JP2018181819A - High voltage fuse with service plug function - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高電圧回路を有する自動車等において、異常な過電流を遮断するとともに、その電気系統のメンテナンス等の作業や事故の際の人命救助活動時においては安全に開路する機能を有するサービスプラグ(電源回路遮断装置)機能を有する高電圧ヒューズに関するものである。 The present invention provides a service plug having a function of shutting off an abnormal overcurrent in an automobile or the like having a high voltage circuit, and safely opening a circuit during a life rescue operation in an operation such as maintenance of the electric system or in an accident. The present invention relates to a high voltage fuse having a (power supply circuit interrupting device) function.
環境規制の強化により自動車市場は電気自動車やプラグインハイブリッド等の需要の高まりを見せ、その電気系統は高電圧、高容量となり、一度電気事故が発生した場合の被害は甚大なものとなるため高電圧ヒューズが使用されているが、その搭載スペースを節約するため電気系統のメンテナンス等の作業における安全性の確保のためサービスプラグ内に組込み利用されている。この種のサービスプラグとして、図10或いは図11に示すものがある。 The automobile market shows increasing demand for electric vehicles and plug-in hybrids by strengthening environmental regulations, and the electric system has high voltage and high capacity, and once an electric accident occurs, the damage is enormous. Although a voltage fuse is used, it is embedded and used in a service plug for securing safety in operations such as maintenance of an electric system in order to save the mounting space. As this kind of service plug, there is one shown in FIG. 10 or FIG.
図10に示すサービスプラグはヒューズ61の端子62を直角に折り曲げ本体プラグの開口部51から組込んだ後、その開口部を板状のカバーで覆うとともに、他方の回路収容体内には、前記の組込んだヒューズ端子62と接続する回路端子42を収納し、ヒューズ端子62と回路端子42が嵌合することで電源回路が通電状態を成す構造を有している。 In the service plug shown in FIG. 10, the
また、図11に示すサービスプラグは第1ハウジングの開口部から、棒状の一対の端子を接続したヒューズを組込んだ後、その開口部をカバーで覆い、第2ハウジング内には、前記棒状の一対の端子と接続可能な回路端子を備えるとともに、この第2ハウジングの筒壁部72と前記カバーの内側筒壁42との間にリブパッキンを備えた構造を有している。 Further, after incorporating a fuse connecting a pair of rod-like terminals from the opening of the first housing, the service plug shown in FIG. 11 covers the opening with a cover, and in the second housing While having a circuit terminal connectable with a pair of terminals, rib packing is provided between the
上述した図10に示したサービスプラグに組込むヒューズは、その容器や口金を含む端子部品を必要とし、また、ヒューズの製造及びヒューズをプラグ本体に組込む工程を必要とし部品コストや製造コストが高くなる問題や、さらに、ヒューズをプラグ本体内に組込む際、端子を変形させないよう特別な圧入治具を必要とする問題があった。 The fuse incorporated in the service plug shown in FIG. 10 described above requires the terminal parts including the container and the base, and also requires the manufacturing of the fuse and the process of incorporating the fuse into the plug body, resulting in high part cost and manufacturing cost. In addition, there has been a problem that a special press-in jig is required not to deform the terminals when the fuse is assembled in the plug body.
