JP6210647B2 - 短絡遮断スイッチ - Google Patents

Description

本発明は、請求項１に記載の短絡遮断スイッチに関する。

短絡時に電気回路を遮断するための短絡遮断スイッチは、従来技術から知られている。リレー及びコンタクタからも知られるように、橋絡コンタクト装置を有する電気機械的短絡遮断スイッチが存在する。橋絡コンタクト装置を有するこのような短絡遮断スイッチは、１度しかスイッチを切れない短絡回路のために高価なコンタクトセットを利用できなければならないという欠点を有する。更に、直列に配列された２対の橋絡コンタクトと合成接触抵抗のため、大きな接触力が加えられなければならず、その接触力によって、コンタクトは、抵抗を低く抑えるために短絡遮断スイッチの全耐用年数に渡って結合状態を保たなければならない。また、衝撃及び振動負荷により、一時的にこの接触力が減少する可能性があり、その結果、コンタクト同士が高電流で溶着する可能性があるということが欠点である。

同様に、切断部材を有する着火式のバッテリ遮断スイッチが従来技術から知られており、爆発によって起動される楔が電気ケーブルを切断する。高い潜在的な爆発エネルギーの結果、切断楔は、機械的に単線ケーブルの断面も切断することができる。しかしながら、かかるバッテリ遮断スイッチは、高いコストに関連している。

本発明の目的は、改善した短絡遮断スイッチを提供することである。この目的は、請求項１の特徴を有する短絡遮断スイッチによって達成される。好適な発展形態は、従属請求項において規定される。

本発明に係る短絡遮断スイッチは、負荷電流を搬送するために設けられた負荷電流路と、前記負荷電流路において第１の所定の切断領域及び第２の所定の切断領域の間に配置された中心部と、前記第１の所定の切断領域及び前記第２の所定の切断領域を切断するために設けられた切断プランジャとを備える。前記２つの所定の切断領域は、この短絡遮断スイッチの前記負荷電流路に直列に配置されると有利である。従って、前記負荷電流路において印加される電圧の半分だけが、前記所定の切断領域の各々を介して降下する。前記短絡遮断スイッチの前記所定の切断領域が切断されると、結果的に顕著なアークがあまり発生しないので有利である。前記中心部は前記所定の切断領域同士間で完全に分離されるので、アーク消滅長及び沿面経路が、切断されている１つの切断領域のみに関して２倍になるので有利である。この短絡遮断スイッチの更なる利点は、前記所定の切断領域が、着火爆発物を使用しなくても低エネルギーで切断されることができるということである。前記短絡遮断スイッチは、低コストで製造されることができるので有利である。

前記短絡遮断スイッチの一実施形態において、前記負荷電流路は、第１の導体区域と第２の導体区域とを備える。ここでは、前記中心部を備える分離区域は、前記負荷電流路において前記第１の導体区域と前記第２の導体区域との間に配置される。前記分離区域は、前記負荷電流路の前記導体区域よりも小さい断面を有するように構成することができるので有利である。その結果、前記分離区域の前記所定の切断領域は、低エネルギーで切断することができる。

前記短絡遮断スイッチの一実施形態において、前記導体区域及び前記分離区域は、１つ又は複数の部品によって形成される。前記導体区域及び前記分離区域を単一部品として構成する利点は、短絡遮断スイッチが、ごく少数の個別の部品を有するだけなので、より低いコストで製造することができるということである。前記導体区域と前記分離区域を複数の部品として構成する利点は、前記分離区域が、交換可能な部品として構成されることができるということである。更に、前記導体区域及び分離区域は、互いに別々に特定の役割を実行するように最適化されることができる。

前記短絡遮断スイッチの一実施形態において、前記第１の所定の切断領域は、第１の分離ウェブを有する。同時に、前記第２の所定の切断領域は、第２の分離ウェブを有する。更に、前記第１の分離ウェブ及び前記第２の分離ウェブは、各々、前記分離区域の残りの部分と比べて減少した断面を有する。前記第１の所定の切断領域の前記第１の分離ウェブ及び前記第２の所定の切断領域の前記第２の分離ウェブは、前記切断プランジャによって特に容易に且つ低エネルギーで切断することができるので有利である。その過程で、前記第１の分離ウェブ及び前記第２の分離ウェブを、それらが非常に短くなるように構成することができるので、前記負荷電流路の電気抵抗に対する前記所定の切断領域の影響が低い。

前記短絡遮断スイッチの一実施形態において、前記第１の分離ウェブ及び第２の分離ウェブは、意図する電流の流れる方向の左右に互い違いに配置される。前記切断プランジャは、前記第１の所定の切断領域の前記第１の分離ウェブ及び前記第２の所定の切断領域の前記第２の分離ウェブを連続的に切断することができ、それによって、前記切断プランジャに作用する機械力及び前記切断プランジャによる機械力が最小になるので有利である。これにより、全体的により小さなエネルギーによる切断プランジャによる前記所定の切断領域の切断が容易になることにより、前記短絡遮断スイッチの構造的複雑性が低下する。

前記短絡遮断スイッチの一実施形態において、前記第１の所定の切断領域は、２つの第１の分離ウェブを有する。同時に、前記第２の所定の切断領域は、２つの第２の分離ウェブを有する。前記所定の切断領域の電気抵抗は、各所定の切断領域上に２つの分離ウェブの設置した結果、減少するので有利である。前記所定の切断領域の夫々２つの分離ウェブは、前記切断プランジャで連続的に切断することができ、それにより、前記切断プランジャによる最大力はどの時点においても増加しない。

前記短絡遮断スイッチの一実施形態において、前記分離区域は、曲げられたブレードを有する。前記ブレードは、前記所定の切断領域に生じる熱を放散するための冷却フィンとして機能することができるので有利である。前記曲げられたブレードは、ここでは、例えば、９０°又は１８０°に曲げられることができる。

