WO2024176605A1 - 電気回路遮断装置 - Google Patents

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WO2024176605A1
WO2024176605A1 PCT/JP2023/046064 JP2023046064W WO2024176605A1 WO 2024176605 A1 WO2024176605 A1 WO 2024176605A1 JP 2023046064 W JP2023046064 W JP 2023046064W WO 2024176605 A1 WO2024176605 A1 WO 2024176605A1
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WO
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housing
conductor
holding member
conductor piece
electrical circuit
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PCT/JP2023/046064
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English (en)
French (fr)
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勇哉 貝賀
勝弘 中橋
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Daicel Corp
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Daicel Corp
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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
    • H01H39/006—Opening by severing a conductor
    • 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
    • H01H2039/008—Switching devices actuated by an explosion produced within the device and initiated by an electric current using the switch for a battery cutoff

Definitions

  • the present invention relates to an electrical circuit interruption device.
  • Electrical circuits may be equipped with a circuit breaker that operates in the event of an abnormality in a device that constitutes the electrical circuit or in the system in which the electrical circuit is installed, thereby emergency cutting off continuity in the electrical circuit.
  • a circuit breaker that operates in the event of an abnormality in a device that constitutes the electrical circuit or in the system in which the electrical circuit is installed, thereby emergency cutting off continuity in the electrical circuit.
  • One proposed form of such an electrical circuit breaker is one in which a projectile is moved at high speed by energy applied from an ignition device or the like, forcibly and physically cutting off a conductor piece (bus bar) that forms part of the electrical circuit.
  • electrical circuit breakers applied to electric vehicles equipped with high-voltage power sources have become increasingly important.
  • the housing that holds the conductor piece is made of a resin material to ensure electrical insulation performance after activation.
  • the plastic housing that holds the conductor is deformed or damaged by the impact caused when the projectile cuts the conductor, this can affect the electrical insulation performance. For this reason, it is preferable for the housing to be as strong as possible.
  • the technology disclosed herein has been developed in light of the above-mentioned circumstances, and its purpose is to provide technology that can increase the strength of the housing that holds the conductor pieces in an electrical circuit breaker.
  • an electrical circuit breaker employs the following configuration. That is, the electrical circuit interruption device according to the present disclosure comprises a housing forming an internal storage space extending in a predetermined direction, an igniter provided in the housing, a projectile arranged in the storage space, the projectile being fired along the storage space by receiving energy from the igniter when the igniter is activated, and a conductor piece provided in the housing so as to cross the storage space and forming part of an electrical circuit, the conductor piece having a cut-out portion in a part of the conductor piece that is formed so as to be cut off by the projectile fired by activation of the igniter to interrupt the electrical circuit, the conductor piece being arranged so that the cut-out portion is located on the path of the projectile in the storage space, the housing being a conductor holding member made of resin and penetrated by a hollow portion that extends in the predetermined direction and forms part of the storage space, the conductor holding member holding the conductor piece so that
  • the reinforcing member may be made of metal.
  • the reinforcing member may be made of aluminum.
  • the reinforcing member may be made of an iron-based material.
  • the reinforcing member may be integrally formed with the conductor holding member.
  • the reinforcing member that is separate from the conductor holding member may be fastened to the conductor holding member by a fastening member.
  • the housing may have a housing member that is attached to the conductor holding member to cooperate with the conductor holding member to form the accommodating space, the reinforcing member may have an exposed portion that is exposed to the outside of the conductor holding member, and a mounting hole may be formed in the exposed portion for mounting the housing member to the conductor holding member using a fastening member.
  • the mounting hole may be formed as a screw hole
  • the fastening member may be formed as a male threaded member
  • the housing member may be fastened to the conductor holding member by screwing the screw hole into the male threaded member.
  • the mounting hole may be formed as a self-locking type screw hole having an anti-loosening structure.
  • the conductor holding member may have a pair of holding portions formed to sandwich the conductor piece from the specified direction, and at least one of the reinforcing members may be provided on each of the pair of holding portions.
  • the housing may have a housing member that is attached to the conductor holding member to cooperate with the conductor holding member to form the accommodating space, and the housing member may have nuts for attaching the housing member to the conductor holding member using bolts integrally molded from a resin material.
  • FIG. 1 is an overall perspective view showing an initial state before operation of an electric circuit breaker device (hereinafter, also simply referred to as a "breaker device") according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1, and is a vertical cross-sectional view showing the internal structure of the cutoff device according to the embodiment in an initial state before activation.
  • FIG. 3 is a top view of the reinforcing frame according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a bottom view of the reinforcing frame according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line BB of FIG.
  • FIG. 6 is a top view of the conductor piece according to the embodiment.
  • FIG. 7 is a top view of the conductor piece assembly according to the embodiment.
  • FIG. 8 is a bottom view of the conductor piece assembly according to the embodiment.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG.
  • FIG. 10 is a diagram showing an operation state of the cutoff device according to the embodiment.
  • FIG. 11 is a vertical cross-sectional view showing an internal structure of a cutoff device according to the first modified example of the embodiment in an initial state before activation.
  • FIG. 12 is a vertical cross-sectional view showing an internal structure of a cutoff device according to the second modification of the embodiment in an initial state before activation.
  • FIG. 1 is an overall perspective view showing an initial state before operation of an electric circuit interruption device (hereinafter, also simply referred to as "interruption device") 1 according to an embodiment.
  • FIG. 2 is an A-A cross-sectional view of FIG. 1, which is a vertical cross-sectional view showing an internal structure of the interruption device 1 according to an embodiment in the initial state before operation.
  • a state before operation of the interruption device 1 referred to as the "initial state before operation”).
  • the interruption device 1 is a device that operates when an abnormality occurs in an electric circuit included in, for example, an automobile, a home appliance, a solar power generation system, or a system including a battery (e.g., a lithium ion battery) of the electric circuit, and prevents serious damage by interrupting the electric circuit.
  • a battery e.g., a lithium ion battery
  • the direction along the storage space indicated by the reference numeral 13 i.e., the extension direction of the storage space 13, which is an example of the "predetermined direction” according to the present disclosure
  • the igniter side indicated by the reference numeral 20 is referred to as the "upper side” in the vertical direction
  • the bottom container side indicated by the reference numeral 120 is referred to as the "lower side” in the vertical direction
  • a cross section along the vertical direction is referred to as a vertical cross section of the circuit breaker 1
  • a cross section perpendicular to the vertical direction is referred to as a horizontal cross section of the circuit breaker 1.
  • FIG. 2 viewing along the vertical direction is referred to as a "plan view".
  • a conductor piece indicated by reference numeral 50 crosses the accommodation space 13 so as to be perpendicular to the vertical direction.
  • the extension direction of the conductor piece 50 is referred to as the "width direction" of the circuit breaker 1.
  • FIG. 2 a cross section parallel to the vertical direction and the width direction is illustrated.
  • the vertical direction and the width direction of the circuit breaker 1 merely indicate the relative positional relationship of each element in the circuit breaker 1 for the convenience of explaining the embodiment.
  • the circuit breaker 1 includes a housing 10 as an outer shell member, an igniter 20, a projectile 40, a conductor piece 50, a coolant material 60, and a fastening member 70.
  • the housing 10 has an accommodation space 13 that extends from a first end 11 at the upper end side to a second end 12 at the lower end side.
  • the accommodation space 13 accommodates a projectile 40.
  • the accommodation space 13 is formed in a straight line (cylindrical in this example) so that the projectile 40 can move, and extends along the vertical direction of the circuit breaker 1.
  • the circuit breaker 1 launches the projectile 40 downward by the energy of the igniter 20, and cuts off a part of the conductor piece 50 with the projectile 40, thereby interrupting the electric circuit.
  • the position of the projectile 40 before the operation of the circuit breaker 1 shown in FIG. 2 is referred to as the "initial position”. Also, the direction in which the projectile 40 is launched (downward in this example) is referred to as the "launch direction”. Below, each component of the circuit breaker 1 will be described.
  • the housing 10 is an outer shell member that houses various parts and elements that constitute the cutoff device 1.
  • the housing 10 includes a housing main body 100 (an example of a "holding member” according to the present disclosure), a top holder 110 (an example of a “housing member” according to the present disclosure) provided on the upper side of the housing main body 100, a bottom container 120 (an example of a “housing member” according to the present disclosure) provided on the lower side of the housing main body 100, and a reinforcing frame 130 (an example of a "reinforcing member” according to the present disclosure) formed integrally with the housing main body 100.
  • the top holder 110 and the bottom container 120 are joined to the housing main body 100 by a fastening member 70, thereby forming an integral housing 10.
  • the reinforcing frame 130 is embedded in the housing main body 100.
  • the housing body 100 is a member that holds the conductor piece 50.
  • the housing body 100 is formed of an insulating resin material in order to ensure the electrical insulation of the circuit breaker 1.
  • resin material for forming the housing body 100 for example, synthetic resins such as nylon, which is a type of polyamide synthetic resin, polycarbonate, polyamide, and ABS resin can be used.
  • the housing body 100 may also be formed of a fiber-reinforced resin in which glass fiber is added to nylon, for example.
  • the resin material for the housing body 100 is not particularly limited.
  • the housing body 100 has an outer shape of a roughly rectangular column extending in the vertical direction. Therefore, the axial direction of the housing body 100 coincides with the vertical direction of the interrupter 1.
  • the shape of the housing body 100 is not particularly limited.
  • a hollow portion 106 (an example of a "hollow portion” according to this disclosure) is formed so as to penetrate the housing body 100 along the vertical direction.
  • This hollow portion 106 is a hole that penetrates the housing body 100 in the vertical direction, and forms a part of the storage space 13.
  • the cross-sectional shape of the hollow portion 106 perpendicular to the vertical direction (firing direction) is circular (see FIG. 8).
  • the cross-sectional shape of the hollow portion according to this disclosure is not particularly limited.
  • the hollow portion may have a rectangular cross-section, for example.
  • the housing body 100 has an upper surface 101 to which the top holder 110 is fixed, and a lower surface 102 to which the bottom container 120 is fixed.
  • a cylindrical upper tube wall 103 is erected on the outer periphery of the upper surface 101 of the housing body 100, extending upward from the upper surface 101.
  • a cylindrical lower tube wall 104 is erected on the outer periphery of the lower surface 102 of the housing body 100, extending downward from the lower surface 102.
  • the upper tube wall 103 and the lower tube wall 104 have, for example, a rectangular tube shape, but may have other shapes.
  • a pair of conductor piece retaining holes 105A, 105B are formed in the housing body 100.
  • the pair of conductor piece retaining holes 105A, 105B extend in a cross-sectional direction (i.e., width direction) perpendicular to the up-down direction (axial direction) of the housing body 100. More specifically, the pair of conductor piece retaining holes 105A, 105B extend in a straight line along the width direction, sandwiching a hollow portion 106 (accommodation space 13) of the housing body 100 therebetween.
  • the housing body 100 is divided into upper and lower sections by a pair of conductor piece retaining holes 105A, 105B that cross the width direction of the housing body 100.
  • the portion of the housing body 100 above the pair of conductor piece retaining holes 105A, 105B is referred to as the upper retaining portion 100A
  • the portion below the pair of conductor piece retaining holes 105A, 105B is referred to as the lower retaining portion 100B
  • the combination of these is referred to as the pair of retaining portions 100A, 100B.
  • the pair of retaining portions 100A, 100B is an example of a "pair of retaining portions" according to the present disclosure.
  • the top holder 110 is a member that is attached to the upper surface 101 of the housing body 100 to cooperate with the housing body 100 to form the accommodation space 13.
  • the top holder 110 has a stepped, generally cylindrical shape and extends in the vertical direction.
  • the inside of the top holder 110 is hollow.
  • the top holder 110 includes a small diameter cylinder portion 112 located on the upper side, a large diameter cylinder portion 113 located on the lower side, a connection portion 114 that connects them, and a flange portion 111 that extends from the lower end of the large diameter cylinder portion 113 toward the outside.
  • the small diameter cylinder portion 112 and the large diameter cylinder portion 113 are arranged coaxially, and the large diameter cylinder portion 113 has a larger diameter (larger diameter) than the small diameter cylinder portion 112.
  • the upper end of the small diameter cylinder portion 112 constitutes the first end portion 11 of the housing 10, and an opening portion 112A to which the igniter 20 is attached is formed at the upper end.
  • the flange portion 111 of the top holder 110 has a generally rectangular outline that fits inside the upper cylindrical wall 103 of the housing body 100.
  • the flange portion 111 has a through hole through which the shaft portion of the bolt 701 described below can be inserted.
  • the flange portion 111 is fastened to the upper surface 101 of the housing body 100 by the fastening member 70 while being disposed inside the upper cylindrical wall 103.
  • the top holder 110 may be joined to the housing body 100 with a sealant applied between the upper surface 101 of the housing body 100 and the lower surface of the flange portion 111. This can increase the airtightness of the storage space 13 formed in the housing 10.
  • an O-ring or a metal gasket may be interposed between the upper surface 101 of the housing body 100 and the flange portion 111 of the top holder 110 to increase the airtightness of the storage space 13.
  • the hollow portion formed inside the top holder 110 communicates with the hollow portion 106 of the housing body 100 located below, forming part of the storage space 13.
  • the top holder 110 configured as described above can be formed from an appropriate metal member such as stainless steel or aluminum that has excellent strength and durability.
  • the material from which the top holder 110 is formed is not particularly limited.
  • the above-mentioned form of the shape of the top holder 110 is also one example, and other shapes may be adopted.
  • the bottom container 120 is a member that is attached to the lower surface 102 of the housing main body 100 to cooperate with the housing main body 100 to form the storage space 13.
  • the bottom container 120 has a generally cylindrical shape with a bottom and extends in the vertical direction.
  • the inside of the bottom container 120 is hollow.
  • the bottom container 120 includes a cylindrical side wall portion 122 that extends in the vertical direction, a bottom wall portion 123 that closes the lower end of the side wall portion 122, and a flange portion 121 that extends outward from the upper end of the side wall portion 122.
  • the bottom wall portion 123 constitutes the second end portion 12 of the housing 10.
  • the flange portion 121 of the bottom container 120 has an outline of a rectangle that fits inside the lower tube wall 104 of the housing body 100.
  • the flange portion 121 has a through hole through which the shaft portion of the bolt 701 described later can be inserted.
  • the flange portion 121 is fastened to the lower surface 102 of the housing body 100 by the fastening member 70 while being disposed inside the lower tube wall 104.
