JP2023534994A - 火工式回路遮断器 - Google Patents

Abstract

火工式回路遮断器であって、ハウジング（１０）と、少なくとも２つの接続端子（２１、２２）と、２つの接続端子（２１、２２）を接続し、例えば導電体（３１）によって形成される内部電気回路と、移動可能であり、初期位置と最終位置の間で移動するときに内部電気回路の開放されるべき部分を開放して、その結果、開放後に導体（３２、３３）の少なくとも２つの別個の部分を形成するように構成された開放部材（４０）と、開放部材（４０）を初期位置から最終位置に移動させるように構成された火工アクチュエータ（５０）と、開放されるべき部分を受け入れる内部チャンバ（６０）と、を備え、内部チャンバは、難燃剤を含むプラスチック材料で形成された壁からなる、又は難燃剤を含むプラスチック材料で形成された壁によって形成された少なくとも１つの内面を含む、火工式回路遮断器。【選択図】図５

Description

本発明は、一般に、自動車、特に、例えばハイブリッド自動車又は電気自動車などの自動車の電力回路に搭載されるように意図された火工式回路遮断器に関する。

流動性絶縁材料を使用することが提案されている、米国特許第２０１３０１７５１４４号に記載されているような回路遮断装置は、従来技術において知られている。一方、このシステムは、特に、多くの流動性絶縁材料を必要とするという欠点を有し、大量に必要とし、漏洩を発生させる可能性がある。シリコーンを含有する材料の場合、（例えば塗料と適合性がないために）自動車用途には予防措置及び認可が必要である。さらに、本出願人は、そのような流動性絶縁材料が、回路遮断器の動作中に、より長い開放時間及び／又は性能劣化（高電力電流（例えば、少なくとも１００Ａ／１００Ｖ、又は例えば８００Ａ／４５０Ｖ）の通電を事実上遮断するのにかかる時間）を発生させ得ることに気付いた。最終的に、動作後に良好な絶縁抵抗を保証できることが重要である。

文献国際公開２０２００９９４８６（Ａ１）号は、ガラス繊維などの強化繊維を含むことができるプラスチック材料で作られた内壁を有する火工式回路遮断器を開示している。本出願人は、このような装置では、動作後の絶縁抵抗が、特定の又は厳しい要求を満たすのに十分でない場合があることを見出した。

本発明の１つの目的は、上述した従来技術の欠点に対処することであり、特に、まず第１に、製造が簡単であり、高い遮断能力、動作中の迅速な開放時間、及び開放後の良好な絶縁抵抗を有する火工式回路遮断器を提案することである。

したがって、本発明の第１の態様は、火工式回路遮断器であって、
ハウジングと、
少なくとも２つの接続端子と、
２つの接続端子を接続し、例えば導電体によって形成された内部電気回路と、
移動可能であり、初期位置と最終位置の間で移動するときに内部電気回路の開放されるべき部分を開放して、その結果、開放後に導体の少なくとも２つの別個の部分を形成するように構成された開放部材と、
開放部材を初期位置から最終位置に移動させるように構成された火工アクチュエータと、
開放されるべき部分を受け入れる内部チャンバと、を備え、
内部チャンバは、難燃剤を含むプラスチック材料で形成された壁によって形成された少なくとも１つの内面を備える、又は含む火工式回路遮断器に関する。

上記の実装形態によれば、回路遮断器は、内部チャンバ内に配置された、すなわち、切断される部分に面した壁を備え、この壁は難燃剤を含む。本出願人は、動作後の絶縁抵抗が、同じ幾何学的構成を有するが難燃剤を有する材料を有しない回路遮断器で測定された絶縁抵抗よりも高いことを見出した。換言すれば、遮断中に形成される電気アークに曝される壁のうちの１つの材料に難燃剤を提供することにより、遮断が実行された後の漏洩電流を大幅に低減することが可能になる。

換言すれば、内部チャンバは、難燃性添加剤を含有するプラスチック材料により形成された壁、又は、難燃材とするために選択した添加剤を含むプラスチック材料により形成された壁により形成された、少なくとも１つの内面を備える、若しくは含む。
この実装形態によれば、例えば内部チャンバ内に壁の表面を注入するために用いられるために溶融されることになる顆粒に、難燃性添加剤が直接一体化される、又は組み込まれるようにすることができる。

一実施形態によれば、難燃剤を含む上述のプラスチック材料は、ポリアミドなどの、好ましくはポリフタルアミド（ＰＡ６Ｔ／６６）であるポリマーであってもよい。

一実施形態によれば、難燃剤を含む上述のプラスチック材料は、マトリックスを形成し、かつ１０重量％～７０重量％の範囲の割合、好ましくは４５重量％～５５重量％の範囲の割合で、繊維、好ましくは無機繊維、例えばガラス繊維などの充填材料を含むポリマーであり得る。

