特許第6053553号(P6053553)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6053553
(24)【登録日】2016年12月9日
(45)【発行日】2016年12月27日
(54)【発明の名称】ラッチングリレーシステム
(51)【国際特許分類】
   H01H 47/22 20060101AFI20161219BHJP
   H01H 47/12 20060101ALI20161219BHJP
【FI】
   H01H47/22 C
   H01H47/12
【請求項の数】6
【全頁数】23
(21)【出願番号】特願2013-28961(P2013-28961)
(22)【出願日】2013年2月18日
(65)【公開番号】特開2014-157768(P2014-157768A)
(43)【公開日】2014年8月28日
【審査請求日】2016年1月19日
(73)【特許権者】
【識別番号】000006895
【氏名又は名称】矢崎総業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002000
【氏名又は名称】特許業務法人栄光特許事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100105474
【弁理士】
【氏名又は名称】本多 弘徳
(74)【代理人】
【識別番号】100177910
【弁理士】
【氏名又は名称】木津 正晴
(72)【発明者】
【氏名】神谷 行朗
(72)【発明者】
【氏名】寺西 憲
【審査官】 出野 智之
(56)【参考文献】
【文献】 実開昭49−126531(JP,U)
【文献】 特開2007−227766(JP,A)
【文献】 特開2008−300629(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H01H 47/22
H01H 47/12
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
永久磁石および制御用の電気コイルを含み電気接点の状態を自己保持する機能を有する1つのラッチングリレーと、
前記ラッチングリレーの近傍に配置され、通電により磁気を発生する機能を有する少なくとも1つのインダクタンス部品と、
前記ラッチングリレーの電気接点の状態を切り替える時に、前記インダクタンス部品に一時的に通電し、前記インダクタンス部品が発生する磁気により、前記ラッチングリレーの動作を補助する補助通電制御部と、
を備え
前記ラッチングリレーとして動作する第1のラッチングリレーと、
前記インダクタンス部品として動作する第2のラッチングリレーと、
を備えることを特徴とするラッチングリレーシステム。
【請求項2】
永久磁石および制御用の電気コイルを含み電気接点の状態を自己保持する機能を有する1つのラッチングリレーと、
前記ラッチングリレーの近傍に配置され、通電により磁気を発生する機能を有する少なくとも1つのインダクタンス部品と、
前記ラッチングリレーの電気接点の状態を切り替える時に、前記インダクタンス部品に一時的に通電し、前記インダクタンス部品が発生する磁気により、前記ラッチングリレーの動作を補助する補助通電制御部と、
を備え
前記ラッチングリレーとして動作する第1のラッチングリレーおよび第2のラッチングリレーを備え、
前記インダクタンス部品は、前記第2のラッチングリレーの近傍に配置され、
前記補助通電制御部は、前記第2のラッチングリレーに含まれる前記永久磁石の影響が前記第1のラッチングリレーに及ぶのを打ち消すために、もしくは前記第1のラッチングリレーに含まれる前記永久磁石の影響が前記第2のラッチングリレーに及ぶのを打ち消すために、前記インダクタンス部品に一時的に通電する、
ことを特徴とするラッチングリレーシステム。
【請求項3】
永久磁石および制御用の電気コイルを含み電気接点の状態を自己保持する機能を有する1つのラッチングリレーと、
前記ラッチングリレーの近傍に配置され、通電により磁気を発生する機能を有する少なくとも1つのインダクタンス部品と、
前記ラッチングリレーの電気接点の状態を切り替える時に、前記インダクタンス部品に一時的に通電し、前記インダクタンス部品が発生する磁気により、前記ラッチングリレーの動作を補助する補助通電制御部と、
を備え
前記ラッチングリレーとして動作する第1のラッチングリレーおよび第2のラッチングリレーを備え、
前記インダクタンス部品は、前記第1のラッチングリレーと第2のラッチングリレーとの間の中間位置に配置され、
前記補助通電制御部は、前記第1のラッチングリレーおよび第2のラッチングリレーの各々の状態の切り替えに同期して前記インダクタンス部品に通電すると共に、補助対象のラッチングリレーに合わせて通電の極性を切り替える、
ことを特徴とするラッチングリレーシステム。
【請求項4】
請求項又は請求項に記載のラッチングリレーシステムであって、
互いに隣接した状態で配置される前記第1のラッチングリレーおよび第2のラッチングリレーについて、前記第1のラッチングリレーのヨークと、前記第2のラッチングリレーのヨークとの距離が近づくように、ほぼ左右対称の向きで前記第1のラッチングリレーおよび第2のラッチングリレーを配置した、
ことを特徴とするラッチングリレーシステム。
【請求項5】
請求項又は請求項に記載のラッチングリレーシステムであって、
互いに隣接した状態で配置される前記第1のラッチングリレーおよび第2のラッチングリレーについて、前記第1のラッチングリレーの鉄心の軸と、前記第2のラッチングリレーの鉄心の軸が略同一直線状に位置するように、前記第1のラッチングリレーおよび第2のラッチングリレーを上下に配置した、
ことを特徴とするラッチングリレーシステム。
【請求項6】
請求項に記載のラッチングリレーシステムであって、
前記第1のラッチングリレーおよび第2のラッチングリレーを含む複数のラッチングリレーのそれぞれと、前記インダクタンス部品との距離がほぼ等しくなるように、前記複数のラッチングリレーの中央部に前記インダクタンス部品を配置した、
ことを特徴とするラッチングリレーシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ラッチングリレーを備えるラッチングリレーシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
一般的なリレーは、スプリング等の力により1つの状態でのみ機械的に安定する。従って、安定状態から別の状態に切り替えて電気接点をオン又はオフに維持するためには、リレーの電気コイルに対して連続的に通電し、継続的に電磁力を発生する必要がある。
【0003】
一方、ラッチングリレーは、一般に、永久磁石および制御用の電気コイルを含み電気接点の状態を自己保持する機能を有している。つまり、2つの安定状態を有しているので、電気接点をオン又はオフに切り替える時に、一時的に電気コイルに通電するだけで安定した別の状態に切り替わる。
【0004】
ラッチングリレーを利用する場合には、電気コイルに連続的に通電する必要がないので、一般的なリレーの場合と比べて消費電力を大幅に低減することができる。従って、車載装置など様々な用途にラッチングリレーを利用することが考えられる。
【0005】
