(57)【要約】【課題】構造が極めて簡単でホコリがたまりにくくかつ高感度の衝撃感知式電流遮断装置を提供すること。【解決手段】本発明に係る衝撃感知式電流遮断装置は、相対的に質量の小さい第１及び第２の端子部（１１，１２）と、相対的に質量の大きい慣性運動子（１０Ａ）とが肉厚の異なる２つのくびれ部（断裂部Ｐ及び折れ曲がり支点Ｑ）を介して一軸上に一体成形された軸対称構造の衝撃感知部（１０）と、この衝撃感知部（１０）を覆う本体容器（２０）とよりなることを特徴とする。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対的に質量の小さい第１及び第２の端子部（１１，１２）と、相対的に質量の大きい慣性運動子（１０Ａ）とが肉厚の異なる２つのくびれ部（断裂部Ｐ及び折れ曲がり支点Ｑ）を介して一軸上に一体成形された軸対称の衝撃感知部（１０）と、この衝撃感知部（１０）を覆う本体容器（２０）とよりなることを特徴とする衝撃感知式電流遮断装置。
【請求項２】
前記慣性振動子（１０Ａ）は相対的に肉厚の大きいくびれ部（Ｑ）に近い方に重心が偏在した形状であることを特徴とする請求項１記載の衝撃感知式電流遮断装置。
【請求項３】
前記衝撃感知部（１０）はタングステンを含む銅合金により構成されることを特徴とする請求項１記載の衝撃感知式電流遮断装置。
【請求項４】
前記本体容器（２０）は車両の骨格をなす剛性の高い部分に直接設置されることを特徴とする請求項１記載の衝撃感知式電流遮断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車の衝突事故の際に電気系統の短絡等による発火が原因となって生じる車両火災を効果的に防止するための安全装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車にはバッテリー（蓄電池）と発電機を電源とする電気系統の配線が車内に張りめぐらされているため、自動車の衝突による衝撃は電気系統の配線を短絡させる原因となっている。そして、自動車衝突事故による車両火災の発生原因の多くはこの電線短絡による発火によるものと考えられている。発火は衝突後の短時間に起こることもあれば数時間の後に起こることもあり、ケースバイケースである。
【０００３】
例えば、自動車事故が発生して事故車両を牽引しなければならないとき、事故処理業者はまず事故車両からバッテリーを取り外さなければならないといわれている。これを怠ると数時間後に車両火災が発生するといった事故が報告されているためである。また、実際の自動車衝突事故の事例をみると事故の衝撃で運転手が意識を失うこともあり、そのようなとき何らかの理由でアクセルに押圧がかかると事故車両が暴走し２次的災害の原因となる。
【０００４】
これに対し、現在自動車メーカーは車両火災事故を防止するため車両各部分に不燃材を多く用いているが根本的な問題解決とは言えない。なお、自動車の電気系統には過電流を感知して導通を遮断するヒューズが設けられているが、ヒューズが溶断されるまでに多くの場合数秒乃至数十秒の時間が必要であるため、衝突事故による急激な電流負荷が発生した場合には、ヒューズ溶断に至る時間よりも早く燃料等に引火することがあり、結果的に火災を止めることができないのである。
【０００５】
そこで、車載バッテリーの端子或いはその付近に衝撃で作動する電流遮断装置を取付けるという技術的思想が開示されている（例えば、特許文献１、第５段落参照）。同文献によれば、半固定した鋼球又は円板状の慣性運動子の慣性力を利用して、水平方向からの衝撃を感知してスイッチ又は圧電素子の信号で電磁遮断機等を連動させて電流を遮断するという（同文献第５段落乃至第８段落参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２２７３３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１記載の構造のように、スイッチや圧電素子の信号で電流を遮断する方式は構造が複雑であり、さらに、半固定した慣性運動子と電導線の隙間に埃（ホコリ）などの異物が蓄積され易く、ホコリ等に引火すると場合によってはこの電流遮断装置そのものが、発火原因となり得る点で問題である。
