JP6409651B2 - 導通遮断装置 - Google Patents

Description

本発明は、電気回路を構成する機器間の導通を、導電体の切断を通じて遮断する導通遮断装置に関する。

電気回路には、これを構成する機器の異常時や、同電気回路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機器間の導通を遮断する導通遮断装置が設けられる。その一態様として、電気回路を構成する機器間に、それぞれ長尺板状の被切断部を有する一対の導電体を配置し、各導電体を被切断部において切断するタイプの導通遮断装置が知られている。この導通遮断装置では、切断により、被切断部毎に、互いに離間した状態の一対の切断端が生じ、機器間の導通が遮断される。しかし、一方の被切断部の切断端と、他方の被切断部の切断端との間で電位差が生じることによりアークが発生する場合がある。

これに対しては、両被切断部を遠ざけることで、アークを減衰させようとするものが、例えば特許文献１に記載されている。この導通遮断装置では、一対の被切断部が厚み方向に対向配置され、両被切断部間の中央部に共通のガス発生器が配置されている。ガス発生器と各被切断部との間には、切断部材がそれぞれ配置されている。各切断部材には、対応する被切断部に向けて突出する刃部が設けられている。そして、ガス発生器から発生されるガスにより、一対の切断部材が互いに反対方向へ移動させられる。切断部材毎の刃部によって、対応する被切断部が切断される。

特開２００９−１７４８４６号公報

ところが、上記特許文献１に記載された導通遮断装置では、厚み方向に互いに遠ざけられた状態で配置された一対の被切断部の間に、２つの切断部材を配置している。しかも、各切断部材は、両被切断部の並べられた方向に移動する。そのため、隣り合う被切断部間で発生したアークを減衰させることが可能ではあるものの、導通遮断装置が上記方向に大型なものとなる。

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、小型化を図りつつ、隣り合う被切断部間で発生したアークを減衰させることのできる導通遮断装置を提供することにある。

上記課題を解決する導通遮断装置は、電気回路を構成する機器間に介在され、かつそれぞれの一部に長尺板状の被切断部を有するとともに、前記被切断部が幅方向に並べられた状態となるように配置された複数の導電体と、前記被切断部毎に同被切断部の厚み方向の一方に形成された消弧室と、複数の前記被切断部を挟んで複数の前記消弧室の反対側に配設されたガス発生器と、複数の前記被切断部及び前記ガス発生器の間に配設され、かつ前記被切断部と同数の刃部を備え、前記ガス発生器からのガスにより前記消弧室側へ移動させられることで、前記刃部により、対応する前記被切断部を前記消弧室で切断する単一の切断部材とを備え、前記切断により、前記被切断部毎に、互いに離間した状態の一対の切断端を生じさせ、前記機器間の導通を遮断するようにした導通遮断装置であって、隣り合う被切断部間には、電気絶縁性を有する材料により形成され、かつ一方の前記被切断部の切断端と、他方の前記被切断部の切断端との間で発生するアークを減衰させるアーク減衰部が配設されている。

上記の構成によれば、ガス発生器がガスを発生する前には、切断部材の各刃部は、対応する導電体の被切断部とガス発生器との間に位置し、対応する消弧室から離れている。そのため、いずれの被切断部も切断されず、電気回路を構成する機器間が全ての導電体を介して導通された状態となる。

これに対し、全ての導電体に通電された状態で、ガス発生器からガスが発生されると、切断部材がそのガスにより消弧室側へ移動させられる。各被切断部が切断部材の対応する刃部によって押圧され、対応する消弧室において切断される。この切断に伴い、各被切断部には、互いに離間した状態の一対の切断端が生ずる。各導電体は、両切断端間で分断された状態となり、機器間の導通が遮断される。

このとき、隣り合う被切断部のうちの一方における切断端と、他方における切断端との間でアークが発生する場合がある。しかし、上記アークは、隣り合う被切断部間に配設されたアーク減衰部により減衰させられる。そのため、アークが導通遮断装置に及ぼす影響は、アーク減衰部が設けられていないものよりも小さくなる。

ここで、単一の切断部材が消弧室側へ移動させられることで、幅方向に並べられた複数の被切断部が、同被切断部と同数の刃部によって切断される。すなわち、複数の刃部が同一方向へ移動されることで、複数の被切断部の切断が行なわれる。そのため、切断部材の移動方向における導通遮断装置の寸法は、厚み方向に対向配置された一対の被切断部間で一対の切断部材が互いに反対方向へ移動するタイプの導通遮断装置よりも小さくなる。

上記導通遮断装置において、前記アーク減衰部は、一方の前記被切断部の切断端と、他方の前記被切断部の切断端との間でアークが流れる経路を、同アーク減衰部が設けられない場合よりも長くすることで、アークを減衰させるものであることが好ましい。

ここで、アークは、そのアークが流れる経路が長くなるに従い減衰されやすい。この点、上記の構成によれば、アーク減衰部を付加することで、一方の被切断部の切断端と、他方の被切断部の切断端との間でアークが流れる経路を、同アーク減衰部が設けられない場合よりも長くすることが可能である。そして、上記経路を長くすることで、アークは、アーク減衰部が設けられない場合よりも減衰されやすい。

上記導通遮断装置において、前記アーク減衰部は、隣り合う刃部間に配置されて両刃部と一体で移動する壁部により構成され、前記アーク減衰部は、前記刃部よりも前記被切断部側へ多く突出している。

上記の構成によれば、切断部材がガス発生器からのガスの圧力を受けると、各刃部が、対応する消弧室側へ移動するとともに、それらの刃部と一体となってアーク減衰部が同方向へ移動する。各被切断部は、各刃部によって押圧され、各消弧室において切断される。この切断に伴い、各被切断部には、互いに離間した状態の一対の切断端が生ずる。各導電体は、両切断端間で分断された状態となり、機器間の導通が遮断される。また、上記アーク減衰部は、一方の被切断部の両切断端と、他方の被切断部の両切断端との間に入り込む。

