(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源から負荷に電流を供給するとともに、車両の異常時に電源から負荷への回路を遮断する回路遮断装置であって、
前記電源側に接続された第１の接続端子及び前記負荷側に接続された第２の接続端子からなる一対の接続端子とこの一対の接続端子のそれぞれに電気的に接触する導電性部材とを有し、車両の異常時に前記導電性部材を移動させて、一方の接続端子と他方の接続端子との電気的接続を切断して前記電流を遮断する第１の遮断部と、
前記第１の接続端子及び前記第２の接続端子の少なくとも一方の接続端子の中間部に可溶導体である切欠部が形成され、その接続端子に流れる電流による発熱により前記切欠部が溶断して前記電流を遮断する第２の遮断部と、
を備え、
前記第１の遮断部は、前記導電性部材に加熱剤が充填された加熱部と、
遮断信号により前記加熱剤に着火する着火部と、
この着火部及び前記加熱部を収納する外ケースと、
伸縮自在な弾性部材と、
この弾性部材を圧縮状態で取り付けるとともに前記外ケースに着脱自在であって、前記外ケースに装着されたときに前記加熱部の近傍または接触して配置されるとともに前記加熱剤の熱により溶融する着脱部材と、
を備えることを特徴とする回路遮断装置。
【請求項２】
前記第２の遮断部は、前記可溶導体として低融点金属を付加したものであることを特徴とする請求項１記載の回路遮断装置。
【請求項３】
前記可溶導体は、前記一方の接続端子の中間部に熱溶着または加締めにより取り付けられてなることを特徴とする請求項２記載の回路遮断装置。
【請求項４】
前記遮断信号は、前記電流の値がしきい値以上になった場合に前記第１の遮断部に入力され、
前記可溶導体が溶断するときの前記電流の値は、前記しきい値を超えた値に設定されてなることを特徴とする請求項２または請求項３記載の回路遮断装置。
【請求項５】
前記加熱部の端部には側壁部が形成され、前記第１の接続端子及び前記第２の接続端子のそれぞれの先端部と前記側壁部とを低融点材により接合したことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項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、電気回路を短時間で遮断する回路遮断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両に設けられる電装システムでは、パワーウインドウ等の負荷に何らかの異常が発生したり、バッテリーと各負荷とを接続している複数の電線によって構成されたワイヤーハーネス等に何らかの異常が発生したとき、バッテリーと、ワイヤーハーネスとの間に介挿された大電流ヒューズを溶断させて、バッテリーと、ワイヤーハーネスとの間を遮断し、これによって各負荷やワイヤーハーネス等が焼損するのを防止している。
【０００３】
しかしながら、このような大電流ヒューズを使用した電装システムでは、パワーウインドウ等の負荷に何らかの異常が発生したり、バッテリーと各負荷とを接続しているワイヤーハーネス等に何らかの異常が発生したりしても、大電流ヒューズに予め設定されている許容値以上の電流が流れないと、これが溶断しないことから、許容値に近い大きな電流が連続的に流れているとき、これを検知して、バッテリーと、ワイヤーハーネスとの間を遮断する各種の保護装置が開発されている。
【０００４】
図１２は保護装置のうち、バイメタルを使用した保護装置の一例を示す断面図である。図１２に示す保護装置は、絶縁樹脂などによって構成され、上部側にヒューズ収納部１０２が形成されたハウジング１０３と、このハウジング１０３のヒューズ収納部１０２を開閉自在に閉止する蓋１１３と、上端部分がヒューズ収納部１０２内に突出し、下端が外部に露出するように、ハウジング１０３の下側に配置され、外部に露出した部分がバッテリー１０４のプラス端子に接続される電源ターミナル１０５と、上端部分がヒューズ収納部１０２に突出し、下端が外部に露出するように、ハウジング１０３の下側に配置され、外部に露出した部分がワイヤーハーネス１０６を構成する電線１０７を介して負荷１０８に接続される負荷ターミナル１０９と、ヒューズ収納部１０２内に配置された低融点金属などによって構成され、その一端が電源ターミナル１０５の上端に接続され、他端が負荷ターミナル１０９の上端に接続される可溶体１１０と、電源ターミナル１０５、負荷ターミナル１０９の中間位置となるように、かつ下端が外部に露出するように、ハウジング１０３の下側に配置され、外部に露出した部分がバッテリー１０４のマイナス端子に接続される中間ターミナル１１１と、２種類の金属を張り合わせた長板状部材によって構成され、下端側が中間ターミナル１１１の上端に接続され、上端側がＬ字状に曲げられて可溶体１１０と対向するように配置されるバイメタル１１２とを備えている。
