JP2010287348A - 電源回路接続装置 - Google Patents

Abstract

【課題】嵌合の保証が得られる電源回路接続装置を提供する。
【解決手段】スイッチ端子を介して一対のメイン回路用端子を接続することにより、電源回路を導通状態とする電源回路接続装置であって、一対のメイン回路用端子を有する第１ハウジング１とスイッチ端子を有する第２ハウジング２と、第２ハウジング２に回転軸５０１を中心に回動可能に支持され、回動操作により前記第２ハウジングを前記第１ハウジングに嵌合および離脱するレバー３と、回転軸５０１を挿通し、複数の異なる位置で回転軸５０１を回動可能に支えるカム５０２と、第１ハウジング１の上面より下側へのレバー３の回動動作によって、レバー３を押し戻す力を発生するバネ５０６を有するバネ機構と、第１ハウジング１に設けられ、レバー３の回動動作をロックすることで第１ハウジング１と第２ハウジング２との嵌合状態をロックするロック機構とを有する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電源回路接続装置に関する。

一対のメイン回路用端子と一対の嵌合検知用端子とが設けられた雌側の第１ハウジングと、第１ハウジングに嵌合及び離脱する雄側の第２ハウジングと、第２ハウリングに設けられたレバーと、レバーを回動させることで第２ハウジングを第１ハウジングに嵌合及び離脱する嵌合離脱機能を備え、一対の嵌合検知用端子を接続するスイッチ端子をレバーに設けることで、第１ハウジングと第２ハウジングの嵌合状態を検知する電源回路接続装置が知られている。（特許文献１）

特開２００８−１７６９６９号公報

しかしながら、従来の電源回路接続装置において、第２ハウジングは第１ハウジングに嵌合されているが、レバーが十分に回動されずロックされていない場合、一対の嵌合検知用端子とスイッチ端子とにより構成される嵌合検知機構は、嵌合状態でロックされていると検知するため、嵌合状態のロックが十分に保証されない可能性があった。

そこで、本発明は、嵌合の保証が得られる電源回路接続装置を提供する。

本発明は、レバーの回転軸を、それぞれ異なる位置で回動可能に支えるカムと、レバーの回動動作をロックすることで第１ハウジングと第２ハウジングとの嵌合状態をロックするロック機構を設けることにより上記課題を解決する。

本発明によれば、レバーの回転軸を異なる位置で回動可能に支えるカムと、レバーの回動動作をロックすることで第１ハウジングと第２ハウジングとの嵌合状態をロックするロック機構を有する構成としたので、使用者は、第１ハウジングと第２ハウジングとの嵌合状態をロックするために、レバーの回転軸をカム内で移動させ、レバーが回動しロックされる。その結果、作業者は最終ロックを忘れにくく、当該嵌合状態がロックされることを保証する信頼性を高めることができる。

電気自動車等の電源回路の一部を示す電気回路図である。 本例の電源回路接続装置の斜視図である。 図２の第２ハウジングを第１ハウジングに嵌合させた状態における、Ａ―Ａ線に沿う破断斜視図である。 図２の第１ハウジングの側面図である。 図２の第１ハウジングの平面図である。 図２のレバーの側面図である。 図２のレバーの断面図である。 図２の電源回路接続装置における第２ハウジングを第１ハウジングに嵌合させた状態を示す側面図である。 図８に示す電源回路接続装置に対して、レバーを傾倒した状態を示す斜視図である。 図９に示す電源回路接続装置に対して、レバーを傾倒した状態であって、レバーがバネに接触した状態を示す斜視図である。 図１０に示す電源回路接続装置に対して、レバーを傾倒した状態であって、バネが収縮した状態を示す斜視図である。 図１１に示す電源回路接続装置に対して、レバーを傾倒した状態であって、バネがさらに収縮した状態を示す斜視図である。 図１１に示す電源回路接続装置に対して、レバーをスライド移動させた状態を示す斜視図である。 図１３に示す電源回路接続装置に対して、レバーを起立させる方向に戻した状態であって、第１ハウジングと第２ハウジングとの嵌合状態がロックされた状態を示す斜視図である。