  • the bottom container 120 may be joined to the housing body 100 with a sealant applied between the lower surface 102 of the housing body 100 and the upper surface of the flange portion 121. This can increase the airtightness of the storage space 13 formed in the housing 10.
  • an O-ring or a metal gasket may be interposed between the lower surface 102 of the housing body 100 and the flange portion 121 of the bottom container 120 to increase the airtightness of the storage space 13.
  • the hollow portion formed inside the bottom container 120 communicates with the hollow portion 106 of the housing body 100 located above, and forms a part of the storage space 13.
  • the bottom container 120 configured as described above can be formed of an appropriate metal member such as stainless steel or aluminum that has excellent strength and durability.
  • the material for forming the bottom container 120 is not particularly limited.
  • the bottom container 120 may also have a multi-layer structure.
  • the exterior part of the bottom container 120 facing the outside may be formed of an appropriate metal member such as stainless steel or aluminum that has excellent strength and durability
  • the interior part facing the storage space 13 may be formed of an insulating material such as synthetic resin.
  • the entire bottom container 120 may be formed of an insulating material.
  • the above-mentioned aspect regarding the shape of the bottom container 120 is one example, and other shapes may be adopted.
  • the housing 10 in this embodiment is configured to include a housing body 100, a top holder 110, and a bottom container 120 that are assembled together, and inside thereof, an accommodation space 13 is formed that extends vertically from the first end 11 to the second end 12.
  • This accommodation space 13 accommodates the igniter 20, the projectile 40, the cut portion 53 of the conductor piece 50, the coolant material 60, etc., which will be described in detail below.
  • the reinforcing frame 130 is a metal frame body that is integrally joined with the housing main body 100 to reinforce the strength of the housing main body 100. As shown in Fig. 2, in this embodiment, the reinforcing frame 130 is embedded in the housing main body 100. More specifically, one reinforcing frame 130 is provided in each of a pair of holding parts 100A, 100B that are divided into upper and lower parts by a pair of conductor piece holding holes 105A, 105B.
  • the reinforcing frame 130 provided in the upper holding part 100A will be referred to as an upper reinforcing frame 130A
  • the reinforcing frame 130 provided in the lower holding part 100B will be referred to as a lower reinforcing frame 130B.
  • the reinforcing frame 130 When the description is given without distinguishing between them, they will be simply referred to as the reinforcing frame 130.
  • the reinforcing frame 130 according to this embodiment is made of aluminum.
  • the reinforcing frame 130 may be made of a metal material other than aluminum, such as stainless steel. From the viewpoint of improving the strength of the housing 10, it is preferable that the reinforcing frame 130 be made of metal.
  • the material of the reinforcing member according to this disclosure is not particularly limited, and in addition to metal materials, resin materials and the like can be used.
  • a fiber-reinforced resin such as carbon fiber-reinforced resin may be used as the resin material forming the reinforcing member.
  • FIG. 3 is a top view of the reinforcing frame 130 according to the embodiment
  • FIG. 4 is a bottom view of the reinforcing frame 130 according to the embodiment
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line B-B of FIG. 3.
  • the reinforcing frame 130 is formed as a ring-shaped frame body that is continuous in the circumferential direction.
  • the term "ring” is not particularly limited as long as it is a closed shape that is continuous around the entire circumference so that an opening is formed, and includes a circular ring having a circular shape such as a perfect circle or an ellipse, and a polygonal ring having a polygonal shape such as a square or a triangle.
  • the shape of the reinforcing member according to the present disclosure is not limited to a ring.
  • the reinforcing member is not limited to a shape that is continuous around the entire circumference, and may have a discontinuous portion in some parts, or may have an intermittent shape or a discontinuous shape.
  • the reinforcing frame 130 has a plate-like main body 131 that is roughly rectangular in plan view and perpendicular to the vertical direction, a plurality of upper surface convex portions 132 provided on the upper surface 131a of the main body 131, and a plurality of lower surface convex portions 133 provided on the lower surface 131b of the main body 131.
  • the main body 131 has a through hole 134 that penetrates the main body 131 in the vertical direction. More specifically, the through hole 134 penetrates the main body 131 from the upper surface 131a to the lower surface 131b at the center position of the main body 131.
  • the reinforcing frame 130 is formed in a ring shape with the through hole 134 as an opening.
  • the through hole 134 in this embodiment has a circular shape in a cross section perpendicular to the vertical direction (firing direction).
  • the shape of the through hole 134 is not particularly limited.
  • the upper surface convex portion 132 is a portion that protrudes upward from the upper surface 131a, and one is provided at each of the four corners of the main body portion 131.
  • the lower surface convex portion 133 is a portion that protrudes downward from the lower surface 131b, and one is provided at each of the four corners of the main body portion 131.
  • the upper surface convex portion 132 and the lower surface convex portion 133 are examples of the "exposed portion" according to the present disclosure.
  • the shape of the exposed portion according to the present disclosure is not particularly limited, and does not have to be convex.
  • the main body portion 131 is formed with a mounting hole 135 that penetrates from the top surface of the upper surface convex portion 132 to the top surface of the lower surface convex portion 133.
  • the mounting hole 135 is provided at each of the four corners of the main body portion 131.
  • the mounting hole 135 is formed as a through hole into which the shaft portion of the bolt 701 described later can be inserted.
  • the mounting holes according to the present disclosure are not limited to through holes, and various configurations can be selected according to the type of fastening member, for example, screw holes.
  • the mounting holes may also be blind holes.
  • the above configurations regarding the shape of the reinforcing frame 130 are only examples, and other shapes may also be used.
  • the igniter 20 is an electric igniter that includes an ignition portion 21 containing an ignition charge and an igniter body 22 having a pair of conductive pins (not shown) connected to the ignition portion 21, and that releases combustion gas into the accommodation space 13 upon activation.
  • the igniter 20 is attached to the housing 10 with a portion of it accommodated in the accommodation space 13 (more specifically, in a hollow portion formed inside the small diameter cylinder portion 112).
  • the igniter body 22 has a generally cylindrical body 221 that extends vertically and is housed inside the small-diameter cylinder 112 of the top holder 110, and a connector 222 located on the top of the body 221, and is surrounded by, for example, insulating resin.
  • the igniter body 22 is fixed to the small-diameter cylinder 112, for example, by pressing the body 221 into the inner circumferential surface of the small-diameter cylinder 112.
  • a constricted portion whose outer circumferential surface is recessed compared to other portions, is formed in an annular shape along the circumferential direction of the body 221 at the axial middle portion of the body 221, and an O-ring 223 is fitted into this constricted portion.
  • the O-ring 223 is made of, for example, rubber (e.g., silicone rubber) or synthetic resin, and functions to increase the airtightness between the inner circumferential surface of the small-diameter cylinder 112 and the body 221.
  • the connector portion 222 has a cylindrical shape extending in the vertical direction, and is disposed so as to protrude outside the housing 10 through an opening 112A formed at the upper end of the small diameter cylinder portion 112.
  • a pair of conductive pins connected to the ignition portion 21 are disposed inside the connector portion 222.
  • the connector portion 222 is configured so that a power supply connector (not shown) can be connected, and the pair of conductive pins are connected to the power supply by connecting the connector portion 222 of the igniter 20 to the power supply connector. This makes it possible to supply an operating current to the igniter 20.
  • the ignition section 21 of the igniter 20 is arranged to face the accommodation space 13 of the housing 10 (more specifically, the hollow portion formed inside the large diameter cylinder section 113).
  • the ignition section 21 is configured, for example, in a form in which an ignition charge is accommodated in an igniter cup.
  • the ignition charge is accommodated in the igniter cup of the ignition section 21 in a state in which it is in contact with a bridge wire (resistance element) that is connected so as to connect the base ends of a pair of conductive pins.
  • the ignition charge for example, ZPP (zirconium potassium perchlorate), ZWPP (zirconium tungsten potassium perchlorate), THPP (titanium hydride potassium perchlorate), lead tricinate, etc. may be used.
  • the lower surface of the igniter cup in the ignition section 21, that is, the surface on the firing direction side, is formed as a cleavage surface 21A that cleaves when the igniter 20 is activated.
  • an operating current for igniting the ignition charge is supplied from the power source to the conductive pin, causing the bridge wire in the ignition section 21 to heat up, resulting in the ignition charge in the igniter cup igniting and burning, generating combustion gas.
  • the ignition charge burns in the igniter cup of the igniter section 21, the pressure in the igniter cup rises, the cleavage surface 21A of the igniter cup cleaves, and the combustion gas is released from the igniter cup into the storage space 13. More specifically, the combustion gas from the igniter cup is released toward the recessed portion 411 in the piston portion 41 (described later) of the projectile 40 placed in the storage space 13.
  • the projectile 40 is a member that is disposed in the accommodation space 13, and receives energy from the igniter 20 when the igniter 20 is activated, and is launched in the launch direction (downward in this example) along the accommodation space 13, thereby cutting off a portion of the conductor piece 50.
  • the projectile 40 is formed of an insulating material such as a synthetic resin, and includes a piston portion 41 and a rod portion 42 connected to the piston portion 41.
  • the piston portion 41 has a generally cylindrical shape extending in the vertical direction, and has an outer diameter that generally corresponds to the inner diameter of the large diameter cylinder portion 113 in the top holder 110.
  • the diameter of the piston portion 41 may be slightly smaller than the inner diameter of the large diameter cylinder portion 113.
  • a cylindrical recessed portion 411 is formed on the upper surface of the piston portion 41, that is, the surface opposite to the firing direction, and the ignition portion 21 is received in this recessed portion 411.
  • the bottom surface of the recessed portion 411 is formed as a pressure receiving surface 411A that receives energy from the igniter 20 when the igniter 20 is activated.
  • a constricted portion whose outer circumferential surface is recessed compared to other places is formed in an annular shape along the circumferential direction of the piston portion 41 in the axial middle portion of the piston portion 41, and an O-ring 43 is fitted into this constricted portion.
  • the O-ring 43 is made of, for example, rubber (e.g., silicone rubber) or synthetic resin, and functions to increase the airtightness between the inner circumferential surface of the large-diameter cylinder portion 113 and the piston portion 41.
  • the rod portion 42 of the projectile 40 is, for example, a rod-shaped member that has an outer circumferential surface with a smaller diameter than the piston portion 41 and extends in the vertical direction, and is integrally connected to the lower end side of the piston portion 41.
  • the lower end surface of the rod portion 42 i.e., the end surface on the launching direction side
  • the rod portion 42 has a roughly cylindrical shape, but the shape is not particularly limited and can be changed according to the shape and size of the cut portion 53 to be cut from the conductor piece 50 when the interrupter 1 is activated.
  • the rod portion 42 may have a columnar shape such as a cylindrical shape or a rectangular column.
  • the tip side area including the cutting surface 421 in the rod portion 42 of the projectile 40 is positioned in the hollow portion of the housing main body 100 (forming a part of the storage space 13).
  • the diameter of the rod portion 42 is, for example, slightly smaller than the inner diameter of the inner peripheral surface of the housing body 100, and is configured so that the outer peripheral surface of the rod portion 42 is guided along the inner peripheral surface when the projectile 40 is launched.
  • the projectile 40 configured as described above will be described in detail later, but when the igniter 20 is activated, the upper surface of the piston portion 41, including the pressure-receiving surface 411A, receives energy from the igniter 20, causing the projectile 40 to be launched from the initial position shown in FIG. 2 and move at high speed in the launch direction (downward) along the accommodation space 13.
  • the piston portion 41 of the projectile 40 is accommodated inside the large diameter cylinder portion 113 in the top holder 110, and can slide in the axial direction along the inner wall surface of the large diameter cylinder portion 113.
  • the shape of the projectile 40 is not limited to the above-mentioned shape, and can be changed as appropriate depending on the shape of the housing 10, etc.
  • FIG. 6 is a top view of the conductor piece 50 according to the embodiment.
  • the conductor piece 50 is a conductive metal body that constitutes a part of the components of the circuit breaker 1 and forms a part of a specific electric circuit when the circuit breaker 1 is attached to the circuit breaker.
  • the conductor piece 50 may be called a bus bar.
  • the conductor piece 50 may be formed of a metal such as copper (Cu).
  • the conductor piece 50 may be formed of a metal other than copper, or may be formed of an alloy of copper and another metal. Examples of metals other than copper contained in the conductor piece 50 include manganese (Mn), nickel (Ni), platinum (Pt), aluminum (Al), brass, gold (Au), silver (Ag), and duralumin.
  • the conductor piece 50 is formed as a long and thin flat piece as a whole.
  • the conductor piece 50 includes a first connection end 51, which is one end in the extension direction of the conductor piece 50, and a second connection end 52, which is the other end.
  • the conductor piece 50 also has a cut-out portion 53 in a part thereof.
  • the cut-out portion 53 is located between the first connection end 51 and the second connection end 52 (in this example, the middle part).
  • the first connection end 51 and the second connection end 52 are provided with connection holes 51A and 52A, respectively. These connection holes 51A and 52A are used to connect to other conductors (e.g., lead wires) in the electric circuit.
  • the cut-out portion 53 is a portion that is forcibly and physically cut by the rod portion 42 of the projectile 40 and cut off from the first connection end 51 and the second connection end 52 when an abnormality such as an excessive current occurs in the electric circuit to which the interrupter 1 is applied.
  • the cut-out portion 53 is formed so as to interrupt the electrical circuit by being cut off by the projectile 40 fired by the activation of the igniter 20. More specifically, the cut-out portion 53 is formed as a portion that, when cut off from the conductor piece 50, causes the conductor piece 50 to be severed. At both ends of the cut-out portion 53 in the conductor piece 50, cuts (slits) 54 are formed so that the cut-out portion 53 can be easily cut off.
  • the conductor piece 50 may have various shapes, and the shape is not particularly limited.
  • the surface of the first connection end 51, the surface of the second connection end 52, and the surface of the cut-out portion 53 form the same plane, but this is not limited to this.
  • the conductor piece 50 may have the cut-out portion 53 connected perpendicularly or at an angle to the first connection end 51 and the second connection end 52.
  • the planar shape of the cut-out portion 53 in the conductor piece 50 is also not particularly limited.
  • the shapes of the first connection end 51 and the second connection end 52 in the conductor piece 50 are also not particularly limited.
  • the notch 54 in the conductor piece 50 can be omitted as appropriate.
  • the conductor piece 50 configured as described above is held in the housing body 100 in a state in which it is inserted into a pair of conductor piece holding holes 105A, 105B formed in the housing body 100.
