JP3147830B2 - 電磁継電器の駆動回路 - Google Patents
電磁継電器の駆動回路Info
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- H01H47/22—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for supplying energising current for relay coil
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- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F7/00—Magnets
- H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
- H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
- H01F7/18—Circuit arrangements for obtaining desired operating characteristics, e.g. for slow operation, for sequential energisation of windings, for high-speed energisation of windings
- H01F2007/1894—Circuit arrangements for obtaining desired operating characteristics, e.g. for slow operation, for sequential energisation of windings, for high-speed energisation of windings minimizing impact energy on closure of magnetic circuit
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コイルおよび接点
を有する電磁継電器を駆動する駆動回路に関する。
を有する電磁継電器を駆動する駆動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】電磁継電器における接点の消耗の主な原
因は、接点の閉成時に発生するバウンス（チャタリン
グ）による。この場合、接点の閉成時に、接点を吸引す
る磁界を緩く立ち上げ接点投入時の速度を遅くすれば、
接点のバウンスを抑制することができる。
因は、接点の閉成時に発生するバウンス（チャタリン
グ）による。この場合、接点の閉成時に、接点を吸引す
る磁界を緩く立ち上げ接点投入時の速度を遅くすれば、
接点のバウンスを抑制することができる。
【０００３】従来、コイルのインダクタンスを大きくし
てコイル電流の立ち上がりを緩やかにし磁界の立ち上が
りを遅くする、あるいは電磁継電器の駆動回路に時定数
回路を設けコイル印加電圧の立ち上がりを緩やかにし磁
界の立ち上がりを遅くすることによって、接点のバウン
スを抑制するようにしたものがある。後者のものとして
は、例えば、実公昭５７−１３７００号公報に記載され
たものがある。
てコイル電流の立ち上がりを緩やかにし磁界の立ち上が
りを遅くする、あるいは電磁継電器の駆動回路に時定数
回路を設けコイル印加電圧の立ち上がりを緩やかにし磁
界の立ち上がりを遅くすることによって、接点のバウン
スを抑制するようにしたものがある。後者のものとして
は、例えば、実公昭５７−１３７００号公報に記載され
たものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来技術のものでは、コイル印加電圧がスロープ的に
変化するため、そのスロープをなだらかにする程、バウ
ンスを抑えることができるが、接点が動き始める始動電
圧に達するまでの時間が長くなり、その結果、スイッチ
ング応答時間全体が長くなるという問題がある。さら
に、接点が閉成するときのコイル印加電圧を精度よく設
定することができないため、バウンス抑制効果にばらつ
きがでやすいという問題もある。
た従来技術のものでは、コイル印加電圧がスロープ的に
変化するため、そのスロープをなだらかにする程、バウ
ンスを抑えることができるが、接点が動き始める始動電
圧に達するまでの時間が長くなり、その結果、スイッチ
ング応答時間全体が長くなるという問題がある。さら
に、接点が閉成するときのコイル印加電圧を精度よく設
定することができないため、バウンス抑制効果にばらつ
きがでやすいという問題もある。
【０００５】本発明は上記問題に鑑みたもので、スイッ
チング応答時間全体を長くすることなく、安定してバウ
ンスの抑制を行えるようにすることを目的とする。
チング応答時間全体を長くすることなく、安定してバウ
ンスの抑制を行えるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１乃至１３に記載の発明においては、電磁継
電器を作動させる作動信号に応答して、接点を始動させ
るための第１電圧およびこの第１電圧より高い第２電圧
を有する階段電圧を電磁継電器のコイルに印加するよう
にしたことを特徴としている。
め、請求項１乃至１３に記載の発明においては、電磁継
電器を作動させる作動信号に応答して、接点を始動させ
るための第１電圧およびこの第１電圧より高い第２電圧
を有する階段電圧を電磁継電器のコイルに印加するよう
にしたことを特徴としている。
【０００７】従って、作動信号に応答して、まず接点を
始動させる第１電圧がコイルに印加されるため、接点の
始動に要する応答時間の遅れは最小限に抑制される。ま
た、第２電圧より低い第１電圧を用いた接点の吸引によ
り、接点は吸引力の緩やかな立ち上がりをもって閉成
