(57)【要約】【課題】導電体の切断に伴い切断端間で発生するアークについて対策し、アークが及ぼす影響を小さくする。【解決手段】導通遮断装置Ｃは、電気回路を構成する機器間に介在される導電体２０と、導電体２０から離れた箇所に配設されて、ガスを発生するガス発生器４０と、導電体２０及びガス発生器４０間に配設され、ガス発生器４０からのガスにより移動させられて導電体２０を切断し、機器間の導通を遮断する切断部材５０とを備える。導通遮断装置Ｃには、さらに、切断部材５０による導電体２０の切断が行なわれるとともに、切断により導電体２０に生ずる一対の切断端間で発生するアークを消弧する消弧室３２が設けられている。消弧室３２は、電気絶縁性を有する材料により形成されている。消弧室３２の内壁面であって、導電体２０の切断時に両切断端の一方が接近する箇所と他方が接近する箇所との間を少なくとも含む領域には凹凸部３７が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気回路を構成する機器間に介在される導電体と、
前記導電体から離れた箇所に配設されて、ガスを発生するガス発生器と、
前記導電体及び前記ガス発生器間に配設され、前記ガス発生器からのガスにより移動させられて同導電体を切断し、前記機器間の導通を遮断する切断部材と
を備える導通遮断装置であって、
前記切断部材による前記導電体の切断が行なわれるとともに、前記切断により前記導電体に生ずる一対の切断端間で発生するアークを消弧する消弧室が設けられていることを特徴とする導通遮断装置。
【請求項２】
前記消弧室は電気絶縁性を有する材料により形成され、
前記消弧室の内壁面であって、前記導電体の切断時に前記両切断端の一方が接近する箇所と他方が接近する箇所との間を少なくとも含む領域に凹凸部が設けられている請求項１に記載の導通遮断装置。
【請求項３】
前記消弧室は電気絶縁性を有する材料により形成され、
前記消弧室の内壁面であって、前記導電体の切断時に前記両切断端の一方が接近する箇所と他方が接近する箇所との間の領域から外れた箇所に凹凸部が設けられ、
前記凹凸部を挟んで前記両切断端とは反対側には、前記アークに対し磁気吸引力を作用させる磁石が設けられている請求項１に記載の導通遮断装置。
【請求項４】
前記消弧室は、前記導電体、前記ガス発生器及び前記切断部材が配設されたケースの内部であって、前記導電体を挟んで前記切断部材とは反対側に形成されており、
前記消弧室及び前記切断部材の少なくとも一方であって、前記導電体の切断時に前記両切断端の一方が接近する箇所と他方が接近する箇所との間を少なくとも含む領域は、０．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を有する材料を用いて形成されている請求項１に記載の導通遮断装置。
【請求項５】
前記消弧室及び前記切断部材の少なくとも一方であって、前記導電体の切断時に前記両切断端の一方が接近する箇所と他方が接近する箇所との間を少なくとも含む領域は、同両切断端間でのアークによりアブレーションガスを発生する樹脂材料を用いて形成されている請求項１に記載の導通遮断装置。
【請求項６】
前記切断部材は、前記導電体を挟んで前記消弧室とは反対側に設けられた可動室内に配設されており、
前記切断部材には、同切断部材により前記導電体が切断された状態で前記消弧室及び前記可動室間を連通させ、かつ前記ガス発生器からのガスを前記両切断端間に向けて噴出させる連通路が設けられている請求項１に記載の導通遮断装置。
【請求項７】
前記消弧室は前記導電体に面して開口する多角形状の開口部を有し、かつ同開口部の少なくとも一辺を切断エッジ部としており、
前記切断部材は、前記消弧室内で前記切断エッジ部に接近した箇所を移動することにより、同切断エッジ部との間で前記導電体を切断するものである請求項１〜６のいずれか１つに記載の導通遮断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電体の切断を通じて、電気回路を構成する機器間の導通を遮断する導通遮断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気回路には、その電気回路を構成する機器の異常時や、同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機器間の導通を遮断する導通遮断装置が設けられる。その一態様として、ガスによって刃（切断部材）を移動させることで、機器間に介在された導電体を強制的に切断するタイプの導通遮断装置が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１を含む上記タイプの導通遮断装置では、導電体の一部がケース内に配置されている。ケース内において、導電体から離れた箇所には、ガスを発生するガス発生器が配設されている。ケース内において、導電体及びガス発生器間には可動室が形成され、ここに切断部材が移動可能に配設されている。
【０００４】
この導通遮断装置では、ガス発生器からガスが発生されると、切断部材がそのガスにより移動させられて通電状態の導電体を切断する。切断により、導電体には互いに離間した状態の一対の切断端が生じ、導電体が両切断端間で分断された状態となり、機器間の導通が遮断される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２３２９７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、導通遮断装置が作動して、通電状態の導電体が切断されると、切断により生じた一対の切断端間で電位差が生じることによりアークが発生する、すなわち、両切断端間に存在する気体の絶縁が破壊されて電流が流れる現象が生ずる場合がある。
