(57)【要約】【課題】電源装置を簡易な構造で小型化が図れながら電源遮断時の作業中において確実に電源を遮断しておくことができる電源遮断装置を提供する。【解決手段】互いに開閉する接点を有する接点対を具える直流リレー1と、リレーの接点が開状態のときに接点の間に挿入される絶縁板8とを具える。絶縁板8は、リレー1が遮断されているときに接点の間に挿入可能とし、リレー1を通電するときに、接点間から抜き取るようにしている。この構成により、例えば、ハイブリッド自動車の高電圧回路において、運転時は、直流リレーのオンオフ動作によって高電圧回路の通電と遮断を行うことができ、メンテナンスなどの作業者が作業する場合には、絶縁板を手動で直流リレーの接点間に挿入するだけで、電流を確実に遮断しておくことができる。【選択図】  図１
2005228650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに開閉する接点を有する接点対を具える直流リレーと、
リレーの接点が開状態のときに接点の間に挿入される絶縁板とを具え、
この絶縁板は、リレーが遮断されているときに接点の間に挿入可能とし、リレーを通電するときに、接点間から抜き取るようにしていることを特徴とする電源遮断装置。
【請求項２】
絶縁板の挿入方向先端部に傾斜面を形成していることを特徴とする請求項１に記載の電源遮断装置。
【請求項３】
絶縁板がセラミックで形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電源遮断装置。
【請求項４】
直流リレーは接点を収納する接点収納ケースを具え、その接点収納ケースに絶縁板を接点間に挿入可能な挿入口を設けていることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の電源遮断装置。
【請求項５】
挿入口が絶縁板の挿入動作で開き、絶縁板が挿入口に挿入されていない状態では閉じる構成となっていることを特徴とする請求項４に記載の電源遮断装置。
【請求項６】
絶縁板を接点間に挿入している状態のときに、絶縁板を接点収納ケースに固定する固定手段を設けていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の電源遮断装置。
【請求項７】
直流リレーは遮断時に接点の間に生じるアークを磁界により歪曲させる磁石を具え、絶縁板に、アーク歪曲用磁石と引き合う磁石を設けて、絶縁板に設ける磁石とアーク歪曲用磁石との引き合いにより絶縁板を接点収納ケースに固定する固定手段を構成していることを特徴とする請求項６に記載の電源遮断装置。
【請求項８】
絶縁板を接点間に挿入している状態のときに、絶縁板が挿入状態であることを報知する報知手段を設けていることを特徴とする請求項１から請求項７の何れかに記載の電源遮断装置。
【請求項９】
報知手段は、絶縁板に設ける第１コネクター部と、接点収納ケースに設ける第２コネクター部と、第１コネクター部と第２コネクター部との接続で点灯する視覚報知部とを具えていることを特徴とする請求項８に記載の電源遮断装置。
【請求項１０】
報知手段は、絶縁板に設ける第１コネクター部と、接点収納ケースに設ける第２コネクター部と、第１コネクター部と第２コネクター部との接続で音を発生させる聴覚報知部とを具えていることを特徴とする請求項８に記載の電源遮断装置。
【請求項１１】
直流リレーは接点対を複数具え、これら接点が直列に接続可能に構成されていることを特徴とする請求項1から請求項１０の何れかに記載の電源遮断装置。
【請求項１２】
直流リレーは接点対を複数具え、これら接点が並列に接続可能に構成されていることを特徴とする請求項1から請求項１０の何れかに記載の電源遮断装置。
【請求項１３】
直流リレーは遮断時に接点の間に生じるアークを磁界により歪曲させる磁石を具えることを特徴とする請求項１から請求項１２の何れか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、直流電流のリレーを備える電源装置の電源遮断装置に関するものである。特に、電圧が遮断されている時において、従来のようなバッテリにサービスプラグを設けることなく、確実に電圧を遮断させておくことができる電源遮断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題からハイブリッド自動車や燃料電池自動車のような高電圧（約300V）の自動車が開発されてきている。これらの自動車は、直流高電圧の主電池と高電圧回路からなる制御回路を具えている。また、主電池は直流高電圧であるので、事故時などには電池を制御回路から切り離す必要があり、通常、電池と制御回路との間にはメカニカル接点の直流リレーを具える。
