WO2018131249A1 - 直流開閉器のアーク消去装置 - Google Patents

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WO2018131249A1
WO2018131249A1 PCT/JP2017/038013 JP2017038013W WO2018131249A1 WO 2018131249 A1 WO2018131249 A1 WO 2018131249A1 JP 2017038013 W JP2017038013 W JP 2017038013W WO 2018131249 A1 WO2018131249 A1 WO 2018131249A1
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switch
power supply
semiconductor
arc
semiconductor switch
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浩二 大盛
真喜人 森井
大塚　裕之
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オムロン株式会社
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    • H01H9/541—Contacts shunted by semiconductor devices
    • H01H9/542—Contacts shunted by static switch means

Definitions

  • the present invention relates to an arc erasing device for a DC switch that eliminates an arc generated between the contacts of the DC switch.
  • an arc erasing device for erasing an arc generated in a DC switch.
  • the arc erasing device is connected in parallel with the DC switch, and erases an arc generated between the contacts of the DC switch.
  • the arc extinguishing device described in Patent Document 1 includes a DC power supply, a mechanical switch, a semiconductor switch, a power supply circuit, a control circuit, and a time limit circuit.
  • the mechanical switch is connected in series with the DC power supply
  • the semiconductor switch is connected in parallel with the mechanical switch
  • the control circuit turns on and off the semiconductor switch
  • the power supply circuit drives the control circuit.
  • the timed circuit is connected between one contact of the mechanical switch and the power supply circuit, and sets the operating time of the power supply circuit.
  • the arc erasing device uses the arc voltage generated in the mechanical switch to turn on the semiconductor switch to erase the arc.
  • the circuit described in Patent Document 1 has a circuit configuration in which an arc extinguishing circuit including a mechanical switch, a semiconductor switch and a time limit circuit, a load, and a DC power supply are always connected. Therefore, even when the mechanical switch is in the open state, for example, when the DC power supply is started, such as when a DC power supply is installed, voltage is supplied to the control circuit via the time limit circuit and the power supply circuit, and the control circuit operates. As a result, the semiconductor switch is turned on for a short time, and a current flows through the main circuit including the load during that time. For this reason, for example, a power tool that is a load device has a problem that the user performs a behavior that is not intended by the user, and the user feels distrust about the reliability of the power tool.
  • an aspect of the present invention aims to provide an arc extinguishing device that prevents unnecessary behavior of a load device when a power supply is started.
  • An arc extinguishing device for a DC switch includes a semiconductor switch connected in parallel to a mechanical first switch connected in series with a DC power source of a load device, and both contacts of the first switch And a power supply circuit that outputs a voltage for turning on the semiconductor switch by a voltage generated between the two contacts when the first switch is opened, and prevents the semiconductor switch from being turned on when the first switch is opened. And a second switch.
  • the second switch prevents the semiconductor switch from being turned on when the second switch is open. Therefore, even if the user removes the DC power supply from the load device (for example, an electric tool) and then attaches it, a pulse current does not flow to the load device via the semiconductor switch. Thus, the load device does not cause an unexpected behavior by the user, and the arc extinguishing device can prevent an unnecessary behavior of the load device when the DC power supply is started.
  • the load device for example, an electric tool
  • FIG. 3 is a circuit diagram of the load device and the arc extinguishing device shown in FIG. 2. It is a block diagram which shows the state which connected the arc extinguishing apparatus of other embodiment of this invention to the load apparatus.
  • FIG. 5 is a circuit diagram of the load device and the arc extinguishing device shown in FIG. 4.
  • FIG. 24 is a block diagram illustrating still another embodiment of the present invention and illustrating an application example of the arc erasing apparatus.
  • FIG. 1 is a front view illustrating an example of an electric tool that is a load device including the arc erasing device of the present embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a state in which the arc extinguishing device of the present embodiment is connected to a load device.
  • the load device is, for example, the portable electric tool shown in FIG. 1 and the arc erasing device is incorporated in the load device.
  • the load device 1 includes a DC power supply E1, a load 11, and a first switch (DC switch) SW1, and these are connected in series so as to form a closed loop.
  • the DC power supply E1 is, for example, a battery
  • the load 11 is, for example, a motor
  • the first switch SW1 is a mechanical switch having a contact.
  • the arc erasing device 2 includes a semiconductor switch TR4, a first timer circuit 21, a power supply circuit 22, a protection circuit 23, and a second switch SW2.
  • the semiconductor switch TR4 is an FET (field effect transistor) in the present embodiment, and has a drain connected to the first current path 25a on the positive side and a source connected to the second current path 25b on the negative side.
  • the first energization path 25a is connected to the positive side connection terminal T1, and the positive side connection terminal T1 is connected to one terminal of the first switch SW1.
  • the second energization path 25b is connected to the negative connection terminal T2, and the negative connection terminal T2 is connected to the other terminal of the first switch SW1.
  • a circuit from the positive side connection terminal T1 to the negative side connection terminal T2 via the semiconductor switch TR4 is a bypass circuit 28 for the first switch SW1, and the semiconductor switch TR4 is connected in parallel with the first switch SW1. .
  • the power supply circuit 22 is connected to the first energizing path 25a and the second energizing path 25b.
  • the connection between the power circuit 22 and the first current path 25a is made via a diode D2 whose forward direction is from the first current path 25a toward the power circuit 22.
  • the power supply circuit 22 is a constant voltage circuit that is supplied with power from the first energizing path 25a and the second energizing path 25b and outputs a constant voltage to the semiconductor switch TR4.
  • the first timer circuit 21 is provided in the first energization path 25a between the connection between the first energization path 25a and the semiconductor switch TR4 and the connection between the first energization path 25a and the diode D2.
  • the first timer circuit 21 cuts off the first energization path 25a when a certain time has elapsed from the start of the operation of the arc extinguishing device 2, that is, when the charging of the capacitor C1 is completed (when the charge of the capacitor C1 is full).
  • the protection circuit 23 is provided between the power supply circuit 22 and the semiconductor switch TR4, and supplies the voltage supplied from the power supply circuit 22 to the gate of the semiconductor switch TR4. Further, the protection circuit 23 protects the semiconductor switch TR4 by preventing a voltage exceeding the maximum rating from being applied to the gate of the semiconductor switch TR4. Note that the protection circuit 23 is not essential for the basic operation of the arc erasing apparatus 2 and can be omitted.
  • the second switch SW2 is provided between the connection between the semiconductor switch TR4 and the first energization path 25a and the first timer circuit 21, and opens and closes the first energization path 25a. It has become.
  • the second switch SW2 is a normally open (A contact) switch, for example, a manual operation automatic return contact switch.
  • the first switch SW1 and the second switch SW2 are incorporated in a trigger switch (operation unit) 41 of a portable electric tool that is the load device 1 shown in FIG.
  • a trigger switch (operation unit) 41 of a portable electric tool that is the load device 1 shown in FIG.
  • the trigger switch 41 when the trigger switch 41 is pushed (or pulled), the second switch SW2 is first closed, and then the first switch SW1 is closed.
  • the first switch SW1 is opened, and then the second switch SW2 is opened.
  • a diode D1 and a capacitor C2 are provided between the first energizing path 25a and the second energizing path 25b at a position opposite to the semiconductor switch TR4 side with respect to the power supply circuit 22.
  • the diode D1 is connected to the first energizing path 25a and the second energizing path 25b with the direction from the second energizing path 25b toward the first energizing path 25a as the forward direction.
