JP7230581B2

JP7230581B2 - サービスプラグ

Info

Publication number: JP7230581B2
Application number: JP2019032757A
Authority: JP
Inventors: 亨一鈴木
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2019-02-26
Filing date: 2019-02-26
Publication date: 2023-03-01
Anticipated expiration: 2039-02-26
Also published as: JP2020136245A

Description

本発明は、電源回路を遮断するためのサービスプラグに関する。

従来、電気自動車やハイブリッド自動車の高圧電気系統には、電源回路を切断（開放）するためのサービスプラグ（電源回路遮断装置）が取り付けられている。サービスプラグには、電源回路に介装される本体に対して挿抜可能なプラグが設けられ、プラグを脱着させることで電源回路が断接される。サービスプラグの用途としては、メンテナンス時における手動での回路遮断が挙げられる。例えば、電源回路上の電装品や回路自体の点検整備を実施する際に、作業者によってプラグが取り外され、作業終了後に再び取り付けられる。このように、サービスプラグを用いることで、メンテナンス中の漏電や感電を容易に回避しうる（特許文献１～３参照）。

特開2012-186074号公報特開2015-046277号公報特開2017-126493号公報

ところで、サービスプラグの通電特性（プラグが本体に差し込まれている状態での電気的特性）を向上させるには、端子の接触圧力を上昇させることや端子数を増加させることが好ましい。しかし、これらの手法を採用するとプラグやサービスプラグ自体が大型化しやすく、車両搭載性が低下する。また、プラグの挿抜操作力も増大することから、メンテナンス時の操作性が低下しうる。なお、サービスプラグの端子形状を棒形（円筒形状）にすることで通電特性を改善することも考えられるものの、接続箇所の製品精度を向上させる必要が生じ、製造コストが上昇する。

本件の目的の一つは、上記のような課題に鑑みて創案されたものであり、簡素な構成で通電特性を改善できるようにしたサービスプラグを提供することである。なお、この目的に限らず、後述する「発明を実施するための形態」に示す各構成から導き出される作用効果であって、従来の技術では得られない作用効果を奏することも、本件の他の目的として位置付けることができる。

（１）開示のサービスプラグは、本体，プラグ，伝熱部材を備える。前記本体は、電源と負荷とを繋ぐ電源回路上に介装され、前記電源側の電線と前記負荷側の電線とのそれぞれに接続される一対の端子を有する。前記プラグは、前記本体に対して挿抜可能に設けられ、前記一対の端子の間を接続する導体と前記導体の周囲を被覆する不導体のケーシングと前記ケーシングを挿抜方向と交差する方向に突設させてなる操作部とを有する。前記伝熱部材は、前記導体と接触または一体化した状態で前記プラグに内蔵され、前記導体から前記操作部に向かって延設される。前記操作部は、前記伝熱部材を外部に露出させる溝を有する。

（２）前記溝が、前記操作部のうち、前記伝熱部材を挟んで前記本体に面する操作面とは反対側の非操作面に形成されることが好ましい。
（３）また、別の開示のサービスプラグは、本体，プラグ，伝熱部材を備える。前記本体は、電源と負荷とを繋ぐ電源回路上に介装され、前記電源側の電線と前記負荷側の電線とのそれぞれに接続される一対の端子を有する。前記プラグは、前記本体に対して挿抜可能に設けられ、前記一対の端子の間を接続する導体と前記導体の周囲を被覆する不導体のケーシングと前記ケーシングを挿抜方向と交差する方向に突設させてなる操作部とを有する。前記伝熱部材は、前記導体と接触または一体化した状態で前記プラグに内蔵され、前記導体から前記操作部に向かって延設される。前記伝熱部材は、前記挿抜方向と平行な断面の形状が櫛形である櫛形部を有する。

