JPS6218968A - 交流スイツチ装置 - 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】 技術分野 本発明は交流スイッチ装置に関し、さらに詳しくはリレ
ースイッチを用いて単相交流負荷をゼロクロス開閉する
交流スイッチ装置に関する。

背景技術 第１９図は典型的な先行技術の電子回路内臓の交流スイ
ッチ装置５１の内部構造を示す斜視図である。交流スイ
ッチ装置５１の基台５２は電気絶縁性材料で形成されて
おり、複数個の端子５３が基台５２を貫通してモールド
されている。基台５２には基板６５が保持部材６６を介
して基台５２に垂直に取付けられ、この基板６５にはカ
ード５４、板ばね５５、接点５６、内部端子５７、磁極
片５８などによって構成されるリレー成構部５９と、集
積回路６０、抵抗６１、コンデンサ６２、定電圧素子６
３などによって構成される電気回路部６４とが搭載され
ている。

このような先行技術では、交流スイッチ装置を６５成す
る８！１構部品や電子部品などの部品点数が多く、接点
５６から端子５３までの接続一つを見てら、接点５６→
板ばね５５→内部端子５７→基板６５→端子５３の経路
をたどらなければならず、接続個所が多くて組立てに時
間がかかる半面、必要なＭ度が得られず、また接点の開
閉時に生じるアークのため近傍の部品が汚損し、長か分
化が図られないという欠点があった。

目　　　　的 本発明の目的は、部品点数を減らし、かつ取付は精度を
向上して小形化を図り、しかも接点の長寿命化を図るよ
うにした交流スイッチ装置を提供することである。

実施例 第１図は本発明の一実施例の電気回路図である。

交流スイッチ装置１の出力端子３，４には交流電源ＡＣ
と負荷Ｚが直列に接続されている。

検出器ＰＣＴのリングコアＣには第１および第３検出コ
イルＬｌ、Ｌ３が巻回され、出力端子４にはライン、ｅ
３が接続され、ラインＪ！３はリングコアＣ内を貫通し
て第２検出コイルＬ２を形成しラインノ４に連なり、ラ
インノ４は第１検出コイルＬ１の一方の端子および温度
ヒユーズｆの一方の端子に接続されている。第１検出コ
イルＬ１の他端はラインノ１を介して抵抗「１　の一端
が接続され、温度ヒユーズ［の他端にはダイオードＤの
カンード側が接続されている。温度ヒユーズｒはダイオ
ードＤの規定以上の湿度上昇の際には溶断して装置の安
全性を向上するために設けられている。前記抵抗ｒ１、
第１リレースイッチＳＷ１および第２リレースイッチＳ
Ｗ２の各地端は出力端子３に共通に接続されている。さ
らに出力端子３゜４開にはバリスタなどの半導体素子に
よって実現されるサーノ吸収系子ＺＮＲが接続されてい
る。

制御回路２の端子ｖｅｃ　＋二は第１入力端子５を介し
て直流電圧＋Ｖｃｃが接続され、端子ｖｃｃと端子にの
間には抵抗ｒ２が接続され、端子には第２入力端子６に
、端子Ｇは第３入力端子７にそれぞれ接続され端子Ｇは
接地される。第２入力端子６と第３入力端子７間にはス
イッチＫが接続され端子には前記スイッチＫが開状態時
にはそのレベルは「１１」であり、スイッチＫが閉状態
時はそのレベルは「Ｉ、」となる、第１リレースイッチ
ＳＷＩのセットコイルＭＳ、リセットコイルＭＲおよび
第２リレースイッチＳＷ２のセットコイルＳ８１　リセ
ットフィルＳＲの一方の端子はリレーフィル駆動端子Ｖ
に共通に接続されており、上記各リレーコイルの他方の
端子はそれぞれ制御回路２の端子Ｉｎ　Ｓ　ＨＩｎ　ｒ
＋　Ｓ　Ｓ　Ｉ　Ｓ「にこの順序で個別的に接続されて
いる。さらに前記ｔＩｒＪ３検出コイルＬ３が端子ｐａ
＋ｐｂに接続されている。

