JP6998450B2 - アクチュエータを備える直流電気回路遮断スイッチ組立体 - Google Patents

Description

本発明は、直流電気回路遮断スイッチ組立体に関連し、国際特許分類によれば、そのような発明は、電気に属し、基本的電気部品、すなわち、電流に依存して適切な装置を用いて起動される爆発を用いて活動化されるスイッチング機器の中に列挙されるスイッチおよびスイッチ組立体に含まれ、そのような発明は、クラスＨ０１Ｈ３９／００６に属する。

本発明は、小型で簡単なスイッチ組立体をどのように作成するかという問題に向けられ、このスイッチ組立体は、一方では、長期間繰り返される誘導に関係がある影響だけではなく、動的電流負荷がかかること、すなわち、各直流電圧（ＤＣ）電気回路内部の電流値の変動も耐えることができるべきであり、他方では、このスイッチ組立体の活動化により、自由に使用できる各電流値とは無関係に、アークをまったく形成することなく前記電気回路を即座に遮断可能であるべきであり、同時に、自由に使用できる各電流値および各電圧値とは無関係に、各電圧源から１つまたは複数の各電気負荷を全体として電気的に絶縁することを確実にすべきであり、そのようなスイッチ組立体は、それ自体のアクチュエータを備えつけるべきであり、アクチュエータは、たとえば、乗用車衝突の状況で電気的過負荷にも機械的過負荷にも信頼できるように反応すべきであり、したがって、どんな他の組立体とも無関係に搭載および機能するのに適した完全自律型組立体と考えられるべきであり、この完全自律型組立体は、さまざまな目的に役立ち、前記スイッチ組立体を搭載すべき車両または任意の他の装置それぞれで利用可能である。

直流電気回路遮断スイッチ組立体は、そのようなものとして本出願人が参照文献により参照する係争中のスロベニア特許出願第Ｐ－２０１７００２２７号明細書（特許文献１）で開示されている。そのようなスイッチ組立体は、直流電気回路を遮断するために予見され、１次電気伝導体および２次電気伝導体を介して電気接続を確立するとき、直流電圧電源と少なくとも１つの負荷の間で一体化するのに適しており、その結果、スイッチ組立体の前記伝導体を用いて、前記電源の１次端子が、各電気負荷の１次端子と電気的に接続可能であり、前記電源の２次端子が、各電気負荷の２次端子と電気的に接続可能である。スイッチ組立体の前記１次電気伝導体は、互いに並列に接続された２つの分岐を備え、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、遮断部材を伴うだけではなく、アクチュエータも伴うパイロスイッチを含み、遮断部材は、前記パイロスイッチを通して伸長する１次電気伝導体の前記第２の分岐を遮断することができ、アクチュエータは、各電気回路内の電流値を監視するのに適したセンサから、または少なくとも１つの物理的特性を監視するのに適した、前記スイッチ組立体が一体化された任意の装置内の所望の各場所で利用可能な任意の他のセンサから受信した電気インパルスを用いて、中に含有される少なくとも１つの化学反応物の爆発によって１次電気伝導体の前記第２の分岐を遮断することにより、前記遮断部材（５１）の適切な動きを確実にすることができる。前記パイロスイッチは、遮断部材を用いて１次電気伝導体の前記第２の分岐が遮断されず、かつ前記遮断部材が２次電気伝導体から十分に離れた距離で保持される遮断部材の第１の位置、すなわち、初期位置から、１次電気伝導体の第２の分岐全体にわたり電気回路が遮断され、かつ遮断部材がスイッチ組立体の２次伝導体と電気伝導性接触で保持される遮断部材の第２の位置、すなわち、ずれた位置の中に、前記パイロスイッチ内部で移動可能なそのような遮断部材を備える。

しかしながら、論じるスイッチ組立体では、前記アクチュエータは、重大な環境では、すなわち、機械的過負荷の場合には、詳細には、衝突の状況では、各電気回路内の電流の値を監視するのに役立っているセンサから、または任意の他の物理的値を監視するのに役立っている、前記スイッチ組立体が搭載された装置内部の所望の各場所で利用可能な任意の他のセンサから、必要とされるインパルスまたは信号を受信する。そのような場合、スイッチ組立体の機能性は、遮断部材のトリガおよび移動に必要とされる信号を前記アクチュエータが受信すべき他の各機器の機能性に依存する。実際の適用例によれば、これは、トリガ信号を受信すべき特定の各組立体にそのようなスイッチ組立体のアクチュエータを適合させなければならないことを意味し、その結果、そのようなスイッチ組立体が機能することによる信頼性はまた、アクチュエータが自身をトリガするために必要とされるような信号を受信する他の各機器の信頼性に絶対的に依存する。

