JP2014157768A - ラッチングリレーシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ラッチングリレー(RLY1)の近傍に少なくとも1つのインダクタンス部品(20)を配置する。ラッチングリレーをリセットからセットに、又は逆の状態に切り替える時に、ほぼ同時にインダクタンス部品のコイルに通電する。インダクタンス部品のが発生する磁気により、ラッチングリレーの動作を補助し、感動電圧を下げ、動作不良の発生を防止することができる。複数のラッチングリレーを互いに近接した状態で配置する場合には、1つのラッチングリレーをインダクタンス部品として使用する。その場合は、意図しない状態の切り替わりを避けるために、インダクタンス部品に供給する電圧を下げる。
【選択図】図1
Description
従って、例えば特許文献1に開示されている回路遮断器においては、隣接するコイルの相互間の電磁力の影響を低減するための技術を開示している。具体的には、コイル等の各々の部品を磁性体で構成される磁気遮蔽板で囲むように構成している。
(1) 永久磁石および制御用の電気コイルを含み電気接点の状態を自己保持する機能を有する1つのラッチングリレーと、
前記ラッチングリレーの近傍に配置され、通電により磁気を発生する機能を有する少なくとも1つのインダクタンス部品と、
前記ラッチングリレーの電気接点の状態を切り替える時に、前記インダクタンス部品に一時的に通電し、前記インダクタンス部品が発生する磁気により、前記ラッチングリレーの動作を補助する補助通電制御部と、
を備えること。
(2) 上記(1)のラッチングリレーシステムであって、
前記ラッチングリレーとして動作する第1のラッチングリレーと、
前記インダクタンス部品として動作する第2のラッチングリレーと、
を備えること。
(3) 上記(1)のラッチングリレーシステムであって、
前記ラッチングリレーとして動作する第1のラッチングリレーおよび第2のラッチングリレーを備え、
前記インダクタンス部品は、前記第2のラッチングリレーの近傍に配置され、
前記補助通電制御部は、前記第2のラッチングリレーに含まれる前記永久磁石の影響が前記第1のラッチングリレーに及ぶのを打ち消すために、もしくは前記第1のラッチングリレーに含まれる前記永久磁石の影響が前記第2のラッチングリレーに及ぶのを打ち消すために、前記インダクタンス部品に一時的に通電すること。
(4) 上記(1)のラッチングリレーシステムであって、
前記ラッチングリレーとして動作する第1のラッチングリレーおよび第2のラッチングリレーを備え、
前記インダクタンス部品は、前記第1のラッチングリレーと第2のラッチングリレーとの間の中間位置に配置され、
前記補助通電制御部は、前記第1のラッチングリレーおよび第2のラッチングリレーの各々の状態の切り替えに同期して前記インダクタンス部品に通電すると共に、補助対象のラッチングリレーに合わせて通電の極性を切り替えること。
(5) 上記(2)又は(3)のラッチングリレーシステムであって、
互いに隣接した状態で配置される前記第1のラッチングリレーおよび第2のラッチングリレーについて、前記第1のラッチングリレーのヨークと、前記第2のラッチングリレーのヨークとの距離が近づくように、ほぼ左右対称の向きで前記第1のラッチングリレーおよび第2のラッチングリレーを配置したこと。
(6) 上記(2)又は(3)のラッチングリレーシステムであって、
互いに隣接した状態で配置される前記第1のラッチングリレーおよび第2のラッチングリレーについて、前記第1のラッチングリレーの鉄心の軸と、前記第2のラッチングリレーの鉄心の軸が略同一直線状に位置するように、前記第1のラッチングリレーおよび第2のラッチングリレーを上下に配置したこと。
(7) 上記(4)のラッチングリレーシステムであって、
前記第1のラッチングリレーおよび第2のラッチングリレーを含む複数のラッチングリレーのそれぞれと、前記インダクタンス部品との距離がほぼ等しくなるように、前記複数のラッチングリレーの中央部に前記インダクタンス部品を配置したこと。
