JP6820462B2 - High voltage fuse with service plug function - Google Patents
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Description
本発明は、高電圧回路を有する自動車等において、異常な過電流を遮断するとともに、その電気系統のメンテナンス等の作業や事故の際の人命救助活動時においては安全に開路する機能を有するサービスプラグ(電源回路遮断装置)機能を有する高電圧ヒューズに関するものである。 The present invention is a service plug having a function of cutting off an abnormal overcurrent in an automobile or the like having a high voltage circuit and safely opening a circuit during work such as maintenance of the electric system or lifesaving activity in the event of an accident. It relates to a high voltage fuse having a (power supply circuit breaker) function.
環境規制の強化により自動車市場は電気自動車やプラグインハイブリッド等の需要の高まりを見せ、その電気系統は高電圧、高容量となり、一度電気事故が発生した場合の被害は甚大なものとなるため高電圧ヒューズが使用されているが、その搭載スペースを節約するため電気系統のメンテナンス等の作業における安全性の確保のためサービスプラグ内に組込み利用されている。この種のサービスプラグとして、図10或いは図11に示すものがある。 Due to the tightening of environmental regulations, the automobile market is showing increasing demand for electric vehicles and plug-in hybrids, etc., and the electric system has high voltage and high capacity, and once an electric accident occurs, the damage will be enormous. A voltage fuse is used, but it is incorporated in the service plug to ensure safety in work such as maintenance of the electrical system in order to save the mounting space. As a service plug of this kind, there is one shown in FIG. 10 or FIG.
図10に示すサービスプラグはヒューズ61の端子62を直角に折り曲げ本体プラグの開口部51から組込んだ後、その開口部を板状のカバーで覆うとともに、他方の回路収容体内には、前記の組込んだヒューズ端子62と接続する回路端子42を収納し、ヒューズ端子62と回路端子42が嵌合することで電源回路が通電状態を成す構造を有している。 In the service plug shown in FIG. 10, the
また、図11に示すサービスプラグは第1ハウジングの開口部から、棒状の一対の端子を接続したヒューズを組込んだ後、その開口部をカバーで覆い、第2ハウジング内には、前記棒状の一対の端子と接続可能な回路端子を備えるとともに、この第2ハウジングの筒壁部72と前記カバーの内側筒壁42との間にリブパッキンを備えた構造を有している。 Further, in the service plug shown in FIG. 11, after incorporating a fuse connecting a pair of rod-shaped terminals from the opening of the first housing, the opening is covered with a cover, and the rod-shaped terminal is inside the second housing. It has a structure in which a circuit terminal that can be connected to a pair of terminals is provided, and a rib packing is provided between the
上述した図10に示したサービスプラグに組込むヒューズは、その容器や口金を含む端子部品を必要とし、また、ヒューズの製造及びヒューズをプラグ本体に組込む工程を必要とし部品コストや製造コストが高くなる問題や、さらに、ヒューズをプラグ本体内に組込む際、端子を変形させないよう特別な圧入治具を必要とする問題があった。 The fuse to be incorporated into the service plug shown in FIG. 10 described above requires terminal parts including its container and base, and also requires a process of manufacturing the fuse and incorporating the fuse into the plug body, resulting in high component cost and manufacturing cost. There is a problem, and there is a problem that a special press-fitting jig is required so as not to deform the terminal when the fuse is incorporated in the plug body.
