JP5416180B2 - 車両用電気回路遮断装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用の電気回路を遮断／接続することができる電気回路遮断装置に関する。

モータ駆動用の大容量バッテリーを搭載する車両（例えば電気自動車）においては、高電圧の電気回路をメンテナンスする場合における安全性を確保するため、電源回路を開放する回路遮断装置（サービスプラグ装置）が備えられることがある。特許文献１及び２は、この種の回路遮断装置を開示する。

また、上記のサービスプラグ装置に関するものではないが、特許文献３には、電気自動車に適用される高圧大電流分電装置において、ねじを用いて限流ヒューズを取り付ける構成が開示されている。なお、特許文献３では、ねじの材質については開示されていない。

特開２０１０−２８７３４８号公報 特開２００２−３４３１６９号公報 実開平７−４１９４７号公報

特許文献１及び２の構成においては、メス端子側に、Ｒ状に折り曲げられて板バネ形状とされた構造のものが用いられている。これは構成の複雑化を招き、低コスト化の観点から改善の余地があった。

一方で、このようなサービスプラグ装置では大電流の開閉を行うことから、作業者が感電しないような対策を徹底することが強く望まれる。この点、特許文献３の構成は、ヒューズの取付け／取外しにおいて作業者が活電部に触れてしまう危険を確実に排除できなかった。

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、大電流の開閉に好適で、かつ安価な車両用電気回路遮断装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び効果

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

本発明の観点によれば、以下の構成の車両用電気回路遮断装置が提供される。即ち、この車両用電気回路遮断装置は、端子台と、バスバー端子と、モールドバスバーと、絶縁ボルトと、を備える。前記バスバー端子は、前記端子台に１対以上で配置され、それぞれに差込孔が形成される。前記モールドバスバーは、対をなす前記バスバー端子を覆うように配置され、絶縁体の樹脂でモールドされたモールド部をその表面に有する導電体のバスバーである。また、前記モールドバスバーは、少なくとも前記バスバー端子に対面する部分において導電体が露出されている。また、前記モールドバスバーにおいては、前記バスバー端子の前記差込孔に対応する位置に貫通状の通過孔が形成されている。前記絶縁ボルトは、少なくともその頭部が絶縁体で構成されている。前記絶縁ボルトは、前記モールドバスバーの前記通過孔と前記バスバー端子の前記差込孔とに差し込まれて、当該モールドバスバーと前記バスバー端子とを固定する。

これにより、大電流の開閉に好適で、低コスト化及び小型化が容易な車両用電気回路遮断装置の構成を実現できる。また、絶縁ボルトを用いることにより、作業安全性を高めることができる。

前記の車両用電気回路遮断装置においては、前記絶縁ボルトは、レンチ状又はスパナ状の工具によって回転可能であることが好ましい。

これにより、車両用電気回路遮断装置の一層単純かつコンパクトな構成を実現できる。

前記の車両用電気回路遮断装置においては、前記絶縁ボルトとして、導電性を有するボルト本体の頭部に絶縁体のツマミ部が設けられたノブボルトが用いられることが好ましい。

これにより、特別な工具を用いずに簡便に取付け／取外しができるので、作業性が一層向上する。また、汎用品のノブボルトを用いることで、車両用電気回路遮断装置の一層の低コスト化を実現できる。

前記の車両用電気回路遮断装置においては、複数の前記絶縁ボルトのうち１つを回転させると、他の絶縁ボルトもそれに連動して回転することが好ましい。

これにより、複数の絶縁ボルトを同時に緩めることができるので、作業性を向上させることができる。また、絶縁ボルトを緩める方向の回転に連動してモールドバスバーへの通電を遮断できる構成を容易に実現できる。

本発明の一実施形態に係るサービスプラグ装置の全体的な構成を示す分解斜視図。 通電状態としたサービスプラグ装置を示す断面図。 ツマミ部付きのノブボルトを示す斜視図。 変形例のサービスプラグ装置を示す断面図。 第２変形例のサービスプラグ装置を示す断面図。

