(57)【要約】【課題】車両の衝突時における電気回路に対する電源遮断の確実性を向上させる。【解決手段】電源遮断装置は、第１接点部材および第２接点部材と、絶縁部材と、作動機構と、配管と、接続管とを備える。絶縁部材は、第１接点部材と第２接点部材との間に進出可能である。作動機構は、流体圧で絶縁部材を進出させるデバイスである。配管は、車両のフロントバンパおよびリアバンパの少なくとも一方に設けられているとともに、流体が充填されている。接続管は、配管内の流体を作動機構へ導く流路である。車両の衝突に伴って配管が変形すると、内部の流体が作動機構へ流れ、絶縁部材が第１接点部材と第２接点部材の間に進出し、両接点間を遮断する。【選択図】図２
2020019461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、電気回路に対する電源供給を遮断する電源遮断装置であって、
前記電気回路の一部を構成し、相互に接触することによって通電可能に構成された第１接点部材および第２接点部材と、
前記第１接点部材と前記第２接点部材との間に進出可能な絶縁部材と、
流体圧で前記絶縁部材を進出させる作動機構と、
前記車両のフロントバンパおよびリアバンパの少なくとも一方に設けられているとともに流体が充填されている配管と、
前記配管内の前記流体を前記作動機構へ導く接続管と、
を備えている、電源遮断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、電源遮断装置に関する技術を開示する。
【背景技術】
【０００２】
車両が衝突した際に電気回路に対する電源供給を遮断する電源遮断装置が知られている。特に、燃料電池を搭載する車両（燃料電池自動車）においては、車両の衝突時に水素タンクの主止弁を閉鎖するために、主止弁を開放する電気回路に対する電源供給を衝突時に遮断する電源遮断装置が必要とされている。例えば、特許文献１には、燃料電池車において、水素タンクの主止弁を開放する電気回路への電源供給を、衝突を感知するセンサからの出力信号に基づいて電気的に遮断する制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−５４７１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の技術では、車両の衝突に伴う制御装置の不具合により電気的な電源遮断を正常に実施できないおそれがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書が開示する電源遮断装置は、車両に搭載される電源遮断装置であり、衝突時に電気回路に対する電源供給を遮断する。この電源遮断装置は、第１接点部材および第２接点部材と、絶縁部材と、作動機構と、配管と、接続管を備えている。第１接点部材および第２接点部材は、電気回路の一部を構成し、相互に接触することによって通電可能に構成されている。絶縁部材は、第１接点部材と第２接点部材との間に進出可能である。作動機構は、流体圧で絶縁部材を進出させることができる。作動機構の典型は、シリンダとピストンである。配管は、車両のフロントバンパおよびリアバンパの少なくとも一方に設けられており、流体が充填されている。接続管は、配管内の流体を作動機構に導く。
【０００６】
上記形態の電源遮断装置によれば、車両の衝突に伴う配管の変形によって内部の流体が接続管を通じて作動機構へ導かれる。流体が流れ込んだ作動機構は絶縁部材を進出させる。絶縁部材の進出により第１接点部材と第２接点部材が相互に離間し、電源の供給経路が遮断される。本明細書が開示する電源遮断装置は、電気によらず、流体の力によって接点間を遮断することができる。したがって、車両の衝突時における電気回路に対する電源遮断の確実性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施例の電源遮断装置を含む車両の構成を示す説明図である。
【図２】車両の前方から障害物が衝突したときの電源遮断装置の動作を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１は、実施例の電源遮断装置８０を含む車両１０の構成を示す説明図である。車両１０は、燃料電池２０を搭載する燃料電池自動車である。車両１０には、電気回路ＥＣが組み込まれている。車両１０は、水素タンク３０と、ＥＣＵ４０とを備える。車両１０は、電気回路ＥＣを構成する機器として、バッテリ５０と、リレー６０と、サブＥＣＵ７０とを備える。
【０００９】
水素タンク３０は、燃料電池２０に供給される水素ガスを貯蔵する。水素タンク３０は、主止弁３５を備える。主止弁３５は、開閉によって水素タンク３０からの水素ガスの供給と停止とを切り替える。なお、水素ガスの流路は図示を省略してある。
【００１０】
主止弁３５は、コイルＬｖを有する。コイルＬｖは、電気回路ＥＣの一部を構成する。電気回路ＥＣは、主止弁３５を駆動する回路である。コイルＬｖに通電した場合、主止弁３５は、水素タンク３０から水素ガスを供給する開放状態となる。コイルＬｖへの通電を停止した場合、主止弁３５は、水素タンク３０からの水素ガスの供給を停止する閉鎖状態となる。
