(57)【要約】  本発明は、電気回路に対して接続されて遮断することが意図された火工式遮断デバイス（１）であって、該デバイスは、少なくとも一つの火工式起爆器（２０）と、電気回路に対して各々が接続されることが意図された第１導電部分（４１）及び第２非導電部分（４２）であって、前記第２非導電部分は前記第１導電部分と並列に接続されると共に、該第２部分は絶縁セグメント（４２ｃ）により分離された２つの導電要素（４２ａ；４２ｂ）を備え、前記導電要素の少なくとも一方は、直列に接続された第１ヒューズ要素（４３）であって、自身を通る電流の強度が第１所定値を超過したときに始動すべく構成された、第１ヒューズ要素（４３）を備える、第１導電部分（４１）及び第２非導電部分（４２）と、第１絶縁突出部（３４）及び第２導電突出部（３５）であって、該第１及び第２導電突出部の各々は、可動ピストンの下面から突出し、且つ、該第１及び第２導電突出部は夫々、前記第１導電部分及び前記絶縁セグメントの正面に配置された、第１絶縁突出部（３４）及び第２導電突出部（３５）とを備え、前記少なくとも一つの火工式起爆器は、当該遮断デバイスを、第１の電流通過形態から第２の電流遮断形態へと切換えるべく構成され、  前記第１の突出部及び前記第２導電突出部は、前記第１絶縁突出部による衝当による前記第１導電部分の破壊によりそれを断線させるために、且つ、前記第１導電部分の断線の時点以前に前記２つの導電要素を前記第２導電突出部により電気接続するために、前記第１の電流通過形態から第２形態への切換え時に運動状態とされる、火工式遮断デバイス（１）に関する。【選択図】図１Ａ
2020535624.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気回路（１１１）に対して接続されて遮断することが意図された火工式遮断デバイス（１；１’；１"）において、前記火工式遮断デバイスは、
少なくとも一つの火工式起爆器（２０）と、
前記電気回路に対して各々が接続されることが意図された第１導電部分（４１；４１０）及び第２非導電部分（４２；４２０）であって、前記第２非導電部分は前記第１導電部分と並列に接続されると共に、前記第２非導電部分は絶縁セグメント（４２ｃ；４２０ｃ）により分離された２つの導電要素（４２ａ；４２ｂ）を備え、前記導電要素の少なくとも一方は、直列に接続された第１ヒューズ要素（４３）であって、自身を通る電流の強度が第１所定値を超過したときに始動すべく構成された、第１ヒューズ要素（４３）を備える、第１導電部分（４１；４１０）及び第２非導電部分（４２；４２０）と、
第１絶縁突出部（３４；３４０；３４１）及び第２導電突出部（３５；３５０；３５１）であって、前記第１絶縁突出部及び前記第２導電突出部の各々は、可動ピストンの下面から突出し、且つ、前記第１絶縁突出部及び前記第２導電突出部は夫々、前記第１導電部分及び前記絶縁セグメントの正面に配置された、第１絶縁突出部（３４；３４０；３４１）及び第２導電突出部（３５；３５０；３５１）とを備え、
前記少なくとも一つの火工式起爆器は、前記火工式遮断デバイスを、第１の電流通過形態から第２の電流遮断形態へと切換えるべく構成され、
前記第１絶縁突出部及び前記第２導電突出部は、前記第１絶縁突出部による衝当による前記第１導電部分の破壊によりそれを断線させるために、且つ、前記第１導電部分の断線の時点以前に前記２つの導電要素を前記第２導電突出部により電気接続するために、前記第１の電流通過形態から前記第２の電流遮断形態への切換え時に運動状態とされる、火工式遮断デバイス（１；１’；１"）。
【請求項２】
前記第１ヒューズ要素（４３）は、絶縁外殻体内に存在するヒューズ芯を備える、請求項１記載の火工式遮断デバイス。
【請求項３】
前記絶縁セグメント（４２ｃ；４２０ｃ）は材料の欠落により形成される、請求項１又は２に記載の火工式遮断デバイス。
【請求項４】
前記第１導電部分（４１）は、直列に接続された第２ヒューズ要素（１４３）を備え、
前記少なくとも一つの起爆器は、前記第２ヒューズ要素を通る電流の強度が第２所定値を超過したときに始動することで前記少なくとも一つの起爆器を起動すべく構成された前記第２ヒューズ要素の各端子に対して接続される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の火工式遮断デバイス（１'）。
【請求項５】
前記火工式遮断デバイスは、前記第１導電部分（４１；４１０）及び前記第２非導電部分（４２；４２０）が内部に存在するチャンバ（１５）と、前記チャンバを境界決定する可動ピストン（３０；３００；３０１）であって、自身から前記第１絶縁突出部（３４；３４０；３４１）及び第２導電突出部（３５；３５０；３５１）が突出する、可動ピストン（３０；３００；３０１）とを備え、
前記火工式遮断デバイスが前記第１の電流通過形態に在るとき、前記第１導電部分を前記第１絶縁突出部から分離する距離（ｄ1）は、前記絶縁セグメントを前記第２導電突出部から分離する距離（ｄ2）より大きく、又は、それに等しい、請求項１〜４のいずれか一項に記載の火工式遮断デバイス（１；１'）。
【請求項６】
前記第１絶縁突出部（３４；３４１）及び第２導電突出部（３５；３５１）は、前記可動ピストン（３０；３０１）の前記下面（３３；３３１）から同一の長さ（Ｌ'）に亙り延在する、請求項５に記載の火工式遮断デバイス。