また、図10によれば、プラグ側端子62と回路端子42はバネ接続構造を成しており、このバネ部材は端子同士の密着機能を確保するためバネ圧を優先し導電性を犠牲にしなければならず、その結果、導電性の確保はほぼ片面接続状態となって導体抵抗が高くなり大きな電流が流れる回路には不向きであるという問題があった。 Further, according to FIG. 10, the
上述した図11に示したサービスプラグに組込むヒューズは、図10と同様に部品コストや製造コストが高くなる問題や、さらにヒューズのタブにボルトを貫通させて一対の棒状端子を取り付ける工程を必要とするとともに、棒状端子による導体ダイレクト接続は接続抵抗を低く抑えることでき大きな電流の流れる回路において有用ではあるものの、雌雄の端子に高い寸法精度を必要として部品コストや製造コストが高くなる問題や、また、第1ハウジングを抜去した際、回路端子の露出が大きく、メンテナンス作業時、その露出端子面を絶縁テープで覆うという手間が掛るという問題、さらには断面が山型の特殊形状のリブパッキンを使用して第1ハウジング3と第2ハウジング7との隙間を塞ぐ防水対策を必要とする問題があった。 The fuse to be incorporated into the service plug shown in FIG. 11 described above requires the problem of high component cost and manufacturing cost as in FIG. 10, and further requires a step of penetrating a bolt through the tab of the fuse to attach a pair of rod-shaped terminals. In addition, although direct conductor connection using rod-shaped terminals is useful in circuits where large currents flow because the connection resistance can be kept low, there is a problem that high dimensional accuracy is required for male and female terminals, resulting in high component costs and manufacturing costs. When the first housing is removed, the circuit terminals are exposed so much that it takes time to cover the exposed terminal surface with insulating tape during maintenance work. Furthermore, a rib packing with a mountain-shaped cross section is used. Therefore, there is a problem that a waterproof measure for closing the gap between the
さらに、近年の電気自動車やハイブリッドカーに求められる急速充電や航続可能距離を延ばすための電源であるバッテリーの高電圧化、高容量化により回路事故が発生した場合の電流遮断能力はより大きなものが求められ、ヒューズは大型化、重量化する傾向にあるものの図10および図11に示したサービスプラグは、ヒューズをハウジング内に組込むことで、そのサイズが大きくなってしまう問題がある。 In addition, the current cutoff capacity in the event of a circuit accident due to the high voltage and capacity of the battery, which is the power source for quick charging and extending the cruising range required for electric vehicles and hybrid cars in recent years, is even greater. Although the fuses are required to be larger and heavier, the service plugs shown in FIGS. 10 and 11 have a problem that the size of the service plug is increased by incorporating the fuse in the housing.
そこで本発明はシンプルな構造で容易にヒューズをホルダーに直接装着、固定できる小型で軽量なサービスプラグ機能付き高電圧ヒューズを提供することを目的としている。 Therefore, an object of the present invention is to provide a compact and lightweight high-voltage fuse with a service plug function that can be easily mounted and fixed directly to a holder with a simple structure.
前記課題を解決するための請求項1に記載の発明は、中央に端子間隔距離より長く湾曲した一本或いは並列した複数本のエレメント部8と、その両端を折り返してコの字状に折り曲げた刃状端子部11と、当該エレメント部8を収納する広い内部空間7と当該刃状端子部11の入る細溝10と外側上部にハンドル3を有する本体と、を備えた高電圧ヒューズであって、当該内部空間7には消弧剤9が充填され、蓋12が固定され、当該刃状端子部11はクリップ状端子16を有するホルダー2と電気的に接続する構造のサービスプラグ機能付き高電圧ヒューズである。The invention according to claim 1 for solving the above problems, a plurality of
請求項2に記載の発明は、外側上部のハンドルは、当該ヒューズのホルダーからの取り出し時には立設し、ホルダーへの固定時(電源回路閉路時)には下方に回転移動する可動機構を備えるとともに係止部を設け、ハンドルを回転させ当該係止部をホルダーの受け部に合致することで当該ヒューズがホルダーから外れることを防止する請求項1に記載のサービスプラグ機能付き高電圧ヒューズである。 According to the second aspect of the present invention, the upper outer handle is provided with a movable mechanism that stands upright when the fuse is taken out from the holder and rotates downward when the fuse is fixed to the holder (when the power supply circuit is closed). The high-voltage fuse with a service plug function according to claim 1, wherein a locking portion is provided, and the handle is rotated to match the locking portion with the receiving portion of the holder to prevent the fuse from coming off the holder.
請求項3に記載の発明は、外周面に段差を備え、当該段差部にはシリコン樹脂から成るリング状パッキンを有し、ハンドルの係止部がホルダーの受け部に合致した際、リング状パッキンの反発弾性により係止部が受け部に押し当てられホルダーから外れることを防止するとともに防水機能を有する請求項2に記載のサービスプラグ機能付き高電圧ヒューズである。The invention according to
請求項4に記載の発明は、当該ヒューズの外周面はホルダーの内周面と密着する構造とし、当該ヒューズをホルダーに装着する際にホルダーの内面がガイドとなり位置決めすることで、当該ヒューズの刃状端子部がホルダーのクリップ状端子に確実に挿入することを可能とする請求項3に記載のサービスプラグ機能付き高電圧ヒューズである。 The invention according to
以上に説明したように請求項1に記載の発明によれば、従来のサービスプラグに組込むヒューズのように、ヒューズのための口金やサービスプラグとしてのハウジング部品を必要とせず、さらにヒューズを製造する工程やヒューズをハウジングに組込む工程を削減できる。 As described above, according to the invention of claim 1, unlike a fuse incorporated in a conventional service plug, a base for the fuse and a housing component as a service plug are not required, and the fuse is further manufactured. The process and the process of incorporating the fuse into the housing can be reduced.