直流電気回路遮断スイッチ組立体は、米国特許第９，２２１，３４３（Ｂ２）号明細書（特許文献２）（Ｔｅｓｌａ Ｍｏｔｏｒｓ， Ｉｎｃ．）で開示されている。そのようなスイッチ組立体は、１次伝導体および２次伝導体を介して各負荷に電気的に接続された直流電圧源を含む。そのような組立体は、一般に電気車両の中に搭載するのに適しており、たとえば車両衝突による緊急事態で電気回路を遮断するのに役立つ。実践では、前記電圧源は、電池、または１組の相互に接続された電池であり、一方では、前記負荷は、インバータであり、インバータを介して、別の各電気回路は、電気により給電され、それにより、たとえば車両の駆動、照明、暖房および空調、サーボモータの駆動などに役立つ。論じた解決手段に関しては、２次電気伝導体は、電気エネルギー源の負端子と負荷の対応する接続端子の間で連続的に伸長する。前記直流電圧電源の正端子と負荷の残りの接続端子の間で伸長する１次電気伝導体は、ふたまたに分かれ、互いに並列に接続された２つの分離した分岐からなり、第１の分岐では、溶融部材を伴う電気ヒューズは、一体化され、一方では、第２の分岐は、電気回路が規則正しく動作する間は遮断されないパイロスイッチ（ｐｙｒｏｓｗｉｔｃｈ）を含む。前記パイロスイッチは、外装を備えつけ、外装を通して、電気伝導体は伸長し、電気伝導体は、この特定の事例では１次伝導体の前記第２の分岐に対応する。前記外装の内側には、電気絶縁材からなり、電気回路が規則正しく動作する間は前記伝導体から一定距離離れて維持される、ギロチンの形をとるブレードが一体化され、しかしながら、ブレードは、原理上は花火式アクチュエータを用いて、必要なときに伝導体に向かってさらにまた移動可能である。前記アクチュエータの活動化は、電気回路内部の電流の値を監視するのに適したセンサの側から、または任意選択で、任意の他の自由に使用できるセンサの側から、たとえば、各車両内部の膨らませることができるエアバッグの活動化に役立つセンサからアクチュエータにより受信された信号に基づき行われる。そのようなスイッチを活動化することにより、そのように遮断された電気伝導体の両方の部分は、互いに離れて反らされ、そのような状態で互いに離れて、かつさらにまた任意の他の電気伝導性構成要素から離れて分裂したままでいる。

パイロスイッチは、一般に２つの実施形態で、すなわち、通常は遮断された形（ＮＯ－ｎｏｒｍａｌｌｙ ｏｐｅｎ、常時開）、および通常は遮断されない形（ＮＣ－ｎｏｒｍａｌｌｙ ｃｌｏｓｅｄ、常時閉）で市販されている。論じる解決手段では、そのようなスイッチは、規則正しく動作する間は遮断されないが、電気回路が遮断される必要があるときにはいつでも遮断されることができる。常時閉スイッチは、はるかにより大きくて扱いにくく、したがって、電動車両で使用するのに適さない。

電力損失が低いことに加えて、そのようなパイロスイッチはまた、活動化による反応時間が非常に短いという点で、すなわち、各電気回路の遮断がほぼ１ｍｓ以内に遂行されという点で卓越している。一方では、そのようなスイッチは、時間が経過する間、温度変動のために、中に含有される化学反応物の性質が変動する可能性を考慮すると問題があり、それに加えて、さらにまた電圧過負荷および誘導に関係がある現象を考慮すると問題がある。その結果として、スイッチ組立体それぞれが正常に動作する間、両方の伝導体は、一方では電圧源と接続され、他方では、各電気負荷と接続され、それにより、電気ヒューズ内部の溶融部材の抵抗が非常に高いために、電流は、前記パイロスイッチが一体化された分岐を通って単に伝導するだけである。そのような手法で、詳細には電気車両でそのようなスイッチ組立体を使用することにより、永続性のある動的電流過負荷を耐えることができない溶融部材を伴う電気ヒューズに関連する不完全性は、最小になる。すなわち、電気車両で電気ヒューズが爆発する間、溶融部材の材料の物理的性質は、電気ヒューズを通って伝導する電流の値が長期間にわたり変動するために、やがて来る電流負荷がかかる間に溶融部材が起こすどんなさらなる反応も比較的予測できず、信頼できないような程度に変化する場合があることがわかっている。

