JP6489622B2 - ヒューズ装置 - Google Patents

Description

本発明は、過電流時の電源を遮断するヒューズが搭載されているヒューズ装置に関する。

最近、充放電が可能な二次電池は、ワイヤレスモバイル機器のエネルギー源として広範囲に使用されている。また、二次電池は、化石燃料を使用する既存のガソリン車両、ディーゼル車両などの大気汚染などを解決するための方案として提示されている電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）などの動力源としても注目されている。

小型モバイル機器には、デバイス１台当たり１個又は２個〜３個の電池セルが使用される一方、自動車などの中大型デバイスには、高出力大容量の必要性により、多数の電池セルを電気的に連結した中大型電池パックが使用される。

中大型電池パックは、一般に多数の単位電池を直列又は並列に連結してカートリッジに内蔵し、これら多数のカートリッジを電気的に連結した構造の電池モジュールを一つ又は二つ以上含んで構成されている。

一般に、電池モジュール又は電池パックには、過度な電流が流れるときのシステムの保護のためにヒューズが装着される。そのようなヒューズは、電池モジュールの出力端子に連結されたり、又は、電池セル又はカートリッジなどの連結部品に別途の部材として装着される。

しかし、従来の電池パックに装着されているヒューズは、過電流によって断線されたとき、電池パックの外部から断線有無を確認することが不可能であり、断線されたヒューズの取り替えのためには、電池パックの多数の部品を分解してから再び組み立てる過程を経なければならないという短所を有していた。

すなわち、ヒューズの断線有無の確認が不可能な構造は、結果的に電池パックの安全性の低下をもたらし、ヒューズの装着及び取り替えが複雑な構造は、製造工程性及び維持補修性を低下させる原因となっている。

本発明は、従来技術の問題と過去から要請されてきた技術的課題を解決することを目的とする。

具体的には、本発明の目的は、電池パックなどの外部装置に装着されるヒューズ装置において、ヒューズの断線時に外部から断線有無の確認が容易であり、ヒューズの装着及び取り替えが容易なヒューズ装置を提供することにある。

このような目的を達成するための本発明に係るヒューズ装置は、
過電流時の電源を遮断するヒューズが搭載されているヒューズ装置であって、
ヒューズ本体、前記ヒューズ本体を中心に一側及び他側に延長されている接続端子、及び前記ヒューズ本体を覆っている電気絶縁性のヒューズカバーを含むヒューズ；
前記ヒューズが挿入・装着される装着湾入部が前面に形成されており、装着湾入部に対するヒューズの挿入装着方向である前面方向で外部装置にヒューズ装置を装着するための一つ以上の締結口が装着湾入部の外側に形成されているヒューズホルダー；及び
前記ヒューズホルダーに内蔵されており、ヒューズの接続端子が接触する前方接続部が前面方向に形成されており、外部装置に対する電気的接続のための接続部材が接触する後方接続部が後面方向に形成されている一対の導電性コネクティング部材；
を含む構造で構成されている。

すなわち、本発明に係るヒューズ装置は、ヒューズホルダーにヒューズを外側から容易に装着及び取り替えることができる構造からなり得る。また、外部装置への装着が容易であり、ヒューズが装着湾入部に安定的に固定され、前面接続部及び後方接続部が形成されている導電性コネクティング部材によって簡単な構造でヒューズと外部装置とを電気的に連結できる構造からなり得る。

前記ヒューズが装着される装着湾入部の深さは、ヒューズの厚さと同じかそれより大きい構造で形成することができる。よって、前記装着湾入部にヒューズが挿入されて装着されたとき、ヒューズが外側に突出しない構造で形成することができる。

前記装着湾入部には、ヒューズの装着又は分離を容易にするための引取溝が形成されていてもよい。このような引取溝は、ヒューズ本体の両側面が露出できるように、引取溝が一側又は両側内面に湾入した構造で形成することができる。

一つの具体的な例において、前記ヒューズカバーは、ヒューズ本体の断線有無を前面方向で確認できるように透明素材で形成されている構造であり得る。すなわち、前記透明素材によってヒューズの断線有無を外部からも確認できるので、断線されたヒューズを迅速に取り替えることができ、安全性を確保することができる。

前記ヒューズ本体から延長されている接続端子には、それぞれ前方接続部との締結接触のための貫通口が穿孔されている構造であり得る。

前記ヒューズの接続端子は、２個の接続端子、すなわち、正極接続端子及び負極接続端子を含み、前記導電性コネクティング部材の前方接続部は、正極接続端子と接触する第１前方接続部、及び負極接続端子と接触する第２前方接続部を含んでいる構造であり得る。

