特開 2024-95460 電源切替装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024095460

(43)【公開日】2024-07-10

(54)【発明の名称】電源切替装置

(51)【国際特許分類】

   H01H 9/54 20060101AFI20240703BHJP

   H01H 47/00 20060101ALI20240703BHJP

   H02H 7/00 20060101ALI20240703BHJP

   H02J 3/00 20060101ALI20240703BHJP

【ＦＩ】

H01H9/54 B

H01H47/00 A

H02H7/00 L

H02J3/00 160

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022212765

(22)【出願日】2022-12-28

(71)【出願人】

【識別番号】000002945

【氏名又は名称】オムロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121382

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 託嗣

(72)【発明者】

【氏名】川口 直樹

(72)【発明者】

【氏名】林田 靖雄

【テーマコード（参考）】

5G034

5G053

5G057

5G066

【Ｆターム（参考）】

5G034AA20

5G034AB01

5G053EB08

5G053EC01

5G057AA11

5G057BB07

5G057BC05

5G057BD10

5G057XX20

5G066HA11

5G066HB01

(57)【要約】

【課題】複数の電源の切り替えを行う電源切替装置において、接点が溶着した場合に、電源の短絡を防止する。
【解決手段】電源切替装置は、主電源回路と、補助電源回路と、負荷回路と、連結回路と、電源切替リレーと、制御回路と、負荷開閉リレーとを備える。電源切替リレーは、主接続状態において、主電源回路と連結回路とを接続し、補助電源回路と連結回路とを遮断する。電源切替リレーは、補助接続状態において、補助電源回路と連結回路とを接続し、主電源回路と連結回路とを遮断する。負荷開閉リレーは、第１電源用接点と、第２電源用接点と、第１制御用接点と、第２制御用接点とを含む。負荷開閉リレーは、電源接続状態において、第１電源用接点と第２電源用接点とを接続して、第１制御用接点と第２制御用接点とを遮断する。負荷開閉リレーは、電源遮断状態において、第１制御用接点と第２制御用接点とを接続して、第１電源用接点と第２電源用接点とを遮断する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

負荷の電源を主電源と補助電源との間で切り替える電源切替装置であって、
前記主電源に接続される主電源回路と、
前記補助電源に接続される補助電源回路と、
前記負荷に接続される負荷回路と、
前記主電源回路と前記負荷回路との間、且つ、前記補助電源回路と前記負荷回路との間に配置される連結回路と、
コイルを含み、前記コイルに駆動電圧が印可されることで、前記主電源回路と前記連結回路とを接続し前記補助電源回路と前記連結回路とを遮断する主接続状態と、前記補助電源回路と前記連結回路とを接続し前記主電源回路と前記連結回路とを遮断する補助接続状態とに切り替わる電源切替リレーと、
前記コイルに前記駆動電圧を印可する制御回路と、
前記連結回路に接続される第１電源用接点と、前記負荷回路に接続される第２電源用接点と、前記コイルに接続される第１制御用接点と、前記制御回路に接続される第２制御用接点とを含み、前記第１電源用接点と前記第２電源用接点とを接続して前記第１制御用接点と前記第２制御用接点とを遮断する電源接続状態と、前記第１制御用接点と前記第２制御用接点とを接続して前記第１電源用接点と前記第２電源用接点とを遮断する電源遮断状態とに切り替え可能な負荷開閉リレーと、
を備える電源切替装置。

【請求項2】

前記電源切替リレーと前記負荷開閉リレーとを制御するコントローラをさらに備える、
請求項１に記載の電源切替装置。

【請求項3】

前記コントローラは、前記負荷開閉リレーを前記電源遮断状態に切り替え、前記電源切替リレーを前記主接続状態に切り替えた後に、前記負荷開閉リレーを前記電源接続状態に切り替えることで、前記主電源から前記負荷に電力を供給させる、
請求項２に記載の電源切替装置。

【請求項4】

前記コントローラは、前記負荷開閉リレーを前記電源遮断状態に切り替え、前記電源切替リレーを前記補助接続状態に切り替えた後に、前記負荷開閉リレーを前記電源接続状態に切り替えることで、前記補助電源から前記負荷に電力を供給させる、
請求項２に記載の電源切替装置。

【請求項5】

前記制御回路に接続され、前記負荷開閉リレーが前記電源接続状態から前記電源遮断状態に切り替えられた時点から、所定時間経過後に、前記制御回路からの前記駆動電圧を前記コイルに印可させる遅延回路をさらに備える、
請求項１に記載の電源切替装置。