【０００３】
さらに、高電圧回路を有するので、点検整備に際しては作業者の感電を防止する必要がある。通常は、自動車のバッテリの充放電回路にバッテリからの給電を遮断するためのサービスプラグを設けて回路電流を遮断している（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
このサービスプラグは、操作レバーと短絡端子とを具備するサービスプラグ本体と、回路端子を具備するハウジングとを備え、操作者が操作レバーを持って手動によりサービスプラグ本体をハウジングから引き抜くことによって、短絡端子と回路端子との接触状態を解除するようになっている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１４４４２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述したサービスプラグは、通常は、バッテリに組み付けた状態になっているのでサイズが大きくなり、しかも、組み付け構造も複雑なため、コストアップの要因となっている。
【０００７】
本発明は、電源装置を簡易な構造で小型化が図れながら電源遮断時の作業中において確実に電源を遮断しておくことができる電源遮断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、直流リレーとサービスプラグとが、電気の通電・遮断を切り替えるという同一機能を有することに着目し、直流リレーにサービスプラグ機能を持たせることにより、電源遮断装置の構造を簡素化し、小サイズ化、コストダウンを可能とした。
【０００９】
本発明の電源遮断装置は、互いに開閉する接点を有する接点対を具える直流リレーと、リレーの接点が開状態のときに接点の間に挿入される絶縁板とを具え、この絶縁板は、リレーが遮断されているときに接点の間に挿入可能とし、リレーを通電するときに、接点間から抜き取るようにしている。
【００１０】
この絶縁板は、メンテナンス作業時など、電源を遮断しておいて作業を行なう際に、手動で接点間に挿入させて、電源の遮断を確実に行なう構成となっている。
この絶縁板の挿入作業性を良くするために、絶縁板の挿入方向先端部には傾斜面を形成することが好ましい。
【００１１】
絶縁板に用いる絶縁材料としては、プラスチック、セラミックおよびダイヤモンドから選択される少なくとも一種が好ましい。特に、高強度、高い絶縁耐力が得られるセラミックで絶縁板を形成することが好ましい。セラミックとしては、周期律表IVa、Va、VIa族元素、AlおよびSiの炭化物、窒化物、硼化物、酸化物およびこれらの固溶体から選択される少なくとも一種が好適である。
【００１２】
より具体的には、WC、TiC、TiN、TiCN、TiB2、TiBN、ZrC、ZrN、SiN、AlN、VC、TaC、HfC、Mo2C、SiO、SiO2、Al2O3等がある。その他、石英ガラス、ソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸ガラス、鉛ガラス、結晶化ガラスなどのガラス状物質も利用できる。ダイヤモンドは単結晶・多結晶、天然・合成のいずれでも良い。
【００１３】
プラスチックとしては、電気絶縁材料として一般的なものが利用できる。例えば、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂、シリコン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニルなどが好適である。
【００１４】
これらの材料のうち、プラスチックは、射出成型で所定の形に成形したり、基板上に静電塗装、粉体塗装などの方法によりプラスチックを被覆して薄膜状の絶縁膜を形成することで得られる。また、セラミックやダイヤモンド薄膜は、気相合成法により形成することが好適である。例えば、熱フィラメント法、マイクロ波プラズマ法、高周波プラズマ法、アーク放電プラズマジェット法などのCVD(Chemical  vapor  deposition)法によりダイヤモンド膜を形成できる。
【００１５】
図１１は、ハイブリッド自動車の電源回路の概略回路図である。電源回路のリレーユニット100は、複数の直流リレー101〜103と抵抗104とを具える。具体的には、電源105の高電位側に第１リレー101、負荷を介して低電位側に第２リレー102をそれぞれ電源105に直列に具える。また、第１リレー101と並列に第３リレー103及び抵抗104を具える。なお、リレーユニット以外の回路の開閉手段として、電源105近傍に電圧ヒューズ106を具える。
【００１６】
