JP3568821B2 - Circuit breaker - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気回路を短時間で遮断する回路遮断装置に関し、特に回路が遮断されたことを容易に判別でき、しかも回路遮断後の回路復帰を容易に行うことができる回路遮断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
車両に設けられる電装システムでは、パワーウインドウ等の負荷に何らかの異常が発生したり、バッテリーと各負荷とを接続している複数の電線によって構成されたワイヤーハーネス等に何らかの異常が発生したとき、バッテリーと、ワイヤーハーネスとの間に介挿された大電流用のヒューズを溶断させて、バッテリーと、ワイヤーハーネスとの間の回路を遮断し、これによって各負荷やワイヤーハーネス等が焼損するのを防止する回路遮断装置が設けられている。
【0003】
このような回路遮断装置に使用されるヒューズとしては、例えば、特開昭60−89030号公報に記載されたヒューズが知られている。このヒューズは、図9に示すように、絶縁筒101、絶縁筒101の両端部を密封する端子金102、両端の端子金102に端部を接続されて絶縁筒101内に張られた主ヒューズエレメント103、この主ヒューズエレメント103の溶断によってヒューズが動作したことを表示する動作表示装置104、絶縁筒101及び両端の端子金102の内部に封入され主ヒューズエレメント103が溶断した際に発生するアークを消弧する消弧剤105を備えて構成される。
【0004】
動作表示装置104は、図10に示すように、端子金102の一方に取り付けられたコップ状の筒部106と、この筒部106に内蔵され筒部106外への移動表示動作方向への作動力を常時受ける表示部材112等を備えて構成されている。
【0005】
このような動作表示装置104によれば、主ヒューズエレメント103と表示ヒューズエレメント110とが電気的に並列接続状態になっていて、主ヒューズエレメント103が低抵抗で構成され、表示ヒューズエレメント110が高抵抗で構成されている。
【0006】
このため、通常では、電流は、ほとんど主ヒューズエレメント103に流れる。また、ヒューズに過大電流が流れると、主ヒューズエレメント103が溶断してアークを発生し、このアークは、周囲の消弧剤105の作用によって消弧されて高抵抗となり、電流が表示ヒューズエレメント110に転流する。
【0007】
そして、表示ヒューズエレメント110に過大電流が流れて、表示ヒューズエレメント110が溶断すると、拘持力を解かれた表示棒109を有する表示部材112が、押しばね108の付勢力によって端子金102の開口部102aから突出してヒューズが動作したことを表示する。
【0008】
このとき、表示ヒューズエレメント110の拘止部110c及びエラストマー113との融着部に、図11に示すような小孔114が形成される。そして、ヒューズ内は、主ヒューズエレメント103、表示ヒューズエレメント110の溶断によるアークの発生と消弧剤105の分解によって非常に高温になり、高気圧になる。
【0009】
このため、ガスは、小孔114を通って吹き出そうとするが、図11の矢印で示すように、高気圧のガスによって周囲からエラストマー113が加圧され変形して小孔114を閉鎖し、ヒューズ内のガスを気中に噴出するのを防止する。このため、ヒューズが冷却しても従来のヒューズのように内部に湿気を吸入することがなく、ファルゲライト及び消弧剤105が吸湿して絶縁抵抗が低下し、再閃絡を生じるという危険性をなくすことができる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開昭60−89030号公報に記載されたヒューズにあっては、動作表示装置104によりヒューズの溶断可否を容易に視認することができるものの、動作表示装置104が専用に設けられていた。このため、ヒューズの構造が複雑となるとともに、ヒューズのコストが高くなってしまうという問題があった。
【0011】
このため、簡単な構成で且つ安価な回路遮断装置で、ヒューズの溶断の可否、すなわち、回路の遮断の有無を判別することが望まれていた。また、回路が遮断した後に、一時的に回路を元の状態に復帰させたい場合もあり、回路を復帰するための手段が望まれていた。
【0012】
本発明は、回路を短時間で且つ確実に遮断するとともに、回路の遮断の有無を容易に判別でき、しかも回路遮断後の回路復帰を容易に行える簡単な構成で且つ安価な回路遮断装置を提供することを課題とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、以下の構成とした。請求項1の発明は、第1の接続端子と第2の接続端子との間に配置され、前記第1の接続端子及び前記第2の接続端子に接触し、加熱剤を有するとともに車両の異常時に外部からの異常信号により前記加熱剤に着火する導電性を有する加熱部と、この加熱部に有する前記加熱剤が発熱したときに溶融する溶融部材と、前記加熱部に接触して配置され且つ前記加熱部を押圧するとともに、前記溶融部材が溶融したときに前記加熱部を移動させて回路を遮断させる伸縮自在な弾性部材と、この弾性部材、前記加熱部、及び前記溶融部材を収納する外容器とを備え、前記外容器は、前記加熱部の移動に伴って移動する上側ケースと、この上側ケースに被せられた下側ケースとからなり、この下側ケースは、回路遮断前に前記上側ケースを固定する突起状の第1の固定部と回路遮断後に前記上側ケースを固定する突起状の第2の固定部とを有し、前記上側ケースには開口された溝部が形成され、前記第1の固定部は、回路遮断前に前記溝部の下端部分に係合し、前記第2の固定部は、回路遮断後に前記溝部の下端部分に係合することを特徴とする。
【0014】
請求項1の発明によれば、回路遮断前には下側ケースに形成された突起状の第1の固定部が上側ケースを固定する。そして、回路遮断時には、外部からの異常信号により加熱剤に着火し、加熱剤が発熱して溶融部材が溶融するため、弾性部材が加熱部を移動させて回路を遮断させる。回路遮断後には、加熱部の移動に伴って上側ケースが移動するが、突起状の第2の固定部が上側ケースを固定する。すなわち、回路を短時間で且つ確実に遮断できるとともに、上側ケースの固定位置により回路の遮断の有無を容易に判別することができ、しかも下側ケースに第1の固定部及び第2の固定部を形成したので、特別に動作表示装置を設ける必要が無く、簡単な構成で安価な回路遮断装置を提供することができる。また、第1の固定部は、回路遮断前には上側ケースに形成され且つ開口された溝部の下端部分に係合し、第2の固定部は、回路遮断後には上側ケースに形成された溝部の下端部分に係合するため、第1の固定部と第2の固定部とのどちらが溝部の下端部分に係合しているかによって、回路の遮断の有無を容易に判定することができる。
【0017】
請求項2の発明は、前記回路遮断後における前記加熱部を前記回路遮断前における元の位置に復帰させるための回路復帰部材を設けたことを特徴とする。
【0018】
請求項2の発明によれば、回路復帰部材は、回路遮断後における加熱部を回路遮断前における元の位置に復帰させるため、一時的に回路を復帰させることができる。
【0019】
請求項3の発明の前記回路復帰部材は、前記上側ケースに形成された貫通穴を通して前記加熱部を押圧し前記加熱部を前記元の位置に復帰させる部材であることを特徴とする。
【0020】
請求項3の発明によれば、回路復帰部材が、上側ケースに形成された貫通穴を通して加熱部を押圧し加熱部を元の位置に復帰させる部材であるため、回路を容易に復帰させることができる。
【0021】
請求項4の発明のように、前記溶融部材は、前記外容器に形成され且つ前記弾性部材による前記加熱部への押圧力を阻止する樹脂部材であることを特徴とする。
【0022】
請求項4の発明によれば、溶融部材が、外容器に形成され且つ弾性部材による加熱部への押圧力を阻止する樹脂部材であるため、加熱剤着火時には、樹脂部材が溶融して加熱部が上昇することができる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の回路遮断装置の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【0024】
