WO2023053814A1 - 遮断装置及び駆動装置 - Google Patents

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WO2023053814A1
WO2023053814A1 PCT/JP2022/032415 JP2022032415W WO2023053814A1 WO 2023053814 A1 WO2023053814 A1 WO 2023053814A1 JP 2022032415 W JP2022032415 W JP 2022032415W WO 2023053814 A1 WO2023053814 A1 WO 2023053814A1
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coil
circuit
induced current
circuit breaker
semiconductor switch
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PCT/JP2022/032415
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和広 小玉
進弥 木本
寛和 伏木
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/59—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switch and not otherwise provided for, e.g. for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H39/00—Switching devices actuated by an explosion produced within the device and initiated by an electric current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/08—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current

Definitions

  • the present disclosure relates to a blocking device and a driving device.
  • Patent Document 1 a component such as an ECU (Electronic Control Unit) or a battery for supplying power for driving the interrupter is required separately from the component for detecting overcurrent.
  • ECU Electronic Control Unit
  • a battery for supplying power for driving the interrupter is required separately from the component for detecting overcurrent.
  • the present disclosure provides a blocking device and a driving device with simplified configurations.
  • a circuit breaker includes an electric circuit, a first coil that generates a first induced current corresponding to a current flowing through the electric circuit, a circuit breaker that interrupts the electric circuit, the first coil and the circuit breaker. and wiring electrically connecting the circuit breaker with the first induced current generated in the first coil.
  • a drive device is a drive device that drives a device, and includes a coil that generates an induced current corresponding to a current flowing through an electric circuit, and wiring that electrically connects the coil and the device. and driving the device with the induced current generated by the coil.
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a blocking device according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 2 is a view of the blocking device according to Embodiment 1 as seen from the direction of the arrow in FIG. 3A is a diagram showing a first example of a configuration of a blocking device according to a modification of Embodiment 1.
  • FIG. 3B is a diagram showing a second example of the configuration of the blocking device according to the modification of Embodiment 1.
  • FIG. 3C is a diagram showing a third example of the configuration of the blocking device according to the modification of Embodiment 1.
  • FIG. 3D is a diagram showing a fourth example of the configuration of the blocking device according to the modified example of Embodiment 1.
  • FIG. 3E is a diagram showing a fifth example of the configuration of the blocking device according to the modification of Embodiment 1.
  • FIG. 3F is a diagram showing a sixth example of the configuration of the blocking device according to the modification of Embodiment 1.
  • FIG. 3G is a first diagram showing a seventh example of a configuration of a blocking device according to a modification of Embodiment 1.
  • FIG. 3H is a second diagram showing a seventh example of the configuration of the blocking device according to the modification of Embodiment 1.
  • FIG. 3I is a diagram showing an eighth example of a configuration of a blocking device according to a modification of Embodiment 1.
  • FIG. 3J is a diagram showing a ninth example of the configuration of the blocking device according to the modification of Embodiment 1.
  • FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a blocking device according to Embodiment 2.
  • FIG. FIG. 5 is a diagram showing an example of a circuit configuration of a circuit breaker according to Embodiment 2.
  • FIG. FIG. 6 is a diagram showing another example of the circuit configuration of the interrupting device according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the blocking device according to the second embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a blocking device according to Embodiment 3.
  • FIG. 9A is a diagram showing a normal state of a relay included in a blocking device according to Embodiment 3.
  • FIG. 9B is a diagram showing an example of a circuit configuration of a circuit breaker according to Embodiment 3.
  • FIG. 10A is a diagram showing a state when a short-circuit current (Fg ⁇ F) occurs in a relay included in a breaker according to Embodiment 3.
  • FIG. 10B is a diagram showing paths of induced current when a short-circuit current occurs (Fg ⁇ F) in the interrupting device according to the third embodiment.
  • FIG. 11A is a diagram showing a state when a short-circuit current (Fg ⁇ F) occurs in a relay included in a breaker according to Embodiment 3.
  • FIG. FIG. 11B is a diagram showing paths of induced current when a short-circuit current occurs (Fg ⁇ F) in the interrupter according to the third embodiment.
  • FIG. 11C is a diagram showing paths of induced current when short-circuit current occurs (Fg ⁇ F, voltage>threshold) in the interrupter according to the third embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram showing a configuration of a blocking device according to Embodiment 4.
  • FIG. 13A is a diagram showing the magnetic flux density when the short-circuit current is 1 kA.
  • 13B is a diagram showing paths of induced current when the short-circuit current is 1 kA in the interrupting device according to Embodiment 4.
  • FIG. FIG. 14A is a diagram showing the magnetic flux density when the short circuit current is 2.5 kA.
  • 14B is a diagram showing paths of induced current when the short-circuit current is 2.5 kA in the interrupting device according to Embodiment 4.
  • FIG. FIG. 15A is a diagram showing the magnetic flux density when the short circuit current is 3 kA.
  • 15B is a diagram showing paths of induced current when the short-circuit current is 3 kA in the interrupting device according to Embodiment 4.
  • FIG. FIG. 16 is a diagram showing paths of induced current when the short-circuit current is 1 kA in the breaking device according to the fifth embodiment.
  • FIG. 17 is a diagram showing paths of induced current when the short-circuit current is 2.5 kA in the breaker according to Embodiment 5.
  • FIG. FIG. 18 is a diagram showing paths of induced current when the short-circuit current is 3 kA in the breaker according to the fifth embodiment.
  • FIG. 19 is a diagram showing paths of induced currents when the short-circuit current is 3 kA and voltage>threshold in the breaking device according to the fifth embodiment.
  • 20A is a diagram showing an example of a circuit configuration of a blocking device according to Embodiment 6.
  • FIG. 20B is a diagram showing an example of a circuit configuration of a circuit breaker according to a modification of Embodiment 6.
  • a circuit breaker includes an electric circuit, a first coil that generates a first induced current corresponding to a current flowing through the electric circuit, a circuit breaker that interrupts the electric circuit, the first coil and the circuit breaker. and wiring electrically connecting the circuit breaker with the first induced current generated in the first coil.
  • the circuit breaker can use the first induced current generated in the first coil as power for driving the circuit breaker.
  • the circuit breaker need not include a component such as a battery for supplying power for driving the circuit breaker. Therefore, it is possible to realize a circuit breaker with a simplified configuration.
  • a switch that is connected between the first coil and the circuit breaker and electrically connects the first coil and the circuit breaker when the first induced current exceeds a predetermined value. You may prepare.
  • the circuit breaker can operate the switch and drive the circuit breaker with the induced current when the induced current due to the overcurrent exceeds a predetermined value.
  • the circuit breaker can detect an overcurrent of a predetermined level or more simply by providing a switch between the first coil and the circuit breaker. Therefore, it is possible to realize a circuit breaker capable of detecting an overcurrent of a predetermined level or more with a simplified configuration.
  • the switch may be a first semiconductor switch.
  • a switching circuit connected between the first coil and the first semiconductor switch for switching ON and OFF between the first coil and the first semiconductor switch, wherein the switching circuit is , a switching unit for switching on and off between the first coil and the first semiconductor switch, a second coil generating a second induced current corresponding to the current, and the second induced current being supplied.
  • a second semiconductor switch connected between the second coil and the output unit and turned on when the second induced current exceeds a predetermined value; may have
  • the induced current generated in the first coil can be used as a drive current for driving the circuit breaker, and the induced current generated in the second coil can be used to detect an overcurrent exceeding a predetermined level.
  • the current value of the overcurrent can be arbitrarily adjusted when the switching unit is energized. Therefore, it is possible to realize a blocking device with improved versatility.
  • a switching circuit for switching ON and OFF of the first semiconductor switch includes a first resistor and a second resistor connected to the first coil, and the first resistor and the first resistor. and a switching unit connected in parallel to one of the two resistors and turned off when the current flowing through the electric circuit exceeds a predetermined value.
  • the circuit breaker can drive the circuit breaker when a predetermined overcurrent or more flows through the electric circuit using the b-contact switching circuit.
  • the switching circuit includes a first fixed terminal and a second fixed terminal connected to both ends of the one of the first resistor and the second resistor, a fixed yoke arranged around the electric path, a movable yoke that is spaced apart from the fixed yoke, forms a magnetic circuit with the fixed yoke and is movable toward the fixed yoke, and that constitutes the switching unit; and a conductive portion that contacts the first fixed terminal and the second fixed terminal and is fixed to the movable yoke.
  • a mechanical switch can be used as a switching circuit for the b-contact to drive the circuit breaker when a predetermined overcurrent or more flows through the electric circuit. Since the mechanical switch is configured to be operated by the magnetic flux generated by the overcurrent flowing through the electric circuit, the configuration of the breaker can be simplified compared to the case where the mechanical switch is operated without using the overcurrent.
  • the switching circuit includes a second coil that generates a second induced current corresponding to the current, an output unit that outputs a signal for turning off the switching unit when the second induced current is supplied,
  • a second semiconductor switch may be connected between the second coil and the output section and turned on when the second induced current exceeds a predetermined value.
  • a semiconductor switch can be used as a switching circuit for the b-contact to drive the circuit breaker when a predetermined overcurrent or more flows through the electric circuit. Since the semiconductor switch is configured to be operated by the magnetic flux generated by the overcurrent flowing through the electric circuit, the configuration of the breaker can be simplified compared to the case where the semiconductor switch is operated without using the overcurrent.
  • a yoke inserted into the through-hole of the first coil may be further provided.
  • the yoke may extend from the through hole of the coil so as to face the side surface of the electric circuit.
  • the yoke may have a shape surrounding the electric circuit.
  • the magnetic circuit may have an open portion (magnetic gap).
  • the magnetic saturation of the yoke due to the current flowing in the electric circuit can be suppressed by the open portion (magnetic gap), so that even when the current flowing in the electric circuit is large, an induced current can be generated in the coil. .
  • the circuit breaker By supplying such an induced current to the circuit breaker, the circuit breaker can be effectively driven.
  • a magnet may be further arranged in the opening.
  • the yoke can shift the magnetic saturation current due to the current flowing in the electric circuit by the magnet arranged in the open part, so that the induced current can be generated in the coil when the current flowing in the electric circuit is within a specific current range. becomes possible.
  • the circuit breaker By supplying such an induced current to the circuit breaker, the circuit breaker can be effectively driven.
  • a non-magnetic material may be arranged in the opening.
  • the circuit breaker may be a pyrofuse, and an igniter of the pyrofuse may be driven by the induced current.
  • the breaker does not have to be equipped with components for driving the pyrofuse igniter. Therefore, it is possible to simplify the configuration of the breaker provided with the pyrofuse.
  • a drive device that drives a device, and includes a coil that generates an induced current corresponding to a current flowing through an electric circuit, and wiring that electrically connects the coil and the device. and driving the device with the induced current generated in the coil.
  • the drive device can use the induced current generated in the coil as power to drive the device.
  • the driving device does not have to include a component such as a battery for supplying electric power for driving the device. Therefore, a driving device with a simplified configuration can be realized.
  • a first switch connected between the first coil and the circuit breaker, a second switch connected between the first switch and the circuit breaker, the first switch and the circuit breaker and a capacitor having a first terminal connected between the circuit breaker, wherein the first switch is connected to the first coil when the voltage value input to the first switch exceeds a first value.
  • the second switch electrically connects the second capacitor and the circuit breaker when the voltage value input to the second switch exceeds a second value.
  • the first value is greater than or equal to the second value.
  • the circuit breaker can suppress malfunction due to the influence of noise or the like and deterioration of the explosive of the circuit breaker (igniter).
  • the semiconductor switch may be a first semiconductor switch having a SIDAC (registered trademark) or a thyristor.
  • each figure is a schematic diagram and is not necessarily strictly illustrated. Therefore, for example, the scales and the like do not necessarily match in each drawing. Moreover, in each figure, the same code
  • FIG. 1 A blocking device according to the present embodiment will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 1 A blocking device according to the present embodiment will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a blocking device 1 according to this embodiment.
  • the circuit breaker 1 includes a coil 10, wiring 20, and a circuit breaker 30.
  • the circuit breaker 1 is characterized in that the circuit breaker 30 is operated using the electromotive force of the coil 10 excited by the magnetic field generated in the bus bar 40 when an overcurrent occurs.
  • the breaker 1 is, for example, an electric circuit breaker that is mounted on a vehicle such as an automobile or an electric product such as a home appliance and cuts off an electric circuit when an overcurrent occurs.
  • Vehicles include, for example, BEV (Battery Electric Vehicle) vehicles, PHEV (Plug-in Hybrid Vehicle) vehicles, and other vehicles equipped with battery packs.
  • the interrupting device 1 may be mounted on an object having an electric circuit other than an automobile or an electric appliance.
  • the overcurrent is a high current that normally does not flow through the busbar 40, and is an abnormal current that flows when an abnormality occurs in another device, for example.
  • the coil 10 is arranged around the busbar 40 and generates an induced current corresponding to the current flowing through the busbar 40 .
  • Coil 10 is arranged such that magnetic flux generated by changes in the current of bus bar 40 penetrates through the inside.
  • Coil 10 is arranged such that its winding direction intersects the direction in which current flows in busbar 40 (for example, the direction in which busbar 40 extends). As the magnetic flux passes through the coil 10 , an induced current is generated in the coil 10 .
  • the coil 10 is composed of a conductive wire wound around a coil bobbin 50 .
  • Coil 10 is an example of a first coil.
  • the wiring 20 electrically connects the coil 10 and the circuit breaker 30 .
  • wiring 20 directly connects coil 10 and circuit breaker 30 .
  • the coil 10 and the circuit breaker 30 are electrically connected without any components other than the wiring 20 .
  • the wiring 20 is configured including a conducting wire.
  • the breaker 30 is a circuit breaker that cuts off the busbar 40 .
  • the circuit breaker 30 is driven by an induced current supplied from the coil 10 via the wiring 20 . That is, circuit breaker 30 is not driven by current from another power supply such as a battery.
  • the circuit breaker 1 according to the present embodiment is characterized in that the circuit breaker 30 is driven by the induced current generated in the coil 10 .
  • the circuit breaker 30 is realized by, for example, a current circuit breaker (Pyro-Fuse).
  • the circuit breaker 30 has a housing in which an igniter 31 (see FIG. 5) connected to the coil 10 and a piston (not shown) for cutting the bus bar 40 are accommodated.
  • a bus bar 40 is provided through the housing.
  • the igniter 31 is also called a squib.
  • the circuit breaker 30 when a predetermined or more induced current is generated in the coil 10, the explosive contained in the igniter 31 is ignited by the induced current. The gas pressure of the generated gas causes the piston to pierce the bus bar 40, thereby cutting the bus bar 40 and interrupting the overcurrent.
  • the circuit breaker 30 is not limited to being a pyrofuse, and may be a relay, for example.
  • the relay has a conductive fixed contact and a movable contact, a piston that moves the movable contact in a direction away from the fixed contact, and an induced current generated in the coil 10 by the piston to move the movable contact. has an igniter 31 that ignites.
  • the bus bar 40 is a conductive path through which current flows, and is realized by a conductive plate in the present embodiment.
  • the bus bar 40 includes, for example, a connection wiring that connects an inverter and a motor, a connection wiring that connects a secondary battery and a device (for example, an inverter) to which power is supplied, and a secondary battery. and the charging port.
  • Bus bar 40 may be a cable or may be a winding.
  • Bus bar 40 is an example of an electric circuit.
  • the busbar 40 on which the coil 10 is arranged and the busbar 40 passing through the circuit breaker 30 are electrically connected, for example.
  • the coil bobbin 50 is a cylinder around which an electric wire is wound, and is made of an electrically insulating material (for example, resin such as synthetic resin).
  • a through-hole 51 is formed in the coil bobbin 50 so as to extend therethrough in the winding direction of the coil 10 .
  • the through hole 51 penetrates through the coil 10 .
  • the shape of the through-hole 51 is rectangular, it may be circular or the like. Note that the coil bobbin 50 is not an essential component.
  • FIG. 2 is a diagram of the interrupting device 1 according to the present embodiment as seen from the direction of the arrow in FIG.
  • the coil 10 has a function of generating a drive current (induced current) for driving the circuit breaker 30.
  • the induced current generated in the coil 10 is not supplied to a CPU (Central Processing Unit) or the like that detects an overcurrent and gives an instruction to drive the circuit breaker 30 .
  • CPU Central Processing Unit
  • the circuit breaker 1 can drive the circuit breaker 30 by the current (change in current) flowing through the busbar 40 without obtaining information from other devices (for example, sensors).
  • the circuit breaker 1 may be further configured to receive a signal from an electronic control unit or the like to drive the circuit breaker 30 .
  • FIG. 3A is a diagram showing a first example of a configuration of a blocking device according to this modification.
  • 3A to 3J show only the coil 10 and the yoke as the configuration of the breaking device.
  • the yoke in this specification means a general term for an object having a property of passing magnetic flux.
  • the breaking device may further include a yoke 61 passing through the coil 10.
  • the yoke 61 is arranged so as to pass through the through hole 51 of the coil bobbin 50 .
  • the shape of the yoke 61 is flat, but not limited to this.
  • the longitudinal direction of the yoke 61 intersects the extending direction of the busbar 40, for example, perpendicularly.
  • the busbar 40 and the yoke 61 are arranged, for example, in parallel.
  • the yoke 61 is made of a magnetic material such as ferrite, but may be made of an object having a low magnetic resistance.
  • the yoke 61 may be of any type as long as it can reduce the magnetic resistance.
  • the yoke 61 is made of, for example, a metal material.
  • the yoke 61 may have a laminated structure in which a plurality of metal plates are laminated. Also, the thickness of each of the laminated metal plates may not be uniform.
