WO2023152907A1 - 電気回路切替装置 - Google Patents

電気回路切替装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2023152907A1
WO2023152907A1 PCT/JP2022/005456 JP2022005456W WO2023152907A1 WO 2023152907 A1 WO2023152907 A1 WO 2023152907A1 JP 2022005456 W JP2022005456 W JP 2022005456W WO 2023152907 A1 WO2023152907 A1 WO 2023152907A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pair
igniter
conductor
switching device
electric circuit
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/005456
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
篤 三鍋
朋宏 津田
誠宏 鶴田
恒毅 小西
Original Assignee
株式会社ダイセル
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社ダイセル filed Critical 株式会社ダイセル
Priority to PCT/JP2022/005456 priority Critical patent/WO2023152907A1/ja
Publication of WO2023152907A1 publication Critical patent/WO2023152907A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H39/00—Switching devices actuated by an explosion produced within the device and initiated by an electric current

Definitions

  • the present invention relates to an electric circuit switching device.
  • An electrical device is provided in an electrical device (or electrical equipment), and protects the electrical device by switching a specific electrical circuit from a disconnected state (interrupted state) to a conductive state when an abnormality occurs in the electrical device.
  • a relay may be provided to As a relay, an electromagnetic relay that switches between opening and closing an electric circuit using an electromagnet has been conventionally known. However, in the conventional electromagnetic relay, it takes time to switch to the conductive state, so there is a problem that the electrical equipment breaks down due to the influence of overcurrent, for example.
  • the technique of the present disclosure is to provide a technique capable of shortening the time required for switching in an electric circuit switching device for switching a predetermined electric circuit from a non-conducting state to a conducting state.
  • the electric circuit switching device of the present disclosure employs the following configuration. That is, the technology of the present disclosure is an electric circuit switching device for switching a predetermined first electric circuit from a non-conducting state to a conducting state, comprising a housing, an igniter provided in the housing, and the igniter.
  • a discharge chamber into which combustion gases from the igniter are discharged when actuated; a casing having electrical conductivity and defining at least a portion of the discharge chamber; a pair of first conductor pieces, each of said pair of first conductor pieces forming a part of said first electrical circuit; At least one of the pair of first conductor pieces and the casing are not in contact with each other so that the first electric circuit is disconnected, and when the igniter is actuated, combustion occurs due to the igniter being actuated.
  • the energy of the gas deforms the casing so as to expand to the outside of the discharge chamber, and the casing and the pair of first conductor pieces are brought into contact with each other, thereby conducting the first electric circuit.
  • An electrical circuit switching device configured to be in a state.
  • the electric circuit switching device uses the energy of the combustion gas generated by the operation of the igniter to switch the first electric circuit from the non-conducting state to the conducting state, that is, by pyro-driving Since the first electric circuit is switched from the non-conducting state to the conducting state, the time required for switching can be shortened compared to conventional electromagnetic relays. As a result, it is possible to quickly protect the electrical equipment in which the electrical circuit switching device is installed and avoid failure.
  • the electric circuit switching device adopts a configuration in which the casing is expanded and deformed to bring the first electric circuit into a conducting state, thereby making it possible to shorten the switching time of the first electric circuit.
  • the casing includes a cylindrical conductor portion formed in a cylindrical shape, and each of the pair of first conductor pieces faces the outer peripheral surface of the cylindrical conductor portion.
  • the cylindrical conductor is deformed so as to widen due to the energy generated by the actuation of the igniter, so that the cylindrical conductor It may be configured such that the portion and each of the pair of first conductor pieces are in contact with each other.
  • the electric circuit switching device includes a projectile arranged between the igniter and the tubular conductor in the release chamber so as to receive the pressure of the combustion gas emitted from the igniter. Further, when the igniter is actuated, the projectile moves along the tubular conductor while expanding the tubular conductor due to the pressure of the combustion gas.
  • the pair of first conductor pieces may be configured to be in contact with each other.
  • the pair of first conductor pieces are arranged so as to be positioned on opposite sides of each other with the cylindrical conductor part interposed therebetween, and the arrangement direction of the pair of first conductor pieces is , the width of the projectile may be greater than the width of the inner region of the tubular conductor.
  • the casing further includes a lid wall portion that closes an end portion of the cylindrical conductor portion on the destination side of the movement of the projectile, and the igniter When activated, the cover wall portion may receive the projectile moving along the cylindrical conductor portion, thereby maintaining the expanded state of the cylindrical conductor portion.
  • the pair of first conductor pieces are arranged so as to be positioned opposite to each other with the tubular conductor part interposed therebetween, and the casing is formed with a slit,
  • the slit includes a first region extending in a direction perpendicular to the arrangement direction of the pair of first conductor pieces over the entire cover wall portion, and extending along the cylindrical conductor portion from both ends of the first region. and a second region.
  • the electric circuit switching device includes a pair of second conductor pieces arranged in a state of being spaced apart from each other, each of the pair of second conductor pieces forming a part of the second electric circuit. , further comprising a pair of second conductor strips, wherein the projectile is electrically conductive, and the pair of second conductor strips are conductive prior to actuation of the igniter such that the second electrical circuit is conductive; are electrically connected through the projectile, and when the igniter is actuated, the projectile is moved by the pressure of the combustion gas, and the pair of second conductor pieces are electrically connected through the projectile. It may be configured such that the second electric circuit is brought into a non-conducting state by releasing the physical connection.
  • the casing is arranged to receive the pressure of combustion gas emitted from the igniter, and when the igniter operates, the pressure of the combustion gas causes It may be configured such that the casing and the pair of first conductor pieces are brought into contact with each other by deforming the casing so as to expand to the outside of the discharge chamber.
  • the casing may be made of metal.
  • the electric circuit switching device it is possible to shorten the time required to switch a predetermined electric circuit from the non-conducting state to the conducting state.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view for explaining a state before operation of an electric circuit switching device (hereinafter simply referred to as "switching device") according to an embodiment
  • FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view of the switching device taken along line AA of FIG. 1
  • 4 is a bottom view of the casing according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 4 is a vertical cross-sectional view for explaining the operating state of the switching device according to the first embodiment
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the switching device taken along the line BB of FIG. 4
  • FIG. 10 is a vertical cross-sectional view for explaining a state before actuation of the switching device according to the modified example of the first embodiment
  • FIG. 10 is a vertical cross-sectional view for explaining an operating state of a switching device according to a modification of the first embodiment
  • FIG. 11 is a vertical cross-sectional view for explaining a state before operation of the switching device according to the second embodiment
  • FIG. 11 is a vertical cross-sectional view for explaining the operating state of the switching device according to the second embodiment
  • the electric circuit switching device is installed in an electric device (or electric equipment), and when an abnormality occurs in the electric device to be installed, a predetermined electric circuit (first electric circuit) is The electrical equipment is protected by urgently switching from a state in which the circuit is interrupted (hereinafter also referred to as a non-connected state) to a state in which the circuit is connected (hereinafter also referred to as a conductive state).
  • a state in which the circuit is interrupted hereinafter also referred to as a non-connected state
  • a state in which the circuit is connected hereinafter also referred to as a conductive state.
  • continuity means that the electric circuit is electrically connected and current can flow
  • disconnection means that the electric circuit is not electrically connected and current cannot flow. .
  • the electric circuit switching device for example, when an electric circuit constituting an automobile, a home appliance, a solar power generation system, etc., or a system including a battery (for example, a lithium ion battery) of the electric circuit malfunctions, By switching the first electric circuit, which is a predetermined electric circuit, from the non-conducting state to the conducting state, failure due to overcurrent or the like is prevented.
  • the configuration and application of the first electric circuit in the present disclosure are not particularly limited.
  • the first electric circuit may be configured as a short circuit that intentionally shorts current by switching to a conductive state for the purpose of releasing electric charge accumulated in the circuit or component to be protected.
  • the first electric circuit for example, when any of the circuits that make up the electric equipment, such as a semiconductor element or a battery cell, fails, the first electric circuit switches to a conductive state, thereby bypassing the failed part. may be configured to
  • FIG. 1 is a vertical cross-sectional view for explaining a state before operation of an electric circuit switching device (hereinafter also simply referred to as a "switching device") 10 according to Embodiment 1.
  • a switching device an electric circuit switching device (hereinafter also simply referred to as a "switching device") 10 according to Embodiment 1.
  • FIG. 1 a cross section along the central axis A1 of the casing indicated by reference numeral 5 is illustrated.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the switching device 10 taken along line AA of FIG.
  • the direction along the central axis A1 of the casing 5 that is, the axial direction of the casing 5
  • the upper plate side indicated by reference numeral 13 will be referred to as the "upper side” in the vertical direction.
  • the lower plate side shown is the "lower side” in the vertical direction.
  • the direction orthogonal to the axial direction of the casing 5 is defined as the “width direction” of the switching device 10 .
  • a pair of conductor pieces denoted by reference numerals 7A and 7B are arranged on both sides of the casing 5 in the width direction.
  • the direction (width direction) orthogonal to the axial direction of the casing 5 and in which the pair of first conductor pieces 7A and 7B are arranged will be referred to as "arrangement direction of the pair of first conductor pieces 7A and 7B".
  • a cross section of the switching device 10 along the up-down direction is referred to as a "longitudinal cross section" of the switching device 10, and a cross section perpendicular to the up-down direction is referred to as a "transverse cross section" of the switching device 10.
  • the switching device 10 includes a housing 1, an igniter 2, a collar member 3, a holding member 4, a casing 5, a discharge chamber 6, a pair of first conductor pieces 7A and 7B, a projectile 8;
  • housing 1 includes upper housing 11 , lower housing 12 , upper plate 13 and lower plate 14 .
  • the upper housing 11 and the lower housing 12 have, for example, a substantially prismatic outer shape extending in the vertical direction.
  • the lower housing 12 is coupled to the lower end of the upper housing 11 with the pair of first conductor pieces 7A and 7B interposed therebetween.
  • the upper housing 11 and the lower housing 12 can be made of an insulating material such as synthetic resin, for example. Examples of materials for the upper housing 11 and the lower housing 12 include polycarbonate.
  • the upper plate 13 and the lower plate 14 have, for example, a substantially plate-shaped outer shape extending in the width direction.
  • the upper plate 13 is connected to the upper end of the upper housing 11 and the lower plate 14 is connected to the lower end of the lower housing 12 .
  • Examples of materials for the upper plate 13 and the lower plate 14 include steel materials such as SUS.
  • the upper plate 13 , the upper housing 11 , and the lower housing 12 are vertically penetrated with holes.
  • a housing portion 15 is formed extending vertically from the lower housing 12 to the lower housing 12 .
  • the shape and material of the housing 1 are not limited to those described above.
  • the igniter 2 is provided in the housing 1 while being arranged in the housing portion 15 .
  • the igniter 2 is an electric igniter having an ignition portion 21 and a pair of conductive pins 22 , 22 .
  • An ignition charge (not shown) is accommodated inside the ignition portion 21 .
  • the material of the ignition charge is not particularly limited, but for example, ZPP (zirconium/potassium perchlorate), ZWPP (zirconium/tungsten/potassium perchlorate), THPP (titanium hydride/potassium perchlorate), lead tricinate, etc. may be adopted.
  • a pair of conductive pins 22 , 22 extend upward from the ignition portion 21 .
  • An external power connector (not shown) is connected to the upper ends of the pair of conductive pins 22 , 22 .
  • the igniter 2 is operated by electric power supplied to each conductive pin 22, 22 via the connector of the external power supply.
  • the igniter 2 operates, when an operating current for igniting the ignition charge is supplied from the power source to the conductive pin 22, the bridge wire (not shown) of the ignition portion 21 generates heat, causing the ignition portion 21 to The contained igniter is ignited to generate combustion gas. Then, when the pressure inside the ignition portion 21 increases with the combustion of the ignition charge, the ignition portion 21 splits, and combustion gas is released from the igniter 2 .
  • the collar member 3 has a substantially cylindrical shape and is arranged in the housing portion 15 so as to surround the igniter 2 .
  • the collar member 3 is made of, for example, a metal material.
  • the material of the collar member 3 is not limited to the metal material.
  • the collar member 3 is fixed to the housing 1 by fitting into the wall surface of the accommodating portion 15 .
  • the collar member 3 is not an essential component in the technique of the present disclosure.
  • the collar member 3 may be formed as an integral member (as one member) with the housing 1 .
  • the holding member 4 is interposed between the igniter 2 and the collar member 3 to fix the igniter 2 to the collar member 3 .
  • the igniter 2 is fixed to the housing 1 .
  • the holding member 4 is made of, for example, a resin material.
  • the material of the holding member 4 is not limited to the resin material.
  • the bottom surface (lower surface) of the ignition portion 21 of the igniter 2 is exposed to the discharge chamber 6 (described later) which is a part of the housing portion 15, and the upper ends of the pair of conductive pins 22, 22 are exposed to the housing portion 15.
  • the igniter 2 is covered so as to be exposed to the inner region of the collar member 3 at .
  • a connector (not shown) for supplying power from an external power source can be connected to the pair of conductive pins 22, 22.
  • the holding member 4 is not an essential component in the technique of the present disclosure.
  • the casing 5 is a substantially bottomed cylindrical member that extends vertically and has a closed lower end and an open upper end, and the inside of the casing 5 is hollow.
