(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024036990
(43)【公開日】2024-03-18
(54)【発明の名称】電気回路遮断装置
(51)【国際特許分類】
H01H 39/00 20060101AFI20240311BHJP
【ＦＩ】
H01H39/00 C
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022141597
(22)【出願日】2022-09-06
(71)【出願人】
【識別番号】000002901
【氏名又は名称】株式会社ダイセル
(74)【代理人】
【識別番号】110002860
【氏名又は名称】弁理士法人秀和特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】酒井 俊行
(72)【発明者】
【氏名】藤原 友秀
(57)【要約】
【課題】作動時に発生したアークを迅速に消弧することの可能な電気回路遮断装置を提供する。
【解決手段】高電圧の電気回路において用いられる電気回路遮断装置であって、ハウジングに設けられた点火器と、点火器から受けるエネルギーによりハウジング内の収容空間に沿った所定の発射方向に向かって発射される発射体と、電気的に接続され且つ点火器が作動して発射体が発射されると電気的な接続が解除されるように配置された、一対の通電部と、所定領域に配置された消弧材と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】高電圧の電気回路において用いられる電気回路遮断装置であって、ハウジングに設けられた点火器と、点火器から受けるエネルギーによりハウジング内の収容空間に沿った所定の発射方向に向かって発射される発射体と、電気的に接続され且つ点火器が作動して発射体が発射されると電気的な接続が解除されるように配置された、一対の通電部と、所定領域に配置された消弧材と、を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ハウジングと
前記ハウジングに設けられた点火器と、
前記ハウジング内に形成され、一方向に延在する第１収容空間と、
前記点火器の作動前では前記第１収容空間の第１位置に位置決めされ、前記点火器の作動時に前記点火器から受けるエネルギーにより前記第１収容空間に沿った所定の発射方向に向かって発射される発射体であって、導電性を有する導電部材を含む発射体と、
前記ハウジングに設けられ、電気回路の一部を形成する一対の通電部であって、前記点火器の作動前では前記第１位置にある前記発射体の前記導電部材を介して電気的に接続され且つ前記点火器が作動して前記発射体が発射されると電気的な接続が解除されるように配置された、一対の通電部と、
前記点火器の作動前において、所定領域に配置された消弧材と、を備え、
前記点火器の作動時には前記発射体の発射により生じる衝撃によって前記消弧材が前記所定領域から放出されると共に放出された前記消弧材によって前記発射体の少なくとも一部が覆われるように、構成されている、
電気回路遮断装置。
前記ハウジングに設けられた点火器と、
前記ハウジング内に形成され、一方向に延在する第１収容空間と、
前記点火器の作動前では前記第１収容空間の第１位置に位置決めされ、前記点火器の作動時に前記点火器から受けるエネルギーにより前記第１収容空間に沿った所定の発射方向に向かって発射される発射体であって、導電性を有する導電部材を含む発射体と、
前記ハウジングに設けられ、電気回路の一部を形成する一対の通電部であって、前記点火器の作動前では前記第１位置にある前記発射体の前記導電部材を介して電気的に接続され且つ前記点火器が作動して前記発射体が発射されると電気的な接続が解除されるように配置された、一対の通電部と、
前記点火器の作動前において、所定領域に配置された消弧材と、を備え、
前記点火器の作動時には前記発射体の発射により生じる衝撃によって前記消弧材が前記所定領域から放出されると共に放出された前記消弧材によって前記発射体の少なくとも一部が覆われるように、構成されている、
電気回路遮断装置。
【請求項2】
前記所定領域として前記第１収容空間の外側に形成され、前記ハウジング内に設けられる第２収容空間と、
前記第１収容空間と前記第２収容空間とを連通する第１連通部と、を備え、
前記点火器の作動前には前記第１位置にある前記発射体によって前記第１連通部が閉塞され、前記点火器の作動により前記発射体が発射されることで前記第１連通部が開通し、前記第２収容空間から前記第１収容空間へ前記消弧材が放出される、
請求項１に記載の電気回路遮断装置。
前記第１収容空間と前記第２収容空間とを連通する第１連通部と、を備え、
前記点火器の作動前には前記第１位置にある前記発射体によって前記第１連通部が閉塞され、前記点火器の作動により前記発射体が発射されることで前記第１連通部が開通し、前記第２収容空間から前記第１収容空間へ前記消弧材が放出される、
請求項１に記載の電気回路遮断装置。
【請求項3】
前記第１収容空間のうち前記発射方向において前記発射体よりも先側の領域と前記第２収容空間とを連通する第２連通部を更に備える、
請求項２に記載の電気回路遮断装置。
請求項２に記載の電気回路遮断装置。
【請求項4】
前記点火器の作動により前記発射体が発射されると、前記第１収容空間のうち前記発射方向において前記発射体よりも手前側の領域に前記消弧材が収容される、
請求項１又は２に記載の電気回路遮断装置。
請求項１又は２に記載の電気回路遮断装置。
【請求項5】
前記一対の通電部は、前記発射方向において互いに離間して配置されており、
前記一対の通電部のうち前記発射方向の手前側の第１通電部は、前記発射方向に沿って延びる筒状の第１ソケットを有し、
前記一対の通電部のうち前記発射方向の先側の第２通電部は、前記発射方向に沿って延びる筒状の第２ソケットを有し、
前記第１ソケットと前記第２ソケットとによって前記第１収容空間が画定され、
