JP3722253B2

JP3722253B2 - Relay device with safety function

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Publication number: JP3722253B2
Application number: JP34427797A
Authority: JP
Inventors: 一彦山口; 辰徳山口
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1997-11-28
Filing date: 1997-11-28
Publication date: 2005-11-30
Anticipated expiration: 2017-11-28
Also published as: JPH11162317A

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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a highly reliable relay device with a safety function suitable for applications such as driving a target load only when a plurality of input conditions related to safety confirmation are all satisfied, in particular, load driving Even if the internal relay fails, the drive of the load can be stopped immediately as soon as any of the input conditions are not satisfied. Further, once the internal relay has failed, the input condition is no longer satisfied. The present invention relates to an improvement of a relay device with a safety function that prevents a load from being activated.
[0002]
[Prior art]
As this type of relay device with a safety function, the one shown in the circuit diagram of FIG. 2 is known. This circuit diagram is used for, for example, a product name “safety relay unit” G9S type related to the manufacture of OMRON Corporation.
[0003]
As shown in the figure, the relay device with safety function is provided corresponding to the number of input terminals IN11 and IN12 and IN21 and IN22 to which external no-voltage contacts are connected, respectively. Two input-compatible electromagnetic relays (hereinafter, one is called a first electromagnetic relay and the other is called a second electromagnetic relay), and a self-holding set that supplies a self-holding set signal to each of the input-compatible electromagnetic relays And output terminals OUT1 and OUT2 to be connected to a load. The first switch S1 and the second switch S2 connected to the input terminals IN11 and IN12 and IN21 and IN22, respectively, are contacts such as limit switches that form external no-voltage contacts. K1 is a coil of a first electromagnetic relay that functions as an input-compatible electromagnetic relay, K2 is a coil of a second electromagnetic relay that functions as an input-compatible electromagnetic relay, and K3 is a coil of a third electromagnetic relay that functions as a relay for self-holding set. It is.
[0004]
The first electromagnetic relay K1 functioning as an input-compatible electromagnetic relay is provided with a coil K1, an output normally open contact K1-2, a control normally open contact K1-1, and a control normally closed contact K1-3. It has been. Similarly, the second electromagnetic relay functioning as an input-compatible electromagnetic relay includes a coil K2, an output normally open contact K2-2, a control normally open contact K2-1, and a control normally closed contact K2-3. And are provided. Furthermore, the third electromagnetic relay functioning as a self-holding set relay includes control normally open contacts K3-1 and K3-2 for supplying a self-holding set signal to the first electromagnetic relay and the second electromagnetic relay described above. A normally closed contact for output K3-3 is provided.
[0005]
The first switch S1 that is an external no-voltage contact connected to the input terminals IN11 and IN12, the normally open contact K1-1 of the first electromagnetic relay that is an input-compatible electromagnetic relay assigned thereto, and the first electromagnetic relay The coil K1 is connected in series between the terminals of the power source E so that the first switch S1 is a reset contact and the control normally open contact K1-1 is a holding contact. Is formed. Similarly, a second switch S2 that is an external no-voltage contact connected to the input terminals IN21 and IN22, and a normally open contact K2-1 for controlling the second electromagnetic relay that is an input-compatible electromagnetic relay assigned thereto. The second electromagnetic relay coil K2 is connected in series between the terminals of the power supply E, whereby the second switch S2 serves as a reset contact and the control normally open contact K2-1 serves as a holding contact. A relay self-holding circuit is formed.
[0006]
The normally closed control contacts K1-3 and K2-3 of the first and second electromagnetic relays, which are input-compatible electromagnetic relays, are connected to each other in series and inserted into a closed circuit via the power source E. A coil (input circuit) K3 of a third electromagnetic relay constituting the self-holding set relay is further inserted, and a control normally open contact (output circuit) K3 of the third electromagnetic relay constituting the self-holding set relay. -1 and K3-2 constitute a set switch in the self-holding circuit described above.
[0007]
Furthermore, the normally open contacts K1-2 and K2-2 for the outputs of the first and second electromagnetic relays that are the electromagnetic relays corresponding to each input, and the normally closed contact K3-3 for the third electromagnetic relay that is the self-holding set relay. Are connected in series to each other and connected between the output terminals OUT1 and OUT2, thereby forming a closed circuit via a load (not shown).
