特許 6820462 サービスプラグ機能付き高電圧ヒューズ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6820462

(24)【登録日】2021年1月7日

(45)【発行日】2021年1月27日

(54)【発明の名称】サービスプラグ機能付き高電圧ヒューズ

(51)【国際特許分類】

   H01H 85/22 20060101AFI20210114BHJP

   B60R 16/02 20060101ALI20210114BHJP

【ＦＩ】

   H01H85/22

   B60R16/02 635

【請求項の数】4

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2017-91454(P2017-91454)

(22)【出願日】2017年4月14日

(65)【公開番号】特開2018-181819(P2018-181819A)

(43)【公開日】2018年11月15日

【審査請求日】2019年12月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000102429

【氏名又は名称】エス・オー・シー株式会社

(72)【発明者】

【氏名】遊▲坐▼ 靖忠

【審査官】 関 信之

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−１８５５９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０９０９０２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｈ ８５／２２

Ｂ６０Ｒ １６／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

中央に端子間隔距離より長く湾曲した一本或いは並列した複数本のエレメント部（８）と、
その両端を折り返してコの字状に折り曲げた刃状端子部（１１）と、
当該エレメント部（８）を収納する広い内部空間（７）と当該刃状端子部（１１）の入る細溝（１０）と外側上部にハンドル（３）を有する本体と、
を備えた高電圧ヒューズであって、
当該内部空間（７）には消弧剤（９）が充填され、蓋（１２）が固定され、
当該刃状端子部（１１）はクリップ状端子（１６）を有するホルダー（２）と電気的に接続する構造のサービスプラグ機能付き高電圧ヒューズ。

【請求項2】

外側上部のハンドルは、当該ヒューズのホルダーからの取り出し時には立設し、ホルダーへの固定時（電源回路閉路時）には下方に回転移動する可動機構を備えるとともに係止部を設け、ハンドルを回転させ当該係止部をホルダーの受け部に合致することで当該ヒューズがホルダーから外れることを防止する請求項１に記載のサービスプラグ機能付き高電圧ヒューズ。

【請求項3】

外周面に段差を備え、当該段差部にはシリコン樹脂から成るリング状パッキンを有し、ハンドルの係止部がホルダーの受け部に合致した際、リング状パッキンの反発弾性により係止部が受け部に押し当てられホルダーから外れることを防止するとともに防水機能を有する請求項２に記載のサービスプラグ機能付き高電圧ヒューズ。

【請求項4】

当該ヒューズの外周面はホルダーの内周面と密着する構造とし、当該ヒューズをホルダーに装着する際にホルダーの内面がガイドとなり位置決めすることで、当該ヒューズの刃状端子部がホルダーのクリップ状端子に確実に挿入することを可能とする請求項３に記載のサービスプラグ機能付き高電圧ヒューズ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、高電圧回路を有する自動車等において、異常な過電流を遮断するとともに、その電気系統のメンテナンス等の作業や事故の際の人命救助活動時においては安全に開路する機能を有するサービスプラグ（電源回路遮断装置）機能を有する高電圧ヒューズに関するものである。

【背景技術】

【0002】

環境規制の強化により自動車市場は電気自動車やプラグインハイブリッド等の需要の高まりを見せ、その電気系統は高電圧、高容量となり、一度電気事故が発生した場合の被害は甚大なものとなるため高電圧ヒューズが使用されているが、その搭載スペースを節約するため電気系統のメンテナンス等の作業における安全性の確保のためサービスプラグ内に組込み利用されている。この種のサービスプラグとして、図１０或いは図１１に示すものがある。

【0003】

図１０に示すサービスプラグはヒューズ６１の端子６２を直角に折り曲げ本体プラグの開口部５１から組込んだ後、その開口部を板状のカバーで覆うとともに、他方の回路収容体内には、前記の組込んだヒューズ端子６２と接続する回路端子４２を収納し、ヒューズ端子６２と回路端子４２が嵌合することで電源回路が通電状態を成す構造を有している。

【0004】

また、図１１に示すサービスプラグは第１ハウジングの開口部から、棒状の一対の端子を接続したヒューズを組込んだ後、その開口部をカバーで覆い、第２ハウジング内には、前記棒状の一対の端子と接続可能な回路端子を備えるとともに、この第２ハウジングの筒壁部７２と前記カバーの内側筒壁４２との間にリブパッキンを備えた構造を有している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００７−２５０３８６号公報

