JP2007103238A - ブレーカ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単に操作が可能で且つ確実にアークの発生を防止し、更に、メンテナンス時にヒューズの交換ができるブレーカ装置を提供する。
【解決手段】プレート４と、嵌合検知コネクタ５と、１対の下部バスバー７と、接続コネクタ８と、下カバー部９とを備えた下部構造部２と、 前記接続コネクタのそれぞれに着脱可能な１対の上部バスバー１０と、前記１対の上部バスバーの一方の端部に固定されたヒューズ１１と、前記ヒューズが固定され前記１対の上部バスバーの他方の端部を覆い、前記下カバー部に着脱可能に装着される上カバー部１２と、前記ヒューズを覆い前記上カバー部に固定されるロック機構１４を備えたヒューズカバー１３と、前記上カバー部の側面に回動可能に装着され、前記嵌合検知コネクタをオンオフ状態に切り替えるレバー部１５とを備えた上部構造部３とを備え、前記上部構造部が前記下部構造部からワンタッチで着脱される。
【選択図】図２

Description

本発明は、電源と負荷の間に配置され、電源と負荷とをヒューズを介して接続し、ヒューズを取り外すことによって電源と負荷とを遮断するブレーカ装置に関し、特に、電気自動車等の車両に取り付けられて負荷との間を電気的に遮断するブレーカ装置に関する。

ブレーカ装置の１つとして、着脱可能なヒューズと短絡プラグの差し込みによって短絡され短絡プラグの抜き取りによって短絡解除される一対の電極とを直列に配置したブレーカ装置がある。このブレーカ装置においては、通常、ヒューズが取り付けられた状態で短絡プラグを電極に差し込み、回路が閉じた状態に維持される。車両のメンテナンス等の際には、ヒューズを取り付けた状態のままで、短絡プラグを電極から抜き取ることによって電極間の短絡を解除する。
ヒューズを交換する際には、予め、短絡プラグを電極から抜き取って回路を開いた状態にしておき、その状態で、ヒューズを外して新しいヒューズを取り付ける。ヒューズの交換が済んだときには、短絡プラグを電極に差し込み、回路を閉じた状態にする。

上述したブレーカ装置では、短絡プラグが電極に差し込まれた状態のままでヒューズ交換を行うと、新しいヒューズを装着したときに、装着と同時に回路が閉じてアークが飛ぶおそれがある。このため、短絡プラグが差し込まれている状態では、ヒューズの着脱ができないようにするための手段が望まれる。
上述した問題を解決するために、短絡プラグが差し込まれている状態ではヒューズの着脱ができないようにするブレーカ装置が、特許０３６５７２０２に開示されている。

特許０３６５７２０２に開示されているように、ブレーカ装置には、短絡プラグがカバーに取り付けられて電極に差し込まれ、ヒューズカバーが収容空間の開口部に取り付けられている状態では、互いに係止されているのでヒューズカバーが外れないように規制し、且つ、短絡プラグがカバーから外れて電極から抜かれた状態ではヒューズカバーを外すことができる係止手段が設けられている。

従って、短絡プラグが電極に差し込まれている状態では、係止手段によってヒューズカバーが外れることが規制されているので、ヒューズを外すことはできない。ヒューズを外すためには、予め短絡プラグを抜いてヒューズカバーを外せる状態にしておかなければならないので、短絡プラグが差し込まれている状態のままでヒューズが着脱されることを防止することができる。
特許３６５７２０２号公報 特許３４３５９７３号公報 特許３５６６５７３号公報

特許文献１および２に開示されているブレーカ装置においては、何れも、ヒューズがバッテリ本体側に取り付けられているので、メンテナンス時にヒューズの交換ができないという問題点がある。特許文献３においては、固定側ボックスとヒューズ支持ボックスを開閉するときにヒューズの端子部が直接スリットに接触するのでアークが発生し易い。更に、開閉に力が必要であり、作業性が悪いという問題点がある。

従って、この発明の目的は、簡単に操作が可能で且つ確実にアークの発生を防止し、更に、メンテナンス時にヒューズの交換ができるアーク装置を提供することにある。

本発明者は、上述した従来技術の問題点を解決すべく鋭意研究を重ねた。その結果、先ず、ヒューズをバッテリ本体側ではなく、着脱可能なプラグ側に設けてヒューズ収納一体プラグとし、プラグを本体側から引き抜いた状態でないとヒューズカバーが外れないようにし、更に、ヒューズを介して電源と負荷とを接続する回路と別に嵌合検知コネクタを本体側に設け、嵌合検知コネクタをオンオフ状態にすることができるレバーをプラグ側に取り付けることによって、簡単に操作が可能で且つ確実にアークの発生を防止し、更に、メンテナンス時にヒューズの交換ができるブレーカ装置を提供することができることが判明した。