前記ヒューズの接続端子と接続される前方接続部は、例えば、それぞれ内面にねじ線が形成されている締結溝の構造で形成することができる。このような構造の前方接続部は、ボルトによってヒューズの接続端子と締結及び接続することができる。

また、前記後方接続部も、それぞれ内面にねじ線が形成されている締結溝の構造からなり得る。このとき、前記後方接続部は、ボルトによって外部装置の接続部材と締結及び接続される構造であり得る。しかし、前記前方接続部と後方接続部の接続構造には、ボルト結合の他にも、限定なく多様な方法を使用することができる。

前記導電性コネクティング部材は、ヒューズの正極に接触する正極用コネクティング部材と、ヒューズの負極に接触する負極用コネクティング部材とからなり得る。

前記正極用コネクティング部材と負極用コネクティング部材は、それぞれ一側に前方接続部が形成されており、他側に後方接続部が形成されている両方向ナット構造で形成することができる。よって、前方接続部及び後方接続部にそれぞれヒューズの接続端子及び外部装置の接続部材を連結する場合、これらが互いに通電する構造からなり得る。

前記導電性部材は、ヒューズホルダーに固定された構造であって、例えば、インサート射出方式によってヒューズホルダーに埋め込まれて固定された構造であり得る。

前記外部装置は電池パックであり得るが、これに限定されることはない。また、前記外部装置の接続部材は外部装置の電源ケーブルであり得る。

前記電源ケーブルの端部には、後方接続部との結合のためのリング端子が形成されていてもよい。また、前記後方接続部の外周面には、リング端子の回転を抑制するリング端子ガイドがヒューズホルダーから突出形成されている構造であり得る。よって、ボルトなどを用いて前記リング端子と後方接続部とを結合するとき、リング端子がボルトの回転と同時に回転することを防止することができる。

前記後方接続部は、正極接続部材と接触する第１後方接続部、及び負極接続部材と接触する第２後方接続部を含む構造であり得る。

また、本発明は、ヒューズ装置を電源遮断部材として含んでいることを特徴とする電池パックを提供する。このような電池パックは、ヒューズ装置を簡単な過程で装着可能であり、ヒューズの装着及び取り替えが容易な構造を形成しており、安全性を向上できるという効果を提供する。

また、本発明は、前記電池パックを含むことを特徴とするデバイスを提供する。

前記デバイスは、携帯電話、スマートパッド、ノート型パソコン、電動工具、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、プラグ―インハイブリッド電気自動車、及び電力貯蔵装置のうち一つであり得るが、これらのみに限定されることはない。

このようなデバイスの構造及び製作方法は当業界に公知となっているので、本明細書では、それに対する詳細な説明を省略する。

本発明の一つの実施例に係るヒューズ装置の斜視図である。 図１の垂直断面図である。 図１のヒューズホルダーの斜視図である。 図３のヒューズホルダーにヒューズを挿入した構造の斜視図である。 図１のヒューズ装置に外部装置と連結されるケーブルが装着された構造の斜視図である。 図５の対向側を示す斜視図である。

以下では、本発明の実施例を図面を参照して説明するが、これは、本発明のより容易な理解のためのものであって、本発明の範疇がそれによって限定されることはない。

図１は、本発明の一つの実施例に係るヒューズ装置の斜視図で、図２は、図１の垂直断面図である。

図１及び図２を参照すると、ヒューズ装置１００は、ヒューズ１１０、ヒューズホルダー１２０、及びコネクティング部材１３０を含む構造で構成されている。

ヒューズ１１０は、ヒューズ本体１１２と、ヒューズ本体１１２を中心に一側及び他側に延長されている接続端子１１４、１１６と、ヒューズ本体１１２を覆っている電気絶縁性の透明素材で形成されているヒューズカバー１１８とを含んでいる。

ヒューズホルダー１２０は、ヒューズ１１０が挿入・装着される装着湾入部１２２が前面に形成されており、装着湾入部１２２に対するヒューズ１１０の挿入装着方向である前面方向で外部装置（図示せず）にヒューズ装置１００を装着するための多数の締結口１２５が装着湾入部１２２の外側に形成されている。

ヒューズホルダー１２０に内蔵されている一対の導電性コネクティング部材１３０ａ、１３０ｂは、それぞれ正極及び負極を連結する部材であって、ヒューズ１１０の接続端子１１４、１１６がそれぞれ接触する前方接続部１３２ａ、１３２ｂ、及び外部装置に対する電気的接続のための接続部材が接触する後方接続部１３４ａ、１３４ｂが形成されている構造からなっている。

