(57)【要約】【課題】  可動電極を固定電極と接触させることで高抵抗状態または開路状態となっているセルを短絡するバイパススイッチにおいて、固定電極と可動電極の製造公差等により、可動電極の中心線が左右対称から偏心すると、可動電極は固定電極の一方の接触面に十分な荷重を加えることができず、接触抵抗が不安定となる。【解決手段】  可動電極の中央部にはＵ字形の溝を形成し、そのＵ字形の溝と接続するシャフトは可動電極のＵ字溝よりも曲率半径が小さく、かつ幅が小さい円弧形状となるようにした。これにより可動電極が１組の固定電極の中央に配置され、２つの固定電極の接触面に均一に荷重が加わるようにした。また固定電極と接触する可動電極の形状を曲線形状にすることで、固定電極と可動電極の接触抵抗を更に安定化させる。【選択図】        図１
2008311023.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列に接続された電池のセル各々に対して並列に接続するバイパススイッチにおいて、
固定された一対の電極からなる固定電極と、
前記セルが高抵抗状態または開路状態となった場合に、前記固定された一対の電極からなる固定電極に対して垂直方向に変位可能となるシャフトと、
前記固定された一対の電極からなる固定電極の隙間に対して前記垂直方向に所定の間隙で配置され、前記シャフトが変位した場合に加圧装置により前記垂直方向に加圧されることで、前記固定電極と電気的に接続し前記セルを短絡する可動電極と、
を備え、
前記可動電極にはＵ字形の溝を形成し、
前記Ｕ字形の溝と接触する前記シャフトは、前記Ｕ字形の溝の曲率半径よりも小さい円弧形状であり、かつ前記シャフトの幅は前記Ｕ字形の溝の幅よりも小さい
ことを特徴とするバイパススイッチ。
【請求項２】
前記固定電極と接触する前記可動電極の接触面は曲線形状となっていることを特徴とする請求項１記載のバイパススイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数のセルが接続された蓄電池において、故障によって高抵抗状態あるいは開路状態になったセルを短絡する機能を備えたバイパススイッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数のセルが直列接続された蓄電池において、１つのセルが高抵抗状態あるいは開路状態になるといった故障の場合、蓄電池全体が使用不可能となる。
【０００３】
１つのセルが高抵抗状態あるいは開路状態になるという故障の場合の対応策として、各セルに熱作動装置を並列接続し、故障時の熱作動装置の発熱をトリガとして故障セルを短絡するバイパススイッチを設ける。このバイパススイッチとしては、軽量で蓄電電流を通電しているときに大きな電力を散逸しないことが好ましい。
【０００４】
従来においては、例えば、加圧装置による加圧力で一対の固定電極に対して垂直方向に変位する可動電極と、可動電極に加わる加圧力を、シャフトを介して受ける熱作動装置を備える。
【０００５】
そして、一対の固定電極及び可動電極からなるスイッチ部と熱作動装置との並列回路が形成され、セルの異常時に、加圧装置の加圧力によって熱作動装置が変位し、固定電極が可動電極によって電気的に接続され、異常セルを短絡するバイパススイッチが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２５２８０４号公報（第４〜５頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような構成の場合、通常、固定電極と可動電極の接点形状が左右対称となるように設計するが、固定電極、可動電極の製造公差等により、可動電極の中心線が左右対称から偏心すると、可動電極は加圧装置に固定され力の逃げがないため、一方の接触面に十分な荷重が加わらない。
【０００８】
従って、固定電極の接触点に加わる力が不均一となり、接触抵抗が不安定となる。そのため、セル短絡時の通電性能を十分に満たすことができない、という課題がある。
【０００９】
ここでいう偏心とは、固定電極と可動電極の接触点の応力が左右対称ではなく、可動電極の左右いずれかの電極に偏った状態のことである。
【００１０】
本発明は係る課題を解決するためになされたものであり、固定電極に対して可動電極の形状を工夫することにより、接触抵抗の安定化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るバイパススイッチは、
直列に接続された電池のセル各々に対して並列に接続するバイパススイッチで、
固定された一対の電極からなる固定電極と、
前記セルが高抵抗状態または開路状態となった場合に、前記固定された一対の電極からなる固定電極に対して垂直方向に変位可能となるシャフトと、
前記固定された一対の電極からなる固定電極の隙間に対して前記垂直方向に所定の間隙で配置され、前記シャフトが変位した場合に加圧装置により前記垂直方向に加圧されることで、前記固定電極と電気的に接続し前記セルを短絡する可動電極と、
を備え、
前記可動電極にはＵ字形の溝を形成し、
前記Ｕ字形の溝と接触する前記シャフトは、前記Ｕ字形の溝の曲率半径よりも小さい円弧形状であり、かつ前記シャフトの幅は前記Ｕ字形の溝の幅よりも小さい
