JP2010527500A

JP2010527500A - 自動車の出力遮断機

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Publication number: JP2010527500A
Application number: JP2010507942A
Authority: JP
Inventors: ティトキス・コンスタンティノス; トゥーラウ・フォルカー
Original assignee: コスタール・コンタクト・ジステーメ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング
Priority date: 2007-05-18
Filing date: 2008-05-19
Publication date: 2010-08-12
Anticipated expiration: 2028-05-19
Also published as: WO2008142053A2; ES2472742T3; CN101689732B; WO2008142053A3; EP2156523B1; EP2156523A2; KR101458241B1; KR20100017480A; DE102007023273A1; JP4991007B2; CN101689732A; US7749005B2; US20100081304A1

Abstract

自動車のための出力遮断機であって、互いに電気的に接続されるソケット接触要素を備えるコネクターハウジングを有し、およびソケットキャップ接続部を備えるソケットキャップハウジングを有しており、その際操作レバーを介してソケット接触要素がソケットキャップ接触部と接続可能および切断可能である出力遮断機において、その際、金属のまたは金属コートされた周囲ハウジングが、ソケットキャップハウジング（３）と接続されていることと、その際、周囲ハウジングの少なくとも一つの内部表面が、形成されるトリガーエッジを備えており、このトリガーエッジがコネクターハウジング（１）を組み付ける際に、コネクターハウジング（１）に配置された操作レバー（４）の機械的なブロッキングを解除することを特徴とする出力遮断機が記載される。

Description

本発明は、自動車のための出力遮断機であって、互いに電気的に接続されるソケット接触要素を備えるコネクターハウジングを有し、およびソケットキャップ接続部を備えるソケットキャップハウジングを有しており、その際操作レバーを介してソケット接触要素がソケットキャップ接触部と接続可能および切断可能である出力遮断機に関する。

このような出力遮断機は、特許文献１から公知である。

次に記載する出力遮断機は、優先的に電気自動車に、および内燃機関のほかに電気駆動装置も備えているいわゆるハイブリッド自動車に使用することが意図されている。特にサービス目的のために、電気供給を中断することが時に必要とされる。このような車両においては、高い電流のみならず比較的高い電圧も発生するので、このために使用される出力遮断機は、接触安全（beruehrungssicher）に仕上られなければならない。これに加えて、出力遮断機からは出来る限り少ない電磁干渉が発生することが望ましい。

独国特許出願明細書 DE 10 2004 054 360

したがって課題は、接触安全な電機的構造と、高い電磁干渉耐性によって際立っている出力遮断機を完成させることである。その上さらに、誤りのある遮断機構成要素の組み付けは可能な限り排除されるべきである。

この課題は、発明に従い、金属のまたは金属コートされた周囲ハウジングが、ソケットキャップハウジング（Steckhuelsengehaeuse）と接続されていること、周囲ハウジングの少なくとも一つの内部表面が、形成されるトリガーエッジを備えており、このトリガーエッジがコネクターハウジングを組み付ける際に、コネクターハウジングに配置された操作レバーの機械的なブロッキングを解除することにより解決される。

部分的に接続されるハウジング部材を有する出力遮断機分解図で表す出力遮断機接続されるハウジング部材を有する出力遮断機レバー機構の拡大図歯車とブロックレバーの第一の図歯車とブロックレバーの第二の図アンロックピンの図アンロック開口部の図

以下に、本発明の実施例を図面に基づき表し詳細に説明する。

出力遮断機は、自動車におけるサービス作業と関連して安全機能を実現し、バッテリー潜在能力のカットオフを可能にする。好ましくは、このような出力遮断機は、高い電流値と高い電圧値をもが接触安全に切り替えられるべき電気自動車およびハイブリッド自動車に使用される。