【０００７】
上記アークは、切断端間の距離が短いほど発生しやすい。一方で、導電体として一般的に使用される銅やアルミニウムは延性に富んでいる。そのため、ガスにより切断部材を高速で移動させて導電体を切断しようとすると、導電体は多く伸び、その分、切断端間の距離が短くなって、上記アークを発生しやすい。アークが発生すると、両切断端間が電気的に接続された状態となり、導電体は物理的に切断されているにも拘わらず、通電した状態を維持する（導通が遮断されない）おそれがある。そのほか、アークは導電体や周辺の樹脂製の部材を溶融させるおそれがある。
【０００８】
ところが、上記特許文献１を含む従来の導通遮断装置では、ガスによって切断部材を移動させて導電体を切断する構成については記載されているものの、アークについての対策は特に講じられていない。
【０００９】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、導電体の切断に伴い切断端間で発生するアークについて対策し、アークの及ぼす影響を小さくすることのできる導通遮断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、電気回路を構成する機器間に介在される導電体と、前記導電体から離れた箇所に配設されて、ガスを発生するガス発生器と、前記導電体及び前記ガス発生器間に配設され、前記ガス発生器からのガスにより移動させられて同導電体を切断し、前記機器間の導通を遮断する切断部材とを備える導通遮断装置であって、前記切断部材による前記導電体の切断が行なわれるとともに、前記切断により前記導電体に生ずる一対の切断端間で発生するアークを消弧する消弧室が設けられていることを要旨とする。
【００１１】
上記の構成によれば、ガス発生器からのガスの発生前には、電気回路を構成する機器間が導電体を介して導通された状態となる。
導電体に通電された状態でガス発生器からガスが発生されると、切断部材がそのガスにより移動させられる。消弧室において導電体が切断部材によって切断され、その切断に伴い、互いに離間した一対の切断端が生ずる。導電体は、両切断端間で分断された状態となり、機器間の導通が遮断される。このとき、両切断端間でアークが発生しても、そのアークは消弧室内で消弧される。従って、アークが導通遮断装置に及ぼす影響は、アークについての対策が講じられていないものよりも小さくなる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記消弧室は電気絶縁性を有する材料により形成され、前記消弧室の内壁面であって、前記導電体の切断時に前記両切断端の一方が接近する箇所と他方が接近する箇所との間を少なくとも含む領域に凹凸部が設けられていることを要旨とする。
【００１３】
上記の構成によれば、通電状態の導電体が切断部材により切断された場合、アークが一方の切断端から他方の切断端に向け、電気絶縁性を有する材料によって形成された消弧室の内壁面に沿って移動しようとする。消弧室の内壁面であって、導電体の切断時に両切断端の一方が接近する箇所と他方が接近する箇所との間を少なくとも含む領域に凹凸部が設けられた請求項２に記載の発明では、アークが凹凸部の壁面に沿って移動する。アークが凹凸部の壁面に沿う分、アークが移動する経路の長さは、凹凸部の設けられていない場合よりも長くなり、アークが消弧されやすい。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記消弧室は電気絶縁性を有する材料により形成され、前記消弧室の内壁面であって、前記導電体の切断時に前記両切断端の一方が接近する箇所と他方が接近する箇所との間の領域から外れた箇所に凹凸部が設けられ、前記凹凸部を挟んで前記両切断端とは反対側には、前記アークに対し磁気吸引力を作用させる磁石が設けられていることを要旨とする。
【００１５】
上記の構成によれば、通電状態の導電体が切断部材により切断され、両切断端間でアークが発生した場合、そのアークに対しては磁石の磁気吸引力が作用する。この磁気吸引力により、アークは消弧室の内壁面に設けられた凹凸部側へ引っ張られる。従って、請求項３に記載の発明では、凹凸部は、消弧室の内壁面であって、導電体の切断時に両切断端の一方が接近する箇所と他方が接近する箇所との間の領域から外れた箇所に設けられているが、アークはこの凹凸部の壁面に沿って移動することとなる。アークが凹凸部の壁面に沿う分、アークが移動する経路の長さは、凹凸部の設けられていない場合よりも長くなり、アークが消弧されやすい。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記消弧室は、前記導電体、前記ガス発生器及び前記切断部材が配設されたケースの内部であって、前記導電体を挟んで前記切断部材とは反対側に形成されており、前記消弧室及び前記切断部材の少なくとも一方であって、前記導電体の切断時に前記両切断端の一方が接近する箇所と他方が接近する箇所との間を少なくとも含む領域は、０．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を有する材料を用いて形成されていることを要旨とする。
【００１７】
上記の構成によれば、通電状態の導電体が切断部材により切断された場合、その切断により生ずる両切断端の近くには、消弧室及び切断部材が位置する。一方で、上記切断に伴い、両切断端間でアークが熱を伴って発生すると、その熱は、消弧室及び切断部材を通じて放出される。この際の放熱の度合いは、消弧室及び切断部材の熱伝導率が高いほど大きい。
【００１８】
