JP2019515476A - 電気回路への接続のための遮断器装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、電気回路に接続するための遮断器装置（１）であって、少なくとも１つの起爆剤（３）と、− 前記起爆剤（３）からの放出口（Ｓ）と連通している加圧室（７）と、− 電気回路への接続のための少なくとも１つの導電部分（８）と、− 導電部分と直列に接続される少なくとも１つの可溶体（４０）であり、起爆剤が前記可溶体の端子に接続されており、前記可溶体が、可溶体を通る電流が所定値を超えるとトリップして、それによって起爆剤を作動させるように構成される、可溶体と、− 可動遮断器要素（１５）とが存在する本体（１１）とを備え、起爆剤が、遮断器装置に、電流を通す第１の構成から回路を遮断する第２の構成に移らせるように構成され、可動遮断器要素が、前記導電部分を切断するために第１から第２の構成に移ると、移動される、遮断器装置を提供する。

Description

本発明は、電気回路に流れる電流を遮断するための遮断器装置に関し、そしてそのような遮断器装置を含む安全な電気システムにも関する。

電気回路は現在、相の各々にヒューズを配置することによって保護されることができる。そのようなヒューズは、特定の持続時間にわたって現れる高電流の場合に電流を遮断する役目を果たし、そしてそれらは、高故障電流を伴う故障の場合に使用するのに信頼できる。それにもかかわらず、公称電流より少しだけ大きい電流に対しては、そのようなヒューズは、断線するのに比較的長時間かかることがあり、場合により不完全に断線することがある。不完全である、またはあまりに遅れて生じる断線は、電気システムへの、特に電気回路によって給電される電気装置への許容できない損傷に至り得る。したがって、電気システムの安全度および寿命を改善するように、誤作動が発生した場合に行われる回路遮断の質を改善することが望ましい。

したがって、比較的単純であり、かつ回路遮断の質が改善されることを可能にする遮断器装置を提供する必要性が存在する。

この目的で、第１の態様では、本発明は、電気回路に接続するための遮断器装置であって、少なくとも１つの起爆剤と、
− 前記起爆剤からの放出口と連通している加圧室と、
− 電気回路への接続のための少なくとも１つの導電部分と、
− 導電部分と直列に接続される少なくとも１つの可溶体であり、起爆剤が前記可溶体の端子に接続されており、前記可溶体が、可溶体を通る電流が所定値を超えるとトリップして、それによって起爆剤を作動させるように構成される、可溶体と、
− 可動遮断器要素とが存在する本体とを備え、
起爆剤が、遮断器装置に、電流を通す第１の構成から回路を遮断する第２の構成に移らせるように構成され、可動遮断器要素が、前記導電部分を切断するために第１から第２の構成に移ると、移動される、装置を提供する。

作動されると、起爆剤は、加圧室を加圧するために加圧ガスを生成するように構成される。加圧ガスは、可動遮断器要素を移動させるようにそれに圧力を及ぼす。このようにして移動する可動遮断器要素は、装置に、導電部分が切断される第２の構成、すなわち導電部分における電流の流れが遮断される構成へ移らせるように構成される。したがって、装置が第２の構成にあるとき、電気回路に流れる電流は断たれる。

本発明は、過剰電流の場合に回路で回路遮断が急速かつ確実に行われることを可能にして、したがって前記回路によって給電される電気装置に損傷を与えることを回避することを可能にする遮断器装置を提案する。より正確には、システムの通常動作の間、可溶体は導通し、そして可溶体の端子間の電圧は比較的低く、その結果起爆剤の着火装置を流れる電流は、それを起動することを回避するのに十分低い。逆に、可溶体を流れる電流が所定値を超えると、可溶体はトリップする、すなわち導電部分の切断を開始するようにその抵抗が増加する。したがって、可溶体の端子間の電圧は、それがトリップするときに増加し、結果として着火装置を流れる電流が増加して、それによって起爆剤を作動させ、そして装置に、回路における電流の流れを永続的に遮断するように第１から第２の構成に移らせる役目を果たす。本発明の別の利点は、起爆剤がトリガされることを可能にする可溶体が遮断器装置内に存在し、その外でない限り、小型でかつ一体化される遮断器解決策が提案されるということである。本発明は、したがって有利には、回路遮断をトリガすることになる要素、特に可溶体を直接一体化する独立した遮断器装置を提案することによって現存の遮断器システムを単純化する役目を果たす。これは、有利には、起爆剤がトリガされることを可能にするために電圧および／または電流を感知および／または解析するために存在することになる追加装置の必要性を回避する役目を果たす。したがって、可溶体を用いた遮断および可動遮断器要素を移動させることによる遮断を組み合わせることは、完全な遮断が独立して行われることを確実にすること、およびそれによって可溶体が電流を完全に遮断しない状況を回避することを可能にする限り、比較的単純である方式で電源システムの安全度を改善する役目を非常に著しく果たす。

有利には、可溶体の端子の１つに起爆剤に着火するための装置を接続する線に、少なくとも１つの抵抗器またはダイオードが直列に接続されてもよい。

そのような実施形態は、有利には、着火装置がそれを流れる電流によって劣化されるいかなる危険性も回避する役目を果たす。

一実施形態において、可溶体は、導電部分に接続される個別の部品でもよい。そのような状況下では、可溶体は、導電部分とは別個であり、かつ例えば半田付けによってそれと直列に接続される要素を構成する。

