(57)【要約】【課題】制御がもっと簡単になり、製造コストが低減でき、オン・オフする際に火花の発生を回避でき、回路の信頼性が向上し、且つリレーの接点を有効に保護し、リレーの接点の使用寿命および信頼性が向上できる。【解決手段】電源と、第一制御組と、第二制御組と、誘導性ロードとを含む誘導性ロード制御装置において、前記電源は、陽極端と陰極端とを有し、前記第一制御組は、前記電源と直列接続し、リレースイッチと、リレーと、一つの電界効果形トランジスタとから構成され、前記第二制御組は、前記電源と直列接続し、且つ第一制御組と並列接続にし、リレースイッチと、リレーと、一つの電界効果形トランジスタとから構成され、前記誘導性ロードは、第一制御組のリレースイッチの経常オフ接点と、第二制御組のリレースイッチの経常オフ接点とを接続することを特徴とする誘導性ロード制御装置。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源と、第一制御組と、第二制御組と、誘導性ロードとを含む誘導性ロード制御装置において、
前記電源は、陽極端と陰極端とを有し、
前記第一制御組は、前記電源と直列接続し、リレースイッチと、リレーと、一つの電界効果形トランジスタとから構成され、前記リレースイッチは一つの共通接点と片状バネとにより経常オフ接点と経常オン接点とを形成し、前記共通接点は電源と接続し、磁気制御片状バネが前記リレーに制御されて経常オフ接点または経常オン接点に定位され、且つ前記経常オン接点を電界効果形トランジスタのゲート端に接続し、前記経常オフ接点を電界効果形トランジスタのドレーン端に接続し、前記電界効果形トランジスタのソース端を電源と接続し、
前記第二制御組は、前記電源と直列接続し、且つ第一制御組と並列接続にし、リレースイッチと、リレーと、一つの電界効果形トランジスタとから構成され、前記リレースイッチは一つの共通接点と片状バネとにより経常オフ接点と経常オン接点とを形成し、前記共通接点は電源と接続し、磁気制御片状バネが前記リレーに制御されて経常オフ接点または経常オン接点に定位され、且つ前記経常オン接点を電界効果形トランジスタのゲート端に接続し、前記経常オフ接点を電界効果形トランジスタのドレーン端に接続し、前記電界効果形トランジスタのソース端を電源と接続し、
前記誘導性ロードは、第一制御組のリレースイッチの経常オフ接点と、第二制御組のリレースイッチの経常オフ接点とに接続することを特徴とする、
誘導性ロード制御装置。
【請求項２】
前記第一制御組のリレースイッチは共通接点で電源の陽極端と接続し、前記電界効果形トランジスタはＮタイプであり、且つＮタイプ電界効果形トランジスタのソース端が電源の陰極端と接続し、
前記第二制御組のリレースイッチは共通接点で電源の陽極端と接続し、前記電界効果形トランジスタはＮタイプであり、且つＮタイプ電界効果形トランジスタのソース端が電源の陰極端と接続することを特徴とする、請求項１に記載の誘導性ロード制御装置。
【請求項３】
前記第一制御組のリレースイッチは共通接点で電源の陰極端と接続し、前記電界効果形トランジスタはＰタイプであり、且つＰタイプ電界効果形トランジスタのソース端が電源の陽極端と接続し、
前記第二制御組のリレースイッチは共通接点で電源の陰極端と接続し、前記電界効果形トランジスタはＰタイプであり、且つＰタイプ電界効果形トランジスタのソース端が電源の陽極端と接続することを特徴とする、請求項１に記載の誘導性ロード制御装置。
【請求項４】
前記誘導性ロードはモータであることを特徴とする、請求項１乃至３の何れかに記載の誘導性ロード制御装置。
【請求項５】
前記モータはリニアアクチュエータの機構制御装置に応用されることを特徴とする、請求項４に記載の誘導性ロード制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導性ロード制御装置に係り、特に、一般の誘導性ロード（例えばモータや直流電動機など）に応用され、スイッチの作動による火花の影響を回避でき、且つリレースイッチの制御接点の寿命と信頼性とを向上できる誘導性ロード制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
