JP2012156103A - 導通遮断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大型化を抑えつつ導通の遮断を好適に行うことのできる導通遮断装置を提供する。
【解決手段】導通遮断装置２０は、ケース２１内の可動室２２に設けられた可動部材２３と、可動部材２３の移動方向前側の部分に突設されたカッター部２５と、可動部材２３の移動方向後ろ側に配設されたガス発生器２６と、一対の外部接続部２８Ａ，２８Ｂ間を連通する形状で延設された導通経路２７とを備える。導通経路２７は、ケース２１の側壁内において可動部材２３の移動方向に沿う形状で延設される一対の基部３０Ａ，３０Ｂと、それら基部３０Ａ，３０Ｂ間を繋ぐ形状に形成されるとともに可動部材２３の移動方向前側を遮る形状に延設される被切断部３１とを有する。被切断部３１の延設方向における中間部分には段差形状の段差部３２Ａ，３２Ｂが形成される。ケース２１には段差部３２Ａ，３２Ｂと係合する形状の係合部３３Ａ，３３Ｂが形成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、カッター部による導通経路の切断を通じて電気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。

この種の導通遮断装置としては、例えば特許文献１に記載のものが知られている。この導通遮断装置は、電気機器間に設けられて、それら電気機器の異常時や電気機器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電気機器間における導通を遮断する。

そうした導通遮断装置の一例を図１２に示す。図１２に示すように、ケース１０１の内部には可動室１０２が区画形成されている。この可動室１０２内には可動部材１０３が移動可能に設けられている。可動部材１０３の移動方向（図中に白抜きの矢印で示す方向）における前側の部分には板形状のカッター部１０４が突設されている。また、可動室１０２内における可動部材１０３の移動方向後ろ側には、外部からの信号入力によって作動してガスを発生するガス発生器１０５が配設されている。

各電気機器間を繋ぐ導通経路１０６は電気伝導率の高い材料（例えば銅）によって薄板形状に形成されており、一対の基部１０７Ａ，１０７Ｂとそれら基部１０７Ａ，１０７Ｂ間を繋ぐ被切断部１０８とを備えている。各基部１０７Ａ，１０７Ｂはそれぞれ、ケース１０１の側壁内において上記可動部材１０３の移動方向に沿って延びる形状に形成されるとともに、ケース外に露出した外部接続部１０９Ａ，１０９Ｂ（具体的には、各電気機器に接続される部分）に接続されている。被切断部１０８は、可動室１０２内部において可動部材１０３の移動方向前側を遮る形状に延設されている。

この導通遮断装置は次のように作動する。すなわち先ず、ガス発生器１０５に作動信号が入力されると、同ガス発生器１０５がガスを発生する。そして、この発生したガスにより押圧されることによって可動部材１０３が導通経路１０６の被切断部１０８に向けて移動するようになる。その後、可動部材１０３のカッター部１０４の突端が被切断部１０８に衝突するとともに同被切断部１０８を破断させる。その結果、導通経路１０６が切断されて外部接続部１０９Ａ，１０９Ｂ間の導通が遮断され、各電気機器間の導通が遮断されるようになる。

特開２００４−３０６９４６号公報

ところで、上述した導通遮断装置では、その作動に際して、カッター部１０４によって導通経路１０６の被切断部１０８（詳しくは、薄板形状の導電体）が押し切られる。そのため、そうした導通遮断装置の作動中において、カッター部１０４による押圧によって被切断部１０８が破断する前に、被切断部１０８が伸長することが避けられない。したがって、被切断部１０８の破断後における破断端部間の距離を確保して電気機器間の導通の遮断を確実に行うためには、そうした被切断部１０８の伸長分を考慮した上で、作動時におけるカッター部１０４の移動量を十分に大きく設定することが望ましい。ただし、単にカッター部１０４の移動量を大きくすると、その分だけ導通遮断装置の大型化を招いてしまうために、これが設置スペースの増加や製造コストの上昇などを招く一因になってしまう。

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、大型化を抑えつつ導通の遮断を好適に行うことのできる導通遮断装置を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の発明は、ケース内部に区画形成された可動室と、前記可動室内に移動可能に設けられた可動部材と、前記可動部材の移動方向前側の部分に突設されたカッター部と、前記可動室内における前記可動部材の移動方向後ろ側に配設されるとともに作動信号の入力に伴い作動してガスを発生するガス発生器と、一対の外部接続部を有するとともにそれら外部接続部間を連通する形状で延設されてなる導通経路とを備えてなり、前記導通経路は、前記ケースの側壁内において前記可動部材の移動方向に沿う形状で延設されるとともに前記一対の外部接続部に各別に接続される一対の基部と、それら基部間を繋ぐ形状に形成されるとともに前記可動室内において前記可動部材の移動方向前側を遮る形状に延設される被切断部とを有してなる導通遮断装置において、前記被切断部はその延設方向における中間部分に段差形状をなすように折曲げられた形状の段差部が形成されてなり、前記ケースは前記段差部と係合する形状の係合部が設けられてなることをその要旨とする。