ところで、磁気を扱うリレー等の部品を複数搭載する場合には、隣接する部品同士の干渉の問題が生じる場合がある。
従って、例えば特許文献1に開示されている回路遮断器においては、隣接するコイルの相互間の電磁力の影響を低減するための技術を開示している。具体的には、コイル等の各々の部品を磁性体で構成される磁気遮蔽板で囲むように構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開平2−270246号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
例えば、消費電力を低減するために車両用のリレーを通常のリレーからラッチングリレーに置き換える可能性が考えられる。その場合、車両には多数のリレーを搭載する必要があるので、なるべく部品の実装密度を高めて、狭い空間に多数のラッチングリレーを配置することが求められる。
【0008】
ところが、複数のラッチングリレーを互いに近接した状態で配置すると、相互に干渉が生じる可能性が高い。具体的には、ラッチングリレーに内蔵されている永久磁石の磁気が、隣接する別のラッチングリレーの動作に影響を及ぼす。その結果、ラッチングリレーの状態を切り替えるために各電気コイルに印加すべき電圧(感動電圧と呼ばれる)が上昇又は低下する。
【0009】
このように、ラッチングリレーの感動電圧が定格値に比べて上昇すると、ラッチングリレーの動作不良が生じる可能性が高まる。特に、車載用途の場合には、エンジン始動時などのタイミングで一時的に電源電圧が異常に低下する可能性があるので、動作不良の発生が考えられる。
【0010】
また、一般的なリレーの場合であれば連続的に通電しているので動作不良が生じた場合であっても、電源電圧が回復すれば動作不良も直ちに解消される。しかし、ラッチングリレーの場合には、状態を切り替えるタイミングでのみ電気コイルに通電するので、動作不良が生じた場合にはその異常状態が長時間継続する可能性がある。
【0011】
従って、例えば特許文献1に開示されている技術を採用し、各ラッチングリレーを磁気遮蔽板で囲むことが考えられる。しかしながら、磁気遮蔽板は一般的には鉄製であるため装置の重量が増大するのは避けられないし、高価になる。更に実装密度を高める際の障害にもなる。
【0012】
また、車載用途の場合には、エンジン始動時などのタイミングで一時的に電源電圧が異常に低下する可能性があるので、単一のラッチングリレーだけを使用する場合であっても、感動電圧はなるべく低いことが望まれる。すなわち、電源電圧が異常に低下した状態であっても動作不良が生じないように、低い電圧を電気コイルに印加するたけでラッチングリレーの状態が確実に切り替わることが望ましい。
【0013】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ラッチングリレーを駆動する場合に、比較的低い電圧でも確実な動作が期待でき、複数部品の実装密度を高めることに寄与するラッチングリレーシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0014】
前述した目的を達成するために、本発明に係るラッチングリレーシステムは、下記(1)〜()を特徴としている。
(1) 永久磁石および制御用の電気コイルを含み電気接点の状態を自己保持する機能を有する1つのラッチングリレーと、
前記ラッチングリレーの近傍に配置され、通電により磁気を発生する機能を有する少なくとも1つのインダクタンス部品と、
前記ラッチングリレーの電気接点の状態を切り替える時に、前記インダクタンス部品に一時的に通電し、前記インダクタンス部品が発生する磁気により、前記ラッチングリレーの動作を補助する補助通電制御部と、
を備え
前記ラッチングリレーとして動作する第1のラッチングリレーと、
前記インダクタンス部品として動作する第2のラッチングリレーと、
を備えること。
(2) 永久磁石および制御用の電気コイルを含み電気接点の状態を自己保持する機能を有する1つのラッチングリレーと、
前記ラッチングリレーの近傍に配置され、通電により磁気を発生する機能を有する少なくとも1つのインダクタンス部品と、
前記ラッチングリレーの電気接点の状態を切り替える時に、前記インダクタンス部品に一時的に通電し、前記インダクタンス部品が発生する磁気により、前記ラッチングリレーの動作を補助する補助通電制御部と、
を備え
前記ラッチングリレーとして動作する第1のラッチングリレーおよび第2のラッチングリレーを備え、
前記インダクタンス部品は、前記第2のラッチングリレーの近傍に配置され、
前記補助通電制御部は、前記第2のラッチングリレーに含まれる前記永久磁石の影響が前記第1のラッチングリレーに及ぶのを打ち消すために、もしくは前記第1のラッチングリレーに含まれる前記永久磁石の影響が前記第2のラッチングリレーに及ぶのを打ち消すために、前記インダクタンス部品に一時的に通電する、
こと。
(3) 永久磁石および制御用の電気コイルを含み電気接点の状態を自己保持する機能を有する1つのラッチングリレーと、
前記ラッチングリレーの近傍に配置され、通電により磁気を発生する機能を有する少なくとも1つのインダクタンス部品と、
前記ラッチングリレーの電気接点の状態を切り替える時に、前記インダクタンス部品に一時的に通電し、前記インダクタンス部品が発生する磁気により、前記ラッチングリレーの動作を補助する補助通電制御部と、
を備え
前記ラッチングリレーとして動作する第1のラッチングリレーおよび第2のラッチングリレーを備え、
前記インダクタンス部品は、前記第1のラッチングリレーと第2のラッチングリレーとの間の中間位置に配置され、
前記補助通電制御部は、前記第1のラッチングリレーおよび第2のラッチングリレーの各々の状態の切り替えに同期して前記インダクタンス部品に通電すると共に、補助対象のラッチングリレーに合わせて通電の極性を切り替える、
こと。
) 上記()又は()のラッチングリレーシステムであって、
互いに隣接した状態で配置される前記第1のラッチングリレーおよび第2のラッチングリレーについて、前記第1のラッチングリレーのヨークと、前記第2のラッチングリレーのヨークとの距離が近づくように、ほぼ左右対称の向きで前記第1のラッチングリレーおよび第2のラッチングリレーを配置したこと。
) 上記()又は()のラッチングリレーシステムであって、
互いに隣接した状態で配置される前記第1のラッチングリレーおよび第2のラッチングリレーについて、前記第1のラッチングリレーの鉄心の軸と、前記第2のラッチングリレーの鉄心の軸が略同一直線状に位置するように、前記第1のラッチングリレーおよび第2のラッチングリレーを上下に配置したこと。
) 上記()のラッチングリレーシステムであって、
前記第1のラッチングリレーおよび第2のラッチングリレーを含む複数のラッチングリレーのそれぞれと、前記インダクタンス部品との距離がほぼ等しくなるように、前記複数のラッチングリレーの中央部に前記インダクタンス部品を配置したこと。
【0015】
上記(1)の構成のラッチングリレーシステムによれば、前記ラッチングリレーの電気接点の状態を切り替える時に、前記インダクタンス部品が発生する磁気により、前記ラッチングリレーの動作を補助することができる。つまり、前記ラッチングリレーの感動電圧を通常よりも下げることができるので、低い電圧を電気コイルに印加するたけでラッチングリレーの状態が確実に切り替わる。
