WO2006109892A1

WO2006109892A1 - 電流遮断装置及び電流遮断装置の操作方法

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Publication number: WO2006109892A1
Application number: PCT/JP2006/308255
Authority: WO
Inventors: Akira Aoto; Junichi Matsubara
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2005-04-13
Filing date: 2006-04-13
Publication date: 2006-10-19
Also published as: JP2008198358A

Abstract

　マニュアル遮断装置であるサービスプラグ装置（５０）は、リレーと共に、燃料電池と負荷との間に直列に配置され、ケース（５２）と、サービスプラグ（７０）と、回転ロック板（５８）と、リミットスイッチ（６４）とで構成される。回転ロック板（５８）は、サービスプラグ（７０）の頭部（７４）を押さえる抑止姿勢と、サービスプラグ（７０）の操作が妨げられない許容姿勢とを有する。リミットスイッチ（６４）は、回転ロック板（５８）が抑止姿勢から移動することを検出し、リレーに対し、電流遮断を指令する遮断信号を出力する。

Description

明細書電流遮断装置及び電流遮断装置の操作方法技術分野

本発明は、電流遮断装置及び電流遮断装置の操作方法に係り、特に、ユーザの機械的操作に応じて電流を遮断するマニュアル遮断装置を備える電流遮断装置及びその操作方法に関する。背景技術

車両に搭載される電源のように、高圧の電源は、他の要素部品との予期せぬ接触等による損傷を未然に防ぎ、また運転者等のユーザの安全を確保する等のために、その電源をケースに収納することが行われる。その場合には、電源ケースを開ける場合に高圧に触れる危険が生ずるので、それを防止するための工夫がなされる。

例えば、日本国公開特許公報 2 0 0 2 - 3 6 7 6 6 6号では、車両用燃料電池ケースの外側に、燃料電池と負荷との間を接続するサービスプラグを設け、ュ一ザの操作によりサービスプラグを引き抜くことで燃料電池と負荷との間の接続を遮断する技術が開示される。また、日本国公開特許公報 2 0 0 2 - 1 7 5 7 9 1 号には、電気自動車に搭載された 2次電池パックに取り付けられるイン夕一ロック装置が述べられる。ここでは、 2次電池とその制御用の機器を収納するケースに安全プラグとロック機構とが取り付けられ、通常は、安全プラグは安全プラグ取付部に装着され、その状態で 2次電池の受給が行われる。ユーザの操作により安全ブラグが安全ブラグ取付部から外されると 2次電池の受給が遮断され、そこで外された安全プラグを口ック機構に装着すると、ケースの口ックが解除され、ケースを開けることができる。

高圧電源自体は、安全のため以外に緊急時のときに電力の受給を遮断するた'め、電気信号によって電力の遮断を制御するリレー等の遮断器を有することが多い。例えば、'車両に搭載される高圧電源は、緊急時等の'ときに、モータ等の負荷との間の接続を遮断するリレーが設けられる。遮断器を制御するのは、電源の制御部であるので、サービスプラグやインターロック装置とは独立である。したがつて、通常であれば、サービスプラグ等の操作は、遮断器が作動していない状態、すなわち高圧電源の受給が行われている状態で行われる。したがって、サービスプラグ等の操作、例えばサービスプラグが引き抜かれることで、高圧電源と負荷との接続が開放され、そこで火花等が生ずる。

サービスプラグ等の操作により火花が出ると、信号系にノィズとして悪影響を与えるほか、火花によって可爆性の物質があるときは、爆発や焼損等が生ずる恐れがある。

本発明の目的は、ユーザの機械的な操作に応じて電源と負荷との間の電流を遮断するマニュアル遮断装置における火花の発生を抑制できる電流遮断装置及び電流遮断装置の操作方法を提供することである。発明の開示

本発明に係る電流遮断装置は、電源及び負荷との間に設けられ、ユーザの機械的な操作に応じて電流を遮断するマニュアル遮断装置と、前記マニュアル遮断装置の部材の変位を検出するセンサと、電源及び負荷との間において前記マ二ユアル遮断装置と直列に接続され、前記センサの検出結果に応じて電流を遮断するリレー装置とを備える。

また、本発明に係る電流遮断装置は、電源及び負荷との間に設けられ、ユーザの機械的な操作に応じて電流を遮断するマニュアル遮断装置であって、ユーザの機械的な操作により電流を遮断するサービスプラグと、前記サービスプラグを移動自在に案内する筐体に取り付けられ、前記サービスブラグの操作を抑止する抑止姿勢と、前記サービスプラグの操作を許容する許容姿勢とを有する口ック機構と、を有するマニュアル遮断装置と、前記マニュアル遮断装置の部材の変位を検出するセンサであって、前記ロック機構が前記抑止姿勢から移動する変位に応じ電気信号を出力するセンサと、電源及び負荷との間において前記マニュアル遮断装置と直列に接続され、前記センサの出力に応じて電流を遮断するリレー装置とを備える。また、リレー装置は、電源の正側端子側と負荷端子側とこれらに対応する負荷の 2端子との間にそれぞれ設けられる 1対の電気リレ一遮断器であることが好ましい。

