(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源にリレーの接点を介して接続された負荷と、この負荷をＯＮまたはＯＦＦのいずれに制御するかの指示が入力される制御入力と、この制御入力を交流電源の位相に同期化する同期化手段と、前記リレーの開放タイミングを生成する開放タイミング生成手段と、この開放タイミング生成手段が生成した開放タイミングに応じて前記接点が閉成するまでには至らない幅のパルスを発生するパルス発生手段と、前記リレーを励磁するリレー駆動手段からなり、前記開放タイミング生成手段を、前記同期化手段の出力のＯＮからＯＦＦへの変化から計時するＯＦＦ後タイマーと、前記制御入力がＯＮからＯＦＦへ変化した後に前記リレーの接点の開離後の再閉成を検出する再閉成検出手段と、この再閉成検出手段の検出結果を記憶する記憶手段と、この記憶手段の記憶情報に基づきパルス発生手段からパルスを発生する構成とし、前記リレー駆動手段を前記制御入力がＯＮの時又は前記パルス発生手段がパルスを発生している時に駆動するリレー駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、継電器の電気回路装置、特に継電器線輪に対して付勢電流を供給するためのリレー駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、リレー駆動装置の構成は、一般的に図６で示したものが知られている。
【０００３】
図６は、従来のリレー駆動装置の構成を示すブロック図であり、リレー１０６と、リレー１０６の接点１０６ｂに接続される負荷１０７と、負荷１０７をＯＮまたはＯＦＦのいずれに制御するかの指示が入力される制御入力１０１と、制御入力がＯＮの時にリレー１０６を励磁するリレー駆動手段１０５から構成されている。
【０００４】
以下、図６で示す従来のリレー駆動装置の動作について説明する。制御入力１０１に負荷１０７をＯＮまたはＯＦＦのいずれに制御するかの指示が入力されるとリレー駆動手段１０５がリレー１０６のコイル１０６ａへの励磁を制御してリレー１０６の接点１０６ｂが閉成、開離することにより負荷が指示に合わせて稼働する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の構成のリレー駆動装置は、一般的に知られている継電器の反跳の内、全般的な可動部の振動に起因して比較的長い周期で接点が開閉を反復するバウンシング現象（ＪＥＭ−１１３９  電力用保護継電器用語）、特に開放時にバックストップへのアマチュアの衝突によって起こるリバウンドで開離接点が再閉成する過渡的応答（以下単にバウンシングという。）が起きた場合に、当初の接点の開離から再閉成、再開離するまでの時間が比較的長いため、当初の接点の開離のみならず再開離の時にもアーク放電等の接点寿命に関わる現象が発生し、接点開閉寿命を直接的に短くするばかりでなく、さらに「リレー寿命を強化したスイッチング装置と方法」（特開平６−２０５５１号公報）や「リレー駆動装置」（特開平５−２１７４７６号公報）などの様に交流電源などに同期してゼロクロス点近傍でリレーの接点を開離、閉成を行い、小さな開閉容量のリレーで大容量の負荷を制御しようとした際に、当初の意図した開離ではゼロクロス点近傍で開離できるので接点に負担をかけずに開離できるものの、バウンシングによる再開離では当初の意図した開離から比較的長い時間経過後にタイミングの制御なく再開離するため、交流電源に同期せずしてリレーの接点の開離・閉成を行う状態と同様の負荷に見合ったアーク放電等を引き起こし、小さな開閉容量のリレーにとって大きすぎる負担を与えてしまい、接点開閉寿命を大幅に短くしてしまう、という課題を有していた。さらに、バウンシングによるリレー接点の再閉成、再開離により負荷が誤動作してしまうという課題をも有していた。
【０００６】