<第1の実施の形態>
図1は第1の実施の形態の回路遮断装置の回路遮断前後のA−A間の断面図である。図2は第1の実施の形態の回路遮断装置の上面図である。図3は第1の実施の形態の回路遮断装置の回路遮断前のB−B間の断面図である。図4は第1の実施の形態の回路遮断装置の上側ケースと下側ケースとの詳細な構造図である。図5は第1の実施の形態の回路遮断装置の回路復帰後の断面図である。
【0025】
図1に示す回路遮断装置において、板状の長い第1のバスバー11は、例えば、銅または銅合金からなり、この第1のバスバー11にはバッテリ等に接続される丸穴部12が形成されている。第1のバスバー11は、下方に略直角に曲げられている。
【0026】
また、板状の長い第2のバスバー19も、例えば、銅または銅合金からなり、この第2のバスバー19には負荷等に接続される丸穴部20が形成されている。第2のバスバー19も下方に略直角に曲げられている。
【0027】
第1のバスバー11と第2のバスバー19との間には上側ケース14aと下側ケース14bとが配置されており、上側ケース14aと下側ケース14bとは、外容器を構成し、樹脂(熱可塑性樹脂)等の絶縁材料の容器からなる。
【0028】
下側ケース14b内には銅、銅合金等からなるテルミットケース26が収納されており、このテルミットケース26には加熱剤27が充填されているとともに、着火部29が収納されている。テルミットケース26の上蓋28aは、ボルト28bにより締め付けられていて、加熱剤27を密閉するようになっている。
【0029】
着火部29は、着火剤を有し、車両の衝突事故等の車両の異常時にリード線31に流れる電流によって発生する発熱により着火剤を点火して加熱剤27にテルミット反応熱を発生させるようになっている。この場合、リード線31から電流を着火部29に供給するためのコネクタ33が着火部29に接続可能に取り付けられている。
【0030】
また、テルミットケース26に形成された左側壁部は、第1のバスバー11の折曲部8にハンダ(例えば、融点が200℃〜300℃)等の低融点材としての低融点金属23により接合され、テルミットケース26に形成された右側壁部は、第2のバスバー19の折曲部10に低融点金属23により接合されている。このため、低融点金属23及びテルミットケース26を介して第1のバスバー11と第2のバスバー19とが電気的に接続可能となっている。
【0031】
なお、低融点金属23としては、例えば、Sn、Pb、Zn、Al及びCuから選ばれる少なくとも1種の金属からなる。
【0032】
加熱剤27は、例えば、酸化鉄(Fe2O3)等の金属酸化物の粉末、アルミニウムの粉末とによって構成され、リード線31の発熱によりテルミット反応を起こして高熱を発生するテルミット剤である。なお、酸化鉄(Fe2O3)を用いる代わりに、酸化クロム(Cr2O3)、酸化マンガン(MnO2)などを用いても良い。
【0033】
また、加熱剤27としては、B、Sn、FeSi、Zr、Ti及びAlの中から選ばれる少なくとも1種の金属粉末と、CuO、MnO2、Pb3O4、PbO2、Fe3O4およびFe2O3の中から選ばれる少なくとも1種の金属酸化物と、アルミナ、ベントナイト、タルク等からなる添加剤の少なくとも1種の混合物を用いても良い。このような加熱剤によれば、着火部29により容易に着火され、低融点金属23を短時間で溶融することができる。
【0034】
また、テルミットケース26と下側ケース14bとの間には伸縮自在な弾性部材としての圧縮バネ34が配置されており、この圧縮バネ34がテルミットケース26を上方へ押圧している。下側ケース14bには図3に示すように、樹脂部材からなる突起部42が形成されており、この突起部42は、テルミットケース26の上面を押圧し、圧縮バネ34のバネ力によるテルミットケース26の上方への移動を阻止するようになっている。
【0035】
また、上側ケース14aは、図4に示すように、四隅に折曲部38が形成された本体部35aと、この本体部35aの対向する2側面から延出した長手部36とからなり、この長手部36には四角形状の溝部37が形成されている。下側ケース14bは、本体部35bと、この本体部35bの対向する2側面から延出した長手部39とからなる。
【0036】
下側ケース14bに形成された長手部39には上側ケース14aに形成された溝部37と対向する位置に、溝部37の下端部分に係合する2つの第1の係止部40(請求項1に記載の第1の固定部に対応)及び溝部37の上端部分に係合する1つの第2の係止部41(請求項1に記載の第2の固定部に対応)とが形成されている。
【0037】
第1の係止部40は、下方向から上方向に向かって徐々にテーパ状に突起しており、回路遮断前における上側ケース14aの固定位置を決定する。第2の係止部41は、上方向から下方向に向かって徐々にテーパ状に突起しており、回路遮断後におけるテルミットケース26の上方への移動に伴う上側ケース14aの固定位置を決定する。
【0038】
また、上側ケース14aの上面側には貫通穴16が設けられており、この貫通穴16に回路復帰部材であるボルト15が挿通可能となっている。ボルト15は、頭部15aとネジが形成された胴部15bとからなり、ボルト15に形成されたネジと貫通穴16に形成されたネジとが螺合していて、ボルト15が下方向に移動することで、回路遮断後のテルミットケース26を元の位置に復帰できるようになっている。
【0039】
次に、このように構成された第1の実施の形態の回路遮断装置の動作を図面を参照して説明する。
【0040】
まず、上側ケース14aを下側ケース14bに被せる。このとき、上側ケース14aに形成された溝部37を、下側ケース14bに形成された第1の係止部40及び第2の係止部41に被せる。これにより、第1の係止部40は、溝部37の下端部分に係合し、第2の係止部41は、溝部37の上端部分に係合することになる。また、テルミットケース26の上面を突起部42により係合させる。
【0041】
次に、回路遮断装置の回路遮断動作を説明する。まず、通常では、第1のバスバー11と第2のバスバー19とは、低融点金属23及びテルミットケース26を介して電気的に接続され、図示しないバッテリから図示しない負荷に電流が供給される。
【0042】
次に、車両が障害物等に衝突したり、あるいは車両が崖等から転落したりすると、衝突センサー等により車両の異常を検知する。車両の異常検知により、リード線31を通ってコネクタ33に電圧が印加される。そして、コネクタ33に印加された電圧により着火部29へ電流が流れる。
【0043】
すると、電流による発熱により着火部29が発火するため、テルミット剤である加熱剤27が以下の反応式によりテルミット反応熱を発生する。
【0044】
Fe2O3+2AL→AL2O3+2Fe+386.2Kcal
このテルミット反応熱によりテルミットケース26が加熱され、加熱剤27の発熱とテルミットケース26の熱により、折曲部8とテルミットケース26の左側壁部とを接合している低融点金属23、折曲部10とテルミットケース26の右側壁部とを接合している低融点金属23が加熱されて、溶融する。また、これと同時に、下側ケース14bに形成された樹脂部材からなる突起部42が前記熱によって溶融する。
【0045】
すると、圧縮されていた圧縮バネ34が伸張し、着火部29を収納したテルミットケース26が上方に跳ね上がる(図1において、26′は、上方へ移動後のテルミットケースを示す。)。
【0046】
このため、テルミットケース26と、第1のバスバー11及び第2のバスバー19との電気的接続が切断される。すなわち、第1のバスバー11と第2のバスバー19とが電気的に遮断されて、車両の電気回路が遮断されることになる。
【0047】
また、テルミットケース26が上方に跳ね上がったときには、テルミットケース26は、上側ケース14aに当接して上側ケース14aを持ち上げる。このとき、上側ケース14aの溝部37の下端部分が下側ケース14bの第1の係止部40から外れて、溝部37の下端部分は、第2の係止部41まで移動し、この第2の係止部41の最も突起した部位で係合される。
【0048】