また、サービスプラグは、筐体より突き出る頭部を有し、センサは、前記筐体の口ヅク機構の近傍に設けられ、ストローク部の移動でオン · オフするリミヅ卜スイッチセンサであり、前記ロック機構は、前記サービスプラグの頭部の位置に対応する位置に設けられる押さえアーム部と、前記リミットスィッチセンサのストローク部の位置に対応する位置に設けられるスィツチアーム部とを有し、前記筐体に設けられた回転中心の周りに回転可能な回転板口ックであり、前記抑止姿勢のときは前記押さえアーム部が前記サービスブラグの頭部を押さえてその操作を抑止し、かつ前記スィツチアーム部が前記リミツトスィヅチセンサをオンし、前記抑止姿勢から移動するときに前記リミットスィッチセンサがオフとなり、前記許容姿勢のときは前記押さえアーム部が前記サービスブラグの頭部を開放して抑止を解除する回転口ック板であることが好ましい。

また、本発明に係る電流遮断装置の操作方法は、電源及び負荷との間に接続されて電気信号に応じて電流を遮断するリレー装置と、電源及び負荷との間において前記リレー装置と直列に設けられユーザの機械的な操作に応じて電流を遮断するマニュアル遮断装置とを備える電流遮断装置の操作方法であって、前記マニュアル遮断装置に設けられる口ック機構を移動させ、電流を遮断するためのサービスプラグの操作を抑止する抑止姿勢から、前記サービスブラグの操作を許容する許容姿勢へ変更させる口ック移動工程と、前記口ック機構が抑止姿勢から移動したことをセンサが検出し、その検出電気信号を前記リレー装置に出力し、前記リレ一装置に電流を遮断させる遮断工程と、前記口ック機構の許容姿勢において前記サービスブラグを操作し、前記マニュアル遮断装置の接続を開放するブラグ操作工程とを含む。

上記構成により、電気信号によるリレー装置と、ユーザの機械的操作によるマニュアル遮断装置とを備え、それに加え、マニュアル遮断装置の部材の変位に応じて、電気信号で制御されるリレー装置に対し、電流の遮断を指示する。したがつて、電流の遮断は、マニュアル遮断装置の操作に伴って、電気信号で制御されるリレー装置によって行われるので、マニュアル遮断装置のところにおける火花の発生を抑制できる。

また、マニュアル遮断装置は、ロック機構が抑止姿勢から移動する変位に応じてセンサが電気信号を出力し、リレー装置を動作させ、ロック機構はユーザの操作により引き続き移動し許容姿勢に移る。許容姿勢においてサービスプラグの操作が可能になるので、サービスプラグを操作する前に、リレー装置にその遮断を指令する電気信号がセンサより供給される。したがって、マニュアル遮断装置における火花の発生を抑制できる。

実際には、口ック機構の操作もサービスブラグの操作もユーザの手動で行われる。電気信号で電流を遮断するリレー装置の代表である電気リレーは、遮断信号を受け取つてから接続を遮断するまでの時間が、例えば 2 5 0 m s e c程度であるので、一般的な機構を手動で操作する時間よりは十分に長い。したがって、口ック機構を一般的手動機構で構成し、口ック機構が抑止姿勢から外れることを検出したならば直ちに検出信号を出すようにすれば、抑止姿勢から許容姿勢に移る時間を利用して、マニュアル遮断装置における火花の発生を抑制できる。

また、リレー装置を 1対の電気リレー遮断器とすることで接続の冗長度を増すことができ、例えば、一方側の遮断器が溶断等で遮断機能を十分に行えない場合でも、他方側の正常な遮断器によって電流の遮断を確実に行うことができる。

また、具体的には、サービスプラグは筐体より突き出る頭部を有し、センサは筐体の口ック機構の近傍に設けられるリミットスィツチセンサであり、ロック機構は回転口ック板で、抑止姿勢のときはサービスプラグの頭部を押さえてその操作を抑止し、かつリミットスィッチセンサをオンしてリレー装置を接続状態とし、抑止姿勢から移動するときにリミツトスイッチセンサがオフとなってリレー装置を遮断状態とする。そして許容姿勢のときはサービスブラグの頭部を開放して抑止を解除する。回転ロック板の一般的手動機構によって、これを手動で回すときは、抑止姿勢から許容姿勢に移る時間を利用して、マニュアル遮断装置における火花の発生を抑制できる。

まこ、電流遮断装置の操作方法によれば、ロック機構を移動させる工程と、口ヅク機構が抑止姿勢から移動したことをセンサが検出し、その検出電気信号でリレー装置に電流を遮断させる工程と、口ック機構の許容姿勢においてサービスプラグを操作する工程とを含む。リレ一装置が電流を遮断してサービスプラグを操作するまでに、口ック機構が抑止姿勢から許容姿勢に移動するのに要するある程度の時間がある。その時間を利用して、マニュアル遮断装置における火花の発生を抑制できる。 ¾

