JP4074111B2

JP4074111B2 - 電源遮断装置

Info

Publication number: JP4074111B2
Application number: JP2002079581A
Authority: JP
Inventors: 勉幸田; 健長谷川
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2002-03-20
Filing date: 2002-03-20
Publication date: 2008-04-09
Anticipated expiration: 2022-03-20
Also published as: JP2003281974A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車のメインヒューズボックス（Main Fuse Box）（以下、「Ｍ／Ｂ」と呼ぶ。）等に搭載され、電源と負荷との間を電気的に遮断するための電源遮断装置に関し、特に電気的接触信頼性を向上させることができると共に、部品点数を少なくして低コスト化を図ることができる電源遮断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車用機器の多電子化に伴い、車輌電源電圧を１４ボルト（Ｖ）から４２ボルトに昇圧したものが実施され始めている。このような高電圧化に伴い、Ｍ／Ｂ等には、安全性確保のため電源遮断装置が搭載されている。図７は、このような電源遮断装置を説明するための図である。
【０００３】
図７（ａ）に示すように、電源遮断装置１００は、合成樹脂等からなるカバー１０１内に、電源（バッテリ）側の接点部１０２ａと、負荷側の接点部１０２ｂとを備えてなり、それぞれの接点部１０２ａ，１０２ｂは、導電部１０３ａ，１０３ｂを介して電源側のバスバー１０４ａと、負荷側のバスバー１０４ｂとにボルト１０５で留められナット１０６で固定されている。各接点部１０２ａ，１０２ｂ内には、同図（ｂ）に示すように、ルーバー状の接触子１０７を備えた、いわゆるマルチコンタクトと呼ばれる接触部１０８ａ，１０８ｂがそれぞれ設けられており、これら接触部１０８ａ，１０８ｂに、例えば丸棒状のプラグ１０９を挿し込むことで各接触部１０８ａ，１０８ｂ内の接触子１０７がプラグ１０９の表面と接触し、電源遮断装置１００の導電部１０３ａ，１０３ｂを介して電源側のバスバー１０４ａと負荷側のバスバー１０４ｂとを電気的に接続する構造からなる。これとは反対に、電源側のバスバー１０４ａと負荷側のバスバー１０４ｂとを電気的に遮断するときは、接触部１０８ａ，１０８ｂに挿入されているプラグ１０９を抜くことにより遮断することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような大電圧回路における電源遮断装置１００においては、同図（ｂ）に示すように、プラグ１０９を接触部１０８ａ，１０８ｂに挿抜する際に、プラグ１０９が接触子１０７と接触する瞬間又は接触が切り離される瞬間（この例では、接点部１０２ｂの接触部１０８ｂにおける接触子１０７とプラグ１０９との先端部分が接触／非接触する瞬間）に、いわゆるアーク放電が発生し、そのエネルギーでプラグ１０９の表面を溶損したり、接触部１０８ｂを傷つけたりする場合があり、接触信頼性を著しく損ねてしまう可能性がある。
【０００５】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、電気的接触信頼性を向上させることができる電源遮断装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る第１の電源遮断装置は、電源側に接続されると共に第１の接触子を備える第１のバスバーと、負荷側に接続されると共に第２の接触子を備える第２のバスバーと、これら第１及び第２の接触子を内部に収容するハウジングと、このハウジングの内部に挿入されて前記第１及び第２の接触子を短絡させるプラグと、前記第２の接触子と連結され前記プラグの前記ハウジングへの不完全挿入