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WO2023153013A1 - 電気回路遮断装置 - Google Patents

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Publication number
WO2023153013A1
WO2023153013A1 PCT/JP2022/036837 JP2022036837W WO2023153013A1 WO 2023153013 A1 WO2023153013 A1 WO 2023153013A1 JP 2022036837 W JP2022036837 W JP 2022036837W WO 2023153013 A1 WO2023153013 A1 WO 2023153013A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
housing
cut
conductor piece
projectile
igniter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2022/036837
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
友秀 藤原
尭 佐藤
勇哉 貝賀
勝弘 中橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daicel Corp
Original Assignee
Daicel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daicel Corp filed Critical Daicel Corp
Priority to CN202280091043.8A priority Critical patent/CN118661239A/zh
Priority to US18/836,005 priority patent/US20250046552A1/en
Priority to EP22926030.2A priority patent/EP4478392A4/en
Publication of WO2023153013A1 publication Critical patent/WO2023153013A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • H01H85/00—Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/0039—Means for influencing the rupture process of the fusible element
    • 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 electric circuit breaker.
  • an igniter provided in a housing, a projectile arranged in a cylindrical space formed in the housing, the projectile formed to be movable in the cylindrical space by energy received from the igniter,
  • a conductor piece provided in the housing and forming part of an electrical circuit, the part having a cut-away portion that is cut away by the projectile, the cut-out portion being disposed across the tubular space.
  • an arc-extinguishing region located on the opposite side of the projectile across the cut-out portion in the cylindrical space before the igniter is activated, and for receiving the cut-out portion cut by the projectile.
  • a fibrous coolant material disposed in the arc extinguishing region has been proposed (eg, Patent Document 1).
  • the conductor piece When the projectile of the electric circuit breaker cuts the conductor piece, the conductor piece may be distorted due to the stress generated in the conductor piece. In addition, deformation of the conductor piece may cause combustion gas generated by the igniter to leak out of the electric circuit breaker.
  • the technology of the present disclosure aims to provide an electrical circuit breaker that reduces deformation of a conductor piece when a projectile cuts the conductor piece.
  • the electric circuit breaker includes, as outer shell members, a housing enclosing a housing space extending in one direction, an igniter provided in the housing, and one end of the housing space arranged in the housing by energy received from the igniter.
  • a projectile that is launched from the side and moves along the direction of extension of the housing space, and a conductor piece that is held in the housing and forms part of an electric circuit, the first connecting end on one side and the second connecting end on the other side.
  • a conductor piece having a cut-off portion that is cut off by movement of the projectile between the two connecting ends, the cut-out portion being arranged across the receiving space;
  • the conductor piece has a deformation suppressing portion that suppresses deformation when the portion to be cut is cut by the projectile.
  • the deformation suppressing portion may be an extending portion having one end connected to the portion to be excised located in the accommodation space and extending into the housing.
  • the extension may also have an anchor portion embedded in the housing at its other end.
  • the extending portion may have the other end connected to the first connection end or the second connection end.
  • the deformation suppressing portion may be a concave portion or a convex portion formed in the first connecting end portion or the second connecting end portion.
  • the recess or protrusion may be embedded in the housing.
  • the conductor piece is a plate-like member, and the concave portion or convex portion may be linearly formed on the front side or the back side of the conductor piece.
  • an electrical circuit breaker that reduces deformation of a conductor piece when a projectile cuts the conductor piece.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating the internal structure of an electric circuit breaking device (breaking device) according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a top view of a conductor piece according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the blocking device.
  • FIG. 4 is a top view of a conductor piece according to the second embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a conductor piece according to the third embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a conductor piece according to the fourth embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating the internal structure of an electrical circuit breaker (hereinafter simply referred to as "breaker") 1 according to the embodiment.
  • the breaker 1 is, for example, an electric circuit included in an automobile, a home appliance, a solar power generation system, etc., and a system including a battery (for example, a lithium ion battery) of the electric circuit. It is a device to prevent serious damage in advance.
  • the cross section along the height direction (the direction in which the housing space 13 described later extends) shown in FIG. A cross section of the device 1 is called.
  • FIG. 1 shows the state of the blocking device 1 before actuation.
  • the interrupting device 1 includes a housing 10, an igniter 20, a projectile 40, a conductor piece 50, a coolant material 60, and the like.
  • the housing 10 includes a housing space 13 extending from a first end portion 11 on the upper end side to a second end portion 12 on the lower end side.
  • This accommodation space 13 is a space formed linearly so that the projectile 40 can move, and extends along the vertical direction of the blocking device 1 .
  • a projectile 40 is accommodated at the upper end side in the vertical direction (extending direction) of the accommodation space 13 formed inside the housing 10 .
  • the vertical direction is also referred to as the Y-axis direction, the horizontal direction as the X-axis direction, and the depth direction as the Z-axis direction.
  • the vertical direction and the XYZ direction of the blocking device 1 in this specification merely indicate the relative positional relationship of each element in the blocking device 1 for convenience of explanation of the embodiment.
  • the posture when installing the blocking device 1 is not limited to the direction shown in the drawing.
  • the housing 10 includes a housing body 100, a top holder 110, and a bottom container 120. As shown in FIG. A top holder 110 and a bottom container 120 are coupled to the housing body 100 to form an integral housing 10 .
  • the housing body 100 has, for example, a substantially prismatic outer shape.
  • the shape of the housing body 100 is not particularly limited.
  • a hollow portion 145 is formed through the housing body 100 along the vertical direction, and the hollow portion 145 forms a part of the housing space 13 .
  • the housing body 100 has an upper surface 101 to which the flange portion 111 of the top holder 110 is fixed and a lower surface 102 to which the flange portion 121 of the bottom container 120 is fixed.
  • a cylindrical upper cylindrical wall 103 is erected upward from the upper surface 101 of the housing body 100 on the outer peripheral side of the upper surface 101 .
  • the upper tubular wall 103 has, for example, a rectangular tubular shape, but may have another shape.
  • a cylindrical lower cylindrical wall 104 extends downward from the lower surface 102 on the outer peripheral side of the lower surface 102 of the housing body 100 .
  • the lower tubular wall 104 has, for example, a square tubular shape, but may have another shape.
  • the housing main body 100 configured as described above can be formed of an insulating member such as synthetic resin, for example.
  • the housing body 100 may be made of nylon, which is a type of polyamide synthetic resin.
  • the top holder 110 is, for example, a cylindrical member having a stepped cylindrical shape and is hollow inside.
  • the top holder 110 includes a small-diameter cylinder portion 112 located on the upper side (first end portion 11 side), a large-diameter cylinder portion 113 located on the lower side, a connection portion 114 connecting these, and a large-diameter cylinder portion 113. It is configured including a flange portion 111 and the like extending outward from the lower end.
  • the small-diameter cylinder portion 112 and the large-diameter cylinder portion 113 are coaxially arranged, and the large-diameter cylinder portion 113 is one size larger in diameter than the small-diameter cylinder portion 112 .
  • the contour of the flange portion 111 of the top holder 110 has a substantially rectangular shape that fits inside the upper cylindrical wall 103 of the housing body 100 .
