JP2001312931A - バイパス検出機能付安全スイッチ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】機械非常停止用安全スイッチ装置のスイッチの
バイパスを検出可能とし、安全スイッチ装置の信頼性を
より向上させる。 【解決手段】スイッチ部１の各スイッチＢ１〜Ｂｎの接
点ｂ１〜ｂｎに電流検出回路２−１〜２−ｎを接続して
各接点ｂ１〜ｂｎの電流の有無を監視し、電流が流れる
時に論理値１を出力し、電流が無い時に論理値０を出力
する。ＡＮＤ回路１０は、全ての電流検出回路２−１〜
２−ｎの出力が論理値１の時に出力Ｚ＝１を出力してバ
イパス無しを知らせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非常時に機械の運
転を停止して作業者の安全を確保するための安全スイッ
チ装置に関し、特に、スイッチ端子間の短絡（バイパ
ス）故障を検出する機能を備えたバイパス検出機能付安
全スイッチ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】産業機械を設備した工場等においては、
機械運転中に事故が発生した場合等に機械を非常停止さ
せて作業者の安全を確保するため、非常停止ボタン、ロ
ープスイッチ、リミットスイッチ等の安全スイッチが設
けられている。

【０００３】このような安全スイッチは、スイッチ接点
オンで安全状態を示し、この時は運転スイッチのオン／
オフで機械の運転／停止が行われる。一方、スイッチ接
点のオフは危険状態を示し、作業者が安全スイッチをオ
フ操作すれば運転スイッチのオン／オフに関係なく機械
が非常停止する。

【０００４】かかる安全スイッチは、スイッチ端子間が
短絡（バイパス）されると、スイッチ接点がオン状態に
固定されたと同じ状態になるため、バイパスされたスイ
ッチをオフ操作しても機械の運転を停止できなくなる。

【０００５】上述の問題の解決方法としては、スイッチ
の接点に直列に素子又は回路を介装し、前記素子又は回
路がバイパスされているか否かを検出する構成とすれば
よい。このような構成を有する安全スイッチ装置は、非
常停止スイッチ回路として、例えば特開平９−１４７６
６２号公報等に示されている。

【０００６】この安全スイッチ装置は、直列接続したト
ランス構造の複数のスイッチを有し、各スイッチ間に所
定の抵抗値を有する抵抗を直列接続し、最終段のスイッ
チからの出力レベルをバイパス検出用のレベル検定手段
（ウィンドウ・コンパレータ）でレベル検定する構成で
ある。

【０００７】かかる安全スイッチ装置の場合、いずれか
１つのスイッチがバイパスされると、バイパスされたス
イッチの抵抗が除かれこの抵抗によるレベルの損失分が
無くなるので、最終段のスイッチの出力レベルが上昇す
る。このレベルの上昇をレベル検定手段の閾値で監視
し、最終段のスイッチの出力レベルが閾値を越えるとレ
ベル検定手段の出力が停止し、スイッチのバイパスを通
報する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の安全スイッチ装置は、スイッチ回路にバイパス検
出手段を直列に介装する構成であるので、スイッチ回路
を流れる電流はバイパス検出手段にもそのまま流れる。
従って、バイパス検出手段は、スイッチ回路に影響ない
ように、電流に応じて設定されねばならない。また、最
終のスイッチ出力レベルの上昇を検出してバイパスを通
報する構成であるため、信号供給源の発振器の出力レベ
ルが低下したような場合、最終段のスイッチ出力のレベ
ルが低下してバイパスにより上昇した出力レベルが閾値
を越えないことが起こり得る。発振器が故障した場合、
能力の低下や出力インピーダンスの増加として影響が現
れる場合が多く、一般的に発振器の出力レベルは低下す
る傾向にある。このため、前述した特開平９−１４７６
６２号公報等に示された安全スイッチ装置のバイパス検
出構成では、発振器の出力レベルの低下を防止又は検出
する機能を付加しない場合には、バイパス検出能力の信
頼性の点で充分とは言えなかった。更には、スイッチ回
路が複数のスイッチから構成される場合、１つのスイッ
チのバイパス有無によるレベル変化分の大きさはスイッ
チ数に反比例する。使用環境条件やノイズ、使用部品の
バラツキ等を考慮しバイパス検出機能の信頼性を確保す
るには、前記レベル変化分は余裕を持たせて大きく設定
するのが望ましく、このため、従来装置では、１つのバ
イパス検出手段で監視できるスイッチの数が限定され
る。更に、使用環境条件やノイズ、使用部品のバラツキ
の影響を受け易いため、各使用部品の性能が所定の性能
であるか否かを使用部品毎に検査する必要がある。

【０００９】本発明は上記問題点に着目してなされたも
ので、接続するスイッチ数に関係なく、安価でバイパス
検出機能の信頼性が高いバイパス検出機能付安全スイッ
チ装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１の発
明のバイパス検出機能付安全スイッチ装置は、接点に流
れる電流を検出する電流検出手段を、前記接点に電気的
に接続したスイッチ又はスイッチ列からなるスイッチ部
と、前記電流検出手段の検出出力に基づいて前記スイッ
チ部のバイパスの有無を検出するバイパス検出手段とを
備える構成とした。

【００１１】かかる構成では、スイッチ部に直流又は交
流信号を供給すると、スイッチ部のバイパスの有無によ
り接点に流れる電流が変化し、この電流変化により電流
検出手段の出力が変化する。バイパス検出手段は、電流
検出手段の出力変化に基づいてスイッチ部のバイパスの
有無を検出する。

【００１２】具体的には、前記バイパス検出手段は、請
求項２のように、前記電流検出手段から電流有りを示す
信号が入力した時にバイパス無しを通報し、電流無しを
示す信号が入力した時にバイパス有りを通報する構成と
する。

【００１３】前記電流検出手段は、具体的には請求項３
のように、前記接点に電流が流れている時に前記電流有
りを示す信号を出力し、電流が流れていない時に前記電
流無しを示す信号を出力する構成である。また、請求項
４のように、前記接点に流れる電流値が予め設定した閾
値以上の時に前記電流有りを示す信号を出力し、前記閾
値未満の時に出力が前記電流無しを示す信号を出力する
構成としてもよい。

【００１４】請求項３の構成では、バイパスがなく接点
に電流が流れていれば電流検出手段から電流有りを示す
信号が発生し、接点がバイパスされて接点に電流が流れ
なければ電流検出手段から電流無しを示す信号が発生す
る。請求項４の構成によれば、接点をバイパスするバイ
パス線の抵抗値が零でなく接点に微小電流が流れるよう
な場合でもバイパスを検出できるようになる。

【００１５】請求項５の発明では、前記電流検出手段
は、前記電流有りを示す信号を高エネルギ状態の論理値
１で出力し、前記電流無しを示す信号を低エネルギ状態
の論理値０で出力する構成とした。

【００１６】かかる構成では、バイパスが無い時に電流
検出手段から論理値１の出力が発生し、バイパスが有る
時に電流検出手段から論理値０の出力が発生するように
なるので、フェールセーフな構成でバイパスの有無を検
出できるようになる。