し、安定してバウンスを抑制することができる。また、
請求項１、２、５においては、接点の閉成後、ある程度
時間が経過した後にコイルへの印加電圧が第１電圧から
第２電圧へ切り換えられる。
始動させる第１電圧がコイルに印加されるため、接点の
始動に要する応答時間の遅れは最小限に抑制される。ま
た、第２電圧より低い第１電圧を用いた接点の吸引によ
り、接点は吸引力の緩やかな立ち上がりをもって閉成
し、安定してバウンスを抑制することができる。また、
請求項１、２、５においては、接点の閉成後、ある程度
時間が経過した後にコイルへの印加電圧が第１電圧から
第２電圧へ切り換えられる。
【０００８】このように制御することで、リレーの作動
音による聴感を良くすることが可能となる。これを第１
電圧から第２電圧への切換を接点の閉成と同時に行う場
合と比べて説明する。電磁継電器は接点が閉じた後で接
点を保持している板バネがコイルの電磁力によりコイル
へ吸い寄せられてコイルに当接することで完全吸引され
て安定した閉成状態となる。従って、電圧切換が接点の
閉成と同時に行われる場合、板バネに高い電圧による強
い磁界が印加されてコイルに当接し、大きな作動音を発
生することになるが、本発明では接点が閉成しても初め
は第１電圧による弱い磁界で板バネを吸い寄せるように
なり、所定時間後に第２電圧の強い磁界でコイルに当接
するため、接点を保持する板バネがこの高い電圧でもっ
てコイルに吸い寄せられる際の移動距離は小さくなるた
め作動音も小さくなる。よって、本発明によると板バネ
がコイルに当接する音が小さくなり、聴感が良くなる。
音による聴感を良くすることが可能となる。これを第１
電圧から第２電圧への切換を接点の閉成と同時に行う場
合と比べて説明する。電磁継電器は接点が閉じた後で接
点を保持している板バネがコイルの電磁力によりコイル
へ吸い寄せられてコイルに当接することで完全吸引され
て安定した閉成状態となる。従って、電圧切換が接点の
閉成と同時に行われる場合、板バネに高い電圧による強
い磁界が印加されてコイルに当接し、大きな作動音を発
生することになるが、本発明では接点が閉成しても初め
は第１電圧による弱い磁界で板バネを吸い寄せるように
なり、所定時間後に第２電圧の強い磁界でコイルに当接
するため、接点を保持する板バネがこの高い電圧でもっ
てコイルに吸い寄せられる際の移動距離は小さくなるた
め作動音も小さくなる。よって、本発明によると板バネ
がコイルに当接する音が小さくなり、聴感が良くなる。
【０００９】また、請求項１、３、５の発明では第１電
圧の大きさを接点が閉成することが可能な最低作動電圧
よりも０．５〜３Ｖ大きい値の電圧を印加するようにし
ており、接点閉成時のバウンスを十分抑制することがで
きる。また、請求項２、４、７、１０の発明では第１電
圧をコイルの一端が接続されている低電位端側の電位を
基準として発生させるようにしている。これにより、コ
イルに印加する第１電圧を高電位端側からの電源電圧の
変動の影響を受けることなく確実に所望の電圧値とする
ことができ、電磁継電器の閉成動作を安定的に実施させ
ることができる。
圧の大きさを接点が閉成することが可能な最低作動電圧
よりも０．５〜３Ｖ大きい値の電圧を印加するようにし
ており、接点閉成時のバウンスを十分抑制することがで
きる。また、請求項２、４、７、１０の発明では第１電
圧をコイルの一端が接続されている低電位端側の電位を
基準として発生させるようにしている。これにより、コ
イルに印加する第１電圧を高電位端側からの電源電圧の
変動の影響を受けることなく確実に所望の電圧値とする
ことができ、電磁継電器の閉成動作を安定的に実施させ
ることができる。
【００１０】低電位端側の電位を基準として発生させる
方法としては、請求項８、９、１１、１２の発明に示す
ようにツェナーダイオードや単なるダイオードなどｐｎ
接合を利用したものを用いる方法が好ましい。また、請
求項９、１２に示すようにツェナーダイオードとダイオ
ードとが同極同士、例えばカソードとカソードとが電気
的に接続されるようにすることにより、ツェナーダイオ
ードの温度特性をダイオードの温度特性により補償する
ことができる。
方法としては、請求項８、９、１１、１２の発明に示す
ようにツェナーダイオードや単なるダイオードなどｐｎ
接合を利用したものを用いる方法が好ましい。また、請
求項９、１２に示すようにツェナーダイオードとダイオ
ードとが同極同士、例えばカソードとカソードとが電気
的に接続されるようにすることにより、ツェナーダイオ
ードの温度特性をダイオードの温度特性により補償する
ことができる。
【００１１】また、請求項１３に記載の発明のように、
電磁継電器が電源を供給する負荷がランプの場合、通電
開始時に生ずる突入電流（ラッシュカレント）によって
アーク放電が発生しやすく接点が消耗しやすいが、電磁
継電器に本発明の駆動回路を用いることにより接点のバ
ウンスを抑え、接点の消耗を効果的に抑制することがで
きる。
電磁継電器が電源を供給する負荷がランプの場合、通電
開始時に生ずる突入電流（ラッシュカレント）によって
アーク放電が発生しやすく接点が消耗しやすいが、電磁
継電器に本発明の駆動回路を用いることにより接点のバ
ウンスを抑え、接点の消耗を効果的に抑制することがで
きる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
について説明する。図１に、電磁継電器およびその駆動
回路の構成を示す。駆動回路１０は、入力回路１１、発
振回路１２、タイマ回路１３、Ｖa 電圧発生回路１４、
Ｖｂ電圧発生回路１５、ＯＲ回路１６、出力回路１７か
ら構成されている。電磁継電器２０は、コイル２１と接
点２２から構成されており、接点２２の閉成時にランプ
等の負荷３０に駆動電圧（バッテリー電圧）ＶB を供給
する。
について説明する。図１に、電磁継電器およびその駆動