【０００５】
そして、車両のイグニッションスイッチ等が操作され、バッテリー１０４のプラス端子、電源ターミナル１０５、可溶体１１０、負荷ターミナル１０９、ワイヤーハーネス１０６の電線１０７、負荷１０８、バッテリー１０４のマイナス端子なる経路で、電流が流れているとき、負荷１０８あるいはこの負荷１０８と保護装置１０１とを接続しているワイヤーハーネス１０６に何らかの異常が発生して、可溶体１１０に許容値以上の電流が流れたとき、これが発熱して溶断し、負荷１０８やワイヤーハーネス１０６などを保護する。
【０００６】
また、負荷１０８あるいは負荷１０８と保護装置１０１とを接続しているワイヤーハーネス１０６に何らかの異常が発生し、可溶体１１０に大きな電流が流れていても、これが許容値を越えていないとき、可溶体１１０に流れている電流によって可溶体１１０が発熱し、バイメタル１１２が変形を開始する。そして、可溶体１１０に大きな電流が流れ始めてから、所定時間が経過した時点で、バイメタル１１２の先端が可溶体１１０に接触して、バッテリー１０４のプラス端子、電源ターミナル１０５、可溶体１１０、中間ターミナル１１１、バッテリー１０４のマイナス端子なる経路で、可溶体１１０に大きな短絡電流が流れ、これが溶断する。
【０００７】
これにより、予め設定されている時間以上、許容値以下の電流が流れたときにも、回路を遮断して、ワイヤーハーネス１０６や負荷１０８などを保護する。
【０００８】
また、このような保護装置１０１以外に保護装置として、図１３に示す保護装置１２１も開発されている。
【０００９】
図１３に示す保護装置１２１は、絶縁樹脂などによって構成されるハウジング１２２と、このハウジング１２２の一側面側に埋設され、下端部分がバッテリー１２３のプラス端子に接続される電源ターミナル１２４と、ハウジング１２２の他側面側に埋設され、下端部分がワイヤーハーネス１２５を構成する電線１２６を介して負荷１２７に接続される負荷ターミナル１２８と、低融点金属等をＵ字型に形成した可溶導線１２９及び可溶導線１２９を覆うように形成される耐熱被覆１３０によって構成され、一端が電源ターミナル１２４の上端に接続され、他端が負荷ターミナル１２８の上端に接続される電線１３１と、マルテンサイト相になっているとき、図１３に示すように、電線１３１に巻き付けられた形状にされ、１２０°Ｃ〜１７０°Ｃの温度まで加熱されたとき、電線１３１を締め付ける形状の母相に戻る形状記憶合金によって構成されるコイル１３２と、ハウジング１２２の外部に設けられ、上端がコイル１３２の一端に接続され、下端がバッテリー１２３のマイナス端子に接続される外部ターミナル１３３とを備えている。
【００１０】
そして、車両のイグニッションスイッチ等が操作され、バッテリー１２３のプラス端子、電源ターミナル１２４、電線１３１の可溶体１２９、負荷ターミナル１２８、ワイヤーハーネス１２５の電線１２６、負荷１２７、バッテリー１２３のマイナス端子なる経路で、電流が流れているとき、負荷１２７あるいは負荷１２７と保護装置１２１とを接続しているワイヤーハーネス１２５に何らかの異常が発生して、可溶導線１２９に許容値以上の電流が流れたとき、これが発熱して溶断し、負荷１２７やワイヤーハーネス１２５などを保護する。
【００１１】
また、負荷１２７あるいは負荷１２７と保護装置１２１とをワイヤーハーネス１２５に何らかの異常が発生し、可溶導線１２９に大きな電流が流れていても、これが許容値を越えていないとき、可溶導線１２９に流れている電流によって可溶導線１２９が発熱し、コイル１３２の温度が上昇する。そして、可溶導線１２９に大きな電流が流れ始めてから、所定時間が経過し、コイル１３２の温度が１２０°Ｃ〜１７０°Ｃの温度まで上昇したとき、コイル１３２がマルテンサイト相から母相に遷移して、熱によって軟化している耐熱被覆１３０に食い込んで、可溶導線１２９に接触し、バッテリー１２３のプラス端子、電源ターミナル１２４、可溶導線１２９、コイル１３２、外部ターミナル１３３、バッテリー１２３のマイナス端子なる経路で、可溶導線１２９に大きな短絡電流が流れ、これが溶断する。
【００１２】
これにより、予め設定された時間以上、許容値以下の電流が流れたときにも、回路を遮断して、ワイヤーハーネス１２５や負荷１２７などを保護する。
【００１３】
また、図１４に従来のヒュージブルリンク用可溶導体の斜視図を示す。このヒュージブルリンク用可溶導体２０１は、高融点金属からなる可溶導体本体２０２の中間部に、挟持片２０２ａを介して低融点金属からなる可溶導体片２０３を保持し、低融点金属の拡散による合金の生成によって溶断特性を改善したものである。
【００１４】
このような構成によれば、可溶導体本体２０２に過電流が流れると、その発生熱により可溶導体片２０３の溶融が発生し、これによって、可溶導体２０１を溶断することができる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来の保護装置１０１、１２１にあっては、以下に述べるような問題があった。