次に第１図を参照しつつ交流スイッチ装置１の動作を説
明する。負荷への電力消勢時には、抵抗ｒｌ、第１検出
コイルＬ１、第２検出コイルＬ２の直列回路に交流型ｗ
、ＡＣの電圧が印加されているので第３検出コイルＬ３
には交流電圧が誘起、検出され、電圧位相検出入力とし
て端子ｐａｔｐｂを介して制御回路２に与えられる。い
ま負荷への電力付勢時において前記スイッチＫが閑じら
れると、端子にはｒＬＪレベルとなり制御回路２は前記
検出電圧の位相を読取り、端子４側が十の半サイクルす
なわちダイオードＤの遮断時に端子ｓｓを制御回路２の
内ｉｆ’Ｉｓ（図示せず）において接地し、第２リレー
スイッチＳＷ２のセットフィルＳＳが励磁、駆動され、
第２リレースイッチＳＷ２が導通して保持され、続いて
端子４側が−の半サイクルすなわちダイオードＤの導通
時には第１検出フイルＬ１は抵抗ｒ１　　を介して短絡
され、同時に第２検出コイルＬ２は前記ダイオードＤが
導通状態であることを検知し、これによって端子ｍｓを
内部（図示せず）において接地し、前記第１リレースイ
ッチＳＷＩが導通し、負荷への電力付勢が行なわれる。

以後負荷電流は第２検出コイルＬ２を流れ、第３検出フ
イルＬ３にはこれによる電圧が誘起され電流位相検出入
力として制御回路２の端子１１１＋ｐ［）に与えられる
。

次に電力消勢時には前記スイッチＫが開かれ、端子ｋが
「Ｉ］」にレベル変化し、制御回路２は前記電流位相検
出入力によってダイオードＤの導通時に端子ｌｌＩｒを
接地して第１リレースイッチＳＷＩのリレーコイルＭＲ
を励磁、駆動して第１リレースイッチＳＷＩを遮断し、
続いてダイオードＤの遮断時に端子ｓｒを接地して第２
リレースイッチＳＷ２のリセットコイルＳＲを励磁、駆
動して第２リレースイッチＳＷ２を遮断する、これによ
って負荷の電力情勢が行なわれる。なお本実施例におい
てはスイッチＫにロック形のものを用いたけれども、制
御回路２内にラッチ手段を設け、スイッチＫにノンロッ
ク形たとえば押釦スイッチを用いてスイッチにの抑圧ご
とにレベル変化を生じさせるようにしてもよい。

以上のように本実施例によれば、負荷への電力付勢時に
はダイオードＤが遮断状態の半サイクル期間に第２リレ
ースイッチＳＷ２を導通し、続いてダイオードＤが導通
状態の期間に第１リレースイッチＳＷＩを導通し、電力
消勢時にはダイオードＤが導通状態の期間に第１リレー
スイッチＳＷ１を遮断し、続いてダイオードＤが遮断状
態の期間に第２リレースイッチＳＷ２を遮断させるよう
にしたのでｔｐＪ１リレースイッチＳＷＩの接、弘開閉
時のアーク発生が抑制されて接点の長寿命が図られる。

ただし本実施例を前述の背景技術の項で述べたごとき内
部構造によって実現しようとすれば部品点数の多い第１
図示の本実施例の回路では構造が複雑化し、装置が大形
化するのは避けられない。

