(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチングユニットによるオン・オフ制御によって電機設備への電源の供給をオン・オフする電磁リレーを有する電磁リレー回路において、
前記電磁リレーは、
前記電源側に接続された共通端子と、
前記電機設備側に接続された第１接点と、
前記第１接点の近傍に設けられた第２接点と、
前記共通端子に一端が電気的に接続され、他端が前記第１接点と前記第２接点の間で接続切り替えされる可動片であって、常態では付勢手段により前記第２接点側に接続された可動片と、
一端が前記第２接点に他端が前記スイッチングユニットに接続され、該スイッチングユニットのオン状態で励磁状態となり前記可動片を前記付勢手段による付勢力に抗して前記第１接点側に吸引する励磁コイルと、を有し、
前記第１接点と前記電機設備とを接続する接続線と、前記第２接点と前記励磁コイルの一端との接続点との間に、ダイオードをアノード側が前記接続線にカソード側が前記接続点になるように接続して、前記可動片と前記第１接点との電気的な接続状態により前記励磁コイルを励磁状態にするように構成されたことを特徴とする電磁リレー回路。
【請求項２】
前記ダイオードのカソード側とアースとの間に発光ダイオードを接続したことを特徴とする請求項１に記載の電磁リレー回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁リレー回路、特に電機設備への電源の供給等の制御を行う電磁リレー回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
電機設備への電源の供給等の制御を行う電磁リレー回路は、電機設備に限らず自動車等の移動体、工作機械、家電製品等多くの分野、場所で使用されている。
【０００３】
図４は、基本的な電磁リレー回路を用いた電気回路の一例を示す。電機設備１４に電源１２を供給する場合について示している。電源１２と電機設備１４との間に電磁リレー１７が設置され、この電磁リレー１７の端子と接点と間の導通状態をスイッチングユニット１８が制御している。電磁リレー１７は、電源１２側に接続された共通端子３２と、電機設備１４側に接続された第１接点３４を有している。また、共通端子３２と常に電気的に接続されている可動片１７ａは、常態で第１接点３４から離反するように付勢手段（図示していない）により付勢され、可動片１７ａが付勢力に抗して第１接点３４側に移動し接触することで、共通端子３２と第１接点３４との導通状態が確立する。
【０００４】
電磁リレー１７は励磁コイル１７ｂを有しており、励磁コイル１７ｂの一端が電源１２側の接続点２８に接続されており、他端はスイッチングユニット１８に接続されている。スイッチングユニット１８は、例えばトランジスタで構成した場合、コレクタ側に電磁コイル１７ｂの他端が接続され、エミッタ側はアース２０に接続される。この構成でトランジスタのベース側に電圧が印加されると、接続点２８とアース２０間に電流が矢印１０４で示した様に流れ、励磁コイル１７ｂが励磁される。励磁コイル１７ｂが励磁されると、可動片１７ａが矢印１３０で示した方向に磁力により移動し、第１接点３４と接触し、電機設備１４への電源１２の供給が行われる。
【０００５】
上述した電磁リレー回路は、例えば第１接点３４に塵等が付着している場合、又は使用環境等により氷膜が形成されている場合は、励磁コイル１７ｂに電流が流れ可動片１７ａが第１接点３４側に移動しても、共通端子３２と第１接点３４との電気的な接続が確立できないという問題がある。
【０００６】
特許文献１のリレー故障検出装置では、このような問題に対処するため、マイコンと電圧検出手段を備えて各接点の電圧を検出し、接点間の電気的な接続が確立できない場合に、電磁リレーを複数回オン・オフさせている。すなわち、励磁コイルに複数回電流を強制的に流し、共通端子と接点間の電気的な接続を複数回試みる制御が行われている。
【０００７】
特許文献２の車両用の電磁リレーの凍結解除装置では、電磁リレーの筐体内に温度センサ、凍結状態判断手段及び振動発生手段を設け、凍結が生じていると判断された場合に、筐体又は凍結発生箇所に振動発生手段により振動を発生させ、凍結状態を解除させる制御が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１３−９２３７９号公報
【特許文献２】特許第４７５２４７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１のリレー故障検出装置では、電磁リレーが複数回強制的にオン・オフ制御されることで接点に付着した塵等は取り除かれ、正常な電気的な接続を確立することができる。接点が氷膜で覆われている場合は、励磁コイルの発生する熱、接点で発生する熱等により解凍し、正常な電気的な接続を確立することができる。
【００１０】
特許文献２では、筐体又は筐体内部の凍結発生場所に振動を与えることにより凍結状態を解除するので、例えば、接点が凍結している場合は、この凍結した接点に振動を与え、凍結状態を解除して正常な電気的な接続を確立することができる。
