JPWO2017199665A1 - スイッチング装置、移動体及び電力供給システム - Google Patents

Abstract

【課題】電力供給時の電力効率を低下させずに電力の切断時にアーク放電の発生を小規模の構成で抑制することが可能なスイッチング装置を提供する。
【解決手段】電源から負荷への第１の電流経路の接続及び遮断を切り替える第１スイッチと、前記第１スイッチと並列に設けられ、前記電源から前記負荷への第２の電流経路の接続及び遮断を切り替える第２スイッチと、電源と、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチとの間に設けられ、前記電源からの電流の遮断時に、前記第２スイッチにより前記第２の電流経路が遮断状態になるまでに前記第２スイッチへ流れる電流を減少させる回路と、を備え、前記電源からの電流の供給時には前記第２スイッチ、前記第１スイッチの順に接続し、前記電源からの電流の遮断時には前記第１スイッチ、前記第２スイッチの順に遮断する、スイッチング装置が提供される。
【選択図】図１

Description

本開示は、スイッチング装置、移動体及び電力供給システムに関する。

直流給電でも交流給電でも、電力の切断時にはアーク放電が発生する。交流の場合、所定の時間毎（例えば１０ミリ秒毎）に電圧がゼロとなる瞬間があるので、アーク放電は少なくとも上記所定の時間内（例えば１０ミリ秒以内）に自然に止まる。しかし直流給電では、ゼロ電圧となる瞬間がないため、アーク放電は自然には止まらない。

そのため、直流給電の場合に電力の切断時にアーク放電の発生を抑えることを目的とした技術が開示されている（特許文献１，２等参照）。

特開２００３−２０３７２１号公報 特表２０１４−５２２０８８号公報

直流給電の場合に電力の切断時にアーク放電の発生を抑えることはもちろんであるが、アーク放電の発生を抑えるための構成が大規模なものになるのは好ましくなく、またアーク放電の発生を抑えるための構成を加えることで直流給電の最中に電力供給効率を低下させるのも好ましくない。従って、直流電力供給時の電力効率を低下させずに、直流電力の切断時にアーク放電の発生を小規模の構成で抑制することが望ましい。

そこで本開示では、電力供給時の電力効率を低下させずに電力の切断時にアーク放電の発生を小規模の構成で抑制することが可能な、新規かつ改良されたスイッチング装置、移動体及び電力供給システムを提案する。

本開示によれば、電源から負荷への第１の電流経路の接続及び遮断を切り替える第１スイッチと、前記第１スイッチと並列に設けられ、前記電源から前記負荷への第２の電流経路の接続及び遮断を切り替える第２スイッチと、電源と、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチとの間に設けられ、前記電源からの電流の遮断時に、前記第２スイッチにより前記第２の電流経路が遮断状態になるまでに前記第２スイッチへ流れる電流を減少させる回路と、を備え、前記電源からの電流の供給時には前記第２スイッチ、前記第１スイッチの順に接続し、前記電源からの電流の遮断時には前記第１スイッチ、前記第２スイッチの順に遮断する、スイッチング装置が提供される。

また本開示によれば、上記スイッチング装置を備える、移動体が提供される。

また本開示によれば、直流電力を供給するバッテリと、前記バッテリから供給される直流電力による駆動する駆動部と、前記バッテリと前記駆動部との間に設けられる、少なくとも１つの、上記スイッチング装置と、を備える、電力供給システムが提供される。

以上説明したように本開示によれば、電力供給時の電力効率を低下させずに電力の切断時にアーク放電の発生を小規模の構成で抑制することが可能な、新規かつ改良されたスイッチング装置、移動体及び電力供給システムを提供することが出来る。

なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。

本開示の一実施形態に係る直流電力供給システムの構成例を示す説明図である。 スイッチング装置１００の構成例を示す説明図である。 スイッチング装置１００の別の構成例を示す説明図である。 スイッチの押し込み量、接点の状態の推移、及び負荷に掛かる電圧の関係をタイミングチャートで示す説明図である。 スイッチング装置１００の別の構成例を示す説明図である。 スイッチング装置１００の別の構成例を示す説明図である。 スイッチング装置１００の別の構成例を示す説明図である。 スイッチング装置１００の別の構成例を示す説明図である。 スイッチの側面の例を示す説明図である。 スイッチの断面の例を示す説明図である。 スイッチング装置１００を備えた移動体２００の機能構成例を示す説明図である。

以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．本開示の一実施形態
１．１．背景
１．２．構成例
２．まとめ