【００１６】
まず、図１２に示す保護装置では、熱膨張率が異なる２種類の金属を張り合わせたバイメタル１１２を使用して、可溶体１１０に大きな電流が流れているかどうかを検出しているので、可溶体１１０に流れる電流の大きさが変化すると、バイメタル１１２が変形して、回路を遮断するまでの時間が変化する。
【００１７】
このため、大きな電流が断続的に流れるような故障が発生したとき、可溶体１１０の温度がある程度以上、上昇しなくなり、保護装置１０１が回路を遮断する前に、ワイヤーハーネス１０６や負荷１０８などが燃え出してしまう虞れがあった。
【００１８】
一方、図１３に示す保護装置１２１では、形状合金記憶によって構成されるコイル１３２を使用して、可溶導線１２９に大きな電流が流れているかどうかを検出しているので、可溶導線１２９に流れる電流の大きさが変化すると、コイル１３２が変形して、回路を遮断するまでの時間が変化する。
【００１９】
このため、大きな電流が断続的に流れるような故障が発生したとき、可溶導線１２９の温度がある程度以上、上昇しなくなり、保護装置１２１が回路を遮断する前に、ワイヤーハーネス１２５や負荷１２７などを過度に発熱させてしまう虞れがあった。
【００２０】
また、図１２及び図１３に示す保護装置では、熱変形電導部材であるバイメタル１１２やコイル１３２の熱反応時間が通電電流に左右されていた。さらには、熱変形電導部材の熱反応が異常時（過電流通電）にタイムリーに作動しない場合があった。
【００２１】
また、図１４に示す可溶導体２０１では、低融点金属の拡散時間が通電電流により左右され、また、低融点金属の拡散にかなりの時間がかかるため、異常時（過電流通電）にタイムリーに作動しない場合があった。
【００２２】
そこで、異常時（過電流通電）にタイムリーに作動する回路遮断装置として、本出願人は、特願平１１−６４０５５号（平成１１年３月１０日出願）に記載された回路遮断装置を出願している。この回路遮断装置は、概略的には、バッテリ用の接続端子（例えば、バスバー）と負荷用の接続端子とからなる一対の接続端子を設け、この一対の接続端子のそれぞれに電気的に接触する導電性部材（例えば、テルミットケース）を設け、車両の異常時に制御回路等から入力された異常信号に応答して圧縮バネ等で導電性部材を上方に移動させて、一方の接続端子と他方の接続端子との電気的な接続を切断して回路を遮断するものである。
【００２３】
しかしながら、この回路遮断装置にあっては、制御回路等に断線が発生したり、あるいは電流センサ等が破損して、異常信号が回路遮断装置に送られてこない場合には、回路を遮断することができないという問題があった。
【００２４】
本発明は、車両の異常信号が入力されたとき、回路を短時間で且つ確実に遮断して、電気部品を保護することができ、しかも、制御回路等の故障により異常信号が送られてこない場合であっても、回路を確実に遮断することができる回路遮断装置を提供することを課題とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、以下の構成とした。請求項１の発明は、電源から負荷に電流を供給するとともに、車両の異常時に電源から負荷への回路を遮断する回路遮断装置であって、前記電源側に接続された第１の接続端子及び前記負荷側に接続された第２の接続端子からなる一対の接続端子とこの一対の接続端子のそれぞれに電気的に接触する導電性部材とを有し、車両の異常時に前記導電性部材を移動させて、一方の接続端子と他方の接続端子との電気的接続を切断して前記電流を遮断する第１の遮断部と、前記第１の接続端子及び前記第２の接続端子の少なくとも一方の接続端子の中間部に可溶導体である切欠部が形成され、その接続端子に流れる電流による発熱により前記切欠部が溶断して前記電流を遮断する第２の遮断部とを備え、前記第１の遮断部は、前記導電性部材に加熱剤が充填された加熱部と、遮断信号により前記加熱剤に着火する着火部と、この着火部及び前記加熱部を収納する外ケースと、伸縮自在な弾性部材と、この弾性部材を圧縮状態で取り付けるとともに前記外ケースに着脱自在であって、前記外ケースに装着されたときに前記加熱部の近傍または接触して配置されるとともに前記加熱剤の熱により溶融する着脱部材とを備えることを特徴とする。
【００２６】
請求項１の発明によれば、第１の遮断部は、通常では、第１の接続端子及び第２の接続端子からなる一対の接続端子と導電性部材とを介して負荷に電流を供給し、車両の異常時には、入力された遮断信号に基づいて導電性部材を移動させて、一方の接続端子と他方の接続端子との電気的接続を切断して電流を遮断するので、回路を短時間で且つ確実に遮断することができる。
【００２７】
