(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性のケース内には、回路の途中に介設された前後一対の筒状をなすソケットが同心にかつ互いに離間して設けられ、前記両ソケットには、導体部と絶縁部とが前後に連設されたプラグが進退可能に挿入されて、このプラグの後端にはピストンが設けられているとともに、このピストンの後方には、トリガ信号を与えることで爆発しその爆発力を前記ピストンに作用させる火薬が装備されており、前記プラグは常には後退位置にあって前記導体部が前記両ソケットにわたって挿入されることで両ソケット間が導通状態とされる一方、前記火薬の爆発に伴い前記プラグが前進位置に移動すると、前記絶縁部が少なくとも後方側の前記ソケットに進入して両ソケット間が非導通状態とされる回路遮断装置であって、
前記火薬が前記プラグの進退方向と交差する向きで設けられているとともに、前記両ソケットの内面には、それぞれ内方に膨出したルーバが設けられていることを特徴とする回路遮断装置。
【請求項２】
前記プラグが前進位置に移動した場合に戻り止め状態に係止する戻り止め手段を備えていることを特徴とする請求項１記載の回路遮断装置。
【請求項３】
前記戻り止め手段は、前記プラグに対して一定以上の力を作用させた場合にその係止を解除して、前記プラグの後退位置への復帰を可能とするようになっていることを特徴とする請求項２記載の回路遮断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等に設けられる回路遮断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の回路遮断装置としては、ヒューズやヒュージブルリンクを用い、回路に過電流が発生した場合にそれらを溶断することで回路を遮断するものが一般的である。一方、車両に事故が生じた場合等の緊急時には、瞬時に回路を強制遮断したい場合があり、例えば近年急速に普及しつつある電気自動車の電源回路などでは特にそのような要望が大きい。
【０００３】
従来このようなタイプの回路遮断器として、特公昭５８−４７８０９号公報には、火薬の爆発力を利用して回路に介設された導体を強制破断するものが開示されている。これは、図８に示すように、出力端子ａ間に接続されたヒューズｂと、火薬ｃと、この火薬ｃを加熱するためのフィラメントｄとが、補強された封入ガラスｅ内に封入され、入力端子ｆに電流を加えてフィラメントｄを発熱させることで火薬ｃを爆発させ、その爆発力を利用してヒューズｂを破断させるようになっており、任意のタイミングで回路を強制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、火薬の爆発力自体でヒューズｂを破断させるのであるから、ヒューズｂを確実に破断する、すなわち確実な回路遮断を期する上では、今一つ信頼性に欠ける嫌いがあった。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、その目的は、火薬の爆発力を利用しながらも回路の緊急遮断を確実に行えるようにした回路遮断装置を提供するところにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、絶縁性のケース内には、回路の途中に介設された前後一対の筒状をなすソケットが同心にかつ互いに離間して設けられ、前記両ソケットには、導体部と絶縁部とが前後に連設されたプラグが進退可能に挿入されて、このプラグの後端にはピストンが設けられているとともに、このピストンの後方には、トリガ信号を与えることで爆発しその爆発力を前記ピストンに作用させる火薬が装備されており、前記プラグは常には後退位置にあって前記導体部が前記両ソケットにわたって挿入されることで両ソケット間が導通状態とされる一方、前記火薬の爆発に伴い前記プラグが前進位置に移動すると、前記絶縁部が少なくとも後方側の前記ソケットに進入して両ソケット間が非導通状態とされる回路遮断装置であって、前記火薬が前記プラグの進退方向と交差する向きで設けられているとともに、前記両ソケットの内面には、それぞれ内方に膨出したルーバが設けられている構成としたところに特徴を有する。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記プラグが前進位置に移動した場合に戻り止め状態に係止する戻り止め手段を備えているところに特徴を有する。
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記戻り止め手段は、前記プラグに対して一定以上の力を作用させた場合にその係止を解除して、前記プラグの後退位置への復帰を可能とするようになっているところに特徴を有する。
【０００８】
【発明の作用及び効果】
