JP5503612B2 - 車両用電気回路遮断装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用の電気回路を遮断／接続することができる電気回路遮断装置に関する。

モータ駆動用の大容量バッテリーを搭載する車両（例えば電気自動車）においては、高電圧の電気回路をメンテナンスする場合における安全性を確保するため、電源回路を開放する回路遮断装置（サービスプラグ装置）が備えられることがある。特許文献１及び２は、この種の回路遮断装置を開示する。

特開２０１０−２８７３４８号公報 特開２００２−３４３１６９号公報

特許文献１及び２の構成においては、メス端子側に、Ｒ状に折り曲げられて板バネ形状とされた構造のものが用いられている。これは構成の複雑化を招き、低コスト化の観点から改善の余地があった。一方で、車両用の電気回路遮断装置は、大電流の開閉も問題なく行える構成とする必要がある。

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、安価な部品を使用しつつ大電流に対応可能な車両用電気回路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及び効果

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

本発明の観点によれば、以下の構成の車両用電気回路遮断装置が提供される。即ち、この車両用電気回路遮断装置は、車両側に取り付けられるジャックハウジングに対してプラグハウジングを装着することにより電気回路が通電され、前記プラグハウジングを取り外すことで電気回路が遮断するように構成される。前記ジャックハウジング及び前記プラグハウジングのうち少なくとも何れか一方には、音叉状部分を有する導電性の音叉平板部材を厚み方向に並べた構成の複合端子が備えられる。前記複合端子において、並べられる前記音叉平板部材の間に、音叉状部分を有さない形状のスペーサが配置される。

これにより、汎用的に広く用いられている音叉端子の構造を用いることで、低コスト化を実現できる。また、音叉平板部材が複数並べられるので、大電流の開閉に対応可能な車両用電気回路遮断装置を提供することができる。更に、音叉状部分の周囲に厚み方向の適度の隙間が形成されるので、抜差しに必要な力を低減させることができる。

前記の車両用電気回路遮断装置においては、前記複合端子において、並べられる前記音叉平板部材は同一形状とされることが好ましい。

これにより、一層の低コスト化を容易に実現できる。

前記の車両用電気回路遮断装置においては、前記複合端子を構成する音叉平板部材は複数の音叉状部分を有しており、１枚の音叉平板部材が相手側の複数の端子に嵌合可能であることが好ましい。

これにより、相手側の端子同士を確実に電気的に接続することができる。

前記の車両用電気回路遮断装置においては、前記ジャックハウジングに対して前記プラグハウジングを装着する過程において、前記複合端子を構成する複数の音叉平板部材が、相手側の端子に時間差をおいて嵌合するように構成することもできる。

この場合、端子の抜差しに必要な力を低減させることができるので、ジャック部に対するプラグ部の装着／取外し作業が一層スムーズになる。

本発明の一実施形態に係るサービスプラグ装置の全体的な構成を示す斜視図。 ジャック部及びプラグ部の構成を示す分解斜視図。 プラグ部が備えるプラグ側複合端子の構成を詳細に示す分解斜視図。 プラグ部の先端をジャック部に差し込んだ様子を示す斜視図。 図４の状態から伸縮レバーを倒し、プラグ部をジャック部に押し込む様子を示す斜視図。 図５の状態から伸縮レバーを縮め、プラグ部の装着作業を完了した状態を示す斜視図。

次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の一実施形態に係るサービスプラグ装置５の全体的な構成を示す斜視図である。図２はジャック部１及びプラグ部２の構成を示す分解斜視図である。

図１に示すサービスプラグ装置（車両用電気回路遮断装置）５は、ジャック部１と、プラグ部２と、を備える。ジャック部１は車両側の適宜の位置に取り付けられ、プラグ部２はジャック部１に対して着脱可能に構成されている。

なお、以下の説明では、図面に示すようにジャック部１が下、プラグ部２が上となるように配置した状態を前提にして、各構成部品の位置関係や動作の向きを説明することがある。この位置関係では、プラグ部２のジャック部１に対する抜差しは上下方向に行われることになる。しかしながら、サービスプラグ装置５の車両に対する取付け向きは任意であって、本明細書で開示される向きに限定されるものではない。

図２等に示すように、ジャック部１は、ジャックハウジング１１と、タブ端子１２と、を備えている。

ジャックハウジング１１は、ハウジング本体２１と、ロック片２３と、を一体的に備えている。ハウジング本体２１は中空の楕円柱状に形成されており、この内部に、２対（４つ）のタブ端子１２が並べた状態で収容される。また、詳細は後述するが、ハウジング本体２１の内部には、プラグ部２が備えるプラグハウジング６１を挿入することができる。