  • FIG. 3B is a diagram showing a second example of the configuration of the blocking device according to this modified example.
  • the yoke 62 may have a convex portion 62a projecting from the coil 10 toward the busbar 40.
  • the convex portion 62a protrudes from one end of the yoke 62 in the longitudinal direction. That is, the yoke 62 has a shape obtained by rotating an L-shape by 90 degrees.
  • the protrusion 62a is integrally formed with the yoke 62.
  • the convex part 62a may be formed in multiple numbers.
  • the yoke 62 may have, for example, a projection projecting from the other end of the yoke 62 in the longitudinal direction toward the busbar 40 .
  • FIG. 3C is a diagram showing a third example of the configuration of the blocking device according to this modified example.
  • the yoke 63 may be annular surrounding the busbar 40 .
  • the yoke 63 is formed, for example, in a rectangular annular shape.
  • the yoke 63 is formed continuously without gaps.
  • a through hole 63a is formed in the yoke 63, and the bus bar 40 is inserted through the through hole 63a.
  • FIG. 3D is a diagram showing a fourth example of the configuration of the blocking device according to this modified example.
  • FIG. 3D is a view of the fourth example cutoff device when viewed from the direction of the arrow in FIG.
  • the annular yoke 64 may be formed by slitting a portion of the magnetic path to a predetermined width. That is, the yoke 64 may have a shape in which a part of a closed annular yoke is opened by a magnetic gap 64a (opening portion).
  • the yoke 64 has an annular shape with one end 64b and the other end 64c separated by a predetermined distance.
  • the yoke 64 may be a so-called gap core.
  • the annular magnetic circuit in the interrupting device according to this modification may have the magnetic gap 64a.
  • a space (for example, an air layer) is provided between the ends 64b and 64c (the magnetic gap 64a). Moreover, the predetermined interval is appropriately determined based on the magnitude of the induced current to be generated in the coil 10 .
  • FIG. 3E is a diagram showing a fifth example of the configuration of the blocking device according to this modified example.
  • the blocking device includes a yoke 64 and a magnet 65a.
  • Magnet 65a is positioned between ends 64b and 64c. That is, the magnet 65a is arranged so as to fill the magnetic gap 64a (open portion).
  • a closed magnetic circuit is formed by the yoke 64 and the magnet 65a.
  • the magnetic properties of the magnet 65a are appropriately determined based on the magnitude of the induced current to be generated in the coil 10.
  • the blocking device according to this modified example may have the magnet 65a arranged in the magnetic circuit.
  • FIG. 3F is a diagram showing a sixth example of the configuration of the blocking device according to this modified example.
  • the blocking device includes a yoke 64 and a resin member 66a (for example, a resin molded product).
  • the resin member 66a is arranged between the ends 64b and 64c.
  • the resin member 66a is arranged so as to fill the magnetic gap 64a (open portion).
  • a closed magnetic circuit is formed by the yoke 64 and the resin member 66a.
  • the resin member 66a is an example of a non-magnetic material.
  • the non-magnetic material is not limited to the resin member 66a, and may be made of a material that increases the magnetic resistance compared to the material of the yoke 64.
  • the resin member 66a may be arranged in the magnetic circuit.
  • FIG. 3G is the first diagram showing the seventh example of the configuration of the blocking device according to this modified example.
  • FIG. 3H is a second diagram showing a seventh example of the configuration of the blocking device according to this modification.
  • FIG. 3H is a perspective view of the blocking device shown in FIG. 3G as seen obliquely from below.
  • the blocking device includes a yoke 64, resin members 67a and 67b, and a magnet 67c.
  • a magnet 67c is arranged between the resin members 67a and 67b.
  • the resin member 67a, the magnet 67c and the resin member 67b are arranged in this order between the ends 64b and 64c.
  • a resin member 67a, a magnet 67c, and a resin member 67b are arranged so as to fill the magnetic gap 64a.
  • the resin member 67a is arranged to contact the end portion 64c and the magnet 67c, respectively, and the resin member 67b is arranged to contact the one end 64b and the magnet 67c, respectively.
  • a closed magnetic circuit is formed by the yoke 64, the resin member 67a, the magnet 67c and the resin member 67b.
  • the resin member 67a, the magnet 67c, and the resin member 67b are, for example, elongated, but the shape is not limited to this.
  • the blocking device according to this modification may have the magnet 67c and the resin members 67a and 67b arranged in the magnetic circuit.
  • the configuration may be different from that shown in FIG. 3G.
  • the blocking device may have a configuration in which a resin member is sandwiched between two magnets, or may have a configuration in which one resin member and one magnet are provided.
  • FIG. 3I is a diagram showing an eighth example of the configuration of the blocking device according to this modified example.
  • the blocking device includes a yoke 64 and a magnet 68a.
  • a magnet 68a is positioned partially between ends 64b and 64c. That is, a space (magnetic gap 68b) is formed between the ends 64b and 64c.
  • FIG. 3J is a diagram showing a ninth example of the configuration of the blocking device according to this modified example.
  • the spacing between one end 64b and the other end 64c may be wider than in the configuration shown in FIG. 3D. That is, as shown in FIG. 3J, the yoke 64 may surround the busbar 40 from three sides.
  • symbol is attached
  • Embodiment 2 The blocking device according to the present embodiment will be described below with reference to FIGS. 4 to 7.
  • FIG. it demonstrates centering on difference with Embodiment 1, and abbreviate
  • FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the blocking device 100 according to this embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the circuit configuration of the interrupting device 100 according to this embodiment.
  • the breaking device 100 according to the present embodiment is different from the breaking device 1 according to the first embodiment mainly in that the coil 10 and the circuit breaker 30 (igniter 31) are connected via the substrate 170. .
  • the circuit breaker 100 includes a coil 10, a circuit breaker 30, a substrate 170, a first wiring 181 and a second wiring 182.
  • the first wiring 181 and the second wiring 182 are examples of wiring.
  • the substrate 170 is connected to the coil 10 via the first wiring 181 and connected to the circuit breaker 30 via the second wiring 182 to turn on (conduct) and turn off the electrical connection between the coil 10 and the circuit breaker 30. provided for switching (non-conducting).
  • On the substrate 170 there are electronic components (for example, a resistor 171 and a semiconductor switch described later) for electrically connecting the coil 10 and the circuit breaker 30 when the induced current supplied from the coil 10 exceeds a predetermined current value. 172) is implemented.
  • the induced current generated in the coil 10 is supplied to the substrate 170 via the first wiring 181, and the induced current supplied from the coil 10 is supplied to the circuit breaker 30 when the supplied induced current exceeds a predetermined current value. be done.
  • the circuit configuration of the interrupter 100 includes a coil 10, a resistor 171, a semiconductor switch 172, and an igniter 31.
  • a resistor 171 and a semiconductor switch 172 are mounted on the substrate 170 .
  • the resistor 171 is connected in parallel with the semiconductor switch 172 and provided to turn on the semiconductor switch 172 when a predetermined overcurrent flows through the busbar 40 . Both ends of the resistor 171 are connected to both ends of the coil 10 .
  • the resistance value of resistor 171 is set to a resistance value that enables semiconductor switch 172 to be turned on when induced current IL corresponding to a predetermined overcurrent is generated in coil 10 .
  • the semiconductor switch 172 is a switch that is connected in series between the coil 10 and the igniter 31 and switches whether to supply the induced current generated in the coil 10 to the igniter 31 or not.
  • the semiconductor switch 172 is an a-contact switch which is normally off and is on when an overcurrent occurs.
  • Semiconductor switch 172 electrically connects coil 10 and igniter 31 when the induced voltage (or induced current) generated in coil 10 exceeds a predetermined value.
  • the semiconductor switch 172 is composed of SIDAC (registered trademark).
  • SIDAC registered trademark
  • the normal state is a state in which no overcurrent is flowing through the bus bar 40 .
  • the semiconductor switch 172 is an example of a switch and a first semiconductor switch.
  • the resistor 171, the semiconductor switch 172 and the igniter 31 are connected in parallel.
  • the induced current generated in the coil 10 is used as the drive current for driving the igniter 31, and is used for detection (for threshold determination) to detect that an overcurrent exceeding a predetermined level is flowing. ).
  • the semiconductor switch 172 may be a switch that switches from off to on when the voltage Vr generated across the resistor 171 exceeds a predetermined voltage, and is not limited to being a SIDAC (registered trademark). Another example of the semiconductor switch 172 will be described with reference to FIG.
  • FIG. 6 is a diagram showing another example of the circuit configuration of the interrupting device 100 according to this embodiment.
  • the blocking device 100 may include a semiconductor switch 173 instead of the semiconductor switch 172 shown in FIG.
  • Semiconductor switch 173 may be configured by a switch having a thyristor.
  • semiconductor switch 173 may be composed of a thyristor, a diode, a Zener diode, a resistor, and a capacitor.
  • Semiconductor switch 173 is an example of a first semiconductor switch.
  • the breaking device 100 may also include a mechanical switch (for example, an electromagnetic relay) that is switched on and off by the magnetic flux generated by the overcurrent of the busbar 40.
  • a mechanical switch for example, an electromagnetic relay
  • the coil 10 has a function of detecting overcurrent and a function of generating a drive current (induced current) for driving the circuit breaker 30.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of blocking device 100 according to the present embodiment.
  • FIG. 7(a) is a diagram showing the relationship between the short-circuit current and the induced current IL generated in the coil 10, where the horizontal axis indicates time and the vertical axis indicates current (current value).
  • FIG. 7B is a diagram showing the relationship between the voltage Vr generated by the induced current flowing through the resistor 171 and the operation of the SIDAC (registered trademark), where the horizontal axis indicates time and the vertical axis indicates voltage. indicates FIG.
  • FIG. 7(c) is a diagram showing the relationship between the operation of the semiconductor switch 172 and the current Isq flowing through the semiconductor switch 172 to the igniter 31, where the horizontal axis represents time and the vertical axis represents current.
  • FIG. 7(d) is a diagram showing the relationship between the energy supplied to the igniter 31 and ignition, where the horizontal axis indicates time and the vertical axis indicates energy (I 2 t) current. I is the current supplied to the igniter 31, and t indicates the time during which the current is supplied.
  • FIG. 7A when an overcurrent such as a short-circuit current flows through the busbar 40 at time t1, a magnetic field is generated (changed) around the busbar 40, causing a ) changes, an induced current IL is generated in the coil 10 in a direction that cancels out this change in magnetic flux. This induced current IL is supplied to the substrate 170 via the first wiring 181 .
  • an overcurrent such as a short-circuit current flows through the busbar 40 at time t1
  • a magnetic field is generated (changed) around the busbar 40, causing a ) changes
  • an induced current IL is generated in the coil 10 in a direction that cancels out this change in magnetic flux.
  • This induced current IL is supplied to the substrate 170 via the first wiring 181 .
  • the induced current IL flows through the resistor 171 mounted on the substrate 170, and the voltage Vr is generated across the resistor 171.
  • the voltage Vr is the threshold at which the semiconductor switch 172 is turned on.
  • the semiconductor switch 172 is turned on.
  • FIG. 7B shows an example in which the semiconductor switch 172 is turned on at time t2 after time t1.
  • part of the current Isq of the induced current IL generated in the coil 10 passes through the semiconductor switch 172 and is supplied to the igniter 31 after time t2. At this time, part of the induced current IL generated in the coil 10 also flows through the resistor 171 .
  • the current Isq is supplied to the igniter 31 after time t2.
  • the current Isq has a current value corresponding to the current value of the induced current IL.
  • the breaking device 100 can cut off the busbar 40 by punching out the busbar 40 with the piston to cut off the overcurrent.
  • the interrupting device 100 can detect that an overcurrent is flowing through the busbar 40 by using the coil 10 and a transformer method.
  • the breaking device 100 can self-detect when the overcurrent flowing through the bus bar 40 has exceeded a predetermined level.
  • FIG. 8 is a diagram showing the configuration of a blocking device 200 according to this embodiment.
  • FIG. 9A is a diagram showing a normal state of the relays included in blocking device 200 according to the present embodiment.
  • FIG. 9B is a diagram showing an example of the circuit configuration of blocking device 200 according to the present embodiment.
  • the breaking device 200 according to the present embodiment is different from the breaking device 100 according to the second embodiment mainly in that a b-contact relay switch 280 is provided. 9A and 9B show the normal state.
  • the breaking device 200 includes a coil 10, a breaker 30, a board 270, a relay switch 280, and cables 291 and 292.
  • wiring for example, a cable
  • cables 291 and 292 are an example of wiring.
  • the board 270 is connected to the coil 10 and connected to the relay switch 280 via the cable 291 .
  • the board 270 is connected to the circuit breaker 30 via a cable 292 and provided for switching on and off the electrical connection between the coil 10 and the circuit breaker 30 together with the relay switch 280 .
  • On the substrate 270 electronic components (for example, resistors R1 and R2 described later, resistors R1 and R2, A semiconductor switch 172) is implemented.
  • the induced current generated in the coil 10 is supplied to the substrate 270, and when the supplied induced current exceeds a predetermined current value, the induced current supplied from the coil 10 by the relay switch 280 and the electronic components is transferred to the circuit breaker 30. supplied to
  • the circuit configuration of the cutoff device 200 includes a coil 10, resistors R1 and R2, a semiconductor switch 172, a relay switch 280, and an igniter 31. Resistors R 1 and R 2 and semiconductor switch 172 are mounted on substrate 270 .
  • the resistors R1 and R2 are connected in series, and one end of the resistor R1 and the other end of the resistor R2 are connected to both ends of the coil 10.
  • the resistance values of resistors R1 and R2 are appropriately set according to a predetermined current value.
  • the resistance values of the resistors R1 and R2 are such that, for example, the voltage Vr (see FIG. 10B) generated in the resistors R1 and R2 when the induced current generated by the coil 10 flows through the resistors R1 and R2 is the threshold of the semiconductor switch 172 ( threshold voltage).
  • the resistors R1 and R2, the semiconductor switch 172 and the igniter 31 are connected in parallel.
  • the resistor R1 is an example of a first resistor
  • the resistor R2 is an example of a second resistor.
  • the relay switch 280 is connected to the other end of the resistor R1, one end of the resistor R2 (the end on the resistor R1 side), and the other end of the resistor R2. That is, in this embodiment, the relay switch 280 is connected in parallel with the resistor R2.
  • the relay switch 280 is a switch that switches between ON and OFF according to the magnetic flux generated around the busbar 40 when an overcurrent flows through the busbar 40 . Note that the relay switch 280 may be connected in parallel with one of the resistors R1 and R2.
  • the relay switch 280 has fixed terminals 281 and 282, a copper plate 283, a movable yoke 284, a magnet 285, and a fixed yoke 286.
  • a gap 287 is formed between the movable yoke 284 and the fixed yoke 286 during normal operation.
  • the movable yoke 284 and the fixed yoke 286 are arranged apart from each other during normal operation.
  • Relay switch 280 is an example of an electromagnetic relay.
  • the fixed terminals 281 and 282 are spaced apart and normally electrically connected via a copper plate 283 .
  • Fixed terminals 281 and 282 are connected across the resistor R2.
  • the fixed terminal 281 is connected to one end of the resistor R2, and the fixed terminal 282 is connected to the other end of the resistor R2.
  • the fixed terminals 281 and 282 are made of a conductive material (for example, metal).
  • Fixed terminals 281 and 282 are connected to cable 291 (see FIG. 8), and induced current generated in coil 10 flows through copper plate 283 .
  • the copper plate 283 is a conductive member for switching the fixed terminals 281 and 282 between conduction and non-conduction.
  • the copper plate 283 is normally arranged so as to contact the fixed terminals 281 and 282 . In other words, the fixed terminals 281 and 282 are normally conducted.
  • the copper plate 283 is fixed to the movable yoke 284 and moves together with the movable yoke 284 .
  • the copper plate 283 may be made of a metal other than copper as long as it has electrical conductivity.
  • the copper plate 283 is an example of a conductive portion.
  • the movable yoke 284 is a yoke that is normally arranged apart from the fixed yoke 286, forms a magnetic circuit with the fixed yoke 286 when an overcurrent occurs, and is movable toward the fixed yoke 286 side.
  • a magnetic attractive force Fg acts between the movable yoke 284 and the magnet 285 . That is, the movable yoke 284 is held at a position where the fixed terminals 281 and 282 and the copper plate 283 are in contact with each other due to the attractive force Fg.
  • the magnet 285 is arranged on the side opposite to the fixed yoke 286 with respect to the movable yoke 284 , and by attracting the movable yoke 284 , the fixed terminals 281 and 282 are electrically connected through the copper plate 283 .
  • the fixed yoke 286 is fixedly arranged around the busbar 40 .
  • fixed yoke 286 is arranged to surround bus bar 40 along the direction of the magnetic field when an overcurrent occurs in bus bar 40 .
  • the fixed yoke 286 is open on the side of the movable yoke 284 and is U-shaped (for example, U-shaped). Thereby, a magnetic circuit is formed between the fixed yoke 286 and the movable yoke 284 when an overcurrent occurs.
  • FIG. 10A is a diagram showing a state when a short-circuit current (Fg ⁇ F) occurs in the relays included in breaking device 200 according to the present embodiment.
  • FIG. 10B is a diagram showing paths of induced current when short-circuit current occurs (Fg ⁇ F) in interrupting device 200 according to the present embodiment.
  • the fixed terminals 281 and 282 are conductive, so the induced current IL generated in the coil 10 flows through the resistor R1 and the relay switch 280 in that order. Since almost no induced current IL flows through resistor R2 at this time, voltage Vr does not rise until semiconductor switch 172 is turned on.
  • FIG. 11A is a diagram showing a state when a short-circuit current (Fg ⁇ F) occurs in a relay included in breaking device 200 according to the present embodiment.