【０００８】
さらに、同文献によると、同装置はバッテリーの端子又はその側近に取付ける旨提案されているが、バッテリーは車体（シャーシ）から独立した位置にボルトとナット等で固定されて設置するため、車両本体に対する衝撃力が十分に伝わらず減衰し易い。従って、バッテリーに取付けるやり方では、衝撃感知の感度の点において不利であると考えられる。
【０００９】
本発明は上記に鑑みなされたものであり、構造が極めて簡単でホコリがたまりにくくかつ高感度の衝撃感知式電流遮断装置を提供することをその主たる技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため本発明に係る衝撃感知式電流遮断装置は、相対的に質量の小さい第１及び第２の端子部１１，１２と、相対的に質量の大きい慣性運動子１０Ａとが肉厚の異なる２つのくびれ部（断裂部Ｐ及び折れ曲がり支点Ｑ）を介して一軸上に一体成形された軸対称の衝撃感知部１０と、この衝撃感知部１０を覆う本体容器２０とよりなることを特徴とする。なお、軸対称とは、１本の座標軸（例えばｚ軸）を中心に回転して得られる回転構造体を意味するものとする。
【００１１】
慣性振動子１０Ａは相対的に肉厚の大きいくびれ部（Ｑ）に近い方に重心が偏在した形状であることが好ましい。例えばドーム状或いは半球状として、頂部に肉厚の小さいくびれ部（断裂部Ｐ）を、底面側に肉厚の大きいくびれ部（折れ曲がり支点Ｑ）を、それぞれ配置した構造である。衝撃が加えられると慣性運動子１０Ａに相対的に大きな慣性力が働くが、このように重心を偏在させると肉厚の薄いくびれ部（断裂部Ｐ）に大きな力が集中しやすくなり、衝撃の応答感度が向上するためである。
【００１２】
また、この衝撃感知部１０は剛性が大きくかつ導電性が大きい金属、例えばタングステンを含む銅合金などで構成されることが好ましい。剛性が大きいほど一定以上の衝撃により断裂部Ｐの破断が確実起こり、また導電率が大きいほど無用な電源損失を防止できるためである。
【００１３】
なお、本発明に係る衝撃感知式電流遮断装置は、この本体容器２０を自動車の車体のシャーシ部などの車両の骨格をなす剛性の高い部分に直接設置して使用する。シャーシ部以外でも動作するが、自動車の車体に加わった衝撃力を減衰させずに伝えるためには、シャーシ部が効果的だからである。なお、近年は車体のフレーム構造も多様化し、その呼び名も各メーカーにより様々であるが、いずれにせよ、衝撃感知の感度を上げる意味において本発明に係る衝撃感知式電流遮断装置は車両の骨格をなす剛性の高い部分に直接取付けられることが極めて重要である。
【００１４】
慣性運動部の形状及びくびれ部の肉厚等を適切に設計すると、車両に例えば時速２０ｋｍ以上で壁面衝突した際に加わるだけの急激な外圧が加わった場合に、慣性運動部１０の慣性運動子１０Ａの断裂部Ｐが慣性力により破断される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る衝撃感知式電流遮断装置によると、衝突事故の際に衝突とほぼ同時的かつ不可逆的にバッテリーからの電流供給を遮断し、車両内の電線短絡による発火を防止すると共にエンジンも停止するため、自動車衝突後に車両が炎上することがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明に係る衝撃感知式電流遮断装置（以下、単に「電流遮断装置」という。）の実施例について説明する。
【００１７】
（装置構成）
図１乃至図３は本発明に係る電流遮断装置の一実施例を示しており、図１（ａ）はその平面図を、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図を、図２は図１（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図を、図３は装置の全体斜視図をそれぞれ示している。
