JP7600850B2

JP7600850B2 - Electrical Equipment

Info

Publication number: JP7600850B2
Application number: JP2021077476A
Authority: JP
Inventors: 毅古賀
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2021-04-30
Filing date: 2021-04-30
Publication date: 2024-12-17
Anticipated expiration: 2041-04-30
Also published as: JP2022171081A

Description

本開示は、リレーを備える電気機器に関する。 This disclosure relates to an electrical device equipped with a relay.

特許文献１は、電気機器における漏洩磁束を軽減する手法を開示している。電気機器は、漏洩磁束の原因となるトランスを含んでいる。そのトランスの上面に、磁束軽減用コイルが取り付けられる。磁束軽減用コイルには、トランスにより発生する漏洩磁束と逆向きの磁束が発生するように電流が流される。磁束軽減用コイルから発生する磁束により、漏洩磁束が打ち消される。 Patent Document 1 discloses a method for reducing leakage magnetic flux in electrical equipment. The electrical equipment includes a transformer that causes leakage magnetic flux. A magnetic flux reduction coil is attached to the top surface of the transformer. A current is passed through the magnetic flux reduction coil so that a magnetic flux is generated in the opposite direction to the leakage magnetic flux generated by the transformer. The leakage magnetic flux is cancelled out by the magnetic flux generated by the magnetic flux reduction coil.

特開平９－２８３３４６号公報Japanese Patent Application Publication No. 9-283346

特許文献１に記載の技術によれば、漏洩磁束を打ち消すためだけの専用コイルを追加的に設置する必要がある。このことは、電気機器のサイズの増大を招く。 According to the technology described in Patent Document 1, it is necessary to install an additional coil dedicated solely to canceling leakage magnetic flux. This leads to an increase in the size of the electrical equipment.

本開示の１つの目的は、電気機器のサイズを増大させることなく、電気機器における漏洩磁束を軽減することができる技術を提供することにある。 One objective of the present disclosure is to provide a technology that can reduce leakage magnetic flux in electrical equipment without increasing the size of the electrical equipment.

本開示の１つの観点は、電気機器に関連する。
電気機器は、第１電磁石を含む第１リレーと、第２電磁石を含む第２リレーとを備える。
第１電磁石のＮ極と第２電磁石のＳ極とが対向し、且つ、第１電磁石のＳ極と第２電磁石のＮ極とが対向するように、第１リレーと第２リレーは配置されている。 One aspect of the present disclosure relates to an electrical device.
The electrical device includes a first relay including a first electromagnet and a second relay including a second electromagnet.
The first relay and the second relay are arranged so that the north pole of the first electromagnet faces the south pole of the second electromagnet and so that the south pole of the first electromagnet faces the north pole of the second electromagnet.

本開示によれば、第１電磁石のＮ極と第２電磁石のＳ極とが対向し、且つ、第１電磁石のＳ極と第２電磁石のＮ極とが対向する。従って、第１電磁石と第２電磁石との間の領域における磁束密度は高くなる。逆に、第１電磁石と第２電磁石を含む領域の外側では、磁束密度は低くなる。これは、リレーからの漏洩磁束が効果的に軽減されていることを意味する。 According to the present disclosure, the north pole of the first electromagnet faces the south pole of the second electromagnet, and the south pole of the first electromagnet faces the north pole of the second electromagnet. Therefore, the magnetic flux density is high in the region between the first electromagnet and the second electromagnet. Conversely, the magnetic flux density is low outside the region including the first electromagnet and the second electromagnet. This means that leakage magnetic flux from the relay is effectively reduced.

また、本開示によれば、漏洩磁束を軽減するためだけの専用部品を追加する必要は無い。第１リレーと第２リレーの配置を工夫するだけで、専用部品を追加することなく、漏洩磁束を軽減することが可能である。専用部品を追加する必要が無いため、電気機器のサイズの増大が防止される。すなわち、電気機器の小型化及び軽量化が可能となる。 Furthermore, according to the present disclosure, there is no need to add a dedicated component solely for reducing leakage magnetic flux. By simply devising the arrangement of the first relay and the second relay, it is possible to reduce leakage magnetic flux without adding a dedicated component. Since there is no need to add a dedicated component, an increase in the size of the electrical device is prevented. In other words, it is possible to reduce the size and weight of the electrical device.

本開示の実施の形態に係る電気機器の構成例を概略的に示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a schematic configuration example of an electrical device according to an embodiment of the present disclosure. 本開示の実施の形態に係るリレーの構成例を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a configuration example of a relay according to an embodiment of the present disclosure. 本開示の実施の形態に係る一対のリレーの電磁石の配置を説明するための概念図である。1 is a conceptual diagram illustrating an arrangement of electromagnets of a pair of relays according to an embodiment of the present disclosure. FIG. 比較例を説明するための概念図である。FIG. 13 is a conceptual diagram for explaining a comparative example.