変形例では、可溶体は、導電部分の狭い領域によって構成されてもよい。そのような状況下では、導電部分および可溶体は同じ材料によって構成される。

一実施形態において、加圧室は第１の遮断器装置室を構成し、導電部分の少なくとも一部が、本体に存在する第２の室に存在し、可動遮断器要素は第２の室から第１の室を離隔し、かつ電気絶縁材料で作られている少なくとも１つの突起部分を呈し、前記少なくとも１つの突起部分は導電部分に向き、可動遮断器要素は、第１から第２の構成に移ると、突起部分に対する衝撃によって導電部分を破断するために導電部分に向けて移動させられる。

そのような状況下では、導電部分は、装置が第１から第２の構成に移るときに突起部分に対する衝撃によって破断されることによって切断される。それでいて、本発明は、起爆剤が作動されると導電部分が破断されるそのような実施形態に限定されない。

具体的には、別の実施形態において、導電部分は第１の導電要素および第２の導電要素を呈し、そして可動遮断器要素は第３の導電要素を呈し、第３の導電要素は、遮断器装置が第１の構成にあるときに第１および第２の導電要素間の電気接続を確立し、そして第３の導電要素は、装置が第２の構成にあるときに第１および第２の導電要素間に電流が流れるのを防止するように第１および第２の導電要素の少なくとも１つからの係合を解かれる。

そのような状況下では、電流は、装置が第１の構成にあるときに第３の導体を介して第１の導体と第２の導体との間に流れることができる。逆に、装置が第２の構成にあるとき、第１および第２の導体はもはや電気的に接続されないが、導電部分が破断されることはない。この電気切断は、装置が第１の構成から第２の構成に移るときに可動遮断器要素の導電要素が移動する結果である。したがって、そのような状況下では、導電部分は、その導電要素の少なくとも２つの間の電気接続を無くすことによって切断されるが、装置が第１から第２の構成に移るときに可動遮断器要素が移動する結果として前記導電部分が破断されることはない。以下に更に詳細に記載されるように、この実施形態において、可動遮断器要素は完全に導電材料から作られてもよく、またはそれは電気絶縁部分と共に第３の導電要素を含んでもよい。

一実施形態において、装置は、単一の導電部分を有してもよい。そのような状況下では、遮断器装置は単相電源回路への接続のためでもよい。

変形例では、装置は複数の導電部分を含んでもよく、それぞれの可溶体が導電部分の各々と直列に接続され、起爆剤は場合により各可溶体の端子に接続され、そして各可溶体は場合により、それを通る電流が所定値を超えると、起爆剤を作動させるようにトリップするように構成される。そのような状況下では、遮断器装置は多相電源回路への接続のためでもよい。例として、多相電源回路は３相回路でもよく、または、変形例では、それは２つの相もしくは少なくとも４つの相を有してもよい。そうでないと明記されない限り、用語「回路の相」は、電気回路の前記相に対応する電気導体として理解されるべきである。

複数の導電部分に関しては、装置が第１の構成から第２の構成に移ると、導電部分の全てが同時に電気的に切断される。これは、有利には、回路に流れる電流の完全かつ同時の遮断を行う役目を果たす。

本発明は、
− 上記された遮断器装置と、
− 遮断器装置に接続される電源回路であって、前記少なくとも１つの導電部分が電源回路の相に接続される、電源回路と
− を少なくとも備える安全な電源システムと、
− 前記電源システムによって給電されるために電源システムに接続される電気装置と
を少なくとも備える安全な電気システムも提供する。

一実施形態において、電気システムは、電気装置を監視するためであり、かつ電気装置の動作パラメータの値が所定値に達すると起爆剤を作動させるように構成される監視要素も備えてもよい。

この実施形態は、給電されることになるが、必ずしも電源回路に過剰電流を伴うわけではない電気装置に誤作動が発生した場合に回路の完全な遮断を達成するために有利である。

動作パラメータは圧力または温度でもよい。したがって、電気装置の監視要素は、電気装置の温度または電気装置の少なくとも一部分の圧力が所定値を超えると起爆剤を作動させるように構成されてもよい。

本発明は、上記された少なくとも１つの安全な電気システムを含む車両も提供する。例として、車両は航空機、列車または車でもよい。

本発明は、上記された少なくとも１つの安全な電気システムを含む設備も提供する。

例として、電気装置は列車モータでもよい。変形例では、電気装置はヒートポンプまたは電力設備でもよい。

非限定的な例として与えられる、本発明の特定の実施形態の以下の説明から、かつ添付の図面を参照して、本発明の他の特性および利点が現れる。

第１の構成にある本発明の第１の遮断器装置例の断面図である。 図１の装置の様々な部品要素を図示する分解立体図である。 電気回路に接続する準備ができた図１の遮断器装置の斜視図である。 図１の装置によって行われる回路遮断を例示する図である。 図１の装置によって行われる回路遮断を例示する図である。 図１の装置によって行われる回路遮断を例示する図である。 本発明の第２の遮断器装置例の詳細図である。 本発明の第３の遮断器装置例の詳細図である。 第１の構成にある本発明の第４の遮断器装置例の断面図である。 第１の構成にある本発明の第５の遮断器装置例の断面図である。 第２の構成にある図７Ａの遮断器装置の断面図である。 図７Ａおよび７Ｂに図示される装置の様々な部品要素を図示する分解立体図である。 本発明に従って安全にされた電気システム例のブロック図である。 本発明に従って安全にされた電気システム変形例のブロック図である。

図１は、本発明の遮断器装置例１の断面図である。以下に詳細に記載されるように、図１に図示される遮断器装置例１では、導電部分は、装置１が第１の構成から第２の構成に行くときに破断する。以下に記載されるように、本発明の文脈で他の配置が可能である。

図１では、装置１は、第１の構成、すなわち電流（矢印Ｉ）が電源回路の相１０におよび導電部分８に流れることができる構成にある。図示される例では、電源回路は単一の相を有し、そして遮断器装置１は単一の導電部分８を有する。それでいて、回路が複数の相を有し、そして遮断器装置が複数の導電部分を有することは本発明の範囲を越えるものではなく、１つのそのような実施形態が後述される。