  • the flange portion 111 may be integrally fastened to the upper surface 101 of the housing body 100 by using screws or the like, or may be fixed by rivets or the like while being arranged inside the upper cylindrical wall 103 .
  • the top holder 110 may be coupled to the housing body 100 with a sealant applied between the top surface 101 of the housing body 100 and the bottom surface of the flange portion 111 of the top holder 110 .
  • an O-ring may be interposed between the upper surface 101 of the housing body 100 and the flange portion 111 of the top holder 110 to enhance the airtightness of the cylindrical space. good.
  • a hollow portion formed inside the small-diameter cylinder portion 112 in the top holder 110 functions as a housing space for housing a part of the igniter 20 as shown in FIG.
  • a cavity formed inside the large-diameter cylinder portion 113 of the top holder 110 communicates with a cavity of the housing body 100 located below, and forms a part of the cylindrical space.
  • the top holder 110 configured as described above can be formed of an appropriate metal member such as stainless steel or aluminum having excellent strength and durability.
  • the material forming the top holder 110 is not particularly limited.
  • the shape of the top holder 110 is also an example, and other shapes may be adopted.
  • the bottom container 120 has a generally hollow cylindrical shape with a bottom, and includes a side wall portion 122, a bottom wall portion 123 connected to the lower end of the side wall portion 122, a flange portion 121 connected to the upper end of the side wall portion 122, and the like. is composed of
  • the side wall portion 122 has, for example, a cylindrical shape, and the flange portion 121 extends outward from the upper end of the side wall portion 122 .
  • the contour of the flange portion 121 of the bottom container 120 has a substantially rectangular shape that fits inside the lower cylindrical wall 104 of the housing body 100 .
  • the flange portion 121 may be integrally fastened to the lower surface 102 of the housing body 100 by using screws or the like, or may be fixed by rivets or the like while being arranged inside the lower tubular wall 104.
  • the bottom container 120 may be coupled to the housing body 100 with a sealant applied between the bottom surface 102 of the housing body 100 and the top surface of the flange portion 121 of the bottom container 120 .
  • the airtightness of the cylindrical space (part of the housing space 13) formed in the housing 10 can be improved.
  • an O-ring may be interposed between the lower surface 102 of the housing body 100 and the flange portion 121 of the bottom container 120 to enhance the airtightness of the cylindrical space. good.
  • the bottom container 120 configured as described above can be formed of an appropriate metal member such as stainless steel, aluminum, or the like, which is excellent in strength and durability.
  • the material forming the bottom container 120 is not particularly limited.
  • the bottom container 120 may have a multilayer structure.
  • the bottom container 120 has an exterior portion facing the outside made of an appropriate metal member such as stainless steel or aluminum having excellent strength and durability, and an interior portion facing the cylindrical space side made of insulating material such as synthetic resin. You may form with a member.
  • the entire bottom container 120 may be formed of an insulating member.
  • the housing 10 in the embodiment includes the housing body 100, the top holder 110, and the bottom container 120 that are integrally assembled, and the direction from the first end 11 to the second end 12 inside thereof.
  • a cylindrical space is formed extending to the This cylindrical space accommodates the igniter 20, the projectile 40, the excised portion 53 of the conductor piece 50, the coolant material 60, and the like, which will be described in detail below.
  • 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 .
  • the igniter main body 22 is surrounded by, for example, insulating resin. Further, the tip side of the pair of conductive pins in the igniter main body 22 is exposed to the outside, and is connected to the power source when the breaking device 1 is used.
  • the igniter body 22 includes a substantially columnar body portion 221 housed inside the small-diameter cylinder portion 112 of the top holder 110 and a connector portion 222 positioned above the body portion 221 .
  • the igniter main body 22 is fixed to the small-diameter cylinder portion 112 by, for example, press-fitting the main body portion 221 into the inner peripheral surface of the small-diameter cylinder portion 112 .
  • a constricted portion whose outer peripheral surface is recessed compared to other portions is formed annularly along the circumferential direction of the main body portion 221, and the O-ring 223 is fitted into this constricted portion.
  • the O-ring 223 is made of, for example, rubber (such as silicone rubber) or synthetic resin, and functions to increase airtightness between the inner peripheral surface of the small-diameter cylinder portion 112 and the body portion 221 .
  • the connector portion 222 of the igniter 20 is arranged to protrude to the outside through an opening portion 112A formed at the upper end of the small-diameter cylinder portion 112 .
  • the connector part 222 has, for example, a cylindrical shape that covers the sides of the conductive pins, and is configured to be connectable with a connector on the power supply side.
  • the ignition part 21 of the igniter 20 is arranged so as to face the accommodation space 13 of the housing 10 (more specifically, the cavity formed inside the large-diameter cylinder part 113).
  • the ignition part 21 is configured, for example, as 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 part 21 in contact with a bridge wire (resistor) that connects the base ends of a pair of conductive pins.
  • ZPP zirconium/potassium perchlorate
  • ZWPP zirconium/tungsten/potassium perchlorate
  • THPP titanium hydride/potassium perchlorate
  • lead tricinate etc.
  • the igniter 20 When the igniter 20 is actuated, when an operating current for igniting the igniter is supplied from the power supply to the conductive pin, the bridge wire in the igniter 21 generates heat, and as a result, the igniter in the igniter cup is ignited and burned. and combustion gases are generated. Then, the pressure in the igniter cup rises with the combustion of the ignition powder in the igniter cup of the ignition portion 21, the split surface 21A of the igniter cup splits, and the combustion gas flows from the igniter cup into the accommodation space 13. is released to More specifically, the combustion gas from the igniter cup is discharged to a recessed portion 411 in a later-described piston portion 41 of the projectile 40 arranged in the housing space 13 . As a result, the projectile 40 is launched downward along the housing space 13 from the initial position shown in FIG.
  • the coolant material 60 arranged in the accommodation space 13 in the housing 10 will be described.
  • the portion to be cut 53 of the conductor piece 50 held in the pair of conductor piece holding holes 105A and 105B in the housing body 100 are laid across the accommodation space 13 of the housing 10 .
  • the area (space) where the projectile 40 is arranged across the cut portion 53 of the conductor piece 50 will be referred to as a "projectile initial arrangement area R1".
  • a region (space) located on the opposite side of 40 is called an "arc extinguishing region R2".
  • the projectile initial arrangement region R1 and the arc extinguishing region R2 are to be cut. Both are in communication, rather than being completely isolated by the portion 53 .
  • the projectile initial placement region R1 and the arc extinguishing region R2 may be completely separated by the excised portion 53.
  • the arc-extinguishing region R2 of the housing space 13 is a region (space) for receiving the excised portion 53 excised by the rod portion 42 of the projectile 40 fired when the blocking device 1 (igniter 20) is activated.
  • a coolant material 60 as an arc-extinguishing material is arranged in the arc-extinguishing region R2.
  • the coolant material 60 has a substantially bottomed tubular shape, and is arranged inside along the side wall portion 122 and the bottom wall portion 123 of the bottom container 120 .
  • the coolant material 60 removes the arc generated when the projectile 40 cuts the cut portion 53 of the conductor piece 50 and the heat energy of the cut portion 53, and cools it, thereby suppressing arc generation at the time of current interruption, or , is a coolant for extinguishing (extinguishing) the generated arc.
