JP2024038466A - 遮断システム - Google Patents

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Kazuhisa Kinoshita
瞬 伊藤
Shun Ito
和広 小玉
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Abstract

【課題】遮断器の動作が開始するまでの時間の短縮を図る。【解決手段】制御システム800は、遮断器910を制御する制御システムである。遮断器910は、補助電路920に流れ電流値が所定値以上である起動電流によって起動されて、主電路930を遮断する。制御システム800は、駆動部2と、被駆動部1と、を備える。駆動部2は、主電路930に接続される中間電路を含む。被駆動部1は、補助電路920に接続される。駆動部2は、電流値が規定値以上の異常電流が中間電路に流れたとき、駆動部2を駆動する駆動源として中間電路に流れる異常電流を用いる。被駆動部1は、駆動部2により駆動されることにより、補助電路920に起動電流を供給する。【選択図】図1

Description

本開示は、一般に遮断システムに関し、より詳細には、電路を遮断する遮断器を備えた遮断システムに関する。
特許文献1には、導通遮断装置が開示されている。特許文献1の導通遮断装置は、電気回路に適用される。電気回路は、これを構成する機器として蓄電池及び電気機器を備えている。この電気回路では、蓄電池からの電力供給によって電気機器が作動させられる。特許文献1の導通遮断装置は、電気回路を構成する機器間の導通を、導電体の切断を通じて遮断する。
上記電気回路は、車両に搭載されている。導通遮断装置は、車両の衝突に際して、電気回路を構成する機器間、例えば、蓄電池と電気機器との間の導通を遮断する。車両には、その衝突の有無を検出する衝突センサと、衝突センサからの信号が入力される電子制御ユニットとが取付けられている。電子制御ユニットは、衝突センサの出力信号をもとに車両の衝突を検知すると、導通遮断装置を作動させる。この作動により、蓄電池から電気機器への電力供給が遮断される。
特許文献1の電気回路では、電子制御ユニットが、衝突センサの出力信号をもとに車両の衝突を検知し、導通遮断装置を作動させている。このため、特許文献1の電気回路では、電子制御ユニットが衝突を判断するための時間を要し、導通遮断装置の作動が遅くなる可能性がある。
特開2017-54774号公報
本開示は上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、遮断器の動作が開始するまでの時間の短縮を図ることが可能な遮断システムを提供することにある。
本開示の一態様に係る遮断システムは、第1のコイルと、前記第1のコイルと電気的に接続する遮断器と、を備える。前記遮断器は、第1端子と、前記第1端子と電気的に接続する第2端子と、前記第1端子及び前記第2端子とは、電気的に独立して設けられた第3端子と、前記第3端子と電気的に接続される発熱素子と、前記発熱素子によって燃焼され、前記第1端子と前記第2端子との電気的な接続を遮断するためにガスを発生させる火薬と、を有する。前記第1のコイルは、前記第3端子を介して前記発熱素子と電気的に接続し、前記第1端子と前記第2端子との間を異常電流が流れるとき、前記異常電流によって前記火薬を燃焼させるための電力を発生する。
図1は、実施形態1の制御システムを備える遮断システムの構成図である。 図2は、同上の遮断システムを備える電源システム及び車両を説明するための構成図である。 図3は、同上の制御システムにおけるスイッチシステムの動作前の状態を示す構成図である。 図4は、同上のスイッチシステムの動作後の状態を示す構成図である。 図5Aは、実施形態1の第1変形例の制御システムにおけるスイッチシステムの動作前の状態を示す構成図である。図5Bは、同上のスイッチシステムを図5Aと直交する方向から見た構成図である。 図6Aは、同上のスイッチシステムの動作後の状態を示す構成図である。図6Bは、同上のスイッチシステムを図6Aと直交する方向から見た構成図である。 図7は、実施形態1の第2変形例の制御システムにおけるスイッチシステムの動作前の状態を示す構成図である。 図8は、同上のスイッチシステムの動作後の状態を示す構成図である。 図9は、実施形態1の第3変形例の制御システムにおけるスイッチシステムに用いられる電磁継電器において、励磁コイルの非通電時の状態を示す概略断面図である。 図10は、同上の電磁継電器において、励磁コイルの通電時の状態を示す概略断面図である。 図11は、同上の電磁継電器において、励磁コイルの通電時に、可動接触子に異常電流が流れた時の状態を示す概略断面図である。 図12は、実施形態1の第4変形例の制御システムを備える遮断システムの構成図である。 図13Aは、実施形態1の制御システムの動作の流れを示すチャートである。図13Bは、実施形態1の第4変形例の制御システムの動作の流れを示すチャートである。 図14は、同上の制御システムにおける駆動部及び接点装置の一例の動作前の状態を示す構成図である。 図15は、同上の駆動部及び接点装置の動作後の状態を示す構成図である。 図16Aは、同上の制御システムにおける駆動部及び接点装置の別例の動作前の状態を示す構成図である。図16Bは、同上の駆動部及び接点装置を図16Aと直交する方向から見た構成図である。 図17Aは、同上の駆動部及び接点装置の動作後の状態を示す構成図である。図17Bは、同上の駆動部及び接点装置を図17Aと直交する方向から見た構成図である。 図18は、同上の制御システムにおける駆動部及び接点装置の更に別例の動作前の状態を示す構成図である。 図19は、同上の駆動部及び接点装置の動作後の状態を示す構成図である。 図20は、同上の制御システムに用いられる電磁継電器において、励磁コイルの通電時の状態を示す概略断面図を示す概略断面図である。 図21は、実施形態1の第5変形例の制御システムにおけるスイッチシステムの構成図である。 図22は、実施形態1の第6変形例の制御システムにおけるスイッチシステムの構成図である。 図23は、実施形態1の第7変形例の制御システムにおけるスイッチシステムの構成図である。 図24は、実施形態1の第8変形例の制御システムにおけるスイッチシステムの構成図である。 図25は、実施形態1の第9変形例の制御システムにおけるスイッチシステムの構成図である。 図26は、同上のスイッチシステムの別の状態の構成図である。 図27は、同上のスイッチシステムの更に別の状態の構成図である。 図28は、同上の制御システムの別例に用いられる駆動部及び接点装置の構成図である。 図29は、実施形態1の第10変形例の遮断システムの構成図である。 図30は、実施形態1の第11変形例の遮断システムの構成図である。 図31は、実施形態1の第12変形例の制御システムの構成図である。 図32は、実施形態2の制御システムを備える遮断システムの構成図である。 図33は、同上の制御システムの構成図である。 図34は、実施形態2の第1変形例の制御システムの構成図である。 図35A、図35Bは、実施形態2の第2変形例の制御システムの構成図である。 図36は、実施形態2の第3変形例の制御システムの構成図である。 図37は、実施形態3の制御システムを備える遮断システムの構成図である。 図38は、同上の遮断システムの変形例の構成図である。 図39は、実施形態4の制御システムを備える遮断システムに用いられる遮断器の概略断面図である。 図40は、同上の変形例の遮断器の概略断面図である。
以下に説明する実施形態及び変形例は、本開示の一例に過ぎない。本開示は、実施形態及び変形例に限定されることなく、この実施形態及び変形例以外であっても、本開示に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
(1)実施形態1
(1.1)概略
本実施形態の制御システム800及び遮断システム900について、図1~図4を参照して説明する。
本実施形態の遮断システム900は、図1に示すように、制御システム800と、遮断器910と、を備えている。遮断器910は、起動電流(電流値が所定値以上である電流)によって起動されて主電路930を遮断する。起動電流は、補助電路920に流れ電流値が所定値以上の電流である。
制御システム800は、遮断器910を制御する。制御システム800は、被駆動部1と駆動部2とを備えている。被駆動部1は、補助電路920と接続されている。駆動部2は、主電路930に接続される中間電路210を備えている。中間電路210は、主電路930の一部を構成する。被駆動部1は、駆動部2により駆動される。なお、図1では、被駆動部1を常開接点として図示している。
図1に示すように、制御システム800(具体的には、被駆動部1)は、補助電路920を介して遮断器910と接続されている。また、制御システム800(具体的には、駆動部2)は、主電路930を介して遮断器910と接続されている。制御システム800では、主電路930に異常電流(電流値が規定値以上の電流)が流れたときに、この異常電流が駆動部2の中間電路210に流れる。制御システム800では、駆動部2は、中間電路210に流れる異常電流を駆動源として被駆動部1を駆動する。被駆動部1は、駆動部2に駆動されることにより、補助電路920に起動電流を供給する。これにより、遮断器910が起動されて主電路930を遮断する。なお、被駆動部1は、駆動部2により駆動されない場合は、補助電路920に起動電流を供給させない。
異常電流は、例えば、遮断システム900が搭載されている車両300に事故が発生した場合に、主電路930を構成する機器等が短絡することによって主電路930に流れる、過電流、短絡電流等である。
より詳細には、図1に示すように、本実施形態の制御システム800は、スイッチシステム100と、電流供給源150と、を備えている。
電流供給源150は、起動電流を補助電路920に供給するための電源であり、補助電路920に接続されている。なお、電流供給源150は、制御システム800の構成要件に含まれなくてもよい。
スイッチシステム100は、上記の被駆動部1と駆動部2とを備えている。スイッチシステム100(具体的には、被駆動部1)は、補助電路920に接続されている。スイッチシステム100(具体的には、駆動部2)は、主電路930に接続されている。スイッチシステム100は、駆動部2の中間電路210に流れる異常電流(主電路930に流れる異常電流)を駆動源として用いて動作する。すなわち、スイッチシステム100において、駆動部2の中間電路210に流れる異常電流により生じる磁界または熱が、被駆動部1を機械的に駆動するようにエネルギー変換される。駆動部2が動作することにより、制御システム800は、電流供給源150から補助電路920を介して遮断器910に起動電流を供給する。一方、スイッチシステム100では、主電路930に異常電流が流れていない(電流が流れていない、又は電流値が上記の規定値よりも小さい)ときは、駆動部2が駆動されず、補助電路920には、起動電流(電流値が所定値以上である電流)が供給されない。スイッチシステム100の具体構成については、後述する。
上記のように、本実施形態の制御システム800は、主電路930に異常電流が流れたときに動作して、補助電路920に起動電流を供給する(電流供給源150から供給させる)。遮断器910は、補助電路920に起動電流が供給されると、主電路930を遮断する。すなわち、本実施形態の制御システム800は、特許文献1に記載の電子制御ユニットのような、プロセッサ等による衝突の判断処理の必要がない。このため、特許文献1の電気回路に比べて、遮断器910が起動する(遮断器910の動作が開始する)までの時間の短縮を図ることが可能となる。
(1.2)詳細
(1.2.1)電源システム
遮断システム900は、図2に示すように、例えば電源システム200に用いられて、電源システム200の一部を構成する。
電源システム200は、例えば、電動車両等の車両300に搭載され、インバータ3001を介して接続されるモータ3002を駆動して、車両300を走行させる。車両300では、図2に示すように、インバータ3001と並列にプリチャージコンデンサ3003が接続されている。
インバータ3001は力行時、電源システム200から供給される直流電力を交流電力に変換してモータ3002に供給し、回生時、モータ3002から供給される交流電力を直流電力に変換して電源システム200に供給する。モータ3002は例えば、三相交流同期モータである。
電源システム200は、遮断システム900に加えて、バッテリ201、第1メインリレー202、第2メインリレー203、プリチャージ抵抗204、プリチャージリレー205、電流センサ(シャント抵抗)206及び制御回路207を備える。
バッテリ201、第1メインリレー202、第2メインリレー203、電流センサ206、及び遮断システム900は、主電路930を介して、互いに直列に接続されている。
バッテリ201は、直列接続された複数の電池セルを備える。電池セルは、例えば、ニッケル水素電池セル、リチウムイオン電池セル等を用いることができる。
第1メインリレー202の第1端は、バッテリ201の正極と接続され、第2端は、インバータ3001の第1入力端子(高電位側入力端子)と接続されている。
第2メインリレー203の第1端は、遮断システム900の第1端901と接続されている。第2メインリレー203の第2端は、電流センサ206を介して、インバータ3001の第2入力端子(低電位側入力端子)と接続されている。遮断システム900の第2端902は、バッテリ201の負極と接続されている。
第1メインリレー202と並列に、プリチャージ抵抗204とプリチャージリレー205との直列回路が接続されている。
制御回路207は、第1メインリレー202、第2メインリレー203、及びプリチャージリレー205の動作を制御する。制御回路207は、例えば、車両300の電子制御ユニット(Electronic Control Unit;ECU)である。
制御回路207は、モータ3002への電力の供給の開始時、プリチャージリレー205及び第2メインリレー203を閉じて、プリチャージコンデンサ3003を充電する。これによりモータ3002への突入電流が抑制される。制御回路207は、プリチャージコンデンサ3003への充電の完了後、プリチャージリレー205を開き、第1メインリレー202を閉じて、電源システム200からモータ3002への電力の供給を開始させる。
また、制御回路207は、電流センサ206で検出される電流に基づき、主電路930の異常の発生を検知する。制御回路207は、主電路930に異常が発生すると、第1メインリレー202、及び第2メインリレー203のうちの少なくとも一つを動作させて(開いて)、主電路930を遮断する。制御回路207は、例えば、電流センサ206で検出される電流の大きさが閾値を超える時間が所定時間継続したことを検出すると、第1メインリレー202と第2メインリレー203とのうちの少なくとも一方を開く。これにより、主電路930が遮断される。この場合、例えば制御回路207によって、開かれたリレー(第1メインリレー202、第2メインリレー203)が再び閉じられると、再度主電路930が導通されて、電源システム200からモータ3002への電力の供給が再開される。
遮断システム900は、制御回路207から独立して動作する。遮断システム900は、主電路930に接続されている。遮断システム900は、常時(正常状態)は、主電路930を導通させる。遮断システム900は、異常電流(電流値が規定値以上の電流)が主電路930に流れたときに、(制御回路207とは独立して)主電路930を遮断する。
(1.2.2)遮断システム
次に、遮断システム900の構成について、図1を参照して説明する。
上述のように、遮断システム900は、制御システム800と遮断器910とを備えている。
制御システム800は、主電路930に接続される第1端801及び第2端802を備えている。制御システム800は、補助電路920に接続される第3端803及び第4端804を備えている。
遮断器910は、主電路930に接続される第1端911及び第2端912を備えている。遮断器910は、補助電路920に接続される第3端913及び第4端914を備えている。
図1に示すように、主電路930において、制御システム800の第1端801は、遮断システム900の第1端901と接続されている。制御システム800の第2端802は、遮断器910の第1端911と接続されている。遮断器910の第2端912は、遮断システム900の第2端902と接続されている。
補助電路920において、制御システム800の第3端803は、遮断器910の第4端914と接続されている。制御システム800の第4端804は、遮断器910の第3端913と接続されている。
遮断器910は、例えば、電流により始動され、装置内で生じる爆発によって作動される開閉装置である。遮断器910は、例えば、補助電路920を流れる起動電流(電流値が所定値以上の電流)により起動され、装置内で生じる爆発(燃焼)によるエネルギーを用いて、主電路930を遮断する。
