Power supply breaker

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、イグナイタのガス圧力でヒューズエレメントを中継端子から離脱させて瞬時に電源回路の遮断を行う電源遮断器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は、大電流回路の遮断に用いられる従来のヒューズを示すものである。 このヒューズ６１
は、合成樹脂製のハウジング６２と、ハウジング６２内に収容された導電金属製のヒューズエレメント６３と、
ハウジング６２の上部開口を覆う合成樹脂製のカバー６
４とで構成される。

【０００３】ヒューズエレメント６３は略逆Ｕ字状に屈曲した基板部６５と、基板部６５の両側に一体に形成された雌端子部６６と、基板部６５の上部に設けられた錫部材（蓄熱体）６７とで構成される。 雌端子部６６は別体の弾性接触片６８を有し、下部開口６９からヒューズボックス等（図示せず）の雄端子が挿入されて弾性接触片６８に接触する。

【０００４】基板部６５の外側には係止片７０が一体に形成され、係止片７０がハウジング６２の段部に当接することで、ヒューズエレメント６３の抜け出しが防止される。 基板部６５は、過大な電流に対応して溶断し、それによって電源回路が遮断される。

【０００５】図４は上記ヒューズ６１の通電電流と溶断時間の関係を示したものである。 この特性は、図５に示す試験装置で測定される。 図５において、６１はヒューズ、７１はヒューズ６１に接続されたバスバー、７２はバスバー７１に接続された電源供給用の電線である。 バスバー７１は絶縁性の基台７３の上に固定され、バスバー７１から立上げられた雄端子部７４がヒューズ６１内の雌端子部６６（図３）に接続されている。

【０００６】図４の如く、ヒューズ６１（図５）への通電電流Ｉが増加するに伴って、ヒューズ６１の溶断時間Ｔは二次曲線的に漸減している。 特にＡ部の如く、通電電流Ｉの小さな段階においては溶断時間Ｔが長くなっている。 縦軸の溶断時間Ｔは対数目盛りで示してある。

【０００７】このように、従来のヒューズ６１にあっては、図４のＡ部の如く、過電流が小さな場合に、溶断するまでに非常に長い時間がかかってしまい、瞬時に回路を遮断することが困難であった。 これは、レアショートのような断続的なショートの場合でも同様である。 また、例えば車両の衝突時等の異常時に、過電流が通電されない場合は回路を遮断することができないという問題があった。

【０００８】これらの問題を解消するために、図６〜図７に示すような電源遮断器が提案されている。 この電源遮断器７６は、図６の如く一対の端子７７，７８と、各端子７７，７８に組み込まれた多接点接触ばね８０（図７参照）にスライド自在に接触した導電性のシャフト７
９と、端子７８の多接点接触ばね８０の後方に配置されたイグナイタ８１とを備えたものである。

【０００９】シャフト７９の基端側には操作軸８２が固定され、操作軸８２に捩りばね８３が設けられている。
イグナイタ８１は内部にガス起動剤とヒータを有し、ヒータはリード線８４に接続されている。 シャフト７９や操作軸８２はハウジング８５内にスライド自在に収容されている。

【００１０】図６において両端子７７，７８はシャフト７９と多接点接触ばね８０を介して導通している。 この状態で端子７７，７８に過電流が流れると、その異常をセンサが検知して、リード線８４に電流が流れ、ヒータによりガス起動剤が加熱され、発生したガスの圧力で図７の如くシャフト７９が離脱方向に押し出され、それにより両端子７７，７８間の導通が遮断される。 捩りばね８３の付勢でストッパ８６が外側に突出してハウジング８５に当接し、シャフト７９の戻りが防止される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記電源遮断器７６にあっては、シャフト７９に対して高価な多接点接触ばね８０を有する端子７７，７８を用いて接触抵抗を低減させたり、捩りばね８３とストッパ８６を用いてシャフト７９を係止させたりしているために、部品点数や部品コストが増大し、且つ構造が複雑化するという問題があった。 また、多接点接触ばね８０を含む端子７７，７８やシャフト７９の導体抵抗自体をも抑えるために、個々の構成部品の形状が大きくなり、全体として大型化するという問題があった。

