導通遮断装置

本発明は、金属導電体の切断を通じて、電気回路を構成する機器間の導通を遮断する導通遮断装置に関するものである。

電気回路には、その電気回路を構成する機器の異常時や、同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機器間の導通を遮断する導通遮断装置が設けられる。その一態様として、ガスによって刃(切断ブロック)を移動させて、機器間に設けられた金属導電体を強制的に切断するタイプの導通遮断装置が種々提案されている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。

このタイプの導通遮断装置は、図16に示す基本構成を有している。導通遮断装置Cは、被切断部81Aを有する金属導電体81、切断室82、ガス発生器83及び切断ブロック84を備えている。切断室82及びガス発生器83は、被切断部81Aの厚み方向(図16では上下方向)についての両側に設けられている。切断室82は、被切断部81Aに面して開口する方形の開口部85を有しており、その開口部85の一辺を切断エッジ部86としている。切断ブロック84は、被切断部81Aを挟んで切断室82とは反対側の可動室87内において、上記被切断部81Aの厚み方向への移動可能に設けられている。

そして、上記の構成を有する導通遮断装置Cでは、ガス発生器83に作動信号が入力されると、同ガス発生器83からガスが発生される。このガスにより切断ブロック84が切断室82側へ押され、被切断部81Aが切断エッジ部86と切断ブロック84との間で切断される。この切断により、機器間の導通が遮断される。

特許第4228063号公報

特許第4344255号公報

ところで、上記導通遮断装置Cでは、被切断部81Aの面に沿う方向(図16では左右方向)について、切断ブロック84と切断エッジ部86との距離を極めて小さくすることが、被切断部81Aを適切に切断するうえで重要である。上記距離が大きくなるほど、被切断部81Aの切断が良好に行なわれないおそれがある。

この点、特許文献1及び特許文献2を含む従来の導通遮断装置Cでは、ガス発生器83のガス発生前に、切断ブロック84の全体が、被切断部81Aを挟んで切断室82とは反対側の可動室87に位置する。そのため、ガスにより切断ブロック84が切断室82側へ移動したときに被切断部81Aの面に沿う方向について、切断エッジ部86との間隔が適正値となるように、各構成部材の位置合わせ、例えば、切断ブロック84の可動室87に対する位置合わせを精度よく行なわなければならず、その作業が繁雑である。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、切断ブロックの位置合わせ作業がしやすく、安定した切断性を得ることのできる導通遮断装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、長尺板状をなし、かつ長さ方向についての一部に被切断部を有する金属導電体と、前記被切断部の厚み方向についての両側に設けられた切断室及びガス発生器と、前記厚み方向への移動可能に設けられた切断ブロックとを備え、前記切断室は、前記被切断部に面して開口する多角形状の開口部を有し、かつ同開口部の少なくとも一辺を切断エッジ部としており、前記ガス発生器から発生されるガスにより、前記切断ブロックを前記厚み方向へ移動させ、前記切断エッジ部との間で前記被切断部を切断することにより、電気回路を構成する機器間の導通を遮断する導通遮断装置であって、前記切断ブロックは、その一部が、前記ガス発生器からのガス発生前には、前記切断室内であって、前記切断ブロックは、その一部が、前記ガス発生器からのガス発生前には、前記切断室内であって、前記被切断部の面に沿う方向について覆うとともに前記切断エッジ部に接近した箇所に位置するように前記被切断部の厚み方向についての両側に固定されていることを要旨とする。ここで、接近した箇所には、近接した箇所のほか隣接した箇所も含まれる。

上記の構成によれば、導通遮断装置では、金属導電体に取付けられた切断ブロックの一部が、切断室内であって、金属導電体の被切断部の面に沿う方向について覆うとともに切断エッジ部に接近した箇所に位置する。そのため、導通遮断装置の製造時(組立時)には、上記方向についての切断ブロックの切断エッジ部との間隔を直接規制することで、同切断ブロックが切断エッジ部に対し上記方向へ接近した箇所に位置するように、同切断ブロックを切断エッジ部に対し位置合わせすることが容易である。

この点で、請求項1に記載の発明は、切断ブロックの全体が、被切断部を挟んで切断室とは反対側に位置するものに比べ有利である。後者の場合、被切断部の面に沿う方向についての切断ブロックの切断エッジ部との間隔を直接規制することができないからである。

ところで、導通遮断装置では、ガス発生器からガスが発生されると、そのガスにより切断ブロックが切断室側へ押圧される。この押圧により、切断ブロックのうち、ガス発生前から切断室内に位置していた部分が、切断エッジ部に対し被切断部の面に沿う方向へ接近した箇所を、同被切断部の厚み方向へ移動する。

これに伴い、被切断部において切断ブロックが取付けられた箇所や、切断ブロックにおいて切断室とは反対側の箇所が切断室側へ移動する。この移動により、被切断部における切断エッジ部の近傍部分に応力が加わる。この際、切断ブロックが切断エッジ部に対し被切断部の面に沿う方向へ適切な距離離れているため、上記応力の加わった部分が安定して切断される。この切断により、電気回路を構成する機器間の導通が遮断される。