＜請求項１の発明＞
トリガ信号を受けて火薬が爆発するとその爆発力を受けてプラグが前進し、絶縁部が後方のソケットと接続されることで非導通状態となり、もって回路が遮断される。絶縁抵抗の高い絶縁部を介して導通を切るようにしたから、より確実に非導通状態とされる。
火薬の爆発力を利用しつつも、プラグをソケットに対して移動させることで導通を切るようにしたから、高い信頼性を持って回路遮断を行うことができる。
【００１０】
＜請求項２の発明＞
プラグが前進位置に移動すると戻り止め手段により後退位置側に向けて戻ることが規制され、プラグとソケットが導通状態に戻ることが防がれる。
＜請求項３の発明＞
例えばプラグの先端を押し込むと、戻り止め手段の係止が解除されつつプラグが後退位置に戻され、ソケットとの間で導通が取られ、すなわち回路が接続復帰される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を電気自動車の電源回路に適用した実施形態を添付図面に基づいて説明する。
＜第１実施形態＞
まず図１ないし図３によって、本発明の第１実施形態を説明する。
図において、符号１は合成樹脂製の本体ケースであって、扁平なブロック部２の一側面から、ポスト取付板３が直角をなして突設された形状である。ポスト取付板３には、電気自動車に搭載されたバッテリ（図示せず）のバッテリポスト５（図３参照）が挿通される挿通孔が開口され、その上に導体からなる締付リング６が配されている。また、ブロック部２の側面には、図示しない電源供給線を接続するためのスタッドボルト７が立てられている。
【００１２】
ブロック部２内には、図１の上部側に収容空間８が構成され、その中にケーシング１０が収容されている。ケーシング１０はステンレス製等であって、内部の右側にハウジング１１が配されることにより、左側に摺動案内孔１２が形成されている。上記の収容空間８の底部と、さらにその下に一定寸法間隔を隔てた位置には、それぞれ仕切壁１３，１４が形成されている。両仕切壁１３，１４には、上記の摺動案内孔１２の中心線上において、それぞれ導体からなる接続環１５Ａ，１５Ｂが固着されている。両接続環１５Ａ，１５Ｂには、それぞれ導体からなる鍔付きの筒形をなすソケット１６Ａ，１６Ｂが嵌着されている。
【００１３】
このソケット１６Ａ，１６Ｂはルーバ端子状に形成され、その内面には、弾性的に内方に膨出した複数枚のルーバ１７が周方向に間隔を開けて設けられている。上側のソケット１６Ａは接続環１５Ａに対して下面側から、また下側のソケット１６Ｂは接続環１５Ｂに対して上面側からねじ込まれる等によって固定されるようになっている。
上記した両ソケット１６Ａ，１６Ｂの間には、プラグ１９が摺動自由に嵌装されている。プラグ１９の上端には、上記した摺動案内孔１２内に摺動に嵌装されるピストン２０が形成され、図１に示す後退位置と、図２に示す前進位置との間で移動可能となっている。
【００１４】
ケーシング１０内のハウジング１１には、プラグ１９の駆動源となる火薬シール部２２が収容されている。この火薬シール部２２は、フィラメントの周囲に火薬を配してシール部材内に封入したものであって、図１に示すように、プラグ１９が後退位置にある場合のピストン２０の上方の空間を指向して横向きに収容されている。火薬シール部２２には、フィラメントに電流を流すためのトリガ線２３が接続されて、本体ケース１の外部に引き出され、バッテリ側に接続されるようになっている。
【００１５】
またプラグ１９は、その先端側のみが導電材料から形成された導体部２５であり、基端側は絶縁材料から形成された絶縁部２６となっている。したがって、プラグ１９が図１の後退位置にある場合には、導体部２５が両ソケット１６Ａ，１６Ｂにわたって入り込み、図２の前進位置にあるときには、上側のソケット１６Ａの全長にわたって絶縁部２６が入り込むようになっている。
【００１６】
上下のソケット１６Ａ，１６Ｂには、それぞれバスバー２８Ａ，２８Ｂが接続されている。バスバー２８Ａ，２８Ｂは銅合金等によって形成されている。上側のバスバー２８Ａは直角に曲げ形成され、外端側に取付孔３０の開口された接続部２９が設けられている。そして、取付孔３０がスタッドボルト７に挿通されつつ接続部２９がスタッドボルト７の立設面に当てられ、内端側は仕切壁１３の下面に沿って接続環１５Ａの下面に達し、ソケット１６Ａをねじ込む際に共締めされて上側のソケット１６Ａと接続されている。
【００１７】
一方の下側のバスバー２８Ｂの内端側は、同じく下側のソケット１６Ｂを接続環１５Ｂにねじ込む際に共締めされることで下側のソケット１６Ｂに接続される。その外端側は、仕切壁１４の上面に沿ってブロック部２の外部に突出したのち、ポスト取付板３に沿って上記した締付リング６の接続板３２の近傍に達し、その先端に立ち上がり状に設けられた接続部３３が、両接続板３２を締め付けるためのボルト３４とナット３５に仮組みされている。
