(実施形態1)
 本実施形態の直流開閉器は、図1に示すよう に、接点部1と、電源接続端子2aおよび負荷接 続端子2bが設けられた器体2と、手動操作用の 操作ハンドル(操作レバー)30を有する開閉機� �部3と、位置検出部4と、電流検出部5と、引� �し装置6と、制御部7とを備えている。

 接点部1は、機械接点10と、機械接点10に� �列接続された半導体スイッチ11とを有してい る。つまり、接点部1は、機械接点10と半導体 スイッチ11との直列回路を有している。以下� ��説明では、機械接点10と半導体スイッチ11の 両方がオンである状態を接点部1のオン状態� �機械接点10と半導体スイッチ11の両方がオフ� ��ある状態を接点部1のオフ状態という。

 機械接点10は、図示しない一対の接点(例� ��ば器体2に固定された固定接点と当該固定接 点に接離する可動接点)とにより構成されて� �る。このような機械接点10は従来周知である から詳細な説明は省略する。半導体スイッチ 11は、例えば金属酸化膜半導体電界効果トラ� ��ジスタなどからなる。なお、半導体スイッ� ��11は、バイポーラトランジスタなどの所謂� �接点形スイッチであればよい。また、接点� �1は、ダイオード12を有している。ダイオー� �12は、負荷接続端子2bから電源接続端子2aに� �れる電流(逆向きの電流)によって、半導体ス イッチ11が破壊されることを防止するために� ��けられている。ここで、ダイオード12は、� �ノードが電源接続端子2a側、カソードが負荷 接続端子2b側を向くようにして、電源接続端� ��2aと負荷接続端子2bとの間に挿入されている 。なお、図1では、ダイオード12を半導体スイ ッチ11と電源接続端子2aとの間に挿入してい� �。しかしながら、ダイオード12の挿入位置は これに限定されない。

 器体2は、絶縁性を有する樹脂材料(一例� �してはフェノール樹脂)により形成された樹� ��成形品からなる。器体2には、操作ハンドル 30を外部に臨ませる開孔(図示せず)などが必� �に応じて形成されている。

 ここで、電源接続端子2aは、図示しない� �源(直流電源)を接続する端子である。電源接 続端子2aは、例えば、電源(電源のプラス極)� �の接続に用いられる電線や導電バーなどの� �続部材が接続可能な形に形成されている。� �荷接続端子2bは、図示しない負荷(直流負荷)� ��接続する端子である。負荷接続端子2bは、� �えば、負荷との接続に用いられる電線など� �接続可能な形に形成されている。

 そして、接点部1は、機械接点10を負荷接� ��端子2bに、半導体スイッチ11を電源接続端子 2aに接続する形で、器体2に収納されている。 すなわち、器体2は、電源接続端子2aおよび負 荷接続端子2bを具備し接点部1を電源接続端子 2aと負荷接続端子2bとの間に挿入する形で収� �する。さらに、この器体2には、開閉機構部3 、位置検出部4、電流検出部5、引外し装置6、 および制御部7が収納される。

 なお、本実施形態では、電源のプラス極� ��負荷に接続するプラス側電路(電源接続端子 2aと、負荷接続端子2bと、これらの間を接続� �る接点部1とからなる電路)についてのみ説明 する。電源のマイナス極を負荷に接続するマ イナス側電路(つまり、電源のマイナス極と� �接続に用いられる電源接続端子およびこれ� �電気的に接続される負荷接続端子)について� ��図示および説明を省略する。

 ところで、半導体スイッチ11と電源接続� �子2aとの間には、ヒューズ8が挿入されてい� �。ここで、ヒューズ8は、接点部1に大電流(� �えば、機械接点10や半導体スイッチ11の許容� ��流を超える電流)が流れた際に溶断されるよ うに構成されている。したがって、接点部1� �大電流が流れた際には、ヒューズ8が溶断さ� ��る。そのため、大電流によって半導体スイ� ��チ11が破壊されてしまうことを防止でき、� �導体スイッチ11を保護することができる。な お、接点部1、電源接続端子2a、負荷接続端子 2b、およびヒューズ8間の接続は、例えば編組 線などを用いて行っている。また、電源接続 端子2aや負荷接続端子2bの構成は、直流開閉� �の用途に応じて適宜変更すればよい。

 操作ハンドル30は、絶縁性を有する樹脂� �料により形成されている。操作ハンドル30は 、変位自在(本実施形態では、回動自在)に器� ��2に取り付けられている。ここで、操作ハン ドル30の変位範囲(回動範囲)は、開放位置P1と 、開放位置P1から所定角度αだけ回動させた� �置(投入位置)P2と、開放位置P1から所定角度β (ただしβ>α)だけ回動させた位置(完全投入� ��置)P3との間としている。

