WO2023162176A1 - 電気回路切替装置 - Google Patents

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WO2023162176A1
WO2023162176A1 PCT/JP2022/008023 JP2022008023W WO2023162176A1 WO 2023162176 A1 WO2023162176 A1 WO 2023162176A1 JP 2022008023 W JP2022008023 W JP 2022008023W WO 2023162176 A1 WO2023162176 A1 WO 2023162176A1
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WO
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projectile
pair
switching device
electric circuit
state
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/008023
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English (en)
French (fr)
Inventor
朋宏 津田
誠宏 鶴田
恒毅 小西
ジャックリット サッブメーク
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/JP2022/008023 priority Critical patent/WO2023162176A1/ja
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    • 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.
  • a relay that protects an electrical device by switching a specific electrical circuit from an interrupted state to a conductive state when an abnormality occurs in the electrical device.
  • an electromagnetic relay that switches between opening and closing an electric circuit using an electromagnet has been conventionally known.
  • 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 technology of the present disclosure is to provide a technology capable of shortening the time required for switching in an electrical circuit switching device for switching a predetermined electrical circuit from an interrupted state to a conductive state.
  • the electric circuit switching device of the present disclosure employs the following configuration. That is, the technology of the present disclosure is an electrical circuit switching device that switches a predetermined first electrical circuit from a cut-off state to a conductive state when activated, comprising: a housing; a tubular space formed in the housing and extending in one direction; and the igniter being positioned at a predetermined first position in the tubular space in an initial state before operation.
  • the electric circuit switching device is such that the first electric circuit is switched from a disconnected state to a conductive state by touching each of the first conductor pieces.
  • the electric circuit switching device is capable of switching a predetermined second electric circuit from a conductive state to a cut-off state at the time of operation, and is inserted in the cylindrical space in a state separated from each other. a pair of second conductor strips, the pair of second conductor strips cooperating to form part of a second electrical circuit;
  • the second electric circuit is in a conductive state by electrically connecting the second conductor pieces of the pair of the pair via the projectile when the projectile is launched in the direction of launch.
  • the second electrical circuit may be switched from the conductive state to the cut-off state by disconnecting the second conductor piece.
  • the projectile in the initial state, the projectile is interposed between the pair of second conductor pieces and they are integrally connected, and the energy of the combustion gas causes the A projectile may be disconnected from each of the pair of second conductor strips.
  • the projectile includes a base body positioned at the first position in the initial state, and a pair of protrusions projecting from the base body in the firing direction.
  • each of the pair of first conductor pieces is provided with an insertion hole into which the projecting body of the fired projectile can be inserted;
  • a body contact may switch the first electrical circuit from an interrupted state to a conducting state.
  • a wedge portion having a wedge shape may be formed on the distal end side of the protrusion.
  • the leg of the protrusion that is located closer to the base than the wedge pushes the insertion hole. It may be configured to spread out.
  • the piston may be arranged in the tubular space in a manner in which rotation about the axial direction of the piston is restricted.
  • the electric circuit switching device it is possible to shorten the time required to switch a predetermined electric circuit from a disconnected state to a conductive state.
  • FIG. 1 is a perspective view of a switching device according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 2 is a vertical cross-sectional view showing a state before operation of the switching device according to the first embodiment.
  • FIG. 5A and 5B are diagrams for explaining the conductor component according to the first embodiment.
  • FIG. FIG. 6 is a vertical cross-sectional view showing the switching device according to the first embodiment after actuation.
  • FIG. 7 is a vertical cross-sectional view showing a state before operation of the switching device according to the second embodiment.
  • FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing a state after operation of the switching device according to the second embodiment.
  • FIG. 9 is a vertical cross-sectional view of the switching device according to Embodiment 3 before operation.
  • FIG. 10 is a perspective view of a switching device according to Embodiment 4.
  • FIG. 11 is a vertical cross-sectional view of the switching device according to Embodiment 4 before operation.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a conductor component according to Embodiment 4.
  • An electric circuit switching device is a device that is installed in an electric device (or electric equipment) to quickly switch between a conducting state and an interrupted state (also referred to as "disconnection state") of an electric circuit.
  • the electric circuit switching device switches a predetermined electric circuit from the "interrupted state” in which the electric circuit is interrupted to the "conducting state" when an abnormality occurs in the electric equipment to be installed. It can be used as a short-circuit device to short-circuit the electric circuit by suddenly switching to .
  • it can be used as a switching device that cuts off an electric circuit that is in a conducting state and turns on another electric circuit that is in a broken state.
  • conducting state refers to a state in which an electric circuit is electrically connected and current can flow
  • disconnected refers to a state in which the electric circuit is not electrically connected and current can flow. It refers to the state in which it is not possible to flow.
  • FIG. 1 is a perspective view of an electric circuit switching device (hereinafter simply referred to as "switching device") 10 according to the first embodiment.
  • switching device an electric circuit switching device
  • FIG. 2 a cross section along the vertical direction shown in FIG. FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a state before operation of the switching device 10 according to the first embodiment.
  • the switching device 10 includes a housing 1, an igniter 2 provided in the housing 1, a cylindrical space formed in the housing 1, a piston 4 and a projectile 5 housed in the cylindrical space 3, and installed in the housing 1.
  • a pair of first conductor pieces 6, 6 mounted on the housing 1 and a pair of second conductor pieces 7A, 7B mounted on the housing 1 are provided.
  • the state before the igniter 2 operates may be called an "initial state.”
  • the housing 1 is an outer shell member that accommodates various parts and elements that constitute the switching device 10 .
  • the housing 1 includes a housing body 11 and a top holder 12 attached to the top of the housing body 11 .
  • the top holder 12 is made of metal, for example, and is an outer shell member having a stepped cylindrical shape as shown in FIG.
  • the top holder 12 includes a small-diameter portion 121 and a large-diameter portion 122 that continues below the small-diameter portion 121 .
  • the upper end of the top holder 12 is an open end, and the igniter 2 is attached to the inner hollow side of the small diameter portion 121 so as to airtightly close the open end. For convenience, illustration of the igniter 2 is omitted in FIG.
  • the housing body 11 is an outer shell member made of an insulating material such as synthetic resin.
  • the housing body 11 may be made of nylon, which is a type of polyamide synthetic resin.
  • the housing body 11 is configured by combining a top housing 111, a middle housing 112, and a bottom housing 113, but is not particularly limited to this aspect.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the cylindrical space 3 formed in the housing 1 in the switching device 10 according to the first embodiment.
  • 1 shows a longitudinal section of the switching device 10 of FIG.
  • the pair of first conductor pieces 6A, 6B and the pair of second conductor pieces 7A, 7B are also omitted.
  • a cylindrical space 3 extending in one direction is formed inside the housing 1 .
  • a symbol CL shown in FIG. 3 is the axis of the cylindrical space 3 extending in one direction within the housing 1 .
  • the cylindrical space 3 extends in the vertical direction of the switching device 10 (housing 1).
  • the cylindrical space 3 thus formed accommodates the piston 4 and the projectile 5 as shown in FIG.
  • Reference numerals 114A and 114B shown in FIG. 3 are first holding holes for inserting and holding the pair of first conductor pieces 6A and 6B.
  • Reference numerals 115A and 115B are second holding holes for inserting and holding the pair of second conductor pieces 7A and 7B.
  • the first holding holes 114A and 114B are formed as recesses formed between the upper surface of the bottom housing 113 and the lower surface of the middle housing 112, for example.
  • the second holding holes 115A and 115B are formed as recesses formed between the upper surface of the middle housing 112 and the lower surface of the top housing 111 .
  • the first holding holes 114A, 114B and the second holding holes 115A, 115B extend along the cross-sectional direction of the switching device 10 (housing 1).
  • One end side of the first holding holes 114A and 114B communicates with the cylindrical space 3, and the other end side is open to the outside of the housing 1.
  • one end side of the second holding holes 115A and 115B communicates with the cylindrical space 3, and the other end side is opened toward the outside of the housing 1.
  • the igniter 2 is an igniter that emits combustion gas into the tubular space 3 when activated, and has, for example, an igniter portion in which an explosive is contained in a cup body.
  • the igniter 2 can be formed, for example, by an electric igniter.
  • the explosive contained in the ignition part of the igniter 2 is not particularly limited. acid potassium), lead tricinate, or the like may be employed.
  • the igniter 2 may have a conductive pin (not shown) connected to a connector of an external power source, and may ignite the explosive with an operating current supplied to the conductive pin from the external power source. .
  • This type of electric igniter is well known, and for example, an electric igniter provided in an inflator of an airbag device can be suitably employed.
  • the igniter 2 is arranged so that the ignition part faces the inside of the tubular space 3 .
  • the igniter 2 emits into the cylindrical space 3 a combustion gas generated by burning explosives during operation.
  • the projectile 5 is made of, for example, a conductive metal piece. As shown in FIG. 2, the projectile 5 is housed within the tubular space 3 of the housing 1 . The projectile 5 is positioned at a predetermined first position P1 on the axis CL of the cylindrical space 3 in the initial state before the igniter 2 is activated. Although the details will be described later, when the igniter 2 is activated, the projectile 5 is projected in a predetermined direction along the axis CL of the tubular space 3 by the energy of the combustion gas emitted from the igniter 2 into the tubular space 3. Fired toward D1. In the example shown in FIG. 2 , the shooting direction D1 is set downward along the axis CL of the cylindrical space 3 .
  • the projectile 5 can also be called a "bullet".
  • the projectile 5 includes a base body 51 and a pair of projecting bodies 52A and 52B protruding downward (on the firing direction D1 side) from the base body 51.
  • the projectile 5 can be said to be a so-called fork-type bullet.
  • the piston 4 is arranged in the cylindrical space 3 so as to be interposed between the igniter 2 and the projectile 5 in the initial state.
  • the piston 4 is shot in the above-described shooting direction D1 by the energy of the combustion gas emitted from the igniter 2 into the tubular space 3 .
  • the piston 4 has a generally cylindrical shape as a whole, and is made of an insulating material such as synthetic resin, for example.
  • the piston 4 in this embodiment includes, for example, a sliding portion 41 located on the upper end side and a rod portion 42 connected to the lower side of the sliding portion 41 .
  • the sliding portion 41 of the piston 4 has a diameter approximately corresponding to the inner diameter of the large diameter portion 122 of the top holder 12, and when the igniter 2 is actuated and fired in the firing direction D1, the large diameter portion 122 is guided along the inner wall surface of the This allows the piston 4 to move along the axis CL of the tubular space 3 .
  • the diameter of the sliding portion 41 of the piston 4 may be slightly smaller than the inner diameter of the large diameter portion 122 .
  • the shape of the sliding portion 41 can be appropriately changed so as to match the shape of the inner wall surface of the large diameter portion 122 .
  • Reference numeral 41A denotes a recessed portion formed by recessing a part of the upper surface of the sliding portion 41 .
  • a part of the ignition portion of the igniter 2 is received in the recessed portion 41A of the piston 4 . Therefore, the energy of the combustion gas emitted from the igniter 2 during operation can be efficiently received by the recessed portion 41A, and the energy can be efficiently used as a driving force for firing in the firing direction D1.
  • the lower surface 41B of the sliding portion 41 of the piston 4 collides with the stopper portion 111A of the housing 1 (top housing 111) when the piston 4 is fired in the firing direction D1 when the igniter 2 is activated. , further movement of the piston 4 in the firing direction D1 is restricted.