添付図面を参照して、本開示の実施の形態を説明する。 An embodiment of the present disclosure will be described with reference to the attached drawings.

図１は、本実施の形態に係る電気機器１の構成例を概略的に示すブロック図である。電気機器１は、少なくとも一対のリレー１０を含んでいる。一対のリレー１０は、第１リレー１０－１と第２リレー１０－２からなる。第１リレー１０－１と第２リレー１０－２は、同型式であってもよい。 FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration example of an electric device 1 according to this embodiment. The electric device 1 includes at least a pair of relays 10. The pair of relays 10 consists of a first relay 10-1 and a second relay 10-2. The first relay 10-1 and the second relay 10-2 may be of the same type.

また、電気機器１は、第１リレー１０－１と第２リレー１０－２の各々をＯＮ／ＯＦＦ制御する制御装置２０を含んでいる。より詳細には、制御装置２０は、第１リレー１０－１と第２リレー１０－２の各々のコイルに電流を供給するように構成されている。電流供給をＯＮ／ＯＦＦすることによって、第１リレー１０－１と第２リレー１０－２の各々をＯＮ／ＯＦＦすることができる。制御装置２０は、第１リレー１０－１と第２リレー１０－２を同時にＯＮ／ＯＦＦしてもよい。 The electrical device 1 also includes a control device 20 that controls ON/OFF of each of the first relay 10-1 and the second relay 10-2. More specifically, the control device 20 is configured to supply current to each of the coils of the first relay 10-1 and the second relay 10-2. By turning the current supply ON/OFF, each of the first relay 10-1 and the second relay 10-2 can be turned ON/OFF. The control device 20 may turn ON/OFF the first relay 10-1 and the second relay 10-2 simultaneously.

第１リレー１０－１は、電気回路３０－１に接続されている。第１リレー１０－１がＯＮ／ＯＦＦされることにより、電気回路３０－１もＯＮ／ＯＦＦされる。第２リレー１０－２は、電気回路３０－２に接続されている。第２リレー１０－２がＯＮ／ＯＦＦされることにより、電気回路３０－２もＯＮ／ＯＦＦされる。 The first relay 10-1 is connected to the electric circuit 30-1. When the first relay 10-1 is turned ON/OFF, the electric circuit 30-1 is also turned ON/OFF. The second relay 10-2 is connected to the electric circuit 30-2. When the second relay 10-2 is turned ON/OFF, the electric circuit 30-2 is also turned ON/OFF.

図２は、各リレー１０の構成例を示す回路図である。リレー１０は、電磁石１１とスイッチ（接点）１５を含んでいる。電磁石１１は、コイル１２と鉄芯を含んでいる。コイル１２は、端子１３を介して制御装置２０に接続されている。スイッチ１５は、可動接点１５ａと固定接点１５ｂを含んでいる。スイッチ１５は、端子１６を介して電気回路３０に接続されている。コイル１２には、制御装置２０から電流が供給される。コイル１２に電流が供給されることにより、電磁石１１が磁場を発生し、可動接点１５ａが固定接点１５ｂと接触し、スイッチ１５がＯＮする。すなわち、リレー１０がＯＮする。コイル１２への電流供給が停止すると、電磁石１１による磁場が消え、可動接点１５ａが固定接点１５ｂから離れ、スイッチ１５がＯＦＦする。すなわち、リレー１０がＯＦＦする。 Figure 2 is a circuit diagram showing an example of the configuration of each relay 10. The relay 10 includes an electromagnet 11 and a switch (contact) 15. The electromagnet 11 includes a coil 12 and an iron core. The coil 12 is connected to the control device 20 via a terminal 13. The switch 15 includes a movable contact 15a and a fixed contact 15b. The switch 15 is connected to the electric circuit 30 via a terminal 16. A current is supplied to the coil 12 from the control device 20. When a current is supplied to the coil 12, the electromagnet 11 generates a magnetic field, the movable contact 15a comes into contact with the fixed contact 15b, and the switch 15 is turned ON. That is, the relay 10 is turned ON. When the current supply to the coil 12 is stopped, the magnetic field generated by the electromagnet 11 disappears, the movable contact 15a moves away from the fixed contact 15b, and the switch 15 is turned OFF. That is, the relay 10 is turned OFF.