 開閉機構部3は、例えば、機械接点10の固� ��接点が固着された固定端子板や、機械接点1 0の可動接点が固着された可動接触子、ばね� �、係止部材などを機械的に結合することに� �って構成されている。開閉機構部3は、操作� ��ンドル30の操作に応じて機械接点10の開閉を 行う。本実施形態における開閉機構部3は、� �作ハンドル30が開放位置P1に位置していると� ��は、機械接点1を開き(オフにし)、操作ハン� ��ル30が開放位置P1から投入位置P2まで操作さ� ��た際に機械接点1を閉じる(オフにする)よう� ��構成されている。また、開閉機構部3は、操 作ハンドル30が開放位置P1または完全投入位� �P3に位置しているときに、操作ハンドル30を� ��ッチするように構成されている。これによ� ��て、操作ハンドル30が不意に動いて、勝手� �完全投入位置P3と開放位置P1との間を移動す� ��ことがないようにしている。このような動� ��を行う開閉機構部3は、従来周知の構成を応 用して容易に実現できるから、詳細な説明は 省略する。

 位置検出部4は、操作ハンドル30の操作位� ��を検出し、その検出結果を制御部7に出力す るように構成されている。位置検出部4は、� �えば、操作ハンドル30の回転角を検出するロ ータリセンサにより構成することができる。 なお、位置検出部4は、ロータリセンサの他� �、ホール素子や、ポジションセンサ、マイ� �ロスイッチ、リードスイッチ、近接スイッ� �などを利用して構成することができる。

 電流検出部5は、接点部1に流れる電流値(� ��源接続端子2aと負荷接続端子2bとの間に流れ る電流値)を検出し、その検出結果を制御部7� ��出力するように構成されている。電流検出� ��5は、例えば、カレントトランスにより構成 することができる。なお、電流検出部5は、� �源接続端子2aと接点部1との間などに挿入し� �抵抗の両端電圧により電流検出を行う電流� �出器など、従来周知の電流検出手段により� �成することができる。

 引外し装置6は、開閉機構部3により機械� �点10を強制的に開放(釈放)させるように構成� ��れている。引外し装置6は、例えば、電動ト リップ装置である。当該電動トリップ装置は 、筒状のコイルボビン、コイルボビンの外周 面に設けられたコイル、固定鉄芯、可動鉄芯 (プランジャ)、復帰ばねなどを備えている。� ��定鉄芯は、コイルボビン内の軸方向一端側� ��設けられている。可動鉄芯は、コイルボビ� ��内の軸方向他端側に軸方向にスライド移動� ��在に設けられている。復帰ばねは、固定鉄� ��と可動鉄芯との間に介装されるコイルスプ� ��ングからなる。当該電動トリップ装置では� ��コイルに通電することによって、可動鉄芯� ��固定鉄芯側に移動する。引外し装置6では、 このような動作を利用して、機械接点10の可� ��接点を固定接点から引き外す。ここで、引� ��し装置6によって機械接点10が強制的に開放� ��れた際には、開閉機構部3によって操作ハン ドル30が開放位置P1まで移動するようにして� �る。なお、引外し装置6は、従来周知である� ��ら、詳細な説明は省略する。

 制御部7は、例えばCPUやロジック回路など を利用して構成されている。制御部7は、半� �体スイッチ11のゲートに与える電位を制御す る機能と、引外し装置6の前記コイルに所定� �電流を流す機能とを有している。制御部7の� ��源端子は、電源部9の出力端子に接続されて いる。電源部9は、制御部7を駆動するための� ��源(制御部7が半導体スイッチ11のゲートに電 位を与えるための電力や、前記コイルに所定 の電流を流すための電力を供給する電源)で� �る。電源部9は、例えば、レギュレータなど� ��らなる。この電源部9の入力端子は、半導体 スイッチ11とヒューズ8との間に接続されてい る。つまり、制御部7を駆動するための電力� �、半導体スイッチ11と電源接続端子2aとの間� ��電路から引き込んでいる。

 制御部7は、位置検出部4の検出結果に応� �て、半導体スイッチ11のオンオフ制御を行う ように構成されている。また、制御部7は、� �流検出部5の検出結果に応じて、半導体スイ� ��チ11および引外し装置6の動作制御を行うよ� ��に構成されている。

 詳しく説明すると、制御部7は、操作ハン ドル30の操作位置に応じて、半導体スイッチ1 1のオンオフを切り替えるように構成されて� �る。制御部7は、位置検出部4の検出結果によ り操作ハンドル30が開放位置P1から投入位置P2 まで変位した(本実施形態の場合、位置検出� �4より得られた操作ハンドル4の回転角がαに� ��った)かどうかの判定を行う。すなわち、制 御部7は、位置検出部4の検出結果により操作� ��ンドル30が開放位置P1から投入位置P2まで変� ��したかどうかを判定する判定手段(オン判定 手段)を構成する。また、制御部7は、位置検� ��部4の検出結果により操作ハンドル30が開放� ��置P1側に向かって変位している(本実施形態� ��場合、位置検出部4より得られた操作ハンド ル4の回転角がβから減少した)かどうかの判� �を行う。すなわち、制御部7は、位置検出部4 の検出結果により操作ハンドル30が開放位置P 1側に向かって変位しているかどうかを判定� �る判定手段(オフ判定手段)を構成する。