  • the first connection end 51 of the conductor piece 50 is held in a state in which it is inserted into the conductor piece holding hole 105A
  • the second connection end 52 is held in a state in which it is inserted into the conductor piece holding hole 105B.
  • the cut-out portion 53 of the conductor piece 50 is positioned in the hollow portion (accommodation space 13) of the housing body 100.
  • the conductor piece 50 is provided in the housing 10 so as to cross the accommodation space 13 in the width direction.
  • the conductor piece 50 attached to the housing body 100 is arranged so that the cut-out portion 53 is located on the path of the projectile 40 in the accommodation space 13 (i.e., below the projectile 40), and is held in a position perpendicular to the extension direction (launch direction) of the accommodation space 13.
  • the first connection end 51 and the second connection end 52 of the conductor piece 50 are exposed to the outside of the housing 10, and other conductors (such as lead wires) that form an electric circuit are connected to the connection holes 51A and 52A.
  • the reference character L1 in FIG. 6 indicates the outer circumferential position of the rod portion 42 located on the upper part of the conductor piece 50 when the conductor piece 50 is attached to the housing body 100 of the interrupter 1.
  • the conductor piece 50 is installed so that the outer circumferential position L1 of the rod portion 42 roughly overlaps with the positions of the notches 54 located at both ends of the cutout portion 53.
  • the cross-sectional area of the accommodation space 13 is larger than the cross-sectional area of the cutout portion 53, so that a gap is formed on the side of the cutout portion 53.
  • the cut-out portion 53 of the conductor piece 50 held in the pair of conductor piece holding holes 105A, 105B in the housing body 100 is horizontally disposed across the storage space 13 of the housing 10.
  • the region (space) of the storage space 13 in the housing 10 where the projectile 40 is disposed across the cut-out portion 53 of the conductor piece 50 is referred to as the "projectile initial placement region R1"
  • the region (space) located on the opposite side of the projectile 40 i.e., the launch direction side
  • the projectile initial placement region R1 and the arc-extinguishing region R2 are not completely isolated by the cut-out portion 53, but are connected to each other.
  • the projectile initial placement region R1 and the arc-extinguishing region R2 may be completely isolated by the cut-out portion 53.
  • the projectile initial placement region R1 contains the projectile 40
  • the arc-extinguishing region R2 contains the coolant material 60 as an arc-extinguishing material.
  • the arc-extinguishing region R2 is a region (space) for receiving the cut-out portion 53 that is cut off by the rod portion 42 of the projectile 40 that is launched when the cut-out device 1 (igniter 20) is activated.
  • the coolant material 60 is a cooling material for suppressing the generation of an arc when a current is interrupted or for extinguishing (extinguishing) the generated arc by removing and cooling the arc and the thermal energy of the excised portion 53 generated when the projectile 40 excises the excised portion 53 of the conductor piece 50. As shown in FIG. 2, the coolant material 60 is disposed in the arc extinguishing region R2 in the accommodation space 13.
  • the arc-extinguishing region R2 in the circuit breaker 1 is a space for receiving the cut-off portion 53 cut off from the first connection end 51 and the second connection end 52 of the conductor piece 50 by the projectile 40, and at the same time serves as a space for effectively extinguishing the arc generated when the projectile 40 cuts off the cut-off portion 53.
  • a coolant material 60 is disposed in the arc-extinguishing region R2 as an arc-extinguishing material.
  • the coolant material 60 is solid. In another aspect of the embodiment, the coolant material 60 is formed of a shape-retaining body.
  • the shape-retaining body is, for example, a material that maintains a certain shape when no external force is applied, and that can maintain its integrity (does not fall apart) even if deformation occurs when an external force is applied.
  • a fibrous body molded into a desired shape can be an example of a shape-retaining body.
  • the coolant material 60 is formed of metal fibers, which are shape-retaining bodies.
  • examples of metal fibers that form the coolant material 60 include at least one of steel wool and copper wool.
  • the coolant material 60 may include inorganic oxides such as zeolite, silica, and alumina.
  • the above aspects of the coolant material 60 are merely examples, and the coolant material 60 is not limited to these.
  • the coolant material 60 is, for example, formed in a bowl shape and arranged so as to fit along the inner wall and bottom of the bottom container 120 (the arc-extinguishing region R2 of the storage space 13).
  • the coolant material 60 may also be formed in a disk shape and arranged so as to fit along the bottom of the bottom container 120.
  • the coolant material 60 may also be a modified resin material that functions as an arc-extinguishing material.
  • the modified resin material is modified by the arc generated when the projectile 40 cuts the cut-out portion 53 of the conductor piece 50 and the heat of the cut-out portion 53, and this modification consumes thermal energy, thereby contributing to the extinguishing (elimination) of the arc.
  • the modification of the modified resin material is mainly caused by the heat of the arc, but it is also affected by other heat such as the heat generated when the cut-out portion 53 is cut and the heat of combustion of the ignition charge, and the heat received from the ignition of the ignition charge to the completion of extinguishing the arc is referred to as the heat associated with the activation of the igniter 20.
  • the modified resin material is a synthetic resin containing silicone.
  • the modified resin material is not limited to silicone, and may be made of other resins such as polyurethane, polyethylene, polypropylene, polyamide, and nitrile rubber.
  • the modified resin material may be at least partially modified by heat, and may be made of a composite material containing glass or ceramic fillers.
  • the modified resin material is made of a material that is more easily modified by heat, such as decomposed or volatilized, than other resin materials such as the housing 10 and the projectile 40, and this modification can effectively consume the heat of the arc.
  • the modified resin material of this embodiment has components such as silica that are generated by thermal decomposition and exhibit high resistance, and the scattering of these components contributes to improving insulation after cutting.
  • the modified resin material is not limited to a solid member formed into a predetermined shape, but may be a gel-like material or a highly viscous liquid material applied to the wall surface within the storage space 13.
  • the modified resin material may also be a synthetic resin melted in an organic solvent such as toluene that is applied to the wall surface within the storage space 13 and then fixed to the wall surface by volatilizing the organic solvent.
  • the housing body 100, the reinforcing frame 130, and the conductor piece 50 are integrally molded by injection molding (more specifically, insert molding).
  • injection molding more specifically, insert molding
  • an assembly formed by the housing body 100, the reinforcing frame 130, and the conductor piece 50 as shown in Fig. 2 will be referred to as a conductor piece assembly 80.
  • FIG. 7 is a top view of the conductor piece assembly 80 according to the embodiment
  • FIG. 8 is a bottom view of the conductor piece assembly 80 according to the embodiment
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line C-C of FIG. 7.
  • the upper reinforcing frame 130A and the lower reinforcing frame 130B are embedded inside the housing body 100 so that the cavity 106 of the housing body 100 is located inside the through hole 134. Therefore, the cavity 106 is surrounded by the reinforcing frame 130.
  • the reinforcing frame 130 is provided on the outer periphery of the cavity 106 so as to extend along the circumferential direction of the cavity 106.
  • the reinforcing frame 130 according to the present embodiment is made of metal, and is therefore embedded inside the housing body 100 so as not to be exposed to the pair of conductor piece holding holes 105A, 105B and the cavity 106 of the housing body 100, from the viewpoint of ensuring electrical insulation performance after the operation of the interrupter 1.
  • the present disclosure is not limited thereto.
  • the top surface of the upper surface convex portion 132 of the upper reinforcement frame 130A which is the opening surface of the mounting hole 135 (the surface where the mounting hole 135 is open), is exposed to the outside of the housing body 100 from the upper surface 101 of the housing body 100.
  • the upper reinforcement frame 130A is embedded inside the housing body 100 except for the top surface of the upper surface convex portion 132.
  • the top surface of the lower surface convex portion 133 of the lower reinforcement frame 130B which is the opening end surface of the mounting hole 135, is exposed to the outside of the housing body 100 from the lower surface 102 of the housing body 100.
  • the lower reinforcement frame 130B is embedded inside the housing body 100 except for the top surface of the lower surface convex portion 133. Furthermore, the upper reinforcement frame 130A and the lower reinforcement frame 130B are arranged in the housing main body 100 so that their mounting holes 135 overlap each other in a plan view (in other words, when viewed along the firing direction). That is, in a plan view, the position of the mounting hole 135 of the upper reinforcement frame 130A and the position of the mounting hole 135 of the lower reinforcement frame 130B match. As shown in Figs.
  • the conductor piece assembly 80 is formed with a bolt insertion hole 801 that penetrates from the top surface of the upper surface convex portion 132 of the upper reinforcement frame 130A to the top surface of the lower surface convex portion 133 of the lower reinforcement frame 130B.
  • the bolt insertion hole 801 is a through hole that penetrates the upper reinforcement frame 130A, the housing main body 100, and the lower reinforcement frame 130B in the vertical direction, and is formed as a through hole through which the shaft portion of the bolt 701 can be inserted.
  • a portion of the bolt insertion hole 801 is formed by the mounting hole 135 of the upper reinforcement frame 130A and the mounting hole 135 of the lower reinforcement frame 130B.
  • the reinforcing frame 130 is molded integrally with the housing body 100, but the present disclosure is not limited to this.
  • the reinforcing member according to the present disclosure may be molded separately from the conductor holding member.
  • the reinforcing frame 130 is embedded inside the housing body 100 except for a portion thereof, but the present disclosure is not limited to this.
  • the reinforcing member according to the present disclosure may be completely embedded inside the conductor holding member, or may be joined to the conductor holding member so that a portion or all of the reinforcing member is exposed on the surface of the conductor holding member.
  • the fastening member 70 is a member for attaching the top holder 110 and the bottom container 120 to the housing main body 100. As shown in FIG. 2, the fastening member 70 according to this embodiment is configured to include a bolt 701 provided on the upper side and a nut 702 provided on the lower side.
  • the bolt 701 has a head 701a and a shaft portion 701b extending from the head 701a.
  • the head 701a is disposed on the upper side of the flange portion 111 of the top holder 110.
  • the shaft portion 701b is inserted through a through hole formed in the flange portion 111 of the top holder 110, a bolt insertion hole 801 formed in the conductor piece assembly 80, and a through hole formed in the flange portion 121 of the bottom container 120.
  • the nut 702 is screwed onto the shaft portion 701b of the bolt 701 protruding downward from the flange portion 121 of the bottom container 120.
  • the flange portion 111 of the top holder 110 is sandwiched between the head 701a of the bolt 701 and the housing main body 100, and the flange portion 121 of the bottom container 120 is sandwiched between the nut 702 and the housing main body 100. In this manner, the top holder 110 and the bottom container 120 are attached to the housing main body 100.
  • the fastening member according to the present disclosure is not limited to a combination of a bolt and a nut.
  • the mounting hole may be a screw hole (female thread)
  • the fastening member may be a male thread member
  • the housing member may be fastened to the conductor holding member by screwing the screw hole and the male thread member. This eliminates the need for nuts, so the number of parts can be reduced, and the manufacturing equipment can be simplified and costs can be reduced.
  • the reinforcing member may be formed as a self-locking nut by processing the mounting hole with a self-locking tap.
  • a self-locking screw hole means a screw hole with a structure to prevent loosening against vibration, etc.
  • a self-locking nut means a nut with a self-locking screw hole.
  • the flange portion 111 of the top holder 110 fastened to the upper surface 101 of the housing body 100 abuts against the top surface of the upper surface convex portion 132.
  • the flange portion 121 of the bottom container 120 fastened to the lower surface 102 of the housing body 100 abuts against the top surface of the lower surface convex portion 133.
  • the plastic housing body 100 is prevented from being deformed (deformed, for example, collapsed) by the fastening force of the fastening member 70.
  • the bolt 701 is inserted into the bolt insertion hole 801 from above to fasten the various components, but the bolt 701 may be inserted into the bolt insertion hole 801 from below to fasten the various components.
  • the flange portion 121 of the bottom container 120 may be sandwiched between the head 701a of the bolt 701 and the housing body 100, and the flange portion 111 of the top holder 110 may be sandwiched between the nut 702 and the housing body 100.
  • FIG. 2 shows the initial state before operation of the circuit breaker 1.
  • the projectile 40 in the circuit breaker 1 is set to an initial position in which the piston portion 41 is positioned on the first end 11 side (upper end side) in the accommodation space 13 and the cut surface 421 formed on the lower end of the rod portion 42 is positioned on the upper surface of the cut portion 53 of the conductor piece 50.
  • the circuit breaker 1 further includes an abnormality detection sensor (not shown) that detects an abnormal state of a device (such as a vehicle, a power generation facility, or a storage facility) to which the electric circuit to be interrupted is connected, and a control unit (not shown) that controls the operation of the igniter 20.
  • the abnormality detection sensor may be capable of detecting an abnormal state based on the voltage or the temperature of the conductor piece 50 in addition to the current flowing through the conductor piece 50.
  • the abnormality detection sensor may also be, for example, an impact sensor, a temperature sensor, an acceleration sensor, or a vibration sensor, and may detect an abnormal state such as an accident or fire based on impact, temperature, acceleration, or vibration in a device such as a vehicle.
  • the control unit of the circuit breaker 1 is, for example, a computer that can perform a predetermined function by executing a predetermined control program.
  • the predetermined function of the control unit can also be realized by corresponding hardware.
  • the abnormal current may be a current value that exceeds a predetermined threshold value set for protecting a predetermined electric circuit.
  • the abnormality detection sensor and control unit described above do not need to be included as components of the interrupter 1, and may be included in a device other than the interrupter 1, for example. Also, the abnormality detection sensor and control unit are not essential components of the interrupter 1.
  • the control unit of the circuit breaker 1 activates the igniter 20. That is, an operating current is supplied to the conductive pin of the igniter 20 from an external power source (not shown), causing the ignition charge in the ignition portion 21 to ignite and burn, generating combustion gas. Then, the pressure rises in the ignition portion 21, causing the cleavage surface 21A to cleave, and the ignition charge combustion gas is released from the ignition portion 21 into the accommodation space 13.
  • the ignition portion 21 of the igniter 20 is received in the recess 411 in the piston portion 41, and the cleavage surface 21A of the ignition portion 21 is disposed opposite the pressure-receiving surface 411A of the recess 411 in the projectile 40. Therefore, the combustion gas from the ignition portion 21 is released into the recess 411, and the pressure of the combustion gas (combustion energy) is transmitted to the upper surface of the piston portion 41, including the pressure-receiving surface 411A. As a result, the projectile 40 is launched in the launch direction (downward) along the accommodation space 13.
  • FIG. 10 is a diagram showing the operating status of the interrupter 1 according to the embodiment.