回路の構成を示す。駆動回路１０は、入力回路１１、発
振回路１２、タイマ回路１３、Ｖa 電圧発生回路１４、
Ｖｂ電圧発生回路１５、ＯＲ回路１６、出力回路１７か
ら構成されている。電磁継電器２０は、コイル２１と接
点２２から構成されており、接点２２の閉成時にランプ
等の負荷３０に駆動電圧（バッテリー電圧）ＶB を供給
する。
【００１３】上記構成においてその作動を、図２に示す
タイミングチャートを参照して説明する。入力回路１１
への入力信号ＩＮ（図２（ａ）参照）が、電磁継電器２
０を作動させるハイレベルの作動信号になると、タイマ
回路１３は、Ｖa 電圧発生回路１４から電圧Ｖａを出力
させる（図２（ｂ）参照）。この電圧Ｖａにより、出力
回路１７の出力電圧ＶO は、接点２２を始動させる第１
電圧になる（図２（ｄ）参照）。この第１電圧がコイル
２１に印加されると、接点２２が初期吸引される。その
結果、接点２２はバウンスを発生することなく閉成し、
負荷３０に駆動電圧が供給される（図２（ｅ）参照）。
タイミングチャートを参照して説明する。入力回路１１
への入力信号ＩＮ（図２（ａ）参照）が、電磁継電器２
０を作動させるハイレベルの作動信号になると、タイマ
回路１３は、Ｖa 電圧発生回路１４から電圧Ｖａを出力
させる（図２（ｂ）参照）。この電圧Ｖａにより、出力
回路１７の出力電圧ＶO は、接点２２を始動させる第１
電圧になる（図２（ｄ）参照）。この第１電圧がコイル
２１に印加されると、接点２２が初期吸引される。その
結果、接点２２はバウンスを発生することなく閉成し、
負荷３０に駆動電圧が供給される（図２（ｅ）参照）。
【００１４】また、タイマ回路１３は、、発振回路１２
からのクロック信号により時間を計測（カウント）して
おり、第１電圧印加後、所定時間（予め定めたタイマー
時間）ＴS が経過したことを計測すると、Ｖｂ電圧発生
回路１５から電圧Ｖａより高い電圧Ｖｂを出力させる
（図２（ｃ）参照）。この電圧Ｖｂにより、出力回路１
７の出力電圧ＶO は、接点２２を完全吸引する第２電圧
になる（図２（ｄ）参照）。
からのクロック信号により時間を計測（カウント）して
おり、第１電圧印加後、所定時間（予め定めたタイマー
時間）ＴS が経過したことを計測すると、Ｖｂ電圧発生
回路１５から電圧Ｖａより高い電圧Ｖｂを出力させる
（図２（ｃ）参照）。この電圧Ｖｂにより、出力回路１
７の出力電圧ＶO は、接点２２を完全吸引する第２電圧
になる（図２（ｄ）参照）。
【００１５】従って、上記した第１、第２電圧により、
コイル２１には、図２（ｄ）に示す階段状波形の階段電
圧が印加される。この場合、接点２２は第１電圧による
始動電圧で吸引されるため、応答時間の遅れは最小限に
抑制される。また、接点閉成時は低電圧である第１電圧
により吸引されるため、接点２２は電磁吸引力の緩やか
な立ち上がりによりバウンスを発生することなく閉成す
る。このことにより、接点２２の耐久寿命を向上させる
ことができる。
コイル２１には、図２（ｄ）に示す階段状波形の階段電
圧が印加される。この場合、接点２２は第１電圧による
始動電圧で吸引されるため、応答時間の遅れは最小限に
抑制される。また、接点閉成時は低電圧である第１電圧
により吸引されるため、接点２２は電磁吸引力の緩やか
な立ち上がりによりバウンスを発生することなく閉成す
る。このことにより、接点２２の耐久寿命を向上させる
ことができる。
【００１６】なお、第１電圧は、電磁継電器２０の作動
開始電圧より若干高い電圧（定格１２Ｖ用で６〜８Ｖ程
度）が望ましく、また第１電圧の発生時間ＴS は、電磁
継電器２０の作動開始時間をカバーする３〜２０ｍｓが
望ましい。また、第１電圧の発生時間ＴS は図２に示す
ように第１電圧がコイル２１印加され始めてから接点２
２が閉成する時間よりも長くなるように設定すると良
い。
開始電圧より若干高い電圧（定格１２Ｖ用で６〜８Ｖ程
度）が望ましく、また第１電圧の発生時間ＴS は、電磁
継電器２０の作動開始時間をカバーする３〜２０ｍｓが
望ましい。また、第１電圧の発生時間ＴS は図２に示す
ように第１電圧がコイル２１印加され始めてから接点２
２が閉成する時間よりも長くなるように設定すると良
い。
【００１７】これを電磁継電器２０のより詳細に示す図
３を用いて説明する。図３において、電磁継電器２０は
コイル２１を保持するヨーク部２７と、ヨーク部２７の
頂面に基端を固定してＬ字状に屈曲する板バネ２４と、
板バネ２４の先端面に設けられた接点２２と、接点２２
に対向してコイル２１の側端部に設けられた固定接点２
３と、板バネ２４の中間面に設けられた鉄片２５と、鉄
片２５に対向したコイル２１のコア頭部２６からなる。
なお、図３では本実施形態を説明するための構成のみを
示す。
３を用いて説明する。図３において、電磁継電器２０は
コイル２１を保持するヨーク部２７と、ヨーク部２７の
頂面に基端を固定してＬ字状に屈曲する板バネ２４と、
板バネ２４の先端面に設けられた接点２２と、接点２２
に対向してコイル２１の側端部に設けられた固定接点２
３と、板バネ２４の中間面に設けられた鉄片２５と、鉄
片２５に対向したコイル２１のコア頭部２６からなる。
なお、図３では本実施形態を説明するための構成のみを
示す。
【００１８】図３（ａ）は接点２２が第１電圧により閉
成した際の様子を示すものであり、また図３（ｂ）は第
１電圧から第２電圧に切り替わり板バネ２４（鉄片２
５）がコイル（コア頭部２６）に完全吸引された際の様
子を示すものである。図３（ａ）に示す接点２２が閉成
した際にコイル２１への印加電圧を第１電圧からより高
い第２電圧へ切り替える場合には鉄片２５とコア頭部２
６との間には所定の距離があり、板バネ及び鉄片２５は
第２電圧による強い磁界で加速されコア頭部２６に衝突
し大きい作動音を発する。そこで、本実施形態のように
接点２２が閉成してしばらくたってから第１電圧から第
