JP2010103099A - ハイブリッドリレー - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、負荷への給電路上に設置される機械式接点スイッチをラッチング型のものとし、この機械式接点スイッチを開閉するときにのみ半導体スイッチを動作させることで、低消費電力化を実現できるハイブリッドリレーを提案することを目的とする。
【解決手段】ハイブリッドリレー１は、端子１０，１１に両端が接続される接点部Ｓ１を有するラッチング型の第１機械式接点スイッチ１２と、この第１機械式接点スイッチ１２の磁気コイルＬ１，Ｌ２と別体となる磁気コイルＬ３を有する第２機械式接点スイッチ１３と、を備える。そして、第１機械式接点スイッチ１２のＯＮ／ＯＦＦを切り換えるときのみ、第２機械式接点スイッチ１３及び半導体スイッチ１４をＯＮとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、機械式接点スイッチと半導体スイッチとを備えたハイブリッドリレーに関する。

従来より、照明器具などといった、インバータ制御を行うインバータ回路を備えた負荷への電力の供給と遮断とを切り換えるために、並列に接続された機械式接点スイッチと半導体スイッチとを備えるハイブリッドリレーが使用される。そして、インバータ回路を備えた負荷は、交流電圧を直流電圧に変換するために大容量の平滑コンデンサが付設されており、交流電源から負荷への電源投入時には、この平滑コンデンサに大電流が流れ込むため、負荷への突入電流が発生する。特に、電源電圧が高く、高負荷とされる状況下では、負荷に流れ込む突入電流が大きくなるため、負荷と交流電源との間に接続されるハイブリッドリレーにおいても、この突入電流に基づく大電流が流れることとなる。

そのため、このような負荷と接続されるハイブリッドリレーにおいては、まず、半導体スイッチのみをＯＮ（閉）として、突入電流を半導体スイッチに流した後、負荷に供給される電流が定常状態となったときに、機械式接点スイッチをＯＮ（閉）とする（特許文献１参照）。このように動作させることによって、ハイブリッドリレー内の機械式接点スイッチに大電流が流れることを抑制できるため、接点対の接触直前におけるアークの発生による接点溶着を回避できる。

このように、ハイブリッドリレーは、機械式接点スイッチにおける接点溶着を防止するために半導体スイッチを備えた構造とされるが、機械式接点スイッチをＯＮとし、半導体スイッチをＯＦＦ（開）として、負荷への電力供給を開始する。又、機械式接点スイッチ（「第１スイッチ」とする）をＯＮとする前に、半導体スイッチをＯＮとするための機械式接点スイッチ（「第２スイッチ」とする）を更に追加した構成のハイブリッドリレーが提案されている（特許文献２参照）。

特開平１１−２３８４４１号公報 特開平０５−０５４７７２号公報

特許文献２におけるハイブリッドリレーは、第１及び第２スイッチそれぞれの機械式接点スイッチを常時励磁型の機械式接点スイッチとし、又、それぞれに使用する磁気コイルを共通のものとしている。そして、第１及び第２スイッチそれぞれの接点間距離を異なるものとすることで、第１スイッチよりも第２スイッチが先にＯＮとなるように、第１及び第２スイッチそれぞれの開閉タイミングを設定している。そのため、第１及び第２スイッチそれぞれの接点間距離と磁気コイルとの設計を正確に行う必要があり、その製造作業も煩雑なものとなる。

又、第１及び第２スイッチそれぞれを常時励磁型の機械式接点スイッチとするため、第１及び第２スイッチをＯＮ（閉）とする間、磁気コイルへの電流供給が常に必要となる。よって、特許文献２のハイブリッドリレーのように、第１スイッチとして常時励磁型の機械式接点スイッチを用いた構成は、負荷の電力供給時にハイブリッドリレーにも電力供給を維持する必要があるため、省電力化の妨げとなる。

更に、半導体スイッチについては、第１スイッチの接点溶着などの影響を与えるアーク電流の発生する、第１スイッチの開閉時においてＯＮとなればよく、第１スイッチがＯＦＦからＯＮに切り替わった後は、第２スイッチがＯＦＦとなっても構わない。しかしながら、第１及び第２スイッチを開閉させる磁気コイルが共通のものであるため、第１スイッチがＯＮとなっている間、第２スイッチもＯＮとなっている。そして、共通の磁気コイルにより第１及び第２スイッチ双方の接点を磁気吸引させているため、第１及び第２スイッチそれぞれのバネ負荷による合成力よりも大きな吸引力を発生する必要があり、その電流量が増大することから、消費電力量も大きくなってしまう。

このような問題を鑑みて、本発明は、負荷への給電路上に設置される機械式接点スイッチをラッチング型のものとし、この機械式接点スイッチを開閉するときにのみ半導体スイッチを動作させることで、低消費電力化を実現できるハイブリッドリレーを提案することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のハイブリッドリレーは、第１駆動部により接点が開閉される第１機械式接点スイッチと、前記第１駆動部とは別体の第２駆動部により接点が開閉される該第２機械式接点スイッチと、該第２機械式接点スイッチと直列に接続する半導体スイッチと、を備え、電源より負荷に供給する給電路上で、前記第２機械式接点スイッチと前記半導体スイッチとによる直列回路が前記第１機械式接点スイッチと並列に接続されるハイブリッドリレーであって、前記第１機械式接点スイッチが、その接点が開閉されるときに前記第１駆動部に電流が供給されるラッチング型の機械式接点スイッチであり、前記第２機械式接点スイッチ及び前記半導体スイッチは、前記第１機械式接点スイッチの接点における開閉を切り換える前には、それぞれが導通し、前記第１機械式接点スイッチの接点における開閉を切り換えた後は、それぞれが非導通となることを特徴とする。

このような構成のハイブリッドリレーにおいて、前記第２機械式接点スイッチ及び前記半導体スイッチそれぞれを導通させるとき、前記第２機械式接点スイッチの接点を閉じた後に、前記半導体スイッチを導通し、前記第２機械式接点スイッチ及び前記半導体スイッチそれぞれを非導通とするとき、前記半導体スイッチを非導通とした後に、前記第２機械式接点スイッチの接点を開く。

そして、前記半導体スイッチが、前記交流電源から供給される電圧が中心電圧となるときに導通する、ゼロクロス点弧機能を備えた半導体スイッチとすることで、中心電圧となったときに前記半導体スイッチが導通する。これにより、前記半導体スイッチが導通する際に前記電源から前記負荷に流れ込む突入電流量を、前記半導体スイッチを導通させる制御動作のタイミングに関係なく、一定の電流量とすることができる。

又、前記第２機械式接点スイッチ及び前記半導体スイッチそれぞれを非導通とするとき、前記半導体スイッチを非導通とした後に、前記交流電源による交流電圧の半周期以上となる時間が経過したとき、前記第２機械式接点スイッチの接点を開くものとすることで、前記半導体スイッチにトライアックが用いられる場合に、確実にトライアックが非導通となってから前記第２機械式接点スイッチの接点を開くことができる。よって、前記負荷への電流供給がなされているときに、前記第２機械式接点スイッチにより遮断されないような構成とできる。

又、前記第１機械式接点スイッチの接点を閉じる場合は、前記第２機械式接点スイッチの接点を閉じた後に前記半導体スイッチを導通させて、前記第２機械式接点スイッチ及び前記半導体スイッチそれぞれを導通させた状態で、前記第１機械式接点スイッチの接点を閉じた後、前記第２機械式接点スイッチの接点を開くと同時に前記半導体スイッチを非導通とし、前記第１機械式接点スイッチの接点を開く場合は、前記第２機械式接点スイッチの接点を閉じると同時に前記半導体スイッチを導通させて、前記第２機械式接点スイッチ及び前記半導体スイッチそれぞれを導通させた状態で、前記第１機械式接点スイッチの接点を開いた後、前記半導体スイッチを非導通とした後に前記第２機械式接点スイッチの接点を開くものとしてもよい。

これらのハイブリッドリレーにおいて、前記第２機械式接点スイッチが、その接点を閉じるときに常に前記第２駆動部に電流が供給される常時励磁型の機械式接点スイッチであり、前記半導体スイッチが、光信号を発生する発光素子を有し、該発光素子の光信号に基づいて導通及び非導通が制御されるフォトカプラであり、前記第２駆動部と前記発光素子とを直列に接続して、前記第２機械式接点スイッチ及び前記半導体スイッチそれぞれの接点を同時に導通させた状態とするとき、共通の電流により前記第２駆動部と前記発光素子とを駆動させるものとしてもよい。

このとき、前記第２機械式接点スイッチ及び前記半導体スイッチそれぞれを非導通の状態から同時に導通させる場合は、前記発光素子及び前記第２駆動部のそれぞれに、第１電流を供給し、前記第２機械式接点スイッチが導通状態であるときに、前記第２機械式接点スイッチ及び前記半導体スイッチそれぞれを導通させる場合は、前記発光素子及び前記第２駆動部のそれぞれに、前記第１電流より電流量の小さい第２電流を供給するものとしてもよい。更に、前記第２機械式接点スイッチの前記第２接点部を閉じるとき、前記第２駆動部に第１電流を流す一方で、前記第２機械式接点スイッチの前記第２接点部を閉じた後は、前記第２駆動部に第１電流よりも電流値の小さい第２電流を流すものとしてもよい。

又、前記第２機械式接点スイッチを、その接点が開閉されるときに前記第２駆動部に電流が供給されるラッチング型の機械式接点スイッチとしてもよい。

又、上述のいずれかのハイブリッドリレーにおいて、前記第２機械式接点スイッチにおける接点圧力が、前記第１機械式接点スイッチにおける接点圧力よりも小さく、且つ、前記第２機械式接点スイッチにおける接点間距離が、前記第１機械式接点スイッチにおける接点間距離よりも短いものとする。

又、前記第１機械式接点スイッチが、その接点が閉じて短絡電流が流れたときに該接点を閉じる方向に電磁吸引力を形成する磁気回路を、該接点が設けられた接点端子に有するものとし、ラッチング型の前記第１機械式接点スイッチが、その接点を閉じているときに、接点が離れないようにできる。

更に、前記第１機械式接点スイッチが、その接点が閉じて短絡電流が流れたときに該接点を閉じる方向に電磁吸引力を形成する磁気回路を、該接点が設けられた接点端子に有するものとしてもよい。

