JP3722253B2 - 安全機能付きリレー装置 - Google Patents
安全機能付きリレー装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3722253B2 JP3722253B2 JP34427797A JP34427797A JP3722253B2 JP 3722253 B2 JP3722253 B2 JP 3722253B2 JP 34427797 A JP34427797 A JP 34427797A JP 34427797 A JP34427797 A JP 34427797A JP 3722253 B2 JP3722253 B2 JP 3722253B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- relay
- input
- self
- output
- contact
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 34
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 7
- 102100037249 Egl nine homolog 1 Human genes 0.000 description 18
- 101710111663 Egl nine homolog 1 Proteins 0.000 description 18
- 102100037248 Prolyl hydroxylase EGLN2 Human genes 0.000 description 18
- 101710170760 Prolyl hydroxylase EGLN2 Proteins 0.000 description 18
- 108091006595 SLC15A3 Proteins 0.000 description 16
- 108091006597 SLC15A4 Proteins 0.000 description 16
- 102100021485 Solute carrier family 15 member 3 Human genes 0.000 description 16
- 102100021484 Solute carrier family 15 member 4 Human genes 0.000 description 16
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 9
- 230000005281 excited state Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Relay Circuits (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば安全確認等に関わる複数の入力条件が全て成立した場合に限り対象となる負荷を駆動する等の用途に好適な信頼性の高い安全機能付きリレー装置に係り、特に、負荷駆動中に内蔵リレーが故障した場合にも、いずれかの入力条件の不成立と共に直ちに負荷の駆動を停止させることができ、更にひとたび内蔵リレーが故障した後にあっては、もはや入力条件が成立しても、負荷が起動されないようにした安全機能付きリレー装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の安全機能付きリレー装置としては、図２の回路図に示されたものが知られている。尚、この回路図は、例えばオムロン株式会社の製造に関わる商品名「セーフティリレーユニット」Ｇ９Ｓ型等に採用されているものである。
【０００３】
同図に示されるように、この安全機能付きリレー装置は、それぞれ外部無電圧接点が接続される２個の入力端子ＩＮ１１，ＩＮ１２並びにＩＮ２１，ＩＮ２２と、前記入力端子の数に対応して設けられた２個の入力対応電磁リレー（以下、その一方を第１電磁リレー、他方を第２電磁リレーという）と、それらの入力対応電磁リレーのそれぞれに対して自己保持セット信号を供給する自己保持セット用リレーと、負荷に接続されるべき出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２を有している。尚、入力端子ＩＮ１１，ＩＮ１２並びにＩＮ２１，ＩＮ２２にそれぞれ接続される第１スイッチＳ１，第２スイッチＳ２は、それぞれ外部無電圧接点を構成する例えばリミットスイッチ等の接点である。又、Ｋ１は入力対応電磁リレーとして機能する第１電磁リレーのコイル、Ｋ２は入力対応電磁リレーとして機能する第２電磁リレーのコイル、Ｋ３は自己保持セット用リレーとして機能する第３電磁リレーのコイルである。
【０００４】
入力対応電磁リレーとして機能する第１電磁リレーＫ１には、コイルＫ１と、出力用常開接点Ｋ１−２と、制御用常開接点Ｋ１−１と、制御用常閉接点Ｋ１−３とが設けられている。同様にして、入力対応電磁リレーとして機能する第２電磁リレーにも、コイルＫ２と、出力用常開接点Ｋ２−２と、制御用常開接点Ｋ２−１と、制御用常閉接点Ｋ２−３とが設けられている。更に、自己保持セット用リレーとして機能する第３電磁リレーには、前述した第１電磁リレー並びに第２電磁リレーに対し自己保持セット信号を供給する制御用常開接点Ｋ３−１，Ｋ３−２と、出力用常閉接点Ｋ３−３とが設けられている。
【０００５】
入力端子ＩＮ１１，ＩＮ１２に接続される外部無電圧接点である第１スイッチＳ１と、これに割り当てられた入力対応電磁リレーである第１電磁リレーの常開接点Ｋ１−１と、その第１電磁リレーのコイルＫ１とは、電源Ｅの端子間に直列に接続され、これにより第１スイッチＳ１をリセット用接点、制御用常開接点Ｋ１−１を保持用接点とする第１電磁リレーの自己保持回路が形成されている。同様にして、入力端子ＩＮ２１，ＩＮ２２に接続される外部無電圧接点である第２スイッチＳ２と、これに割り当てられた入力対応電磁リレーである第２電磁リレーの制御用常開接点Ｋ２−１と、第２電磁リレーのコイルＫ２とが、電源Ｅの端子間に直列に接続され、これにより第２スイッチＳ２をリセット用接点、制御用常開接点Ｋ２−１を保持用接点とする第２電磁リレーの自己保持回路が形成されている。
【０００６】
入力対応電磁リレーである第１並びに第２電磁リレーの制御用常閉接点Ｋ１−３，Ｋ２−３は互いに直列接続されて電源Ｅを経由する閉回路に挿入されており、この閉回路には自己保持セット用リレーを構成する第３電磁リレーのコイル（入力回路）Ｋ３が更に挿入されており、この自己保持セット用リレーを構成する第３電磁リレーの制御用常開接点（出力回路）Ｋ３−１，Ｋ３−２は、先に述べた自己保持回路におけるセット用スイッチを構成している。
【０００７】
更に、各入力対応電磁リレーである第１並びに第２電磁リレーの出力用常開接点Ｋ１−２，Ｋ２−２並びに自己保持セット用リレーである第３電磁リレーの出力用常閉接点Ｋ３−３は互いに直列接続されて出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２の間に接続され、これにより図示しない負荷を経由する閉回路を構成することとなる。
【０００８】
次に動作を説明すると、第１電磁リレー、第２電磁リレー、第３電磁リレーの全てが正常な場合には、第１スイッチＳ１並びに第２スイッチＳ２の双方が閉路されていない限り、出力端子ＯＵＴ１と出力端子ＯＵＴ２の間は導通しない。換言すれば、第１スイッチＳ１若しくは第２スイッチＳ２のいずれか一方が開路すれば、出力端子ＯＵＴ１と出力端子ＯＵＴ２との間も開路される。又、第１電磁リレー、第２電磁リレー、第３電磁リレーのいずれか１つに接点の溶着（固着）故障が生じた場合には、それが当該リレー装置の作動中であっても、第１スイッチＳ１若しくは第２スイッチＳ２のいずれか一方が開路すると共に、出力端子ＯＵＴ１と出力端子ＯＵＴ２との間は正常に開路される。更に、このように当該安全機能付きリレー装置内部において素子の故障が発生した場合には、その後第１スイッチＳ１及び第２スイッチＳ２の双方が閉路したとしても、出力端子ＯＵＴ１と出力端子ＯＵＴ２との間はもはや閉路しない。即ち、内蔵リレーのコイル若しくは接点に故障が発生した場合には、自動的に安全機能が働くこととなる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図２に示される従来の安全機能付きリレー装置にあっては、入力対応電磁リレーとしての２個の電磁リレーの他に、更に自己保持セット用リレーとして１個の電磁リレーが必要であることから、装置全体が比較的大型化せざるを得ないという問題点があった。
【００１０】
