JP3587342B2

JP3587342B2 - サービススイッチ

Info

Publication number: JP3587342B2
Application number: JP33034597A
Authority: JP
Inventors: 光弘松本; 正博出野
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 1997-12-01
Filing date: 1997-12-01
Publication date: 2004-11-10
Anticipated expiration: 2017-12-01
Also published as: JPH11162290A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気回路を手動にて遮断・短絡する回路開閉装置（サービススイッチ）に関し、特に、モータ駆動のための高電圧回路を有する電気自動車等に用いて好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気自動車では、モータ駆動のための高電圧回路を有することから、点検整備（サービス）等に際し、作業者の感電を防止するために、回路電流を遮断する必要がある。従来、電気自動車に用いられるこの種の回路開閉装置としては、図５に示すサービスプラグが知られている。
【０００３】
回路開閉装置であるサービスプラグ１は、回路収容体３と、この回路収容体３に対して着脱自在な着脱プラグ５とからなる。
【０００４】
回路収容体３は、上部の開口したボックス部７と、このボックス部７の開口を塞ぐカバー９とからなる。ボックス部７には筒状の回路端子である雌端子１１、１１を一回路につき二つ並べて立設してある。雌端子１１、１１には高圧電線１３を電気的に接続してあり、高圧電線１３はボックス部７から導出されて車体内へ配索される。
【０００５】
ボックス部７の上部開口に取り付けたカバー９には、雌端子１１、１１に対応させて端子挿入穴１５を穿設してある。また、カバー９の上面には、一対の平行な案内壁１７、１７を立設してある。案内壁１７、１７のそれぞれの対向面には、上端が案内壁１７、１７の上端面で開口し、上下方向に長いガイド溝１９を形成してある。
【０００６】
一方、着脱プラグ５は、レバー２１と、このレバー２１に回動自在に連結したプラグ本体２３と、このプラグ本体２３から突出する短絡端子である雄端子２５、２５とからなる。プラグ本体２３の内部にはバスバー２７を内設してあり、バスバー２７は二つの雄端子２５、２５を導通させている。レバー２１の側面には、ボス２９、２９を突設してある。このボス２９、２９は、案内壁１７、１７のガイド溝１９に嵌入するようになっている。
【０００７】
このように構成したサービスプラグ１において、高圧電流回路を閉じるには、レバー２１を握り、レバー両側面のボス２９、２９を案内壁１７、１７のガイド溝１９に挿入する。着脱プラグ５は、ボス２９、２９がガイド溝１９に進入した直後に、雄端子２５、２５の先端が端子挿入穴１５に進入する。次いで、レバー２１を回路収容体方向に押し込むと、雄端子２５、２５が雌端子１１、１１に嵌合し、雌端子１１、１１が短絡されて、高圧電流回路が閉じられる。
【０００８】
また、高圧電流回路を開くには、レバー２１を握り、着脱プラグ５を回路収容体３から離反方向に引き抜く。これにより、雄端子２５、２５を雌端子１１、１１から抜き、高電圧回路を雌端子１１、１１との間で開き、高電圧電流を遮断する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のサービスプラグでは、一回路の開閉を行うために、二本の雄端子を着脱プラグに設けなければならないため、多回路化した場合には、着脱プラグが大型化してしまう問題があった。
また、円筒状の雌端子内に、棒状の雄端子を中心軸方向に挿入して、両者の円周面同士を接触させるため、平面同士の接触とならず（言い換えれば、線接触状態となり易く）、接触面積が低下し易い虞れがあった。
更に、上述した従来のサービスプラグでは、一回路につき二本の雄端子を同時に雌端子に挿入するため、挿入開始時の初期挿入力が、雄端子の数分加算されることになる。このため、特に多極化した場合には、初期挿入力が重なり合って、極めて高い挿入力が必要となり、挿入性を低下させる問題があった。
【００１０】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その第一の目的とするところは、小型化が可能で、且つ短絡時の電気的な接続信頼性を向上させることのできる回路開閉装置（サービススイッチ）を得ることにある。