２電圧へ切り替えるようにすることで、接点２２が閉成
した後、第１電圧から第２電圧へ切り替える間の時間Ｔ
d （図２）だけ第１電圧の弱い磁界でもって板バネ２４
及び鉄片２５はコイル２１へ吸い寄せられ、鉄片２５と
コア頭部２６との距離がある程度縮まってから第２電圧
の強い磁界で吸い寄せられるようになるため、鉄片２５
がコア頭部２６へ衝突する際の作動音を抑えることがで
きる。これにより、聴感が良くなるという効果がある。
成した際の様子を示すものであり、また図３（ｂ）は第
１電圧から第２電圧に切り替わり板バネ２４（鉄片２
５）がコイル（コア頭部２６）に完全吸引された際の様
子を示すものである。図３（ａ）に示す接点２２が閉成
した際にコイル２１への印加電圧を第１電圧からより高
い第２電圧へ切り替える場合には鉄片２５とコア頭部２
６との間には所定の距離があり、板バネ及び鉄片２５は
第２電圧による強い磁界で加速されコア頭部２６に衝突
し大きい作動音を発する。そこで、本実施形態のように
接点２２が閉成してしばらくたってから第１電圧から第
２電圧へ切り替えるようにすることで、接点２２が閉成
した後、第１電圧から第２電圧へ切り替える間の時間Ｔ
d （図２）だけ第１電圧の弱い磁界でもって板バネ２４
及び鉄片２５はコイル２１へ吸い寄せられ、鉄片２５と
コア頭部２６との距離がある程度縮まってから第２電圧
の強い磁界で吸い寄せられるようになるため、鉄片２５
がコア頭部２６へ衝突する際の作動音を抑えることがで
きる。これにより、聴感が良くなるという効果がある。
【００１９】なお、接点２２が閉成してから第２電圧に
切り替わるまでの時間Ｔd は数ｍｓ程度が好ましい。ま
た、第１電圧から第２電圧へ切り替えるタイミングにつ
いて調べたところ、切り替えるタイミングを接点２２が
閉成する前にした場合と上述した実施形態とを比べる
と、切り替えるタイミングを接点２２が閉成する前にし
た場合に比べ、本実施形態のように切り替えるタイミン
グを接点２２が閉成した後にした場合の方がバウンス発
生率が低いことが分かった。
切り替わるまでの時間Ｔd は数ｍｓ程度が好ましい。ま
た、第１電圧から第２電圧へ切り替えるタイミングにつ
いて調べたところ、切り替えるタイミングを接点２２が
閉成する前にした場合と上述した実施形態とを比べる
と、切り替えるタイミングを接点２２が閉成する前にし
た場合に比べ、本実施形態のように切り替えるタイミン
グを接点２２が閉成した後にした場合の方がバウンス発
生率が低いことが分かった。
【００２０】また、接点２２を閉成するための第１電圧
の値とバウンス発生率との関係について調べたところ、
図４に示す結果が得られた。横軸は第１電圧の大きさを
表しており、ｖｓはコイル２１に電圧を印加せず接点が
開いている状態からコイルに電圧を印加した際に閉成す
ることが可能な最低作動電圧を示すものであり、一例を
示すと定格１２Ｖ用で５Ｖ程度である。また、縦軸はバ
ウンス発生率を表すものであり、各電圧毎に１０回試験
を行い、その際のバウンス発生回数の平均値を採ったも
のである。バウンス発生回数は電磁継電器２０の通電状
態をモニタし、接点２２が閉成した際の電圧の発振状態
をカウントしたものである。
の値とバウンス発生率との関係について調べたところ、
図４に示す結果が得られた。横軸は第１電圧の大きさを
表しており、ｖｓはコイル２１に電圧を印加せず接点が
開いている状態からコイルに電圧を印加した際に閉成す
ることが可能な最低作動電圧を示すものであり、一例を
示すと定格１２Ｖ用で５Ｖ程度である。また、縦軸はバ
ウンス発生率を表すものであり、各電圧毎に１０回試験
を行い、その際のバウンス発生回数の平均値を採ったも
のである。バウンス発生回数は電磁継電器２０の通電状
態をモニタし、接点２２が閉成した際の電圧の発振状態
をカウントしたものである。
【００２１】図４から分かるように、第１電圧を最低作
動電圧ｖｓよりも０．５〜３Ｖ大きい値にすることによ
り、バウンスを効率よく抑制できることが分かる。次
に、図１に示す構成を具体化した回路構成について説明
する。図５にその構成を示す。タイマ回路１３はカウン
タ１３ａ〜１３ｃ、フリップフロップ１３ｄ、ＮＡＮＤ
回路１３ｅ、１３ｆ、ＮＯＴ回路１３ｇにより構成さ
れ、Ｖa 電圧発生回路１４はトランジスタ１４ａ〜１４
ｃ、ツェナーダイオード１４ｄ、ダイオード１４ｅ、抵
抗１４ｆ〜１４ｈにより構成され、Ｖｂ電圧発生回路１
５はトランジスタ１５ａ、１５ｂ、抵抗１５ｃ、１５ｄ
により構成されている。
動電圧ｖｓよりも０．５〜３Ｖ大きい値にすることによ
り、バウンスを効率よく抑制できることが分かる。次
に、図１に示す構成を具体化した回路構成について説明
する。図５にその構成を示す。タイマ回路１３はカウン
タ１３ａ〜１３ｃ、フリップフロップ１３ｄ、ＮＡＮＤ
回路１３ｅ、１３ｆ、ＮＯＴ回路１３ｇにより構成さ
れ、Ｖa 電圧発生回路１４はトランジスタ１４ａ〜１４
ｃ、ツェナーダイオード１４ｄ、ダイオード１４ｅ、抵
抗１４ｆ〜１４ｈにより構成され、Ｖｂ電圧発生回路１
５はトランジスタ１５ａ、１５ｂ、抵抗１５ｃ、１５ｄ
により構成されている。
【００２２】また、ＯＲ回路１６はダイオードで構成さ
れ、出力回路１７はトランジスタ１７ａ、抵抗１７ｂ、
１７ｃにより構成されている。なお、ダイオード１６
は、Ｖｂ電圧発生回路１５からＶｂ電圧を出力すると
き、その電圧をＶa 電圧発生回路１４の出力電圧から分
離するために設けられている。上記構成においてその作
動を説明する。
れ、出力回路１７はトランジスタ１７ａ、抵抗１７ｂ、
１７ｃにより構成されている。なお、ダイオード１６
は、Ｖｂ電圧発生回路１５からＶｂ電圧を出力すると
き、その電圧をＶa 電圧発生回路１４の出力電圧から分
離するために設けられている。上記構成においてその作
動を説明する。
【００２３】入力回路１１の入力信号ＩＮがローレベル
のときには、タイマ回路１３のカウンタ１３ａ〜１３ｃ