一実施形態によれば、難燃剤を含む上述のプラスチック材料は、垂直試験片に対して実施される規格ＵＬ９４（２０１３年３月２８日第６版）による燃焼性試験の間に、１０秒後に自己消火することができ、粒子損失は、失われた粒子が発火しない限り許容されている、難燃剤を含むプラスチック材料である。

一実施形態によれば、難燃剤は、
メラミンのシアヌル酸との転化生成物又は反応生成物、
メラミン縮合生成物、
メラミンのポリリン酸との転化生成物又は反応生成物、
メラミンのポリリン酸との縮合生成物の転化生成物又は反応生成物、
ホスフィン酸金属塩、
リン酸のエステル、
これらの材料の混合物、
から選択される非ハロゲン化化合物であってもよい。

一実施形態によれば、難燃剤は、以下の化合物及びそれらの混合物から選択される非ハロゲン化化合物であってもよい。
メラミンシアヌレート、メラミンホスフェート、メラミンピロホスフェート、メラミンポリホスフェート、メレムホスフェート（すなわち、２，５，８－トリアミノヘプタジンホスフェート）、メレムピロホスフェート、ジメラミンピロホスフェート、ジメラミンホスフェート、メレムポリホスフェート、ホスファフェナントレン、金属水酸化物、ホスフィン酸塩、ジホスフィン酸塩。

プラスチック材料を強化するために既知の方法で使用されるガラス繊維は、それらが燃焼しない又は容易に燃焼しない場合であっても、上述のプラスチック材料の点火又は燃焼を、決して制限しない又は遅らせないことに留意されたい。

一実施形態によれば、火工式回路遮断器は、第２のプラスチック材料によって形成されたベース部を備えることができ、難燃剤を含む上述のプラスチック材料は、ベース部に取り付けられてもよく、又はベース部上にオーバーモールドされてもよい。そのような実装形態は、追加の部品を設けることなく、難燃剤を含むプラスチック材料を電気アークに正確に曝されるであろう場所のみに配置することを可能にする。

一実施形態によれば、開放部材は、
第２のプラスチック材料によって形成された開放本体と、
開放本体上にオーバーモールドされた又は取り付けられた、難燃剤を含む第２のプラスチック材料によって形成され、被開放部に対向して、かつ／又は内部チャンバと同じ側に配置された露出面と、を備えることができる。
開放部材上のそのような配置は、難燃剤を含むプラスチック材料が電気アークに可能な限り近接し、したがって、電気アークに十分に曝され、その結果絶縁抵抗が高くかつ再現性があることを保証する。

一実施形態によれば、上述の第２の材料は、マトリックスを形成し、かつ４０重量％～５０重量％の範囲の割合でガラス繊維を含むことができるポリアミド、好ましくはポリフタルアミド（ＰＡ６Ｔ／ＸＴ）であってもよい。第２の材料は、機械的な力に耐えることができる頑丈な開放本体を提供することを可能にする。

一実施形態によれば、火工式回路遮断器は、回路遮断器が通電中の電気回路に接続されているとき、開放部材の初期位置と最終位置との間の移動中に導体の２つの別個の部分の間に電気アークを生成するように構成されることができ、難燃剤を含むプラスチック材料は、電気アークによるアブレーションによって除去されるように配置することができる。
詳細には、アブレーションによって除去されるように構成された難燃剤を含むプラスチック材料は、電気アークの強い熱流束の作用下で変換される（例えば昇華させられる）。アブレーションによって除去されたこの材料は、次いで、内部チャンバの壁上に凝縮又は堆積することができ、これは、高い絶縁抵抗を提供する。さらに、そのような実装によって、電気アークプラズマの組成及びその導電率を変更可能であり、電気アーク電圧を高め得る。そのような電気アークは、回路遮断器が、電圧範囲０Ｖ～１０００Ｖ及び電流範囲０Ａ～２５０００Ａの通電中の電気回路に接続されているとき、５００Ａ未満の強度に対して２５００μＨ（マイクロヘンリー）までの範囲の誘電負荷により、２５０００Ａの強度に対しては５μＨまでの範囲の誘電負荷により電気アークが生成され得る。火工アクチュエータを備える回路遮断器は一度しか使用できないため、本発明による回路遮断器は、１０ｍｓ未満、さらには５ｍｓ未満で、永続的な方法で電流を確実に遮断することを可能にする。いったん使用されると、回路遮断器はまた、良好な絶縁抵抗を有する。

一実施形態によれば、火工式回路遮断器は、導体の２つの別個の部分の間で電気アークを案内するように構成された少なくとも１つの通路を備えることができ、難燃剤を含むプラスチック材料は、通路を少なくとも部分的に形成するように、又は画定するように配置されてもよい。