 制御部7は、半導体スイッチ11がオフであ� ��場合に、位置検出部4の検出結果により操作 ハンドル30が開放位置P1から投入位置P2まで変 位したと判定すると、半導体スイッチ11をオ� ��に切り替えるように構成されている。また� ��制御部7は、半導体スイッチ11がオンである� ��合に、位置検出部4の検出結果により操作ハ ンドル30が開放位置P1側に向かって変位して� �ると判定すると、半導体スイッチ11をオフに 切り替えるように構成されている。

 さらに、制御部7は、電流検出部5の検出� �果に基づいて過電流が発生したか否かの判� �を行う。すなわち、制御部7は、電流検出部5 の検出結果に基づいて過電流が発生したか否 かの判定を行う過電流判定手段を構成する。 制御部7は、過電流が発生したと判定すると� �接点部1をオフに切り替える動作(いわゆる過 電流引き外し)を行うように構成されている� �ここで、過電流としては、過負荷電流と短� �電流とを考慮している。制御部7は、電流検� ��部5で検出した電流値と過電流判定用の閾値 とを比較することにより、過負荷電流または 短絡電流が発生しているか否かの判定を行う 。前記過電流判定用の閾値は、過負荷電流判 定用の閾値と、過負荷電流判定用閾値より大 きい短絡電流判定用の閾値とである。前記過 負荷電流判定用の閾値と、前記短絡電流判定 用の閾値とは、直流開閉器の定格電流などに 基づいて設定される。制御部7は、短絡電流� �発生していると判定した場合、瞬時(一例と� ��ては、0.1秒)に接点部1をオフに切り替える� �時引外しを行う。また制御部7は、過負荷電� ��が発生していると判定した場合、過負荷電� ��が所定時間(JIS C 8370参照)継続された際に� �接点部1をオフに切り替える。ここで、前記� ��定時間は、過電流値(過負荷電流値)の増加� �対して短くなる。つまり、制御部7は、長限� ��引外し(時延引外し)を行う。

 上述したように制御部7は、過電流が発生 した際に接点部1をオフに切り替える。ここ� �、制御部7は、接点部1をオフに切り替えるに あたっては、最初に半導体スイッチ11をオフ� ��切り替えてから、次に引外し装置6により機 械接点10をオフにするように構成されている� ��なお、本実施形態における制御部7は、短絡 電流が生じた際に瞬時引外しを行い、過負荷 電流が生じた際に長限時引外しを行う(つま� �2種類の引外しを行う)。しかしながら、制御 部7は、必ずしも両方の引外しを行う必要は� �く、瞬時引外しと長限時引外しのいずれか� �行うように構成されていればよい。

 以上により本実施形態の直流開閉器は構� ��されている。次に本実施形態の直流開閉器� ��動作について説明する。まず、操作ハンド� ��30が開放位置P1に位置した状態では、開閉機 構部3によって機械接点10は開いている(オフ� �ある)。このとき、制御部7は半導体スイッチ 11をオフにしているから、接点部1はオフとな る。よって、電源接続端子2aと負荷接続端子2 bとの間の電路は遮断されている。

 接点部1をオンにするには、操作ハンドル 30を開放位置P1から完全投入位置P3まで回動さ せればよい。ここで、操作ハンドル30を開放� ��置P1から完全投入位置P3に向けて回動させて いくと、操作ハンドル30が投入位置P2に位置� �た時点で機械接点10がオンとなる。操作ハン ドル30が投入位置P2に位置した際には、操作� �ンドル30の回転角はαとなる。そのため、制� ��部7は、操作ハンドル30が開放位置P1から投� �位置P2まで操作されたと判定し、半導体スイ ッチ11をオンにする。したがって、接点部1が オンになる際には、半導体スイッチ11よりも� ��に機械接点10がオンになる。なお、操作ハ� �ドル30は完全投入位置P3まで操作されること� ��よってラッチされる。

 このように接点部1がオンになった状態で 、電流検出部5で検出した電流値に基づいて� �電流が発生していると判定すると、制御部7� ��、接点部1をオフに切り替える。このとき、 制御部7は、半導体スイッチ11をオフに切り替 えた後に、引外し装置6を動作させて、機械� �点10を強制的に開放する。よって、この場合 においても、半導体スイッチ11が機械接点10� �りも先にオフになる。

 接点部1をオフ状態にするには、操作ハン ドル30を完全投入位置P3から開放位置P1まで回 動させればよい。ここで、操作ハンドル30を� ��全投入位置P3から投入位置P2に向けて回動さ せていくと、操作ハンドル30の回転角はβか� �減少する。そのため、制御部7は、操作ハン� ��ル30が開放位置P1に向けて変位していると判 定し、半導体スイッチ11をオフに切り替える� ��この後に、操作ハンドル30が開放位置P1まで 操作された際に、機械接点10がオフとなる。� ��たがって、接点部1がオフとなる際には、機 械接点10よりも半導体スイッチ11が先にオフ� �なる。なお、操作ハンドル30は開放位置P1ま� ��操作されることによってラッチされる。

