JPH03112031A - ラッチングリレーの駆動制御回路 - 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］ 本発明は電源と負荷とを接続する電源線に介挿されたラ
ッチングリレーを駆動制御するラッチングリレー駆動回
路に関する。

［従来の技術］ ラッチングリレーは、接点が開放状態から開成状態へ、
又は開成状態から解放状態へ移行する時のみコイルに通
電すればよいので、バッテリ等の電源で駆動される負荷
の電源投入・遮断用の部品として用いられる場合が多い
。

すなわち、第２図に示すように、バッテリからなる電源
１と負荷２とを接続する電源線３にラッチングリレー４
が介挿されており、このラッチングリレー４は負荷２の
近傍に配設された電源スィッチ等が組込まれたリレー駆
動制御回路５にて遠隔操作される。

前記ラッチングリレー４は例えば第３図（ａ）（ｂ）に
示すように構成されている。図中６は、一対の対抗片６
ａ、６ｂおよび中央片６Ｃを有したＥ字型ヨークであり
、このＥ字型ヨーク６の中央片６Ｃにセットコイル７ａ
とリセットイル７ｂとが巻装されている。なお、セット
コイル７ａとリセットコイル７ｂとは互いに逆方向に巻
かれている。このＥ字型ヨーク６に対抗して、一対の接
触子３ａ、３ｂを磁気吸着力で連結する永久磁石つとこ
れらを固定するカード１０とでなる可動部材が矢印Ａ又
はＢ方向に移動自在に設けられており、カード１０に隣
接して接点１１が配設されている。

このようなラッチングリレー４において、第３図（ａ）
に示すように、セットコイル７ａに図示方向に直流の励
磁電流を通電させると、中央片６ｃの自由端がＳ極に磁
化されるので、自由端は接触子８ａに吸着される。よっ
て、カード１０は矢印Ａ方向に移動し、接点１１が閉成
される。−旦、自由端が接触子８ａに吸着されると、永
久磁石９の磁力にて点線で示す磁路が形成されるので、
セットコイル７ａに対する通電を遮断したとしても接点
１１は閉成状態を維持する。

この状態で、リセットコイル７ｂに励磁電流を流すと、
中央片６ｃの自由端がＮ極に磁化されるので、自由端は
接触子８ｂに吸着される。よって、第３図（ｂ）に示す
ように、カード１０は矢印Ｂ方向に移動し、接点１１が
開放される。−旦、自由端が接触子８ｂに吸着されると
、永久磁石９の磁力にて点線で示す磁路が形成されるの
で、リセットコイル７ｂに対する通電を遮断したとして
も接点１１は開放状態を維勢する。

第４図は第３図に示す構造のラッチングリレー４を駆動
するリレー駆動制御回路５の詳細回路図である。セット
コイル７ａおよびリセットコイル７ｂの一端は電源線３
に接続され、各他端は各トランジスタｌｌａ、ｌｌｂを
介して接地されている。そして、電源スィッチを投入す
ると、スイッチ制御回路１３から所定幅Ｔを有した導通
パルス信号がトランジスタ１２ａのベースへ印加され、
セットコイル７ａに電源１から励磁電流が時間Ｔだけ流
入し、第３図（ａ）に示すように接点１１が閉成される
。よって、負荷２に電源１から電圧が供給される。逆に
、電源スィッチを遮断すると、リセットコイル７ｂが時
間Ｔだけ通電され、第３図（ｂ）に示すように、接点１
１が開放される。

なお、上記各コイル７ａ、７ｂの通電時間Ｔはスイッチ
制御回路１３内において、例えば単安定マルチバイブレ
ータやタイマ等を用いて設定される。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、第４図のように構成されたラッチングリ
レーの駆動制御回路においてもまだ次のような問題があ
る。

すなわち、各コイル７ａ、７ｂに励磁電流を流し始めて
から接点１１が開成または解放されるまでに要する時間
は、第３図に示すように、各構成部材の弾性定数や永久
磁石９の磁力等によって、大きく変化する。したがって
、通電時間Ｔが短すぎて、第３図に示す移動方向側の磁
路が形成されないうちに通電を遮断すると、接点１１が
元の状態に戻るので、上記通電時間Ｔは製品のバラツキ
を考慮した相当長い時間に設定する必要がある。