この発明は、従来の安全機能付きリレー装置における上述の問題点に着目してなされたものであり、その目的とするところは、この種の安全機能付きリレー装置における安全機能を損ねることなくその小型化を達成することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この出願の第１の発明は、それぞれ外部無電圧接点が接続される複数の入力端子と、前記入力端子の数に対応して設けられた複数の入力対応電磁リレーと、それらの入力対応電磁リレーのそれぞれに対して自己保持セット信号を供給する自己保持セット用リレーと、負荷に接続されるべき出力端子と、を有し、前記入力対応電磁リレーのそれぞれには、出力用常開接点と、制御用常開接点と、制御用常閉接点とが設けられており、前記入力端子に接続される外部無電圧接点と、その入力端子に割り当てられた入力対応電磁リレーの制御用常開接点と、その入力対応電磁リレーのコイルとは、電源端子間に直列に接続され、これにより前記外部無電圧接点をリセット用接点、前記制御用常開接点を保持用接点とする入力対応電磁リレーの自己保持回路が複数形成されており、前記各入力対応電磁リレーの制御用常閉接点は互いに直列接続されて電源を経由する閉回路に挿入されており、この閉回路には前記自己保持セット用リレーの入力回路が介在されており、この自己保持セット用リレーの出力回路は各入力対応電磁リレーの自己保持回路におけるセット用スイッチを構成しており、さらに、各入力対応電磁リレーの出力用常開接点は互いに直列接続されて出力端子並びに負荷を経由する閉回路に挿入され、それにより、前記各入力端子に接続される外部無電圧接点が全て閉じられているときに限り前記出力端子間が導通するようにした安全機能付きリレー装置であって、前記自己保持セット用リレーはソリッドステートリレーであり、かつ前記直列接続された制御用常閉接点群と、電源と、自己保持セット用リレーの入力回路とを経由する閉回路には、前記各外部無電圧接点が挿入されていることを特徴とする安全機能付きリレー装置にある。
【００１２】
そして、この第１の発明によれば、自己保持セット用リレーとしてソリッドステートリレーを採用したことにより装置の小型化を達成でき、また、入力対応電磁リレーや自己保持セット用リレーの故障時のみならず、外部無電圧接点の故障に対しても、安全機能を働かせることができる。つまり、従来の安全機能を保持しつつ装置の小型化を達成し、しかも外部無電圧接点の故障に対しても新たに安全機能を働かせることができる。
【００１３】
この出願の第２の発明は、前記第１の発明において、前記ソリッドステートリレーの入力回路は各入力対応電磁リレーのそれぞれに対応する互いに直列接続された発光ダイオードを含み、かつ前記ソリッドステートリレーの出力回路はそれらの発光ダイオードのそれぞれに対応して設けられた受光トランジスタ並びにその出力で駆動されて各自己保持回路に自己保持セット信号を供給する出力トランジスタを含むことを特徴とするものである。
【００１４】
そして、この第２の発明によれば、ソリッドステートリレーの主要構成要素としてフォトカプラを採用することにより、電磁リレーを採用した従来例に比べ、格段の小型化を達成することができる。
【００１５】
この出願の第３の発明は、前記第１の発明もしくは第２の発明において、前記入力対応電磁リレーのそれぞれは強制ガイド機構付きの電磁リレーであることを特徴とするものである。
【００１６】
そして、この第３の発明によれば、内蔵電磁リレーの接点溶着（固着）故障に対し、安全機能を確実に働かせることができる。
【００１７】
尚、ここで、『強制ガイド機構付き電磁リレー』とは、１つの常開接点が溶着（固着）した場合、コイル無励磁状態で他の常閉接点が開路となり、更に１つの常閉接点が溶着（固着）した場合でも、コイル励磁状態で、他の常開接点が開路となるような電磁リレーのことである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好ましい実施の形態につき、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
本発明の一実施形態である安全機能付きリレー装置の構成が図１の回路図に示されている。同図に示されるように、この安全機能付きリレー装置は、それぞれ外部無電圧接点が接続される２個の入力端子ＩＮ１１，ＩＮ１２並びにＩＮ２１，ＩＮ２２と、前記入力端子の数に対応して設けられた２個の入力対応電磁リレー（以下、第１電磁リレー，第２電磁リレーという）と、それらの入力対応電磁リレーのそれぞれに対して自己保持セット信号を供給する自己保持セット用リレーと、負荷に接続されるべき出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２とを有している。
【００２０】
入力対応電磁リレーを構成する第１電磁リレーには、コイルＫ１と、出力用常開接点Ｋ１−２と、制御用常開接点Ｋ１−１と、制御用常閉接点Ｋ１−３とが設けられている。同様にして、入力対応電磁リレーを構成する第２電磁リレーにも、コイルＫ２と、出力用常開接点Ｋ２−２と、制御用常開接点Ｋ２−１と、制御用常閉接点Ｋ２−３とが設けられている。
【００２１】
尚、後に詳細に説明するように、本発明では、自己保持セット用リレーとしては、２個の発光ダイオードＰＨＤ１，ＰＨＤ２と、２個の受光トランジスタＰＨＴ１，ＰＨＴ２と、２個のトランジスタＴＲ１，ＴＲ２とからなるソリッドステートリレーが採用されている。
【００２２】
又、入力端子ＩＮ１１，ＩＮ１２に接続された第１スイッチＳ１は、外部無電圧接点を構成するリミットスイッチ等の接点を意味しており、また入力端子ＩＮ２１，ＩＮ２２に接続される第２スイッチＳ２は、外部無電圧接点を構成するリミットスイッチ等の接点を意味している。
【００２３】
入力端子ＩＮ１１，ＩＮ１２に接続される第１スイッチＳ１と、その入力端子に割り当てられた入力対応電磁リレーである第１リレーの制御用常開接点Ｋ１−１と、その入力対応電磁リレーのコイルＫ１とは、電源Ｅの端子間に直列に接続され、これにより第１スイッチＳ１をリセット用接点、制御用常開接点Ｋ１−１を保持用接点とする第１電磁リレーの自己保持回路が形成されている。同様にして、入力端子ＩＮ２１，ＩＮ２２に接続される第２スイッチＳ２と、その入力端子に割り当てられた第２電磁リレーの常開接点Ｋ２−１と、その入力対応電磁リレーのコイルＫ２とは、電源Ｅの端子間に直列に接続され、これにより第２スイッチＳ２をリセット用接点、制御用常開接点Ｋ２−１を保持用接点とする第２電磁リレーの自己保持回路が形成されている。
【００２４】
入力対応電磁リレーをそれぞれ構成する第１電磁リレー，第２電磁リレーの制御用常閉接点Ｋ１−３，Ｋ２−３は互いに直列接続されて電源Ｅを経由する閉回路に挿入されており、この閉回路には前記自己保持セット用リレーの入力回路がさらに挿入されており、この自己保持用リレーの出力回路は各入力対応電磁リレーの自己保持回路におけるセット用スイッチを構成している。尚、後に詳細に説明するように、本発明では自己保持セット用リレーとしてソリッドステートリレーが採用されているため、この点において従来のリレーとは若干動作に相違を生ずる。
【００２５】
更に、入力対応電磁リレーを構成する第１並びに第２電磁リレーの出力用常開接点Ｋ１−２，Ｋ２−２は互いに直列接続されて出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２の間に挿入されており、これにより図示しない負荷を経由する閉回路が形成される。
【００２６】
なお、以上説明した第１並びに第２電磁リレーは、強制ガイド機構付きの電磁リレーとされている。ここで、強制ガイド機構付き電磁リレーとは、１つの常開接点が溶着（固着）した場合、コイル無励磁状態で、他の常閉接点は開路となり、また１つの常閉接点が溶着（固着）した場合でも、コイル励磁状態で他の常開接点は開路となるような機能を有する電磁リレーである。
【００２７】
次に、本発明の要部である自己保持セット用リレーの構成並びにそれに対する新たな通電経路の構成について説明する。先に説明したように、本発明にあっては、自己保持セット用リレーはソリッドステートリレーが採用されている。このソリッドステートリレーは、２個の発光ダイオードＰＨＤ１，ＰＨＤ２と、２個の受光トランジスタＰＨＴ１，ＰＨＴ２と、２個のトランジスタＴＲ１，ＴＲ２とから構成されている。
【００２８】
これをより詳しく説明すると、ソリッドステートリレーの入力回路は、各入力対応電磁リレーのそれぞれに対応する互いに直列接続された２個の発光ダイオードＰＨＤ１，ＰＨＤ２を含んでいる。又、ソリッドステートリレーの出力回路は、それらの発光ダイオードＰＨＤ１，ＰＨＤ２のそれぞれに対応して設けられた２個の受光トランジスタＰＨＴ１，ＰＨＴ２と、それらのトランジスタの出力で駆動されて各自己保持回路に自己保持セット信号を供給する２個の出力トランジスタＴＲ１，ＴＲ２を含んでいる。
【００２９】
そして、このソリッドステートリレーの入力回路を構成する２個の発光ダイオードＰＨＤ１，ＰＨＤ２は、電源Ｅ，第１スイッチＳ１，制御用常閉接点Ｋ１−３，制御用常閉接点Ｋ２−３，第２スイッチＳ２を経由する閉回路に挿入されている。
【００３０】