【００１１】
また、その第二の目的とするところは、初期挿入力を軽減し、挿入性を向上させることのできるサービススイッチを得ることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る請求項１のサービススイッチは、回動軸と、該回動軸に固定され手動により該回動軸を回動させる少なくとも該回動軸に直交する方向の腕部を有したレバーと、前記回動軸の軸心に直交する平面上に配設され開かれた回路の両端に接続され、先端部に切り欠いたスリットを有する一対の固定短絡端子と、前記回動軸が貫通する両側面に導体材料からなる接触用バネを有し、前記回動軸に固定され該回動軸の一定の回転角位置で該一対の固定短絡端子に共に接触して前記一対の固定短絡端子を短絡させて前記回路を閉じる回動短絡端子と、を具備したことを特徴とするものである。
【００１３】
このサービススイッチでは、レバーを回動すると、回動軸と共に回動短絡端子が回動し、回動短絡端子が対向配置された一対の固定短絡端子に接触する。これにより、固定短絡端子の間で開かれていた回路は回動短絡端子を介して閉じられることになる。
【００１４】
また、本発明に係る請求項２のサービススイッチは、前記回動軸の軸心に直交する複数の平行な平面上に前記一対の固定短絡端子をそれぞれ配設し、該平面上にそれぞれ配設した該一対の固定短絡端子に接触する複数の前記回動短絡端子を前記回動軸に固定した請求項１記載のサービススイッチにおいて、前記回動軸の回動に伴って、異なる平面上の前記一対の固定短絡端子に順次接触するように前記複数の回動短絡端子のそれぞれを回転方向にずらして配設したことを特徴とするものである。
【００１５】
このサービススイッチでは、回動短絡端子が回転方向にずらして配設され、回動短絡端子が順次固定短絡端子に接触する。このため、複数の回動短絡端子が同時に固定短絡端子に接触することがなく、多回路にサービススイッチを用いた場合においても、初期挿入力が回路の数に比例して倍増することがない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るサービススイッチの好適な実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係るサービススイッチを示す斜視図、図２は回動短絡端子の接触部の変形過程を示す説明図である。
【００１７】
不図示の車体に固定される四角形のサービススイッチボックス（ボックス）３１には、対向する両側壁を貫通して、回動軸３３を回動自在に固定してある。ボックス３１の外部へ突出した回動軸３３の両端には、回動軸３３に対して直交方向の腕部３５を平行に固定してある。腕部３５の先端同士は、回動軸３３と平行な把持杆３７により連結してある。即ち、一対の腕部３５と把持杆３７とは、把持杆３７を把持することにより、回動軸３３を手動により回動させるレバー３９を構成している。
【００１８】
回動軸３３を支持した両側壁に挟まれる他方の両側壁には、回動軸３３を挟んで対向する一対の固定短絡端子４１、４１を固定してある。固定短絡端子４１、４１は、対向する先端部４１ａを円柱形状に形成してある。固定短絡端子４１、４１の先端部同士は、回動軸３３の軸心に直交する線上に中心軸が一致するように対向配置されている。また、固定短絡端子４１、４１の基端部４１ｂは、偏平な端子螺着部となっている。端子螺着部には貫通孔４１ｃを穿設してある。この端子螺着部には、開かれた回路（モータ駆動のための高電圧回路等）の両端に接続された不図示の電線が端子を介して螺着されるようになっている。
【００１９】
この例では、一対の固定短絡端子４１、４１を、回動軸方向に複数対（二対）並べて設けてある。一対の固定短絡端子４１、４１は、回動軸３３の軸心に直交する平面上に配設されている。従って、この例では、回動軸３３の軸心に直交する二つの平行な平面上に、一対の固定短絡端子４１、４１をそれぞれ、合計二対配設してある。
【００２０】
固定短絡端子４１、４１の先端部４１ａには、回動軸３３の軸心に直交する方向で先端部４１ａを切り欠いたスリット４３を形成してある。
【００２１】
一方、回動軸３３には、一対の固定短絡端子４１、４１毎の間に回動短絡端子４５、４５を固定してある。従って、この例では、固定短絡端子４１、４１が二対あるので、回動短絡端子４５、４５も二つ設けられることになる。回動短絡端子４５、４５は、例えば回動軸３３に直交する方向に長い直方体形状であり、中央部を回動軸３３に固定してある。従って、回動短絡端子４５、４５の両端は、回動軸３３を挟んで位置することになる。
【００２２】
