(57)【要約】【課題】簡単な構成で、異常発生時に電源供給を遮断することが可能な電源遮断装置を提供することを目的とする。【解決手段】電源遮断装置は、電気機器に搭載される回路基板２に接続部３，４を介して電気的に接続され、かつ、回路基板２に電源を供給する電源供給基板１と、熱可溶性材料を用いて形成され、かつ、接続部３，４による電気的な接続が行われた状態で、回路基板２と電源供給基板１との物理的な接続を固定する固定部材７と、固定部材７による物理的な接続が行われた状態で、電源供給基板１と回路基板２とが離間する方向に、付勢力を付与する付勢部材５とを備えている。固定部材７による物理的な接続が解除され、電源供給基板１と回路基板２とが離間した状態で、接続部３，４による電気的な接続が解除される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機器に搭載される回路基板に第１接続部を介して電気的に接続され、かつ、前記回路基板に電源を供給する電源供給基板と、
熱可溶性材料を用いて形成され、かつ、前記第１接続部による電気的な接続が行われた状態で、前記回路基板と前記電源供給基板との物理的な接続を固定する固定部材と、
前記固定部材による物理的な接続が行われた状態で、前記電源供給基板と前記回路基板とが離間する方向に、付勢力を付与する付勢部材と、
を備え、
前記固定部材による物理的な接続が解除され、前記電源供給基板と前記回路基板とが離間した状態で、前記第１接続部による電気的な接続が解除される、電源遮断装置。
【請求項２】
前記固定部材は曲線状に形成される、請求項１記載の電源遮断装置。
【請求項３】
前記固定部材は、前記回路基板に配置される銅箔パターンの周辺領域に配置される、請求項１または請求項２記載の電源遮断装置。
【請求項４】
前記電源供給基板は、前記固定部材による物理的な接続が解除された状態で、外部端子と電気的に接続可能な第２接続部を備え、
前記固定部材による物理的な接続が解除され、前記電源供給基板が前記回路基板から離間した状態で、前記第２接続部は前記外部端子と電気的に接続される、請求項１〜３のいずれか１つに記載の電源遮断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異常時に電源供給を遮断する電源遮断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に電気機器は部品の故障および基板の絶縁破壊などによって、異常加熱が発生したり、発火したりする場合がある。電気機器を保護するために、一般には電流ヒューズを搭載し、さらに何らかの検出情報を読み取って、電源を遮断する機能を有する場合がある。
【０００３】
例えば、音、煙、匂いまたは振動などを検出して電源を遮断する方法がある（例えば、特許文献１参照）。また、異常時に発生した煙によってさえぎられた光を検出して保護動作を行う電源保護回路もある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−２８８５４４０号公報
【特許文献２】特開２００５−５１９３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電流ヒューズは、通常に動作している電流を越え、異常電流が流れたときに電源を遮断する。しかし、異常加熱および発火は通常動作している電流の範囲内でも生じる場合があるため、これらを検出することが難しい。
【０００６】
また、電流ヒューズに加えて、検出回路を用いて音、煙、匂い、振動または光などを検出して保護動作を行う装置は、回路が複雑になり誤動作する可能性がある。また、検出回路の電源を保護対象の電気機器の電源と共用で使用する場合は、電源に異常が生じた場合に検出回路が動作しない可能性がある。
【０００７】
さらに、検出回路の電源を保護対象の電気機器の電源と別個に設けた場合は、その別個に設けた電源回路の安全性および信頼性が問題となる。
【０００８】