時にはアース端子と接触し、前記プラグの前記ハウジングへの挿入過程において前記プラグと当接することによって前記プラグにより押し上げられて前記アース端子から離れる第３のバスバーと、前記プラグの前記ハウジングへの挿入方向後端側に取り付けられるレバー係止部材と、このレバー係止部材に一端が取り付けられると共に前記ハウジングに他端が取り付けられ、前記プラグを前記ハウジングの挿入方向へ移動させる付勢力を備えるばねと、このばねの付勢力を保持した状態で前記レバー係止部材に係合し前記プラグの前記ハウジングへの挿入方向移動を抑止するレバーとを備えることを特徴とする。
【０００７】
この発明の第１の電源遮断装置によれば、プラグをハウジングに挿入する場合、ばねの付勢力による挿入速度で挿入されるように設定されているので、第１及び第２の接触子を短絡させるときの挿入速度が速くなる。また、アース端子と接触すると共にプラグと当接することによってプラグにより押し上げられてアース端子から離れる第３のバスバーが第２の接触子と連結されているので、プラグと第２の接触子との間でアーク放電が発生することを積極的に防止することができる。このため、挿入時のアーク放電が消弧し易くなると共にプラグのアーク痕も小さくすることができ、プラグが溶損したり接触子が傷ついたりすることにより起こる接触信頼性の低下を低減させることができる。
【０００８】
なお、第１の電源遮断装置に用いられるばねは、プラグをハウジングへの挿入方向に引っ張る張力を備える引張ばね、又はプラグをハウジングへの挿入方向に押し出す反発力を備える圧縮ばねであることが好ましい。
【０００９】
この発明に係る第２の電源遮断装置は、電源側に接続されると共に第１の接触子を備える第１のバスバーと、負荷側に接続されると共に第２の接触子を備える第２のバスバーと、これら第１及び第２の接触子を内部に収容するハウジングと、このハウジングの内部に挿入されて前記第１及び第２の接触子を短絡させるプラグと、前記第２の接触子と連結され前記プラグの前記ハウジングからの不完全抜去時には前記プラグにより押し上げられてアース端子と離間し、前記プラグの前記ハウジングからの抜去過程において前記プラグとの接触状態が解除されることにより前記アース端子と接触する第３のバスバーと、前記プラグの前記ハウジングからの抜去方向先端側に取り付けられるレバー係止部材と、このレバー係止部材に一端が取り付けられると共に前記ハウジングに他端が取り付けられ、前記プラグを前記ハウジングからの抜去方向へ移動させる付勢力を備えるばねと、このばねが付勢力を保持した状態で前記レバー係止部材に係合し前記プラグの前記ハウジングからの抜去方向移動を抑止するレバーとを備えることを特徴とする。
【００１０】
この発明の第２の電源遮断装置によれば、プラグをハウジングから抜去する場合、ばねの付勢力による抜去速度で抜去されるように設定されているので、第１及び第２の接触子を開放させるときの抜去速度が速くなる。また、プラグにより押し上げられてアース端子と離間すると共にプラグとの接触状態が解除されることによりアース端子と接触する第３のバスバーが第２の接触子と連結されているので、プラグと第２の接触子との間でアーク放電が発生することを積極的に防止することができる。このため、抜去時のアーク放電が消弧し易くなると共にプラグのアーク痕も小さくすることができ、プラグが溶損したり接触子が傷ついたりすることにより起こる接触信頼性の低下を低減させることができる。
【００１１】
なお、第２の電源遮断装置に用いられるばねは、プラグをハウジングからの抜去方向へ押し出す反発力を備える圧縮ばね、又はプラグをハウジングからの抜去方向に引っ張る張力を備える引張ばねであることが好ましい。
【００１２】
なお、第２のバスバーは、プラグがハウジングに挿入されていない状態のとき、アース端子と短絡されていることが好ましい。これにより、第１及び第２の接触子が開放状態のときに負荷側に残った電荷を確実に放電することができる。
【００１３】