加えて、上記()の構成のラッチングリレーシステムによれば、複数のラッチングリレーを互いに隣接した状態で配置した場合に、複数のラッチングリレーが相互に干渉するのを抑制することができる。すなわち、前記第2のラッチングリレーの内部の永久磁石の磁気が前記第1のラッチングリレーの動作に影響を与えないように、前記第2のラッチングリレーの内部の電気コイルの通電により補助することができる。
上記()の構成のラッチングリレーシステムによれば、複数のラッチングリレーを互いに隣接した状態で配置した場合に、複数のラッチングリレーが相互に干渉するのを抑制することができる。すなわち、前記第2のラッチングリレーに含まれる前記永久磁石の影響が前記第1のラッチングリレーに及ぶのを打ち消すために、前記インダクタンス部品を利用することができる。又は、前記第1のラッチングリレーに含まれる前記永久磁石の影響が前記第2のラッチングリレーに及ぶのを打ち消すために、前記インダクタンス部品を利用することができる。
上記()の構成のラッチングリレーシステムによれば、1つのインダクタンス部品を用いて複数のラッチングリレーのそれぞれの動作を補助したり、隣接する位置に配置された永久磁石の影響を打ち消すことができる。
上記()の構成のラッチングリレーシステムによれば、より効果的に補助することができる。すなわち、ラッチングリレーではヨークの箇所における漏れ磁束が他の箇所よりも大きい傾向がある。従って、複数のラッチングリレーを左右対称に配置してヨーク同士を近接させることにより、一方の電気コイルが発生した磁束を効果的に隣接する他のラッチングリレーに与えることができる。
上記()の構成のラッチングリレーシステムによれば、より効果的に補助することができる。すなわち、ラッチングリレーではヨークの箇所における漏れ磁束が他の箇所よりも大きい傾向がある。従って、複数のラッチングリレーを上下に配置することにより、一方の電気コイルが発生した磁束を効果的に隣接する他のラッチングリレーに与えることが
できる。
上記()の構成のラッチングリレーシステムによれば、1つのインダクタンス部品を用いて複数のラッチングリレーのそれぞれの動作を補助したり、隣接する位置に配置された永久磁石の影響を打ち消すことができる。
【発明の効果】
【0016】
本発明のラッチングリレーシステムによれば、ラッチングリレーを駆動する場合に、比較的低い電圧でも確実な動作が期待でき、複数部品の実装密度を高めることも可能になる。すなわち、前記インダクタンス部品の通電により発生する磁気を用いて、ラッチングリレーの動作を補助したり、隣接する他のラッチングリレーの永久磁石の影響を打ち消すことが可能になる。
【0017】
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態(以下、「実施形態」という。)を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0018】
図1図1は、ラッチングリレーシステムの構成例(1)を示すブロック図である。
図2図2は、図1に示したラッチングリレーシステムの動作例を示すタイムチャートである。
図3図3は、ラッチングリレーのセット操作時およびリセット操作時の通電経路を示す正面図である。
図4図4は、ラッチングリレーのセット操作時およびリセット操作時の磁束の状態を示す正面図である。
図5図5は、図1に示したラッチングリレーシステムの磁束の状態を示す正面図である。
図6図6は、ラッチングリレーシステムの構成例(2)を示すブロック図である。
図7図7は、図6に示したラッチングリレーシステムの動作例を示すタイムチャートである。
図8図8は、図6に示したラッチングリレーシステムにおける磁束の状態(1)を示す正面図である。
図9図9は、図6に示したラッチングリレーシステムにおける磁束の状態(2)を示す正面図である。
図10図10は、図6に示したラッチングリレーシステムにおける磁束の状態(3)を示す正面図である。
図11図11は、ラッチングリレーの周辺における磁束の分布状況を示す正面図である。
図12図12は、2つのラッチングリレーの配置例(1)を示す正面図である。
図13図13は、2つのラッチングリレーの配置例(2)を示す正面図である。
図14図14は、ラッチングリレーシステムの構成例(3)を示すブロック図である。
図15図15は、ラッチングリレーシステムの構成例(4)を示すブロック図である。
図16図16は、複数のラッチングリレーおよびインダクタンス部品の配置例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
本発明のラッチングリレーシステムに関する具体的な実施形態について、各図を参照しながら以下に説明する。
【0020】
(第1実施形態)
<システムの構成例>
本実施形態におけるラッチングリレーシステムの構成例(1)を図1に示す。
【0021】
図1に示したラッチングリレーシステムは、1つのラッチングリレーRLY1とその近傍に配置した1つのインダクタンス部品20とを有している。また、ラッチングリレーRLY1およびインダクタンス部品20の通電を制御するために通電制御部30が備わっている。通電制御部30は、ドライバ40を介してラッチングリレーRLY1およびインダクタンス部品20の通電を制御する。
【0022】
ラッチングリレーRLY1は、市販されている一般的なラッチングリレーと同様に、永久磁石11、鉄心(コア)12、セットコイルC1S、リセットコイルC1R、アーマチュア13、およびスイッチ部14を有している。
【0023】
なお、図1においては省略してあるが、実際のラッチングリレーRLY1は更にヨーク16(図11参照)を有している。また、図1においてはラッチングリレーRLY1の構成を概念的に表現してあり、実際の構成は必要に応じて適宜変更される。
【0024】
インダクタンス部品20は、電気コイル21を有し、電気コイル21の通電により磁気を発生することができる。例えば、一般的なリレーは電気コイルを有しているのでインダクタンス部品20として利用可能である。
【0025】
ドライバ40は、電気コイル21の通電のスイッチングができるように、電気コイル21の両端と接続されている。また、ドライバ40は、セットコイルC1SおよびリセットコイルC1Rの各々の通電のスイッチングができるように、コイル端子15a、15b、15cと接続されている。
【0026】
ドライバ40が電気コイル21、セットコイルC1SおよびリセットコイルC1Rの各々に供給する電力は、電源ラインVb(例えば+12V)から供給される。ドライバ40はトランジスタ等のスイッチング素子を内蔵しており、電気コイル21に対する通電のオンオフおよび通電方向の切り替えを行うことができる。また、ドライバ40は、セットコイルC1SおよびリセットコイルC1Rの各々に対する通電のオンオフを行うことができる。
【0027】
通電制御部30は、ドライバ40を介してラッチングリレーRLY1およびインダクタンス部品20の通電を制御する機能を持たせるために、例えばマイクロコンピュータで構成される。勿論、マイクロコンピュータに限らず、一般的な論理回路やアナログ回路、リレー回路などを用いて通電制御部30を構成することもできる。通電制御部30の動作については後で詳細に説明する。
【0028】
<ラッチングリレーRLY1の基本的な動作>