  • the piston 4 is not limited to such a form, and various forms can be adopted.
  • a constricted portion whose outer peripheral surface is recessed compared to other locations is formed annularly along the circumferential direction of the sliding portion 41.
  • An annular packing (not shown) may be fitted.
  • the annular packing is made of, for example, rubber (such as silicone rubber) or synthetic resin, and functions to improve airtightness between the inner wall surface of the large diameter portion 122 and the sliding portion 41 .
  • the rod portion 42 of the piston 4 has, for example, a cylindrical rod shape with a smaller diameter than the sliding portion 41 .
  • a lower surface (tip surface) 42A of the rod portion 42 is positioned so as to face an upper surface 51A of the base body 51 of the projectile 5 . Therefore, when the piston 4 is fired in the firing direction D1 when the igniter 2 is actuated, the lower surface 42A of the rod portion 42 presses the upper surface 51A of the base body 51 of the projectile 5 . Thereby, when the igniter 2 is activated, the energy of the combustion gas can be transmitted to the projectile 5 via the piston 4, and the projectile 5 can be shot in the shooting direction D1.
  • the piston 4 and the projectile 5 are integrally fixed (bonded). More specifically, the lower surface 42A of the rod portion 42 of the piston 4 is adhered to the upper surface 51A of the base body 51 of the projectile 5, whereby the piston 4 and the projectile 5 are integrated.
  • a specific method for integrating the piston 4 and the projectile 5 is not particularly limited. For example, a screw may be used, or the piston 4 and the projectile 5 may be integrated by press-fitting.
  • FIG. 4 is a plan view of a pair of first conductor pieces 6A and 6B according to the first embodiment.
  • Each first conductor piece 6A, 6B has substantially the same structure.
  • the pair of first conductor pieces 6A and 6B are conductors formed of rectangular metal plates.
  • the pair of first conductor pieces 6A, 6B can be made of metal such as copper (Cu), for example.
  • the pair of first conductor pieces 6A and 6B 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 6A and 6B.
  • the pair of first conductor pieces 6A and 6B are parts that constitute the switching device 10, and cooperate with each other to form a part of a predetermined first electrical circuit in the electrical equipment to which the switching device 10 is applied. It is a conductor piece for The pair of first conductor pieces 6A, 6B are also called bus bars.
  • a first electrical circuit is formed including a pair of first conductor pieces 6A, 6B and circuit components in other electrical equipment.
  • the pair of first conductor pieces 6A, 6B has an insertion hole 63 into which the protrusions 52A, 52B of the projectile 5 can be inserted on the inner end 61 side, and a connection hole 64 on the outer end 62 side.
  • the shape of the insertion hole 63 is not particularly limited, but in the example shown in FIG. 4, it is formed as an elongated hole extending in the width direction of each of the first conductor pieces 6A, 6B.
  • Reference character W0 shown in FIG. 4 is the opening width of the connection hole 64 in the minor axis direction.
  • the connection holes 64 are used to connect with other conductors (eg, lead wires) that form the first electrical circuit.
  • the pair of first conductor pieces 6A, 6B are held while being inserted into the pair of first holding holes 114A, 114B in the housing 1 .
  • each of the first conductor pieces 6A and 6B is inserted into the tubular space 3 at the inner end 61 side and exposed to the outside of the housing 1 at the outer end 62 side. 1 holding holes 114A and 114B.
  • the bottom housing 113 has support portions 116 for supporting the inner ends 61 of the first conductor pieces 6A and 6B.
  • the pair of first conductor pieces 6A, 6B in this embodiment are held in the pair of first holding holes 114A, 114B in the housing 1 while being separated from each other.
  • the first holding holes 114A and 114B in the housing 1 and the pair of first holding holes 114A and 114B supported by the support portion 116 extend in a direction perpendicular to the axis CL of the cylindrical space 3, as shown in FIG. It is incorporated in the housing 1 so as to assume the posture of Further, as shown in FIG.
  • the pair of first conductor pieces 6A and 6B are positioned at the predetermined second position P2.
  • the second position P2 is defined as a position closer to the firing direction D1 than the first position P1 where the projectile 5 is positioned.
  • a pair of concave portions 117 are formed in the bottom portion of the bottom housing 113 so as to face the cylindrical space 3 .
  • the pair of recesses 117 are recesses for receiving the tip sides of the projections 52A and 52B of the projectile 5 fired when the igniter 2 is activated.
  • the recess 117 is formed in an elongated hole shape with a cross section that is one size larger than the cross section of the projections 52A and 52B so that the projections 52A and 52B of the projectile 5 can be accommodated.
  • the pair of first conductor pieces 6A and 6B configured as described above are separated from each other before the igniter 2 is activated as shown in FIG.
  • the pair of first conductor pieces 6A and 6B are electrically connected to each other via the projectile 5, and the first electric
  • the circuit switches from an interrupted state to a conducting state. Therefore, in this embodiment, it can be said that the projectile 5 also functions as a circuit component that constitutes the first electric circuit.
  • 1 is the alignment axis of the pair of first conductor pieces 6A and 6B in the state incorporated in the housing 1. As shown in FIG.
  • the pair of second conductor pieces 7A and 7B are parts that constitute the switching device 10, and cooperate with each other to form part of a predetermined second electrical circuit in the electrical equipment to which the switching device 10 is applied. It is a conductor piece for The pair of second conductor pieces 7A, 7B are also called bus bars. A second electrical circuit is formed including the pair of second conductor pieces 7A, 7B and circuit components in other electrical equipment.
  • the pair of second conductor pieces 7A and 7B are electrically connected by the projectile 5 in the state before the igniter 2 is activated, that is, in the initial state (see FIG. 2). reference).
  • the housing 1 is provided with a conductor part 8 in which the pair of second conductor pieces 7A, 7B and the projectile 5 are integrated.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the conductor component 8 according to Embodiment 1, showing a plan view (top view), a cross-sectional view, and a side view of the conductor component 8.
  • FIG. The cross-sectional view shows the AA cross section along the long axis direction of the conductor component 8.
  • the side view shows a state in which the conductor component 8 is viewed from the arrow B direction.
  • the conductor part 8 is a metal body in which the projectile 5 is sandwiched between a pair of second conductor pieces 7A and 7B, and these are integrally connected.
  • the conductor component 8 has a second conductor piece 7A, a projectile 5, and a second conductor piece 7B arranged in a straight line.
  • the material of the conductor part 8 is not particularly limited as long as it is a conductor, and the material (for example, copper) used for the first conductor pieces 6A and 6B described above can be preferably used.
  • 1 is the alignment axis of the pair of second conductor pieces 7A and 7B in the state incorporated in the housing 1. As shown in FIG.
  • the arrangement axis X2 of the pair of second conductor pieces 7A, 7B is parallel to the arrangement axis X1 of the pair of first conductor pieces 6A, 6B.
  • the arrangement axis X2 of the pair of second conductor pieces 7A and 7B is set so as to coincide with the longitudinal axis of the conductor component 8.
  • AA cross section of the conductor part 8 is a cross section passing through the longitudinal axis of the conductor part 8 .
  • the pair of second conductor pieces 7A and 7B are formed as conductor pieces extending in one direction, and their inner ends 71 are integrally connected to the base body 51 of the projectile 5. As shown in FIG. A connection hole 74 similar to that of the first conductor pieces 6A and 6B is formed on the outer end 72 side of each of the second conductor pieces 7A and 7B. Connection holes 74 are used to connect with other conductors (eg, lead wires) forming a second electrical circuit.
  • other conductors eg, lead wires
  • Reference numeral 81 denotes a connecting portion where each of the second conductor pieces 7A, 7B and the base body 51 of the projectile 5 are connected.
  • a notch 82 is formed in the connecting portion 81 of the conductor component 8 by beveling the surface of the member. By providing the notch 82 in this way, the plate thickness of the connection portion 81 is made thinner than other portions, and as a result, the connection portion 81 is weakened compared to other portions.
  • the notch 82 may be provided on either the upper surface or the lower surface of the conductor component 8, or may be provided on both.
  • the shape of the notch 82 is not particularly limited and may be V-shaped, U-shaped, or the like.
  • the projectile 5 has a pair of protrusions 52A and 52B protruding downward from the lower surface 51B of the base body 51 .
  • the pair of projections 52A and 52B have a blade shape, and the elongated insertion holes 63 formed in the pair of first conductor pieces 6A and 6B is roughly associated with
  • the pair of projecting bodies 52A and 52B in the projectile 5 constructed as described above stand vertically from the lower surface 51B of the base body 51 while being separated from each other by a predetermined distance.
  • a wedge portion 521 having a wedge shape is formed on the tip side (lower end side) of each of the protrusions 52A and 52B.
  • a wedge shape is a shape that tapers toward the tip side.
  • reference numeral 522 denotes a leg portion of the protrusions 52A and 52B located closer to the base body 51 than the wedge portion 521 is.
  • the width dimension W1 of the leg portion 522 of the protrusions 52A and 52B is larger than the thickness dimension T1.
  • the inner end 71 side part of each of the second conductor pieces 7A and 7B and the projectile 5 are accommodated in the tubular space 3, and each of the second conductor pieces 7A and 7B is assembled into the housing 1 so that the outer end 62 side of the is exposed to the outside of the housing 1 .
  • the pair of second conductor pieces 7A, 7B of the conductor component 8 are held in the pair of second holding holes 115A, 115B of the housing 1, respectively.
  • FIG. 2 in a state in which the conductor part 8 is incorporated in the housing 1, the base body 51 of the projectile 5 and the second conductor pieces 7A and 7B connected to the base body 51 are positioned in the cylindrical space 3.
  • the projectile 5 is arranged so as to extend in a direction orthogonal to the axis line CL of . At that time, the position on the axis CL where the pair of second conductor pieces 7A and 7B are arranged is the same first position P1 as the base body 51 of the projectile 5 . Further, when the conductor part 8 is incorporated into the housing 1 , the projectile 5 may be positioned such that the center of the base body 51 of the projectile 5 passes through the axis CL of the cylindrical space 3 . Furthermore, in the initial state shown in FIG. 2, the tip positions (lower end positions) of the protrusions 52A and 52B of the projectile 5 are arranged above the pair of first conductor pieces 6A and 6B. The projectile 5 is in a state (non-contact state) with respect to the first conductor pieces 6A and 6B.
  • a reference symbol S1 in the drawing indicates a planned breaking line indicating a position where the conductor part 8 is pushed out by the rod portion 42 of the piston 4 when the igniter 2 is actuated.
  • the planned breakage line S1 indicated by the two-dot chain line is the outer peripheral surface of the rod portion 42 of the piston 4 arranged above the base body 51 of the projectile 5 in the state where the conductor part 8 is assembled in the housing 1. Conforms to the contour position.
  • the conductor component 8 is provided with a pair of notch holes 83 so as to straddle the second conductor pieces 7A and 7B and the projectile 5.
  • the pair of notch holes 83 are arranged across the planned breaking line S1 in the conductor component 8 .
  • the initial state shown in FIG. 2 is set as described above.
  • the first electric circuit partly formed by the pair of first conductor pieces 6A and 6B is cut off. maintained.
  • the pair of second conductor pieces 7A and 7B are electrically connected via the projectile 5, so the second electric circuit is in a conductive state.