【請求項6】

前記遅延回路は、ＲＣ積分回路を含む、
請求項５に記載の電源切替装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電源切替装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、負荷への電源の切り替えを行う電源切替装置が知られている。例えば、特許文献１は、商用電源の停電時に、負荷への電源を商用電源から他の電源に切り替える電源切替システムを開示している。この電源切替システムは、第１～第４リレーを備えている。第１リレーのａ接点は、商用電源に接続されている。第２リレーのａ接点は、他の電源に接続されている。他の電源は、蓄電池と分散電源とを含む。第３リレーのａ接点は、蓄電池に接続されている。第４リレーのａ接点は、分散電源に接続されている。第１～第４リレーのａ接点のオン／オフが切り替えられることで、負荷に接続される電源が切り替えられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－１３２４９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記の電源切替システムでは、接点が溶着した場合には、電源が短絡してしまう。例えば、第１リレーのａ接点が溶着した状態で、第２リレーと第３リレーとのａ接点がオンに切り替えられると、主電源と蓄電池とが短絡してしまう。本発明の目的は、複数の電源の切り替えを行う電源切替装置において、接点が溶着した場合に、電源の短絡を防止することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一態様に係る電源切替装置は、負荷の電源を主電源と補助電源との間で切り替える。電源切替装置は、主電源回路と、補助電源回路と、負荷回路と、連結回路と、電源切替リレーと、制御回路と、負荷開閉リレーとを備える。主電源回路は、主電源に接続される。補助電源回路は、補助電源に接続される。負荷回路は、負荷に接続される。連結回路は、主電源回路及び補助電源回路と、負荷回路との間に配置される。電源切替リレーは、コイルを含む。電源切替リレーは、コイルに駆動電圧が印可されることで、主接続状態と補助接続状態とに切り替わる。電源切替リレーは、主接続状態において、主電源回路と連結回路とを接続し、補助電源回路と連結回路とを遮断する。電源切替リレーは、補助接続状態において、補助電源回路と連結回路とを接続し、主電源回路と連結回路とを遮断する。制御回路は、コイルに駆動電圧を印可する。負荷開閉リレーは、第１電源用接点と、第２電源用接点と、第１制御用接点と、第２制御用接点とを含む。第１電源用接点は、連結回路に接続される。第２電源用接点は、負荷回路に接続される。第１制御用接点は、コイルに接続される。第２制御用接点は、制御回路に接続される。負荷開閉リレーは、電源接続状態と電源遮断状態とに切り替え可能である。負荷開閉リレーは、電源接続状態において、第１電源用接点と第２電源用接点とを接続して、第１制御用接点と第２制御用接点とを遮断する。負荷開閉リレーは、電源遮断状態において、第１制御用接点と第２制御用接点とを接続して、第１電源用接点と第２電源用接点とを遮断する。

【0006】

本態様に係る電源切替装置では、電源切替リレーが主接続状態と補助接続状態とに切り替わることで、負荷の電源が、主電源と補助電源との間で切り替えられる。また、負荷開閉リレーが電源遮断状態である場合に、電源切替リレーのコイルが制御回路に接続され、電源切替リレーが主接続状態と補助接続状態とに切り替え可能となる。しかし、負荷開閉リレーが電源接続状態である場合には、電源切替リレーのコイルが制御回路から遮断されるため、電源切替リレーの主接続状態と補助接続状態との切替が禁止される。従って、負荷開閉リレーにおいて接点の溶着が発生することで、負荷開閉リレーが電源接続状態に維持されている場合には、電源切替リレーの主接続状態と補助接続状態との切替が禁止される。それにより、電源の短絡が防止される。

【0007】

電源切替装置は、電源切替リレーと負荷開閉リレーとを制御するコントローラをさらに備えてもよい。コントローラは、負荷開閉リレーを電源遮断状態に切り替え、電源切替リレーを主接続状態に切り替えた後に、負荷開閉リレーを電源接続状態に切り替えることで、主電源から負荷に電力を供給させてもよい。コントローラは、負荷開閉リレーを電源遮断状態に切り替え、電源切替リレーを補助接続状態に切り替えた後に、負荷開閉リレーを電源接続状態に切り替えることで、補助電源から負荷に電力を供給させてもよい。この場合、電源切替リレーでのアークの発生が抑えられる。

【0008】

電源切替装置は、遅延回路をさらに備えてもよい。遅延回路は、制御回路に接続される。遅延回路は、負荷開閉リレーが電源接続状態から電源遮断状態に切り替えられた時点から、所定時間経過後に、制御回路からの駆動電圧をコイルに印可させる。この場合、負荷開閉リレーが電源接続状態から電源遮断状態に切り替えられてから、所定時間経過後に、電源切替リレーが主接続状態と補助接続状態とに切り替えられる。それにより、電源切替リレーでのアークの発生がさらに抑えられる。

【0009】

遅延回路は、ＲＣ積分回路を含む。この場合、ＲＣ積分回路の抵抗値とコンデンサの容量とを調整することで、所定時間が所望の値に設定される。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、複数の電源の切り替えを行う電源切替装置において、接点が溶着した場合に、電源の短絡が防止される。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】電源切替装置の構成を示す模式図である。