このように、第1の実施の形態の回路遮断装置によれば、上側ケース14aに形成された溝部37の下端部分が第1の係止部40の位置にあるときには、回路遮断前であると容易に判別でき、溝部37の下端部分が第2の係止部41の位置にあるときには、回路遮断後であると容易に判別できる。すなわち、ヒューズあるいは低融点金属23の溶断の有無を容易に判別することができる。
【0049】
また、既にある上側ケース14a及び下側ケース14bにおいて回路の遮断の有無を判別する表示装置を構成したので、特別に表示装置を設けないで済むから、簡単な構造で安価な回路遮断装置を提供することができる。
【0050】
また、上側ケース14aの上面にあるボルト15を締め付けることで、回路遮断後の上方に移動したテルミットケース26を、図5に示すように回路遮断前の元の位置に復帰させる。従って、回路復帰が容易に行えるとともに、既にある上側ケース14a及び下側ケース14bにボルト15を取り付けたのみであるから、簡単な構造で安価な装置を提供することができる。
【0051】
さらに、車両の電気回路を短時間で且つ確実に遮断することができ、電気部品を保護することができる。また、加熱剤27のテルミット反応熱を利用するため、簡単な構造の回路遮断装置を提供することができる。
【0052】
また、下側ケース14bに形成された突起部42が圧縮バネ34の上方への伸張力を阻止するため、第1のバスバー11及び第2のバスバー19とテルミットケース26との接合部である低融点金属23にバネ力が加わらないため、接合部の信頼性を向上することができる。さらに、接合部が半田等の低融点金属による接合のときには、低融点金属部に応力が加わらないため、クラック発生がなくなる。
【0053】
ここで、成分の拡散とは、半田の成分元素原子が母材の表面及び内部に広がることである。拡散した半田の原子と母材の原子とが新しくある一定の結晶格子を持った原子配列に再配列する場合があり、これが金属間化合物(合金層)である。金属間化合物は一般的に脆い性質を持っているため、振動・曲げ等の外部応力によりクラックの発生を引き起こされやすくなる。
【0054】
<第2の実施の形態>
次に本発明の第2の実施の形態の回路遮断装置を説明する。図6は第2の実施の形態の回路遮断装置に設けられた回路復帰部材であるプラグを示す図である。第2の実施の形態の回路遮断装置は、第1の実施の形態の回路遮断装置に設けられた回路復帰部材であるボルトに対して、回路復帰部材であるプラグを用いたことを特徴とする
なお、その他の構成は、第1の実施の形態の回路遮断装置の構成と同一であるため、ここでは、第2の実施の形態の回路遮断装置に設けられたプラグ及びその周辺の構成のみを図6を参照して説明する。上側ケース14cの上面には円状の開口部51が形成されており、この開口部51には対向する位置に2つの棒状の突起部52が形成されている。
【0055】
また、プラグ54は、樹脂または金属からなり、略円柱体をなしており、上側ケース14cに形成された開口部51に挿通可能となっている。プラグ54の側面には、回路復帰以外の通常状態での位置決めを行う第1の係止部55が複数個形成されている。
【0056】
また、プラグ54の側面には、底面から円周方向に沿って徐々に上方に切り欠かれた切欠部56が2箇所形成されている。この切欠部56には、棒状の突起部52を導入する導入部57と、プラグ54の回転により切欠部56を滑動した突起部52を停止させて、回路復帰時の位置決めを行う第2の係止部58が形成されてなる。また、プラグ54の上面にはプラグ54を回転させて下方に移動させるための長溝部59が形成されている。
【0057】
このように構成された第2の実施の形態の回路遮断装置によれば、まず、上側ケース14cに形成された開口部51にプラグ54の第1の係止部55を合わせる。このため、回路復帰以外の通常(例えば、回路遮断後)では、第1の係止部55においてテルミットケース26が停止される。
【0058】
次に、回路復帰時には、棒状の突起部52をプラグ54に形成された切欠部56にある導入部57に導入し、長溝部59を回しながら、下方向に押し込む。このプラグ54の下方移動により、テルミットケース26が下方に移動して元の位置に復帰するため、回路を容易に復帰させることができる。従って、第2の実施の形態の回路遮断装置も、第1の実施の形態の回路遮断装置と同様な効果が得られる。
【0059】
<第3の実施の形態>
次に本発明の第3の実施の形態の回路遮断装置を説明する。図7は第3の実施の形態の回路遮断装置に設けられた回路復帰部材であるクリップを上側ケースへ取り付けた状態を示す図である。図8は図7に示すクリップの詳細な構造を示す図である。
【0060】
第3の実施の形態の回路遮断装置は、第1の実施の形態の回路遮断装置に設けられた回路復帰部材であるボルトに対して、回路復帰部材であるクリップを用いたことを特徴とする
なお、その他の構成は、第1の実施の形態の回路遮断装置の構成と同一であるため、ここでは、第3の実施の形態の回路遮断装置に設けられたクリップ及びその周辺の構成のみを図7及び図8を参照して説明する。
【0061】
上側ケース14dの上面には円状の貫通穴16aが形成されており、この貫通穴16aには樹脂または金属からなるクリップ61が填め込まれている。クリップ61は、テーパ状に突起した第1のテーパ部62と、回路復帰以外の通常状態で貫通穴16aに係合する第1の係止部63と、第1のテーパ部62の径よりも大きい径を持つ第2のテーパ部64と、回路復帰時に貫通穴16aに係合する第2の係止部65と、円盤状の頭部66とで構成される。
【0062】
このように構成された第3の実施の形態の回路遮断装置によれば、まず、上側ケース14dに形成された貫通穴16aにクリップ61の第1の係止部63を合わせる。このため、回路復帰以外の通常(例えば、回路遮断後)では、第1の係止部63においてテルミットケース26が停止される。
【0063】
次に、回路復帰時には、クリップ61の頭部66を下方に押し込むと、第2のテーパ部64が貫通穴16aを通って、第2の係止部65が貫通穴16aに達した位置で停止する。
【0064】
このクリップ61の下方移動により、テルミットケース26が下方に移動して元の位置に復帰するため、回路を容易に復帰させることができる。従って、第3の実施の形態の回路遮断装置も、第1の実施の形態の回路遮断装置と同様な効果が得られる。
【0065】
なお、本発明は、前述した第1の実施の形態乃至第3の実施の形態の回路遮断装置に限定されるものではない。第1の実施の形態乃至第3の実施の形態の回路遮断装置では、下側ケース14bに形成された突起部42が、テルミットケース26の上面を押圧し、圧縮バネ34のバネ力によるテルミットケース26の上方への移動を阻止するようにした。
【0066】
例えば、テルミットケース26にネジ部を形成し、このネジ部を下側ケース14bに形成された樹脂部材からなるネジ部に螺合させて、下側ケース14bにテルミットケース26を締め付け固定することで、圧縮バネ34のバネ力によるテルミットケース26の上方への移動を阻止するようにしても良い。
【0067】
この場合には、テルミットケース26を加熱したときには、下側ケース14bに形成された樹脂部材からなるネジ部が溶融して、圧縮バネ34のバネ力によるテルミットケース26が上方へ移動して、回路が遮断される。
【0068】
押圧阻止部材として、突起部42やネジ部を例示したが、これらに限定されることなく、要は、押圧阻止部材として、上側ケース14aまたは下側ケース14bに形成され且つ圧縮バネ34によるテルミットケース26への押圧力を阻止するような樹脂部材であれば、どのような構成のものであっても良い。
【0069】
【発明の効果】
請求項1の発明によれば、外部からの異常信号により加熱剤に着火し、加熱剤が発熱して溶融部材が溶融するため、弾性部材が加熱部を移動させて回路を遮断させる。回路遮断後には、加熱部の移動に伴って上側ケースが移動するが、突起状の第2の固定部が上側ケースを固定する。すなわち、回路を短時間で且つ確実に遮断できるとともに、上側ケースの固定位置により回路の遮断の有無を容易に判別することができ、しかも下側ケースに第1の固定部及び第2の固定部を形成したので、特別に動作表示装置を設ける必要が無く、簡単な構成で安価な回路遮断装置を提供することができる。また、第1の固定部は、回路遮断前には上側ケースに形成され且つ開口された溝部の下端部分に係合し、第2の固定部は、回路遮断後には上側ケースに形成された溝部の下端部分に係合するため、第1の固定部と第2の固定部とのどちらが溝部の下端部分に係合しているかによって、回路の遮断の有無を容易に判定することができる。