また、切断ブロックは、被切断部の厚み方向についての両側に固定されているため、ガス発生器からガスが発生されて、そのガスにより切断ブロックが切断室側へ押圧されても、被切断部のうち切断ブロックによって覆われた箇所は同切断ブロックに対し伸びることを規制される。切断ブロックの移動に伴い被切断部が切断エッジ部の近傍で伸びる現象が抑制され、同被切断部が切断されやすくなる。

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記切断室には被係合部が設けられるとともに、前記切断ブロックのうち、前記被切断部よりも前記切断室側となる箇所には、前記被係合部に係合されることにより、前記切断エッジ部に対し接近及び離間する方向についての前記切断ブロックの位置決めを行なうための係合部が設けられていることを要旨とする。

上記の構成によれば、切断室に設けられた被係合部に対し、切断ブロックのうち被切断部よりも切断室側となる箇所に設けられた係合部が係合されることにより、被切断部の面に沿う方向のうち、切断エッジ部に対し接近及び離間する方向についての切断ブロックの位置決めが行なわれる。

請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、前記切断ブロックは、前記ガス発生器からのガスの圧力を直接受けて移動するものであることを要旨とする。

上記の構成によれば、ガス発生器からガスが発生されると、切断ブロックがガスの圧力を直接受けて切断室側へ押圧される。この押圧により、切断ブロックのうち、ガス発生前から切断室内に位置していた部分が、切断エッジ部に対し被切断部の面に沿う方向へ接近した箇所(近接した箇所又は隣接した箇所)を、被切断部の厚み方向へ移動する。

請求項4に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、前記切断ブロックと前記ガス発生器との間には、同ガス発生器からのガスの圧力を受けて前記切断室側へ移動して前記切断ブロックを叩打するハンマが設けられていることを要旨とする。

上記の構成によれば、ガス発生器からガスが発生されると、ハンマがガスの圧力を受ける。ハンマは切断室側へ移動して切断ブロックを叩打する。この叩打により、切断ブロックが切断室側へ押圧される。切断ブロックのうち、ガス発生前から切断室内に位置していた部分が、切断エッジ部に対し被切断部の面に沿う方向へ接近した箇所を、被切断部の厚み方向へ移動する。

また、上記の構成によれば、ガスの圧力を受ける機能がハンマによって担われ、被切断部を切断する機能が切断ブロックによって担われる。そのため、切断ブロック及びハンマを、それぞれが担う機能に適した形状にすることで、ハンマを用いない場合よりも各部材の形状を単純化することが可能となる。また、切断ブロック及びハンマを、それぞれが担う機能に適した材料によって形成することも可能となる。

請求項5に記載の発明は、長尺板状をなし、かつ長さ方向についての一部に被切断部を有する金属導電体と、前記被切断部の厚み方向についての両側に設けられた切断室及びガス発生器と、前記厚み方向への移動可能に設けられた切断ブロックとを備え、前記切断室は、前記被切断部に面して開口する多角形状の開口部を有し、かつ同開口部の少なくとも一辺を切断エッジ部としており、前記ガス発生器から発生されるガスにより、前記切断ブロックを前記厚み方向へ移動させ、前記切断エッジ部との間で前記被切断部を切断することにより、電気回路を構成する機器間の導通を遮断する導通遮断装置であって、前記切断ブロックは、その一部が、前記ガス発生器からのガス発生前には、前記切断室内であって、前記被切断部の面に沿う方向について前記切断エッジ部に接近した箇所に位置するように前記被切断部に取付けられ、前記切断エッジ部を挟んで前記切断ブロックとは反対側には、前記被切断部を拘束する拘束ブロックが配設されていることを要旨とする。

上記の構成によれば、ガス発生器からガスが発生されて、そのガスにより切断ブロックが切断室側へ押圧された場合、切断エッジ部を挟んで切断ブロックとは反対側では、被切断部が拘束ブロックにより動きを拘束される。切断ブロックの移動に伴い被切断部が切断エッジ部の近傍で伸びる現象が抑制され、同被切断部が切断されやすくなる。

請求項6に記載の発明は、請求項1〜5のいずれか1つに記載の発明において、前記開口部は方形をなしており、同開口部において、前記切断ブロックを挟んで前記切断エッジ部とは反対側の辺の近傍には、前記被切断部の入り込み得る切欠き部が設けられていることを要旨とする。

ここで、仮に、開口部が方形をなしていて、同開口部において切断ブロックを挟んで相対向する二辺が切断エッジ部とされ、切断ブロックが切断室内において、被切断部の面に沿う方向について両方の切断エッジ部に接近しているとすると、切断ブロックの二箇所で被切断部を切断することとなる。ただし、この場合には、切断ブロックの一箇所で被切断部を切断する場合に比べ、切断ブロックを二倍の荷重で切断室側へ移動させなければならず、大きな荷重が必要となる。