【００１７】請求項６のように、前記電流検出手段が、
前記論理値１を交流信号で出力し、前記論理値０を直流
信号で出力する構成とすれば、電流検出手段やバイパス
検出手段の構成要素の固定故障に対してフェールセーフ
にできる。

【００１８】具体的には、請求項７のように、交流信号
により駆動されて前記接点に流れる電流を変調する接点
電流変調手段を設け、該接点電流変調手段の変調動作に
基づいて前記電流検出手段の論理値１の交流信号を生成
する構成とするとよい。

【００１９】請求項８の発明では、前記スイッチ部が、
複数のスイッチを直列接続したスイッチ列であり、前記
バイパス検出手段は、前記スイッチ列の全ての電流検出
手段から前記電流有りを示す信号が入力した時のみバイ
パス無しを通報する構成とした。

【００２０】かかる構成では、スイッチ列のいずれか１
つのスイッチでもバイパスされれば、バイパス検出手段
からバイパス有りの通報が発生するようになる。請求項
９の発明では、前記スイッチ列の各スイッチに、交流信
号により駆動されて接点に流れる電流を変調する接点電
流変調手段をそれぞれ設け、初段のスイッチの前記接点
電流変調手段に交流信号を供給し、次段から最終段まで
のスイッチの各接点電流変調手段に、前段のスイッチの
電流検出手段からの出力を供給して駆動する構成とし、
前記バイパス検出手段は、最終段のスイッチの電流検出
手段の出力に基づいてバイパスの有無を検出する構成と
した。

【００２１】かかる構成では、初段のスイッチの接点電
流変調手段に交流信号を供給して駆動する。正常時で
は、接点電流変調手段の変調動作に基づいて初段のスイ
ッチに設けた電流検出手段から交流信号が発生し、この
交流信号が次段から最終段のスイッチまでの接点電流変
調手段と電流検出手段に順次伝達される。バイパス検出
手段は、最終段のスイッチの電流検出手段から交流信号
を受信すればバイパス無しを通報する。

【００２２】請求項１０の発明では、前記スイッチ部の
各スイッチ内に、接点がオフした時に当該接点及び前記
電流検出手段を迂回して電流を流す電流迂回手段を設け
る構成とした。

【００２３】かかる構成では、接点がオフしたスイッチ
の電流検出手段だけが電流無しを示す信号を出力するよ
うになり、接点がオフしたスイッチを特定することが可
能になる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は、本発明にかかる安全スイッ
チ装置の第１実施形態の構成図である。

【００２５】図１において、本実施形態の安全スイッチ
装置は、ｎ（ｎ＝１，２，３・・）個のスイッチＢ１〜
Ｂｎが直列接続されたスイッチ列からなるスイッチ部１
と、スイッチ部１内におけるスイッチＢ１〜Ｂｎのバイ
パスの有無を検出するバイパス検出手段としてのＡＮＤ
回路１０とを備える。

【００２６】前記スイッチ部１の各スイッチＢ１〜Ｂｎ
は、接点に流れる電流を検出する電流検出手段として電
流検出回路２−１〜２−ｎを接点ｂ１〜ｂｎにそれぞれ
直列接続して内蔵しており、常時は接点ｂ１〜ｂｎがオ
ン状態にあり、非常時に例えば作業者等のボタン操作で
該当の接点がオフする構成である。

【００２７】前記各電流検出回路２−１〜２−ｎは、接
点電流（接点に流れる電流）が閾値以上の時に接点電流
有りとみなして出力が高エネルギ状態の論理値１とな
り、接点電流が閾値未満の時に電流無しとみなして出力
が低エネルギ状態の論理値０となる構成である。

【００２８】ＡＮＤ回路１０は、全ての電流検出回路２
−１〜２−ｎの出力が論理値１の時に出力Ｚが論理値１
となって全てのスイッチＢ１〜Ｂｎの端子間がバイパス
されてなく正常であることを通報し、電流検出回路２−
１〜２−ｎの少なくとも１つの出力が論理値０の時には
出力Ｚが論理値０となってバイパス有りを通報する。

【００２９】次に動作を説明する。図示しない直流源か
ら直流電流Ｉがスイッチ部１に供給されると、各スイッ
チＢ１〜Ｂｎの端子間にバイパスなく且つ各接点ｂ１〜
ｂｎがオン状態にあれば接点電流が流れ、全ての電流検
出回路２−１〜２−ｎにも電流が流れる。これにより、
全ての電流検出回路２−１〜２−ｎから論理値１の出力
がＡＮＤ回路１０に入力し、ＡＮＤ回路１０からＺ＝１
の出力が発生してバイパス無しが通報される。

【００３０】一方、例えばスイッチＢ１の端子Ｔ１，Ｔ
２間がバイパスされると、電流はバイパス線を流れ接点
ｂ１には電流が流れない（但しバイパス線の抵抗値が零
であるとする。以下の各実施形態での説明も同様とす
る）。これにより、電流検出回路２−１の出力は論理値
０となり、ＡＮＤ回路１０の出力Ｚ＝０となりバイパス
有りが通報される。また、バイパスが無くともスイッチ
部１のいずれかのスイッチの接点がオフすれば、全ての
電流検出回路２−１〜２−ｎの出力は論理値０となり、
バイパスされた時と同じくＡＮＤ回路１０の出力Ｚ＝０
となり、接点ｂ１〜ｂｎのオフが通報できる。

【００３１】かかる構成によれば、各スイッチＢ１〜Ｂ
ｎの各接点ｂ１〜ｂｎに流れる電流の有無というディジ
タル状態でバイパスの有無を判定するので、使用環境条
件やノイズ、使用部品のバラツキの影響を受け難い。従
って、閾値の設定が余裕を持って且つ容易にでき、１つ
のバイパス検出回路で従来装置に比較して多くのスイッ
チを監視でき、しかも、バイパス有無の判定の信頼性が
向上する。また、使用環境条件やノイズ、使用部品のバ
ラツキの影響を受け難くことから、使用部品の検査作業
が簡単で検査コストが低減できる。更に、接点ｂ１〜ｂ
ｎがオフした時も接点電流が零になるので、各スイッチ
Ｂ１〜Ｂｎの接点オフもバイパス検出回路（ＡＮＤ回路
１０）で検出できる利点があり、別途、接点オフ検出用
回路を設ける必要がない。

【００３２】次に、図２に本発明の第２実施形態を示し
説明する。尚、図１の第１実施形態と同一要素には同一
符号を付して説明を省略する。図２において、本実施形
態は、図１の電流検出回路２−１〜２−ｎの位置に電流
検出手段として発光ダイオードＰＤ１〜ＰＤｎを設け
た。発光ダイオードＰＤ１〜ＰＤｎは、バイパス検出回
路２０側に設けた受光トランジスタＰＴ１〜ＰＴｎとそ
れぞれフォトカプラを構成し、発光ダイオードＰＤ１〜
ＰＤｎからの光信号は例えば光ケーブルでバイパス検出
回路２０側の受光トランジスタＰＴ１〜ＰＴｎに送信す
る。

