JP5857239B2

JP5857239B2 - 高電圧用開閉装置

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Publication number: JP5857239B2
Application number: JP2011182576A
Authority: JP
Inventors: 哲也石黒
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2011-08-24
Filing date: 2011-08-24
Publication date: 2016-02-10
Anticipated expiration: 2031-08-24
Also published as: JP2013045623A

Description

本発明は、固定接点と可動接点との接離により高電圧電流を通過させ、または遮断する高電圧用開閉装置に関する。

従来、電気自動車等の車輌に搭載する蓄電池を外部電源を用いて充電するための高電圧回路には、充電時に高電圧電流を通過させ、充電停止時に高電圧電流を遮断するための高電圧用開閉装置が用いられる。また、従来、高電圧電流の遮断中に、外部から加わる振動により通電状態にならない構成にする高電圧用開閉装置が知られている（例えば、特許文献１）。

特許文献１の高電圧用開閉装置では、一対のメイン継電器は、本体に固定された固定接点と、固定接点に対して移動可能に配設された可動接点とを各々有する。そして、各メイン継電器の可動接点の可動方向が互いに垂直になるように、固定接点及び可動接点を配置する。

特開２００８−３０００９０号公報

しかしながら、特許文献１においては、外部から加わる振動は多種多様であるため、高電圧電流の遮断時に、各可動接点の可動方向に対して斜め方向に振動が加わった場合には、一対のメイン継電器の双方の固定接点と可動接点とが接続状態になり、高電圧回路に高電圧電流が流れてしまうという問題がある。

本発明の目的は、高電圧電流の遮断時に、外部から加わる振動により固定接点と可動接点とが接続して高電圧電流が流れてしまうことを確実に防ぐことができる高電圧用開閉装置を提供することである。

本発明の高電圧用開閉装置は、固定接点と可動接点との接離により高電圧電流を通過させ、または遮断する高電圧用開閉装置であって、筐体と、前記筐体に固定される第１の固定接点と、前記筐体に固定される第２の固定接点と、前記第１の固定接点に対向して配置される第１の可動接点及び前記第２の固定接点に対向して配置される第２の可動接点並びに前記第１の可動接点と前記第２の可動接点を連結する連結部を有し、前記第１の固定接点に接する際の前記第１の可動接点の可動方向と、前記第２の固定接点に接する際の前記第２の可動接点の可動方向とが反対方向である可動接片と、前記連結部を移動可能に保持するガイド部と、前記筐体と前記可動接片との間に配置され、高電圧電流の遮断時において、前記第１の可動接点と前記第１の固定接点とが接しない状態、及び前記第２の可動接点と前記第２の固定接点とが接しない状態で前記可動接片を前記筐体に保持するとともに、自身が弾性変形することにより前記可動接片を移動可能にする第１の弾性部材と、を具備する構成を採る。

本発明によれば、高電圧電流の遮断時に、外部から加わる振動により固定接点と可動接点とが接続して高電圧電流が流れてしまうことを確実に防ぐことができる。

本発明の実施の形態１における充電システムの構成を示すブロック図本発明の実施の形態１における高電圧電流遮断時において振動を受けていない場合の高電圧用開閉装置の構成を示す図本発明の実施の形態１における高電圧電流通過時の高電圧用開閉装置を示す図本発明の実施の形態１における高電圧電流遮断時において振動を受けている場合の高電圧用開閉装置を示す図本発明の実施の形態２における高電圧電流遮断時において振動を受けていない場合の高電圧用開閉装置を示す図本発明の実施の形態２における高電圧電流通過時の高電圧用開閉装置を示す図本発明の実施の形態２における高電圧電流遮断時において振動を受けている場合の高電圧用開閉装置を示す図本発明の実施の形態３における充電システムの構成を示すブロック図本発明の実施の形態３における高電圧電流遮断時において振動を受けていない場合の高電圧用開閉装置を示す図本発明の実施の形態３における高電圧電流通過時の高電圧用開閉装置を示す図本発明の実施の形態３における高電圧電流遮断時において振動を受けている場合の高電圧用開閉装置を示す図本発明の実施の形態４における高電圧電流遮断時において振動を受けていない場合の高電圧用開閉装置を示す図本発明の実施の形態４における高電圧電流通過時の高電圧用開閉装置を示す図本発明の実施の形態４における高電圧電流遮断時において振動を受けている場合の高電圧用開閉装置を示す図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
＜充電システムの構成＞
図１は、本発明の実施の形態１における充電システム１００の構成を示す図である。

充電システム１００は、外部電源１０１及び車輌１０２を有する。

外部電源１０１は、充電用プラグ１１１を有し、車輌１０２に搭載されている蓄電池１５４を充電するための電源である。外部電源１０１は、例えば町中の充電スタンドに設置される。

車輌１０２は、充電用ソケット１５１、リレー制御部１５２、高電圧用開閉装置１５３及び蓄電池１５４を有し、蓄電池１５４を動力源として走行する。車輌１０２は、例えば電気自動車である。

充電用プラグ１１１は、充電する際に、充電用ソケット１５１と接続する。これにより、外部電源１０１からの電力を蓄電池１５４に供給することができる。

充電用ソケット１５１は、外部電源１０１との接続部であり、充電する際に、充電用プラグ１１１と接続する。

リレー制御部１５２は、高電圧用開閉装置１５３の開閉を制御する。

高電圧用開閉装置１５３は、充電ソケット１５１と蓄電池１５４のプラス側とを接続する信号線に直列に挿入されるスイッチ１５３ａと、充電ソケット１５１と蓄電池１５４のマイナス側とを接続する信号線に直列に挿入されるスイッチ１５３ｂとを有する。高電圧用開閉装置１５３は、リレー制御部１５２の制御に従ってスイッチ１５３ａ及びスイッチ１５３ｂを開閉することにより、高電圧電流を遮断し、または通過させる。なお、高電圧用開閉装置１５３の構成の詳細については後述する。

蓄電池１５４は、外部電源１０１から高電圧用開閉装置１５３を介して供給される電力を蓄積する。

＜高電圧用開閉装置の構成＞
図２は、高電圧電流遮断時において振動を受けていない場合の高電圧用開閉装置１５３を示す図である。図３は、高電圧電流通過時の高電圧用開閉装置１５３を示す図である。図４は、高電圧電流遮断時において振動を受けている場合の高電圧用開閉装置１５３を示す図である。なお、図２〜図４において、同一構成である部分には同一符号を付している。