  • the casing 5 is arranged in the housing portion 15 so as to surround the ignition portion 21 of the igniter 2, thereby forming a release chamber 6, which is a space in which combustion gas from the igniter 2 is released when the igniter 2 is activated. It is defined inside the housing portion 15 .
  • the casing 5 may define at least part of the discharge chamber 6 , and the discharge chamber 6 may be defined by the housing 1 and the casing 5 .
  • the casing 5 has conductivity.
  • the casing 5 is made of metal, and can be made of, for example, copper (Cu).
  • the casing 5 may be made of a metal other than copper, or may be made of an alloy of copper and another metal.
  • the casing 5 includes a first cylindrical portion 51, a second cylindrical portion 52, a connecting portion 53, a flange portion 54, and a lid wall portion 55.
  • the first tubular portion 51 and the second tubular portion 52 are formed in a tubular shape extending in the vertical direction, and the first tubular portion 51 is arranged below the second tubular portion 52 .
  • the width of the first cylindrical portion 51 is smaller than that of the second cylindrical portion 52 in the direction in which the pair of first conductor pieces 7A and 7B are arranged.
  • portions located on both sides in the arrangement direction of the pair of first conductor pieces 7A and 7B are formed flat so as to be orthogonal to the arrangement direction.
  • the first tubular portion 51 is an example of a “tubular conductor portion” in the present disclosure.
  • the connection portion 53 is an annular portion that connects the upper end portion of the first tubular portion 51, the second tubular portion 52, and the lower end portion, and is inclined so as to gradually widen upward.
  • the first tubular portion 51 , the second tubular portion 52 , and the connecting portion 53 described above form the casing 5 in a stepped tubular shape.
  • the flange portion 54 extends outward from the upper end portion of the second tubular portion 52 .
  • the lid wall portion 55 closes the lower end portion of the first cylindrical portion 51 .
  • the casing 5 is fixed to the housing 1 by fitting the second tubular portion 52 to the wall surface of the housing portion 15 and engaging the flange portion 54 with the collar member 3 .
  • the first tubular portion 51 , the second tubular portion 52 , the connecting portion 53 , and the cover wall portion 55 define a substantially cylindrical discharge chamber 6 extending in the vertical direction.
  • W1 in FIG. 1 represents the width of the inner region (inner region) of the first cylindrical portion 51 in the discharge chamber 6 in the arrangement direction of the pair of first conductor pieces 7A and 7B.
  • FIG. 3 is a bottom view of the casing 5 according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 3 shows a state in which the casing 5 is viewed from below before the igniter 2 is activated.
  • the casing 5 according to the first embodiment is formed with slits denoted by symbol S1.
  • the slit S ⁇ b>1 includes a first region S ⁇ b>11 formed in the lid wall portion 55 and a second region S ⁇ b>12 formed in the first tubular portion 51 .
  • the first region S11 extends across the entire lid wall portion 55 in a direction perpendicular to the arrangement direction of the pair of first conductor pieces 7A and 7B.
  • the second region S12 extends upward along the first tubular portion 51 from both ends of the first region S11 to the middle of the first tubular portion 51 . As shown in FIGS. 2 and 3, the second regions S12 are located on both sides of the first cylindrical portion 51 in the direction orthogonal to the arrangement direction of the pair of first conductor pieces 7A and 7B. formed one by one. Further, as shown in FIG. 1, the second region S12 is formed in a tapered shape so that the width becomes narrower toward the top.
  • the shape of the casing 5 is not limited to the one described above.
  • the shape of the casing 5 may be, for example, cylindrical or rectangular.
  • the second tubular portion 52, the connection portion 53, the flange portion 54, the lid wall portion 55, and the slit S1 are not essential components.
  • the pair of first conductor pieces 7A and 7B constitutes a part of the constituent elements of the switching device 10, and when the switching device 10 is installed in the electrical equipment to be installed, the pair of first conductor pieces 7A and 7B are connected to each other.
  • Each is an electrically conductive metal body forming part of a predetermined first electrical circuit in the electrical device.
  • the pair of first conductor pieces 7A, 7B are sometimes called bus bars.
  • the first electric circuit is formed by the pair of first conductor pieces 7A, 7B and circuit components of the electric device.
  • the pair of first conductor pieces 7A and 7B are arranged outside the discharge chamber 6 while being separated from each other. More specifically, each of the pair of first conductor pieces 7A and 7B is arranged outside the first tubular portion 51 so as to face the outer peripheral surface of the first tubular portion 51 of the casing 5. . As shown in FIGS. 1 and 2, in the first embodiment, the pair of first conductor pieces 7A and 7B are positioned opposite to each other with the first tubular portion 51 interposed therebetween, and the pair of first conductors The pieces 7A, 7B and the first tubular portion 51 are arranged in a straight line. However, in the present disclosure, the arrangement of the pair of first conductor pieces is not limited to that described above. The pair of first conductor pieces may be arranged outside the emission chamber.
  • Each of the pair of first conductor pieces 7A, 7B includes a contact piece 71 and a connection piece 72.
  • the contact pieces 71 extend vertically so as to be perpendicular to the arrangement direction.
  • the connection piece 72 extends from the upper end of the contact piece 71 along the arrangement direction to the side away from the first cylindrical portion 51 .
  • Each of the pair of first conductor pieces 7A and 7B is held by the housing 1 with the contact piece 71 disposed in the accommodating portion 15 and the connection piece 72 sandwiched between the upper housing 11 and the lower housing 12 from above and below. ing.
  • the contact piece 71 faces the outer peripheral surface of the first cylindrical portion 51, and the end of the connection piece 72 protrudes outside the housing 1.
  • Other conductors (for example, lead wires) in the first electric circuit are connected to the portion of the connection piece 72 that protrudes outside the housing 1 .
  • the pair of first conductor pieces 7A and 7B can be made of metal such as copper (Cu), for example.
  • the pair of first conductor pieces 7A and 7B may be made of a metal other than copper, or may be made of an alloy of copper and another metal.
  • Manganese (Mn), nickel (Ni), platinum (Pt), and the like can be exemplified as metals other than copper that can be contained in the pair of first conductor pieces 7A and 7B.
  • the projectile 8 is formed in a generally columnar shape with steps extending in the vertical direction, and is fitted into the casing 5 .
  • the projectile 8 is arranged between the igniter 2 and the first tubular portion 51 in the discharge chamber 6 so as to receive the pressure of the combustion gas discharged from the igniter 2 .
  • the projectile 8 includes an insertion portion 81 , a widened portion 82 and an inclined portion 83 .
  • the fitting portion 81 has a cross-sectional shape corresponding to the cross-sectional shape of the inner region of the first tubular portion 51 of the casing 5, and is fitted to the first tubular portion 51 before the igniter 2 is activated.
  • the widened portion 82 is formed above the fitting portion 81 and has a cross-sectional shape corresponding to the cross-sectional shape of the inner region of the second cylindrical portion 52 of the casing 5. It is fitted in the tubular portion 52 .
  • the width of the widened portion 82 is larger than that of the insertion portion 81 in the arrangement direction of the pair of first conductor pieces 7A and 7B.
  • the inclined portion 83 is a portion that connects the fitting portion 81 and the widened portion 82, and has a cross-sectional shape corresponding to the cross-sectional shape of the inner region of the connection portion 53 of the casing 5. It is fitted to the connecting portion 53 .
  • the inclined portion 83 is inclined so as to gradually widen toward the upper side.
  • the upper end surface of the projectile 8 faces the ignition portion 21 of the igniter 2 . Therefore, the upper end surface of the projectile 8 is formed as a pressure receiving surface 8a that receives the energy generated by the actuation of the igniter 2 (the pressure of the combustion gas emitted from the igniter 2).
  • the projectile 8 moves downward inside the first tubular portion 51 along the extending direction of the first tubular portion due to the pressure of the combustion gas received by the pressure receiving surface 8a.
  • the “downward direction” may also be referred to as the "moving direction of the projectile 8".
  • the projectile 8 has conductivity.
  • the projectile 8 can be made of metal such as copper (Cu), for example.
  • the projectile 8 may be made of a metal other than copper, or may be made of an alloy of copper and another metal.
  • the projectile 8 may not have electrical conductivity, and may be formed of an insulating member such as synthetic resin, for example.
  • W2 in FIG. 1 represents the width of the widened portion 82 of the projectile 8 in the arrangement direction of the pair of first conductor pieces 7A and 7B. That is, width W2 is the maximum width of projectile 8 in the array direction.
  • the relationship between the width W1 of the inner region of the first cylindrical portion 51 and the width W2 of the widened portion 82 is W1 ⁇ W2. Therefore, before the igniter 2 is activated, the widened portion 82 cannot enter the inside of the first cylindrical portion 51, and the downward movement of the projectile 8 is restricted.
  • FIG. 1 shows the state before operation of the switching device 10 (hereinafter also referred to as “initial state before operation”).
  • in the initial state before operation gaps are formed between the first cylindrical portion 51 of the casing 5 and the pair of first conductor pieces 7A and 7B. More specifically, the first tubular portion 51 of the casing 5 and the pair of first conductor pieces 7A and 7B are separated from each other in the direction in which the pair of first conductor pieces 7A and 7B are arranged.
  • the first electric circuit is in a non-conducting state.
  • the casing 5 and at least one of the pair of first conductor pieces 7A and 7B are not in contact with each other. becomes.
  • the widened portion 82 of the projectile 8 is positioned above the first cylindrical portion 51 of the casing 5 (that is, toward the front in the moving direction of the projectile). positioned.
  • the projectile 8 is restricted from moving downward before the igniter 2 is activated. Therefore, in the pre-operation initial state, at least one of the pair of first conductor pieces 7A and 7B is kept out of contact with the casing 5, and thus the first electric circuit is kept disconnected.
  • the switching device 10 includes an abnormality detection sensor (not shown) that detects an abnormal state of an electrical device (vehicle, power generation equipment, power storage equipment, etc.) in which the switching device 10 is installed, and an ignition A control unit (not shown) for controlling the operation of the device 2 is further provided.
  • the anomaly detection sensor may detect an anomaly such as an overcurrent based on the current flowing through the circuit to be protected in the electrical equipment, for example.
  • the abnormality detection sensor is, for example, a shock sensor, a temperature sensor, an acceleration sensor, a vibration sensor, etc., and detects abnormal conditions such as accidents and fires based on shock, temperature, acceleration, and vibration in devices such as vehicles. good too.
  • the control unit of the switching device 10 is, for example, a computer that can exhibit a predetermined function by executing a predetermined control program.
  • a predetermined function by the control unit can also be realized by corresponding hardware.
  • the overcurrent is detected by an abnormality detection sensor.
  • Abnormality information about the detected abnormal current is transferred from the abnormality detection sensor to the control unit.
  • the control unit receives power from an external power supply (not shown) connected to the pair of conductive pins 22, 22 of the igniter 2 based on the current value detected by the abnormality detection sensor, and ignites the igniter 2. activate.
  • overcurrent may be defined by a current value exceeding a predetermined threshold value set for protection of the electric circuit to be protected.
  • the above-described abnormality detection sensor and control unit may not be included in the components of the switching device 10, and may be included in a device separate from the switching device 10, for example. Also, the abnormality detection sensor and the control unit are not essential components of the switching device 10 .
  • FIG. 4 is a vertical cross-sectional view for explaining the operating state of the switching device 10 according to the first embodiment.
  • 5 is a cross-sectional view of the switching device 10 taken along line BB of FIG.
  • Combustion gas is emitted from the igniter 2 into the discharge chamber 6 when the igniter 2 is actuated.
  • the projectile 8 receives the pressure (energy) of the combustion gas generated by the actuation of the igniter 2 on the pressure receiving surface 8a.
  • the pressure of the combustion gas is converted into propulsive force, and the projectile 8 is vigorously pushed downward.
  • the projectile 8 moves along the first cylindrical portion (that is, along the extending direction of the first cylindrical portion) by the pressure of the combustion gas received by the pressure receiving surface 8a. 1 Moves downward inside the tubular portion 51 .
  • the relationship between the width W1 of the inner region of the first tubular portion 51 and the width W2 of the widened portion 82 is W1 ⁇ W2. It moves downward along the first tubular portion 51 while expanding the first tubular portion 51 .
  • the first tubular portion 51 deforms so as to widen in the arrangement direction of the pair of first conductor pieces 7A and 7B. Since the pair of first conductor pieces 7A and 7B are arranged opposite to each other with the first tubular portion 51 interposed therebetween, the first tubular portion 51 is positioned between the pair of first conductor pieces 7A and 7B.
  • the first cylindrical portion 51 of the casing 5 and the contact pieces 71 of the pair of first conductor pieces 7A and 7B come into contact with each other. .
  • the pair of first conductor pieces 7A and 7B are electrically connected to each other via the casing 5 having conductivity.
  • the first electrical circuit becomes conductive.
  • the connecting portion 53 that connects the first tubular portion 51 and the second tubular portion 52 is inclined, and the inclined portion 83 that connects the fitting portion 81 and the widened portion 82 is inclined. Therefore, when the projectile 8 receives the pressure of the combustion gas, the widened portion 82 can easily enter the first tubular portion 51 .
  • the switching device 10 deforms the casing 5 so as to expand outside the release chamber 6 by the energy of the combustion gas generated by the operation of the igniter 2 .
  • the pair of first conductor pieces 7A and 7B arranged in the upper and lower positions can be brought into contact with the casing 5, respectively.
  • the first electric circuit can be quickly switched from the non-conducting state to the conducting state. For example, if the first electric circuit is a short circuit that intentionally shorts the current, by making the first electric circuit conductive, electric charges accumulated in the electric circuit or parts to be protected flow to the first electric circuit. It is possible to escape from the electrical equipment by using an overcurrent. In this manner, the electrical equipment to which the switching device 10 is installed can be quickly protected.
  • the end on the movement destination side (that is, the lower side) of the projectile 8 is closed by the lid wall portion 55 . Therefore, when the igniter 2 is activated, the projectile 8 that has moved along the first tubular portion 51 is received by the lid wall portion 55 . This prevents the projectile 8 from moving below the first cylindrical portion 51 and escaping from the first cylindrical portion 51 . As a result, the state in which the first cylindrical portion 51 is spread by the projectile 8 is maintained, and the state in which the first cylindrical portion 51 of the casing 5 and the pair of first conductor pieces 7A and 7B are in contact with each other is maintained. maintained.
  • the casing 5 is formed with the slit S1 described above.