上記(2)の構成のラッチングリレーシステムによれば、複数のラッチングリレーを互いに隣接した状態で配置した場合に、複数のラッチングリレーが相互に干渉するのを抑制することができる。すなわち、前記第2のラッチングリレーの内部の永久磁石の磁気が前記第1のラッチングリレーの動作に影響を与えないように、前記第2のラッチングリレーの内部の電気コイルの通電により補助することができる。
上記(3)の構成のラッチングリレーシステムによれば、複数のラッチングリレーを互いに隣接した状態で配置した場合に、複数のラッチングリレーが相互に干渉するのを抑制することができる。すなわち、前記第2のラッチングリレーに含まれる前記永久磁石の影響が前記第1のラッチングリレーに及ぶのを打ち消すために、前記インダクタンス部品を利用することができる。又は、前記第1のラッチングリレーに含まれる前記永久磁石の影響が前記第2のラッチングリレーに及ぶのを打ち消すために、前記インダクタンス部品を利用することができる。
上記(4)の構成のラッチングリレーシステムによれば、1つのインダクタンス部品を用いて複数のラッチングリレーのそれぞれの動作を補助したり、隣接する位置に配置された永久磁石の影響を打ち消すことができる。
上記(5)の構成のラッチングリレーシステムによれば、より効果的に補助することができる。すなわち、ラッチングリレーではヨークの箇所における漏れ磁束が他の箇所よりも大きい傾向がある。従って、複数のラッチングリレーを左右対称に配置してヨーク同士を近接させることにより、一方の電気コイルが発生した磁束を効果的に隣接する他のラッチングリレーに与えることができる。
上記(6)の構成のラッチングリレーシステムによれば、より効果的に補助することができる。すなわち、ラッチングリレーではヨークの箇所における漏れ磁束が他の箇所よりも大きい傾向がある。従って、複数のラッチングリレーを上下に配置することにより、一方の電気コイルが発生した磁束を効果的に隣接する他のラッチングリレーに与えることができる。
上記(7)の構成のラッチングリレーシステムによれば、1つのインダクタンス部品を用いて複数のラッチングリレーのそれぞれの動作を補助したり、隣接する位置に配置された永久磁石の影響を打ち消すことができる。
<システムの構成例>
本実施形態におけるラッチングリレーシステムの構成例(1)を図1に示す。
ラッチングリレーRLY1は2つの安定状態を有している。すなわち、セットコイルC1SおよびリセットコイルC1Rの両者が非通電の状態において、アーマチュア13の状態は2種類のいずれかの状態で機械的に安定する。アーマチュア13に組み込まれているスイッチ部14の電気接点は、アーマチュア13の状態に応じて開閉する。
ラッチングリレーRLY1をリセット状態からセット状態に切り替える場合には、セットコイルC1Sに十分な電圧(感動電圧)を与えて通電する必要がある。感動電圧未満の電圧を印加した場合には動作不良が発生する。同様に、ラッチングリレーRLY1をセット状態からリセット状態に切り替える場合には、リセットコイルC1Rに対して十分な電圧を与えて通電する必要がある。印加する電圧が低い場合には動作不良が発生する。
図1に示したラッチングリレーシステムにおいては、ラッチングリレーRLY1の感動電圧を下げるためにインダクタンス部品20を用いている。すなわち、ラッチングリレーRLY1の動作を補助するための機能をインダクタンス部品20に持たせる。
図1に示したラッチングリレーシステムの動作例を図2に示す。すなわち、図1に示した通電制御部30がドライバ40を制御することにより、図2に示すような動作を実現することができる。
<ラッチングリレーの通電経路>
ラッチングリレーのセット操作時およびリセット操作時の通電経路を図3に示す。
ラッチングリレーRLY1をリセット状態からセット状態に切り替える場合には、図3に示す状態10(A)のように、コイル端子15aからコイル端子15bに向かって通電する。これにより、セットコイルC1Sに順方向の電流が流れ、セット状態に切り替えるための磁束が発生する。