遮断器装置１は、２つの電気導体５を持つ着火装置９を有する起爆剤３を備える（図１には導体の一方だけが図示されるのに対して、図２および３では両導体５が見える）。起爆剤３は火工装薬４も有する。火工装薬４は１つまたは複数の固体ブロックの形態でもよい。変形例では、装薬４は粒状でもよい。意図された回路遮断器用途のために使用されるように火工装薬の性質および寸法を選択することは、当業者の一般知識の範囲内である。

装置１は、第１および第２の室７および１２が存在する本体１１を備える。例として、本体１１は熱可塑性または熱硬化性材料で作られてもよい。起爆剤３は、本体１１の内壁１４に対して押圧する弾性変形可能材料で作られているシールガスケット６を有する。図示される例では、着火装置９は本体１１に収容される。本体１１は２つの貫通チャネル１１ａも呈し、導体５の各々がチャネル１１ａのそれぞれの１つに延びる。第１の室７は加圧室を構成し、そしてそれは起爆剤３の放出口Ｓと連通している。作動されると、起爆剤３は、第１の室７を加圧するように構成される。図示される例では、火工装薬４は第１の室７に存在する。それでいて、室が起爆剤からの放出口と連通しているままである限り、装薬が第１の室外に存在することは本発明の範囲を越えるものではない。

導電部分８は第２の室１２に存在する（特に図１および３を参照のこと）。導電部分８の端は、図示される例では本体１１から突出する。図示される例では、導電部分８は舌の形態である。例として、導電部分８は銅で作られてもよい。

導電部分８は、それと直列に接続されるヒューズ４０が設けられる。この例では、可溶体４０は、導電部分８とは別個であり、かつそれに取り付けられた要素を構成する。例として、ヒューズ４０は導電部分８に半田付けまたはクリップ留めされ得る。図示される例では、ヒューズ４０は、その絶縁シェルと共に導電部分８に半田付けされている。この例では、ヒューズ４０は、電気絶縁シェル内に存在する可溶心を備える。絶縁シェルは、可溶心が存在する、シリカなどの電気絶縁材料の粉体を含んでもよい。その絶縁シェルと関連して可溶心を使用することは、有利には、可溶心の寿命を改善して、それによって遮断器装置の信頼性を更に改善する役目を果たす。変形例では、導電部分は、市販のヒューズの可溶体だけ（その絶縁シェルなし）を組み込むことが可能であろう。加えて、この例では、ヒューズ４０は第２の室１２に存在し、それは本体１１内に存在する。

各電気導体５はヒューズ４０の別個の端子に接続される。より正確には、本体１１の側壁２２は、電気導体２４ａおよび２４ｂが延びるチャネル２３ａおよび２３ｂを有する。第１の電気導体２４ａは、着火装置９の第１の導体５にヒューズ４０の第１の端子を接続する。第２の電気導体２４ｂは、第１の導体と異なる、着火装置９の第２の導体５に、第１の端子と異なる、ヒューズ４０の第２の端子を接続する。したがって、相１０および導電部分８によって所定値より大きい電流が伝達されると、ヒューズ４０はトリップする。結果として、ヒューズ４０の端子間の抵抗が増加し、それによって着火装置９を作動させ、したがって電流を遮断するのに十分である電位差を引き起こす。所望の電流レベルで回路遮断を得るために使用されるべきであるヒューズ特性を選択することは、当業者の一般知識の範囲内である。特に、ヒューズが高電圧に耐える必要がないことが観察されてもよく、これは、比較的低破壊電圧を有するヒューズを使用することが可能であることを意味する。遮断器装置は、例えば、１００ボルト（Ｖ）未満の電圧を伴うシステムで使用されてもよい。

着火装置９を流れる電流を低減させ、したがって公称電流の存在下で着火装置のいかなる劣化も回避するために、着火装置９にヒューズ４０を接続する線に、少なくとも１つの抵抗器またはダイオード（図示せず）が、有利には、直列に接続されてもよい。

導電部分８は支持体１８上に存在する。図示される例では、支持体１８は、本体１１の側壁２２における開口部２２ａに係合するためのスライドの構造を有する。支持体１８は、装置１が第１の構成にあるときに導電部分８下に位置される凹部分２０を画定する。支持体１８は、導電部分８が受け入れられる溝１９を呈する。導電部分８は、電源回路の相１０に接続するためのものである。例として、この接続は半田付けによって行われてもよい。導電部分８の端は電源回路の相１０に接続される。

図１の装置例１は、電気絶縁材料、例えばポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ ＧＦ４０）またはポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）で作られている可動遮断器要素１５を更に備える。遮断器要素１５は密封方式で第２の室１２から第１の室７を離隔する。遮断器要素１５は第１および第２の室７および１２間に位置される。遮断器要素１５は、導電部分８に向く少なくとも１つの突起部分１７を呈する。遮断器要素１５は、本体１１の側壁２２に対して押圧する弾性変形可能材料で作られているシールガスケット１６を有する。側壁２２は第１および第２の室７および１２を包囲する。本体１１の側壁２２は、第１および第２の室７および１２が存在する、特にヒューズ４０が存在する内部容積を画定する。より正確には、図示される例では、ヒューズ４０は第２の室１２に存在する。突起部分１７は極厚の一部分の形態である。図示される例では、遮断器装置１５は、導電部分８を破断するための単一の突起部分１７を有する。本発明は、突起部分１７が導電部分８に対して衝撃を与えることによってそれを破断するのに適する限り、突起部分１７の遠位端１７ｂのためのいかなる特定の形状にも限定されない。例として、突起部分１７の遠位端１７ｂは、したがって、図示されるように、形状が平面でもよく、または実際は、それは形状が尖らせられても、または丸くされてもよい。以下に詳細に記載されるように、遮断器要素１５は、起爆剤３が作動される結果として進行軸線Ｘに沿って移動するように構成される。装置１が第１の構成にあるときは、凹部分２０、導電部分８および突起部分１７は軸線Ｘに沿って重ねられる。

