特開 2020-187833 直流電源制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2020-187833(P2020-187833A)

(43)【公開日】2020年11月19日

(54)【発明の名称】直流電源制御装置

(51)【国際特許分類】

   H01H 9/54 20060101AFI20201023BHJP

   H01H 33/59 20060101ALI20201023BHJP

【ＦＩ】

   H01H9/54 A

   H01H33/59 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2019-89496(P2019-89496)

(22)【出願日】2019年5月10日

(71)【出願人】

【識別番号】000102500

【氏名又は名称】ＳＭＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095636

【弁理士】

【氏名又は名称】早崎 修

(72)【発明者】

【氏名】加藤 裕一

【テーマコード（参考）】

5G028

5G034

【Ｆターム（参考）】

5G028AA22

5G028FB06

5G034AA09

(57)【要約】      （修正有）

【課題】１個のロッカースイッチの摘みへの操作で、アーク放電が発生することがなく、直流電源と負荷の間を接続及び遮断する。
【解決手段】２極式ロッカースイッチのＡ極のアクチュエータの可動接片への当接位置を、Ｂ極のアクチュエータの可動接片への当接位置より前方にオフセットした位置に配置し、操作摘みのＯＮ操作でＡ極の第１スイッチＳｗ１をＢ極の第２スイッチＳｗ２より先にＯＮとし、操作摘みのＯＦＦ操作でＢ極の第２スイッチをＡ極の第１スイッチより先にＯＦＦとすることで、操作摘みのＯＮ操作時は第１スイッチを先に０Ｎしてバイパス電流制限回路に低電流の直流電流を流し、第２スイッチがＯＮする際のアーク放電を抑制し、操作摘みのＯＦＦ操作時は第２スイッチを先にＯＦＦしてバイパス電流制限回路に低電流の直流電流を流し、第１スイッチがＯＦＦとなる際のアーク放電を抑制する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

直流電源の両側に、第１スイッチと第２スイッチと前記直流電源で動作する負荷が直列に接続することより閉ループに形成される直流電源回路と、
第２スイッチに並列に接続するバイパス電流制限回路とを備え、
第１スイッチを閉じ制御した後、第２スイッチを閉じ制御して、前記直流電源を前記負荷へ接続し、
第２スイッチを開制御した後、第１スイッチを開制御して、前記直流電源を前記負荷から遮断する直流電源制御装置であって、
操作摘みに取り付けられた第１アクチュエータと、第１アクチュエータの当接位置が前後方向に移動することにより第１コモン端子上で揺動する第１可動接片と、第１可動接片に形成された第１可動接点と、第１可動接点の移動軌跡上に配置され、第１可動接点に接離する第１固定接点を有するＡ極と、前記操作摘みに取り付けられた第２アクチュエータと、第２アクチュエータの当接位置が前後方向に移動することにより第２コモン端子上で揺動する第２可動接片と、第２可動接片に形成された第２可動接点と、第２可動接点の移動軌跡上に配置され、第２可動接点に接離する第２固定接点を有するＢ極とからなる２極式ロッカースイッチを備え、
第１スイッチを、第１可動接片の前方に形成された前方第１可動接点と、前方第１可動接点に接離する前方第１固定接点で構成するとともに、
第２スイッチを、第２可動接片の前方に形成された前方第２可動接点と、前方第２可動接点に接離する前方第２固定接点で構成し、
第１アクチュエータの第１可動接片への当接位置を、第２アクチュエータの第２可動接片への当接位置より前方にオフセットし、若しくは第２コモン端子を第１コモン端子より前方にオフセットした位置に配置し、
第１アクチュエータと第２アクチュエータを前方へ移動させる前記操作摘みのＯＮ操作で、前方第１可動接点と前方第１固定接点間が接続した後、前方第２可動接点と前方第２固定接点間が接続し、
第１アクチュエータと第２アクチュエータを後方へ移動させる前記操作摘みのＯＦＦ操作で、前方第２可動接点と前方第２固定接点間が遮断した後、前方第１可動接点と前方第１固定接点間が遮断することを特徴とする直流電源制御装置。

【請求項2】

前記バイパス電流制限回路は、第２スイッチに並列にドレインとソースが接続し、第１スイッチを閉じ制御している間にゲートに加わるゲート電圧Ｖ_ＧＳでドレイン、ソース間の電流を制御する絶縁ゲート形電界効果トランジスタを備えていることを特徴とする請求項１に記載の直流電源供給回路。

【請求項3】

前記絶縁ゲート形電界効果トランジスタは、ドレインとソースをそれぞれ、前方第２固定接点と第２可動接片に接続したＮチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタであり、
前記バイパス電流制限回路は、前記Ｎチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタの前記ドレインに接続された第１コンデンサと、第１コンデンサの他側と前記ソース間に接続された第１抵抗とを更に備え、
第１コンデンサと第１抵抗との接続点の電圧を前記Ｎチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタのゲートに加え、前記Ｎチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタを能動状態で動作させることを特徴とする請求項２に記載の直流電源供給回路。

【請求項4】

前記２極式ロッカースイッチは、２極双投式ロッカースイッチであり、
前記２極双投式ロッカースイッチのＢ極は、第２可動接片の後方に形成された後方第２可動接点と、後方第２可動接点の移動軌跡上に配置され、前記操作摘みのＯＮ操作で、前方第１可動接点と前方第１固定接点間が接続する前に、後方第２可動接点に接続し、前記操作摘みのＯＦＦ操作で、前方第１可動接点と前方第１固定接点間が遮断される前に、後方第２可動接点に接続する後方第２固定接点とを更に有し、
前方第１固定接点を、前記直流電源の高圧側に接続し、
第１可動接片を、前記直流電源回路を介して前方第２固定接点に接続するとともに、
後方第２固定接点を、第１コンデンサと第１抵抗との接続点に接続したことを特徴とする請求項３に記載の直流電源供給回路。

【請求項5】

前記絶縁ゲート形電界効果トランジスタは、ドレインとソースをそれぞれ、前方第２固定接点と第２可動接片に接続したＰチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタであり、
前記バイパス電流制限回路は、前記Ｐチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタの前記ドレインに接続された第２コンデンサと、第２コンデンサの他側と前記ソース間に接続された第２抵抗とを更に備え、
第２コンデンサと第２抵抗との接続点の電圧を前記Ｐチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタのゲートに加え、前記Ｐチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタを能動状態で動作させることを特徴とする請求項２に記載の直流電源供給回路。

【請求項6】

前記２極式ロッカースイッチは、２極双投式ロッカースイッチであり、
前記２極双投式ロッカースイッチのＢ極は、第２可動接片の後方に形成された後方第２可動接点と、後方第２可動接点の移動軌跡上に配置され、前記操作摘みのＯＮ操作で、前方第１可動接点と前方第１固定接点間が接続する前に、後方第２可動接点に接続し、前記操作摘みのＯＦＦ操作で、前方第１可動接点と前方第１固定接点間が遮断される前に、後方第２可動接点に接続する後方第２固定接点とを更に有し、
前方第１固定接点を、前記直流電源の低圧側に接続し、
第１可動接片を、それぞれと、前記直流電源回路を介して前方第２固定接点に接続するとともに、
後方第２固定接点を、第２コンデンサと第２抵抗との接続点に接続したことを特徴とする請求項５に記載の直流電源供給回路。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、直流電源に接続する電源スイッチを開閉操作し、直流電源と負荷とを接続若しくは遮断する直流電源制御装置に関し、更に詳しくは、電源スイッチを開閉操作する瞬間に電源スイッチの接点間に発生する恐れのあるアーク放電を抑制するバイパス電流制限回路を備えた直流電源制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

直流電源から高電圧、高電流の直流電力を受けて動作する負荷は、直流電源と負荷の間に接続された電源スイッチを開閉操作して、直流電源と接続若しくは遮断し、この電源スイッチを開閉操作する接点間が接離する瞬間に、近接する両者の間に蓄積された高い電気エネルギーにより、その間にアーク放電が発生する場合がある。

【0003】

接点間に発生するアーク放電は、電源スイッチのコンタクトが溶損する等、劣化を早め、また、ノイズの発生源ともなるので、従来から種々の対策が講じられ、このうち電源スイッチを開閉操作する接点間が接離する瞬間に、バイパス電流制限回路を介して直流電源と負荷を接続し、電源スイッチの接点間に流れる直流電流を減じて接点間のアーク放電の発生を防止した直流電源制御装置が知られている（特許文献１）。

【0004】

この直流電源制御装置１００は、図２０に図示するように、直流電源１０１の両側に、スイッチＳ３と直流電源１０１で動作する負荷ＲＬが直列に接続することよって閉ループを形成する直流電源回路１０２と、スイッチＳ１に接続するバイパス電流制限回路１０３とを備え、直列に接続されたスイッチＳ１とバイパス電流制限回路１０３は、スイッチＳ３に並列に接続されている。また、バイパス電流制限回路１０３は、スイッチＳ１の低圧側接点にドレインを、スイッチＳ３の低圧側接点にソースを接続したＮチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタ（以下、ＮＭＯＳＦＥＴという）と、ＮＭＯＳＦＥＴのドレイン、ゲート間に接続し、ゲートにセルフバイアス電圧を印加する抵抗Ｒ１０と、ＮＭＯＳＦＥＴのソースを、接点ａとゲートに接続する接点ｂに切り替え接続する双投スイッチＳ２とからなっている。