【００１２】また、特開平１０−２４１５２４号公報には、火薬の爆発力で破断部材を飛ばして給電線の一部を破断する電源遮断器（図示せず）が示されているが、この構造においては、電源遮断器を繰り返して使用することができず、また機種毎の汎用性に乏しく、しかもイグナイタを含む本体やハウジングをボルトで固定しなければならず、組付性が悪いという問題があった。

【００１３】本発明は、上記したヒューズ及び各電源遮断器の問題点の解消するべく、小さな過電流に対しても確実に電源回路を遮断することができ、また過電流が通電されなくても、車両衝突時等の異常時や異常発熱等をセンサが検知した場合に確実に電源回路を遮断することができるのは勿論のこと、構造が簡単で、部品点数が少なく、安価で、コンパクトで、組付が容易で、しかも再使用可能で、汎用性のある電源遮断器を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明は、ハウジング内に筒壁が設けられ、該筒壁内にイグナイタが配置されると共に、該イグナイタに対向してホルダのボス部が該筒壁内に係合し、該ホルダにヒューズエレメントが設けられ、該ヒューズエレメントの端子部が該ハウジング内の中継端子に接続される電源遮断器を基本とする（請求項１）。 前記中継端子に前記端子部が接続した状態で、前記ホルダが前記ハウジングの係止ランスで係止される（請求項２）。 前記イグナイタの作動圧力が、前記係止ランスの係止力と前記端子部の接触力との総和よりも大きい（請求項３）。 前記中継端子から前記端子部が離脱した状態で、前記ホルダが前記係止ランスで支持される（請求項４）。 前記ヒューズエレメントが前記ホルダの挿入孔に挿入係止される（請求項５）。 前記イグナイタが前記筒壁内に圧入固定される（請求項６）。 前記中継端子が係止片で前記ハウジングに固定される（請求項７）。 前記中継端子が雌−雌中継端子であり、該雌−雌中継端子の両方に弾性接触片が一体に形成され、一方の弾性接触片に前記端子部が接続され、他方の弾性接触片に電源回路側の端子が接続される（請求項８）。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態の具体例を図面を用いて詳細に説明する。 図１〜図２は本発明に係る電源遮断器の一実施例を示すものである。

【００１６】この電源遮断器１は、図１の如く合成樹脂製で絶縁性のハウジング２と、ハウジング２の下半部に収容された導電金属製の一対の雌−雌中継端子（中継端子）３，３と、一対の雌−雌中継端子３，３に接続された略逆Ｕ字状の導電金属製のヒューズエレメント４と、
ヒューズエレメント４を保持し、ハウジング２の高さ方向ほぼ中間部に位置して、ハウジング２に係止された合成樹脂製で絶縁性のホルダ５と、一対の雌−雌中継端子３，３の間で、ホルダ５の下側に対向して配置されたイグナイタ６とを備えたものである。

【００１７】ハウジング２は例えば従来例（図３）のヒューズのハウジングと同様に矩形状に形成されている。
ハウジング２の上部開口７には合成樹脂製のカバー８が係止爪９と係合突起１０との係合で密着して閉止されている。 ハウジング２の上部には空室１１が構成され、空室１１の下側にホルダ５が配置されている。 ハウジング２の上半部は下半部よりも外側に一回り大きく膨出形成されている。

【００１８】ハウジング２の少なくとも両側の側壁１
２，１２の高さ方向ほぼ中間部の内面に一対の可撓性の係止ランス１３，１３が対称に突出形成され、各係止ランス１３にホルダ５が係止されている。 係止ランス１３
はハウジング２の上半部と下半部との境の傾斜部１４の内側に付根部１５を有して上向きに且つやや内向きに傾斜して直線的に延び、先端に内向きの係止突起１６を有している。 係止突起１６は上側のガイド傾斜面１６ａ
と、下側のやや傾斜した係止面１６ｂとを有している。
係止面１６ｂは水平よりも少し上向きに傾斜している。
係止面１６ｂにホルダ５の外側壁１７の傾斜状の段部１
８の係合面が当接している。