以下、発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

《第１実施形態》
発明の実施形態に係る電源回路接続装置の一例として、ハイブリッド車両や電気自動車等の車両用電池及び電力負荷と共に用いられる電源回路接続装置を説明する。

図１は、電気自動車もしくはハイブリッド車の電源回路の一部を示す電気回路図である。図１に示すように本実施の形態に係る電源回路接続装置１００（以下、サービスディスコネクトスイッチ、略してＳＤＳＷと呼ぶ）は、電源回路の途中に設けられ、バッテリ同士を遮断および接続するメイン回路スイッチとして機能する。すなわちＳＤＳＷ１００は、後述するように着脱可能な一対のコネクタハウジングを有し、コネクタハウジングの着脱によりバッテリの中間電位部ａｂを遮断および接続する。バッテリからの電気はリレースイッチ１０２を介してインバータ回路（ＩＮＶ）、図示しない１４Ｖ用および４２Ｖ用のＤＣ／ＤＣコンバータ等に流れる。なお、バッテリからの電気は電流センサ１０１で検出される。

図２は、本実施の形態に係るＳＤＳＷ１００の全体構成を示す斜視図であり、第２ハウジング２が第１ハウジングから離脱している状態を示す。なお、以下では説明を容易にするために、便宜上図２に示すように前後左右方向を定義する。

ＳＤＳＷ１００は、車両に固定される第１ハウジング１と、第１ハウジング１内に収容される第２ハウジング２とを有する。第２ハウジング２に、上下方向に回動可能にレバー３が取り付けられ、レバー３の回動により第２ハウジング２が第１ハウジング内に押し込まれ、第２ハウジング２が第１ハウジング１に嵌合するとともに、レバー３の先端部が第１ハウジング１に嵌合する。これにより、メイン回路スイッチがオンする。各ハウジング１，２およびレバー３は、それぞれ樹脂等の電気絶縁材料によって形成されている。

第２ハウジング２の上部に、カバー４が取り付けられている。カバー４は、その後端部に設けた把持部４ａを把持しつつ、後方に引っ張ることで取り外すことができ、カバー４を取り外した状態で、カバー４の内側に収容されたヒューズ部品の交換等を行う。

第２ハウジング２の上部（上部ハウジング２１）は下部（下部ハウジング２２）よりも左右方向幅広に形成されている。この上部ハウジング２１の左右側面に、回動軸５０１がそれぞれ突設されている。

レバー３は、左右一対のアームプレート３１と、アームプレート３１同士を連結する連結部材３２を有する。またアームプレート３１に、回転軸５０１を挿通するカム５０２が設けられる。アームプレート３１のカム５０２に上部ハウジング２１の側面の回動軸５０１が貫通し、回動軸５０１を支点に回動可能にレバー３が支持されている。また突起部５０４と切欠部５０９が、左右一対のアームプレート３１にそれぞれ設けられる。なお、回転軸５０１、切欠部５０９、カム５０２及び突起部５０４の具体的構成は、後述する。

レバー３と下部ハウジング２２の間の左右方向に隙間があり、この隙間に第１ハウジング１が挿入される。略円弧状のガイド溝３５は、レバー３のアームプレート３１に形成されている。

また第１ハウジング１に、第２ハウジング２を収容する収容部１１が設けられ、収容部１１の前方に、レバー３の先端部分と係止させる爪部５０３が設けられている。収容部１１は下部ハウジング２２の外形形状に対応した形状をなし、下部ハウジング２２のみが収容部１１に収容され、上部ハウジング２１は収容部１１から突出する。第１ハウジング１の左右外側面に、ガイド溝３５に挿入されるガイドピン１３が突設されている。また第１ハウジング１の左右外側面に、後述するバネ５０６及び当該バネ５０６を収容するバネ収容部５０５が設けられている。