ラッチングリレーRLY1は2つの安定状態を有している。すなわち、セットコイルC1SおよびリセットコイルC1Rの両者が非通電の状態において、アーマチュア13の状態は2種類のいずれかの状態で機械的に安定する。アーマチュア13に組み込まれているスイッチ部14の電気接点は、アーマチュア13の状態に応じて開閉する。
【0029】
2種類の状態の一方をセット状態、他方をリセット状態と呼ぶ。例えば、セット状態では、スイッチ部14のスイッチ端子14a、14b間の電気接点が閉じ、スイッチ端子14a、14c間の電気接点が開く。また、リセット状態では、スイッチ部14のスイッチ端子14a、14b間の電気接点が開き、スイッチ端子14a、14c間の電気接点が閉じる。
【0030】
また、セットコイルC1Sに通電することにより、ラッチングリレーRLY1をリセット状態からセット状態に切り替えることができる。セット状態も安定状態でありこの状態が自己保持されるので、セットコイルC1Sに対する通電は短時間だけで良い。
【0031】
同様に、リセットコイルC1Rに通電することにより、ラッチングリレーRLY1をセット状態からリセット状態に切り替えることができる。リセット状態も安定状態でありこの状態が自己保持されるので、リセットコイルC1Rに対する通電は短時間だけで良い。
【0032】
つまり、スイッチ部14の電気接点の状態を切り替えるために、ラッチングリレーRLY1を制御する場合には、セットコイルC1S又はリセットコイルC1Rに対して一定時間だけ通電すれば良い。セットコイルC1S又はリセットコイルC1Rに対して長時間通電する必要がないので、電力消費量を抑制できる。
【0033】
<ラッチングリレーRLY1の動作に関する課題>
ラッチングリレーRLY1をリセット状態からセット状態に切り替える場合には、セットコイルC1Sに十分な電圧(感動電圧)を与えて通電する必要がある。感動電圧未満の電圧を印加した場合には動作不良が発生する。同様に、ラッチングリレーRLY1をセット状態からリセット状態に切り替える場合には、リセットコイルC1Rに対して十分な電圧を与えて通電する必要がある。印加する電圧が低い場合には動作不良が発生する。
【0034】
例えば、車載用にラッチングリレーRLY1を使用する場合には、コイル通電用の電源として印加される電源ラインVbから印加される電圧が、エンジン始動時などのタイミングで異常に低下する可能性がある。
【0035】
このようなタイミングでラッチングリレーRLY1をリセット状態からセット状態に、又はセット状態からリセット状態に切り替えるようとする場合には、電圧の不足により動作不良が生じる可能性がある。
【0036】
一般的なリレーの場合には、オン状態で電気コイルを常時通電するので、仮に一時的な電圧不足によって動作不良が生じたとしても、電圧の回復に伴って動作不良も自然に回復する。しかし、ラッチングリレーの場合にはセットコイルC1SおよびリセットコイルC1Rに対する一時的な通電だけで状態を確定するので、動作不良が生じた場合には、その後に電源電圧が回復したとしてもラッチングリレーの状態が所望の状態から逸脱した状態が自然に解消されることはない。
【0037】
従って、なるべく低い感動電圧でラッチングリレーRLY1が確実に動作することが望まれる。
【0038】
<特徴的な構成および動作の概要>
図1に示したラッチングリレーシステムにおいては、ラッチングリレーRLY1の感動電圧を下げるためにインダクタンス部品20を用いている。すなわち、ラッチングリレーRLY1の動作を補助するための機能をインダクタンス部品20に持たせる。
【0039】
具体的には、ラッチングリレーRLY1のセットコイルC1Sに通電する時に、セットコイルC1Sが発生する磁束と同じ方向の磁束が増える方向に、隣接する位置のインダクタンス部品20の電気コイル21に通電する。また、ラッチングリレーRLY1のリセットコイルC1Rに通電する時に、リセットコイルC1Rが発生する磁束と同じ方向の磁束が増える方向に、隣接する位置のインダクタンス部品20の電気コイル21に通電する。
【0040】
このような制御により、セットコイルC1Sに印加する電圧が規定の感動電圧より低い場合であっても、リセット状態からセット状態に確実に切り替えることが可能になる。また、リセットコイルC1Rに印加する電圧が規定の電圧より低い場合であっても、セット状態からリセット状態に確実に切り替えることが可能になる。
【0041】
<具体的な動作の説明>
図1に示したラッチングリレーシステムの動作例を図2に示す。すなわち、図1に示した通電制御部30がドライバ40を制御することにより、図2に示すような動作を実現することができる。
【0042】
通電制御部30がラッチングリレーRLY1のスイッチ部14をリセット状態からセット状態に切り替える時には、図2に示すように、一定の時間T1だけセットコイルC1Sに通電する。この通電期間中に、スイッチ部14の電気接点の開閉状態が切り替わり安定する。また、通電制御部30がラッチングリレーRLY1のスイッチ部14をセット状態からリセット状態に切り替える時には、図2に示すように、一定の時間T2だけリセットコイルC1Rに通電する。
【0043】
図1に示したラッチングリレーシステムにおいては、図2に示すように、セットコイルC1Sに通電する時に、ほぼ同時にインダクタンス部品20の電気コイル21に対して順方向に通電するように通電制御部30が制御する。
【0044】
ここで、順方向とは、通電により電気コイル21が発生する磁束の影響が、鉄心12の箇所でセットコイルC1Sが発生する磁束と同じ方向になることを意味している。つまり、電気コイル21に順方向に通電すると、セットコイルC1Sが発生する磁束と同じ方向の磁束が増えることになる。
【0045】
また、図1に示したラッチングリレーシステムにおいては、図2に示すように、リセットコイルC1Rに通電する時に、ほぼ同時にインダクタンス部品20の電気コイル21に対して逆方向に通電するように通電制御部30が制御する。
【0046】
ここで、逆方向とは、通電により電気コイル21が発生する磁束の影響が、鉄心12の箇所でリセットコイルC1Rが発生する磁束と同じ方向になることを意味している。つまり、電気コイル21に逆方向に通電すると、リセットコイルC1Rが発生する磁束と同じ方向の磁束が増えることになる。
【0047】
従って、電気コイル21の通電により、ラッチングリレーRLY1の感動電圧を下げることができる。
【0048】
また、図2に示した動作例においては、セットコイルC1Sに通電を開始する時に、それよりも所定時間ΔTだけ先行して、インダクタンス部品20の電気コイル21に通電している。また、リセットコイルC1Rに通電を開始する時に、それよりも所定時間ΔTだけ先行して、インダクタンス部品20の電気コイル21に通電している。つまり、電気コイル21が発生する補助用の磁束を、セットコイルC1S、リセットコイルC1Rの磁束よりも少しだけ先に発生しておくことにより、状態の切り替わりにおける立ち上がり時間が短縮され、より確実な動作が期待できる。
【0049】
<通電経路および磁束の状態>
<ラッチングリレーの通電経路>
ラッチングリレーのセット操作時およびリセット操作時の通電経路を図3に示す。
ラッチングリレーRLY1をリセット状態からセット状態に切り替える場合には、図3に示す状態10(A)のように、コイル端子15aからコイル端子15bに向かって通電する。これにより、セットコイルC1Sに順方向の電流が流れ、セット状態に切り替えるための磁束が発生する。
