KR102574712B1

KR102574712B1 - 전기 회로 차단 장치

Info

Publication number: KR102574712B1
Application number: KR1020210018794A
Authority: KR
Inventors: 도시유키 사카이; 도모히데 후지와라
Original assignee: 주식회사 다이셀
Priority date: 2020-02-14
Filing date: 2021-02-10
Publication date: 2023-09-06
Also published as: JP2024026559A; US11373823B2; EP3866183A1; JP7413064B2; CN113270292A; CN113270292B; JP2021128894A; US20210257172A1; KR20210103966A

Abstract

작동 시에 발생한 아크를 신속하게 소호하는 것이 가능한 전기 회로 차단 장치를 제공한다.
하우징에 마련된 점화기와, 하우징 내에 형성된 통상 공간에 배치된 발사체이며, 점화기로부터 받는 에너지에 의해 통상 공간을 이동 가능하게 형성된 발사체와, 하우징에 마련됨과 함께 전기 회로의 일부를 형성하는 도체편이며, 그 일부에 발사체에 의해 절제되는 피절제부를 갖고, 당해 피절제부가 통상 공간을 가로지르도록 배치된 도체편과, 통상 공간 중, 점화기의 작동 전에 있어서 피절제부를 사이에 두고 발사체와는 반대측에 위치하며, 발사체에 의해 절제된 피절제부를 받기 위한 소호 영역과, 소호 영역에 배치된 섬유상의 쿨런트재를 구비한다.

Description

전기 회로 차단 장치{ELECTRIC CIRCUIT BREAKER DEVICE}

본 발명은 전기 회로 차단 장치에 관한 것이다.

전기 회로에는 그 전기 회로를 구성하는 기기의 이상 시나, 해당 전기 회로가 탑재된 시스템의 이상 시에 작동함으로써 해당 전기 회로에서의 도통을 긴급하게 차단하는 차단 장치가 마련되는 경우가 있다. 그의 일 양태로서, 점화기 등으로부터 부여되는 에너지에 의해 발사체를 고속으로 이동시켜, 전기 회로의 일부를 형성하는 도체편을 강제적으로 또한 물리적으로 절단하는 전기 회로 차단 장치가 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 내지 6 등을 참조). 또한 근년에는 고전압의 전원을 탑재하는 전기 자동차에 적용되는 전기 회로 차단 장치의 중요성이 점점 높아지고 있다.

일본 특허 공표 제2017-517134호 공보 일본 특허 공개 제2019-212612호 공보 일본 특허 공개 평08-279327호 공보 일본 특허 공개 제2019-29152호 공보 일본 특허 공개 제2019-36481호 공보 일본 특허 공개 제2019-53907호 공보

전기 회로 차단 장치에 있어서, 전기 회로의 일부를 형성하는 도체편을 절단하였을 때에 아크가 발생하기 쉬운 것이 실정이다. 아크가 발생해 버리면 전기 회로를 신속하게 차단할 수 없기 때문에, 전기 회로 차단 장치에 있어서는 발생한 아크를 신속하게 소호할 것이 요구된다.

본 개시의 기술은 상기한 실정에 비추어 이루어진 것이며, 그 목적은 작동 시에 발생한 아크를 신속하게 소호하는 것이 가능한 전기 회로 차단 장치를 제공하는 데 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 개시에서는 전기 회로 차단 장치의 하우징 내에 형성됨과 함께, 도체편에 있어서의 피절제부를 받기 위한 소호 영역에 섬유상의 쿨런트재를 배치하도록 하였다.

보다 상세하게는, 본 개시에 관한 전기 회로 차단 장치는 하우징에 마련된 점화기와, 상기 하우징 내에 형성된 통상 공간에 배치된 발사체이며, 상기 점화기로부터 받는 에너지에 의해 상기 통상 공간을 이동 가능하게 형성된 발사체와, 상기 하우징에 마련됨과 함께 전기 회로의 일부를 형성하는 도체편이며, 그 일부에 상기 발사체에 의해 절제되는 피절제부를 갖고, 당해 피절제부가 상기 통상 공간을 가로지르도록 배치된 도체편과, 상기 통상 공간 중, 상기 점화기의 작동 전에 있어서 상기 피절제부를 사이에 두고 상기 발사체와는 반대측에 위치하며, 상기 발사체에 의해 절제된 상기 피절제부를 받기 위한 소호 영역과, 상기 소호 영역에 배치된 섬유상의 쿨런트재를 구비한다.

여기서 상기 쿨런트재는 금속 섬유 재료에 의해 형성되어 있어도 된다. 또한 상기 쿨런트재는 스틸울에 의해 형성되어 있어도 된다.

또한 상기 소호 영역은, 상기 점화기의 작동 전에 있어서 상기 통상 공간을 가로지르도록 배치된 상기 피절제부와 인접하는 제1 소호 영역과, 상기 제1 소호 영역을 사이에 두고 상기 피절제부와는 반대측에 위치함과 함께 상기 제1 소호 영역과 연속되는 제2 소호 영역을 포함하며, 상기 제1 소호 영역의 횡단면 방향에 있어서의 폭 치수가 상기 피절제부의 횡단면 방향에 있어서의 폭 치수에 대응하고, 상기 제2 소호 영역의 횡단면적이 상기 제1 소호 영역의 횡단면적보다 커도 된다.

본 개시에 따르면, 작동 시에 발생한 아크를 신속하게 소호하는 것이 가능한 전기 회로 차단 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 차단 장치의 사시도이다.
도 2는 차단 장치의 내부 구조를 설명하는 도면이다.
도 3은 하우징의 분해도이다.
도 4는 발사체의 측면도이다.
도 5는 도체편의 평면도이다.
도 6은 차단 장치에 도체편을 설치한 상태에 있어서의 소경 공동부와 도체편의 평면적인 위치 관계를 설명하는 도면이다.
도 7은 차단 장치의 내부 구조를 설명하는 도면이다.
도 8은 차단 장치에 있어서의 점화기의 작동 후의 상태를 도시하는 도면이다.
도 9는 전기 회로 차단 시험에 사용한 시험 장치의 개략을 도시하는 도면이다.
도 10은 전기 회로 차단 시험의 결과를 나타내는 그래프이다.

이하에, 도면을 참조하여 본 개시의 실시 형태에 관한 전기 회로 차단 장치에 대해 설명한다. 또한 실시 형태에 있어서의 각 구성 및 그들의 조합 등은 일례이며, 본 개시의 주지로부터 일탈하지 않는 범위 내에서 적절하게 구성의 부가, 생략, 치환 및 그 밖의 변경이 가능하다. 본 개시는 실시 형태에 의해 한정되는 일은 없으며, 청구범위에 의해서만 한정된다.