アームプレート３１の左右内表面に、ガイド溝３５に沿ってガイド部３５ａが突設されている。ガイド部３５ａは、アームプレート３１の周縁部３５ｂ以外に形成される。ガイドピン１３は、第１ハウジング１及び第２ハウジング２が離脱している状態からのみ、ガイド部３５ａのない周縁部３５ｂを介してガイド溝３５に挿入される。

次に図３を参照して、ＳＤＳＷ１００の内部構造を説明する。図３は、図２の第２ハウジング２を第１ハウジング１に嵌合させた状態で、Ａ―Ａ線に沿う破断斜視図である。第２ハウジング２のカバー４の内側にヒューズ２９が配置されている。ヒューズ２９の両端に薄板状の端子２７ａ，２７ｂが接続され、ヒューズ２９と端子２７ａ，２７ｂはボルト２８により固定されている。各端子２７ａ，２７ｂはＬ字状に折り曲げられて第２ハウジング２の底面を貫通している。第２ハウジング２の底面にケース部２ｃが突設され、ケース部２ｃによって各端子２７ａ，２７ｂの周囲が覆われている。端子２７ａ，２７ｂは、その先端がケース部２ｃよりも下方に突出しないように長さが規定されている。

薄板状の一対の端子１４ａ，１４ｂが第１ハウジング１の底面を貫通している。第１ハウジング１の内側底面に、第２ハウジング２のケース部２ｃに対応してケース部１ｃが突設され、端子１４ａ，１４ｂは、その先端がケース部１ｃよりも上方に突出しないように長さが規定されている。第１ハウジング１のケース部１ｃは第２ハウジング２のケース部２ｃの内側に収容されている。

端子１４ａ，１４ｂの先端部は、Ｒ状に折り曲げられ、板ばね形状とされている。端子１４ａ，１４ｂとケース部１ｃの間に端子２７ａ，２７ｂの先端が押し込まれ、端子１４ａと端子２７ａおよび端子１４ｂと端子２７ｂが接触している。これにより端子２７ａ，２７ｂおよびヒューズ２９を介して端子１４ａ，１４ｂ間が接続され、メイン回路スイッチがオンとなる。なお、端子１４ａ，１４ｂにそれぞれケーブルが接続されている。第１ハウジング１の底面に、第１ハウジング１を車両又はバッテリパックに取り付けるためのボルト貫通孔１ｄが設けられている。

次に、図４及び図５を用いて、本例の第１ハウジング１を説明する。図４は、第１ハウジング１の側面図を、図５は、第１ハウジング１の平面図を示す。

図４に示すように、第１ハウジングの左右外側面に設けられるバネ収容部５０５は、バネ５０６を収容する。レバー３が傾倒され、ある地点まで回動されると、アームプレート３１がバネ５０６に接する。そして、当該ある地点以降、バネ５０６を縮ませながら、レバー３が回動される。

図５に示すように、第１ハウジング１に、底面を貫通する一対の端子１４ａ、端子１４が設けられる。第２ハウジング２が第ハウジング１に嵌合すると、端子１４ａと端子１４ｂが、第２ハウジングに設けられている一対の２７ａと端子２７ｂとヒューズ２９を介して接続される。これにより、メイン回路スイッチがオン状態になる。

次に、図６及び図７を用いて、本例のレバー３を説明する。図６は、レバー３の側面図を、図７は、Ｂ−Ｂに沿うレバー３の断面図である。なお、突起部５０４は、レバー３の外側側面から見えないが、説明のために透視して示している。また回転軸５０１は、第２ハウジング２に設けられるが、説明のために示している。

