JPH06267385A - 電気接触器 - Google Patents
電気接触器Info
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- JPH06267385A JPH06267385A JP5104551A JP10455193A JPH06267385A JP H06267385 A JPH06267385 A JP H06267385A JP 5104551 A JP5104551 A JP 5104551A JP 10455193 A JP10455193 A JP 10455193A JP H06267385 A JPH06267385 A JP H06267385A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H47/00—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
- H01H47/22—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for supplying energising current for relay coil
- H01H47/32—Energising current supplied by semiconductor device
- H01H47/325—Energising current supplied by semiconductor device by switching regulator
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Relay Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 最小の接点の跳ね返りで接点を閉じるように
ソレノイドに印加する電圧信号を制御する。 【構成】 制御システムを構成する電気モジュール６０
は、線間電圧信号を直流電圧信号に変換する整流器６
２、この直流電圧信号のソレノイド１６への印加を制御
するトランジスタスイッチ６４、及び制御器６６を含
む。制御器６６は、スイッチ６４を駆動するパルス幅変
調信号を発生しかつそのデューティサイクルを接点開成
に対する平均遷移期間の数倍の調整時間区間にわたり２
０から１００％まで直線的に増大させて、ソレノイド１
６に印加する実質的又は平均電圧レベルを漸次上昇さ
せ、その遷移期間中にソレノイドに印加する電圧、電流
を接点閉成に必要な最低レベルより僅かに高いだけに限
定し、最少の力で接点閉成する。
ソレノイドに印加する電圧信号を制御する。 【構成】 制御システムを構成する電気モジュール６０
は、線間電圧信号を直流電圧信号に変換する整流器６
２、この直流電圧信号のソレノイド１６への印加を制御
するトランジスタスイッチ６４、及び制御器６６を含
む。制御器６６は、スイッチ６４を駆動するパルス幅変
調信号を発生しかつそのデューティサイクルを接点開成
に対する平均遷移期間の数倍の調整時間区間にわたり２
０から１００％まで直線的に増大させて、ソレノイド１
６に印加する実質的又は平均電圧レベルを漸次上昇さ
せ、その遷移期間中にソレノイドに印加する電圧、電流
を接点閉成に必要な最低レベルより僅かに高いだけに限
定し、最少の力で接点閉成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気接触器、特に、電
気接触器の作動中に生ずる接点の跳ね返り及び接点反跳
に起因する摩耗を減少させるために接触器コイル又はソ
レノイド内の電流を制御する電気接触器に関する。
気接触器の作動中に生ずる接点の跳ね返り及び接点反跳
に起因する摩耗を減少させるために接触器コイル又はソ
レノイド内の電流を制御する電気接触器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のほとんどの接触器においては、接
触器の作動及び接触器内の接点閉成が開始されたとき整
流線間電圧の全量がそのコイル又はソレノイドに印加さ
れる。結果的に、運動する接点を取り付けた接極子組成
体は急激に加速し、ソレノイドを構成する静止磁石内へ
急激に圧着する。このプロセスに関連する過剰運動エネ
ルギーは、１０〜２０ｍｓ以上続くことがあり、かつ１
回の接触器作動事象の間中に複数回の接点開閉に係わる
ことがある多重機械的リバンウンド又は“接点反跳”を
生じる。接点反跳は、接点の高レベルの機械的摩耗及び
繰り返しアーク作用に起因する接点の浸食を招く。
触器の作動及び接触器内の接点閉成が開始されたとき整
流線間電圧の全量がそのコイル又はソレノイドに印加さ
れる。結果的に、運動する接点を取り付けた接極子組成
体は急激に加速し、ソレノイドを構成する静止磁石内へ
急激に圧着する。このプロセスに関連する過剰運動エネ
ルギーは、１０〜２０ｍｓ以上続くことがあり、かつ１
回の接触器作動事象の間中に複数回の接点開閉に係わる
ことがある多重機械的リバンウンド又は“接点反跳”を
生じる。接点反跳は、接点の高レベルの機械的摩耗及び
繰り返しアーク作用に起因する接点の浸食を招く。
【０００３】過去において、電気接触器内の接点閉成プ
ロセスを制御するいくつかの試みがなされてきた。例え
ば、バウアー（Ｂａｕｅｒ）他に交付された米国特許第
４，８３３，５６５号は、線間電圧状態を検出して接触
器のコイルに印加される位相角変調全波形式信号に対す
る前処理プログラムされたプロフィールを選択し、その
接点閉成プロセス中印加されるエネルギーを制御するよ
うにシステムを開示している。しかしながら、これらの
技術は、個々の接触器間の相違に対応するには比較的非
柔軟性がなく、その駆動電圧が線間電圧信号の各半波期
間中のみにソレノイドに印加されると云う極めて不連続
な様式で動作する。
ロセスを制御するいくつかの試みがなされてきた。例え
ば、バウアー（Ｂａｕｅｒ）他に交付された米国特許第
４，８３３，５６５号は、線間電圧状態を検出して接触
器のコイルに印加される位相角変調全波形式信号に対す
る前処理プログラムされたプロフィールを選択し、その
接点閉成プロセス中印加されるエネルギーを制御するよ
うにシステムを開示している。しかしながら、これらの
技術は、個々の接触器間の相違に対応するには比較的非
柔軟性がなく、その駆動電圧が線間電圧信号の各半波期
間中のみにソレノイドに印加されると云う極めて不連続
な様式で動作する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、個々
の接触器の電気的状態に従ってかつその特性に応じてそ
の接点閉成プロセスを制御する能力を備える電気接触器
を提供することにある。
の接触器の電気的状態に従ってかつその特性に応じてそ
の接点閉成プロセスを制御する能力を備える電気接触器
を提供することにある。
【０００５】本発明の他の目的は、接点閉成において接
