JP2021517342A - 代替的に変更可能な電気回路および電気回路内部の電流経路を変更するための方法 - Google Patents

Abstract

少なくとも直流または交流の電圧源（１）と、前記電圧源（１）と電気的に接続された基本導体（２）の１次分岐（２１）または２次分岐（２２）を介した少なくとも１つの電気負荷（Ｌ）とを少なくとも備える代替的に変更可能な電気回路であって、代替導体（２３）は、前記基本導体（２）に並列に接続され、その結果、所定の各状況で、すなわち所定の各条件を満たすことにより前記１次分岐（２１）は物理的に遮断され、遮断されたとき、最初に前記１次分岐（２１）を通して流れた電流は、次いで前記代替導体（２３）を通して向きを変えられる代替的に変更可能な電気回路。本発明は、前記基本導体（２）の対応する各分岐（２１）と並列に接続された前記代替導体（２３）が、互いに整列した、所定の距離で互いから離れて間隔を置いて配置された２つの導電性セクション（２３１、２３２）から構成され、その結果、２つの導電性セクション（２３１、２３２）の間に電気的絶縁ギャップ（Ｇ）が形成されること、ならびに基本導体（２）の前記分岐（２１）が、所定の各状況で、すなわち所定の各条件を満たすことにより前記分岐（２１）の残りの部分から取り外し可能で、代替導体（２３）の前記セクション（２３１、２３２）の間にある前記ギャップ（Ｇ）の中に移動可能な電気伝導性セクション（２１０）を含み、これによって代替導体（２３）がブリッジされるようになり、導電性になることを提供する。本発明はまた、電気回路内部の電流経路を変更するための方法を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、少なくとも直流または交流の電圧源と、前記電圧源と電気的に接続された基本導体の１次分岐および２次分岐を介した少なくとも１つの電気負荷とを備える代替的に変更可能な電気回路に関し、代替導体は、前記基本導体に並列に接続され、その結果、所定の各状況で、すなわち所定の各条件を満たすことにより前記１次分岐は遮断され、遮断されたとき、最初に前記１次分岐を通して流れた電流は、前記代替導体を通して方向を変えられる。さらに本発明はまた、電気回路内部の電流経路を変更するための方法に関する。

本発明は、前述の特徴を伴う電気回路をどのようにして考えつくかという問題に依拠し、前述の特徴では、前記回路内の基本導体の一方の１次分岐から前記基本導体と並列に接続された代替導体の中に電流を向けることができ、それにより前記基本導体の１次分岐の前記分岐は、同時かつ不可逆的に遮断され、さらにまた、通常は電流の遮断または向き変更により発生する潜在的なマイナス効果を、すなわち、遮断された回路が復帰する可能性、遮断する要素のたわみもしくは振動、電気アークの発生、または導体もしくは接触表面の過熱の発生、または短絡を回避することができる。

直流電圧電気回路を遮断するためのスイッチ組立体は、スロベニア特許出願公開第Ｐ−２０１７００３３９号明細書（特許文献１）に開示されており、各直流電圧源と少なくとも１つの電気負荷の間に搭載可能な１次導体および２次導体を介して電気相互接続を確立することに関するものである。電圧源の１次電極は、それに対応して各電気負荷の１次電極と接続可能なスイッチ組立体の前記導体を介しており、電圧源の２次電極は、各電気負荷の２次電極と電気的に接続可能である。

そのようなスイッチ内の前記１次導体は、互いに並列に接続された２つの分岐から形成され、第１の分岐は、溶融部材を伴う電気ヒューズを含み、第２の分岐は、１次導体の第２の分岐を遮断することができる遮断する部材を備えるパイロスイッチだけではなくアクチュエータも含み、アクチュエータは、電気インパルスに基づき、中に包含される少なくとも１つの化学反応物の爆発を用いて１次導体の前記第２の分岐を遮断することにより前記遮断する部材を移動させることが意図される。前記パイロスイッチは、１次導体の前記第２の分岐が導電性であり、かつ前記遮断する部材が２次導体から十分に遠く離れた距離で維持される、遮断する部材の第１の位置、すなわち導電性のある位置から、スイッチ組立体内の１次導体の第２の分岐を通る電流が遮断され、一方では、前記遮断する部材がスイッチ組立体の第２の導体と導電性接触で位置決めされる、遮断する部材の第２の位置、すなわち遮断された位置の中に、前記パイロスイッチ内で移動可能なそのような遮断部材を備える。

そのような解決手段では、前記アクチュエータは、スイッチ組立体の２次導体と電気的に接続可能な前記遮断する部材を介しており、
−中に包含される少なくとも１つの化学反応物の爆発的化学反応を電気インパルスに基づき起動するのに適した電気的起動構成要素、
−反応物の前記化学反応の間に前記起動構成要素が活動化するとき、１次導体と接触し、かつ２次導体から離れた、遮断する部材の第１の位置から、２次導体と接触する、遮断する部材の第２の位置の中への前記遮断する部材の移動を遂行することにより、遮断する部材に向かう方向に移動可能な起動部材、ならびに
−１次導体の前記分岐と直列に各電圧源および各電気負荷と接続される手法で、互いに直列接続されて前記１次導体内部に一体化された両方の分岐に追加の電気回路であって、前記電気回路は、スイッチ組立体の通常動作の間、電気的過負荷が発生したときだけ遮断され閉じられる、すなわち導電性になる接触部材を伴う少なくとも１つの不可逆電気ヒューズだけではなく、スイッチ組立体の正常動作の間、スイッチ組立体内部の電流が所定の値を超えるとすぐに遮断され閉じられる、すなわち導電性になる遮断する部材を伴う少なくとも１つの電磁リードスイッチからも構成され、アクチュエータの前記ヒューズおよびアクチュエータの前記電磁スイッチは互いに並列に接続され、その場合でさえアクチュエータが２つ以上のヒューズを備えつけるとき、移動可能な各ヒューズは互いに並列に接続され、まったく同じように、移動可能な各電磁スイッチはまた、アクチュエータが２つ以上のそのようなスイッチを備えつけるときはいつも、互いに並列に接続される電気回路
を備える。