本実施形態の遮断器910は、例えば、イニシエータを用いた遮断器である。遮断器910は、ガス発生器915と、導電体916と、を備える。ガス発生器915は、遮断器910の第3端913と第4端914との間に接続される発熱素子と、発熱素子の周りに配置される燃料(火薬)と、を備える。導電体916は、遮断器910の第1端911と第2端912との間に接続されている。図1等では、導電体916を常閉接点として図示している。遮断器910では、起動電流が補助電路920を介してガス発生器915の発熱素子に流れると、発熱素子で熱が発生し、火薬の温度が上昇する。火薬の温度が発火点を超えると、火薬が爆発(燃焼)し、爆発のエネルギー(ガスの圧力)によって導電体が破断(分割)される。これにより、遮断器910の第1端911と第2端912との間の電路が遮断され、主電路930が遮断される。
なお、遮断器910は上記の構成に限られない。遮断器910は、補助電路920に流れる起動電流(電流値が所定値以上である電流)によって起動されて、主電路930を遮断する構成であればよい。遮断器910は、例えば、主電路930に接続された接点装置と補助電路920に接続された電磁石装置とを備える電磁継電器であってもよい。
制御システム800は、駆動部2の中間電路210に流れる異常電流を駆動源として用いて動作して、補助電路920に起動電流を供給する。本実施形態の制御システム800は、上述のように、スイッチシステム100と電流供給源150とを備えている。
電流供給源150は、補助電路920に接続されている。電流供給源150は、制御システム800の第3端803とスイッチシステム100の第3端103との間に接続されている。本実施形態の電流供給源150は、所定電圧を供給する定電圧源151を備えている。定電圧源151の出力電圧は、特に限定されないが、例えば直流12Vである。
スイッチシステム100は、主電路930に接続される第1端101及び第2端102と、補助電路920に接続される第3端103及び第4端104と、を備えている。スイッチシステム100の第1端101は、制御システム800の第1端801と接続されている。スイッチシステム100の第2端102は、制御システム800の第2端802と接続されている。スイッチシステム100の第3端103は、電流供給源150を介して制御システム800の第3端803と接続されている。スイッチシステム100の第4端104は、制御システム800の第4端804と接続されている。
(1.2.3)スイッチシステム
次に、本実施形態のスイッチシステム100の具体構成について、図3、図4を参照して説明する。
図3に示すように、制御システム800のスイッチシステム100は、被駆動部1と、駆動部2と、を備えている。被駆動部1は、スイッチシステム100の第3端103と第4端104との間に接続されている。言い換えれば、被駆動部1は、補助電路920に接続されている。被駆動部1は、電流供給源150と直列に接続されている。被駆動部1は、駆動部2により駆動されて、補助電路920を開状態から閉状態とする。駆動部2は、スイッチシステム100の第1端101と第2端102との間に接続されている。言い換えれば、駆動部2の中間電路210は、主電路930に接続されている。駆動部2は、中間電路210に流れる異常電流により、被駆動部1を閉じる。
本実施形態の被駆動部1は、接点装置11を備えている。接点装置11は、一対の固定接点111(一対の第1接点)と、一対の可動接点112(一対の第2接点)と、を備えている。
各固定接点111は、例えば、導電材料からなる固定端子113に設けられている。一対の固定端子113の一方は、スイッチシステム100の第3端103と接続されている。一対の固定端子113の他方は、スイッチシステム100の第4端104と接続されている。
一対の可動接点112は、例えば、導電材料からなる板状の可動接触子114に設けられている。一対の可動接点112は、例えば、可動接触子114の長さ方向の両端に設けられている。
可動接触子114は、接触位置と開離位置との間で、各固定端子113に対して相対移動可能である。ここにおいて、接触位置は、一対の可動接点112が一対の固定接点111にそれぞれ接触する可動接触子114の位置である。開離位置は、一対の可動接点112が一対の固定接点111から離れた可動接触子114の位置である。言い換えれば、可動接点112は、固定接点111に接触する閉位置と固定接点111から離れた開位置との間で移動可能である。図3に示すように、可動接触子114と筐体の一部(又は接点ホルダ)31との間には、接圧ばね30Bが配置されている。可動接触子114は、接圧ばね30Bによって、開離位置に保持されている。
駆動部2は、駆動部2の中間電路210に流れる異常電流を駆動源として用いて、可動接触子114を開離位置から接触位置に移動させる。言い換えれば、駆動部2は、主電路930に流れる異常電流を駆動源として用いて、可動接点112を開位置から閉位置に移動させる。
本実施形態の駆動部2は、中間電路210に流れる異常電流により発生する磁界による電磁作用を利用して、被駆動部1を駆動する。より詳細には、本実施形態の駆動部2は、図3に示すように、励磁コイル211と、可動子212と、固定子213と、を備える。
励磁コイル211は、スイッチシステム100の第1端101と第2端102との間に接続されている。言い換えれば、励磁コイル211は、中間電路210の少なくとも一部を構成し、主電路930に接続されている。可動子212は、磁性材料からなる。可動子212は、第1位置(図3に示す位置)と第2位置(図4に示す位置)との間で移動可能である。可動子212は、可動接触子114及びシャフト30を介して受ける接圧ばね30Bのばね力によって、第1位置に保持されている。固定子213は、磁性材料からなる。なお、固定子213と可動接触子114との間には、接圧ばね30Cが配置されている。
固定子213と可動子212とは、対向して配置されている。励磁コイル211で生じる磁束(磁界)214の少なくとも一部が、固定子213と、可動子212と、固定子213と可動子212のギャップとを一方方向(図3の例では上向き)に通る。
駆動部2では、励磁コイル211に異常電流が流れたときに励磁コイル211で生じる磁界によって固定子213に可動子212を吸引し、可動子212を第1位置(図3に示す位置)から第2位置(図4に示す位置)へ移動させる。
接点装置11の可動接触子114は、棒状のシャフト30によって、可動子212と結合されている。したがって、可動子212の移動に伴って、可動接触子114が移動する。言い換えれば、可動子212の移動に伴って、可動接点112が移動する。
そして、可動子212が第1位置にあるとき、可動接触子114は開離位置にある。言い換えれば、可動子212が第1位置にあるとき、可動接点112は、固定接点111から離れた開位置に位置する(図3参照;接点装置11のOFF状態)。また、可動子212が第2位置にあるとき、可動接触子114は接触位置にある。言い換えれば、可動子212が第2位置にあるとき、可動接点112は、固定接点111に接触する閉位置に位置する(図4参照;接点装置11のON状態)。
(1.2.4)動作
上記の構成により、スイッチシステム100では、主電路930に異常電流が流れていない(電流が流れていない、又は電流値が規定値よりも小さい)ときは、主に接圧ばね30Bのばね力によって、可動子212が第1位置に維持される。これにより、可動接点112が開位置に維持され、補助電路920が開かれている。
一方、主電路930に異常電流が流れると、励磁コイル211に異常電流が流れて励磁コイル211が励磁され、可動子212が固定子213に吸引されて第1位置から第2位置に移動する。これに伴い、可動接点112が開位置から閉位置に移動して、スイッチシステム100の第3端103と第4端104との間が短絡する。これにより、電流供給源150から遮断器910の発熱素子に起動電流が供給され、遮断器910が動作して主電路930が遮断される。
本実施形態の制御システム800及び遮断システム900によれば、主電路930に異常電流が流れたときに、駆動部2の中間電路210に異常電流が流れる。スイッチシステム100は、可動子212が第2位置に移動する駆動源として中間電路210に流れる異常電流を用いて、補助電路920を閉じる。これにより、電流供給源150から補助電路920に起動電流が供給され、遮断器910が動作して、主電路930が遮断される。
このように、本実施形態によれば、特許文献1に記載の電子制御ユニットのような、プロセッサ等による衝突の判断処理の必要がない。このため、特許文献1の電気回路に比べて、遮断器910が起動する(遮断器910の動作が開始する)までの時間の短縮を図ることが可能となる。また、例えば電子制御ユニットが故障した場合などでも、遮断器910を動作させることが可能となる。
また、例えば、制御回路207のようなプロセッサ等が、電流センサ206を介して異常電流を検出し、制御回路207が遮断器910に制御信号を送信して遮断器910を動作させる構成では、制御回路207が異常電流の発生を判断する必要がある。これに対して、本実施形態では、プロセッサ等による判断処理の必要がないため、このような構成に比べても、遮断器910が起動する(遮断器910の動作が開始する)までの時間の短縮を図ることが可能となる。
また、本実施形態は、被駆動部1と駆動部2とを備えた簡易な構成で実現可能である。また、本実施形態では、可動接点112を空間的(物理的)に移動させることで被駆動部1を開閉するため、確実に被駆動部1を開閉させることが可能となり、信頼性が高くなる。
(1.3)変形例
以下、実施形態1の変形例を列挙する。なお、以下では、上記実施形態を「基本例」と呼ぶこともある。
(1.3.1)第1変形例
本実施形態の第1変形例として、図5A、図5B、図6A、図6Bに示すように、制御システム800におけるスイッチシステム100の駆動部2は、第1ヨーク221と、第2ヨーク222と、を備えていてもよい。
第1ヨーク221及び第2ヨーク222は、磁性材料から形成されている。
第1ヨーク221は、スイッチシステム100の第1端101と第2端102との間に接続される配線部材105に、相対的に固定されている。配線部材105は、駆動部2の中間電路210の少なくとも一部を構成する。すなわち配線部材105は主電路930の一部を構成する。配線部材105は、例えば導電材料から形成された板状の部材である。言い換えれば、第1ヨーク221は、主電路930に接続される配線部材105に対して、相対的に固定されている。なお、第1ヨーク221は、配線部材105に対して相対的に固定(位置決め)されていればよく、例えば筐体に固定されていてもよい。
第2ヨーク222は、配線部材105を挟んで第1ヨーク221と対向して配置されている。第2ヨーク222は、第1位置(図5A、図5Bに示す位置)と第2位置(図6A、図6Bに示す位置)との間で移動可能である。
第2ヨーク222は、例えば、永久磁石30Aと接圧ばね30Bとによって、第1位置に保持されている。永久磁石30Aは、配線部材105に対して相対的に固定されている。永久磁石30Aは、永久磁石30Aと第1ヨーク221との間に第2ヨーク222が位置するように、配線部材105に対して相対的に固定されている。例えば、筐体に固定された保持部材により、配線部材105と永久磁石30Aとが保持される。永久磁石30Aは、磁力によって、磁性材料から形成される第2ヨーク222を(図5A、図5Bの上方に)吸引する。つまり、第2ヨーク222は、永久磁石30Aから、第1ヨーク221から離れる向き(図5A、図5Bの上向き)の力を受ける。接圧ばね30Bは、配線部材105と第2ヨーク222との間に配置されている。第2ヨーク222は、接圧ばね30Bから、配線部材105から離れる向き(図5A、図5Bの上向き)の弾性力を受ける。なお、第1ヨーク221と可動接触子114との間には、接圧ばね30Cが配置されている。接圧ばね30Cは、例えば、図5A、図5Bの状態では自然状態(自然長)である。
配線部材105に電流が流れると、配線部材105に流れる電流により生じる磁束(磁界)214(図5B参照)の少なくとも一部が、第1ヨーク221と第2ヨーク222とを通る。これにより、第1ヨーク221と第2ヨークとの間に吸引力が作用し、第2ヨーク222は、第1ヨーク221から、第1ヨーク221に近づく向きの力(図5A、図5Bの下向きの力)を受ける。ただし、配線部材105に流れる電流の電流値が上記規定値よりも小さい場合は、上記吸引力による図5A、図5Bの下向きの力よりも、永久磁石30A及び接圧ばね30Bによる図5A、図5Bの上向きの力の方が大きい(この関係を満たすように、永久磁石30Aの位置、接圧ばね30Bの弾性力等が設定されている)。このため、第2ヨーク222は第1位置(図5A、図5Bに示す位置)で保持される。
配線部材105に流れる電流の電流値が規定値以上になると(言い換えれば、配線部材105に異常電流が流れると)、上記の吸引力が、永久磁石30A及び接圧ばね30Bからの力を超え、第2ヨーク222は第1ヨーク221に引き寄せられる(図5A、図5Bの下方へ移動する)。これにより、第2ヨーク222は第2位置へ移動する。つまり、第2ヨーク222は、配線部材105に流れる異常電流により生じる磁界によって、第1ヨーク221に吸引されて第1位置(図5A、図5Bに示す位置)から第2位置(図6B、図6Bに示す位置)へ移動する。
接点装置11の可動接触子114は、棒状のシャフト30によって、第2ヨーク222と結合されている。したがって、第2ヨーク222の移動に伴って、可動接触子114が移動する。言い換えれば、第2ヨーク222の移動に伴って、可動接点112が移動する。
第2ヨーク222が第1位置にあるとき、可動接触子114は開離位置にある。言い換えれば、第2ヨーク222が第1位置にあるとき、可動接点112は、固定接点111から離れた開位置に位置する(図5A、図5B参照)。また、第2ヨーク222が第2位置にあるとき、可動接触子114は接触位置にある。言い換えれば、第2ヨーク222が第2位置にあるとき、可動接点112は、固定接点111に接触する閉位置に位置する(図6A、図6B参照)。
本変形例のスイッチシステム100では、主電路930に異常電流が流れたときに、駆動部2の中間電路210に異常電流が流れる。本変形例のスイッチシステム100は、第2ヨーク222が第2位置に移動する駆動源として異常電流を用いて、補助電路920を閉じる。したがって、本変形例のスイッチシステム100を備えた制御システム800及び遮断システム900でも、簡易な構成で、遮断器910の動作が開始するまでの時間の短縮を図ることが可能となる。
(1.3.2)第2変形例
本実施形態の第2変形例として、制御システム800におけるスイッチシステム100の駆動部2は、中間電路210に流れる異常電流により発生する熱を利用して、被駆動部1を駆動してもよい。例えば、駆動部2は、図7、図8に示すように、バイメタル板231を備えている。
バイメタル板231は、熱膨張率が異なる2枚の金属板を貼り合わせて形成され、温度の変化によって湾曲する。
バイメタル板231は、スイッチシステム100の第1端101と第2端102との間に接続される配線部材105に接触している。配線部材105は、駆動部2の中間電路210の少なくとも一部を構成し、例えば導電材料から形成された板状の部材である。配線部材105は、熱膨張率が、バイメタル板231の2枚の金属板の熱膨張率よりも十分小さい部材(バイメタル板231よりも、温度変化によって変形しにくい部材)である。
バイメタル板231は、配線部材105に流れる異常電流により生じる熱によって、加熱されて湾曲する。言い換えれば、バイメタル板231は、主電路930(中間電路210)に流れる異常電流により、第1形状(図7参照)から第2形状(図8参照)に変形する。第1形状は、例えば側面視で直線状である。第2形状は、例えば側面視でV字状である。
接点装置11の可動接触子114と筐体の一部31との間には、接圧ばね30Bが配置されている。また、可動接触子114は、棒状のシャフト30によって、バイメタル板231の中央部分と結合されている。したがって、バイメタル板231の変形に伴って、接圧ばね30Bのばね力に抗して可動接触子114が移動する。言い換えれば、バイメタル板231の変形に伴って、可動接点112が移動する。なお、可動接触子114と配線部材105との間には、接圧ばね30Cが配置されている。
バイメタル板231が第1形状のとき、可動接触子114は開離位置にある。言い換えれば、バイメタル板231が第1形状のとき、可動接点112は、固定接点111から離れた開位置に位置する(図7参照)。また、バイメタル板231が第2形状のとき、可動接触子114は接触位置にある。言い換えれば、バイメタル板231が第2形状のとき、可動接点112は、固定接点111に接触する閉位置に位置する(図8参照)。
本変形例のスイッチシステム100では、主電路930に異常電流が流れたときに、駆動部2の中間電路210に異常電流が流れる。本変形例のスイッチシステム100は、バイメタル板231が第2形状に変形する駆動源として中間電路210に流れる異常電流を用いて、補助電路920を閉じる。したがって、本変形例のスイッチシステム100を備えた制御システム800及び遮断システム900でも、簡易な構成で、遮断器910の動作が開始するまでの時間の短縮を図ることが可能となる。