この実装形態によれば、難燃剤を含むプラスチック材料は必然的に電気アークに曝される。

一実施形態によれば、通路は、開放部材上に少なくとも部分的に形成されてもよい。
一実施形態によれば、内部チャンバは、シリコーンを含む第３のプラスチック材料で形成された少なくとも１つの壁を備える又は含むことができる。この実装形態によれば、内部チャンバの少なくとも１つの他の壁がシリコーンを含む。本出願人は、壁を形成する材料にシリコーンを添加することにより、使用後に高い絶縁抵抗を保証することができることを見出した。さらに、本出願人は、別の壁が難燃剤を含む場合、絶縁抵抗に対する効果が増幅されることを見出した。

一実施形態によれば、火工式回路遮断器は、少なくとも１つの支持体を備えてもよく、シリコーンを含む第３のプラスチック材料が支持体上にオーバーモールドされてもよく、又は支持体に取り付けられてもよい。そのような実装形態は、シリコーンを含む第３のプラスチック材料を配置することが、追加の部品を設けることなく、絶縁抵抗に顕著な影響を及ぼすであろう場所のみにシリコーンを含む第３のプラスチック材料を配置することを可能にする。

一実施形態によれば、支持体は、導電体の一部分を含むことができる。

一実施形態によれば、支持体は、ハウジング部分を含むことができる。

一実施形態によれば、支持体は、開放部材の一部分を含むことができる。

一実施形態によれば、シリコーンを含む第３のプラスチック材料で形成された壁は、開放後の導体の２つの別個の部分の間の漏洩電流経路、好ましくは開放後の導体の２つの別個の部分の間の最短漏洩電流経路を支持することができる。そのような実装形態は、最短漏洩電流経路を支持する壁にシリコーンを追加することにより、漏洩電流がとるはずの漏洩電流経路を効果的に遮断することを可能にする。

一実施形態によれば、シリコーンを含む第３のプラスチック材料で形成された壁は、内部チャンバの全表面積の５０％未満を覆うことができる。このような実装形態は、シリコーンの使用又は添加が、絶縁抵抗に顕著な影響を及ぼすであろう場所のみにシリコーンの使用又は添加を制限することを可能にする。

一実施形態によれば、シリコーンを含む第３のプラスチック材料は、ポリアミド型ポリマー、好ましくはＰＡ６Ｔ／ＸＴ型のポリフタルアミドを含むことができる。

一実施形態によれば、シリコーンを含む第３のプラスチック材料は、３．５重量％～６．５重量％、優先的には４．２５重量％～５．７５重量％の範囲の割合で、シリコーン及び／又はポリシロキサンを含むことができる。

一実施形態によれば、いったん開放部材が最終位置になると、接続端子間の絶縁抵抗は、３０ＭΩより大きく、好ましくは５０ＭΩより大きく、好ましくは１００ＭΩより大きく、好ましくは５００ＭΩより大きく、非常に優先的には１ＧΩより大きくなり得る。

本発明の別の態様は、第１の態様による回路遮断器の作製方法であって、
ハウジングを形成するステップと、
２つの接続端子を接続する、例えば導電体によって形成された内部電気回路を形成するステップと、
移動可能であり、初期位置と最終位置の間で移動するときに内部電気回路の開放されるべき部分を開放して、その結果、開放後に導体の少なくとも２つの別個の部分を形成するように構成された開放部材を提供するステップと、
開放部材を初期位置から最終位置に移動させるように構成された火工アクチュエータを提供するステップと、
開放されるべき部分を受け入れる内部チャンバを形成するステップと、を含み、
内部チャンバを形成するように意図された、例えば顆粒化された第１の原材料に、４０重量％～６０重量％のシリコーンを含む、例えば顆粒化された第２の原材料を添加することによって、シリコーンを含むプラスチック材料で形成された少なくとも１つの壁を有する内部チャンバを形成することからなるステップを含むことを特徴とする方法、に関する。

換言すれば、本発明による方法は、内部チャンバの製造前に、内部チャンバを形成するように意図された、例えば顆粒化された第１の原材料を、４０重量％～６０重量％のシリコーンを含む、例えば顆粒化された第２の原材料と混合することからなるステップを含む。典型的には、シリコーンを含む壁は射出成形法によって形成され、製造方法は、注入される材料を、２つのタイプの顆粒、第１の原材料及びシリコーンを含む第２の原材料、を混合することによって調製するステップを含む。したがって、純粋なシリコーンが提供される又は取り扱われことはなく、シリコーンを既に含む固体顆粒のみが取り扱われる。この実装は、単純な方法を維持することを可能にする。

本発明の別の態様は、本発明の第１の態様による少なくとも１つの火工式回路遮断器を備える自動車に関する。

本発明の他の特徴及び利点は、本発明の実施形態の詳細な説明を読むことで、より明らかとなり、本発明の実施形態の詳細な説明は、例として提供されているが、これらになんら限定されず、以下の添付の図面によって示されている。

特に、内部電気回路を形成する導電体によって横断されるハウジングと、火工式アクチュエータと、火工式アクチュエータが作動又はトリガされると内部電気回路を開放するように構成された開放部材と、を備える火工式回路遮断器の断面図示す。 図１の回路遮断器のハウジングの詳細を示す。 図１の回路遮断器の開放部材の詳細を示す。 火工式アクチュエータが作動又はトリガされた後の図１の回路遮断器の断面の詳細を示す。 図１の回路遮断器の上面断面図を概略的に示す。