【0050】
ラッチングリレーRLY1をセット状態からリセット状態に切り替える場合には、図3に示す状態10(B)のように、コイル端子15aからコイル端子15cに向かって通電する。これにより、リセットコイルC1Rに順方向の電流が流れ、リセット状態に切り替えるための磁束が発生する。
【0051】
<ラッチングリレーの磁束の状態>
ラッチングリレーのセット操作時およびリセット操作時の磁束の状態を図4に示す。すなわち、図3に示した状態10(A)のようにセットコイルC1Sに通電した時には、図4に示した状態10(A)のような方向および経路を通る磁束が発生する。また、図3に示した状態10(B)のようにリセットコイルC1Rに通電した時には、図4に示した状態10(B)のような方向および経路を通る磁束が発生する。
【0052】
図4に示すように、永久磁石11およびセットコイルC1S、リセットコイルC1Rが発生する磁束は、鉄心12を通り、その周辺に閉ループを形成するような経路を通過する。また、ラッチングリレーのセット操作時には、図4の状態10(A)のように、鉄心12の箇所における永久磁石11の磁束の方向とセットコイルC1Sの磁束の方向とが同一になる。また、ラッチングリレーのリセット操作時には、図4の状態10(B)のように、鉄心12の箇所における永久磁石11の磁束の方向とリセットコイルC1Rの磁束の方向とが逆方向になる。
【0053】
<ラッチングリレーシステムの磁束の状態>
図1に示したラッチングリレーシステムの磁束の状態の例を図5に示す。
インダクタンス部品20の電気コイル21に対して図5に示した方向に通電(図2中の逆方向通電に対応)した場合には、図5に示すように電気コイル21の発生した磁束が隣接する位置にあるラッチングリレーRLY1の鉄心12に鎖交する。この場合に電気コイル21が発生した磁束の方向は、鉄心12の位置では、永久磁石11の磁束の方向と逆方向になる。
【0054】
つまり、図5の状態では、図4に示した状態10(B)におけるリセットコイルC1Rの磁束の方向と、電気コイル21が発生した磁束の方向が一致する。従って、リセットコイルC1Rの動作を電気コイル21で補助することができる。
【0055】
また、図示しないが、電気コイル21に対して図5の状態と逆の方向に通電(図2中の順方向通電に対応)すれば、図4に示した状態10(A)におけるセットコイルC1Sの磁束の方向と、電気コイル21が発生した磁束の方向が一致する。従って、セットコイルC1Sの動作を電気コイル21で補助することができる。つまり、ラッチングリレーRLY1の感動電圧を下げることができる。
【0056】
(第2実施形態)
<システムの構成例>
本実施形態におけるラッチングリレーシステムの構成例(2)を図6に示す。
図6に示したラッチングリレーシステムにおいては、互いに隣接する位置に配置された2つのラッチングリレーRLY1およびRLY2を備えている。ラッチングリレーRLY1の基本的な構成および動作については前述の通りである。
【0057】
また、ラッチングリレーRLY2の構成はラッチングリレーRLY1と同様である。ラッチングリレーRLY2は、図6に示すように、セットコイルC2SおよびリセットコイルC2Rを有している。すなわち、ラッチングリレーRLY2はセットコイルC2Sに一時的に通電することにより、リセット状態からセット状態に切り替えることができる。また、リセットコイルC2Rに一時的に通電することにより、セット状態からリセット状態に切り替えることができる。
【0058】
図6に示したドライバ40Bは、ラッチングリレーRLY1のセットコイルC1SおよびリセットコイルC1Rの各々の通電のスイッチングができるように、コイル端子15a(1)、15b(1)、15c(1)と接続されている。更に、ラッチングリレーRLY2のセットコイルC2SおよびリセットコイルC2Rの各々の通電のスイッチングができるように、コイル端子15a(2)、15b(2)、15c(2)と接続されている。
【0059】
ドライバ40BがセットコイルC1S、C2SおよびリセットコイルC1R、C2Rの各々に供給する電力は、電源ラインVb(例えば+12V)から供給される。ドライバ40Bはトランジスタ等のスイッチング素子を内蔵しており、各電気コイルに対する通電のオンオフの切り替えおよび印加電圧の調整を行うことができる。
【0060】
通電制御部30Bは、ドライバ40Bを介してラッチングリレーRLY1およびRLY2の通電を制御する機能を持たせるために、例えばマイクロコンピュータで構成される。勿論、マイクロコンピュータに限らず、一般的な論理回路やアナログ回路、リレー回路などを用いて通電制御部30Bを構成することもできる。通電制御部30Bの動作については後で詳細に説明する。
【0061】
<「第1実施形態」との違いの概要>
図6に示したラッチングリレーRLY2は、図1に示したインダクタンス部品20と似た機能を有しているが次に示すような違う課題もある。
【0062】
(1)ラッチングリレーRLY2内の永久磁石11の発生する磁束が、隣接する位置にあるラッチングリレーRLY1に鎖交し、悪影響を及ぼす。つまり、ラッチングリレーRLY1の感動電圧が上がる。同様に、ラッチングリレーRLY1内の永久磁石11の発生する磁束が、隣接する位置にあるラッチングリレーRLY2に鎖交し、RLY2の感動電圧が上がる。
(2)ラッチングリレーRLY1の動作を補助するために、ラッチングリレーRLY2のセットコイルC2S又はリセットコイルC2Rに通電すると、ラッチングリレーRLY2自身の状態が切り替わる可能性がある。
【0063】
従って、図6に示した通電制御部30Bは、ラッチングリレーRLY1を操作する際に、隣接するラッチングリレーRLY2内の永久磁石11の影響を打ち消すように、つまり感動電圧の上昇を抑制するように、リセットコイルC2R又はセットコイルC2Sに通電する。また、図6に示した通電制御部30Bは、ラッチングリレーRLY1の操作を補助する際に、ラッチングリレーRLY2の状態が意図せずに切り替わることがないように、リセットコイルC2R又はセットコイルC2Sに印加する電圧を調整する。
【0064】
<具体的な動作の説明>
図6に示したラッチングリレーシステムの動作例を図7に示す。すなわち、図6に示した通電制御部30Bがドライバ40Bを制御することにより、図7に示すような動作を実現することができる。
【0065】
通電制御部30BがラッチングリレーRLY1のスイッチ部14をリセット状態からセット状態に切り替える時には、図7に示すように、一定の時間T1だけセットコイルC1Sに通電する。この通電期間中に、スイッチ部14の電気接点の開閉状態が切り替わり安定する。また、通電制御部30BがラッチングリレーRLY1のスイッチ部14をセット状態からリセット状態に切り替える時には、図7に示すように、一定の時間T2だけリセットコイルC1Rに通電する。
【0066】
図6に示したラッチングリレーシステムにおいては、図7に示すように、セットコイルC1Sに通電する時に、ほぼ同時に隣接するリセットコイルC2Rに対して順方向に通電するように通電制御部30Bが制御する。但し、リセットコイルC2Rの通電によりラッチングリレーRLY2の状態が意図せずにセット状態からリセット状態に切り替わらないように、通常(定格電圧)よりも低い電圧をリセットコイルC2Rに印加する。なお、ラッチングリレーRLY2が既にリセット状態になっている時であれば、リセットコイルC2Rに対して通常の電圧(感動電圧以上)を印加しても良い。