上記のように、サービスプラグを操作するまでにロック機構の移動を入れ、いわば 2段階の操作でサービスブラグを操作することとするので、抑止姿勢から許容姿勢に移る時間を利用して、マニュアル遮断装置における火花の発生を抑制でぎる。図面の簡単な説明

第 1図は、本発明に係る実施の形態のサービスプラグ装置が内部に設けられる電源ケースを搭載する車両の前方部の平面図である。

第 2図は、本発明に係る実施の形態のサービスプラグ装置を含む電源系統の配線図である。

第 3 A図は、本発明に係る実施の形態のサービスプラグ装置において、抑止姿勢を示す図である。

第 3 B図は、本発明に係る実施の形態のサービスプラグ装置において、許容姿勢を示す図である。

第 4図は、本発明に係る実施の形態におけるサ一ビスブラグ装置の操作の手順を示すフローチャートである。発明を実施するための最良の形態 "

以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。以下において、マニュアル遮断装置であるサービスプラグ装置は、車両に搭載され、内部に燃料電池を収納する電源ケースに設けられるものとして説明するが、燃料電池以外の電源、例えば各種の 2次電池等を収納する電源ケースの内部に設けられるサービスプラグ装置であってもよい。また、電源ケース等は車両に搭載されるものに限られず、産業用、民生用、家庭用等の電源ケース等であってもよい。また、以下においてマニュアル遮断装置における電流遮断の具体的構成は、サ一ビスプラグの引き抜きによって、電源と負荷との間の接続を開放するものとして説明するが、ユーザの操作によってマニュアル遮断装置において電流を遮断する構成であれば他の構成でもよい。例えば、ユーザの操作によって、周知のブレ一力構成のスィツチを遮断する構成であってもよい。

また、以下において、電気信号によって電流を遮断するリレー装置における電気信号は、センサから車両の電子制御ュニヅト（ E l e c t r o n i c s C o nt r o l Un i t ： E CU) を経由してリレー装置である電気リレー（以後は単にリレーという）に供給されるものとして説明するが、それ以外の制御装置を経由してもよく、もちろんセンサからリレー装置に直接供給される構成をとつてもよい。

また、以下で述べる数値、時間等は、説明のための一例示であり、これ以外の値であってもよい。また、回転ロック板の機構、サービスプラグとケースの間の機構、短絡電極板と接続端子との間の機構等も、それ以外の同等の機構を用いることができる。

図 1は、マニュアル遮断装置であるサービスブラグ装置 50が内部に設けられる電源ケース 20を搭載する車両 10の前方部の平面図で、ボンネットを開けて電源ケース 20におけるサービスプラグの配置状態を示す。また、図 2は、電源ケース 20の中に収容される燃料電池 30， 32の電力が車両の駆動モ一夕等の負荷 80に供給されるときの電源系統の配線図である。

車両 1, 0は、燃料電池によって動力を得ることができる電気自動車又はハイブリツド車で、その前方に、燃料電池 30 , 32を収納する電源ケース 20が配置される。そして、燃料電池 30 , 32からの電池側配線は端子台 38に集められた後、リレー 40と、サービスプラグ装置 50を経由して車両 10の図示されていない駆動モ一夕等の負荷 80に接続される。すなわち、燃料電池 30， 32からの電力は、直列に接続されたリレー 40及びサービスプラグ装置 50を経て負荷 80に受給される。電源ケース 20は、車両 10の前方に設けられるラジェ一夕 1 2、あるいはその他の外気取り入れ口からの冷却用の風を受けて冷却される電源ケース 2 0は、燃料電池 3 0， 3 2を収納する機能を有する筐体で、ローヮ一ケースと呼ばれる上部に開口を有する箱体と、アッパーケースと呼ばれる口 —ヮ—ケースの上部開口を覆う蓋とからなる。電源ケース 2 0は適当な通気口を有し、その内部が適当に換気される。かかる電源ケース 2 0は、例えば適当な金属材料あるいは一部又は全部をプラスチックで構成し、これをケース状に加工したものを用いることができる。また、水素が存在しうる電源ケース 2 0内において、特に、火花が出やすいリレー 4 0は、密閉されたリレーボックスに収納され、その内部は火花により水素の爆燃が起こらないように、例えば水素の爆燃濃度である約 4〜 7 5 %の濃度を避け、約 1 0 0 %の水素で満たされる。