  • a first region S11 of the slit S1 extends across the entire lid wall portion 55 in a direction orthogonal to the arrangement direction of the pair of first conductor pieces 7A and 7B, and a second region S12 extends across the entire lid wall portion 55. It extends along the first cylindrical portion 51 from both ends of S11. Since such a slit S1 is formed in the casing 5, the first cylindrical portion 51 receives a force that spreads the first cylindrical portion 51 in the arrangement direction of the pair of first conductor pieces 7A and 7B.
  • the first tubular portion 51 deforms so as to widen in the arrangement direction of the pair of first conductor pieces 7A and 7B. becomes easier. As a result, the first electric circuit can be switched from the non-conducting state to the conducting state more reliably.
  • the switching device 10 includes the housing 1, the igniter 2 provided in the housing 1, and the release chamber 6 into which the combustion gas from the igniter 2 is released when the igniter 2 is activated. , a casing having electrical conductivity and defining at least a portion of the emission chamber 6, and a pair of first conductor pieces 7A, 7B arranged outside the emission chamber 6 while being spaced apart from each other. Each of the pair of first conductor pieces 7A and 7B forms part of the first electric circuit. Further, in the switching device 10 according to the first embodiment, before the igniter 2 is activated, the casing 5 and at least one of the pair of first conductor pieces 7A and 7B are connected so that the first electric circuit is disconnected.
  • the energy of the combustion gas generated by the activation of the igniter 2 deforms the casing 5 so as to expand outward from the discharge chamber 6, and the casing 5 and the pair of first conductor pieces 7A and 7B are in contact with each other, so that the first electric circuit is in a conductive state.
  • the switching device 10 uses the energy of the combustion gas generated by the operation of the igniter 2 to switch the first electric circuit from the non-conducting state to the conducting state, that is, the pyro-drive Since the first electric circuit is switched from the non-conducting state to the conducting state by , the time required for switching can be shortened compared to conventional electromagnetic relays. As a result, the electrical equipment in which the switching device 10 is installed can be quickly protected and failure can be avoided.
  • the switching device 10 employs a configuration in which the casing 5 is expanded and deformed to bring the first electric circuit into a conducting state, so that the switching time of the first electric circuit can be shortened and the size of the switching device 10 can be further reduced. can.
  • each of the pair of first conductor pieces 7A and 7B is arranged outside the first tubular portion 51 so as to face the outer peripheral surface of the first tubular portion 51 of the casing 5 . are placed in
  • the switching device 10 is deformed by the energy generated by the activation of the igniter 2 so that the first cylindrical portion 51 is widened. It is configured such that the one-conductor pieces 7A and 7B are in contact with each other. Thereby, the first electric circuit can be switched from the non-conducting state to the conducting state.
  • the technique of this indication is not limited to this.
  • first conductor pieces 7A and 7B are arranged below the lid wall portion 55 of the casing 5, and the energy generated by the operation of the igniter 2 pushes the first cylindrical portion 51 downward to extend the lid wall portion. 55 and the pair of first conductor pieces 7A and 7B may be brought into contact with each other to bring the first electric circuit into a conducting state.
  • the casing according to the present disclosure may not be cylindrical, and may be spherical, for example.
  • the switching device 10 is arranged between the igniter 2 and the first cylindrical portion 51 in the discharge chamber 6 so as to receive the pressure of the combustion gas discharged from the igniter 2.
  • a body 8 is further provided.
  • the switching device 10 moves along the first tubular portion 51 while the projectile 8 spreads the first tubular portion 51 due to the pressure of the combustion gas.
  • the cylindrical portion 51 and the pair of first conductor pieces 7A and 7B are configured to be in contact with each other. That is, the energy of the combustion gas generated by the actuation of the igniter 2 is converted into the propulsive force of the projectile 8, and the propulsive force of the projectile 8 causes the first cylindrical portion 51 to expand and deform.
  • the 1st cylindrical part 51 can be expanded-deformed largely. Therefore, even if the gap between the first cylindrical portion 51 of the casing 5 and the pair of first conductor pieces 7A and 7B is large in the initial state before operation, the first cylindrical portion 51 and the pair of By bringing the first conductor pieces 7A and 7B into contact with each other, the first electrical circuit can be brought into a conducting state. This makes it possible to secure a large distance between the first tubular portion 51 of the casing 5 and the pair of first conductor pieces 7A and 7B in the initial state before operation. This is advantageous, for example, when the first electrical circuit is a high voltage circuit.
  • the projectile is not an essential component. The technique of the present disclosure may expand the casing directly by the pressure of the combustion gas without using a projectile, as in a modification described below.
  • the pair of first conductor pieces 7A and 7B are arranged so as to be positioned on opposite sides of each other with the first cylindrical portion 51 interposed therebetween. , 7B, the width W2 of the projectile 8 is larger than the width W1 of the inner region of the first cylindrical portion 51. As shown in FIG. Thereby, when the projectile 8 moves along the first tubular portion 51 , the projectile 8 can spread the first tubular portion 51 .
  • the casing 5 of the switching device 10 includes a lid wall portion 55 that closes the end portion (i.e., the lower end portion) of the first cylindrical portion 51 on the destination side of the projectile 8 . contains.
  • the lid wall portion 55 is not an essential component.
  • the lower plate 14 may receive the projectile 8 instead of the lid wall 55 .
  • the pair of first conductor pieces 7A and 7B are arranged so as to be positioned opposite to each other with the first cylindrical portion 51 interposed therebetween. is formed.
  • the slit S1 includes a first region S11 extending in a direction orthogonal to the arrangement direction of the pair of first conductor pieces 7A and 7B over the entire lid wall portion 55, and a first cylindrical shape extending from both ends of the first region S11. and a second region S12 extending along the portion 51 .
  • FIG. 6 is a longitudinal sectional view for explaining a state before operation of the switching device 10A according to the modified example of the first embodiment.
  • FIG. 7 is a vertical cross-sectional view for explaining the operating state of the switching device 10A according to the modification of the first embodiment. As shown in FIGS. 6 and 7, the switching device 10A according to the modification is different from the switching device 10 described above in that the projectile 8 is not provided and the slit S1 of the casing 5 is not formed.
  • the casing 5 is arranged so as to receive the pressure of the combustion gas emitted from the igniter 2 when the igniter 2 is activated.
  • no member such as the projectile 8 described above is interposed between the igniter 2 and the casing 5 . Therefore, the energy (pressure) of the combustion gas directly acts on the inner wall of the casing 5 (more specifically, the area of the inner wall of the casing 5 defining the discharge chamber 6).
  • combustion gas is released from the igniter 2 into the release chamber.
  • the combustion gas does not escape to the outside of the discharge chamber 6, and the internal pressure of the discharge chamber 6 increases.
  • the combustion gas pressure acting on the inner wall of the casing 5 deforms the casing 5 so as to expand outward from the discharge chamber 6 .
  • the casing 5 and the pair of first conductor pieces 7A and 7B are brought into contact with each other, and the first electric circuit can be switched from the non-conducting state to the conducting state.
  • the switching device 10A according to the modified example can also obtain the same effect as the switching device 10 described above. That is, since the first electric circuit is switched from the non-conducting state to the conducting state by the pyro-driving, the time required for switching can be shortened compared to the conventional electromagnetic relay. As a result, the equipment provided with the switching device 10 can be quickly protected, and failure can be avoided. Further, by expanding and deforming the casing 5 to bring the first electric circuit into a conductive state, the switching time of the first electric circuit can be shortened and the size of the switching device 10 can be reduced. In addition, in the switching device 10A according to the modification, the first cylindrical portion 51 is expanded and deformed. The portion deformed in is not limited to the first tubular portion 51 (tubular conductor portion). The technique of the present disclosure may deform the casing to expand outside the discharge chamber by the energy of the combustion gas.
  • FIG. 8 is a longitudinal sectional view for explaining a state before operation of the switching device 20 according to the second embodiment.
  • FIG. 9 is a vertical cross-sectional view for explaining the operating state of the switching device 20 according to the second embodiment.
  • the switching device 20 according to the second embodiment differs from the switching device 10 according to the first embodiment in that it further includes a pair of second conductor pieces denoted by reference numerals 9A and 9B.
  • the pair of second conductor pieces 9A and 9B constitutes a part of the components of the switching device 10, and when the switching device 20 is installed in the electrical equipment to be installed, the pair of second conductor pieces 9A and 9B are connected to each other.
  • Each is a conductive metal body forming part of a second electrical circuit in a given electrical device.
  • the second electric circuit is formed by the pair of second conductor pieces 9A, 9B and the circuit components of the electric device.
  • the switching device 20 urgently switches the second electric circuit from the conducting state to the non-conducting state and switches the first electric circuit from the non-conducting state to the conducting state when an abnormality occurs in the electrical equipment to be installed. It protects the electrical equipment by urgently switching to .
  • the configuration and application of the second electric circuit in the present disclosure are not particularly limited.
  • the second electric circuit may be, for example, a circuit to be protected in an electric device in which the switching device 20 is installed.
  • the switching device 20 may be installed in an automobile, and the second electric circuit may be a circuit for supplying power from the battery of the automobile to external components.
  • the switching device 20 when the unit controlled by the battery fails, switches the second electric circuit from the conducting state to the non-conducting state to cut off the power supply from the battery to the outside.
  • the second electric circuit is protected by suppressing the failure of external parts due to overcurrent, switching the first electric circuit from the non-conducting state to the conducting state, and releasing the electric charge accumulated in the second electric circuit from the first electric circuit. can be anything.
  • the pair of second conductor pieces 9A and 9B are arranged in a state separated from each other.
  • the pair of second conductor pieces 9A and 9B are arranged on the nearer side (that is, above) than the pair of first conductor pieces 7A and 7B in the moving direction of the projectile 8 .
  • Each of the pair of second conductor pieces 9A and 9B extends in a direction perpendicular to the movement direction of the projectile 8 (that is, the width direction of the first cylindrical portion 51), and one end is disposed in the housing portion 15, The other end protrudes outside the housing 1 .
  • Other conductors (for example, lead wires) in the second electric circuit are connected to portions of the pair of second conductor pieces 9A and 9B that protrude outside the housing 1, respectively.
  • the pair of second conductor pieces 9A and 9B are arranged along the arrangement direction of the pair of first conductor pieces 7A and 7B, but the technology of the present disclosure is limited to this. not.
  • the arrangement direction of the pair of second conductor pieces does not have to match the arrangement direction of the pair of first conductor pieces.
  • the pair of second conductor pieces 9A, 9B can be made of metal such as copper (Cu), for example, like the pair of first conductor pieces 7A, 7B.
  • the pair of first conductor pieces 7A and 7B may be made of a metal other than copper, or may be made of an alloy of copper and another metal.
  • the projectile 8 is sandwiched between the pair of second conductor pieces 9A and 9B. At this time, the projectile 8 and the pair of second conductor pieces 9A and 9B are in contact with each other.
  • the projectile 8 according to the second embodiment has conductivity and is made of metal such as copper (Cu). Therefore, before the igniter 2 is activated, the electrically conductive projectile 8 and the pair of second conductor pieces 9A and 9B are in contact with each other, so that the pair of second conductor pieces 9A and 9B are connected to the projectile. 8 are electrically connected.
  • the second electric circuit is in a conducting state before the igniter 2 is activated. Prior to activation of the igniter 2, the projectile 8 forms part of a second electrical circuit.
  • the projectile 8 receives the pressure (energy) of the combustion gas generated by the activation of the igniter 2 on the pressure receiving surface 8a.
  • the pressure of the combustion gas is converted into propulsive force, and the projectile 8 is vigorously pushed downward.
  • the projectile 8 is moved by the pressure of the combustion gas, and the projectile 8 and the pair of second conductor pieces 9A and 9B are out of contact with each other.
  • the electrical connection between the pair of second conductor pieces 9A and 9B is released. As a result, the second electric circuit is disconnected.
  • the projectile 8 moves downward along the first tubular portion 51 while expanding the first tubular portion 51, thereby widening and deforming the first tubular portion 51.
  • the first cylindrical portion 51 of the casing 5 and the contact pieces 71 of the pair of first conductor pieces 7A and 7B are brought into contact with each other. As a result, the first electrical circuit becomes conductive.
  • the switching device 20 uses the energy of the combustion gas generated by the operation of the igniter 2 to urgently switch the second electric circuit from the conducting state to the non-conducting state and to switch the first electric circuit.
  • Emergency switching of a circuit from a non-conducting state to a conducting state In other words, the switching device 20 can switch the electrical circuit to be in a conducting state from the second electrical circuit to the first electrical circuit by pyro-driving.
  • the switching device 20 according to the second embodiment since the first electric circuit is switched to the second electric circuit by pyro-drive, the time required for switching can be shortened compared to conventional electromagnetic relays. As a result, the electrical equipment in which the switching device 20 is installed can be quickly protected and failure can be avoided.
  • the switching device 20 employs a configuration in which the pair of second conductor pieces 9A and 9B are electrically connected by the projectile 8, thereby switching the second electric circuit from the conducting state to the non-conducting state.
  • the switching and switching of the first electrical circuit from the non-conducting state to the conducting state can be realized by a single actuation of the igniter 2 .
  • the projectile 8 and the pair of second conductor pieces 9A and 9B are formed as separate members, but the technology of the present disclosure is not limited to this.
  • the projectile and each of the pair of second conductor pieces may be formed as an integral member (one member).
  • the projectile and the pair of second conductor pieces are one member, and when the igniter is actuated, the projectile is separated from the one member by the pressure of the combustion gas and moves. Thus, the connection between the pair of second conductor pieces via the projectile may be released.
  • housing 2 igniter 5: casing 51: first cylindrical portion (an example of a cylindrical conductor portion) 6: emission chambers 7A, 7B: a pair of first conductor pieces 8: projectiles 9A, 9B: a pair of second conductor pieces

