JP2001060859A - ソリッドステートリレー - Google Patents

ソリッドステートリレー

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JP2001060859A
JP2001060859A JP11235163A JP23516399A JP2001060859A JP 2001060859 A JP2001060859 A JP 2001060859A JP 11235163 A JP11235163 A JP 11235163A JP 23516399 A JP23516399 A JP 23516399A JP 2001060859 A JP2001060859 A JP 2001060859A
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JP11235163A
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Ikuo Matsukawa
郁雄 松川
Yoshihisa Toki
佳久 土岐
Akiyuki Nakayama
晃行 中山
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Omron Corp
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Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 CTを別途配線する必要がない配線工数を低
減したソリッドステートリレーを提供する。 【解決手段】 出力素子であるトライアックを内蔵した
素子モジュール20の端子部21および配線基板16の
端子部25の取付孔を貫通する導体材としての連結シャ
フト12を、ナット27で取付け、CT19を保持した
絶縁性のCTホルダ28の筒部28aを連結シャフト1
2に嵌合させることにより、該連結シャフト12がCT
19のトロイダルコイルの中空部を貫通した状態で筺体
に組み込み、前記連結シャフト12の上端を、当該ソリ
ッドステートリレーの出力端子としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ソリッドステート
リレーに関し、さらに詳しくは、電流センサを内蔵した
ソリッドステートリレーに関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、温度調節器によってソリッドス
テートリレーを介してヒータの通電制御などを行う場合
には、ヒータの断線を検出するために、計測に必要に小
電流にするCT(変流器)を用いたCT型電流センサが
用いられている。
【0003】従来では、CT型電流センサおよび断線検
出器は、ユーザが準備してそれらを接続するようにして
いたが、配線が繁雑で工数が多くなり、誤配線を生じ易
いという難点がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このため、図15に示
されるように、ユーザの利便性を考慮して断線検出回路
を内蔵したソリッドステートリレーとして電力調整器6
0もあるが、このような電力調整器60では、CT61
を、断線検出回路が内蔵された電力調整器60とは別に
配線し、さらに、このCT61を電力調整器60に接続
しなければならず、配線工数が多いという難点がある。
【0005】本発明は、上述の点に鑑みて為されたもの
であって、CTを別途配線する必要がない配線工数を低
減したソリッドステートリレーを提供することを目的と
する。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明では、上述の目的
を達成するために、次のように構成している。
【0007】すなわち、本発明のソリッドステートリレ
ーは、CT型電流センサを内蔵したものであって、CT
のコイル中空部に、一次側の貫通配線となる導体材を配
置し、該導体材の一端が出力素子に接続される一方、他
端が当該ソリッドステートリレーの出力側とされるもの
である。
【0008】ここで、出力素子とは、サイリスタやトラ
イアックなどのソリッドステートリレーに使用される出
力用の素子をいう。
【0009】本発明によると、CTを、当該ソリッドス
テートリレーと別途配線する必要がなく、配線工数が削
減され、さらに、導体材を、コイルの中空部に配置して
出力素子に接続すると、CTの一次側の貫通配線が同時
になされることになる。
【0010】また、本発明のソリッドステートリレーの
一実施態様においては、前記導体材が、前記CTを保持
する保持部材を兼用するとともに、前記他端が、当該ソ
リッドステートリレーの出力端子とされるものである。
【0011】本発明によると、導体材を組み付けること
で、CTの一次側の貫通配線がなされると同時に、当該
ソリッドステートリレーの出力端子が取り付けられるこ
とになり、さらに、CTの保持も図られることになる。
【0012】また、本発明のソリッドステートリレーの
他の実施の形態においては、前記導体材が、柱状であっ
て、その両端にネジ部あるいは前記両端を貫通する貫通
孔を有するものである。
【0013】ここで、柱状とは、三角、四角あるいは五
角以上の多角柱状、さらに、円柱状をいい、その両端の