前記点火器の作動前には、前記第１ソケットと前記第２ソケットとが前記導電部材を介して電気的に接続されるように、前記発射体が前記第１ソケット及び前記第２ソケットに嵌入されている、
請求項１又は２に記載の電気回路遮断装置。
前記一対の通電部のうち前記発射方向の手前側の第１通電部は、前記発射方向に沿って延びる筒状の第１ソケットを有し、
前記一対の通電部のうち前記発射方向の先側の第２通電部は、前記発射方向に沿って延びる筒状の第２ソケットを有し、
前記第１ソケットと前記第２ソケットとによって前記第１収容空間が画定され、
前記点火器の作動前には、前記第１ソケットと前記第２ソケットとが前記導電部材を介して電気的に接続されるように、前記発射体が前記第１ソケット及び前記第２ソケットに嵌入されている、
請求項１又は２に記載の電気回路遮断装置。
【請求項6】
前記点火器の作動前において、前記導電部材は、前記第１ソケットと前記第２ソケットとのうち少なくとも何れか一方に対して圧入されている、
請求項５に記載の電気回路遮断装置。
請求項５に記載の電気回路遮断装置。
【請求項7】
前記点火器の作動前において、前記導電部材は、前記第１ソケットと前記第２ソケット
とのうち少なくとも何れか一方に対して接着されている、
請求項５に記載の電気回路遮断装置。
とのうち少なくとも何れか一方に対して接着されている、
請求項５に記載の電気回路遮断装置。
【請求項8】
前記点火器の作動前において、前記第１ソケットと前記第２ソケットとのうち少なくとも何れか一方と前記導電部材とが一体に接続されている、
請求項５に記載の電気回路遮断装置。
請求項５に記載の電気回路遮断装置。
【請求項9】
前記発射体は、前記発射方向において前記導電部材よりも手前側に配置されるピストンであって、前記点火器の作動時に前記点火器から受けるエネルギーにより前記発射方向に向かって発射されるピストンを含む、
請求項１又は２に記載の電気回路遮断装置。
請求項１又は２に記載の電気回路遮断装置。
【請求項10】
前記所定領域が、前記ピストンに含まれている、
請求項９に記載の電気回路遮断装置。
請求項９に記載の電気回路遮断装置。
【請求項11】
前記消弧材は、無機酸化物により形成されている、
請求項１又は２に記載の電気回路遮断装置。
請求項１又は２に記載の電気回路遮断装置。
【請求項12】
前記消弧材は、ゼオライトにより形成されている、
請求項１又は２に記載の電気回路遮断装置。
請求項１又は２に記載の電気回路遮断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電気回路遮断装置に関する。
【背景技術】
【0002】
電気回路には、その電気回路を構成する機器の異常時や、該電気回路が搭載されたシステムの異常時に作動することによって該電気回路での導通を緊急に遮断する遮断装置が設けられる場合がある。その一態様として、点火器等から付与されるエネルギーによって、導電性金属を電気回路の一部から分離して、該電気回路を遮断する電気回路遮断装置が提案されている（例えば、特許文献１等を参照）。また、近年では、高電圧の電源を搭載する電気自動車に適用される電気回路遮断装置の重要性が益々高まっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００９－９９５５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
電気回路遮断装置において、電気回路の一部を形成する導体を分離した際にアークが発生し易いのが実情である。アークが発生してしまうと電気回路を迅速に遮断することができないため、電気回路遮断装置においては発生したアークを迅速に消弧することが要求される。
【0005】
また、電気回路遮断装置の作動時において、点火器等から発生したガスは高温であり、イオン化している場合が多い。発生した高温ガスが導電性金属部分を覆うことが多く、導電性金属を分離してもイオン化ガスによって覆われることにより電気的に導通してしまうおそれがあった。
【0006】
本開示の技術は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、作動時に発生したアークを迅速に消弧することの可能な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】
【0007】
上記課題を解決するために、本開示に係る電気回路遮断装置は、ハウジングと前記ハウジングに設けられた点火器と、前記ハウジング内に形成され、一方向に延在する第１収容空間と、前記点火器の作動前では前記第１収容空間の第１位置に位置決めされ、前記点火器の作動時に前記点火器から受けるエネルギーにより前記第１収容空間に沿った所定の発射方向に向かって発射される発射体であって、導電性を有する導電部材を含む発射体と、前記ハウジングに設けられ、電気回路の一部を形成する一対の通電部であって、前記点火器の作動前では前記第１位置にある前記発射体の前記導電部材を介して電気的に接続され且つ前記点火器が作動して前記発射体が発射されると電気的な接続が解除されるように配置された、一対の通電部と、前記点火器の作動前において、所定領域に配置された消弧材と、を備え、前記点火器の作動時には前記発射体の発射により生じる衝撃によって前記消弧材が前記所定領域から放出されると共に放出された前記消弧材によって前記発射体の少なくとも一部が覆われるように、構成されている。
【0008】
また、本開示に係る電気回路遮断装置は、前記所定領域として前記第１収容空間の外側に形成され、前記ハウジング内に設けられる第２収容空間と、前記第１収容空間と前記第２収容空間とを連通する第１連通部と、を備え、前記点火器の作動前には前記第１位置に
ある前記発射体によって前記第１連通部が閉塞され、前記点火器の作動により前記発射体が発射されることで前記第１連通部が開通し、前記第２収容空間から前記第１収容空間へ前記消弧材が放出されてもよい。