前述のように、前記遮断する部材は、電流経路の向きを変えることが意図される。すなわち、前記遮断する部材をその第１の位置から第２の位置へ移動させることにより一方の導体を通る電流は遮断されるが、電流経路が変更されることに起因して代替導体を通る別の回路が同時に確立される。しかしながら、遮断する部材に作用する比較的強い力に起因して前記遮断する部材を素早く移動させることにより、たとえば、遮断されたままでなければならない前記導体を通る電気回路の望ましくない再確立を一般にもたらすことがある遮断する部材のたわみまたは振動、またはさらにまた電気アークの発生、または導体もしくは接触表面の過熱のようなさまざまなマイナス効果が発生することがある。

さらに、電流過負荷を検出するための器具は、欧州特許出願公開第２８１１５４９（Ａ１）号明細書（特許文献２）で開示され、過負荷の場合に導体の遮断を可能にするが、さらにまた別の導体の中に電流の向きを変えることができない。そのような器具は、各負荷が電圧源と接続される２つの導体を備える。前記導体は、ガス不透過チャンバを通して伸長し、ガス不透過チャンバ内では、各導体の近くに、花火式アクチュエータに加えて、対応する各導体に向かう方向に移動可能なピストンが利用可能な円筒領域がさらにまた利用可能である。アクチュエータは、所定の状況で所定の条件が満たされたときにトリガされる。前記花火式アクチュエータをトリガすることにより、前記チャンバ内側の圧力は急速に増大し、その結果、導体に向けて前記ピストンを移動させ、次いで各導体が切断される、すなわち短絡したときに回路を遮断する、電気回路内部の他の構成要素により検出される短絡を同時に確立することにより、ピストンを用いて各導体が遮断される。そのような場合、電気回路の前記遮断は比較的素早く遂行されるが、遮断までの手段のシーケンスはまったく不適当である。

スロベニア特許出願公開第Ｐ−２０１７００３３９号明細書 欧州特許出願公開第２８１１５４９（Ａ１）号明細書

本発明の課題は、少なくとも直流または交流の電圧源と、前記電圧源と電気的に接続された基本導体の１次分岐または２次分岐を介した少なくとも１つの電気負荷とを備える代替的に変更可能な電気回路を提供することである。

本発明に係る代替導体は、前記基本導体に並列に接続され、その結果、所定の各状況で、すなわち所定の各条件を満たすことにより前記１次分岐は物理的に遮断され、遮断されたとき、最初に前記１次分岐を通して流れた電流は、次いで前記代替導体を通して方向を変えられる。

前記基本導体の対応する各分岐と並列に接続された前記代替導体は、互いに整列した、所定の距離で互いに間隔を置いて離して配置された２つの導電性セクションから構成され、その結果、２つの導電性セクションの間に電気的絶縁ギャップが形成されること、ならびに基本導体の前記分岐は、所定の各状況で、すなわち所定の各条件を満たすことにより前記分岐の残りの部分から物理的に取り外し可能な、代替導体の前記セクションの間にあるギャップの中に移動可能な電気伝導性セクションを含み、これによって代替導体はブリッジされるようになり、導電性になることを本発明は提供する。

前記電気伝導性セクションは、少なくとも１つの機械的に弱くなった領域を備えつける、前記弱くなった領域内で適切な機械的負荷を用いて前記分岐の残りの材料から離して分離可能な、基本導体の前記分岐の材料の一部分を表す。前記弱くなった領域は、実質的に、横断面が基本導体の分岐の残りの領域内よりも事実上小さい領域である。

本発明の可能な実施形態の１つでは、前記電気回路は、前記導体に加えて、所定の各状況で所定の各条件を満たすことによりトリガされるのに適した、基本導体の前記弱くなった分岐の前記セクションに近接して配列された花火式アクチュエータをさらにまた備え、前記セクションはその場合、前記花火式アクチュエータを用いて前記分岐の残りの部分から機械的に離して分離可能であり、代替導体の前記セクションの間にあるギャップの中に移動可能である。

そのような場合、前記弱くなった部分を備えつける基本導体の分岐の前記取り外し可能なセクションは、前記花火式アクチュエータの方を向いた側にキャビティを備えつけ、さらに代替導体の前記セクションの間にある前記ギャップの方を向く反対側に、ギャップ内部で代替導体の前記セクションの間で押しつけられ、押し込まれて動けなくなるのに適した凸状外部表面を備えつける。さらに、前記取り外し可能なセクションは、所定の各状況で所定の各条件を満たすことにより起動される前記花火式アクチュエータ内部の化学反応物の爆発を用いて確立される圧力を用いて代替導体のセクションの間で押し込まれて動けないままでいるために、前記弱くなった領域の領域内で基本導体の前記分岐の残りの部分から離して分離可能であり、前記ギャップの中に移動可能である。この目的のために、前記花火式アクチュエータは、所定の各状況で所定の各条件を満たすことにより前記アクチュエータの活動化に必要とされる信号を発生する少なくとも１つのセンサと接続され、前記センサは、加速および／または温度および／または電流の値を検出するのに適したセンサである。

さらになお、前記代替導体を基本導体の少なくとも１つの分岐とだけではなく、少なくとも１つの別の電気部品と、またはさらには基本導体の少なくとも１つの別の分岐、および少なくとも１つの別の電気回路とも電気的に接続することができる。

本発明は、少なくとも直流または交流の電圧源だけではなく、前記電圧源と電気的に接続された基本導体の１次分岐または２次分岐を介した少なくとも１つの電気負荷も備える電気回路内部の電流の各経路を変更する方法に関し、代替導体は、前記基本導体の一方の分岐に並列に接続され、ギャップにより遮断され、その結果、所定の各状況で所定の各条件を満たすことにより前記分岐を物理的に遮断することができ、遮断したとき、前記分岐内の電流は、前記代替導体を通して方向を変えられる。そのような方法では、前記供給源により発生させられた前記回路内部の電流の向きを変える前記ステップは、基本導体の分岐のセクションを分岐の残りの部分から離して物理的に除去することによるだけではなく、前記分岐と並列に接続された代替導体の前記セクションの間にある前記ギャップの中に前記セクションを移動させることにより遂行され、その結果、前記セクションの間にある前記ギャップはブリッジされ、電流は前記代替導体を通して向きを変えられ、一方では、前記分岐は恒久的に遮断されたままであり、前記分岐を通る電流はそれぞれ伝導できなくなることを本発明は提供する。