<실시 형태 1>

도 1은 전기 회로 차단 장치(이하, 단순히 「차단 장치」라고 함)(1)의 사시도이다. 도 2는 차단 장치(1)의 높이 방향(후술하는 통상 공간(13)이 연장되는 방향)을 따른 내부 구조를 설명하는 도면이다. 차단 장치(1)는 자동차나 가정 전화 제품 등에 포함되는 전기 회로나, 당해 전기 회로의 배터리(예를 들어, 리튬 이온 배터리)를 포함하는 시스템의 이상 시에, 전기 회로를 차단함으로써 큰 피해를 미연에 방지하기 위한 장치이다. 본 명세서에 있어서는, 차단 장치(1)의 높이 방향(후술하는 통상 공간(13)이 연장되는 방향)을 따른 단면을 차단 장치(1)의 종단면이라고 하고, 종단면에 직교하는 방향의 단면을 차단 장치(1)의 횡단면이라고 한다. 또한 도 2는 차단 장치(1)의 작동 전의 상태를 도시하고 있다.

차단 장치(1)는 하우징(10), 점화기(20), 발사체(40), 도체편(50) 등을 포함하고 있다. 도 3은 하우징(10)의 분해도이다. 하우징(10)은 제1 단부(11)로부터 제2 단부(12)의 방향으로 연장되는 통상 공간(13)을 갖고 있다. 이 통상 공간(13)은 후술하는 발사체(40)가 이동 가능하도록 직선상으로 형성된 공간이다. 그리고 차단 장치(1)에 있어서의 제1 단부(11)측에는 점화기(20)가 마련되어 있다. 점화기(20)는 점화약을 포함하는 점화부(21)와, 점화부(21)에 접속된 도전 핀(23)을 포함하는 점화기 본체(22)를 갖는다. 점화기 본체(22)는 절연 수지에 의해 포위되어 있다. 또한 점화기 본체(22)에 있어서의 도전 핀(23)은 외부에 노출되어 있고, 차단 장치(1)의 사용 시에 전원과 접속된다.

하우징(10)은, 하우징 본체(100)와 당해 하우징 본체(100)의 상부에 설치된 실린더(30)를 포함한다. 즉, 하우징 본체(100) 및 실린더(30)를 포함하여 차단 장치(1)의 외각이 형성되어 있다.

도 1에 도시한 예에서, 하우징 본체(100)는 전체적으로 개략 직육면체 형상을 갖고 있으며, 상단측으로부터 상부 덮개 하우징부(110), 중앙 하우징부(120), 바닥 덮개 하우징부(130)를 갖고 있다. 단, 하우징 본체(100)의 형상은 특별히 한정되지 않는다. 또한 하우징 본체(100)는, 예를 들어 공지의 고정구를 사용하여 상부 덮개 하우징부(110)와 중앙 하우징부(120), 중앙 하우징부(120)와 바닥 덮개 하우징부(130)가 각각 고정됨으로써 일체로 되어 있다.

중앙 하우징부(120)는 합성 수지 등과 같은 절연 부재에 의해 형성되어 있다. 예를 들어, 폴리아미드 합성 수지의 일종인 나일론에 의해 중앙 하우징부(120)가 형성되어 있어도 된다. 또한 중앙 하우징부(120)는 개략 각기둥 형상을 갖고 있다.

중앙 하우징부(120)는, 중앙 하우징부(120)의 상단면(120A)으로부터 하단면(120B)에 걸쳐 공동부(121)가 상하 방향을 따라 관통 형성되어 있다. 공동부(121)는 중앙 하우징부(120)의 상단면(120A)측에 배치된 소경 공동부(121A)와, 중앙 하우징부(120)의 하단면(120B)측에 배치된 대경 공동부(121B)를 포함하고 있다. 소경 공동부(121A) 및 대경 공동부(121B)는 모두 원형 횡단면을 갖는 원기둥상의 공동부이며, 소경 공동부(121A)의 직경이 대경 공동부(121B)의 직경보다 작다. 또한, 소경 공동부(121A) 및 대경 공동부(121B)는 동축으로 배치되어 있다. 또한, 중앙 하우징부(120)에는 도체편(50)을 삽입 관통하기 위한 한 쌍의 도체편 삽입 관통부(124)가 중앙 하우징부(120)를 횡단면 방향으로 관통하도록 마련되어 있다.

본 실시 형태에 있어서의 바닥 덮개 하우징부(130)는 예를 들어 외형이 중앙 하우징부(120)에 대응하는 사각형을 갖는 평판 부재이다. 또한, 도 3에 도시한 예에 있어서, 바닥 덮개 하우징부(130)는 2층 구조로 되어 있다. 보다 구체적으로는, 바닥 덮개 하우징부(130)는 중앙 하우징부(120)측에 면하는 내장부(131)와, 외부에 면하는 외장부(132)가 일체적으로 접합된 적층 구조로 되어 있다.

바닥 덮개 하우징부(130)의 내장부(131)는 중앙 하우징부(120)와 마찬가지로 합성 수지 등과 같은 절연 부재에 의해 형성되어 있다. 내장부(131)도 중앙 하우징부(120)와 마찬가지로, 폴리아미드 합성 수지의 일종인 나일론에 의해 형성되어 있어도 된다. 또한, 바닥 덮개 하우징부(130)에 있어서의 외장부(132)는 강도, 내구성이 우수한 스테인리스, 알루미늄 등과 같은 적절한 금속제 부재에 의해 형성되어 있다. 단, 바닥 덮개 하우징부(130)의 상기 양태는 예시적인 것이다. 예를 들어, 바닥 덮개 하우징부(130)의 전체가 절연 부재에 의해 형성되어 있어도 된다.

상부 덮개 하우징부(110)는 예를 들어 외형이 중앙 하우징부(120)에 대응하는 사각형을 갖는 부재이다. 도 3에 도시한 바와 같이 상부 덮개 하우징부(110)에 있어서의 횡단면 중앙측에는, 상단(110A)으로부터 하단(110B)에 걸쳐 실린더(30)를 압입하기 위한 공동부(111)가 상하 방향을 따라 관통 형성되어 있다. 상부 덮개 하우징부(110)는 바닥 덮개 하우징부(130)에 있어서의 외장부(132)와 마찬가지로, 강도, 내구성이 우수한 스테인리스, 알루미늄 등과 같은 적절한 금속제 부재에 의해 형성되어 있다. 상부 덮개 하우징부(110)의 공동부(111)는, 상부 덮개 하우징부(110)의 상단(110A)측에 배치된 소경 공동부(111A)와, 상부 덮개 하우징부(110)의 하단(110B)측에 배치된 대경 공동부(111B)를 포함하고 있다. 소경 공동부(111A) 및 대경 공동부(111B)는 모두 원형 횡단면을 갖는 공동부이며, 소경 공동부(111A)의 직경이 대경 공동부(111B)의 직경보다 작다. 또한 상부 덮개 하우징부(110)에 있어서의 소경 공동부(111A)와 대경 공동부(111B)는 동축으로 배치되어 있다. 또한 소경 공동부(111A)와 대경 공동부(111B)의 경계부에는, 이들의 직경 차에서 기인하여 상부 덮개 하우징부(110)의 횡단면 방향을 따라 연장되는 단차면(112)이 형성되어 있다.

다음으로 실린더(30)의 상세에 대해 설명한다. 실린더(30)는 단차가 있는 원통 형상을 갖는 통 부재이며, 상단측과 하단측은 모두 개구단으로서 형성되어 있다. 실린더(30)는 상부 덮개 하우징부(110) 등과 마찬가지로, 강도, 내구성이 우수한 스테인리스, 알루미늄 등과 같은 적절한 금속제 부재에 의해 형성되어 있다.

