(57)【要約】【課題】レイアウトの自由度を高めることができ、コスト負担を低減することができる回路遮断装置を提供する。【解決手段】直流電源２と負荷３との間に介装され、両者の接続を遮断する回路遮断装置１である。直流電源２に接続される第一の接点５と、負荷３に接続される第二の接点６と、直流電源２にコンデンサ４を介して接続される補助接点７とを備える。前記第一および第二の接点５，６と、第二の接点６と補助接点７とをそれぞれ接続または遮断可能な可動接点８を備える。この可動接点８は、前記負荷３への通電中には前記第一および第二の接点５，６同士と、第二の接点６と補助接点７とを接続し、前記負荷３への通電遮断時には前記補助接点７に先立って、第一および第二の接点５，６同士の接続を遮断して、前記コンデンサ４にアーク電流を吸収させた後に、第二の接点６と補助接点との接続を遮断する。【選択図】　　　図１
2004111312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源と負荷との間に介装され、両者の接続を遮断する回路遮断装置において、
直流電源に接続される第一の接点と、負荷に接続される第二の接点と、直流電源にコンデンサを介して接続される補助接点とを備え、
前記第一および第二の接点と、第二の接点と補助接点とをそれぞれ接続または遮断可能な可動接点を備え、
該可動接点は、前記負荷への通電中には前記第一および第二の接点同士と、該第二の接点と補助接点とを接続し、前記負荷への通電遮断時には前記補助接点に先立って、第一および第二の接点同士の接続を遮断して、前記コンデンサにアーク電流を吸収させた後に、第二の接点と補助接点との接続を遮断することを特徴とする回路遮断装置。
【請求項２】
前記可動接点は、前記第一および第二の接点と前記補助接点とを包囲するアーチ状の接点からなり、
前記第一および第二の接点と前記補助接点はそれぞれ板状の電極板からなり、
前記第一の接点は、前記第二の接点及び補助接点に比べて、前記可動接点の移動方向に対して短く形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回路遮断装置。
【請求項３】
前記補助接点は、前記可動接点の移動方向にスライド可能に形成され、その先端に前記可動接点を係合させる引掛け部を備えるとともに、前記可動接点の移動方向と反対方向に弾性力を付与する弾性部材を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に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、電気自動車若しくはハイブリッド自動車等の電力供給回路を開閉する回路遮断装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、直流電源と負荷との間の開閉器の切断時に、開閉器の接点間に生じる残留アークを消弧するための技術が提案されている。例えば、特許文献１には、電源スイッチ（ＳＷ１０１）の他に、コンデンサを介して負荷に接続される補助スイッチ（ＳＷ１０１１）を備え、補助スイッチが電源スイッチよりも後に切断されるようにすることで、アーク放電をコンデンサに吸収させる技術が提案されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−２４５５８６号公報（第３−４頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術においては、電源スイッチと補助スイッチとがそれぞれ独立に設けて、それぞれのスイッチの開閉制御を別々に行う必要があるため、それぞれのスイッチや制御用の装置に必要なスペースが大きくなり、レイアウト自由度を高めるにあたって障害となるという問題があった。また、コスト的にも負担がかかるという問題があった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、レイアウトの自由度を高めることができ、コスト負担を低減することができる回路遮断装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、請求項１に係る発明は、直流電源（例えば、実施の形態におけるバッテリ２）と負荷（例えば、実施の形態における負荷３）との間に介装され、両者の接続を遮断する回路遮断装置（例えば、実施の形態における回路遮断装置１）において、直流電源に接続される第一の接点（例えば、実施の形態における第一の接点５）と、負荷に接続される第二の接点（例えば、実施の形態における第二の接点６）と、直流電源にコンデンサを介して接続される補助接点（例えば、実施の形態における補助接点７）とを備え、前記第一および第二の接点と、第二の接点と補助接点とをそれぞれ接続または遮断可能な可動接点（例えば、実施の形態における可動接点８）を備え、該可動接点は、前記負荷への通電中には前記第一および第二の接点同士と、該第二の接点と補助接点とを接続し、前記負荷への通電遮断時には前記補助接点に先立って、第一および第二の接点同士の接続を遮断して、前記コンデンサにアーク電流を吸収させた後に、第二の接点と補助接点との接続を遮断することを特徴とする。
【０００６】