米国特許第９，２２１，３４３（Ｂ２）号明細書（特許文献２）による前記スイッチ組立体は、前記スイッチ組立体が一体化された電気回路のそのような電流過負荷にさらされたとき、受信した信号に基づき１次電流を遮断することにより反応すべきであり、それによりまず第一に、前記パイロスイッチは活動化され、その結果、対応する分岐内部の電流は遮断され、そのとき、電流は、他の分岐を通って、すなわち、電気ヒューズの溶融部材を通って依然として伝導してもよく、次いで、電気ヒューズは溶融し始め、それにより、スイッチ組立体全体にわたり、すなわち、電圧源と各電気負荷の間で、電気回路は、完全に遮断されるようになる。電流が電気ヒューズ内の公称電流制限値のある倍数値を超える、本質的な電流過負荷の場合、溶融部材の遮断は、比較的迅速に遂行され、これは実践では、ほぼ２０ｍｓ以内を意味する。しかしながら、そのようなスイッチ組立体を車両で使用するとき、詳細には円滑に運転している間の電流過負荷は、通常はそれほど高くない。そのような場合、車両衝突により、前記アクチュエータは、パイロスイッチを正常にトリガすべきであり、それにより、電気回路内の１次伝導体に属する分岐は、遮断され、そのとき、電流は、前記伝導体の残りの分岐を通る方向に向きを変えられる。電流過負荷が電気ヒューズの公称値をほんの少しだけ超えるとき、前記溶融部材が溶融するのに数分、または１時間以上かかることさえある場合があり、これは、どんな衝突状況でも短絡および／またはアークを確立する危険性があるために、まったく受け入れることができず、危険である。それに加えて、直流電圧電気回路と各電気負荷の間で電気回路内の１次伝導体を迅速にうまく遮断する場合でさえ、２次伝導体は、依然として遮断されず、電圧源と電気負荷の両方と接続されたままである。詳細には、車両では、この不完全性は、前記電気負荷が、一方では、前記電圧源と接続され、他方では、さらにまたさまざまな電気回路と接続されるので、問題につながる場合があり、この場合、さまざまな電気回路のいくつかは、さらにまたコンデンサを包含し、コンデンサの中には、電気容量は、依然として蓄積されたままであり、コンデンサは、そのようなスイッチ組立体の１次電気伝導体が遮断されるにもかかわらず活動化を持続する追加電圧源を表す場合がある。そのような「隠れた」電圧源はまた、前記車両衝突の状況で非常に危険な場合がある。

前述の電磁スイッチは、そのようなものとして当業者に公知であり、たとえば米国特許第５，８４７，６３２（Ａ）号明細書（特許文献３）で開示されている。そのようなスイッチは、機械的負荷の変化および／または変形に相関関係がある加速度にさらされた磁石が移動することによる電磁場の変動に基づき機能している。

スロベニア特許出願第Ｐ－２０１７００２２７号明細書 米国特許第９，２２１，３４３（Ｂ２）号明細書 米国特許第５，８４７，６３２（Ａ）号明細書

本発明の目的は、直流電気回路遮断スイッチ組立体を提供することである。

本発明は、１次電気伝導体および２次電気伝導体を介して電気接続を確立するとき、直流電圧電源と少なくとも１つの負荷の間で一体化するのに適した直流電気回路遮断スイッチ組立体に関連し、その結果、スイッチ組立体の前記伝導体を用いて、前記電源の１次端子は、各電気負荷の１次端子と電気的に接続可能であり、前記電源の２次端子は、各電気負荷の２次端子と電気的に接続可能である。スイッチ組立体の前記１次電気伝導体は、互いに並列に接続された２つの分岐を備え、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、遮断部材を伴うだけではなく、アクチュエータも伴うパイロスイッチを含み、遮断部材は、前記パイロスイッチを通して伸長する１次電気伝導体の前記第２の分岐を遮断することができ、アクチュエータは、各電気回路内の電流値を監視するのに適したセンサから、または少なくとも１つの物理的特性を監視するのに適した、前記スイッチ組立体が一体化された任意の装置内の所望の各場所で利用可能な任意の他のセンサから受信した電気インパルスを用いて、中に含有される少なくとも１つの化学反応物が爆発することによって１次電気伝導体の前記第２の分岐が遮断されるために、前記遮断部材の適切な動きを確実にすることができる。