ここで、請求項４に記載の発明では、消弧室及び切断部材の少なくとも一方であって、導電体の切断時に両切断端の一方が接近する箇所と他方が接近する箇所との間を少なくとも含む領域が、０．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を有している。この熱伝導率は、汎用の樹脂材料が有しているとされる熱伝導率（０．２Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度）よりも大きい。そのため、消弧室及び切断部材のうち、上記高熱伝導率を有する材料を用いて形成されている部分からは、汎用の樹脂材料によって形成された場合よりも多くの熱が放出される。この放熱によりアークの温度が低下し、消弧されやすい。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記消弧室及び前記切断部材の少なくとも一方であって、前記導電体の切断時に前記両切断端の一方が接近する箇所と他方が接近する箇所との間を少なくとも含む領域は、同両切断端間でのアークによりアブレーションガスを発生する樹脂材料を用いて形成されていることを要旨とする。
【００２０】
ここで、アブレーションは、樹脂材料の表面が蒸発や侵食によって分解する現象である。アブレーションガスは、上記アブレーションにより発生するガスであり、その発生の過程で樹脂材料が気化する際の気化潜熱によって、冷却する機能を有する。
【００２１】
上記の構成によれば、通電状態の導電体が切断部材により切断され、両切断端間でアークが発生した場合、切断部材及び消弧室のうち上記条件を満たす樹脂材料を用いて形成されたものでは、その表面が蒸発や浸食によって分解されてアブレーションガスを発生する。このアブレーションガスの発生過程で樹脂材料が気化する際の気化潜熱によってアークが冷却され、消弧されやすい。
【００２２】
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記切断部材は、前記導電体を挟んで前記消弧室とは反対側に設けられた可動室内に配設されており、前記切断部材には、同切断部材により前記導電体が切断された状態で前記消弧室及び前記可動室間を連通させ、かつ前記ガス発生器からのガスを前記両切断端間に向けて噴出させる連通路が設けられていることを要旨とする。
【００２３】
上記の構成によれば、ガス発生器からのガスの発生前には、導電体が切断されていない。切断部材に設けられた連通路は、その消弧室側の端部を、導電体によって塞がれている。
【００２４】
ガス発生器からガスが発生されて切断部材が移動し、通電状態の導電体が同切断部材により切断されると、その切断と同時に、連通路の消弧室側の端部が開放された状態となり、消弧室及び可動室間が、連通路を通じて連通させられた状態となる。そのため、ガス発生器からのガスの一部が連通路内を流れて、両切断端間に噴出させられる。従って、上記切断により両切断端間でアークが発生しても、そのアークは連通路から噴出されるガスによって吹き飛ばされて消弧されやすい。
【００２５】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１つに記載の発明において、前記消弧室は前記導電体に面して開口する多角形状の開口部を有し、かつ同開口部の少なくとも一辺を切断エッジ部としており、前記切断部材は、前記消弧室内で前記切断エッジ部に接近した箇所を移動することにより、同切断エッジ部との間で前記導電体を切断するものであることを要旨とする。
【００２６】
上記の構成によれば、導電体に通電された状態でガス発生器からガスが発生されると、そのガスにより、切断部材は、消弧室内であって、開口部の少なくとも一辺により構成される切断エッジ部に接近した箇所を移動する。導電体は、これらの間隔の狭い切断エッジ部及び切断部材間で切断される。そのため、切断エッジ部がなく、切断部材の押圧のみにより導電体が切断される場合に比べ、導電体の伸び量が少ない。従って、切断により導電体に生ずる両切断端の間隔が大きくなって、アークが消弧されやすい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の導通遮断装置によれば、導電体の切断に伴い切断端間で発生するアークを消弧室内で消弧し、アークが及ぼす影響を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明を具体化した第１実施形態における導通遮断装置の内部構造を示す断面図。
【図２】図１の導通遮断装置が適用される電気回路の概略構成を示す略図。
【図３】図１におけるＸ部を拡大して示す部分断面図。
【図４】図３における導電体が切断された状態を示す部分断面図。
【図５】本発明を具体化した第２実施形態の導通遮断装置を示す図であり、導電体が切断される前の状態を示す部分断面図。
【図６】図５における導電体が切断された状態を示す部分断面図。
【図７】本発明を具体化した第３実施形態の導通遮断装置を示す図であり、導電体が切断された状態を示す部分断面図。
【図８】本発明を具体化した第４実施形態の導通遮断装置を示す図であり、導電体が切断される前の状態を示す部分断面図。
【図９】第４実施形態の導通遮断装置に用いられる切断部材を示す斜視図。
【図１０】図８における導電体が切断された状態を示す部分断面図。
【図１１】第１実施形態の導通遮断装置の変更例を示す部分断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。
図２は、本実施形態の導通遮断装置Ｃが適用される電気回路１１を示している。電気回路１１は、これを構成する機器として蓄電池１２及び電気機器１３を備えている。この電気回路１１では、蓄電池１２からの電力供給によって電気機器１３が作動させられる。電気機器１３は、蓄電池１２から入力される電力を昇圧したうえで出力するコンバータ１４と、同コンバータ１４から入力される直流電力をモータ駆動に適した交流電力に変換して出力するインバータ１５と、インバータ１５から出力される交流電力によって駆動されるモータ１６とにより構成されている。