また、スイッチ制御回路１３内に設けられた単安定マル
チバイブレータやタイマ等の設定誤差も考慮する必要が
あるので、上記通電時間Ｔはさらに長く設定する必要が
ある。

しかし、一般に、リレーのコイルに流す励磁電流の電流
値はリレーの応答速度等の関係からかなり大きな値に設
定されている。したがって、通電時間Ｔが長くなると、
電源１の電力消費が増大する問題が生じる。

また、衝撃等によって、ラッチングリレー４の接点状態
が第３図（ａ）から第３図（ｂ）へ変化したり、逆に第
３図（ｂ）から第３図（ａ）へ変化する場合が生じる。

ラッチングリレー４の特性上、−旦接点が逆方向に移動
すると、移動側で安定状態になるので、元に復旧させる
には、再度電源スィッチを操作して、接点状態を元に戻
す必要がある。とくに、電源１および負荷２が電車、船
舶、自動車、飛行機等の移動体に搭載されている場合は
、外部からの衝撃や振動の影響を受は易く、その度に負
荷２の電源が遮断され、係員が電源スィッチを再投入す
る必要がある。また、夜間等の電源を遮断した状態にお
いて、振動等にて電源が自動的に投入されてしまって、
担当者が監視していない負荷２が自動的に稼働し、安全
上の問題が生じると共に、電源１の電力消費がさらに増
大する問題もある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、
接点の負荷側の電圧出力の有無状態を監視し、この有無
状態信号と操作スイッチの状態信号との論理積で各コイ
ルを通電制御することにより、各コイルに対する通電時
間を接点状態が移動するに要する必要最小限のみとでき
、電力消費を大幅に低減できるともに、たとえ衝撃や振
動等にて接点状態が移動したとしても直ちに元の接点状
態へ自動復帰され、負荷に対する安全性、信頼性および
操作性を向上できるラッチングリレーの駆動制御回路を
提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解消するために本発明は、接点と、通電動作
に応動して接点を開成動作させるセットコイルと、通電
動作に応動して接点を開放動作させるリセットコイルと
を有し、接点が、電源と負荷とを接続する電源線に介挿
されたラッチングリレーの駆動制御回路において、 セットコイルに励磁電流を通電させる第１のスイッチ回
路と、リセットコイルに励磁電流を通電させる第２のス
イッチ回路と、接点に対する投入・遮断状態を切換える
操作スイッチと、接点の負荷側に電圧が出力されている
か否かを検出する出力検出回路と、操作スイッチからの
投入状態信号と前記出力検出回路からの出力なし信号と
の論理積を第１のスイッチ回路へ閉成信号として出力す
るとともに操作スイッチからの遮断状態信号と出力検出
回路からの出力有り信号との論理積を、第２のスイッチ
回路へ閉成信号として出力する論理回路とを備えたもの
である。

［作用］ このように構成されたラッチングリレーの駆動制御回路
によれば、まず、操作スイッチを投入しない状態におい
ては、この操作スイッチから遮断状態信号が出力されて
おり、接点が解放された状態においては出力検出回路か
ら出力なし信号が送出されている。当然この状態におい
ては、負荷に電圧は供給されていない。そして、この状
態で操作スイッチを投入すると、操作スイッチから投入
状態信号が出力される。しかして、この投入状態信号と
出力なし信号との論理積が成立して第１のスイッチ回路
が閉成され、セットコイルに励磁電流が流れて接点が閉
成する。接点が閉成すると、電圧が負荷に供給されると
共に出力検出回路から送出されていた出力なし信号が出
力あり信号に変換される。しかして、前記論理積が成立
しなくなり、第１のスイッチ回路が解放されて、セット
コイルの通電が停止される。しかし、接点の開成状態は
維持される。

そして、この状態で、例えば振動等にて接点が解放され
ると、負荷に対する電圧供給が遮断されるが、出力検出
回路から送出されていた出力あり信号が出力なし信号に
変換される。しかして、前記論理積が成立して、第１の
スイッチ回路が再度閉成され、セットコイルの通電が再
開され、接点が元の閉成状態へ移行する。そして、前述
したように、セットコイルの通電が遮断され、元の平衡
状態へ移行する。

