JP2000149746A - 回路遮断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、火薬類の爆発力を通電路の破断部
に効率良く作用させることにより、簡単かつ低廉な構造
で回路の緊急遮断を安全かつ確実に行うことにある。 【解決手段】 本発明は、火薬類３３の爆発力により通
電路２１を破壊することで電流を遮断する回路遮断器に
かかるものである。そして、火薬類３３の封入された発
火部品２２の発火点ａと通電路２１の破断部２８の間の
空間Ｓを密閉にする構造とした。

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】このような回路遮断器として、特公昭５８
−４７８０９号公報に示されるような、火薬の爆発力を
利用して導体を強制破断するものを用いることが考えら
れる。この遮断器は、出力ヒューズと、火薬と、この火
薬を加熱するためのフィラメントとが単一の封入ガラス
内に封入され、上記フィラメントに接続された入力端子
が上記封入ガラスを貫くようにしてこの封入ガラス外に
導出されたものであり、この封入ガラスの表面には防爆
皮膜が施されている。

【０００５】このような遮断器によれば、上記入力端子
に一定以上の電流または電圧を加えてフィラメントを発
熱させ、その熱で火薬を爆発させることにより、この爆
発力を利用して上記導体を強制破断させることができ
る。従って、車両事故が発生した場合等の緊急時には、
上記入力端子への入力電流もしくは入力電圧の制御によ
って任意のタイミングで回路を遮断することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記公報の遮断器で
は、封入ガラス内において火薬の爆発力が四方に拡散さ
れ、そのうちのごく一部のみが出力ヒューズに作用する
ので、確実にヒューズを破断するためには総合的にかな
り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、出力ヒューズ以下の封入ガ
ラス内面に作用する爆発力も増大するため、これに耐え
得るようにするには、上記封入ガラスに高価な材料を用
いたり特殊な処理を施したりする必要があり、コストの
増大は免れ得ない。

【０００７】また一方、上記火薬の爆発の際、導体を含
む内部構造物（破砕物）の飛散を確実に防止することも
大きな課題をされている。

【０００８】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点に鑑みてなされたものであり、火薬の爆発エネル
ギーを破断部に効率良く作用させることにより、簡単か
つ低廉な構造で回路の緊急遮断を安全かつ確実に行うこ
とができる回路遮断器を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段としては、火薬類の爆発力により通電路を破壊す
ることで電流を遮断する回路遮断器において、火薬類の
封入された発火部品の発火点と通電路の破断部の間の空
間を密閉してなるものである。また、この密閉された空
間の容積は、小さいものである事が望ましい。この構成
において、火薬類が爆発すると、その爆発力の全てが密
閉された空間を通って無駄なく通電路の破断部に集中し
て作用する。従って、大電流を流す断面積の大きな通電
路であっても、少ない量の火薬類で確実に破断すること
ができる。ここで、火薬類とは、性能による分類におい
て、爆薬、火薬を含むものである。

【００１０】また、通電路、発火部品をケース内に沿っ
て嵌め込んで密閉空間を形成すると、密閉空間の密閉性
が向上して、爆発エネルギーを通電路の破断部に集中さ
せることができる。この密閉空間の密閉性を向上させる
他の手段としては通電路の破断部をケースの内側形状と
同一な形状にすること、又はケース、通電路、発火部品
が嵌め合わされた部分に、密閉空間を密閉するパッキン
を配置し、モールドを施すこと等が挙げられる。

【００１１】更に、発火部品の火薬類としては、元素状
金属を含有するものを用いることが好ましい。この元素
状金属の例としては、酸化物が安定なＢ，Ｔｉ，Ｆ
ｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｇａ，Ｇ
ｅ，Ｓｎ，Ｍｏ，Ｚｒ，Ｗなどの金属元素単体の群から
選ばれた１種類以上のもの、Ｂ，Ｔｉ，Ｆｅ，Ｃｏ，
Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｍ
ｏ，Ｚｒ，Ｗなどの金属元素単体同士の合金の群から選
ばれた１種類以上のもの、金属元素単体の群から選ば
れた１種類以上と、金属元素単体同士の合金の群から選
ばれた１種類以上とからなるものなどが挙げられ、これ
らは発火時にメタルジェットとして作用して、確実に破
断部を破断できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態における
回路遮断器について、図面を参照しつつ説明する。図１
は本発明の回路遮断器が用いられる自動車用電源回路の
一例を示したものである。図２〜図４は本発明の回路遮
断器の断面説明図、図５は遮断時の状態説明図である。