図１はスイッチ構成要素を接続する前の出力遮断機を部分カット図で示している。図２には、同じ出力遮断機が分解図で表されている。

出力遮断機は、コネクターハウジング（１）、周囲ハウジング（２）およびソケットキャップハウジング（３）より成っている。ソケットキャップハウジング（３）は、ここでは詳細に表されていない出力接続部（１６）を備えており、この出力接続部を介して電気接続線が出力遮断機と接続可能である。出力接続部（１６）は、このため好ましくは、ソケットキャップハウジング（３）内部に配置されるソケットコネクター、スクリューコネクターまたはクリンプコネクターを備えている。

コネクターハウジング（１）をソケットキャップハウジング（３）に連結することによって、出力接続部（１６）は電気的に互いに接続されることが可能である。このためにコネクターハウジング（１）は、内部に二つの電気的ソケット接触要素を備えており、このソケット接触要素は、高い電流の強さに対して設計された例えばフラットコネクター（Flachstecker）として形成されることが可能である。図２には、ソケット接触要素を取り囲むハウジングボディ（２４）が認識できる。ハウジングボディ（２４）は、ベースプレート（１５）に一体に形成されており、このベースプレートはその反対にある表面上に形成される電気的安全装置（２２）のための収容室（２７）を備えている。収容室（２７）内に入れられている安全装置（２２）は、コネクターハウジング（１）のソケット接触要素間の電気伝導性の接続を確立する。

ソケットキャップハウジング（３）のベースプレート（１４）内には、図では表されていないブッシュ状のソケットキャップ接触部が組み込まれており、このソケットキャップ接触部内に、コネクターハウジング（１）のソケット接触要素を入れることが可能である。ソケットキャップ接触部は、出力接続部（１６）と電気伝導性の接続をしている。

コネクターハウジング（１）をソケットキャップハウジング（３）と組み合わせることにより、出力接続部（１６）は確立されたソケット接続と安全装置（２２）を介して電気的に互いに接続される。相応して、電気的な接続は、両ハウジング（１，３）を引き離すことにより切断される。

良好な接触防護を保証するために、ソケットキャップハウジング（３）に対して回りを巡る周囲ハウジング（２）が接続されており、この周囲ハウジングは連結するか形成することが可能である。周囲ハウジング（２）は、金属製のまたは金属コートされたハウジング部材として形成されることができ、このハウジング部材は、本質的に出力遮断機の金属表面を形成し、出力遮断機から発生する電磁干渉を効率的にさえぎっている。

高負荷ソケット接続において発生する比較的高いソケット力を調達するために、コネクターハウジング（１）をソケットキャップハウジング（３）と接続するためのレバー機構が設けられている。これは、二箇所でコネクターハウジング（１）と回転可能に支承されるハンガー状の操作レバー（４）から成っている。操作レバー（４）は、支承箇所の領域において各々一体に形成された歯車（５）を設けられている。歯車（５）は、コネクターハウジング（１）をソケットキャップハウジング（３）に組み付けることによって、ソケットキャップハウジング（３）上に形成されコネクターハウジングの方向に及ぶラック（１３）と噛合うに至る。操作レバー（４）を横に倒すことにより、歯車（５）は、およそ四分の一回転、時計回りに共に回転し、これによってコネクターハウジング全体と共にソケットキャップハウジングの方向に翻訳的に動作する。操作レバー（４）が完全に横に倒されると、図３に表されるように、これによってコネクターハウジング（１）もソケットキャップハウジング（３）に対するその最終位置に達し、この最終位置において、コネクターハウジング（１）のソケット接触要素は、完全にソケットキャップ接触部とかみ合い、そしてこれによって電気伝導性の接続をする。

歯車（５）の構成が図４から６に拡大して表してある。これら図面に基づいてレバー機構の機能方式がさらに明確にされる。

図４は、出発位置にある操作レバー（４）の部分図を示す。歯車（５）は、ラック（１３）の上部端の前にあり、このラックと歯車（５）が操作レバー（４）の動作によりかみ合うに至る。さらに図４は、単腕式の、コネクターハウジング（１）に形成されたブロックレバー（１０）を示しており、このブロックレバーの自由端部が歯車（５）の空所部分（６）にかみ合っている。これによって歯車（５）と一体に接続される操作レバー（４）の動作可能性はブロックされている。