【特許文献2】特開２０１１−０９０９０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上述した図１０に示したサービスプラグに組込むヒューズは、その容器や口金を含む端子部品を必要とし、また、ヒューズの製造及びヒューズをプラグ本体に組込む工程を必要とし部品コストや製造コストが高くなる問題や、さらに、ヒューズをプラグ本体内に組込む際、端子を変形させないよう特別な圧入治具を必要とする問題があった。

【0007】

また、図１０によれば、プラグ側端子６２と回路端子４２はバネ接続構造を成しており、このバネ部材は端子同士の密着機能を確保するためバネ圧を優先し導電性を犠牲にしなければならず、その結果、導電性の確保はほぼ片面接続状態となって導体抵抗が高くなり大きな電流が流れる回路には不向きであるという問題があった。

【0008】

上述した図１１に示したサービスプラグに組込むヒューズは、図１０と同様に部品コストや製造コストが高くなる問題や、さらにヒューズのタブにボルトを貫通させて一対の棒状端子を取り付ける工程を必要とするとともに、棒状端子による導体ダイレクト接続は接続抵抗を低く抑えることでき大きな電流の流れる回路において有用ではあるものの、雌雄の端子に高い寸法精度を必要として部品コストや製造コストが高くなる問題や、また、第１ハウジングを抜去した際、回路端子の露出が大きく、メンテナンス作業時、その露出端子面を絶縁テープで覆うという手間が掛るという問題、さらには断面が山型の特殊形状のリブパッキンを使用して第１ハウジング３と第２ハウジング７との隙間を塞ぐ防水対策を必要とする問題があった。

【0009】

さらに、近年の電気自動車やハイブリッドカーに求められる急速充電や航続可能距離を延ばすための電源であるバッテリーの高電圧化、高容量化により回路事故が発生した場合の電流遮断能力はより大きなものが求められ、ヒューズは大型化、重量化する傾向にあるものの図１０および図１１に示したサービスプラグは、ヒューズをハウジング内に組込むことで、そのサイズが大きくなってしまう問題がある。

【0010】

そこで本発明はシンプルな構造で容易にヒューズをホルダーに直接装着、固定できる小型で軽量なサービスプラグ機能付き高電圧ヒューズを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0011】

前記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、中央に端子間隔距離より長く湾曲した一本或いは並列した複数本のエレメント部８と、その両端を折り返してコの字状に折り曲げた刃状端子部１１と、当該エレメント部８を収納する広い内部空間７と当該刃状端子部１１の入る細溝１０と外側上部にハンドル３を有する本体と、を備えた高電圧ヒューズであって、当該内部空間７には消弧剤９が充填され、蓋１２が固定され、当該刃状端子部１１はクリップ状端子１６を有するホルダー２と電気的に接続する構造のサービスプラグ機能付き高電圧ヒューズである。

【0012】

請求項２に記載の発明は、外側上部のハンドルは、当該ヒューズのホルダーからの取り出し時には立設し、ホルダーへの固定時（電源回路閉路時）には下方に回転移動する可動機構を備えるとともに係止部を設け、ハンドルを回転させ当該係止部をホルダーの受け部に合致することで当該ヒューズがホルダーから外れることを防止する請求項１に記載のサービスプラグ機能付き高電圧ヒューズである。

【0013】

請求項３に記載の発明は、外周面に段差を備え、当該段差部にはシリコン樹脂から成るリング状パッキンを有し、ハンドルの係止部がホルダーの受け部に合致した際、リング状パッキンの反発弾性により係止部が受け部に押し当てられホルダーから外れることを防止するとともに防水機能を有する請求項２に記載のサービスプラグ機能付き高電圧ヒューズである。

【0014】

請求項４に記載の発明は、当該ヒューズの外周面はホルダーの内周面と密着する構造とし、当該ヒューズをホルダーに装着する際にホルダーの内面がガイドとなり位置決めすることで、当該ヒューズの刃状端子部がホルダーのクリップ状端子に確実に挿入することを可能とする請求項３に記載のサービスプラグ機能付き高電圧ヒューズである。

【発明の効果】

【0015】

以上に説明したように請求項１に記載の発明によれば、従来のサービスプラグに組込むヒューズのように、ヒューズのための口金やサービスプラグとしてのハウジング部品を必要とせず、さらにヒューズを製造する工程やヒューズをハウジングに組込む工程を削減できる。

【0016】

さらにハウジング部材が重複せずヒューズ内に広い内部空間を設けることができ、端子間隔距離より長く湾曲したエレメントを一つ或いは複数本並列に納めることができるとともに沢山の消弧剤の充填ができる。その結果、エレメント溶断後に発生するアーク抵抗を高め遮断性能を向上させることや、自動車市場のニーズである電源の高電圧、大電流に対してもサービスプラグとしての大型化を抑え、軽量化を図ることができる。