（４）前記櫛形部が、前記挿抜方向と交差する方向に延設された基部と、前記基部から前記本体の方向に向かって延設された櫛部とを有することが好ましい。
（５）また、別の開示のサービスプラグは、本体，プラグ，伝熱部材を備える。前記本体は、電源と負荷とを繋ぐ電源回路上に介装され、前記電源側の電線と前記負荷側の電線とのそれぞれに接続される一対の端子を有する。前記プラグは、前記本体に対して挿抜可能に設けられ、前記一対の端子の間を接続する導体と前記導体の周囲を被覆する不導体のケーシングと前記ケーシングを挿抜方向と交差する方向に突設させてなる操作部とを有する。前記伝熱部材は、前記導体と接触または一体化した状態で前記プラグに内蔵され、前記導体から前記操作部に向かって延設される。前記伝熱部材は、前記挿抜方向と平行な断面の形状が波形である波形部を有する。
（６）また、別の開示のサービスプラグは、本体，プラグ，伝熱部材を備える。前記本体は、電源と負荷とを繋ぐ電源回路上に介装され、前記電源側の電線と前記負荷側の電線とのそれぞれに接続される一対の端子を有する。前記プラグは、前記本体に対して挿抜可能に設けられ、前記一対の端子の間を接続する導体と前記導体の周囲を被覆する不導体のケーシングと前記ケーシングを挿抜方向と交差する方向に突設させてなる操作部とを有する。前記伝熱部材は、前記導体と接触または一体化した状態で前記プラグに内蔵され、前記導体から前記操作部に向かって延設される。前記伝熱部材は、前記導体と同一の材料で形成される。

プラグに伝熱部材を内蔵させることで、導体の放熱性を向上させることができる。また、伝熱部材を導体から操作部に向かって延設することで、伝熱部材の表面積を増大させることができるとともに、導体の熱を操作部から発散させることが容易となる。これにより、プラグの温度を低下させることができ、簡素な構造でサービスプラグの通電特性を向上させることができる。

本実施形態のサービスプラグの斜視図である。サービスプラグの上面図である。サービスプラグの断面図（図２のＡーＡ断面図）である。サービスプラグの断面図（図２のＢーＢ断面図）である。（Ａ）～（Ｃ）はサービスプラグの変形例を説明するための断面図である。

以下、図面を参照して実施形態としてのサービスプラグ１について説明する。以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。

［１．構成］
図１は、電動車両（電気自動車，ハイブリッド自動車）の電源回路に介装されるサービスプラグ１の構造を説明するための模式的な斜視図である。また、図２はその上面図であり、図３，図４はその断面図である。サービスプラグ１は、本体２及びプラグ４を備える。本体２は、電源（例えば走行用のバッテリー）と負荷（例えばモーター）とを繋ぐ電源回路上に介装され、車両の所定位置（例えばバッテリーケースの内部）に固定される。本体２には、一対の端子３が設けられる。一方の端子３は電源側の電線１１に接続され、他方の端子３は負荷側の電線１２に接続される。

プラグ４は、本体２に対して挿抜可能に設けられる部品であり、一対の端子３の間を接続または開放することによって電源回路を断接する機能を持つ。すなわちプラグ４には、本体２への取り付け状態において一対の端子３の間を接続する導体７が内蔵される。導体７の組成には、例えば銅，銅合金，銀など（導電性の高い金属）が含まれる。本実施形態の導体７は、例えば図３に示すように、矩形の金属板をＵ字型に屈曲させた形状を有する。プラグ４を本体２に取り付けることで、導体７の両端部が一対の端子３のそれぞれに挟み込まれて接続される。一方、プラグ４を本体２から取り外すことで一対の端子３の間が開放され、電源回路が遮断される。なお、図示しない電力ヒューズを導体７に内蔵させてもよい。

導体７の周囲は、不導体で形成されたケーシング５によって被覆される。ケーシング５の組成は絶縁性の高い樹脂（例えばエポキシ樹脂，フェノール樹脂など）である。本実施形態のケーシング５は、端子３と導体７との接続箇所を囲む直方体形状に形成される。また、ケーシング５の周面には、操作部６が設けられる。操作部６とは、プラグ４を取り外す際に指を掛けられるようにするために、ケーシング５の周面から外側に向かって突設された部位である。操作部６の突設方向は、少なくともプラグ４の挿抜方向と交差する方向に設定され、好ましくはプラグ４の挿抜方向に垂直な方向に設定される。本実施形態の操作部６は、図１，図２に示すように、ケーシング５の四方（四箇所）に設けられる。

プラグ４の内部には、図３，図４に示すように、伝熱部材８が設けられる。伝熱部材８は、導体７の熱を伝達する部材であり、プラグ４の外部への放熱を促進するように機能する。伝熱部材８の組成は、例えばアルミニウム，銅，銅合金，グラファイトや、これらの複合材料など伝熱性能の高い材料を含み、導体７と接触した状態でプラグ４に内蔵される。なお、伝熱部材８を導体７と同一の材料で形成してもよい。この場合、伝熱部材８が導体７と一体化した状態でプラグ４に内蔵される。