また、レバーは、ハウジングに取り付けられるものであることが好ましい。この場合、所定方向に可動自在な状態でハウジングに軸着されて取り付けられていること等が考えられる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して、この発明の実施の形態を説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る電源遮断装置の一部断面図、図２は、上面図である。なお、この例の電源遮断装置は、後述するプラグのハウジングへの挿入時にアーク放電が発生する場合に対処すべく形成されたものである。
図１に示すように、電源遮断装置１は、主に樹脂成型部材等から形成されるベース２及び上部カバー（図示せず）からなるハウジング４と、このハウジング４に形成されたガイド穴３から内部に一部が収容される金属製の丸棒状のプラグ(後述する電源側端子と負荷側端子とを導通させる導電部材のことをいう。以下同じ)５と、このプラグ５の挿入方向（図中矢印方向）後端側に、例えばねじ６によりねじ止めされて取り付けられたレバー係止部材としてのレバー係止部７と、このレバー係止部７に一端が取り付けられると共にハウジング４に他端が取り付けられ、プラグ５を挿入方向側へ引っ張る張力を備える複数の引張ばね８（８ａ，８ｂ）（図２参照）と、レバー係止部７と係合してプラグ５及びレバー係止部７の挿入方向への移動を抑止するレバー９とを備えて構成されている。
【００１５】
なお、引張ばね８ａ，８ｂ（図１では８ｂのみ図示）は、図２に示すように、レバー係止部７に形成されたばね取付フランジ部１９（１９ａ，１９ｂ）に一端が、ハウジング４に形成されたばね取付フランジ部１９（１９ｃ，１９ｄ）に他端がそれぞれ取り付けられ、プラグ５及びレバー係止部７をこの引張ばね８ａ，８ｂが挿入方向に引っ張る張力を保持した状態でレバー９のロック爪９ａとレバー係止部７のロック溝７ａとが係合することにより、プラグ５及びレバー係止部７の挿入方向移動が抑止された状態となっている。
【００１６】
また、ハウジング４には、アース端子１２と、電源側の第１のバスバー（図示せず）に備えられた第１の接触子としての電源側端子１０と、負荷側の第２のバスバー（図示せず）に備えられた第２の接触子としての負荷側端子１１とがクランプ１５，１６，１７によりそれぞれ位置決めされボルト１８及びナット１９で取り付けられ、更に、負荷側端子１１と連結されプラグ５のハウジング４への不完全挿入時にアース端子１２と接触しているアース用バスバー１３が所定位置に取り付けられている。なお、この例の電源遮断装置１では、プラグ５と電源側端子１０は予め接触するように設定されており、負荷側端子１１としてはプラグ５の挿入方向先端側を嵌合するいわゆる雌端子が用いられている。
【００１７】
レバー９は、ハウジング４に軸１４を介して軸着され、この軸１４に対してロック爪９ａと反対側に形成されたレバー操作部９ｂの直下には、ロック爪９ａをロック溝７ａへの嵌合方向（図中下方向）に常時押し付ける力を与えるばね２０が備えられている。なお、図２に示すように、レバー係止部７には、ハウジング４に形成されたガイド孔（図示せず）に嵌合してプラグ５の挿入時のぐらつき等を防止し、正確なハウジング４への挿入を可能にするためのガイド２１ａ，２１ｂが備えられている。
【００１８】
このように構成された電源遮断装置１におけるプラグ５のハウジング４への挿入動作は、レバー９のレバー操作部９ｂを図１中上方向から下方向に押し下げ、レバー係止部７のロック溝７ａとレバー９のロック爪９ａとの係合状態が解けることにより行われる。即ち、図３に示すように、両者の係合状態が解除されると、プラグ５及びレバー係止部７が引張ばね８ａ，８ｂ（図３では８ｂのみ図示）によりハウジング４への挿入方向に勢いよく引っ張られる。このとき、アース用バスバー１３とプラグ５との距離が所定の間隔まで接近すると、プラグ５とアース用バスバー１３との間でアーク放電が発生するが、プラグ５の挿入速度が引張ばね８ａ，８ｂの張力により付勢されて速いため、発生するアーク放電は消弧し易くなりプラグ５のアーク痕も小さくなる。このため、結果的にプラグ５の寿命を延ばすことが可能となる。
【００１９】