(1.3.3)第3変形例
本実施形態の第3変形例として、制御システム800におけるスイッチシステム100の駆動部2は、中間電路210に流れる異常電流に起因する電磁反発力によって、被駆動部1を駆動してもよい。例えば、スイッチシステム100は、図9~図11に示すように、主接点装置41と補助接点装置42とを備えた電磁継電器40によって、実現されている。本変形例では、主接点装置41が駆動部2に相当し、補助接点装置42が被駆動部1(接点装置11)に相当する。電磁継電器40の主接点装置41は、電源システム200の第1メインリレー202と第2メインリレー203とのうちのいずれか一方と共用されてもよい。
本変形例の電磁継電器40は、図9~図11に示すように、主接点装置41と補助接点装置42とに加えて、電磁石装置43を備えている。
主接点装置41は、一対の主固定接点411と、一対の主可動接点412と、を備えている。各主固定接点411は、例えば、導電材料からなる主固定端子413に設けられている。一対の主固定端子413の一方は、スイッチシステム100の第1端101と接続されている。一対の主固定端子413の他方は、スイッチシステム100の第2端102と接続されている。一対の主可動接点412は、例えば、導電材料からなる板状の可動接触子400の第1面401に設けられている。一対の主可動接点412は、例えば、可動接触子400の長さ方向の両端に、一対の主固定接点411と対向するように設けられている。可動接触子400は、一対の主可動接点412が一対の主固定接点411にそれぞれ接触する位置と、一対の主可動接点412が一対の主固定接点411から離れる位置との間で、各主固定端子413に対して相対移動可能である。
補助接点装置42(接点装置11)は、一対の補助固定接点421(第1接点)と、一対の補助可動接点422(第2接点)と、を備えている。一対の補助可動接点422は、例えば、可動接触子400の第2面402に設けられている。可動接触子400の第2面402は、ここでは、可動接触子400の厚さ方向において第1面401とは反対側の面である。一対の補助可動接点422は、例えば、可動接触子400の長さ方向の両端に設けられている。各補助固定接点421は、例えば、導電材料からなる補助固定端子423に設けられている。一対の補助固定端子423の一方は、スイッチシステム100の第3端103と接続されている。一対の補助固定端子423の他方は、スイッチシステム100の第4端104と接続されている。
電磁継電器40では、一対の主可動接点412が一対の主固定接点411とそれぞれ接触している場合には、一対の補助可動接点422は一対の補助固定接点421から離れている(図10参照)。一方、この状態から、可動接触子400が(図10の下方に)所定距離以上移動すると、一対の主可動接点412が一対の主固定接点411から離れ、かつ、一対の補助可動接点422が一対の補助固定接点421とそれぞれ接触する(図9,図11参照)。すなわち、補助接点装置42(接点装置11)の補助可動接点422(第2接点)は、補助固定接点421(第1接点)に接触する閉位置と、補助固定接点421(第1接点)から離れた開位置との間で移動可能である。
電磁石装置43は、固定子430と、可動子431と、励磁コイル432と、シャフト433と、ホルダ434と、接圧ばね435と、復帰ばね436とを備えている。
固定子430は固定鉄心である。可動子431は可動鉄心であって、固定子430に近づく位置と固定子430から離れた位置との間で移動可能である。固定子430と可動子431とは、励磁コイル432の内側に配置される。電磁石装置43では、励磁コイル432への通電時に、励磁コイル432で生じる磁束によって可動子431を吸引することで、可動子431を固定子430に向かう向きに移動させる。一方、励磁コイル432への通電が停止すると、復帰ばね436のばね力によって可動子431が下方へ移動する。励磁コイル432への通電は、例えば制御回路207によって制御される。シャフト433は、電磁石装置43で発生した駆動力を可動接触子400へ伝達する。シャフト433の上端はホルダ434に固定され、シャフト433の下端は可動子431に固定されている。ホルダ434は、矩形枠状に形成されており、その貫通孔内に可動接触子400が通されている。接圧ばね435は、ホルダ434の下板と可動接触子400との間に配置されており、可動接触子400を図9の上方へと付勢する。復帰ばね436は、固定子430の内側に配置されており、可動子431を図9の下方へと付勢する。
電磁継電器40では、励磁コイル432の非通電時(図9参照)には、主に復帰ばね436のばね力により、可動子431及びホルダ434が下方に引き下げられている。このとき、ホルダ434によって可動接触子400も下方に押し下げられており、主固定接点411が主可動接点412から離れている。すなわち、この状態では、一対の主固定端子413間が遮断されている。
励磁コイル432の通電時(図10参照)には、可動子431が、励磁コイル432で生じる磁束によって吸引されて上方に位置する。このとき、可動接触子400は、ホルダ434の下板によって接圧ばね435を介して上方に押し上げられ、主可動接点412が主固定接点411に接触する。すなわち、この状態では、一対の主固定端子413間が導通している。
ここにおいて、励磁コイル432の通電時(一対の主固定端子413間の導通時)、中間電路210を構成する可動接触子400に異常電流が流れると、可動接触子400に、主可動接点412を主固定接点411から離す向きの電磁反発力が生じる。この電磁反発力を受けると、可動接触子400は図10の下方に移動して、一対の補助可動接点422が一対の補助固定接点421に接触する(図11参照)。これにより、一対の補助固定接点421間が可動接触子400を介して導通して、電流供給源150から補助電路920に起動電流が供給される。
本変形例のスイッチシステム100では、主電路930に異常電流が流れたときに、駆動部2(主接点装置41)の中間電路210(可動接触子400)に異常電流が流れる。そして、本変形例のスイッチシステム100は、可動接触子400を移動させる駆動源として中間電路210に流れる異常電流を用いて、補助電路920を閉じている。したがって、本変形例のスイッチシステム100を備えた制御システム800及び遮断システム900でも、簡易な構成で、遮断器910の動作が開始するまでの時間の短縮を図ることが可能となる。
なお、スイッチシステム100は、判定機構を備えていることが好ましい。ここでいう判定機構は、励磁コイル432が通電されている状態で補助接点装置42が導通しているときにのみ、補助電路920に起動電流が供給されるのを許容する(すなわち、励磁コイル432が通電されていない状態で補助固定接点421間が可動接触子400を介して導通しても、補助電路920に起動電流が供給されるのを妨げる)機構である。判定機構は、例えば、後述の第9変形例の第2補助接点装置63及び第2動作制御部64と同様の機構によって、実現されてもよい。
(1.3.4)第4変形例
上述の基本例及び第1~第3変形例の制御システム800のスイッチシステム100では、被駆動部1は、常時は第2接点(可動接点112)が第1接点(固定接点111)から離れたOFF状態であり、駆動部2に駆動されることによって第2接点が第1接点に接触するON状態となる、いわゆるa接点(常開接点)の構造を有する接点装置11によって実現されている(図1参照)。これに対し、本変形例のスイッチシステム100では、被駆動部1は、いわゆるb接点(常閉接点)の構造を有する接点装置51と、信号反転回路52と、を備えている(図12参照)。ここでの接点装置51は、常時は第2接点(可動接点512)が第1接点(固定接点511)に接触するON状態であり、駆動部2に駆動されることによって第2接点が第1接点から離れたOFF状態となる装置である。また、ここでの信号反転回路52は、接点装置51が駆動部2によって駆動されずにON状態であるときには、電流供給源150から補助電路920に起動電流を供給させない。一方、信号反転回路52は、接点装置51が駆動部2によって駆動されてOFF状態となると、電流供給源150から補助電路920へ起動電流を供給させる。
図12の例では、信号反転回路52は、第1抵抗R1と、第2抵抗R2と、フォトカプラ520と、を備えている。第1抵抗R1は、電流供給源150の両端間に、接点装置51と直列に接続されている。また、第2抵抗R2とフォトカプラ520のフォトダイオードとの直列回路が、電流供給源150の両端間に接続されている。また、フォトカプラ520のフォトトランジスタは、電流供給源150の両端間に、遮断器910のガス発生器915と直列に接続されている。ここで、第2抵抗R2の抵抗値は、第1抵抗R1の抵抗値よりも十分大きく設定されている。したがって、接点装置51がON状態のときは、第2抵抗R2にはほとんど電流が流れず、フォトカプラ520のフォトトランジスタはオフされている。
次に、本変形例の構成のスイッチシステム100の動作を、基本例のスイッチシステム100の動作との比較を交え、図13A、図13Bのチャートを参照しながら説明する。
基本例のスイッチシステム100では、図13Aのチャートに示すように、主電路930に異常電流が流れていないとき(S1:No)は、接点装置11がOFF状態となっており(S2)、補助電路920が遮断されている。この状態では、補助電路920に流れる電流の電流値がゼロであって、補助電路920には起動電流が供給されず(S3)、遮断器910は動作しない(S4)。
そして、主電路930に流れる電流の電流値が規定値以上となって(S1:Yes)主電路930に異常電流が流れると、接点装置11がON状態となり(S5)、スイッチシステム100の第3端103と第4端104との間が短絡する。これにより、電流供給源150から補助電路920に起動電流が供給され(S6)、遮断器910の発熱素子に起動電流が供給されて遮断器910が動作し(S7)、主電路930が遮断される。
これに対し、本変形例のスイッチシステム100では、図13Bのチャートに示すように、主電路930に異常電流が流れていないとき(S11:No)は、接点装置51がON状態となっている(S12)。ここで、本変形例の信号反転回路52は、接点装置51の状態(ON状態/OFF状態)と、補助電路920の状態(導通状態/遮断状態)と、を反転させる(S13)。すなわち、本変形例では、接点装置51のON状態において、電流供給源150からの電流は、接点装置51を介して第1抵抗R1に流れ、第2抵抗R2及びフォトダイオードにはほとんど電流が流れない。このため、フォトトランジスタがオフ状態となって、補助電路920が遮断されている。このため、電流供給源150から補助電路920には起動電流が供給されず(S14)、遮断器910は動作しない(S15)。つまり、信号反転回路52は、接点装置51に流れる電流が所定の閾値以上の場合、補助電路920に起動電流を供給させない。
そして、主電路930に流れる電流の電流値が規定値以上となって(S11:Yes)主電路930に異常電流が流れると、接点装置51がOFF状態となる(S16)。ここで、信号反転回路52は、接点装置51の状態(ON状態/OFF状態)と、補助電路920の状態(導通状態/遮断状態)と、を反転させる(S17)。すなわち、接点装置51がOFF状態となると、電流供給源150から、第2抵抗R2を介してフォトダイオードに電流が流れ始める。フォトダイオードに所定の大きさ以上の電流が流れると、フォトトランジスタがオンされる。このため、電流供給源150から補助電路920に起動電流が供給され(S18)、遮断器910の発熱素子に起動電流が供給されて遮断器910が動作し(S19)、主電路930が遮断される。つまり、信号反転回路52は、接点装置51に流れる電流が所定の閾値より小さい場合、補助電路920に起動電流を供給させる。
上記のように本変形例では、被駆動部1が、b接点構造の接点装置51を備えている。すなわち、本変形例では、被駆動部1が駆動部2によって駆動されると、第2接点が、第1接点に接触する閉位置から第1接点から離れた開位置に移動することによって、補助電路920に起動電流を供給させている。ここにおいて、基本例及び変形例1~3のように、被駆動部1がa接点構造の接点装置11を備えている場合、駆動部2によって駆動されることで第2接点が第1接点に接触するときに、第2接点が第1接点に物理的に衝突することで、いわゆるバウンス(跳ね返り)が発生する可能性がある。このため、電流供給源150から補助電路920に電流が供給され始めるタイミングに、ずれが生じる可能性がある。これに対して、本変形例では、被駆動部1(接点装置51)が駆動部2によって駆動されると、第2接点が第1接点から離れるだけであり、物理的な衝突は発生しない。したがって、本変形例によれば、駆動部2によって駆動されたときのバウンスの発生を抑制することが可能となる。
次に、図14及び図15、図16A,図16B,図17A及び図17B、図18及び図19に、本変形例における駆動部2及び接点装置51(被駆動部1)の具体例をそれぞれ示す。
図14~図19の各例において、接点装置51は、一対の固定接点511(一対の第1接点)と、一対の可動接点512(一対の第2接点)と、を備えている。各固定接点511は、固定端子513に設けられており、一対の可動接点512は、板状の可動接触子514に設けられている。
図14及び図15の例では、駆動部2が、基本例の駆動部2と同様に、励磁コイル211と、可動子212と、固定子213と、を備えている。励磁コイル211は、中間電路210の少なくとも一部を構成する。可動子212は、第1位置(固定子213に近づく位置:図14参照)と第2位置(固定子213から離れた位置:図15参照)との間で移動可能である。可動子212は、固定子213との間に配置された接圧ばね30Bによって、図14の下向きの力を受けて、第1位置に保持されている。なお、筐体の一部31と可動接触子514との間には、接圧ばね30Cが配置されている。駆動部2では、励磁コイル211に異常電流が流れたときに励磁コイル211で生じる磁界によって固定子213から可動子212を引き離し、可動子212を第1位置(図14に示す位置)から第2位置(図15に示す位置)へ移動させる。これにより、可動接触子514が、可動接点512が固定接点511に接触する接触位置から、可動接点512が固定接点511から離れた開離位置に移動する。
図16A,図16B,図17A,図17Bの例では、駆動部2が、第1変形例の駆動部2と同様に、第1ヨーク221と、第2ヨーク222と、を備えている。第1ヨーク221は、中間電路210の少なくとも一部を構成する配線部材105に、相対的に固定されている。第2ヨーク222は、可動接触子514と結合されている。第2ヨーク222は、第1ヨーク221と対向して配置されており、第1位置(図16A、図16Bに示す位置)と第2位置(図17A、図17Bに示す位置)との間で移動可能である。第2ヨーク222は、例えば、永久磁石30Aと接圧ばね30Bとによって、第1位置に保持されている。永久磁石30Aは、磁力によって、第2ヨーク222を(図16A、図16Bの下方に)吸引している。接圧ばね30Bは、第1ヨーク221と第2ヨーク222との間に配置されており、第2ヨーク222を、第1ヨーク221から離れる向きに(図16A、図16Bの下方に)付勢している。なお、第2ヨーク222と永久磁石30Aとの間には、接圧ばね30Cが配置されている。駆動部2では、配線部材10に流れる電流の電流値が規定値よりも小さい場合は、主に、永久磁石30Aの吸引力及び接圧ばね30Bによる下向きの力によって、第2ヨーク222が第1位置で保持される。一方、配線部材105に流れる電流の電流値が規定値以上になると、第1ヨーク221と第2ヨーク222との間の吸引力が大きくなり、第2ヨーク222は第1位置(図16A、図16Bの位置)から第2位置(図17A、図17Bの位置)へ移動する。これにより、可動接触子514が、可動接点512が固定接点511に接触する接触位置から、可動接点512が固定接点511から離れた開離位置に移動する。
図18、図19の例では、駆動部2が、第2変形例の駆動部2と同様に、バイメタル板231を備えている。
バイメタル板231は、中間電路210の少なくとも一部を構成する配線部材105に接触している。配線部材105と可動接触子514との間には接圧ばね30Bが配置され、可動接触子514と筐体の一部31との間には接圧ばね30Cが配置されている。バイメタル板231は、配線部材105に流れる異常電流により生じる熱によって加熱されて湾曲し、第1形状(図18参照)から第2形状(図19参照)に変形する。第1形状は、例えば側面視で直線状である。第2形状は、例えば側面視で逆V字状である。駆動部2では、配線部材105に異常電流が流れたときにバイメタル板231が第1形状から第2形状に変形する。これにより、バイメタル板231に対してシャフト30によって結合された可動接触子514が、可動接点512が固定接点511に接触する接触位置から、可動接点512が固定接点511から離れた開離位置に移動する。なお、バイメタル板231は、僅かに加熱されても、接圧ばね30Bによって第1形状に保持される。