ある前記発射体によって前記第１連通部が閉塞され、前記点火器の作動により前記発射体が発射されることで前記第１連通部が開通し、前記第２収容空間から前記第１収容空間へ前記消弧材が放出されてもよい。
【0009】
また、本開示に係る電気回路遮断装置は、前記第１収容空間のうち前記発射方向において前記発射体よりも先側の領域と前記第２収容空間とを連通する第２連通部を更に備えてもよい。
【0010】
また、前記点火器の作動により前記発射体が発射されると、前記第１収容空間のうち前記発射方向において前記発射体よりも手前側の領域に前記消弧材が収容されてもよい。
【0011】
また、前記一対の通電部は、前記発射方向において互いに離間して配置されており、前記一対の通電部のうち前記発射方向の手前側の第１通電部は、前記発射方向に沿って延びる筒状の第１ソケットを有し、前記一対の通電部のうち前記発射方向の先側の第２通電部は、前記発射方向に沿って延びる筒状の第２ソケットを有し、前記第１ソケットと前記第２ソケットとによって前記第１収容空間が画定され、前記点火器の作動前には、前記第１ソケットと前記第２ソケットとが前記導電部材を介して電気的に接続されるように、前記発射体が前記第１ソケット及び前記第２ソケットに嵌入されていてもよい。
【0012】
また、前記点火器の作動前において、前記導電部材は、前記第１ソケットと前記第２ソケットとのうち少なくとも何れか一方に対して圧入されていてもよい。
【0013】
また、前記点火器の作動前において、前記導電部材は、前記第１ソケットと前記第２ソケットとのうち少なくとも何れか一方に対して接着されていてもよい。
【0014】
また、前記点火器の作動前において、前記第１ソケットと前記第２ソケットとのうち少なくとも何れか一方と前記導電部材とが一体に接続されていてもよい。
【0015】
また、前記発射体は、前記発射方向において前記導電部材よりも手前側に配置されるピストンであって、前記点火器の作動時に前記点火器から受けるエネルギーにより前記発射方向に向かって発射されるピストンを含んでもよい。
【0016】
また、前記所定領域が、前記ピストンに含まれていてもよい。
【0017】
また、前記消弧材は、無機酸化物により形成されていてもよい。
【0018】
また、前記消弧材は、ゼオライトにより形成されていてもよい。
【発明の効果】
【0019】
本開示によれば、作動時に発生したアークを迅速に消弧することの可能な電気回路遮断装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【発明を実施するための形態】
【0021】
＜実施形態＞
［装置構成］
図１は、実施形態に係る電気回路遮断装置（以下、単に「遮断装置」という）１の作動前の状態を示す縦断面図である。図１は、遮断装置１の作動前の状態を示している。遮断装置１は、例えば、自動車や家庭電化製品等に含まれる電気回路や、当該電気回路のバッテリー（例えば、リチウムイオンバッテリー）を含むシステムの異常時に、電気回路を遮断することで大きな被害を未然に防止するための装置である。本明細書においては、図１に示す高さ方向（即ち、上下方向であって、後述する第１収容空間１３が延在する方向）に沿った断面を遮断装置１の縦断面といい、縦断面に直交する断面を遮断装置１の横断面という。また、第１収容空間１３に沿って、後述する発射体４０が発射される方向を発射方向という。図１に示すように、本実施形態では、高さ方向における下側に向かう方向（下方向）が発射方向となる。但し、本明細書において遮断装置１の上下方向とは、実施形態の説明の便宜上、遮断装置１における各要素における相対的な位置関係を示すものに過ぎない。
［装置構成］
図１は、実施形態に係る電気回路遮断装置（以下、単に「遮断装置」という）１の作動前の状態を示す縦断面図である。図１は、遮断装置１の作動前の状態を示している。遮断装置１は、例えば、自動車や家庭電化製品等に含まれる電気回路や、当該電気回路のバッテリー（例えば、リチウムイオンバッテリー）を含むシステムの異常時に、電気回路を遮断することで大きな被害を未然に防止するための装置である。本明細書においては、図１に示す高さ方向（即ち、上下方向であって、後述する第１収容空間１３が延在する方向）に沿った断面を遮断装置１の縦断面といい、縦断面に直交する断面を遮断装置１の横断面という。また、第１収容空間１３に沿って、後述する発射体４０が発射される方向を発射方向という。図１に示すように、本実施形態では、高さ方向における下側に向かう方向（下方向）が発射方向となる。但し、本明細書において遮断装置１の上下方向とは、実施形態の説明の便宜上、遮断装置１における各要素における相対的な位置関係を示すものに過ぎない。
【0022】
遮断装置１は、ハウジング１０、点火器２０、通電部３０、発射体４０、消弧材５０、等を含んでいる。ハウジング１０は、上端側の第１端部１１から下端側の第２端部１２の上下方向に延在する第１収容空間１３を有している。図２は、実施形態１に係る遮断装置１の内部空間を説明するための縦断面図である。図２では、発射体４０及び消弧材５０の図示を省略している。図２に示すように、第１収容空間１３は、発射体４０が移動可能なように直線状に形成された円柱状の空間であり、遮断装置１の上下方向に沿って延在している。ハウジング１０は、更に第１収容空間１３の横方向外側に、第２収容空間１４を有している。この第２収容空間１４は、第１収容空間１３を取り囲む環状の空間であり、本開示に係る「所定領域」の一例として形成されている。図１に示すように、第２収容空間１４には、消弧材５０が収容されている。図１に示す態様では、ハウジング１０の内部に形成された第１収容空間１３に、発射体４０が収容されており、所定領域として画定される第２収容空間１４には消弧材５０が収容されている。また、第１収容空間１３と前記第２収容空間１４との間には、これらを連通する第１連通部１６が形成されている。詳細については後述するが、遮断装置１（点火器２０）の作動前初期状態では第１収容空間１３の第１位置１３１に位置決めされた発射体４０によって第１連通部１６が閉塞され、遮断装置１（点火器２０）の作動後は、発射体４０が発射方向へ発射されることで第１連通部１６が開通し、発射による衝撃によって消弧材５０が第２収容空間１４から第１収容空間１３に放出される。