 以上述べた本実施形態の直流開閉器によ� ��ば、接点部1がオンになる際、つまり投入動 作(閉動作)時には、機械接点10がオンになっ� �後に半導体スイッチ11がオンとなる。そのた め、機械接点10がオンになっても接点部1に電 流が流れない。一方、接点部1がオフになる� �、つまり開放動作(開動作)時には、半導体ス イッチ11がオフになってから機械接点10がオ� �になる。そのため、機械接点10がオフになる ときにも接点部1に電流が流れていない。

 よって、接点部1をオンにするとき、ある いはオフにするときのいずれの場合において も、機械接点10におけるアークの発生を確実� ��防止することができる。

 さらに、過電流が発生した(接点部1に過� �流が流れた)場合には、引外し装置6により機 械接点10を強制的に開放させることができる� ��よって、過電流からの保護が図れる。しか� ��、引外し装置6により機械接点10を強制的に� ��放させる際には、先に半導体スイッチ11を� �フに切り替えることで、接点部1に電流が流� ��ていない状態とする。そのため、トリップ� ��作においても、機械接点10におけるアーク� �発生を確実に防止することができる。

 本実施形態の直流開閉器では、半導体ス� ��ッチ11は、機械接点10と電源接続端子2aとの� ��に挿入されている。電源部9の入力端子は、 半導体スイッチ11と電源接続端子2aとの間に� �続されている。そのため、半導体スイッチ11 がオフであっても、電源部9から制御部7に電� ��を供給できる。

 また、半導体スイッチ11や制御部7が破壊� ��れてしまっても、電源接続端子2aと負荷接� �端子2bとの間が半導体スイッチ11および制御� ��7によって短絡されてしまうおそれがない。 ここで、半導体スイッチ11が機械接点10と負� �接続端子2bとの間に挿入され、電源部9の入� �端子が機械接点10と電源接続端子2aとの間に� ��続されている場合を考える。この場合に、� ��導体スイッチ11および制御部7が破壊される� ��、電源接続端子2a、電源部9、制御部7、半導 体スイッチ11、負荷接続端子2bという電路が� �成されるおそれがある。当該電路が形成さ� �ると、電源接続端子2aと負荷接続端子2bとの� ��が短絡されてしまうおそれがある。これに� ��して、図1に示す本実施形態の場合には、電 源接続端子2aと負荷接続端子2bとの間には機� �接点10が存在するから、半導体スイッチ11お� ��び制御部7が破壊されたとしても直ちに短絡 されてしまうことがない。

 なお、本実施形態の直流開閉器はあくま� ��も一例であって、本発明の技術的範囲を本� ��施形態の構成に限定する趣旨ではない。よ� ��て、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更� ��てもよい。例えば、必ずしも、接点部1をオ ンにするとき、あるいはオフにするときのい ずれの場合においても、機械接点10における� ��ークの発生を防止する構成とする必要はな� ��。少なくとも一方においてアークの発生を� ��止するようにしてもよい。当然ながら、い� ��れの場合においてもアークの発生を防止す� ��ことが好ましい。また、本実施形態の直流� ��閉器は、過電流が流れた際に接点部1をオフ に切り替える引外し動作を行うため、回路遮 断器としての機能を備えている。しかしなが ら、当該機能は必ずしも設ける必要はなく、 電流検出部5および引外し装置6を備えていな� ��構成とすることも可能である。さらに、本� ��施形態では、前記プラス側電路についての� ��説明し、前記マイナス側電路については図� ��および説明を省略したが、前記マイナス側� ��路においてもプラス側電路と同様の構成と� ��てもよい。これらの点は後述する実施形態2 においても同様である。

 (実施形態2)
 本実施形態の直流開閉器では、接点部1の機 械接点10と、開閉機構部3と、位置検出部4と� �制御部7とが実施形態1と異なっている。なお 、本実施形態のその他の構成については実施 形態1と同様である。よって、同様の構成に� �いては同一の符号を付して図示および説明� �省略する。

 本実施形態における位置検出部4は、図2A~ Bに示すように、操作ハンドル30の操作に応じ て開閉する接点からなる。本実施形態におけ る操作ハンドル30には、機械接点10用の第1の� ��圧片30aと、位置検出部4用の第2の押圧片30b� �が設けられている。なお、図2A~Bでは、機械� ��点10、操作ハンドル30、位置検出部4を簡略� �して図示している。

 本実施形態における機械接点10は、図2A~B� ��示すように、一対の接点(図示せず)がそれ� �れ設けられた第1および第2の可動板10a,10bを� �している。第1の可動板10aは、第1の押圧片30a により第2の可動板10bに近接するように押圧� �れる。第1および第2の可動板10a,10bは、弾性� �有する金属材料により長尺板状に形成され� �いる。これら第1および第2の可動板10a,10bは� �下記の動作を行えるように器体2に収納され� ��いる。