  • the arc extinguishing region R2 in the interrupting device 1 is a space for receiving the excised portion 53 excised 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, It is significant as a space for effectively extinguishing the arc generated when the body 40 cuts the portion 53 to be cut.
  • a coolant material 60 is arranged as an arc extinguishing material in the arc extinguishing region R2.
  • the coolant material 60 is solid. Further, as one aspect of the embodiment, the coolant material 60 is formed of a shape retainer.
  • the shape retainer here is, for example, a material that maintains a constant shape when no external force is applied, and can maintain integrity (does not fall apart) even if deformation may occur when an external force is applied.
  • a shape-retaining body obtained by molding a fibrous body into a desired shape can be exemplified.
  • the coolant material 60 is made of metal fiber as a shape retainer.
  • the metal fibers forming the coolant material 60 include at least one of steel wool and copper wool.
  • the above aspects of the coolant material 60 are merely examples, and the present invention is not limited to these.
  • the projectile 40 is made of, for example, an insulating material such as 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 substantially cylindrical shape, and has an outer diameter approximately corresponding to the inner diameter of the large-diameter cylinder portion 113 of 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 .
  • the piston portion 41 has an outer diameter larger than the diameter of the hollow portion 145 in the housing body 100, and is configured so as not to enter the hollow portion 145 but to abut against surrounding members forming the hollow portion 145. be.
  • the cross-sectional area perpendicular to the movement direction (axial direction) on the tip end side connected to the rod portion 42 of the piston portion 41 is larger than the cross-sectional area of the rod portion 42 on the rear end side and the cross-sectional area of the hollow portion 145 . is also greatly formed.
  • the shape of the projectile 40 can be appropriately changed according to the shape of the housing 10 and the like.
  • a hollow portion 411 having, for example, a cylindrical shape is formed on the upper surface of the piston portion 41 , and the ignition portion 21 is received in the hollow portion 411 .
  • a bottom surface of the recessed portion 411 is formed as a pressure receiving surface 411A that receives energy received from the igniter 20 when the igniter 20 is activated.
  • a constricted portion whose outer peripheral surface is recessed compared to other locations is formed annularly along the circumferential direction of the piston portion 41, and the O-ring 43 is fitted into this constricted portion.
  • the O-ring 43 is made of, for example, rubber (such as silicone rubber) or synthetic resin, and functions to improve airtightness between the inner peripheral 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 peripheral surface with a smaller diameter than the piston portion 41 and extends along the extending direction of the housing space 13 . connected together.
  • the rod portion 42 moves along the extending direction of the housing space 13 when the igniter 20 is actuated, and is inserted into the hollow portion 145 of the housing body 100 .
  • a lower end surface of the rod portion 42 is formed as a cut surface 420 for cutting the portion to be cut 53 from the conductor piece 50 when the blocking device 1 is actuated.
  • the rod portion 42 in this embodiment has a substantially cylindrical shape, the shape is not particularly limited. No change depending on get.
  • the rod portion 42 may have, for example, a columnar shape such as a circular column, an elliptical column, or a rectangular column.
  • a columnar shape such as a circular column, an elliptical column, or a rectangular column.
  • the energy from the igniter 20 is received by the upper surface of the piston part 41 including the pressure receiving surface 411A when the igniter 20 is actuated. It is fired from the initial position shown and moves at high speed along the accommodation space 13 toward the second end 12 side (downward).
  • the piston portion 41 of the projectile 40 is accommodated inside the large-diameter cylinder portion 113 of the top holder 110 and is axially moved along the inner wall surface of the large-diameter cylinder portion 113 . It is slidable in any direction.
  • the projectile 40 stops when the lower end surface of the piston portion 41 abuts (collides) with the upper surface 101 of the housing body 100 .
  • the rod portion 42 is fitted into the hollow portion 145 up to the rear end 421 .
  • the piston portion 41 of the projectile 40 has a substantially cylindrical shape, but the shape is not particularly limited. Appropriate shape and size can be adopted for the outer shape of piston portion 41 according to the shape and size of the inner wall surface of large-diameter cylinder portion 113 .
  • FIG. 2 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 also forms a part of a predetermined electric circuit when the circuit breaker 1 is attached to the circuit. (bus bar).
  • the conductor piece 50 and the housing main body 100 are integrally formed.
  • the conductor piece 50 is held in the housing body 100 and arranged across a cavity 145 within the housing body. In the present embodiment, the holding area is defined by the inner wall of the housing body 100 holding the conductor piece 50 (cavity 145).
  • the conductor piece 50 can be made of metal such as copper (Cu), for example. However, the conductor piece 50 may be made of a metal other than copper, or may be made of an alloy of copper and another metal. Manganese (Mn), nickel (Ni), platinum (Pt), and the like can be exemplified as metals other than copper contained in the conductor piece 50 .
  • the conductor piece 50 is formed as an elongated plate piece as a whole, and includes a first connection end portion 51 and a second connection end portion 52 on both end sides, and an excised portion located in the middle portion thereof. 53 and the like are included.
  • the cut portion 53 has a substantially circular shape, and the width (the length in the Z-axis direction) of the first connection end portion 51 and the second connection end portion 52 on the side of the cut portion 53 is gradually reduced.
  • Connection holes 51A and 52A are provided in the first connection end portion 51 and the second connection end portion 52 of the conductor piece 50, respectively. These connection holes 51A and 52A are used to connect with other conductors (for example, lead wires) in an electric circuit.
  • the conductor piece 50 includes two deformation suppressing portions 54 for suppressing deformation of the conductor piece 50 when the conductor piece 50 is cut by the projectile 40 .
  • the deformation suppressing portion 54 in this embodiment is a T-shaped portion that protrudes from the portion to be excised 53 .
  • the cut portion 53 of the conductor piece 50 is forcibly and physically cut off by the rod portion 42 of the projectile 40 when an abnormality such as an excessive current occurs in the electric circuit to which the breaking device 1 is applied. It is a portion cut from the one connection end portion 51 and the second connection end portion 52 . Circumference of the cut portion 53 (that is, between the cut portion 53 and the first connection end portion 51, between the cut portion 53 and the second connection end portion 52, between the cut portion 53 and the deformation suppressing portion 54) A recessed portion (slit) 56 is formed in the portion 53 to be excised so that the cut portion 53 can be easily cut. Then, the conductor piece 50 is cut at a position overlapping the inner wall surface (inner wall surface) of the inner wall 143 (FIG. 1) defining the hollow portion 145 of the housing body 100, that is, at a position overlapping the outer peripheral surface of the rod portion 42, and is cut. A portion 53 is cut off.
  • the deformation suppressing portion 54 has a first direction in which the first connection end portion 51 is positioned with respect to the cut portion 53 and a direction in which the second connection end portion 52 is positioned with respect to the cut portion 53 .
  • an extending portion 541 extending from the portion to be excised 53 in a third direction and a fourth direction (Z-axis direction) perpendicular to the two directions (X-axis direction); and an anchor portion 542 that bends and extends in the second direction.
  • the anchor portion 542 is embedded in the housing body 100 integrally molded with the conductor piece 50 .