ネジ部は、雄ネジ部または雌ネジ部のいずれであっても
よい。
【0014】本発明によると、導体材が柱状であるの
で、貫通配線として取り扱い易く、この導体材を、コイ
ルの中空部に容易に配置できるとともに、その両端のネ
ジ部や貫通孔を利用して出力用の端子ネジや出力素子と
の接続用の端子ネジを容易に接続できる。
【0015】さらに、本発明のソリッドステートリレー
の他の実施の形態においては、CTの終端抵抗を複数備
えるとともに、切替操作によっていずれかの終端抵抗を
切替選択するものであり、この発明によると、検出する
電流値に応じた終端抵抗を選択できる。
【0016】また、本発明のソリッドステートリレーの
一実施態様においては、前記CTを、当該ソリッドステ
ートリレーの筺体に装備されたコネクタ部に着脱自在と
しており、この発明によると、検出する電流値に応じて
巻数の異なるCTを選択できる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、図面によって本発明の実施
の形態について詳細に説明する。
【0018】(実施の形態1)図1は、本発明の一つの
実施の形態に係るソリッドステートリレーの外観を示す
斜視図であり、図2は、図1のカバーを外した状態の斜
視図である。
【0019】この実施の形態のソリッドステートリレー
1は、ヒートシンク2に取り付けられるベース3と、こ
のベース3に係止連結されるケース4とによって筺体が
構成されており、ケース4には、揺動自在にカバー5が
取り付けられる。
【0020】このソリッドステートリレー1のケース4
の上面には、動作状態および警報出力の表示部6が臨設
されるとともに、検出感度を調整するための設定ボリウ
ム7、動作状態と設定状態を切り換える設定スイッチ8
およびデイップスイッチからなる負荷電流選択スイッチ
9が操作可能に設けられている。カバー5の下方には、
後述する電源、グランド、入力、ヒータ断線出力、SS
Rショート出力の5つの端子10からなる端子ブロック
が配設されている。
【0021】図3は、図2のケース4を外した状態の斜
視図であり、図4は、図3の第1の配線基板11を外し
た状態の斜視図である。
【0022】ベース3の長手方向の両側には、負荷電源
および負荷としてのヒータにそれぞれ接続される第1,
第2の出力端子12,13が設けられる。
【0023】ベース3の両側の周縁部の各2箇所には、
鉤型の係止片14が立設されており、これら係止片14
に、図1,2のケース4の両側面に形成された係止孔1
5を係止することで、ベース3にケース4が連結される
ように構成されている。
【0024】筺体内には、第1,第2の配線基板11,
16が、コネクタ17を介して接続されて上下に配置さ
れており、上側の第1の配線基板11には、上述のスイ
ッチ8、表示用のLED18、端子ブロックなどが実装
されるとともに、後述の電流検出回路および故障検出回
路などを構成する図示しない回路素子が実装されてい
る。
【0025】下側の第2の配線基板16には、第1の配
線基板11との接続用の上述のコネクタ17が立設され
るとともに、制御回路などを構成する図示しない回路素
子が実装されている。
【0026】この実施の形態のソリッドステートリレー
1は、CT型電流センサを内蔵しており、このCT(変
流器)19が、後述のようにして装備されている。
【0027】すなわち、図5は、第2の配線基板16、
素子モジュール20およびCT19の取り付け状態を説
明するための分解斜視図であり、図6および図7は、そ
の組み立て状態の斜視図である。
【0028】出力素子としてトライアックを樹脂モール
ドした素子モジユール20は、その長手方向の両側に、
上述の第1,第2の出力端子12,13に対応する屈曲
された第1,第2の端子部21,22を有するととも
に、一方側にゲート端子23が突設されており、このゲ
ート端子23が、第2の配線基板16に接続される。さ
らに、この素子モジユール20には、長手方向の両側
に、ヒートシンク2に取り付けるための取付部24が延
出されており、各取付部24には、ヒートシンク2にネ
ジ止めするための取付溝24aが形成されている。
【0029】この素子モジユール20の上側に配置され
る第2の配線基板16は、上述の第1の出力端子12に
対応する屈曲形成された第1の端子部25と、上述の第
2の出力端子13となる屈曲形成された第2の端子部1
3とを有している。
【0030】この実施の形態では、ソリッドステートリ
レー1の第1の出力端子12となるとともに、CTの一
次側の貫通配線となる導体材としての連結シャフト12
を備えており、この連結シャフト12は、CT19のテ
ープを巻回されて含浸されたトロイダルコイルの中空部
19aを貫通するように配設される四角柱状の貫通部1
2aと、その下端から延出された雄ネジ部12bとを有
し、この雄ネジ部12bを、第2の配線基板16および
素子モジユール20の第1の端子部25,21の取付孔
を挿通させてナット27で締め付けて取り付けるように
構成している。また、この連結シャフト12の貫通部1
2aの上端側には、当該ソリッドステートリレー1の第
1の出力端子12を、負荷電源に接続するための出力用
の端子ネジが螺合する雌ネジ部12cが形成されてい
る。
【0031】CT19を保持する絶縁性のCTホルダ2
8は、中央部に、前記連結シャフト12が挿入される筒
部28aが立設されるとともに、一方側の周縁には、C