第２図は本発明の一実施例の内部構造を示す分解錯視図
であり、第３図はその平面図であり、第４図は第３図の
右側面図であり、第５図は第３図の左側面図であり、第
６図は第３図の下側面図である。また＠７図は第３図の
切断面線Ａ−Ａから見た断面図であり、第８図は第３図
の切断面線Ｂ−Ｂから見た断面図である。上記各図面に
おいて第１図示の電気回路図と対応する部分については
同一の参照符を付しである。以下第２図〜第８図を参照
しつつ各部について詳しく説明する。第２図を参照して
、基台８は電気絶縁性材料から成り、可動接点部材９、
コイルユニット１２などを載置する台部８ａと、検出器
ＰＣＴ、固定接点部材１０゜１１および集り御回路２が
溝成される印刷配線基板１９などを載置する台部８ｂが
形成され、台ｎ８　ａは台部８ｂの約２倍の高さとなっ
ており、コイルユニット１２を搭載する位置にはコイル
ユニット１２の位置決め用の立上がり部８ｄ＋８ｅおよ
び第１リレースイッチＳＷ１の可動接点９ａ、固定接点
１０ａを囲み第１リレースイッチをＳＷＩの動作時の接
点消耗の飛散を防止する隔壁８ｆが形成されている。隔
壁８「の後部（第８図左方）側には前記立上がり部８ｄ
＋８ｅに対向して嵌合凹所８ｇ、８ｂが形成されており
、コイルユニット１２が立上がり郁８ｄと嵌合凹所８ｇ
および立上がり部８ｅと嵌合凹所８ｈの間にそれぞれ嵌
り込み、位置決めされている。可動接点部材９に連なる
出力端子３は前記台部８ａに設けられた挿通孔８ｊに挿
通され基台５の底部より外へ貫通して引出され、基台８
に固着される。第１リレースイッチＳＷＩの可動接点９
ａは前記隔！！！８ｆ内に収納される。サージ吸収素子
ＺＮＲ１抵抗「１が挿通孔８ｋに挿通され、第２リレー
スイッチ５−Ｗ２の固定接点部材１１は挿通孔８艶に挿
通され、前記可動接点部材に固定された第２リレースイ
ッチＳＷ２の可動接点９ｂと対向する位置に固定される
。第２出力端子４は挿通孔８ノに挿通され基台５の底部
より外へ貫通して引き出され、基台８に固着される。第
１リレースイッチＳＷＩの固定接点部材１０は隔壁８ｒ
に設けられた細隙８ｎを通じて固定接点１０ａが隔壁内
に入り、前記可動後５α９ａと対向するように配設され
、延在部１０ｂは隔壁外にあり、後述するように延在部
１０ｂに溶接されたＩｉ稟縁線１０ｄ検出器ＰＣＴを貫
通し電流を検出する第２検出コイルＬ２を形成する。検
出器ＰＣＴは台部８ｂに設けられた凹所８ｐに載ｒｉさ
れ固定される。

フィルユニット１２をｆｆＩＩＮ、するスペーサ１３は
側壁１３ｃの艮手力向の前縁部に上方に解放された切欠
！！部１３ｃｌを有し、この部分にコイル枠１４の一方
７ランノ部１４ｂの段差部１４ｎが嵌合する。コイル枠
１４の他方の７ランノ部１４ｄには逆Ｕ字状の延在部１
４ｃが設けられ、上記７ランノ部１４ｄと延在部１４ｃ
の開には嵌合溝１４ｅ、１４ｆが設けられており、この
嵌合溝１４ｅ、１．４ｆにセパレータ１３の艮手力向の
一方ｒ−の嵌合壁１３ｅ、１３ｆ＃’嵌り込み、これに
よってセパレータ１３とコイル枠１４は一体化され、コ
イル枠１４に設けられた軸孔１４ｇにアマチュア１７が
挿通され、アマチュア１７の先端部にカード１８が取付
けられる。セパレータ１３の下方には磁石１５が貼着さ
れ、この磁石１５とヨーク１６により磁気回路が形成さ
れる。制御回路２はプリント配線板１９上に形成され入
力端子５．６．７を形成する複数個の入力端子片２０が
プリント配線板１９の下部に固着され、この入力端子片
２０は台部８ｂに設けられた複数個の嵌合孔８ｑに挿通
され、基台５の底部より外へ引出されて入力端子５．６
．７が形成されるとともにプリント配線板１９は基台５
上に位置決めされて自立する。以上のように各部品が載
ｇ１された基台８に電気絶縁性材料から成るカバー２１
が嵌合して固定される。