＜１．本開示の一実施形態＞
［１．１．背景］
本開示の一実施形態について詳細に説明する前に、まず本開示の一実施形態の背景について説明する。

直流給電でも交流給電でも、電力の切断時には、電圧と電流がある所定の値以上になると、電極間の電位差によるスパークやアーク放電が発生する。交流の場合、所定の時間毎（例えば１０ミリ秒毎）に電圧がゼロとなる瞬間があるので、アーク放電は少なくとも上記所定の時間内（例えば１０ミリ秒以内）に自然に止まる。

しかし直流給電では、交流給電と違って電圧がゼロとなる瞬間がないため、アーク放電は自然には止まらない。アーク放電は、金属の溶断や溶着といった接点の劣化を発生させ、電力給電の信頼性が低下するおそれがある。

そのため、直流給電の場合に電力の切断時にアーク放電の発生を抑えることを目的とした技術が開示されている。例えば、コンデンサと抵抗とを用いたスナバ回路を揺動接触子の間に接続して回避する技術が従来から提案されている。

しかし、直流給電の場合にスナバ回路を用いてアーク放電を防ぐためには、容量の大きなコンデンサと小さな抵抗を用いなければ十分な効果が得られず、十分な効果を得ようとするとスナバ回路が大型化してしまう。また、スナバ回路を用いてアーク放電を防ぐ場合、直流電力の切断後に直流電源に再度接続しようとすると、容量の大きなコンデンサにチャージされた電荷によるショート電流が大きくなり、接点が溶着してしまう。

また差込プラグをプラグ受けに抜き差しすることによって直流給電を行う場合において、アーク放電の発生を防ぐために差込プラグに機械的スイッチを設け、差込プラグをプラグ受けから抜去する際にその機械的スイッチを操作することでアーク放電の発生を防ぐ技術もある。しかし、この技術では差込プラグの抜去時に機械的スイッチの操作という煩雑な操作を利用者に強いる必要が生じる。

機械的にアーク放電を除去する方法もある。しかし機械的にアーク放電を除去するためには、接点の引き剥がし速度を上げたり、磁気回路によってアークを引き剥がしたりするなどの構造が必要となり、アーク放電を除去するための回路が大型化してしまう。

直流給電の場合に電力の切断時にアーク放電の発生を抑えることを目的とした技術として、他に上記特許文献１，２等がある。

上記特許文献１は、直流給電時に電流が流れる経路上にスイッチング素子を設け、プラグ受けからの差込プラグの抜去時にスイッチング素子をオフにすることで、アーク放電の発生を抑える技術を開示している。

しかし、特許文献１に開示されている技術では、直流給電時に電流がスイッチング素子を流れるために、直流給電時にスイッチング素子において電力が消費されるとともに、直流給電時にスイッチング素子が発熱する。

上記特許文献２も、直流給電時に電流が流れる経路上にスイッチング素子を備えるアーク吸収回路を設け、プラグ受けからの差込プラグの抜去時にスイッチング素子をオフにすることで、アーク放電の発生を抑える技術を開示している。

しかし、特許文献２で開示されている技術では、アーク吸収回路として２つのスイッチング素子や、スイッチング素子をオフにするためのタイマを設けており、アーク電力を一時的に蓄えて、その蓄えた電力を放出するための回路が必要になり、回路が大型化する。

そこで本件開示者は、上述した背景に鑑み、直流電力供給時の電力効率を低下させずに直流電力の遮断時にアーク放電の発生を小規模の構成で抑制することが可能な技術について鋭意検討を行った。その結果、本件開示者は、以下で説明するように、直流電力の遮断時に機械的接点のアーク発生を防止するための回路が機械的接点と並列に設けられる構成において、上記回路の消費電力を抑えながら、絶縁耐圧を高めることができるスイッチング装置を考案するに至った。

以上、本開示の一実施形態の背景について説明した。続いて、本開示の実施の形態について詳細に説明する。

［１．２．構成例］
まず、本開示の一実施形態に係る直流電力供給システムの構成例について説明する。図１は、本開示の一実施形態に係る直流電力供給システムの構成例を示す説明図である。以下、図１を用いて、本開示の一実施形態に係る直流電力供給システムの構成例について説明する。

図１には、直流電力を給電する直流電源装置１０と、直流電源装置１０からの直流電力を受電する負荷２０と、を含む直流電力供給システム１の構成例が示されている。直流電源装置１０は、直流電力を給電する電源装置であり、例えば内部に蓄電池を備えて直流電力を負荷２０へ給電するものであってもよく、太陽光、風力、地熱、バイオマスその他の自然エネルギーによって発電された電力を直流電力として負荷２０へ給電するものであってもよい。