この発明は、上記研究結果に基づいてなされたものであって、この発明のブレーカ装置の第１の態様は、バッテリ本体側に取り付けられるプレートと、プレートに搭載される嵌合検知コネクタと、バッテリ電源と接続する１対の下部バスバーと、一対の下部バスバーのそれぞれの一方端に装着され電気的に接続されている接続コネクタと、前記接続コネクタを覆う下カバー部とを備えた下部構造部と、
前記接続コネクタのそれぞれに着脱可能に電気的に接続される１対の上部バスバーと、前記１対の上部バスバーの一方の端部に電気的に接続され固定されたヒューズと、前記ヒューズが固定され前記１対の上部バスバーの他方の端部を覆い、前記下カバー部に着脱可能に装着される上カバー部と、前記ヒューズを覆い前記上カバー部に固定されるロック機構を備えたヒューズカバーと、前記上カバー部の側面に回動可能に装着され、前記嵌合検知コネクタをオンオフ状態に切り替えるレバー部とを備えた上部構造部とを備え、前記上部構造部が前記下部構造部からワンタッチで着脱されるブレーカ装置である。

この発明のブレーカ装置の第２の態様は、前記嵌合検知コネクタが、１対の雌端子と、前記１対の雌端子を電気的に接続するショートバネとからなっており、前記レバー部が絶縁性の部材を備えており、前記レバー部が第１の位置と第２の位置の間を変化し、第１の位置においては、前記レバー部の前記絶縁性の部材が前記１対の雌端子と前記ショートバネの間を電気的に遮断し、第２の位置において、前記レバー部の前記絶縁性の部材が前記嵌合検知コネクタとの接続から開放されて、前記１対の雌端子と前記ショートバネの間を電気的に接続させるブレーカ装置である。

この発明のブレーカ装置の第３の態様は、前記下部構造部が前記レバー部の一部を所定の位置に保持する係止部を備えており、前記レバー部が前記係止部に係止されて前記第１の位置に保持され、前記レバー部が前記係止部から開放されて前記第２の位置に保持されるブレーカ装置である。

この発明のブレーカ装置の第４の態様は、前記上部バスバーの各々が水平部および垂直部からなるＬ字形のバスバーからなっており、前記水平部が、前記ヒューズの両端の接続片と電気的に接続されて固定され、前記垂直部が前記接続コネクタに着脱可能に挿入されて対応する前記下部バスバーと電気的に接続されるブレーカ装置である。

この発明のブレーカ装置の第５の態様は、前記下部バスバーの各々が水平部および垂直部からなるＬ字形のバスバーからなっており、前記水平部が前記プレートの上面に固定され、前記垂直部が対応する前記上部バスバーの垂直部と電気的に接続するように前記接続コネクタに固定されているブレーカ装置である。

この発明のブレーカ装置の第６の態様は、前記ヒューズカバーの前記ロック機構が、前記ヒューズカバーの下端部から内側に突出した爪部からなっており、前記ロック機構は、前記上部構造部が前記レバー部の第１の位置から第２の位置への切り換えによって前記下部構造部から開放された状態でのみ解除することが可能であるブレーカ装置である。

この発明のブレーカ装置の第７の態様は、前記下部構造部が信号系コネクタを更に備えているブレーカ装置である。

この発明のブレーカ装置の第８の態様は、前記ヒューズ、前記上部バスバーおよび下部バスバーが強電回路の一部を形成し、前記ショートバネおよび前記１対の雌端子が弱電回路を形成し、前記弱電回路がオフ状態のとき、前記上部構造部が前記下部構造部から取り外すことができるブレーカ装置である。

この発明のブレーカ装置の第９の態様は、前記上部構造部における上カバー部の下端部が雄端子を形成し、前記下部構造部における下カバー部の上端部が雌端子を形成するブレーカ装置である。

ヒューズをバッテリ本体側ではなく、着脱可能なプラグ側に設けてヒューズ収納一体プラグとし、プラグを本体側から引き抜いた状態でないとヒューズかバーが外れないようにし、更に、ヒューズを介して電源と負荷とを接続する回路と別に嵌合検知コネクタを本体側に設け、嵌合検知コネクタをオンオフ状態にすることができるレバーをプラグ側に取り付けることによって、簡単に操作が可能で且つ確実にアークの発生を防止し、更に、メンテナンス時にヒューズの交換ができるブレーカ装置を提供することができる。

