JP3792949B2 - 回路遮断装置 - 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している。
【０００３】
しかしながら、このような大電流ヒューズを使用した電装システムでは、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ワイヤーハーネス等に何らかの異常が発生したりしても、大電流ヒューズに予め設定されている許容値以上の電流が流れないと、これが溶断しないことから、許容値に近い大きな電流が連続的に流れているとき、これを検知して、バッテリーと、ワイヤーハーネスとの間を遮断する各種の保護装置が開発されている。
【０００４】
図７は保護装置のうち、バイメタルを使用した保護装置の一例を示す断面図である。図７に示す保護装置は、絶縁樹脂などによって構成され、上部側にヒューズ収納部１０２が形成されたハウジング１０３と、このハウジング１０３のヒューズ収納部１０２を開閉自在に閉止する蓋１１３と、上端部分がヒューズ収納部１０２内に突出し、下端が外部に露出するように、ハウジング１０３の下側に配置され、外部に露出した部分がバッテリー１０４のプラス端子に接続される電源ターミナル１０５と、上端部分がヒューズ収納部１０２に突出し、下端が外部に露出するように、ハウジング１０３の下側に配置され、外部に露出した部分がワイヤーハーネス１０６を構成する電線１０７を介して負荷１０８に接続される負荷ターミナル１０９と、ヒューズ収納部１０２内に配置された低融点金属などによって構成され、その一端が電源ターミナル１０５の上端に接続され、他端が負荷ターミナル１０９の上端に接続される可溶体１１０と、電源ターミナル１０５、負荷ターミナル１０９の中間位置となるように、かつ下端が外部に露出するように、ハウジング１０３の下側に配置され、外部に露出した部分がバッテリー１０４のマイナス端子に接続される中間ターミナル１１１と、２種類の金属を張り合わせた長板状部材によって構成され、下端側が中間ターミナル１１１の上端に接続され、上端側がＬ字状に曲げられて可溶体１１０と対向するように配置されるバイメタル１１２とを備えている。
【０００５】
そして、車両のイグニッションスイッチ等が操作され、バッテリー１０４のプラス端子、電源ターミナル１０５、可溶体１１０、負荷ターミナル１０９、ワイヤーハーネス１０６の電線１０７、負荷１０８、バッテリー１０４のマイナス端子なる経路で、電流が流れているとき、負荷１０８あるいはこの負荷１０８と保護装置１０１とを接続しているワイヤーハーネス１０６に何らかの異常が発生して、可溶体１１０に許容値以上の電流が流れたとき、これが発熱して溶断し、負荷１０８やワイヤーハーネス１０６などを保護する。
【０００６】
また、負荷１０８あるいは負荷１０８と保護装置１０１とを接続しているワイヤーハーネス１０６に何らかの異常が発生し、可溶体１１０に大きな電流が流れていても、これが許容値を越えていないとき、可溶体１１０に流れている電流によって可溶体１１０が発熱し、バイメタル１１２が変形を開始する。そして、可溶体１１０に大きな電流が流れ始めてから、所定時間が経過した時点で、バイメタル１１２の先端が可溶体１１０に接触して、バッテリー１０４のプラス端子、電源ターミナル１０５、可溶体１１０、中間ターミナル１１１、バッテリー１０４のマイナス端子なる経路で、可溶体１１０に大きな短絡電流が流れ、これが溶断する。
【０００７】
これにより、予め設定されている時間以上、許容値以下の電流が流れたときにも、回路を遮断して、ワイヤーハーネス１０６や負荷１０８などを保護する。
【０００８】
また、このような保護装置１０１以外に保護装置として、図８に示す保護装置１２１も開発されている。
【０００９】
図８に示す保護装置１２１は、絶縁樹脂などによって構成されるハウジング１２２と、このハウジング１２２の一側面側に埋設され、下端部分がバッテリー１２３のプラス端子に接続される電源ターミナル１２４と、ハウジング１２２の他側面側に埋設され、下端部分がワイヤーハーネス１２５を構成する電線１２６を介して負荷１２７に接続される負荷ターミナル１２８と、低融点金属等をＵ字型に形成した可溶導線１２９及び可溶導線１２９を覆うように形成される耐熱被覆１３０によって構成され、一端が電源ターミナル１２４の上端に接続され、他端が負荷ターミナル１２８の上端に接続される電線１３１と、マルテンサイト相になっているとき、図８に示すように、電線１３１に巻き付けられた形状にされ、１２０°Ｃ〜１７０°Ｃの温度まで加熱されたとき、電線１３１を締め付ける形状の母相に戻る形状記憶合金によって構成されるコイル１３２と、ハウジング１２２の外部に設けられ、上端がコイル１３２の一端に接続され、下端がバッテリー１２３のマイナス端子に接続される外部ターミナル１３３とを備えている。
【００１０】
そして、車両のイグニッションスイッチ等が操作され、バッテリー１２３のプラス端子、電源ターミナル１２４、電線１３１の可溶体１２９、負荷ターミナル１２８、ワイヤーハーネス１２５の電線１２６、負荷１２７、バッテリー１２３のマイナス端子なる経路で、電流が流れているとき、負荷１２７あるいは負荷１２７と保護装置１２１とを接続しているワイヤーハーネス１２５に何らかの異常が発生して、可溶導線１２９に許容値以上の電流が流れたとき、これが発熱して溶断し、負荷１２７やワイヤーハーネス１２５などを保護する。
【００１１】
また、負荷１２７あるいは負荷１２７と保護装置１２１とをワイヤーハーネス１２５に何らかの異常が発生し、可溶導線１２９に大きな電流が流れていても、これが許容値を越えていないとき、可溶導線１２９に流れている電流によって可溶導線１２９が発熱し、コイル１３２の温度が上昇する。そして、可溶導線１２９に大きな電流が流れ始めてから、所定時間が経過し、コイル１３２の温度が１２０°Ｃ〜１７０°Ｃの温度まで上昇したとき、コイル１３２がマルテンサイト相から母相に遷移して、熱によって軟化している耐熱被覆１３０に食い込んで、可溶導線１２９に接触し、バッテリー１２３のプラス端子、電源ターミナル１２４、可溶導線１２９、コイル１３２、外部ターミナル１３３、バッテリー１２３のマイナス端子なる経路で、可溶導線１２９に大きな短絡電流が流れ、これが溶断する。
【００１２】
これにより、予め設定された時間以上、許容値以下の電流が流れたときにも、回路を遮断して、ワイヤーハーネス１２５や負荷１２７などを保護する。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来の保護装置１０１、１２１にあっては、以下に述べるような問題があった。
【００１４】
まず、図７に示す保護装置では、熱膨張率が異なる２種類の金属を張り合わせたバイメタル１１２を使用して、可溶体１１０に大きな電流が流れているかどうかを検出しているので、可溶体１１０に流れる電流の大きさが変化すると、バイメタル１１２が変形して、回路を遮断するまでの時間が変化する。
【００１５】