  • FIG. 11B is a diagram showing paths of induced current when short-circuit current occurs (Fg ⁇ F) in interrupting device 200 according to the present embodiment.
  • FIG. 11C is a diagram showing paths of induced current when short-circuit current occurs (Fg ⁇ F, Vr>threshold) in interrupting device 200 according to the present embodiment.
  • the induced current IL generated in the coil 10 flows through the resistor R1 and the resistor R2 in that order.
  • the relay switch 280 is turned off, the induced current IL also flows through the resistor R2, and the voltage Vr becomes larger than that shown in FIG. 10B.
  • the voltage Vr becomes equal to or higher than the threshold (threshold voltage) at which the semiconductor switch 172 is turned on.
  • the semiconductor switch 172 when the voltage Vr>threshold, the semiconductor switch 172 is turned on, so the current Isq, which is a part of the induced current IL, passes through the semiconductor switch 172 and is supplied to the igniter 31 .
  • FIG. 12 is a diagram showing the configuration of a blocking device 300 according to this embodiment.
  • FIG. 13B is a diagram showing paths of induced current when the short-circuit current is 1 kA in circuit breaker 300 according to the present embodiment.
  • Circuit breaker 300 according to the present embodiment includes generator coil 310 that mainly generates drive current for driving circuit breaker 30, and detection coil 320 that detects overcurrent flowing through bus bar 40. It differs from the blocking device 100 according to the second embodiment. Note that FIG. 13B shows the state when the short-circuit current is 1 kA.
  • the circuit breaker 300 includes a generator coil 310, a detector coil 320, a substrate 370, cables 381 to 383, and a circuit breaker 30.
  • a circuit breaker 300 according to the present embodiment has a generator coil 310 and a detector coil 320 arranged in front of and behind a circuit breaker 30 through which a busbar 40 penetrates.
  • the generator coil 310 , the circuit breaker 30 , and the detector coil 320 are arranged in this order in the extending direction of the busbar 40 .
  • the overcurrent flowing through the busbar 40 passes through the generator coil 310 and then through the circuit breaker 30 , and then through the circuit breaker 30 and then through the detection coil 320 .
  • the same overcurrent flows through the generator coil 310 and the detector coil 320 .
  • Cables 381 to 383 are examples of wiring.
  • the magnetic properties of the generator coil 310 and the detector coil 320 are different.
  • the generator coil 310 and the detector coil 320 differ in at least one of magnetic permeability and magnetic saturation characteristics.
  • the generator coil 310 is a coil that is connected to the igniter 31 via a semiconductor switch 311 (see FIG. 13B) and generates a drive current for driving the igniter 31 .
  • the generator coil 310 is configured, for example, to have a higher magnetic permeability than the detector coil 320 and a higher magnetic flux density when magnetically saturated.
  • the generator coil 310 may have, for example, a yoke (for example, a gap core) surrounding the busbar 40 inserted therein.
  • the generator coil 310 is arranged around the busbar 40 so that the magnetic flux generated when an overcurrent flows through the busbar 40 passes through the inside.
  • the generator coil 310 may have, for example, an annular shape surrounding the busbar 40, or an annular yoke surrounding the busbar 40 may be arranged therein.
  • the generator coil 310 is an example of a first coil.
  • the detection coil 320 is a coil for driving a semiconductor switch 321 connected between the generator coil 310 and the igniter 31 .
  • the detection coil 320 is composed of a member incorporating a yoke and a magnet, and the magnetic flux changes within a certain current range (eg, 2 kA to 3 kA). Therefore, an induced current can be generated in the sensing coil 320 when a current within the current range flows through the bus bar 40 .
  • the detection coil 320 is arranged around the busbar 40 so that the magnetic flux generated when an overcurrent flows through the busbar 40 passes through the inside.
  • the sensing coil 320 may have, for example, an annular shape surrounding the busbar 40, or an annular yoke surrounding the busbar 40 may be arranged therein.
  • Detector coil 320 is an example of a second coil.
  • the magnetic properties of the generator coil 310 and the detector coil 320 are not limited to the above.
  • the generating coil 310 and the detecting coil are arranged so that an induced current of 1.75 A is generated in the generating coil 310 and an induced current of 10 mA is generated in the detecting coil 320.
  • the magnetic properties of 320 will be described.
  • the induced current generated in the generator coil 310 is an example of a first induced current
  • the induced current generated in the detection coil 320 is an example of a second induced current.
  • the board 370 is connected to the generating coil 310 via a cable 381, to the detecting coil 320 via a cable 382, to the igniter 31 of the circuit breaker 30 via a cable 383, and connecting the generating coil 310 and the igniter. 31 is provided to switch on and off the electrical connection with the detector coil 320 with an induced current.
  • the substrate 370 is mounted with electronic components for electrically connecting the generator coil 310 and the igniter 31 when the induced current generated in the detection coil 320 exceeds a predetermined current value.
  • the generator coil 310, the detector coil 320, and the substrate 370 may be fixed to the housing of the circuit breaker 30, for example.
  • the circuit configuration of the interrupter 300 includes a generator coil 310, resistors R3, R5 and R6, semiconductor switches 311 and 321, a phototransistor 312, an igniter 31, a detection coil 320, and a light emitting diode 322 .
  • resistors R 3 , R 5 and R 6 , semiconductor switches 311 and 321 and phototransistor 312 are mounted on substrate 370 .
  • the resistor R3 is connected to the generator coil 310. Both ends of the resistor R3 are connected to both ends of the generator coil 310 .
  • the resistance value of the resistor R3 is, for example, smaller than the resistance value of the resistor R5.
  • the resistance value of the resistor R3 is, for example, 20 ⁇ , but is not limited to this.
  • the resistor R3 is an example of a first resistor.
  • the semiconductor switch 311 is connected in series between the generator coil 310 and the igniter 31 , and is a switch that switches whether to supply the induced current generated by the generator coil 310 to the igniter 31 .
  • the semiconductor switch 311 is an a-contact switch which is normally off and is turned on when an overcurrent occurs.
  • the semiconductor switch 311 is configured by a switch having a thyristor, and specifically, is configured by a thyristor, a diode, a Zener diode, a resistor R4, and a capacitor C1.
  • One of the collector and emitter of the phototransistor 312 is connected to the power generating coil 310, and the other of the collector and emitter is connected to the anode of the diode of the semiconductor switch 311 to switch between conducting and non-conducting between the power generating coil 310 and the diode.
  • the phototransistor 312 is switched from off to on when light from the light emitting diode 322 is incident. That is, the phototransistor 312 is turned on by the light from the light emitting diode 322 .
  • a photocoupler is configured including a phototransistor 312 (light receiving element) and a light emitting diode 322 (light emitting element).
  • a photocoupler is an example of a switching unit.
  • the switching unit is not limited to including the phototransistor 312, and may be any one that switches on and off according to a signal output by an induced current generated in the detection coil 320.
  • the switching unit may include, for example, an FET (Field Effect Transistor).
  • the resistor R5 is connected in parallel with the semiconductor switch 321 and provided to turn on the semiconductor switch 321 when a predetermined overcurrent flows through the busbar 40 . Both ends of the resistor R5 are connected to both ends of the sensing coil 320 .
  • the resistance value of the resistor R5 is, for example, greater than the resistance value of the resistor R3.
  • the resistance value of resistor R5 is set to a resistance value that enables semiconductor switch 321 to be turned on when induced current IL2 corresponding to a predetermined overcurrent is generated in sensing coil 320 .
  • the semiconductor switch 321 is connected in series between the sensing coil 320 and the light emitting diode 322 and is a switch that switches whether to supply the induced current generated by the sensing coil 320 to the light emitting diode 322 .
  • the semiconductor switch 321 is an a-contact switch which is normally off and is turned on when an overcurrent occurs.
  • the semiconductor switch 321 is composed of a semiconductor switch different from the semiconductor switch 311, and is composed of SIDAC (registered trademark) in the present embodiment. In this embodiment, the semiconductor switch 321 is turned on when the induced current generated by the detection coil 320 exceeds a predetermined value (corresponding to the voltage Vr generated across the resistor R5 exceeding a predetermined voltage (eg, 10 V)).
  • a predetermined value corresponding to the voltage Vr generated across the resistor R5 exceeding a predetermined voltage (eg, 10 V)
  • Semiconductor switch 321 is an example of a second semiconductor switch.
  • a resistor R6 is connected in series with the light emitting diode 322 to limit the current flowing through the light emitting diode 322.
  • the resistor R6 is appropriately determined according to the current flowing through the light emitting diode 322.
  • resistor R6 is connected to the anode side of light emitting diode 322, but may be connected to the cathode side.
  • the light-emitting diode 322 is connected to the detection coil 320 via a semiconductor switch 321, and emits light to turn on the phototransistor 312 by an induced current generated in the detection coil 320. That is, the light-emitting diode 322 emits light by being supplied with an induced current from the detection coil 320 .
  • Light is an example of a signal that turns on the phototransistor 312, and the light emitting diode 322 is an example of an output.
  • a switching circuit for switching is configured.
  • the switching circuit and the semiconductor switch 311 constitute a switch that switches between conduction and non-conduction between the generator coil 310 and the igniter 31 .
  • a power generation circuit 300a is composed of a power generation coil 310, a resistor R3, a semiconductor switch 311, and an igniter 31, and a detection coil 320, resistors R5 and R6, a semiconductor switch 321, and a light emitting diode 322.
  • a circuit 300b is configured.
  • FIG. 13A is a diagram showing the magnetic flux density when the short-circuit current is 1 kA.
  • the magnetic properties of the generator coil 310 and the detector coil 320 are set so as to satisfy the relationship shown in FIG. 13A.
  • an induced current IL1 is generated in the generator coil 310 whose magnetic flux density changes, but no induced current is generated in the detector coil 320 whose magnetic flux density does not change. That is, since the semiconductor switch 311 remains off, no induced current is supplied to the igniter 31 . It can also be said that the threshold of the semiconductor switch 311 is ⁇ V because the phototransistor 312 is off.
  • FIG. 14A is a diagram showing the magnetic flux density when the short circuit current is 2.5 kA.
  • FIG. 14B is a diagram showing paths of induced current when the short-circuit current is 2.5 kA in interrupting device 300 according to the present embodiment.
  • the generator coil 310 generates an induced current IL1
  • the detector coil 320 generates an induced current IL2.
  • the induced current IL1 shown in FIG. 14B has a current value larger than, for example, the induced current IL1 shown in FIG. 13B.
  • FIG. 15A is a diagram showing the magnetic flux density when the short circuit current is 3 kA.
  • FIG. 15B is a diagram showing paths of induced current when the short-circuit current is 3 kA in interrupting device 300 according to the present embodiment.
  • the generator coil 310 generates an induced current IL1
  • the detector coil 320 generates an induced current IL2.
  • the voltage Vr generated across the resistor R5 becomes equal to or higher than the threshold of the semiconductor switch 321, and the light-emitting diode 322 emits light, thereby switching the phototransistor 312 from non-conduction to conduction and causing an induced current IL1 to flow through the diode of the semiconductor switch 311.
  • the igniter 31 is supplied with the current Isq, which is a part of the induced current IL1. Then, the igniter 31 is ignited by the current Isq.
  • the induced current IL1 shown in FIG. 15B has a current value larger than the induced current IL1 shown in FIG. 14B
  • the induced current IL2 shown in FIG. 15B has a current value larger than the induced current IL2 shown in FIG. 14B, for example. .
  • the threshold of the semiconductor switch 311 is the same as the threshold of the semiconductor switch 311, and can be said to be 20 V, for example.
  • the interrupting device 300 causes the magnetic flux of the busbar 40 to generate the induced current IL2 in the detection coil 320 to turn on the semiconductor switch 311, thereby turning on the induced current IL1 generated in the generating coil 310. to drive the circuit breaker 30 .
  • FIG. 16 is a diagram showing paths of induced current when the short-circuit current is 1 kA in the interrupting device 400 according to the present embodiment.
  • FIG. 16 shows the circuit configuration of the interrupter 400.
  • the interrupting device 400 according to the present embodiment mainly includes a phototransistor 412 instead of the relay switch 280, and a detection circuit 300b (a circuit having a detection coil 320) that outputs a signal for turning on the phototransistor 412. It is different from the blocking device 200 according to the third embodiment in this point. Note that FIG. 16 shows the state when the short-circuit current is 1 kA.
  • the circuit breaker 400 includes a generator coil 310, a detector coil 320, a substrate (not shown), a cable (not shown), and a circuit breaker 30.
  • the functions and arrangement of the power generation coil 310, the detection coil 320, the substrate and the cable may be the same as those of the interrupting device 300 according to the fourth embodiment, and description thereof will be omitted.
  • the phototransistor 412 has one of its collector and emitter connected to the other end of the resistor R1 (end on the resistor R2 side) and one end of the resistor R2 (end on the resistor R1 side), and the other of its collector and emitter connected to the resistor R2. connected to the other end.
  • Phototransistor 412 is connected in parallel with resistor R2.
  • the phototransistor 412 switches from on to off when light from the light emitting diode 322 is incident. That is, the phototransistor 412 is turned off by the light from the light emitting diode 322 .
  • a photocoupler is configured including a phototransistor 412 (light receiving element) and a light emitting diode 322 (light emitting element).
  • the photocoupler is a b-contact switch.
  • a photocoupler is an example of a switching unit.
  • the switching unit is not limited to including the phototransistor 412, and may be any one that is switched on and off by a signal output by an induced current generated in the detection coil 320.
  • phototransistor 412 may be connected in parallel with one of the resistors R1 and R2.
  • the phototransistor 412, the detection coil 320, the semiconductor switch 321, and the light emitting diode 322 constitute a switching circuit that switches between conduction and non-conduction of the current path connected in parallel with the resistor R2.
  • the switching circuit can also be said to be a circuit for switching on and off of the semiconductor switch 172 .
  • the switching circuit may include resistors R1 and R2.
  • the generator coil 310, the resistors R1 and R2, the semiconductor switch 172, the phototransistor 412, and the igniter 31 constitute a generator circuit 400a.
  • the light-emitting diode 322 is connected to the detection coil 320 via the semiconductor switch 321, and emits light for turning off the phototransistor 412 by an induced current generated in the detection coil 320. That is, the light-emitting diode 322 emits light when the induced current from the detection coil 320 is supplied when the induced current generated in the detection coil 320 exceeds a predetermined value.
  • Light is an example of a signal that turns off phototransistor 412, and light emitting diode 322 is an example of an output.
  • an induced current IL1 is generated in the generator coil 310 whose magnetic flux density changes when the short-circuit current is 1 kA, but no induced current is generated in the detector coil 320 whose magnetic flux density does not change when the short-circuit current is 1 kA.
  • the induced current IL1 flows through the resistor R1 and the phototransistor 412 because the phototransistor 412 remains on.
  • the voltage Vr is low and the semiconductor switch 172 is off, so no induced current is supplied to the igniter 31.
  • FIG. 17 is a diagram showing paths of induced current when the short-circuit current is 2.5 kA in interrupting device 400 according to the present embodiment.
  • the generator coil 310 whose magnetic flux density changes generates an induced current IL1
  • the detector coil 320 generates an induced current IL2.
  • the induced current IL1 shown in FIG. 17 has a current value larger than the induced current IL1 shown in FIG. 16, for example.
  • FIG. 18 is a diagram showing paths of induced currents when the short-circuit current is 3 kA in interrupting device 400 according to the present embodiment.
  • FIG. 19 is a diagram showing paths of induced current when the short-circuit current is 3 kA and the voltage Vr>threshold in the interrupting device 400 according to the present embodiment.
  • the generator coil 310 generates an induced current IL1, and the detector coil 320 generates an induced current IL2.
  • the threshold voltage for example, 20 V
  • the current Id which is a part of the induced current IL2
  • the light emitting diode 322 emits light to generate a photo.
  • Transistor 412 switches from on to off.
  • the induced current IL1 generated in the generator coil 310 passes through the resistors R1 and R2, and the voltage Vr becomes higher than the voltage Vr shown in FIG.
  • the voltage Vr becomes equal to or higher than the threshold at which the semiconductor switch 172 is turned on.
  • the semiconductor switch 172 when the voltage Vr>threshold, the semiconductor switch 172 is turned on, so that the current Isq, which is a part of the induced current IL1, passes through the semiconductor switch 172 and is supplied to the igniter 31.
  • interrupting device 400 causes detection coil 320 to generate induced current IL2 by the magnetic flux of bus bar 40, and semiconductor switch 172 is turned on. to drive the circuit breaker 30 .
  • FIG. 20A is a diagram showing an example of the circuit configuration of a breaking device 500A according to the sixth embodiment.
  • the breaking device 500A differs from the breaking device 100 of Embodiment 2 mainly in that it includes a diode 510, a capacitor 520, a resistor 530, and a semiconductor switch 540.
  • the coil 10 is electrically connected to the igniter 31 via the semiconductor switches 172 and 540 .
  • Coil 10 is also electrically connected to semiconductor switch 540 via semiconductor switch 172 .
  • Each of the resistor 171 and the diode 510 has a connection point between the coil 10 and the semiconductor switch 172 .
  • One end of resistor 171 is electrically connected between coil 10 and semiconductor switch 172 .
  • the cathode of the diode 510 is connected to the connection point between the coil 10 and the resistor 171 .
  • the cathode (connection point) of diode 510 is connected closer to coil 10 than one end (connection point) of resistor 171 is.
  • Each of capacitor 520 and resistor 530 has a connection point between semiconductor switch 172 and semiconductor switch 540 .
  • One end of capacitor 520 is electrically connected between semiconductor switch 172 and semiconductor switch 540 .
  • One end of resistor 530 is electrically connected between the connection point of capacitor 520 and semiconductor switch 540 .