点反跳を最小にし、かつ接点要素の機械的摩耗と電気的
浸食を減少させるように電気接触器内の接点閉成プロセ
スを自動制御するシステムを提供することにある。
点反跳を最小にし、かつ接点要素の機械的摩耗と電気的
浸食を減少させるように電気接触器内の接点閉成プロセ
スを自動制御するシステムを提供することにある。
【０００６】本発明のさらに他の目的は、製造上経済的
であり、動作上信頼性が高く、かつ設計が簡単な電気接
触器内接点反跳制御システムを提供することにある。
であり、動作上信頼性が高く、かつ設計が簡単な電気接
触器内接点反跳制御システムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、最少接点反跳
で電気接触器内の接点の“ソフト”閉成を提供するため
に電気接触器内のコイル又はソレノイドを駆動するのに
用いられる電流を調整する制御能力を有する電気接触器
を構成する。本発明は、接触器内のソレノイドを駆動す
るのに使用される交流線間電圧信号を直流信号に変換す
る整流器、ソレノイドに印加される電圧信号を制御する
トランジスタスイッチ、及び接点閉成プロセスを制御す
るためにトランジシタスイッチの動作を調整する制御器
を含む。
で電気接触器内の接点の“ソフト”閉成を提供するため
に電気接触器内のコイル又はソレノイドを駆動するのに
用いられる電流を調整する制御能力を有する電気接触器
を構成する。本発明は、接触器内のソレノイドを駆動す
るのに使用される交流線間電圧信号を直流信号に変換す
る整流器、ソレノイドに印加される電圧信号を制御する
トランジスタスイッチ、及び接点閉成プロセスを制御す
るためにトランジシタスイッチの動作を調整する制御器
を含む。
【０００８】好適実施例においては、この制御器は、ト
ランジスタスイッチを駆動するために使用されるパルス
幅変調信号を発生する。パルス幅変調信号のデューティ
サイクルは、接触器内の接点閉成に対する平均遷移期間
のの少なくとも数倍に調節される時間区間にわたり例え
ば２０％などの低デューティサイクルから例えば１００
％などの高デューティサイクルまで直線的に増大され
る。このトランジスタスイッチに供給される駆動信号の
増大するデューティサイクルは、その結果、ソレノイド
に印加されている実質的電圧レベルを上昇させる。この
上昇する実質的電圧レベルに起因してソレノイドを流れ
る増大する電流は、その結果、終局的に接触器内の接極
子をソレノイドに向けて引き下げ、これによってそれら
の接点が閉じられる。しかしながら、ソレノイドに印加
される電圧及び電流は漸増的に増大するので、接点閉成
に対する遷移期間中にソレノイドに印加される電圧及び
供給される電流はこの接触器の作動化にとって必要とさ
れる最低レベルより僅かに高いだけのレベルに限定され
る。したがって、この接触器は、最少の力で以て閉じ、
その結果、接点反跳、機器的摩耗、及び電気的浸食の量
を減少する。
ランジスタスイッチを駆動するために使用されるパルス
幅変調信号を発生する。パルス幅変調信号のデューティ
サイクルは、接触器内の接点閉成に対する平均遷移期間
のの少なくとも数倍に調節される時間区間にわたり例え
ば２０％などの低デューティサイクルから例えば１００
％などの高デューティサイクルまで直線的に増大され
る。このトランジスタスイッチに供給される駆動信号の
増大するデューティサイクルは、その結果、ソレノイド
に印加されている実質的電圧レベルを上昇させる。この
上昇する実質的電圧レベルに起因してソレノイドを流れ
る増大する電流は、その結果、終局的に接触器内の接極
子をソレノイドに向けて引き下げ、これによってそれら
の接点が閉じられる。しかしながら、ソレノイドに印加
される電圧及び電流は漸増的に増大するので、接点閉成
に対する遷移期間中にソレノイドに印加される電圧及び
供給される電流はこの接触器の作動化にとって必要とさ
れる最低レベルより僅かに高いだけのレベルに限定され
る。したがって、この接触器は、最少の力で以て閉じ、
その結果、接点反跳、機器的摩耗、及び電気的浸食の量
を減少する。
【０００９】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図１は、電気接触器の基本的構成と構成要素を図解
するＩＥＣ（国際電気標準会議）型接触器の断面図であ
る。いま、図１を参照すると、電気接触器１０が示され
ており、この接触器は、ソレノイド１６に印加される電
気信号に応答して負荷端子１２と１４との間の電気的接
続性を成立及び遮断する。接触器１０は、取外し可能ト
レイ２０を取り付けるためのベース１８を含み、このト
レイの上でソレノイド１６が積層継鉄２２内に取り付け
られている。動作中、トレイ２０は、キャッチ２４によ
って、ソレノイド１６及び継鉄２２をベース１８内中心
に配置させる位置にラッチされる。
る。図１は、電気接触器の基本的構成と構成要素を図解
するＩＥＣ（国際電気標準会議）型接触器の断面図であ
る。いま、図１を参照すると、電気接触器１０が示され
ており、この接触器は、ソレノイド１６に印加される電
気信号に応答して負荷端子１２と１４との間の電気的接
続性を成立及び遮断する。接触器１０は、取外し可能ト
レイ２０を取り付けるためのベース１８を含み、このト
レイの上でソレノイド１６が積層継鉄２２内に取り付け
られている。動作中、トレイ２０は、キャッチ２４によ
って、ソレノイド１６及び継鉄２２をベース１８内中心
に配置させる位置にラッチされる。
【００１０】接触器１０は、また、ベース１８の頂上に
固定されたハウジング２６を含む。接極子２８は、ハウ
ジング２６内に取り付けれ、かつ負荷端子１２及び１４
へ延びる電気リード３２と３４との間に配置されたクロ
スバー３０を含む。クロスバー３０は、その頂上にかつ
リード３２と３４より上に取り付けられたスパナ３６、
及びこのクロスバーの底端にかつソレノイド１６と継鉄
２２より上に取り付けられた積層鉄スラグ３８を有す
る。電気接点４０及び４２と４４及び４６の対応した対
は、スパナ３６及びリード３２，３４上に、それぞれ、
取り付けられている。（接触器１０は通常、三相交流信
号を制御するための３対の電気リード及び接点を含むも
のと理解しなくてはならない。）
固定されたハウジング２６を含む。接極子２８は、ハウ
ジング２６内に取り付けれ、かつ負荷端子１２及び１４
へ延びる電気リード３２と３４との間に配置されたクロ
スバー３０を含む。クロスバー３０は、その頂上にかつ
リード３２と３４より上に取り付けられたスパナ３６、
及びこのクロスバーの底端にかつソレノイド１６と継鉄
２２より上に取り付けられた積層鉄スラグ３８を有す
る。電気接点４０及び４２と４４及び４６の対応した対
は、スパナ３６及びリード３２，３４上に、それぞれ、
取り付けられている。（接触器１０は通常、三相交流信
号を制御するための３対の電気リード及び接点を含むも
のと理解しなくてはならない。）
【００１１】クロスバー３０は、１対のばね５０及び５
２（後者は図示されていない）によって上方位置に保持