上記リレーユニット100を用いた負荷への電力の供給は、電力投入直後、抵抗104を介して電流を流し、しばらくしてから第１リレー101及び第２リレー102を介して通常の電力供給を行う。具体的には、第１リレー101をオフにしておき、第２リレー102、第３リレー103を順にオンにし、抵抗104を介して負荷への電力の投入を開始し、一定時間後、第１リレー101をオンにして、第１リレー101及び第２リレー102を介して負荷に電力を供給する。
【００１７】
サービスプラグ機能を持たせた電源遮断装置として用いる直流リレーは、例えば、図１１に示した電源回路の場合、第２リレー102を電源遮断装置とすることが好ましい。
【００１８】
また、直流リレーは、開閉する一対の接点のうち、一方を可動接点、他方を固定接点としても良いし、双方を可動接点として開閉するように構成してもよい。
【００１９】
なお、全ての接点を可動接点とする場合には、全ての接点の駆動を同時に行う必要がある。このタイミングをとる具体的な手段としては、例えば、タイマー手段を用いたものが挙げられる。つまり、タイマーを用いて可動接点を駆動させる駆動信号を出力する。
【００２０】
ここで、接点の開閉動作を行うには、種々の駆動源を利用できる。回転系駆動源ではモータが、直動系駆動源ではソレノイドやシリンダが利用できる。回転系駆動源を用いる場合は、回転運動を往復運動に変換する変換機構を介して接点を駆動させる。また、直動系駆動源を用いる場合には、直動系駆動源を接点に連結して接点を駆動させる。
【００２１】
さらに、直流リレーは、接点を収納する接点収納ケースを具えている場合、この接点収納ケースに絶縁板を接点間に挿入可能な挿入口を設ける。この挿入口は、接点対が開状態のときに、この接点間に形成される隙間に対向して形成する。作業者は、この挿入口から絶縁板を挿入するだけで簡単に接点間に絶縁板を配置させることができる。
【００２２】
接点収納ケースに絶縁板の挿入口を形成している場合、挿入口は、絶縁板の挿入動作で開き、絶縁板が挿入口に挿入されていない状態では閉じる構成とすることが好ましい。
【００２３】
この開閉構造は、例えば、接点収納ケースに挿入口を開口させておいて、接点収納ケースの内側に、この挿入口を覆うような板状部材からなる蓋体を開閉可能に取付けることにより構成できる。蓋体は、バネなどを介してその一端部をケースに取付けることにより、挿入口から挿入された絶縁板の端部が蓋体の他端部に当接して押されて挿入口が開いた状態になる。そして、挿入口から絶縁板を抜き取ると、バネの付勢力で蓋体が挿入口を閉じる方向に戻され、蓋体で挿入口を封鎖する。
【００２４】
また、蓋体は、板状ゴム部材などの弾性板状部材で構成してもよく、このように弾性板状部材で蓋体を構成する場合も、接点収納ケースの内側に、挿入口を覆うように蓋体の一端部を開閉可能に取付ける。このように構成すれば、挿入口から挿入された絶縁板の端部が蓋体の他端部に当接することにより、蓋体が絶縁板で押されて弾性変形し、挿入口が開いた状態になる。そして、挿入口から絶縁板を抜き取ると、弾性回復力で蓋体の端部が挿入口を閉じる方向に戻され挿入口を封鎖する。
【００２５】
さらに、絶縁板は、絶縁板を接点間に挿入している状態のときに、絶縁板を接点収納ケースに固定する固定手段を設けることが好ましい。
【００２６】
固定手段としては、例えば、接点収納ケースの挿入口近くに磁石を埋め込むと共に、絶縁板の挿入方向後部に挿入方向と直交する方向に延びる板状の取付部を形成し、この取り付け部に磁石を埋め込むことにより構成できる。
【００２７】
このように固定手段を構成する場合は、絶縁板を挿入口に挿入して、取付部を接点収納ケースに接触させたときに、接点収納ケースの磁石と絶縁板側の磁石とが引き合って、絶縁板が挿入口から抜けなくなる。
【００２８】
また、固定手段は、接点収納ケースの挿入口近くに係合穴を形成し、絶縁板に前記した取付部を形成して、この取付部の接点収納ケースとの対向面に係合穴に係合する係合突起を設けるようにしてもよい。この係合突起は、係合穴から離脱させるために、手動で係合が解除されるように構成する。この場合には、係合穴に係合突起を係合させることにより、絶縁板が接点収納ケースに固定される。
【００２９】
さらに、直流リレーは、遮断時に接点の間に生じるアークを磁界により歪曲させる磁石を具える構成としてもよい。直流リレーでは、遮断する際に、接点間にアークが発生するが、このアークを磁石によるローレンツ力で外側に引き伸ばすことによりアーク消弧時間を短縮することができる。なお、アークは磁石によりフレミングの左手の法則に基づいて力を受けて歪曲されるため、歪曲させる方向は接点周辺に対してかける磁界の方向により調整できる。
【００３０】