図１は、特に以下を含む回路遮断器を示す。
下側ケーシング部分１２及び上側ケーシング部分１１によって形成されるケーシング１０、
２つの接続端子２１及び２２、
２つの接続端子２１と２２とを接続し、導電体３１によって形成される内部電気回路、
移動可能であり、初期位置（図１による）と最終位置（図４による）との間で移動するときに内部電気回路の開放されるべき部分３１Ａを開放し、それにより開放後に導体３２及び３３の少なくとも２つの別個の部分（図４に見える）を形成するように構成された開放部材４０、
開放部材４０を初期位置から最終位置に移動させるように構成された火工式アクチュエータ５０、
ケーシング１０に形成された１つ以上の内壁によって画定され、被開口部３１Ａを受け入れる内部チャンバ６０（下側チャンバ６２と上側チャンバ６１を含む）、
ケーシング１０の内部に配置され、動作中にガスの温度を低下させ、したがって回路遮断器の遮断容量を増加させるように画定された冷却器７０。

図１の回路遮断器は、典型的には、自動車（例えば、電気自動車）の電力回路に組み込まれ、緊急事態が発生した場合に電力回路を遮断するために使用することができる。したがって、この回路遮断器の機能の１つは、高電流（例えば、５００アンペアを超える）が存在する場合であっても、電力回路を迅速に遮断することができることである。この回路遮断器の別の機能は、内部電気回路が開放された後に接続端子２１と２２との間の良好な絶縁抵抗を保証することである。

開放機能に対処するために、火工式アクチュエータ５０（典型的には電気火工式点火器）がトリガされ、火工式アクチュエータ５０と開放部材４０との間の空間に高圧が生成され、開放部材４０を図１の上部に向かって押して、図示された初期位置から図４の最終位置に移動させる。

この移動の間、開放部材４０は、電気導体の開放されるべき部分３１Ａに接触し、その結果、機械的せん断により電気導体３１を切断して内部電気回路を開放する。しかしながら、最初は別個であり、互いに接触している２つの素線（ｓｔｒａｎｄ）のうちの１つを押してそれらを分離することによって代替的に開放がもたらされてもよい。

図３に示すように、開封部材４０は、溝４６によって離隔された２つの突出部４５を備え、これらの突出部４５は、開放されるべき部分３１Ａを切断するナイフを形成する。詳細には、図１に示されるように、開放されるべき部分３１Ａは、上部ハウジング部分１１のリターン１３によって支持された中央部分を備え、このリターン１３は、開放されるべき部分３１Ａの中央部分上にオーバーモールドされたバー１４と係合し、電気導体３１上にオーバーモールドされたオーバーモールド体１５と一体である。

開放部材４０が初期位置から最終位置に移動するとき、開放部材４０の突出部４５は、電気導体３１の支持されていない部分を圧迫し、電気導体３１をバー１４及びリターン１３の両側で（上部チャンバ６１に対向する開放されるべき部分３１Ａにおいて）せん断する。しかしながら、単一の突出部４５、又は２つより多い突出部４５を有することが代替的に提供されてもよく、突出部４５の数は、開放部材４０の移動中に導電体３１に形成される破断の数を規定する。

図４に示すように、導電体３１のせん断は以下を形成する。
内部チャンバ６０内（特に上部チャンバ６１内）に内側端部３４をそれぞれ有する２つの別個の側方部分３２、及び
バー１４と係合したままである中央部分３３。

さらに、開放のまさに開始時に、内側端部３４が依然として中央部分３３の近傍にあるとき、電気アークが、図４に点線で示されるアーク経路ＴＡにおいて、各内側端部３４と中央部分３３との間に（電流が導電体３１を通過するか否かに応じて）形成され得る。初期位置から最終位置への移動中に、開放部材４０は、各個別の側方部分３２を押して曲げ、その結果、動作の終了時に電気アークの消弧及び内部電気回路の迅速な遮断又は開放を保証するのに十分な自由距離を呈するために、アーク経路ＴＡが「引っ張られる」又は「長くなる」。

図２及び図３は、開放部材４０のハウジング１０内への取り付けを示しており、特に、ガイドユニットが、オーバーモールド体１５において、開放部材４０とハウジング１０との間に設けられている。実際、開放部材４０（図３）には、ガイド突起を形成する側方突出部４３が設けられ、オーバーモールド本体１５には、上側チャンバ６１の側壁６１１（図２で見ることができる）に形成されたガイド溝を形成する側方溝６１３が設けられている。

したがって、開放部材４０は、ハウジング１０に対して摺動接続又は並進接続で取り付けられ、その移動中に初期位置から最終位置に摺動し、それにより、再現可能な制御された最終動作、及び動作終了時に十分な自由距離を有し、迅速な開放及びアーク消弧を保証する位置が提供される。