この際、代替導体の両方のセクションの間にある前記ギャップの中への前記セクションの前記移動は、機械的手段を使用することにより、または前記花火式アクチュエータ内部の化学反応物の爆発を用いて、またはさらにまた適切な磁界を用いて遂行される。

さらにまた、添付図面に提示するある実施形態に基づき、本発明についてより詳細に説明する。

本発明による、初期状態にある概略的に提示された電気回路である。 図１による回路内にある基本導体の遮断されていない分岐、および遮断された代替導体を詳細に提示する。 図２と同様であるが、回路内の電流の向きを変えたときを詳細に提示する。 遮断するのに適した基本導体の分岐の可能な実施形態の１つを提示する。

代替的に変更可能な電気回路は、この実施形態では直流電圧源である少なくとも電圧源１だけではなく、前記電圧源１と電気的に接続された基本導体２の１次分岐２１および２次分岐２２を介した少なくとも１つの電気負荷Ｌも備える。前記電圧源１は、任意選択で交流電圧源であってよい。

代替導体２３は、前記基本導体２に並列に接続され、その結果、所定の各状況で、すなわち所定の各条件を満たすことにより前記１次分岐２１は物理的に遮断され、遮断されたとき、最初に前記１次分岐２１を通して流れた電流は、次いで前記代替導体２３を通して向きを変えられる。

前記基本導体２の対応する各分岐２１と並列に接続された前記代替導体２３は、２つの導電性セクション２３１、２３２から構成され、２つの導電性セクション２３１、２３２は、互いに整列し、ギャップＧを形成する所定の距離で互いに離れて間隔を置いて配置され、さらに基本導体２に属する分岐２１とそれ自体が互いに接続される。その結果として、図１および図２による状態では、ギャップＧは、導電性ではない前記セクション２３１、２３２の間で利用可能である。

基本導体２の前記分岐２１は、所定の各状況で、すなわち所定の各条件を満たすことにより前記分岐２１の残りの部分から物理的に取り外し可能な、代替導体２３の前記セクション２３１、２３２の間にあるギャップＧの中に移動可能な電気伝導性セクション２１０を含み、これによって代替導体２３はブリッジされるようになり、導電性になる。

本発明の好ましい実施形態では、前記電気伝導性セクション２１０は、少なくとも１つの機械的に弱くなった領域２１１、２１２を備えつけた、前記弱くなった領域２１１、２１２内で適切な機械的負荷を用いて前記分岐２１の残りの材料から離して分離可能な、基本導体２の前記分岐２１の材料の一部分を表す。前記弱くなった領域２１１、２１２は、横断面が基本導体２の分岐２１の残りの領域内よりも事実上小さい領域である（図４）。

図１による実施形態では、前記電気回路は、前記導体２１、２２、２３に加えて花火式アクチュエータ２４をさらにまた備え、花火式アクチュエータ２４は、所定の各状況で所定の各条件を満たすことによりトリガされるのに適しており、基本導体２の前記弱くなった分岐２１の前記セクション２１０に近接して配列される。その結果として、前記セクション２１０は、前記花火式アクチュエータ２４を用いて前記分岐２１の残りの部分から機械的に離して分離可能であり、代替導体２３の前記セクション２３１、２３２の間にあるギャップＧの中に移動可能である。この目的のために、前記弱くなった部分２１１、２１２を備えつける基本導体２の分岐２１の前記取り外し可能なセクション２１０は、前記花火式アクチュエータ２４の方を向く側にキャビティ２１０’を備えつけ、さらに代替導体２３の前記セクション２３１、２３２の間にある前記ギャップＧの方を向く反対側に、ギャップＧ内部で代替導体２３の前記セクション２３１、２３２の間で押しつけられ、次いで押し込まれて動けなくなるのに適した凸状外部表面２１０’’を備えつける。前記取り外し可能なセクション２１０は、所定の各状況で所定の各条件を満たすことにより前記アクチュエータ２４をトリガすることにより起動される前記花火式アクチュエータ２４内部の化学反応物の爆発を用いて確立される圧力を用いて代替導体２３のセクション２３１、２３２の間で押し込まれて動けないままでいるために、前記弱くなった領域２１１、２１２の領域内で基本導体２の前記分岐２１の残りの部分から離して分離可能であり、前記ギャップＧの中に移動可能である。前記凹状キャビティ２１０’の存在は、爆発を用いて前記セクション２１０を移動させる効率に実質的に寄与する可能性がある。所定の各状況で所定の各条件を満たすことによりアクチュエータ２４の前記トリガを確実にするために、前記アクチュエータ２４は、アクチュエータ２４の活動化に必要とされる信号を発生させることができる少なくとも１つのセンサ２５と接続される。この際、前記センサ２５は、加速、もしくは温度、もしくは電気回路内部の電気回路の各値を検出することができるセンサ、または任意の他の適切なセンサとすることができる。

前記代替導体２３を基本導体２の少なくとも１つの別の分岐２２と、かつ任意選択で少なくとも１つの別の電気部品と、または任意選択でさらにまた少なくとも１つの他の電気回路と、電気的に接続することができることを当業者は理解されよう。図１による実施形態では、ヒューズ２６は、前記分岐２１と並列に接続される。活動状態の直流電圧源または交流電圧源により前記電気回路にエネルギーを供給するときはいつでも、そのように発生した電流は、前記供給源１から基本導体２の両方の分岐２１、２２を通り負荷Ｌを通して流れているが、代替導体が前記セクション２３１、２３２の間にあるギャップ（Ｇ）の領域内で遮断される限り、さらにまた代替導体２３を通って流れることはない。