【0071】
請求項2の発明によれば、回路復帰部材は、回路遮断後における加熱部を回路遮断前における元の位置に復帰させるため、一時的に回路を復帰させることができる。
【0072】
請求項3の発明によれば、回路復帰部材が、上側ケースに形成された貫通穴を通して加熱部を押圧し加熱部を元の位置に復帰させる部材であるため、回路を容易に復帰させることができる。
【0073】
請求項4の発明によれば、溶融部材が、外容器に形成され且つ弾性部材による加熱部への押圧力を阻止する樹脂部材であるため、加熱剤着火時には、樹脂部材が溶融して加熱部が上昇することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態の回路遮断装置の回路遮断前後のA−A間の断面図である。
【図2】第1の実施の形態の回路遮断装置の上面図である。
【図3】第1の実施の形態の回路遮断装置の回路遮断前のB−B間の断面図である。
【図4】第1の実施の形態の回路遮断装置の上側ケースと下側ケースとの詳細な構造図である。
【図5】第1の実施の形態の回路遮断装置の回路復帰後の断面図である。
【図6】第2の実施の形態の回路遮断装置に設けられた回路復帰部材であるプラグを示す図である。
【図7】第3の実施の形態の回路遮断装置に設けられた回路復帰部材であるクリップを上側ケースへ取り付けた状態を示す図である。
【図8】図7に示すクリップの詳細な構造を示す図である。
【図9】従来のヒューズの断面を示す図である。
【図10】図9に示すヒューズに設けられた動作表示装置が動作する前の状態を示す図である。
【図11】動作表示装置が動作した後の状態を示す図である。
【符号の説明】
11 第1のバスバー
13,21 バスバー先端部
14a 上側ケース
14b 下側ケース
15,28b ボルト
19 第2のバスバー
23 低融点金属
26 テルミットケース
27 加熱剤
28a 上蓋
29 着火部
31 リード線
34 圧縮バネ
36,39 長手部
37 溝部
40,55,63 第1の係止部
41,58,65 第2の係止部
42,52 突起部
51 開口部
54 プラグ
56 切欠部
57 導入部
59 長溝部
61 クリップ
62 第1のテーパ部
64 第2のテーパ部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a circuit interrupting device for interrupting an electric circuit in a short time, and more particularly to a circuit interrupting device which can easily determine that a circuit has been interrupted and can easily perform a circuit return after the circuit is interrupted.
[0002]
[Prior art]
In an electrical system installed in a vehicle, when an abnormality occurs in a load such as a power window, or in an abnormality occurs in a wire harness formed by a plurality of electric wires connecting a battery and each load, the battery is disconnected. The fuse between the battery and the wire harness is cut off by blowing the high-current fuse inserted between the wire harness and the wire harness, thereby preventing each load and the wire harness from burning out. Circuit breaker is provided.
[0003]
As a fuse used in such a circuit breaker, for example, a fuse described in JP-A-60-89030 is known. This fuse is, as shown in FIG. 9, an insulating cylinder 101, a terminal metal 102 for sealing both ends of the insulating cylinder 101, and a main fuse connected to the terminal metal 102 at both ends and having an end connected to the inside of the insulating cylinder 101. An element 103, an operation display device 104 for indicating that the fuse has operated by blowing the main fuse element 103, and an arc which is enclosed in the insulating cylinder 101 and the terminal metals 102 at both ends and is generated when the main fuse element 103 is blown. And an arc extinguishing agent 105 for extinguishing the arc.
[0004]
As shown in FIG. 10, the operation display device 104 includes a cup-shaped
[0005]
According to such an operation display device 104, the main fuse element 103 and the display fuse element 110 are electrically connected in parallel, the main fuse element 103 is configured with low resistance, and the display fuse element 110 is set high. It consists of a resistor.
[0006]
Therefore, usually, almost all of the current flows through the main fuse element 103. When an excessive current flows through the fuse, the main fuse element 103 melts and an arc is generated. This arc is extinguished by the action of the surrounding arc extinguishing agent 105 and becomes a high resistance. To commutate.
[0007]
When an excessive current flows through the display fuse element 110 and the display fuse element 110 is blown, the display member 112 having the display rod 109 whose binding force has been released is opened by the urging force of the pressing spring 108 to open the terminal metal 102. An indication that the fuse has operated is projected from the portion 102a.