【0023】
［ハウジング］
ハウジング１０は、ハウジングプレート１００、第１ハウジング１１０、第２ハウジング１２０、第３ハウジング１３０、ベースプレート１４０、を含む。ハウジングプレート１００には、第１ハウジング１１０、第２ハウジング１２０、第３ハウジング１３０、ベースプレート１４０がボルト１５０によって上下方向に結合されており、これによって一体のハウジング１０が形成されている。
ハウジング１０は、ハウジングプレート１００、第１ハウジング１１０、第２ハウジング１２０、第３ハウジング１３０、ベースプレート１４０、を含む。ハウジングプレート１００には、第１ハウジング１１０、第２ハウジング１２０、第３ハウジング１３０、ベースプレート１４０がボルト１５０によって上下方向に結合されており、これによって一体のハウジング１０が形成されている。
【0024】
ハウジング１０は、例えば、概略角柱形状の外形を有している。但し、ハウジング１０の形状は特に限定されない。また、ハウジング１０に含まれる、第１ハウジング１１０、第２ハウジング１２０、第３ハウジング１３０には、上下方向に沿って円柱状の空洞部が形成されている。ハウジング１０の上部には、ハウジングプレート１００と第１ハウジング１１０とによって点火器収容部２００が形成され、点火器収容部２００には、後述する
点火器２０が配置される。また、第１ハウジング１１０には第１通電部３１を配置できるように構成されており、第３ハウジング１３０には第２通電部３２を配置できるように構成されている。実施形態に係るハウジング１０には、一対の第１保持孔３００Ａ、第２保持孔３００Ｂが形成されている。第１保持孔３００Ａ、第２保持孔３００Ｂは、ハウジング１０の内部に形成され、上下方向に延在している以上のように構成される、第１ハウジング１１０、第２ハウジング１２０、第３ハウジング１３０は、例えば、合成樹脂等といった絶縁部材によって形成することができる。例えば、ポリアミド合成樹脂の一種であるナイロンによって形成されていてもよい。
点火器２０が配置される。また、第１ハウジング１１０には第１通電部３１を配置できるように構成されており、第３ハウジング１３０には第２通電部３２を配置できるように構成されている。実施形態に係るハウジング１０には、一対の第１保持孔３００Ａ、第２保持孔３００Ｂが形成されている。第１保持孔３００Ａ、第２保持孔３００Ｂは、ハウジング１０の内部に形成され、上下方向に延在している以上のように構成される、第１ハウジング１１０、第２ハウジング１２０、第３ハウジング１３０は、例えば、合成樹脂等といった絶縁部材によって形成することができる。例えば、ポリアミド合成樹脂の一種であるナイロンによって形成されていてもよい。
【0025】
ハウジングプレート１００には雌ねじが四隅に設けられており、ベースプレート１４０側からボルト１５０を挿通できるよう、第１ハウジング１１０、第２ハウジング１２０、第３ハウジング１３０にも穴が設けられており、ハウジングプレート１００とベースプレート１４０によって第１ハウジング１１０、第２ハウジング１２０、第３ハウジング１３０を挟み、ハウジングプレート１００に設けられた雌ねじへボルト１５０を締結することで、ハウジングプレート１００、第１ハウジング１１０、第２ハウジング１２０、第３ハウジング１３０、ベースプレート１４０を結合できるようにしている。上記のように構成されるハウジングプレート１００は、例えば、強度、耐久性に優れたステンレス、アルミニウム等といった適宜の金属製部材によって形成することができる。但し、ハウジングプレート１００を形成する材料は特に限定されない。また、ハウジングプレート１００の形状についても上記態様は一例であり、他の形状を採用してもよい。
【0026】
ベースプレート１４０も金属素材によって形成されている。例えば、強度、耐久性に優れたステンレス、アルミニウム等といった適宜の金属製部材によって形成することができる。但し、ベースプレート１４０を形成する材料は特に限定されない。また、ベースプレート１４０の形状についても上記態様は一例であり、他の形状を採用してもよい。
【0027】
[点火器]
次に、点火器２０について説明する。点火器２０は、一対の導電ピン２１１を有する点火器本体２１と、点火薬を含む点火部２２を備えた電気式点火器である。点火器本体２１は、例えば、絶縁樹脂によって包囲されている。また、点火器本体２１における一対の導電ピン２１１の先端側は外部に露出しており、遮断装置１の使用時に電源と接続される。
次に、点火器２０について説明する。点火器２０は、一対の導電ピン２１１を有する点火器本体２１と、点火薬を含む点火部２２を備えた電気式点火器である。点火器本体２１は、例えば、絶縁樹脂によって包囲されている。また、点火器本体２１における一対の導電ピン２１１の先端側は外部に露出しており、遮断装置１の使用時に電源と接続される。
【0028】
点火器２０は、第１ハウジング１１０とハウジングプレート１００とによって形成された点火器収容部２００の内部に収容された点火器本体２１と、点火部２２と、を備えている。点火器２０は、ハウジングプレート１００と第１ハウジング１１０を組み立てる際に挟持する様に固定されている。また、第１ハウジング１１０の点火器設置面１１１には、Ｏリング設置溝を点火器本体２１の周方向に沿って環状に形成し、この溝部にＯリングを嵌め込んでもよい。Ｏリングを、例えば、ゴム（例えばシリコーンゴム）や合成樹脂によって形成してもよく、点火器収容部２００における内周面と点火器本体２１との間の気密性を高めるように機能してもよい。
【0029】