【００３３】本実施形態のバイパス検出回路２０は、電
源電圧Ｖccの電源ラインとＧＮＤとの間に、前記各受光
トランジスタＰＴ１〜ＰＴｎと各抵抗Ｒ１〜Ｒｎの直列
回路がぞれぞれ設けられ、各受光トランジスタＰＴ１〜
ＰＴｎと各抵抗Ｒ１〜Ｒｎの中間点から接点電流の有無
に応じた各フォトカプラの出力をＡＮＤ回路１０に入力
する構成である。

【００３４】次に動作を説明する。直流電流Ｉがスイッ
チ部１に供給されると、各スイッチＢ１〜Ｂｎの端子間
にバイパスがなく且つ各接点ｂ１〜ｂｎがオン状態にあ
れば接点電流が流れる。この場合、発光ダイオードＰＤ
１〜ＰＤｎに電流が流れ発光し、この光信号によりバイ
パス検出回路２０側の受光トランジスタＰＴ１〜ＰＴｎ
がオンする。受光トランジスタＰＴ１〜ＰＴｎのオン状
態では全てのフォトカプラの出力はＶcc（論理値１に相
当する）となり、ＡＮＤ回路１０からＺ＝１の出力が発
生してバイパス無しが通報される。

【００３５】一方、例えばスイッチＢ１の端子Ｔ１，Ｔ
２間がバイパスされると、電流はバイパス線を流れ発光
ダイオードＰＤ１に電流が流れず、受光トランジスタＰ
Ｔ１はオフとなって、フォトカプラの出力はＧＮＤレベ
ル（論理値０に相当とする）となり、ＡＮＤ回路１０の
出力Ｚ＝０となりバイパス有りが通報される。また、ス
イッチ部１が正常の時に接点ｂ１〜ｂｎのいずれかがオ
フした時も第１実施形態と同様にバイパス検出回路２０
の出力Ｚ＝０となり、接点オフの通報もできる。

【００３６】かかる構成の第２実施形態も第１実施形態
と同様の効果を有する。次に、図３に本発明の第３実施
形態を示し説明する。尚、図２の第２実施形態と同一要
素には同一符号を付して説明を省略する。

【００３７】図３において、本実施形態は、図２の第２
実施形態の構成に加えて、スイッチ部１の各スイッチＢ
１〜Ｂｎ内に接点電流変調用の受光トランジスタＰＴｔ
１〜ＰＴｔｎを設け、バイパス検出回路３０には、交流
信号Ｓｇを発生する交流源３１と、前記受光トランジス
タＰＴｔ１〜ＰＴｔｎとそれぞれフォトカプラを構成し
抵抗Ｒｇを介して交流信号Ｓｇが供給される発光ダイオ
ードＰＤｔ１〜ＰＤｔｎと、受光トランジスタＰＴ１〜
ＰＴｎの出力を整流する倍電圧整流回路３２−１〜３２
−ｎとを設ける構成とした。ここで、前記受光トランジ
スタＰＴｔ１〜ＰＴｔｎと発光ダイオードＰＤｔ１〜Ｐ
Ｄｔｎで構成されるフォトカプラと交流源３１とで接点
電流を変調する接点電流変調手段を構成する。

【００３８】次に動作を説明する。バイパス検出回路３
０において、交流源３１から交流信号Ｓｇが発光ダイオ
ードＰＤｔ１〜ＰＤｔｎに供給されると、各発光ダイオ
ードＰＤｔ１〜ＰＤｔｎから交流信号Ｓｇと同じ周波数
の光信号Ｓｇ１〜Ｓｇｎが、例えば光ケーブル等を介し
てスイッチ部１の各スイッチＢ１〜Ｂｎに内蔵された各
受光トランジスタＰＴｔ１〜ＰＴｔｎに入力し、各受光
トランジスタＰＴｔ１〜ＰＴｔｎがスイッチングされ
る。従って、各スイッチＢ１〜Ｂｎの端子間のバイパス
がなく且つ各接点ｂ１〜ｂｎがオン状態で接点電流が流
れていれば、その接点電流は、受光トランジスタＰＴｔ
１〜ＰＴｔｎのスイッチング動作に同期してスイッチン
グされ、発光ダイオードＰＤ１〜ＰＤｎが点滅し、バイ
パス検出回路３０内の受光トランジスタＰＴ１〜ＰＴｎ
がオン／オフ動作する。これにより、倍電圧整流回路３
２−１〜３２−ｎへは略Ｖcc−ＧＮＤの振幅の交流信号
が入力し、倍電圧整流回路３２−１〜３２−ｎから電源
電圧Ｖccより高レベルの論理値１の出力がＡＮＤ回路１
０に入力し、Ｚ＝１が生成されてバイパス無しを通報す
る。

【００３９】一方、スイッチＢ１〜Ｂｎの少なくとも１
つの端子間がバイパスされてその接点に電流が流れなく
なると、そのスイッチに内蔵された発光ダイオードは発
光せず、対応する受光トランジスタはオフ状態に固定さ
れる。これにより、その倍電圧整流回路の入力が直流信
号となり、倍電圧整流回路からは略電源電圧Ｖccレベル
の論理値０の出力がＡＮＤ回路１０に入力し、ＡＮＤ回
路１０の出力Ｚ＝０となりバイパス有りが通報される。
また、スイッチ部１のいずれかのスイッチの接点がオフ
した時も、全ての倍電圧整流回路３２−１〜３２−ｎの
出力は論理値０となり、第１及び第２実施形態と同様に
ＡＮＤ回路１０の出力Ｚ＝０となる。

【００４０】また、本実施形態の構成では、例えば受光
トランジスタＰＴ１〜ＰＴｎのコレクタ−エミッタ間が
短絡故障した時、対応する倍電圧整流回路の入力は直流
信号となり、その倍電圧整流回路の出力は論理値０とな
ってＡＮＤ回路１０の出力Ｚ＝０となるので、受光トラ
ンジスタＰＴ１〜ＰＴｎの短絡故障も検出できる利点が
ある。

【００４１】尚、本実施形態では、接点電流を変調する
ための受光トランジスタＰＴｔ１〜ＰＴｔｎを、発光ダ
イオードＰＤ１〜ＰＤｎと直列接続する構成としたが、
並列接続でもよい。また、本実施形態のように直列接続
する構成の場合は、スイッチ部１のスイッチＢ１〜Ｂｎ
のうちいずれか１つに変調用の受光トランジスタを内蔵
するだけでもよい。この場合、バイパス検出回路３０側
の発光ダイオードＰＤｔ１〜ＰＤｔｎも１つ設ければよ
いことは言うまでもない。更に、本実施形態では変調信
号発生回路部をバイパス検出回路３０側に設ける構成を
示したが、スイッチＢ１〜Ｂｎに内蔵する構成でもよ
い。その場合、変調信号発生回路部の駆動電源は、接点
電流を利用してもよく、或いは、別途電池等を内蔵して
もよい。また、図３の交流源３１のような交流信号発生
回路をスイッチに内蔵して接点電流を電源にすれば、接
点電流がある時に交流信号が発生し、接点電流が無けれ
ば交流信号が発生しない構成が実現できる。