【請求項７】
前記第１絶縁突出部（３４０）は前記可動ピストンの前記下面（３３０）から、前記第２導電突出部（３５０）が前記下面から延在する第２長さ（Ｌ２）とは異なる第１長さ（Ｌ１）に亙り延在する、請求項５に記載の火工式遮断デバイス。
【請求項８】
前記絶縁セグメント（４２ｃ）及び前記第１導電部分（４１）は、前記可動ピストン（３０）の変位の軸心（Ｚ）に関して横断的である同一の平面（Ｐ）上に存在する、請求項５〜７のいずれか一項に記載の火工式遮断デバイス。
【請求項９】
前記絶縁セグメント（４２０ｃ）及び前記第１導電部分（４１０）は、前記可動ピストン（３００）の変位の軸心（Ｚ）に沿ってオフセットされる、請求項５〜７のいずれか一項に記載の火工式遮断デバイス。
【請求項１０】
前記火工式遮断デバイスは、
第１火工式起爆器と、前記第１絶縁突出部が其処から突出する下面を備える第１可動ピストンとを備える第１火工式スイッチ（Ｉ１）と、
前記第１火工式スイッチとは別体的な第２火工式スイッチ（Ｉ２）であって、第２火工式起爆器と、前記第２導電突出部が其処から突出する下面を備える第２可動ピストンとを備える、第２火工式スイッチ（Ｉ２）とを少なくとも備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の火工式遮断デバイス（１"）。
【請求項１１】
前記火工式遮断デバイスは、前記第１導電部分（４１）を通る電流の強度が第１閾値より大きいことを制御デバイス（Ｃ１）が検出したときに前記第１火工式スイッチ（Ｉ１）及び前記第２火工式スイッチ（Ｉ２）を起動すべく構成された制御デバイス（Ｃ１）を備え、且つ、
前記制御デバイス（Ｃ１）は更に、それが、前記第１導電部分を流れる電流の強度が、前記第１閾値より小さい第２閾値と、前記第１閾値との間に含まれることを検出したとき、前記第１火工式スイッチ（Ｉ１）のみを起動すべく構成される、請求項１０に記載の火工式遮断デバイス（１"）。
【請求項１２】
安全給電システム（１１０；１１０'；１１０"）であって、
電気回路（１１１）と、
前記電気回路に対して接続された、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の遮断デバイス（１；１'；１"）とを少なくとも備える、安全給電システム（１１０；１１０'；１１０"）と、
前記安全給電システムに対して接続されると共に、前記安全給電システムにより給電されることが意図された電気デバイス（Ｄ）とを少なくとも備える、安全電気システム（１００；１００'；１００"）。
【請求項１３】
前記安全給電システムは、前記電気回路（１１１）に対して第１強度を有する電流を供給すべく構成された発電器（Ｇ）を更に備え、前記第１ヒューズ要素（４３）の定格は、この第１強度より小さいか、それに等しい、請求項１２に記載の安全電気システム（１００；１００'；１００"）。
【請求項１４】
請求項１２又は１３のいずれか一項に記載の安全電気システム（１００；１００'；１００"）を備える、電気絶縁器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気的遮断デバイス、更に詳細には、火工式起動型の電気的遮断デバイスの概略分野に関する。本発明はまた、斯かるデバイスにより安全とされる電気システムにも関する。
【背景技術】
【０００２】
始動されたときに、突出部を備えるピストンを、切断されるべき導電バーの方向への運動状態とすべく構成された火工式起爆器が内部に存在する本体を備える公知の火工式遮断デバイスが在る。特許文献１（国際公開第２０１６／０３８０４３号）及び特許文献２（国際公開第２０１６／０３８０５０号）は、この形式のデバイスの例を示している。しかし、これらのデバイスは、特に電気回路において高電圧が使用されるとき、電気アークの形成に委ねられ得る。これらの電気アークは、回路における電流を遮断するために必要な時間を増大させると共に、概略的には、遮断デバイスの信頼性を低下させる。
【０００３】
これらのアークの発生に対処するために、斯かるデバイスの導電バーと並列にヒューズが接続され得る。電気回路が通常的に動作しているとき、前記ヒューズ及び導電バーは導通している。過電流の検出に続いて前記起爆器が始動されたとき、前記ピストンは、電流を遮断するために前記導電バーを切断する。前記起爆器が始動され且つ前記導電バーが破壊された後、全ての電流は前記ヒューズを通過することでそれを溶融させ、回路における電流を永続的に遮断する。
【０００４】
このヒューズを使用すると、電気アークの発生が低減され得ると共に、前記火工式遮断デバイスが接続される電気回路において更なる高電圧を使用し得る。この形式のデバイスは、概略的には効果的に動作するが、経時的に、ヒューズが経年劣化に委ねられ得ることで、最終的にはその信頼性が影響され得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１６／０３８０４３号
【特許文献２】国際公開第２０１６／０３８０５０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
故に、高電圧にて使用可能とされて電流を遮断し得ることで、電気アークの形成を低減すると共に、先行技術のデバイスと比較して増進された寿命を有する、火工式遮断デバイスに対する要望が在る。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
