(57)【要約】【課題】電源の起動時における負荷装置の不要な挙動を防止する。【解決手段】アーク消去装置（２）は、機械式の第１スイッチ（ＳＷ１）に並列接続される半導体スイッチ（ＴＲ４）、第１スイッチ（ＳＷ１）の両接点間に発生する電圧により、半導体スイッチ（ＴＲ４）をオンにする電圧を出力する電源回路（２２）、および開状態により半導体スイッチ（ＴＲ４）のオン動作を阻止する第２スイッチ（ＳＷ２）を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷装置の直流電源と直列に接続された機械式の第１スイッチに並列に接続される半導体スイッチと、
前記第１スイッチの両接点に接続され、前記第１スイッチを開いたときに前記両接点の間に発生する電圧により、前記半導体スイッチをオンにする電圧を出力する電源回路と、
開状態により前記半導体スイッチのオン動作を阻止する第２スイッチとを備えていることを特徴とする直流開閉器のアーク消去装置。
【請求項２】
前記第２スイッチは、前記第１スイッチと前記電源回路とを接続しかつ前記半導体スイッチが接続されている通電路における、前記半導体スイッチの接続部と前記電源回路との間に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の直流開閉器のアーク消去装置。
【請求項３】
前記第２スイッチは、前記第１スイッチと前記半導体スイッチとの間に設けられ、前記第１スイッチおよび前記半導体スイッチと直列に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の直流開閉器のアーク消去装置。
【請求項４】
前記第２スイッチは、前記第１スイッチと前記電源回路とを接続しかつ前記半導体スイッチが接続されている通電路における前記半導体スイッチの接続部と、前記第１スイッチとの間に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の直流開閉器のアーク消去装置。
【請求項５】
前記第２スイッチは、前記第１スイッチと前記電源回路とを接続しかつ前記半導体スイッチが接続されている通電路における前記半導体スイッチの接続部と、前記半導体スイッチとの間に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の直流開閉器のアーク消去装置。
【請求項６】
前第２スイッチはノーマルオープンのスイッチであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の直流開閉器のアーク消去装置。
【請求項７】
前記第１スイッチと前記第２スイッチとは、前記負荷装置において操作される操作部に連動して動作し、
前記負荷装置において操作される操作部の一方向への移動に応じて、先に前記第２スイッチが閉じ、その後、前記第１スイッチが閉じる一方、前記操作部の前記一方向とは逆方向への移動に応じて、先に前記第１スイッチが開き、その後、前記第２スイッチが開くようになっていることを特徴とする請求項６に記載の直流開閉器のアーク消去装置。
【請求項８】
前記第２スイッチは、前記第１スイッチとともに、前記負荷装置である電動工具のトリガスイッチに組み込まれ、
前記トリガスイッチを押し込むときには、先に前記第２スイッチが閉じ、その後、前記第１スイッチが閉じる一方、前記トリガスイッチを戻すときには、先に前記第１スイッチが開き、その後、前記第２スイッチが開くようになっていることを特徴とする請求項６に記載の直流開閉器のアーク消去装置。
【請求項９】
筐体を有し、前記筐体に、前記負荷装置の前記第１スイッチを接続する接続部、並びに前記負荷装置の前記直流電源および負荷を接続する接続部が設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の直流開閉器のアーク消去装置。
【請求項１０】
前記負荷は車載用モータであり、前記第１スイッチは前記車載用モータをオンオフさせるリレーであることを特徴とする請求項９に記載の直流開閉器のアーク消去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本発明は、直流開閉器の接点間に生じるアークを消去する直流開閉器のアーク消去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、直流開閉器に生じるアークを消去するアーク消去装置が知られている。アーク消去装置は、例えば特許文献１に開示されているように、直流開閉器と並列に接続され、直流開閉器の接点間に生じるアークを消去する。
【０００３】