실린더(30)에 대해 보다 상세하게 설명하면, 실린더(30)는 상단측에 배치된 소경부(31), 하단측에 배치된 대경부(32), 이들을 접속하는 단차부(33)를 포함하고 있다. 소경부(31) 및 대경부(32)는 개략 원통 형상을 갖고, 소경부(31)의 직경은 대경부(32)의 직경보다 작다. 실린더(30)에 있어서의 소경부(31) 및 대경부(32)는 상하 방향으로 신장되는 중심축이 동축으로 배치되어 있고, 단차부(33)는 실린더(30)의 횡단면 방향(직경 방향)을 따라 연장되어 있다. 또한, 부호 33A는 단차부(33)의 내벽면이다.

도 3에 도시한 부호 31A는 소경부(31)의 내주면이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 실린더(30)의 소경부(31)에는 예를 들어 내주면(31A)에 점화기(20)가 압입됨으로써, 점화기(20)가 소경부(31)에 대해 고정되어 있다. 또한 실린더(30)에 있어서의 소경부(31)의 상단측은 예를 들어 직경 방향 내측을 향해 절곡 성형되어 있고, 이에 의해 상단측 플랜지부(34)가 소경부(31)의 상단측에 형성되어 있다. 상단측 플랜지부(34)의 에지부는 원환 형상을 갖고 있고, 그 내측에 개구부(35)가 형성되어 있다.

여기서, 도 2에 도시한 바와 같이 점화기(20)에 있어서의 점화기 본체(22)는, 실린더(30)의 소경부(31)에 수용된 원기둥상의 본체부(221)와, 개구부(35)를 통해 실린더(30)(하우징(10))의 외부에 노출된 커넥터부(222)를 갖는다. 점화기(20)에 있어서의 본체부(221)는 실린더(30)의 소경부(31)에 있어서의 내주면(31A)에 압입됨으로써 내주면(31A)에 고정되어 있다. 보다 상세하게는, 점화기(20)에 있어서의 본체부(221)는 상하 방향에 있어서의 중간부의 외경이 다른 부분에 비해 한층 작게 형성되어 있고, 이 외경 차에서 기인하여 환상 오목부로서의 잘록부(223)가 형성되어 있다. 본체부(221)의 잘록부(223)에는 고무(예를 들어 실리콘 고무)나 합성 수지를 포함하는 O링(224)이 감입되어 있고, 이에 의해 실린더(30)에 있어서의 내주면(31A)과 점화기(20)에 있어서의 본체부(221) 사이의 기밀성이 높여져 있다. 또한, 점화기(20)에 있어서의 커넥터부(222)는 도 1에 도시된 바와 같이 도전 핀(23)의 측방을 덮는 원통 형상을 갖고, 전원측의 커넥터와 접속할 수 있도록 되어 있다.

다음으로, 실린더(30)의 대경부(32)의 상세에 대해 설명한다. 도 3에 도시한 부호 32A는 대경부(32)의 내주면이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 실린더(30)의 대경부(32)의 내측에는 발사체(40)의 피스톤부(410)가 내주면(32A)을 따라 접동 가능하게 배치된다. 또한 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 실린더(30)에 있어서의 대경부(32)의 하단측은 예를 들어 직경 방향 외측을 향해 절곡 성형되어 있고, 이에 의해 하단측 플랜지부(37)가 대경부(32)의 하단측에 형성되어 있다. 여기서, 실린더(30)에 있어서의 대경부(32)의 외경은 상부 덮개 하우징부(110)에 있어서의 소경 공동부(111A)의 직경과 동등하다. 또한, 실린더(30)에 있어서의 하단측 플랜지부(37)의 외경은 상부 덮개 하우징부(110)에 있어서의 대경 공동부(111B)의 직경과 동등하다. 본 실시 형태에 있어서의 차단 장치(1)는, 실린더(30)에 있어서의 하단측 플랜지부(37)를 상부 덮개 하우징부(110)의 대경 공동부(111B)에 배치하고, 상부 덮개 하우징부(110)의 단차면(112)에 하단측 플랜지부(37)를 걸림 결합시킨 상태에서 실린더(30)를 하우징 본체(100)에 조립 장착한다. 그 결과, 하우징 본체(100)에 대해 실린더(30)가 일체로 고정된다. 또한 실린더(30)에 있어서의 대경부(32)의 내경은, 중앙 하우징부(120)에 있어서의 소경 공동부(121A)의 직경보다 크다.

또한, 중앙 하우징부(120)의 상단면(120A)에는 원환상의 홈부(122)가 형성되어 있고, 이 홈부(122)에 고무(예를 들어 실리콘 고무)나 합성 수지를 포함하는 O링(123)이 실린더(30)의 하단측 플랜지부(37)에 맞닿은 상태에서 감입되어 있다. 실린더(30)를 하우징 본체(100)에 조립 장착할 때, 중앙 하우징부(120)의 홈부(122)에 배치된 O링(123)이 실린더(30)의 하단측 플랜지부(37)에 의해 압축됨으로써, 실린더(30)와 하우징 본체(100) 사이의 기밀성이 한층 더 높여져 있다. 또한, 중앙 하우징부(120)의 상단면(120A) 중, 실린더(30)에 있어서의 대경부(32)의 내측에 면하고 있는 영역을 스토퍼부(125)라고 칭한다.

다음으로 발사체(40)의 상세에 대해 설명한다. 도 4는 발사체(40)의 측면도이다. 발사체(40)는 합성 수지 등의 절연 부재에 의해 형성되어 있고, 피스톤부(410)와 당해 피스톤부(410)에 접속된 봉상의 로드부(420)를 포함하고 있다. 피스톤부(410) 및 로드부(420)는 모두 개략 원기둥체이며, 피스톤부(410)의 외경은 로드부(420)의 외경보다 크다. 또한 발사체(40)에 있어서의 피스톤부(410)와 로드부(420)는 동축으로 배치되어 있다. 또한, 도 4에 도시한 부호 410A는 피스톤부(410)의 상단면, 부호 410B는 피스톤부(410)의 하단면이다. 피스톤부(410)의 상단면(410A)은, 평면 방향 중심부가 가장 깊은 오목부 곡면 형상을 갖고 있다. 단, 피스톤부(410)에 있어서의 상단면(410A)의 형상은 상기 양태에 한정되지 않고, 평탄면으로서 형성되어 있어도 된다.

또한, 부호 420A는 로드부(420)의 하단면이다. 피스톤부(410)의 상단면(410A)은 발사체(40)의 상단면이라고 할 수 있고, 로드부(420)의 하단면(420A)은 발사체(40)의 하단면이라고 할 수 있다. 이하에서는, 도 4에 도시한 상하 방향을 발사체(40)의 상하 방향이라고 정의한다. 발사체(40)의 상하 방향은 피스톤부(410) 및 로드부(420)의 축 방향과 일치하고 있다. 또한, 발사체(40)의 로드부(420)에 있어서 피스톤부(410)와 접속되어 있는 쪽을 기단측이라고 하고, 그 반대측, 즉 하단면(420A)이 위치하는 쪽을 선단측이라고 하는 경우가 있다.