  • the anchor portion 542 resists the force exerted to pull the deformation suppressing portion 54 toward the portion to be cut 53 when the portion to be cut 53 is cut by the projectile 40 .
  • both ends of the conductor piece 50 disperse the force that tends to deform upward, and the conductor Deformation of both ends of the piece 50 is suppressed.
  • the conductor piece 50 is not limited to the example in FIG.
  • the conductor piece 50 may be connected to the first connecting end portion 51 and the second connecting end portion 52 in such a manner that the portion to be excised 53 is orthogonal or inclined.
  • the planar shape of the cut portion 53 of the conductor piece 50 is not particularly limited.
  • the shapes of the first connection end portion 51 and the second connection end portion 52 of the conductor piece 50 are not particularly limited, either.
  • the recess 56 in the conductor piece 50 may be omitted.
  • FIG. 1 shows the state before the operation of the breaking device 1 (hereinafter also referred to as "initial state before operation").
  • the projectile 40 in the blocking device 1 is such that the piston portion 41 is positioned on the side of the first end portion 11 (upper end side) in the housing space 13 and the cut surface 420 formed at the lower end of the rod portion 42 is set to the initial position positioned on the upper surface of the cut portion 53 of the conductor piece 50 .
  • the interrupter 1 includes an abnormality detection sensor (not shown) that detects an abnormal state of a device (vehicle, power generation equipment, power storage equipment, etc.) connected to the electric circuit to be interrupted, and an igniter 20 A control unit (not shown) for controlling the operation of is further provided.
  • 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 is, for example, a shock sensor, a temperature sensor, an acceleration sensor, a vibration sensor, etc., and detects abnormal conditions such as accidents and fires based on shock, temperature, acceleration, and vibration in devices such as vehicles. good too.
  • the control unit of the blocking device 1 is a computer capable of exhibiting a predetermined function by executing a predetermined control program, for example.
  • a predetermined function by the control unit can also be realized by corresponding hardware.
  • the abnormal current is detected by the abnormality detection sensor.
  • Abnormality information about the detected abnormal current is transferred from the abnormality detection sensor to the control unit.
  • the control unit receives power from an external power supply (not shown) connected to the conductive pin of the igniter 20 based on the current value detected by the abnormality detection sensor, and operates the igniter 20.
  • the abnormal current may be a current value exceeding a predetermined threshold set for protection of a predetermined electric circuit.
  • the above-described abnormality detection sensor and control unit may not be included in the components of the blocking device 1, and may be included in a device separate from the blocking device 1, for example. Moreover, the abnormality detection sensor and the control unit are not essential components of the breaking device 1 .
  • the controller of the breaker 1 activates the igniter 20 . That is, as a result of supplying an operating current from an external power source (not shown) to the conductive pin of the igniter 20, the igniter in the igniter 21 is ignited and burned to generate combustion gas. Then, the split surface 21 ⁇ /b>A is cleaved due to the increase in pressure inside the ignition portion 21 , and combustion gas of the ignition powder is released from inside the ignition portion 21 into the housing space 13 .
  • the ignition portion 21 of the igniter 20 is received in the recessed portion 411 of the piston portion 41, and the split surface 21A of the ignition portion 21 is arranged to face the pressure receiving surface 411A of the recessed portion 411 of the projectile 40. ing. Therefore, the combustion gas from the ignition portion 21 is discharged to the recessed portion 411, and the pressure (combustion energy) of the combustion gas is transmitted to the upper surface of the piston portion 41 including the pressure receiving surface 411A. As a result, the projectile 40 moves downward in the accommodation space 13 along the extending direction (axial direction) of the accommodation space 13 .
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the operating state of the blocking device 1 according to the embodiment.
  • (A) shown in the upper part of FIG. 3 shows a situation in the middle of the operation of the breaking device 1
  • (B) shown in the lower part of FIG. 3 shows a situation in which the operation of the breaking device 1 is completed.
  • the projectile 40 which receives the pressure (combustion energy) of the combustion gas of the ignition charge, is vigorously pushed downward.
  • the cut surface 420 pushes through each boundary between the first connecting end 51 and the second connecting end 52 of the conductor piece 50 and the cut portion 53 by shearing.
  • the projectile 40 and the lower portion of the housing body 100 produce a bending moment in the conductor piece 50, as indicated by the dashed arrow. It should be noted that as the clearance between the projectile 40 and the housing body 100 increases, the distortion of the conductor piece 50 increases.
  • the shape and dimensions of the projectile 40 can be freely determined as long as the projectile 40 can move smoothly along the extending direction (axial direction) of the housing space 13 when the igniter 20 is activated.
  • the outer diameter of the piston portion 41 of the projectile 40 may be set equal to the inner diameter of the large-diameter cylinder portion 113 of the top holder 110 .
  • the projectile 40 moves a predetermined stroke in the extending direction of the housing space 13 ( axial direction).
  • the cut portion 53 cut from the conductor piece 50 by the rod portion 42 of the projectile 40 is received in the arc extinguishing region R2 where the coolant material 60 is arranged.
  • the first connection end portion 51 and the second connection end portion 52 located at both ends of the conductor piece 50 are electrically disconnected, and the predetermined electric circuit to which the breaking device 1 is applied is forcibly broken. .
  • the anchor portion 542 integrally molded with the conductor piece 50 and embedded in the housing body 100 is cut by the projectile 40 , the deformation suppressing portion 54 and the portion to be cut 53 are cut. resists pulling force in the direction of
  • the anchor portion 542 is configured such that the ends of the conductor piece 50 (the first connection end portion 51, the second connection end portion 52, and the deformation suppressing portion 54) are supported with the concave portion 56 as a fulcrum. It disperses the upward distorting force and suppresses deformation.
  • FIG. 4 is a top view of a conductor piece according to the second embodiment.
  • symbol is attached
  • the conductor piece 50 includes four deformation suppressing portions 54A extending in four directions in an X shape in plan view. They are connected near both ends in the width direction (Z-axis direction) of the one connection end portion 51 and near both ends in the width direction (Z-axis direction) of the second connection end portion 52 .
  • each of the first connecting end portion 51 and the second connecting end portion 52 has four connecting portions with reduced widths on the cut portion 53 side thereof.
  • the connecting portions at both ends in the width direction added in the present embodiment are referred to as deformation suppressing portions 54A.
  • the deformation suppressing portion 54A is also embedded in the housing body 100 integrally formed with the conductor piece 50. As shown in FIG.
  • the deformation suppressing portion 54A is formed at both ends of the conductor piece 50 (first connection) as the cut portion 53 is deformed downward with the concave portion 56 as a fulcrum. It disperses the force that tends to distort the end portion 51 and the second connection end portion 52) upward, and suppresses deformation of both end portions of the conductor piece 50.
  • the deformation suppressing portion may be an extending portion having one end connected to the excised portion and extending into the housing body 100 .
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a conductor piece according to the third embodiment.
  • Upper (A) is a top view of the conductor piece 50
  • lower (B) is a front view of the conductor piece 50 .
  • symbol is attached
  • the conductor piece 50 has a deformation suppressing portion 55A having an arc shape concentric with the cut portion 53 on the bottom surface side of the first connecting end portion 51 and the second connecting end portion 52 .