しかしながら、火工式アクチュエータ５０の動作は、内部チャンバ６０内に放出され、典型的には内部チャンバ６０の壁、特に壁６１１、側方突出部４３及び側方溝６１３を覆う又はそれらの上で凝縮する多数の高温粒子及びガスを発生させる可能性がある。そのような堆積物は、導電性又はわずかに導電性の層を形成する可能性があり、電気導体３１の開放後の絶縁抵抗が影響を受ける可能性がある。

さらに、電気アークは、開放部材４０及び／又はハウジング１０（特にリターン１３又はバー１４）の材料をアブレーションによって除去する可能性があり、これはガス又は粒子を発生させる可能性があり、ガス又は粒子は、内部チャンバ６０の壁を覆い、かつ／又はその上に凝縮し、絶縁抵抗にも影響を及ぼす。

動作後に測定される、接続端子２１と２２との間のそのような絶縁抵抗は、回路遮断器の内部電気回路を開放後に接続端子２１と２２との間に漏洩電流がないことを保証するために高くなければならない。

そのような漏洩電流は、典型的には、内部チャンバ６０の内壁に沿って延びる、開放後の導体の別個の部分間の漏洩電流経路を通過する。

図５は、上から見た、導電体３１の上面を通過する平面における、開放後の図１の回路遮断器の概略断面図（図１の全ての詳細を示してはいない）を示す。

電気導体３１は、その結果、導体の３つの別個の部分、すなわち、２つの別個の側方部分３２及び中央部分３３に開放されている。中央部分３３は、開放部材４０の側方突出部４５によって２つの別個の側方部分３２から分離されている。

図５の詳細Ａ及び詳細Ｂは、漏洩電流が、特に、最短漏洩電流経路である別個の側方部分３２の下側角部３２Ａと中央部分３３の下側角部３３Ａとの間を、内部チャンバ６０の内壁に沿って形成された漏洩電流経路ＣＣＦに沿って進み得ることを示す。

良好な絶縁抵抗を提供する機能は、いったん導電体３１が破断された又は開放された動作後に保証される必要があることに留意されたい。典型的には、空気の抵抗率が大きすぎるため、漏洩電流はアーク経路ＴＡに沿っては確立され得ない。結果として、漏洩電流は、回路遮断器の壁、特に内部チャンバ６０の内壁又は開放部材４０の壁に沿ってのみ流れることができ、これは、好ましくは、最も低い絶縁抵抗を有する最短経路上である。

図５の詳細Ａ及びＢに示されるように、漏洩電流経路ＣＣＦは、内部チャンバ６０の壁に沿って走る又は延びる。実際には、粒子又は凝縮ガスが内部チャンバの内壁に堆積した場合であっても、接続端子間の絶縁抵抗は、３０ＭΩより大きい、好ましくは５０ＭΩより大きい、好ましくは１００ＭΩより大きい、好ましくは５００ＭΩより大きい、そして非常に優先的には１ＧΩより大きいことが意図される又は求められる。

良好な絶縁抵抗を保証するために、第１の代替形態では、難燃剤を含むプラスチック材料で形成された壁を内部チャンバ６０内に設けることが提案され得る。実際、本出願人は、特に回路遮断器の動作中に電気アークに曝される表面を形成する壁に難燃剤を添加することにより、動作後の絶縁抵抗を大幅に増加させることができることを見出した。

難燃剤を含むプラスチック材料は、典型的にはポリアミド、好ましくはポリフタルアミド（ＰＡ６Ｔ／６６など）であってもよい。強化繊維、例えばガラス繊維を４５重量％～５５重量％の割合で提供することが可能である。

難燃剤は、典型的には、以下の材料及びそれらの混合物から選択される非ハロゲン化化合物である。
－メラミンとシアヌル酸との転化生成物又は反応生成物、
－メラミン縮合生成物、
－メラミンとポリリン酸との転化生成物又は反応生成物、
－メラミンとポリリン酸との縮合生成物の転化生成物又は反応生成物
－ホスフィン酸金属塩、
－リン酸のエステル。

特に、難燃剤は、以下の化合物及びそれらの混合物から選択される非ハロゲン化化合物とする対応をしてもよい。メラミンシアヌレート、メラミンホスフェート、メラミンピロホスフェート、メラミンポリホスフェート、メレムホスフェート、メレムピロホスフェート、ジメラミンピロホスフェート、ジメラミンホスフェート、メレムポリホスフェート、ホスファフェナントレン、金属水酸化物、ホスフィン酸塩、ジホスフィン酸塩。

