JPH04169023A - 電磁開閉装置のスイッチ駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、コンタクタや電磁リレー等の電磁開閉装置に
用いられるところの直流電磁石によって交流電路のスイ
ッチを駆動するスイッチ駆動装置に関する。

〔従来の技術〕

例えば電磁リレーに用いられるスイッチ駆動装置として
、第５図に示す構成のものが存在する。

この電磁リレーＡは、直流電源２に直列に接続された交
流電路のスイッチＳを駆動する直流電磁石１と、直流電
源２と直流電磁石１間に介挿された制御スイッチ３と、
直流電磁石１に並列接続されたダイオードやツェナーダ
イオード等からなるサージ吸収素子５及び抵抗６よりな
るサージ吸収回路４と、操作スイッチ７ａ、７ｂのオン
オフ信号に基づき交流電路の波形の一定時点よりタイマ
動作して制御スイッチ３をオンオフせしめるタイマ回路
８と、より構成されている。なお、この操作スイッチ７
ａ、７ｂ　とタイマ回路８さらに制御スイッチ３は、電
磁リレー八に外付けするようにしてもよい。

サージ吸収回路４は、直流電磁石１を励磁状態から無励
磁状態にしたときに発生する逆起サージを低減するもの
である。また一方の操作スイッチ７ａは、スイッチＳを
オン駆動するための常開形押し釦スィッチ、他方の操作
スインチアｂは、スイッチＳをオフ駆動するための常閉
形押し釦スィッチである。なお、第５図では簡略化して
これらが直列的に描かれているが、具体的には例えば一
方の操作スインチアａに自己保持形接点を並列接続した
り、これらを並列的に配す等、いずれにしても自己のオ
ンオフ動作があったときタイマ回路８に信号を与える。

タイマ回路８は、通常零点検出機能を有しており、一方
の操作スイッチ７ａのオン信号が入力されたとき、例え
ば電圧波形の次の零点時点で制御スイッチ３にオン信号
を出力するとともにタイマが作動し、例えば２秒経過後
の次の零点時点で制御スイッチ３にオフ信号を出力し、
１秒経過後の次の零点時点で再び制御スイッチ３にオン
信号を出力するという動作を継続する。この動作を停止
する場合は、他方の操作スイッチ７ｂによりタイマ回路
８にオフ信号を入力し、これによりタイマ回路８は次の
電圧波形の零点時点で制御スイッチ３にオフ信号を出力
する。

このような制御スイッチ３のオンオフ動作により、直流
電磁石１がスイッチＳを駆動して交流電路を開閉（オン
オフ）する。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記したスイッチ駆動装置は、電路の開閉を短時間で繰
り返すことができるが、直流電磁石１の機構部の動作（
復帰）時間があるため、制御スイッチ３のオンオフ動作
よりスイッチＳのオンオフ動作は一定時間遅れ、これが
スイッチＳの寿命を短くする恐れがあるものである。

第６図は、他方の操作スイッチ７ｂから、あるいはタイ
マ回路８のタイマ設定時間が経過した時点Ｔｌ以降の状
況を示している。（ａ）は交流電路の電圧（又は電流）
波形、（ｂ）はタイマ回路８の同期信号で、他方の操作
スイッチ７ｂから、あるいはタイマ回路８のタイマ設定
時間が経過した時点ＴＩでの同期信号、（ｃ）は直流電
磁石ｌの通電状態で、タイマ回路８が制御スイッチ３に
オフ信号を出力した時点Ｔ２で直流電磁石１への通電が
停止されている、（ｄ）　はスイッチＳのオンオフ状態
で、逆起サージによるブレーキ力を受けながら動作して
いた直流電磁石１が、時点Ｔ４で復帰してスイッチＳを
オフしている、（ｅ）はアークの発生状態で、時点Ｔ４
から電圧零点時点Ｔ５までアークが発生している、とい
った状態を示している。

すなわち時点Ｔ２にてタイマ回路８は制御スイッチ３に
オフ信号を出力し、時点Ｔ４で直流電磁石ｌが復帰して
スイッチＳが電路をオフする。従って時点Ｔ４−　Ｔ２
が直流電磁石１の復帰時間となるが、これは直流電磁石
１の仕様が決まればばらつきは小さい。しかしながら、
それだけに時点Ｔ３の電圧（又は電流）零点位置をわず
かに経過したところに時点Ｔ４がある場合、常にアーク
時間が長くなってスイッチＳの寿命を短くすることとな
るのである。

