密閉型リレーの使用に関するガイダンス
はじめに
TE のエンジニアリング部門から特別な指示がない限り、(メーカーによる通気手段が用意された) すべての密閉型リレーは、定格を満たすために、PCB に組み付けてクリーニングしてから通電するまでの間に通気口を開ける必要があります。
メーカーによる通気手段が提供されていないタイプのリレーもいくつかあります。このアプリケーション ノートは、そのようなリレーには適用されません。
リレーの処理に関するその他の情報については、関連アプリケーション ノート「プリント基板リレーの取り付け、結線、クリーニング」を参照してください。
通気口の識別、位置の確認、カバーの除去
(下の図を参照)
- 通気口は、テープ シールで覆われた小さな穴の場合と、円筒形の小さなプラスチック ピン (「通気ニブ」と呼ばれます) の場合があります。
- テープ通気口は PCB 取り付け面を除くどこかにあり、リレーの処理後にテープを剥がして開きます。
- ピン/ニブ タイプの通気口は通常、小さなくぼみ (通常はリレーの取り付け面の反対側の面にある) の中にありますが、他の位置にあることもあります。
- ピンタイプの通気口を開くには、鋭利なナイフでピンをカットするか、ドライバのような先の尖った小さな工具で突き破ります。ピンを横に曲げると、ピンが折れて小さな通気穴が残ります。
- プラスチックを穴の内側に押し出したり、リレー表面のコーティングやその他の汚染物を穴にこすりつけたりしないように注意してください。そうすると、通気口を通る空気の流れが狭まります。
図 1. 通気口の識別、位置の確認、カバーの除去
密閉型の洗浄可能なリレーを通気する理由
密閉型リレーを通電前に適切に通気しなかった場合に起こり得る主な影響/状況は次の 2 つです。1) 絶縁不良が起こる可能性がある、2) 接点のスイッチング寿命が短くなる。
リレーの「定格」寿命はこれらの影響を考慮して決められているため、仕様で定められた負荷条件で使用する限り、定格寿命中にこれらの状況は起こらないはずです。ただし、密閉型リレーが通気されていない場合、または定格寿命を超えて実際に故障するまで使用し続けた場合は、どちらかの状況が起こる可能性があります。
絶縁不良
リレー接点によってスイッチングされる電圧および電流がアークを発生させるほど十分に高い場合は、接点のアーク放電によって金属蒸気、オゾン、カーボン、その他の汚染物が生成されます。これは負荷電流、電圧、温度が高いほど増加します。
生成された汚染物は落下するか、リレーの内部表面で凝縮されます。汚染物の中には若干の導電性を持つものがあり、リレー内部の活電部品の間に漏洩電流路が形成される可能性があります。そのような電流路がリレー接点または端子の間のプラスチック面で形成された場合、これは特に重大な問題となります。
汚染物が蓄積し続けると、絶縁表面を流れる電流が増加し、カーボン汚れが形成されて時間とともに抵抗が減少します。やがて、この経路を通じて十分な電流が伝導されるようになり、プラスチックの溶解や炭化が起こります。これはリレー機能の構造上の不具合をもたらし、極端な場合は火災につながる危険もあります。
接点寿命の短縮
前述した接点のアーク放電が生じると、リレーの内部環境はイオン豊富な汚染されたものとなり、スイッチング アークの長さが長くなります。その結果、接点の侵食が促進され、さらに多くの汚染物が生成されます。
最終的に、侵食によってリレー接点が接触しなくなり、開回路になるか (メークできない)、接触力が弱すぎて負荷電流がかかったときに接点が溶着します (ブレークできない)。
リレーによっては、接点寿命が定格値より 20 ～ 50% 短くなる可能性があります。この影響は主に、スイッチングされる定格電流のパーセントと周囲温度条件によって左右されます。
密閉型リレーを通気すると、リレーが自然に「呼吸」できるようになって汚染物の蓄積が軽減され、上記の不良状態の進行を抑えることができます。
密閉型リレーに対するほとんどの認定試験や内部信頼性試験は、リレーを適切に通気した状態で行われます。
密閉型リレーを通気しないことが望ましい状況
特定の用途の特別な状況下では、密閉型リレーを通気しないことが推奨される場合があります。そのような状況の一例を以下に示します (これらだけに限定されません)。
- フル定格の接点電流よりもはるかに低い
- 接点電圧または電流のレベルが低い
- 周囲温度が低い
- スイッチング レートが低く、目的の用途で想定される生涯スイッチング動作の回数が少ない
- 低電圧および電流で低い接点抵抗が必要である (特に非常に汚染された環境において)
- 汚れた環境 (ほこり、グリース、含塩空気、大気汚染など) で低 ～ 中の接点負荷で動作させる
- PCB 実装リレーで、リレーの通気ニブ領域を開通させずにスプレーまたはディップ式のコンフォーマル コーティングを施す
注意
密閉型リレーを密閉された通気されない環境で使用する場合は、必ず事前に TE エンジニアリングに相談して用途を検証してください。
免責事項
TE は、掲載されている情報の正確性を確認するためにあらゆる合理的な努力を払っていますが、誤りが含まれていないことを保証するものではありません。また、この情報が正確で正しく、信頼できる最新のものであることについて、一切の表明、保証、約束を行いません。TE は、ここに掲載されている情報に関するすべての保証を、明示的、黙示的、法的を問わず明示的に否認します。これには、あらゆる商品性の黙示的保証、または特定の目的に対する適合性が含まれます。いかなる場合においても、TE は、情報受領者の使用から生じた、またはそれに関連して生じたいかなる直接的、間接的、付随的、特別または間接的な損害についても責任を負いません。