【0005】

直流電源制御装置１００の直流電源１０１と負荷ＲＬが遮断されている待機状態では、
スイッチＳ１がＯＦＦ、スイッチＳ２がＯＮ（ｂ接点に接触）、スイッチＳ３がＯＦＦの状態となっている。待機状態から、負荷ＲＬを直流電源１０１に接続し、直流電源１０１から負荷ＲＬへ直流電力を給電する際には、ＯＮ操作１−スイッチＳ１を閉じ操作（ＯＮ）、ＯＮ操作２−スイッチＳ２を開操作（ｂ接点ＯＦＦ）、ＯＮ操作３−スイッチＳ３を閉じ操作（ＯＮ）のシーケンスで操作する。

【0006】

このＯＮ操作１では、スイッチＳ１の接点間が接触するが、スイッチＳ２がｂ接点側に接触しているので、ＮＭＯＳＦＥＴのソース、ゲートは等電位で、ドレイン、ソース間は導通せず（以下、ＯＦＦ動作という）、閉じ制御するスイッチＳ１の接点間にも直流電流が流れない。続く、ＯＮ操作２では、スイッチＳ２を開操作（ｂ接点ＯＦＦ）し、ＮＭＯＳＦＥＴのゲート−ソース間を絶縁するので、ゲートにセルフバイアス電圧が加わり、ドレイン、ソース間が導通する（以下、ＯＮ動作という）ので、直流電源１０１からスイッチＳ１とＯＮ動作するＮＭＯＳＦＥＴを介して負荷ＲＬに直流電流が流れる。ＯＮ操作２において、ＯＦＦ動作しているスイッチＳ３の接点間の電圧は、バイパス電流制限回路１０３のＮＭＯＳＦＥＴのドレイン−ソース間の電圧にほぼ等しく、直流電源１０１の電源電圧よりはるかに低いので、ＯＮ操作３でスイッチＳ３を閉じ操作する際にその接点間にアーク放電が発生することがなく、直流電源１０１から直流電源回路１０２を通して負荷ＲＬに直流電流が流れる。

【0007】

また、負荷ＲＬから直流電源１０１を遮断する際には、ＯＦＦ操作１−スイッチＳ３を開操作（ＯＦＦ）、ＯＦＦ操作２−スイッチＳ２を閉じ操作（ｂ接点に接触）、ＯＦＦ操作３−スイッチＳ１を開操作（ＯＦＦ）のシーケンスで操作する。このＯＦＦ操作１では、スイッチＳ３の接点間を切り離すが、並列に接続されるバイパス電流制限回路１０３のＮＭＯＳＦＥＴがＯＮ動作しているので、スイッチＳ３の接点間の電圧は低く、切り離す際にアーク放電は発生しない。

【0008】

続いて、ＯＦＦ操作２で、ＮＭＯＳＦＥＴのソースに接続するコモン接点を、ゲートに接続するｂ接点に接触させるので、ＮＭＯＳＦＥＴは、遮断状態に移行し、バイパス電流制限回路１０３に直流電流が流れないので、ＯＮ動作しているスイッチＳ１の接点間は、等電位となり、ＯＦＦ操作３でスイッチＳ１を開操作する際にその接点間にアーク放電が発生することがなく、直流電源１０１と負荷ＲＬの間を遮断できる。

【0009】

このように直流電源１０１と負荷ＲＬとを接続する過程では、スイッチＳ１、スイッチＳ２、スイッチＳ３の順に各スイッチを開閉操作し、逆に直流電源１０１と負荷ＲＬ間を遮断する過程では、スイッチＳ３、スイッチＳ２、スイッチＳ１の順に各スイッチを開閉操作する必要があり、このシーケンスを実行するため、直流電源制御装置１００では、コンセントとコンセントに挿抜するプラグの挿抜方向に沿った異なる位置に各スイッチの接点を配置し、直流電源１０１側に接続するソケットへ負荷ＲＬ側に接続するプラグを挿抜する過程で、上記順に各スイッチが開閉動作するようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特開２０１７−１９１７６４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

上述の直流電源制御装置１００では、アーク放電を抑制するために、３種類のスイッチＳ１、スイッチＳ２、スイッチＳ３を設ける必要があり、３種類の各スイッチを特定順に開閉操作しなければならない。

【0012】

また、直流電源と負荷を接続している間に、バイパス電流制限回路１０３のＮＭＯＳＦＥＴもＯＮ動作して直流電源からの直流電流が流れるので、ＮＭＯＳＦＥＴの発熱によって直流電力の一部が消費され、電力ロスが生じる。

【0013】

また、３種類の各スイッチを特定順に開閉操作するために、コンセントとコンセントに挿抜するプラグの挿抜方向に沿った異なる特定位置に各スイッチの接点を配置する必要があり、コンセントやプラグへの配線が複雑化し、更に、ＯＮ操作２やＯＦＦ操作３のスイッチＳ３がＯＦＦ、スイッチＳ２がＯＦＦ（ｂ接点ＯＦＦ）の状態で、コンセントに対するプラグの挿抜位置が停止していると、ＯＮ動作するＮＭＯＳＦＥＴに直流電流が流れ続け、異常発熱の危険がある。

【0014】

本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、１個のロッカースイッチの摘みを操作するだけで、アーク放電が発生することがなく、直流電源と負荷の間の接続及び遮断する直流電源制御装置を提供する。

【0015】

また、２極式ロッカースイッチによる２種類のスイッチ回路を設けるだけで、直流電源と負荷を接離する瞬間のアーク放電の発生を抑制する直流電源制御装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0016】

上述の目的を達成するため、請求項１に記載の直流電源制御装置は、直流電源の両側に、第１スイッチと第２スイッチと直流電源で動作する負荷が直列に接続することより閉ループに形成される直流電源回路と、第２スイッチに並列に接続するバイパス電流制限回路とを備え、第１スイッチを閉じ制御した後、第２スイッチを閉じ制御して、直流電源を負荷へ接続し、第２スイッチを開制御した後、第１スイッチを開制御して、直流電源を負荷から遮断する直流電源制御装置であって、
操作摘みに取り付けられた第１アクチュエータと、第１アクチュエータの当接位置が前後方向に移動することにより第１コモン端子上で揺動する第１可動接片と、第１可動接片に形成された第１可動接点と、第１可動接点の移動軌跡上に配置され、第１可動接点に接離する第１固定接点を有するＡ極と、操作摘みに取り付けられた第２アクチュエータと、第２アクチュエータの当接位置が前後方向に移動することにより第２コモン端子上で揺動する第２可動接片と、第２可動接片に形成された第２可動接点と、第２可動接点の移動軌跡上に配置され、第２可動接点に接離する第２固定接点を有するＢ極とからなる２極式ロッカースイッチを備え、第１スイッチを、第１可動接片の前方に形成された前方第１可動接点と、前方第１可動接点に接離する前方第１固定接点で構成するとともに、第２スイッチを、第２可動接片の前方に形成された前方第２可動接点と、前方第２可動接点に接離する前方第２固定接点で構成し、第１アクチュエータの第１可動接片への当接位置を、第２アクチュエータの第２可動接片への当接位置より前方にオフセットし、若しくは第２コモン端子を第１コモン端子より前方にオフセットした位置に配置し、
第１アクチュエータと第２アクチュエータを前方へ移動させる操作摘みのＯＮ操作で、前方第１可動接点と前方第１固定接点間が接続した後、前方第２可動接点と前方第２固定接点間が接続し、第１アクチュエータと第２アクチュエータを後方へ移動させる操作摘みのＯＦＦ操作で、前方第２可動接点と前方第２固定接点間が遮断した後、前方第１可動接点と前方第１固定接点間が遮断することを特徴とする。

【0017】

第１アクチュエータと第２アクチュエータを前方へ移動させる操作摘みのＯＮ操作で、先に、第１可動接片の前方に形成された前方第１可動接点が、前方第１固定接点に接触し、Ａ極の第１スイッチが閉じ制御される。このとき、第２可動接片の前方第２可動接点は、前方第２固定接点から離れた位置にあるので、Ｂ極の第２スイッチは開制御されている。従って、直流電源と負荷は、バイパス電流制限回路を介して接続し、第１スイッチを閉じ制御する際には、バイパス電流制限回路で低電流に制御可能な直流電流が流れ、前方第１可動接点と前方第１固定接点間が接触する際にアーク放電は発生しない。

【0018】

続く操作摘みの０Ｎ操作によって、第２可動接片の前方に形成された前方第２可動接点が、遅れて前方第２固定接点に接触し、Ｂ極の第２スイッチが閉じ制御され、直流電源回路の直流電源と負荷が接続し、直流電源から負荷に直流電流が流れる。第２スイッチの接点間の電圧は、バイパス電流制限回路の両端の電圧であり、直流電源から流れる直流電流は、バイパス電流制限回路に流れているので、前方第２可動接点と前方第２固定接点間が接触する際にアーク放電は発生しない。