  • the connection point of resistor 530 is located closer to igniter 31 than the connection point of capacitor 520 .
  • each of the semiconductor switch 172 and the semiconductor switch 540 is a switch that turns ON when a voltage exceeding a predetermined value (threshold voltage) is applied.
  • a thyristor or a SIDAC registered trademark is used as semiconductor switch 172 and semiconductor switch 540 .
  • the semiconductor switch 172 makes the coil 10 and the capacitor 520 conductive when the voltage applied to the semiconductor switch 172 exceeds a predetermined value. Moreover, the semiconductor switch 540 conducts the capacitor 520 and the igniter 31 when the voltage applied to the semiconductor switch 540 exceeds a predetermined value.
  • the threshold voltage of semiconductor switch 172 is set to be equal to or higher than the threshold voltage of semiconductor switch 540 .
  • the busbar 40 generates a magnetic field around the busbar 40 (or changes the magnetic field around the busbar 40 ) when a current flows through the busbar 40 .
  • the coil 10 generates an induced electromotive force due to changes in the magnetic flux passing through the coil 10 .
  • the induced power generated by the coil 10 is consumed by the resistor 171.
  • the induced power generated by coil 10 is stored in capacitor 520 .
  • the blocking device 500A is configured as described above.
  • the induced power generated by the coil 10 is supplied to the igniter 31 after being charged by the capacitor 520 . Therefore, the current flowing through the busbar 40 is affected by noise or the like, and even if the busbar 40 temporarily generates a strong magnetic field, the induced electromotive force generated by the coil 10 is less likely to be supplied to the igniter 31 . Therefore, the circuit breaker 500A can suppress malfunction due to noise or the like and deterioration of the explosive of the circuit breaker 30 (igniter 31).
  • the threshold voltage of the semiconductor switch 172 is set to be equal to or higher than the threshold voltage of the semiconductor switch 540. Therefore, the resistance value of resistor 171 can be increased, and heat generation of coil 10 (loss of induced electromotive force generated by coil 10) can be suppressed.
  • the interrupting device 500A may be configured such that the threshold voltage of the semiconductor switch 172 is lower than the threshold voltage of the semiconductor switch 540. In this case, variations in voltage during non-operation can be reduced.
  • FIG. 20B is a diagram showing an example of a circuit configuration of a circuit breaker according to a modification of Embodiment 6.
  • FIG. 20B is a diagram showing an example of a circuit configuration of a circuit breaker according to a modification of Embodiment 6.
  • the breaking device 500B further has a coil 10A that generates power by the magnetic field of the busbar 40.
  • the breaking device 500B is configured to charge the capacitor 520 using the electric power of the coil 10 and the coil 10A. Thereby, when the power generation amount of the coil 10 is insufficient, the interrupting device 500B can compensate for the shortage by using the power generation amount of the coil 10A.
  • the breaker 500B can operate by power generation of the coil 10A when the coil 10 fails to generate power.
  • the interrupting device 500B is preferably provided with a semiconductor switch 172A between the coil 10A and the capacitor 520.
  • the semiconductor switch 172A is a switch that is turned on when a voltage exceeding a predetermined value (threshold voltage) is applied.
  • a thyristor or SIDAC registered trademark is used as the semiconductor switch 172A.
  • the threshold voltage of the semiconductor switch 172A is preferably configured to be equal to or higher than the threshold voltage of the semiconductor switch 540.
  • the threshold voltage of the semiconductor switch 172A may be configured to be equal to or higher than the threshold voltage of the semiconductor switch 540 for the same reason as the semiconductor switch 172.
  • the circuit breaker 500B preferably further includes a diode 510A and a resistor 171A.
  • circuit breaker that includes a coil and wiring or a cable and a circuit breaker
  • the circuit breaker is not essential.
  • the present disclosure may be implemented as a drive device that includes a coil and wiring and drives a circuit breaker with an induced current generated in the coil.
  • the coil 10 and the like generate an induced current by the magnetic field generated by the busbar 40, and the induced current operates the igniter 31.
  • the circuit breaker 1 and the like may have an electromagnetic relay instead of the circuit breaker 30, for example.
  • Electromagnetic relays operate using induced current.
  • an electromagnetic relay has a fixed terminal, a movable contact that contacts or separates from the fixed terminal, and a drive coil that operates the movable contact. By supplying power to the coil, the movable contactor is operated.
  • the induced current may be used, for example, to drive a device such as a light emitting device or a sound output device for notifying that an overcurrent has occurred.
  • the driving device may be a driving device that drives a device, and may include a coil that generates an induced current corresponding to a current flowing through an electric circuit, and wiring that electrically connects the coil and the device. Then, the driving device drives the device with the induced current generated by the coil.
  • driving here means, for example, causing a light emitting device to emit light and a sound output device to emit sound.
  • interrupting device in the above embodiments and the like may be used, for example, for interrupting overcurrent in power storage systems, power transmission systems, and the like.
  • the present disclosure is useful for a breaker or the like that breaks an electric circuit when an overcurrent occurs.

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Abstract

遮断装置は、電路と、前記電路を流れる電流に応じた第１誘導電流が生じる第１コイルと、前記電路を遮断する遮断器と、前記第１コイルと前記遮断器とを電気的に接続する配線とを備え、前記遮断器は、前記第１コイルで生じた前記第１誘導電流で駆動する。

Description

遮断装置及び駆動装置
　本開示は、遮断装置及び駆動装置に関する。
　従来、自動車等に搭載される電気回路に短絡電流等の過電流が流れる場合に、電気回路を遮断することで大きな被害を未然に防止する遮断装置が検討されている（特許文献１を参照）。
特開２０１５－７３３９８号公報
　しかしながら、特許文献１の技術では、遮断装置を駆動させるための電力を供給するためのＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）又は電池といった構成要素が過電流を検知するための構成要素とは別に必要であり、事故等で断線が発生した場合、遮断装置が動作しないという課題がある。
　そこで、本開示は、構成が簡素化された遮断装置及び駆動装置を提供する。
　本開示の一態様に係る遮断装置は、電路と、前記電路を流れる電流に応じた第１誘導電流が生じる第１コイルと、前記電路を遮断する遮断器と、前記第１コイルと前記遮断器とを電気的に接続する配線とを備え、前記遮断器は、前記第１コイルで生じた前記第１誘導電流で駆動する。
　本開示の一態様に係る駆動装置は、機器を駆動させる駆動装置であって、電路を流れる電流に応じた誘導電流が生じるコイルと、前記コイルと前記機器とを電気的に接続する配線とを備え、前記コイルで生じた前記誘導電流で前記機器を駆動させる。
　本開示の一態様によれば、構成が簡素化された遮断装置等を実現することができる。
図１は、実施の形態１に係る遮断装置の構成を示す図である。 図２は、実施の形態１に係る遮断装置を図１の矢印の方向から見た図である。 図３Ａは、実施の形態１の変形例に係る遮断装置の構成の第１例を示す図である。 図３Ｂは、実施の形態１の変形例に係る遮断装置の構成の第２例を示す図である。 図３Ｃは、実施の形態１の変形例に係る遮断装置の構成の第３例を示す図である。 図３Ｄは、実施の形態１の変形例に係る遮断装置の構成の第４例を示す図である。 図３Ｅは、実施の形態１の変形例に係る遮断装置の構成の第５例を示す図である。 図３Ｆは、実施の形態１の変形例に係る遮断装置の構成の第６例を示す図である。 図３Ｇは、実施の形態１の変形例に係る遮断装置の構成の第７例を示す第１図である。 図３Ｈは、実施の形態１の変形例に係る遮断装置の構成の第７例を示す第２図である。 図３Ｉは、実施の形態１の変形例に係る遮断装置の構成の第８例を示す図である。 図３Ｊは、実施の形態１の変形例に係る遮断装置の構成の第９例を示す図である。 図４は、実施の形態２に係る遮断装置の構成を示す図である。 図５は、実施の形態２に係る遮断装置の回路構成の一例を示す図である。 図６は、実施の形態２に係る遮断装置の回路構成の他の一例を示す図である。 図７は、実施の形態２に係る遮断装置の動作を説明するための図である。 図８は、実施の形態３に係る遮断装置の構成を示す図である。 図９Ａは、実施の形態３に係る遮断装置が備えるリレーの通常時の様子を示す図である。 図９Ｂは、実施の形態３に係る遮断装置の回路構成の一例を示す図である。 図１０Ａは、実施の形態３に係る遮断装置が備えるリレーの短絡電流発生時（Ｆｇ≧Ｆ）の様子を示す図である。 図１０Ｂは、実施の形態３に係る遮断装置における短絡電流発生時（Ｆｇ≧Ｆ）の誘導電流の経路を示す図である。 図１１Ａは、実施の形態３に係る遮断装置が備えるリレーの短絡電流発生時（Ｆｇ＜Ｆ）の様子を示す図である。 図１１Ｂは、実施の形態３に係る遮断装置における短絡電流発生時（Ｆｇ＜Ｆ）の誘導電流の経路を示す図である。 図１１Ｃは、実施の形態３に係る遮断装置における短絡電流発生時（Ｆｇ＜Ｆ、電圧＞閾値）の誘導電流の経路を示す図である。 図１２は、実施の形態４に係る遮断装置の構成を示す図である。 図１３Ａは、短絡電流が１ｋＡのときの磁束密度を示す図である。 図１３Ｂは、実施の形態４に係る遮断装置における短絡電流が１ｋＡのときの誘導電流の経路を示す図である。 図１４Ａは、短絡電流が２．５ｋＡのときの磁束密度を示す図である。 図１４Ｂは、実施の形態４に係る遮断装置における短絡電流が２．５ｋＡのときの誘導電流の経路を示す図である。 図１５Ａは、短絡電流が３ｋＡのときの磁束密度を示す図である。 図１５Ｂは、実施の形態４に係る遮断装置における短絡電流が３ｋＡのときの誘導電流の経路を示す図である。 図１６は、実施の形態５に係る遮断装置における短絡電流が１ｋＡのときの誘導電流の経路を示す図である。 図１７は、実施の形態５に係る遮断装置における短絡電流が２．５ｋＡのときの誘導電流の経路を示す図である。 図１８は、実施の形態５に係る遮断装置における短絡電流が３ｋＡのときの誘導電流の経路を示す図である。 図１９は、実施の形態５に係る遮断装置における短絡電流が３ｋＡ、電圧＞閾値のときの誘導電流の経路を示す図である。 図２０Ａは、実施の形態６に係る遮断装置の回路構成の一例を示す図である。 図２０Ｂは、実施の形態６の変形例に係る遮断装置の回路構成の一例を示す図である。