特許文献１に記載のアーク消去装置は、具体的には、直流電源、機械式スイッチ、半導体スイッチ、電源回路、制御回路および時限回路を備えている。機械式スイッチは直流電源と直列に接続され、半導体スイッチは機械式スイッチと並列に接続され、制御回路は半導体スイッチをオンオフさせ、電源回路は制御回路を駆動する。時限回路は、機械式スイッチの一方の接点と電源回路との間に接続され、電源回路の稼働時間を設定する。このような構成により、上記アーク消去装置は、機械式スイッチに生じるアークの電圧を利用し、半導体スイッチをオンにしてアークを消去する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３４４１８１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の回路では、機械式スイッチ、半導体スイッチおよび時限回路含むアーク消去回路並びに負荷と、直流電源とは常時接続された回路構成となっている。したがって、機械式スイッチが開状態であっても、例えば直流電源を装着した場合などの直流電源の起動時には、時限回路および電源回路を介して制御回路に電圧が供給され、制御回路が動作する。その結果、半導体スイッチが短時間オンとなり、その間に負荷を含む主回路に電流が流れる。このため、負荷装置である例えば電動工具は、使用者が意図しない挙動を行い、使用者が電動工具の信頼性について不信感を抱くという問題点を有している。
【０００６】
したがって、本発明の一態様は、電源の起動時における負荷装置の不要な挙動を防止するアーク消去装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る直流開閉器のアーク消去装置は、負荷装置の直流電源と直列に接続された機械式の第１スイッチに並列に接続される半導体スイッチと、前記第１スイッチの両接点に接続され、前記第１スイッチを開いたときに前記両接点の間に発生する電圧により、前記半導体スイッチをオンにする電圧を出力する電源回路と、開状態により前記半導体スイッチのオン動作を阻止する第２スイッチとを備えている。
【０００８】
上記の構成によれば、第２スイッチは、開状態により半導体スイッチのオン動作を阻止する。したがって、ユーザが負荷装置を使用しない場合に、第２スイッチを開状態にしておけば、ユーザが負荷装置（例えば電動工具）に対して直流電源を取り外した後、取り付けた場合であっても、半導体スイッチを経由して負荷装置にパルス電流が流れることはない。これにより、負荷装置はユーザが予期しない挙動を生じることがなく、アーク消去装置は、直流電源の起動時における負荷装置の不要な挙動を防止することができる。
【０００９】
上記の直流開閉器のアーク消去装置において、前記第２スイッチは、前記第１スイッチと前記電源回路とを接続しかつ前記半導体スイッチが接続されている通電路における、前記半導体スイッチの接続部と前記電源回路との間に設けられている構成としてもよい。
【００１０】
上記の構成によれば、第１スイッチと電源回路とを接続し、かつ半導体スイッチが接続されている通電路は、第２スイッチの開状態により遮断される。したがって、第１スイッチを開いたときに、第１スイッチの両接点の間に発生する電圧が電源回路へ供給されず、電源回路は動作せず、半導体スイッチはオン動作が阻止される。
【００１１】
これにより、ユーザが負荷装置（例えば電動工具）に対して直流電源を取り外した後、取り付けた場合であっても、半導体スイッチを経由して負荷装置にパルス電流が流れることはなく、負荷装置はユーザが予期しない挙動を生じることがない。
【００１２】
上記の直流開閉器のアーク消去装置において、前記第２スイッチは、前記第１スイッチと前記半導体スイッチとの間に設けられ、前記第１スイッチおよび前記半導体スイッチと直列に接続されている構成としてもよい。
【００１３】
上記の構成によれば、第１スイッチと並列に接続された半導体スイッチによって形成される、第１スイッチに対する迂回回路は、第２スイッチの開状態により遮断される。したがって、第１スイッチを開いたときに、第１スイッチの両接点の間に発生する電圧が電源回路へ供給され、電源回路から半導体スイッチをオンにする電圧が出力された場合であっても、半導体スイッチはオン動作が阻止される。
【００１４】
これにより、ユーザが負荷装置（例えば電動工具）に対して直流電源を取り外した後、取り付けた場合であっても、半導体スイッチを経由して負荷装置にパルス電流が流れることはなく、負荷装置はユーザが予期しない挙動を生じることがない。
【００１５】