  • the conductor piece 50 has a deformation suppressing portion 55 ⁇ /b>B having an arc shape concentric with the cut portion 53 on the upper surface side of the first connection end portion 51 and the second connection end portion 52 .
  • transformation suppression part 55B are recessed parts (slit), respectively. Further, the radius of the arc of the deformation suppressing portion 55B is larger than that of the deformation suppressing portion 55A.
  • the recess 56 , the deformation suppressing portion 55 ⁇ /b>A, and the deformation suppressing portion 55 ⁇ /b>B formed on the outer edge of the cut portion 53 constitute recesses alternately provided on the upper surface and the bottom surface of the conductor piece 50 .
  • the deformation suppressing portion 55A and the deformation suppressing portion 55B are embedded in the housing body 100 integrally formed with the conductor piece 50. As shown in FIG. When the projectile 40 cuts the portion 53 to be cut, the connecting portion between the deformation suppressing portions 55A and 55B and the housing body 100 deforms the portion 53 to be cut downward with the concave portion 56 as a fulcrum.
  • both ends (the first connection end 51 and the second connection end 52) of the conductor piece 50 resist the upward deformation force. Therefore, it is possible to reduce the size of the gap generated between the conductor piece 50 and the housing body 100 when the section to be cut 53 is cut by the projectile 40 .
  • by increasing the surface area of the boundary between the conductor piece 50 and the housing body 100 by forming the boundary between the conductor piece 50 and the housing body 100 into a meandering shape like a so-called labyrinth structure when the excised portion 53 is cut by the projectile 40, the conductor Even if there is a gap between the piece 50 and the housing body 100, leakage of combustion gas from the cutoff device 1 can be suppressed.
  • deformation suppressing portions 55A and 55B is not limited to two. Further, the deformation suppressing portions 55A and 55B may not necessarily be alternately provided on the top surface and the bottom surface of the conductor piece 50, and may be provided at corresponding positions on the top surface and the bottom surface so as to overlap each other in plan view. good.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a conductor piece according to the fourth embodiment.
  • Upper (A) is a top view of the conductor piece 50
  • lower (B) is a front view of the conductor piece 50 .
  • symbol is attached
  • the conductor piece 50 according to the present embodiment is formed on the upper surface side of the first connection end portion 51 and the second connection end portion 52 so that the upper surface is convex and the bottom surface is concave. It has a deformation suppressing portion 55C.
  • the deformation suppressing portion 55 ⁇ /b>C also has an arc shape concentric with the portion to be cut 53 and is provided outside the portion to be cut 53 . Therefore, when the cut portion 53 is cut by the projectile 40, the deformation suppressing portion 55C is also formed at both ends of the conductor piece 50 (first connection) as the cut portion 53 is deformed downward with the concave portion 56 as a fulcrum.
  • the end 51 and the second connecting end 52) resist forces tending to deform upwards.
  • the boundary between the conductor piece 50 and the housing body 100 is made to have a meandering shape like a so-called labyrinth structure, so that when the excised portion 53 is cut by the projectile 40, the conductor piece 50 and the housing body 100 are separated from each other. Leakage of combustion gas from the shutoff device 1 can be suppressed even if a gap is formed between them.
  • the arcuate deformation suppressing portion 55C may be configured to protrude to the back side (bottom side) of the conductor piece 50. Also, a plurality of deformation suppressing portions 55C may be provided on the upper surface side or the bottom surface side of the conductor piece 50 .
  • the deformation suppressing portion may be unevenness formed on the first connecting end portion 51 or the second connecting end portion 52 .
  • the unevenness is a concave portion or a convex portion formed on the front side or the back side of the plate-shaped conductor piece 50, and may be formed in a linear shape (for example, a curved shape or a straight shape).
  • the deformation suppressing portion 54 of the first embodiment, the deformation suppressing portion 54A of the second embodiment, the deformation suppressing portions 55A and 55B of the third embodiment, and the deformation suppressing portion 55C of the fourth embodiment are two of these. It may be implemented in combination of two or more. Moreover, the configuration may be changed without departing from the gist of the present disclosure.
  • the shape of the anchor portion 542 is not limited to that shown in FIG. 2, and the anchor portion 542 may not be provided.