【００４２】図４に、本発明の第４実施形態に適用する
電流検出手段を示す。本実施形態の電流検出手段は、接
点電流に対する閾値演算をより明確に行うための構成例
である。尚、図４では、スイッチＢ１を例に示し、図３
の実施形態と同一要素には同一符号を付して説明を省略
する。

【００４３】図４において、本実施形態の電流検出手段
は、図３の電流検出用の発光ダイオードＰＤ１と変調用
の受光トランジスＰＴｔ１の直列回路にツェナーダイオ
ードＺＤと抵抗Ｒｔを直列接続し、かかる直列回路に抵
抗Ｒｓを並列接続して構成する。そして、抵抗Ｒｓ両端
間の電圧ＶＩが、所定閾値Ｖｔ以上の時にツェナーダイ
オードＺＤ、抵抗Ｒｔ、発光ダイオードＰＤ１及び受光
トランジスＰＴｔ１の直列回路に電流が流れるように、
前記直列回路側の閾値Ｖｔを設定する。

【００４４】次に、この電流検出手段を図３の回路に適
用した場合の動作を説明する。抵抗ＲｓとＲｔ１の各抵
抗値ｒｓ、ｒｔがｒｓ≪ｒｔとすると、接点電流のほと
んどは抵抗Ｒｓを流れる。従って、抵抗Ｒｓ両端間の電
圧ＶＩは、ＶＩ＝ｒｓ×Ｉである。電圧ＶＩが、ＶＩ≧
Ｖｔの時に、ツェナーダイオードＺＤ、抵抗Ｒｔ、発光
ダイオードＰＤ１及び受光トランジスＰＴｔ１の直列回
路に電流が流れ、発光ダイオードＰＤ１から受光トラン
ジスＰＴｔ１のスイッチング動作に同期した交流の光信
号がバイパス検出回路３０側に伝達される。一方、ＶＩ
＜Ｖｔの時には、前記直列回路側に電流が流れず、発光
ダイオードＰＤ１は発光せず、交流光信号は発生しな
い。ここで、前記閾値Ｖｔは、ツェナーダイオードＺＤ
のツェナー電圧をＶz、発光ダイオードＰＤ１のカット
イン電圧をＶｄ、受光トランジスタＰＴｔ１のオン時端
子間電圧をＶｐとすると、Ｖｔ≒Ｖｚ＋Ｖｄ＋Ｖｐで与
えられる。

【００４５】かかる構成によれば、例えばスイッチをバ
イパスしたバイパス線の抵抗値が零でなく、内蔵の接点
に微小電流が流れる場合でも、この微小電流により発生
する電圧ＶＩがＶＩ＜Ｖｔの関係にあれば、バイパスを
検出できる。従って、抵抗値を有するバイパス線でバイ
パスされても、閾値Ｖｔの設定によってはスイッチ端子
間のバイパスを検出することが可能になる。

【００４６】尚、受光トランジスタＰＴｔ１を発光ダイ
オードＰＤ１と並列に接続する構成としてもよい。上記
各実施形態ではスイッチ部１に供給する電流Ｉを直流と
したが、交流電流でもよい。

【００４７】図５に、スイッチ部１に交流電流を供給す
る場合の本発明の第５実施形態における電流検出手段及
びバイパス検出回路の構成例を示す。尚、図５では、ス
イッチＢ１とこのスイッチＢ１の信号を受信するバイパ
ス検出回路部分のみを例に示す。

【００４８】図５において、本実施形態の電流検出手段
では、発光ダイオードＰＤ１と並列にダイオードＤ１を
設ける。バイパス検出回路４０は、図２の構成に倍電圧
整流回路３２−１を図５のように付加する構成である。
図中、Ｉacは、スイッチ部１に供給される交流電流を示
す。

【００４９】かかる構成では、電流Ｉacが図中の下方向
に流れる時は、発光ダイオードＰＤ１を介して接点電流
が流れ、発光ダイオードＰＤ１からの光信号によりバイ
パス検出回路４０の受光トランジスタＰＴ１がオンす
る。電流Ｉacが図中の上方向に流れる時は、ダイオード
Ｄ１を介して接点電流が流れ、発光ダイオードＰＤ１は
発光せず、バイパス検出回路４０の受光トランジスタＰ
Ｔ１がオフする。従って、交流電流Ｉacと同じ周波数で
振幅Ｖcc−ＧＮＤの交流信号が倍電圧整流回路３２−１
に入力する。倍電圧整流回路３２−１を交流電流Ｉacの
周期の交流信号を整流するように構成すれば、前記交流
信号の入力で、倍電圧整流回路３２−１から電源電圧Ｖ
ccより高レベルの論理値１の信号がＡＮＤ回路１０へ入
力する。尚、ダイオードＤ１を設けることで、電流Ｉac
が図中の上方向に流れた時に発光ダイオードＰＤ１の逆
方向に過電圧が印加されるのを防止している。

【００５０】スイッチＢ１の端子Ｔ１，Ｔ２間がバイパ
スされると、発光ダイオードＰＤ１には電流が流れず、
受光トランジスタＰＴ１には光信号が入力せずオフ状態
に固定される。従って、倍電圧整流回路３２−１の出力
は略電源電圧Ｖccの論理値０となり、バイパス有りが通
報される。尚、接点電流が交流電流Ｉacの場合は接点電
流変調手段は不要である。

【００５１】図６に、本発明の第６実施形態を示す。本
実施形態は、トランス結合を接点として用いた構成のス
イッチ部を有し、交流電流Ｉacを用いる安全スイッチ装
置の例である。尚、図６ではスイッチ部が２つのスイッ
チを備える構成を示したが、スイッチ部のスイッチ数は
本実施形態に限定されるものではない。

【００５２】図６において、本実施形態のスイッチ部
１′の各スイッチＢ１，Ｂ２は、図示しない固定体に固
定され１次巻線及び２次巻線が巻回されたコ字状部材か
らなる第１のコア１ａと、第１のコア１ａに対して接離
するよう移動可能に設けられる第２のコア１ｂと、第２
のコア１ｂをスプリング１ｃのバネ力に抗して第１のコ
ア１ａに対して離間（接点オフ）する方向に移動させる
押しボタン１ｄとを備えて構成される。第１のコア１ａ
と第２のコア１ｂで接点が構成される。

【００５３】かかるスイッチＢ１，Ｂ２の動作は、通常
時はスプリング１ｃで第２のコア１ｂが第１のコア１ａ
に接触（接点オン）してトランスを構成するため、交流
源５１から１次巻線側に供給された交流電流Ｉacが２次
巻線側に伝達されて１次巻線側と２次巻線側が実質的に
導通し次段のトランスに伝達される。押しボタン１ｄを
押圧すれば、第２のコア１ｂが第１のコア１ａから離間
（接点オフ）してトランスが構成されず、１次巻線側に
供給された交流電流Ｉacが２次巻線側に伝達されない。
かかるスイッチ構造は、前述の特開平９−１４７６６２
号公報で公知である。