【００１８】
本発明に係る電流遮断装置は大きく分けて慣性運動部１０と、本体容器２０とからなる。慣性運動部１０は、慣性運動子１０Ａと上側の端子部１１と下側の端子部１２とからなり、本体容器２０に納められた状態で、ボルト２１等によりシャーシに取り付けられる。
【００１９】
本体容器２０は上下２つに分離した部材からなり、ボルト或いはホットメルト等で接合された密閉容器であり、接合部にはOリングのようなシールパッキンなどを設けて水分やホコリ等の異物が侵入しにくい構造となっている。
図４は本体容器の分解図（本体容器の上側を取り外した図）を示している。本体容器の材質は硬質プラスチックなどの硬質樹脂或いは金属などで構成される。
【００２０】
図５は慣性運動部１０の正面図である。この図のように、慣性運動子１０Ａは半球乃至ドーム状の剛性金属体よりなり、上部及び下部に端子部１１，１２が一体成形されている。
【００２１】
この図のように、慣性運動子と上下の端子部との境界にはくびれた部分Ｐ点（慣性運動子１０Ａと上側の端子部１１との境界部）とＱ点（慣性運動子１０Ａと下側の端子部１２との境界部）とが存在する。Ｐ点及びＱ点は、本装置の重要な構成部分である。説明の便宜上、Ｐ点を「断裂部」、Ｑ点を「折れ曲がり支点」と名付ける。なお、断裂部は実際には衝撃を感知するまでは断裂しておらず、物理的にも電気的にも上側の端子部２０と慣性運動子１０Ａとを接続しているが、衝撃を感知したときこの部分が断裂するように設計されている。
【００２２】
このため、折れ曲がり支点Ｑは断裂部Ｐよりも肉厚に構成されている。慣性運動子１０Ａが外部から衝撃を受けると周囲の部材よりも相対的に質量の大きい慣性運動子１０Ａに大きな慣性力が働くため、肉厚の折れ曲がり支点Ｑを支点として上部の断裂部Ｐが断裂する構造になっている。本体容器と慣性運動子との間には断裂部Ｐが断裂する際に慣性振動子１０Ａが動ける程度の大きさの空間が設けられることが必要である。
【００２３】
慣性運動子１０Ａの断裂部Ｐは衝撃によって破断しなければならないため、剛性の大きい部材が好ましい。実験では、慣性運動子１０Ａの材質として銅タングステン合金を用いた。剛性が高くかつ導電率の高い部材であればそれらでも構わない。剛性が低いと衝撃が加わっても境界部Ｐが断裂しにくく、導電率が低いと慣性運動子自体がジュール熱として発熱し、電源損失の原因となるためである。なお、剛性の大きさや導電率の値は設計上の許容範囲内であればよい。一般に、銅を主成分として微量の高融点金属等の不純物を含む合金は剛性が高くかつ抵抗率が比較的低い（すなわち導電率が比較的高い）と考えられるので、これらに置換することも可能であろう。
【００２４】
慣性運動子１０Ａの重心は極力折れ曲がり支点Ｑ側に近い方が好ましい。さらに、全周（３６０度）のいかなる方向から衝撃力を受けても同じ衝撃感知力（断裂する衝撃力のしきい値）が得られるために、軸対称の構造であることが好ましい。自動車事故の衝撃は殆どの場合水平方向からの衝撃であるため、垂直な軸方向（ｚ軸）に対称な構造とすることが好ましい。
【００２５】
以上のような理由により、本実施例において示す慣性運動子１０Ａは外形が半球乃至ドーム状の形状としたが、必ずしも内部は完全に詰まっている必要はなく、質量調整のために一部くり抜くなどしてもよい。もちろんその場合もｚ軸に対称な回転体構造であることが好ましい。
【００２６】
本装置は内部に断裂部と折れ曲がり支点を設けた慣性運動子を本体容器で覆った簡単な構成であるため、製造コストも安く組み立ても容易である。
【００２７】
（取り付け方法）
本装置は、バッテリーのプラス極とヒューズボックスとの配線回路の間に接続する。すなわち、接続順序は、（バッテリーのプラス極）−（下側端子部）−（慣性運動子）−（上側端子部）−（ヒューズボックス）となる。なお、本装置は天地を逆に設置しても動作に影響はない。
【００２８】