T19に対応した半円状の壁28bが形成されており、
その下面には、ベース3に取り付ける際に、該ベース3
に立設された円柱突起に嵌合する筒状の嵌合部28cと
脚部28dとが形成されている。
【0032】CT19は、このCTホルダ28に保持さ
れた状態で、素子モジユール20および第2の配線基板
16を一体化した連結シャフト12に、CTホルダ28
の筒部28aを嵌合させて取り付けられ、CT19は、
CTホルダ28を介して連結シャフト12に保持される
ことになる。
【0033】図8は、この実施の形態のソリッドステー
トリレー1の概略構成を示すブロック図であり、上述の
各図に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
【0034】この実施の形態のソリッドステートリレー
1は、外部からの例えばDC24Vの電源29に基づい
て内部定電圧を生成する定電圧電源回路30と、絶縁回
路としての交流入力型フォトカプラ31と、上述のCT
19の負荷電流を検出する電流検出回路32と、この電
流検出回路32の検出電圧および制御回路33から与え
られる入力信号の検出の有無に応じて、ヒータ34の断
線および当該ソリッドステートリレー(SSR)のショ
ートを検出する故障検出回路35と、この故障検出回路
35の出力に基づいて対応する警報出力を与える警報出
力回路36,37と、交流入力型フォトカプラ31を介
して入力が与えられるとともに、この入力に基づいて、
フォトトライアックカプラ38を介して出力回路39の
出力素子としてのトライアック40の駆動制御などを行
うとともに、上述ののように入力の有無に応じた信号を
故障検出回路35に与える制御回路33とを備えてい
る。なお、41は、ヒユーズ42を介して当該ソリッド
ステートリレー1の第1の出力端子12に接続される負
荷電源である。
【0035】電流検出回路32は、図9に示されるよう
に、CT19の負荷電流に対応した検出電圧を故障検出
回路35に与えるものであり、さらに、この実施の形態
では、上述のディップスイッチからなる負荷電流選択ス
イッチ9の切替操作によって複数の終端抵抗42を切り
替え選択できるように構成されており、これによって、
ソリッドステートリレー1の負荷電流に応じた終端抵抗
42を選択して感度調整できるように構成されている。
【0036】故障検出回路35は、内部で生成した基準
電圧と、電流検出回路32の検出電圧とを比較するとと
もに、制御回路33からの入力信号のON/OFFに基
づいて、ヒータ断線およびソリッドステートリレー1の
ショートを検出するものであり、ソリッドステートリレ
ー1の入力がONのときに、電流検出回路32の検出電
圧が基準電圧よりも小さくなったときに、ヒータ断線で
あると判断し、入力がOFFのときに、電流検出回路3
2で負荷電流が検出されて検出電圧が得られると、ソリ
ッドステートリレー1のショートであると判断して警報
出力回路36,37に対応する警報出力を与えるととも
に、制御回路33にも対応する警報出力を与えるもので
ある。制御回路33は、その警報出力に応じて警報出力
用のLED18を点灯あるいは点滅させるとともに、ト
ライアック40を制御してソリッドステートリレー1の
出力をカットするものである。
【0037】なお、本発明の他の実施の形態として、警
報出力を行うだけで、出力のカットは行わないようにし
てもよい。
【0038】この実施の形態では、導体材としての連結
シャフト12は、図8において、CT19のトロイダル
コイルの一次側の貫通配線となるとともに、その一端
が、負荷電源41に接続される第1の出力端子12とさ
れるとともに、その他端が、出力素子としてのトライア
ック40の一端に接続される。なお、第2の配線基板1
6の第1,第2の端子部は、図示していないが、トライ
アック40に並列に接続されている。
【0039】この実施の形態によれば、連結シャフト1
2の雄ネジ部12bを、上述のように第2の配線基板1
6および素子モジユール20の第1の端子部25,21
にナット27を介して接続し、CT19を取り付けるこ
とにより、CT19の一次側の貫通配線が形成される同
時に、ソリッドステートリレー1の出力端子12が取り
付けられることになり、さらに、連結シャフト12によ
ってCT19の保持も併せて行われることになる。
【0040】したがって、CT型電流センサを内蔵した
ソリッドステートリレー1の効率的な組み立てが行われ
ることになる。
【0041】なお、この実施の形態のソリッドステート
リレー1の組み立ては、概略以下のような手順で行われ
る。
【0042】先ず、素子モジュール20と第2の配線基
板16とを重ねて第1の端子部25,21に、連結シャ
フト12の雄ネジ部12bを挿入してナット27で締め
付けて取り付ける。これらを、ヒートシンク2にネジに
よって取り付けられたベース3に、収納して素子モジユ
ール20の取付け溝24aを介してヒートシンク2にネ
ジ止めする。
【0043】次に、絶縁性のCTホルダ28を、図10
に示されるように取り付け、さらに、上述の図4に示さ
れるようにCT19を収納してその巻線の端部を、第2
の配線基板16に半田付けする。その後、端子ブロック
やデップスイッチなどが搭載された第1の配線基板11
を組み付けた後、ケース4およびカバー5を取り付けて
図1のソリッドステートリレー1が構成される。
【0044】(その他の実施の形態)上述の実施の形態