　本開示の一態様に係る遮断装置は、電路と、前記電路を流れる電流に応じた第１誘導電流が生じる第１コイルと、前記電路を遮断する遮断器と、前記第１コイルと前記遮断器とを電気的に接続する配線とを備え、前記遮断器は、前記第１コイルで生じた前記第１誘導電流で駆動する。
　これにより、遮断装置は、第１コイルに生じる第１誘導電流を、遮断器を駆動するための電力に用いることができる。つまり、遮断装置は、遮断器を駆動させるための電力を供給するための電池等の構成要素を備えていなくてもよい。よって、構成が簡素化された遮断装置を実現することができる。
　また、例えば、前記第１コイルと前記遮断器との間に接続され、前記第１誘導電流が所定値を超える場合に、前記第１コイルと前記遮断器とを電気的に接続するスイッチをさらに備えてもよい。
　これにより、遮断装置は、過電流による誘導電流が所定値を超える場合にスイッチを動作させて誘導電流で遮断器を駆動させることができる。つまり、遮断装置は、第１コイルと遮断器との間にスイッチを備えるだけで、所定以上の過電流を検知することが可能となる。よって、簡素化された構成で、所定以上の過電流を検知可能な遮断装置を実現することができる。
　また、例えば、前記スイッチは、第１半導体スイッチであってもよい。
　また、例えば、前記第１コイルと前記第１半導体スイッチとの間に接続され、前記第１コイルと前記第１半導体スイッチとの間のオン及びオフを切り替える切り替え回路をさらに備え、前記切り替え回路は、前記第１コイルと前記第１半導体スイッチとの間のオン及びオフを切り替える切替部と、前記電流に応じた第２誘導電流が生じる第２コイルと、前記第２誘導電流が供給されることにより前記切替部をオンさせる信号を出力する出力部と、前記第２コイルと前記出力部との間に接続され、前記第２誘導電流が所定値を超える場合にオンする第２半導体スイッチと、を有してもよい。
　これにより、第１コイルで生じた誘導電流を、遮断器を駆動させる駆動電流として用い、第２コイルで生じた誘導電流を所定以上の過電流の検知のために用いることができる。このような遮断装置では、第２コイルの磁気特性等を調整することで、切替部を導通させるときの過電流の電流値を任意に調整可能である。よって、汎用性が向上した遮断装置を実現することができる。
　また、例えば、前記第１半導体スイッチのオン及びオフを切り替える切り替え回路をさらに備え、前記切り替え回路は、前記第１コイルに接続される第１抵抗及び第２抵抗と、前記第１抵抗及び前記第２抵抗の一方に並列に接続され、前記電路を流れる前記電流が所定値を超える場合にオフする切替部とを有してもよい。
　これにより、遮断装置は、ｂ接点の切り替え回路を用いて所定以上の過電流が電路に流れたときに遮断器を駆動させることができる。
　また、例えば、前記切り替え回路は、前記第１抵抗及び前記第２抵抗の前記一方の両端に接続される第１固定端子および第２固定端子と、前記電路の周囲に配置される固定ヨークと、前記固定ヨークと離間して配置され、前記固定ヨークと磁気回路を形成し前記固定ヨークに向かって移動可能であり、前記切替部を構成する可動ヨークと、前記電路を流れる前記電流が前記所定値を超えない状態で前記第１固定端子および前記第２固定端子に接触し、前記可動ヨークに固定される導電部とを有してもよい。
　これにより、ｂ接点の切り替え回路として機械スイッチを用いて所定以上の過電流が電路に流れたときに遮断器を駆動させることができる。電路に流れる過電流により生じる磁束により動作するように機械スイッチが構成されるので、当該過電流を用いずに機械スイッチを動作させる場合に比べて遮断装置の構成を簡素化することができる。
　また、例えば、前記切り替え回路は、前記電流に応じた第２誘導電流が生じる第２コイルと、前記第２誘導電流が供給されることにより前記切替部をオフさせる信号を出力する出力部と、前記第２コイルと前記出力部との間に接続され、前記第２誘導電流が所定値を超える場合にオンする第２半導体スイッチとを有してもよい。
　これにより、ｂ接点の切り替え回路として半導体スイッチを用いて所定以上の過電流が電路に流れたときに遮断器を駆動させることができる。電路に流れる過電流により生じる磁束により動作するように半導体スイッチが構成されるので、当該過電流を用いずに半導体スイッチを動作させる場合に比べて遮断装置の構成を簡素化することができる。
　また、例えば、前記第１コイルの貫通孔に挿入されるヨークを更に備えてもよい。
　これにより、磁束を効率よくコイルに貫通させることができる。
　また、例えば、前記ヨークは、前記コイルの前記貫通孔から前記電路の側面に対向するように延伸してもよい。
　これにより、ヨークを電路に取り付けやすくなる場合がある。
　また、例えば、前記ヨークは、前記電路を囲む形状であってもよい。
　これにより、ヨークに効率よく磁束を通すことができる。
　また、例えば、前記磁気回路は、開放部（磁気ギャップ）を有してもよい。
　これにより、開放部（磁気ギャップ）によりヨークが電路に流れる電流による磁気飽和することを抑制することができるので、電路に流れる電流が大きい場合でも、誘導電流をコイルに生じさせることが可能となる。このような誘導電流を遮断器に供給することで、遮断器を効果的に駆動させることができる。
　また、例えば、さらに、前記開放部に、磁石が配置されていてもよい。
　これにより、開放部に配置された磁石によりヨークが電路に流れる電流による磁気飽和する電流をシフトすることができるので、電路に流れる電流が特定の電流範囲のときに誘導電流をコイルに生じさせることが可能となる。このような誘導電流を遮断器に供給することで、遮断器を効果的に駆動させることができる。
　また、例えば、前記開放部に、非磁性体が配置されていてもよい。
　これにより、非磁性体によりヨークが磁気飽和することを抑制することができるので、より高い誘導電流をコイルに生じさせることが可能となる。このような誘導電流を遮断器に供給することで、遮断器を効果的に駆動させることができる。
　また、例えば、前記遮断器は、パイロヒューズであり、前記パイロヒューズの点火器が前記誘導電流で駆動してもよい。
　これにより、遮断装置は、パイロヒューズの点火器を駆動するための構成要素を備えていなくてもよい。よって、パイロヒューズを備える遮断装置の構成を簡素化することができる。
　また、本開示の一態様に係る駆動装置は、機器を駆動させる駆動装置であって、電路を流れる電流に応じた誘導電流が生じるコイルと、前記コイルと前記機器とを電気的に接続する配線とを備え、前記コイルで生じた前記誘導電流で前記機器を駆動させる。
　これにより、駆動装置は、コイルに生じる誘導電流を、機器を駆動するための電力に用いることができる。つまり、駆動装置は、機器を駆動させるための電力を供給するための電池等の構成要素を備えていなくてもよい。よって、構成が簡素化された駆動装置を実現することができる。
　また、例えば、前記第１コイルと前記遮断器との間に接続される第１スイッチと、前記第１スイッチと前記遮断器との間に接続される第２スイッチと、前記第１スイッチと前記遮断器との間に接続される第１端子を有するコンデンサと、を備え、前記第１スイッチは、前記第１スイッチに入力される電圧値が第１の値を超える場合、前記第１コイルと前記コンデンサとを電気的に接続し、前記第２スイッチは、前記第２スイッチに入力される電圧値が第２の値を超える場合、前記第コンデンサと前記遮断機とを電気的に接続する。前記第１の値は、前記第２の値以上であると好ましい。
　これにより、コイル発生する誘導電力は、コンデンサで充電されてから点火器に供給される。そのため、バスバーに流れる電流が、ノイズ等の影響を受け、バスバーで強い磁界を一時的に発生させたとしても、コイルが生じる誘導起電力は、点火器に供給されにくい。よって、遮断装置は、ノイズ等の影響による誤作動や遮断機（点火器）の火薬の劣化を抑制できる。
　また、例えば、前記半導体スイッチは、サイダック（登録商標）又はサイリスタを有する第１半導体スイッチであってもよい。
　これにより、サイダック（登録商標）又はサイリスタといった汎用性のある半導体スイッチにより構成が簡素化された遮断装置を実現することができる。
　以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
　なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態等は、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
　また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、例えば、各図において縮尺等は必ずしも一致しない。また、各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
　また、本明細書において、直交、平行、同じ等の要素間の関係性を示す用語、及び、矩形、円形等の要素の形状を示す用語、並びに、数値、及び、数値範囲は、厳格な意味のみを表す表現ではなく、実質的に同等な範囲、例えば数％程度（例えば、１０％程度）の差異をも含むことを意味する表現である。
　（実施の形態１）
　以下、本実施の形態に係る遮断装置について、図１及び図２を参照しながら説明する。
　［１－１．遮断装置の構成］
　まずは、本実施の形態に係る遮断装置の構成について図１を参照しながら説明する。図１は、本実施の形態に係る遮断装置１の構成を示す図である。
　図１に示すように、遮断装置１は、コイル１０と、配線２０と、遮断器３０とを備える。遮断装置１は、過電流発生時にバスバー４０に発生する磁界によって励磁されたコイル１０の起電力を用いて遮断器３０を動作させる点に特徴を有する。
　遮断装置１は、例えば、自動車等の車両、家電等の電気製品等に搭載され、過電流が発生した場合に電気回路を遮断する電気回路遮断装置である。車両には、例えば、ＢＥＶ（Ｂａｔｔｅｒｙ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｖｅｈｉｃｌｅ）車両、ＰＨＥＶ（Ｐｌｕｇ－ｉｎ　Ｈｙｂｒｉｄ　Ｖｅｈｉｃｌｅ）車両等の電池パックを備える車両が含まれる。なお、遮断装置１は、自動車、電気製品以外の電気回路を有する物体に搭載されてもよい。また、過電流とは、バスバー４０に通常では流れない高電流であり、例えば、他の機器に異常が発生したときに流れる異常電流である。
　コイル１０は、バスバー４０の周囲に配置され、バスバー４０に流れる電流に応じた誘導電流を生じる。コイル１０は、バスバー４０の電流の変化によって生じる磁束が内部を貫通するように配置される。コイル１０は、巻回方向がバスバー４０において電流が流れる方向（例えば、バスバー４０の延在方向）と交差するように配置される。そして、磁束がコイル１０を貫通したことにより、当該コイル１０に誘導電流が生じる。コイル１０は、コイルボビン５０に巻き付けられた導線により構成される。コイル１０は、第１コイルの一例である。
　配線２０は、コイル１０と遮断器３０とを電気的に接続する。本実施の形態では、配線２０は、コイル１０と遮断器３０とを直接接続する。言い換えると、コイル１０と遮断器３０とは、配線２０以外の部品を介さずに電気的に接続されている。配線２０は、導線を含んで構成される。
　遮断器３０は、バスバー４０を遮断する回路遮断器である。遮断器３０は、配線２０を介してコイル１０から供給される誘導電流で駆動する。つまり、遮断器３０は、電池等の他の電力供給源からの電流で駆動しない。このように、本実施の形態に係る遮断装置１は、遮断器３０がコイル１０で生じた誘導電流で駆動する点に特徴を有する。
　遮断器３０は、例えば、電流遮断器（Ｐｙｒｏ－Ｆｕｓｅ）により実現される。遮断器３０は、筐体を有し、筐体内にコイル１０と接続される点火器３１（図５を参照）と、バスバー４０を切断するピストン（図示しない）とを収容する。また、本実施の形態では、筐体にはバスバー４０が貫通して設けられる。点火器３１は、スクイブとも称される。そして、遮断器３０は、コイル１０に所定以上の誘導電流が生じると、点火器３１に含まれる火薬が誘導電流により着火し、火薬の着火を通じてガス生成剤等に着火することで高圧のガスを発生し、発生したガスのガス圧によりピストンがバスバー４０をうちぬくことによりバスバー４０を切断し過電流を遮断する。
　なお、遮断器３０は、パイロヒューズであることに限定されず、例えば、リレーであってもよい。リレーは、導電性を有する固定接続子及び可動接続子と、可動接続子を固定接続子から離す向きに移動させるピストンと、ピストンが可動接続子を移動させるためにコイル１０に生じる誘導電流で火薬が着火する点火器３１とを有する。
　バスバー４０は、電流が流れる導電路であり、本実施の形態では導体板により実現される。遮断装置１が車両に搭載される場合、バスバー４０は、例えば、インバータとモータとを接続する接続配線、二次電池と電力供給を受ける機器（例えばインバータ）とを接続する接続配線、二次電池と充電口とを接続する接続配線等である。バスバー４０は、ケーブルであってもよいし、巻線であってもよい。バスバー４０は、電路の一例である。
　なお、コイル１０が配置されるバスバー４０と、遮断器３０内を貫通するバスバー４０とは、例えば、電気的に接続されている。
　コイルボビン５０は、電線が巻かれる筒であり、電気絶縁性のある材料（例えば、合成樹脂等の樹脂）により形成される。コイルボビン５０には、コイル１０の巻回方向に貫通する貫通孔５１が形成されている。貫通孔５１は、コイル１０内を貫通する。貫通孔５１の形状は矩形状であるが、円形状等であってもよい。なお、コイルボビン５０は、必須の構成ではない。
　［１－２．遮断装置の動作］
　次に、上記のように構成された遮断装置１の動作について、図２を参照しながら説明する。図２は、本実施の形態に係る遮断装置１を図１の矢印の方向から見た図である。
　図２に示すように、バスバー４０に短絡電流等の過電流が流れると磁界が発生する。これにより、コイル１０内（例えば、貫通孔５１内）を通過する磁束が変化するので、この磁束の変化を打ち消す向きにコイル１０に誘導電流が生じる。この誘導電流が配線２０を介して遮断器３０に供給され、遮断器３０の点火器３１が着火する。つまり、コイル１０で生じる誘導電流が、遮断器３０を駆動させる駆動電流として用いられる。なお、以下では、過電流の一例である短絡電流を用いて、遮断装置１の動作等を説明する場合がある。
　このように、本実施の形態に係るコイル１０は、遮断器３０を駆動させるための駆動電流（誘導電流）を生成する機能を有する。なお、コイル１０で生じる誘導電流は、過電流を検知し、遮断器３０を駆動させるための指示を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）等には供給されない。
　このように、遮断装置１は、他の装置（例えば、センサ）からの情報を取得することなく、バスバー４０に流れる電流（電流の変化）により遮断器３０を駆動させることができる。なお、遮断装置１は、さらに、たとえば電子制御ユニット等からの信号を受けて遮断機３０を駆動させるように構成されていてもよい。
　（実施の形態１の変形例）
　上記遮断装置１の他の構成について、図３Ａ～図３Ｊを参照しながら説明する。本変形例に係る遮断装置は、主に磁気抵抗を下げるためのヨークを備える点において、実施の形態１に係る遮断装置１と相違する。磁気抵抗を下げることで過電流が流れたときにコイル１０を貫通する磁束が多くなり、誘導電流を大きくすることができる。以下では、ヨークの形状等について説明する。図３Ａは、本変形例に係る遮断装置の構成の第１例を示す図である。なお、図３Ａ～図３Ｊでは、遮断装置の構成として、コイル１０及びヨークのみを図示している。なお、本明細書におけるヨークは、磁束を通す特性を有する物体の総称を意味する。
　以下において、ヨークを有する磁気回路の各構成例を、図３Ａ～図３Ｊを参照しながら説明する。
　図３Ａに示すように、遮断装置は、さらに、コイル１０を貫通するヨーク６１を備えていてもよい。図３Ａの例では、ヨーク６１は、コイルボビン５０の貫通孔５１を貫通するように配置される。ヨーク６１の形状は、平板状であるがこれに限定されない。ヨーク６１の長尺方向は、バスバー４０の延在方向と交差しており、例えば、直交している。また、バスバー４０とヨーク６１とは、例えば、平行となるように配置される。また、ヨーク６１は、フェライト等の磁性材料にて構成されるが、磁気抵抗が低い物体により構成されていればよい。ヨーク６１は、磁気抵抗を下げることが可能であればよい。ヨーク６１は、例えば、金属材料から構成される。また、ヨーク６１は、複数の金属板を積層した積層構造であってよく。また、積層される金属板の各々の厚みは均一でなくてもよい。
　図３Ｂは、本変形例に係る遮断装置の構成の第２例を示す図である。
　図３Ｂに示すように、ヨーク６２は、コイル１０からバスバー４０に向けて突出する凸部６２ａを有していてもよい。図３Ｂの例では、凸部６２ａは、ヨーク６２の長尺方向の一端から突出している。つまり、ヨーク６２は、Ｌ字を９０度回転させた形状を有する。凸部６２ａはヨーク６２と一体形成される。なお、凸部６２ａは、複数形成されていてもよい。ヨーク６２は、例えば、さらにヨーク６２の長尺方向の他端からバスバー４０に向けて突出する凸部を有していてもよい。
　図３Ｃは、本変形例に係る遮断装置の構成の第３例を示す図である。
　図３Ｃに示すように、ヨーク６３は、バスバー４０を囲む環状であってもよい。ヨーク６３は、例えば、矩形環状に形成される。ヨーク６３は、隙間なく連続して形成されている。ヨーク６３には貫通孔６３ａが形成されており、当該貫通孔６３ａにバスバー４０が挿通される。
　図３Ｄは、本変形例に係る遮断装置の構成の第４例を示す図である。図３Ｄは、第４例の遮断装置を図１の矢印の方向から見たときの図である。
　図３Ｄに示すように、環状のヨーク６４は、磁路の一部を所定の幅にスリット加工されて形成されていてもよい。つまり、ヨーク６４は、環状の閉じたヨークの一部が磁気ギャップ６４ａ（開放部）によって開放された形状を有していてもよい。ヨーク６４は、一方の端部６４ｂと他方の端部６４ｃとが所定の間隔だけ離れて環状に形成された形状を有する。このように、ヨーク６４は、いわゆるギャップコアであってもよい。
　このように、本変形例に係る遮断装置における環状の磁気回路は、磁気ギャップ６４ａを有していてもよい。
