JP2000090794A - 回路遮断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回路遮断に必要な爆発力を減らして構造の小
型化、低廉化を図る。 【解決手段】 回路中に配せられる接続端子である固定
バスバー２２，２４の間に、両者を電気的に接続する形
状をもつ接続導体部３０を配する。非常時にはスクイブ
１８で火薬を爆発させてその爆発力を接続導体部３０に
作用させることにより、この接続導体部３０を変形させ
て両固定バスバー２２，２４の電気的接続を遮断する非
接続形状にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等に設けら
れる回路遮断器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車用電気回路等において、
過負荷電流や短絡電流が生じた場合に回路を直ちに遮断
する手段として、ヒューズやヒュージブルリンクが慣用
されている。これらヒューズ等は、溶断可能な導体部を
容器内に有し、この容器の外部に接続用端子が導出され
た基本構造をなし、その多くは電気接続箱等に接続して
使用されている。

【０００３】しかし、上記ヒューズ等は、過電流の発生
によりはじめて溶断し、回路を遮断するものであるた
め、自由なタイミングで回路を強制遮断するといったこ
とができない。従って、車両に事故が生じた場合等の緊
急時において、安全上、過電流が流れなくても回路を強
制遮断したい場合には、上記ヒューズ等に代え、もしく
はこれらに加えて、外部からの操作で回路を強制遮断で
きる回路遮断器を設置する必要がある。

【０００４】従来、このような回路遮断器としては、例
えば図１３（ａ）に示すように、電源回路の途中に介設
される回路構成用導体９０の下方に火薬及びその加熱手
段であるフィラメントを備えた爆発手段９２を配設し、
その爆発力によって同図（ｂ）に示すように回路構成用
導体を破断するようにしたものが知られている（例えば
特開平１０−５５７４２号公報）。この遮断器によれ
ば、車両衝突等の非常時に上記フィラメントに電気信号
を出力して起爆させることにより、適当なタイミングで
上記回路構成用導体を迅速に破断させて電源回路を遮断
することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記図１３（ａ）
（ｂ）に示すような遮断器では、導体９０を完全に破断
させることによって回路を遮断するものであるため、そ
の回路遮断を実現するには相当の爆発力が要求される。
しかし、火薬の量を増やす等してその爆発力を強める
と、この爆発個所を覆う安全用ケースに作用する爆発力
も増大するため、これに耐え得るような頑強な構造にす
るためには、上記ケースの肉厚を増やしたり、高価な材
料を用いたり、あるいは特殊な処理を施したりといった
手段が必要があり、遮断器全体の大型化及びコストの増
大は免れ得ない。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑み、回路遮
断に必要な爆発力を減らして構造の小型化及び低廉化を
図ることができる回路遮断器を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、本発明は、ケースに、互いに離間する一
対の接続端子を固定し、これらの接続端子同士を電気的
に接続する形状に形成された接続導体を組み込むととも
に、火薬を爆発させてその爆発力により上記接続導体を
両接続端子の電気的接続を切り離す非接続形状に変形さ
せる爆発力発生手段とを備えたものである。

【０００８】この構成において、移動導体が変形する前
の状態では、この移動導体を媒介として接続端子同士が
電気的に接続される。従って、これらの接続端子が組み
込まれている回路は正常に機能する。これに対し、非常
時に爆発力発生手段を作動させて火薬を爆発させると、
その爆発力で移動導体が非接触状態に変形することによ
り、両接続端子の電気的接続が瞬時に切れて回路が速や
かに遮断される。

【０００９】従って、従来のように導体を完全に破断さ
せる必要はなく、接続導体を非接続形状に変形させるだ
けの爆発力があれば足りるので、特にケース等を頑強に
する必要はなく、遮断器全体の小型化、低廉化が可能で
ある。

【００１０】ここで、両接続端子の間に上記爆発力発生
手段を設けるとともに、この爆発力発生手段の前方に上
記移動導体を配すれば、コンパクトで合理的なレイアウ
トにすることができる。