回動短絡端子４５、４５の両端には、回動軸３３が貫通する両側面に導体材料からなる接触用バネ４７を設けてある。回動短絡端子４５、４５に設けられる全ての接触用バネ４７は、電気的に導通している。接触用バネ４７同士を導通させる手段としては、回動短絡端子４５、４５を導体で製作することはもとより、絶縁材からなる回動短絡端子４５、４５にバスバーを内蔵し、このバスバーを介して接触用バネ４７同士を導通させるものであってもよい。
【００２３】
図２（ａ）に示すように接触用バネ４７は、回動短絡端子４５、４５の側面から中央部が突出する山形形状となっている。接触用バネ４７は、構造的に又は材質的に弾性を有するように構成してあり、これにより、突出した中央部が平坦面となる。構造的に弾性を有するものとしては、バネ板片、バネ線状体の束、バネ線状体の編組等が考えられ、材質的に弾性を有するものとしては、導電性ゴム等が考えられる。
【００２４】
回動短絡端子４５、４５は、回動軸３３の回動に伴って、両端が回動軸３３を中心に円周方向に回転して、固定短絡端子４１、４１のスリット４３内へ挿入されるようになっている。回動短絡端子４５、４５の両側面から突出した接触用バネ４７の頂上同士の間の厚みｔ（図２参照）は、スリット４３の間隙ｓより若干大きく形成してある。従って、スリット４３内へ挿入された接触用バネ４７は、中央部が平坦面となるように弾性変形して、この平坦面によりスリット４３の内壁に接触することとなる。
【００２５】
このように構成したサービススイッチ４９の作用を説明する。
レバー３９が起こされている状態では（図１の状態）、回動短絡端子４５、４５が図１に示す状態に起立し、固定短絡端子４１、４１同士と接触していない。従って、両端を固定短絡端子４１、４１に接続した不図示の回路は、開かれた状態となり、回路電流が遮断される。
【００２６】
レバー３９を図１の時計方向に回動すると、回動軸３３と共に回動短絡端子４５、４５が回動し、回動短絡端子４５、４５の両端に設けた接触用バネ４７が、対向配置された固定短絡端子４１、４１のスリット４３内へ進入する。
【００２７】
接触用バネ４７は、突出した中央部が平坦面となって弾性変形しつつ、スリット４３内へ進入し、図２（ｂ）に示すようにスリット４３の内壁面に平坦面を介して面接触する。従って、固定短絡端子４１、４１は相互に導通した接触用バネ４７により短絡され、固定短絡端子４１、４１の間で開かれていた不図示の回路は回動短絡端子４５、４５を介して閉じられることになる。
【００２８】
このサービススイッチ４９によれば、一回路につき、一つの回動短絡端子４５を用いて開閉が行えるので、従来のように一回路につき二つの雄端子を必要とする回路開閉装置に比べて、部品点数を少なくして小型化を達成することができる。このことは、開閉回路が多回路となった場合に特に顕著な効果を奏する。
【００２９】
また、レバー３９を回動するのみで開閉が行えるので、従来の脱着プラグを脱着するための広い作業スペースが不要となり、取付け専有スペースも小さくすることができる。
【００３０】
更に、接触用バネ４７が弾性変形して、固定短絡端子４１、４１のスリット４３内壁面に、平坦面で接触するので、平面同士の接触が可能となり、従来の円周面同士の接触に比べて接触面積を大きく確保でき、接続信頼性を向上させることができる。
【００３１】
なお、上述の実施形態では、回動軸３３を挟んで固定短絡端子４１、４１を対向配置し、回動短絡端子４５、４５の中央部を回動軸３３に固定し、回動短絡端子４５、４５の両端に設けた接触用バネ４７をこの固定短絡端子４１、４１のスリット４３に挿入する例を説明したが、固定短絡端子４１、４１は、ボックス３１の一方の側面側に一対のものを上下に配置するものであってもよい。
【００３２】
次に、本発明に係るサービススイッチの他の実施形態を説明する。
図３は本発明に係るサービススイッチの他の実施形態を示す斜視図、図４はサービススイッチの初期挿入力と時間との関係を示す説明図である。
【００３３】
この実施形態によるサービススイッチ５１は、複数（この例では二つ）の回動短絡端子４５、４５を、回転方向に相互にずらして回動軸３３に固定してある。この例では、図３の右側の回動短絡端子４５が、左側の回動短絡端子４５より固定短絡端子４１に接近するようにずらされている。従って、回動短絡端子４５、４５は、回動軸３３の回転に伴い、順次固定短絡端子４１、４１に接触するようになっている。他の構成は、上述のサービススイッチ４９と同様である。
【００３４】
このように構成したサービススイッチ５１では、レバー３９を回動すると、先ず、図３の右側の回動短絡端子４５が固定短絡端子４１、４１のスリット４３内に進入する。