電源ケース 2 0の内部に収納される燃料電池 3 0 , 3 2は、水素を酸素と反応させるときの電力を取り出すもので、具体的には燃料電池の単位電池を複数配置したものである。なお、燃料電池 3 0 , 3 2は水素と酸素の反応熱を生ずるので、図示されていない冷却経路により適宜冷却される。図 1、図 2で示されるように、単位電池を複数直列に配置した燃料電池 3 0と、燃料電池 3 0とは単位電池の電極の向きを逆にして単位電池を複数直列に配置した燃料電池 3 2とが電源ケース 2 0の内部に 2列に配置され、燃料電池 3 0と燃料電池 3 2との両端は、ェンドプレート 3 4， 3 6によって適当な圧力が加えられて機械的に拘束される。燃料電池 3 0と燃料電池 3 2との一方端は電気的に接続され、これにより単位電池の全部が直列接続される。したがって、他方端における燃料電池 3 0の電極と燃料電池 3 2の電極との間に、単位電池の個数分の電圧を取り出すことができる。例えば、燃料電池 3 2の他方端の電極を正側電極とし、燃料電池 3 0の他方端の電極を負側電極とし、これらの間から、例えば 1 4 4 V等の所望の高圧電力を取り出すことができる。

端子台 3 8は、燃料池 3 0 , 3 2からの電池側配線をまとめ、これをリレー 4 0の接続するための絶縁材料からなる部材である。端子台 3 8は、 2つの燃料電池 3 0， 3 2の他方端におけるエンドプレート 3 6に取り付けられる。

リレー 4 0は、燃料電池 3 0， 3 2と負荷 8 0との間に直列に配置され、車両の電子制御ュニットである E C U 8 2の制御の下で、例えば緊急時に燃料電池 3 0， 3 2からの電力の受給を遮断する機能を有する電気リレー遮断器である。すなわち、リレー 4 0は、電気信号に応じて電流を遮断する電気的な遮断装置である。この遮断を行うもう 1つのルートとして、図 2に示されるように、リミットスィッチ 6 4からの信号が E C U 8 2に供給されるので、リミットスィッチ 6 4 の検出信号によってもリレ一4 0は駆動制御され、燃料電池 3 0 , 3 2と負荷 8 0との間の接続が遮断される。リミットスィヅチ 6 4の検出信号の内容については後に詳述する。このルートは、ユーザの操作によって電流を遮断するいわゆるマニュアル遮断装置によるもので、サービスプラグ装置 5 0を中心に構成されるすなわち、マニュアル遮断装置は、負荷に電気的に接続された第 1の端子（ 5 4 ) と、電源に電気的に接続された第 2の端子（ 5 4 ) と、第 1及び第 2の端子間を導通させる導通体（ 7 2 ) とを含む。この導通体（ 7 2 ) は、ュ一ザの機械的な操作に応じて、第 1及び第 2の端子間を導通させる位置と、両端子間を導通させない位置との間で変位する。

このように、電気的な遮断装置であるリレー 4 0と、マニュアル遮断装置であるサービスプラグ装置 5 0と、センサであるリミットスィッチ 6 4とは、燃料電池 3 0， 3 2と負荷 8 0との間の電流を遮断するための電流遮断装置を構成する ο

リレー 4 0は、図 2に示されるように、燃料電池 3 0， 3 2の正側電極からの配線、負側電極からの配線にそれそれ別々のリレー素子が直列に接続される。このようにリレー 4 0に 1対のリレー素子を用いることで、仮に一方側のリレー素子が溶断等で遮断機能を喪失しても、他方側のリレー素子が正常であれば、燃料電池 3 0 , 3 2と負荷 8 0との間の接続を確実に遮断できる。すなわち接続の冗長度を増すことで、高圧電力の遮断の確実性を向上させることができる。

リレー 4 0は、 E C U 8 2からの指令によって接続及び遮断が行われるが、その遮断は機構的移動を用いる部分があるため、 E C U 8 2から指令信号が供給されても瞬時にはその動作が完了しない。たとえば、遮断においては、 E C U 8 2 から指令信号が供給されてから、完全に燃料電池 3 0， 3 2と負荷 8 0との間の接続が遮断されるまである程度の時間を要する。この時間を遮断時間と呼ぶことにすれば、'遮断時間は、例えば 2 5 0 m s e c程度要ることがある。サービスプラグ装置 5 0は、リレー 4 0と共に、燃料電池 3 0 , 3 2 と負荷 8 0との間に直列に配置され、電源ケース 2 0を開ける場合等のユーザの安全を確保するため、後述するサービスプラグ 7 0をユーザが引き抜くことで、燃料電池 3 0 , 3 2 と負荷 8 0 との間の接続を開放する機能を有する装置である。この閧放機能は、車両が緊急等の条件がなくても、ユーザが単にサービスプラグ 7 0を引き抜くのみで随時達成できる。したがって、サービスプラグ装置 5 0は電源ケース 2 0の外側でユーザが操作しやすい個所に設けられる。サービスプラグ 7 0 の引き抜きにより燃料電池 3 0 , 3 2 と負荷 8 0との間の接続を開放する際に火花が出ることを抑制することが好ましく、そのためにサービスブラグ装置 5 0は、以下に説明する構成をとる。