【００１１】
しかし、上記の引用文献１の装置においてはマイコンや電圧検知手段、引用文献２の装置においては凍結状態判断手段、振動発生手段といった新たなデバイスを必要とし電磁リレー回路そのものが大型となり複雑化していた。これにより消費電力の増加等も招いていた。
【００１２】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、接点に塵や氷膜が付着しても簡単な構成で直ちに電気的接続が確立できる電磁リレー回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するため請求項１に記載の電磁リレー回路は、スイッチングユニットによるオン・オフ制御によって電機設備への電源の供給をオン・オフする電磁リレーを有する電磁リレー回路において、前記電磁リレーは、前記電源側に接続された共通端子と、前記電機設備側に接続された第１接点と、前記第１接点の近傍に設けられた第２接点と、前記共通端子に一端が電気的に接続され、他端が前記第１接点と前記第２接点の間で接続切り替えされる可動片であって、常態では付勢手段により前記第２接点側に接続された可動片と、一端が前記第２接点に他端が前記スイッチングユニットに接続され、該スイッチングユニットのオン状態で励磁状態となり前記可動片を前記付勢手段による付勢力に抗して前記第１接点側に吸引する励磁コイルと、を有し、前記第１接点と前記電機設備とを接続する接続線と、前記第２接点と前記励磁コイルの一端との接続点との間に、ダイオードをアノード側が前記接続線にカソード側が前記接続点になるように接続して、前記可動片と前記第１接点との電気的な接続状態により前記励磁コイルを励磁状態にするように構成されたことを特徴とする。
【００１４】
この構成により、第１接点に塵等が付着している、又は氷膜で覆われていることにより、スイッチングユニットをオン状態としても可動片と第１接点の電気的な接続が確立しない場合、可動片は、第１接点と第２接点との間で、可動片が第１接点の電気的な接続が確立するまで往復の移動を繰り返す。この往復の移動を繰り返すことにより、第１接点に付着した塵等や氷膜は、可動片の物理的な動きにより取り除かれ、最終的に共通端子と第１接点との電気的な接続が確立する。可動片と第１接点との電気的な接続が確立すると、励磁コイルに電流が連続して流れ続け、電機設備に電源が供給される。このように、簡単な回路を追加するだけで、共通端子と第１接点間の電気的接続を高い信頼性を持って確立することができる。
【００１５】
請求項２に記載の電磁リレー回路は、請求項１に記載の電磁リレー回路において、前記ダイオードのカソード側とアースとの間に発光ダイオードを接続したことを特徴とする。この構成により、可動片と第１接点との電気的な接続が確立しない間は発光ダイオードが点滅を繰り返し、可動片と第１接点との電気的な接続が確立すると発光ダイオードが点灯するので、電磁リレー回路の接続状態を目視で確認することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の電磁リレー回路によれば、共通端子と第１接点間の電気的な接続が確立できない場合、可動片が接点間を往復移動することで接点に付着した塵、氷膜等が取り除かれ、電気的な接続が確立される。したがって、簡単な構成により信頼性の高い電磁リレー回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の電磁リレー回路の実施の形態に係り、スイッチングユニットがオフ状態のとき、またスイッチングユニットをオン状態としたときの説明図である。
【図２】本発明の電磁リレー回路の実施の形態に係り、スイッチングユニットをオン状態とし励磁コイルが励磁された時の説明図である。
【図３】本発明の電磁リレー回路の実施の形態に係り、可動片と第１接点が電気的な接続を確立できないときの説明図である。
【図４】従来の電磁リレー回路に係り、スイッチングユニットをオン状態としたときの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の電磁リレー回路の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の電磁リレー回路の実施の形態に係り、スイッチングユニットがオフ状態のとき、またスイッチングユニットをオン状態としたときの説明図である。図４で示した従来の電磁リレー回路と異なる点は、電磁リレー１６内で、スイッチングユニット１８がオフ状態の時に、可動片１６ａと導通状態となる第２接点３６を設けたこと、第１接点３４と電機設備１４とを接続する接続線の途中に接続点２４を設け、この接続点２４に、アノード側が接続されたダイオード（一方向素子）２２を設けたことにある。更に、第２接点３６と励磁コイル１６ｂの一端とダイオード２２のカソード側とを接続点２６で接続したことにある。また、接続点２６とアースとの間に発光ダイオード３０が接続されている。
【００２０】