【００１３】図１は、本発明の回路遮断器が用いられる
自動車用電源回路の一例を示したものである。図１にお
いて、バッテリー１０の負端子１０ａがアースに接続さ
れ、正端子１０ｂが、本発明にかかる回路遮断器１２、
ヒュージブルリンク１４、及び相互並列に配された小容
量ヒューズ１６を介して各車載電装品に接続されてい
る。

【００１４】さらに、この自動車にはハーネスＥＣＵ
（ハーネスコントロールユニット）１７が装備され、こ
のハーネスＥＣＵ１７は、エアバッグ信号が入力された
時（すなわち車両衝突検知時）に上記回路遮断器１２に
制御信号を出力し、この回路遮断器１２に強制回路遮断
作動を行わせるように構成されている。また、一部の安
全動作を行うための電装品（例えば、非常表示のための
ルームランプやハザートランプの駆動回路、ドアロック
を解除するための装置、他のＥＣＵ等）は、上記回路遮
断器１２を介さずにヒューズ１８のみを介してバッテリ
ー１０に接続されており、上記回路遮断器１２により回
路が遮断された後も電源供給され得るように配慮がなさ
れている。

【００１５】次に、上記回路遮断器１２の具体的な構造
を、図２乃至図４に基づいて説明する。

【００１６】図２および図３に示す回路遮断器１２は、
ケース２０と、ケース２０内に収納される通電路２１お
よび発火部品２２とで構成されている。

【００１７】ケース２０は、一端開口の箱型のケース本
体２３と、このケース本体２３内に装入されたインナー
ケース２４とから成っている。ケース本体２３は、通電
路２１を破断する爆発力に耐えうる材料、例えば、ＳＵ
Ｓ３０４をはじめとするステンレス鋼や他の金属材で一
体成形されている。又ケース本体２３の底２３ａには、
内外に連通する複数の開放孔２５が形成されている。

【００１８】インナーケース２４は、絶縁性を有して耐
熱、高強度の材料、例えば、セラミックス、合成樹脂
（ポリアセタール、ガラス入りナイロン樹脂、ＰＰＳ樹
脂など）で、ケース本体２３の内側形状に沿って覆うコ
ップ状に成形されている。このインナーケース２４の底
２４ａには、ケース本体２３の各開放孔２５を介して内
外に連通する複数の連絡孔２６が形成されている。ま
た、インナーケース２４の開口端には、ケース本体２３
の開口端に当接するように折れ曲がるフランジ２７を有
している。

【００１９】通電路２１は、銅などの板状材をコ字状に
形成したもので、破断部２８と、この破断部２８の両端
から折り曲げられた２つの導電部２９で構成される。破
断部２８は、ケース２０（インナーケース２４）の内側
形状（断面形状）と同一な矩形状にされて、この内側形
状に沿って嵌め込まれている（図３参照）。また破断部
２８には、薄肉となる破断溝３０と２つの折曲溝３１と
が形成されている。破断溝３０は破断部２８の中央に形
成され、各折曲溝３１が破断溝３０から両側に適当な間
隔を隔てて破断部２８に形成されている。また各導電部
２９には、更に互いに離れる方向で、破断部２８に平行
となるように折り曲げられる接続端子部３２が連続して
おり、各接続端子部３２は図１のバッテリ１０の正端子
１０ｂとヒュージブルリンク１４に接続されている。
尚、破断部２８は、インナーシール２４との間に隙間を
有して嵌め込んでも構わない。