図 3 A，図 3 Bは、サービスプラグ装置 5 0の構成を示す図で、図 3 Aは、サ —ビスプラグ 7 0がケース 5 2に装着されている状態、すなわちサービスプラグ 7 0が引き抜かれず、ケース 5 2にしつかり挿入され固定されている状態を示し、図 3 Bはサービスプラグ 7 0が引き抜かれる状態を示す図である。

サービスプラグ装置 5 0は、ケース 5 2 と、ケース 5 2に挿入あるいはケース 5 2から引き抜き可能なサービスプラグ 7 0 と、ケース 5 2に取り付けられた回転ロック板 5 8 と、リミットスイッチ 6 4とを含んで構成される。

ケース 5 2は、電源ケース 2 0の外側に取り付けられ、サービスプラグ 7 0の挿入及び引き抜きを案内するスロットを有する筐体である。ケース 5 2は、スロットの奥にリレー 4 0側及び負荷 8 0側に接続される接続端子 5 4を内蔵し、この接続端子 5 4にサービスプラグ 7 0の短絡電極板 7 2が着脱できるように、サ —ビスプラグ 7 0の移動が案内される。また、スロットの開口付近には、回転口ック板 5 8の回転のための回転中心 5 6が設けられる。回転中心 5 6は、回転口ック板 5 8の構造との関係で、ケース 5 2に立てられた軸でもよく、ケース 5 2 に開けられた穴でもよい。かかるケース 5 2は、プラスチック等の適当な絶縁材料で成型され、サービスプラグ 7 0の移動を案内する挿入口と、サービスプグ 7 0が揷入口に十分押し込まれたときにその短絡電極板 7 2が位置するところに接続端子 5 4を配置したものを用いることができる。

ここで、' 接続端子 5 4は 4本あり、そのうち 2本が'リレ一 4 0側に対応し、残りの 2本が負荷 8 0側に用いられる。図 2に示されるように、リレー側の 2本は、一方が燃料電池 3 0 , 3 2の正側電極に対応するリレー素子の出力端子に接続され、他方は燃料電池 3 0， 3 2の負側電極に対応するリレー素子の出力端子に接続される。負荷 8 0側の 2本は、負荷 8 0の正側入力端子と負側入力端子にそれぞれ接続される。

サービスプラグ 7 0は、ケース 5 2に移動自在に案内される部材で、プラスチック等の絶縁材料で構成される。サービスプラグ 7 0は、一方端に、先ほどの 4 本の接続端子 5 4に対応する 2つの分離された短絡電極板 Ί 2を有し、他方端の頭部 7 4には、引き抜きハンドル 7 6が接続して設けられる。引き抜きハンドル 7 6は、ユーザがここに手または指をかけて、サービスプラグ 7 0をケース 5 2 から引き抜き、あるいはケース 5 2の中にサービスプラグ 7 0を押し込みやすいように設けられる操作部分である。

短絡電極板 7 2は、絶縁体のサービスプラグ 7 0の先端に定められた配置関係で相互に分離して取り付けられ、先ほどの接続端子 5 4と着脱自在の接続穴を有する導体板である。具体的には、一方の短絡電極板 7 2は、燃料電池 3 0 , 3 2 の正側電極に対応するリレ一素子の出力端子に着脱自在に接続され、他方は燃料電池 3 0 , 3 2の負側電極に対応するリレー素子の出力端子に着脱自在に接続される。サービスプラグ 7 0と 2つの短絡電極板 7 2は一体としてケース 5 2に案内されて移動するので、各接続端子 5 4との着脱は、実質上同時に行われる。回転ロック板 5 8は、ケース 5 2に設けられる回転中心 5 6の周りに回転可能な略 4半円形状の板部材である。回転ロック板 5 8は、 2つの機能を有し、 1つはサービスプラグ 7 0の着脱を抑止又は引き抜可能とする機能と、サービスブラグ 7 0の抑止を解放した時点をリミットスィッチ 6 4と協働して E C U 8 2に伝える機能である。そのために、回転ロック板 5 8は、互いに一定の配置関係で設けられる 2つのアーム、押さえアーム 6 0と、スイッチアーム 6 2とを備える。回転ロック板 5 8は、回転中心 5 6の周りに回転可能であり、その姿勢は、図 3 Aに示されるサービスプラグ 7 0の引き抜きを抑止し禁止する抑止姿勢と、図 3 B 示されるサービスプラグ 7 0の引き抜きを許容する許容姿勢とを取ることができる。'回転中心 5 6周りの回転の構造は、回転ロック板 5 8に軸を設け、ケース 5 2側にその軸を回転自在に支持する穴を設けるものを用いることができる。もちろん、軸と穴の関係を逆にし、ケース 5 2側に軸を設け、回転ロック板 5 8側に回転自在支持穴を設けてもよい。