更に図４には、トリガーエッジ（１２）が認識可能である。このトリガーエッジは、周囲ハウジング（２）の内側に形成されている。今、コネクターハウジング（１）が周囲ハウジング（２）の方向へスライドされると、下方に向かって幅広になるトリガーエッジ（１２）がブロックレバー（１０）の側壁を押し、そしてこれによって歯車（５）をブロックしているブロックレバー（１０）の端部を歯車（５）の回転平面から外へ押し出す。歯車（５）のブロックと、同時に操作レバー（４）のブロックが、これによって解除される。

操作レバー（４）は、今度は横に倒されることができ、その際歯車（５）は、ソケットキャップハウジング（３）のラック（１３）とかみ合うに至り、それゆえコネクターハウジング（１）は、ソケットキャップハウジング（３）の方向へと、ソケット接触要素がソケットキャップ接触部と接続されるまでスライドさせる。

周囲ハウジング（２）が正しく組み立てられていない場合、コネクターハウジング（１）とソケットキャップハウジング（３）は組み合わせることが可能で、歯車（５）の最初のロックはブロックレバー（１０）によって回避される。これによって、不十分にまたは誤って位置取られる周囲ハウジングのために、十分な接触防護と電磁場の効率的な遮断が得られないとき、出力遮断機によって仲介される電気的な接続の確立は回避される。

図５は、出発位置における操作レバー（１０）を別の視点から示しており、これは歯車（５）に形成される操作レバー（４）の退去方向で認識可能であって、この出発位置において、操作レバー（４）は、空所部分（６）に噛みこんでいるブロックレバー（１０）によってブロックされている。

図６には、操作レバー（４）と歯車（５）が、操作レバー（４）を横に倒し終わった後の、最終位置で示されている。操作レバー（４）の退去方向はここでは出発位置に対しておよそ９０°時計回りに回転されている。ブロックレバー（１０）の端部はここでもまた空所部分（７）に固定されている。コネクターハウジング（１）のこの最終位置において、ブロックレバー（１０）はすでに周囲ハウジング（２）のトリガーエッジ（１２）（図４参照）を越えて動作しており、相応してまた自身の元の位置にスプリングバックされているので、これが可能である。

これによってブロックレバー（１０）は中間位置ではなく空所部分に固定され、歯車（５）の裏側には平らな接続ブリッジ（８）が形成され、この接続ブリッジがブロックレバー（１０）のための空所部分（６，７）を歯車（５）の方からのみアクセス可能とする。接続ブリッジ（８）は、操作レバー（４）の出発位置と最終位置に対応するちょうど二つの空所部分（６，７）のためにのみ中断されている。さらに、接続ブリッジ（８）によって追加的に軸方向および放射方向の抵抗モーメントが高められることと、これによって歯車（５）の高められた接続強度が図られる。トリガーエッジ（１２）がブロックレバー（１０）を歯車（５）の接続ブリッジ（８）の後方へと押すので、図４においてわかるように、ブロックレバー（１０）はこれによって、ブロックレバーが操作レバー（４）の最終位置のためのフリーな空所部分（７）に達する前は、その出発位置に押し戻されることはできない。

操作レバーの最終位置におけるブロッキングは、これによって出力遮断機が、例えば自動車ボディの振動のような機械的影響のために誤ってまたは自発的に開くことが効果的に防がれるので、有利である。

ブロックされた操作レバー（４）をアンロックするために、図７に概略を描かれるアンロックピンが設けられることができる。アンロックピン（２５）は、周囲ハウジング（２）の壁部におけるアンロック開口部（２６）を突き出ており、周囲ハウジング（２）に支承されるかまたはブロックレバー（１０）に形成されている。

組立て技術上更に簡単であるのは、図８の描写に応じ、アンロクッピンを断念し、アンロック開口部（２６）のみを周囲ハウジング（２）に設けることである。ピン状の物体、例えば幅の狭いスクリュードライバーを挿入することにより、歯車（５）およびこれに伴う操作レバー（４）をリリースするため、ブロックレバー（１０）が押し動かされることができる。ブロックレバー（１０）の端部及び歯車（５）の裏側に形成される傾斜部（９，１１）は、図６において認識可能であり、ブロックレバー（１０）が空所部（６）からすべり出るのをサポートしている。

