(57)【要約】【課題】接点の寿命を延ばす。【解決手段】交流電源１と抵抗負荷２との間にリレー接点ｒｙ１とｒｙ２が直列に接続された回路において、抵抗負荷２への電源の遮断指令を受けた場合、リレー接点ｒｙ１を開動作させた後、交流電源１の電圧波形の半周期の経過を待って、リレー接点ｒｙ２を開動作させる。交流電源１の電圧波形は、リレー接点ｒｙ１の開動作後、半周期が経過するまでの間に必ずゼロクロスするので、リレー接点ｒｙ２が無通電状態で開かれ、リレー接点ｒｙ２にアーク放電が生じない。抵抗負荷２への電源の遮断指令を受ける毎に、リレー接点ｒｙ１とｒｙ２の開動作させる順番を入れ替えることにより、リレー接点ｒｙ１とｒｙ２の寿命を共に２倍に延ばすことができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源と抵抗負荷との間に直列に接続された第１〜第Ｎ（Ｎ≧２）の接点を駆動する接点駆動装置において、
前記抵抗負荷への電源の遮断指令を受けて、前記第１の接点を開動作させた後、少なくとも前記交流電源の電圧波形の半周期の経過を待って、その他の接点を開動作させる接点駆動手段
を備えたことを特徴とする接点駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載された接点駆動装置において、
前記接点駆動手段は、前記抵抗負荷への電源の遮断指令を受ける毎に、前記第１〜第Ｎの接点の中で最初に開動作させる接点の順番を入れ替える
ことを特徴とする接点駆動装置。
【請求項３】
交流電源と抵抗負荷との間に直列に接続された第１〜第Ｎ（Ｎ≧２）の接点を駆動する接点駆動方法において、
前記抵抗負荷への電源を遮断する場合、前記第１の接点を開動作させた後、少なくとも前記交流電源の電圧波形の半周期の経過を待って、その他の接点を開動作させる
ことを特徴とする接点駆動方法。
【請求項４】
請求項１に記載された接点駆動方法において、
前記抵抗負荷への電源を次に遮断する場合、前記第１〜第Ｎの接点の中で最初に開動作させる接点の順番を入れ替える
ことを特徴とする接点駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、交流電源と抵抗負荷との間に直列に接続された複数の接点を駆動する接点駆動装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の接点駆動装置として、リレーの接点を駆動するリレー駆動装置がある。図６に従来のリレー駆動装置を用いた回路の一例を示す。この回路では、抵抗負荷への電源の供給遮断を確実とするために、交流電源と抵抗負荷との間に複数のリレー接点を直列に接続している（特許文献１参照）。以下、簡単のため、２つの接点を用いた場合を例に説明する。
【０００３】
同図において、１は交流電源、２は抵抗負荷であり、交流電源１と抵抗負荷２との間には、一方の電源供給ラインＬ１にリレーＲＹ１の接点（リレー接点）ｒｙ１が、他方の電源供給ラインＬ２にリレーＲＹ２の接点（リレー接点）ｒｙ２が接続されている。
リレーＲＹ１，ＲＹ２は、不図示の電磁コイルを備えており、この電磁コイルへのリレー駆動装置３からの電流の供給／遮断により、リレー接点ｒｙ１，ｒｙ２がＯＮ／ＯＦＦされる。
【０００４】
リレー駆動装置３は、上位からの出力判定信号がＯＮとされると（図７（ａ）に示すｔ１点）、すなわち抵抗負荷２への電源の供給指令を受けると、リレー接点ｒｙ１，ｒｙ２を同時にＯＮ（閉）とする（図７（ｂ），（ｃ）に示すｔ１点）。これにより、抵抗負荷２に交流電源１からの電流が流れる（図７（ｄ）に示すｔ１点）。
【０００５】
リレー駆動装置３は、出力判定信号がＯＦＦとされると（図７（ａ）に示すｔ２点）、すなわち抵抗負荷２への電源の遮断指令を受けると、リレー接点ｒｙ１，ｒｙ２を同時にＯＦＦ（開）とする（図７（ｂ），（ｃ）に示すｔ２点）。これにより、抵抗負荷２への交流電源１からの電流が遮断される（図７（ｄ）に示すｔ２点）。
【０００６】