たとえば、電気的過負荷が発生することにより、または任意の他の重大な局面で、たとえば加速を検出するための前記センサ２５により識別される、たとえば電動車両の衝突により、所定の各状況が発生し、所定の各条件が満たされるとすぐに、代替導体２３と並列に接続された分岐２１の前記セクション２１０は、非常に短時間で前記分岐２１の残りの部分から分離され、代替導体２３上でギャップＧの領域の中に移動させられ、そのとき次いで前記代替伝導体はブリッジされ、すなわち遮断されず、これによって導電性になり、一方では、すでに活動状態の分岐２１は遮断されたままであり、その結果としてもはや導電性にならない。セクション２１０の前記移動は、素早く不可逆的に遂行され、それによりセクションは、代替導体２３の両方のセクション２３１、２３２の間で押し込まれて動けなくなったままでいる。

そのように遮断された、前記分岐２１を通る回路が再確立する可能性は、実際にはまったくなく、さらにまた、たとえば遮断する要素、すなわちセクション２１０の移動または振動の可能性はなく、さらにまた電気アークが確立する可能性、または導体２１、２２、２３が過熱する可能性はない、または短絡が確立する可能性はないことを当業者はさらにまた理解されよう。したがって、すでに公表した技術的問題は、これによって完全に解決されることは明らかである。

本発明に関して、さらにまた電気回路内部の電流経路を、すなわち少なくとも直流または交流の電圧源１だけではなく、前記電圧源１と電気的に接続された基本導体２の１次分岐２１および２次分岐２２を介した少なくとも１つの電気負荷Ｌも備える回路内の電流経路を変更するための方法を提案し、代替導体２３は、前記基本導体２の一方の分岐２１に並列に接続され、ギャップＧにより遮断され、その結果、所定の各状況で所定の各条件を満たすことにより前記分岐２１を物理的に遮断し、遮断したとき、前記分岐２１内の電流は、前記代替導体２３を通して向きを変えられる。前記供給源１により発生させられた前記回路内部の電流の向きを変える前記ステップは、基本導体２の分岐２１のセクション２１０を分岐２１の残りの部分から離して物理的に除去することにより、かつ前記分岐２１と並列に接続された代替導体２３の前記セクション２３１、２３２の間にある前記ギャップＧの中に前記セクション２１０を移動させることにより遂行され、その結果、これによって前記セクション２３１、２３２の間にある前記ギャップＧはブリッジされ、電流は前記代替導体２３を通して向きを変えられ、一方では、前記分岐２１は恒久的に遮断されたままであり、前記分岐２１を通って流れる電流は、それぞれ伝導できなくなることを本発明は提案する。

代替導体２３の両方のセクション２３１、２３２の間にある前記ギャップＧの中への前記セクション２１０の移動は、機械的手段を使用することにより、または爆発を用いて、または任意選択でさらには適切な磁界を用いて遂行することができる。

したがって、そのような方法に従って電流の前記向き変更を実現する電気回路もまた、すでに公表した技術的問題を完全に解決することは明らかである。

本発明は、少なくとも直流または交流の電圧源と、前記電圧源と電気的に接続された基本導体の１次分岐および２次分岐を介した少なくとも１つの電気負荷とを備える代替的に変更可能な電気回路に関し、代替導体は、前記基本導体に並列に接続され、その結果、所定の各状況で、すなわち所定の各条件を満たすことにより前記１次分岐は遮断され、遮断されたとき、最初に前記１次分岐を通して流れた電流は、前記代替導体を通して方向を変えられる。さらに本発明はまた、電気回路内部の電流経路を変更するための方法に関する。

本発明は、前述の特徴を伴う電気回路をどのようにして考えつくかという問題に依拠し、前述の特徴では、前記回路内の基本導体の一方の１次分岐から前記基本導体と接続された代替導体の中に電流を向けることができ、それにより前記基本導体の１次分岐の前記分岐は、同時かつ不可逆的に遮断され、さらにまた、通常は電流の遮断または向き変更により発生する潜在的なマイナス効果を、すなわち、遮断された回路が復帰する可能性、遮断する要素のたわみもしくは振動、電気アークの発生、または導体もしくは接触表面の過熱の発生、または短絡を回避することができる。

直流電圧電気回路を遮断するためのスイッチ組立体は、スロベニア特許出願公開第Ｐ−２０１７００３３９号明細書（特許文献１）に開示されており、各直流電圧源と少なくとも１つの電気負荷の間に搭載可能な１次導体および２次導体を介して電気相互接続を確立することに関するものである。電圧源の１次電極は、それに対応して各電気負荷の１次電極と接続可能なスイッチ組立体の前記導体を介しており、電圧源の２次電極は、各電気負荷の２次電極と電気的に接続可能である。

そのようなスイッチ内の前記１次導体は、互いに並列に接続された２つの分岐から形成され、第１の分岐は、溶融部材を伴う電気ヒューズを含み、第２の分岐は、１次導体の第２の分岐を遮断することができる遮断する部材を備えるパイロスイッチだけではなくアクチュエータも含み、アクチュエータは、電気インパルスに基づき、中に包含される少なくとも１つの化学反応物の爆発を用いて１次導体の前記第２の分岐を遮断することにより前記遮断する部材を移動させることが意図される。前記パイロスイッチは、１次導体の前記第２の分岐が導電性であり、かつ前記遮断する部材が２次導体から十分に遠く離れた距離で維持される、遮断する部材の第１の位置、すなわち導電性のある位置から、スイッチ組立体内の１次導体の第２の分岐を通る電流が遮断され、一方では、前記遮断する部材がスイッチ組立体の第２の導体と導電性接触で位置決めされる、遮断する部材の第２の位置、すなわち遮断された位置の中に、前記パイロスイッチ内で移動可能なそのような遮断部材を備える。