次に各部について説明する。第９図は可動接、α部材９
の斜視図である。第１リレースイッチＳＷ１の可動接点
９ａは弾発性を有する板ばね９ｂの端部固；ａされ第２
リレースイッチＳＷ２の可動接点９ｃは板ばね９ｄの端
部に固着されている。連結部材９ｅの両ｉ部はフィル字
状に屈曲して立上がり部９ｆ、９．を形成し、前記板ば
ｈ９ｂの固定接点９ａと反対側の端部は立上がり部９ｆ
に、板ばね部９ｄの固定接点９ｃと反対側の端部は立上
がり部９ｇにそれぞれ固Ｈされている。立上がり部９ｇ
の基部は可動接点９ｃの方向に延在し、水平方向に屈曲
し、さらに垂直方向（第９図下方）に屈曲され、その端
部は第１リレースイッチＳＷＩと第２リレースイッチＳ
Ｗ２のそれぞれ一方の端子すなわち出力端子３を形成し
ている。このように板ばね９ｂ、９ｃｌを連結部材９ｅ
に一体的に固着させ、さらに連結部材９ｅの端部を出力
端子３として一体的に形成することにより部品点数と接
続箇所をともに減することができる。

第１０図は第１リレースイッチＳＷＩの固定接点部材１
０と検出器ＰＣＴの斜視図であり、第１１図は第２リレ
ースイッチＳＷ２の固定接点部材１１の斜視図である。

第１０図を参照して、第１リレースイッチＳＷＩの固定
接点１０ａは支持部材１０ｂに固着され、支持部材１０
ｂの基部はＬ字状に屈曲し、接続片１０ｃが形成され、
絶Ｊｊ編素線１０ｄの芯線の端部が溶接により接続され
ている。ＩｉＸ線１０ｄはラインＪ！４を形成し検出器
ＰＣＴを貫通して引出され、検出器ＰＣＴを貫通する部
分は前述の電流位相を検出する第２検出コイルＬ２を形
成し、検出器ＰＣＴがら引出された部分はラインノ３を
形成し、この端末は出力端子４（図示せず）に接続され
る。固定液、α１０ａが固着されている支持部材１０ｂ
は前述の基台５に形成された隔壁８ｆ内の位置決め孔（
図示せず）に嵌込まれ、固着される。また検出１ＰｃＴ
はｖＪ２図示の台部８ｂ上に設けられた凹所８ｐに嵌込
まれ固着される。

次に第１１図を参照して第２リレースイッチＳＷ２の固
定接点１１ａはＬ字状に屈曲された支持部材１１ｂの一
方の辺に固着され、他方の辺には切開部１１ｃが形成さ
れており、この切開部１１ＣにはダイオードＤのアンー
ド側のリード線が挿入され、圧接によって固定接点１１
ａｌと電気的に接続されている。ダイオードＤのカソー
ド側のリード線は接続片１１　ｄ　ｌ：設けられた一方
のリード線孔ｌｉｅに挿通され、他方のリード線１１ｆ
には温度ヒユーズｆの一方のリード線が挿通され、これ
らのリード線はたとえば半田付によって接続片１１ｃｌ
を介して相互に電気的に接続され、これによって第２リ
レースイッチＳＷ２の固定接点１１ａ→グイオードＤ→
温度ヒユーズｆの直列回路が一体的に形成され、これに
よって部品点数と接続箇所をともに減することができる
。なお支持部材１１ｂの基部（第１１図下方）は第２図
示の台部８ａに設けられた逆Ｔ状の嵌合溝８Ｉ１１に嵌
込まれ、これによって容易に固定接点部材１１の位置決
めが行なわれる。

第１２図はスペーサ１３を基台８に設けられた立上がり
部８ｄより見た斜視図であり、！＃１３図はフィル枠１
４を第１２図と同じ方向から見た斜視図であり、第１４
図はアマチュア１７を同じ方向から見た斜視図であり、
ｉ１５図は台部８ａに設けられた立上がり部８ｄの斜視
図である。また第１６図および第１７図は上記スペーサ
１３、コイル枠１４、アマチュア１７の位置決めを示す
一部切欠き斜視図である。第１２図〜第１７図を参照し
つつ、これら位置決め方法について説明する。