[0008]
Next, the operation will be described. When all of the first electromagnetic relay, the second electromagnetic relay, and the third electromagnetic relay are normal, the output terminal is provided unless both the first switch S1 and the second switch S2 are closed. There is no conduction between OUT1 and the output terminal OUT2. In other words, if either the first switch S1 or the second switch S2 is opened, the output terminal OUT1 and the output terminal OUT2 are also opened. Further, when a contact welding (fixing) failure occurs in any one of the first electromagnetic relay, the second electromagnetic relay, and the third electromagnetic relay, One of the first switch S1 and the second switch S2 is opened, and the circuit between the output terminal OUT1 and the output terminal OUT2 is normally opened. Further, when an element failure occurs in the relay device with the safety function in this way, even if both the first switch S1 and the second switch S2 are closed thereafter, the output terminal OUT1 and the output terminal OUT2 It no longer closes during that time. That is, when a failure occurs in the coil or contact of the built-in relay, the safety function is automatically activated.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional relay device with a safety function shown in FIG. 2 requires one electromagnetic relay as a self-holding set relay in addition to two electromagnetic relays as input-compatible electromagnetic relays. For this reason, there has been a problem that the entire apparatus has to be relatively large.
[0010]
The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems in the conventional relay device with a safety function, and its object is to reduce the size of the relay device with a safety function without impairing the safety function. Is to achieve.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The first invention of this application includes a plurality of input terminals to which external no-voltage contacts are connected, a plurality of input-compatible electromagnetic relays provided corresponding to the number of the input terminals, and the input-compatible electromagnetic relays. A self-holding set relay that supplies a self-holding set signal to each of the output relays, and an output terminal to be connected to a load. A control normally open contact and a control normally closed contact are provided, an external non-voltage contact connected to the input terminal, and a control normally open contact of an input-compatible electromagnetic relay assigned to the input terminal The coil of the input-compatible electromagnetic relay is connected in series between the power supply terminals so that the external non-voltage contact is the reset contact and the control normally-open contact is the holding contact. Protection A plurality of circuits are formed, and the normally closed contact for control of each of the input-compatible electromagnetic relays is connected to each other in series and inserted into a closed circuit via a power source, and the closed circuit includes the self-holding set relay. An input circuit is interposed, and the output circuit of this self-holding set relay constitutes a set switch in the self-holding circuit of each input-compatible electromagnetic relay, and the output normally open contact of each input-compatible electromagnetic relay Are connected to each other in series and inserted into a closed circuit via an output terminal and a load, so that the output terminals are electrically connected only when all external non-voltage contacts connected to the input terminals are closed. The self-holding set relay is a solid state relay, and the control normally closed contact group connected in series And power, to the closed circuit through the input circuit of the self-holding set relay, a safe function relay unit, wherein the respective external non-voltage contacts are inserted.
[0012]
According to the first aspect of the present invention, the miniaturization of the apparatus can be achieved by adopting the solid state relay as the self-holding set relay, and only when the input-compatible electromagnetic relay or the self-holding set relay is out of order. In addition, the safety function can be activated against a failure of the external no-voltage contact. In other words, it is possible to reduce the size of the apparatus while maintaining the conventional safety function, and to make a new safety function work against a failure of the external no-voltage contact.
[0013]
According to a second invention of this application, in the first invention, the input circuit of the solid state relay includes light emitting diodes connected in series corresponding to each of the input corresponding electromagnetic relays, and The output circuit includes a light receiving transistor provided corresponding to each of the light emitting diodes and an output transistor that is driven by the output and supplies a self-holding set signal to each self-holding circuit.
[0014]
According to the second aspect of the present invention, by adopting a photocoupler as a main component of the solid state relay, a marked reduction in size can be achieved as compared with the conventional example employing an electromagnetic relay.
[0015]
According to a third invention of this application, in the first invention or the second invention, each of the input-compatible electromagnetic relays is an electromagnetic relay with a forced guide mechanism.
[0016]
And according to this 3rd invention, a safety function can be made to work reliably with respect to the contact welding (adhesion) failure of a built-in electromagnetic relay.
