JPS6322592Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、押釦スイツチ接点間に発生するアー
ク放電防止を図つた押釦スイツチ回路に関するも
のである。

弱電素子などで構成された空調機の制御回路な
どのように、交流電源をトランスによつて低圧化
し、それを全波整流して直流リレーやIC素子な
どを駆動制御する回路においては、一般に交流電
源回路に断続制御スイツチが設けられている。そ
してその電源スイツチとしては自動復帰型の押釦
スイツチが使用され、押釦スイツチを閉成したと
きに作動するリレー接点を、その押釦スイツチと
並列接続し、押釦スイツチ開放後は前記リレー接
点を介して制御回路への電源供給を維持するよう
に構成されている。そして、電源供給を断つとき
は、リレーコイルにかかる電源供給を断つことに
よつて行なわれる。

ところが、このような回路構成になると、押釦
スイツチを押して電源回路を閉成するときに、押
釦スイツチの接点部に電源電圧が直接的に印加す
るため、その接点間にはアーク放電が発生する。
接点間にアーク放電が発生すると、当然のことな
がらスイツチ接点は損焼し、寿命を短かくするば
かりか、それが異常電圧となつて弱電素子等を破
壊するなどの悪影響を及ぼす。

これを防止するため、押釦スイツチの接点部に
板ばね、あるいはスプリングなどから成り、接点
間を極めて瞬時に接触させるようにしたスナツピ
ング機構を組込むことが行なわれあるいは、耐ア
ーク性の材料が用いられているが、この方式によ
ると、押釦スイツチの内部構造が複雑化して組立
がむずかしく、非常に高価なものとなる欠点があ
つた。

本考案は、上記した従来技術の欠点に鑑み、ス
イツチオン、オフ時の接点間におけるアーク放電
の発生を確実に防止することができ、しかも廉価
に製造することができる押釦スイツチ回路を提供
するにある。

本考案は、電源供給回路を断続制御する自動復
帰型スイツチと直列的に負性抵抗急変素子を接続
し、その直列回路に、負荷回路への電源供給を維
持するリレー接点を並列接続する構成とすること
によつて、上記目的を達成したものである。以
下、添付図に従つて本考案の一実施例を詳述す
る。

第１図は、電源回路を断続制御する自動復帰型
の押釦スイツチと並列に、その押釦スイツチを閉
成したときに駆動するリレーの接点を設け、押釦
スイツチが自動復帰し、開放後はそのリレー接点
を介して負荷回路への電源供給を維持するように
した回路構成図である。第１図において、１は交
流100Vの電源で、トランス３を介して制御回路
５に接続してある。２ａはその電源回路を閉成す
るための押釦スイツチで、制御回路５側に設けら
れた電源供給遮断用の押釦スイツチ２ｂと連動す
る双極単投型で、かつ自動復帰型のものである。
４は押釦スイツチ２ａとトランス３の一次巻線と
の間に直列接続した自己発熱感応型の負性抵抗急
変素子（以下抵抗素子と略す）で、押釦スイツチ
２ａを閉成したとき電源１の印加電圧によつて自
己発熱し、それまで高抵抗値（10〜100KΩ）に
あつたのを瞬時に低抵抗値（１〜10Ω程度）に変
化する特性を有する。また、トランス３の二次巻
線（低圧側）に接続された制御回路５は、全波整
流器７と前記電源１の電流路を遮断制御する場合
に押釦スイツチ２ｂを閉成することによつて駆動
するリレーコイル８と、そのリレーコイル８の接
点８ａと、接点８ａが閉成状態にあるとき全波整
流器７の直流出力によつて駆動され、前記、押釦
スイツチ２ａと抵抗素子４の直列回路を短絡する
常開接点６ａを有するリレーコイル６とから成つ
ている。なお、制御回路５は、図には示していな
いが、全波整流器７の出力端子９を通して種々の
直流回路あるいはリレーを駆動制御するものであ
る。