また、第２の遮断部は、第１の接続端子及び第２の接続端子の少なくとも一方の接続端子の中間部に可溶導体である切欠部が形成され、その接続端子に流れる電流による発熱により前記切欠部が溶断して電流を遮断する。すなわち、２種類の回路保護部材を設けたため、制御部等の故障により第１の遮断部に遮断信号が入力されず、第１の遮断部により回路が遮断できない場合であっても、第２の遮断部により回路を遮断することができ、電気部品を保護することができる。
【００２９】
また、伸縮自在な弾性部材を圧縮状態で取り付けた着脱部材は、外ケースに装着されたときに加熱部の近傍または接触して配置される。そして、外部からの異常信号により着火部が着火すると、加熱部に充填された加熱剤が発熱し、その熱により着脱部材が溶融する。圧縮されていた弾性部材が伸張して加熱部を跳ね上げるため、加熱部と第１の接続端子及び第２の接続端子との電気的接続が遮断されるから、回路を短時間で且つ確実に遮断して、電気部品を保護することができる。
【００３０】
また、着脱部材は、外ケースに着脱自在に構成されてなるため、着脱部材の着脱作業が簡単になる。さらに、弾性部材を着脱部材で保持しているため、第１の接続端子及び第２の接続端子と加熱部との接合部に外力が加わらなくなる。
【００３１】
請求項２の発明の前記第２の遮断部は、低融点金属からなる可溶導体を付加したものであることを特徴とする。
【００３２】
請求項２の発明によれば、第２の遮断部が、前記可溶導体として低融点金属を付加したものであるため、接続端子に流れる電流による発熱により低融点金属が拡散し、抵抗が増大する影響により、可溶導体が溶断して回路を遮断することができる。
【００３３】
請求項３の発明の前記可溶導体は、前記一方の接続端子の中間部に熱溶着または加締めにより取り付けられてなることを特徴とする。
【００３４】
請求項３の発明によれば、可溶導体は、一方の接続端子の中間部に熱溶着または加締めにより取り付けられてなるため、接続端子に流れる電流による発熱により低融点金属が拡散し、抵抗が増大する影響により、可溶導体が溶断して回路を遮断することができる。
【００３５】
請求項４の発明の回路遮断装置は、前記遮断信号は、前記電流の値がしきい値以上になった場合に前記第１の遮断部に入力され、前記可溶導体が溶断するときの前記電流の値は、前記しきい値を超えた値に設定されてなることを特徴とするものである。
【００３６】
請求項４の発明によれば、遮断信号は、電流の値がしきい値以上になった場合に第１の遮断部に入力され、可溶導体が溶断するときの電流の値は、しきい値を超えた値に設定されてなるため、第１の遮断部により回路を遮断できない場合には、第２の遮断部により回路を遮断できるとともに、第１の遮断部よりも先に第２の遮断部が動作することがなくなる。
【００３７】
請求項５の発明は、前記加熱部の端部には側壁部が形成され、前記第１の接続端子及び前記第２の接続端子のそれぞれの先端部と前記側壁部とを低融点材により接合したことを特徴とする。
【００３８】
請求項５の発明によれば、第１の接続端子及び第２の接続端子のそれぞれの先端部と側壁部とを低融点材により接合したため、加熱剤の発熱により着脱部材及び低融点材が溶融すると、加熱部が跳ね上がり、第１の接続端子及び第２の接続端子の電気的接続が遮断されるから、回路を短時間で且つ確実に遮断して、電気部品を保護することができる。また、第１の接続端子及び第２の接続端子と加熱部との接合部である低融点材にバネ力が加わらないため、接合部の信頼性を向上することができる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の回路遮断装置の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は実施の形態の回路遮断装置の遮断前の断面図である。図２は実施の形態の回路遮断装置の組立斜視図である。図３は図１に示す回路遮断装置のＡ−Ａ間の断面図である。図４は回路遮断装置に設けられた着火部に遮断信号を送出するための回路構成図である。図５は実施の形態の回路遮断装置の遮断前のリテーナの状態図である。図６は実施の形態の回路遮断装置の遮断後のリテーナの状態図である。
【００４０】
実施の形態の回路遮断装置は、第１の遮断部と第２の遮断部との２種類の回路保護部材を備え、制御部等の故障により第１の遮断部に遮断信号が入力されず、第１の遮断部により回路が遮断できない場合であっても、第２の遮断部により回路を遮断することを特徴とする。
【００４１】
まず、第１の遮断部の構成について説明する。図１（ａ）に示す回路遮断装置において、板状の長い第１のバスバー１１ａは、例えば、銅または銅合金からなり、図示しないバッテリ等に接続されている。また、板状の長い第２のバスバー１９ａも、例えば、銅または銅合金からなり、図示しない負荷等に接続されている。
【００４２】