  • the upper part of FIG. 10 shows the status during operation of the interrupter 1
  • the lower part of FIG. 10 shows the status after operation of the interrupter 1 is completed.
  • the projectile 40 which receives the pressure (combustion energy) of the combustion gas of the ignition charge due to the operation of the igniter 20
  • the cut-out portion 53 of the conductor piece 50 located in the path of the projectile 40.
  • the cut-out surface 421 formed on the lower end side of the rod portion 42 shears and pushes through each boundary portion between the first connection end 51 and the second connection end 52 of the conductor piece 50 and the cut-out portion 53.
  • the cut-out portion 53 is cut off from the conductor piece 50.
  • the shape and dimensions of the projectile 40 can be freely determined as long as the projectile 40 can move smoothly along the extension direction (axial direction) of the storage space 13 when the igniter 20 is activated.
  • the outer diameter of the piston portion 41 in the projectile 40 may be set to a dimension equal to the inner diameter of the large diameter cylinder portion 113 in the top holder 110.
  • the projectile 40 moves downward along the extension direction (axial direction) of the accommodation space 13 by a predetermined stroke until the lower end surface of the piston portion 41 abuts (collides) with the upper surface 101 of the housing body 100. Then, in this state, the cut-out portion 53 cut off from the conductor piece 50 by the rod portion 42 of the projectile 40 is received in the arc-extinguishing region R2 in which the coolant material 60 is disposed. By cutting off the cut-out portion 53 from the conductor piece 50, the first connection end 51 and the second connection end 52 located at both ends of the conductor piece 50 become electrically disconnected, and the predetermined electric circuit to which the interrupter 1 is applied is forcibly interrupted.
  • the circuit breaker 1 has a coolant material 60 disposed in the arc-extinguishing region R2. Therefore, the cut-out portion 53 received in the arc-extinguishing region R2 is rapidly cooled by the coolant material 60. As a result, when the projectile 40 cuts out the cut-out portion 53 from the conductor piece 50 that constitutes part of a specified electric circuit, even if an arc occurs on the cut surface of the cut-out portion 53 of the conductor piece 50, the generated arc is quickly and effectively extinguished.
  • the interrupter 1 includes the housing 10 that defines the accommodation space 13 therein extending in a predetermined direction (up and down in this example), the igniter 20 provided in the housing 10, the projectile 40 that is disposed in the accommodation space 13 and is fired along the accommodation space 13 by receiving energy from the igniter 20 when the igniter 20 is activated, and the conductor piece 50 that is provided in the housing 10 so as to cross the accommodation space 13 and forms part of an electric circuit.
  • the conductor piece 50 has a cut-out portion 53 formed in a part thereof so as to be cut off by the projectile 40 fired by activation of the igniter 20 to interrupt the electric circuit, and the cut-out portion 53 is disposed so as to be located on the path of the projectile 40 in the accommodation space 13.
  • the housing 10 of the interrupter 1 has a resin housing main body 100 that extends in the vertical direction and is penetrated by a hollow portion 106 that forms part of the accommodation space 13, and a reinforcing frame 130 that reinforces the housing main body 100, and the housing main body 100 holds the conductor piece 50 such that the cut portion 53 of the conductor piece 50 is located inside the hollow portion 106.
  • the reinforcing frame 130 is coupled to the housing main body 100 so as to surround the periphery of the hollow portion 106.
  • the resin housing that holds the conductor is deformed or damaged by the impact generated when the projectile cuts the conductor, this could affect the electrical insulation performance after the circuit breaker is activated.
  • the resin of the housing may crack when the conductor is cut, and the copper evaporated from the conductor may enter the cracks in the resin, lowering the insulation resistance.
  • the reinforcing frame 130 is joined to the housing body 100 so as to surround the periphery of the cavity 106. Since the reinforcing frame 130 is disposed around the cavity 106, the housing body 100, which is a member defining the cavity 106, is suitably reinforced. This increases the strength of the housing 10. As a result, deformation or damage to the housing body 100 caused by the impact when the conductor piece 50 is cut is suppressed, and thus the deterioration of the electrical insulation performance of the interrupter 1 after operation can be suppressed.
  • the reinforcing frame 130 is formed in a continuous ring shape so as to surround the periphery of the cavity 106, so that the strength of the housing 10 can be more suitably increased.
  • the impact load acting on the housing body 100 when the conductor piece 50 is cut is high in the vicinity of the conductor piece 50 (i.e., near the pair of conductor piece holding holes 105A, 105B). Therefore, it is preferable that the reinforcing frame 130 is disposed in the vicinity of the conductor piece 50.
  • the reinforcing frame 130 is disposed at least in an area that overlaps with the conductor piece 50 in a plan view (i.e., when viewed along the direction of emission). This effectively prevents deformation or damage to the housing body 100 in the vicinity of the conductor piece 50.
  • the interrupter 1 of this embodiment by reinforcing the housing body 100, even materials with relatively low impact resistance can be used as the material for the housing body 100.
  • materials with relatively low impact resistance can be used as the material for the housing body 100.
  • nylon which has a heat resistance of 200°C or higher, can be used as the material for the housing body 100 instead of polycarbonate, which is thermally deformed at temperatures of 175°C or lower.
  • the reinforcing frame 130 according to this embodiment is made of metal. Therefore, the plastic housing body 100 can be more effectively reinforced.
  • the reinforcing frame 130 by making the reinforcing frame 130 out of aluminum, it is possible to increase the strength of the housing 10 while suppressing an increase in the weight of the housing 10.
  • the reinforcing member of the present disclosure may be formed from an iron-based material such as stainless steel or carbon steel. By using an iron-based material, it is possible to suppress the cost of the reinforcing member.
  • An example of the carbon steel that is the material for the reinforcing member is S25C.
  • the reinforcing frame 130 is integrally molded with the housing body 100 by injection molding. This allows the housing body 100 and the reinforcing frame 130 to be firmly bonded together, thereby providing suitable reinforcement for the housing body 100.
  • the housing 10 has a top holder 110 and a bottom container 120 that are attached to the housing body 100 to cooperate with the housing body 100 to form the storage space 13.
  • the reinforcing frame 130 has an upper surface convex portion 132 and a lower surface convex portion 133 exposed to the outside of the housing body 100, and the upper surface convex portion 132 and the lower surface convex portion 133 have mounting holes 135 for mounting the top holder 110 and the bottom container 120 to the housing body 100 using a fastening member 70.
  • the top holder 110 and the bottom container 120 are fastened to the housing body 100 in a state of abutting against the reinforcing frame 130, so that the plastic housing body 100 can be prevented from being deformed (such as collapsing) due to the fastening force of the fastening member 70.
  • the top holder 110 and the bottom container 120 correspond to an example of a "housing member" according to the present disclosure, but the housing member according to the present disclosure is not limited to these.
  • the housing member may be, for example, only one of the top holder 110 and the bottom container 120, or may include other members.
  • the housing main body 100 has a pair of holding parts 100A, 100B formed to sandwich the conductor piece 50 from a predetermined direction (the vertical direction in this example), and one reinforcing frame 130 is provided on each of the pair of holding parts 100A, 100B.
  • a predetermined direction the vertical direction in this example
  • one reinforcing frame 130 is provided on each of the pair of holding parts 100A, 100B.
  • an upper reinforcing frame 130A is provided on the upper holding part 100A
  • a lower reinforcing frame 130B is provided on the lower holding part 100B.
  • the number of reinforcing members is not particularly limited. Only one reinforcing member may be provided, or three or more reinforcing members may be provided. For example, only one of the upper reinforcing frame 130A and the lower reinforcing frame 130B may be provided.
  • [Modification 1] 11 is a vertical cross-sectional view showing an internal structure of the shutoff device 1A according to the first modification of the embodiment in an initial state before operation.
  • the shutoff device 1A according to the first modification is different from the shutoff device 1 described above in that the upper reinforcement frame 130A and the lower reinforcement frame 130B are not integrally molded with the housing main body 100, and the housing main body 100 is sandwiched between the upper reinforcement frame 130A and the lower reinforcement frame 130B from above and below.
  • the upper reinforcement frame 130A is sandwiched between the upper surface 101 of the housing main body 100 and the flange portion 111 of the top holder 110, and the lower reinforcement frame 130B is sandwiched between the lower surface 102 of the housing main body 100 and the flange portion 121 of the bottom container 120, and each member is fastened by the fastening member 70. That is, in the first modification, the upper reinforcement frame 130A and the lower reinforcement frame 130B, which are separate from the housing main body 100, are fastened to the housing main body 100 by the fastening member 70.
  • the housing body 100 is sandwiched from above and below by a pair of reinforcing frames 130, so that the housing body 100 can be suitably reinforced. Furthermore, in the interrupter 1A according to the first modification, an upper reinforcing frame 130A is interposed between the upper surface 101 of the housing body 100 and the flange portion 111 of the top holder 110, and a lower reinforcing frame 130B is interposed between the lower surface 102 of the housing body 100 and the flange portion 121 of the bottom container 120, so that the pair of reinforcing frames 130 function as a gasket. This can increase the airtightness of the storage space 13. Note that, like the interrupter 1A according to the first modification, the reinforcing member according to the present disclosure does not have to be integrally molded with the conductor piece holding member.
  • [Modification 2] 12 is a vertical cross-sectional view showing an internal structure of the cutoff device 1B according to the second modification of the embodiment in an initial state before operation.
  • the cutoff device 1B according to the second modification differs from the cutoff device 1 described above in that the bottom container 120 of the housing 10 and the nut 702 of the fastening member 70 are integrally molded with a resin material.
  • the bottom container 120 and the nut 702 are integrally molded with a resin material in a state in which the bottom container 120 is not attached to the housing main body 100 and the bolt 701 is not screwed into the nut 702.
  • the outer surfaces of the bottom container 120 and the nut 702 are coated with a resin material in a state in which the nut 702 is disposed on the outer surface of the flange portion 121 of the bottom container 120.
  • Reference numeral 90 in FIG. 12 indicates a resin coating that integrates the bottom container 120 of the housing 10 and the nut 702 of the fastening member 70.
  • the bolt 701 is fixed to the bottom container 120 by the resin coating 90.
  • the bolt 701 is simply screwed into the nut 702 in the fixed state, which facilitates the assembly work of the housing 10.
  • the nut 702 is less likely to loosen when the housing 10 is assembled.
  • the resin coating 90 covers the entire outer surface of the bottom container 120. This provides the bottom container 120 with electrical insulation performance.
  • the material of the resin coating 90 is not particularly limited, and synthetic resins such as nylon, polycarbonate, polyamide, and ABS resin can be used.
  • the top holder 110 of the housing 10 and the nut 702 may be integrally molded from a resin material. That is, in the second modification, it is sufficient that the nut for attaching the housing member to the conductor holding member using the bolt is integrally molded from a resin material.