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、可動電極に製造公差等があった場合でも、可動電極とシャフトが常に接触するようになり、可動電極を１組の固定電極の中央に配置することができる。その結果、２つの固定電極と可動電極の接触面に均一に荷重を加えることができ、接触抵抗の不均一がなくなるため、接触抵抗の安定化が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るバイパススイッチの断面図である。図１に示したように、この実施の形態１のバイパススイッチは、絶縁材料からなるケース１と、ケース１に固定された一対の電極からなる固定電極２、３、及び固定電極２、３の間にあり、固定電極２、３に対し所定の間隙をもって配置され、固定電極２、３に対して垂直な方向に駆動することにより固定電極２、３間を接続する可動電極４を有するスイッチ部を備えている。
【００１４】
なお上記の「所定の間隙」とは、後述する熱作動装置７が作動する前における固定電極２、３と可動電極４との隙間のことである（図３参照）。
【００１５】
またバイパススイッチは、可動電極４及びシャフト５を固定電極２、３に対して垂直方向に加圧するコイルバネ等で構成される加圧装置６を備えている。熱作動装置７が作動すると、加圧装置６の加圧によってシャフト５が下側に移動し、それと連動して可動電極４がそれぞれの固定電極２、３と線接触することでスイッチが作動する。
【００１６】
図２は、この発明の実施の形態１に係るバイパススイッチが蓄電池のセルと並列に接続された時の回路図である。図１及び図２に示すように、熱作動装置７の内部には、例えば、ダイオード８がある。
【００１７】
図２に示した回路図の構成によれば、セル１１が正常な状態の場合にはダイオード８には逆電圧が加わるため電流が流れることがなく、バイパススイッチは作動しない。しかし、セル１１が故障して高抵抗状態あるいは開路状態になると、ダイオード８には順電流が流れるために発熱する。
【００１８】
ダイオード８が発熱すると、この熱は図１に示した熱作動装置７の内部にある金属プレート９を伝導し、半田１０を加熱して溶融させる。半田１０が溶融すると、金属プレート９、ダイオード８、シャフト５及び可動電極４が加圧装置６によって押されて、金属プレート９やダイオード８などの積層方向の下方へ移動させることが可能となる。これにより可動電極４と固定電極２、３とが接触して、固定電極２、３が可動電極４により電気的に接続され、異常なセル１１間を短絡するバイパス回路が形成される。
【００１９】
図３は、この発明の実施の形態１に係る可動電極４の詳細図である。可動電極４の中央部にはＵ字形の溝が形成されている。図３に示すように、そのＵ字形の溝と接続するシャフト５は可動電極４のＵ字形の溝よりも曲率半径が小さく、かつ幅が小さい円弧形状となっている。
【００２０】
このような形状にすることにより、可動電極４の製造公差等があった場合でも、可動電極４の曲率半径の中心とシャフト５の曲率半径の中心が常に接触するようになり、可動電極４を１組の固定電極２、３の中央に配置することができる。その結果、２つの固定電極２、３と可動電極４の接触面に均一に荷重が加わることで、接触抵抗の不均一はなくなり、接触面の接触抵抗の安定化が得られる。
【００２１】
なお、周囲環境に対して表面状態を安定させて接触抵抗を小さくするために、例えば、固定電極２、３及び可動電極４に軟質金めっき処理をする。さらに接触抵抗の低減のため、例えば、固定電極２、３及び可動電極４の素材には導電率が高く、硬度の低い銅あるいは銅合金を使用する。
【００２２】
実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２に係る固定電極２及び可動電極４の接触部の詳細図である。図４（ａ）は従来における固定電極２及び可動電極４の接触部を、図４（ｂ）は本発明による可動電極４の形状での固定電極２及び可動電極４の接触部を示している。
【００２３】
従来の可動電極４の接触面の形状は、図４（ａ）に示すようにハードエッジであるため、固定電極２、３との接触面は線接触である。一方、本発明による可動電極４の形状は、接触部の形状を曲線形状にすることにより、固定電極２、３と可動電極４との接触面積が大きくなる。よって、接触抵抗を小さくすることができる。
【００２４】
従って、従来のように可動電極４をハードエッジとするよりも、可動電極４の形状を曲線形状にすることで、接触抵抗がより安定する。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
なお、本発明に係るバイパススイッチは、衛星用バッテリ等において小型で軽量なバイパススイッチとして有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明の実施の形態１に係るバイパススイッチの断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係るバイパススイッチが蓄電池のセル１１と並列に接続された時の回路図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る可動電極４の詳細図である。
【図４】この発明の実施の形態２に係る固定電極２及び可動電極４の接触部の詳細図である。
【符号の説明】
【００２７】
１．ケース
２．固定電極
３．固定電極
４．可動電極
５．シャフト
６．加圧装置
７．熱作動装置
８．ダイオード
９．金属プレート
１０．半田
１１．セル
【図１】
2008311023.tif 000003
【図２】
2008311023.tif 000004
【図３】
2008311023.tif 000005
【図４】
2008311023.tif 000006