　なお、端部６４ｂと端部６４ｃとの間（磁気ギャップ６４ａ）は、空間（例えば、空気層）である。また、所定の間隔は、コイル１０に生じさせたい誘導電流の大きさに基づいて適宜決定される。
　図３Ｅは、本変形例に係る遮断装置の構成の第５例を示す図である。
　図３Ｅに示すように、本変形例に係る遮断装置は、ヨーク６４と、磁石６５ａとを備える。磁石６５ａは、端部６４ｂ及び端部６４ｃの間に配置される。つまり、磁気ギャップ６４ａ（開放部）を埋めるように磁石６５ａが配置される。ヨーク６４と、磁石６５ａとにより、閉じた磁気回路が形成される。磁石６５ａの磁気特性は、コイル１０に生じさせたい誘導電流の大きさに基づいて適宜決定される。
　このように、本変形例に係る遮断装置は、磁気回路中に磁石６５ａが配置されていてもよい。
　図３Ｆは、本変形例に係る遮断装置の構成の第６例を示す図である。
　図３Ｆに示すように、本変形例に係る遮断装置は、ヨーク６４と、樹脂部材６６ａ（例えば、樹脂成形品）とを備える。樹脂部材６６ａは、端部６４ｂ及び６４ｃの間に配置される。例えば、磁気ギャップ６４ａ（開放部）を埋めるように樹脂部材６６ａが配置される。ヨーク６４と、樹脂部材６６ａとにより、閉じた磁気回路が形成される。樹脂部材６６ａは、非磁性体の一例である。なお、非磁性体は、樹脂部材６６ａであることに限定されず、ヨーク６４の材料に比べて磁気抵抗を上げる材料で構成されていればよい。
　このように、本変形例に係る遮断装置は、磁気回路中に樹脂部材６６ａが配置されていてもよい。
　図３Ｇは、本変形例に係る遮断装置の構成の第７例を示す第１図である。図３Ｈは、本変形例に係る遮断装置の構成の第７例を示す第２図である。図３Ｈは、図３Ｇに示す遮断装置を下方の斜めから見た斜視図である。
　図３Ｇ及び図３Ｈに示すように、本変形例に係る遮断装置は、ヨーク６４と、樹脂部材６７ａ及び６７ｂと、磁石６７ｃとを備える。磁石６７ｃは、樹脂部材６７ａ及び６７ｂの間に配置される。樹脂部材６７ａ、磁石６７ｃ及び樹脂部材６７ｂはこの順に、端部６４ｂ及び６４ｃの間に配置される。例えば、磁気ギャップ６４ａを埋めるように樹脂部材６７ａ、磁石６７ｃ及び樹脂部材６７ｂが配置される。例えば、樹脂部材６７ａは、端部６４ｃ及び磁石６７ｃのそれぞれに当接し、樹脂部材６７ｂは、一端６４ｂ及び磁石６７ｃのそれぞれに当接するように配置される。ヨーク６４と、樹脂部材６７ａ、磁石６７ｃ及び樹脂部材６７ｂとにより、閉じた磁気回路が形成される。
　樹脂部材６７ａ、磁石６７ｃ及び樹脂部材６７ｂは、例えば、長尺状であるが、形状はこれに限定されない。
　このように、本変形例に係る遮断装置は、磁石６７ｃと、樹脂部材６７ａ及び６７ｂとが磁気回路中に配置されていてもよい。
　なお、磁気ギャップ６４ａに樹脂部材と磁石とが配置されていれば、図３Ｇの構成でなくてもよい。遮断装置は、例えば、樹脂部材が２つの磁石に挟まれる構成であってもよいし、樹脂部材と磁石とを１つずつ備える構成であってもよい。
　図３Ｉは、本変形例に係る遮断装置の構成の第８例を示す図である。
　図３Ｉに示すように、本変形例に係る遮断装置は、ヨーク６４と、磁石６８ａとを備える。磁石６８ａは、端部６４ｂ及び６４ｃの間の一部に配置される。つまり、端部６４ｂ及び６４ｃの間には、空間（磁気ギャップ６８ｂ）が形成されている。
　図３Ｊは、本変形例に係る遮断装置の構成の第９例を示す図である。図３Ｊに示すように、一方の端部６４ｂと他方の端部６４ｃとの間隔は、図３Ｄに示す構成よりもが広くても良い。つまり、図3Ｊに示すように、ヨーク６４が３方からバスバー４０を囲んでいてもよい。なお、図３Ｊについては、図３Ｄと同様の構成については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
　（実施の形態２）
　以下では、本実施の形態に係る遮断装置について、図４～図７を参照しながら説明する。なお、以下では、実施の形態１との相違点を中心に説明し、実施の形態１と同一又は類似の内容については説明を省略又は簡略化する。
　［２－１．遮断装置の構成］
　まず、本実施の形態に係る遮断装置の構成について、図４～図６を参照しながら説明する。図４は、本実施の形態に係る遮断装置１００の構成を示す図である。図５は、本実施の形態に係る遮断装置１００の回路構成の一例を示す図である。本実施の形態に係る遮断装置１００は、主にコイル１０と遮断器３０（点火器３１）とが基板１７０を介して接続されている点において、実施の形態１に係る遮断装置１と相違する。
　図４に示すように、遮断装置１００は、コイル１０と、遮断器３０と、基板１７０と、第１配線１８１及び第２配線１８２とを備える。第１配線１８１及び第２配線１８２は、配線の一例である。
　基板１７０は、第１配線１８１を介してコイル１０と接続され、第２配線１８２を介して遮断器３０と接続され、コイル１０と遮断器３０との電気的な接続のオン（導通）及びオフ（非導通）を切り替えるために設けられる。基板１７０には、コイル１０から供給される誘導電流が所定の電流値を超えた場合にコイル１０と遮断器３０とを電気的に接続するための電子部品（例えば、後述する抵抗１７１及び半導体スイッチ１７２）が実装される。第１配線１８１を介してコイル１０で生じた誘導電流が基板１７０に供給され、供給される誘導電流が所定の電流値を超えた場合にコイル１０から供給された誘導電流が遮断器３０に供給される。
　図５に示すように、遮断装置１００の回路構成は、コイル１０と、抵抗１７１と、半導体スイッチ１７２と、点火器３１とを備える。抵抗１７１及び半導体スイッチ１７２は、基板１７０に実装されている。
　抵抗１７１は、半導体スイッチ１７２と並列に接続されており、所定の過電流がバスバー４０に流れたときに半導体スイッチ１７２をオンさせるために設けられる。抵抗１７１の両端は、コイル１０の両端に接続されている。抵抗１７１の抵抗値は、所定の過電流に対応する誘導電流ＩＬがコイル１０に生じたときに、半導体スイッチ１７２をオンすることが可能な抵抗値に設定される。
　半導体スイッチ１７２は、コイル１０と点火器３１との間に直列に接続され、コイル１０で生じる誘導電流を点火器３１へ供給するか否かを切り替えるスイッチである。本実施の形態では、半導体スイッチ１７２は、通常時にはオフであり、過電流発生時にはオンとなるａ接点のスイッチにより構成される。半導体スイッチ１７２は、コイル１０で生じる誘導電圧（または誘導電流）が所定値を超えた場合に、コイル１０と点火器３１とを電気的に接続させる。
　本実施の形態では半導体スイッチ１７２は、サイダック（登録商標）により構成される。サイダック（登録商標）は、所定の電圧を加えることで通電する半導体素子である。なお、通常時とは、バスバー４０に過電流が流れていない状態である。半導体スイッチ１７２は、スイッチ及び第１半導体スイッチの一例である。
　抵抗１７１と半導体スイッチ１７２及び点火器３１とは、並列に接続される。
　このように、遮断装置１００では、コイル１０で生じる誘導電流が点火器３１の駆動用の駆動電流に用いられるとともに、所定以上の過電流が流されていることを検知する検知用（閾値判定用）の電流にも用いられる。
　なお、半導体スイッチ１７２は、抵抗１７１に発生する電圧Ｖｒが所定の電圧を超えたときにオフからオンに切り替わるスイッチであればよく、サイダック（登録商標）であることに限定されない。半導体スイッチ１７２の他の例について、図６を参照しながら説明する。図６は、本実施の形態に係る遮断装置１００の回路構成の他の一例を示す図である。
　図６に示すように、遮断装置１００は、図５に示す半導体スイッチ１７２に替えて半導体スイッチ１７３を備えていてもよい。半導体スイッチ１７３は、サイリスタを有するスイッチにより構成されてもよい。具体的には、半導体スイッチ１７３は、サイリスタと、ダイオードと、ツェナーダイオードと、抵抗と、コンデンサとにより構成されてもよい。半導体スイッチ１７３は、第１半導体スイッチの一例である。
　また、遮断装置１００は、半導体スイッチ１７２に替えてバスバー４０の過電流による磁束によりオン及びオフが切り替わる機械スイッチ（例えば、電磁リレー）を備えていてもよい。
　このように、本実施の形態に係るコイル１０は、過電流を検知する機能と、遮断器３０を駆動させるための駆動電流（誘導電流）を生成する機能とを有する。
　［２－２．遮断装置の動作］
　次に、上記のように構成された遮断装置１００の動作について、図４～図７を参照しながら説明する。図７は、本実施の形態に係る遮断装置１００の動作を説明するための図である。図７の（ａ）は、短絡電流とコイル１０に生じる誘導電流ＩＬとの関係を示す図であり、横軸が時間を示し、縦軸が電流（電流値）を示す。図７の（ｂ）は、抵抗１７１に誘導電流が流されることで発生する電圧Ｖｒとサイダック（登録商標）の動作との関係を示す図であり、横軸が時間を示し、縦軸が電圧を示す。図７の（ｃ）は、半導体スイッチ１７２の動作と半導体スイッチ１７２を通過し点火器３１へ流れる電流Ｉｓｑとの関係を示す図であり、横軸が時間を示し、縦軸が電流を示す。図７の（ｄ）は、点火器３１に供給されるエネルギーと着火との関係を示す図であり、横軸が時間を示し、縦軸がエネルギー（Ｉ２ｔ）電流を示す。Ｉは点火器３１に供給される電流であり、ｔは当該電流が供給される時間を示す。
　図４および図７を参照しながら説明する。図７の（ａ）に示すように、時刻ｔ１にバスバー４０に短絡電流等の過電流が流れるとバスバー４０の周囲に磁界が発生し（変化し）、コイル１０内（例えば、貫通孔５１内）を通過する磁束が変化するので、この磁束の変化を打ち消す向きにコイル１０に誘導電流ＩＬが生じる。この誘導電流ＩＬが第１配線１８１を介して基板１７０に供給される。
　次に、図５～図７を参照しながら説明する。図７の（ｂ）に示すように、基板１７０に実装されている抵抗１７１に誘導電流ＩＬが流れ、抵抗１７１の両端に電圧Ｖｒが発生するので、当該電圧Ｖｒが半導体スイッチ１７２がオンする閾値（閾値電圧）に達すると半導体スイッチ１７２がオン（ＯＮ）する。図７の（ｂ）では、時刻ｔ１の後の時刻ｔ２で半導体スイッチ１７２がオンする例を示している。これにより、コイル１０で生じた誘導電流ＩＬのうち一部の電流Ｉｓｑが、時刻ｔ２以降に半導体スイッチ１７２を通過し点火器３１に供給される。なお、このとき抵抗１７１にもコイル１０で生じた誘導電流ＩＬのうち一部の電流が流れる。
　次に、図５～図７を参照しながら説明する。図７の（ｃ）に示すように、時刻ｔ２以降に点火器３１に電流Ｉｓｑが供給される。電流Ｉｓｑは、誘導電流ＩＬの電流値に応じた電流値となる。
　次に、図５または図６を参照しながら説明する。図７の（ｄ）に示すように、点火器３１に所定エネルギー以上のエネルギーが供給されると点火器３１に含まれる火薬が着火する。点火器３１に供給されるエネルギーは、図７の（ｃ）に示す電流Ｉｓｑと横軸とで囲まれる面積（図７の（ｃ）に示す斜線領域の面積）に相当する。
　これにより、遮断装置１００は、ある一定以上の過電流が流れた場合に、ピストンがバスバー４０をうちぬくことによりバスバー４０を切断し過電流を遮断することができる。
　また、遮断装置１００は、コイル１０を用いてトランス方式によりバスバー４０に過電流が流れていることを検知可能である。遮断装置１００は、バスバー４０に流れる過電流が所定以上となったことを自己検知可能である。
　（実施の形態３）
　以下では、本実施の形態に係る遮断装置について、図８～図１１Ｃを参照しながら説明する。なお、以下では、実施の形態２との相違点を中心に説明し、実施の形態２と同一又は類似の内容については説明を省略又は簡略化する。
　［３－１．遮断装置の構成］
　まず、本実施の形態に係る遮断装置の構成について、図８～図９Ｂを参照しながら説明する。図８は、本実施の形態に係る遮断装置２００の構成を示す図である。図９Ａは、本実施の形態に係る遮断装置２００が備えるリレーの通常時の様子を示す図である。図９Ｂは、本実施の形態に係る遮断装置２００の回路構成の一例を示す図である。本実施の形態に係る遮断装置２００は、主にｂ接点のリレースイッチ２８０を備える点において、実施の形態２に係る遮断装置１００と相違する。なお、図９Ａ及び図９Ｂでは、通常時の状態を示している。
　図８～図９Ｂに示すように、遮断装置２００は、コイル１０と、遮断器３０と、基板２７０と、リレースイッチ２８０と、ケーブル２９１及び２９２とを備える。なお、図８では、コイル１０と基板２７０とを接続する配線（例えばケーブル）の図示を省略しているが、コイル１０と基板２７０とは電気的に接続されている。ケーブル２９１及び２９２は、配線の一例である。
　基板２７０は、コイル１０と接続され、ケーブル２９１を介してリレースイッチ２８０と接続される。基板２７０は、ケーブル２９２を介して遮断器３０と接続され、リレースイッチ２８０とともにコイル１０と遮断器３０との電気的な接続のオン及びオフを切り替えるために設けられる。基板２７０には、コイル１０から供給される誘導電流が所定の電流値を超えた場合にコイル１０と遮断器３０とを電気的に接続するための電子部品（例えば、後述する抵抗Ｒ１及びＲ２、半導体スイッチ１７２）が実装される。コイル１０で生じた誘導電流が基板２７０に供給され、供給される誘導電流が所定の電流値を超えた場合に、リレースイッチ２８０と電子部品とによりコイル１０から供給された誘導電流が遮断器３０に供給される。
　図９Ｂに示すように、遮断装置２００の回路構成は、コイル１０と、抵抗Ｒ１及びＲ２と、半導体スイッチ１７２と、リレースイッチ２８０と、点火器３１とを備える。抵抗Ｒ１及びＲ２と、半導体スイッチ１７２とは、基板２７０に実装されている。
　抵抗Ｒ１及びＲ２は、直列に接続されており、抵抗Ｒ１の一端、及び、抵抗Ｒ２の他端がコイル１０の両端に接続されている。抵抗Ｒ１及びＲ２の抵抗値は、所定の電流値に応じて適宜設定される。抵抗Ｒ１及びＲ２の抵抗値は、例えば、抵抗Ｒ１及びＲ２をコイル１０で生じた誘導電流が流れたときに抵抗Ｒ１及びＲ２に発生する電圧Ｖｒ（図１０Ｂを参照）が半導体スイッチ１７２の閾値（閾値電圧）を超えるように設定される。抵抗Ｒ１及びＲ２と、半導体スイッチ１７２及び点火器３１とは、並列に接続される。抵抗Ｒ１は第１抵抗の一例であり、抵抗Ｒ２は第２抵抗の一例である。
　リレースイッチ２８０は、抵抗Ｒ１の他端及び抵抗Ｒ２の一端（抵抗Ｒ１側の端部）と、抵抗Ｒ２の他端とに接続されている。つまり、本実施の形態では、リレースイッチ２８０は抵抗Ｒ２と並列に接続されている。リレースイッチ２８０は、バスバー４０に過電流が流れたときにバスバー４０の周囲に発生する磁束に応じてオン及びオフが切り替わるスイッチである。なお、リレースイッチ２８０は、抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２の一方と並列に接続されていればよい。
　図９Ａに示すように、リレースイッチ２８０は、固定端子２８１及び２８２と、銅板２８３と、可動ヨーク２８４と、磁石２８５と、固定ヨーク２８６とを有する。また、通常時において、可動ヨーク２８４と固定ヨーク２８６との間にはギャップ２８７が形成されている。つまり、通常時において、可動ヨーク２８４と固定ヨーク２８６とは、離間して配置されている。リレースイッチ２８０は、電磁リレーの一例である。
　固定端子２８１及び２８２は、離間して配置されており、通常時は銅板２８３を介して電気的に接続されている。固定端子２８１及び２８２は、抵抗Ｒ２の両端に接続されている。本実施の形態では、固定端子２８１は抵抗Ｒ２の一端と接続されており、固定端子２８２は抵抗Ｒ２の他端と接続されている。固定端子２８１及び２８２は、導電性を有する材料（例えば、金属）により形成されている。また、固定端子２８１及び２８２は、ケーブル２９１（図８参照）と接続されており、銅板２８３を介してコイル１０で生じた誘導電流が流れる。
　銅板２８３は、固定端子２８１及び２８２の導通及び非導通を切り替えるための導電性を有する部材である。銅板２８３は、通常時には固定端子２８１及び２８２と接触するように配置される。つまり、通常時には、固定端子２８１及び２８２が導通する。また、銅板２８３は、可動ヨーク２８４に固定されており、可動ヨーク２８４にとともに移動する。銅板２８３は、導電性を有していれば銅以外の金属で形成されていてもよい。銅板２８３は、導電部の一例である。
　可動ヨーク２８４は、通常時に固定ヨーク２８６と離間して配置され、過電流発生時に固定ヨーク２８６と磁気回路を形成し固定ヨーク２８６側へ移動可能なヨークである。また、可動ヨーク２８４と磁石２８５との間には、磁気的な吸引力Ｆｇが働いている。つまり、可動ヨーク２８４は、吸引力Ｆｇにより固定端子２８１及び２８２と銅板２８３とが接触する位置に保持されている。
　磁石２８５は、可動ヨーク２８４に対して固定ヨーク２８６と反対側に配置され、可動ヨーク２８４を吸引することで固定端子２８１及び２８２を、銅板２８３を介して導通させる。
　固定ヨーク２８６は、バスバー４０の周囲に固定して配置される。本実施の形態では、固定ヨーク２８６は、バスバー４０で過電流が発生したときの磁界の向きに沿ってバスバー４０を囲むように配置される。固定ヨーク２８６は、可動ヨーク２８４側が開放されており、Ｕ字状（例えば、コの字状）である。これにより、過電流が発生したときに、固定ヨーク２８６と可動ヨーク２８４との間で磁気回路が形成される。
　［３－２．遮断装置の動作］
　次に、上記のように構成された遮断装置２００の動作について、図１０Ａ～図１１Ｃを参照しながら説明する。まずは、バスバー４０に流れる短絡電流の電流値が小さい場合の遮断装置２００の動作について、図１０Ａ及び図１０Ｂを参照しながら説明する。図１０Ａは、本実施の形態に係る遮断装置２００が備えるリレーの短絡電流発生時（Ｆｇ≧Ｆ）の様子を示す図である。図１０Ｂは、本実施の形態に係る遮断装置２００の短絡電流発生時（Ｆｇ≧Ｆ）の誘導電流の経路を示す図である。
　図１０Ａに示すように、バスバー４０に短絡電流が流れると、当該短絡電流に応じた磁束（磁束の変化）により固定ヨーク２８６及び可動ヨーク２８４を循環する磁気回路が形成される。これにより、可動ヨーク２８４を固定ヨーク２８６に吸引する吸引力Ｆが生じる。図１０Ａの例では、短絡電流が比較的小さく吸引力Ｆｇ≧吸引力Ｆであるので、可動ヨーク２８４は固定ヨーク２８６側に移動しない。
　図１０Ｂに示すように、固定端子２８１及び２８２は導通しているので、コイル１０で生じた誘導電流ＩＬは、抵抗Ｒ１、リレースイッチ２８０の順に流れる。このとき抵抗Ｒ２にはほとんど誘導電流ＩＬが流れないので、電圧Ｖｒは半導体スイッチ１７２がオンするまで上昇しない。
　次に、バスバー４０に流れる短絡電流の電流値が大きくなった場合の遮断装置２００の動作について、図１１Ａ～図１１Ｃを参照しながら説明する。図１１Ａは、本実施の形態に係る遮断装置２００が備えるリレーの短絡電流発生時（Ｆｇ＜Ｆ）の様子を示す図である。図１１Ｂは、本実施の形態に係る遮断装置２００の短絡電流発生時（Ｆｇ＜Ｆ）の誘導電流の経路を示す図である。図１１Ｃは、本実施の形態に係る遮断装置２００の短絡電流発生時（Ｆｇ＜Ｆ、Ｖｒ＞閾値）の誘導電流の経路を示す図である。