【００３０】
上記電気回路１１は車両１０に搭載されている。この車両１０が衝突等によってダメージを受けた場合には、電気機器１３が適正に作動しなくなったり、上記電気回路１１からの漏電を招いたりするおそれがある。そのため、車両１０には、その衝突に際して、電気回路１１を構成する機器間、例えば、蓄電池１２（詳しくは、その正極）と電気機器１３との間の導通を遮断する導通遮断装置Ｃが設けられている。車両１０には、その衝突の有無を検出する衝突センサ１７と、マイクロコンピュータを中心に構成され、かつ衝突センサ１７からの信号が入力される電子制御ユニット１８とが取付けられている。そして、電子制御ユニット１８は、衝突センサ１７の出力信号をもとに車両１０の衝突を検知すると、導通遮断装置Ｃを作動させる。この作動により、蓄電池１２から電気機器１３への電力供給が遮断される。
【００３１】
図１に示すように、導通遮断装置Ｃは、導電体２０、ケース３０、火薬式のガス発生器４０及び切断部材５０を備えている。次に、導通遮断装置Ｃを構成する各部材について説明する。
【００３２】
＜導電体２０＞
導電体２０は、上記蓄電池１２及びコンバータ１４間を導通させる導通経路を構成するものであり、電気伝導率の高い金属材料によって長尺板状に形成されている。こうした金属材料としては、銅が代表的であるが、その他の材料、例えば真鍮、アルミニウム等が用いられてもよい。導電体２０は、その両端に外部接続部２０Ａ，２０Ｂを有している。これらの外部接続部２０Ａ，２０Ｂは、蓄電池１２及びコンバータ１４に接続される箇所である。すなわち、各外部接続部２０Ａ，２０Ｂには貫通孔２１が形成されている。そして、上記貫通孔２１を利用してねじ等によって、外部接続部２０Ａ，２０Ｂのうちの一方が、蓄電池１２に導通する端子に接続されるとともに、他方が、コンバータ１４に導通する端子に接続される。このようにして、導電体２０が外部接続部２０Ａ，２０Ｂにおいて、電気回路１１の上記端子にそれぞれ接続されることにより、蓄電池１２及びコンバータ１４間が導電体２０を通じて導通される。
【００３３】
導電体２０は、両外部接続部２０Ａ，２０Ｂのほかに、それらの間に被切断部２２を有している。被切断部２２は、上記両外部接続部２０Ａ，２０Ｂ間において、それらの並設方向（図１の左右方向）へ延びている。なお、被切断部２２の延びる方向、すなわち、両外部接続部２０Ａ，２０Ｂの並設方向を、被切断部２２の長さ方向という場合がある。
【００３４】
＜ケース３０＞
ケース３０は、電気絶縁性を有し、かつ強度の高い材料（例えば樹脂材料）によって形成されており、その内部には、上記導電体２０を配置するための配置部３１が形成されている。導電体２０は、外部接続部２０Ａ，２０Ｂをケース３０の外部に露出させた状態で、上記配置部３１に配設されている。ケース３０内において、被切断部２２の厚み方向（図１の上下方向）についての一方には消弧室３２が形成され、他方には可動室３８が形成されている。
【００３５】
消弧室３２は、切断部材５０により被切断部２２の切断が行なわれるとともに、切断により被切断部２２に生ずる一対の切断端２３，２４（図４参照）間で発生するアークを消弧するための部屋である。消弧室３２の奥行き（紙面に直交する方向の寸法）は、被切断部２２の幅よりも僅かに大きく設定されており、切断された被切断部２２が同消弧室３２内に入り込むことが可能となっている。
【００３６】
図３に示すように、消弧室３２は、切断前の被切断部２２に面して開口する方形（四角形、ここでは略正方形）の開口部３３を有している。この開口部３３において、被切断部２２の長さ方向についての一方（図３の左方）の辺は、切断エッジ部３４とされている。
【００３７】
消弧室３２は、被切断部２２の長さ方向に相対向する２つの内壁面を有している。両内壁面を区別するために、上記切断エッジ部３４を含むものを第１内壁面３５といい、含まないものを第２内壁面３６というものとする。第１内壁面３５は被切断部２２に直交している（厚み方向に延びている）のに対し、第２内壁面３６は、消弧室３２の奥側ほど（開口部３３から遠ざかるほど（図３の上側ほど））、第１内壁面３５との間隔が狭まるように、同第１内壁面３５に対し傾斜している。
【００３８】
図４に示すように、消弧室３２の第１内壁面３５には、複数の凹凸部３７が、両切断端２３，２４を繋ぐ方向（図４の上下方向）に一定間隔毎に並べた状態で設けられている。従って、複数の凹凸部３７は、消弧室３２の内壁面であって、被切断部２２の切断時に両切断端２３，２４の一方が接近する箇所と他方が接近する箇所との間を少なくとも含む領域（第１内壁面３５）に設けられていることとなる。
【００３９】
図１に示すように、可動室３８は、上記被切断部２２の厚み方向に延びる略円筒状をなしている。可動室３８の内壁面の複数箇所には、上記厚み方向に延びるガイド溝３９が形成されている。
【００４０】
＜ガス発生器４０＞
ガス発生器４０は、導通遮断装置Ｃの駆動源として用いられている。ガス発生器４０は、その一部を可動室３８に露出させた状態でケース３０内に配設されている。ガス発生器４０は電子制御ユニット１８に接続されており、ガスＧ（図４参照）の発生に際して、同電子制御ユニット１８から作動信号が入力される。ガス発生器４０は、電子制御ユニット１８からの作動信号の入力に伴って内蔵の火薬を着火燃焼させてガスＧを発生させる。
【００４１】
なお、火薬式のガス発生器４０を用いて駆動される装置には、一般に、駆動源として他の方式（電磁式等）のものが用いられる装置と比較して、迅速な駆動が可能であり、低廉で、しかも動作信頼性が高い特徴がある。
