JP2015225836A - リレーシステム - Google Patents

Abstract

【課題】１個の電磁コイルへの通電によって２個のメインスイッチをオンにでき、かつ上記電磁コイルに接続した駆動用のトランジスタのフェイルセーフ性をより高めることができるリレーモジュールを提供する。
【解決手段】一対の電力線８ｐ，８ｎと、メインスイッチ２ａ，２ｂと、コンデンサ３と、直列体１２と、２個のメインスイッチ２ａ，２ｂ及びプリチャージスイッチ２ｃのオンオフ動作を制御する制御回路部５とを備える。１個の保持用電磁コイル６ｂへの通電により生じた磁力により、２個のメインスイッチ２ａ，２ｂを両方ともオンできるよう構成されている。保持用電磁コイル６ｂには、保持トランジスタ７ｂが直列接続している。保持トランジスタ７ｂに、予備トランジスタ７ｄを直列接続してある。
【選択図】図１

Description

本発明は、リレーモジュールと、該リレーモジュールのオンオフ動作を制御する制御回路部とを備えたリレーシステムに関する。

直流電源と電気機器とを繋ぐ電力線に設けられたリレーと、該リレーのオンオフ動作を制御する制御回路部とを備え、上記リレーをオンオフ動作させることにより、上記直流電源の電力を上記電気機器に供給したり、電力供給を停止したりするリレーシステムが知られている（下記特許文献１参照）。

上記電力線には、直流電源の正電極と電気機器とを繋ぐ正側電力線と、直流電源の負電極と電気機器とを繋ぐ負側電力線とがある。それぞれの電力線に、上記リレーが設けられている（図１６参照）。電気機器に電力を供給する際には、個々の電力線に設けられた、合計２個のリレーをそれぞれオンにする。また、電力供給を停止する際には、２個のリレーをそれぞれオフにする。

個々のリレーは、上記電力線に設けられたメインスイッチと、電磁コイルとを備える。この電磁コイルに通電したときに生じる磁力を利用して、上記メインスイッチをオンするよう構成されている。

個々のリレーの上記電磁コイルには、駆動用のトランジスタが直列接続している。上記制御回路部は、このトランジスタをオンオフさせることにより、各電磁コイルに通電したり、通電を停止したりしている。これにより、個々の上記メインスイッチのオンオフ動作を制御している。

上述したように、リレーは、正側電力線と負側電力線とにそれぞれ取り付けられている。また、個々のリレーを独立してオンオフ制御できるようになっている。そのため、一方のリレーに接続した上記トランジスタが万一ショート故障した場合でも、他方のリレーをオフにして、電気機器への電力供給を停止できるよう構成されている。つまり、２つのリレーにそれぞれ接続したトランジスタのうち、いずれか一方をオフにすれば、電気機器への電力供給を停止できるようになっている。

近年、１個の電磁コイルにのみ通電すれば、上記２個のメインスイッチを両方ともオンにできるリレーモジュールが開発されている。このリレーモジュールを用いれば、電気機器に電力を供給するときに、通電が必要になる電磁コイルの数を１個にすることができるため、電磁コイルの消費電力を低減できる。そのため、このリレーモジュールを用いたリレーシステムの開発が進められている。

特開２０１２−１５２０７１号公報

しかしながら、上記リレーモジュールは、１個の電磁コイルへの通電によって２個のメインスイッチを両方ともオンにする構造になっているため、この電磁コイルに接続した駆動用のトランジスタが万一ショート故障した場合、電磁コイルの通電停止が困難になり、２個のメインスイッチのいずれも、オフにすることが困難になる可能性が考えられる。そのため、電気機器への電力の供給停止が困難になる可能性が考えられる。したがって、上記リレーモジュールを用いた場合でも、上記電磁コイルに接続したトランジスタのフェイルセーフ性を高めることができるリレーシステムが望まれている。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、１個の電磁コイルへの通電によって２個のメインスイッチをオンにでき、かつ上記電磁コイルに接続した駆動用のトランジスタのフェイルセーフ性をより高めることができるリレーモジュールを提供しようとするものである。

本発明の一態様は、直流電源と電気機器とを繋ぐ一対の電力線と、
該一対の電力線にそれぞれ設けられたメインスイッチと、
上記一対の電力線の間に接続したコンデンサと、
電流制限抵抗と、該電流制限抵抗に直列接続したプリチャージスイッチとからなり、２個の上記メインスイッチのうち一方の上記メインスイッチに並列接続した直列体と、
上記２個のメインスイッチ及び上記プリチャージスイッチのオンオフ動作を制御することにより、上記電流制限抵抗を介して電流を流し上記コンデンサを充電するプリチャージ状態と、上記電気機器への電力供給を行う電力供給状態と、上記電気機器への電力供給を停止した電力停止状態と、を切り替える制御回路部とを備え、
上記２個のメインスイッチは、１個の保持用電磁コイルと共にリレーモジュール内に設けられ、該リレーモジュールは、上記１個の保持用電磁コイルへの通電によって、上記２個のメインスイッチのオン状態を保持できるよう構成され、
上記保持用電磁コイルには、該保持用電磁コイルの駆動用のトランジスタである保持トランジスタが直列接続され、該保持トランジスタに予備トランジスタが直列接続されていることを特徴とするリレーシステムにある。