Landscapes

  • Air Bags (AREA)

Abstract

電気回路切替装置は、点火器の作動時に点火器からの燃焼ガスが放出される放出室と、導電性を有し、放出室の少なくとも一部を画定するケーシングと、互いに離間した状態で放出室の外側に配置された一対の第１導体片であって、該一対の第１導体片の夫々が第１電気回路の一部を形成する、一対の第１導体片と、を備え、点火器の作動前は、第１電気回路が不通状態となるように、一対の第１導体片のうち少なくとも一方とケーシングとが非接触であり、点火器が作動すると、点火器の作動により生じる燃焼ガスのエネルギーによって、ケーシングが放出室の外側へ拡張するように変形し、ケーシングと一対の第１導体片の夫々とが接触した状態となることで、第１電気回路が導通状態となる。

Description

電気回路切替装置
　本発明は、電気回路切替装置に関する。
　電気機器には、電気機器（または電気設備）に設けられ、該電気機器に異常が発生した際に特定の電気回路を不通状態（遮断状態）から導通状態へと切り替えることで該電気機器を保護する継電器が設けられる場合がある。継電器としては、従来、電磁石を利用して電気回路の開閉を切り替える電磁継電器が知られている。しかしながら、従来の電磁継電器では、導通状態への切り替えに時間が掛かることから、例えば過電流の影響により電気機器が故障するといった不具合が生じる問題があった。
米国特許出願公開第２０１５／２４８９７９号明細書 国際公開第２０１６／１６９６１２号 国際公開第２０２０／１６４８７１号
　本開示の技術は、所定の電気回路を不通状態から導通状態へと切り替えるための電気回路切替装置において、切り替えに要する時間を短縮することが可能な技術を提供することにある。
　上記課題を解決するために、本開示の電気回路切替装置は、以下の構成を採用した。即ち、本開示の技術は、所定の第１電気回路を不通状態から導通状態へと切り替えるための電気回路切替装置であって、ハウジングと、前記ハウジングに設けられた点火器と、前記点火器の作動時に前記点火器からの燃焼ガスが放出される放出室と、導電性を有し、前記放出室の少なくとも一部を画定するケーシングと、互いに離間した状態で前記放出室の外側に配置された一対の第１導体片であって、該一対の第１導体片の夫々が前記第１電気回路の一部を形成する、一対の第１導体片と、を備え、前記点火器の作動前は、前記第１電気回路が不通状態となるように、前記一対の第１導体片のうち少なくとも一方と前記ケーシングとが非接触であり、前記点火器が作動すると、前記点火器の作動により生じる燃焼ガスのエネルギーによって、前記ケーシングが前記放出室の外側へ拡張するように変形し、前記ケーシングと前記一対の第１導体片の夫々とが接触した状態となることで、前記第１電気回路が導通状態となるように構成されている、電気回路切替装置である。
　本開示に係る電気回路切替装置は、点火器の作動により生じる燃焼ガスのエネルギーを利用して第１電気回路を不通状態から導通状態へと切り替える構成を採用しているため、つまり、パイロ駆動により第１電気回路を不通状態から導通状態へと切り替えるため、従来の電磁継電器と比較して、切り替えに要する時間を短縮することができる。これにより、電気回路切替装置が設置された電気機器を速やかに保護し、故障を回避できる。また、電気回路切替装置は、ケーシングを拡張変形させて第１電気回路を導通状態とする構成を採用することで、第１電気回路の切替時間をより短縮することができる。
　また、本開示に係る電気回路切替装置において、前記ケーシングは、筒状に形成された筒状導体部を含み、前記一対の第１導体片の夫々は、前記筒状導体部の外周面と対向するように前記筒状導体部の外側に配置され、前記点火器が作動すると、前記点火器の作動により生じるエネルギーによって、前記筒状導体部が拡幅するように変形することで、前記筒状導体部と前記一対の第１導体片の夫々とが接触した状態となるように構成されてもよい。
　また、本開示に係る電気回路切替装置は、前記点火器から放出される燃焼ガスの圧力を受けるように前記放出室における前記点火器と前記筒状導体部との間に配置された発射体を更に備え、前記点火器が作動すると、前記燃焼ガスの圧力によって、前記発射体が前記筒状導体部を押し広げながら前記筒状導体部に沿って移動することで、前記筒状導体部と前記一対の第１導体片の夫々とが接触した状態となるように構成されてもよい。
　また、本開示に係る電気回路切替装置において、前記一対の第１導体片は、前記筒状導体部を挟んで互いに反対側に位置するように配置され、前記一対の第１導体片の配列方向において、前記筒状導体部の内側領域の幅よりも前記発射体の幅の方が大きくてもよい。
　また、本開示に係る電気回路切替装置において、前記ケーシングは、前記筒状導体部の両端部のうち前記発射体の移動先側の端部を閉塞する蓋壁部を更に含み、前記点火器が作動すると、前記筒状導体部に沿って移動する前記発射体が前記蓋壁部によって受け止められることで、前記筒状導体部が押し広げられた状態が維持されるように構成されてもよい。
　また、本開示に係る電気回路切替装置において、前記一対の第１導体片は、前記筒状導体部を挟んで互いに反対側に位置するように配置され、前記ケーシングには、スリットが形成され、前記スリットは、前記蓋壁部の全体に亘って前記一対の第１導体片の配列方向と直交する方向に延びる第１領域と、前記第１領域の両端から前記筒状導体部に沿って延びる第２領域と、を含んでもよい。
　また、本開示に係る電気回路切替装置は、互いに離間した状態で配置された一対の第２導体片であって、該一対の第２導体片の夫々が第２電気回路の一部を形成する、一対の第２導体片を更に備え、前記発射体は、導電性を有し、前記点火器の作動前は、前記第２電気回路が導通状態となるように、前記一対の第２導体片が前記発射体を介して電気的に接続されており、前記点火器が作動すると、前記燃焼ガスの圧力によって前記発射体が移動し、前記発射体を介した前記一対の第２導体片の電気的な接続が解除されることで、前記第２電気回路が不通状態となるように構成されてもよい。
　また、本開示に係る電気回路切替装置において、前記ケーシングは、前記点火器から放出される燃焼ガスの圧力を受けるように配置されており、前記点火器が作動すると、前記燃焼ガスの圧力によって、前記ケーシングが前記放出室の外側へ拡張するように変形することで、前記ケーシングと前記一対の第１導体片の夫々とが接触した状態となるように構成されてもよい。
　また、本開示に係る電気回路切替装置において、前記ケーシングは、金属製であってもよい。
　本開示に係る電気回路切替装置によれば、所定の電気回路を不通状態から導通状態へと切り替えるために要する時間を短縮することが可能となる。
実施形態に係る電気回路切替装置（以下、単に「切替装置」という）の作動前の状態を説明するための縦断面図である。 図１のＡ－Ａ断面における切替装置の横断面図である。 実施形態１に係るケーシングの底面図である。 実施形態１に係る切替装置の作動状況を説明するための縦断面図である。 図４のＢ－Ｂ断面における切替装置の横断面図である。 実施形態１の変形例に係る切替装置の作動前の状態を説明するための縦断面図である。 実施形態１の変形例に係る切替装置の作動状況を説明するための縦断面図である。 実施形態２に係る切替装置の作動前の状態を説明するための縦断面図である。 実施形態２に係る切替装置の作動状況を説明するための縦断面図である。
　以下に、図面を参照して本開示の実施形態に係る電気回路切替装置について説明する。なお、実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は、一例であって、本開示の主旨から逸脱しない範囲内で、適宜、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。本開示は、実施形態によって限定されることはなく、請求の範囲によってのみ限定される。
　＜実施形態１＞
　実施形態１に係る電気回路切替装置は、電気機器（又は電気設備）に設置され、設置対象となる電気機器に異常が発生した際に、所定の電気回路（第１電気回路）を、当該電気回路が遮断された状態（以下、不通状態とも呼ぶ）から導通した状態（以下、導通状態とも呼ぶ）へと緊急に切り替えることで、該電気機器を保護する。なお、「導通」とは、電気回路が電気的に繋がっており電流を流すことができることをいい、「不通」とは、電気回路が電気的に繋がっておらず電流を流すことができないこという。
　実施形態１に係る電気回路切替装置は、例えば、自動車や家庭電化製品、太陽光発電システム等を構成する電気回路や、当該電気回路のバッテリー（例えば、リチウムイオンバッテリー）を含むシステムの異常時に、所定の電気回路である第１電気回路を不通状態から導通状態へと切り替えることで、過電流等による故障を未然に防止する。なお、本開示における第１電気回路の構成や用途は特に限定されない。第１電気回路は、例えば、保護対象となる回路や部品に溜まった電荷を逃がすことを目的として、導通状態へと切り替わることで意図的に電流を短絡させる、短絡回路として構成されてもよい。また、第１電気回路は、例えば、半導体素子やバッテリーのセルなど、電気設備を構成する回路の何れかが故障した場合に第１電気回路が導通状態へと切り替わることで、故障した箇所をバイパスするように構成されてもよい。
　［全体構成］
　図１は、実施形態１に係る電気回路切替装置（以下、単に「切替装置」ともいう）１０の作動前の状態を説明するための縦断面図である。図１では、符号５で示すケーシングの中心軸Ａ１に沿う断面が図示されている。図２は、図１のＡ－Ａ断面における切替装置１０の横断面図である。以下、ケーシング５の中心軸Ａ１に沿う方向（即ち、ケーシング５の軸方向）を切替装置１０の「上下方向」とし、符号１３で示す上部プレート側を上下方向の「上側」とし、符号１４で示す下部プレート側を上下方向の「下側」とする。また、ケーシング５の軸方向と直交する方向を切替装置１０の「幅方向」とする。ここで、図１に示すように、切替装置１０では、符号７Ａ，７Ｂで示す一対の導体片がケーシング５を挟んで幅方向の両側に配置されている。以下、ケーシング５の軸方向と直交する方向（幅方向）であって一対の第１導体片７Ａ，７Ｂが配列する方向を「一対の第１導体片７Ａ，７Ｂの配列方向」と称する。また、本明細書では、切替装置１０の上下方向に沿う断面を切替装置１０の「縦断面」と称し、上下方向と直交する断面を切替装置１０の「横断面」と称する。
　図１に示すように、実施形態１に係る切替装置１０は、ハウジング１と点火器２とカラー部材３と保持部材４とケーシング５と放出室６と一対の第１導体片７Ａ，７Ｂと、発射体８とを備える。
　[ハウジング]
　図１に示すように、ハウジング１は、上部ハウジング１１と下部ハウジング１２と上部プレート１３と下部プレート１４とを含む。上部ハウジング１１及び下部ハウジング１２は、例えば、上下方向に延びる概略角柱形状の外形を有している。下部ハウジング１２は、一対の第１導体片７Ａ，７Ｂを挟んで上部ハウジング１１の下端部に結合されている。上部ハウジング１１や下部ハウジング１２は、例えば、合成樹脂等といった絶縁部材によって形成することができる。上部ハウジング１１や下部ハウジング１２の材質としては、例えば、ポリカーボネートが挙げられる。上部プレート１３及び下部プレート１４は、例えば、幅方向に延びる概略板形状の外形を有している。上部プレート１３は、上部ハウジング１１の上端に結合し、下部プレート１４は、下部ハウジング１２の下端に結合している。上部プレート１３や下部プレート１４の材質としては、例えば、ＳＵＳ等の鉄鋼材料が挙げられる。また、図１に示すように、上部プレート１３、上部ハウジング１１、及び下部ハウジング１２には、上下方向に孔が貫通しており、これらの孔が連なることで、ハウジング１には、上部プレート１３から下部ハウジング１２にかけて上下方向に延在する収容部１５が形成されている。なお、ハウジング１の形状や材質は上述したものに限定されない。