この発明によれば、第一および第二の接点同士の接続または遮断と、第二の接点と補助接点との接続または遮断を、共通の可動接点により行えるようにしていて、また、第一の接点や補助接点に接続または遮断される接点を共通のもの（第二の接点）としている。このため、第一の接点や補助接点に接続または遮断される接点や、これらを接続または遮断する可動接点を別々に設けた場合に比して構成をコンパクトにすることができる。したがって、レイアウトの自由度を高めることができるとともに、コスト負担を低減することができる。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のものであって、前記可動接点は、前記第一および第二の接点と前記補助接点とを包囲するアーチ状の接点からなり、前記第一および第二の接点と前記補助接点はそれぞれ板状の電極板からなり、前記第一の接点は、前記第二の接点及び補助接点に比べて、前記可動接点の移動方向に対して短く形成されていることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、可動接点の移動方向に対して、第一の接点が第二の接点または補助接点に比べて短く形成されているため、可動接点を各接点から分離させるように移動させると、必然的に第一および第二の接点同士の接続が遮断され、このとき発生するアーク電流を補助接点を介してコンデンサに吸収させることができる。このため、可動接点を移動するだけで、容易にアーク電流の吸収を行わせることができることにより、特別な制御を不要とすることができ、利便性を高めることができる。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載のものであって、前記補助接点（例えば、実施の形態における補助接点４１）は、前記可動接点の移動方向にスライド可能に形成され、その先端に前記可動接点を係合させる引掛け部（例えば、実施の形態における引掛け部４２）を備えるとともに、前記可動接点の移動方向と反対方向に弾性力を付与する弾性部材（例えば、実施の形態におけるバネ４３）を備えることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、補助接点は、通電遮断時に移動する可動接点と、引掛け部により係合し、該係合した可動接点に追従して移動するため、第一の接点が第二の接点との接続が遮断されても、可動接点に係合した補助接点は第二の接点との接続が維持される。したがって、第一および第二の接点同士の接続が遮断されて発生したアーク電流を、補助接点にコンデンサに吸収させることができる。また、補助接点が可動接点と分離されると、前記弾性部材が付与する弾性力により可動接点に係合する前の位置に復帰することができる。このようにしたため、前記可動接点の移動方向に対して補助接点を第一の接点よりも短く形成しても、アーク電流をコンデンサに吸収させることができ、補助接点を小型化することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態における回路遮断装置ついて、添付図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態における回路遮断装置１を示す概略構成図である。同図に示したように、回路遮断装置１は、複数のバッテリセル１０からなるバッテリ２と、負荷３との間に介装され、両者の接続を遮断するためのものである。
【００１２】
この回路遮断装置１は、第一の接点５と、第二の接点６と、補助接点７とを備えている。第一の接点５は直流電源であるバッテリ２に接続され、第二の接点６は負荷３に接続される。そして、補助接点７は、バッテリ２にコンデンサ４を介して接続されている。
【００１３】
前記第一および第二の接点５，６同士は、可動接点８により接続または遮断される。また、前記第二の接点６は、前記第一の接点５に加えて、補助接点７にも、前記可動接点８により接続または遮断される。
なお、図１においては、前記第一の接点５に接続される第二の接点６と、補助接点７に接続される第二の接点６とを別々に表示しているが、実際には同一部材となっている。図２を用いてより具体的に説明する。
【００１４】
図２（ａ）は回路遮断装置１の正面図であり、図２（ｂ）は回路遮断装置１の側面図である。これらの図に示したように、回路遮断装置１は、略直方体形状に形成された非導電性のベース部９を備えている。このベース部９の表面には、第一の接点５と補助接点７が接合されるとともに、ベース部９の裏面には、第二の接点６が接合されている。第一の接点５、第二の接点６、補助接点７はそれぞれ板状の電極板からなり、第一の接点５は、第二の接点６および補助接点７に対して低く形成されている。これらの接点５，６、補助接点７、ベース部９により接点固定部材１２が構成される。
【００１５】
前記可動接点８は、図２（ｂ）に示すように、断面アーチ型に形成され、その上半部は外側に張り出した張り出し部１４となり、その下半部は内側に絞られた絞り部１３となっている。前記絞り部１３の内側部分で、前記ベース部９に接合された第一、第二の接点５，６や補助接点７に接触する。また、前記可動接点８は、下側が開口した蓋部（図示せず）によりその外側を覆われ、前記蓋部に張り出し部１４が固着されている。
【００１６】