【００１９】ハウジング２の幅方向中央部に横断面矩形状ないしは円形状の筒壁１９が一体に形成されている。
筒壁１９は上部開口２０と下部開口２１とを有し、上部開口２０から筒壁１９の内部空間２２にホルダ４の中央のボス部２３が隙間なく密着して係合している。 ボス部２３は筒壁１９の形状に合わせて矩形状ないしは円柱状に形成されている。 ボス部２３の先端及び筒壁１９の先端内側にはアール状ないしはテーパ状の面取がそれぞれ施され、筒壁１９内にボス部２３を挿入しやすくなっている。 筒壁１９の上半部は先端にかけて徐々にテーパ状に薄肉化され、このテーパ面２４は、雌−雌中継端子３
を筒壁１９の外側の端子収容室２５に上方から挿入する際にガイド壁として作用する。

【００２０】ホルダ５のボス部２３の下側において筒壁１９の高さ方向ほぼ中間部にイグナイタ６が圧入により固定されている。 筒壁１９の内面から内向きに水平方向に停止突部２６が一体に形成され、停止突部２６にイグナイタ６の底部２７の外側の溝２８が係合し、それによってイグナイタ６が強固に支持されている。 イグナイタ６の組付は筒壁１９の上部開口２０から圧入気味に挿入して停止突部２６に突き当てることで簡単に行われる。
ボス部２３とイグナイタ６との間には少しの空間（２２
で代用）が確保される。 イグナイタ６は底部２７を上向きに強めに押圧することで筒壁１９から簡単に離脱可能であり、使用済のイグナイタ６の交換作業が容易である。

【００２１】イグナイタ６は、例えば合成樹脂製のハウジング部２９と、ハウジング部２９内に封入されたガス起動剤３０と、ガス起動剤３０の内部に配置されたヒータ線３１と、ヒータ線３１の一端と他端に接続されてハウジング部２９の底部２７から下向きに突出した一対のリード端子３２とで構成される。 ハウジング部２９の上部の封止板３３は薄肉に形成されている。 リード端子３
２は筒壁１９の下側の内部空間３４に位置し、内部空間３４とリード端子３２とで雌型のコネクタ部３５が構成されている。 コネクタ部３５には、イグナイタ作動用の電流を導入させるための雄型のコネクタ（図示せず）が嵌合接続される。 筒壁１９はシリンダとして作用し、ホルダ５のボス部２３はピストンとして作用する。

【００２２】筒壁１９とハウジング２の側壁１２との間に前記端子収容室２５が構成されている。 筒壁１９の下端部は端子収容室２５の底壁３６に続き、底壁３６に、
例えば図示しないヒューズボックス側の雄端子に対する挿入孔３７が形成されている。 端子収容室２５に雌−雌中継端子３が収容されている。 雌−雌中継端子３は上方の開口３７から端子収容室２５に挿入され、可撓性の係止片３８でハウジング２に係止される。

【００２３】雌−雌中継端子３は、上側に、ヒューズエレメント４のタブ端子部（端子部）３９に対する左右一対の小さめな弾性接触片４０を一体に有し、下側に、ヒューズボックス側の雄端子（端子）４１に対する大きめの一枚の弓状に湾曲した弾性接触片４２を一体に有している。 各弾性接触片４０，４２は外側の基板部４３から内向きに折り返されて形成されている。 下側の弾性接触片４２に対向してフラット状の接触板５９が平行に基板部４３から内向きに突出形成されている。

【００２４】各弾性接触片４０，４２は各基板部４３と同一の板材で一体に形成されたものであり、各弾性接触片４０，４２を従来のヒューズエレメント（図３）のように別体にしないことで、部品点数の削減と部品コストの低減が図られている。