また、第２スイッチの開状態によって半導体スイッチを負荷装置から切り離して絶縁することができる。したがって、例えば半導体スイッチが短絡故障した場合に、第２スイッチの開状態によって半導体スイッチに流れる電流の経路を遮断し、アーク消去装置の回路を保護することができる。これにより、アーク消去装置は安全性を高めることができる。
【００１６】
上記の直流開閉器のアーク消去装置において、前記第２スイッチは、前記第１スイッチと前記電源回路とを接続しかつ前記半導体スイッチが接続されている通電路における前記半導体スイッチの接続部と、前記第１スイッチとの間に設けられている構成としてもよい。
【００１７】
例えば、第１スイッチに例えば１０００〜２０００Ｖの電圧を加えて第１スイッチの耐圧試験を行う場合、半導体スイッチの耐圧が低い場合であっても、半導体スイッチは第２スイッチによって第１スイッチから切り離されている。これにより、半導体スイッチの耐圧が低くても、半導体スイッチを第１スイッチから切り離すためのスイッチを別途設けることなく、例えば、第１スイッチの両端に（試験用プローブ等で）上記電圧を加えて耐圧試験をすることができる。
【００１８】
また、第２スイッチの開状態によって半導体スイッチおよび電源回路を負荷装置から切り離して絶縁することができる。これにより、例えば半導体スイッチが短絡故障した場合に、第２スイッチの開状態によって半導体スイッチに流れる電流の経路を遮断し、アーク消去装置の回路を保護することができる。これにより、アーク消去装置は安全性を高めることができる。
【００１９】
上記の直流開閉器のアーク消去装置において、前記第２スイッチは、前記第１スイッチと前記電源回路とを接続しかつ前記半導体スイッチが接続されている通電路における前記半導体スイッチの接続部と、前記半導体スイッチとの間に設けられている構成としてもよい。
【００２０】
上記の構成によれば、第２スイッチの開状態によって半導体スイッチを負荷装置から切り離して絶縁することができる。これにより、例えば半導体スイッチが短絡故障した場合に、第２スイッチの開状態によって半導体スイッチに流れる電流の経路を遮断し、アーク消去装置の回路を保護することができる。これにより、アーク消去装置は安全性を高めることができる。
【００２１】
上記の直流開閉器のアーク消去装置において、前記第２スイッチはノーマルオープンのスイッチである構成としてもよい。
【００２２】
上記の構成によれば、第２スイッチはノーマルオープンのスイッチであるから、ユーザが第２スイッチを操作することなく、ユーザが予期しない負荷装置の挙動を防止することができる。
【００２３】
上記の直流開閉器のアーク消去装置において、前記第１スイッチと前記第２スイッチとは、前記負荷装置において操作される操作部に連動して動作し、前記負荷装置において操作される操作部の一方向への移動に応じて、先に前記第２スイッチが閉じ、その後、前記第１スイッチが閉じる一方、前記操作部の前記一方向とは逆方向への移動に応じて、先に前記第１スイッチが開き、その後、前記第２スイッチが開くようになっている構成としてもよい。
【００２４】
上記の構成によれば、操作部を有する負荷装置において、操作部に対するユーザの操作による、第１スイッチを閉じる場合および開く場合に発生するアークを消去することができる。また、ユーザが操作部を操作していない場合において、ユーザが負荷装置に対して直流電源を取り外した後、取り付けた場合の負荷装置のユーザが予期しない挙動を防止することができる。
【００２５】
上記の直流開閉器のアーク消去装置において、前記第２スイッチは、前記第１スイッチとともに、前記負荷装置である電動工具のトリガスイッチに組み込まれ、前記トリガスイッチを押し込むときには、先に前記第２スイッチが閉じ、その後、前記第１スイッチが閉じる一方、前記トリガスイッチを戻すときには、先に前記第１スイッチが開き、その後、前記第２スイッチが開くようになっている構成としてもよい。
【００２６】
上記の構成によれば、トリガスイッチを有する電動工具において、トリガスイッチに対するユーザの操作による、第１スイッチを閉じる場合および開く場合に発生するアークを消去することができる。また、ユーザがトリガスイッチを操作していない場合において、ユーザが電動工具に対して直流電源を取り外した後、取り付けた場合の電動工具のユーザが予期しない挙動を防止することができる。
【００２７】
上記の直流開閉器のアーク消去装置は、筐体（例えばソケット）を有し、前記筐体に、前記負荷装置の前記第１スイッチと接続する接続部、並びに前記負荷装置の前記直流電源および負荷と接続する接続部が設けられている構成としてもよい。
【００２８】
上記の構成によれば、アーク消去装置は、回路の構成要素を筐体内に収容し、ユニット化した構成とすることができるので、各種負荷装置への適用が容易となる。
