(57)【要約】【課題】ラッチングリレーのセットコイル又はリセットコイルに電流を流すことなくラッチングリレーを制御する。【解決手段】第１磁性体を有する可動片を備えるラッチングリレーと、ラッチングリレー近傍に設けられ、第２磁性体を有する可動部と、を有し、可動部が動作することで第１磁性体と第２磁性体が接離し、第１磁性体と第２磁性体の間に働く磁力によりラッチングリレーの可動片を動作させることでラッチングリレーを制御する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１磁性体を有しリレー接点を接離する可動片を備え、コイルに電流を流すことで、可動片を移動するとともに、コイルの電流を停止した場合にも前記第１磁性体の磁力によって可動片の位置を保持するラッチングリレーと、
前記ラッチングリレーの近傍に設けられ、第２磁性体を有する可動部と、
を備え、
前記可動部の移動により、前記第２磁性体と前記第１磁性体とが近接・離隔し、前記第２磁性体と前記第１磁性体とが近接して両者間に磁力が作用することで前記可動片を所定位置に保持することを特徴とするラッチングリレー装置。
【請求項２】
請求項１に記載のラッチングリレー装置であって、前記ラッチングリレー及び前記可動部は携帯用機器に設けられることを特徴とするラッチングリレー装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のラッチングリレー装置であって、前記可動部は可動式プラグであることを特徴とするラッチングリレー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラッチングリレー装置に関する。特に、ラッチングリレーを外部から与える磁力により制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、電子機器における消費電力の抑制が重要な課題として認識されており、消費電力を抑制するために様々な技術が提案されている。例えば、特許文献１には、ＡＣ電源から供給される交流電圧をトランスに供給する１次回路と、トランスを介して１次回路から供給される交流電圧を整流し、充電池に供給する電圧を生成する２次回路とを有する充電器において、充電が完了したことを検出すると、２次回路における電圧の生成を停止すると共に、１次回路に入力される交流電圧をラッチングリレーにより遮断することで、消費電力を抑制する技術が開示されている。ラッチングリレーとは、コイルに電流を流し続けなくとも、そのオン・オフの状態を保持する機能を有するリレーである。一般リレーに比べて消費電力が少ないため、一般リレーに代えてラッチングリレーを用いることで電子機器の消費電力を抑制することができる。
【０００３】
特許文献１のように、ラッチングリレーは２次回路で生成される電流により制御されるのが一般的である。したがって、ラッチングリレーにより１次回路に供給される交流電圧を遮断してしまうと、２次回路に供給される電圧も遮断されてしまい、以後ラッチングリレーを制御するための電流を流すことができなくなり、ラッチングリレーを制御することができなくなってしまう。この問題を解決するため、特許文献１では、特許文献１の図１に示されるように、ラッチングリレーと並列にプッシュスイッチが設けられている。ラッチングリレーがオフしてしまい、ラッチングリレーを制御できなくなってしまった場合でも、プッシュスイッチをオンすることで、一時的に１次回路及び２次回路に電力が供給され、その間に２次回路からラッチングリレーに電流を流し、ラッチングリレーをオンさせることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−０１６９８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、１次回路に入力される交流電圧を遮断するラッチングリレーと並列にプッシュスイッチを設けることで、ラッチングリレーがオフの状態から再度オンさせることが可能になる。しかしながら、プッシュスイッチを設けることで、下記のようなデメリットを生じていた。第１に、プッシュスイッチを設けることでコストがかかり、製品の原価が上がってしまうことが挙げられる。このプッシュスイッチは、高圧である交流電圧を導通させることを目的としており、高圧電圧をスイッチングできるほどの耐圧が必要になるため、比較的高価であるプッシュスイッチを用いる必要がある。また、外国における使用をも考慮すると、より高い耐圧が必要になるため、より高価なプッシュスイッチを用いる必要がある。さらに、プッシュスイッチを取り付けるための加工費もかかることになる。第２に、プッシュスイッチを設けるとなると、電子機器の筺体に穴を設けなければならないため、防水・防塵性能の点で不利になることが挙げられる。
【０００６】
また、ラッチングリレー自体の問題として、携帯用機器にラッチングリレーを用いることができないという問題があった。後述するように、ラッチングリレーは磁性体である可動片の磁力により状態を保持するという性質を有している。したがって、振動を受けると磁力により保持されている可動片が移動してしまい、ラッチングリレーのオン・オフの状態が変化してしまう虞がある。そのため、振動を受ける可能性が高い携帯用機器にラッチングリレーを用いることができなかった。
