(57)【要約】【課題】ヒューズの通電許容電流の低下を防止できる電気回路遮断装置を提供する。【解決手段】遮断対象である電気回路３に接続される一対の端子４１２，４１３を有する第１コネクタ４１と、ヒューズ４２４を収容し、第１コネクタ４１に装着することにより端子間にヒューズを電気的に接続する第２コネクタと、一方がヒューズの絶縁部４２４２に熱的に接触するとともに、他方が少なくとも第２コネクタのハウジング４２１の外部に露出する放熱体６を備える。【選択図】  図６
2009211825.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遮断対象である電気回路に接続される一対の端子を有する第１コネクタと、
ヒューズを収容し、前記第１コネクタに装着することにより前記端子間に前記ヒューズを電気的に接続する第２コネクタと、
一方が前記ヒューズの絶縁部に熱的に接触するとともに、他方が少なくとも前記第２コネクタのハウジングの外部に露出する放熱体を備えることを特徴とする電気回路遮断装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電気回路遮断装置において、
前記放熱体の前記絶縁部との接触部は、前記ヒューズに対して弾性力を付勢する弾性部を有することを特徴とする電気回路遮断装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電気回路遮断装置において、
前記第２コネクタの前記ハウジングは、前記ヒューズを着脱可能とするための蓋体を有し、
前記放熱体の前記絶縁部との接触部は、前記絶縁部の前記蓋体と反対側の外面を受容するように、当該絶縁部の外面に応じた形状に形成されていることを特徴とする電気回路遮断装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の電気回路遮断装置において、
前記放熱体は、
前記第２コネクタに設けられ、前記ヒューズの前記絶縁部に接触する第１放熱体と、
前記第１コネクタに設けられ、一端が前記第１放熱体に接触するとともに他端が当該第１コネクタの外部に露出する第２放熱体と、を有することを特徴とする電気回路遮断装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電気回路遮断装置において、
前記第１放熱体と前記第２放熱体との接触の有無を検出する検出手段をさらに備えることを特徴とする電気回路遮断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気回路遮断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の電気回路遮断装置として、遮断対象たる電気回路配線が接続されたコネクタハウジングに、ヒューズが収容されたコネクタハウジングを装着することにより、電気回路にヒューズを接続するものが知られている（特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２５０３８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の電気回路遮断装置では、通電によるヒューズの自己発熱がコネクタハウジング内部にこもってヒューズの温度が上昇するため、当該ヒューズの通電許容電流が低下するという問題がある。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、ヒューズの通電許容電流の低下を防止できる電気回路遮断装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、一方がヒューズの絶縁部に熱的に接触するとともに、他方がヒューズを収容したコネクタハウジングの外部に露出する放熱体を設けることによって上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ヒューズの自己発熱は放熱体を介してコネクタハウジングの外部へ放熱されるので、ヒューズの通電許容電流の低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【０００９】
図１は、本実施形態に係る電気回路遮断装置４を備えた組電池システムを示すブロック図である。同図に示す組電池システムは、組電池ケース１内に、複数の電池が直列に接続されてなる組電池２を収容したものであり、組電池ケース１から露出して設けられた組電池２の両端子２１は、たとえばインバータなどの電力変換装置を介して、又は直接、モータなどの各種負荷に接続される。