図３は可動接点８を接点固定部材１２から分離する処理を示した説明図である。まず図３（ａ）に示したように、可動接点８が接点固定部材１２に装着された状態では、可動接点８の絞り部１３が第一の接点５、第二の接点６、補助接点７の全てに接触している。そして、可動接点８が上方に移動するにつれて、高さの低い第一の接点５がまず絞り部１３から離れる。ついで、図３（ｂ）に示したように、補助接点７および第二の接点６が絞り部１３から離れて、可動接点８が接点固定部材１２から分離されるのである。
【００１７】
以上のように構成された回路遮断装置１の作用について説明する。図４は図２の回路遮断装置１の遮断処理を模式的に示した説明図である。また、図５は図２の回路遮断装置１の遮断処理を示した工程図である。
まず、図４（ａ）に示したように、前記負荷３への通電中には、前記可動接点８は、その絞り部１３が第一および第二の接点５，６と、補助接点７とにそれぞれ接触している。これにより、第一および第二の接点５，６同士と、第二の接点６と補助接点７とが可動接点８を介してそれぞれ接続されている。このとき、バッテリ２から供給される電流は、矢印Ａに示すように、第一の接点５から可動接点８を介して第二の接点６に流入して、負荷３に供給される。
【００１８】
そして、図５に示したように、接続された接点の遮断指令が検出された場合に、可動接点８が矢印Ｃのように上方に向かって移動する（ステップＳ０２）。上述したように、第一の接点５は、第二の接点６や補助接点７に比べてその高さが低いため、可動接点８を上方に移動すると、その絞り部１３と第一の接点５との接続が遮断され、これにより、第一の接点５と第二の接点６との接続が遮断される（ステップＳ０４）。
【００１９】
このとき、第一および第二の接点５，６同士の接続を遮断したことによりアーク電流が発生するが、第二の接点６と補助接点７とは、可動接点８の絞り部１３を介して接続されているため、図４（ｂ）の矢印Ｂに示したように、補助接点７を介してアーク電流がコンデンサ４に吸収される（ステップＳ０６）。
【００２０】
コンデンサ４に供給される充電電流が停止して（ステップＳ０８）、補助接点７の電流が０になった場合には（ステップＳ１０）、可動接点８をさらに上方に移動させる（ステップＳ１２）。そして、図４（ｃ）に示したように、可動接点８が各接点５，６、補助接点７から分離すると、第二の接点６と補助接点７との接続が遮断され、回路を完全に遮断される（ステップＳ１４）。
【００２１】
このように、本実施の形態における回路遮断装置１においては、第一および第二の接点５，６同士の接続または遮断と、第二の接点６と補助接点７との接続または遮断を共通の可動接点８により行えるようにし、また、第一の接点５や補助接点６に接続または遮断される接点を共通のもの（第二の接点６）としている。このため、第一の接点５や補助接点７に接続または遮断される接点や、これらを接続または遮断する可動接点８を別々に設けた場合に比して構成をコンパクトにすることができる。したがって、レイアウトの自由度を高めることができるとともに、コスト負担を低減することができる。
【００２２】
加えて、前記回路遮断装置１においては、第二の接点６または補助接点７に比べて、第一の接点５が可動接点８の移動方向（この場合は上方向）に対して短く形成されている。このため、可動接点８を各接点５，６、７から分離させるように移動させると、必然的に第一および第二の接点５，６同士の接続が遮断され、このとき発生するアーク電流を補助接点７を介してコンデンサ４に吸収させることができる。このため、可動接点８を移動するだけで、容易にアーク電流の吸収を行わせることができることにより、特別な制御を不要とすることができ、利便性を高めることができる。
【００２３】
図６は第２の実施の形態における回路遮断装置２０の正面図である。前記回路遮断装置２０においては、ベース部９の表面に第一の接点５が接合され、ベース部９の裏面に第二の接点６および補助接点７が配置されている点が第１の実施の形態と異なっている。この場合においても、第一の接点５は、第二の接点６および補助接点７よりもその高さが低く形成されており、第１の実施の形態の場合と同様の作用効果を奏することができる。
【００２４】
図７は第３の実施の形態における回路遮断装置３０の正面図である。前記回路遮断装置３０においては、ベース部９の表面に第一の接点５、第二の接点６および補助接点７が配置されている点が第１の実施の形態と異なっており、この場合においても、第１の実施の形態の場合と同様の作用効果を奏することができる。
【００２５】
図８は、第４の実施の形態における回路遮断装置４０の正面図である。本実施の形態においては、ベース部９表面に露出している補助接点４１の高さが、第一の接点５よりも低くなっている。この補助接点４１は、可動接点８の移動方向（この場合は上方向）にスライド可能に形成され（図９参照）、補助接点４１の先端部が第二の接点８の高さと等しくなる位置まで移動可能とされている。
また、補助接点４１の先端には、可動接点８の絞り部１３に係合可能な引掛け部４２が設けられ、この引掛け部４２が絞り部１３に係合すると、補助接点４１が可動接点８に追従して移動する。
そして、補助接点４１は、ベース部９を貫通するように断面略１字形状（図９参照）に形成されており、補助接点４１のベース部９下側にはバネ４３が介装されている。前記バネ４３は、少なくとも自然長かそれ以下に長さで保持され、可動接点８の移動方向と反対の方向（この下方向）に弾性力を付与している。
【００２６】