故に、本発明は、
電気回路に対して接続されて遮断することが意図された火工式遮断デバイスであって、該デバイスは、
少なくとも一つの火工式起爆器と、
前記電気回路に対して各々が接続されることが意図された第１導電部分及び第２非導電部分であって、前記第２非導電部分は前記第１導電部分と並列に接続されると共に、該第２部分は絶縁セグメントにより分離された２つの導電要素を備え、前記導電要素の少なくとも一方は、直列に接続された第１ヒューズ要素であって、自身を通る電流の強度が第１所定値を超過したときに始動すべく構成された、第１ヒューズ要素を備える、第１導電部分及び第２非導電部分と、
第１絶縁突出部及び第２導電突出部であって、該第１及び第２導電突出部の各々は、可動ピストンの下面から突出し、且つ、該第１及び第２導電突出部は夫々、前記第１導電部分及び前記絶縁セグメントの正面に配置された、第１絶縁突出部及び第２導電突出部とを備え、
前記少なくとも一つの火工式起爆器は、当該遮断デバイスを、第１の電流通過形態から第２の電流遮断形態へと切換えるべく構成され、
前記第１の突出部及び前記第２導電突出部は、前記第１絶縁突出部による衝当による前記第１導電部分の破壊によりそれを断線させるために、且つ、前記第１導電部分の断線の時点以前に前記２つの導電要素を前記第２導電突出部により電気接続するために、前記第１の電流通過形態から第２形態への切換え時に運動状態とされる、火工式遮断デバイス、
を提案することにより、斯かる欠点を克服することを企図する。
【０００８】
（デバイスが第１形態に在る）通常動作において、電流は、前記第１導電部分を流れるが、前記絶縁セグメントの存在の故に前記第２非導電部分は流れない。故に、通常動作において前記第１ヒューズ要素に電流は流れないことから、その経年劣化は低減される。異常が検出されたとき、前記少なくとも一つの火工式起爆器が始動されると共に、前記第１の突出部及び前記第２導電突出部が運動状態とされる。この運動状態への設定に続き、前記第１導電部分は前記第１絶縁突出部との衝当により断線されると共に、前記第２非導電部分の２つの導電要素は前記第２導電突出部により接続される。前記第１導電部分の断線により、それを流れる電流の遮断が許容されると共に、各導電要素の接続により前記第２非導電部分における電流の流れが許容されることから、前記第１ヒューズ要素は始動し、前記回路における電流を永続的に遮断する。最初は前記第１導電部分を流れていた電流を前記第２非導電部分に向けて進路変更させることから、前記第２非導電部分における電気アークの発生を回避し乍ら、前記第１ヒューズ要素の始動により前記遮断を完了させるべく、前記第１導電部分の断線は、各導電要素の接続時に、同時的もしくは次続的に実施される。
【０００９】
一つの好適実施例において、前記第１ヒューズ要素は、絶縁外殻体内に存在するヒューズ芯を備える。
【００１０】
その絶縁外殻体と共にヒューズ芯を使用するという事実に依れば、好適に、前記ヒューズ芯の経時的な強度が増進され得ると共に、特に、前記第１ヒューズ要素の自然発生的な断線の現象が減速されることで、前記火工式遮断デバイスの信頼性が更に高められ得る。
【００１１】
一つの好適実施例において、前記絶縁セグメントは、材料の欠落により形成される。
【００１２】
一つの好適実施例において、前記第１導電部分は、直列に接続された第２ヒューズ要素を備え、前記少なくとも一つの起爆器は、前記第２ヒューズ要素を通る電流の強度が第２所定値を超過したときに始動することで該少なくとも一つの起爆器を起動すべく構成された該第２ヒューズ要素の各端子に対して接続される。
【００１３】
この場合、前記システムの通常動作時に、前記第２ヒューズ要素は導通し、前記第２ヒューズ要素に対する電圧は比較的に低く、且つ、前記火工式起爆器の点火デバイスを通る電流は、前者を起動しない様に十分に低い。他方、前記第２ヒューズ要素を通る電流の強度が第２所定値を超過したとき、前記第２ヒューズ要素は始動し、すなわち、その抵抗は増大し、前記第２ヒューズ要素に対する電圧の増大をもたらす。すると前記点火デバイスの強度が増大することから、前記回路における電流の流れを永続的に遮断するために、前記火工式起爆器を起動すると共に、前記デバイスを第１形態から第２形態へと切換えることが可能とされる。この特徴は、この場合は前記第２ヒューズ要素である、遮断を始動させる要素を直接的に一体化した自律的な遮断デバイスを提案することにより、簡素化された遮断の解決手段を実現するために有用である。これにより、好適に、サード・パーティの電圧／電流のセンサ／分析デバイスの存在を省略して前記起爆器の始動を許容し得る。
【００１４】
一つの好適実施例において、前記デバイスは、前記第１及び第２の部分が内部に存在するチャンバと、該チャンバを境界決定する可動ピストンであって、自身から前記第１の突出部及び前記第２導電突出部が突出する、可動ピストンとを備え、当該デバイスが前記第１の電流通過形態に在るとき、前記第１導電部分を前記第１絶縁突出部から分離する距離は、前記絶縁セグメントを前記第２導電突出部から分離する距離より大きく、又は、それに等しい。
【００１５】