前記、抵抗素子４についてもう少し詳しく述べ
ると、この素子は、アルミナ基板上に印刷、形成
された厚膜素子で作られており、電源１の印加電
圧によつて自己発熱し、熱的な過度状態で急変温
度に達して低抵抗値に変化するもので、この抵抗
素子が低抵抗に急変する温度との関係は第２図に
示す如く、初期の抵抗値が100KΩであつたのが、
自己発熱温度約70度の点Tcで10Ω程度に低下す
る。この急変温度に致らしめるまでの時間ｔに影
響を及ぼす要因としては、抵抗素子の発熱量Ｐ
（V²／Ｒ，RI²）と、その抵抗素子自体の熱時定数τ と周囲温度Taが考えられる。すなわち、急変温
度に致らしめるまでの時間ｔと、抵抗素子の構
造、材料によつて決まる熱時定数τ、抵抗素子に
加わる熱量Ｐとは第３図ａ，ｂの特性図に示す関
係にあり、夫々熱時定数τ、発熱量Ｐを制御する
ことによつてその時間ｔを任意に選べる。特に、
時間ｔを短かくする場合には抵抗素子の熱時定数
τを小さくなるように決めればよく、その場合、
抵抗素子を厚膜素子で印刷形成することによつて
容易に熱時定数τを小さくできる。

次に、第１図の如き構成の回路動作について説
明する。

この回路によると、押釦スイツチ２ａを閉成す
る前は第１図に示す状態にあり、抵抗素子４は高
抵抗値にある。これにより電源電圧が押釦スイツ
チ２ａの接点ギヤツプに印加されても、流れる電
流値は約10mAに制限され、その接点ギヤツプに
おいてアーク放電の発生はない。

そして、押釦スイツチ２ａを閉成し、制御回路
５に電源供給するが、その場合、トランス３のイ
ンピーダンスは初期状態にある抵抗素子４の抵抗
値に比して極めて小さいため、電源電圧のほとん
どは抵抗素子４に印加され、そこで抵抗素子４は
自己発熱を開始する。そして、第２図に示すよう
に抵抗素子４の温度が急変温度（約70度）に達す
ると、その抵抗値はマイクロセコンドオーダで急
激に減少する。その結果、電源電圧は押釦スイツ
チ２ａ、抵抗素子４を介してトランス３に印加さ
れ、制御回路５を起動する。制御回路５は整流器
７を介して端子９に接続される図示していない回
路を駆動すると共に、リレー接点８ａを介してリ
レー６を駆動する。これによつて、リレー接点６
ａは閉成し、押釦スイツチ２ａ、抵抗素子４の直
列回路を短絡する。すなわち、押釦スイツチ２ａ
が復帰後、制御回路５への電源供給はリレー接点
６ａを介して行なわれ、押釦スイツチ２ａの閉成
時においてその接点ギヤツプにアーク放電を発生
することはない。

また、この作動状態にある回路を遮断する場合
は、押釦スイツチ２ｂを閉成操作することによつ
て行なわれる。すなわち、押釦スイツチ２ｂを閉
成してリレーコイル８を駆動し、リレー接点８ａ
を開路としてリレーコイル６の電源供給を断つ。
これによつて、リレー接点６ａは復帰し、交流電
流供給路を遮断する。この場合、押釦スイツチ２
ｂと連動して押釦スイツチ２ａも閉成するが、前
述の如く抵抗素子４による高抵抗手段でもつて押
釦スイツチ２ａの直列回路を遮断状態にしてある
ため、リレー接点６ａによる交流電源回路の遮断
動作に何ら関与せず、押釦スイツチ２ａの接点間
にアークが発生するおそれはない。

なお、押釦スイツチ２ａを押して、すぐに放す
までの時間内において、リレー接点６ａによりそ
の押釦スイツチ２ａ、抵抗素子４の直列回路を短
絡できないことが考えられるが、抵抗素子４の抵
抗値の急変終了までの時間は極めて短時間（約
100μs）にできるので、扱者の押釦スイツチ操作
時間内において充分達成できる。