アークは、一方の被切断部における切断端から、他方の被切断部における切断端に向け、電気絶縁性を有するアーク減衰部の外壁面に沿って流れようとする。ここで、アーク減衰部が刃部よりも被切断部側へ多く突出している。このことから、アークが流れる経路は、アーク減衰部が刃部よりも被切断部側へ多く突出していないものに比べて長くなって、アークが減衰される。

上記導通遮断装置において、前記アーク減衰部は、前記刃部よりも、前記被切断部の長さ方向へ多く突出している。

上記の構成によれば、切断部材がガス発生器からのガスの圧力を受けると、各刃部が、対応する消弧室側へ移動するとともに、それらの刃部と一体となってアーク減衰部が同方向へ移動する。各被切断部は、各刃部によって押圧され、各消弧室において切断される。この切断に伴い、各被切断部には、互いに離間した状態の一対の切断端が生ずる。各導電体は、両切断端間で分断された状態となり、機器間の導通が遮断される。また、上記アーク減衰部は、一方の被切断部の両切断端と、他方の被切断部の両切断端との間に入り込む。

アークは、一方の被切断部における切断端から、他方の被切断部における切断端に向け、電気絶縁性を有するアーク減衰部の外壁面に沿って流れようとする。ここで、アーク減衰部が刃部よりも被切断部の長さ方向へ多く突出している。このことから、アークが流れる経路は、アーク減衰部が刃部よりも被切断部の長さ方向へ多く突出していないものに比べて長くなって、アークが減衰される。

上記導通遮断装置において、前記アーク減衰部は、隣り合う消弧室間から突出して、隣り合う刃部間に入り込む壁部により構成されていることが好ましい。
上記の構成によれば、ガス発生器からのガスにより、切断部材が消弧室側へ移動させられるときには、壁部からなるアーク減衰部が、隣り合う刃部間に位置する。

各被切断部は、切断部材の各刃部によって押圧されると、各消弧室において切断される。この切断に伴い、各被切断部には、互いに離間した状態の一対の切断端が生ずる。各導電体は、両切断端間で分断された状態となり、機器間の導通が遮断される。

アークは、一方の被切断部における切断端から、他方の被切断部における切断端に向け、電気絶縁性を有するアーク減衰部の外壁面に沿って流れようとする。ここで、アーク減衰部が隣り合う刃部間に位置している。このことから、アークが流れる経路は、アーク減衰部が隣り合う刃部間に位置していないものに比べて長くなって、アークが減衰される。

上記導通遮断装置において、隣り合う刃部のそれぞれの前記消弧室に最も近い外壁面は、隣の刃部から離れるほど前記消弧室から遠ざかるように傾斜する傾斜面により構成されており、前記両外壁面の内側辺は、前記隣り合う被切断部の幅方向における内縁よりも内側にある。

ガス発生器からのガスにより、切断部材が消弧室側へ移動させられると、隣り合う被切断部を各刃部の傾斜面が押圧する。被切断部が傾斜面によって押圧される箇所は、切断部材の移動に伴い、隣の被切断部に近い箇所から遠い箇所に向けて変化する。これに伴い、隣り合う被切断部は、刃部の傾斜面により、隣の被切断部に近い箇所から遠い箇所に向けて切断されていく。この切断は、隣り合う被切断部が、傾斜面によって捻られながら行なわれる。そして、各被切断部のうち、隣の被切断部から最も遠い箇所が切断されることで、各被切断部が分断され、互いに離間した状態の一対の切断端が被切断部毎に生ずる。各切断端は、各刃部の傾斜面に沿って傾斜した状態となる。

この場合、隣り合う被切断部間でのアークは、一方の被切断部における切断端のうち、隣の被切断部から最も遠い箇所と、他方の被切断部における切断端のうち、隣の被切断部から最も遠い箇所との間で発生する傾向にある。そのため、アークが流れる経路は、切断端が上記のように傾斜しない場合よりも長くなって、アークがより一層減衰される。

上記導通遮断装置において、隣り合う被切断部は、同一平面上に並べられた状態で配置されており、隣り合う刃部は、前記切断部材の移動方向にずらされて配置されている。

上記の構成によれば、全ての導電体に通電された状態で、ガス発生器からガスが発生されると、そのガスにより、切断部材が消弧室側へ移動させられる。この移動に伴い、まず、消弧室に近い側の刃部のみによって一方の被切断部が押圧され、同被切断部が消弧室において切断される。上記切断に遅れて、未だ切断されていない被切断部が、消弧室から遠い側の刃部によって押圧され、同被切断部が消弧室において切断される。このように、隣り合う被切断部が異なるタイミングで、刃部によって押圧及び切断される。そのため、隣り合う被切断部が同時に切断される場合よりも小さな荷重で、両被切断部が切断される。

上記導通遮断装置によれば、小型化を図りつつ、隣り合う被切断部間で発生したアークを減衰させることができる。

第１実施形態における導通遮断装置の内部構造を示す断面図。 図１の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。 図１におけるＸ部を拡大して示す部分断面図。 図３における各導電体の被切断部が切断された状態を示す部分断面図。 第１実施形態の導通遮断装置における、切断部材と一対の被切断部との関係を示す平面図。 （ａ）は図１における６−６線断面図、（ｂ）は図６（ａ）の一部を拡大して示す部分断面図。 第１実施形態の導通遮断装置において、一対の刃部を有する切断部材と、両刃部によって切断された一対の被切断部とを示す部分斜視図。 第２実施形態の導通遮断装置を示す図であり、図６（ａ）に対応する部分断面図。 第３実施形態の導通遮断装置における切断部材の斜視図。 第３実施形態において、切断部材と一対の被切断部との関係を示す部分断面図。 導通遮断装置の変形例を示す図であり、図６（ａ）に対応する部分断面図。

（第１実施形態）
以下、導通遮断装置を具体化した第１実施形態について、図１〜図７を参照して説明する。

図２は、導通遮断装置Ｃが適用される電気回路１１を示している。電気回路１１は、これを構成する機器として蓄電池１２及び電気機器１３を備えている。この電気回路１１では、蓄電池１２から電力が供給されることによって電気機器１３が作動させられる。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とによって構成されている。