【0019】

操作摘みのＯＮ操作位置から、第１アクチュエータと第２アクチュエータを後方へ移動させるＯＦＦ操作で、先に第２可動接片に形成された前方第２可動接点が、前方第２固定接点から切り離され、Ｂ極の第２スイッチが開制御される。このとき第１スイッチは、閉じ制御されているので、直流電源から流れる直流電流はバイパス電流制限回路を流れ、前方第２可動接点と前方第２固定接点間が切り離される際にアーク放電は発生しない。

【0020】

続く操作摘みの０ＦＦ操作によって、第１可動接片に形成された前方第１可動接点が、遅れて前方第１固定接点から切り離され、Ａ極の第１スイッチが開制御される。このとき、Ｂ極の第２スイッチは開制御され、第１スイッチの接点間には、バイパス電流制限回路で制限される低電流の直流電流が流れているだけなので、前方第１可動接点と前方第１固定接点間が切り離される際にもアーク放電は発生しない。

【0021】

請求項２に記載の直流電源制御装置は、バイパス電流制限回路が、第２スイッチに並列にドレインとソースが接続し、第１スイッチを閉じ制御している間にゲートに加わるゲート電圧Ｖ_ＧＳでドレイン、ソース間の電流を制御する絶縁ゲート形電界効果トランジスタを備えていることを特徴とする。

【0022】

絶縁ゲート形電界効果トランジスタのゲートに加わるゲート電圧Ｖ_ＧＳで、バイパス電流制限回路に流れる直流電流が制御される。

【0023】

絶縁ゲート形電界効果トランジスタのスイッチングタイムは、長くても数１０ｎｓであり、第１アクチュエータの第１可動接片への当接位置を、第２アクチュエータの第２可動接片への当接位置より前方にオフセットし、若しくは第２コモン端子を第１コモン端子より前方にオフセットした位置に配置することによって生じさせる数ｍｓから数１０ｍｓの第１スイッチと第２スイッチの開閉動作時間差に比べて十分に短い。従って、操作摘みのＯＮ操作で、第１スイッチがＯＮ制御された後、第２スイッチがＯＮ制御される前に、絶縁ゲート形電界効果トランジスタのドレイン−ソース間に流れる直流電流を制御できる。

【0024】

請求項３に記載の直流電源制御装置は、絶縁ゲート形電界効果トランジスタが、ドレインとソースをそれぞれ、前方第２固定接点と第２可動接片に接続したＮチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタであり、バイパス電流制限回路は、Ｎチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタのドレインに接続された第１コンデンサと、第１コンデンサの他側とソース間に接続された第１抵抗とを更に備え、第１コンデンサと第１抵抗との接続点の電圧をＮチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタのゲートに加え、Ｎチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタを能動状態で動作させることを特徴とする。

【0025】

操作摘みのＯＮ操作で、Ａ極の前方第１可動接点と前方第１固定接点間が接触し、第１スイッチが閉じ制御される際に、Ｂ極の第２スイッチは開制御されているので、第１スイッチが閉じ制御される瞬間に、直流電源から第１コンデンサを充電する充電電流が直列に接続される第１抵抗に流れる。その結果、Ｎチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタのゲートに、Ｎチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタを能動状態とするゲート電圧Ｖ_ＧＳが加わり、ドレインとソース間に低電流に制限された直流電流が流れる。

【0026】

続く操作摘みの０Ｎ操作によって、第２可動接片の前方に形成された前方第２可動接点が、遅れて前方第２固定接点に接触する際の接点間の電圧は、Ｎチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタのドレインとソース間の電圧であり、低電流に制御された直流電流がＮチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタのドレインとソース間に流れているので、前方第２可動接点と前方第２固定接点間が接触する際にアーク放電は発生しない。

【0027】

ＯＮ操作位置から、操作摘みのＯＦＦ操作で、前方第２可動接点が、先に前方第２固定接点から切り離される際にも、前方第２固定接点に接触する際の接点間の電圧は、Ｎチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタのドレインとソース間の電圧であり、低電流に制限された直流電流が、Ｎチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタのドレインとソース間に流れるので、前方第２可動接点と前方第２固定接点間が接触する際にアーク放電は発生しない。

【0028】

続く操作摘みの０ＦＦ操作によって、前方第１可動接点が、遅れて前方第１固定接点から切り離されるが、両者の接点間には、Ｎチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタで制御される低電流の直流電流が流れるだけなので、前方第１可動接点と前方第１固定接点間が切り離される際にもアーク放電は発生しない。

【0029】

請求項４に記載の直流電源制御装置は、２極式ロッカースイッチが、２極双投式ロッカースイッチであり、２極双投式ロッカースイッチのＢ極は、第２可動接片の後方に形成された後方第２可動接点と、後方第２可動接点の移動軌跡上に配置され、操作摘みのＯＮ操作で、前方第１可動接点と前方第１固定接点間が接続する前に、後方第２可動接点に接続し、操作摘みのＯＦＦ操作で、前方第１可動接点と前方第１固定接点間が遮断される前に、後方第２可動接点に接続する後方第２固定接点とを更に有し、前方第１固定接点を、直流電源の高圧側に接続し、第１可動接片を、直流電源回路を介して前方第２固定接点に接続するとともに、後方第２固定接点を、第１コンデンサと第１抵抗との接続点に接続したことを特徴とする。

【0030】

操作摘みのＯＦＦ操作位置からのＯＮ操作で、第１可動接片の前方第１可動接点と前方第１固定接点間が接触する際に、第２可動接片の後方第２可動接点は後方第２固定接点に接続していて、Ｎチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタのドレインとソースは等電位で、ドレインとソース間に直流電流は流れず、Ｂ極の第２スイッチも開制御されているので、前方第１可動接点は、直流電源と遮断されている。その後、第１スイッチが閉じ制御されることにより、第１コンデンサを充電する充電電流が流れる。

【0031】

続く操作摘みの０Ｎ操作によって、後方第２可動接点が後方第２固定接点から切り離されると、第１コンデンサを充電する充電電流が第１抵抗に流れ、Ｎチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタのゲートにゲート電圧Ｖ_ＧＳが加わることによつて、Ｎチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタは能動状態で動作し、ドレインとソース間に低電流に制御された直流電流が流れる。

【0032】

続く操作摘みの０Ｎ操作によって、前方第２可動接点が前方第２固定接点に接触する際に、 第２スイッチに並列に接続するバイパス電流制限回路には、低電流に制御された直流電流が流れるだけなので、その間にアーク放電は発生しない。操作摘みが、前方第２可動接点が前方第２固定接点に接触するＯＮ操作位置に達すると、第１スイッチと第２スイッチが閉じ制御される直流電源回路を介して直流電源から負荷へ直流電力が給電される。このとき、Ｎチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタのドレインとソースは、前方第２固定接点と前方第２固定接点が接触して短絡することにより等電位となり、バイパス電流制限回路のドレインとソース間に直流電流は流れない。

【0033】

ＯＮ操作位置から、操作摘みのＯＦＦ操作で、先に前方第２可動接点が前方第２固定接点から切り離され、その瞬間に第１コンデンサを充電する充電電流が第１抵抗に流れ、Ｎチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタは能動状態で動作し、ドレインとソース間に低電流に制御された直流電流が流れるので、前方第２可動接点と前方第２固定接点間が切り離される際にアーク放電は発生しない。

【0034】

続く操作摘みのＯＦＦ操作で、第２可動接片の後方第２可動接点が後方第２固定接点に接続し、Ｎチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタのドレインとソースが等電位となり、バイパス電流制限回路のドレインとソース間に直流電流は流れず、また、Ｂ極の第２スイッチは開制御されているので、その後、前方第１可動接点と前方第１固定接点間が切り離される際にも、接点間に直流電流が流れず、第１スイッチが開制御される際にもアーク放電は発生しない。

【0035】

請求項５に記載の直流電源制御装置は、絶縁ゲート形電界効果トランジスタは、ドレインとソースをそれぞれ、前方第２固定接点と第２可動接片に接続したＰチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタであり、バイパス電流制限回路は、Ｐチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタのドレインに接続された第２コンデンサと、第２コンデンサの他側とソース間に接続された第２抵抗とを更に備え、第２コンデンサと第２抵抗との接続点の電圧をＰチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタのゲートに加え、Ｐチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタを能動状態で動作させることを特徴とする。

【0036】

操作摘みのＯＮ操作で、Ａ極の前方第１可動接点と前方第１固定接点間が接触し、第１スイッチが閉じ制御される際に、Ｂ極の第２スイッチは開制御されているので、第１スイッチが閉じ制御される瞬間に、直流電源から第２コンデンサを充電する充電電流が直列に接続される第２抵抗に流れる。その結果、Ｐチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタのゲートに、Ｐチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタを能動状態とするゲート電圧Ｖ_ＧＳが加わり、ドレインとソース間に低電流に制限された直流電流が流れるので、前方第１可動接点と前方第１固定接点間が接触する際にアーク放電は発生しない。