次に、第１電磁リレー、第２電磁リレー、並びに、ソリッドステートリレーが正常な状態における動作について説明する。第１スイッチＳ１並びに第２スイッチＳ２が閉路されると、ソリッドステートリレーの入力回路を構成する２個の発光ダイオードＰＨＤ１，ＰＨＤ２に電流が流れる。すると、これらと光結合された２個の受光トランジスタＰＨＴ１，ＰＨＴ２がオンされ、それらの出力を受けて出力トランジスタＴＲ１，ＴＲ２がオンする。先に説明したように、これらの出力トランジスタＴＲ１，ＴＲ２は、第１電磁リレー並びに第２電磁リレーのコイルＫ１，Ｋ２に対して自己保持セット信号を供給する。これにより、第１電磁リレー並びに第２電磁リレーが自己保持され、それらの出力用常開接点Ｋ１−２，Ｋ２−２が閉路され、出力端子ＯＵＴ１と出力端子ＯＵＴ２との間が導通して、これに接続された図示しない負荷が駆動される。これに対して、第１スイッチＳ１若しくは第２スイッチＳ２のいずれかが開路されると、第１電磁リレー若しくは第２電磁リレーの自己保持状態は解除され、その出力用常開接点Ｋ１−２若しくはＫ２−２のいずれかが開路されることにより、負荷の駆動は停止される。次に、第１電磁リレー、第２電磁リレー、並びに、ソリッドステートリレーのいずれかに故障が生じた場合にどのように安全機能が働くかを説明する。
【００３１】
（１）第１電磁リレーの出力用常開接点Ｋ１−２又は第２電磁リレーの出力用常開接点Ｋ２−２の溶着（固着）故障の場合
出力用常開接点Ｋ１−２並びにＫ２−２は、出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２間に直列接続されているため、第１スイッチＳ１並びに第２スイッチＳ２がいずれも開路されて、コイルＫ１並びにＫ２が無励磁状態となれば、出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２間は正常に開路される。即ち、出力用常開接点Ｋ１−２又はＫ２−２のいずれかに溶着故障が生じたとしても、負荷の遮断に支障を来すことはない。
【００３２】
又、出力用常開接点Ｋ１−２又はＫ２−２のいずれか１つに溶着故障が生じていると、強制ガイド機構の作用により、コイルＫ１並びにＫ２が無励磁状態であっても、その常閉接点Ｋ１−３又はＫ２−３のいずれか一方は開路状態に保持される。そのため、次回以降においては、第１スイッチＳ１並びに第２スイッチＳ２が双方閉路されたとしても、ソリッドステートリレーの入力回路を構成する発光ダイオードＰＨＤ１，ＰＨＤ２には電流は流れない。その結果、ソリッドステートリレーの出力回路を構成する受光トランジスタＰＨＴ１，ＰＨＴ２はオンしないことから、それらの出力用トランジスタＴＲ１，ＴＲ２にも電流は流れない。そのため、第１電磁リレー並びに第２電磁リレーはいずれも自己保持されず、出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２間も開路された状態のままとなる。即ち、ひとたび出力用常開接点Ｋ１−２又はＫ２−２のいずれか１つに溶着故障が生じた後にあっては、もはや負荷は再駆動されない。
【００３３】
（２）第１電磁リレーの制御用常閉接点Ｋ１−３又は第２電磁リレーの制御用常閉接点Ｋ２−３のいずれかに溶着（固着）故障が生じた場合
制御用常閉接点Ｋ１−３又はＫ２−３のいずれかに溶着故障が生ずると、強制ガイド機構の作用により、出力用常開接点Ｋ１−２又はＫ２−２のいずれか一方は開路状態に固定される。同時に、制御用常開接点Ｋ１−１又はＫ２−１のいずれか一方も同様にして開路状態に固定される。そのため、第１スイッチＳ１並びに第２スイッチＳ２が閉路されて、コイルＫ１並びにＫ２に自己保持セット電流が供給されても、それらのリレーは自己保持状態とはならない。しかも、出力用常開接点Ｋ１−２又はＫ２−２のいずれか一方も開路状態に固定されているから、出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２間も開路状態に維持される。即ち、制御用常閉接点Ｋ１−３又はＫ２−３のいずれかに溶着故障が生じた場合、スイッチＳ１並びにＳ２が閉路されても、負荷は駆動されない。
【００３４】
（３）ソリッドステートリレーの入力回路を構成する発光ダイオードＰＨＤ１，ＰＨＤ２が故障（短絡，オープン）した場合
コイルＫ１並びにＫ２が励磁状態において、発光ダイオードＰＨＤ１並びにＰＨＤ２が故障しても、第１並びに第２電磁リレーの動作に何等支障はない。そのため、第１スイッチＳ１並びに第２スイッチＳ２が開路されれば、出力用常開接点Ｋ１−２並びにＫ２−２は正常に開路される。即ち、ソリッドステートリレーの入力回路を構成する発光ダイオードＰＨＤ１，ＰＨＤ２のいずれかに故障が生じたとしても、負荷の遮断に支障を来すことはない。
【００３５】
又、それらの発光ダイオードＰＨＤ１，ＰＨＤ２のいずれかが故障すると、ソリッドステートリレーは作動しないから、第１並びに第２電磁リレーは、次回以降自己保持されることはない。即ち、発光ダイオードＰＨＤ１又はＰＨＤ２のいずれかに故障が生ずると、次回以降、負荷は駆動されることがない。
【００３６】
（４）ソリッドステートリレーの出力回路を構成する受光トランジスタＰＨＴ１，ＰＨＴ２のオープン故障が生じた場合
この場合にも、第１並びに第２電磁リレーは正常に動作するから、第１スイッチＳ１並びに第２スイッチＳ２が開路されれば、出力用常開接点Ｋ１−２又はＫ２−２は開路される。即ち、受光トランジスタＰＨＴ１又はＰＨＴ２のいずれかにオープン故障が生じたとしても、負荷の遮断に支障を来すことはない。
【００３７】
又、受光トランジスタＰＨＴ１又はＰＨＴ２のいずれかにオープン故障が生ずると、コイルＫ１又はＫ２に自己保持セット電流が流れなくなり、そのコイルに関しては次回以降自己保持されなくなる。即ち、受光トランジスタＰＨＴ１又はＰＨＴ２のいずれかにオープン故障が生ずると、もはや、次回以降、負荷は駆動されない。
【００３８】
（５）受光トランジスタＰＨＴ１又はＰＨＴ２のいずれかに短絡故障が生じた場合
受光トランジスタＰＨＴ１又はＰＨＴ２のいずれかに短絡故障が生ずると、コイルＫ１又はＫ２には常時自己保持セット電流が流れ続ける。しかし、それらのコイルの出力用常開接点Ｋ１−２並びにＫ２−２は出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２間に直列接続（二重化）されている。そのため、第１スイッチＳ１並びに第２スイッチＳ２が開路されれば、出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２間も開路される。即ち、受光トランジスタＰＨＴ１又はＰＨＴ２のいずれかに短絡故障が生じたとしても、負荷の遮断に支障を来すことはない。
【００３９】
又、受光トランジスタＰＨＴ１又はＰＨＴ２のいずれかに短絡故障が生じ、これによりコイルＫ１又はＫ２のいずれかが常時励磁状態とされると、その常閉接点Ｋ１−３又はＫ２−３はいずれか一方が開路状態とされる。そのため、次回以降、第１スイッチＳ１並びに第２スイッチＳ２が閉路されたとしても、ソリッドステートリレーの入力回路を構成する発光ダイオードＰＨＤ１，ＰＨＤ２には電流が流れず、第１電磁リレー並びに第２電磁リレーは自己保持されない。即ち、受光トランジスタＰＨＴ１又はＰＨＴ２のいずれかに短絡故障が生ずると、次回以降双方の電磁リレーを同時に自己保持させることはできない。そのため、受光用トランジスタＰＨＴ１又はＰＨＴ２のいずれかに短絡故障が生ずると、もはや、次回以降負荷は駆動されない。
【００４０】
（６）出力用トランジスタＴＲ１又はＴＲ２のオープン故障が生じた場合
それらのトランジスタＴＲ１，ＴＲ２にオープン故障が生じても、励磁状態にあるコイルＫ１，Ｋ２に関わる励磁リレーの動作に何等影響は与えない。そのため、第１スイッチＳ１並びに第２スイッチＳ２が開路されれば、第１並びに第２電磁リレーの自己保持は解除され、出力用常開接点Ｋ１−２，Ｋ２−２も同時に開路される。即ち、出力用トランジスタＴＲ１，ＴＲ２のいずれかにオープン故障が生じたとしても、負荷の遮断に支障を来すことはない。
【００４１】
又、出力用トランジスタＴＲ１又はＴＲ２のいずれかにオープン故障が生ずると、第１電磁リレー若しくは第２電磁リレーに対して自己保持セット電流が供給されなくなる。そのため、第１スイッチＳ１並びに第２スイッチＳ２が閉路されたとしても、第１電磁リレー若しくは第２電磁リレーのいずれか一方は励磁並びに自己保持されない。即ち、出力用トランジスタＴＲ１又はＴＲ２のいずれかにオープン故障が生ずると、もはや、次回以降負荷は駆動されなくなる。
【００４２】
（７）出力用トランジスタＴＲ１又はＴＲ２の短絡故障が生じた場合
出力用トランジスタＴＲ１又はＴＲ２に短絡故障が生ずると、それに対応するコイルには常時自己保持セット電流が流れ続け、自己保持状態を解除不可能となる。しかし、コイルＫ１並びにＫ２に関わる出力用常開接点Ｋ１−２並びにＫ２−２は、先に説明したように二重化されている。そのため、このような自己保持セット電流が流れ続ける状態にあっても、第１スイッチＳ１並びに第２スイッチＳ２が開路されれば、出力用常開接点Ｋ１−２並びにＫ２−２のいずれか一方は開路される。即ち、出力用トランジスタＴＲ１又はＴＲ２のいずれかに短絡故障が生じたとしても、負荷の遮断に支障を来すことはない。
【００４３】