[0008]
At this time, a small hole 114 as shown in FIG. 11 is formed in the fusion portion between the retaining portion 110c of the display fuse element 110 and the elastomer 113. The temperature inside the fuse becomes extremely high due to the generation of an arc due to the fusing of the main fuse element 103 and the display fuse element 110 and the decomposition of the arc extinguishing agent 105, and the air pressure becomes high.
[0009]
For this reason, the gas tries to blow out through the small hole 114, but as shown by the arrow in FIG. Prevents the gas inside from escaping into the air. For this reason, even if the fuse cools, moisture does not inhale into the inside unlike the conventional fuse, and the danger that the fargelite and the arc extinguishing agent 105 absorb moisture to lower the insulation resistance and cause reflashing occurs. Can be eliminated.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the fuse described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-89030, although the operation display device 104 makes it easy to visually check whether or not the fuse is blown, the operation display device 104 is provided exclusively. . Therefore, there is a problem that the structure of the fuse is complicated and the cost of the fuse is increased.
[0011]
For this reason, it has been desired to determine whether or not the fuse is blown, that is, whether or not the circuit is interrupted, with a simple configuration and an inexpensive circuit interrupter. Further, there is a case where it is desired to temporarily return the circuit to the original state after the circuit is cut off, and a means for restoring the circuit has been desired.
[0012]
The present invention provides a simple and inexpensive circuit breaker that can easily and easily determine whether or not a circuit has been cut off, and can easily return to a circuit after the circuit has been cut off, in addition to a circuit that can be cut off reliably in a short time. The task is to
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention has the following configurations. The invention according to claim 1 is arranged between the first connection terminal and the second connection terminal, contacts the first connection terminal and the second connection terminal, has a heating agent, and has an abnormality in the vehicle. A heating unit having conductivity to ignite the heating agent by an abnormal signal from the outside sometimes, a melting member that melts when the heating agent included in the heating unit generates heat, and is disposed in contact with the heating unit, and A telescopic elastic member that presses the heating unit and moves the heating unit when the melting member is melted to cut off a circuit, and an outer housing that houses the elastic member, the heating unit, and the melting member. A container, wherein the outer container includes an upper case that moves with the movement of the heating unit, and a lower case that is covered by the upper case. Fix the caseProtrudingThe upper case is fixed after the circuit is cut off from the first fixing portion.ProtrudingWith the second fixing partAn open groove is formed in the upper case, the first fixing portion is engaged with a lower end portion of the groove before the circuit is interrupted, and the second fixing portion is engaged with the groove after the circuit is interrupted. Engages the lower end ofIt is characterized by the following.