  • the deformation suppressing portion 54 described above may be exposed to the outside of the housing 10 as long as at least a portion thereof is embedded in the housing body 100 .
  • Reference Signs List 1 Breaker 10 : Housing 13 : Housing space 20 : Ignitor 40 : Projectile 50 : Conductor piece 51 : First connection end 52 : Second connection end 53 : Excised portions 54 and 55 : Deformation suppressing portion 60 : Coolant material

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Abstract

発射体が導体片を切断する際の導体片の変形を低減する電気回路遮断装置を提供する。電気回路遮断装置は、外殻部材として、一方向に延在する収容空間を内包するハウジングと、ハウジングに設けられた点火器と、ハウジング内に配置され、点火器から受けるエネルギーによって収容空間の一端側から発射され、収容空間の延在方向に沿って移動する発射体と、ハウジングに保持され、電気回路の一部を形成する導体片であって、一方の第一接続端部と他方の第二接続端部との間に、発射体の移動によって切除される被切除部を有し、当該被切除部が収容空間を横切るように配置された導体片とを備える。導体片は、発射体によって被切除部が切除される際の変形を抑制する変形抑制部を有する。

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。
　従来、ハウジングに設けられた点火器と、ハウジング内に形成された筒状空間に配置された発射体であって、点火器から受けるエネルギーにより筒状空間を移動可能に形成された発射体と、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、その一部に発射体によって切除される被切除部を有し、当該被切除部が筒状空間を横切るように配置された導体片と、筒状空間のうち、点火器の作動前において被切除部を挟んで発射体とは反対側に位置し、発射体によって切除された被切除部を受けるための消弧領域と、消弧領域に配置された、繊維状のクーラント材と、を備える電気回路遮断装置が提案されていた（例えば、特許文献１）。
特開２０２１－１２８８９４号公報
　電気回路遮断装置の発射体が導体片を切断する際には、導体片に生じる応力により導体片が歪むことがあった。また、導体片の変形により、点火器が発生させる燃焼ガスが電気回路遮断装置から漏出するおそれもある。
　本開示の技術は、発射体が導体片を切断する際の導体片の変形を低減する電気回路遮断装置を提供することを目的とする。
　電気回路遮断装置は、外殻部材として、一方向に延在する収容空間を内包するハウジングと、ハウジングに設けられた点火器と、ハウジング内に配置され、点火器から受けるエネルギーによって収容空間の一端側から発射され、収容空間の延在方向に沿って移動する発射体と、ハウジングに保持され、電気回路の一部を形成する導体片であって、一方の第一接続端部と他方の第二接続端部との間に、発射体の移動によって切除される被切除部を有し、当該被切除部が収容空間を横切るように配置された導体片とを備える。導体片は、発射体によって被切除部が切除される際の変形を抑制する変形抑制部を有する。
　また、変形抑制部は、収容空間に位置する被切除部に一端が接続され、ハウジング内に延びる延伸部であってもよい。また、延伸部は、その他端に、ハウジング内に埋め込まれたアンカー部を有するものであってもよい。また、延伸部は、その他端が、第一接続端部又は第二接続端部に接続されていてもよい。
　また、変形抑制部は、第一接続端部又は第二接続端部に形成された凹部又は凸部であってもよい。また、凹部又は凸部はハウジング内に埋め込まれていてもよい。また、導体片は板状の部材であり、凹部又は凸部は、導体片の表側又は裏側に線状に形成されていてもよい。
　本開示によれば、発射体が導体片を切断する際の導体片の変形を低減する電気回路遮断装置を提供することができる。
図１は、実施形態に係る電気回路遮断装置（遮断装置）の内部構造を説明する図である。 図２は、第一の実施形態に係る導体片の上面図である。 図３は、遮断装置の作動を説明する図である。 図４は、第二の実施形態に係る導体片の上面図である。 図５は、第三の実施形態に係る導体片を説明するための図である。 図６は、第四の実施形態に係る導体片を説明するための図である。
　＜第一実施形態＞
　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、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は、一例であって、本開示の主旨から逸脱しない範囲内で、適宜、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。本開示は、実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。
　＜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」という）１の内部構造を説明する図である。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等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、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。本明細書においては、図１に示す高さ方向（後述する収容空間１３が延在する方向）に沿った断面を遮断装置１の縦断面といい、高さ方向と直交する方向の断面を遮断装置１の横断面という。図１は、遮断装置１の作動前の状態を示している。
　遮断装置１は、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等を含んでいる。ハウジング１０は、外殻部材として、上端側の第１端部１１から下端側の第２端部１２の方向に延在する収容空間１３を内包している。この収容空間１３は、発射体４０が移動可能なように直線状に形成された空間であり、遮断装置１の上下方向に沿って延在している。図１に示すように、ハウジング１０の内部に形成された収容空間１３の上下方向（延在方向）における上端側には、発射体４０が収容されている。本明細書では、上下方向をＹ軸方向、左右方向をＸ軸方向、奥行き方向をＺ軸方向とも称す。但し、本明細書において遮断装置１の上下方向及びＸＹＺ方向は、実施形態の説明の便宜上、遮断装置１における各要素の相対的な位置関係を示すものに過ぎない。例えば、遮断装置１を設置する際の姿勢が図に示した方向に限定されるものではない。
　[ハウジング]
　ハウジング１０は、ハウジング本体１００、トップホルダ１１０、ボトム容器１２０を含む。ハウジング本体１００には、トップホルダ１１０およびボトム容器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。
　ハウジング本体１００は、例えば、概略角柱形状の外形を有している。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１４５が貫通するように形成されており、この空洞部１４５は収容空間１３の一部を形成している。更に、ハウジング本体１００は、トップホルダ１１０のフランジ部１１１が固定される上面１０１と、ボトム容器１２０のフランジ部１２１が固定される下面１０２を有する。本実施形態においては、ハウジング本体１００における上面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。本実施形態において、上筒壁１０３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。また、ハウジング本体１００における下面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、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。以上のように構成されるハウジング本体１００は、例えば、合成樹脂等といった絶縁部材によって形成することができる。例えば、ハウジング本体１００は、ポリアミド合成樹脂の一種であるナイロンによって形成されていてもよい。
　[トップホルダ]
　次に、トップホルダ１１０について説明する。トップホルダ１１０は、例えば、段付き円筒形状を有するシリンダ部材であり、内側が空洞状になっている。トップホルダ１１０は、上側（第１端部１１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等を含んで構成されている。例えば、小径シリンダ部１１２および大径シリンダ部１１３は同軸に配置されており、大径シリンダ部１１３は小径シリンダ部１１２よりも直径が一回り大きい。
　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は、例えば、上筒壁１０３の内側に配置された状態で、ハウジング本体１００における上面１０１にネジ等を用いて一体に締結されていてもよいし、リベット等によって固定されていてもよい。また、ハウジング本体１００の上面１０１とトップホルダ１１０におけるフランジ部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内に形成される筒状空間（収容空間１３の一部）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リングを介在させることによって筒状空間の気密性を高めるようにしてもよい。
　トップホルダ１１０における小径シリンダ部１１２の内側に形成される空洞部は、図１に示すように点火器２０の一部を収容する収容空間として機能する。また、トップホルダ１１０における大径シリンダ部１１３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の空洞部と連通しており、筒状空間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、アルミニウム等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]
　次に、ボトム容器１２０について説明する。ボトム容器１２０は、内部が空洞状の概略有底筒形状を有し、側壁部１２２、側壁部１２２の下端に接続される底壁部１２３、側壁部１２２の上端に接続されるフランジ部１２１等を含んで構成されている。側壁部１２２は、例えば円筒形状を有しており、フランジ部１２１は側壁部１２２における上端から外側に向かって延在している。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は、例えば、下筒壁１０４の内側に配置された状態で、ハウジング本体１００における下面１０２にネジ等を用いて一体に締結されていてもよいし、リベット等によって固定されていてもよい。ここで、ハウジング本体１００の下面１０２とボトム容器１２０におけるフランジ部１２１の上面との間にはシーラントが塗布された状態でボトム容器１２０がハウジング本体１００に結合されてもよい。これにより、ハウジング１０内に形成される筒状空間（収容空間１３の一部）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リングを介在させることによって筒状空間の気密性を高めるようにしてもよい。