　図１１Ａに示すように、バスバー４０に流れる短絡電流が大きくなる（急峻に大きくなる）と固定ヨーク２８６及び可動ヨーク２８４を循環する磁束が大きくなり、可動ヨーク２８４を固定ヨーク２８６に吸引する吸引力Ｆが大きくなる。そして、吸引力Ｆｇ＜吸引力Ｆとなると、可動ヨーク２８４は固定ヨーク２８６側に移動する。これにより、固定ヨーク２８６とともに銅板２８３も固定ヨーク２８６側に移動するので、固定端子２８１及び２８２と銅板２８３との間にギャップ２８８が形成され、固定端子２８１及び２８２が非導通となる。つまり、リレースイッチ２８０がオンからオフに切り替わる。
　図１１Ｂに示すように、固定端子２８１及び２８２は導通していないので、コイル１０で生じた誘導電流ＩＬは、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２の順に流れる。このように、リレースイッチ２８０がオフとなると抵抗Ｒ２にも誘導電流ＩＬが流れるようになり、電圧Ｖｒは図１０Ｂに示すときより大きくなる。これにより、電圧Ｖｒは、半導体スイッチ１７２がオンする閾値（閾値電圧）以上となる。
　図１１Ｃに示すように、電圧Ｖｒ＞閾値となると、半導体スイッチ１７２がオンするので、誘導電流ＩＬの一部の電流Ｉｓｑが半導体スイッチ１７２を通過し点火器３１に供給される。
　（実施の形態４）
　以下では、本実施の形態に係る遮断装置について、図１２～図１５Ｂを参照しながら説明する。なお、以下では、実施の形態２との相違点を中心に説明し、実施の形態２と同一又は類似の内容については説明を省略又は簡略化する。
　［４－１．遮断装置の構成］
　まず、本実施の形態に係る遮断装置の構成について、図１２及び図１３Ｂを参照しながら説明する。図１２は、本実施の形態に係る遮断装置３００の構成を示す図である。図１３Ｂは、本実施の形態に係る遮断装置３００における短絡電流が１ｋＡのときの誘導電流の経路を示す図である。本実施の形態に係る遮断装置３００は、主に遮断器３０を駆動するための駆動電流を生じる発電コイル３１０と、バスバー４０に流れる過電流を検知するための検知コイル３２０とを備える点において、実施の形態２に係る遮断装置１００と相違する。なお、図１３Ｂでは、短絡電流が１ｋＡであるときの状態を示している。
　図１２に示すように、遮断装置３００は、発電コイル３１０と、検知コイル３２０と、基板３７０と、ケーブル３８１～３８３と、遮断器３０とを備える。本実施の形態に係る遮断装置３００は、バスバー４０が貫通する遮断器３０の前後に発電コイル３１０と、検知コイル３２０とが配置される。つまり、バスバー４０の延在方向に、発電コイル３１０と、遮断器３０と、検知コイル３２０とがこの順位配置される。例えば、バスバー４０に流れる過電流は、発電コイル３１０を通過した後に遮断器３０を通過し、遮断器３０を通過した後に検知コイル３２０を通過する。発電コイル３１０と検知コイル３２０とには、同じ過電流が流れる。ケーブル３８１～３８３は、配線の一例である。
　発電コイル３１０と検知コイル３２０とは、磁気特性が異なる。発電コイル３１０と検知コイル３２０とは、透磁率及び磁気飽和の特性の少なくとも１つが異なる。
　発電コイル３１０は、半導体スイッチ３１１（図１３Ｂを参照）を介して点火器３１と接続され、点火器３１を駆動するための駆動電流を生じるコイルである。発電コイル３１０は、例えば、検知コイル３２０より透磁率が高く、かつ、磁気飽和するときの磁束密度が高いように構成される。発電コイル３１０は、例えば、バスバー４０を囲むヨーク（例えば、ギャップコア）が内部に挿通されていてもよい。
　発電コイル３１０は、バスバー４０に過電流が流れたときに生じる磁束が内部を通過するようにバスバー４０の周囲に配置される。発電コイル３１０は、例えば、バスバー４０を囲む環状であってもよいし、内部にバスバー４０を囲む環状のヨークが配置されていてもよい。発電コイル３１０は、第１コイルの一例である。
　検知コイル３２０は、発電コイル３１０と点火器３１との間に接続される半導体スイッチ３２１を駆動させるためのコイルである。検知コイル３２０は、ヨークと磁石を組み込んだ部材で構成されており、ある電流範囲(例えば、２ｋＡ～３ｋＡ)で磁束が変化する。そのため、バスバー４０に当該ある電流範囲の電流が流れたときに検知コイル３２０に誘導電流を生じさせることができる。
　検知コイル３２０は、バスバー４０に過電流が流れたときに生じる磁束が内部を通過するようにバスバー４０の周囲に配置される。検知コイル３２０は、例えば、バスバー４０を囲む環状であってもよいし、内部にバスバー４０を囲む環状のヨークが配置されていてもよい。検知コイル３２０は、第２コイルの一例である。
　なお、発電コイル３１０及び検知コイル３２０の磁気特性は上記に限定されない。
　なお、以下では、バスバー４０に短絡電流が１ｋＡ流れた場合、発電コイル３１０には１．７５Ａの誘導電流が生じ、検知コイル３２０には１０ｍＡの誘導電流が生じるように、発電コイル３１０及び検知コイル３２０の磁気特性が設定されている場合について説明する。また、発電コイル３１０に生じる誘導電流は第１誘導電流の一例であり、検知コイル３２０に生じる誘導電流は第２誘導電流の一例である。
　基板３７０は、ケーブル３８１を介して発電コイル３１０と接続され、ケーブル３８２を介して検知コイル３２０と接続され、ケーブル３８３を介して遮断器３０の点火器３１に接続され、発電コイル３１０と点火器３１との電気的な接続のオン及びオフを、検知コイル３２０に生じる誘導電流で切り替えるために設けられる。基板３７０には、検知コイル３２０に生じる誘導電流が所定の電流値を超えた場合に発電コイル３１０と点火器３１とを電気的に接続するための電子部品が実装される。
　なお、発電コイル３１０、検知コイル３２０及び基板３７０は、例えば、遮断器３０の筐体に固定されていてもよい。
　図１３Ｂに示すように、遮断装置３００の回路構成は、発電コイル３１０と、抵抗Ｒ３、Ｒ５及びＲ６と、半導体スイッチ３１１及び３２１と、フォトトランジスタ３１２と、点火器３１と、検知コイル３２０と、発光ダイオード３２２とを備える。例えば、抵抗Ｒ３、Ｒ５及びＲ６と、半導体スイッチ３１１及び３２１と、フォトトランジスタ３１２とは、基板３７０に実装されている。
　抵抗Ｒ３は、発電コイル３１０に接続される。抵抗Ｒ３の両端は、発電コイル３１０の両端に接続されている。抵抗Ｒ３の抵抗値は、例えば、抵抗Ｒ５の抵抗値より小さい。抵抗Ｒ３の抵抗値は、例えば、２０Ωであるがこれに限定されない。抵抗Ｒ３は、第１抵抗の一例である。
　半導体スイッチ３１１は、発電コイル３１０と点火器３１との間に直列に接続され、発電コイル３１０で生じる誘導電流を点火器３１へ供給するか否かを切り替えるスイッチである。半導体スイッチ３１１は、通常時にはオフであり、過電流発生時にはオンとなるａ接点のスイッチにより構成される。本実施の形態では、半導体スイッチ３１１は、サイリスタを有するスイッチにより構成されており、具体的には、サイリスタと、ダイオードと、ツェナーダイオードと、抵抗Ｒ４と、コンデンサＣ１とにより構成される。
　フォトトランジスタ３１２は、コレクタ及びエミッタの一方が発電コイル３１０と接続され、コレクタ及びエミッタの他方が半導体スイッチ３１１のダイオードのアノードと接続され、発電コイル３１０とダイオードとの導通及び非導通を切り替える。フォトトランジスタ３１２は、発光ダイオード３２２からの光が入射すると、オフからオンに切り替わる。つまり、フォトトランジスタ３１２は、発光ダイオード３２２からの光によりオンする。例えば、フォトトランジスタ３１２（受光素子）と発光ダイオード３２２（発光素子）とを含んでフォトカプラが構成される。フォトカプラは、切替部の一例である。
　なお、切替部は、フォトトランジスタ３１２を含むことに限定されず、検知コイル３２０に生じる誘導電流で出力される信号によりオン及びオフが切り替わるものであればよい。切替部は、例えば、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ　Ｅｆｆｅｃｔ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：電界効果トランジスタ）を含んでいてもよい。
　抵抗Ｒ５は、半導体スイッチ３２１と並列に接続されており、所定の過電流がバスバー４０に流れたときに半導体スイッチ３２１をオンさせるために設けられる。抵抗Ｒ５の両端は、検知コイル３２０の両端に接続されている。抵抗Ｒ５の抵抗値は、例えば、抵抗Ｒ３の抵抗値より大きい。抵抗Ｒ５の抵抗値は、所定の過電流に対応する誘導電流ＩＬ２が検知コイル３２０に生じたときに半導体スイッチ３２１をオンすることが可能な抵抗値に設定される。
　半導体スイッチ３２１は、検知コイル３２０と発光ダイオード３２２との間に直列に接続され、検知コイル３２０で生じる誘導電流を発光ダイオード３２２へ供給するか否かを切り替えるスイッチである。半導体スイッチ３２１は、通常時にはオフであり、過電流発生時にはオンとなるａ接点のスイッチにより構成される。半導体スイッチ３２１は、半導体スイッチ３１１とは異なる半導体スイッチにより構成され、本実施の形態ではサイダック（登録商標）により構成される。本実施の形態では、半導体スイッチ３２１は、検知コイル３２０で生じる誘導電流が所定値を超える（抵抗Ｒ５に発生する電圧Ｖｒが所定の電圧（例えば、１０Ｖ）を超えることに対応）場合にオンする。半導体スイッチ３２１は、第２半導体スイッチの一例である。
　抵抗Ｒ６は、発光ダイオード３２２に流れる電流を制限するために発光ダイオード３２２と直列に接続される。抵抗Ｒ６は、発光ダイオード３２２に流す電流に応じて適宜決定される。図１３Ｂの例では、抵抗Ｒ６は、発光ダイオード３２２のアノード側に接続されているがカソード側に接続されていてもよい。
　発光ダイオード３２２は、半導体スイッチ３２１を介して検知コイル３２０と接続されており、検知コイル３２０で生じる誘導電流によりフォトトランジスタ３１２をオンするための光を発する。つまり、発光ダイオード３２２は、検知コイル３２０からの誘導電流が供給されることにより発光する。光は、フォトトランジスタ３１２をオンさせる信号の一例であり、発光ダイオード３２２は出力部の一例である。
　なお、フォトトランジスタ３１２と、検知コイル３２０と、半導体スイッチ３２１と、発光ダイオード３２２とにより、発電コイル３１０と半導体スイッチ３１１（具体的には、半導体スイッチ３１１のダイオード）との間の導通及び非導通を切り替える切り替え回路が構成される。また、切り替え回路と半導体スイッチ３１１とにより、発電コイル３１０と点火器３１との間の導通及び非導通を切り替えるスイッチが構成される。また、発電コイル３１０と、抵抗Ｒ３と、半導体スイッチ３１１と、点火器３１とにより発電回路３００ａが構成され、検知コイル３２０と、抵抗Ｒ５及びＲ６と、半導体スイッチ３２１と、発光ダイオード３２２とにより検知回路３００ｂが構成される。
　［４－２．遮断装置の動作］
　次に、上記のように構成された遮断装置３００の動作について、図１３Ａ～図１５Ｂを参照しながら説明する。まずは、バスバー４０に流れる短絡電流の電流値が小さい場合の遮断装置３００の動作について、図１３Ａ及び図１３Ｂを参照しながら説明する。図１３Ａは、短絡電流が１ｋＡのときの磁束密度を示す図である。発電コイル３１０及び検知コイル３２０の磁気特性は、図１３Ａに示す関係を満たすように設定されている。
　図１３Ａに示すように、短絡電流が１ｋＡのとき、発電コイル３１０内の磁束密度は変化しており、検知コイル３２０内の磁束密度は一定である。
　図１３Ｂに示すように、磁束密度が変化する発電コイル３１０では誘導電流ＩＬ１が生じるが、磁束密度が変化しない検知コイル３２０では誘導電流が生じない。つまり、半導体スイッチ３１１がオフのままであるので、点火器３１には誘導電流は供給されない。また、フォトトランジスタ３１２がオフであるので、半導体スイッチ３１１の閾値は∞Ｖであるとも言える。
　次に、バスバー４０に流れる短絡電流が大きくなった場合の遮断装置３００の動作について、図１４Ａ及び図１４Ｂを参照しながら説明する。図１４Ａは、短絡電流が２．５ｋＡのときの磁束密度を示す図である。図１４Ｂは、本実施の形態に係る遮断装置３００における短絡電流が２．５ｋＡのときの誘導電流の経路を示す図である。
　図１４Ａに示すように、短絡電流が２．５ｋＡのとき、発電コイル３１０内の磁束密度、及び、検知コイル３２０内の磁束密度は変化している。
　図１４Ｂに示すように、発電コイル３１０では誘導電流ＩＬ１が生じ、検知コイル３２０では誘導電流ＩＬ２が生じる。このとき、抵抗Ｒ５に発生する電圧Ｖｒが半導体スイッチ３２１の閾値（閾値電圧）より小さい場合、半導体スイッチ３１１がオフのままであるので、点火器３１には誘導電流は供給されない。なお、図１４Ｂに示す誘導電流ＩＬ１は、例えば、図１３Ｂに示す誘導電流ＩＬ１より大きい電流値となる。
　次に、バスバー４０に流れる短絡電流がさらに大きくなった場合の遮断装置３００の動作について、図１５Ａ及び図１５Ｂを参照しながら説明する。図１５Ａは、短絡電流が３ｋＡのときの磁束密度を示す図である。図１５Ｂは、本実施の形態に係る遮断装置３００における短絡電流が３ｋＡのときの誘導電流の経路を示す図である。
　図１５Ａに示すように、短絡電流が３ｋＡのとき、発電コイル３１０内の磁束密度、及び、検知コイル３２０内の磁束密度は最大値に達している。
　図１５Ｂに示すように、発電コイル３１０では誘導電流ＩＬ１が生じ、検知コイル３２０では誘導電流ＩＬ２が生じる。このとき、抵抗Ｒ５に発生する電圧Ｖｒが半導体スイッチ３２１の閾値以上となり、発光ダイオード３２２が発光することによりフォトトランジスタ３１２が非導通から導通に切り替わり半導体スイッチ３１１のダイオードに誘導電流ＩＬ１が流れることで半導体スイッチ３１１がオフからオンに切り替わるので、点火器３１に誘導電流ＩＬ１の一部の電流である電流Ｉｓｑが供給される。そして、当該電流Ｉｓｑにより点火器３１が着火する。なお、図１５Ｂに示す誘導電流ＩＬ１は、例えば、図１４Ｂに示す誘導電流ＩＬ１より大きい電流値となり、図１５Ｂに示す誘導電流ＩＬ２は、例えば、図１４Ｂに示す誘導電流ＩＬ２より大きい電流値となる。
　なお、フォトトランジスタ３１２がオンするので、半導体スイッチ３１１の閾値は当該半導体スイッチ３１１の閾値そのものであり、例えば２０Ｖであるとも言える。
　上記のように、本実施の形態に係る遮断装置３００は、バスバー４０の磁束で検知コイル３２０に誘導電流ＩＬ２を生じさせて半導体スイッチ３１１をオンさせることで、発電コイル３１０で生じた誘導電流ＩＬ１で遮断器３０を駆動させる。
　（実施の形態５）
　以下では、本実施の形態に係る遮断装置について、図１６～図１９を参照しながら説明する。なお、以下では、実施の形態３との相違点を中心に説明し、実施の形態３と同一又は類似の内容については説明を省略又は簡略化する。
　［５－１．遮断装置の構成］
　まず、本実施の形態に係る遮断装置の構成について、図１６を参照しながら説明する。図１６は、本実施の形態に係る遮断装置４００における短絡電流が１ｋＡのときの誘導電流の経路を示す図である。図１６は、遮断装置４００の回路構成を示す。本実施の形態に係る遮断装置４００は、主にリレースイッチ２８０に替えてフォトトランジスタ４１２、及び、フォトトランジスタ４１２をオンするための信号を出力する検知回路３００ｂ（検知コイル３２０を有する回路）を備える点において実施の形態３に係る遮断装置２００と相違する。なお、図１６では、短絡電流が１ｋＡであるときの状態を示している。
　図１６に示すように、遮断装置４００は、発電コイル３１０と、検知コイル３２０と、基板（図示しない）と、ケーブル（図示しない）と、遮断器３０とを備える。なお、発電コイル３１０、検知コイル３２０、基板及びケーブルの機能及び配置は、実施の形態４に係る遮断装置３００と同じであってもよく説明を省略する。
　基板には、検知回路３００ｂが所定以上の過電流を検知した場合に、発電コイル３１０と遮断器３０とを電気的に接続するための電子部品（例えば、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ５及びＲ６、発光ダイオード３２２、半導体スイッチ１７２及び３２１、フォトトランジスタ４１２）が実装される。発電コイル３１０で生じた誘導電流が基板に供給され、検知回路３００ｂが所定以上の過電流を検知した場合に、検知コイル３２０と電子部品とにより発電コイル３１０から供給された誘導電流が遮断器３０に供給される。
　フォトトランジスタ４１２は、コレクタ及びエミッタの一方が抵抗Ｒ１の他端（抵抗Ｒ２側の端部）及び抵抗Ｒ２の一端（抵抗Ｒ１側の端部）と接続され、コレクタ及びエミッタの他方が抵抗Ｒ２の他端とに接続されている。フォトトランジスタ４１２は、抵抗Ｒ２と並列に接続されている。フォトトランジスタ４１２は、発光ダイオード３２２からの光が入射すると、オンからオフに切り替わる。つまり、フォトトランジスタ４１２は、発光ダイオード３２２からの光によりオフとなる。例えば、フォトトランジスタ４１２（受光素子）と発光ダイオード３２２（発光素子）とを含んでフォトカプラが構成される。本実施の形態では、フォトカプラは、ｂ接点のスイッチである。フォトカプラは、切替部の一例である。
　なお、切替部は、フォトトランジスタ４１２を含むことに限定されず、検知コイル３２０に生じる誘導電流で出力される信号によりオン及びオフが切り替わるものであればよい。
　なお、フォトトランジスタ４１２は、抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２の一方と並列に接続されていればよい。
　なお、フォトトランジスタ４１２と、検知コイル３２０と、半導体スイッチ３２１と、発光ダイオード３２２とにより、抵抗Ｒ２と並列に接続される電流経路の導通及び非導通を切り替える切り替え回路が構成される。切り替え回路は、半導体スイッチ１７２のオン及びオフを切り替えるための回路であるとも言える。切り替え回路は、抵抗Ｒ１及びＲ２を含んでいてもよい。また、発電コイル３１０と、抵抗Ｒ１及びＲ２と、半導体スイッチ１７２と、フォトトランジスタ４１２と、点火器３１とにより発電回路４００ａが構成される。
　発光ダイオード３２２は、半導体スイッチ３２１を介して検知コイル３２０と接続されており、検知コイル３２０で生じる誘導電流によりフォトトランジスタ４１２をオフするための光を発する。つまり、発光ダイオード３２２は、検知コイル３２０で生じる誘導電流が所定値を超えた場合に検知コイル３２０からの誘導電流が供給されることにより発光する。光は、フォトトランジスタ４１２をオフする信号の一例であり、発光ダイオード３２２は出力部の一例である。