次に、負荷に電圧が供給された状態で操作ス１′ッチを
遮断すると、操作スイッチから出力されている投入状態
信号が遮断状態信号へ変化する。すると、遮断状態信号
と出力あり信号との論理積が成立して第２のスイッチ回
路が閉成してリセットコイルに励磁電流が流れて接点が
解放する。接点が解放すると、負荷に供給されている電
圧が遮断され、出力検出回路から送出されていた出力あ
り信号が出力なし信号に変換される。しかして、前記論
理積が成立しなくなり、第２のスイッチ回路が解放され
て、リセットコイルの通電が停止される。しかし、接点
の解放状態は維持される。

そして、この状態で、例えば振動等にて接点が閉成され
ると、負荷に対する電圧供給が開始されるが、出力検出
回路から送出されていた出力なし信号が出力あり信号に
変換される。しかして、前記論理積が成立して、第２の
スイッチ回路が再度閉成され、リセットコイルの通電が
再開され、接点が元の解放状態へ移行する。そして、前
述したように、リセットコイルの通電が遮断され、元の
平衡状態へ移行する。

［実施例］ 以下本発明の一実施例を図面を用いて説明する。

第１図は実施例のラッチングリレーの駆動制御回路を示
す回路図である。第４図と同一部分には同一符号が付し
である。

バッテリからなる電源１と負荷２とを接続する電源線３
にラッチングリレー４の接点１１が介挿されている。そ
して、セットコイル７ａおよびリセットコイル７ｂの一
端は電源線３に接続され、各他端は第１のスイッチ回路
としての第１のトランジスタ１５ａおよび第２のスイッ
チＳ路とじての第２のトランジスタ１５ｂを介して接地
されている。

また、負荷２に隣接してこの負荷２の電源を投入・遮断
するための操作スイッチ１６が配設されている。この操
作スイッチ１６の投入（オン）端子１６ａには、前記電
源１から直接分圧抵抗１７ａ、１７ｂを介して例えば５
Ｖのハイ（Ｈ）レベル電圧が常時印加されている。また
、操作スイッチ１６の遮断（オフ）端子１６ｂは接地さ
れている。さらに、この操作スイッチ１６における投入
状態（ハイレベル）または遮断状態（ローレベル）を示
す出力信号ａは共通端子６Ｃを介して論理回路１８の第
１のアンドゲート１８ａの非反転入力端子へ入力される
とともに第２のアントゲ−）１８ｂの反転入力端子へ入
力される。

なお、論理回路１８の各アントゲ−）１８ａ。

１８ｂは電源１から前記分圧抵抗１７ａ、１７ｂを介し
て駆動電圧が供給されている。

また、接点１１の負荷側端子には一対の分圧抵抗１９ａ
、１９ｂからなる出力検出回路１つが接続されている。

そして、この出力検出回路１つは接点１１の負荷側に電
源１からの電圧が出力されていると、ハイ（Ｈ）レベル
の出力あり信号を出力し、接点１１の負荷側に電源１か
らの電圧が出力されていないと、ロー（Ｌ）レベルの出
力なし信号を出力する。出力検出回路１つの出力信号す
は論理回路１８の第１のアンドゲート１８ａの反転入力
端子へ入力されるとともに第２のアンドゲート１８ｂの
非反転入力端子へ入力される。

論理回路１８の第１のアンドゲート１８ａの出力信号Ｘ
は第１のトランジスタ１５ａのベースへ入力され、第２
のアンドゲート１８ｂの出力信号ｙは第２のトランジス
タ１５ｂのベースへ入力される。

一般に、図示するような２個のアンドゲート１８ａ、１
８ｂで構成された論理回路１８に対する各人力信号ａ、
ｂと各出力信号ＸｒＹとの関係は次の真理値表に従う。

［真理値表］ 次に、このように構成されたラッチングリレーの駆動制
御回路の動作を説明する。

まず、ラッチングリレー４の接点１１が解放された状態
で、かつ操作スイッチ１６を投入しない状態においては
、負荷２には電源１から電圧が供給されていない。そし
て、操作スイッチ１６の共通端子１６ｃは接地されてい
るので、操作スイッチ１６からＬレベルの遮断状態信号
（出力信号ａ−Ｌ）が出力されており、接点１１が解放
された状態においては出力検出回路１９からＬレベルの
出力なし信号（出力信号ｂ−Ｌ）が送出されている。す
なわち、上記真理値表における状態■を示す。したがっ
て、各コイル７ａ、７ｂに励磁電流が流れず、ラッチン
グリレー４の接点１１は解放状態を維持する。