　[点火器]
　図１に示すように、点火器２は、収容部１５に配置された状態でハウジング１に設けられている。点火器２は、点火部２１と一対の導電ピン２２，２２とを有する、電気式点火器である。点火部２１の内部には、点火薬（不図示）が収容されている。点火薬の材質は特に限定されないが、例えば、ZPP（ジルコニウム・過塩素酸カリウム）、ZWPP（ジルコニウム・タングステン・過塩素酸カリウム）、THPP（水素化チタン・過塩素酸カリウム）、鉛トリシネート等を採用してもよい。一対の導電ピン２２，２２は、点火部２１から上側に延びている。一対の導電ピン２２，２２の上端部には、外部電源のコネクタ（不図示）が接続される。
　点火器２は、外部電源のコネクタを介して各導電ピン２２，２２に供給される電力により作動する。点火器２が作動する際は、点火薬を点火するための作動電流が電源から導電ピン２２に供給されると、点火部２１のブリッジワイヤ（不図示）が発熱することで、点火部２１に収容された点火薬が着火し、燃焼ガスが生成される。そして、点火薬の燃焼に伴って点火部２１内部の圧力が上昇すると、点火部２１が開裂することで、点火器２から燃焼ガスが放出される。
　［カラー］
　図１に示すように、カラー部材３は、略筒形状を有しており、点火器２を取り囲むように、収容部１５に配置されている。カラー部材３は、例えば、金属材料により形成されている。但し、カラー部材３の材質は金属材料に限定されない。カラー部材３は、収容部１５の壁面に嵌合することで、ハウジング１に固定されている。なお、カラー部材３は、本開示の技術において必須の構成ではない。例えば、カラー部材３は、ハウジング１と一体の部材として（一部材として）形成されていてもよい。
　［保持部］
　図１に示すように、保持部材４は、点火器２とカラー部材３との間に介装されることで、カラー部材３に対して点火器２を固定する。これにより、点火器２がハウジング１に固定されている。保持部材４は、例えば、樹脂材料により形成されている。但し、保持部材４の材質は樹脂材料に限定されない。保持部材４は、点火器２の点火部２１の底面（下面）が収容部１５の一部である放出室６（後述）に露出し、一対の導電ピン２２，２２の上端部が収容部１５におけるカラー部材３の内側の領域に露出するように、点火器２を覆っている。一対の導電ピン２２，２２がカラー部材３の内側の領域に露出することで、一対の導電ピン２２，２２に対して外部電源からの電力を供給するコネクタ（図示せず）を接続可能となっている。なお、保持部材４は、本開示の技術において必須の構成ではない。
　［ケーシング］
　図１に示すように、ケーシング５は、上下方向に延びると共に下端が閉塞し上端が開口した概略有底筒状の部材であり、その内側が空洞状になっている。ケーシング５は、点火器２における点火部２１を取り囲むように収容部１５に配置されることで、点火器２の作動時に点火器２からの燃焼ガスが放出される空間である放出室６を、収容部１５の内部に画定する。なお、ケーシング５は、放出室６の少なくとも一部を画定するものであればよく、ハウジング１とケーシング５とによって放出室６が画定されてもよい。
　また、ケーシング５は、導電性を有する。ケーシング５は、金属製であり、例えば、銅（Ｃｕ）等によって形成することができる。但し、ケーシング５は、銅以外の金属で形成されていてもよいし、銅と他の金属との合金で形成されてもよい。
　図１に示すように、ケーシング５は、第１筒状部５１と第２筒状部５２と接続部５３とフランジ部５４と蓋壁部５５とを含む。第１筒状部５１及び第２筒状部５２は、上下方向に延びる筒状に形成されており、第１筒状部５１の方が第２筒状部５２よりも下側に配置されている。また、一対の第１導体片７Ａ，７Ｂの配列方向において、第１筒状部５１の方が第２筒状部５２よりも幅が小さくなっている。図２に示すように、第１筒状部５１において、一対の第１導体片７Ａ，７Ｂの配列方向における両側に位置する部位は、該配列方向に直交するように平坦状に形成されており、他の部位は、円弧状に形成されている。第１筒状部５１は、本開示における「筒状導体部」の一例である。接続部５３は、第１筒状部５１の上端部と第２筒状部５２と下端部とを接続する環状の部位であり、上側に向かうに従って徐々に拡幅するように傾斜している。このような第１筒状部５１と第２筒状部５２と接続部５３とによって、ケーシング５は段付きの筒状に形成されている。フランジ部５４は、第２筒状部５２の上端部から外側に向かって延びている。蓋壁部５５は、第１筒状部５１の下端部を閉塞している。
　ケーシング５は、第２筒状部５２が収容部１５の壁面に嵌合すると共にフランジ部５４がカラー部材３に係合することで、ハウジング１に固定されている。実施形態１では、第１筒状部５１と第２筒状部５２と接続部５３と蓋壁部５５とによって、上下方向に延びる概略円柱状の放出室６が画定されている。ここで、図１のＷ１は、放出室６における第１筒状部５１の内側の領域（内側領域）の、一対の第１導体片７Ａ，７Ｂの配列方向における幅を表す。
　図３は、実施形態１に係るケーシング５の底面図である。図３では、点火器２が作動する前のケーシング５を下側から視認した状態が図示されている。図１～図３に示すように、実施形態１に係るケーシング５には、符号Ｓ１で示すスリットが形成されている。スリットＳ１は、蓋壁部５５に形成された第１領域Ｓ１１と、第１筒状部５１に形成された第２領域Ｓ１２と、を含む。図３に示すように、第１領域Ｓ１１は、蓋壁部５５の全体に亘って、一対の第１導体片７Ａ，７Ｂの配列方向と直交する方向に延びている。また、第２領域Ｓ１２は、第１領域Ｓ１１の両端から第１筒状部５１の中途まで、第１筒状部５１に沿って上方向に延びている。図２及び図３に示すように、第２領域Ｓ１２は、第１筒状部５１において、一対の第１導体片７Ａ，７Ｂの配列方向と直交する方向における両側に位置する部位に、一つずつ形成されている。また、図１に示すように、第２領域Ｓ１２は、上方に向かうに従って幅が狭くなるように、先細り状に形成されている。
　なお、ケーシング５の形状は、上述したものに限定されない。ケーシング５の形状は、例えば、円筒状であってもよいし、角筒状であってもよい。また、本開示の技術において、第２筒状部５２、接続部５３、フランジ部５４、蓋壁部５５、及びスリットＳ１は、必須の構成ではない。
　[一対の第１導体片]
　一対の第１導体片７Ａ，７Ｂは、切替装置１０の構成要素の一部を構成すると共に、切替装置１０を設置対象となる電気機器に設置したときに一対の第１導体片７Ａ，７Ｂの夫々が当該電気機器において所定の第１電気回路の一部を形成する、導電性の金属体である。一対の第１導体片７Ａ，７Ｂは、バスバー（bus bar）と呼ばれる場合がある。第１電気回路は、一対の第１導体片７Ａ，７Ｂと当該電気機器が有する回路部品とによって形成される。
　図１に示すように、一対の第１導体片７Ａ，７Ｂは、互いに離間した状態で放出室６の外側に配置されている。より具体的には、一対の第１導体片７Ａ，７Ｂの夫々は、ケーシング５の第１筒状部５１の外周面と対向するように、第１筒状部５１の外側に配置されている。図１及び図２に示すように、実施形態１では、一対の第１導体片７Ａ，７Ｂの夫々が第１筒状部５１を挟んで互いに反対側に位置しており、一対の第１導体片７Ａ，７Ｂと第１筒状部５１とが直線状に並んでいる。但し、本開示において、一対の第１導体片の配置は、上述したものに限定されない。一対の第１導体片は、放出室の外側に配置されていればよい。
　一対の第１導体片７Ａ，７Ｂの夫々は、接触片７１と接続片７２とを含む。接触片７１は、配列方向と直交するように上下方向に延びている。接続片７２は、接触片７１の上端部から配列方向に沿って第１筒状部５１から離れる側へ延びている。一対の第１導体片７Ａ，７Ｂの夫々は、接触片７１が収容部１５に配置され、接続片７２が上部ハウジング１１と下部ハウジング１２とによって上下から挟まれた状態で、ハウジング１に保持されている。一対の第１導体片７Ａ，７Ｂにおいて、接触片７１は、第１筒状部５１の外周面と対向しており、接続片７２の端部は、ハウジング１の外部に突出している。接続片７２のうちハウジング１の外部に突出した部分には、第１電気回路において他の導体（例えば、リードワイヤ）が接続される。
　一対の第１導体片７Ａ，７Ｂは、例えば、銅（Ｃｕ）等の金属によって形成することができる。但し、一対の第１導体片７Ａ，７Ｂは、銅以外の金属で形成されていてもよいし、銅と他の金属との合金で形成されてもよい。なお、一対の第１導体片７Ａ，７Ｂに含まれ得る銅以外の金属としては、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）等が例示できる。
　［発射体］
　図１に示すように、発射体８は、上下方向に延びる段付きの概略円柱状に形成されており、ケーシング５に嵌入されている。発射体８は、点火器２から放出される燃焼ガスの圧力を受けるように、放出室６における点火器２と第１筒状部５１との間に配置されている。
　発射体８は、嵌入部８１と拡幅部８２と傾斜部８３とを含む。嵌入部８１は、ケーシング５の第１筒状部５１の内側領域の断面形状に対応する断面形状を有しており、点火器２の作動前では第１筒状部５１に嵌合している。拡幅部８２は、嵌入部８１よりも上側に形成され、ケーシング５の第２筒状部５２の内側領域の断面形状に対応する断面形状を有しており、点火器２の作動前では第２筒状部５２に嵌合している。一対の第１導体片７Ａ，７Ｂの配列方向において、拡幅部８２の方が嵌入部８１よりも幅が大きくなっている。傾斜部８３は、嵌入部８１と拡幅部８２とを接続する部位であり、ケーシング５の接続部５３の内側領域の断面形状に対応する断面形状を有しており、点火器２の作動前では接続部５３に嵌合している。傾斜部８３は、上側に向かうに従って徐々に拡幅するように傾斜している。発射体８の上端面は、点火器２の点火部２１に対向している。そのため、発射体８の上端面は、点火器２の作動により生じるエネルギー（点火器２から放出される燃焼ガスの圧力）を受圧する受圧面８ａとして形成されている。発射体８は、点火器２が作動すると、受圧面８ａで受ける燃焼ガスの圧力によって、第１筒状部の延在方向に沿って第１筒状部５１の内側を下方へ移動する。以下、「下方向」を「発射体８の移動方向」と呼ぶ場合もある。
　また、発射体８は、導電性を有する。発射体８は、例えば、銅（Ｃｕ）等の金属によって形成することができる。但し、発射体８は、銅以外の金属で形成されていてもよいし、銅と他の金属との合金で形成されてもよい。また、実施形態１では、発射体８は導電性を有さなくてもよく、例えば、合成樹脂等の絶縁部材によって形成されてもよい。
　ここで、図１のＷ２は、発射体８の拡幅部８２の、一対の第１導体片７Ａ，７Ｂの配列方向における幅を表す。つまり、幅Ｗ２は、配列方向における発射体８の最大幅である。このとき、本実施形態では、第１筒状部５１の内側領域の幅Ｗ１と拡幅部８２の幅Ｗ２との関係は、Ｗ１＜Ｗ２となっている。そのため、点火器２の作動前では、拡幅部８２が第１筒状部５１の内側に進入することができず、発射体８が下方に移動することが規制されている。