【００１０】
本例の電気回路遮断装置４は、こうした組電池システムの電源回路３の途中に設けられ、組電池ケース１を開けて組電池システムのメンテナンスなどを行う場合には、当該電源回路３を遮断することにより作業の安全を確保する一方で、組電池システムの稼動中は電源回路３の過電流を防止する。
【００１１】
すなわち本例の電気回路遮断装置４は、一対のコネクタ４１，４２を有し、これら一対のコネクタ４１,４２を嵌合させると、一方のコネクタ４１の端子４１２，４１３と他方のコネクタ４２の端子４２２，４２３とがそれぞれ接続され、これにより電源回路３が導通して組電池２の端子間２１に所定の電圧が印加される。このとき、他方のコネクタ４２の端子間４２２，４２３にはヒューズ４２４が設けられているので、電源回路３に所定値以上の過電流が流れると当該ヒューズ４２４が切断する。
【００１２】
これに対し、一対のコネクタ４１,４２の嵌合を解くと、一方のコネクタ４１の端子４１２，４１３間が非導通となり、これにより組電池２の端子間２１の電圧がゼロになる。これにより、組電池システムのメンテナンス作業を、より安全に行うことができる。
【００１３】
ただし、同図に示す組電池システムは本発明に係る電気回路遮断装置４の一適用例を示すものであって、これ以外の電気回路にも適用することができる。
【００１４】
図２は、本実施形態に係る電気回路遮断装置４を示す斜視図であり、図１に示す例でいうと組電池ケース１に取り付けられる第１コネクタ４１と、この第１コネクタ４１に嵌合させる第２コネクタ４２とを有する。図３は、図２に示す第２コネクタ４２のハンドル４２６を起立させた状態を示す斜視図である。
【００１５】
第２コネクタ４２のハウジング４２１には、図２に示す倒着位置と図３に示す起立位置との間の約９０°だけ回転するハンドル４２６が取り付けられ、このハンドル４２６の両側面に先端が開放したカム溝４２７が形成されている。一方、第１コネクタ４１のハウジング４１１の両側面には、第２コネクタ４２のカム溝４２７に係合するピン４１４が形成されている。
【００１６】
そして、第１コネクタ４１に第２コネクタ４２を嵌合させる場合は、第２コネクタ４２のハンドルを図３に示すように起立させ、この状態で第２コネクタ４２のカム溝４２７の先端から第２コネクタ４１のピン４１４を挿入しつつ、第２コネクタ４２のハウジング４２１を第１コネクタ４１のハウジング４１１に挿入する。第２コネクタ４２のハウジング４２１を第１コネクタ４１のハウジング４１１の奥まで挿入したら、第２コネクタ４２のハンドル４２６を図１に示す倒着位置まで倒して行く。このハンドル４２６を倒して行く過程で、カム溝４２７の形状（軌跡）にピン４１４が倣うことにより、第２コネクタ４２がさらに第１コネクタ４１に挿入されることになる。
【００１７】
図４（Ａ）及び（Ｂ）は第２コネクタ４２の断面図、図４（Ｃ）及び（Ｄ）は第１コネクタ４１の断面図であり、図４（Ａ）は図２のIVＡ-IVＡ線に沿う断面図、図４（Ｂ）は図２のIVＢ-IVＢ線に沿う断面図、図４（Ｃ）は図２のIVＣ-IVＣ線に沿う断面図、図４（Ｄ）は図２のIVＤ-IVＤ線に沿う断面図である。なお、ハンドル４２６の図示は省略している。
【００１８】
図４（Ｃ）及び（Ｄ）に示す第１コネクタ４１は、プラスチックなどの絶縁性材料により所定形状に形成された中空状のハウジング４１１を備え、内部に導電性材料からなる一対の端子４１２，４１３が固定されている。この一対の端子４１２，４１３は、図１に示す例でいえば電源回路３の配線にそれぞれ接続され、第２コネクタ４２の平板状端子４２２，４２３を受容することができるように、弾性を有する形状とされている。
【００１９】
第１コネクタ４１は、その一部が外部に露出し、残りの部分が組電池ケース１の内部に臨むように、組電池ケース１に取り付けられている。
【００２０】
これに対して、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示す第２コネクタ４２は、プラスチックなどの絶縁性材料により所定形状に形成された中空状のハウジング４２１を備え、上部開口にプラスチックなどの絶縁性材料により形成された蓋体４２５が着脱可能に取り付けられている。
【００２１】
また、ハウジング４２１の内部には、導電性材料からなる一対の端子４２２，４２３が固定されている。この一対の端子４２２，４２３は平板状に形成され、上述したように第１コネクタ４１の一対の端子４１２，４１３に受容される。
【００２２】