このため、大きな電流が断続的に流れるような故障が発生したとき、可溶体１１０の温度がある程度以上、上昇しなくなり、保護装置１０１が回路を遮断する前に、ワイヤーハーネス１０６や負荷１０８などが燃え出してしまう虞れがあった。
【００１６】
一方、図８に示す保護装置１２１では、形状合金記憶によって構成されるコイル１３２を使用して、可溶導線１２９に大きな電流が流れているかどうかを検出しているので、可溶導線１２９に流れる電流の大きさが変化すると、コイル１３２が変形して、回路を遮断するまでの時間が変化する。
【００１７】
このため、大きな電流が断続的に流れるような故障が発生したとき、可溶導線１２９の温度がある程度以上、上昇しなくなり、保護装置１２１が回路を遮断する前に、ワイヤーハーネス１２５や負荷１２７などを過度に発熱させてしまう虞れがあった。
【００１８】
また、図７及び図８に示す保護装置では、熱変形電導部材であるバイメタル１１２やコイル１３２の熱反応時間が通電電流に左右されていた。さらには、熱変形電導部材の熱反応が異常時（過電流通電）にタイムリーに作動しない場合があった。
【００１９】
本発明は、車両の異常信号が入力されたとき、回路を短時間で且つ確実に遮断して、電気部品を保護することができる回路遮断装置を提供することを課題とする。
【００２０】
【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、加熱剤を充填した導電性を有する加熱部と、車両の異常時に外部からの異常信号により、前記加熱部に充填された加熱剤に着火する着火部と、この着火部及び前記加熱部を収納する外ケースと、伸縮自在な弾性部材と、この弾性部材を圧縮状態で取り付けるとともに前記外ケースに着脱自在であって、前記外ケースに装着されたときに前記加熱部の近傍または接触して配置されるとともに前記加熱剤の熱により溶融する着脱部材とを備えることを特徴とする。
【００２１】
請求項１の発明によれば、伸縮自在な弾性部材を圧縮状態で取り付けた着脱部材は、外ケースに装着されたときに加熱部の近傍または接触して配置される。そして、外部からの異常信号により着火部が着火すると、加熱部に充填された加熱剤が発熱し、その熱により着脱部材が溶融する。圧縮されていた弾性部材が伸張して加熱部を跳ね上げるため、加熱部と第１の接続端子及び第２の接続端子との電気的接続が遮断されるから、回路を短時間で且つ確実に遮断して、電気部品を保護することができる。
【００２２】
また、着脱部材は、外ケースに着脱自在に構成されてなるため、着脱部材の着脱作業が簡単になる。さらに、弾性部材を着脱部材で保持しているため、第１の接続端子及び第２の接続端子と加熱部との接合部に外力が加わらなくなる。
【００２３】
請求項２の発明の前記外ケースは、上ケースと、この上ケースに被せられる下ケースとからなり、この下ケースには開口部及び溝部が形成され、前記弾性部材が取り付けられた前記着脱部材は、前記溝部と嵌合するケース取付用爪を有するとともに、前記開口部に挿入可能に構成されることを特徴とする。
【００２４】
請求項２の発明によれば、弾性部材が取り付けられた着脱部材を下ケースに形成された開口部に挿入し、着脱部材に形成されたケース取付用爪を下ケースに形成された溝部に嵌合させることで、着脱部材が下ケースに容易に装着できるため、装置全体の組み付けが容易に行える。
【００２５】
請求項３の発明の前記着脱部材は、基部と、この基部に対して植立し且つ前記弾性部材が巻き付けられた胴部と、この胴部の端部に形成され且つ前記弾性部材を圧縮した状態で係止させる係止部と、前記ケース取付用爪とを有してなることを特徴とする。
【００２６】
請求項３の発明によれば、係止部を内側に倒し、弾性部材を係止部を通して胴部に押し込むことで胴部に弾性部材が巻き付けられ、弾性部材が圧縮された状態で係止部により係止される。すなわち、係止部を弾性部材の内側に設置しているため、係止部が弾性部材の反力によって内側に倒れ込む傾向にあり、これによって、係止部が加熱部と強接し、熱伝導が良好となる。また、弾性部材を着脱部材で保持しているため、第１の接続端子及び第２の接続端子と加熱部との接合部に外力が加わらなくなる。
【００２７】
請求項４の発明の前記係止部は、前記加熱剤の熱により溶融する低融点金属または樹脂部材からなることを特徴とする。
【００２８】
請求項４の発明によれば、係止部が、加熱剤の熱により溶融する低融点金属または樹脂部材からなるため、加熱剤の発熱により係止部が溶融し、弾性部材が伸張して、加熱部が跳ね上がり、第１の接続端子及び第２の接続端子の電気的接続が遮断される。
【００２９】
請求項５の発明は、前記加熱部の端部には側壁部が形成され、前記第１の接続端子及び前記第２の接続端子のそれぞれの先端部と前記側壁部とを低融点材により接合したことを特徴とする。
【００３０】
請求項５の発明によれば、第１の接続端子及び第２の接続端子のそれぞれの先端部と側壁部とを低融点材により接合したため、加熱剤の発熱により着脱部材及び低融点材が溶融すると、加熱部が跳ね上がり、第１の接続端子及び第２の接続端子の電気的接続が遮断されるから、回路を短時間で且つ確実に遮断して、電気部品を保護することができる。また、第１の接続端子及び第２の接続端子と加熱部との接合部である低融点材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。
【００３１】
【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。図１は実施の形態の回路遮断装置の遮断前の断面図である。図２は実施の形態の回路遮断装置の組立斜視図である。図３は実施の形態の回路遮断装置の遮断前のリテーナの状態図である。図４は実施の形態の回路遮断装置の遮断後のリテーナの状態図である。
【００３２】
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１１ａは、例えば、銅または銅合金からなり、図示しないバッテリ等に接続されている。また、板状の長い第２のバスバー１９ａも、例えば、銅または銅合金からなり、図示しない負荷等に接続されている。
【００３３】
図２において、上ケースとしてのキャップ１４ａには四角形状の溝部５１を有する延出部５０が形成されており、下ケースとしての樹脂ケース１４ｂには楔状の係止部５５が形成されており、溝部５１に係止部５５が嵌合することで、樹脂ケース１４ｂにキャップ１４ａが被せられるようになっている。キャップ１４ａ及び樹脂ケース１４ｂは、外ケースを構成し、樹脂（熱可塑性樹脂）等の絶縁材料の容器からなる。
【００３４】
樹脂ケース１４ｂに形成された開口部５３には、円筒状のテルミットケース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とリード線３１が接続された着火部２９とが収納されていて、加熱剤上部には上蓋２４が被せられている。
【００３５】
テルミットケース２６は、熱伝導度が良く、加熱剤２７の発熱で溶けない、例えば、黄銅、銅、銅合金、ステンレス等を用いると良い。テルミットケース２６は、金属の絞り加工等により成形され、円筒または直方体からなる。