　［動作］
　次に、切替装置１０を作動させて第１電気回路を不通状態から導通状態へと切り替える際の動作内容について説明する。上記のように、図１は、切替装置１０の作動前の状態（以下、「作動前初期状態」ともいう）を示している。図１及び図２に示すように、作動前初期状態では、ケーシング５の第１筒状部５１と一対の第１導体片７Ａ，７Ｂの夫々との間に隙間が形成されている。より具体的には、一対の第１導体片７Ａ，７Ｂの配列方向において、ケーシング５の第１筒状部５１と一対の第１導体片７Ａ，７Ｂの夫々とが離間している。これにより、一対の第１導体片７Ａ，７Ｂの両方とケーシング５とが非接触となっている。そのため、作動前初期状態では、第１電気回路が不通状態となっている。なお、作動前初期状態では、ケーシング５と一対の第１導体片７Ａ，７Ｂの少なくとも一方とが非接触であればよく、そうすることで、作動前初期状態において、第１電気回路が不通状態となる。また、図１に示すように、作動前初期状態では、発射体８の拡幅部８２の方がケーシング５の第１筒状部５１よりも上側（つまり、発射体の移動方向における手前側）に位置している。更に、上述のように、点火器２の作動前では、発射体８が下方に移動することが規制されている。そのため、作動前初期状態では、一対の第１導体片７Ａ，７Ｂのうち少なくとも何れか一方とケーシング５との非接触状態が維持され、ひいては、第１電気回路の不通状態が維持されている。
　ここで、実施形態１に係る切替装置１０は、切替装置１０が設置された電気機器（車両、発電設備、蓄電設備など）の異常状態を検知する異常検知センサー（図示せず）、および、点火器２の作動を制御する制御部（図示せず）を更に備えている。異常検知センサーは、例えば、当該電機器において保護対象となる回路を流れる電流に基づいて、過電流などの異常状態を検知してもよい。また、異常検知センサーは、例えば衝撃センサー、温度センサー、加速度センサー、振動センサーなどであって、車両等の装置における衝撃、温度、加速度、振動に基づいて事故や火災などの異常状態を検知してもよい。切替装置１０の制御部は、例えば所定の制御プログラムを実行することで所定の機能を発揮できるコンピュータである。制御部による所定の機能は、対応するハードウェアで実現することもできる。例えば、切替装置１０が設置された電気機器の保護対象となる回路に過電流が流れると、その過電流が異常検知センサーによって検出される。検出された異常電流に関する異常情報は、異常検知センサーから制御部に引き渡される。例えば、制御部は、異常検知センサーによって検出された電流値に基づいて、点火器２の一対の導電ピン２２，２２に接続された外部電源（図示せず）から通電を受け、点火器２を作動させる。ここで、過電流とは、保護対象となる電気回路の保護のために設定された所定の閾値を超える電流値により規定されてもよい。なお、上述した異常検知センサーおよび制御部は、切替装置１０の構成要素に含まれていなくてもよく、例えば切替装置１０とは別の装置に含まれていてもよい。また、上記異常検知センサーや制御部は、切替装置１０に必須の構成ではない。
　図４は、実施形態１に係る切替装置１０の作動状況を説明するための縦断面図である。また、図５は、図４のＢ－Ｂ断面における切替装置１０の横断面図である。点火器２が作動すると、点火器２から燃焼ガスが放出室６に放出される。そうすると、発射体８は、点火器２の作動により生じた燃焼ガスの圧力（エネルギー）を受圧面８ａで受ける。これにより、燃焼ガスの圧力が推進力に変換され、発射体８が勢いよく下方に押し下げられる。そして、図４に示すように、発射体８は、受圧面８ａで受ける燃焼ガスの圧力によって、第１筒状部に沿って（つまり、第１筒状部の延在方向に沿って）第１筒状部５１の内側を下方へ移動する。
　このとき、上述のように、第１筒状部５１の内側領域の幅Ｗ１と拡幅部８２の幅Ｗ２との関係は、Ｗ１＜Ｗ２となっているため、発射体８は、拡幅部８２によって第１筒状部５１を押し広げながら第１筒状部５１に沿って下方に移動する。これにより、第１筒状部５１は、一対の第１導体片７Ａ，７Ｂの配列方向において拡幅するように変形する。そして、一対の第１導体片７Ａ，７Ｂは、第１筒状部５１を挟んで互いに反対側に配置されていることから、第１筒状部５１が一対の第１導体片７Ａ，７Ｂの配列方向において拡幅することで、図４及び図５に示すように、ケーシング５の第１筒状部５１と一対の第１導体片７Ａ，７Ｂの夫々の接触片７１とが接触した状態となる。これにより、一対の第１導体片７Ａ，７Ｂ同士は、導電性を有するケーシング５を介して電気的に接続される。その結果、第１電気回路が導通状態となる。なお、切替装置１０では、第１筒状部５１と第２筒状部５２とを接続する接続部５３が傾斜しており、嵌入部８１と拡幅部８２とを接続する傾斜部８３が傾斜しているため、発射体８が燃焼ガスの圧力を受けたときに、拡幅部８２が第１筒状部５１に進入し易くなっている。
　このように、実施形態１に係る切替装置１０は、点火器２の作動により生じる燃焼ガスのエネルギーによって、放出室６の外側へ拡張するようにケーシング５を変形させることで、放出室６の外側に配置されている一対の第１導体片７Ａ，７Ｂの夫々とケーシング５とを接触した状態とすることができる。その結果、第１電気回路を不通状態から導通状態へと速やかに切り替えることができる。例えば、第１電気回路が意図的に電流を短絡させる短絡回路である場合、第１電気回路を導通状態とすることで、保護すべき電気回路や部品に溜まった電荷を第１電気回路に流して逃がすことができ、過電流による電気機器の故障を回避できる。このようにして、切替装置１０の設置対象となる電気機器を速やかに保護できる。
　ここで、図４に示すように、第１筒状部５１の両端部のうち、発射体８の移動先側（つまり、下側）の端部は、蓋壁部５５によって閉塞されている。そのため、点火器２が作動すると、第１筒状部５１に沿って移動した発射体８が蓋壁部５５によって受け止められる。これにより、発射体８が第１筒状部５１よりも下方に移動して第１筒状部５１から抜け出すことが抑制されている。その結果、第１筒状部５１が発射体８によって押し広げられた状態が維持され、ケーシング５の第１筒状部５１と一対の第１導体片７Ａ，７Ｂの夫々とが接触した状態が維持される。更に、ケーシング５には、上述のスリットＳ１が形成されている。そして、スリットＳ１の第１領域Ｓ１１は、蓋壁部５５の全体に亘って一対の第１導体片７Ａ，７Ｂの配列方向と直交する方向に延びており、第２領域Ｓ１２は、第１領域Ｓ１１の両端から第１筒状部５１に沿って延びている。このようなスリットＳ１がケーシング５に形成されているため、第１筒状部５１は、一対の第１導体片７Ａ，７Ｂの配列方向において第１筒状部５１を押し広げるような力を受けた場合に変形し易くなっている。これにより、発射体８が第１筒状部５１に沿って下方に移動するときに、第１筒状部５１が一対の第１導体片７Ａ，７Ｂの配列方向において拡幅するように変形することが容易となる。その結果、第１電気回路をより確実に不通状態から導通状態へと切り替えることができる。
　［作用・効果］
　以上のように、実施形態１に係る切替装置１０は、ハウジング１と、ハウジング１に設けられた点火器２と、点火器２の作動時に点火器２からの燃焼ガスが放出される放出室６と、導電性を有し、放出室６の少なくとも一部を画定するケーシングと、互いに離間した状態で放出室６の外側に配置された一対の第１導体片７Ａ，７Ｂと、を備える。そして、一対の第１導体片７Ａ，７Ｂの夫々は、第１電気回路の一部を形成している。また、実施形態１に係る切替装置１０では、点火器２の作動前は、第１電気回路が不通状態となるように、ケーシング５と一対の第１導体片７Ａ，７Ｂのうち少なくとも一方とが非接触であり、点火器２が作動すると、点火器２の作動により生じる燃焼ガスのエネルギーによって、ケーシング５が放出室６の外側へ拡張するように変形し、ケーシング５と一対の第１導体片７Ａ，７Ｂの夫々とが接触した状態となることで、第１電気回路が導通状態となる。
　実施形態１に係る切替装置１０は、点火器２の作動により生じる燃焼ガスのエネルギーを利用して第１電気回路を不通状態から導通状態へと切り替える構成を採用しているため、つまり、パイロ駆動により第１電気回路を不通状態から導通状態へと切り替えるため、従来の電磁継電器と比較して、切り替えに要する時間を短縮することができる。これにより、切替装置１０が設置された電気機器を速やかに保護し、故障を回避できる。また、切替装置１０は、ケーシング５を拡張変形させて第１電気回路を導通状態とする構成を採用することで、第１電気回路の切替時間をより短縮でき、更に、切替装置１０を小型化できる。
　また、実施形態１に係る切替装置１０では、ケーシング５の第１筒状部５１の外周面と対向するように、一対の第１導体片７Ａ，７Ｂの夫々が第１筒状部５１の外側に配置されている。そして、切替装置１０は、点火器２が作動すると、点火器２の作動により生じるエネルギーによって、第１筒状部５１が拡幅するように変形することで、第１筒状部５１と一対の第１導体片７Ａ，７Ｂの夫々とが接触した状態となるように構成されている。これにより、第１電気回路を不通状態から導通状態へと切り替えることができる。なお、本実施形態では、筒状の第１筒状部５１を拡幅変形させる構成を採用しているが、本開示の技術はこれに限定されない。例えば、ケーシング５の蓋壁部５５の下方に一対の第１導体片７Ａ，７Ｂを配置し、点火器２の作動により生じるエネルギーによって第１筒状部５１を下方へ押し延ばすことで蓋壁部５５と一対の第１導体片７Ａ，７Ｂの夫々とを接触させ、第１電気回路を導通状態としてもよい。また、本開示に係るケーシングは、筒状でなくともよく、例えば、球状であってもよい。
　また、実施形態１に係る切替装置１０は、点火器２から放出される燃焼ガスの圧力を受けるように、放出室６における点火器２と第１筒状部５１との間に配置された発射体８を更に備える。そして、切替装置１０は、点火器２が作動すると、燃焼ガスの圧力によって、発射体８が第１筒状部５１を押し広げながら第１筒状部５１に沿って移動することで、第１筒状部５１と一対の第１導体片７Ａ，７Ｂの夫々とが接触した状態となるように構成されている。つまり、点火器２の作動により生じる燃焼ガスのエネルギーを発射体８の推進力に変換し、発射体８の推進力によって第１筒状部５１を拡幅変形させている。これによると、第１筒状部５１を大きく拡幅変形させることができる。そのため、作動前初期状態においてケーシング５の第１筒状部５１と一対の第１導体片７Ａ，７Ｂの夫々との間の隙間が大きい場合であっても、第１筒状部５１と一対の第１導体片７Ａ，７Ｂの夫々とを接触させて第１電気回路を導通状態とすることができる。これにより、作動前初期状態においてケーシング５の第１筒状部５１と一対の第１導体片７Ａ，７Ｂの夫々との距離を大きく確保することが可能となる。このことは、例えば、第１電気回路が高電圧の回路となる場合に有利である。但し、本開示の技術において、発射体は必須の構成ではない。本開示の技術は、後述の変形例のように、発射体を用いずに燃焼ガスの圧力により直接的にケーシングを拡張させてもよい。