高電圧用開閉装置１５３は、筐体２０１と、第１の固定接点２０２と、第２の固定接点２０３と、第１の接続部２０４と、第２の接続部２０５と、第１の可動接点２０６と、第２の可動接点２０７と、連結部２０８と、ガイド部２０９と、第１の弾性部材２１０ａ、２１０ｂと、第２の弾性部材２１１ａ、２１１ｂと、電磁石２１２とを有する。第１の可動接点２０６と、第２の可動接点２０７と、連結部２０８とは可動接片２５０を構成する。第１の固定接点２０２と第１の可動接点２０６とは、スイッチ１５３ａ（図１参照）を構成する。第２の固定接点２０３と第２の可動接点２０７とは、スイッチ１５３ｂ（図１参照）を構成する。

筐体２０１は、絶縁性を有する材料により形成されている。筐体２０１は、第１の固定接点２０２と、第２の固定接点２０３とを、側面２０１ａにおいて固定する。筐体２０１は、接続部２０４と、接続部２０５とを、側面２０１ａに対向する側面２０１ｂにおいて固定する。筐体２０１は、第１の弾性部材２１０ａ、２１０ｂと、第２の弾性部材２１１ａ、２１１ｂと、電磁石２１２と、可動接片２５０とを収納する。筐体２０１には、ガイド部２０９が一体に形成されている。

第１の固定接点２０２は、導電性を有する材料により形成されているとともに板状であり、第１の可動接点２０６と第２の固定接点２０３との間において、第１の可動接点２０６及び第２の固定接点２０３に対向して配置されている。第１の固定接点２０２は、長手方向において第１の可動接点２０６に対向している端部と反対側の端部が充電用ソケット１５１（図２において省略）と電気的に接続している。

第２の固定接点２０３は、導電性を有する材料により形成されているとともに板状であり、第１の固定接点２０２と第２の可動接点２０７との間において、第１の固定接点２０２及び第２の可動接点２０７に対向して配置されている。第２の固定接点２０３は、長手方向において第２の可動接点２０７に対向している端部と反対側の端部が充電用ソケット１５１（図２において省略）と電気的に接続している。

第１の接続部２０４は、第１の可動接点２０６と電気的に接続している。第１の接続部２０４は、長手方向において第１の可動接点２０６に対向している端部と反対側の端部が蓄電池１５４（図２において省略）と電気的に接続している。

第２の接続部２０５は、第２の可動接点２０７と電気的に接続している。第２の接続部２０５は、長手方向において第２の可動接点２０７に対向している端部と反対側の端部が蓄電池１５４（図２において省略）と電気的に接続している。

第１の可動接点２０６は、導電性を有する材料により形成されているとともに、板状であり、第１の固定接点２０２に対向して配置されている。第１の可動接点２０６は、電磁石２１２からの磁力により第２の弾性部材２１１ａの弾性力に抗して第１の固定接点２０２と接し、電磁石２１２からの磁力が無い場合には第１の固定接点２０２から離れる。第１の可動接点２０６は、長手方向において第１の固定接点２０２と接する端部と反対側の端部が連結部２０８と接続する。第１の可動接点２０６は、一方の平板面の長手方向の中央部分が第１の弾性部材２１０ａと当接しているとともに、第１の弾性部材２１０ａが当接している平板面と反対側の平板面の長手方向の中央部分が第２の弾性部材２１１ａと当接している。第１の可動接点２０６は、第１の接続部２０４と電気的に接続する。

第２の可動接点２０７は、導電性を有する材料により形成されているとともに、板状であり、第２の固定接点２０３に対向して配置されている。第２の可動接点２０７は、電磁石２１２からの磁力により第２の弾性部材２１１ｂの弾性力に抗して第２の固定接点２０３と接し、電磁石２１２からの磁力が無い場合には第２の固定接点２０３から離れる。第２の可動接点２０７は、長手方向において第２の固定接点２０３と接する端部と反対側の端部が連結部２０８と接続する。第２の可動接点２０７は、一方の平板面の長手方向の中央部分が第１の弾性部材２１０ｂと当接しているとともに、第１の弾性部材２１０ｂが当接している平板面と反対側の平板面の長手方向の中央部分が第２の弾性部材２１１ｂと当接している。第２の可動接点２０７は、第２の接続部２０５と電気的に接続する。第２の可動接点２０７が第２の固定接点２０３と接する際の第２の可動接点２０７の可動方向は、第１の可動接点２０６が第１の固定接点２０２と接する際の第１の可動接点２０６の可動方向に対して反対方向である。即ち、第２の可動接点２０７が第２の固定接点２０３と接する際の第２の可動接点２０７の可動方向は、第１の可動接点２０６が第１の固定接点２０２と接する際の第１の可動接点２０６の可動方向を１８０度反転させた方向である。

連結部２０８は、絶縁性を有する材料により形成されており、第１の可動接点２０６と第２の可動接点２０７とを互いに平行になるように連結する。連結部２０８は、ガイド部２０９にスライド自在に保持されており、可動接片２５０が筐体２０１内を移動する際にガイド部２０９内をスライドする。

ガイド部２０９は、筐体２０１と一体に設けられており、連結部２０８と係合して連結部２０８をスライド自在に保持する。

第１の弾性部材２１０ａは、コイルバネであり、筐体２０１と第１の可動接点２０６との間に設けられている。第１の弾性部材２１０ａは、第１の弾性部材２１０ｂと協働して、可動接片２５０、第２の弾性部材２１１ａ及び第２の弾性部材２１１ｂを筐体２０１内の所定位置に保持する。そして、第１の弾性部材２１０ａは、自身が弾性変形することにより、可動接片２５０、第２の弾性部材２１１ａ及び第２の弾性部材２１１ｂを一体に移動可能にする。第１の弾性部材２１０ａは、第２の弾性部材２１１ａ、２１１ｂの弾性力よりも小さい弾性力を有する。

第１の弾性部材２１０ｂは、コイルバネであり、筐体２０１と第２の可動接点２０７との間に設けられている。第１の弾性部材２１０ｂは、第１の弾性部材２１０ａと協働して可動接片２５０、第２の弾性部材２１１ａ及び第２の弾性部材２１１ｂを筐体２０１内の所定位置に保持する。そして、第１の弾性部材２１０ｂは、自身が弾性変形することにより、可動接片２５０、第２の弾性部材２１１ａ及び第２の弾性部材２１１ｂを一体に移動可能にする。第１の弾性部材２１０ｂは、第２の弾性部材２１１ａ、２１１ｂの弾性力よりも小さい弾性力を有する。