上記リレーシステムにおいては、上記リレーモジュールに１個の上記保持用電磁コイルを設けてあり、この１個の保持用電磁コイルに通電すれば、２個のメインスイッチのオン状態を保持できるよう構成されている。保持用電磁コイルには、駆動用のトランジスタである上記保持トランジスタが直列接続されている。そして、この保持トランジスタに、上記予備トランジスタを直列接続してある。
そのため、保持トランジスタのフェイルセーフ性を高めることができる。すなわち、電気機器に電力を供給しているときに、保持トランジスタが万一ショート故障した場合でも、予備トランジスタをオフにすれば、保持用電磁コイルへの通電を停止することができる。そのため、２個のメインスイッチをオフにでき、電気機器への電力供給を容易に停止することが可能となる。

以上のごとく、本発明によれば、１個の電磁コイルへの通電によって２個のメインスイッチをオンにでき、かつ上記電磁コイルに接続した駆動用のトランジスタのフェイルセーフ性をより高めることができるリレーモジュールを提供することができる。

実施例１における、電力停止状態でのリレーシステムの回路図。 実施例１における、プリチャージ状態でのリレーシステムの回路図。 実施例１における、電力供給状態でのリレーシステムの回路図。 実施例１における、リレーシステムのタイミング図。 実施例１における、リレーシステムのフローチャート。 図６に続くフローチャート。 実施例１における、リレーモジュールの部分斜視図。 実施例１における、２個のメインスイッチをオフにした状態での、リレーモジュールの断面図。 実施例１における、一方のメインスイッチのみをオンにした状態での、リレーモジュールの断面図。 実施例１における、２個のメインスイッチをオンにした状態での、リレーモジュールの断面図。 実施例１における、負側電力線に直列体を設けたリレーシステムの回路図。 実施例２における、リレーシステムの回路図。 実施例２における、予備トランジスタを、保持トランジスタと逆磁界用トランジスタにのみ直列になるように接続したリレーシステムの回路図。 実施例３における、リレーシステムの回路図。 実施例３における、リレーシステムのタイミング図。 比較例１における、リレーシステムの回路図。 比較例２における、リレーシステムの回路図。

上記リレーシステムは、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載するための車載用リレーシステムとすることができる。また、上記電気機器は、車両駆動用のインバータや、ＤＣ−ＤＣ変換器とすることができる。

（実施例１）
上記リレーシステムに係る実施例について、図１〜図１１を用いて説明する。図１に示すごとく、本例のリレーシステム１は、一対の電力線８（８ｐ，８ｎ）と、メインスイッチ２ａ，２ｂと、コンデンサ３と、直列体１２と、制御回路部５とを備える。
電力線８ｐ，８ｎは、直流電源１０と電気機器１３とを繋いでいる。メインスイッチ２ａ，２ｂは、一対の電力線８ｐ，８ｎにそれぞれ設けられている。コンデンサ３は、一対の電力線８ｐ，８ｎの間に接続している。直列体１２は、電流制限抵抗４と、該電流制限抵抗４に直列接続したプリチャージスイッチ２ｃとからなる。直列体１２は、２個のメインスイッチ２ａ，２ｂのうち一方のメインスイッチ２ａに並列接続している。

制御回路部５は、２個のメインスイッチ２ａ，２ｂ及びプリチャージスイッチ２ｃのオンオフ動作を制御している。これにより、プリチャージ状態（図２参照）と、電力供給状態（図３参照）と、電力停止状態（図１参照）とを切り替えている。プリチャージ状態では、電流制限抵抗４を介して充電電流Ｉｃ（図２参照）を流し、コンデンサ３を充電する。電力供給状態では、電気機器１３への電力供給を行う。電力停止状態では、電気機器１３への電力供給を停止する。

２個のメインスイッチ２ａ，２ｂは、１個の保持用電磁コイル６ｂと共にリレーモジュール１４内に設けられている。このリレーモジュール１４は、図３に示すごとく、１個の保持用電磁コイル６ｂへの通電によって、２個のメインスイッチ２ａ，２ｂをオンできるよう構成されている。