  • the diode D1 discharges the charge accumulated in the first timer circuit 21 and resets the first timer circuit 21 by a closed loop formed by the first timer circuit 21, the semiconductor switch TR4, and the diode D1.
  • the capacitor C2 removes noise from the first current path 25a and the second current path 25b, and stabilizes the voltage between the first current path 25a and the second current path 25b.
  • the capacitor C2 is not essential for the basic operation of the arc erasing device 2, and can be omitted.
  • FIG. 3 is a circuit diagram of the load device 1 and the arc extinguishing device 2 shown in FIG.
  • the first timer circuit 21 of the arc extinguishing device 2 includes a capacitor C1 and a resistor R1 connected in series. Note that the capacitance of the capacitor C1 is much larger than the capacitance of the capacitor C3 of the power supply circuit 22.
  • the resistor R1 is a resistor having a low resistance value and is preferably provided for preventing an excessive current from flowing through the circuit. However, the resistor R1 is not essential for the basic operation of the arc extinguishing device 2. It can be omitted.
  • the power supply circuit 22 includes a transistor TR1, a capacitor C3, resistors R2 and R3, and a Zener diode ZD1.
  • the emitter of the transistor TR1 is connected to the third conduction path 27 from this emitter toward the gate of the semiconductor switch TR4.
  • the capacitor C3 is between the collector of the transistor TR1 and the second conduction path 25b
  • the resistor R2 is between the base and collector of the transistor TR1
  • the Zener diode ZD1 is between the base of the transistor TR1 and the second conduction path 25b.
  • the resistor R3 is provided between the emitter of the transistor TR1 and the second energization path 25b.
  • the cathode of the diode D2 described above is connected to the collector of the transistor TR1.
  • the protection circuit 23 includes a resistor R10 and a Zener diode ZD2.
  • the resistor R10 is provided between the emitter of the transistor TR1 and the gate of the semiconductor switch TR4 in the third conduction path 27, and the Zener diode ZD2 is provided between the gate of the semiconductor switch TR4 and the second conduction path 25b.
  • the resistor 10 is called a gate resistor, and limits the current flowing into the parasitic capacitance between the gate and the source of the FET that is the semiconductor switch TR4.
  • the second switch SW2 is first closed, and a current flows from the DC power source E1 of the load device 1 to the power supply circuit 22 through the first energization path 25a. Thereby, the power supply circuit 22 starts operation. In this state, the first switch SW1 remains open.
  • the output voltage of the power supply circuit 22 is applied to the gate of the semiconductor switch TR4 via the protection circuit 23, the semiconductor switch TR4 is turned on, and the bypass circuit 28 is closed.
  • the current flowing through the first current path 25a flows through the second switch SW2 and the first timer circuit 21 and then flows into the capacitor C3 of the power supply circuit 22 via the diode D2.
  • a base current flows through the transistor TR1 of the power supply circuit 22, and the transistor TR1 is turned on.
  • a constant voltage is applied to the base of the transistor TR1 by the operation of the Zener diode ZD1.
  • the transistor TR1 When the transistor TR1 is turned on, the voltage output from the power supply circuit 22 is applied to the gate of the semiconductor switch TR4, and the semiconductor switch TR4 is turned on.
  • the bypass circuit 28 changes from the open state to the closed state.
  • the detour circuit 28 When the detour circuit 28 is closed, the impedance between the contacts of the first switch SW1 becomes low. Further, a current flows through the load 11 of the load device 1 through the path of the DC power supply E1, the load 11, the semiconductor switch TR4, and the DC power supply E1.
  • the semiconductor switch TR4 After the semiconductor switch TR4 is turned on, no current flows from the DC power supply E1 to the first current path 25a side having a higher impedance than the semiconductor switch TR4. Accordingly, the power supply circuit 22 eventually stops operating, and the semiconductor switch TR4 is turned off. When the semiconductor switch TR4 is turned off, since the first switch SW1 is in an open state, no current flows through the load 11, and the voltage between the contacts of the first switch SW1 returns to the voltage of the DC power supply E1.
  • the load device 1 behaves unintended by the user, such as temporarily vibrating. However, since this behavior occurs in the process of operating the load device 1 with the intention of the user to move the load device 1, there is no surprise and no problem for the user.
  • the first switch SW1 is closed, and a current flows through the load 11 through the path of the DC power supply E1, the load 11, the first switch SW1 and the DC power supply E1, and the load 11 ( The load device 1) operates.
  • the first switch SW1 is first opened. In this state, the second switch SW2 remains closed.
  • the power supply circuit 22 operates by the voltage generated between the contacts, the output voltage of the power supply circuit 22 is applied to the gate of the semiconductor switch TR4, and the semiconductor switch TR4 is turned on. Accordingly, the bypass circuit 28 is closed, and arcing between the contacts of the first switch SW1 is suppressed.
  • the transistor TR1 When the transistor TR1 is turned on, the voltage output from the power supply circuit 22 is applied to the gate of the semiconductor switch TR4, and the semiconductor switch TR4 is turned on.
  • the semiconductor switch TR4 When the semiconductor switch TR4 is turned on, the bypass circuit 28 changes from the open state to the closed state. Therefore, no current flows between the contacts of the first switch SW1, and all the current flows through the bypass circuit 28, so that arcing between the contacts of the first switch SW1 is suppressed.
  • the power supply circuit 22 stops operating, the semiconductor switch TR4 is turned off, and the bypass circuit 28 is opened.
  • the semiconductor switch TR4 is turned off, the first switch SW1 is in an open state, so that no current flows through the load 11, and the voltage between the contacts of the first switch SW1 returns to the voltage of the DC power supply E1.
  • the arc extinguishing device 2 is in a stable state that is electrically disconnected from the load device 1, that is, the DC power supply E1.
  • the second switch SW2 is in an open state, and the first energization path 25a is cut off. Therefore, even when the user removes the DC power supply E1 (for example, a storage battery) from the power tool and attaches it to the power tool, the load device 1 does not generate a pulse current, the semiconductor switch TR4 does not turn on, and the load 11 However, no pulse current flows. Therefore, the power tool does not cause a behavior unexpected by the user.
  • E1 for example, a storage battery
  • the power supply circuit 22 is a constant voltage circuit, but may be a power supply circuit that drives the semiconductor switch TR4 with a simple configuration instead of the constant voltage circuit.
  • the power supply circuit in this case is obtained by omitting, for example, the transistor TR1, the resistor R2, and the Zener diode ZD1 from the power supply circuit 22.
  • the semiconductor switch TR4 as the switching element is an FET
  • the semiconductor switch TR4 may be an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) or other power transistor in addition to the FET. This also applies to the other embodiments described below.
  • the function of the first timer circuit 21 is to electrically disconnect the arc erasing device 2 from the load device 1 after the semiconductor switch TR4 is turned off and stop the operation of the power supply circuit 22.
  • the first timer circuit 21 prevents a situation in which the electric power of the DC power source E1 of the load device 1 is continuously consumed by the arc erasing device 2. Therefore, the arc extinguishing device 2 is a circuit for electrically disconnecting the arc extinguishing device 2 (particularly the power supply circuit 22) from the load device 1 after the semiconductor switch TR4 is turned off, instead of the first timer circuit 21 including the resistor R1 and the capacitor C1. May be provided. This is the same in other embodiments.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a state in which the arc extinguishing device of this embodiment is connected to a load device.
  • FIG. 5 is a circuit diagram of the load device and the arc extinguishing device shown in FIG.
