、ナット２５ａ及びナット２５ｂの間に、電源バッテリ１３に接続されているケーブルを挟み、ナット２５ａを締めてケーブルと配線用端子２５との接続を固定する。同様に、配線部材３２の他端及びナット３４ａの間に、コントローラ１５に接続されているケーブルを挟み、ナット３４ａを締めてケーブルと配線用端子３４の他端との接続を固定する。
【００１５】
配線が完了している状態でコイル２９に通電し、コイル２９に電磁力を発生させる。コイル２９への通電は、例えば、バッテリフォークリフトのキー穴にキーを差し込み、所定方向にキーをひねる等の動作により行われるようにすればよい。コイル２９に発生した電磁力により連動板３１の接点部３１ｓが銅板２６の接点部２６ｓと接触し、電源バッテリ１３からこの電源開閉装置１４を介してコントローラ１５及び駆動モータ１６に電流が流れる。
【００１６】
このとき、この電源開閉装置１４において、電源バッテリ１３のケーブルから供給された電流は、配線用端子２５、ヒューズ１７の端子部１７ａ、ヒューズ１７、ヒューズ１７の端子部１７ｂ、銅板２６、銅板２６の接点部２６ｓ、連動板３１の接点部３１ｓ、連動板３１、配線部材３２、配線用端子３４の順に通電し、配線用端子３４に接続されているケーブルを通じてコントローラ１５から駆動モータ１６に供給される。
【００１７】
また、コイル２９への通電を停止すると、連動板３１の接点部３１ｓが銅板２６の接点部２６ｓから離れ、電源バッテリ１３からコントローラ１５及び駆動モータ１６への通電が停止される。また、通電中にヒューズ１７に過電流が流れた場合にもヒューズ１７により回路が開かれ、通電が停止する。
【００１８】
このように、コンタクタ１８の銅板２６にヒューズ１７の端子部１７ｂを共締めして固定することにより、コンタクタとヒューズとを接続させていた銅板及びコンタクタとヒューズとが固定されていた基板等が不要となるので、装置全体の部品点数を削減することができ、小型化と共にコストの低減が可能となる。また、取り付け面積を削減することもできる。
さらに、配線用端子２５から配線用端子３４までの通電において、接触部を減少させることができるため、接触抵抗による電流損失を低減させることができる。
また、コンタクタ１８のブラケット２２に端子台２４を固定すると共にコンタクタ１８の銅板２６にボルト２７及びナット２８を取り付け、ヒューズ１７をコンタクタ１８のみにより支持させる構造にしたので、同一基板上にコンタクタとヒューズとを並設する場合に比べ、さらなる取り付け面積の削減を図ることができる。
【００１９】
実施の形態２．
実施の形態２に係る電源開閉装置は、実施の形態１の電源開閉装置と同様に、ヒューズ３６とコンタクタ３７とを備え、バッテリフォークリフトのモータ駆動系において電源バッテリ１３と三相の駆動モータ１６に接続するコントローラ１５との間に配設される。
【００２０】
図３に実施の形態２に係るプランジャ式の電源開閉装置の構造を示す。図３において、（ａ）には電源開閉装置の平面、（ｂ）には電源開閉装置の正面、（ｃ）には電源開閉装置の左側面がそれぞれ示されている。
コンタクタ３７は、左右及び上下に面を有する箱体形状のフレーム４０を備えている。フレーム４０の下部には一対の取付用脚部３８ａ及び３８ｂが取り付けられている。フレーム４０の前面には、図４に示されるようにフレーム４０から前方に向かって突出するブラケット（支持部材）４２が形成されている。ブラケット４２には中央部を樹脂で形成した絶縁タイプの端子台（支持部材）４４が取り付けられている。端子台４４には上方に延びる配線用端子４５が立設され、配線用端子４５には２つのナット４５ａ及び４５ｂが取り付けられている。
【００２１】
図３に示されるように、フレーム４０の上面には凸形状の樹脂カバー５３及び樹脂ブロック５３ｂが取り付けられると共に、樹脂ブロック５３ｂの上面と樹脂カバー５３との間に銅板４７及び４８が設けられている。銅板４７及び４８は樹脂ブロック５３ｂの上面において左右の方向に間隔を隔てて平行に取り付けられている。樹脂ブロック５３ｂの上面の右側に設けられた銅板４７は、樹脂ブロック５３ｂの上面にて前後に延びる形状を有し、銅板４７の前端部に上方に延びる配線用端子５０を備えている。配線用端子５０にはナット５０ａが取り付けられている。