ロック片２３は、ハウジング本体２１から一方向に突出するように形成されている。このロック片２３の先端部は、後述のプラグ部２が備えるロック突起９１に嵌合できるように構成されている。

２対のタブ端子１２は、導電性の材料により平板状に形成されており、車両側の図示しない電気回路（例えば、バッテリー）に電気的に接続されている。そして、車両の通常の使用時においては、ジャック部１にプラグ部２を装着することにより、対をなすタブ端子１２同士が（後述のプラグ側複合端子６２によって）電気的に接続され、電気回路が閉じられて通電するようになっている。一方、車両をメンテナンスする場合等においては、ジャック部１からプラグ部２を取り外すことにより、車両の電気回路が開かれて遮断状態が実現される。

ハウジング本体２１の内部には、それぞれのタブ端子１２に対応させて、断面矩形状の中空状の絶縁突起２４が形成されている。それぞれの絶縁突起２４は、上方（プラグ部２側）を開放させた形状とされている。前記タブ端子１２は絶縁突起２４の内部に配置され、これにより、活電部としてのタブ端子１２に作業者が直接触れてしまうのを防止することができる。

ハウジング本体２１には、１対の連結突起４２，４２が形成されている。この連結突起４２は、後述のプラグ部２が備える伸縮レバー（ハンドル）６７に連結することができる。

プラグ部２は、プラグハウジング６１と、プラグ側複合端子６２と、２つのシールリング６５，８１と、カバー６６と、伸縮レバー６７と、を備えている。

プラグハウジング６１は、前述のジャックハウジング１１に対応して楕円柱状に形成されている。このプラグハウジング６１の先端部は、ジャックハウジング１１のハウジング本体２１が備える内部空間に差込可能となっている。

プラグハウジング６１は中空状に形成されており、その内部には２つのプラグ側複合端子６２，６２が並べて配置される。それぞれのプラグ側複合端子６２は、図３に示すように、所定の厚みを有する導電性の音叉平板部材３１を厚み方向に複数並べた構成となっている。プラグ側複合端子６２を構成するそれぞれの音叉平板部材３１は２つの音叉状部分３６，３６を有しており、ジャック部１において対をなして配置されるタブ端子１２，１２に対し、同時に接続することができる。なお、プラグ側複合端子６２の詳細な構成については後述する。

シールリング６５は、プラグハウジング６１の外周面に取り付けられる。このシールリング６５は、プラグハウジング６１にカバー６６を取り付けたときに当該プラグハウジング６１及びカバー６６の両者に密着し、カバー６６の内部に埃等が侵入するのを防止する。

もう１つのシールリング８１は、プラグハウジング６１の先端部の外周面に配置される。このシールリング８１は、プラグハウジング６１をジャックハウジング１１（ハウジング本体２１）に装着したときに当該ジャックハウジング１１に密着し、埃等の異物が侵入することを防止する。

カバー６６は、プラグ側複合端子６２を覆うようにして、プラグハウジング６１に固定される。カバー６６の両側には１対の支軸８２，８２が凸状に形成されており、この支軸８２に前記伸縮レバー６７が取り付けられる。

伸縮レバー６７は、根元側の第１レバー７１と、先端側の第２レバー７２と、を備える。

第１レバー７１は、平行に延びる１対の細長いアーム部材８５，８５と、これらのアーム部材８５，８５の一端を連結する連結部材８６と、を備えている。それぞれのアーム部材８５，８５には支持孔８７が形成されており、この支持孔８７が、前述のカバー６６が備える支軸８２に取り付けられる。この結果、第１レバー７１がカバー６６に対して回転可能に取り付けられる。

また、それぞれのアーム部材８５，８５には、曲線状に形成された細長いカム溝８８，８８が形成されている。それぞれのカム溝８８は一端側が開放されており、当該カム溝８８に対し、ジャック部１のジャックハウジング１１が備える連結突起４２を差し込むことができる。

第２レバー７２も第１レバー７１と同様に、平行に延びる１対の細長いアーム部材８９，８９と、これらのアーム部材８９，８９の一端を互いに連結する連結部材９０と、を備えている。それぞれのアーム部材８９，８９は第１レバー７１のアーム部材８５，８５に沿ってスライド可能に構成されており、この結果、第２レバー７２を第１レバー７１に対してスライドさせて、伸縮レバー６７を伸縮させることができる。

