JPH0443524A - 電磁継電器の駆動方法と駆動回路 - 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】 〔概　要〕 電子機器等の制御に用いられる小形の電磁継電器、特に
低消費電力化するための電磁継電器駆動方法に関し、 動作速度のばらつきによる電力の無駄な消費を無くし且
つ復元性に優れた駆動方法および駆動回路の提供を目的
とし、 電磁石のコイルに電流を印加する電源回路と、電磁継電
器に組み込まれ電磁石による接極子の吸引を検知可能な
動作検知素子と、接極子が電磁石に吸引されると切換信
号を出力する切換信号発生回路と、コイルに印加する電
流を切換信号により切り換える切換回路とで構成し、接
極子が電磁石に吸引されるまでは定格電流をコイルに印
加し、動作検知素子が電磁石による接極子の吸引を検知
するとコイルに印加する電流を低減させる。

〔産業上の利用分野〕

本発明は電子機器等の制御に用いられる小形の電磁継電
器に係り、特に低消費電力化するための電磁継電器駆動
方法に関する。

電磁継電器は各種電子機器に組み込まれて使用されてい
るが、集積回路等で駆動するために感度が高く消費電力
の小さい電磁継電器の実現が望まれており、電磁継電器
の高感度化、低消費電力化を実現するためにコイルの捲
線数を多くするとか、磁気回路中の抵抗を低減する等の
改善が行われれている。しかし電磁継電器側の高感度化
、低消費電力化には限度があり、駆動回路の構成におい
ても低消費電力化を実現するための各種の改善が試みら
れている。

〔従来の技術〕

第６図は電磁継電器の一例を示す側断面図であり、第７
図は従来の駆動回路の一例を示す回路図、第８図は従来
の駆動回路の動作を説明するタイムチャートである。

第６図において電磁継電器は電磁継電器本体１と接点ば
ね組２とで構成されており、固定ベース３１とカバー３
２からなる容器３に収納されている。

電磁継電器本体１はＵ字型鉄芯１１とコイル１２からな
る電磁石１３と接極子１４とで構成され、コイル１２ハ
固定ヘース３１に植設されたコイル端子１５に接続され
ている。また接点ばね組２は可動接点２工とコモン端子
２２を具えた可動接点ばね２３と、可動接点２１と対向
する位置に配設された固定接点２４および２５から構成
され、固定接点２４および２５はそれぞれ固定接点端子
２６および２７と一体化されている。

かかる電磁継電器において駆動電圧をコイル１２に印加
すると接極子１４が電磁石１３に吸引され、接極子１４
が可動接点ばね２３を動かして接点の切り換えが行われ
る。またコイル１２に印加されている駆動電圧が所定の
電圧（開放電圧と称する）以下になると、電磁石１３の
吸引力が小さくなって接極子１４が開放され可動接点ば
ね２３は復旧する。

電磁継電器は動作開始時に定格電流をコイルに印加しな
ければ動作しないが、−旦動作するとコイルに印加する
電流が定格電流より低下しても動作状態が保持される。

即ち、常に定格電流をコイルに印加すると動作状態を保
持している間に電力を無駄に消費する。

そこで従来の電磁継電器駆動回路は第７図に示す如く、
！磁継電器のコイル１２に電流を印加する電源回路４と
、コンデンサ５１および抵抗５２からなる積分回路５３
を具え切換信号を出力する切換信号発生回路５と、切換
信号によってコイル１２にＥＩ］ｊｌＤする電流を切り
換える切換回路６とを有し、電磁継電器を動作させる信
号が入力されてから積分回路５３の時定数で定まる任意
の時間だけコイル１２に定格電流を印加し、それ以降は
コイル１２に印加する電流を減少せしめるように構成し
ている。

即ち、第８図Ａに示す電磁継電器を動作させる信号（を
圧）が入力されると、電源回路４が作動して電磁継電器
のコイル１２に電流が印加され、電磁継電器を動作させ
る信号が無くなるとコイル１２に印加されていた電流も
閉止される。

電磁継電器を動作させる信号が入力された時点では、切
換信号発生回路５の出力信号は第８図Ｃに示す如（高レ
ベルにあり、トランジスタ６１を介してコイル１２に第
８図Ｉに示す如（定格電流が印加され、図示省略された
可動接点ばねが移動して接点の切り換えが行われる。