又、本発明の制御端末装置は、上述のいずれかにおけるハイブリッドリレーを複数有し、複数の前記ハイブリッドリレーそれぞれの前記第１機械式接点スイッチの接点における開閉を同時に切り換える場合、所定数のハイブリッドリレー毎に、前記第１機械式接点スイッチの接点における開閉の切換動作を行うことを特徴とする。

本発明によると、第１機械式接点スイッチと第２機械式接点スイッチとについて、その接点の開閉を行う第１及び第２駆動部を別体とするとともに、第１機械式接点スイッチをラッチング型とすることで、第１機械式接点スイッチの接点の切換時にのみ、それぞれの駆動部を駆動するだけでよい。即ち、第２機械式接点スイッチ及び半導体スイッチについては、第１機械式接点スイッチの開閉を切り換える際にだけ駆動させるだけでよく、第１機械式接点スイッチの第１駆動部についても、第１機械式接点スイッチの開閉を切り換える際にだけ駆動電流を供給するだけでよい。よって、ハイブリッドリレーにおける電力消費量を低減でき、又、第２機械式接点スイッチ及び半導体スイッチを備えることで、第１機械式接点スイッチにおいて、その開閉時における接点溶着を防止できる。

は、本発明の第１の実施形態のハイブリッドリレーの内部構成を示す概略回路図である。 は、図１に示すハイブリッドリレーにおける各部の状態の遷移を示すタイミングチャートである。 は、図１に示すハイブリッドリレーにおける各部の状態と交流電源からの交流電圧との関係を示すタイミングチャートである。 は、ラッチング型の機械式接点スイッチにおける接点部の一例を示す概略斜視図である。 は、図４に示す構成の接点部を導通させたときの状態を示す概略断面図である。 は、常時励磁型の機械式接点スイッチにおける接点部の一例を示す概略断面図である。 は、トライアックの一構成例を示す概略図である。 は、トライアックの別の構成例を示す概略図である。 は、トライアックの別の構成例を示す概略図である。 は、本発明の第２の実施形態のハイブリッドリレーの内部構成を示す概略回路図である。 は、図１０に示すハイブリッドリレーにおける各部の状態の遷移を示すタイミングチャートである。 は、本発明の第３の実施形態のハイブリッドリレーにおける各部の状態の遷移を示すタイミングチャートである。 は、本発明の第４の実施形態のハイブリッドリレーの内部構成を示す概略回路図である。 は、図１３に示すハイブリッドリレーにおける各部の状態の遷移を示すタイミングチャートである。 は、本発明の第５の実施形態のハイブリッドリレーの内部構成を示す概略回路図である。 は、図１５に示すハイブリッドリレーにおける各部の状態の遷移を示すタイミングチャートである。 は、本発明の第６の実施形態のハイブリッドリレーの内部構成を示す概略回路図である。 は、図１７に示すハイブリッドリレーにおける各部の状態の遷移を示すタイミングチャートである。

＜第１の実施形態＞
本発明における第１の実施形態となるハイブリッドリレーについて、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態のハイブリッドリレーの内部構成を示す概略回路図であり、図２は、図１のハイブリッドリレーにおける各部における状態遷移を示すタイミングチャートである。

１．ハイブリッドリレーの構成
図１に示すように、本実施形態のハイブリッドリレー１は、直列に接続された交流電源２及び負荷３のそれぞれの一端に接続されることで、交流電源２及び負荷３と閉回路を形成する。即ち、交流電源２から負荷３への電源の投入及び遮断が、ハイブリッドリレー１のＯＮ（閉）／ＯＦＦ（開）によって決定される。そして、交流電源２は、例えば、１００Ｖの商用電源などとされ、負荷３は、例えば、蛍光灯や白熱球を含む照明器具又は換気扇などとされる。

ハイブリッドリレー１は、負荷３の一端に一端が接続された交流電源２の他端と接続される端子１０と、負荷３の他端に接続される端子１１と、端子１０，１１に両端が接続される接点部Ｓ１を有する第１機械式接点スイッチ１２と、端子１０と接点部Ｓ１の一端との接続ノードに一端が接続された接点部Ｓ２を有する第２機械式接点スイッチ１３と、接点部Ｓ２の他端にＴ１電極が接続されるとともに端子１１にＴ２電極が接続されたトライアックＳ３を有する半導体スイッチ１４と、第１及び第２機械式接点スイッチ１２，１３と半導体スイッチ１４のそれぞれのＯＮ（閉）／ＯＦＦ（開）制御を行う信号処理回路１６と、を備える。

このハイブリッドリレー１の回路構成の詳細について、更に説明する。ハイブリッドリレー１は、第２機械式接点スイッチ１３の接点部Ｓ２と半導体スイッチ１４のトライアックＳ３とによって構成される直列回路と、第１機械式接点スイッチ１２の接点部Ｓ１とが、端子１０，１１間で並列に接続される。第１機械式接点スイッチは、ラッチング型の機械式接点スイッチであり、接点部Ｓ１をＯＮ（閉）に切り換えるための電磁力を発生する磁気コイルＬ１と、接点部Ｓ１をＯＦＦ（開）に切り換えるための電磁力を発生する磁気コイルＬ２と、を備える。一方、第２機械式接点スイッチ１３は、常時励磁型の機械式接点スイッチであり、接点部Ｓ２をＯＮ（閉）で保持するための電磁力を発生する磁気コイルＬ３を備える。即ち、磁気コイルＬ１，Ｌ２が、第１機械式接点スイッチ１２の第１駆動部を構成し、磁気コイルＬ３が、第２機械式接点スイッチ１３の第２駆動部を構成する。

そして、第１機械式接点スイッチ１２において、磁気コイルＬ１の一端が、アノード電極が信号処理回路１６に接続されたダイオードＤ３のカソード電極に接続される一方で、磁気コイルＬ２の一端が、アノード電極が信号処理回路１６に接続されたダイオードＤ４のカソード電極に接続される。この磁気コイルＬ１，Ｌ２の他端同士が接続され、この磁気コイルＬ１，Ｌ２の接続ノードは、接地される（尚、本実施形態を含めた各実施形態における「接地」は、ハイブリッドリレー内における基準電圧に接続することを意味する。）とともに、ダイオードＤ１，Ｄ２それぞれのアノード電極に接続される。又、ダイオードＤ１，Ｄ２それぞれのカソード電極は、ダイオードＤ３，Ｄ４それぞれのカソード電極に接続される。

このように、第１機械式接点スイッチ１２は、直列に接続された磁気コイルＬ１，Ｌ２と、アノード電極同士が接続されるダイオードＤ１，Ｄ２と、アノード電極が信号処理回路１６に接続されたダイオードＤ３，Ｄ４とによって構成される。一方、第２機械式接点スイッチ１３は、１つの磁気コイルＬ３と、磁気コイルＬ３と並列に接続されたダイオードＤ５とによって構成される。そして、磁気コイルＬ３の一端とダイオードＤ５のアノード電極とによる接続ノードが接地され、磁気コイルＬ３の他端とダイオードＤ５のカソード電極とによる接続ノードが信号処理回路１６に接続される。

又、半導体スイッチ１４は、トライアックＳ３と、トライアックＳ３のＴ２電極とゲート電極との間に並列に接続された抵抗Ｒ１及びコンデンサＣ１と、トライアックＳ３のＴ１電極に一端が接続された抵抗Ｒ２と、抵抗Ｒ２の他端にＴ１電極が接続されたフォトトライアックＳ４を備えたフォトトライアックカプラ１５とによって構成される。そして、フォトトライアックカプラ１５は、信号処理回路１６に対して抵抗Ｒ３を介してアノード電極が接続されるとともにカソード電極が接地された発光ダイオードＬＤを更に備え、Ｔ２電極がトライアックＳ３のゲート電極に接続されたフォトトライアックＳ４に、発光ダイオードＬＤからの光信号が入光される構造となる。更に、フォトトライアックＳ４は、ゼロクロス機能を備えた半導体スイッチング素子であり、発光ダイオードＬＤからの光信号が入光されたとき、Ｔ２電極側に交流電源２による交流電圧の中心電圧（基準電圧）を検出して初めて導通（ＯＮ）する。

２．ハイブリッドリレーによる電源投入
このように構成されるハイブリッドリレー１における、交流電源２から負荷３への電源投入及び遮断それぞれを行うときの動作について、図２のタイミングチャートを参照にして、以下に説明する。まず、交流電源２から負荷３へ電源を投入することが信号処理回路１６に指示された際の、ハイブリッドリレー１内の各部の動作について説明する。図２のタイミングチャートに示すように、信号処理回路１６より磁気コイルＬ３に対して駆動電流が供給されると、磁気コイルＬ３により電磁吸引力が発生し、この磁気コイルＬ３と共に第２機械式接点スイッチ１３を構成する接点部Ｓ２がＯＮとなる。尚、磁気コイルＬ３と並列に接続されたダイオードＤ５は、磁気コイルＬ３を流れる電流が逆流することを防止するための逆流防止ダイオードとして機能する。

このように、第２機械式接点スイッチ１３の接点部Ｓ２がＯＮとされると、信号処理回路１６は、次に、発光ダイオードＬＤに対して駆動電流を与える。これにより、フォトトライアックカプラ１５では、発光ダイオードＬＤが発光して、その発光による光信号をフォトトライアックＳ４が受光する。このとき、フォトトライアックＳ４は、ゼロクロス機能を備えるため、図３のタイミングチャートに示すように、交流電源２からの交流電圧が中心電圧（基準電圧）となったことを検出したときに、フォトトライアックＳ４が導通状態（ＯＮ）となる。尚、図３は、交流電源２からの交流電圧と、第１及び第２機械式接点スイッチ１２，１３及び半導体スイッチ１４における各部の動作状態との関係を示すタイミングチャートである。

フォトトライアックＳ４の導通により、抵抗Ｒ１及びコンデンサＣ１による並列回路に対して、交流電源２からの交流電流が、抵抗Ｒ２及びフォトトライアックＳ４を介して流れる。これにより、抵抗Ｒ１及びコンデンサＣ１による並列回路が動作して、トライアックＳ３のゲート電極に電流を供給し、トライアックＳ３が導通状態（ＯＮ）となる。これによって、負荷３が、ハイブリッドリレー１内の第２機械式接点スイッチ１３及び半導体スイッチ１４を介して、交流電源２と電気的に接続されるため、負荷３には、交流電源２による電源が投入される。