導電性コネクティング部材１３０ａ、１３０ｂは、ヒューズ１１０の正極に接触する正極用コネクティング部材１３０ａと、ヒューズ１１０の負極に接触する負極用コネクティング部材１３０ｂとからなっており、正極用コネクティング部材１３０ａと負極用コネクティング部材１３０ｂは、それぞれ一側に前方接続部１３２ａ、１３２ｂが形成されており、他側に後方接続部１３４ａ、１３４ｂが形成されている両方向ナット構造で形成されている。このような構造において、前方接続部１３２ａ、１３２ｂ及び後方接続部１３４ａ、１３４ｂにそれぞれヒューズ１１０の接続端子１１４、１１６及び外部装置の接続部材を連結したとき、これらが互いに通電する構造からなっている。

ヒューズ本体１１２から延長されている接続端子１１４、１１６は、２個の接続端子１１４、１１６、すなわち、正極接続端子１１４及び負極接続端子１１６を含んでおり、このような接続端子１１４、１１６には、それぞれ前方接続部１３２ａ、１３２ｂの締結接触のための貫通口が穿孔されている。

また、導電性コネクティング部材１３０ａ、１３０ｂの前方接続部１３２ａ、１３２ｂは、正極接続端子１１４と接触する第１前方接続部１３２ａ、及び負極接続端子１１６と接触する第２前方接続部１３２ｂを含んでおり、このような前方接続部１３２ａ、１３２ｂは、内面にねじ線が形成されている締結溝の構造からなっている。

そして、後方接続部１３４ａ、１３４ｂも、それぞれ内面にねじ線が形成されている締結溝の構造で形成されており、したがって、前方接続部１３２ａ、１３２ｂと接続端子１１４、１１６、及び後方接続部１３４ａ、１３４ｂと外部装置の接続部材は、それぞれボルト１５２ａ、１５２ｂ、１５４ａ、１５４ｂによって結合され、電気的に通電する構造で形成されている。

図３は、図１のヒューズホルダーの斜視図で、図４は、図３のヒューズホルダーにヒューズを挿入した構造の斜視図である。

図３及び図４を図２と共に参照すると、ヒューズホルダー１２０において、ヒューズ１１０が装着されたとき、ヒューズ１１０の一部が外側に突出しないように装着湾入部の深さＷ_２がヒューズの厚さＷ_１より大きい構造（Ｗ_２＞Ｗ_１）で形成されている。

装着湾入部１２２には、ヒューズ１１０の装着又は分離を容易にするための引取溝１２７が形成されており、このような引取溝１２７は、ヒューズ本体１１２の両側面が露出できるように両側内面に湾入した構造で形成されている。

図５は、図１のヒューズ装置に外部装置と連結されるケーブルが装着された構造の斜視図で、図６は、図５の対向側を示す斜視図である。

図５及び図６を図２と共に参照すると、ヒューズ装置１００の後方接続部１３４ａ、１３４ｂに外部装置の電源ケーブル１８０ａ、１８０ｂが連結されて電気的に接続されている。電源ケーブル１８０ａ、１８０ｂの端部には、後方接続部１３４ａ、１３４ｂとの結合のためのリング端子１８２ａ、１８２ｂが形成されている。そして、後方接続部１３４ａ、１３４ｂの外周面には、リング端子１８２ａ、１８２ｂの回転を抑制するリング端子ガイド１２８ａ、１２８ｂがヒューズホルダー１２０から突出形成されている。よって、ボルト１５４ａ、１５４ｂを用いてリング端子１８２ａ、１８２ｂと後方接続部１３４ａ、１３４ｂとを結合するとき、リング端子１８２ａ、１８２ｂがボルト１５４ａ、１５４ｂの回転と同時に回転することを防止できる構造で形成されている。

本発明の属する分野で通常の知識を有する者であれば、前記内容に基づいて本発明の範疇内で多様な応用及び変形を行うことが可能であろう。

上述したように、本発明に係るヒューズ装置は、ヒューズが装着湾入部に安定的に固定され、ヒューズを外側から容易に装着及び取り替えることができ、簡単な構造でヒューズと外部装置とを電気的に連結できる構造を提供するという効果を有する。

また、ヒューズ本体を覆う透明素材によってヒューズの断線有無を外部からも確認できるので、断線されたヒューズを迅速に取り替えることができ、安全性を確保することができる。