さらにハウジング部材が重複せずヒューズ内に広い内部空間を設けることができ、端子間隔距離より長く湾曲したエレメントを一つ或いは複数本並列に納めることができるとともに沢山の消弧剤の充填ができる。その結果、エレメント溶断後に発生するアーク抵抗を高め遮断性能を向上させることや、自動車市場のニーズである電源の高電圧、大電流に対してもサービスプラグとしての大型化を抑え、軽量化を図ることができる。 Further, the housing members do not overlap, a wide internal space can be provided in the fuse, one or a plurality of curved elements longer than the terminal spacing distance can be housed in parallel, and a large amount of arc extinguishing agent can be filled. As a result, the arc resistance generated after the element is blown is increased to improve the breaking performance, and the size and weight of the service plug are suppressed even for the high voltage and large current of the power supply, which are the needs of the automobile market. be able to.
さらには請求項1に記載の発明によるホルダー内のクリップ状端子は、従来の棒状端子接続のように接触抵抗を抑えるため高い寸法精度を必要とすることで部材コストが高くなることや、バネ接続のような導体抵抗が高くなることを防ぎ、大電流の流れる回路での使用を図ることができる。 Further, the clip-shaped terminal in the holder according to the invention according to claim 1 requires high dimensional accuracy in order to suppress contact resistance like a conventional rod-shaped terminal connection, which increases the member cost and spring connection. It is possible to prevent the conductor resistance from becoming high and to use it in a circuit in which a large current flows.
請求項2に記載の発明によれば、ヒューズ上部の回転可能なハンドルに爪状の係止部とホルダー外側側面に受け部を備え、電源回路閉路時にハンドルを回転移動させ爪状の係止部で受け部と合致することで自動車において生じる激しい震動、衝撃に対してヒューズがホルダーから外れることのないよう確実な固定を図ることができる。 According to the second aspect of the present invention, the rotatable handle on the upper part of the fuse is provided with a claw-shaped locking portion and a receiving portion on the outer side surface of the holder, and the handle is rotationally moved when the power supply circuit is closed to rotate the claw-shaped locking portion. By matching with the receiving part, it is possible to secure the fuse so that it will not come off from the holder against severe vibrations and shocks that occur in the automobile.
請求項3に記載の発明によれば、ヒューズの段差部にシリコン樹脂等から成るリング状パッキンを備えることで隙間からの水の浸入を防ぎ、防水性を向上させることができる。またハンドルの爪状の係止部がホルダーの受け部に合致した後、リング状パッキンの反発弾性により係止部が受け部に強く押し当てられヒューズがホルダーから外れることのないよう、二重に強固な固定を確保することができる。 According to the third aspect of the present invention, by providing a ring-shaped packing made of silicon resin or the like on the stepped portion of the fuse, it is possible to prevent water from entering through the gap and improve the waterproof property. Also, after the claw-shaped locking part of the handle matches the receiving part of the holder, the locking part is strongly pressed against the receiving part due to the repulsive elasticity of the ring-shaped packing, and the fuse is doubled so that it does not come off from the holder. A strong fixation can be ensured.
請求項4に記載の発明によれば、ヒューズの外周面とホルダーの内周面がガイドとなって位置決めすることで、ホルダー内底面のヒューズの刃状端子部とほぼ同じ断面を有する狭い端子貫通孔及びホルダー内のクリップ状端子に刃状端子部を痛めることなく確実に挿入でき、歩留まりの向上を図ることができ、且つ特別な治具を必要とせず、さらには狭い端子貫通孔により、ヒューズを抜去してのメンテナンス作業の際、その露出端子面が極めて小さく、安全性の向上を図ることができる。 According to the fourth aspect of the present invention, by positioning the outer peripheral surface of the fuse and the inner peripheral surface of the holder as guides, a narrow terminal penetration having substantially the same cross section as the blade-shaped terminal portion of the fuse on the inner bottom surface of the holder. The blade-shaped terminal can be securely inserted into the hole and the clip-shaped terminal in the holder without damaging the blade-shaped terminal, the yield can be improved, no special jig is required, and the narrow terminal through-hole allows the fuse. When the maintenance work is performed by removing the fuse, the exposed terminal surface is extremely small, and safety can be improved.