図２において、キャップ１４ａには四角形状の溝部５１を有する延出部５０が形成されており、樹脂ケース１４ｂには楔状の係止部５５が形成されており、溝部５１に係止部５５が嵌合することで、樹脂ケース１４ｂにキャップ１４ａが被せられるようになっている。キャップ１４ａ及び樹脂ケース１４ｂは、外ケースを構成し、樹脂（熱可塑性樹脂）等の絶縁材料の容器からなる。
【００４３】
樹脂ケース１４ｂに形成された開口部５３には、円筒状のテルミットケース２６が収納されており、このテルミットケース２６には、加熱剤２７とリード線３１が接続された着火部２９とが収納されていて、加熱剤上部には上蓋２４が被せられている。
【００４４】
テルミットケース２６は、熱伝導度が良く、加熱剤２７の発熱で溶けない、例えば、黄銅、銅、銅合金、ステンレス等を用いると良い。テルミットケース２６は、金属の絞り加工等により成形され、円筒または直方体からなる。
【００４５】
着火部２９は、着火剤を有し、車両の衝突事故等の車両の異常時にリード線３１に流れる電流によって発生する発熱により着火剤を点火して加熱剤２７にテルミット反応熱を発生させるようになっている。
【００４６】
丸穴部１２を有する第１のバスバー１１ａ及び丸穴部２０を有する第２のバスバー１９ａは、上方に略直角に折り曲げられており、折り曲げられた部分が樹脂ケース１４ｂを挿通し、バスバー先端部１３ａ，１６ａがハンダ（例えば、融点が２００℃〜３００℃）等の低融点材としての低融点金属２３を介してテルミットケース２６の左右の側壁部に接触している。
【００４７】
テルミットケース２６の左右の側壁部は、バスバー先端部１３ａ，１６ａに低融点金属２３により接合されており、低融点金属２３及びテルミットケース２６を介して第１のバスバー１１ａと第２のバスバー１９ａとが電気的に接続可能となっている。
【００４８】
低融点金属２３としては、例えば、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ａｌ及びＣｕから選ばれる少なくとも１種の金属からなる。
【００４９】
加熱剤２７は、例えば、酸化鉄（Ｆｅ2Ｏ3）等の金属酸化物の粉末、アルミニウムの粉末とによって構成され、リード線３１の発熱によりテルミット反応を起こして高熱を発生するテルミット剤である。このテルミット剤は、防湿対策として金属製の容器であるテルミットケース２６に封入される。なお、酸化鉄（Ｆｅ2Ｏ3）を用いる代わりに、酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3）、酸化マンガン（ＭｎＯ2）などを用いても良い。
【００５０】
また、加熱剤２７としては、Ｂ、Ｓｎ、ＦｅＳｉ、Ｚｒ、Ｔｉ及びＡｌの中から選ばれる少なくとも１種の金属粉末と、ＣｕＯ、ＭｎＯ2、Ｐｂ3Ｏ4、ＰｂＯ2、Ｆｅ3Ｏ4およびＦｅ2Ｏ3の中から選ばれる少なくとも１種の金属酸化物と、アルミナ、ベントナイト、タルク等からなる添加剤の少なくとも１種の混合物を用いても良い。このような加熱剤によれば、着火部２９により容易に着火され、低融点金属２３を短時間で溶融することができる。
【００５１】
また、樹脂ケース１４ｂの開口部５３内にあって且つテルミットケース２６の下部には、樹脂部材からなるリテーナ４５が配置されている。このリテーナ４５は、圧縮バネ３９ａを圧縮状態で取り付けるとともに樹脂ケース１４ｂに着脱自在であって、樹脂ケース１４ｂに装着されたときにテルミットケース２６の近傍または接触して配置されるとともに加熱剤２７の熱により溶融する着脱部材を構成する。
【００５２】
このリテーナ４５は、図５に示すように、基部６１と、この基部６１に形成された切欠部６３と、切欠部６３及び基部６１に対して植立したリテーナ胴部６５と、このリテーナ胴部６５の先端に形成された一対のリテーナ係止部６７とを有して構成され、一対のリテーナ係止部６７が樹脂ケース１４ｂに装着されるようになっている。
【００５３】
リテーナ胴部６５の外側には螺旋状にリテーナ胴部６５を巻いた圧縮バネ３９ａが配置されており、この圧縮バネ３９ａの先端部は、リテーナ係止部６７により係止されている。すなわち、リテーナ４５には圧縮バネ３９ａが圧縮された状態で挟み込まれている。以上の構成が第１の遮断部を構成する。
【００５４】
次に、第２の遮断部の構成について説明する。図１（ｂ）において、第２のバスバー１９ａの中間部には第２の遮断部としての可溶導体である低融点金属２８が取り付けられおり、この低融点金属２８は、そのバスバーに流れる電流による発熱により拡散し、抵抗が増大することにより、可溶導体が溶断して電流を遮断する。ここで、可溶導体とは、低融点金属２８を含むバスバーの切り欠き部分である。低融点金属２８は可溶導体をより速く溶断させるよう機能する。
【００５５】
低融点金属２８は、例えば、錫、カドミウム、鉛、ビスマス、インジウム、及びこれらの合金からなる。
【００５６】
低融点金属２８は、図３に示すように第２のバスバー１９ａの中間部に熱溶着により取り付けられている。なお、低融点金属２８は、第１のバスバー１１ａ及び第２のバスバー１９ａのそれぞれに取り付けても良い。