次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るサービスプラグ装置５の全体的な構成を示す分解斜視図である。図２は、通電状態としたサービスプラグ装置５を示す断面図である。

図１に示すサービスプラグ装置（車両用電気回路遮断装置）５は、端子台１と、モールドバスバー２と、樹脂ボルト（絶縁ボルト）３と、カバー４と、を備える。端子台１は車両側の適宜の位置に取り付けられ、モールドバスバー２は端子台１に対して樹脂ボルト３により着脱可能に構成されている。

なお、以下の説明では、図面に示すように端子台１が下、モールドバスバー２が上となるように配置した状態を前提にして、各構成部品の位置関係や動作の向きを説明することがある。この位置関係では、モールドバスバー２の端子台１に対する取付け／取外しは上下方向に行われることになる（以下、この方向を単に「着脱方向」と称することがある）。しかしながら、サービスプラグ装置５の車両に対する取付け向きは任意であって、本明細書で開示される向きに限定されるものではない。

端子台１は、ハウジング１１と、２対（４つ）のバスバー端子１２と、を備えている。

ハウジング１１は、絶縁性を有する合成樹脂で略ブロック状に形成されている。このハウジング１１は中空状に形成されており、この内部空間にモールドバスバー２を収容することができる。また、このハウジング１１の内底部には、導電性を有する板状の金属を折り曲げて形成したバスバー端子１２が、２対（４つ）配置されている。

バスバー端子１２は、車両側の図示しない電気回路（例えば、バッテリー）に電気的に接続されている。そして、車両の通常の使用時においては、端子台１にモールドバスバー２を装着することにより、対をなすバスバー端子１２同士が（モールドバスバー２が有する後述の導電バスバー２１によって）電気的に接続され、電気回路が閉じられて通電するようになっている。一方、車両をメンテナンスする場合等においては、端子台１からモールドバスバー２を取り外すことにより、車両の電気回路が開かれて遮断状態が実現される。

それぞれのバスバー端子１２はＬ字状に折り曲げた形状とされており、前述の着脱方向と垂直な面が、モールドバスバー２と対面するように配置されている。この面（以下、接触面と称する）１５のほぼ中央には、貫通状の差込孔１６が形成されている。

また、バスバー端子１２においてモールドバスバー２と反対側を向く面には、差込孔１６と対応する位置にナット１７が固定されている。このナット１７には、上記の樹脂ボルト３を差し込んで固定することができる。

モールドバスバー２は、所定の厚みを有する矩形平板状に形成されている。このモールドバスバー２は、２つの導電バスバー（導電体）２１と、その外側を覆うモールド部２２と、を備えている。

それぞれの導電バスバー２１は細長く形成されており、端子台１において対をなしているバスバー端子１２に跨るように配置される。この導電バスバー２１には、バスバー端子１２の差込孔１６と対応する位置に、樹脂ボルト３を差し込むことができる通過孔２５が形成されている。

モールド部２２は絶縁性を有する合成樹脂からなり、２つの導電バスバー２１を覆うように一体成形される。ただし、バスバー端子１２の前記接触面１５に対面する箇所（通過孔２５の開口の近傍）においては、モールド部２２で覆われていない矩形状の露出部２６が構成される。また、当該露出部２６と反対側の面においても、樹脂ボルト３の頭部に相当する大きさで、モールド部２２で覆われていない円状の第２露出部２７が構成される。

樹脂ボルト３は、その全体が、絶縁体である合成樹脂により形成されている。この樹脂ボルト３は、その軸部を通過孔２５及び差込孔１６に差し込んだ後にナット１７にネジ止めできるように構成されている。

カバー４は、絶縁性を有する合成樹脂からなり、端子台１に収容されたモールドバスバー２及び樹脂ボルト３を覆って当該端子台１に固定できるように構成されている。カバー４にはリング状の図示しないがシール体が取り付けられており、このシール体は、カバー４を端子台１に取り付けたときに当該カバー４及び端子台１の両者に密着して、埃等の異物の侵入を防止する。