それと同時に第８図已に示す如く積分回路５３のコンデ
ンサ５１の充電が開始され、コンデンサ５工の電圧がト
ランジスタ５４の闇値に到達すると、切換信号発生回路
５の出力信号は第８図Ｃに示す如く低レベルに転化し、
それと同時にトランジスタ６１を介してコイル１２に印
加されていた電流が停止され、第８図Ｉに示す如く抵抗
６２を通して動作状態を保持できる程度の電流がコイル
１２に印加される。

積分回路５３のコンデンサ５１の充電が開始され電圧が
トランジスタ５４の闇値に到達するまでの時間は、コン
デンサ５１および抵抗５２からなる積分回路５３の時定
数で定まる。したがってコンデンサ５１または抵抗５２
を可変にしておけばコイル１２に定格電流が印加される
時間を、電磁継電器の動作、復旧特性に合わせて任意に
設定することが可能である。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし従来の駆動回路は定格電流がコイルに印加される
時間を、電磁継電器の動作速度のばらつきに関係無く設
定しており、例えば全ての電磁継電器が動作可能なよう
に条件を設定すると、動作速度の速い電磁継電器を対象
とする駆動回路では電力の無駄な消費が発生し、条件を
個々の電磁継電器に適合させると調整が極めて煩雑にな
る。

また従来の駆動回路は必ずコンデンサの放電を伴うため
短時間の開閉に追随できず、しかも動作状態を保持して
いる間に衝撃等が加わり開放状態になると、改めて駆動
しない限りその電磁継電器は動作状態に戻らないという
問題があった。

本発明の目的は動作速度のばらつきによる電力の無駄な
消費を無くし、且つ復元性に優れた駆動方法および駆動
回路を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明になる駆動回路を示すブロック図である
。なお全図を通し同じ対象物は同一記号で表している。

上記課題は電磁石１３のコイル１２に電流を印加する電
源回路７と、電磁継電器に組み込まれ電磁石１３による
接極子１４の吸引を検知可能な動作検知素子８１と、接
極子１４が電磁石１３に吸引されると切換信号を出力す
る切換信号発生回路８と、コイル１２に印加する電流を
切換信号により切り換える切換回路９とで構成され、接
極子１４が電磁石１３に吸引されるまでは定格電流をコ
イル１２に印加し、動作検知素子８１が電磁石１３によ
る接極子１４の吸引を検知すると、コイル１２に印加す
る電流を低減させる本発明になる電磁継電器の駆動方法
および駆動回路によって達成される。

〔作　用〕

第１図において駆動回路を電磁石のコイルに電流を印加
する電源回路と、電磁継電器に組み込まれ電磁石による
接極子の吸引を検知可能な動作検知素子と、接極子が電
磁石に吸引されると切換信号を出力する切換信号発生回
路と、コイルに印加する電流を切換信号により切り換え
る切換回路とで構成し、接極子が電磁石に吸引されるま
では定格電流をコイ・ルに印加し、接極子の吸引を検知
するとコイルに印加する電流を低減させることで、各電
磁継電器の動作速度に合わせて電流が切り換り電力の無
駄な消費が無くなる。

また時定数回路がないため短時間の開閉にも追随可能で
、動作状態を保持している間に衝撃等で電磁継電器が開
放状態になっても、接極子が吸引されるまでは定格電流
がコイルに印加され動作状態に戻る。即ち、動作速度の
ばらつきによる電力の無駄な消費を無くし、且つ復元性
に優れた駆動方法および駆動回路を実現することができ
る。

〔実施例〕

以下添付図により本発明の実施例について説明する。第
２図は本発明になる駆動回路の一実施例を示す回路図、
第３図は同実施例の動作を説明するためのタイムチャー
ト、第４図は本発明の変形例を示す回路図、第５図は同
変形例の動作を説明するためのタイムチャートである。

第２図において本発明になる駆動回路の一実施例はコイ
ル１２と、トランジスタＴｒ、を有しコイル１２に電流
を印加する電源回路７と、コイル１２に印加される電流
を切り換える切換回路９が直列に接続され、切換回路９
は並列接続されたトランジスタＴｒｚと抵抗Ｒ１を具え
ている。ＮＯＴ回路からなる切換信号発生回路８はトラ
ンジスタＴｒｚの入力側に接続され、例えば接極子によ
って駆動される一組の接点ばね組が、動作検知素子８１
として切換信号発生回路８の入力側に接続されている。