そのような解決手段では、前記アクチュエータは、スイッチ組立体の２次導体と電気的に接続可能な前記遮断する部材を介しており、
−中に包含される少なくとも１つの化学反応物の爆発的化学反応を電気インパルスに基づき起動するのに適した電気的起動構成要素、
−反応物の前記化学反応の間に前記起動構成要素が活動化するとき、１次導体と接触し、かつ２次導体から離れた、遮断する部材の第１の位置から、２次導体と接触する、遮断する部材の第２の位置の中への前記遮断する部材の移動を遂行することにより、遮断する部材に向かう方向に移動可能な起動部材、ならびに
−１次導体の前記分岐と直列に各電圧源および各電気負荷と接続される手法で、互いに直列接続されて前記１次導体内部に一体化された両方の分岐に追加の電気回路であって、前記電気回路は、スイッチ組立体の通常動作の間、電気的過負荷が発生したときだけ遮断され閉じられる、すなわち導電性になる接触部材を伴う少なくとも１つの不可逆電気ヒューズだけではなく、スイッチ組立体の正常動作の間、スイッチ組立体内部の電流が所定の値を超えるとすぐに遮断され閉じられる、すなわち導電性になる遮断する部材を伴う少なくとも１つの電磁リードスイッチからも構成され、アクチュエータの前記ヒューズおよびアクチュエータの前記電磁スイッチは互いに並列に接続され、その場合でさえアクチュエータが２つ以上のヒューズを備えつけるとき、移動可能な各ヒューズは互いに並列に接続され、まったく同じように、移動可能な各電磁スイッチはまた、アクチュエータが２つ以上のそのようなスイッチを備えつけるときはいつも、互いに並列に接続される電気回路
を備える。

前述のように、前記遮断する部材は、電流経路の向きを変えることが意図される。すなわち、前記遮断する部材をその第１の位置から第２の位置へ移動させることにより一方の導体を通る電流は遮断されるが、電流経路が変更されることに起因して代替導体を通る別の回路が同時に確立される。しかしながら、遮断する部材に作用する比較的強い力に起因して前記遮断する部材を素早く移動させることにより、たとえば、遮断されたままでなければならない前記導体を通る電気回路の望ましくない再確立を一般にもたらすことがある遮断する部材のたわみまたは振動、またはさらにまた電気アークの発生、または導体もしくは接触表面の過熱のようなさまざまなマイナス効果が発生することがある。

さらに、電流過負荷を検出するための器具は、欧州特許出願公開第２８１１５４９（Ａ１）号明細書（特許文献２）で開示され、過負荷の場合に導体の遮断を可能にするが、さらにまた別の導体の中に電流の向きを変えることができない。そのような器具は、各負荷が電圧源と接続される２つの導体を備える。前記導体は、ガス不透過チャンバを通して伸長し、ガス不透過チャンバ内では、各導体の近くに、花火式アクチュエータに加えて、対応する各導体に向かう方向に移動可能なピストンが利用可能な円筒領域がさらにまた利用可能である。アクチュエータは、所定の状況で所定の条件が満たされたときにトリガされる。前記花火式アクチュエータをトリガすることにより、前記チャンバ内側の圧力は急速に増大し、その結果、導体に向けて前記ピストンを移動させ、次いで各導体が切断される、すなわち短絡したときに回路を遮断する、電気回路内部の他の構成要素により検出される短絡を同時に確立することにより、ピストンを用いて各導体が遮断される。そのような場合、電気回路の前記遮断は比較的素早く遂行されるが、遮断までの手段のシーケンスはまったく不適当である。

別の電気回路制動スイッチについて、英国特許出願公開第２３５２８７９（Ａ１）号明細書（特許文献３）および米国特許出願公開第２０１３／１２６３２６（Ａ１）号明細書（特許文献４）で開示されている。

スロベニア特許出願公開第Ｐ−２０１７００３３９号明細書 欧州特許出願公開第２８１１５４９（Ａ１）号明細書 英国特許出願公開第２３５２８７９（Ａ１）号明細書 米国特許出願公開第２０１３／１２６３２６（Ａ１）号明細書

本発明の課題は、少なくとも直流または交流の電圧源と、前記電圧源と電気的に接続された基本導体の１次分岐または２次分岐を介した少なくとも１つの電気負荷とを備える代替的に変更可能な電気回路を提供することである。

本発明に係る代替導体は、前記基本導体に並列に接続され、その結果、所定の各状況で、すなわち所定の各条件を満たすことにより前記１次分岐は物理的に遮断され、遮断されたとき、最初に前記１次分岐を通して流れた電流は、次いで前記代替導体を通して方向を変えられる。前記基本導体の対応する各分岐と並列に接続された前記代替導体は、互いに整列した、所定の距離で互いに間隔を置いて離して配置された２つの導電性セクションから構成され、その結果、２つの導電性セクションの間に電気的絶縁ギャップが形成され、そのうえ基本導体の前記分岐は、所定の各状況で、すなわち所定の各条件を満たすことにより前記分岐の残りの部分から物理的に取り外し可能な、代替導体の前記セクションの間にあるギャップの中に移動可能な電気伝導性セクションを含み、これによって代替導体はブリッジされるようになり、導電性になる。前記電気伝導性セクションは、少なくとも１つの機械的に弱くなった領域を備えつける、前記弱くなった領域内で適切な機械的負荷を用いて前記分岐の残りの材料から離して分離可能な、基本導体の前記分岐の材料の一部分を表す。前記弱くなった領域は、実質的に、横断面が基本導体の分岐の残りの領域内よりも事実上小さい領域である。前記電気回路は、前記導体に加えて、所定の各状況で所定の各条件を満たすことによりトリガされるのに適した、基本導体の前記弱くなった分岐の前記セクションに近接して配列された花火式アクチュエータをさらにまた備え、前記セクションはその場合、前記花火式アクチュエータを用いて前記分岐の残りの部分から機械的に離して分離可能であり、代替導体の前記セクションの間にあるギャップの中に移動可能である。