もちろん、第3変形例の駆動部2と同様に、駆動部2が、中間電路210に流れる異常電流に起因する電磁反発力によって被駆動部1を駆動する構成であってもよい。例えば、図20に示すように、補助接点装置42(接点装置11)の補助可動接点422は、主接点装置41の主可動接点412が主固定接点411と接触するときに、同時に補助固定接点421に接触する構成であればよい。なお、図20において、可動接触子400は、一対の主可動接点412間を繋ぐ第1導電部と、一対の補助可動接点422間を繋ぐ第2導電部と、第1導電部と第2導電部との間を電気的に絶縁する絶縁部と、を備えていることが好ましい。
なお、図12に示すように、本変形例では、接点装置51のON状態において、一つの電流供給源150から、フォトダイオードと遮断器910(ガス発生器915)との両方に電流が供給される構成となっているが、これに限られない。遮断器910に電流を供給する第1の電流供給源とは別に、フォトダイオードに電流を供給する第2の電流供給源が設けられていてもよい。
また、被駆動部1は、フォトカプラ520の代わりに、リレー装置、IPD(Intelligent Power Device)等を備えていてもよい。
(1.3.5)第5変形例
本実施形態の第5変形例として、図21に示すように、制御システム800のスイッチシステム100において、被駆動部1が半導体リレー(solid-state relay;SSR)12を備え、駆動部2が第1巻線241と第2巻線242とを備えていてもよい。
第1巻線241は、スイッチシステム100の第1端101と第2端102との間に接続されている。第1巻線241は、駆動部2の中間電路210の少なくとも一部を構成する。言い換えれば、第1巻線241は、主電路930に接続されている。第2巻線242は、第1巻線241と電磁気的に結合されている。例えば、第1巻線241と第2巻線242とは、同一の鉄心の周りに巻かれて電磁気的に結合されている。第1巻線241と第2巻線242とで、トランスが構成される。
半導体リレー12は、一対の入力端121と、一対の出力端122と、を備えている。一対の入力端121は、第2巻線242の両端にそれぞれ接続されている。一対の出力端122の一方は、スイッチシステム100の第3端103に接続され、一対の出力端122の他方は、スイッチシステム100の第4端104に接続されている。図21に示すように、本実施形態の半導体リレー12は、DC/ACコンバータ、トランス、トリガ回路、サイリスタを備えたtransformer-coupled SSRである。
第1巻線241に電流が流れると、第2巻線242に誘導電流が流れる。ここで、半導体リレー12は、第2巻線242に流れる電流の電流値が所定の閾値以下の場合は、オフされている。一方、半導体リレー12は、第1巻線241に異常電流が流れたときに、この異常電流に起因して第2巻線242に流れる誘導電流(上記閾値以上の電流値の電流)によって、オンされる。半導体リレー12がオンすると、スイッチシステム100の第3端103と第4端104との間が短絡する。これにより、電流供給源150から遮断器910の発熱素子に起動電流が供給され、遮断器910が動作して主電路930が遮断される。
言い換えれば、半導体リレー12は、第1巻線241に流れる異常電流に起因して第2巻線242に生じる誘導電流により駆動され、補助電路920を閉じる。
本変形例のスイッチシステム100では、主電路930に異常電流が流れたときに、駆動部2の中間電路210に異常電流が流れる。本変形例のスイッチシステム100は、半導体リレー12をオンする駆動源として中間電路210に流れる異常電流を用いて、補助電路920を閉じる。したがって、本変形例のスイッチシステム100を備えた制御システム800及び遮断システム900でも、簡易な構成で、遮断器910の動作が開始するまでの時間の短縮を図ることが可能となる。
なお、半導体リレー12はtransformer-coupled SSRに限定されず、reed-relaycoupled SSR、photo-coupled SSR等の他の半導体リレーでもよい。
(1.3.6)第6変形例
本実施形態の第6変形例として、図22に示すように、制御システム800におけるスイッチシステム100の被駆動部1は、接点装置(第1接点装置)11と、第2接点装置13と、を備えていてもよい。
第1接点装置11は、一対の第1接点(一対の第1固定接点)111と、一対の第2接点(一対の第1可動接点)112と、を備えている。
各第1固定接点111は、例えば、導電材料からなる固定端子(第1固定端子)113に設けられている。一対の第1固定端子113の一方は、スイッチシステム100の第4端104に接続されている。一対の第1固定端子113の他方は、第2接点装置13の一対の第2固定端子133の一方に接続されている。
一対の第1可動接点112は、例えば、導電材料からなる板状の可動接触子(第1可動接触子)114に設けられている。一対の第1可動接点112は、例えば、第1可動接触子114の長さ方向の両端に設けられている。
第1可動接触子114は、接触位置と開離位置との間で、各第1固定端子113に対して相対移動可能である。ここにおいて、接触位置は、一対の第1可動接点112が一対の第1固定接点111にそれぞれ接触する第1可動接触子114の位置である。開離位置は、一対の第1可動接点112が一対の第1固定接点111から離れた第1可動接触子114の位置である。言い換えれば、第1可動接点112は、第1固定接点111に接触する閉位置と第1固定接点111から離れた開位置との間で移動可能である。
第2接点装置13は、一対の第2固定接点131と、一対の第2可動接点132と、を備えている。
各第2固定接点131は、例えば、導電材料からなる第2固定端子133に設けられている。一対の第2固定端子133の一方は、第1接点装置11の一対の第1固定端子113の他方に接続されている。一対の第2固定端子133の他方は、スイッチシステム100の第3端103に接続されている。
一対の第2可動接点132は、例えば、導電材料からなる板状の第2可動接触子134に設けられている。一対の第2可動接点132は、例えば、第2可動接触子134の長さ方向の両端に設けられている。
第2可動接触子134は、接触位置と開離位置との間で、各第2固定端子133に対して相対移動可能である。ここにおいて、接触位置は、一対の第2可動接点132が一対の第2固定接点131にそれぞれ接触する第2可動接触子134の位置である。開離位置は、一対の第2可動接点132が一対の第2固定接点131から離れた第2可動接触子134の位置である。言い換えれば、第2可動接点132は、第2固定接点131に接触する閉位置と第2固定接点131から離れた開位置との間で移動可能である。
本変形例の駆動部2は、第1接点装置11を駆動するための励磁コイル(第1励磁コイル)211、可動子(第1可動子)212、固定子(第1固定子)213を備えている。また、本変形例の駆動部2は、第2接点装置13を駆動するための第2励磁コイル216、第2可動子217、第2固定子218を更に備えている。第1励磁コイル211の第1端は、スイッチシステム100の第2端102に接続され、第1励磁コイル211の第2端は、第2励磁コイル216の第1端に接続され、第2励磁コイル216の第2端は、スイッチシステム100の第1端101に接続されている。第1励磁コイル211と第2励磁コイル216は、駆動部2の中間電路210の少なくとも一部を構成する。したがって、第2励磁コイル216には、第1励磁コイル211に流れるのと同じ電流が流れる。
第1可動子212は、磁性材料からなる。第1可動子212は、第1位置(図22に示す位置)と第2位置との間で移動可能である。第1可動子212は、図示しない接圧ばねによって、第1位置に保持されている。第1固定子213は、磁性材料からなる。
本変形例の駆動部2では、第1励磁コイル211に異常電流が流れたときに第1励磁コイル211で生じる磁界によって第1固定子213に第1可動子212を吸引し、第1可動子212を第1位置(図22参照)から第2位置へ移動させる。
第2可動子217は、磁性材料からなる。第2可動子217は、第3位置(図23に示す位置)と第4位置との間で移動可能である。第2可動子217は、図示しない第2接圧ばねによって、第3位置に保持されている。第2固定子218は、磁性材料からなる。
本変形例の駆動部2では、第2励磁コイル216に異常電流が流れたときに第2励磁コイル216で生じる磁界によって第2固定子218に第2可動子217を吸引し、第2可動子217を第3位置(図23参照)から第4位置へ移動させる。
つまり、本変形例では、主電路930(中間電路210)に異常電流が流れていないときは、第1接圧ばねのばね力によって第1可動子212が第1位置に維持され、第2接圧ばねのばね力によって第2可動子217が第3位置に維持される。これにより、第1可動接点112が開位置に維持され、第2可動接点132が開位置に維持されるので、補助電路920が開かれている。
一方、主電路930に異常電流が流れると、第1励磁コイル211に異常電流が流れて第1励磁コイル211が励磁され、第1可動子212が第1固定子213に吸引されて第1位置から第2位置に移動する。これに伴い、第1可動接点112が開位置から閉位置に移動する。また、主電路930に異常電流が流れると、第2励磁コイル216に異常電流が流れて第2励磁コイル216が励磁され、第2可動子217が第2固定子218に吸引されて第3位置から第4位置に移動する。これに伴い、第2可動接点132が開位置から閉位置に移動する。これにより、スイッチシステム100の第3端103と第4端104との間が短絡する。
ここで、図22に示すように、本変形例の第1可動接触子114は、第1方向D1に沿って移動する。その一方、第2可動接触子134は、第1方向D1と直交する第2方向D2に沿って移動する。要するに、本変形例のスイッチシステム100では、第1可動接点112が移動する向き(第1方向D1)と第2可動接点132が移動する向き(第2方向D2)とが、異なっている。
このように、本変形例では、第1可動接点112が移動する向き(第1可動接触子114が移動する向き)と第2可動接点132が移動する向き(第2可動接触子134が移動する向き)とが、異なっている。
例えば、制御システム800では、システムを収容する筐体などが第1方向D1に沿った向きの衝撃を受けた場合、第1可動接触子114が第1方向D1に沿った向きに移動し、第1可動接点112が第1固定接点111に接触する可能性がある。しかし、この場合であっても、この衝撃によって第2可動接触子134が第2方向D2に沿った向きに移動する可能性は低く、第2可動接点132が第2固定接点131に接触する可能性は低い。したがって、本変形例によれば、衝撃などによって不必要に補助電路920が閉じられる可能性を低くすることが可能となり、不必要に補助電路920に起動電流が流れる可能性を低減することが可能となる。
なお、駆動部2は、第2接点装置13を駆動するために、第2励磁コイル216、第2可動子217及び第2固定子218に代えて、第3ヨーク及び第4ヨークを備えていてもよいし、第2バイメタル板を備えていてもよい。第3ヨーク及び第4ヨークと第2接点装置13との関係は、第1ヨーク221及び第2ヨーク22と接点装置11との関係と同じであるため、説明は省略する。同様に、第2バイメタル板と第2接点装置13との関係は、バイメタル板231と接点装置11との関係と同じであるため、説明は省略する。
(1.3.7)第7変形例
本実施形態の第7変形例として、図23に示すように、制御システム800のスイッチシステム100は、被駆動部(第1開閉部)1と、駆動部2と、第2開閉部3と、第3開閉部4と、を備えていてもよい。なお、被駆動部1及び駆動部2の構成は基本例と同様のため、説明は省略する。
第2開閉部3は、補助電路920において、第1開閉部1と直列に接続されている。具体的には、スイッチシステム100において、第1開閉部1と第2開閉部3との直列回路が、第3端103と第4端104との間に接続されている。第2開閉部3は、補助電路920を開閉する。補助電路920には、第1開閉部1と第2開閉部3とが接続されているため、第1開閉部1が閉じ、かつ第2開閉部3が閉じているときにのみ、補助電路920に起動電流が流れる。
第3開閉部4は、主電路930に接続されている。具体的には、スイッチシステム100において、第3開閉部4と駆動部2との直列回路が、第1端101と第2端102との間に接続されている。
第2開閉部3は、第3開閉部4による主電路930の開閉に連動して、補助電路920を開閉する。詳細には、第2開閉部3は、第3開閉部4が主電路930を閉じているときに補助電路920を閉じ、第3開閉部4が主電路930を開いているときに補助電路920を開く。
一具体例において、主電路930に接続される第3開閉部4と、補助電路920に接続される第2開閉部3とは、電磁継電器の主接点装置と、補助接点装置と、から構成される。例えば、第3開閉部(主接点装置)4は、電磁継電器の電磁石装置におけるコイルが通電されると閉じ、このとき同時に、第2開閉部(補助接点装置)3も閉じる。コイルが通電されていないときは、第3開閉部4及び第2開閉部3の各々は開く。すなわち、第3開閉部4の開閉に応じて第2開閉部3が開閉する。第3開閉部4及び第2開閉部3の開閉(コイルに通電するか否か)は、例えば、制御回路207によって制御される。
本変形例では、遮断器910が起動されていない正常状態においては、制御回路207が、第3開閉部4を開閉することにより主電路930の導通、非導通を制御している。制御回路207によって第3開閉部(主接点装置)4が閉じられているときは、第2開閉部(補助接点装置)3も同じく閉じられる。この状態で、主電路930に異常電流が流れると、駆動部2は、駆動部2の中間電路210に流れる異常電流を駆動源として用いて、第1開閉部1を閉じる。これにより、補助電路920に起動電流が流れて、遮断器910が主電路930を遮断することができる。
一方、正常状態において、制御回路207により第3開閉部4が開かれて主電路930に電流が流れていないとき、駆動部2に因らない衝撃等の何らかの要因で、第1開閉部1が閉じてしまう可能性がある。このような場合であっても、本変形例であれば、制御回路207により第2開閉部3が開いているために補助電路920には起動電流が流れない。すなわち、本変形例では、正常状態において主電路930に電流が流れていない場合(電源システム200からモータ3002等の負荷に電力が供給されていない場合)には、補助電路920には起動電流が流れない。したがって、本変形例によれば、不必要に補助電路920に起動電流が流れ、遮断器910が誤動作してしまう可能性を低減することが可能となる。
なお、第3開閉部4(主接点装置)は、電源システム200の第1メインリレー202と第2メインリレー203とのうちのいずれか一方と共用されていてもよい。つまり、電源システム200は、主電路930に接続されるリレーとして、第1メインリレー202と第2メインリレー203とのみを備えていてもよい。そして、第1メインリレー202と第2メインリレー203とのうちの一方が、主接点装置としての第3開閉部4と補助接点装置としての第2開閉部3とを、備えていてもよい。
また、第3開閉部4と第2開閉部3とは、電磁継電器の主接点装置と補助接点装置とに限られない。第2開閉部3は、第3開閉部4の開閉に応じて開閉する構成であればよい。
(1.3.8)第8変形例
本実施形態の第8変形例として、図24に示すように、制御システム800のスイッチシステム100は、被駆動部(第1開閉部)1と、駆動部(第1駆動部)2と、被駆動部(第2開閉部)3と、第2駆動部5と、を備えていてもよい。なお、第1開閉部1及び第1駆動部2の構成は、実施形態1の被駆動部1及び駆動部2の構成と同様のため、説明は省略する。
第2開閉部3は、補助電路920において、第1開閉部1と直列に接続されている。具体的には、スイッチシステム100において、第1開閉部1と第2開閉部3との直列回路が、第3端103と第4端104との間に接続されている。第2開閉部3は、補助電路920を開閉する。補助電路920には、第1開閉部1と第2開閉部3とが接続されているため、第1開閉部1が閉じ、かつ第2開閉部3が閉じているときのみ、補助電路920に起動電流が流れる。
第2駆動部5は、第2駆動部5の中間電路に流れる異常電流を駆動源として用いて第2開閉部3を閉じる。第2駆動部5は、第2駆動部5の中間電路に流れる異常電流の大きさが第2規定値以下のときに、第2開閉部3を閉じる。ここにおいて、第2規定値は、異常電流を規定する規定値としての第1規定値よりも、大きい。すなわち第1規定値と第2規定値とは異なっている。
より詳細には、スイッチシステム100において、第1駆動部2と第2駆動部5との直列回路が、第1端101と第2端102との間に接続されている。第1駆動部2は、第1駆動部2の中間電路210に流れる電流の電流値が第1規定値よりも大きいとき(主電路930に異常電流が流れたとき)に動作して、第1開閉部1を閉じる。一方、第2駆動部5は、第2駆動部5の中間電路に流れる電流の電流値が第1規定値よりも大きく(主電路930に異常電流が流れ)、かつこの電流の電流値が第2規定値よりも小さいときに動作して、第2開閉部3を閉じる。