出力遮断機はそのうえ、コネクターハウジング（１）およびソケットキャップハウジング（３）に互いに接続可能なソケット接触要素を備えており、このソケット接触要素は、小さな電気出力のために設計されており、以下にまとめるとおりシグナルコネクター（１７）として表される。シグナルコネクター（１７）のハウジング輪郭線は図１および図２に表されている。

シグナルコネクター（１７）は、互いに接続されたコネクターハウジング（１）およびソケットキャップハウジング（３）において、電気的なシグナル回路を閉じて完成させ、このシグナル回路が、出力遮断機の接続状態を信号化している。この信号は、ここでは表されていない電気的なまたは機械的なリレーを稼動させるために設けられることが可能であり、このリレーは出力遮断機の出力回路内に介入されているので、出力遮断機は、出力接触部を無電流および無電圧に（strom- und spannungsfrei）接続または切断可能である。

このため、出力回路に対して遅れてシグナル回路を閉じることと、これを先行して切り離すことが必要である。したがって、出力遮断機を分解する際、まずシグナル回路が操作レバー（４）の回転する動作によって遮断される。この動作と、後に続くハウジング（１，３）の互いに翻訳的な動作によって、出力回路がその後開かれる。ハウジング（１，３）を接続する際の順番は、反対の順序で行われる。

安全装置室（２７）が、カバーによって閉鎖可能であると特に有利である。カバーは、図２の描写に相応して、二つのカバー部材（１８，１９）から成っており、このカバー部材は、安全装置室（２７）の入口開口部に沿ってスライド可能である。カバー部材（１８）の一方は空所（２０）を備えており、この空所の形状は、操作レバー（４）のハンガー状部における形成部分（２３）に合わせてある。形成部分（２３）は空所に沈めこむことができる、ただしカバー部材（１８）が、安全装置室（２７）を少なくとも広範囲に及んで閉じる位置にあるときのみにではある。第二のカバー部材も閉じ位置にもたらされなければ成らない、さもなければコネクターハウジング（１）のソケット動作の際に周囲ハウジング（２）の縁に接触するからである。これによって、操作レバー（４）を完全に横に倒すことと、これによる出力回路および信号回路の接続が、安全装置室（２７）がカバー部材（１８，１９）によって閉じられているときに初めて可能となる。

操作レバー（４）が完全に横に倒され、出力接続部（１６）がしたがって電気的に互いに接続された場合、操作レバー（４）の形成部分がカバー部材１８の空所に沈めこまれる。これは図３に表されている。このためカバー部材１８もまたその位置を定められるので、カバー部材１８は、操作レバー（４）が横に倒されている限りスライド不可能である。これによって、誰かが、電流または電圧が通じている出力遮断機における安全装置室（２７）の内部にアクセスすることは不可能となる。

出力遮断機の機能方式を以下のもう一度短く要約する。出力遮断機の組立ては、二つの組立てステップにおいて行われる。出力遮断機の可動部材はソケット方向に翻訳的に動かされる。その際、出力回路が閉じられる。この過程は、ロックされた操作レバー（４）が、出力遮断機の固定された部材のラックに接触した後に制限される。第一の組立てステップの最後に、周囲ハウジング（２）内のトリガーエッジ（１２）を介して、操作レバー（４）の回転がリリースされる。その後の回転動作によってシグナル回路が追加的に閉じられる。

出力遮断機上に自由に支承された操作レバー（４）は、その納品位置状態ではブロックレバー（１０）によってロックされている。ブロックレバー（１０）の構造上の設計が、その取出し（Auslenkung）を可能とする（図１）。ロックの解除は、周囲ハウジング（２）の内部のトリガーエッジ（１２）によって行われ、このトリガーエッジがブロックレバー（３）を組立て過程の間に取出し、そしてこれによって操作レバー（４）をリリースする。歯車のエッジの間に形成される接続ブリッジ（８）が設けられることは、ブロックレバー（１０）が、引き続く回転過程の間にその出発位置に戻って旋回されることを回避している。