[0014]
According to the invention of claim 1, before the circuit is cut off, the lower case is formed.ProtrudingThe first fixing portion fixes the upper case. Then, when the circuit is interrupted, the heating agent is ignited by an abnormal signal from the outside, and the heating agent generates heat and the melting member is melted. Therefore, the elastic member moves the heating unit to interrupt the circuit. After the circuit is cut off, the upper case moves with the movement of the heating unit,ProtrudingThe second fixing portion fixes the upper case. That is, the circuit can be cut off in a short time and surely, and it is possible to easily determine whether or not the circuit is cut off based on the fixing position of the upper case. In addition, the first fixing portion and the second fixing portion are provided on the lower case. Formed, it is not necessary to provide a special operation display device, and an inexpensive circuit breaker with a simple configuration can be provided.The first fixing portion is formed in the upper case before the circuit is cut off, and engages with a lower end portion of the opened groove, and the second fixing portion is formed in the upper case after the circuit is cut off. , The presence or absence of interruption of the circuit can be easily determined depending on which of the first fixing portion and the second fixing portion is engaged with the lower end portion of the groove.
[0017]
Claim2The present invention is characterized in that a circuit return member for returning the heating unit after the circuit interruption to the original position before the circuit interruption is provided.
[0018]
Claim2According to the invention, since the circuit return member returns the heating unit to the original position before the circuit interruption after the circuit interruption, the circuit can be temporarily restored.
[0019]
Claim3The invention is characterized in that the circuit return member is a member that presses the heating unit through a through hole formed in the upper case to return the heating unit to the original position.
[0020]
Claim3According to the invention, since the circuit return member is a member that presses the heating unit through the through hole formed in the upper case to return the heating unit to the original position, the circuit can be easily returned.
[0021]
Claim4The invention is characterized in that the melting member is a resin member formed in the outer container and for preventing the elastic member from pressing the heating portion.
[0022]
Claim4According to the invention, since the melting member is a resin member formed in the outer container and preventing the pressing force of the elastic member from being applied to the heating portion, the resin member melts and the heating portion rises when the heating agent is ignited. be able to.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the circuit breaker of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0024]
<First embodiment>
FIG. 1 is a cross-sectional view taken along line A-A of the circuit breaker of the first embodiment before and after circuit breakage. FIG. 2 is a top view of the circuit breaker of the first embodiment. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line B-B of the circuit breaker of the first embodiment before circuit breakage. FIG. 4 is a detailed structural diagram of the upper case and the lower case of the circuit breaker according to the first embodiment. FIG. 5 is a cross-sectional view of the circuit breaker of the first embodiment after the circuit is restored.
[0025]
In the circuit breaker shown in FIG. 1, a long plate-like first bus bar 11 is made of, for example, copper or a copper alloy, and the first bus bar 11 has a round hole 12 connected to a battery or the like. ing. The first bus bar 11 is bent downward at a substantially right angle.
[0026]
The plate-like long second bus bar 19 is also made of, for example, copper or a copper alloy, and the second bus bar 19 has a round hole 20 connected to a load or the like. The second bus bar 19 is also bent downward at a substantially right angle.
[0027]
An upper case 14a and a lower case 14b are arranged between the first bus bar 11 and the second bus bar 19, and the upper case 14a and the lower case 14b form an outer container, and are formed of a resin ( It is made of a container made of an insulating material such as a thermoplastic resin.
[0028]
A
[0029]
The igniting section 29 has an igniting agent, and ignites the igniting agent by heat generated by a current flowing through the lead wire 31 at the time of a vehicle abnormality such as a vehicle collision accident so that the heating agent 27 generates thermite reaction heat. Has become. In this case, a connector 33 for supplying a current from the lead wire 31 to the ignition portion 29 is attached so as to be connectable to the ignition portion 29.
[0030]
The left side wall formed in the
[0031]
The low melting point metal 23 is made of, for example, at least one metal selected from Sn, Pb, Zn, Al, and Cu.
[0032]
The heating agent 27 is, for example, iron oxide (Fe2O3), And a thermite agent that generates high heat by causing a thermite reaction due to heat generation of the lead wire 31. In addition, iron oxide (Fe2O3) Instead of chromium oxide (Cr2O3), Manganese oxide (MnO)2) May be used.
[0033]
Further, as the heating agent 27, at least one kind of metal powder selected from B, Sn, FeSi, Zr, Ti and Al, and CuO, MnO2, Pb3O4, PbO2, Fe3O4And Fe2O3Or a mixture of at least one metal oxide selected from the group consisting of alumina, bentonite, talc and the like. According to such a heating agent, it is easily ignited by the ignition part 29, and the low melting point metal 23 can be melted in a short time.
[0034]
Further, a compression spring 34 as an elastic member that can be extended and contracted is disposed between the
[0035]
As shown in FIG. 4, the upper case 14a includes a main body 35a having bent portions 38 formed at four corners, and a longitudinal portion 36 extending from two opposing side surfaces of the main body 35a. A rectangular groove 37 is formed in the long part 36. The lower case 14b includes a main body 35b and a longitudinal portion 39 extending from two opposing sides of the main body 35b.
[0036]
The first locking portion 40 (see FIG. 1) is formed in the longitudinal portion 39 formed in the lower case 14b at a position facing the groove 37 formed in the upper case 14a. And one second locking portion 41 (corresponding to the second fixing portion according to claim 1) that engages with the upper end portion of the groove portion 37. I have.