  • the second switch SW2 includes (1) a connection portion between the semiconductor switch TR4 and the first conduction path 25a in the first conduction path 25a (the bypass circuit 28), and a positive side connection terminal T1. Between. Note that the second switch SW2 is, instead of the above position, (2) the connection between the semiconductor switch TR4 and the second conduction path 25b in the second conduction path 25b (the bypass circuit 28), and the negative connection terminal T2. You may arrange
  • the basic operation of the arc erasing device 3 when the second switch SW2 is arranged at the position (1) or (2) is the same as that of the arc erasing device 2 described above.
  • the arc erasing device 3 has the following advantages.
  • the second switch SW2 when performing a withstand voltage test of the second switch SW2, for example, a voltage of 1000 to 2000 V is applied to the second switch SW2.
  • the withstand voltage of the FET which is the semiconductor switch TR4 is low, the second switch SW2 needs to be separated from the arc erasing device 3 by providing a separate contact switch, for example.
  • the switch for disconnection is a semiconductor in the first current path 25a. What is necessary is just to provide only between the connection part of switch TR4, and 2nd switch SW2. Therefore, in the state where the second switch SW2 is disposed at the position (1) or (2), the second switch SW2 is easier to disconnect than the state where the second switch SW2 is disposed at the position shown in FIG.
  • the semiconductor switch TR4 can be isolated from the load device 1 and insulated by the open state of the second switch SW2. Therefore, for example, when the semiconductor switch TR4 is short-circuited, the circuit of the arc erasing device 3 can be protected by blocking the path of the current flowing through the semiconductor switch TR4 due to the open state of the second switch SW2. Thereby, the arc erasing apparatus 3 can improve safety.
  • the arrangement position of the second switch SW2 is not limited to the position shown in FIG. 2 or FIG. (3) Between the connection between the semiconductor switch TR4 and the first energization path 25a in the detour circuit 28 and the semiconductor switch TR4.
  • the arrangement of the second switch SW2 as described above is an arrangement in which the bypass circuit 28 is cut off and the semiconductor switch TR4 is not turned on when the second switch SW2 is opened, or the power supply circuit 22 is not operated, and the semiconductor The arrangement is such that the switch TR4 is not operated.
  • the semiconductor switch TR4 can be isolated from the bypass circuit 28, that is, the load device 1 and insulated.
  • the circuit of the arc erasing device 3 is protected and the arc erasing device is 3 can increase safety.
  • FIG. 6 is a block diagram showing an application example of the arc erasing apparatus of the present embodiment.
  • the arc extinguishing devices 2 and 3 shown in the above embodiment include a trigger switch 41 and a device (for example, an electric tool) in which the first switch SW1 and the second switch SW2 are incorporated in the trigger switch 41.
  • the arc extinguishing devices 2 and 3 can be incorporated in a socket 31 connected to a load 11 as shown in FIG.
  • the arc extinguishing devices 2 and 3 are configured as a unit having a casing.
  • the load 11 is, for example, a vehicle-mounted motor
  • the first switch SW ⁇ b> 1 is, for example, a relay connected to the socket 31.
  • the second switch SW2 may be configured to be externally attached to the socket 31, like the first switch SW1.
  • the socket 31 includes connection terminals 31a and 31b for the load 11 and the DC power supply E1, connection terminals 31c and 31d for the relay (first switch SW1), and connection terminal 31e for the second switch SW2 (for example, relay). , 31f may be provided.
  • the arc extinguishing devices 2 and 3 prevent the occurrence of arc between the contacts of the relay (first switch SW1) or the arc generated between the contacts of the relay (first switch SW1). Erase and extend the life of the relay.
  • Arc extinguishing devices 2 and 3 can be applied to other industrial equipment having a switch.
  • An arc extinguishing device for a DC switch includes a semiconductor switch connected in parallel to a mechanical first switch connected in series with a DC power source of a load device, and both contacts of the first switch And a power supply circuit that outputs a voltage for turning on the semiconductor switch by a voltage generated between the two contacts when the first switch is opened, and prevents the semiconductor switch from being turned on when the first switch is opened. And a second switch.
  • the second switch prevents the semiconductor switch from being turned on by the open state. Therefore, when the user does not use the load device, if the second switch is opened, even if the user removes the DC power supply from the load device (for example, the electric tool) and then attaches it, No pulse current flows to the load device via the semiconductor switch. As a result, the load device does not cause unexpected behavior by the user, and the arc erasing device can prevent unnecessary behavior of the load device when the DC power supply is started.
  • the second switch connects the first switch and the power supply circuit and is connected to the semiconductor switch in an energizing path to which the semiconductor switch is connected.
  • a configuration provided between the power supply circuit and the power supply circuit may be employed.
  • the energization path that connects the first switch and the power supply circuit and is connected to the semiconductor switch is interrupted by the open state of the second switch. Therefore, when the first switch is opened, the voltage generated between the two contacts of the first switch is not supplied to the power supply circuit, the power supply circuit does not operate, and the semiconductor switch is prevented from being turned on.
  • the second switch may be provided between the first switch and the semiconductor switch, and may be connected in series with the first switch and the semiconductor switch. Good.
  • the bypass circuit for the first switch formed by the semiconductor switch connected in parallel with the first switch is blocked by the open state of the second switch. Accordingly, even when the voltage generated between the two contacts of the first switch is supplied to the power supply circuit when the first switch is opened, and the voltage for turning on the semiconductor switch is output from the power supply circuit, The semiconductor switch is prevented from turning on.
  • the semiconductor switch can be isolated from the load device and insulated by the open state of the second switch. Therefore, for example, when the semiconductor switch is short-circuited, the circuit of the arc extinguishing device can be protected by interrupting the path of the current flowing through the semiconductor switch by the open state of the second switch. Thereby, the arc erasing device can improve safety.
  • the second switch connects the first switch and the power supply circuit, and the connection part of the semiconductor switch in an energization path to which the semiconductor switch is connected; It is good also as a structure provided between 1st switches.
  • the semiconductor switch is disconnected from the first switch by the second switch even when the withstand voltage of the semiconductor switch is low. ing. Accordingly, even if the semiconductor switch has a low withstand voltage, for example, the above voltage is applied to both ends of the first switch (with a test probe or the like) without providing a separate switch for separating the semiconductor switch from the first switch. You can test.
  • the semiconductor switch and the power supply circuit can be isolated from the load device and insulated by the open state of the second switch.
  • the path of the current flowing through the semiconductor switch can be blocked by the open state of the second switch, and the circuit of the arc extinguishing device can be protected.
  • the arc erasing device can improve safety.
  • the second switch connects the first switch and the power supply circuit, and the connection part of the semiconductor switch in an energization path to which the semiconductor switch is connected; It is good also as a structure provided between semiconductor switches.
  • the semiconductor switch can be isolated from the load device and insulated by the open state of the second switch.
  • the path of the current flowing through the semiconductor switch can be blocked by the open state of the second switch, and the circuit of the arc extinguishing device can be protected.
  • the arc erasing device can improve safety.
  • the second switch may be a normally open switch.
  • the second switch is a normally open switch, it is possible to prevent the behavior of the load device unexpected by the user without the user operating the second switch.
  • the first switch and the second switch operate in conjunction with an operation unit operated in the load device, and are one of the operation units operated in the load device. According to the movement in the direction, the second switch is closed first, and then the first switch is closed. On the other hand, according to the movement of the operation unit in the direction opposite to the one direction, the first switch is first moved. The switch may be opened, and then the second switch may be opened.