  • the switching device 10 when an abnormality occurs in an electrical device to which the switching device 10 is applied, the switching device 10 operates to protect the electrical device, and switches the second electrical circuit from the conductive state to the disconnected state. 1. Emergency switching of an electrical circuit from an interrupted state to a conducting state, respectively.
  • the target to which the switching device 10 is applied is not particularly limited, but it may be installed in a vehicle such as an automobile.
  • the second electric circuit is switched from a conducting state to a non-conducting state to cut off the power supply from the battery to the outside, thereby suppressing damage to external parts due to overcurrent.
  • the second electric circuit may be protected by switching the first electric circuit from the non-conducting state to the conducting state to release the charge accumulated in the second electric circuit from the first electric circuit.
  • the application example of the switching device 10 described above is only an example, and the switching device 10 may be applied to other electrical equipment and electrical equipment than vehicles.
  • the switching device 10 includes an abnormality detection sensor (not shown) that detects an abnormal state of the electrical equipment in which the switching device 10 is installed, and a control unit (not shown) that controls the operation of the igniter 2. It may be further provided.
  • the abnormality detection sensor may detect an abnormal state such as overcurrent based on the current flowing through the electric circuit to be protected in the electric 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 source (not shown) connected to the conductive pin of the igniter 2 based on the current value detected by the abnormality detection sensor, and operates the igniter 2.
  • overcurrent may be defined by a current value exceeding a predetermined threshold value set for protection of the electric circuit to be protected.
  • 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 .
  • the piston 4 which receives the energy (pressure) of the combustion gas emitted from the igniter 2 by the recessed portion 41A of the sliding portion 41, uses the energy of the combustion gas as a propulsion force and moves in the cylindrical space 3 in the firing direction. Fired toward D1 (downward).
  • the projectile 5 of the conductor part 8 is arranged below the rod part 42 of the piston 4, and the contour position of the lower surface 42A of the rod part 42 is aligned with the projectile 5 of the conductor part 8 and each of the second conductors.
  • FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing the switching device 10 according to Embodiment 1 after operation.
  • the projectile 5 is separated from the second conductor pieces 7A and 7B by the energy of the combustion gas emitted from the igniter 2 via the piston 4, so that the pair of second conductor pieces 7A and 7B are electrically cut off from each other.
  • the second electric circuit of which the pair of second conductor pieces 7A and 7B forms a part, can be instantly switched from the conductive state to the disconnected state.
  • the projectile 5 which is shot in the shooting direction D1 along the axis CL in the cylindrical space 3, is hung between the pair of first conductor pieces 6A and 6B positioned at the lower second position P2. It is passed over and comes into contact with each of the pair of first conductor pieces 6A and 6B. More specifically, as shown in FIG. 6, after the pair of protrusions 52A and 52B of the projectile 5 are inserted through the insertion holes 63 of the pair of first conductor pieces 6A and 6B, the tips of the protrusions 52A and 52B The sides are received in recesses 117 of housing 1 .
  • the protrusions 52A and 52B of the projectile 5 when the protrusions 52A and 52B of the projectile 5 are inserted into the insertion holes 63 of the first conductor pieces 6A and 6B, respectively, the protrusions 52A and 52B come into contact with the edges of the insertion holes 63. is configured to This allows the first electrical circuit to be instantaneously switched from the interrupted state to the conducting state.
  • the projectile 5 in this embodiment has a pair of protrusions 52A and 52B on the base 51, it is of course possible to provide three or more protrusions. That is, the projectile 5 in this embodiment can have at least one pair of projections.
  • the number of insertion holes 63 corresponding to the number of protrusions can also be provided on the first conductor pieces 6A and 6B.
  • the switching device 10 has conductivity by using the energy of the combustion gas generated by the ignition of the gunpowder in the igniter 2 as the energy source for operating the switching device 10.
  • a projectile 5 is fired, and the electric circuit is switched from a conductive state to a cutoff state or from a cutoff state to a conductive state by the projectile 5.
  • pyrotechnics as an actuation source in this manner can shorten the time required for switching the electric circuit, for example, compared to conventional electromagnetic relays.
  • the switching device 10 employs a so-called fork-shaped projectile 5 . Therefore, it is possible to incorporate the projections 52A and 52B into the cylindrical space 3 of the housing 1 with the tips of the projecting bodies 52A and 52B closer to the pair of first conductor pieces 6A and 6B than the position of the base body 51 in the projectile 5. . According to this, the distance between the projectile 5 and the first conductor pieces 6A and 6B in the initial state before the igniter 2 is actuated can be appropriately reduced, and the time required for switching the electric circuit can be shortened. can be further shortened.
  • the first conductor pieces 6A, 6B and the second conductor pieces 7A, 7B held in the housing 1 may be difficult to arrange too close to each other due to structural or other restrictions.
  • the first position P1 at which the conductor component 8 in which the pair of second conductor pieces 6A and 6B and the projectile 5 are integrated is initially arranged, and the second position P1 at which the pair of first conductor pieces 6A and 6B are initially arranged.
  • the lengths of the protrusions 52A and 52B in the projectile 5 can be freely adjusted, and the protrusions 52A and 52B can be adjusted. can be positioned on the firing direction D1 side of the first position P1. Therefore, it is possible to switch the electrical circuit more quickly.
  • the conductor part 8 in which the base body 51 of the projectile 5 is interposed between the pair of second conductor pieces 7A and 7B and integrally connected to the housing 1 is attached to the housing 1.
  • a configuration is adopted in which the base body 51 is separated from the pair of second conductor pieces 7A and 7B by the energy of combustion gas emitted from the igniter 2 when the igniter 2 is activated. According to this, when the igniter 2 is actuated, the second electric circuit, part of which is formed by the pair of second conductor pieces 7A and 7B, can be smoothly switched from the conductive state to the disconnected state.
  • the projections 52A and 52B of the projectile 5 fired when the igniter 2 is activated are inserted into the insertion hole 63, and the projections 52A and 52B are securely attached to the edges of the insertion hole 63. , it is possible to reliably switch the first electrical circuit to the conducting state.
  • each projection 52A, 52B can be smoothly moved when the projectile 5 is fired. It can be inserted into the insertion hole 63 .
  • the thickness dimension T1 of the leg portion 522 of each projection 52A, 52B may be larger than the opening width W0 of the insertion hole 63 of each first conductor piece 6A, 6B.
  • a structure is adopted in which the piston 4 and the projectile 5 in the switching device 10 are integrally joined. According to this, when the projectile 5 moves in the shooting direction D1 when the switching device 10 is actuated, rotation and axial displacement of the projectile 5 can be suppressed. That is, the projectile 5 can be lowered along the axis CL of the tubular space 3 while the attitude of the projectile 5 is stabilized.
  • the wedge portions 521 of the projecting bodies 52A and 52B of the projectile 5 are received in the recessed portion 117 of the housing 1, and the impact causes the projectile 5 to move in the direction opposite to the projectile direction D1.
  • the structure for integrally fixing the projectile 5 with the piston 4 as described above is achieved by inserting the projections 52A, 52B of the projectile 5 into the insertion holes 63 formed in the first conductor pieces 6A, 6B as in the present embodiment. By combining with the aspect of inserting, the effect becomes even more remarkable.
  • the piston 4 when adopting a structure in which the piston 4 and the projectile 5 are integrally joined, the piston 4 may be arranged in the cylindrical space 3 in a manner in which the rotation of the piston 4 around the axial direction is restricted. By doing so, the rotation of the projectile 5 fired when the switching device 10 is activated can be more effectively suppressed.
  • the outer peripheral shape of the piston 4 (sliding portion 41) and the inner wall surface shape (top The inner wall surface of the large-diameter portion 122 of the holder 12 may be polygonal.
  • FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a state before operation of the switching device 10A according to the second embodiment.
  • FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing a state after operation of the switching device 10A according to the second embodiment.
  • a switching device 10A according to the present embodiment differs from the switching device 10 according to the first embodiment in that the housing 1 is not provided with the pair of second conductor pieces 7A and 7B. Along with this, the second holding holes 115A and 115B are not formed in the housing 1, and the projectile 5 is arranged alone in the cylindrical space 3 instead of the conductor part 8. It differs from device 10 .
  • the switching device 10A configured in this manner is used as a device for instantaneously switching the first electric circuit partly formed by the pair of first conductor pieces 6A and 6B from the disconnected state to the conductive state.
  • the first electric circuit may be configured as a short circuit that short-circuits the current by switching from the interrupted state to the conductive state for the purpose of releasing electric charge accumulated in the circuit or component to be protected.
  • the first electric circuit may be configured as a circuit for bypassing the faulty part when any of the circuits constituting the electric equipment, such as the semiconductor element or the cell of the battery, fails. .
  • a cylindrical space 3 formed within the housing 1 of the switching device 10A accommodates a piston 4 and a projectile 5.
  • the projectile 5 includes a base body 51 and protrusions 52A and 52B. there is Of course, when the base body 51 of the projectile 5 is positioned at the first position P1, the projectile 5 is held apart from the pair of first conductor pieces 6A and 6B.
  • the projectile 5 may be held at the first position P1 by temporarily fixing the base body 51 to the inner wall surface of the housing 1 defining the cylindrical space 3, for example. For example, by press-fitting the base body 51 into the inner wall surface of the housing 1 that defines the cylindrical space 3, the projectile 5 is prevented from falling downward before the switching device 10A is actuated. During operation, the energy of the combustion gas emitted from the igniter 2 may be used to launch the projectile 5 in the launch direction D1.
  • the relationship between the projectile 5 and the piston 4 is the same as in the first embodiment. That is, in the initial state before the operation of the switching device 10A, the bottom surface (tip surface) 42A of the rod portion 42 of the piston 4 is positioned so as to face the top surface 51A of the base body 51 of the projectile 5 . Also in this embodiment, the projectile 5 and the piston 4 are integrally fixed. Therefore, when the igniter 2 is actuated, the piston 4 and the projectile 5 are united by the energy of the combustion gas released from the igniter 2 into the tubular space 3, and move through the tubular space 3 in the firing direction D1. fired.
  • the protrusions 52A and 52B of the projectile 5 are inserted into the insertion holes 63 of the pair of first conductor pieces 6A and 6B and come into contact with the edges of the insertion holes 63, thereby forming the first electric circuit. It can quickly switch from the blocking state to the conducting state.
  • FIG. 9 is a longitudinal sectional view of the switching device 10B according to Embodiment 3 before operation.
  • the switching device 10B differs from the switching device 10A in which the piston 4 and the projectile 5 are integrally fixed via a screw 9, but in other respects. It has the same structure as the switching device 10A.
  • the screw 9 includes a shaft portion 91 having a threaded outer peripheral surface and a head portion 92 connected to the end portion of the shaft portion 91 .
  • the base body 51 of the projectile 5 is formed with a screw hole 51C through which the shaft portion 91 of the screw 9 is inserted.
  • a screw hole 43 into which the shaft portion 91 is inserted is provided in the lower surface 42A of the rod portion 42 of the piston 4 .
  • the threaded hole 43 of the rod portion 42 is formed as a recess that opens to the lower surface 42A, and a thread that can be screwed with the thread of the shaft portion 91 is formed on the inner peripheral surface of the threaded hole 43 .
  • a thread that can be screwed with the thread of the shaft portion 91 is formed on the inner peripheral surface of the threaded hole 43 .