　更に、実施形態１に係る切替装置１０では、一対の第１導体片７Ａ，７Ｂが、第１筒状部５１を挟んで互いに反対側に位置するように配置され、一対の第１導体片７Ａ，７Ｂの配列方向において、第１筒状部５１の内側領域の幅Ｗ１よりも発射体８の幅Ｗ２の方が大きくなっている。これにより、発射体８が第１筒状部５１に沿って移動するときに、発射体８によって第１筒状部５１を押し広げることができる。
　また、実施形態１に係る切替装置１０のケーシング５は、第１筒状部５１の両端部のうち発射体８の移動先側の端部（即ち、下端部）を閉塞する蓋壁部５５を含んでいる。そして、切替装置１０は、点火器２が作動すると、第１筒状部５１に沿って移動する発射体８が蓋壁部５５によって受け止められることで、第１筒状部５１が押し広げられた状態が維持されるように構成されている。これにより、点火器２の作動後において、ケーシング５の第１筒状部５１と一対の第１導体片７Ａ，７Ｂの夫々の接触片７１とが接触した状態、つまり第１電気回路の導通状態を維持することができる。但し、本開示の技術において、蓋壁部５５は必須の構成ではない。例えば、蓋壁部５５に代えて、下部プレート１４によって発射体８を受け止めてもよい。
　更に、実施形態１に係る切替装置１０では、一対の第１導体片７Ａ，７Ｂが、第１筒状部５１を挟んで互いに反対側に位置するように配置され、ケーシング５には、スリットＳ１が形成されている。そして、スリットＳ１は、蓋壁部５５の全体に亘って一対の第１導体片７Ａ，７Ｂの配列方向と直交する方向に延びる第１領域Ｓ１１と、第１領域Ｓ１１の両端から第１筒状部５１に沿って延びる第２領域Ｓ１２と、を含んでいる。これにより、発射体８が第１筒状部５１に沿って下方に移動するときに、第１筒状部５１が一対の第１導体片７Ａ，７Ｂの配列方向において拡幅するように変形することが容易となる。その結果、第１電気回路をより確実に不通状態から導通状態へと切り替えることができる。但し、本開示の技術において、スリットＳ１は必須の構成ではない。
　［変形例］
　以下、実施形態１の変形例に係る切替装置１０Ａについて説明する。切替装置１０Ａの説明では、切替装置１０との相違点を中心に説明し、切替装置１０と同様の点については同一の符号を付すことにより詳細な説明は割愛する。図６は、実施形態１の変形例に係る切替装置１０Ａの作動前の状態を説明するための縦断面図である。図７は、実施形態１の変形例に係る切替装置１０Ａの作動状況を説明するための縦断面図である。図６及び図７に示すように、変形例に係る切替装置１０Ａは、発射体８を備えず、ケーシング５のスリットＳ１が形成されていない点で、上述の切替装置１０と相違する。
　変形例に係る切替装置１０Ａでは、点火器２が作動したときに点火器２から放出される燃焼ガスの圧力を受けるように、ケーシング５が配置されている。図６に示すように、変形例では、点火器２とケーシング５との間に上述の発射体８のような部材が介在しない。そのため、燃焼ガスのエネルギー（圧力）は、直接的にケーシング５の内壁（より詳しくは、ケーシング５の内壁のうち放出室６を画定する領域）に作用する。
　変形例に係る切替装置１０Ａにおいて点火器２が作動すると、点火器２から放出室に燃焼ガスが放出される。このとき、切替装置１０Ａでは、ケーシング５に上述のスリットＳ１や孔が形成されていないため、燃焼ガスが放出室６の外部へ逃げることがなく、放出室６の内圧が上昇する。その結果、図７に示すように、ケーシング５の内壁に作用する燃焼ガスの圧力によって、ケーシング５が放出室６の外側へ拡張するように変形する。これにより、ケーシング５と一対の第１導体片７Ａ，７Ｂの夫々とが接触した状態となり、第１電気回路を不通状態から導通状態へと切り替えることができる。
　変形例に係る切替装置１０Ａにおいても、上述の切替装置１０と同様の効果を得ることができる。つまり、パイロ駆動により第１電気回路を不通状態から導通状態へと切り替えるため、従来の電磁継電器と比較して、切り替えに要する時間を短縮することができる。これにより、切替装置１０が設けられた機器を速やかに保護し、故障を回避できる。また、ケーシング５を拡張変形させて第１電気回路を導通状態とすることで、第１電気回路の切替時間をより短縮でき、切替装置１０を小型化できる。なお、変形例に係る切替装置１０Ａでは、第１筒状部５１を拡幅変形させているが、変形例のように燃焼ガスのエネルギー（圧力）をケーシングに直接的に作用させる態様においても、ケーシングにおいて変形する部位は第１筒状部５１（筒状導体部）に限定されない。本開示の技術は、燃焼ガスのエネルギーによってケーシングを放出室の外側へ拡張するように変形させるものであればよい。
　＜実施形態２＞
　次に、実施形態２に係る切替装置２０について説明する。切替装置２０の説明では、切替装置１０との相違点を中心に説明し、切替装置１０と同様の点については同一の符号を付すことにより詳細な説明は割愛する。図８は、実施形態２に係る切替装置２０の作動前の状態を説明するための縦断面図である。図９は、実施形態２に係る切替装置２０の作動状況を説明するための縦断面図である。図８及び図９に示すように、実施形態２に係る切替装置２０は、符号９Ａ，９Ｂで示す一対の第２導体片を更に備える点で、実施形態１に係る切替装置１０と相違する。
　一対の第２導体片９Ａ，９Ｂは、切替装置１０の構成要素の一部を構成すると共に、切替装置２０を設置対象となる電気機器に設置したときに一対の第２導体片９Ａ，９Ｂの夫々が所定の当該電気機器において第２電気回路の一部を形成する導電性の金属体である。第２電気回路は、一対の第２導体片９Ａ，９Ｂと当該電気機器が有する回路部品とによって形成される。
　実施形態２に係る切替装置２０は、設置対象となる電気機器に異常が発生した際に、第２電気回路を導通状態から不通状態へと緊急に切り替えると共に第１電気回路を不通状態から導通状態へと緊急に切り替えることで、該電気機器を保護するものである。
　本開示における第２電気回路の構成や用途は特に限定されない。第２電気回路は、例えば、切替装置２０の設置対象となる電気機器において保護対象となる回路であってもよい。例えば、切替装置２０の設置対象は自動車であり、第２電気回路は自動車のバッテリーから外部部品へと電力を供給するための回路であってもよい。実施形態２に係る切替装置２０は、例えば、バッテリーのコントロールするユニットが故障した場合に、第２電気回路を導通状態から不通状態へと切り替えてバッテリーから外部への電力供給を遮断することで、過電流による外部部品の故障を抑制し、第１電気回路を不通状態から導通状態へと切り替えて第２電気回路に溜まった電荷を第１電気回路から逃すことで、第２電気回路を保護するものであってもよい。
　図８及び図９に示すように、一対の第２導体片９Ａ，９Ｂは、互いに離間した状態で配置されている。また、一対の第２導体片９Ａ，９Ｂは、発射体８の移動方向において、一対の第１導体片７Ａ，７Ｂよりも手前側（つまり、上側）に配置されている。一対の第２導体片９Ａ，９Ｂの夫々は、発射体８の移動方向と直交する方向（つまり、第１筒状部５１の幅方向）に延びており、一端が収容部１５に配置され、他端がハウジング１の外部に突出している。一対の第２導体片９Ａ，９Ｂの夫々においてハウジング１の外部に突出した部分には、第２電気回路において他の導体（例えば、リードワイヤ）が接続される。なお、図８及び図９に示す例では、一対の第２導体片９Ａ，９Ｂが一対の第１導体片７Ａ，７Ｂの配列方向に沿って並んでいるが、本開示の技術はこれに限定されない。一対の第２導体片の配列方向は、一対の第１導体片の配列方向と一致しなくてもよい。
　一対の第２導体片９Ａ，９Ｂは、一対の第１導体片７Ａ，７Ｂと同様に、例えば、銅（Ｃｕ）等の金属によって形成することができる。但し、一対の第１導体片７Ａ，７Ｂは、銅以外の金属で形成されていてもよいし、銅と他の金属との合金で形成されてもよい。
　図８に示すように、作動前初期状態（より詳細には、点火器２の作動前）では、発射体８が一対の第２導体片９Ａ，９Ｂによって挟まれた状態となっている。このとき、発射体８と一対の第２導体片９Ａ，９Ｂの夫々とが接触している。ここで、実施形態２に係る発射体８は、発射体８は、導電性を有しており、例えば、銅（Ｃｕ）等の金属によって形成されている。そのため、点火器２の作動前は、導電性を有する発射体８と一対の第２導体片９Ａ，９Ｂの夫々とが接触していることで、一対の第２導体片９Ａ，９Ｂが発射体８を介して電気的に接続されている。これにより、切替装置２０では、点火器２の作動前は、第２電気回路が導通状態となっている。点火器２の作動前は、発射体８によって第２電気回路の一部が形成されている。
　図９に示すように、点火器２が作動すると、発射体８は、点火器２の作動により生じた燃焼ガスの圧力（エネルギー）を受圧面８ａで受ける。これにより、燃焼ガスの圧力が推進力に変換され、発射体８が勢いよく下方に押し下げられる。燃焼ガスの圧力によって発射体８が移動して、発射体８と一対の第２導体片９Ａ，９Ｂの夫々とが非接触となることで、図９に示すように、発射体８を介した一対の第２導体片９Ａ，９Ｂの電気的な接続が解除される。これにより、第２電気回路が不通状態となる。そして、実施形態１と同様に、発射体８が第１筒状部５１を押し広げながら第１筒状部５１に沿って下方に移動することで、第１筒状部５１が拡幅変形し、ケーシング５の第１筒状部５１と一対の第１導体片７Ａ，７Ｂの夫々の接触片７１とが接触した状態となる。これにより、第１電気回路が導通状態となる。
　以上のように、実施形態２に係る切替装置２０は、点火器２の作動により生じる燃焼ガスのエネルギーを利用して、第２電気回路を導通状態から不通状態へと緊急に切り替えると共に第１電気回路を不通状態から導通状態へと緊急に切り替える。つまり、切替装置２０は、パイロ駆動によって、導通状態となる電気回路を第２電気回路から第１電気回路へと切り替えることが可能である。実施形態２に係る切替装置２０によると、パイロ駆動により第１電気回路から第２電気回路へと切り替えるため、従来の電磁継電器と比較して、切り替えに要する時間を短縮することができる。これにより、切替装置２０が設置された電気機器を速やかに保護し、故障を回避できる。また、実施形態２に係る切替装置２０は、発射体８によって一対の第２導体片９Ａ，９Ｂを電気的に接続する構成を採用することで、第２電気回路の導通状態から不通状態への切り替えと第１電気回路の不通状態から導通状態への切り替えとを点火器２の一度の作動によって実現することができる。
　なお、実施形態２に係る切替装置２０では、発射体８と一対の第２導体片９Ａ，９Ｂの夫々とが別体の部材として形成されているが、本開示の技術は、これに限定されない。例えば、発射体と一対の第２導体片の夫々とが一体の部材（一部材）として形成されていてもよい。点火器の作動前の状態においては発射体と一対の第２導体片の夫々とが一部材であり、点火器が作動すると、燃焼ガスの圧力によって当該一部材から発射体が分離し、移動することで、発射体を介した一対の第２導体片の接続が解除されてもよい。
　以上、本開示に係る電気回路遮断装置の実施形態について説明したが、本明細書に開示された各々の態様は、本明細書に開示された他のいかなる特徴とも組み合わせることができる。
１０，１０Ａ，２０　：電気回路切替装置
１　　　　　　　　　：ハウジング
２　　　　　　　　　：点火器
５　　　　　　　　　：ケーシング
５１　　　　　　　　：第１筒状部（筒状導体部の一例）
６　　　　　　　　　：放出室
７Ａ，７Ｂ　　　　　：一対の第１導体片
８　　　　　　　　　：発射体
９Ａ，９Ｂ　　　　　：一対の第２導体片