피스톤부(410)의 외경은 실린더(30)에 있어서의 대경부(32)의 내경보다 약간 작다. 또한 피스톤부(410)는 그의 상하 방향에 있어서의 중간부의 외경이 다른 부분에 비해 한층 작게 형성되어 있고, 이 외경 차에서 기인하여 환상 오목부로서의 잘록부(411)가 형성되어 있다. 피스톤부(410)의 잘록부(411)에는 고무(예를 들어 실리콘 고무)나 합성 수지를 포함하는 O링(412)이 감입되어 있다. 도 2에 도시한 상태에 있어서, 피스톤부(410)의 잘록부(411)에 감입된 O링(412)은 실린더(30)의 대경부(32)에 있어서의 내주면(32A)에 맞닿음으로써 압축되어 있고, 이에 의해 적당한 시일성이 O링(412)에 의해 발휘된다. 또한, 발사체(40)에 있어서의 로드부(420)의 외경은 중앙 하우징부(120)에 있어서의 소경 공동부(121A)의 직경보다 약간 작다.

다음으로 도체편(50)의 상세에 대해 설명한다. 도 5는 도체편(50)의 평면도이다. 도체편(50)은 차단 장치(1)의 구성 요소의 일부를 구성함과 함께, 차단 장치(1)를 소정의 전기 회로에 설치하였을 때에 당해 전기 회로의 일부를 형성하는 도전성의 금속체이며, 버스 바(bus bar)라고 불리는 경우가 있다. 도체편(50)은 예를 들어 구리(Cu) 등의 금속에 의해 형성할 수 있다. 단, 도체편(50)은 구리 이외의 금속으로 형성되어 있어도 되고, 구리와 다른 금속의 합금으로 형성되어도 된다. 또한, 도체편(50)에 포함되는 구리 이외의 금속으로서는 망간(Mn), 니켈(Ni), 백금(Pt) 등을 예시할 수 있다.

도 5에 도시한 예에 있어서, 도체편(50)은 전체적으로 가늘고 긴 평판편으로서 형성되어 있고, 양단측의 제1 접속 단부(51) 및 제2 접속 단부(52)와, 이들의 중간 부분에 위치하는 피절제부(53) 등을 포함하고 있다. 도체편(50)에 있어서의 제1 접속 단부(51) 및 제2 접속 단부(52)에는 각각 접속 구멍(51A, 52A)이 마련되어 있다. 이들 접속 구멍(51A, 52A)은 전기 회로에 있어서 다른 도체(예를 들어, 리드 와이어)와 접속하기 위해 사용된다. 도체편(50)의 피절제부(53)는 차단 장치(1)가 적용되는 전기 회로에 과대 전류 등의 이상이 발생한 경우에, 발사체(40)의 로드부(420)에 의해 강제적으로 또한 물리적으로 절단되어, 제1 접속 단부(51) 및 제2 접속 단부(52)로부터 절제되는 부위이다. 도체편(50)에 있어서의 피절제부(53)의 양단에는, 피절제부(53)가 절단되어 절제되기 쉽도록 절입부(슬릿)(54)가 형성되어 있다.

여기서 도체편(50)은 다양한 형태를 채용할 수 있고, 그 형상은 특별히 한정되지 않는다. 도 5에 도시한 예에서는 제1 접속 단부(51), 제2 접속 단부(52) 및 피절제부(53)의 표면이 동일면을 형성하고 있지만, 이것에 한정되지는 않는다. 예를 들어 도체편(50)은 제1 접속 단부(51) 및 제2 접속 단부(52)에 대해 피절제부(53)가 직교, 혹은 경사진 자세로 접속되어 있어도 된다. 또한, 도체편(50)에 있어서의 피절제부(53)의 평면 형상에 대해서도 특별히 한정되지 않는다. 물론, 도체편(50)에 있어서의 제1 접속 단부(51), 제2 접속 단부(52)의 형상도 특별히 한정되지 않는다.

상기한 바와 같이 구성되는 도체편(50)은 하우징 본체(100)에 있어서의 중앙 하우징부(120)에 마련된 한 쌍의 도체편 삽입 관통부(124)에 삽입 관통됨으로써, 중앙 하우징부(120)의 소경 공동부(121A)를 횡단한 상태에서 중앙 하우징부(120)에 보유 지지된다(도 2를 참조). 또한, 하우징 본체(100)에 있어서의 중앙 하우징부(120)에 있어서, 한 쌍의 도체편 삽입 관통부(124)의 하면을 규정하는 적재면(124A)에 도체편(50)이 적재된다(도 3을 참조). 한 쌍의 도체편 삽입 관통부(124)에 있어서의 각 적재면(124A)은, 통상 공간(13)의 연장 방향(축 방향)과 직교 방향으로 연장된 평탄면으로서 형성되어 있다. 그 때문에, 중앙 하우징부(120)에 마련된 적재면(124A)에 도체편(50)의 제1 접속 단부(51) 및 제2 접속 단부(52)가 각각 적재되면, 도체편(50)이 통상 공간(13)을 가로지르도록 하여, 당해 통상 공간(13)의 연장 방향(축 방향)에 직교하는 자세로 유지된다.

또한, 도 6은 차단 장치(1)의 중앙 하우징부(120)에 도체편(50)을 설치한 상태에 있어서의 소경 공동부(121A)와 도체편(50)의 평면적인 위치 관계를 설명하는 도면이다. 도 6에 도시한 바와 같이, 도체편(50)은 피절제부(53)가 소경 공동부(121A)의 영역 내에 포함되도록 도체편(50)이 중앙 하우징부(120)에 설치된다. 또한, 도체편(50)은 중앙 하우징부(120)에 있어서의 소경 공동부(121A)의 외연(L1)(도 6에 나타냄)이 도체편(50)의 절입부(54)의 위치와 평면적으로 겹치도록 설치된다.

도 2 및 도 3으로 돌아가 차단 장치(1)의 구성에 대해 설명한다. 하우징(10) 내에 형성되는 통상 공간(13)에는, 제1 단부(11)측으로부터 차단 장치(1)의 상하 방향을 따라 차례로 점화기(20), 발사체(40), 도체편(50)이 배치되어 있다. 또한, 도 7은 차단 장치(1)의 높이 방향(후술하는 통상 공간(13)이 연장되는 방향)을 따른 내부 구조를 설명하는 도면이며, 편의상 발사체(40)의 도시를 생략한 것이다. 본 실시 형태에 있어서의 차단 장치(1)는 실린더(30)에 있어서의 대경부(32)의 내측에 형성된 실린더 공동부(36), 하우징 본체(100)(중앙 하우징부(120))에 있어서의 소경 공동부(121A) 및 대경 공동부(121B)가 각각 상하 방향으로 이어짐으로써, 하우징(10)의 통상 공간(13)이 형성되어 있다. 즉, 차단 장치(1)에 있어서의 실린더 공동부(36), 소경 공동부(121A) 및 대경 공동부(121B)를 포함하여 통상 공간(13)이 구성되어 있다.