図 3 Aの抑止姿勢は、回転ロック板 5 8が、回転中心 5 6を中心に図 3上で時計方向に回転して止まったときの姿勢である。これに先立ち、サービスプラグ 7 0はケース 5 2の中に十分深く挿入され、短絡電極板 7 2 と接続端子 5 4とがしつかり接続されているものとすると、抑止姿勢において、回転ロック板 5 8の押さえアーム 6 0は、サービスプラグ 7 0の頭部 7 4をちようど押さえ込み、サ一ビスプラグ 7 0を弓 Iき抜くことができないようになる。そしてそのとき、スイツチアーム 6 2は、リミットスイッチ 6 4のストローク部 6 6 , 6 8を押して、リミットスィッチ 6 4をオンにする。

図 3 Bの許容姿勢は、回転ロック板 5 8が、回転中心 5 6を中心に図 3上で反時計方向に抑止姿勢から約 9 0 ° 回転したときの姿勢である。このとき、回転口ック板 5 8の押さえアーム 6 0は、サービスプラグ 7 0の頭部 7 4から離れ、かつそのケース 5 2から引き抜かれるときの移動を妨げない姿勢となる。したがつて、この姿勢において、ユーザはサービスプラグ 7 0を引き抜くことが許容される o

図 3 Bの許容姿勢において、回転ロック板 5 8のスイッチアーム 6 2は、リミットスィッチ 6 4のストローク部 6 6， 6 8から十分に離れ、リミットスイッチ 6 4はオフになっている。リミヅトスィヅチ 6 4がオンからオフに変わるときは、回転ロック板 5 8が許容姿勢になるかなり前であって、抑止姿勢から移動を開始し、ストローク部 6 6， 6 8の位置を変えるときである。すなわち、ュ一ザが、回転ロック板 5 8を手又は指でもって、図 3において抑止姿勢から反 B 計方向に回転させ始め、回転口ック板 5 8のスィツチアーム 6 2がリミットスイッチ 6 4のストローク部 6 6， 6 8から離れる前後に、リミットスイッチ 6 4がオフになる。

図 3 A、図 3 Bの構造例では、抑止姿勢を基準にして、回転ロック板 5 8を反時計方向におよそ 1 5 ° から 3 0 ° 回転したときにリミットスイッチ 6 4をオンからオフに変更できる。そして、許容姿勢は上記のように、抑止姿勢から反時計方向に約 9 0 ° 回転したときである。回転ロック板 5 8の回転中心 5 6回りの回転は、やや固めに設定される。すなわち、リミットスィッチ 6 4をオンからオフに変える姿勢から許容姿勢まで回転する時間を、リレー 4 0の遮断時間より長くなるように設定される。上記の例でリレー 4 0の遮断時間を 2 5 0 ms e cとすれば、リミットスィツチ 6 4をオンからオフに変える姿勢から許容姿勢まで回転する時間をこれ以上となるように設定される。

例えば、上記の例で、回転口ック板 5 8を抑止姿勢から 3 0 ° 回転してリミツトスイッチ 6 4がオフとなり、 9 0。回転して許容姿勢になるものの場合は、（ 9 0 ° — 3 0 ° ) = 6 0 ° を 2 5 0 m s e cかかるものとすればよい。回転ロック板 5 8の回転をこのようにやや固めに設定する方法としては、回転中心 5 6における軸と穴との間の隙間管理によることができる。あるいは、回転ロック板 5 8とケース 5 2との間に摩擦部材を設けてもよい。また、回転ロック板 5 8とケ —ス 5 2との間に乗り上げまたは乗り越し機構を設け、ユーザが回転ロック板 5 8を回転するとき、この乗り上げまたは乗り越し機構を越えるようにして移動時間を延ばし、所定の回転移動時間を満たすようにしてもよい。

リミットスイッチ 6 4は、回転ロック板 5 8が抑止姿勢から移動したことを検出し、 E CU 8 2にその検出信号をリレ一遮断信号として伝達する機能を有する回転ロック板位置検出のセンサに相当する。また、リミットスィッチ 6 4は、マニュアル遮断装置であるサービスプラグ装置 5 0の部材である回転口ック板 5 8 の変位に応じ、電気的信号による遮断装置であるリレー 4 0に対し電流の遮断を指示する遮断信号を出力する信号手段でもある。