されていて、接触器１０が作動していないときには接点
４０及び４２が接点４２及び４６から引き離される（接
点解放）ようになっている。しかしながら、充分な電圧
がソレノイド１６に印加されると、継鉄２２は磁化され
て、クロスバー３０に連結されているスラグ３８を吸引
する磁界が発生される。ソレノイド１６内に充分な電流
が与えられると、スラグ３８及びクロスバー３０は、ば
ね５０及び５２の附勢に抗して、継鉄２２と機械的に接
触する位置に垂直へ下向きに（もっとも、実際には、こ
の方向は接触器１０の配向に応じて横方向であることも
ある）引かれる。同時に、スパナ３６は下向きに移行さ
せられ、接点４０及び４４はそれぞれ接点４２及び４６
に向けて下へ駆動される。接点ばね５４は、スラグ３８
が継鉄２２へ向けて下へ引かれた後に、接点４０，４
４，４２，４６を相互に圧接するのを助援する。これに
よって、接触器１０は“作動化”し、電気的接続性が接
点４０及び４４と４２及び４６との間の物理的接触によ
る端子１２と１４との間に成立される。
２（後者は図示されていない）によって上方位置に保持
されていて、接触器１０が作動していないときには接点
４０及び４２が接点４２及び４６から引き離される（接
点解放）ようになっている。しかしながら、充分な電圧
がソレノイド１６に印加されると、継鉄２２は磁化され
て、クロスバー３０に連結されているスラグ３８を吸引
する磁界が発生される。ソレノイド１６内に充分な電流
が与えられると、スラグ３８及びクロスバー３０は、ば
ね５０及び５２の附勢に抗して、継鉄２２と機械的に接
触する位置に垂直へ下向きに（もっとも、実際には、こ
の方向は接触器１０の配向に応じて横方向であることも
ある）引かれる。同時に、スパナ３６は下向きに移行さ
せられ、接点４０及び４４はそれぞれ接点４２及び４６
に向けて下へ駆動される。接点ばね５４は、スラグ３８
が継鉄２２へ向けて下へ引かれた後に、接点４０，４
４，４２，４６を相互に圧接するのを助援する。これに
よって、接触器１０は“作動化”し、電気的接続性が接
点４０及び４４と４２及び４６との間の物理的接触によ
る端子１２と１４との間に成立される。
【００１２】接触器１０を“不動化”しかつ端子１２と
１４との間の電気的接続性を遮断したいときは必ず、ソ
レノイド１６内の電流の流れを中断する。その磁界が減
退すると、クロスバー３０は直ちにばね５０及び５２に
よって上向きに附勢され、スラグ３８は継鉄２２から引
き離されるように並進させられ、他方スパナ３６及び接
点４０，４２はリード３２，３４及び接点４２，４６か
ら引き離される。
１４との間の電気的接続性を遮断したいときは必ず、ソ
レノイド１６内の電流の流れを中断する。その磁界が減
退すると、クロスバー３０は直ちにばね５０及び５２に
よって上向きに附勢され、スラグ３８は継鉄２２から引
き離されるように並進させられ、他方スパナ３６及び接
点４０，４２はリード３２，３４及び接点４２，４６か
ら引き離される。
【００１３】本発明において、接触器１０は、効率を最
大化し摩耗を最少化するように接触器１０に対する接点
閉成プロセスを調節するために、ソレノイド１６に印加
される電圧及びその結果このソレノイド内を流れる電流
を制御する電気モジュール６０を含む。図２は本発明の
電気接触器全体のブロック図である。図２を参照する
と、電気モジュール６０は、交流主信号を単相全波直流
信号に変換する整流器６２を含み、この直流信号はトラ
ンジスタスイッチ６４が閉じられるとき必ずソレノイド
６４に印加される。スイッチ６４の動作は、リード７０
及び７２に供給される開始信号及び停止信号に応答し
て、制御器６６から線路７４に供給される駆動信号によ
って調整される。制御器６６によってスイッチ６４に供
給されるこの信号は、多数のパルス幅変調パルスを含
み、これらのパルスは接触器１０の作動中は直線的に増
大するデューティサイクルによって特徴付けられる。こ
れらのパルスは、接触器１０内で接点４０及び４４と４
２及び４６との間の“ソフト”閉成を提供するためにソ
レノイド１６を通る電流を制御する。
大化し摩耗を最少化するように接触器１０に対する接点
閉成プロセスを調節するために、ソレノイド１６に印加
される電圧及びその結果このソレノイド内を流れる電流
を制御する電気モジュール６０を含む。図２は本発明の
電気接触器全体のブロック図である。図２を参照する
と、電気モジュール６０は、交流主信号を単相全波直流
信号に変換する整流器６２を含み、この直流信号はトラ
ンジスタスイッチ６４が閉じられるとき必ずソレノイド
６４に印加される。スイッチ６４の動作は、リード７０
及び７２に供給される開始信号及び停止信号に応答し
て、制御器６６から線路７４に供給される駆動信号によ
って調整される。制御器６６によってスイッチ６４に供
給されるこの信号は、多数のパルス幅変調パルスを含
み、これらのパルスは接触器１０の作動中は直線的に増
大するデューティサイクルによって特徴付けられる。こ
れらのパルスは、接触器１０内で接点４０及び４４と４
２及び４６との間の“ソフト”閉成を提供するためにソ
レノイド１６を通る電流を制御する。
【００１４】図３は本発明の接触器の電気的構成要素の
概略的回路図である。図３を参照すると、本発明を実現
するために必要とされる電気的構成要素が、ソレノイド
１６、制御器６６、押しボタンスイッチ８０，８２及び
電源回路８４とこれが含む整流器６２として示されてい
る。本発明は、また、レベルシフティング回路８６、線
間電圧センシング回路８８、リセット回路９０、及び水
晶／セラミック共振回路９２を含む。押しボタンスイッ
チ８０及び８２は、手動操作可能であって、線路１００
及び１０２を接地に接続し、かつ制御器６６の入力ＰＢ
５、ＰＢ６を抵抗器１０４，１０６の作動に因り高電圧
レベルから低電圧レベルへ引き下げる。これによって、
接触器１０の動作用の開始信号及び停止信号は、押しボ
タン８０及び８２が押されたとき必ず制御器６６に供給
される。制御器６６は、その出力ＰＭＬＡにソレノイド
１６の動作を調整する出力信号を供給し、この制御信号
は双極性トランジスタ１１２及び１１４を含むレベルシ
フティング回路８６を通してトランジスタスイッチ６４
に送られる。レベルシフティング回路８６は、制御器６
６からの５Ｖ信号をスイッチ６４のＭＯＳＦＥＴトラン
ジスタ１１６を駆動するのに適合した非反転１０Ｖ信号
に変換する。
概略的回路図である。図３を参照すると、本発明を実現
するために必要とされる電気的構成要素が、ソレノイド
１６、制御器６６、押しボタンスイッチ８０，８２及び
電源回路８４とこれが含む整流器６２として示されてい
る。本発明は、また、レベルシフティング回路８６、線
間電圧センシング回路８８、リセット回路９０、及び水
晶／セラミック共振回路９２を含む。押しボタンスイッ
チ８０及び８２は、手動操作可能であって、線路１００
及び１０２を接地に接続し、かつ制御器６６の入力ＰＢ
５、ＰＢ６を抵抗器１０４，１０６の作動に因り高電圧