特に、直流リレーにアークを歪曲させるための磁石を設ける場合、接点収納ケースの挿入口近くに磁石を埋め込むことなく、絶縁板の前記取付部にのみ磁石を設けて、この絶縁板側磁石とアーク歪曲用磁石により固定手段を構成することができる。このように構成すれば、アークを歪曲させるための磁石と絶縁板に設ける磁石との引き合わせにより絶縁板を接点収納ケースに固定することができる。
【００３１】
さらに、直流リレーには、絶縁板を接点間に挿入している状態のときに、絶縁板が挿入状態であることを報知する報知手段を設けるようにすることが好ましい。
【００３２】
この報知手段は、例えば、絶縁板に前記した取付部を形成し、この取付部における接点収納ケースとの対向面に第１コネクター部（例えばオス型端子）を設け、接点収納ケースには、絶縁板を挿入口に挿入したときに第１コネクター部が接触する位置に第２コネクター部（例えばメス型端子）を設ける。そして、第１コネクター部と第２コネクター部との接続で点灯する視覚報知部を接点収納ケースに設ける。この視覚報知部としては、例えばＬＥＤやランプなどが挙げられる。
【００３３】
また、報知手段は、絶縁板に設ける第１コネクター部と、接点収納ケースに設ける第２コネクター部と、第１コネクター部と第２コネクター部との接続で音を発生させる聴覚報知部とを具える構成としてもよい。この場合も第１コネクターは絶縁板の前記取付部に設け、第２コネクターは絶縁板を挿入口に挿入したときに第１コネクター部が接触する位置に設け、聴覚報知部は接点収納ケースに設ける。この聴覚報知部としては、例えばブザーやスピーカーなどが挙げられる。
【００３４】
前記した報知手段の視覚報知部や聴覚報知部は、接点収納ケースに設けるのではなく、自動車のパネルなど接点収納ケース以外の作業者の目に付く場所に設けるようにしてもよい。
【００３５】
また、直流リレーは、接点対を複数具え、これら接点が直列に接続可能に構成してもよい。例えば、二対の接点対を設ける場合、接点対を直列に接続可能にするには、接点対の開閉方向一方側を、入力接点と出力接点とし、接点対の開閉方向他方側は、導通時に、入力接点、出力接点を直列につなぐ連結接点とする。連結接点は、入力接点と出力接点とが同時に接触される導電性部材で構成され、入力接点と連結接点の一部で一対の接点対が、出力接点と連結接点の一部で一対の接点対が構成される。
【００３６】
そして、入力接点と出力接点を連結接点に接触させて連結することにより、入力接点と連結接点と出力接点とが、導通時に直列に接続される。このように接点対を直列に接続可能とすると、各接点を接触させた状態のときには、入力接点から連結接点を介して出力接点まで電流が流れる。そして、各接点を離隔させると、全ての接点が非接触状態となり、対向している接点の間にアークが発生するが、各接点を直列に接続させているので、遮断電圧を分圧して、アークの消弧が行える。
【００３７】
また、直流リレーは、複数の接点対を設けて、これら接点を並列に接続できるように構成してもよい。このように接点対を並列に接続可能に構成する場合には、電流を分流することができる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明の電源遮断装置によれば、直流リレーの接点が開状態のときに接点の間に絶縁板を挿入するという直流リレーに従来のサービスプラグの機能を持たした構成としている。この構成により、例えば、ハイブリッド自動車の高電圧回路において、運転時は、直流リレーのオンオフ動作によって高電圧回路の通電と遮断を行うことができ、メンテナンスなどの作業者が作業する場合には、絶縁板を手動で直流リレーの接点間に挿入するだけで、電流を確実に遮断しておくことができる。
【００３９】
このように、本発明の電源遮断装置によれば、メンテナンスなどの作業者が作業する場合に絶縁板をリレーに取り付けるようにしているので、電源装置を通常の状態では絶縁板の無い状態にできる。その結果、電源装置全体のコストダウン、小型化が可能となる。
【００４０】
絶縁板は、挿入方向先端部に傾斜面を形成することにより、絶縁板の挿入作業が行い易くなる。また、絶縁板を高強度、高絶縁耐力を有するセラミックで形成すれば、肉厚の薄い絶縁板としても高耐圧を得ることができる。
【００４１】
直流リレーが、接点を収納する接点収納ケースを具える場合に、その接点収納ケースに絶縁板を接点間に挿入可能な挿入口を設けるようにすれば、挿入口から絶縁板を挿入するだけで絶縁板を接点間に配置させることができる。
【００４２】
挿入口が絶縁板の挿入動作で開き、絶縁板が挿入口に挿入されていない状態では閉じる構成とすれば、周囲のゴミなどが接点収納ケースの内部に入らないようにすることができる。
【００４３】
絶縁板は、作業員がメンテナンスを行なうときに直流リレーの接点間に挿入して、電流を遮断させておくようにするのであるが、この絶縁板は、作業が終了するまでは、作業の安全上、接点の間から抜けてはならない。