こうして、プラグ５が速い挿入速度を維持しつつ挿入方向に進み、アース用バスバー１３をアース端子１２から引き離した状態のまま負荷側端子１１の所定位置まで嵌合すると共にレバー係止部７がハウジング４の停止面４ａに当接すると、電源側端子１０と負荷側端子１１とが短絡されてプラグ５が完全挿入状態となる。このように、この例の電源遮断装置１では、プラグ５をハウジング４に挿入する場合、引張ばね８ａ，８ｂの張力による挿入速度で挿入されるように設定されているので、電源側端子１０及び負荷側端子１１を短絡させるときの挿入速度は速くなる。このため、プラグ５の挿入時のアーク放電が消弧し易くなり、プラグ５が溶損したり電源側及び負荷側端子１０，１１が傷ついたりすることにより起こる接触信頼性の低下を低減させることが可能となる。
【００２０】
なお、この例では、プラグ５をハウジング４への挿入方向に付勢するばねとして引張ばね８を用いて説明したが、レバー係止部７に一端が取り付けられると共にハウジング４に他端が取り付けられた圧縮ばねを用いてプラグ５をハウジング４への挿入方向に移動させるようにしても同様の効果を得ることができる。
【００２１】
図４は、この発明の他の実施形態に係る電源遮断装置の一部断面図である。なお、この例の電源遮断装置は、プラグのハウジングからの抜去時にアーク放電が発生する場合に対処すべく形成されたものである。
図４に示すように、電源遮断装置１´は、主に樹脂成型部材等から形成されるベース２´及び上部カバー（図示せず）からなるハウジング４´と、このハウジング４´に形成されたガイド穴３´内に収容される金属製の丸棒状のプラグ５´と、このプラグ５´の抜去方向（図中矢印方向）先端側に、例えばねじ６によりねじ止めされて取り付けられたレバー係止部材としてのレバー係止部７´と、プラグ５´の外周に巻回された状態でこのレバー係止部７´に一端が取り付けられると共にハウジング４´に他端が取り付けられ、プラグ５´を抜去方向へ押し出す反発力を備える圧縮ばね８´と、レバー係止部７´と係合してプラグ５´及びレバー係止部７´の抜去方向への移動を抑止するレバー９´とを備えて構成されている。
【００２２】
なお、圧縮ばね８´は、ハウジング４´のレバー係止部７´との接触面４ａ´に一端が、レバー係止部７´のばね収容部７ｂの奥壁７ｃに他端がそれぞれ取り付けられ、プラグ５´及びレバー係止部７´をこの圧縮ばね８´が抜去方向に押し出す（ハウジング４´から引き離す）反発力を保持した状態でレバー９´のロック爪９ａ´とレバー係止部７´のロック溝７ａ´とが係合することにより、プラグ５´及びレバー係止部７´の抜去方向移動が抑止された状態となっている。
【００２３】
また、図５に示すように、ハウジング４´には、アース端子１２´と、電源側の第１のバスバー（図示せず）に備えられた第１の接触子としての電源側端子１０´と、負荷側の第２のバスバー（図示せず）に備えられた第２の接触子としての負荷側端子１１´とがクランプ１５，１６，１７によりそれぞれ位置決めされボルト１８及びナット１９で取り付けられ、更に、負荷側端子１１´と連結されプラグ５´のハウジング４´からの完全抜去時にアース端子１２´と接触しているアース用バスバー１３´が所定位置に取り付けられている。なお、この例の電源遮断装置１´では、プラグ５´と電源側及び負荷側端子１０´，１１´とアース用バスバー１３´とは予め接触するように設定され、アース用端子１２´とアース用バスバー１３´は離れるように設定されているため、電源側と負荷側が短絡した状態となっており、負荷側端子１１´としてはプラグ５´の抜去方向後端側を嵌合するいわゆる雌端子が用いられている。
【００２４】
レバー９´は、ハウジング４´に軸１４を介して軸着され、この軸１４に対してロック爪９ａ´と反対側に形成されたレバー操作部９ｂ´の直下には、ロック爪９ａ´をロック溝７ａ´への嵌合方向（図中下方向）に常時押し付ける力を与えるばね２０が備えられている。なお、レバー係止部７´には、ハウジング４´に形成されたガイド孔（図示せず）に嵌合してプラグ５´の抜去時のぐらつき等を防止し、正確なハウジング４からの抜去を可能にするためのガイド２１ａ，２１ｂが備えられている。