第2駆動部5は、例えば、主電路930に印加される電圧を分圧する分圧回路を備えている。第2駆動部5は、分圧回路で得られた分圧電圧と、所定の基準電圧と、を比較する。第2駆動部5は、分圧電圧が基準電圧よりも小さい場合にのみ、第2開閉部3を閉じる。
本変形例では、第1駆動部2は、第1駆動部2の中間電路210に流れる電流が規定値(第1規定値)以上の場合に第1開閉部1を閉じる。一方、第2駆動部5は、第2駆動部5の中間電路に流れる電流が第2規定値(>第1規定値)以下の場合に第2開閉部3を閉じる。すなわち、本変形例では、主電路930に流れる電流が、下限(第1規定値)と上限(第2規定値)との間の所定範囲にあるときにのみ、補助電路920に起動電流が流れることになる。本変形例によれば、多様な制御を実現することができる。
(1.3.9)第9変形例
本実施形態の第9変形例について、図25~図27を参照して説明する。本変形例では、制御システム800のスイッチシステム100は、接点装置(第1補助接点装置)11と、主接点装置61と、第1動作制御部62と、第2補助接点装置63と、第2動作制御部64と、を備えている。
第1補助接点装置11は、一対の固定接点(一対の第1補助固定接点)111と、一対の可動接点(一対の第1補助可動接点)112とを備えている。
各第1補助固定接点111は、例えば、導電材料からなる固定端子(第1補助固定端子)113に設けられている。一対の第1補助固定端子113の一方は、スイッチシステム100の第4端104に接続されている。一対の第1補助固定端子113の他方は、第2補助接点装置63の一対の第2補助固定端子633の一方に接続されている。
一対の第1補助可動接点112は、例えば、導電材料からなる板状の可動接触子(第1補助可動接触子)114に設けられている。一対の第1補助可動接点112は、例えば、第1補助可動接触子114の長さ方向の両端に設けられている。
第1補助可動接触子114は、接触位置と開離位置との間で、各第1補助固定端子113に対して相対移動可能である。ここにおいて、接触位置は、一対の第1補助可動接点112が一対の第1補助固定接点111にそれぞれ接触する第1補助可動接触子114の位置である。開離位置は、一対の第1補助可動接点112が一対の第1補助固定接点111から離れた第1補助可動接触子114の位置である。言い換えれば、第1補助可動接点112は、第1補助固定接点111に接触する閉位置と第1補助固定接点111から離れた開位置との間で移動可能である。
主接点装置61は、一対の主固定接点611と、一対の主可動接点612とを備えている。主接点装置61の中間電路210は、一対の主固定接点611と、一対の主可動接点612とを含む。
各主固定接点611は、例えば、導電材料からなる主固定端子613に設けられている。一対の主固定端子613の一方は、スイッチシステム100の第1端101に接続されている。一対の主固定端子613の他方は、スイッチシステム100の第2端102に接続されている。
一対の主可動接点612は、例えば、導電材料からなる板状の主可動接触子614に設けられている。一対の主可動接点612は、例えば、主可動接触子614の長さ方向の両端に設けられている。
主可動接触子614は、接触位置と開離位置との間で、各主固定端子613に対して相対移動可能である。ここにおいて、接触位置は、一対の主可動接点612が一対の主固定接点611にそれぞれ接触する主可動接触子614の位置である。開離位置は、一対の主可動接点612が一対の主固定接点611から離れた主可動接触子614の位置である。言い換えれば、主可動接点612は、主固定接点611に接触する閉位置と主固定接点611から離れた開位置との間で移動可能である。
第1動作制御部62は、第1励磁コイル621と、第1可動子622と、第1固定子623と、シャフト624と、を備えている。
第1励磁コイル621は、制御回路207に接続されている。第1励磁コイル621は、制御回路207によって通電されて、励磁される。
第1可動子622は、磁性材料からなる。第1可動子622は、第1補助接点装置11の第1補助可動接触子114と結合されている。第1可動子622は、第1位置(図25に示す位置)と第2位置(図26に示す位置)との間で移動可能である。第1可動子622は、図示しない第1接圧ばねによって、第1位置に保持されている。第1固定子623は、磁性材料からなる。
第1動作制御部62では、第1励磁コイル621が制御回路207によって通電されると、第1励磁コイル621で生じる磁界によって第1固定子623に第1可動子622を吸引する。これにより、第1可動子622が第1位置(図25に示す位置)から第2位置(図26に示す位置)へ移動する。
シャフト624は、主可動接触子614と第1可動子622とを結合する。したがって、第1可動子622の移動に伴って、主可動接触子614が移動し、かつ第1補助可動接触子114が移動する。言い換えれば、第1可動子622の移動に伴って、主可動接点612が移動し、かつ第1補助可動接点112が移動する。
そして、第1可動子622が第1位置にあるとき、主可動接触子614は開離位置にあり、かつ第1補助可動接触子114は接触位置にある(図25参照)。また、第1可動子622が第2位置にあるとき、主可動接触子614は接触位置にあり、かつ第1補助可動接触子114は開離位置にある(図26参照)。
第2補助接点装置63は、補助電路920に、第1補助接点装置11と直列に接続されている。第2補助接点装置63は、一対の第2補助固定接点631と、一対の第2補助可動接点632とを備えている。
各第2補助固定接点631は、例えば、導電材料からなる第2補助固定端子633に設けられている。一対の第2補助固定端子633の一方は、第1補助接点装置11の一対の第1補助固定端子113の他方に接続されている。一対の第2補助固定端子633の他方は、スイッチシステム100の第3端103に接続されている。
一対の第2補助可動接点632は、例えば、導電材料からなる板状の第2補助可動接触子634に設けられている。一対の第2補助可動接点632は、例えば、第2補助可動接触子634の長さ方向の両端に設けられている。
第2補助可動接触子634は、接触位置と開離位置との間で、各第2補助固定端子633に対して相対移動可能である。ここにおいて、接触位置は、一対の第2補助可動接点632が一対の第2補助固定接点631にそれぞれ接触する第2補助可動接触子634の位置である。開離位置は、一対の第2補助可動接点632が一対の第2補助固定接点631から離れた第2補助可動接触子634の位置である。言い換えれば、第2補助可動接点632は、第2補助固定接点631に接触する閉位置(図26参照)と第2補助固定接点631から離れた開位置(図25参照)との間で移動可能である。
第2動作制御部64は、第2励磁コイル641と、第2可動子642と、第2固定子643と、を備えている。
第2励磁コイル641は、制御回路207に接続されている。第2励磁コイル641は、第1励磁コイル621と直列に接続されている。第2励磁コイル641は、第1励磁コイル621とともに、制御回路207によって通電されて励磁される。
第2可動子642は、磁性材料からなる。第2可動子642は、第3位置(図25に示す位置)と第4位置(図26に示す位置)との間で移動可能である。第2可動子642は、図示しない第2接圧ばねによって、第3位置(図25に示す位置)に保持されている。第2固定子643は、磁性材料からなる。
第2動作制御部64では、第2励磁コイル641が制御回路207によって通電されると、第2励磁コイル641で生じる磁界によって第2固定子643に第2可動子642を吸引する。これにより、第2可動子642が第3位置(図25に示す位置)から第4位置(図26に示す位置)へ移動する。
第2補助接点装置63の第2補助可動接触子634は、棒状のシャフト644によって、第2可動子642と結合されている。したがって、第2可動子642の移動に伴って、第2補助可動接触子634が移動する。言い換えれば、第2可動子642の移動に伴って、第2補助可動接点632が移動する。
そして、第2可動子642が第3位置にあるとき、第2補助可動接触子634は開離位置にある(図25参照)。また、第2可動子642が第4位置にあるとき、第2補助可動接触子634は接触位置にある(図26参照)。
本変形例では、制御回路207が第1励磁コイル621及び第2励磁コイル641に通電していないときは、主接点装置61と第2補助接点装置63とが開かれ、第1補助接点装置11が閉じられている(図25参照)。このとき、主接点装置61が開かれているため、主電路930には電流が流れない。また、第2補助接点装置63が開かれているため、補助電路920には電流が流れない。
一方、制御回路207が第1励磁コイル621及び第2励磁コイル641に通電しているときは、主接点装置61と第2補助接点装置63とが閉じられ、第1補助接点装置11が開かれている(図26参照)。このとき、主接点装置61が閉じられているため、主電路930には電流が流れる。一方、第1補助接点装置11が開かれているため、補助電路920には電流が流れない。
制御回路207が第1励磁コイル621及び第2励磁コイル641に通電している状態で、主電路に異常電流が流れると、主接点装置61の主固定接点611と主可動接点612との間に電磁反発力が生じる。すなわち、主固定接点611と主可動接点612とが開離する。電磁反発力は、主可動接触子614に、主固定端子613から離れる向きの力を与える。この電磁反発力によって、主可動接触子614は接触位置から開離位置に移動する。このとき、第1補助可動接触子114も、第1可動子622を介して主可動接触子614と同じ向きの力を受け、開離位置から接触位置に移動する(図27参照)。これにより、第1補助接点装置11と第2補助接点装置63の両方が閉じ、電流供給源150から補助電路920に起動電流が供給される。
本変形例では、主接点装置61の主固定接点611及び主可動接点612は、駆動部2の中間電路210の少なくとも一部を構成する。駆動部2は、主接点装置61(主固定接点611及び主可動接点612)と、第1動作制御部62の第1可動子622及びシャフト624と、を備える。
本変形例のスイッチシステム100では、主電路930に異常電流が流れたときに、駆動部2の中間電路210に異常電流が流れる。スイングシステム100は、主固定接点611と主可動接点612とが開離する駆動源(第1可動子622が第1位置に移動する駆動源)として中間電路210に流れる異常電流を用いて、補助電路920を閉じる。したがって、本変形例のスイッチシステム100を備えた制御システム800及び遮断システム900でも、遮断器910の動作が開始するまでの時間の短縮を図ることが可能となる。
なお、主接点装置61は、電源システム200の第1メインリレー202と第2メインリレー203とのうちのいずれか一方と共用されていてもよい。つまり、電源システム200は、主電路930に接続されるリレーとして第1メインリレー202と第2メインリレー203とのみを備えてもよい。そして、第1メインリレー202と第2メインリレー203とのうちの一方が、主接点装置61と第1補助接点装置11と第1動作制御部62とを備えていてもよい。
本変形例では、特に、主接点装置61を第1メインリレー202又は第2メインリレー203と共用した場合、主電路930(電源システム200)の構造に大きな変更を加える必要がない。
なお、本変形例の構造を、第4変形例のスイッチシステム100に用いることも可能である。例えば、図28に示すように、本変形例の第1補助接点装置11(a接点)の構造を、第4変形例の接点装置51(b接点)の構造に置き換える。そして、第2補助接点装置63の出力と、接点装置51の出力とを、OR回路に入力し、OR回路の出力を信号反転回路52によって反転させればよい。このようにすれば、第1励磁コイル621及び第2励磁コイル641に通電していないときは、接点装置51が開き、第2補助接点装置63が閉じているので、OR回路の出力はONとなる。また、第1励磁コイル621及び第2励磁コイル641に通電しているとき(図28参照)は、接点装置51が閉じ、第2補助接点装置63が開いているので、OR回路の出力はONとなる。そして、第1励磁コイル621及び第2励磁コイル641に通電しているときに、中間電路210に異常電流が流れると、接点装置51も第2補助接点装置63も開くので、OR回路の出力はOFFとなる。そして、OR回路のOFF出力を信号反転回路52で反転させることで、補助電路920に起動電流が供給される。
(1.3.10)第10変形例
本実施形態の第10変形例として、図29に示すように、電流供給源150は、定電圧源151に代えて、キャパシタ152を備えていてもよい。これにより、定電圧源151の省略/定電圧源151と制御システム800との間の配線の省略によって、システムを小型化することが可能となる。また、例えば、定電圧源151を構成する車両300の電源等が故障した場合でも、遮断システム900を動作させることが可能となる。
なお、常時(主電路930に異常電流が流れていないとき)は、スイッチシステム100の第3端103と第4端104との間が開かれているため、補助電路920は遮断されている。このため、常時は、(自然放電を無視すれば)キャパシタ152に蓄積された電荷はほぼ消費されることがない。
(1.3.11)第11変形例
本実施形態の第11変形例として、図30に示すように、電流供給源150は、定電圧源151に加えて、キャパシタ152を備えていてもよい。
図30の遮断システム900では、定電圧源151と直列にリレー153が接続されている。キャパシタ152は、定電圧源151とリレー153との直列回路と、並列に接続されている。リレー153は、例えば、制御回路207によって制御される。
この場合、定期的にリレー153を閉じることで、キャパシタ152に、自然放電で消費された電荷を補充することが可能となる。
また、電流供給源150は、リレー153を用いずに、定電圧源151とキャパシタ152とが並列に接続されていてもよい。
(1.3.12)第12変形例
本実施形態の第12変形例として、図31に示すように、電流供給源150は、トランス154を備えていてもよい。トランス154は、一次巻線1541と二次巻線1542とを備えている。
一次巻線1541は、スイッチシステム100の第2端102と制御システム800の第2端802との間に接続されている。言い換えれば、一次巻線1541は、主電路930に接続されている。二次巻線1542は、スイッチシステム100の第4端104と制御システム800の第4端804との間に接続されている。言い換えれば、二次巻線1542は、補助電路920に接続されている。二次巻線1542は、一次巻線1541と電磁気的に結合されている。例えば、一次巻線1541と二次巻線1542とは、同一の鉄心の周りに巻かれて電磁気的に結合されている。
一次巻線1541に電流が流れると、二次巻線1542が励磁される。ここで、本実施形態のトランス154は、一次巻線1541に異常電流(電流値が規定値以上の電流)が流れると、二次巻線1542から起動電流(電流値が所定値以上の電流)を出力可能な電圧が二次巻線1542の両端に生じるように、構成されている。
また、スイッチシステム100は、主電路930に異常電流が流れたときに、この異常電流を駆動源として用いて動作して、補助電路920を閉じる。また、スイッチシステム100は、主電路930に異常電流が流れていないときは、補助電路920が開かれている。
本変形例では、主電路930に異常電流が流れると、スイッチシステム100が補助電路920を閉じ、かつ、トランス154の二次巻線1542から補助電路920に起動電流(誘導電流)が流れる。これにより、主電路930に異常電流が流れたときに、遮断器910を起動させて主電路930を遮断することが可能となる。
なお、本変形例では、スイッチシステム100の駆動部2の中間電路210に流れる電流の電流値が、上記規定値よりも小さい場合は、被駆動部1が駆動されないため、補助電路920が開かれている。したがって、主電路930(一次巻線1541)に流れる電流によってトランス154の二次巻線1542が励磁されても、二次巻線1542から誘導電流は出力されず、補助電路920には電流が流れない。このため、主電路930に異常電流が流れていない状態では、補助電路920から遮断器910に電流が流れるのが防止される。
(2)実施形態2
実施形態2の制御システム800A及び遮断システム900Aについて、図32、図33を参照して説明する。なお、実施形態1(及びその変形例)と同様の構成については同一の符号を付して、適宜説明を省略する。
本実施形態の制御システム800Aは、被駆動部1と、駆動部2と、を備えている。被駆動部1は、補助電路920に接続されている。駆動部2は、主電路930に接続される中間電路210を備えている。中間電路210は、主電路930の一部を構成する。被駆動部1は、駆動部2により駆動される。