前記短絡遮断スイッチの一実施形態において、前記切断プランジャは、休止位置においてばね部材に予め押圧されることができる。その結果、前記切断プランジャで前記所定の切断領域を切断するのに必要なエネルギーは、前記ばね部材に保存されることができる。前記短絡遮断スイッチが起動されると、前記切断プランジャは、前記所定の切断領域に対して前記ばね部材によって加速されることができる。

前記短絡遮断スイッチの一実施形態において、前記中心部に面する前記切断プランジャのプランジャ表面は面取りされる。前記所定の切断領域の分離ウェブは、前記切断プランジャの前記プランジャ表面によって連続的に切断されることができ、それにより、前記切断プランジャによって果たされる役割が、より長い期間に広げられることができ、前記切断プランジャによるピーク力が減少されることができるので有利である。

前記短絡遮断スイッチの一実施形態において、前記中心部は孔を有する。同時に、前記切断プランジャはピンを有する。ここでは、前記ピンは前記孔内に配置される。その結果、前記中心部は、前記所定の切断領域が前記切断プランジャによって切断された後、前記切断プランジャの最終位置まで連れ去られる。このため、切断された前記所定の切断領域の上方の空隙が拡大するので有利であり、それにより、前記短絡遮断スイッチは特に信頼できる。

前記短絡遮断スイッチの別の実施形態において、前記中心部は孔を有する。同時に、前記切断プランジャは開口を有する。更に、前記開口及び前記孔内にはピンが配置される。前記切断プランジャによって前記所定の切断領域間で分離された前記中心部は、この実施形態でも、前記切断プランジャによって前記切断プランジャの最終位置まで連れ去られるので有利である。更に、前記切断プランジャの前記開口内に配置される前記ピンは、この短絡遮断スイッチの場合、前記切断プランジャを前進させるので有利である。

前記短絡遮断スイッチの一実施形態において、前記孔及び前記ピンは夫々、非円形の断面を有する。それにより、前記切断プランジャによって前記所定の切断領域同士間で分離された前記中心部の捻じれ及び傾きが防止されるので有利である。前記非円形の断面は、例えば、菱形の断面とすることができる。

前記短絡遮断スイッチの一実施形態において、前記中心部に面する前記切断プランジャのプランジャ表面の縁領域は、前記切断プランジャの前記プランジャ表面の残りの部分と比べて高くなっている。前記所定の切断領域同士間で前記切断プランジャによって分離された前記中心部は、前記切断プランジャの最終位置に連れ去られ、前記プランジャ表面の前記高くなった縁領域により回転することが防止されることが保証されることができるので有利である。

前記短絡遮断スイッチの一実施形態において、前記切断プランジャは、前記切断プランジャの移動方向に平行に方向付けられた溝を有する。それにより、所定の切断領域の分離ウェブの残りの部分は、前記切断プランジャの移動時に前記切断プランジャと接触し、摩擦又は引っ掛かりを引き起こすことが防止されるので有利である。更に、前記溝を設けることにより、更なる空隙が形成される。

前記短絡遮断スイッチの一実施形態において、前記短絡遮断スイッチはハウジングを有する。前記ハウジングは、前記短絡遮断スイッチの部品を保持するように機能することができるので有利である。

前記短絡遮断スイッチの一実施形態において、前記切断プランジャは、前記切断プランジャの移動方向に平行に方向付けられた縦リブを有する。更に、前記ハウジングは案内溝を有する。前記切断プランジャの前記縦リブは、ここでは、前記ハウジングの前記案内溝内で案内される。前記案内溝内で前記縦リブを案内することにより、前記短絡遮断スイッチの前記ハウジング内で前記切断プランジャの回転に対する係止が行われる。更に、前記切断プランジャ上の前記縦リブは、切断された前記第１の所定の切断領域と前記第２の所定の切断領域との間の空隙及び沿面間隔を拡大し、それにより電気アークの恐れが減少するので有利である。

前記短絡遮断スイッチの一実施形態において、前記ハウジング内には磁石が配置される。前記磁石によって生じる磁界は、短絡遮断時に発生するアークの消滅に寄与することができるので有利である。

本発明は、図面を参照して以下により詳細に記述される。
短絡遮断スイッチの一部の斜視図を示す。 短絡遮断スイッチの負荷電流路の側断面図を示す。 負荷電流路の平面図を示す。 負荷電流路の斜視図を示す。 短絡遮断スイッチの負荷電流路の分離区域の平面図を示す。 他の実施形態に係る分離区域の斜視図を示す。 他の実施形態に係る分離区域の平面図を示す。 切断プランジャを備える短絡遮断スイッチの一部の斜視図を示す。 第１の位置にある切断プランジャの断面図を示す。 所定の切断領域を切断している第２の位置にある切断プランジャの断面図を示す。 負荷電流路の所定の切断領域が切断された後の切断プランジャの断面図を示す。 負荷電流路の所定の切断領域が切断された後の切断プランジャの別の断面図を示す。 分離区域及び切断プランジャを下から見た図を示す。 他の実施形態に係る分離区域及び切断プランジャを下から見た図を示す。 前記切断プランジャの断面図を示す。 切断プランジャと短絡遮断スイッチのハウジングの一部の断面図を示す。

図１は、短絡遮断スイッチ１０の一部のやや概略的な斜視図を示す。短絡遮断スイッチ１０は、短絡時に電気回路を開くように機能する。電気回路は、ここでは、高電圧及び大電流用に設けられることができる。短絡遮断スイッチ１０は、例えば、電気車両又はハイブリッド車両に用いられることができる。