【００２９】
上記の直流開閉器のアーク消去装置において、前記負荷は車載用モータであり、前記第１スイッチは前記車載用モータをオンオフさせるリレーである構成としてもよい。
【００３０】
上記の構成によれば、アーク消去装置は、頻繁に動作するリレーに対してアークによる接点の摩耗を防止して長寿命化し、車載用に適した構成とすることができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の一態様によれば、第２スイッチは、開状態により半導体スイッチのオン動作を阻止する。したがって、ユーザが負荷装置（例えば電動工具）に対して直流電源を取り外した後、取り付けた場合であっても、半導体スイッチを経由して負荷装置にパルス電流が流れることはない。これにおり、負荷装置はユーザが予期しない挙動を生じることがなく、アーク消去装置は、直流電源の起動時における負荷装置の不要な挙動を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態のアーク消去装置を備えた負荷装置である電動工具の一例を示す正面図である。
【図２】本発明の実施形態のアーク消去装置を負荷装置に接続した状態を示すブロック図である。
【図３】図２に示した負荷装置およびアーク消去装置の回路図である。
【図４】本発明の他の実施形態のアーク消去装置を負荷装置に接続した状態を示すブロック図である。
【図５】図４に示した負荷装置およびアーク消去装置の回路図である。
【図６】本発明のさらに他の実施形態を示すものであって、アーク消去装置の適用例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
〔実施形態１〕
本発明の実施の形態を図面に基づいて以下に説明する。図１は、本実施形態のアーク消去装置を備えた負荷装置である電動工具の一例を示す正面図である。図２は、本実施形態のアーク消去装置を負荷装置に接続した状態を示すブロック図である。本実施形態は、一例として、負荷装置が、例えば図１に示す携帯式の電動工具であり、アーク消去装置が上記負荷装置に組み込まれている場合について説明する。
【００３４】
（負荷装置１の構成）
図２に示すように、負荷装置１は、直流電源Ｅ１、負荷１１および第１スイッチ（直流開閉器）ＳＷ１を備え、これらが閉ループを構成するように直列に接続されている。直流電源Ｅ１は例えば電池であり、負荷１１は例えばモータであり、第１スイッチＳＷ１は有接点を有する機械式のスイッチである。
【００３５】
（アーク消去装置２の構成）
アーク消去装置２は、半導体スイッチＴＲ４、第１タイマ回路２１、電源回路２２、保護回路２３および第２スイッチＳＷ２を備えている。
【００３６】
半導体スイッチＴＲ４は、本実施形態ではＦＥＴ（電界効果トランジスタ）であり、ドレインが正側の第１通電路２５ａと接続され、ソースが負側の第２通電路２５ｂと接続されている。第１通電路２５ａは正側接続端子Ｔ１と接続され、正側接続端子Ｔ１は、第１スイッチＳＷ１の一方の端子と接続されている。また、第２通電路２５ｂは負側接続端子Ｔ２と接続され、負側接続端子Ｔ２は、第１スイッチＳＷ１の他方の端子と接続されている。正側接続端子Ｔ１から半導体スイッチＴＲ４を経て負側接続端子Ｔ２に至る回路は、第１スイッチＳＷ１に対する迂回回路２８となっており、半導体スイッチＴＲ４は、第１スイッチＳＷ１と並列に接続されている。
【００３７】
電源回路２２は、第１通電路２５ａおよび第２通電路２５ｂと接続されている。電源回路２２と第１通電路２５ａとの接続は、第１通電路２５ａから電源回路２２に向う方向を順方向とするダイオードＤ２を介して行われている。電源回路２２は、第１通電路２５ａおよび第２通電路２５ｂから給電されて一定電圧を半導体スイッチＴＲ４へ出力する定電圧回路である。
【００３８】
第１タイマ回路２１は、第１通電路２５ａにおける、第１通電路２５ａと半導体スイッチＴＲ４との接続部と第１通電路２５ａとダイオードＤ２との接続部との間に設けられている。第１タイマ回路２１は、アーク消去装置２の動作開始から一定時間が経過すると、すなわちコンデンサＣ１の充電が完了すると（コンデンサＣ１の電荷が満杯になると）、第１通電路２５ａを遮断する。
【００３９】
保護回路２３は、電源回路２２と半導体スイッチＴＲ４との間に設けられ、電源回路２２から供給される電圧を半導体スイッチＴＲ４のゲートに供給する。また、保護回路２３は、半導体スイッチＴＲ４のゲートに最大定格以上の電圧が掛からないようにして、半導体スイッチＴＲ４を保護する。なお、保護回路２３は、アーク消去装置２の基本的な動作上、必須のものではなく、省くことができる。