【0067】
例えば、リセットコイルC2Rと直列になるように特別な抵抗器を通電経路中に挿入すれば、リセットコイルC2Rに印加する電圧を下げることができる。あるいは、通電のオンオフを短い時間周期で繰り返し、通電のオンオフデューティを調整すれば、リセットコイルC2Rに印加する電圧の実効値を下げることができるので、ラッチングリレーRLY2がセット状態からリセット状態に切り替わるのを防止できる。
【0068】
リセットコイルC2Rに対する通電の順方向については、リセットコイルC2Rが発生する磁束の影響が、ラッチングリレーRLY1の鉄心12の箇所でセットコイルC1Sが発生する磁束と同じ方向になることを意味している。
【0069】
つまり、リセットコイルC2Rに順方向に通電すると、セットコイルC1Sが発生する磁束と同じ方向の磁束が増えることになり、隣接するラッチングリレーRLY2内の永久磁石11の影響を打ち消すことができ、感動電圧の上昇が抑制される。
【0070】
また、図6に示したラッチングリレーシステムにおいては、図7に示すように、リセットコイルC1Rに通電する時に、ほぼ同時に隣接するセットコイルC2Sに対して順方向に通電するように通電制御部30Bが制御する。但し、セットコイルC2Sの通電によりラッチングリレーRLY2の状態が意図せずにリセット状態からセット状態に切り替わらないように、通常(定格電圧)よりも低い電圧をセットコイルC2Sに印加する。なお、ラッチングリレーRLY2が既にセット状態になっている時であれば、セットコイルC2Sに対して通常の電圧(感動電圧以上)を印加しても良い。
【0071】
セットコイルC2Sに対する通電の順方向については、セットコイルC2Sが発生する磁束の影響が、ラッチングリレーRLY1の鉄心12の箇所でリセットコイルC1Rが発生する磁束と同じ方向になることを意味している。つまり、セットコイルC2Sに順方向に通電すると、リセットコイルC1Rが発生する磁束と同じ方向の磁束が増えることになり、リセットコイルC1Rの動作を補助することができる。
【0072】
また、図7に示した動作例においては、セットコイルC1Sに通電を開始する時に、それよりも所定時間ΔTだけ先行して、リセットコイルC2Rに通電している。また、リセットコイルC1Rに通電を開始する時に、それよりも所定時間ΔTだけ先行して、セットコイルC2Sに通電している。つまり、リセットコイルC2R、セットコイルC2Sが発生する補助用の磁束を、セットコイルC1S、リセットコイルC1Rの磁束よりも少しだけ先に発生しておく。これにより、状態の切り替わりにおける立ち上がり時間が短縮され、より確実な動作が期待できる。
【0073】
<磁束の状態>
図6に示したラッチングリレーシステムにおける3種類の磁束の状態を図8図10にそれぞれ示す。
【0074】
図8においては、図6のラッチングリレーRLY1をリセット状態からセット状態に切り替える時に、隣接するラッチングリレーRLY2内の永久磁石11の磁束が及ぼす影響を表している。
【0075】
すなわち、ラッチングリレーRLY2内の永久磁石11が発生する磁束は、図8に示すようにラッチングリレーRLY1内の鉄心12上の位置で、セットコイルC1Sの通電により発生する磁束と方向が逆になる。従って、ラッチングリレーRLY1をリセット状態からセット状態に切り替えるために、より大きな電圧をセットコイルC1Sに印加しなければならない。つまり、隣接するラッチングリレーRLY2の影響で、ラッチングリレーRLY1の感動電圧が上昇し、作動不良が生じやすくなる。
【0076】
図9においては、図6のラッチングリレーRLY1をセット状態からリセット状態に切り替える時に、補助のために隣接するラッチングリレーRLY2の通電を制御する場合の磁束を表している。
【0077】
すなわち、ラッチングリレーRLY2内のセットコイルC2Sに通電する時にこのセットコイルC2Sが発生する磁束は、操作対象のラッチングリレーRLY1の鉄心12上の位置で、リセットコイルC1Rの通電により発生する磁束と方向が同じになる。従って、リセットコイルC1Rが発生する磁束と同じ方向の磁束が増大し、より低い電圧でリセット状態への切り替えが可能になる。
【0078】
図10においては、図6のラッチングリレーRLY1をリセット状態からセット状態に切り替える時に、補助のために隣接するラッチングリレーRLY2の通電を制御する場合の磁束を表している。
【0079】
すなわち、ラッチングリレーRLY2内のリセットコイルC2Rに通電する時にこのリセットコイルC2Rが発生する磁束は、操作対象のラッチングリレーRLY1の鉄心12上の位置で、セットコイルC1Sの通電により発生する磁束と方向が同じになる。従って、リセットコイルC1Rが発生する磁束と同じ方向の磁束が増大する。これにより、ラッチングリレーRLY2内の永久磁石11の磁束の影響を打ち消すことができ、RLY1の感動電圧の上昇が抑制される。つまり、2つのラッチングリレーRLY1およびRLY2を互いに近接した状態で配置する場合であっても、比較的低い電圧でセット状態への切り替えができる。
【0080】
<複数のラッチングリレーの具体的な配置例>
1つのラッチングリレーの周辺における磁束の分布状況を図11に示す。図11に示したラッチングリレーにおいて、永久磁石11から発生する磁束および前述のセットコイルC1S、リセットコイルC1Rから発生する磁束の磁路は、鉄心12、ヨーク16、アーマチュア13を通る閉ループを形成する。
【0081】
また、図11に示すように、側方のヨーク16に隣接する周辺領域A1および底面側のヨーク16と隣接する周辺領域A2では漏れ磁束の影響が大きくなり、磁束が強くなる。一方、アーマチュア13と隣接する上面側の周辺領域A3や、鉄心12と隣接する左側方の周辺領域A4では、漏れ磁束の影響が小さくなり、磁束は弱くなる。図11において、周辺領域A1〜A4の面積の大小は、漏れ磁束が影響を及ぼし得る範囲を示している。
【0082】
従って、複数のラッチングリレーRLY1、RLY2を近接した状態で配置する場合には、図11に示すような磁束の分布状況であることを考慮し、次に説明するように、より効果的な配置形態を採用することが考えられる。
【0083】
<配置例1>
2つのラッチングリレーの配置例(1)を図12に示す。
図12に示した配置例においては、2つのラッチングリレーRLY1およびRLY2を同一平面上でほぼ左右対称(一方を180度反転して配置した状態)に配置すると共に、RLY1の側方のヨーク16(1)とRLY2の側方のヨーク16(2)との距離が最小になるように近接配置してある。
【0084】
図12に示した状態で配置することにより、ヨーク16(2)から漏れた磁束は隣接するラッチングリレーRLY1により大きな影響を及ぼす。また、ヨーク16(1)から漏れた磁束は隣接するラッチングリレーRLY2により大きな影響を及ぼす。
【0085】
つまり、ラッチングリレーRLY2の通電によってラッチングリレーRLY1の動作を補助する場合に、より効果的に補助することができる。逆に、ラッチングリレーRLY1の通電によってラッチングリレーRLY2の動作を補助する場合にも、より効果的に補助することができる。