短絡遮断スイッチ１０は、ハウジング４００を有する。図１は、このハウジング４００の一部のみを示す。ハウジング４００は、例えば、プラスチックから作製されることができる。ハウジング４００には、電流が流れる方向１０２に電流を搬送するために設けられる負荷電流路１００が通っている。当然のことながら、電流は、負荷電流路１００を図示の電流が流れる方向１０２の反対方向に流れることもできる。

図２は、負荷電流路１００の断面の側面図を示す。図３は、負荷電流路１００の平面図を示す。図４は、負荷電流路１００の斜視図を示す。

負荷電流路１００は、第１の導体区域１１０と第２の導体区域１２０を備える。第１の導体区域１１０及び第２の導体区域１２０は、第１の厚み１０１を有する略平らな板として構成され、良好な導電性を有する物質によって構成される。第１の厚み１０１及び導体区域１１０，１２０の幅は、導体区域１１０，１２０が大きな断面と低い電気抵抗を有するような大きさになるように選択される。

第１の導体区域１１０と第２の導体区域１２０は、負荷電流路１００において電流が流れる方向１０２に前後に配置される。第２の導体区域１２０に面する側では、第１の導体区域１１０は、第１の接続区域１３０を有する。第１の導体区域１１０に面する側では、第２の導体区域１２０は、第２の接続区域１４０を有する。第１の接続区域１３０及び第２の接続区域１４０では、導体区域１１０，１２０は、幅が減少される。しかしながら、これは絶対に必要という訳ではない。

また、負荷電流路１００は分離区域２００を備える。分離区域２００は、第１の導体区域１１０の第１の接続区域１３０と第２の導体区域１２０の第２の接続区域１４０が電気的に導通するように接続される。その結果、負荷電流路１００の第１の導体区域１１０は、電気的に導通するように分離区域２００を介して第２の導体区域１２０に接続される。

分離区域２００は、第２の厚み２０１を有する薄板として構成され、良好な導電性を有する物質によって構成される。第２の厚み２０１は、導体区域１１０，１２０の第１の厚み１０１よりも薄い。電流の流れる方向１０２に垂直な分離区域２００の幅は、導体区域１１０，１２０の接続区域１３０，１４０の幅に略等しい。従って、分離区域２００は、導体区域１１０，１２０よりも、電流の流れる方向１０２に垂直な断面が大幅に小さい。

第１の導体区域１１０、分離区域２００、及び第２の導体区域１２０は、図２，図３、及び図４に示すように、別部品として構成されることができ、互いに電気的に導電するように接続区域１３０，１４０の領域において互いに接続されることができる。しかしながら、分離区域２００は、負荷電流路１００の第１の導体区域１１０及び第２の導体区域１２０を備える単一部品として構成されることもできる。

図５は、分離区域２００の拡大平面図を示す。分離区域２００は、電流の流れる方向１０２に前後に配置される第１の入口２４０、中心部２３０、及び第２の入口２５０を備える。第１の入口２４０は、第１の所定の切断領域２１０を介して中心部２３０に接続される。第２の入口２５０は、第２の所定の切断領域２２０を介して中心部２３０に接続される。

第１の所定の切断領域２１０は、第１の分離ウェブ２１１及び第３の分離ウェブ２１２によって形成される。第２の所定の切断領域２２０は、第２の分離ウェブ２２１及び第４の分離ウェブ２２２によって形成される。第１の分離ウェブ２１１及び第３の分離ウェブ２１２は、電流の流れる方向１０２を横断する方向に互いに隣接配置される。それに対応して、第２の分離ウェブ２２１及び第４の分離ウェブ２２２は、電流の流れる方向１０２を横断するように互いに隣接配置される。

電流の流れる方向１０２を横断するように、分離ウェブ２１１，２１２，２２１，２２２は、分離区域２００の他の部分の幅よりも非常に大きく幅が減少されている。従って、分離区域２００は、電流の流れる方向１０２に垂直な所定の切断領域２１０，２２０の領域における断面が狭くなっている。

電流の流れる方向１０２において、分離ウェブ２１１，２１２，２２１，２２２は、第１の所定の切断領域２１０及び第２の所定の切断領域２２０の電気抵抗を可能な限り低く抑えるために、可能な限り短くなるように構成されることが好ましい。分離区域２００全体も、分離区域２００の電気抵抗を可能な限り低く抑えるために、電流の流れ方向１０２における第１の導体区域１１０と第２の導体区域１２０の間で可能な限り短くなるように構成されることが好ましい。

第１の所定の切断領域２１１と第２の所定の切断領域２１２との間に配置される分離区域２００の中心部２３０は、図示の例では菱形の断面を有する孔２３１を有する。

図６は、他の実施形態に係る分離区域１２００の斜視図を示す。分離区域１２００には、幾つか分離区域２００と一致する部分もある。一致する部品には、同一の参照番号が付されており、以下でもう一度より詳細に記述されることはない。分離区域１２００は、負荷電流路１００の導体区域１１０，１２０とは別部品として設けられることが好ましい。

分離区域１２００の第１の入口２４０上には、第１の上側ブレード１２４１及び第２の上側ブレード１２４２が配置される。上側ブレード１２４１，１２４２は、電流の流れる方向１０２に平行な第１の入口２４０の外縁上に配置され、第１の入口２４０に対して９０°に曲げられている。それに対応して、分離区域１２００の第２の入口２５０上にも、第３の上側ブレード１２５１及び第４の上側ブレード１２５２が配置される。分離区域１２００の中心部２３０の電流の流れる方向１０２を向く外縁上には、第１の下側ブレード１２３１及び第２の下側ブレード１２３２が配置され、中心部２３０に対して９０°に曲げられている。下側ブレード１２３１，１２３２は、ここでは、上側ブレード１２４１，１２４２，１２５１，１２５２に対して反対側の空間方向に延在する。しかしながら、ブレード１２３１，１２３２，１２４１，１２４２，１２５１，１２５２の向きは異なっていてもよい。特に、ブレード１２３１，１２３２，１２４１，１２４２，１２５１，１２５２は、直角以外の角度に曲げられること、又は１８０°に折り畳まれることもできる。