　［５－２．遮断装置の動作］
　次に、上記のように構成された遮断装置４００の動作について、図１６～図１９を参照しながら説明する。まずは、バスバー４０に流れる短絡電流が小さい場合の遮断装置４００の動作について、図１６を参照しながら説明する。なお、発電コイル３１０及び検知コイル３２０の磁気特性は、実施の形態４と同じであるとする。
　図１６に示すように、短絡電流が１ｋＡのとき磁束密度が変化する発電コイル３１０では誘導電流ＩＬ１が生じるが、短絡電流が１ｋＡのとき磁束密度が変化しない検知コイル３２０では誘導電流が生じない。つまり、フォトトランジスタ４１２がオンのままであるので、誘導電流ＩＬ１は抵抗Ｒ１及びフォトトランジスタ４１２を流れる。このとき、抵抗Ｒ２にはほとんど電流が流れないので、電圧Ｖｒは低く半導体スイッチ１７２がオフであるので、点火器３１には誘導電流は供給されない。
　次に、バスバー４０に流れる短絡電流が大きくなった場合の遮断装置４００の動作について、図１７を参照しながら説明する。図１７は、本実施の形態に係る遮断装置４００における短絡電流が２．５ｋＡのときの誘導電流の経路を示す図である。
　図１７に示すように、短絡電流が２．５ｋＡのとき磁束密度が変化する発電コイル３１０では誘導電流ＩＬ１が生じ、検知コイル３２０では誘導電流ＩＬ２が生じる。このとき、抵抗Ｒ５に発生する電圧Ｖｒが半導体スイッチ３２１の閾値より小さい場合、フォトトランジスタ４１２がオンのままであるので、点火器３１には誘導電流は供給されない。なお、図１７に示す誘導電流ＩＬ１は、例えば、図１６に示す誘導電流ＩＬ１より大きい電流値となる。
　次に、バスバー４０に流れる短絡電流がさらに大きくなった場合の遮断装置４００の動作について、図１８及び図１９を参照しながら説明する。図１８は、本実施の形態に係る遮断装置４００における短絡電流が３ｋＡのときの誘導電流の経路を示す図である。図１９は、本実施の形態に係る遮断装置４００における短絡電流が３ｋＡ、電圧Ｖｒ＞閾値のときの誘導電流の経路を示す図である。
　図１８に示すように、発電コイル３１０では誘導電流ＩＬ１が生じ、検知コイル３２０では誘導電流ＩＬ２が生じる。このとき、抵抗Ｒ５に発生する電圧Ｖｒが半導体スイッチ３２１の閾値電圧（例えば、２０Ｖ）以上となると、誘導電流ＩＬ２の一部の電流Ｉｄが供給されることで発光ダイオード３２２が発光することによりフォトトランジスタ４１２がオンからオフに切り替わる。これにより発電コイル３１０で生じる誘導電流ＩＬ１が抵抗Ｒ１及びＲ２を通過するようになり、電圧Ｖｒが図１８に示す電圧Ｖｒより高くなる。これにより、電圧Ｖｒは、半導体スイッチ１７２がオンする閾値以上となる。
　図１９に示すように、電圧Ｖｒ＞閾値となると、半導体スイッチ１７２がオンするので、誘導電流ＩＬ１の一部の電流Ｉｓｑが半導体スイッチ１７２を通過し点火器３１に供給される。
　上記のように、本実施の形態に係る遮断装置４００は、バスバー４０の磁束で検知コイル３２０に誘導電流ＩＬ２を生じさせて半導体スイッチ１７２をオンさせることで、発電コイル３１０で生じた誘導電流ＩＬ１で遮断器３０を駆動させる。
　（実施の形態６）
　以下では、本実施の形態に係る遮断装置について、図２０Ａを参照しながら説明する。なお、以下では、図４～図７を参照しながら説明した実施の形態２との相違点を中心に説明し、実施の形態２と同一又は類似の内容については説明を省略又は簡略化する。
　［６－１．遮断装置の構成］
　まず、本実施の形態６に係る遮断装置の構成について、図２０Ａを参照しながら説明する。図２０Ａは、本実施の形態６に係る遮断装置５００Ａの回路構成の一例を示す図である。
　遮断装置５００Ａは、主に、ダイオード５１０と、コンデンサ５２０と、抵抗５３０と、半導体スイッチ５４０とを有する点で、実施の形態２の遮断装置１００と相違する。
　コイル１０は、半導体スイッチ１７２と半導体スイッチ５４０とを介して点火器３１と電気的に接続されている。また、コイル１０は、半導体スイッチ１７２を介して半導体スイッチ５４０と電気的に接続されている。
　抵抗１７１とダイオード５１０とのそれぞれは、コイル１０と半導体スイッチ１７２との間に接続点を有する。抵抗１７１の一端は、コイル１０と半導体スイッチ１７２との間に、電気的に接続される。また、ダイオード５１０のカソードは、コイル１０と抵抗１７１の接続点に接続される。言い換えると、ダイオード５１０のカソード（接続点）は、抵抗１７１の一端（接続点）よりもコイル１０の近くに接続される。
　コンデンサ５２０と抵抗５３０とのそれぞれは、半導体スイッチ１７２と半導体スイッチ５４０との間に接続点を有する。コンデンサ５２０の一端は、半導体スイッチ１７２と半導体スイッチ５４０との間に電気的に接続される。抵抗５３０の一端は、コンデンサ５２０の接続点と半導体スイッチ５４０との間に電気的に接続される。言い換えると、抵抗５３０の接続点は、コンデンサ５２０の接続点よりも点火器３１の近くに位置する。
　ここで、半導体スイッチ１７２と半導体スイッチ５４０のそれぞれは、所定値（閾値電圧）を超えた電圧が印加されたときにＯＮ状態となるスイッチである。たとえば、サイリスタやサイダック（登録商標）が半導体スイッチ１７２と半導体スイッチ５４０として用いられる。
　半導体スイッチ１７２は、半導体スイッチ１７２に印加される電圧が所定値を超えた場合に、コイル１０とコンデンサ５２０とを導通させる。また、半導体スイッチ５４０は、半導体スイッチ５４０に印加される電圧が所定値を超えた場合に、コンデンサ５２０と点火器３１とを導通させる。ここで、半導体スイッチ１７２の閾値電圧は、半導体スイッチ５４０の閾値電圧以上に設定されている。
　［６－２．遮断装置の動作］
　次に、上図のように構成された遮断装置５００Ａの動作について、図２０Ａを参照しながら説明する。また、コイル１０に誘導電力が発生することを説明するための一例の構成として図３Ｃを参照する。
　バスバー４０は、バスバー４０に電流が流れることにより、バスバー４０の周囲に磁界を発生（またはバスバー４０の周囲の磁界を変化）させる。これにより、コイル１０は、コイル１０内を通過する磁束の変化により誘導起電力を発生させる。
　コイル１０の発生する誘導電力の電圧が半導体スイッチ１７２の閾値電圧以下であるとき、コイル１０の発生する誘導電力は抵抗１７１によって消費される。一方、コイル１０の発生する誘導電力の電圧が半導体スイッチ１７２の閾値電圧を上回るとき、コイル１０の発生する誘導電力はコンデンサ５２０に蓄電される。
　コンデンサ５２０に蓄電された電力の電圧が、半導体スイッチ５４０の閾値電圧以下であるとき、コイル１０の発生する誘導電力は抵抗５３０によって消費される。コンデンサ５２０に蓄電された電力（コイル１０の誘導起電力）の電圧が、半導体スイッチ５４０の閾値電圧を上回るとき、コンデンサ５２０に蓄電された電力が点火器３１へと供給される。
　以上のように、遮断装置５００Ａは構成されている。コイル１０発生する誘導電力は、コンデンサ５２０で充電されてから点火器３１に供給される。そのため、バスバー４０に流れる電流が、ノイズ等の影響を受け、バスバー４０で強い磁界を一時的に発生させたとしても、コイル１０が生じる誘導起電力は、点火器３１に供給されにくい。よって、遮断装置５００Ａは、ノイズ等の影響による誤作動や遮断機３０（点火器３１）の火薬の劣化を抑制できる。
　くわえて、遮断装置５００Ａは、半導体スイッチ１７２の閾値電圧が半導体スイッチ５４０の閾値電圧以上に設定されている。そのため、抵抗１７１の抵抗値を高くすることがき、コイル１０の発熱（コイル１０の発生させる誘導起電力の損失）を抑制できる。
　なお、遮断装置５００Ａは、半導体スイッチ１７２の閾値電圧が半導体スイッチ５４０の閾値電圧よりも小さくなるよう構成されていてもよい。この場合、非動作時の電圧のばらつきを小さくすることができる。
　また、図２０Ｂに示すような遮断装置５００Ｂを構成してもよい。図２０Ｂは、実施の形態６の変形例に係る遮断装置の回路構成の一例を示す図である。
　遮断装置５００Ｂは、コイル１０に加えて、さらに、バスバー４０の磁界により発電するコイル１０Ａを有している。そして、遮断装置５００Ｂは、コイル１０とコイル１０Ａの電力を用いて、コンデンサ５２０を充電するように構成されている。これにより、遮断装置５００Ｂは、コイル１０の発電量が不足していた場合に、その不足分をコイル１０Ａの発電量を用いて補うことができる。または、遮断装置５００Ｂは、コイル１０に不具合が発生し発電できなかった場合において、コイル１０Ａの発電によって動作することができる。
　なお、遮断装置５００Ｂは、コイル１０Ａとコンデンサ５２０との間に半導体スイッチ１７２Ａを設けることが好ましい。半導体スイッチ１７２Ａは、所定値（閾値電圧）を超えた電圧が印加されたときにＯＮ状態となるスイッチである。たとえば、サイリスタやサイダック（登録商標）が半導体スイッチ１７２Ａとして用いられる。
　また、半導体スイッチ１７２Ａの閾値電圧は、半導体スイッチ１７２と同様の理由により、半導体スイッチ５４０の閾値電圧以上となるように構成されていることが好ましい。なお、半導体スイッチ１７２Ａの閾値電圧は、半導体スイッチ１７２と同様の理由により、半導体スイッチ５４０の閾値電圧以上となるように構成されていてもよい。
　さらに、遮断装置を図２０Ｂに示す構成とする場合、遮断装置５００Ｂは、ダイオード５１０Ａおよび抵抗１７１Ａをさらに有していることが好ましい。
　（その他の実施の形態）
　以上、一つ又は複数の態様に係る遮断装置等について、各実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、この各実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示に含まれてもよい。
　例えば、上記実施の形態等では、コイルと配線又はケーブルと遮断器とを備える遮断装置として実現される例について説明したが、遮断器を備えることは必須ではない。本開示は、コイルと配線とを備え、コイルに生じる誘導電流で遮断器を駆動させる駆動装置として実現されてもよい。
　また、上記実施の形態等では、バスバー４０で発生する磁界によってコイル１０等が誘導電流を発電し、その誘導電流が点火器３１を動作させる遮断器３０を有する遮断装置１等を例に説明した。しかしながら、遮断装置１等は、遮断器３０に変えて、たとえば電磁継電器を有していてもよい。電磁継電器は、誘導電流を用いて動作する。たとえば、電磁継電器は、固定端子と、固定端子と接触または離間する可動接触子と、可動接触子を動作させる駆動コイルとを有しており、コイル１０等が発電する誘導電流を電磁継電器の駆動コイルに供給することより、可動接触子を動作させる。
　また、誘導電流は、例えば、過電流が発生したことを報知するための発光装置、出音装置等の機器を駆動させるために用いられてもよい。例えば、駆動装置は、機器を駆動させる駆動装置であって、電路を流れる電流に応じた誘導電流が生じるコイルと、コイルと機器とを電気的に接続する配線とを備えてもよい。そして、駆動装置は、コイルで生じる誘導電流で機器を駆動させる。なお、ここでの駆動とは、例えば、発光装置を発光させる、出音装置に出音させることである。
　また、上記実施の形態等における遮断装置は、例えば、蓄電システム、送電システム等における過電流を遮断する用途に用いられてもよい。
　また、上記実施の形態３及び５では、抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２が設けられる例について説明したがこれに限定されず、抵抗Ｒ１は設けられなくてもよい。
　また、上記実施の形態４及び５では、発電コイルと検知コイルとは磁気特性が異なる例について説明したがこれに限定されず、磁気特性が等しくてもよい。
　本開示は、過電流発生時に電路を遮断する遮断装置等に有用である。
　１、１００、２００、３００、４００、５００Ａ、５００Ｂ　　遮断装置
　１０　　コイル（第１コイル）
　２０　　配線
　３０　　遮断器
　３１　　点火器
　４０　　バスバー
　５０　　コイルボビン
　５１、６３ａ　　貫通孔
　６１、６２、６３、６４　　ヨーク
　６２ａ　　凸部
　６４ａ、６８ｂ　　磁気ギャップ（開放部）
　６４ｂ、６４ｃ　　端部
　６５ａ、６７ｃ、６８ａ　　磁石
　６６ａ、６７ａ、６７ｂ　　樹脂部材（非磁性体）
　１７０、２７０、３７０　　基板
　１７１、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６　　抵抗
　１７２、１７３、３１１　　半導体スイッチ（第１半導体スイッチ）
　１８１　　第１配線
　１８２　　第２配線
　２８０　　リレースイッチ
　２８１、２８２　　固定端子
　２８３　　銅板
　２８４　　可動ヨーク
　２８５　　磁石
　２８６　　固定ヨーク
　２８７、２８８　　ギャップ
　２９１、２９２、３８１、３８２、３８３　　ケーブル（配線）
　３００ａ、４００ａ　　発電回路
　３００ｂ　　検知回路
　３１０　　発電コイル（第１コイル）
　３１２、４１２　　フォトトランジスタ（切替部）
　３２０　　検知コイル（第２コイル）
　３２１　　半導体スイッチ（第２半導体スイッチ）
　３２２　　発光ダイオード
　Ｃ１　　コンデンサ
　Ｆ、Ｆｇ　　吸引力
　Ｉｄ、Ｉｓｑ　　電流
　ＩＬ、ＩＬ１　　誘導電流（第１誘導電流）
　ＩＬ２　　誘導電流（第２誘導電流）
　Ｖｒ　　電圧

Claims (18)

  1. 　電路と、
    　前記電路を流れる電流に応じた第１誘導電流が生じる第１コイルと、
    　前記電路を遮断する遮断器と、
    　前記第１コイルと前記遮断器とを電気的に接続する配線とを備え、
    　前記遮断器は、前記第１コイルで生じた前記第１誘導電流で駆動する
    　遮断装置。
  2. 　前記第１コイルと前記遮断器との間に接続され、前記第１誘導電流が所定値を超える場合に、前記第１コイルと前記遮断器とを電気的に接続するスイッチをさらに備える
    　請求項１に記載の遮断装置。
  3. 　前記スイッチは、第１半導体スイッチである
    　請求項２に記載の遮断装置。
  4. 　前記第１コイルと前記第１半導体スイッチとの間に接続され、前記第１コイルと前記第１半導体スイッチとの間のオン及びオフを切り替える切り替え回路をさらに備え、
    　前記切り替え回路は、
    　　　前記第１コイルと前記第１半導体スイッチとの間のオン及びオフを切り替える切替部と、
    　　　前記電流に応じた第２誘導電流が生じる第２コイルと、
    　　　前記第２誘導電流が供給されることにより前記切替部をオンさせる信号を出力する出力部と、
    　　　前記第２コイルと前記出力部との間に接続され、前記第２誘導電流が所定値を超える場合にオンする第２半導体スイッチとを有する
    　請求項３に記載の遮断装置。
  5. 　前記第１半導体スイッチのオン及びオフを切り替える切り替え回路をさらに備え、
    　前記切り替え回路は、
    　　　前記第１コイルに接続される第１抵抗及び第２抵抗と、
    　　　前記第１抵抗及び前記第２抵抗の一方と並列に接続され、前記電路を流れる前記電流が所定値を超える場合にオフする切替部とを有する
    　請求項３に記載の遮断装置。
  6. 　前記切り替え回路は、
    　　　前記第１抵抗及び前記第２抵抗の前記一方の両端に接続される第１固定端子および第２固定端子と、
    　　　前記電路の周囲に配置される固定ヨークと、
    　　　前記固定ヨークと離間して配置され、前記固定ヨークと磁気回路を形成し前記固定ヨークに向かってへ移動可能であり、前記切替部を構成する可動ヨークと、前記電路を流れる前記電流が前記所定値を超えない状態で前記第１固定端子および前記第２固定端子に接触し、前記可動ヨークに固定される導電部と、
    を有する
    　請求項５に記載の遮断装置。
  7. 　前記切り替え回路は、
    　　　前記電流に応じた第２誘導電流が生じる第２コイルと、
    　　　前記第２誘導電流が供給されることにより前記切替部をオフさせる信号を出力する出力部と、
    　　　前記第２コイルと前記出力部との間に接続され、前記第２誘導電流が所定値を超える場合にオンする第２半導体スイッチとを有する
    　請求項５に記載の遮断装置。
  8. 　前記第１コイルの貫通孔に挿入されるヨークを更に備えた、
    　請求項１～７のいずれか１項に記載の遮断装置。
  9. 　前記ヨークは、前記コイルの前記貫通孔から前記電路の側面に対向するように延伸する
    　請求項８に記載の遮断装置。
  10. 　前記ヨークは、前記電路を囲む形状である
    　請求項８に記載の遮断装置。
  11. 　前記ヨークは、開放部を有する
    　請求項１０に記載の遮断装置。
  12. 　前記開放部に配置される磁石を更に備えた
    　請求項１１に記載の遮断装置。
  13. 　前記開放部に配置される非磁性体を更に備えた、
    　請求項１１または１２に記載の遮断装置。
  14. 　前記遮断器は、パイロヒューズであり、
    　前記パイロヒューズの点火器が前記誘導電流で駆動する
    　請求項１～１３のいずれか１項に記載の遮断装置。
  15. 　機器を駆動させる駆動装置であって、
    　電路を流れる電流に応じた誘導電流が生じるコイルと、
    　前記コイルと前記機器とを電気的に接続する配線とを備え、
    　前記コイルで生じた前記誘導電流で前記機器を駆動させる
    　駆動装置。
  16. 　前記第１コイルと前記遮断器との間に接続される第１スイッチと、
    　前記第１スイッチと前記遮断器との間に接続される第２スイッチと、
    　前記第１スイッチと前記遮断器との間に接続される第１端子を有するコンデンサと、
    を備え、
    　前記第１スイッチは、前記第１スイッチに入力される電圧値が第１の値を超える場合、前記第１コイルと前記コンデンサとを電気的に接続し、
    　前記第２スイッチは、前記第２スイッチに入力される電圧値が第２の値を超える場合、前記第コンデンサと前記遮断機とを電気的に接続する、
    　請求項１に記載の遮断装置。
  17. 　前記第１の値は、前記第２の値以上である、
    　請求項１６記載の遮断装置。
  18. 　前記第１半導体スイッチは、サイダック（登録商標）又はサイリスタを有する
    　請求項３~７のいずれか１項に記載の遮断装置。
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