【0037】

続く操作摘みの０Ｎ操作によって、第２可動接片の前方に形成された前方第２可動接点が、遅れて前方第２固定接点に接触する際の接点間の電圧は、Ｐチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタのドレインとソース間の電圧であり、低電流に制限された直流電流がＰチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタのドレインとソース間に流れているので、前方第２可動接点と前方第２固定接点間が接触する際にアーク放電は発生しない。

【0038】

ＯＮ操作位置から、操作摘みのＯＦＦ操作で、前方第２可動接点が、先に前方第２固定接点から切り離される際にも、前方第２固定接点に接触する際の接点間の電圧は、Ｐチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタのドレインとソース間の電圧であり、低電流に制限された直流電流が、Ｐチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタのドレインとソース間に流れているので、前方第２可動接点と前方第２固定接点間が切り離される際にアーク放電は発生しない。

【0039】

続く操作摘みの０ＦＦ操作によって、前方第１可動接点が、遅れて前方第１固定接点から切り離されるが、両者の接点間には、Ｐチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタで制限される低電流の直流電流が流れるだけなので、前方第１可動接点と前方第１固定接点間が切り離される際にもアーク放電は発生しない。

【0040】

請求項６に記載の直流電源制御装置は、２極式ロッカースイッチが、２極双投式ロッカースイッチであり、２極双投式ロッカースイッチのＢ極は、第２可動接片の後方に形成された後方第２可動接点と、後方第２可動接点の移動軌跡上に配置され、操作摘みのＯＮ操作で、前方第１可動接点と前方第１固定接点間が接続する前に、後方第２可動接点に接続し、操作摘みのＯＦＦ操作で、前方第１可動接点と前方第１固定接点間が遮断される前に、後方第２可動接点に接続する後方第２固定接点とを更に有し、前方第１固定接点を、直流電源の低圧側に接続し、第１可動接片を、それぞれと、直流電源回路を介して前方第２固定接点に接続するとともに、後方第２固定接点を、第２コンデンサと第２抵抗との接続点に接続したことを特徴とする。

【0041】

操作摘みのＯＦＦ操作位置からのＯＮ操作で、第１可動接片の前方第１可動接点と前方第１固定接点間が接触する際に、第２可動接片の後方第２可動接点は後方第２固定接点に接続し、Ｐチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタのドレインとソースは等電位で、ソースとドレイン間に直流電流は流れず、Ｂ極の第２スイッチも開制御されているので、前方第１可動接点は、直流電源と遮断されている。その後、第１スイッチが閉じ制御されることにより、第２コンデンサを充電する充電電流が流れる。

【0042】

続く操作摘みの０Ｎ操作によって、後方第２可動接点が後方第２固定接点から切り離されると、第２コンデンサを充電する充電電流が第２抵抗に流れ、Ｐチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタのゲートにゲート電圧Ｖ_ＧＳが加わることによつて、Ｐチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタは能動状態で動作し、ソースとドレイン間に低電流に制御された直流電流が流れる。

【0043】

続く操作摘みの０Ｎ操作によって、前方第２可動接点が前方第２固定接点に接触する際に、 第２スイッチに並列に接続するバイパス電流制限回路には、低電流に制御された直流電流が流れるだけなので、その間にアーク放電は発生しない。操作摘みが、前方第２可動接点が前方第２固定接点に接触するＯＮ操作位置に達すると、第１スイッチと第２スイッチが閉じ制御される直流電源回路を介して直流電源から負荷へ直流電力が給電される。このとき、Ｐチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタのソースとドレインは、前方第２固定接点と前方第２固定接点が接触して短絡することにより等電位となり、バイパス電流制限回路のソースとドレイン間に直流電流は流れない。

【0044】

ＯＮ操作位置から、操作摘みのＯＦＦ操作で、先に前方第２可動接点が前方第２固定接点から切り離され、その瞬間に第２コンデンサを充電する充電電流が第２抵抗に流れ、Ｐチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタは能動状態で動作し、ソースとドレイン間に低電流に制御された直流電流が流れるので、前方第２可動接点と前方第２固定接点間が切り離される際にアーク放電は発生しない。

【0045】

続く操作摘みのＯＦＦ操作で、第２可動接片の後方第２可動接点が後方第２固定接点に接続し、Ｎチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタのドレインとソースが等電位となり、バイパス電流制限回路のソースとドレイン間に直流電流は流れず、また、Ｂ極の第２スイッチは開制御されているので、その後、前方第１可動接点と前方第１固定接点間が切り離される際にも、接点間に直流電流が流れていないので、その接点間にアーク放電は発生しない。

【発明の効果】

【0046】

請求項１の発明によれば、２極式ロッカースイッチの操作摘みを操作するだけで、２回路の第１スイッチと第２スイッチの開閉制御を所定の順にシーケンス制御でき、開閉制御する際の第１スイッチと第２スイッチのいずれの接点間にもアーク放電が発生することがなく、直流電源と負荷の間を接離できる。

【0047】

請求項２の発明によれば、２極式ロッカースイッチにより生じさせる第１スイッチと第２スイッチの開閉動作時間差内に、確実に第１スイッチと第２スイッチの開閉制御に応答させることができる。

【0048】

請求項３と請求項５の発明によれば、直列に接続するコンデンサと抵抗を用いるだけで、第１スイッチと第２スイッチを閉じ制御して直流電源回路に流れる直流電流より、バイパス電流制限回路に流れる直流電流を低下させることができる。

【0049】

請求項４と請求項６の発明によれば、第１スイッチの第１可動接点と第１固定接点間が接離する瞬間には、バイパス電流制限回路に流れる電流が停止しているので、確実に接点間のアーク放電を抑制できる。

【0050】

また、操作摘みのＯＮ操作位置で、直流電源から負荷へ直流電力が給電される間に、絶縁ゲート形電界効果トランジスタのソースとドレイン間が遮断され、絶縁ゲート形電界効果トランジスタでの電力消費がなく、直流電源から負荷へ給電できる。

【0051】

また、操作摘みのＯＦＦ操作位置で、第１スイッチの絶縁不良が生じても、直流電流か流れることによる絶縁ゲート形電界効果トランジスタの異常発熱や発火の危険がない。

【図面の簡単な説明】

【0052】

【図1】本発明の第１実施の形態に係る直流電源制御装置１の電源制御回路１’を示す回路図である。

【図2】電源制御回路１’の第１スイッチＳｗ１と第２スイッチＳｗ２に用いる２極単投式ロッカースイッチ２０を示す部分破断斜視図である。

【図3】２極単投式ロッカースイッチ２０の前方第１固定接点Ｓａ、前方第１可動接点Ｓｂ及び前方第２固定接点Ｓｃ、前方第２可動接点Ｓｄの電源制御回路１’への接続を示す接続図である。

【図4】第１アクチュエータ２２Ａを収容する第１ガイド孔部２７Ａと第２アクチュエータ２２Ｂを収容する第２ガイド孔部２７Ｂのオフセットした取付位置を示す操作摘み２３の底面図である。

【図5】２極単投式ロッカースイッチ２０の操作摘み２３がＯＦＦ操作位置にある際の（ａ）は、Ａ極に沿って切断し、（ｂ）は、Ｂ極に沿って切断し、それぞれ比較して示す断面図である。

【図6】操作摘み２３を図５のＯＦＦ操作位置から図中時計周りに回転させてＯＮ操作した際の（ａ）は、Ａ極に沿って切断し、（ｂ）は、Ｂ極に沿って切断し、それぞれ比較して示す縦断面図である。

【図7】操作摘み２３を図６から更に時計周りに回転させてＯＮ操作位置までＯＮ操作した際の（ａ）は、Ａ極に沿って切断し、（ｂ）は、Ｂ極に沿って切断し、それぞれ比較して示す縦断面図である。

【図8】操作摘み２３を図７のＯＮ操作位置から図中反時計周りに回転させてＯＦＦ操作した際の（ａ）は、Ａ極に沿って切断し、（ｂ）は、Ｂ極に沿って切断し、それぞれ比較して示す断面図である。

【図9】本発明の第２実施の形態に係る直流電源制御装置３０の操作摘み２３がＯＦＦ操作位置にある際の電源制御回路３０’の回路図である。

【図10】電源制御回路３０’の第１双投スイッチＤＳｗ１と第２双投スイッチＤＳｗ２に用いる２極双投式ロッカースイッチ３１を示す部分破断斜視図である。

【図11】２極双投式ロッカースイッチ３１の前方第１固定接点Ｓａ、前方第１可動接点Ｓｂ１及び前方第２固定接点Ｓｃ、前方第２可動接点Ｓｄ１及び後方第２可動接点Ｓｄ２、後方第２固定接点Ｓｅの電源制御回路３０’への接続を示す接続図である。

【図12】２極双投式ロッカースイッチ３１の操作摘み２３がＯＦＦ操作位置にある際の（ａ）は、Ａ極に沿って切断し、（ｂ）は、Ｂ極に沿って切断し、それぞれ比較して示す縦断面図である。