【特許文献１】特開平１−２３２６１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図６に示した回路では、交流電源１の電圧波形（図７（ｅ）参照）の任意のタイミングで出力判定信号がＯＮとされたり、ＯＦＦとされたりするため、リレー接点ｒｙ１，ｒｙ２の閉動作時および開動作時に、その時の印加電圧により接点間でアーク放電が発生することがある。特に、リレー接点ｒｙ１，ｒｙ２の開動作時にアーク放電が発生すると、放電現象の電圧−電流特性から、交流電源１の電圧波形がゼロクロスするまでアーク放電が継続し、これがリレー接点ｒｙ１，ｒｙ２の摩耗の主たる原因となる。
【０００８】
リレー接点ｒｙ１，ｒｙ２の寿命に着目すると、図６に示した従来のリレー駆動装置３では、抵抗負荷２への電源の遮断指令を受けて、リレー接点ｒｙ１，ｒｙ２を同時にＯＦＦとしているため、両接点においてアーク放電が発生し、その結果、リレー接点ｒｙ１，ｒｙ２の摩耗が同時に進むので、リレー接点ｒｙ１，ｒｙ２の何れか一方、あるいは両方の寿命を長くすることができない。
【０００９】
なお、交流電源１の電圧波形のゼロクロス点で、リレー接点ｒｙ１，ｒｙ２を同時にＯＦＦとすることが考えられる。このようにすると、確かに、リレー接点ｒｙ１，ｒｙ２の摩耗は減少するが、ゼロクロス点を常に把握しなければならず、ゼロクロス点を検出する回路の追加が必要になる。
【００１０】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、簡単かつ安価な構成で、２つの接点の何れか一方、あるいは両方の寿命を延ばすことが可能な接点駆動装置および方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このような目的を達成するために本発明は、交流電源と抵抗負荷との間に直列に接続された第１〜第Ｎ（Ｎ≧２）の接点を駆動する接点駆動装置において、抵抗負荷への電源の遮断指令を受けて、第１の接点を開動作させた後、少なくとも交流電源の電圧波形の半周期の経過を待って、その他の接点を開動作させる接点駆動手段を設けたものである。
【００１２】
この発明において、例えばＮ＝２とした場合、抵抗負荷への電源の遮断指令が与えられると、先ず最初に第１の接点が開かれる。そして、少なくとも交流電源の電圧波形の半周期（交流電源の周波数が５０Ｈｚの場合、１０ｍｓ）が経過した後、第２の接点が開かれる。
【００１３】
第１の接点の開動作は、交流電源の電圧波形の任意のタイミングで行われるので、その時の印加電圧により接点からアーク放電が発生する場合がある。このアーク放電は、交流電源の電圧波形がゼロクロスするまで継続し、ゼロクロスして交流電源の電圧波形が逆極性となった後は、アークは消弧する。したがって、ゼロクロスした後は、第１の接点からアークが飛ぶことはなく、抵抗負荷への電流は完全に遮断された状態となる。交流電源の電圧波形は、第１の接点の開動作後、半周期が経過するまでの間に必ずゼロクロスする。したがって、第２の接点は、無通電状態で開かれるものとなり、アーク放電は生じず、接点が摩耗することはない。
【００１４】
本発明において、さらに抵抗負荷への電源の遮断指令を受ける毎に、第１の接点と第２の接点の開動作させる順番を入れ替えることにより、今回の電源の遮断時には第１の接点にアーク放電が生じて第１の接点が摩耗し、次の電源の遮断時には第２の接点にアーク放電が生じて第２の接点が摩耗するというように、２つの接点において交互にアーク放電が発生することになるので、１回の開動作におけるアーク放電による摩耗を２つの接点全体で半減させることができる。よって、第１の接点と第２の接点の寿命を共に２倍に延ばすことができる。
【００１５】
本発明において、第１の接点と第２の接点の開動作させる順番は、必ずしも抵抗負荷への電源の遮断指令を受ける毎に入れ替えなくてもよく、常に同じとしてもよい。例えば、抵抗負荷への電源の遮断指令を受ける毎に、第１の接点を開動作させ、次に第２の接点を開動作させる。この場合、第１の接点はアーク放電が生じて摩耗するが、第２の接点はアーク放電が生じないので摩耗しない。これにより、第２の接点の寿命が延び、第１の接点側を早期に交換するのみで対処可能となる。
【００１６】