又、出力用トランジスタＴＲ１又はＴＲ２に短絡故障が生じてそれに関するコイルＫ１又はＫ２のいずれかに電流が流れ続けると、それらの制御用常閉接点Ｋ１−３又はＫ２−３のいずれか一方は開路状態となる。そのため、第１スイッチＳ１並びに第２スイッチＳ２が閉路されても、ソリッドステートリレーの入力回路を構成する発光ダイオードＰＨＤ１並びにＰＨＤ２には電流が流れない。第１電磁リレー又は第２電磁リレーが自己保持されないことにより、出力用常開接点Ｋ１−２並びにＫ２−２は開路状態となる。即ち、出力用トランジスタＴＲ１又はＴＲ２のいずれか一方が短絡故障した場合には、もはや負荷は次回以降駆動されない。
【００４４】
（８）第１スイッチＳ１又は第２スイッチＳ２がオープン故障を生じた場合
コイルＫ１並びにＫ２が励磁状態にある時、第１スイッチＳ１又は第２スイッチＳ２にオープン故障が生ずれば、直ちにそれら電磁リレーの自己保持は解除される。そのため、負荷の遮断に支障を来すことはない。
【００４５】
又、第１スイッチＳ１又は第２スイッチＳ２にオープン故障が生ずれば、次回以降、ソリッドステートリレーの入力回路を構成する発光ダイオードＰＨＤ１，ＰＨＤ２には電流が流れない。そのため、コイルＫ１並びにＫ２に自己保持セット電流は供給されないから、次回以降、出力用常開接点Ｋ１−２並びにＫ２−２は開路状態となる。即ち、第１スイッチＳ１又は第２スイッチＳ２にオープン故障が生ずれば、次回以降、負荷は駆動されなくなる。
【００４６】
（９）第１スイッチＳ１又は第２スイッチＳ２のいずれかに短絡故障が生じた場合
第１スイッチＳ１又は第２スイッチＳ２のいずれかに短絡故障が生ずると、コイルＫ１又はＫ２は常時励磁状態とされる。しかし、それらコイルＫ１並びにＫ２の出力用常開接点Ｋ１−２並びにＫ２−２は先に説明したように二重化されているため、双方のスイッチＳ１並びにＳ２が開路されれば、出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２間も開路される。即ち、第１スイッチＳ１又は第２スイッチＳ２のいずれかに短絡故障が生じたとしても、負荷の遮断に支障を来すことはない。
【００４７】
又、第１スイッチＳ１又は第２スイッチＳ２のいずれかに短絡故障が生じたことにより、コイルＫ１又はＫ２のいずれかが励磁状態に保持されると、それらの制御用常閉接点Ｋ１−３並びにＫ２−３のいずれかは開路状態となるため、ソリッドステートリレーの入力回路を構成するＰＨＤ１，ＰＨＤ２に電流を流すことができなくなる。そのため、次回以降、スイッチＳ１並びにＳ２が閉路されても、ソリッドステートリレーが動作しないことから、双方の電磁リレーを自己保持させることができず、出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２間は開路状態となる。即ち、第１スイッチＳ１若しくは第２スイッチＳ２を構成するリミットスイッチ等に短絡故障が生じた場合には、次回以降負荷は駆動されなくなる。
【００４８】
以上説明したように、この実施の形態によれば、内部素子である第１電磁リレー，第２電磁リレー，ソリッドステートリレーのいずれかに故障が生じた場合のみならず、第１スイッチＳ１若しくは第２スイッチＳ２のいずれかに故障が生じた場合であっても、正常に安全機能を働かせることができ、即ち負荷の遮断に支障を来すことがなく、しかも負荷の再起動を確実に禁ずることができるのである。
【００４９】
尚、以上の実施の形態において、第１スイッチＳ１並びに第２スイッチＳ２の故障にまで安全機能を働かせる必要がないのであれば、図２に示される従来例と同様に、スイッチＳ１並びにＳ２を介在させることなく、電源Ｅの端子間に直接に、２つの常閉接点Ｋ１−３，Ｋ２−３並びにソリッドステートリレーの入力回路を構成する２個の発光ダイオードＰＨＤ１，ＰＨＤ２を挿入するようにしてもよい。
【００５０】
又、本発明ではソリッドステートリレーの構成として、フォトカプラと出力用トランジスタを組み合わせた構成を採用しているが、ソリッドステートリレーの構成はその他各種の半導体素子を用いた任意の構成を採用することができる。
【００５１】
更に、以上の実施の形態では、入力端子が２個の場合で説明したが、本発明は入力端子が３個以上の構成とすることもでき、その場合には入力端子の数に対応して電磁リレーを増加すればよい。
【００５２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、自己保持セット用リレーとしてソリッドステートリレーを採用したことにより、安全機能を保持しつつも、装置全体の小型化を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の安全機能付きリレー装置の一例を示す回路図である。
【図２】 本発明にかかる安全機能付きリレー装置の一実施形態の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
ＩＮ１１，ＩＮ１２，ＩＮ２１，ＩＮ２２ 入力端子
Ｅ 電源
Ｃ コンデンサ
Ｋ１ 第１電磁リレーのコイル
Ｋ１−１ 第１電磁リレーの制御用常開接点
Ｋ１−２ 第１電磁リレーの出力用常開接点
Ｋ１−３ 第１電磁リレーの制御用常閉接点
Ｋ２ 第２電磁リレーのコイル
Ｋ２−１ 第２電磁リレーの制御用常開接点
Ｋ２−２ 第２電磁リレーの出力用常開接点
Ｋ２−３ 第２電磁リレーの制御用常閉接点
Ｓ１ 第１スイッチ
Ｓ２ 第２スイッチ
ＰＨＤ１，ＰＨＤ２ ソリッドステートリレーの入力回路を構成する発光ダイオード
ＰＨＴ１，ＰＨＴ２ ソリッドステートリレーの出力回路を構成する受光トランジスタ
ＴＲ１，ＴＲ２ ソリッドステートリレーの出力回路を構成する出力トランジスタ
ＯＵＴ１，ＯＵＴ２ 出力端子
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば安全確認等に関わる複数の入力条件が全て成立した場合に限り対象となる負荷を駆動する等の用途に好適な信頼性の高い安全機能付きリレー装置に係り、特に、負荷駆動中に内蔵リレーが故障した場合にも、いずれかの入力条件の不成立と共に直ちに負荷の駆動を停止させることができ、更にひとたび内蔵リレーが故障した後にあっては、もはや入力条件が成立しても、負荷が起動されないようにした安全機能付きリレー装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の安全機能付きリレー装置としては、図２の回路図に示されたものが知られている。尚、この回路図は、例えばオムロン株式会社の製造に関わる商品名「セーフティリレーユニット」Ｇ９Ｓ型等に採用されているものである。
【０００３】
同図に示されるように、この安全機能付きリレー装置は、それぞれ外部無電圧接点が接続される２個の入力端子ＩＮ１１，ＩＮ１２並びにＩＮ２１，ＩＮ２２と、前記入力端子の数に対応して設けられた２個の入力対応電磁リレー（以下、その一方を第１電磁リレー、他方を第２電磁リレーという）と、それらの入力対応電磁リレーのそれぞれに対して自己保持セット信号を供給する自己保持セット用リレーと、負荷に接続されるべき出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２を有している。尚、入力端子ＩＮ１１，ＩＮ１２並びにＩＮ２１，ＩＮ２２にそれぞれ接続される第１スイッチＳ１，第２スイッチＳ２は、それぞれ外部無電圧接点を構成する例えばリミットスイッチ等の接点である。又、Ｋ１は入力対応電磁リレーとして機能する第１電磁リレーのコイル、Ｋ２は入力対応電磁リレーとして機能する第２電磁リレーのコイル、Ｋ３は自己保持セット用リレーとして機能する第３電磁リレーのコイルである。
【０００４】
入力対応電磁リレーとして機能する第１電磁リレーＫ１には、コイルＫ１と、出力用常開接点Ｋ１−２と、制御用常開接点Ｋ１−１と、制御用常閉接点Ｋ１−３とが設けられている。同様にして、入力対応電磁リレーとして機能する第２電磁リレーにも、コイルＫ２と、出力用常開接点Ｋ２−２と、制御用常開接点Ｋ２−１と、制御用常閉接点Ｋ２−３とが設けられている。更に、自己保持セット用リレーとして機能する第３電磁リレーには、前述した第１電磁リレー並びに第２電磁リレーに対し自己保持セット信号を供給する制御用常開接点Ｋ３−１，Ｋ３−２と、出力用常閉接点Ｋ３−３とが設けられている。
【０００５】
入力端子ＩＮ１１，ＩＮ１２に接続される外部無電圧接点である第１スイッチＳ１と、これに割り当てられた入力対応電磁リレーである第１電磁リレーの常開接点Ｋ１−１と、その第１電磁リレーのコイルＫ１とは、電源Ｅの端子間に直列に接続され、これにより第１スイッチＳ１をリセット用接点、制御用常開接点Ｋ１−１を保持用接点とする第１電磁リレーの自己保持回路が形成されている。同様にして、入力端子ＩＮ２１，ＩＮ２２に接続される外部無電圧接点である第２スイッチＳ２と、これに割り当てられた入力対応電磁リレーである第２電磁リレーの制御用常開接点Ｋ２−１と、第２電磁リレーのコイルＫ２とが、電源Ｅの端子間に直列に接続され、これにより第２スイッチＳ２をリセット用接点、制御用常開接点Ｋ２−１を保持用接点とする第２電磁リレーの自己保持回路が形成されている。