はリセットされており、カウンタ１３ｃの出力はローレ
ベルになっている。また、ＮＡＮＤ回路１３ｆの出力は
ハイレベルで、フリップフロップ１３ｄの出力はローレ
ベルになっている。従って、Ｖa 電圧発生回路１４にお
いては、トランジスタ１４ａ、１４ｂがともにオフし、
出力電圧はローレベルになっている。また、Ｖｂ電圧発
生回路１５においては、トランジスタ１５ａがオフし、
出力電圧はローレベルになっている。このため、出力回
路１７からは電磁継電器２０にコイル駆動用の電圧が印
加されない。
のときには、タイマ回路１３のカウンタ１３ａ〜１３ｃ
はリセットされており、カウンタ１３ｃの出力はローレ
ベルになっている。また、ＮＡＮＤ回路１３ｆの出力は
ハイレベルで、フリップフロップ１３ｄの出力はローレ
ベルになっている。従って、Ｖa 電圧発生回路１４にお
いては、トランジスタ１４ａ、１４ｂがともにオフし、
出力電圧はローレベルになっている。また、Ｖｂ電圧発
生回路１５においては、トランジスタ１５ａがオフし、
出力電圧はローレベルになっている。このため、出力回
路１７からは電磁継電器２０にコイル駆動用の電圧が印
加されない。
【００２４】また、入力回路１１の入力信号ＩＮがハイ
レベルの作動信号になると、ＮＡＮＤ回路１３ｆの出力
がローレベルになり、フリップフロップ１３ｄがセット
されてその出力がハイレベルになる。このため、Ｖa 電
圧発生回路１４においては、トランジスタ１４ａ、１４
ｂがともにオンし、ツェナーダイオード１４ｄの端子電
圧がＶB になり、エミッタフォロワトランジスタ１４ｃ
から電圧Ｖａを出力する。そして、ダイオード１６、出
力回路１７を介し、一定電圧レベルの第１電圧（≒ＶB
−３Ｖf 、但し、Ｖf はダイオード１個分の降下電圧）
がコイル２１に印加される。
レベルの作動信号になると、ＮＡＮＤ回路１３ｆの出力
がローレベルになり、フリップフロップ１３ｄがセット
されてその出力がハイレベルになる。このため、Ｖa 電
圧発生回路１４においては、トランジスタ１４ａ、１４
ｂがともにオンし、ツェナーダイオード１４ｄの端子電
圧がＶB になり、エミッタフォロワトランジスタ１４ｃ
から電圧Ｖａを出力する。そして、ダイオード１６、出
力回路１７を介し、一定電圧レベルの第１電圧（≒ＶB
−３Ｖf 、但し、Ｖf はダイオード１個分の降下電圧）
がコイル２１に印加される。
【００２５】このように、ツェナーダイオード１４ｄ及
びダイオード１４ｅはコイル２１が接続される低電位端
（本実施形態ではグランド）に接続されて電圧ＶB を発
生させるようにしてるため、第１電圧である電圧Ｖａは
コイル２１が接続される低電位端（本実施形態ではグラ
ンド）を基準とした電圧となり、この駆動回路はバッテ
リー電圧ＶB が変動しても安定して所望の電圧Ｖａをコ
イル２１に印加させることができる。
びダイオード１４ｅはコイル２１が接続される低電位端
（本実施形態ではグランド）に接続されて電圧ＶB を発
生させるようにしてるため、第１電圧である電圧Ｖａは
コイル２１が接続される低電位端（本実施形態ではグラ
ンド）を基準とした電圧となり、この駆動回路はバッテ
リー電圧ＶB が変動しても安定して所望の電圧Ｖａをコ
イル２１に印加させることができる。
【００２６】なお、電圧ＶB においてはツェナーダイオ
ード１４ｄとダイオード１４ｅとをそれぞれのカソード
同士が電気的に接続されており、ツェナーダイオード１
４ｄの温度特性をダイオード１４ｅがキャンセルするよ
うにしている。具体的にはツェナーダイオード１４ｄは
プラスの温度特性を有し、ダイオード１４ｅはマイナス
の温度特性を有する。また、ツェナーダイオード１４ｄ
とダイオード１４ｅの位置が逆であっても良い。この場
合にはツェナーダイオード１４ｄのアノードとダイオー
ド１４ｅのアノードとが電気的に接続されるようにな
る。なお、電圧Ｖ B を発生する回路に抵抗等の他の素子
が含まれていても構わない。
ード１４ｄとダイオード１４ｅとをそれぞれのカソード
同士が電気的に接続されており、ツェナーダイオード１
４ｄの温度特性をダイオード１４ｅがキャンセルするよ
うにしている。具体的にはツェナーダイオード１４ｄは
プラスの温度特性を有し、ダイオード１４ｅはマイナス
の温度特性を有する。また、ツェナーダイオード１４ｄ
とダイオード１４ｅの位置が逆であっても良い。この場
合にはツェナーダイオード１４ｄのアノードとダイオー
ド１４ｅのアノードとが電気的に接続されるようにな
る。なお、電圧Ｖ B を発生する回路に抵抗等の他の素子
が含まれていても構わない。
【００２７】また、タイマ回路１３におけるカウンタ１
３ａ〜１３ｃは、発振回路１２からのクロック信号によ
りカウント動作を行う。そして、ＴS 時間が経過し、カ
ウンタ１３ｃの出力がハイレベルになると、ＮＯＴ回路
１３ｇの出力がローレベルになる。このことにより、Ｎ
ＡＮＤ回路１３ｅを介してカウンタ１３ａ〜１３ｃのカ
ウント動作が停止され、またフリップフロップ１３ｄが
リセットされてその出力がローレベルになる。このこと
により、Ｖa 電圧発生回路１４のＶａ電圧出力動作が停
止する。また、カウンタ１３ｃの出力がハイレベルにな
るため、Ｖｂ電圧発生回路１５においては、トランジス
タ１５ａ、１５ｂがともにオンし、トランジスタ１５ｂ
から電圧Ｖｂを出力する。そして、出力回路１７を介
し、第２電圧がコイル２１に印加される。
３ａ〜１３ｃは、発振回路１２からのクロック信号によ
りカウント動作を行う。そして、ＴS 時間が経過し、カ
ウンタ１３ｃの出力がハイレベルになると、ＮＯＴ回路
１３ｇの出力がローレベルになる。このことにより、Ｎ
ＡＮＤ回路１３ｅを介してカウンタ１３ａ〜１３ｃのカ
ウント動作が停止され、またフリップフロップ１３ｄが
リセットされてその出力がローレベルになる。このこと
により、Ｖa 電圧発生回路１４のＶａ電圧出力動作が停