具体的には、上方に向けて付勢されたストロ一ク部 6 6 , 6 8を有し、スト口ーク部 6 6 , 6 8の位置によって電気的接続を開閉する一般的なリミットスイツチで構成できる。上記の例では、回転ロック板 5 8の許容姿勢において、回転口ヅク板 5 8は完全にストローク部 6 6 , 6 8と離れ、したがってストローク部 6 6， 6 8が通常の上方に突き出る姿勢となり、電気的接続が開放されてスィッチがオフとなっている。そして、回転ロック板 5 8が抑止姿勢のときは、回転ロヅク板 5 8のスィッチアーム 6 2がストローク部 6 6， 6 8を押さえつけて電気的接続がなされスィツチがオンとなる。リミツトスイッチ 6 4がオンからオフに変わるのは、回転ロック板 5 8が抑止姿勢から移動したときで、上記の例で、約 1 5 ° — 3 0 ° 回転したときである'。 . 上記構成の電流遮断装置の作用、特にサービスプラグ装置 5 0の作用を、その操作手順を示す図 4のフローチヤ一トを用いて説明する。車両 1 0において、電源ケース 2 0の中を点検したいときは、まずボンネットを開ける。電源ケース 2 0にはサービスプラグ装置 5 0が取り付けられ、電源ケース 2 0を開ける前にサ一ビスプラグ 7 0を引き抜く必要がある。これは電源ケース 2 0の中は高圧電源であるために、ユーザの安全を守るため、サービスプラグ 7 0を引き抜くことで、その高圧電力の受給を遮断するためである。したがって、例えば電池ケース蓋ロック機構を設け、これをサービスプラグ装置 5 0 と連動させ、サービスプラグ 7 0を引き抜かないと、電源ケース 2 0は開かないようにすることが好ましい。通常状態では、サービスプラグ装置 5 0は、サービスプラグ 7 0がそのケース 5 2に十分深く挿入され、回転ロック板 5 8が図 3 Aの抑止姿勢にあり、回転口ック板 5 8の押さえアーム 6 0がサービスプラグ 7 0の頭部 7 4を押さえつけている。そして、そのスィッチアーム 6 2がリミットスイッチ 6 4のストローク部 6 6 ， 6 8を押さえ、リミットスイッチ 6 4をオンにしている。その結果、 E C U 8 2にはリミットスィッチ 6 4から燃料電池 3 0， 3 2 と負荷 8 0との間の接続を遮断するための検出信号が供給されず、緊急の場合を除いてリレー 4 0は接続状態にあり、燃料電池 3 0， 3 2から負荷 8 0に高圧電力が供給されている。電源ケース 2 0の中を点検したいときは、サービスプラグ 7 0を引き抜かねばならない。それにはまず、回転ロック板 5 8のロックを解除する（ S 1 0 ) 。具体的には、ユーザが図 3の場合紙面に向かって反時計方向に回転口ック板 5 8を回転中心 5 6の周りに回転する。

回転ロック板 5 8を回転させると、抑止状態から押さえアーム 6 0もスィッチアーム 6 2もその位置を移動させる。したがって、上記の例で 1 5 ° — 3 0 ° 回転させると、回転ロック板 5 8のスィヅチアム 6 2がリミヅトスィツチ 6 4のストローク部 6 6， 6 8から離れ、リミットスイッチ 6 4がオフとなる。リミツトスイッチ 6 4がオンからオフとなると、検出信号がリミットスィッチ 6 4から E C U 8 2に出力され、 E C U 8 2はこれに基づいて'リレー 4 0を遮断する（ S 1 2 ) o

リレー遮断は、上記のように、検出信号に基づく E C U 8 2からの遮断指令がリレー 4 0に出力されてから、約 2 5 0 m s e c後に終了し、そのときに、燃料電池 3 0 , 3 2 と負荷 8 0とのあいだの接続はリレー 4 0によって開放される。リレー 4 0は、上記のように、密閉容器であるリレーボックス内に電気的にオン - オフされる接点が収容されているため、たとえリレ一ボックス内で火花が生じたとしてもその火花が外部に飛び散る恐れがない。また、密閉容器であるリレーボックス内には、上記のように、一般的に、水素ガス等が、火花が生じたとしても引火しない濃度で充填されている。これに対し、サ一ビスプラグ 7 0は、その接点が外部と連通する領域に設けられており、仮に、リレー 4 0による事前の遮断がないとすれば、サービスプラグ 7 0の遮断によって火花が外部に飛び散る可能性があることになる。

回転口ック板 5 8の反時計方向回転によってリミットスィッチ 6 4が検出信号を出した位置よりさらに回転ロック板 5 8を反回転方向に回転すると、図 3 Bの許容姿勢となる。すなわち、上記の例で、抑止姿勢から約 9 0 ° 回転すると、押さえアーム 6 0がサービスプラグ 7 0の引き抜きを妨げない位置にくるので、ここでユーザは初めてサービスブラグ引き抜きが許容される（ S 1 4 ) 。回転ロヅク板 5 8の回転移動は、リミットスィッチ 6 4が検出信号を出してからこの許容姿勢になるまでの時間が、リレー 4 0の遮断時間より長くなるように設定されているので、このときにはすでにリレー 4 0の遮断動作は終了している。

ユーザは、手または指をサービスプラグ 7 0の引き抜きハンドル 7 6にかけて、図 3 Bに示す白抜き矢印方向にサービスプラグ 7 0を移動させて引き抜くことができる。サービスプラグ 7 0が白抜き矢印方向に十分移動されると、短絡電極板 7 2 と接続端子 5 4 との接続が開放される。したがって、燃料電池 3 0 , 3 2 と負荷 8 0との間の接続が機械的に開放される。