  • the same effects as those of the switching device 10A according to the second embodiment are obtained.
  • the integrated structure of the piston 4 and the projectile 5 via the screw 9 can be applied to the switching device 10 according to the first embodiment.
  • FIG. 10 is a perspective view of a switching device 10C according to Embodiment 4.
  • FIG. A switching device 10C according to the fourth embodiment is a modification of the switching device 10 according to the first embodiment, and as shown in FIG. It is different from the switching device 10 according to the first embodiment in that the arrangement axis X1 of 6B and the arrangement axis X2 of the pair of second conductor pieces 7A and 7B are orthogonal to each other.
  • the pair of second conductor pieces 7A and 7B are held while being inserted into the second holding holes 115A and 115B in the housing 1, but the second holding holes 115A and 115B are rectangular.
  • first holding holes 114A and 114B for holding the pair of first conductor pieces 6A and 6B are formed in wall surfaces perpendicular to the walls (see FIG. 10).
  • illustration of the first holding hole 114A and the second holding hole 115B is omitted for drawing purposes.
  • FIG. 11 is a vertical cross-sectional view of the switching device 10C according to Embodiment 4 before operation. Specifically, FIG. 11 shows a cross section passing through the axis CL of the cylindrical space 3 and the arrangement axis X1 of the pair of first conductor pieces 6A and 6B in the switching device 10C.
  • FIG. 12A and 12B are diagrams illustrating a conductor component 8A according to Embodiment 4.
  • FIG. FIG. 12 shows a plane (upper surface) of the conductor component 8A, a CC cross section along the long axis direction, and a DD cross section along the short axis cross section.
  • the conductor component 8A of the present embodiment also has the second conductor piece 7A, the projectile 5, and the second conductor piece 7B that are integrally connected so that they are arranged in a straight line. It is formed as a member that is attached.
  • the conductor component 8A a detailed description is omitted by assigning common reference numerals to components common to the conductor component 8 according to the first embodiment.
  • the pair of second conductor pieces 7A and 7B are formed as conductor pieces extending in one direction, similar to the first embodiment, and each inner end 71 side is integrally connected to the base body 51 of the projectile 5 . Further, the pair of second conductor pieces 7A and 7B are components that constitute the switching device 10C, as in the first embodiment, and cooperate with each other to provide a predetermined number of wires in the electrical equipment to which the switching device 10C is applied. 2 forming part of an electrical circuit;
  • a pair of projecting bodies 52A and 52B project downward from the lower surface 51B of the base body 51.
  • the conductor part 8A is arranged in a direction perpendicular to the arrangement axis X2.
  • the arrangement direction of the pair of protrusions 52A and 52B on the body 5 is different from the arrangement direction of the pair of protrusions 52A and 52B on the conductor component 8 by 90°.
  • the pair of projections 52A and 52B are arranged at intervals along the long axis direction, but in the conductor component 8A according to the fourth embodiment, the short axis A pair of protrusions 52A and 52B are arranged with a gap along the direction.
  • a wedge portion 521 is formed on the distal end side of the leg portions 522 of the pair of protrusions 52A and 52B.
  • the arrangement axis X2 of the pair of second conductor pieces 7A, 7B extends in a direction orthogonal to the arrangement axis X1 of the pair of first conductor pieces 6A, 6B, that is, along the depth direction of the drawing.
  • the arrangement direction of the pair of protrusions 52A and 52B in the conductor component 8A is set parallel to the arrangement axis X1 of the pair of first conductor pieces 6A and 6B.
  • the tip positions (lower end positions) of the projections 52A and 52B of the projectile 5 are arranged above the pair of first conductor pieces 6A and 6B. , and the projectile 5 is in a state (non-contact state) with respect to the pair of first conductor pieces 6A and 6B. Further, when the conductor part 8 is incorporated into the housing 1 , the projectile 5 is positioned such that the center of the base body 51 of the projectile 5 passes through the axis CL of the cylindrical space 3 . In the initial state shown in FIG.
  • the axes CL2 and CL3 of the protrusions 52A and 52B are parallel to the axis CL of the cylindrical space 3, and the insertion holes of the pair of first conductor pieces 6A and 6B are on the axes CL2 and CL3.
  • the positional relationship is defined so that the central axes of 63 and recess 117 are positioned.
  • the switching device 10C since the pair of first conductor pieces 6A and 6B are separated from each other in the initial state shown in FIG.
  • the pair of second conductor pieces 7A and 7B are electrically connected via the projectile 5, so the second electric circuit is in a conducting state.
  • the projectile 5 is integrally fixed to the piston 4 by bonding the lower surface 42A of the rod portion 42 of the piston 4 to the upper surface 51A of the base body 51 of the projectile 5. It is Of course, the specific method of integrating the piston 4 and the projectile 5 is not particularly limited.
  • screws 9 may be used to integrate piston 4 and projectile 5 as described in FIG.
  • screw holes may be formed in the base body 51 of the projectile 5 and the lower surface 42A of the rod portion 42 of the piston 4, respectively.