第２の弾性部材２１１ａは、コイルバネであり、第１の可動接点２０６と電磁石２１２との間に配置されている。第２の弾性部材２１１ａは、図３に示すように、電磁石２１２からの磁力により第１の可動接点２０６と第１の固定接点２０２とが接する際に弾性変形する。この際、第２の弾性部材２１１ａは、第１の可動接点２０６と第１の固定接点２０２とが接した状態から、第１の可動接点２０６と第１の固定接点２０２とが離れた状態になるように第１の可動接点２０６を付勢する付勢力を、第１の可動接点２０６に付与する。

第２の弾性部材２１１ｂは、コイルバネであり、第２の可動接点２０７と電磁石２１２との間に配置されている。第２の弾性部材２１１ｂは、図３に示すように、電磁石２１２からの磁力により第２の可動接点２０７と第２の固定接点２０３とが接する際に弾性変形する。この際、第２の弾性部材２１１ｂは、第２の可動接点２０７と第２の固定接点２０３とが接した状態から、第２の可動接点２０７と第２の固定接点２０３とが離れた状態になるように第２の可動接点２０７を付勢する付勢力を、第２の可動接点２０７に付与する。

電磁石２１２は、磁力を発生し、第２の弾性部材２１１ａの弾性力または第２の弾性部材２１１ｂの弾性力に抗して、第１の可動接点２０６を第１の固定接点２０２と接する方向に可動させ、第２の可動接点２０７を第２の固定接点２０３と接する方向に可動させる。

＜高電圧用開閉装置の動作＞
高電圧用開閉装置１５３では、充電停止中の高電圧電流の遮断時において、図２に示すように、第１の固定接点２０２と第１の可動接点２０６とが離れているとともに、第２の固定接点２０３と第２の可動接点２０７とが離れている。これにより、高電圧用開閉装置１５３は、高電圧電流を遮断することができる。

また、高電圧用開閉装置１５３では、充電時の高電圧電流の通過時において、図３に示すように、電磁石２１２からの磁力により、第１の固定接点２０２と第１の可動接点２０６とが接するとともに、第２の固定接点２０３と第２の可動接点２０７とが接する。これにより、高電圧用開閉装置１５３は、外部電源１０１からのプラス電位の電流を、第１の固定接点２０２、第１の可動接点２０６及び第１の接続部２０４を経由して蓄電池１５４に流すことができる。また、高電圧用開閉装置１５３は、蓄電池１５４からのマイナス電位の電流を、第２の接続部２０５、第２の可動接点２０７及び第２の固定接点２０３を経由して外部電源１０１に流すことができる。

また、高電圧用開閉装置１５３では、高電圧電流の遮断時に例えば図４のＤ１方向に振動を受けた場合において、図４に示すように、第１の弾性部材２１０ａ及び第１の弾性部材２１０ｂが弾性変形することにより、可動接片２５０、第２の弾性部材２１１ａ及び第２の弾性部材２１１ｂがＤ１方向に一体に移動する。これにより、第２の固定接点２０３と第２の可動接点２０７とが一時的に接する。一方、第１の可動接点２０６は、第１の固定接点２０２から離れる方向に移動するため、第１の固定接点２０２とは接しない。

また、高電圧用開閉装置１５３では、高電圧電流の遮断時に例えば図４のＤ２方向に振動を受けた場合において、第１の弾性部材２１０ａ及び第１の弾性部材２１０ｂが弾性変形することにより、可動接片２５０、第２の弾性部材２１１ａ及び第２の弾性部材２１１ｂがＤ２方向に一体に移動する。これにより、第２の固定接点２０３と第２の可動接点２０７とが一時的に接する。一方、第１の可動接点２０６は、第１の固定接点２０２から離れる方向に移動するため、第１の固定接点２０２とは接しない。従って、高電圧用開閉装置１５３では、高電圧電流の遮断時において、何れの方向に振動を受けた場合であっても高電圧電流を確実に遮断することができる。

＜本実施の形態の効果＞
本実施の形態によれば、第１の固定接点と接する際の第１の可動接点の可動方向と、第２の固定接点と接する際の第２の可動接点の可動方向とを互いに反対方向にすることにより、高電圧電流の遮断時に、外部から加わる振動により固定接点と可動接点とが接続して高電圧電流が流れてしまうことを確実に防ぐことができる。

また、本実施の形態では、第１の弾性部材は第２の弾性部材の弾性力よりも小さい弾性力を有することにより、外部から振動が加わった際に、第２の弾性部材における弾性変形よりも先に第１の弾性部材が弾性変形するので、第１の可動接点及び第２の可動接点が可動する前に、振動を受けた方向に可動接片全体が移動する。これにより、本実施の形態によれば、第１の可動接点及び第２の可動接点を復帰させるために弾性部材を用いる場合であっても、外部から加わる振動により固定接点と可動接点とが接続して高電圧電流が流れてしまうことを確実に防ぐことができる。

また、本実施の形態によれば、第１の可動接点と第２の可動接点とを電気的に絶縁することにより、異なる経路に挿入される２つのスイッチを１つの高電圧用開閉装置に設けることができる。

（実施の形態２）
本実施の形態では、第１の可動接点と第２の可動接点とを連結する連結部と、筐体との間に第１の弾性部材を１つ設けることを特徴とする。

なお、本実施の形態における充電システムは、高電圧用開閉装置１５３の代わりに高電圧用開閉装置５００を設ける以外は図１と同一構成であるので、その説明を省略する。

＜高電圧用開閉装置の構成＞
図５は、高電圧電流遮断時において振動を受けていない場合の高電圧用開閉装置５００を示す図である。図６は、高電圧電流通過時の高電圧用開閉装置５００を示す図である。図７は、高電圧電流遮断時において振動を受けている場合の高電圧用開閉装置５００を示す図である。

図５〜図７に示す高電圧用開閉装置５００は、図２〜図４に示す実施の形態１に係る高電圧用開閉装置１５３に対して、第１の弾性部材２１０ａ、２１０ｂを除き、第１の弾性部材５０１を追加し、ガイド部２０９の代わりにガイド部５０２を有する。なお、図５〜図７において、図２〜図４と同一構成である部分には同一の符号を付してその説明を省略する。また、図５〜図７において、同一構成である部分には同一符号を付している。