そして、この状態で操作スイッチ１６を投入すると、共
通端子１６Ｃが投入端子１６ａに接続されるので、操作
スイッチ１６からＨベルの投入状態信号（出力信号ａ　
＝Ｈ）が出力される。しかして、上記真理値表における
状態■の状態となり、投入状態信号（Ｈ）と出力検出回
路１９からの出力なし信号（Ｌ）との論理積が成立して
第１のアンドゲート１８ａからＨレベルの閉成信号（出
力信号ｘｍＨ）が送出され、第１のトランジスタ１５ａ
が閉成され、セットコイル７ａに電源１から励磁電流が
流れて接点１１が閉成する。接点１１が閉成すると、電
源１から負荷２に電圧に供給されるととも出力検出回路
１９から送出されていた出力なし信号（出力信号ｂ−Ｌ
）が出力あり信号（出力信号ｂ−Ｈ）に変換される。し
かして、論理回路８は上記真理値表における状態■の状
態へ移行する。その結果、論理積が成立しなくなり、第
１のアンドゲート１８Ｈの出力信号ＸがＬレベルへ変化
し、第１のトランジスタ１５ａが解放されて、セットコ
イル７ａの通電が停止される。しかし、接点１１の開成
状態は維持される。

そして、この状態で、例えば振動等にて接点１１が解放
されると、負荷２に対する電圧供給が遮断されるが、出
力検出口１９から送出されていた出力あり信号（出力信
号ｂ−Ｈ）が出力なし信号（出力信号ｂ−Ｌ）に変換さ
れる。しかして、論理回路８は上記真理値表における状
態■から状態■の状態へ戻る。よって、前記論理積が成
立して、第１のトランジスタ１５ａが再度閉成され、セ
ットコイル７ａの通電が再開され、接点１１が元の開成
状態へ移行する。そして、前述したように、セットコイ
ル７ａの通電が遮断され、状態■で示す平衡状態へ戻る
。

次に、負荷２に電圧が供給された状態で操作スイッチ１
６を遮断すると、共通端子１６ｃが遮断端子１６ｂを介
して接地されるので、操作スイッチ１６から出力されて
いるＨレベルの投入状態信号（出力信号ａ−Ｈ）がＬレ
ベルの遮断状態信号（出力信号ａ−Ｌ）へ変化する。し
かして、論理回路１８は真理値表における状態■の状態
となり、遮断状態信号（Ｌ）と出力検出回路１９からの
出力あり信号（Ｈ）との論理積が成立して第２のアンド
ゲート１８ｂからＨレベルの閉成信号（出力信号ｙ−°
ａ）が送出され、第２のトランジスタ１５ｂが閉成され
、リセットコイル７ｂに電源１から励磁電流が流れて接
点１１が解放する。接点１１が解放すると、電源１から
負荷２に供給されている電圧が遮断されるとともに出力
検出回路１９から送出されていた出力あり信号（出力信
号ｂ−Ｈ）が出力なし信号（出力信号ｂ−Ｌ）に変換さ
れる。しかして、論理回路８は上記真理値表における状
態■の状態へ移行する。その結果、論理積が成立しなく
なり、第２のアンドゲート１８ｂの出力信号ｙがＬレベ
ルへ変化し、第２のトランジスタ１５ｂが解放されて、
リセ・ノドコイル７ｂの通電が停止される。しかし、接
点１１の解放状態は維持されζ。

そして、この状態で、例えば振動等にて接点１１が閉成
されると、負荷２に対する電圧供給が開始されるが、出
力検出口１９から送出されていた出力なし信号（出力信
号ｂ−Ｌ）が出力あり信号（出力信号ｂ−Ｈ）に変換さ
れる。しかして、論理回路８は上記真理値表における状
態■から状態■の状態へ戻る。よって、前記論理積が成
立して、第２のトランジスタ１５ｂが再度閉成され、リ
セットコイル７ｂの通電が再開され、接点１１が元の解
放状態へ移行する。そして、前述したように、リセット
コイル７ｂの通電が遮断され、状態■で示す平衡状態へ
戻る。