以下、本発明の一実施形態にかかるサービスプラグ機能付き高電圧ヒューズを図1〜図6を参照して説明する。本実施形態のサービスプラグ機能付き高電圧ヒューズは電気自動車或いはプラグインハイブリッド等で用いられる高電圧、大電流出力バッテリーから負荷への電源供給を行う回路に組込まれ、この電源回路を必要に応じて開閉することを可能にする。 Hereinafter, a high voltage fuse with a service plug function according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6. The high-voltage fuse with a service plug function of the present embodiment is incorporated in a circuit that supplies power from a high-voltage, high-current output battery used in an electric vehicle or a plug-in hybrid to a load, and this power supply circuit is incorporated as needed. Allows opening and closing.
図1〜図6に示すように、サービスプラグ機能付き高電圧ヒューズはヒューズ1とホルダー2から成る。 As shown in FIGS. 1 to 6, the high-voltage fuse with a service plug function includes a fuse 1 and a
前記ヒューズ1には図3、図5及び図7に示すように中央に端子間隔距離より長く湾曲し一つ或いは複数本の並列に配置したエレメント部8を成し、その長手方向両端を折り返して厚みを確保した後、コの字状に折り曲げた刃状端子部11からなる部材と、そのエレメント部8が入る広い内部空間7と刃状端子部11の入る細溝10に前記部材を挿入後、内部空間7へ消弧剤9を充填し、蓋12を被せることでヒューズ1を成す。 As shown in FIGS. 3, 5 and 7, the fuse 1 is formed with one or a plurality of
ヒューズ1の上部には図1に示すようにホルダー2に装着抜去の際には立設し、また、図2に示すように電源回路閉路時には回転移動する可動機能を備え、ポリアミド樹脂等の耐熱、耐トラッキング、耐アーク性の強い材料から成るハンドル3を備えている。 As shown in FIG. 1, the upper part of the fuse 1 is erected when it is attached to and removed from the
またハンドル3には図6に示すように爪状の係止部4を備え、ホルダー2外側面には突起5を有し、前記係止部4と合致(破線で図示)する際、係止部4の爪が弾性変形して突起5を乗り越え合致する受け部6を有しており、ヒューズ1がホルダー2から抜けることを抑止している。 Further, the
前記ホルダー2には、ヒューズ1底部から突出した刃状端子11との接続のために広い接触面を有するクリップ状端子16を備えている。 The
また、前記ヒューズ1の外周面には図1、図5及び図6に示すよう段差13が有り、この段差部分にシリコン樹脂等から成るリング状パッキン14を備えている。 Further, the outer peripheral surface of the fuse 1 has a
前記ホルダー2の内周面には図4、図5及び図6に示すよう段差15が有り、前記ヒューズ1の段差13との間にリング状パッキン14を備えることで防水性を向上させるとともに、ハンドル3の爪状の係止部4がホルダー2の受け部6に合致した後、リング状パッキン14の反発弾性により係止部4が受部6に強く押し当てられヒューズ1がホルダー2から外れることをより強固に防止するものとなっている。 The inner peripheral surface of the
また、前記ホルダー2には図4、図5に示すようにヒューズ1の刃状端子部11を両側から挟み込み大きな接触面で電気的に接続し回路との接続電線19繋がるクリップ状端子16を有している。 Further, as shown in FIGS. 4 and 5, the
ヒューズ1の刃状端子部11をホルダー2のクリップ状端子16に装着する際は、そのクリップ状端子の露出最小限となる刃状端子部11とほぼ同じ断面を有する狭い貫通孔17を介して接続されるが、ヒューズ1の外周面とホルダーの内周面が挿入位置をガイドした後、刃状端子部11が貫通孔17に到達する位置関係(寸法関係)を成し、刃状端子11を痛めることなく挿入できる。 When the blade-shaped
前記構成のサービスプラグ機能付き高電圧ヒューズによれば、ヒューズ1内にエレメント部8と刃状端子部11から成る部材を納めることで、ヒューズ1内に広い内部空間7を確保することができるので、端子間隔より長いエレメントと、沢山充填された消弧剤によってエレメント溶断後の端子間で長い沿面距離を確保しアーク抵抗を高めるとともに、沢山の消弧剤によりアークを冷却する効果が高まり遮断性能が向上することで、高電圧、大電流に対応する回路であってもサービスプラグとしての大型化を抑え、軽量化を図ることができる。また、その長手方向両端を折り返して厚みを確保した後、エレメント部8の両端をコの字状に折り曲げて刃状端子部11とした部材により、エレメントと端子の接合作業がなく信頼性の向上と、さらに長手方向両端を折り返して厚みを確保することで、刃状端子部11の先端部は丸形状を成しホルダー2内の貫通孔17及びクリップ状端子16に挿入する際、引っ掛かりを生じずなめらかな装着ができる。 According to the high-voltage fuse with a service plug function having the above configuration, a wide
前記構成のサービスプラグ機能付き高電圧ヒューズによれば、従来品のようにヒューズをサービスプラグに組込む工程やヒューズ構成部品を削減でき、また特別な組込治具を必要としない。 According to the high-voltage fuse with a service plug function having the above configuration, the process of assembling the fuse into the service plug and the fuse components can be reduced as in the conventional product, and a special assembling jig is not required.