そして図１には、直流電源装置１０と負荷２０との間にスイッチング装置１００が設けられている直流電力供給システム１が図示されている。スイッチング装置１００は、直流電源装置１０からの直流電力の供給と遮断とを切り替えるために設けられる装置である。

スイッチング装置１００の構成については後に詳述するが、スイッチング装置１００は、直流電源装置１０から直流電力が供給されている状態でその電力供給を遮断する際に、アークの発生を防止するための回路を備える。

本実施形態では、直流電源装置１０と負荷２０との間に、直流電力の供給と遮断とを切り替えるスイッチング装置１００を備えることで、直流電力供給時の電力効率を低下させずに直流電力の切断時にアーク放電の発生を抑制することが出来る。また本実施形態に係るスイッチング装置１００は、後述するように小規模の回路を備えるので、回路規模を増大させること無く、直流電力の切断時にアーク放電の発生を抑制することが出来る。

図２は、スイッチング装置１００の構成例を示す説明図である。図２に示したように、スイッチング装置１００は、回路１１０と、スイッチＳＷ１と、を含んで構成される。

回路１１０は、直流電源装置１０から直流電力が供給されている状態でその電力供給を遮断する際に、直流電源装置１０からの電流を減少させる方向に動作する回路である。

回路１１０は、ＭＯＳＦＥＴ Ｔ１と、コンデンサＣ１と、抵抗Ｒ１と、ダイオードＤ１と、を含んで構成される。回路１１０は電圧積分回路として機能する。

ＭＯＳＦＥＴ Ｔ１は、本実施形態ではｎ型のＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ） を用いている。ＭＯＳＦＥＴ Ｔ１は、スイッチＳＷ１の接点１ｂが接続している状態で、直流電源装置１０から負荷２０へ電流が流れる経路上に設けられる。

コンデンサＣ１は、ＭＯＳＦＥＴ Ｔ１のドレイン端子とゲート端子との間に設けられる。また抵抗Ｒ１は、ＭＯＳＦＥＴ Ｔ１のゲート端子とソース端子との間に設けられる。そしてコンデンサＣ１と抵抗Ｒ１とは直列に接続されている。

スイッチＳＷ１は、接点１ａ、２ａを有する。接点１ａは、直流電源装置１０から、ＭＯＳＦＥＴ Ｔ１を介さずに負荷２０に電流を流す電流経路（第１の電流経路）上に設けられている。接点１ｂは、直流電源装置１０から、ＭＯＳＦＥＴ Ｔ１を介して負荷２０に電流を流す電流経路（第２の電流経路）上に設けられている。

スイッチＳＷ１は、例えば、押しボタン式スイッチ、スライド式スイッチ、またはリレースイッチである。そしてスイッチＳＷ１は、直流電源装置１０から直流電力を供給する際には、接点２ａ、１ａの順に接続するように動作し、直流電源装置１０からの直流電力を遮断する際には、接点１ａ、２ａの順に乖離するように動作する。スイッチＳＷ１には、接点１ａ、２ａを接続または乖離させるために、バネ１０１等の弾性体が設けられていても良い。

スイッチング装置１００の動作を説明する。まず直流電源装置１０から直流電力を供給する際の動作を説明する。直流電源装置１０から直流電力を供給するためにスイッチＳＷ１が押し込まれると、まず接点２ａが接続される。この時点では、ＭＯＳＦＥＴ Ｔ１がオフ状態となっているために、直流電源装置１０から負荷２０へは電流が流れない。

その後、さらにスイッチＳＷ１が押し込まれて接点１ａが接続されると、直流電源装置１０から負荷２０へ電流が流れる。

続いて直流電源装置１０からの直流電力を遮断する際の動作を説明する。スイッチＳＷ１が引き上げられ接点１ａが乖離され、接点２ａだけが接続されている状態になると、接点１ａに電流集中が発生し、その電流集中による電圧が接点１ａと接点２ａとの間に発生する。

接点１ａと接点２ａとの間に発生した電圧はコンデンサＣ１を介してＭＯＳＦＥＴ Ｔ１のゲート電圧を誘起させて、ＭＯＳＦＥＴ Ｔ１をオン状態にする。ＭＯＳＦＥＴ Ｔ１がオン状態になると、接点１ａと接点２ａとの間の電圧を低下させる方向に電流が流れる。