【００４４】
そこで、挿入口から絶縁板を接点間に挿入する場合、本発明の固定手段により絶縁板を接点収納ケースに固定するようにすれば、作業が終了するまでは絶縁板が接点収納ケースから確実に抜け落ちないようにすることができる。
【００４５】
この固定手段を、直流リレーに設けるアーク歪曲用磁石と、絶縁板に設ける磁石とで構成し、これらの磁石の引き合いにより絶縁板を接点収納ケースに固定するように構成すれば、アーク歪曲用磁石を利用して固定手段を構成できる。その結果、別途、接点収納ケースに固定手段用の磁石を設ける必要がなくなる。
【００４６】
また、絶縁板を接点間に挿入している状態のときに、絶縁板が挿入状態であることを報知する報知手段を設けるようにすれば、作業者は、視覚により、または、聴覚により、絶縁板の挿入状態を常に確認しながら作業を行えるので、より安全に作業が行える。
【００４７】
接点対を、直列に接続可能に構成する場合には、遮断時に接点間の電圧を分圧することにより、さらに短時間で電圧を遮断することができる。その結果、一つの接点にかかる電圧を下げることでアーク電流による接点の損傷を抑制することができる。
【００４８】
また、接点対を、並列に接続可能に構成する場合には、電流を分流することができ、一つの接点に流れる電流を下げることでアーク電流による接点の損傷を抑制することができる。
【００４９】
直流リレーは遮断時に接点の間に生じるアークを磁界により歪曲させる磁石を具える構成とすれば、遮断する際に、接点間にアークが発生しても、このアークを磁石によるローレンツ力で外側に引き伸ばすことによりアーク消弧時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
以下、本発明の電源遮断装置の実施の形態を説明する。
【００５１】
(第１実施形態)
本発明の電源遮断装置は、前記した図１１に示すハイブリッド自動車の電源回路中の第２リレー102を用いて構成している。
【００５２】
図１および図２は本発明の第１実施形態にかかる電源遮断装置の基本構成を示す概略構成図であって、図１は、直流リレーの接点が接触した状態を示し、図２は接点が非接触の状態を示す。また、図３および図４は、本発明実施形態に係る直流リレーの具体的な構成を示す図であって、図３は縦断面図、図４は横断面図である。
【００５３】
第１実施形態にかかる電源遮断装置は、直流リレー1とこの直流リレー1の接点間に挿入される絶縁板8とを具える。直流リレー1は、図３に示すように、接点収納ケース2内に、固定接点となる入力接点3と出力接点4、可動接点となる連結接点5、そして、接点駆動機構6を具える。絶縁板8は、リレーが遮断されているときに接点の間に挿入可能とし、リレーを通電するときに、接点間から抜き取るようになっている。
【００５４】
まず、直流リレー1について具体的に説明する。入力接点3と出力接点4とには、連結接点5と接触させる接触部31,41と端子接続部32,42とを具えており、端子接続部32,42には外部端子が接続される。
【００５５】
連結接点5は、断面Ｕ字状をしており、このＵ字の両端平面部を接触部51としている。連結接点5の接触部51は、入力接点3の接触部31、出力接点4の接触部41に接触させる。
【００５６】
また、本実施形態では、入力接点3の接触部31と連結接点5の一方の接触部51とを一つの接点対とし、出力接点4の接触部41と連結接点5の他方の接触部51とをもう一つの接点対としている。
【００５７】
そして、入力接点3の接触部31に連結接点5の一方の接触部51を接触させ、出力接点4の接触部41に連結接点5の他方の接触部51を接触させることにより、各接点は、入力接点3から連結接点5を介して出力接点4へと直列に接続される。
【００５８】
そして、連結接点5は、図３に示すように、接点駆動機構6により接点開閉方向に往復移動させるようになっている。接点駆動機構6により接点間を開閉して、連結接点5を、入力接点3と出力接点4に対して、接触または非接触状態にする。
【００５９】
接点駆動機構6について具体的に説明する。接点駆動機構6は、第１ばね61とソレノイド62を具える。第１ばね61は、連結接点5とソレノイド62との間に配設される。第１ばね61はソレノイド62の駆動軸63に挿通され、駆動軸63に固定されているフランジ68に第１ばね61の一端部を当接させ、他端部を連結接点5の底面に当接させている。第１ばね61は、連結接点5を入力接点3および出力接点4に向けて、即ち、接点閉方向に付勢する。
【００６０】
ソレノイド62は、連結接点5を接点開閉方向に往復動作させるものであり、連結接点5に一端が接続される駆動軸63と、駆動軸63を接点閉方向に動作させる軸作動部64と、駆動軸63を接点開方向に付勢する第２ばね65とを有する。