このとき、交流電源２から負荷３に対して突入電流が流れ込むため、導通状態となったトライアックＳ３及びフォトトライアックＳ４のそれぞれについても、この突入電流に基づく大電流が流れることとなる。この突入電流は、フォトトライアックＳ４がゼロクロス機能を備えることで、フォトトライアックＳ４が導通するタイミングが、交流電源２からの交流電圧の周期に対してバラツキがなくなるため、その電流量におけるバラツキを抑制できる。又、この突入電流が第２機械式接点スイッチ１３の接点部Ｓ２に流れるが、接点部Ｓ２における接点が閉じた状態で流れるため、接点の開閉切換時におけるアークの発生はなく、この第２機械式接点スイッチ１３における接点溶着などによる接点消耗を防止できる。

このようにして、半導体スイッチ１４内のトライアックＳ３をＯＮとし、交流電源２からの電源が負荷３へ投入された後、信号処理回路１６は、駆動電流となるパルス電流を、ダイオードＤ３を介して磁気コイルＬ１に与える。このとき、第１機械式接点スイッチ１２では、ダイオードＤ１が磁気コイルＬ１へ流れる電流が逆流することを防ぐ逆流防止ダイオードとして機能し、磁気コイルＬ２へ電流が流れることをダイオードＤ４が防止する。これにより、磁気コイルＬ１にパルス電流が流れて、一時的に電磁吸引力が働き、第１機械式接点スイッチ１２における接点部Ｓ１がＯＮとなる。尚、第１機械式接点スイッチ１２はラッチング型であるため、図２に示すように、磁気コイルＬ１への電流供給がなくなった後も、接点部Ｓ１がＯＮのままで保持される。

このように、第２機械式接点スイッチ１３及び半導体スイッチ１４によって、交流電源２から負荷３への給電路が確保された後に、第１機械式接点スイッチ１２がＯＮとされるため、その接点部Ｓ１へ突入電流が流れることを防止できる。よって、第１機械式接点スイッチ１２は、接点溶着の要因となる、突入電流に基づく接点バウンズを防止できる。そして、この第１機械式接点スイッチ１２の接点部Ｓ１を介した交流電源２による負荷３への電力供給が開始されると、半導体スイッチ１４における給電路を遮断するために、信号処理回路１６は、発光ダイオードＬＤへの駆動電流の供給を停止する。そのため、発光ダイオードＬＤの発光動作が停止し、フォトトライアックＳ４への光信号の照射が停止されるため、フォトトライアックＳ４は、交流電源２からの交流電圧が中心電圧（基準電圧）となったときに動作を停止し、非導通状態（ＯＦＦ）となる。

そして、フォトトライアックＳ４がＯＦＦとなると、トライアックＳ３のゲート電極へ電流供給がなくなるため、トライアックＳ３が非導通状態となり、半導体スイッチ１４がＯＦＦとなる。この半導体スイッチ１４がＯＦＦとなった後、信号処理回路１６は、第２機械式接点スイッチ１３の磁気コイルＬ３への駆動電流の供給を停止する。即ち、磁気コイルＬ３への電流供給が停止されるため、常時励磁型の第２機械式接点スイッチ１３は、磁気コイルＬ３による電磁吸引力がなくなって、接点部Ｓ２がＯＦＦとなる。これにより、半導体スイッチ１４がＯＦＦした後に第２機械式接点スイッチ１３がＯＦＦとなるため、第２機械式接点スイッチ１３は、電流が流れていない状態で接点部Ｓ２の接点を開く。よって、第２機械式接点スイッチ１３をＯＦＦとするときに、接点部Ｓ２の接点間におけるアークの発生が防止できるため、第２機械式接点スイッチ１３における接点溶着を防止できる。

このようにして、交流電源２からの負荷３への電源投入が行われるとき、信号処理回路１６は、磁気コイルＬ３及び発光ダイオードＬＤのそれぞれに駆動電流を供給するタイミングを、図３のようにすることで、上述のように、第２機械式接点スイッチ１３における接点溶着などによる接点消耗を防止できる。即ち、１周期Ｔとなる交流電圧が、交流電源２より供給されるとき、発光ダイオードＬＤへ駆動電流の供給を停止してから磁気コイルＬ３へ駆動電流の供給を停止するまでの時間ｔ２を、交流電圧の半周期Ｔ／２よりも長い時間とする。

これにより、フォトトライアックカプラ１５におけるフォトトライアックＳ４をＯＦＦとすることで、トライアックＳ３を完全にＯＦＦした後に、第２機械式接点スイッチ１３をＯＦＦとすることができる。又、フォトトライアックカプラ１５におけるフォトトライアックＳ４がゼロクロス機能を備えることで、トライアックＳ３をＯＮとしたときの突入電流のバラツキを抑制できるが、磁気コイルＬ３へ駆動電流の供給を開始してから発光ダイオードＬＤへ駆動電流の供給を開始するまでの時間ｔ１を、交流電圧の半周期Ｔ／２よりも長い時間として、突入電流のバラツキをより確実に抑制できるものとしてもよい。

３．ハイブリッドリレーによる電源遮断
一方、第１機械式接点スイッチ１２の接点部Ｓ１がＯＮであり、交流電源２より負荷３へ電力供給がなされているときに、信号処理回路１６に対して、負荷３への電源の遮断が指示されると、図２のタイミングチャートに示すように、信号処理回路１６が、磁気コイルＬ３へ駆動電流を供給する。これにより、負荷３への電源投入時と同様、第２機械式接点スイッチ１３における接点部Ｓ２がＯＮとなる。その後、時間ｔ１が経過すると、信号処理回路１６が発光ダイオードＬＤに駆動電流を供給する。この発光ダイオードＬＤが発光して光信号をフォトトライアックＳ４に照射するため、フォトトライアックＳ４が、交流電源２からの交流電圧が中心電圧（基準電圧）となったときに導通し、トライアックＳ３が導通して、半導体スイッチ１４がＯＮとなる。

これにより、交流電源２から負荷３への給電路として、第１機械式接点スイッチ１２を介した給電路と、第２機械式接点スイッチ１３及び半導体スイッチ１４を介した給電路とが、ハイブリッドリレー１内に形成される。即ち、第２機械式接点スイッチ１３及び半導体スイッチ１４を介した給電路が確保されるため、負荷３へ流れる電流の一部が、第２機械式接点スイッチ１３及び半導体スイッチ１４に流れて、第１機械式接点スイッチ１２に流れる電流量を低減できる。又、第２機械式接点スイッチ１３をＯＮとしてから半導体スイッチ１４をＯＮとするため、接点部Ｓ２においてアークの発生を回避できるため、第２機械式接点スイッチ１３における接点溶着などによる接点消耗を防止できる。

その後、信号処理回路１６が、駆動電流となるパルス電流を、ダイオードＤ４を介して磁気コイルＬ２に与えて、磁気コイルＬ２を一時的に励磁させることで、接点部Ｓ１をＯＦＦに切り換える。このとき、接点部Ｓ１は、電流量が小さくなった状態で接点を開くため、アークの発生を抑制することができ、第１機械式接点スイッチ１２における接点溶着などによる接点消耗を防止できる。又、第１機械式接点スイッチ１２では、ダイオードＤ２が磁気コイルＬ２へ流れる電流が逆流することを防ぐ逆流防止ダイオードとして機能し、磁気コイルＬ１へ電流が流れることをダイオードＤ３が防止する。

このようにして、第１機械式接点スイッチ１２における接点部Ｓ１がＯＦＦとなると、まず、信号処理回路１６は、発光ダイオードＬＤへの駆動電流の供給を停止する。これにより、フォトトライアックＳ４に対する発光ダイオードＬＤからの光信号の照射がなくなるため、交流電源２からの交流電圧が中心電圧（基準電圧）となったときに、フォトトライアックＳ４がＯＦＦとなる。このフォトトライアックＳ４の非導通に連動して、トライアックＳ３が非導通となるため、半導体スイッチ１４がＯＦＦとなる。よって、交流電源２から負荷３への給電路が遮断されるため、交流電源２による負荷３への電力供給が停止される。

又、信号処理回路１６は、発光ダイオードＬＤへの駆動電流の供給を停止してから時間ｔ２が経過すると、磁気コイルＬ３への駆動電流の供給を停止する。即ち、半導体スイッチ１４がＯＦＦとなった後に、磁気コイルＬ３による励磁が停止されて接点部Ｓ２の接点を開くことにより、第２機械式接点スイッチ１３をＯＦＦとする。このとき、既に半導体スイッチ１４がＯＦＦとなり、第２機械式接点スイッチ１３に電流が流れることがないため、接点部Ｓ２の接点を開いても、アークの発生がなく、その接点消耗を防止できる。

４．第１機械式接点スイッチ１２における接点部Ｓ１の構成例
上述のようなハイブリッドリレー１に具備される第１機械式接点スイッチ１２の接点部Ｓ１の構成例について、図４を参照して説明する。図４に示すように、接点部Ｓ１は、一端が固定された固定接点端子１０１と、一端が固定されるとともに不図示の駆動部材により他端が変位する可動接点端子１０２とによって構成される。この固定接点端子１０１及び可動接点端子１０２のそれぞれは、導体材料によって形成され、更に、可動接点端子１０２は、不図示の駆動部材によって押圧されたときに他端が変位するように、可橈性を備えた導体材料で形成される。そして、固定接点端子１０１の他端には、可動接点端子１０２に相対する面上に、固定接点１０３が凸設され、可動接点端子１０２の他端には、可動接点端子１０２に相対する面上に、可動接点１０４が凸設される。

又、固定接点端子１０１は、その一端と固定接点１０３との間に、固定接点１０３の設置された面と逆側の面と両側面を覆うＵ字型断面の固定鉄片１０５を装着する。可動接点端子１０２の可動接点１０４の設置された面と逆側の面には、固定接点端子１０１の延設方向に沿って固定接点端子１０１の一端に向かって延びるように、可動接点端子１０２の他端から押圧部１０７が延設される。更に、固定接点端子１０１と可動接点端子１０２の押圧部１０７との間において、固定鉄片１０５の両端に接触可能な位置に、可動鉄片１０６が設置される。そして、固定鉄片１０５の両端は、固定接点端子１０１の可動接点端子１０２に対向する面よりも可動接点端子１０２に向かって突出している。又、固定鉄片１０５及び可動鉄片１０６のそれぞれは、磁性体材料によって形成される。