保持用電磁コイル６ｂには、該保持用電磁コイル６ｂの駆動用のトランジスタである保持トランジスタ７ｂが直列接続している。制御回路部５は、電力供給状態において、保持トランジスタ７ｂをオンし、保持用電磁コイル６ｂに通電することにより、２個のメインスイッチ２ａ，２ｂをオンしている。
保持トランジスタ７ｂには、予備トランジスタ７ｄが直列接続されている。予備トランジスタ７ｄは、保持用電磁コイル６ｂに通電する際に、制御回路部５によって、保持トランジスタ７ｂと共にオンされる。

本例のリレーシステム１は、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載するための、車載用リレーシステムである。また、本例の電気機器は、車両駆動用のインバータや、ＤＣ−ＤＣ変換装置である。

図１に示すごとく、電力線８には、直流電源１０の正電極１０１と電気機器１３とを繋ぐ正側電力線８ｐと、直流電源１０の負電極１０２と電気機器１３とを繋ぐ負側電力線８ｎとがある。正側電力線８ｐに一方のメインスイッチ２ａが設けられ、負側電力線８ｎに他方のメインスイッチ２ｂが設けられている。

図２に示すごとく、リレーモジュール１４には、後述する逆磁界用電磁コイル６ａが設けられている。逆磁界用電磁コイル６ａには、該逆磁界用電磁コイル６ａの駆動用のトランジスタである逆磁界用トランジスタ７ａが直列接続している。また、プリチャージスイッチ２ｃは、プリチャージコイル６ｃと共にプリチャージリレー１５内に設けられている。プリチャージコイル６ｃには、該プリチャージコイル６ｃの駆動用のトランジスタであるプリチャージトランジスタ７ｃが直列接続している。上記逆磁界用トランジスタ７ａ、保持トランジスタ７ｂ、プリチャージトランジスタ７ｃ、予備トランジスタ７ｄは、それぞれ制御回路部５によってオンオフ制御される。

逆磁界用電磁コイル６ａと保持用電磁コイル６ｂとを両方とも通電すると、保持用電磁コイル６ｂの磁束Φ（図９参照）の一部と、逆磁界用電磁コイル６ａの磁束φの一部とが、リレーモジュール１４内において逆向きに流れる。そのため、保持用電磁コイル６ｂの磁力の一部が低減する。したがって、図２に示すごとく、２個のメインスイッチ２ａ，２ｂのうち、直列体１２を並列接続していないメインスイッチ２（他方のメインスイッチ２ｂ）のみがオンになる。

図２に示すごとく、プリチャージ状態では、逆磁界用電磁コイル６ａと、保持用電磁コイル６ｂと、プリチャージコイル６ｃとにそれぞれ通電する。その結果、上記他方のメインスイッチ２ｂとプリチャージスイッチ２ｃとがオンになり、上記一方のメインスイッチ２ｂはオフになる。したがって、直流電源１０の充電電流Ｉｃが、プリチャージスイッチ２ｃ、電流制限抵抗４、コンデンサ３、他方のメインスイッチ２ｂを流れ、これにより、コンデンサ３が充電される。充電電流Ｉｃは、電流制限抵抗４を通るため、大きな電流とはならない。ここで仮に、コンデンサ３が充電されていない状態で、２つのメインスイッチ２ａ，２ｂを両方ともオンしたとすると、メインスイッチ２ａ，２ｂに突入電流が流れ、メインスイッチ２ａ，２ｂが溶着する可能性が生じる。そのため本例では、電流制限抵抗４を介して充電電流Ｉｃを徐々に流し、メインスイッチ２ａ，２ｂが溶着する不具合を防止している。

コンデンサ３を充電した後、上記電力供給状態に移る。電力供給状態では、図３に示すごとく、３個のコイル６ａ，６ｂ，６ｃのうち、保持用電磁コイル６ｂのみ通電する。このようにすると、保持用電磁コイル６ｂの磁力によって、２個のメインスイッチ２ａ，２ｂが両方ともオンになる。そのため、直流電源１０の電力を電気機器１３に供給できるようになる。

次に、図４を用いて、トランジスタ７ａ〜７ｄとスイッチ２ａ〜２ｃの、オンオフのタイミングについて説明する。電気機器１３を稼働する命令が制御回路部５に入ると、制御回路部５は、予備トランジスタ７ｄとプリチャージトランジスタ７ｃを順次オンする（時刻ｔ１，ｔ２）。プリチャージトランジスタ７ｃをオンすると、プリチャージスイッチ２ｃがオンになる。続いて、制御回路部５は、逆磁界用トランジスタ７ａと保持トランジスタ７ｂをオンする（時刻ｔ３）。これにより、一方のメインスイッチ２ａをオフにしつつ、他方のメインスイッチ２ｂをオンにする。そのため、３個のスイッチ２のうち、プリチャージスイッチ２ｃと他方のメインスイッチ２ｂのみがオンになり、リレーシステム１は上記プリチャージ状態（図２参照）となる。