ＭＯＳＦＥＴ Ｔ１がオン状態になり、接点１ａと接点２ａとの間の電圧を低下させる方向に電流が流れることにより、接点１ａと接点２ａとの電位差が低減される。接点１ａと接点２ａとの電位差が低減されることによって、接点１ａが乖離された状態になっても、アーク放電の発生に至ることはない。

ＭＯＳＦＥＴ Ｔ１のドレイン端子とソース端子との間の電圧は、ＦＥＴのゲート電圧による伝達関数に沿った電圧に収まる。接点１ａが乖離されてから、接点１ａと接点２ａとの間で発生した電圧によってコンデンサＣ１の充電が進むと、ＭＯＳＦＥＴ Ｔ１のゲート電圧が低下し、ＭＯＳＦＥＴ Ｔ１はオフ状態に移行することでＭＯＳＦＥＴ Ｔ１に電流が流れなくなる。ＭＯＳＦＥＴ Ｔ１がオフ状態に移行した後に接点２ａが乖離されても、ＭＯＳＦＥＴ Ｔ１に電流が流れていないので、アーク放電の発生に至ることはない。

回路１１０の抵抗Ｒ１に並列に接続されたダイオードＤ１は、接点１ａと接点２ａとの両方が接続されて接点１ａと接点２ａとがショートされた場合に、抵抗Ｒ１を介さずコンデンサＣ１に蓄積された電荷を短時間に放電するために設けられる。

回路１１０において、ダイオードＤ１が抵抗Ｒ１と並列に設けられることで、例えば接点１ａ、２ａの接続がチャタリングなどの現象を起こしても、回路１１０の電圧積分機能が短時間で復帰できるようにしている。抵抗Ｒ１は、ＭＯＳＦＥＴ Ｔ１のゲート端子に電圧を供給するが、電圧の供給時間はコンデンサＣ１の容量と抵抗Ｒ１の抵抗値との積の関係で決まる。

なお、上述した例ではＭＯＳＦＥＴ Ｔ１としてｎ型のＭＯＳＦＥＴを用いており、正極側に電圧積分機能を有する回路１１０を配置していたが、本開示は係る例に限定されるものではない。ｐ型のＭＯＳＦＥＴを用いて、負極に電圧積分機能を有する回路１１０を配置してもよい。

また、上述した例では正極と負極とによる２線式での直流電力の給電の場合を示したが、正極、中性、負極による３線式での直流電力の給電の場合にも電圧積分機能を有する回路１１０を配置してもよい。３線式での直流電力の給電の場合は、正極と負極の両極に回路１１０を配置することで、直流電力の遮断時におけるアーク放電の発生を抑制することが出来る。

図３は、スイッチング装置１００の別の構成例を示す説明図である。図２に示したように、スイッチング装置１００は、回路１１０と、スイッチＳＷ２と、を含んで構成される。

図３に示したスイッチング装置１００は、３つの接点１ａ、１ｂ、２ａを有するスイッチＳＷ２が設けられている点で、図２のスイッチング装置１００と異なっている。接点１ｂは、ＭＯＳＦＥＴ Ｔ１のソース端子とゲート端子とを繋ぐ電流経路（第３の電流経路）上に設けられている。スイッチＳＷ２は、例えば、押しボタン式スイッチ、スライド式スイッチ、またはリレースイッチである。図３には、スイッチＳＷ２が押しボタン式スイッチで構成されているスイッチング装置１００が図示されている。

スイッチＳＷ２は、直流電源装置１０から直流電力を供給しない状態では、接点１ｂが接続しており、接点１ａ、２ａが乖離した状態となっている、そして直流電源装置１０から直流電力を供給するためにスイッチＳＷ２が押し込まれると、まず接点２ａが接続し、続いて接点１ｂが乖離し、最後に接点１ａが接続するよう動作する。

一方、直流電源装置１０からの直流電力を遮断する場合にスイッチＳＷ２を引き上げると、まず接点１ａが乖離し、続いて接点１ｂが接続し、最後に接点２ａが乖離するよう動作する。各接点がこのような順序で動作することで、スイッチング装置１００は、アークを発生させず、安全に直流電源装置１０からの直流電力を遮断することを可能にする。