【図2】電源切替リレーが主接続状態であるときの電源切替装置の拡大図である。

【図3】電源切替リレーが補助接続状態であるときの電源切替装置の拡大図である。

【図4】負荷開閉リレーが電源遮断状態であるときの電源切替リレーと負荷開閉リレーと制御回路との構成を示す模式図である。

【図5】負荷開閉リレーが電源接続状態であるときの電源切替リレーと負荷開閉リレーと制御回路との構成を示す模式図である。

【図6】第１負荷開閉リレーと制御回路との構成の一例を示す図である。

【図7】電源の切替における電源切替リレーと負荷開閉リレーの制御を示すタイミングチャートである。

【図8】負荷開閉リレーが電源遮断状態であるときの電源切替装置の拡大図である。

【図9】負荷開閉リレーが電源遮断状態であるときの電源切替装置の拡大図である。

【図10】電源切替装置の構成を示す模式図である。

【図11】負荷開閉リレーの一部において接点の溶着が発生しているときの電源切替装置の拡大図である。

【図12】第１変形例に係る電源切替装置を示す図である。

【図13】第２変形例に係る電源切替装置の拡大図である。

【図14】第３変形例に係る電源切替装置の第１負荷開閉リレーと制御回路との構成の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照して実施形態に係る電源切替装置について説明する。図１は、実施形態に係る電源切替装置１の構成を示す模式図である。図１に示すように、電源切替装置１は、負荷Ｌ１－Ｌ３と、主電源Ｐ１と、補助電源Ｐ２とに接続される。主電源Ｐ１は、例えば、商用電源である。補助電源Ｐ２は、主電源Ｐ１の停電時に主電源Ｐ１に代わって使用される。補助電源Ｐ２は、例えばバッテリ、或いは発電機である。負荷Ｌ１－Ｌ３は、主電源Ｐ１或いは補助電源Ｐ２から電力を供給される電気機器である。電源切替装置１は、負荷Ｌ１－Ｌ３の電源を、主電源Ｐ１と補助電源Ｐ２との間で切り替える。

【0013】

電源切替装置１は、主電源回路２Ａ－２Ｃと、補助電源回路３Ａ－３Ｃと、負荷回路４Ａ－４Ｃと、電源切替リレー５Ａ－５Ｃと、連結回路６Ａ－６Ｃと、負荷開閉リレー８Ａ－８Ｃと、コントローラ９とを備える。主電源回路２Ａ－２Ｃは、主電源Ｐ１に接続される。主電源回路２Ａ－２Ｃは、第１主電源回路２Ａと、第２主電源回路２Ｂと、第３主電源回路２Ｃとを含む。補助電源回路３Ａ－３Ｃは、補助電源Ｐ２に接続される。補助電源回路３Ａ－３Ｃは、第１補助電源回路３Ａと、第２補助電源回路３Ｂと、第３補助電源回路３Ｃとを含む。負荷回路４Ａ－４Ｃは、負荷Ｌ１－Ｌ３に接続される。負荷回路４Ａ－４Ｃは、第１負荷回路４Ａと、第２負荷回路４Ｂと、第３負荷回路４Ｃとを含む。

【0014】

電源切替リレー５Ａ－５Ｃは、主電源回路２Ａ－２Ｃと補助電源回路３Ａ－３Ｃとに接続される。電源切替リレー５Ａ－５Ｃは、第１電源切替リレー５Ａと、第２電源切替リレー５Ｂと、第３電源切替リレー５Ｃとを含む。第１～第３電源切替リレー５Ａ－５Ｃは、それぞれ１ａ１ｂ型の接点構造を有する。第１電源切替リレー５Ａは、第１主電源回路２Ａと第１補助電源回路３Ａとに接続される。第２電源切替リレー５Ｂは、第２主電源回路２Ｂと第２補助電源回路３Ｂとに接続される。第３電源切替リレー５Ｃは、第３主電源回路２Ｃと第３補助電源回路３Ｃとに接続される。

【0015】

図２は、電源切替装置１の拡大図である。図２に示すように、第１電源切替リレー５Ａは、第１主電源接点１１Ａと、第２主電源接点１２Ａと、第１補助電源接点１３Ａと、第２補助電源接点１４Ａと、第１可動片１５Ａと、第１コイル１６Ａとを含む。第１主電源接点１１Ａは、第１主電源回路２Ａに接続される。第２主電源接点１２Ａは、第１主電源接点１１Ａに対応して配置される。第１補助電源接点１３Ａは、第１補助電源回路３Ａに接続される。第２補助電源接点１４Ａは、第１補助電源接点１３Ａに対応して配置される。

【0016】

第１可動片１５Ａは、図２に示す主接続位置と、図３に示す補助接続位置とに移動可能である。図２に示すように、第１可動片１５Ａは、主接続位置において、第１主電源接点１１Ａと第２主電源接点１２Ａとを接続し、第１補助電源接点１３Ａと第２補助電源接点１４Ａと遮断する。図３に示すように、第１可動片１５Ａは、補助接続位置において、第１補助電源接点１３Ａと第２補助電源接点１４Ａと接続し、第１主電源接点１１Ａと第２主電源接点１２Ａとを遮断する。第１コイル１６Ａは、磁力により、第１可動片１５Ａを、主接続位置と補助接続位置とに選択的に移動させる。

【0017】

第１電源切替リレー５Ａは、主接続状態と補助接続状態とに切り替え可能である。第１可動片１５Ａが主接続位置に配置されることで、第１電源切替リレー５Ａは、主接続状態となる。第１電源切替リレー５Ａは、主接続状態において、第１主電源接点１１Ａと第２主電源接点１２Ａとを接続して、第１補助電源接点１３Ａと第２補助電源接点１４Ａとを遮断する。第１可動片１５Ａが補助接続位置に配置されることで、第１電源切替リレー５Ａは、補助接続状態となる。第１電源切替リレー５Ａは、補助接続状態において、第１補助電源接点１３Ａと第２補助電源接点１４Ａとを接続して、第１主電源接点１１Ａと第２主電源接点１２Ａとを遮断する。