【００４２】
＜切断部材５０＞
切断部材５０は、略円柱状をなす本体部５１と、本体部５１から消弧室３２側へ突出し、かつ上記切断エッジ部３４と協働して被切断部２２を切断する刃部５２とを備えている。切断部材５０は、可動室３８内であって被切断部２２とガス発生器４０との間に配設されている。本体部５１の外面の複数箇所には、被切断部２２の厚み方向に延びるガイド突部５３が突設されている。本体部５１は、ガイド突部５３において、上述した可動室３８のガイド溝３９に対し、被切断部２２の厚み方向への移動可能に係合されている。
【００４３】
図３に示すように、刃部５２は、被切断部２２の長さ方向（図３の左右方向）に相対向する２つの外壁面を有している。両外壁面を区別するために、上記切断エッジ部３４に近い側（図３の左側）の外壁面を第１外壁面５５といい、切断エッジ部３４から遠い側（図３の右側）の外壁面を第２外壁面５６というものとする。
【００４４】
刃部５２の第１外壁面５５は、被切断部２２に直交している（被切断部２２の厚み方向に延びている）。この第１外壁面５５は、切断エッジ部３４から、同切断エッジ部３４と協働して被切断部２２を切断（剪断）するのに適した、僅かな距離Ｄ（例えば、０．５ｍｍ前後）だけ離れている。
【００４５】
刃部５２の第２外壁面５６は、消弧室３２の上記第２内壁面３６に対応して傾斜、すなわち、本体部５１から遠ざかるほど（図３の上側ほど）、上記第１外壁面５５との間隔が狭まるように、同第１外壁面５５に対し傾斜している。
【００４６】
なお、上記切断部材５０は、上記ケース３０等と同様、電気絶縁性を有し、かつ強度の高い材料（例えば樹脂材料）を用いて形成されている。
上記のようにして第１実施形態の導通遮断装置Ｃが構成されている。次に、この導通遮断装置Ｃの作用について説明する。
【００４７】
車両１０の衝突が衝突センサ１７によって検知されないときには、図１において電子制御ユニット１８からガス発生器４０に対し作動信号が出力されず、同ガス発生器４０からガスＧが発生されない。被切断部２２は切断されず、蓄電池１２及びコンバータ１４間は導電体２０を介して導通された状態となる。
【００４８】
これに対し、導電体２０に通電されているときに、車両１０の衝突が衝突センサ１７によって検知されると、電子制御ユニット１８からガス発生器４０に作動信号が出力される。この作動信号に応じ、ガス発生器４０が作動してガスＧを発生する。切断部材５０が、被切断部２２側へ向かうガスＧの圧力を受ける。このとき、切断部材５０は、ガイド突部５３が可動室３８のガイド溝３９内を移動することによって、被切断部２２の厚み方向へ案内される。切断部材５０は、被切断部２２の長さ方向ついて切断エッジ部３４に接近した箇所を高速で移動する。
【００４９】
この移動に伴い、刃部５２が被切断部２２に当たり、同被切断部２２が消弧室３２側へ押圧される。この押圧により、被切断部２２における切断エッジ部３４の近傍部分に応力が集中して加わる。図４に示すように、被切断部２２が切断エッジ部３４の近傍部分で切断される。この切断により、被切断部２２には、互いに離間した一対の切断端２３，２４が生ずる。一方の切断端２３は切断エッジ部３４の近くに位置し、他方の切断端２４は刃部５２の先端面５２Ａ（消弧室３２の奥側の端面）の近くに位置する。
【００５０】
ここで、銅からなる導電体２０は延性に富んでいる。被切断部２２が切断時に伸びると、切断端２３，２４間の距離が短くなってアークが発生しやすい。
この点、第１実施形態では、導電体２０は、切断エッジ部３４と、これに対し僅かな距離Ｄだけ離れた箇所を移動する刃部５２（第１外壁面５５）とによって切断される。そのため、切断エッジ部３４がなく、かつ切断部材５０の押圧のみにより被切断部２２が切断される場合に比べ、被切断部２２の伸び量が少ない。従って、両切断端２３，２４の間隔が大きくなる。
【００５１】
被切断部２２は、両切断端２３，２４間で分断された状態となり、蓄電池１２及びコンバータ１４間の導通が遮断される。このとき、切断により生じた両切断端２３，２４間で電位差が生じることによりアークが発生する、すなわち、両切断端２３，２４間に存在する気体の絶縁が破壊されて電流が流れる場合がある。この際、アークは、切断端２３から切断端２４に向け、又はその逆に切断端２４から切断端２３に向け、電気絶縁性を有する材料によって形成された消弧室３２の内壁面に沿って移動しようとする。
【００５２】
第１実施形態では、消弧室３２の第１内壁面３５であって、被切断部２２の切断時に両切断端２３，２４の一方が接近する箇所と他方が接近する箇所との間の領域に複数の凹凸部３７が設けられているため、アークはこれらの凹凸部３７の壁面に沿って移動する。図４中の符号Ｒは、アークの移動経路を示している。アークが凹凸部３７の壁面に沿う分、アークが移動する経路の長さ（沿面距離）が、凹凸部３７の設けられていない場合よりも長くなる。
【００５３】
ここで、仮に、第２内壁面３６が切断前の被切断部２２に対し直交していて、同被切断部２２の長さ方向に対向する２つの辺がともに切断エッジ部３４とされ、切断部材５０の第２外壁面５６が切断前の被切断部２２に対し直交し、刃部５２が両切断エッジ部３４に接近した箇所を移動すると、被切断部２２が二箇所で切断される。ただし、この場合には、刃部５２が一箇所で被切断部２２を切断する場合に比べ、切断部材５０を二倍の荷重で消弧室３２側へ移動させなければならず、大きな荷重が必要となる。
【００５４】
この点、本実施形態では、図４に示すように、第２内壁面３６が消弧室３２の奥側ほど（開口部３３から遠ざかるほど（図４の上側ほど））、第１内壁面３５との間隔が狭まるように、同第１内壁面３５に対し傾斜している。また、第２外壁面５６が、本体部５１から遠ざかるほど（図４の上側ほど）、第１外壁面５５との間隔が狭まるように、同第１外壁面５５に対し傾斜している。