【００３６】
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。
【００３７】
丸穴部１２を有する第１のバスバー１１ａ及び丸穴部２０を有する第２のバスバー１９ａは、上方に略直角に折り曲げられており、折り曲げられた部分が樹脂ケース１４ｂを挿通し、バスバー先端部１３ａ，１６ａがハンダ（例えば、融点が２００℃〜３００℃）等の低融点材としての低融点金属２３を介してテルミットケース２６の左右の側壁部に接触している。
【００３８】
テルミットケース２６の左右の側壁部は、バスバー先端部１３ａ，１６ａに低融点金属２３により接合されており、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１１ａと第２のバスバー１９ａとが電気的に接続可能となっている。
【００３９】
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。
【００４０】
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。このテルミット剤は、防湿対策として金属製の容器であるテルミットケース２６に封入される。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。
【００４１】
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。
【００４２】
また、樹脂ケース１４ｂの開口部５３内にあって且つテルミットケース２６の下部には、樹脂部材からなるリテーナ４５が配置されている。このリテーナ４５は、圧縮バネ３９ａを圧縮状態で取り付けるとともに樹脂ケース１４ｂに着脱自在であって、樹脂ケース１４ｂに装着されたときにテルミットケース２６の近傍または接触して配置されるとともに加熱剤２７の熱により溶融する着脱部材を構成する。
【００４３】
このリテーナ４５は、図３に示すように、基部６１と、この基部６１に形成された切欠部６３と、切欠部６３及び基部６１に対して植立したリテーナ胴部６５と、このリテーナ胴部６５の先端に形成された一対のリテーナ係止部６７と、樹脂ケース１４ｂにリテーナ４５を取り付けるための突起状のケース取付用爪６９とを有して構成される。
【００４４】
このリテーナ４５に形成されたケース取付用爪６９に対応して、樹脂ケース１４ｂには溝部１５が形成されていて、ケース取付用爪６９が樹脂ケース１４ｂに形成された溝部１５に嵌合するようになっている。
【００４５】
リテーナ胴部６５の外側には螺旋状にリテーナ胴部６５を巻いた圧縮バネ３９ａが配置されており、この圧縮バネ３９ａの先端部は、リテーナ係止部６７により係止されている。すなわち、リテーナ４５には圧縮バネ３９ａが圧縮された状態で挟み込まれている。リテーナ係止部６７及びリテーナ胴部６５の一部は、テルミットケース２６に強接している。
【００４６】
次に、このように構成された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。
【００４７】
まず、リテーナ４５の樹脂ケース１４ｂへの取り付けが行われる。最初に、一対のリテーナ係止部６７を内側に撓ませ、リテーナ４５に圧縮バネ３９ａを押し込んでリテーナ４５に圧縮バネ３９ａを組み付ける。
【００４８】
そして、圧縮バネ３９ａを組み付けた後に、樹脂ケース１４ｂの下面方向から開口部５３内に圧縮バネ３９ａが取り付けられたリテーナ４５を挿入し、リテーナ４５に形成されたケース取付用爪６９を樹脂ケース１４ｂに形成された溝部１５に嵌合させることで、リテーナ４５を樹脂ケース１４ｂに装着させる。このとき、圧縮バネ３９ａが取り付けられたリテーナ４５は、テルミットケース２６の内の着火部２９側にある側壁部に強接する。
【００４９】
すなわち、リテーナ係止部６７を内側に倒し、圧縮バネ３９ａをリテーナ４５に押し込むだけで容易に圧縮バネ３９ａをリテーナ４５に組み付けでき、リテーナ４５を容易に樹脂ケース１４ｂに装着することができる。
【００５０】
次に、リテーナ４５が樹脂ケース１４ｂに取り付けられた状態における回路遮断動作を説明する。
【００５１】
まず、通常では、第１のバスバー１１ａと第２のバスバー１９ａ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。
【００５２】
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を通って着火部２９へ電流が流れる。
【００５３】
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。
【００５４】
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の熱により低融点金属２３が加熱されて、溶融する。また、これと同時に、圧縮バネ３９ａをリテーナ４５に圧縮固定した樹脂性のリテーナ係止部６７が前記熱によって溶融する。すると、図４に示すように、圧縮バネ３９ａが伸張するため、テルミットケース２６がキャップ１４ａの方向に跳ね上がる。
【００５５】
このため、テルミットケース２６と、第１のバスバー１１ａ及び第２のバスバー１９ａとの電気的接続が切断される。すなわち、車両の電気回路が遮断されることになる。
【００５６】
このように、実施の形態の回路遮断装置によれば、車両からの異常信号を入力して、着火部２９の発火により、加熱剤２７でテルミット反応を起こさせ、そのテルミット反応熱で、低融点金属２３及びリテーナ係止部６７を溶融させるため、圧縮バネ３９ａが瞬時に跳ね上がる。このため、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。
【００５７】
また、リテーナ４５のリテーナ係止部６７を圧縮バネ３９ａの内側に設置しているため、リテーナ係止部６７が圧縮バネ３９ａの反力によって内側に倒れ込む傾向があり、テルミットケース２６とリテーナ４５とが強接し、これによってテルミットケース２６からリテーナ４５への熱伝導が良好となるので、効率よくリテーナ係止部６７を溶融することができる。
【００５８】
また、リテーナ係止部６７を内側に倒し、圧縮バネ３９ａをリテーナ４５に押し込むだけで容易に圧縮バネ３９ａをリテーナ４５に組み付けでき、リテーナ４５を容易に樹脂ケース１４ｂに装着することができる。
【００５９】
さらに、リテーナ４５に形成されたケース取付用爪６９を、樹脂ケース１４ｂに形成された溝部１５より内側に倒せば、リテーナ４５を樹脂ケース１４ｂから容易に離脱することができる。従って、リテーナ４５の樹脂ケース１４ｂに対する着脱が簡単に行える。
【００６０】
また、圧縮バネ３９ａをリテーナ４５により保持しているため、第１のバスバー１１ａ及び第２のバスバー１９ａとテルミットケース２６との接合部、すなわち、低融点金属２３に外力を加えることがなくなる。このため、接合部の信頼性を向上することができる。