【００１１】
ＥＣＵ４０は、車両１０の各部を制御する制御装置である。ＥＣＵ４０は、リレー６０に対する給電を制御する。ＥＣＵ４０は、サブＥＣＵ７０と通信可能に構成されている。
【００１２】
バッテリ５０は、車両１０に搭載される機器に電力を供給する二次電池である。バッテリ５０は、鉛蓄電池である。
【００１３】
リレー６０は、電気回路ＥＣにおいて主止弁３５のコイルＬｖとバッテリ５０との間の電気経路における物理的な接点を開閉する継電器である。リレー６０は、ＥＣＵ４０からの制御信号に基づく給電に応じて、コイルＬｖとバッテリ５０との間の電気経路における物理的な接点を接触させる。リレー６０は、給電を受けていない場合、コイルＬｖとバッテリ５０との間の電気経路における物理的な接点を切り離す。
【００１４】
サブＥＣＵ７０は、ＥＣＵ４０からの制御信号に基づいて、燃料電池２０の運転を制御する制御装置である。サブＥＣＵ７０は、スイッチＳＷを備えている。スイッチＳＷは、電気回路ＥＣにおいてコイルＬｖとボディアースＢＥとの間の電気経路における物理的な接点を開閉する。スイッチＳＷは、給電を受けた場合、コイルＬｖとボディアースＢＥとの間の電気経路における物理的な接点を接触させる。スイッチＳＷは、給電を受けていない場合、コイルＬｖとボディアースＢＥとの間の電気経路における物理的な接点を切り離す。
【００１５】
ＥＣＵ４０が車両１０の衝突を検知した場合、ＥＣＵ４０は、リレー６０に対する給電を停止する。これによって、リレー６０は、コイルＬｖとバッテリ５０との間の電気経路における物理的な接点を切り離す。さらに、ＥＣＵ４０は、スイッチＳＷにおける通電の停止をサブＥＣＵ７０に指示する。これによって、スイッチＳＷは、コイルＬｖとボディアースＢＥとの間の電気経路における物理的な接点を切り離す。
【００１６】
車両１０は、更に、電気回路ＥＣに対する電源供給を遮断する電源遮断装置８０も備えている。電源遮断装置８０は、車両１０の衝突時に電気回路ＥＣに対する電源供給を機械的に遮断する。リレー６０はＥＣＵ４０からの電気信号で開閉し、スイッチＳＷはサブＥＣＵ７０の電気信号で開閉するのに対して、電源遮断装置８０は電気信号によらず、衝突荷重を利用して電源供給を遮断する。電源遮断装置８０は、衝突時にＥＣＵ４０やサブＥＣＵ７０が遮断信号を送信する前に故障してしまった場合であっても、電源供給を遮断することができる。
【００１７】
電源遮断装置８０は、第１接点部材１１０および第２接点部材１２０と、作動機構２００と、絶縁部材１５０と、フロント配管３１０およびリア配管３２０と、接続管３３０とを備えている。
【００１８】
第１接点部材１１０および第２接点部材１２０は、電気回路ＥＣの一部を構成する接点である。第１接点部材１１０および第２接点部材１２０は、相互に接触することによって通電可能に構成されている。第１接点部材１１０および第２接点部材１２０は、電気回路ＥＣにおけるコイルＬｖとリレー６０との間に設けられている。第１接点部材１１０および第２接点部材１２０は、筐体１００に収容されている。第１接点部材１１０は、筐体１００に固定されている。第２接点部材１２０は、バネ１３０を介して筐体１００に取り付けられている。第２接点部材１２０は、バネ１３０の付勢力によって第１接点部材１１０に対して押し付けられている。バネ１３０の付勢力によって、第１接点部材１１０と第２接点部材１２０が物理的な接触が保たれ、バッテリ５０と主止弁３５の間の電気経路が確保される。
【００１９】
絶縁部材１５０は、第１接点部材１１０と第２接点部材１２０との間に進出可能に構成されている。絶縁部材１５０は、電気的絶縁体である。絶縁部材１５０は、第１接点部材１１０と第２接点部材１２０との間に進出した場合、第１接点部材１１０と第２接点部材１２０との間を相互に隔離する。これによって、第１接点部材１１０と第２接点部材１２０との間の通電経路が遮断される。
【００２０】
作動機構２００はピストン２１０とシリンダ２２０で構成されている。絶縁部材１５０はピストン２１０に支持されている、ピストン２１０はシリンダ２２０に嵌合している。シリンダ２２０に対するピストン２１０の進退方向に沿って、絶縁部材１５０の先に第１接点部材１１０と第２接点部材１２０の接触箇所が位置するように、シリンダ２２０が配置されている。即ち、シリンダ２２０からピストン２１０が進出すると、第１接点部材１１０と第２接点部材１２０との間に絶縁部材１５０が押し入るようになっている。
【００２１】
シリンダ２２０の内側におけるピストン２１０との間には、圧力室２２５が形成される。圧力室２２５は、接続管３３０を介してフロント配管３１０およびリア配管３２０との間で流通可能に流体を受け入れる。圧力室２２５における流体の圧力は、ピストン２１０に加わる。
【００２２】