カム５０２は、ひょうたんの形状をしており、異なる二つの位置で回転軸５０１を支える。ここで、図６に示す回転軸５０１が支えられているカムの位置を第１支持部５０２ａとし、第１支持部５０２と連結部５０８を介して並ぶ、回転軸５０１を支持可能なカムの位置を第２支持部５０２ｂとする。第１支持部５０２ａと第２支持部５０２ｂの直径は、回転軸５０１の軸径より少し大きく、第１支持部５０２ａと第２支持部５０２ｂとの間を連結する連結部５０８の幅は、回転軸５０１の軸径より小さい。また連結部５０８は、回転軸５０１に対して剛性の低い材料が用いられている。操作者がレバー３を回動操作する場合、回転軸５０１は、第１支持部５０２ａ又は第２支持部５０２ｂの一方で回転し、回転軸５０１は、回動操作の途中、例えば第１支持部５０２ａから第２支持部５０２ｂへ、移動しない。操作者が第１支持部５０２ａと第２支持部５０２ｂとを結ぶ線の方向に向けてレバー３を、移動させることにより、回転軸５０１が連結部５０８に押し込まれて、連結部５０８の幅が大きくなる。これにより回転軸５０１が連結部５０８を通過し、一方の第１支持部５０２ａ又は第２支持部５０２ｂから他方の第１支持部５０２ａ又は第２支持部５０２ｂへ移動する。

切欠部５０９は、レバー３に設けられ、後述するようにレバー３をスライドさせ移動させると、バネ５０６が切欠部５０９に接触しつつ相対的に移動する。

図７に示すように、レバー３の内側に設けられる突起部５０４は、レバー３の回動操作を規制するために設けられる。すなわち、作業者がレバー３を傾倒し、突起部５０４が第１ハウジング１の上面と接すると、レバー３の回動操作が規制される。

次に図８〜図１４を用いて、本例の電源回路接続装置において、第２ハウジング２が第１ハウジング１に嵌合され、第１ハウジング１と第２ハウジング２との嵌合状態がロックされるまでを時系列で説明する。なお、第ハウジング１に設けられるバネ５０６の状態を分かりやすく説明するために、図８〜１４において、バネ収容部５０５を省略する。

図８は、第２ハウジング２が第１ハウジング１に係合している状態を示す。操作者が、レバー３を起立させた状態で、第２ハウジング２を第１ハウジング１へ嵌合させると、ガイドピン１３がガイド溝３５の周縁部３５ｂへ挿入され、第２ハウジング２が第１ハウジング１に係止する。この時、回転軸５０１は、カム５０２の第１支持部で回動可能に支えられている。

図９は、図８の状態に対してレバー３をさらに回動操作させた状態を示す。操作者がレバー３を回動操作させると、ガイドピン１３は、ガイド溝３５に対して相対移動する。ガイドピン１３の相対移動に伴い、第２ハウジング２が第１ハウジング１の収容部１１へ押し込まれる。回転軸５０１は、図８の状態と同様に、第１支持部５０２ａの位置に支えられている。

図１０は、図９の状態に対してレバー３をさらに回動操作させた状態を示す。操作者がレバー３を回動操作すると、レバー３はバネ５０６と接触する。回転軸５０１は、図８及び９の状態と同様に、第１支持部５０２ａの位置に支えられている。

図１１は、図１０の状態に対してバネ５０６を収縮させつつ、レバー３をさらに回動操作させた状態を示す。操作者は、バネ５０６を収縮させる分、図８〜図１０の回動操作と比較して、より力を加えて、レバー３を回動操作する。なお、回転軸５０１は、図８〜１０の状態と同様に、第１支持部５０２ａの位置に支えられている。

図１２は、図１１の状態に対してレバー３をさらに回動操作させた状態を示す。バネ５０６は、図１１の状態に対して、さらに収縮する。レバー３の突起部５０４が第１ハウジングに接触するため、レバー３の回動操作が規制される。ガイドピン１３が周縁部３５ｂに位置する状態（図８参照）からレバー３の回動操作が規制されるまで、ガイド溝３５と回転軸５０１との距離が徐々に短くなるよう、ガイド溝３５が形成されるため、レバー３の回動操作が規制されるまで、第２ハウジング２は第１ハウジング１へ押し込まれる。なお、回転軸５０１は、図８〜１１の状態と同様に、第１支持部５０２ａの位置に支えられている。