ここで図１−３に図示される遮断器装置１の様々な要素を組み立てることの説明が続く。

最初に、本体１１が起爆剤３上へオーバーモールドされる。遮断器要素１５が次いで底部２５を通して力で挿入される。図２に図示されるように、遮断器要素１５は、本体の内壁に存在する突起部分と協働するための、具体的には切欠きの形態の位置決め手段２６を呈する。この協働は、遮断器要素１５が回るのを防止する、したがって第１の室７が起爆剤３によって加圧されるときに、それが軸線Ｘ回りに回らないことを確実にする役目を果たす。ヒューズ４０を保持する導電部分が次いで支持体１８における溝１９に配置される。支持体１８は次いで、進行軸線Ｘを横切って、本体１１の側壁２２における開口部２２ａを通して挿入されることができ、そして線２４ａおよび２４ｂが次いでヒューズ４０の端子に半田付けされる。図３に図示される遮断器装置１が、したがって、例えば相１０に導電部分８を半田付けすることによって、電源回路に接続する準備ができて得られる。

図４Ａ−４Ｃを参照しつつ、回路を遮断する図１の遮断器装置１の説明が続く。

装置１は最初に、電流（矢印Ｉ）が相１０におよび導電部分８に流れることができる（ヒューズ４０が導通している）第１の構成にある。装置１が第１の構成にある間、遮断器要素１５は、「高」位置と称される第１の位置にある。導電部分８に流れる電流が所定値を超えると、ヒューズ４０はトリップする。したがって、ヒューズの端子間の抵抗が増加し、それによって起爆剤が作動されることを可能にする。起爆剤３を作動させることは、遮断器装置に、第１の構成から導電部分８における電流の流れが遮断される（導電部分が切断される）第２の構成に行かせる役目を果たす。より正確には、起爆剤を作動させることは、第１の室７を加圧する燃焼ガス（矢印Ｆ）を発生するように１つまたは複数の火工装薬４の燃焼を開始する役目を果たす（図４Ａを参照のこと）。第１の室７のこの加圧は、遮断器要素１５を導電部分８に向けて移動させる。可動遮断器要素１５は、第１の室７が起爆剤によって加圧されるときに破断しないように構成される。図示される例では、遮断器要素１５は、装置１が第１の構成から第２の構成に移るにつれて、変形することなく移動するように構成される。遮断器要素１５は、第１の構成から第２の構成へのこの移行の間、導電部分８に向けて軸線Ｘに沿って並進移動する。特に、位置決め手段２６の存在のため、遮断器要素１５の移動は、第１から第２の構成へのこの移行の間、軸線Ｘ回りのいかなる回転成分も含まない。移動することの結果として、遮断器要素１５は導電部分８に対して衝撃を与え、したがってそれを破断する（図４Ｂおよび４Ｃを参照のこと）。このようにして導電部分８を複数の別個の部分８ａおよび８ｂに破断することは、電流が流れるのを防止し、したがってシステムの安全度を保証する役目を果たす。遮断器要素は、図示されるように、導電部分８における電流の流れ方向に対して横断方向に、例えば垂直に、その導電部分８に対して衝撃を与えるように構成される。図示される例では、突起部分１７は、装置１が第２の構成にあるとき支持体１８の凹部分２０に受け入れられ、突起部分１７は、したがって、凹部分２０の底部に対して当接する。装置が第２の構成にあるとき、遮断器要素１５は、「低」位置と称される第２の位置にあり、そして電流は遮断される。本発明のこの装置例は、有利には、特に急速に、例えば約０．２ミリ秒（ｍｓ）で、回路を遮断する役目を果たすことができる。図示される例では、突起部分１７は、ヒューズ４０が存在する領域とは別個である領域で導電部分に衝撃を与える。それでいて、突起部分が導電部分に組み込まれるヒューズに対して直接衝撃を与えて破断するように装置が配置されることは本発明の範囲を越えるものではない。起爆剤は、動作後のシステムの電圧より大きい誘電体絶縁を呈するように選択されてもよい。

第２の構成にある遮断器装置を取り外し、そしてそれを第１の構成にある遮断器装置と交換するために、電源回路が遮断された後に保全作業が行われることができる。電源回路を用いた電気装置への電力の供給が次いで再開されることができる。

図１−３および４Ａ−４Ｃを参照しつつ上記した遮断器装置例１は、（ｉ）可動遮断器要素１５によって導電部分８が衝撃を受けたときにそれを破断することによって回路が遮断される、および（ｉｉ）導電部分８が存在する第２の室１２にヒューズ４０が存在するものである。以下に記載されるように、本発明の文脈で他の構成が想定され得る。