【００２０】この通電路２１は、破断部２８側からイン
ナーケース２４内に嵌め込まれており、各接続端子部３
２とケース本体２３の開口端とでインナーケース２４の
フランジ２７を挟み込んでいる。また通電路２１は、各
接続端子部３２がインナーケース２４のフランジ２７に
当接するまでケース２０内に嵌め込まれており、インナ
ーケース２４の内側形状に沿った破断部２８によってケ
ース２０内を開口側と底側との空間に画成している（図
２参照）。

【００２１】発火部品２２は、所定量の火薬類３３とこ
れを加熱するためのフィラメントを樹脂製部材３４の装
入穴３５に配置して構成されている。フィラメントは導
線３６を介して図１のハーネスＥＣＵ１７に接続されて
おり、このハーネスＥＣＵ１７の制御信号によって通
電、加熱される。

【００２２】発火部品２２の火薬類３３としては、着火
性を有する爆薬、火薬及び雷管の爆薬等が用いられ、更
に通電路２１の破断部２８を効果的に破断するために元
素状金属を含むものが好ましい。火薬類３３の具体的な
ものとしては、元素状金属を含有し、着火感度の高い過
塩素酸カリウム（ＫＣｌＯ₄ ）、バインダとして、フッ
素ゴム、ニトロセルロースなどを用いたものを使用す
る。又、元素状金属としては、酸化物が安定なＢ，Ｔ
ｉ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｇ
ａ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｍｏ，Ｚｒ，Ｗの金属元素単体の群、
Ｂ，Ｔｉ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ａｌ，Ｓ
ｉ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｍｏ，Ｚｒ，Ｗの金属元素単体
同士の合金の群で、金属元素単体の群から選ばれた１
種類以上のもの、金属元素単体同士の合金の群から選
ばれた１種類のもの、金属元素単体の群から選ばれた
１種類以上のものと、金属元素単体同士の合金の群から
選ばれた１種類以上とからなるもの、のいずれかが用い
られる。そして、元素状金属は、上記〜のいずれか
のものを、メタルジェットとすべく、適当な大きさの粒
状又は粉状にする。尚、金属元素単体や金属元素単体同
士の合金は、純粋なものに限らず、精錬などで不可避的
な不純物を含む、普通に得られるものをも意味するもの
である。これで、フィラメントの加熱で火薬類３３が発
火されると、メルト又は燃焼した元素状金属が爆発力に
よって吹き飛ばされて、通電路２１の破断部２８を破断
するためのメタルジェットとして活用できる。

【００２３】樹脂製部材３４は、火薬類３３を配置する
装入穴３５側から通電路２１のコ字形状、インナーケー
ス２４の各内側形状に沿って嵌め込まれて、通電路２１
の破断部２８に当接されている。これで、樹脂製部材３
４の装入穴３５は、火薬類３３の発火点ａ側で破断部２
８によって閉塞され、発火点ａと破断部２８の破断溝３
０との間に密閉空間Ｓを形成している。尚、火薬類３３
の爆発力を破断部２８に集中できれば、密閉空間Ｓを破
断部２８側で開口する隙間を形成しても良いが、その隙
間は密閉空間Ｓの全表面積に対して１パーセント以下と
することが望ましい。

【００２４】また、発火部品２２は、図４にも示すよう
に、導線３６側からケース本体２３の外側と通電路２１
のコ字形状内に嵌め込まれたサポートブラケット３７
と、サポートブラケット３７、ケース２０及び樹脂製部
材３４の順に貫通する複数のリベット３８によってケー
ス本体２３に固定されている。サポートブラケット３７
には、導線３６を樹脂製部材３４の外部へ導出させる導
出穴３９が形成されている。これで、発火部品２２は、
サポートブラケット３７、各リベット３８によって火薬
類３３の爆発力によってケース２０内から飛び出すこと
が防止され、発火時における強度を保持される構造にさ
れている。