目下、一般の市販している誘導性ロード（例えばモータや直流電動機など）の制御システムは、図１に示すように（米国特許ＵＳ6,487,062 B1号）、リレー１１が磁気励起コイルに電源を供給するときに、リレースイッチ１３の金属弾性片１３４は接点１３２から接点１３３に移動して、接点１３１と接点１３３とが導通状態になり、このとき、直流電源１５の電力は陽極端から、リレー１１の接点１３３と、金属弾性片１３４と、接点１３１とを経由して誘導性ロード１０に電力を供給して、リレー１２のリレースイッチ１３ａの接点１３１ａと、金属弾性片１３４ａと、接点１３２ａとを経由して電界効果形トランジスタ１４を介して直流電源１５に回流し、このとき、電界効果形トランジスタ１４のゲート端に導通電圧を提供することも必要であり、導通電圧によって誘導性ロード１０を制御すると、正方向へ流動する回路が形成される。
【０００３】
逆に、リレー１２が磁気励起コイルに電源を供給するときに、リレースイッチ１３ａの金属弾性片１３４ａは接点１３２ａから接点１３３ａに移動して、接点１３１ａと接点１３３ａとが導通状態になり、このとき、直流電源１５の電力は、リレー１２のリレースイッチ１３ａの接点１３３ａと、金属弾性片１３４ａと、接点１３１ａとを経由して誘導性ロード１０に電力を供給して、リレー１１のリレースイッチ１３の接点１３１と、金属弾性片１３４と、接点１３２とを経由して電界効果形トランジスタ１４を介して直流電源１５に回流し、このとき、電界効果形トランジスタ１４のゲート端に導通電圧を提供することも必要であり、導通電圧によって誘導性ロード１０を制御すると、逆方向へ流動する回路が形成される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、これは次のような欠点があった。
【０００５】
（１）従来の制御方法は、リレー１１又はリレー１２に予定の磁気励起電圧を提供した後、電界効果形トランジスタ１４のゲート端に制御電圧が始めて提供できるようになり、そうすると、制御回路全体が複雑になり、生産コストが向上する。
【０００６】
（２）電界効果形トランジスタ１４のゲート端に制御電圧を形成することが必要であるが、この制御電圧は回路が異常原因に影響されて先に発生することがよくあり、リレー１１又はリレー１２の磁気励起電圧がその直後に発生される場合には、リレー１１又はリレー１２の接点１３３又は接点１３３ａは誘導性ロード１０を駆動することによる瞬間電流により損壊し易い。
【０００７】
（３）図１に示すように、使用者はリレー１１とリレー１２とが電界効果形トランジスタ１４よりも先に動作する制御システムを別に増設することが必要であり、且つ電界効果形トランジスタ１４の駆動は部品で時間を遅延することが必要であるが、その制御は難しい。
【０００８】
（４）リレー１１とリレー１２とは同時に動作する場合には、本来にロードに流入する電流がリレー１１,１２のリレースイッチ１３,１３ａの接点に火花を発生し、これにより、接点が損壊し易い。
【０００９】
本発明の主な目的は、制御がもっと簡単になり、製造コストが低減できる誘導性ロード制御装置を提供する。
【００１０】
本発明の次の目的は、オン・オフする際に火花の発生を回避でき、回路の信頼性が向上し、部品の使用寿命が向上する誘導性ロード制御装置を提供する。
【００１１】