  • the load device having the operation unit it is possible to eliminate the arc generated when the first switch is closed and opened by the user operation on the operation unit. Further, when the user is not operating the operation unit, it is possible to prevent unexpected behavior of the user of the load device when the user removes the DC power supply from the load device and then attaches the DC power supply.
  • the second switch is incorporated in the trigger switch of the electric power tool as the load device together with the first switch.
  • the first switch may be opened first, and then the second switch may be opened.
  • the arc extinguishing device for a DC switch includes a housing (for example, a socket), a connection portion connected to the first switch of the load device, and the DC power source and the load of the load device. It is good also as a structure in which the connection part connected to is provided.
  • the arc extinguishing device can be configured in such a way that the circuit components are housed in the casing and can be configured as a unit, which makes it easy to apply to various load devices.
  • the load may be a vehicle-mounted motor
  • the first switch may be a relay that turns on and off the vehicle-mounted motor
  • the arc extinguishing device can prevent the wear of the contact point due to the arc for the frequently operating relay and prolong the service life, and can be configured to be suitable for in-vehicle use.

Landscapes

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  • Power Engineering (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
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Abstract

電源の起動時における負荷装置の不要な挙動を防止する。アーク消去装置（２）は、機械式の第１スイッチ（ＳＷ１）に並列接続される半導体スイッチ（ＴＲ４）、第１スイッチ（ＳＷ１）の両接点間に発生する電圧により、半導体スイッチ（ＴＲ４）をオンにする電圧を出力する電源回路（２２）、および開状態により半導体スイッチ（ＴＲ４）のオン動作を阻止する第２スイッチ（ＳＷ２）を備える。

Description

直流開閉器のアーク消去装置
　本発明は、本発明は、直流開閉器の接点間に生じるアークを消去する直流開閉器のアーク消去装置に関する。
　従来、直流開閉器に生じるアークを消去するアーク消去装置が知られている。アーク消去装置は、例えば特許文献１に開示されているように、直流開閉器と並列に接続され、直流開閉器の接点間に生じるアークを消去する。
　特許文献１に記載のアーク消去装置は、具体的には、直流電源、機械式スイッチ、半導体スイッチ、電源回路、制御回路および時限回路を備えている。機械式スイッチは直流電源と直列に接続され、半導体スイッチは機械式スイッチと並列に接続され、制御回路は半導体スイッチをオンオフさせ、電源回路は制御回路を駆動する。時限回路は、機械式スイッチの一方の接点と電源回路との間に接続され、電源回路の稼働時間を設定する。このような構成により、上記アーク消去装置は、機械式スイッチに生じるアークの電圧を利用し、半導体スイッチをオンにしてアークを消去する。
日本国特許公報「特許第３４４１８１３号公報」
　しかしながら、特許文献１に記載の回路では、機械式スイッチ、半導体スイッチおよび時限回路含むアーク消去回路並びに負荷と、直流電源とは常時接続された回路構成となっている。したがって、機械式スイッチが開状態であっても、例えば直流電源を装着した場合などの直流電源の起動時には、時限回路および電源回路を介して制御回路に電圧が供給され、制御回路が動作する。その結果、半導体スイッチが短時間オンとなり、その間に負荷を含む主回路に電流が流れる。このため、負荷装置である例えば電動工具は、使用者が意図しない挙動を行い、使用者が電動工具の信頼性について不信感を抱くという問題点を有している。
　したがって、本発明の一態様は、電源の起動時における負荷装置の不要な挙動を防止するアーク消去装置の提供を目的としている。
　本発明の一態様に係る直流開閉器のアーク消去装置は、負荷装置の直流電源と直列に接続された機械式の第１スイッチに並列に接続される半導体スイッチと、前記第１スイッチの両接点に接続され、前記第１スイッチを開いたときに前記両接点の間に発生する電圧により、前記半導体スイッチをオンにする電圧を出力する電源回路と、開状態により前記半導体スイッチのオン動作を阻止する第２スイッチとを備えている。
　本発明の一態様によれば、第２スイッチは、開状態により半導体スイッチのオン動作を阻止する。したがって、ユーザが負荷装置（例えば電動工具）に対して直流電源を取り外した後、取り付けた場合であっても、半導体スイッチを経由して負荷装置にパルス電流が流れることはない。これにおり、負荷装置はユーザが予期しない挙動を生じることがなく、アーク消去装置は、直流電源の起動時における負荷装置の不要な挙動を防止することができる。
本発明の実施形態のアーク消去装置を備えた負荷装置である電動工具の一例を示す正面図である。 本発明の実施形態のアーク消去装置を負荷装置に接続した状態を示すブロック図である。 図２に示した負荷装置およびアーク消去装置の回路図である。 本発明の他の実施形態のアーク消去装置を負荷装置に接続した状態を示すブロック図である。 図４に示した負荷装置およびアーク消去装置の回路図である。 本発明のさらに他の実施形態を示すものであって、アーク消去装置の適用例を示すブロック図である。
　〔実施形態１〕
　本発明の実施の形態を図面に基づいて以下に説明する。図１は、本実施形態のアーク消去装置を備えた負荷装置である電動工具の一例を示す正面図である。図２は、本実施形態のアーク消去装置を負荷装置に接続した状態を示すブロック図である。本実施形態は、一例として、負荷装置が、例えば図１に示す携帯式の電動工具であり、アーク消去装置が上記負荷装置に組み込まれている場合について説明する。