コンデンサ３が充電された後、制御回路部５は、保持トランジスタ７ｂへの通電を維持しつつ、逆磁界用トランジスタ７ａをオフにする（時刻ｔ４）。そのため、２個のメインスイッチ２ａ，２ｂが両方ともオンになる。その後、制御回路部５は、プリチャージトランジスタ７ｃをオフする（時刻ｔ５）。そのため、プリチャージスイッチ２ｃがオフになる。したがって、３個のスイッチ２のうち２個のメインスイッチ２ａ，２ｂのみがオンになり、リレーシステム１は上記電力供給状態（図３参照）となる。

制御回路部５に、電気機器１３を停止する命令が入ると、制御回路部５は、保持トランジスタ７ｂをオフにする（時刻ｔ６）。そのため、全てのスイッチ２（２ａ〜２ｃ）がオフになり、電気機器１３への電力供給が停止される（図１参照）。その後、制御回路部５は、予備トランジスタ７ｄをオフにする（時刻ｔ７）。

次に、図５、図６のフローチャートを用いて、制御回路部５の動作についてより詳細に説明する。図５に示すごとく、制御回路部５は、電気機器１３を稼働する命令が入力されるまで待機する（ステップＳ１）。電気機器１３を稼働する命令が入力された場合、ステップＳ２に移り、後述するエラー信号が出力されているか否かを判断する。エラー信号が出力されている場合（Ｙｅｓ）は、電気機器１３を稼働しないようにする。エラー信号が出力されていない場合（Ｎｏ）はステップＳ３に移り、電気機器１３の稼働を開始する。

ステップＳ３では、予備トランジスタ７ｄをオンにする。次いで、ステップＳ４に移り、プリチャージトランジスタ７ｃをオンにする。これにより、プリチャージスイッチ２ｃをオンにする。ステップＳ４の後、ステップＳ５に移り、逆磁界用トランジスタ７ａと保持トランジスタ７ｂをオンにする。これにより、２個のメインスイッチ２ａ，２ｂのうち、他方のメインスイッチ２ｂのみをオンにする。以上の処理を行うことにより、リレーシステム１をプリチャージ状態（図２参照）にし、コンデンサ３を充電する。

ステップＳ５の後、ステップＳ６に移り、コンデンサ３のプリチャージが完了したか否かを判断する。ここでは、例えば、所定時間経過したか否かを判断することにより、プリチャージが完了したか否かを判断する。また、電力線８に設けられた電流センサ１６（図２参照）が電流を検知しなくなったか否かを判断することによって、プリチャージが完了したか否かを判断してもよい。さらには、コンデンサ３に図示しない電圧センサを設けておき、コンデンサ３の電圧が所定値以上になったか否かを判断することにより、プリチャージが完了したか否かを判断してもよい。

ステップＳ６の後、ステップＳ７に移り、保持トランジスタ７ｂをオンにした状態を維持しつつ、逆磁界用トランジスタ７ａをオフにする。これにより、２個のメインスイッチ２ａ，２ｂを両方ともオンにする。その後、プリチャージトランジスタ７ｃをオフにする（ステップＳ８）。これにより、リレーシステム１を電力供給状態（図３参照）にする。

ステップＳ８の後、ステップＳ９に移る。ここでは、電気機器１３を停止する命令が送られたか否かを判断する。電気機器１３を停止する命令が送られた場合、ステップＳ１０に移り、保持トランジスタ７ｂをオフにする。その後、ステップＳ１１に移り、電流センサ１６（図１参照）が電流を検出したか否かを判断する。ここで仮に、保持トランジスタ７ｂがショート故障したとすると、保持用電磁コイル６ｂへの通電が停止されず、２個のメインスイッチ２ａ，２ｂがオンし続けるため、電流センサ１６によって電流が検出される。そのため、電流センサ１６によって電流が検出された場合、制御回路部５はエラー信号を出力する（ステップＳ１２）。エラー信号が発生した場合は、次に電気機器１３を稼働させる命令が送られた場合（ステップＳ２参照）でも、電気機器１３を稼働しないように制御される。

ステップＳ１１において、電流センサ１６が電流を検出しない場合（Ｎｏ）、すなわち保持トランジスタ７ｂがショート故障していないと判断した場合、ステップＳ１３に移り、予備トランジスタ７ｄをオフにする。また、ステップＳ１１において、電流センサ１６が電流を検出したと判断した場合（Ｙｅｓ）、すなわち保持トランジスタ７ｂがショート故障したと判断した場合、上述したようにステップＳ１２に移ってエラー信号を出力し、その後、ステップＳ１３に移り、予備トランジスタ７ｄをオフにする。本例では、保持トランジスタ７ｂと予備トランジスタ７ｄを直列に接続してあるため、保持トランジスタ７ｂが万一ショート故障した場合でも、予備トランジスタ７ｄをオフすることにより、保持用電磁コイル６ｂへの通電を停止でき、電気機器１３への電力供給を停止できるようになっている。