図５は、本発明の変形実施形態における遮断器装置の詳細を図示する。この変形例では、遮断器装置は複数の導電部分８０を有する。この複数の導電部分を有する遮断器装置は、多相回路で使用するためでもよい。図示される例では、遮断器装置は３相回路に接続するためのものである。遮断器装置における導電部分８０の数は回路における相数に等しくてもよい。導電部分８０の各々は回路の別個の相に接続するためのものである。各導電部分８０は、それと直列に接続されるヒューズ４０を呈する。起爆剤が複数の着火装置を呈し、各々ヒューズのそれぞれの１つの端子に接続されることを除いては、遮断器装置の残りは図１に記載されるものと同様でもよい。導電部分８０はゼロでない距離だけ互いから離間される。そのような状況下では、遮断器要素の突起部分は、起爆剤が作動されると様々な導電部分８０を同時に破断するように設計される。上記したものと同じ方式で、所定値より大きい電流が相の１つに流れると、その相と関連したヒューズの端子間の抵抗は、そのヒューズに接続される着火装置を作動させ、したがって回路を遮断するのに十分であるヒューズの端子間の電位差を発生するように増加する。多相回路では、遮断器装置が作動された後に、導電部分の全てが同時に破断されて、それによって回路におけるいかなる電流の流れも防止すると想定すれば、そのような遮断器装置を実装することは、有利には、相の少なくとも１つが、別の相が遮断された後に導通したままである状況を回避する役目を果たす。

図５Ａは、本発明の遮断器装置の変形例の詳細を図示する。この例では、導電部分９０は単一の材料から作られ、そしてそれは幅が減少し、場合により厚さも減少した狭い領域１４０を呈する。この狭い領域１４０は、導電部分９０によって伝達される電流が所定値を超えると溶断するように構成される。起爆剤も、上記したものと同様の方式で、狭い領域１４０の抵抗が増加すると回路遮断をトリガするように、狭い領域１４０の端子に接続される。したがって、それと直列に個別の可溶体を接続することを必要とすることなく、可溶体が導電部分自体の狭窄によって構成されることが、本発明の範囲で可能である。

図６は、第１の構成にある、すなわち電流（矢印Ｉ）が電源回路の相１１０におよび導電部分１８０に流れることができる構成にある本発明の遮断器装置１１１の変形例を図示する。図示される例では、装置１は、第１の室７、第２の室１２および第３の室１２８が存在する本体１１４を備える。起爆剤３は図１の例と同じ構造を呈し、そして図１と同じである要素を示すために同じ参照番号が図６で繰り返される。

第１の室７は加圧室を構成し、そしてそれは起爆剤３の放出口Ｓと連通している。図６の例では、導電部分１８０は第２の室１２に存在する。それでいて、図１の例とは異なり、可溶体は第２の室１２に存在しない。具体的には、この例では、装置１１１は、可溶体１３０および電気絶縁材料の粉体１３１を含む第３の室１２８を有する。この例では、可溶体１３０は絶縁粉体１３１内に存在する。そのような構成は、可溶心の時間挙動を改善することによって遮断器装置の信頼性を一層更に改善する役目を果たす。例として、電気絶縁材料はシリカでもよい。可溶体１３０は、その絶縁シェルから分離された市販のヒューズの可溶心によって構成されてもよい。可溶体１３０は電気コネクタ１１０ａを介して回路の相１１０に接続され、そしてこの要素１３０は電気コネクタ１８０ａを介して導電部分１８０とも直列に接続される。導電部分１８０は、電流が遮断器装置１１１を通して回路に流れることを通常動作で可能にするように、回路の相１１０に接続される。

更には、各電気導体５は可溶体１３０の別個の端子に接続される。図１の例のように、本体１１４の側壁１２２は、電気導体１２４ａおよび１２４ｂが延びるチャネル１２３ａおよび１２３ｂを呈する。第１の電気導体１２４ａは、着火装置９の第１の導体５に可溶体１３０の第１の端子を接続する。第２の電気導体１２４ｂは、第１の導体と異なる、着火装置９の第２の導体５に、第１の端子と異なる、可溶体１３０の第２の端子を接続する。したがって、所定値より大きい電流が相１１０を通ると、可溶心の端子間の抵抗が増加して、それによって着火装置９を作動させ、したがって回路を遮断するのに十分である電位差を発生する。図１の例と同じ方式で、着火装置９を作動させることは、回路における電流の流れを遮断するために導電部分８に対して衝撃を与えることによってそれを破断するように可動遮断器要素１５を移動させる役目を果たす。

図６の例では、第１、第２および第３の室７、１２および１２８は重ねられる。第２の室１２は、この例では第１および第３の室７および１２８間に位置付けられる。導電部分１８０は、図１−３を参照しつつ記載したものと同様のスライド構造を有する支持体１１８上に存在する。それでいて、図６の例では、チャネル１２３ａおよび１２３ｂは、可溶体１３０の端子にコネクタ５を接続することが可能であるように、スライド１１８を通して延びる。

起爆剤を作動させることは、図４Ａ−４Ｃを参照しつつ記載したものと類似した方式で、可動遮断器要素１５を、導電部分１８０を破断するように導電部分１８０に向けて移動させる。

上記の例は、可動遮断器要素を用いて導電部分を破断することによってそれを切断する。図７Ａ、７Ｂおよび８を参照しつつ、導電部分が異なる方式で切断される本発明の遮断器装置例の説明が続く。

遮断器装置２１１は、空洞２１９を画定する、電気絶縁材料で作られている中空体２１６、起爆剤２２３、ならびに空洞２１９に至る２つの主要な導電タブ２１３および２１４を有する導電部分を有する。この例では、導電部分は、したがって、第１の導電要素（導電タブ２１３）および第２の導電要素（導電タブ２１４）を有する。第１および第２の導電要素２１３および２１４は、図示される例では空洞２１９の縦軸Ｙに沿ってオフセットされる。