도 2, 도 7 등에 도시한 바와 같이, 점화기(20)에 있어서의 점화부(21)가 하우징(10)의 통상 공간(13)(보다 상세하게는, 실린더 공동부(36)) 내를 면하도록 하여 배치되어 있다. 따라서, 점화기(20)의 작동 시에 점화부(21)의 점화약이 연소되어 발생하는 연소 생성물은 통상 공간(13)(실린더 공동부(36))으로 방출되게 된다. 또한, 도 2에 도시한 바와 같이 발사체(40)는 피스톤부(410)가 상방측에 위치하고, 로드부(420)가 하방측에 위치하는 자세로 하우징(10)의 통상 공간(13) 내에 수용되어 있다. 구체적으로는, 발사체(40)에 있어서의 피스톤부(410)의 상단면(410A)이 점화기(20)에 있어서의 점화부(21)에 대향하도록 배치되어 있다.

또한 차단 장치(1)는, 하우징(10)에 설치된 도체편(50)에 있어서의 피절제부(53)의 상면(53A)(도 2, 도 7 등을 참조)과 실린더(30)의 단차부(33)에 있어서의 하우징(10)의 상하 방향의 이격 치수와, 발사체(40)의 축 방향에 있어서의 길이가 대략 동등한 치수로 설정되어 있다. 이에 의해, 차단 장치(1)(점화기(20))의 작동 전에 있어서는, 발사체(40)에 있어서의 피스톤부(410)의 상단면(410A)의 외주연이 실린더(30)의 단차부(33)에 있어서의 내벽면(33A)에 맞닿고, 또한 로드부(420)의 하단면(420A)이 도체편(50)에 있어서의 피절제부(53)의 상면(53A)에 맞닿은 상태에서, 발사체(40)가 통상 공간(13) 내에서 위치 결정된다. 이하, 이와 같이 위치 결정된 발사체(40)의 위치를 「초기 위치」라고 칭한다. 단, 이 초기 위치에 있어서, 발사체(40)에 있어서의 로드부(420)의 하단면(420A)과 도체편(50)에 있어서의 피절제부(53)의 상면(53A)이 간격을 두고 양자가 대향 배치되어 있어도 된다.

또한, 차단 장치(1)(점화기(20))의 작동 전에 있어서, 하우징(10)의 통상 공간(13)은 통상 공간(13)을 가로지르도록 배치된 도체편(50)(피절제부(53))에 의해 상하로 이격되어 있다(이분되어 있음). 이하, 하우징(10)에 있어서의 통상 공간(13) 중, 도체편(50)의 피절제부(53)를 사이에 두고 발사체(40)가 배치되어 있는 쪽의 영역(공간)을 「발사체 초기 배치 영역(R1)」(도 7을 참조)이라고 칭하고, 발사체(40)와는 반대측에 위치하는 영역(공간)을 「소호 영역(R2)」(도 7을 참조)이라고 칭한다. 도 7 등으로부터 분명한 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서의 통상 공간(13)에 있어서의 소호 영역(R2)은 대경 공동부(121B)의 전체 및 소경 공동부(121A)의 일부를 포함하는 절연 폐쇄 공간으로서 형성되어 있다.

또한 소호 영역(R2) 중, 소경 공동부(121A)에 의해 형성되는 영역을 「제1 소호 영역(R21)」이라고 칭하고, 대경 공동부(121B)에 의해 형성되는 영역을 「제2 소호 영역(R22)」이라고 칭한다. 여기서, 제1 소호 영역(R21)은 점화기(20)의 작동 전에 있어서 통상 공간(13)을 가로지르도록 배치된 도체편(50)에 있어서의 피절제부(53)와 인접하는 영역이며, 제2 소호 영역(R22)의 상방으로 연속되어 있다. 또한, 제2 소호 영역(R22)은 제1 소호 영역(R21)을 사이에 두고 피절제부(53)와는 반대측에 위치함과 함께, 제1 소호 영역(R21)의 하방으로 연속되는 영역이다. 본 실시 형태에 있어서는, 제2 소호 영역(R22)에 있어서의 횡단면적이 제1 소호 영역(R21)에 있어서의 횡단면적보다 크다. 보다 상세하게는, 제1 소호 영역(R21)에 있어서의 횡단면 방향에 있어서의 폭 치수(본 실시 형태에 있어서는, 제1 소호 영역(R21)(소경 공동부(121A))의 직경에 상당함)가 피절제부(53)의 횡단면 방향에 있어서의 폭 치수에 대응하고, 제2 소호 영역(R22)의 횡단면적이 제1 소호 영역(R21)의 횡단면적보다 크다.

본 실시 형태에 있어서 차단 장치(1)에 있어서의 소호 영역(R2)은, 발사체(40)에 의해 도체편(50)에 있어서의 제1 접속 단부(51) 및 제2 접속 단부(52)로부터 절제된 피절제부(53)를 수용하기 위한 공간인 동시에, 발사체(40)가 피절제부(53)를 절제하였을 때에 발생한 아크를 효과적으로 소호하기 위한 공간으로서의 의의를 갖는다. 그리고 도체편(50)으로부터 피절제부(53)를 절제할 때에 발생한 아크를 효과적으로 소호하기 위해, 본 실시 형태에 있어서는 소호 영역(R2)에 소호재로서 섬유상의 쿨런트재(이하, 「섬유상 쿨런트재」라고 함)(14)를 충전하도록 하였다(도 2를 참조). 섬유상 쿨런트재(14)는, 발사체(40)가 피절제부(53)를 절제하였을 때에 발생한 아크 및 피절제부(53)의 열에너지를 빼앗아 냉각시키는 섬유상의 냉각재이다. 섬유상 쿨런트재(14)의 종류는 특별히 한정되지 않지만, 본 실시 형태에 있어서는 섬유상 쿨런트재(14)로서 스틸울을 채용하고 있다. 또한, 도 2에 있어서는 편의상, 소호 영역(R2)에 배치되어 있는 섬유상 쿨런트재(14)의 범위를 해칭에 의해 나타내고 있다. 도 2에 있어서는 소호 영역(R2)의 전체에 섬유상 쿨런트재(14)가 충전된 양태가 도시되어 있지만, 소호 영역(R2)의 일부분을 점유하도록 섬유상 쿨런트재(14)가 배치되어 있어도 된다. 예를 들어, 소호 영역(R2)에 있어서의 제2 소호 영역(R22)에만 섬유상 쿨런트재(14)를 배치하고, 제1 소호 영역(R21)을 공동으로 해도 된다. 물론, 소호 영역(R2)에 있어서의 섬유상 쿨런트재(14)의 설치 양태는 이들 예에 한정되는 것은 아니며, 다양한 양태를 채용할 수 있다.