Claims (9)

  1. 　所定の第１電気回路を不通状態から導通状態へと切り替えるための電気回路切替装置であって、
    　ハウジングと、
    　前記ハウジングに設けられた点火器と、
    　前記点火器の作動時に前記点火器からの燃焼ガスが放出される放出室と、
    　導電性を有し、前記放出室の少なくとも一部を画定するケーシングと、
    　互いに離間した状態で前記放出室の外側に配置された一対の第１導体片であって、該一対の第１導体片の夫々が前記第１電気回路の一部を形成する、一対の第１導体片と、を備え、
    　前記点火器の作動前は、前記第１電気回路が不通状態となるように、前記一対の第１導体片のうち少なくとも一方と前記ケーシングとが非接触であり、
    　前記点火器が作動すると、前記点火器の作動により生じる燃焼ガスのエネルギーによって、前記ケーシングが前記放出室の外側へ拡張するように変形し、前記ケーシングと前記一対の第１導体片の夫々とが接触した状態となることで、前記第１電気回路が導通状態となるように構成されている、
    　電気回路切替装置。
  2. 　前記ケーシングは、筒状に形成された筒状導体部を含み、
    　前記一対の第１導体片の夫々は、前記筒状導体部の外周面と対向するように前記筒状導体部の外側に配置され、
    　前記点火器が作動すると、前記点火器の作動により生じるエネルギーによって、前記筒状導体部が拡幅するように変形することで、前記筒状導体部と前記一対の第１導体片の夫々とが接触した状態となるように構成されている、
    　請求項１に記載の電気回路切替装置。
  3. 　前記点火器から放出される燃焼ガスの圧力を受けるように前記放出室における前記点火器と前記筒状導体部との間に配置された発射体を更に備え、
    　前記点火器が作動すると、前記燃焼ガスの圧力によって、前記発射体が前記筒状導体部を押し広げながら前記筒状導体部に沿って移動することで、前記筒状導体部と前記一対の第１導体片の夫々とが接触した状態となるように構成されている、
    　請求項２に記載の電気回路切替装置。
  4. 　前記一対の第１導体片は、前記筒状導体部を挟んで互いに反対側に位置するように配置され、
    　前記一対の第１導体片の配列方向において、前記筒状導体部の内側領域の幅よりも前記発射体の幅の方が大きい、
    　請求項３に記載の電気回路切替装置。
  5. 　前記ケーシングは、前記筒状導体部の両端部のうち前記発射体の移動先側の端部を閉塞する蓋壁部を更に含み、
    　前記点火器が作動すると、前記筒状導体部に沿って移動する前記発射体が前記蓋壁部によって受け止められることで、前記筒状導体部が押し広げられた状態が維持されるように構成されている、
    　請求項３又は４に記載の電気回路切替装置。
  6. 　前記一対の第１導体片は、前記筒状導体部を挟んで互いに反対側に位置するように配置され、
    　前記ケーシングには、スリットが形成され、
    　前記スリットは、前記蓋壁部の全体に亘って前記一対の第１導体片の配列方向と直交する方向に延びる第１領域と、前記第１領域の両端から前記筒状導体部に沿って延びる第２領域と、を含む、
    　請求項５に記載の電気回路切替装置。
  7. 　互いに離間した状態で配置された一対の第２導体片であって、該一対の第２導体片の夫々が所定の第２電気回路の一部を形成する、一対の第２導体片を更に備え、
    　前記発射体は、導電性を有し、
    　前記点火器の作動前は、前記第２電気回路が導通状態となるように、前記一対の第２導体片が前記発射体を介して電気的に接続されており、
    　前記点火器が作動すると、前記燃焼ガスの圧力によって前記発射体が移動し、前記発射体を介した前記一対の第２導体片の電気的な接続が解除されることで、前記第２電気回路が不通状態となるように構成されている、
    　請求項３から６の何れか一項に記載の電気回路切替装置。
  8. 　前記ケーシングは、前記点火器から放出される燃焼ガスの圧力を受けるように配置されており、
    　前記点火器が作動すると、前記燃焼ガスの圧力によって、前記ケーシングが前記放出室の外側へ拡張するように変形することで、前記ケーシングと前記一対の第１導体片の夫々とが接触した状態となるように構成されている、
    　請求項１又は２に記載の電気回路切替装置。
  9. 　前記ケーシングは、金属製である、
    　請求項１から８の何れか一項に記載の電気回路切替装置。
PCT/JP2022/005456 2022-02-10 2022-02-10 電気回路切替装置 WO2023152907A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2022/005456 WO2023152907A1 (ja) 2022-02-10 2022-02-10 電気回路切替装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2022/005456 WO2023152907A1 (ja) 2022-02-10 2022-02-10 電気回路切替装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023152907A1 true WO2023152907A1 (ja) 2023-08-17

Family

ID=87563951

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/005456 WO2023152907A1 (ja) 2022-02-10 2022-02-10 電気回路切替装置

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2023152907A1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3803374A (en) * 1971-11-05 1974-04-09 France Etat Pyrotechnic circuit maker or breaker
US20060049027A1 (en) * 2004-09-08 2006-03-09 Iversen Arthur H Fast acting, low cost, high power transfer switch
JP2014049271A (ja) * 2012-08-31 2014-03-17 Toyoda Gosei Co Ltd 抵抗接続装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3803374A (en) * 1971-11-05 1974-04-09 France Etat Pyrotechnic circuit maker or breaker
US20060049027A1 (en) * 2004-09-08 2006-03-09 Iversen Arthur H Fast acting, low cost, high power transfer switch
JP2014049271A (ja) * 2012-08-31 2014-03-17 Toyoda Gosei Co Ltd 抵抗接続装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110073460B (zh) 用于高电压大电流的中断的电断路器
JP2002512422A (ja) 特に高電流強さ用電気回路の分離装置
US20230005685A1 (en) Contact levitation triggering mechanisms for use with switching devices incorporating pyrotechnic features
WO2023152907A1 (ja) 電気回路切替装置
EP4318526A1 (en) Electrical circuit circuit-breaking device
US20230343532A1 (en) Pyrotechnic circuit breaker
US20240062976A1 (en) Electric circuit breaker device
JP3666840B2 (ja) 回路遮断装置
EP3857587B1 (en) Switch with pyrotechnic actuator
WO2023063393A1 (ja) 電気回路遮断装置
WO2023162179A1 (ja) 電気回路切替装置
WO2023162169A1 (ja) 電気回路切替装置
US20240062977A1 (en) Electric circuit breaker device
WO2023063395A1 (ja) 電気回路遮断装置
US20240071701A1 (en) Electrical circuit circuit-breaking device
WO2022210354A1 (ja) 電気回路遮断装置
WO2024053195A1 (ja) 電気回路遮断装置
WO2023162176A1 (ja) 電気回路切替装置
WO2023063011A1 (ja) 電気回路遮断装置
WO2022209324A1 (ja) 電気回路遮断装置
WO2023153012A1 (ja) 電気回路遮断装置
WO2023153013A1 (ja) 電気回路遮断装置
WO2023182045A1 (ja) 電気回路遮断装置
WO2023157362A1 (ja) 電気回路遮断装置
CN115132537A (zh) 断路器

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22925928

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1