前記パイロスイッチは、前記遮断部材を用いて１次電気伝導体の前記第２の分岐が遮断されず、かつ前記遮断部材が２次電気伝導体から十分に離れた距離で保持される遮断部材の第１の位置、すなわち、初期位置から、１次電気伝導体の第２の分岐全体にわたり電気回路が遮断され、かつ遮断部材がスイッチ組立体の２次伝導体と電気伝導性接触で保持される遮断部材の第２の位置、すなわち、ずれた位置の中に、前記パイロスイッチ内部で移動可能なそのような遮断部材を備える。

本発明によれば、前記アクチュエータは、前記遮断部材を介してスイッチ組立体の２次伝導体と接続可能であり、
－電気インパルスを用いて、中に含有される少なくとも１つの化学反応物の爆発的化学反応を起動するのに適した電気的起動構成要素と、
－１次伝導体と接触し、２次伝導体から離れた遮断部材の初期位置から、２次伝導体と接触した遮断部材の２次位置の中に前記遮断部材の移動を確実にするために、前記反応物の前記化学反応の間に前記起動構成要素を活動化したとき、遮断部材に向かう方向に移動可能な押出部材と、
－前記平行分岐に加えて、前記１次電気伝導体に、１次伝導体の前記分岐と直列に前記電圧源および前記負荷と接続されるような手法で一体化された電気回路であって、前記電気回路は、スイッチ組立体が規則正しく動作する間は遮断され、かつ電気的過負荷が発生するときだけ閉じられる、すなわち、遮断されない状態に設定される接触部材を伴う少なくとも１つの不可逆的熱電ヒューズからだけではなく、スイッチ組立体が規則正しく動作する間は遮断され、スイッチ組立体内部の所定の電流値を超えたときだけ閉じられる、すなわち、遮断されない状態に設定される遮断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る電気回路と
を備える。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る。前記アクチュエータが２つ以上のヒューズを備えるときはいつでも、ヒューズは、互いに並列に接続される。そして前記アクチュエータが２つ以上の電磁スイッチを備えるときはいつでも、使い捨ての各スイッチは、互いに並列に接続される。

さらに、少なくとも１つの追加の伝導体を前記電気回路に接続することができ、追加の伝導体を用いて、前記回路は、次いで、少なくとも１つの外部センサと接続され，その結果、重大な各状況では、たとえば、車両衝突の状況では、前記アクチュエータは、ある種の回路内部の電流を監視するのに適した前記外部センサから、または少なくとも１つの別の物理的値を監視するのに適した、前記スイッチ組立体が一体化された装置の領域内の所望の各場所で利用可能な任意の他のセンサから受信した、遮断部材の移動を起動するために必要とされる信号を、前記追加の伝導体を介して提供される。

本発明は、前記遮断部材が、機械的に遮断可能であり、かつ前記遮断部材の初期位置から第２の位置まで移動可能な、１次電気伝導体の第２の分岐の一部分であることをさらに提供する。

さらになお、本発明による前記スイッチ組立体は、１次電気伝導体の第２の分岐を通る電気回路が遮断される遮断部材の第２の位置、すなわち、ずれた位置にある前記遮断部材が、スイッチ組立体の２次電気伝導体と電気伝導性接触で保持され、その結果としてさらにまた各負荷と、さらにまた各直流電圧電源の２次端子と、電気的に接触して保持されることを特徴とする。

さらに、電気的起動構成要素はまた、前記電気回路と少なくとも１つの追加の電気伝導体の両方と接続されることができ、これは、少なくとも１つの外部センサとの相互接続を確立するのに適している。