この点、請求項6に記載の発明では、方形をなす開口部において、切断ブロックを挟んで切断エッジ部とは反対側の辺の近傍に切欠き部が設けられている。そのため、ガス発生器からのガスにより切断ブロックが切断室側へ押圧されると、被切断部は、切断エッジ部と切断ブロックとの間で切断される。これに加え、被切断部は、上記切断ブロックの押圧により切欠き部内に入り込むことで変形させられる(折り曲げられる)。折り曲げに要する荷重は、切断に要する荷重よりも極めて小さい。そのため、被切断部の切断及び折り曲げに際し、切断ブロックを小さな荷重で切断室側へ移動させることが可能となる。

本発明の導通遮断装置によれば、切断ブロックを、その一部が、ガス発生器からのガス発生前には、切断室内であって、被切断部の面に沿う方向について切断エッジ部に接近した箇所に位置するように被切断部に取付けたため、切断ブロックの位置合わせ作業をしやすくするとともに、安定した切断性を得ることができる。

本発明を具体化した一実施形態における導通遮断装置の内部構造を示す断面図。

一実施形態の導通遮断装置が適用される電気回路の概略構成を示す略図。

図1におけるx部を拡大して示す部分断面図。

切断室及び切欠き部を斜め下方から見た状態を示す部分斜視図。

金属導電体、切断ブロック及び拘束ブロックを斜め上方から見た状態を示す部分斜視図。

図3中の金属導電体が切断された状態を示す部分断面図。

ハンマを割愛した導通遮断装置の変更例を示す部分断面図。

切断ブロックの変更例を示す図であり、(A)は部分断面図、(B)は部分斜視図。

切断ブロックの変更例を示す図であり、被切断部が切断される前の状態を示す部分断面図。

図9中の被切断部が切断された状態を示す部分断面図。

切断室及び切断ブロックの変更例を示す部分斜視図。

切断ブロックの変更例を示す部分断面図。

図5に対応する図であり、切断ブロックの変更例を示す部分斜視図。

切断ブロック及び金属導電体の変更例を示す部分断面図。

図14の切断ブロック及び金属導電体を示す部分斜視図。

従来の導通遮断装置の内部構造を示す部分断面図。

以下、本発明を具体化した一実施形態について、図1〜図6を参照して説明する。 図2は、本実施形態の導通遮断装置Cが適用される電気回路11を示している。電気回路11は、これを構成する機器として蓄電池12及び電気機器13を備えている。この電気回路11では、蓄電池12からの電力供給によって電気機器13が作動させられる。電気機器13は、蓄電池12から入力される電力を昇圧したうえで出力するコンバータ14と、同コンバータ14から入力される直流電力をモータ駆動に適した交流電力に変換して出力するインバータ15と、インバータ15から出力される交流電力によって駆動されるモータ16とにより構成されている。

上記電気回路11は車両10に搭載されている。この車両10が衝突等によってダメージを受けた場合には、電気機器13が適正に作動しなくなったり、上記電気回路11からの漏電を招いたりするおそれがある。そのため、車両10には、その衝突に際して、電気回路11を構成する機器間、例えば、蓄電池12(詳しくは、その正極)と電気機器13との間の導通を遮断する導通遮断装置Cが設けられている。車両10には、その衝突の有無を検出するための衝突センサ17と、マイクロコンピュータを中心に構成され、かつ衝突センサ17からの信号が入力される電子制御ユニット18とが取付けられている。そして、電子制御ユニット18は、衝突センサ17の出力信号をもとに車両10の衝突を検知すると、導通遮断装置Cを作動させる。この作動により、蓄電池12から電気機器13への電力供給が遮断される。

図1に示すように、導通遮断装置Cは、金属導電体20、ケース30、火薬式のガス発生器40、切断ブロック50、拘束ブロック65及びハンマ70を備えている。次に、導通遮断装置Cを構成する各部材について説明する。

<金属導電体20> 金属導電体20は、上記電気回路11の機器間(蓄電池12及び電気機器13間)を導通させる導通経路を構成するものであり、電気伝導率の高い金属材料によって長尺板状に形成されている。こうした金属材料としては、銅が代表的であるが、その他の材料、例えば真鍮、アルミニウム等が用いられてもよい。金属導電体20は、その両端に外部接続部20A,20Bを有している。これらの外部接続部20A,20Bは、電気機器13(蓄電池12及びコンバータ14)に接続される箇所である。すなわち、各外部接続部20A,20Bには貫通孔21が形成されている。そして、上記貫通孔21を利用してねじ等によって、外部接続部20A,20Bのうちの一方が、蓄電池12に導通する端子に接続されるとともに、他方が、電気機器13(コンバータ14)に導通する端子に接続される。このようにして、金属導電体20が外部接続部20A,20Bにおいて、電気回路11の上記端子にそれぞれ接続されることにより、端子間が金属導電体20を通じて導通される。