次に、リレーモジュール１４の構造について説明する。図８に示すごとく、本例のリレーモジュール１４は、逆磁界用電磁コイル６ａと、保持用電磁コイル６ｂと、ヨーク６１と、第１プランジャ６３ａ及び第２プランジャ６３ｂと、固定コア６２と、メインスイッチ２ａ，２ｂとを備える。図７に示すごとく、ヨーク６１には、第１側壁ヨーク６１ａと、第２側壁ヨーク６１ｂと、第１連結ヨーク６１ｃと、第２連結ヨーク６１ｄとがある。連結ヨーク６１ｃ，６１ｄは、一対の側壁ヨーク６１ａ，６１ｂを連結している。また、２つの電磁コイル６ａ，６ｂの間には、保持用電磁コイル６ｂの磁束Φが飽和する磁気飽和部６５が介在している。磁気飽和部６５は、一対の側壁ヨーク６１ａ，６１ｂに接続している。

図８に示すごとく、上記固定コア６２は、２つの電磁コイル６ａ，６ｂの内側に設けられている。プランジャ６３ａ，６３ｂには、プランジャ側ばね部材１４２が設けられている。プランジャ側ばね部材１４２は、プランジャ６３ａ，６３ｂを、固定コア６２から離隔する方向に、それぞれ押圧している。また、プランジャ６３ａ，６３ｂには、柱部６４ａ，６４ｂが取り付けられている。

スイッチ２ａ，２ｂは、それぞれ、固定接点支持部２１と、可動接点支持部２２と、固定接点２３と、可動接点２４とからなる。固定接点２３は固定接点支持部２１に支持されており、可動接点２４は可動接点支持部２２に支持されている。また、リレーケース１４１の壁部１４９と可動接点支持部２２との間には、スイッチ側ばね部材１４３が設けられている。スイッチ側バネ部材１４３は、可動接点支持部２２を、固定コア６２に接近する方向に押圧している。

図１０に示すごとく、２つの電磁コイル６ａ，６ｂのうち、保持用電磁コイル６ｂにのみ通電すると、保持用電磁コイル６ｂから磁束Φが発生し、この磁束Φが、２つの磁気回路（第１磁気回路Ｃ１および第２磁気回路Ｃ２）に分かれて流れる。第１磁気回路Ｃ１は、固定コア６２と、第２プランジャ６３ｂと、ヨーク６１（６１ａ，６１ｂ，６１ｄ）とを含む磁気回路である。第２磁気回路Ｃ２は、固定コア６２と、第２プランジャ６３ｂと、ヨーク６１（６１ａ〜６１ｄ）と、第１プランジャ６３ａとを含む磁気回路である。第１磁気回路Ｃ１と、後述する第３磁気回路Ｃ３との共通部分に、上記磁気飽和部６５が形成されている。保持用電磁コイル６ｂの磁束Φは、磁気飽和部６５において制限される。そのため、保持用電磁コイル６ｂの磁束Φは、第１磁気回路Ｃ１だけでなく、第２磁気回路Ｃ２にも流れる。したがって、保持用電磁コイル６ｂにのみ通電すると、２つのプランジャ６３ａ，６３ｂが固定コア６２にそれぞれ吸引される。

プランジャ６３ａ，６３ｂが固定コア６２に吸引されると、スイッチ側ばね部材１４３の押圧力により、可動接点支持部２２が押圧され、固定接点２３と可動接点２４とが接触する。そのため、メインスイッチ２ａ，２ｂがオンになる。

また、図９に示すごとく、保持用電磁コイル６ｂと逆磁界用電磁コイル６ａとを両方とも通電すると、保持用電磁コイル６ｂの磁束Φは第１磁気回路Ｃ１と第２磁気回路Ｃ２とを流れ、逆磁界用電磁コイル６ａの磁束φは第３磁気回路Ｃ３と第２磁気回路Ｃ２とを流れる。第３磁気回路Ｃ３は、固定コア６２と、ヨーク６１（６１ａ，６１ｂ，６１ｃ）と、第１プランジャ６３ａとを含む磁気回路である。逆磁界用電磁コイル６ａから発生し第３磁気回路Ｃ３を流れる磁束φの向きは、保持用電磁コイル６ｂから発生し第２磁気回路Ｃ２を流れる磁束Φの向きとは逆になっている。そのため、第１プランジャ６３ａと固定コア６２との間で、２つの磁束Φ，φが互いに打ち消し合い、第１プランジャ６３ａを固定コア６２に吸引する磁力が弱くなる。そのため、第１プランジャ６３ａは吸引されず、一方のメインスイッチ２ａはオフ状態となる。