分離区域１２００が、電流が流れる方向１０２に負荷電流を搬送すると、分離ウェブ２１１，２１２，２２１，２２２の比較的高い電気抵抗により、所定の切断領域２１０，２２０の領域では熱が発生する。この熱は、ブレード１２３１，１２３２，１２４１，１２４２，１２５１，１２５２によって拡大した分離区域１２００の表面によって放散されることができる。しかしながら、ブレード１２３１，１２３２，１２４１，１２４２，１２５１，１２５２のうち幾つかを省略することもできる。

図７は、他の実施形態に係る分離区域２２００の平面図を示す。この分離区域２２００も第１の実施形態に係る分離区域２００と一致する部分を有しており、従って、対応する部品は、この場合も同様に、同一の参照番号を付されている。

分離区域２２００の場合、第１の入口２４０は、第１の所定の切断領域２２１０を介して中心部２３０に接続される。第２の入口２５０は、第２の所定の切断領域２２２０を介して中心部２３０に接続される。第１の所定の切断領域２２１０は、第１の分離ウェブ２２１１及び第３の分離ウェブ２２１２を有する。第２の所定の切断領域２２２０は、第２の分離ウェブ２２２１及び第４の分離ウェブ２２２２を有する。分離ウェブ２２１１，２２１２，２２２１，２２２２の構成自体は、分離区域２００の分離ウェブ２１１，２１２，２２１，２２２の構成に対応している。第１の所定の切断領域２２１０の第１の分離ウェブ２２１１及び第３の分離ウェブ２２１２も、電流の流れる方向１０２を横断するように互いに隣接配置され、第２の所定の切断領域２２２０の第２の分離ウェブ２２２１及び第４の分離ウェブ２２２２も同様である。

しかしながら、分離区域２００とは異なり、第１の分離ウェブ２２１１及び第２の分離ウェブ２２２１も、電流の流れる方向１０２を横断するように互い違いにされており、第３の分離ウェブ２２１２及び第４の分離ウェブ２２２２も同様である。従って、分離区域２２００の場合、電流の流れる方向１０２に垂直な方向に、第１の所定の切断領域２２１０の第１の分離ウェブ２２１１、第２の所定の切断領域２２２０の第２の分離ウェブ２２２１、第１の所定の切断領域２２１０の第３の分離ウェブ２２１２、第２の所定の切断領域２２２０の第４の分離ウェブ２２２２と順々に続く。この配置は、分離ウェブ２２１１，２２１２，２２２１，２２２２は、常に一度に１つの分離ウェブ２２１１，２２１２，２２２１，２２２２しか切断されないように連続的に切断されることができるという利点を有する。これは、以下の記述に関連してより明確になる。

図８は、短絡遮断スイッチ１０の断面を示す斜視図である。図示の例では、図６を参照して記載される実施形態に係る分離区域１２００が、第１の導体区域１１０の第１の接続区域１３０と第２の導体区域１２０の第２の接続区域１４０の間の負荷電流路１００に配置される。しかしながら、図５の分離区域２００と図７の分離区域２２００を設けることもできる。

また、図８は、短絡遮断スイッチ１０の切断プランジャ３００を示す。切断プランジャ３００は、分離区域１２００の中心部２３０の上方に、電流が流れる方向１０２に垂直な方向に配置される。図８は、休止位置における切断プランジャ３００を示す。切断プランジャ３００は、負荷電流路１００に流れる電流を遮断するために、短絡時に分離区域１２００の第１の所定の切断領域２１０及び第２の所定の切断領域２２０を切断するように機能する。切断プランジャ３００は、例えば、プラスチックとすることができ、低コストの射出成形部品として製造されることができる。

図９は、側断面図において休止位置における切断プランジャ３００を示す。ここで当該断面は、電流が流れる方向１０２に垂直に広がる。図８及び９に示す短絡遮断スイッチ１０における切断プランジャ３００の休止位置では、切断プランジャ３００は、短絡遮断スイッチ１０の負荷電流路１００において分離区域２００，１２００と係合していない。図示の休止位置では、切断プランジャ３００は、例えば、ばね部材に予め押圧されることができる。短絡時、切断プランジャ３００が起動される。次に、ばね部材は、所定の切断領域２１０，２２０を切断するために、分離区域２００，１２００に向かう移動方向３０１に切断プランジャ３００を加速させる。従って、所定の切断領域２１０，２２０を切断するのに必要なエネルギーは、この実施形態では、切断プランジャ３００の休止位置においてばね部材に保存されている。しかしながら、短絡遮断スイッチ１０の機械的張力装置が異なるように構成されてもよい。

切断プランジャ３００は、分離区域２００，１２００に対向するプランジャ表面３１０を有する。プランジャ表面３１０は、例えば分離区域２００，１２００を通る平面に対して３０度の角度に面取りされている。従って、プランジャ面３１０は、前端３１１を有し、前端３１１は、切断プランジャ３００が休止位置にある時、プランジャ表面３１０の後端３１２よりも分離区域２００，１２００に近い方に位置する。プランジャ表面３１０の前端３１１は、ここでは、第１の分離ウェブ２１１及び第２の分離ウェブ２２１に近い方に配置されている。プランジャ表面３１０の後端３１２は、第３の分離ウェブ２１２及び第４の分離ウェブ２２２に近い方に配置される。