ラッチングリレーのセット操作時およびリセット操作時の磁束の状態を図4に示す。すなわち、図3に示した状態10(A)のようにセットコイルC1Sに通電した時には、図4に示した状態10(A)のような方向および経路を通る磁束が発生する。また、図3に示した状態10(B)のようにリセットコイルC1Rに通電した時には、図4に示した状態10(B)のような方向および経路を通る磁束が発生する。
図1に示したラッチングリレーシステムの磁束の状態の例を図5に示す。
インダクタンス部品20の電気コイル21に対して図5に示した方向に通電(図2中の逆方向通電に対応)した場合には、図5に示すように電気コイル21の発生した磁束が隣接する位置にあるラッチングリレーRLY1の鉄心12に鎖交する。この場合に電気コイル21が発生した磁束の方向は、鉄心12の位置では、永久磁石11の磁束の方向と逆方向になる。
<システムの構成例>
本実施形態におけるラッチングリレーシステムの構成例(2)を図6に示す。
図6に示したラッチングリレーシステムにおいては、互いに隣接する位置に配置された2つのラッチングリレーRLY1およびRLY2を備えている。ラッチングリレーRLY1の基本的な構成および動作については前述の通りである。
図6に示したラッチングリレーRLY2は、図1に示したインダクタンス部品20と似た機能を有しているが次に示すような違う課題もある。
(2)ラッチングリレーRLY1の動作を補助するために、ラッチングリレーRLY2のセットコイルC2S又はリセットコイルC2Rに通電すると、ラッチングリレーRLY2自身の状態が切り替わる可能性がある。
図6に示したラッチングリレーシステムの動作例を図7に示す。すなわち、図6に示した通電制御部30Bがドライバ40Bを制御することにより、図7に示すような動作を実現することができる。
図6に示したラッチングリレーシステムにおける3種類の磁束の状態を図8〜図10にそれぞれ示す。
1つのラッチングリレーの周辺における磁束の分布状況を図11に示す。図11に示したラッチングリレーにおいて、永久磁石11から発生する磁束および前述のセットコイルC1S、リセットコイルC1Rから発生する磁束の磁路は、鉄心12、ヨーク16、アーマチュア13を通る閉ループを形成する。
2つのラッチングリレーの配置例(1)を図12に示す。
図12に示した配置例においては、2つのラッチングリレーRLY1およびRLY2を同一平面上でほぼ左右対称(一方を180度反転して配置した状態)に配置すると共に、RLY1の側方のヨーク16(1)とRLY2の側方のヨーク16(2)との距離が最小になるように近接配置してある。
2つのラッチングリレーの配置例(2)を図13に示す。
図13に示した配置例においては、2つのラッチングリレーRLY1およびRLY2を上下二段に近接配置すると共に、RLY1の鉄心12の軸の延長線上に、RLY2の鉄心12を配置するように構成してある。また、上方に配置したラッチングリレーRLY1の底面側のヨーク16と、下方に配置したラッチングリレーRLY2のアーマチュア13の上側とが、互いに近接配置されるように構成してある。
複数のラッチングリレーと1つのインダクタンス部品とを組み合わせて構成したラッチングリレーシステムの実施形態について以下に説明する。
ラッチングリレーシステムの構成例(3)を図14に示す。
図14に示したラッチングリレーシステムは、2つのラッチングリレーRLY1、RLY2とインダクタンス部品20とを有している。ラッチングリレーRLY1およびRLY2は、互いに隣接する位置に配置してある。また、インダクタンス部品20は中央のラッチングリレーRLY1と隣接するように右側に配置してある。ラッチングリレーRLY1、RLY2およびインダクタンス部品20の各々の基本的な構成および機能については前述の通りである。
図14に示した構成のラッチングリレーシステムについて動作を説明する。
隣接するラッチングリレーRLY2内の永久磁石11の磁束の影響は、セットコイルC1Sが発生する磁束と反対の方向になる(図10参照)ので、この影響を打ち消す方向の磁束を電気コイル21の通電により発生する。