【００５７】
また、回路遮断装置は、図４に示すように、第１のバスバー１１ａ及び第２のバスバー１９ａのそれぞれに流れる電流を検出する電流センサ７１と、車両の衝突を検出する衝突センサ（Ｇセンサ）７３と、電流センサ７１で検出した検出電流値がしきい値以上になった場合に駆動制御信号を駆動回路７７に出力またはＧセンサ７３で検出した検出加速度値が所定値以上になった場合に駆動制御信号を駆動回路７７に出力する制御回路７５と、制御回路７５からの駆動制御信号により着火部２９内のヒータ７９に回路を遮断させるための遮断信号を印加する駆動回路７７とを有している。
【００５８】
なお、回路遮断装置は、過電圧を検出する電圧センサ、温度を検出する温度センサを設け、電圧センサからの出力、温度センサからの出力を制御回路７５に出力するようにしてもよい。
【００５９】
遮断信号は、前記検出電流値がしきい値以上になった場合にヒータ７９に印加され、前記低融点金属２８が溶断するときの第２のバスバー１９ａに流れる電流値は、前記しきい値を超えた値に設定されてなる。
【００６０】
次に、このように構成された実施の形態の回路遮断装置の動作を図面を参照して説明する。
【００６１】
まず、通常では、第１のバスバー１１ａと第２のバスバー１９ａとは、低融点金属２３及びテルミットケース２６を介して電気的に接続され、図示しないバッテリから図示しない負荷に電流が供給される。
【００６２】
次に、電流センサ７１、Ｇセンサ７３、制御回路７５等が正常であり、車両の異常時に遮断信号が着火部２９に送られてくる場合の動作を説明する。車両に異常が発生して第１のバスバー１１ａ及び第２のバスバー１９ａに過電流が流れると、電流センサ７１がその電流を検出し、電流センサ７１で検出した検出電流値がしきい値以上になった場合には、制御回路７５は、駆動制御信号を駆動回路７７に出力し、駆動回路７７は、制御回路７５からの駆動制御信号により着火部２９内のヒータ７９に遮断信号を印加する。このため、リード線３１を通って着火部２９のヒータ７９へ電流が流れる。
【００６３】
すると、電流による発熱により着火部２９が発火するため、テルミット剤である加熱剤２７が以下の反応式によりテルミット反応熱を発生する。
【００６４】
Ｆｅ2Ｏ3＋２ＡＬ→ＡＬ2Ｏ3＋２Ｆｅ＋３８６．２Ｋｃａｌ
このテルミット反応熱によりテルミットケース２６が加熱され、加熱剤２７の発熱とテルミットケース２６の熱により低融点金属２３が加熱されて、溶融する。また、これと同時に、圧縮バネ３９ａをリテーナ４５に圧縮固定した樹脂性のリテーナ係止部６７が前記熱によって溶融する。すると、図６に示すように、圧縮バネ３９ａが伸張するため、テルミットケース２６がキャップ１４ａの方向に跳ね上がる。
【００６５】
このため、テルミットケース２６と、第１のバスバー１１ａ及び第２のバスバー１９ａとの電気的接続が切断される。すなわち、車両の電気回路が遮断されることになる。
【００６６】
次に、電流センサ７１、Ｇセンサ７３の破損、制御回路７５の断線等が発生し、車両の異常時に遮断信号（異常信号）が着火部２９に送られない場合で、第１の遮断部が短絡した場合の動作を説明する。
【００６７】
この場合には、第１の遮断部は、作動しない。そして、第２のバスバー１９ａに前記しきい値を超える過電流が流れると、第２のバスバー１９ａの中間部に設けられた低融点金属２８が過電流により発熱し、低融点金属２８が第２のバスバー１９ａの銅合金へ拡散することによりその抵抗値が増大する。抵抗値が増大すると、その発熱量がさらに大きくなり、可溶導体が溶断する。この可溶導体は、低融点金属２８を含むバスバーの切り欠き部分であり、低融点金属２８は可溶導体をより速く溶断させるよう機能する。このため、第１のバスバー１１ａと第２のバスバー１９ａとが電気的により迅速に切断されて、車両の電気回路がより迅速に遮断されることになる。
【００６８】
このように、実施の形態の回路遮断装置によれば、車両からの異常信号を入力して、着火部２９の発火により、加熱剤２７でテルミット反応を起こさせ、そのテルミット反応熱で、低融点金属２３及びリテーナ係止部６７を溶融させるため、圧縮バネ３９ａが瞬時に跳ね上がる。このため、車両の電気回路を短時間で且つ確実に遮断することができ、電気部品を保護することができる。
【００６９】
また、第１の遮断部と第２の遮断部との２種類の回路保護部材を設けたため、制御回路等の故障により第１の遮断部に遮断信号が入力されず、第１の遮断部により回路が遮断できない場合であっても、第２の遮断部により回路を遮断することができ、電気部品を保護することができる。
【００７０】
また、可溶導体が溶断するときの電流の値は、しきい値を超えた値に設定されてなるため、第１の遮断部よりも先に第２の遮断部が動作することがなくなる。また、２種類の回路保護部材を効率よく配置できるため、省スペース化及びコスト低減を図ることができる。