【００６１】
また、圧縮バネ３９ａとリテーナ４５とのサブアッシーをヒューズ下面、すなわち、樹脂ケース１４ｂの開口部５３から挿入するようにしているため、回路遮断装置全体の組み付けが容易になる。さらに、回路が遮断された後には、リテーナ４５とテルミットケース２６とを交換すれば、樹脂ケース１４ｂは、そのままの状態で、ヒューズとして再利用が可能となる。
【００６２】
また、樹脂ケース１４ｂにキャップ１４ａを被せるため、回路遮断時におけるテルミットケース２６がキャップ１４ａから飛び出すことがなくなり、これによって、熱による火傷等を防止することができる。
【００６３】
次に、回路遮断装置に他のリテーナを組み込んだ例を説明する。図５は実施の形態の回路遮断装置の遮断前の他のリテーナの状態図である。図６は実施の形態の回路遮断装置の遮断後の他のリテーナの状態図である。
【００６４】
図５に示す他のリテーナは、基部６１と、この基部６１に形成された切欠部６３と、切欠部６３及び基部６１に対して植立したリテーナ胴部７５と、このリテーナ胴部７５の先端に形成された一対の金属係止部７７と、樹脂ケース１４ｂにリテーナ４５を取り付けるための突起状のケース取付用爪６９とを有して構成される。
【００６５】
一対の金属係止部７７及びリテーナ胴部７５は、加熱剤２７の熱により溶融するハンダ（例えば、融点が２００℃〜３００℃）等の低融点材としての低融点金属からなる。
【００６６】
このような構成の他のリテーナを樹脂ケース１４ｂに装着させても、加熱剤２７の発熱とテルミットケース２６の熱により圧縮バネ３９ａを他のリテーナに圧縮固定した金属係止部７７が前記熱によって溶融する。すると、図６に示すように、圧縮バネ３９ａが伸張するため、テルミットケース２６がキャップ１４ａの方向に跳ね上がり、車両の電気回路が遮断されることになる。
【００６７】
なお、実施の形態では、圧縮バネ３９ａ及び低融点金属２３を設け、リテーナ４５及び低融点金属２３が溶融したときに回路を遮断したが、例えば、低融点金属２３を設けることなくリテーナ４５のみを設け、リテーナ４５が溶融したときに回路を遮断するようにしても良い。このほか、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で種々変形して実施可能であるのは勿論である。
【００６８】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、伸縮自在な弾性部材を圧縮状態で取り付けた着脱部材は、外ケースに装着されたときに加熱部の近傍または接触して配置される。そして、外部からの異常信号により着火部が着火すると、加熱部に充填された加熱剤が発熱し、その熱により着脱部材が溶融する。圧縮されていた弾性部材が伸張して加熱部を跳ね上げるため、加熱部と第１の接続端子及び第２の接続端子との電気的接続が遮断されるから、回路を短時間で且つ確実に遮断して、電気部品を保護することができる。
【００６９】
また、着脱部材は、外ケースに着脱自在に構成されてなるため、着脱部材の着脱作業が簡単になる。さらに、弾性部材を着脱部材で保持しているため、第１の接続端子及び第２の接続端子と加熱部との接合部に外力が加わらなくなる。
【００７０】
請求項２の発明によれば、弾性部材が取り付けられた着脱部材を下ケースに形成された開口部に挿入し、着脱部材に形成されたケース取付用爪を下ケースに形成された溝部に嵌合させることで、着脱部材が下ケースに容易に装着できるため、装置全体の組み付けが容易に行える。
【００７１】
請求項３の発明によれば、係止部を内側に倒し、弾性部材を係止部を通して胴部に押し込むことで胴部に弾性部材が巻き付けられ、弾性部材が圧縮された状態で係止部により係止される。すなわち、係止部を弾性部材の内側に設置しているため、係止部が弾性部材の反力によって内側に倒れ込む傾向にあり、これによって、係止部が加熱部と強接し、熱伝導が良好となる。また、弾性部材を着脱部材で保持しているため、第１の接続端子及び第２の接続端子と加熱部との接合部に外力が加わらなくなる。
【００７２】
請求項４の発明によれば、係止部が、加熱剤の熱により溶融する低融点金属または樹脂部材からなるため、加熱剤の発熱により係止部が溶融し、弾性部材が伸張して、加熱部が跳ね上がり、第１の接続端子及び第２の接続端子の電気的接続が遮断される。
【００７３】
請求項５の発明によれば、第１の接続端子及び第２の接続端子のそれぞれの先端部と側壁部とを低融点材により接合したため、加熱剤の発熱により着脱部材及び低融点材が溶融すると、加熱部が跳ね上がり、第１の接続端子及び第２の接続端子の電気的接続が遮断されるから、回路を短時間で且つ確実に遮断して、電気部品を保護することができる。また、第１の接続端子及び第２の接続端子と加熱部との接合部である低融点材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。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態の回路遮断装置の遮断前の断面図である。
【図２】実施の形態の回路遮断装置の組立斜視図である。
【図３】実施の形態の回路遮断装置の遮断前のリテーナの状態図である。
【図４】実施の形態の回路遮断装置の遮断後のリテーナの状態図である。
【図５】実施の形態の回路遮断装置の遮断前の他のリテーナの状態図である。
【図６】実施の形態の回路遮断装置の遮断後の他のリテーナの状態図である。
【図７】従来のバイメタルを使用した保護装置の一例を示す断面図である。
【図８】従来の保護装置の他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
１１ａ 第１のバスバー
１３ａ，１６ａ バスバー先端部
１４ａ キャップ
１４ｂ 樹脂ケース
１５ 溝部
１９ａ 第２のバスバー
２３ 低融点金属
２４ 上蓋
２６ テルミットケース
２７ 加熱剤
２９ 着火部
３１ リード線
３９ａ 圧縮バネ
４５ リテーナ
６１ 基部
６５ リテーナ胴部
６７ リテーナ係止部
６９ ケース取付用爪
７７ 金属係止部
【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している。
【０００３】
しかしながら、このような大電流ヒューズを使用した電装システムでは、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ワイヤーハーネス等に何らかの異常が発生したりしても、大電流ヒューズに予め設定されている許容値以上の電流が流れないと、これが溶断しないことから、許容値に近い大きな電流が連続的に流れているとき、これを検知して、バッテリーと、ワイヤーハーネスとの間を遮断する各種の保護装置が開発されている。
【０００４】