隣接するラッチングリレーRLY2内の永久磁石11の磁束の影響は、リセットコイルC1Rが発生する磁束と同じ方向になる(図9参照)ので、電気コイル21に通電する必要はない。しかし、電気コイル21に通電し、リセットコイルC1Rと同じ方向の磁束を増やせば、より低い電圧をリセットコイルC1Rに印加するだけで、リセット状態に切り替えることができる。
隣接するラッチングリレーRLY1内の永久磁石11の磁束の影響は、セットコイルC2Sが発生する磁束と反対の方向になるので、この影響を打ち消す方向の磁束を電気コイル21の通電により発生する。但し、インダクタンス部品20と左端のラッチングリレーRLY2との距離が離れている場合には、電気コイル21に大きな電流を流さない限り、効果は限定的になる。
隣接するラッチングリレーRLY1内の永久磁石11の磁束の影響は、リセットコイルC2Rが発生する磁束と同じ方向になるので、電気コイル21に通電する必要はない。しかし、電気コイル21に通電し、リセットコイルC2Rと同じ方向の磁束を増やせば、より低い電圧をリセットコイルC2Rに印加するだけで、リセット状態に切り替えることができる。
ラッチングリレーシステムの構成例(4)を図15に示す。
図15に示したラッチングリレーシステムは、互いに比較的近い位置に配置された2つのラッチングリレーRLY1、RLY2と、これらの中間の位置に配置されたインダクタンス部品20とを有している。また、インダクタンス部品20からラッチングリレーRLY1までの距離と、インダクタンス部品20からラッチングリレーRLY2までの距離とはほぼ等しくなっている。ラッチングリレーRLY1、RLY2およびインダクタンス部品20の各々の基本的な構成および機能については前述の通りである。
図15に示した構成のラッチングリレーシステムについて動作を説明する。
図15に示した構成においては、2つのラッチングリレーRLY1、RLY2が比較的近い位置に配置されているが、これらの間に空間があり、その空間にインダクタンス部品20が配置されているので、永久磁石11によるラッチングリレーRLY1、RLY2間の干渉は無視できる程度になる。しかし、例えば車両のエンジン始動時などの際には、電源電圧が異常に低下する可能性があるので、そのようなタイミングでラッチングリレーRLY1、RLY2の状態を切り替えると、動作不良が生じる可能性がある。
セットコイルC1Sの通電と同期して、ほぼ同じ期間中に、電気コイル21に通電する。電気コイル21の通電の方向は、セットコイルC1Sが発生する磁束と同じ方向の磁束を増やす方向とする。つまり、操作対象のラッチングリレーRLY1の鉄心12上でセットコイルC1Sが発生する磁束と同等の磁束を増やすことにより、感動電圧を下げることができる。
リセットコイルC1Rの通電と同期して、ほぼ同じ期間中に、電気コイル21に通電する。電気コイル21の通電の方向は、リセットコイルC1Rが発生する磁束と同じ方向の磁束を増やす方向とする。つまり、操作対象のラッチングリレーRLY1の鉄心12上でリセットコイルC1Rが発生する磁束と同等の磁束を増やすことにより、感動電圧を下げることができる。
セットコイルC2Sの通電と同期して、ほぼ同じ期間中に、電気コイル21に通電する。電気コイル21の通電の方向は、セットコイルC2Sが発生する磁束と同じ方向の磁束を増やす方向とする。つまり、操作対象のラッチングリレーRLY2の鉄心12上でセットコイルC2Sが発生する磁束と同等の磁束を増やすことにより、感動電圧を下げることができる。
リセットコイルC2Rの通電と同期して、ほぼ同じ期間中に、電気コイル21に通電する。電気コイル21の通電の方向は、リセットコイルC2Rが発生する磁束と同じ方向の磁束を増やす方向とする。つまり、操作対象のラッチングリレーRLY2の鉄心12上でリセットコイルC2Rが発生する磁束と同等の磁束を増やすことにより、感動電圧を下げることができる。
複数のラッチングリレーおよびインダクタンス部品の配置例を図16に示す。
