JP2879807B2 - スイッチの腐食防止回路 - Google Patents

スイッチの腐食防止回路

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    • H01H1/605Cleaning of contact-making surfaces by relatively high voltage pulses

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スイッチの腐食防止回
路に関するものであり、特に、車両などに搭載された大
電流用スイッチを電子化ユニットの低電流化システムに
信号入力スイッチに転用可能にするスイッチの腐食防止
回路に係るものである。
【0002】
【従来の技術】近年、車両などに限らず、LSI(大規
模集積回路)などを用いた電子回路モジュールによるユ
ニット化が進む一方で、その信号入力段には、既存のま
まの機械的強度の強い電力用スイッチがそのまま使用さ
れている場合が多い。
【0003】図3は、一般的に車両などに搭載された大
電流(例えぽ500mA,1Aなど)の開閉に用いられ
る大電流用スイッチを電子化されたユニットに転用した
場合の接続状態を示した回路図である。同図に於いて、
1は大電流用スイッチ、2は負荷に電源電圧を供給する
直流電源として電池(BATT)であり、例えば12V
の電圧を有する。3は負荷としての例えぼ12Wのラン
プである。4は電子化ユニットである。電子化ユニット
4にはインタフェース回路(図示なし)の入力をプルア
ップ又はプルダウンするための抵抗R10と、抵抗R1
0とスイッチ1との接続点をインタフェース回路(図示
なし)に接続するための抵抗R11とが内蔵されてい
る。
【0004】このような現行車両に搭載されているスイ
ッチ1は、例えば500mAとか1Aなどの比較的大電
流を開閉し得るような構造に設計されている。従って、
このようなスイッチ1は、接点処理やその材質などにつ
いて、多くの場合、メッキなどの処理が施されていない
銅接点が用いられている。
【0005】このような大電流の開閉に適した構造のス
イッチでは、そのスイッチ接点に酸化膜が形成され、接
触抵抗が増大し易い欠点がある。しかし、大電流を開閉
するスイッチでは、スイッチの開閉時に約1A程度の大
電流を流すことによって、スイッチ1の接点に形成され
た酸化膜を破壊することは困難なものではない。
【0006】このような電子化ユニット4では、スイッ
チ1は等価的に信号と見なし得る程度の小電流を流せば
よく、その接点に流す電流値は電子化ユニットのプルア
ップ又はプルダウン抵抗R10で決定される。その電流
値は電子化ユニットにより多少の差異はあるが、電子化
ユニットの容量及びプルアップまたはプルダウン抵抗R
10の容量で決定され、せいぜい数mA〜10mA程度
である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、車両な
どに搭載されている大電流用のスイッチが電子化ユニッ
トなどの低電流化されたシステムの信号入力段に使用さ
れた場合、そのスイッチに流れる電流は電子化ユニット
によって定まる小さな値になる。従って、スイッチ1の
接点に酸化膜が形成されていると、スイッチ1の接触抵
抗が大きくなり、電子化ユニットがスイッチ1の状態を
検出できなくなるという問題点が生じる欠点がある。
【0008】スイッチ1の接点を保護するには、スイッ
チ接点に生じた酸化膜を破壊すればよく、100mA以
上の電流を流せばよい。しかし、大電流を流すために
は、プルアップ又はプルダウン抵抗R10の容量は2W
以上必要になる。プルアップ又はプルダウン抵抗R10
の容量を大きなものとすると、抵抗のコストが上昇して
問題になると共に抵抗の発熱を抑える冷却手段が必要と
なる欠点があり、電子化ユニットの小形化という観点か
らも問題がある。
【0009】本発明は、上述のような問題点に鑑みなさ
れたものであり、低電流化された電子化ユニットの信号
入力段に大電流用スイッチが使用でき、車両などに搭載
されている大電流用スイッチを電子化ユニットなどの低
電流化されたシステムに使用しても、システム側の負担
を大きくすることなく長期的耐久性を保持し得ると共に
装置の信頼性を確保できるスイッチの腐食防止回路を提
供することを課題としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、一端がアースに、他端が抵抗をそれぞれ介し
てバッテリ電源と電子化ユニットのスイッチ監視入力と
にそれぞれ接続されたスイッチの腐食防止回路におい
て、前記スイッチと前記バッテリ電源との間に接続され
た前記抵抗と並列に接続されたスイッチング手段と電流
制限抵抗との直列回路を備え、前記電子化ユニットが、
前記スイッチ監視入力の電圧を一定間隔で監視して前記
スイッチのオン・オフ状態を検出し、該検出したオン・
オフ状態に基づいて前記スイッチに対応する負荷をオン