また、押釦スイツチ２ａを閉成してリレー６を
駆動すると同時に、押釦スイツチ２ｂも閉成し、
リレー８を駆動してリレー６の電源回路を遮断し
ようとする動作をするが、リレー８として時遅れ
機能を有するものを用い、リレー６の駆動より遅
らせて駆動することによつてそのような不都合は
解消できる。

次に、第１図に示した回路動作を第４図に基づ
いて、更に詳細に説明する。第４図は、押釦スイ
ツチ回路における各接点の動作を示すタイムチヤ
ートである。タイムチヤートにおいて、時間がＴ
＜t₀の場合は、押釦スイツチ２ａを閉成する前の
状態、つまり第１図に示した各接点の状態を示
す。

次に押釦スイツチ２ａをＴ＝t₀の時点で閉成す
ると、トランス３のインピーダンスは初期状態に
ある負性抵抗急変素子４の抵抗値に比して極めて
小さいため、交流電源１の電圧のほとんどは負性
抵抗急変素子４に印加され、自己発熱を開始す
る。その後第２図に示したように負性抵抗急変素
子４が急変温度Tcに致るまでの時間ｔを経た後、
電源電圧はトランス３に印加されるようになり、
制御回路５が起動する。そして、初期状態では閉
成状態にあるリレー接点８ａを介してリレー６が
駆動され、これによりリレー接点６ａは閉成す
る。第４図では、接点２ａをＴ＝t₀で閉成した
後、負性抵抗急変素子４が急変温度Tcに致るま
での時間ｔとリレー６が有する遅れ時間tmとを
経た後に接点６ａが閉成することを示している。
接点６ａが閉成することにより、扱者が押釦スイ
ツチ２ａを放し、開成状態にしても、電源供給は
続けられる。電源供給状態とするため扱者は、第
４図に示した電源供給電作時間（ｔ＋tm）より
長く押釦スイツチ２ａを押しておく必要がある。
ただし、押釦スイツチ２ａを閉成することによ
り、それと連動した押釦スイツチ２ｂが閉成状態
となり、リレー８が駆動されるが、上述したよう
にリレー８は、リレー６と比べて時遅れ機能を有
するために、リレー６への電源供給を遮断するこ
とはない。つまり、第４図に示すように、リレー
８の有する遅れ時間tdを、扱者が押釦スイツチ２
ａを押している時間（図ではt₂−t₀）よりも長く
設定しておけば、リレー接点８ａが開成しリレー
接点６ａが開成状態となる誤動作を避けることが
できる。以上まとめると、安定した電源供給状態
とするためには、扱者は、押釦スイツチ２ａを押
しておく時間を（ｔ＋tm）よりも長く、かつリ
レー８の有する遅れ時間tdより短かく設定すれば
よい。次に、電源回路遮断動作時について、第４
図を用いて説明する。電源供給が安定に行なわれ
ている時間Ｔ＝t₃の時点で、再び扱者が押釦スイ
ツチ２ａを閉成すると、リレー接点８の遅れ時間
tdを経た後Ｔ＝t₄でリレー接点８ａは開成する。
それによりリレー６への電源供給は遮断され、リ
レー６の有する遅れ時間tm経過後Ｔ＝t₅の時点
でリレー接点６ａが開成される。これにより、押
釦スイツチ２ａと負性抵抗急変素子４とを介して
電源が供給されるようになる。この時点では負性
抵抗急変素子４は初期状態に戻つており、高抵抗
状態となつているので、制御回路５には電源はほ
とんど供給されなくなり、リレー８への電源供給
は遮断され、リレー接点８ａは再び、閉成状態と
なる。接点６ａが開成されてから、接点８ａが閉
成されるまでの時間を図ではteで示し、Ｔ＝t₆で
リレー接点８ａが閉成状態となる。リレー接点６
ａが開成状態になつたＴ＝t₅以降に扱者が、押釦
スイツチ２ａを放して開成状態にすることによ
り、電源遮断が完了する。ただし、扱者がＴ＝t₅
以降においても長く押釦スイツチ２ａを押し続け
ておくと、電源回路遮断後に電源供給動作に再び
入るという誤動作が生ずることになる。つまり、
Ｔ＝t₅の時点からｔ時間（負性抵抗急変素子４に
おいて、急変温度Tcに致るまでに要する時間）
経過すると、負性抵抗急変素子４の抵抗が低下
し、トランス３に電源が供給されるようになり、
再び電源供給状態に移行してしまう。そこで、電
源回路遮断時においては、扱者が押釦スイツチ２
ａを押し続ける時間（第４図では、t₇−t₃）とリ
レーの遅れ時間や、負性抵抗急変素子の特性とを
適宜に設定する必要がある。つまり、第４図で、
（t₇−t₅）時間よりも、負性抵抗素子を急変温度
Tcに致らしめるまでの時間ｔを十分長くなるよ
うに設定しておいて誤動作を避けるとともに、第
４図からわかるように、扱者が押釦スイツチ２ａ
を少なくとも（td＋tm）の時間より長く押し続
けるように設定していれば、電源回路遮断が確実
に行なえる。