【０００７】
そもそも、特許文献１においてプッシュスイッチが必要である理由は、ラッチングリレーの制御を電流にコイルを流すことにより行っているためである。そこで、本発明は、上記問題点を解決するために、ラッチングリレーのコイルに電流を流すことなく、ラッチングリレーを制御することができるラッチングリレー装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明は、第１磁性体を有する可動片を備えるラッチングリレーと、前記ラッチングリレーの近傍に設けられ、第２磁性体を有する可動部と、を備え、前記可動部は、前記第２磁性体と前記第１磁性体とが近接・離隔するように動作することを特徴とする。
【０００９】
（２）上記（１）に記載のラッチングリレー装置であって、前記ラッチングリレー及び前記可動部は携帯用機器に設けられることが好ましい。
【００１０】
（３）上記（１）又は（２）に記載のラッチングリレー装置であって、前記可動部は可動式プラグであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ラッチングリレーのコイルに電流を流すことなく、ラッチングリレーを制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一般的なラッチングリレーの動作の様子の一例を表した図である。
【図２】本発明の実施形態に係るラッチングリレー装置２及びその周辺回路を示す図である。
【図３】ラッチングリレー装置２の可動プラグ３０１及び永久磁石２００の動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施形態を説明する前に、一般的なラッチングリレーの動作を説明する。図１は、一般的なラッチングリレーの動作の様子の一例を表した図である。ラッチングリレー１は、鉄や半硬質磁性材料からなるＣ型のヨーク１００、リセットコイル１０１、セットコイル１０２、磁性体からなるコの字型の可動片１０３、可動片１０３に接続された可動接点１０４、及び固定接点１０５を備える。
【００１４】
図１（ａ）は、可動接点１０４と固定接点１０５が非接触である状態、すなわちラッチングリレー１がオフである状態を示している。図１（ａ）において、セットコイル１０２に電流が流れると、ヨーク１００内に矢印の向きに磁界が発生する。そして、ヨーク１００の第１端部１０６にＮ極が、ヨーク１００の第２端部１０７にＳ極がそれぞれ発生する。すると、可動片１０３のＳ極と第１端部１０６との間に吸引力が、可動片１０３のＳ極と第２端部１０７との間に反発力が生じる。その結果、可動片１０３が第１端部１０６に接するよう移動すると共に、可動接点１０４が移動し固定接点１０５に接触する。このように、ラッチングリレー１はセットコイル１０２に電流を流すことによりオンさせることができる。
【００１５】
図１（ｂ）は、ラッチングリレー１がオン状態で保持されている状態を示している。図１（ｂ）においては、セットコイル１０２及びリセットコイル１０１に電流は流れていない。そのため、ヨーク１００内に磁界は発生しておらず、磁性体である可動片１０３が発する磁力により可動片１０３とヨーク１００の接触が保持され、可動接点１０４と固定接点１０５が接触の状態で保持されている。
【００１６】
図１（ｃ）において、リセットコイル１０１に電流が流れると、ヨーク１００内に矢印の向き（図１（ａ）とは逆の向き）に磁界が発生する。そして、ヨーク１００の第１端部１０６にＳ極が、ヨーク１００の第２端部１０７にＮ極がそれぞれ発生する。すると、可動片１０３のＳ極と第１端部１０６との間に反発力が、可動片１０３のＳ極と第２端部１０７との間に吸引力が生じる。その結果、可動片１０３が第１端部１０６から離れるよう移動すると共に、可動接点１０４が移動し固定接点１０５と非接触となる。このように、ラッチングリレー１はリセットコイル１０１に電流を流すことによりオフさせることができる。
【００１７】
図１（ｄ）は、ラッチングリレー１がオフ状態で保持されている状態を示している。図１（ｄ）においては、セットコイル１０２及びリセットコイル１０１に電流は流れていない。そのため、ヨーク１０内に磁界は発生しておらず、図１（ｂ）と同じく、磁性体である可動片１０３が発する磁力により可動片１０３とヨーク１００の接触が保持され、可動接点１０４と固定接点１０５が非接触の状態で保持されている。
【００１８】
以上のように、一般的なラッチングリレーは、セットコイル１０２又はリセットコイル１０１に電流を流してヨーク１００に磁界を発生させ、それによって発生する可動片１０３とヨーク１００との間の吸引力及び反発力によりオン・オフの状態を切り替えている。そして、セットコイル１０２又はリセットコイル１０１に電流が流れていないときは、可動片１０３が発する磁力によりオン・オフの状態を保持している。
【００１９】