上記構成によれば、導通経路の被切断部における段差部とケースに設けられた係合部とが係合しているために、ガス発生器からのガス発生に伴って導通経路の被切断部が可動部材のカッター部によって押し切られる際に、被切断部における段差部よりも上記カッター部によって押圧される部分（押圧部分）から遠い側の部分が同押圧部分に近づく方向に伸長して移動することを規制することができる。そのため、カッター部による押圧に際して被切断部が伸長するとはいえ、同被切断部の一部のみが伸長する構造とすることができ、上記段差部や係合部が形成されないために被切断部の全体が伸長するようになる装置と比較して、被切断部の伸長分を短くすることができる。したがって、カッター部が設けられる可動部材の移動量を比較的小さく抑えて導通遮断装置の大型化を抑えつつ、被切断部の切断端部間の距離を十分に確保して同装置による導通の遮断を好適に行うことができるようになる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の導通遮断装置において、前記段差部と同段差部に係合する前記係合部とが二箇所に形成されてなり、前記カッター部は、前記被切断部における二つの前記段差部によって挟まれた部分を切断する位置に配設されてなることをその要旨とする。

上記構成によれば、カッター部による被切断部の押圧に際して、被切断部における二つの段差部に挟まれた部分のみが伸長する構造とすることができる。これにより、被切断部において伸長してしまう部分の長さを短くして同被切断部の伸長分をより短くすることができるため、導通遮断装置の大型化を好適に抑えることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の導通遮断装置において、前記二つの段差部はそれぞれ、前記被切断部における前記挟まれた部分がそれ以外の部分より前記移動方向後ろ側の位置になる形状に形成されてなることをその要旨とする。

上記構成によれば、可動部材がカッター部ともども移動して被切断部を切断した後に同カッター部が二つの段差部の間に収まる構造にすることができる。そのため、被切断部を切断した後のカッター部の大部分が二つの段差部に挟まれたスペースを越えた位置まで移動するものと比較して、カッター部を移動させるためのスペース（すなわち可動室）の移動方向における長さを短くすることが可能になり、導通遮断装置の小型化を図ることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の導通遮断装置において、前記カッター部は、その先端部分と基端部分との間の外面に、前記被切断部の延設方向に沿う方向に突出する凸部が設けられてなることをその要旨とする。

上記構成によれば、ガス発生器からのガス発生に伴って導通経路の被切断部がカッター部によって押し切られた後に、切断後の被切断部をカッター部に設けられた凸部によって押圧することにより、切断された端部がカッター部から離間するように被切断部を曲げることができる。そのため、カッター部に凸部が形成されないものと比較して、被切断部の切断端部間の距離を大きくすることができる。これにより、被切断部の切断端部間の距離を十分に確保することができるため、導通遮断装置による導通の遮断をより好適に行うことができるようになる。

請求項５に記載の発明は、ケース内部に区画形成された可動室と、前記可動室内に移動可能に設けられた可動部材と、前記可動部材の移動方向前側の部分に突設されたカッター部と、前記可動室内における前記可動部材の移動方向後ろ側に配設されるとともに作動信号の入力に伴い作動してガスを発生するガス発生器と、一対の外部接続部を有するとともにそれら外部接続部間を連通する形状であり且つ前記可動室内において前記可動部材の移動方向前側を遮る形状で延設されてなる導通経路とを備えてなる導通遮断装置において、
前記カッター部は、その先端部分と基端部分との間の外面に、前記導通経路の延設方向に沿う方向に突出する凸部が設けられてなることをその要旨とする。

上記構成によれば、ガス発生器からのガス発生に伴って導通経路が可動部材のカッター部によって押し切られた後に、切断後の導通経路をカッター部に設けられた凸部によって押圧することにより、切断された端部がカッター部から離間するように導通経路を曲げることができる。そのため、カッター部に凸部が形成されないものと比較して、導通経路の切断端部間の距離を大きくすることができる。したがって、カッター部が設けられる可動部材の移動量を比較的小さく抑えて導通遮断装置の大型化を抑えつつ、導通経路の切断端部間の距離を十分に確保して同装置による導通の遮断を好適に行うことができるようになる。

請求項６に記載の発明は、請求項４または５に記載の導通遮断装置において、前記カッター部は、合成樹脂により、先端に向かうほど薄くなる板形状に形成されるとともに前記凸部が一体に形成されてなり、前記凸部は前記基端部分から前記先端部分の手前まで直線状に延びる形状で形成されてなることをその要旨とする。

上記構成によれば、カッター部の外面に凸部が形成されるとはいえ、同凸部の形状を、合成樹脂を用いた金型成形によってカッター部を形成する際に成形後のカッター部の金型からの取り出しを容易に行うことができる形状にすることができる。そのため、単純な構造の金型を用いてカッター部を容易に形成することができる。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の導通遮断装置において、当該装置は、車両走行用のモータと同モータに電力を供給する蓄電池との間に設けられて、前記蓄電池から走行用モータへの電力供給を遮断するべく作動するものであることをその要旨とする。

走行用モータと蓄電池とが搭載された車両に、その異常時における安全を確保するために、導通遮断装置を設けて蓄電池から走行用モータへの電力供給を遮断するようにしたものがある。そうした装置では、蓄電池から走行用モータへの電力供給の遮断を確実に行う必要があるために、導通経路の切断端部間の距離が問題になりやすい。また近年、車両の高機能化による搭載機器の増加によって車両における空きスペースが小さくなっているために、車両に設けられる導通遮断装置はその大型化による搭載性の悪化を招きやすいと云える。上記構成によれば、そうした車両に搭載される導通遮断装置の大型化を抑えつつ、同装置による導通の遮断を好適に行うことができるようになる。