【００１１】なお、接続導体が変形する前の状態におい
て、両接続端子の接続をより確実なものにするために
は、移動導体を当該移動導体が両接続端子を電気的に接
続する位置に保持する接続保持手段を備えるとともに、
この接触保持手段の保持力に抗して上記移動導体を非接
続形状に変形させるように上記爆発力発生手段を構成す
るのが、より好ましい。

【００１２】たとえば、上記接続保持手段を、上記移動
導体を当該移動導体が両接続端子を電気的に接続する位
置に固定する固定部材で構成し、この固定部材を破断さ
せながら移動導体を非接続形状に変形させるようにすれ
ば、変形前の接続状態をより確実に保持できる。この場
合、上記固定部材の構造は破断しやすい構造に自由に設
定が可能であり、また、火薬の爆発力は上記固定部材に
よる固定個所に集中作用するので、導体そのものを破断
するものに比べ、固定部材を破断するのに要するエネル
ギーは低く抑えることが可能である。

【００１３】また、上記接続導体に他の部分よりも変形
しやすい形状の変形予定部を形成し、この部分で接続導
体が局部的に変形するようにすれば、接続導体全体を変
形させる（例えば撓み変形させる）場合に比べ、変形に
要するエネルギーはさらに削減される。

【００１４】具体的に、上記変形予定部としては、接続
導体の断面積を局所的に小さくしたもの（より好ましく
は接続導体の肉厚を局所的に小さくしたもの）や、接続
導体を局所的に波形状に成形したもの等が好適である。

【００１５】また、接続導体を変形させた後について
は、当該変形後の接続導体を係止して非接続形状に保つ
非接続保持手段を備えることにより、回路遮断状態をよ
り確実に維持することが可能である。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００１７】１）第１の実施の形態（図１〜図３） この実施の形態では、車両における図略のバッテリー端
子と、これに接続されるバッテリー導線との間に介設さ
れる回路遮断器１０を示す。ただし、本発明にかかる回
路遮断器を適用する回路や遮断器の配置個所は適宜設定
可能であり、例えば、車両用電力供給回路において、バ
ッテリー電線を介してバッテリーに接続される電気接続
箱内に回路遮断器を配し、この回路遮断器によってバッ
テリーと各車載電装品との間の接続を遮断するといった
ことも可能である。

【００１８】図１に示す回路遮断器１０は、絶縁材料か
らなるケース１２を備え、その前部（図１では左側部
分）底壁上に内壁１４が立設されている。この内壁１４
で囲まれている部分の中央には、図２にも示すようなス
クイブ組付部１６が形成され、このスクイブ組付部１６
にスクイブ（爆発力発生手段）１８が組付けられてい
る。

【００１９】このスクイブ１８は、火薬を内蔵し、車両
衝突等の非常時に図略のコンピュータからリード線２０
を通じて制御信号を受けることにより、上記火薬を爆発
させ、その爆発力を前方（図１では左方）に出力するも
のである。

【００２０】上記スクイブ組付部１６の左右両側（図１
では上下両側）には、一対の固定バスバー（接続端子）
２２，２４が配設されている。

【００２１】一方の固定バスバー２２の一端は、スクイ
ブ組付部１６の前側コーナー部に臨んでおり、他端はケ
ース１２の上方に導出され、この導出部分に端子結合部
２６が形成されている。この端子結合部２６は、図略の
バッテリー端子を挟む一対の略半円弧状導体を備え、こ
の端子結合部２６がバッテリー端子に結合されることに
より、固定バスバー２２全体がバッテリーに直接接続さ
れるようになっている。

【００２２】他方の固定バスバー２４の一端も、スクイ
ブ組付部１６の前側コーナー部に臨んでおり、他端はケ
ース１２の側方（図１では上方）に導出され、この導出
部分に導線接続部２８が形成されている。この導線接続
部２８には、上側（図１では手前側）に突出するねじ軸
部２９が立設され、このねじ軸部２９に、図略のバッテ
リー導線の端末に設けられたリング状端子が嵌められ、
ナットで締結されることにより、このバッテリー導線と
固定バスバー２４全体とが電気的に接続されるようにな
っている。