この構成で、車両を通電状態にするには、作業者はモールドバスバー２をハウジング１１の内部に差し込み、４つのバスバー端子１２に跨るように配置する。その上で、作業者は、４つの樹脂ボルト３をそれぞれ通過孔２５及び差込孔１６に挿入し、レンチ又はスパナ等の適宜の工具（例えば、インパクトレンチ）を用いて樹脂ボルト３を回転させ、ナット１７との間で締め付ける。これにより、モールドバスバー２の露出部２６がバスバー端子１２の接触面１５に接触し、樹脂ボルト３のネジ送り作用によって強く押し付けられるので、バスバー端子１２同士が導電バスバー２１を介して電気的に接続され、電気回路が閉じられる。その後、カバー４を端子台１に取り付けることで作業は完了する。図２には、上記の作業が完了した状態のサービスプラグ装置５の様子が断面図として示されている。

一方、サービスプラグ装置５を遮断状態にするには、カバー４を端子台１から取り外した後、上記と同様にレンチ又はスパナ等の適宜の工具を用いて４つの樹脂ボルト３を緩めて取り外し、モールドバスバー２を取り外せば良い。

このように、本実施形態では、バスバー端子１２、モールドバスバー２、樹脂ボルト３といった極めて単純な部品の組み合わせで、大電流を開閉する電気自動車等での用途に好適なサービスプラグ装置５を実現することができる。また、取付け／取外しに樹脂ボルト３が用いられるので、バスバー端子１２と、モールドバスバー２の導電バスバー２１とを互いに強く圧接することができ、確実な電気的接続を実現できる。更には、絶縁体からなる樹脂ボルト３がモールドバスバー２の取付けに用いられるので、作業者が活電部に触れる危険を確実に減らし、作業安全性を高めることができる。

なお、図１で示す樹脂ボルト３に代えて、図３で示すように、導電体からなるボルト本体３１の頭部に、絶縁性合成樹脂からなるツマミ部３２を一体形成したノブボルト３ａを用いても良い。この場合、レンチやスパナ等の工具を用いずに簡便に取付け／取外しができるので、作業性が一層向上する。

以上に説明したように、本実施形態のサービスプラグ装置５は、端子台１と、バスバー端子１２と、モールドバスバー２と、樹脂ボルト３と、を備える。バスバー端子１２は、端子台１に１対以上で配置され、それぞれに差込孔１６が形成されている。モールドバスバー２は、対をなすバスバー端子１２を覆うように配置され、その表面が絶縁体の樹脂（モールド部２２）でモールドされた導電バスバー２１として構成されている。モールドバスバー２においては、少なくとも前記バスバー端子１２に対面する部分において導電バスバー２１が露出されており（露出部２６）、また、バスバー端子１２の差込孔１６に対応する位置に貫通状の通過孔２５が形成されている。樹脂ボルト３は、絶縁体で構成され、モールドバスバー２の通過孔２５とバスバー端子１２の差込孔１６とに差し込まれて当該モールドバスバー２と前記バスバー端子１２とを固定する。

これにより、大電流を開閉する電気自動車等での用途に好適なサービスプラグ装置５を、安価かつ小型に構成することができる。また、絶縁体からなる樹脂ボルト３がモールドバスバー２の取付けに用いられるので、作業安全性を高めることができる。

また、本実施形態のサービスプラグ装置５において、樹脂ボルト３は、レンチ状又はスパナ状の工具によって回転可能である。

これにより、サービスプラグ装置５の一層単純かつコンパクトな構成を実現できる。

一方、図２で示す変形例においては、モールドバスバー２の取付けに、金属製のボルト本体３１の頭部に絶縁体のツマミ部３２が設けられたノブボルト３ａが用いられる。

この場合、特別な工具を用いずに簡便に取付け／取外しができるので、作業性に優れる。また、広く流通している汎用品のノブボルト３ａを用いることで、サービスプラグ装置５の一層の低コスト化を実現できる。