駆動軸63は、小径部と大径部とが連続されて形成され、小径部の開放一端側を連結接点5の中間位置に設ける孔に挿通させて、この小径部の一端に抜け止め用のＥリングが固定されている。また、駆動軸63の小径部の他端側の一部と大径部が軸作動部64に設ける挿入穴66に挿入される。このとき、小径部に固定されるフランジ68を軸作動部64の外方に位置させる。
第２ばね65は、駆動軸63の小径部に挿通され、一端が軸作動部64の上面部67に当接され、他端部が駆動軸64の大径部端面に当接される。
【００６１】
軸作動部64は、電流が流れてオン状態のときに、第２ばね65の付勢力に抗して駆動軸63を挿入穴66から押し出す方向（接点閉方向）に移動させるようになっている。即ち、軸作動部64がオン状態のときには、駆動軸63を第２ばね65のばね力に抗して接点閉方向に駆動させ、第１ばね61で連結接点5を押しながら入力接点3及び出力接点4に接触させる。入力接点3及び出力接点4に連結接点5が接触した直後に第１ばね61が駆動軸63のフランジ68に押されて縮む。
【００６２】
そして、軸作動部64がオフ状態になると、縮んでいる第１ばね61と第２ばね65が伸びて戻り、駆動軸63は、第２ばね65のばね力により入力接点3および出力接点4から離れる方向（接点開方向）に移動する。本実施形態では、第２ばね65が接点の開閉駆動用に用いられ、第１ばね61が対向する接点の接触力を高めるために用いられる。
【００６３】
そして、ソレノイド62の駆動軸63の動きに伴って連結接点5が往復動作する。連結接点5が接点閉方向に移動したときは、連結接点5の接触部51が入力接点3および出力接点4の接触部31,41に同時に接触する。
【００６４】
また、連結接点5が接点開方向に移動したときは、連結接点5の接触部51が入力接点3及び出力接点4の接触部31,41から同時に離れる。このように接点駆動機構6により、連結接点5を入力接点3と出力接点4に対して開閉するようになっている。
【００６５】
そして、入力接点3の端子接続部32に端子（図示せず）を介して直流電源が接続されて、各接点が接触・離隔することで通電・遮断を行う。
【００６６】
本実施形態では、ケース2内に3つの板状の永久磁石7を具えている。永久磁石7は、入力接点3および出力接点4の間と、入力接点3および出力接点4の外方に配設している。
【００６７】
さらに永久磁石7は、図１および図２に示すように、一方の極（例えばＮ極）が同じ側に位置するように接点対が配置される線と同一直線上に配置される。これら永久磁石7により、入力接点3の接触部31と連結接点5の一方の接触部51の間、出力接点4の接触部41と連結接点5の他方の接触部51の間に磁界をかけるようにしている。この永久磁石7の磁界により、接点の遮断時、各接点の間に生じるアークが、ローレンツ力を受けて引き伸ばされ歪曲するようになっている。
【００６８】
本実施形態では直流リレー1は接点通電時において、入力接点3から電流を流し、連結接点5、出力接点4へと直列に電流が流れる。そして、図２に示す状態では、左から右に磁力線が向かうように永久磁石7を配置している。そのため、フレミングの左手の法則により、ローレンツ力は、図２において前に向かう力と後に向かう力とが交互に生じ、接点遮断時に発生したアークが前後に交互に歪曲するようになっている。
【００６９】
次に、直流リレーの接点の通電・遮断について説明する。接点間を閉じて通電させる場合、連結接点5を閉動作させて連結接点5を入力接点3及び出力接点4に接触させて導通をとる（図１の状態）。
【００７０】
また、両接点間を開いて遮断する場合は、連結接点5の開動作により、連結接点5と入力接点3及び出力接点4との間が離隔されて遮断が行われる（図２の状態）。
【００７１】
この遮断時においては、各接点の間にアークが発生するが、このアークは、永久磁石7の磁界により前記した方向に歪曲する。
【００７２】
そして、本実施形態の直流リレーでは、二対の接点対を直列に接続させているので、遮断電圧を分圧してアークの消弧を行うとともに、磁界によりアークの引き伸ばしも行ってアークを消弧させることができるので、短時間で電圧を遮断することができる。また、非常にコンパクトな直流リレーを実現できる。さらに、各接点を直列に配置して遮断電圧を分圧するので、接点の耐久性向上を実現できる。
【００７３】
本実施形態の絶縁板8は、メンテナンス作業時など、電源を遮断しておいて作業を行なう際に、手動で接点間に挿入させて、電源の遮断を確実に行なう構成となっている。
【００７４】
具体的には、図１、図２、そして図４に示すように、絶縁板8は、二股状の板状絶縁部81と、この板状絶縁部81の挿入方向後部に設ける挿入方向と直交する方向に延びる板状取付部82とを有している。絶縁板8は、板状絶縁部81と板状取付部82により側面視がＴ字状となるように形成されている。