【００２３】前記固定バスバー２２の前端からは、これ
と一体に接続導体部３０が延設されている。この接続導
体部３０は、前記スクイブ１８の前方を横切り、他方の
固定バスバー２４の前端部と接触する形状を有してい
る。詳しくは、この接続導体部３０の端部が後方に折り
曲げられ、さらに、先端に向かうに従って肉厚が減少す
るテーパー状の差し込み片３２とされる一方、スクイブ
組付部１６の固定バスバー２４よりの側面前部に凹部１
７が形成され、この凹部１７内に、上記差し込み片３２
が固定バスバー２４の前端部に対して内側から圧接する
状態で差し込まれている。そして、この圧接による摩擦
力で、当該差し込み片３２が固定バスバー２４と接触す
る位置に保持された状態となっている。

【００２４】さらに、上記接続導体部３０のつけ根部分
（固定バスバー２２よりの部分）の裏面には、上下に延
びる切欠溝（変形予定部）３１が形成され、この部分で
局所的に肉厚の小さい状態となっている。

【００２５】また、ケース内壁１４において固定バスバ
ー２４に近い側の内側面からは、内方に撓み片（非接続
保持手段）１５が延設されている。

【００２６】次に、この回路の作用を説明する。

【００２７】上記回路遮断器１０は、図１実線及び図２
に示すように、接続導体部３０が変形する前の状態保持
されている状態（すなわち接続導体部３０の差し込み片
３２が固定バスバー２４の前端部内側面に圧接している
状態）で図略のバッテリー正端子とバッテリー導線との
間に介設される。従って、車両衝突等のアクシデントが
生じていない通常時には、バッテリー電力が固定バスバ
ー２２→接続導体部３０→固定バスバー２４→バッテリ
ー導線を順に経由して各車載電装品に供給される。

【００２８】これに対し、図略のコンピュータに車両衝
突検出信号（エアバッグ信号）が入力され、このコンピ
ュータからリード線２０を通じてスクイブ１８に制御信
号が入力されると、スクイブ１８が作動して中の火薬を
爆発させる。この爆発力が接続導体部３０の中間部に作
用し、接続導体部３０は固定バスバー２４と差し込み片
３２との間の摩擦力に抗して図１二点鎖線に示すように
変形する。詳しくは、切欠溝３１が形成された部分すな
わち局部的に薄肉とされた部分を支点として、図３に示
すように折り曲げ変形し、その結果、差し込み片３２が
固定バスバー２４から完全に離間する。しかも、この差
し込み片３２は撓み片１５の先端に係止され、この位置
（遮断位置）から固定バスバー２４へ接近する方向の変
位が阻止される。

【００２９】この動作により、接続導体部３０を媒介と
する固定バスバー２２，２４同士の電気的接続が切ら
れ、バッテリー端子とバッテリー導線とが電気的に遮断
される。すなわち、バッテリーから各車載電装品への電
力供給がカットされ、これにより車両の高い安全性が確
保される。

【００３０】この時、スクイブ１８での火薬の爆発力
は、導体接続部３０を塑性変形させて差し込み片３２を
固定バスバー２４から強制的に離間させる力で足りるの
で、従来のようにバスバーを完全に破断して回路遮断を
行うものに比べ、必要とされる爆発力は格段に減る。従
って、ケース１２を頑強な構造とする必要がなくなり、
その小型化及び低廉化を果たすことができる。

【００３１】特に、この実施の形態では、接続導体部３
０のつけ根部分に切欠溝３１を形成して局所的に変形し
やすい構造にしているため、例えば接続導体部３０全体
を一様に撓み変形させる場合に比べ、変形に要する爆発
エネルギーをさらに削減することが可能となっている。

【００３２】また、一方の固定バスバー２２からこれと
一体に導体接続部３０を延設しているため、部品点数が
少なく、しかも、固定バスバー２２と導体接続部３０と
の電気的接続を確実にできる利点を備えている。