상기한 바와 같이 구성되는 차단 장치(1)는 전기 회로의 이상 전류를 검지하는 이상 검지 센서(도시하지 않음), 및 점화기(20)의 작동을 제어하는 제어부(도시하지 않음)를 구비하고 있다. 이상 검지 센서는 도체편(50)을 흐르는 전류 외에, 전압이나 도체편(50)의 온도를 검출할 수 있어도 된다. 또한, 제어부는 예를 들어 소정의 제어 프로그램을 실행함으로써 소정의 기능을 발휘할 수 있는 컴퓨터이다. 제어부에 의한 소정의 기능은 대응하는 하드웨어에서 실현할 수도 있다. 그리고 차단 장치(1)가 적용되는 전기 회로의 일부를 형성하는 도체편(50)에 과대한 전류가 흐르면, 그 이상 전류가 이상 검지 센서에 의해 검출된다. 검출된 이상 전류는 이상 검지 센서로부터 제어부로 인도된다. 예를 들어, 제어부는 이상 검지 센서에 의해 검출된 전류값에 기초하여, 도전 핀(23)에 접속된 외부 전원(도시하지 않음)으로부터 통전을 받아 점화기(20)를 작동시킨다. 여기서 이상 전류란, 소정의 전기 회로의 보호를 위해 설정된 소정의 역치를 초과하는 전류값이어도 된다. 또한, 상술한 이상 검지 센서 및 제어부는 차단 장치(1)의 구성 요소에 포함되어 있지 않아도 되고, 예를 들어 차단 장치(1)와는 다른 장치에 포함되어 있어도 된다. 또한, 상기 이상 검지 센서나 제어부는 차단 장치(1)에 필수적인 구성은 아니다.

점화기(20)가 작동하면, 점화부(21)의 점화약이 연소되어 연소 가스나 화염 등의 연소 생성물이 통상 공간(13)(실린더 공동부(36))으로 방출된다. 점화부(21)로부터 통상 공간(13)(실린더 공동부(36))으로 방출된 연소 생성물의 압력(연소 에너지)은, 초기 위치에 있어서 점화부(21)의 근방이며 대향하여 배치되는 발사체(40)에 있어서의 피스톤부(410)의 상단면(410A)에 전달된다. 그 결과, 발사체(40)는 통상 공간(13)의 연장 방향(축 방향)을 따라 통상 공간(13)을 하방으로 이동하고, 로드부(420)가 도체편(50)으로부터 피절제부(53)를 눌러 자름으로써 피절제부(53)가 절제된다. 여기서, 발사체(40)에 있어서의 피스톤부(410)의 상단면(410A)은 평면 방향 중심부가 가장 깊은 오목부 곡면 형상을 갖고 있다. 그 때문에, 점화기(20)의 작동 시에 점화부(21)로부터 통상 공간(13)(실린더 공동부(36))으로 방출된 연소 생성물의 압력을 피스톤부(410)의 상단면(410A)에 의해 수취하기 쉽고, 발사체(40)에 있어서의 로드부(420)의 하단면(420A)을 세차게 피절제부(53)에 충돌시켜 피절제부(53)를 절제할 수 있다.

점화기(20)의 작동 시에 있어서, 발사체(40)의 피스톤부(410)는 실린더(30)에 있어서의 대경부(32)의 내주면(32A)으로 가이드되고, 통상 공간(13)에 있어서의 발사체 초기 배치 영역(R1)(실린더 공동부(36)) 내를 내주면(32A)을 따라 하방으로 이동한다. 이때, 피스톤부(410)의 잘록부(411)에 감입된 O링(412)은 실린더(30)의 내주면(32A)에 접촉되어 있지만, 피스톤부(410)에 있어서의 O링(44) 이외의 외주면은 실린더(30)의 내주면(32A)에 대해 완전히 접촉하고 있지 않다. 또한, 발사체(40)에 있어서의 로드부(420)의 외주면은, 중앙 하우징부(120)에 있어서의 소경 공동부(121A)의 내주면에 대해 완전히 접촉하고 있지 않다. 이에 의해, 점화기(20)의 작동 시에 있어서, 발사체(40)를 통상 공간(13)(발사체 초기 배치 영역(R1))의 연장 방향(축 방향)을 따라 원활하게 이동시킬 수 있어, 도체편(50)에 있어서의 피절제부(53)를 적합하게 절제할 수 있다. 단, 점화기(20)의 작동 시에 발사체(40)를 통상 공간(13)의 연장 방향(축 방향)을 따라 원활하게 이동시킬 수 있는 한, 발사체(40)의 형상, 치수를 자유롭게 결정할 수 있으며, 예를 들어 발사체(40)에 있어서의 피스톤부(410)의 외경이 실린더(30)에 있어서의 대경부(32)의 내경과 동등한 치수로 설정되어 있어도 된다. 마찬가지로, 발사체(40)에 있어서의 로드부(420)의 외경이 중앙 하우징부(120)에 있어서의 소경 공동부(121A)의 직경과 동등한 치수로 설정되어 있어도 된다.

발사체(40)는, 중앙 하우징부(120)에 있어서의 스토퍼부(125)에 피스톤부(410)의 하단면(410B)이 맞닿을(충돌할) 때까지 통상 공간(13)의 연장 방향(축 방향)을 따라 하방으로 이동한다. 도 8은 차단 장치(1)에 있어서의 점화기(20)의 작동 후의 상태를 도시하는 도면이다. 도 8에 도시한 상태에 있어서, 발사체(40)에 있어서의 피스톤부(410)의 하단면(410B)은 중앙 하우징부(120)의 스토퍼부(125)에 맞닿음으로써 발사체(40)가 위치 결정되어 있다. 점화기(20)의 작동에 수반하여, 발사체(40)에 있어서의 로드부(420)에 의해 도체편(50)으로부터 절제된 피절제부(53)는, 로드부(420)의 선단부와 함께 절연 폐쇄 공간인 소호 영역(R2) 내로 이동하고, 소호 영역(R2)에 수용됨으로써 전기 절연적으로 유지된다. 이에 의해, 도체편(50)의 양단에 위치하는 제1 접속 단부(51) 및 제2 접속 단부(52)는 전기적으로 불통 상태가 되어, 차단 장치(1)가 적용되는 소정의 전기 회로가 강제적으로 차단된다.

본 실시 형태에 있어서의 차단 장치(1)는 소호 영역(R2)에 섬유상 쿨런트재(14)가 배치되어 있다. 그 때문에, 발사체(40)에 있어서의 로드부(420)에 의해 도체편(50)의 피절제부(53)가 제1 접속 단부(51) 및 제2 접속 단부(52)로부터 각각 절단된 순간에, 피절제부(53)를 순시에 소호 영역(R2)에 있어서의 섬유상 쿨런트재(14) 내에 매몰시켜 피절제부(53)를 섬유상 쿨런트재(14)에 의해 급랭할 수 있다. 이에 의해, 소정의 전기 회로의 일부를 구성하는 도체편(50)으로부터 피절제부(53)를 절제할 때에 아크가 발생하는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 차단 장치(1)에 의해 전기 회로를 차단할 때에 도체편(50)의 피절제부(53)에 있어서의 절단면에 가령 아크가 발생한 경우에도, 발생한 아크를 신속하고 또한 효과적으로 소호할 수 있다. 이에 의해, 차단 장치(1)가 적용되는 전기 회로에 이상이 검지된 경우 등에 당해 전기 회로를 신속하게 차단할 수 있다. 즉, 전기 회로를 차단할 때에 발생한 아크의 소호가 지연되는 것을 효과적으로 억제함으로써, 전기 회로의 차단이 지연되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 차단 장치(1)에 의하면, 전기 회로의 차단 시에 큰 불꽃이나 화염이 발생하거나, 큰 충격음이 발생하는 것을 적합하게 억제할 수 있다. 또한, 이들에서 기인하여 차단 장치(1)의 하우징(10) 등이 파손되는 것도 억제할 수 있다.