この発明のブレーカ装置を、図面を参照しながら説明する。
この発明のブレーカ装置は、プレートに搭載された嵌合検知コネクタ、接続コネクタおよび１対の下部バスバーを備えた下部構造部と、対応する１対のバスバー、ヒューズ、および、嵌合検知コネクタをオンオフ状態に切り替えるレバー部を備えた上部構造部とを備えている。上部構造部は下部構造部からワンタッチで着脱されるブレーカ装置である。

図１は、この発明のブレーカ装置の１つの態様の概略斜視図である。図１に示す状態は、下部構造部の上にレバー部を備えた上部構造部が接続コネクタを介して結合され、ヒューズを介してバッテリ電源と負荷が接続された状態である。
図２は、この発明のブレーカ装置の分解図である。

先ず、下部構造部について説明する。
図２に示すように、下部構造部２は、バッテリ本体側に取り付けられる取り付け孔部６を備えたプレート４と、プレート４に搭載される嵌合検知コネクタ５と、バッテリ電源と接続する１対の下部バスバー７、７と、一対の下部バスバーのそれぞれの一方端に装着されている接続コネクタ８、８と、接続コネクタ８、８を覆う下カバー部９とを備えている。

バッテリ本体に取り付けられるプレート４は、例えば、矩形の平板からなっており、対角線上に取り付け孔部６、６が設けられている。１対の下部バスバー７、７は、それぞれ水平部および垂直部からなるＬ字形のバスバーからなっている。１対の下部バスバーのそれぞれの水平部が平行にプレートの短軸方向に配置され固定されている。このように配置された水平部の一方の端部（図では右方に突出した端部）がバッテリの端子に接続される。１対の下部バスバーのそれぞれの垂直部には、接続コネクタ８、８が装着されている。接続コネクタ８は、下部バスバーの垂直部と（後述する）対応する上部バスバーが、それぞれ電気的に接続されるように、上部バスバーの装着空間部を備えている。

下カバー部９は、下部バスバー７の水平部に対応した溝部３２を備えた底面部３１と、下部バスバー７の垂直部に装着された接続コネクタ８に対応する位置に、接続コネクタ８の側面を覆う形状の２つの脚部３３とを備えている。このように、下カバー部９がプレート４に取り付けられると、２つの脚部の内部に接続コネクタがそれぞれ嵌合されて、底面部の溝部に下部バスバーの水平部が収納固定される。

プレートに取り付けられた１対の下部バスバーの概ね中間位置に１対の係止部１７、１７が設けられている。係止部１７、１７は後述するレバー部を所定の位置に係止する。プレートの下部バスバーが取り付けられた端部と反対側の一方の端部には、更に、嵌合検知コネクタ５が取り付けられている。嵌合検知コネクタ５は、後述するように、１対の雌端子と、１対の雌端子を電気的に接続するショートバネとからなっている。プレートの嵌合検知コネクタ５が取り付けられている部分の近傍に更に信号系コネクタ３５を備えている。

次に上部構造部について説明する。
図２に示すように、上部構造部３は、上述した接続コネクタ８、８のそれぞれに着脱可能に電気的に接続される１対の上部バスバー１０と、１対の上部バスバーの一方の端部に電気的に接続され固定されたヒューズ１１と、ヒューズが固定され１対の上部バスバーの他方の端部を覆い、上述した下カバー部に着脱可能に装着される上カバー部１２と、ヒューズを覆い上カバー部に固定されるロック機構１４を備えたヒューズカバー１３と、上カバー部の側面に回動可能に装着され、嵌合検知コネクタをオンオフ状態に切替るレバー部１５とを備えている。

即ち、上述した下カバー９に対応する上カバー部１２は、その中に１対の上部バスバー１０の垂直部がそれぞれ装着された、下カバー部の２つの脚部に対応する２つの脚部を備えている。上カバー部１２の脚部３９は、接続コネクタ８がその中に嵌合された下カバー部９の脚部３３の四周を覆うように嵌合する。上カバー部１２の脚部３９が下カバー部９の脚部３３に嵌合される際には、上カバー部１２に固定された上部バスバー１０の下端部が接続コネクタ８の上述した装着空間部に挿入固定される。

なお、上部バスバー１０は水平部と垂直部からなっている。上部バスバーの垂直部の下端部は、上述したように、下カバー部内の接続コネクタ８に挿入固定される。上カバー部１２には、図２に示すように、ヒューズ１１の両端部の孔部を有する金属片と、上部バスバーの孔部を有する水平部が重ね合わされてボルトによって締め付けられ固定される。