[0017]
Here, “electromagnetic relay with a forced guide mechanism” means that when one normally open contact is welded (fixed), the other normally closed contact is opened when the coil is not excited, and one normally closed contact is Even when welded (fixed), it is an electromagnetic relay in which the other normally open contact is opened when the coil is excited.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0019]
The configuration of a relay device with a safety function according to an embodiment of the present invention is shown in the circuit diagram of FIG. As shown in the figure, the relay device with safety function is provided corresponding to the number of input terminals IN11 and IN12 and IN21 and IN22 to which external no-voltage contacts are connected, respectively. Two input-compatible electromagnetic relays (hereinafter referred to as a first electromagnetic relay and a second electromagnetic relay), a self-holding set relay for supplying a self-holding set signal to each of the input-compatible electromagnetic relays, and a load Output terminals OUT1 and OUT2 to be connected to each other.
[0020]
The first electromagnetic relay constituting the input-compatible electromagnetic relay is provided with a coil K1, an output normally open contact K1-2, a control normally open contact K1-1, and a control normally closed contact K1-3. ing. Similarly, the coil K2, the output normally open contact K2-2, the control normally open contact K2-1, and the control normally closed contact K2-3 are also included in the second electromagnetic relay constituting the input-compatible electromagnetic relay. And are provided.
[0021]
As will be described in detail later, in the present invention, as the self-holding set relay, two light emitting diodes PHD1 and PHD2, two light receiving transistors PHT1 and PHT2, and two transistors TR1 and TR2 are used. The solid state relay which consists of is adopted.
[0022]
The first switch S1 connected to the input terminals IN11 and IN12 means a contact such as a limit switch constituting an external no-voltage contact, and the second switch S2 connected to the input terminals IN21 and IN22 is Means a contact such as a limit switch constituting an external no-voltage contact.
[0023]
The first switch S1 connected to the input terminals IN11 and IN12, the normally open control contact K1-1 of the first relay, which is an input-compatible electromagnetic relay assigned to the input terminal, and the coil K1 of the input-compatible electromagnetic relay Is connected in series between the terminals of the power supply E, thereby forming a self-holding circuit of the first electromagnetic relay using the first switch S1 as a reset contact and the control normally open contact K1-1 as a holding contact. ing. Similarly, the second switch S2 connected to the input terminals IN21 and IN22, the normally open contact K2-1 of the second electromagnetic relay assigned to the input terminal, and the coil K2 of the input-compatible electromagnetic relay are: A self-holding circuit of a second electromagnetic relay is formed which is connected in series between the terminals of the power supply E, thereby using the second switch S2 as a reset contact and the control normally open contact K2-1 as a holding contact.
[0024]
The normally closed contacts K1-3 and K2-3 for control of the first electromagnetic relay and the second electromagnetic relay respectively constituting the input-compatible electromagnetic relay are connected to each other in series and inserted into a closed circuit via the power source E. An input circuit of the self-holding relay is further inserted in the closed circuit, and an output circuit of the self-holding relay constitutes a setting switch in the self-holding circuit of each input-compatible electromagnetic relay. As will be described in detail later, in the present invention, since a solid state relay is employed as a self-holding set relay, the operation slightly differs from the conventional relay in this respect.
[0025]
Furthermore, the normally open contacts K1-2 and K2-2 for the outputs of the first and second electromagnetic relays constituting the input-compatible electromagnetic relay are connected in series and inserted between the output terminals OUT1 and OUT2. A closed circuit passing through a load (not shown) is formed.
[0026]
The first and second electromagnetic relays described above are electromagnetic relays with a forced guide mechanism. Here, an electromagnetic relay with a forced guide mechanism means that when one normally open contact is welded (fixed), the other normally closed contact is opened while the coil is not excited, and one normally closed contact is welded (fixed). ), An electromagnetic relay having a function of opening the other normally open contact in the coil excitation state.
[0027]
Next, the configuration of the self-holding set relay, which is the main part of the present invention, and the configuration of a new energization path corresponding thereto will be described. As described above, in the present invention, a solid state relay is employed as the self-holding set relay. This solid state relay is composed of two light emitting diodes PHD1 and PHD2, two light receiving transistors PHT1 and PHT2, and two transistors TR1 and TR2.
[0028]
More specifically, the input circuit of the solid state relay includes two light emitting diodes PHD1 and PHD2 connected in series corresponding to each of the input corresponding electromagnetic relays. The output circuit of the solid state relay is driven by two light receiving transistors PHT1 and PHT2 provided corresponding to each of the light emitting diodes PHD1 and PHD2, and the outputs of these transistors to each self-holding circuit. Two output transistors TR1 and TR2 for supplying a self-holding set signal are included.