１１０ ヒューズ装置
１１２ ヒューズ本体
１１４ 正極接続端子
１１６ 負極接続端子
１１８ ヒューズカバー
１２０ ヒューズホルダー
１２２ 装着湾入部
１２５ 締結口
１２７ 引取溝
１２８ａ、１２８ｂ リング端子ガイド
１３０ａ 正極用コネクティング部材
１３０ｂ 負極用コネクティング部材
１３２ａ、１３２ｂ 前方接続部
１３４ａ、１３４ｂ 後方接続部
１５２ａ、１５２ｂ、１５４ａ、１５４ｂ ボルト
１８０ａ、１８０ｂ 電源ケーブル
１８２ａ、１８２ｂ リング端子

Claims (19)

1. 過電流時の電源を遮断するヒューズが搭載されているヒューズ装置であって、
   ヒューズ本体、前記ヒューズ本体を中心に一側及び他側に延長されている接続端子、及び前記ヒューズ本体を覆っている電気絶縁性のヒューズカバーを含むヒューズと、
   前記ヒューズが挿入・装着される湾入部が前面に形成されており、前記湾入部に対するヒューズの挿入装着方向である前面方向で外部装置にヒューズ装置を装着するための一つ以上の締結口が前記湾入部の外側に形成されているヒューズホルダーと、
   前記ヒューズホルダーに内蔵されており、ヒューズの接続端子が接触する前方接続部が前面方向に形成されており、外部装置に対する電気的接続のための接続部材が接触する後方接続部が後面方向に形成されている一対の導電性コネクティング部材と、
   を含み、前記湾入部の深さは、前記ヒューズの厚さと同じかそれより大きく、
   前記湾入部には、ヒューズの装着又は分離のためにヒューズ本体の両側面が露出できるように引取溝が一側又は両側内面に形成されていることを特徴とするヒューズ装置。
2. 前記ヒューズカバーは、ヒューズ本体の断線有無を前面方向で確認できるように透明素材からなることを特徴とする、請求項１に記載のヒューズ装置。
3. 前記ヒューズの接続端子には、それぞれ前方接続部との締結接触のための貫通口が穿孔されていることを特徴とする、請求項１に記載のヒューズ装置。
4. 前記ヒューズの接続端子は、正極接続端子及び負極接続端子を含み、前記導電性コネクティング部材の前方接続部は、正極接続端子と接触する第１前方接続部、及び負極接続端子と接触する第２前方接続部を含んでいることを特徴とする、請求項１に記載のヒューズ装置。
5. 前記前方接続部は、それぞれ内面にねじ線が形成されている締結溝の構造からなることを特徴とする、請求項１に記載のヒューズ装置。
6. 前記前方接続部は、ボルトによってヒューズの接続端子と締結及び接続されることを特徴とする、請求項５に記載のヒューズ装置。
7. 前記後方接続部は、それぞれ内面にねじ線が形成されている締結溝の構造からなることを特徴とする、請求項１に記載のヒューズ装置。
8. 前記後方接続部は、ボルトによって外部装置の接続部材と締結及び接続されることを特徴とする、請求項７に記載のヒューズ装置。
9. 前記導電性コネクティング部材は、ヒューズの正極に接触する正極用コネクティング部材と、ヒューズの負極に接触する負極用コネクティング部材と、からなることを特徴とする、請求項１に記載のヒューズ装置。
10. 前記正極用コネクティング部材と負極用コネクティング部材は、それぞれ一側に前方接続部が形成されており、他側に後方接続部が形成されている両方向ナット構造からなることを特徴とする、請求項９に記載のヒューズ装置。
11. 前記導電性コネクティング部材は、インサート射出方式によってヒューズホルダーに埋め込まれていることを特徴とする、請求項１に記載のヒューズ装置。
12. 前記外部装置は電池パックであることを特徴とする、請求項１に記載のヒューズ装置。
13. 前記外部装置の接続部材は電源ケーブルであることを特徴とする、請求項１に記載のヒューズ装置。
14. 前記電源ケーブルの端部には、後方接続部との結合のためのリング端子が形成されていることを特徴とする、請求項１３に記載のヒューズ装置。
15. 前記後方接続部は、正極接続部材と接触する第１後方接続部、及び負極接続部材と接触する第２後方接続部を含んでいることを特徴とする、請求項１に記載のヒューズ装置。
16. 前記後方接続部の外周面には、リング端子の回転を抑制するリング端子ガイドがヒューズホルダーから突出形成されていることを特徴とする、請求項１４に記載のヒューズ装置。
17. 請求項１から１６のいずれか一項に記載のヒューズ装置を電源遮断部材として含んでいることを特徴とする電池パック。
18. 請求項１７による電池パックを含むことを特徴とするデバイス。
19. 前記デバイスは、携帯電話、スマートパッド、ノート型パソコン、電動工具、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、プラグ―インハイブリッド電気自動車、又は電力貯蔵装置であることを特徴とする、請求項１８に記載のデバイス。

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