【００５４】本実施形態では、前記各スイッチＢ１，Ｂ
２の２次巻線側に、図５の構成の電流検出手段、即ち、
発光ダイオードＰＤ１とダイオードＤ１の並列回路、発
光ダイオードＰＤ２とダイオードＤ２の並列回路をそれ
ぞれ直列に介装する。また、スイッチ部１′の受信端に
抵抗ＲＬを接続する。前記発光ダイオードＰＤ１，ＰＤ
２からの光信号を受信するバイパス検出回路５０は、図
５と同様の構成で、受光トランジスタＰＴ１，ＰＴ２の
出力を倍電圧整流回路３２−１，３２−２にそれぞれ入
力し、倍電圧整流回路３２−１，３２−２の各出力をＡ
ＮＤ回路１０に入力する構成である。

【００５５】次に動作を説明する。スイッチＢ１，Ｂ２
の第１のコア１ａと第２のコア１ｂが接触（接点オン）
し各端子間のバイパスがなければ、交流源５１からの交
流電流Ｉacに基づいて発光ダイオードＰＤ１，ＰＤ２が
それぞれ点滅し、受光トランジスタＰＴ１，ＰＴ２のオ
ン／オフ動作に基づいて倍電圧整流回路３２−１，３２
−２から論理値１の出力が発生し、ＡＮＤ回路１０の出
力Ｚ＝１となる。

【００５６】一方、例えば、スイッチＢ１の端子Ｔ１
ａ，Ｔ２ａ間がバイパスされると、発光ダイオードＰＤ
１に電流は流れず発光しない。従って、倍電圧整流回路
３２−１の出力が論理値０となり、ＡＮＤ回路１０の出
力Ｚ＝０となる。

【００５７】尚、第１のコア１ａと第２のコア１ｂが離
間した場合、発光ダイオードＰＤ１，ＰＤ２に流れる電
流は極端に低下又は零になるので、図６の構成でも接点
オフの検出は可能である。しかし、より確実に接点オフ
を検出するには、最終段の終端の抵抗ＲＬに代えて、例
えば、特開平９−１４７６６２号公報等で示した、トラ
ンス、整流回路及びレベル検定回路を備える受信回路を
設け、電流レベルを検定する構成が考えられる。即ち、
受信した交流電流をトランスを介して整流回路で整流し
下限閾値を有するレベル検定回路でレベル検定を行い、
閾値以上の電流が受信されれば、レベル検定回路から論
理値１の出力が発生する構成である。そして、バイパス
検出回路５０の出力Ｚと前記レベル検定回路の出力を論
理積演算すれば、その論理積演算出力によりバイパスの
有無及び接点オフの両方が検出できる。

【００５８】図７に、本発明の第７実施形態を示す。
尚、上述の各実施形態と同一要素には同一符号を付して
説明を省略する。本実施形態は、スイッチ部が複数のス
イッチからなるスイッチ列の場合に適用できる。

【００５９】図７において、スイッチ部の各スイッチＢ
１〜Ｂｎの各接点ｂ１〜ｂｎに直列接続した電流検出用
の発光ダイオードＰＤ１〜ＰＤｎに、変調用の受光トラ
ンジスタＰＴｔ１〜ＰＴｔｎを並列接続する。バイパス
検出回路６０には、前記受光トランジスタＰＴｔ１とフ
ォトカプラを構成する発光ダイオードＰＤｔ１を設けて
交流源３１から交流信号Ｓｇを抵抗Ｒｇを介して供給す
る。また、発光ダイオードＰＤｎとフォトカプラを構成
する受光トランジスタＰＴｎと、その出力を整流する倍
電圧整流回路３２とを設ける。そして、スイッチ部１に
おいて、初段のスイッチＢ１の受光トランジスタＰＴｔ
１にバイパス検出回路６０の発光ダイオードＰＤｔ１か
ら光信号Ｓｇ１を供給し、次段から最終段までのスイッ
チＢ２〜Ｂｎの受光トランジスタＰＴｔ２〜ＰＴｔｎに
は、前段の発光ダイオードＰＤ１〜ＰＤｎ−１の光信号
をそれぞれ供給し、最終段のスイッチＢｎの発光ダイオ
ードＰＤｎの光信号を、バイパス検出回路６０側の受光
トランジスタＰＴ１に供給する構成である。

【００６０】次に動作を説明する。バイパス検出回路６
０側の交流源３１から交流信号Ｓｇが発光ダイオードＰ
Ｄｔ１に供給されると、発光ダイオードＰＤｔ１の点滅
による光信号Ｓｇ１により、スイッチ部１の初段のスイ
ッチＢ１の受光トランジスタＰＴｔ１が、交流信号Ｓｇ
に同期してスイッチングされる。この受光トランジスタ
ＰＴｔ１のオン／オフ動作により、発光ダイオードＰＤ
１が点滅する。尚、受光トランジスタＰＴｔ１オン時の
発光ダイオードＰＤ１端子間電圧は、発光ダイオードＰ
Ｄ１のカットイン電圧未満であるとする。発光ダイオー
ドＰＤ１が点滅動作すると、次段のスイッチＢ２の受光
トランジスタＰＴｔ２がオン／オフ動作し、発光ダイオ
ードＰＤ２が点滅する。このように、スイッチ部１の各
スイッチＢ１〜Ｂｎにバイパスがなく接点ｂ１〜ｂｎが
オン状態にあれば、初段の受光トランジスタＰＴｔ１の
スイッチング動作が次々に伝達されて最終段のスイッチ
Ｂｎの発光ダイオードＰＤｎが点滅する。最終段のスイ
ッチＢｎの発光ダイオードＰＤｎの光信号は、バイパス
検出回路６０の受光トランジスタＰＴ１に入力し、受光
トランジスタＰＴ１のスイッチング動作により、倍電圧
整流回路３２から電源電圧Ｖccより高レベルの論理値１
の出力がバイパス検出回路６０の出力Ｚとして発生す
る。

【００６１】スイッチ部１のいずれか１つのスイッチで
もバイパスされていれば、そのスイッチの発光ダイオー
ドには電流が流れず、それ以降のスイッチにはスイッチ
ング動作が伝達されず、最終段の発光ダイオードＰＤｎ
は点滅せず固定状態となり、受光トランジスタＰＴ１に
は直流信号が入力し、バイパス検出回路６０の出力Ｚ
は、略電源電圧Ｖccレベルの論理値０となる。接点ｂ１
〜ｂｎのいずれかがオフした場合も同様でバイパス検出
回路６０の出力Ｚ＝０になる。

【００６２】かかる構成によれば、スイッチ部１とバイ
パス検出回路６０間の配線は、初段と最終段の各スイッ
チＢ１とＢｎだけで済み、図３の構成に比較してスイッ
チ部とバイパス検出回路間の光ケーブル等の配線数を大
幅に減らせる。