【００４０】
第２スイッチＳＷ２は、例えば第１通電路２５ａにおいて、半導体スイッチＴＲ４と第１通電路２５ａとの接続部と第１タイマ回路２１との間に設けられ、第１通電路２５ａを開閉するようになっている。第２スイッチＳＷ２は、ノーマルオープン（Ａ接点）のスイッチであり、例えば手動操作自動復帰接点のスイッチである。
【００４１】
本実施形態において、第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２は、図１に示す負荷装置１である携帯式の電動工具のトリガスイッチ（操作部）４１に組み込まれている。この場合、トリガスイッチ４１を押し込む（あるいは引く）と、まず第２スイッチＳＷ２が閉じ、その後、第１スイッチＳＷ１が閉じる。トリガスイッチ４１を戻す場合は、逆に、第１スイッチＳＷ１が開き、次に、第２スイッチＳＷ２が開く。
【００４２】
また、電源回路２２に対する半導体スイッチＴＲ４側とは反対側の位置における、第１通電路２５ａと第２通電路２５ｂとの間には、ダイオードＤ１およびコンデンサＣ２が設けられている。ダイオードＤ１は、第２通電路２５ｂから第１通電路２５ａへ向う方向を順方向として、第１通電路２５ａおよび第２通電路２５ｂに接続されている。ダイオードＤ１は、第１タイマ回路２１、半導体スイッチＴＲ４およびダイオードＤ１によって形成される閉ループにより、第１タイマ回路２１に蓄積された電荷を放電させ、第１タイマ回路２１をリセットさせる。コンデンサＣ２は、第１通電路２５ａおよび第２通電路２５ｂのノイズを除去し、第１通電路２５ａと第２通電路２５ｂとの間の電圧を安定化する。なお、コンデンサＣ２は、アーク消去装置２の基本的な動作上、必須のものではなく、省くことができる。
【００４３】
（アーク消去装置２の具体的な回路）
図３は、図２に示した負荷装置１およびアーク消去装置２の回路図である。図３に示すように、アーク消去装置２の第１タイマ回路２１は、直列接続されたコンデンサＣ１および抵抗Ｒ１を備えている。なお、コンデンサＣ１の静電容量は、電源回路２２のコンデンサＣ３の静電容量よりもはるかに大きい。また、抵抗Ｒ１は、抵抗値が低い抵抗であり、回路に過大な電流が流れることを防止する上において設けることが好ましいものの、アーク消去装置２の基本的な動作上、必須のものではなく、省くことができる。
【００４４】
電源回路２２は、トランジスタＴＲ１、コンデンサＣ３、抵抗Ｒ２，Ｒ３およびツェナーダイオードＺＤ１を備えている。トランジスタＴＲ１のエミッタは、このエミッタから半導体スイッチＴＲ４のゲートに向う第３通電路２７と接続されている。コンデンサＣ３は、トランジスタＴＲ１のコレクタと第２通電路２５ｂとの間、抵抗Ｒ２は、トランジスタＴＲ１のベースとコレクタとの間、ツェナーダイオードＺＤ１は、トランジスタＴＲ１のベースと第２通電路２５ｂとの間、抵抗Ｒ３は、トランジスタＴＲ１のエミッタと第２通電路２５ｂとの間に、それぞれ設けられている。なお、前述したダイオードＤ２のカソードは、トランジスタＴＲ１のコレクタと接続されている。
【００４５】
保護回路２３は、抵抗Ｒ１０およびツェナーダイオードＺＤ２を備えている。抵抗Ｒ１０は、第３通電路２７におけるトランジスタＴＲ１のエミッタと半導体スイッチＴＲ４のゲートとの間、ツェナーダイオードＺＤ２は、半導体スイッチＴＲ４のゲートと第２通電路２５ｂとの間に、それぞれ設けられている。抵抗１０は、ゲート抵抗と呼ばれているものであり、半導体スイッチＴＲ４であるＦＥＴのゲートとソースとの間の寄生容量に流れ込む電流を制限している。
【００４６】
（アーク消去装置２の動作）
上記の構成において、アーク消去装置２の動作を以下に説明する。
【００４７】
（第２スイッチＳＷ２および第１スイッチＳＷ１が順次閉じる場合）
負荷装置１およびアーク消去装置２の停止状態では、第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２が開状態である。したがって、第１スイッチＳＷ１の接点間には、直流電源Ｅ１による電圧が生じている。
【００４８】
上記の状態から、ユーザがトリガスイッチ４１を押し込んでいく場合の動作について説明する。負荷装置１のユーザがトリガスイッチ４１を押し込んでいくと、まず第２スイッチＳＷ２が閉じ、負荷装置１の直流電源Ｅ１から、第１通電路２５ａを通じて電源回路２２へ電流が流れる。これにより、電源回路２２が動作を開始する。なお、この状態では第１スイッチＳＷ１は開いたままである。
【００４９】
電源回路２２が動作を開始すると、電源回路２２の出力電圧が保護回路２３を介して半導体スイッチＴＲ４のゲートに印加され、半導体スイッチＴＲ４がオンとなり、迂回回路２８が閉状態となる。