一対の端子４２２，４２３には、ヒューズ４２４がボルトなどにより着脱可能に取り付けられている。図５は、本実施形態に係るヒューズ４２４を示す断面図である。本例のヒューズ４２４は、絶縁性材料からなる円筒状の絶縁部４２４２の内部に導電性の可溶体４２４１が埋設され、可溶体４２４１の両端のそれぞれに絶縁部４２４２の両端を保持する導電性材料からなるキャップ４２４３が設けられている。そして、キャップ４２４３の脚部を一対の端子４２２，４２３のそれぞれに接続することで、第２コネクタ４２に対するヒューズ４２４の装着が行われる。
【００２３】
なお、可溶体４２４１は、温度上昇にともなう切断応答性を高めるために、同図の下図に示すように平板の一部に狭隘部４２４１ａが形成されている。
【００２４】
特に本実施形態の電気回路遮断装置４では、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように第２コネクタ４２のハウジング４２１に第１放熱体６１を固定するとともに、第１コネクタ４１のハウジング４１１に第２放熱体６２を固定している。これら第１及び第２放熱体６１，６２はいずれも熱伝導性および導電性に優れた、たとえば銅やアルミニウム材料で形成することが望ましい。
【００２５】
本例の第１放熱体６１は、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、平板の中央にヒューズ４２４の外面の下半分を受容する断面半円状の接触部６１１を形成するとともに、接触部６１１から延在するそれぞれの脚部６１２をハウジング４２１の下方に位置させ、さらにそれぞれの先端を内側に折り返して接点６１３を形成している。ヒューズ４２４のキャップ４２４３は電流が流れる可溶体４２４１と電気的に導通しているので、第１放熱体６１の接触部６１１は、ヒューズ４２４の絶縁部４２４２にのみ接触し、キャップ４２４３には接触しない形状とされている。
【００２６】
なお、第１放熱体６１は、脚部６１２の部分においてハウジング４２１に固定されている。したがって、ハウジング４２１に固定されたヒューズ４２４に対し、第１放熱体６１の接触部６１１は、図示する上方向に弾性力を付勢することとなり、これにより第１放熱体６１とヒューズ４２４との熱的接触がより確実になる。この第１放熱体６１の接触部６１１が本発明の弾性部に相当する。
【００２７】
これに対し、本例の第２放熱体６２は、図４（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように、一対の平板の先端を外側に折り返して接点６２１を形成し、この接点６２１は上述した第１放熱体６１の接点３と係合する。また、第２放熱体６２は接点６２１の下でハウジング４１１に固定され、他端の露出部６２２はハウジング４１１の外面に露出するよう当該ハウジング４１１の外面に折り返している。なお、第２放熱体６２の露出部６２２は、ハウジング４１１の外面に折り返すことなく当該ハウジング４１１の下面から露出するように下方に向かって垂下させることもできる。
【００２８】
図６は、本実施形態に係る電気回路遮断装置４を示す断面図であり、第１コネクタ４１に第２コネクタ４２を嵌合させた状態を示す。同図に示すように、第２コネクタ４２のハウジング４２１に設けられた第１放熱体６１は、接触部６１１にてヒューズ４２４の絶縁部４２４２に接触し、ここからヒューズ４２４からの熱を伝える。また、第１放熱体６１の接点６１３と、第１コネクタ４１のハウジング４１１に設けられた第２放熱体６２の接点６２１とが係合すると、第１放熱体６１と第２放熱体６２は熱的及び電気的に接続される。そして、ヒューズ４２４の熱は第１放熱体６１から接点６１３，６２１を介して第２放熱体６２に伝わり、当該第２放熱体６２の露出部６２２から組電池ケース１の内部に放熱することになる。なお、組電池ケース１の内部は、電池を冷却するための冷却風が流れているので、この冷却風により、より効果的に放熱することになる。
【００２９】
ところで、第１コネクタ４１に第２コネクタ４２が正しく装着されたことを検出し、正しく装着されたら組電池システムの起動許可を出力する一方で、正しく装着されていないときは起動許可を出力しない組電池システムの安全装置があるが、本例の電気回路遮断装置４にこの種の安全装置の機能をもたせることも可能である。
【００３０】
具体的には、図６に示すように一対の第２放熱体６２，６２のそれぞれに対し電源５１からの電圧を印加するとともに、この回路中に電流計測機能を備えた装着検出装置５を設ける。第１コネクタ４１に第２コネクタ４２が装着されていない場合は、一対の第２放熱体６２，６２は電気的に導通していないので、装着検出装置５は電流を検出しないが、第１コネクタ４１に第２コネクタ４２が装着されて一対の第２放熱体６２，６２に第１放熱体６１が接触すると、一対の第２放熱体６２，６２が電気的に導通し、装着検出装置５は電流を検出する。この装着検出装置５が本発明の検出手段に相当する。