【００２５】
このように構成された電源遮断装置１´におけるプラグ５´のハウジング４´からの抜去動作は、レバー９´のレバー操作部９ｂ´を図４中上方向から下方向に押し下げ、レバー係止部７´のロック溝７ａ´とレバー９´のロック爪９ａ´との係合状態が解けることにより行われる。即ち、図６に示すように、両者の係合状態が解除されると、プラグ５´及びレバー係止部７´が圧縮ばね８´によりハウジング４´からの抜去方向に勢いよく押し出される。このとき、接触しているプラグ５´と負荷側端子１１´が離れた後に、プラグ５´とアース用バスバー１３´とが離れる瞬間にプラグ５´とアース用バスバー１３´との間でアーク放電が発生するが、プラグ５´の抜去速度が圧縮ばね８´の反発力により付勢されて速いため、発生するアーク放電は消弧し易くなりプラグ５´のアーク痕も小さくなる。このため、結果的にプラグ５´の寿命を延ばすことが可能となる。
【００２６】
こうして、プラグ５´が速い抜去速度を維持しつつ抜去方向に進み、アース用バスバー１３´がアース端子１２´に接触し、且つプラグ５´の抜去方向後端側がアース用バスバー１３´と離れた状態のままガイド穴３´の所定位置まで引き抜かれると共にレバー係止部７´がハウジング４´の停止面４ｂに当接すると、電源側端子１０´と負荷側端子１１´とが開放されてプラグ５´が完全抜去状態となる。このように、この例の電源遮断装置１´では、プラグ５´をハウジング４´から抜去する場合、圧縮ばね８´の反発力による抜去速度で抜去されるように設定されているので、電源側端子１０´及び負荷側端子１１´を開放させるときの抜去速度は速くなる。このため、プラグ５´の抜去時のアーク放電が消弧し易くなり、プラグ５´が溶損したり電源側及び負荷側端子１０´，１１´が傷ついたりすることにより起こる接触信頼性の低下を低減させることが可能となる。
【００２７】
なお、この例ではプラグ５´をハウジング４´からの抜去方向に付勢するばねとして圧縮ばね８´を用いて説明したが、レバー係止部７´に一端が取り付けられると共にハウジング４´に他端が取り付けられた引張ばねを用いてプラグ５をハウジング４からの抜去方向に移動させるようにしても同様の効果を得ることができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明の第１の電源遮断装置によれば、プラグをハウジングに挿入する場合、ばねの付勢力による挿入速度で挿入されるように設定されているので、第１及び第２の接触子を短絡させるときの挿入速度が速くなる。また、アース端子と接触すると共にプラグと当接することによってプラグにより押し上げられてアース端子から離れる第３のバスバーが第２の接触子と連結されているので、プラグと第２の接触子との間でアーク放電が発生することを積極的に防止することができる。このため、挿入時のアーク放電が消弧し易くなると共にプラグのアーク痕も小さくすることができ、プラグが溶損したり接触子が傷ついたりすることにより起こる接触信頼性の低下を低減させることができる。
【００２９】
また、この発明の第２の電源遮断装置によれば、プラグをハウジングから抜去する場合、ばねの付勢力による抜去速度で抜去されるように設定されているので、第１及び第２の接触子を開放させるときの抜去速度が速くなる。また、プラグにより押し上げられてアース端子と離間すると共にプラグとの接触状態が解除されることによりアース端子と接触する第３のバスバーが第２の接触子と連結されているので、プラグと第２の接触子との間でアーク放電が発生することを積極的に防止することができる。このため、抜去時のアーク放電が消弧し易くなると共にプラグのアーク痕も小さくすることができ、プラグが溶損したり接触子が傷ついたりすることにより起こる接触信頼性の低下を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電源遮断装置の一部断面図である。
【図２】同電源遮断装置の上面図である。