【００５５】
そのため、ガス発生器４０からのガスＧにより切断部材５０が消弧室３２側へ押圧されると、被切断部２２は、切断エッジ部３４及び刃部５２の第１外壁面５５間で切断される。これに加え、被切断部２２は、上記切断部材５０の押圧により、同刃部５２の傾斜した第２外壁面５６に沿って鈍角に折り曲げられるとともに、消弧室３２の傾斜した第２内壁面３６に沿って鈍角に折り曲げられる。これらの折り曲げに要する荷重は、切断に要する荷重よりも小さい。従って、切断部材５０を消弧室３２側へ移動させるために必要な荷重は小さくてすむ。
【００５６】
以上詳述した本実施形態によれば、次の効果が得られる。
（１）刃部５２による導電体２０（被切断部２２）の切断が行なわれるとともに、切断により被切断部２２に生ずる一対の切断端２３，２４間で発生するアークを消弧する消弧室３２をケース３０内に設けている（図１、図３）。
【００５７】
そのため、被切断部２２の切断に伴い両切断端２３，２４間でアークが発生しても、そのアークを消弧室３２で消弧し、アークが導通遮断装置Ｃに及ぼす影響を、アークについての対策が講じられていないものよりも小さくすることができる。
【００５８】
例えば、アークにより、両切断端２３，２４間が電気的に接続された状態となり、導電体２０が通電した状態に維持される（導通が遮断されない）現象を起こりにくくすることができる。また、高温のアークに晒されることが原因で、導電体２０や周辺の樹脂製の部材が軟化したり溶融したりするのを抑制することができる。
【００５９】
（２）消弧室３２を、電気絶縁性を有する材料により形成する。消弧室３２の内壁面であって、導電体２０（被切断部２２）の切断時に両切断端２３，２４の一方が接近する箇所と他方が接近する箇所との間を少なくとも含む領域（第１内壁面３５）に凹凸部３７を設けている（図４）。
【００６０】
そのため、アークを凹凸部３７に沿わせることで沿面距離を長くして、アークを消弧することができ、上記（１）の効果を得ることができる。
（３）被切断部２２の長さ方向について切断エッジ部３４に接近した箇所で刃部５２を移動させることにより、同刃部５２及び切断エッジ部３４間で被切断部２２を切断するようにしている（図４）。
【００６１】
そのため、導電体２０（被切断部２２）の切断に伴う伸び量を少なくし、切断端２３，２４の間隔を小さくして、アークを消弧しやすくすることができる。
（第２実施形態）
次に、本発明を具体化した第２実施形態について、図５及び図６に従って説明する。
【００６２】
第２実施形態は、両切断端２３，２４間で発生したアークを消弧室３２内で消弧するための構成が、上述した第１実施形態と異なっている。
第２実施形態では、消弧室３２の全ての内壁面及び切断部材５０の全体が、０．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を有する材料によって形成されている。従って、上記材料によって形成されている箇所には、消弧室３２及び切断部材５０であって、導電体２０の切断時に両切断端２３，２４の一方が接近する箇所と他方が接近する箇所との間を少なくとも有する領域が含まれることとなる。上記の材料としては、例えば、汎用の樹脂材料にフィラーを混入させたものを用いることができる。第２実施形態では、凹凸部３７の形成（第１実施形態）は割愛されている。
【００６３】
なお、第１実施形態で説明したものと同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
上記の構成を有する第２実施形態では、通電状態の被切断部２２が刃部５２により切断された場合、両切断端２３，２４間の近くには、消弧室３２の第１内壁面３５及び刃部５２の第１外壁面５５が位置する。そのため、上記切断に伴い、両切断端２３，２４間でアークが熱を伴って発生すると、その熱は、消弧室３２及び切断部材５０を通じて放出される。この際の放熱の度合いは、消弧室３２及び切断部材５０の熱伝導率が高いほど大きい。
【００６４】
ここで、第２実施形態では、消弧室３２の内壁面及び切断部材５０がともに、０．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を有する材料により形成されている。この熱伝導率は、汎用の樹脂材料が有しているとされる熱伝導率（０．２Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度）よりも大きい。そのため、消弧室３２及び切断部材５０からは、汎用の樹脂材料によって形成された場合よりも多くの熱が放出される。この放熱によりアークの温度が低下する。
【００６５】
従って、第２実施形態によれば、上記（１），（３）と同様の効果が得られるほか、次の効果が得られる。
（４）消弧室３２及び切断部材５０を、０．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の高熱伝導率を有する材料によって形成している（図５）。
【００６６】
そのため、導電体２０（被切断部２２）の切断に伴い両切断端２３，２４間でアークが発生しても、そのアークの熱を消弧室３２及び切断部材５０を通じて放出させ、アークの温度を低下させて消弧することができる。
【００６７】
（第３実施形態）
次に、本発明を具体化した第３実施形態について、図７に従って説明する。
第３実施形態は、両切断端２３，２４間で発生したアークを消弧室３２内で消弧するための構成が、上述した第１及び第２実施形態と異なっている。
【００６８】