また、本例では、保持用電磁コイル６ｂの方が、逆磁界用電磁コイル６ａよりも起磁力が大きい。そのため、２つの電磁コイル６ａ，６ｂに両方とも通電した状態では、第１磁気回路Ｃ１に、保持用電磁コイル６ｂの大きな磁束Φが流れ続ける。したがって、第２プランジャ６３ｂは固定コア６２に吸引され、他方のメインスイッチ２ｂはオンになる。

図８に示すごとく、２つの電磁コイル６ａ，６ｂへの通電を停止すると、磁束Φ，φは消滅する。そのため、プランジャ６３ａ，６３ｂは両方とも固定コア６２から離隔する。したがって、２つのメインスイッチ２ａ，２ｂは両方ともオフになる。

本例の作用効果について説明する。図３に示すごとく、本例では、リレーモジュール１４に１個の保持用電磁コイル６ｂを設けてあり、この１個の保持用電磁コイル６ｂに通電すれば、２個のメインスイッチ２ａ，２ｂのオン状態を保持できるように構成されている。保持用電磁コイル６ｂには、駆動用のトランジスタである保持トランジスタ７ｂが直列接続されている。そして、この保持トランジスタ７ｂに、予備トランジスタ７ｄを直列接続してある。
そのため、保持トランジスタ７ｂのフェイルセーフ性を高めることができる。すなわち、電気機器１３に電力を供給しているときに、保持トランジスタ７ｂが万一ショート故障した場合でも、予備トランジスタ７ｄをオフにすれば、保持用電磁コイル６ｂへの通電を停止することができる。そのため、２個のメインスイッチ２ａ，２ｂをオフにでき、電気機器への電力供給を容易に停止することが可能となる。

すなわち、図１６に示すごとく、従来のように、２つのメインスイッチ９２ａ，９２ｂを、２つの電磁コイル９６ａ，９６ｂによってそれぞれ独立にオンオフできるよう構成すれば、仮に一方の電磁コイル９６ａに接続したトランジスタ９７ａがショート故障したとしても、他方の電磁コイル９６ｂに接続したトランジスタ９７ｂをオフすることによって、他方のメインスイッチ９２ｂをオフにできる。そのため、電気機器９１３への電力供給を停止できる。
しかし、図１７に示すごとく、１個の電磁コイル（保持用電磁コイル９６ｂ）への通電によって２個のメインスイッチ９２ａ，９２ｂを両方ともオンできるリレーモジュール９１４を用いる場合、仮に、保持用電磁コイル９６ｂに予備トランジスタを設けなかったとすると、保持トランジスタ９７ｂがショート故障したとき、保持用電磁コイル９６ｂへの通電を停止できなくなり、２個のメインスイッチ９６ａ，９６ｂをオフにすることが困難になる可能性が考えられる。そのため、電気機器９１３への電力供給の停止が困難になる可能性が考えられる。
この問題は、図３に示すごとく、予備トランジスタ７ｄを設けることにより解決できる。すなわち、本例のように、保持トランジスタ７ｂに予備トランジスタ７ｄを直列接続すれば、保持トランジスタ７ｂがショート故障しても、予備トランジスタ７ｄをオフにすることにより、メインスイッチ２ａ，２ｂを両方ともオフにすることが可能になる。したがって、電気機器１３への電力供給を容易に停止できる。

また、図１０に示すごとく、本例のリレーモジュール１４は、上記磁気飽和部６５を備える。そのため、保持用電磁コイル６ｂの磁束Φを、磁気飽和部６５において制限することができ、これにより、上記磁束Φを、２つのプランジャ６３ａ，６３ｂのうち第２プランジャ６３ｂのみを含む第１磁気回路Ｃ１と、２つのプランジャ６３ａ，６３ｂを両方とも含む第２磁気回路Ｃ２とに分けて流すことが可能となる。したがって、１個の電磁コイル（保持用電磁コイル６ｂ）に通電するだけで、２つのプランジャ６３ａ，６３ｂを両方とも固定コア６２に吸引することができ、２つのメインスイッチ２ａ，２ｂを両方ともオンすることが可能となる。

以上のごとく、本例によれば、１個の電磁コイルへの通電によって２個のメインスイッチをオンにでき、かつ上記電磁コイルに接続した駆動用のトランジスタのフェイルセーフ性をより高めることができるリレーモジュールを提供することができる。

なお、本例では、図１に示すごとく、直列体１２を正側電力線８ｐに接続したが、本発明はこれに限るものではなく、図１１に示すごとく、直列体１２を負側電力線８ｎに接続することもできる。

（実施例２）
以下の実施例においては、図面に用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素等を表す。

本例は、予備トランジスタ７ｄの配置位置を変更した例である。本例では図１２に示すごとく、予備トランジスタ７ｄを、プリチャージトランジスタ７ｃと、逆磁界用トランジスタ７ａと、保持トランジスタ７ｂとの、それぞれに対して直列になるように接続してある。

