JPH044526A - ハイブリツドリレー - 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】 〈発明の分野〉 この発明は、電磁石により開閉される出力用有接点機構
と半導体スイッチング素子とで負荷を開閉するようにし
たハイブリッドリレーに関するものである。

〈従来技術と課題〉 従来のこの種リレーとして、特開平１−２３６５３４号
公報に示すように、入力信号回路に設けた電磁石で開閉
される出力用有接点機構を、上記入力信号回路にホトカ
プラを介して結合された出力回路に設け、上記出力用有
接点機構とこれに並列接続されたトライアックのような
半導体スイッチング素子とで負荷を開閉するように構成
し、前記電磁石により開閉され、その接点間隔が前記出
刃用有接点機構の接点間隔より小さいホトカプラ作動用
補助有接点機構と、前記電磁石により開閉され、かつ前
記半導体スイッチング素子に電気的に直列接続されて、
その接点間隔が前記補助有接点機構の接点間隔より小さ
いリーク電流しゃ断用補助有接点機構とを備えたものが
ある。

而して、上記のようなリレーでは、第７図に示すように
ケーシング１０１の下部に電磁石１０２や可動鉄片１０
３と共に、入力信号回路が設定された入力端配線基板１
０４を配置し、上記電磁石１０２等の上側に上記有接点
機構等からなる接点ブロック１０５と入力側および出力
側端子部（図示せず）を配設し、この接点ブロック１０
５の上側に、半導体スイッチング素子等を設定した出力
側配線基板１０６を配設しである。

しかるに、上記構成では、接点ブロック１０５を中央に
してその上下に入力側配線基板１０４と出力側配線基板
１０６とを分けて配設しであるので、両者間の配線にリ
ード線を引き廻さなければならず、組立作業性に劣る欠
点がある。

また、入力および出力側端子部がケーシング１０１の中
央に位置するため、負荷等の接続配線がやりにくいとい
った不具合がある。

〈発明の目的〉 この発明は上記従来のものの欠点を除去するためになさ
れたもので、配線・組立性に優れ、外部リード線の接続
作業も容易なハイブリッドリレーを提供することを目的
としている。

〈発明の構成と効果〉 この発明に係るハイブリッドリレーは、入力信号回路に
設けた電磁石で開閉される出力用有接点機構を、上記入
力信号回路にホトカプラを介して結合された出力回路に
設け、上記出力用有接点機構とこれに並列接続された半
導体スイッチング素子とで負荷を開閉するように構成し
、前記電磁石により開閉され、その接点間隔が前記出力
用有接点機構の接点間隔よりも小さいホトカプラ作動用
の補助有接点機構と、別の電磁石により開閉され、かつ
前記半導体スイッチング素子に電気的に直列接続されて
その接点間隔が前記補助有接点機構の接点間隔よりも小
さいリーク電流しゃ断用補助有接点機構とを備え、上記
入力信号回路の入力端子、上記出力回路の出力端子およ
び前記有接点機構を含む接点ブロックをケーシングの上
部に配設し、この接点ブロックの下側に上記両電磁石を
配設して、上記入力信号回路が設定された入力側配線基
板および出力回路が設定された出力側配線基板を、それ
ぞれ上記入力および出力端子部に対応させて上記接点ブ
ロックの下側に配置したものである。

この発明によれば、入力側配線基板と出力側配線基板と
を電磁石と共に接点ブロックの下側に配設したので、両
者間や接点ブロックとの間でリード線を引き廻すことな
く電気的接続を行なえる。

しかも、入力側および出力側端子部を含む接点ブロック
をケーシングの上部に配設しているので、負荷等の接続
が容易になる。

°〈実施例の説明〉 以下、この発明の実施例を図面にしたがって説明する。

第１図はこの発明に係るハイブリッドリレーの例を示す
電気回路図である。

同図において、Ｈはハイブリットリレーであり、このハ
イブリッドリレーＨが組み込まれて入力信号回路Ｘ、出
力回路Ｙが構成されている。

ハイブリッドリレーＨの出力回路Ｙに位置する側には、
出力用有接点機構１と、アブソーバ回路２と、負荷開閉
用の半導体スイッチング素子としてのトライアック３と
、受光素子４とが、それぞれが互いに並列に位置するよ
うに３個づつ設けられており、さらに、アブソーバ回路
２、トライアック３、受光素子４と直列に位置するよう
に受光素子４のリーク電流遮断用の補助有接点機構５が
設けられている。出力回路Ｙにおいて、６は負荷として
の三相交流モータ、７は交流電源である。