このとき、すでにリレー 4 0の遮断動作は終了しているので、短絡電極板 7 2 と接続端子 5 4 との接続の開放により火花が生ずることはない。このように、サ一ビスプラグ装置 5 0において、サービスプラグ 7 0の引き抜きに要する動作を、回転ロック板 5 8のロック解除と、サービスプラグ' 7 0そのものの引き抜きと 2段階としたので、リレー 4 0を遮断終了するのに十分な時間の確保が可能となる。また、燃料電池 3 0 , 3 2と負荷 8 0との間の接続は、リレ一 4 0の電気的手段およびサービスブラグ 7 0の機械的手段の異なる手段により重ねて開放され、ユーザである操作者の安全保護が高められる。

このように、サービスプラグ装置 5 0を含む電流遮断装置においては、操作者によりサービスプラグ 7 0の操作により電流を遮断しょうとする意思を、回転口ック板 5 8の回転操作で確認する。具体的には、マニュアル遮断装置であるサービスプラグ装置 5 0に設けられ、そのマニュアル遮断装置の部材であるサービスプラグ 7 0の変位に応じて、操作者による電流の遮断の意思を検知し、その遮断の意思を検知した場合に、電気信号で,電流を遮断する電気的遮断装置であるリレ - 4 0に対して電流の遮断を、マニュアル遮断装置であるサ一ビスブラグ装置 5 0での電流の遮断に先立って指示する遮断信号を出力する。そして、より具体的には、サービスプラグ 7 0の変位の確認は、回転ロック板 5 8が抑止姿勢から移動するときにまず行われて、リレー 4 0による電流の遮断が行われ、次に回転口ック板 5 8がさらに回転されて許容姿勢となってサービスプラグ 7 0が引き抜かれる、という 2段階を経て行われる。 .

Claims

請求の範囲

1 . 電源及び負荷との間に設けられ、ユーザの機械的な操作に応じて電流を遮断するマニュアル遮断装置と、

前記マニュアル遮断装置の部材の変位を検出するセンサと、

電源及び負荷との間において前記マニュアル遮断装置と直列に接続され、前記センサの検出結果に応じて電流を遮断するリレー装置と、

を備える電流遮断装置。

2 . 電源及び負荷との間に設けられ、ユーザの機械的な操作に応じて電流を遮断するマニュアル遮断装置であって、

ユーザの機械的な操作により電流を遮断するサービスブラグと、

前記サービスプラグを移動自在に案内する筐体に取り付けられ、前記サービスブラグの操作を抑止する抑止姿勢と、前記サービスブラグの操作を許容する許容姿勢とを有するロック機構と、

を有するマニュアル遮断装置と、

前記マニュアル遮断装置の部材の変位を検出するセンサであって、前記口ック機構が前記抑止姿勢から移動する変位に応じ電気信号を出力するセンサと、電源及び負荷との間において前記マニュアル遮断装置と直列に接続され、前記センサの出力に応じて電流を遮断するリレー装置と、

を備える電流遮断装置。

3 . 請求の範囲 1に記載の電流遮断装置において、

前記リレー装置は、電源の正側端子側と負荷端子側とこれらに対応する負荷の 2端子との間にそれそれ設けられる 1対の電気リレーである電流遮断装置。

4 . 請求の範囲 2に記載の電流遮断装置において、

前記サービスプラグは、筐体より突き出る頭部を有し、

前記センサは、前記筐体のロック機構の近傍に設けられ、ストローク部の移動でオン · オフするリミットスィツチセンサであり、

前記口ック機構は、前記サービスブラグの頭部の位置に対応する位置に設けられる押さえアーム部と、前記リミットスィッチセンサのスト口一ク部の位置に対応ずる位置に設けられるスィッチアーム部とを有し、前記筐体に設けられた回転中心の周りに回転可能な回転板口ックであり、前記抑止姿勢のときは前記押さえアーム部が前記サービスブラグの頭部を押さえてその操作を抑止し、かつ前記スィヅチアーム部が前記リミットスィッチセンサをオンし、. 前記抑止姿勢から移動するときに前記リミットスィッチセンサがオフとなり、前記許容姿勢のときは前記押さえアーム部が前記サービスブラグの頭部を開放して抑止を解除する回転口ック板である電流遮断装置。

5 . 電源及び負荷との間に接続されて電気信号に応じて電流を遮断するリレー装置と、電源及び負荷との間において前記リレー装置と直列に設けられユーザの機械的な操作に応じて電流を遮断するマニュアル遮断装置とを備える電流遮断装置の操作方法であって、

前記マニュアル遮断装置に設けられる口ック機構を移動させ、電流を遮断するためのサービスプラグの操作を抑止する抑止姿勢から、前記サービスブラグの操作を許容する許容姿勢へ変更させる口ック移動工程と、

前記口ック機構が抑止姿勢から移動したことをセンサが検出し、その検出電気信号を前記遮断装置に出力し、前記リレー装置に電流を遮断させる遮断工程と、前記ロック機構の許容姿勢において前記サービスプラグを操作し、前記マニュアル遮断装置の接続を開放するブラグ操作工程と、

を含む電流遮断装置の操作方法。