【００３１】
このように、第１放熱体６１と第２放熱体６２の接触及び非接触の状態が、第１コネクタ４１と第２コネクタ４２との嵌合及び非嵌合の状態に相当することを利用することにより、組電池システムに対する起動許可を出力する安全装置を提供することができる。
【００３２】
以上のように、本実施形態に係る電気回路遮断装置４によれば、電源回路３に定常電流が流れることによりヒューズ４２４の温度が上昇するが、この熱を第１放熱体６１及び第２放熱体６２を介して組電池ケース１の内部等に放熱することができる。これにより、第２コネクタ４２のハウジング４２１内にヒューズ４２４の熱が籠もるのが防止でき、ヒューズ４２４を適切な温度に維持できる。したがって、ヒューズ４２４の通電許容電流の低下を防止することができる。ちなみに、ヒューズ４２４に所定値以上の過電流が流れると、第１放熱体６１及び第２放熱体６２による放熱作用以上の熱が発生するので、当該ヒューズ４２４の可溶体４２４１は適切に溶融して切断され、これにより電源回路３は遮断することになる。
【００３３】
また、第１放熱体６１の接触部６１１を、ヒューズ４２４の絶縁部４２４２に弾性力を付勢する弾性部としているので、ヒューズ４２４と第１放熱体６１との接触がより確実になり、放熱効果をさらに高めることができる。
【００３４】
また、第１放熱体６１の接触部６１１を、ヒューズ４２４の交換に邪魔にならない断面半円状にしているので、第１放熱体６１を取り外すことなく、蓋体４２５を開けてヒューズ４２４を容易に交換することができる。
【００３５】
また、放熱体を、第２コネクタ４２に設けた第１放熱体６１と、第１コネクタ４１に設けた第２放熱体６２で構成しているので、それぞれの放熱体６１，６２がハウジング４１１，４２１の内部に収納できる程度のコンパクトな大きさとすることができる。
【００３６】
また、放熱体を、第１放熱体６１と第２放熱体６２に分割することにより、第１コネクタ４１と第２コネクタ４２との嵌合及び非嵌合の状態を、第１放熱体６１と第２放熱体６２との導通状態に基づいて検出できるので、組電池システムに対する起動許可を出力する安全装置にも共用することができる。
【００３７】
なお、上述した実施形態では放熱体を２分割したが、１つの放熱体により構成することもできる。この場合、たとえば図４（Ｂ）に示す第１放熱体６１の脚部６１２を延長し、第２コネクタ６２を第１コネクタ４１に嵌合したときに第１放熱体６１の先端が第１コネクタ４１のハウジング４１１の下面から露出するように形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態に係る電気回路遮断装置を備えた組電池システムを示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る電気回路遮断装置を示す斜視図である。
【図３】図２に示す第２コネクタのハンドルを起立させた状態を示す斜視図である。
【図４】（Ａ）は図２のIVＡ-IVＡ線に沿う断面図、（Ｂ）は図２のIVＢ-IVＢ線に沿う断面図、（Ｃ）は図２のIVＣ-IVＣ線に沿う断面図、（Ｄ）は図２のIVＤ-IVＤ線に沿う断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係るヒューズを示す断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る電気回路遮断装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１…組電池ケース
２…組電池
３…電源回路（電気回路）
４…電気回路遮断装置
４１…第１コネクタ
４１１…ハウジング
４１２，４１３…端子
４２…第２コネクタ
４２１…ハウジング
４２２，４２３…端子
４２４…ヒューズ
４２４２…絶縁部
４２５…蓋体
５…装着検出装置（検出手段）
６…放熱体
６１…第１放熱体
６１１…接触部（弾性部）
６１２…脚部
６１３…接点
６２…第２放熱体
６２１…接点
６２２…露出部
【図１】
2009211825.tif 000003
【図２】
2009211825.tif 000004
【図３】
2009211825.tif 000005
【図４】
2009211825.tif 000006
【図５】
2009211825.tif 000007
【図６】
2009211825.tif 000008