このように、リレー１０の電磁石１１は、磁場（磁束）を発生させる。特に、永久磁石とは異なり、ＯＮ／ＯＦＦするリレー１０（電磁石１１）からの漏洩磁束は変動する。リレー１０からの漏洩磁束は、電気機器１内の他の部品に影響を及ぼす可能性がある。例えば、図１に示される例では、電気機器１は、磁束に基づいて物理量を検出するセンサ４０（例：電流センサ）を含んでいる。リレー１０からの漏洩磁束は、センサ４０の検出精度に影響を及ぼすおそれがある。従って、電気機器１における漏洩磁束を軽減することが望まれる。 In this way, the electromagnet 11 of the relay 10 generates a magnetic field (magnetic flux). In particular, unlike a permanent magnet, the leakage magnetic flux from the relay 10 (electromagnet 11) fluctuates when it is turned on and off. The leakage magnetic flux from the relay 10 may affect other components in the electrical device 1. For example, in the example shown in FIG. 1, the electrical device 1 includes a sensor 40 (e.g., a current sensor) that detects a physical quantity based on magnetic flux. The leakage magnetic flux from the relay 10 may affect the detection accuracy of the sensor 40. Therefore, it is desirable to reduce the leakage magnetic flux in the electrical device 1.

本実施の形態に係る電気機器１は、漏洩磁束を軽減するために、一対のリレー１０の電磁石１１の配置に特徴を有する。 The electrical device 1 according to this embodiment is characterized by the arrangement of the electromagnets 11 of the pair of relays 10 in order to reduce leakage magnetic flux.

図３は、本実施の形態に係る一対のリレー１０の電磁石１１の配置を説明するための概念図である。第１リレー１０－１は、第１電磁石１１－１を含み、第２リレー１０－２は、第２電磁石１１－２を含んでいる。第１電磁石１１－１と第２電磁石１１－２は、互いに近接し且つ対向するように配置されている。 Figure 3 is a conceptual diagram for explaining the arrangement of the electromagnets 11 of a pair of relays 10 according to this embodiment. The first relay 10-1 includes a first electromagnet 11-1, and the second relay 10-2 includes a second electromagnet 11-2. The first electromagnet 11-1 and the second electromagnet 11-2 are arranged so as to be close to and face each other.

特に、図３は、第１リレー１０－１と第２リレー１０－２の両方がＯＮしている状態を示している。第１電磁石１１－１のコイル１２に電流が供給されることにより、第１電磁石１１－１には磁極が発生し、第１電磁石１１－１から磁場が発生する。同様に、第２電磁石１１－２のコイル１２に電流が供給されることにより、第２電磁石１１－２には磁極が発生し、第２電磁石１１－２から磁場が発生する。図３に示されるように、通電時、第１電磁石１１－１のＮ極と第２電磁石１１－２のＳ極とが対向し、且つ、第１電磁石１１－１のＳ極と第２電磁石１１－２のＮ極とが対向するように、第１リレー１０－１と第２リレー１０－２は配置されている。言い換えれば、第１電磁石１１－１のＮ極と第２電磁石１１－２のＳ極とが対向し、且つ、第１電磁石１１－１のＳ極と第２電磁石１１－２のＮ極とが対向するように、制御装置２０から一対のリレー１０のコイル１２に電流が供給される。 In particular, Figure 3 shows a state in which both the first relay 10-1 and the second relay 10-2 are ON. When a current is supplied to the coil 12 of the first electromagnet 11-1, a magnetic pole is generated in the first electromagnet 11-1, and a magnetic field is generated from the first electromagnet 11-1. Similarly, when a current is supplied to the coil 12 of the second electromagnet 11-2, a magnetic pole is generated in the second electromagnet 11-2, and a magnetic field is generated from the second electromagnet 11-2. As shown in Figure 3, the first relay 10-1 and the second relay 10-2 are arranged so that, when current is applied, the north pole of the first electromagnet 11-1 faces the south pole of the second electromagnet 11-2, and the south pole of the first electromagnet 11-1 faces the north pole of the second electromagnet 11-2. In other words, current is supplied from the control device 20 to the coils 12 of the pair of relays 10 so that the north pole of the first electromagnet 11-1 faces the south pole of the second electromagnet 11-2, and the south pole of the first electromagnet 11-1 faces the north pole of the second electromagnet 11-2.

第１電磁石１１－１のＮ極と第２電磁石１１－２のＳ極とが対向し、且つ、第１電磁石１１－１のＳ極と第２電磁石１１－２のＮ極とが対向するため、第１電磁石１１－１と第２電磁石１１－２との間の領域における磁束密度は高くなる。逆に、第１電磁石１１－１と第２電磁石１１－２を含む領域の外側では、磁束密度は低くなる。これは、一対のリレー１０からの漏洩磁束が効果的に軽減されていることを意味する。 Since the north pole of the first electromagnet 11-1 faces the south pole of the second electromagnet 11-2, and the south pole of the first electromagnet 11-1 faces the north pole of the second electromagnet 11-2, the magnetic flux density is high in the region between the first electromagnet 11-1 and the second electromagnet 11-2. Conversely, the magnetic flux density is low outside the region including the first electromagnet 11-1 and the second electromagnet 11-2. This means that the leakage magnetic flux from the pair of relays 10 is effectively reduced.