このように構成されたラッチングリレーの駆動制御回路
であれば、負荷２の近傍に配設された操作スイッチ１６
を投入したり、遮断すると、該当するコイル７ａ、７ｂ
に電源１から励磁電流が供給開始され、接点１１が開成
又は解放されると、出力検出回路１つがその接点１１が
動作終了したことを感知して、該当コイル７ａ、７ｂに
対する通電が遮断される。したがって、各コイル７ａ。

７ｂに対する通電時間Ｔは、各コイル７ａ、７ｂに通電
開始時刻から実際に接点１１が動作終了時刻までの時間
になる。よって、必要最小限の時間となり、第４図に示
した従来回路のように予め余裕を考慮して長めに設定す
る必要がない。

よって、ラッチングリレー４の動作に起因する電源１に
おける電力消費量を最小限に抑制できる。

また、前記通電時間Ｔは自動的に必要最小限に設定され
るので、たとえラッチングリレー４を構成する各部材の
弾性定数等や永久磁石の磁力等にバラツキが多少生じて
いたとしても使用上と（に問題となることはないので、
各部品の品質管理を厳格に実施する必要がない。よって
、ラッチングリレー４の製造費を低減できる。

さらに、操作スイッチ１６が投入状態または遮断状態に
おいて、衝撃や振動にて接点１１状態が反対側の状態へ
移行したとしても、その移行状態を出力検出回路１９が
直ちに検出して元の接点状態へ移行させている。

したがって、負荷２の稼働中に停電が発生したとしても
直ちに自動復旧するので、従来装置のように再度電源ス
ィッチを投入操作する必要がない。

また、夜間等にて衝撃や振動にて負荷２に電圧が供給さ
れたとしても直ちに遮断されるるので、負荷２の安全性
を大幅に向上できる。また、負荷２を使用していないの
に電源が自動投入れて、電源１の電力が無駄、に消費さ
れることが防止される。

このように、本発明のラッチングリレーの駆動制御回路
を使用することによって、負荷２における安全性と操作
性とを大幅に向上できる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明のラッチングリレーの駆動制
御回路によれば、接点の負荷側の電圧出力の有無状態を
監視し、この有無状態信号と操作スイッチの状態信号と
の論理積で各コイルを通電制御している。したがって、
各コイルに対する通電時間を接点状態が移動するに要す
る必要最小時間のみとでき、電力消費を大幅に低減でき
るともに、たとえ衝撃や振動等にて接点状態が移動した
としでも直ちに元の接点状態へ自動復帰され、負荷に対
する信頼性、安全性および操作性を大幅に向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係わるラッチングリレーの
駆動制御回路を示す回路図、第２図および第４図は従来
のラッチングリレーの駆動制御回路を示す図、第３図は
一般的なラッチングリレーの構造を示す模式図である。 １・・・電源、２・・・負荷、３・・・電源線、４・・
・ラッチングリレー　７ａ・・・セットコイル、７ｂ・
・・リセットコイル、１１・・・接点、１５ａ・・・第
１のトランジスタ（第１のスイッチ回路）、１５ｂ・・
・第２のトランジスタ（第２のスイッチ回路）、１６・
・・操作スイッチ、１８・・・論理回路、１９・・・出
力検出回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 接点（１１）と、通電動作に応動して前記接点を閉成動
   作させるセットコイル（７ａ）と、通電動作に応動して
   前記接点を開放動作させるリセットコイル（７ｂ）とを
   有し、前記接点が、電源（１）と負荷（２）とを接続す
   る電源線（３）に介挿されたラッチングリレーの駆動制
   御回路において、 前記セットコイルに励磁電流を通電させる第１のスイッ
   チ回路（１５ａ）と、前記リセットコイルに励磁電流を
   通電させる第２のスイッチ回路（１５ｂ）と、前記接点
   に対する投入・遮断状態を切換える操作スイッチ（１６
   ）と、前記接点の負荷側に電圧が出力されているか否か
   を検出する出力検出回路（１９）と、前記操作スイッチ
   からの投入状態信号と前記出力検出回路からの出力なし
   信号との論理積を前記第１のスイッチ回路へ閉成信号と
   して出力するとともに前記操作スイッチからの遮断状態
   信号と前記出力検出回路からの出力有り信号との論理積
   を前記第２のスイッチ回路へ閉成信号として出力する論
   理回路（１８）とを備えたラッチングリレーの駆動制御
   回路。