本発明は、このような従来の課題を解決し、バウンシングを抑えることにより負荷の誤動作を抑えたリレー駆動装置を提供し、かつ、接点開閉寿命が短くなることを抑えたリレー駆動装置を提供すると共に、交流電源などに同期してゼロクロス点近傍でリレーの接点を開離、閉成を行う際に、バウンシングを抑えることにより負荷に見合ったアーク放電を抑え、小さな開閉容量のリレーにとって大きすぎる負担を抑えて接点開閉寿命が短くなることを大幅に抑えたリレー駆動装置を提供する事を目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明によるリレー駆動装置は、リレーと、前記リレーの接点に接続される負荷と、前記負荷をＯＮまたはＯＦＦのいずれに制御するかの指示が入力される制御入力と、前記リレーの開放タイミングを生成する開放タイミング生成手段と、前記開放タイミング生成手段が生成した開放タイミングに応じて前記リレーの接点が閉成するまでには至らない幅のパルスを発生するパルス発生手段と、前記制御入力がＯＮの時と前記パルス発生手段がパルスを発生している時に前記リレーを励磁するリレー駆動手段との構成を有するものである。
【０００８】
この構成によれば、バウンシングを抑えることができるので、負荷の誤動作が抑えられるリレー駆動装置が提供でき、接点開閉寿命が短くなることが抑えられるリレー駆動装置が提供できると共に、交流電源などに同期してゼロクロス点近傍でリレーの接点を開離、閉成を行う際にも、バウンシングを抑えることができるので負荷に見合ったアーク放電が抑えられ、小さな開閉容量のリレーにとって大きすぎる負担を抑えて接点開閉寿命が短くなることを大幅に抑えられるリレー駆動装置が得られる。
【０００９】
本発明の請求項１に記載の発明は、接点を有するリレーと、前記接点に接続される負荷と、この負荷をＯＮまたはＯＦＦのいずれに制御するかの指示が入力される制御入力と、この制御入力を交流電源の位相に同期化する同期化手段と、この同期化手段の出力のＯＮからＯＦＦへの変化から計時するＯＦＦ後タイマーと、前記制御入力がＯＮからＯＦＦへ変化した後にリレーの接点の開離後の再閉成を検出する再閉成検出手段と、この再閉成検出手段の検出結果を記憶する記憶手段と、この記憶手段の記憶情報に基づきパルスを発生するパルス発生手段と、前記リレーを励磁するリレー駆動手段からなり、このリレー駆動手段を前記制御入力がＯＮの時又は前記パルス発生手段がパルスを発生している時に駆動するので、実際に起こる接点の再閉成の状況に合わせてパルス発生を制御することにより、バウンシングを抑えることができるという作用を有する。
【００１４】
以下、本発明の一実施の形態について図１から図５を用いて説明する。
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態におけるリレー駆動装置の構成を示すブロック図である。図１において、１は制御入力、３は開放タイミング生成手段、４はパルス発生手段、５はリレー駆動手段、６はリレー、７は負荷であり、リレー６はコイル６ａと接点６ｂとで構成されている。
【００１５】
以下に、図１を用いて同実施の形態における動作を説明する。
制御入力１に負荷７をＯＦＦからＯＮへ制御するように指示の変化が入力されるとリレー駆動手段５がリレー６のコイル６ａを励磁してリレー６の接点６ｂが閉成することにより負荷７が指示に合わせて稼働する。逆に制御入力１に負荷７をＯＮからＯＦＦへと制御するよう指示の変化が入力されると、リレー駆動手段５がリレー６のコイル６ａの励磁を止め、リレー６が開放を開始する。
【００１６】
一方接点６ｂが解離するのに前後して開放タイミング生成手段３がリレー６の開放タイミングを生成し、リレー６の開放タイミングに応じてパルス発生手段４がリレー６の接点６ｂが閉成するまでには至らない幅のパルスを発生し、リレー６の開放途中すなわちリレー６のアマチュアがリレー６のバックストップへ衝突する前にリレー駆動手段５がリレー６の接点６ｂが閉成するまでには至らない幅でリレー６のコイル６ａをパルス駆動し、リレー６における開放時のアマチュアのバックストップへの衝突の際の衝撃を緩和しリバウンドを抑え、リレー６の接点６ｂのバウンシングによる再閉成、再開離を抑えて、負荷７の稼働を止める。
【００１７】
以上のように同実施の形態によれば、バウンシングを抑えることにより負荷の誤動作を抑えることができ、さらに不要なリレー接点の再閉成・再開離を抑えられることにより接点開閉寿命が短くなることを抑えることができると共に、交流電源などに同期してゼロクロス点近傍でリレーの接点を開離・閉成を行う際に、バウンシングを抑えることにより負荷に見合ったアーク放電を抑えるため、小さな開閉容量のリレーにとって大きすぎる負担を抑えて接点開閉寿命が短くなることを大幅に抑えることができるという有利な効果が得られる。
【００１８】
なお、本実施の形態では、制御入力１、開放タイミング生成手段３、パルス発生手段４、リレー駆動手段５を独立した構成としたが、これらの構成要素の機能の一部または全てをマイクロコンピュータとその周辺回路で包括的に構成しても同様の効果が得られる。