高電圧用開閉装置５００は、筐体２０１と、第１の固定接点２０２と、第２の固定接点２０３と、第１の接続部２０４と、第２の接続部２０５と、第１の可動接点２０６と、第２の可動接点２０７と、連結部２０８と、第２の弾性部材２１１ａ、２１１ｂと、電磁石２１２と、第１の弾性部材５０１と、ガイド部５０２とを有する。

筐体２０１は、第２の弾性部材２１１ａ、２１１ｂと、第１の弾性部材５０１と、電磁石２１２と、可動接片２５０とを収納する。筐体２０１は、ガイド部５０２が一体に形成されている。なお、筐体２０１のその他の構成は上記の実施の形態１と同一であるので、その説明を省略する。

第１の可動接点２０６は、導電性を有する材料により形成されているとともに、板状であり、第１の固定接点２０２に対向して配置されている。第１の可動接点２０６は、電磁石２１２からの磁力により第２の弾性部材２１１ａの弾性力に抗して第１の固定接点２０２と接し、電磁石２１２からの磁力が無い場合には第１の固定接点２０２から離れる。第１の可動接点２０６は、長手方向において第１の固定接点２０２と接する端部と反対側の端部が連結部２０８と接続する。第１の可動接点２０６は、一方の平板面の長手方向の中央部分が第２の弾性部材２１１ａと当接している。第１の可動接点２０６は、第１の接続部２０４と電気的に接続する。

第２の可動接点２０７は、導電性を有する材料により形成されているとともに、板状であり、第２の固定接点２０３に対向して配置されている。第２の可動接点２０７は、電磁石２１２からの磁力により第２の弾性部材２１１ｂの弾性力に抗して第２の固定接点２０３と接し、電磁石２１２からの磁力が無い場合には第２の固定接点２０３から離れる。第２の可動接点２０７は、長手方向において第２の固定接点２０３と接する端部と反対側の端部が連結部２０８と接続する。第２の可動接点２０７は、一方の平板面の長手方向の中央部分が第２の弾性部材２１１ｂと当接している。第２の可動接点２０７は、接続部２０５と電気的に接続する。第２の可動接点２０７が第２の固定接点２０３と接する際の可動方向は、第１の可動接点２０６が第１の固定接点２０２と接する際の可動方向に対して反対方向である。

連結部２０８は、絶縁性を有する材料により形成されており、第１の可動接点２０６と第２の可動接点２０７とを互いに平行になるように連結する。連結部２０８は、ガイド部５０２にスライド自在に保持されており、可動接片２５０が筐体２０１内を移動する際にガイド部５０２内をスライドする。連結部２０８は、筐体２０１と対向する側が第１の弾性部材５０１と当接する。

第１の弾性部材５０１は、コイルバネであり、筐体２０１と連結部２０８との間に設けられている。第１の弾性部材５０１は、可動接片２５０、第２の弾性部材２１１ａ及び第２の弾性部材２１１ｂを筐体２０１内の所定位置に保持する。そして、第１の弾性部材５０１は、自身が弾性変形することにより、可動接片２５０、第２の弾性部材２１１ａ及び第２の弾性部材２１１ｂを一体に移動可能にする。第１の弾性部材５０１は、第２の弾性部材２１１ａ、２１１ｂの弾性力よりも小さい弾性力を有する。

ガイド部５０２は、筐体２０１と一体に設けられており、連結部２０８と係合して連結部２０８をスライド自在に保持する。

＜高電圧用開閉装置の動作＞
高電圧用開閉装置５００では、充電停止時の高電圧電流の遮断時において、図５に示すように、第１の固定接点２０２と第１の可動接点２０６とが離れているとともに、第２の固定接点２０３と第２の可動接点２０７とが離れている。これにより、高電圧用開閉装置５００は、高電圧電流を遮断することができる。

また、高電圧用開閉装置５００では、充電中の高電圧電流の通過時において、図６に示すように、電磁石２１２からの磁力により、第１の固定接点２０２と第１の可動接点２０６とが接するとともに、第２の固定接点２０３と第２の可動接点２０７とが接する。これにより、高電圧用開閉装置５００は、外部電源１０１からのプラス電位の電流を、第１の固定接点２０２、第１の可動接点２０６及び第１の接続部２０４を経由して蓄電池１５４に流すことができる。また、高電圧用開閉装置５００は、蓄電池１５４からのマイナス電位の電流を、第２の接続部２０５、第２の可動接点２０７及び第２の固定接点２０３を経由して外部電源１０１に流すことができる。

また、高電圧用開閉装置５００では、高電圧電流の遮断時において図７のＤ１方向に振動を受けた場合において、図７に示すように、第１の弾性部材５０１が弾性変形することにより、可動接片２５０、第２の弾性部材２１１ａ及び第２の弾性部材２１１ｂがＤ１方向に一体に移動する。これにより、第２の固定接点２０３と第２の可動接点２０７とが接する。一方、第１の可動接点２０６は、第１の固定接点２０２から離れる方向に移動するため、第１の固定接点２０２とは接しない。

また、高電圧用開閉装置５００では、高電圧電流の遮断時に例えば図４のＤ２方向に振動を受けた場合において、第１の弾性部材５０１が弾性変形することにより、可動接片２５０、第２の弾性部材２１１ａ及び第２の弾性部材２１１ｂがＤ２方向に一体に移動する。これにより、第２の固定接点２０３と第２の可動接点２０７とが接する。一方、第１の可動接点２０６は、第１の固定接点２０２から離れる方向に移動するため、第１の固定接点２０２とは接しない。従って、高電圧用開閉装置５００では、高電圧電流の遮断時において、何れの方向に振動を受けた場合であっても高電圧電流を確実に遮断することができる。

＜本実施の形態の効果＞
本実施の形態によれば、上記の実施の形態１の効果に加えて、筐体と連結部との間に第２の弾性部材を１つだけ設けることにより、実施の形態１に比べて、部品点数を少なくすることができるので、製造コストを低減することができるとともに、組み立て作業を容易にすることができる。