本発明の他の目的は、リレーの接点を有効に保護し、リレーの接点の使用寿命および信頼性が向上できる誘導性ロード制御装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するためになされた本願の第１発明は、電源と、第一制御組と、第二制御組と、誘導性ロードとを含む誘導性ロード制御装置において、前記電源は、陽極端と陰極端とを有し、前記第一制御組は、前記電源と直列接続し、リレースイッチと、リレーと、一つの電界効果形トランジスタとから構成され、前記リレースイッチは一つの共通接点と片状バネとにより経常オフ接点と経常オン接点とを形成し、前記共通接点は電源と接続し、磁気制御片状バネが前記リレーに制御されて経常オフ接点または経常オン接点に定位され、且つ前記経常オン接点を電界効果形トランジスタのゲート端に接続し、前記経常オフ接点を電界効果形トランジスタのドレーン端に接続し、前記電界効果形トランジスタのソース端を電源と接続し、前記第二制御組は、前記電源と直列接続し、且つ第一制御組と並列接続にし、リレースイッチと、リレーと、一つの電界効果形トランジスタとから構成され、前記リレースイッチは一つの共通接点と片状バネとにより経常オフ接点と経常オン接点とを形成し、前記共通接点は電源と接続し、磁気制御片状バネが前記リレーに制御されて経常オフ接点または経常オン接点に定位され、且つ前記経常オン接点を電界効果形トランジスタのゲート端に接続し、前記経常オフ接点を電界効果形トランジスタのドレーン端に接続し、前記電界効果形トランジスタのソース端を電源と接続し、前記誘導性ロードは、第一制御組のリレースイッチの経常オフ接点と、第二制御組のリレースイッチの経常オフ接点とを接続することを特徴とする誘導性ロード制御装置であることを要旨としている。
【００１３】
本願の第２発明では、前記第一制御組のリレースイッチは共通接点で電源の陽極端と接続し、前記電界効果形トランジスタはＮタイプであり、且つＮタイプ電界効果形トランジスタのソース端が電源の陰極端と接続し、前記第二制御組のリレースイッチは共通接点で電源の陽極端と接続し、前記電界効果形トランジスタはＮタイプであり、且つＮタイプ電界効果形トランジスタのソース端が電源の陰極端と接続することを特徴とする本願の第１発明に記載の誘導性ロード制御装置であることを要旨としている。
【００１４】
本願の第３発明では、前記第一制御組のリレースイッチは共通接点で電源の陰極端と接続し、前記電界効果形トランジスタはＰタイプであり、且つＰタイプ電界効果形トランジスタのソース端が電源の陽極端と接続し、前記第二制御組のリレースイッチは共通接点で電源の陰極端と接続し、前記電界効果形トランジスタはＰタイプであり、且つＰタイプ電界効果形トランジスタのソース端が電源の陽極端と接続することを特徴とする本願の第１発明に記載の誘導性ロード制御装置であることを要旨としている。
【００１５】
本願の第４発明では、前記誘導性ロードはモータであることを特徴とする請半眼の第１発明乃至第３発明の何れかに記載の誘導性ロード制御装置であることを要旨としている。
【００１６】
本願の第５発明では、前記モータはリニアアクチュエータの機構制御装置に応用されることを特徴とする本願の第４発明に記載の誘導性ロード制御装置であることを要旨としている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る誘導性ロード制御装置によれば、制御がもっと簡単になり、製造コストが低減でき、オン・オフする際に火花の発生を回避でき、回路の信頼性が向上し、部品の使用寿命が向上し、且つリレーの接点を有効に保護し、リレーの接点の使用寿命および信頼性が向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【実施例】
【００１９】
本発明に係る誘導性ロード制御装置の第一実施例は、Ｎタイプ電界効果形トランジスタを使用し、図２に示すように、その回路は、電源２０と、抵抗２１と、第一制御組３０と、第二制御組４０と、誘導性ロード５０（図２参照）とを含む。
【００２０】
前記電源２０は、回路に組み付けられ、陽極端２０ａと陰極端２０ｂとを有する。
【００２１】
前記抵抗２１は、電流を検出するためのものであり、電源２０の陰極端２０ｂと直列接続する。
【００２２】