【００３３】２）第２の実施の形態（図４，図５） この実施の形態では、固定バスバー２４の前端部に上下
一対の抱込み部２４ａが形成されている。この抱込み部
２４ａは、差し込み片３２を上下から抱き込む形状を有
し、この差し込み片３２が前方から差し込まれる開口を
形成している。そして、この抱込み部２４と差し込み片
３２との摩擦力で、両者の接触状態が保持されている。

【００３４】また、この実施の形態では、スクイブ１８
の配設位置が中央部よりも固定バスバー２２に近い側へ
寄せらせており、低い爆発力でも切欠溝３１により大き
な曲げモーメントが作用するように配慮がなされてい
る。

【００３５】３）第３の実施の形態（図６〜図８） この実施の形態は、回路の途中から引き出された一対の
導線２７，２９の間の電気的接続を強制遮断する回路遮
断器１０を示す。

【００３６】ここに示す回路遮断器１０は、絶縁材料か
らなるケース１２の本体と蓋板１３とを備え、これらに
よってケースが構成されている。ケース１２の後部（図
７（ａ）（ｂ）では右側部）にはスクイブ組付部１６が
形成され、このスクイブ組付部１６にスクイブ１８が組
付けられている。そして、このスクイブ組付部１６の左
右両側（図７では上下両側）に一対の固定バスバー（接
続端子）２２，２４が配設されている。

【００３７】固定バスバー２２，２４の後端（図７
（ａ）では右端）には、それぞれ貫通孔２２ａ，２４ａ
が設けられている。一方、各導線２７，２９の端末には
リング状の端子２７ａ，２９ａが固定されており、端子
２７ａ及び貫通孔２２ａにボルト２０が挿通され、ケー
ス１２に固定されることにより、導線２７が固定バスバ
ー２２に接続されるとともに、端子２９ａ及び貫通孔２
４ａにボルト２０が挿通され、ケース１２に固定される
ことにより、導線２９が固定バスバー２４に接続されて
いる。

【００３８】上記スクイブ１８の前方には、左右方向に
延びる接続バスバー（接続導体）４０が設けられてい
る。この接続バスバー４０は立直状態で配され、その固
定バスバー２４よりの端部が、当該固定バスバー２４の
前端部２４ｃにボルト４２によって締結され、これによ
り固定バスバー２４と常時電気的に接続された状態とな
っている。

【００３９】一方、接続バスバー４０の固定バスバー２
２よりの端部はスクイブ１８の前方に位置し、この端部
の下端からは前方に水平板部４４が突出している。そし
て、この水平板部４４が固定バスバー２２前端の水平板
部２２ｃに重ね合わせられた状態で両者がボルト５０及
びナット５２により締結され、これにより固定バスバー
２２と電気的に接続された状態となっている。

【００４０】このボルト５０は、後述のような剪断方向
の破断が生じやすい構造のものが好ましく、小径のも
の、あるいはプラスチック等のように強度の低い材料で
形成されたもの等が好ましい。

【００４１】この実施の形態では、図９（ｂ）に示すよ
うに、軸心に沿って空洞５４が形成された（すなわち断
面積の削減された）中空状のボルト５０が用いられてい
る。その他、図１０（ａ）に示すようにボルト５０の外
周面に軸方向のスリット５６を形成したり、同図（ｂ）
に示すように局部的に断面積の小さい破断予定部５８を
形成したりすれば、応力集中の度合いを大きくしてボル
ト５０をより破断しやすい構造にすることが可能であ
る。同図（ｂ）のボルト５０を用いる場合、その破断予
定部５８がちょうど後述の破断個所に位置するようにボ
ルト５０の長さを設定すればよい。

【００４２】また、このようなボルトのほか、リベット
やピン、接着剤等を固定部材として用いることも可能で
ある。

【００４３】図７（ｂ）に示すように、蓋板１３の前部
裏面には下向きの係止突起１３ａが形成され、その形成
位置まで接続バスバー４０が変位した場合に当該接続バ
スバー４０が係止突起１３ａにより係止されるようにな
っている。