遮断器装置２１１は、空洞２１９で移動するように構成される可動遮断器要素２２０も有する。この例では、空洞２１９は円筒形であり、そして可動遮断器要素２２０はそれ自体基本的に円筒形である。図示される例では、可動遮断器要素２２０は、電気絶縁材料で作られている第１の部分および導電材料で作られている第２の部分を備える。可動遮断器要素２２０は、少なくとも１つの導電要素を含む割り管２２１を備える。図７Ａ、７Ｂおよび８に図示される例では、割り管２２１は完全に導電性である。割り管２２１はスロット２２９を呈する。可動遮断器要素２２０は、電気絶縁材料で作られ、かつ割り管２２１と共に連動するように空洞内で移動するように適合されたピストンを形成するスライド２２２も有する。変形例では、図７Ａに図示される遮断器装置例に完全に導電材料から作られている可動遮断器要素を使用することが可能であろう。そのような要素は、図示される導電管２２１と同様の、管を形成する第１の部分および軸線Ｙを横切って延び、かつ第１の部分を閉じる、円板を形成する第２の部分を有し得る。

装置２１１が図７Ａに図示されるように第１の構成にあるときに、割り管２２１（第３の導電要素）はタブ２１３および２１４（第１および第２の導電要素）間の電気接続を提供する。これは、遮断器装置２１１の導電部分を通して回路に電流が流れることを可能にする。

この例では、起爆剤２２３は、空洞２１９と連通するように中空体に設置される従来の発火ガス発生器を備える。加圧室２２５が、起爆剤２２３とピストン２２２の軸端面の１つとの間に画定される。より詳細には、この例では、ピストン２２２は、起爆剤２２３の方を向くその上流面に空洞２２６を有し、そしてこの空洞２２６は加圧室２２５の一部分を構成する。スライド２２２が起爆剤２２３と実際に接触している、すなわち加圧室２２５がその最小容積に減少する初期位置では、両導電タブ２１３および２１４は、「初期」位置と称される第１の位置で割り管２２１を介して共に電気的に接続される。上述したように、第３の導電要素（詳細には割り管２２１）を介して電気接触が起こる。

２つの導電タブは、その軸線に沿って軸方向にオフセットされる、軸線Ｙ回りの２つのそれぞれのリング２１３ａおよび２１４ａを有し（この軸線が可動遮断器要素２２０の進行方向に対応する）、そしてこれらのリング２１３ａおよび２１４ａは、可動遮断器要素が前記第１の位置にある間その導電部分（具体的には割り管２２１）と密着している。この例では、リング２１３ａおよび２１４ａの内面は空洞２１９の壁と隣接している。有利には、前記第１の位置で、割り管２２１は、前記主要な導電タブ２１３および２１４のリング２１３ａおよび２１４ａ間に圧力ばめとして係合されて、それによって遮断器装置２１１の作動前の期間にわたって前記主要な導電タブ間の優れた電気接続を保証する。

図８では、図示される例のリングの１つ２１３ａは、そこに直列に接続されるヒューズ２４０を呈する。図示される例では、ヒューズ２４０は、その絶縁シェルと共にリング２１３ａに組み込まれる。それでいて、本発明の範囲を越えることなく、上記したものと同様の方式で、専ら市販のヒューズの可溶心（その絶縁シェルなし）によってまたはリングの狭い領域によって形成される可溶体を使用することが可能であろう。起爆剤２２３の支持体を形成する部分２１２は、２つの貫通チャネル２１２ａおよび２１２ｂを有する。第１の電気導体２４０ａは、ヒューズ２４０の第１の端子に起爆剤２２３の第１の導電部分２２３ａを接続するように第１のチャネル２１２ａを通して延びる。同様に、第２の電気導体２４０ｂは、第１の端子と異なる、ヒューズ２４０の第２の端子に、第１の導体２２３ａと異なる、起爆剤２２３の第２の電気導体２２３ｂを接続するように第２のチャネル２１２ｂを通して延びる。したがって、所定値より大きい電流がリング２１３ａを通ると、ヒューズ２４０の抵抗が、起爆剤２２３を作動させることが可能であるのに十分であるその端子間の電位差を生じさせるように増加する。変形例でまたは組合せで、起爆剤に接続される可溶体は電気タブ２１４に存在して、それと直列に接続され得る。

起爆剤２２３が作動すると、可動遮断器要素２２０およびしたがって割り管２２１は、加圧室２２５が加圧される結果として、空洞で第２の位置に向けて移動する（図７Ｂ）。この第２の位置では、割り管２２１はタブ２１３からの係合を解かれ、それによって２つの導電タブ２１３および２１４間の電気接続を防止し、かつ回路における電流の流れを遮断する。図示される例では、装置２１１が遮断する、第２の構成（図７Ｂに図示される）にあるとき、割り管２２１はタブ２１３から分離され、かつタブ２１４と接触している。それでいて、装置が第２の構成にあるときに割り管がタブ２１３ともタブ２１４とも接触しないとしても、本発明の範囲を越えるものではない。

図８は、上記の遮断器装置２１１がどのように簡単かつ安価に作られることができるかを図示する。２つのハウジング要素２３０および２３１、または左の要素２３０および右の要素２３１を共に組み立てることによって、中空体２１６が画定される。ハウジング要素２３０は、導電タブ２１３および２１４の各々の一部分ならびに起爆剤の支持体２１２の一部分を受け入れるように画定された形状の横方向に開いた凹み２３３ａ、２３３ｂおよび２３３ｃが上にある２つの止まりねじ穴２３２を有する。各導電タブは、遮断器装置２１１外で電気回路に接続されることが可能であるように絶縁中空体外に突出する接続棒２１３ｂまたは２１４ｂによって横方向に延ばされるリング２１３ａまたは２１４ａを有する。第２のハウジング要素２３１は、留めねじ２３７が挿入されることを可能にする２つの貫通穴２３６を有する。第１のハウジング要素２３０と同じ方式で、第２のハウジング要素２３１も、導電タブ２１３および２１４の各々の一部分ならびに起爆剤の支持体２１２の一部分を受け入れるように画定された形状の横方向に開いた凹み２３４ａ、２３４ｂおよび２３４ｃを有する。支持体２１２は２つのハウジング要素２３０および２３１間に装着され、そしてそれはその端に起爆剤２２３を受け入れる穴２３８を含む。起爆剤２２３は、前記穴２３８内に加圧室２２５を画定するように前記支持体２１２内に装着される。上述したように、割り管２２１は、２つのリング２１３ａおよび２１４ａの各々に力で係合される。