伝熱部材８は、四箇所の操作部６のうち、少なくともいずれかの操作部６の内部に進入した形状とされる。すなわち、伝熱部材８は、直方体形状のケーシング５よりも外側に突出した形状に形成される。これにより、導体７の熱がケーシング５から操作部６へと伝わりやすくなり、プラグ４の放熱性が向上する。しかし、操作部６の表面温度が過剰に上昇すると、プラグ４を取り外す際に指を操作部６に掛けにくくなってしまう。そこで、操作部６には、伝熱部材８を外部に露出させるための溝９を形成しておくことが好ましい。これにより、操作部６に熱がたまりにくくなる。ただし、操作部６の表面温度が過度に上昇しない場合には、溝９を省略してもよい。

本実施形態のプラグ４では、図１～図３に示すように、すべての操作部６（四箇所の操作部６）の上面だけでなく、ケーシング５の上面にも溝９が形成される。それぞれの溝９の深さは、伝熱部材８の表面に達する深さとされる。溝９の幅は、プラグ４を取り外す際に作業者が誤って伝熱部材８に触れる心配がなく、かつ、所望の放熱性能が得られる程度の幅とすることが好ましく、例えば0.1～0.3 [mm]程度とする。

ここで、操作部６の表面のうち、本体２に面する表面を「操作面１３」と呼び、伝熱部材８を挟んで操作面１３とは反対側の表面を「非操作面１４」と呼ぶ。図３中では、操作部６の表面のうち、下面側が操作面１３であり、上面側が非操作面１４である。操作部６の表面において溝９を形成する位置は、図３に示すように、非操作面１４とすることが好ましい。これにより、操作部６からの排熱が促進され、操作部６の温度が低温化しやすくなる。また、非操作面１４と比較して、操作面１３の温度が相対的に低温となる。これにより、プラグ４を取り外す際に指を操作面１３に接触させやすくなり、プラグ４の取り外しの作業性が向上する。

［２．作用・効果］
（１）上述の実施形態では、プラグ４に伝熱部材８が内蔵され、伝熱部材８が導体７に接触した状態とされる。このように、プラグ４に伝熱部材８を内蔵させることで、導体７の熱が放散されやすくなり、導体７を迅速に冷却することができる。また、伝熱部材８が導体７から操作部６に向かって延設されるため、伝熱部材８の表面積を増大させることができるとともに、熱を操作部６から発散させることが容易となる。これにより、プラグ４の温度を低下させることができ、簡素な構造でサービスプラグ１の通電特性を向上させることができる。

（２）上述の実施形態では、伝熱部材８を外部に露出させる溝９が操作部６に形成される。このように、伝熱部材８を外気に直接的に接触させうる溝９を設けることで、伝熱部材８の放熱効率を向上させることができ、簡素な構造でサービスプラグ１の通電特性をさらに向上させることができる。また、図１に示すように、操作部６だけでなくケーシング５にも溝９を設けることで、伝熱部材８の放熱効率をさらに向上させることも可能である。

（３）上述の実施形態では、操作部６の表面のうち非操作面１４に溝９が形成される。これにより、操作部６からの排熱を促進することができる。また、図１，図３に示すように、操作部６だけでなくケーシング５の表面にも多数の溝９を設けることで、排熱をさらに促進することができる。さらに、溝９が形成される面を操作面１３とは反対側の非操作面１４とすることで、操作面１３の温度を相対的に低下させることができ、プラグ４を取り外す際の作業性を向上させることができる。
（４）なお、伝熱部材８を導体７と同一の材料で形成した場合には、製造が容易となり、低コストでサービスプラグ１の通電特性を向上させることができる。

［３．変形例］
上記の実施形態はあくまでも例示に過ぎず、本実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。例えば、上記のサービスプラグ１の適用対象は、電動車両（電気自動車，ハイブリッド自動車）の電源回路のみに限定されない。少なくとも電源と負荷とを繋ぐ電源回路であれば、あらゆる電源回路に介装させることが可能である。

図５（Ａ）に示す変形例は、伝熱部材８に櫛形部１５を形成したものである。櫛形部１５とは、プラグ４の挿抜方向と平行な断面の形状が櫛形となる部位である。櫛形部１５には、挿抜方向と交差する方向に延設された基部１６と、基部１６から本体２の方向に向かって延設された櫛部１７とが設けられる。櫛部１７の立体形状は針状にしてもよいし、板状にしてもよい。前者の場合は剣山状の櫛形部１５が形成され、後者の場合はルーバー状の櫛形部１５が形成される。