【００２５】更に、ケース２０内に収納された通電路２
１、発火部品２２で、インナーケース２４と通電路２
１、通電路２１と樹脂製部材３４、およびインナーケー
ス２４と樹脂製部材３４とが嵌め合わされた部分には、
パッキング４０を介在せしめ密閉空間Ｓの密閉性を向上
させている。また、ケース本体２３の開口端側の全面に
渡って樹脂モールド４１を施すことでも密閉空間Ｓの密
閉性を向上できる。

【００２６】次に、回路遮断器１２の作動を、図１およ
び図５に基づいて説明する。

【００２７】図１において、車両の衝突によってエアバ
ッグ信号が作成され、ハーネスＥＣＵ１７に入力される
と、このハネースＥＣＵ１７は導線３６を通じて回路遮
断器１２に電力供給（通電）を行う。そして、回路遮断
器１２は、電力供給を受けることで、図５に示すよう
に、発火部品２２のフィラメントを加熱し、火薬類３３
を発火して爆発させる。この爆発力は、密閉空間Ｓから
破断部２８に集中して作用し、又火薬類３３の発火によ
り燃焼する元素状金属も破断部２８に吹き付けられるこ
とから、破断部２８の破断溝３０で破断されると共に、
各折曲溝３１を支点としてケース本体２３の底２３ａ側
に突出するように開かれる（図５参照）。これによっ
て、破断部２８をもつ通電路２１が介在する電源供給回
路（図１）が強制遮断され、一部の電装品を除くほぼ全
部の電装品への電力供給が同時に遮断され、衝突後の安
全が保証される。

【００２８】また、密閉空間Ｓの密閉性が、ケース２
０、通電路２１および発火部品２２との嵌め込み構造、
パッキン４０及び樹脂モールド４１によって向上されて
いることから、密閉空間Ｓ内に発生する爆発力によるエ
ア、元素状金属が、ケース２０の開口側から噴出するこ
となく、全ての爆発力を通電路２１の破断部２８に集中
させることができ、確実に破断部２８を破断可能とな
る。

【００２９】更に、発火部品２２の樹脂製部材３４が、
サポートブラケット３７、各リベット３８によって爆発
力に抗してケース２０内に保持され、爆発により回路遮
断器１２が破損することがない。

【００３０】尚、本発明の回路遮断器１２は、自動車の
回路を遮断するものについて説明したが、これに限定さ
れるものでない。また、火薬類３３としては、元素状金
属を含むものについて説明したが、爆発力で通電路２１
の破断部２８を充分に破断できるのであれば、元素状金
属を含まないものを用いても良い。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明の回路遮断器では、
火薬類の封入された発火部品の発火点と通電路の破断部
の間の空間を密閉したので、火薬類が爆発すると、その
爆発力の全てを無駄なく密閉された空間を通して通電路
の破断部に集中して作用させることができ、少ない量の
火薬類で確実に破断部を破断させられる。このように、
通電路の破断部に爆発力を集中作用させると、特に、大
電流を流す断面積の大きな通電路であっても、少ない量
の火薬類で破断できる。従って、断面積の大きな通電路
を用いて通常時の電流を大容量として確保できる。

【００３２】また、通電路、発火部品をケース内に沿っ
て嵌め込んで密閉空間を形成すると、簡単な構造で密閉
空間の密閉性が向上し、爆発力を通電路の破断部に集中
させることができる。この密閉空間の密閉性を向上させ
る他の手段としては、通電路の破断部をケースの内側形
状と同一な形状にすること、又はケース、通電路、発火
部品が嵌め合わされた部分に、パッキンを配置し、モー
ルドを施すこと等が挙げられる。

【００３３】更に、発火部品の火薬類としては、元素状
金属を含有するものを用いることが好ましい。この元素
状金属の例としては、酸化物が安定なＢ，Ｔｉ，Ｆ
ｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｇａ，Ｇ
ｅ，Ｓｎ，Ｍｏ，Ｚｒ，Ｗなどの金属元素単体の群から
選ばれた１種類以上のもの、Ｂ，Ｔｉ，Ｆｅ，Ｃｏ，
Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｍ
ｏ，Ｚｒ，Ｗなどの金属元素単体同士の合金の群から選
ばれた１種類以上のもの、金属元素単体の群から選ば
れた１種類以上と、金属元素単体同士の合金の群から選
ばれた１種類以上とからなるものなどが挙げられ、これ
らは発火時にメタルジェットとして作用して、確実に破
断部を破断できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回路遮断器が用いられる自動車用電源
回路の一例を示したものである。