또한, 도 8로부터 분명한 바와 같이, 차단 장치(1)는 점화기(20)의 작동 시에 발사체(40)가 절제한 피절제부(53)가 제1 소호 영역(R21)의 하방에 위치하는 제2 소호 영역(R22)에 수용되도록, 발사체(40)에 있어서의 피스톤부(410)의 스트로크 길이, 제1 소호 영역(R21)의 축 방향의 길이 등의 상대 관계가 설정되어 있다. 이와 같이 점화기(20)의 작동 시에, 피절제부(53)에 비해 큰 횡단면적을 갖는 제2 소호 영역(R22)까지 피절제부(53)를 이동시킴으로써, 피절제부(53)의 주위, 특히 피절제부(53)의 절단면을 섬유상 쿨런트재(14)에 의해 한층 더 적합하게 피복하고, 피절제부(53)의 절단면으로부터 열에너지를 효율적으로 빼앗아 갈 수 있다. 그 결과, 아크를 한층 더 빠르게 소호할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 관한 차단 장치(1)는, 하우징(10)에 있어서의 통상 공간(13)의 소호 영역(R2)에 배치하는 소호재로서 섬유상 쿨런트재(14)를 채용하였으므로, 예를 들어 분말상 혹은 입상의 소호재를 채용하는 경우에 비해 이하의 이점이 있다. 즉, 섬유상 쿨런트재(14)에 있어서의 섬유 사이에는 적당한 공극이 형성되어 있으므로, 점화기(20)의 작동 시에 있어서 도체편(50)으로부터 절제된 피절제부(53)와 로드부(420)의 선단부를 섬유상 쿨런트재(14)에 대해 용이하게 압입하고, 피절제부(53)를 섬유상 쿨런트재(14)에 원활하게 매몰시킬 수 있다. 소호 영역(R2)에 수용된 피절제부(53)의 주위를 섬유상 쿨런트재(14)에 의해 에워쌈으로써 피절제부(53)를 보다 신속하게 냉각시킬 수 있어, 한층 더 효과적으로 아크를 소호할 수 있다.

또한, 섬유상 쿨런트재(14)에 의하면, 예를 들어 차단 장치(1)가 진동 등에 의해 흔들린 경우에 있어서도 이음이 발생하기 어렵다. 예를 들어, 차단 장치(1)가 자동차에 탑재되는 경우, 차단 장치(1)는 진동을 받는 환경하에서 사용되게 된다. 이러한 환경하에서도, 차단 장치(1)로부터 사용자에게 있어서 불쾌한 소리가 발생하는 것을 적합하게 억제할 수 있다. 이에 비해, 차단 장치(1)에 있어서의 소호 영역(R2)에 대해 가령 분말상이나 입상의 소호재를 충전하는 경우, 소호 영역(R2) 내에서 분말상 혹은 입상의 소호재가 움직이기 쉬워, 소위 바스락거리는 소리가 발생하기 쉽다. 특히, 전기 자동차에 있어서는 주행 시에 엔진 소리가 발생하지 않아 정숙성이 우수하기 때문에, 하우징 내에서 소호재가 움직이는 것에서 기인한 바스락거리는 소리에 의해 사용자에게 불쾌감을 부여해 버릴 우려가 있다. 또한, 차단 장치(1)에 있어서의 소호 영역(R2)에 대해 분말상이나 입상의 소호재를 소호재로서 충전하는 경우, 소호재를 구성하는 입자끼리가 마찰됨으로써 경시적으로 입경이 작아져, 경우에 따라서는 소기의 소호 성능을 발휘할 수 없는 것도 상정된다. 이에 비해, 본 실시 형태에 있어서의 섬유상 쿨런트재(14)에 의하면, 소호 성능이 경시적으로 변화되기 어려워 항상적으로 소기의 소호 성능을 발휘할 수 있다.

한편, 상기와 같은 불쾌음의 발생을 억제하는 관점에 있어서는, 하우징 내에 분말상이나 입상의 소호재를 눌러 굳혀 충전하는 것을 생각할 수 있다. 그러나 이러한 양태로 해버리면, 확실히 불쾌음의 발생은 억제될 수 있지만, 그 배반으로서 점화기(20)의 작동 시에 도체편(50)으로부터 절제된 피절제부(53)와 로드부(420)의 선단부를 소호재에 압입하는 것이 곤란해져, 아크의 소호 성능이 저하될 우려가 있다. 이에 비해, 본 실시 형태에 관한 섬유상 쿨런트재(14)에 의하면 그러한 우려가 없다. 이상으로부터, 본 실시 형태에 있어서는 아크의 소호 성능과 정숙 성능이 우수하고, 게다가 소호 성능이 경시적으로 저하되기 어려운 차단 장치(1)를 실현할 수 있다.

또한, 하우징(10)의 소호 영역(R2)에 충전하는 섬유상 쿨런트재(14)는 열전도 성이 우수하여, 발사체(40)가 피절제부(53)를 절제하였을 때에 발생한 아크 및 피절제부(53)의 열에너지를 급속하게 빼앗아 가는 섬유 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 섬유 재료로서는 금속 섬유 재료를 예시할 수 있다. 또한, 섬유상 쿨런트재(14)를 구성하는 금속 섬유 재료로서는 스틸울을 적합하게 사용할 수 있다. 단, 상기한 바와 같이 하우징(10)의 소호 영역(R2)에 수용된 피절제부(53)를 급랭할 수 있으면, 섬유상 쿨런트재(14)로서 반드시 금속 섬유 재료를 채용할 필요는 없다.

또한, 상기 실시 형태에 있어서의 차단 장치(1)는 다양한 변형예를 채용할 수 있다. 예를 들어, 상기 실시 형태에서는 하우징 본체(100)를 상부 덮개 하우징부(110), 중앙 하우징부(120), 바닥 덮개 하우징부(130)에 의해 구성하는 양태를 예로 들어 설명하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 차단 장치(1)를 구성하는 각종 부품의 형상, 크기 등도 적절하게 변경할 수 있다. 예를 들어, 상기 실시 형태에서는 발사체(40)의 로드부(420)를 원기둥체 형상으로 하는 경우를 예로 들어 설명하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 로드부(420)를 예를 들어 각기둥체 형상으로 해도 된다. 그 경우, 하우징 본체(100)에 있어서의 소경 공동부(121A)의 횡단면 형상을 로드부(420)와 대응하는 형상으로 하면 된다. 또한, 상기 실시 형태에서는 하우징(10)의 통상 공간(13)에 있어서의 소호 영역(R2)을, 횡단면적이 다른 제1 소호 영역(R21) 및 제2 소호 영역(R22)을 포함하여 형성하는 경우를 예로 들어 설명하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 소호 영역(R2)의 상하 방향에 있어서 횡단면적이 일정해도 된다.