【００１８】
なお、上記したピストン２０の摺動案内孔１２の内周面には、プラグ１９が前進位置にある場合のピストン２０よりも上方の位置に、ガス抜き孔３７がブロック部２の外面に開口して形成されている。さらに、ブロック部２の下側の壁面におけるプラグ１９の先端と対応する位置には、逃がし孔３８が形成され、ゴム製のボタンキャップ３９で塞がれている。
【００１９】
また、ブロック部２内の下端側には、プラグ１９の摺動域に向けて進退可能なストッパ４１が設けられている。このストッパ４１は、常には付勢バネ４２の付勢力でその先端がプラグ１９の摺動域に突出付勢されている。一方プラグ１９の導体部２５の途中位置には、係止溝４３が周設されている。そして、プラグ１９が前進位置にあるときには、ストッパ４１がプラグ１９の先端の角部に係止し、一方後退位置にあるときには、ストッパ４１が係止溝４３に係止する設定である。
【００２０】
上記のような本体ケース１がバッテリに組み付けられる。その際プラグ１９は予め後退位置にある。手順としては、ポスト取付板３が、バッテリポスト５を挿通孔から締付リング６に通しつつ、バッテリポスト５の立てられた面に当てられ、ボルト３４・ナット３５を締め付けると、締付リング６が縮径してバッテリポスト５に固定され、併せて締付リング６を介してバッテリポスト５と下側のバスバー２８Ｂの接続部３３が接続される。またスタッドボルト７には、図示しない電源供給線の接続端が嵌められて、ナット（図示せず）により上側のバスバー２８Ａの接続部２９に押し付けられつつ固定される。これにより、図４に示すように、バッテリポスト５から、下側のバスバー２８Ｂとソケット１６Ｂ、プラグ１９の導体部２５、及び上側のソケット１６Ａとバスバー２８Ａを介して電源供給線に至る電源回路が構成される。また、トリガ線２３もバッテリ側に接続される。なお、本体ケース１には蓋体が被せられる。
【００２１】
この第１実施形態は上記のような構造であって、続いてその作用を説明する。図１の状態から車両の事故等の発生に伴い異常信号が送出されると、トリガ線２３に電流が流れて火薬シール部２２内のフィラメントが発熱することで火薬が爆発する。その爆発力がピストン２０の上面に作用することで、ストッパ４１を付勢バネ４２の付勢力に抗して後退させつつプラグ１９が下降し、図２に示すように前進位置に至る。そうすると、ストッパ４１が付勢力で再度進出して係止溝４３に嵌まって係止する。プラグ１９が前進位置に至ったところでは、その絶縁部２６が上側のソケット１６Ａ内に入り込むので、プラグ１９と上側のソケット１６Ａ間が非導通状態となる。これにより電源回路が遮断される。
【００２２】
すなわち本実施形態では、火薬の爆発力を利用してプラグ１９をソケット１６Ａ，１６Ｂに対して移動させることで導通を切るようにしたから、高い信頼性を持って電源回路を遮断することができる。しかも絶縁部２６を介して導通を切るため、より確実に非導通状態とすることができる。
【００２３】
また、プラグ１９が前進位置に移動するとストッパ４１により係止されるので、取り付けの向き等によってプラグ１９が後退位置側に戻ろうとしてもそれが阻止され、不用意な導通復帰が防がれる。
一方、ボタンキャップ３９を介して、図２の矢線に示すようにプラグ１９を押し込むと、ストッパ４１を後退させつつプラグ１９を元の後退位置まで戻すことができ、回路の導通復帰をなすことができる。
【００２４】
＜参考例＞
次に、参考例を図４ないし図７によって説明する。なお、上記第１実施形態と同一機能を有する部位については、同一記号を付すことで、説明を省略するか、簡単なものに留める。
合成樹脂製の本体ケース５１は、同じく扁平なブロック部５２の一側面から、ポスト取付板５３が直角をなして突設された形状であって、ポスト取付板５３にはバッテリポスト５を挿通して締め付け固定するための締付リング６が配される一方、ブロック部５２の側面には、電源供給線の接続用のスタッドボルト７が立てられている。
【００２５】
ブロック部５２における図４の上部側には収容室５４が形成され、その中に、断面門形をなすステンレス製のケーシング５５が収容されている。ケーシング５５の内面には、合成樹脂等の絶縁材からなる裏張り５６が形成されている。ケーシング５５内の下端側には、火薬シール部２２を収容したハウジング５８が装置されている。ハウジング５８の上面には火薬シール部２２に連通する開口５９が形成されている。火薬シール部２２に接続されたトリガ線２３はブロック部５２から引き出されてバッテリ側に接続されるようになっている。
【００２６】
ハウジング５８の両側には、所定間隔を開けて一対のバスバー６１Ａ，６１Ｂの内端部からなるソケット部６２Ａ，６２Ｂが配されており、両ソケット部６２Ａ，６２Ｂにより本発明のソケットが構成されている。一方のバスバー６２Ａ（図４の右側）の外端部に設けられた接続部２９は、スタッドボルト７の立設面に配され、他方のバスバー６１Ｂの外端部に設けられた接続部３３は、締付リング６の接続板３２に仮組みされている。