また、図10によれば、プラグ側端子62と回路端子42はバネ接続構造を成しており、このバネ部材は端子同士の密着機能を確保するためバネ圧を優先し導電性を犠牲にしなければならず、その結果、導電性の確保はほぼ片面接続状態となって導体抵抗が高くなり大きな電流が流れる回路には不向きであるという問題があった。 Further, according to FIG. 10, the
上述した図11に示したサービスプラグに組込むヒューズは、図10と同様に部品コストや製造コストが高くなる問題や、さらにヒューズのタブにボルトを貫通させて一対の棒状端子を取り付ける工程を必要とするとともに、棒状端子による導体ダイレクト接続は接続抵抗を低く抑えることでき大きな電流の流れる回路において有用ではあるものの、雌雄の端子に高い寸法精度を必要として部品コストや製造コストが高くなる問題や、また、第1ハウジングを抜去した際、回路端子の露出が大きく、メンテナンス作業時、その露出端子面を絶縁テープで覆うという手間が掛るという問題、さらには断面が山型の特殊形状のリブパッキンを使用して第1ハウジング3と第2ハウジング7との隙間を塞ぐ防水対策を必要とする問題があった。 The fuse incorporated in the service plug shown in FIG. 11 mentioned above has the problem that the parts cost and the manufacturing cost become high as in FIG. 10, and further the process of penetrating the bolt into the tab of the fuse and attaching a pair of rod-like terminals is required. In addition, although conductor direct connection by a rod-like terminal can suppress connection resistance low and is useful in a circuit where a large current flows, there is a problem that parts cost and manufacturing cost become high because male and female terminals require high dimensional accuracy. When the first housing is removed, the circuit terminals are exposed too much, and it takes time and effort to cover the exposed terminal surfaces with insulating tape during maintenance work. Furthermore, special-shaped rib packings with a mountain-shaped cross section are used. As a result, there is a problem that a waterproof measure is required to close the gap between the
さらに、近年の電気自動車やハイブリッドカーに求められる急速充電や航続可能距離を延ばすための電源であるバッテリーの高電圧化、高容量化により回路事故が発生した場合の電流遮断能力はより大きなものが求められ、ヒューズは大型化、重量化する傾向にあるものの図10および図11に示したサービスプラグは、ヒューズをハウジング内に組込むことで、そのサイズが大きくなってしまう問題がある。 Furthermore, the current charging capability in the event of a circuit accident due to the increase in battery voltage and capacity, which is the power supply for extending the distance and the rapid charging required for electric vehicles and hybrid cars in recent years, is greater. Although the fuse is required to be larger and heavier, the service plug shown in FIG. 10 and FIG. 11 has a problem that the size becomes large by incorporating the fuse in the housing.
そこで本発明はシンプルな構造で容易にヒューズをホルダーに直接装着、固定できる小型で軽量なサービスプラグ機能付き高電圧ヒューズを提供することを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a compact and lightweight high-voltage fuse with a service plug function capable of easily attaching and fixing a fuse directly to a holder with a simple structure.
前記課題を解決するための請求項1に記載の発明は、中央に端子間隔距離より長く湾曲した一つ或いは複数本のエレメント部8を並列に配置し、その両端を折り返して厚みを確保した後、コの字状に折り曲げた刃状端子部11から成る部材を、エレメント部8の入る広い内部空間7と刃状端子部11の入る細溝10を有し、外側上部にハンドル3を有する本体へ挿入した後、内部空間7へ消弧剤9を充填し、蓋12を被せて固定した高電圧ヒューズであって、その刃状端子部11はクリップ状端子16を有するホルダー2と電気的に接続する構造とし、部品コスト及び製造コストを低減したサービスプラグ機能付き高電圧ヒューズである。 The invention according to
請求項2に記載の発明は、外側上部のハンドルは、当該ヒューズのホルダーからの取り出し時には立設し、ホルダーへの固定時(電源回路閉路時)には下方に回転移動する可動機構を備えるとともに係止部を設け、ハンドルを回転させ当該係止部をホルダーの受け部に合致することで当該ヒューズがホルダーから外れることを防止する請求項1に記載のサービスプラグ機能付き高電圧ヒューズである。 The invention according to
請求項3に記載の発明は、外周面及に段差を備え、当該段差部にはシリコン樹脂から成るリング状パッキンを有し、ハンドルの係止部がホルダーの受け部に合致した際、リング状パッキンの反発弾性により係止部が受け部に押し当てられホルダーから外れることを防止するとともに防水機能を有する請求項2に記載のサービスプラグ機能付き高電圧ヒューズである。 The invention according to
請求項4に記載の発明は、当該ヒューズの外周面はホルダーの内周面と密着する構造とし、当該ヒューズをホルダーに装着する際にホルダーの内面がガイドとなり位置決めすることで、当該ヒューズの刃状端子部がホルダーのクリップ状端子に確実に挿入することを可能とする請求項3に記載のサービスプラグ機能付き高電圧ヒューズである。 In the invention according to
以上に説明したように請求項1に記載の発明によれば、従来のサービスプラグに組込むヒューズのように、ヒューズのための口金やサービスプラグとしてのハウジング部品を必要とせず、さらにヒューズを製造する工程やヒューズをハウジングに組込む工程を削減できる。 As described above, according to the first aspect of the present invention, as in the case of a fuse incorporated into a conventional service plug, the fuse is manufactured without requiring a base for the fuse and a housing part as the service plug. It is possible to reduce the number of processes and processes for incorporating the fuse into the housing.