【００７５】
板状絶縁部81は、入力接点3と連結接点5との間と、出力接点4と連結接点5との間に挿入される。本実施形態では、絶縁板8は高強度、高い絶縁耐力が得られるセラミックで形成している。さらに、絶縁板8の挿入作業性を良くするために、板状絶縁部81の挿入方向先端部には、図５に示すように、傾斜面83を形成することが好ましい。
【００７６】
さらに、本実施形態では、図３および図４に示すように、接点収納ケース2に絶縁板8を接点間に挿入可能な挿入口21を設けている。この挿入口21は、接点対が開状態のときの接点間に形成される隙間に対向して形成されている。作業者は、絶縁板8の板状取付部82を持って、この挿入口21から絶縁板8の板状絶縁部81を挿入することにより、接点間に絶縁板8を配置させる。
【００７７】
このように、電源装置の高電圧回路の通電および遮断は、直流リレーのオンオフ動作によって行うことができる。電源が遮断しているときに作業者が電源装置を点検・修理する場合には、作業者が挿入口21から絶縁板8を手動で接点間に挿入することにより、電流を確実に遮断しておくことができる。この絶縁板8は、作業者が所持するようにしてもよいし、直流リレーが配置されている近辺に設置するようにしてもよい。作業者が所持するようにすれば、電源装置に絶縁板を配置するスペースを無くすことができる。
【００７８】
（第２実施形態）
また、前記した第１実施形態のように、接点収納ケース2に絶縁板8の挿入口21を形成する場合には、図６に示す第２実施形態のように、挿入口21は、絶縁板8の挿入動作で開き、絶縁板8が挿入口21に挿入されていない状態では閉じる構成とすることができる。
【００７９】
具体的には、接点収納ケース2に挿入口21を開口させておいて、接点収納ケース2の内側に、この挿入口21を覆うような板状部材からなる２枚の蓋体22を開閉可能に取付ける。蓋体22は、バネ23を介してその一端部がケース2に取付けられる。挿入口21から挿入された絶縁板8の端部が蓋体22の他端部に当接して押されると図６の仮想線で示すように、挿入口21が開いた状態になる。そして、挿入口21から絶縁板を抜き取ると、バネ23の付勢力で蓋体22が挿入口21を閉じる方向に戻されて、蓋体22で挿入口を封鎖する。
【００８０】
挿入口21が絶縁板8の挿入動作で開き、絶縁板8が挿入口21に挿入されていない状態では閉じる構成とすれば、周囲のゴミなどが接点収納ケース2の内部に入らないようにすることができる。
【００８１】
（第３実施形態）
さらに、本実施形態の電源遮断装置では、図７に示す第３実施形態のように、絶縁板8を接点間に挿入している状態のときに、絶縁板8を接点収納ケース2に固定する固定手段9を設けることができる。
【００８２】
固定手段9は、接点収納ケース2の挿入口21近くに磁石91を埋め込むと共に、磁石91と対向するように、絶縁板8の板状取付部82に磁石92を埋め込むことにより構成する。
【００８３】
固定手段9は、絶縁板8を挿入口21に挿入して、板状取付部82を接点収納ケース2に接触させたときに、接点収納ケース2の磁石91と絶縁板側の磁石92とが引き合って、絶縁板8が挿入口21から抜けなくなるようにしている。
【００８４】
（第４実施形態）
また、固定手段9は、図８に示す第４実施形態のように、第１実施形態の直流リレー1に設けるアーク歪曲用の磁石7を利用して構成することもできる。この場合は、接点収納ケース2の挿入口近くに磁石を埋め込むことなく、絶縁板8の板状取付部82にのみ磁石92を設けて、この絶縁板側磁石92とアーク歪曲用磁石7により固定手段9を構成する。
【００８５】
このとき、絶縁板側磁石92とアーク歪曲用磁石7とは、互いに引き合うように異なる磁極が対向するように配置する。このように構成すれば、アークを歪曲させるための磁石7と絶縁板に設ける磁石92との引き合わせにより絶縁板8を接点収納ケース2に固定することができる。
【００８６】
（第５実施形態）
さらに、直流リレー1には、図９および図１０に示す第５実施形態のように、絶縁板8を接点間に挿入している状態のときに、絶縁板が挿入状態であることを報知する報知手段10を設けることができる。
【００８７】
絶縁板8の板状取付部82における接点収納ケース2との対向面にオス型コネクター端子で形成される第１コネクター部11を設ける。接点収納ケース2には、絶縁板8を挿入口21に挿入したときに第１コネクター部11が接触する位置に第２コネクター部12を設ける。この第２コネクター部12は、メス型コネクター端子で形成されている。そして、第１コネクター部11と第２コネクター部12との接続で点灯する視覚報知部13を接点収納ケース2に設ける。この視覚報知部13は、本実施形態ではＬＥＤで形成している。