　なお、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。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と連通しており、筒状空間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、アルミニウム等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、アルミニウム等といった適宜の金属製部材によって形成し、筒状空間側に面する内装部を合成樹脂等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。
　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、およびボトム容器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の方向に延在する筒状空間が形成される。この筒状空間には、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等が収容される。
　[点火器]
　次に、点火器２０について説明する。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を備えた電気式点火器である。点火器本体２２は、例えば、絶縁樹脂によって包囲されている。また、点火器本体２２における一対の導電ピンの先端側は外部に露出しており、遮断装置１の使用時に電源と接続される。
　点火器本体２２は、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を備えている。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。
　点火器２０におけるコネクタ部２２２は、小径シリンダ部１１２の上端に形成された開口部１１２Ａを通じて外部に突出して配置されている。コネクタ部２２２は、例えば、導電ピンの側方を覆う円筒形状を有しており、電源側のコネクタと接続できるように構成されている。
　図１に示すように、点火器２０の点火部２１は、ハウジング１０の収容空間１３（より詳しくは、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における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）、鉛トリシネート等を採用してもよい。
　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に放出される。これにより発射体４０は、図１の初期位置から収容空間１３に沿って下側へ発射される。
　[クーラント材]
　次に、ハウジング１０における収容空間１３に配置されるクーラント材６０について説明する。ここで、図１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」と呼び、発射体４０とは反対側に位置する領域（空間）を「消弧領域Ｒ２」と呼ぶ。なお、収容空間１３を横切るように配置された被切除部５３の奥行方向（Ｚ軸方向）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および消弧領域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の形状および大きさ次第では、発射体初期配置領域Ｒ１および消弧領域Ｒ２が被切除部５３によって完全に隔離されていてもよい。
　収容空間１３の消弧領域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。この消弧領域Ｒ２には、消弧材としてのクーラント材６０が配置されている。クーラント材６０は、概略有底筒形状であり、ボトム容器１２０の側壁部１２２及び底壁部１２３に沿って、その内側に配置されている。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および被切除部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。
　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における第一接続端部５１および第二接続端部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、スチールウールおよ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。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。
　[発射体]
　次に、発射体４０について説明する。発射体４０は、例えば、合成樹脂等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を含んでいる。ピストン部４１は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は、ハウジング本体１００における空洞部１４５の直径よりも大きい外径を有しており、空洞部１４５内には進入せず、空洞部１４５を形成する周囲の部材に突き当たる構成である。即ち、ピストン部４１は、ロッド部４２と接続している先端側において移動方向（軸方向）と直交する横断面積が、ロッド部４２における前記後端側の横断面積及び空洞部１４５の横断面積よりも大きく形成されている。発射体４０の形状はハウジング１０の形状等に応じて適宜変更することができる。
　また、ピストン部４１の上面には、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、収容空間１３の延在方向に沿って延伸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は、点火器２０の作動時に収容空間１３の延在方向に沿って移動し、ハウジング本体１００の空洞部１４５内に挿嵌される。ロッド部４２の下端面は、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４２０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は概略円筒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、円柱、楕円柱、角柱などの柱形状を有していてもよい。なお、図１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４２０を含む先端側の領域は、ハウジング本体１００の空洞部（保持領域）１４５の上部に配置されている。
　上記のように構成される発射体４０は、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１に示す初期位置から発射され、収容空間１３に沿って第２端部１２側（下方）に向かって高速で移動する。具体的には、図１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。発射後の発射体４０は、ピストン部４１の下端面がハウジング本体１００の上面１０１に当接（衝突）することで停止する。即ちロッド部４２が、後端４２１まで空洞部１４５に嵌め込まれた状態となる。本実施形態において、発射体４０のピストン部４１を概略円柱形状としているが、その形状は特に限定されない。ピストン部４１の外形は、大径シリンダ部１１３の内壁面の形状および大きさに応じて適切な形状および大きさを採用し得る。
　[導体片]
　次に、導体片５０について説明する。図２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り、バスバー（bus bar）と呼ばれる場合がある。また、導体片５０とハウジング本体１００とは、一体成形される。導体片５０は、ハウジング本体１００に保持され、ハウジング本体内の空洞部１４５を横切るように配置されている。本実施形態では、このように導体片５０を保持したハウジング本体１００の内壁によって画定される領域（空洞部１４５）を保持領域としている。
　導体片５０は、例えば、銅（Ｃｕ）等の金属によって形成することができる。但し、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）等が例示できる。
　図２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おり、両端側の第一接続端部５１および第二接続端部５２と、これらの中間部分に位置する被切除部５３等を含んでいる。また、被切除部５３は略円形であり、第一接続端部５１及び第二接続端部５２の被切除部５３側は、それぞれその幅（Ｚ軸方向の長さ）が次第に小さくなっている。導体片５０における第一接続端部５１および第二接続端部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。また、導体片５０は、発射体４０による導体片５０の切断時において導体片５０の変形を抑制するための２つの変形抑制部５４を含む。本実施形態における変形抑制部５４は、被切除部５３から突出するＴ字状の部分である。
　導体片５０の被切除部５３は、遮断装置１が適用される電気回路に過大電流等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、第一接続端部５１および第二接続端部５２から切除される部位である。被切除部５３の周縁（すなわち、被切除部５３と第一接続端部５１との間、被切除部５３と第二接続端部５２との間、被切除部５３と変形抑制部５４との間）には、被切除部５３が切断され易いように、凹部（スリット）５６が形成されている。そして、導体片５０は、ハウジング本体１００の空洞部１４５を画する内壁１４３（図１）の内側面（内壁面）と重なる位置、即ちロッド部４２の外周面と重なる位置で切断され、被切除部５３が切り落とされる。
　本実施形態においては、変形抑制部５４は、被切除部５３を基準として第一接続端部５１が位置する第一方向及び、被切除部５３を基準として第二接続端部５２が位置する第二方向（Ｘ軸方向）に対し垂直な第三方向及び第四方向（Ｚ軸方向）へ、被切除部５３から延出する延出部５４１と、延出部５４１の先から第一方向及び第二方向へ屈曲して延在するアンカー部５４２とを含む。アンカー部５４２は、導体片５０と一体成形されるハウジング本体１００に埋め込まれている。そして、アンカー部５４２は、発射体４０により被切除部５３が切断される際に、変形抑制部５４を被切除部５３の方向へ引き抜くようにかかる力に抵抗すると共に、凹部５６を支点として被切除部５３が下方へ変形することに伴い導体片５０の両端部（第一接続端部５１、第二接続端部５２及び変形抑制部５４）が上方へ変形しようとする力を分散させ、導体片５０の両端部の変形を抑制する。