（実施の形態３）
本実施の形態では、充電ソケットと蓄電池のプラス側とを接続する経路、及び蓄電池のマイナス側と充電ソケットとを接続する経路の双方に高電圧用開閉装置を各々設けたことを特徴とする。

＜充電システムの構成＞
図８は、本発明の実施の形態３における充電システム８００の構成を示すブロック図である。

図８に示す充電システム８００は、図１に示す実施の形態１に係る充電システム１００に対して、高電圧用開閉装置１５３の代わりに高電圧用開閉装置８０１、８０２を有する。なお、図８において、図１と同一構成である部分には同一の符号を付してその説明を省略する。

充電システム８００は、外部電源１０１及び車輌１０２を有する。

車輌１０２は、充電用ソケット１５１、リレー制御部１５２、蓄電池１５４及び高電圧用開閉装置８０１、８０２を有し、蓄電池１５４を動力源として走行する。

リレー制御部１５２は、外部電源１０１から蓄電池１５４を充電する際に、高電圧用開閉装置８０１、８０２を制御する。

高電圧用開閉装置８０１は、充電用ソケット１５１と蓄電池１５４のプラス側とを接続する経路に直列に挿入されるスイッチ８０１ａを有する。高電圧用開閉装置８０１は、リレー制御部１５２の制御に従ってスイッチ８０１ａを開閉することにより、高電圧電流を遮断し、または通過させる。なお、高電圧用開閉装置８０１の構成の詳細については後述する。

高電圧用開閉装置８０２は、充電用ソケット１５１と蓄電池１５４のマイナス側とを接続する経路に直列に挿入されるスイッチ８０２ａを有する。高電圧用開閉装置８０２は、リレー制御部１５２の制御に従ってスイッチ８０２ａを開閉することにより、高電圧電流を遮断し、または通過させる。なお、高電圧用開閉装置８０２の構成の詳細については後述する。

＜高電圧用開閉装置の構成＞
図９は、高電圧電流遮断時において振動を受けていない場合の高電圧用開閉装置８０１を示す図である。図１０は、高電圧電流通過時の高電圧用開閉装置８０１を示す図である。図１１は、高電圧電流遮断時において振動を受けている場合の高電圧用開閉装置８０１を示す図である。

図９〜図１１に示す高電圧用開閉装置８０１は、図２〜図４に示す実施の形態１に係る高電圧用開閉装置１５３に対して、第１の接続部２０４及び第２の接続部２０５を除き、連結部２０８の代わりに連結部９０１を有する。なお、図９〜図１１において、図２〜図４と同一構成である部分には同一の符号を付してその説明を省略する。また、図９〜図１１において、同一構成である部分には同一符号を付している。また、高電圧用開閉装置８０２は、高電圧用開閉装置８０１と同一構成であるので、その説明を省略する。

高電圧用開閉装置８０１は、筐体２０１と、第１の固定接点２０２と、第２の固定接点２０３と、第１の可動接点２０６と、第２の可動接点２０７と、連結部９０１と、ガイド部２０９と、第１の弾性部材２１０ａ、２１０ｂと、第２の弾性部材２１１ａ、２１１ｂと、電磁石２１２とを有する。第１の可動接点２０６と、第２の可動接点２０７と、連結部９０１とは可動接片９５０を構成する。第１の固定接点２０２、第１の可動接点２０６、第２の可動接点２０７及び第２の固定接点２０３は、スイッチ８０１ａ（図８参照）またはスイッチオ８０２ａ（図８参照）を構成する。

筐体２０１は、絶縁性を有する材料により形成されている。筐体２０１は、第１の固定接点２０２と、第２の固定接点２０３とを、側面２０１ａにおいて固定する。筐体２０１は、第１の弾性部材２１０ａ、２１０ｂと、第２の弾性部材２１１ａ、２１１ｂと、電磁石２１２と、可動接片９５０とを収納する。筐体２０１には、ガイド部２０９が一体に形成されている。

第１の可動接点２０６は、導電性を有する材料により形成されているとともに、板状であり、第１の固定接点２０２に対向して配置されている。第１の可動接点２０６は、電磁石２１２からの磁力により第２の弾性部材２１１ａの弾性力に抗して第１の固定接点２０２と接し、電磁石２１２からの磁力が無い場合には第１の固定接点２０２から離れる。第１の可動接点２０６は、長手方向において第１の固定接点２０２と接する端部と反対側の端部が連結部９０１と電気的に接続する。第１の可動接点２０６は、一方の平板面の長手方向の中央部分が第１の弾性部材２１０ａと当接しているとともに、第１の弾性部材２１０ａが当接している平板面と反対側の平板面の長手方向の中央部分が第２の弾性部材２１１ａと当接している。

第２の可動接点２０７は、導電性を有する材料により形成されているとともに、板状であり、第２の固定接点２０３に対向して配置されている。第２の可動接点２０７は、電磁石２１２からの磁力により第２の弾性部材２１１ｂの弾性力に抗して第２の固定接点２０３と接し、電磁石２１２からの磁力が無い場合には第２の固定接点２０３から離れる。第２の可動接点２０７は、長手方向において第２の固定接点２０３と接する端部と反対側の端部が連結部９０１と電気的に接続する。第２の可動接点２０７は、一方の平板面の長手方向の中央部分が第１の弾性部材２１０ｂと当接しているとともに、第１の弾性部材２１０ｂが当接している平板面と反対側の平板面の長手方向の中央部分が第２の弾性部材２１１ｂと当接している。第２の可動接点２０７が第２の固定接点２０３と接する際の可動方向は、第１の可動接点２０６が第１の固定接点２０２と接する際の可動方向に対して反対方向である。

連結部９０１は、導電性を有する材料により形成されており、第１の可動接点２０６と第２の可動接点２０７とを互いに平行に連結する。これにより、第１の可動接点２０６と第２の可動接点２０７とは連結部９０１を介して電気的に接続する。連結部９０１は、ガイド部２０９にスライド自在に保持されており、可動接片９５０が筐体２０１内を移動する際にガイド部２０９内をスライドする。

ガイド部２０９は、筐体２０１と一体に設けられており、連結部９０１と係合して連結部９０１をスライド自在に保持する。

第１の弾性部材２１０ａは、第１の弾性部材２１０ｂと協働して筐体２０１の所定位置に可動接片９５０、第２の弾性部材２１１ａ及び第２の弾性部材２１１ｂを一体に移動自在に保持する。なお、第１の弾性部材２１０ａのその他の構成は上記の実施の形態１と同一であるので、その説明を省略する。