【0018】

第２電源切替リレー５Ｂと第３電源切替リレー５Ｃ構成とは、第１電源切替リレー５Ａと同様の構成を有する。詳細には、第２電源切替リレー５Ｂは、第１主電源接点１１Ｂと、第２主電源接点１２Ｂと、第１補助電源接点１３Ｂと、第２補助電源接点１４Ｂと、第１可動片１５Ｂと、第１コイル１６Ｂとを含む。第２電源切替リレー５Ｂの第１主電源接点１１Ｂと、第２主電源接点１２Ｂと、第１補助電源接点１３Ｂと、第２補助電源接点１４Ｂと、第１可動片１５Ｂと、第１コイル１６Ｂとは、第１電源切替リレー５Ａの第１主電源接点１１Ａと、第２主電源接点１２Ａと、第１補助電源接点１３Ａと、第２補助電源接点１４Ａと、第１可動片１５Ａと、第１コイル１６Ａと、それぞれ同様である。

【0019】

第３電源切替リレー５Ｃは、第１主電源接点１１Ｃと、第２主電源接点１２Ｃと、第１補助電源接点１３Ｃと、第２補助電源接点１４Ｃと、第１可動片１５Ｃと、第１コイル１６Ｃとを含む。第３電源切替リレー５Ｃの第１主電源接点１１Ｃと、第２主電源接点１２Ｃと、第１補助電源接点１３Ｃと、第２補助電源接点１４Ｃと、第１可動片１５Ｃと、第１コイル１６Ｃとは、第１電源切替リレー５Ａの第１主電源接点１１Ａと、第２主電源接点１２Ａと、第１補助電源接点１３Ａと、第２補助電源接点１４Ａと、第１可動片１５Ａと、第１コイル１６Ａと、それぞれ同様である。

【0020】

連結回路６Ａ－６Ｃは、主電源回路２Ａ－２Ｃと負荷回路４Ａ－４Ｃとの間に配置される。連結回路６Ａ－６Ｃは、補助電源回路３Ａ－３Ｃと負荷回路４Ａ－４Ｃとの間に配置される。連結回路６Ａ－６Ｃは、電源切替リレー５Ａ－５Ｃと負荷開閉リレー８Ａ－８Ｃとをそれぞれ接続する。連結回路６Ａ－６Ｃは、第１連結回路６Ａと、第２連結回路６Ｂと、第３連結回路６Ｃとを含む。第１連結回路６Ａは、第１電源切替リレー５Ａに接続されている。第２連結回路６Ｂは、第２電源切替リレー５Ｂに接続されている。第３連結回路６Ｃは、第３電源切替リレー５Ｃに接続されている。

【0021】

詳細には、第１連結回路６Ａは、第１電源切替リレー５Ａの第２主電源接点１２Ａと第２補助電源接点１４Ａとに接続される。第２連結回路６Ｂは、第２電源切替リレー５Ｂの第２主電源接点１２Ｂと第２補助電源接点１４Ｂとに接続される。第３連結回路６Ｃは、第３電源切替リレー５Ｃの第２主電源接点１２Ｃと第２補助電源接点１４Ｃとに接続される。

【0022】

負荷開閉リレー８Ａ－８Ｃは、負荷回路４Ａ－４Ｃに、それぞれ接続される。負荷開閉リレー８Ａ－８Ｃは、第１負荷開閉リレー８Ａと、第２負荷開閉リレー８Ｂと、第３負荷開閉リレー８Ｃとを含む。第１～第３負荷開閉リレー８Ａ－８Ｃは、それぞれ１ａ１ｂ型の接点構造を有する。

【0023】

第１連結回路６Ａは、第１負荷開閉リレー８Ａに接続される。第１負荷開閉リレー８Ａは、第１負荷回路４Ａに接続される。第２連結回路６Ｂは、第２負荷開閉リレー８Ｂに接続される。第２負荷開閉リレー８Ｂは、第２負荷回路４Ｂに接続される。第３連結回路６Ｃは、第３負荷開閉リレー８Ｃに接続される。第３負荷開閉リレー８Ｃは、第３負荷回路４Ｃに接続される。

【0024】

第１負荷開閉リレー８Ａは、第１電源用接点２１Ａと、第２電源用接点２２Ａと、第１制御用接点２３Ａと、第２制御用接点２４Ａと、第２可動片２５Ａと、第２コイル２６Ａとを含む。第１電源用接点２１Ａは、第１連結回路６Ａに接続される。第２電源用接点２２Ａは、第１電源用接点２１Ａに対応して配置される。第２電源用接点２２Ａは、第１負荷回路４Ａに接続される。第１制御用接点２３Ａと第２制御用接点２４Ａとは、後述する制御回路３１に接続される。

【0025】

第２可動片２５Ａは、図２及び図３に示す電源接続位置と、図８及び図９に示す電源遮断位置とに移動可能である。図２及び図３に示すように、第２可動片２５Ａは、電源接続位置において、第１電源用接点２１Ａと第２電源用接点２２Ａとを接続し、第１制御用接点２３Ａと第２制御用接点２４Ａと遮断する。図８及び図９に示すように、第２可動片２５Ａは、電源遮断位置において、第１制御用接点２３Ａと第２制御用接点２４Ａと接続し、第１電源用接点２１Ａと第２電源用接点２２Ａとを遮断する。第２コイル２６Ａは、磁力により、第２可動片２５Ａを電源接続位置と電源遮断位置とに移動させる。