【図13】操作摘み２３を図１２に示すＯＦＦ操作位置から図中時計周り方向に回転させてＯＮ操作し、前方第１可動接点Ｓｂ１が前方第１固定接点Ｓａに接触した際の（ａ）は、Ａ極に沿って切断し、（ｂ）は、Ｂ極に沿って切断し、それぞれ比較して示す縦断面図である。

【図14】操作摘み２３が図１３の操作位置にある際の電源制御回路３０’の回路図である。

【図15】操作摘み２３を図１４から更にＯＮ操作した際の（ａ）は、Ａ極に沿って切断し、（ｂ）は、Ｂ極に沿って切断し、それぞれ比較して示す断面図である。

【図16】操作摘み２３が図１５の操作位置にある際の電源制御回路３０’の回路図である。

【図17】操作摘み２３を図１５から更にＯＮ操作位置までＯＮ操作した際の（ａ）は、Ａ極に沿って切断し、（ｂ）は、Ｂ極に沿って切断し、それぞれ比較して示す断面図である。

【図18】操作摘み２３が図１７のＯＮ操作位置にある際の電源制御回路３０’の回路図である。

【図19】本発明の第３実施の形態に係る直流電源制御装置４０の操作摘み２３がＯＦＦ操作位置にある際の電源制御回路４０’の回路図である。

【図20】従来の直流電源制御装置１００を示す回路図ある。

【発明を実施するための形態】

【0053】

以下、本発明の第１実施の形態に係る直流電源制御装置１を、図１乃至図８を用いて説明する。図１は、直流電源制御装置１の電源制御回路１’を示し、電源制御回路１’は、直流電源２の一側の高圧側電極２ａと他側の低圧側電極２ｂの間に、第１スイッチＳｗ１と第２スイッチＳｗ２と負荷ＲＬとが直列に接続することより閉ループの直流電源回路３が形成されている。従って、第１スイッチＳｗ１と第２スイッチＳｗ２が閉じ制御される（以下、閉じ制御される状態を、ＯＮという）と、直流電源２から直流電源回路３を直流電流が流れて、負荷ＲＬに直流電力を給電する。尚、負荷ＲＬは、後述するバイパス電流制限回路４に接続されていなければ、直流電源回路３のいずれの位置に接続させてもよい。

【0054】

第２スイッチＳｗ２に並列に接続するバイパス電流制限回路４は、第１スイッチＳｗ１と第２スイッチＳｗ２がＯＮとなって直流電源回路３に流れる上記直流電流より低い直流電流を流すもので、本実施の形態では、第２スイッチＳｗ２の高圧側接点Ｓｃに接続する接続点Ｔ_１にドレインＤを、低圧側接点Ｓｄに接続する接続点Ｔ_３にソースＳを接続したＮチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタ（以下、ＮＭＯＳＦＥＴという）５を備えている。ＮＭＯＳＦＥＴ５のゲートＧは、接続点Ｔ_１と接続点Ｔ_３間に直列に接続された第１コンデンサＣ１と第１抵抗Ｒ１の接続点に接続され、第１抵抗Ｒ１の両端の電圧がゲート電圧Ｖ_ＧＳとしてＮＭＯＳＦＥＴ５のゲートＧに加わるようにしている。尚、ＮＭＯＳＦＥＴ５のソースＳとゲートＧ間には、ゲートＧへの過大入力を防ぐツェナーダイオードＺｄが接続されている。

【0055】

このように構成されたバイパス電流制限回路４では、第２スイッチＳｗ２を開制御し（以下、開制御した状態をＯＦＦという）、第１スイッチＳｗ１をＯＮとすると、第１コンデンサＣ１を充電する充電電流が第１抵抗Ｒ１に流れ、第１抵抗Ｒ１の両端の電圧、すなわち、ゲート電圧Ｖ_ＧＳは、第１スイッチＳｗ１をＯＮとした瞬間に最大となり、直列に接続した第１抵抗Ｒ１と第１コンデンサＣ１による過渡現象により徐々に減少する。第１スイッチＳｗ１をＯＮとした瞬間のゲート電圧Ｖ_ＧＳは、直流電源２の電圧をＥ、負荷ＲＬの内部抵抗をｒｌ、第１抵抗Ｒ１の抵抗をｒ１として、
Ｖ_ＧＳ＝Ｅ・ｒ１／（ｒｌ＋ｒ１）
で表され、ここでは、第１スイッチＳｗ１をＯＮとした瞬間の最大ゲート電圧Ｖ_ＧＳが、ＮＭＯＳＦＥＴが飽和状態に移行するスレッショルド電圧Ｖｔｈ未満となるように、第１抵抗Ｒ１の抵抗をｒ１を設定する。従って、第１スイッチＳｗ１がＯＮ、第２スイッチＳｗ２がＯＦＦの状態では、ＮＭＯＳＦＥＴ５は能動状態で動作し、トレインＤ−ソースＳ間には、第２スイッチＳｗ２がＯＮとなって直流電源回路３に流れる直流電流より低い電流に制御された直流電流が流れる。

【0056】

電源制御回路１’の第１スイッチＳｗ１と第２スイッチＳｗ２は、図２乃至図４に示す２極単投式ロッカースイッチ２０のＡ極を第１スイッチＳｗ１と、Ｂ極を第２スイッチＳｗ２として構成される。以下、２極単投式ロッカースイッチ２０の各部の構成を、図３に図示する左方を前方と、右方を後方と、上方をＢ極側と、下方をＡ極側として説明する。２極単投式ロッカースイッチ２０は、絶縁ケース２１に上方に開口するスイッチ室２１ａが形成され、図３に示すように、スイッチ室２１ａの底面のＡ極側にＡ極の第１コモン端子２４Ａ及び第１固定端子２６Ａが、Ｂ極側にＢ極の第２コモン端子２４Ｂ及び第２固定端子２６Ｂが、それぞれ前後方向に沿って平行に植設されている。

【0057】

図２に示すように、第１コモン端子２４Ａと第２コモン端子２４Ｂは、それぞれ導電性の板状に形成され、スイッチ室２１ａのほぼ中央の互いに前後方向で同一の位置に起立支持さている。第１コモン端子２４Ａと第２コモン端子２４Ｂの各上端には、前後方向を長手方向として互いに同一の細長帯状に形成された第１可動接片２５Ａと第２可動接片２５Ｂが各上端を中心として揺動自在に支持されている。また、第１可動接片２５Ａと第２可動接片２５Ｂの前方の下面には、それぞれＳｗ１のコモン接点となる前方第１可動接点Ｓｂと、Ｓｗ２のコモン接点となる前方第２可動接点Ｓｄが互いに前後方向の同一となる位置に露出している。

【0058】

一方、第１固定端子２６Ａと第２固定端子２６Ｂは、スイッチ室２１ａの底面に起立支持された板状の上端が後方に向かって直角に折り曲げられ、その各上面に前方第１可動接点Ｓｂと前方第２可動接点Ｓｄがそれぞれ接離する前方第１固定接点Ｓａと前方第２固定接点Ｓｃが互いに前後方向の同一となる位置に露出している。すなわち、Ｓｗ１の固定接点となる前方第１固定接点Ｓａは、第１コモン端子２４Ａの上端を中心に回転する前方第１可動接点Ｓｂの移動軌跡上に露出して前方第１可動接点Ｓｂに接離し、Ｓｗ２の固定接点となる前方第２固定接点Ｓｃは、第２コモン端子２４Ｂの上端を中心に回転する前方第２可動接点Ｓｄの移動軌跡上に露出して前方第２可動接点Ｓｄに接離する。

【0059】

Ａ極の前方第１固定接点Ｓａと前方第１可動接点Ｓｂを電源制御回路１’の第１スイッチＳｗ１と、Ｂ極の前方第２固定接点Ｓｃと前方第２可動接点Ｓｄを電源制御回路１’の第２スイッチＳｗ２とするため、図３に示すように、前方第２固定接点Ｓｃに接続する第２固定端子２６Ｂと、前方第１可動接点Ｓｂに接続する第１コモン端子２４Ａとを、電源制御回路１’の接続点Ｔ_１へ接続するとともに、前方第１固定接点Ｓａに接続する第１固定端子２６Ａを直流電源２の高圧側電極２ａに接続し、前方第２可動接点Ｓｄに接続する第２コモン端子２４Ｂを、電源制御回路１’の接続点Ｔ_３へ接続する

【0060】

尚、Ａ極を構成する第１コモン端子２４Ａ、第１可動接片２５Ａ、第１固定端子２６Ａ、前方第１可動接点Ｓｂ及び前方第１固定接点Ｓａは、それぞれＢ極を構成する第２コモン端子２４Ｂ、第２可動接片２５Ｂ、第２固定端子２６Ｂ、前方第２可動接点Ｓｄ及び前方第２固定接点Ｓｃと同一形状でスイッチ室２１ａ内の前後方向の同一位置に配置されるので、一方を形成すれば、他方を代用できる。