図９〜図１１は回路遮断装置４０の遮断処理を示す説明図である。まず、図９に示すように、負荷３に通電する状態では、補助接点７は第一の接点５よりも低い位置に保持され、各接点５、６と、補助接点４１とに可動接点８の絞り部１３が接触している。
そして、通電の遮断指令が出されると、可動接点８は上方に移動する。本実施の形態においては、第一および第二の接点５，６はベース部９に固定されているが、補助接点４１は上下方向に移動可能になっており、可動接点８が引掛け部４２に係合すると、補助接点４１は可動接点８に追従して異動する。
【００２７】
そして、図１０に示したように、引掛け部４２は係合したまま補助接点７が移動するため、可動接点８を介して補助接点４１と第二接点６との接続が維持される。一方、第一の接点５はベース部９に固定されているため、補助接点４１に先立って第二の接点６との接続が解除される。このとき、アーク電流が発生するが、補助接点４１と第二の接点６との接続は維持されているため、アーク電流をコンデンサ４に吸収できる。
【００２８】
そして、補助接点４１の先端の高さが第二の接点６の高さと等しくなった時に、補助接点４１の移動は停止され、補助接点４１および第二の接点６とから可動接点８を分離する。補助接点４１は、前記バネ４３により下方向に付勢されているため、図１１の矢印Ｑに示すように、可動接点８と係合する前の位置に復帰する。このようにしたため、前記可動接点８の移動方向に対して補助接点４１を第一の接点よりも短く形成しても、アーク電流をコンデンサ４に吸収させることができ、補助接点４１を小型化することができる。
【００２９】
図１２は本発明の回路遮断装置１を車両６０に適用した場合について説明している。同図に示したように、複数のバッテリセル１０からなるバッテリ２が、コンタクタ６２に接続され、コンタクタ６２がＰＤＵ６３を介してモータ６４に接続されている。これにより、バッテリ２の直流電流が、ＰＤＵ６３を介して交流に変換されて、モータ６４に供給される。また、コンタクタ６２とＰＤＵ６３との接続線は、フューズ６５を介してダウンバータ６６に接続されている。ダウンバータ６６は低圧負荷６７や低圧バッテリ６８に接続され、バッテリ２からの高圧の直流電流をダウンバータ６６にて低圧に変換して、低圧負荷６７や低圧バッテリ６８に供給する。前記回路遮断装置１は、バッテリセル１０、１０間にフューズ６１とともに介装され、必要に応じてバッテリセル１０，１０間の接続線を接続、遮断するようにすることができる。なお、図１２に示した適用例はあくまでも一例であり、他にも様々な適用が可能であることはもちろんである。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、第一の接点や補助接点に接続または遮断される接点や、これらを接続または遮断する可動接点を別々に設けた場合に比して構成をコンパクトにすることができる。したがって、レイアウトの自由度を高めることができるとともに、コスト負担を低減することができる。
また、請求項２記載の発明によれば、可動接点を移動するだけで、容易にアーク電流の吸収を行わせることができることにより、特別な制御を不要とすることができ、利便性を高めることができる。
また、請求項３記載の発明によれば、可動接点の移動方向に対して補助接点を第一の接点よりも短く形成しても、アーク電流をコンデンサに吸収させることができ、補助接点を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における回路遮断装置を示す概略回路図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における回路遮断装置の正面図および側面図である。
【図３】図２の可動接点を接点固定部材から分離する処理を示した説明図である。
【図４】図２の回路遮断装置の遮断処理を模式的に示した説明図である。
【図５】図２の回路遮断装置の遮断処理を示した工程図である。
【図６】第２の実施の形態における回路遮断装置の正面図である。
【図７】第３の実施の形態における回路遮断装置の正面図である。
【図８】第４の実施の形態における回路遮断装置の正面図である。
【図９】図８の回路遮断装置の拡大側面図である。
【図１０】図８の回路遮断装置の遮断処理を示した説明図である。
【図１１】図８の回路遮断装置の遮断処理を示した説明図である。
【図１２】本発明の回路遮断装置を備えた車両の概略構成図である。
【符号の説明】
１、２０、３０、４０　回路遮断装置
２　バッテリ
３　負荷
４　コンデンサ
５　第一の接点
６　第二の接点
７、４１　補助接点
８　可動接点
４２　引っ掛け部
４３　バネ
【図１】
2004111312.tif 000003
【図２】
2004111312.tif 000004
【図３】
2004111312.tif 000005
【図４】
2004111312.tif 000006
【図５】
2004111312.tif 000007
【図６】
2004111312.tif 000008
【図７】
2004111312.tif 000009
【図８】
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【図９】
2004111312.tif 000011
【図１０】
2004111312.tif 000012
【図１１】
2004111312.tif 000013
【図１２】
2004111312.tif 000014