<전기 회로 차단 시험>

다음으로 차단 장치(1)에 대해 행한 전기 회로 차단 시험에 대해 설명한다. 도 9는 전기 회로 차단 시험에 사용한 시험 장치의 개략을 도시하는 도면이다. 부호 1000은 전원, 부호 2000은 전류계, 부호 3000은 작동용 전원이다. 또한, 부호 4000은 차단 장치(1)에 있어서의 도체편(50)과 협력 작용하여 전기 회로(EC)를 형성하기 위한 배선이다. 또한, 부호 5000은 차단 장치(1)의 점화기(20)에 있어서의 도전 핀(23)(도 1을 참조)에 작동용 전원(3000)으로부터 공급되는 작동용 전류를 흘리기 위한 배선이다.

다음으로 전기 회로 차단 시험의 수순에 대해 설명한다.

(수순 1) 도 9에 도시한 바와 같이, 차단 장치(1)에 있어서의 도체편(50)의 제1 접속 단부(51) 및 제2 접속 단부(52)를 각각 배선(4000)에 의해 전원(1000), 전류계(2000) 등에 접속하고, 차단 장치(1)에 있어서의 점화기(20)를 배선(5000)에 의해 작동용 전원(3000)에 접속한다.

(수순 2) 전원(1000)으로부터의 전류를 전기 회로(EC)에 흘린다.

(수순 3) 작동용 전원(3000)을 온으로 하고, 차단 장치(1)에 있어서의 점화기(20)에 작동용 전류를 통전함으로써 점화기(20)를 작동시킨다.

(수순 4) 전원(1000), 작동용 전원(3000)을 오프로 한다.

본 차단 시험에서는, 작동용 전원(3000)에 의해 차단 장치(1)에 있어서의 점화기(20)에 작동용 전류를 통전하는 전후에 걸쳐, 전기 회로(EC)에 흐르는 전류값을 계속적으로 전류계(2000)에 의해 계측하였다. 또한, 본 차단 시험에 있어서는, 차단 장치(1)의 하우징(10)에 있어서의 소호 영역(R2)에 충전하는 섬유상 쿨런트재(14)로서 스틸울(실시예)을 채용하였다. 또한 실시예와 비교하기 위한 비교예로서, 스틸울 대신에 입상 제올라이트를 소호재로서 소호 영역(R2)에 배치한 경우를 비교예로 하였다.

여기서, 실시예에는 닛폰 스틸울 가부시키가이샤 제조(상품명: 본스타, 표준 선 직경 φ0.035㎜)에 있어서의 표준 타입의 스틸울을 사용하였다. 또한, 비교예에는 도소 가부시키가이샤 제조(상품명: 제올람)의 입상 타입의 제올라이트를 사용하였다.

도 10은 전기 회로 차단 시험의 결과를 나타내는 그래프이다. 상단에 실시예, 하단에 비교예의 각 시험 결과를 나타내고 있다. 각 그래프에 있어서 종축은 전류값, 횡축은 시간을 나타낸다. 시간 T0은 작동용 전원(3000)을 온으로 하여, 점화기(20)에 작동용 전류를 통전한 시점을 나타낸다.

소호재로서 스틸울을 사용한 실시예(도 10의 상단)와 소호재로서 입상 타입의 제올라이트를 사용한 비교예(도 10의 하단)는 모두, 시간 T0에 있어서의 점화기(20)의 작동 후, 전기 회로(EC)를 흐르는 전류값이 0까지 빠르게 저하되었다. 이것은 실시예 및 비교예에서 사용한 소호재에 의해 아크가 신속하게 소호되었기 때문이라고 생각된다. 도 10의 상단에 나타내는 ΔT1은, 실시예에 있어서 시간 T0으로부터 전기 회로(EC)를 흐르는 전류값이 0에 이를 때까지 요구된 시간(이하, 「소호 시간」이라고 함)을 나타낸 것이다. 또한, 도 10의 하단에 나타내는 ΔT2는, 비교예에 있어서의 소호 시간을 나타낸 것이다.

여기서, 실시예에 있어서의 소호 시간 ΔT1은 비교예에 있어서의 소호 시간 ΔT2보다 약간 짧다고 하는 결과가 얻어졌다. 따라서, 본 차단 시험의 결과를 근거로 하면, 소호재로서 스틸울을 사용한 실시예는 소호재로서 입상 타입의 제올라이트를 사용한 비교예와 비교하여 적어도 동등 이상의 아크의 소호 성능을 갖고 있음을 확인할 수 있었다. 또한, 스틸울과 같은 섬유상의 소호재는 입상이나 분말상의 소호재에서는 얻을 수 없는 이질의 기술적 효과를 갖는 것은 상기한 바와 같다.

이상, 본 개시에 관한 전기 회로 차단 장치의 실시 형태 및 변형예에 대해 설명하였지만, 상술한 각 실시 형태 및 변형예는 가능한 한 조합할 수 있다.

1: 차단 장치
10: 하우징
13: 통상 공간
14: 섬유상 쿨런트재
20: 점화기
30: 실린더
40: 발사체
50: 도체편
53: 피절제부

Claims

하우징에 마련된 점화기와,
상기 하우징 내에 형성된 통상 공간에 배치된 발사체이며, 상기 점화기로부터 받는 에너지에 의해 상기 통상 공간을 이동 가능하게 형성된 발사체와,
상기 하우징에 마련됨과 함께 전기 회로의 일부를 형성하는 도체편이며, 그 일부에 상기 발사체에 의해 절제되는 피절제부를 갖고, 당해 피절제부가 상기 통상 공간을 가로지르도록 배치된 도체편과,
상기 통상 공간 중, 상기 점화기의 작동 전에 있어서 상기 피절제부를 사이에 두고 상기 발사체와는 반대측에 위치하는 소호 영역과,
상기 소호 영역에 배치된 섬유상의 쿨런트재
를 구비하고,
상기 쿨런트재는 상기 발사체가 상기 피절제부를 절제했을 때 발생한 아크의 열에너지를 빼앗기 위한 냉각재인, 전기 회로 차단 장치.
제1항에 있어서,
상기 쿨런트재는 금속 섬유 재료에 의해 형성되어 있는, 전기 회로 차단 장치.
제2항에 있어서,
상기 쿨런트재는 스틸울에 의해 형성되어 있는, 전기 회로 차단 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 소호 영역은, 상기 점화기의 작동 전에 있어서 상기 통상 공간을 가로지르도록 배치된 상기 피절제부와 인접하는 제1 소호 영역과, 상기 제1 소호 영역을 사이에 두고 상기 피절제부와는 반대측에 위치함과 함께 상기 제1 소호 영역과 연속되는 제2 소호 영역을 포함하며,
상기 제1 소호 영역의 횡단면 방향에 있어서의 폭 치수가 상기 피절제부의 횡단면 방향에 있어서의 폭 치수에 대응하고, 상기 제2 소호 영역의 횡단면적이 상기 제1 소호 영역의 횡단면적보다 큰, 전기 회로 차단 장치.