第２レバー７２の連結部材９０には、伸縮レバー６７の根元側に向けて突出するブロック状のロック突起９１が形成されている。第１レバー７１には凹部９２が形成されており、ロック突起９１は、この凹部９２に挿入できるようになっている。また、ロック突起９１の突出方向先端側には窪み部９３が形成されている。この窪み部９３は、伸縮レバー６７を特定の状態としたときに、ジャック部１のジャックハウジング１１が備える前記ロック片２３に被さることができるようになっている。

次に、図３を参照して、プラグ部２が備えるプラグ側複合端子６２について詳細に説明する。

プラグ側複合端子６２は、多数の音叉平板部材３１，３１・・・と、多数のスペーサ３２，３２と、を交互に並べて一直線状に連結した構成となっている。本実施形態において、音叉平板部材３１及びスペーサ３２は安価なプレス加工によって構成されており、これにより製造コストが低減されている。

音叉平板部材３１は、導電性の金属により平板状に形成されている。この音叉平板部材３１は、矩形状の基部３５と、この基部３５から突出する音叉状部分３６，３６と、を一体的に形成した構成となっている。並べて配置される複数の音叉平板部材３１，３１・・・は、何れも同一形状とされる。

基部３５の中央部には、円形の連結孔が貫通状に形成される。また本実施形態では、複数の音叉平板部材３１のそれぞれが、基部３５から互いに平行に延びるように形成された２つの音叉状部分３６，３６を有している。従って、それぞれの音叉平板部材３１は、２枚のタブ端子１２，１２に同時に接続することができる。

スペーサ３２も音叉平板部材３１と同様に、導電性の金属により平板状に形成されている。このスペーサ３２は、音叉平板部材３１と同じ厚みを有している。また、スペーサ３２は、音叉平板部材３１から音叉状部分３６を省略し、基部３５のみを残したような形状とされている。

以上の構成で、音叉平板部材３１とスペーサ３２とが、上記の連結孔の位置を合わせるようにして交互に並べられ、取付ボルト３３を連結孔に差し込んでナット３４で固定することで、プラグ側複合端子６２が完成する。このプラグ側複合端子６２は、上記の音叉状部分３６を下側（ジャック部１側）に向けるようにして、プラグハウジング６１に配置される。

このプラグ側複合端子６２は、タブ端子１２に対して多数の箇所で接触するので、大電流の開閉も問題なく行うことができる。一方で、隣り合う音叉平板部材３１の間にスペーサ３２が配置されているので、音叉状部分３６の周囲に厚み方向の隙間が形成される。従って、タブ端子１２に対する接触箇所が多数となり過ぎて嵌合／嵌合解除に必要な力が過大になることもない。また、隣り合う音叉状部分３６同士が互いに接触しない構成であるため、プラグ側複合端子６２がタブ端子１２に嵌合するときに、音叉状部分３６同士の間で摩擦抵抗が生じることがない。従って、それぞれの音叉状部分３６をスムーズに開かせながらタブ端子１２に嵌合させることができ、この意味でも、嵌合／嵌合解除に必要な力を低減することができる。

また、１枚１枚の音叉平板部材３１は、本来は単独で音叉端子として用いられるものを殆どそのまま用いることができる。従って、上記の大電流に対応可能な端子を低コストで実現することができる。

次に、以上のように構成されたサービスプラグ装置５においてプラグ部２をジャック部１に装着する作業（嵌合作業）について、図４から図６を参照して説明する。図１及び図４から図６には、プラグ部２をジャック部１に装着して遮断状態から通電状態に切り換える作業が順を追って示されている。

まず、プラグ部２がジャック部１から引き抜かれている遮断状態について、図１を参照して説明する。図１に示す状態では、プラグ部２において、伸縮レバー６７は略起立した姿勢とされるとともに、若干伸びた状態とされている。

上記した図１の状態から、作業者はプラグ部２の伸縮レバー６７を手で持ち、プラグハウジング６１の先端部を、ジャック部１が備えるジャックハウジング１１の内側に差し込む。プラグハウジング６１がある程度差し込まれると、図４に示すように、第１レバー７１に形成されたカム溝８８の端部が、ジャック部１が有する連結突起４２に近接することになる。