また、別の実施形態例として図8に示すようにエレメント部8及び刃状端子部11からなる部材をヒューズ1本体の底面から挿入し、消弧剤を充填後、底蓋20を嵌め込みヒューズとすることもある。 Further, as another embodiment, as shown in FIG. 8, a member composed of an
さらに、図9に示すようにエレメント部8と刃状端子部11の途中にヒートシンク21を挟むことで、エレメント溶断後に発生するアークを冷却し、アーク放電の元となる物質(エレメント材料、酸素、窒素等の空気構成気体、消弧剤材料)の電離を抑制し、遮断性能の向上を図ることもできる。これらの前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したものに過ぎず、前述の実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲でエレメント部の形状、本数及びハンドルの取り付け方向、受端子の引き出し方向等種々変形して実施することができる。 Further, as shown in FIG. 9, by sandwiching the
高電圧、大電流の電気回路を有する電気自動車やハイブリッドカー及び高電圧機器において、サービスプラグのヒューズが動作することは極めて稀なことであり、万が一動作した場合であっても、プラグ内にヒューズを組込んだものの部品コスト、ヒューズを組込む作業コスト、交換のための作業コストと、サービスプラグ機能付き高電圧ヒューズ自体を交換する際の部品コスト、作業コストを総合的に比較すると、後者の方式が大きなコスト削減を図ることができる。 In electric vehicles, hybrid cars, and high-voltage equipment that have high-voltage, high-voltage electric circuits, it is extremely rare for a fuse in a service plug to operate, and even if it does, a fuse in the plug will work. Comprehensively comparing the parts cost, the work cost for incorporating the fuse, the work cost for replacement, and the parts cost and work cost for replacing the high-voltage fuse with the service plug function, the latter method Can greatly reduce costs.
1 ヒューズ
2 ホルダー
3 ハンドル
4 爪状の係止部
5 突起
6 受け部
7 内部空間
8 エレメント部
9 消弧剤
10 細溝
11 刃状端子部
12 蓋
13 ヒューズ側段差
14 リング状パッキン
15 ホルダー側段差
16 クリップ状端子
17 貫通孔
18 ハンドルシャフト
19 回路との接続電線
20 底蓋
21 ヒートシンク1 Fuse 2
Claims (4)
その両端を折り返してコの字状に折り曲げた刃状端子部(11)と、
当該エレメント部(8)を収納する広い内部空間(7)と当該刃状端子部(11)の入る細溝(10)と外側上部にハンドル(3)を有する本体と、
を備えた高電圧ヒューズであって、
当該内部空間(7)には消弧剤(9)が充填され、蓋(12)が固定され、
当該刃状端子部(11)はクリップ状端子(16)を有するホルダー(2)と電気的に接続する構造のサービスプラグ機能付き高電圧ヒューズ。 One or juxtaposed plurality of element portion curved longer than pin spacing distance to the center (8),
A blade-shaped terminal portion (11) whose both ends are folded back and bent into a U shape ,
A body having a wide inner space (7) and the blade-like terminal portion for accommodating the element portion (8) and narrow grooves (10) of the start of (11) the handle (3) to the outer upper,
It is a high voltage fuse equipped with
The internal space (7) is filled with an arc-extinguishing agent (9), the lid (12) is fixed, and the interior space (7) is fixed.
The blade-shaped terminal portion (11) is a high-voltage fuse with a service plug function having a structure that electrically connects to a holder (2) having a clip-shaped terminal (16) .
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