上記電気回路１１は車両１０に搭載されている。この車両１０に対し衝突による衝撃が加わった場合には、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、電気回路１１を構成する機器間、例えば、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Ｃが設けられている。車両１０には、その衝突の有無を検出する衝突センサ１７と、マイクロコンピュータを中心に構成され、かつ衝突センサ１７からの信号が入力される電子制御ユニット１８とが取付けられている。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Ｃを作動させる。この作動により、蓄電池１２から電気機器１３への電力供給が遮断される。

図１及び図５に示すように、導通遮断装置Ｃは、一対の導電体２０、ケース３０、火薬式のガス発生器４５及び切断部材５０を備えている。次に、導通遮断装置Ｃを構成する各部材について説明する。

＜一対の導電体２０＞
各導電体２０は、蓄電池１２及びコンバータ１４の間を導通させる導通経路を構成するものであり、バスバーとも呼ばれる。両導電体２０は、互いに同一の構成を有している。各導電体２０は、電気伝導率の高い金属材料によって長尺板状に形成されている。こうした金属材料としては、銅が代表的であるが、その他の材料、例えば真鍮、アルミニウム等が用いられてもよい。

各導電体２０の両端部は、外部接続部２０ａ，２０ｂを構成している。これらの外部接続部２０ａ，２０ｂは、蓄電池１２及びコンバータ１４に接続される箇所である。すなわち、各外部接続部２０ａ，２０ｂには貫通孔２１があけられている。そして、上記貫通孔２１を利用してねじ等によって、外部接続部２０ａ，２０ｂのうちの一方が、蓄電池１２に導通する端子に接続されるとともに、他方が、コンバータ１４に導通する端子に接続される。このようにして、各導電体２０が外部接続部２０ａ，２０ｂにおいて、電気回路１１の上記端子にそれぞれ接続されることにより、蓄電池１２及びコンバータ１４の間が両導電体２０を通じて導通される。

各導電体２０は、両外部接続部２０ａ，２０ｂのほかに、それらの間に被切断部２２を有している。各被切断部２２は、両外部接続部２０ａ，２０ｂ間において、それらの並設方向（図１、図５の各左右方向）へ延びている。各被切断部２２は、一定の幅を有している。なお、各被切断部２２の延びる方向、すなわち、両外部接続部２０ａ，２０ｂの並設方向を、各被切断部２２の長さ方向という場合がある。また、被切断部２２の厚み方向というときには、切断前の被切断部２２の厚み方向を指すものとする。

両導電体２０は、それらの被切断部２２が、同一の平面上において、両被切断部２２の幅方向に互いに平行に並べられた状態となるように配置されている。
＜ケース３０＞
図１及び図６（ａ），（ｂ）に示すように、ケース３０は、電気絶縁性を有し、かつ強度の高い材料、例えば樹脂材料によって形成されており、その内部には、上記一対の導電体２０を配置するための一対の配置部３１が形成されている。各導電体２０は、自身の外部接続部２０ａ，２０ｂをケース３０の外部に露出させた状態で、対応する配置部３１に配設されている。ケース３０内において、各被切断部２２の厚み方向の一方（図１では上方）には、被切断部２２毎の消弧室３２と、両被切断部２２に共通の単一の凹部３９とが形成されている。上記厚み方向であって、両被切断部２２を挟んで両消弧室３２及び凹部３９の反対側（図１の下側）には、両被切断部２２に共通の単一の可動室４１が形成されている。

各消弧室３２は、切断部材５０により各被切断部２２の切断が行なわれるとともに、切断により被切断部２２毎に生ずる一対の切断端２３，２４（図４参照）間で発生するアークを減衰させるための部屋である。各消弧室３２の奥行き（図１の紙面に直交する方向の寸法）は、対応する被切断部２２の幅よりも僅かに大きく設定されており、切断された被切断部２２が同消弧室３２内に入り込むことが可能となっている。

図３に示すように、各消弧室３２は、切断前の被切断部２２に面して開口する方形の開口部３３を有している。各開口部３３において、各被切断部２２の長さ方向における一方（図３の左方）の辺は、切断エッジ部３４を構成している。

各消弧室３２は、複数の内壁面を有している。複数の内壁面は、第１内壁面３５、第２内壁面３６、第３内壁面３７及び一対の第４内壁面３８からなる。第１内壁面３５は、切断エッジ部３４を含んだ状態で、被切断部２２に対し直交又はそれに近い状態で交差する方向へ延びている。第２内壁面３６は、第１内壁面３５に対し、被切断部２２の長さ方向へ離間した箇所に位置している。第２内壁面３６は、開口部３３から遠ざかるほど（図３の上側ほど）、第１内壁面３５との間隔が狭まるように、同第１内壁面３５に対し傾斜している。第３内壁面３７は、開口部３３から最も遠ざかった箇所に位置し、切断前の被切断部２２に対し平行又はそれに近い状態となっている。一対の第４内壁面３８は、各被切断部２２の幅方向に相対向している。

図６（ａ），（ｂ）に示すように、凹部３９は、切断部材５０の移動に伴い、後述するアーク減衰部６０が入り込むための部屋であり、両消弧室３２間に設けられている。凹部３９は、両消弧室３２に対し、被切断部２２の幅方向に連通している。凹部３９は、両被切断部２２の厚み方向に沿って延びており、その一方の端部（図６（ａ）の下端部）は可動室４１に面している。

図１に示すように、可動室４１は、両被切断部２２の厚み方向に沿って延びる筒状をなしている。可動室４１の内壁面の複数箇所には、上記厚み方向に沿って延びるガイド溝４２が形成されている。

＜ガス発生器４５＞
ガス発生器４５は、導通遮断装置Ｃの駆動源として用いられている。ガス発生器４５は、その一部を可動室４１に露出させた状態でケース３０内に配設されている。ガス発生器４５は電子制御ユニット１８に接続されており、同電子制御ユニット１８からの作動信号の入力に応じて内蔵の火薬を着火及び燃焼させてガスＧ（図４参照）を発生させる。