第３実施形態では、消弧室３２の全ての内壁面及び切断部材５０の全体が、両切断端２３，２４間で発生するアークによりアブレーションガスを発生する樹脂材料によって形成されている。従って、上記樹脂材料を用いて形成されている箇所には、切断部材５０（刃部５２）であって、被切断部２２の切断時に、切断端２３が接近する箇所と切断端２４が接近する箇所との間の領域Ａ１が含まれる。また、上記箇所には、消弧室３２であって、被切断部２２の切断時に、切断端２３が接近する箇所と切断端２４が接近する箇所との間の領域Ａ２が含まれることとなる。
【００６９】
ここで、アブレーションは、樹脂材料の表面が蒸発や侵食によって分解する現象である。アブレーションガスは、上記アブレーションにより発生するガスであり、その発生の過程で樹脂材料が気化する際の気化潜熱によって、冷却する機能を有する。
【００７０】
アブレーションガスを発生する樹脂材料としては、−Ｃ−Ｃ−結合を１つ以上含む高分子材料が好ましい。該当する樹脂材料としては、例えば不飽和ポリエステル、メラミン樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができるほか、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリアセタール等の熱可塑性樹脂を用いることができる。
【００７１】
なお、第３実施形態では、凹凸部３７の形成（第１実施形態）、及び高熱伝導率を有する材料を用いた形成（第２実施形態）は、割愛されている。
上記の構成を有する第３実施形態では、通電状態の導電体２０（被切断部２２）が切断部材５０（刃部５２）により切断されると、両切断端２３，２４間でアークが５０００Ｋ以上の熱を伴って発生する場合がある。この場合、切断部材５０の上記領域Ａ１、及び消弧室３２の上記領域Ａ２は、アークの熱に晒され、熱分解されてアブレーションガスを発生する。このアブレーションガスの発生過程で樹脂材料が気化する際の気化潜熱によってアークが冷却される。
【００７２】
また、熱膨張するアブレーションガスにより消弧室３２の内圧が上昇し、アークが吹き飛ばされる。従って、この点からもアークの消弧が促進される。
従って、第３実施形態によれば、上記（１），（３）と同様の効果が得られるほか、次の効果が得られる。
【００７３】
（５）切断部材５０及び消弧室３２を、アークによりアブレーションガスを発生する樹脂材料を用いて形成している（図７）。
そのため、導電体２０（被切断部２２）の切断に伴い両切断端２３，２４間でアークが発生しても、アブレーションガスによってアークの温度を低下させて消弧することができる。
【００７４】
（第４実施形態）
次に、本発明を具体化した第４実施形態について、図８〜図１０に従って説明する。
第４実施形態は、両切断端２３，２４間で発生したアークを消弧室３２内で消弧するための構成が、上述した第１〜第３実施形態と異なっている。
【００７５】
第４実施形態では、切断部材５０に連通路５７が設けられている。この連通路５７は、被切断部２２の厚み方向に真っ直ぐ延びている。連通路５７の一部は、切断部材５０の本体部５１を貫通し、かつ円形の断面形状を有する孔５８によって構成されている。この孔５８の一端は、本体部５１のガス発生器４０側（図８の下側）の端面において開口している。連通路５７の残部は、切断部材５０の刃部５２の第１外壁面５５に設けられた溝部５９によって構成されている。この溝部５９は、半円形の断面形状を有し、被切断部２２の厚み方向について、刃部５２の全長にわたって設けられている。溝部５９の一端は、刃部５２の先端面５２Ａに達している。溝部５９のこの箇所は、被切断部２２の切断時に、消弧室３２内で切断端２４が接近する箇所である（図１０参照）。
【００７６】
なお、第４実施形態では、凹凸部３７の形成（第１実施形態）、高熱伝導率を有する材料を用いた形成（第２実施形態）、及びアブレーションガスを発生する樹脂材料を用いた形成（第３実施形態）は、割愛されている。
【００７７】
上記の構成を有する第４実施形態では、ガス発生器４０からのガスＧの発生前には、図８に示すように、被切断部２２が切断されない。切断部材５０に設けられた連通路５７は、その消弧室３２側の端部を、被切断部２２によって塞がれたような状態となっている。
【００７８】
ガス発生器４０からガスＧが発生されて切断部材５０が移動し、図１０に示すように、通電状態の被切断部２２が刃部５２により切断されると（両切断端２３，２４が離されると）、その切断と同時に、連通路５７の消弧室３２側の端部が開放された状態となる。消弧室３２及び可動室３８間が、同切断部材５０の連通路５７を通じて連通させられた状態となる。そのため、ガス発生器４０からの高圧のガスＧの一部が連通路５７内を流れて、両切断端２３，２４間に高速で吹付けられる。そのため、上記切断により両切断端２３，２４間でアークが発生しても、そのアークは連通路５７から噴出されたガスＧによって吹き飛ばされる。
【００７９】
特に、アーク放電が起こる過程では、両切断端２３，２４間の気体分子が電離してイオン化が起こり、プラズマを生み出し、その上を電流が流れるところ、このイオン化した気体が、連通路５７からのガスＧによって吹き飛ばされて、アークの消弧が効果的に行なわれる。
【００８０】
従って、第４実施形態によれば、上記（１），（３）と同様の効果が得られるほか、次の効果が得られる。
（６）切断部材５０には、同切断部材５０（刃部５２）により被切断部２２が切断された状態で消弧室３２及び可動室３８間を連通させ、かつガス発生器４０からのガスＧを両切断端２３，２４間に向けて噴出させる連通路５７を設けている（図１０）。
【００８１】
そのため、被切断部２２の切断と同時に連通路５７から噴出されるガスＧによって、両切断端２３，２４間で発生するアークを吹き飛ばして消弧することができる。
なお、本発明は次に示す別の実施形態に具体化することができる。