そのため、保持トランジスタ７ｂがショート故障した場合だけでなく、プリチャージトランジスタ７ｃや逆磁界用トランジスタ７ａがショート故障した場合でも、予備トランジスタ７ｄをオフして、各コイル６ａ，６ｂ，６ｃの通電を停止させることが可能となる。そのため、３個のトランジスタ７ａ，７ｂ，７ｃのフェイルセーフ性をより高めることができる。
その他、実施例１と同様の構成および作用効果を備える。

なお、本例では、３個のトランジスタ３ａ，３ｂ，３ｃそれぞれに対して直列になるように、予備トランジスタ７ｄを設けたが、本発明はこれに限るものではない。例えば図１３に示すごとく、予備トランジスタ７ｄを、保持トランジスタ７ｂと逆磁界用トランジスタ７ａに対してのみ直列になるように接続してもよい。また、図示しないが、予備トランジスタ７ｄを、保持トランジスタ７ｂとプリチャージトランジスタ７ｃに対してのみ直列になるように接続してもよい。このように、予備トランジスタ７ｄを、保持トランジスタ７ｂに直列になり、かつ、プリチャージトランジスタ７ｃと逆磁界用トランジスタ７ａとのいずれか一方とも直列になるように接続することができる。

（実施例３）
本例は、図１４に示すごとく、プリチャージトランジスタ７ｃと逆磁界用トランジスタ７ａとを一部品化し、１個の共通トランジスタ７ｅにした例である。また、本例では、予備トランジスタ７ｄを、保持トランジスタ７ｂと共通トランジスタ７ｅとに対してそれぞれ直列になるように接続してある。

図１５に、本例のリレーシステム１のタイミング図を示す。電気機器１３を稼働させる命令が入ると、制御回路部５は、予備トランジスタ７ｄをオンにし（時刻Ｔ１）、次いで、共通トランジスタ７ｅと保持トランジスタ７ｂを両方ともオンする（時刻Ｔ２）。このようにすると、３個の電磁コイル６ａ，６ｂ，６ｃに電流が流れる。そのため、３個のスイッチのうち、プリチャージスイッチ２ｃと他方のメインスイッチ２ｂのみがオンになり、リレーシステム１はプリチャージ状態となる。

コンデンサ３のプリチャージが完了すると、制御回路部５は、共通トランジスタ７ｅの通電を停止する（時刻Ｔ３）。そのため、プリチャージコイル６ｃと逆磁界用電磁コイル６ａへの通電が停止される。したがって、３個のスイッチ２ａ，２ｂ，２ｃのうち、２個のメインスイッチ２ａ，２ｂのみがオンになり、リレーシステム１は電力供給状態となる。

電気機器１３への電力供給を停止する命令が入ると、制御回路部５は、保持トランジスタ７ｂをオフにし（時刻Ｔ４）、次いで、予備トランジスタ７ｄをオフにする（時刻Ｔ５）。そのため、リレーシステム１は電力停止状態となる。

本例の作用効果を説明する。本例では、逆磁界用トランジスタ７ａとプリチャージトランジスタ７ｃを一部品化して１個の共通トランジスタ７ｅにしてあるため、トランジスタの数を合計３個にすることができる。そのため、実施例１及び実施例２のように、合計４個のトランジスタを用いる場合と比べて、リレーシステム１の製造コストを低減することが可能となる。
その他、実施例１と同様の構成及び作用効果を有する。

１ リレーシステム
１０ 直流電源
１２ 直列体
１３ 電気機器
１４ リレーモジュール
２ａ，２ｂ メインスイッチ
２ｃ プリチャージスイッチ
３ コンデンサ
４ 電流制限抵抗
５ 制御回路部
６ｂ 保持用電磁コイル
７ｂ 保持トランジスタ
７ｄ 予備トランジスタ
８ｐ，８ｎ 電力線

Claims (5)