【0026】

第１負荷開閉リレー８Ａは、電源接続状態と電源遮断状態とに切り替え可能である。第２可動片２５Ａが電源接続位置に配置されることで、第１負荷開閉リレー８Ａは、電源接続状態となる。第１負荷開閉リレー８Ａは、電源接続状態において、第１電源用接点２１Ａと第２電源用接点２２Ａとを接続して、第１制御用接点２３Ａと第２制御用接点２４Ａとを遮断する。第２可動片２５Ａが電源遮断位置に配置されることで、第１負荷開閉リレー８Ａは、電源遮断状態となる。第１負荷開閉リレー８Ａは、電源遮断状態において、第１制御用接点２３Ａと第２制御用接点２４Ａとを接続して、第１電源用接点２１Ａと第２電源用接点２２Ａとを遮断する。

【0027】

第２負荷開閉リレー８Ｂと第３負荷開閉リレー８Ｃ構成とは、第１負荷開閉リレー８Ａと同様の構成を有する。詳細には、第２負荷開閉リレー８Ｂは、第１電源用接点２１Ｂと、第２電源用接点２２Ｂと、第１制御用接点２３Ｂと、第２制御用接点２４Ｂと、第２可動片２５Ｂと、第２コイル２６Ｂとを含む。第２負荷開閉リレー８Ｂの第１電源用接点２１Ｂと、第２電源用接点２２Ｂと、第１制御用接点２３Ｂと、第２制御用接点２４Ｂと、第２可動片２５Ｂと、第２コイル２６Ｂとは、第１負荷開閉リレー８Ａの第１電源用接点２１Ａと、第２電源用接点２２Ａと、第１制御用接点２３Ａと、第２制御用接点２４Ａと、第２可動片２５Ａと、第２コイル２６Ａと、それぞれ同様である。

【0028】

第３負荷開閉リレー８Ｃは、第１電源用接点２１Ｃと、第２電源用接点２２Ｃと、第１制御用接点２３Ｃと、第２制御用接点２４Ｃと、第２可動片２５Ｃと、第２コイル２６Ｃとを含む。第３負荷開閉リレー８Ｃの第１電源用接点２１Ｃと、第２電源用接点２２Ｃと、第１制御用接点２３Ｃと、第２制御用接点２４Ｃと、第２可動片２５Ｃと、第２コイル２６Ｃとは、第１負荷開閉リレー８Ａの第１電源用接点２１Ａと、第２電源用接点２２Ａと、第１制御用接点２３Ａと、第２制御用接点２４Ａと、第２可動片２５Ａと、第２コイル２６Ａと、それぞれ同様である。

【0029】

コントローラ９は、電源切替リレー５Ａ－５Ｃと負荷開閉リレー８Ａ－８Ｃとを制御する。コントローラ９は、例えばプロセッサとメモリとを含む。コントローラ９は、第１～第３電源切替リレー５Ａ－５Ｃの第１コイル１６Ａ－１６Ｃへ駆動電圧を印可する。それにより、コントローラ９は、第１～第３電源切替リレー５Ａ－５Ｃをそれぞれ制御する。コントローラ９は、第１～第３負荷開閉リレー８Ａ－８Ｃの第２コイル２６Ａ－２６Ｃへ駆動電圧を印可する。それにより、コントローラ９は、第１～第３負荷開閉リレー８Ａ－８Ｃをそれぞれ制御する。

【0030】

詳細には、図４に示すように、電源切替装置１は、電源切替リレー５Ａ－５Ｃの第１コイル１６Ａ－１６Ｃに駆動電圧を印可する制御回路３１を備えている。制御回路３１は、制御用電源３２を含む。第１負荷開閉リレー８Ａの第１制御用接点２３Ａは、制御用リレー３３Ａを介して、第１電源切替リレー５Ａの第１コイル１６Ａに接続されている。第１負荷開閉リレー８Ａの第２制御用接点２４Ａは、制御回路３１に接続されている。

【0031】

第１負荷開閉リレー８Ａの第１制御用接点２３Ａと第２制御用接点２４Ａと、第２負荷開閉リレー８Ｂの第１制御用接点２３Ｂと第２制御用接点２４Ｂと、第３負荷開閉リレー８Ｃの第１制御用接点２３Ｃと第２制御用接点２４Ｃとは、互いに直列に接続されている。詳細には、第１負荷開閉リレー８Ａの第２制御用接点２４Ａは、第２負荷開閉リレー８Ｂの第１制御用接点２３Ｂに接続されている。第２負荷開閉リレー８Ｂの第２制御用接点２４Ｂは、第３負荷開閉リレー８Ｃの第１制御用接点２３Ｃに接続されている。第３負荷開閉リレー８Ｃの第２制御用接点２４Ｃは、制御用電源３２に接続されている。電源切替リレー５Ａ－５Ｃの第１コイル１６Ａ－１６Ｃは、それぞれ並列に、第１負荷開閉リレー８Ａの第１制御用接点２３Ａに接続されている。

【0032】

図４に示すように、負荷開閉リレー８Ａ－８Ｃが電源遮断状態である場合には、第２可動片２５Ａ－２５Ｃは、第１電源用接点２１Ａ－２１Ｃと第２電源用接点２２Ａ－２２Ｃとをそれぞれ遮断し、第１制御用接点２３Ａ－２３Ｃと第２制御用接点２４Ａ－２４Ｃとをそれぞれ接続する。それにより、制御回路３１から第１コイル１６Ａ－１６Ｃへの駆動電圧の印可が可能となる。コントローラ９は、制御用リレー３３Ａ－３３Ｃを制御することで、第１コイル１６Ａ－１６Ｃへの駆動電圧を制御する。それにより、電源切替リレー５Ａ－５Ｃが、主接続状態と補助接続状態とに切り替えられる。