 第1の可動板10aは、操作ハンドル30を開放� ��置P1から投入位置P2まで回動させるときに、 操作ハンドル30の第1の押圧片30aによって押圧 される。これによって、第1の可動板10aは、� �2の可動板10bに接近するように変位させられ� ��。そして、操作ハンドル30が投入位置P2に位 置したときには、第1の可動板10aの接点が第2� ��可動板10bの接点に所定の接圧で接触する。� ��こで、第1および第2の可動板10a,10bは、操作� ��ンドル30が投入位置P2に位置する直前に接触 する。すなわち、操作ハンドル30が投入位置P 2に位置した際には、第1の可動板10aによって� ��2の可動板10bが押圧されるようにしている。 これによって、一対の接点同士が所定の接圧 で接触する(つまり、投入位置P2において第1� �よび第2の可動板10a,10bが確実に接触するよう にしている)。また、機械接点10の第1の可動� �10aは、操作ハンドル30が完全投入位置P3に位� ��した場合でも一対の接点同士が所定の接圧� ��接触するように形成される(図示例ではく字 状に折曲されている)。

 一方、操作ハンドル30が開放位置P1に戻っ たときには、第1および第2の可動板10a,10bは自 身のばね力によって、各々の接点同士が接触 しない位置に復帰する。

 上述したように本実施形態における機械� ��点10は、操作ハンドル30が開放位置P1に位置� ��ているとき(何ら負荷がかけられていないと き)に、一対の接点同士が離間した開状態(オ� ��)となる。一方、機械接点10は、操作ハンド� ��30が投入位置P2に位置しているときに、一対 の接点同士が所定の接圧で接触する閉状態(� �ン)となる。

 本実施形態における位置検出部4は、本実 施形態における機械接点10と同様の構成であ� ��。位置検出部4は、一対の接点(図示せず)が� ��れぞれ設けられた第1および第2の可動板4a,4b を有している。この位置検出部4では、機械� �点10とは異なるタイミングでオンオフが行わ れるようにしている。これら第1および第2の� ��動板4a,4bは、下記の動作を行えるように器� �2に収納されている。

 この位置検出部4の第1の可動板4aは、操作 ハンドル30を投入位置P2から完全投入位置P3ま で回動させるときに、操作ハンドル30の第2の 押圧片30bによって押圧される。これによって 、第1の可動板4aは、第2の可動板4bに接近する ように変位させられる。そして、操作ハンド ル30が完全投入位置P3に位置したときには、� �1の可動板4aの接点が第2の可動板4bの接点に� �定の接圧で接触する。ここで、第1および第2 の可動板4a,4bは、操作ハンドル30が完全投入� �置P3に位置する直前に接触する。すなわち、 操作ハンドル30が完全投入位置P3に位置した� �には、第1の可動板4aによって第2の可動板4b� �押圧されるようにしている。これによって� �一対の接点が所定の接圧で接触する(つまり� ��完全投入位置P3において第1および第2の可動 板4a,4bが確実に接触するようにしている)。一 方、操作ハンドル30が投入位置P2に戻ったと� �には、第1および第2の可動板4a,4bは自身のば� ��力によって、各々の接点同士が接触しない� ��置に復帰する。

 上述したように本実施形態における位置� ��出部4は、操作ハンドル30が開放位置P1~投入� ��置P2に位置しているとき(何ら負荷がかけら� ��ていないとき)に、一対の接点同士が離間し た開状態(オフ)となる。一方、位置検出部4は 、操作ハンドル30が完全投入位置P3に位置し� �いるときに、一対の接点同士が所定の接圧� �接触する閉状態(オン)となる。

 したがって、本実施形態における位置検� ��部4は、機械接点10がオンになった後にオン� ��なり、機械接点10がオフになる前にオフに� �る。そのため、位置検出部4がオフからオン� ��なったときには、操作ハンドル30が開放位� �P1から投入位置P2まで変位したと判定するこ� ��ができる。また、位置検出部4がオンからオ フになったときには、操作ハンドル30が開放� ��置P1に向かって変位していると判定するこ� �ができる。

 本実施形態における制御部7は、実施形態 1と同様であるが、位置検出部4のオンオフに� ��動して半導体スイッチ11をオンオフするよ� �になっている点で異なっている。すなわち� �本実施形態における制御部7は、位置検出部4 がオンであるときに半導体スイッチ11をオン� ��し、位置検出部4がオフであるときに半導体 スイッチ11をオフにするように構成されてい� ��。このような制御を実現するためには制御� ��7で位置検出部4のオンオフを検出する必要� �ある。しかしながら、このようなオンオフ� �検出は従来周知の構成により容易に実現で� �るから説明を省略する。

 次に、本実施形態の直流開閉器の動作を� ��図3に示すシーケンス図を参照して説明する 。

 まず、操作ハンドル30が開放位置P1に位置 した状態では、機械接点10および位置検出部4 はともにオフである。この場合、制御部7は� �導体スイッチ11をオフにする。このとき接点 部1はオフであるから、電源接続端子2aと負荷 接続端子2bとの間の電路は遮断されている。