【0017】

さらには請求項１に記載の発明によるホルダー内のクリップ状端子は、従来の棒状端子接続のように接触抵抗を抑えるため高い寸法精度を必要とすることで部材コストが高くなることや、バネ接続のような導体抵抗が高くなることを防ぎ、大電流の流れる回路での使用を図ることができる。

【0018】

請求項２に記載の発明によれば、ヒューズ上部の回転可能なハンドルに爪状の係止部とホルダー外側側面に受け部を備え、電源回路閉路時にハンドルを回転移動させ爪状の係止部で受け部と合致することで自動車において生じる激しい震動、衝撃に対してヒューズがホルダーから外れることのないよう確実な固定を図ることができる。

【0019】

請求項３に記載の発明によれば、ヒューズの段差部にシリコン樹脂等から成るリング状パッキンを備えることで隙間からの水の浸入を防ぎ、防水性を向上させることができる。またハンドルの爪状の係止部がホルダーの受け部に合致した後、リング状パッキンの反発弾性により係止部が受け部に強く押し当てられヒューズがホルダーから外れることのないよう、二重に強固な固定を確保することができる。

【0020】

請求項４に記載の発明によれば、ヒューズの外周面とホルダーの内周面がガイドとなって位置決めすることで、ホルダー内底面のヒューズの刃状端子部とほぼ同じ断面を有する狭い端子貫通孔及びホルダー内のクリップ状端子に刃状端子部を痛めることなく確実に挿入でき、歩留まりの向上を図ることができ、且つ特別な治具を必要とせず、さらには狭い端子貫通孔により、ヒューズを抜去してのメンテナンス作業の際、その露出端子面が極めて小さく、安全性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明のヒューズをホルダーに装着する前の一実施形態を示す斜視図である。

【図2】図１に示すヒューズをホルダーに装着した時の斜視図である。

【図3】図１に示されたヒューズの分解斜視図である。

【図4】図１に示されたホルダーの分解斜視図である。

【図5】図１に示されたヒューズ及びホルダーの横断面図である。

【図6】本発明のヒューズをホルダーに装着した時の縦断面図であり、破線はハンドルをホルダーに係止した状態を示す図である。

【図7】本発明のヒューズのエレメント部が複数本有る別の実施形態を示す分解斜視図である。

【図8】本発明のヒューズの底面からエレメント部及び刃状端子部一体部材を底部から挿入した更に別の実施形態を示す横断面図である。

【図9】本発明のヒューズの更に別の実施形態を示す横断面図である。

【図10】従来の電源回路遮断装置（サービスプラグ）の一例を示す断面図である。

【図11】従来の電源回路遮断装置（サービスプラグ）の別の一例を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の一実施形態にかかるサービスプラグ機能付き高電圧ヒューズを図１〜図６を参照して説明する。本実施形態のサービスプラグ機能付き高電圧ヒューズは電気自動車或いはプラグインハイブリッド等で用いられる高電圧、大電流出力バッテリーから負荷への電源供給を行う回路に組込まれ、この電源回路を必要に応じて開閉することを可能にする。

【0023】

図１〜図６に示すように、サービスプラグ機能付き高電圧ヒューズはヒューズ１とホルダー２から成る。

【0024】

前記ヒューズ１には図３、図５及び図７に示すように中央に端子間隔距離より長く湾曲し一つ或いは複数本の並列に配置したエレメント部８を成し、その長手方向両端を折り返して厚みを確保した後、コの字状に折り曲げた刃状端子部１１からなる部材と、そのエレメント部８が入る広い内部空間７と刃状端子部１１の入る細溝１０に前記部材を挿入後、内部空間７へ消弧剤９を充填し、蓋１２を被せることでヒューズ１を成す。

【0025】

ヒューズ１の上部には図１に示すようにホルダー２に装着抜去の際には立設し、また、図２に示すように電源回路閉路時には回転移動する可動機能を備え、ポリアミド樹脂等の耐熱、耐トラッキング、耐アーク性の強い材料から成るハンドル３を備えている。

【0026】

またハンドル３には図６に示すように爪状の係止部４を備え、ホルダー２外側面には突起５を有し、前記係止部４と合致（破線で図示）する際、係止部４の爪が弾性変形して突起５を乗り越え合致する受け部６を有しており、ヒューズ１がホルダー２から抜けることを抑止している。