【００２５】ハウジング２の側壁１２寄りに接触板５９
が位置し、接触板側の基板部４３の下端から外向きに前記係止片３８が斜め上向きに突設されている。 係止片３
８の先端はハウジング２の内壁４４の段部４５に当接している。 内壁４４は側壁１２の内側で上下に真直に延び、ハウジング２の下部で切欠されて段部４５となっている。 雌−雌中継端子３は、ホルダ５のない状態で筒壁１９のガイド傾斜面２４に沿って端子収容室２５内にスムーズに挿入されるが、その際、係止片３８は内壁４４
に摺接しつつ内向きに撓み、段部４５の下側の空間で外向きに復元して突出し、段部４５に係合する。 雌−雌中継端子３の離脱操作は、係止片３８をマイナスドライバ等の治具（図示せず）で撓ませて、雌−雌中継端子３の下端を上向きに押圧することで、容易に行われる。

【００２６】雌−雌中継端子３の一方の弾性接触片４０
に接続されるヒューズエレメント４は略逆Ｕ字状ないし逆凵字状に形成され、上側に溶断部４６を含む基板部４
７を有し、基板部４７の両側に一対の側板部４８を下向きに有し、各側板部４８の先端側に、弾性接触片４０の間に挿入される前記タブ端子部３９を一体に有している。 溶断部４６は基板部４７の中央に幅狭に形成され、
溶断部４６の付近に蓄熱体である錫部材４９を上向きに有している。 側板部４８には外向きに係止片５０が斜め上向きに切り起こし形成されている。 係止片５０はホルダ５の側壁１７の内側の段部５１に係合し、段部５１の水平な係止面に当接している。 この係止片５０でヒューズエレメント４がホルダ５に抜け出しなく係止されている。

【００２７】ホルダ５は中央の前記ボス部２３の両側に、ヒューズエレメント４の各側板部４８を下向きに挿通させる挿入孔５２を含む係止壁部５３を一体に有している。 係止壁部５３は傾斜状の当接面５４を内側に有する連結壁５５でボス部２３に続いている。 当接面５４に筒壁１９の先端が当接することで、ボス部２３を含むホルダ５及びタブ端子部３９が下方向に位置決め固定される。

【００２８】係止壁部５３の挿入孔５２に続いて外側に前記段部５１が形成され、段部５１は挿入孔５２よりも広い溝５６に続き、溝５６内の空間に前記係止片５０が位置している。 係止壁部５３の外側壁１７は段部５１の形状に対応して上半部よりも下半部が外側に突出され、
上半部と下半部との境においてハウジング２の係止ランス１３に対する傾斜状の段部１８が外側に形成され、段部１８の係合面に係止ランス１３の係止突起１６の係止面１６ｂが当接し、それによりホルダ５が上向きに抜け出すことなく係止固定されている。 外側壁１７の下端には外向きにテーパ面５７が形成されている。

【００２９】ホルダ５はハウジング２の両側の内壁４４
に沿って上下方向にスライド自在であり、ハウジング２
の上部開口７から空室１１内に挿入され、内壁４４に沿って下向きに案内される。 係止壁部５３の下端のテーパ面５７が係止ランス１３の係止突起１６のガイドテーパ面１６ａに摺接して係止ランス１３を外側に撓ませつつ、ホルダ５のボス部２３が筒壁１９の内側空間２２に進入し、筒壁１９の先端がホルダ５の傾斜面５４に当接すると同時に、係止突起１６が外側の段部１８に係合する。 このようにしてホルダ５の組付が簡単に行われる。

【００３０】ヒューズエレメント４は予めホルダ５に組み付けられている。 ヒューズエレメント４の組付は、ホルダ５の挿入孔５２にタブ端子部３９の先端側から側板部４８まで挿入することでワンタッチで簡単に行われる。 その際、係止片５０は挿入孔５２内で内向きに撓み、ヒューズエレメント４の基板部４７が連結壁５５の上端面に当接すると同時に、係止片５０が外向きに復元して内側の段部５１に係合する。