このように構成される接点部Ｓ１は、不図示の駆動部材によって可動接点端子１０２が押圧されると、可動接点端子１０２の他端が固定接点端子１０１の他端に向かって変位し、図５に示すように、可動接点１０４が固定接点１０３に当接することで導通する。このとき、可動接点端子１０２の押圧部１０７によって可動鉄片１０６が押圧されるため、可動接点端子１０２における可動接点１０４と共に、可動鉄片１０６が固定接点端子１０１に向かって変位する。

よって、固定接点１０３と可動接点１０４とが接触して、接点部Ｓ１が導通したとき、固定鉄片１０５と可動鉄片１０６が接触することで、その外周側を周回する磁性体が、固定接点端子１０１の周りに設置されることとなる。即ち、固定鉄片１０５及び可動鉄片１０６によるリング状の磁性体は、固定接点端子１０１を流れる電流を周回するように形成する。そのため、固定鉄片１０５及び可動鉄片１０６に、固定接点端子１０１を流れる電流を中心とする同心円状の誘導磁束が発生する。この誘導磁束の発生により、固定鉄片１０５と可動鉄片１０６とは、互いに吸引し合う。

又、接点部Ｓ１は、固定接点１０３と可動接点１０４とを接触して導通させたときに、固定接点１０３及び可動接点１０４それぞれを流れる電流が逆方向に平行となるため、固定接点端子１０１と稼動接点端子１０２との間には、電磁反発力が発生する。これに対して、図４に示すように、固定鉄片１０５及び可動鉄片１０６を備えた構成とすることで、固定鉄片１０５と可動鉄片１０６とによる電磁吸引力が発生することで、固定接点１０３及び可動接点１０４を流れる逆方向の平行電流による電磁反発力が打ち消される。これにより、接点部Ｓ１における接点バウンズを抑制できるだけでなく、磁気コイルＬ１，Ｌ２を含む可動接点端子１０２を変位させる第１駆動部を小型化でき、第１機械式接点スイッチ１２自体をも小型化できる。

５．第２機械式接点スイッチ１３における接点部Ｓ２の構成例
次に、第２機械式接点スイッチ１３の接点部Ｓ２の構成例について、図面を参照して説明する。この第２機械式接点スイッチ１３の接点部Ｓ２は、その接点間距離が、第１機械式接点スイッチ１２の接点部Ｓ１よりも短く、又、接点圧力が、第１機械式接点スイッチ１２の接点部Ｓ１よりも小さい。これにより、第２機械式接点スイッチ１３の磁気コイルＬ３のコイル巻数を少なくすることができ、磁気コイルＬ３を小型化できる。更に、接点部Ｓ２を、本出願人による特願２００７−１６６５２３号に示す各構成とすることで、接点部Ｓ２をも小型化できることから、第２機械式接点スイッチ１３自体を小型化できる。

この第２機械式接点スイッチ１３の接点部Ｓ２の構成例を、図６に示す。尚、図６に示す例を以下で説明するが、小型化可能であれば、例えば、特願２００７−１６６５２３号において、第２駆動部を圧電素子や形状記憶合金により形成することで、駆動コイルＬ３を省略できる構成などといった他の構成としてもよい。まず、図６に示す接点部Ｓ２の構成について、以下に説明する。図６に示す接点部Ｓ２は、導体材料で形成される２つの固定接点端子２０１，２０２と、この２つの固定接点端子２０１，２０２を架橋するように接触可能な導体材料による可動接点部材２０３と、可動接点部材２０３を固定接点端子２０１，２０２側に押圧する絶縁材料による駆動部材２０４と、を備える。

固定接点端子２０１，２０２及び可動接点部材２０３のそれぞれは、導体板によって形成されるとともに、固定接点端子２０１，２０２は、筐体２０５の底面側に、それぞれが接触しないように配置される。又、可動接点部材２０３は、その４隅に設けられた略逆Ｕ字状の屈曲部２０６で筐体２０５に支持され、駆動部材２０４による押圧がないときは、筐体２０５内部の中空で、固定接点端子２０１，２０２から離間した位置に配置される。更に、筐体２０５が絶縁材料で形成されることで、駆動部材２０４による押圧がないときは、固定接点端子２０１，２０２及び可動接点部材２０３それぞれの間は絶縁された状態となる。

このように構成される接点部Ｓ２は、駆動部材２０４によって可動接点部材２０３が押圧されると、可動接点部材２０３は、屈曲部２０６の可橈性により、その中心部分が固定接点端子２０１，２０２に向かって変位する。これにより、可動接点部材２０３が固定接点端子２０１，２０２と接触するため、可動接点部材２０３が、固定接点端子２０１，２０２を架橋する。よって、固定接点端子２０１は、可動接点部材２０３を介して、固定接点端子２０２と電気的に接続できるため、接点部Ｓ２が導通状態となる。

６．トライアックＳ３及びフォトトライアックＳ４の構成例
更に、トライアックＳ３及びフォトトライアックＳ４の構成について、図７〜図９を参照して以下に説明する。尚、以下では、図７〜図９に示したトライアックＳ３の内部構造に基づいて、トライアックＳ３の構成について説明するが、ゲート電極の構成以外については、フォトトライアックＳ４についても同様の構成とすることで実現できる。

まず、図７に示すトライアックＳ３は、表面層にＴ１電極３０１とゲート電極３０２が設けられるとともに裏面層にＴ２電極（不図示）が設けられた、双方向制御整流型の半導体チップ３００を備える。この半導体チップ３００は、第２リード端子３０４ａを一部として有するリードフレーム３０４の表面上にＴ２電極を構成する裏面側全体が当接するようにして、リードフレーム３０４に半田接続される。そして、その表面上に半導体チップ３００の裏面側のＴ２電極が接続されたリードフレーム３０４は、放熱部３０３ａを兼ねたステム３０３上に半田により接合され、電流導通時の半導体チップ３００の裏面（Ｔ２電極）側における熱が放熱される。

又、半導体チップ３００は、その表面側において、Ｔ１電極３０１には、それぞれの他端が第１リード端子３０１ａに超音波接続された２本の線状ワイヤ３０１ｂそれぞれの一端が超音波接続される。そして、ゲート電極３０２には、他端がゲートリード端子３０２ａに超音波接続された線状ワイヤ３０２ｂの一端が超音波接続される。更に、半導体チップ３００の表面側で、Ｔ１電極３０１が一つの角部を除去した略矩形状に形成されるとともに、その除去した角部に、Ｔ１電極３０１との境界となる外周部分がＴ１電極３０１と絶縁されたゲート電極３０２が形成される。

このように、ゲート電極３０２が１本の線状ワイヤ３０２ｂで接続されるのに対して、Ｔ１電極３０１が２本の線状ワイヤ３０１ｂで接続されるため、そのＴ１電極３０１での接続面積がゲート電極３０２での接続面積より広くなる。このとき、２本の線状ワイヤ３０１ｂそれぞれについて、超音波接続によるＴ１電極３０１との接続箇所を複数箇所とすることで、その接続面積を更に広くできる。又、半導体チップ３００の裏側がリードフレーム３０４と面接続された状態となるため、Ｔ２電極（不図示）におけるリードフレーム３０４との接続面積についても、ゲート電極３０２における線状ワイヤ３０２ｂとの接続面積に比べて広くなる。

そのため、突入電流がトライアックＳ３に流れた場合であっても、トライアックＳ３のＴ１電極３０１及びＴ２電極３０２では、その接合部分の面積が広くなるため、この接合部分での電流が分散される。これにより、トライアックＳ３では、局部的な電流集中による絶縁破壊を防止でき、結果、トライアックＳ３の突入電流に対する耐量を向上できる。尚、この局部的な電流集中による絶縁破壊を防止するために、Ｔ１電極３０１が、３本以上の線状ワイヤ３０１ｂが接続されるものとしてもよいし、その断面積が線状ワイヤ３０１ｂよりも広いリボン状ワイヤによって接続されるものとしてもよい。

又、図８のように、２本の線状ワイヤ３０１ｂが接続されたＴ１電極３０１に更に、断面形状が略台形状となるブロック状の放熱ブロック３１０を接合することで、トライアックＳ３のＴ１電極における放熱効率を向上できる。よって、突入電流がトライアックＳ３に流れた場合に、その突入電流による温度上昇を抑制できるため、結果、トライアックＳ３の突入電流に対する耐量を向上できる。更に、図９のように、Ｔ１電極３０１での接合面積を広くするとともに放熱効果を向上させるために、線状ワイヤ３０１ｂの代わりに、第１リード端子３０１ａを有するリードフレーム３０１ｃをＴ１電極３０１に半田接続するものとしてもよい。

＜第２の実施形態＞
本発明における第２の実施形態となるハイブリッドリレーについて、図面を参照して説明する。図１０は、本実施形態のハイブリッドリレーの内部構成を示す概略回路図であり、図１１は、図１０のハイブリッドリレーにおける各部における状態遷移を示すタイミングチャートである。尚、図１０のハイブリッドリレーにおいて、図１のハイブリッドリレーにおける構成と同一の部分については同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。

本実施形態のハイブリッドリレー１ａは、図１０に示すように、第２機械式接点スイッチ１３の磁気コイルＬ３と、半導体スイッチ１４の一部となるフォトトライアックカプラ１５の発光ダイオードＬＤとを、直列に接続することで、第１の実施形態のハイブリッドリレー１（図１参照）と比べて、駆動電流量を低減した構成とする。即ち、ハイブリッドリレー１における信号処理回路１６の代わりに信号処理回路１６ａを備え、この信号処理回路１６ａに一端が接続された抵抗Ｒ３の他端に磁気コイルＬ３の一端が接続され、この磁気コイルＬ３の他端に発光ダイオードＬＤのアノード電極が接続される。

又、磁気コイルＬ３の両端に接続されて磁気コイルＬ３の逆流防止として機能するダイオードＤ５は、カソード電極が抵抗Ｒ３と接続されるとともに、アノード電極が発光ダイオードＬＤのアノード電極と接続される。そして、ハイブリッドリレー１ａは、発光ダイオードＬＤのアノード電極と磁気コイルＬ３との接続ノードに一端が接続された抵抗Ｒ４と、発光ダイオードＬＤのカソード電極に一端が接続された抵抗Ｒ５と、抵抗Ｒ４，Ｒ５それぞれの他端にコレクタ電極が接続されるとともにエミッタ電極が接地されたｎｐｎ型のトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２とが追加された構成となる。又、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のベース電極には、信号処理回路１６ａより制御信号が与えられる。その他の構成については、第１の実施形態のハイブリッドリレー１と同様の構成となるので、その詳細については省略する。