【0086】
<配置例2>
2つのラッチングリレーの配置例(2)を図13に示す。
図13に示した配置例においては、2つのラッチングリレーRLY1およびRLY2を上下二段に近接配置すると共に、RLY1の鉄心12の軸の延長線上に、RLY2の鉄心12を配置するように構成してある。また、上方に配置したラッチングリレーRLY1の底面側のヨーク16と、下方に配置したラッチングリレーRLY2のアーマチュア13の上側とが、互いに近接配置されるように構成してある。
【0087】
図13に示した状態で配置することにより、ラッチングリレーRLY2から漏れた磁束は隣接するラッチングリレーRLY1により大きな影響を及ぼす。また、ラッチングリレーRLY1から漏れた磁束は隣接するラッチングリレーRLY2により大きな影響を及ぼす。
【0088】
つまり、ラッチングリレーRLY2の通電によってラッチングリレーRLY1の動作を補助する場合に、より効果的に補助することができる。逆に、ラッチングリレーRLY1の通電によってラッチングリレーRLY2の動作を補助する場合にも、より効果的に補助することができる。
【0089】
図13に示した配置例においては、上方に配置したラッチングリレーRLY1の底面側のヨーク16と、下方に配置したラッチングリレーRLY2のアーマチュア13の上側とが、互いに近接配置されるように構成した。この他の構成として、上方に配置したラッチングリレーRLY1のアーマチュア13と、下方に配置したラッチングリレーRLY2のアーマチュア13とが、互いに近接配置されるように構成してもよい。
【0090】
(第3実施形態)
複数のラッチングリレーと1つのインダクタンス部品とを組み合わせて構成したラッチングリレーシステムの実施形態について以下に説明する。
【0091】
<構成例(3)>
ラッチングリレーシステムの構成例(3)を図14に示す。
図14に示したラッチングリレーシステムは、2つのラッチングリレーRLY1、RLY2とインダクタンス部品20とを有している。ラッチングリレーRLY1およびRLY2は、互いに隣接する位置に配置してある。また、インダクタンス部品20は中央のラッチングリレーRLY1と隣接するように右側に配置してある。ラッチングリレーRLY1、RLY2およびインダクタンス部品20の各々の基本的な構成および機能については前述の通りである。
【0092】
図14に示したドライバ40Cは、ラッチングリレーRLY1のセットコイルC1SおよびリセットコイルC1Rの各々の通電のスイッチングができるように、コイル端子15a(1)、15b(1)、15c(1)と接続されている。更に、ドライバ40CはラッチングリレーRLY2のセットコイルC2SおよびリセットコイルC2Rの各々の通電のスイッチングができるように、コイル端子15a(2)、15b(2)、15c(2)と接続されている。また、ドライバ40Cはインダクタンス部品20の通電のスイッチングができるように、電気コイル21の両端とも接続されている。
【0093】
ドライバ40CがセットコイルC1S、C2S、リセットコイルC1R、C2R、および電気コイル21の各々に供給する電力は、電源ラインVb(例えば+12V)から供給される。ドライバ40Cはトランジスタ等のスイッチング素子を内蔵しており、各電気コイルに対する通電のオンオフの切り替えを行うことができる。電気コイル21については通電方向の切り替えを行うこともできる。
【0094】
通電制御部30Cは、ドライバ40Cを介してラッチングリレーRLY1、RLY2および電気コイル21の通電を制御する機能を持たせるために、例えばマイクロコンピュータで構成される。勿論、マイクロコンピュータに限らず、一般的な論理回路やアナログ回路、リレー回路などを用いて通電制御部30Cを構成することもできる。通電制御部30Cの動作については後で説明する。
【0095】
<動作の説明(3)>
図14に示した構成のラッチングリレーシステムについて動作を説明する。
【0096】
図14に示した構成においては、2つのラッチングリレーRLY1、RLY2が互いに近接した状態で配置されているので、互いに干渉が生じる。すなわち、図6に示した構成の場合と同様に、ラッチングリレーRLY1の感動電圧は、隣接するラッチングリレーRLY2内の永久磁石11の磁束の影響を受けて上昇するので、ラッチングリレーRLY1の状態を切り替える時に動作不良が生じやすくなる。また、ラッチングリレーRLY2の感動電圧は、隣接するラッチングリレーRLY1内の永久磁石11の磁束の影響を受けて上昇するので、ラッチングリレーRLY2の状態を切り替える時に動作不良が生じやすくなる。
【0097】
このような干渉による感動電圧の上昇を抑制するために、インダクタンス部品20が発生する磁束を利用する。すなわち、次のように制御する。
【0098】
(1)中央のラッチングリレーRLY1をリセット状態からセット状態に切り替える時:
隣接するラッチングリレーRLY2内の永久磁石11の磁束の影響は、セットコイルC1Sが発生する磁束と反対の方向になる(図10参照)ので、この影響を打ち消す方向の磁束を電気コイル21の通電により発生する。
【0099】
(2)中央のラッチングリレーRLY1をセット状態からリセット状態に切り替える時:
隣接するラッチングリレーRLY2内の永久磁石11の磁束の影響は、リセットコイルC1Rが発生する磁束と同じ方向になる(図9参照)ので、電気コイル21に通電する必要はない。しかし、電気コイル21に通電し、リセットコイルC1Rと同じ方向の磁束を増やせば、より低い電圧をリセットコイルC1Rに印加するだけで、リセット状態に切り替えることができる。
【0100】
(3)左端のラッチングリレーRLY2をリセット状態からセット状態に切り替える時:
隣接するラッチングリレーRLY1内の永久磁石11の磁束の影響は、セットコイルC2Sが発生する磁束と反対の方向になるので、この影響を打ち消す方向の磁束を電気コイル21の通電により発生する。但し、インダクタンス部品20と左端のラッチングリレーRLY2との距離が離れている場合には、電気コイル21に大きな電流を流さない限り、効果は限定的になる。
【0101】
(4)左端のラッチングリレーRLY2をセット状態からリセット状態に切り替える時:
隣接するラッチングリレーRLY1内の永久磁石11の磁束の影響は、リセットコイルC2Rが発生する磁束と同じ方向になるので、電気コイル21に通電する必要はない。しかし、電気コイル21に通電し、リセットコイルC2Rと同じ方向の磁束を増やせば、より低い電圧をリセットコイルC2Rに印加するだけで、リセット状態に切り替えることができる。
【0102】
通電制御部30Cは、ラッチングリレーRLY1およびRLY2の状態を切り替える時に、上記(1)、(2)、(3)、(4)のように、同時に電気コイル21にも通電する。また、操作対象のラッチングリレーをセット/リセットのいずれの状態に切り替えるかに応じて、電気コイル21の通電方向を切り替える。
【0103】
<構成例(4)>
ラッチングリレーシステムの構成例(4)を図15に示す。
図15に示したラッチングリレーシステムは、互いに比較的近い位置に配置された2つのラッチングリレーRLY1、RLY2と、これらの中間の位置に配置されたインダクタンス部品20とを有している。また、インダクタンス部品20からラッチングリレーRLY1までの距離と、インダクタンス部品20からラッチングリレーRLY2までの距離とはほぼ等しくなっている。ラッチングリレーRLY1、RLY2およびインダクタンス部品20の各々の基本的な構成および機能については前述の通りである。