 投入動作(閉動作)時には、操作ハンドル30 を開放位置P1から完全投入位置P3に向けて回� �させていく。このとき、操作ハンドル30が投 入位置P2に位置した時点で、機械接点10がオ� �になる。ただし、操作ハンドル30が投入位置 P2に位置しても位置検出部4はオンにはならな い。そのため、半導体スイッチ11はオフのま� ��である。そして、操作ハンドル30が投入位� �P2から完全投入位置P3まで操作されると、位� ��検出部4がオンになる。よって、制御部7は� �導体スイッチ11をオンにする。したがって、 投入動作時(接点部1をオンにする際)には、機 械接点10がオンになってから半導体スイッチ1 1がオンになる。

 一方、開放動作(開動作)時には、操作ハ� �ドル30を完全投入位置P3から開放位置P1に向� �て回動させていく。このとき、操作ハンド� �30が完全投入位置P3から移動すると、位置検� ��部4がオフになる。そのため、制御部7は半� �体スイッチ11をオフにする。この後に、操作 ハンドル30が投入位置P2を通過すると、機械� �点10がオフとなる。したがって、開放動作時 (接点部1をオフにする際)には、半導体スイッ チ11がオフになってから機械接点10がオフに� �る。

 以上述べた本実施形態の直流開閉器によ� ��ば、実施形態1と同様に、投入動作時に機械 接点10がオンになっても接点部1に電流が流れ ない。また、開放動作時に機械接点10がオフ� ��なるときも接点部1に電流が流れていない。 よって、接点部1をオンにするとき、あるい� �オフにするときのいずれの場合においても� �機械接点10におけるアークの発生を確実に防 止することができる。実施形態1とは異なり� �価なセンサ等が不要になるから、低コスト� �を図ることができる。

 ところで、本実施形態および前記実施形� ��1の直流開閉器は、例えば、図4に示すよう� �直流配電システムにおいて、後述の直流ブ� �ーカ114として用いられる。

 図4では、直流配電システムを適用する建 物として、戸建て住宅の家屋Hを例示してい� �。しかし、直流配電システムは、集合住宅� �も適用できる。

 家屋Hには、直流電力を出力する直流電力 供給部101と、直流機器102とが設けられている 。直流機器102は、直流電力により駆動される 負荷である。ここで、直流機器102には、直流 電力供給部101の出力端部に接続された直流供 給線路Wdcを通して直流電力が供給される。な お、直流電力供給部101と直流機器102との間に は、前述の直流ブレーカ114が設けられている 。直流ブレーカ114は、直流供給線路Wdcに流れ る電流を監視し、異常を検知したときに直流 給電線路Wdc上で直流電力供給部101から直流機 器102への給電を制限ないし遮断する。

 直流供給線路Wdcは、直流電力の給電路と� ��信路とに兼用されている。例えば、高周波� ��搬送波を用いてデータを伝送する通信信号� ��直流電圧に重畳することで、直流供給線路W dcに接続された機器間での通信を可能にして� ��る。この技術は、交流電力を供給する電力� ��において交流電圧に通信信号を重畳させる� ��力線搬送技術と類似した技術である。

 上述した直流供給線路Wdcは、直流電力供� ��部101を介して宅内サーバ116に接続される。� ��内サーバ116は、宅内の通信網(以下、「宅内 網」という)を構築する主装置である。宅内� �ーバ116は、宅内網において直流機器102が構� �するサブシステムなどと通信を行う。

 図4に示す例では、サブシステムとして、 情報機器システムK101と、照明システムK102,K10 5と、玄関システムK103と、住警器システムK104 とが設けられている。なお、各サブシステム は、自立分散システムを構成している。した がって、サブシステム単独でも動作が可能で ある。また、サブシステムは上記の例に限定 されない。

 ところで、直流ブレーカ114は、サブシス� ��ムに関連付けて設けられている。図4に示す 例では、情報機器システムK101と、照明シス� �ムK102および玄関システムK103と、住警器シス テムK104と、照明システムK105とにそれぞれ1個 ずつ直流ブレーカ114を関連付けて設けている 。なお、1個の直流ブレーカ114に複数のサブ� �ステムを関連付ける場合には、接続ボック� �121が設けられる。接続ボックス121は、サブ� �ステムごとに直流供給線路Wdcの系統を分割� �るように構成されている。図4に示す例では� ��照明システムK102と玄関システムK103との間� �接続ボックス121が設けられている。

 情報機器システムK101は、パーソナルコン ピュータ、無線アクセスポイント、ルータ、 IP電話機のような情報系の直流機器102からな� ��。当該直流機器102は、例えば、壁コンセン� ��あるいは床コンセントの形態で家屋Hに先行 配置(家屋Hの建築時に施工)される直流コンセ ント131に接続される。

 照明システムK102,K105は、照明器具のよう� ��照明系の直流機器102からなる。図4に示す例 では、照明システムK102は、家屋Hに先行配置� ��れる照明器具(直流機器102)からなる。ここ� �、照明システムK102の照明器具に対する制御� ��指示は、赤外線リモコン装置を用いて与え� ��ことができる。また、制御の指示は、直流� ��給線路Wdcに接続されたスイッチ141から通信� ��号を用いて与えることもできる。すなわち� ��スイッチ141は直流機器102とともに通信の機� ��を有している。さらに、制御の指示は、宅� ��網の別の直流機器102あるいは宅内サーバ116� ��ら通信信号を用いて与えることもできる。� ��明器具への指示内容は、例えば、点灯、消� ��、調光、点滅点灯などである。一方、照明� ��ステムK105は、天井に先行配置される引掛シ ーリング132に接続する照明器具(直流機器102)� ��らなる。なお、引掛シーリング132には、家� ��Hの内装施工時に施工業者が照明器具を取り 付けるか、または家人自身が照明器具を取り 付ければよい。