【0033】

図５に示すように、負荷開閉リレー８Ａ－８Ｃが電源接続状態である場合には、第２可動片２５Ａ－２５Ｃは、第１電源用接点２１Ａ－２１Ｃと第２電源用接点２２Ａ－２２Ｃとをそれぞれ接続し、第１制御用接点２３Ａ－２３Ｃと第２制御用接点２４Ａ－２４Ｃとをそれぞれ遮断する。それにより、制御回路３１が第１コイル１６Ａ－１６Ｃから遮断され、制御回路３１から第１コイル１６Ａ－１６Ｃへの駆動電圧の印可が不可能となる。そのため、コントローラ９が、制御用リレー３３Ａ－３３Ｃを制御しても、電源切替リレー５Ａ－５Ｃは、主接続状態と補助接続状態とに切り替えられない。

【0034】

なお、図５では、負荷開閉リレー８Ａ－８Ｃの全てが電源接続状態となっているが、接点の溶着により、負荷開閉リレー８Ａ－８Ｃの一部のみが電源接続状態である場合にも、制御回路３１が第１コイル１６Ａ－１６Ｃから遮断される。そのため、負荷開閉リレー８Ａ－８Ｃの少なくとも１つが電源接続状態である場合には、制御回路３１から第１コイル１６Ａ－１６Ｃへの駆動電圧の印可が不可能となる。

【0035】

例えば、負荷開閉リレー８Ａ－８Ｃは、２巻線型のラッチングリレーである。図６は、第１負荷開閉リレー８Ａと制御回路３１との構成の一例を示す図である。図６に示すように、第１負荷開閉リレー８Ａは、セット端子４１と、リセット端子４２と、コモン端子４３とを含む。制御用リレー３３Ａは、第１制御用リレー３４Ａと第２制御用リレー３５Ａとを含む。第１制御用接点２３Ａは、第１制御用リレー３４Ａを介して、セット端子４１に接続されている。第１制御用接点２３Ａは、第２制御用リレー３５Ａを介して、リセット端子４２に接続されている。コモン端子４３は、制御回路３１に接続されている。

【0036】

図６に示すように、第１負荷開閉リレー８Ａが電源遮断状態である場合に、コントローラ９は、第２制御用リレー３５Ａをオンに設定することで、制御回路３１からリセット端子４２に駆動電圧を印可する。それにより、第１電源切替リレー５Ａは、補助接続状態に切り替えられる。第１負荷開閉リレー８Ａが電源遮断状態である場合に、コントローラ９は、第１制御用リレー３４Ａをオンに設定することで、制御回路３１からセット端子４１に駆動電圧を印可する。それにより、第１電源切替リレー５Ａは、主接続状態に切り替えられる。

【0037】

図５に示すように、第１負荷開閉リレー８Ａが電源接続状態である場合には、第１制御用接点２３Ａと第２制御用接点２４Ａとは互いに遮断されている。そのため、コントローラ９が第１制御用リレー３４Ａと第２制御用リレー３５Ａとを制御しても、第１電源切替リレー５Ａの主接続状態と補助接続状態とは切り替えられない。

【0038】

第２負荷開閉リレー８Ｂと第３負荷開閉リレー８Ｃと制御回路３１との構成についても、第１負荷開閉リレー８Ａと制御回路３１との構成と同様である。なお、負荷開閉リレー８Ａ－８Ｃは、２巻線型に限らず、１巻線型のラッチングリレーであってもよい。

【0039】

主電源が通電状態である場合には、図１及び図２に示すように、コントローラ９は、電源切替リレー５Ａ－５Ｃを主接続状態に設定し、且つ、負荷開閉リレー８Ａ－８Ｃを電源接続状態に設定することで、主電源Ｐ１を負荷Ｌ１－Ｌ３に接続し、補助電源Ｐ２を負荷Ｌ１－Ｌ３から遮断する。詳細には、第１～第３電源切替リレー５Ａ－５Ｃは、主接続状態において、第１～第３主電源回路２Ａ－２Ｃを、それぞれ第１～第３連結回路６Ａ－６Ｃに接続する。第１～第３負荷開閉リレー８Ａ－８Ｃは、電源接続状態において、第１～第３連結回路６Ａ－６Ｃを、それぞれ第１～第３負荷回路４Ａ－４Ｃに接続する。それにより、第１～第３主電源回路２Ａ－２Ｃが、それぞれ第１～第３負荷回路４Ａ－４Ｃに接続され、主電源Ｐ１から負荷Ｌ１－Ｌ３に電力が供給される。

【0040】

コントローラ９は、主電源Ｐ１が停電した場合に、負荷Ｌ１－Ｌ３の電源を、主電源Ｐ１から補助電源Ｐ２に切り替える。コントローラ９は、主電源Ｐ１が復旧した場合に、負荷Ｌ１－Ｌ３の電源を、補助電源Ｐ２から主電源Ｐ１に切り替える。図７は、電源の切替における電源切替リレー５Ａ－５Ｃと負荷開閉リレー８Ａ－８Ｃの制御を示すタイミングチャートである。