【００６３】図７の構成は、スイッチ部１に供給する電
流が交流電流Ｉacの場合も適用できる。ただし、交流電
流Ｉacを供給する場合は、例えば図８のように、各スイ
ッチＢ１〜Ｂｎの各発光ダイオードＰＤ１〜ＰＤｎに並
列にダイオードＤを設ける。尚、図ではスイッチＢ１の
み示してある。

【００６４】かかる構成では、図５の場合と同様に、交
流電流Ｉacが図中の下方向に流れる時のみ発光ダイオー
ドＰＤ１に電流が流れ、図中の上方向に流れる時はダイ
オードＤに電流が流れ発光ダイオードＰＤ１には電流が
流れない。従って、図７のようなスイッチ部１の構成で
は、交流電流Ｉacが図中の下方向に流れる時は最終段の
発光ダイオードＰＤｎはスイッチング動作してバイパス
検出回路６０の受光トランジスタＰＴ１には交流信号が
入力するが、交流電流Ｉacが図中の上方向に流れる時
は、最終段の発光ダイオードＰＤｎは固定状態となりバ
イパス検出回路６０の受光トランジスタＰＴ１には直流
信号が入力することになる。従って、図７への適用を考
慮した場合は、交流電流Ｉacが図中の下方向に流れる時
に発生する論理値１の出力を、交流電流Ｉacが図中の上
方向に流れる期間の間維持できるように倍電圧整流回路
３２のオフ時定数を設定する。具体的には、例えば倍電
圧整流回路の出力と電源ラインとの間に適当な容量のコ
ンデンサを設ければよい。

【００６５】尚、交流源３１の交流信号Ｓｇの周波数
は、電流Ｉacの周波数より十分高く設定する。図６に示
したトランス結合を接点として用いた構成のスイッチ部
１′にも、図７の構成を適用でき、その実施形態を図９
に示す。

【００６６】本実施形態の場合、図８の回路を各スイッ
チＢ１，Ｂ２の２次巻線側に直列接続すればよい。バイ
パス検出回路６０は、図７と同様である。かかる構成の
動作は、図８と同様であり、交流電流Ｉacが図中に右方
向に流れる時に、交流源３１の信号Ｓｇが、発光ダイオ
ードＰＤｔ１→受光トランジスタＰＴｔ１→発光ダイオ
ードＰＤ１→受光トランジスタＰＴｔ２→発光ダイオー
ドＰＤ２→受光トランジスタＰＴ１の経路で伝達され
て、バイパス検出回路６０からＺ＝１の出力が発生す
る。交流電流Ｉacが図中に左方向に流れる時は、発光ダ
イオードＰＤ１，ＰＤ２が無電流となり、受光トランジ
スタＰＴ１に直流の信号が入力するが、この期間は倍電
圧整流回路３２のオフ時定数により、前記論理値１の出
力が維持される。最終段の終端の抵抗ＲＬに代えて図６
で説明したような受信回路（特開平９−１４７６６２号
公報で公知）を設けることが望ましいことは、図６の実
施形態と同様である。

【００６７】接点のバイパス有無及びオン／オフを確認
するための接点電流を検出する電流検出手段は、必ずし
も接点と直列に設ける必要はない。図１０にそのような
実施形態を示す。図１０では、図３のスイッチＢ１に適
用した例を示す。

【００６８】図１０において、７１は、接点ｂ１に直列
接続して接点電流を電圧に変換する電圧変換部で、ここ
では抵抗Ｒｍとしている。７２は、接点電流に基づく電
圧変換部７１の端子間の電圧ＶＩをレベル検定するため
の下限閾値ＶｔＬと上限閾値ＶｔＨを有するウィンドウ
・コンパレータであり、電圧変換部７１とウィンドウ・
コンパレータ７２で、電流検出手段として機能する。

【００６９】前記ウィンドウ・コンパレータ７２は、２
つの抵抗Ｒ１１，Ｒ１２、受光トランジスタＰＴｔｍ、
発光ダイオードＰＤｍ、ツェナーダイオードＺＤｍを備
えて構成され、その両端電圧がＶｔＬ〜ＶｔＨの範囲内
の時に論理値１を出力し、上下限閾値の範囲外の時に論
理値０を出力する。図１０は、図３のスイッチＢ１に適
用した例であり、前記受光トランジスタＰＴｔｍ、発光
ダイオードＰＤｍは、図３の受光トランジスタＰＴｔ
１、発光ダイオードＰＤ１にそれぞれ対応し、バイパス
検出回路３０に、論理値１として交流信号を出力し、論
理値０として直流信号を出力する構成である。

【００７０】次に動作を説明する。今、抵抗Ｒｍ、Ｒ１
１、Ｒ１２の抵抗値ｒｍ、ｒ１１、ｒ１２がｒｍ≪ｒ１
１，ｒ１２とすると、接点ｂ１がオン状態でバイパス無
しの状態では、電流Ｉは殆ど電圧変換部７１側に流れ
る。従って、電圧変換部７１の両端電圧ＶＩは、ＶＩ＝
ｒｍ×Ｉとなる。通常、接点ｂ１の抵抗値は零と考えら
れるので、ウィンドウ・コンパレータ７２の両端電圧も
ＶＩとなる。前記上下限閾値を、ＶｔＬ＜ＶＩ＜ＶｔＨ
のように設定すれば、接点ｂ１がオン状態且つバイパス
無しの状態では、論理値１が出力される。スイッチＢ１
の端子間Ｔ１−Ｔ２でバイパスされていると接点電流は
零となるので、ウィンドウ・コンパレータ７２の両端電
圧ＶＩは零となり下限閾値ＶｔＬ未満であるので論理値
０が出力される。また、接点ｂ１がオフしていると、電
流Ｉはウィンドウ・コンパレータ７２側を流れるので、
ｒｍ≪ｒ１１，ｒ１２より、両端電圧ＶＩは上昇して上
限閾値ＶｔＨを越え、論理値０が出力される。

【００７１】ウィンドウ・コンパレータ７２の動作につ
いて簡単に説明する。受光トランジスタＰＴｔｍは、交
流源３１からの交流信号Ｓｇに基づく光信号Ｓｇ１の入
力でスイッチングされる。ここで、ツェナーダイオード
ＺＤｍのツェナー電圧をＶｚ、受光トランジスタＰＴｔ
ｍのオン時端子間電圧をＶｐ、発光ダイオードＰＤｍの
カットイン電圧をＶｄとおくと、ウィンドウ・コンパレ
ータ７２の両端電圧ＶＩは、Ｖｚ＋Ｖｄ（＝ＶｔＬ）≦
ＶＩ≦（Ｖｚ＋Ｖｄ）×（ｒ１＋ｒ２）／ｒ２＋Ｖｐ
（＝ＶｔＨ）の時に、受光トランジスタＰｔＴｍのスイ
ッチングに同期して発光ダイオードＰＤｍから交流信号
がバイパス検出回路３０側に伝達される。尚、ｒ１、ｒ
２は、抵抗Ｒ１、Ｒ２の抵抗値である。