【図２】本発明の回路遮断器を示した縦断面説明図であ
る。

【図３】図２の回路遮断器のＡ−Ａ矢視線断面図であ
る。

【図４】図２の回路遮断器のＢ−Ｂ矢視図である。

【図５】図２の回路遮断器の遮断時の状態説明図であ
る。

【符号の説明】

１２ 回路遮断器 ２０ ケース ２１ 通電路 ２２ 発火部品 ２８ 破断部 ４０ パッキン ４１ 樹脂モールド ａ 発火点 Ｓ 密閉空間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000002130 住友電気工業株式会社 大阪府大阪市中央区北浜四丁目５番33号 (72)発明者 尼野 順也 兵庫県姫路市豊富町豊富3903−39 日本化 薬株式会社姫路工場内 (72)発明者 堀 浩志 兵庫県姫路市豊富町豊富3903−39 日本化 薬株式会社姫路工場内 (72)発明者 西田 謙二郎 兵庫県姫路市豊富町豊富3903−39 日本化 薬株式会社姫路工場内 (72)発明者 粂 昌宏 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 (72)発明者 宮▲ざき▼ 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 (72)発明者 松丸 彰男 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 (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

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 火薬類の爆発力により通電路を破壊する
   ことで電流を遮断する回路遮断器において、前記火薬類
   の封入された発火部品の発火点と通電路の破断部の間の
   空間を密閉してなることを特徴とする回路遮断器。
2. 【請求項２】 前記通電路と、前記発火部品とを収納す
   るケースを備え、 前記通電路を、前記破断部から折れ曲がるコ字形状とし
   て、該破断部側から前記ケース内に沿って嵌め込むと共
   に、 前記発火部品を、該発火部品の発火点側から前記通電路
   のコ字形状内及び前記ケース内とに沿って嵌め込んで前
   記破断部に当接させ、前記破断部との間に密閉空間を形
   成してなることを特徴とする請求項１に記載の回路遮断
   器。
3. 【請求項３】 前記通電路の破断部が、前記ケースの内
   側形状と同一な形状にされ、該ケースの内側形状に沿っ
   て嵌め込まれていることを特徴とする請求項２に記載の
   回路遮断器。
4. 【請求項４】 前記ケース、前記通電路及び前記発火部
   品で、これらが嵌め合わされた部分には、前記密閉空間
   を密閉させる部材を介在したことを特徴とする請求項２
   又は請求項３に記載の回路遮断器。
5. 【請求項５】 前記発火部品に、元素状金属を含有する
   火薬類を用いてなる請求項１〜請求項４のいずれかに記
   載の回路遮断器。
6. 【請求項６】 前記元素状金属としては、 Ｂ，Ｔｉ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ａｌ，Ｓ
   ｉ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｍｏ，Ｚｒ，Ｗの金属元素単体
   の群、 Ｂ，Ｔｉ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ａｌ，Ｓ
   ｉ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｍｏ，Ｚｒ，Ｗの金属元素単体
   同士の合金の群で、 前記金属元素単体の群から選ばれた１種類以上のもの、 前記金属元素単体同士の合金の群から選ばれた１種類以
   上のもの、 前記金属元素単体の群から選ばれた１種類以上と、前記
   金属元素単体同士の合金の群から選ばれた１種類以上と
   からなるもの、 のいずれかである請求項５に記載の回路遮断器。
7. 【請求項７】 火薬類の爆発力により通電路を破壊する
   ことで電流を遮断する回路遮断器において、前記火薬類
   として、元素状金属を含有するものを用いることを特徴
   とする回路遮断器。