一方、ハイブリッドリレーＨの入力信号回路Ｘ側には、
′ｓ１のブリッジ整流回路８の出力端に接続されて出力
用有接点機構１等を駆動する第１のコイル９と、第２の
ブリッジ整流回路１０に接続された第２のコイル１１が
設けられている。

また、第２のコイル１１と並列に位置するように、ホト
カプラ作動用補助有接点機構１２と３個の発光素子１３
とが互いに直列になるように設けられている。また、第
２のコイル１１と並列に位置するように、制限抵抗体１
４と遅延動作用コンデンサ１５とからなる遅延回路１６
が接続されている。この遅延回路１６は補助有接点機構
１２の復帰後にコイル１１の励磁を解除させるためのも
のである。１７は上記発光素子１３に並列接続されたバ
ウンス吸収用コンデンサである。上記発光素子１３と受
光素子４とにより、入力信号回路Ｘと出力回路Ｙとの間
を電気的に絶縁し、光学的に結合するホトカプラ１８を
構成している。

１９は上記第１のコイル９に直列接続されたスイッチン
グ素子としてのサイリスタである。

２０は上記第１の整流回路８に接続されたタイマ回路で
あり、抵抗体２１とコンデンサ２２からなる時定数回路
２３と、抵抗体２４．２５からなる分圧回路２６と、上
記時定数回路２３の接続点ａの電位と分圧回路２６の分
圧点すの電位を比較して上記サイリスタ１９を駆動制御
するプログラマブル・ユニジャンクション・トランジス
タ（以下、ＰＵＴと称する）２７とを有し、上記サイリ
スタ１９に並列接続された抵抗体２８とにより、上記コ
イル９に２段ステップ電圧を印加するように設定されて
いる。２９はコイル１１に並列的に接続されたツェナー
ダイオード、３０は平滑用コンデンサ、３１は入力端の
交流電源、３２は入力信号生成用スイッチ、３３はスイ
ッチ３２に接続されたコンデンサ、３４は動作表示用発
光ダイオードである。

第２図、第３図および第４図はそれぞれこの発明に係る
ハイブリッドリレーの構造を示す正面側縦断面図、側面
断面図および横断面図である。

同図において、４１はケーシングであり、ケーシング４
１内は水平方向の仕切壁４２により上下方向において２
段に仕切られており、下スペース４３内に、ヨーク４４
や前記第１のコイル９等からなる第１の電磁石４５が設
けられ、さらにそのヨーク４４相対するように可動鉄片
４６が回動可能に枢支されている。さらに、上記下スペ
ース４３内には、コンデンサ３３や、第４図に示すよう
にヨーク４７および前記第２のコイル１１等からなる第
２の電磁石４８が収容されている。

４９は第２の電磁石４８で駆動される可動鉄片である。

上記ケーシング４１の上スペース５０には、第５図に示
す接点ブロック５１が配設されており、この接点ブロッ
ク５１は、左右方向（矢印Ｃ１ｄ方向）へ移動可能な第
１および第２の可動ブロック５２．５３を有する。第１
の可動ブロック５２には、前記可動鉄片４６の先端が嵌
合する嵌合部５４が形成されて該可動鉄片４６で駆動さ
れるようになっている。また、第２の可動ブロック５３
は前記可動鉄片４９で駆動されるようになっている。上
記第１の可動ブロック５２は、前記出力用有接点機構１
やホトカプラ作動用補助有接点機構１２の開閉用として
設定されている°。上記出力用有接点機構１は、第５図
に示すように可動接点１ａをもったダブルブレーク方式
の可動接触片１ｂ、固定接触片１ｃおよび固定接点１ｄ
からなる。また、上記補助有接点機構１２は、第５図に
示すように可動接点１２ａをもった可動接触片１２ｂ、
固定接触片１２ｃおよび固定接点１２ｄからなり、その
接点間隔は上記出力用有接点機構１の接点間隔よりも小
さく設定されている。