図１に示すように、点火器２０の点火部２２は、ハウジング１０の第１収容空間１３を臨むようにして第１収容空間１３の上端部（第１端部１１）に配置されている。点火部２２は、例えば、点火器カップ内に点火薬を収容する形態として構成されている。例えば、点火薬は、一対の導電ピン２１１の基端同士を連結するように連架されたブリッジワイヤ（抵抗体）に接触した状態で点火部２２における点火器カップ内に収容されている。点火薬としては、例えば、ZPP（ジルコニウム・過塩素酸カリウム）、ZWPP（ジルコニウム・
タングステン・過塩素酸カリウム）、THPP（水素化チタン・過塩素酸カリウム）、鉛トリシネート等を採用してもよい。
タングステン・過塩素酸カリウム）、THPP（水素化チタン・過塩素酸カリウム）、鉛トリシネート等を採用してもよい。
【0030】
点火器２０を作動させる際、点火薬を点火するための作動電流が電源から導電ピン２１１に供給されると、点火部２２におけるブリッジワイヤが発熱する結果、点火器カップ内の点火薬が着火、燃焼し、燃焼ガスが生成される。そして、点火部２２の点火器カップ内における点火薬の燃焼に伴って当該点火器カップ内の圧力が上昇し、点火部２２の開裂面２２Ａが開裂し、点火器カップから燃焼ガスが第１収容空間１３へと放出される。より具体的には、点火器カップからの燃焼ガスが、第１収容空間１３内の第１位置１３１に配置された発射体４０に含まれるピストン４１における窪み部４１１に向かって放出される。
【0031】
[通電部]
次に、通電部３０について説明する。通電部３０は、遮断装置１を所定の電気回路に取り付けたときに当該電気回路の一部を形成する導電性の金属体である。通電部３０は、上下方向（即ち、発射方向）に互いに離間して配置された一対の第１通電部３１及び第２通電部３２を備える。
次に、通電部３０について説明する。通電部３０は、遮断装置１を所定の電気回路に取り付けたときに当該電気回路の一部を形成する導電性の金属体である。通電部３０は、上下方向（即ち、発射方向）に互いに離間して配置された一対の第１通電部３１及び第２通電部３２を備える。
【0032】
図１に示すように、第１通電部３１は、第１バスバー３１１及び第１ソケット３１２を有している。また、第２通電部３２は、第２バスバー３２１及び第２ソケット３２２を有している。第１ソケット３１２及び第２ソケット３２２は上下方向に延在する筒状に形成されており、第１ソケット３１２は第１保持孔３００Ａに配置され、第２ソケット３２２は第２保持孔３００Ｂに配置されている。第１バスバー３１１及び第２バスバー３２１は片状に形成されており、第１バスバー３１１は第１ソケット３１２から横方向に延びてハウジング１０の外部に突出し、第２バスバー３２１は第２ソケット３２２から横方向に延びてハウジング１０の外部に突出している。第１バスバー３１１及び第２バスバー３２１におけるハウジング１０の外部に突出した部分には、前述の電気回路において他の導体（例えば、リードワイヤ）が接続される。
【0033】
通電部３０は、例えば、銅（Ｃｕ）等の金属によって形成することができる。但し、通電部３０は、銅以外の金属で形成されていてもよいし、銅と他の金属との合金で形成されてもよい。但し、通電部３０は種々の形態を採用することができ、その形状は特に限定されない。
【0034】
［収容空間］
図２に示すように、点火器２０と第１ハウジング１１０と第２ハウジング１２０と第３ハウジング１３０と第１ソケット３１２と第２ソケット３２２とによって、第１収容空間１３が画定されている。第１収容空間１３の上端部（第１端部１１）は、点火器２０によって構成されており、第１収容空間１３の下端部（第２端部１２）は、第３ハウジング１３０によって構成されている。第１収容空間１３は、第１ソケット３１２の内部空間と第２ハウジング１２０の空洞部の中央部分と第２ソケット３２２の内部空間とを含んで、円柱状に形成されている。
図２に示すように、点火器２０と第１ハウジング１１０と第２ハウジング１２０と第３ハウジング１３０と第１ソケット３１２と第２ソケット３２２とによって、第１収容空間１３が画定されている。第１収容空間１３の上端部（第１端部１１）は、点火器２０によって構成されており、第１収容空間１３の下端部（第２端部１２）は、第３ハウジング１３０によって構成されている。第１収容空間１３は、第１ソケット３１２の内部空間と第２ハウジング１２０の空洞部の中央部分と第２ソケット３２２の内部空間とを含んで、円柱状に形成されている。
【0035】
第１収容空間１３の横方向外側には、後述する消弧材５０が配置される所定領域としての第２収容空間１４が、第１収容空間１３を取り囲むように環状に形成されている。第２収容空間１４は、第２ハウジング１２０の空洞部の中央部分（即ち、第１収容空間１３に含まれる部分）を除く部分によって形成されている。図１に示す作動前初期状態では、第１位置１３１に位置決めされた発射体４０と第２ハウジング１２０とによって第２収容空間１４が画定されている。また、図２に示すように、第１収容空間１３と第２収容空間１４は、第１連通部１６を介して連通している。第１連通部１６は、第１ソケット３１２と第２ソケット３２２との間に形成された環状の隙間として構成されている。
【0036】
[発射体]
次に、図１を参照して発射体４０について説明する。発射体４０は、ピストン４１と、
当該ピストン４１に接触して設置された導電部材であるロッド４２を含んで構成されており、第１収容空間１３に配置されている。ピストン４１は、例えば、合成樹脂等の絶縁部材によって形成されている。また、ロッド４２は、例えば銅等の導電性の部材によって形成されている。図１に示すように、第１収容空間１３内部において、ピストン４１は、ロッド４２よりも第１端部１１側（発射方向の手前側）に設置されている。なお、ロッド４２は、作動前初期状態において第１ソケット３１２及び第２ソケット３２２が導通可能な限りにおいては、全体が導電性部材で形成されている必要はなく、適宜態様を変更してもよい。例えば、ロッド４２は、非導電性部材が銅箔で覆われた構成であってもよい。そうすることで、ロッド４２に用いる導電性部材の量を最小限に抑え、軽量化や低コスト化を実現することができる。
次に、図１を参照して発射体４０について説明する。発射体４０は、ピストン４１と、