【0027】

前記ホルダー２には、ヒューズ１底部から突出した刃状端子１１との接続のために広い接触面を有するクリップ状端子１６を備えている。

【0028】

また、前記ヒューズ１の外周面には図１、図５及び図６に示すよう段差１３が有り、この段差部分にシリコン樹脂等から成るリング状パッキン１４を備えている。

【0029】

前記ホルダー２の内周面には図４、図５及び図６に示すよう段差１５が有り、前記ヒューズ１の段差１３との間にリング状パッキン１４を備えることで防水性を向上させるとともに、ハンドル３の爪状の係止部４がホルダー２の受け部６に合致した後、リング状パッキン１４の反発弾性により係止部４が受部６に強く押し当てられヒューズ１がホルダー２から外れることをより強固に防止するものとなっている。

【0030】

また、前記ホルダー２には図４、図５に示すようにヒューズ１の刃状端子部１１を両側から挟み込み大きな接触面で電気的に接続し回路との接続電線１９繋がるクリップ状端子１６を有している。

【0031】

ヒューズ１の刃状端子部１１をホルダー２のクリップ状端子１６に装着する際は、そのクリップ状端子の露出最小限となる刃状端子部１１とほぼ同じ断面を有する狭い貫通孔１７を介して接続されるが、ヒューズ１の外周面とホルダーの内周面が挿入位置をガイドした後、刃状端子部１１が貫通孔１７に到達する位置関係（寸法関係）を成し、刃状端子１１を痛めることなく挿入できる。

【0032】

前記構成のサービスプラグ機能付き高電圧ヒューズによれば、ヒューズ１内にエレメント部８と刃状端子部１１から成る部材を納めることで、ヒューズ１内に広い内部空間７を確保することができるので、端子間隔より長いエレメントと、沢山充填された消弧剤によってエレメント溶断後の端子間で長い沿面距離を確保しアーク抵抗を高めるとともに、沢山の消弧剤によりアークを冷却する効果が高まり遮断性能が向上することで、高電圧、大電流に対応する回路であってもサービスプラグとしての大型化を抑え、軽量化を図ることができる。また、その長手方向両端を折り返して厚みを確保した後、エレメント部８の両端をコの字状に折り曲げて刃状端子部１１とした部材により、エレメントと端子の接合作業がなく信頼性の向上と、さらに長手方向両端を折り返して厚みを確保することで、刃状端子部１１の先端部は丸形状を成しホルダー２内の貫通孔１７及びクリップ状端子１６に挿入する際、引っ掛かりを生じずなめらかな装着ができる。

【0033】

前記構成のサービスプラグ機能付き高電圧ヒューズによれば、従来品のようにヒューズをサービスプラグに組込む工程やヒューズ構成部品を削減でき、また特別な組込治具を必要としない。

【0034】

また、別の実施形態例として図８に示すようにエレメント部８及び刃状端子部１１からなる部材をヒューズ１本体の底面から挿入し、消弧剤を充填後、底蓋２０を嵌め込みヒューズとすることもある。

【0035】

さらに、図９に示すようにエレメント部８と刃状端子部１１の途中にヒートシンク２１を挟むことで、エレメント溶断後に発生するアークを冷却し、アーク放電の元となる物質（エレメント材料、酸素、窒素等の空気構成気体、消弧剤材料）の電離を抑制し、遮断性能の向上を図ることもできる。これらの前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したものに過ぎず、前述の実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲でエレメント部の形状、本数及びハンドルの取り付け方向、受端子の引き出し方向等種々変形して実施することができる。

【産業上の利用可能性】

【0036】

高電圧、大電流の電気回路を有する電気自動車やハイブリッドカー及び高電圧機器において、サービスプラグのヒューズが動作することは極めて稀なことであり、万が一動作した場合であっても、プラグ内にヒューズを組込んだものの部品コスト、ヒューズを組込む作業コスト、交換のための作業コストと、サービスプラグ機能付き高電圧ヒューズ自体を交換する際の部品コスト、作業コストを総合的に比較すると、後者の方式が大きなコスト削減を図ることができる。

【符号の説明】

【0037】

１ ヒューズ
２ ホルダー
３ ハンドル
４ 爪状の係止部
５ 突起
６ 受け部
７ 内部空間
８ エレメント部
９ 消弧剤
１０ 細溝
１１ 刃状端子部
１２ 蓋
１３ ヒューズ側段差
１４ リング状パッキン
１５ ホルダー側段差
１６ クリップ状端子
１７ 貫通孔
１８ ハンドルシャフト
１９ 回路との接続電線
２０ 底蓋
２１ ヒートシンク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】