本発明において、Ｎ≧３とする場合、例えば、Ｎ個の接点のうち任意の１つを最初に開動作させ、残りを半周期後に開くようにし、抵抗負荷への電源の遮断指令を受ける毎に、最初の開動作させる接点をＮ個の中で順番に変えて行く。
【００１７】
また、本発明は、接点駆動装置としてではなく、接点駆動方法としても実現することが可能であり、接点はリレー接点に限られるものでもない。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、抵抗負荷への電源の遮断指令を受けて、第１の接点を開動作させた後、少なくとも交流電源の電圧波形の半周期の経過を待って、他の接点を開動作させるようにしたので、簡単かつ安価な構成で、２つの接点の何れか一方、あるいは両方の寿命を延ばすことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。図１はこの発明に係る接点駆動装置の一実施の形態を用いた回路の一例を示す図である。同図において、図６と同一符号は図６を参照して説明した構成要素と同一或いは同等構成要素を示し、その説明は省略する。なお、この回路において、交流電源１の周波数は５０Ｈｚとする。また、この実施の形態では、従来のリレー駆動装置３とは異なる機能を有するリレー駆動装置４を使用する。
【００２０】
リレー駆動装置４は、抵抗負荷２への最初の電源の遮断指令（出力判定信号のＯＦＦ）を受けて、リレー接点ｒｙ１を開動作させた後、交流電源１の電圧波形の半周期（１０ｍｓ）の経過を待って、リレー接点ｒｙ２を開動作させる機能を有している。また、抵抗負荷２への電源の遮断指令を受ける毎に、リレー接点ｒｙ１とリレー接点ｒｙ２の開動作させる順番を入れ替える機能を有している。
【００２１】
また、リレー駆動装置４は、抵抗負荷２への最初の電源の供給指令（出力判定信号のＯＮ）を受けて、リレー接点ｒｙ２を閉動作させた後、交流電源１の電圧波形の半周期（１０ｍｓ）の経過を待って、リレー接点ｒｙ１を閉動作させる機能を有している。また、抵抗負荷２への電源の供給指令を受ける毎に、リレー接点ｒｙ１とリレー接点ｒｙ２の閉動作させる順番を入れ替える機能を有している。
【００２２】
なお、リレー駆動装置４における上述した機能は、専用のハード回路を組むことによって得ることが可能である。また、プロセッサや記憶装置からなるハードウェアと、これらのハードウェアと協働して各種機能を実現させるプログラムとによって実現することも可能である。この場合、プログラムは媒体に記憶された形で提供され、ハードウェアシステムに組み込まれている記憶装置にインストールされることによって実行される。
【００２３】
〔最初の電源の供給指令〕
リレー駆動装置４は、上位からの出力判定信号がＯＮとされると（図２（ａ）に示すｔ１点）、すなわち抵抗負荷２への電源の供給指令を受けると、リレー接点ｒｙ２をＯＮ（閉）とする（図２（ｃ）に示すｔ１点）。この時、リレー接点ｒｙ１はまだＯＦＦ（開）とされているので、抵抗負荷２には交流電源１からの電流は流れない。したがって、リレー接点ｒｙ２にアーク放電は生じない。
【００２４】
リレー駆動装置４は、抵抗負荷２への電源の供給指令を受けた後、交流電源１の電圧波形の半周期である１０ｍｓの経過を待って（図２（ａ）に示すｔ２点）、リレー接点ｒｙ１をＯＮ（閉）とする（図２（ｂ）に示すｔ１点）。この時、リレー接点ｒｙ２はｔ１点でＯＮとされているので、抵抗負荷２に交流電源１からの電流が流れ始める（図２（ｄ）に示すｔ２点）。なお、この時、リレー接点ｒｙ１にアーク放電が生じるが、このアーク放電は瞬間的であるので、リレー接点ｒｙ１の摩耗は少ない。
【００２５】
〔最初の電源の遮断指令〕
リレー駆動装置４は、出力判定信号がＯＦＦとされると（図２（ａ）に示すｔ３点）、すなわち抵抗負荷２への電源の遮断指令を受けると、リレー接点ｒｙ１をＯＦＦ（開）とする（図２（ｂ）に示すｔ３点）。このリレー接点ｒｙ１の開動作は、交流電源１の電圧波形の任意のタイミングで行われるので、その時の印加電圧により接点間でアーク放電が発生する。
【００２６】
このアーク放電は、交流電源１の電圧波形がゼロクロスするまで継続し、ゼロクロスして交流電源１の電圧波形が逆極性となった後は（図２（ｅ）に示すｔ４点）、アークは消弧する。したがって、ゼロクロスした後は、リレー接点ｒｙ１からアークが飛ぶことはなく、抵抗負荷２への電流は完全に遮断された状態となる。