　（負荷装置１の構成）
　図２に示すように、負荷装置１は、直流電源Ｅ１、負荷１１および第１スイッチ（直流開閉器）ＳＷ１を備え、これらが閉ループを構成するように直列に接続されている。直流電源Ｅ１は例えば電池であり、負荷１１は例えばモータであり、第１スイッチＳＷ１は有接点を有する機械式のスイッチである。
　（アーク消去装置２の構成）
　アーク消去装置２は、半導体スイッチＴＲ４、第１タイマ回路２１、電源回路２２、保護回路２３および第２スイッチＳＷ２を備えている。
　半導体スイッチＴＲ４は、本実施形態ではＦＥＴ（電界効果トランジスタ）であり、ドレインが正側の第１通電路２５ａと接続され、ソースが負側の第２通電路２５ｂと接続されている。第１通電路２５ａは正側接続端子Ｔ１と接続され、正側接続端子Ｔ１は、第１スイッチＳＷ１の一方の端子と接続されている。また、第２通電路２５ｂは負側接続端子Ｔ２と接続され、負側接続端子Ｔ２は、第１スイッチＳＷ１の他方の端子と接続されている。正側接続端子Ｔ１から半導体スイッチＴＲ４を経て負側接続端子Ｔ２に至る回路は、第１スイッチＳＷ１に対する迂回回路２８となっており、半導体スイッチＴＲ４は、第１スイッチＳＷ１と並列に接続されている。
　電源回路２２は、第１通電路２５ａおよび第２通電路２５ｂと接続されている。電源回路２２と第１通電路２５ａとの接続は、第１通電路２５ａから電源回路２２に向う方向を順方向とするダイオードＤ２を介して行われている。電源回路２２は、第１通電路２５ａおよび第２通電路２５ｂから給電されて一定電圧を半導体スイッチＴＲ４へ出力する定電圧回路である。
　第１タイマ回路２１は、第１通電路２５ａにおける、第１通電路２５ａと半導体スイッチＴＲ４との接続部と第１通電路２５ａとダイオードＤ２との接続部との間に設けられている。第１タイマ回路２１は、アーク消去装置２の動作開始から一定時間が経過すると、すなわちコンデンサＣ１の充電が完了すると（コンデンサＣ１の電荷が満杯になると）、第１通電路２５ａを遮断する。
　保護回路２３は、電源回路２２と半導体スイッチＴＲ４との間に設けられ、電源回路２２から供給される電圧を半導体スイッチＴＲ４のゲートに供給する。また、保護回路２３は、半導体スイッチＴＲ４のゲートに最大定格以上の電圧が掛からないようにして、半導体スイッチＴＲ４を保護する。なお、保護回路２３は、アーク消去装置２の基本的な動作上、必須のものではなく、省くことができる。
　第２スイッチＳＷ２は、例えば第１通電路２５ａにおいて、半導体スイッチＴＲ４と第１通電路２５ａとの接続部と第１タイマ回路２１との間に設けられ、第１通電路２５ａを開閉するようになっている。第２スイッチＳＷ２は、ノーマルオープン（Ａ接点）のスイッチであり、例えば手動操作自動復帰接点のスイッチである。
　本実施形態において、第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２は、図１に示す負荷装置１である携帯式の電動工具のトリガスイッチ（操作部）４１に組み込まれている。この場合、トリガスイッチ４１を押し込む（あるいは引く）と、まず第２スイッチＳＷ２が閉じ、その後、第１スイッチＳＷ１が閉じる。トリガスイッチ４１を戻す場合は、逆に、第１スイッチＳＷ１が開き、次に、第２スイッチＳＷ２が開く。
　また、電源回路２２に対する半導体スイッチＴＲ４側とは反対側の位置における、第１通電路２５ａと第２通電路２５ｂとの間には、ダイオードＤ１およびコンデンサＣ２が設けられている。ダイオードＤ１は、第２通電路２５ｂから第１通電路２５ａへ向う方向を順方向として、第１通電路２５ａおよび第２通電路２５ｂに接続されている。ダイオードＤ１は、第１タイマ回路２１、半導体スイッチＴＲ４およびダイオードＤ１によって形成される閉ループにより、第１タイマ回路２１に蓄積された電荷を放電させ、第１タイマ回路２１をリセットさせる。コンデンサＣ２は、第１通電路２５ａおよび第２通電路２５ｂのノイズを除去し、第１通電路２５ａと第２通電路２５ｂとの間の電圧を安定化する。なお、コンデンサＣ２は、アーク消去装置２の基本的な動作上、必須のものではなく、省くことができる。
　（アーク消去装置２の具体的な回路）
　図３は、図２に示した負荷装置１およびアーク消去装置２の回路図である。図３に示すように、アーク消去装置２の第１タイマ回路２１は、直列接続されたコンデンサＣ１および抵抗Ｒ１を備えている。なお、コンデンサＣ１の静電容量は、電源回路２２のコンデンサＣ３の静電容量よりもはるかに大きい。また、抵抗Ｒ１は、抵抗値が低い抵抗であり、回路に過大な電流が流れることを防止する上において設けることが好ましいものの、アーク消去装置２の基本的な動作上、必須のものではなく、省くことができる。
　電源回路２２は、トランジスタＴＲ１、コンデンサＣ３、抵抗Ｒ２，Ｒ３およびツェナーダイオードＺＤ１を備えている。トランジスタＴＲ１のエミッタは、このエミッタから半導体スイッチＴＲ４のゲートに向う第３通電路２７と接続されている。コンデンサＣ３は、トランジスタＴＲ１のコレクタと第２通電路２５ｂとの間、抵抗Ｒ２は、トランジスタＴＲ１のベースとコレクタとの間、ツェナーダイオードＺＤ１は、トランジスタＴＲ１のベースと第２通電路２５ｂとの間、抵抗Ｒ３は、トランジスタＴＲ１のエミッタと第２通電路２５ｂとの間に、それぞれ設けられている。なお、前述したダイオードＤ２のカソードは、トランジスタＴＲ１のコレクタと接続されている。
　保護回路２３は、抵抗Ｒ１０およびツェナーダイオードＺＤ２を備えている。抵抗Ｒ１０は、第３通電路２７におけるトランジスタＴＲ１のエミッタと半導体スイッチＴＲ４のゲートとの間、ツェナーダイオードＺＤ２は、半導体スイッチＴＲ４のゲートと第２通電路２５ｂとの間に、それぞれ設けられている。抵抗１０は、ゲート抵抗と呼ばれているものであり、半導体スイッチＴＲ４であるＦＥＴのゲートとソースとの間の寄生容量に流れ込む電流を制限している。
　（アーク消去装置２の動作）
　上記の構成において、アーク消去装置２の動作を以下に説明する。
　　（第２スイッチＳＷ２および第１スイッチＳＷ１が順次閉じる場合）
　負荷装置１およびアーク消去装置２の停止状態では、第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２が開状態である。したがって、第１スイッチＳＷ１の接点間には、直流電源Ｅ１による電圧が生じている。
　上記の状態から、ユーザがトリガスイッチ４１を押し込んでいく場合の動作について説明する。負荷装置１のユーザがトリガスイッチ４１を押し込んでいくと、まず第２スイッチＳＷ２が閉じ、負荷装置１の直流電源Ｅ１から、第１通電路２５ａを通じて電源回路２２へ電流が流れる。これにより、電源回路２２が動作を開始する。なお、この状態では第１スイッチＳＷ１は開いたままである。
　電源回路２２が動作を開始すると、電源回路２２の出力電圧が保護回路２３を介して半導体スイッチＴＲ４のゲートに印加され、半導体スイッチＴＲ４がオンとなり、迂回回路２８が閉状態となる。
　具体的には、第１通電路２５ａを流れる電流は、第２スイッチＳＷ２および第１タイマ回路２１を経た後、ダイオードＤ２を介して電源回路２２のコンデンサＣ３へ流れ込む。これにより、電源回路２２のトランジスタＴＲ１にベース電流が流れてトランジスタＴＲ１がオンとなる。なお、トランジスタＴＲ１のベースにはツェナーダイオードＺＤ１の動作により一定の電圧が印加される。
　トランジスタＴＲ１がオンになると、電源回路２２から出力された電圧が半導体スイッチＴＲ４のゲートに印加され、半導体スイッチＴＲ４がオンとなる。半導体スイッチＴＲ４がオンになると、迂回回路２８が開状態から閉状態となる。
　迂回回路２８が閉状態になると、第１スイッチＳＷ１の接点間は低インピーダンスとなる。また、直流電源Ｅ１、負荷１１、半導体スイッチＴＲ４および直流電源Ｅ１の経路にて、負荷装置１の負荷１１に電流が流れる。