このように構成されるハイブリッドリレー１ａの動作について、図２及び図１１に示すタイミングチャートを参照して以下に説明する。ハイブリッドリレー１ａは、第１の実施形態におけるハイブリッドリレー１と同様、磁気コイルＬ１〜Ｌ３及び発光ダイオードＬＤへ駆動電流の供給するタイミング、接点部Ｓ１，Ｓ２それぞれのＯＮ／ＯＦＦタイミング、及び、トライアックＳ３とフォトトライアックＳ４それぞれのＯＮ／ＯＦＦタイミングのそれぞれが、図２のタイミングチャートにおけるタイミングとなる。

即ち、交流電源２により負荷３へ電源投入する際は、磁気コイルＬ３に駆動電流を与えて、第２機械式接点スイッチ１３の接点部Ｓ２をＯＮとした後に、発光ダイオードＬＤを発光させてフォトトライアックＳ４とトライアックＳ３とを導通させて半導体スイッチ１４をＯＮとする。このように、第２機械式接点スイッチ１３及び半導体スイッチ１４をＯＮとした状態で、パルス電流となる駆動電流を磁気コイルＬ１に与えることで、第１機械式接点スイッチ１２の接点部Ｓ１をＯＮに切り換える。その後、発光ダイオードＬＤへの駆動電流を停止して、フォトトライアックＳ４とトライアックＳ３とを非導通にして半導体スイッチ１４をＯＦＦとした後に、磁気コイルＬ３への駆動電流の供給を停止して、第２機械式接点スイッチ１３の接点部Ｓ２をＯＦＦとする。

一方、交流電源２による負荷３への電力供給を遮断する際は、同様に、磁気コイルＬ３に駆動電流を与えて、第２機械式接点スイッチ１３をＯＮとした後に、発光ダイオードＬＤを発光させて半導体スイッチ１４をＯＮとする。そして、パルス電流となる駆動電流を磁気コイルＬ２に与えることで、第１機械式接点スイッチ１２の接点部Ｓ１をＯＦＦに切り換える。その後、発光ダイオードＬＤへの駆動電流を停止して、半導体スイッチ１４をＯＦＦとした後に、磁気コイルＬ３への駆動電流の供給を停止して、第２機械式接点スイッチ１３をＯＦＦとする。

このとき、本実施形態のハイブリッドリレー１ａは、図１１のタイミングチャートに示すように、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のベース電極に制御信号を与えるタイミングを決定することで、磁気コイルＬ３及び発光ダイオードＬＤのそれぞれに駆動電流を与えるタイミングを決定する。よって、以下では、信号処理回路１６ａによる、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のベース電極に与える制御信号の出力タイミングと、磁気コイルＬ２及び発光ダイオードＬＤへ駆動電流の発生タイミングとの関係について、図１１のタイミングチャートを参照して説明する。

図１１のタイミングチャートに示すように、信号処理回路１６ａは、まず、トランジスタＴｒ１のベース電極に制御信号を与えることで、トランジスタＴｒ１を導通状態（ＯＮ）とし、抵抗Ｒ３，Ｒ４と磁気コイルＬ３とによる直列回路を駆動させる。即ち、信号処理回路１６ａは、トランジスタＴｒ１をＯＮとすることで、磁気コイルＬ３のみに駆動電流を与える。これにより、上述したように、第２機械式接点スイッチ１３の接点部Ｓ２をＯＮとする。

そして、トランジスタＴｒ１をＯＮとしてから時間ｔ１が経過すると、信号処理回路１６ａは、トランジスタＴｒ１のゲート電極に対する制御信号の供給を停止すると同時に、トランジスタＴｒ２のゲート電極に対する制御信号の供給を開始する。即ち、トランジスタＴｒ１をＯＦＦとすると同時に、トランジスタＴｒ２をＯＮとして、抵抗Ｒ３，Ｒ５と磁気コイルＬ３と発光ダイオードＬＤとによる直列回路を駆動させる。これにより、信号処理回路１６ａから、直列に接続された磁気コイルＬ３及び発光ダイオードＬＤのそれぞれに対して、駆動電流が供給されるため、第２機械式接点スイッチ１３の接点部Ｓ２がＯＮの状態のままで、半導体スイッチ１４のトライアックＳ３をＯＮとできる。

又、第１の実施形態のハイブリッドリレー１と異なり、磁気コイルＬ３と発光ダイオードＬＤとが直列に接続されるため、それぞれを流れる駆動電流が共通のものとなる。よって、磁気コイルＬ３と発光ダイオードＬＤとを並列に接続した、第１の実施形態のハイブリッドリレー１と比べて、磁気コイルＬ３と発光ダイオードＬＤとを同時に駆動するときの駆動電流量を低減できるため、その消費電力量が抑制される。そして、発光ダイオードＬＤに駆動電流を与えて、半導体スイッチ１４のトライアックＳ３をＯＮとした後、上述したように、信号処理回路１６ａは、磁気コイルＬ１，Ｌ２のいずれかにパルス電流となる駆動電流を供給する。即ち、負荷３へ電源投入する場合は、磁気コイルＬ１に駆動電流を供給して、第１機械式接点スイッチ１２の接点部Ｓ１をＯＮに切り換える一方で、負荷３への電源を遮断する場合は、磁気コイルＬ２に駆動電流を供給して、第１機械式接点スイッチ１２の接点部Ｓ１をＯＦＦに切り換える

このようにして、第１機械式接点スイッチ１２のＯＮ／ＯＦＦを切り換えると、信号処理回路１６ａは、トランジスタＴｒ２のゲート電極に対する制御信号の供給を停止すると同時に、トランジスタＴｒ１のゲート電極に対する制御信号の供給を開始する。即ち、トランジスタＴｒ２をＯＦＦとすると同時に、トランジスタＴｒ１をＯＮとして、発光ダイオードＬＤへの駆動電流の供給を停止し、半導体スイッチ１４のトライアックＳ３をＯＦＦとする。このとき、トランジスタＴｒ１がＯＮであることより、磁気コイルＬ３に対しては、駆動電流が引き続き供給されているため、第２機械式接点スイッチ１３の接点部Ｓ２はＯＮのままである。そして、トランジスタＴｒ２をＯＦＦとしてから時間ｔ２が経過すると、信号処理回路１６ａは、トランジスタＴｒ１のゲート電極に対する制御信号の供給を停止する。即ち、トランジスタＴｒ１をＯＦＦとして、磁気コイルＬ３への駆動電流の供給を停止し、第２機械式接点スイッチ１３をＯＦＦとする。

本実施形態のように、駆動コイルＬ３と発光ダイオードＬＤとを直列に接続した構成することで、第２機械式接点スイッチ１３及び半導体スイッチ１４を同時にＯＮとする場合に、駆動コイルＬ３及び発光ダイオードＬＤに対して共通の駆動電流を流せる。よって、駆動コイルＬ３と発光ダイオードＬＤとを並列に接続した場合と比べて、信号処理回路１６ａより供給する駆動電流量を低減できるため、ハイブリッドリレー１ａにおける消費電力をも低減できる。

又、本実施形態において、トランジスタＴｒ２をＯＮとしたときに磁気コイルＬ３に流れる電流値を、トランジスタＴｒ１をＯＮとしたときに磁気コイルＬ３に流れる電流値よりも小さくなるように、抵抗Ｒ４，Ｒ５の抵抗値を設定するものとしてもよい。即ち、抵抗Ｒ４，Ｒ５それぞれの抵抗値がＲｒ４，Ｒｒ５であり、発光ダイオードＤ５の降下電圧がＶｄであり、トランジスタＴｒ１をＯＮとたときに磁気コイルＬ３に流れる電流がＩｌであるとき、抵抗Ｒ５の抵抗値Ｒｒ５が、抵抗値Ｒｒ４−Ｖｄ／Ｉｌより大きくなるように設定される。

このように抵抗Ｒ４，Ｒ５の抵抗値が設定されることにより、トランジスタＴｒ１をＯＮとし、磁気コイルＬ３に十分に大きな電流を流して、第２機械式接点スイッチ１３をＯＮとできる。そして、第２機械式接点スイッチ１３をＯＮの状態で保持して、半導体スイッチ１４をＯＮとする場合には、トランジスタＴｒ２をＯＮとして、第２機械式接点スイッチ１３をＯＮに切り換えるときよりも低い電流を流すものとできる。これにより、図１１のタイミングチャートで、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２を動作させるための駆動電流の総量を抑制することができ、低消費電力化を図ることができる。

＜第３の実施形態＞
本発明における第３の実施形態となるハイブリッドリレーについて、図面を参照して説明する。尚、本実施形態のハイブリッドリレーの内部構成は、第２の実施形態と同様、図１０に示す構成となる。又、図１２は、本実施形態のハイブリッドリレーにおける各部における状態遷移を示すタイミングチャートである。本実施形態では、第２の実施形態と同じ構成のハイブリッドリレー１ａを用いるが、第２の実施形態と異なり、第１機械式接点スイッチ１２のＯＮ切換時及びＯＦＦ切換時それぞれにおいて異なるタイミングで、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２それぞれを駆動させる。よって、以下では、図１２のタイミングチャートを参照して、本実施形態のハイブリッドリレー１ａの動作について説明する。

図１２のタイミングチャートに示すように、負荷３へ電源投入する際は、第２の実施形態と同様、まず、信号処理回路１６ａがトランジスタＴｒ１をＯＮとして、磁気コイルＬ３に駆動電流を供給し、第２機械式接点スイッチ１３の接点部Ｓ２をＯＮとする。その後、信号処理回路１６ａは、トランジスタＴｒ１をＯＦＦとすると同時にトランジスタＴｒ２をＯＮとし、磁気コイルＬ３と発光ダイオードＬＤとに駆動電流を供給する。これにより、第２機械式接点スイッチ１３の接点部Ｓ２がＯＮの状態のままで、半導体スイッチ１４のトライアックＳ３がＯＮとなる。このように、半導体スイッチ１４内のトライアックＳ３をＯＮとして、交流電源２からの電源が負荷３へ投入されると、信号処理回路１６ａは、磁気コイルＬ１にパルス電流となる駆動電流を供給して、第１機械式接点スイッチ１２の接点部Ｓ１をＯＮとする。