本発明についていくらかより詳細に、概略的に提示する、ある実施形態を示す。

図１に概略的に提示するある実施形態を用いて、本発明についていくらかより詳細に説明する。

直流電気回路遮断スイッチ組立体１は、１次電気伝導体１１および２次電気伝導体１２を介して電気接続を確立することにより、直流電圧電源２と少なくとも１つの負荷３の間で一体化されることができる。ここでは、スイッチ組立体１の前記伝導体１１、１２を用いて、前記電源２の１次端子２１は、各電気負荷３の１次端子３１と電気的に接続可能であり、前記電源２の２次端子２２は、各電気負荷３の２次端子３２と電気的に接続可能である。

スイッチ組立体１の前記１次電気伝導体１１は、互いに並列に接続された２つの分岐１１１、１１２を備え、第１の分岐１１１は、溶融部材４１を伴う電気ヒューズ４を含み、第２の分岐１１２は、パイロスイッチ５を含む。

前記パイロスイッチ５は、遮断部材５１だけではなく、アクチュエータ５２も備えつけ、遮断部材５１は、前記パイロスイッチ５を通って伸長する１次電気伝導体１１の前記第２の分岐１１２を遮断することができ、アクチュエータ５２は、受信した電気インパルスを用いて、中に含有される少なくとも１つの化学反応物が爆発することによって１次電気伝導体１１の前記第２の分岐１１２を遮断することにより、前記遮断部材５１の適切な動きを確実にすることができる。

任意選択で、前記アクチュエータ５２は、重大な各状況では、たとえば、乗用車の衝突により、各電気回路内の電流値を監視するのに適したセンサの構成要素５２４、５２５から、または少なくとも１つの別の物理的特性を監視するのに適した、前記スイッチ組立体１が一体化された任意の装置内部の所望の各場所で利用可能な任意の他のセンサ５２６’から、遮断部材の移動を起動するに必要とされるインパルスを受け取ることができる。

スイッチ組立体１の前記パイロスイッチ５は、前記遮断部材５１を用いて１次電気伝導体１１の前記第２の分岐１１２が遮断されず、かつ前記遮断部材５１が２次電気伝導体１２から十分に離れた距離で保持される遮断部材５１の第１の位置、すなわち、初期位置から、１次電気伝導体１１の第２の分岐１１２全体にわたり電気回路が遮断され、かつ遮断部材５１がスイッチ組立体１の２次伝導体１２と電気伝導性接触で保持される遮断部材５１の第２の位置、すなわち、ずれた位置の中に、前記パイロスイッチ５内部で移動可能な遮断部材５１を備える。

ここでは、前記遮断部材５１は、機械的に遮断可能であり、かつ前記遮断部材５１の初期位置から第２の位置まで移動可能な、１次電気伝導体１１の第２の分岐１１２の一部分とすることができる。

その結果として、前記遮断部材５１は、その第２の位置、すなわち、ずれた位置にあり、その位置では、１次電気伝導体１１の第２の分岐１１２を通る電気回路は、遮断され、スイッチ組立体１の２次電気伝導体１２と電気伝導性接触で保持され、これと共にその結果としてさらにまた各負荷３と、さらにまた直流電圧電源２の２次端子２２と、電気的に接触して保持される。

スイッチ組立体１は、疑いもなく簡単であり、適切なパイロスイッチ５を導入するにもかかわらず、必要とされる各空間を考慮すると、大きく取り扱いにくいということはまったくない。前記パイロスイッチ５、および溶融部材４１を伴う電気ヒューズ４を１次電気伝導体１１の２つの分離した分岐１１１、１１２の中に配列するおかげで、そのようなスイッチ組立体１は、温度変動に耐えることができ、さらに、誘導性変動だけではなく、動的電流強度、すなわち、特定の各直流電圧（ＤＣ）電気回路内部の電流値の頻繁な変化にも対処することができる。一方では、前記スイッチ組立体は、たとえば電気駆動車両が衝突する状況では、各電圧、および電流の実際の各値とは無関係に、詳細には、自由に使用できる１つまたは複数の各電気負荷が自由に使用できる各直流電圧電源に関して完全に絶縁されるようになるアークを確立することなく、アクチュエータ５２の活動化に基づき、前記直流電圧電気回路を即座に遮断することを可能にする。遮断部材５１が、前記スイッチ組立体１および各負荷３を介して、遮断部材５１の最初の位置、すなわち、遮断されていない位置から、各直流電圧回路内の２次伝導体１２と接触する遮断部材５１のずれた位置の中へ前記移動するおかげで、電圧源２から完全に分離された追加の電気回路が確立され、任意の追加の電源が、そのような新しく確立された回路の内部に隠れたままでいるが、そのような電源は、電源２と接触するようになる可能性がない。