なお、火薬式のガス発生器４５を用いて駆動される装置には、一般に、駆動源として他の方式（電磁式等）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、低廉で、しかも動作信頼性が高いといった特徴がある。

＜切断部材５０＞
図１及び図７に示すように、切断部材５０は、可動室４１内であって両被切断部２２とガス発生器４５との間に配設されている。切断部材５０は、単一の本体部５１と、被切断部２２と同数（一対）の刃部５２と、アーク減衰部６０とを備えている。

本体部５１の外壁面の複数箇所にはガイド突部５３が設けられている。本体部５１は、ガイド突部５３において、可動室４１のガイド溝４２に対し、被切断部２２の厚み方向へ移動可能に係合されている。

各刃部５２は、各切断エッジ部３４と協働して、対応する被切断部２２を切断する部分であり、隣の刃部５２と同一の構成を有している。各刃部５２は、本体部５１において、互いに被切断部２２の幅方向へ離間した箇所から消弧室３２に向けて突出している。

図３及び図７に示すように、各刃部５２は複数の外壁面を有している。複数の外壁面は、第１外壁面５５、第２外壁面５６、第３外壁面５７及び第４外壁面５８を有している。各第１外壁面５５は、切断エッジ部３４から、同切断エッジ部３４と協働して被切断部２２を切断（剪断）するのに適した、僅かな距離Ｄ、例えば、０．５ｍｍ前後だけ離れた箇所で、切断前の被切断部２２に対し直交又はそれに近い状態で交差する方向へ延びている。各第２外壁面５６は、各第１外壁面５５に対し、各被切断部２２の長さ方向へ離間した箇所に位置している。各第２外壁面５６は、各消弧室３２の上記第２内壁面３６に対応して傾斜、すなわち、本体部５１から遠ざかるほど（図３の上側ほど）、上記第１外壁面５５との間隔が狭まるように、同第１外壁面５５に対し傾斜している。各第３外壁面５７は、各刃部５２において本体部５１から最も遠ざかった箇所に位置し、切断前の被切断部２２に対し平行又はそれに近い状態となっている。各第４外壁面５８は、各消弧室３２の第４内壁面３８に対し平行又はそれに近い状態の平面によって構成されている。一方の刃部５２の第４外壁面５８と、他方の刃部５２の第４外壁面５８とは、両被切断部２２の幅方向に相対向している。

アーク減衰部６０は、本体部５１において隣り合う刃部５２間となる箇所から被切断部２２（凹部３９）側へ突出している。アーク減衰部６０は、本体部５１及び両刃部５２に接している。アーク減衰部６０は、各被切断部２２の厚み方向については、各刃部５２の第３外壁面５７よりも被切断部２２（凹部３９）側へ多く突出している。また、アーク減衰部６０は、刃部５２よりも両被切断部２２の長さ方向における両側へ多く突出している。アーク減衰部６０は、両刃部５２とともに本体部５１に一体に形成されている。

こうした構成の切断部材５０は、上記ケース３０等と同様、電気絶縁性を有し、かつ強度の高い材料、例えば樹脂材料を用いて形成されている。
上記のようにして第１実施形態の導通遮断装置Ｃが構成されている。次に、この導通遮断装置Ｃの作用について説明する。

車両１０の衝突が衝突センサ１７によって検知されないときには、電子制御ユニット１８からガス発生器４５に対し作動信号が出力されず、同ガス発生器４５からガスＧが発生されない。図１及び図３に示すように、切断部材５０の各刃部５２は、対応する被切断部２２とガス発生器４５との間に位置し、対応する消弧室３２から後退している。そのため、いずれの被切断部２２も切断されず、蓄電池１２及びコンバータ１４の間は、全ての導電体２０を介して導通された状態となる。

これに対し、全ての導電体２０に通電されているときに、車両１０の衝突が衝突センサ１７によって検知されると、電子制御ユニット１８からガス発生器４５に作動信号が出力される。図４に示すように、この作動信号に応じ、ガス発生器４５が作動してガスＧを発生する。切断部材５０が、両消弧室３２へ向かうガスＧの圧力を受ける。切断部材５０は、ガイド突部５３が可動室４１のガイド溝４２内を移動することによって案内されながら高速で移動する。各刃部５２が、対応する消弧室３２側へ移動するとともに、アーク減衰部６０が隣り合う被切断部２２間を移動する。

この移動に伴い、両刃部５２が、対応する被切断部２２に同時又は略同時に接触し、同被切断部２２を消弧室３２側へ押圧する。
ここで、仮に、消弧室３２毎の第２内壁面３６が切断前の被切断部２２に直交する方向へ延びていて、同被切断部２２の長さ方向に対向する２つの辺がともに切断エッジ部３４とされ、各刃部５２の第２外壁面５６が切断前の被切断部２２に対し直交する方向へ延びているものとする。この場合、各刃部５２が両切断エッジ部３４に接近した箇所を移動すると、各被切断部２２が２箇所で切断される。ただし、各刃部５２が１箇所で被切断部２２を切断する場合に比べ、切断部材５０を２倍の荷重で消弧室３２側へ移動させなければならず、大きな荷重が必要となる。

この点、第１実施形態では、各第２内壁面３６が開口部３３から遠ざかるほど、第１内壁面３５との間隔が狭まるように、同第１内壁面３５に対し傾斜している。また、各第２外壁面５６が、本体部５１から遠ざかるほど、第１外壁面５５との間隔が狭まるように、同第１外壁面５５に対し傾斜している。

そのため、上記のように各刃部５２によって消弧室３２側へ押圧された各被切断部２２では、切断エッジ部３４の近傍部分に応力が集中して加わる。各被切断部２２が、各切断エッジ部３４と各刃部５２の第１外壁面５５との間で切断される。この切断により、各被切断部２２には、互いに離間した一対の切断端２３，２４が生ずる。切断後も切断部材５０の移動が続くことで、各刃部５２が、対応する消弧室３２の内奥部へ入り込む。

このように、第１実施形態では、一対の被切断部２２に共通の単一の切断部材５０が両消弧室３２側へ移動することで、各被切断部２２が、対応する刃部５２によって切断される。すなわち、一対の刃部５２が同一方向へ移動されることで、一対の被切断部２２の切断が行なわれる。