レベルから低電圧レベルへ引き下げる。これによって、
接触器１０の動作用の開始信号及び停止信号は、押しボ
タン８０及び８２が押されたとき必ず制御器６６に供給
される。制御器６６は、その出力ＰＭＬＡにソレノイド
１６の動作を調整する出力信号を供給し、この制御信号
は双極性トランジスタ１１２及び１１４を含むレベルシ
フティング回路８６を通してトランジスタスイッチ６４
に送られる。レベルシフティング回路８６は、制御器６
６からの５Ｖ信号をスイッチ６４のＭＯＳＦＥＴトラン
ジスタ１１６を駆動するのに適合した非反転１０Ｖ信号
に変換する。
【００１５】電源回路８４は、交流線間電圧信号を直流
電圧信号ＶBUS に変換するのに使用されるダイオードリ
ング整流器６２を含む。この直流電圧信号はソレノイド
１６を駆動するのに直接に使用される。整流器６２の出
力は、また、電圧調整器１１８に供給され、この電圧調
整器はさらに安定１０Ｖ信号及び安定５Ｖ信号ＶCCを発
生する。
電圧信号ＶBUS に変換するのに使用されるダイオードリ
ング整流器６２を含む。この直流電圧信号はソレノイド
１６を駆動するのに直接に使用される。整流器６２の出
力は、また、電圧調整器１１８に供給され、この電圧調
整器はさらに安定１０Ｖ信号及び安定５Ｖ信号ＶCCを発
生する。
【００１６】ソレノイド１６の１つの端子は電源回路８
４に接続されて信号ＶBUS を受信し、他方、ソレノイド
１６の反対側の端子はＭＯＳＦＥＴトランジスタ１１６
のドレインに接続されている。ＭＯＳＦＥＴトランジス
タ１１６のソースは接地され、他方、そのゲートはレベ
ルシフティング回路８６に接続されて制御器６６からの
駆動信号を受信する。ＭＯＳＦＥＴトランジスタ１１６
がターンオンしたときには電圧信号ＶBUS がソレノイド
１６の両端間に印加され、これに応答して、この印加電
圧に従いソレノイド１６を通して電流が流れる。ソレノ
イド１６を流れた先の電流の結果として成立した磁界が
崩壊プロセスにある際にソレノイド１６の端子間に電流
放電路を提供するためにダイオード１２０はスイッチ６
４がターンオフした後に動作する。ダイオード１２２及
びコンデンサ１２４は、トランジスタスイッチ６４の急
速作動から生じるいかなる電気雑音も接地へ分流するよ
うに機能し、他方、抵抗器１２６はコンデンサ１２４を
断続放電させる。
４に接続されて信号ＶBUS を受信し、他方、ソレノイド
１６の反対側の端子はＭＯＳＦＥＴトランジスタ１１６
のドレインに接続されている。ＭＯＳＦＥＴトランジス
タ１１６のソースは接地され、他方、そのゲートはレベ
ルシフティング回路８６に接続されて制御器６６からの
駆動信号を受信する。ＭＯＳＦＥＴトランジスタ１１６
がターンオンしたときには電圧信号ＶBUS がソレノイド
１６の両端間に印加され、これに応答して、この印加電
圧に従いソレノイド１６を通して電流が流れる。ソレノ
イド１６を流れた先の電流の結果として成立した磁界が
崩壊プロセスにある際にソレノイド１６の端子間に電流
放電路を提供するためにダイオード１２０はスイッチ６
４がターンオフした後に動作する。ダイオード１２２及
びコンデンサ１２４は、トランジスタスイッチ６４の急
速作動から生じるいかなる電気雑音も接地へ分流するよ
うに機能し、他方、抵抗器１２６はコンデンサ１２４を
断続放電させる。
【００１７】線間電圧センシング回路８８は抵抗器１３
０及び１３２を備える分圧器を含み、これらの抵抗器は
線間電圧を表わす適当にスケーリングされた信号ＶＬＩ
ＮＥを発生し、この信号は線路１３４を経由して制御器
６６の入力ＡＮ０に印加される。ダイオード１３６は電
源電圧信号ＶCCのレベルに線路１３４をクランプし、他
方、コンデンサ１３８は信号ＶBUS 内の雑音を接地へシ
ャントするのを助援する。信号ＶBUS が設計限界より下
降して信頼性動作にとって低過ぎるレベルまで下がる
と、制御器６６は信号ＶＬＩＮＥに応答して接触器１０
の動作を阻止する。例えば、正常には１０５から１３０
Ｖの範囲になければならない信号ＶBUS の平均値が６０
Ｖより降下するときは、制御器６６は、押しボタンスイ
ッチ８０から供給される開始信号がさらにあってもこれ
を無視する。電源回路８４の動作を安定化させるため
に、リセット回路９０は、システムの電力投入に際して
制御器６６のリセッチングに遅延を与える。水晶／セラ
ミック共振回路９２は、制御器６６内のプロセッサの動
作を調速するクロック信号を４ＭＨｚなどの周波数で制
御器６６に供給する。制御器６６は、好適には、米国、
アリゾナ州、フェーニックスのモトローラ社（Ｍｏｔｏ
ｒｏｌａ Ｉｎｃ．）によって製造されたＭＣ６８ＨＣ
０５Ｂ４なる８ビットマイクロ制御器のようなパルス幅
変調能力を有するマイクロプロセッサシステムを含む。
０及び１３２を備える分圧器を含み、これらの抵抗器は
線間電圧を表わす適当にスケーリングされた信号ＶＬＩ
ＮＥを発生し、この信号は線路１３４を経由して制御器
６６の入力ＡＮ０に印加される。ダイオード１３６は電
源電圧信号ＶCCのレベルに線路１３４をクランプし、他
方、コンデンサ１３８は信号ＶBUS 内の雑音を接地へシ
ャントするのを助援する。信号ＶBUS が設計限界より下
降して信頼性動作にとって低過ぎるレベルまで下がる
と、制御器６６は信号ＶＬＩＮＥに応答して接触器１０
の動作を阻止する。例えば、正常には１０５から１３０
Ｖの範囲になければならない信号ＶBUS の平均値が６０
Ｖより降下するときは、制御器６６は、押しボタンスイ
ッチ８０から供給される開始信号がさらにあってもこれ
を無視する。電源回路８４の動作を安定化させるため
に、リセット回路９０は、システムの電力投入に際して
制御器６６のリセッチングに遅延を与える。水晶／セラ
ミック共振回路９２は、制御器６６内のプロセッサの動
作を調速するクロック信号を４ＭＨｚなどの周波数で制
御器６６に供給する。制御器６６は、好適には、米国、
アリゾナ州、フェーニックスのモトローラ社（Ｍｏｔｏ
ｒｏｌａ Ｉｎｃ．）によって製造されたＭＣ６８ＨＣ
０５Ｂ４なる８ビットマイクロ制御器のようなパルス幅
変調能力を有するマイクロプロセッサシステムを含む。
【００１８】動作中、制御器６６は、ディジタルメモリ
内に記憶されているプログラムを実行することによって
押しボタンスイッチ８０が閉じられる結果として入力Ｐ
Ｂ５に印加される開始信号に応答する。このプログラム
に従って、２ｋＨｚのような比較的高周波数を有するパ
ルス幅変調信号が出力ＰＬＭＡ上に供給される結果、ス
イッチ６４を駆動する。電源電圧信号ＶBUS のレベルに
従ってソレノイド１６に印加される“実質的”（平均）
電圧をこのパルスの幅に相当して上昇するために、この
信号を作り上げるこのパルス幅が漸増される。充分なレ
ベルの電流が印加電圧の関数としてソレノイド１６内に
生成されると、接極子３０が下向きに引かれる際に、接
触器１０が作動され、接触器１０上の負荷端子１２と１
４との間に電気的連続性を成立するようにそれらの接点