次に、作業者は、プラグ部２の全体を若干ジャック部１側に押し込むようにして、連結突起４２をカム溝８８の一端に差し込む。こうして連結突起４２をカム溝８８に連結すると、次に作業者は、伸縮レバー６７を一側（ロック片２３が配置されている側）に倒す。すると、カム溝８８のカム作用によりプラグ部２の全体がジャック部１側に強く押し込まれるので、図５に示すように、プラグ側複合端子６２が有する音叉状部分３６が、ジャックハウジング１１の絶縁突起２４（図１）の内部に上方から差し込まれて、タブ端子１２，１２に接続される。この結果、電気回路が閉じられて通電状態になる。

なお、図４に示すように、伸縮レバー６７は伸ばされた状態で倒される。従って、作業者は、伸びた状態の伸縮レバー６７の先端側に力を加えることにより、梃子の原理を利用して、小さい操作力でスムーズに作業を行うことができる。

図５には、伸縮レバー６７をほぼ水平姿勢となるように倒した状態が示されている。このように伸縮レバー６７が倒されたことにより、カム溝８８は、連結突起４２と連結された状態を保ちながら、その開放側を横方向に向ける。この結果、プラグ側複合端子６２とタブ端子１２との電気的接続が解除されないようにロックすることができる。

次に、作業者は、第２レバー７２を第１レバー７１に近づく向きにスライドさせて、伸縮レバー６７を縮めた状態とする。この結果、第２レバー７２に形成されたロック突起９１が、第１レバー７１の凹部９２を通過して突出し、図６に示すようにロック片２３に被さる。この嵌合により、伸縮レバー６７は、動かないように機械的にロックされる。

以上により、ジャック部１へのプラグ部２の装着作業が完了する。なお、ジャック部１からプラグ部２を取り外す場合には、上記と逆の作業を行えば良い。簡単に説明すると、まず作業者は、図６の状態から第２レバー７２をスライドさせ、伸縮レバー６７を伸ばした状態とする（図５）。これにより、ロック片２３がロック突起９１から外れるので、伸縮レバー６７のロックが解除される。次に、作業者は、伸びた状態の伸縮レバー６７を回転させてほぼ起立させた状態とする（図４）。これにより、プラグ部２がジャック部１から強く引き抜かれるので、プラグ側複合端子６２とタブ端子１２との嵌合が解除され、この結果、電気回路が開かれて遮断状態となる。次に、作業者は、プラグ部２をジャック部１から上側に引き抜く（図１）。なお、このときに連結突起４２はカム溝８８から抜かれて、連結突起４２と伸縮レバー６７との連結が解除される。

このように、本実施形態では、音叉端子として一般的に用いられる部材（音叉平板部材３１）を厚み方向に多数並べることで、１つのプラグ側複合端子６２を構成している。これにより、大電流の開閉に好適なサービスプラグ装置５を、汎用部品を用いることでコストを効果的に低減つつ提供することができる。

以上に説明したように、本実施形態のサービスプラグ装置５は、車両側に取り付けられるジャックハウジング１１に対してプラグハウジング６１を装着することにより電気回路が通電され、プラグハウジング６１を取り外すことで電気回路が遮断するように構成される。そして、プラグハウジング６１には、音叉状部分３６，３６を有する導電性の音叉平板部材３１，３１・・・を厚み方向に並べて連結した構成のプラグ側複合端子６２が備えられる。

これにより、汎用的に広く用いられている音叉端子の構造を用いることで、低コスト化を実現できる。また、音叉平板部材３１が複数並べられるので、大電流の開閉に対応可能なサービスプラグ装置５を提供することができる。

また、本実施形態で示すプラグ側複合端子６２において、並べられる音叉平板部材３１，３１・・・は同一形状とされている。

これにより、一層の低コスト化を容易に実現できる。

また、本実施形態で示すプラグ側複合端子６２においては、並べられる音叉平板部材３１の間に、音叉状部分３６，３６を有さない形状のスペーサ３２が配置される。

これにより、音叉状部分３６の周囲に厚み方向の適度の隙間が形成されるので、抜差しに必要な力を低減させることができる。

また、本実施形態のサービスプラグ装置５において、プラグ側複合端子６２を構成する音叉平板部材３１，３１・・・は複数の音叉状部分３６，３６を有しており、１枚の音叉平板部材３１が相手側の複数のタブ端子１２，１２に嵌合可能に構成されている。

これにより、対となるタブ端子１２同士を確実に電気的に接続することができる。

なお、図１の構成のプラグ部２では、上記の嵌合作業において、当該プラグ側複合端子６２を構成する多数の音叉平板部材３１は、音叉状部分３６，３６をタブ端子１２に対して同時に嵌合させることになる。一方、例えばプラグ側複合端子６２を若干傾けるようにしてプラグハウジング６１に配置することで、それぞれの音叉平板部材３１が若干の時間差をおいて順次嵌合するように構成することもできる。