斯かる特徴は、前記火工式遮断デバイスのコンパクトさを高めるために有用である。この場合、前記火工式遮断デバイスは、第１及び第２の部分が同一チャンバ内に存在し、且つ、第１及び第２導電突出部が同一の可動ピストンの下面から突出する、単一の火工式スイッチを構成する。
【００１６】
特に、前記第１の突出部及び前記第２導電突出部は、前記ピストンの下面から、同一の長さに亙り延在し得る。変更例として、前記第１絶縁突出部は前記ピストンの前記下面から、前記第２導電突出部が前記面から延在する第２長さとは異なる第１長さに亙り延在する。
【００１７】
特に、前記絶縁セグメント及び前記第１導電部分は、前記ピストンの変位の軸心に関して横断的である同一の平面上に存在し得る。変更例として、前記絶縁セグメント及び前記第１導電部分は、前記ピストンの変位の軸心に沿ってオフセットされる。
【００１８】
変更例として、前記デバイスは、少なくとも、
第１火工式起爆器と、前記第１絶縁突出部が其処から突出する下面を備える第１可動ピストンとを備える第１火工式スイッチ、及び、
前記第１火工式スイッチとは別体的な第２火工式スイッチであって、第２火工式起爆器と、前記第２導電突出部が其処から突出する下面を備える第２可動ピストンとを備える、第２火工式スイッチ、
を備える。
【００１９】
この変更例に依れば、前記デバイスは、２つの別体的な火工式スイッチの形態であり、前記第１火工式スイッチは前記第１導電部分の断線の専用とされ、且つ、前記第２火工式スイッチは前記第２非導電部分の接続の専用とされる。後者の場合、前記第１絶縁突出部及び前記第２導電突出部は、各々、別体的な可動ピストンの下面から突出する。
【００２０】
別の態様に依れば、本発明は、
少なくとも、
安全給電システムであって、少なくとも、
電気回路と、
前記電気回路に対して接続された、上述の遮断デバイスと、
を備える、安全給電システムと、
前記給電システムに対して接続されると共に、後者により給電されることが意図された電気デバイスと、
を備える、安全電気システムを企図する。
【００２１】
一つの好適実施例において、前記システムは、前記回路に対して第１強度を有する電流を供給すべく構成された発電器を更に備え、前記第１ヒューズ要素の定格は、この第１強度より小さいか、それに等しい。
【００２２】
上述のシステムにおいては、第１の低い定格のヒューズ要素を導入することが有用である、と言うのも、それは、高い感度を有することから、非常に確実な遮断を保証するからである。
【００２３】
更に別の態様に依れば、本発明は、上述の安全電気システムを備える電気絶縁器を企図する。
【００２４】
本発明の他の特徴及び利点は、何らの制限なしに好適実施例を示す添付図面に関して以下に与えられる説明から明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１Ａ】図１Ａは本発明の一実施例に係る遮断デバイスの概略的な分解斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは本発明の一実施例に係る遮断デバイスの概略的な分解斜視図である。
【図２】図２は図１Ａ及び図１Ｂにおけるデバイスの２つの端子を接続する軸心に対して直交する平面に沿う断面における、第１形態に在るデバイスの概略図である。
【図３Ａ】図３Ａは火工式起爆器の始動の直後、及び、第２形態に在る、図１Ａ及び図１Ｂのデバイスの概略図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは火工式起爆器の始動の直後、及び、第２形態に在る、図１Ａ及び図１Ｂのデバイスの概略図である。
【図４Ａ】図４Ａは図３Ａに示された状態におけるデバイスに関連する簡単な電気的概略図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは図３Ｂに示された状態におけるデバイスに関連する簡単な電気的概略図である。
【図５】図５は図１Ａ及び図１Ｂのデバイスを備える安全電気システムの一例の概略図である。
【図６】図６は本発明に係る遮断デバイスの変更例の部分的概略図である。
【図７】図７は本発明に係る遮断デバイスの変更例の部分的概略図である。
【図８】図８は本発明に係る遮断デバイスの一つの変更例を実現する安全電気システムの概略図である。
【図９】図９は本発明に係る遮断デバイスの別の変更例を実現する安全電気システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１Ａ及び図１Ｂは、本発明の一実施例に係る遮断デバイス１の２つの分解図を示している。図示された遮断デバイス１は、本体１０、火工式起爆器２０、ピストン３０、第１導電部分４１、第２部分４２、第１ヒューズ要素４３、及び、支持体５０を備える。図示された例において、長手方向Ｌは、部分４１及び４２が沿行して延在すると共にデバイス１の端子４４及び４５を接続する方向に対応する。横手方向Tは、部分４１及び４２の平面内で、この方向Ｌと直交する。
【００２７】
デバイス１は、遮断されるべき電気回路に対して接続されることが意図された第１及び第２の電気端子４４及び４５を備える。第１導電部分４１及び第２部分４２は、遮断デバイスの第１端子４４及び第２端子４５の間で、相互に並列に取付けられる。第１導電部分４１は、第１端子４４を第２端子４５に対して電気的に接続する。第２部分４２は、第１端子４４を第２端子４５に対して接続する。第１及び第２の部分４１及び４２は各々、同一の電気回路に対して接続される。電気回路を構成するアセンブリの一例は、図５に関して記述される。この例において、第１及び第２の部分４１及び４２は、同一の本体１０内に存在する。此処で、遮断デバイス１は、全く同一の火工式スイッチを構成する。