【００７２】尚、電流Ｉが交流電流Ｉacの時は、図１０
中に点線で示すようにダイオードＤ１１を設ければよ
い。図１０のウィンドウ・コンパレータ７２の構成と動
作は、特開平２０００−６８８０９号公報で公知であ
る。

【００７３】図１１には、オフした接点の特定を可能と
する実施形態を示す。尚、図１の実施形態と同一要素に
は同一符号を付す。図１１において、３−１〜３−ｎ
は、各接点ｂ１〜ｂｎがオフした時に他のスイッチへ電
流Ｉを迂回して流すための電流迂回手段である。

【００７４】かかる実施形態では、例えば、接点ｂ２が
オフした場合、電流Ｉは電流検出回路２−２には流れ
ず、電流迂回手段３−２を介して他のスイッチＢ１、Ｂ
３〜Ｂｎの接点には流れるので、スイッチＢ２からの信
号Ｓ２のみ論理値０となり、その他の信号Ｓ１，Ｓ３，
・・，Ｓｎは論理値１のままである。従って、電流検出
回路２−１〜２−ｎの出力信号Ｓ１，Ｓ２，・・，Ｓｎ
の論理値によりいずれのスイッチ接点がオフしたかを特
定できる。尚、スイッチ端子間のバイパスは、図１と同
様にして検出できる。

【００７５】この実施形態によれば、次のような有用性
がある。即ち、接点のオフを個別に特定できるので、複
数の機械の安全スイッチを一系列で監視できる。例え
ば、スイッチＢ１〜Ｂ４は機械Ａの非常停止スイッチ、
スイッチＢ５〜Ｂ７は機械Ｂの非常停止スイッチとす
る。スイッチＢ１〜Ｂ７を一系列で監視する場合、従来
の構成では、ＡＮＤ回路１０の出力Ｚで機械Ａ，Ｂ共に
制御せざるを得ないので、例えばスイッチＢ１の接点ｂ
１がオフされた場合に機械Ａだけでなく機械Ｂも停止し
てしまう。それに対して、図１１の実施形態では、接点
オフのスイッチの出力のみが論理値０となるので、スイ
ッチＢ１〜Ｂ４の出力Ｓ１〜Ｓ４をＡＮＤ回路１０へ入
力してその出力Ｚで機械Ａを制御し、スイッチＢ５〜Ｂ
７を別のＡＮＤ回路（図示せず）へ入力してその出力
Ｚ′で機械Ｂを制御するように構成すれば、例えばスイ
ッチＢ１の接点ｂ１がオフされた場合に機械Ａのみの停
止で済む。

【００７６】ところで、前記電流迂回手段３−１〜３−
ｎは、接点オン状態の時の接点電流検出時に電流検出回
路２−１〜２−ｎに生じる両端電圧が印加しても電流を
殆ど流さないような構成であることが望ましい。

【００７７】そのような電流迂回手段の構成例を図１２
及び図１３に示す。図は、図３のスイッチＢ１に適用し
た場合で示してあるが、その他の構成にも同様に適用で
きる。

【００７８】図１２は、ツェナーダイオードを用いた例
である。かかる構成では、ツェナーダイオードＺＤ１の
ツェナー電圧をＶｚ、受光トランジスタＰＴｔ１のオン
時端子間電圧をＶｐ、発光ダイオードＰＤ１のカットイ
ン電圧をＶｄとおくと、Ｖｚ＞Ｖｐ＋Ｖｄのように設定
する。こうすれば、接点ｂ１がオン状態の時に電流検出
回路２−１の動作に電流迂回手段３−１は影響しない。
接点ｂ１がオフした場合には、接点ｂ１及び電流検出回
路２−１を迂回して電流迂回手段３−１を介して電流Ｉ
が流れる。この時、電流検出回路２−１の電流は零とな
るので、接点ｂ１のオフが通報できる。また、交流電流
Ｉacを用いる場合には、例えば、ツェナーダイオード２
個を互いに逆向きに直列接続して電流迂回手段を構成す
ればよい。

【００７９】図１３は、スイッチ接点ｂ１と相補的に動
作する接点ａ１を用いた例である。かかる構成では、接
点ｂ１がオン状態の時に接点ａ１はオフ状態なので、電
流迂回手段３−１を電流が迂回して流れることはなく、
電流検出回路２−１の動作に電流迂回手段３−１は影響
しない。接点ｂ１がオフすると接点ａ１はオンするの
で、電流Ｉは接点ｂ１及び電流検出回路２−１を迂回し
て、電流迂回手段３−１を介して他のスイッチＢ２〜Ｂ
ｎへ流れる。

【００８０】尚、図１１の構成は、図１０の構成にも適
用でき、この場合、電流迂回手段は図１０のＰａ，Ｐｂ
に接続される。ただし、図１０の構成では、ウィンドウ
・コンパレータ７２の両端電圧が上下限閾値範囲外とな
った時に接点オフ（及びバイパス有り）を通報する構成
としているので、電流迂回手段は、接点オフで電流を迂
回する時のウィンドウ・コンパレータ７２の両端電圧
が、上下限閾値範囲内とならないように設定しなければ
ならない。例えば、図１２のようにツェナーダイオード
を用いる場合には、そのツェナー電圧Ｖｚは、Ｖｚ＞Ｖ
ｔＨのように設定する。このようにすれば、接点オフで
電流迂回手段を電流が流れる時には、ウィンドウ・コン
パレータ７２の両端電圧はＶｚ（＞ＶｔＨ）となるの
で、接点オフが通報できる。また、図１３のように接点
ａ１を用いる構成では、ウィンドウ・コンパレータ７２
の両端電圧は接点ｂ１のオフ時に零（＜ＶｔＬ）となる
ので、同様に接点オフが通報できる。

【００８１】図１１のように電流迂回手段を備える構成
とすれば、図７及び図９の実施形態の構成を除いた他の
実施形態において、接点オフのスイッチの出力のみが論
理値０となるので、上述したような有用性を得ることが
できる。

【００８２】尚、本実施形態で示したＡＮＤ回路をフェ
ールセーフ要素として構成するには、米国特許第５,３
４５,１３８号明細書、同４,６６１,８８０号明細書、
同５,０２７,１１４号明細書等で開示されているフェー
ルセーフ・ウィンドウ・コンパレータ／ＡＮＤゲートを
用いることが出来る。この回路と動作及びフェールセー
フ特性に関しては、電気学会論文誌(TRAN.IEE of JAPA
N）Vol.109-C,No.9,Sep.1989（窓特性を持つフェールセ
ーフ論理素子を使ったインタロックシステムの一構成
法）や、“Application of Window Comparator to Majo
rity Operation"Proc.of 19th International Symp. On
Multiple-Valued Logic,IEEE ComputerSociety(May 19
89)等の文献で示した。また、倍電圧整流回路のフェー
ルセーフ性は例えば国際公開ＷＯ９３／２３７７２等で
詳述されている。上述のフェールセーフ要素類を用いる
ことで、スイッチのバイパスや接点のオフをフェールセ
ーフに検知できる安全性の高い安全スイッチ装置を実現
できる。