当該ピストン４１に接触して設置された導電部材であるロッド４２を含んで構成されており、第１収容空間１３に配置されている。ピストン４１は、例えば、合成樹脂等の絶縁部材によって形成されている。また、ロッド４２は、例えば銅等の導電性の部材によって形成されている。図１に示すように、第１収容空間１３内部において、ピストン４１は、ロッド４２よりも第１端部１１側（発射方向の手前側）に設置されている。なお、ロッド４２は、作動前初期状態において第１ソケット３１２及び第２ソケット３２２が導通可能な限りにおいては、全体が導電性部材で形成されている必要はなく、適宜態様を変更してもよい。例えば、ロッド４２は、非導電性部材が銅箔で覆われた構成であってもよい。そうすることで、ロッド４２に用いる導電性部材の量を最小限に抑え、軽量化や低コスト化を実現することができる。
【0037】
図１では、ピストン４１及びロッド４２は概略円柱形状を有し、第１収容空間１３の内径と概ね対応する外径を有している。また、発射体４０におけるピストン４１の上面には、例えば、円柱形状を有する凹部である窪み部４１１が形成されており、この窪み部４１１に点火部２２を受け入れ可能に構成されている。窪み部４１１の底面は、点火器２０の作動時に当該点火器２０から受けるエネルギーを受圧部分として形成されている。また、ピストン４１の下端側にはロッド４２を装着するための装着凸部４１２が設けられている。更に、ロッド４２上端側には、ピストン４１の装着凸部４１２と嵌合する装着凹部４２１が設けられている。但し、ピストン４１とロッド４２は接着材等で接着されたり、一体成型で形成されていてもよい。
【0038】
上記のように構成された発射体４０は、図１に示す作動前初期状態において、ピストン４１の装着凸部４１２にロッド４２の装着凹部４２１が嵌合し装着された状態で第１収容空間１３の第１位置１３１に配置される。図１に示す例では、発射体４０のピストン４１が第１収容空間１３における点火器２０側（上端側）に位置付けられている。また、図１に示す例では、通電部３０の第１通電部３１に含まれる第１ソケット３１２、及び第２通電部３２に含まれる第２ソケット３２２に、発射体４０のロッド４２が挿通された状態で保持されている。ロッド４２は、第１通電部３１の第１ソケット３１２と第２通電部３２の第２ソケット３２２に両端を保持された状態で嵌入されている。これにより、作動前初期状態では、通電部３０に含まれる第１ソケット３１２及び第２ソケット３２２と、ロッド４２で回路が導通し電気的に接続されている。但し、発射体４０に含まれるロッド４２は、第１ソケット３１２及び第２ソケット３２２の少なくとも何れか一方に対して嵌入、圧入、接着等に例示される何れの態様で設置されていたり、ロッド４２が第１ソケット３１２及び第２ソケット３２２の少なくとも何れか一方と一体に接続されていてもよい。
【0039】
図１に示す、遮断装置１の作動前初期状態では、発射体４０が第１位置１３１に位置決めされることで、第２ハウジング１２０において、第１収容空間１３を画定している部分が発射体４０によって閉塞されるため、第２収容空間１４が画定される。図３に示す、遮断装置１（点火器２０）の作動後の状態では、発射体４０が、第１収容空間１３内において、第１位置１３１よりも発射方向の下端である第２端部１２方向へ移動した位置、第２位置１３２へ移動する。
【0040】
[消弧材]
次に、ハウジング１０における第２収容空間１４に配置される消弧材５０について説明する。消弧材５０は、ロッド４２と第１ソケット３１２及び第２ソケット３２２との電気的接続が解除された際に生じたアーク及び通電部３０とロッド４２の熱エネルギーを奪い、冷却することによって電流遮断時におけるアーク発生の抑制、或いは、発生したアークを消弧（消滅）させるための冷却材である。また、図１に示す、遮断装置１の作動前初期状態では、消弧材５０は、第２収容空間１４に配置されている。対して、図３に示す、遮断装置１（点火器２０）の作動後の状態では、発射体４０が第２位置１３２へ移動してお
り、消弧材５０は発射体４０の発射方向において、発射体４０よりも手前側（第１端部１１側）の第１収容空間１３内の領域へ収容される。但し、消弧材５０は発射体４０の発射方向において、発射体４０よりも手前側（第１端部１１側）の第１収容空間１３内の当該領域に充填されてもよい。
次に、ハウジング１０における第２収容空間１４に配置される消弧材５０について説明する。消弧材５０は、ロッド４２と第１ソケット３１２及び第２ソケット３２２との電気的接続が解除された際に生じたアーク及び通電部３０とロッド４２の熱エネルギーを奪い、冷却することによって電流遮断時におけるアーク発生の抑制、或いは、発生したアークを消弧（消滅）させるための冷却材である。また、図１に示す、遮断装置１の作動前初期状態では、消弧材５０は、第２収容空間１４に配置されている。対して、図３に示す、遮断装置１（点火器２０）の作動後の状態では、発射体４０が第２位置１３２へ移動してお
り、消弧材５０は発射体４０の発射方向において、発射体４０よりも手前側（第１端部１１側）の第１収容空間１３内の領域へ収容される。但し、消弧材５０は発射体４０の発射方向において、発射体４０よりも手前側（第１端部１１側）の第１収容空間１３内の当該領域に充填されてもよい。
【0041】
消弧材５０は遮断装置１（点火器２０）の作動時において、第２収容空間１４から第１連通部１６を経て第１収容空間１３に放出される。実施形態の一態様として、消弧材５０は、粉末状のゼオライトである。消弧材５０における上記態様は一例であり、これらに限定されるものではない。例えば、消弧材５０は無機酸化物によって形成されており、粒状であってもよい。また、消弧材５０は固体状ではなく、液体状、ゲル状等に代表される流動性のある物質であってもよい。
【0042】
［動作］
次に、実施形態の遮断装置１の動作を説明する。図１では実施形態に係る遮断装置１の作動前の状態を示し、図３では作動後の状態を示している。以下では、図１及び図３を参照して、遮断装置１の作動時における動作内容を説明する。