難燃剤を含むプラスチック材料は、２重量％～３０重量％、好ましくは５重量％～３０重量％、より優先的には８重量％～２５重量％の難燃剤を含んでもよい。

難燃剤は、少なくとも１種の相乗剤（又は耐着火性をさらに改善する相乗化合物）をさらに含むことができ、上述の少なくとも１種の相乗剤は、窒素含有化合物、窒素及びリン含有化合物、金属ホウ酸塩、金属炭酸塩、金属水酸化物、金属ヒドロキシオキシド、金属窒化物、金属酸化物、金属リン酸塩、金属硫化物、金属スズ酸塩、金属ヒドロキシスズ酸塩、ケイ酸塩、ゼオライト、塩基性ケイ酸亜鉛、ケイ酸及びそれらの組合せ、特にトリアジン誘導体、メラミン、グアニジン、グアニジン誘導体、ビウレット、トリウレット、タートラジン、グリコールウリル、アセトグアナミン、ブチログアナミン、カプリノグアナミン、ベンゾグアナミン、シアヌル酸のメラミン誘導体、イソシアヌル酸のメラミン誘導体、シアヌル酸メラミン、メラミン縮合生成物、ピロリン酸メラミン、メラミン縮合生成物のピロリン酸塩、リン酸ジメラミン、ピロリン酸ジメラミン、ポリリン酸メラミン、ジシアンジアミド、ポリリン酸アンモニウム、リン酸水素アンモニウム、リン酸二水素アンモニウム、メラミン縮合生成物のポリリン酸塩、硫酸メラミン、アラントイン、水酸化アルミニウム、合成水酸化アルミニウム、合成メタ水酸化アルミニウム、天然水酸化アルミニウム、天然メタ水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、ホウ酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸カルシウム及び炭酸マグネシウム、酸化カルシウム、硫化カルシウム、酸化鉄、ホウ酸マグネシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、窒化マグネシウム、酸化マグネシウム、硫化マグネシウム、水酸化マンガン、酸化マンガン、窒化チタン、二酸化チタン、ホウ酸亜鉛、メタホウ酸亜鉛、炭酸亜鉛、水酸化亜鉛、窒化亜鉛、酸化亜鉛、リン酸亜鉛、硫化亜鉛、スズ酸亜鉛、ヒドロキシスズ酸亜鉛、塩基性ケイ酸亜鉛、酸化スズ水和物及びそれらの組合せからなる群から選択される。

典型的には、難燃剤を含むプラスチック材料は、垂直試験片に対して実施される規格ＵＬ９４（２０１３年３月２８日第６版）に従って行われる燃焼性試験の間に１０秒後に自己消火し、粒子損失は、失われた粒子が発火しない限り許容されている、難燃剤を含むプラスチック材料である。特に、サンプルの長さは５インチ（１２７ｍｍ）であり、その幅は０．５インチ（１２．７ｍｍ）である。その厚さは、０．５インチ（１２．７ｍｍ）を超えてはならない。それは垂直位置においてその上端の１／４で固定される。外科用綿で覆われた金属メッシュをサンプルの１２インチ（３０５ｍｍ）下に置く。バーナーは、３／４インチ（１９ｍｍ）の青色炎を形成するように設定される。この火炎は、３／８インチ（９．５ｍｍ）の距離で下からプラスチックサンプルの底縁部に向けられる。それを１０秒間適用し、次いで除去する。サンプルの燃焼時間を測定する。燃焼が停止したら、火炎を１０秒間再適用する。火炎を除去したらすぐに、燃焼時間及び白熱状態時間を再度測定する。全部の試験を５つのサンプルに対して行う。

試験された材料は、以下の場合、ＵＬ９４Ｖ－０として分類される。
Ａ）５つのサンプルのいずれも、バーナー炎が除去された後１０秒を超えて燃焼しない。
Ｂ）５回の試験にわたる総燃焼時間は２５秒を超えない。
Ｃ）試験したサンプルのいずれも、炎を伴って、又は白熱状態で、保持ジョーまで燃焼しない。
Ｄ）どのサンプルからも、下に置かれた綿を発火させる可能性のある白熱滴が落下しない。
Ｅ）３０秒を超える白熱時間を有するサンプルは存在しない。

図示の例では、開放部材４０は、（ベース部分を形成する）開放本体４１を備えることができ、その上に露出面４２がオーバーモールドされ、難燃剤を含むプラスチック材料で形成される。あるいは、難燃剤を含むプラスチック材料を、ハウジング１０上又はオーバーモールドされた本体１５上など、内部チャンバ内に面する別の壁に設けることができる。

基部、すなわちここでは開放本体４１は、ポリアミド、好ましくはマトリックスを形成し、かつ０重量％～５０重量％の範囲の割合でガラス繊維を含むＰＡ６Ｔ／ＸＴなどのポリフタルアミドなどの、第２のプラスチック材料であってもよい。

例えば、様々な条件下で実施された動作試験（通電回路の遮断）の後、基準回路遮断器、及び（開放部材４０に取り付けられた露出面４２を形成するための）難燃剤を含む開放部材を有する回路遮断器の絶縁抵抗が測定された。結果を表１、２及び３に示す。
４５０Ｖ／８０００Ａ／１５μＨ／１２５℃で行った試験
４７５Ｖ／８０００Ａ／２０μＨ／＋１２５℃で行った試験
４５０Ｖ／８０００Ａ／２０μＨ／＋１２５℃で行った試験