【0041】

図７に示すように、時間Ｔ０において、主電源Ｐ１は、通電状態であり、コントローラ９は、電源切替リレー５Ａ－５Ｃを主接続状態に設定し、且つ、負荷開閉リレー８Ａ－８Ｃを電源接続状態に設定する。それにより、電力が、主電源Ｐ１から、主電源回路２Ａ－２Ｃと連結回路６Ａ－６Ｃと負荷回路４Ａ－４Ｃとを介して、負荷Ｌ１－Ｌ３に供給される。

【0042】

時間Ｔ１において、主電源Ｐ１が停電すると、コントローラ９は、時間Ｔ２において、電源切替リレー５Ａ－５Ｃをそれぞれ主接続状態に維持したまま、負荷開閉リレー８Ａ－８Ｃをそれぞれ電源遮断状態に切り替える。それにより、図８に示すように、連結回路６Ａ－６Ｃが負荷回路４Ａ－４Ｃから遮断されることで、主電源Ｐ１が負荷Ｌ１－Ｌ３から遮断される。

【0043】

その後、時間Ｔ３において、コントローラ９は、負荷開閉リレー８Ａ－８Ｃを電源遮断状態に維持したまま、電源切替リレー５Ａ－５Ｃをそれぞれ補助接続状態に切り替える。それにより、図９に示すように、補助電源回路３Ａ－３Ｃが連結回路６Ａ－６Ｃに接続される。

【0044】

その後、時間Ｔ４において、コントローラは、電源切替リレー５Ａ－５Ｃを補助接続状態に維持したまま、負荷開閉リレー８Ａ－８Ｃを電源接続状態に切り替える。それにより、図３に示すように、補助電源回路３Ａ－３Ｃが、連結回路６Ａ－６Ｃを介して、負荷回路４Ａ－４Ｃに接続される。それにより、図１０に示すように、電力が、補助電源Ｐ２から、補助電源回路３Ａ－３Ｃと連結回路６Ａ－６Ｃと負荷回路４Ａ－４Ｃとを介して、負荷Ｌ１－Ｌ３に供給される。

【0045】

時間Ｔ５において、主電源Ｐ１が通電状態に復旧すると、コントローラ９は、時間Ｔ６において、電源切替リレー５Ａ－５Ｃをそれぞれ補助接続状態に維持したまま、負荷開閉リレー８Ａ－８Ｃをそれぞれ電源遮断状態に切り替える。それにより、図９に示すように、連結回路６Ａ－６Ｃが負荷回路４Ａ－４Ｃから遮断されることで、補助電源Ｐ２が負荷Ｌ１－Ｌ３から遮断される。

【0046】

その後、時間Ｔ７において、コントローラ９は、負荷開閉リレー８Ａ－８Ｃを電源遮断状態に維持したまま、電源切替リレー５Ａ－５Ｃをそれぞれ主接続状態に切り替える。それにより、図８に示すように、主電源回路２Ａ－２Ｃが連結回路６Ａ－６Ｃに接続される。

【0047】

その後、時間Ｔ８において、コントローラは、電源切替リレー５Ａ－５Ｃを主接続状態に維持したまま、負荷開閉リレー８Ａ－８Ｃを電源接続状態に切り替える。それにより、図２に示すように、主電源回路２Ａ－２Ｃが、連結回路６Ａ－６Ｃを介して、負荷回路４Ａ－４Ｃに接続される。それにより、電力が、主電源Ｐ１から、主電源回路２Ａ－２Ｃと連結回路６Ａ－６Ｃと負荷回路４Ａ－４Ｃとを介して、負荷Ｌ１－Ｌ３に供給される。

【0048】

以上説明した本実施形態に係る電源切替装置１では、接点が溶着した場合に、電源の短絡が防止される。例えば、図１１に示すように、主電源Ｐ１の復旧時に、コントローラが負荷開閉リレー８Ａ－８Ｃを電源遮断状態に切り替えるように負荷開閉リレー８Ａ－８Ｃを制御したが、第３負荷開閉リレー８Ｃの第１電源用接点２１Ｃが溶着している場合、第３負荷開閉リレー８Ｃは、電源遮断状態に切り替わらずに、電源接続状態に維持される。

【0049】

本実施形態に係る電源切替装置１では、負荷開閉リレー８Ａ－８Ｃの少なくとも１つが電源接続状態である場合には、電源切替リレー５Ａ－５Ｃの主接続状態と補助接続状態との切り替えが禁止される。従って、第３負荷開閉リレー８Ｃの第１電源用接点２１Ｃが溶着した状態では、電源切替リレー５Ａ－５Ｃは、主接続状態に切り替えられない。それにより、電源の短絡が防止される。

【0050】

負荷Ｌ１－Ｌ３の電源を主電源Ｐ１から補助電源Ｐ２に切り替える場合には、コントローラ９は、負荷開閉リレー８Ａ－８Ｃを電源遮断状態に切り替えた後に、電源切替リレー５Ａ－５Ｃを補助接続状態に切り替える。そして、コントローラ９は、電源切替リレー５Ａ－５Ｃを補助接続状態に切り替えた後に、負荷開閉リレー８Ａ－８Ｃを電源接続状態に切り替える。