・オフ制御するものであって、前記スイッチング手段を
オンさせるパルスを常時発生している信号発生手段を有
し、前記パルスが、前記スイッチ監視入力を監視する前
記一定間隔の中間において前記スイッチング手段をオン
させるように前記一定間隔と同じ間隔で発生され、前記
スイッチがオン状態にあるとき、前記信号発生手段から
のパルスによりオンされた前記スイッチング手段を介し
て前記スイッチに電流を流して、前記スイッチの接点に
生じた酸化膜を破壊するようにしたことを特徴とするス
イッチの腐食防止回路に存する。
【0011】
【作用】上記構成により、一端がアースに接続されたス
イッチとバッテリ電源との間に接続した抵抗と並列にス
イッチング手段と電流制限抵抗との直列回路を接続し、
このスイッチング手段を電子化ユニットの信号発生手段
がスイッチ監視入力の電圧を監視する一定間隔の中間に
おいて常時発生しているパルスによって一定間隔でオン
させ、スイッチがオン状態にあるとき、信号発生手段か
らのパルスによりオンされたスイッチング手段を介して
スイッチに比較的大きな電流を一定時間流して、スイッ
チ監視入力の電圧監視に影響を与えることなく、スイッ
チの接点に生じた酸化膜を破壊するようにしているの
で、抵抗を介してスイッチの他端が接続されているスイ
ッチ監視入力の電圧を一定間隔で監視してスイッチのオ
ン・オフ状態を検出し、この検出したオン・オフ状態に
基づいてスイッチに対応する負荷をオン・オフ制御する
低電流化された電子化ユニットの信号入力段のスイッチ
として大電流用スイッチを使用できる。
【0012】
【実施例】以下、本発明に係るスイッチの腐食防止回路
の実施例について、図面を参照して説明する。図1は本
発明に係るスイッチの腐食防止回路の一実施例を示して
おり、図3と同一の部分には同一符号が付与されてい
る。
【0013】図1において、1及び2はそれぞれ従来例
と同じスイッチ及び電池であり、R1,R2は抵抗であ
る。11はスイッチの腐食防止回路である。腐食防止回
路11はスイッチングトランジスタTr、電流制限抵抗
R3、逆流防止用ダイオードD及び信号発生回路4aか
ら構成されている。トランジスタTrのコレクタは抵抗
R1の一端と電池2に接続され、トランジスタTrのエ
ミッタは抵抗R3に接続され、その他端がダイオードD
のアノードに接続され、そのカソードが抵抗R1,R2
とスイッチ1に接続されている。トランジスタTrのベ
ースは、信号発生回路4aの出力端子に接続されてい
る。抵抗R2の他端は電子化ユニット4の入力端子に接
続される。信号発生回路4aは、電子化ユニット4の同
期信号を所定のパルスに変換してトランジスタTrのベ
ースに供給しており、信号発生回路4aは、電子化ユニ
ット4の外部に設けてもよい。スイッチ1からの信号は
電子化ユニット4内で処理されてランプ3等が点灯制御
される。
【0014】次に、図1の実施例の動作について、図2
のタイミングチャートを参照して説明する。図2(a)
は、スイッチ1の状態を示しており、スイッチ1を時点
でオンとし、時点tでオフとする。図2(b)
は、スイッチングトランジスタTrのベースに供給され
る入力信号を示している。電子化ユニット4の信号発生
回路4aを介してスイッチングトランジスタTrのベー
スには、常時、例えばパルス幅125μsecであり、
10msecの周期でパルスが供給され、図2(c)に
示すように、信号発生回路4aの出力パルスに同期して
オン・オフしている。図2(e)に示すように、スイッ
チ1には、スイッチ1がオンとなる時点tで、抵抗R
1を介して約1mAの電流がスイッチ1に流れ込み、時
点tで信号発生回路4aからのパルスに同期して、ス
イッチングトランジスタTr、抵抗R3及びダイオード
Dを介してスイッチ1に約200mAの電流が流れ込
む。スイッチ1の接点には、時点t〜tの期間、1
0mSの周期で約200mAのパルス状電流が流れ込
み、スイッチの接点に形成された接触抵抗は低減されて
いる。
【0015】図2(d)に示すように、スイッチ1の接
触抵抗は、時点tで1mAの電流が流れ、無限大の抵
抗値から徐々に低下し、時点tで約200mAの電流
がスイッチ1の接点に流れ、接触抵抗は約3Ω程度に低
減される。その後、徐々に接触抵抗が増大するが、次の
200mAのパルス状電流によって再びスイッチの接触
抵抗は約3Ω程度に低減される。スイッチ1がオンとな
っている間(時点t〜t)、この動作を繰り返して
スイッチ接点の接触抵抗は小さな値に維持される。従っ
て、スイッチ1のオン時に微小電流が流されたとして
も、大電流用スイッチの接触抵抗が小さく設定されてい
るので、電子化ユニット4に信号を送ることができる。
図2(f)に示すように、スイッチ1のオン信号は、電
子化ユニット4の信号発生回路4aからの出力パルスに
同期したタイミングで、電子化ユニット4にスイッチ信
号を送ることができる。
【0016】尚、スイッチ1の接触抵抗は、R=K×I
−Aで表される関係式によって低減される。Rは酸化膜
破壊後の接触抵抗を示し、Iはスイッチ1に流れる電流