図４は、スイッチＳＷ２の押し込み量、接点１ａ、１ｂ、２ａの状態の推移、及び負荷２０に掛かる電圧Ｖ_ＬＯＡＤの関係をタイミングチャートで示す説明図である。

スイッチＳＷ２が押し込まれる場合、上述したように、まず時刻ｔ１の時点で接点２ａが接続し、続いて時刻ｔ２の時点で接点１ｂが乖離し、最後に時刻ｔ３の時点で接点１ａが接続するよう動作する。接点１ａが接続した状態になると、負荷２０に掛かる電圧Ｖ_ＬＯＡＤが上昇する。

一方、スイッチＳＷ２が引き上げられる場合、上述したように、まず時刻ｔ４の時点で接点１ａが乖離し、続いて時刻ｔ５の時点で接点１ｂが接続し、最後に時刻ｔ６の時点で接点２ａが乖離するよう動作する。

時刻ｔ４の時点で接点１ａが乖離すると、ＭＯＳＦＥＴ Ｔ１がオン状態となる。ＭＯＳＦＥＴ Ｔ１がオン状態になると、接点１ａと接点２ａとの間の電圧を低下させる方向に電流が流れることで、直流電源装置１０からの電流を徐々に抑制し始める。従って、時刻ｔ４の時点で接点１ａが乖離すると、負荷２０に掛かる電圧Ｖ_ＬＯＡＤが徐々に低下し始める。

その後、時刻ｔ５の時点で接点１ｂが接続すると、ＭＯＳＦＥＴ Ｔ１のソース端子とゲート端子とがショートする。ＭＯＳＦＥＴ Ｔ１のソース端子とゲート端子とがショートすると、ＭＯＳＦＥＴ Ｔ１がオフ状態となる。すなわち、回路１１０の積分時間にかかわらず回路１１０がオフ状態となり、直流電源装置１０からの電流が強制的に０になる。従って、負荷２０に掛かる電圧Ｖ_ＬＯＡＤも強制的に０まで低下する。

その後、時刻ｔ６の時点で接点２ａが乖離するが、この時点では既に負荷２０に掛かる電圧Ｖ_ＬＯＡＤが０となっており、接点２ａが乖離された状態になっても、アーク放電の発生に至ることはない。

スイッチＳＷ２の接点１ａ、１ｂは、図３に示すように、同一の接片を用いても良い。スイッチＳＷ２の接点１ａ、１ｂが同一の接片により接続または乖離することにより、接点１ａが十分に絶縁耐圧を確保した位置で接点１ｂが接続されて、回路１１０がオフ状態となり、接点２ａが乖離された状態になっても、アーク放電の発生に至ることはない。

図５は、スイッチング装置１００の別の構成例を示す説明図である。図５に示したように、スイッチング装置１００は、回路１１０と、リレーＲＹ１と、を含んで構成される。

図５に示したスイッチング装置１００は、３つの接点１ａ、１ｂ、２ａを有するリレーＲＹ１が設けられている点で、図２のスイッチング装置１００と異なっている。なお、図５に示したスイッチング装置１００は、３つの接点１ａ、１ｂ、２ａを有する点では図３のスイッチング装置１００と同じである。

リレーＲＹ１に電流が流れていない状態では、接点１ｂが接続しており、接点１ａ、２ａが乖離した状態となっている、そして直流電源装置１０から直流電力を供給するためにリレーＲＹ１に電流が流れると、リレーＲＹ１が発生させる電磁力により、まず接点２ａが接続し、続いて接点１ｂが乖離し、最後に接点１ａが接続するよう動作する。

一方、直流電源装置１０からの直流電力を遮断する場合にリレーＲＹ１への電流の供給を停止すると、リレーＲＹ１が発生させる電磁力が失われることにより、まず接点１ａが乖離し、続いて接点１ｂが接続し、最後に接点２ａが乖離するよう動作する。

スイッチング装置１００は、図５に示したような構成を有することによっても、直流電源装置１０から負荷２０への直流電力の遮断時にアークの発生を防ぐことが可能となる。

図６は、スイッチング装置１００の別の構成例を示す説明図である。図６に示したように、スイッチング装置１００は、回路１１０と、スイッチＳＷ２と、を含んで構成される。

図６に示したスイッチング装置１００は、回路１１０において、ツェナーダイオードＤｚ１が抵抗Ｒ１と並列に設けられ、コンデンサＣ１の替わりに抵抗Ｒ２が設けられている点で、図３に示したスイッチング装置１００と異なっている。

図６に示したスイッチング装置１００の動作を説明する。スイッチＳＷ２が押し込まれて接点２ａが接続し、その後に接点１ｂが乖離すると、抵抗Ｒ１、Ｒ２による分圧と、ツェナーダイオードＤｚ１とにより決定されるゲート電圧でＭＯＳＦＥＴ Ｔ１がオン状態となる。さらにスイッチＳＷ２が押し込まれて接点１ａが接続すると、ＭＯＳＦＥＴ Ｔ１はショート状態となる。