第１の弾性部材２１０ｂは、第１の弾性部材２１０ａと協働して筐体２０１の所定位置に可動接片９５０、第２の弾性部材２１１ａ及び第２の弾性部材２１１ｂを一体に移動自在に保持する。なお、第１の弾性部材２１０ｂのその他の構成は上記の実施の形態１と同一であるので、その説明を省略する。

＜高電圧用開閉装置の動作＞
高電圧用開閉装置８０１は、充電停止時の高電圧電流の遮断時において、図９に示すように、第１の固定接点２０２と第１の可動接点２０６とが離れているとともに、第２の固定接点２０３と第２の可動接点２０７とが離れている。これにより、高電圧用開閉装置８０１は、高電圧電流を遮断することができる。なお、高電圧用開閉装置８０２は、上記の高電圧用開閉装置８０１と同様に動作することにより、高電圧電流を遮断することができる。

また、高電圧用開閉装置８０１では、充電中の高電圧電流の通過時において、図１０に示すように、電磁石２１２からの磁力により、第１の固定接点２０２と第１の可動接点２０６とが接するとともに、第２の固定接点２０３と第２の可動接点２０７とが接する。これにより、高電圧用開閉装置８０１は、外部電源１０１からのプラス電位の電流を、第１の固定接点２０２、第１の可動接点２０６、連結部９０１、第２の可動接点２０７及び第２の固定接点２０３を経由して蓄電池１５４に流すことができる。また、高電圧用開閉装置８０２は、蓄電池１５４からのマイナス電位の電流を、第１の固定接点２０２、第１の可動接点２０６、連結部９０１、第２の可動接点２０７及び第２の固定接点２０３を経由して外部電源１０１に流すことができる。

また、高電圧用開閉装置８０１では、高電圧電流の遮断時に例えば図１１のＤ１方向に振動を受けた場合において、図１１に示すように、第１の弾性部材２１０ａ及び第１の弾性部材２１０ｂが弾性変形することにより、可動接片９５０、第２の弾性部材２１１ａ及び第２の弾性部材２１１ｂがＤ１方向に一体に移動する。これにより、第２の固定接点２０３と第２の可動接点２０７とが一時的に接する。一方、第１の可動接点２０６は、第１の固定接点２０２から離れる方向に移動するため、第１の固定接点２０２とは接しない。

また、高電圧用開閉装置８０１では、高電圧電流の遮断時に例えば図１１のＤ２方向に振動を受けた場合において、第１の弾性部材２１０ａ及び第１の弾性部材２１０ｂが弾性変形することにより、可動接片９５０、第２の弾性部材２１１ａ及び第２の弾性部材２１１ｂがＤ２方向に一体に移動する。これにより、第２の固定接点２０３と第２の可動接点２０７とが一時的に接する。一方、第１の可動接点２０６は、第１の固定接点２０２から離れる方向に移動するため、第１の固定接点２０２とは接しない。従って、高電圧用開閉装置８０１では、高電圧電流の遮断時において、何れの方向に振動を受けた場合であっても高電圧電流を確実に遮断することができる。

また、本実施の形態では、第１の可動接点と第２の可動接点とを連結する連結部を、導電性を有する部材で形成して第１の可動接点と第２の可動接点とを電気的に接続する。これにより、本実施の形態によれば、上記の実施の形態１に比べて、第１の接続部及び第２の接続部を無くすることができるので、高電圧用開閉装置を簡易な構成にすることができる。

（実施の形態４）
本実施の形態では、第１の固定接点及び第１の可動接点と、第２の固定接点及び第２の可動接点とを、連結部に対して互いに反対側に配置したことを特徴とする。

なお、本実施の形態における充電システムは、高電圧用開閉装置８０１、８０２の代わりに高電圧用開閉装置１２０１、１２０２を設ける以外は図８と同一構成であるので、その説明を省略する。

＜高電圧用開閉装置の構成＞
図１２は、高電圧電流遮断時において振動を受けていない場合の高電圧用開閉装置１２０１を示す図である。図１３は、高電圧電流通過時の高電圧用開閉装置１２０１を示す図である。図１４は、高電圧電流遮断時において振動を受けている場合の高電圧用開閉装置１２０１を示す図である。

なお、図１２〜図１４において、同一構成である部分には同一符号を付している。また、高電圧用開閉装置１２０２は、高電圧用開閉装置１２０１と同一構成であるので、その説明を省略する。

高電圧用開閉装置１２０１は、筐体１２０３と、第１の固定接点１２０４と、第２の固定接点１２０５と、第１の可動接点１２０６と、第２の可動接点１２０７と、連結部１２０８と、ガイド部１２０９と、第１の弾性部材１２１０ａ、１２１０ｂと、第２の弾性部材１２１１ａ、１２１１ｂと、電磁石１２１２、１２１３とを有する。第１の可動接点１２０６と、第２の可動接点１２０７と、連結部１２０８とは可動接片１２５０を構成する。第１の固定接点１２０４、第１の可動接点１２０６、第２の可動接点１２０７及び第２の固定接点１２０５は、スイッチ８０１ａ（図８参照）またはスイッチ８０２ａ（図８参照）を構成する。

筐体１２０３は、絶縁性を有する材料により形成されている。筐体１２０３は、第１の固定接点１２０４を側面１２０３ａにおいて固定するとともに、第２の固定接点１２０５を、側面１２０３ａに対向する側面１２０３ｂにおいて固定する。筐体１２０３は、第１の弾性部材１２１０ａ、１２１０ｂと、第２の弾性部材１２１１ａ、１２１１ｂと、電磁石１２１２、１２１３と、可動接片１２５０とを収納する。筐体１２０３には、ガイド部１２０９が一体に形成されている。

第１の固定接点１２０４は、導電性を有する材料により形成されているとともに板状であり、第１の可動接点１２０６に対向して配置されている。第１の固定接点１２０４は、長手方向において第１の可動接点１２０６に対向している端部と反対側の端部が充電ソケット１５１（図１２において省略）と電気的に接続している。

第２の固定接点１２０５は、導電性を有する材料により形成されているとともに板状であり、第２の可動接点１２０７に対向して配置されている。第２の固定接点１２０５は、長手方向において第２の可動接点１２０７に対向している端部と反対側の端部が蓄電池１５４（図１２において省略）と電気的に接続している。