次に、実施形態の遮断装置１の動作を説明する。図１では実施形態に係る遮断装置１の作動前の状態を示し、図３では作動後の状態を示している。以下では、図１及び図３を参照して、遮断装置１の作動時における動作内容を説明する。
【0043】
図１に示すように、遮断装置１の作動前においては、発射体４０が第１位置１３１に位置決めされている。発射体４０が第１位置１３１に配置されていることにより、第１通電部３１の第１ソケット３１２と第２通電部３２の第２ソケット３２２とがロッド４２を介して電気的に接続され、電気回路が導通している。また、第１位置１３１に配置された発射体４０によって第１連通部１６が閉塞されている。そのため、作動前初期状態では、消弧材５０が第２収容空間１４に保持されている。
【0044】
図３に示す状態へ遮断装置１が作動すると、発射体４０は第２位置１３２へ移動する。より具体的には、点火器２０の動作によって、ピストン４１の窪み部４１１が、点火器２０に含まれる点火部２２の開裂面２２Ａから発射されるガスによるエネルギーを受圧し、発射体４０は発射方向へ発射され、第１収容空間１３内の第１位置１３１から第２位置１３２へ移動する。すなわち、点火器２０の作動時に点火器２０から受けるエネルギーによって発射体４０に含まれるピストン４１が発射方向に向かって発射されることによって、発射体４０が第１位置１３１から第２位置１３２へ移動することで、通電部３０及び発射体４０に含まれるロッド４２に導通している電気回路が遮断される。このとき、発射体４０が第１位置１３１から移動することで、第１収容空間１３と第２収容空間１４を連通する第１連通部１６が開通する。更に、発射体４０の発射により生じる衝撃が第２収容空間１４に配置されていた消弧材５０に作用することで、第２収容空間１４に配置されていた消弧材５０が第１連通部１６を経て第１収容空間１３内へ放出される。消弧材５０が第１収容空間１３に放出されることによって、放出された消弧材５０によって発射体４０の少なくとも一部が消弧材５０によって覆われ、アークの迅速な消弧と点火器２０から発生した高温ガスの迅速な冷却が行われる。また、消弧材５０は、第２収容空間１４から第１連通部１６を経て、第１収容空間１３の発射方向において発射体４０よりも手前側の領域に収容されることによって、発射体４０が第２位置１３２から第１位置１３１へ戻ることを抑制し、絶縁状態の保持をする。
【0045】
［作用・効果］
以上のように、本実施形態に係る遮断装置１によれば、電気回路を構成する機器の異常時や、該電気回路が搭載されたシステムの異常時に電気回路遮断をする際に、アークが発生した場合においても、アークを迅速に消弧することの可能な電気回路遮断装置を提供できる。更に、点火器から発生した高温ガスを迅速に冷却することができる。
以上のように、本実施形態に係る遮断装置１によれば、電気回路を構成する機器の異常時や、該電気回路が搭載されたシステムの異常時に電気回路遮断をする際に、アークが発生した場合においても、アークを迅速に消弧することの可能な電気回路遮断装置を提供できる。更に、点火器から発生した高温ガスを迅速に冷却することができる。
【0046】
＜実施形態の変形例１＞
［装置構成］
図４は、実施形態の変形例１に係る遮断装置１Ａの縦断面図である。図４において、遮断装置１Ａを側方から眺めた状態の概略構造を示している。以下、図４を用いて実施形態の変形例１に係る遮断装置１Ａについて説明する。なお、本変形例の説明では、図１～３で説明した遮断装置１との相違点を中心に説明する。また、遮断装置１Ａを構成する部材のうち、遮断装置１と共通する部材については同一の符号を付すことで、詳細な説明は割愛する。
［装置構成］
図４は、実施形態の変形例１に係る遮断装置１Ａの縦断面図である。図４において、遮断装置１Ａを側方から眺めた状態の概略構造を示している。以下、図４を用いて実施形態の変形例１に係る遮断装置１Ａについて説明する。なお、本変形例の説明では、図１～３で説明した遮断装置１との相違点を中心に説明する。また、遮断装置１Ａを構成する部材のうち、遮断装置１と共通する部材については同一の符号を付すことで、詳細な説明は割愛する。
【0047】
図４に示すように、変形例１に係る遮断装置１Ａは、遮断装置１の構成に加えて、第２ハウジング１２０及び第３ハウジング１３０において、空気や消弧材５０が移動可能な第２連通部１７を備えている。第２連通部１７は、第２収容空間１４と、発射方向において第１収容空間１３内の発射体４０よりも先端の領域（第２端部１２側の領域）とを連通している。これにより、後述するように、遮断装置１Ａの作動時に、発射体４０の作動速度の向上や、消弧材５０の拡散、放出の一助となる効果が期待できる。
【0048】
［動作］
上記のように構成される遮断装置１Ａは、点火器２０が動作した際に、発射体４０が点火器２０からのエネルギーによって発射方向へ発射される。この際に、発射方向において第１収容空間１３内の発射体４０より先端の領域（第２端部１２側の領域）に存在する空気が、発射体４０によって第２連通部１７に向かって押し込まれることによって、第２収容空間１４へ空気が送り込まれる。この動作により第２連通部１７は、発射体４０の動作の抵抗になりうる空気の抜け穴として機能し、更に、消弧材５０が第１連通部１６をより通過しやすくなることで第１収容空間１３への消弧材５０の放出がより活発になるので、より一層の動作の確実性を付与できたり、遮断装置１Ａの動作を高速化したりできる。なお、第２連通部１７における第１収容空間１３側の開口や第２収容空間１４側の開口を、点火器２０の作動により破裂する、例えば金属箔で形成された破裂板で閉塞してもよい。破裂板を設けることで、点火器２０の作動前に消弧材５０が第２連通部１７へ意図せず流入することを防止できる。また、図３に示す態様は一例であり、遮断装置１Ａにおける第２連通部１７の様態はこの限りではない。