では、CT19、絶縁性のCTホルダ28および導体材
としての連結シャフト12を個別の部品で構成したけれ
ども、本発明の他の実施の形態として、図11に示され
るように、CT191および円柱状の導体材121を、絶
縁性の樹脂でモールドして一体成形してもよいし、ある
いは、CT191を樹脂モールドして円柱状の導体材1
1を圧入してもよい。
【0045】なお、この図11では、円柱状の導体材1
1の両端には、雌ネジ部が形成されており、一端側に
出力用の端子ネジ43が接続される一方、他端側にトラ
イアック接続用の端子ネジ44が接続され、CT191
の巻線の端部が配線基板に接続される。
【0046】また、図12に示されるように、配線基板
45に実装するようにしてもよく、さらに、図13に示
されるように、円柱状の導体材121に、貫通孔を形成
し、この貫通孔を挿通する端子ネジ46の両端に、出力
用およびトライアック接続用の端子47,48をそれぞ
れ接続するようにしてもよい。
【0047】さらに、本発明の他の実施の形態として、
図14に示されるように、樹脂モールドされたCT19
2を、筺体49の内部に装備されたコネクタに着脱自在
のプラグイン式とし、このCT192を貫通する導体材
122を、着脱式として検出する電流値に応じて巻数の
異なるCT192を選択して使用できるようにしてもよ
い。
【0048】上述の実施の形態では、負荷は、ヒータで
あったけれども、ソレノイド、モータ、ランプなどであ
ってもよい。
【0049】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、CT型電
流センサを内蔵したので、CTを別途配線する必要がな
く、配線工数が削減され、さらに、導体材を、コイルの
中空部に配置して出力素子に接続すると、CTの一次側
の貫通配線が同時になされるので、効率的な組み立てが
行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一つの実施の形態に係るソリッドステ
ートリレーの斜視図である。
【図2】図1のカバーを外した状態の斜視図である。
【図3】図2のケースを外した状態の斜視図である。
【図4】図3の第1の配線基板を外した状態の斜視図で
ある。
【図5】CTの組付け手順を説明するための分解斜視図
である。
【図6】図5の組み立て状態の斜視図である。
【図7】図6の裏面側から見た斜視図である。
【図8】図1の内部の概略構成を示すブロック図であ
る。
【図9】電流検出回路を示す図である。
【図10】CTホルダを取り付けた状態の斜視図であ
る。
【図11】本発明の他の実施の形態の斜視図である。
【図12】本発明の他の実施の形態の斜視図である。
【図13】本発明のさらに他の実施の形態の斜視図であ
る。
【図14】本発明の他の実施の形態の斜視図である。
【図15】従来例の斜視図である。
【符号の説明】
1 ソリッドステートリレー 2 ヒートシンク 3 ベース 4 ケース 12 連結シャフト(第1の出力端
子) 19 CT 20 素子モジュール 28 CTホルダ
フロントページの続き (72)発明者 中山 晃行 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内 Fターム(参考) 5J050 AA47 AA49 BB21 CC03 DD03 DD12 EE21 FF04 FF11

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 CT型電流センサを内蔵したものであっ
    て、CT(変流器)のコイル中空部に、一次側の貫通配
    線となる導体材を配置し、該導体材の一端が出力素子に
    接続される一方、他端が当該ソリッドステートリレーの
    出力側とされることを特徴とするソリッドステートリレ
    ー。
  2. 【請求項2】 前記導体材が、前記CTを保持する保持
    部材を兼用するとともに、前記他端が、当該ソリッドス
    テートリレーの出力端子とされる請求項1記載のソリッ
    ドステートリレー。
  3. 【請求項3】 前記導体材が、柱状であって、その両端
    にネジ部あるいは前記両端を貫通する貫通孔を有する請
    求項1または2記載のソリッドステートリレー。
  4. 【請求項4】 前記CTの終端抵抗を複数備えるととも
    に、切替操作によっていずれかの終端抵抗を切替選択す
    る請求項1ないし3のいずれかに記載のソリッドステー
    トリレー。
  5. 【請求項5】 前記CTを、当該ソリッドステートリレ
    ーの筺体に装備されたコネクタ部に着脱自在とした請求
    項1ないし4のいずれかに記載のソリッドステートリレ
    ー。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160009208A (ko) * 2014-07-15 2016-01-26 (주)클라루스코리아 변류기 모듈 교체형 래칭 릴레이
US9857397B2 (en) 2016-04-07 2018-01-02 Sensata Technologies, Inc. Modular packaging with elevating screw

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