第１の可動接点１２０６は、導電性を有する材料により形成されているとともに、板状であり、第１の固定接点１２０４に対向して配置されている。第１の可動接点１２０６は、電磁石１２１２からの磁力により第２の弾性部材１２１１ａの弾性力に抗して第１の固定接点１２０４と接し、電磁石１２１２からの磁力が無い場合には第１の固定接点１２０４から離れる。第１の可動接点１２０６は、長手方向において第１の固定接点１２０４と接する端部と反対側の端部が連結部１２０８と電気的に接続する。第１の可動接点１２０６は、一方の平板面の長手方向の中央部分が第１の弾性部材１２１０ａと当接しているとともに、第１の弾性部材１２１０ａが当接している平板面と反対側の平板面の長手方向の中央部分が第２の弾性部材１２１１ａと当接している。

第２の可動接点１２０７は、導電性を有する材料により形成されているとともに、板状であり、第２の固定接点１２０５に対向して配置されている。第２の可動接点１２０７は、電磁石１２１３からの磁力により第２の弾性部材１２１１ｂの弾性力に抗して第２の固定接点１２０５と接し、電磁石１２１３からの磁力が無い場合には第２の固定接点１２０５から離れる。第２の可動接点１２０７は、長手方向において第２の固定接点１２０５と接する端部と反対側の端部が連結部１２０８と電気的に接続する。第２の可動接点１２０７は、一方の平板面の長手方向の中央部分が第１の弾性部材１２１０ｂと当接しているとともに、第１の弾性部材１２１０ｂが当接している平板面と反対側の平板面の長手方向の中央部分が第２の弾性部材１２１１ｂと当接している。第２の可動接点１２０７が第２の固定接点１２０５と接する際の第２の可動接点１２０７の可動方向は、第１の可動接点１２０６が第１の固定接点１２０４と接する際の第１の可動接点１２０６の可動方向に対して反対方向である。即ち、第２の可動接点１２０７が第２の固定接点１２０５と接する際の第２の可動接点１２０７の可動方向は、第１の可動接点１２０６が第１の固定接点１２０４と接する際の第１の可動接点１２０６の可動方向を１８０度反転させた方向である。

連結部１２０８は、導電性を有する材料により形成されており、第１の可動接点１２０６と第２の可動接点１２０７とを互いに平行になるように連結する。これにより、第１の可動接点１２０６と第２の可動接点１２０７とは連結部１２０８を介して電気的に接続する。連結部１２０８は、ガイド部１２０９にスライド自在に保持されており、可動接片１２５０が筐体１２０３内を移動する際にガイド部１２０９内をスライドする。

ガイド部１２０９は、筐体１２０３と一体に設けられており、連結部１２０８と係合して連結部１２０８をスライド自在に保持する。

第１の弾性部材１２１０ａは、コイルバネであり、筐体１２０３と第１の可動接点１２０６との間に設けられている。第１の弾性部材１２１０ａは、第１の弾性部材１２１０ｂと協働して、可動接片１２５０、第２の弾性部材１２１１ａ及び第２の弾性部材１２１１ｂを筐体１２０３内の所定位置に保持する。そして、第１の弾性部材１２１０ａは、自身が弾性変形することにより、可動接片１２５０、第２の弾性部材１２１１ａ及び第２の弾性部材１２１１ｂを一体に移動可能にする。第１の弾性部材１２１０ａは、第２の弾性部材１２１１ａ、１２１１ｂの弾性力よりも小さい弾性力を有する。

第１の弾性部材１２１０ｂは、コイルバネであり、筐体１２０３と第２の可動接点１２０７との間に設けられている。第１の弾性部材１２１０ｂは、第１の弾性部材１２１０ａと協働して可動接片１２５０、第２の弾性部材１２１１ａ及び第２の弾性部材１２１１ｂを筐体１２０３内の所定位置に保持する。そして、第１の弾性部材１２１０ｂは、自身が弾性変形することにより、可動接片１２５０、第２の弾性部材１２１１ａ及び第２の弾性部材１２１１ｂを一体に移動可能にする。第１の弾性部材１２１０ｂは、第２の弾性部材１２１１ａ、１２１１ｂの弾性力よりも小さい弾性力を有する。

第２の弾性部材１２１１ａは、コイルバネであり、第１の可動接点１２０６と電磁石１２１２との間に配置されている。第２の弾性部材１２１１ａは、図１３に示すように、電磁石１２１２からの磁力により第１の可動接点１２０６と第１の固定接点１２０４とが接する際に弾性変形する。この際、第２の弾性部材１２１１ａは、第１の可動接点１２０６と第１の固定接点１２０４とが接した状態から、第１の可動接点１２０６と第１の固定接点１２０４とが離れた状態になるように第１の可動接点１２０６を付勢する付勢力を、第１の可動接点１２０６に付与する。

第２の弾性部材１２１１ｂは、コイルバネであり、第２の可動接点１２０７と電磁石１２１３との間に配置されている。第２の弾性部材１２１１ｂは、図１３に示すように、電磁石１２１３からの磁力により第２の可動接点１２０７と第２の固定接点１２０５とが接する際に弾性変形する。この際、第２の弾性部材１２１１ｂは、第２の可動接点１２０７と第２の固定接点１２０５とが接した状態から、第２の可動接点１２０７と第２の固定接点１２０５とが離れた状態になるように第２の可動接点１２０７を付勢する付勢力を、第２の可動接点１２０７に付与する。

電磁石１２１２は、磁力を発生し、第２の弾性部材１２１１ａの弾性力に抗して、第１の可動接点１２０６を第１の固定接点１２０４と接する方向に可動させる。

電磁石１２１３は、磁力を発生し、第２の弾性部材１２１１ｂの弾性力に抗して、第２の可動接点１２０７を第２の固定接点１２０５と接する方向に可動させる。

＜高電圧用開閉装置の動作＞
高電圧用開閉装置１２０１は、充電停止時の高電圧電流の遮断時において、図１２に示すように、第１の固定接点１２０４と第１の可動接点１２０６とが離れているとともに、第２の固定接点１２０５と第２の可動接点１２０７とが離れている。これにより、高電圧用開閉装置１２０１は、高電圧電流を遮断することができる。なお、高電圧用開閉装置１２０２は、上記の高電圧用開閉装置１２０１と同様に動作することにより、高電圧電流を遮断することができる。