【００５０】
具体的には、第１通電路２５ａを流れる電流は、第２スイッチＳＷ２および第１タイマ回路２１を経た後、ダイオードＤ２を介して電源回路２２のコンデンサＣ３へ流れ込む。これにより、電源回路２２のトランジスタＴＲ１にベース電流が流れてトランジスタＴＲ１がオンとなる。なお、トランジスタＴＲ１のベースにはツェナーダイオードＺＤ１の動作により一定の電圧が印加される。
【００５１】
トランジスタＴＲ１がオンになると、電源回路２２から出力された電圧が半導体スイッチＴＲ４のゲートに印加され、半導体スイッチＴＲ４がオンとなる。半導体スイッチＴＲ４がオンになると、迂回回路２８が開状態から閉状態となる。
【００５２】
迂回回路２８が閉状態になると、第１スイッチＳＷ１の接点間は低インピーダンスとなる。また、直流電源Ｅ１、負荷１１、半導体スイッチＴＲ４および直流電源Ｅ１の経路にて、負荷装置１の負荷１１に電流が流れる。
【００５３】
半導体スイッチＴＲ４がオンとなった後は、直流電源Ｅ１から、半導体スイッチＴＲ４よりもインピーダンスが高い第１通電路２５ａ側へは電流が流れ込まなくなる。したがって、電源回路２２はやがて動作を停止し、半導体スイッチＴＲ４はオフとなる。半導体スイッチＴＲ４がオフになった場合、第１スイッチＳＷ１は開状態であるので、負荷１１には電流が流れず、第１スイッチＳＷ１の接点間電圧は、直流電源Ｅ１の電圧に戻る。
【００５４】
上記のように、半導体スイッチＴＲ４がオンになり、その間、負荷１１に電流が流れると、負荷装置１は、一時的に振動するなど、ユーザが意図しない挙動を行う。しかしながら、この挙動は、ユーザが負荷装置１を動かそうとする意志を持って負荷装置１を操作する過程で生じるものであるから、ユーザにとって驚きがなく、問題がない。
【００５５】
その後、ユーザがトリガスイッチ４１をさらに押し込んで行くと、第１スイッチＳＷ１が閉じ、直流電源Ｅ１、負荷１１、第１スイッチＳＷ１および直流電源Ｅ１の経路にて負荷１１に電流が流れ、負荷１１（負荷装置１）が動作する。
【００５６】
（第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２が順次開く場合）
次に、ユーザがトリガスイッチ４１を押し切って第２スイッチＳＷ２および第１スイッチＳＷ１が閉じている状態から、トリガスイッチ４１を戻していく場合の動作について説明する。
【００５７】
ユーザがトリガスイッチ４１を戻していくと、まず第１スイッチＳＷ１が開く。この状態では、第２スイッチＳＷ２は閉じたままである。
【００５８】
第１スイッチＳＷ１が開くと、第１スイッチＳＷ１の接点間に電圧が発生する。上記接点間に発生した電圧により電源回路２２が動作し、電源回路２２の出力電圧が半導体スイッチＴＲ４のゲートに印加され、半導体スイッチＴＲ４がオンとなる。したがって、迂回回路２８が閉状態となり、第１スイッチＳＷ１の接点間でのアークが抑制される。
【００５９】
具体的には、第１スイッチＳＷ１が開くと、第１スイッチＳＷ１の接点間に一瞬だけ電圧が発生する。第１スイッチＳＷ１の接点間に電圧が発生すると、正側接続端子Ｔ１から第１タイマ回路２１に向って第１通電路２５ａに電流が流れる。この電流は、第１タイマ回路２１を経た後、ダイオードＤ２を介して電源回路２２のコンデンサＣ３へ流れ込む。これにより、電源回路２２のトランジスタＴＲ１にベース電流が流れてトランジスタＴＲ１がオンとなる。なお、トランジスタＴＲ１のベースにはツェナーダイオードＺＤ１の動作により一定の電圧が印加される。
【００６０】
トランジスタＴＲ１がオンになると、電源回路２２から出力された電圧が半導体スイッチＴＲ４のゲートに印加され、半導体スイッチＴＲ４がオンとなる。半導体スイッチＴＲ４がオンになると、迂回回路２８が開状態から閉状態となる。したがって、第１スイッチＳＷ１の接点間には電流が流れず、電流は迂回回路２８に全て流れるため、第１スイッチＳＷ１の接点間でのアークの発生が抑制される。
【００６１】
第１スイッチＳＷ１の接点間は、迂回回路２８が閉状態になることにより、低インピーダンスとなる。負荷装置１の負荷１１にも同様に電流が継続して流れる。
【００６２】
その後、第１通電路２５ａに電流が流れなくなったことにより、電源回路２２は動作を停止し、半導体スイッチＴＲ４はオフとなり、迂回回路２８は開状態となる。また、半導体スイッチＴＲ４がオフになった場合、第１スイッチＳＷ１は開状態であるので、負荷１１には電流が流れず、第１スイッチＳＷ１の接点間電圧は、直流電源Ｅ１の電圧に戻る。
【００６３】