上記第２の可動ブロック５３は、前記リーク電流しゃ断
用補助有接点機構５におけるフレクシャ一方式の可動接
触片５ａの先端側を駆動するようになっている。

５５．５６はそれぞれ第１および第２の可動ブロック５
２．５３に対する復帰ばね、５７は上記接点ブロック５
１の一部を構成する端子台、５８は端子カバーである。

上記端子台５７には、第５図に示すように入力端子５９
　（５９Ａ。

５９Ｂ）や３組の出力端子６０　（６０Ａ。

６０Ｂ）が設けられている。上記入力端子５９に電気的
に接続された入力端接続片６１（，６１Ａ。

６１Ｂ）とホトカプラ作動用補助有接点機構１２の各固
定接触片１２ｃに電気的に接続された補助有接点用接続
片６２　（６２Ａ、６２Ｂ）は第６図のように接点ブロ
ック５１　（第６図では省略）側から下方に向けて突設
されている。さらに上記接点ブロック５１には、第６図
のように上記リーク電流しゃ断用補助有接点機構５にお
ける固定接触片１２ｃに電気的に接続された接続片６３
Ａと、出力端子の一方６０Ｂと出力用有接点機構１にお
ける一方の固定接点１ｄに電気的に接続された接続片６
３Ｂとが前記各トライアック３に対する１対の接続片と
して下方に突設されている。

上記ケーシング４１における下スペース４３内には、第
６図に示すように前記入力端子５９に対応する位置で、
前記入力信号回路Ｘが設定されたプリント配線基板６４
が配置され、出力端子６０に対応する位置で、前記出力
回路Ｙが設定されたプリント配線基板６５が配置されて
おり、両プリント配線基板６４．６５はフラットケーブ
ル６６（第６図）で電気的に接続されている。

上記入力端プリント配線基板６４には、上記入力端接続
片６１に接触するソケット片６７（６７Ａ、６７Ｂ）と
、補助有接点用接続片６２に接触するソケット片６８　
（６８Ａ、６８Ｂ）が固定されている。また、上記出力
側プリント配線基板６５には、各トライアック３に対応
して、上記接続片６３に接触する３組のソケット片６９
　（６９Ａ、６９Ｂ）がそれぞれ固定ざわでいる（第６
図）。

７０は上記入力側プリント配線基板６４と第１の電磁石
４５との間に位置して上記仕切壁４２に垂設された第１
の絶縁壁部、７１は上記出力側プリント配線基板６５と
第２の電磁石４８との間に位置して上記仕切壁４２に垂
設された第２の絶縁壁部であり、この第２の絶縁壁部７
１には、第４図に示すように出力側プリント配線基板６
５と第１の電磁石４５との間に位置する第３の絶縁壁部
７２が形成され、ざらに出力回路Ｙの各チャンネル間の
絶縁用バリア７３（７３Ａ。

７３Ｂ）が形成されている。７４は上記３４１の電磁石
４５と第２の電磁石４８との間に配設された第４の絶縁
壁部である。

つぎに、上記構成の動作について説明する。

〈負荷電流投入時〉 スイッチ３２が投入されると、交流電源３１からの電圧
はブリッジ整流回路８，１０でそれぞれ整流され、第１
および第２の電磁石４５．４８が励磁される。上記第１
の電磁石４５におけるコイル９には抵抗体２８が直列接
続されているので、該コイル９には定格電圧よりも低い
電圧が印加される。一方、前記スイッチ３２の投入によ
り、タイマ回路２０における時定数回路２３のコンデン
サ２２に充電が開始される。上記時定数回路２３の接続
点ａの電位が分圧回路２６の分圧点すの電位よりも高く
なると、ＰＵＴ２７が導通し、サイリスタ１９を導通さ
せる。このため、第１の電磁石４５におけるコイル９に
は、この時点から定格電圧が印加される。すなわち、コ
イル９には、２段ステップ電圧が印加されることになる
。

このことから、スイッチ３２の投入時から一定の時間は
第１の電磁石４５で駆動される可動鉄片４６の動作が第
２の電磁石４８で駆動される可動鉄片４９の動作に遅れ
ることになる。したがって、まず、上記可動鉄片４９で
駆動される第２の可動ブロック５３が移動してリーク電
流しゃ断用補助有接点機構５が閉成される。

この後、上記可動鉄片４６の駆動する第１の可動ブロッ
ク５２が移動する。この時、ホトカプラ作動用補助有接
点機構１２の接点間隔が出力用有接点機構１の接点間隔
よりも小さいので、まず、該補助有接点機構１２が閉成
される。この補助有接点機構１２の閉成により、各ホト
カプラ１８における発光素子１３が発光し、各光信号が
各受光素子４で受光される。これにより、各トライアッ
ク３がトリガされてそれぞれ導通し、出力回路Ｙが通電
状態となる。その後、出力用有接点機構１が閉成される
ので、この出力用有接点機構１における可動接点１ａと
固定接点１ｄの接触時にアークが発生するのが防止され
る。上記出力用有接点機構１の閉成により、モータ６が
交流電源７で駆動される。

