JPH0542595Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 イ 産業上の利用分野 本考案は磁気ラツチ式のキープリレーに関する
ものである。

ロ 考案の概要 磁気ラツチ式のキープリレーではリセツトコイ
ルに過大電流が流れると、鉄心が逆極性に磁化さ
れて再び可動鉄片を吸着しリレーがセツト状態に
なつてしまうので、本考案はこれを防ぐため、リ
セツトコイル駆動用トランジスタのエミツタ側に
リセツトコイルを接続し、上記トランジスタのベ
ースに電圧安定化したリセツト信号を印加するよ
うにした。

ハ 従来技術 第３図はこの種のキープリレーの概略構造図を
示したもので、鉄心１１にセツトコイル１２およ
びリセツトコイル１３が巻回され、ヨーク１４に
枢支された可動鉄片１５に復帰ばね１６が係着さ
れている。可動鉄片１５は半硬質磁性材料で形成
されており、セツトコイル１２による励磁で可動
鉄片１５が磁化され、励磁電流がなくなつた後も
残留磁束によつて可動鉄片１５が鉄心１１に吸着
保持される。復帰時にはリセツトコイル１３によ
る励磁で可動鉄片１５は減磁され、保磁力がなく
なつて復帰ばね１６により復帰する。第４図はこ
の種のキープリレー駆動回路の従来例を示したも
ので、例えば商用電源電圧をこの全波整流しただ
けの非安定化電源V_Lからセツトコイル１２およ
びリセツトコイル１３に電流が供給され、各コイ
ル１２および１３にそれぞれトランジスタ１７お
よび１８が直列接続されており、セツトコイル励
磁用トランジスタ１７は制御回路１９により、ま
たリセツトコイル励磁用トランジスタ１８はリセ
ツト用押釦スイツチ２０によつて制御されてい
る。制御回路１９には例えば過電流検出器あるい
は欠相検出器などからの信号が入力し、その出力
によつてトランジスタ１７がオンし、キープリレ
ーを動作させる。キープリレーの復帰は不具合解
決後にアニユアル操作で行なわれることが多く、
リセツト用押釦スイツチ２０をオンすることによ
つて、安定化電源Vccから抵抗２４を介してトラ
ンジスタ１８のベースに電流が供給され、トラン
ジスタ１８がオンしてリセツトコイル１３に可動
鉄片減磁用の電流が供給されるようになつてい
る。

しかし上記の従来回路においては、非安定化電
源の電圧が変動すると、リセツトコイル１３に流
れる電流が変動してリレーの復帰が不安定になり
易いという欠点があつた。これは、トランジスタ
のコレクタ電流の値はベース電流に電流増幅率
h_FEをかけた値であり、今の場合ベース電流はベ
ース電源がVccで安定化されているため一定であ
るが、第６図に示すようにベース電流をパタメー
タとしたトランジスタのコレクタ電圧コレクタ電
流特性グラフは右上がりの傾斜線であつて、コレ
クタ電圧によつてh_FEが変化するため、同じベー
ス電流でも電源V_Lの変化ΔV_Lに対し、コレクタ
電流はΔIcの変化を示し、このようなコレクタ電
流がリセツトコイル１３に流れるためである。電
源V_Lは商用電源を整流したもので、リツプルを
含んでおり、商用電源電圧も変動しているので、
スイツチ２０がオンされた時点によつてV_Lは異
つており、このV_Lの異いによるコレクタ電流の
異いが問題になるのである。すなわち鉄心１１が
減磁されて保持力が丁度打ち消されるためには、
リセツトコイル１３に供給される電流はある範囲
内になければならず、この電流が小さ過ぎる場合
には鉄心１１の残留磁束が打ち消されないので鉄
片１５は復帰せず、大き過ぎる場合には鉄心１１
が逆極性に磁化され、可動鉄片は再び鉄心１１に
吸着されてしまつてやはり復帰しないという問題
があつた。第５図はこの時の動作を示したもの
で、セツトコイル１２に励磁電流Isを流して鉄心
１１を磁化すると、Isがなくなつた後も残留磁束
B_Rによつて可動鉄片１５は鉄心１１に吸着保持
される。次にこれを復帰させるためには、この吸
着力が復帰ばね１６の付勢力より小さくなるまで
残留磁束B_Rを減磁してやればよく、この復帰ば
ね力に相当する磁束をBcとすると、リセツトコ
イル１３に供給する励磁電流Ｉは図中I₁＜Ｉ＜I₂
とならなければならない。このようにリセツトコ
イル励磁電流は許容範囲がきわめて狭いために、
非安定化電源電圧V_Lを規定範囲内に維持するの
は容易でないという問題があつた。