伝熱部材８に櫛形部１５を設けることで、伝熱部材８の表面積を容易に増大させることができ、簡素な構造でサービスプラグ１の通電特性を向上させることができる。伝熱部材８の表面積は、櫛部１７の数を増やすことで容易に増大させることができる。また、基部１６及び櫛部１７の形状が非対称形状であることから、熱分布に偏りを設けることが可能となる。さらに、櫛部１７の向きを本体２に向かう方向にすることで、本体２側の面（操作面１３）の温度を相対的に低下させることができ、プラグ４を取り外す際の作業性を向上させることができる。

なお、図５（Ｂ）に示すように、平板状の伝熱部材８の両端辺を下方に屈曲させ、その中央部を基部１６として機能させるとともに、両端辺を櫛部１７として機能させてもよい。この場合、より簡素な構成で放熱性を改善することができ、サービスプラグ１の通電特性を向上させることができる。
図５（Ｃ）に示す変形例は、伝熱部材８に波形部１８を形成したものである。波形部１８とは、挿抜方向と平行な断面の形状が波形となる部位であり、容易に製造することができる。波形部１８を設けることで、伝熱部材８の表面積を容易に増大させることができ、簡素な構造でサービスプラグ１の通電特性を向上させることができる。

１サービスプラグ
２本体
３端子
４プラグ
５ケーシング
６操作部
７導体
８伝熱部材
９溝
１３操作面
１４非操作面
１５櫛形部
１６基部
１７櫛部
１８波形部

Claims

電源と負荷とを繋ぐ電源回路上に介装され、前記電源側の電線と前記負荷側の電線とのそれぞれに接続される一対の端子を有する本体と、
前記本体に対して挿抜可能に設けられ、前記一対の端子の間を接続する導体と前記導体の周囲を被覆する不導体のケーシングと前記ケーシングを挿抜方向と交差する方向に突設させてなる操作部とを有するプラグと、
前記導体と接触または一体化した状態で前記プラグに内蔵され、前記導体から前記操作部に向かって延設された伝熱部材とを備え、
前記操作部が、前記伝熱部材を外部に露出させる溝を有する
ことを特徴とする、サービスプラグ。
前記溝が、前記操作部のうち、前記伝熱部材を挟んで前記本体に面する操作面とは反対側の非操作面に形成される
ことを特徴とする、請求項１記載のサービスプラグ。
電源と負荷とを繋ぐ電源回路上に介装され、前記電源側の電線と前記負荷側の電線とのそれぞれに接続される一対の端子を有する本体と、
前記本体に対して挿抜可能に設けられ、前記一対の端子の間を接続する導体と前記導体の周囲を被覆する不導体のケーシングと前記ケーシングを挿抜方向と交差する方向に突設させてなる操作部とを有するプラグと、
前記導体と接触または一体化した状態で前記プラグに内蔵され、前記導体から前記操作部に向かって延設された伝熱部材とを備え、
前記伝熱部材が、前記挿抜方向と平行な断面の形状が櫛形である櫛形部を有する
ことを特徴とする、サービスプラグ。
前記櫛形部が、前記挿抜方向と交差する方向に延設された基部と、前記基部から前記本体の方向に向かって延設された櫛部とを有する
ことを特徴とする、請求項３記載のサービスプラグ。
電源と負荷とを繋ぐ電源回路上に介装され、前記電源側の電線と前記負荷側の電線とのそれぞれに接続される一対の端子を有する本体と、
前記本体に対して挿抜可能に設けられ、前記一対の端子の間を接続する導体と前記導体の周囲を被覆する不導体のケーシングと前記ケーシングを挿抜方向と交差する方向に突設させてなる操作部とを有するプラグと、
前記導体と接触または一体化した状態で前記プラグに内蔵され、前記導体から前記操作部に向かって延設された伝熱部材とを備え、
前記伝熱部材が、前記挿抜方向と平行な断面の形状が波形である波形部を有する
ことを特徴とする、サービスプラグ。
電源と負荷とを繋ぐ電源回路上に介装され、前記電源側の電線と前記負荷側の電線とのそれぞれに接続される一対の端子を有する本体と、
前記本体に対して挿抜可能に設けられ、前記一対の端子の間を接続する導体と前記導体の周囲を被覆する不導体のケーシングと前記ケーシングを挿抜方向と交差する方向に突設させてなる操作部とを有するプラグと、
前記導体と接触または一体化した状態で前記プラグに内蔵され、前記導体から前記操作部に向かって延設された伝熱部材とを備え、
前記伝熱部材が、前記導体と同一の材料で形成される
ことを特徴とする、サービスプラグ。