【図３】同電源遮断装置のプラグ完全挿入時の一部断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る電源遮断装置の一部断面図である。
【図５】同電源遮断装置のプラグ完全抜去時の上面図である。
【図６】同電源遮断装置のプラグ完全抜去時の一部断面図である。
【図７】従来の電源遮断装置を説明するための図である。
【符号の説明】
１，１´…電源遮断装置、２，２´…ベース、３，３´…ガイド穴、４，４´…ハウジング、４ａ，４ｂ…停止面、４ａ´…接触面、５，５´…プラグ、６…ねじ、７，７´…レバー係止部、７ａ，７ａ´…ロック溝、７ｂ…ばね収容部、７ｃ…奥壁、８…引張ばね、８´…圧縮ばね、９，９´…レバー、９ａ，９ａ´…ロック爪、１０，１０´…電源側端子、１１，１１´…負荷側端子、１２，１２´…アース端子、１３，１３´…アース用バスバー、１４…軸、１５，１６，１７…クランプ、１８…ボルト、１９…ナット、２０…ばね、２１…ガイド。

Claims

電源側に接続されると共に第１の接触子を備える第１のバスバーと、
負荷側に接続されると共に第２の接触子を備える第２のバスバーと、
これら第１及び第２の接触子を内部に収容するハウジングと、
このハウジングの内部に挿入されて前記第１及び第２の接触子を短絡させるプラグと、
前記第２の接触子と連結され前記プラグの前記ハウジングへの不完全挿入時にはアース端子と接触し、前記プラグの前記ハウジングへの挿入過程において前記プラグと当接することによって前記プラグにより押し上げられて前記アース端子から離れる第３のバスバーと、
前記プラグの前記ハウジングへの挿入方向後端側に取り付けられるレバー係止部材と、
このレバー係止部材に一端が取り付けられると共に前記ハウジングに他端が取り付けられ、前記プラグを前記ハウジングへの挿入方向へ移動させる付勢力を備えるばねと、
このばねの付勢力を保持した状態で前記レバー係止部材に係合し前記プラグの前記ハウジングへの挿入方向移動を抑止するレバーとを備える
ことを特徴とする電源遮断装置。
前記ばねは、前記プラグを前記ハウジングへの挿入方向に引っ張る張力を備える引張ばねであることを特徴とする請求項１記載の電源遮断装置。
前記ばねは、前記プラグを前記ハウジングへの挿入方向に押し出す反発力を備える圧縮ばねであることを特徴とする請求項１記載の電源遮断装置。
電源側に接続されると共に第１の接触子を備える第１のバスバーと、
負荷側に接続されると共に第２の接触子を備える第２のバスバーと、
これら第１及び第２の接触子を内部に収容するハウジングと、
このハウジングの内部に挿入されて前記第１及び第２の接触子を短絡させるプラグと、
前記第２の接触子と連結され前記プラグの前記ハウジングからの不完全抜去時には前記プラグにより押し上げられてアース端子と離間し、前記プラグの前記ハウジングからの抜去過程において前記プラグとの接触状態が解除されることにより前記アース端子と接触する第３のバスバーと、
前記プラグの前記ハウジングからの抜去方向先端側に取り付けられるレバー係止部材と、
このレバー係止部材に一端が取り付けられると共に前記ハウジングに他端が取り付けられ、前記プラグを前記ハウジングからの抜去方向へ移動させる付勢力を備えるばねと、
このばねが付勢力を保持した状態で前記レバー係止部材に係合し前記プラグの前記ハウジングからの抜去方向移動を抑止するレバーとを備える
ことを特徴とする電源遮断装置。
前記ばねは、前記プラグを前記ハウジングからの抜去方向へ押し出す反発力を備える圧縮ばねであることを特徴とする請求項４記載の電源遮断装置。
前記ばねは、前記プラグを前記ハウジングからの抜去方向へ引っ張る張力を備える引張ばねであることを特徴とする請求項４記載の電源遮断装置。
前記レバーは、前記ハウジングに取り付けられるものであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の電源遮断装置。
前記第２のバスバーは、前記プラグが前記ハウジングに挿入されていない状態のとき、アース端子と短絡されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の電源遮断装置。