【００１９】
また、本実施の形態では構成要素の一部として開放タイミング生成手段３としたが、タイムベースで一部または全てのシーケンスを制御するシステムにあっては、シーケンスを制御する制御手段によりタイミングを生成しても同様の効果が得られる。
【００２０】
また、本実施の形態では構成要素の一部としてパルス発生手段４としたが、タイムベースで一部または全てのシーケンスを制御するシステムにあっては、シーケンスを制御する制御手段により再ＯＮタイミングと再ＯＦＦタイミングの時間差をリレー６の接点６ｂが閉成するまでには至らない幅に制御しても同様の効果が得られる。
【００２１】
さらに、本実施の形態では構成要素の一部としてリレー６の接点構成をａ接点で１回路構成としたが、リレー６の接点構成に関わらず同様の効果が得られる。
【００２２】
（実施の形態２）
図２は本発明の第２の実施の形態におけるリレー駆動装置の構成を示すブロック図である。図２において、２１は制御入力、２３はＯＦＦ後タイマー手段、２４はパルス発生手段、２５はリレー駆動手段、２６はリレー、２７は負荷であり、リレー２６はコイル２６ａと接点２６ｂとで構成されている。
【００２３】
以下に、図２を用いて同実施の形態における動作を説明する。
制御入力２１に負荷２７をＯＦＦからＯＮへと制御するように指示の変化が入力されるとリレー駆動手段２５がリレー２６のコイル２６ａを励磁してリレー２６の接点２６ｂが閉成することにより負荷２７が指示に合わせて稼働する。逆に制御入力２１に負荷２７をＯＮからＯＦＦへと制御するよう指示の変化が入力されると、リレー駆動手段２５がリレー２６のコイル２６ａの励磁を止めリレー２６が開放を開始する。
【００２４】
一方制御入力２１のＯＮからＯＦＦへ変化するとＯＦＦ後タイマー手段２３が計時し、ＯＦＦ後タイマー手段２３が一定値に達するとパルス発生手段２４がリレー２６の接点２６ｂが閉成するまでには至らない幅のパルスを発生し、リレー２６の開放途中すなわちリレー２６のアマチュアがリレー２６のバックストップへ衝突する前にリレー駆動手段２５がリレー２６の接点２６ｂが閉成するまでには至らない幅でリレー２６のコイル２６ａをパルス駆動し、リレー２６における開放時のアマチュアのバックストップへの衝突の際の衝撃を緩和してリバウンドを抑え、リレー２６の接点２６ｂのバウンシングによる再閉成・再開離を抑えて、負荷２７の稼働を止める。ここで一定値とは、概ねリレー駆動手段２５の励磁遅れ時間とリレー２６の開放遅れ時間との合計値を指す。
【００２５】
以上のように同実施の形態によれば、マイクロコンピュータ応用機器等では特別なハードウェアを必要としないで実現可能な計時機能で実現できるＯＦＦ後タイマー手段を利用できるため、大型化を抑え、またコストを押し上げることを抑えてバウンシングを抑えることができるという有利な効果が得られる。
【００２６】
なお、本実施の形態では、制御入力２１、ＯＦＦ後タイマー手段２３、パルス発生手段２４、リレー駆動手段２５を独立した構成としたが、これらの構成要素の機能の一部または全てをマイクロコンピュータとその周辺回路で包括的に構成しても同様の効果が得られる。
【００２７】
（実施の形態３）
図３は本発明の第３の実施の形態におけるリレー駆動装置の構成を示すブロック図である。図３において、４１は制御入力、４２は同期化手段、４３はＯＦＦ後タイマー手段、４４はパルス発生手段、４５はリレー駆動手段、４６はリレー、４７は交流負荷、４８は交流電源であり、リレー４６はコイル４６ａと接点４６ｂとで構成されている。
【００２８】
以下に、図３を用いて同実施の形態における動作を説明する。
制御入力４１に負荷４７をＯＦＦからＯＮへと制御するよう指示の変化が入力されると同期化手段４２が制御入力４１の変化を交流電源４８の位相に同期化した後に、リレー駆動手段４５がリレー４６のコイル４６ａを励磁してリレー４６の接点４６ｂが閉成することにより負荷４７が指示に合わせて稼働する。逆に制御入力４１に負荷４７をＯＮからＯＦＦへと制御するように指示の変化が入力されると、同期化手段４２が指示の変化を交流電源４８の位相に同期化した後に、リレー駆動手段４５がリレー４６のコイル４６ａの励磁を止めリレー４６が開放を開始する。
【００２９】