 玄関システムK103は、来客対応や侵入者の 監視などを行う直流機器102からなる。

 住警器システムK104は、火災感知器のよう な警報系の直流機器102からなる。

 上述した直流コンセント131および引掛シ� ��リング132には、任意の直流機器102を接続す� ��ことができる。直流コンセント131および引� ��シーリング132は、接続された直流機器102に� ��流電力を出力する。よって、以下では直流� ��ンセント131と引掛シーリング132とを区別す� ��必要がない場合には、これらを「直流アウ� ��レット」と呼ぶ。これら直流アウトレット� ��器体には、直流機器102の接触子が差し込ま� ��る接続口(差込式の接続口)が開口している� �また、当該器体には、接続口に差し込まれ� �接触子に直接接触する接触子受けが保持さ� �ている。よって、このような構造を有する� �流アウトレットは接触式で給電を行う。直� �機器102が通信機能を有する場合には、直流� �給線路Wdcを通して通信信号を伝送すること� �可能になる。なお、直流機器102だけではな� �直流アウトレットにも通信機能が設けられ� �いる。また、上記接触子は、直流機器102に� �接設けられるか、または接続線を介して設� �られる。

 宅内サーバ116は、宅内網に接続されるだ� ��ではなく、インターネットを構築する広域� ��NTにも接続される。宅内サーバ116が広域網NT に接続されている場合、広域網NTに接続され� ��センタサーバ(コンピュータサーバ)200によ� �サービスを享受することができる。

 センタサーバ200は、例えば、広域網NTを� �して宅内網に接続された機器(主として直流� ��器102であるが通信機能を有した他の機器も� ��む)の監視や制御を可能にするサービスを提 供する。当該サービスにより、パーソナルコ ンピュータ、インターネットTV、移動体電話� ��などのブラウザ機能を備える通信端末(図示 せず)を用いて宅内網に接続された機器の監� �や制御が可能になる。

 宅内サーバ116は、広域網NTに接続された� �ンタサーバ200と通信する機能と、宅内網に� �続された機器と通信する機能とを両方備え� �いる。また、宅内サーバ116は、宅内網の機� �に関する識別情報(ここでは、IPアドレスを� �いるものとする)を取得する機能を備えてい� ��。ここで、宅内サーバ116とセンタサーバ200� ��、宅内の機器と広域網NT上の通信端末とを� �介する。したがって、通信端未を用いて宅� �の機器の監視や制御を行うことが可能にな� �。

 通信端末から宅内の機器の監視や制御を� ��う場合は、監視や制御の要求をセンタサー� ��200に記憶させる。宅内の機器は、定期的に� ��方向のポーリング通信を行い、これによっ� ��、通信端末からの監視や制御の要求を受信� ��る。このような動作によって、通信端末を� ��いて宅内の機器の監視や制御することが可� ��になる。なお、宅内の機器において火災検� ��など通信端末に通知すべきイベントが生じ� ��ときには、宅内の機器はセンタサーバ200に� ��ベントの発生を通知する。そして、センタ� ��ーバ200は、宅内の機器からイベントの発生� ��通知されると、電子メールにより当該イベ� ��トの発生を通信端末に通知する。

 ところで、宅内サーバ116における宅内網� ��の通信機能のうち重要な機能は、宅内網を� ��成する機器の検出と管理を行う機能である� ��宅内サーバ116は、UPnP(Universal Plug and Play)� �応用して宅内網に接続された機器を自動的� �検出する。また、宅内サーバ116は、ブラウ� �機能を有する表示器117を備えている。また� �宅内サーバ116は、検出した機器の一覧を表� �器117に表示する。ここで、表示器117はタッ� �パネル、またはその他の操作部を有する構� �としている。そのため、表示器117の画面に� �示された選択肢から所望の内容を選択する� �とができる。したがって、宅内サーバ116の� �用者(施工業者あるいは家人)は、表示器117の 画面上で機器の監視や制御が可能になる。な お、表示器117は宅内サーバ116とは分離して設 けてもよい。

 宅内サーバ116では、機器の接続に関する� ��報を管理している。例えば、宅内サーバ116� ��、宅内網に接続された機器の種類や機能と� ��ドレスとを把握する。したがって、宅内網� ��機器を連動動作させることができる。ここ� ��、機器の接続に関する情報は上述のように� ��動的に検出される。機器を連動動作させる� ��は、機器自身が保有する属性により自動的� ��関係付けを行うようにすればよい。なお、� ��内サーバ116にパーソナルコンピュータのよ� ��な情報端末を接続し、情報端末のブラウザ� ��能を利用して機器の関係付けを行うことも� ��きる。