本発明の導通遮断装置によれば、大型化を抑えつつ導通の遮断を好適に行うことができるようになる。

本発明を具体化した一実施形態にかかる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。 同導通遮断装置の内部構造を示す断面図。 導通経路の斜視構造を示す斜視図。 導通経路を図３における矢印Ｃ方向から見た平面構造を示す平面図。 可動部材の斜視構造を示す斜視図。 （ａ）可動部材の平面図（ｂ）可動部材の側面図。 作動後における導通遮断装置の内部構造を示す断面図。 作動後の導通遮断装置におけるカッター部周辺の内部構造を拡大して示す断面図。 （ａ）および（ｂ）変形例の可動部材の側面構造を示す側面図。 変形例の導通遮断装置の内部構造を示す断面図。 他の変形例の導通遮断装置の内部構造を示す断面図。 従来の導通遮断装置の内部構造を示す断面図。

以下、本発明を具体化した一実施形態にかかる導通遮断装置について説明する。
図１に示すように、本実施形態の導通遮断装置２０は電気回路１１に適用される。電気回路１１は蓄電池１２と電気機器１３とを備えている。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が作動する。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。

なお上記電気回路１１は車両１０に搭載されている。この車両１０が衝突など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、その衝突に際して蓄電池１２と電気機器１３との間の導通を遮断する導通遮断装置２０が設けられている。この導通遮断装置２０は、電気回路１１における蓄電池１２（詳しくは、その正極）と電気機器１３との間に設けられている。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る電子制御ユニット１８とが取り付けられている。電子制御ユニット１８には衝突センサ１７の出力信号が取り込まれている。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２０を作動させる。これにより蓄電池１２から電気機器１３への電力供給が遮断されるようになる。

以下、導通遮断装置２０の具体構造について説明する。
図２に示すように、導通遮断装置２０のケース２１の内部には可動室２２が区画形成されている。この可動室２２の内部には、可動部材２３が直線方向（図中に白抜きの矢印で示す方向）に移動可能な状態で配設されている。可動部材２３の移動方向後ろ側の部分（本体部２４）は有蓋円筒形状に形成されている。この本体部２４の外周面には移動方向に延びる突部２４Ａが二つ形成されている。また本体部２４の移動方向前側にはカッター部２５が突設されている。このカッター部２５は、上記可動部材２３の移動方向と交差する方向（図２における奥行き方向）において断面略台形形状で延びる板形状に形成されている。可動室２２は詳しくは、上記本体部２４に対応する形状である略円柱形状で延びるスペース（主室２２Ａ）と、同主室２２Ａにおける上記移動方向前側に形成されて導通遮断装置２０の作動後にカッター部２５が収まるスペース（副室２２Ｂ）とを備えている。なお、可動室２２において可動部材２３の本体部２４が移動する部分（具体的には、主室２２Ａ）の内周面と同本体部２４の外周面とはともに、同可動部材２３の移動方向前側に向かうほど先細のテーパ形状に形成されている。また主室２２Ａの内面には、上記可動部材２３の移動方向において延びる形状の凹部であり、且つ内部を上記本体部２４の突部２４Ａが移動可能な形状の凹部２２Ｃが形成されている。

可動室２２の内部における上記可動部材２３の移動方向後ろ側には火薬式のガス発生器２６が配設されている。このガス発生器２６は電子制御ユニット１８に接続されている。ガス発生器２６には、導通遮断装置２０の作動に際して、電子制御ユニット１８から作動信号（詳しくは、ガス発生器２６に燃焼ガスを発生させるための信号）が入力される。ガス発生器２６は、電子制御ユニット１８からの信号入力に伴って内蔵の火薬を着火燃焼させて燃焼ガスを発生させる。

導通遮断装置２０には電気機器間を導通させるための導通経路２７が設けられている。この導通経路２７は電気伝導率の高い材料（具体的には、銅）によって薄板形状に形成されている。導通経路２７は両端が外部に露出した状態でケース２１に取り付けられている。導通遮断装置２０では、それら導通経路２７の両端が電気機器（本実施形態では、蓄電池１２およびコンバータ１４）に接続される外部接続部２８Ａ，２８Ｂとして機能する。導通経路２７は一対の外部接続部２８Ａ，２８Ｂ間を連通する形状で延設されている。それら外部接続部２８Ａ，２８Ｂにはそれぞれ貫通孔２９が形成されている。

導通遮断装置２０では、上記貫通孔２９を利用してねじ等によって、外部接続部２８Ａ，２８Ｂのうちの一方が電気回路１１（図１）における蓄電池１２に導通する端子に接続されるとともに、他方が電気回路１１における電気機器１３（詳しくは、コンバータ１２）に導通する端子に接続される。このようにして導通経路２７の各外部接続部２８Ａ，２８Ｂが電気回路１１の端子にそれぞれ接続されることにより、それら電気回路１１の各端子間が導通経路２７を通じて導通されるようになる。