前記第一制御組３０は、前記電源２０の陽極端２０ａと抵抗２１との間に直列接続され、リレースイッチ３１と、リレー３２と、一つの電界効果形トランジスタ３３と、ダイオード３４とから構成され、電界効果形トランジスタ３３はＮタイプであり、前記リレースイッチ３１は一つの共通接点３１１と片状バネ３５とにより経常オフ接点３１２と経常オン接点３１３とを形成し、前記共通接点３１１は電源２０の陽極端２０ａと接続し、前記リレー３２は、磁気制御片状バネ３５を制御し、前記経常オン接点３１３を電界効果形トランジスタ３３のゲート端３３ａに接続し、前記経常オフ接点３１２を電界効果形トランジスタ３３のドレーン端３３ｂに接続し、前記電界効果形トランジスタ３３のソース端３３ｃを抵抗２１と接続し、リレースイッチ３１の共通接点３１１と経常オフ接点３１２とにダイオード３４の両端をそれぞれ接続することにより、完備な回路が形成される。
【００２３】
前記第二制御組４０は、前記電源２０の陽極端２０ａと抵抗２１との間に直列接続され、且つ第一制御組３０と並列接続にし、リレースイッチ４１と、リレー４２と、一つの電界効果形トランジスタ４３と、一つのダイオード４４とから構成され、電界効果形トランジスタ４３はＮタイプであり、前記リレースイッチ４１は一つの共通接点４１１と片状バネ４５とにより経常オフ接点４１２と経常オン接点４１３とを形成し、前記共通接点４１１は電源２０の陽極端２０ａと接続し、前記リレー４２は、磁気制御片状バネ４５を制御し、前記経常オン接点４１３を電界効果形トランジスタ４３のゲート端４３ａに接続し、前記経常オフ接点４１２を電界効果形トランジスタ４３のドレーン端４３ｂに接続し、前記電界効果形トランジスタ４３のソース端４３ｃをを抵抗２１と接続し、リレースイッチ４１の共通接点４１１と経常オフ接点４１２とにダイオード４４の両端をそれぞれ接続することにより、完備な回路が形成される。
【００２４】
前記誘導性ロード５０は、モータであり、その両端がリレースイッチ３１の経常オフ接点３１２と、リレースイッチ４１の経常オフ接点４１２とに接続し、且つ誘導性ロード５０の両端がダイオード３４とダイオード４４とにそれぞれ接続する状態になる。
【００２５】
本発明に係る誘導性ロード制御装置の第二実施例は、Ｐタイプ電界効果形トランジスタを使用し、図３に示すように、その電源２０と、抵抗２１と、第一制御組３０と、第二制御組４０と、誘導性ロード５０とのレーアウトは第一実施例と同様であり、電界効果形トランジスタ３３,４３はＰタイプであり、だが、第一制御組３０と第二制御組４０とのレーアウトが第一実施例と逆であり、そうすると、第一実施例に対照すると、共通接点４１１,３１１が逆で抵抗２１と接続し、電界効果形トランジスタ３３,４３のソース端３３ｃ,４３ｃも逆で電源２０の陽極端２０ａと接続する。
【００２６】
本発明に係るＮタイプ電界効果形トランジスタ３３,４３のゲート端３３ａ,４３ａは、リレースイッチ３１の経常オン接点３１３と、リレースイッチ４１の経常オン接点４１３とにそれぞれ接続し、これにより、Ｎタイプ電界効果形トランジスタ３３,４３の起動信号を制御し、一方、本発明に係る第二実施例は、図３に示すように、Ｎタイプ電界効果形トランジスタの代りにＰタイプ電界効果形トランジスタを採用し、且つ第一制御組３０および第二制御組４０を逆に設置し、これにより、Ｎタイプ電界効果形トランジスタのプラス電圧起動システムがＰタイプ電界効果形トランジスタのマイナス電圧起動システムに転換された。
【００２７】
まず、第一実施例について説明する。第二制御組４０のリレー４２のコイルが励起された後、リレースイッチ４１の片状バネ４５が移動され、すなわち、片状バネ４５は経常オフ接点４１２から経常オン接点４１３に移動し、このとき、共通接点４１１と経常オン接点４１３とが導通状態になると共に、電源２０はＮタイプ電界効果形トランジスタ４３のゲート端４３ａにプラス電圧を供給し、そうすると、Ｎタイプ電界効果形トランジスタ４３のドレーン端４３ｂとソース端４３ｃとが導通状態になる。
【００２８】