図７は保護装置のうち、バイメタルを使用した保護装置の一例を示す断面図である。図７に示す保護装置は、絶縁樹脂などによって構成され、上部側にヒューズ収納部１０２が形成されたハウジング１０３と、このハウジング１０３のヒューズ収納部１０２を開閉自在に閉止する蓋１１３と、上端部分がヒューズ収納部１０２内に突出し、下端が外部に露出するように、ハウジング１０３の下側に配置され、外部に露出した部分がバッテリー１０４のプラス端子に接続される電源ターミナル１０５と、上端部分がヒューズ収納部１０２に突出し、下端が外部に露出するように、ハウジング１０３の下側に配置され、外部に露出した部分がワイヤーハーネス１０６を構成する電線１０７を介して負荷１０８に接続される負荷ターミナル１０９と、ヒューズ収納部１０２内に配置された低融点金属などによって構成され、その一端が電源ターミナル１０５の上端に接続され、他端が負荷ターミナル１０９の上端に接続される可溶体１１０と、電源ターミナル１０５、負荷ターミナル１０９の中間位置となるように、かつ下端が外部に露出するように、ハウジング１０３の下側に配置され、外部に露出した部分がバッテリー１０４のマイナス端子に接続される中間ターミナル１１１と、２種類の金属を張り合わせた長板状部材によって構成され、下端側が中間ターミナル１１１の上端に接続され、上端側がＬ字状に曲げられて可溶体１１０と対向するように配置されるバイメタル１１２とを備えている。
【０００５】
そして、車両のイグニッションスイッチ等が操作され、バッテリー１０４のプラス端子、電源ターミナル１０５、可溶体１１０、負荷ターミナル１０９、ワイヤーハーネス１０６の電線１０７、負荷１０８、バッテリー１０４のマイナス端子なる経路で、電流が流れているとき、負荷１０８あるいはこの負荷１０８と保護装置１０１とを接続しているワイヤーハーネス１０６に何らかの異常が発生して、可溶体１１０に許容値以上の電流が流れたとき、これが発熱して溶断し、負荷１０８やワイヤーハーネス１０６などを保護する。
【０００６】
また、負荷１０８あるいは負荷１０８と保護装置１０１とを接続しているワイヤーハーネス１０６に何らかの異常が発生し、可溶体１１０に大きな電流が流れていても、これが許容値を越えていないとき、可溶体１１０に流れている電流によって可溶体１１０が発熱し、バイメタル１１２が変形を開始する。そして、可溶体１１０に大きな電流が流れ始めてから、所定時間が経過した時点で、バイメタル１１２の先端が可溶体１１０に接触して、バッテリー１０４のプラス端子、電源ターミナル１０５、可溶体１１０、中間ターミナル１１１、バッテリー１０４のマイナス端子なる経路で、可溶体１１０に大きな短絡電流が流れ、これが溶断する。
【０００７】
これにより、予め設定されている時間以上、許容値以下の電流が流れたときにも、回路を遮断して、ワイヤーハーネス１０６や負荷１０８などを保護する。
【０００８】
また、このような保護装置１０１以外に保護装置として、図８に示す保護装置１２１も開発されている。
【０００９】
図８に示す保護装置１２１は、絶縁樹脂などによって構成されるハウジング１２２と、このハウジング１２２の一側面側に埋設され、下端部分がバッテリー１２３のプラス端子に接続される電源ターミナル１２４と、ハウジング１２２の他側面側に埋設され、下端部分がワイヤーハーネス１２５を構成する電線１２６を介して負荷１２７に接続される負荷ターミナル１２８と、低融点金属等をＵ字型に形成した可溶導線１２９及び可溶導線１２９を覆うように形成される耐熱被覆１３０によって構成され、一端が電源ターミナル１２４の上端に接続され、他端が負荷ターミナル１２８の上端に接続される電線１３１と、マルテンサイト相になっているとき、図８に示すように、電線１３１に巻き付けられた形状にされ、１２０°Ｃ〜１７０°Ｃの温度まで加熱されたとき、電線１３１を締め付ける形状の母相に戻る形状記憶合金によって構成されるコイル１３２と、ハウジング１２２の外部に設けられ、上端がコイル１３２の一端に接続され、下端がバッテリー１２３のマイナス端子に接続される外部ターミナル１３３とを備えている。
【００１０】
そして、車両のイグニッションスイッチ等が操作され、バッテリー１２３のプラス端子、電源ターミナル１２４、電線１３１の可溶体１２９、負荷ターミナル１２８、ワイヤーハーネス１２５の電線１２６、負荷１２７、バッテリー１２３のマイナス端子なる経路で、電流が流れているとき、負荷１２７あるいは負荷１２７と保護装置１２１とを接続しているワイヤーハーネス１２５に何らかの異常が発生して、可溶導線１２９に許容値以上の電流が流れたとき、これが発熱して溶断し、負荷１２７やワイヤーハーネス１２５などを保護する。
【００１１】
また、負荷１２７あるいは負荷１２７と保護装置１２１とをワイヤーハーネス１２５に何らかの異常が発生し、可溶導線１２９に大きな電流が流れていても、これが許容値を越えていないとき、可溶導線１２９に流れている電流によって可溶導線１２９が発熱し、コイル１３２の温度が上昇する。そして、可溶導線１２９に大きな電流が流れ始めてから、所定時間が経過し、コイル１３２の温度が１２０°Ｃ〜１７０°Ｃの温度まで上昇したとき、コイル１３２がマルテンサイト相から母相に遷移して、熱によって軟化している耐熱被覆１３０に食い込んで、可溶導線１２９に接触し、バッテリー１２３のプラス端子、電源ターミナル１２４、可溶導線１２９、コイル１３２、外部ターミナル１３３、バッテリー１２３のマイナス端子なる経路で、可溶導線１２９に大きな短絡電流が流れ、これが溶断する。
【００１２】
これにより、予め設定された時間以上、許容値以下の電流が流れたときにも、回路を遮断して、ワイヤーハーネス１２５や負荷１２７などを保護する。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来の保護装置１０１、１２１にあっては、以下に述べるような問題があった。
【００１４】
まず、図７に示す保護装置では、熱膨張率が異なる２種類の金属を張り合わせたバイメタル１１２を使用して、可溶体１１０に大きな電流が流れているかどうかを検出しているので、可溶体１１０に流れる電流の大きさが変化すると、バイメタル１１２が変形して、回路を遮断するまでの時間が変化する。
【００１５】
このため、大きな電流が断続的に流れるような故障が発生したとき、可溶体１１０の温度がある程度以上、上昇しなくなり、保護装置１０１が回路を遮断する前に、ワイヤーハーネス１０６や負荷１０８などが燃え出してしまう虞れがあった。
【００１６】
一方、図８に示す保護装置１２１では、形状合金記憶によって構成されるコイル１３２を使用して、可溶導線１２９に大きな電流が流れているかどうかを検出しているので、可溶導線１２９に流れる電流の大きさが変化すると、コイル１３２が変形して、回路を遮断するまでの時間が変化する。
【００１７】
このため、大きな電流が断続的に流れるような故障が発生したとき、可溶導線１２９の温度がある程度以上、上昇しなくなり、保護装置１２１が回路を遮断する前に、ワイヤーハーネス１２５や負荷１２７などを過度に発熱させてしまう虞れがあった。
【００１８】
また、図７及び図８に示す保護装置では、熱変形電導部材であるバイメタル１１２やコイル１３２の熱反応時間が通電電流に左右されていた。さらには、熱変形電導部材の熱反応が異常時（過電流通電）にタイムリーに作動しない場合があった。