【0061】

スイッチ室２１ａの上方の開口は、絶縁ケース２１に揺動自在に支持される操作摘み２３で覆われ、操作摘み２３の底面側には、後述するロッド状の第１アクチュエータ２２Ａと第２アクチュエータ２２Ｂとをそれぞれ下方の第１可動接片２５Ａと第２可動接片２５Ｂに向けて出没自在に案内する第１ガイド孔部２７Ａと第２ガイド孔部２７Ｂが凹設されている。

【0062】

第１アクチュエータ２２Ａと第２アクチュエータ２２Ｂは、それぞれ第１ガイド孔部２７Ａと第２ガイド孔部２７Ｂの内頂面との間に配設される圧縮バネにより下方に付勢され、半球面となった底面が第１可動接片２５Ａと第２可動接片２５Ｂの上面に弾性接触して当接し、第１可動接片２５Ａと第２可動接片２５Ｂとの当接位置は、操作摘み２３を揺動操作することによって前後方向に移動する。

【0063】

ここで第１アクチュエータ２２Ａと第２アクチュエータ２２Ｂは、同一形状に形成されているが、図４に示すように、第２アクチュエータ２２Ｂを案内する第２ガイド孔部２７Ｂの位置は、第１アクチュエータ２２Ａを案内する第１ガイド孔部２７Ａの位置に比べてδの距離だけ後方にオフセットした位置となっている。その結果、操作摘み２３の操作位置にかかわらず、Ａ極の第１アクチュエータ２２Ａと第１可動接片２５Ａとの当接位置は、Ｂ極の第２アクチュエータ２２Ｂと第２可動接片２５Ｂとの当接位置より常に前方の位置となっている。ここでは、第１アクチュエータ２２Ａを案内する第１ガイド孔部２７Ａを、操作摘み２３の回転中心軸と前後方向で同一位置に凹設しているが、相対的に第１ガイド孔部２７Ａより第２ガイド孔部２７Ｂの位置が後方寄りにあれば、両者を操作摘み２３のいずれの位置に形成してもよい。

【0064】

このように第１可動接片２５Ａへの当接位置を第２可動接片２５Ｂの当接位置より前方とすることにより、操作摘み２３の後方を押し込み、操作摘み２３を図５乃至図８において時計回りに回転させるＯＮ操作では、第１アクチュエータ２２Ａが当接する第１可動接片２５Ａが、第２アクチュエータ２２Ｂが当接する第２可動接片２５Ｂより先に反時計回りに回転し、前方第１可動接点Ｓｂと前方第１固定接点Ｓａとからなる第１スイッチＳｗ１が、前方第２可動接点Ｓｄと前方第２固定接点Ｓｃとからなる第２スイッチＳｗ２より先にＯＮとなる。

【0065】

また、操作摘み２３を図５乃至図８において反時計回りに回転させるＯＦＦ操作では、第２可動接片２５Ｂが第１可動接片２５Ａより先に時計回りに回転し、前方第２可動接点Ｓｄと前方第２固定接点Ｓｃとからなる第２スイッチＳｗ２が、前方第１可動接点Ｓｂと前方第１固定接点Ｓａとからなる第１スイッチＳｗ１より先にＯＦＦとなる。

【0066】

次に、このように構成された直流電源制御装置１の動作を、操作摘み２３を操作する段階に沿って説明する。直流電源２から負荷ＲＬへ直流電力を給電しない待機状態では、直流電源２と負荷ＲＬを絶縁するため、２極単投式ロッカースイッチ２０の操作摘み２３を図５に示すＯＦＦ操作位置としておく。操作摘み２３がＯＦＦ操作位置にある場合には、第１アクチュエータ２２Ａと第２アクチュエータ２２Ｂのいずれも、揺動支点となる第１コモン端子２４Ａと第２コモン端子２４Ｂの上端より後方の第１可動接片２５Ａと第２可動接片２５Ｂに当接するので、第１可動接片２５Ａと第２可動接片２５Ｂは図中時計回りに回転していて、第１スイッチＳｗ１と第２スイッチＳｗ２はいずれもＯＦＦとなり、ＯＦＦとなった第１スイッチＳｗ１によって 直流電源２と負荷ＲＬの間は遮断されている。

【0067】

ＯＦＦ操作位置から操作摘み２３を、図６に図示するように図中時計周り方向に回転させてＯＮ操作すると、Ａ極の第１アクチュエータ２２Ａと第１可動接片２５Ａの当接位置が揺動支点より前方に移動し、第１可動接片２５Ａが第２可動接片２５Ｂより先に反時計回りに回転し、前方第１可動接点Ｓｂが前方第１固定接点Ｓａに接触し、第１スイッチＳｗ１がＯＮとなる。このとき、前方第２可動接点Ｓｄは前方第２固定接点Ｓｃに接触していないので、第２スイッチＳｗ２はＯＦＦを維持している。第１スイッチＳｗ１がＯＮとなることによって、直流電源２から第１コンデンサＣ１を充電する充電電流が直列に接続された第１抵抗Ｒ１に流れる。ＮＭＯＳＦＥＴ５のゲート電圧Ｖ_ＧＳとなる第１抵抗Ｒ１の両端の電圧は、第１スイッチＳｗ１がＯＮとなった瞬間に最大となるが、上述した通り、最大となるゲート電圧Ｖ_ＧＳがスレッショルド電圧Ｖｔｈ未満となるように、第１抵抗Ｒ１の抵抗値を設定するので、ＮＭＯＳＦＥＴ５は能動状態で動作する。従って、ＮＭＯＳＦＥＴ５のドレインＤとソースＳ間には、両者を短絡した場合に比べて十分に低い電流に制御された直流電流が流れ、第１スイッチＳｗ１の前方第１可動接点と前方第１固定接点間が接触する際にアーク放電は発生しない。

【0068】

操作摘み２３を更に時計周り方向に回転させてＯＮ操作位置までＯＮ操作すると、Ａ極の第１可動接片２５Ａに遅れて第２可動接片２５Ｂが反時計回りに回転し、前方第２可動接点Ｓｄが前方第２固定接点Ｓｃに接触し、第２スイッチＳｗ２がＯＮとなる。第１スイッチＳｗ１は既にＯＮとなっているので、第２スイッチＳｗ２がＯＮとなることによって、直流電源回路３を介して直流電源２から負荷ＲＬに直流電流が流れ、負荷ＲＬに直流電力が給電される。

【0069】

前方第２可動接点Ｓｄと前方第２固定接点Ｓｃが接触する際の両者の電位差は、第２スイッチＳｗ２に並列に接続するＮＭＯＳＦＥＴ５のドレインＤとソースＳ間の電圧に等しく、ドレインＤとソースＳ間には上述の通り、低電流が流れているので、前方第２可動接点Ｓｄと前方第２固定接点Ｓｃが接触し、第２スイッチＳｗ２がＯＮとなる際にもアーク放電は発生しない。その後、前方第２可動接点Ｓｄと前方第２固定接点Ｓｃが接触し、第２スイッチＳｗ２がＯＮとなった状態では、直列に接続する第１コンデンサＣ１と第１抵抗Ｒ１の両端の電位が等電位となって、ＮＭＯＳＦＥＴ５のゲートＧにゲート電圧Ｖ_ＧＳが加わらないので、ＮＭＯＳＦＥＴ５は遮断状態となってドレインＤとソースＳ間に直流電流は流れない。

【0070】

ＯＮ操作位置から操作摘み２３を図８に示すように反時計周り方向に回転させてＯＦＦ操作すると、Ｂ極の第２アクチュエータ２２Ｂと第２可動接片２５Ｂの当接位置が揺動支点より後方に移動する。これにより第２可動接片２５Ｂが第１可動接片２５Ａより先に時計回りに回転し、前方第２可動接点Ｓｄが前方第２固定接点Ｓｃから切り離され、第２スイッチＳｗ２がＯＦＦとなる。このとき第１スイッチはＯＮとなっていて、直流電源２から第１コンデンサＣ１を充電する充電電流が第１抵抗Ｒ１に流れ、能動状態で動作するＮＭＯＳＦＥＴ５のドレインＤとソースＳ間に低電流に制御された直流電流が流れるので、前方第２可動接点Ｓｄが前方第２固定接点Ｓｃから離れる際にも、アーク放電は発生しない。

【0071】

操作摘み２３を更に反時計周り方向に回転させて図５に示すＯＦＦ操作位置までＯＦＦ操作すると、Ｂ極の第２可動接片２５Ｂに遅れてＡ極の第１可動接片２５Ａが時計回りに回転し、前方第１可動接点Ｓｂが前方第１固定接点Ｓａから離れて、第１スイッチＳｗ１がＯＦＦとなり、直流電源２と負荷ＲＬの間が遮断される。このとき、前方第１可動接点Ｓｂと前方第１固定接点Ｓａの第１スイッチの接点間には、ＮＭＯＳＦＥＴ５が能動状態で動作することによってバイパス電流制限回路４を流れる低電流の直流電流が流れるだけなので、前方第１可動接点と前方第１固定接点間が切り離される際にもアーク放電は発生しない。