このように、前記初期の第１の位置で、共通軸線上で軸方向にオフセットされる２つのリング２１３ａおよび２１４ａは、割り金属管２２１を介して電気的に共に接続される。図示される例では、絶縁スライド２２２は摺動可能な割り管２２１内に挿入される。円筒形のかつ空洞２１９の直径に実質的に等しい直径の上流または第１の部分２４１は、前記空洞の内面に沿って摺動する。図７Ａ、７Ｂおよび８で上方を向くその上流面に、第１の部分２４１は空洞２２６を含み、この空洞はこの例では同様に実質的に円筒形であり、加圧室２２５の初期容積の一部分を画定する役目を果たす。図８に見られるように、第１の部分２４１は、互いから軸方向に離間される２つの円周溝２６１、２６２を有し、この各々はそれぞれのシールリング２６３、２６４を受け入れる。したがって、ピストン２２２は加圧室２２５を閉じ、かつこの室の閉環境で圧力が急速に上昇することを可能にする。したがって、加圧室２２５に発生されるガスは、導電リング２１３ａおよび２１４ａに向けて浸透しない。

スロットが、有利には、前記溝の少なくとも１つに形成され、かつ起爆剤２２３の支持体２１２にピストン２２２を組み付ける間、加圧室から空気を排出するための較正された通路を形成するように構成される。割り管から少なくとも部分的に上流に位置されるピストン２２２は、上記管２２１を移動させることによって回路が遮断されることを可能にするように、加圧室２２５にガスによって発生される気圧力を上記管２２１に伝達する役目を果たす。第１の部分２４１は、一旦リング２１３ａおよび２１４ａ間に挿入されると、割り管の内部に、場合により力で、挿入されることを可能にするように選択されるわずかに小径の下流の、第２の部分２４２によって延長される。この第２の部分は、割り管が空洞２１９内で移動するときに、そのための案内要素の役目を果たしてもよい。有利な実施形態において、それは、割り管に加えてリング２１３ａおよび２１４ａに対する締付け要素を形成してもよい。図７Ｂは、起爆剤２２３がトリガされた後の状況を図示する。２つのタブ２１３および２１４間の電気接続が遮断され、したがって遮断器装置２１１の導電部分を通る電流の流れは遮断される。この例では、割り管から直接上流に位置される一部分にわたって、ピストン２２２がリング間に挿入されたときに管の外径より大きくはない直径を呈することが観察されるべきである。図示される例では、割り管を駆動する間に、ピストンがリング間に詰まったままになることなくそれらの間で容易に摺動することができるように、ピストンの上流の部分の直径は割り管のそれより少し小さい。これは、この例では、ピストンが摺動する空洞の最上流部分（この例では起爆剤支持体の孔によって形成される）とより大きく、リングがつながるその下流部分（ハウジング要素によって形成される）との間の小さな直径差によって可能にされる。

図面に見られるように、空洞２１９は、割り管２２１が第１から第２の位置に移るときにそれが直線経路をたどることを確実にするようにそれを案内する役目を果たす案内部分２４５によって下流に延ばされる。空洞２１９の底部に減衰パッド２９が挿入される。必要に応じて、減衰パッド２９は、導電割り管２２１および絶縁ピストン２２２が本体２１６の底部と接触するときにこれらの２つの部品の衝撃のエネルギーを軽減する役目を果たす。

図９は、本発明に従って安全にされた電気システム３０の第１の例を図示する。安全な電気システム３０は、電源システム２によって給電されることになる電気装置３１に接続される安全な電源システム２を備える。電源システム２は、発電機Ｇを有する単相電源回路および発電機Ｇに接続される単一の相１０を備える。例として、発電機Ｇはオルタネータでもよい。発電機Ｇは、ピストンエンジンまたはターボジェットなどのエンジンに接続されてもよい。変形例では、発電機Ｇは、交流を生成する発電所などの設備の一部を形成してもよい。この例では、図１に図示される遮断器装置１が、上記詳細に記載したように、相１０に接続される。遮断器装置１は、発電機Ｇとおよび電気装置３１と直列に接続される。遮断器装置１は発電機Ｇと電気装置３１との間に存在する。発電機Ｇは遮断器装置１から上流に存在し、そして電気装置３１は遮断器装置１から下流に存在する。用語「上流」および「下流」は本明細書において電源回路における電力の流れ（矢印Ｉ）に対して使用される。前述したように、相１０によって伝達される電流が所定値を超えると、遮断器装置１に存在するヒューズ４０のトリップが、起爆剤３を作動させ、したがって回路を遮断する役目を果たす。