【0051】

また、負荷Ｌ１－Ｌ３の電源を補助電源Ｐ２から主電源Ｐ１に切り替える場合には、コントローラ９は、負荷開閉リレー８Ａ－８Ｃを電源遮断状態に切り替えた後に、電源切替リレー５Ａ－５Ｃを主接続状態に切り替える。そして、コントローラ９は、電源切替リレー５Ａ－５Ｃを主接続状態に切り替えた後に、負荷開閉リレー８Ａ－８Ｃを電源接続状態に切り替える。それにより、電源切替リレー５Ａ－５Ｃにおけるアークの発生が抑えられる。

【0052】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【0053】

上述した主電源Ｐ１と補助電源Ｐ２とは、単相三線式の交流電源である。ただし、主電源Ｐ１と補助電源Ｐ２とは、三相三線式であってもよい。或いは、図１２に示すように、主電源Ｐ１と補助電源Ｐ２とは、単相二線式であってもよい。なお、第２電源切替リレー５Ｂと第２負荷開閉リレー８Ｂとは省略されてもよい。主電源Ｐ１は、商用電源に限らず、蓄電池、或いは発電機などの他の電源であってもよい。

【0054】

電源切替装置１の構成は、上記の実施形態のものに限らず、変更されてもよい。例えば、コントローラ９は、省略されてもよい。例えば、スイッチが手動で押されることで、電源切替リレー５Ａ－５Ｃと負荷開閉リレー８Ａ－８Ｃとに駆動電圧が印可されてもよい。それにより、電源切替リレー５Ａ－５Ｃの接続状態と、負荷開閉リレー８Ａ－８Ｃの接続状態とが切り替えられてもよい。

【0055】

電源切替リレー５Ａ－５Ｃと負荷開閉リレー８Ａ－８Ｃとの構成は上記の実施形態のものに限らず、変更されてもよい。例えば、上記の実施形態において、電源切替リレー５Ａ－５Ｃと負荷開閉リレー８Ａ－８Ｃとは、１ａ１ｂ型の接点構造を有する。しかし、図１３に示すように、電源切替リレー５Ａ－５Ｃは、１ｃ型の接点構造を有してもよい。上記の実施形態では、リレーは、ダブルブレーク型の接点構造を有している。しかし、リレーは、シングルブレーク型の接点構造を有してもよい。接点は、可動片と別体であってもよく、或いは可動片の一部であってもよい。

【0056】

負荷開閉リレー８Ａ－８Ｃと制御回路３１との構成は、上記の実施形態のものに限らず、変更されてもよい。例えば、図１４に示すように、電源切替装置１は、遅延回路５０を備えてもよい。遅延回路５０は、制御回路３１に接続される。遅延回路５０は、負荷開閉リレー８Ａ－８Ｃが電源接続状態から電源遮断状態に切り替えられた時点から、所定時間経過後に、制御用電源３２からの駆動電圧を、電源切替リレー５Ａ－５Ｃの第１コイル１６Ａ－１６Ｃに印可させる。すなわち、遅延回路５０は、図７に示すように、負荷開閉リレー８Ａ－８Ｃが電源接続状態から電源遮断状態に切り替えられた時間Ｔ２から、所定時間ｔ１経過後の時間Ｔ３に、電源切替リレー５Ａ－５Ｃが主接続状態、或いは補助接続状態に切り替わるように、第１コイル１６Ａ－１６Ｃに印可される駆動電圧を遅延させる。

【0057】

図１４に示すように、遅延回路５０は、ＲＣ積分回路５１を含む。ＲＣ積分回路５１は、抵抗５２とコンデンサ５３とを含む。ＲＣ積分回路５１は、制御用リレー３３Ａを介して、第１電源切替リレーの第１コイル１６Ａに接続されている。ＲＣ積分回路５１は、放電抵抗５４とトランジスタ５５とに接続されている。トランジスタ５５は、第１電源切替リレー５Ａのコモン端子４３に接続されている。図示を省略するが、第２電源切替リレー５Ｂ、及び、第３電源切替リレーに印可される駆動電圧についても、第１電源切替リレーと同様に、遅延回路５０によって所定時間ｔ１だけ遅延される。

【0058】

この場合、コントローラ９によるタイミングの制御によらないで、負荷開閉リレー８Ａ－８Ｃが電源接続状態から電源遮断状態に切り替えられた時点から、所定時間ｔ１経過後に、自動的に、電源切替リレー５Ａ－５Ｃが、主接続状態と補助接続状態とに切り替えられる。また、ＲＣ積分回路５１の抵抗値とコンデンサ５３の容量とを調整することで、所定時間ｔ１を所望の値に容易に設定することができる。

【産業上の利用可能性】

【0059】

本発明によれば、複数の電源の切り替えを行う電源切替装置において、接点が溶着した場合に、電源の短絡が防止される。

【符号の説明】

【0060】

１：電源切替装置 、２Ａ：第１主電源回路 、３Ａ：第１補助電源回路 、４Ａ：第１負荷回路 、５Ａ：第１電源切替リレー 、６Ａ：第１連結回路 、８Ａ：第１負荷開閉リレー 、９：コントローラ 、１６Ａ：第１コイル 、２１Ａ：第１電源用接点 、２２Ａ：第２電源用接点 、２３Ａ：第１制御用接点 、２４Ａ：第２制御用接点 、３１：制御回路 、５０：遅延回路 、５１：ＲＣ積分回路 、Ｌ１－Ｌ３：負荷 、Ｐ１：主電源 、Ｐ２：補助電源

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】