本発明は、かかる事由に鑑みてなしたもので、その目的
とするところは、アークによるスイッチの寿命低下が抑
制できる電磁開閉器のスイッチ駆動装置を提供するにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

かかる課題を解決するために、本発明の電磁開閉装置の
スイッチ駆動装置は、直流電源に直列に接続された交流
電路のスイッチを駆動する直流電磁石と、直流電源と直
流電磁石間に介挿された制御スイッチと、直流電磁石に
並列接続されたサージ吸収素子及び抵抗よりなるサージ
吸収回路と、操作スイッチのオンオフ信号に基づき交流
電路の波形の一定時点よりタイマ動作して制御スイッチ
をオンオフせしめるタイマ回路と、よりなる電磁開閉装
置のスイッチ駆動装置において、スイッチのオフ時点を
調整可能とした構成としている。

さらに具体的には、タイマ回路のオフ時点を調整可能と
した構成としている。

また、サージ吸収回路の抵抗を可変形とし、この抵抗値
を変化させて直流電磁石の動作時間を調整可能とした構
成としてもよい。

〔作用］ この構成によれば、電路の電圧波形の零点の直前近傍に
てスイッチをオフさせることができ、スイッチのアーク
時間が短くできる。

また、サージ吸収回路の抵抗を可変形とし、この抵抗値
を変化させて直流電磁石の動作時間を調整可能とした場
合は、タイマ回路が簡単でしかも１種類のタイマであっ
ても直流電磁石の仕様の変更に容易に対応できる。

［実施例］ 以下、電磁リレーに適用した本発明の一実施例を第１図
乃至第４図に基づいて説明する。なお、先に説明した一
般例と基本的な機能が同様の部材には同一の符号を付し
、実質的に同様の部材は詳細な説明を省略する。

電磁リレーＡは、直流電源２に直列に接続された交流電
路のスイッチＳを駆動する直流電磁石１と、直流電源２
と直流電磁石１間に介挿された制御スイッチ３と、直流
電磁石１に並列接続されたダイオードやツェナーダイオ
ード等からなるサージ吸収素子５及び抵抗６よりなるサ
ージ吸収回路４と、操作スイッチ７ａ、７ｂのオンオフ
信号に基づき交流電路の波形の一定時点よりタイマ動作
して制御スイッチ３をオンオフせしめるタイマ回路８と
、より構成されている。なお、この操作スインチアａ、
７ｂとタイマ回路８さらに制御スイッチ３は、電磁リレ
ー八に外付けするようにしてもよい。

サージ吸収回路４は、直流電磁石１を励磁状態から無励
磁状態にしたときに発生する逆起サージを低減するもの
である。そしてその抵抗６は、従来例のものとは異なり
可変抵抗素子からなる可変形としである。上記した逆起
サージは、本来的には低減させなければならないものの
、これは直流電磁石１の動作に対してはブレーキとして
作用する。従って抵抗６の値と直流電磁石１の動作（復
帰）時間の関係は第３図に示すようになる。すなわち抵
抗６の値が大きくなると、逆起サージが小さく、すなわ
ちブレーキ作用が小さくなって直流電磁石Ｉの動作（復
帰）時間が短くなり、抵抗６の値が小さくなると、逆起
サージが大きく、すなわちブレーキ作用が大きくなって
直流電磁石１の動作（復帰）時間が長（なるのである。

このように直流電磁石ｌの動作時間が調整できると、ス
イ・７チＳのオフ時点が電路の電圧波形に対して調整可
能になるのである。従ってスイッチＳのオフ時点を、電
路の電圧波形の零点の直前近傍にもってくることができ
る。第４図は、サージ吸収回路４の変形例で、ダイオー
ドと可変形の抵抗６にて構成している。

一方の操作スイッチ７ａは、スイッチＳをオン駆動する
ための常開形押し釦スィッチ、他方の操作スイッチ７ｂ
は、スイッチＳをオフ駆動するための常閉形押し釦スィ
ッチであり、自己のオンオフ動作があったときタイマ回
路８に信号を与える。