さらにハウジング部材が重複せずヒューズ内に広い内部空間を設けることができ、端子間隔距離より長く湾曲したエレメントを一つ或いは複数本並列に納めることができるとともに沢山の消弧剤の充填ができる。その結果、エレメント溶断後に発生するアーク抵抗を高め遮断性能を向上させることや、自動車市場のニーズである電源の高電圧、大電流に対してもサービスプラグとしての大型化を抑え、軽量化を図ることができる。 Furthermore, the housing members do not overlap and a wide internal space can be provided in the fuse, one or more curved elements longer than the distance between the terminals can be accommodated in parallel, and a large amount of arc extinguishing agent can be filled. As a result, the arc resistance generated after element melting is increased to improve the interrupting performance, and the increase in size as a service plug is suppressed even for high voltage and large current of the power supply, which is the needs of the automobile market, and weight reduction is achieved. be able to.
さらには請求項1に記載の発明によるホルダー内のクリップ状端子は、従来の棒状端子接続のように接触抵抗を抑えるため高い寸法精度を必要とすることで部材コストが高くなることや、バネ接続のような導体抵抗が高くなることを防ぎ、大電流の流れる回路での使用を図ることができる。 Furthermore, the clip-like terminal in the holder according to the invention of
請求項2に記載の発明によれば、ヒューズ上部の回転可能なハンドルに爪状の係止部とホルダー外側側面に受け部を備え、電源回路閉路時にハンドルを回転移動させ爪状の係止部で受け部と合致することで自動車において生じる激しい震動、衝撃に対してヒューズがホルダーから外れることのないよう確実な固定を図ることができる。 According to the second aspect of the present invention, the rotatable handle at the top of the fuse is provided with the claw-like locking portion and the receiving portion on the outer side surface of the holder, and the handle is rotated when the power circuit is closed to make the claw-shaped locking portion By matching with the receiving part, it is possible to secure fixation so that the fuse does not come off from the holder against severe vibration and impact that occur in a car.
請求項3に記載の発明によれば、ヒューズの段差部にシリコン樹脂等から成るリング状パッキンを備えることで隙間からの水の浸入を防ぎ、防水性を向上させることができる。またハンドルの爪状の係止部がホルダーの受け部に合致した後、リング状パッキンの反発弾性により係止部が受け部に強く押し当てられヒューズがホルダーから外れることのないよう、二重に強固な固定を確保することができる。 According to the third aspect of the present invention, by providing the ring-shaped packing made of silicon resin or the like in the step portion of the fuse, it is possible to prevent the entry of water from the gap and to improve the waterproofness. In addition, after the claw-like locking part of the handle is aligned with the receiving part of the holder, the locking part is strongly pressed against the receiving part by the resilience of the ring-shaped packing so that the fuse does not come off the holder. Strong fixation can be ensured.