そこで、本発明は、簡単な構成で、異常発生時に電源供給を遮断することが可能な電源遮断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る電源遮断装置は、電気機器に搭載される回路基板に第１接続部を介して電気的に接続され、かつ、前記回路基板に電源を供給する電源供給基板と、熱可溶性材料を用いて形成され、かつ、前記第１接続部による電気的な接続が行われた状態で、前記回路基板と前記電源供給基板との物理的な接続を固定する固定部材と、前記固定部材による物理的な接続が行われた状態で、前記電源供給基板と前記回路基板とが離間する方向に、付勢力を付与する付勢部材とを備え、前記固定部材による物理的な接続が解除され、前記電源供給基板と前記回路基板とが離間した状態で、前記第１接続部による電気的な接続が解除されるものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、第１接続部による電気的な接続が行われた状態で、回路基板と電源供給基板との物理的な接続を固定する固定部材は、熱可溶性材料を用いて形成されているため、異常加熱および発火などの異常発生時に、固定部材が溶け出すと、付勢部材は、電源供給基板と回路基板とが離間する方向に、電源供給基板または回路基板を移動させる。
【００１１】
これにより、第１接続部による電気的な接続が解除されるため、回路基板に対する電源供給を遮断することができる。また、異常発生を検出するための検出回路を設ける必要がないため、簡単な構成で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１に係る電源遮断装置を搭載した電気機器の透視斜視図である。
【図２】実施の形態１に係る電源遮断装置の動作状態を示す電気機器の透視斜視図である。
【図３】実施の形態２に係る電源遮断装置を搭載した電気機器の透視斜視図である。
【図４】実施の形態３に係る電源遮断装置の動作状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜実施の形態１＞
本発明の実施の形態１について、図面を用いて以下に説明する。図１は、実施の形態１に係る電源遮断装置を搭載した電気機器の透視斜視図であり、図２は、電源遮断装置の動作状態を示す電気機器の透視斜視図である。
【００１４】
図１に示すように、電源遮断装置は、電気機器に搭載される装置である。電源遮断装置は、電源供給基板１と、付勢部材５と、固定部材７とを備えている。電源供給基板１には、接続部３と、付勢部材５と、固定部６と、接続部９が配置されている。接続部９は、電気機器に設けられる電源供給部１２と配線１０，１１を介して接続されている。接続部３は、電気機器に搭載される回路基板２側に配置されている。接続部３は、回路基板２の接続部４と電気的に接続可能に構成され、接続部３と接続部４が電気的に接続された状態では、電源供給部１２からの供給電源が回路基板２に供給される。ここで、接続部３と接続部４が第１接続部に相当する。
【００１５】
固定部６には、固定部材７の一端側が接続されている。付勢部材５は、電源供給基板１において回路基板２が接続される側の反対側に配置され、電源供給基板１が回路基板２から離間する方向に、付勢力を付与する。付勢部材５は、熱および炎によって変形および切断しないように、例えば金属製のバネ部材を用いて形成されている。また、付勢部材５は、電気機器の筐体において、通電部分がないなどの異常加熱および発火の可能性のない部分であり、かつ、接続部３および接続部４と同一直線上となる位置に配置されている。
【００１６】
次に、固定部材７について説明する。固定部材７は、回路基板２と電源供給基板１との物理的な接続を固定する部材である。固定部材７は、熱可溶性材料（例えばプラスチックなどの樹脂）を用いて直線状に形成されている。上記のように、固定部材７の一端側は固定部６に接続されることで、電源供給基板１に固定されている。また、固定部材７の他端側は回路基板２に配置された固定部８に接続されることで、回路基板２に固定されている。
【００１７】
なお、固定部材７の電源供給基板１と回路基板２への固定方法は、ねじ止め固定、半田固定または基板端に引っ掛けるなど、接続部３，４を介して電源供給基板１と回路基板２との接続を固定できるものであれば方法は問わない。
【００１８】
付勢部材５の付勢力によって、電源供給基板１を回路基板２から離間させて、接続部３と接続部４による電気的な接続を解除するために十分な力が固定部材７に対して作用するように、固定部材７に沿ってガイド（図示省略）が配置されている。ガイドを配置することで、電源供給基板１が回路基板２から離間する方向以外への力の分散を防止できる。また、回路基板２は、付勢部材５の付勢力が作用した場合にも、電源供給基板１側に移動しないように電気機器の筐体に固定されている。
【００１９】
ここで、接続部３と接続部４を電気的に接続する方向と、付勢部材５の付勢力の方向は反対方向であり、また、接続部３と接続部４による電気的な接続を解除する方向と、付勢部材５の付勢力の方向は同一方向である。