[0029]
The two light emitting diodes PHD1 and PHD2 constituting the input circuit of the solid state relay include a power source E, a first switch S1, a control normally closed contact K1-3, a control normally closed contact K2-3, and a second. It is inserted in a closed circuit via switch S2.
[0030]
Next, the operation of the first electromagnetic relay, the second electromagnetic relay, and the solid state relay in a normal state will be described. When the first switch S1 and the second switch S2 are closed, a current flows through the two light emitting diodes PHD1 and PHD2 constituting the input circuit of the solid state relay. Then, the two light receiving transistors PHT1 and PHT2 optically coupled to these are turned on, and the output transistors TR1 and TR2 are turned on in response to their outputs. As described above, these output transistors TR1 and TR2 supply self-holding set signals to the first electromagnetic relay and the coils K1 and K2 of the second electromagnetic relay. As a result, the first electromagnetic relay and the second electromagnetic relay are self-held, their normally open contacts K1-2 and K2-2 are closed, and the output terminal OUT1 and the output terminal OUT2 are electrically connected. A load (not shown) connected to this is driven. On the other hand, when either the first switch S1 or the second switch S2 is opened, the self-holding state of the first electromagnetic relay or the second electromagnetic relay is released, and the output normally open contact K1-2 or When one of K2-2 is opened, the driving of the load is stopped. Next, how the safety function works when a failure occurs in any of the first electromagnetic relay, the second electromagnetic relay, and the solid state relay will be described.
[0031]
(1) In the case of a welding (adhesion) failure of the normally open contact K1-2 for output of the first electromagnetic relay or the normally open contact K2-2 for output of the second electromagnetic relay
Since the normally open contacts for output K1-2 and K2-2 are connected in series between the output terminals OUT1 and OUT2, both the first switch S1 and the second switch S2 are opened, and the coils K1 and K2 are not provided. When the excitation state is established, the output terminals OUT1 and OUT2 are normally opened. That is, even if a welding failure occurs in either the normally open contact for output K1-2 or K2-2, there is no problem in interrupting the load.
[0032]
In addition, if a welding failure occurs in any one of the normally open contacts for output K1-2 or K2-2, even if the coils K1 and K2 are in a non-excited state due to the action of the forced guide mechanism, Either one of the closed contacts K1-3 or K2-3 is held open. Therefore, in the next and subsequent times, even if both the first switch S1 and the second switch S2 are closed, no current flows through the light emitting diodes PHD1 and PHD2 constituting the input circuit of the solid state relay. As a result, since the light receiving transistors PHT1 and PHT2 constituting the output circuit of the solid state relay are not turned on, no current flows through these output transistors TR1 and TR2. Therefore, neither the first electromagnetic relay nor the second electromagnetic relay is self-held, and the output terminals OUT1 and OUT2 remain open. That is, once a welding failure has occurred in either one of the normally open contacts for output K1-2 or K2-2, the load is no longer redriven.
[0033]
(2) When a welding (adherence) failure occurs in either the normally closed contact K1-3 for controlling the first electromagnetic relay or the normally closed contact K2-3 for controlling the second electromagnetic relay
If a welding failure occurs in either the control normally closed contact K1-3 or K2-3, either the output normally open contact K1-2 or K2-2 is fixed in the open circuit state by the action of the forced guide mechanism. Is done. At the same time, either one of the normally open contacts for control K1-1 or K2-1 is similarly fixed in the open circuit state. Therefore, even if the first switch S1 and the second switch S2 are closed and the self-holding set current is supplied to the coils K1 and K2, those relays are not in a self-holding state. In addition, since either the output normally-open contact K1-2 or K2-2 is fixed in the open state, the output terminals OUT1 and OUT2 are also maintained in the open state. That is, when a welding failure occurs in either the control normally closed contact K1-3 or K2-3, the load is not driven even if the switches S1 and S2 are closed.