次に、上記実施形態の変形例を説明する。図４は変形例のサービスプラグ装置５ｘを示す断面図である。なお、本変形例の説明においては、前述の実施形態と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。

変形例のサービスプラグ装置５ｘにおいては、図４に示すように、４つの樹脂ボルト３ｂは、その頭部にピニオン３６を固定した構成となっている。また、モールドバスバー２の上面には、回転可能な大きな連動ギア３７が装着されている。

また、ハウジング１１の内部には突出部材３８がスライド可能に設置されている。この突出部材３８は、弾性体としての付勢バネ３９のバネ力を受けて、その突出部でモールドバスバー２を下から押すことができる。

連動ギア３７はモールドバスバー２に対して着脱可能とされている。この構成で、モールドバスバー２を端子台１に装着して通電状態とする作業においては、当初は連動ギア３７をモールドバスバー２から取り外しておく。そして、上記実施形態と同様に、作業者は４つの樹脂ボルト３ｂをモールドバスバー２の通過孔２５及びバスバー端子１２の差込孔１６に差し込んで十分に締め付け、これにより通電状態とする。その後、作業者は、４つの樹脂ボルト３ｂの何れにも噛み合わせるようにして、連動ギア３７をモールドバスバー２に装着する。その後、カバー４を端子台１に被せることで作業が完了する。

一方、車両を遮断状態とするときは、作業者はカバー４を端子台１から取り外して、４つの樹脂ボルト３ｂの何れか１つについて工具を使って回転させ、当該樹脂ボルト３ｂを緩める。すると、連動ギア３７が１つの樹脂ボルト３ｂの回転を残りの樹脂ボルト３ｂに伝達するので、４つの樹脂ボルト３ｂが同時に回転して緩められる。また、上記した樹脂ボルト３ｂの緩みに伴って、モールドバスバー２が突出部材３８によって押し上げられるので、バスバー端子１２と導電バスバー２１との接触が解除され、電気回路が自動的に遮断される。その後、作業者は、樹脂ボルト３ｂ、連動ギア３７、及びモールドバスバー２を取り外す。

以上に説明したように、上記変形例のサービスプラグ装置５ｘにおいては、複数の樹脂ボルト３ｂのうち１つを回転させると、他の樹脂ボルト３ｂもそれに連動して回転する。

これにより、４つの樹脂ボルト３ｂを同時に緩めることができるので、作業性を向上させることができる。また、樹脂ボルト３ｂを緩める方向の回転に連動してモールドバスバー２への通電を遮断できる構成を容易に実現できる。

次に、上記実施形態の第２変形例を説明する。図５は第２変形例のサービスプラグ装置５ｙを示す断面図である。

本変形例のサービスプラグ装置５ｙにおいては、図５に示すように、４つの樹脂ボルト３ｃはいわゆるフランジ付きボルトとして構成されている。また、本変形例のサービスプラグ装置５ｙは、モールドバスバー２の上面を覆う合成樹脂製の伝達カバー（引張部材）４１を備えている。

伝達カバー４１には、それぞれの樹脂ボルト３ｃの頭部に相当する位置において貫通孔４２が形成されている。この貫通孔４２の大きさは、樹脂ボルト３ｃの頭部を通過させることはできるが、フランジ部４３を通過させることができないように設定されている。樹脂ボルト３ｃの頭部は、貫通孔４２から上方に突出している。また、伝達カバー４１の縁部は折り返されて、その折り返された端部が、モールドバスバー２の端部のすぐ下方に位置している。

この構成で、図５に示される通電状態から遮断状態に切り換えるときは、作業者はカバー４を端子台１から取り外し、４つの樹脂ボルト３ｃのそれぞれについて工具を使って少しずつ回転させ、当該樹脂ボルト３ｃを緩める。すると、上昇する樹脂ボルト３ｃのフランジ部４３が伝達カバー４１を押し上げるので、浮き上がる伝達カバー４１の端部によってモールドバスバー２が押し上げられ、その結果、バスバー端子１２と導電バスバー２１との接触が解除され、電気回路が自動的に遮断される。その後、作業者は、樹脂ボルト３ｃ、伝達カバー４１、及びモールドバスバー２を取り外す。