【００７１】
また、リテーナ係止部６７を圧縮バネ３９ａの内側に設置しているため、リテーナ係止部６７が圧縮バネ３９ａの反力によって内側に倒れ込む傾向があり、テルミットケース２６とリテーナ４５とが強接し、これによってテルミットケース２６からリテーナ４５への熱伝導が良好となるので、効率よくリテーナ係止部６７を溶融することができる。
【００７２】
また、リテーナ係止部６７を内側に倒し、圧縮バネ３９ａをリテーナ４５に押し込むだけで容易に圧縮バネ３９ａをリテーナ４５に組み付けでき、リテーナ４５を容易に樹脂ケース１４ｂに装着することができる。
【００７３】
また、圧縮バネ３９ａをリテーナ４５により保持しているため、第１のバスバー１１ａ及び第２のバスバー１９ｂとテルミットケース２６との接合部、すなわち、低融点金属２３に外力を加えることがなくなる。このため、接合部の信頼性を向上することができる。
【００７４】
また、圧縮バネ３９ａとリテーナ４５とのサブアッシーをヒューズ下面、すなわち、樹脂ケース１４ｂの開口部５３から挿入しているため、回路遮断装置全体の組み付けが容易になる。さらに、回路が遮断された後には、リテーナ４５とテルミットケース２６とを交換すれば、樹脂ケース１４ｂは、そのままの状態で、ヒューズとして再利用が可能となる。
【００７５】
また、樹脂ケース１４ｂにキャップ１４ａを被せるため、回路遮断時におけるテルミットケース２６がキャップ１４ａから飛び出すことがなくなり、これによって、熱による火傷等を防止することができる。
【００７６】
次に、実施の形態の回路遮断装置の変形例を２つ例示して説明する。図７は第１の変形例の回路遮断装置の主要部を示す斜視図である。図８は図７に示す第１の変形例の回路遮断装置のＢ−Ｂ間の断面図である。
【００７７】
図７に示す第１の変形例の回路遮断装置では、第２の遮断部として、第２のバスバー１９ｂの中間部に第１の低融点金属２８ａと第２の低融点金属２８ｂとを熱溶着により取り付けたことを特徴とするものである。
【００７８】
このように、第１の低融点金属２８ａ及び第２の低融点金属２８ｂを設けることにより、過電流による発熱により第１の低融点金属２８ａ及び第２の低融点金属２８ｂが拡散し、抵抗がより増大する影響により、可溶導体が溶断して、第１の遮断部が動作しない場合であっても、より短時間で回路を遮断することができる。
【００７９】
図９は第２の変形例の回路遮断装置の主要部を示す斜視図である。図１０は図９に示す第２の変形例の回路遮断装置のＣ−Ｃ間の断面図である。第２の変形例の回路遮断装置では、図１０（ｂ）に示すように、第２の遮断部として、第２のバスバー１９ｃの中間部に挟持片９３ａ，９３ｂにより加締められた低融点金属２８を取り付けたことを特徴とする。
【００８０】
まず、図１０（ａ）に示すように、第２のバスバー１９ｃの中間部であるバスバー９１には一対の突起状のバスバー片９２ａ，９２ｂが形成されており、この一対のバスバー片９２ａ，９２ｂ間で且つバスバー９１上に低融点金属２８を配置し、一対のバスバー片９２ａ，９２ｂを内側方向（図中矢印方向）に逆Ｕ字状に折り曲げて加締めることにより、図１０（ｂ）に示すような一対の挟持片９３ａ，９３ｂを形成する。
【００８１】
すなわち、低融点金属２８が一対の挟持片９３ａ，９３ｂにより加締められてバスバー片９１に取り付けられている。従って、このような第２の変形例の回路遮断装置によっても、実施の形態の回路遮断装置の効果と同様な効果を得ることができる。
【００８２】
図１１は第３の変形例の回路遮断装置の主要部を示す斜視図である。第３の変形例の回路遮断装置では、図１１に示すように、第２のバスバー１９ａの中間部に、低融点金属２８を設けずに、バスバーを切り欠いたバスバー切欠部３８のみを形成して、第２の遮断部を構成したことを特徴とする。このバスバー切欠部３８の抵抗値は、バスバー切欠部３８以外の他の部分の抵抗値よりも高くなっている。ここで、可溶導体は、バスバー切欠部３８のみである。
【００８３】
このような第３の変形例の回路遮断装置によれば、低融点金属２８を付加しなくても、過電流がバスバー切欠部３８に流れると、このバスバー切欠部３８の抵抗値が他の部分の抵抗値よりも高くなっているため、抵抗がより増大する影響により、可溶導体であるバスバー切欠部３８が溶断して、第１の遮断部が動作しない場合であっても、より短時間で回路を遮断することができる。しかも回路構成が簡単で安価になる。
【００８４】
なお、本発明は前述した実施の形態の回路遮断装置に限定されるものではない。実施の形態では、圧縮バネ３９ａ及び低融点金属２３を設け、リテーナ４５及び低融点金属２３が溶融したときに回路を遮断したが、例えば、低融点金属２３を設けることなくリテーナ４５のみを設け、リテーナ４５が溶融したときに回路を遮断するようにしても良い。
【００８５】