 機器の連動動作の関係は各機器がそれぞ� ��保持する。したがって、機器は宅内サーバ1 16を通すことなく連動動作することができる� ��各機器について連動動作の関係付けを行え� ��、例えば、機器であるスイッチの操作によ� ��、機器である照明器具の点灯あるいは消灯� ��動作を行うことが可能になる。また、連動� ��作の関係付けはサブシステム内で行うこと� ��多いが、サブシステムを超える関係付けも� ��能である。

 ところで、直流電力供給部101は、基本的� ��は、交流電源(例えば、宅外から供給される 商用電源)ACの電力変換により直流電力を生成 する。図4に示す構成では、交流電源ACは、主 幹ブレーカ111を通してスイッチング電源を含 むAC/DCコンバータ112に入力される。ここで、� ��幹ブレーカ111は、分電盤110に内器として取� ��付けられている。AC/DCコンバータ112から出� �される直流電力は、協調制御部113を通して� �直流ブレーカ114に供給される。

 直流電力供給部101には、交流電源ACから� �力が供給されない期間(たとえば、商用電源� ��停電期間)を考慮して二次電池162が設けられ ている。また、直流電力を生成する太陽電池 161や燃料電池163を併用することができる。AC/ DCコンバータ112を備える主電源に対して、太� ��電池161や二次電池162や燃料電池163は分散電� ��になる。なお、図4に示す例において、太陽 電池161、二次電池162、燃料電池163は出力電圧 を制御する回路部を含んでいる。また、二次 電池162は放電だけではなく充電を制御する回 路部も含んでいる。

 分散電源のうち太陽電池161や燃料電池163� ��必ずしも設けなくてもよい。しかし、二次� ��池162は設けるのが望ましい。二次電池162は� ��電源や他の分散電源により適時充電される� ��二次電池162の放電は、交流電源ACから電力� �供給されない期間だけではなく必要に応じ� �適時に行われる。二次電池162の充放電や主� �源と分散電源との協調は、協調制御部113に� �り行われる。すなわち、協調制御部113は、� �流電力供給部101を構成する主電源および分� �電源から直流機器102への電力の配分を制御� �る直流電力制御部として機能する。なお、� �陽電池161、二次電池162、燃料電池163の出力� �交流電力に変換してAC/DCコンバータ112に入力 するようにしてもよい。

 ところで、直流機器102の駆動電圧は機器� ��応じた複数種類の電圧から選択される。そ� ��ため、協調制御部113は、主電源および分散� ��源から得られる直流電圧を必要な電圧に変� ��するDC/DCコンバータを備えていることが望� �しい。通常は、1系統のサブシステム(もしく は1台の直流ブレーカ114に接続された直流機� �102)に対して1種類の電圧が供給される。しか しながら、1系統のサブシステムに対して3線� ��上を用いて複数種類の電圧を供給するよう� ��構成してもよい。また、2線式の直流供給線 路Wdcを用いる場合には、線間に印加する電圧 を時間経過に伴って変化させる構成を採用で きる。DC/DCコンバータは、直流ブレーカと同� ��に複数に分散して設けてもよい。

 図4に示す例では、AC/DCコンバータ112を1個 だけ設けている。しかしながら、複数個のAC/ DCコンバータ112を並設してもよい。複数個のA C/DCコンバータ112を設けるときには、負荷の� �きさに応じて運転するAC/DCコンバータ112の台 数を増減させることが望ましい。

 上述したAC/DCコンバータ112、協調制御部11 3、直流ブレーカ114、太陽電池161、二次電池16 2、燃料電池163には通信機能が設けられてい� �。これによって、主電源および分散電源や� �流機器102を含む負荷の状態に対処する連携� �作を行えるようにしている。この通信に用� �る通信信号は、直流機器102に用いる通信信� �と同様に直流電圧に重畳する形式で伝送さ� �る。

 図4に示す例では、主幹ブレーカ111から出 力された交流電力を直流電力に変換するため に、AC/DCコンバータ112を分電盤110内に配置し� ��いる。しかしながら、AC/DCコンバータ112は� �ずしも分電盤110内に配置する必要はない。� �えば、主幹ブレーカ111の出力側において分� �盤110内に設けた分岐ブレーカ(図示せず)によ って、交流供給線路を複数系統に分岐させ、 各系統の交流供給線路にAC/DCコンバータを設� ��てもよい。すなわち、系統ごとに交流電力� ��直流電力に変換する構成を採用してもよい� ��この場合、家屋Hの各階や各部屋を単位とし て直流電力供給部101を設けることができる。 そのため、直流電力供給部101を系統別に管理 できる。しかも、直流電力を利用する直流機 器102との間の直流供給線路Wdcの距離が小さく なる。これによって、直流供給線路Wdcでの電 圧降下による電力損失を低減できる。また、 主幹ブレーカ111および分岐ブレーカを分電盤 110に収納し、AC/DCコンバータ112と協調制御部1 13と直流ブレーカ114と宅内サーバ116とを分電� ��110とは別の盤に収納してもよい。