止する。また、カウンタ１３ｃの出力がハイレベルにな
るため、Ｖｂ電圧発生回路１５においては、トランジス
タ１５ａ、１５ｂがともにオンし、トランジスタ１５ｂ
から電圧Ｖｂを出力する。そして、出力回路１７を介
し、第２電圧がコイル２１に印加される。
【００２８】なお、車両用方向指示器の電磁継電器の駆
動回路して本回路を使用する場合、タイマ回路１３、発
振回路１２は方向指示器の点滅用タイマ回路、発振回路
を流用することが可能である。さらに、本回路は、第２
電圧発生時におけるエミッタホロワトランジスタ１４ｃ
の定電圧制御をする必要が無いため、第１電圧発生時に
比べ非常に低いＯＮ電圧で制御することができる。この
ことにより、エミッタホロワトランジスタ１４ｃの熱損
失が低く抑えられるため、むやみに定格の大きいトラン
ジスタを使う必要が無くなる。この結果、素子の増加及
びコストアップ無しに容易に本構成が達成される。
動回路して本回路を使用する場合、タイマ回路１３、発
振回路１２は方向指示器の点滅用タイマ回路、発振回路
を流用することが可能である。さらに、本回路は、第２
電圧発生時におけるエミッタホロワトランジスタ１４ｃ
の定電圧制御をする必要が無いため、第１電圧発生時に
比べ非常に低いＯＮ電圧で制御することができる。この
ことにより、エミッタホロワトランジスタ１４ｃの熱損
失が低く抑えられるため、むやみに定格の大きいトラン
ジスタを使う必要が無くなる。この結果、素子の増加及
びコストアップ無しに容易に本構成が達成される。
【００２９】次に、本駆動回路を、車両用方向指示器の
電磁継電器の駆動回路に使用した際の、接点消耗量につ
いて効果を確認した結果を表１に示す。方向指示器はハ
ザード連続作動とし、接点材質はランプ負荷で一般的な
Ｐｄ系接点とＡｇ系接点の組み合わせである。表中Ａは
従来の方形波駆動、表中Ｂは前記回路構成に基づく２段
階階段電圧駆動で作動させた際の、１０００ｈｒ当たり
の接点体積減少量である。
電磁継電器の駆動回路に使用した際の、接点消耗量につ
いて効果を確認した結果を表１に示す。方向指示器はハ
ザード連続作動とし、接点材質はランプ負荷で一般的な
Ｐｄ系接点とＡｇ系接点の組み合わせである。表中Ａは
従来の方形波駆動、表中Ｂは前記回路構成に基づく２段
階階段電圧駆動で作動させた際の、１０００ｈｒ当たり
の接点体積減少量である。
【００３０】
【表１】 この結果から、階段電圧駆動は方形波駆動に比べ、接点
の消耗量が１／３に抑えられており、特に車両用方向指
示器用の電磁継電器としては３倍の長寿命化を達成する
ことが可能である。
の消耗量が１／３に抑えられており、特に車両用方向指
示器用の電磁継電器としては３倍の長寿命化を達成する
ことが可能である。
【００３１】以上述べたように、本実施形態によれば、
電磁継電器２０の接点２２の閉成時に発生するバウンス
を低減できるため、特に負荷３０がランプ等の突入電流
を有する場合、接点２２に発生するアークを抑制し、接
点２２の消耗が抑えられ、接点寿命を著しく向上させる
ことができる。また、接点バウンス時に発生するラジオ
ノイズの低減、電磁継電器２０の作動音低減にも大きく
寄与することができる。
電磁継電器２０の接点２２の閉成時に発生するバウンス
を低減できるため、特に負荷３０がランプ等の突入電流
を有する場合、接点２２に発生するアークを抑制し、接
点２２の消耗が抑えられ、接点寿命を著しく向上させる
ことができる。また、接点バウンス時に発生するラジオ
ノイズの低減、電磁継電器２０の作動音低減にも大きく
寄与することができる。
【図１】本発明の一実施形態を示す電磁継電器の駆動回
路の構成を示す図である。
路の構成を示す図である。
【図２】図１中の各部の信号波形を示す図である。
【図３】電磁継電器の具体的な構成を示す図である。
【図４】第１電圧とバウンス発生率との関係示す図であ
る。
る。
【図５】図１に示す駆動回路の具体的な回路構成を示す
図である。
図である。
１０…駆動回路、１１…入力回路、１２…発振回路、１
３…タイマ回路、１４…Ｖa 電圧発生回路、１５…Ｖｂ
電圧発生回路、１６…ＯＲ回路、１７…出力回路、２０
…電磁継電器、２１…コイル、２２…接点、２３…固定
接点、２４…板バネ、２５…鉄片、２６…コア頭部、２
７…ヨーク部、３０…負荷。
３…タイマ回路、１４…Ｖa 電圧発生回路、１５…Ｖｂ
電圧発生回路、１６…ＯＲ回路、１７…出力回路、２０
…電磁継電器、２１…コイル、２２…接点、２３…固定
接点、２４…板バネ、２５…鉄片、２６…コア頭部、２
７…ヨーク部、３０…負荷。
フロントページの続き (72)発明者 杉本 恵一 愛知県安城市篠目町井山３番地 アンデ ン株式会社内 (72)発明者 早川 順二 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式 会社デンソー内 (56)参考文献 特開 昭55−3665（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−162217（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−55553（ＪＰ，Ａ) 実開 昭53−120751（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−53596（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−39211（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭54−137852（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01H 47/00 - 47/36
Claims (13)
- 【請求項１】 コイル（２１）および接点（２２）を有