【００２０】
固定部材７の回路基板２側部分は、回路基板２において、異常加熱および発火などの異常が発生しやすい領域に配置されている。ここで、異常加熱および発火などの異常が発生しやすい領域とは、例えば、回路基板２のＡＣ電源のライブとニュートラルの銅箔パターンの周辺領域である。
【００２１】
次に、図１と図２を用いて電源遮断装置の動作について説明する。回路基板２に、異常発熱および発火などの異常が発生した場合、固定部材７は、溶け出して切断されることで固定機能を失う。図２に示すように、付勢部材５の付勢力によって電源供給基板１が回路基板２から離間し、接続部３と接続部４による電気的な接続が解除される。これにより、回路基板２に対する電源供給が遮断される。
【００２２】
ここで、異常発生時に炎が出ない場合であっても加熱温度が高いとき、固定部材７は変形する。例えばプラスチックの場合は溶けて強度が低下し力を受けている方向に伸びる。固定部材７の変形に関しては、付勢部材５の付勢力が作用する方向に伸びる。固定部材７における伸びた程度に応じて、電源供給基板１が回路基板２から離間し、接続部３と接続部４による電気的な接続を保持できないようになったとき、電源供給は遮断される。
【００２３】
以上のように、実施の形態１に係る電源遮断装置では、回路基板２と電源供給基板１との物理的な接続を固定する固定部材７は、熱可溶性材料を用いて形成されているため、異常加熱および発火などの異常発生時に、固定部材７が溶け出すと、付勢部材５は、電源供給基板１が回路基板２から離間する方向に電源供給基板１を移動させる。これにより、接続部３と接続部４による電気的な接続が解除されるため、回路基板２に対する電源供給を遮断することができる。また、異常発生を検出するための検出回路を設ける必要がないため、簡単な構成で実現することができる。
【００２４】
なお、付勢部材５は、回路基板２において電源供給基板１が接続される側の反対側に配置されてもよい。この場合、異常加熱および発火などの異常発生時に、固定部材７が溶け出すと、付勢部材５は、回路基板２が電源供給基板１から離間する方向に回路基板２を移動させる。これにより、上記と同様の効果が得られる。
【００２５】
また、固定部材７は、回路基板２に配置される銅箔パターンの周辺領域に配置される。異常加熱および発火などの異常が発生しやすい銅箔パターンの周辺領域に固定部材７を配置することで、異常発生時に即座に回路基板２への電源供給を遮断することができる。
【００２６】
＜実施の形態２＞
次に、実施の形態２に係る電源遮断装置について説明する。図３は、実施の形態２に係る電源遮断装置を搭載した電気機器の透視斜視図である。なお、実施の形態２において、実施の形態１で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。
【００２７】
実施の形態２においては、固定部材７の材質が実施の形態１の場合と異なっている。固定部材７は、例えばナイロンまたはポリエステルなどを用いて曲線状に形成され、異常加熱および発火などの異常が発生しやすい複数の領域を経由するように配置されている。
【００２８】
固定部材７の配置について具体的に説明する。電源供給基板１には支柱１３ｃが配置されている。回路基板２には支柱１３ａ，１３ｂが配置されている。支柱１３ａ，１３ｂ，１３ｃは、固定部材７の引き回し方向を変えるための部材である。固定部材７は、支柱１３ａ，１３ｂ，１３ｃに沿って配置され、異常加熱および発火などの異常が発生しやすい複数の領域の周辺領域に配置されるように、支柱１３ａ，１３ｂ、１３ｃの位置が決定される。
【００２９】
なお、支柱の個数は、３つに限定されることなく、１つ以上であればよい。また、支柱を省略することも可能である。例えば、固定部材７についてプラスチックを用いてＳ字型（曲線状）などに形成することによって、支柱を配置することなく、直線状の場合よりも多くの領域を経由することが可能である。
【００３０】
また、支柱１３ａ，１３ｂ，１３ｃは、固定部材７に対して電源供給基板１と回路基板２との接続を固定する際の力がかかるときに、その力を支えることができ、固定部材７が切断または変形（この場合は伸びる）したときに、固定部材７の固定機能を失わせることを妨げないのであれば、金属製またはプラスチック製であるかを問わない。
【００３１】