各一連の試験において、開放後の絶縁抵抗は、内部チャンバが、電気アークに曝され、難燃剤を含む材料によって形成されている表面を含む部品の方が、難燃剤を含まない基準部品よりも著しく高いことに留意されたい。

なお、難燃剤を含有するプラスチック材料は、アーク経路ＴＡに可能な限り近接して配置されており、そのために、開放部材４０には、電気アークを案内する通路４４が設けられており、通路４４は、難燃剤を含有するプラスチック材料で直接形成されていることに留意されたい。実際には、通路４４は、開放部材４０がリターン１３に当接する最終位置にあるときでも自由空間を提供するために、難燃剤を含有するプラスチック材料に形成された小寸法（１０分の数ミリメートルの幅及び／又は深さ）の溝であり、その結果、電気アークは優先的にこの通路４４を通過し、難燃剤を含有するプラスチック材料をアブレーションによって除去するであろう。

良好な絶縁抵抗を保証するために、第２の代替形態では、シリコーンを含む第３のプラスチック材料で形成された壁を内部チャンバ６０内に設けることが提案され得る。実際に、本出願人は、特に回路遮断器の動作後に漏洩電流が流れる可能性のある壁にシリコーンを添加することにより、動作後の絶縁抵抗を大幅に高めることができることを見出した。

特に、シリコーンを含む第３のプラスチック材料は、ポリアミド型ポリマー、好ましくはＰＡ６Ｔ／ＸＴなどのポリフタルアミドを含む。詳細には、シリコーンを含む第３のプラスチック材料は、３．５重量％～６．５重量％、優先的には４．２５重量％～５．７５重量％の範囲の割合で、シリコーン及び／又はポリシロキサンを含む。

図示の例では、シリコーンを含む第３のプラスチック材料が、導電体３１のオーバーモールドのために、すなわち図１に見られるオーバーモールド体１５を製造するために使用される対応がされてもよい。実際、本明細書に示される例示的な実施形態によれば、図５を参照して上述したように、最短漏洩電流経路が位置するのは、この構成要素（オーバーモールドされた本体１５）の壁上である。しかしながら、ハウジング１０又は破壊部材４０のような、内部チャンバ６０に含まれる壁を形成する他の部品にシリコーンを加えることが可能であり得る。

本出願人は、このオーバーモールドにシリコーンを添加することにより、絶縁抵抗を増加させることができることを見出した。例えば、動作試験（通電回路の遮断）後、絶縁抵抗が、基準回路遮断器、及び１０％のシリコーンを含むオーバーモールド本体１５を有する回路遮断器について測定された。結果を表４に示す。
４５０Ｖ／８０００Ａ／２０μＨ／＋１２５℃で行った試験

開放後の絶縁抵抗は、オーバーモールド体１５が１０％のシリコーンを含む部品が、オーバーモールド体１５がシリコーンを含まない参照部品よりも著しく高いことに留意されたい。

最後に、本出願人は、２つの選択肢が追加された場合、すなわち内部チャンバ内に以下が設けられた場合、絶縁抵抗が大幅に増加することを見出した。
難燃剤を含むプラスチック材料を有する壁
シリコーンを含む第３のプラスチック材料を有する壁

実際、表３及び表４に報告された試験に関連して、本出願人はまた、難燃剤を含む内部チャンバの壁（開放部材４０の露出面４２）及びシリコーンを含む別の壁（オーバーモールド本体１５内）を有する回路遮断器も試験を行った。結果を表５に示す。
４５０Ｖ／８０００Ａ／２０μＨ／＋１２５℃で行った試験

表５の結果から、難燃剤を含む内部チャンバの壁及びシリコーンを含む別の壁を追加することによる絶縁抵抗に対する効果は、選択肢のうちの１つのみを含む部品で測定された効果の単純な加算をはるかに超えていることに留意されたい。結果として、相乗作用が観察され、この構成（難燃剤を含む内部チャンバの壁及びシリコーンを含む別の壁）は、証明された利点を有する。

当業者にとって自明である様々な修正及び／又は改善が、本発明の範囲から逸脱することなく、本明細書に記載の本発明の異なる実施形態になされてもよいことが理解されよう。

Claims (15)