【００１９】
本発明は、車両の異常信号が入力されたとき、回路を短時間で且つ確実に遮断して、電気部品を保護することができる回路遮断装置を提供することを課題とする。
【００２０】
【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、加熱剤を充填した導電性を有する加熱部と、車両の異常時に外部からの異常信号により、前記加熱部に充填された加熱剤に着火する着火部と、この着火部及び前記加熱部を収納する外ケースと、伸縮自在な弾性部材と、この弾性部材を圧縮状態で取り付けるとともに前記外ケースに着脱自在であって、前記外ケースに装着されたときに前記加熱部の近傍または接触して配置されるとともに前記加熱剤の熱により溶融する着脱部材とを備えることを特徴とする。
【００２１】
請求項１の発明によれば、伸縮自在な弾性部材を圧縮状態で取り付けた着脱部材は、外ケースに装着されたときに加熱部の近傍または接触して配置される。そして、外部からの異常信号により着火部が着火すると、加熱部に充填された加熱剤が発熱し、その熱により着脱部材が溶融する。圧縮されていた弾性部材が伸張して加熱部を跳ね上げるため、加熱部と第１の接続端子及び第２の接続端子との電気的接続が遮断されるから、回路を短時間で且つ確実に遮断して、電気部品を保護することができる。
【００２２】
また、着脱部材は、外ケースに着脱自在に構成されてなるため、着脱部材の着脱作業が簡単になる。さらに、弾性部材を着脱部材で保持しているため、第１の接続端子及び第２の接続端子と加熱部との接合部に外力が加わらなくなる。
【００２３】
請求項２の発明の前記外ケースは、上ケースと、この上ケースに被せられる下ケースとからなり、この下ケースには開口部及び溝部が形成され、前記弾性部材が取り付けられた前記着脱部材は、前記溝部と嵌合するケース取付用爪を有するとともに、前記開口部に挿入可能に構成されることを特徴とする。
【００２４】
請求項２の発明によれば、弾性部材が取り付けられた着脱部材を下ケースに形成された開口部に挿入し、着脱部材に形成されたケース取付用爪を下ケースに形成された溝部に嵌合させることで、着脱部材が下ケースに容易に装着できるため、装置全体の組み付けが容易に行える。
【００２５】
請求項３の発明の前記着脱部材は、基部と、この基部に対して植立し且つ前記弾性部材が巻き付けられた胴部と、この胴部の端部に形成され且つ前記弾性部材を圧縮した状態で係止させる係止部と、前記ケース取付用爪とを有してなることを特徴とする。
【００２６】
請求項３の発明によれば、係止部を内側に倒し、弾性部材を係止部を通して胴部に押し込むことで胴部に弾性部材が巻き付けられ、弾性部材が圧縮された状態で係止部により係止される。すなわち、係止部を弾性部材の内側に設置しているため、係止部が弾性部材の反力によって内側に倒れ込む傾向にあり、これによって、係止部が加熱部と強接し、熱伝導が良好となる。また、弾性部材を着脱部材で保持しているため、第１の接続端子及び第２の接続端子と加熱部との接合部に外力が加わらなくなる。
【００２７】
請求項４の発明の前記係止部は、前記加熱剤の熱により溶融する低融点金属または樹脂部材からなることを特徴とする。
【００２８】
請求項４の発明によれば、係止部が、加熱剤の熱により溶融する低融点金属または樹脂部材からなるため、加熱剤の発熱により係止部が溶融し、弾性部材が伸張して、加熱部が跳ね上がり、第１の接続端子及び第２の接続端子の電気的接続が遮断される。
【００２９】
請求項５の発明は、前記加熱部の端部には側壁部が形成され、前記第１の接続端子及び前記第２の接続端子のそれぞれの先端部と前記側壁部とを低融点材により接合したことを特徴とする。
【００３０】
請求項５の発明によれば、第１の接続端子及び第２の接続端子のそれぞれの先端部と側壁部とを低融点材により接合したため、加熱剤の発熱により着脱部材及び低融点材が溶融すると、加熱部が跳ね上がり、第１の接続端子及び第２の接続端子の電気的接続が遮断されるから、回路を短時間で且つ確実に遮断して、電気部品を保護することができる。また、第１の接続端子及び第２の接続端子と加熱部との接合部である低融点材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。
【００３１】
【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。図１は実施の形態の回路遮断装置の遮断前の断面図である。図２は実施の形態の回路遮断装置の組立斜視図である。図３は実施の形態の回路遮断装置の遮断前のリテーナの状態図である。図４は実施の形態の回路遮断装置の遮断後のリテーナの状態図である。
【００３２】
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１１ａは、例えば、銅または銅合金からなり、図示しないバッテリ等に接続されている。また、板状の長い第２のバスバー１９ａも、例えば、銅または銅合金からなり、図示しない負荷等に接続されている。
【００３３】
図２において、上ケースとしてのキャップ１４ａには四角形状の溝部５１を有する延出部５０が形成されており、下ケースとしての樹脂ケース１４ｂには楔状の係止部５５が形成されており、溝部５１に係止部５５が嵌合することで、樹脂ケース１４ｂにキャップ１４ａが被せられるようになっている。キャップ１４ａ及び樹脂ケース１４ｂは、外ケースを構成し、樹脂（熱可塑性樹脂）等の絶縁材料の容器からなる。
【００３４】
樹脂ケース１４ｂに形成された開口部５３には、円筒状のテルミットケース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とリード線３１が接続された着火部２９とが収納されていて、加熱剤上部には上蓋２４が被せられている。
【００３５】
テルミットケース２６は、熱伝導度が良く、加熱剤２７の発熱で溶けない、例えば、黄銅、銅、銅合金、ステンレス等を用いると良い。テルミットケース２６は、金属の絞り加工等により成形され、円筒または直方体からなる。
【００３６】
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。
【００３７】
丸穴部１２を有する第１のバスバー１１ａ及び丸穴部２０を有する第２のバスバー１９ａは、上方に略直角に折り曲げられており、折り曲げられた部分が樹脂ケース１４ｂを挿通し、バスバー先端部１３ａ，１６ａがハンダ（例えば、融点が２００℃〜３００℃）等の低融点材としての低融点金属２３を介してテルミットケース２６の左右の側壁部に接触している。
【００３８】
テルミットケース２６の左右の側壁部は、バスバー先端部１３ａ，１６ａに低融点金属２３により接合されており、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１１ａと第２のバスバー１９ａとが電気的に接続可能となっている。