タイマ回路８は、通常零点検出機能を有しており、一方
の操作スイッチ７ａのオン信号が入力されたとき、例え
ば電圧波形の次の零点時点で制御スイッチ３にオン信号
を出力するとともにタイマが作動し、例えば２秒経過後
の次の零点時点で制御スイッチ３にオフ信号を出力し、
１秒経過後の次の零点時点で再び制御スイッチ３にオン
信号を出力するという動作を継続する。この動作を停止
する場合は、他方の操作スイッチ７ｂによりタイマ回路
８にオフ信号を入力し、これによりタイマ回路８は次の
電圧波形の零点時点で制御スイッチ３にオフ信号を出力
する。

Ｖは交流電路の電源、Ｌは交流電路の負荷である。

このような制御スイッチ３のオンオフ動作により、直流
電磁石１がスイッチＳを駆動して交流電路を開閉（オン
オフ）する。

次に、スイッチＳのオフ動作に関して第２図に示すタイ
ミングチャートにより説明する。

（ａ）は交流電路の電圧（又は電流）波形である。

（ｂ）はタイマ回路８の同期信号で、他方の操作スイッ
チ７ｂから、あるいはタイマ回路８のタイマ設定時間が
経過した時点Ｔｌでの同期信号を示している。

（ｃ）は直流電磁石１の通電状態で、タイマ回路８が制
御スイッチ３にオフ信号を出力した時点Ｔ２で直流ｉｔ
電磁石への通電が停止された状態を示している。

（ｄ）はスイッチＳのオンオフ状態で、逆起サージによ
るブレーキ力を受けながら動作していた直流電磁石１が
、時点Ｔ３で復帰してスイッチＳをオフした状態を示し
ている。

（ｅ）はアークの発生状態で、時点Ｔ３から電圧零点時
点Ｔ４までアークが発生している状態を示している。

このものと従来のものとを比較して明らかなように、直
流電磁石１の復帰時間が長（なって時点Ｔ３が時点Ｔ４
の直前近傍になっており、従ってアーク時間が短いもの
になっている。これはサージ吸収回路４の抵抗６の値を
従来のものより小さい側に変化させたことによっている
。

このようにスイッチＳのオフ時点の調整は、その寿命低
下の抑制に大きく影響を与える。このためには、タイマ
回路８のオフ信号の出力時点を調整可能にすることによ
っても可能である。すなわちこれまでに説明したタイマ
回路８にあっては、常に電圧零点を基準にして出力して
いたが、タイマのスタートはそのようにしてオフ信号は
零点に固定化せずに可変にすればよいのである。

〔発明の効果〕 本発明の電磁開閉装置のスイッチ駆動装置は、上記のよ
うに構成したから、電路の電圧波形の零点の直前近傍に
てスイッチをオフさせることができ、従ってスイッチの
アーク時間が短くできてアークによるスイッチの寿命低
下が抑制できる。さらに、サージ吸収回路の抵抗を可変
形とし、この抵抗値を変化させて直流電磁石の動作時間
を調整可能とした場合は、タイマ回路が簡単でしかも１
種類のタイマであっても直流電磁石の仕様の変更に容易
に対応できるものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す回路図、第２図は、
その動作を説明するタイミングチャート、 第３図は、その抵抗値と復帰時間の特性図、第４図は、
その変形例を示す回路図、 第５図は、従来例の回路図、 第６図は、その動作を説明するタイミングチャートであ
る。 八−・電磁リレー、ｌ−・−直流電磁石、２−直流電源
、３・−制御スイッチ、４−サージ吸収回路、６−抵抗
、’Ｉａ、７ｂ−操作スインチ操作−インチ回路、 ｖ　−交流電源、Ｌ−負荷。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）直流電源に直列に接続された交流電路のスイッチ
   を駆動する直流電磁石と、直流電源と直流電磁石間に介
   挿された制御スイッチと、直流電磁石に並列接続された
   サージ吸収素子及び抵抗よりなるサージ吸収回路と、操
   作スイッチのオンオフ信号に基づき交流電路の波形の一
   定時点よりタイマ動作して制御スイッチをオンオフせし
   めるタイマ回路と、よりなる電磁開閉装置のスイッチ駆
   動装置において、 前記スイッチのオフ時点を調整可能とした電磁開閉装置
   のスイッチ駆動装置。
2. （２）前記タイマ回路のオフ時点を調整可能とした請求
   項（１）記載の電磁開閉装置のスイッチ駆動装置。
3. （３）前記サージ吸収回路の抵抗を可変形とし、この抵
   抗値を変化させて直流電磁石の動作時間を調整可能とし
   た請求項（１）記載の電磁開閉器の接点駆動装置。