【００８２】
＜消弧室３２について＞
・消弧室３２の開口部３３は、方形（四角形）以外の多角形状をなすものであってもよい。また、開口部３３の二辺以上が切断エッジ部とされてもよい。
【００８３】
・第１実施形態での凹凸部３７は、消弧室３２の内壁面であって、導電体２０の切断時に両切断端２３，２４の一方が接近する箇所と他方が接近する箇所との間を少なくとも含む領域であることを条件に、上記第１実施形態とは異なる箇所に設けられてもよい。
【００８４】
・凹凸部３７は、第１実施形態に代え、図１１に示すように、消弧室３２の内壁面であって、導電体２０（被切断部２２）の切断時に両切断端２３，２４の一方が接近する箇所と他方が接近する箇所との間の領域から外れた箇所（図１１では上側の内壁面）に設けられてもよい。この場合には、凹凸部３７を挟んで両切断端２３，２４とは反対側には、アークに対し、凹凸部３７側へ向かう磁気吸引力（ローレンツ力：磁場中を運動する荷電粒子に働く力）を作用させる磁石６１が設けられることが望ましい。
【００８５】
このようにすると、通電状態の導電体２０が刃部５２により切断され、両切断端２３，２４間でアークが発生した場合、そのアークに対しては磁石６１の磁気吸引力が作用する。この磁気吸引力により、アークは凹凸部３７側へ引っ張られる。従って、凹凸部３７は、消弧室３２の内壁面であって、上述した条件を満たす箇所に設けられているが、アークはこの凹凸部３７の壁面に沿って移動する。アークが凹凸部３７に沿う分、アークが移動する経路の距離（沿面距離）が、凹凸部３７の設けられていない場合よりも長くなり、消弧しやすい。そのため、この変更例においても第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００８６】
なお、第１実施形態においても、上記変更例と同様に、凹凸部３７を挟んで両切断端２３，２４とは反対側（例えば、図４では左側）に磁石６１が設けられてもよい。この場合、アークに対し、凹凸部３７側へ向かう磁気吸引力を作用させることで、沿面距離を第１実施形態よりも伸ばし、凹凸部３７による消弧性能を高めることができる。
【００８７】
・第２実施形態において、０．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の高熱伝導率を有する材料により形成される箇所は、消弧室３２及び切断部材５０のいずれか一方であってもよい。ただし、その場合であっても、導電体２０（被切断部２２）の切断時に両切断端２３，２４の一方が接近する箇所と他方が接近する箇所との間を少なくとも含む領域である必要がある。
【００８８】
・第３実施形態において、アークによりアブレーションガスを発生する樹脂材料を用いて形成される箇所は、消弧室３２及び切断部材５０のいずれか一方であってもよい。ただし、その場合であっても、導電体２０（被切断部２２）の切断時に両切断端２３，２４の一方が接近する箇所と他方が接近する箇所との間を少なくとも含む領域である必要がある。
【００８９】
＜連通路５７について＞
・第４実施形態の切断部材５０では、連通路５７のうち刃部５２における部分についても、本体部５１における部分と同様に、同刃部５２の内部を貫通する孔によって構成されてもよい。この場合、連通路５７の先端部での開口部分は、先端面５２Ａに近づくほど縮径するテーパ状に形成されてもよい。このようにすると、テーパ状の開口部分では先端側ほど流路面積が小さくなり、ガスＧの流速が速まる。そのため、この開口部分からガスＧを、両切断端２３，２４間に勢いよく吹付け、アークを効率よく吹き飛ばすことができる。
【００９０】
＜その他＞
・第１、第２及び第４実施形態では、ケース３０及び切断部材５０を形成する材料として、樹脂材料を用いることができるが、その他にも被切断部２２を切断し得る程度に強度の高い材料であって、かつ適度な電気絶縁性を有する材料であることを条件に、任意の材料を採用することができる。
【００９１】
また、第１〜第４の各実施形態では、ケース３０及び切断部材５０を形成する手法としては、金型成形を用いて形成する手法、切削加工により形成する手法等、任意の手法を採用することができる。
【００９２】
・本発明の導通遮断装置Ｃは、蓄電池１２とコンバータ１４との間に設けられるものに限らず、電気回路を構成する機器間に設けられて、それら機器間の導通を遮断する装置であれば適用することができる。そうした装置としては、例えば燃料電池車両において燃料電池と車両走行用モータとの間に設けられる導通遮断装置や、据置式のシステムの電源と電気機器との間に設けられる導通遮断装置、据置式のシステムの電気機器間に設けられる導通遮断装置等を挙げることができる。
【符号の説明】
【００９３】
１１…電気回路、１２…蓄電池（機器）、１３…電気機器、１４…コンバータ（機器）、１５…インバータ（機器）、１６…モータ（機器）、２０…導電体、２３，２４…切断端、３０…ケース、３２…消弧室、３３…開口部、３４…切断エッジ部、３５…第１内壁面、３６…第２内壁面、３７…凹凸部、３８…可動室、４０…ガス発生器、５０…切断部材、５７…連通路、６１…磁石、Ａ１，Ａ２…領域、Ｃ…導通遮断装置、Ｇ…ガス。
【図１】
2014049300.tif 000003
【図２】
2014049300.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014049300.tif 000009
【図８】
2014049300.tif 000010
【図９】
2014049300.tif 000011
【図１０】
2014049300.tif 000012
【図１１】
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