　半導体スイッチＴＲ４がオンとなった後は、直流電源Ｅ１から、半導体スイッチＴＲ４よりもインピーダンスが高い第１通電路２５ａ側へは電流が流れ込まなくなる。したがって、電源回路２２はやがて動作を停止し、半導体スイッチＴＲ４はオフとなる。半導体スイッチＴＲ４がオフになった場合、第１スイッチＳＷ１は開状態であるので、負荷１１には電流が流れず、第１スイッチＳＷ１の接点間電圧は、直流電源Ｅ１の電圧に戻る。
　上記のように、半導体スイッチＴＲ４がオンになり、その間、負荷１１に電流が流れると、負荷装置１は、一時的に振動するなど、ユーザが意図しない挙動を行う。しかしながら、この挙動は、ユーザが負荷装置１を動かそうとする意志を持って負荷装置１を操作する過程で生じるものであるから、ユーザにとって驚きがなく、問題がない。
　その後、ユーザがトリガスイッチ４１をさらに押し込んで行くと、第１スイッチＳＷ１が閉じ、直流電源Ｅ１、負荷１１、第１スイッチＳＷ１および直流電源Ｅ１の経路にて負荷１１に電流が流れ、負荷１１（負荷装置１）が動作する。
　　（第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２が順次開く場合）
　次に、ユーザがトリガスイッチ４１を押し切って第２スイッチＳＷ２および第１スイッチＳＷ１が閉じている状態から、トリガスイッチ４１を戻していく場合の動作について説明する。
　ユーザがトリガスイッチ４１を戻していくと、まず第１スイッチＳＷ１が開く。この状態では、第２スイッチＳＷ２は閉じたままである。
　第１スイッチＳＷ１が開くと、第１スイッチＳＷ１の接点間に電圧が発生する。上記接点間に発生した電圧により電源回路２２が動作し、電源回路２２の出力電圧が半導体スイッチＴＲ４のゲートに印加され、半導体スイッチＴＲ４がオンとなる。したがって、迂回回路２８が閉状態となり、第１スイッチＳＷ１の接点間でのアークが抑制される。
　具体的には、第１スイッチＳＷ１が開くと、第１スイッチＳＷ１の接点間に一瞬だけ電圧が発生する。第１スイッチＳＷ１の接点間に電圧が発生すると、正側接続端子Ｔ１から第１タイマ回路２１に向って第１通電路２５ａに電流が流れる。この電流は、第１タイマ回路２１を経た後、ダイオードＤ２を介して電源回路２２のコンデンサＣ３へ流れ込む。これにより、電源回路２２のトランジスタＴＲ１にベース電流が流れてトランジスタＴＲ１がオンとなる。なお、トランジスタＴＲ１のベースにはツェナーダイオードＺＤ１の動作により一定の電圧が印加される。
　トランジスタＴＲ１がオンになると、電源回路２２から出力された電圧が半導体スイッチＴＲ４のゲートに印加され、半導体スイッチＴＲ４がオンとなる。半導体スイッチＴＲ４がオンになると、迂回回路２８が開状態から閉状態となる。したがって、第１スイッチＳＷ１の接点間には電流が流れず、電流は迂回回路２８に全て流れるため、第１スイッチＳＷ１の接点間でのアークの発生が抑制される。
　第１スイッチＳＷ１の接点間は、迂回回路２８が閉状態になることにより、低インピーダンスとなる。負荷装置１の負荷１１にも同様に電流が継続して流れる。
　その後、第１通電路２５ａに電流が流れなくなったことにより、電源回路２２は動作を停止し、半導体スイッチＴＲ４はオフとなり、迂回回路２８は開状態となる。また、半導体スイッチＴＲ４がオフになった場合、第１スイッチＳＷ１は開状態であるので、負荷１１には電流が流れず、第１スイッチＳＷ１の接点間電圧は、直流電源Ｅ１の電圧に戻る。
　また、第１タイマ回路２１のコンデンサＣ１の充電が完了すると、第１タイマ回路２１によって第１通電路２５ａが遮断される。したがって、アーク消去装置２は、負荷装置１すなわち直流電源Ｅ１から電気的に切り離された安定な状態となる。
　また、トリガスイッチ４１をさらに戻して行くと、第２スイッチＳＷ２が開く。
　ここで、ユーザが負荷装置１である電動工具のトリガスイッチ４１を操作していない状態では、第２スイッチＳＷ２は開状態であり、第１通電路２５ａは遮断されている。したがって、ユーザが電動工具に対して直流電源Ｅ１（例えば蓄電池）を取り外した後、取り付けた場合であっても、負荷装置１はパルス電流を発生せず、半導体スイッチＴＲ４がオンせず、負荷１１にパルス電流は流れない。したがって、電動工具は、ユーザが予期しない挙動を生じることがない。
　（第２スイッチＳＷ２を備えることによる利点）
　上記のように、ユーザが負荷装置１である電動工具のトリガスイッチ４１を操作していない状態では、第２スイッチＳＷ２により第１通電路２５ａが遮断されているので、ユーザが電動工具に対して直流電源Ｅ１を取り外した後、取り付けた場合であっても、負荷１１にパルス電流が流れることはない。したがって、電動工具はユーザが予期しない挙動を生じることがなく、アーク消去装置２は、電源（直流電源Ｅ１）の起動時における負荷装置１の不要な挙動を防止することができる。
　なお、本実施形態において、電源回路２２は、定電圧回路となっているが、定電圧回路に代えて、簡素な構成により半導体スイッチＴＲ４を駆動する電源回路であってもよい。この場合の電源回路は、電源回路２２から例えばトランジスタＴＲ１、抵抗Ｒ２およびツェナーダイオードＺＤ１を省いたものとなる。
　また、本実施形態では、スイッチング素子としての半導体スイッチＴＲ４がＦＥＴである場合を例に説明した。しかしながら、半導体スイッチＴＲ４は、ＦＥＴの他、ＩＧＢＴ(Insulated Gate Bipolar Transistor)やその他のパワートランジスタであってもよい。この点は、以下に示すその他の実施形態においても同様である。
　また、第１タイマ回路２１の機能は、上記のように、半導体スイッチＴＲ４のオフ後にアーク消去装置２を負荷装置１から電気的に切り離して、電源回路２２の動作を停止させることである。これにより、第１タイマ回路２１は、負荷装置１の直流電源Ｅ１の電力がアーク消去装置２によって消費され続ける事態を阻止している。したがって、アーク消去装置２は、抵抗Ｒ１およびコンデンサＣ１からなる第１タイマ回路２１に代えて、半導体スイッチＴＲ４のオフ後にアーク消去装置２（特に電源回路２２）を負荷装置１から電気的に切り離す回路を備えていてもよい。この点は、他の実施形態においても同様である。
　〔実施形態２〕
　本発明の他の実施形態を図面に基づいて以下に説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
　図４は本実施形態のアーク消去装置を負荷装置に接続した状態を示すブロック図である。図５は、図４に示した負荷装置およびアーク消去装置の回路図である。
　本実施形態のアーク消去装置３では、第２スイッチＳＷ２は、（１）第１通電路２５ａ（迂回回路２８）における半導体スイッチＴＲ４と第１通電路２５ａとの接続部と、正側接続端子Ｔ１との間に設けられている。なお、第２スイッチＳＷ２は、上記の位置に代えて、（２）第２通電路２５ｂ（迂回回路２８）における半導体スイッチＴＲ４と第２通電路２５ｂとの接続と、負側接続端子Ｔ２との間に配置されていてもよい。
　上記（１）または（２）の位置に第２スイッチＳＷ２を配置した場合のアーク消去装置３の基本的な動作は、前述のアーク消去装置２の場合と同様である。ただし、第２スイッチＳＷ２を上記（１）または上記（２）の位置に配置した場合、アーク消去装置３は次の利点を有する。
　すなわち、第２スイッチＳＷ２の耐圧試験を行う際には、第２スイッチＳＷ２に例えば１０００～２０００Ｖの電圧を印加する。この場合には、半導体スイッチＴＲ４であるＦＥＴの耐圧が低いため、第２スイッチＳＷ２は、別途、例えば有接点のスイッチを設けてアーク消去装置３から完全に切り離す必要がある。第２スイッチＳＷ２をアーク消去装置３から切り離す場合には、第２スイッチＳＷ２を上記（１）または上記（２）の位置に配置した場合、切り離し用の上記スイッチは、第１通電路２５ａにおける半導体スイッチＴＲ４の接続部と第２スイッチＳＷ２との間のみに設ければよい。したがって、第２スイッチＳＷ２を上記（１）または上記（２）の位置に配置した状態は、図３の位置に配置した状態よりも第２スイッチＳＷ２の切り離しが容易である。