フロント配管３１０およびリア配管３２０は、流体が充填された配管である。フロント配管３１０は車両１０のフロントバンパ１２の中に配置されている。リア配管３２０は車両１０のリアバンパ１４の中に配置されている。フロント配管３１０およびリア配管３２０は、衝撃を受けて変形した場合に元の形状へと戻り難い不可逆形状材から成る。フロント配管３１０およびリア配管３２０に充填される流体は、粘性が低いとともに圧力による体積変化が小さい流体が好ましく、例えば、ブレーキフルードとしても使用されるポリエチレングリコールモノエーテルを主成分とする液体が好ましい。
【００２３】
接続管３３０は、流体を流通可能にフロント配管３１０およびリア配管３２０とシリンダ２２０との間を接続する。接続管３３０は、フロント配管３１０又はリア配管３２０が変形してその体積が小さくなったとき、それら配管内の流体を作動機構２００（シリンダ２２０）に導く。
【００２４】
接続管３３０には、圧力吸収タンク３４０およびリリース弁３４５が設けられている。圧力吸収タンク３４０は、流体を貯留可能に構成された容器である。圧力吸収タンク３４０は、リリース弁３４５を介して流体を流通可能に接続管３３０に接続されている。リリース弁３４５は、所定の圧力以下である場合に閉鎖状態を維持するとともに、所定の圧力を超えた場合に機械的に開放状態となる弁である。接続管３３０における流体の圧力が過剰に上昇した場合、リリース弁３４５が開放状態となり、接続管３３０から圧力吸収タンク３４０に流体が流れ込む。これによって、流体の過剰な圧力による接続管３３０の損傷を防止できる。
【００２５】
図２は、車両１０が前方から衝突した様子を示す説明図である。図２の例では、フロント配管３１０は、フロントバンパ１２に加わる衝撃力によって押し潰されて変形する。その際、フロント配管３１０の容量が減少することによって、フロント配管３１０の中の流体の一部は、接続管３３０を通じて作動機構２００のシリンダ２２０の圧力室２２５へと流れる。
【００２６】
シリンダ２２０の圧力室２２５に流入した流体により、シリンダ２２０からピストン２１０が押し出される。これによって、ピストン２１０がシリンダ２２０の外側に向けて移動する。
【００２７】
ピストン２１０の移動に伴って、絶縁部材１５０が第１接点部材１１０と第２接点部材１２０との間に進出し、第１接点部材１１０と第２接点部材１２０との間を相互に隔離する。これによって、第１接点部材１１０と第２接点部材１２０との間の通電が機械的に遮断される。
【００２８】
その後、圧力室２２５の流体圧が低下した場合であっても、第１接点部材１１０と第２接点部材１２０との間に入り込んだ絶縁部材１５０は、バネ１３０による押圧力によって第１接点部材１１０と第２接点部材１２０との間に挟み込まれた状態で保持される。そのため、車両１０の衝突後に流体圧が低下した場合であっても、第１接点部材１１０と第２接点部材１２０との間における通電の遮断が維持される。
【００２９】
電源遮断装置８０の動作をまとめると以下の通りである。車両１０の衝突に伴ってフロント配管３１０又はリア配管３２０が変形すると、配管内部の流体が作動機構２００へ流れ、絶縁部材１５０が第１接点部材１１０と第２接点部材１２０を離間させ、両接点間を遮断する。すなわち、電源遮断装置８０は、電気回路ＥＣに対する電源供給を機械的に遮断する。電源遮断装置８０は、車両１０の衝突時における電気回路ＥＣに対する電源遮断の確実性を向上させることができる。
【００３０】
車両１０は、フロント配管３１０およびリア配管３２０のいずれか一方を備えてもよい。電気回路ＥＣに対する電源遮断の確実性を向上させる観点からは、車両１０は、フロント配管３１０およびリア配管３２０の両方を備えることが好ましい。
【００３１】
以上、実施形態を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、上述した実施形態を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面において説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載した組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面において説明した技術は、複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００３２】
１０…車両
１２…フロントバンパ
１４…リアバンパ
２０…燃料電池
３０…水素タンク
３５…主止弁
５０…バッテリ
６０…リレー
８０…電源遮断装置
１００…筐体
１１０…第１接点部材
１２０…第２接点部材
１３０…バネ
１５０…絶縁部材
２００…作動機構
２１０…ピストン
２２０…シリンダ
２２５…圧力室
３１０…フロント配管
３２０…リア配管
３３０…接続管
３４０…圧力吸収タンク
３４５…リリース弁
ＢＥ…ボディアース
ＥＣ…電気回路
Ｌｖ…コイル
ＳＷ…スイッチ
【図１】
2020019461.tif 000003
【図２】
2020019461.tif 000004