値を示し、K,Aは定数である。更に、上記実施例の場
合、制限電流値が200mAで入力周波数が100Hz
であり、パルス幅が125μS以内であるならば、抵抗
R2は1/4Wの抵抗で十分対応できる。
【0017】無論、図3の実施例では、逆流防止用ダイ
オードDがスイッチングトランジスタTr及び抵抗R3
の直列回路に接続されているが、スイッチングトランジ
スタTrが逆耐圧に優れたスイッチング素子であるなら
ば、この逆流防止用ダイオードは必ずしも必要としな
い。本発明は、電子化ユニットの信号入力段に大電流用
スイッチを用いたとしても、大電流用スイッチに100
〜200mAのパルス状電流を流すことによって、スイ
ッチの接触抵抗を低減することができるので、大電流用
スイッチの接触抵抗を初期状態に維持することができ、
大電流用スイッチを電子化ユニットの信号入力段として
用いることができる。又、スイッチがオンしている期
間、所定の周期で大電流が供給されるので、一層接触抵
抗が低減され、安定した信号を送ることができる。
【0018】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、スイッチ
監視入力の電圧を一定間隔で監視してスイッチのオン・
オフ状態を検出し、この検出したオン・オフ状態に基づ
いてスイッチに対応する負荷をオン・オフ制御する低電
流化された電子化ユニットの信号入力段のスイッチとし
て大電流用スイッチを使用しても、大電流用スイッチを
オンとなっている期間、電子化ユニットにおいて常時発
生されているパルスによって大電流がスイッチに流され
るので、スイッチ監視入力の電圧監視に影響を与えるこ
となく、スイッチの接点に生じた酸化膜が破壊され、接
触抵抗を低減できる極めて効果的なものであり、システ
ム側の負担を大きくすることなく現行レベルと同様にス
イッチの長期的耐久性を保ち、もって車両などの装置の
信頼性を確保できるという効果が得られる。特に、スイ
ッチのオン期間が長くなったとき多数回パルスが発生さ
れて、その都度スイッチの接点に生じた酸化膜を破壊す
ることになるので、接点の接触箇所が移動することがあ
っても、確実に接点の接触を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるスイッチの腐食防止回路の一実施
例を示す回路図である。
【図2】図1の回路の各部の状態を示すタイミングチャ
ートである。
【図3】大電流用スイッチを低電流化システムに転用し
た場合の接続状態を示す従来回路の回路図である。
【符号の説明】 1 大電流用スイッチ 2 電池(直流電源) 3 ランプ 4 電子化ユニット 4a 信号発生回路 R1 抵抗 R3 電流制限抵抗 D 逆流防止用ダイオード Tr スイッチングトランジスタ 11 腐食防止回路 11a 制御回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 芦屋 弘之 静岡県榛原郡榛原町布引原206−1 矢 崎部品株式会社内 (72)発明者 鈴木 雅孝 静岡県榛原郡榛原町布引原206−1 矢 崎部品株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−278620(JP,A) 特開 平2−297818(JP,A) 特開 昭58−89743(JP,A) 特開 昭48−57083(JP,A) 特開 昭51−56980(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01H 9/54

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一端がアースに、他端が抵抗をそれぞれ
    介してバッテリ電源と電子化ユニットのスイッチ監視入
    力とにそれぞれ接続されたスイッチの腐食防止回路にお
    いて、 前記スイッチと前記バッテリ電源との間に接続された前
    記抵抗と並列に接続されたスイッチング手段と電流制限
    抵抗との直列回路を備え、 前記電子化ユニットが、前記スイッチ監視入力の電圧を
    一定間隔で監視して前記スイッチのオン・オフ状態を検
    出し、該検出したオン・オフ状態に基づいて前記スイッ
    チに対応する負荷をオン・オフ制御するものであって、
    前記スイッチング手段をオンさせるパルスを常時発生し
    ている信号発生手段を有し、 前記パルスが、前記スイッチ監視入力を監視する前記一
    定間隔の中間において前記スイッチング手段をオンさせ
    るように前記一定間隔と同じ間隔で発生され、 前記スイッチがオン状態にあるとき、前記信号発生手段
    からのパルスによりオンされた前記スイッチング手段を
    介して前記スイッチに電流を流して、前記スイッチの接
    点に生じた酸化膜を破壊するようにしたことを特徴とす
    るスイッチの腐食防止回路。
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