そして、第１機械式接点スイッチ１２の接点部Ｓ１を介した交流電源２による負荷３への電力供給が開始されると、半導体スイッチ１４における給電路を遮断するために、信号処理回路１６ａは、トランジスタＴｒ２をＯＦＦとして、磁気コイルＬ３及び発光ダイオードＬＤへの駆動電流の供給を停止する。即ち、本実施形態では、負荷３へ電源投入する際において、第１機械式接点スイッチ１２をＯＮとした後は、第２の実施形態と異なり、トランジスタＴｒ１をＯＮとして磁気コイルＬ３のみに駆動電流を供給する期間を除くこととなる。これにより、本実施形態の電源投入時の動作を行うことで、第２の実施形態の動作と比べて、第１機械式接点スイッチ１２をＯＮとした後に、トランジスタＴｒ１をＯＮとして、磁気コイルＬ３に駆動電流を供給する分に相当する、消費電力を低減できる。

一方、交流電源２による負荷３への電力供給を遮断する際は、第２の実施形態と異なり、信号処理回路１６ａは、まず、トランジスタＴｒ２をＯＮとして、磁気コイルＬ３及び発光ダイオードＬＤのそれぞれに駆動電流を供給し、第２機械式接点スイッチ１３の接点部Ｓ２及び半導体スイッチ１４のトライアックＳ３をＯＮとする。このように、第２機械式接点スイッチ１３の接点部Ｓ２及び半導体スイッチ１４内のトライアックＳ３を介した給電路が確立されると、信号処理回路１６ａは、パルス電流となる駆動電流を磁気コイルＬ２に供給して、第１機械式接点スイッチ１２の接点部Ｓ１をＯＦＦとする。

この第１機械式接点スイッチ１２の接点部Ｓ１を介した給電路を遮断すると、第２の実施形態と同様、信号処理部１６ａは、トランジスタＴｒ２をＯＦＦとすると同時に、トランジスタＴｒ１をＯＮとして、発光ダイオードＬＤへの駆動電流の供給を停止し、半導体スイッチ１４のトライアックＳ３をＯＦＦとする。これにより、交流電源２による負荷３への電力供給が、遮断される。その後、信号処理回路１６ａは、トランジスタＴｒ１をＯＦＦとして、磁気コイルＬ３への駆動電流の供給を停止し、第２機械式接点スイッチ１３の接点部Ｓ２をＯＦＦとする。

即ち、本実施形態では、負荷３への電力供給を遮断する際において、第２の実施形態と異なり、半導体スイッチ１４をＯＮとする前の、第２機械式接点スイッチ１２のみをＯＮとする期間を除くこととなる。これにより、本実施形態の電源遮断時の動作を行うことで、第２の実施形態の動作と比べて、半導体スイッチ１４をＯＮとする前に、トランジスタＴｒ１をＯＮとして、磁気コイルＬ３に駆動電流を供給する分に相当する、消費電力を低減できる。

＜第４の実施形態＞
本発明における第４の実施形態となるハイブリッドリレーについて、図面を参照して説明する。図１３は、本実施形態のハイブリッドリレーの内部構成を示す概略回路図であり、図１４は、図１３のハイブリッドリレーにおける各部における状態遷移を示すタイミングチャートである。尚、図１３のハイブリッドリレーにおいて、図１０のハイブリッドリレーにおける構成と同一の部分については同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。

本実施形態のハイブリッドリレー１ｂは、図１３に示すように、ハイブリッドリレー１ａ（図１０参照）の構成に、抵抗Ｒ５ａ、及びトランジスタＴｒ２ａによる直列回路を、発光ダイオードＬＤのカソード電極に更に接続した構成となる。即ち、発光ダイオードＬＤのカソード電極と抵抗Ｒ５との接続ノードに一端が接続された抵抗Ｒ５ａの他端に、エミッタ電極が接地されたｎｐｎ型のトランジスタＴｒ２ａのコレクタが接続される。又、ハイブリッドリレー１ｂは、信号処理回路１６ａの代わりに、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ２ａのゲート電極、及び、磁気コイルＬ１，Ｌ２それぞれに電流信号を与える信号処理回路１６ｂを備える。

このように構成されるハイブリッドリレー１ｂにおいて、発光ダイオードＬＤに接続される抵抗Ｒ５，Ｒ５ａそれぞれの抵抗値Ｒｒ５，Ｒｒ５ａの関係は、Ｒｒ５＜Ｒｒ５ａとなる。又、抵抗Ｒ４の抵抗値がＲｒ４であり、発光ダイオードＤ５の降下電圧がＶｄであり、トランジスタＴｒ１をＯＮとしたときに磁気コイルＬ３に流れる電流がＩｌであるとき、抵抗Ｒ５の抵抗値Ｒｒ５は、抵抗値Ｒｒ４−Ｖｄ／Ｉｌとなる。このように抵抗Ｒ５，Ｒ５ａの抵抗値Ｒｒ５，Ｒｒ５ａを設定することで、トランジスタＴｒ１をＯＮとしたときに磁気コイルＬ３に流れる電流値と、トランジスタＴｒ２をＯＮとしたときに磁気コイルＬ３に流れる電流値とを等しくするとともに、トランジスタＴｒ２ａをＯＮとしたときに磁気コイルＬ３に流れる電流値を小さくすることができる。

以下では、図１４のタイミングチャートを参照して、本実施形態のハイブリッドリレー１ｂの動作について説明する。図１４のタイミングチャートに示すように、負荷３へ電源投入する際は、第３の実施形態と同様、まず、信号処理回路１６ｂがトランジスタＴｒ１をＯＮとして、磁気コイルＬ３に駆動電流を供給し、第２機械式接点スイッチ１３の接点部Ｓ２をＯＮとする。このようにして、磁気コイルＬ３に十分な駆動電流を与えて接点部Ｓ２をＯＮとした後は、接点部Ｓ２をＯＮ状態で保持するために必要な電流量の駆動電流を、磁気コイルＬ３に流せばよく、その電流量を低くすることができる。よって、第３の実施形態と異なり、信号処理回路１６ｂは、トランジスタＴｒ１をＯＦＦとすると同時にトランジスタＴｒ２ａをＯＮとし、磁気コイルＬ３及び発光ダイオードＬＤに、トランジスタＴｒ１をＯＮとしたときよりも電流量の小さい駆動電流を供給する。

これにより、第２機械式接点スイッチ１３の接点部Ｓ２がＯＮの状態のままで、半導体スイッチ１４のトライアックＳ３がＯＮとなる。このようにして、交流電源２からの電源が負荷３へ投入されると、信号処理回路１６ｂは、第３の実施形態と同様、磁気コイルＬ１にパルス電流となる駆動電流を供給して、第１機械式接点スイッチ１２の接点部Ｓ１をＯＮとする。その後、半導体スイッチ１４における給電路を遮断するために、信号処理回路１６ｂは、トランジスタＴｒ２ａをＯＦＦとして、磁気コイルＬ３及び発光ダイオードＬＤへの駆動電流の供給を停止する。

一方、交流電源２による負荷３への電力供給を遮断する際は、第３の実施形態と同様、信号処理回路１６ｂは、まず、トランジスタＴｒ２をＯＮとして、磁気コイルＬ３及び発光ダイオードＬＤのそれぞれに駆動電流を供給する。このようにして、第２機械式接点スイッチ１３の接点部Ｓ２及び半導体スイッチ１４のトライアックＳ３をＯＮとすると、次に、磁気コイルＬ３に流す駆動電流を低減できるので、信号処理部１６ｂは、トランジスタＴｒ２をＯＦＦとすると同時に、トランジスタＴｒ２ａをＯＮとする。このように、磁気コイルＬ３及び発光ダイオードＬＤのそれぞれに供給する駆動電流を小さくした状態で、第２機械式接点スイッチ１３の接点部Ｓ２及び半導体スイッチ１４のトライアックＳ３のＯＮ状態を保持した後、信号処理回路１６ｂは、パルス電流となる駆動電流を磁気コイルＬ２に供給して、第１機械式接点スイッチ１２の接点部Ｓ１をＯＦＦとする。

この第１機械式接点スイッチ１２の接点部Ｓ１を介した給電路を遮断すると、信号処理部１６ｂは、トランジスタＴｒ２ａをＯＦＦとすると同時に、トランジスタＴｒ１をＯＮとして、発光ダイオードＬＤへの駆動電流の供給を停止し、半導体スイッチ１４のトライアックＳ３をＯＦＦとする。これにより、第３の実施形態と同様、交流電源２による負荷３への電力供給が、遮断される。その後、信号処理回路１６ｂは、第３の実施形態と同様、トランジスタＴｒ１をＯＦＦとして、磁気コイルＬ３への駆動電流の供給を停止し、第２機械式接点スイッチ１３の接点部Ｓ２をＯＦＦとする。

このように、本実施形態では、第２機械式接点スイッチ１３の接点部Ｓ２をＯＮとするときにのみ、磁気コイルＬ３へ供給する駆動電流の電流量を大きくするとともに、第２機械式設定スイッチ１３の接点部Ｓ２をＯＮの状態に保持するときは、磁気コイルＬ３へ供給する駆動電流の電流量を低くすることができる。よって、本実施形態のハイブリッドリレー１ｂを使用することで、第３の実施形態の場合と比べて、その消費電力を更に低減できる。

＜第５の実施形態＞
本発明における第５の実施形態となるハイブリッドリレーについて、図面を参照して説明する。図１５は、本実施形態のハイブリッドリレーの内部構成を示す概略回路図であり、図１６は、図１５のハイブリッドリレーにおける各部における状態遷移を示すタイミングチャートである。尚、図１５のハイブリッドリレーにおいて、図１３のハイブリッドリレーにおける構成と同一の部分については同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。

本実施形態のハイブリッドリレー１ｃは、図１５に示すように、ハイブリッドリレー１ｂ（図１３参照）の構成に、抵抗Ｒ４ａ及びトランジスタＴｒ１ａによる直列回路を、磁気コイルＬ３と抵抗Ｒ４との接続ノードに更に接続した構成となる。即ち、磁気コイルＬ３と抵抗Ｒ４との接続ノードに抵抗Ｒ４ａの一端が接続され、抵抗Ｒ４ａの他端にエミッタ電極が接地されたｎｐｎ型のトランジスタＴｒ１ａのコレクタが接続される。又、ハイブリッドリレー１ｃは、信号処理回路１６ｂの代わりに、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ１ａ，Ｔｒ２，Ｔｒ２ａのゲート電極、及び、磁気コイルＬ１，Ｌ２それぞれに電流信号を与える信号処理回路１６ｃを備える。