スイッチＳＷ２が引き上げられると、まず接点１ａが乖離した後に、接点１ｂが接続する。接点１ｂが接続していると、ＭＯＳＦＥＴ Ｔ１のソース端子とゲート端子とがショートし、ＭＯＳＦＥＴ Ｔ１がオフ状態となる。すなわち、回路１１０の積分時間にかかわらず回路１１０がオフ状態となる。

従って、スイッチング装置１００は、図６に示したような構成を有することによっても、直流電源装置１０から負荷２０への直流電力の遮断時にアークの発生を防ぐことが可能となる。

今までの説明では、直流電源装置１０から負荷２０への直流電力の供給と遮断とを切り替えるスイッチング装置１００の構成例を示した。スイッチング装置１００は、片方向に流れる直流電力の供給と遮断とを切り替えるだけでなく、双方向に流れる直流電力の供給と遮断とを切り替えることもできる。

図７は、スイッチング装置１００の別の構成例を示す説明図である。図７に示したように、スイッチング装置１００は、回路１１０ａ、１００ｂと、スイッチＳＷ２と、を含んで構成される。

回路１１０ａは、ＭＯＳＦＥＴ Ｔ１と、コンデンサＣ１と、抵抗Ｒ１と、ダイオードＤ１と、を含んで構成される。回路１１０ａは電圧積分回路として機能する。同様に、回路１１０ａは、ＭＯＳＦＥＴ Ｔ２と、コンデンサＣ２と、抵抗Ｒ２と、ダイオードＤ２と、を含んで構成される。回路１１０ｂも電圧積分回路として機能する。

図７に示したスイッチング装置１００の絶縁耐圧は、コンデンサＣ１、Ｃ２の直列接続による絶縁耐圧となっている。従って、図７に示したスイッチング装置１００は、コンデンサＣ１、Ｃ２として、ＭＯＳＦＥＴ Ｔ１、Ｔ２の耐圧よりも高いものを選ぶことが可能となる。また図７に示したスイッチング装置１００は、ＭＯＳＦＥＴ Ｔ１、Ｔ２のドレインとソースが逆バイアスになると、内部のダイオードがオン状態となり、もう一方のＭＯＳＦＥＴが電流を遮断できる状態となることを利用している。

スイッチング装置１００が図７のように構成されることで、直流電源が端子ＩＮ／ＯＵＴ１、端子ＩＮ／ＯＵＴ２のどちらに接続された場合であっても、直流電力の遮断時にアークの発生を防ぐことが可能となる。従って、スイッチング装置１００が図７のように構成されることで、電力供給システムを柔軟に構築することが可能となる。

図８は、スイッチング装置１００の別の構成例を示す説明図である。図８に示したように、スイッチング装置１００は、回路１１０ａ、１００ｂと、スイッチＳＷ３と、を含んで構成される。

図８に示したスイッチング装置１００は、接点１ａ−１、１ａ−２、１ｂ−１、１ｂ−２、２ａの５つの接点を有するスイッチＳＷ３を備える点で、図７に示したスイッチング装置１００の構成と異なっている。

スイッチＳＷ３は、直流電流を流さない状態では、接点１ｂ−１、１ｂ−２が接続しており、接点１ａ−１、１ａ−２、２ａが乖離した状態となっている、接点１ｂ−１、１ｂ−２が接続していることで、回路１１０ａ、１００ｂのＭＯＳＦＥＴ Ｔ１、Ｔ２は、いずれもソースとゲートとがショートした状態となっている。

直流電流を流すためにスイッチＳＷ３が押し込まれると、まず接点２ａが接続し、続いて接点１ｂ−１、１ｂ−が乖離し、最後に接点１ａ−１、１ａ−２が接続するよう動作する。

そして直流電流を遮断するためにスイッチＳＷ３が引き上げられると、まず接点１ａ−１、１ａ−２が乖離し、続いて接点１ｂ−１、１ｂ−が接続し、最後に接点２ａが乖離するよう動作する。

スイッチング装置１００が図８のように構成されることで、直流電源が端子ＩＮ／ＯＵＴ１、端子ＩＮ／ＯＵＴ２のどちらに接続された場合であっても、直流電力の遮断時にアークの発生を防ぐことが可能となる。従って、スイッチング装置１００が図８のように構成されることで、電力供給システムを柔軟に構築することが可能となる。