密閉型リレーの使用に関するガイダンス
はじめに
TE のエンジニアリング部門から特別な指示がない限り、(メーカーによる通気手段が用意された) すべての密閉型リレーは、定格を満たすために、PCB に組み付けてクリーニングしてから通電するまでの間に通気口を開ける必要があります。
メーカーによる通気手段が提供されていないタイプのリレーもいくつかあります。このアプリケーション ノートは、そのようなリレーには適用されません。
リレーの処理に関するその他の情報については、関連アプリケーション ノート「プリント基板リレーの取り付け、結線、クリーニング」を参照してください。
通気口の識別、位置の確認、カバーの除去
(下の図を参照)
- 通気口は、テープ シールで覆われた小さな穴の場合と、円筒形の小さなプラスチック ピン (「通気ニブ」と呼ばれます) の場合があります。
- テープ通気口は PCB 取り付け面を除くどこかにあり、リレーの処理後にテープを剥がして開きます。
- ピン/ニブ タイプの通気口は通常、小さなくぼみ (通常はリレーの取り付け面の反対側の面にある) の中にありますが、他の位置にあることもあります。
- ピンタイプの通気口を開くには、鋭利なナイフでピンをカットするか、ドライバのような先の尖った小さな工具で突き破ります。ピンを横に曲げると、ピンが折れて小さな通気穴が残ります。
- プラスチックを穴の内側に押し出したり、リレー表面のコーティングやその他の汚染物を穴にこすりつけたりしないように注意してください。そうすると、通気口を通る空気の流れが狭まります。
図 1. 通気口の識別、位置の確認、カバーの除去
密閉型の洗浄可能なリレーを通気する理由
密閉型リレーを通電前に適切に通気しなかった場合に起こり得る主な影響/状況は次の 2 つです。1) 絶縁不良が起こる可能性がある、2) 接点のスイッチング寿命が短くなる。
リレーの「定格」寿命はこれらの影響を考慮して決められているため、仕様で定められた負荷条件で使用する限り、定格寿命中にこれらの状況は起こらないはずです。ただし、密閉型リレーが通気されていない場合、または定格寿命を超えて実際に故障するまで使用し続けた場合は、どちらかの状況が起こる可能性があります。
絶縁不良
リレー接点によってスイッチングされる電圧および電流がアークを発生させるほど十分に高い場合は、接点のアーク放電によって金属蒸気、オゾン、カーボン、その他の汚染物が生成されます。これは負荷電流、電圧、温度が高いほど増加します。
生成された汚染物は落下するか、リレーの内部表面で凝縮されます。汚染物の中には若干の導電性を持つものがあり、リレー内部の活電部品の間に漏洩電流路が形成される可能性があります。そのような電流路がリレー接点または端子の間のプラスチック面で形成された場合、これは特に重大な問題となります。
汚染物が蓄積し続けると、絶縁表面を流れる電流が増加し、カーボン汚れが形成されて時間とともに抵抗が減少します。やがて、この経路を通じて十分な電流が伝導されるようになり、プラスチックの溶解や炭化が起こります。これはリレー機能の構造上の不具合をもたらし、極端な場合は火災につながる危険もあります。
接点寿命の短縮
前述した接点のアーク放電が生じると、リレーの内部環境はイオン豊富な汚染されたものとなり、スイッチング アークの長さが長くなります。その結果、接点の侵食が促進され、さらに多くの汚染物が生成されます。
最終的に、侵食によってリレー接点が接触しなくなり、開回路になるか (メークできない)、接触力が弱すぎて負荷電流がかかったときに接点が溶着します (ブレークできない)。
リレーによっては、接点寿命が定格値より 20 ～ 50% 短くなる可能性があります。この影響は主に、スイッチングされる定格電流のパーセントと周囲温度条件によって左右されます。
密閉型リレーを通気すると、リレーが自然に「呼吸」できるようになって汚染物の蓄積が軽減され、上記の不良状態の進行を抑えることができます。
密閉型リレーに対するほとんどの認定試験や内部信頼性試験は、リレーを適切に通気した状態で行われます。
密閉型リレーを通気しないことが望ましい状況
特定の用途の特別な状況下では、密閉型リレーを通気しないことが推奨される場合があります。そのような状況の一例を以下に示します (これらだけに限定されません)。
- フル定格の接点電流よりもはるかに低い
- 接点電圧または電流のレベルが低い
- 周囲温度が低い
- スイッチング レートが低く、目的の用途で想定される生涯スイッチング動作の回数が少ない
- 低電圧および電流で低い接点抵抗が必要である (特に非常に汚染された環境において)
- 汚れた環境 (ほこり、グリース、含塩空気、大気汚染など) で低 ～ 中の接点負荷で動作させる
- PCB 実装リレーで、リレーの通気ニブ領域を開通させずにスプレーまたはディップ式のコンフォーマル コーティングを施す
注意
密閉型リレーを密閉された通気されない環境で使用する場合は、必ず事前に TE エンジニアリングに相談して用途を検証してください。
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