又、抵抗Ｒ４，Ｒ４ａそれぞれの抵抗値Ｒｒ４、Ｒｒ４ａは、抵抗Ｒ５，Ｒ５ａの抵抗値Ｒｒ５，Ｒｒ５ａとの関係と同様、Ｒｒ４＜Ｒｒ４ａとなる。即ち、トランジスタＴｒ１をＯＮとしたときに磁気コイルＬ３に流れる電流値と、トランジスタＴｒ２をＯＮとしたときに磁気コイルＬ３に流れる電流値とを等しくするとともに、トランジスタＴｒ１ａをＯＮとしたときに磁気コイルＬ３に流れる電流値と、トランジスタＴｒ２ａをＯＮとしたときに磁気コイルＬ３に流れる電流値とを等しくする。そして、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のいずれかをＯＮとしたときに磁気コイルＬ３に流れる電流値に比べて、トランジスタＴｒ１ａ，Ｔｒ２ａのいずれかをＯＮとしたときに磁気コイルＬ３に流れる電流値を小さくすることができる。

このようなハイブリッドリレー１ｃの動作について、図１６のタイミングチャートを参照して、以下に説明する。図１６のタイミングチャートに示すように、負荷３へ電源投入する際は、第４の実施形態と同様、まず、信号処理回路１６ｂがトランジスタＴｒ１をＯＮとして、第２機械式接点スイッチ１３の接点部Ｓ２をＯＮとする。そして、信号処理回路１６ｂは、トランジスタＴｒ１をＯＮとしたときよりも電流量の小さい駆動電流を供給するために、トランジスタＴｒ１をＯＦＦとすると同時にトランジスタＴｒ２ａをＯＮとして、第２機械式接点スイッチ１３の接点部Ｓ２がＯＮの状態のままで、半導体スイッチ１４のトライアックＳ３がＯＮとなる。このようにして、交流電源２からの電源が負荷３へ投入されると、信号処理回路１６ｃは、第３の実施形態と同様、磁気コイルＬ１にパルス電流となる駆動電流を供給して、第１機械式接点スイッチ１２の接点部Ｓ１をＯＮとした後、トランジスタＴｒ２ａをＯＦＦとして、磁気コイルＬ３及び発光ダイオードＬＤへの駆動電流の供給を停止する。

一方、交流電源２による負荷３への電力供給を遮断する際は、第４の実施形態と同様、信号処理回路１６ｂは、まず、トランジスタＴｒ２をＯＮとして、第２機械式接点スイッチ１３の接点部Ｓ２及び半導体スイッチ１４のトライアックＳ３をＯＮとした後、信号処理部１６ｂは、トランジスタＴｒ２をＯＦＦとすると同時に、トランジスタＴｒ２ａをＯＮとする。このように、第２機械式接点スイッチ１３の接点部Ｓ２及び半導体スイッチ１４のトライアックＳ３がＯＮとなっている間に、信号処理回路１６ｃは、パルス電流となる駆動電流を磁気コイルＬ２に供給して、第１機械式接点スイッチ１２の接点部Ｓ１をＯＦＦとする。

この第１機械式接点スイッチ１２の接点部Ｓ１を介した給電路を遮断すると、第４の実施形態と異なり、信号処理部１６ｂは、トランジスタＴｒ２ａをＯＦＦとすると同時に、トランジスタＴｒ１ａをＯＮとして、発光ダイオードＬＤへの駆動電流の供給を停止し、半導体スイッチ１４のトライアックＳ３をＯＦＦとする。即ち、交流電源２による負荷３への電力供給を遮断したときにおいても、磁気コイルＬ３に供給する駆動電流を、トランジスタＴｒ２ａをＯＮとしたときと同様、小さい駆動電流とすることができる。よって、第４の実施形態と比べて、その消費電力を更に低減できる。その後、信号処理回路１６ｃは、トランジスタＴｒ１ａをＯＦＦとして、磁気コイルＬ３への駆動電流の供給を停止し、第２機械式接点スイッチ１３の接点部Ｓ２をＯＦＦとする。

尚、本実施形態のハイブリッドリレー１ｃの構成から、抵抗Ｒ５ａ、及びトランジスタＴｒ２ａによる直列回路を省いた構成としてもよい。このように構成した場合、負荷３へ電源投入する際には、第３の実施形態と同様、トランジスタＴｒ１をＯＦＦとすると同時にトランジスタＴｒ２をＯＮとする。一方、負荷３への電力供給を遮断する際には、第３の実施形態と同様、トランジスタＴｒ２をＯＮとした状態で、磁気コイルＬ２に駆動電流を供給する。

上述の第２〜第５の実施形態それぞれにおけるハイブリッドリレーによると、発光ダイオードＬＤと、磁気コイルＬ３とに駆動電流を流しているときに、磁気コイルＬ１，Ｌ２のいずれかに駆動電流を流したとき、その駆動電流の総量が大きくなる。即ち、磁気コイルＬ１，Ｌ２のいずれかに駆動電流を流したとき、ハイブリッドリレーの駆動回路に供給する駆動電流が一時的にピークとなる。そのため、電源線により伝送制御装置と通信を行う制御端末装置が、上述のハイブリッドリレーを複数備えた構成となる場合、複数のハイブリッドリレーそれぞれによる電源投入又は電源遮断を行うときに、それぞれのハイブリッドリレーを同一タイミングで動作させると、このピーク時の駆動電流が制御端末装置に供給されることとなる。よって、複数のハイブリッドリレーそれぞれによる電源投入又は電源遮断を行う場合、諸定数（例えば、２つ）のハイブリッドリレー毎に同一タイミングで動作させるようにすることで、ピークとなる駆動電流を分散させることができ、制御端末装置への供給電圧の極端な電圧降下を抑制できる。

＜第６の実施形態＞
本発明における第６の実施形態となるハイブリッドリレーについて、図面を参照して説明する。図１７は、本実施形態のハイブリッドリレーの内部構成を示す概略回路図であり、図１８は、図１７のハイブリッドリレーにおける各部における状態遷移を示すタイミングチャートである。尚、図１７のハイブリッドリレーにおいて、図１のハイブリッドリレーにおける構成と同一の部分については同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。

本実施形態のハイブリッドリレー１ｄは、図１７に示すように、ハイブリッドリレー１（図１参照）における第２機械式接点スイッチ１３の代わりに、第１機械式接点スイッチ１２と同様のラッチング型となる第２機械式接点スイッチ１３ａを備える。即ち、第２機械式接点スイッチ１３ａは、接点部Ｓ２をＯＮに切り換えるための電磁力を発生する磁気コイルＬ３ａと、接点部Ｓ２をＯＦＦに切り換えるための電磁力を発生する磁気コイルＬ３ｂと、を備える。この磁気コイルＬ３ａ，Ｌ３ｂは直列に接続され、その接続ノードが接地される。よって、本実施形態では、磁気コイルＬ３ａ，Ｌ３ｂが、第２機械式接点スイッチ１３ａの第２駆動部を構成する。

更に、磁気コイルＬ３ａ，Ｌ３ｂを備えた第２機械式接点スイッチ１３ａは、第１機械式接点スイッチ１２におけるダイオードＤ１〜Ｄ４に相当するダイオードＤ６〜Ｄ９を備える。即ち、そのアノード電極が接地されたダイオードＤ６，Ｄ７のそれぞれが、磁気コイルＬ３ａ，Ｌ３ｂそれぞれに並列に接続されるとともに、そのアノード電極が信号処理回路１６ｄに接続されたダイオードＤ８，Ｄ９それぞれのカソード電極が、ダイオードＤ６，Ｄ７それぞれのカソード電極に接続される。その他の構成については、第１の実施形態のハイブリッドリレー１と同様の構成となるので、その詳細については省略する。

ハイブリッドリレー１ｄは、第１機械式接点スイッチ１２の接点部Ｓ１、第２機械式接点スイッチ１３ａの接点部Ｓ２、及び、半導体スイッチ１４のトライアックＳ３それぞれにおけるＯＮ／ＯＦＦの切換タイミングが、第１の実施形態のハイブリッドリレー１と同様となる。即ち、第１の実施形態のハイブリッドリレー１と同一の構成となる第１機械式接点スイッチ１２及び半導体スイッチ１４それぞれにおける、磁気コイルＬ１，Ｌ２及び発光ダイオードＬＤについては、信号処理回路１６ｂから駆動電流が供給されるタイミングが、第１の実施形態と同様となる。よって、以下では、ハイブリッドリレー１ｄの動作について、第２機械式接点スイッチ１３ａのＯＮ／ＯＦＦを中心に、図１８のタイミングチャートを参照して説明する。

図１８のタイミングチャートに示すように、負荷３へ電源投入する際は、第２機械式接点スイッチ１３ａの接点部Ｓ２をＯＮとするために、信号処理回路１６ｄから磁気コイルＬ３ａに、パルス電流となる駆動電流が供給される。これにより、第２機械式接点スイッチ１３ａの接点部Ｓ２がＯＮに切りかわると、磁気コイルＬ３ａに駆動電流を供給してから時間ｔ１が経過したときに、信号処理回路１６ｄより、発光ダイオードＬＤに駆動電流が供給される。よって、第１の実施形態のハイブリッドリレー１と同様、第２機械式接点スイッチ１３ａがＯＮとなった後に、交流電源２からの交流電圧が中心電圧（基準電圧）となったときに、半導体スイッチ１４内で、フォトトライアックＳ４の導通に連動して、トライアックＳ３がＯＮとなり、半導体スイッチがＯＮとされる。

このようにして、第２機械式接点スイッチ１３ａと半導体スイッチ１４とがＯＮとなって、交流電源２による負荷３への電力供給が開始すると、信号処理回路１６ｄが磁気コイルＬ１に、パルス電流となる駆動電流を供給して、第１機械式接点スイッチ１２の接点部Ｓ１をＯＮとする。そして、第１機械式接点スイッチ１２がＯＮに切りかわると、信号処理回路１６ｄは、発光ダイオードＬＤへの駆動電流の供給を停止する。これにより、半導体スイッチ１４では、交流電源２からの交流電圧が中心電圧（基準電圧）となったとき、トライアックＳ３及びフォトトライアックＳ４のそれぞれが非導通となり、半導体スイッチ１４がＯＦＦとなる。