請求項4に記載の発明によれば、ヒューズの外周面とホルダーの内周面がガイドとなって位置決めすることで、ホルダー内底面のヒューズの刃状端子部とほぼ同じ断面を有する狭い端子貫通孔及びホルダー内のクリップ状端子に刃状端子部を痛めることなく確実に挿入でき、歩留まりの向上を図ることができ、且つ特別な治具を必要とせず、さらには狭い端子貫通孔により、ヒューズを抜去してのメンテナンス作業の際、その露出端子面が極めて小さく、安全性の向上を図ることができる。 According to the invention of
以下、本発明の一実施形態にかかるサービスプラグ機能付き高電圧ヒューズを図1〜図6を参照して説明する。本実施形態のサービスプラグ機能付き高電圧ヒューズは電気自動車或いはプラグインハイブリッド等で用いられる高電圧、大電流出力バッテリーから負荷への電源供給を行う回路に組込まれ、この電源回路を必要に応じて開閉することを可能にする。 Hereinafter, a high voltage fuse with a service plug function according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The high voltage fuse with service plug function of the present embodiment is incorporated in a circuit for supplying power from a high voltage, large current output battery used in an electric car or a plug in hybrid, etc. to a load, and this power circuit is used as needed. Make it possible to open and close.
図1〜図6に示すように、サービスプラグ機能付き高電圧ヒューズはヒューズ1とホルダー2から成る。 As shown in FIG. 1 to FIG. 6, the high voltage fuse with service plug function comprises
前記ヒューズ1には図3、図5及び図7に示すように中央に端子間隔距離より長く湾曲し一つ或いは複数本の並列に配置したエレメント部8を成し、その長手方向両端を折り返して厚みを確保した後、コの字状に折り曲げた刃状端子部11からなる部材と、そのエレメント部8が入る広い内部空間7と刃状端子部11の入る細溝10に前記部材を挿入後、内部空間7へ消弧剤9を充填し、蓋12を被せることでヒューズ1を成す。 As shown in FIGS. 3, 5 and 7, the
ヒューズ1の上部には図1に示すようにホルダー2に装着抜去の際には立設し、また、図2に示すように電源回路閉路時には回転移動する可動機能を備え、ポリアミド樹脂等の耐熱、耐トラッキング、耐アーク性の強い材料から成るハンドル3を備えている。 As shown in FIG. 1, it is erected at the top of the
またハンドル3には図6に示すように爪状の係止部4を備え、ホルダー2外側面には突起5を有し、前記係止部4と合致(破線で図示)する際、係止部4の爪が弾性変形して突起5を乗り越え合致する受け部6を有しており、ヒューズ1がホルダー2から抜けることを抑止している。 Further, as shown in FIG. 6, the
前記ホルダー2には、ヒューズ1底部から突出した刃状端子11との接続のために広い接触面を有するクリップ状端子16を備えている。 The
また、前記ヒューズ1の外周面には図1、図5及び図6に示すよう段差13が有り、この段差部分にシリコン樹脂等から成るリング状パッキン14を備えている。 Further, as shown in FIG. 1, FIG. 5 and FIG. 6, there is a
前記ホルダー2の内周面には図4、図5及び図6に示すよう段差15が有り、前記ヒューズ1の段差13との間にリング状パッキン14を備えることで防水性を向上させるとともに、ハンドル3の爪状の係止部4がホルダー2の受け部6に合致した後、リング状パッキン14の反発弾性により係止部4が受部6に強く押し当てられヒューズ1がホルダー2から外れることをより強固に防止するものとなっている。 As shown in FIG. 4, FIG. 5 and FIG. 6, there is a
また、前記ホルダー2には図4、図5に示すようにヒューズ1の刃状端子部11を両側から挟み込み大きな接触面で電気的に接続し回路との接続電線19繋がるクリップ状端子16を有している。 Further, as shown in FIG. 4 and FIG. 5, the
ヒューズ1の刃状端子部11をホルダー2のクリップ状端子16に装着する際は、そのクリップ状端子の露出最小限となる刃状端子部11とほぼ同じ断面を有する狭い貫通孔17を介して接続されるが、ヒューズ1の外周面とホルダーの内周面が挿入位置をガイドした後、刃状端子部11が貫通孔17に到達する位置関係(寸法関係)を成し、刃状端子11を痛めることなく挿入できる。 When attaching the blade-
前記構成のサービスプラグ機能付き高電圧ヒューズによれば、ヒューズ1内にエレメント部8と刃状端子部11から成る部材を納めることで、ヒューズ1内に広い内部空間7を確保することができるので、端子間隔より長いエレメントと、沢山充填された消弧剤によってエレメント溶断後の端子間で長い沿面距離を確保しアーク抵抗を高めるとともに、沢山の消弧剤によりアークを冷却する効果が高まり遮断性能が向上することで、高電圧、大電流に対応する回路であってもサービスプラグとしての大型化を抑え、軽量化を図ることができる。また、その長手方向両端を折り返して厚みを確保した後、エレメント部8の両端をコの字状に折り曲げて刃状端子部11とした部材により、エレメントと端子の接合作業がなく信頼性の向上と、さらに長手方向両端を折り返して厚みを確保することで、刃状端子部11の先端部は丸形状を成しホルダー2内の貫通孔17及びクリップ状端子16に挿入する際、引っ掛かりを生じずなめらかな装着ができる。 According to the high-voltage fuse with the service plug function of the above configuration, a large
前記構成のサービスプラグ機能付き高電圧ヒューズによれば、従来品のようにヒューズをサービスプラグに組込む工程やヒューズ構成部品を削減でき、また特別な組込治具を必要としない。 According to the high voltage fuse with the service plug function of the above-described configuration, the process for incorporating the fuse into the service plug and the fuse components can be reduced as in the conventional product, and no special installation jig is required.