また、高電圧用開閉装置１２０１では、充電中の高電圧電流の通過時において、図１３に示すように、電磁石１２１２からの磁力により、第１の固定接点１２０４と第１の可動接点１２０６とが接するとともに、電磁石１２１３からの磁力により、第２の固定接点１２０５と第２の可動接点１２０７とが接する。これにより、高電圧用開閉装置１２０１は、外部電源１０１からのプラス電位の電流を、第１の固定接点１２０４、第１の可動接点１２０６、連結部１２０８、第２の可動接点１２０７及び第２の固定接点１２０５を経由して蓄電池１５４に流すことができる。また、高電圧用開閉装置１２０２は、蓄電池１５４からのマイナス電位の電流を、第１の固定接点１２０４、第１の可動接点１２０６、連結部１２０８、第２の可動接点１２０７及び第２の固定接点１２０５を経由して外部電源１０１に流すことができる。

また、高電圧用開閉装置１２０１では、高電圧電流の遮断時に例えば図１４のＤ１方向に振動を受けた場合において、図１４に示すように、第１の弾性部材１２１０ａ及び第１の弾性部材１２１０ｂが弾性変形することにより、可動接片１２５０、第２の弾性部材１２１１ａ及び第２の弾性部材１２１１ｂがＤ１方向に一体に移動する。これにより、第１の固定接点１２０４と第１の可動接点１２０６とが一時的に接する。一方、第２の可動接点１２０７は、第２の固定接点１２０７から離れる方向に移動するため、第２の固定接点１２０７とは接しない。

また、高電圧用開閉装置１２０１では、高電圧電流の遮断時に例えば図１４のＤ２方向に振動を受けた場合において、第１の弾性部材１２１０ａ及び第１の弾性部材１２１０ｂが弾性変形することにより、可動接片１２５０、第２の弾性部材１２１１ａ及び第２の弾性部材１２１１ｂがＤ２方向に一体に移動する。これにより、第１の固定接点１２０４と第１の可動接点１２０６とが一時的に接する。一方、第２の可動接点１２０７は、第２の固定接点１２０７から離れる方向に移動するため、第２の固定接点１２０７とは接しない。従って、高電圧用開閉装置１２０１では、高電圧電流の遮断時において、何れの方向に振動を受けた場合であっても高電圧電流を確実に遮断することができる。

また、本実施の形態によれば、第１の固定接点と第２の固定接点とを筐体の異なる側面から外部に突出させるので、第１の固定接点及び第２の固定接点に対する外部からの配線作業を容易にすることができる。

＜全ての実施の形態に共通の変形例＞
上記の実施の形態１〜実施の形態４において、第１の弾性部材及び第２の弾性部材をコイルバネにしたが、本発明はこれに限らず、第１の弾性部材が第２の弾性部材の弾性力よりも小さい弾性力を有するようにすれば、コイルバネ以外のスポンジまたは金属板バネ等の任意の弾性力を有する部材を用いることができる。

また、上記の実施の形態１〜実施の形態４において、第１の可動接点及び第２の可動接点を復帰させるために第２の弾性部材を用いたが、本発明はこれに限らず、弾性部材以外の任意の部材を用いることができ、または、電磁石からの磁力により復帰させる等の任意の方法を用いることができる。

本発明にかかる高電圧用開閉装置は、固定接点と可動接点との接離により高電圧電流を通過させ、または遮断するのに好適である。

１５３高電圧用開閉装置
２０１筐体
２０１ａ、２０１ｂ側面
２０２第１の固定接点
２０３第２の固定接点
２０４第１の接続部
２０５第２の接続部
２０６第１の可動接点
２０７第２の可動接点
２０８連結部
２０９ガイド部
２１０ａ、２１０ｂ第１の弾性部材
２１１ａ、２１１ｂ第２の弾性部材
２１２電磁石
２５０可動接片

Claims

固定接点と可動接点との接離により高電圧電流を通過させ、または遮断する高電圧用開閉装置であって、
筐体と、
前記筐体に固定される第１の固定接点と、
前記筐体に固定される第２の固定接点と、
前記第１の固定接点に対向して配置される第１の可動接点及び前記第２の固定接点に対向して配置される第２の可動接点並びに前記第１の可動接点と前記第２の可動接点を連結する連結部を有し、前記第１の固定接点に接する際の前記第１の可動接点の可動方向と、前記第２の固定接点に接する際の前記第２の可動接点の可動方向とが反対方向である可動接片と、
前記連結部を移動可能に保持するガイド部と、
前記筐体と前記可動接片との間に配置され、高電圧電流の遮断時において、前記第１の可動接点と前記第１の固定接点とが接しない状態、及び前記第２の可動接点と前記第２の固定接点とが接しない状態で前記可動接片を前記筐体に保持するとともに、自身が弾性変形することにより前記可動接片を移動可能にする第１の弾性部材と、
を具備する高電圧用開閉装置。
前記第１の固定接点と前記第１の可動接点とが接した状態から前記第１の固定接点と前記第１の可動接点とが離れた状態になるように前記第１の可動接点を付勢する付勢力、または前記第２の固定接点と前記第２の可動接点とが接した状態から前記第２の固定接点と前記第２の可動接点とが離れた状態になるように前記第２の可動接点を付勢する付勢力を付与する第２の弾性部材をさらに具備し、
前記第１の弾性部材は、
前記第２の弾性部材の弾性力よりも小さい弾性力を有する、
請求項１記載の高電圧用開閉装置。
前記第１の弾性部材は、
前記第１の可動接点と前記筐体との間、及び前記第２の可動接点と前記筐体との間に設けられる、
請求項１記載の高電圧用開閉装置。
前記第１の弾性部材は、
前記連結部と前記筐体との間に設けられる、
請求項１記載の高電圧用開閉装置。
前記可動接片は、
前記第１の可動接点と前記第２の可動接点とが電気的に接続されている、
請求項１記載の高電圧用開閉装置。
前記可動接片は、
前記第１の可動接点と前記第２の可動接点とが電気的に絶縁されている、
請求項１記載の高電圧用開閉装置。
蓄電池と、
前記蓄電池を充電する際に、外部電源が接続される外部電源接続部と、
前記蓄電池と前記外部電源接続部とを接続する経路上に設けられる請求項１記載の高電圧用開閉装置と、
を具備する車輌。