、前記弱くなった部分を備えつける基本導体の分岐の前記取り外し可能なセクションは、前記花火式アクチュエータの方を向いた側にキャビティを備えつけ、さらに代替導体の前記セクションの間にある前記ギャップの方を向く反対側に、ギャップ内部で代替導体の前記セクションの間で押しつけられ、押し込まれて動けなくなるのに適した凸状外部表面を備えつけることを本発明は提案する。さらに、前記取り外し可能なセクションは、所定の各状況で所定の各条件を満たすことにより起動される前記花火式アクチュエータ内部の化学反応物の爆発を用いて確立される圧力を用いて代替導体のセクションの間で押し込まれて動けないままでいるために、前記弱くなった領域の領域内で基本導体の前記分岐の残りの部分から離して分離可能であり、前記ギャップの中に移動可能である。この目的のために、前記花火式アクチュエータは、所定の各状況で所定の各条件を満たすことにより前記アクチュエータの活動化に必要とされる信号を発生する少なくとも１つのセンサと接続され、少なくとも１つのセンサは、加速および／または温度および／または電流の値を検出するのに適している。

さらになお、前記代替導体を基本導体の少なくとも１つの分岐とだけではなく、少なくとも１つの別の電気部品と、またはさらには基本導体の少なくとも１つの別の分岐、および少なくとも１つの別の電気回路とも電気的に接続することができる。

本発明は、少なくとも直流または交流の電圧源だけではなく、前記電圧源と電気的に接続された基本導体の１次分岐または２次分岐を介した少なくとも１つの電気負荷も備える電気回路内部の電流の各経路を変更する方法に関し、代替導体は、前記基本導体の一方の分岐に並列に接続され、ギャップにより遮断され、その結果、所定の各状況で所定の各条件を満たすことにより前記分岐を物理的に遮断することができ、遮断したとき、前記分岐内の電流は、前記代替導体を通して方向を変えられる。そのような方法では、前記供給源により発生させられた前記回路内部の電流の向きを変える前記ステップは、基本導体の分岐のセクションを分岐の残りの部分から離して物理的に除去することによるだけではなく、前記分岐と接続された代替導体の前記セクションの間にある前記ギャップの中に前記セクションを移動させることにより遂行され、その結果、前記セクションの間にある前記ギャップはブリッジされ、電流は前記代替導体を通して向きを変えられ、前記移動させられたセクションは、代替導体のセクションの間で押し込まれて動けなくなったままであり、一方では、前記分岐は恒久的に遮断されたままであり、前記分岐を通る電流はそれぞれ伝導できなくなることを本発明は提供する。

代替導体の両方のセクションの間にある前記ギャップの中への前記セクションの前記移動は、一般に機械的手段を使用することにより、または前記花火式アクチュエータ内部の化学反応物の爆発を用いて遂行することができるが、本発明はまた、この目的のために適切な磁界を使用することを提供する。

さらにまた、添付図面に提示するある実施形態に基づき、本発明についてより詳細に説明する。

本発明による、初期状態にある概略的に提示された電気回路である。 図１による回路内にある基本導体の遮断されていない分岐、および遮断された代替導体を詳細に提示する。 図２と同様であるが、回路内の電流の向きを変えたときを詳細に提示する。 遮断するのに適した基本導体の分岐の可能な実施形態の１つを提示する。

代替的に変更可能な電気回路は、この実施形態では直流電圧源である少なくとも電圧源１だけではなく、前記電圧源１と電気的に接続された基本導体２の１次分岐２１および２次分岐２２を介した少なくとも１つの電気負荷Ｌも備える。前記電圧源１は、任意選択で交流電圧源であってよい。

代替導体２３は、前記基本導体２に並列に接続され、その結果、所定の各状況で、すなわち所定の各条件を満たすことにより前記１次分岐２１は物理的に遮断され、遮断されたとき、最初に前記１次分岐２１を通して流れた電流は、次いで前記代替導体２３を通して向きを変えられる。

前記基本導体２の対応する各分岐２１と並列に接続された前記代替導体２３は、２つの導電性セクション２３１、２３２から構成され、２つの導電性セクション２３１、２３２は、互いに整列し、ギャップＧを形成する所定の距離で互いに離れて間隔を置いて配置され、さらに基本導体２に属する分岐２１とそれ自体が互いに接続される。その結果として、図１および図２による状態では、ギャップＧは、導電性ではない前記セクション２３１、２３２の間で利用可能である。

基本導体２の前記分岐２１は、所定の各状況で、すなわち所定の各条件を満たすことにより前記分岐２１の残りの部分から物理的に取り外し可能な、代替導体２３の前記セクション２３１、２３２の間にあるギャップＧの中に移動可能な電気伝導性セクション２１０を含み、これによって代替導体２３はブリッジされるようになり、導電性になる。

本発明の好ましい実施形態では、前記電気伝導性セクション２１０は、少なくとも１つの機械的に弱くなった領域２１１、２１２を備えつけた、前記弱くなった領域２１１、２１２内で適切な機械的負荷を用いて前記分岐２１の残りの材料から離して分離可能な、基本導体２の前記分岐２１の材料の一部分を表す。前記弱くなった領域２１１、２１２は、横断面が基本導体２の分岐２１の残りの領域内よりも事実上小さい領域である（図４）。

図１による実施形態では、前記電気回路は、前記導体２１、２２、２３に加えて花火式アクチュエータ２４をさらにまた備え、花火式アクチュエータ２４は、所定の各状況で所定の各条件を満たすことによりトリガされるのに適しており、基本導体２の前記弱くなった分岐２１の前記セクション２１０に近接して配列される。その結果として、前記セクション２１０は、前記花火式アクチュエータ２４を用いて前記分岐２１の残りの部分から機械的に離して分離可能であり、代替導体２３の前記セクション２３１、２３２の間にあるギャップＧの中に移動可能である。この目的のために、前記弱くなった部分２１１、２１２を備えつける基本導体２の分岐２１の前記取り外し可能なセクション２１０は、前記花火式アクチュエータ２４の方を向く側にキャビティ２１０’を備えつけ、さらに代替導体２３の前記セクション２３１、２３２の間にある前記ギャップＧの方を向く反対側に、ギャップＧ内部で代替導体２３の前記セクション２３１、２３２の間で押しつけられ、次いで押し込まれて動けなくなるのに適した凸状外部表面２１０’’を備えつける。前記取り外し可能なセクション２１０は、所定の各状況で所定の各条件を満たすことにより前記アクチュエータ２４をトリガすることにより起動される前記花火式アクチュエータ２４内部の化学反応物の爆発を用いて確立される圧力を用いて代替導体２３のセクション２３１、２３２の間で押し込まれて動けないままでいるために、前記弱くなった領域２１１、２１２の領域内で基本導体２の前記分岐２１の残りの部分から離して分離可能であり、前記ギャップＧの中に移動可能である。前記凹状キャビティ２１０’の存在は、爆発を用いて前記セクション２１０を移動させる効率に実質的に寄与する可能性がある。所定の各状況で所定の各条件を満たすことによりアクチュエータ２４の前記トリガを確実にするために、前記アクチュエータ２４は、アクチュエータ２４の活動化に必要とされる信号を発生させることができる少なくとも１つのセンサ２５と接続される。この際、前記センサ２５は、加速、もしくは温度、もしくは電気回路内部の電気回路の各値を検出することができるセンサ、または任意の他の適切なセンサとすることができる。