本発明は、所定の各要件が満たされたとき、スイッチ組立体１の自動的活動化を可能とする。この目的のために、前記アクチュエータ５２は、前記遮断部材５１を介してスイッチ組立体１の２次伝導体１２と接続可能であり、１つずつより詳細に説明する電気的起動構成要素５２１、押出部材５２２だけではなく、電気回路５２３も備える。

前記電気的起動構成要素５２１は、電気インパルスを用いて、中に含まれる少なくとも１つの化学反応物の爆発的化学反応を起動するのに適しており、前記化学反応物の化学構造は、従来技術で公知のパイロスイッチで使用される化学構造に対応する可能性がある。

前記押出部材５２２は、１次伝導体１１と接触し、かつ２次伝導体１２から離れた遮断部材５１の初期位置から、２次伝導体１２と接触した遮断部材５１の２次位置の中に前記遮断部材５１の移動を確実にするためだけに、前記反応物の前記化学反応の間に前記起動構成要素５２１を活動化したとき、遮断部材５１に向かう方向に移動可能である。

前記電気回路５２３は、前記並列分岐１１１、１１２に加えて、前記１次電気伝導体１１に、一次伝導体１１の前記分岐１１１、１１２と直列に前記電圧源２および前記負荷３と接続されるような手法で一体化される。ここでは、前記電気回路５２３は、スイッチ組立体１が規則正しく動作する間は遮断され、かつ電気的過負荷が発生するときだけ閉じられる、すなわち、遮断されない状態に設定される接触部材５２４’を伴う少なくとも１つの不可逆的熱電ヒューズ５２４からだけではなく、スイッチ組立体１が規則正しく動作する間は遮断され、かつスイッチ組立体１内部の所定の電流値を超えたときだけ閉じられる、すなわち、遮断されない状態に設定される遮断部材５２５’を伴う少なくとも１つの電磁リードスイッチ５２５からも構成される。アクチュエータ５２の前記ヒューズ５２４、およびアクチュエータ５２の前記電磁スイッチ５２５は、互いに並列に接続される。

また、この事例では、前記アクチュエータ５２が２つ以上のヒューズ５２４を備えるとき、自由に使用できる各ヒューズ５２４は、互いに並列に接続され、まったく同様に、前記アクチュエータ５２が２つ上の電磁スイッチ５２５を備えるときはいつでも、自由に使用できる各スイッチ５２５もまた、互いに並列に接続される。

電気的起動構成要素５２１は、前記電気回路５２３と少なくとも１つの追加の電気伝導体５２６の両方と接続され、これは、少なくとも１つの外部センサ５２６’との相互接続を確立するのに適している。

重大な各状況では、たとえば、車両衝突の状況では、前記アクチュエータ（５２）が、ある種の回路内部の電流値を監視するのに適した前記外部センサ５２６’から、または少なくとも１つの別の物理的値を監視するのに適した、前記スイッチ組立体１が一体化された装置の領域内の所望の各場所で利用可能な任意の他のセンサから、前記追加の伝導体５２６を介して受信される、遮断部材（５１）の移動を起動するために必要とされる信号を提供することができる別の実施形態もまた可能である。

そのようなスイッチ組立体の活動化は、一般に過度の電流過負荷により、または短絡の状況で遂行される。

過度の電流による活動化は、スイッチ組立体の伝導体構成要素と熱伝導性接触で配列された前記不可逆的熱電ヒューズ５２４を用いて遂行される。電流を増大させることにより、温度もまた上昇し、各活動化条件は、ヒューズ５２４の適切な寸法設計または選択に基づき前もって規定することができる。電流が所定の公称値よりも大きくなるとすぐに、パイロスイッチの伝導性構成要素は加熱し始め、接触部材５２４’を伴うヒューズ５２４もまた加熱される。所定の温度に到達するとすぐに、ヒューズ５２４の接触部材５２４’はずらされて、ヒューズ５２４を通る電気回路は、確立され、すなわち、遮断されず、電流は電気回路を通って流れ始め、しかしながら、この電流はアクチュエータ５２の抵抗で制限され、その結果、過負荷の場合、パイロスイッチ５は活動化されるので、遮断部材５１は、アクチュエータ５２を用いて、一次伝導体１１と接触する遮断部材５１の初期位置から、２次伝導体１２と接触する２次位置の中にずらされる。