【００３９】
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。
【００４０】
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。このテルミット剤は、防湿対策として金属製の容器であるテルミットケース２６に封入される。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。
【００４１】
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。
【００４２】
また、樹脂ケース１４ｂの開口部５３内にあって且つテルミットケース２６の下部には、樹脂部材からなるリテーナ４５が配置されている。このリテーナ４５は、圧縮バネ３９ａを圧縮状態で取り付けるとともに樹脂ケース１４ｂに着脱自在であって、樹脂ケース１４ｂに装着されたときにテルミットケース２６の近傍または接触して配置されるとともに加熱剤２７の熱により溶融する着脱部材を構成する。
【００４３】
このリテーナ４５は、図３に示すように、基部６１と、この基部６１に形成された切欠部６３と、切欠部６３及び基部６１に対して植立したリテーナ胴部６５と、このリテーナ胴部６５の先端に形成された一対のリテーナ係止部６７と、樹脂ケース１４ｂにリテーナ４５を取り付けるための突起状のケース取付用爪６９とを有して構成される。
【００４４】
このリテーナ４５に形成されたケース取付用爪６９に対応して、樹脂ケース１４ｂには溝部１５が形成されていて、ケース取付用爪６９が樹脂ケース１４ｂに形成された溝部１５に嵌合するようになっている。
【００４５】
リテーナ胴部６５の外側には螺旋状にリテーナ胴部６５を巻いた圧縮バネ３９ａが配置されており、この圧縮バネ３９ａの先端部は、リテーナ係止部６７により係止されている。すなわち、リテーナ４５には圧縮バネ３９ａが圧縮された状態で挟み込まれている。リテーナ係止部６７及びリテーナ胴部６５の一部は、テルミットケース２６に強接している。
【００４６】
次に、このように構成された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。
【００４７】
まず、リテーナ４５の樹脂ケース１４ｂへの取り付けが行われる。最初に、一対のリテーナ係止部６７を内側に撓ませ、リテーナ４５に圧縮バネ３９ａを押し込んでリテーナ４５に圧縮バネ３９ａを組み付ける。
【００４８】
そして、圧縮バネ３９ａを組み付けた後に、樹脂ケース１４ｂの下面方向から開口部５３内に圧縮バネ３９ａが取り付けられたリテーナ４５を挿入し、リテーナ４５に形成されたケース取付用爪６９を樹脂ケース１４ｂに形成された溝部１５に嵌合させることで、リテーナ４５を樹脂ケース１４ｂに装着させる。このとき、圧縮バネ３９ａが取り付けられたリテーナ４５は、テルミットケース２６の内の着火部２９側にある側壁部に強接する。
【００４９】
すなわち、リテーナ係止部６７を内側に倒し、圧縮バネ３９ａをリテーナ４５に押し込むだけで容易に圧縮バネ３９ａをリテーナ４５に組み付けでき、リテーナ４５を容易に樹脂ケース１４ｂに装着することができる。
【００５０】
次に、リテーナ４５が樹脂ケース１４ｂに取り付けられた状態における回路遮断動作を説明する。
【００５１】
まず、通常では、第１のバスバー１１ａと第２のバスバー１９ａ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。
【００５２】
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を通って着火部２９へ電流が流れる。
【００５３】
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。
【００５４】
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の熱により低融点金属２３が加熱されて、溶融する。また、これと同時に、圧縮バネ３９ａをリテーナ４５に圧縮固定した樹脂性のリテーナ係止部６７が前記熱によって溶融する。すると、図４に示すように、圧縮バネ３９ａが伸張するため、テルミットケース２６がキャップ１４ａの方向に跳ね上がる。
【００５５】
このため、テルミットケース２６と、第１のバスバー１１ａ及び第２のバスバー１９ａとの電気的接続が切断される。すなわち、車両の電気回路が遮断されることになる。
【００５６】
このように、実施の形態の回路遮断装置によれば、車両からの異常信号を入力して、着火部２９の発火により、加熱剤２７でテルミット反応を起こさせ、そのテルミット反応熱で、低融点金属２３及びリテーナ係止部６７を溶融させるため、圧縮バネ３９ａが瞬時に跳ね上がる。このため、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。
【００５７】
また、リテーナ４５のリテーナ係止部６７を圧縮バネ３９ａの内側に設置しているため、リテーナ係止部６７が圧縮バネ３９ａの反力によって内側に倒れ込む傾向があり、テルミットケース２６とリテーナ４５とが強接し、これによってテルミットケース２６からリテーナ４５への熱伝導が良好となるので、効率よくリテーナ係止部６７を溶融することができる。
【００５８】
また、リテーナ係止部６７を内側に倒し、圧縮バネ３９ａをリテーナ４５に押し込むだけで容易に圧縮バネ３９ａをリテーナ４５に組み付けでき、リテーナ４５を容易に樹脂ケース１４ｂに装着することができる。
【００５９】
さらに、リテーナ４５に形成されたケース取付用爪６９を、樹脂ケース１４ｂに形成された溝部１５より内側に倒せば、リテーナ４５を樹脂ケース１４ｂから容易に離脱することができる。従って、リテーナ４５の樹脂ケース１４ｂに対する着脱が簡単に行える。
【００６０】
また、圧縮バネ３９ａをリテーナ４５により保持しているため、第１のバスバー１１ａ及び第２のバスバー１９ａとテルミットケース２６との接合部、すなわち、低融点金属２３に外力を加えることがなくなる。このため、接合部の信頼性を向上することができる。
【００６１】
また、圧縮バネ３９ａとリテーナ４５とのサブアッシーをヒューズ下面、すなわち、樹脂ケース１４ｂの開口部５３から挿入するようにしているため、回路遮断装置全体の組み付けが容易になる。さらに、回路が遮断された後には、リテーナ４５とテルミットケース２６とを交換すれば、樹脂ケース１４ｂは、そのままの状態で、ヒューズとして再利用が可能となる。
【００６２】
また、樹脂ケース１４ｂにキャップ１４ａを被せるため、回路遮断時におけるテルミットケース２６がキャップ１４ａから飛び出すことがなくなり、これによって、熱による火傷等を防止することができる。
【００６３】
次に、回路遮断装置に他のリテーナを組み込んだ例を説明する。図５は実施の形態の回路遮断装置の遮断前の他のリテーナの状態図である。図６は実施の形態の回路遮断装置の遮断後の他のリテーナの状態図である。
【００６４】