上記導通経路２７（図２）は、各外部接続部２８Ａ，２８Ｂの他、一対の基部３０Ａ，３０Ｂとそれら基部３０Ａ，３０Ｂ間を繋ぐ被切断部３１とを備えている。各基部３０Ａ，３０Ｂは、ケース２１の側壁内において上記可動部材２３の移動方向に沿って延びる形状（詳しくは、移動方向と並行に延びる形状）に形成されるとともに外部接続部２８Ａ，２８Ｂのいずれかに結合されている。また被切断部３１は、可動室２２の内部において可動部材２３の移動方向前側を遮る形状で延設されている。

図３に導通経路２７の斜視構造を示す。
図２および図３に示すように、導通経路２７の被切断部３１は、その延設方向（図２における左右方向）における中間部分に段差形状をなすように折曲げられた形状の段差部３２Ａ，３２Ｂが形成されている。それら段差部３２Ａ，３２Ｂの曲げ角度（具体的には、被切断部３１の折り曲げ部分の前後がなす角度）は９０°に設定されている。被切断部３１の二つの段差部３２Ａ，３２Ｂは、それら段差部３２Ａ，３２Ｂによって挟まれた部分がそれ以外の部分より可動部材２３（図２）の移動方向後ろ側の位置になる形状に形成されている。またケース２１には、段差部３２Ａに係合する係合部３３Ａと上記段差部３２Ｂに係合する係合部３３Ｂとがそれぞれ形成されている。本実施形態では、それら係合部３３Ａ，３３Ｂとして、段差部３２Ａ（あるいは段差部３２Ｂ）に沿って延びる形状の溝であり且つ段差部３２Ａ（あるいは段差部３２Ｂ）の全体が埋没する形状の溝が形成されている。また本実施の形態では、可動室２２の副室２２Ｂが、二つの段差部３２Ａ，３２Ｂや二つの係合部３３Ａ，３３Ｂに挟まれた位置に形成されている。

図４に、図３の矢印Ｃ方向から見た導通経路２７の平面構造を示す。
図２〜図４のいずれかに示すように、可動部材２３の移動に際して導通経路２７の被切断部３１における上記カッター部２５先端の一方のエッジＥＤ１が衝突する位置において、その幅方向における両端には、三角形状に切り欠かれた形状の切り欠き部３４がそれぞれ形成されている。こうした切り欠き部３４を形成することにより、カッター部２５の先端のエッジＥＤ１が被切断部３１に衝突した際に切り欠き部３４の先端の角部に応力が集中するようになるため、各切り欠き部３４の角部を起点にしてそれら角部を繋ぐように被切断部３１が破断するようになる。したがって、被切断部３１を所望の位置で容易に破断させることができるようになる。

また、被切断部３１における上記切り欠き部３４が形成された部分よりも上記可動部材２３の移動に際して上記カッター部２５の先端のエッジＥＤ２が衝突する位置側の部分には、その幅方向における両端に、ほぼ半円形状に切り欠かれた形状の切り欠き部３５がそれぞれ形成されている。これら切り欠き部３５は角部がないため、上記切り欠き部３４とは異なり、カッター部２５の先端が被切断部３１に衝突した際に応力集中が生じ難い。ただし、こうした切り欠き部３５を形成することにより、その強度が他の部分と比較して低くなるために、カッター部２５の先端が被切断部３１に衝突した際に切り欠き部３５の形成部分において被切断部３１が曲がり易い構造になっている。

図５および図６に可動部材２３を示す。なお図６において（ａ）は図５の矢印Ｄ方向から見た可動部材２３の平面構造を示し、（ｂ）は図５の矢印Ｅ方向から見た可動部材２３の側面構造を示している。

図５および図６に示すように、可動部材２３は略円柱形状の本体部２４と同本体部２４から突設されたカッター部２５とを備えている。このカッター部２５は、前述したように断面略台形形状で延びる板形状に形成されている。詳しくは、カッター部２５は先端に向かうほど薄くなる板形状に形成されている。このカッター部２５の外面には被切断部３１（図２参照）の延設方向（図６（ａ）における左右方向）に沿う方向に突出する凸部３６が形成されている。この凸部３６としては、カッター部２５の基端部分（本体部２４側の端部）から先端部分の手前まで同カッター部２５の移動方向に沿って直線状に延びる形状のものが間隔をおいて二つ形成されている。これら本体部２４、カッター部２５および二つの凸部３６により構成される可動部材２３は、合成樹脂により、一体に形成されている。

本実施形態では、可動部材２３のカッター部２５の外面に凸部３６が形成されるとはいえ、同凸部３６の形状が、合成樹脂を用いた金型成形によってカッター部２５を形成する際に成形後のカッター部２５の金型からの取り出しを容易に行うことができる形状になっている。そのため、単純な構造の金型を用いて可動部材２３を容易に形成することができる。

以下、本実施形態の導通遮断装置２０を採用することによる作用についてその作動態様とともに説明する。
先ず、導通遮断装置２０が作動していない状態（図２に示す状態）で電子制御ユニット１８からガス発生器２６に作動信号が入力されると、同ガス発生器２６が作動して燃焼ガスを発生するようになる。そして、この発生したガスにより押圧されることによって可動部材２３が導通経路２７の被切断部３１に向けて移動するようになる。このとき可動部材２３はその本体部２４に形成された突部２４Ａがケース２１の主室２２Ａに形成された凹部２２Ｃ内を移動することによって案内される。本実施形態では、導通遮断装置２０の駆動源として火薬式のガス発生器２６が用いられる。火薬式のガス発生器２６を用いて駆動されるものは一般に、駆動源として他の方式（電磁式など）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、安価であり、且つ動作信頼性が高い。本実施の形態では、そうした火薬式のものを駆動源として用いて導通遮断装置２０が駆動される。