【００３１】図１の状態で雄端子４１に過電流が流れると、図示しないヒューズボックス側のセンサが過電流を感知し（定格よりも僅かに高い電流値でも反応可能である）、イグナイタ６のリード端子３２に電流が通電される。 それによりヒータ線３１が灼熱され、ガス起動剤３
０が瞬時にガスを発生し、図２の如く封止板３３が破けて、ガスの圧力でボス部２３が上向きに押圧され、ホルダ５が瞬時に上部の空室１１に押し出される。 ヒューズエレメント４はホルダ５と一体に上昇し、タブ端子部３
９が雌−雌中継端子３から離脱する。 これにより電源回路が遮断される。

【００３２】イグナイタ６のガス圧力でホルダ５を押し出す力Ｐは、イグナイタ作動前におけるホルダ５に対する係止ランス１３の係止力Ｐ ₁と、ヒューズエレメント４に対する雌−雌中継端子３の接続力Ｐ ₂との総和よりも大きく設定される。 すなわちＰ＞Ｐ ₁ ＋Ｐ ₂である。

【００３３】筒壁１９内にイグナイタ６が配置されると共にホルダ５の中央のボス部２３が隙間なく係合するから、イグナイタ６の作動時にガス圧力が効率良くボス部２３に伝わり、ボス部２３が筒壁１９から打ち出されるようにして確実に押し出され、係止力Ｐ ₁と接続力Ｐ ₂
に打ち勝ってホルダ５が確実に離脱する。 筒壁１９内にイグナイタ６とボス部２３とを配置することで、ガス起動剤３０（図１）の量が少なくて済み、イグナイタ６の小型化が可能となる。

【００３４】図２の回路遮断時にホルダ５は上部の空室１１内で係止ランス１３の先端で支持され、すなわち係止突起１６のガイドテーパ面１６ａに外側壁１７の下端のテーパ面５７が当接して、ホルダ５の復帰すなわちヒューズエレメント４のタブ端子部３９と雌−雌中継端子３との再接触が防止される。 係止ランス１３で図１の回路接続状態におけるホルダ５の係止と、図２の回路遮断状態におけるホルダ５の支持とを兼ねるから、構造が簡素化され、部品点数が少なくて済む。

【００３５】ホルダ５の復帰は、例えばヒューズエレメント４やイグナイタ６を交換した後、ホルダ５を係止ランス１３の支持力に抗して押し下げることで、簡単に行われる。 カバー８の開扉は係止爪９と係合突起１０とのロックを解除することで簡単に行うことができる。

【００３６】図１において、過電流が通電されなくても、車両衝突時等の異常時及び異常発熱等をセンサが検知した場合や、過電流が定格よりも僅かに高い値である場合には、ヒューズエレメント４が溶断する前に図２におけるイグナイタ６の作動で中継端子３とタブ端子部３
９との接続が解除される。 過電流が定格よりも十分に大きい場合は、イグナイタ６を作動させることなくヒューズエレメント４のみを溶断させるように制御することも可能である。 その場合はヒューズエレメント４の交換のみで再使用可能である。

【００３７】また、ヒューズエレメント４のみを車種や機種毎の定格に応じて交換することも可能であり、他の部品であるホルダ５や雌−雌中継端子３やハウジング２
やイグナイタ６を共通使用することで、汎用性が高まる。 これは、従来（図３）の大電流用のヒューズに較べてヒューズエレメント４と雌−雌中継端子３とが分割されていることに起因する。

【００３８】本実施例の電源遮断器１は従来の大電流用のヒューズと較べて大きさはさほど変わらず、構造も従来のヒューズエレメントに代えてヒューズエレメント４
と雌−雌中継端子３とを上下に配置し、ヒューズエレメント４をホルダ５に保持させ、ホルダ５の下にイグナイタ６を配置したという簡単なものであるから、コンパクトで、部品点数が少なく、部品コストが安いという長所を有する。