金属導電体20は、両外部接続部20A,20Bの他に、長さ方向についての一部(中間部)に被切断部22を有している。被切断部22は、上記両外部接続部20A,20B間において、それらの並設方向(図1の左右方向)へ延びている。なお、被切断部22の延びる方向、すなわち、両外部接続部20A,20Bの並設方向を、被切断部22の長さ方向という場合がある。

<ケース30> ケース30は、電気絶縁性を有し、かつ強度の高い樹脂材料によって形成されており、その内部には、上記金属導電体20を配置するための配置部31が形成されている。金属導電体20は、外部接続部20A,20Bをケース30の外部に露出させた状態で、上記配置部31に配設されている。ケース30内において、被切断部22の厚み方向(図1の上下方向)についての一方(図1の上方)には切断室32が形成され、他方(図1の下方)には可動室35が形成されている。

切断室32は、後述する切断ブロック50の一部が配置されるとともに、この切断ブロック50により上記被切断部22の切断が行なわれる部屋である。図3及び図4に示すように、切断室32は、被切断部22に面して開口する方形(四角形、ここでは略正方形)の開口部33を有している。この開口部33において、被切断部22の面に沿う方向、より正確には、同被切断部22の長さ方向についての一方(図3及び図4の各左方)の辺(以下「第1辺S1」という)は、切断エッジ部34とされている。

図1に示すように、可動室35は、上記被切断部22の厚み方向に延びている。可動室35の内壁面の複数箇所には、上記厚み方向に延びるガイド溝36が形成されている。 図3及び図4に示すように、上記開口部33において、被切断部22の長さ方向についての他方の辺(以下「第2辺S2」という)の近傍には、被切断部22の入り込み得る切欠き部37が形成されている。本実施形態では、この切欠き部37は、被切断部22の厚み方向について、開口部33に近づくに従い、切断エッジ部34から遠ざかる斜面37Aを有している。

<ガス発生器40> 図1に示すように、ガス発生器40は、導通遮断装置Cの駆動源として用いられている。ガス発生器40は、その一部を可動室35に露出させた状態でケース30内に配設されている。ガス発生器40は電子制御ユニット18に接続されており、ガスの発生に際して、同電子制御ユニット18から作動信号が入力される。ガス発生器40は、電子制御ユニット18からの作動信号の入力に伴って内蔵の火薬を着火燃焼させてガスを発生させる。

なお、火薬式のガス発生器40を用いて駆動される装置には、一般に、駆動源として他の方式(電磁式等)のものが用いられる装置と比較して、迅速な駆動が可能であり、安価で、しかも動作信頼性が高い特徴がある。

<切断ブロック50> 図3に示すように、切断ブロック50は、上記切断エッジ部34と協働して上記被切断部22を切断するためのものであり、電気絶縁性を有し、かつ強度の高い樹脂材料によって形成されている。切断ブロック50は、被切断部22の長さ方向についての一部(切断室32に位置する部分)を覆っている。

ここで、切断ブロック50において、被切断部22よりも切断室32側(図3の上側)に位置する部分と同被切断部22よりも可動室35側(図3の下側)に位置する部分とを区別するために、前者を、切断ブロック50の移動方向前側に位置することから「ブロック前部50F」という。また、後者を、切断ブロック50の移動方向後側に位置することから「ブロック後部50R」というものとする。

切断ブロック50は、ブロック前部50Fが、ガス発生器40からのガス発生前には、切断室32内であって、被切断部22の面に沿う方向(長さ方向)について切断エッジ部34に接近した箇所に位置するように、被切断部22に取付けられている。本実施形態では、上記金属導電体20をインサートとして樹脂成形金型内に配置するとともに、成形材料を溶融状態にして前記樹脂成形金型内で賦形(インサート成形)することにより、切断ブロック50が形成されている。こうして形成された切断ブロック50は、被切断部22に一体となっており、同被切断部22に対し固定されている。

なお、上記「接近した箇所」とは、切断ブロック50が切断エッジ部34と協働して被切断部22を切断(剪断)するのに適した距離まで同切断エッジ部34に接近した箇所をいう。その距離は、1mm以下が好ましく、0.5mm以下がより好ましい。上記距離は、さらには、0.2mm以下が好ましい。

ブロック後部50R内の被切断部22との境界部分であって、同被切断部22の長さ方向について、開口部33の第2辺S2寄りの箇所には、被切断部22に向けて膨らみ、かつ同第2辺S2側ほど被切断部22からガス発生器40側へ大きく離れる湾曲面51が形成されている。

被切断部22の長さ方向についてのブロック前部50Fの寸法は、同方向についての開口部33の寸法よりも僅かに小さく設定されている。従って、ブロック前部50Fが開口部33に配置されると、同ブロック前部50Fが開口部33に係合(嵌合)された状態となる。このように、被切断部22の長さ方向についての寸法を、ブロック前部50Fが係合され得る寸法に設定された開口部33は、被係合部を構成している。また、被切断部22の長さ方向についての寸法を、開口部33に係合し得る寸法に設定されたブロック前部50Fは、上記開口部33(被係合部)に係合されることにより、切断エッジ部34に対し接近及び離間する方向(長さ方向)についての切断ブロック50の位置決めを行なうための係合部を構成している。