その後、可動部材２３のカッター部２５の先端が被切断部３１に衝突すると、カッター部２５による押圧力によって被切断部３１の各切り欠き部３４の角部に応力集中が生じて、それら切り欠き部３４の角部を繋ぐように被切断部３１が破断されるようになる。また、このときカッター部２５による押圧力により、被切断部３１の切り欠き部３５が形成された部分の近傍において被切断部３１が湾曲するようになる。

その結果、導通経路２７が切断されて外部接続部２８Ａ，２８Ｂ間の導通が遮断された状態（図７に示す状態）になって、蓄電池１２（図１参照）とコンバータ１４との間の導通が遮断されるようになる。なお図７は、作動後における導通遮断装置２０の内部構造を示している。

前述のように導通遮断装置２０では、その可動室２２の内周面と可動部材２３の本体部２４の外周面とが共に、同可動部材２３の移動方向前側に向かうほど先細のテーパ形状に形成されている。そのため導通遮断装置２０では、ガス発生器２６からのガス発生に伴って可動部材２３が移動すると、同可動部材２３の本体部２４が可動室２２の移動方向前側の部分に嵌り込むようになる。

このとき、可動部材２３の本体部２４の移動方向が同本体部２４の外周面と可動室２２の内周面との接触によって矯正されるようになるため、可動部材２３（詳しくは、カッター部２５）が適正な位置に案内されつつ移動するようになる。これにより、カッター部２５による被切断部３１の切断を予め見込んだ態様で適正に行うことができるようになる。

また導通遮断装置２０の作動後、すなわち可動部材２３の本体部２４が可動室２２の移動方向前側の部分に嵌り込んだ後においては、同可動部材２３が作動後の位置（図７に示す位置）に固定されるようになる。ここでカッター部２５によって被切断部３１を押し切った後に、同カッター部２５が作動前の位置に戻ってしまうと、弾性変形している被切断部３１が元の形状に戻ろうとするため、同被切断部３１の切断端部が互いに不要に近づくおそれがある。本実施形態では、カッター部２５によって被切断部３１が押し切られた後において切断端部の間にカッター部２５が挟まれた状態を保持することができ、カッター部２５が作動前の位置に戻ることに伴って被切断部３１の切断端部が互いに近づくことを防止することができる。

ここで上記導通遮断装置２０では、被切断部３１の破断前にカッター部２５によって同被切断部３１が押圧されるときに、被切断部３１が伸長することが避けられない。そのため、被切断部３１の破断後における破断端部間の距離を確保して導通遮断装置２０による導通遮断を確実に行うためには、そうした被切断部３１の伸長分を考慮した上で、作動時におけるカッター部２５の移動量を十分に大きく設定することが望ましい。ただし、単にカッター部２５の移動量を大きくすると、その分だけ導通遮断装置２０の大型化を招いてしまうために、これが設置スペースの増加や製造コストの上昇などを招く一因になってしまう。

しかも上記導通遮断装置２０は、車両１０の異常時における安全を確保するべく蓄電池１２から走行用のモータ１６への電力供給を遮断するものであるために、その遮断を確実に行う必要があり、導通経路２７の切断端部間の距離が問題になりやすい。また近年、車両１０の高機能化による搭載機器の増加によって車両１０における空きスペースが小さくなっているために、導通遮断装置２０はその大型化による搭載性の悪化を招き易いと云える。

この点をふまえて上記導通遮断装置２０は、その導通経路２７の被切断部３１の延設方向における中間部分に二つの段差部３２Ａ，３２Ｂが形成されるとともに、それら段差部３２Ａ，３２Ｂがケース２１に形成された二つの係合部３３Ａ，３３Ｂと各別に係合する構造になっている。そのため、被切断部３１がカッター部２５によって押し切られる際に、被切断部３１における各段差部３２Ａ，３２Ｂよりも上記カッター部２５によって押圧される部分（押圧部分）から遠い側の部分が同押圧部分に近づく方向に伸長して移動することが規制される。詳しくは、被切断部３１において各段差部３２Ａ，３２Ｂによって挟まれた部分のみが伸長するようになって、それ以外の部分が伸長することが規制されるようになる。そのため、カッター部２５による押圧に際して被切断部３１が伸長するとはいえ、同被切断部３１の一部のみが伸長する構造とすることができ、上記段差部３２Ａ，３２Ｂや係合部３３Ａ，３３Ｂが形成されないために被切断部３１の全体が伸長するようになる装置と比較して、被切断部３１の伸長分を短くすることができる。したがって、カッター部２５が設けられる可動部材２３の移動量を比較的小さく抑えて導通遮断装置２０の大型化を抑えつつ、被切断部３１の切断端部間の距離を十分に確保して同装置２０による導通の遮断を好適に行うことができるようになる。