　ここで、導体片５０は図２の例には限定されない。例えば、導体片５０は、第一接続端部５１および第二接続端部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における第一接続端部５１、第二接続端部５２の形状も特に限定されない。また、導体片５０における凹部５６は省略してもよい。
　＜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１は、遮断装置１の作動前の状態（以下、「作動前初期状態」ともいう）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４２０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。
　更に、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）、および、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、車両等の装置における衝撃、温度、加速度、振動に基づいて事故や火災などの異常状態を検知してもよい。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および制御部は、遮断装置１の構成要素に含まれていなくても良く、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の延在方向（軸方向）に沿って収容空間１３を下方に移動する。
　図３は、実施形態に係る遮断装置１の作動状況を説明する図である。図３の上段に示す（Ａ）には遮断装置１の作動途中の状況を示し、図３の下段に示す（Ｂ）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、その結果、ロッド部４２の下端側に形成された切除面４２０によって導体片５０における第一接続端部５１および第二接続端部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。このとき、破線の矢印で示すように、発射体４０とハウジング本体１００の下側部分とは、導体片５０に曲げモーメントを生じさせる。なお、発射体４０とハウジング本体１００とのクリアランスが大きくなると、導体片５０の歪みが大きくなる。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３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。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。その結果、導体片５０の両端に位置する第一接続端部５１および第二接続端部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。
　＜実施形態の効果＞
　実施形態における遮断装置１は、導体片５０と一体成形されハウジング本体１００に埋め込まれるアンカー部５４２が、発射体４０により被切除部５３が切断される際に、変形抑制部５４を被切除部５３の方向へ引き抜くようにかかる力に抵抗する。また、アンカー部５４２は、被切除部５３が下方へ変形する際に凹部５６を支点として導体片５０の端部（第一接続端部５１、第二接続端部５２及び変形抑制部５４）が上方へ歪もうとする力を分散させ、変形を抑制する。
　＜第二実施形態＞
　図４は、第二の実施形態に係る導体片の上面図である。なお、上述した第一実施形態と対応する構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
　上述した第一実施形態と比較すると、本実施形態に係る導体片５０は、平面視においてＸ字状に四方へ延出する４つの変形抑制部５４Ａを備え、４つの変形抑制部５４Ａは、第一接続端部５１の幅方向（Ｚ軸方向）の両端付近及び第二接続端部５２の幅方向（Ｚ軸方向）の両端付近にそれぞれ接続されている。換言すれば、第一接続端部５１及び第二接続端部５２の各々は、その被切除部５３側に、幅が小さくなった４つの接続部を有する。また、本実施形態において追加された幅方向の両端の接続部を、変形抑制部５４Ａと呼ぶ。変形抑制部５４Ａも、導体片５０と一体成形されるハウジング本体１００に埋め込まれている。そして、変形抑制部５４Ａは、発射体４０により被切除部５３が切断される際に、凹部５６を支点として被切除部５３が下方へ変形することに伴い導体片５０の両端部（第一接続端部５１及び第二接続端部５２）が上方へ歪もうとする力を分散させ、導体片５０の両端部の変形を抑制する。
　第一実施形態及び第二実施形態に示すように、変形抑制部は被切除部に一端が接続され、ハウジング本体１００の内部へ延びる延伸部であってもよい。
　＜第三実施形態＞
　図５は、第三の実施形態に係る導体片を説明するための図である。上段の（Ａ）は導体片５０の上面図であり、下段の（Ｂ）は導体片５０の正面図である。なお、上述した第一実施形態及び第二実施形態と対応する構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
　本実施形態に係る導体片５０は、第一接続端部５１及び第二接続端部５２の底面側に、被切除部５３と同心円状の円弧形状を有する変形抑制部５５Ａを有する。また、導体片５０は、第一接続端部５１及び第二接続端部５２の上面側に、被切除部５３と同心円状の円弧形状を有する変形抑制部５５Ｂを有する。変形抑制部５５Ａ及び変形抑制部５５Ｂは、それぞれ凹部（スリット）である。また、変形抑制部５５Ａよりも変形抑制部５５Ｂの方が、円弧の半径が大きい。したがって、被切除部５３の外縁に形成された凹部５６、変形抑制部５５Ａ、変形抑制部５５Ｂは、導体片５０の上面及び底面に交互に設けられた凹部を構成する。変形抑制部５５Ａ及び変形抑制部５５Ｂは、導体片５０と一体成形されるハウジング本体１００に埋め込まれている。そして、変形抑制部５５Ａ及び変形抑制部５５Ｂとハウジング本体１００との接続部分は、発射体４０により被切除部５３が切断される際に、凹部５６を支点として被切除部５３が下方へ変形することに伴い導体片５０の両端部（第一接続端部５１及び第二接続端部５２）が上方へ変形しようとする力に抵抗する。よって、発射体４０により被切除部５３が切断される際に、導体片５０とハウジング本体１００との間に生じる間隙の大きさを低減することができる。また、導体片５０とハウジング本体１００との境界を、いわゆるラビリンス構造のように曲がりくねった形状にして境界の表面積を大きくすることにより、発射体４０により被切除部５３が切断される際に、導体片５０とハウジング本体１００との間に間隙が生じたとしても遮断装置１からの燃焼ガスの漏出を抑制できる。
　なお、変形抑制部５５Ａ、５５Ｂの数は２つには限定されない。また、変形抑制部５５Ａ、５５Ｂは、必ずしも導体片５０の上面と底面とに交互に設けられていなくてもよく、平面視上において重なるように上面及び底面の対応する位置に設けられていてもよい。
　＜第四実施形態＞
　図６は、第四の実施形態に係る導体片を説明するための図である。上段の（Ａ）は導体片５０の上面図であり、下段の（Ｂ）は導体片５０の正面図である。なお、上述した第一実施形態から第三実施形態と対応する構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
　本実施形態に係る導体片５０は、第一接続端部５１及び第二接続端部５２の上面側に、上面が凸状であると共に底面が凹状になるように形成された、断面が弓形の変形抑制部５５Ｃを有する。変形抑制部５５Ｃも、被切除部５３と同心円状の円弧形状を有し、被切除部５３の外側に設けられている。したがって、変形抑制部５５Ｃも、発射体４０により被切除部５３が切断される際に、凹部５６を支点として被切除部５３が下方へ変形することに伴い導体片５０の両端部（第一接続端部５１及び第二接続端部５２）が上方へ変形しようとする力に抵抗する。よって、発射体４０により被切除部５３が切断される際に、導体片５０とハウジング本体１００との間に生じる間隙の大きさを低減することができる。また、導体片５０とハウジング本体１００との境界を、いわゆるラビリンス構造のように曲がりくねった形状にして、発射体４０により被切除部５３が切断される際に、導体片５０とハウジング本体１００との間に間隙が生じたとしても遮断装置１からの燃焼ガスの漏出を抑制できる。
　なお、弓形の変形抑制部５５Ｃは、導体片５０の裏側（底面側）へ突出する構成であってもよい。また、複数の変形抑制部５５Ｃを導体片５０の上面側又は底面側に設けるようにしてもよい。
　第三実施形態及び第四実施形態に示すように、変形抑制部は第一接続端部５１又は前記第二接続端部５２に形成された凹凸であってもよい。なお、凹凸は、板状の導体片５０の表側又は裏側に形成される凹部又は凸部であり、線状（例えば曲線状または直線状）に形成されていてもよい。
＜その他＞
　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。例えば、第一実施形態の変形抑制部５４、第二実施形態の変形抑制部５４Ａ、第三実施形態の変形抑制部５５Ａ、５５Ｂ、及び第四実施形態の変形抑制部５５Ｃは、これらのうち２つ以上を組合せて実施してもよい。また、本開示の主旨から逸脱しない範囲内で構成を変更してもよい。例えば、アンカー部５４２の形状は図２に示したものには限定されず、また、アンカー部５４２を有していなくてもよい。また、上述した変形抑制部５４は、少なくとも一部がハウジング本体１００に埋め込まれていれば、ハウジング１０の外側に露出していてもよい。
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
５１　　　：第一接続端部
５２　　　：第二接続端部
５３　　　：被切除部
５４、５５：変形抑制部
６０　　　：クーラント材

Claims (6)

  1. 　外殻部材として、一方向に延在する収容空間を内包するハウジングと、
    　前記ハウジングに設けられた点火器と、
    　前記ハウジング内に配置され、前記点火器から受けるエネルギーによって前記収容空間の一端側から発射され、前記収容空間の延在方向に沿って移動する発射体と、
    　前記ハウジングに保持され、電気回路の一部を形成する導体片であって、一方の第一接続端部と他方の第二接続端部との間に、前記発射体の移動によって切除される被切除部を有し、当該被切除部が前記収容空間を横切るように配置された導体片と、
    を備え、
    　前記導体片は、前記発射体によって前記被切除部が切除される際の変形を抑制する変形抑制部を有する
    　電気回路遮断装置。
  2. 　前記変形抑制部は、前記収容空間に位置する前記被切除部に一端が接続され、前記ハウジング内に延びる延伸部である
    　請求項１に記載の電気回路遮断装置。
  3. 　前記延伸部は、その他端に、前記ハウジング内に埋め込まれたアンカー部を有する
    　請求項２に記載の電気回路遮断装置。
  4. 　前記延伸部は、その他端が、前記第一接続端部又は前記第二接続端部に接続されている
    　請求項２に記載の電気回路遮断装置。
  5. 　前記変形抑制部は、前記第一接続端部又は前記第二接続端部に形成された、凹部又は凸部である
    　請求項１に記載の電気回路遮断装置。
  6. 　前記凹部又は前記凸部は、前記ハウジング内に埋め込まれている
    　請求項５に記載の電気回路遮断装置。
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