図32に示すように、制御システム800Aは、主電路930に接続される第1端801A及び第2端802Aを備えている。また、制御システム800Aは、補助電路920に接続される第3端803A及び第4端804Aを備えている。言い換えれば、被駆動部1は、第3端803Aと第4端804Aの間に接続されている。駆動部2の中間電路210は、第1端801Aと第2端802Aとの間に接続されている。制御システム800Aは、主電路930に異常電流が流れたときに、被駆動部1を駆動する駆動源として中間電路210に流れる異常電流を用いる。すなわち、制御システム800Aにおいて、駆動部2の中間電路210に流れる異常電流による生じる磁界が、被駆動部2の電流を駆動する起電力にエネルギー変換される。これにより、制御システム800Aは、補助電路920を介して遮断器910に起動電流を供給する。
遮断システム900Aにおける制御システム800Aの接続関係は、実施形態1の遮断システム900における制御システム800の接続関係と同様であるので、説明は省略する。
より詳細には、制御システム800Aは、図33に示すように、トランス154を備えている。トランス154は、一次巻線1541と二次巻線1542とを備えている。被駆動部1が二次巻線1542を備え、駆動部2が一次巻線1541を備えている。
一次巻線1541は、制御システム800Aの第1端801Aと第2端802Aとの間に接続されている。言い換えれば、一次巻線1541は、主電路930に接続されている。一次巻線1541は、駆動部2の中間電路210の少なくとも一部を構成する。二次巻線1542は、制御システム800Aの第3端803Aと第4端804Aとの間に接続されている。言い換えれば、二次巻線1542は、補助電路920に接続されている。二次巻線1542は、一次巻線1541と電磁気的に結合されている。例えば、一次巻線1541と二次巻線1542とは、同一の鉄心の周りに巻かれて電磁気的に結合されている。
一次巻線1541に電流が流れると、二次巻線1542に誘導電流が流れる。これにより、補助電路920に誘導電流が流れる。ここで、本実施形態のトランス154は、一次巻線1541に異常電流(電流値が規定値以上の電流)が流れると、二次巻線1542から起動電流(電流値が所定値以上の電流)を出力する。
本実施形態の制御システム800Aによれば、主電路930に異常電流が流れたときに、制御システム800Aは、一次巻線1541に流れる異常電流により、二次巻線1542に流れる電流を駆動する。すなわち二次巻線1542に誘導電流が生じる。制御システム800Aは、この二次巻線1542に流れる誘導電流を起動電流として出力して、補助電路920に起動電流を供給する。すなわち、制御システム800Aは、二次巻線1542の電流を駆動する駆動源として一次巻線1541に流れる異常電流を用いて、補助電路920に起動電流を供給する。これにより、遮断器910が動作して主電路930が遮断される。本実施形態でも、特許文献1の電気回路に比べて、遮断器910が起動する(遮断器910の動作が開始する)までの時間の短縮を図ることが可能となる。
(2.1)第1変形例
本実施形態の第1変形例として、図34に示すように、制御システム800Aは、半導体リレー72を備えていてもよい。
半導体リレー72は、一対の入力端721と、一対の出力端722と、を備えている。半導体リレー72の一対の入力端721の一方は、制御システム800Aの第1端801Aと接続されている。一対の入力端721の他方と制御システム800Aの第2端802Aとの間に、一次巻線1541が接続されている。半導体リレー72の一対の出力端722の一方は、制御システム800Aの第3端803Aと接続されている。一対の出力端722の他方と制御システム800Aの第4端804Aとの間に、二次巻線1542が接続されている。図34に示すように、本実施形態の半導体リレー72はtransformer-coupled SSRである。
半導体リレー72は、主電路930(中間電路210)に流れる異常電流によって、オンされる。半導体リレー72がオンすると補助電路920が閉じられ、トランス154の一次巻線1541に流れる電流によって、二次巻線1542に誘導電流が流れる。これにより、補助電路920に誘導電流(起動電流)が流れる。
この結果、電流供給源150から遮断器910の発熱素子に起動電流が供給され、遮断器910が動作して主電路930が遮断される。
本変形例では、半導体リレー72によって、主電路930に異常電流が流れていないときに補助電路920から遮断器910に電流が流れるのを、防止することが可能となる。
(2.2)第2変形例
本実施形態の第2変形例として、図35Aに示すように、制御システム800Aは、電流制御素子(双方向ツェナーダイオード73)を備えていてもよい。
双方向ツェナーダイオード73の第1端は、制御システム800Aの第4端804Aに接続され、双方向ツェナーダイオード73の第2端と制御システム800Aの第3端803Aとの間にトランス154の二次巻線1542が接続されている。言い換えれば、双方向ツェナーダイオード73は、補助電路920に接続されている。
双方向ツェナーダイオード73の降伏電圧は、一次巻線1541に異常電流が流れたときに二次巻線1542で発生する電圧と略同じに設定されている。
本変形例によれば、一次巻線1541(中間電路210)に流れる電流が規定値よりも小さいときは、二次巻線1542で発生する電圧が双方向ツェナーダイオード73の降伏電圧よりも小さいため、補助電路920には電流が流れない。つまり、双方向ツェナーダイオード73は、電流値が所定値以下である電流が補助電路920に流れるのを阻止する。
一方、一次巻線1541に、規定値よりも大きな異常電流が流れると、二次巻線1542で発生する電圧が双方向ツェナーダイオード73の降伏電圧よりも大きくなり、補助電路920に電流(電流値が所定値以上である起動電流)が流れる。この結果、電流供給源150から遮断器910の発熱素子に起動電流が供給され、遮断器910が動作して主電路930が遮断される。
本変形例でも、双方向ツェナーダイオード73によって、主電路930に異常電流が流れていないときに補助電路920から遮断器910に電流が流れるのを、防止することが可能となる。
なお、電流制御素子はツェナーダイオード73に限られず、例えばサイリスタであってもよい。
或いは、図35Bに示すように、制御システム800Aは、電流値が所定値より小さい電流(起動電流よりも電流値が小さい電流)が補助電路920に流れるのを阻止する電流制御回路74を備えていてもよい。電流制御回路74は、スイッチ741と、分圧抵抗742,743と、コンパレータ744と、定電流源745と、ダイオード746と、を備えている。スイッチ741は、エンハンスメント形のnチャネルMOSFETであり、ドレインが制御システム800Aの第3端803Aに接続され、ソースが二次巻線1542の一端に接続され、ゲートがコンパレータ744の出力端子に接続されている。分圧抵抗742,743は、制御システム800Aの第4端804Aとグランドとの間に直列に接続されている。コンパレータ744は、非反転入力端子が、分圧抵抗742,743の接続点に接続され、反転入力端子が、定電圧源745を介してグランドに接続されている。ダイオード746は、アノードが二次巻線1542の他端に接続され、カソードが制御システム800Aの第4端804Aに接続されている。また、スイッチ741のソースと二次巻線1542との接続点は、グランドに接続されている。
電流制御回路74では、二次巻線1542の両端に発生する電圧が所定の閾値電圧よりも小さい場合、具体的には、二次巻線1542の両端に発生する電圧を分圧抵抗742,743で分圧した電圧が、定電流源745の電圧よりも小さい場合、スイッチ741がオフされており、補助電路920には電流が流れない。一方、二次巻線1542の両端に発生する電圧が所定の閾値電圧よりも大きくなると、スイッチ741がオンされて、補助電路920に電流(起動電流)が流れる。
この例でも、電流制御回路74によって、主電路930に異常電流が流れていないときに補助電路920から遮断器910に電流が流れるのを、防止することが可能となる。
(2.3)第3変形例
本実施形態の第3変形例として、制御システム800Aは、主電路930を流れる電流の急激な変化に応じて、補助電路920に起動電流を供給してもよい。
一例において、図36に示すように、制御システム800Aの駆動部2は、主電路930の一部を構成する中間電路210が貫通する鉄芯700と、鉄芯700に巻かれた一次巻線701と、一次巻線701に定常電流を供給する電流供給源702と、を備えている。被駆動部1は、鉄芯700に巻かれた二次巻線703を備えている。
本変形例では、電流供給源702から一次巻線701に供給される定常電流で生じる磁束によって、鉄芯700が磁気飽和している。この状態において、中間電路210に異常電流が流れると、中間電路210を流れる電流が急激に変化する。これにより、鉄芯700を通る磁束(二次巻線703を通る磁束)が変化し、二次巻線703に電流が流れて、補助電路920に起動電流が供給される。
なお、本変形例の制御システム800Aを、実施形態1及びその変形例におけるスイッチシステム100の、駆動部2として用いてもよい。例えば、二次巻線703の両端は、実施形態1の変形例1(図3、図4参照)において、第1端101と第2端102とにそれぞれ接続されてもよい。そして、二次巻線703に電流が流れたときに、駆動部2が動作して、被駆動部1を駆動(接点装置11をオン)してもよい。
(3)実施形態3
実施形態3の制御システム800B及び遮断システム900Bについて、図37を参照して説明する。なお、実施形態1、実施形態2(及びそれらの変形例)と同様の構成については同一の符号を付して、適宜説明を省略する。
本実施形態の制御システム800Bは、第1制御システム810と、第2制御システム820と、を備えている。第1制御システム810は、第1駆動部2Aと第1被駆動部1Aとを備えている。第2制御システム820は、第2駆動部2Bと第2被駆動部1Bとを備えている。第1駆動部2A及び第1被駆動部1A、並びに第2駆動部2B及び第2被駆動部1Bは、実施形態1,2及びそれらの変形例で説明した、駆動部2及び被駆動部1にそれぞれ相当する。
図37に示すように、第1制御システム810は、主電路930に接続される第1端811及び第2端812を備えている。第1制御システム810は、補助電路920に接続される第3端813及び第4端814を備えている。第2制御システム820は、主電路930に接続される第1端821及び第2端822を備えている。第2制御システム820は、補助電路920に接続される第3端823及び第4端824を備えている。
第2制御システム820の第1端821は、遮断システム900Bの第1端901と接続され、第2制御システム820の第2端822は、第1制御システム810の第1端811と接続され、第1制御システム810の第2端812は、遮断器910の第1端911と接続されている。つまり、第1制御システム810と第2制御システム820と(詳細には、第1駆動部2Aと第2駆動部2Bと)は、主電路930(遮断器910の導電体916)に対して直列に接続されている。
第1制御システム810の第3端813及び第2制御システム820の第3端823は、遮断器910の第4端914と接続されている。第1制御システム810の第4端814及び第2制御システム820の第4端824は、遮断器910の第3端913と接続されている。
第1制御システム810の被駆動部1(第1被駆動部1A)は、第3端813と第4端814との間に接続されている。第1制御システム810の駆動部2(第1駆動部2A)の中間電路210(第1中間電路)は、第1端811と第2端812との間に接続されている。第1制御システム810は、主電路930に異常電流が流れたときに、第1被駆動部1Aを駆動する駆動源として第1中間電路210に流れる異常電流を用いる。これにより、第1制御システム810は、補助電路920を介して遮断器910に起動電流を供給する。
第2制御システム820の被駆動部1(第2被駆動部1B)は、第3端823と第4端824との間に接続されている。第2制御システム820の駆動部2(第2駆動部2B)の中間電路(第2中間電路210B)は、第1端821と第2端822との間に接続されている。第2制御システム820は、主電路930に異常電流が流れたときに、第2被駆動部1Bを駆動する駆動源として第2中間電路210Bに流れる異常電流を用いる。これにより、第2制御システム820は、補助電路920を介して遮断器910に起動電流を供給する。
本実施形態の制御システム800Bであれば、第1制御システム810及び第2制御システム820のうちのいずれか一方の駆動部2が、対応する被駆動部1を駆動させれば、補助電路920を介して遮断器910に起動電流が供給される。このため、例えば第1制御システム810と第2制御システム820とのうちの一方が、故障などの原因で動作できなくても、他方によって補助電路920に起動電流を供給することができる。したがって、主電路930に異常電流が流れたときに、補助電路920に起動電流が供給されないという事態をより確実に回避することができる。
なお、ここでは、第1制御システム810は、実施形態1の第4変形例の制御システム800(被駆動部1が、接点装置51及び信号反転回路52を備えた制御システム)であることを想定している。また、第2制御システム820は、実施形態2の制御システム800A(駆動部2が一次巻線1541を備え、被駆動部1が二次巻線1542を備えた制御システム)であることを想定している。このように、第1制御システム810及び第2制御システム820が、異なる構成(メカニズム)の被駆動部1を備えていれば、互いの特性を補完し合うことが可能である。例えば、実施形態1の第4変形例の制御システム800は、電流の電流値が規定値以上であれば高い信頼性で動作するものの、動作にやや時間がかかるという特性がある。一方、実施形態2の制御システム800Aは、異常電流の電流値が大きくないと動作しにくい(異常電流であると判定するための規定値が、大きい)ものの動作時間が短いという特性がある。本実施形態では、この2種類のシステムを組み合わせることで、広い範囲の電流値の異常電流に対して、短い動作時間で遮断器910を駆動させることが可能となる。
なお、本実施形態の制御システム800Bにおいて、図38に示すように、第2制御システム820の第1端821及び第2端822が、主電路930と並列に接続されているバイパス電路940に接続されていてもよい。この場合、第2制御システム820の第2駆動部2Bは、主電路930に接続されるバイパス電路940の一部を構成する第2中間電路210Bに異常電流が流れたとき、第2被駆動部1Bを駆動する。なお、図38の例では、パイパス電路940は、遮断器910(の第1端911-第2端912間)と第1制御システム810(の第1端811-第2端812間)との直列回路に並列に接続されているが、これに限らない。バイパス電路940は、遮断器910のみに並列に接続されていてもよいし、第1制御システム810のみに並列に接続されていてもよい。
また、制御システム800Bは、第1制御システム810及び第2制御システム820に加えて、駆動部2と被駆動部1とを有する制御システムを更に備えていてもよい。
すなわち、本実施形態の制御システム800Bでは、駆動部2が、複数の駆動部2(第1駆動部2A、第2駆動部2B)を有している。複数の駆動部2の各々は、主電路930に接続される中間電路(210,210B)を有する。また、被駆動部1は、複数の駆動部2(第1駆動部2A、第2駆動部2B)に一対一に対応する複数の被駆動部1(第1被駆動部1A、第2被駆動部1B)を有している。複数の駆動部2の各々は、対応する中間電路210に異常電流が流れたとき、対応する被駆動部1を駆動する駆動源として異常電流を用いる。被駆動部1は、対応する駆動部2により駆動されることにより、補助電路920に起動電流を供給する。
(4)実施形態4
実施形態4の制御システム800C及び遮断システム900Cについて、図39を参照して説明する。
本実施形態の遮断システム900Cにおける遮断器910は、パイロヒューズである。図39に示すように、遮断器910は、ガス発生器915を含むパイロアクチュエータ95と、固定接点F1を含む第1固定端子961と、固定接点F2を含む第2固定端子962と、2つの可動接点M1、M2を含む可動接触子963と、を有している。遮断器910は、保持部964と、ハウジング965と、ヨーク966と、を更に有している。
ハウジング965の内部には、第1固定端子961の一部と、第2固定端子962の一部と、可動接触子963と、保持部964と、が配置されている。パイロアクチュエータ95は、ハウジング965の上面に形成された貫通孔の内部を通るように保持されている。
第1固定端子961及び第2固定端子962の各々は、導電性を有し、例えばインサート成形によって、ハウジング965と一体に形成される。第1固定端子961及び第2固定端子962の各々は、一部がハウジング965の外部に露出し、別の一部がハウジング965の内部に配置されている。第1固定端子961及び第2固定端子962のうちで、ハウジング965の内部に配置された部分の一部が、固定接点F1,F2としてそれぞれ機能する。第1固定端子961のうちで、ハウジング965の外部に配置された部分が、遮断システム900Cの第1端901に接続されている。第2固定端子962のうちで、ハウジング965の外部に配置された部分が、遮断システム900Cの第2端902に接続されている。