[0037]
The first locking portion 40 is gradually tapered from the lower side to the upper side, and determines the fixing position of the upper case 14a before the circuit is cut off. The second locking portion 41 is gradually tapered from the upper side to the lower side, and determines a fixing position of the upper case 14a with the upward movement of the
[0038]
Further, a through hole 16 is provided on the upper surface side of the upper case 14a, and a
[0039]
Next, the operation of the circuit breaker of the first embodiment thus configured will be described with reference to the drawings.
[0040]
First, the upper case 14a is put on the lower case 14b. At this time, the groove 37 formed in the upper case 14a is put on the first locking portion 40 and the second locking portion 41 formed in the lower case 14b. Thereby, the first locking portion 40 is engaged with the lower end portion of the groove 37, and the second locking portion 41 is engaged with the upper end portion of the groove 37. Further, the upper surface of the
[0041]
Next, the circuit breaking operation of the circuit breaking device will be described. First, normally, the first bus bar 11 and the second bus bar 19 are electrically connected via the low melting point metal 23 and the
[0042]
Next, when the vehicle collides with an obstacle or the like or the vehicle falls down from a cliff or the like, an abnormality of the vehicle is detected by a collision sensor or the like. Upon detection of a vehicle abnormality, a voltage is applied to the connector 33 through the lead wire 31. Then, a current flows to the ignition section 29 by the voltage applied to the connector 33.
[0043]
Then, since the ignition part 29 is ignited by the heat generated by the electric current, the heating agent 27 which is a thermite agent generates thermite reaction heat by the following reaction formula.
[0044]
Fe2O3+ 2AL → AL2O3+ 2Fe + 386.2Kcal
The thermite reaction heat heats the
[0045]
Then, the compressed compression spring 34 expands, and the
[0046]
Therefore, the electrical connection between the
[0047]
When the
[0048]
As described above, according to the circuit breaker of the first embodiment, when the lower end portion of the groove 37 formed in the upper case 14a is at the position of the first locking portion 40, it is determined that the circuit is not broken. When the lower end portion of the groove 37 is at the position of the second locking portion 41, it can be easily determined that the circuit has been interrupted. That is, it is possible to easily determine whether the fuse or the low melting point metal 23 has blown.
[0049]
In addition, since the display device for determining whether or not the circuit is interrupted in the existing upper case 14a and lower case 14b is configured, no special display device is required. Therefore, an inexpensive circuit breaker with a simple structure is provided. can do.
[0050]
Also, by tightening the
[0051]
Further, the electric circuit of the vehicle can be shut off in a short time and surely, and the electric parts can be protected. Further, since thermit reaction heat of the heating agent 27 is used, a circuit breaker having a simple structure can be provided.
[0052]
In addition, since the protrusion 42 formed on the lower case 14 b prevents the upward tension of the compression spring 34, the protrusion 42 which is a joint between the first bus bar 11 and the second bus bar 19 and the
[0053]
Here, the diffusion of the component means that the component element atoms of the solder spread on the surface and inside of the base material. In some cases, the diffused solder atoms and the base metal atoms rearrange into a new atomic arrangement having a certain crystal lattice, and this is an intermetallic compound (alloy layer). Since intermetallic compounds generally have a brittle property, cracks are easily caused by external stress such as vibration and bending.
[0054]
<Second embodiment>
Next, a circuit breaker according to a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a view showing a plug which is a circuit return member provided in the circuit breaker of the second embodiment. The circuit breaker of the second embodiment uses a plug that is a circuit return member for a bolt that is a circuit return member provided in the circuit breaker of the first embodiment.
Since other configurations are the same as the configuration of the circuit breaker of the first embodiment, only the plug provided in the circuit breaker of the second embodiment and the configuration around the plug are described here. This will be described with reference to FIG. A circular opening 51 is formed on the upper surface of the upper case 14c, and two rod-shaped projections 52 are formed in the opening 51 at opposing positions.
[0055]
The plug 54 is made of resin or metal, has a substantially cylindrical shape, and can be inserted into the opening 51 formed in the upper case 14c. On the side surface of the plug 54, a plurality of first locking portions 55 for performing positioning in a normal state other than circuit return are formed.
[0056]
Further, two cutout portions 56 are formed on the side surface of the plug 54 and are gradually cut out upward from the bottom surface along the circumferential direction. The notch 56 has an introduction portion 57 for introducing the rod-shaped protrusion 52 and a second member for stopping the protrusion 52 which has slid the notch 56 by rotation of the plug 54 to perform positioning at the time of circuit return. A stop 58 is formed. A long groove 59 is formed on the upper surface of the plug 54 for rotating the plug 54 to move it downward.
[0057]
According to the circuit breaker of the second embodiment thus configured, first, the first locking portion 55 of the plug 54 is aligned with the opening 51 formed in the upper case 14c. Therefore, in a normal state other than the circuit return (for example, after the circuit is cut off), the
[0058]
Next, at the time of circuit return, the rod-shaped projection 52 is introduced into the introduction portion 57 in the cutout 56 formed in the plug 54, and is pushed downward while rotating the long groove 59. The downward movement of the plug 54 causes the
[0059]
<Third embodiment>
Next, a circuit breaker according to a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a diagram showing a state in which a clip serving as a circuit return member provided in the circuit breaker of the third embodiment is attached to the upper case. FIG. 8 is a diagram showing a detailed structure of the clip shown in FIG.
[0060]
The circuit breaker according to the third embodiment is characterized in that a clip serving as a circuit return member is used for a bolt serving as a circuit return member provided in the circuit breaker according to the first embodiment.
Since other configurations are the same as the configuration of the circuit breaker of the first embodiment, only the clip provided in the circuit breaker of the third embodiment and the configuration around the clip are described here. This will be described with reference to FIGS.
[0061]
A circular through hole 16a is formed on the upper surface of the upper case 14d, and a clip 61 made of resin or metal is inserted into the through hole 16a. The clip 61 has a first tapered portion 62 protruding in a tapered shape, a first locking portion 63 that engages with the through hole 16a in a normal state other than circuit return, and a diameter larger than the diameter of the first tapered portion 62. It is composed of a second tapered portion 64 having a large diameter, a second locking portion 65 that engages with the through hole 16a when the circuit returns, and a disk-shaped head 66.