前記代替導体２３を基本導体２の少なくとも１つの別の分岐２２と、かつ任意選択で少なくとも１つの別の電気部品と、または任意選択でさらにまた少なくとも１つの他の電気回路と、電気的に接続することができることを当業者は理解されよう。図１による実施形態では、ヒューズ２６は、前記分岐２１と並列に接続される。活動状態の直流電圧源または交流電圧源により前記電気回路にエネルギーを供給するときはいつでも、そのように発生した電流は、前記供給源１から基本導体２の両方の分岐２１、２２を通り負荷Ｌを通して流れているが、代替導体が前記セクション２３１、２３２の間にあるギャップ（Ｇ）の領域内で遮断される限り、さらにまた代替導体２３を通って流れることはない。

たとえば、電気的過負荷が発生することにより、または任意の他の重大な局面で、たとえば加速を検出するための前記センサ２５により識別される、たとえば電動車両の衝突により、所定の各状況が発生し、所定の各条件が満たされるとすぐに、代替導体２３と並列に接続された分岐２１の前記セクション２１０は、非常に短時間で前記分岐２１の残りの部分から分離され、代替導体２３上でギャップＧの領域の中に移動させられ、そのとき次いで前記代替伝導体はブリッジされ、すなわち遮断されず、これによって導電性になり、一方では、すでに活動状態の分岐２１は遮断されたままであり、その結果としてもはや導電性にならない。セクション２１０の前記移動は、素早く不可逆的に遂行され、それによりセクションは、代替導体２３の両方のセクション２３１、２３２の間で押し込まれて動けなくなったままでいる。

そのように遮断された、前記分岐２１を通る回路が再確立する可能性は、実際にはまったくなく、さらにまた、たとえば遮断する要素、すなわちセクション２１０の移動または振動の可能性はなく、さらにまた電気アークが確立する可能性、または導体２１、２２、２３が過熱する可能性はない、または短絡が確立する可能性はないことを当業者はさらにまた理解されよう。したがって、すでに公表した技術的問題は、これによって完全に解決されることは明らかである。

本発明に関して、さらにまた電気回路内部の電流経路を、すなわち少なくとも直流または交流の電圧源１だけではなく、前記電圧源１と電気的に接続された基本導体２の１次分岐２１および２次分岐２２を介した少なくとも１つの電気負荷Ｌも備える回路内の電流経路を変更するための方法を提案し、代替導体２３は、前記基本導体２の一方の分岐２１に並列に接続され、ギャップＧにより遮断され、その結果、所定の各状況で所定の各条件を満たすことにより前記分岐２１を物理的に遮断し、遮断したとき、前記分岐２１内の電流は、前記代替導体２３を通して向きを変えられる。前記供給源１により発生させられた前記回路内部の電流の向きを変える前記ステップは、基本導体２の分岐２１のセクション２１０を分岐２１の残りの部分から離して物理的に除去することにより、かつ前記分岐２１と並列に接続された代替導体２３の前記セクション２３１、２３２の間にある前記ギャップＧの中に前記セクション２１０を移動させることにより遂行され、その結果、これによって前記セクション２３１、２３２の間にある前記ギャップＧはブリッジされ、電流は前記代替導体２３を通して向きを変えられ、一方では、前記分岐２１は恒久的に遮断されたままであり、前記分岐２１を通って流れる電流は、それぞれ伝導できなくなることを本発明は提案する。

代替導体２３の両方のセクション２３１、２３２の間にある前記ギャップＧの中への前記セクション２１０の移動は、機械的手段を使用することにより、または爆発を用いて、または任意選択でさらには適切な磁界を用いて遂行することができる。

したがって、そのような方法に従って電流の前記向き変更を実現する電気回路もまた、すでに公表した技術的問題を完全に解決することは明らかである。

Claims (16)