なお仮に段差部３２Ａ，３２Ｂにおいて被切断部３１の折り曲げ部分がなす角度を鈍角に設定すると、その設定角度が大きいものほど、被切断部３１がその延設方向に引っ張られたときに同被切断部３１の段差部３２Ａ，３２Ｂがケース２１の係合部３３Ａ，３３Ｂに対して滑って相対移動し易い構造になる。そのため被切断部３１の伸長分が大きくなる可能性が高くなる。本実施形態では、各段差部３２Ａ，３２Ｂの曲げ角度が９０°に設定されているため、カッター部２５による被切断部３１の押圧に際して同被切断部３１の段差部３２Ａ，３２Ｂがケース２１の係合部３３Ａ，３３Ｂに対して滑ることによって押圧部分側に相対移動することを抑えることができ、被切断部３１の伸長分を好適に小さくすることができる。

また上記導通遮断装置２０では、二つの段差部３２Ａ，３２Ｂがそれぞれ、被切断部３１において各段差部３２Ａ，３２Ｂに挟まれた部分がそれ以外の部分より可動部材２３の移動方向後ろ側の位置になる形状に形成されている。そのため、可動部材２３がカッター部２５ともども移動して被切断部３１を切断した後に同カッター部２５が二つの段差部３２Ａ，３２Ｂの間（詳しくは、可動室２２の副室２２Ｂ内）に収まる構造になる。したがって、被切断部３１を破断させた後のカッター部２５の大部分が二つの段差部３２Ａ，３２Ｂの間を越えた位置まで移動するものと比較して、カッター部２５を移動させるためのスペース（すなわち可動室２２）の移動方向における長さを短くすることが可能になり、導通遮断装置２０の小型化を図ることができる。

図８に、作動後の導通遮断装置２０におけるカッター部２５周辺の内部構造を拡大して示す。
図８に示すように、上記導通遮断装置２０では、被切断部３１が破断した後において、その破断した端部を押しのけるようにしてカッター部２５がさらに移動するようになる。上記導通遮断装置２０では、カッター部２５の先端部分と基端部分との間の外面に、被切断部３１の延設方向に沿う方向に突出する形状の凸部３６が形成されている。そのため、被切断部３１がカッター部２５によって押し切られた後に、被切断部３１の切断端部がカッター部２５に設けられた凸部３６によって押圧されるようになる。

これにより、カッター部２５に凸部３６が形成されないものにおける被切断部３１の接続端部（図８中に一点鎖線で示す）の変形量と比較して、本実施形態の導通遮断装置２０における被切断部３１（図８中に一点鎖線で示す）の切断端部の変形量を大きくすることができる。そのため、切断された被切断部３１の端部同士が互いに離間するように同被切断部３１を曲げることができる。したがって、被切断部３１の切断端部間の距離を大きくして同距離を十分に確保することができるため、導通遮断装置２０による導通の遮断をより好適に行うことができるようになる。

ちなみに金型成型によって樹脂成形品を形成する場合、成型後の冷却過程における収縮によって樹脂成形品の寸法精度が低下するおそれがある。そうした寸法精度の低下を抑えるためには、樹脂材料の量を少なくして、収縮の度合いを小さくすることが望ましい。また上記導通遮断装置２０では、可動部材２３が可動室２２の内周面によって案内されつつ同可動室２２内を移動するとともに、同可動部材２３のカッター部２５によって導通経路２７の被切断部３１における所定位置が切断される。そのため、可動部材２３の適正な移動やカッター部２５による被切断部３１の適正な位置での切断を実現するためには、可動部材２３を高い精度で形成することが重要なポイントになる。

この点、上記導通遮断装置２０では、カッター部２５の外面に凸部３６が形成されているために、凸部３６によって破断後の破断端部を押し広げて端部間の距離を大きくする機能を発揮させることができ、さらにはカッター部２５を薄く形成することもできる。したがって、成型後の冷却過程における可動部材２３の収縮度合いを小さく抑えることができ、可動部材２３の寸法精度の向上を図ることができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
（１）導通経路２７の被切断部３１の延設方向における中間部分に段差形状をなす段差部３２Ａ，３２Ｂを形成するとともに、ケース２１に段差部３２Ａ，３２Ｂと係合する形状の係合部３３Ａ，３３Ｂを形成した。そのため、カッター部２５による押圧に際して被切断部３１が伸長するとはいえ、同被切断部３１の一部のみが伸長する構造とすることができ、上記段差部３２Ａ，３２Ｂや係合部３３Ａ，３３Ｂが形成されないために被切断部３１の全体が伸長するようになる装置と比較して、被切断部３１の伸長分を短くすることができる。したがって、カッター部２５が設けられる可動部材２３の移動量を比較的小さく抑えて導通遮断装置２０の大型化を抑えつつ、被切断部３１の切断端部間の距離を十分に確保して同装置２０による導通の遮断を好適に行うことができるようになる。

（２）段差部３２Ａ，３２Ｂと係合部３３Ａ，３３Ｂとを二箇所に形成するとともに、被切断部３１における二つの段差部３２Ａ，３２Ｂによって挟まれた部分を切断する位置に可動部材２３のカッター部２５を配設した。そのため、カッター部２５による被切断部３１の押圧に際して、被切断部３１における二つの段差部３２Ａ，３２Ｂによって挟まれた部分のみが伸長する構造とすることができる。したがって、被切断部３１において伸長してしまう部分の長さを短くして同被切断部３１の伸長分をより短くすることができ、導通遮断装置２０の大型化を好適に抑えることができる。