  • the contents of operation of the switching device 10C according to the fourth embodiment are the same as those of the switching device 10 according to the first embodiment. That is, when the igniter 2 operates, the energy (pressure) of the combustion gas emitted from the igniter 2 pushes down the piston 4 vigorously in the firing direction D1. As a result, the projectile 5 is separated from each of the second conductor pieces 7A and 7B, thereby electrically disconnecting the pair of second conductor pieces 7A and 7B, and the projectile 5 is integrated with the piston 4. It is shot in the shooting direction D1. The projectile 5 fired in this manner is stretched between the pair of first conductor pieces 6A and 6B positioned below, and comes into contact with the pair of first conductor pieces 6A and 6B.
  • the tip sides of the protrusions 52A and 52B are received in the recess 117 of the housing 1. .
  • the protrusions 52A and 52B of the projectile 5 come into contact with the edges of the insertion holes 63 of the first conductor pieces 6A and 6B, so that the projectile 5 intervenes between the pair of first conductor pieces 6A and 6B. are electrically connected.
  • the switching device 10C it is possible to instantaneously switch the first electric circuit from the interrupted state to the conducting state and the second electric circuit from the conducting state to the interrupted state.
  • the form of the projectile is not particularly limited.
  • Reference Signs List 1 housing 2: igniter 3: cylindrical space 4: piston 5: projectiles 6A, 6B: pair of first conductor pieces 7A, 7B: pair of second conductor pieces 8: conductor parts 10, 10A: electrical circuit switching Device

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Abstract

電気回路切替装置は、ハウジングと、作動時に燃焼ガスを放出する点火器と、ハウジング内に形成される筒状空間と、初期状態において筒状空間における所定の第１位置に位置決めされる導電性を有する発射体と、発射体に固定されて且つ点火器と発射体との間に介在するように筒状空間に配置され、燃焼ガスのエネルギーにより所定の発射方向に向かって発射されるピストンと、筒状空間における第１位置よりも発射方向側の位置に、互いに離れた状態で挿設された一対の第１導体片を備え、点火器の作動時にピストンと一体となって発射された発射体が一対の第１導体片の夫々に対して接触することによって、第１電気回路が遮断状態から導通状態へと切り替えられる。

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。
　電気機器に異常が発生した際に特定の電気回路を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知られている。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、所定の電気回路を遮断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、作動時に所定の第１電気回路を遮断状態から導通状態へと切り替える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、作動時に燃焼ガスを放出する点火器と、前記ハウジング内に形成されると共に一方向に延在する筒状空間と、前記点火器が作動前の初期状態において前記筒状空間における所定の第１位置に位置決めされる、導電性を有する発射体と、前記発射体に固定されて且つ前記点火器と前記発射体との間に介在するように前記筒状空間に配置され、前記燃焼ガスのエネルギーにより前記筒状空間に沿った所定の発射方向に向かって発射されるピストンと、前記筒状空間における前記第１位置よりも前記発射方向側の位置に、互いに離れた状態で挿設された一対の第１導体片であって、夫々が協働して第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、前記点火器の作動時に前記ピストンと一体となって発射された前記発射体が前記一対の第１導体片の夫々に対して接触することによって、前記第１電気回路が遮断状態から導通状態へと切り替えられる、電気回路切替装置である。
　また、本開示に係る電気回路切替装置は、更に、作動時に所定の第２電気回路を導通状態から遮断状態へと切り替え可能であって、前記筒状空間に互いに離れた状態で挿設された一対の第２導体片であって、夫々が協働して第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、前記初期状態において、前記発射体を介して前記一対の第２導体片が電気的に接続されることで前記第２電気回路が導通状態となっており、前記発射体が前記発射方向に向かって発射された際に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によって、前記第２電気回路が導通状態から遮断状態へと切り替えられてもよい。
　また、本開示に係る電気回路切替装置は、前記初期状態において前記発射体が前記一対の第２導体片の間に介在した状態でこれらが一体に接続されており、前記燃焼ガスのエネルギーにより前記発射体が前記一対の第２導体片の夫々から切り離されてもよい。
　また、本開示に係る電気回路切替装置において、前記発射体は、前記初期状態において前記第１位置に位置決めされるベース体と、前記ベース体から前記発射方向に向かって突設された一対の突起体と、を有し、前記一対の第１導体片の夫々には、発射された前記発射体における前記突起体を挿入可能な挿入孔が設けられており、前記挿入孔の縁部に前記突起体が接触することによって前記第１電気回路が遮断状態から導通状態へと切り替えられてもよい。
　また、本開示に係る電気回路切替装置において、前記突起体の先端側に楔形状を有する楔部が形成されていてもよい。
　また、本開示に係る電気回路切替装置は、前記挿入孔に前記突起体が挿入された際、前記突起体のうち、前記楔部よりも前記ベース体側に位置する脚部が前記挿入孔を押し広げるように構成されていてもよい。
　また、本開示に係る電気回路切替装置において、前記ピストンは、その軸方向周りの回転が規制された態様で前記筒状空間に配置されていてもよい。
　本開示に係る電気回路切替装置によれば、所定の電気回路を遮断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。
図１は、実施形態１に係る切替装置の斜視図である。 図２は、実施形態１に係る切替装置における作動前の状態を示す縦断面図である。 図３は、実施形態１に係る切替装置における筒状空間を説明するための図である。 図４は、実施形態１に係る一対の第１導体片の平面図である。 図５は、実施形態１に係る導体部品を説明する図である。 図６は、実施形態１に係る切替装置の作動後を示す縦断面図である。 図７は、実施形態２に係る切替装置における作動前の状態を示す縦断面図である。 図８は、実施形態２に係る切替装置における作動後の状態を示す縦断面図である。 図９は、実施形態３に係る切替装置の作動前の縦断面図である。 図１０は、実施形態４に係る切替装置の斜視図である。 図１１は、実施形態４に係る切替装置の作動前の縦断面図である。 図１２は、実施形態４に係る導体部品を説明する図である。
　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、特許請求の範囲によってのみ限定される。
　本開示の実施形態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、電気回路の導通状態及び遮断状態（「不通状態」とも呼ぶ）を迅速に切り替えるための装置である。例えば、実施形態に係る電気回路切替装置は、設置対象となる電気機器に異常が発生した際に、所定の電気回路を、当該電気回路が遮断された「遮断状態」から導通した「導通状態」へと緊急に切り替えることで当該電気回路を短絡させる短絡装置として用いることができる。実施形態に係る電気回路切替装置における他の使用例として、導通状態にある電気回路を遮断する一方で、他の遮断状態にある電気回路を導通させる切替装置として用いることができる。なお、本明細書において「導通状態」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状態を指し、「遮断」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状態を指す。
　＜実施形態１＞
　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」という）１０の斜視図である。本明細書においては、図１に示す上下方向に沿った断面を切替装置１０の縦断面といい、縦断面に直交する方向の断面を切替装置１０の横断面という。図２は、実施形態１に係る切替装置１０における作動前の状態を示す縦断面図である。
　切替装置１０は、ハウジング１、ハウジング１に設けられた点火器２、ハウジング１内に形成された筒状空間と、筒状空間３内に収容されたピストン４及び発射体５、ハウジング１に設置された一対の第１導体片６，６、ハウジング１に設置された一対の第２導体片７Ａ，７Ｂ等を備えている。なお、切替装置１０において、点火器２が作動する前の状態を「初期状態」と呼ぶ場合がある。
[ハウジング]
　ハウジング１は、切替装置１０を構成する各種部品、要素を収容する外殻部材である。ハウジング１は、ハウジング本体１１と、当該ハウジング本体１１の上部に取り付けられたトップホルダ１２を含んで構成されている。トップホルダ１２は、例えば金属製であり、図１に示すように段付き円筒形状を有する外殻部材である。トップホルダ１２は、小径部１２１と、小径部１２１の下方に連なる大径部１２２とを含んで構成されている。トップホルダ１２の上端は開口端となっており、当該開口端を気密に閉塞するように小径部１２１の内空側に点火器２が取り付けられている。なお、便宜上、図１においては点火器２の図示を省略している。
　ハウジング本体１１は、例えば合成樹脂等といった絶縁部材によって形成された外殻部材である。例えば、ハウジング本体１１は、ポリアミド合成樹脂の一種であるナイロンによって形成されていてもよい。図１及び図２に示す例では、ハウジング本体１１がトップハウジング１１１、ミドルハウジング１１２、ボトムハウジング１１３を組み合わせて構成されているが、この態様には特に限定されない。
　図３は、実施形態１に係る切替装置１０において、ハウジング１内に形成された筒状空間３を説明するための図であり、便宜上、ピストン４及び発射体５の図示を省略して作動前の切替装置１０における縦断面を示している。図３においては、一対の第１導体片６Ａ，６Ｂ、及び一対の第２導体片７Ａ，７Ｂの図示も省略している。図３に示すように、ハウジング１内には、一方向に延びる筒状空間３が形成されている。図３に示す符号ＣＬは、ハウジング１内において一方向に延びる筒状空間３の軸線である。また、本実施形態において、筒状空間３は、切替装置１０（ハウジング１）の上下方向に延在している。このように形成される筒状空間３には、図２に示すようにピストン４及び発射体５が収容される。
　また、図３に示す符号１１４Ａ，１１４Ｂは、一対の第１導体片６Ａ，６Ｂを挿入して保持するための第１保持孔である。符号１１５Ａ，１１５Ｂは、一対の第２導体片７Ａ，７Ｂを挿入して保持するための第２保持孔である。第１保持孔１１４Ａ，１１４Ｂは、例えば、ボトムハウジング１１３の上面とミドルハウジング１１２の下面との間に形成された凹部として形成されている。また、第２保持孔１１５Ａ，１１５Ｂは、ミドルハウジング１１２の上面とトップハウジング１１１の下面との間に形成された凹部として形成されている。第１保持孔１１４Ａ，１１４Ｂ及び第２保持孔１１５Ａ，１１５Ｂは、切替装置１０（ハウジング１）の横断面方向に沿って延びている。また、第１保持孔１１４Ａ，１１４Ｂの一端側は筒状空間３と連通し、他端側はハウジング１の外部に向かって開放されている。同様に、第２保持孔１１５Ａ，１１５Ｂの一端側は筒状空間３と連通し、他端側はハウジング１の外部に向かって開放されている。