【００４４】次に、この遮断器の作用を説明する。

【００４５】まず、図７に示すように接続バスバー４０
が接続位置に固定されている状態では、接続バスバー４
０の端部が固定バスバー２４の前端部上面に接触してい
るため、一方の導線２７は、固定バスバー２２→接続バ
スバー４０→固定バスバー２４を順に経由して他方の導
線２９に接続される。従って、両導線２７，２９が導出
されている回路は正常に機能する。しかも、接続バスバ
ー４０はボルト５０によって接続位置に固定されている
ため、高い接続信頼性が確保される。

【００４６】これに対し、車両衝突等の非常時に図略の
コンピュータからリード線を通じてスクイブ１８に制御
信号が入力されると、スクイブ１８が作動して中の火薬
を爆発させる。この爆発力が接続バスバー４０のボルト
５０よりの端部に作用する。この力はボルト５０に剪断
荷重として作用し、このボルト５０を破断させるととも
に、接続バスバー４０を図８（ａ）（ｂ）に示すような
非接続形状すなわち水平板部４４が固定バスバー２２の
水平板部２２ｃから完全に前方へ離間する形状に変形さ
せる。この動作により、接続バスバー４０を媒介とする
固定バスバー２２，２４同士の電気的接続が切られ、両
導線２７，２９が電気的に遮断される。すなわち、回路
の遮断が速やかに行われ、その高い安全性が確保され
る。しかも、この接続バスバー４０が係止突起１３ａを
乗り越えてこれに係止されることにより、接続バスバー
４０の水平板部４４が固定バスバー２２の水平板部２２
ｃに戻る方向に変位することが阻止され、誤って再接続
されることが防がれる。

【００４７】ここで、スクイブ１８での火薬の爆発力
は、固定部材であるボルト５０に剪断荷重として集中作
用するので、接続バスバー４０そのものを破断させる場
合に比べ、回路遮断に必要とされる爆発力は格段に減
る。従って、ケースを頑強な構造とする必要がなくな
り、その小型化及び低廉化を果たすことができる。

【００４８】特に、図３や図４に示すような特殊構造の
ボルト５０を用いることにより、必要な爆発力をさらに
低減させることが可能になる。

【００４９】また、この第３の実施の形態でも、接続バ
スバー４０の例えば固定バスバー２４よりの端部に前記
図１等に示したような切欠溝３１を形成して局所的に変
形し易い形状にすれば、必要な爆発力がさらに低減され
ることはいうまでもない。

【００５０】その他、この接続バスバー４０や前記第１
の実施の形態で示した接続導体部３０等の接続導体を局
所的に変形しやすくするためには、種々の構造が考えら
れる。例えば前記図１等に示した半円状の切欠溝３１に
代え、図１１（ａ）に示すようなＶ字状の切欠溝３１´
を形成してもよいし、同図（ｂ）に示すように表両側か
ら肉厚を削って薄肉部３４を形成してもよい。

【００５１】また、肉厚が同一であっても、同図（ｃ）
に示すような波形状の蛇腹部３５を形成したり、図１２
に示すように接続導体部３０の上下部分に切欠溝３６を
形成して局所的に断面積を小さくしても、この部分で変
形しやすい状態にすることが可能である。

【００５２】なお、上記の各実施形態では、接続導体部
３０を接続位置に保持しておくための抱込み部２４ａや
接続バスバー４０を仮固定するためのボルト５０を用い
たものを示したが、本発明において、接続導体の剛性が
十分高い場合には、上記保持手段や固定部材を省略する
ことが可能である。

【００５３】

【発明の効果】以上のように本発明は、接続端子同士を
電気的に接続する形状をもつ接続導体を火薬の爆発力に
よって変形させ、これを非接続形状にすることにより、
回路を遮断するものであるので、従来のように導体を完
全に破断して回路遮断をするものに比べ、必要な爆発力
を大幅に削減することができ、これによって上記ケース
をはじめとする各部の必要強度を低減して、遮断全体の
小型化及び低廉化を果たすことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる回路遮断器
の一部断面平面図である。

【図２】上記回路遮断器の要部を示す一部断面斜視図で
ある。

【図３】上記回路遮断器の接続導体部が非接続形状に変
形した状態を示す斜視図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態にかかる回路遮断器
の要部を示す一部断面斜視図である。