ヒューズが固定された状態で、ヒューズカバーが上カバー部に装着される。ヒューズカバーは、その下部にロック機構を備えており、ロックされた状態で、上カバー部に装着固定される。ヒューズカバーのロック機構は、上部構造部が下部構造部から分離された状態において初めて解除される構造になっている。その詳細を図６に示す。図６は、ヒューズカバーの概略断面図である。

図６に示すように、ヒューズカバー１３の下端部には、その内側に突出するように爪部１４が設けられている。上部構造部が下部構造部と組み合わされた状態では、後述するようにレバー部が上部構造部および下部構造部の側面を覆っているので、上述したロック機構を解除することができない。ロック機構は、上部構造部が下部構造部から分離された状態において、力を加えて爪部を外側に押し出して、爪部が上カバー部の下端から外れると、そのロックが解除される。

次に、レバー部について説明する。
レバー部１５は、一方が開放され平行な２つの壁面とそれを連接する１つの壁面を有する概ねコの字状の一体的な板材からなっている。開放された平行な２つの壁面の端部に、プレート４に取り付けられた凸状の係止部１７と係合する凹状の係合部３７を有している。係合部３７に隣接して上部カバー部１２に設けられた円柱状突起部１６に係合されて、レバー部１５を回動可能に上部カバーに装着する回転孔部３６を有している。

図７に示すように、レバー部１５には、下方に向かって凸状に形成された絶縁性部材３８が設けられている。図４は、嵌合検知コネクタのショートバネを示す図である。ショートバネ２２は、垂直部４０と垂直部の上部に一体的に設けられた湾曲部４１を備えている。図５は、嵌合検知コネクタにおけるショートバネと雌端子が接続された状態を示す図である。
更に、図８に、この発明のブレーカ装置を説明する回路図を示す。図８において、１１（３）は上部構造部のヒューズを、８（２）は下部構造部の接続コネクタを、５は嵌合検知コネクタを示す。図８に示すように、電源回路として負荷と電源が接続されており、信号回路として嵌合検知コネクタと制御部が接続されている。
図５に示すように、１対の雌端子２１にショートバネ２２の２つの湾曲部４１がそれぞれ接続され、信号回路がオンの状態になる。図３は、嵌合検知コネクタを説明する図である。図３に示すように、レバー部１５の絶縁性部材３８が嵌合検知コネクタにおけるショートバネと雌端子の間に挿入されると、上部構造部が下部構造部に装着されたことを検知して電源回路がオンの状態になる。

レバー部１５は、上部構造部と下部構造部が組み合わされた状態では、レバー部が水平な状態の第１の位置にあり、上述したように絶縁性部材３８が嵌合検知コネクタにおけるショートバネと雌端子の間に挿入され、電源回路がオンの状態にある。レバー部１５が、係止部との係合が解かれて第２の位置に移動すると、コの字状の閉塞された端部が上方に移動して、絶縁性部材３８が嵌合検知コネクタにおけるショートバネと雌端子の間から取り除かれて、ショートバネと雌端子が電気的に接続され、制御部によって、上部構造部が下部構造部から取り外されてもアークが発生しないように電源回路をオフの状態に切り変える。
上述したように、レバー部の嵌合軌跡上に嵌合検知コネクタが位置し、レバー部側に取り付けた絶縁性部材（リブ）によって、嵌合検知の信号入切が可能である。

更に、上述したように、レバー部を操作して、絶縁性部材３８が嵌合検知コネクタにおけるショートバネと雌端子の間から取り除かれて、ショートバネと雌端子が電気的に接続され、電源回路がオフの状態に移行してから、上部構造部が下部構造部から取り外されて、上部バスバーおよび下部バスバーの電気的接続が解かれる。このようにヒューズ収納一体プラグとして、上部構造部をワンタッチで取り外すことができるので、メンテナンス等の際に、ヒューズの交換が容易にできる。

この発明によると、ヒューズをバッテリ本体側ではなく、着脱可能なプラグ側に設けてヒューズ収納一体プラグとし、プラグを本体側から引き抜いた状態でないとヒューズかバーが外れないようにし、更に、ヒューズを介して電源と負荷とを接続する電源回路と別に信号回路を形成する嵌合検知コネクタを本体側に設け、嵌合検知コネクタをオンオフ状態にすることができるレバーをプラグ側に取り付けることによって、簡単に操作が可能で且つ確実にアークの発生を防止し、更に、メンテナンス時にヒューズの交換ができるブレーカ装置を提供することができ、産業上利用価値が高い。