スイッチングユニット１８がオフ状態の時は、可動片１６ａと第２接点３６が導通状態になっており、電源１２側からの電圧は共通端子３２、第２接点３６を介して励磁コイル１６ｂの一端側に印加されている。この状態で、スイッチングユニット１８をオン状態とすると、電流が矢印１００で示した様に、共通端子３２、可動片１６ａ、第２接点３６、接続点２６、励磁コイル１６ｂ、スイッチングユニット１８を通ってアース２０に流れる。なお、この状態で、電機設備１４へは電流は流れない。ダイオード２２の極性により阻止されるためである。
【００２１】
電流が励磁コイル１６ｂを流れると励磁コイル１６ｂは励磁され、可動片１６ａは第１接点３４側に移動する。第１接点３４に塵等は付着しておらず健全な状態の場合は、可動片１６ａと第１接点３４とが導通状態となる。この時の状態を図２に示す。この状態で、電源１２からの電流は矢印１０２で示した様に、共通端子３２、可動片１６ａ、第１接点３４、接続点２４、ダイオード２２、接続点２６、励磁コイル１６ｂ、スイッチングユニット１８を通ってアース２０に流れる。また、電機設備１４へも電流が流れる。
【００２２】
図２に示す状態では、励磁コイル１６ｂに電流が流れ続けるので、可動片１６ａと第１接点３４との接続状態が維持され、電機設備１４への電源１２の供給が連続的に為される。この状態がスイッチングユニット１８をオン状態とした場合の目的とする状態である。
【００２３】
図３は、第１接点３４に氷膜３８が形成され、励磁コイル１６ｂが励磁され可動片１６ｂが第１接点３４側に移動しても、可動片１６ａと第１接点３４との電気的な接続が確立できない様子を示す説明図である。この場合、可動片１６ａは第２接点３６及び第１接点３４の何れとも導通状態にはないため、励磁コイル１６ｂに流れていた電流は遮断され、可動片１６ａは付勢手段の付勢力により第２接点３６側に移動する。第２接点３６側に移動すると、可動片１６ａと第２接点３６が導通状態となり、再び励磁コイル１６ｂに電流が流れ、可動片１６ａが再び第１接点３４側に移動する。ここで第１接点３４が未だ氷膜３８を被った状態にある場合、可動片１６ａと第１接点３４との電気的な接続が確立できないため、励磁コイル１６ｂに流れていた電流は再び遮断され可動片１６ｂは第２接点３６側に移動する。第１接点３４を覆っている氷膜３８が取り除かれ、可動片１６ａと第１接点３４との電気的な接続が確立するまで、可動片１６ｂは上述の往復移動を繰り返す。この様子を矢印２２０で示した。なお、可動片１６ｂの第１接点３４と第２接点３６との間の往復移動の周期は、付勢手段により可動片１６ｂが第１接点３４から第２接点３６に戻る付勢力と、励磁コイル１６ｂにより発生する磁力とにより決定される。
【００２４】
可動片１６ａが共通端子３２と第１接点３４との間で上述の往復移動を繰り返している間に、第１接点３４に形成された氷膜３８が取り壊され、可動片１６ａと第１接点３４との電気的な接続が確立することとなる。可動片１６ａと第１接点３４との電気的な接続が確立すれば、図２に示した状態となり、電機設備１４に電源１２が供給され続ける。
【００２５】
また、本実施の形態では、接続点２６とアースとの間に発光ダイオード３０を接続した。この発光ダイオード３０の点灯状態により可動片１６ａと第１接点３４との接続状態を確認することができる。すなわち、発光ダイオード３０が点滅している状態では可動片１６ａと第１接点３４との接続が未だ確立していない状態であり、発光ダイオード３０が点灯することで可動片１６ａと第１接点３４との電気的な接続が確立したことを認知することができる。
【００２６】
本実施の形態の電磁リレー回路によれば、簡単な回路構成により、可動片１６ａと第１接点３４との間の電気的な接続が確立できない場合に、可動片１６ａが第１接点３４と第２接点３６との間を往復移動するので、第１接点３４に付着した氷膜や塵等を物理的に取り壊し又は払い除け、接点間の電気的な接続を確立することができる。したがって、信頼性の高い電磁リレー回路を提供することができる。
【００２７】
なお、本発明は、上記の実施の形態に示した範囲に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内で種々の変更が可能である。例えば、接続点２４と接続点２６とにダイオード２２を用い、スイッチングユニット１８として、トランジスタで構成したものを示したが、ＭＯＳＦＥＴやサイリスタ等のその他の半導体素子を用いて構成したものでも良い。
【符号の説明】
【００２８】
１０  電磁リレー回路
１２  電源
１４  電機設備
１６、１７  電磁リレー
１６ａ、１７ａ  可動片
１６ｂ、１７ｂ  励磁コイル
１８  スイッチングユニット
２０  アース
２２  ダイオード（一方向素子）
３０  発光ダイオード
３２  共通端子
３４  第１接点
３６  第２接点
３８  氷膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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