リレーの接点が故障する

質問

http://www.george24.com/~fg5veren/circuit-diagram.jpg
上記HPの回路図をご覧下さい。

・このような環境で基板Xを何百枚も検査します(電圧確認検査)。
・指定の場所(未記入)の電圧を測るためにのみ基板Xに電源が供給されます。
(単に電源を供給するのみで機能検査は行わない)
・検査中、基板Xは270mAほど電流を食っていました。
・電源投入時の突入電圧はオシロ測定で24V程度でした(2.5ms/divで確認)。
・電源投入時の突入電流は測定していません。
・RYL1の接点はソフトによりON/OFFします(1回/分程度)。
・RYL1とD0の型番は忘れました。
・直接導線によって電源供給がなされるのはZ1,C41,C45です。

このような環境下で基板Xを10枚程度検査すると、
なぜかリレーK1が接点故障を起こしてしまいます。
検査装置の電源をOFFしてK1を外してみると4,6,8pinがショートとなっていました。
軽く数回たたくと元に戻りますが、検査を再開するとまたすぐに同様の接点故障が起きます。
リレーK1を丁寧に分解して構造を見てみると接点間はかなり距離が近く、
また、4,13pinから出ている接触棒？は各々2つずつありました。
4pinから出ている片方の接触棒がNC接点ともう片方の接触棒がNO接点とショートしていました。

電流や電圧の容量の問題かと思い、
リレーK1を容量のもう少し大きな似たような
別のタイプに変更してみましたが
やはり同様の現象が起こって接点が不良となってしまいました。
(こちらも接触棒が2つずつあるタイプでした)

回路的に問題があると思われるのですが、何がいけないのでしょうか？
コイルに使用する電源と接点を通して基板Xに供給する電源を
同じものにしていることが原因でしょうか？
もしそうだとしたら何故いけないのでしょうか？

なお、リレーK1のデータシートは
http://panasonic-denko.co.jp/ac/download/control/relay/signal/catalog/mech_jpn_ds.pdf
から確認できます(型番は回路図の通り)。

以上、お暇な時にご回答よろしくお願い申し上げます。

回答No.11

bravo-z · ベストアンサー

＞ところで、そもそもこの抵抗を入れることによって
なぜ溶着しなくなるのでしょうか？
突入電流はどのようになるのでしょう？

抵抗が無い時は、リレーON 直後は、ほぼショート状態になって過大な電流が流れます。電源の性能や回路の条件（インピーダンス等）によって変わりますが、数十Aの電流が流れる可能性があります。５Ωの抵抗を入れた場合はリレーON 直後でも（２４／５）A 以上の電流は流れないので格段に改善されます。

＞既に溶着したリレーは使用可能でしょうか？

信頼性に問題が有りますので、製品や高い信頼度が要求される回路に使用することは出来ませんが、動作に異常が無ければ、試験装置に使用しても構いません。ただし、将来、故障する可能性は有ります。

補足

いろいろとありがとうございました。
制限抵抗の役割についてもお教え頂き感謝申し上げます。

それで5.1Ω,1Wの抵抗があったので、これを直列に2個(つまり10.2Ω)つなげてみました。
電源を入れたら少し抵抗が熱いですが、ぎりぎり大丈夫かな？
(0.27A×10Ω×0.27A＝0.729Wのはずですよね？)
23.98V→20.8Vくらいまで電圧降下していましたので、
少しAC/DC電源の電圧を上げてみました(26Vくらい)。

今日は時間がなかったので15回ほどしか検査できなかったのですが、
接点は溶着しなかったです。
明日あと30回くらいやってみようと思います。

とても勉強になりました。また明日結果をお伝え致します。

回答No.12

bravo-z

No.6 です。
うっかりしてリレーのデーターシートを見ていませんでした。
定格電流　２Aに対し、突入電流が（26/10）A になっています。
突入電流はごく短時間ですから、実用上は問題無いと思いますが、本当は瞬時といえども定格電流を越えない様にした方が良いようです。
できれば、リレーを大きいものに代えるか、抵抗値を再検討してみて下さい。
また、直流はトランジスタを使って簡単にON/OFF出来ます。その方が信頼性も向上するので、検討されるのも良いかと思います。

補足

実はそれを危惧して5Ωではなく10Ωにしたんです。
本当は15Ωにしようと思ったんですが、
電圧降下が大きすぎて基板に電源が入らないかもしれないのでやめておきました。