一方同期化手段４２が制御入力４１の変化を交流電源４８の位相に同期化した後に、ＯＦＦ後タイマー手段４３が計時し、ＯＦＦ後タイマー手段が一定値に達するとパルス発生手段４４がリレー４６の接点４６ｂが閉成するまでには至らない幅のパルスを発生し、リレー４６の開放途中すなわちリレー４６のアマチュアがリレー４６のバックストップへ衝突する前にリレー駆動手段４５がリレー４６の接点４６ｂが閉成するまでには至らない幅でリレー４６のコイル４６ａをパルス駆動し、リレー４６における開放時のアマチュアのバックストップへの衝突の際の衝撃を緩和しリバウンドを抑え、リレー４６の接点４６ｂのバウンシングによる再閉成・再開離を抑えて、交流負荷４７の稼働を止める。ここで一定値とは、概ねリレー駆動手段４５の励磁遅れ時間とリレー４６の開放遅れ時間との合計値を指す。
【００３０】
以上のように本発明によるリレー駆動装置は、交流電源などに同期してゼロクロス点近傍でリレーの接点を開離、閉成を行う際に、バウンシングを抑えることにより負荷に見合ったアーク放電を抑え、小さな開閉容量のリレーにとって大きすぎる負担を抑えて接点開閉寿命が短くなることを大幅に抑えることができるという有利な効果が得られる。
【００３１】
なお、本実施の形態では、制御入力４１、同期化手段４２、ＯＦＦ後タイマー手段４３、パルス発生手段４４、リレー駆動手段４５を独立した構成としたが、これらの構成要素の機能の一部または全てをマイクロコンピュータとその周辺回路で包括的に構成しても同様の効果が得られる。
【００３２】
（実施の形態４）
図４は本発明の第４の実施の形態におけるリレー駆動装置の構成を示すブロック図である。図４において、６１は制御入力、６２は同期化手段、６３はＯＦＦ後タイマー手段、６４はパルス発生手段、６５はリレー駆動手段、６６はリレー、６７は交流負荷、６８は交流電源、６９は再閉成検出手段、７０は記憶手段であり、リレー６６はコイル６６ａと接点６６ｂとで構成されている。
【００３３】
以下に、図４を用いて同実施の形態における動作を実施の形態３と同様の部分については省いて説明する。
【００３４】
制御入力６１に入力される指示に従って何度か交流負荷６７を制御する中で、再閉成検出手段６９はリレー６６の接点６６ｂの再閉成の発生の有無、タイミング、再閉成時間等の状況を検出し、記憶手段７０は再閉成検出手段の検出結果を記憶する。パルス発生手段６４は記憶手段７０に記憶される再閉成検出手段７０の何度かの検出結果に基づき、リレー６６のバウンシングの発生を抑えるようパルスの発生のパルス幅、発生遅延、パルスの有無等を制御してより確実にリレー６６のバウンシングを抑える。
【００３５】
以上のように本発明によるリレー駆動装置は、実際に起こった再閉成の状況に合わせてパルス発生を制御することができ、リレーのバラツキ、経時変化、周囲の状況等によるバウンシングの変化を補償することができるため、より確実にバウンシングを抑えることができるという有利な効果が得られる。
【００３６】
なお、本実施の形態では、制御入力６１、同期化手段６２、ＯＦＦ後タイマー手段６３、パルス発生手段６４、リレー駆動手段６５、再閉成検出手段６９、記憶手段７０を独立した構成としたが、これらの構成要素の機能の一部または全てをマイクロコンピュータとその周辺回路で包括的に構成しても同様の効果が得られる。
【００３７】
また、本実施の形態では交流電源システムとして説明したが、交流負荷６７、交流電源６８をそれぞれ直流負荷、直流電源と置き換え、同期化手段を取り除くことにより、直流電源システムであっても、同様の効果が得られる。
【００３８】
（実施の形態５）
図５は本発明の第５の実施の形態におけるリレー駆動装置の構成を示すブロック図である。図５において、８１は制御入力、８４はパルス発生手段、８５はリレー駆動手段、８６はリレー、８７は負荷、９１は開離検出手段であり、リレー８６はコイル８６ａと接点８６ｂとで構成されている。
【００３９】
以下に、図５を用いて同実施の形態における動作を説明する。