を閉じる。制御器６６によって発生されるパルスの幅
は、１００％デューティサイクルに達するまで増大を続
ける。このデューティサイクルは、次いで、その接点閉
成プロセスがたとえ時刻Ｔ3において又はこれより少し
前に開始されてもこの接点閉成プロセスを充分に完全に
行わせるに充分な固定区間中１００％に維持される。そ
の後に、制御器６６は、ソレノイド１６を通して低レベ
ルの電流を供給するために、スイッチ６４への駆動信号
を低いデューティサイクルを有するように調節するが、
この低レベルの電流は、それにもかかわらず、接触器１
０をその接点を閉じたその作動状態に維持するのに充分
である。押しボタンスイッチ８２が閉じられた結果とし
て制御器６６がその入力ＰＢ６に停止信号を受信する
と、制御器６６はスイッチ６４に供給するパルスをさら
に発生するのを停止し、これによってソレノイド１６を
通る電流に対する駆動力を中断する。接触器１０の接極
子３０は上向きに力を受け、接点４０及び４４と４２及
び４６とは強制的に引き離され、これに伴い負荷端子１
２と１４との間の電気的接続性が遮断される。
内に記憶されているプログラムを実行することによって
押しボタンスイッチ８０が閉じられる結果として入力Ｐ
Ｂ５に印加される開始信号に応答する。このプログラム
に従って、２ｋＨｚのような比較的高周波数を有するパ
ルス幅変調信号が出力ＰＬＭＡ上に供給される結果、ス
イッチ６４を駆動する。電源電圧信号ＶBUS のレベルに
従ってソレノイド１６に印加される“実質的”（平均）
電圧をこのパルスの幅に相当して上昇するために、この
信号を作り上げるこのパルス幅が漸増される。充分なレ
ベルの電流が印加電圧の関数としてソレノイド１６内に
生成されると、接極子３０が下向きに引かれる際に、接
触器１０が作動され、接触器１０上の負荷端子１２と１
４との間に電気的連続性を成立するようにそれらの接点
を閉じる。制御器６６によって発生されるパルスの幅
は、１００％デューティサイクルに達するまで増大を続
ける。このデューティサイクルは、次いで、その接点閉
成プロセスがたとえ時刻Ｔ3において又はこれより少し
前に開始されてもこの接点閉成プロセスを充分に完全に
行わせるに充分な固定区間中１００％に維持される。そ
の後に、制御器６６は、ソレノイド１６を通して低レベ
ルの電流を供給するために、スイッチ６４への駆動信号
を低いデューティサイクルを有するように調節するが、
この低レベルの電流は、それにもかかわらず、接触器１
０をその接点を閉じたその作動状態に維持するのに充分
である。押しボタンスイッチ８２が閉じられた結果とし
て制御器６６がその入力ＰＢ６に停止信号を受信する
と、制御器６６はスイッチ６４に供給するパルスをさら
に発生するのを停止し、これによってソレノイド１６を
通る電流に対する駆動力を中断する。接触器１０の接極
子３０は上向きに力を受け、接点４０及び４４と４２及
び４６とは強制的に引き離され、これに伴い負荷端子１
２と１４との間の電気的接続性が遮断される。
【００１９】図４には、押しボタンスイッチ８０からの
開始信号に応答して制御器６６によって実行されるプロ
グラム２００についての流れ図が示されている。ステッ
プ２０２に示されるように押しボタンスイッチ８０が閉
じられた後、プログラム２００はステップ２０４に進行
し、スイッチ６４に供給されるパルスに対するデューテ
ィサイクルを２０％にセットする。ステップ２０６に従
って、このプログラムは、次いで、このデューティサイ
クルが１００％以上の値にセットされているかどうかを
判定する。もしそのデューティサイクルが１００％以上
でないならば、制御器６６はそのデューティサイクルの
プリセット値に相当するパルスをステップ２０８におい
て出力する。１つのパルスが出力された後、そのデュー
ティサイクルは、ステップ２１０において０．４％のよ
うな一定量だけ増分される。プログラム２００は、次い
で、ステップ２０６へループ復帰する。
開始信号に応答して制御器６６によって実行されるプロ
グラム２００についての流れ図が示されている。ステッ
プ２０２に示されるように押しボタンスイッチ８０が閉
じられた後、プログラム２００はステップ２０４に進行
し、スイッチ６４に供給されるパルスに対するデューテ
ィサイクルを２０％にセットする。ステップ２０６に従
って、このプログラムは、次いで、このデューティサイ
クルが１００％以上の値にセットされているかどうかを
判定する。もしそのデューティサイクルが１００％以上
でないならば、制御器６６はそのデューティサイクルの
プリセット値に相当するパルスをステップ２０８におい
て出力する。１つのパルスが出力された後、そのデュー
ティサイクルは、ステップ２１０において０．４％のよ
うな一定量だけ増分される。プログラム２００は、次い
で、ステップ２０６へループ復帰する。
【００２０】もしそのデューティサイクルが１００％以
上ならば、プログラム２００はステップ２０６からステ
ップ２０７へ進行し、ここで制御器６６は１つのパルス
を１００％に等しいデューティサイクルで以てスイッチ
６４へ出力する。プログラム２００は、次いで、ステッ
プ２０９へ進行し、ここでこのプログラムは１だけ計数
値Ｎを増分し、かつステップ２０５へ移行し、ここでこ
のプログラムはその計数値が５０などの一定値に等しい
か否かを判定する。もしその計数値がまだ５０に等しく
ないならば、プログラム２００はステップ２０７へルー
プ復帰し、かつもう１つのパルスを出力する。ステップ
２０７、２０９、及び２０５は、接触器１０に対する期
待遷移時間Ｔ2 −Ｔ1 にほぼ等しい、１００％デューテ
ィサイクルにおける“ドウェル”期間を提供する。も
し、他方、その計数値Ｎが５０に等しいならば、このプ
ログラムはステップ２１１へ進行し、ここでその計数値
Ｎが１の値にリセットされる。プログラム２００はステ
ップ２１２に進行し、ここでスイッチ６４に供給される
パルスに対するデューティサイクルが１５％にセットさ
れる。ステップ２１４において、プログラム２００は、
押しボタンスイッチ８２が閉じられたか否かを判定す
る。もしスイッチ８２が閉じられたならば、プログラム
２００は、そのとき、ステップ２１６に終端する。もし
スイッチ８２が閉じらていないならば、制御器６６はそ
のデューティサイクルの現行値（１５％）に相当するデ
ューティサイクルで以てスイッチ６４に１つのパルスを
出力し、かつプログラム２００はステップ２１４へルー
プ復帰する。
上ならば、プログラム２００はステップ２０６からステ
ップ２０７へ進行し、ここで制御器６６は１つのパルス
を１００％に等しいデューティサイクルで以てスイッチ
６４へ出力する。プログラム２００は、次いで、ステッ
プ２０９へ進行し、ここでこのプログラムは１だけ計数
値Ｎを増分し、かつステップ２０５へ移行し、ここでこ
のプログラムはその計数値が５０などの一定値に等しい
か否かを判定する。もしその計数値がまだ５０に等しく
ないならば、プログラム２００はステップ２０７へルー