【０００６】
入力対応電磁リレーである第１並びに第２電磁リレーの制御用常閉接点Ｋ１−３，Ｋ２−３は互いに直列接続されて電源Ｅを経由する閉回路に挿入されており、この閉回路には自己保持セット用リレーを構成する第３電磁リレーのコイル（入力回路）Ｋ３が更に挿入されており、この自己保持セット用リレーを構成する第３電磁リレーの制御用常開接点（出力回路）Ｋ３−１，Ｋ３−２は、先に述べた自己保持回路におけるセット用スイッチを構成している。
【０００７】
更に、各入力対応電磁リレーである第１並びに第２電磁リレーの出力用常開接点Ｋ１−２，Ｋ２−２並びに自己保持セット用リレーである第３電磁リレーの出力用常閉接点Ｋ３−３は互いに直列接続されて出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２の間に接続され、これにより図示しない負荷を経由する閉回路を構成することとなる。
【０００８】
次に動作を説明すると、第１電磁リレー、第２電磁リレー、第３電磁リレーの全てが正常な場合には、第１スイッチＳ１並びに第２スイッチＳ２の双方が閉路されていない限り、出力端子ＯＵＴ１と出力端子ＯＵＴ２の間は導通しない。換言すれば、第１スイッチＳ１若しくは第２スイッチＳ２のいずれか一方が開路すれば、出力端子ＯＵＴ１と出力端子ＯＵＴ２との間も開路される。又、第１電磁リレー、第２電磁リレー、第３電磁リレーのいずれか１つに接点の溶着（固着）故障が生じた場合には、それが当該リレー装置の作動中であっても、第１スイッチＳ１若しくは第２スイッチＳ２のいずれか一方が開路すると共に、出力端子ＯＵＴ１と出力端子ＯＵＴ２との間は正常に開路される。更に、このように当該安全機能付きリレー装置内部において素子の故障が発生した場合には、その後第１スイッチＳ１及び第２スイッチＳ２の双方が閉路したとしても、出力端子ＯＵＴ１と出力端子ＯＵＴ２との間はもはや閉路しない。即ち、内蔵リレーのコイル若しくは接点に故障が発生した場合には、自動的に安全機能が働くこととなる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図２に示される従来の安全機能付きリレー装置にあっては、入力対応電磁リレーとしての２個の電磁リレーの他に、更に自己保持セット用リレーとして１個の電磁リレーが必要であることから、装置全体が比較的大型化せざるを得ないという問題点があった。
【００１０】
この発明は、従来の安全機能付きリレー装置における上述の問題点に着目してなされたものであり、その目的とするところは、この種の安全機能付きリレー装置における安全機能を損ねることなくその小型化を達成することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この出願の第１の発明は、それぞれ外部無電圧接点が接続される複数の入力端子と、前記入力端子の数に対応して設けられた複数の入力対応電磁リレーと、それらの入力対応電磁リレーのそれぞれに対して自己保持セット信号を供給する自己保持セット用リレーと、負荷に接続されるべき出力端子と、を有し、前記入力対応電磁リレーのそれぞれには、出力用常開接点と、制御用常開接点と、制御用常閉接点とが設けられており、前記入力端子に接続される外部無電圧接点と、その入力端子に割り当てられた入力対応電磁リレーの制御用常開接点と、その入力対応電磁リレーのコイルとは、電源端子間に直列に接続され、これにより前記外部無電圧接点をリセット用接点、前記制御用常開接点を保持用接点とする入力対応電磁リレーの自己保持回路が複数形成されており、前記各入力対応電磁リレーの制御用常閉接点は互いに直列接続されて電源を経由する閉回路に挿入されており、この閉回路には前記自己保持セット用リレーの入力回路が介在されており、この自己保持セット用リレーの出力回路は各入力対応電磁リレーの自己保持回路におけるセット用スイッチを構成しており、さらに、各入力対応電磁リレーの出力用常開接点は互いに直列接続されて出力端子並びに負荷を経由する閉回路に挿入され、それにより、前記各入力端子に接続される外部無電圧接点が全て閉じられているときに限り前記出力端子間が導通するようにした安全機能付きリレー装置であって、前記自己保持セット用リレーはソリッドステートリレーであり、かつ前記直列接続された制御用常閉接点群と、電源と、自己保持セット用リレーの入力回路とを経由する閉回路には、前記各外部無電圧接点が挿入されていることを特徴とする安全機能付きリレー装置にある。
【００１２】
そして、この第１の発明によれば、自己保持セット用リレーとしてソリッドステートリレーを採用したことにより装置の小型化を達成でき、また、入力対応電磁リレーや自己保持セット用リレーの故障時のみならず、外部無電圧接点の故障に対しても、安全機能を働かせることができる。つまり、従来の安全機能を保持しつつ装置の小型化を達成し、しかも外部無電圧接点の故障に対しても新たに安全機能を働かせることができる。
【００１３】
この出願の第２の発明は、前記第１の発明において、前記ソリッドステートリレーの入力回路は各入力対応電磁リレーのそれぞれに対応する互いに直列接続された発光ダイオードを含み、かつ前記ソリッドステートリレーの出力回路はそれらの発光ダイオードのそれぞれに対応して設けられた受光トランジスタ並びにその出力で駆動されて各自己保持回路に自己保持セット信号を供給する出力トランジスタを含むことを特徴とするものである。
【００１４】
そして、この第２の発明によれば、ソリッドステートリレーの主要構成要素としてフォトカプラを採用することにより、電磁リレーを採用した従来例に比べ、格段の小型化を達成することができる。
【００１５】
この出願の第３の発明は、前記第１の発明もしくは第２の発明において、前記入力対応電磁リレーのそれぞれは強制ガイド機構付きの電磁リレーであることを特徴とするものである。
【００１６】
そして、この第３の発明によれば、内蔵電磁リレーの接点溶着（固着）故障に対し、安全機能を確実に働かせることができる。
【００１７】
尚、ここで、『強制ガイド機構付き電磁リレー』とは、１つの常開接点が溶着（固着）した場合、コイル無励磁状態で他の常閉接点が開路となり、更に１つの常閉接点が溶着（固着）した場合でも、コイル励磁状態で、他の常開接点が開路となるような電磁リレーのことである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好ましい実施の形態につき、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
本発明の一実施形態である安全機能付きリレー装置の構成が図１の回路図に示されている。同図に示されるように、この安全機能付きリレー装置は、それぞれ外部無電圧接点が接続される２個の入力端子ＩＮ１１，ＩＮ１２並びにＩＮ２１，ＩＮ２２と、前記入力端子の数に対応して設けられた２個の入力対応電磁リレー（以下、第１電磁リレー，第２電磁リレーという）と、それらの入力対応電磁リレーのそれぞれに対して自己保持セット信号を供給する自己保持セット用リレーと、負荷に接続されるべき出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２とを有している。
【００２０】
入力対応電磁リレーを構成する第１電磁リレーには、コイルＫ１と、出力用常開接点Ｋ１−２と、制御用常開接点Ｋ１−１と、制御用常閉接点Ｋ１−３とが設けられている。同様にして、入力対応電磁リレーを構成する第２電磁リレーにも、コイルＫ２と、出力用常開接点Ｋ２−２と、制御用常開接点Ｋ２−１と、制御用常閉接点Ｋ２−３とが設けられている。
【００２１】
尚、後に詳細に説明するように、本発明では、自己保持セット用リレーとしては、２個の発光ダイオードＰＨＤ１，ＰＨＤ２と、２個の受光トランジスタＰＨＴ１，ＰＨＴ２と、２個のトランジスタＴＲ１，ＴＲ２とからなるソリッドステートリレーが採用されている。
【００２２】
又、入力端子ＩＮ１１，ＩＮ１２に接続された第１スイッチＳ１は、外部無電圧接点を構成するリミットスイッチ等の接点を意味しており、また入力端子ＩＮ２１，ＩＮ２２に接続される第２スイッチＳ２は、外部無電圧接点を構成するリミットスイッチ等の接点を意味している。
【００２３】
入力端子ＩＮ１１，ＩＮ１２に接続される第１スイッチＳ１と、その入力端子に割り当てられた入力対応電磁リレーである第１リレーの制御用常開接点Ｋ１−１と、その入力対応電磁リレーのコイルＫ１とは、電源Ｅの端子間に直列に接続され、これにより第１スイッチＳ１をリセット用接点、制御用常開接点Ｋ１−１を保持用接点とする第１電磁リレーの自己保持回路が形成されている。同様にして、入力端子ＩＮ２１，ＩＮ２２に接続される第２スイッチＳ２と、その入力端子に割り当てられた第２電磁リレーの常開接点Ｋ２−１と、その入力対応電磁リレーのコイルＫ２とは、電源Ｅの端子間に直列に接続され、これにより第２スイッチＳ２をリセット用接点、制御用常開接点Ｋ２−１を保持用接点とする第２電磁リレーの自己保持回路が形成されている。