このとき、電源２０は陽極端２０ａから第一制御組３０のリレースイッチ３１の共通接点３１１へ流して、且つリレースイッチ３１の片状バネ３５が経常オフ接点３１２に位置されるので、電流が誘導性ロード５０に流入して誘導性ロード５０を駆動し、本実施例では、本発明の誘導性ロード５０はモータであり、そして電流は、誘導性ロード５０の他端から、第二制御組４０のＮタイプ電界効果形トランジスタ４３のドレーン端４３ｂを経由して、ソース端４３ｃを経て電流を検出ための抵抗２１に流入して、最後に電源２０の陰極端２０ｂに戻って電流回路を形成し、誘導性ロード５０（モータ）が正方向の運転を開始する。
【００２９】
本発明は電流回路を有効に構成するので、通過する電流が抵抗２１で検出することができ、且つ抵抗２１の両端から電圧値を読み出し、前記電圧値はロードを流通する電流量を監視することができ、且つ電流を制限し又は制御する目的を達成することもできる。
【００３０】
同様のように、本発明に係る第一実施例の第一制御組３０のリレー３２のコイルが励起された後、リレースイッチ３１の片状バネ３５が移動され、すなわち、片状バネ３５は経常オフ接点３１２から経常オン接点３１３に移動し、このとき、共通接点３１１と経常オン接点３１３とが導通状態になると共に、電源２０はＮタイプ電界効果形トランジスタ３３のゲート端３３ａにプラス電圧を供給し、そうすると、Ｎタイプ電界効果形トランジスタ３３のドレーン端３３ｂとソース端３３ｃとが導通状態になる。
【００３１】
このとき、電源２０は陽極端２０ａから第二制御組４０のリレースイッチ４１の共通接点４１１へ流して、且つリレースイッチ４１の片状バネ４５が経常オフ接点４１２に位置されるので、電流が上記と逆の方向に誘導性ロード５０に流入して誘導性ロード５０を駆動し、そして電流は、誘導性ロード５０の他端から、第一制御組３０のＮタイプ電界効果形トランジスタ３３のドレーン端３３ｂを経由して、ソース端３３ｃを経て電流を検出ための抵抗２１に流入して、最後に電源２０の陰極端２０ｂに戻って電流回路を形成し、誘導性ロード５０（モータ）が逆方向の運転を開始する。
【００３２】
次に、第二実施例について説明する。第二制御組４０のリレー４２のコイルが励起された後、リレースイッチ４１の片状バネ４５が移動され、すなわち、片状バネ４５は経常オフ接点４１２から経常オン接点４１３に移動し、このとき、共通接点４１１と経常オン接点４１３とが導通状態になると共に、電源２０はＰタイプ電界効果形トランジスタ４３のゲート端４３ａにマイナス電圧を供給し、そうすると、Ｐタイプ電界効果形トランジスタ４３のドレーン端４３ｂとソース端４３ｃとが導通状態になる。
【００３３】
このとき、電源２０は第二制御組４０のＰタイプ電界効果形トランジスタ４３を通過して、誘導性ロード５０に流入して誘導性ロード５０を駆動し、誘導性ロード５０を経由した電流は、第一制御組３０のリレースイッチ３１の経常オフ接点３１２と共通接点３１１とを経由して、電流を検出ための抵抗２１に流入して、最後に電源２０に戻って電流回路を形成し、誘導性ロード５０が正方向の運転を開始する。
【００３４】
同様のように、本発明に係る第一制御組３０のリレー３２のコイルが励起された後、リレースイッチ３１の片状バネ３５が移動され、すなわち、片状バネ３５は経常オフ接点３１２から経常オン接点３１３に移動し、このとき、共通接点３１１と経常オン接点３１３とが導通状態になると共に、電源２０はＰタイプ電界効果形トランジスタ３３のゲート端３３ａにマイナス電圧を供給し、そうすると、Ｐタイプ電界効果形トランジスタ３３のドレーン端３３ｂとソース端３３ｃとが導通状態になる。
【００３５】
このとき、電源２０の電流は、Ｎタイプ電界効果形トランジスタ３３を経由した後、誘導性ロード５０を逆方向に駆動して、誘導性ロード５０を経由した電流は、第二制御組４０の経常オフ接点４１２を経由して、片状バネ４５によって共通接点４１１を経由して、電流を検出ための抵抗２１に流入して、最後に電源２０に戻って電流回路を形成し、誘導性ロード５０が逆方向の運転を開始する。        
【００３６】
本発明の制御原理は、リレーと電界効果形トランジスタとの組合により、電界効果形トランジスタのオン・オフは火花の発生を回避でき、また、本発明の他組のリレーのリレースイッチは経常オフ形態であるので、火花による接点の損壊は回避できる。