コイル枠１４のフィル巻回筒１４ａにはその長手方向の
外周にコイル１４ｎ＋が巻回されており、コイル巻回筒
１４ａの内周に設けられたアマチュア１７の細孔１４．
にアマチュア１７の先端１７ｃを矢符ａに示した方向に
挿入する。

スペーサ１３は側５１１３　ｃおよび長手方向の両端部
に形ｒ＆すれた嵌合５！　１３　ａ、１３　ｂ、１３　
ｃ、１３ｄにより上方に開放された箱状をなし、このス
ペーサ１３の内側にアマチュア１７が挿入された前記コ
イル枠１４が嵌込まれる。このとき！＠１６図に示すよ
うにコイル枠１４の一方端に設けられた７ランノ部１４
ｄと延在部１４ｃの間の嵌合溝１４ｅ。

１４ｆにスペーサ１３の嵌合’ｊｉｌ１３ｅ、１３ｆが
それぞれ嵌合し、コイル枠１４の一方端の７ランノ部１
４ｄに設けられた段差部１４ｈは上記スペーサ１３の嵌
合壁１３ｄ＝１３ｅ間に形成された切欠き部１３ｇに面
一に嵌合する。また＠１７図に示すようにコイル枠１４
の他方端の７ランノ部１４ｂに設けられた段差部１４０
はスペーサ１３の他方端に設けられた嵌合壁１３ａ、１
３ｂ問に形成された切欠き部１３ｄに面一に嵌合し、こ
れによってスペーサ１３と、アマチュア１７が挿通され
たコイル枠１４とは一体化され、第２図示におけるフィ
ルユニット１２が形成される。このフィルユニット１２
は第１５図に示す立上がり部８ｄと嵌合凹所８ｇの開に
嵌込む、このとき立上がり部８ｄに設けられた段差部８
ｒ、８ｓにはコイル枠１４の延在部１４ｃの幅方向の両
端の立下がり部１４に、１４ノがそれぞれ当接する。ま
た第１５図、第１６図に示すように台部８ａｌ：設けら
れた段差９８ｔｖ８ｕによりスペーサ１３の幅方向すな
わち矢符Ｙで示される方向の位置決めが確定する。また
アマチュア１７の当接面１１ｄが基台８の立上がり部８
ｄの内壁面に当接することにより、その前後方向すなわ
ち矢符Ｘで示される方向の位置決めが確定し、当接面１
７ａが延在部１４ｃの下面１４ｉに当接し、当接面１７
ｂが立上がり部８ｄの底面８Ｓに当接することにより、
その上下方向すなわち矢符Ｚで示される方向の位置決め
が確定される。このようにしてコイルユニット１２、ア
マチュア１７の位置決めが容易に、しかも高精度で実現
できる。

第１８図は隔壁８ｒの部分平面図である。第１リレース
イッチＳＷＩの可動接点９ａと固定接点１０ａが対向し
て配設され、この接点９ａ、１０ａは隔５！８ｒで取囲
まれ、固定接点部材１０の支持片１０ｂは隔壁８ｆの細
隙８ｎを通して外部に引出されている。このように負荷
電力を導通、遮断する第１リレースイッチＳＷ１の接点
９ａ、１０ａを隔壁８ｆによって近傍の部品から隔離す
るようにしたので第１リレースイッチＳＷ１の動作時の
接点消耗粉の飛故による近傍の部品の汚損が防止され、
長寿命化が図られる。

効　　果 以上のように本発明に従えば、第１リレースイッチおよ
び第２リレースイッチを用いて負荷電力の開閉を行なう
交流スイッチ装置において、リレースイッチの可動接点
はばね部材を介して端子と一体的に形成されている連結
部材に連なり、また固定接点部材には制御回路を構成す
る電子部品を圧接して一体的に形成し、検出器を貫通す
る電流導線を固、定接点部材に溶接するようにしたので
、部品点数と接続箇所をともに減することができ、部品
の高密度実装が可能となり、小形化が実現され、生産性
の向上とコストの低減が図られる。リレースイッチのフ
ィル枠とアマチュアには段差部および凹所を設けて“基
台部と嵌合する構造としたことによって容易にしかも高
精度で取付けることができ、リレースイッチの性能向上
が図られる。