図９は、スイッチＳＷ３の側面の例を示す説明図である。また図１０は、スイッチＳＷ３の断面の例を示す説明図である。ここでは、スイッチＳＷ３がスライド式のスイッチの場合が示されている。図９、図１０に示したように、スイッチＳＷ３が押し込まれる（図１０の下向きの矢印の方向に操作される）と、まず接点２ａが接続し、続いて接点１ｂ−１、１ｂ−が乖離し、最後に接点１ａ−１、１ａ−２が接続するよう動作する。一方、スイッチＳＷ３が引き上げられる（図１０の下向きの矢印の方向の反対方向に操作される）と、まず接点１ａ−１、１ａ−２が乖離し、続いて接点１ｂ−１、１ｂ−が接続し、最後に接点２ａが乖離するよう動作する。

図１１は、スイッチング装置１００を備えた移動体２００の機能構成例を示す説明図である。移動体２００は、例えば、ガソリン車のようにガソリンを動力源とする移動体であってもよく、電気自動車、ハイブリッド車、電気オートバイ等の、充放電可能なバッテリを主な動力源とする移動体であってもよい。図１１には、移動体２００に、バッテリ２１０と、バッテリから供給される電力により駆動する駆動部２２０と、が備えられた場合の例が示されている。駆動部２２０には、例えばワイパー、パワーウィンドウ、ライト、カーナビゲーションシステム、エアーコンディショナのような車両に備えられる装備品や、モーター等の移動体２００を駆動させる装置などが含まれうる。

そして図１１に示した移動体２００には、バッテリ２１０から駆動部２２０へ直流電力が供給される経路の途中に、スイッチング装置１００が設けられている。図１１に示した移動体２００は、バッテリ２１０から駆動部２２０へ直流電力が供給される経路上にスイッチング装置１００が設けられることで、例えばバッテリ２１０を一時着脱させる際等にアーク放電の発生を抑えることが出来る。

なお図１１には、スイッチング装置１００が１つだけ備えられている移動体２００の例を示したが、本開示は係る例に限定されるものではない。すなわち、スイッチング装置１００は直流電力が供給される経路の途中に複数設けられても良い。またスイッチング装置１００は、バッテリ２１０から駆動部２２０へ直流電力が供給される経路の途中だけでなく、他の場所、例えばバッテリ２１０を直流電力で充電する際の経路の途中に設けられても良い。移動体２００は、バッテリ２１０を直流電力で充電する際の経路の途中にスイッチング装置１００を設けることで、安全にバッテリ２１０を直流電力で充電することができる。

＜２．まとめ＞
以上説明したように本開示の実施の形態によれば、直流電力の遮断時に電流を減少させる方向に動作する回路と、連動して動作する複数の接点を備えるスイッチを用いて、直流電力の遮断時にアークの発生を防ぐスイッチング装置１００が提供される。

なお、上記実施形態では、直流電力を供給及び遮断する直流電力供給システム１の例を示したが、本開示は係る例に限定されるものではない。電源から供給される電力は交流電力であってもよい。