各被切断部２２における一方の切断端２３は、上記刃部５２によって押圧されないため、切断エッジ部３４の近くに位置する。これに対し、各被切断部２２のうち他方の切断端２４を含む部分は、刃部５２によって押圧され、消弧室３２内に入り込む。各被切断部２２の上記部分は、刃部５２の押圧により、同刃部５２の傾斜した第２外壁面５６と、消弧室３２の傾斜した第２内壁面３６とに沿って鈍角に折り曲げられる。これらの折り曲げに要する荷重は、切断に要する荷重よりも小さい。従って、切断部材５０を消弧室３２側へ移動させるために必要な荷重は小さくてすむ。

そして、上記他方の切断端２４は、各刃部５２の第３外壁面５７の近くに位置する。表現を変えると、各切断端２４は、各消弧室３２の第３内壁面３７と、各消弧室３２内に入り込んだ各刃部５２の第３外壁面５７との間の隙間に位置する。

ここで、各被切断部２２は、銅によって形成されている場合、延性に富む。各被切断部２２が切断時に伸びると、切断端２３，２４間の距離が短くなってアークが発生しやすい。

この点、第１実施形態では、各導電体２０は、各切断エッジ部３４と、これに対し僅かな距離Ｄだけ離れた箇所を移動する各刃部５２の第１外壁面５５とによって切断される。そのため、各切断エッジ部３４がなく、かつ各刃部５２の押圧のみにより各被切断部２２が切断される場合に比べ、各被切断部２２の伸び量が少ない。従って、両切断端２３，２４の間隔が大きくなり、アークが発生しにくい。

各被切断部２２は、両切断端２３，２４間で分断された状態となり、蓄電池１２及びコンバータ１４の間の導通が遮断される。
このとき、隣り合う被切断部２２のうちの一方における切断端２３，２４と、他方における切断端２３，２４との間で電位差が生じることによりアークが発生する、すなわち、隣り合う被切断部２２の隣り合う切断端２３，２４間に存在する気体の絶縁が破壊されて電流が流れる現象が生ずる場合がある。

上記アークは、流れる経路が長くなるに従い減衰されやすい。この点、隣り合う刃部５２間にアーク減衰部６０が付加された第１実施形態では、図５及び図６（ａ），（ｂ）に示すように、アーク減衰部６０が、一方の被切断部２２の両切断端２３，２４と、他方の被切断部２２の両切断端２３，２４との間に位置する。

アークは、一方の被切断部２２における切断端２３，２４から、他方の被切断部２２における切断端２３，２４に向け、電気絶縁性を有するアーク減衰部６０の外壁面に沿って流れようとする。アークが流れる経路としては、アーク減衰部６０の外壁面上を、両被切断部２２の厚み方向に沿って流れる経路Ｒ１と、被切断部２２の長さ方向に沿って流れる経路Ｒ２とがある。

第１実施形態では、アーク減衰部６０が両刃部５２よりも被切断部２２側（凹部３９側）へ多く突出している。そのため、上記経路Ｒ１は、アーク減衰部６０が設けられないものはもちろんのこと、アーク減衰部６０が両刃部５２よりも被切断部２２側（凹部３９側）へ多く突出していないものよりも長くなる。

また、第１実施形態では、アーク減衰部６０は、両刃部５２よりも、両被切断部２２の長さ方向へ多く突出している。そのため、上記経路Ｒ２は、アーク減衰部６０が設けられないものはもちろんのこと、アーク減衰部６０が両刃部５２よりも両被切断部２２の長さ方向へ多く突出していないものよりも長くなる。そして、上記のようにアークの流れる経路Ｒ１，Ｒ２が長くなることに伴い、アークが減衰されやすくなる。

その結果、アークが導通遮断装置Ｃに及ぼす影響は、アーク減衰部６０が設けられていないものよりも小さくなる。例えば、隣り合う被切断部２２の両切断端２３間、又は両切断端２４間がアークにより電気的に接続された状態が発生しにくくなる。各導電体２０の切断端２３，２４が、被切断部２２の幅方向に離間しているにも拘わらず、通電した状態となる現象が起こりにくくなる。また、高温のアークに晒されることが原因で、各導電体２０や周辺の樹脂製の部材が軟化したり溶融したりする現象が抑制される。

以上詳述した第１実施形態によれば、次の効果が得られる。
（１）導通遮断装置Ｃとして、それぞれ長尺板状の被切断部２２を有し、かつ被切断部２２が幅方向に並べられた状態となるように配置された一対の導電体２０と、被切断部２２毎の消弧室３２と、ガス発生器４５と、被切断部２２と同数の刃部５２を有する単一の切断部材５０とを備えるものを採用する（図１）。この導通遮断装置Ｃでは、ガス発生器４５からのガスにより、切断部材５０を両消弧室３２側へ移動させることで、一対の被切断部２２を一対の刃部５２によって切断する。これらの切断により、被切断部２２毎に、互いに離間した状態の一対の切断端２３，２４を生じさせ（図４）、蓄電池１２及び電気機器１３の間の導通を遮断する。

こうした構成の導通遮断装置Ｃにおいて、隣り合う被切断部２２間には、電気絶縁性を有する材料により形成されたアーク減衰部６０を配設している（図７）。
そのため、隣り合う被切断部２２の一方における切断端２３，２４と、他方における切断端２３，２４との間で発生するアークを、アーク減衰部６０によって減衰させることができる。また、切断部材５０の移動方向における導通遮断装置Ｃの寸法を、厚み方向に対向配置された一対の被切断部間で一対の切断部材を互いに反対方向へ移動させるタイプの導通遮断装置（特許文献１に記載されたもの）よりも小さくすることができる。

また、切断部材５０が１つですむため、導通遮断装置Ｃの部品点数を減らすことができる。
（２）アークが流れる経路が長くなるに従いアークが減衰されやすい点に着目し、隣り合う被切断部２２間にアーク減衰部６０を設け、一方の被切断部２２の切断端２３，２４と、他方の被切断部２２の切断端２３，２４との間でアークが流れる経路Ｒ１，Ｒ２を、同アーク減衰部６０が設けられない場合よりも長くしている（図５、図６（ｂ））。