短絡の状況での活動化は、外部磁場を感知可能な、非常に短い期間以内に、たとえば５０μｓ以内に反応することができる前記電磁リードスイッチ５２５を用いて遂行される。前記期間は、より大きな電流により、それに対応してより高い磁場強度によりさらに短くなる。そのような短い活動化期間、すなわちトリガ期間は、詳細には短絡回路条件でのパイロスイッチの電流耐性に起因して達成される必要がある。前記電磁リードスイッチは、パイロスイッチ５の伝導性構成要素から適切な距離だけ離して配列され、短絡による過負荷に対して電磁スイッチが活動化している各条件はまた、前記スイッチ５２５の感度、すなわち反応性が電磁場発生源からの距離に反比例するので、スイッチ５２５の位置を調節することに基づき前もって決定することができる。短絡の状況で電流が増大し始めるとき、電磁場が発生し、これにより、電磁リードスイッチ５２５は影響を受ける。所定の磁場強度で、電磁スイッチ５２５内の接触部材５２５’は、互いに接触するようになり、これ共に、電流を伝導させるのに適した回路は、前記スイッチ５２５内部で確立される。この状況では、電流もまた決定され、すなわち、アクチュエータ５２の抵抗により制限され、過負荷により、すなわち、短絡により、前記パイロスイッチ５は活動化され、その結果、前記アクチュエータ５２を用いて、遮断部材５１は、１次伝導体１１と接触する遮断部材５１の初期位置から、２次伝導体１２と接触する遮断部材５１の２次位置の中にずらされる。

Claims (5)