【００２７】
リレー駆動装置４は、抵抗負荷２への電源の遮断指令を受けた後、交流電源１の電圧波形の半周期である１０ｍｓの経過を待って（図２（ａ）に示すｔ５点）、リレー接点ｒｙ２をＯＦＦ（開）とする（図２（ｃ）に示すｔ５点）。交流電源１の電圧波形は、リレー接点ｒｙ１の開動作後、半周期（１０ｍｓ）が経過するまでの間に必ずゼロクロスする。したがって、リレー接点ｒｙ２は、無通電状態で開かれるものとなり、アーク放電は生じず、接点が摩耗することはない。
【００２８】
〔次の電源の供給指令〕
リレー駆動装置４は、抵抗負荷２への次の電源の供給指令を受けると（図２（ａ）に示すｔ６点）、リレー接点ｒｙ１をＯＮ（閉）とする（図２（ｂ）に示すｔ６点）。この時、リレー接点ｒｙ２はまだＯＦＦ（開）とされているので、抵抗負荷２には交流電源１からの電流は流れない。したがって、リレー接点ｒｙ１にアーク放電は生じない。
【００２９】
リレー駆動装置４は、抵抗負荷２への電源の供給指令を受けた後、交流電源１の電圧波形の半周期である１０ｍｓの経過を待って（図２（ａ）に示すｔ７点）、リレー接点ｒｙ２をＯＮ（閉）とする（図２（ｃ）に示すｔ７点）。この時、リレー接点ｒｙ１はｔ６点でＯＮとされているので、抵抗負荷２に交流電源１からの電流が流れ始める（図２（ｄ）に示すｔ７点）。なお、この時、リレー接点ｒｙ２にアーク放電が生じるが、このアーク放電は瞬間的であるので、リレー接点ｒｙ２の摩耗は少ない。
【００３０】
〔次の電源の遮断指令〕
リレー駆動装置４は、抵抗負荷２への次の電源の遮断指令を受けると（図２（ａ）に示すｔ８点）、リレー接点ｒｙ２をＯＦＦ（開）とする（図２（ｃ）に示すｔ８点）。このリレー接点ｒｙ２の開動作は、交流電源１の電圧波形の任意のタイミングで行われるので、その時の印加電圧により接点間でアーク放電が発生する。
【００３１】
このアーク放電は、交流電源１の電圧波形がゼロクロスするまで継続し、ゼロクロスして交流電源１の電圧波形が逆極性となった後は（図２（ｅ）に示すｔ９点）、アークは消弧する。したがって、ゼロクロスした後は、リレー接点ｒｙ２からアークが飛ぶことはなく、抵抗負荷２への電流は完全に遮断された状態となる。
【００３２】
リレー駆動装置４は、抵抗負荷２への電源の遮断指令を受けた後、交流電源１の電圧波形の半周期である１０ｍｓの経過を待って（図２（ａ）に示すｔ１０点）、リレー接点ｒｙ１をＯＦＦ（開）とする（図２（ｂ）に示すｔ１０点）。交流電源１の電圧波形は、リレー接点ｒｙ２の開動作後、半周期（１０ｍｓ）が経過するまでの間に必ずゼロクロスする。したがって、リレー接点ｒｙ１は、無通電状態で開かれるものとなり、アーク放電は生じず、接点が摩耗することはない。
【００３３】
リレー駆動装置４は、抵抗負荷２への電源の供給指令を受ける毎に、リレー接点ｒｙ１とリレー接点ｒｙ２の閉動作させる順番を入れ替える。また、抵抗負荷２への電源の遮断指令を受ける毎に、リレー接点ｒｙ１とリレー接点ｒｙ２の開動作させる順番を入れ替える。これにより、今回の電源の供給時にはリレー接点ｒｙ１に瞬間的にアーク放電が生じてリレー接点ｒｙ１が僅かではあるが摩耗し、次の電源の供給時にはリレー接点ｒｙ２に瞬間的にアーク放電が生じてリレー接点ｒｙ２が僅かではあるが摩耗するということが繰り返される。また、今回の電源の遮断時には交流電源１の電圧波形がゼロクロスするまでリレー接点ｒｙ１にアーク放電が生じてリレー接点ｒｙ１が摩耗し、次の電源の遮断時には交流電源１の電圧波形がゼロクロスするまでリレー接点ｒｙ２にアーク放電が生じてリレー接点ｒｙ２が摩耗するということが繰り返される。これにより、２つの接点において交互にアーク放電が発生することになり、１回の開閉動作におけるアーク放電による摩耗が２つの接点全体で半減され、リレー接点ｒｙ１とリレー接点ｒｙ２の寿命が共に２倍に延びる。
【００３４】