以上に本発明の好適な実施の形態及び変形例を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

モールドバスバー２の上面に形成された第２露出部２７を省略し、導電バスバー２１の上面がすべてモールド部２２で覆われる構成としても良い。この場合、活電部である導電バスバー２１に作業者が直接手を触れてしまう可能性を少なくできる点で有利である。また、上記に加えて、通過孔２５の内壁をモールド部２２で覆う構成であっても良い。

図３に示すツマミ部３２付きのノブボルト３ａは、本体部分（ボルト本体３１）が金属製になっている。これに代えて、本体部分とツマミを含めたノブボルトの全体を絶縁性の樹脂で形成しても良い。

バスバー端子１２は２対備えることに限らず、１対、又は３対以上を備えるように変更しても良い。なお、これに対応してモールドバスバー２は、導電バスバー２１を１つ、又は３つ以上備えることになる。

樹脂ボルトやノブボルトは、上記実施形態及び変形例では４本備えられているが、３本以下、あるいは５本以上備えるように構成することができる。特に樹脂ボルトを例えば中央に１本だけ備える構成にすると、通電状態／遮断状態を切り換えるときに当該樹脂ボルトだけを回転させれば済み、作業性が向上するので好ましい（図４に示すように複数の樹脂ボルト３ｂを連動して回転させる必要もなくなる）。

上記実施形態及び変形例において、モールドバスバー２の端子台１に対する取付け／取外しを検出する機構が備えられても良い。この機構は例えば、端子台１側の適宜の位置に設けられ、モールドバスバー２の着脱に応じて導通／非導通の状態が切り換わるスルー回路と、この導通／非導通の状態を調べる取付検知回路と、により構成することが考えられる。あるいは、例えばリミットスイッチや光センサ等の公知のセンサを端子台１側に設置し、このセンサの状態を取付検知回路が調べることで、モールドバスバー２の取付け／取外しを検出するように構成しても良い。

１ 端子台
２ モールドバスバー
３，３ｂ 樹脂ボルト（絶縁ボルト）
３ａ ノブボルト（絶縁ボルト）
４ カバー
１２ バスバー端子
１５ 接触面
１６ 差込孔
２１ 導電バスバー
２２ モールド部
２５ 通過孔
２６ 露出部
３１ ボルト本体
３２ ツマミ部

Claims (4)

1. 端子台と、
   前記端子台に配置され、それぞれに差込孔が形成された１対以上のバスバー端子と、
   対をなす前記バスバー端子を覆うように配置され、絶縁体の樹脂でモールドされたモールド部をその表面に有する導電体のバスバーであって、少なくとも前記バスバー端子に対面する部分において導電体が露出されており、前記バスバー端子の前記差込孔に対応する位置に貫通状の通過孔が形成されているモールドバスバーと、
   少なくともその頭部が絶縁体で構成され、前記モールドバスバーの前記通過孔と前記バスバー端子の前記差込孔とに差し込まれて当該モールドバスバーと前記バスバー端子とを固定する絶縁ボルトと、
   を備えることを特徴とする車両用電気回路遮断装置。
2. 請求項１に記載の車両用電気回路遮断装置であって、
   前記絶縁ボルトは、レンチ状又はスパナ状の工具によって回転可能であることを特徴とする車両用電気回路遮断装置。
3. 請求項１に記載の車両用電気回路遮断装置であって、
   前記絶縁ボルトとして、導電性を有するボルト本体の頭部に絶縁体のツマミ部が設けられたノブボルトが用いられることを特徴とする車両用電気回路遮断装置。
4. 請求項１から３までの何れか一項に記載の車両用電気回路遮断装置であって、
   複数の前記絶縁ボルトのうち１つを回転させると、他の絶縁ボルトもそれに連動して回転することを特徴とする車両用電気回路遮断装置。

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