この場合、端子の抜差しに必要な力を低減させることができるので、ジャック部１に対するプラグ部２の装着／取外し作業が一層スムーズになる。

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

上記実施形態のプラグ側複合端子６２では、音叉平板部材３１とスペーサ３２は１枚ずつ交互に配置されている。しかしながらこれに代えて、音叉平板部材３１が２枚、スペーサ３２が１枚、音叉平板部材３１が２枚・・・というように交互に重ねたり、音叉平板部材３１が１枚、スペーサ３２が２枚、音叉平板部材３１が１枚・・・というように交互に重ねたりすることができる。このように、音叉平板部材３１及びスペーサ３２が１枚だけでなく２枚以上連続して配置されても良く、並べ方には様々な変形が考えられる。

タブ端子１２は２対備えることに限らず、１対、又は３対以上を備えるように変更しても良い。

上記の実施形態では複合端子をプラグ部２側に配置しているが、これをジャック部１側に配置しても良く、例えば以下の構成が考えられる。即ち、音叉状部分３６を１つだけ有する音叉平板部材を厚み方向に多数並べてジャック側複合端子とし、このジャック側複合端子をジャック部１に１対以上配置する。一方、プラグ部２にはタブ端子１２を配置し、１つのタブ端子１２が、対をなす２つのジャック側複合端子の両方に同時に嵌合できるようにする。

複数の音叉平板部材３１がタブ端子１２に対して時間差をおいて嵌合する構成としては、上記のようにプラグ側複合端子６２を傾けて配置することのほか、音叉平板部材３１を１枚毎にオフセットして（段差を付けながら）配置することが考えられる。

支軸８２は、カバー６６に設けることに代えて、例えばプラグハウジング６１に設けても良い。

上記実施形態において、ロック片２３にスルー回路を設置するともに、このスルー回路の導通／非導通を調べることによりプラグ部２とジャック部１との嵌合を検出する嵌合検知回路を備えるようにしても良い。この場合、ロック片２３にロック突起９１の先端が被せられたときにスルー回路の導通／非導通の状態が切り換わるようにし、これを嵌合検知回路で検知することが考えられる。あるいは、例えばリミットスイッチや光センサ等の公知のセンサをスルー回路に代えてロック片２３に設置し、このセンサの状態を嵌合検知回路が調べることで嵌合／嵌合解除を検出するように変更しても良い。

ジャックハウジング１１及びプラグハウジング６１は、図２に示すように楕円柱状に形成することに代えて、例えば長円柱状、矩形状等、様々な形状に変更することができる。

１ ジャック部
２ プラグ部
１２ タブ端子（プラグ側複合端子の相手側の端子）
３１ 音叉平板部材
３２ スペーサ
３６ 音叉状部分
６２ プラグ側複合端子（複合端子）

Claims (4)

1. 車両側に取り付けられるジャックハウジングに対してプラグハウジングを装着することにより電気回路が通電され、前記プラグハウジングを取り外すことで電気回路が遮断するように構成された車両用電気回路遮断装置であって、
   前記ジャックハウジング及び前記プラグハウジングのうち少なくとも何れか一方には、音叉状部分を有する導電性の音叉平板部材を厚み方向に並べた構成の複合端子が備えられ、
   前記複合端子において、並べられる前記音叉平板部材の間に、音叉状部分を有さない形状のスペーサが配置されることを特徴とする車両用電気回路遮断装置。
2. 請求項１に記載の車両用電気回路遮断装置であって、
   前記複合端子において、並べられる前記音叉平板部材は同一形状とされることを特徴とする車両用電気回路遮断装置。
3. 請求項１又は２に記載の車両用電気回路遮断装置であって、
   前記複合端子を構成する音叉平板部材は複数の音叉状部分を有しており、１枚の前記音叉平板部材が相手側の複数の端子に嵌合可能であることを特徴とする車両用電気回路遮断装置。
4. 請求項１から３までの何れか一項に記載の車両用電気回路遮断装置であって、
   前記ジャックハウジングに対して前記プラグハウジングを装着する過程において、前記複合端子を構成する複数の音叉平板部材が、相手側の端子に時間差をおいて嵌合するように構成したことを特徴とする車両用電気回路遮断装置。

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