可動接触子963は、導電性を有する板状の部材である。可動接触子963は、固定接点F1,F2にそれぞれ接触する可動接点M1,M2を有している。可動接触子963は、保持部964(ここではコイルばね)によって、可動接点M1,M2が固定接点F1,F2にそれぞれ接続される状態で、保持されている。第1固定端子961と第2固定端子962とは、可動接触子963を介して短絡している。
パイロアクチュエータ95は、ガス発生器915と、加圧室951と、ピストン(動作ピン)952と、を備えている。ガス発生器915は、2つのピン電極9151と、発熱素子9152と、例えばニトロセルロース等の燃料(火薬)を含む。発熱素子9152は、例えばニクロム線である。発熱素子9152は、電流が流れると熱を発生する。発熱素子9152は、2つのピン電極9151の各々の一端に接続されている。2つのピン電極9151は、端子923,924にそれぞれ接続されている。
端子923,924間に電流が流れると、発熱素子9152に電流が流れ、発熱素子9152が熱を発生する。発熱素子9152で発生した熱により、ガス発生器915の燃料が点火され、燃料が燃焼することにより、ガス発生器915はガスを発生する。ガス発生器915で発生したガスは、加圧室951内に導入されて加圧室951内の圧力を上昇させる。
ピストン952の第1端(図39の上端)付近の部位は、加圧室951の外壁の一部を構成している。加圧室951内のガスの圧力により、ピストン952の第1端が押されてピストン952が動かされる。すると、ピストン952は、第2端(図39の下端)において可動接触子963を押す。これにより、ピストン952は、可動接触子963を2つの固定接点F1、F2から離れさせる向きの力(図39の下向きの力)を可動接触子963に与えて可動接触子963を移動させる。
可動接触子963がピストン952に押されて移動することで、保持部964が圧縮されながら、可動接点M1が固定接点F1から離れ、かつ、可動接点M2が固定接点F2から離れる。これにより、第1固定端子961と第2固定端子962とが互いに遮断され、主電路930が遮断される。
図39に示すように、遮断器910は、補助固定接点971(第1接点)と、補助可動接点981(第2接点)と、を更に備えている。補助可動接点981は、可動接触子963の一面(図39の下面)に取り付けられたヨーク966に設けられており、可動接触子963と一緒に移動する。一対の補助可動接点981間は、ヨーク966内に設けられている導電体を介して導通している。
各補助固定接点971は、対応する補助可動接点981と対向するように配置されている。一方の補助固定接点971は、端子921に接続されており、他方の補助固定接点971は、端子922に接続されている。ここで、端子921は、電流供給源150及び補助電路920を介して端子923と接続されており、端子922は、端子924と直接接続されている。
本実施形態の遮断システム900Cでは、主電路930に接続されている可動接触子963に異常電流が流れると、固定接点F1と可動接点M1との間に電磁反発力が生じる。この電磁反発力によって、可動接触子963が図39の下方に移動し、一対の補助可動接点981が補助固定接点971にそれぞれ接触する。これにより、一対の補助固定接点971間がヨーク966内の導電体を介して導通して、電流供給源150から補助電路920を介してガス発生器915に起動電流が供給される。
すなわち、本実施形態の遮断システム900Cでは、可動接触子963が、駆動部2の中間電路210を構成し、補助可動接点981、補助固定接点971を含む接点装置が被駆動部1を構成する。
本実施形態の遮断システム900Cでも、簡易な構成で、遮断器910の動作が開始するまでの時間の短縮を図ることが可能となる。
なお、図40に示すように、補助固定接点971及び補助可動接点981を、b接点の構造としてもよい。
(5)その他の変形例
遮断システム900、900A、900B、900Cの用途は、車両300用に限定されない。遮断システム900、900Aは、例えば短絡電流等の大きな電流が流れる可能性がある任意の電気回路を遮断する用途に用いられてよい。
実施形態1(変形例を含む)、実施形態2(変形例を含む)、実施形態3、実施形態4の構成は、適宜組み合わせて適用可能である。
(6)態様
以上説明した実施形態及び変形例から明らかなように、第1態様の制御システム(800,800A,800B,800C)は、遮断器(910)を制御する制御システムである。遮断器(910)は、補助電路(920)に流れ電流値が所定値以上である起動電流によって起動されて主電路(930)を遮断する。制御システム(800,800A,800B,800C)は、駆動部(2)と、被駆動部(1)と、を備える。駆動部(2)は、主電路(930)に接続される中間電路(210)を含む。被駆動部(1)は、補助電路(920)に接続される。駆動部(2)は、電流値が規定値以上の異常電流が中間電路(210)に流れたとき、被駆動部(1)を駆動する駆動源として中間電路(210)に流れる異常電流を用いる。被駆動部(1)は、駆動部(2)により駆動されることにより補助電路(920)に起動電流を供給する。
第1の態様の制御システム(800,800A,800B,800C)は、主電路(930)に異常電流が流れたときに動作して、補助電路(920)に起動電流を供給する。遮断器(910)は、補助電路(920)に起動電流が供給されると、主電路(930)を遮断する。これにより、主電路(930)に異常電流が流れたときに、遮断器(910)の動作が開始するまでの時間の短縮を図ることが可能となる。
第2の態様の制御システム(800,800B,800C)は、第1の態様において、補助電路(920)は、起動電流を供給する電流供給源(150)に接続されている。被駆動部(1)は、補助電路(920)に電流供給源(150)と直列に接続されて、駆動部(2)に駆動されることにより補助電路(920)を閉じる。
第2の態様によれば、簡易な構成で、遮断器(910)の動作が開始するまでの時間の短縮を図ることが可能となる。また、主電路(930)に異常電流が流れていないときに、補助電路(920)に電流が流れるのを防止することが可能となる。
第3の態様の制御システム(800,800B)は、第2の態様において、被駆動部(1)は、接点装置(11)を備える。接点装置(11)は、補助電路(920)に接続される第1接点(固定接点111、補助固定接点421、固定接点511)及び第2接点(可動接点112、補助可動接点422、可動接点512)を備える。第2接点は、第1接点に接触する閉位置と第1接点から離れた開位置との間で移動可能である。駆動部(2)は、中間電路(210)に流れる異常電流により、第2接点を開位置から閉位置に移動させる。
第3の態様によれば、第2接点(可動接点112)を空間的(物理的)に移動させることで被駆動部(1)を開閉するため、信頼性が高くなる。また、中間電路(210)に異常電流が流れていないときに、補助電路(920)に電流が流れるのを防止することが可能となる。なお、第1接点は、必ずしも筐体等に位置固定されていなくてもよい。つまり、第1接点は、固定接点でなくてもよい。
第4の態様の制御システム(800,800B)は、第3の態様において、駆動部(2)は、励磁コイル(211)と、可動子(212)と、を備える。励磁コイル(211)は、中間電路(210)の少なくとも一部を構成する。可動子(212)は、励磁コイル(211)に流れる異常電流により、第1位置から第2位置へ移動する。接点装置(11)は、可動子(212)の移動に伴って第2接点(可動接点112)が移動する。接点装置(11)は、可動子(212)が第1位置にあるときに第2接点(可動接点112)が開位置に位置し、可動子(212)が第2位置にあるときに第2接点(可動接点112)が閉位置に位置する。
第4の態様によれば、簡易な構成で、遮断器(910)の動作が開始するまでの時間の短縮を図ることが可能となる。また、主電路(930)に異常電流が流れていないときに、補助電路(920)に電流が流れるのを防止することが可能となる。
第5の態様の制御システム(800,800B)は、第3の態様において、駆動部(2)は、第1ヨーク(221)と、第2ヨーク(222)と、を備える。第1ヨーク(221)は、中間電路(210)の少なくとも一部を構成する配線部材(105)に対して相対的に固定されている。第2ヨーク(222)は、第1ヨーク(221)と対向して配置されている。第2ヨーク(222)は、配線部材(105)に異常電流が流れたとき、第1ヨーク(221)に吸引されて第1位置から第2位置へ移動する。接点装置(11)は、第2ヨーク(222)の移動に伴って第2接点(可動接点112)が移動する。接点装置(11)は、第2ヨーク(222)が第1位置にあるときに第2接点(可動接点112)が開位置に位置し、第2ヨーク(222)が第2位置にあるときに第2接点(可動接点112)が閉位置に位置する。
第5の態様によれば、簡易な構成で、遮断器(910)の動作が開始するまでの時間の短縮を図ることが可能となる。また、主電路(930)に異常電流が流れていないときに、補助電路(920)に電流が流れるのを防止することが可能となる。
第6の態様の制御システム(800,800B)は、第3の態様において、駆動部(2)は、バイメタル板(231)を備える。バイメタル板(231)は、中間電路(210)に流れる異常電流により、第1形状から第2形状に変形する。接点装置(11)は、バイメタル板(231)の変形に伴って第2接点(可動接点112)が移動する。接点装置(11)は、バイメタル板(231)が第1形状のときに第2接点(可動接点112)が開位置に位置し、バイメタル板(231)が第2形状のときに第2接点(可動接点112)が閉位置に位置する。
第6の態様によれば、簡易な構成で、遮断器(910)の動作が開始するまでの時間の短縮を図ることが可能となる。また、主電路(930)に異常電流が流れていないときに、補助電路(920)に電流が流れるのを防止することが可能となる。
第7の態様の制御システム(800.800B)は、第3の態様において、駆動部(2)は主接点装置(41)を備える。主接点装置(41)は、主固定接点(411)と、可動接触子(400)と、を備える。可動接触子(400)は、中間電路(210)を構成する。可動接触子(400)には、主固定接点(411)に接離する主可動接点(412)が設けられている。主接点装置(41)は、可動接触子(400)に流れる異常電流に起因する電磁反発力によって、接点装置(11)の第2接点(補助可動接点422)を、開位置から閉位置に移動させる。
第7の態様によれば、簡易な構成で、遮断器(910)の動作が開始するまでの時間の短縮を図ることが可能となる。また、主電路(930)に異常電流が流れていないときに、補助電路(920)に電流が流れるのを防止することが可能となる。
第8の態様の制御システム(800,800B)は、第3の態様において、駆動部(2)は、主接点装置(61)と、可動子(第1可動子622)と、を備える。主接点装置(61)は、主固定接点(611)及び主固定接点(611)に接離する主可動接点(612)を備えている。主接点装置(61)は、中間電路(210)の少なくとも一部を構成する。可動子(第1可動子622)は、主可動接点(612)の移動に伴って移動する。可動子(第1可動子622)は、主接点装置(61)に流れる異常電流により、第1位置から第2位置に移動する。接点装置(11)は、可動子(第1可動子622)の移動に伴って第2接点(可動接点112)が移動する。接点装置(11)は、可動子(第1可動子622)が第1位置にあるときに第2接点(可動接点112)が開位置に位置し、可動子(第1可動子622)が第2位置にあるときに第2接点(可動接点112)が閉位置に位置する。
第8の態様によれば、簡易な構成で、遮断器(910)の動作が開始するまでの時間の短縮を図ることが可能となる。また、主電路(930)に異常電流が流れていないときに、補助電路(920)に電流が流れるのを防止することが可能となる。
第9の態様の制御システム(800,800B)は、第2の態様において、被駆動部(1)は、接点装置(51)と、信号反転回路(52)と、を備える。接点装置(51)は、補助電路(920)に接続される第1接点(固定接点511)及び第2接点(可動接点512)を備える。第2接点は、第1接点に接触する閉位置と第1接点から離れた開位置との間で移動可能である。駆動部(2)は、中間電路(210)に流れる異常電流により、第2接点を閉位置から開位置に移動させる。信号反転回路(52)は、第2接点が閉位置の場合、補助電路(920)に起動電流を供給させない。信号反転回路(52)は、第2接点が開位置の場合、補助電路(920)に起動電流を供給させる。
第9の態様によれば、簡易な構成で、遮断器(910)の動作が開始するまでの時間の短縮を図ることが可能となる。また、主電路(930)に異常電流が流れていないときに、補助電路(920)に電流が流れるのを防止することが可能となる。また、中間電路(210)に異常電流が流れて被駆動部1(接点装置51)が駆動部2によって駆動されても、被駆動部1(接点装置51)でバウンスが発生するのを抑制することが可能となる。
第10の態様の制御システム(800,800B)は、第9の態様において、駆動部(2)は、励磁コイル(211)と、可動子(212)と、を備える。励磁コイル(211)は、中間電路(210)の少なくとも一部を構成する。可動子(212)は、励磁コイル(211)に流れる異常電流により、第1位置から第2位置へ移動する。接点装置(51)は、可動子(212)の移動に伴って第2接点(可動接点512)が移動する。接点装置(51)は、可動子(212)が第1位置にあるときに第2接点(可動接点512)が閉位置に位置し、可動子(212)が第2位置にあるときに第2接点(可動接点512)が開位置に位置する。
第10の態様によれば、簡易な構成で、遮断器(910)の動作が開始するまでの時間の短縮を図ることが可能となる。また、主電路(930)に異常電流が流れていないときに、補助電路(920)に電流が流れるのを防止することが可能となる。また、被駆動部1(接点装置51)でバウンスが発生するのを抑制することが可能となる。
第11の態様の制御システム(800,800B)は、第9の態様において、駆動部(2)は、第1ヨーク(221)と、第2ヨーク(222)と、を備える。第1ヨーク(221)は、中間電路(210)の少なくとも一部を構成する配線部材(105)に対して相対的に固定されている。第2ヨーク(222)は、第1ヨーク(221)と対向して配置されている。第2ヨーク(222)は、配線部材(105)に異常電流が流れたとき、第1ヨーク(221)に吸引されて第1位置から第2位置へ移動する。接点装置(51)は、第2ヨーク(222)の移動に伴って第2接点(可動接点512)が移動する。接点装置(51)は、第2ヨーク(222)が第1位置にあるときに第2接点(可動接点512)が閉位置に位置し、第2ヨーク(222)が第2位置にあるときに第2接点(可動接点512)が開位置に位置する。
第11の態様によれば、簡易な構成で、遮断器(910)の動作が開始するまでの時間の短縮を図ることが可能となる。また、主電路(930)に異常電流が流れていないときに、補助電路(920)に電流が流れるのを防止することが可能となる。また、被駆動部1(接点装置51)でバウンスが発生するのを抑制することが可能となる。
第12の態様の制御システム(800,800B)は、第9の態様において、駆動部(2)は、バイメタル板(231)を備える。バイメタル板(231)は、中間電路(210)に流れる異常電流により、第1形状から第2形状に変形する。接点装置(51)は、バイメタル板(231)の変形に伴って第2接点(可動接点512)が移動する。接点装置(51)は、バイメタル板(231)が第1形状のときに第2接点(可動接点512)が閉位置に位置し、バイメタル板(231)が第2形状のときに第2接点(可動接点512)が開位置に位置する。
第12の態様によれば、簡易な構成で、遮断器(910)の動作が開始するまでの時間の短縮を図ることが可能となる。また、主電路(930)に異常電流が流れていないときに、補助電路(920)に電流が流れるのを防止することが可能となる。また、被駆動部1(接点装置51)でバウンスが発生するのを抑制することが可能となる。
第13の態様の制御システム(800,800B)は、第9の態様において、駆動部(2)は、主接点装置(41)を備える。主接点装置(41)は、主固定接点(411)と、可動接触子(400)と、を備える。可動接触子(400)は、中間電路(210)を構成する。可動接触子(400)は、主固定接点(411)に接離する主可動接点(412)が設けられている。主接点装置(41)は、可動接触子(400)に流れる異常電流に起因する電磁反発力によって、接点装置(11)の第2接点(補助可動接点422)を、閉位置から開位置に移動させる。