また、別の実施形態例として図8に示すようにエレメント部8及び刃状端子部11からなる部材をヒューズ1本体の底面から挿入し、消弧剤を充填後、底蓋20を嵌め込みヒューズとすることもある。 As another embodiment, as shown in FIG. 8, a member consisting of an
さらに、図9に示すようにエレメント部8と刃状端子部11の途中にヒートシンク21を挟むことで、エレメント溶断後に発生するアークを冷却し、アーク放電の元となる物質(エレメント材料、酸素、窒素等の空気構成気体、消弧剤材料)の電離を抑制し、遮断性能の向上を図ることもできる。これらの前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したものに過ぎず、前述の実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲でエレメント部の形状、本数及びハンドルの取り付け方向、受端子の引き出し方向等種々変形して実施することができる。 Further, as shown in FIG. 9, by sandwiching the
高電圧、大電流の電気回路を有する電気自動車やハイブリッドカー及び高電圧機器において、サービスプラグのヒューズが動作することは極めて稀なことであり、万が一動作した場合であっても、プラグ内にヒューズを組込んだものの部品コスト、ヒューズを組込む作業コスト、交換のための作業コストと、サービスプラグ機能付き高電圧ヒューズ自体を交換する際の部品コスト、作業コストを総合的に比較すると、後者の方式が大きなコスト削減を図ることができる。 In electric vehicles, hybrid cars and high-voltage equipment that have high-voltage, high-current electrical circuits, it is extremely rare for the fuses of the service plug to operate. The latter method is a comprehensive comparison of the parts cost of incorporating the fuse, the operation cost of incorporating the fuse, the operation cost of replacement, and the part cost of replacing the high voltage fuse with service plug function itself and the operation cost. Can significantly reduce the cost.
1 ヒューズ
2 ホルダー
3 ハンドル
4 爪状の係止部
5 突起
6 受け部
7 内部空間
8 エレメント部
9 消弧剤
10 細溝
11 刃状端子部
12 蓋
13 ヒューズ側段差
14 リング状パッキン
15 ホルダー側段差
16 クリップ状端子
17 貫通孔
18 ハンドルシャフト
19 回路との接続電線
20 底蓋
21 ヒートシンクDESCRIPTION OF
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Cited By (2)
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CN110223896A (en) * | 2019-05-20 | 2019-09-10 | 浙江永贵电器股份有限公司 | A kind of terminal assemblies and the Manual maintenance switch using the terminal assemblies |
JP7429599B2 (en) | 2020-05-14 | 2024-02-08 | 豊田鉄工株式会社 | fuse |
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2017
- 2017-04-14 JP JP2017091454A patent/JP6820462B2/en active Active
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CN110223896A (en) * | 2019-05-20 | 2019-09-10 | 浙江永贵电器股份有限公司 | A kind of terminal assemblies and the Manual maintenance switch using the terminal assemblies |
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