装置の取付位置は車体の剛性の高いシャーシ部がよい。シャーシー部と本体容器とをボルト２１で接続する。このとき、慣性運動子１０Ａは上下の端子部１１，１２を結ぶ中心軸が垂直となるように接続しなければならない。シャーシ部以外に取付けると、衝撃が伝搬しにくくなったり、感知力が衝撃をうける方向によって異なってしまうためである。
【００２９】
なお、衝撃感知力の調整については、例えば、エアバッグは時速２０ｋｍ以上の衝撃で作動するように設計されているので、慣性運動子の断裂部（境界部Ｐ）及び折れ曲がり支点（境界部Ｑ）の肉厚も、これに合わせて時速２０ｋｍ以上の衝撃で断裂するように調整すればよい。ちなみに、エアバッグが作動するために必要な電力は発動機始動時に専用コンデンサーに蓄電されているため、本発明の衝撃感知式電流遮断装置が作動してバッテリー電流が遮断されてもエアバッグの機能は停止しない。
【００３０】
以上のような指針で本装置を設計して自動車に取り付け、本装置が有効に作動すると、水平方向ならどの方角から外部衝撃が加わっても一定速度以上の衝撃力を感知して断裂部（境界部Ｐ）が切り離され、電流が遮断される。
このように、衝突事故発生後、直ちにバッテリーからの電源供給が遮断され、当該車両のどの部分で電線の不完全接続が発生しても短絡せず火災は発生しない。  
【００３１】
また、エンジンへの電流供給も遮断されるため、衝突事故発生後にアクセルペダルが押圧されてもエンジンが停止しているので暴走等による２次的災害を防止することができる。
【００３２】
なお、当該事故車両の発火や暴走の危険性がないことが確認され、自力走行が必要な場合は応急処置として本装置の慣性運動子をスキップ（すなわち、上側の端子部１１と下側の端子部１２とを中継電線により直結）すればよい。このときの接続を表すと、（バッテリーのプラス極）−（下側端子部）＝＝応急用の中継電線＝＝（上側端子部）−（ヒューズボックス）となる。
【００３３】
また、本発明の衝撃感知式電流遮断装置が作動した後も自動車車内の音響関連機器やコンピューター関連機器に微弱な電流は残存することもあるが、それらは短絡しても発火を起こすほどの電流ではなく、同時にダイオードなどの働きにより電流の逆流も生じないので問題はない。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明に係る衝撃感知式電流遮断装置は構造が単純で信頼性があり、自動車衝突事故の際の電気系統の発火を効果的に防止することによって自動車の安全性を一層高めることができる。また、従来のガソリン車或いはディーゼル車などの燃料式自動車に限らず、近年普及してきた電気自動車或いはハイブリッド自動車にも適用可能であり、さらに、原理的には二輪車や船舶その他自動車以外の車両に転用することも可能であることから、本発明の産業上の利用可能性は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１（ａ）は本発明に係る電流遮断装置の平面図を、図１（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図２】図２は図１（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】図３は本発明に係る電流遮断装置の全体斜視図である。
【図４】図４は本発明に係る電流遮断装置の本体容器上側を取り外した状態を示す分解斜視図である。
【図５】図５は本発明に係る電流遮断装置の慣性運動部の正面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  慣性運動部
１０Ａ  慣性運動子
１１  上側の端子部
１２  下側の端子部
２０  本体容器
Ｐ  断裂部（第１のくびれ部）
Ｑ  折れ曲がり支点（第２のくびれ部）
【図１】
2006335234.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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