また、第１タイマ回路２１のコンデンサＣ１の充電が完了すると、第１タイマ回路２１によって第１通電路２５ａが遮断される。したがって、アーク消去装置２は、負荷装置１すなわち直流電源Ｅ１から電気的に切り離された安定な状態となる。
【００６４】
また、トリガスイッチ４１をさらに戻して行くと、第２スイッチＳＷ２が開く。
【００６５】
ここで、ユーザが負荷装置１である電動工具のトリガスイッチ４１を操作していない状態では、第２スイッチＳＷ２は開状態であり、第１通電路２５ａは遮断されている。したがって、ユーザが電動工具に対して直流電源Ｅ１（例えば蓄電池）を取り外した後、取り付けた場合であっても、負荷装置１はパルス電流を発生せず、半導体スイッチＴＲ４がオンせず、負荷１１にパルス電流は流れない。したがって、電動工具は、ユーザが予期しない挙動を生じることがない。
【００６６】
（第２スイッチＳＷ２を備えることによる利点）
上記のように、ユーザが負荷装置１である電動工具のトリガスイッチ４１を操作していない状態では、第２スイッチＳＷ２により第１通電路２５ａが遮断されているので、ユーザが電動工具に対して直流電源Ｅ１を取り外した後、取り付けた場合であっても、負荷１１にパルス電流が流れることはない。したがって、電動工具はユーザが予期しない挙動を生じることがなく、アーク消去装置２は、電源（直流電源Ｅ１）の起動時における負荷装置１の不要な挙動を防止することができる。
【００６７】
なお、本実施形態において、電源回路２２は、定電圧回路となっているが、定電圧回路に代えて、簡素な構成により半導体スイッチＴＲ４を駆動する電源回路であってもよい。この場合の電源回路は、電源回路２２から例えばトランジスタＴＲ１、抵抗Ｒ２およびツェナーダイオードＺＤ１を省いたものとなる。
【００６８】
また、本実施形態では、スイッチング素子としての半導体スイッチＴＲ４がＦＥＴである場合を例に説明した。しかしながら、半導体スイッチＴＲ４は、ＦＥＴの他、ＩＧＢＴ(Insulated Gate Bipolar Transistor)やその他のパワートランジスタであってもよい。この点は、以下に示すその他の実施形態においても同様である。
【００６９】
また、第１タイマ回路２１の機能は、上記のように、半導体スイッチＴＲ４のオフ後にアーク消去装置２を負荷装置１から電気的に切り離して、電源回路２２の動作を停止させることである。これにより、第１タイマ回路２１は、負荷装置１の直流電源Ｅ１の電力がアーク消去装置２によって消費され続ける事態を阻止している。したがって、アーク消去装置２は、抵抗Ｒ１およびコンデンサＣ１からなる第１タイマ回路２１に代えて、半導体スイッチＴＲ４のオフ後にアーク消去装置２（特に電源回路２２）を負荷装置１から電気的に切り離す回路を備えていてもよい。この点は、他の実施形態においても同様である。
【００７０】
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態を図面に基づいて以下に説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００７１】
図４は本実施形態のアーク消去装置を負荷装置に接続した状態を示すブロック図である。図５は、図４に示した負荷装置およびアーク消去装置の回路図である。
【００７２】
本実施形態のアーク消去装置３では、第２スイッチＳＷ２は、（１）第１通電路２５ａ（迂回回路２８）における半導体スイッチＴＲ４と第１通電路２５ａとの接続部と、正側接続端子Ｔ１との間に設けられている。なお、第２スイッチＳＷ２は、上記の位置に代えて、（２）第２通電路２５ｂ（迂回回路２８）における半導体スイッチＴＲ４と第２通電路２５ｂとの接続と、負側接続端子Ｔ２との間に配置されていてもよい。
【００７３】
上記（１）または（２）の位置に第２スイッチＳＷ２を配置した場合のアーク消去装置３の基本的な動作は、前述のアーク消去装置２の場合と同様である。ただし、第２スイッチＳＷ２を上記（１）または上記（２）の位置に配置した場合、アーク消去装置３は次の利点を有する。
【００７４】
すなわち、第２スイッチＳＷ２の耐圧試験を行う際には、第２スイッチＳＷ２に例えば１０００〜２０００Ｖの電圧を印加する。この場合には、半導体スイッチＴＲ４であるＦＥＴの耐圧が低いため、第２スイッチＳＷ２は、別途、例えば有接点のスイッチを設けてアーク消去装置３から完全に切り離す必要がある。第２スイッチＳＷ２をアーク消去装置３から切り離す場合には、第２スイッチＳＷ２を上記（１）または上記（２）の位置に配置した場合、切り離し用の上記スイッチは、第１通電路２５ａにおける半導体スイッチＴＲ４の接続部と第２スイッチＳＷ２との間のみに設ければよい。したがって、第２スイッチＳＷ２を上記（１）または上記（２）の位置に配置した状態は、図３の位置に配置した状態よりも第２スイッチＳＷ２の切り離しが容易である。