ラッチングリレー１は上述のように動作するため、外来磁気に弱いという特徴を有する。すなわち、可動片１０３が発する磁力よりも強い磁力が外部から近付けられると、その磁力により可動片１０３が移動させられてしまい、ラッチングリレーの状態が変化してしまう虞がある。そのため、従来においては、ラッチングリレーに外部から磁気を近付けることは避けられてきた。本発明は、ラッチングリレーが有するこの弱点を利用し、あえて外部から磁気を近付けることでラッチングリレーの状態を制御しようとするものである。
【００２０】
以下、本発明の一実施形態を、本発明に係るラッチングリレー装置が携帯電話等の充電器に用いられた場合を例に説明する。但し、以下の実施形態は例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００２１】
図２は、本発明の実施形態に係るラッチングリレー装置及びその周辺回路を示す図である。本実施形態に係るラッチングリレー装置２０及びその周辺回路は、ラッチングリレー１、永久磁石２００、交流電圧が入力される入力端子２０１、１次回路２１、トランス２０４、２次回路２２、出力端子２０９、充電池２１０を有する。ラッチングリレー１は、図１に示したものと同様であるため、詳細な説明は省略する。ラッチングリレー装置２０は、ラッチングリレー１と永久磁石２００とを含んで構成されている。また、１次回路２１は、整流回路２０２及びスイッチング回路２０３を含んで構成され、２次回路２２は、整流回路２０５、スイッチ２０６、検出回路２０７、及び制御回路２０８を含んで構成される。
【００２２】
ラッチングリレー装置２０は、入力端子２０１と１次回路２１の間に接続され、入力端子２０１に入力された交流電圧を１次回路２１に供給するか否かを制御する。すなわち、セットコイル１０２に電流が流れて可動接点１０４と固定接点１０５が接触すると（ラッチングリレー１がオンすると）、入力端子２０１に入力された交流電圧は１次回路２１に供給され、リセットコイル１０１に電流が流れて可動接点１０４と固定接点１０５が非接触となると（ラッチングリレー１がオフすると）、入力端子２０１に入力された交流電圧は１次回路２１に供給されないこととなる。
【００２３】
１次回路２１において、整流回路２０２は、入力される交流電圧を整流して直流電圧に変換し、スイッチング回路２０３へ供給する。スイッチング回路２０３は、直流電圧をスイッチング制御してパルス状の交流電圧を生成し、トランス２０４に供給する。
【００２４】
トランス２０４は、１次回路２１側のコイルにパルス状の交流電圧が供給されると、２次回路２２側のコイルに交流電圧を発生させ、発生させた交流電圧を２次回路２２に供給する。
【００２５】
２次回路２２において、整流回路２０５は、トランス２０４から供給された交流電圧を整流し、スイッチ２０６を介して出力端子２０９に出力する。また、スイッチ２０６と出力端子２０９の間に設けられた検出回路２０７は、出力端子２０９に出力される電圧値及び電流値を検出する。制御回路２０８は、検出回路２０７が検出した電圧値及び電流値に基づいて、出力端子２０９に接続された充電池２１０の充電が完了したか否かを判断し、充電が完了したと判断した場合は、消費電力を抑制するために、スイッチ２０６をオフにして充電池２１０への給電を停止すると共に、ラッチングリレー１のリセットコイル１０１に電流を流し、ラッチングリレー１をオフにする。
【００２６】
このように、消費電力を抑制するために制御回路２０８がラッチングリレー１をオフにすると、入力端子２０１から入力される交流電圧はラッチングリレー１で遮断され、１次回路２１に供給されなくなる。それに伴い、２次回路に供給される電圧も遮断され、制御回路２０８はラッチングリレー１のセットコイル１０２に電流を流すことができなくなり、ラッチングリレー１を再度オンさせることができなくなってしまう。
【００２７】
本実施形態では、ラッチングリレー近傍に設けられた可動部が備える永久磁石２００を可動片１０３に近付けることでラッチングリレー１をオンさせる。図２に示すように、ラッチングリレー１がオフの状態で、永久磁石２００を、そのＮ極が可動片１０３のＮ極へ近付けるように移動させると、可動片１０３のＮ極と永久磁石２００のＮ極との間で反発力が生じる。その反発力によって可動片１０３を移動させ、可動接点１０４と固定接点１０５とを接触させている、すなわち、ラッチングリレー１をオンさせている。
【００２８】
可動部と永久磁石２００の動作を、図３に基づいて説明する。図３は、ラッチングリレー装置２０の可動式プラグ３０１及び永久磁石２００の動作を示す図である。図３は、携帯電話等の充電器のＡＣプラグ近傍を拡大した部分を示している。携帯電話等の充電器のＡＣプラグは、充電器を使用しない場合には、携帯性を向上させるためにケース内に格納することができるようになっているのが一般的である。本実施例においても、可動式プラグ３０１は、ケース３００内に格納することができるように構成されている。
【００２９】
図３に示すように、可動部である可動式プラグ３０１は、永久磁石２００を備えており、ラッチングリレー１の可動片１０３と永久磁石２００が近接するようにラッチングリレー１近傍に設けられている。永久磁石２００は、図３（ａ）に示すように、可動式プラグ３０１がケース３００に格納されている状態において、ラッチングリレー１の可動片１０３を永久磁石２００の磁力により動作し得る程度に近接する位置に設けられる。