【００３７】
そのうちの一組のリレースイッチが誘導性ロード５０を駆動して運転させるときに、他組のリレースイッチが同時に動作すれば、二組の電界効果形トランジスタは同時に導通になり、このとき、誘導性ロードの前に充電された電流はこの二組の電界効果形トランジスタが導通された瞬間に放電し、実体の接点はないので、リレーの接点は保護され使用寿命が向上し、誤作動によるリレーの故障も防止できる。
【００３８】
本発明に係るダイオード３４,４４の両端がリレースイッチの共通接点と経常オフ接点とにそれぞれ接続するので、リレーのコイルへの電流供給が停止する時点では、誘導性ロード５０内に貯蔵されたエネルギーは、ダイオード３４,４４を介して電源２０へ流動して、各リレースイッチの共通接点に流入し、電流回路を形成し、貯蔵されたエネルギーを消耗し、このとき、リレースイッチの何れか一つの開放になる接点のエネルギーも即時にダイオード３４,４４によって消耗し、だから、リレースイッチの共通接点４１１,３１１には火花が発生しなく、接点を保護する目的が達成される（逆回転時の原理も同様）。
【００３９】
本発明は、第一制御組３０と第二制御組４０とによって電界効果形トランジスタ３３,４３を先に作動させ、使用者は、リレーを作動した後、遅延時間を待って電界効果形トランジスタを起動する必要がなく、制御はもっと簡単になり、製造コストが低減でき、一方、本発明は、二つの電界効果形トランジスタのゲート端と、二つのリレースイッチの経常オフ接点とを接続する方法により、二組のリレーが作動するときには、ロードで発生した電流が電界効果形トランジスタの内部に流動し、リレーの接点では火花が発生しなく、だから、接点の火花による損壊を防止でき、回路の信頼性と部品の使用寿命は向上する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】従来の回路概略図である。
【図２】本発明に係る第一実施例のシステム図である。
【図３】本発明に係る第二実施例のシステム図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０  誘導性ロード
１１,１２      リレー
１３,１３ａ    リレースイッチ
１３１，１３１ａ  共通接点
１３２，１３２ａ    経常オフ接点
１３３，１３３ａ    経常オン接点
１３４，１３４ａ    金属弾性片
１４      電界効果形トランジスタ
１５      直流電源                ２０ａ    陽極端
２０ｂ    陰極端                  ２１      抵抗
３０      第一制御組              ３１      リレースイッチ
３１１    共通接点                ３１２    経常オフ接点
３１３    経常オン接点            ３２      リレー
３３      電界効果形トランジスタ  ３３ａ    ゲート端
３３ｂ    ドレーン端              ３３ｃ    ソース端
３４      ダイオード              ３５      片状バネ
４０      第二制御組              ４１      リレースイッチ
４１１    共通接点                ４１２    経常オフ接点
４１３    経常オン接点            ４２      リレー
４３      電界効果形トランジスタ  ４３ａ    ゲート端
４３ｂ    ドレーン端              ４３ｃ    ソース端
４４      ダイオード              ４５      片状バネ
５０      誘導性ロード
【図１】
2007068286.tif 000003
【図２】
2007068286.tif 000004
【図３】
2007068286.tif 000005