【0104】
図15に示したドライバ40Dは、ラッチングリレーRLY1のセットコイルC1SおよびリセットコイルC1Rの各々の通電のスイッチングができるように、コイル端子15a(1)、15b(1)、15c(1)と接続されている。更に、ドライバ40DはラッチングリレーRLY2のセットコイルC2SおよびリセットコイルC2Rの各々の通電のスイッチングができるように、コイル端子15a(2)、15b(2)、15c(2)と接続されている。また、ドライバ40Dはインダクタンス部品20の通電のスイッチングができるように、電気コイル21の両端とも接続されている。
【0105】
ドライバ40DがセットコイルC1S、C2S、リセットコイルC1R、C2R、および電気コイル21の各々に供給する電力は、電源ラインVb(例えば+12V)から供給される。ドライバ40Dはトランジスタ等のスイッチング素子を内蔵しており、各電気コイルに対する通電のオンオフの切り替えを行うことができる。電気コイル21については通電方向の切り替えを行うこともできる。
【0106】
通電制御部30Dは、ドライバ40Dを介してラッチングリレーRLY1、RLY2および電気コイル21の通電を制御する機能を持たせるために、例えばマイクロコンピュータで構成される。勿論、マイクロコンピュータに限らず、一般的な論理回路やアナログ回路、リレー回路などを用いて通電制御部30Dを構成することもできる。通電制御部30Dの動作については後で説明する。
【0107】
<動作の説明(4)>
図15に示した構成のラッチングリレーシステムについて動作を説明する。
図15に示した構成においては、2つのラッチングリレーRLY1、RLY2が比較的近い位置に配置されているが、これらの間に空間があり、その空間にインダクタンス部品20が配置されているので、永久磁石11によるラッチングリレーRLY1、RLY2間の干渉は無視できる程度になる。しかし、例えば車両のエンジン始動時などの際には、電源電圧が異常に低下する可能性があるので、そのようなタイミングでラッチングリレーRLY1、RLY2の状態を切り替えると、動作不良が生じる可能性がある。
【0108】
従って、ラッチングリレーRLY1、RLY2の状態切り替え時の動作を補助し、感動電圧を下げるためにインダクタンス部品20が発生する磁束を利用する。すなわち、次のように制御する。
【0109】
(1)右端のラッチングリレーRLY1をリセット状態からセット状態に切り替える時:
セットコイルC1Sの通電と同期して、ほぼ同じ期間中に、電気コイル21に通電する。電気コイル21の通電の方向は、セットコイルC1Sが発生する磁束と同じ方向の磁束を増やす方向とする。つまり、操作対象のラッチングリレーRLY1の鉄心12上でセットコイルC1Sが発生する磁束と同等の磁束を増やすことにより、感動電圧を下げることができる。
【0110】
(2)右端のラッチングリレーRLY1をセット状態からリセット状態に切り替える時:
リセットコイルC1Rの通電と同期して、ほぼ同じ期間中に、電気コイル21に通電する。電気コイル21の通電の方向は、リセットコイルC1Rが発生する磁束と同じ方向の磁束を増やす方向とする。つまり、操作対象のラッチングリレーRLY1の鉄心12上でリセットコイルC1Rが発生する磁束と同等の磁束を増やすことにより、感動電圧を下げることができる。
【0111】
(3)左端のラッチングリレーRLY2をリセット状態からセット状態に切り替える時:
セットコイルC2Sの通電と同期して、ほぼ同じ期間中に、電気コイル21に通電する。電気コイル21の通電の方向は、セットコイルC2Sが発生する磁束と同じ方向の磁束を増やす方向とする。つまり、操作対象のラッチングリレーRLY2の鉄心12上でセットコイルC2Sが発生する磁束と同等の磁束を増やすことにより、感動電圧を下げることができる。
【0112】
(4)左端のラッチングリレーRLY2をセット状態からリセット状態に切り替える時:
リセットコイルC2Rの通電と同期して、ほぼ同じ期間中に、電気コイル21に通電する。電気コイル21の通電の方向は、リセットコイルC2Rが発生する磁束と同じ方向の磁束を増やす方向とする。つまり、操作対象のラッチングリレーRLY2の鉄心12上でリセットコイルC2Rが発生する磁束と同等の磁束を増やすことにより、感動電圧を下げることができる。
【0113】
通電制御部30Dは、ラッチングリレーRLY1およびRLY2の状態を切り替える時に、上記(1)、(2)、(3)、(4)のように、同時に電気コイル21にも通電する。また、操作対象のラッチングリレーをセット/リセットのいずれの状態に切り替えるかに応じて、電気コイル21の通電方向を切り替える。
【0114】
<具体的な配置例>
複数のラッチングリレーおよびインダクタンス部品の配置例を図16に示す。
図16に示した配置例は、4つのラッチングリレーRLY1、RLY2、RLY3、RLY4と、1つのインダクタンス部品20とを用いてラッチングリレーシステムを構成する場合を想定している。
【0115】
図16に示した配置例においては、4つのラッチングリレーRLY1、RLY2、RLY3、RLY4の中央の位置に、インダクタンス部品20の電気コイル21が配置されるように位置決めしてある。つまり、電気コイル21からRLY1のコイルまでの距離、電気コイル21からRLY2のコイルまでの距離、電気コイル21からRLY3のコイルまでの距離、電気コイル21からRLY4のコイルまでの距離が全て同じになるように位置決めしてある。
【0116】
このように配置することにより、同じ電圧で1つの電気コイル21に通電するだけで、4つのラッチングリレーRLY1、RLY2、RLY3、RLY4の磁束に同じ影響を与えることができる。つまり、複数のラッチングリレーのそれぞれに個別に補助用のインダクタンス部品20を用意する必要がなく、インダクタンス部品20の部品数を減らすことができる。
【0117】
なお、図16においては使用するラッチングリレーが4つの場合を想定しているが、更に数を増やすこともできる。例えば、装置を立体的に構成し、立方体の8つの角の位置にそれぞれラッチングリレーを配置し、この立方体の中心部に電気コイル21を配置すれば、1つの電気コイル21で8個のラッチングリレーの動作を補助することができる。
【符号の説明】
【0118】
10(A),10(B) 状態
11 永久磁石
12 鉄心
13 アーマチュア
14 スイッチ部
14a,14b,14c スイッチ端子
15a,15b,15c コイル端子
16 ヨーク
20 インダクタンス部品
21 電気コイル
30 通電制御部
40 ドライバ
A1,A2,A3,A4 領域
C1S,C2S セットコイル
C1R,C2R リセットコイル
RLY1,RLY2,RLY3,RLY4 ラッチングリレー
図1
図2
図4
図5
図6
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図10
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図3
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図8