ニ 考案が解決しようとする問題点 本考案は上記の点に鑑み、電源電圧V_Lが変動
してもリセツトコイルに供給される電流は変動せ
ず、確実に復帰させることができるキープリレー
の駆動回路を簡単な構成で提供することを目的と
するものである。

ホ 問題点を解決するための手段 本考案は上記の目的を達成するためい、リセツ
トコイル駆動用トランジスタのコレクタを直接非
安定化電源に接続するとともにエミツタアース間
にリセツトコイルを接続し、安定化電源電圧をリ
セツト用押釦スイツチおよびコンデンサを介して
上記トランジスタのベースに印加するようにした
ものである。

ヘ 作用 上述のように構成すれば、リセツトコイルはト
ランジスタのアミツタアース間にあつて、その両
端電圧はコレクタ電圧に関係なくほぼベース電圧
と等しくなるので、リセツトコイルには常に安定
化電源電圧に近い電圧が印加されることになり、
確実に可動鉄片を復帰させることができるのであ
る。

ト 実施例 第１図は本考案によるリレー駆動回路の一実施
例を示したもので、キープリレー自体の構造は第
３図に示した従来例と同じである。第１図におい
て、磁化用セツトコイル１２と減磁用リセツトコ
イル１３とは、それぞれセツトコイル駆動用トラ
ンジスタ１７およびリセツトコイル駆動用トラン
ジスタ１８を介して非安定化電源V_Lに接続され
ており、特にリセツトコイル駆動用トランジスタ
１８はコレクタ接地接続されて、即ちコレクタが
直接電源V_Lに接続され、エミツタアース間にリ
セツトコイル１３が接続されている。セツトコイ
ル駆動用トランジスタ１７のベースには制御回路
１９の出力が印加され、リセツトコイル駆動用ト
ランジスタ１８のベースにはリセツト用押釦スイ
ツチ２０およびコンデンサ２１を介して安定化電
源電圧Vccが印加されるようになつている。本実
施例ではコンデンサ２１の電源側端子が制御回路
１９のリセツト端子に接続され、トランジスタ１
８のベースとアース間に接続されたダイオード２
２によつて、図に矢印で示したようなコンデンサ
２１の放電路を形成している。なお２３はセツト
コイル１２の電流遮断時の逆起電力を吸収するダ
イオードであり、またリセツトコイル１３の電流
はコンデンサ２１の容量Ｃとリセツトコイル１３
の抵抗R_DCによつて定まる時定数で減少するの
で、瞬間的に電流を遮断したときのような大きな
逆起電力は発生せずリセツトコイル１３には第４
図の従来例に示すリセツトコイル１３と並列に接
続されたダイオード２３に相当する大容量の逆起
電力吸収用ダイオードを省略することができる。