（３）二つの段差部３２Ａ，３２Ｂをそれぞれ、被切断部３１において各段差部３２Ａ，３２Ｂに挟まれた部分がそれ以外の部分より可動部材２３の移動方向後ろ側の位置になる形状に形成した。そのため、被切断部３１を破断させた後のカッター部２５の大部分が二つの段差部３２Ａ，３２Ｂの間を越えた位置まで移動するものと比較して、カッター部２５を移動させるためのスペースの移動方向における長さを短くすることが可能になり、導通遮断装置２０の小型化を図ることができる。

（４）カッター部２５の先端部分と基端部分との間の外面に、被切断部３１の延設方向に沿う方向に突出する形状の凸部３６を形成した。そのため、被切断部３１がカッター部２５によって押し切られた後に、被切断部３１の切断端部がカッター部２５に設けられた凸部３６によって押圧されるようになる。これにより、被切断部３１の切断端部間の距離を大きくして同距離を十分に確保することができるため、導通遮断装置２０による導通の遮断をより好適に行うことができるようになる。

（５）カッター部２５を合成樹脂により先端に向かうほど薄くなる板形状に形成するとともに、同カッター部２５に凸部３６を一体形成した。凸部３６を可動部材２３の移動方向に沿って直線状に延びる形状で形成した。そのため、可動部材２３のカッター部２５の外面に凸部３６が形成されるとはいえ、同凸部３６の形状を、合成樹脂を用いた金型成形によってカッター部２５を形成する際に成形後のカッター部２５の金型からの取り出しを容易に行うことができる形状とすることができる。したがって、単純な構造の金型を用いて可動部材２３を容易に形成することができる。

なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・可動室２２の内周面および可動部材２３の本体部２４の外周面の一方あるいは双方を、例えば可動部材２３の移動方向において同一の太さで延びる形状で形成するなど、可動部材２３の移動方向前側に向かうほど先細のテーパ形状以外の形状に形成してもよい。

・導通経路２７の被切断部３１に形成された段差部３２Ａ，３２Ｂの曲げ角度を９０°に設定することに限らず、９０°より小さい角度に設定するようにしてもよい。こうした構成によっても、カッター部２５による被切断部３１の押圧に際して同被切断部３１の段差部３２Ａ，３２Ｂがケース２１の係合部３３Ａ，３３Ｂに対して滑ることによって押圧部分側に相対移動することを抑えることができる。なお、そうした段差部３２Ａ，３２Ｂの押圧部分側への相対移動を適正に抑えることができるのであれば、段差部３２Ａ，３２Ｂの曲げ角度を９０°より大きい角度に設定することも可能である。

・係合部３３Ａ，３３Ｂとして、必ずしも段差部３２Ａ，３２Ｂの全体が埋没する形状の溝を形成する必要はなく、段差部３２Ａ，３２Ｂの一部が埋没する形状の溝を形成することも可能である。

・係合部３３Ａ，３３Ｂとしてケース２１に溝を形成することに代えて、ケース２１に段差部３２Ａ，３２Ｂに係合する形状の突部を形成して同突部を係合部としてもよい。
・段差部３２Ａ，３２Ｂに係合する係合部としては、ケース２１に一体に形成されたものを採用することの他、ケース２１内に取り付けられる別部材に形成されたものを採用することができる。

・導通経路２７の被切断部３１に切り欠き部３４，３５を形成することに代えて、貫通孔を形成するようにしてもよい。この貫通孔の形状として角部を有する形状を採用することにより、カッター部２５による被切断部３１の押圧に際して応力集中する部分を形成することができ、同部分を起点にして容易に被切断部３１を破断させることができる。また貫通孔の形状として角部の無い形状を採用することにより、同貫通孔の形成部分において被切断部３１が容易に折り曲がる構造にすることができる。

・切り欠き部３４や切り欠き部３５を省略してもよい。
・カッター部２５に二つの凸部３６を形成することに限らず、凸部３６を一つのみ形成したり、三つ以上の凸部３６を形成したりしてもよい。

・カッター部２５の一つの側面のみに凸部３６を形成することに限らず、複数の側面に凸部を形成してもよい。
・カッター部２５の基端部分から先端部分の手前まで延びる形状の凸部３６を形成することに代えて、図９（ａ）および（ｂ）に一例を示すように、カッター部２５の基端部分および先端部分の双方から離間した状態で突出する形状の凸部４０を形成するようにしてもよい。なお図９（ｂ）は図９（ａ）の矢印Ｆ方向から見た可動部材の側面構造を示している。

・凸部３６が設けられない可動部材を採用することができる。
・図１０に示すように、導通経路２７の被切断部３１に断面略コの字形状に折り曲げられた部分を形成して同部分を段差部５０Ａ，５０Ｂとしてもよい。その他、断面略Ｖ字形状に折り曲げられた部分を形成して段差部としたり、断面略Ｕ字形状に折り曲げられた部分を形成して段差部としたりすることもできる。こうした構成においては、段差部（図１０に示す例では５０Ａ，５０Ｂ）の形状に対応する形状の係合部（同５１Ａ，５１Ｂ）をケース２１に設けるようにすればよい。