更に、レバー３９を同方向へ回動することにより、次に図３の左側の回動短絡端子４５が固定短絡端子４１、４１のスリット４３内に進入することになる。この際、右側の回動短絡端子４５は、スリット４３内で接触用バネ４７を接触させながら摺動して、接触状態を維持し、左側の回動短絡端子４５がスリット４３内に完全挿入された状態で、スリット４３内での摺動を停止する。
【００３５】
図４（ａ）に示すように、回動短絡端子４５の挿入力は、接触用バネ４７がスリット４３内へ進入開始する時点Ｔ１から弾性変形の終了する時点Ｔ２までの間の初期挿入力Ｐ１が、変形力と摩擦力とが合計されて最大となる。その後、変形が終了した時点Ｔ２から摺動終了までの時点Ｔ３までの摺動挿入力Ｐ２は、これにより小さくなる（Ｐ１＞Ｐ２）。
【００３６】
従って、二つの回動短絡端子４５、４５が同時に、固定短絡端子４１、４１に挿入された場合の初期挿入力Ｐ１は、一つの回動短絡端子４５が挿入された場合の倍の初期挿入力Ｐ３（Ｐ３＝Ｐ１×２）となる。即ち、Ｎ個の回動短絡端子を同一の回転角位置で配設した場合の初期挿入力は、一つの回動短絡端子の挿入に必要な初期挿入力のＮ倍となる。
【００３７】
一方、上述の他の実施形態によるサービススイッチ５１では、回動短絡端子４５、４５が順次スリット４３に進入して、回動短絡端子４５、４５が同時にスリット４３に進入しない。この結果、図４（ｂ）に示すように、初期挿入力は、図３の右側の回動短絡端子４５のみがスリット４３に進入する時の値Ｐ１となり、二つの回動短絡端子４５、４５が同時に挿入される場合に比べて半減することになる。
【００３８】
そして、右側の回動短絡端子４５が摺動挿入している間に、左側の回動短絡端子４５が挿入されるが、その時点Ｔ４での挿入力Ｐ４は、摺動挿入力Ｐ２と初期挿入力Ｐ１との合計であり（Ｐ４＝Ｐ２＋Ｐ１）、Ｐ１＞Ｐ２であることから、上述の初期挿入力Ｐ３より大きくなることがない（Ｐ３＞Ｐ４）。
【００３９】
このサービススイッチ５１によれば、回動短絡端子４５、４５を、回動軸３３の回転に伴い、順次固定短絡端子４１、４１に挿入するようにしたので、特に多極化した場合においても、初期挿入力が重なり合うことがなく、初期挿入力を低く抑えることができ、良好な挿入性を得ることができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る請求項１のサービススイッチによれば、回動軸の軸心に直交する平面上に配設した一対の固定短絡端子と、回動軸の回転により一対の固定短絡端子に共に接触する回動短絡端子とを設けたので、一回路につき、一つの回動短絡端子を用いて開閉が行え、部品点数を少なくしてサービススイッチを小型化することができる。また、固定短絡端子と回動短絡端子とを平面同士で接触させることができるので、円周面同士を接触させる場合に比べて接触面積を大きく確保でき、接続信頼性を向上させることができる。
【００４１】
また、請求項２のサービススイッチによれば、異なる平面上の一対の固定短絡端子に順次接触するように複数の回動短絡端子のそれぞれを回転方向にずらして配設したので、初期挿入力が重なり合うことがなく、初期挿入力を軽減し、挿入性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るサービススイッチを示す斜視図である。
【図２】回動短絡端子の接触部の変形過程を示す説明図である。
【図３】本発明に係るサービススイッチの他の実施形態を示す斜視図である。
【図４】サービススイッチの初期挿入力と時間との関係を示す説明図である。
【図５】従来の回路開閉装置の例を示す断面図である。
【符号の説明】
３３回動軸
３５腕部
３９レバー
４１固定短絡端子
４５回動短絡端子
４９、５１サービススイッチ

Claims

回動軸と、該回動軸に固定され手動により該回動軸を回動させる少なくとも該回動軸に直交する方向の腕部を有したレバーと、前記回動軸の軸心に直交する平面上に配設され開かれた回路の両端に接続され、先端部に切り欠いたスリットを有する一対の固定短絡端子と、
前記回動軸が貫通する両側面に導体材料からなる接触用バネを有し、前記回動軸に固定され該回動軸の一定の回転角位置で該一対の固定短絡端子に共に接触して前記一対の固定短絡端子を短絡させて前記回路を閉じる回動短絡端子と、を具備したことを特徴とするサービススイッチ。
前記回動軸の軸心に直交する複数の平行な平面上に前記一対の固定短絡端子をそれぞれ配設し、該平面上にそれぞれ配設した該一対の固定短絡端子に接触する複数の前記回動短絡端子を前記回動軸に固定した請求項１記載のサービススイッチにおいて、前記回動軸の回動に伴って、異なる平面上の前記一対の固定短絡端子に順次接触するように前記複数の回動短絡端子のそれぞれを回転方向にずらして配設したことを特徴とするサービススイッチ。