制御入力８１に負荷８７をＯＦＦからＯＮへと制御するよう指示の変化が入力されるとリレー駆動手段８５がリレー８６のコイル８６ａを励磁してリレー８６の接点８６ｂが閉成することにより負荷８７が指示に合わせて稼働する。逆に制御入力８１に負荷８７をＯＮからＯＦＦへと制御するよう指示の変化が入力されると、リレー駆動手段８５がリレー８６のコイル８６ａの励磁を止め、リレー８６が開放を開始する。リレー８６の開放に従ってリレー８６の接点８６ｂが開離すると開離検出手段９１が開離を検出する。開離検出手段９１の検出タイミングに応じてパルス発生手段８４がリレー８６の接点８６ｂが閉成するまでには至らない幅のパルスを発生し、リレー８６の開放途中すなわちリレー８６のアマチュアがリレー８６のバックストップへ衝突する前にリレー駆動手段８５がリレー８６の接点８６ｂが閉成するまでには至らない幅でリレー８６のコイル８６ａをパルス駆動し、リレー８６における開放時のアマチュアのバックストップへの衝突の際の衝撃を緩和しリバウンドを抑え、リレー８６の接点８６ｂのバウンシングによる再閉成、再開離を抑えて、負荷８７の稼働を止める。
【００４０】
以上のようにして得られるリレー駆動装置は、リレーの接点の開離が始まってからパルス駆動を開始することにより、リレーの特性バラツキや周囲の状況や接点の開閉回数等の影響を少なくしてバウンシングを抑えることができるという有利な効果が得られる。
【００４１】
なお、本実施の形態では、制御入力８１、パルス発生手段８４、リレー駆動手段８５、開離検出手段９１を独立した構成としたが、これらの構成要素の機能の一部または全てをマイクロコンピュータとその周辺回路で包括的に構成しても同様の効果が得られる。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように本発明によるリレー駆動装置は、バウンシングが起きる過程の中で、リレーがリレーの接点が閉成するまでには至らない程度に励磁されることにより、バックストップへのアマチュアの衝突を減じ、さらにこのことがリバウンドをも減じることにより、バウンシングを抑え、負荷の誤動作を抑えたリレー駆動装置を提供し、さらに接点開閉寿命が短くなることを抑えたリレー駆動装置を提供すると共に、交流電源などに同期してゼロクロス点近傍でリレーの接点を開離・閉成を行う際に、バウンシングを抑えることにより負荷に見合ったアーク放電を抑え、小さな開閉容量のリレーにとって大きすぎる負担を抑えて接点開閉寿命が短くなることを大幅に抑えたリレー駆動装置を提供することができるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１によるリレー駆動装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態２によるリレー駆動装置の構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態３によるリレー駆動装置の構成を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態４によるリレー駆動装置の構成を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態５によるリレー駆動装置の構成を示すブロック図
【図６】従来のリレー駆動装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
１  制御入力
３  開放タイミング生成手段
４  パルス発生手段
５  リレー駆動手段
６  リレー
６ａ  コイル
６ｂ  接点
７  負荷
２１  制御入力
２３  ＯＦＦ後タイマー手段
２４  パルス発生手段
２５  リレー駆動手段
２６  リレー
２６ａ  コイル
２６ｂ  接点
２７  負荷
４１  制御入力
４２  同期化手段
４３  ＯＦＦ後タイマー手段
４４  パルス発生手段
４５  リレー駆動手段
４６  リレー
４６ａ  コイル
４６ｂ  接点
４７  交流負荷
４８  交流電源
６１  制御入力
６２  同期化手段
６３  ＯＦＦ後タイマー手段
６４  パルス発生手段
６５  リレー駆動手段
６６  リレー
６６ａ  コイル
６６ｂ  接点
６７  交流負荷
６８  交流電源
６９  再閉成検出手段
７０  記憶手段
８１  制御入力
８４  パルス発生手段
８５  リレー駆動手段
８６  リレー
８６ａ  コイル
８６ｂ  接点
８７  負荷
９１  開離検出手段
１０１  制御入力
１０５  リレー駆動手段
１０６  リレー
１０６ａ  コイル
１０６ｂ  接点
１０７  負荷
【図１】
0003755286.tif 000002
【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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