操作レバー（４）のロックによってと、必然的に必要とされる、トリガーエッジ（１２）によるリリースとによって、周囲ハウジング（２）の存在がテストされる。

出力遮断機の最終的な組立ては、引き続いての回転動作によって遂行される。その際、操作レバー（４）における歯車（５）は、ソケットキャップハウジング（３）のラック（１３）とかみ合うに至る。回転過程を終えた後、ブロックレバー（１０）はその出発位置に戻って旋回される。これによってブロックレバー（１０）は、組立て過程の間のみ負荷をかけられる。

１コネクターハウジング
２周囲ハウジング
３ソケットキャップ
４操作レバー
５歯車
６空隙部分
７空隙部分
８接続ブリッジ
９（歯車の）傾斜部
１０ブロックレバー
１１（ブロックレバーの）傾斜部
１２トリガーエッジ
１３ラック
１４（ソケットキャップハウジングの）ベースプレート
１５（コネクターハウジングの）ベースプレート
１６出力接続部
１７シグナルコネクター
１８第一のカバー部材
１９第二のカバー部材
２０（カバー内の）空所
２１（カバー内のレバーの切れ目）
２２安全装置
２３（操作レバーの）形成部分
２４接触ボディ
２５アンロックピン
２６アンロック開口部
２７安全装置室

Claims

自動車のための出力遮断機であって、
互いに電気的に接続されるソケット接触要素を備えるコネクターハウジングを有し、およびソケットキャップ接続部を備えるソケットキャップハウジングを有しており、その際操作レバーを介してソケット接触要素がソケットキャップ接触部と接続可能および切断可能である出力遮断機において、
金属のまたは金属コートされた周囲ハウジング（２）が、ソケットキャップハウジング（３）と接続されていること、
周囲ハウジング（２）の少なくとも一つの内部表面が、形成されるトリガーエッジ（１２）を備えており、このトリガーエッジがコネクターハウジング（１）を組み付ける際に、コネクターハウジング（１）に配置された操作レバー（４）の機械的なブロッキングを解除することを特徴とする出力遮断機。
操作レバー（４）が、ソケットキャップハウジング（１）におけるラック（１３）と協働する歯車（５）を備えるかまたは作動させることを特徴とする請求項１に記載の出力遮断機。
周囲ハウジング（２）と接続されていないコネクターハウジング（１）における、少なくとも操作レバーのある位置において、歯車（５）の空所部分（６，７）にかみ合うブロックレバー（１０）が、操作レバー（４）の動作可能性をブロックしていることを特徴とする請求項２に記載の出力遮断機。
周囲ハウジング（２）のトリガーエッジ（１２）が側方からブロックレバー（１０）に作用し、これによってブロックレバー（１０）の歯車（５）をブロックしている部分を歯車（５）の回転平面から外へ押し出すことを特徴とする請求項３に記載の出力遮断機。
コネクターハウジング（１）のソケットキャップハウジング（３）への最終位置で、トリガーエッジ（１２）がブロックレバー（１０）をリリースし、これによってブロックレバー（１０）の端部が、歯車（５）の空所部分（７）内にロックされるようにかみ込むことを特徴とする請求項３に記載の出力遮断機。
ブロックレバー（１０）の端部と歯車（５）の歯部側面が、形成された各傾斜部（９，１１）を備えており、これら傾斜部を使ってブロックレバー（１０）がブロック位置から外へ動作可能であることを特徴とする請求項５に記載の出力遮断機。
ブロックレバー（１０）をブロック位置から外へ動かすために、側方からブロックレバー（１０）に作用するアンロックピン（２３）が設けられることを特徴とする請求項５に記載の出力遮断機。
コネクターハウジング（１）とソケットキャップハウジング（３）を完全に組合せることによって、別の電気的な接触要素が互いに接続されることを特徴とする請求項１に記載の出力遮断機。