【００３０】
充電器を使用する場合は、図３（ｂ）に示すように、可動式プラグ３０１をケース３００に格納された位置から９０度乃至１８０度回転させて使用する。可動式プラグ３０１を回転させると、永久磁石２００も移動することになる。可動式プラグ３０１がケース３００に収められた位置から９０度乃至１８０度回転させられた状態では、永久磁石２００は、その磁力により可動片１０３が移動させられず、また、ラッチングリレー１のリセットコイル１０１に電流が流れた場合のオフ動作に影響が無い程度に可動片１０３から離隔される。
【００３１】
上述の構造を踏まえ、本実施形態のラッチングリレー装置２０が用いられている充電器を使用する場合の一連の動作を説明する。
【００３２】
まず、充電池２１０の充電が完了すると、制御回路２０８がリセットコイル１０１に電流を流し、ラッチングリレー１をオフにする。充電が完了すると、可動式プラグ３０１はＡＣコンセントから引き抜かれ、ケース３００に格納される。すると、永久磁石２００がラッチングリレー１の可動片１０３に近接し、永久磁石２００の磁力により可動片１０３が移動し、ラッチングリレー１がオンとなる。そして、再度充電器が使用される場合、可動式プラグ３０１は９０度乃至１８０度回転させられ、ＡＣコンセントに挿入される。このとき、ラッチングリレー１はオン状態であるから、入力端子２０１から入力される電力は、ラッチングリレー１を介し１次回路２１及び２次回路２２に供給され、制御回路２０８を機能させると共に、充電池２１０を充電することができる。また、充電器の使用中は永久磁石２００と可動片１０３は離隔されているため、永久磁石２００は、充電が完了した際に、制御回路２０８がリセットコイル１０１に電流を流してラッチングリレー１をオフにする動作には何ら影響を及ぼさない。
【００３３】
上述の通り、本実施形態によれば、セットコイル１０１に電流を流すことなく、ラッチングリレー１をオンさせることができる。したがって、特許文献１のように、セットコイル１０１に電流を流すためのプッシュスイッチ等の機構を設ける必要がなくなる。そのため、プッシュスイッチ等の機構のコストや筐体の加工費等のコストを削減することができる。また、筐体にプッシュスイッチを取り付けるための穴等を設ける必要がないため、製品の防水・防塵性能の低下を防ぐことができる。
【００３４】
また、ＡＣコンセントから可動式プラグ３０１を引き抜いた後、可動式プラグ３０１をケース３００に格納することは一般的に行われているところ、可動式プラグ３０１に永久磁石２００を設けることで、可動式プラグ３０１をケース３００に格納するだけで、スイッチを押す等の追加の動作を行うことなく充電完了後にオフとなったラッチングリレー１を自動的に再度オンさせることができる。
【００３５】
さらに、本実施形態に係る充電器を携行中に、振動や衝撃等によりラッチングリレー１の状態が変化してしまったとしても、可動片１０３に永久磁石２００を近接させることで、いつでもラッチングリレー１をオンの状態へ戻すことが可能になる。また、携行中に可動式プラグ３０１をケース３００に格納しておくことで、携行中はラッチングリレー１の可動片１０３と永久磁石２００が近接した状態にあり、ラッチングリレー１をオンさせる力が働き続けることになる。従って、可動片１０３の状態保持力が高まり、振動や衝撃等によりラッチングリレーのオン・オフの状態が変化してしまう虞を少なくすることができる。従来は、ラッチングリレーの状態保持力が弱いことを理由に、ラッチングリレーを携帯用機器に用いることはできなかったが、本実施形態のようにラッチングリレー装置２０を用いることで、ラッチングリレーを携帯用機器にも用いることが可能になる。このことにより、携帯用機器においても、ラッチングリレーを用いた消費電力の抑制が可能になる。
【００３６】
なお、本実施形態においては、ラッチングリレー１の可動片１０３に永久磁石２００を近接させることでラッチングリレー１をオンさせているが、機器の使用開始時にラッチングリレー１がオフであることが望ましい場合においては、例えば本実施形態とは永久磁石２００の極性を逆にして、可動片１０３に永久磁石２００を近接させることでラッチングリレー１をオフさせるようにすることも可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１  ラッチングリレー、２０  ラッチングリレー装置、２１  １次回路、２２  ２次回路、１００  ヨーク、１０１  リセットコイル、１０２  セットコイル、１０３  可動片、１０４  可動接点、１０５  固定接点、１０６  第１端部、１０７  第２端部、２００  永久磁石、２０１  入力端子、２０２，２０５  整流回路、２０３  スイッチング回路、２０４  トランス、２０６  スイッチ、２０７  検出回路、２０８  制御回路、２０９  出力端子、２１０  充電池、３００  ケース、３０１  可動式プラグ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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