また、上記の実施例では、抵抗素子として自己
発熱により抵抗値を急変させるものを使用した例
を示したが、押釦スイツチと直列に他の発熱抵抗
体を接続し、それと並列に温度検知感応型の負性
抵抗急変素子を接続して使用することもできる。

上述の実施例からも明らかなように、本考案
は、電源回路を断続制御するスイツチと直列に負
性抵抗急変素子を接続し、その直列回路に、前記
スイツチを閉成したとき駆動するリレーの常開接
点を並列接続し、スイツチのオン、オフ制御時に
おける電流の流れを前記負性抵抗急変素子によつ
て瞬時抑制し、それと並列接続した前記リレーの
常開接点によつて電源供給回路を形成するように
したので、スイツチのオン、オフ時にスイツチ接
点間でアーク放電を発生することはなく、スイツ
チ接点の損焼を防止できると共に、他の弱電回路
に悪影響を及ぼすことがない。また、従来のスナ
ツピング機構などをスイツチ自体に組み込むもの
に比較して安価で、構造の簡単なスイツチをその
まま使用することができる。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本考案の一実施例を説明するための
ものであつて、第１図はアークの放電防止回路を
備えたスイツチ回路の具体的回路構成図、第２図
は負性抵抗急変素子の電気抵抗−温度特性図、第
３図ａ，ｂは負性抵抗急変素子が急変温度に致ら
しめるまでの時間ｔと熱時定数τ、発熱量Ｐとの
関係を説明するための特性図である。第４図は、
第１図に示す回路動作における各接点間のタイム
チヤートである。 １……交流電源、２ａ，２ｂ……押釦スイツ
チ、３……トランス、４……負性抵抗急変素子、
５……制御回路、６，８……リレーコイル、６
ａ，８ａ……リレー接点、７……整流器、９……
端子。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 負荷回路への電源供給を断続制御する自動復帰
   型スイツチ２ａと直列に負性抵抗急変素子を接続
   し、かつ該スイツチ２ａと負性抵抗急変素子の直
   列回路に、前記スイツチ２ａを閉成することによ
   つて駆動するリレー接点６ａを並列接続した回路
   と、該負荷回路が、該スイツチ２ａと連動する自
   動復帰型スイツチ２ｂを該リレー接点６ａを駆動
   するリレー６への電源供給を断続制御するリレー
   ８と直列に接続した回路と、該リレー６を該リレ
   ー８により駆動される接点８ａと直列に接続した
   回路とからなる制御回路を有し、該リレー８の接
   点８ａの断続時における遅れ時間が該リレー６の
   接点６ａの遅れ時間に比べて長くなるようにして
   あり、該スイツチ２ａの断続制御時に該スイツチ
   ２ａの接点間にアーク放電が発生しないようにし
   たことを特徴とする押釦スイツチ回路。