図１は、この発明のブレーカ装置の１つの態様の概略斜視図である。 図２は、この発明のブレーカ装置の分解図である。 図３は、嵌合検知コネクタを説明する図である。 図４は、嵌合検知コネクタのショートバネを示す図である。 図５は、嵌合検知コネクタにおけるショートバネと雌端子が接続された状態を示す図である。 図６は、ヒューズカバーのロック機構を示す断面図である。 図７は、レバー部の一部を示す図である。 図８は、この発明のブレーカ装置を説明する回路図である。

符号の説明

１ ブレーカ装置
２ 下部構造部
３ 上部構造部
４ プレート
５ 嵌合検知コネクタ
６ 取り付け孔部
７ 下部バスバー
８ 接続コネクタ
９ 下カバー部
１０ 上部バスバー
１１ ヒューズ
１２ 上カバー部
１３ ヒューズカバー
１４ ロック機構
１５ レバー部
１６ 円柱状突起部
１７ 係止部
１８ ネジ
１９ ネジ受け
２０ 金属片
２１ 雌端子
２２ ショートバネ
３１ 底面部
３２ 溝部
３３ 脚部
３５ 信号系コネクタ
３６ 回転孔部
３７ 係合部
３８ 絶縁性部材
３９ 脚部

Claims (9)

1. バッテリ本体側に取り付けられるプレートと、プレートに搭載される嵌合検知コネクタと、バッテリ電源と接続する１対の下部バスバーと、一対の下部バスバーのそれぞれの一方端に装着され電気的に接続されている接続コネクタと、前記接続コネクタを覆う下カバー部とを備えた下部構造部と、
   前記接続コネクタのそれぞれに着脱可能に電気的に接続される１対の上部バスバーと、前記１対の上部バスバーの一方の端部に電気的に接続され固定されたヒューズと、前記ヒューズが固定され前記１対の上部バスバーの他方の端部を覆い、前記下カバー部に着脱可能に装着される上カバー部と、前記ヒューズを覆い前記上カバー部に固定されるロック機構を備えたヒューズカバーと、前記上カバー部の側面に回動可能に装着され、前記嵌合検知コネクタをオンオフ状態に切り替えるレバー部とを備えた上部構造部とを備え、前記上部構造部が前記下部構造部からワンタッチで着脱されるブレーカ装置。
2. 前記嵌合検知コネクタが、１対の雌端子と、前記１対の雌端子を電気的に接続するショートバネとからなっており、前記レバー部が絶縁性の部材を備えており、前記レバー部が第１の位置と第２の位置の間を変化し、第１の位置においては、前記レバー部の前記絶縁性の部材が前記１対の雌端子と前記ショートバネの間を電気的に遮断し、第２の位置において、前記レバー部の前記絶縁性の部材が前記嵌合検知コネクタとの接続から開放されて、前記１対の雌端子と前記ショートバネの間を電気的に接続させる、請求項１に記載のブレーカ装置。
3. 前記下部構造部が前記レバー部の一部を所定の位置に保持する係止部を備えており、前記レバー部が前記係止部に係止されて前記第１の位置に保持され、前記レバー部が前記係止部から開放されて前記第２の位置に保持される、請求項２に記載のブレーカ装置。
4. 前記上部バスバーの各々が水平部および垂直部からなるＬ字形のバスバーからなっており、前記水平部が、前記ヒューズの両端の接続片と電気的に接続されて固定され、前記垂直部が前記接続コネクタに着脱可能に挿入されて対応する前記下部バスバーと電気的に接続される、請求項１または２に記載のブレーカ装置。
5. 前記下部バスバーの各々が水平部および垂直部からなるＬ字形のバスバーからなっており、前記水平部が前記プレートの上面に固定され、前記垂直部が対応する前記上部バスバーの垂直部と電気的に接続するように前記接続コネクタに固定されている、請求項４に記載のブレーカ装置。
6. 前記ヒューズカバーの前記ロック機構が、前記ヒューズカバーの下端部から内側に突出した爪部からなっており、前記ロック機構は、前記上部構造部が前記レバー部の第１の位置から第２の位置への切り換えによって前記下部構造部から開放された状態でのみ解除することが可能である、請求項１から５の何れか１項に記載のブレーカ装置。
7. 前記下部構造部が信号系コネクタを更に備えている、請求項１から６の何れか１項に記載のブレーカ装置。
8. 前記ヒューズ、前記上部バスバーおよび下部バスバーが強電回路の一部を形成し、前記ショートバネおよび前記１対の雌端子が弱電回路を形成し、前記弱電回路がオフ状態のとき、前記上部構造部が前記下部構造部から取り外すことができる、請求項５に記載のブレーカ装置。
9. 前記上部構造部における上カバー部の下端部が雄端子を形成し、前記下部構造部における下カバー部の上端部が雌端子を形成する、請求項１に記載のブレーカ装置。
   
   

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