また！＠１リレースイッチの接点を隔壁で囲むようにし
たので、リレースイッチの動作時の接点消耗粉の飛散に
よる部品の汚損が防止され、前記第１リレースイッチの
開閉動作時のアーク抑制と相まって装置の長寿命化が図
かられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の電気回路図、第２図は本発
明の一実施例の分解斜視図、第３図はその平面図、ｆ：
ｔＳ４図はその右側面図、第５図は第３図の下側面図、
第６図はその左側面図、第７図は第３図の切断面＃ａＡ
−Ａから見た断面図、第８図は切断面線Ｂ−Ｂから見た
断面図、第９図は可動接、α部材の斜視図、第１０図は
第１リレースイッチの固定後、α部材と検出器の斜視図
、第１１図は第２リレースイッチの固定後５弘部材の斜
視図、第１２図はセパレータの斜視図、ｍ１３図はフィ
ル枠の斜視図、第１４図はアマチュアの斜視図、第１５
図は基台に設けられた立上がり部の斜視図、第１６図は
基台、スペーサ、コイル枠およびアマチュアの相互の位
置決めを示すために一部を切欠いた断面を示す斜視図、
第１７図はスペーサとコイル枠の位置決めを示す一部切
欠き断面図、第１８図は隔壁８ｆの平面図、第１９図は
先行技術を示す分解斜視図である。 １．５１・・・交流スイッチ装置、２・・・制御回路、
３．４・・・出力端子、５〜７・・・入力端子、８．５
２・・・基台、９・・・可動後、α部材、１ｏ・・・第
１リレースイッチの固定接点部材、１１・・・第２リレ
ースイッチの固定接点部材部材、１２・・・コイルユニ
ット、１３・・・スペーサ、１４・・・フィル枠、１７
・・・アマチュア、ＡＣ・・・２流電源、Ｄ・・・ダイ
オード、ｆ・・・温度ヒユーズ、Ｋ・・・スイッチ、Ｐ
ＣＴ・・・検出器、ｓｗｌ・・・第１リレースイッチ、
ＳＷ２・・・第２１Ｊレ−Ｘイツチ、Ｚ・・・負荷

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）交流電源と負荷との間に介在される第１リレース
   イッチと、 その第１リレースイッチに並列に接続され、かつ第２リ
   レースイッチとダイオードとを含む直列回路と、 電圧および負荷電流の位相を検出する検出器と、検出器
   の出力に応答して負荷への電力付勢時には前記ダイオー
   ドの遮断時に第２リレースイッチを導通し、続いてダイ
   オードの導通時に第１リレースイッチを導通し、電力消
   勢時にはダイオードの導通時に第１リレースイッチを遮
   断し続いてダイオードの遮断時に第２リレースイッチを
   遮断させる制御回路とを含む交流スイッチ装置において
   、第１および第２リレースイッチは固定接点と可動接点
   とをそれぞれ含み、 前記可動接点は弾発力を有するばね部材を介して端子と
   一体的に形成されている連結部に連なることを特徴とす
   る交流スイッチ装置。
2. （２）前記固定接点は前記制御回路を構成する電子部品
   を圧接する切開部を設けた延在部と一体的に形成されて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の交流
   スイッチ装置。
3. （３）前記検出器を貫通する負荷電流が流れる導線の一
   端が前記延在部に溶接されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第２項記載の交流スイッチ装置。
4. （４）前記リレースイッチのコイルを巻回するコイル枠
   とコイルを外囲する箱状のスペーサとを嵌合してコイル
   ユニットを組立てることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の交流スイッチ装置。
5. （５）コイル枠の挿通孔を挿通するアマチュアの挿通孔
   から突出した一端部はコイル枠とコイルユニットなどが
   取付けられる基台とによつて挟まれて保持されることを
   特徴とする特許請求の範囲第４項記載の交流スイッチ装
   置。
6. （６）第１リレースイッチの接点は前記基台の隔壁で囲
   まれていることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載
   の交流スイッチ装置。