図５に示す他のリテーナは、基部６１と、この基部６１に形成された切欠部６３と、切欠部６３及び基部６１に対して植立したリテーナ胴部７５と、このリテーナ胴部７５の先端に形成された一対の金属係止部７７と、樹脂ケース１４ｂにリテーナ４５を取り付けるための突起状のケース取付用爪６９とを有して構成される。
【００６５】
一対の金属係止部７７及びリテーナ胴部７５は、加熱剤２７の熱により溶融するハンダ（例えば、融点が２００℃〜３００℃）等の低融点材としての低融点金属からなる。
【００６６】
このような構成の他のリテーナを樹脂ケース１４ｂに装着させても、加熱剤２７の発熱とテルミットケース２６の熱により圧縮バネ３９ａを他のリテーナに圧縮固定した金属係止部７７が前記熱によって溶融する。すると、図６に示すように、圧縮バネ３９ａが伸張するため、テルミットケース２６がキャップ１４ａの方向に跳ね上がり、車両の電気回路が遮断されることになる。
【００６７】
なお、実施の形態では、圧縮バネ３９ａ及び低融点金属２３を設け、リテーナ４５及び低融点金属２３が溶融したときに回路を遮断したが、例えば、低融点金属２３を設けることなくリテーナ４５のみを設け、リテーナ４５が溶融したときに回路を遮断するようにしても良い。このほか、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で種々変形して実施可能であるのは勿論である。
【００６８】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、伸縮自在な弾性部材を圧縮状態で取り付けた着脱部材は、外ケースに装着されたときに加熱部の近傍または接触して配置される。そして、外部からの異常信号により着火部が着火すると、加熱部に充填された加熱剤が発熱し、その熱により着脱部材が溶融する。圧縮されていた弾性部材が伸張して加熱部を跳ね上げるため、加熱部と第１の接続端子及び第２の接続端子との電気的接続が遮断されるから、回路を短時間で且つ確実に遮断して、電気部品を保護することができる。
【００６９】
また、着脱部材は、外ケースに着脱自在に構成されてなるため、着脱部材の着脱作業が簡単になる。さらに、弾性部材を着脱部材で保持しているため、第１の接続端子及び第２の接続端子と加熱部との接合部に外力が加わらなくなる。
【００７０】
請求項２の発明によれば、弾性部材が取り付けられた着脱部材を下ケースに形成された開口部に挿入し、着脱部材に形成されたケース取付用爪を下ケースに形成された溝部に嵌合させることで、着脱部材が下ケースに容易に装着できるため、装置全体の組み付けが容易に行える。
【００７１】
請求項３の発明によれば、係止部を内側に倒し、弾性部材を係止部を通して胴部に押し込むことで胴部に弾性部材が巻き付けられ、弾性部材が圧縮された状態で係止部により係止される。すなわち、係止部を弾性部材の内側に設置しているため、係止部が弾性部材の反力によって内側に倒れ込む傾向にあり、これによって、係止部が加熱部と強接し、熱伝導が良好となる。また、弾性部材を着脱部材で保持しているため、第１の接続端子及び第２の接続端子と加熱部との接合部に外力が加わらなくなる。
【００７２】
請求項４の発明によれば、係止部が、加熱剤の熱により溶融する低融点金属または樹脂部材からなるため、加熱剤の発熱により係止部が溶融し、弾性部材が伸張して、加熱部が跳ね上がり、第１の接続端子及び第２の接続端子の電気的接続が遮断される。
【００７３】
請求項５の発明によれば、第１の接続端子及び第２の接続端子のそれぞれの先端部と側壁部とを低融点材により接合したため、加熱剤の発熱により着脱部材及び低融点材が溶融すると、加熱部が跳ね上がり、第１の接続端子及び第２の接続端子の電気的接続が遮断されるから、回路を短時間で且つ確実に遮断して、電気部品を保護することができる。また、第１の接続端子及び第２の接続端子と加熱部との接合部である低融点材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。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態の回路遮断装置の遮断前の断面図である。
【図２】実施の形態の回路遮断装置の組立斜視図である。
【図３】実施の形態の回路遮断装置の遮断前のリテーナの状態図である。
【図４】実施の形態の回路遮断装置の遮断後のリテーナの状態図である。
【図５】実施の形態の回路遮断装置の遮断前の他のリテーナの状態図である。
【図６】実施の形態の回路遮断装置の遮断後の他のリテーナの状態図である。
【図７】従来のバイメタルを使用した保護装置の一例を示す断面図である。
【図８】従来の保護装置の他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
１１ａ 第１のバスバー
１３ａ，１６ａ バスバー先端部
１４ａ キャップ
１４ｂ 樹脂ケース
１５ 溝部
１９ａ 第２のバスバー
２３ 低融点金属
２４ 上蓋
２６ テルミットケース
２７ 加熱剤
２９ 着火部
３１ リード線
３９ａ 圧縮バネ
４５ リテーナ
６１ 基部
６５ リテーナ胴部
６７ リテーナ係止部
６９ ケース取付用爪
７７ 金属係止部
Claims (5)
- 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、加熱剤を充填した導電性を有する加熱部と、
車両の異常時に外部からの異常信号により、前記加熱部に充填された加熱剤に着火する着火部と、
この着火部及び前記加熱部を収納する外ケースと、
伸縮自在な弾性部材と、
この弾性部材を圧縮状態で取り付けるとともに前記外ケースに着脱自在であって、前記外ケースに装着されたときに前記加熱部の近傍または接触して配置されるとともに前記加熱剤の熱により溶融する着脱部材と、
を備えることを特徴とする回路遮断装置。 - 前記外ケースは、上ケースと、この上ケースに被せられる下ケースとからなり、この下ケースには開口部及び溝部が形成され、
前記弾性部材が取り付けられた前記着脱部材は、前記溝部と嵌合するケース取付用爪を有するとともに、前記開口部に挿入可能に構成されることを特徴とする請求項１記載の回路遮断装置。 - 前記着脱部材は、基部と、この基部に対して植立し且つ前記弾性部材が巻き付けられた胴部と、この胴部の端部に形成され且つ前記弾性部材を圧縮した状態で係止させる係止部と、前記ケース取付用爪とを有してなることを特徴とする請求項２記載の回路遮断装置。
- 前記係止部は、前記加熱剤の熱により溶融する低融点金属または樹脂部材からなることを特徴とする請求項３記載の回路遮断装置。
- 前記加熱部の端部には側壁部が形成され、前記第１の接続端子及び前記第２の接続端子のそれぞれの先端部と前記側壁部とを低融点材により接合したことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の回路遮断装置。
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