【００２４】
入力対応電磁リレーをそれぞれ構成する第１電磁リレー，第２電磁リレーの制御用常閉接点Ｋ１−３，Ｋ２−３は互いに直列接続されて電源Ｅを経由する閉回路に挿入されており、この閉回路には前記自己保持セット用リレーの入力回路がさらに挿入されており、この自己保持用リレーの出力回路は各入力対応電磁リレーの自己保持回路におけるセット用スイッチを構成している。尚、後に詳細に説明するように、本発明では自己保持セット用リレーとしてソリッドステートリレーが採用されているため、この点において従来のリレーとは若干動作に相違を生ずる。
【００２５】
更に、入力対応電磁リレーを構成する第１並びに第２電磁リレーの出力用常開接点Ｋ１−２，Ｋ２−２は互いに直列接続されて出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２の間に挿入されており、これにより図示しない負荷を経由する閉回路が形成される。
【００２６】
なお、以上説明した第１並びに第２電磁リレーは、強制ガイド機構付きの電磁リレーとされている。ここで、強制ガイド機構付き電磁リレーとは、１つの常開接点が溶着（固着）した場合、コイル無励磁状態で、他の常閉接点は開路となり、また１つの常閉接点が溶着（固着）した場合でも、コイル励磁状態で他の常開接点は開路となるような機能を有する電磁リレーである。
【００２７】
次に、本発明の要部である自己保持セット用リレーの構成並びにそれに対する新たな通電経路の構成について説明する。先に説明したように、本発明にあっては、自己保持セット用リレーはソリッドステートリレーが採用されている。このソリッドステートリレーは、２個の発光ダイオードＰＨＤ１，ＰＨＤ２と、２個の受光トランジスタＰＨＴ１，ＰＨＴ２と、２個のトランジスタＴＲ１，ＴＲ２とから構成されている。
【００２８】
これをより詳しく説明すると、ソリッドステートリレーの入力回路は、各入力対応電磁リレーのそれぞれに対応する互いに直列接続された２個の発光ダイオードＰＨＤ１，ＰＨＤ２を含んでいる。又、ソリッドステートリレーの出力回路は、それらの発光ダイオードＰＨＤ１，ＰＨＤ２のそれぞれに対応して設けられた２個の受光トランジスタＰＨＴ１，ＰＨＴ２と、それらのトランジスタの出力で駆動されて各自己保持回路に自己保持セット信号を供給する２個の出力トランジスタＴＲ１，ＴＲ２を含んでいる。
【００２９】
そして、このソリッドステートリレーの入力回路を構成する２個の発光ダイオードＰＨＤ１，ＰＨＤ２は、電源Ｅ，第１スイッチＳ１，制御用常閉接点Ｋ１−３，制御用常閉接点Ｋ２−３，第２スイッチＳ２を経由する閉回路に挿入されている。
【００３０】
次に、第１電磁リレー、第２電磁リレー、並びに、ソリッドステートリレーが正常な状態における動作について説明する。第１スイッチＳ１並びに第２スイッチＳ２が閉路されると、ソリッドステートリレーの入力回路を構成する２個の発光ダイオードＰＨＤ１，ＰＨＤ２に電流が流れる。すると、これらと光結合された２個の受光トランジスタＰＨＴ１，ＰＨＴ２がオンされ、それらの出力を受けて出力トランジスタＴＲ１，ＴＲ２がオンする。先に説明したように、これらの出力トランジスタＴＲ１，ＴＲ２は、第１電磁リレー並びに第２電磁リレーのコイルＫ１，Ｋ２に対して自己保持セット信号を供給する。これにより、第１電磁リレー並びに第２電磁リレーが自己保持され、それらの出力用常開接点Ｋ１−２，Ｋ２−２が閉路され、出力端子ＯＵＴ１と出力端子ＯＵＴ２との間が導通して、これに接続された図示しない負荷が駆動される。これに対して、第１スイッチＳ１若しくは第２スイッチＳ２のいずれかが開路されると、第１電磁リレー若しくは第２電磁リレーの自己保持状態は解除され、その出力用常開接点Ｋ１−２若しくはＫ２−２のいずれかが開路されることにより、負荷の駆動は停止される。次に、第１電磁リレー、第２電磁リレー、並びに、ソリッドステートリレーのいずれかに故障が生じた場合にどのように安全機能が働くかを説明する。
【００３１】
（１）第１電磁リレーの出力用常開接点Ｋ１−２又は第２電磁リレーの出力用常開接点Ｋ２−２の溶着（固着）故障の場合
出力用常開接点Ｋ１−２並びにＫ２−２は、出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２間に直列接続されているため、第１スイッチＳ１並びに第２スイッチＳ２がいずれも開路されて、コイルＫ１並びにＫ２が無励磁状態となれば、出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２間は正常に開路される。即ち、出力用常開接点Ｋ１−２又はＫ２−２のいずれかに溶着故障が生じたとしても、負荷の遮断に支障を来すことはない。
【００３２】
又、出力用常開接点Ｋ１−２又はＫ２−２のいずれか１つに溶着故障が生じていると、強制ガイド機構の作用により、コイルＫ１並びにＫ２が無励磁状態であっても、その常閉接点Ｋ１−３又はＫ２−３のいずれか一方は開路状態に保持される。そのため、次回以降においては、第１スイッチＳ１並びに第２スイッチＳ２が双方閉路されたとしても、ソリッドステートリレーの入力回路を構成する発光ダイオードＰＨＤ１，ＰＨＤ２には電流は流れない。その結果、ソリッドステートリレーの出力回路を構成する受光トランジスタＰＨＴ１，ＰＨＴ２はオンしないことから、それらの出力用トランジスタＴＲ１，ＴＲ２にも電流は流れない。そのため、第１電磁リレー並びに第２電磁リレーはいずれも自己保持されず、出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２間も開路された状態のままとなる。即ち、ひとたび出力用常開接点Ｋ１−２又はＫ２−２のいずれか１つに溶着故障が生じた後にあっては、もはや負荷は再駆動されない。
【００３３】
（２）第１電磁リレーの制御用常閉接点Ｋ１−３又は第２電磁リレーの制御用常閉接点Ｋ２−３のいずれかに溶着（固着）故障が生じた場合
制御用常閉接点Ｋ１−３又はＫ２−３のいずれかに溶着故障が生ずると、強制ガイド機構の作用により、出力用常開接点Ｋ１−２又はＫ２−２のいずれか一方は開路状態に固定される。同時に、制御用常開接点Ｋ１−１又はＫ２−１のいずれか一方も同様にして開路状態に固定される。そのため、第１スイッチＳ１並びに第２スイッチＳ２が閉路されて、コイルＫ１並びにＫ２に自己保持セット電流が供給されても、それらのリレーは自己保持状態とはならない。しかも、出力用常開接点Ｋ１−２又はＫ２−２のいずれか一方も開路状態に固定されているから、出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２間も開路状態に維持される。即ち、制御用常閉接点Ｋ１−３又はＫ２−３のいずれかに溶着故障が生じた場合、スイッチＳ１並びにＳ２が閉路されても、負荷は駆動されない。
【００３４】
（３）ソリッドステートリレーの入力回路を構成する発光ダイオードＰＨＤ１，ＰＨＤ２が故障（短絡，オープン）した場合
コイルＫ１並びにＫ２が励磁状態において、発光ダイオードＰＨＤ１並びにＰＨＤ２が故障しても、第１並びに第２電磁リレーの動作に何等支障はない。そのため、第１スイッチＳ１並びに第２スイッチＳ２が開路されれば、出力用常開接点Ｋ１−２並びにＫ２−２は正常に開路される。即ち、ソリッドステートリレーの入力回路を構成する発光ダイオードＰＨＤ１，ＰＨＤ２のいずれかに故障が生じたとしても、負荷の遮断に支障を来すことはない。
【００３５】
又、それらの発光ダイオードＰＨＤ１，ＰＨＤ２のいずれかが故障すると、ソリッドステートリレーは作動しないから、第１並びに第２電磁リレーは、次回以降自己保持されることはない。即ち、発光ダイオードＰＨＤ１又はＰＨＤ２のいずれかに故障が生ずると、次回以降、負荷は駆動されることがない。
【００３６】
（４）ソリッドステートリレーの出力回路を構成する受光トランジスタＰＨＴ１，ＰＨＴ２のオープン故障が生じた場合
この場合にも、第１並びに第２電磁リレーは正常に動作するから、第１スイッチＳ１並びに第２スイッチＳ２が開路されれば、出力用常開接点Ｋ１−２又はＫ２−２は開路される。即ち、受光トランジスタＰＨＴ１又はＰＨＴ２のいずれかにオープン故障が生じたとしても、負荷の遮断に支障を来すことはない。
【００３７】
又、受光トランジスタＰＨＴ１又はＰＨＴ２のいずれかにオープン故障が生ずると、コイルＫ１又はＫ２に自己保持セット電流が流れなくなり、そのコイルに関しては次回以降自己保持されなくなる。即ち、受光トランジスタＰＨＴ１又はＰＨＴ２のいずれかにオープン故障が生ずると、もはや、次回以降、負荷は駆動されない。
【００３８】
（５）受光トランジスタＰＨＴ１又はＰＨＴ２のいずれかに短絡故障が生じた場合
受光トランジスタＰＨＴ１又はＰＨＴ２のいずれかに短絡故障が生ずると、コイルＫ１又はＫ２には常時自己保持セット電流が流れ続ける。しかし、それらのコイルの出力用常開接点Ｋ１−２並びにＫ２−２は出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２間に直列接続（二重化）されている。そのため、第１スイッチＳ１並びに第２スイッチＳ２が開路されれば、出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２間も開路される。即ち、受光トランジスタＰＨＴ１又はＰＨＴ２のいずれかに短絡故障が生じたとしても、負荷の遮断に支障を来すことはない。