図１０は、切断プランジャ３００の他の断面図を示す。図１０では、切断プランジャ３００は、休止位置から分離区域２００，１２００に向かう移動方向に移動されている。プランジャ表面３１０の面取り面により、プランジャ表面３１０の前端３１１が、分離区域２００，１２００の中心部２３０と既に接触している一方、プランジャ表面３１０の後端３１２は、分離区域２００，１２００の中心部２３０から未だ距離を置いて位置している。その結果、切断プランジャ３００のプランジャ表面３１０の面取り面により、切断プランジャ３００はまず、第１の所定の切断領域２１０の第１の分離ウェブ２１１及び第２の所定の切断領域２２０の第２の分離ウェブ２２１を切断する。その後に初めて、切断プランジャ３００は、第１の所定の切断領域２１０の第３の分離ウェブ２１２及び第２の所定の切断領域２２０の第４の切断ウェブ２２２を切断する。これは、同時に２つの分離ウェブ２１１，２２１，２１２，２２２のみを切断するのに必要な力は、同時に４つの分離ウェブ２１１，２２１，２１２，２２２全てを切断するのに必要な力よりも小さいという利点を有する。従って、切断プランジャ３００を移動方向３０１に移動させなければならない力は、面取りされたプランジャ表面３１０により、面取りされていないプランジャ表面を備える場合よりも小さい。

図７の分離区域２２００が短絡遮断スイッチ１０の負荷電流路１００に配置される場合、第１の分離ウェブ２２１１に対する第２の分離ウェブ２２２１の横方向に互い違いにされた配置及び第３の分離ウェブ２２１２に対する第４の分離ウェブ２２２２の横方向に互い違いにされた配置により、切断プランジャ３００の面取りされたプランジャ表面３１０は、移動方向３０１への切断プランジャ３００の移動時に、第１の分離ウェブ２２１１、第２の分離ウェブ２２２１、第３の切断ウェブ２２１２、及び第４の切断ウェブ２２２２を夫々連続的に切断する。従って、分離区域２２００の場合、１度に１つの分離ウェブ２２１１，２２１２，２２２１，２２２２しか切断されない。その結果、分離区域２２００を使用する時は、移動方向３０１に切断プランジャ３００を移動するのに必要な力が更に小さくなるので有利である。

図１１は、短絡遮断スイッチ１０の切断プランジャ３００の他の断面図を示す。図１１では、切断プランジャ３００は、切断プランジャ３００の最終位置まで移動方向３０１に更に移動されている。同時に、切断プランジャ３００は、第１の所定の切断領域２１０及び第２の所定の切断領域２２０を完全に切断しているので、分離区域２００の中心部２３０は完全に分離されている。それにより、短絡遮断スイッチの負荷電流路１００は破断されている。

切断プランジャ３００はピン３２０を有し、ピン３２０は、切断プランジャ３００のプランジャ表面３１０上に配置され、移動方向３０１に平行に延在する。図８及び９に示す切断プランジャ３００の休止位置では、ピン３２０は、分離区域２００，１２００の中心部３３０の孔２３１内に配置されている。移動方向３０１への図１０及び図１１に示す切断プランジャ３００の移動中に、ピン３２０は、中心部２３０の孔２３１内へ更に移動する。その結果、切断プランジャ３００は、所定の切断領域２１０，２２０を切断することによって分離区域２００，１２００から中心部２３０を完全に分離した後も、中心部２３０を更に先へと連れ去る。この過程で、中心部２３０は、図１１に示すように、プランジャ表面３１０に接する位置に留まっている。切断プランジャ３００による中心部２３０の連れ去りは、分離区域２００，１２００の残りの部分２４０，２５０から中心部２３０の確実な分離を保証するという利点を有する。

図１２は、切断プランジャ３００の最終位置における短絡遮断スイッチ１０の切断プランジャ３００の他の断面図を示す。図１２における図では、当該断面は、図９，図１０，図１１における断面に垂直且つ電流が流れる方向１０２に平行に広がっている。

図１２は、所定の切断領域２１０，２２０が切断される時、及び分離区域２００，１２００の入口２４０，２５０からの移動方向３０１へ向かう切断深さ３０２だけ移動方向３０１に切断プランジャ３００が移動する時に、分離区域２００，１２００の中心部２３０が分離されている様子を示す。ここで、中心部２３０は、第１の入口２４０から離れる向きに切断深さ３０２だけ、且つ第２の入口２５０から離れる向きに切断深さ３０２だけ離れている。

負荷電流路１００の電流が流れる方向１０２に２つの所定の切断領域２１０，２２０を直列に配置することによって、所定の切断領域２１０，２２０が切断される際、所定の切断領域２１０，２２０の各々において、負荷電流路１００を介して印加される合計電圧の半分のみを降下させる。その結果、所定の切断領域２１０，２２０の分離ウェブ２１１，２１２，２２１，２２２は、切断過程で、顕著なアークをあまり形成しないので有利である。更に、中心部２３０の完全な分離により、中心部２３０は、第１の入口２４０からの切断深さ３０２だけ、且つ第２の入口２５０からの切断深さ３０２だけ分離される。その結果、アーク消滅長及び分離区域２００，１２００の第１の入口２４０と第２の入口２５０の沿面間隔も２倍になる。

図１３は、分離区域２００の所定の切断領域２１０，２２０が切断プランジャ３００によって切断される前の、分離区域２００の中心部２３０及び切断プランジャ３００のプランジャ表面３１０を下から見た図を示す。面取りされたプランジャ表面３１０が、複雑な切断輪郭を有しない略平らな表面として構成されることが分かる。その結果、切断プランジャ３００は、特に低コストで製造されることができる。