【００２８】
第２部分４２は、絶縁セグメント４２ｃにより分離された第１及び第２の導電要素４２ａ及び４２ｂを備える。この例において、第１導電要素４２ａは、第１導電部分４１と共に（単体的に）一体片内に形成される。第１部分４１及び第１要素４２ａを、中間導電部分４６が接続し得る。この中間部分４６は、第１部分４１に対し且つ第１要素４２ａに対し、直接的に接続され得る。第１要素４２ａは第１端子４４の側に配置され得ると共に、第２要素４２ｂは第２端子４５の側に配置され得る。図示例において、絶縁セグメント４２ｃは、材料の欠落により形成される。この例に依ると、第１導電要素４２ａは第２導電要素４２ｂから、非ゼロ距離ｄだけ離間される。不図示の一つの変形例に依ると、前記絶縁セグメントは、前記第２非導電部分の導電要素同士の間に加えられた絶縁材の部分により形成され得る。
【００２９】
デバイス１が第１形態に在るとき、第１部分４１は電流の導通を許容するが、第２部分４２は、絶縁セグメント４２ｃの存在により、電流の導通を許容しない。換言すると、デバイス１が第１形態に在るとき、電流は、第１部分４１のみを流れるが、第２部分４２を流れない。
【００３０】
図示例において、第２要素４２ｂと直列に第１ヒューズ要素４３が取付けられる。此処で、第１ヒューズ要素４３は、絶縁セグメント４２ｃと第２端子４５との間に存在する。此処で、第１ヒューズ要素４３は、電気絶縁外殻体内に存在するヒューズ芯を備える。前記絶縁外殻体は、内部にヒューズ芯が存在するシリカの如き電気絶縁材料の粉体を収容し得る。その絶縁外殻体と共にヒューズ芯を使用するという事実に依れば、好適に、前記ヒューズ芯の経時的な強度が増進され得ると共に、特に、後者の自然発生的な断線の現象が減速されることで、前記火工式遮断デバイスの信頼性が更に高められ得る。変更例として、第２要素４２ｂに対しては、市販のヒューズのヒューズ要素のみを（その絶縁外殻体なしで）一体化することが可能である。
【００３１】
不図示の一つの変形例に依れば、前記第１ヒューズ要素は第１導電要素４２ａと直列に取付けられ得ると共に、その場合、絶縁セグメント４２ｃと第１端子４４との間に存在し得る。当然乍ら、このことは、２つの導電要素が各々、ヒューズ要素を備えるならば、本発明の有効範囲から逸脱しない。
【００３２】
図示例において、第１導電部分４１は、第２端子４５に対して導電ワイヤにより接続され得ると共に、第２要素４２ｂは、第１ヒューズ要素４３に対して導電ワイヤにより接続され得る。当然乍ら、第１ヒューズ要素４３は、たとえば、第２導電部分４２の一端に対して一体化され、又は、本体１０のハウジング内部に位置されるなど、異なる様に配設され得る。
【００３３】
第１導電部分４１、及び、導電要素４２ａ及び４２ｂの各々は、此処では、バー、又は、平坦化された導電タブの形態を取る。
【００３４】
本体１０は、此処で、概略的に平行六面体形状を有する。該本体１０は、支持体５０が該本体１０の内部へと貫通挿入されることが意図された側方開口１１と、ピストン３０が該本体１０の内部へと貫通挿入されることが意図された概略的に円形の下側開口１２と、該本体１０の上面に突出すると共に、起爆器２０が該本体１０の内部へと貫通挿入されることが意図された上側開口１３とを備える。側方開口１１は本体１０の内部で長手方向Ｌに沿い延在することで、支持体５０が本体１０内に保持されるハウジングを形成する。
【００３５】
火工式起爆器２０は、それらが接続された火工装薬２２を起爆すべく構成された２本の導電要素２１を備える。たとえば、各導電要素２１を通る電流を用いて起爆されたとき、火工装薬２２は、その燃焼により加圧気体を生成し得る。各導電要素２１は、異常が検出されたときに火工式起爆器２０を起動すべく構成された制御デバイスＣ（図５参照）に対して接続され得る。
【００３６】
ピストン３０は、この例において、形状が円筒状であると共に、垂直軸心Ｚ上に中心合わせされる。軸心Ｚは此処では、ピストン３０の変位の軸心に対応する。ピストン３０は、たとえばO-リングなどのシール３２が収容されることが意図される周縁溝３１を備える。ピストン３０は本体１０の内部にて軸心Ｚに沿い、図２及び図３Ａにおける如き高位位置（デバイスは第１形態に在る、第１位置）と、図３Ｂにおける如き低位位置（デバイスは第２形態に在る、第２位置）との間で移動し得る。火工式起爆器２０が未だ始動されていない限りにおいて、ピストン３０は高位位置に維持される。当然乍ら、ピストン３０は、図示されたものと異なり、前記本体の内部のキャビティの形状に適合化された形状を有し得る。
【００３７】
図２に示された如く、本体１０は此処では、火工式起爆器２０の出力部Sと連通する第１加圧チャンバ１４と、部分４１及び４２が内部に存在する第２チャンバ１５とを備える。ピストン３０は、第１チャンバ１４を第２チャンバ１５から分離する。シール３２は、これらのチャンバ１４及び１５の密封的な分離の構成を許容する。
【００３８】