【００２２】
一方、樹脂ブロック５３ｂの上面の左側に設けられた銅板４８は、本発明におけるコンタクタ３７の端子部であり、図４に示されるように樹脂ブロック５３ｂの上面にて前後に延びる水平面４８ａと、水平面４８ａの後端部から樹脂ブロック５３ｂの左側方に延びると共に左側方において下方に向かって鉛直に延びる鉛直面４８ｂとを備えている。鉛直面４８ｂにはボルト５１及びナット５２が取り付けられている。また、銅板４７及び４８はそれぞれ下面に図５に示されるように接点部４７ｓ及び４８ｓをそれぞれ備えている。
【００２３】
フレーム４０の内部には、図５に示されるように、コイル４１、コイル４１に発生した電磁力によって上下方向にスライドする可動鉄片５４及び可動鉄片５４に連動する連動板５５が設けられている。連動板５５は、銅板４７及び４８の双方と直交する向き即ち左右方向に延長するように可動鉄片５４に取り付けられ、銅板４７の接点部４７ｓ及び銅板４８の接点部４８ｓに対向する位置に接点部５５ｓ１及び５５ｓ２を備えている。
連動板５５の接点部５５ｓ１及び５５ｓ２は、コイル４１への通電が行われていない場合には銅板４７の接点部４７ｓ及び銅板４８の接点部４８ｓから間隔を隔てて保持されるが、コイル４１への通電が行われた際にはコイル４１に発生する電磁力により、可動鉄片５４を介して連動板５５が矢印で示すように上方へ移動し、接点部４７ｓ及び接点部４８ｓと接触するようになっている。
【００２４】
図３及び４に示されるように、ヒューズ３６はコンタクタ３７の左側方に取り付けられると共に、一対の端子部３６ａ及び３６ｂを備える。ヒューズ３６の一方の端子部３６ａは、コンタクタ３７のフレーム４０の左側方にて前方に延びる鉛直面３６ａ１と、鉛直面３６ａ１の上端部から銅板４７及び４８と水平に延びる水平面３６ａ２とを備えている。この端子部３６ａはコンタクタ３７のフレーム４０に設置されている端子台４４と端子台４４に取り付けられたナット４５ｂとの間に挿入され、ナット４５ｂにより配線用端子４５と接触した状態で固定されている。
一方、ヒューズ３６の他方の端子部３６ｂはコンタクタ３７のフレーム４０の左側方にて後方に延びる形状を有している。この端子３６ｂは銅板４８の鉛直面４８ｂに接触し、ボルト５１及びナット５２により共締めされて固定されている。
【００２５】
次に、この電源開閉装置における動作について説明する。実施の形態１の電源開閉装置と同様に、ナット４５ａ及びナット４５ｂの間に電源バッテリ１３に接続されているケーブルを挟んで固定すると共に、銅板４７及びナット５０ａの間にコントローラ１５に接続されているケーブルを挟んで固定し、コイル４１への通電を行う。これによりコイル４１に電磁力が発生し、可動鉄片５４が上方へスライドして連動板５５の接点部５５ｓ１が銅板４７の接点部４７ｓと、接点部５５ｓ２が銅板４８の接点部４８ｓとそれぞれ接触し、電源バッテリ１３からこの電源開閉装置１４を介してコントローラ１５及び駆動モータ１６に電流が流れる。
【００２６】
このとき、この電源開閉装置において、電源バッテリ１３のケーブルから供給された電流は、配線用端子４５、ヒューズ３６の端子３６ａ、ヒューズ３６、ヒューズ３６の端子３６ｂ、銅板４８、銅板４８の接点部４８ｓ、連動板５５の接点部５５ｓ２、連動板５５、連動板５５の接点部５５ｓ１、銅板４７の接点部４７ｓ、銅板４７、配線用端子５０の順に通電し、配線用端子５０に接続されているケーブルを通じてコントローラ１５から駆動モータ１６に供給される。
【００２７】
このように、コンタクタ３７の銅板４８にヒューズ３６の端子部３６ｂを共締めして固定することにより、コンタクタとヒューズとを接続させていた銅板及びコンタクタとヒューズとが固定されていた基板等が不要となるので、装置全体の部品点数を削減することができ、小型化と共にコストの低減が可能となると共に、取り付け面積を削減することができる。
さらに、配線用端子４５から配線用端子５０までの通電において、接触部を減少させることができるため、接触抵抗による電流損失を低減させることができる。