プ復帰し、かつもう１つのパルスを出力する。ステップ
２０７、２０９、及び２０５は、接触器１０に対する期
待遷移時間Ｔ2 −Ｔ1 にほぼ等しい、１００％デューテ
ィサイクルにおける“ドウェル”期間を提供する。も
し、他方、その計数値Ｎが５０に等しいならば、このプ
ログラムはステップ２１１へ進行し、ここでその計数値
Ｎが１の値にリセットされる。プログラム２００はステ
ップ２１２に進行し、ここでスイッチ６４に供給される
パルスに対するデューティサイクルが１５％にセットさ
れる。ステップ２１４において、プログラム２００は、
押しボタンスイッチ８２が閉じられたか否かを判定す
る。もしスイッチ８２が閉じられたならば、プログラム
２００は、そのとき、ステップ２１６に終端する。もし
スイッチ８２が閉じらていないならば、制御器６６はそ
のデューティサイクルの現行値（１５％）に相当するデ
ューティサイクルで以てスイッチ６４に１つのパルスを
出力し、かつプログラム２００はステップ２１４へルー
プ復帰する。
【００２１】図５には、ソレノイド１６に印加されこと
があるであろうパルス幅変調電圧信号についての２つの
グラフ２５０及び２６０が示されている。グラフ２５２
及び２６２は、グラフ２５０及び２６０に描かれた信号
のデューティサイクルに相当する変化を示す。グラフ２
５０に示されるように、線間電圧曲線２５４によって決
定される電圧レベルを有する３つのパルスは、曲線２５
６によって表示される実質的電圧レベルを発生する。そ
の線間電圧は漸次上昇するので、たとえグラフ２５２に
線２５８として示されたデューティサイクルが一定に保
持されていても、この実質的電圧もまた上昇する。グラ
フ２６０に示されるように、線間電圧曲線２６４によっ
て決定される電圧レベルを有する３つのパルスは、曲線
２６６によって表示される実質的電圧レベルを発生す
る。しかしながら、グラフ２６２に曲線２６８によって
示されるデューティサイクルは急速に増大するので、曲
線２６６によって示される実質的電圧レベルもまた急速
に上昇し、かつこのデューティサイクルが１００％に接
近するに従って線間電圧レベルに接近する。グラフ２５
０及び２６０は、ソレノイド１６に印加される駆動パル
スの全体的な機能性及び本発明の動作へのデューティサ
イクル変動の影響の説明であることを意図している。
があるであろうパルス幅変調電圧信号についての２つの
グラフ２５０及び２６０が示されている。グラフ２５２
及び２６２は、グラフ２５０及び２６０に描かれた信号
のデューティサイクルに相当する変化を示す。グラフ２
５０に示されるように、線間電圧曲線２５４によって決
定される電圧レベルを有する３つのパルスは、曲線２５
６によって表示される実質的電圧レベルを発生する。そ
の線間電圧は漸次上昇するので、たとえグラフ２５２に
線２５８として示されたデューティサイクルが一定に保
持されていても、この実質的電圧もまた上昇する。グラ
フ２６０に示されるように、線間電圧曲線２６４によっ
て決定される電圧レベルを有する３つのパルスは、曲線
２６６によって表示される実質的電圧レベルを発生す
る。しかしながら、グラフ２６２に曲線２６８によって
示されるデューティサイクルは急速に増大するので、曲
線２６６によって示される実質的電圧レベルもまた急速
に上昇し、かつこのデューティサイクルが１００％に接
近するに従って線間電圧レベルに接近する。グラフ２５
０及び２６０は、ソレノイド１６に印加される駆動パル
スの全体的な機能性及び本発明の動作へのデューティサ
イクル変動の影響の説明であることを意図している。
【００２２】図６には、接触器１０が作動し、かつその
接点を閉じている間中の時間期間Ｔ 0 からＴ5 ににわた
る本発明の動作にとって臨界的な電気量の波形線図によ
って本発明の動作が図解されている。波形３０４及び３
０６は、信号ＶBUS で指示される整流線間電圧、及びト
ランジスタスイッチ６４のスイッチング動作の結果とし
てソレノイド１６に印加される実質的電圧を表示する。
波形３０８は、ソレノイド１６の電圧及び電流を制御す
るためにトランジスタスイッチ６４に印加されるパルス
幅変調信号のデューティサイクルを表示する。押しボタ
ンスイッチ８０が閉じられると、制御器６６は、時刻Ｔ
0 においてプログラム２００の実行を開始する。期間Ｔ
0 からＴ5 は約１３３ｍｓにわたり、この間中約２６６
個のパルスが制御器６６によって発生され、かつトラン
ジスタスイッチ６４へ送られる。注意しなくてはならな
いのは、係わる個々のパルスが極めて多数であるため
に、これらのパルス自体及びこれらのパルス個々の作動
から結果する電圧の短期間変動は波形３０４及び３０６
内に示されていないと云うことである。
接点を閉じている間中の時間期間Ｔ 0 からＴ5 ににわた
る本発明の動作にとって臨界的な電気量の波形線図によ
って本発明の動作が図解されている。波形３０４及び３
０６は、信号ＶBUS で指示される整流線間電圧、及びト
ランジスタスイッチ６４のスイッチング動作の結果とし
てソレノイド１６に印加される実質的電圧を表示する。
波形３０８は、ソレノイド１６の電圧及び電流を制御す
るためにトランジスタスイッチ６４に印加されるパルス
幅変調信号のデューティサイクルを表示する。押しボタ
ンスイッチ８０が閉じられると、制御器６６は、時刻Ｔ
0 においてプログラム２００の実行を開始する。期間Ｔ
0 からＴ5 は約１３３ｍｓにわたり、この間中約２６６
個のパルスが制御器６６によって発生され、かつトラン
ジスタスイッチ６４へ送られる。注意しなくてはならな
いのは、係わる個々のパルスが極めて多数であるため
に、これらのパルス自体及びこれらのパルス個々の作動
から結果する電圧の短期間変動は波形３０４及び３０６
内に示されていないと云うことである。
【００２３】トランジスタスイッチ６４に印加されるパ
ルスのデューティサイクルは、２０％デューティサイク
ルである開始値から１００％デューティサイクルである
終了値まで波形３０８によって示されるように、直線状
に漸増される（実際には、このデューティサイクルは、
各パルスがそのデューティサイクルを０．４％など或る
量だけの増大を示すステップ様式で増大する）。プログ
ラム２００に従い、１００％デューティサイクルは時刻
Ｔ3 に到達され、時刻Ｔ4 までの固定“ドウェル”期間
にわたり維持され、時刻Ｔ4 になったときに直ちにこの
デューティサイクル値は１５％に切り戻され、こうする
ことによって接触器１０はその作動位置に保持するさ
れ、この間、エネルギーが保存される。
ルスのデューティサイクルは、２０％デューティサイク
ルである開始値から１００％デューティサイクルである
終了値まで波形３０８によって示されるように、直線状
に漸増される（実際には、このデューティサイクルは、
各パルスがそのデューティサイクルを０．４％など或る
量だけの増大を示すステップ様式で増大する）。プログ
ラム２００に従い、１００％デューティサイクルは時刻