【図５】（ａ）は図４にかかる回路遮断器の抱込み部を
示す断面正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図であ
る。

【図６】本発明の第３の実施の形態にかかる回路遮断器
の一部断面斜視図である。

【図７】（ａ）は図６にかかる回路遮断器の内部構造を
示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

【図８】（ａ）は図６にかかる回路遮断器の接続バスバ
ーが変形した後の状態を示す平面図、（ｂ）はその断面
正面図である。

【図９】（ａ）は図６にかかる回路遮断器に用いられる
破断用のボルトを示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ
線断面図である。

【図１０】（ａ）は破断用ボルトの変形例を示す断面
図、（ｂ）は破断用ボルトの変形例を示す斜視図であ
る。

【図１１】（ａ）（ｂ）（ｃ）は破断予定部の断面形状
の変形例を示す断面図である。

【図１２】破断予定部の変形例を示す斜視図である。

【図１３】（ａ）は従来の回路遮断器における爆発力の
作用状態を示す説明図、（ｂ）は同回路遮断器における
バスバーの破断後の状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１０ 回路遮断器 １２ ケース １５ 撓み片（非接続保持手段） １８ スクイブ（爆発力発生手段） ２２，２４ 固定バスバー ２４ａ 抱込み部（接触保持手段） ３０ 接続導体部（接続導体） ３１ 切欠溝（変形予定部を形成） ４０ 接続バスバー（接続導体） ５０ ボルト（固定部材）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷川 満 三重県四日市市西末広町１番14号 住友電 装株式会社内 (72)発明者 宮▲崎▼ 順之 愛知県名古屋市南区菊住１丁目７番10号 株式会社ハーネス総合技術研究所内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケースに、互いに離間する一対の接続端
   子を固定し、これらの接続端子同士を電気的に接続する
   形状に形成された接続導体を組み込むとともに、火薬を
   爆発させてその爆発力により上記接続導体を両接続端子
   の電気的接続を切り離す非接続形状に変形させる爆発力
   発生手段とを備えたことを特徴とする回路遮断器。
2. 【請求項２】 請求項１記載の回路遮断器において、両
   接続端子の間に上記爆発力発生手段を設けるとともに、
   この爆発力発生手段の前方に上記移動導体を配したこと
   を特徴とする回路遮断器。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の回路遮断器にお
   いて、上記接続導体を一方の接続端子からこれと一体に
   延設し、当該接続導体の端部を他方の接続端子に接触さ
   せたことを特徴とする回路遮断器。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の回路遮
   断器において、移動導体を当該移動導体が両接続端子を
   電気的に接続する位置に保持する接続保持手段を備える
   とともに、この接触保持手段の保持力に抗して上記移動
   導体を非接続形状に変形させるように上記爆発力発生手
   段を構成したことを特徴とする回路遮断器。
5. 【請求項５】 請求項４記載の回路遮断器において、上
   記接続保持手段は上記移動導体を当該移動導体が両接続
   端子を電気的に接続する位置に固定する固定部材であ
   り、この固定部材を破断させながら移動導体を非接続形
   状に変形させるように上記爆発力発生手段を構成したこ
   とを特徴とする回路遮断器。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載の回路遮
   断器において、上記接続導体に他の部分よりも変形しや
   すい形状の変形予定部を形成したことを特徴とする回路
   遮断器。
7. 【請求項７】 請求項６記載の回路遮断器において、上
   記変形予定部は、接続導体の断面積を局所的に小さくし
   たものであることを特徴とする回路遮断器。
8. 【請求項８】 請求項７記載の回路遮断器において、上
   記変形予定部は、接続導体の肉厚を局所的に小さくした
   ものであることを特徴とする回路遮断器。
9. 【請求項９】 請求項６記載の回路遮断器において、上
   記変形予定部は接続導体を局所的に波形状に成形したも
   のであることを特徴とする回路遮断器。
10. 【請求項１０】 請求項１〜９のいずれかに記載の回路
    遮断器において、変形後の接続導体を係止して非接続形
    状に保つ非接続保持手段を備えたことを特徴とする回路
    遮断器。