また、図１３は、プランジャ表面３１０上のピン３２０が菱形の断面積を有することを示している。分離区域２００の中心部２３０に配置された孔２３１も菱形の断面積を有する。ここでは、孔２３１の断面積は、ピン３２０の断面積よりも僅かに大きい。ピン３２０及び孔２３１の菱形の断面積により、切断プランジャ３００のプランジャ表面３１０上における中心部２３０の回転に対する係止が達成される。或いは、かかる回転に対する係止は、ピン３２０及び孔２３１の任意のその他の非円形の断面積によって達成されることもできる。中心部２３０が所定の切断領域２１０，２２０の切断によって分離された後、中心部２３０は、切断プランジャ３００のプランジャ表面に支持される。ピン３２０及び孔２３１によって行われる回転に対する係止により、分離された中心部２３０は、移動方向３０１への切断プランジャ３００の更なる移動時に回転されず、従って、短絡遮断スイッチ１０の内側で引っかかることもないことが保証される。また、分離された中心部２３０は、切断プランジャ３００の最終位置では切断プランジャ３００上に固定される。

図１４は、他の実施形態に係る分離区域３２００の中心部２３０及び他の実施形態に係る切断プランジャ３３００のプランジャ表面３３１０を下から見た図を示す。分離区域３２００及び切断プランジャ３３００は、図１３の分離区域２００及び切断プランジャ３００と一致する部分を有する。同等の部品には図１３のものと同一の参照符号が付されている。

切断プランジャ３３００のプランジャ表面３３１０は、同様に、プランジャ表面３３１０の前端３１１が、プランジャ表面３３１０の後端３１２よりも分離区域３２００の中心部２３０に近い方に配置されるように面取りされて構成されている。切断プランジャ３３００のプランジャ表面３３１０は、外側の全周に沿って輪郭３３１１を有し、輪郭３３１１は、プランジャ表面３３１０の残りの部分と比べて高くなっている。輪郭３３１１の領域では、切断プランジャ３３００のプランジャ表面３３１０は、プランジャ表面３３１０の残りの縁部におけるよりも分離区域３２００に近い方に配置される。図示の例では、輪郭３３１１は、プランジャ表面３３１０の全周に延在するように構成される。しかし、単にプランジャ表面３３１０の一部の周囲に延在することもできる。輪郭３３１１は、所定の切断領域２１０，２２０を切断することによる中心部２３０の分離後に分離区域３２００の中心部２３０の連れ去り機能及び回転に対する係止を生じる。プランジャ表面３３１０周囲に配置される輪郭３３１１により、分離された中心部２３０は、移動方向３０１への切断プランジャ３３００の更なる移動により、その過程で短絡遮断スイッチ１０において回転すること及び引っかかることなく、切断プランジャ３３００によって連れ去られる。また、分離された中心部２３０は、切断プランジャ３３００の最終位置において切断プランジャ３３００上に固定される。

分離区域３２００の中心部２３０は孔３２３１を有し、孔３２３１は、図示の例では円形になるように構成されている。切断プランジャ３３００のプランジャ表面３３１０は、開口３３２０を有し、開口３３２０は、プランジャ表面３３１０から始まって、切断プランジャ３３００の移動方向３０１に平行に、切断プランジャ３３００内へ延在している。切断プランジャ３３００の開口３３２０は、同様に、円形に構成され、分離区域３２００の孔３２３１と略同一の直径を有することが好ましい。図１４に示す実施形態における短絡遮断スイッチのハウジング４００はピン３４００を有し、ピン３４００はハウジング４００に強固に接続されている。ピン３４００は、分離区域３２００の中心部２３０の孔３２３１を通って、切断プランジャ３３００の開口３３２０内に延出する。それにより、ピン３４００は、切断プランジャ３３００の前進機能を果たし、それにより、切断プランジャ３３００は、移動方向３０１への移動において支持される。更に、ピン３４００により、分離区域３２００の所定の切断領域２１０，２２０が切断された後で、中心部２３０が切断プランジャ３３００と共に連れ去られることも保証される。

図１４に示す実施形態の場合、プランジャ表面３３１０の輪郭３３１１による中心部２３０の回転に対する係止は既に保証されているため、開口３３２０及び孔３２３１と、ピン３４００は、夫々、この実施形態では、円板形の断面を有するように構成することができる。当然のことながら、非円形の断面を有する孔３２３１、開口３３２０、及びピン３４００を構成することもできる。図１３及び図１４の実施形態のその他の特徴の組み合わせも当然可能である。

図１５は、所定の切断領域２１０，２２０が切断された後の切断プランジャ３００及び分離区域２００の入口２４０，２５０を、切断プランジャ３００の移動方向３０１に見た図を示す。ここでは、切断プランジャ３００は断面で示される。分離区域２００の第１の入口２４０に面する切断プランジャ３００の外表面は、第１の溝３３０及び第３の溝３５０を有することが分かる。分離区域２００の第２の入口２５０に面する切断プランジャ３００の外縁は、第２の溝３４０及び第４の溝３６０を有する。各溝は、切断プランジャ３００の移動方向３０１に平行に方向付けられている。第１の溝３３０は、第１の入口２４０上に残る第１の所定の切断領域２１０の第１の分離ウェブ２１１の一部の領域に配置される。第３の溝３５０は、第１の入口２４０上に残る第３の分離ウェブ２１２の一部の領域に配置される。第２の溝３４０は、第２の入口２５０上に残る第２の分離ウェブ２２１の一部の領域に配置される。第４の溝３６０は、第２の入口２５０上に残る第４の分離ウェブ２２２の一部の領域に配置される。溝３３０，３４０，３５０，３６０により、入口２４０，２５０上に残る分離ウェブ２１１，２１２，２２１，２２２の一部は、所定の切断領域２１０，２２０が切断された後、切断プランジャ３００の更なる移動中に切断プランジャ３００と係合せず、それにより、更なる摩擦を生じないことが保証される。更に、溝３３０，３４０，３５０，３６０によって、更なる空隙が形成される。