また、実施の形態では、リテーナ４５として樹脂部材を用いたが、リテーナ４５は、加熱剤２７の熱により溶融するハンダ（例えば、融点が２００℃〜３００℃）等の低融点金属を用いても良い。このほか、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で種々変形して実施可能であるのは勿論である。
【００８６】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、第１の遮断部と第２の遮断部との２種類の回路保護部材を設けたため、第１の遮断部により回路を短時間で遮断することができるとともに、制御部等の故障により第１の遮断部に遮断信号が入力されず、第１の遮断部により回路が遮断できない場合であっても、第２の遮断部により回路を遮断することができ、電気部品を保護することができる。
【００８７】
また、外部からの異常信号により着火部が着火すると、加熱部に充填された加熱剤が発熱し、その熱により着脱部材が溶融し、弾性部材が伸張して加熱部を跳ね上げるため、加熱部と第１の接続端子及び第２の接続端子との電気的接続が遮断されるから、回路を短時間で且つ確実に遮断して、電気部品を保護することができる。また、着脱部材は、外ケースに着脱自在に構成されてなるため、着脱部材の着脱作業が簡単になる。さらに、弾性部材を着脱部材で保持しているため、第１の接続端子及び第２の接続端子と加熱部との接合部に外力が加わらなくなる。
【００８８】
請求項２の発明によれば、第２の遮断部が、可溶導体として低融点金属を付加したものであるため、接続端子に流れる電流による発熱により低融点金属が拡散し、抵抗が増大する影響により、可溶導体が溶断して回路を遮断することができる。
【００８９】
請求項３の発明によれば、可溶導体は、一方の接続端子の中間部に熱溶着または加締めにより取り付けられてなるため、接続端子に流れる電流による発熱により低融点金属が拡散し、抵抗が増大するために可溶導体が溶断して回路を遮断することができる。
【００９０】
請求項４の発明によれば、遮断信号は、電流の値がしきい値以上になった場合に第１の遮断部に入力され、可溶導体が溶断するときの電流の値は、しきい値を超えた値に設定されてなるため、第１の遮断部により回路を遮断できない場合には、第２の遮断部により回路を遮断できるとともに、第１の遮断部よりも先に第２の遮断部が動作することがなくなる。
【００９１】
請求項５の発明によれば、第１の接続端子及び第２の接続端子のそれぞれの先端部と側壁部とを低融点材により接合したため、加熱剤の発熱により着脱部材及び低融点材が溶融すると、加熱部が跳ね上がり、第１の接続端子及び第２の接続端子の電気的接続が遮断されるから、回路を短時間で且つ確実に遮断して、電気部品を保護することができる。また、第１の接続端子及び第２の接続端子と加熱部との接合部である低融点材にバネ力が加わらないため、接合部の信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態の回路遮断装置の遮断前の断面図である。
【図２】実施の形態の回路遮断装置の組立斜視図である。
【図３】図１に示す回路遮断装置のＡ−Ａ間の断面図である。
【図４】回路遮断装置に設けられた着火部に遮断信号を送出するための回路構成図である。
【図５】実施の形態の回路遮断装置の遮断前のリテーナの状態図である。
【図６】実施の形態の回路遮断装置の遮断後のリテーナの状態図である。
【図７】第１の変形例の回路遮断装置の主要部を示す斜視図である。
【図８】図７に示す第１の変形例の回路遮断装置のＢ−Ｂ間の断面図である。
【図９】第２の変形例の回路遮断装置の主要部を示す斜視図である。
【図１０】図９に示す第２の変形例の回路遮断装置のＣ−Ｃ間の断面図である。
【図１１】第３の変形例の回路遮断装置の主要部を示す斜視図である。
【図１２】従来のバイメタルを使用した保護装置の一例を示す断面図である。
【図１３】従来の保護装置の他の例を示す断面図である。
【図１４】従来のヒュージブルリンク用可溶導体の斜視図である。
【符号の説明】
１１ａ  第１のバスバー
１３ａ，１６ａ  バスバー先端部
１４ａ  キャップ
１４ｂ  樹脂ケース
１９ａ  第２のバスバー
２３，２８  低融点金属
２４  上蓋
２６  テルミットケース
２７  加熱剤
２９  着火部
３１  リード線
３９ａ  圧縮バネ
４５  リテーナ
６１  基部
６５  リテーナ胴部
６７  リテーナ係止部
９１  バスバー片
９３ａ，９３ｂ  挟持片
【図１】
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【図２】
0003798194.tif 000003
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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