【００８３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１〜３の発
明によれば、電流の有無というディジタル状態でバイパ
スの有無を判定するので、使用環境条件やノイズ、使用
部品のバラツキの影響を受け難い。従って、閾値の設定
が余裕を持って且つ容易にでき、１つのバイパス検出手
段で監視できるスイッチの数を従来装置に比較して多く
でき、しかも、バイパス有無の判定の信頼性が向上す
る。また、使用環境条件やノイズ、使用部品のバラツキ
の影響を受け難いので、使用部品の検査作業が簡単で検
査コストを低減できる。更に、バイパス検出手段で各ス
イッチの接点オフ状態も検出でき、別途、接点オフ検出
用回路を設ける必要がない。

【００８４】請求項４の発明によれば、上述の効果に加
えてバイパス線が抵抗値を持つ場合もスイッチにバイパ
ス検出が可能になり、より一層安全スイッチ装置の信頼
性を向上できる。

【００８５】請求項５の発明によれば、バイパスがなく
スイッチ部が正常な時に高エネルギ状態に相当する論理
値１の出力を発生するので、フェールセーフな構成にで
き更に安全スイッチ装置の信頼性を向上できる。

【００８６】請求項６、７の発明によれば、電流検出手
段やバイパス検出手段の構成要素の固定故障も検出でき
る。請求項８の発明によれば、複数のスイッチを有する
スイッチ部のいずれか１つのスイッチでもバイパスされ
れば、バイパス検出手段からバイパス有りの通報が発生
できる。

【００８７】請求項９の発明によれば、スイッチ部が複
数のスイッチを有するスイッチ列の場合に、スイッチ部
とバイパス検出手段との間の配線数を大幅に減らせる。
請求項１０の発明によれば、スイッチの接点がオフした
時に、接点がオフしたスイッチを特定することが可能に
なるので、複数の機械の安全スイッチを一系列で監視す
る場合に、安全スイッチがオフした時に、接点オフのス
イッチで監視している機械だけの停止で済み全ての機械
を停止させずに済む。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の構成図

【図２】本発明の第２実施形態の構成図

【図３】本発明の第３実施形態の構成図

【図４】本発明の第４実施形態に適用する電流検出手段
の回路図

【図５】本発明の第５実施形態に適用する電流検出手段
の回路図

【図６】本発明の第６実施形態の構成図

【図７】本発明の第７実施形態の構成図

【図８】本発明の第８実施形態に適用する電流検出手段
の回路図

【図９】本発明の第９実施形態の構成図

【図１０】電流検出手段の別の構成例を示す回路図

【図１１】本発明の第１０実施形態の構成図

【図１２】図１１の電流迂回手段がツェナーダイオード
の時の回路図

【図１３】図１１の電流迂回手段が接点の時の回路図

【符号の説明】

１、１′ スイッチ部 ２−１〜２−ｎ 電流検出回路 １０ ＡＮＤ回路 ２０、３０、４０、５０、６０ バイパス検出回路 ３１、５１ 交流源 ３２、３２−１〜３２−ｎ 倍電圧整流回路 Ｂ１〜Ｂｎ スイッチ ｂ１〜ｂｎ 接点 ＰＤ１〜ＰＤｎ、ＰＤｔ１〜ＰＤｔｎ 発光ダイオー
ド ＰＴ１〜ＰＴｎ、ＰＴｔ１〜ＰＴｔｎ 受光トランジ
スタ ＺＤ、ＺＤ１ ツェナーダイオード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 蓬原 弘一 埼玉県浦和市上木崎１丁目13番８号 日本 信号株式会社与野事業所内 Ｆターム(参考） 5G034 AC09 5J050 AA37 BB21 CC00 DD03 EE14 EE17 EE36 FF04 FF11

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】接点に流れる電流を検出する電流検出手段
   を、前記接点に電気的に接続したスイッチ又はスイッチ
   列からなるスイッチ部と、 前記電流検出手段の検出出力に基づいて前記スイッチ部
   のバイパスの有無を検出するバイパス検出手段と、 を備えることを特徴とするバイパス検出機能付安全スイ
   ッチ装置。
2. 【請求項２】前記バイパス検出手段は、前記電流検出手
   段から電流有りを示す信号が入力した時にバイパス無し
   を通報し、電流無しを示す信号が入力した時にバイパス
   有りを通報する構成である請求項１に記載のバイパス検
   出機能付安全スイッチ装置。
3. 【請求項３】前記電流検出手段は、前記接点に電流が流
   れている時に前記電流有りを示す信号を出力し、電流が
   流れていない時に前記電流無しを示す信号を出力する構
   成である請求項２に記載のバイパス検出機能付安全スイ
   ッチ装置。
4. 【請求項４】前記電流検出手段は、前記接点に流れる電
   流値が予め設定した閾値以上の時に前記電流有りを示す
   信号を出力し、前記閾値未満の時に前記電流無しを示す
   信号を出力する構成である請求項２に記載のバイパス検
   出機能付安全スイッチ装置。
5. 【請求項５】前記電流検出手段は、前記電流有りを示す
   信号を高エネルギ状態の論理値１で出力し、前記電流無
   しを示す信号を低エネルギ状態の論理値０で出力する構
   成である請求項２〜４のいずれか1つに記載のバイパス
   検出機能付安全スイッチ装置。
6. 【請求項６】前記電流検出手段は、前記論理値１を交流
   信号で出力し、前記論理値０を直流信号で出力する構成
   である請求項５に記載のバイパス検出機能付安全スイッ
   チ装置。
7. 【請求項７】交流信号により駆動されて前記接点に流れ
   る電流を変調する接点電流変調手段を設け、該接点電流
   変調手段の変調動作に基づいて前記電流検出手段の論理
   値１の交流信号を生成する構成である請求項６に記載の
   バイパス検出機能付安全スイッチ装置。
8. 【請求項８】前記スイッチ部が、複数のスイッチを直列
   接続したスイッチ列であり、前記バイパス検出手段は、
   前記スイッチ列の全ての電流検出手段から前記電流有り
   を示す信号が入力した時のみバイパス無しを通報する構
   成である請求項２〜７のいずれか１つに記載のバイパス
   検出機能付安全スイッチ装置。
9. 【請求項９】前記スイッチ列の各スイッチに、交流信号
   により駆動されて接点に流れる電流を変調する接点電流
   変調手段をそれぞれ設け、初段のスイッチの前記接点電
   流変調手段に交流信号を供給し、次段から最終段までの
   スイッチの各接点電流変調手段に、前段のスイッチの電
   流検出手段からの出力を供給して駆動する構成とし、前
   記バイパス検出手段は、最終段のスイッチの電流検出手
   段の出力に基づいてバイパスの有無を検出する構成とし
   た請求項８に記載のバイパス検出機能付安全スイッチ装
   置。
10. 【請求項１０】前記スイッチ部の各スイッチ内に、接点
    がオフした時に当該接点及び前記電流検出手段を迂回し
    て電流を流す電流迂回手段を設けた請求項１〜８のいず
    れか１つに記載のバイパス検出機能付安全スイッチ装
    置。