また、図１５は、切断プランジャ３００が、２つの側面の各々に縦リブ３７０，３８０を有し、縦リブ３７０，３８０が、溝３３０，３４０，３５０，３６０を有する側面に垂直に方向付けられていることを示している。第１の縦リブ３７０は、第１の側面上に配置される。第２の縦リブ３８０は、第２の側面上に配置される。縦リブ３７０，３８０は、各々、切断プランジャ３００の移動方向３０１に平行に方向付けられる。

図１６は、短絡遮断スイッチ１０のハウジング４００内に配置された切断プランジャ３００を下から見た図を示す。切断プランジャ３００のプランジャ表面３１０の前方の最前位置には、負荷電流路１００の分離区域２００の中心部２３０が見られる。また、ハウジング４００のプランジャレセプタクル４３０を見ることができ、プランジャレセプタクル４３０には、分離区域２００の所定の切断領域２１０，２２０が切断プランジャ３００によって切断される時、切断プランジャ３００が移動方向３０１に挿入される。

また、図１６は、ハウジング４００が、第１の案内溝４１０及び第２の案内溝４２０を有することを示す。案内溝４１０，４２０は、切断プランジャ３００の移動方向３０１に平行に方向付けられる。切断プランジャ３００の第１の縦リブ３７０は、第１の案内溝４１０内に配置される。切断プランジャ３００の第２の縦リブ３８０は、第２の案内溝４２０内に配置される。ハウジング４００内の切断プランジャ３００の回転に対する係止は、ハウジング４００の案内溝４１０，４２０内に配置された切断プランジャ３００の縦リブ３７０，３８０によって行われる。また、案内溝４１０，４２０に配置された縦リブ３７０，３８０により、切断プランジャ３００が移動方向３０１に移動される時、切断プランジャ３００が前進する。

また、切断プランジャ３００の第１の縦リブ３７０により、第１の所定の切断領域２１０及び第２の所定の切断領域２２０が切断された後、分離区域２００の第１の入口２４０上に残る第１の分離ウェブ２１１の部分と分離区域２００の第２の入口２５０上に残る第２の分離ウェブ２２１の部分の間の第１の空隙及び沿面間隔４１１が長くなる。それに対応して、第２の縦リブ３８０により、第１の入口２４０上に残る第３の分離ウェブ２１２の部分と第２の入口２５０上に残る第４の分離ウェブ２２０の部分の間の第２の空隙及び沿面間隔４２１が長くなる。長くなった空隙及び沿面間隔４１１，４２１により、中心部２３０の分離後に分離区域２００の第１の入口２４０と第２の入口２５０との間の電気アークの恐れが低下する。

図１に示す短絡遮断スイッチ１０の斜視図では、ハウジング４００がスイッチング室４６０を有することが分かる。スイッチング室４６０は、図１には示されていない切断プランジャ２００を収容するために設けられる。更に、スイッチング室４６０内には、短絡時に切断プランジャ３００を起動及び移動する装置が配置される。この装置は、例えば、ばね部材を有する機械的引張装置を含むことができる。

更に、図１は、ハウジング４００内に、第１の磁石４４０及び第２の磁石４５０が配置されていることを示す。図示の例では、磁石４４０，４５０は、電流の流れる方向１０２及び切断プランジャ３００の移動方向３０１を横断するように配置される。しかしながら、切断プランジャ３００の移動方向３０１に沿って磁石４４０，４５０を配置することも可能である。磁石４４０，４５０は、分離区域２００の所定の切断領域２１０，２２０が切断される時に生じるアークを消滅するように機能することができる。しかしながら、磁石４４０，４５０は省略されることもできる。

ハウジング４００の外側に配置された負荷電流路１００の第１の導体区域１１０の部分は、第１の螺子接続部１１１を有する。ハウジング４００の外側に配置された第２の導体区域１２０の部分は、第２の螺子接続部１２１を有する。螺子接続部１１１，１２１は、図示の例では螺子孔として構成される。短絡遮断スイッチ１０は、螺子接続部１１１，１２１を使用する電気回路内に挿入されることができる。

１０ 短絡遮断スイッチ
１００ 負荷電流路
１０１ 第１の厚み
１０２ 電流の流れる方向
１１０ 第１の導体区域
１１１ 第１の螺子接続部
１２０ 第２の導体区域
１２１ 第２の螺子接続部
１３０ 第１の接続区域
１４０ 第２の接続区域
２００ 分離区域
２０１ 第２の厚み
２１０ 第１の所定の切断領域
２１１ 第１の分離ウェブ
２１２ 第３の分離ウェブ
２２０ 第２の所定の切断領域
２２１ 第２の分離ウェブ
２２２ 第４の分離ウェブ
２３０ 中心部
２３１ 孔
２４０ 第１の入口
２５０ 第２の入口
３００ 切断プランジャ
３０１ 移動方向
３０２ 切断深さ
３１０ プランジャ表面
３１１ 前端
３１２ 後端
３２０ ピン
３３０ 第１の溝
３４０ 第２の溝
３５０ 第３の溝
３６０ 第４の溝
３７０ 第１の縦リブ
３８０ 第２の縦リブ
４００ ハウジング
４１０ 第１の案内溝
４１１ 第１の空隙
４２０ 第２の案内溝
４２１ 第２の空隙
４３０ プランジャレセプタクル
４４０ 第１の磁石
４５０ 第２の磁石
４６０ スイッチング室
１２００ 分離区域
１２３１ 第１の下側ブレード
１２３２ 第２の下側ブレード
１２４１ 第１の上側ブレード
１２４２ 第２の上側ブレード
１２５１ 第３の上側ブレード
１２５２ 第４の上側ブレード
２２００ 分離区域
２２１０ 第１の所定の切断領域
２２１１ 第１の分離ウェブ
２２１２ 第３の分離ウェブ
２２２０ 第２の所定の切断領域
２２２１ 第２の分離ウェブ
２２２２ 第４の分離ウェブ
３２００ 分離区域
３２３１ 孔
３３００ 切断プランジャ
３３１０ プランジャ表面
３３１１ 輪郭
３３２０ 開口
３４００ ピン