ここで、本実施の形態によれば、上述の特許文献１の場合とは異なり、漏洩磁束を軽減するためだけの専用部品を追加する必要が無いことに留意されたい。第１リレー１０－１も第２リレー１０－２も、通常の部品であり、漏洩磁束を軽減するためだけの専用部品ではない。第１リレー１０－１と第２リレー１０－２の配置を工夫するだけで、専用部品を追加することなく、漏洩磁束を軽減することが可能なのである。漏洩磁束軽減のための専用部品を追加する必要が無いため、電気機器１のサイズの増大が防止される。すなわち、電気機器１の小型化及び軽量化が可能となる。 Note that, according to this embodiment, unlike the case of Patent Document 1, there is no need to add a dedicated component solely for reducing leakage flux. Both the first relay 10-1 and the second relay 10-2 are normal components, and are not dedicated components solely for reducing leakage flux. By simply devising the arrangement of the first relay 10-1 and the second relay 10-2, it is possible to reduce leakage flux without adding a dedicated component. Since there is no need to add a dedicated component for reducing leakage flux, an increase in the size of the electrical device 1 is prevented. In other words, it is possible to reduce the size and weight of the electrical device 1.

また、一対のリレー１０からの漏洩磁束が軽減されるため、センサ４０（例：電流センサ）の配置に関する制限も緩和される。そのことを説明するために、まず、図４に示される比較例について説明する。比較例では、本実施の形態のようなリレー配置は採用されておらず、リレー１０（電磁石１１）からの漏洩磁束の影響は大きい。センサ４０の検出精度を確保するためには、センサ４０をリレー１０から遠く離して配置する必要がある。つまり、リレー１０とセンサ４０との間の隔離距離を大きく設定せざるを得ない。このことも、電気機器１のサイズの増大を招く。 In addition, since the leakage magnetic flux from the pair of relays 10 is reduced, restrictions on the placement of the sensor 40 (e.g., current sensor) are also relaxed. To explain this, first, a comparative example shown in FIG. 4 will be described. In the comparative example, the relay placement of this embodiment is not adopted, and the influence of the leakage magnetic flux from the relay 10 (electromagnet 11) is large. In order to ensure the detection accuracy of the sensor 40, it is necessary to place the sensor 40 far away from the relay 10. In other words, the separation distance between the relay 10 and the sensor 40 must be set large. This also leads to an increase in the size of the electrical device 1.

一方、本実施の形態によれば、一対のリレー１０からの漏洩磁束が軽減される。そのため、図３に示されるようにセンサ４０をリレー１０のより近くに配置しても、センサ４０の検出精度は低下しない。言い換えれば、センサ４０の検出精度を確保しながら、センサ４０とリレー１０との間の隔離距離を短くすることが可能となる。このことも、電気機器１の小型化に寄与する。 On the other hand, according to the present embodiment, leakage magnetic flux from the pair of relays 10 is reduced. Therefore, even if the sensor 40 is placed closer to the relay 10 as shown in FIG. 3, the detection accuracy of the sensor 40 does not decrease. In other words, it is possible to shorten the separation distance between the sensor 40 and the relay 10 while ensuring the detection accuracy of the sensor 40. This also contributes to the miniaturization of the electrical device 1.

以上に説明されたように、本実施の形態によれば、電気機器１のサイズを増大させることなく、電気機器１における漏洩磁束を軽減することが可能となる。 As described above, according to this embodiment, it is possible to reduce leakage magnetic flux in the electrical device 1 without increasing the size of the electrical device 1.

１電気機器
１０リレー
１０－１第１リレー
１０－２第２リレー
１１電磁石
１１－１第１電磁石
１１－２第２電磁石
１２コイル
１５スイッチ
２０制御装置
３０電気回路
４０センサ REFERENCE SIGNS LIST 1 Electrical device 10 Relay 10-1 First relay 10-2 Second relay 11 Electromagnet 11-1 First electromagnet 11-2 Second electromagnet 12 Coil 15 Switch 20 Control device 30 Electric circuit 40 Sensor

Claims

a first relay including a first electromagnet;
a second relay including a second electromagnet ;
a control device that controls ON/OFF of each of the first relay and the second relay;
Equipped with
the control device changes the first relay from an OFF state to an ON state by supplying a current to the first electromagnet, and changes the second relay from an OFF state to an ON state by supplying a current to the second electromagnet,
the first relay and the second relay are arranged such that, when the first relay and the second relay are in the ON state, the N pole of the first electromagnet faces the S pole of the second electromagnet, and the S pole of the first electromagnet faces the N pole of the second electromagnet.