そのため、アーク減衰部６０が設けられない場合よりもアークを減衰させることができる。
（３）アーク減衰部６０を、隣り合う刃部５２間に配置されて両刃部５２と一体で移動する壁部により構成する。このアーク減衰部６０を、両刃部５２よりも被切断部２２側へ多く突出させるとともに、被切断部２２の長さ方向へ多く突出させている（図５、図６（ａ），（ｂ））。

そのため、切断部材５０の移動に伴い、アーク減衰部６０を凹部３９の内奥部まで入り込ませることができる。また、アークの流れる経路Ｒ１を、アーク減衰部６０が両刃部５２よりも被切断部２２側へ多く突出していないものよりも長くすることができる。また、アークの流れる経路Ｒ２を、アーク減衰部６０が両刃部５２よりも被切断部２２の長さ方向へ多く突出していないものよりも長くすることができる。その結果、アークを減衰させる効果が得られる。

（４）アーク減衰部６０を両刃部５２及び本体部５１に接触させた状態で、これらアーク減衰部６０、両刃部５２及び本体部５１を一体に形成している（図７）。
アーク減衰部６０は、本体部５１と両刃部５２とを連結する機能を発揮する。そのため、アーク減衰部６０が設けられず、両刃部５２間が間隙によって構成される場合よりも、切断部材５０の剛性を高めることができる。

（第２実施形態）
次に、導通遮断装置を具体化した第２実施形態について、図８を参照して説明する。
両被切断部２２を切断する機能は、両刃部５２には要求されるが、アーク減衰部には要求されない。そのため、アーク減衰部は必ずしも刃部５２と一体である必要はなく、別部材によって構成されてもよい。

この観点から、第２実施形態では、アーク減衰部と凹部との位置関係が、第１実施形態とは逆になっている。詳しくは、隣り合う刃部５２間にアーク減衰部６０が設けられておらず、隣り合う刃部５２間は凹部６１によって構成されている。この凹部６１は、第１実施形態における凹部３９に相当するものであり、同凹部３９と同様の機能を発揮する。

ケース３０において、隣り合う消弧室３２（図示略）間となる箇所からは、上記凹部６１へ向けて壁部が突出しており、この壁部によってアーク減衰部４３が構成されている。各刃部５２による各被切断部２２の切断前には、このアーク減衰部４３の一部が凹部６１に入り込んでいる。

上記以外の構成は第１実施形態と同様である。そのため、第１実施形態で説明したものと同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
上記構成の第２実施形態では、切断部材５０が両消弧室３２側へ移動させられると、壁部からなるアーク減衰部４３が、隣り合う刃部５２間の凹部６１にさらに入り込む。

各被切断部２２が、対応する刃部５２によって押圧され、消弧室３２において切断される。この切断に伴い、各被切断部２２には、互いに離間した状態の一対の切断端２３，２４が生ずる。各導電体２０は、両切断端２３，２４間で分断された状態となる。また、一方の被切断部２２の両切断端２３，２４と、他方の被切断部２２の両切断端２３，２４との間に上記アーク減衰部４３が位置する。

アークは、一方の被切断部２２における切断端２３，２４から、他方の被切断部２２における切断端２３，２４に向け、電気絶縁性を有するアーク減衰部４３の外壁面に沿って流れようとする。アークが流れる経路は、アーク減衰部４３が隣り合う刃部５２間に入り込んでいないものよりも長くなる。

従って、第２実施形態によると、上記（１），（２）と同様の効果が得られるほか、上記（３）に代えて次の効果が得られる。
（５）アーク減衰部４３を、隣り合う消弧室３２間から突出して、隣り合う刃部５２間の凹部６１に入り込む壁部によって構成している。

そのため、アーク減衰部４３によって、アークの流れる経路を長くすることができ、アークを減衰させることができる。
（第３実施形態）
次に、導通遮断装置を具体化した第３実施形態について、図９及び図１０を参照して説明する。

各刃部５２の消弧室３２に最も近い外壁面が第３外壁面５７によって構成されている点については既述した通りである。第１実施形態では、各第３外壁面５７が、切断前の被切断部２２に対し平行な面によって構成された（図６（ａ））が、第３実施形態では、隣の刃部５２から離れるほど消弧室３２から遠ざかるように傾斜する傾斜面により構成されている。このことから、一方の刃部５２における第３外壁面５７と、他方の刃部５２における第３外壁面５７とでは、傾斜の方向が逆になっている。

上記以外の構成は第１実施形態と同様である。そのため、第１実施形態で説明したものと同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
上記構成の第３実施形態では、切断部材５０が両消弧室３２側へ移動させられると、各被切断部２２を、傾斜した第３外壁面５７が押圧する。切断前の被切断部２２は傾斜していないのに両第３外壁面５７が上記のように傾斜していることから、各被切断部２２が第３外壁面５７によって押圧される箇所は、切断部材５０の移動に伴い、隣の被切断部２２に近い箇所から遠い箇所に向けて変化する。これに伴い、隣り合う一対の被切断部２２は、各刃部５２の第３外壁面５７により、矢印Ｙ１，Ｙ２で示すように、隣の被切断部２２に近い箇所から遠い箇所に向けて切断されていく。表現を変えると、各被切断部２２は、幅方向においてアーク減衰部６０に近い箇所から切断を開始する。その切断は、アーク減衰部６０から遠ざかる側へ進んでいく。この切断は、隣り合う被切断部２２が、傾斜した第３外壁面５７に沿って捻られながら行なわれる。そして、両被切断部２２のうち、隣の被切断部２２から最も遠い箇所が切断されることで、各被切断部２２が分断され、互いに離間した状態の一対の切断端２３，２４が生ずる。各切断端２３，２４は、各刃部５２の傾斜した第３外壁面５７に沿って傾斜した状態となる。