　また、第２スイッチＳＷ２の開状態によって半導体スイッチＴＲ４を負荷装置１から切り離して絶縁することができる。したがって、例えば半導体スイッチＴＲ４が短絡故障した場合に、第２スイッチＳＷ２の開状態によって半導体スイッチＴＲ４に流れる電流の経路を遮断し、アーク消去装置３の回路を保護することができる。これにより、アーク消去装置３は安全性を高めることができる。
　（第２スイッチＳＷ２のその他の配置）
　なお、第２スイッチＳＷ２の配置位置は、図２または図３に示した位置に限定されず、
　（３）迂回回路２８における半導体スイッチＴＲ４と第１通電路２５ａとの接続部と、半導体スイッチＴＲ４との間
　（４）迂回回路２８における半導体スイッチＴＲ４と第２通電路２５ｂとの接続部と、半導体スイッチＴＲ４との間
　（５）第１通電路２５ａにおけるダイオードＤ２と第１通電路２５ａとの接続部と、第１タイマ回路２１との間
　（６）コンデンサＣ３と第２通電路２５ｂとの接続部と、コンデンサＣ３との間
　（７）第２通電路２５ｂにおけるコンデンサＣ３と第２通電路２５ｂとの接続部と、抵抗Ｒ３と第２通電路２５ｂとの接続部との間
のいずれかの位置であってもよい。
　以上のような第２スイッチＳＷ２の配置は、第２スイッチＳＷ２が開くことによって、迂回回路２８を遮断し、かつ半導体スイッチＴＲ４をオンにさせない配置、または、電源回路２２を動作させず、かつ半導体スイッチＴＲ４を動作させない配置である。
　第２スイッチＳＷ２を上記（３）または上記（４）の位置に配置した場合には、半導体スイッチＴＲ４を迂回回路２８すなわち負荷装置１から切り離して絶縁することができる。これにより、第２スイッチＳＷ２を上記（１）または上記（２）の位置に配置した場合と同様、例えば半導体スイッチＴＲ４が短絡故障した場合に、アーク消去装置３の回路を保護し、アーク消去装置３は安全性を高めることができる。
　〔実施形態３〕
　本発明のさらに他の実施形態を図面に基づいて以下に説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
　図６は、本実施形態のアーク消去装置の適用例を示すブロック図である。上記の実施形態に示したアーク消去装置２，３は、前述したように、トリガスイッチ４１を有し、トリガスイッチ４１に第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２を組み込んだ装置（例えば電動工具）に適用可能である。その他の適用例として、アーク消去装置２，３は、図６に示すように、負荷１１に接続されるソケット３１に組み込むことができる。この場合、アーク消去装置２，３は、筐体を有するユニットとして構成される。
　図６に記載の構成では、負荷１１は例えば車載用モータであり、第１スイッチＳＷ１は、ソケット３１に接続される例えばリレーである。また、第２スイッチＳＷ２は、第１スイッチＳＷ１と同様に、ソケット３１に対して外付けされる構成であってもよい。この場合、ソケット３１は、負荷１１および直流電源Ｅ１との接続端子３１ａ，３１ｂ、リレー（第１スイッチＳＷ１）との接続端子３１ｃ，３１ｄ、および第２スイッチＳＷ２（例えばリレー）との接続端子３１ｅ，３１ｆを備えていてもよい。
　上記のような構成では、アーク消去装置２，３は、リレー（第１スイッチＳＷ１）の接点間でのアークの発生を防止し、あるいはリレー（第１スイッチＳＷ１）の接点間に発生したアークを消去し、リレーの寿命を長くする。
　アーク消去装置２，３は、その他、スイッチを有する産業機器に適用可能である。
　〔まとめ〕
　本発明の一態様に係る直流開閉器のアーク消去装置は、負荷装置の直流電源と直列に接続された機械式の第１スイッチに並列に接続される半導体スイッチと、前記第１スイッチの両接点に接続され、前記第１スイッチを開いたときに前記両接点の間に発生する電圧により、前記半導体スイッチをオンにする電圧を出力する電源回路と、開状態により前記半導体スイッチのオン動作を阻止する第２スイッチとを備えている。
　上記の構成によれば、第２スイッチは、開状態により半導体スイッチのオン動作を阻止する。したがって、ユーザが負荷装置を使用しない場合に、第２スイッチを開状態にしておけば、ユーザが負荷装置（例えば電動工具）に対して直流電源を取り外した後、取り付けた場合であっても、半導体スイッチを経由して負荷装置にパルス電流が流れることはない。これにより、負荷装置はユーザが予期しない挙動を生じることがなく、アーク消去装置は、直流電源の起動時における負荷装置の不要な挙動を防止することができる。
　上記の直流開閉器のアーク消去装置において、前記第２スイッチは、前記第１スイッチと前記電源回路とを接続しかつ前記半導体スイッチが接続されている通電路における、前記半導体スイッチの接続部と前記電源回路との間に設けられている構成としてもよい。
　上記の構成によれば、第１スイッチと電源回路とを接続し、かつ半導体スイッチが接続されている通電路は、第２スイッチの開状態により遮断される。したがって、第１スイッチを開いたときに、第１スイッチの両接点の間に発生する電圧が電源回路へ供給されず、電源回路は動作せず、半導体スイッチはオン動作が阻止される。
　これにより、ユーザが負荷装置（例えば電動工具）に対して直流電源を取り外した後、取り付けた場合であっても、半導体スイッチを経由して負荷装置にパルス電流が流れることはなく、負荷装置はユーザが予期しない挙動を生じることがない。
　上記の直流開閉器のアーク消去装置において、前記第２スイッチは、前記第１スイッチと前記半導体スイッチとの間に設けられ、前記第１スイッチおよび前記半導体スイッチと直列に接続されている構成としてもよい。
　上記の構成によれば、第１スイッチと並列に接続された半導体スイッチによって形成される、第１スイッチに対する迂回回路は、第２スイッチの開状態により遮断される。したがって、第１スイッチを開いたときに、第１スイッチの両接点の間に発生する電圧が電源回路へ供給され、電源回路から半導体スイッチをオンにする電圧が出力された場合であっても、半導体スイッチはオン動作が阻止される。
　これにより、ユーザが負荷装置（例えば電動工具）に対して直流電源を取り外した後、取り付けた場合であっても、半導体スイッチを経由して負荷装置にパルス電流が流れることはなく、負荷装置はユーザが予期しない挙動を生じることがない。
　また、第２スイッチの開状態によって半導体スイッチを負荷装置から切り離して絶縁することができる。したがって、例えば半導体スイッチが短絡故障した場合に、第２スイッチの開状態によって半導体スイッチに流れる電流の経路を遮断し、アーク消去装置の回路を保護することができる。これにより、アーク消去装置は安全性を高めることができる。
　上記の直流開閉器のアーク消去装置において、前記第２スイッチは、前記第１スイッチと前記電源回路とを接続しかつ前記半導体スイッチが接続されている通電路における前記半導体スイッチの接続部と、前記第１スイッチとの間に設けられている構成としてもよい。
　例えば、第１スイッチに例えば１０００～２０００Ｖの電圧を加えて第１スイッチの耐圧試験を行う場合、半導体スイッチの耐圧が低い場合であっても、半導体スイッチは第２スイッチによって第１スイッチから切り離されている。これにより、半導体スイッチの耐圧が低くても、半導体スイッチを第１スイッチから切り離すためのスイッチを別途設けることなく、例えば、第１スイッチの両端に（試験用プローブ等で）上記電圧を加えて耐圧試験をすることができる。
　また、第２スイッチの開状態によって半導体スイッチおよび電源回路を負荷装置から切り離して絶縁することができる。これにより、例えば半導体スイッチが短絡故障した場合に、第２スイッチの開状態によって半導体スイッチに流れる電流の経路を遮断し、アーク消去装置の回路を保護することができる。これにより、アーク消去装置は安全性を高めることができる。