図１３は、レバー３がずれて、回転軸５０１が相対的に移動した状態を示す。図１２及び図１３に示すように、バネ５０６がレバー３に接触する時のレバー３の位置において、第１支持部の中心と第２支持部の中心を結ぶ線、ガイドピン１３がガイド溝を相対的に移動することでガイドピン１３の中心が移動する線及び回転軸が連結部５０８を相対的に移動することで回転軸５０８の軸心が移動する線は、レバー３がスライド可能な方向に対して、それぞれ平行である。そのため、図１３の矢印に示すように、レバー３を横方向にスライドさせると、ガイドピン１３は、ガイド溝３５を相対的に平行移動し、回転軸５０１は、第１支持部５０２ａから連結部５０８を超えて第２支持部５０２ｂへ相対的に平行移動する。そして、バネ５０６は、レバー３に設けられる切欠部５０９に接触しつつ、レバー３に対して相対的に移動する。これにより、回転軸５０１は支えられている位置が第１支持部５０２ａから第２支持部５０２ｂへ移動し、回転軸５０１は、第１支持部５０２ａと位置の異なる第２支持部に支えられる。またレバー３の移動により、先端部５０７は、第１ハウジング１の爪部５０３の外側から内側へ入り込む。

図１４は、第１ハウジング１と第２ハウジング２との嵌合状態がロックされる状態を示す。図１３に示す状態から、操作者がレバー３から手を離すと、バネ５０６の弾性力により、レバー３は、第２支持部５０２ｂを中心に回動する。レバー３が、起立する方向に回動すると、先端部５０７が爪部５０３に係止されるため、レバー３の回動動作が規制される。これにより、レバー３は第１ハウジングと係止され、第１ハウジング１と第２ハウジング２の嵌合状態がロックされる。

上記のように、本例の電源回路接続装置において、回転軸５０１を複数の異なる位置で回動可能に支えるカムをレバー３に設け、レバー３の回動動作により収縮するバネ５０６を設け、レバー３の回動動作をロックすることで第１ハウジング１と第２ハウジング２との嵌合状態をロックするロック機構を設けることにより、操作者が当該ロック機構によるロックを忘れた場合、バネ５０６の弾性力によってレバー３が押し戻されるよう回動するため、操作者はロックされていないことを容易に確認することができる。

また当該ロック機構を作動させるために、本例は、バネ５０６を収縮させた状態でレバー３をスライド移動させて、回転軸５０１を第１支持部５０２ａから第２支持部５０２ｂへ相対的に移動させる。そして、レバー３がバネ５０６により押し戻されることによって、レバーの先端部５０７と第１ハウジング１の爪部５０３とが係止されることによりロック機能が作動する。すなわち、操作者は、第２ハウジング２を第１ハウジング１に嵌合させるためにレバーの回動動作し、第１ハウジング１と第２ハウジング２との嵌合状態をロックするためにレバーをスライド移動させる。一方、レバー３を回動操作させるのみのＳＤＳＷの場合、レバー３の回動操作が不十分の場合、第１ハウジング１と第２ハウジング２が完全にロックされず、また当該未ロックの状態を操作者は一見して確認し難い。そのため、本例は、レバー３を回動操作させるのみのＳＤＳＷと比較して、操作者がロックを忘れにくい構成をとることができ、嵌合状態がロックされることを保証する信頼性を高めることができる。