この場合、隣り合う被切断部２２間でのアークは、一方（図１０の左方）の被切断部２２における切断端２３，２４のうち、隣の被切断部２２から最も遠い箇所Ａ１と、他方（図１０の右方）の被切断部２２における切断端２３，２４のうち、隣の被切断部２２から最も遠い箇所Ａ２との間で発生する。

ちなみに、切断端２３，２４が上記のように傾斜していない場合には、アークは、一方の被切断部２２における切断端２３，２４のうち、隣の被切断部２２に最も近い箇所Ｂ１と、他方の被切断部２２における切断端２３，２４のうち、隣の被切断部２２に最も近い箇所Ｂ２との間で発生する。

そのため、アークが流れる経路は、切断端２３，２４が傾斜していない場合（第１実施形態がこれに該当する）よりも、一対の被切断部２２の幅の総和分だけ長くなる。
従って、第３実施形態によると、上記（１）〜（４）に加え、次の効果が得られる。

（６）各刃部５２のうち、消弧室３２に最も近い外壁面である第３外壁面５７を、隣の刃部５２から離れるほど消弧室３２から遠ざかるように傾斜する傾斜面により構成している。

そのため、アークが流れる経路を、各第３外壁面５７が傾斜していない（切断前の被切断部２２に対し平行である）場合よりも長くして、アークをより一層減衰させることができる。

なお、上記各実施形態は、これを以下のように変更した変形例として実施することもできる。
・第３実施形態におけるように第３外壁面５７が傾斜する構成は、第２実施形態にも適用可能である。

・図１１に示すように、隣り合う被切断部２２が、同一平面上において、幅方向に並べられた状態で配置される導通遮断装置Ｃにおいて、切断部材５０における隣り合う刃部５２が、その切断部材５０の移動方向（図１１の上下方向）に沿ってずらされて配置されてもよい。

このようにすると、全ての導電体２０に通電された状態で、ガスにより、切断部材５０が消弧室３２（図示略）側へ移動させられると、まず、消弧室３２に近い側（図１１の左側）の刃部５２のみによって一方の被切断部２２が押圧され、同被切断部２２が消弧室３２において切断される。上記切断に遅れて、未だ切断されていない他方の被切断部２２が、消弧室３２から遠い側（図１１の右側）の刃部５２によって押圧され、同被切断部２２が消弧室３２において切断される。このように、隣り合う被切断部２２が異なるタイミングで押圧及び切断される。そのため、隣り合う被切断部２２が同時に切断される場合よりも小さな荷重で、両被切断部２２を切断することができる。

上記の構成は、第１実施形態にとどまらず、第２及び第３の各実施形態において採用されてもよい。また、上記の構成は、上述した第２実施形態と第３実施形態とを組合わせた実施形態において採用されてもよい。

・上記各実施形態において、アーク減衰部６０が、両刃部５２よりも被切断部２２側へ多く突出されずに、被切断部２２の長さ方向にのみ多く突出されてもよい。
これとは逆に、アーク減衰部６０が、両刃部５２よりも被切断部２２の長さ方向へ多く突出されずに、被切断部２２側にのみ多く突出されてもよい。

・アーク減衰部６０が両刃部５２よりも被切断部２２の長さ方向へ多く突出される場合、刃部５２の同方向の中央部を基準として、少なくとも切断端２３，２４に向かう側へ突出されればよい。

従って、アーク減衰部６０は、上記各実施形態のように、被切断部２２の長さ方向の両側へ両刃部５２よりも多く突出されてもよいが、刃部５２の同方向の中央部を基準として、切断端２３，２４に向かう側へのみ両刃部５２よりも多く突出されてもよい。

・第１及び第３実施形態において、アーク減衰部６０は、両刃部５２間であることを条件に、少なくとも一方の刃部５２から離れていてもよい。
・上記各実施形態では、ケース３０及び切断部材５０を形成する材料として、樹脂材料を用いることができるが、そのほかにも被切断部２２を切断し得る程度に強度の高い材料であって、かつ適度な電気絶縁性を有する材料であることを条件に、任意の材料を採用することができる。

また、上記各実施形態では、ケース３０及び切断部材５０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、切削加工により形成する手法等、任意の手法を採用することができる。

・上記導通遮断装置Ｃは、３以上の導電体２０の各被切断部２２を、単一の切断部材５０によって切断して導通を遮断するようにした導通遮断装置Ｃにも適用可能である。この場合には、被切断部２２と同数の刃部５２を有する切断部材５０が用いられる。

・上記導通遮断装置Ｃは、蓄電池１２とコンバータ１４との間に設けられるものに限らず、電気回路を構成する機器間に設けられて、それら機器間の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等を挙げることができる。

１１…電気回路、１２…蓄電池（電気回路を構成する機器）、１３…電気機器（電気回路を構成する機器）、２０…導電体、２２…被切断部、２３，２４…切断端、３２…消弧室、４３，６０…アーク減衰部、４５…ガス発生器、５０…切断部材、５２…刃部、５５…第１外壁面、５６…第２外壁面、５７…第３外壁面、５８…第４外壁面、Ｃ…導通遮断装置、Ｇ…ガス、Ｒ１，Ｒ２…経路。

Claims (10)