第３図Ａに示すセット信号が入力されるとコイル１２に
電流が印加され、セット信号が無くなるとコイル１２に
印加されていた電流も遮断される。かかるセット信号が
入力された時点では動作検知素子８１が開いており、切
換信号発生回路８の出力信号は第３図Ｂに示す如く低レ
ベルにある。したがって第３図１に示す定格電流がトラ
ンジスタＴｒｚを介してコイル１２に印加され、接極子
１４が電磁石１３に吸引されて接点の切り換えが行われ
る。

接極子１４が電磁石１３に吸引されると動作検知素子８
１が閉じて、切換信号発生回路８の出力信号が第３図Ｂ
に示す如く高レベルになり、切換回路９のトランジスタ
Ｔｒｚは動作が停止して第３図■に示す如く、・抵抗Ｒ
１を通して動作状態を保持できる程度の電流がコイル１
２に印加される。

動作状態を保持している間に接極子１４が電磁石１３か
ら離れると、その解離期間が瞬間的であっても動作検知
素子８１が接極子１４の動きを検知し、第３図Ｂに示す
如く切換信号発生回路８の出力信号が低レベルになる。

その結果、トランジスタＴｒｙを介して第３図■に示す
定格電流がコイル１２に印加され、接極子１４が電磁石
１３に吸引されて再び動作状態が保持される。

なお、前記一実施例では動作検知素子８１として切換信
号発生回路８０入力側に、接極子によって駆動される一
組の接点ばね組を接続しているが、接点ばね組の代わり
に動作検知素子８１として例えばホトカブラを電磁継電
器に組み込み、接極子の動きに連動したシャッターなど
によって光路を遮断するように構成してもよい。

自己保持型電磁継電器には１捲線のものと２捲線のもの
があり、動作時と復旧時に短パルスを電磁継電器に印加
する駆動回路はいずれも複雑になる。しかし本発明にな
る駆動回路を変形すれば短パルスを極めて容易に印加す
ることができる。例えば第４図（ａ）は２捲線を有する
自己保持・型電磁継電器の駆動回路、第４図（ｂ）は１
捲線を有する自己保持型電磁継電器の駆動回路である。

いずれも電源回路７は動作時と復旧時に短パルスを印加
するトランジスタＴｒ、、Ｔｒａを、切換回路９はそれ
ぞれトランジスタＴｒ３、Ｔｒ、に接続されたＡＮＤ回
路９１．９２を有し、一方のＡＮＤ回路９１にはセット
・リセット信号が直接入力され、他方のＡＮＤ回路９２
にはＮＯＴ回路９３を介してセット・リセット信号が入
力される。ＡＮＤ回路９１．９２の入力側には排他的Ｏ
Ｒ回路からなる切換信号発生回路８が接続されており、
切換信号発生回路８の入力側と接地線との間には動作検
知素子８１として、電磁継電器の開放時に信号レベルが
低レベルになるよう選択された、例えば接極子によって
駆動される一組の接点ばね組が接続されている。

第４図（ａ）に示す駆動回路に入力されるセット・リセ
ット信号が、第５図Ａに示す如く高レベルになるとＡＮ
Ｄ回路９１の出力信号も高レベルになり、セットコイル
１２ａに第５図Ｃに示す電流が印加され！磁継電器は動
作状態になる。動作検知素子８１の信号レベルは第５図
Ｂに示す如く電磁継電器の開放時に低レベルであるが、
動作時に高レベルになって切換信号発生回路８の出力信
号が低レベルに反転し、第５図Ｃに示す如（セットコイ
ル１２ａに印加されていた電流が遮断される。

１１ｖＬ継電器が動作状態を保持している間の切換信号
発生回路８の出力信号は低レベルで、セット・リセット
信号が第５図Ａに示す如く低レベルになると、第５図り
に示す如くリセットコイル１２ｂに電流が印加され電磁
継電器は開放状態になる。

電磁継電器が開放状態になる第５図Ｂに示す切換信号発
生回路８の出力信号が低レベルになり、リセットコイル
１２ｂに印加されていた電流は第５図りに示す如く遮断
される。

第４図ω）に示す駆動回路に入力されるセット・リセッ
ト信号が、第５図Ａに示す如に高レベルになるとＡＮＤ
回路９１の出力信号も高レベルになり、コイル１２に第
５図Ｅに示す電流が印加され電磁継電器は動作状態にな
る。動作検知素子８１の信号レベルは第５図Ｂに示す如
く電磁継電器の開放時に低レベルであるが、動作時に高
レベルになって切換信号発生回路８の出力信号が低レベ
ルに反転し、第５図已に示す如くコイル１２に印加され
ていた電流が遮断される。