さらに、支柱１３ａ，１３ｂ，１３ｃを異常加熱および発火など異常が発生しやすい領域に配置することも可能である。この場合、支柱１３ａ，１３ｂ，１３ｃをプラスチック製とすることで、異常発生時に支柱１３ａ，１３ｂ，１３ｃが溶け出して固定部材７を支柱１３ａ，１３ｂ，１３ｃに沿って配置しておくことができなくなり、固定部材７の固定機能が失われる。固定部材７が固定機能を失った場合、実施の形態１の場合と同様に電源供給基板１は、回路基板２から離間し、接続部３と接続部４による電気的な接続が解除され、回路基板２への電源供給が遮断される。
【００３２】
また、実施の形態１の場合と同様に、付勢部材５の付勢力によって、電源供給基板１を回路基板２から離間させて、接続部３と接続部４による電気的な接続を解除するために十分な力が固定部材７に対して作用するように、固定部材７に沿ってガイド（図示省略）が配置されている。また、回路基板２は、付勢部材５の付勢力が作用した場合にも電源供給基板１側に移動しないように電気機器の筐体に固定されている。
【００３３】
以上のように、実施の形態２に係る電源遮断装置では、固定部材７は曲線状に形成されるため、固定部材７を複数の領域に渡って引き回すことができる。これにより、固定部材７を実施の形態１の場合と比較して、異常加熱および発火などの異常が発生しやすい領域を経由させることができるため、異常の検出精度が向上し、また異常発生時の電源遮断動作も早くなる。
【００３４】
＜実施の形態３＞
次に、実施の形態３に係る電源遮断装置について説明する。図４は、実施の形態３に係る電源遮断装置の動作状態を示す斜視図である。なお、実施の形態３において、実施の形態１，２で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。
【００３５】
実施の形態３においては、異常発生時に外部機器に電気機器の異常を報知することを可能にしている。図４に示すように、電源供給基板１において回路基板２が接続される側の反対側に接続部１４（第２接続部）が配置されている。接続部１４は、固定部材７による物理的な接続が解除された状態で、電気機器の筐体側に設けられる接続部１６と接続可能に構成されている。接続部１４は外部端子１８と配線１５を介して接続され、接続部１６は外部端子１８と配線１７を介して接続されている。すなわち、接続部１４は、固定部材７による物理的な接続が解除された状態で、外部端子１８と電気的に接続可能に構成されている。
【００３６】
通常時は、固定部材７によって、電源供給基板１が回路基板２に物理的に接続されているため、接続部１４と接続部１６は電気的に接続されておらず、接続部１４は外部端子１８と電気的に接続されていない。このとき、接続部１４が外部端子１８と電気的に接続されていない（開放）ことを示す信号は、外部機器から報知される。
【００３７】
固定部材７による物理的な接続が解除された場合、付勢部材５によって、電源供給基板１が回路基板２から離間し、接続部３と接続部４による電気的な接続が解除され、回路基板２に対する電源供給が遮断される。この状態で、接続部１４と接続部１６が電気的に接続され、接続部１４は外部端子１８と電気的に接続される。このとき、接続部１４が外部端子１８と電気的に接続（短絡）されたことを示す信号は、外部機器から報知される。
【００３８】
以上のように、実施の形態３に係る電源遮断装置では、電源供給基板１は、固定部材７による物理的な接続が解除された状態で、外部端子１８と電気的に接続可能な接続部１４を備え、固定部材７による物理的な接続が解除され、電源供給基板１が回路基板２から離間した状態で、接続部１４は外部端子１８と電気的に接続される。
【００３９】
したがって、異常が発生していない場合は短絡していることを示す信号を外部機器に出力しないことで、外部機器は電気機器が正常であることを報知することができる。また、異常発生時は短絡していることを示す信号を外部機器に出力することで、外部機器は電気機器が異常であることを報知することができる。このように、複雑な構成を用いることなく、接点の短絡または開放のみの簡単な構成を用いて実現できるため、故障の可能性が低くなる。
【００４０】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１  電源供給基板、２  回路基板、５  付勢部材、７  固定部材、１４  接続部、１８  外部端子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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