切断ブロック50のブロック後部50Rは、ガス発生器40からのガス発生前には、可動室35に位置している。このブロック後部50Rは、ガス発生器40側へ膨らむ曲面52を有している。

<拘束ブロック65> 図3及び図5に示すように、拘束ブロック65は、被切断部22において、切断エッジ部34を挟んで切断ブロック50とは反対側(図3及び図5の各左側)の部分を拘束するための部材であり、電気絶縁性を有し、かつ強度の高い樹脂材料によって形成されている。本実施形態では、上記金属導電体20をインサートとしたインサート成形を行なうことにより、拘束ブロック65が形成されている。被切断部22の厚み方向(図3及び図5の各上下方向)についての拘束ブロック65の寸法は、配置部31において切断エッジ部34を挟んで切断ブロック50とは反対側の部分の寸法と同程度に設定されている。こうして形成された拘束ブロック65は、上記切断ブロック50と同様、被切断部22に一体となっており、同被切断部22に対し固定されている。そして、拘束ブロック65は、配置部31において切断エッジ部34を挟んで切断ブロック50とは反対側の部分に、被切断部22とともに配置されている。

<ハンマ70> 図1に示すように、ハンマ70は、可動室35内であって切断ブロック50とガス発生器40との間において、被切断部22の厚み方向への移動可能に配設されており、電気絶縁性を有し、かつ強度の高い樹脂材料によって形成されている。ハンマ70の大部分は、本体部71によって占められている。本体部71の外面の複数箇所には、被切断部22の厚み方向に延びるガイド突部72が突設されている。そして、これらのガイド突部72が上述した可動室35のガイド溝36に対し、被切断部22の厚み方向への移動可能に係合されている。また、ハンマ70は、上記本体部71の中心部から切断室32側へ突出して、上記切断ブロック50を叩打する叩打部73を備えている。叩打部73には、曲面状に凹む凹面74が形成されている。

上記のようにして本実施形態の導通遮断装置Cが構成されている。次に、この導通遮断装置Cの作用について説明する。 導通遮断装置Cでは、被切断部22に固定された切断ブロック50のブロック前部50Fが、切断室32内であって、被切断部22の面に沿う方向(長さ方向)について切断エッジ部34に接近した箇所に位置する。そのため、導通遮断装置Cの製造時(組立時)には、上記方向についてのブロック前部50Fの切断エッジ部34との間隔を直接規制することで、ブロック前部50Fが切断エッジ部34に対して上記方向へ接近する箇所に位置するように、ブロック前部50Fを切断エッジ部34に対し位置合わせすることが容易である。

本実施形態では、切断室32の開口部33(被係合部)に対し、切断ブロック50のうち被切断部22よりも切断室32側となるブロック前部50F(係合部)が係合されることにより、切断エッジ部34に対し接近及び離間する方向(被切断部22の長さ方向)についての切断ブロック50の位置決めが行なわれる。

この点で、本実施形態の導通遮断装置Cは、切断ブロック84の全体が、被切断部81Aを挟んで切断室82とは反対側の可動室87に位置する特許文献1及び特許文献2(図16参照)に比べ有利である。後者の場合、被切断部81Aの面に沿う方向についての切断ブロック84の切断エッジ部86との間隔を直接規制することができないからである。

ところで、車両10の衝突が衝突センサ17によって検知されないときには、電子制御ユニット18からガス発生器40に対し作動信号が出力されず、同ガス発生器40からガスが発生されない。このときには、図1及び図3に示すように、叩打部73はブロック後部50Rからガス発生器40側へ離れている。

これに対し、車両10の衝突が衝突センサ17によって検知されると、電子制御ユニット18からガス発生器40に作動信号が出力される。この作動信号に応じ、ガス発生器40が作動してガスを発生する。切断ブロック50及びガス発生器40間に配置されたハンマ70が、切断ブロック50側へ向かうガスの圧力を受ける。このとき、ハンマ70は、ガイド突部72が可動室35のガイド溝36内を移動することによって、被切断部22の厚み方向へ案内される。

ハンマ70が飛翔して、叩打部73が凹面74においてブロック後部50Rの曲面52を叩打すると、そのハンマ70を通じて切断ブロック50が切断室32側へ押圧される。切断ブロック50のうち、ガス発生前から切断室32内に位置していたブロック前部50Fが、切断エッジ部34に対して被切断部22の面に沿う方向(長さ方向)で隣接した箇所を、被切断部22の厚み方向へ移動する。

これに伴い、図6に示すように、被切断部22において切断ブロック50が固定された箇所やブロック後部50Rが切断室32側へ移動する。この移動により、被切断部22における切断エッジ部34の近傍部分に応力が集中して加わり、同部分が切断される。