ピストン３０は此処では、第１絶縁突出部３４及び第２導電突出部３５が其処から突出する下面３３を備える。この例において、第１及び第２導電突出部３４及び３５は、同一のピストン３０により担持されるが、図９に関して以下に記述される如く、このことが当てはまらないときでも、本発明の有効範囲から逸脱することはない。第１絶縁突出部３４及び第２導電突出部３５は、夫々、第１導電部分４１及び絶縁セグメント４２ｃの正面に配置される。第１絶縁突出部３４は、前記デバイスが第１形態に在るとき、第１部分４１の上方に重なり合い配置される。第２導電突出部３５は、前記デバイスが第１形態に在るとき、絶縁セグメント４２ｃの上方に重なり合い配置される。第１絶縁突出部３４は電気的に絶縁的であり、且つ、第２導電突出部３５は電気的に導通的である。第２導電突出部３５は、たとえば、それ自体公知の手法で、第１絶縁突出部３４を形成する絶縁材上に導電部材を加えることにより形成され得る。
【００３９】
突出部３４及び３５は此処では、概略的に横手方向Tに沿い延在する。各突出部３４及び３５は、横手方向Tに沿い、それが正面に位置される対応部分４１もしくは４２の、この同一の方向Tに沿う寸法よりも大きい寸法を有し得る。当然乍ら、突出部３４及び３５は、相互から分離され得ると共に、該突出部は、横手方向Tに沿い、それが正面に位置される対応部分の、この同一の方向Tに沿う寸法と実質的に等しい寸法を有し得る。
【００４０】
此処で論じられる例において、図１Ｂに示された如く、第１絶縁突出部３４は、ピストン３０の下面３３から、第２導電突出部３５がこの同一の面３３から延在する長さＬ'に等しい長さＬ'に亙り延在する。別様に述べられるのでなければ、長さＬ'は、ピストン３０の変位の軸心Ｚに沿って測定される。更に、この例において、絶縁セグメント４２ｃ及び第１部分４１は、たとえば軸心Ｚに直交するなど（図２参照）、軸心Ｚに関して横断的である同一の平面Ｐ上に存在する。図６及び図７に関して以下に論じられる如く、他の構成が可能である。
【００４１】
支持体５０は、図示例において、部分４１及び４２がその上に存在する摺動部材の形態を取る。図示例において、支持体５０は、たとえば、デバイス１内に対応ハウジングを配置することにより、その中で導電部分４１及び４２を所定位置に保持すべく構成される。支持体５０は此処で、横手方向Tに延在する溝５１であって、火工式起爆器２０の始動の後で、前記デバイスが第２形態に在るときに突出部３４及び３５が収容されることが意図される、溝５１を備えている。故に、前記支持体における溝５１は、ピストン３０を第２位置に固定すると共に、導電部分４１及び４２の永続的な遮断を確実とし得る。
【００４２】
前記デバイスが第１形態に在るとき、第１絶縁突出部３４は、第１部分４１から第１距離ｄ1だけ離間される（図２参照）。前記デバイスが第１形態に在るとき、第２導電突出部３５は、絶縁セグメント４２ｃから第２距離ｄ2だけ離間される（図２参照）。別様に述べられるのでなければ、距離ｄ1及びｄ2は、ピストン３０の変位の軸心Ｚに沿って測定される。図示例において、此処で、第１距離ｄ1は第２距離ｄ2に等しい。
【００４３】
この様にして、火工式起爆器２０が始動されたとき、ピストン３０は、前記デバイスを第１形態から第２形態へと切換えるために、部分４１及び４２の方向において方向Ｚに沿い移動する。第１絶縁突出部３４は第１導電部分４１を切断すると共に、第２導電突出部３５は、２つの導電要素４２ａ及び４２ｂ間に挿入される。前記デバイスが第２形態に在るとき、第２導電突出部３５は、最初は絶縁セグメント４２ｃに占有されていた区域を占有する。前記デバイスが第２形態に在るとき、第２導電突出部３５は、導電要素４２ａ及び４２ｂに当接するか、それらを変形さえさせ得る。
【００４４】
第１距離ｄ1は第２距離ｄ2に等しいことから、第１導電部分４１が切断されたとき、電流は、導電要素４２ａ及び４２ｂ間に第２導電突出部３５を介設することにより導通されている第２導電部分４２に向けて進路変更される。この様に進路変更された電流は次に、第１ヒューズ要素４３を溶融させることから、第１及び第２の導電部分４１及び４２における電流の流れは永続的に遮断される。
【００４５】
これらの動作段階は、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ及び図４Ｂに示される。図３Ａ及び図３Ｂは、図２の切断平面に対して直交すると共にピストン３０の変位の軸心Ｚを含む平面に沿う断面図である。図３Ａは、（ピストンは第１位置又は高位位置に在る）第１形態における、すなわち、火工式起爆器２０の始動の前における、デバイス１を表している。図４Ａは、この第１形態に関連する簡単な電気的概略図に対応しており；この形態において、第１部分４１は導電的であり（電流Ｉの可能的な流れ）、且つ、第２部分４２は導電的でない（可能的な電流の流れはない）。
【００４６】
火工式起爆器２０の始動に続き、チャンバ１４は火工装薬２２の燃焼に由来する気体により加圧され、ピストン３０は、方向Ｚ（矢印Ｄ）に追随することにより、部分４１及び４２に向かう運動状態とされる。その後、第１絶縁突出部３４は第１導電部分４１に衝当することで、それの破壊と、この部分における電流の流れの停止とに帰着する。その後、電流は全体的に、第２導電部分４２へと進路変更されてから、（此処では示されない）第１ヒューズ要素４３の溶融を確実にすべく、且つ、電流の永続的な遮断を実施すべく、該要素を通過する（第２の遮断形態に関連する簡単な電気的概略図に対応する図４Ｂを参照）。当然乍ら、前記ヒューズの定格は、第１導電部分４１の破壊により電流の一部又は全てが第２導電部分４２へと進路変更されたときにこの遮断を実現すべく選択される。