  • interrupter device 10 housing 13: storage space 20: igniter 40: projectile 50: conductor piece 53: cut-out portion 60: coolant material 70: fastening member 100: housing body (an example of a conductor piece holding member) 110: Top holder (an example of a housing member) 120: Bottom container (an example of a housing member) 130: Reinforcing frame (an example of a reinforcing member)

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Abstract

電気回路遮断装置のハウジングは、所定の方向に延在すると共に収容空間の一部を形成する空洞部が貫通した樹脂製の導体保持部材であって、被切除部が空洞部の内部に位置するように導体片を保持する導体保持部材と、導体保持部材を補強する補強部材と、を有し、補強部材は、空洞部の周囲を取り囲むように導体保持部材と結合されている。

Description

電気回路遮断装置
　本発明は、電気回路遮断装置に関する。
　電気回路には、その電気回路を構成する機器の異常時や、該電気回路が搭載されたシステムの異常時に作動することによって該電気回路での導通を緊急に遮断する遮断装置が設けられる場合がある。その一態様として、点火器などから付与されるエネルギーによって発射体を高速で移動させて、電気回路の一部を形成する導体片（バスバー）を強制的に且つ物理的に切断する電気回路遮断装置が提案されている。また、近年では、高電圧の電源を搭載する電気自動車に適用される電気回路遮断装置の重要性が益々高まっている。電気回路遮断装置は、作動後の電気的絶縁性能を確保するために、導体片を保持するハウジングを樹脂材料により形成している。
国際公開第２０２０／０９９４８６号 特許第６６８４１７０号明細書
　電気回路遮断装置において、発射体が導体片を切断する際に生じる衝撃によって、導体片を保持する樹脂製のハウジングが変形したり破損したりすると、電気的絶縁性能に影響を及ぼす可能性がある。このため、ハウジングの強度はより高いことが好ましい。
　本開示の技術は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電気回路遮断装置において、導体片を保持するハウジングの強度を高めることが可能な技術を提供することにある。
（態様１）
　上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る電気回路遮断装置は、以下の構成を採用した。即ち、本開示に係る電気回路遮断装置は、所定の方向に延在する収容空間を内部に形成するハウジングと、前記ハウジングに設けられた点火器と、前記収容空間に配置された発射体であって、前記点火器の作動時に前記点火器からエネルギーを受けることで前記収容空間に沿って発射される発射体と、前記収容空間を横切るように前記ハウジングに設けられると共に電気回路の一部を形成する導体片であって、その一部に前記点火器の作動により発射された前記発射体によって切除されることで前記電気回路を遮断するように形成された被切除部を有し、前記被切除部が前記収容空間における前記発射体の進路上に位置するように配置された導体片と、を備え、前記ハウジングは、前記所定の方向に延在すると共に前記収容空間の一部を形成する空洞部が貫通した樹脂製の導体保持部材であって、前記被切除部が前記空洞部の内部に位置するように前記導体片を保持する導体保持部材と、前記導体保持部材を補強する補強部材と、を有し、前記補強部材は、前記空洞部の周囲を取り囲むように前記導体保持部材と結合されている。
（態様２）
　上記の態様１において、前記補強部材は、金属製であってもよい。
（態様３）
　上記の態様１又は２において、前記補強部材は、アルミニウム製であってもよい。
（態様４）
　上記の態様１又は２において、前記補強部材は、鉄系材料により形成されていてもよい。
（態様５）
　上記の態様１から４の何れかにおいて、前記補強部材は、前記導体保持部材と一体成形されていてもよい。
（態様６）
　上記の態様１から４の何れかにおいて、前記導体保持部材とは別体の前記補強部材が、締結部材によって前記導体保持部材に締結されていてもよい。
（態様７）
　上記の態様１から６の何れかにおいて、前記ハウジングは、前記導体保持部材に取り付けられることで前記導体保持部材と協働して前記収容空間を形成するハウジング部材を有し、前記補強部材は、前記導体保持部材の外部に露出した露出部を有し、前記露出部には、締結部材を用いて前記ハウジング部材を前記導体保持部材に取り付けるための取付穴が形成されていてもよい。
（態様８）
　上記の態様７において、前記取付穴は、ねじ穴として形成され、前記締結部材は、おねじ部材として形成され、前記ねじ穴と前記おねじ部材との螺合によりハウジング部材が導体保持部材に締結されていてもよい。
（態様９）
　上記の態様８において、前記取付穴は、緩み止め構造を備えるセルフロック式のねじ穴として形成されていてもよい。
（態様１０）
　上記の態様１から９の何れかにおいて、前記導体保持部材は、前記所定の方向から前記導体片を挟むように形成された一対の保持部を有し、前記一対の保持部の夫々に前記補強部材が少なくとも１つずつ設けられていてもよい。
（態様１１）
　上記の態様１から１０の何れかにおいて、前記ハウジングは、前記導体保持部材に取り付けられることで前記導体保持部材と協働して前記収容空間を形成するハウジング部材を有し、前記ハウジング部材には、ボルトを用いて前記ハウジング部材を前記導体保持部材に取り付けるためのナットが、樹脂材料により一体成形されていてもよい。
　本開示によれば、電気回路遮断装置において、導体片を保持するハウジングの強度を高めることが可能となる。
図１は、実施形態に係る電気回路遮断装置（以下、単に「遮断装置」ともいう）の作動前初期状態を示す全体斜視図である。 図２は、図１のＡ－Ａ断面図であって、実施形態に係る遮断装置の作動前初期状態における内部構造を示す縦断面図である。 図３は、実施形態に係る補強フレームの上面図である。 図４は、実施形態に係る補強フレームの下面図である。 図５は、図３のＢ－Ｂ断面図である。 図６は、実施形態に係る導体片の上面図である。 図７は、実施形態に係る導体片組立体の上面図である。 図８は、実施形態に係る導体片組立体の下面図である。 図９は、図７のＣ－Ｃ断面図である。 図１０は、実施形態に係る遮断装置の作動状況を示す図である。 図１１は、実施形態の変形例１に係る遮断装置の作動前初期状態における内部構造を示す縦断面図である。 図１２は、実施形態の変形例２に係る遮断装置の作動前初期状態における内部構造を示す縦断面図である。
　＜実施形態＞
　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遮断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。
　＜構成＞
　図１は、実施形態に係る電気回路遮断装置（以下、単に「遮断装置」ともいう）１の作動前初期状態を示す全体斜視図である。図２は、図１のＡ－Ａ断面図であって、実施形態に係る遮断装置１の作動前初期状態における内部構造を示す縦断面図である。図１及び図２では、遮断装置１の作動前の状態（「作動前初期状態」と称する）が示されている。遮断装置１は、例えば、自動車や家庭電化製品、太陽光発電システムなどに含まれる電気回路や、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作動し、電気回路を遮断することで大きな被害を未然に防止するための装置である。以下、符号１３で示す収容空間に沿う方向（即ち、収容空間１３の延在方向であって、本開示に係る「所定の方向」の一例）を遮断装置１の「上下方向（高さ方向）」と称し、符号２０で示す点火器側を上下方向の「上側」とし、符号１２０で示すボトム容器側を上下方向の「下側」とする。また、上下方向に沿った断面を遮断装置１の縦断面といい、上下方向に対して直交する方向の断面を遮断装置１の横断面という。また、上下方向に沿って視認することを「平面視」という。ここで、図２に示すように、遮断装置１では、符号５０で示す導体片が上下方向に対して直交するように収容空間１３を横断している。以下、導体片５０の延在方向を遮断装置１の「幅方向」と称する。図２では、上下方向及び幅方向と平行な断面が図示されている。但し、本明細書において遮断装置１の上下方向や幅方向は、実施形態の説明の便宜上、遮断装置１における各要素における相対的な位置関係を示すものに過ぎない。
　図２に示すように、遮断装置１は、外殻部材としてのハウジング１０、点火器２０、発射体４０、導体片５０、クーラント材６０、及び締結部材７０を含んでいる。ハウジング１０は、上端側の第１端部１１から下端側の第２端部１２に向かって延在する空間である収容空間１３を有している。収容空間１３には、発射体４０が収容されている。この収容空間１３は、発射体４０が移動可能なように直線状（本例では円柱状）に形成されており、遮断装置１の上下方向に沿って延在している。遮断装置１は、点火器２０のエネルギーにより発射体４０を下方へ発射し、発射体４０によって導体片５０の一部を切除することで、電気回路を遮断する。ここで、図２に示す、遮断装置１の作動前における発射体４０の位置を、「初期位置」と称する。また、発射体４０が発射される方向（本例では下方向）を「発射方向」と称する。以下、遮断装置１の各構成について説明する。
　[ハウジング]
　ハウジング１０は、遮断装置１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１０は、ハウジング本体１００（本開示に係る「保持部材」の一例）と、ハウジング本体１００の上側に設けられたトップホルダ１１０（本開示に係る「ハウジング部材」の一例）と、ハウジング本体１００の下側に設けられたボトム容器１２０（本開示に係る「ハウジング部材」の一例）と、ハウジング本体１００と一体に形成された補強フレーム１３０（本開示に係る「補強部材」の一例）と、を含む。ハウジング本体１００には、締結部材７０によってトップホルダ１１０及びボトム容器１２０が結合されており、これによって一体のハウジング１０が形成されている。また、ハウジング本体１００には、補強フレーム１３０が埋め込まれている。
　［ハウジング本体］
　ハウジング本体１００は、導体片５０を保持する部材である。ハウジング本体１００は、遮断装置１の電気絶縁性を確保するために、絶縁性を有する樹脂材料により形成されている。ハウジング本体１００を形成する樹脂材料としては、例えば、ポリアミド合成樹脂の一種であるナイロン、ポリカーボネート、ポリアミド、ＡＢＳ樹脂といった合成樹脂を用いることができる。また、ハウジング本体１００は、例えば、ナイロンにグラスファイバーが添加された繊維強化樹脂によって形成されてもよい。但し、ハウジング本体１００の樹脂材料は特に限定されない。
　本実施形態に係るハウジング本体１００は、上下方向に延在する概略角柱形状の外形を有している。そのため、ハウジング本体１００の軸方向は、遮断装置１の上下方向と一致する。但し、ハウジング本体１００の形状は特に限定されない。また、ハウジング本体１００には、上下方向に沿って空洞部１０６（本開示に係る「空洞部」の一例）が貫通するように形成されている。この空洞部１０６は、ハウジング本体１００を上下方向に貫通する孔であり、収容空間１３の一部を形成している。本実施形態では、空洞部１０６の上下方向（発射方向）に対して直交する断面の形状は、円形状となっている（図８参照）。但し、本開示に係る空洞部の断面形状は、特に限定されない。空洞部は、例えば矩形断面を有してもよい。
　更に、ハウジング本体１００は、トップホルダ１１０が固定される上面１０１と、ボトム容器１２０が固定される下面１０２と、を有する。ハウジング本体１００の上面１０１の外周側には、当該上面１０１から上方に向けて筒状の上筒壁１０３が立設されている。また、ハウジング本体１００の下面１０２の外周側には、当該下面１０２から下方に向けて筒状の下筒壁１０４が垂設されている。本実施形態において、上筒壁１０３及び下筒壁１０４は、例えば角筒形状を有しているが、他の形状を有していてもよい。
　ここで、ハウジング本体１００には、一対の導体片保持孔１０５Ａ，１０５Ｂが形成されている。一対の導体片保持孔１０５Ａ，１０５Ｂは、ハウジング本体１００の上下方向（軸方向）に対して直交する横断面方向（即ち、幅方向）に延在している。より詳しくは、一対の導体片保持孔１０５Ａ，１０５Ｂが、ハウジング本体１００の空洞部１０６（収容空間１３）を挟んで幅方向に沿って一直線上に延在している。
　図２に示すように、ハウジング本体１００は、ハウジング本体１００を幅方向に横断する一対の導体片保持孔１０５Ａ，１０５Ｂによって、上下に区分される。ハウジング本体１００のうち、一対の導体片保持孔１０５Ａ，１０５Ｂよりも上側の部位を上側保持部１００Ａと称し、一対の導体片保持孔１０５Ａ，１０５Ｂよりも下側の部位を下側保持部１００Ｂと称し、これらの組合せを一対の保持部１００Ａ，１００Ｂと称する。一対の保持部１００Ａ，１００Ｂは、本開示に係る「一対の保持部」の一例である。
　[トップホルダ]
　トップホルダ１１０は、ハウジング本体１００の上面１０１に取り付けられることでハウジング本体１００と協働して収容空間１３を形成する部材である。トップホルダ１１０は、段付きの概略円筒形状を有し、上下方向に延在している。トップホルダ１１０の内側は、空洞状になっている。トップホルダ１１０は、上側に位置する小径シリンダ部１１２と、下側に位置する大径シリンダ部１１３と、これらを接続する接続部１１４と、大径シリンダ部１１３の下端から外側に向かって延在するフランジ部１１１と、を含んで構成されている。小径シリンダ部１１２と大径シリンダ部１１３とは同軸に配置されており、大径シリンダ部１１３の方が小径シリンダ部１１２よりも径大（直径が大きい）となっている。小径シリンダ部１１２の上端部は、ハウジング１０の第１端部１１を構成しており、該上端部には、点火器２０が取り付けられる開口部１１２Ａが形成されている。
　また、トップホルダ１１０におけるフランジ部１１１の輪郭は、ハウジング本体１００における上筒壁１０３の内側に収まるような概略四角形を有している。フランジ部１１１には、後述のボルト７０１の軸部が挿入可能な通し穴が形成されている。本実施形態では、フランジ部１１１は、上筒壁１０３の内側に配置された状態で、締結部材７０によってハウジング本体１００の上面１０１に締結される。なお、ハウジング本体１００の上面１０１とフランジ部１１１の下面との間にシーラントを塗布した状態でトップホルダ１１０をハウジング本体１００に結合してもよい。これにより、ハウジング１０内に形成される収容空間１３の気密性を高めることができる。また、シーラントの代わりに、或いはシーラントと併用してハウジング本体１００の上面１０１とトップホルダ１１０のフランジ部１１１との間にＯリングや金属製のガスケットを介在させることによって収容空間１３の気密性を高めるようにしてもよい。
　また、トップホルダ１１０の内側に形成される空洞部は、下方に位置するハウジング本体１００の空洞部１０６と連通しており、収容空間１３の一部を形成している。上記のように構成されるトップホルダ１１０は、例えば、強度、耐久性に優れたステンレス、アルミニウムなどといった適宜の金属製部材によって形成することができる。但し、トップホルダ１１０を形成する材料は特に限定されない。また、トップホルダ１１０の形状についても上記態様は一例であり、他の形状を採用してもよい。
　[ボトム容器]
　ボトム容器１２０は、ハウジング本体１００の下面１０２に取り付けられることでハウジング本体１００と協働して収容空間１３を形成する部材である。ボトム容器１２０は、概略有底円筒形状を有し、上下方向に延在している。ボトム容器１２０の内側は、空洞状になっている。ボトム容器１２０は、上下方向に延在する筒状の側壁部１２２と、側壁部１２２の下端を閉塞する底壁部１２３と、側壁部１２２の上端から外側に向かって延在するフランジ部１２１と、を含んで構成されている。底壁部１２３は、ハウジング１０の第２端部１２を構成している。