又、発光ダイオードＬＤへの駆動電流の供給を停止してから時間ｔ２が経過すると、信号処理回路１６ｄは、第２機械式接点スイッチ１３ａの磁気コイルＬ３ｂに対して、パルス電流となる駆動電流を供給する。これにより、第２機械式接点スイッチ１３ａでは、接点部Ｓ２がＯＦＦに切りかわる。このように動作することで、第２機械式接点スイッチ１３ａをＯＮとしてからＯＦＦとするまでの間に、半導体スイッチ１４をＯＮとすることができる。又、信号処理回路１６ｄは、第２機械式接点スイッチ１３ａのＯＮ／ＯＦＦを切り換えるときのみ、磁気コイルＬ３ａ，Ｌ３ｂに駆動電流を供給する。即ち、半導体スイッチ１４の発光ダイオードＬＤへ駆動電流を供給するタイミングと、磁気コイルＬ３ａ，Ｌ３ｂに駆動電流を供給するタイミングとを、異なるタイミングとしている。

そして、負荷３への電力供給を遮断する際においても、信号処理回路１６ｄは、第２機械式接点スイッチ１３ａのＯＮ／ＯＦＦを切り換えるときのみ、磁気コイルＬ３ａ，Ｌ３ｂに、パルス電流となる駆動電流を供給する。即ち、まず、磁気コイルＬ３ａに駆動電流を供給して、第２機械式接点スイッチ１３ａの接点部Ｓ２をＯＮとした後、発光ダイオードＬＤに駆動電流を供給して、半導体スイッチ１４のトライアックＳ３をＯＮとする。その後、磁気コイルＬ２に駆動電流を供給して、第１機械式接点スイッチ１２の接点部Ｓ１をＯＦＦとすると、まず、発光ダイオードＬＤへの駆動電流の供給を停止して、半導体スイッチ１４のトライアックＳ３をＯＦＦとする。そして、磁気コイルＬ３ｂに駆動電流を供給して、第２機械式接点スイッチ１３ａの接点部Ｓ２をＯＦＦとする。

本実施形態のように、第２機械式接点スイッチ１３ａをラッチング型の機械式接点スイッチとすることで、駆動コイルＬ３ａ，Ｌ３ｂにパルス電流となる駆動電流を供給するだけで、接点部Ｓ２のＯＮ／ＯＦＦを切り換えることができる。よって、駆動コイルＬ３ａ，Ｌ３ｂ及び発光ダイオードＬＤのそれぞれに対して、信号処理回路１６ｄより同時に駆動電流が流れることがない。よって、常時励磁型の第２機械式接点スイッチ１３を備えた第１の実施形態のハイブリッドリレー１と比べて、小型化に対する妨げはあるものの、信号処理回路１６ｄより供給する駆動電流量を低減できるため、ハイブリッドリレー１ｂにおける消費電力をも低減できる。

尚、上述の各実施形態において、第１機械式接点スイッチ１２が、主接点となる接点部Ｓ１と連動して開閉動作を行う容量の小さい補助接点を有するものとし、補助接点の開閉を信号処理回路１６，１６ａ〜１６ｄそれぞれが確認することで、接点部Ｓ１の導通／非導通を検知するものとしてもよい。この補助接点を有する第１機械式接点スイッチ１２を備える構成とすることで、接点部Ｓ１の導通／非導通を確実に検出して、第２機械式接点スイッチ１３，１３ａの接点部Ｓ２及び半導体スイッチ１４それぞれの遮断動作に移行させることができる。

１，１ａ〜１ｄ ハイブリッドリレー
２ 交流電源
３ 負荷
１０，１１ 端子
１２ 第１機械式接点スイッチ
１３，１３ａ 第２機械式接点スイッチ
１４ 半導体スイッチ
１５ フォトトライアックカプラ
１６，１６ａ〜１６ｄ 信号処理回路
Ｃ１ コンデンサ
Ｄ１〜Ｄ９ ダイオード
Ｌ１〜Ｌ３ 磁気コイル
Ｌ３ａ，Ｌ３ｂ 磁気コイル
ＬＤ 発光ダイオード
Ｒ１〜Ｒ５ 抵抗
Ｒ４ａ，Ｒ５ａ 抵抗
Ｓ１，Ｓ２ 接点部
Ｓ３ トライアック
Ｓ４ フォトトライアック
Ｔｒ１，Ｔｒ２ トランジスタ
Ｔｒ１ａ，Ｔｒ２ａ トランジスタ

Claims (13)

1. 第１駆動部により接点が開閉される第１機械式接点スイッチと、
   前記第１駆動部とは別体の第２駆動部により接点が開閉される該第２機械式接点スイッチと、
   該第２機械式接点スイッチと直列に接続する半導体スイッチと、を備え、
   電源より負荷に供給する給電路上で、前記第２機械式接点スイッチと前記半導体スイッチとによる直列回路が前記第１機械式接点スイッチと並列に接続されるハイブリッドリレーであって、
   前記第１機械式接点スイッチが、その接点が開閉されるときに前記第１駆動部に電流が供給されるラッチング型の機械式接点スイッチであり、
   前記第２機械式接点スイッチ及び前記半導体スイッチは、
   前記第１機械式接点スイッチの接点における開閉を切り換える前には、それぞれが導通し、
   前記第１機械式接点スイッチの接点における開閉を切り換えた後は、それぞれが非導通となることを特徴とするハイブリッドリレー。
2. 請求項１において、
   前記第２機械式接点スイッチ及び前記半導体スイッチそれぞれを導通させるとき、前記第２機械式接点スイッチの接点を閉じた後に、前記半導体スイッチを導通し、
   前記第２機械式接点スイッチ及び前記半導体スイッチそれぞれを非導通とするとき、前記半導体スイッチを非導通とした後に、前記第２機械式接点スイッチの接点を開くことを特徴とするハイブリッドリレー。
3. 請求項２において、
   前記電源が交流電源であるとともに、
   前記半導体スイッチが、前記交流電源から供給される電圧が中心電圧となるときに導通する、ゼロクロス点弧機能を備えた半導体スイッチであることを特徴とするハイブリッドリレー。
4. 請求項２又は請求項３において、
   前記電源が交流電源であるとともに、
   前記第２機械式接点スイッチ及び前記半導体スイッチそれぞれを非導通とするとき、前記半導体スイッチを非導通とした後に、前記交流電源による交流電圧の半周期以上となる時間が経過したとき、前記第２機械式接点スイッチの接点を開くことを特徴とするハイブリッドリレー。
5. 請求項１において、
   前記第１機械式接点スイッチの接点を閉じる場合は、前記第２機械式接点スイッチの接点を閉じた後に前記半導体スイッチを導通させて、前記第２機械式接点スイッチ及び前記半導体スイッチそれぞれを導通させた状態で、前記第１機械式接点スイッチの接点を閉じた後、前記第２機械式接点スイッチの接点を開くと同時に前記半導体スイッチを非導通とし、
   前記第１機械式接点スイッチの接点を開く場合は、前記第２機械式接点スイッチの接点を閉じると同時に前記半導体スイッチを導通させて、前記第２機械式接点スイッチ及び前記半導体スイッチそれぞれを導通させた状態で、前記第１機械式接点スイッチの接点を開いた後、前記半導体スイッチを非導通とした後に前記第２機械式接点スイッチの接点を開くことを特徴とするハイブリッドリレー。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
   前記第２機械式接点スイッチが、その接点を閉じるときに常に前記第２駆動部に電流が供給される常時励磁型の機械式接点スイッチであり、
   前記半導体スイッチが、光信号を発生する発光素子を有し、該発光素子の光信号に基づいて導通及び非導通が制御されるフォトカプラであり、
   前記第２駆動部と前記発光素子とを直列に接続して、前記第２機械式接点スイッチ及び前記半導体スイッチそれぞれを同時に導通させた状態とするとき、共通の電流により前記第２駆動部と前記発光素子とを駆動させることを特徴とするハイブリッドリレー。
7. 請求項６において、
   前記第２機械式接点スイッチ及び前記半導体スイッチそれぞれを非導通の状態から同時に導通させる場合は、前記発光素子及び前記第２駆動部のそれぞれに、第１電流を供給し、
   前記第２機械式接点スイッチが導通状態であるときに、前記第２機械式接点スイッチ及び前記半導体スイッチそれぞれを導通させる場合は、前記発光素子及び前記第２駆動部のそれぞれに、前記第１電流より電流量の小さい第２電流を供給することを特徴とするハイブリッドリレー。
8. 請求項６又は請求項７において、
   前記第２機械式接点スイッチの前記第２接点部を閉じるとき、前記第２駆動部に第１電流を流す一方で、前記第２機械式接点スイッチの前記第２接点部を閉じた後は、前記第２駆動部に第１電流よりも電流値の小さい第２電流を流すことを特徴とするハイブリッドリレー。
9. 請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
   前記第２機械式接点スイッチが、その接点が開閉されるときに前記第２駆動部に電流が供給されるラッチング型の機械式接点スイッチであることを特徴とするハイブリッドリレー。
10. 請求項１乃至請求項９のいずれか一項において、
    前記第２機械式接点スイッチにおける接点圧力が、前記第１機械式接点スイッチにおける接点圧力よりも小さく、且つ、前記第２機械式接点スイッチにおける接点間距離が、前記第１機械式接点スイッチにおける接点間距離よりも短いことを特徴とするハイブリッドリレー。
11. 請求項１乃至請求項１０のいずれか一項において、
    前記第１機械式接点スイッチが、その接点が閉じて短絡電流が流れたときに該接点を閉じる方向に電磁吸引力を形成する磁気回路を、該接点が設けられた接点端子に有することを特徴とするハイブリッドリレー。
12. 請求項１乃至請求項１１のいずれか一項において、
    前記第１機械式接点スイッチが、その接点と連動する補助接点を有し、
    当該補助接点の開閉に基づいて、前記第１機械式接点スイッチの接点による導通又は非導通が検知されることを特徴とするハイブリッドリレー。
13. 請求項１乃至請求項１２のいずれか一項におけるハイブリッドリレーを複数有し、
    複数の前記ハイブリッドリレーそれぞれの前記第１機械式接点スイッチの接点における開閉を同時に切り換える場合、所定数のハイブリッドリレー毎に、前記第１機械式接点スイッチの接点における開閉の切換動作を行うことを特徴とする制御端末装置。

Images