[点火器]
　点火器２は、作動時に筒状空間３内に燃焼ガスを放出する点火装置であり、例えば、火薬をカップ体に収容してなる点火部を有している。点火器２は、例えば、電気式点火器によって形成することができる。点火器２の点火部に収容される火薬は、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。また、点火器２は、外部電源のコネクタに接続される導電ピン（図示せず）を有していてもよく、外部電源から導電ピンに供給される作動用電流によって火薬を着火してもよい。この種の電気式点火器は公知であり、例えばエアバッグ装置のインフレータに設けられる電気式点火器を好適に採用することができる。点火器２は、点火部が筒状空間３内に面して配置されている。点火器２は、作動時に火薬が燃焼することで生成した燃焼ガスを筒状空間３内に放出する。
[発射体]
　発射体５は、例えば導電性を有する金属片によって形成されている。図２に示すように、発射体５は、ハウジング１の筒状空間３内に収容されている。発射体５は、点火器２が作動前の初期状態において、筒状空間３の軸線ＣＬ上における所定の第１位置Ｐ１に位置決めされている。詳細については後述するが、発射体５は、点火器２の作動時に、点火器２から筒状空間３に放出された燃焼ガスのエネルギーにより筒状空間３の軸線ＣＬに沿った所定の発射方向Ｄ１に向かって発射される。図２に示す例では、発射方向Ｄ１が、筒状空間３の軸線ＣＬに沿った下方向に設定されている。また、発射体５は「バレット」とも呼ぶことができる。
　発射体５は、ベース体５１と、このベース体５１から下方（発射方向Ｄ１側）に向けて突設された一対の突起体５２Ａ，５２Ｂを含んで構成されている。発射体５は、所謂フォーク型のバレットということができる。
[ピストン]
　ピストン４は、図２に示すように、初期状態において、点火器２と発射体５との間に介在するように筒状空間３に配置されている。そして、ピストン４は、点火器２の作動時において、点火器２から筒状空間３に放出された燃焼ガスのエネルギーによって上述した発射方向Ｄ１に向かって発射される。
　ピストン４は、全体として概略円柱形状を有しており、例えば、合成樹脂等の絶縁部材によって形成されている。本実施形態におけるピストン４は、一例として、上端側に位置する摺動部４１と、当該摺動部４１の下方に接続されたロッド部４２を含んで構成されている。ピストン４の摺動部４１は、トップホルダ１２における大径部１２２の内径と概ね対応する直径を有しており、点火器２の作動時に発射方向Ｄ１に向かって発射する際、大径部１２２の内壁面に沿ってガイドされる。これにより、筒状空間３の軸線ＣＬに沿ったピストン４の移動が可能となる。なお、ピストン４における摺動部４１の直径は、大径部１２２の内径に比べて僅かに小さくてもよい。また、摺動部４１の形状は大径部１２２の内壁面の形状に合致するように適宜変更することができる。
　また、符号４１Ａは、摺動部４１の上面の一部が窪むことで形成された窪み部である。初期状態において、ピストン４の窪み部４１Ａには、点火器２における点火部の一部が受け入れられている。そのため、作動時に点火器２から放出される燃焼ガスのエネルギーを窪み部４１Ａによって効率的に受け取り、当該エネルギーを発射方向Ｄ１へ発射するための推進力として効率的に利用することができる。
　また、ピストン４の摺動部４１における下面４１Ｂは、点火器２の作動時に発射方向Ｄ１に向かってピストン４が発射された際、ハウジング１（トップハウジング１１１）におけるストッパー部１１１Ａに衝突することで、発射方向Ｄ１へのそれ以上のピストン４の移動が規制されるようになっている。但し、ピストン４は、このような形態に限られず、種々の形態を採用できる。
　また、ピストン４の摺動部４１の軸方向中間部には、外周面が他所に比べて窪んだ括れ部が摺動部４１の周方向に沿って環状に形成されており、この括れ部に環状パッキン（図示せず）が嵌め込まれていてもよい。この環状パッキンは、例えば、ゴム（例えばシリコーンゴム）や合成樹脂によって形成されており、大径部１２２における内壁面と摺動部４１との間の気密性を高めるように機能する。
　ピストン４のロッド部４２は、例えば、摺動部４１に比べて直径が小さな円柱ロッド形状を有している。ロッド部４２の下面（先端面）４２Ａは、発射体５のベース体５１の上面５１Ａに対向するように位置付けられている。そのため、点火器２の作動時にピストン４が発射方向Ｄ１に向かって発射する際、ロッド部４２の下面４２Ａが、発射体５におけるベース体５１の上面５１Ａを押圧する。これにより、点火器２の作動時において、ピストン４を介して燃焼ガスのエネルギーを発射体５に伝達し、発射体５を発射方向Ｄ１に向かって発射することができる。
　なお、本実施形態においては、ピストン４と発射体５が一体に固定（接合）されている。より詳しくは、ピストン４のロッド部４２の下面４２Ａが、発射体５のベース体５１の上面５１Ａに対して接着されており、これによってピストン４と発射体５が一体化されている。なお、ピストン４と発射体５を一体化する具体的な手法は特に限定されず、例えばネジを用いてもよいし、圧入によってピストン４と発射体５を一体化してもよい。
[第１導体片]
　図４は、実施形態１に係る一対の第１導体片６Ａ，６Ｂの平面図である。各第１導体片６Ａ，６Ｂは実質的に同一構造である。図４に示すように、一対の第１導体片６Ａ，６Ｂは、矩形型の金属板によって形成された、導電体である。一対の第１導体片６Ａ，６Ｂ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６Ａ，６Ｂ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６Ａ，６Ｂ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。
　一対の第１導体片６Ａ，６Ｂは、切替装置１０を構成する部品であると共に、これら夫々が協働して、切替装置１０を適用する電気機器における所定の第１電気回路の一部を形成するための導体片である。一対の第１導体片６Ａ，６Ｂは、バスバー（bus bar）とも呼ばれる。第１電気回路は、一対の第１導体片６Ａ，６Ｂ及び他の電気機器における回路部品を含んで形成される。
　一対の第１導体片６Ａ，６Ｂは、内端６１側に発射体５の突起体５２Ａ，５２Ｂを挿入可能な挿入孔６３を有し、外端６２側に接続孔６４を有している。挿入孔６３の形状は特に限定されないが、図４に示す例では、各第１導体片６Ａ，６Ｂの幅方向に延びる長穴として形成されている。図４に示す符号Ｗ０は、接続孔６４の短軸方向における開口幅である。また、接続孔６４は、第１電気回路を形成する他の導体（例えば、リードワイヤ）と接続するために使用される。一対の第１導体片６Ａ，６Ｂは、ハウジング１における一対の第１保持孔１１４Ａ，１１４Ｂに挿入された状態で保持される。その際、図２に示すように、各第１導体片６Ａ，６Ｂは、内端６１側が筒状空間３の内部に差し込まれ、外端６２側がハウジング１の外部に露出した状態で一対の第１保持孔１１４Ａ，１１４Ｂに配置される。
　図２に示すように、ボトムハウジング１１３には、各第１導体片６Ａ，６Ｂの内端６１側を支持するための支持部１１６を有している。図２に示すように、本実施形態における一対の第１導体片６Ａ，６Ｂは、互いに離間した状態でハウジング１における一対の第１保持孔１１４Ａ，１１４Ｂに保持される。ハウジング１における各第１保持孔１１４Ａ，１１４Ｂ及び支持部１１６によって支持される一対の第１保持孔１１４Ａ，１１４Ｂは、図２に示すように、筒状空間３の軸線ＣＬと直交方向に延在する姿勢となるようにハウジング１に組み込まれる。また、図２に示すように、点火器２が作動前の初期状態において、一対の第１導体片６Ａ，６Ｂは、所定の第２位置Ｐ２に位置決めされている。第２位置Ｐ２は、発射体５が位置決めされる第１位置Ｐ１よりも発射方向Ｄ１側の位置として規定される。また、ボトムハウジング１１３の底部には、筒状空間３を臨むようにして、一対の凹部１１７が形成されている。この一対の凹部１１７は、点火器２が作動時に発射される発射体５の各突起体５２Ａ，５２Ｂの先端側を受け入れるための凹部である。凹部１１７は、発射体５の突起体５２Ａ，５２Ｂを収容可能とするために、その横断面を、突起体５２Ａ，５２Ｂの横断面よりも一回り大きな長穴形状として形成されている。
　上記のように構成される一対の第１導体片６Ａ，６Ｂは、図２に示すように点火器２の作動前において互いに離間しているため、第１電気回路が遮断状態に維持される。一方、切替装置１０の動作については後述するが、点火器２が作動すると、発射体５を介して一対の第１導体片６Ａ，６Ｂ同士が電気的に接続されるようになり、第１電気回路が遮断状態から導通状態へと切り替わる。したがって、本実施形態においては、発射体５も第１電気回路を構成する回路部品として機能すると言える。なお、図１に示す符号Ｘ１は、ハウジング１に組み込まれた状態での一対の第１導体片６Ａ，６Ｂの配列軸である。
[第２導体片]
　次に、本実施形態における一対の第２導体片７Ａ，７Ｂについて説明する。一対の第２導体片７Ａ，７Ｂは、切替装置１０を構成する部品であると共に、これら夫々が協働して、切替装置１０を適用する電気機器における所定の第２電気回路の一部を形成するための導体片である。一対の第２導体片７Ａ，７Ｂは、バスバー（bus bar）とも呼ばれる。第２電気回路は、一対の第２導体片７Ａ，７Ｂ及び他の電気機器における回路部品を含んで形成される。
　本実施形態においては、点火器２の作動前の状態、すなわち初期状態においては、一対の第２導体片７Ａ，７Ｂが発射体５によって電気的に接続された状態となっている（図２を参照）。具体的には、一対の第２導体片７Ａ，７Ｂ及び発射体５が一体となった形態の導体部品８が、ハウジング１に設けられている。
　図５は、実施形態１に係る導体部品８を説明する図であり、導体部品８の平面図（上面図）、断面図、側面図を示している。断面図は、導体部品８の長軸方向に沿ったＡ－Ａ断面を示している。また、側面図はＢ矢視方向から導体部品８を眺めた状態を示す。
　図５に示すように、導体部品８は、一対の第２導体片７Ａ，７Ｂの間に発射体５が挟まれた形態でこれらが一体に接続された金属体である。導体部品８は、第２導体片７Ａ、発射体５、及び第２導体片７Ｂが一直線状に配列されている。導体部品８の材料は導電体であれば特に限定されず、上述した第１導体片６Ａ，６Ｂに用いる材料（例えば、銅等）を好適に採用できる。なお、図１に示す符号Ｘ２は、ハウジング１に組み込まれた状態での一対の第２導体片７Ａ，７Ｂの配列軸である。本実施形態において、一対の第２導体片７Ａ，７Ｂの配列軸Ｘ２は、一対の第１導体片６Ａ，６Ｂの配列軸Ｘ１と平行である。また、一対の第２導体片７Ａ，７Ｂの配列軸Ｘ２は、導体部品８における長尺方向の軸線と一致するように設定されている。また、導体部品８のＡ－Ａ断面は、導体部品８における長尺方向の軸線を通る断面である。
　次に、導体部品８における各部の詳細について説明する。一対の第２導体片７Ａ，７Ｂは一方向に延びる導体片として形成されており、夫々の内端７１側が発射体５のベース体５１と一体に接続されている。各第２導体片７Ａ，７Ｂの外端７２側には、上述した第１導体片６Ａ，６Ｂと同様な接続孔７４が形成されている。接続孔７４は、第２電気回路を形成する他の導体（例えば、リードワイヤ）と接続するために使用される。
　符号８１は、各第２導体片７Ａ，７Ｂと発射体５におけるベース体５１とが接続される接続部である。導体部品８の接続部８１には、部材表面に対する開先加工によってノッチ８２が形成されている。このようにノッチ８２を設けることで、接続部８１の板厚が他の部位に比べて薄くなる結果、他の部位に比べて脆弱化がなされている。なお、ノッチ８２は、導体部品８の上面、下面の何れに設けられていてもよく、また、双方に設けられていてもよい。勿論、ノッチ８２の形状はＶ型、Ｕ型等、特に限定されない。
　発射体５は、ベース体５１の下面５１Ｂから一対の突起体５２Ａ，５２Ｂが下方に向けて突設されている。図５の断面図及び側面図に示すように、一対の突起体５２Ａ，５２Ｂはブレード形状を有しており、一対の第１導体片６Ａ，６Ｂに形成された長穴形状を有する挿入孔６３と概ね対応付けられている。上記のように構成された発射体５における一対の突起体５２Ａ，５２Ｂは、互いに所定の間隔だけ離間した状態で、ベース体５１の下面５１Ｂから垂直に立設している。また、各突起体５２Ａ，５２Ｂの先端側（下端側）には、楔形状を有する楔部５２１が形成されている。楔形状とは、先端側に向かうに従って先細りになる形状である。また、符号５２２は、突起体５２Ａ，５２Ｂのうち、楔部５２１よりもベース体５１側に位置する脚部である。突起体５２Ａ，５２Ｂにおける脚部５２２の幅寸法Ｗ１は、厚さ寸法Ｔ１に比べて大きな寸法を有している。
　上記のように構成された導体部品８は、各第２導体片７Ａ，７Ｂにおける内端７１側の一部と、発射体５が筒状空間３に収容され、各第２導体片７Ａ，７Ｂにおける外端６２側がハウジング１の外部に露出するように、ハウジング１に組み込まれる。その際、導体部品８における一対の第２導体片７Ａ，７Ｂが、ハウジング１における一対の第２保持孔１１５Ａ，１１５Ｂにそれぞれ保持される。また、図２に示すように、ハウジング１に導体部品８が組み込まれた状態において、発射体５のベース体５１や当該ベース体５１に連なる各第２導体片７Ａ，７Ｂが、筒状空間３の軸線ＣＬと直交方向に延在する姿勢となるように配置される。その際、一対の第２導体片７Ａ，７Ｂが配置される軸線ＣＬ上の位置は、発射体５のベース体５１と同じ第１位置Ｐ１となる。また、ハウジング１に導体部品８を組み込む際、発射体５のベース体５１の中心が筒状空間３の軸線ＣＬを通るように発射体５が位置決めされてもよい。更に、図２に示す初期状態においては、発射体５における各突起体５２Ａ，５２Ｂの先端位置（下端位置）が、一対の第１導体片６Ａ，６Ｂよりも上方に配置されており、一対の第１導体片６Ａ，６Ｂに対して発射体５が離れた状態（非接触状態）となっている。