以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。

なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
電源から負荷への第１の電流経路の接続及び遮断を切り替える第１スイッチと、
前記第１スイッチと並列に設けられ、前記電源から前記負荷への第２の電流経路の接続及び遮断を切り替える第２スイッチと、
前記電源と、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチとの間に設けられ、前記電源からの電流の遮断時に、前記第２スイッチにより前記第２の電流経路が遮断状態になるまでに前記第２スイッチへ流れる電流を減少させる回路と、
を備え、
前記電源からの電流の供給時には前記第２スイッチ、前記第１スイッチの順に接続し、前記電源からの電流の遮断時には前記第１スイッチ、前記第２スイッチの順に遮断する、スイッチング装置。
（２）
前記第１スイッチ及び前記第２スイッチは、押しボタンによって連動して動作する、前記（１）に記載のスイッチング装置。
（３）
前記第１スイッチ及び前記第２スイッチは、リレーによって連動して動作する、前記（１）に記載のスイッチング装置。
（４）
前記第１スイッチと並列に設けられ、前記回路からの電流の出力端子と前記回路による電流の出力を制御する制御端子との間の第３の電流経路の接続及び遮断を切り替える第３スイッチをさらに備え、
前記電源からの電流の供給時には前記第２スイッチの接続、前記第３スイッチの遮断、前記第１スイッチの接続の順に動作し、前記電源からの電流の遮断時には前記第１スイッチの接続、前記第３スイッチの遮断、前記第２スイッチの接続の順に動作する、前記（１）〜（３）のいずれかに記載のスイッチング装置。
（５）
前記第１スイッチ、前記第２スイッチ及び前記第３スイッチは、押しボタンによって連動して動作する、前記（４）に記載のスイッチング装置。
（６）
前記第１スイッチ、前記第２スイッチ及び前記第３スイッチは、スライド式のスイッチによって連動して動作する、前記（４）に記載のスイッチング装置。
（７）
前記第１スイッチ、前記第２スイッチ及び前記第３スイッチは、リレーによって連動して動作する、前記（４）に記載のスイッチング装置。
（８）
前記回路は、前記第１スイッチと前記第２スイッチとの間の電位差を徐々に上昇させることで前記電源からの電力を受電する機器の極間の電位差を減少させ、前記第２スイッチへ流れる電流を減少させる、前記（１）〜（７）のいずれかに記載のスイッチング装置。
（９）
前記電源は直流電源である、前記（１）〜（８）のいずれかに記載のスイッチング装置。
（１０）
前記電源は交流電源である、前記（１）〜（８）のいずれかに記載のスイッチング装置。
（１１）
上記（１）〜（１０）のいずれかに記載のスイッチング装置を備える、移動体。
（１２）
直流電力を供給するバッテリと、
前記バッテリから供給される直流電力による駆動する駆動部と、
前記バッテリと前記駆動部との間に設けられる、少なくとも１つの、前記（１）〜（１０）のいずれかに記載のスイッチング装置と、
を備える、電力供給システム。

１ 電力供給システム
１００ スイッチング装置
１１０、１１０ａ、１１０ｂ 回路

Claims (12)

1. 電源から負荷への第１の電流経路の接続及び遮断を切り替える第１スイッチと、
   前記第１スイッチと並列に設けられ、前記電源から前記負荷への第２の電流経路の接続及び遮断を切り替える第２スイッチと、
   前記電源と、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチとの間に設けられ、前記電源からの電流の遮断時に、前記第２スイッチにより前記第２の電流経路が遮断状態になるまでに前記第２スイッチへ流れる電流を減少させる回路と、
   を備え、
   前記電源からの電流の供給時には前記第２スイッチ、前記第１スイッチの順に接続し、前記電源からの電流の遮断時には前記第１スイッチ、前記第２スイッチの順に遮断する、スイッチング装置。
2. 前記第１スイッチ及び前記第２スイッチは、押しボタンによって連動して動作する、請求項１に記載のスイッチング装置。
3. 前記第１スイッチ及び前記第２スイッチは、リレーによって連動して動作する、請求項１に記載のスイッチング装置。
4. 前記第１スイッチと並列に設けられ、前記回路からの電流の出力端子と前記回路による電流の出力を制御する制御端子との間の第３の電流経路の接続及び遮断を切り替える第３スイッチをさらに備え、
   前記電源からの電流の供給時には前記第２スイッチの接続、前記第３スイッチの遮断、前記第１スイッチの接続の順に動作し、前記電源からの電流の遮断時には前記第１スイッチの接続、前記第３スイッチの遮断、前記第２スイッチの接続の順に動作する、請求項１に記載のスイッチング装置。
5. 前記第１スイッチ、前記第２スイッチ及び前記第３スイッチは、押しボタンによって連動して動作する、請求項４に記載のスイッチング装置。
6. 前記第１スイッチ、前記第２スイッチ及び前記第３スイッチは、スライド式のスイッチによって連動して動作する、請求項４に記載のスイッチング装置。
7. 前記第１スイッチ、前記第２スイッチ及び前記第３スイッチは、リレーによって連動して動作する、請求項４に記載のスイッチング装置。
8. 前記回路は、前記第１スイッチと前記第２スイッチとの間の電位差を徐々に上昇させることで前記電源からの電力を受電する機器の極間の電位差を減少させ、前記第２スイッチへ流れる電流を減少させる、請求項１に記載のスイッチング装置。
9. 前記電源は直流電源である、請求項１に記載のスイッチング装置。
10. 前記電源は交流電源である、請求項１に記載のスイッチング装置。
11. 請求項１に記載のスイッチング装置を備える、移動体。
12. 直流電力を供給するバッテリと、
    前記バッテリから供給される直流電力による駆動する駆動部と、
    前記バッテリと前記駆動部との間に設けられる、少なくとも１つの、請求項１に記載のスイッチング装置と、
    を備える、電力供給システム。

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