【００４７】
ピストン３０の行程の最後にて、第２位置又は低位位置において、突出部３４及び３５は、支持体５０の溝５１内に収容される（図３Ｂ）。
【００４８】
図５は、本発明に係る遮断デバイス１の一例を実現する安全電気システム１００の一例を示している。該安全電気システムは、遮断デバイス１と電気回路１１１とを備える安全給電システム１１０を備える。電気回路１１１は此処では、遮断デバイス１の第１端子４４に対して接続された発電器Ｇを備える。
【００４９】
安全電気システム１００は、一方では、発電器Ｇにより給電されるべくそれに対し、他方では、遮断デバイス１の第２端子４５に対して接続された電気デバイスＤを更に備える。
【００５０】
安全電気システム１００は、異常が検出されたときに火工式起爆器２０を起動すべく構成された制御デバイスＣを更に備える。
【００５１】
制御デバイスＣは、各導体２１を介して火工式起爆器２０に対して接続される。図示例において、制御デバイスＣは回路１１１に対して接続されることで、電流閾値が超過されたことを検出する。この場合、制御デバイスＣが、第１部分４１を流れる電流の強度が閾値より大きいことを検出したとき、火工式起爆器２０が起動されると共に、電流は上述の様式で遮断される。
【００５２】
電流の遮断をもたらす異常は、過電流以外の形式であり得ると共に、特に、衝撃の検出、温度、圧力の変化などの検出の如き、電気的でない異常であり得る。異常が検出された場合、制御デバイスＣは、上述された如く回路１１１における電流を遮断するために、火工式起爆器２０の始動のために、それに対して電気信号を送信し得る。後者の場合、第１の低定格のヒューズ要素が完全に適切であり得る。
【００５３】
第１及び第２導電突出部３４及び３５が同一の長さＬ'に亙り延在する、デバイスの例が記述されてきたが、このことが当てはまらないときでも、本発明の有効範囲から逸脱することはない。
【００５４】
その故に、図６は、第１形態における遮断デバイスの変更例の、方向Ｌに対して横断的な断面図を概略的かつ部分的に示している。この変更例に依れば、第１絶縁突出部３４０は、ピストン３００の下面３３０から、この同一の面３３０から第２導電突出部３５０が延在する長さＬ２よりも厳密に小寸である長さＬ１に亙り延在する。別様に述べられるのでなければ、長さＬ１及びＬ２は、各々、ピストン３０の変位の軸心Ｚに沿い測定される。
【００５５】
図６のこの変更例において、第１絶縁突出部３４０から第１部分４１を分離している第１距離ｄ1は、第２導電突出部３５０から絶縁セグメント４２ｃを分離している第２距離ｄ2よりも厳密に大きい。この変更例において、火工式起爆器が始動されたとき、ピストン３００は、導電部分４１及び絶縁セグメント４２ｃの方向において（矢印Ｄに沿い）方向Ｚに沿い移動する。先ず、前記と同一様式で、第２導電突出部３５０により、第２部分４２の２つの導電要素の電気接続が行われてから、第１絶縁突出部３４０により第１部分４１が切断される。第１部分４１の切断時に、流れている電流全体が第２部分４２へと進路変更されることから、第１ヒューズ要素と、電流の永続的遮断とが開始される。この例において、第１絶縁突出部３４０は、第２導電突出部３５０による２つの導電要素の電気接続の或る所定時間後に、第１部分４１に衝当する。
【００５６】
記述されてきた各例において、絶縁セグメント４２ｃ及び第１部分４１は、ピストン３０の変位の軸心Ｚに関して横断的である同一の平面Ｐ上に存在しているが、次に図７に関して記述される如く、このことが当てはまらないときでも、本発明の有効範囲から逸脱することはない。
【００５７】
図７の例において、第１及び第２導電突出部３４１及び３５１は、ピストンの下面３３１から、同一の長さＬ'に亙り延在する。第１部分４１は、ピストン３０１の変位の軸心Ｚに関して横断的であるか、この軸心Ｚと直交さえする第１平面Ｐ１上に存在する。絶縁セグメント４２０ｃは、ピストン３０１の変位の軸心Ｚに関して横断的であるか、この軸心Ｚと直交さえする第２平面Ｐ２上に存在する。第１平面Ｐ１は、第２平面Ｐ２から非ゼロ距離だけ離間される。故に、絶縁セグメント４２０ｃ及び第１部分４１０は、ピストン３０１の変位の軸心Ｚに沿ってオフセットされる。この例に依れば、第２部分４２０が接続されてから、第１部分４１０が破壊され、その後、上述された如く、第１ヒューズ要素の始動により電流の永続的遮断が実現される。
【００５８】
第２部分のみがヒューズ要素を備えると共に、火工式起爆器の起動は、当該遮断デバイスとは別体的な制御デバイスにより実施される、遮断デバイスの例が記述されてきたが、次に図８に関して記述される如く、このことが当てはまらないときでも、本発明の有効範囲から逸脱することはない。
【００５９】
図８は、安全電気システム１００'が、自律的遮断デバイス１'を備える安全給電システム１１０'を備えることにより、別体的な制御デバイスＣの使用を必要とせずに遮断を始動し得る、一つの変形例を示している。
【００６０】