図１０は、本発明に従って安全にされた電気システムおよび電源システムの別の例３００を図示する。図１０の例では、電気装置３１を監視するための監視要素３７が追加された、図９のものと同様の構造が使用される。この監視要素３７は遮断器装置１００の着火装置に接続される。監視要素３７は、電気装置の動作パラメータが所定値に達すると起爆剤を作動させるように構成される。これは、遮断器装置１００が、電気装置３１の誤作動の場合にも、過剰電流がその回路に流れる場合だけでなく、電気の流れを遮断することを可能にする。例として、監視要素３７は、電気装置３１の温度を測定するように構成されるターミナルセンサを備えてもよい。変形例でまたは組合せで、監視要素３７は、電気装置３１の少なくとも一部分における圧力を測定するように構成される圧力センサを備えてもよい。したがって、監視要素３７は、電気装置３１の温度または前記装置３１の一部分の圧力が所定値を超えると起爆剤を作動させて、それによって誤作動が観察される場合のシステム３００の安全度を保証するように構成されてもよい。

上記の安全な電気システム３０および３００は、航空機または列車などの車両に装備されてもよく、またはそれらは産業設備に存在してもよい。

Claims (14)

1. 電気回路に接続するための遮断器装置（１；１００；１１１；２１１）であって、少なくとも１つの起爆剤（３；２２３）と、
   − 前記起爆剤（３；２２３）からの放出口（Ｓ）と連通している加圧室（７；２２５）と、
   − 電気回路への接続のための少なくとも１つの導電部分（８；８０；９０；１８０；２１３；２１４）と、
   − 導電部分と直列に接続される少なくとも１つの可溶体（４０；１３０；１４０；２４０）であり、起爆剤が前記可溶体の端子に接続されており、前記可溶体が、可溶体を通る電流が所定値を超えるとトリップして、起爆剤を作動させるように構成される、可溶体と、
   − 可動遮断器要素（１５；２２０）とが存在する本体（１１；１１４；２１６）とを備え、
   起爆剤が、遮断器装置に、電流を通す第１の構成から回路を遮断する第２の構成に移らせるように構成され、可動遮断器要素が、前記導電部分を切断するために第１から第２の構成に移ると、移動される、遮断器装置。
2. 可溶体（４０；１３０；２４０）が導電部分に接続される個別の部品である、請求項１に記載の装置。
3. 可溶体（１４０）が導電部分の狭い領域によって構成される、請求項１に記載の装置。
4. 加圧室（７）が第１の遮断器装置室を構成し、導電部分（８；１８０）の少なくとも一部が、本体（１１；１１４）に存在する第２の室（１２）に存在し、可動遮断器要素（１５）が第２の室（１２）から第１の室（７）を離隔し、かつ電気絶縁材料で作られている少なくとも１つの突起部分（１７）を呈し、前記少なくとも１つの突起部分（１７）が導電部分（８；１８０）に向き、可動遮断器要素（１５）が、第１から第２の構成に移ると、突起部分に対する衝撃によって導電部分（８；１８０）を破断するために導電部分（８；１８０）に向けて移動させられる、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置（１；１１１）。
5. 第１から第２の構成に移ると、可動遮断器要素（１５）が、可溶体（４０）が存在する領域とは別個である領域で突起部分（１７）に対する衝撃によって導電部分（８）を破断するために導電部分（８）に向けて移動させられ、かつ可溶体が第２の室（１２）に存在し、かつ導電部分に可溶体の絶縁シェルで接続される、請求項４に記載の装置（１）。
6. 第１から第２の構成に移ると、可動遮断器要素（１５）が、可溶体（１３０）が存在する領域とは別個である領域で突起部分（１７）に対する衝撃によって導電部分（１８０）を破断するために導電部分（１８０）に向けて移動させられ、かつ可溶体が、第２の室（１２）とは別個の第３の室（１２８）に存在し、電気絶縁材料の粉体（１３１）も第３の室に存在する、請求項４に記載の装置（１１１）。
7. 導電部分が第１の導電要素（２１３）および第２の導電要素（２１４）を呈し、かつ可動遮断器要素（２２０）が第３の導電要素（２２１）を呈し、第３の導電要素（２２１）が、遮断器装置が第１の構成にあるときに第１および第２の導電要素（２１３、２１４）間の電気接続を確立し、そして第３の導電要素（２２１）が、装置が第２の構成にあるときに第１および第２の導電要素（２１３、２１４）間に電流が流れるのを防止するように第１および第２の導電要素（２１３、２１４）の少なくとも１つからの係合を解かれる、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置（２１１）。
8. 装置が単一の導電部分（８；１８０；２１３；２１４）を有する、請求項１から７のいずれか一項に記載の遮断器装置（１；１１１；２１１）。
9. 遮断器装置が複数の導電部分（８０）を有し、それぞれの可溶体（４０）が導電部分の各々と直列に接続され、起爆剤が各可溶体の端子に接続され、そして各可溶体が、それを通る電流が所定値を超えると、起爆剤を作動させるようにトリップするように構成される、請求項１から７のいずれか一項に記載の遮断器装置。
10. 安全な電気システム（３０；３００）であって、
    − 請求項１から９のいずれか一項に記載の遮断器装置（１；１００）と、
    − 遮断器装置に接続される電源回路であって、前記少なくとも１つの導電部分（８）が電源回路の相（１０）に接続される、電源回路と
    − を少なくとも備える安全な電源システム（２；２００）と、
    − 前記電源システム（２；２００）によって給電されるために電源システム（２；２００）に接続される電気装置（３１）と
    を少なくとも備える、安全な電気システム（３０；３００）。
11. 電気装置を監視するためであり、かつ電気装置の動作パラメータの値が所定値に達すると起爆剤（３）を作動させるように構成される監視要素（３７）を更に備える、請求項１０に記載のシステム（３００）。
12. 動作パラメータが圧力または温度である、請求項１１に記載のシステム（３００）。
13. 請求項１０から１２のいずれか一項に記載の少なくとも１つの安全な電気システム（３０；３００）を含む、車両。
14. 請求項１０から１３のいずれか一項に記載の少なくとも１つのシステム（３０；３００）を含む、設備。

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