【0072】

次に本発明の第２実施の形態に係る直流電源制御装置３０を、図９乃至図１８を用いて説明する。直流電源制御装置３０は、第１実施の形態に係る直流電源制御装置１と比較し、２極単投式ロッカースイッチ２０を２極双投式ロッカースイッチ３１とし、第１スイッチＳｗ１と第２スイッチＳｗ２とを２極双投式ロッカースイッチ３１のＡ極とＢ極の各コモン接点と一方の固定接点で構成するとともに、２極双投式ロッカースイッチ３１のＢ極の他方の固定接点（後方第２固定接点Ｓｅ）を、直列に接続された第１コンデンサＣ１と第１抵抗Ｒ１の接続点Ｔ_２に接続した点が相違するだけであるので、直流電源制御装置１の各部と同一若しくは同様に作用する構成については、同一番号を付してその詳細な説明は省略する。

【0073】

図９は、直流電源制御装置３０の電源制御回路３０’を示し、電源制御回路３０’は、直流電源２の一側の高圧側電極２ａと他側の低圧側電極２ｂの間に、第１双投スイッチＤＳｗ１と第２双投スイッチＤＳｗ２と負荷ＲＬとが直列に接続される。このうち、第１スイッチＳｗ１の各接点に相当する第１双投スイッチＤＳｗ１のコモン接点Ｓｂと一方の固定接点Ｓａ間が接触し、第２スイッチＳｗ２の各接点に相当する第２双投スイッチＤＳｗ２のコモン接点Ｓｄと一方の固定接点Ｓｃ間が接触すると、直流電源２から負荷ＲＬへ直流電力を給電する閉ループの直流電源回路３が形成される。

【0074】

また、第２双投スイッチＤＳｗ２のコモン接点Ｓｄに接離する他方の固定接点Ｓｅは、バイパス電流制限回路４の第１コンデンサＣ１と第１抵抗Ｒ１の接続点Ｔ_２に接続される。
接続点Ｔ_２は、ＮＭＯＳＦＥＴ５のゲートＧへも接続し、第２双投スイッチＤＳｗ２のコモン接点Ｓｄは、ＮＭＯＳＦＥＴ５のソースＳに接続しているので、第２双投スイッチＤＳｗ２のコモン接点Ｓｄが固定接点Ｓｅに接触している間は、ＮＭＯＳＦＥＴ５のゲートＧとソースＳを等電位として、ＮＭＯＳＦＥＴ５が遮断状態で動作するように作用する。

【0075】

電源制御回路３０’の第１双投スイッチＤＳｗ１と第２双投スイッチＤＳｗ２は、図１０、図１１に示す２極双投式ロッカースイッチ３１のＡ極とＢ極で構成される。これらの図に示すように、２極双投式ロッカースイッチ３１は、スイッチ室２１ａの底面のＡ極側の第１コモン端子２４Ａの後方に後方第１固定端子３２Ａが、Ｂ極側の第２コモン端子２４Ｂの後方に後方第２固定端子３２Ｂがそれぞれ植設されている。

【0076】

Ａ極の第１コモン端子２４Ａの上端を中心として揺動自在に支持される第１可動接片２５Ａの後方の下面には、前方第１可動接点Ｓｂ１とともに第１双投スイッチＤＳｗ１のコモン接点Ｓｂとなる後方第１可動接点Ｓｂ２が、また、Ｂ極の第２コモン端子２４Ｂの上端を中心として揺動自在に支持される第２可動接片２５Ｂの後方の下面には、前方第２可動接点Ｓｄ１とともに第２双投スイッチＤＳｗ１のコモン接点Ｓｄとなる後方第２可動接点Ｓｄ２が、互いに前後方向の同一位置に露出している。

【0077】

一方、前方に直角に折り曲げられた後方第１固定端子３２Ａと後方第２固定端子３２Ｂの上面には、それぞれ後方第１固定接点Ｓｏと後方第２固定接点Ｓｅが露出している。このうち、後方第１固定接点Ｓｏは、第１コモン端子２４Ａの上端を中心として回転する後方第２可動接点Ｓｂ２の移動軌跡に露出し、後方第２可動接点Ｓｂ２と接離し、後方第２固定接点Ｓｅは、第２コモン端子２４Ｂの上端を中心に回転する後方第２可動接点Ｓｄ２の移動軌跡に露出し、後方第２可動接点Ｓｄ２と接離する。

【0078】

ここで、Ａ極の前方第１固定接点Ｓａと前方第１可動接点Ｓｂを第１スイッチＳｗ１と、Ｂ極の前方第２固定接点Ｓｃと前方第２可動接点Ｓｄを第２スイッチＳｗ２とし、２極双投式ロッカースイッチ３１の第１スイッチＳｗ１を含むＡ極を、電源制御回路３０’の第１双投スイッチＤＳｗ１と、２極双投式ロッカースイッチ３１の第２スイッチＳｗ２を含むＢ極を、電源制御回路３０’の第２双投スイッチＤＳｗ２とするため、図１１に示すように、前方第２固定接点Ｓｃに接続する第２固定端子２６Ｂと、前方第１可動接点Ｓｂ１及び後方第１可動接点Ｓｂ２に接続する第１コモン端子２４Ａとを、電源制御回路３０’の接続点Ｔ_１へ接続し、前方第１固定接点Ｓａに接続する第１固定端子２６Ａを直流電源の高圧側電極２ａに接続し、前方第２可動接点Ｓｄ１と後方第２可動接点Ｓｄ２に接続する第２コモン端子２４Ｂを、電源制御回路３０’の接続点Ｔ_３へ接続するとともに、後方第２固定接点Ｓｅに接続する後方第２固定端子３２Ｂを、第１コンデンサＣ１と第１抵抗Ｒ１の接続点Ｔ_２に接続する。

【0079】

次に、このように構成された直流電源制御装置３０の動作を、操作摘み２３を操作する段階に沿って説明する。直流電源２から負荷ＲＬへ直流電力を給電しない待機状態では、直流電源２と負荷ＲＬを絶縁するため、２極双投式ロッカースイッチ３１の操作摘み２３を図１２に示すＯＦＦ操作位置としておく。操作摘み２３がＯＦＦ操作位置にある場合には、第１アクチュエータ２２Ａと第２アクチュエータ２２Ｂのいずれも、揺動支点となる第１コモン端子２４Ａと第２コモン端子２４Ｂの上端より後方の第１可動接片２５Ａと第２可動接片２５Ｂに当接するので、第１可動接片２５Ａと第２可動接片２５Ｂは図中時計回りに回転し、Ａ極の後方第１可動接点Ｓｂ２と後方第１固定接点Ｓｏ間及びＢ極の後方第２可動接点Ｓｄ２と後方第２固定接点Ｓｅ間が接触している。その結果、第２双投スイッチＤＳｗ２のコモン接点Ｓｄが固定接点Ｓｅに接触し、ＮＭＯＳＦＥＴ５は遮断状態で動作している。また、前方第１可動接点Ｓｂと前方第１固定接点Ｓａが離れ、ＯＦＦとなった第１スイッチＳｗ１によって 直流電源２と負荷ＲＬの間は遮断されている。

【0080】

ＯＦＦ操作位置から操作摘み２３を図中時計周り方向に回転させてＯＮ操作すると、図１３に図示するように、Ａ極の第１アクチュエータ２２Ａと第１可動接片２５Ａの当接位置がＢ極より先に揺動支点より前方に移動し、前方第１可動接点Ｓｂ１が前方第１固定接点Ｓａに接触し、第１スイッチＳｗ１がＯＮとなる。このとき、Ｂ極の第２アクチュエータ２２Ｂと第２可動接片２５Ｂの当接位置は、第２可動接片２５Ｂの揺動支点の後方に残されているので、後方第２可動接点Ｓｄ２と後方第２固定接点Ｓｅ間は接触していて、図１４に示すように、第２双投スイッチＤＳｗ２のコモン接点Ｓｄは固定接点Ｓｅに接触し続け、ＮＭＯＳＦＥＴ５が遮断状態で動作している。従って、バイパス電流制限回路４に直流電流が流れず、第２スイッチＳｗ２もＯＦＦとなっているので、前方第１可動接点Ｓｂ１と前方第１固定接点Ｓａが接触する際にアーク放電は発生しない。

【0081】

操作摘み２３を更に時計周り方向に回転させてＯＮ操作すると、図１５（ｂ）に示すように、Ｂ極の第２アクチュエータ２２Ｂと第２可動接片２５Ｂの当接位置が、遅れて第２可動接片２５Ｂの揺動支点の前方に移動し、第２可動接片２５Ｂが反時計回りに回転して、後方第２可動接点Ｓｄ２がと後方第２固定接点Ｓｅから離れる。この状態で、図１６に示すように、電源制御回路３０’の第１双投スイッチＤＳｗ１のコモン接点（前方第１可動接点）Ｓｂは、前方第１固定接点Ｓａ側に接触して、第１スイッチＳｗ１がＯＮを維持し、第２双投スイッチＤＳｗ２のコモン接点（前方第２可動接点Ｓｄ１若しくは後方第２可動接点Ｓｄ２）は、いずれの固定接点（前方第２固定接点Ｓｃ若しくは後方第２固定接点Ｓｅ）にも接触しない中立位置にある。すなわち、第２双投スイッチＤＳｗ２のコモン接点Ｓｄと固定接点Ｓｅ間が切り離されることによって、直流電源２から第１コンデンサＣ１を充電する充電電流が直列に接続された第１抵抗Ｒ１に流れ、ＮＭＯＳＦＥＴ５は、ドレインＤとソースＳ間に十分に低い電流に制御された直流電流が流れる能動状態で動作する。