　ボトム容器１２０におけるフランジ部１２１の輪郭は、ハウジング本体１００における下筒壁１０４の内側に収まるような概略四角形を有している。フランジ部１２１には、後述のボルト７０１の軸部が挿入可能な通し穴が形成されている。本実施形態では、フランジ部１２１は、下筒壁１０４の内側に配置された状態で、締結部材７０によってハウジング本体１００の下面１０２に締結される。なお、ハウジング本体１００の下面１０２とフランジ部１２１の上面との間にシーラントが塗布された状態でボトム容器１２０をハウジング本体１００に結合してもよい。これにより、ハウジング１０内に形成される収容空間１３の気密性を高めることができる。また、シーラントの代わりに、或いはシーラントと併用してハウジング本体１００の下面１０２とボトム容器１２０のフランジ部１２１との間にＯリングや金属製のガスケットを介在させることによって収容空間１３の気密性を高めるようにしてもよい。
　また、ボトム容器１２０の内側に形成される空洞部は、上方に位置するハウジング本体１００の空洞部１０６と連通しており、収容空間１３の一部を形成している。上記のように構成されるボトム容器１２０は、例えば、強度、耐久性に優れたステンレス、アルミニウムなどといった適宜の金属製部材によって形成することができる。但し、ボトム容器１２０を形成する材料は特に限定されない。また、ボトム容器１２０は複層構造となっていてもよい。例えば、ボトム容器１２０は、外部に面する外装部を強度、耐久性に優れたステンレス、アルミニウムなどといった適宜の金属製部材によって形成し、収容空間１３側に面する内装部を合成樹脂などといった絶縁部材によって形成してもよい。勿論、ボトム容器１２０の全体を絶縁部材によって形成してもよい。また、ボトム容器１２０の形状に関する上記態様は一例であり、他の形状を採用してもよい。
　上記のように、実施形態におけるハウジング１０は、一体に組み付けられるハウジング本体１００、トップホルダ１１０、及びボトム容器１２０を含んで構成され、その内側に第１端部１１から第２端部１２に向かって上下方向に延在する収容空間１３が形成される。この収容空間１３には、以下に詳述する点火器２０、発射体４０、導体片５０における被切除部５３、クーラント材６０などが収容される。
　[補強フレーム]
　補強フレーム１３０は、ハウジング本体１００と一体に結合されることでハウジング本体１００の強度を補強する、金属製の枠体である。図２に示すように、本実施形態では、ハウジング本体１００に補強フレーム１３０が埋め込まれている。より具体的には、一対の導体片保持孔１０５Ａ，１０５Ｂによって上下に区分された一対の保持部１００Ａ，１００Ｂの夫々に、補強フレーム１３０が１つずつ設けられている。以下、上側保持部１００Ａに設けられた補強フレーム１３０を上側補強フレーム１３０Ａと称し、下側保持部１００Ｂに設けられた補強フレーム１３０を下側補強フレーム１３０Ｂと称し、これらを区別せずに説明する場合には単に補強フレーム１３０と称する。
　本実施形態に係る補強フレーム１３０は、アルミニウム製である。但し、補強フレーム１３０は、アルミニウム以外の金属材料によって形成されてもよく、例えば、ステンレス等を用いてもよい。ハウジング１０の強度向上の観点では、補強フレーム１３０を金属製とすることが好ましい。なお、本開示に係る補強部材の材料は特に限定されず、金属材料の他にも樹脂材料等を使用することができる。補強部材を形成する樹脂材料としては、例えば、炭素繊維強化樹脂などの繊維強化樹脂を用いてもよい。
　図３は、実施形態に係る補強フレーム１３０の上面図であり、図４は、実施形態に係る補強フレーム１３０の下面図である。また、図５は、図３のＢ－Ｂ断面図である。図３～図５に示すように、補強フレーム１３０は、周方向に連続する環状の枠体として形成されている。なお、本明細書において、「環状」とは、開口が形成されるように全周に亘って連続する閉じた形状であれば特に限定されず、真円形状や楕円形状などの円形状を成す円環状や、四角形状や三角形状などの多角形状を成す多角環状を含むものとする。なお、本開示に係る補強部材の形状は、環状には限定されない。補強部材は、全周に亘って連続する形状に限定されず、一部に連続していない部分が存在してもよく、間欠部を有する形状や断続的な形状であってもよい。
　補強フレーム１３０は、平面視において概略四角形状を呈すると共に上下方向に対して直交するプレート状の本体部１３１と、本体部１３１の上面１３１ａに設けられた複数の上面凸部１３２と、本体部１３１の下面１３１ｂに設けられた複数の下面凸部１３３と、を有する。本体部１３１には、本体部１３１を上下方向に貫通する貫通孔１３４が形成されている。より詳細には、貫通孔１３４は、本体部１３１の中央位置において、本体部１３１の上面１３１ａから下面１３１ｂまで貫通している。これにより、補強フレーム１３０は、貫通孔１３４を開口部とする環状に形成されている。図３及び図４に示すように、本実施形態に係る貫通孔１３４は、上下方向（発射方向）に対して直交する断面において、円形状を有する。但し、貫通孔１３４の形状は、特に限定されない。上面凸部１３２は、上面１３１ａから上方向に突出する部位であり、本体部１３１の四隅に１つずつ設けられている。下面凸部１３３は、下面１３１ｂから下方向に突出する部位であり、本体部１３１の四隅に１つずつ設けられている。上面凸部１３２及び下面凸部１３３は、本開示に係る「露出部」の一例である。なお、本開示に係る露出部の形状は、特に限定されず、凸状でなくともよい。ここで、本体部１３１には、上面凸部１３２の頂面から下面凸部１３３の頂面まで貫通する、取付穴１３５が形成されている。取付穴１３５は、本体部１３１の四隅に１つずつ設けられている。本実施形態では、取付穴１３５は、後述のボルト７０１の軸部が挿入可能な通し穴として形成されている。なお、本開示に係る取付穴は、通し穴に限定されず、締結部材の態様に応じて種々の態様を選択することができ、例えば、ねじ穴であってもよい。また、取付穴は、非貫通孔であってもよい。なお、補強フレーム１３０の形状に関する上記態様は一例であり、他の形状を採用してもよい。
　[点火器]
　図２に示すように、点火器２０は、点火薬を含む点火部２１と、点火部２１に接続された一対の導電ピン（図示せず）を有する点火器本体２２と、を備え、作動時に収容空間１３内に燃焼ガスを放出する、電気式点火器である。点火器２０は、その一部が収容空間１３（より詳細には、小径シリンダ部１１２の内側に形成される空洞部）に収容された状態でハウジング１０に取り付けられる。
　点火器本体２２は、上下方向に延在する共にトップホルダ１１０における小径シリンダ部１１２の内部に収容された概略円柱状の本体部２２１と、本体部２２１の上部に位置するコネクタ部２２２と、を有しており、例えば、絶縁樹脂によって包囲されている。点火器本体２２は、例えば、本体部２２１を小径シリンダ部１１２の内周面に圧入することによって小径シリンダ部１１２に固定されている。また、本体部２２１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本体部２２１の周方向に沿って環状に形成されており、この括れ部にＯリング２２３が嵌め込まれている。Ｏリング２２３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、小径シリンダ部１１２における内周面と本体部２２１との間の気密性を高めるように機能する。
　コネクタ部２２２は、上下方向に延在する円筒形状を有しており、小径シリンダ部１１２の上端に形成された開口部１１２Ａを通じてハウジング１０の外部に突出して配置されている。また、コネクタ部２２２の内側には、点火部２１に接続された一対の導電ピンが配置されている。コネクタ部２２２は、電源側のコネクタ（不図示）を接続可能に構成されており、点火器２０のコネクタ部２２２と電源側のコネクタとが接続されることで、一対の導電ピンが電源と接続される。これにより、点火器２０に作動電流が供給可能となる。
　点火器２０の点火部２１は、ハウジング１０の収容空間１３（より詳細には、大径シリンダ部１１３の内側に形成される空洞部）を臨むようにして配置されている。点火部２１は、例えば、点火器カップ内に点火薬を収容する形態として構成されている。例えば、点火薬は、一対の導電ピンの基端同士を連結するように連架されたブリッジワイヤ（抵抗体）に接触した状態で点火部２１の点火器カップ内に収容されている。点火薬としては、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）、鉛トリシネートなどを採用してもよい。点火部２１における点火器カップの下面、つまり、発射方向側の面は、点火器２０の作動時に開裂する開裂面２１Ａとして形成されている。
　点火器２０を作動させる際、点火薬を点火するための作動電流が電源から導電ピンに供給されると、点火部２１におけるブリッジワイヤが発熱する結果、点火器カップ内の点火薬が着火、燃焼し、燃焼ガスが生成される。そして、点火部２１の点火器カップ内における点火薬の燃焼に伴って当該点火器カップ内の圧力が上昇し、点火器カップの開裂面２１Ａが開裂し、点火器カップから燃焼ガスが収容空間１３へと放出される。より具体的には、点火器カップからの燃焼ガスは、収容空間１３内に配置された発射体４０の後述するピストン部４１における窪み部４１１に向かって放出される。
　[発射体]
　発射体４０は、収容空間１３に配置され、点火器２０の作動時に点火器２０からエネルギーを受けることで収容空間１３に沿って発射方向（本例では下方向）へ発射されることで、導体片５０の一部を切除する部材である。発射体４０は、例えば、合成樹脂などの絶縁部材によって形成されており、ピストン部４１と、当該ピストン部４１に接続されたロッド部４２と、を含んでいる。
　ピストン部４１は、上下方向に延在する概略円柱形状を有し、トップホルダ１１０における大径シリンダ部１１３の内径と概ね対応する外径を有している。例えば、ピストン部４１の直径は、大径シリンダ部１１３の内径に比べて僅かに小さくてもよい。また、ピストン部４１の上面、つまり、発射方向とは反対側の面には、例えば、円柱形状を有する窪み部４１１が形成されており、この窪み部４１１に点火部２１を受け入れている。窪み部４１１の底面は、点火器２０の作動時に当該点火器２０から受けるエネルギーを受圧する受圧面４１１Ａとして形成されている。また、ピストン部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ピストン部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Ｏリング４３が嵌め込まれている。Ｏリング４３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、大径シリンダ部１１３における内周面とピストン部４１との間の気密性を高めるように機能する。
　発射体４０のロッド部４２は、例えば、ピストン部４１に比べて小径の外周面を有し上下方向に延在するロッド状部材であり、ピストン部４１の下端側に一体に接続されている。ロッド部４２の下端面（つまり、発射方向側の端面）は、遮断装置１の作動時に導体片５０から被切除部５３を切除するための切除面４２１として形成されている。なお、本実施形態におけるロッド部４２は概略円柱形状を有しているが、その形状は特に限定されず、遮断装置１の作動時に導体片５０から切除すべき被切除部５３の形状や大きさに応じて変更なし得る。ロッド部４２は、例えば、円筒形状、角柱などの柱形状を有していてもよい。なお、図２に示す発射体４０の初期位置においては、発射体４０のロッド部４２における切除面４２１を含む先端側の領域は、ハウジング本体１００の空洞部（収容空間１３の一部を形成する）に位置付けられている。ロッド部４２の直径は、例えば、ハウジング本体１００の内周面の内径よりも僅かに小さく、発射体４０の発射時に当該内周面に沿ってロッド部４２の外周面がガイドされるように構成されている。
　上記のように構成される発射体４０は、詳しくは後述するが、点火器２０の作動時に当該点火器２０からのエネルギーを、受圧面４１１Ａを含むピストン部４１の上面が受圧することで、発射体４０が図２に示す初期位置から発射され、収容空間１３に沿って発射方向（下方向）に向かって高速で移動する。具体的には、図２に示すように、発射体４０のピストン部４１は、トップホルダ１１０における大径シリンダ部１１３の内側に収容されており、大径シリンダ部１１３の内壁面に沿って軸方向に摺動可能である。なお、発射体４０の形状は、上述の形状に限定されず、ハウジング１０の形状などに応じて適宜変更することができる。
　[導体片]
　図６は、実施形態に係る導体片５０の上面図である。導体片５０は、遮断装置１の構成要素の一部を構成すると共に、遮断装置１を所定の電気回路に取り付けたときに当該電気回路の一部を形成する導電性の金属体である。導体片５０は、バスバー（bus bar）と呼ばれる場合がある。導体片５０は、例えば、銅（Ｃｕ）などの金属によって形成することができる。但し、導体片５０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、導体片５０に含まれる銅以外の金属としては、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、真鍮、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、ジュラルミンなどが例示できる。
　図６に示す一態様において、導体片５０は、全体として細長い平板片として形成されている。導体片５０は、該導体片５０の延在方向における一端部である第１接続端部５１と、他端部である第２接続端部５２と、を含んでいる。また、導体片５０は、その一部に被切除部５３を有している。被切除部５３は、第１接続端部５１と第２接続端部５２との間（本例では中間部分）に位置している。第１接続端部５１及び第２接続端部５２には、それぞれ接続孔５１Ａ，５２Ａが設けられている。これら接続孔５１Ａ，５２Ａは、電気回路において他の導体（例えば、リードワイヤ）と接続するために使用される。被切除部５３は、遮断装置１が適用される電気回路に過大電流などの異常が生じた場合に、発射体４０のロッド部４２によって強制的に且つ物理的に切断され、第１接続端部５１及び第２接続端部５２から切除される部位である。被切除部５３は、点火器２０の作動により発射された発射体４０によって切除されることで電気回路を遮断するように形成されている。より具体的には、被切除部５３は、導体片５０から切除されると導体片５０が分断されるような部位として形成されている。導体片５０における被切除部５３の両端には、被切除部５３が切断されて切除され易いように、切り込み（スリット）５４が形成されている。
　なお、導体片５０には種々の形態を採用することができ、その形状は特に限定されない。図６に示す例では、第１接続端部５１の表面と第２接続端部５２の表面と被切除部５３の表面とが同一面を形成しているが、これには限られない。例えば、導体片５０は、第１接続端部５１及び第２接続端部５２に対して被切除部５３が直交、或いは、傾斜した姿勢で接続されていてもよい。また、導体片５０における被切除部５３の平面形状についても特に限定されない。勿論、導体片５０における第１接続端部５１、第２接続端部５２の形状も特に限定されない。また、導体片５０における切り込み５４は適宜、省略することができる。