Ｔ3 に到達され、時刻Ｔ4 までの固定“ドウェル”期間
にわたり維持され、時刻Ｔ4 になったときに直ちにこの
デューティサイクル値は１５％に切り戻され、こうする
ことによって接触器１０はその作動位置に保持するさ
れ、この間、エネルギーが保存される。
【００２４】その実質的電圧は波形３０４によって表示
される線間電圧の周期変化（半波変動）を追跡し続ける
けれども、このデューティサイクルが漸増するに従い、
この実質的電圧はこのデューティサイクルに相当して増
大する。時刻Ｔ3 において、この実質的電圧は、そのデ
ューティサイクルが１００％に接近するに従いその線間
電圧にほぼ等しくなる。ソレノイド１６に印加されてい
るこの実質的電圧の結果、ソレノイド１６内に電流が誘
導され、この電流は時刻Ｔ0 からＴ3 へかけて値を漸増
する。注意しなくてならないことは、この電流は全体的
に傾斜関数に追従するが、しかしこの電流の変化はその
線間電圧及び実質的電圧の周期的変動のために厳密には
単調ではないと云うことである。時刻Ｔ4 において、こ
の実質的電圧はその線間電圧の約１５％に降下し、この
間その電流は時刻Ｔ3 におけるその値の１５％に等しい
平均値にまで減少する。
される線間電圧の周期変化（半波変動）を追跡し続ける
けれども、このデューティサイクルが漸増するに従い、
この実質的電圧はこのデューティサイクルに相当して増
大する。時刻Ｔ3 において、この実質的電圧は、そのデ
ューティサイクルが１００％に接近するに従いその線間
電圧にほぼ等しくなる。ソレノイド１６に印加されてい
るこの実質的電圧の結果、ソレノイド１６内に電流が誘
導され、この電流は時刻Ｔ0 からＴ3 へかけて値を漸増
する。注意しなくてならないことは、この電流は全体的
に傾斜関数に追従するが、しかしこの電流の変化はその
線間電圧及び実質的電圧の周期的変動のために厳密には
単調ではないと云うことである。時刻Ｔ4 において、こ
の実質的電圧はその線間電圧の約１５％に降下し、この
間その電流は時刻Ｔ3 におけるその値の１５％に等しい
平均値にまで減少する。
【００２５】接触器１０の個々の特性に従い、時刻Ｔ0
とＴ3 との間の或る時刻Ｔ1 において、充分な電流がソ
レノイド１６を通して流れる結果、接極子３０をソレノ
イド１６の近傍内へ引き下げ、かつ接点４０，４２，４
４及び４６を閉じることによって接触器１０を作動す
る。しかしながら、時刻Ｔ1 とＴ2 との間に延びる遷移
期間３１０によって表示されるように、或る限定時間期
間が、接極子３０にとって、その上位置からその下位置
へ運動するのに必要である。遷移期間３１０は、典型的
に、約１０から２５ｍｓの長さの範囲の区間にわたり延
びかつその実質的電圧が約７５Ｖに達する時点において
典型的に開始する。しかしながら、注意しなくてはなら
ないのは、線間電圧（普通１０５から１３０Ｖの範囲を
とることがある）の変動のために、かつ接触器１０の動
作特性の変動のために、接触器１０を作動させるのに必
要とされる電圧に到達する正確な時点は不確定であると
云うことである。そのシステムが設計限界内において動
作するならば、この時点は時刻Ｔ0 とＴ3 との間の或る
時刻に到達されると云うことが、本発明の利点である。
接触器１０の個別特性又は線間電圧の正確レベルにかか
わらず、トランジスタスイッチ６４を駆動するパルスの
デューティサイクルが増大するに従って適当な“作動
化”電圧が１つの点又は他の点において得られる。
とＴ3 との間の或る時刻Ｔ1 において、充分な電流がソ
レノイド１６を通して流れる結果、接極子３０をソレノ
イド１６の近傍内へ引き下げ、かつ接点４０，４２，４
４及び４６を閉じることによって接触器１０を作動す
る。しかしながら、時刻Ｔ1 とＴ2 との間に延びる遷移
期間３１０によって表示されるように、或る限定時間期
間が、接極子３０にとって、その上位置からその下位置
へ運動するのに必要である。遷移期間３１０は、典型的
に、約１０から２５ｍｓの長さの範囲の区間にわたり延
びかつその実質的電圧が約７５Ｖに達する時点において
典型的に開始する。しかしながら、注意しなくてはなら
ないのは、線間電圧（普通１０５から１３０Ｖの範囲を
とることがある）の変動のために、かつ接触器１０の動
作特性の変動のために、接触器１０を作動させるのに必
要とされる電圧に到達する正確な時点は不確定であると
云うことである。そのシステムが設計限界内において動
作するならば、この時点は時刻Ｔ0 とＴ3 との間の或る
時刻に到達されると云うことが、本発明の利点である。
接触器１０の個別特性又は線間電圧の正確レベルにかか
わらず、トランジスタスイッチ６４を駆動するパルスの
デューティサイクルが増大するに従って適当な“作動
化”電圧が１つの点又は他の点において得られる。
【００２６】さらに、接触器１０を作動させかつその接
点を閉じるためにちょうど充分なしかし過剰ではない電
流が利用可能であるように、遷移期間３１０中にソレノ
イド１６を通して流れる電流の量は、その実質的電圧の
レベルを調速するデューティサイクル波形３０８の傾斜
によって限定される。したがって、接触器１０の接極子
３０は、遷移時間３１０中に極めて僅かの追加電流を供
給されることで以て及び最少の力を使用することで以
て、その上位置からその下位置へ運動させられる。この
技術は、それらの接点における跳ね返り作用が劇的に減
少し、相当に少量の摩耗しか生じない。時刻Ｔ1 からＴ
2 までのデューティサイクルの増大は、約１５〜２０％
の範囲であることが好適とされる。しかしながら、注意
しなくてはならないのは、これらの数字はその接触器の
寸法と特性及びその遷移期間の長さに影響する線間電圧
のレベルに依存する。さらに、遷移期間３１０中のこの
振幅の電圧及び電流の増大は、接触器１０を作動させる
のに必要な最低エネルギーレベルを超えて接極子３０の
速度を実質的に上昇する結果を招くことなく、接極子３
０の漸次運動中に増大するばね抵抗を克服するのを実際
に助援すると、信じられる。
点を閉じるためにちょうど充分なしかし過剰ではない電
流が利用可能であるように、遷移期間３１０中にソレノ
イド１６を通して流れる電流の量は、その実質的電圧の
レベルを調速するデューティサイクル波形３０８の傾斜
によって限定される。したがって、接触器１０の接極子
３０は、遷移時間３１０中に極めて僅かの追加電流を供
給されることで以て及び最少の力を使用することで以
て、その上位置からその下位置へ運動させられる。この
技術は、それらの接点における跳ね返り作用が劇的に減
少し、相当に少量の摩耗しか生じない。時刻Ｔ1 からＴ
2 までのデューティサイクルの増大は、約１５〜２０％
の範囲であることが好適とされる。しかしながら、注意
しなくてはならないのは、これらの数字はその接触器の
寸法と特性及びその遷移期間の長さに影響する線間電圧
のレベルに依存する。さらに、遷移期間３１０中のこの
振幅の電圧及び電流の増大は、接触器１０を作動させる
のに必要な最低エネルギーレベルを超えて接極子３０の