第２図はリセツト用押釦スイツチ２０を押圧し
た時にリセツトコイル１８に印加されるパルス状
電圧波形を示したもので、リセツトコイル１３に
印加される電圧はトランジスタ１８のベース電圧
からトランジスタ１８のベースエミツタ間電圧
V_BEを引いた値であるが、V_BEは小さい値なので、
この電圧はベース電圧Ｖと等しいとみなせる。電
流増幅率をh_FE、ベースエミツタ間抵抗をRb、ベ
ース電流をIb、コイル１３に流れる電流をIcとす
ると、Ic＝h_FE・Ibで Ｖ＝Ib・Rb＋R_DC・Ic＝Ib（Rb＋h_FE・R_DC） となり、ベースから見たコイル１３の見掛けの抵
抗はR_DCのh_FE倍となつており、この見掛けの抵抗
はRbに比し大きいから、Rbは無視できて上式は Ｖ＝h_FE・R_DC・Ib このＶはスイツチ２０がオンされた直後はコン
デンサ２１の充電電荷が０であるからVccであ
り、その後コンデンサ２１の充電に伴い漸減して
０になる。上式からIbは Ib＝Ｖ／h_FE・R_DC 他方コイル１３に流れる電流IcはIbのh_FE倍で
あるから Ic＝h_FE・Ｖ／h_FE・R_DC＝Ｖ／R_DC となつて、コレクタ電圧V_Lに関係なくＶのみで
決まる。Ｖは第２図に示すように波高値Vcc−
V_BEのパルス波形で、Vccは一定、V_BEは小さな値
なので、コイル１３に流れる電流IcはV_Lの変化
に関係せず、安定かされているVccによつて決ま
る波形で変化することになる。以上の説明ではコ
イル１３を単なる抵抗とみなして、インダクタン
ス分を考えていないが、Ｖが漸減する過程ではこ
のインダクタンス分による逆起電力は小さく、コ
イル１３は単純抵抗とみなせる。スイツチ２０を
ONした瞬間、コイル電流は０から或る速さで立
ち上がり、そのときV_BEも０でそのときのコイル
１３の逆起電力がVccと等しくコイル電流は第２
図に点線で示すような波形を画く。つまりコイル
１３のインダクタンスを考えて、R_DCをインダク
タンス分を含んだインピーダンスとしてもIc＝
Ｖ／R_DCはそのまゝ成立し、IcはV_Lの影響を受け
ない。

なお第２図の電圧の漸減過程の時定数は、コン
デンサ２１の充電回路が電源Vccからスイツチ２
０、トランジスタ１８のベース、エミツタ、コイ
ル１３の直列接続で、トランジスタのベースエミ
ツタ間抵抗に比し、ベースから見たコイル１３の
抵抗が前述のようにh_FE・R_DCで大きいから Ｃ・h_FE・R_DC で与えられる。

チ 効果 本考案によれば上述のように、リセツトコイル
駆動用トランジスタをコレクタ接地接続すること
によつて、リセツトコイルに印加される電圧が非
安定化電源の電圧変動に影響されないようにし、
またリセツト用押釦スイツチと上記トランジスタ
のベースとの間に微分用コンデンサを挿入するこ
とによつて、リセツトコイルの通電を一時的なも
のにし、かつ電流が一定の時定数で減少して行く
ので、リセツトコイルの自己誘導による逆起電力
が低く押えられるので、第４図に示したように従
来逆起電力吸収用として、リセツトコイル１３と
並列に接続されていた大容量のダイオード２３が
不要となり、きわめて簡単な回路の変更によつて
キープリレーの信頼性を著しく向上し得るという
利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す回路図、第２
図は同上の動作説明図、第３図は従来例あるいは
本考案に用いるキープリレーの概略構造図、第４
図は従来例の回路図、第５図は同上の動作説明
図、第６図はトランジスタのコレクタ電圧コレク
タ電流特性とコレクタ側に接続された負荷直線の
グラフである。 １１……鉄心、１２……セツトコイル、１３…
…リセツトコイル、１４……ヨーク、１５……可
動鉄片、１６……復帰ばね、１７……セツトコイ
ル駆動用トランジスタ、１８……リセツトコイル
駆動用トランジスタ、１９……制御回路、２０…
…リセツト用押釦スイツチ、２１……コンデン
サ、２２……ダイオード、２３……逆起電力吸収
用ダイオード、２４……抵抗。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 磁化用セツトコイルと減磁用リセツトコイルと
   を有し、残留磁束によりセツト状態を保持するキ
   ープリレーの駆動回路において、コイル励磁電流
   電源を非安定化電源とし、リセツトコイル駆動用
   トランジスタのコレクタを上記電源に直接接続
   し、安定化電源電圧をリセツト用押釦スイツチお
   よびコンデンサを介して上記トランジスタのベー
   スに印加するようにし、上記トランジスタのエミ
   ツタとアースとの間に上記リセツトコイルを挿入
   接続して成るリレー駆動回路。