【００２７】
ケーシング５５内には、断面門形をなすプラグ６３が上下方向の摺動自由に嵌装されている。プラグ６３は導体により形成され、両側面には、上記した両バスバー６１Ａ，６１Ｂのソケット部６２Ａ，６２Ｂと嵌合可能な二股状をなす接触部６４Ａ，６４Ｂが形成されている。接触部６４Ａ，６４Ｂの対応する面には、弾性的に内方に膨出したルーバ１７が設けられている。プラグ６３の天井部７０には操作棒６６が突設され、ケーシング５５からブロック部５２の上面に開口された逃がし孔６７からその上面に突出可能とされている。したがってプラグ６３は、図４に示すように、接触部６４Ａ，６４Ｂがバスバー６１Ａ，６１Ｂのソケット部６２Ａ，６２Ｂに嵌合される後退位置と、図５に示すように、接触部６４Ａ，６４Ｂがソケット部６２Ａ，６２Ｂから抜け出る前進位置との間で移動可能となっている。
【００２８】
また、収容室５４の両側壁には、図７に示すように撓み変形可能な係止片６８が形成され、その上端に山形をなす突部６９が形成されており、上記したプラグ１９が前進位置に移動した際に、その天井部７０の両側縁に係止可能となっている。
【００２９】
上記のようなケーシング５５が、プラグ６３が予め後退位置に位置した状態でバッテリに組み付けられる。締付リング６にバッテリポスト５が固定されると同時に、締付リング６の接続板３２に一方のバスバー６１Ｂの接続部３３が接触固定される。また、スタッドボルト７に電源供給線が接続されると同時に、他方のバスバー６１Ａの接続部２９が電源供給線に接続される。これにより、バッテリポスト５から、一方のバスバー６１Ｂ、プラグ６３、他方バスバー６１Ａを介して電源供給線に至る電源回路が構成される。また、トリガ線２３もバッテリ側に接続され、本体ケース１には蓋体が被せられる。
【００３０】
参考例の作用は以下のようである。図４の状態から車両の事故等の発生に伴い異常信号が送出されると、トリガ線２３に電流が流れて火薬シール部２２内のフィラメントが発熱することで火薬が爆発する。その爆発力がプラグ６３の天井部７０の下面に作用することで、プラグ６３がケーシング５５内を上昇し、図５に示すように前進位置に至る。その際、図７の鎖線に示すように、プラグ６３の天井部７０が係止片６８の突部６９に係止されることで下降が規制される。プラグ６３が前進位置に上昇したところでは、プラグ６３の両接触部６４Ａ，６４Ｂがそれぞれ対応するバスバー６１Ａ，６１Ｂのソケット部６２Ａ，６２Ｂから抜け出るので、プラグ１９とソケット部６２Ａ，６２Ｂの間が非導通状態となり、もって電源回路が遮断される。
【００３１】
この参考例でも、火薬の爆発力を利用してプラグ６３をソケット部６２Ａ，６２Ｂに対して移動させることで導通を切るようにしたから、高い信頼性を持って電源回路を遮断することができる。また、プラグ６３が前進位置に移動すると突部６９により係止されて、プラグ６３が後退位置側に下降しようとしてもそれが阻止され、不用意な導通復帰が防がれる。
【００３２】
一方、操作棒６６を図５の矢線に示すように押すと、天井部７０が係止片６８を撓み変形させつつ突部６９を乗り越えてプラグ１９が下方に押し込まれ、両接触部６４Ａ，６４Ｂをソケット部６２Ａ，６２Ｂに差し込むことができ、回路の導通復帰をなすことができる。
この参考例では、バスバー６１Ａ，６１Ｂ自身によりソケット部６２Ａ，６２Ｂが形成されているので、構造がシンプルとなる。
【００３３】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）本発明は、上記実施形態に例示した電気自動車の電源回路に限らず、緊急遮断の必要とされる回路全般に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態のプラグが後退位置にあるときの断面図
【図２】プラグが前進位置にあるときの断面図
【図３】側面図
【図４】  参考例のプラグが後退位置にあるときの断面図
【図５】プラグが前進位置にあるときの断面図
【図６】側面図
【図７】プラグの係止構造を示す断面図
【図８】従来例の断面図
【符号の説明】
５…バッテリポスト
６…締付リング
７…スタッドボルト
１６Ａ，１６Ｂ…ソケット
１９…プラグ
２０…ピストン
２２…火薬シール部
２３…トリガ線
２５…導体部
２６…絶縁部
２８Ａ，２８Ｂ…バスバー
３９…ボタンキャップ
４１…ストッパ（戻り止め手段）
４３…係止溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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