また、コンタクタ３７のブラケット４２に端子台２４を固定すると共にコンタクタ３７の銅板４８にボルト５１及びナット５２を取り付け、ヒューズ３６をコンタクタ３７のみにより支持させる構造にしたので、同一基板上にコンタクタとヒューズとを並設する場合に比べ、さらなる取り付け面積の削減を図ることができる。
【００２８】
なお、実施の形態１及び２では、図２及び図３に図示したように、ヒューズ１７及び３６をコンタクタ１８及び３７の前方や左側方に取り付けたが、コンタクタに対するヒューズの取り付け位置はこれらに限定されるものではなく、ヒューズの端子部の形状を適宜変更することにより、電源開閉装置の取り付け空間の制約や電源開閉装置の組立性を考慮して好適な位置にヒューズを取り付ける構造にすることが可能である。
また、この電源開閉装置の適用は、特に取付面積の縮小等が可能なことから小型化が望まれているバッテリフォークリフトに対する適用がより効果的であるが、これに限定されるものではなく様々な駆動系に対して適用可能である。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る電源開閉装置によれば、コンタクタの端子部にヒューズの端子部を共締めして固定することにより、部品点数及び取り付け面積を削減すると共に接触抵抗による電流の損失を低減させることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電源開閉装置の構成及びバッテリフォークリフトのモータ駆動系への適用例を示す模式図である。
【図２】実施の形態１に係る電源開閉装置の構造を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）において矢印Ｉの方向からみた正面図、（ｃ）は（ａ）において矢印ＩＩの方向からみた左側面図である。
【図３】実施の形態２に係る電源開閉装置の構造を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）において矢印Ｉの方向からみた正面図、（ｃ）は（ａ）において矢印ＩＩの方向からみた左側面図である。
【図４】実施の形態２係る電源開閉装置の一部を図３（ａ）において矢印ＩＩＩの方向から斜視的に示した組立図である。
【図５】実施の形態２で用いられたコンタクタの構造を図３（ａ）において矢印Ｉの方向から示した模式図である。
【図６】従来の電源開閉装置の構造を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）において矢印Ｉの方向からみた正面図、（ｃ）は（ａ）において矢印ＩＩの方向からみた左側面図である。
【符号の説明】
１３…電源バッテリ、１４…電源開閉装置、１５…コントローラ、１６…駆動モータ、１７，３６…ヒューズ、１７ａ，１７ｂ，３６ａ，３６ｂ…端子部、１８，３７…コンタクタ、１９，４０…フレーム、２０…箱体、２１…壁部、２２，４２…ブラケット（支持部材）、２３，２７，５１…ボルト、２４，４４…端子台（支持部材）、２５，３４，４５，５０…配線用端子、２５ａ，２５ｂ，２８，３４ａ，４５ａ，４５ｂ，５０ａ，５２…ナット、２６，４７，４８…銅板、２９，４１…コイル、３０…保持部材、５４…可動鉄片、３１，５５…連動板、２６ｓ，３１ｓ，４７ｓ，４８ｓ，５５ｓ１，５５ｓ２…接点部、３２…配線部材、３３…取付部材、３８ａ，３８ｂ…取付用脚部、５３…樹脂カバー、５３ｂ…樹脂ブロック。

Claims (2)

1. コンタクタとヒューズとを有し且つコンタクタ及びヒューズにそれぞれ端子部が設けられている電源開閉装置において、
   前記コンタクタの端子部に前記ヒューズの端子部が共締めされて固定されていることを特徴とする電源開閉装置。
2. 前記コンタクタに支持部材を取り付けると共に、前記ヒューズの２つの端子部のうちの一方を前記コンタクタの端子部と共締めして固定し且つ他方を前記支持部材に固定し、前記ヒューズを前記コンタクタに支持させたことを特徴とする請求項１に記載の電源開閉装置。

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