【００３９】

【発明の効果】以上の如く、請求項１記載の発明によれば、ハウジングの筒壁がシリンダとして作用し、ホルダのボス部がピストンとして作用して、イグナイタの作動圧力でホルダが確実に押し出され、小さな過電流に対しても確実に電源回路が遮断され、且つ過電流が通電されなくても、車両衝突時等の異常時や異常発熱等をセンサが検知した場合にも確実に電源回路が遮断される。 そして、筒壁とボス部の作用でイグナイタの作動圧力が効率的に伝えられるから、イグナイタの小型化が可能となり、電源遮断器のコンパクト化が図られる。 また、ヒューズエレメントと中継端子とに分割した構造とし、ヒューズエレメントをホルダに設けたことで、イグナイタの作動圧力でヒューズエレメントと中継端子とを分離させることができ、ヒューズエレメントと中継端子という簡単で且つ安価な構造で電源回路を確実に遮断することができる。 また、従来の大電流用のヒューズと較べて大きさをさほど変えることなく構成できるから、電源遮断器の小型化が可能となる。 また、溶断可能なヒューズエレメントを使用することで、イグナイタを作動させなくとも過電流に対して回路を遮断することができ、用途に応じた使い分けや再使用が可能となる。

【００４０】また、請求項２記載の発明によれば、中継端子とヒューズエレメントとの接続時にホルダが係止ランスでハウジングに確実に固定され、中継端子とヒューズエレメントとの接続が確実に保たれると共に、ハウジングへのホルダの組付及び取り外しが容易化する。 また、請求項３記載の発明によれば、係止ランスとホルダとのロックが確実に解除され、且つヒューズエレメントが中継端子から確実に離脱して、回路の遮断が正確に行われる。 また、請求項４記載の発明によれば、係止ランスとホルダのロックが解除された状態で、ホルダが係止ランスで支持されるから、ヒューズエレメントの端子部と中継端子との再接続が防止され、回路が遮断された状態に保たれる。 また、係止ランスでホルダの係止と支持とを兼ねることで、構造の簡素化とコンパクト化と部品点数の削減とコストの低減とが達成される。 また、請求項５記載の発明によれば、ヒューズエレメントを挿入孔に係止させることでホルダに容易に組み付けることができ、ヒューズエレメントの組付性及び取り外し性が向上する。 また、ホルダを共通使用し、ヒューズエレメントのみを定格に応じて取り替えることで、電源遮断器に汎用性及びリサイクル性をもたせることができ、部品の共通化、再使用化によりコスト低減が図られる。 また、請求項６記載の発明によれば、イグナイタを筒壁に圧入することで簡単に組み付けることができ、組付性が向上すると共に、離脱も容易で、メンテナンス性が向上する。
また、請求項７記載の発明によれば、係止片により中継端子をハウジングに容易に固定することができると共に、容易にハウジングから取り外すことができ、組付性及びメンテナンス性が高まる。 また、請求項８記載の発明によれば、中継端子によってヒューズエレメントと端子とを確実に接続させることができると共に、中継端子の両方に弾性接触片が一体に形成されたから、中継端子を構成する部品点数が削減され、コストも低減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電源遮断器の一実施例における接続状態を示す縦断面図である。

【図２】同じく電源遮断器の回路遮断状態を示す縦断面図である。

【図３】従来の大電流用のヒューズを示す縦断面図である。

【図４】同じくヒューズの電流−溶断時間の特性を示すグラフである。

【図５】同じくヒューズの特性試験装置を示す斜視図である。

【図６】従来の電源遮断器の一例における接続状態を示す縦断面図である。

【図７】同じく電源遮断器の回路遮断状態を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ 電源遮断器 ２ ハウジング ３ 中継端子 ４ ヒューズエレメント ５ ホルダ ６ イグナイタ １３ 係止ランス １９ 筒壁 ２３ ボス部 ３８ 係止片 ３９ タブ端子部（端子部） ４０，４２ 弾性接触片 ４１ 雄端子（端子） ５２ 挿入孔