1. １次電気伝導体（１１）および２次電気伝導体（１２）を介して電気接続を確立することにより、直流電圧電源（２）と少なくとも１つの負荷（３）の間で一体化するのに適した直流電気回路遮断スイッチ組立体（１）であって、その結果、前記スイッチ組立体（１）の前記１次電気伝導体及び前記２次電気伝導体（１１、１２）を用いて、前記電源（２）の１次端子（２１）は、各前記電気負荷（３）の１次端子（３１）と電気的に接続可能であり、前記電源（２）の２次端子（２２）は、各前記電気負荷（３）の２次端子（３２）と電気的に接続可能であり、前記スイッチ組立体（１）の前記１次電気伝導体（１１）は、互いに並列に接続された２つの分岐（１１１、１１２）を備え、第１の分岐（１１１）は、溶融部材（４１）を伴う電気ヒューズ（４）を含み、第２の分岐（１１２）は、遮断部材（５１）を伴うだけではなく、アクチュエータ（５２）も伴うパイロスイッチ（５）を含み、前記遮断部材（５１）は、前記パイロスイッチ（５）を通って伸長する前記１次電気伝導体（１１）の前記第２の分岐（１１２）を遮断することができ、前記アクチュエータ（５２）は、各電気回路内の電流値を監視するのに適したセンサから、または少なくとも１つの物理的特性を監視するのに適した、前記スイッチ組立体（１）が一体化された任意の装置内の所望の各場所で利用可能な任意の他のセンサから受信した電気インパルスを用いて、中に含有される少なくとも１つの化学反応物が爆発することによって前記１次電気伝導体（１１）の前記第２の分岐（１１２）が遮断されるために、前記遮断部材（５１）の適切な動きを確実にすることができ、前記パイロスイッチ（５）は、前記遮断部材（５１）を用いて前記１次電気伝導体（１１）の前記第２の分岐（１１２）が遮断されず、かつ前記遮断部材（５１）が前記２次電気伝導体（１２）から十分に離れた距離で保持される前記遮断部材（５１）の第１の位置、すなわち、最初の位置から、前記１次電気伝導体（１１）の前記第２の分岐（１１２）全体にわたり前記電気回路が遮断され、かつ前記遮断部材（５１）が前記スイッチ組立体（１）の前記２次電気伝導体（１２）と電気伝導性接触で保持される前記遮断部材（５１）の第２の位置、すなわち、ずれた位置の中に、前記パイロスイッチ（５）内部で移動可能なそのような遮断部材（５１）を備えるスイッチ組立体であって、前記アクチュエータ（５２）は、前記遮断部材（５１）を介して前記スイッチ組立体（１）の前記２次電気伝導体（１２）と接続可能であり、
   －電気インパルスを用いて、中に含有される少なくとも１つの化学反応物の爆発的化学反応を起動するのに適した電気的起動構成要素（５２１）と、
   －前記１次電気伝導体（１１）と接触し、かつ前記２次伝導体（１２）から離れた遮断部材（５１）の初期位置から、前記２次電気伝導体（１２）と接触した遮断部材（５１）の２次位置の中に前記遮断部材（５１）の移動を確実にするために、前記反応物の前記化学反応の間に前記電気的起動構成要素（５２１）を活動化したとき、前記遮断部材（５１）に向かう方向に移動可能な押出部材（５２２）と、
   －前記並列分岐（１１１、１１２）に加えて、前記１次電気伝導体（１１）の前記分岐（１１１、１１２）と直列に前記電圧源（２）および前記負荷（３）と接続されるような手法で、前記１次電気伝導体（１１）に一体化された電気回路（５２３）であって、前記電気回路（５２３）は、前記スイッチ組立体（１）が規則正しく動作する間は遮断され、電気的過負荷が発生するときだけ閉じられ、すなわち、遮断されない状態に設定される接触部材（５２４’）を伴う少なくとも１つの不可逆的熱電ヒューズ（５２４）からだけではなく、前記スイッチ組立体（１）が規則正しく動作する間は遮断され、前記スイッチ組立体（１）内部の所定の電流値を超えたときだけ閉じられる、すなわち、遮断されない状態に設定される遮断部材（５２５’）を伴う少なくとも１つの電磁リードスイッチ（５２５）からも構成され、前記アクチュエータ（５２）の前記不可逆的熱電ヒューズ（５２４）、および前記アクチュエータ（５２）の前記電磁リードスイッチ（５２５）は、互いに並列に接続され、その場合、前記アクチュエータ（５２）が２つ以上の前記不可逆的熱電ヒューズ（５２４）を備えるとき、前記不可逆的熱電ヒューズ（５２４）は、互いに並列に接続され、その場合、前記アクチュエータ（５２）が２つ以上の電磁リードスイッチ（５２５）を備えるとき、使い捨ての各電磁リードスイッチ（５２５）はまた、互いに並列に接続される前記電気回路（５２３）と
   を備えることを特徴とするスイッチ組立体。
2. 少なくとも１つの追加の伝導体（５２６）は、前記電気回路（５２３）に接続され、前記追加の伝導体（５２６）を用いて、前記電気回路（５２３）は、次いで、少なくとも１つの外部センサ（５２６’）と接続され，その結果、重大な状況では、たとえば、車両衝突の状況では、前記アクチュエータ（５２）は、ある種の回路内部の電流を監視するのに適した前記外部センサ（５２６’）から、または少なくとも１つの別の物理的値を監視するのに適した、前記スイッチ組立体（１）が一体化される装置の領域内の所望の各場所で利用可能な任意の他のセンサから受信した、遮断部材（５１）の移動を起動するために必要とされる信号を、前記追加の伝導体（５２６）を介して提供されてもよいことを特徴とする、請求項１に記載のスイッチ組立体。
3. 前記遮断部材（５１）は、機械的に遮断可能であり、かつ前記遮断部材（５１）の前記初期位置から前記遮断部材（５１）の前記第２の位置まで移動可能な、前記１次電気伝導体（１１）の前記第２の分岐（１１２）の一部分であることを特徴とする、請求項１または２に記載のスイッチ組立体。
4. 前記１次電気伝導体（１１）の前記第２の分岐（１１２）を通る前記電気回路が遮断される前記遮断部材（５１）の前記第２の位置、すなわち、前記ずれた位置にある前記遮断部材（５１）は、前記スイッチ組立体（１）の前記２次電気伝導体（１２）と電気伝導性接触で保持され、その結果としてさらにまた各前記負荷（３）と、さらにまた前記直流電圧電源（２）の前記２次端子（２２）と電気的に接触して保持されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のスイッチ組立体。
5. 前記電気的起動構成要素（５２１）はまた、前記電気回路（５２３）と前記少なくとも１つの追加の電気伝導体（５２６）の両方と接続され、これは、少なくとも１つの前記外部センサ（５２６’）との相互接続を確立するのに適していることを特徴とする、請求項２に記載のスイッチ組立体。

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