なお、上述した実施の形態では、抵抗負荷２への電源の供給指令を受けた時、リレー接点ｒｙ１とｒｙ２の閉動作のタイミングを交流電源１の電圧波形の半周期ずらすようにしたが、図３にそのタイムチャートを示すように、リレー接点ｒｙ１とｒｙ２を同時に閉動作させるようにしてもよい。リレー接点ｒｙ１，ｒｙ２の閉動作時に生じるアーク放電は瞬間的であり、リレー接点ｒｙ１，ｒｙ２の摩耗は少なく、リレー接点ｒｙ１，ｒｙ２の摩耗の主たる原因とはならない。
【００３５】
また、上述した実施の形態では、抵抗負荷２への電源の供給指令を受ける毎に、リレー接点ｒｙ１とリレー接点ｒｙ２の閉動作させる順番を入れ替え、抵抗負荷２への電源の遮断指令を受ける毎に、リレー接点ｒｙ１とリレー接点ｒｙ２の開動作させる順番を入れ替えるようにしたが、必ずしもその順番を入れ替えなくてもよい。
【００３６】
例えば、図４にそのタイムチャートを示すように、抵抗負荷２への電源の供給指令を受けた場合、常に、リレー接点ｒｙ２を閉動作させた後、交流電源１の電圧波形の半周期の経過を待って、リレー接点ｒｙ１を閉動作させるようにし、抵抗負荷２への電源の遮断指令を受けた場合、常に、リレー接点ｒｙ１を開動作させた後、交流電源１の電圧波形の半周期の経過を待って、リレー接点ｒｙ２を開動作させるようにしてもよい。
【００３７】
この場合、リレー接点ｒｙ１はアーク放電が生じて摩耗するが、リレー接点ｒｙ２はアーク放電が生じないので摩耗しない。これにより、リレー接点ｒｙ２の寿命が延び、リレー接点ｒｙ１側を早期に交換するのみで対処することが可能となる。
この例においても、図５に示すように、抵抗負荷２への電源の供給指令を受けた時、リレー接点ｒｙ１とｒｙ２を同時に閉動作させるようにしてもよい。
【００３８】
また、上述した実施の形態では、電源供給ラインＬ１にリレー接点ｒｙ１を、電源供給ラインＬ２にリレー接点ｒｙ２を接続した両切り回路への適用例として説明したが、電源供給ラインＬ１にリレー接点ｒｙ１，ｒｙ２を直列に接続した２重化回路、電源供給ラインＬ２にリレー接点ｒｙ１，ｒｙ２を直列に接続した２重化回路などでも、同様にして適用することが可能である。
【００３９】
また、上述した実施の形態では、リレー接点ｒｙ１とｒｙ２の開動作のタイミングを交流電源１の電圧波形の半周期ずらすようにしたが、半周期に限られるものではない。少なくとも半周期ずらすことにより、一方のリレー接点の開動作後、他方のリレー接点を開動作するまでの間に交流電源１の電圧波形が必ずゼロクロスするようにして、他方のリレー接点の開動作時にアーク放電が生じないようにすることができる。
【００４０】
また、上述した実施の形態では、リレー接点ｒｙ１，ｒｙ２を用いた回路への適用例としたが、接点はリレー接点に限られるものではない。
また、上述した実施の形態では、２つのリレー接点を用いた場合を例に説明したが、２個に限定される訳ではなく、３個以上の接点を用いてもよいことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る接点駆動装置の一実施の形態を用いた回路の一例を示す図である。
【図２】この接点駆動装置の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図３】図２のタイムチャートにおいてリレー接点ｒｙ１とｒｙ２を同時に閉動作させるようにした場合のタイムチャートである。
【図４】リレー接点ｒｙ１とリレー接点ｒｙ２の閉動作および開動作させる順番を常に同じとした場合のタイムチャートである。
【図５】図４のタイムチャートにおいてリレー接点ｒｙ１とｒｙ２を同時に閉動作させるようにした場合のタイムチャートである。
【図６】従来の接点駆動装置を用いた回路の一例を示す図である。
【図７】従来の接点駆動装置の動作を説明するためのタイムチャートである。
【符号の説明】
【００４２】
１…交流電源、２…抵抗負荷、４…リレー駆動装置、ＲＹ１，ＲＹ２…リレー、ｒｙ１，ｒｙ２…リレー接点、Ｌ１，Ｌ２…電源供給ライン。
【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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【図７】
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