電磁継電器が動作状態を保持している間の切換信号発生
回路８の出力信号は低レベルで、セット・リセット信号
が第５図Ａに示す如く低レベルになると、第５図已に示
す如くコイル１２に逆方向の電流が印加され電磁継電器
は開放状態になる。電磁継電器が開放状態になる第５図
Ｂに示す切換信号発生回路８の出力信号が低レベルにな
り、コイル１２に印加されていた電流は第５図Ｅに示す
如く遮断される。

二のように駆動回路を電磁石のコイルに電流を印加する
電源回路と、電磁継電器に組み込まれ電磁石による接極
子の吸引を検知可能な動作検知素子と、接極子が電磁石
に吸引されると切換信号を出力する切換信号発生回路と
、コイルに印加する電流を切換信号により切り換える切
換回路とで構成し、接極子が電磁石に吸引されるまでは
定格電流をコイルに印加し、接極子の吸引を検知すると
コイルに印加する電流を低減させることで、各電磁継電
器の動作速度に合わせて電流が切り換り電力の無駄な消
費が無くなる。

また時定数回路がないため短時間の開閉にも追随可能で
、動作状態を保持している間に衝撃等で電磁継電器が開
放状態になっても、接極子が吸引されるまでは定格電流
がコイルに印加され動作状態に戻る。即ち、動作速度の
ばらつきによる電力の無駄な消費を無くし、且つ復元性
に優れた駆動方法および駆動回路を実現することができ
る。

本発明になる駆動回路によって通常の電磁継電器を低消
費電力化したり、１捲線の自己保持型電磁継電器を容易
に駆動したりすることができる。

しかしかかる駆動回路を電磁継電器を使用する側で構成
すると、駆動回路の設計が煩雑で実装スペースや組立時
間の損失が大きい。そこでかがる回路を集積回路化し電
磁継電器の容器内に収納することによって、電磁継電器
を使用する側における煩雑な駆動回路の設計、実装スペ
ースや組立時間の損失等を無くすことができる。

〔発明の効果〕

上述の如く本発明によれば動作速度のばらつきに起因す
る電力の無駄な消費を無くし、且つ復元性に優れた駆動
方法および駆動回路を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる駆動回路を示すブロック図、 第２図は本発明になる駆動回路の一実施例を示す回路図
、 第３図は同実施例の動作を説明するためのタイムチャー
ト、 第４図は本発明の変形例を示す回路図、第５図は同変形
例の動作を説明するためのタイムチャート、 第６図は電磁継電器の一例を示す側断面図、第７図は従
来の駆動回路の一例を示す回路図、第８図は従来の駆動
回路の動作を説明するタイムチャート、 である。図において ７は電源回路、　　　８は切換信号発生回路、９は切換
回路、　　　１２はコイル、 １２ａはセットコイル、１２ｂはリセットコイル、１３
はＮｉ１１１石、　　　　１４は接極子、８１は動作検
知素子、　９１．９２はＡＮＤ回路、９３はＮＯＴ回路
、　　　Ｒ，は抵抗、Ｔｒ、、ＴｒｙＳＴｒ３、Ｔｒ４
はトランジスタ、をそれぞれ表す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）電磁石（１３）による接極子（１４）の吸引が検知
   可能な動作検知素子（８１）を電磁継電器に組み込み、
   該接極子（１４）が該電磁石（１３）に吸引されるまで
   は定格電流をコイル（１２）に印加し、該動作検知素子
   （８１）が該電磁石（１３）による該接極子（１４）の
   吸引を検知すると、該コイル（１２）に印加する電流を
   低減させることを特徴とした電磁継電器の駆動方法。 ２）電磁石（１３）のコイル（１２）に電流を印加する
   電源回路（７）と、電磁継電器に組み込まれ該電磁石（
   １３）による接極子（１４）の吸引を検知可能な動作検
   知素子（８１）と、該接極子（１４）が該電磁石（１３
   ）に吸引されると切換信号を出力する切換信号発生回路
   （８）と、該コイル（１２）に印加する電流を該切換信
   号により切り換える切換回路（９）とで、構成されてな
   ることを特徴とする電磁継電器の駆動回路。