　上記のように構成される導体片５０は、ハウジング本体１００に形成された一対の導体片保持孔１０５Ａ，１０５Ｂに挿通された状態でハウジング本体１００に保持されている。図６に示す例では、導体片５０の第１接続端部５１が導体片保持孔１０５Ａに挿通された状態で保持され、第２接続端部５２が導体片保持孔１０５Ｂに挿通された状態で保持されている。また、この状態において、導体片５０の被切除部５３はハウジング本体１００の空洞部（収容空間１３）に位置付けられている。これにより、導体片５０は、収容空間１３を幅方向に横切るようにハウジング１０に設けられる。ハウジング本体１００に装着された導体片５０は、被切除部５３が収容空間１３における発射体４０の進路上（つまり、発射体４０よりも下方）に位置するように配置され、当該収容空間１３の延在方向（発射方向）に直交する姿勢に保持される。導体片５０の第１接続端部５１及び第２接続端部５２はハウジング１０の外部に露出しており、接続孔５１Ａ，５２Ａには電気回路を形成する他の導体（リードワイヤなど）が接続される。なお、図６に示す符号Ｌ１は、遮断装置１のハウジング本体１００に装着された状態における導体片５０の上部に位置するロッド部４２の外周位置を示す。本実施形態においては、導体片５０は、ロッド部４２の外周位置Ｌ１が被切除部５３の両端に位置する切り込み５４の位置と概ね重なるように設置される。本実施形態においては、例えば、収容空間１３の横断面積は、被切除部５３の横断面積に比べて大きいため、被切除部５３の側方には隙間が形成されている。
　ここで、図２に示すように、遮断装置１（点火器２０）の作動前において、ハウジング本体１００における一対の導体片保持孔１０５Ａ，１０５Ｂに保持された状態の導体片５０の被切除部５３は、ハウジング１０の収容空間１３を横切るように横架されている。以下、ハウジング１０における収容空間１３のうち、導体片５０の被切除部５３を挟んで発射体４０が配置されている方の領域（空間）を「発射体初期配置領域Ｒ１」と称し、発射体４０とは反対側（つまり、発射方向側）に位置する領域（空間）を「消弧領域Ｒ２」と称する。なお、上記のように、収容空間１３を横切るように配置された被切除部５３の側方に隙間が形成されているため、発射体初期配置領域Ｒ１及び消弧領域Ｒ２は被切除部５３によって完全に隔離されているのではなく、双方は連通している。勿論、被切除部５３の形状及び大きさ次第では、発射体初期配置領域Ｒ１及び消弧領域Ｒ２が被切除部５３によって完全に隔離されていてもよい。発射体初期配置領域Ｒ１には、発射体４０が収容され、消弧領域Ｒ２には、消弧材としてのクーラント材６０が収容される。消弧領域Ｒ２は、遮断装置１（点火器２０）の作動時に発射される発射体４０のロッド部４２によって切除された被切除部５３を受けるための領域（空間）である。
　[クーラント材]
　クーラント材６０は、発射体４０が導体片５０の被切除部５３を切除した際に生じたアーク及び被切除部５３の熱エネルギーを奪い、冷却することによって電流遮断時におけるアーク発生の抑制、或いは、発生したアークを消弧（消滅）させるための冷却材である。図２に示すように、クーラント材６０は、収容空間１３における消弧領域Ｒ２に配置されている。
　遮断装置１における消弧領域Ｒ２は、発射体４０によって導体片５０における第１接続端部５１及び第２接続端部５２から切除された被切除部５３を受け入れるための空間であると同時に、発射体４０が被切除部５３を切除した際に生じたアークを効果的に消弧するための空間としての意義を有する。そして、導体片５０から被切除部５３を切除する際に生じたアークを効果的に消弧するために、消弧領域Ｒ２に消弧材としてクーラント材６０が配置されている。
　実施形態の一態様として、クーラント材６０は、固形状である。また、実施形態の一態様として、クーラント材６０が保形体によって形成されている。ここでいう保形体とは、例えば、外力が加わっていないときは一定の形状を保ち、外力が加わったときには変形が起こり得るとしても一体性を保持可能（バラバラにならない）な材料である。例えば、繊維体を所望の形状に成形したものが保形体として例示できる。本実施形態においては、クーラント材６０を保形体である金属繊維によって形成している。ここで、クーラント材６０を形成する金属繊維としては、スチールウール及び銅ウールの少なくとも何れか一方を含む態様が挙げられる。クーラント材６０は、ゼオライト、シリカ、アルミナなどの無機酸化物を含んでもよい。但し、クーラント材６０における上記態様は一例であり、これらに限定されるものではない。
　クーラント材６０は、例えば、椀形状に成形されており、ボトム容器１２０（収容空間１３の消弧領域Ｒ２）の内壁及び底部に沿うように配置されている。また、クーラント材６０は、円盤形状に成形されており、ボトム容器１２０の底部に沿うように配置されていてもよい。
　また、クーラント材６０は、消弧材として機能する変性樹脂材であってもよい。変性樹脂材は、点火器２０が作動した際、発射体４０が導体片５０の被切除部５３を切除することで生じたアーク及び被切除部５３の熱によって変性し、この変性によって熱エネルギーを消費させることでアークの消弧（消滅）に寄与する。なお、変性樹脂材の変性は、主にアークの熱によって行われるが、この他、被切除部５３が切除される際に生じる熱や点火薬の燃焼熱などの熱の影響も受け、これら点火薬の点火から消弧完了までに受ける熱を点火器２０の作動に伴う熱と称する。
　変性樹脂材は、シリコーンを含む合成樹脂である。なお、変性樹脂材は、シリコーンに限らず、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ニトリルゴムなど、他の樹脂を用いたものであってもよい。また、変性樹脂材は、少なくとも一部が熱によって変性するものであればよく、ガラスやセラミックのフィラーなどを含む複合素材から構成されるものでもよい。変性樹脂材は、ハウジング１０や発射体４０など他の樹脂材と比べて、熱によって分解や揮発といった変性をし易い材料によって構成されており、この変性によってアークの熱を効果的に消費させることができる。また、本実施形態の変性樹脂材は、熱分解によって生じるシリカなどの成分が高い抵抗値を示し、この成分が飛散することで切断後の絶縁性を高めることに寄与する。
　変性樹脂材は、所定の形状に形成された固形の部材に限らず、ゲル状の材料や粘性の高い液状の材料を収容空間１３内の壁面に塗布して用いられるものでもよい。また、変性樹脂材は、トルエンなどの有機溶媒で溶融された合成樹脂を収容空間１３内の壁面に塗布した後、有機溶媒を揮発させることで当該壁面に固設されるものでもよい。
　［導体片組立体］
　本実施形態では、ハウジング本体１００と補強フレーム１３０と導体片５０とが、射出成形（より詳細には、インサート成形）により、一体成形されている。以下、図２に示すように、ハウジング本体１００と補強フレーム１３０と導体片５０とによって構成された組立体を、導体片組立体８０と称する。
　図７は、実施形態に係る導体片組立体８０の上面図であり、図８は、実施形態に係る導体片組立体８０の下面図である。また、図９は、図７のＣ－Ｃ断面図である。図７及び図８に示すように、上側補強フレーム１３０Ａ及び下側補強フレーム１３０Ｂは、貫通孔１３４の内側にハウジング本体１００の空洞部１０６が位置するように、ハウジング本体１００の内部に埋設されている。そのため、空洞部１０６は、その周囲が補強フレーム１３０によって取り囲まれている。換言すると、補強フレーム１３０は、空洞部１０６の周方向に沿って延在するように空洞部１０６の外周に設けられている。本実施形態に係る補強フレーム１３０は、金属製であるため、遮断装置１作動後の電気的絶縁性能を確保する観点から、ハウジング本体１００の一対の導体片保持孔１０５Ａ，１０５Ｂ及び空洞部１０６に露出しないようにハウジング本体１００の内部に埋設されている。但し、本開示はこれに限定されない。
　また、図７に示すように、取付穴１３５の開口面（取付穴１３５が開口している面）である上側補強フレーム１３０Ａの上面凸部１３２の頂面は、ハウジング本体１００の上面１０１からハウジング本体１００の外部に露出している。つまり、上側補強フレーム１３０Ａは、上面凸部１３２の頂面を除いてハウジング本体１００の内部に埋設されている。同様に、図８に示すように、取付穴１３５の開口端面である下側補強フレーム１３０Ｂの下面凸部１３３の頂面は、ハウジング本体１００の下面１０２からハウジング本体１００の外部に露出している。つまり、下側補強フレーム１３０Ｂは、下面凸部１３３の頂面を除いてハウジング本体１００の内部に埋設されている。更に、上側補強フレーム１３０Ａと下側補強フレーム１３０Ｂとは、平面視において（換言すると、発射方向に沿って視認したときに）互いの取付穴１３５が重なるように、ハウジング本体１００に配置されている。つまり、平面視において、上側補強フレーム１３０Ａの取付穴１３５の位置と下側補強フレーム１３０Ｂの取付穴１３５の位置とが一致している。そして、図７～図９に示すように、導体片組立体８０には、上側補強フレーム１３０Ａの上面凸部１３２の頂面から下側補強フレーム１３０Ｂの下面凸部１３３の頂面まで貫通するボルト挿通孔８０１が形成されている。ボルト挿通孔８０１は、上側補強フレーム１３０Ａ、ハウジング本体１００、及び下側補強フレーム１３０Ｂを上下方向に沿って貫通する貫通孔であり、ボルト７０１の軸部が挿通可能な通し穴として形成されている。ボルト挿通孔８０１の一部は、上側補強フレーム１３０Ａの取付穴１３５と下側補強フレーム１３０Ｂの取付穴１３５とによって形成されている。
　なお、本実施形態では、補強フレーム１３０がハウジング本体１００と一体成形されているが、本開示はこれに限定されない。本開示に係る補強部材は、導体保持部材とは別個に成形されてもよい。また、本実施形態では、補強フレーム１３０がその一部を除いてハウジング本体１００の内部に埋設されているが、本開示はその限りではない。本開示に係る補強部材は、導体保持部材の内部に完全に埋設されてもよいし、その一部又は全部が導体保持部材の表面に露出するように導体保持部材と結合されてもよい。
　［締結部材］
　締結部材７０は、トップホルダ１１０及びボトム容器１２０をハウジング本体１００に取り付けるための部材である。図２に示すように、本実施形態に係る締結部材７０は、上側に設けられるボルト７０１と下側に設けられるナット７０２とを含んで構成されている。ボルト７０１は、頭部７０１ａと頭部７０１ａから延びる軸部７０１ｂとを有する。頭部７０１ａは、トップホルダ１１０のフランジ部１１１の上側に配置される。軸部７０１ｂは、トップホルダ１１０のフランジ部１１１に形成された通し穴と導体片組立体８０に形成されたボルト挿通孔８０１とボトム容器１２０のフランジ部１２１に形成された通し穴とに挿通される。ナット７０２は、ボトム容器１２０のフランジ部１２１から下方に突出したボルト７０１の軸部７０１ｂに螺合している。これにより、ボルト７０１の頭部７０１ａとハウジング本体１００との間にトップホルダ１１０のフランジ部１１１が挟着されており、ナット７０２とハウジング本体１００との間にボトム容器１２０のフランジ部１２１が挟着されている。このようにして、トップホルダ１１０及びボトム容器１２０がハウジング本体１００に取り付けられている。
　なお、本開示に係る締結部材は、ボルトとナットとの組合せには限定されない。例えば、取付穴をねじ穴（めねじ）とし、締結部材をおねじ部材とし、ねじ穴とおねじ部材との螺合によりハウジング部材を導体保持部材に締結させてもよい。これにより、ナットが不要となるため、部品点数を低減することができ、製造設備の簡素化とコスト低減を実現することができる。また、上記のような態様を採用する場合には、取付穴にセルフロックタップの加工を施すことで、補強部材をセルフロックナットとして形成してもよい。ここで、「セルフロック式のねじ穴」とは、振動などに対する緩み止め構造を備えたねじ穴のことを意味し、「セルフロックナット」とは、セルフロック式のねじ穴を備えたナットのことを意味する。取付穴をセルフロック式のねじ穴として形成することで、より確実にハウジング部材を導体保持部材に固定することができる。また、例えば、取付穴を貫通孔とし、締結部材をリベットとし、取付穴に挿入したリベットをかしめることでハウジング部材を導体保持部材に締結させてもよい。
　ここで、上述のように、上側補強フレーム１３０Ａにおいて取付穴１３５の開口面である上面凸部１３２の頂面がハウジング本体１００の上面１０１からハウジング本体１００の外部に露出しているため、ハウジング本体１００の上面１０１に締結されるトップホルダ１１０のフランジ部１１１は、上面凸部１３２の頂面に当接する。同様に、下側補強フレーム１３０Ｂにおいて取付穴１３５の開口面である下面凸部１３３の頂面がハウジング本体１００の下面１０２からハウジング本体１００の外部に露出しているため、ハウジング本体１００の下面１０２に締結されるボトム容器１２０のフランジ部１２１は、下面凸部１３３の頂面に当接する。このように、トップホルダ１１０及びボトム容器１２０を補強フレーム１３０に当接させた状態でハウジング本体１００に締結することで、樹脂製のハウジング本体１００が締結部材７０の締結力により変形（陥没など）することが抑制されている。
　なお、本実施形態では、ボルト７０１を上側からボルト挿通孔８０１に挿通させて各部材を締結しているが、ボルト７０１を下側からボルト挿通孔８０１に挿通させて各部材を締結してもよい。つまり、ボルト７０１の頭部７０１ａとハウジング本体１００との間にボトム容器１２０のフランジ部１２１が挟着され、ナット７０２とハウジング本体１００との間にトップホルダ１１０のフランジ部１１１が挟着されてもよい。
　［動作］
　次に、遮断装置１を作動させて電気回路を遮断する際の動作内容について説明する。上記のように、図２は、遮断装置１の作動前初期状態を示している。この作動前初期状態において、遮断装置１における発射体４０は、ピストン部４１が収容空間１３における第１端部１１側（上端側）に位置付けられると共にロッド部４２の下端に形成された切除面４２１が、導体片５０における被切除部５３の上面に位置付けられた初期位置にセットされている。
　ここで、実施形態に係る遮断装置１は、遮断する電気回路が接続された装置（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）、及び、点火器２０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、導体片５０を流れる電流の他に、電圧や導体片５０の温度に基づいて異常状態を検知することができてもよい。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、車両など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。遮断装置１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。そして、遮断装置１が適用される電気回路の一部を形成する導体片５０に過大な電流が流れると、その異常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２０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２０を作動させる。ここで、異常電流とは、所定の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であってもよい。なお、上述した異常検知センサー及び制御部は、遮断装置１の構成要素に含まれていなくてもよく、例えば遮断装置１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、遮断装置１に必須の構成ではない。
　例えば、電気回路の異常電流を検知する異常検知センサーによって電気回路の異常電流が検知されると、遮断装置１の制御部は点火器２０を作動させる。すなわち、外部電源（図示せず）から点火器２０の導電ピンに作動電流が供給される結果、点火部２１内の点火薬が着火、燃焼し、燃焼ガスが生成される。そして、点火部２１内の圧力上昇に起因して開裂面２１Ａが開裂し、点火部２１内から点火薬の燃焼ガスが収容空間１３へと放出される。
　ここで、点火器２０の点火部２１はピストン部４１における窪み部４１１に受け入れられており、点火部２１の開裂面２１Ａは、発射体４０における窪み部４１１の受圧面４１１Ａに対向して配置されている。そのため、点火部２１からの燃焼ガスは窪み部４１１に放出されると共に、燃焼ガスの圧力（燃焼エネルギー）が受圧面４１１Ａを含むピストン部４１の上面に伝えられる。その結果、発射体４０は、収容空間１３に沿って発射方向（下方向）へ発射される。