する電磁継電器（２０）を駆動する駆動回路において、 前記電磁継電器を作動させる作動信号に応答して、前記
接点を始動させるための一定電圧レベルの第１電圧を前
記コイルに印加し、この第１電圧の印加により前記接点
が閉成した後に前記第１電圧より高い第２電圧を前記コ
イルに印加して、前記第１電圧および前記第２電圧を有
する階段電圧が前記コイルに印加されるように構成さ
れ、前記第１電圧は、前記接点（２２）が作動可能な最
低作動電圧よりも０．５乃至３Ｖ大きい値であることを
特徴とする電磁継電器の駆動回路。 - 【請求項２】 コイル（２１）および接点（２２）を有
する電磁継電器（２０）を駆動する駆動回路において、 前記電磁継電器を作動させる作動信号に応答して、前記
接点を始動させるための一定電圧レベルの第１電圧を前
記コイルに印加し、この第１電圧の印加により前記接点
が閉成した後に前記第１電圧より高い第２電圧を前記コ
イルに印加して、前記第１電圧および前記第２電圧を有
する階段電圧が前記コイルに印加されるように構成さ
れ、前記第１電圧は、前記コイルが接続される低電位端
を基準電位として発生される電圧であることを特徴とす
る 電磁継電器の駆動回路。 - 【請求項３】 コイル（２１）および接点（２２）を有
する電磁継電器（２０）を駆動する駆動回路において、 前記電磁継電器を作動させる作動信号に応答して、前記
接点が作動可能な最低作動電圧よりも０．５乃至３Ｖ大
きい値の第１電圧およびこの第１電圧より高い第２電圧
を有する階段電圧を前記コイルに印加するように構成さ
れていることを特徴とする電磁継電器の駆動回路。 - 【請求項４】 前記第１電圧は、前記コイルが接続され
る低電位端を基準電位として発生される電圧であること
を特徴とする請求項３に記載の電磁継電器の駆動回路。 - 【請求項５】 コイル（２１）および接点（２２）を有
する電磁継電器（２０）を駆動する駆動回路において、 第１の電圧（Ｖａ）を発生する第１の電圧発生回路（１
４）と、 前記第１の電圧より高い第２の電圧（Ｖｂ）を発生する
第２の電圧発生回路（１５）と、 前記電磁継電器を作動させる作動信号に応答し、前記第
１の電圧発生回路からの前記第１の電圧により前記接点
を始動させるための一定電圧レベルの第１電圧を前記コ
イルに印加し、所定時間経過後に、前記第２の電圧発生
回路からの前記第２の電圧により前記第１電圧より高い
第２電圧を前記コイルに印加する電圧制御回路（１２、
１３、１６、１７）とを備え、前記所定時間は、前記第
１電圧が前記コイルに印加されて前記接点が閉成するま
での時間よりも長く、 また前記第１電圧は、前記接点（２２）が作動可能な最
低作動電圧よりも０．５乃至３Ｖ大きい値である ことを
特徴とする電磁継電器の駆動回路。 - 【請求項６】 前記電圧制御回路は、前記第１電圧を前
記コイルに印加した後の時間を計測し、前記所定時間を
計測したときに、前記コイルに印加する電圧を前記第２
電圧に切り換えるタイマ回路（１３）を有することを特
徴とする請求項５に記載の電磁継電器の駆動回路。 - 【請求項７】 前記第１の電圧発生回路は、前記コイル
が接続される低電位端を基準電位として前記第１の電圧
を発生するものであることを特徴とする請求項５または
６に記載の電磁継電器の駆動回路。 - 【請求項８】 前記第１の電圧発生回路は、トランジス
タスイッチを備え、このトランジスタスイッチの制御端
子は、前記コイルが接続される低電位端を基準電位とし
てｐｎ接合を利用した電圧供給部から電圧が供給される
ようになっていることを特徴とする請求項７に記載の電
磁継電器の駆動回路。 - 【請求項９】 前記電圧供給部は、ツェナーダイオード
と、このツェナーダイオードに対してアノードあるいは
カソードの同極側の端子が電気的に接続されたダイオー
ドとを有することを特徴とする請求項８に記載の電磁継
電器の駆動回路。 - 【請求項１０】 コイル（２１）および接点（２２）を
有する電磁継電器（２０）を駆動する駆動回路におい
て、 前記電磁継電器を作動させる作動信号に応答して、第１
電圧およびこの第１電圧より高い第２電圧を有する階段
電圧を前記コイルに印加するように構成されており、 前記第１電圧は、前記コイルが接続される低電位端を基
準電位として発生され、前記接点を始動させるための一
定電圧レベルの電圧となっていることを特徴とする電磁
継電器の駆動回路。 - 【請求項１１】 前記第１電圧は、前記低電位端を基準
電位としたｐｎ接合を利用した電圧供給部の電圧に基づ
いて生成された電圧であることを特徴とする請求項１０
に記載の電磁継電器の駆動回路。 - 【請求項１２】 前記電圧供給部は、ツェナーダイオー
ドと、このツェナーダイオードに対してアノードあるい
はカソードの同極側の端子が電気的に接続されたダイオ
ードとを有することを特徴とする請求項１１に記載の電
磁継電器の駆動回路。 - 【請求項１３】 前記電磁継電器は、負荷であるランプ
に電源を供給するものである請求項１乃至１２のいずれ
か１つに記載の電磁継電器の駆動回路。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23998597A JP3147830B2 (ja) | 1996-09-24 | 1997-09-04 | 電磁継電器の駆動回路 |
| US08/935,728 US5907252A (en) | 1996-09-24 | 1997-09-23 | Driving circuit for electromagnetic relay |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8-251837 | 1996-09-24 | ||
| JP25183796 | 1996-09-24 | ||