1. 直流電源（１０）と電気機器（１３）とを繋ぐ一対の電力線（８ｐ，８ｎ）と、
   該一対の電力線（８ｐ，８ｎ）にそれぞれ設けられたメインスイッチ（２ａ，２ｂ）と、
   上記一対の電力線（８ｐ，８ｎ）の間に接続したコンデンサ（３）と、
   電流制限抵抗（４）と、該電流制限抵抗（４）に直列接続したプリチャージスイッチ（２ｃ）とからなり、２個の上記メインスイッチ（２ａ，２ｂ）のうち一方の上記メインスイッチ（２ａ）に並列接続した直列体（１２）と、
   上記２個のメインスイッチ（２ａ，２ｂ）及び上記プリチャージスイッチ（２ｃ）のオンオフ動作を制御することにより、上記電流制限抵抗（４）を介して電流を流し上記コンデンサ（３）を充電するプリチャージ状態と、上記電気機器（１３）への電力供給を行う電力供給状態と、上記電気機器（１３）への電力供給を停止した電力停止状態と、を切り替える制御回路部（５）とを備え、
   上記２個のメインスイッチ（２ａ，２ｂ）は、１個の保持用電磁コイル（６ｂ）と共にリレーモジュール（１４）内に設けられ、該リレーモジュール（１４）は、上記１個の保持用電磁コイル（６ｂ）への通電によって、上記２個のメインスイッチ（２ａ，２ｂ）のオン状態を保持できるよう構成され、
   上記保持用電磁コイル（６ｂ）には、該保持用電磁コイル（６ｂ）の駆動用のトランジスタである保持トランジスタ（７ｂ）が直列接続され、該保持トランジスタ（７ｂ）に予備トランジスタ（７ｄ）が直列接続されていることを特徴とするリレーシステム（１）。
2. 上記リレーモジュール（１４）に逆磁界用電磁コイル（６ａ）が設けられ、該逆磁界用電磁コイル（６ａ）は、上記プリチャージ状態において上記保持用電磁コイル（６ｂ）と共に通電され、上記逆磁界用電磁コイル（６ａ）によって、上記保持用電磁コイル（６ｂ）の磁力の一部を低減させることにより、上記２個のメインスイッチ（２ａ，２ｂ）のうち上記直列体（１２）を並列接続していないメインスイッチ（２ｂ）のみをオンするよう構成され、上記逆磁界用電磁コイル（６ａ）には、該逆磁界用電磁コイル（６ａ）の駆動用のトランジスタである逆磁界用トランジスタ（７ａ）が直列接続しており、上記プリチャージスイッチ（２ｃ）は、プリチャージコイル（６ｃ）への通電によって生じた磁力によってオンするよう構成され、上記プリチャージコイル（６ｃ）には、該プリチャージコイル（６ｃ）の駆動用のトランジスタであるプリチャージトランジスタ（７ｃ）が直列接続し、上記予備トランジスタ（７ｄ）は、上記逆磁界用トランジスタ（７ａ）と上記プリチャージトランジスタ（７ｃ）との少なくとも一方に対しても直列になるように、接続されていることを特徴とする請求項１に記載のリレーシステム（１）。
3. 上記予備トランジスタ（７ｄ）は、上記保持トランジスタ（７ｂ）と、上記逆磁界用トランジスタ（７ａ）と、上記プリチャージトランジスタ（７ｃ）との、それぞれに対して直列になるように接続されていることを特徴とする請求項２に記載のリレーシステム（１）。
4. 上記逆磁界用トランジスタ（７ａ）と上記プリチャージトランジスタ（７ｃ）とを１部品化して１個の共通トランジスタ（７ｅ）にしてあり、上記予備トランジスタ（７ｄ）は、上記保持トランジスタ（７ｂ）と上記共通トランジスタ（７ｅ）とに対してそれぞれ直列になるように、接続されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のリレーシステム（１）。
5. 上記リレーモジュール（１４）は、上記逆磁界用電磁コイル（６ａ）と、上記保持用電磁コイル（６ｂ）と、該保持用電磁コイル（６ｂ）への通電の有無に伴って進退動作し上記一対のメインスイッチ（２ａ，２ｂ）をそれぞれオンオフする第１プランジャ（６３ａ）と第２プランジャ（６３ｂ）との２つのプランジャ（６３ａ，６３ｂ）と、上記保持用電磁コイル（６ｂ）の磁束（Φ）が流れるヨーク（６１）と、上記２つのプランジャ（６３ａ，６３ｂ）が吸引される固定コア（６２）とを備え、上記保持用電磁コイル（６ｂ）の磁束（Φ）は、上記ヨーク（６１）と上記固定コア（６２）と上記第２プランジャ（６３ｂ）とを含む第１磁気回路（Ｃ１）と、上記ヨーク（６１）と上記固定コア（６２）と上記第１プランジャ（６３ａ）と上記第２プランジャ（６３ｂ）とを含む第２磁気回路（Ｃ２）とを流れ、上記逆磁界用電磁コイル（６ａ）の磁束（φ）は、上記ヨーク（６１）と上記固定コア（６２）と上記第１プランジャ（６３ａ）とを含む第３磁気回路（Ｃ３）と、上記第２磁気回路（Ｃ２）とを流れ、上記第１磁気回路（Ｃ１）と上記第３磁気回路（Ｃ３）との共通部分に、上記保持用電磁コイル（６ｂ）の磁束（Φ）を制限する磁気飽和部（６５）が形成されており、上記電力供給状態において、上記保持用電磁コイル（６ｂ）の磁束（Φ）を上記磁気飽和部（Φ）において制限させることにより、上記磁束（Φ）を、上記第１磁気回路（Ｃ１）と上記第２磁気回路（Ｃ２）とに分けて流すよう構成されていることを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載のリレーシステム（１）。

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