　また、図２に示す符号ＣＬ２，ＣＬ３は、発射体５における各突起体５２Ａ，５２Ｂの軸線である。突起体５２Ａ，５２Ｂの軸線ＣＬ２，ＣＬ３は、筒状空間３の軸線ＣＬと平行であり、軸線ＣＬ２，ＣＬ３上に一対の第１導体片６Ａ，６Ｂにおける挿入孔６３及び凹部１１７の中心軸が位置するように、これらの位置関係が規定されている。
　また、導体部品８は、点火器２の作動時に、ピストン４のロッド部４２の下面４２Ａによって接続部８１が押し切られ、発射体５が切除される。図中の符号Ｓ１は、点火器２の作動時に導体部品８がピストン４のロッド部４２によって押し切られる位置を示す破断予定線である。図中、二点鎖線で示される破断予定線Ｓ１は、導体部品８をハウジング１に組み込んだ状態において、発射体５におけるベース体５１の上部に配置されるピストン４におけるロッド部４２の外周面の輪郭位置に合致している。
　また、図５に示すように、導体部品８には、各第２導体片７Ａ，７Ｂと発射体５とに跨るようにして一対の切欠き孔８３が設けられている。言い換えると、一対の切欠き孔８３は、導体部品８における破断予定線Ｓ１に跨って配置されている。このようにすることで、点火器２の作動時にピストン４（ロッド部４２）によって導体部品８（各第２導体片７Ａ，７Ｂ）から発射体５を切除する際の切除面積を小さくすることができ、円滑な発射体５の切除が可能となる。
　［動作］
　次に、切替装置１０の動作について説明する。切替装置１０の作動前は、上記のように図２に示す初期状態となっている。図２に示す初期状態においては、一対の第１導体片６Ａ，６Ｂが互いに離間しているため、これら一対の第１導体片６Ａ，６Ｂが一部を形成する第１電気回路は遮断状態に維持されている。一方、上記初期状態においては、発射体５を介して一対の第２導体片７Ａ，７Ｂが電気的に接続されているため、第２電気回路が導通状態となっている。
　切替装置１０は、例えば、当該切替装置１０の適用対象となる電気機器に異常が発生した際、当該電気機器を保護するために作動し、第２電気回路を導通状態から遮断状態へと、第１電気回路を遮断状態から導通状態へと、それぞれ緊急に切り替える。
　切替装置１０を適用する対象は特に限定されないが、例えば自動車等の車両に搭載されていてもよい。例えば、車両のバッテリーのコントロール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。勿論、上述した切替装置１０の適用例は一例であり、車両以外の他の電気機器、電気設備に適用してもよい。
　また、切替装置１０は、当該切替装置１０が設置された電気機器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）を更に備えていてもよい。異常検知センサーは、例えば、電気機器において保護対象となる電気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が設置される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の導電ピン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。
　切替装置１０の点火器２が作動すると、点火器２から燃焼ガスが筒状空間３内に放出される。そして、点火器２から放出された燃焼ガスのエネルギー（圧力）を摺動部４１の窪み部４１Ａで受けたピストン４は、当該燃焼ガスのエネルギーを推進力として、筒状空間３内を発射方向Ｄ１（下方）に向かって発射される。初期状態においては、ピストン４におけるロッド部４２の下方に導体部品８の発射体５が配置されており、ロッド部４２の下面４２Ａの輪郭位置が、導体部品８における発射体５と各第２導体片７Ａ，７Ｂとの境界部に位置する接続部８１に位置付けられている。そのため、点火器２の作動時にピストン４が発射方向Ｄ１に向かって勢いよく押し下げられることで、接続部８１を境に各第２導体片７Ａ，７Ｂから発射体５が切り離される。そして、ピストン４におけるロッド部４２の下方に位置する発射体５は、ロッド部４２と共に発射方向Ｄ１に向かって発射される。
　図６は、実施形態１に係る切替装置１０の作動後を示す縦断面図である。上記のように、ピストン４を介して、点火器２から放出された燃焼ガスのエネルギーによって各第２導体片７Ａ，７Ｂから発射体５が切り離されることにより、一対の第２導体片７Ａ，７Ｂ同士が電気的に遮断される。その結果、一対の第２導体片７Ａ，７Ｂが一部を形成する第２電気回路を、導通状態から遮断状態へと瞬時に切り替えることができる。
　ピストン４と共に、筒状空間３内を軸線ＣＬに沿って発射方向Ｄ１へと発射された発射体５は、下方の第２位置Ｐ２に位置する一対の第１導体片６Ａ，６Ｂの間に掛け渡され、当該一対の第１導体片６Ａ，６Ｂの夫々に対して接触する。より詳しくは、図６に示すように、発射体５における一対の突起体５２Ａ，５２Ｂが一対の第１導体片６Ａ，６Ｂにおける挿入孔６３をそれぞれ挿通した後、各突起体５２Ａ，５２Ｂの先端側がハウジング１の凹部１１７に受け入れられる。本実施形態においては、各第１導体片６Ａ，６Ｂにおける挿入孔６３に発射体５の突起体５２Ａ，５２Ｂが夫々挿入されると、各挿入孔６３の縁部に突起体５２Ａ，５２Ｂが接触するように構成されている。これによって、第１電気回路が遮断状態から導通状態へと瞬時に切り替えることができる。なお、本実施形態における発射体５は、ベース体５１に一対の突起体５２Ａ，５２Ｂを設けているが、３本以上の突起体を設けてもよいことは勿論である。すなわち、本実施形態における発射体５は、少なくとも一対の突起体を有することができる。発射体５にベース体５１に３本以上の突起体を設ける場合、第１導体片６Ａ，６Ｂ側にも突起体に応じた数の挿入孔６３を設けることができる。
　［効果］
　以上のように、実施形態１に係る切替装置１０は、切替装置１０を作動させるエネルギー源として、点火器２における火薬への点火によって生成される燃焼ガスのエネルギーを利用することで導電性を有する発射体５を発射し、当該発射体５によって電気回路を導通状態から遮断状態、或いは、遮断状態から導通状態へと切り替えるようにした。このように火工品を切替装置１０の作動源として利用するパイロ駆動とすることで、電気回路の切り替えに要する時間を、例えば従来の電磁継電器と比較して、短縮することができる。
　また、実施形態１に係る切替装置１０は、所謂フォーク型の発射体５を採用している。そのため、発射体５におけるベース体５１の位置よりも、各突起体５２Ａ，５２Ｂの先端を一対の第１導体片６Ａ，６Ｂに近づけた状態でハウジング１の筒状空間３内に組み込むことができる。これによれば、点火器２を作動させる前の初期状態における発射体５と第１導体片６Ａ，６Ｂとの距離を好適に小さくしておくことができ、電気回路の切り替えに要する時間をより一層短縮することができる。なお、ハウジング１に保持する第１導体片６Ａ，６Ｂと第２導体片７Ａ，７Ｂとは、構造面やその他何らかの制約に起因して、双方をあまり近づけて配置することが難しい場合がある。このように、一対の第２導体片６Ａ，６Ｂ及び発射体５が一体となった導体部品８を初期配置する第１位置Ｐ１と、一対の第１導体片６Ａ，６Ｂを初期配置する第２位置Ｐ２を近い位置に設定することが難しい場合においても、本実施形態に係る切り替え装置１０によれば、発射体５における突起体５２Ａ，５２Ｂの長さを自由に調整し、突起体５２Ａ，５２Ｂの先端を第１位置Ｐ１よりも発射方向Ｄ１側に位置付けることができる。よって、より一層迅速な電気回路の切り替えが可能となる。
　また、実施形態１に係る切替装置１０は、発射体５におけるベース体５１が一対の第２導体片７Ａ，７Ｂの間に介在した状態でこれらが一体に接続された導体部品８をハウジング１に組み込み、点火器２の作動時に点火器２から放出される燃焼ガスのエネルギーによりベース体５１を一対の第２導体片７Ａ，７Ｂの夫々から切り離す構成を採用した。これによれば、点火器２の作動時に一対の第２導体片７Ａ，７Ｂが一部を形成する第２電気回路を導通状態から遮断状態へと円滑に切り替えることができる。
　また、本実施形態においては、点火器２の作動時に発射された発射体５における各突起体５２Ａ，５２Ｂを挿入孔６３に挿通させ、挿入孔６３の縁部に各突起体５２Ａ，５２Ｂを確実に接触させるようにしたので、第１電気回路の確実な導通状態への切り替えが可能となる。特に、発射体５における各突起体５２Ａ，５２Ｂの先端側に楔形状を有する楔部５２１を形成しておくことで、発射体５を発射させた際に、各突起体５２Ａ，５２Ｂを円滑に挿入孔６３に挿入させることができる。
　ここで、各突起体５２Ａ，５２Ｂにおける脚部５２２の厚さ寸法Ｔ１は、各第１導体片６Ａ，６Ｂにおける挿入孔６３の開口幅Ｗ０より大きな寸法を有していてもよい。このようにすることで、発射体５が発射された際に、各突起体５２Ａ，５２Ｂにおける脚部５２２によって挿入孔６３を押し広げながら脚部５２２を挿入孔６３に挿入することができる。これにより、各突起体５２Ａ，５２Ｂと挿入孔６３の縁部との間で、より確実な接触状態が確保できる。
　更に、本実施形態においては、切替装置１０におけるピストン４と発射体５を一体に接合する構造を採用した。これによれば、切替装置１０の作動時に発射体５が発射方向Ｄ１に向かって移動する際、発射体５の回転や軸ズレを抑制することができる。つまり、発射体５の姿勢を安定させた状態で、筒状空間３の軸線ＣＬに沿って発射体５を降下させることができる。また、発射体５をピストン４に固定しておくことで、発射体５における各突起体５２Ａ，５２Ｂの楔部５２１がハウジング１の凹部１１７に受け入れられた際の衝撃によって、発射方向Ｄ１と逆方向、すなわち第１位置Ｐ１側に向かって発射体５が戻ることを抑制できる。また、上記のように発射体５をピストン４と一体に固定する構造は、本実施形態のように第１導体片６Ａ，６Ｂに形成された挿入孔６３に発射体５の突起体５２Ａ，５２Ｂを挿入する態様と組み合わせることによって、その効果がより一層顕著となる。
　また、ピストン４と発射体５を一体に接合する構造を採用する場合、ピストン４の軸方向周りの回転が規制された態様でピストン４を筒状空間３に配置してもよい。このようにすることで、切替装置１０の作動時に発射された発射体５の回転を、より一層効果的に抑制できる。ピストン４の軸方向周りの回転を規制するための構造として、ピストン４（摺動部４１）の外周形状及び当該ピストン４（摺動部４１）が摺動するハウジング１側の内壁面形状（トップホルダ１２の大径部１２２の内壁面）を多角形状にする態様が挙げられる。
　＜実施形態２＞
　次に、実施形態２に係る切替装置１０Ａについて説明する。ここでは、実施形態１との相違点を中心に説明し、実施形態１に係る切替装置１０と共通する構成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７は、実施形態２に係る切替装置１０Ａにおける作動前の状態を示す縦断面図である。図８は、実施形態２に係る切替装置１０Ａにおける作動後の状態を示す縦断面図である。本実施形態に係る切替装置１０Ａは、ハウジング１に一対の第２導体片７Ａ，７Ｂが設けられていない点で、実施形態１に係る切替装置１０と相違する。これに伴い、ハウジング１に第２保持孔１１５Ａ，１１５Ｂが形成されていない点、導体部品８の代わりに発射体５が単独で筒状空間３に配置されている点が実施形態１に係る切替装置１０と相違している。このように構成される切替装置１０Ａは、一対の第１導体片６Ａ，６Ｂによって一部が形成される第１電気回路を、遮断状態から導通状態へと瞬時に切り替える装置として使用される。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、遮断状態から導通状態へと切り替わることで電流を短絡させる、短絡回路として構成されていてもよい。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、当該故障した箇所をバイパスさせるための回路として構成されていてもよい。
　図７に示すように、切替装置１０Ａのハウジング１内に形成される筒状空間３には、ピストン４及び発射体５が収容されている。発射体５は、実施形態１で説明した通り、ベース体５１及び突起体５２Ａ，５２Ｂを含んで構成され、切替装置１０Ａの作動前の初期状態においてベース体５１が第１位置Ｐ１に位置決めされている。勿論、発射体５のベース体５１が第１位置Ｐ１に位置決めされた状態において、一対の第１導体片６Ａ，６Ｂに対して発射体５が離れた状態に保持されている。
　発射体５は、例えば、筒状空間３を規定するハウジング１の内壁面にベース体５１が仮固定されることで、第１位置Ｐ１に保持されてもよい。例えば、筒状空間３を規定するハウジング１の内壁面にベース体５１を圧入しておくことで、切替装置１０Ａの作動前に発射体５が下方に落下することを抑制し、切替装置１０Ａの作動時においては点火器２から放出される燃焼ガスのエネルギーによって発射体５を発射方向Ｄ１に発射してもよい。