| JP23998597A JP3147830B2 (ja) | 1996-09-24 | 1997-09-04 | 電磁継電器の駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10154452A JPH10154452A (ja) | 1998-06-09 |
| JP3147830B2 true JP3147830B2 (ja) | 2001-03-19 |
Family
ID=26534529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23998597A Expired - Fee Related JP3147830B2 (ja) | 1996-09-24 | 1997-09-04 | 電磁継電器の駆動回路 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5907252A (ja) |
| JP (1) | JP3147830B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| TWI409845B (zh) * | 2009-08-21 | 2013-09-21 | Fsp Technology Inc | Relay drive circuit |
| CN102830348A (zh) * | 2012-08-21 | 2012-12-19 | 江苏华德电力科技有限公司 | 一种单线圈磁保持继电器用弹跳测试装置及其测试方法 |
| DE102014220929B4 (de) * | 2014-10-15 | 2022-05-25 | Vitesco Technologies GmbH | Verfahren zur Ansteuerung eines induktiven Aktors |
| JP6538525B2 (ja) * | 2015-11-10 | 2019-07-03 | トヨタ自動車株式会社 | リレー駆動システム |
| JP7351155B2 (ja) * | 2019-09-13 | 2023-09-27 | オムロン株式会社 | 電磁継電器 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3654489A (en) * | 1970-07-28 | 1972-04-04 | Tektronix Inc | Pulse generator for a variable load |
| FR2170865B1 (ja) * | 1972-02-04 | 1974-12-13 | Trt Telecom Radio Electr | |
| US3798608A (en) * | 1972-12-15 | 1974-03-19 | Johnson Service Co | Digital signal transmission apparatus |
| JPS56121232A (en) * | 1980-02-28 | 1981-09-24 | Matsushita Electric Works Ltd | Low bounce relay driving circuit for relay* contactor or like |
| JPS5713700A (en) * | 1980-06-27 | 1982-01-23 | Morita Mfg Co Ltd | X-ray photographic device |
| JPS59137237A (ja) * | 1983-01-28 | 1984-08-07 | Nissan Motor Co Ltd | 自動車用発熱体の電流供給装置 |
| JPS6032514A (ja) * | 1983-07-29 | 1985-02-19 | 三菱電機株式会社 | 直流電圧リレ−装置 |
| JPS61296631A (ja) * | 1985-06-25 | 1986-12-27 | 松下電工株式会社 | 自動スイツチ手段を備えた負荷制御装置 |
| JPS6288338A (ja) * | 1985-10-15 | 1987-04-22 | Nec Corp | 半導体記憶装置 |
| JPS6428327U (ja) * | 1987-08-13 | 1989-02-20 | ||
| JP2699463B2 (ja) * | 1988-10-07 | 1998-01-19 | 株式会社デンソー | リレー装置 |
| US5406440A (en) * | 1992-05-01 | 1995-04-11 | Allen-Bradley Company, Inc. | Soft-closure electrical contactor |
| US5546268A (en) * | 1994-07-28 | 1996-08-13 | Eaton Corporation | Electromagnetic device with current regulated closure characteristic |
| JPH08279414A (ja) * | 1995-04-06 | 1996-10-22 | Yazaki Corp | リレー駆動回路 |
-
1997
- 1997-09-04 JP JP23998597A patent/JP3147830B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1997-09-23 US US08/935,728 patent/US5907252A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10154452A (ja) | 1998-06-09 |
| US5907252A (en) | 1999-05-25 |
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