この際、被切断部22のうち切断ブロック50によって覆われた箇所は、同切断ブロック50に固定されているため、同切断ブロック50に対し伸びることを規制される。切断ブロック50の移動に伴い被切断部22が切断エッジ部34の近傍で伸びる現象が抑制される。

また、切断エッジ部34を挟んで切断ブロック50とは反対側(図6の左側)では、被切断部22が拘束ブロック65によって動きを拘束される。この動きとしては、例えば、被切断部22の面に沿う方向の動きや、同被切断部22の厚み方向の動きが挙げられる。前者の動きには、被切断部22の長さ方向や切断エッジ部34に対し接近及び離間する方向へ伸びることも含まれる。切断ブロック50の移動に伴い被切断部22が切断エッジ部34の近傍で伸びる現象が抑制される。

特に、上記のように、被切断部22の拘束が、切断エッジ部34を挟んで同被切断部22の面に沿う方向(長さ方向)についての両側で行なわれるため、切断エッジ部34の近傍での被切断部22の伸びがより効率よく抑制される。

また、上記切断ブロック50の移動は、切断エッジ部34に対し被切断部22の面に沿う方向へ適切な近接距離だけ離れた箇所で行なわれるため、上記応力の加わった部分が安定して切断される。この切断により、外部接続部20A,20B間の導通が遮断された状態になって、蓄電池12とコンバータ14との間の導通が遮断される。

ここで、仮に、方形をなす開口部33の対向する第1辺S1及び第2辺S2がともに切断エッジ部34とされ、切断ブロック50のブロック前部50Fが切断室32内において、被切断部22の面に沿う方向について両方の切断エッジ部34に接近しているとすると、切断ブロック50の二箇所で被切断部22を切断することとなる。ただし、この場合には、切断ブロック50が一箇所で被切断部22を切断する場合に比べ、切断ブロック50を二倍の荷重で切断室32側へ移動させなければならず、大きな荷重が必要となる。

この点、本実施形態では、図4及び図6に示すように、方形をなす開口部33において、切断ブロック50(ブロック前部50F)を挟んで切断エッジ部34とは反対側(図4、図6の各右側)の第2辺S2の近傍に切欠き部37が設けられている。そのため、ガス発生器40からのガスにより切断ブロック50が切断室32側へ押圧されると、被切断部22は、切断エッジ部34及び切断ブロック50間で切断される。これに加え、被切断部22は、上記切断ブロック50の押圧により、ブロック後部50Rの湾曲面51に沿って湾曲するとともに、切欠き部37内に入り込むことで変形させられる(折り曲げられる)。折り曲げに要する荷重は、切断に要する荷重よりも極めて小さい。従って、切断ブロック50を切断室32側へ移動させるために必要な荷重は小さくてすむ。

以上詳述した本実施形態によれば、次の効果が得られる。 (1)切断ブロック50を、その一部が、ガス発生器40からのガス発生前には、切断室32内であって、被切断部22の面に沿う方向(長さ方向)について切断エッジ部34に接近した箇所に位置するように同被切断部22に取付けている(図1、図3)。

そのため、被切断部22の面に沿う方向(長さ方向)についての切断エッジ部34に対する切断ブロック50を容易に位置規制することができる。また、間隔を適切に調整された切断エッジ部34及び切断ブロック50により、被切断部22を安定して切断することができる。

(2)金属導電体20をインサートとしてインサート成形を行ない、被切断部22に対し切断ブロック50を一体形成することにより、同切断ブロック50を被切断部22に固定している(図5)。

そのため、切断ブロック50の移動に伴い切断エッジ部34近傍で被切断部22が伸びるのを抑制し、同被切断部22を切断しやすくすることができる。 (3)被切断部22の面に沿う方向(長さ方向)についての開口部33の寸法を、同方向についてのブロック前部50Fの寸法よりも僅かに大きな寸法(ブロック前部50Fが係合され得る寸法)に設定することで、同開口部33を被係合部とし、同ブロック前部50Fを係合部としている(図3)。

そのため、開口部33(被係合部)にブロック前部50F(係合部)を係合させることにより、切断エッジ部34に対し接近及び離間する方向についての切断ブロック50の位置決めを行なうことができる。

(4)切断ブロック50とガス発生器40との間に、同ガス発生器40からのガスの圧力を受けて切断室32側へ移動して切断ブロック50を叩打するハンマ70を設けている(図3)。

そのため、ガスの圧力を受ける機能をハンマ70によって担わせ、被切断部22を切断する機能を切断ブロック50によって担わせることができる。切断ブロック50及びハンマ70を、それぞれが担う機能に適した形状にすることで、ハンマ70を用いない場合よりも各部材の形状を単純化することができる。また、切断ブロック50及びハンマ70を、それぞれが担う機能に適した材料によって形成することもできる。例えば、切断ブロック50を樹脂によって形成し、ハンマ70を金属によって形成することができる。