　上記のように構成される切替装置１０Ａにおいて、発射体５とピストン４の関係は実施形態１と同様である。すなわち、切替装置１０Ａの作動前の初期状態において、発射体５のベース体５１の上面５１Ａに対向するようにピストン４のロッド部４２の下面（先端面）４２Ａが位置付けられている。また、本実施形態においても、発射体５とピストン４は一体に固定されている。そのため、点火器２が作動すると、点火器２から筒状空間３に放出された燃焼ガスのエネルギーによって、ピストン４と発射体５が一体となって筒状空間３内を発射方向Ｄ１に向かって発射される。その結果、発射体５における各突起体５２Ａ，５２Ｂが一対の第１導体片６Ａ，６Ｂにおける挿入孔６３に挿入されると共に当該挿入孔６３の縁部に接触することで、第１電気回路を遮断状態から導通状態へと迅速に切り替えることができる。
　＜実施形態３＞
　次に、実施形態３に係る切替装置１０Ｂについて説明する。ここでは、実施形態２との相違点を中心に説明し、実施形態２に係る切替装置１０Ａと共通する構成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９は、実施形態３に係る切替装置１０Ｂの作動前の縦断面図である。切替装置１０Ｂは、ピストン４と発射体５が、ネジ９を介して一体に固定されている点で、接着によってこれらが一体に固定されている切替装置１０Ａと相違するが、その他の点においては切替装置１０Ａと同一構造である。ネジ９は、外周面にネジ山が形成された軸部９１と、当該軸部９１の端部に接続された頭部９２とを含む。本実施形態において、発射体５のベース体５１には、ネジ９の軸部９１を挿通するネジ孔５１Ｃが形成されている。また、ピストン４におけるロッド部４２の下面４２Ａには、軸部９１を挿入するネジ孔４３が設けられている。ロッド部４２のネジ孔４３は、下面４２Ａに開口する凹部として形成されており、その内周面には軸部９１のネジ山と螺合可能なネジ山が形成されている。このような形態においても、実施形態２に係る切替装置１０Ａと同様な効果を奏する。勿論、ネジ９を介したピストン４と発射体５との一体構造は、実施形態１に係る切替装置１０に適用することができる。
　＜実施形態４＞
　次に、実施形態４に係る切替装置１０Ｃについて説明する。ここでは、実施形態１との相違点を中心に説明し、実施形態１に係る切替装置１０と共通する構成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１０は、実施形態４に係る切替装置１０Ｃの斜視図である。実施形態４に係る切替装置１０Ｃは、実施形態１に係る切替装置１０を変形した形態であり、図１０に示されるように、ハウジング１に組み込まれた状態での一対の第１導体片６Ａ，６Ｂの配列軸Ｘ１と、一対の第２導体片７Ａ，７Ｂの配列軸Ｘ２が互いに直交している点で、実施形態１に係る切替装置１０と相違している。本実施形態においても、一対の第２導体片７Ａ，７Ｂは、ハウジング１における第２保持孔１１５Ａ，１１５Ｂに差し込まれた状態で保持されるが、第２保持孔１１５Ａ，１１５Ｂは、方形状を有するハウジング１のうち、一対の第１導体片６Ａ，６Ｂを保持する第１保持孔１１４Ａ，１１４Ｂがそれぞれ設けられる壁面と直交する方向の壁面に形成されている（図１０を参照）。なお、図１０においては、作図上、第１保持孔１１４Ａ及び第２保持孔１１５Ｂの図示は省略している。
　図１１は、実施形態４に係る切替装置１０Ｃの作動前の縦断面図である。具体的には、図１１は、切替装置１０Ｃにおける筒状空間３の軸線ＣＬ及び一対の第１導体片６Ａ，６Ｂの配列軸Ｘ１を通る切断面を示している。
　図１２は、実施形態４に係る導体部品８Ａを説明する図である。図１２には、導体部品８Ａの平面（上面）、長軸方向に沿ったＣ－Ｃ断面、短軸断面に沿ったＤ－Ｄ断面を示している。本実施形態における導体部品８Ａも、実施形態１の導体部品８と同様、第２導体片７Ａ、発射体５、及び第２導体片７Ｂが一直線状に配列されるように、これらが一体に接続された部材として形成されている。導体部品８Ａにおいて、実施形態１に係る導体部品８と共通の構成については、共通の符号を付すことで詳しい説明を省略する。
　一対の第２導体片７Ａ，７Ｂは、実施形態１と同様、一方向に延びる導体片として形成されており、夫々の内端７１側が発射体５のベース体５１と一体に接続されている。また、一対の第２導体片７Ａ，７Ｂは、実施形態１と同様、切替装置１０Ｃを構成する部品であると共に、これら夫々が協働して、切替装置１０Ｃを適用する電気機器における所定の第２電気回路の一部を形成する。
　実施形態４に係る導体部品８Ａにおいても、ベース体５１の下面５１Ｂから一対の突起体５２Ａ，５２Ｂが下方に向けて突設されている。本実施形態においては、一対の第２導体片７Ａ，７Ｂの配列軸Ｘ２が一対の第１導体片６Ａ，６Ｂの配列軸Ｘ１と直交する方向に設定されているため、導体部品８Ａにおいては発射体５における一対の突起体５２Ａ，５２Ｂの配列方向が、導体部品８における一対の突起体５２Ａ，５２Ｂの配列方向と９０°異なっている。すなわち、実施形態１に係る導体部品８は、その長軸方向に沿って間隔をおいて一対の突起体５２Ａ，５２Ｂが配置されていたが、実施形態４に係る導体部品８Ａは、その短軸方向に沿って間隔をおいて一対の突起体５２Ａ，５２Ｂが配置されている。その他、導体部品８Ａにおいても、一対の突起体５２Ａ，５２Ｂの脚部５２２における先端側に楔部５２１が形成されている。
　図１１において、一対の第２導体片７Ａ，７Ｂの配列軸Ｘ２は、一対の第１導体片６Ａ，６Ｂの配列軸Ｘ１と直交方向、すなわち図面奥行方向に沿って延びている。そして、導体部品８Ａにおける一対の突起体５２Ａ，５２Ｂの配列方向は、一対の第１導体片６Ａ，６Ｂの配列軸Ｘ１と平行に設定されている。
　また、本実施形態においても、図１１に示す初期状態において、発射体５における各突起体５２Ａ，５２Ｂの先端位置（下端位置）が、一対の第１導体片６Ａ，６Ｂよりも上方に配置されており、一対の第１導体片６Ａ，６Ｂに対して発射体５が離れた状態（非接触状態）となっている。また、ハウジング１に導体部品８を組み込む際、発射体５のベース体５１の中心が筒状空間３の軸線ＣＬを通るように発射体５が位置決めされる。図１１に示す初期状態において、突起体５２Ａ，５２Ｂの軸線ＣＬ２，ＣＬ３は、筒状空間３の軸線ＣＬと平行であり、軸線ＣＬ２，ＣＬ３上に一対の第１導体片６Ａ，６Ｂにおける挿入孔６３及び凹部１１７の中心軸が位置するように、これらの位置関係が規定されている。
　上記のように構成される実施形態４に係る切替装置１０Ｃにおいても、図１１に示す初期状態において、一対の第１導体片６Ａ，６Ｂが互いに離間しているため、これら一対の第１導体片６Ａ，６Ｂが一部を形成する第１電気回路は遮断状態に維持されている。一方、上記初期状態において、発射体５を介して一対の第２導体片７Ａ，７Ｂが電気的に接続されているため、第２電気回路が導通状態となっている。また、切替装置１０Ｃにおいても、ピストン４のロッド部４２の下面４２Ａが、発射体５のベース体５１の上面５１Ａに対して接着されることで、ピストン４に対して発射体５が一体に固定されている。勿論、ピストン４と発射体５を一体化する具体的な手法は特に限定されない。例えば、図９で説明したように、ネジ９を用いてピストン４と発射体５を一体化してもよい。この場合、切替装置１０Ｂと同様、発射体５のベース体５１と、ピストン４におけるロッド部４２の下面４２Ａに、それぞれネジ孔を形成すればよい。
　実施形態４に係る切替装置１０Ｃの動作内容は、実施形態１に係る切替装置１０と同様である。すなわち、点火器２が作動すると、点火器２から放出された燃焼ガスのエネルギー（圧力）によってピストン４が発射方向Ｄ１に向かって勢いよく押し下げられる。その結果、各第２導体片７Ａ，７Ｂから発射体５が切り離されることによって一対の第２導体片７Ａ，７Ｂ同士が電気的に遮断されるとともに、発射体５がピストン４と一体となって発射方向Ｄ１に向かって発射される。このようにして発射された発射体５は、下方に位置する一対の第１導体片６Ａ，６Ｂの間に掛け渡され、当該一対の第１導体片６Ａ，６Ｂの夫々に対して接触する。すなわち、発射体５における一対の突起体５２Ａ，５２Ｂが一対の第１導体片６Ａ，６Ｂにおける挿入孔６３をそれぞれ挿通した後、各突起体５２Ａ，５２Ｂの先端側がハウジング１の凹部１１７に受け入れられる。その際、各第１導体片６Ａ，６Ｂにおける挿入孔６３の縁部に発射体５の突起体５２Ａ，５２Ｂが接触することで、発射体５を介して一対の第１導体片６Ａ，６Ｂ同士が電気的に接続される。このようにして、切替装置１０Ｃが作動することによって、第１電気回路を遮断状態から導通状態へと、第２電気回路を導通状態から遮断状態へと、それぞれ瞬時に切り替えることができる。
　以上、本開示に係る電気回路切替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。
　また、本開示に係る電気回路切替装置において、発射体の態様は特に限定されない。
１　　　　　　：ハウジング
２　　　　　　：点火器
３　　　　　　：筒状空間
４　　　　　　：ピストン
５　　　　　　：発射体
６Ａ，６Ｂ　　：一対の第１導体片
７Ａ，７Ｂ　　：一対の第２導体片
８　　　　　　：導体部品
１０，１０Ａ　：電気回路切替装置

Claims (7)

  1. 　作動時に所定の第１電気回路を遮断状態から導通状態へと切り替える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、作動時に燃焼ガスを放出する点火器と、
    　前記ハウジング内に形成されると共に一方向に延在する筒状空間と、
    　前記点火器が作動前の初期状態において前記筒状空間における所定の第１位置に位置決めされる、導電性を有する発射体と、
    　前記発射体に固定されて且つ前記点火器と前記発射体との間に介在するように前記筒状空間に配置され、前記燃焼ガスのエネルギーにより前記筒状空間に沿った所定の発射方向に向かって発射されるピストンと、
    　前記筒状空間における前記第１位置よりも前記発射方向側の位置に、互いに離れた状態で挿設された一対の第１導体片であって、夫々が協働して第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、
    　前記点火器の作動時に前記ピストンと一体となって発射された前記発射体が前記一対の第１導体片の夫々に対して接触することによって、前記第１電気回路が遮断状態から導通状態へと切り替えられる、
    　電気回路切替装置。
  2. 　前記電気回路切替装置は、更に、作動時に所定の第２電気回路を導通状態から遮断状態へと切り替え可能であって、
    　前記筒状空間に互いに離れた状態で挿設された一対の第２導体片であって、夫々が協働して第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、
    　前記初期状態において、前記発射体を介して前記一対の第２導体片が電気的に接続されることで前記第２電気回路が導通状態となっており、
    　前記発射体が前記発射方向に向かって発射された際に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によって、前記第２電気回路が導通状態から遮断状態へと切り替えられる、
    　請求項１に記載の電気回路切替装置。
  3. 　前記初期状態において前記発射体が前記一対の第２導体片の間に介在した状態でこれらが一体に接続されており、前記燃焼ガスのエネルギーにより前記発射体が前記一対の第２導体片の夫々から切り離される、
    　請求項２に記載の電気回路切替装置。
  4. 　前記発射体は、前記初期状態において前記第１位置に位置決めされるベース体と、前記ベース体から前記発射方向に向かって突設された一対の突起体と、を有し、
    　前記一対の第１導体片の夫々には、発射された前記発射体における前記突起体を挿入可能な挿入孔が設けられており、前記挿入孔の縁部に前記突起体が接触することによって前記第１電気回路が遮断状態から導通状態へと切り替えられる、
    　請求項１から３の何れか一項に記載の電気回路切替装置。
  5. 　前記突起体の先端側に楔形状を有する楔部が形成されている、請求項４に記載の電気回路切替装置。
  6. 　前記挿入孔に前記突起体が挿入された際、前記突起体のうち、前記楔部よりも前記ベース体側に位置する脚部が前記挿入孔を押し広げるように構成されている、
    　請求項５に記載の電気回路切替装置。
  7. 　前記ピストンは、その軸方向周りの回転が規制された態様で前記筒状空間に配置されている、
    　請求項１から６の何れか一項に記載の電気回路切替装置。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011025912A (ja) * 2009-06-29 2011-02-10 Toyoda Gosei Co Ltd 車両の電気回路遮断装置
JP2014049271A (ja) * 2012-08-31 2014-03-17 Toyoda Gosei Co Ltd 抵抗接続装置
WO2021210058A1 (ja) * 2020-04-14 2021-10-21 三菱電機株式会社 開閉装置及び電力変換装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011025912A (ja) * 2009-06-29 2011-02-10 Toyoda Gosei Co Ltd 車両の電気回路遮断装置
JP2014049271A (ja) * 2012-08-31 2014-03-17 Toyoda Gosei Co Ltd 抵抗接続装置
WO2021210058A1 (ja) * 2020-04-14 2021-10-21 三菱電機株式会社 開閉装置及び電力変換装置

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