〈負荷電流しゃ断時〉 スイッチ３２が開放されると、まず第１の電磁石４５の
励磁が解除されて可動鉄片４６に対する吸引力がなくな
り、第１の可動ブロック５２はばね５５のばね力により
第２図右方向へ復帰変位する。上記スイッチ３２の開放
により、第２の電磁石４８は遅延回路１６のコンデンサ
１５の電荷が放電する間、励磁が維持されるので、第２
の可動ブロック５３は、上記第１の可動ブロック５２よ
りも復帰動作が遅れることになる。したがって、この場
合、負荷電流の投入時とは逆に、出力用有接点機構１が
開放され、ついで、ホトカプラ作動用の補助有接点機構
１２が開放され、最後にリーク電流しゃ断用補助有接点
機構５が開放される。

ここで、ケーシング４１の上部に配設された接点ブロッ
ク５１の下側に、電磁石４５．４８を配置し、さらに入
力および出力端子５９．６０にそれぞれ対応して上記接
点ブロック５１の下側に人力および出力側プリント配線
基板６４．６５を配設したので、両プリント配線基板６
４．６５間でのリード線の引き廻しを回避でき、組立性
が向上する。さらに、この例では、両プリント配線基板
６４．６５を接点ブロック５１側に対してソケット構造
でワンタッチ接続するようにしであるので、（第６図参
照）−層組み立て易くなる。

また、上記接点ブロック５１をケーシング４１の上部に
配設したことにより、人力および出力端子５９．６０の
部分もケーシング４１の上部に位置することになり、負
荷６等の接続を容易に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るハイブリッドリレーの例を示す
電気回路図、第２図、第３図および第４図はそれぞれ同
ハイブリッドリレーの構造を示す正面側縦断面図、側面
断面図および横断面図、第５図は同ハイブリッドリレー
の接点ブロックを示す平面図、第６図は同ハイブリッド
リレーのプリント配線基板の配置関係と接続構造を示す
斜視図、第７図は従来のハイブリッドリレーの構成な示
す正面側縦断面である。 １・・・出力用有接点機構、３・・・半導体スイッチン
グ素子、５・・・リーク電流しゃ断用補助有接点機構、
６・・・負荷、１２・・・ホトカプラ作動用補助有接点
機構、１８・・・ホトカプラ、４１・・・ケーシング、
４５．４８・・・電磁石、５１・・・接点ブロック、５
９Ａ、５９Ｂ・・・入力端子、６０Ａ、６０Ｂ・・・出
力端子、６４・・・入力側配線基板、６５・・・出力側
配線基板、Ｘ・・・入力信号回路、Ｙ−・・出力回路。 第２図 ６５゛出力イ則配線基板 第３図 ６０Ａ、入力端子 第４図 第５図　、 ５９Ａ、５９Ｂ　：入力端子 ６０Ｂ　：出力端子 第６図 ６１ｐ 第７図 １（、＋２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力信号回路に設けた電磁石で開閉される出力用
   有接点機構を、上記入力信号回路にホトカプラを介して
   結合された出力回路に設け、上記出力用有接点機構とこ
   れに並列接続された半導体スイッチング素子とで負荷を
   開閉するように構成し、前記電磁石により開閉され、そ
   の接点間隔が前記出力用有接点機構の接点間隔よりも小
   さいホトカプラ作動用の補助有接点機構と、別の電磁石
   により開閉され、かつ前記半導体スイッチング素子に電
   気的に直列接続されてその接点間隔が前記補助有接点機
   構の接点間隔よりも小さいリーク電流しや断用補助有接
   点機構とを備え、上記入力信号回路の入力端子、上記出
   力回路の出力端子および前記有接点機構を含む接点ブロ
   ックをケーシングの上部に配設し、この接点ブロックの
   下側に上記両電磁石を配設して、上記入力信号回路が設
   定された入力側配線基板および出力回路が設定された出
   力側配線基板を、それぞれ上記入力端子および出力端子
   に対応させて上記接点ブロックの下側に配置したことを
   特徴とするハイブリッドリレー。