また本例のカム５０２において、第１支持部５０２ａと第２支持部５０２ｂとの間を、回転軸５０１の軸径より幅が小さい連結部５０８により連結することによって、操作者がレバー３をスライド移動させ、回転軸５０１を第１支持部５０２ａから第２支持部５０２ｂへ相対的に移動させるためには、連結部５０８の幅を押し広げて回転軸５０１を通過させる。操作者は、負荷を感じてレバー３を移動させるため、第１ハウジング１と第２ハウジング２との嵌合状態をロックする時、終止感を感じ、取り付け作業が中断することを防止し、本例のスイッチとしての信頼性を高めることができる。

なお、本例において、連結部５０８は回転軸５０１に対して剛性の低い材料を用いるが、剛性を変える代わりに、連結部５０８の上部又は下部、上部および下部に穴を設けてもよい。これにより、回転軸５０１が連結部５０８を通過する際、連結部５０８の周囲が外方へ広がりやすくなるよう構成できる。

なお、本例の端子１４ａ，１４ｂが本発明の「一対のメイン回路用端子」に相当し、端子２７ａ，２７ｂが「スイッチ端子」に相当する。

１…第１ハウジング
２…第２ハウジング
３…レバー
４…カバー
４ａ…把持部
１１…収容部
１３…ガイドピン
１４ａ、１４ｂ…端子
２１…上部ハウジング
２２…下部ハウジング
２７ａ、２７ｂ…端子
２８…ボルト
２９…ヒューズ
３１…アームプレート
３２…連結部材
３５…ガイド溝
３５ａ…ガイド部
３５ｂ…周縁部
１００…電源回路接続装置
１０１…電流センサ
１０２…リレースイッチ
５０１…回転軸
５０２…カム
５０２ａ…第１支持部
５０２ｂ…第２支持部
５０３…爪部
５０４…突起部
５０５…バネ収容部
５０６…バネ
５０７…先端部
５０８…連結部
５０９…切欠部

Claims (5)

1. スイッチ端子を介して一対のメイン回路用端子を接続することにより、電源回路を導通状態とする電源回路接続装置であって、
   前記一対のメイン回路用端子を有する第１ハウジングと
   前記スイッチ端子を有する第２ハウジングと、
   前記第２ハウジングに回転軸を中心に回動可能に支持され、回動操作により前記第２ハウジングを前記第１ハウジングに嵌合および離脱するレバーと、
   前記回転軸を挿通し、複数の異なる位置で前記回転軸を回動可能に支えるカムと、
   前記第１ハウジングの上面より下側への前記レバーの回動動作によって、前記レバーを押し戻す力を発生するバネを有するバネ機構と、
   前記第１ハウジングに設けられ、前記レバーの回動動作をロックすることで前記第１ハウジングと前記第２ハウジングとの嵌合状態をロックするロック機構とを有することを特徴とする
   電源回路接続装置。
2. 前記カムは、前記異なる位置の間を連結し、前記回転軸が通過可能な連結部を有し、
   前記連結部の幅は前記回転軸の軸径より小さいことを特徴とする
   請求項１記載の電源回路接続装置。
3. 前記カムは、ひょうたんの形状をしていることを特徴とする
   請求項１又は２に記載の電源回路接続装置。
4. 前記ロック機構は、前記レバーを係止する爪を有することを特徴とする
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の電源回路接続装置。
5. 一対のメイン回路用端子を有する第１ハウジングと回転軸を中心に回動可能に設けられたレバーを有する第２ハウジングとを係合し、
   前記第２ハウジングに設けられたスイッチ端子と前記一対のメイン回路用端子とを接続し、
   前記レバーの回動操作により、前記回転軸が、前記回転軸を挿通するカムの一方の位置で回動し、
   前記第１ハウジングの上面より下側への前記レバーの回動操作により、バネ機構が有するバネを押し戻し、
   前記レバーの移動により、前記回転軸が前記カムの他方の位置に移動し、
   前記回転軸の移動の後、前記バネの弾性力により前記レバーが前記他方の位置を軸として回動し、前記第１ハウジングと前記第２ハウジングとの嵌合状態をロックすることを特徴とする
   電源回路接続方法。

Images