第13の態様によれば、簡易な構成で、遮断器(910)の動作が開始するまでの時間の短縮を図ることが可能となる。また、主電路(930)に異常電流が流れていないときに、補助電路(920)に電流が流れるのを防止することが可能となる。また、被駆動部1(接点装置51)でバウンスが発生するのを抑制することが可能となる。
第14の態様の制御システム(800,800B)は、第9の態様において、駆動部(2)は、主接点装置(61)と、可動子(第1可動子622)と、を備える。主接点装置(61)は、主固定接点(611)と、主固定接点(611)に接離する主可動接点(612)を備えている。主接点装置(61)は、中間電路(210)の少なくとも一部を構成する。可動子(第1可動子622)は、主可動接点(612)の移動に伴って移動する。可動子(第1可動子622)は、主接点装置(61)に流れる異常電流により、第1位置から第2位置に移動する。接点装置(51)は、可動子(第1可動子622)の移動に伴って第2接点(可動接点112)が移動する。接点装置(51)は、可動子(第1可動子622)が第1位置にあるときに第2接点(可動接点512)が閉位置に位置し、可動子(第1可動子622)が第2位置にあるときに第2接点(可動接点512)が開位置に位置する。
第14の態様によれば、簡易な構成で、遮断器(910)の動作が開始するまでの時間の短縮を図ることが可能となる。また、主電路(930)に異常電流が流れていないときに、補助電路(920)に電流が流れるのを防止することが可能となる。また、被駆動部1(接点装置51)でバウンスが発生するのを抑制することが可能となる。
第15の態様の制御システム(800,800B)は、第3~第14のいずれかの態様において、被駆動部(1)は、接点装置(11,51)としての第1接点装置(11,51)に加えて、第2接点装置(13)を備える。第1接点装置(11,51)は、第1接点(固定接点111,511)としての第1固定接点(111,511)と、第2接点(可動接点112,512)としての第1可動接点(112,512)と、を備える。第2接点装置(13)は、第2固定接点(131)と、第2可動接点(132)と、を備える。第2固定接点(131)及び第2可動接点(132)は、補助電路(920)に接続される。第2可動接点(132)は、第2固定接点(131)に接触する閉位置と第2固定接点(131)から離れた開位置との間で移動可能である。第1可動接点(112,512)が移動する向きと第2可動接点(132)が移動する向きとが、異なる。
第15の態様によれば、衝撃などによって不必要に補助電路(920)に起動電流が流れる可能性を低減することが可能となる。
第16の態様の制御システム(800,800B)は、第2の態様において、被駆動部(1)は、補助電路(920)に接続される半導体リレー(12)を備える。駆動部(2)は、中間電路(210)の少なくとも一部を構成する第1巻線(241)と、第1巻線(241)と電磁気的に結合された第2巻線(242)と、を備える。半導体リレー(12)は、第1巻線(241)に流れる異常電流に起因して第2巻線(242)に生じる誘導電流により駆動され、補助電路(920)を閉じる。
第16の態様によれば、簡易な構成で、遮断器(910)の動作が開始するまでの時間の短縮を図ることが可能となる。
第17の態様の制御システム(800,800B)は、第2~第16のいずれかの態様において、被駆動部(1)としての第1開閉部(1)に加えて、第2開閉部(3)と第3開閉部(4)とを更に備える。第2開閉部(3)は、補助電路(920)において第1開閉部(1)と直列に接続されて補助電路(920)を開閉する。第3開閉部(4)は、主電路(930)に接続されて主電路(930)を開閉する。第2開閉部(3)は、第3開閉部(4)による主電路(930)の開閉に連動して補助電路(920)を開閉する。第2開閉部(3)は、第3開閉部(4)が主電路(930)を閉じているときに補助電路(920)を閉じ、第3開閉部(4)が主電路(930)を開いているときに補助電路(920)を開く。
第17の態様によれば、不必要に補助電路(920)に起動電流が流れる可能性を低減することが可能となる。
第18の態様の制御システム(800,800B)は、第2~第17のいずれかの態様において、電流供給源(150)を更に備える。
第18の態様によれば、簡易な構成で、遮断器(910)の動作が開始するまでの時間の短縮を図ることが可能となる。
第19の態様の制御システム(800,800B)は、第2~第18のいずれかの態様において、電流供給源(150)は、所定電圧を出力する定電圧源(151)を備える。
第19の態様によれば、補助電路(920)を閉じられたときに、定電圧源(151)から、起動電流を補助電路(920)に安定して供給することが可能となる。
第20の態様の制御システム(800,800B)は、第2~第19のいずれかの態様において、電流供給源(150)は、トランス(154)を備える。トランス(154)は、一次巻線(1541)と二次巻線(1542)と、を備える。一次巻線(1541)は、主電路(930)に接続されている。二次巻線(1542)は、一次巻線(1541)と電磁気的に結合されている。二次巻線(1542)は、補助電路(920)に接続されている。電流供給源(150)は、一次巻線(1541)に流れる異常電流に応じて、二次巻線(1542)から起動電流を供給する。
第20の態様によれば、簡易な構成で、遮断器(910)の動作が開始するまでの時間の短縮を図ることが可能となる。
第21の態様の制御システム(800,800B)は、第2~第20のいずれかの態様において、電流供給源(150)は、キャパシタ(152)を備える。
第21の態様によれば、簡易な構成で、遮断器(910)の動作が開始するまでの時間の短縮を図ることが可能となる。
第22の態様の制御システム(800A,800B)は、第1の態様において、駆動部(2)は、一次巻線(1541)を備える。一次巻線(1541)は、中間電路(210)の少なくとも一部を構成する。被駆動部(1)は、二次巻線(1542)を備える。二次巻線(1542)は、一次巻線(1541)と電磁気的に結合されている。二次巻線(1542)は、補助電路(920)に接続されている。制御システム(800A)は、一次巻線(1541)に流れる異常電流により、二次巻線(1542)から起動電流を供給する。
第22の態様によれば、簡易な構成で、遮断器(910)の動作が開始するまでの時間の短縮を図ることが可能となる。
第23の態様の制御システム(800,800A,800B)は、第1の態様において、駆動部(2)は、鉄芯(700)と、一次巻線(701)と、電流供給源(702)と、を備える。鉄芯(700)には、中間電路(210)が貫通する。一次巻線(701)は、鉄芯(700)に巻かれている。電流供給源(702)は、一次巻線(701)に電流を供給する。被駆動部(1)は、鉄芯(700)に巻かれた二次巻線(703)を備える。
第23の態様によれば、簡易な構成で、遮断器(910)の動作が開始するまでの時間の短縮を図ることが可能となる。
第24の態様の制御システム(800A,800B)は、第22又は第23の態様において、半導体リレー(72)を更に備える。半導体リレー(72)は、補助電路(920)に接続されて補助電路(920)を開閉する。半導体リレー(72)は、中間電路(210)に流れる異常電流を駆動源として、補助電路(920)を閉じる。
第24の態様によれば、主電路(930)に異常電流が流れていないときに、補助電路(920)に電流(二次巻線1542からの誘導電流)が流れるのを防止することが可能となる。
第25の態様の制御システム(800A,800B)は、第22~第24のいずれかの態様において、補助電路(920)に接続される電流制御素子(ツェナーダイオード73)又は電流制御回路(74)を、更に備える。電流制御素子(ツェナーダイオード73)又は電流制御回路(74)は、電流値が前記所定値より小さい電流が補助電路(920)に流れるのを阻止する。
第25の態様によれば、主電路(930)に異常電流が流れていないときに、補助電路(920)に電流(二次巻線1542からの誘導電流)が流れるのを防止することが可能となる。
第26の態様の制御システム(800B)は、第1~第25のいずれかの態様において、前記駆動部(2)としての第1駆動部(2A)に加えて、第2駆動部(2B)を有し、かつ、被駆動部(1)としての第1被駆動部(1A)に加えて、第2被駆動部(1B)を有する。第2駆動部(2B)は、主電路(930)に接続される第2中間電路(210B)を含む。第2被駆動部(1B)は補助電路(920)に接続される。第2駆動部(2B)は、異常電流が第2中間電路(210B)に流れたとき、第2被駆動部(1B)を駆動する駆動源として異常電流を用いる。第2被駆動部(1B)は、第2駆動部(2B)により駆動されることにより補助電路(920)に起動電流を供給する。
第26の態様によれば、第1被駆動部と第2被駆動部とのうちの一方しかない場合に比べて、主電路(930)に異常電流が流れたときに、より確実に遮断器(910)を動作させることが可能となる。
第27の態様の制御システム(800B)は、第26の態様において、第1被駆動部(1A)は、接点装置(51)と、信号反転回路(52)と、を備える。接点装置(51)は、補助電路(920)に接続される第1接点(固定接点511)及び第2接点(可動接点512)を備える。第2接点は、第1接点に接触する閉位置と第1接点から離れた開位置との間で移動可能である。第1駆動部(2A)は、中間電路(210)に流れる異常電流により、第2接点を閉位置から開位置に移動させる。信号反転回路(52)は、第2接点が閉位置の場合、補助電路(920)に起動電流を供給させない。信号反転回路(52)は、第2接点が開位置の場合、補助電路(920)に起動電流を供給させる。第2駆動部(2B)は、一次巻線(1541)を備える。一次巻線(1541)は、第2中間電路(210B)の少なくとも一部を構成する。第2被駆動部(1B)は、二次巻線(1542)を備える。二次巻線(1542)は、一次巻線(1541)と電磁気的に結合されている。二次巻線(1542)は、補助電路(920)に接続されている。一次巻線(1541)に流れる異常電流により、二次巻線(1542)から補助電路(920)に起動電流を供給する。
第27の態様の制御システム(800C)によれば、主電路(930)に異常電流が流れたときに、より確実に遮断器(910)を動作させることが可能となる。
第28の態様の制御システム(800C)は、第1又は第2の態様において、遮断器(910)は、可動接触子(963)と、固定端子(961)と、保持部(964)と、補助可動接点(971)と、補助固定接点(981)と、を備える。可動接触子(963)は、駆動部(2)の中間電路(210)を構成する。固定端子(961)は、可動接触子(963)に接触する。保持部(964)は、可動接触子(963)を固定端子(961)に接触した状態に保持する保持力を可動接触子(963)に与える。補助可動接点(981)は、可動接触子(963)の移動に応じて移動する。補助固定接点(971)は、補助可動接点(981)と対向する。可動接触子(963)は、可動接触子(963)に流れる異常電流による電磁反発力により、保持力に抗して、第1位置から第2位置に移動する。第1位置と第2位置との一方は、補助可動接点(981)が補助固定接点(971)から離れた位置であり、第1位置と第2位置との他方は、補助可動接点(981)が補助固定接点(971)に接触する位置である。
第28の態様の制御システム(800C)によれば、簡易な構成で、遮断器(910)の動作が開始するまでの時間の短縮を図ることが可能となる。
第29の態様の遮断システム(900,900A,900B,900C)は、第1~第28のいずれかの態様の制御システム(800,800A,800B,800C)と、遮断器(910)と、を備える。
第29の態様によれば、主電路(930)に異常電流が流れたときに、遮断器(910)の動作が開始するまでの時間の短縮を図ることが可能となる。
第2~28の態様の構成については、制御システム(800,800A,800B,800C)の必須の構成ではなく、適宜省略可能である。
105 配線部材
1 被駆動部,第1開閉部
11 接点装置,第1接点装置
111 固定接点,第1固定接点(第1接点)
112 可動接点,第1可動接点(第2接点)
12 半導体リレー
13 第2接点装置
131 第2固定接点
132 第2可動接点
1A 第1被駆動部
1B 第2被駆動部
2 駆動部
210 中間電路
211 励磁コイル
212 可動子
221 第1ヨーク
222 第2ヨーク
231 バイメタル板
241 第1巻線
242 第2巻線
3 第2開閉部
4 第3開閉部
2A 第1駆動部
2B 第2駆動部
210B 中間電路
150 電流供給源
151 定電圧源
152 キャパシタ
154 トランス
1541 一次巻線
1542 二次巻線
400 可動接触子
41 主接点装置
411 主固定接点
412 主可動接点
421 補助固定接点
422 補助可動接点
51 接点装置
511 固定接点
512 可動接点
52 信号反転回路
61 主接点装置
611 主固定接点
612 主可動接点
622 第1可動子(可動子)
700 鉄芯
701 一次巻線
702 電流供給源
703 二次巻線
72 半導体リレー
73 双方向ツェナーダイオード(電流制御素子)
800,800A,800B,800C 制御システム
900,900A,900B,900C 遮断システム
910 遮断器
920 補助電路
930 主電路
961 固定端子
963 可動接触子
964 保持部
971 補助可動接点
981 補助固定接点

Claims (13)

  1. 第1のコイルと、
    前記第1のコイルと電気的に接続する遮断器と、
    を備え、
    前記遮断器は、
    第1端子と、
    前記第1端子と電気的に接続する第2端子と、
    前記第1端子及び前記第2端子とは、電気的に独立して設けられた第3端子と、
    前記第3端子と電気的に接続される発熱素子と、
    前記発熱素子によって燃焼され、前記第1端子と前記第2端子との電気的な接続を遮断するためにガスを発生させる火薬と、
    を有し、
    前記第1のコイルは、
    前記第3端子を介して前記発熱素子と電気的に接続し、
    前記第1端子と前記第2端子との間を異常電流が流れるとき、前記異常電流によって前記火薬を燃焼させるための電力を発生する、
    遮断システム。
  2. 前記第1のコイルと電気的に接続し、前記異常電流が流れたときに前記第1のコイルで発生した電力を前記発熱素子に供給する半導体リレーを更に備える、
    請求項1記載の遮断システム。
  3. 前記第1のコイルが発生する前記電力が前記火薬を前記発熱素子が燃焼可能な程度の電圧以上であるとき、前記半導体リレーは前記第1のコイルで発生した前記電力を前記発熱素子に供給する、
    請求項2記載の遮断システム。
  4. 前記第1のコイルと電気的に接続し、かつ、前記第3端子と電気的に接続する、電流制御素子を更に備える、
    請求項1記載の遮断システム。
  5. 前記電流制御素子は、ツェナーダイオード又はサイリスタを含み、
    前記第1のコイルが発生する前記電力の電圧が前記ツェナーダイオード又は前記サイリスタの降伏電圧よりも大きいとき、前記第1のコイルが発生する前記電力が前記発熱素子に供給される、
    請求項4記載の遮断システム。
  6. 前記ツェナーダイオード又は前記サイリスタの降伏電圧は、前記発熱素子が前記火薬を燃焼可能な程度の電圧以上である、
    請求項5記載の遮断システム。
  7. 前記第1のコイルと電気的に接続し、前記第1のコイルの両端に発生する電圧が閾値電圧よりも小さい場合にはオフとなり、前記第1のコイルの両端に発生する電圧が前記閾値電圧よりも大きい場合にはオンとなる、スイッチを更に備える、
    請求項1記載の遮断システム。
  8. 前記閾値電圧は、前記異常電流が流れたときに前記第1のコイルの両端に発生する電圧であり、かつ、前記発熱素子が前記火薬を燃焼可能な程度の電圧以上である、
    請求項7記載の遮断システム。
  9. 前記第1端子と電気的に接続し、かつ、前記第1のコイルと磁気的に結合する第2のコイルを更に備え、
    前記第1のコイルは、前記第2のコイルに前記異常電流が流れることで前記火薬を燃焼させるための電力を発生する、
    請求項1記載の遮断システム。
  10. 前記第1のコイルと前記第2のコイルとが設けられた鉄心を更に備える、
    請求項9記載の遮断システム。
  11. 前記第1のコイルが設けられた鉄心を更に備える、
    請求項1記載の遮断システム。
  12. 前記鉄心はリング状に形成されており、前記リング内を前記異常電流は通過する、
    請求項11記載の遮断システム。
  13. 前記鉄心に設けられた第2のコイルを更に備える、
    請求項12記載の遮断システム。
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