1. 火工式回路遮断器であって、
   ハウジング（１０）と、
   少なくとも２つの接続端子（２１、２２）と、
   前記２つの接続端子（２１、２２）を接続し、例えば導電体（３１）によって形成された内部電気回路と、
   移動可能であり、初期位置と最終位置の間で移動するときに前記内部電気回路の開放されるべき部分を開放して、その結果、開放後に導体（３２、３３）の少なくとも２つの別個の部分を形成するように構成された開放部材（４０）と、
   前記開放部材（４０）を前記初期位置から前記最終位置に移動させるように構成された火工式アクチュエータ（５０）と、
   前記開放されるべき部分を受け入れる内部チャンバ（６０）と、を備え、
   前記内部チャンバ（６０）は、
   難燃剤を含むプラスチック材料で形成された壁によって形成された少なくとも１つの内面を備える、又は含む火工式回路遮断器。
2. 前記難燃剤を含む前記プラスチック材料は、ポリアミドなどの、好ましくはポリフタルアミド（ＰＡ６Ｔ／６６）であるポリマーである、請求項１に記載の火工式回路遮断器。
3. 前記難燃剤を含む前記プラスチック材料が、マトリックスを形成し、かつ１０重量％～７０重量％の範囲の割合、好ましくは４５重量％～５５重量％の範囲の割合で、繊維、好ましくは無機繊維、例えばガラス繊維、炭素繊維など、の充填材料を含むポリマーである、請求項１～２のいずれか一項に記載の火工式回路遮断器。
4. 前記難燃剤を含む前記プラスチック材料が、垂直試験片に対して実施される規格ＵＬ９４（２０１３年３月２８日第６版）による燃焼性試験の間に１０秒後に自己消火し、粒子損失は、失われた粒子が点火されない限り許容されている、難燃剤を含むプラスチック材料である、請求項１～３のいずれか一項に記載の火工式回路遮断器。
5. 前記難燃剤が、
   メラミンのシアヌル酸との転化生成物又は反応生成物、
   メラミン縮合生成物、
   メラミンのポリリン酸との転化生成物又は反応生成物、
   メラミンのポリリン酸との縮合生成物の転化生成物又は反応生成物、
   ホスフィン酸金属塩、
   リン酸のエステル、
   これらの材料の混合物、
   から選択される非ハロゲン化化合物である、
   請求項１～４のいずれか一項に記載の火工式回路遮断器。
6. 前記難燃剤が、以下の化合物、メラミンシアヌレート、メラミンホスフェート、メラミンピロホスフェート、メラミンポリホスフェート、メレムホスフェート、メレムピロホスフェート、ジメラミンピロホスフェート、ジメラミンホスフェート、メレムポリホスフェート、ホスファフェナントレン、金属水酸化物、ホスフィン酸塩、ジホスフィン酸塩、及びそれらの混合物、から選択される非ハロゲン化化合物である、請求項１～４のいずれか一項に記載の火工式回路遮断器。
7. 第２のプラスチック材料によって形成されたベース部分を備え、前記難燃剤を含む前記プラスチック材料が、前記ベース部分に取り付けられる、又はオーバーモールドされる、請求項１～６のいずれか一項に記載の火工式回路遮断器。
8. 前記回路遮断器が通電中の電気回路に接続されているとき、前記開放部材（４０）の前記初期位置と最終位置との間の移動中に前記導体の２つの別個の部分（３２、３３）の間に電気アークを生成するように構成され、
   前記難燃剤を含む前記プラスチック材料は、前記電気アークによるアブレーションによって除去されるように配置されている、請求項１～７のいずれか一項に記載の火工式回路遮断器。
9. 前記電気アークを前記導体の２つの別個の部分（３２、３３）の間で案内するように構成された少なくとも１つの通路（４４）を備え、
   前記難燃剤を含む前記プラスチック材料は、前記通路（４４）を少なくとも部分的に形成するように、又は画定するように配置される、請求項８に記載の火工式回路遮断器。
10. 前記内部チャンバ（６０）が、シリコーンを含む第３のプラスチック材料で形成された少なくとも１つの壁を備える、又は含む、請求項１～９のいずれか一項に記載の火工式回路遮断器。
11. 少なくとも１つの支持体を備え、シリコーンを含む前記第３のプラスチック材料が、前記支持体上にオーバーモールドされる、又は前記支持体に取り付けられる、請求項１０に記載の火工式回路遮断器。
12. シリコーンを含む前記第３のプラスチック材料で形成された前記壁が、開放後の前記導体の２つの別個の部分（３２、３３）の間の漏洩電流経路、好ましくは開放後の前記導体の２つの別個の部分（３２、３３）の間の最短漏洩電流経路を支持する、請求項１０～１１のいずれか一項に記載の火工式回路遮断器。
13. シリコーンを含む前記第３のプラスチック材料で形成された前記壁が、前記内部チャンバ（６０）の全表面積の５０％未満を覆う、請求項１０～１２のいずれか一項に記載の火工式回路遮断器。
14. シリコーンを含む前記第３のプラスチック材料が、３．５重量％～６．５重量％、優先的には４．２５重量％～５．７５重量％の範囲の割合でシリコーン及び／又はポリシロキサンを含む、請求項１０～１３のいずれか一項に記載の火工式回路遮断器。
15. 少なくとも１つの、請求項１～１４のいずれか一項に記載の回路遮断器を備える自動車。