Claims (16)

1. 負荷電流を搬送するために設けられた負荷電流路（１００）と、
   前記負荷電流路（１００）において第１の所定の切断領域（２１０，２２１０）及び第２の所定の切断領域（２２０，２２２０）の間に配置された中心部（２３０）と、
   前記第１の所定の切断領域（２１０，２２１０）及び前記第２の所定の切断領域（２２０，２２２０）を切断するために設けられた切断プランジャ（３００，３３００）とを有し、
   前記切断プランジャ（３００，３３００）は、休止位置においてばね部材に予め押圧されることができる短絡遮断スイッチ（１０）。
2. 前記負荷電流路（１００）は、第１の導体区域（１１０）と第２の導体区域（１２０）を含み、
   前記中心部（２３０）を含む切断領域（２００，１２００，２２００，３２００）は、前記負荷電流路（１００）において前記第１の導体区域（１１０）と前記第２の導体区域（１２０）との間に配置される請求項１に記載の短絡遮断スイッチ（１０）。
3. 前記導体区域（１１０，１２０）及び前記切断領域（２００，１２００，２２００，３２００）は、それらが１つ又は複数の部品によって形成されるように構成される請求項２に記載の短絡遮断スイッチ（１０）。
4. 前記第１の所定の切断領域（２１０，２２１０）は、第１の分離ウェブ（２１１，２２１１）を有し、
   前記第２の所定の切断領域（２２０，２２２０）は、第２の分離ウェブ（２２１，２２２１）を有し、
   前記第１の分離ウェブ（２１１，２２１１）及び前記第２の分離ウェブ（２２１，２２２１）は、各々、他の前記分離区域（２００，１２００，２２００，３２００）と比べて減少した断面を有する請求項２又は請求項３のいずれかに記載の短絡遮断スイッチ（１０）。
5. 前記第１の分離ウェブ（２２１１）及び第２の分離ウェブ（２２２１）は、意図する電流の流れる方向（１０２）に関して横方向に互い違いに配置される請求項４に記載の短絡遮断スイッチ（１０）。
6. 前記第１の所定の切断領域（２１０，２２１０）は、２つの第１の分離ウェブ（２１１，２２１１，２１２，２２１２）を有し、
   前記第２の所定の切断領域（２２０，２２２０）は、２つの第２の分離ウェブ（２２１，２２２１，２２２，２２２２）を有する請求項４又は請求項５のいずれかに記載の短絡遮断スイッチ（１０）。
7. 前記分離区域（１２００）は、曲げられたブレード（１２３１，１２３２，１２４１，１２４２，１２５１，１２５２）を有する請求項２乃至６のいずれかに記載の短絡遮断スイッチ（１０）。
8. 前記中心部（２３０）に面する前記切断プランジャ（３００，３３００）のプランジャ表面（３１０，３３１０）が面取りされる請求項１乃至７のいずれかに記載の短絡遮断スイッチ（１０）。
9. 前記中心部（２３０）は、孔（２３１）を有し、
   前記切断プランジャ（３００）は、ピン（３２０）を有し、
   前記ピン（３２０）は、前記孔（２３１）内に配置される請求項１乃至８のいずれかに記載の短絡遮断スイッチ（１０）。
10. 前記中心部（２３０）は、孔（３２３１）を有し、
    前記切断プランジャ（３３００）は、開口（３３２０）を有し、
    前記開口（３３２０）及び前記孔（３２３１）内にはピン（３４００）が配置される請求項１乃至９のいずれかに記載の短絡遮断スイッチ（１０）。
11. 前記孔（２３１，３２３１）及び前記ピン（３２０，３４００）は、各々、非円形の断面を有する請求項９又は請求項１０のいずれかに記載の短絡遮断スイッチ（１０）。
12. 前記中心部（２３０）に面する前記切断プランジャ（３３００）のプランジャ表面（３３１０）の縁領域（３３１１）は、前記切断プランジャ（３３００）の前記プランジャ表面（３３１０）の残りの部分と比べて高くなっている請求項１乃至１１のいずれかに記載の短絡遮断スイッチ（１０）。
13. 前記切断プランジャ（３００，３３００）は、前記切断プランジャ（３００，３３００）の移動方向（３０１）に平行に方向付けられた溝（３３０，３４０，３５０，３６０）を有する請求項１乃至１２のいずれかに記載の短絡遮断スイッチ（１０）。
14. 前記短絡遮断スイッチ（１０）はハウジング（４００）を有する請求項１乃至１３のいずれかに記載の短絡遮断スイッチ（１０）。
15. 前記切断プランジャ（３００，３３００）は、前記切断プランジャ（３００，３３０）の移動方向（３０１）に平行に方向付けられた縦リブ（３７０，３８０）を有し、
    前記ハウジング（４００）は、案内溝（４１０，４２０）を有し、
    前記縦リブ（３７０，３８０）は、前記案内溝（４１０，４２０）内に支持される請求項１４に記載の短絡遮断スイッチ（１０）。
16. 前記ハウジング（４００）内には磁石（４４０，４５０）が配置される請求項１４又は請求項１５に記載の短絡遮断スイッチ（１０）。

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