定格制御容量：2A 30V DC（抵抗負荷）
接点最大通電電流：3A
とあるので3Aまではぎりで大丈夫？じゃないんでしょうか？

それと
接点最大許容電力：60W、125VA（抵抗負荷）
とありますが、
26V×(26/10)A＝67.6Wでこちらも超えちゃいますね？

ちょっと不安ですが、製品でなくて検査装置なんでまあいいです。
壊れた時についでに別のリレーに変えることにします。

トランジスタでON/OFF確かにいいですね。
ですが、これから設計変更は無理なのでまたの機会にします。

ところで、今日さらに30回検査をしましたが全然問題なしでした。
本当に抵抗を入れたら直ったので大変感謝しております。
この度は誠にありがとうございました。

回答No.10

yamame17gou

出荷以降の使用状態であるダイレクト印加での検査に意味があります。
単に試験装置の一部に耐性が不足していただけのことです。

回答No.9

bravo-z

また、No.6 です。
普通の抵抗器でいいです。

お礼

間違えたので以下のように訂正します。
「既に溶着した抵抗器」→「既に溶着したリレー」

補足

0.27A x 5Ω x 0.27A = 0.3645Wなので、
5Ω(1/2W)の抵抗器を入れようと思います。

ところで、そもそもこの抵抗を入れることによって
なぜ溶着しなくなるのでしょうか？
突入電流はどのようになるのでしょう？

また、既に溶着した抵抗器は使用可能でしょうか？
すみませんがよろしくお願い申し上げます。

回答No.8

bravo-z

No.6 です。
突入電流はごく短時間しか流れないので、消費電力は無視してかまいません。抵抗器の消費電力は基板の定常電流のときの消費電流で計算します。

回答No.7

bravo-z

No.6です。
Constant Voltage →　Constant Current　に訂正します。

回答No.6

bravo-z

他の方も書いておられるように、突入電流が原因だと思われます。
そのためには
（１）安定化電源に電流制限機能が付いていたら（市販の安定化電源には大抵付いている。CCまたはConstant Voltageと書いた調整器が付いている。）これを調整して最大電流を小さくする。
（２）２４Vラインに抵抗器をいれて電流制限をする。（基板が動作する範囲でなるべく大きくする。数Ω～数十Ωでも効果はある。ワット数に注意。）
（３）安定化電源の一次側（ACライン）にリレーを入れる。（リレーの接点容量、耐圧に注意。）
以上のいずれかを行うと良いと思います。

補足

http://www.fa.omron.co.jp/data_pdf/cat/ground-fault_protectors_ds_j_2_2.pdf
のPage.9に載っているような電流制限用抵抗器を用いるのでしょうか？
ワット数の計算方法がイマイチ…。
P ＝ VI ＝ (突入電流 x 抵抗器の抵抗値) x 突入電流？？？
だとすると、突入電流が分かりませんね。。。
どなたかが10Aとか書いておられましたが、、、
だとすると(10A x 10Ω) x 10A = 1000Wもの耐電力が必要なのでしょうか？
これってすごく大きいし高い(↑のは\9,000)？？

回答No.5

yamame17gou

誤記訂正：「制御漁期機器」は「制御機器」です。
「SSRタイプ透明では無い」は「SSRタイプは透明ケースでは無い」

回答No.4

xs200

コンデンサ負荷ということは接点がオンになった時に負荷をショートさせているのと同じことをしています。コンデンサ負荷をスイッチできる車載用のリレーなどを使ってください。

http://panasonic-denko.co.jp/ac/j/control/relay/vehicle/cp-po/index.jsp

回答No.3

yamame17gou

オムロンカタログ・ベスト制御漁期機器のリレー使用上の注意事項を見て下さい。
結論として用途に不適、（もう一つの接点を遊ばせてないで二個直列で耐性アップも常道、経験の為に試しておくと良い）勉強の為にリレー部だけのテストボード、DINレール取り付けのソケット等で、外部から状態が解る透明ケースの物、LY２くらいで、最終的に形状互換のSSR（制御、開閉ともDCタイプ完備）で対処して下さい。
（SSRタイプ透明では無い)
この際この手順で一つの基本的なことをやっておくと後々他の局面での対処にも効果的です。
自社内の設備、非常に有利な立場、取り組み姿勢、工夫で多くの技術取得が出来ます。
頑張って下さい。
（リレーのサイズはパナも含めもう少し小さい物も各種ありますので、それらの試験も含め最終決定すると良い。）

回答No.2

ORUKA1951

ざっと見ただけですが、接点に並列にコンデンサーがあります。
そりゃ無理だ・・・
制限コイルを入れ(その場合はバリスタもいる)る。制限抵抗でも

補足

すみません、知識不足なもので。。。
制限コイル、制限抵抗の入れ方のイメージが湧きません。。。
直列に入れると基板に行く前に電圧降下して24Vがかからないような。。。
分かってないです。すみません。