上記のように構成される遮断装置１Ａは、点火器２０が動作した際に、発射体４０が点火器２０からのエネルギーによって発射方向へ発射される。この際に、発射方向において第１収容空間１３内の発射体４０より先端の領域（第２端部１２側の領域）に存在する空気が、発射体４０によって第２連通部１７に向かって押し込まれることによって、第２収容空間１４へ空気が送り込まれる。この動作により第２連通部１７は、発射体４０の動作の抵抗になりうる空気の抜け穴として機能し、更に、消弧材５０が第１連通部１６をより通過しやすくなることで第１収容空間１３への消弧材５０の放出がより活発になるので、より一層の動作の確実性を付与できたり、遮断装置１Ａの動作を高速化したりできる。なお、第２連通部１７における第１収容空間１３側の開口や第２収容空間１４側の開口を、点火器２０の作動により破裂する、例えば金属箔で形成された破裂板で閉塞してもよい。破裂板を設けることで、点火器２０の作動前に消弧材５０が第２連通部１７へ意図せず流入することを防止できる。また、図３に示す態様は一例であり、遮断装置１Ａにおける第２連通部１７の様態はこの限りではない。
【0049】
＜実施形態の変形例２＞
［装置構成］
図５は、実施形態の変形例２に係る遮断装置１Ｂの縦断面図である。図５において、遮断装置１Ｂを側方から眺めた状態の概略構造を示している。以下、図５を用いて実施形態の変形例２に係る遮断装置１Ｂについて説明する。なお、本変形例の説明では、図１～３で説明した遮断装置１との相違点を中心に説明する。また、遮断装置１Ｂを構成する部材のうち、遮断装置１と共通する部材については同一の符号を付すことで、詳細な説明は割愛する。
［装置構成］
図５は、実施形態の変形例２に係る遮断装置１Ｂの縦断面図である。図５において、遮断装置１Ｂを側方から眺めた状態の概略構造を示している。以下、図５を用いて実施形態の変形例２に係る遮断装置１Ｂについて説明する。なお、本変形例の説明では、図１～３で説明した遮断装置１との相違点を中心に説明する。また、遮断装置１Ｂを構成する部材のうち、遮断装置１と共通する部材については同一の符号を付すことで、詳細な説明は割愛する。
【0050】
変形例２に係る遮断装置１Ｂでは、発射体４０はロッド４２のみを含んでいる。ロッド４２の窪み部４２１Ａは点火器２０に含まれる点火部２２の開裂面２２Ａから放出されるガスによるエネルギーを受圧する。
【0051】
［動作］
上記のように構成される遮断装置１Ｂは、発射体４０が導電部材であるロッド４２のみで構成されており、点火器２０の作動時にはロッド４２の点火器側である窪み部４２１Ａが点火器２０の発生するエネルギーを受圧することで、通電部３０とロッド４２の接続が解除され、電気回路が遮断される。
上記のように構成される遮断装置１Ｂは、発射体４０が導電部材であるロッド４２のみで構成されており、点火器２０の作動時にはロッド４２の点火器側である窪み部４２１Ａが点火器２０の発生するエネルギーを受圧することで、通電部３０とロッド４２の接続が解除され、電気回路が遮断される。
【0052】
＜実施形態の変形例３＞
［装置構成］
図６は、実施形態の変形例３に係る遮断装置１Ｃの縦断面図である。図６において、遮断装置１Ｃを側方から眺めた状態の概略構造を示している。以下、図６を用いて実施形態の変形例３に係る遮断装置１Ｃについて説明する。なお、本変形例の説明では、図１～３で説明した遮断装置１との相違点を中心に説明する。また、遮断装置１Ｃを構成する部材のうち、遮断装置１と共通する部材については同一の符号を付すことで、詳細な説明は割愛する。
［装置構成］
図６は、実施形態の変形例３に係る遮断装置１Ｃの縦断面図である。図６において、遮断装置１Ｃを側方から眺めた状態の概略構造を示している。以下、図６を用いて実施形態の変形例３に係る遮断装置１Ｃについて説明する。なお、本変形例の説明では、図１～３で説明した遮断装置１との相違点を中心に説明する。また、遮断装置１Ｃを構成する部材のうち、遮断装置１と共通する部材については同一の符号を付すことで、詳細な説明は割愛する。
【0053】
変形例３に係る遮断装置１Ｃでは、発射体４０に含まれるピストン４１に、本開示に係る「所定領域」である第３収容空間１５が形成されている。図６では、ピストン４１に含まれる第３収容空間１５内に、消弧材５０が配置されている。但し、第３収容空間１５はピストン４１の一部に配置されたり、全てがピストン４１によって構成されていてもよい。より具体的には、例えば、ピストン４１の周囲や内部などの一部分に第３収容空間１５が含まれる様態や、ピストン４１が消弧材５０で構成されている様態が挙げられる。なお、図６に示す態様は一例であり、遮断装置１Ｃにおける第３収容空間１５及び消弧材５０の様態はこの限りではない。
【0054】
［動作］
上記のように構成される遮断装置１Ｃは、点火器２０の作動時において発生するエネルギーを、ピストン４１の窪み部４１１によって受圧する。この際、ロッド４２を押し下げ電気回路を遮断すると共に、遮断装置１Ｃの作動時の衝撃によってピストン４１に形成されている第２収容空間１４から消弧材５０が放出されロッド４２及び通電部３０にて発生するアークの消弧、及び点火器２０から発生したガスの冷却を行う。
上記のように構成される遮断装置１Ｃは、点火器２０の作動時において発生するエネルギーを、ピストン４１の窪み部４１１によって受圧する。この際、ロッド４２を押し下げ電気回路を遮断すると共に、遮断装置１Ｃの作動時の衝撃によってピストン４１に形成されている第２収容空間１４から消弧材５０が放出されロッド４２及び通電部３０にて発生するアークの消弧、及び点火器２０から発生したガスの冷却を行う。
【0055】
以上、本開示に係る実施形態について説明したが、本明細書に開示された各々の態様は、本明細書に開示された他のいかなる特徴とも組み合わせることができる。
【符号の説明】
【0056】
１ ：電気回路遮断装置
１０ ：ハウジング
２０ ：点火器
３０ ：通電部
４０ ：発射体
５０ ：消弧材
１０ ：ハウジング
２０ ：点火器
３０ ：通電部
４０ ：発射体
５０ ：消弧材
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】