【００８８】
このように、第１コネクター部11と第２コネクター部12と視覚報知部13とにより報知手段10を構成する。第１コネクター部11と第２コネクター部12と視覚報知部13とは電源に接続されており、この電源はソレノイドに電力を供給するものと同じ12Vタイプを使用する。
【００８９】
なお、報知手段は、第１コネクター部と第２コネクター部との接続で音を発生させる聴覚報知部を具える構成としてもよい。この場合も第１コネクター部は絶縁板の前記取付部に設け、第２コネクター部は絶縁板を挿入口に挿入したときに第１コネクター部が接触する位置に設け、聴覚報知部は接点収納ケースに設ける。この聴覚報知部としては、例えばブザーやスピーカーなどが挙げられる。
【００９０】
また、前記した実施形態の直流リレーは、複数の接点を直列に接続可能にしたが、接点を並列に接続できるように構成してもよい。このように接点対を並列に接続可能に構成する場合には、電流を分流することができる。
【００９１】
さらに、本発明の電源遮断装置は、接点収納ケースに設けた絶縁板の挿入口に第２実施形態のような開閉機構と、第３実施形態および第４実施形態のような固定手段と、第５実施形態のような報知手段の全てを備えるように構成してもよい。また、開閉機構のみ、固定手段のみ、報知手段のみを設けるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明の電源遮断装置はコンパクトであるため、限られたスペースに電源装置が配置されるハイブリッド自動車などの高電圧(約300V)の自動車における高電圧回路を遮断するために用いるのに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明電源遮断装置にかかる第１実施形態で、接点が直列に接続された直流リレーと、このリレーから外されている絶縁板の概略構成図である。
【図２】本発明電源遮断装置にかかる第１実施形態で、接点が非接触の遮断状態のときに、リレーの接点間に絶縁板が挿入されている状態を示す概略構成図である。
【図３】本発明電源遮断装置にかかる直流リレーの具体的な構成を示す図であって、縦断面図を示す。
【図４】本発明電源遮断装置にかかる直流リレーの具体的な構成を示す図であって、横断面図を示すとともに、絶縁板を示す。
【図５】本発明電源遮断装置の絶縁板の側面図である。
【図６】本発明電源遮断装置の第２実施形態を示す挿入口の開閉機構を具える接点収納ケースの概略構成断面図と絶縁板の断面図を示す。
【図７】本発明電源遮断装置の第３実施形態を示す絶縁板の固定手段を具える接点収納ケースの概略構成断面図と絶縁板の断面図を示す。
【図８】本発明電源遮断装置の第４実施形態を示す絶縁板の固定手段を具える接点収納ケースの概略構成断面図と絶縁板の断面図を示す。
【図９】本発明電源遮断装置の第５実施形態を示す絶縁板の挿入状態を報知する報知手段を具える接点収納ケースの概略構成断面図と絶縁板の断面図を示す。
【図１０】本発明電源遮断装置の第５実施形態を示す絶縁板の挿入状態を報知する報知手段を具える接点収納ケースの概略構成正面図を示す。
【図１１】ハイブリッド自動車の電源回路の概略回路図である。
【符号の説明】
【００９４】
1  直流リレー
2  接点収納ケース      21  挿入口      22  蓋体      23  バネ
3  入力接点      31  接触部      32  端子接続部
4  出力接点      41  接触部      42  端子接続部
5  連結接点      51  接触部
6  接点駆動機構
61  ばね      62  ソレノイド      63  駆動軸      64  軸作動部
7  磁石
8  絶縁板      81  板状絶縁部      82  板状取付部      83  傾斜面
9  固定手段      91  磁石      92  磁石
10  報知手段  
11  第１コネクター部      12  第２コネクター部      13  視覚報知部
100  リレーユニット  
101  第１リレー      102  第２リレー      103  第３リレー
104  抵抗      105  電源      106  電圧ヒューズ
【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】
2005228650.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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