　図１０は、実施形態に係る遮断装置１の作動状況を示す図である。図１０の上段には遮断装置１の作動途中の状況を示し、図１０の下段には遮断装置１の作動が完了した状況を示す。上記のように、点火器２０の作動によって、点火薬の燃焼ガスの圧力（燃焼エネルギー）を受けた発射体４０は、勢いよく下方に押し下げられ、発射体４０の進路上に位置する導体片５０の被切除部５３に衝突する。その結果、ロッド部４２の下端側に形成された切除面４２１によって導体片５０における第１接続端部５１及び第２接続端部５２と被切除部５３との間の各境界部を剪断によって押し切る。その結果、導体片５０から被切除部５３が切除される。なお、発射体４０は、点火器２０の作動時に収容空間１３の延在方向（軸方向）に沿って円滑に移動することができる限りにおいて、発射体４０の形状、寸法を自由に決定することができ、例えば発射体４０におけるピストン部４１の外径はトップホルダ１１０における大径シリンダ部１１３の内径と等しい寸法に設定されていてもよい。
　そして、発射体４０は、図１０の下段に示すように、ハウジング本体１００の上面１０１にピストン部４１の下端面が当接（衝突）するまで、所定のストロークだけ収容空間１３の延在方向（軸方向）に沿って下方に移動する。そして、この状態において、発射体４０におけるロッド部４２によって導体片５０から切除された被切除部５３は、クーラント材６０が配置されている消弧領域Ｒ２内に受け入れられる。導体片５０から被切除部５３が切除されることで、導体片５０の両端に位置する第１接続端部５１及び第２接続端部５２は電気的に不通状態となり、遮断装置１が適用される所定の電気回路が強制的に遮断される。
　実施形態における遮断装置１は、消弧領域Ｒ２にクーラント材６０が配置されている。そのため、消弧領域Ｒ２に受け入れた切除後の被切除部５３をクーラント材６０によって急速に冷却される。これにより、発射体４０によって所定の電気回路の一部を構成する導体片５０から被切除部５３を切除した際、導体片５０の被切除部５３における切断面にたとえアークが発生したとしても、発生したアークは迅速且つ効果的に消弧される。
　［作用・効果］
　以上のように、本実施形態に係る遮断装置１は、所定の方向（本例では上下方向）に延在する収容空間１３を内部に形成するハウジング１０と、ハウジング１０に設けられた点火器２０と、収容空間１３に配置され、点火器２０の作動時に点火器２０からエネルギーを受けることで収容空間１３に沿って発射される発射体４０と、収容空間１３を横切るようにハウジング１０に設けられると共に電気回路の一部を形成する導体片５０と、を備える。また、導体片５０は、その一部に点火器２０の作動により発射された発射体４０によって切除されることで電気回路を遮断するように形成された被切除部５３を有し、被切除部５３が収容空間１３における発射体４０の進路上に位置するように配置される。更に、本実施形態に係る遮断装置１のハウジング１０は、上下方向に延在すると共に収容空間１３の一部を形成する空洞部１０６が貫通した樹脂製のハウジング本体１００と、ハウジング本体１００を補強する補強フレーム１３０と、を有し、ハウジング本体１００は、導体片５０の被切除部５３が空洞部１０６の内部に位置するように導体片５０を保持する。そして、補強フレーム１３０は、空洞部１０６の周囲を取り囲むようにハウジング本体１００と結合されている。
　ここで、電気回路遮断装置において、発射体が導体片を切断する際に生じる衝撃によって、導体片を保持する樹脂製のハウジングが変形したり破損したりすると、遮断装置作動後の電気的絶縁性能に影響を及ぼす可能性がある。例えば、導体片の切断時にハウジングの樹脂が割れ、導体片の蒸散した銅が樹脂の亀裂に入り込んで、絶縁抵抗値が低下する虞がある。また、例えば、ハウジングの熱変形を抑制するためには耐熱性の高い樹脂材料をハウジングに用いることが好ましいが、導体片の切断時の耐衝撃性の観点では耐熱性の高い樹脂材料であってもハウジングに使用できないことも考えられ、樹脂材料の選択の幅が狭まるという問題もある。
　これに対して、本実施形態に係る遮断装置１では、空洞部１０６の周囲を取り囲むように補強フレーム１３０がハウジング本体１００と結合されている。空洞部１０６の周囲に補強フレーム１３０が配置されているため、空洞部１０６を画定する部材であるハウジング本体１００が好適に補強される。これにより、ハウジング１０の強度が高められる。その結果、導体片５０切断時の衝撃に起因するハウジング本体１００の変形や破損を抑制し、以て、作動後に遮断装置１の電気的絶縁性能が低下することを抑制できる。更に、本実施形態では、補強フレーム１３０が空洞部１０６の周囲を取り囲むように連続する環状に形成されているため、ハウジング１０の強度をより好適に高めることができる。ここで、導体片５０の切断時にハウジング本体１００に作用する衝撃荷重は、導体片５０の近傍（つまり、一対の導体片保持孔１０５Ａ，１０５Ｂ付近）において高いものとなる。そのため、補強フレーム１３０は、導体片５０の近傍に配置されることが好ましい。また、補強フレーム１３０は、少なくとも、平面視において（つまり、発射方向に沿って視認したときに）導体片５０と重複する領域に配置されることが好ましい。これにより、導体片５０の近傍におけるハウジング本体１００の変形や破損が好適に抑制される。
　また、本実施形態に係る遮断装置１によると、ハウジング本体１００を補強することで、耐衝撃性が比較的低い材料であってもハウジング本体１００の材料として用いることができる。例えば、高温環境下において電気回路の通常通電時にハウジングの樹脂が１７５℃以上となる場合に、１７５℃以下で熱変形するポリカーボネートに代えて、耐熱温度が２００℃以上であるナイロンをハウジング本体１００の材料として用いることができる。
　更に、本実施形態に係る補強フレーム１３０は、金属製である。そのため、樹脂製のハウジング本体１００をより好適に補強できる。
　更に、本実施形態では、補強フレーム１３０をアルミニウム製とすることで、ハウジング１０の強度を高めつつもハウジング１０の重量増加を抑えることができる。但し、本開示の補強部材は、ステンレス鋼や炭素鋼といった鉄系材料により形成されてもよい。鉄系材料を用いることで、補強部材のコストを抑えることができる。補強部材の材料となる炭素鋼としては、例えば、Ｓ２５Ｃなどが挙げられる。
　更に、本実施形態に係る補強フレーム１３０は、射出成形によりハウジング本体１００と一体成形されている。これにより、ハウジング本体１００と補強フレーム１３０とが強固に結合され、ハウジング本体１００を好適に補強できる。
　更に、本実施形態に係るハウジング１０は、ハウジング本体１００に取り付けられることでハウジング本体１００と協働して収容空間１３を形成するトップホルダ１１０及びボトム容器１２０を有する。また、補強フレーム１３０は、ハウジング本体１００の外部に露出した上面凸部１３２及び下面凸部１３３を有し、上面凸部１３２及び下面凸部１３３には、締結部材７０を用いてトップホルダ１１０及びボトム容器１２０をハウジング本体１００に取り付けるための取付穴１３５が形成されている。これによると、トップホルダ１１０及びボトム容器１２０は補強フレーム１３０に当接した状態でハウジング本体１００に締結されることになるため、樹脂製のハウジング本体１００が締結部材７０の締結力により変形（陥没など）することを抑制できる。なお、トップホルダ１１０及びボトム容器１２０は、本開示に係る「ハウジング部材」の一例に相当するが、本開示に係るハウジング部材はこれらに限定されない。ハウジング部材は、例えば、トップホルダ１１０とボトム容器１２０とのうち何れか一方のみであってもよいし、他の部材を含んでもよい。
　更に、本実施形態に係るハウジング本体１００は、所定の方向（本例では上下方向）から導体片５０を挟むように形成された一対の保持部１００Ａ，１００Ｂを有し、一対の保持部１００Ａ，１００Ｂの夫々に補強フレーム１３０が１つずつ設けられている。具体的には、上側保持部１００Ａに上側補強フレーム１３０Ａが設けられ、下側保持部１００Ｂに下側補強フレーム１３０Ｂが設けられている。このように、一対の保持部１００Ａ，１００Ｂの夫々に補強フレーム１３０を少なくとも１つずつ設けることで、導体片５０が補強フレーム１３０によって上下から挟まれる態様となる。その結果、ハウジング本体１００をより好適に補強することができる。なお、本開示において、補強部材の数量は特に限定されない。補強部材は１つのみ設けられてもよいし、３つ以上の補強部材が設けられてよい。例えば、上側補強フレーム１３０Ａと下側補強フレーム１３０Ｂとのうち何れか一方のみが設けられてもよい。
　＜変形例＞
　以下、実施形態の変形例に係る電気回路遮断装置について説明する。変形例の説明では、図１～図１０で説明した遮断装置１との相違点を中心に説明し、遮断装置１と同様の点については詳細な説明は割愛する。
　［変形例１］
　図１１は、実施形態の変形例１に係る遮断装置１Ａの作動前初期状態における内部構造を示す縦断面図である。変形例１に係る遮断装置１Ａは、上側補強フレーム１３０Ａ及び下側補強フレーム１３０Ｂがハウジング本体１００と一体成形されておらず、上側補強フレーム１３０Ａと下側補強フレーム１３０Ｂとによってハウジング本体１００が上下方向から挟まれている点で、上述の遮断装置１と相違する。変形例１では、ハウジング本体１００の上面１０１とトップホルダ１１０のフランジ部１１１との間に上側補強フレーム１３０Ａが挟まれ、ハウジング本体１００の下面１０２とボトム容器１２０のフランジ部１２１との間に下側補強フレーム１３０Ｂが挟まれた状態で、締結部材７０によって各部材が締結されている。つまり、変形例１では、ハウジング本体１００とは別体の上側補強フレーム１３０Ａ及び下側補強フレーム１３０Ｂが、締結部材７０によってハウジング本体１００に締結されている。
　変形例１に係る遮断装置１Ａによると、一対の補強フレーム１３０によってハウジング本体１００を上下方向から挟むことで、ハウジング本体１００を好適に補強できる。更に、変形例１に係る遮断装置１Ａでは、ハウジング本体１００の上面１０１とトップホルダ１１０のフランジ部１１１との間に上側補強フレーム１３０Ａが介在し、ハウジング本体１００の下面１０２とボトム容器１２０のフランジ部１２１との間に下側補強フレーム１３０Ｂが介在しているため、一対の補強フレーム１３０がガスケットとして機能する。これにより、収容空間１３の気密性を高めることができる。なお、変形例１に係る遮断装置１Ａのように、本開示に係る補強部材は、導体片保持部材と一体成形されていなくともよい。
　［変形例２］
　図１２は、実施形態の変形例２に係る遮断装置１Ｂの作動前初期状態における内部構造を示す縦断面図である。変形例２に係る遮断装置１Ｂは、ハウジング１０のボトム容器１２０と締結部材７０のナット７０２とが樹脂材料により一体成形されている点で、上述の遮断装置１と相違する。変形例２では、ボトム容器１２０がハウジング本体１００に取り付けられておらず且つボルト７０１がナット７０２に螺合していない状態で、ボトム容器１２０とナット７０２とが樹脂材料により一体成形される。また、変形例２では、ナット７０２がボトム容器１２０のフランジ部１２１の外面に配置された状態で、これらの外表面が樹脂材料によりコーティングされている。図１２の符号９０は、ハウジング１０のボトム容器１２０と締結部材７０のナット７０２とを一体化する樹脂コーティングを示す。変形例２に係る遮断装置１Ｂによると、樹脂コーティング９０によりボルト７０１がボトム容器１２０に固定されていることから、ハウジング本体１００にボトム容器１２０を取り付ける際には、固定されている状態のナット７０２にボルト７０１を螺合させればよいため、ハウジング１０の組立作業を容易化できる。また、ハウジング１０が組み立てれた状態において、ナット７０２を緩み難くすることができる。また、樹脂コーティング９０は、ボトム容器１２０の外表面の全体を覆っている。これにより、ボトム容器１２０に電気的絶縁性能が付与されている。樹脂コーティング９０の材料は、特に限定されないが、例えば、ナイロン、ポリカーボネート、ポリアミド、ＡＢＳ樹脂といった合成樹脂を用いることができる。なお、変形例２において、ハウジング１０のトップホルダ１１０とナット７０２とを樹脂材料により一体成形してもよい。つまり、変形例２では、ボルトを用いてハウジング部材を導体保持部材に取り付けるためのナットが、樹脂材料により一体成形されていればよい。
　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。
１　　　：遮断装置
１０　　：ハウジング
１３　　：収容空間
２０　　：点火器
４０　　：発射体
５０　　：導体片
５３　　：被切除部
６０　　：クーラント材
７０　　：締結部材
１００　：ハウジング本体（導体片保持部材の一例）
１１０　：トップホルダ（ハウジング部材の一例）
１２０　：ボトム容器（ハウジング部材の一例）
１３０　：補強フレーム（補強部材の一例）

Claims (11)

  1. 　所定の方向に延在する収容空間を内部に形成するハウジングと、
    　前記ハウジングに設けられた点火器と、
    　前記収容空間に配置された発射体であって、前記点火器の作動時に前記点火器からエネルギーを受けることで前記収容空間に沿って発射される発射体と、
    　前記収容空間を横切るように前記ハウジングに設けられると共に電気回路の一部を形成する導体片であって、その一部に前記点火器の作動により発射された前記発射体によって切除されることで前記電気回路を遮断するように形成された被切除部を有し、前記被切除部が前記収容空間における前記発射体の進路上に位置するように配置された導体片と、を備え、
    　前記ハウジングは、前記所定の方向に延在すると共に前記収容空間の一部を形成する空洞部が貫通した樹脂製の導体保持部材であって、前記被切除部が前記空洞部の内部に位置するように前記導体片を保持する導体保持部材と、前記導体保持部材を補強する補強部材と、を有し、
    　前記補強部材は、前記空洞部の周囲を取り囲むように前記導体保持部材と結合されている、
    　電気回路遮断装置。
  2. 　前記補強部材は、金属製である、
    　請求項１に記載の電気回路遮断装置。
  3. 　前記補強部材は、アルミニウム製である、
    　請求項２に記載の電気回路遮断装置。
  4. 　前記補強部材は、鉄系材料により形成されている、
    　請求項２に記載の電気回路遮断装置。
  5. 　前記補強部材は、前記導体保持部材と一体成形されている、
    　請求項１から４の何れか一項に記載の電気回路遮断装置。
  6. 　前記導体保持部材とは別体の前記補強部材が、締結部材によって前記導体保持部材に締結されている、
    　請求項１から４の何れか一項に記載の電気回路遮断装置。
  7. 　前記ハウジングは、前記導体保持部材に取り付けられることで前記導体保持部材と協働して前記収容空間を形成するハウジング部材を有し、
    　前記補強部材は、前記導体保持部材の外部に露出した露出部を有し、
    　前記露出部には、締結部材を用いて前記ハウジング部材を前記導体保持部材に取り付けるための取付穴が形成されている、
    　請求項１から６の何れか一項に記載の電気回路遮断装置。
  8. 　前記取付穴は、ねじ穴として形成され、
    　前記締結部材は、おねじ部材として形成され、
    　前記ねじ穴と前記おねじ部材との螺合により前記ハウジング部材が前記導体保持部材に締結されている、
    　請求項７に記載の電気回路遮断装置。
  9. 　前記取付穴は、緩み止め構造を備えるセルフロック式のねじ穴として形成されている、
    　請求項８に記載の電気回路遮断装置。
  10. 　前記導体保持部材は、前記所定の方向から前記導体片を挟むように形成された一対の保持部を有し、
    　前記一対の保持部の夫々に前記補強部材が少なくとも１つずつ設けられている、
    　請求項１から９の何れか一項に記載の電気回路遮断装置。
  11. 　前記ハウジングは、前記導体保持部材に取り付けられることで前記導体保持部材と協働して前記収容空間を形成するハウジング部材を有し、
    　前記ハウジング部材には、ボルトを用いて前記ハウジング部材を前記導体保持部材に取り付けるためのナットが、樹脂材料により一体成形されている、
    　請求項１から１０の何れか一項に記載の電気回路遮断装置。
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