図16に示した配置例は、4つのラッチングリレーRLY1、RLY2、RLY3、RLY4と、1つのインダクタンス部品20とを用いてラッチングリレーシステムを構成する場合を想定している。
11 永久磁石
12 鉄心
13 アーマチュア
14 スイッチ部
14a,14b,14c スイッチ端子
15a,15b,15c コイル端子
16 ヨーク
20 インダクタンス部品
21 電気コイル
30 通電制御部
40 ドライバ
A1,A2,A3,A4 領域
C1S,C2S セットコイル
C1R,C2R リセットコイル
RLY1,RLY2,RLY3,RLY4 ラッチングリレー
Claims (7)
- 永久磁石および制御用の電気コイルを含み電気接点の状態を自己保持する機能を有する1つのラッチングリレーと、
前記ラッチングリレーの近傍に配置され、通電により磁気を発生する機能を有する少なくとも1つのインダクタンス部品と、
前記ラッチングリレーの電気接点の状態を切り替える時に、前記インダクタンス部品に一時的に通電し、前記インダクタンス部品が発生する磁気により、前記ラッチングリレーの動作を補助する補助通電制御部と、
を備えることを特徴とするラッチングリレーシステム。 - 請求項1に記載のラッチングリレーシステムであって、
前記ラッチングリレーとして動作する第1のラッチングリレーと、
前記インダクタンス部品として動作する第2のラッチングリレーと、
を備えることを特徴とするラッチングリレーシステム。 - 請求項1に記載のラッチングリレーシステムであって、
前記ラッチングリレーとして動作する第1のラッチングリレーおよび第2のラッチングリレーを備え、
前記インダクタンス部品は、前記第2のラッチングリレーの近傍に配置され、
前記補助通電制御部は、前記第2のラッチングリレーに含まれる前記永久磁石の影響が前記第1のラッチングリレーに及ぶのを打ち消すために、もしくは前記第1のラッチングリレーに含まれる前記永久磁石の影響が前記第2のラッチングリレーに及ぶのを打ち消すために、前記インダクタンス部品に一時的に通電する、
ことを特徴とするラッチングリレーシステム。 - 請求項1に記載のラッチングリレーシステムであって、
前記ラッチングリレーとして動作する第1のラッチングリレーおよび第2のラッチングリレーを備え、
前記インダクタンス部品は、前記第1のラッチングリレーと第2のラッチングリレーとの間の中間位置に配置され、
前記補助通電制御部は、前記第1のラッチングリレーおよび第2のラッチングリレーの各々の状態の切り替えに同期して前記インダクタンス部品に通電すると共に、補助対象のラッチングリレーに合わせて通電の極性を切り替える、
ことを特徴とするラッチングリレーシステム。 - 請求項2又は請求項3に記載のラッチングリレーシステムであって、
互いに隣接した状態で配置される前記第1のラッチングリレーおよび第2のラッチングリレーについて、前記第1のラッチングリレーのヨークと、前記第2のラッチングリレーのヨークとの距離が近づくように、ほぼ左右対称の向きで前記第1のラッチングリレーおよび第2のラッチングリレーを配置した、
ことを特徴とするラッチングリレーシステム。 - 請求項2又は請求項3に記載のラッチングリレーシステムであって、
互いに隣接した状態で配置される前記第1のラッチングリレーおよび第2のラッチングリレーについて、前記第1のラッチングリレーの鉄心の軸と、前記第2のラッチングリレーの鉄心の軸が略同一直線状に位置するように、前記第1のラッチングリレーおよび第2のラッチングリレーを上下に配置した、
ことを特徴とするラッチングリレーシステム。 - 請求項4に記載のラッチングリレーシステムであって、
前記第1のラッチングリレーおよび第2のラッチングリレーを含む複数のラッチングリレーのそれぞれと、前記インダクタンス部品との距離がほぼ等しくなるように、前記複数のラッチングリレーの中央部に前記インダクタンス部品を配置した、
ことを特徴とするラッチングリレーシステム。
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