(5)切断エッジ部34を挟んで切断ブロック50とは反対側に、被切断部22を拘束する拘束ブロック65を配設している(図3、図5)。 そのため、切断エッジ部34を挟んで切断ブロック50とは反対側の箇所で、被切断部22が切断ブロック50の移動に伴い伸びるのを抑制し、同被切断部22を切断しやすくすることができる。

特に、上記(2)の構成と組合わせることで、被切断部22の拘束を、切断エッジ部34を挟んで、同被切断部22の面に沿う方向(長さ方向)についての両側で行なうことができる。その結果、切断エッジ部34の近傍での被切断部22の伸びをより効率よく抑制し、被切断部22を切断しやすくすることができる。

(6)開口部33において、切断ブロック50を挟んで切断エッジ部34とは反対側の第2辺S2の近傍に、被切断部22の入り込み得る切欠き部37を設けている(図4、図6)。

そのため、被切断部22を、切断ブロック50の押圧により切欠き部37内に入り込ませることで変形させる(折り曲げる)ことができ、被切断部22の切断及び折り曲げに際し、切断ブロック50を小さな荷重で切断室32側へ移動させることができる。

なお、上記実施形態は、これを以下のように変更して実施することもできる。 <開口部33について> ・開口部33は、方形(四角形)以外の多角形状をなすものであってもよい。

<切断エッジ部34について> ・開口部33の複数の辺が切断エッジ部34とされてもよい。例えば、開口部33が方形の場合、切断に要する荷重の大きさに特に制約がないのであれば、被切断部22の長さ方向に相対向する二辺がともに切断エッジ部34とされてもよい。

<切断ブロック50について> ・切断ブロック50は、金属導電体20をインサートとしたインサート成形により形成されるものに限らず、金属導電体20とは別に形成されて、その後に被切断部22に取付けられるものであってもよい。

・切断ブロック50は、図7に示すように、ハンマ70が一体となったものであってもよい。 この場合、ガス発生器40からガスが発生されると、切断ブロック50がブロック後部50Rにおいてガスの圧力を直接受けてブロック前部50Fと一体となって切断室32側へ押される。この押圧により、切断ブロック50のうち、ガス発生前から切断室32内に位置していたブロック前部50Fが、切断エッジ部34に対し被切断部22の面に沿う方向(被切断部22の長さ方向:図7の左右方向)に接近した箇所を、同被切断部22の厚み方向へ移動することとなる。

・図8(A),(B)は、上記図7の変更例を示している。この変更例では、切断ブロック50は、ガス発生器40からのガスの圧力を受ける円柱状の受圧部53と、受圧部53よりも切断室32側に設けられ、かつ切断エッジ部34と協働して被切断部22を切断する直方体状の切断部54とによって構成されている。切断ブロック50は、切断部54において被切断部22に取付けられている。

この場合、可動室35を円筒状に形成し、受圧部53を円柱状に形成することは、他の形状に形成する場合よりも比較的容易である。また、円筒状の可動室35と円柱状の受圧部53との隙間を小さくすることも比較的容易であり、その隙間を通じたガスの漏出を抑制するうえで有利である。また、ガスの圧力を受ける箇所である受圧部53が円柱状をなしているため、ガスの圧力が特定の箇所に集中して加わるのを抑制することができる効果もある。

・被切断部22が切断されると、2つの端面が生ずる。両端面の距離が短いと、両端面間で放電現象が起こるおそれがある。この放電現象を抑制するための対策の1つとして、両端面の距離を長くすることが挙げられる。

図9及び図10は、両端面の距離を長くするための工夫がなされた導通遮断装置Cの一例を示している。図9に示すように、切断ブロック50において、被切断部22の切断に関わる箇所(第1辺S1に近い箇所)よりも開口部33の第2辺S2に近い側には、受圧部53から被切断部22に近い箇所まで突出する押上げ部55が設けられている。

なお、この変更例では、切断ブロック50は被切断部22に対し固定されておらず、同被切断部22の面に沿う方向(長さ方向)への移動可能に取付けられている。 この変更例によると、被切断部22は、図10に示すように、切断エッジ部34の近くで同切断エッジ部34及び切断ブロック50によって切断される。その切断後、被切断部22のうち、切断室32内であって開口部33の第1辺S1及び第2辺S2間に位置する部分が、押上げ部55によって押上げられて、切断室32の内奥部へ曲げられる。切断により生じた被切断部22の両端面23,24間の距離が、この曲げにより拡大される。

<係合部及び被係合部について> ・被切断部22の長さ方向についてのブロック前部50Fの寸法が、同方向についての開口部33の寸法よりも小さく設定されている場合には、例えば、図11に示す係合部及び被係合部が設けられてもよい。

この場合、被係合部は、被切断部22の厚み方向(図11の上下方向)に延びる溝部38により構成され、係合部は、同厚み方向に延びる突条56により構成される。溝部38は、切断室32において被切断部22の幅方向(図11の略左右方向)に相対向する壁面に凹設される。突条56は、切断ブロック50の少なくともブロック前部50Fにおいて、被切断部22の幅方向に相対向する壁面に突設される。

