私は車載用ラッチングリレーの大手サプライヤーとして、長年にわたり車載エレクトロニクス業界に深く関わってきました。お客様や同業他社との議論でよく出てくる質問の 1 つは、「騒音のない動作をする自動車用ラッチング リレーを作ることは可能ですか?」というものです。このブログ投稿では、このトピックを掘り下げて、技術的な側面、課題、および考えられる解決策を探っていきます。
自動車用ラッチリレーについて理解する
騒音のない動作についての質問に入る前に、自動車用ラッチングリレーとは何なのかを簡単に理解しましょう。アン自動車用ラッチングリレーは、制御信号が除去された後でもその状態 (開または閉) を維持するタイプのリレーです。これは、制御信号が途絶えるとデフォルト状態に戻る非ラッチ式リレーとは対照的です。ラッチング リレーは、その省エネ特性と継続的な電力消費なしで位置を保持できる機能により、自動車用途で広く使用されています。
自動車用ラッチリレーは、車両内のさまざまなシステムにおいて重要な役割を果たします。これらは、パワー ウィンドウ、ドア ロック、および特定の状態を維持することが重要なその他のアプリケーションで使用されます。たとえば、パワー ウィンドウ システムでは、ラッチング リレーによって一定の電力を必要とせずにウィンドウを開いた状態または閉じた状態に保持できるため、車両の電気システムの負荷が軽減されます。
リレーのノイズ問題
一般にリレーは動作中にノイズを発生することが知られています。このノイズは、主に「可聴ノイズ」と「電気ノイズ」の 2 種類に分類できます。
可聴ノイズとは、リレーが動作するときに聞こえる音です。これは通常、リレーの接点の機械的な動作によって引き起こされます。リレーがオンまたはオフになると接点が移動し、この移動によりカチッという音が発生することがあります。自動車環境では、特に静かなキャビンが重視される高級車では、この可聴騒音が迷惑となる場合があります。
一方、電気ノイズは、リレーの動作中に発生する電磁妨害 (EMI) を指します。接点が開閉するとアークが発生し、高周波電気信号が発生することがあります。これらの信号は、ラジオ、ナビゲーション システム、エンジン コントロール ユニットなど、車両内の他の電子コンポーネントに干渉する可能性があります。
静音運転は可能ですか？
簡単に言うと、ノイズのない動作を実現する車載用ラッチング リレーを作成することは可能ですが、それには独自の課題が伴います。
機械設計の改善
可聴ノイズを低減する 1 つのアプローチは、機械設計の改善です。従来のリレーはソレノイドを使用して接点を作動させており、ソレノイドプランジャーの突然の動きによってカチッという音が発生します。圧電アクチュエータなどの代替作動機構を使用することにより、機械的な動作をよりスムーズかつ静かにすることができます。
圧電アクチュエータは圧電効果に基づいて動作し、圧電材料に電界を加えると変形します。この変形を利用してリレー接点を作動させることができます。圧電アクチュエータはソレノイドに比べて動きが緩やかなため、音鳴りを大幅に低減できます。
もう 1 つの機械的改良点は、制振材の使用です。リレーの接点やソレノイドプランジャなどの可動部の周囲に制振材を設けることで、動作時の衝撃力を吸収し、発生する騒音を低減します。
電気設計の改善
電気ノイズに対処するには、高度な電気設計技術を使用できます。そのような技術の 1 つはスナバ回路の使用です。スナバ回路は、リレー接点間に接続される抵抗とコンデンサの組み合わせです。接点の開閉時にスナバ回路がアーク放電を抑制し、発生する電気ノイズを低減します。
別のアプローチは、シールドリレーの使用です。シールドリレーには、リレー接点とソレノイドを囲む金属製の筐体があります。このエンクロージャはファラデー ケージとして機能し、リレーの動作中に生成される電磁放射をブロックし、他の電子コンポーネントへの干渉を防ぎます。
静音化の課題
上記のソリューションはノイズのない動作の可能性を提供しますが、克服する必要のある課題がいくつかあります。
料金
圧電アクチュエータと高度な減衰材料は、従来のソレノイドや機械コンポーネントよりも高価です。同様に、スナバ回路やシールドされたエンクロージャを追加すると、リレーのコストが増加します。自動車メーカーにとってコストは重要な要素であり、ノイズレス動作の利点とコストの増加とのバランスを取る必要があります。
サイズと梱包
代替の作動機構や追加のコンポーネントを使用すると、リレーのサイズが大きくなる可能性があります。自動車環境ではスペースが限られていることが多く、リレーは特定の設置面積に適合する必要があります。設計者は、リレーのサイズを大幅に増やすことなくノイズ低減機能を組み込む方法を見つける必要があります。
信頼性
リレーの設計に変更を加えると、その信頼性に影響を与える可能性があります。たとえば、圧電アクチュエータはソレノイドに比べて寿命が限られており、スナバ回路の追加により新たな故障モードが発生する可能性があります。ノイズレスリレーの長期信頼性を確保することは、特に安全性と耐久性が最重要視される自動車用途において非常に重要です。
サプライヤーとしての当社のソリューション
自動車用ラッチングリレーのサプライヤーとして、当社はノイズ問題に対処するソリューションの開発に常に取り組んでいます。当社は、新しい素材と作動メカニズムを探求する研究開発に投資してきました。当社のエンジニアは、電気ノイズを最小限に抑えるためにリレーの電気設計を最適化することにも取り組んでいます。
さまざまな製品を提供しています車載用遅延リレーそして自動車用リレー 12v 40aノイズ低減機能を備えた製品。当社のリレーは、自動車業界で要求される高品質基準を満たしていることを確認するために厳格にテストされています。
結論
結論として、自動車用ラッチリレーでノイズのない動作を実現することは困難な課題ではありますが、確実に可能です。機械的設計と電気的設計の改善を組み合わせることで、可聴ノイズと電気ノイズの両方を大幅に削減できます。当社はサプライヤーとして、お客様の特定の要件を満たす高品質でノイズのない自動車用ラッチリレーを提供することに尽力しています。
当社の車載用ラッチングリレーにご興味がございましたら、また騒音のない動作についてご質問がございましたら、調達および詳細な打ち合わせについてお気軽にお問い合わせください。お客様の車載リレーのニーズにお応えできるよう、今後ともよろしくお願いいたします。
参考文献
- 『自動車リレー ハンドブック』、マグロウ - ヒル
- 「自動車エレクトロニクスにおける電磁両立性」、Wiley