速度を実質的に上昇する結果を招くことなく、接極子３
０の漸次運動中に増大するばね抵抗を克服するのを実際
に助援すると、信じられる。
【００２７】本発明の特定の実施例が示されかつ説明さ
れたが、本発明の真の範囲と精神に反することなく変更
及び変形をこのような実施例に施すことができることは
もとより明白である。添付の特許請求の範囲は全てのこ
のような変更及び変形を包含することを意図している。
れたが、本発明の真の範囲と精神に反することなく変更
及び変形をこのような実施例に施すことができることは
もとより明白である。添付の特許請求の範囲は全てのこ
のような変更及び変形を包含することを意図している。
【図１】電気接触器の基本的構成と構成要素を図解する
ＩＥＣ（国際電気標準会議）型接触器の断面図。
ＩＥＣ（国際電気標準会議）型接触器の断面図。
【図２】本発明の実施例の電気接触器全体の構成を示す
ブロック線図。
ブロック線図。
【図３】本発明の実施例の電気接触器の電気的構成要素
の概略回路図。
の概略回路図。
【図４】本発明の実施例の電気接触器内の制御器によっ
て実行されるマイクロプロセッサプログラムの流れ図。
て実行されるマイクロプロセッサプログラムの流れ図。
【図５】本発明に採用されるパルス幅変調技術を説明す
る１対のグラフ図。
る１対のグラフ図。
【図６】本発明の特徴である主要電気信号の波形を示す
タイミング線図。
タイミング線図。
１０ 電気接触器 １２，１４ 負荷端子 １６ ソレノイド ２２ 継鉄 ２８ 接極子 ３０ クロスバー ３６ スパナ ４０，４２，４４，４６ 電気接点 ５０，５２ ばね ５４ 接点ばね ６０ 電気モジュール ６２ 整流器 ６４ トランジスタスイッチ ６６ 制御器 ８０，８２ 押しボタンスイッチ ８４ 電源回路 ８６ レベルシフティング回路 ９０ リセット回路 ９２ 水晶／セラミック共振回路
Claims (12)
- 【請求項１】 接極子の運動に応答して１対又は複数対
の電気端子間に電気接点を閉じさせるのに適合した接点
スパナに固定した前記接極子の運動を制御するソレノイ
ドを有する電気接触器であって、 前記ソレノイドに印加される電圧レベルが接極子運動を
開始させるのに必要とされる電圧レベルを実質的に超過
しないでいる遷移期間にわたって、充分に低い実質的に
一様な速度で前記ソレノイドに印加される電圧レベルを
上昇させて、前記接極子の運動の結果として前記端子間
を電気接触させる手段と、 前記端子間が電気接触した後は前記端子間の電気接触を
維持する位置に前記接極子を保持するに足りる最小値ま
で前記ソレノイドに印加される電圧レベルを降下させる
手段とを含む改善された電気接触器。 - 【請求項２】 請求項１記載の電気接触器において、前
記電圧レベルを上昇させる手段は、電圧パルスを発生し
かつ実質的に一様な速度で前記電圧レベルを上昇させる
ために、前記パルスのデューティサイクルを定常的に上
昇する高周波パルス幅変調手段を含む、電気接触器。 - 【請求項３】 請求項２記載の電気接触器において、電
圧パルスを発生する前記高周波パルス幅変調手段は約２
ｋＨｚの周波数で動作する、電気接触器。 - 【請求項４】 請求項１記載の電気接触器において、前
記電圧レベルを上昇させる手段は前記接極子が運動して
いる遷移期間にわたり約１５〜２０パーセントの範囲内
の量だけ前記電圧レベルを上昇させるのに適合してい
る、電気接触器。 - 【請求項５】 第１負荷端子に接続された第１接点と、 第２負荷端子に接続された第２接点と、 可動接極子に固定されたスパナに取り付けられた第３接
点及び第４接点と、 印加電圧に応答して前記接極子の運動を制御し、かつ、
前記制御に従って前記スパナを駆動して、前記第１接点
及び前記第２接点と、前記第３接点及び前記第４接点と
の間の電気的接続性を遮断及び成立させることによって
前記接触器を開閉するソレノイドと、 実質的に一様な速度で前記印加電圧を上昇することによ
って前記ソレノイドを流れる電流を制御する手段とを含
む電気接触器。 - 【請求項６】 請求項５記載の電気接触器において、前
記電流を制御する手段は、前記接極子が運動している遷
移期間にわたり約１５〜２０パーセントの範囲内の量だ
け前記電圧の値を上昇させるために、充分に低い速度で
前記電圧を上昇させるように動作する、電気接触器。 - 【請求項７】 請求項５記載の電気接触器において、前
記電流を制御する手段は前記ソレノイドに印加される複
数の高周波電圧パルスの幅を制御する手段を含む、電気
接触器。 - 【請求項８】 請求項７記載の電気接触器において、前
記パルスの幅を制御する手段は、前記ソレノイドに印加
される実質的電圧が上昇するに従い一様な速度で前記パ
ルス幅を増大するように動作して、実質的に一様な速度
で前記電流を増大させる電気接触器。 - 【請求項９】 請求項８記載の電気接触器において、前
記電流を制御する手段は前記接極子が運動している遷移
期間にわたり約１５〜２０パーセントの範囲内の量だけ
前記電圧を上昇するように適合している、電気接触器。 - 【請求項１０】 第１負荷端子に接続された第１接点
と、 第２負荷端子に接続された第２接点と、 可動接極子に固定されたスパナに取り付けられた第３接
点と第４接点と、 前記第１接点と、前記第２接点と、前記第３接点と、前
記第４接点との間の電気的接続性を遮断及び成立させる
ことによって前記接触器を開閉するように前記スパナを
含む前記接極子を駆動するのに適合したソレノイドであ
って第１電気端子と第２電気端子を有する前記ソレノイ
ドと、 前記ソレノイドを通して流れる電流を制御する手段と前
記ソレノイドに電圧信号を印加するために前記ソレノイ
ドの前記第１電気端子に接続された電源と、 前記ソレノイドに印加される仮想電圧レベルを調整する
ために前記ソレノイドの前記第２電気端子に接続された
トランジスタスイッチと、 パルス幅変調信号のデューティサイクルの関数として前
記トランジスタスイッチの動作を制御しかつ前記制御に
よって前記ソレノイドに印加される実質的電圧レベルを
調整するのに適合した前記パルス幅変調信号を発生する
ために前記トランジスタスイッチに接続された制御器と
を含む電気接触器。 - 【請求項１１】 請求項１０記載の電気接触器におい
て、前記制御器は、前記接極子が運動を開始する期間と
前記接極子が運動している遷移期間とにわたる前記接触
器の活性化中に実質的に一様な速度で前記制御器によっ
て発生される前記パルス幅変調信号のデューティサイク
ルを増大させる手段を含む、電気接触器。 - 【請求項１２】 請求項１０記載の電気接触器におい
て、前記制御器は約２ｋＨｚの周波数で前記パルス幅変
調信号を発生する、電気接触器。
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| JP (1) | JPH06267385A (ja) |
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