【0082】

続いて、図１７に示すように、操作摘み２３を更に時計周りに回転させてＯＮ操作位置までＯＮ操作すると、遅れて反時計回りに回転するＢ極の第２可動接片２５Ｂの前方第２可動接点Ｓｄが前方第２固定接点Ｓｃに接触し、第２スイッチＳｗ２がＯＮとなり、図１８に示すように、第２双投スイッチＤＳｗ２のコモン接点Ｓｄは、前方第２固定接点Ｓｃ側に接触する。Ａ極の第１スイッチＳｗ１は既にＯＮとなっているので、Ｂ極の第２スイッチＳｗ２が遅れてＯＮとなることによって、直流電源回路３を介して直流電源２から負荷ＲＬに直流電流が流れ、負荷ＲＬに直流電力が給電される。第２可動接点Ｓｄが前方第２固定接点Ｓｃに接触する際には、ＮＭＯＳＦＥＴ５は能動状態で動作し、バイパス電流制限回路４に低電流の直流電流が流れているので、第２可動接点Ｓｄが前方第２固定接点Ｓｃ間にもアーク放電は発生しない。

【0083】

第２双投スイッチＤＳｗ２のコモン接点Ｓｄが前方第２固定接点Ｓｃに接触し、直流電源回路３を介して直流電源２から負荷ＲＬに直流電流が流れている間、ＮＭＯＳＦＥＴ５のドレインＤとソースＳ間は、コモン接点Ｓｄと前方第２固定接点Ｓｃが接触することにより短絡し、ＮＭＯＳＦＥＴ５は遮断状態となって、バイパス電流制限回路４に直流電流は流れない。従って、ＮＭＯＳＦＥＴ５による電力消費がない。

【0084】

図１７に示すＯＮ操作位置から図１５に示す位置まで操作摘み２３を反時計周りに回転させてＯＦＦ操作すると、Ｂ極の第２アクチュエータ２２Ｂと第２可動接片２５Ｂの当接位置が先に揺動支点より後方に移動して、前方第２可動接点Ｓｄと前方第２固定接点Ｓｃ間が切り離され、第２スイッチＳｗ２がＯＦＦとなり、図１６に示すように、電源制御回路３０’の第２双投スイッチＤＳｗ２のコモン接点Ｓｄは、いずれの固定接点Ｓｃ、Ｓｅにも接触しない中立位置となり、ＮＭＯＳＦＥＴ５は、能動状態で動作し、バイパス電流制限回路４に低電流が流れる。従って、その後、操作摘み２３を更に反時計周りに図１３に示す位置までＯＦＦ操作し、後方第２可動接点Ｓｄ２が後方第２固定接点Ｓｅに接触する際にも、両接点間にアーク放電が発生しない。

【0085】

後方第２可動接点Ｓｄ２が後方第２固定接点Ｓｅに接触すると、図１４に示すように、第２双投スイッチＤＳｗ２のコモン接点Ｓｄが固定接点Ｓｅに接触することにより、ＮＭＯＳＦＥＴ５は遮断状態となり、その後更に操作摘み３２を図１２に示すＯＦＦ操作位置までＯＦＦ操作し、遅れてＡ極の第１可動接片２５Ａの前方第１可動接点Ｓｂを前方第１固定接点Ｓａから切り離し、第１スイッチＳｗ１をＯＦＦとする際にも、両接点間に直流電流が流れていないので、アーク放電は発生しない。

【0086】

このように本実施の形態に係る直流電源制御装置３０によれば、第１双投スイッチＤＳｗ１の前方第１固定接点Ｓａに前方第１可動接点Ｓｂが接離する（第１スイッチＳｗ１がＯＮ、ＯＦＦ制御される）前後で、前方第１固定接点Ｓａと前方第１可動接点Ｓｂ間には直流電流が流れないので、接点Ｓａ、Ｓｂ間のアーク放電を確実に防止できる。

【0087】

また、この直流電源制御装置３０によれば、直流電源２から負荷ＲＬへ直流電力を給電している間と、直流電源２と負荷ＲＬを遮断している間のいずれも、ＮＭＯＳＦＥＴ５を遮断状態とするので、前者の給電期間中には、ＮＭＯＳＦＥＴ５の発熱による電力損失がなく、後者の遮断期間中には、第１スイッチＳｗ１を構成するＡ極の前方第１固定接点Ｓａと前方第１可動接点Ｓｂ間の絶縁不良が生じても、ＮＭＯＳＦＥＴ５のドレインＤとソースＳ間に直流電流が流れ続けることによる異常発熱の危険がない。

【0088】

上述の各実施の形態では、第２スイッチＳｗ２に並列にドレインＤとソースＳを接続する絶縁ゲート形電界効果トランジスタを、Ｎチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタ５としたが、Ｐチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタ（以下、ＰＭＯＳＦＥＴという）を用いてもよい。

【0089】

図１９は、第２実施の形態の電源制御回路３０’に使用されているＮＭＯＳＦＥＴ５をＰＭＯＳＦＥＴ４１に代えた本発明の第３実施の形態に係る直流電源制御装置４０の電源制御回路４０’である。ＰＭＯＳＦＥＴ４１は、ＮＭＯＳＦＥＴ５と電圧の極性及び直流電流が流れる方向が逆になるだけで同一に動作するので、電源制御回路４０’は、電源制御回路３０’と比べて、第２双投スイッチＤＳｗ２のコモン接点Ｓｄが直流電源回路３の高圧側に接続し、第２抵抗Ｒ２と第２コンデンサＣ２を、第２抵抗Ｒ２が高圧側で第２コンデンサＣ２が低圧側として直列に接続した構成が相違するだけで、他は同一であるので、その詳細な説明は省略する。

【0090】

上述の各実施の形態では、第１アクチュエータ２２Ａと第２アクチュエータ２２Ｂを案内する第１ガイド孔部２７Ａと第２ガイド孔部２７Ｂの形成位置を前後方向にオフセットし、同一の操作摘み２３の操作で、第１可動接片２５Ａと第２可動接片２５Ｂへの当接位置を前後に異ならせることができれば、第１アクチュエータ２２Ａと第２アクチュエータ２２Ｂ間や第１ガイド孔部２７Ａと第２ガイド孔部２７Ｂ間の相互の形状を異ならせる等他の手段であってもよい。

【0091】

また、第１可動接片２５Ａの揺動支点となる第１コモン端子２４Ａの上端の位置を、前後方向で、第２可動接片２５Ｂの揺動支点となる第２コモン端子２４Ｂの上端の位置より後方の位置として、操作摘み２３のＯＮ操作では、第１可動接片２５Ａが先に、操作摘み２３のＯＦＦ操作では、第２可動接片２５Ｂが先に揺動支点周りに回転するようにしてもよい。

【0092】

また、上述の実施の形態では、バイパス電流制限回路４に絶縁ゲート型電界効果トランジスタを用いたが、他の回路素子を用いてバイパス電流制限回路４に流れる直流電流を低下若しくは停止するように制御してもよい。

【産業上の利用可能性】

【0093】

直流電源と負荷の間に接続させるスイッチで直流電源と負荷を接続若しくは遮断する直流電源制御装置に適している。

【符号の説明】

【0094】

１ 直流電源制御装置（第１実施の形態）
２ 直流電源
３ 直流電源回路
４ バイパス電流制限回路
５ Ｎチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタ（ＮＭＯＳＦＥＴ）
２０ ２極単投式ロッカースイッチ
２３ 操作摘み
２２Ａ 第１アクチュエータ
２４Ａ 第１コモン端子
２５Ａ 第１可動接片
２２Ｂ 第２アクチュエータ
２４Ｂ 第２コモン端子
２５Ｂ 第２可動接片
２７Ｂ 第２ガイド孔部
３０ 直流電源制御装置（第２実施の形態）
３１ ２極双投式ロッカースイッチ
３２Ａ 後方第１固定端子
３２Ｂ 後方第２固定端子
４０ 直流電源制御装置（第３実施の形態）
４１ Ｐチャネル絶縁ゲート形電界効果トランジスタ（ＰＭＯＳＦＥＴ）
Ｓｗ１ 第１スイッチ
Ｓｗ２ 第２スイッチ
Ｓｂ 前方第１可動接点
Ｓａ 前方第１固定接点
Ｓｃ 前方第２固定接点
Ｓｄ２ 後方第２可動接点
Ｓｅ 後方第２固定接点
ＤＳｗ１ 第１双投スイッチ
ＤＳｗ２ 第２双投スイッチ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】