1. 電気回路を構成する機器間に介在され、かつそれぞれの一部に長尺板状の被切断部を有するとともに、前記被切断部が幅方向に並べられた状態となるように配置された複数の導電体と、
   前記被切断部毎に同被切断部の厚み方向の一方に形成された消弧室と、
   複数の前記被切断部を挟んで複数の前記消弧室の反対側に配設されたガス発生器と、
   複数の前記被切断部及び前記ガス発生器の間に配設され、かつ前記被切断部と同数の刃部を備え、前記ガス発生器からのガスにより前記消弧室側へ移動させられることで、前記刃部により、対応する前記被切断部を前記消弧室で切断する単一の切断部材とを備え、前記切断により、前記被切断部毎に、互いに離間した状態の一対の切断端を生じさせ、前記機器間の導通を遮断するようにした導通遮断装置であって、
   隣り合う被切断部間には、電気絶縁性を有する材料により形成され、かつ一方の前記被切断部の切断端と、他方の前記被切断部の切断端との間で発生するアークを減衰させるアーク減衰部が配設されており、
   前記アーク減衰部は、一方の前記被切断部の切断端と、他方の前記被切断部の切断端との間でアークが流れる経路を、同アーク減衰部が設けられない場合よりも長くすることで、アークを減衰させるものであり、
   前記アーク減衰部は、隣り合う刃部間に配置されて両刃部と一体で移動する壁部により構成され、
   前記アーク減衰部は、前記刃部よりも前記被切断部側へ多く突出している導通遮断装置。
2. 電気回路を構成する機器間に介在され、かつそれぞれの一部に長尺板状の被切断部を有するとともに、前記被切断部が幅方向に並べられた状態となるように配置された複数の導電体と、
   前記被切断部毎に同被切断部の厚み方向の一方に形成された消弧室と、
   複数の前記被切断部を挟んで複数の前記消弧室の反対側に配設されたガス発生器と、
   複数の前記被切断部及び前記ガス発生器の間に配設され、かつ前記被切断部と同数の刃部を備え、前記ガス発生器からのガスにより前記消弧室側へ移動させられることで、前記刃部により、対応する前記被切断部を前記消弧室で切断する単一の切断部材とを備え、前記切断により、前記被切断部毎に、互いに離間した状態の一対の切断端を生じさせ、前記機器間の導通を遮断するようにした導通遮断装置であって、
   隣り合う被切断部間には、電気絶縁性を有する材料により形成され、かつ一方の前記被切断部の切断端と、他方の前記被切断部の切断端との間で発生するアークを減衰させるアーク減衰部が配設されており、
   前記アーク減衰部は、一方の前記被切断部の切断端と、他方の前記被切断部の切断端との間でアークが流れる経路を、同アーク減衰部が設けられない場合よりも長くすることで、アークを減衰させるものであり、
   前記アーク減衰部は、前記刃部よりも、前記被切断部の長さ方向へ多く突出している導通遮断装置。
3. 電気回路を構成する機器間に介在され、かつそれぞれの一部に長尺板状の被切断部を有するとともに、前記被切断部が幅方向に並べられた状態となるように配置された複数の導電体と、
   前記被切断部毎に同被切断部の厚み方向の一方に形成された消弧室と、
   複数の前記被切断部を挟んで複数の前記消弧室の反対側に配設されたガス発生器と、
   複数の前記被切断部及び前記ガス発生器の間に配設され、かつ前記被切断部と同数の刃部を備え、前記ガス発生器からのガスにより前記消弧室側へ移動させられることで、前記刃部により、対応する前記被切断部を前記消弧室で切断する単一の切断部材とを備え、前記切断により、前記被切断部毎に、互いに離間した状態の一対の切断端を生じさせ、前記機器間の導通を遮断するようにした導通遮断装置であって、
   隣り合う被切断部間には、電気絶縁性を有する材料により形成され、かつ一方の前記被切断部の切断端と、他方の前記被切断部の切断端との間で発生するアークを減衰させるアーク減衰部が配設されており、
   隣り合う被切断部は、同一平面上に並べられた状態で配置されており、
   隣り合う刃部は、前記切断部材の移動方向にずらされて配置されている導通遮断装置。
4. 電気回路を構成する機器間に介在され、かつそれぞれの一部に長尺板状の被切断部を有するとともに、前記被切断部が幅方向に並べられた状態となるように配置された複数の導電体と、
   前記被切断部毎に同被切断部の厚み方向の一方に形成された消弧室と、
   複数の前記被切断部を挟んで複数の前記消弧室の反対側に配設されたガス発生器と、
   複数の前記被切断部及び前記ガス発生器の間に配設され、かつ前記被切断部と同数の刃部を備え、前記ガス発生器からのガスにより前記消弧室側へ移動させられることで、前記刃部により、対応する前記被切断部を前記消弧室で切断する単一の切断部材とを備え、前記切断により、前記被切断部毎に、互いに離間した状態の一対の切断端を生じさせ、前記機器間の導通を遮断するようにした導通遮断装置であって、
   隣り合う被切断部間には、電気絶縁性を有する材料により形成され、かつ一方の前記被切断部の切断端と、他方の前記被切断部の切断端との間で発生するアークを減衰させるアーク減衰部が配設されており、
   隣り合う刃部のそれぞれの前記消弧室に最も近い外壁面は、隣の刃部から離れるほど前記消弧室から遠ざかるように傾斜する傾斜面により構成されており、
   前記両外壁面の内側辺は、前記隣り合う被切断部の幅方向における内縁よりも内側にある導通遮断装置。
5. 前記アーク減衰部は、一方の前記被切断部の切断端と、他方の前記被切断部の切断端との間でアークが流れる経路を、同アーク減衰部が設けられない場合よりも長くすることで、アークを減衰させるものである請求項３又は４に記載の導通遮断装置。
6. 前記アーク減衰部は、隣り合う刃部間に配置されて両刃部と一体で移動する壁部により構成され、
   前記アーク減衰部は、前記刃部よりも前記被切断部側へ多く突出している請求項２〜４のいずれか１項に記載の導通遮断装置。
7. 前記アーク減衰部は、隣り合う刃部間に配置されて両刃部と一体で移動する壁部により構成され、
   前記アーク減衰部は、前記刃部よりも、前記被切断部の長さ方向へ多く突出している請求項１、３又は４のいずれか１項に記載の導通遮断装置。
8. 隣り合う刃部のそれぞれの前記消弧室に最も近い外壁面は、隣の刃部から離れるほど前記消弧室から遠ざかるように傾斜する傾斜面により構成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の導通遮断装置。
9. 隣り合う被切断部は、同一平面上に並べられた状態で配置されており、
   隣り合う刃部は、前記切断部材の移動方向にずらされて配置されている請求項１、２、４のいずれか１項に記載の導通遮断装置。
10. 前記アーク減衰部は、隣り合う消弧室間から突出して、隣り合う刃部間に入り込む壁部により構成されている請求項２〜６のいずれか１項に記載の導通遮断装置。