【００７５】
また、第２スイッチＳＷ２の開状態によって半導体スイッチＴＲ４を負荷装置１から切り離して絶縁することができる。したがって、例えば半導体スイッチＴＲ４が短絡故障した場合に、第２スイッチＳＷ２の開状態によって半導体スイッチＴＲ４に流れる電流の経路を遮断し、アーク消去装置３の回路を保護することができる。これにより、アーク消去装置３は安全性を高めることができる。
【００７６】
（第２スイッチＳＷ２のその他の配置）
なお、第２スイッチＳＷ２の配置位置は、図２または図３に示した位置に限定されず、
（３）迂回回路２８における半導体スイッチＴＲ４と第１通電路２５ａとの接続部と、半導体スイッチＴＲ４との間
（４）迂回回路２８における半導体スイッチＴＲ４と第２通電路２５ｂとの接続部と、半導体スイッチＴＲ４との間
（５）第１通電路２５ａにおけるダイオードＤ２と第１通電路２５ａとの接続部と、第１タイマ回路２１との間
（６）コンデンサＣ３と第２通電路２５ｂとの接続部と、コンデンサＣ３との間
（７）第２通電路２５ｂにおけるコンデンサＣ３と第２通電路２５ｂとの接続部と、抵抗Ｒ３と第２通電路２５ｂとの接続部との間
のいずれかの位置であってもよい。
【００７７】
以上のような第２スイッチＳＷ２の配置は、第２スイッチＳＷ２が開くことによって、迂回回路２８を遮断し、かつ半導体スイッチＴＲ４をオンにさせない配置、または、電源回路２２を動作させず、かつ半導体スイッチＴＲ４を動作させない配置である。
【００７８】
第２スイッチＳＷ２を上記（３）または上記（４）の位置に配置した場合には、半導体スイッチＴＲ４を迂回回路２８すなわち負荷装置１から切り離して絶縁することができる。これにより、第２スイッチＳＷ２を上記（１）または上記（２）の位置に配置した場合と同様、例えば半導体スイッチＴＲ４が短絡故障した場合に、アーク消去装置３の回路を保護し、アーク消去装置３は安全性を高めることができる。
【００７９】
〔実施形態３〕
本発明のさらに他の実施形態を図面に基づいて以下に説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００８０】
図６は、本実施形態のアーク消去装置の適用例を示すブロック図である。上記の実施形態に示したアーク消去装置２，３は、前述したように、トリガスイッチ４１を有し、トリガスイッチ４１に第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２を組み込んだ装置（例えば電動工具）に適用可能である。その他の適用例として、アーク消去装置２，３は、図６に示すように、負荷１１に接続されるソケット３１に組み込むことができる。この場合、アーク消去装置２，３は、筐体を有するユニットとして構成される。
【００８１】
図６に記載の構成では、負荷１１は例えば車載用モータであり、第１スイッチＳＷ１は、ソケット３１に接続される例えばリレーである。また、第２スイッチＳＷ２は、第１スイッチＳＷ１と同様に、ソケット３１に対して外付けされる構成であってもよい。この場合、ソケット３１は、負荷１１および直流電源Ｅ１との接続端子３１ａ，３１ｂ、リレー（第１スイッチＳＷ１）との接続端子３１ｃ，３１ｄ、および第２スイッチＳＷ２（例えばリレー）との接続端子３１ｅ，３１ｆを備えていてもよい。
【００８２】
上記のような構成では、アーク消去装置２，３は、リレー（第１スイッチＳＷ１）の接点間でのアークの発生を防止し、あるいはリレー（第１スイッチＳＷ１）の接点間に発生したアークを消去し、リレーの寿命を長くする。
【００８３】
アーク消去装置２，３は、その他、スイッチを有する産業機器に適用可能である。
【００８４】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８５】
１    負荷装置
２〜３    アーク消去装置
１１    負荷
２１    第１タイマ回路
２２    電源回路
２３    保護回路
２５ａ  第１通電路
２５ｂ  第２通電路
２７    第３通電路
２８    迂回回路
３１    ソケット
４１    トリガスイッチ（操作部）
Ｅ１    直流電源
Ｔ１    正側接続端子
Ｔ２    負側接続端子
ＳＷ１    第１スイッチ（直流開閉器）
ＳＷ２    第２スイッチ
ＴＲ４    半導体スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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