　上記の直流開閉器のアーク消去装置において、前記第２スイッチは、前記第１スイッチと前記電源回路とを接続しかつ前記半導体スイッチが接続されている通電路における前記半導体スイッチの接続部と、前記半導体スイッチとの間に設けられている構成としてもよい。
　上記の構成によれば、第２スイッチの開状態によって半導体スイッチを負荷装置から切り離して絶縁することができる。これにより、例えば半導体スイッチが短絡故障した場合に、第２スイッチの開状態によって半導体スイッチに流れる電流の経路を遮断し、アーク消去装置の回路を保護することができる。これにより、アーク消去装置は安全性を高めることができる。
　上記の直流開閉器のアーク消去装置において、前記第２スイッチはノーマルオープンのスイッチである構成としてもよい。
　上記の構成によれば、第２スイッチはノーマルオープンのスイッチであるから、ユーザが第２スイッチを操作することなく、ユーザが予期しない負荷装置の挙動を防止することができる。
　上記の直流開閉器のアーク消去装置において、前記第１スイッチと前記第２スイッチとは、前記負荷装置において操作される操作部に連動して動作し、前記負荷装置において操作される操作部の一方向への移動に応じて、先に前記第２スイッチが閉じ、その後、前記第１スイッチが閉じる一方、前記操作部の前記一方向とは逆方向への移動に応じて、先に前記第１スイッチが開き、その後、前記第２スイッチが開くようになっている構成としてもよい。
　上記の構成によれば、操作部を有する負荷装置において、操作部に対するユーザの操作による、第１スイッチを閉じる場合および開く場合に発生するアークを消去することができる。また、ユーザが操作部を操作していない場合において、ユーザが負荷装置に対して直流電源を取り外した後、取り付けた場合の負荷装置のユーザが予期しない挙動を防止することができる。
　上記の直流開閉器のアーク消去装置において、前記第２スイッチは、前記第１スイッチとともに、前記負荷装置である電動工具のトリガスイッチに組み込まれ、前記トリガスイッチを押し込むときには、先に前記第２スイッチが閉じ、その後、前記第１スイッチが閉じる一方、前記トリガスイッチを戻すときには、先に前記第１スイッチが開き、その後、前記第２スイッチが開くようになっている構成としてもよい。
　上記の構成によれば、トリガスイッチを有する電動工具において、トリガスイッチに対するユーザの操作による、第１スイッチを閉じる場合および開く場合に発生するアークを消去することができる。また、ユーザがトリガスイッチを操作していない場合において、ユーザが電動工具に対して直流電源を取り外した後、取り付けた場合の電動工具のユーザが予期しない挙動を防止することができる。
　上記の直流開閉器のアーク消去装置は、筐体（例えばソケット）を有し、前記筐体に、前記負荷装置の前記第１スイッチと接続する接続部、並びに前記負荷装置の前記直流電源および負荷と接続する接続部が設けられている構成としてもよい。
　上記の構成によれば、アーク消去装置は、回路の構成要素を筐体内に収容し、ユニット化した構成とすることができるので、各種負荷装置への適用が容易となる。
　上記の直流開閉器のアーク消去装置において、前記負荷は車載用モータであり、前記第１スイッチは前記車載用モータをオンオフさせるリレーである構成としてもよい。
　上記の構成によれば、アーク消去装置は、頻繁に動作するリレーに対してアークによる接点の摩耗を防止して長寿命化し、車載用に適した構成とすることができる。
　本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
　　１　　負荷装置
２～３　　アーク消去装置
　１１　　負荷
　２１　　第１タイマ回路
　２２　　電源回路
　２３　　保護回路
　２５ａ　第１通電路
　２５ｂ　第２通電路
　２７　　第３通電路
　２８　　迂回回路
　３１　　ソケット
　４１　　トリガスイッチ（操作部）
　Ｅ１　　直流電源
　Ｔ１　　正側接続端子
　Ｔ２　　負側接続端子
ＳＷ１　　第１スイッチ（直流開閉器）
ＳＷ２　　第２スイッチ
ＴＲ４　　半導体スイッチ

Claims (10)

  1. 　負荷装置の直流電源と直列に接続された機械式の第１スイッチに並列に接続される半導体スイッチと、
    　前記第１スイッチの両接点に接続され、前記第１スイッチを開いたときに前記両接点の間に発生する電圧により、前記半導体スイッチをオンにする電圧を出力する電源回路と、
    　開状態により前記半導体スイッチのオン動作を阻止する第２スイッチとを備えていることを特徴とする直流開閉器のアーク消去装置。
  2. 　前記第２スイッチは、前記第１スイッチと前記電源回路とを接続しかつ前記半導体スイッチが接続されている通電路における、前記半導体スイッチの接続部と前記電源回路との間に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の直流開閉器のアーク消去装置。
  3. 　前記第２スイッチは、前記第１スイッチと前記半導体スイッチとの間に設けられ、前記第１スイッチおよび前記半導体スイッチと直列に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の直流開閉器のアーク消去装置。
  4. 　前記第２スイッチは、前記第１スイッチと前記電源回路とを接続しかつ前記半導体スイッチが接続されている通電路における前記半導体スイッチの接続部と、前記第１スイッチとの間に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の直流開閉器のアーク消去装置。
  5. 　前記第２スイッチは、前記第１スイッチと前記電源回路とを接続しかつ前記半導体スイッチが接続されている通電路における前記半導体スイッチの接続部と、前記半導体スイッチとの間に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の直流開閉器のアーク消去装置。
  6. 　前第２スイッチはノーマルオープンのスイッチであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の直流開閉器のアーク消去装置。
  7. 　前記第１スイッチと前記第２スイッチとは、前記負荷装置において操作される操作部に連動して動作し、
    　前記負荷装置において操作される操作部の一方向への移動に応じて、先に前記第２スイッチが閉じ、その後、前記第１スイッチが閉じる一方、前記操作部の前記一方向とは逆方向への移動に応じて、先に前記第１スイッチが開き、その後、前記第２スイッチが開くようになっていることを特徴とする請求項６に記載の直流開閉器のアーク消去装置。
  8. 　前記第２スイッチは、前記第１スイッチとともに、前記負荷装置である電動工具のトリガスイッチに組み込まれ、
    　前記トリガスイッチを押し込むときには、先に前記第２スイッチが閉じ、その後、前記第１スイッチが閉じる一方、前記トリガスイッチを戻すときには、先に前記第１スイッチが開き、その後、前記第２スイッチが開くようになっていることを特徴とする請求項６に記載の直流開閉器のアーク消去装置。
  9. 　筐体を有し、前記筐体に、前記負荷装置の前記第１スイッチを接続する接続部、並びに前記負荷装置の前記直流電源および負荷を接続する接続部が設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の直流開閉器のアーク消去装置。
  10. 　前記負荷は車載用モータであり、前記第１スイッチは前記車載用モータをオンオフさせるリレーであることを特徴とする請求項９に記載の直流開閉器のアーク消去装置。
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