【００３９】
又、受光トランジスタＰＨＴ１又はＰＨＴ２のいずれかに短絡故障が生じ、これによりコイルＫ１又はＫ２のいずれかが常時励磁状態とされると、その常閉接点Ｋ１−３又はＫ２−３はいずれか一方が開路状態とされる。そのため、次回以降、第１スイッチＳ１並びに第２スイッチＳ２が閉路されたとしても、ソリッドステートリレーの入力回路を構成する発光ダイオードＰＨＤ１，ＰＨＤ２には電流が流れず、第１電磁リレー並びに第２電磁リレーは自己保持されない。即ち、受光トランジスタＰＨＴ１又はＰＨＴ２のいずれかに短絡故障が生ずると、次回以降双方の電磁リレーを同時に自己保持させることはできない。そのため、受光用トランジスタＰＨＴ１又はＰＨＴ２のいずれかに短絡故障が生ずると、もはや、次回以降負荷は駆動されない。
【００４０】
（６）出力用トランジスタＴＲ１又はＴＲ２のオープン故障が生じた場合
それらのトランジスタＴＲ１，ＴＲ２にオープン故障が生じても、励磁状態にあるコイルＫ１，Ｋ２に関わる励磁リレーの動作に何等影響は与えない。そのため、第１スイッチＳ１並びに第２スイッチＳ２が開路されれば、第１並びに第２電磁リレーの自己保持は解除され、出力用常開接点Ｋ１−２，Ｋ２−２も同時に開路される。即ち、出力用トランジスタＴＲ１，ＴＲ２のいずれかにオープン故障が生じたとしても、負荷の遮断に支障を来すことはない。
【００４１】
又、出力用トランジスタＴＲ１又はＴＲ２のいずれかにオープン故障が生ずると、第１電磁リレー若しくは第２電磁リレーに対して自己保持セット電流が供給されなくなる。そのため、第１スイッチＳ１並びに第２スイッチＳ２が閉路されたとしても、第１電磁リレー若しくは第２電磁リレーのいずれか一方は励磁並びに自己保持されない。即ち、出力用トランジスタＴＲ１又はＴＲ２のいずれかにオープン故障が生ずると、もはや、次回以降負荷は駆動されなくなる。
【００４２】
（７）出力用トランジスタＴＲ１又はＴＲ２の短絡故障が生じた場合
出力用トランジスタＴＲ１又はＴＲ２に短絡故障が生ずると、それに対応するコイルには常時自己保持セット電流が流れ続け、自己保持状態を解除不可能となる。しかし、コイルＫ１並びにＫ２に関わる出力用常開接点Ｋ１−２並びにＫ２−２は、先に説明したように二重化されている。そのため、このような自己保持セット電流が流れ続ける状態にあっても、第１スイッチＳ１並びに第２スイッチＳ２が開路されれば、出力用常開接点Ｋ１−２並びにＫ２−２のいずれか一方は開路される。即ち、出力用トランジスタＴＲ１又はＴＲ２のいずれかに短絡故障が生じたとしても、負荷の遮断に支障を来すことはない。
【００４３】
又、出力用トランジスタＴＲ１又はＴＲ２に短絡故障が生じてそれに関するコイルＫ１又はＫ２のいずれかに電流が流れ続けると、それらの制御用常閉接点Ｋ１−３又はＫ２−３のいずれか一方は開路状態となる。そのため、第１スイッチＳ１並びに第２スイッチＳ２が閉路されても、ソリッドステートリレーの入力回路を構成する発光ダイオードＰＨＤ１並びにＰＨＤ２には電流が流れない。第１電磁リレー又は第２電磁リレーが自己保持されないことにより、出力用常開接点Ｋ１−２並びにＫ２−２は開路状態となる。即ち、出力用トランジスタＴＲ１又はＴＲ２のいずれか一方が短絡故障した場合には、もはや負荷は次回以降駆動されない。
【００４４】
（８）第１スイッチＳ１又は第２スイッチＳ２がオープン故障を生じた場合
コイルＫ１並びにＫ２が励磁状態にある時、第１スイッチＳ１又は第２スイッチＳ２にオープン故障が生ずれば、直ちにそれら電磁リレーの自己保持は解除される。そのため、負荷の遮断に支障を来すことはない。
【００４５】
又、第１スイッチＳ１又は第２スイッチＳ２にオープン故障が生ずれば、次回以降、ソリッドステートリレーの入力回路を構成する発光ダイオードＰＨＤ１，ＰＨＤ２には電流が流れない。そのため、コイルＫ１並びにＫ２に自己保持セット電流は供給されないから、次回以降、出力用常開接点Ｋ１−２並びにＫ２−２は開路状態となる。即ち、第１スイッチＳ１又は第２スイッチＳ２にオープン故障が生ずれば、次回以降、負荷は駆動されなくなる。
【００４６】
（９）第１スイッチＳ１又は第２スイッチＳ２のいずれかに短絡故障が生じた場合
第１スイッチＳ１又は第２スイッチＳ２のいずれかに短絡故障が生ずると、コイルＫ１又はＫ２は常時励磁状態とされる。しかし、それらコイルＫ１並びにＫ２の出力用常開接点Ｋ１−２並びにＫ２−２は先に説明したように二重化されているため、双方のスイッチＳ１並びにＳ２が開路されれば、出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２間も開路される。即ち、第１スイッチＳ１又は第２スイッチＳ２のいずれかに短絡故障が生じたとしても、負荷の遮断に支障を来すことはない。
【００４７】
又、第１スイッチＳ１又は第２スイッチＳ２のいずれかに短絡故障が生じたことにより、コイルＫ１又はＫ２のいずれかが励磁状態に保持されると、それらの制御用常閉接点Ｋ１−３並びにＫ２−３のいずれかは開路状態となるため、ソリッドステートリレーの入力回路を構成するＰＨＤ１，ＰＨＤ２に電流を流すことができなくなる。そのため、次回以降、スイッチＳ１並びにＳ２が閉路されても、ソリッドステートリレーが動作しないことから、双方の電磁リレーを自己保持させることができず、出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２間は開路状態となる。即ち、第１スイッチＳ１若しくは第２スイッチＳ２を構成するリミットスイッチ等に短絡故障が生じた場合には、次回以降負荷は駆動されなくなる。
【００４８】
以上説明したように、この実施の形態によれば、内部素子である第１電磁リレー，第２電磁リレー，ソリッドステートリレーのいずれかに故障が生じた場合のみならず、第１スイッチＳ１若しくは第２スイッチＳ２のいずれかに故障が生じた場合であっても、正常に安全機能を働かせることができ、即ち負荷の遮断に支障を来すことがなく、しかも負荷の再起動を確実に禁ずることができるのである。
【００４９】
尚、以上の実施の形態において、第１スイッチＳ１並びに第２スイッチＳ２の故障にまで安全機能を働かせる必要がないのであれば、図２に示される従来例と同様に、スイッチＳ１並びにＳ２を介在させることなく、電源Ｅの端子間に直接に、２つの常閉接点Ｋ１−３，Ｋ２−３並びにソリッドステートリレーの入力回路を構成する２個の発光ダイオードＰＨＤ１，ＰＨＤ２を挿入するようにしてもよい。
【００５０】
又、本発明ではソリッドステートリレーの構成として、フォトカプラと出力用トランジスタを組み合わせた構成を採用しているが、ソリッドステートリレーの構成はその他各種の半導体素子を用いた任意の構成を採用することができる。
【００５１】
更に、以上の実施の形態では、入力端子が２個の場合で説明したが、本発明は入力端子が３個以上の構成とすることもでき、その場合には入力端子の数に対応して電磁リレーを増加すればよい。
【００５２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、自己保持セット用リレーとしてソリッドステートリレーを採用したことにより、安全機能を保持しつつも、装置全体の小型化を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の安全機能付きリレー装置の一例を示す回路図である。
【図２】 本発明にかかる安全機能付きリレー装置の一実施形態の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
ＩＮ１１，ＩＮ１２，ＩＮ２１，ＩＮ２２ 入力端子
Ｅ 電源
Ｃ コンデンサ
Ｋ１ 第１電磁リレーのコイル
Ｋ１−１ 第１電磁リレーの制御用常開接点
Ｋ１−２ 第１電磁リレーの出力用常開接点
Ｋ１−３ 第１電磁リレーの制御用常閉接点
Ｋ２ 第２電磁リレーのコイル
Ｋ２−１ 第２電磁リレーの制御用常開接点
Ｋ２−２ 第２電磁リレーの出力用常開接点
Ｋ２−３ 第２電磁リレーの制御用常閉接点
Ｓ１ 第１スイッチ
Ｓ２ 第２スイッチ
ＰＨＤ１，ＰＨＤ２ ソリッドステートリレーの入力回路を構成する発光ダイオード
ＰＨＴ１，ＰＨＴ２ ソリッドステートリレーの出力回路を構成する受光トランジスタ
ＴＲ１，ＴＲ２ ソリッドステートリレーの出力回路を構成する出力トランジスタ
ＯＵＴ１，ＯＵＴ２ 出力端子
Claims (3)
- それぞれ外部無電圧接点が接続される複数の入力端子と、前記入力端子の数に対応して設けられた複数の入力対応電磁リレーと、それらの入力対応電磁リレーのそれぞれに対して自己保持セット信号を供給する自己保持セット用リレーと、負荷に接続されるべき出力端子と、を有し、