[0062]
According to the circuit breaker of the third embodiment configured as described above, first, the first locking portion 63 of the clip 61 is fitted to the through hole 16a formed in the upper case 14d. Therefore, in a normal state other than the circuit return (for example, after the circuit is cut off), the
[0063]
Next, at the time of circuit return, when the head 66 of the clip 61 is pushed downward, the second tapered portion 64 passes through the through hole 16a and stops at the position where the second locking portion 65 reaches the through hole 16a. I do.
[0064]
The downward movement of the clip 61 moves the
[0065]
It should be noted that the present invention is not limited to the circuit breakers of the first to third embodiments described above. In the circuit breaker of the first to third embodiments, the protrusion 42 formed on the lower case 14 b presses the upper surface of the
[0066]
For example, by forming a screw portion in the
[0067]
In this case, when the
[0068]
Although the protrusion 42 and the screw portion are illustrated as the pressing prevention member, the invention is not limited thereto. In short, the thermit case formed by the compression spring 34 and formed on the upper case 14a or the lower case 14b as the pressing prevention member. Any configuration may be used as long as it is a resin member that prevents the pressing force on the
[0069]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the heating agent is ignited by an abnormal signal from the outside, the heating agent generates heat, and the melting member is melted. Therefore, the elastic member moves the heating unit to cut off the circuit. After the circuit is cut off, the upper case moves with the movement of the heating unit,ProtrudingThe second fixing portion fixes the upper case. That is, the circuit can be cut off in a short time and surely, and it is possible to easily determine whether or not the circuit is cut off based on the fixing position of the upper case. In addition, the first fixing portion and the second fixing portion are provided on the lower case. Formed, it is not necessary to provide a special operation display device, and an inexpensive circuit breaker with a simple configuration can be provided.The first fixing portion is formed in the upper case before the circuit is cut off, and engages with a lower end portion of the opened groove, and the second fixing portion is formed in the upper case after the circuit is cut off. , The presence or absence of interruption of the circuit can be easily determined depending on which of the first fixing portion and the second fixing portion is engaged with the lower end portion of the groove.
[0071]
Claim2According to the invention, since the circuit return member returns the heating unit to the original position before the circuit interruption after the circuit interruption, the circuit can be temporarily restored.
[0072]
Claim3According to the invention, since the circuit return member is a member that presses the heating unit through the through hole formed in the upper case to return the heating unit to the original position, the circuit can be easily returned.
[0073]
Claim4According to the invention, since the melting member is a resin member formed in the outer container and preventing the pressing force of the elastic member from being applied to the heating portion, the resin member melts and the heating portion rises when the heating agent is ignited. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view taken along a line AA of a circuit breaker according to a first embodiment before and after circuit breakage.
FIG. 2 is a top view of the circuit breaker according to the first embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line B-B of the circuit breaker according to the first embodiment before circuit breakage.
FIG. 4 is a detailed structural diagram of an upper case and a lower case of the circuit breaker according to the first embodiment.
FIG. 5 is a cross-sectional view of the circuit breaker according to the first embodiment after circuit recovery.
FIG. 6 is a diagram showing a plug which is a circuit return member provided in the circuit breaker according to the second embodiment.
FIG. 7 is a diagram showing a state in which a clip serving as a circuit return member provided in the circuit breaker of the third embodiment is attached to an upper case.
FIG. 8 is a view showing a detailed structure of the clip shown in FIG. 7;
FIG. 9 is a diagram showing a cross section of a conventional fuse.
10 is a diagram showing a state before the operation display device provided in the fuse shown in FIG. 9 operates.
FIG. 11 is a diagram showing a state after the operation display device operates.
[Explanation of symbols]
11 First bus bar
13,21 Busbar tip
14a Upper case
14b Lower case
15,28b bolt
19 Second busbar
23 Low melting point metal
26 Thermite Case
27 Heating agent
28a Top lid
29 Ignition
31 Lead wire
34 compression spring
36,39 Long section
37 groove
40, 55, 63 First locking portion
41, 58, 65 Second locking portion
42, 52 protrusion
51 Opening
54 plug
56 Notch
57 Introduction
59 Long groove
61 clips
62 First tapered portion
64 Second tapered portion
Claims (4)
この加熱部に有する前記加熱剤が発熱したときに溶融する溶融部材と、
前記加熱部に接触して配置され且つ前記加熱部を押圧するとともに、前記溶融部材が溶融したときに前記加熱部を移動させて回路を遮断させる伸縮自在な弾性部材と、
この弾性部材、前記加熱部、及び前記溶融部材を収納する外容器とを備え、
前記外容器は、前記加熱部の移動に伴って移動する上側ケースと、この上側ケースに被せられた下側ケースとからなり、この下側ケースは、回路遮断前に前記上側ケースを固定する突起状の第1の固定部と回路遮断後に前記上側ケースを固定する突起状の第2の固定部とを有し、
前記上側ケースには開口された溝部が形成され、前記第1の固定部は、回路遮断前に前記溝部の下端部分に係合し、前記第2の固定部は、回路遮断後に前記溝部の下端部分に係合することを特徴とする回路遮断装置。It is arranged between the first connection terminal and the second connection terminal, contacts the first connection terminal and the second connection terminal, has a heating agent, and receives an external abnormality signal when the vehicle is abnormal. A heating unit having conductivity to ignite the heating agent,
A melting member that melts when the heating agent has heat generated in the heating unit,
A stretchable elastic member that is arranged in contact with the heating unit and presses the heating unit, and moves the heating unit to cut off a circuit when the melting member is melted,
The elastic member, the heating unit, and an outer container for storing the melting member,
The outer container includes an upper case that moves with the movement of the heating unit, and a lower case that covers the upper case, and the lower case has a protrusion that fixes the upper case before a circuit is interrupted. the have a second fixing portion protruding fixing the upper case after the first fixing portion and the circuit breaker of Jo,
An open groove is formed in the upper case, the first fixing portion is engaged with a lower end portion of the groove before the circuit is cut off, and the second fixing portion is engaged with a lower end of the groove after the circuit is cut off. A circuit breaker for engaging a portion .
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