・図１１に示すように、二つの段差部６０Ａ，６０Ｂをそれぞれ、被切断部３１における各段差部６０Ａ，６０Ｂに挟まれた部分がそれ以外の部分より可動部材２３から離間する側の位置になる形状に形成してもよい。こうした構成においては、段差部６０Ａ，６０Ｂの形状に対応する形状の係合部６１Ａ，６１Ｂをケース２１に設けるようにすればよい。

・段差部と同段差部に係合する係合部とを被切断部の一箇所のみに形成するようにしてもよい。
・カッター部２５を含む可動部材２３を形成する材料としては、樹脂材料に限らず、被切断部３１を切断可能な程度に強度の高い材料であって且つ適度な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、可動部材２３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に限らず、切削加工により形成する手法など、任意の手法を採用することができる。

・以下の「構成イ」および「構成ロ」のうちの一方のみを採用してもよい。
「構成イ」導通経路の被切断部の延設方向における中間部分に段差部を形成するとともにケースに同段差部と係合する係合部を設ける。
「構成ロ」可動部材のカッター部の先端部分と基端部分との間の外面に、被切断部の延設方向に沿う方向に突出する凸部を形成する。

・本発明にかかる導通遮断装置は、車両走行用モータと蓄電池との間に設けられるものに限らず、電気機器間に設けられてそれら電気機器間における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などを挙げることができる。

１０…車両、１１…電気回路、１２…蓄電池、１３…電気機器、１４…コンバータ、１５…インバータ、１６…モータ、１７…衝突センサ、１８…電子制御ユニット、２０…導通遮断装置、２１…ケース、２２…可動室、２２Ａ…主室、２２Ｂ…副室、２３…可動部材、２４…本体部、２５…カッター部、２６…ガス発生器、２７…導通経路、２８Ａ，２８Ｂ…外部接続部、２９…貫通孔、３０Ａ，３０Ｂ…基部、３１…被切断部、３２Ａ，３２Ｂ…段差部、３３Ａ，３３Ｂ…係合部、３４…切り欠き部、３５…切り欠き部、３６…凸部、４０…凸部、５０Ａ，５０Ｂ…段差部、５１Ａ，５１Ｂ…係合部、６０Ａ，６０Ｂ…段差部、６１Ａ，６１Ｂ…係合部。

Claims (7)

1. ケース内部に区画形成された可動室と、前記可動室内に移動可能に設けられた可動部材と、前記可動部材の移動方向前側の部分に突設されたカッター部と、前記可動室内における前記可動部材の移動方向後ろ側に配設されるとともに作動信号の入力に伴い作動してガスを発生するガス発生器と、一対の外部接続部を有するとともにそれら外部接続部間を連通する形状で延設されてなる導通経路とを備えてなり、前記導通経路は、前記ケースの側壁内において前記可動部材の移動方向に沿う形状で延設されるとともに前記一対の外部接続部に各別に接続される一対の基部と、それら基部間を繋ぐ形状に形成されるとともに前記可動室内において前記可動部材の移動方向前側を遮る形状に延設される被切断部とを有してなる導通遮断装置において、
   前記被切断部はその延設方向における中間部分に段差形状をなすように折曲げられた形状の段差部が形成されてなり、
   前記ケースは前記段差部と係合する形状の係合部が設けられてなる
   ことを特徴とする導通遮断装置。
2. 請求項１に記載の導通遮断装置において、
   前記段差部と同段差部に係合する前記係合部とが二箇所に形成されてなり、
   前記カッター部は、前記被切断部における二つの前記段差部によって挟まれた部分を切断する位置に配設されてなる
   ことを特徴とする導通遮断装置。
3. 請求項２に記載の導通遮断装置において、
   前記二つの段差部はそれぞれ、前記被切断部における前記挟まれた部分がそれ以外の部分より前記移動方向後ろ側の位置になる形状に形成されてなる
   ことを特徴とする導通遮断装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の導通遮断装置において、
   前記カッター部は、その先端部分と基端部分との間の外面に、前記被切断部の延設方向に沿う方向に突出する凸部が設けられてなる
   ことを特徴とする導通遮断装置。
5. ケース内部に区画形成された可動室と、前記可動室内に移動可能に設けられた可動部材と、前記可動部材の移動方向前側の部分に突設されたカッター部と、前記可動室内における前記可動部材の移動方向後ろ側に配設されるとともに作動信号の入力に伴い作動してガスを発生するガス発生器と、一対の外部接続部を有するとともにそれら外部接続部間を連通する形状であり且つ前記可動室内において前記可動部材の移動方向前側を遮る形状で延設されてなる導通経路とを備えてなる導通遮断装置において、
   前記カッター部は、その先端部分と基端部分との間の外面に、前記導通経路の延設方向に沿う方向に突出する凸部が設けられてなる
   ことを特徴とする導通遮断装置。
6. 請求項４または５に記載の導通遮断装置において、
   前記カッター部は、合成樹脂により、先端に向かうほど薄くなる板形状に形成されるとともに前記凸部が一体に形成されてなり、
   前記凸部は前記基端部分から前記先端部分の手前まで直線状に延びる形状で形成されてなる
   ことを特徴とする導通遮断装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の導通遮断装置において、
   当該装置は、車両走行用のモータと同モータに電力を供給する蓄電池との間に設けられて、前記蓄電池から走行用モータへの電力供給を遮断するべく作動するものである
   ことを特徴とする導通遮断装置。

Images