図８の変更例に依れば、デバイス１'の第１部分４１は、直列に接続された第２ヒューズ要素１４３を備えている。該第２ヒューズ要素１４３は、遮断デバイス１'の端子４４及び４５間に存在する。火工式起爆器は、当該第２ヒューズ要素１４３を通る電流の強度が第２所定値を超過したときに始動すべく構成された該ヒューズ要素の各端子に対して接続される。故に、第２ヒューズ要素１４３の始動によれば、火工式起爆器の起動と、回路内における電流の遮断の始動とが許容される。
【００６１】
第２ヒューズ要素１４３の定格は、第１ヒューズ要素４３の定格より小さく、等しく、又は、大きくされ得る。第１ヒューズ要素４３に関し、第２ヒューズ要素１４３は、絶縁外殻体内に存在するヒューズ芯、又は、市販のヒューズのヒューズ要素のみを（その絶縁外殻体なしで）備え得る。
【００６２】
遮断デバイスは全く同一の火工式スイッチの形態であり、第１及び第２の部分はいずれも同一のチャンバ内に存在し、且つ、第１及び第２導電突出部は、このチャンバを境界決定する同一のピストンにより担持される、各例が記述されてきた。これらの例において、前記火工式遮断デバイスは単一の火工式起爆器を備えることで、前記デバイスを第１形態から第２形態へと切換えるためにピストンを運動状態とし得るが、遮断デバイスが、各々が、第１及び第２の部分の一方のみに対して作用することが意図された２つの別体的な火工式スイッチを備える場合でも本発明の有効範囲から逸脱することはない。次に、図９に関し、斯かる変更例が記述される。
【００６３】
図９における電気システム１００"において、給電システム１１０"は、２つの別体的な火工式スイッチＩ１及びＩ２を備える遮断デバイス１"を備える。第１火工式スイッチＩ１は、第１の火工式起爆器と、第１部分４１を破棄することが意図された第１絶縁突出部を担持する第１ピストンとを備える。遮断デバイス１"は更に、第２の火工式起爆器と、第２部分４２を接続することが意図された第２導電突出部を担持する第２ピストンとを備える第２火工式スイッチＩ２を備える。此処で、遮断デバイス１"は、第１及び第２の火工式スイッチＩ１及びＩ２とは別個の制御デバイスＣ１を備え、これは、第１及び第２の火工式起爆器を同時的に、又は、相互に対して所定遅延を以て、起動することを許容する。
【００６４】
第１火工式起爆器Ｉ１が起動されると、第１部分４１を破壊するために、第１絶縁突出部を担持する第１ピストンが運動状態とされ得る。第２火工式起爆器Ｉ２が起動されると、導電要素４２ａ及び４２ｂを接続するために、第２導電突出部を担持する第２ピストンが運動状態とされ得る。第２導電突出部による導電要素４２ａ及び４２ｂのこの接続は、第１部分４１の断線の時点以前に実施される。
【００６５】
この例においては特に、デバイス１"が第１形態に在るとき、第１部分を第１絶縁突出部から分離している距離が、絶縁セグメントを第２導電突出部から分離している距離より大きいか、それに等しいことが可能であるが必須ではないことを銘記されたい。スイッチＩ１及びＩ２の各火工式起爆器の起動は、必ずしも同時には実施されず、前記デバイスが第１形態に在るときに距離に関するこの条件が確認されることは必須ではない。
【００６６】
図８に関して上述された処と同様に、図９におけるデバイスの一つの変形例においては、第１部分に第２ヒューズ要素を配備し、回路における過電流の間における起動を実施可能とし得る。
【００６７】
一つの変形例に依れば、制御デバイスＣ１は、それが、第１部分４１を流れる電流の強度が第１閾値より大きいことを検出したときに第１火工式スイッチＩ１及び第２火工式スイッチＩ２を起動すべく構成され、且つ、該制御デバイスは更に、それが、第１部分４１を流れる電流の強度が、前記第１閾値より小さい第２閾値と、前記第１閾値との間に含まれることを検出したとき、第１火工式スイッチＩ１のみを起動すべく構成される。故に、この場合、第１部分４１を流れる強い電流（第１閾値）の場合において、制御デバイスＣ１は、２つの火工式スイッチＩ１及びＩ２を起動することより、前記に詳述された遮断を実施する。前記第１閾値は、遮断を完了するヒューズ要素４３を始動するに十分である。但し、制御デバイスＣ１は、更に低い電流（第２閾値）が第１部分４１を通るとき、（第２スイッチＩ２を始動させないことから、第２部分に影響せずに）第１部分のみを開成させ得る。
【図１Ａ】
2020535624.tif 000003
【図１Ｂ】
2020535624.tif 000004
【図２】
2020535624.tif 000005
【図３Ａ】
2020535624.tif 000006
【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
2020535624.tif 000008
【図４Ｂ】
2020535624.tif 000009
【図５】
2020535624.tif 000010
【図６】
2020535624.tif 000011
【図７】
2020535624.tif 000012
【図８】
2020535624.tif 000013
【図９】
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【国際調査報告】
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2020535624.tif 000016
2020535624.tif 000017
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