1. 少なくとも直流または交流の電圧供給源（１）と、前記電圧供給源（１）と電気的に接続された基本導体（２）の１次分岐（２１）および２次分岐（２２）を介した少なくとも１つの電気負荷（Ｌ）とを備える代替的に変更可能な電気回路であって、代替導体（２３）は、前記基本導体（２）に並列に接続され、その結果、所定の各状況で、すなわち所定の各条件を満たすことにより前記１次分岐（２１）は物理的に遮断され、遮断されたとき、最初に前記１次分岐（２１）を通って流れた電流は、次いで前記代替導体（２３）を通して向きを変えられる代替的に変更可能な電気回路であって、前記基本導体（２）の対応する各分岐（２１）と並列に接続された前記代替導体（２３）は、互いに整列した、所定の距離で互いに離して間隔を置いて配置された２つの導電性セクション（２３１、２３２）から構成され、その結果、電気的絶縁ギャップ（Ｇ）は、前記２つの導電性セクション（２３１、２３２）の間に形成されること、ならびに前記基本導体（２）の前記分岐（２１）は、所定の各状況で、すなわち所定の各条件を満たすことにより前記分岐（２１）の残りの部分から物理的に取り外し可能な、前記代替導体（２３）の前記導電性セクション（２３１、２３２）の間にある前記ギャップ（Ｇ）の中に移動可能な電気伝導性セクション（２１０）を含み、これによって前記代替導体（２３）はブリッジされるようになり、導電性になることを特徴とする代替的に変更可能な電気回路。
2. 前記電気伝導性セクション（２１０）は、少なくとも１つの機械的に弱くなった領域（２１１、２１２）を備えつけた、前記弱くなった領域（２１１、２１２）内で適切な機械的負荷を用いて前記分岐（２１）の残りの材料から離して分離可能な、前記基本導体（２）の前記分岐（２１）の材料の一部分を表すことを特徴とする、請求項１に記載の代替的に変更可能な電気回路。
3. 前記弱くなった領域（２１１、２１２）は、横断面が前記基本導体（２）の前記分岐（２１）の前記残りの領域内よりも事実上小さい領域であることを特徴とする、請求項２に記載の代替的に変更可能な電気回路。
4. 前記導体（２１、２２、２３）に加えて、前記所定の各状況で前記所定の各条件を満たすことによりトリガされるのに適した、前記基本導体（２）の前記弱くなった分岐（２１）の前記セクション（２１０）に近接して配列された花火式アクチュエータ（２４）をさらにまた備え、その結果、前記セクション（２１０）は、前記花火式アクチュエータ（２４）を用いて前記分岐（２１）の前記残りの部分から機械的に離して分離可能であり、前記代替導体（２３）の前記セクション（２３１、２３２）の間にあるギャップ（Ｇ）の中に移動可能であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の代替的に変更可能な電気回路。
5. 前記弱くなった部分（２１１、２１２）を備えつける前記基本導体（２）の前記分岐（２１）の前記取り外し可能なセクション（２１０）は、前記花火式アクチュエータ（２４）の方を向く側にキャビティ（２１０’）を備えつけ、さらに前記代替導体（２３）の前記セクション（２３１、２３２）の間にある前記ギャップ（Ｇ）の方を向く反対側に、前記ギャップ（Ｇ）内部の前記代替導体（２３）の前記セクション（２３１、２３２）の間で押しつけられ、押し込まれて動けなくなるのに適した凸状外部表面（２１０’’）を備えつけることを特徴とする、請求項４に記載の代替的に変更可能な電気回路。
6. 前記取り外し可能なセクション（２１０）は、前記所定の各状況で前記所定の各条件を満たすことにより起動される前記花火式アクチュエータ（２４）内部の化学反応物の爆発を用いて確立される圧力を用いて前記代替導体（２３）の前記セクション（２３１、２３２）の間で押し込まれて動けないままでいるために、前記弱くなった領域（２１１、２１２）の領域内で前記基本導体（２）の前記分岐（２１）の前記残りの部分から離して分離可能であり、前記ギャップ（Ｇ）の中に移動可能であることを特徴とする、請求項５に記載の代替的に変更可能な電気回路。
7. 前記花火式アクチュエータ（２４）は、前記所定の各状況で前記所定の各条件を満たすことにより、前記花火式アクチュエータを活動化するために必要とされる信号を発生させる少なくとも１つのセンサ（２５）と接続されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の代替的に変更可能な電気回路。
8. 前記センサ（２５）は加速検出センサであることを特徴とする、請求項７に記載の代替的に変更可能な電気回路。
9. 前記センサ（２５）は温度検出センサであることを特徴とする、請求項７に記載の代替的に変更可能な電気回路。
10. 前記センサ（２５）は、前記基本導体（２）内の電流の値を検出することができるセンサであることを特徴とする、請求項７に記載の代替的に変更可能な電気回路。
11. 前記代替導体（２３）は、前記基本導体（２）の少なくとも１つの他の分岐（２２）だけではなく、少なくとも１つの他の電気部品とも電気的に接続されることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の代替的に変更可能な電気回路。
12. 前記代替導体（２３）は、前記基本導体（２）の少なくとも１つの他の分岐（２２）だけではなく、少なくとも１つの他の電気回路とも電気的に接続されることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の代替的に変更可能な電気回路。
13. 電気回路内部の電流経路を変更するための方法であって、前記回路は、少なくとも直流電圧源または交流電圧源（１）だけではなく、前記電圧源（１）と電気的に接続された基本導体（２）の１次分岐（２１）および２次分岐（２２）を介した少なくとも１つの電気負荷（Ｌ）も備え、代替導体（２３）は、前記基本導体（２）の一方の分岐（２１）に並列に接続され、ギャップ（Ｇ）により遮断され、その結果、所定の各状況で所定の各条件を満たすことにより前記分岐（２１）を物理的に遮断することができ、遮断するとき、前記分岐（２１）内の電流は、前記代替導体（２３）を通して向きを変えられる方法であって、前記電圧源（１）により発生させられた前記回路内部の電流の向きを変える前記ステップは、前記基本導体（２）の前記分岐（２１）のセクション（２１０）を前記分岐（２１）の残りの部分から離して物理的に除去することによるだけではなく、前記分岐（２１）と並列に接続された前記代替導体（２３）の前記セクション（２３１、２３２）の間にある前記ギャップ（Ｇ）の中に前記セクション（２１０）を移動させることにより遂行され、その結果、これによって前記セクション（２３１、２３２）の間にある前記ギャップ（Ｇ）はブリッジされ、電流は、前記代替導体（２３）を通して向きを変えられ、一方では、前記分岐（２１）は、恒久的に遮断されたままであり、前記分岐（２１）を通る電流は、伝導することができなくなることを特徴とする方法。
14. 前記代替導体（２３）の両方の前記セクション（２３１、２３２）の間にある前記ギャップ（Ｇ）の中への前記セクション（２１０）の前記移動は、機械的手段を使用することにより遂行されることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
15. 前記代替導体（２３）の両方の前記セクション（２３１、２３２）の間にある前記ギャップ（Ｇ）の中への前記セクション（２１０）の前記移動は、爆発を用いて遂行されることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
16. 前記代替導体（２３）の両方の前記セクション（２３１、２３２）の間にある前記ギャップ（Ｇ）の中への前記セクション（２１０）の前記移動は、適切な磁界を用いて遂行されることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
    
    

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