この変更例の場合、突条56(係合部)が溝部38(被係合部)に係合されることにより、切断エッジ部34に対し接近及び離間する方向についての切断ブロック50の位置決めが行なわれる。

・図12に示すように、切断ブロック50のブロック前部50Fが、被切断部22の厚み方向(図12の上下方向)へ延出され、切断室32の奥部に設けられた孔部39に挿通(係合)されてもよい。この場合、孔部39は被係合部に該当し、ブロック前部50Fにおいて孔部39に係合された部分(延出端部57)は、係合部に該当する。延出端部57(係合部)が孔部39(被係合部)に挿通(係合)されることにより、切断エッジ部34に対し接近及び離間する方向についての切断ブロック50の位置決めが行なわれる。

<切断ブロック50の被切断部22に対する取付け態様について> ・切断ブロック50は、被切断部22から脱落不能であることを条件に、被切断部22の面に沿う方向(長さ方向も含まれる)に動き得る態様で同被切断部22に取付けられてもよい。

・切断ブロック50に、被切断部22の長さ方向に延びる孔があけられ、この孔に被切断部22が挿通されてもよい。 ・図13に示すように、切断ブロック50にスリット58が形成されてもよい。このスリット58は、切断ブロック50において、被切断部22の幅方向(図13の略左右方向)に相対向する壁面50Aの一方において開口している。そして、被切断部22がその幅方向に移動させられることで、開口部分を通じてスリット58内に挿入されてもよい。

・図14及び図15に示すように、切断ブロック50が一対の柱部61を有し、両柱部61において切断ブロック50が被切断部22に取付けられる構成に変更されてもよい。 この場合、被切断部22の幅方向(図15の略左右方向)についての両側面において、相対向する箇所に一対の切込み25が形成される。各切込み25は、例えば、同図15に示すように、側面から被切断部22の幅方向内方へ離れるほど幅狭となる三角形状に形成されてもよい。

また、各柱部61において、対向する柱部61側の面に係止凹部62が設けられてもよい。各係止凹部62には、被切断部22の上記切込み25に対応して、上記面から被切断部22の幅方向についての外方へ離れるほど幅広となる三角柱状の係止部63が設けられる。

そして、被切断部22の両切込み25が、対応する柱部61の係止凹部62に入り込ませられ、係止部63に嵌合(係合)されることで、切断ブロック50が両柱部61において被切断部22に取付けられる。

なお、図14では図示が割愛されているが、係合部及び被係合部として、上述した図11と同様のものが採用されてもよい。この場合、切断室32の内壁面に、被係合部として溝部38が設けられる。また、柱部61毎に係合部として突条56が設けられてもよい。また、各柱部61において、被切断部22の幅方向についての外側部分が突条56として機能させられてもよい。

<拘束ブロック65について> ・拘束ブロック65は、金属導電体20をインサートとしたインサート成形により形成されるものに限らず、金属導電体20とは別に形成されて、その後に被切断部22に取付けられるものであってもよい。

<その他> ・ケース30、切断ブロック50、拘束ブロック65及びハンマ70を形成する材料としては、樹脂材料に限らず、被切断部22を切断し得る程度に強度の高い材料であって、かつ適度な電気絶縁性を有する材料であれば、任意の材料を採用することができる。また、切断ブロック50、拘束ブロック65、ハンマ70等を形成する手法としては、金型成形を用いて形成する手法、切削加工により形成する手法等、任意の手法を採用することができる。

・被切断部22の厚み方向(例えば、図14では上下方向)についての切断ブロック50の位置合わせを行なったり、その位置に切断ブロック50を保持したりするために、図14に示すように、切断ブロック50と可動室35との間にOリング75が介装されてもよい。

・本発明の導通遮断装置Cは、蓄電池12と電気機器13(コンバータ14)との間に設けられるものに限らず、電気回路を構成する機器間に設けられて、それら機器間の導通を遮断する装置であれば適用することができる。そうした装置としては、例えば燃料電池車両において燃料電池と車両走行用モータとの間に設けられる導通遮断装置や、据置式のシステムの電源と電気機器との間に設けられる導通遮断装置、据置式のシステムの電気機器間に設けられる導通遮断装置等を挙げることができる。

11…電気回路、12…蓄電池(機器)、13…電気機器(機器)、14…コンバータ(機器)、15…インバータ(機器)、16…モータ(機器)、20…金属導電体、22…被切断部、32…切断室、33…開口部(被係合部)、34…切断エッジ部、37…切欠き部、38…溝部(被係合部)、39…孔部(被係合部)、40…ガス発生器、50…切断ブロック、50F…ブロック前部(係合部)、56…突条(係合部)、57…延出端部(係合部)、65…拘束ブロック、70…ハンマ、C…導通遮断装置。