前記入力対応電磁リレーのそれぞれには、出力用常開接点と、制御用常開接点と、制御用常閉接点とが設けられており、
前記入力端子に接続される外部無電圧接点と、その入力端子に割り当てられた入力対応電磁リレーの制御用常開接点と、その入力対応電磁リレーのコイルとは、電源端子間に直列に接続され、これにより前記外部無電圧接点をリセット用接点、前記制御用常開接点を保持用接点とする入力対応電磁リレーの自己保持回路が複数形成されており、
前記各入力対応電磁リレーの制御用常閉接点は互いに直列接続されて電源を経由する閉回路に挿入されており、この閉回路には前記自己保持セット用リレーの入力回路が介在されており、この自己保持セット用リレーの出力回路は各入力対応電磁リレーの自己保持回路におけるセット用スイッチを構成しており、
さらに、各入力対応電磁リレーの出力用常開接点は互いに直列接続されて出力端子並びに負荷を経由する閉回路に挿入され、
それにより、前記各入力端子に接続される外部無電圧接点が全て閉じられているときに限り前記出力端子間が導通するようにした安全機能付きリレー装置であって、
前記自己保持セット用リレーはソリッドステートリレーであり、かつ
前記直列接続された制御用常閉接点群と、電源と、自己保持セット用リレーの入力回路とを経由する閉回路には、前記各外部無電圧接点が挿入されていることを特徴とする安全機能付きリレー装置。 - 前記ソリッドステートリレーの入力回路は各入力対応電磁リレーのそれぞれに対応する互いに直列接続された発光ダイオードを含み、かつ前記ソリッドステートリレーの出力回路はそれらの発光ダイオードのそれぞれに対応して設けられた受光トランジスタ並びにその出力で駆動されて各自己保持回路に自己保持セット信号を供給する出力トランジスタを含むことを特徴とする請求項１に記載の安全機能付きリレー装置。
- 前記入力対応電磁リレーのそれぞれは強制ガイド機構付きの電磁リレーであることを特徴とする請求項１又は２に記載の安全機能付きリレー装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34427797A JP3722253B2 (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | 安全機能付きリレー装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34427797A JP3722253B2 (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | 安全機能付きリレー装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11162317A JPH11162317A (ja) | 1999-06-18 |
| JP3722253B2 true JP3722253B2 (ja) | 2005-11-30 |
Family
ID=18367997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34427797A Expired - Lifetime JP3722253B2 (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | 安全機能付きリレー装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3722253B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002175751A (ja) | 2000-12-05 | 2002-06-21 | Omron Corp | リレー装置 |
| JP2003079049A (ja) * | 2001-08-31 | 2003-03-14 | Japan Control Engineering Co Ltd | セーフティリレーの保護回路 |
| JP4212970B2 (ja) | 2003-06-30 | 2009-01-21 | 株式会社キーエンス | 安全リレーシステム |
| CN106067797B (zh) * | 2016-07-08 | 2023-06-13 | 浙江众合科技股份有限公司 | 实现唤醒模块自保持的电路 |
-
1997
- 1997-11-28 JP JP34427797A patent/JP3722253B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11162317A (ja) | 1999-06-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4063328B2 (ja) | 負荷駆動回路 | |
| JP5319400B2 (ja) | リレー異常検出装置 | |
| JP4870149B2 (ja) | 電気負荷部の安全な切断用の安全スイッチング装置 | |
| US7439639B2 (en) | Safety switching apparatus for safe disconnection of an electrical load | |
| JP2005522637A (ja) | 電気的負荷のフェールセーフ断路のための装置 | |
| JP3064940B2 (ja) | ロボットの安全装置 | |
| JP3722253B2 (ja) | 安全機能付きリレー装置 | |
| US6611416B1 (en) | Safety relay circuit for large power contactors | |
| JP3757208B2 (ja) | 非常停止回路 | |
| JP5217888B2 (ja) | 駆動装置 | |
| JP3831611B2 (ja) | 高いインダクタンスを有する電気的負荷を直流電圧源から遮断するための装置 | |
| JP4824897B2 (ja) | 安全スイッチング装置 | |
| JP4228506B2 (ja) | リレー装置 | |
| CA2363995C (en) | Relay apparatus | |
| CN1179390C (zh) | 具有保护功能的电路 | |
| KR102730986B1 (ko) | 전자기계 시스템의 티칭 장비 | |
| JP7281699B2 (ja) | ブレーキ駆動制御回路とその故障検出方法 | |
| TWI792783B (zh) | 機電系統的教導設備 | |
| JP2020187581A (ja) | 非常停止回路 | |
| US7579719B2 (en) | Protector suitable for cascade connections and corresponding method for safety-conditioned switching | |
| JP2728902B2 (ja) | 電源遮断装置 | |
| JP4228507B2 (ja) | リレー装置 | |
| JP2712041B2 (ja) | 工作機の光線式安全装置 | |
| JP2006183814A (ja) | 安全回路 | |
| JP2797221B2 (ja) | 電源の起動停止回路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040930 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041004 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041202 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050825 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050907 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080922 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090922 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090922 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100922 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100922 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110922 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110922 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120922 Year of fee payment: 7 |