[0034]
(3) When the light emitting diodes PHD1 and PHD2 constituting the input circuit of the solid state relay fail (short circuit, open)
Even if the light emitting diodes PHD1 and PHD2 fail while the coils K1 and K2 are in an excited state, there is no problem in the operation of the first and second electromagnetic relays. Therefore, when the first switch S1 and the second switch S2 are opened, the normally-open output contacts K1-2 and K2-2 are normally opened. That is, even if a failure occurs in any of the light emitting diodes PHD1 and PHD2 constituting the input circuit of the solid state relay, there is no problem in interrupting the load.
[0035]
In addition, if any one of the light emitting diodes PHD1 and PHD2 breaks down, the solid state relay does not operate, so the first and second electromagnetic relays are not self-held from the next time. That is, if a failure occurs in either the light emitting diode PHD1 or PHD2, the load is not driven from the next time.
[0036]
(4) When an open failure occurs in the light receiving transistors PHT1 and PHT2 constituting the output circuit of the solid state relay
Also in this case, since the first and second electromagnetic relays operate normally, if the first switch S1 and the second switch S2 are opened, the output normally open contact K1-2 or K2-2 is opened. . That is, even if an open failure occurs in either the light receiving transistor PHT1 or PHT2, the load is not interrupted.
[0037]
If an open failure occurs in either the light receiving transistor PHT1 or PHT2, the self-holding set current does not flow in the coil K1 or K2, and the coil is not self-held from the next time. That is, when an open failure occurs in either the light receiving transistor PHT1 or PHT2, the load is no longer driven from the next time.
[0038]
(5) When a short circuit failure occurs in either the light receiving transistor PHT1 or PHT2.
When a short circuit failure occurs in either the light receiving transistor PHT1 or PHT2, a self-holding set current always flows through the coil K1 or K2. However, the normally open contacts for output K1-2 and K2-2 of these coils are connected in series (doubled) between the output terminals OUT1 and OUT2. Therefore, when the first switch S1 and the second switch S2 are opened, the output terminals OUT1 and OUT2 are also opened. In other words, even if a short circuit failure occurs in either the light receiving transistor PHT1 or PHT2, there is no problem in interrupting the load.
[0039]
Further, when a short circuit failure occurs in either the light receiving transistor PHT1 or PHT2, and either of the coils K1 or K2 is normally energized, one of the normally closed contacts K1-3 or K2-3 is The circuit is opened. Therefore, even if the first switch S1 and the second switch S2 are closed after the next time, no current flows through the light emitting diodes PHD1 and PHD2 constituting the input circuit of the solid state relay, and the first electromagnetic relay and the second electromagnetic relay The relay is not self-maintaining. That is, if a short-circuit failure occurs in either the light receiving transistor PHT1 or PHT2, both electromagnetic relays cannot be self-held simultaneously after the next time. Therefore, when a short circuit failure occurs in either the light receiving transistor PHT1 or PHT2, the load is no longer driven from the next time.
[0040]
(6) When an open failure occurs in the output transistor TR1 or TR2.
Even if an open failure occurs in the transistors TR1 and TR2, it does not affect the operation of the excitation relay related to the coils K1 and K2 in the excited state. Therefore, if the first switch S1 and the second switch S2 are opened, the self-holding of the first and second electromagnetic relays is released, and the normally open contacts for output K1-2 and K2-2 are also opened simultaneously. That is, even if an open failure occurs in either one of the output transistors TR1 and TR2, there is no problem in interrupting the load.
[0041]
Further, when an open failure occurs in either the output transistor TR1 or TR2, the self-holding set current is not supplied to the first electromagnetic relay or the second electromagnetic relay. Therefore, even if the first switch S1 and the second switch S2 are closed, either the first electromagnetic relay or the second electromagnetic relay is not excited and self-held. That is, when an open failure occurs in either the output transistor TR1 or TR2, the load is no longer driven from the next time.
[0042]
(7) When a short circuit failure occurs in the output transistor TR1 or TR2.
When a short circuit failure occurs in the output transistor TR1 or TR2, a self-holding set current always flows through the corresponding coil, and the self-holding state cannot be released. However, the normally open contacts for output K1-2 and K2-2 related to the coils K1 and K2 are duplicated as described above. Therefore, even when the self-holding set current continues to flow, if the first switch S1 and the second switch S2 are opened, one of the output normally open contacts K1-2 and K2-2 is It is opened. That is, even if a short circuit failure occurs in either of the output transistors TR1 or TR2, there is no problem in interrupting the load.
[0043]
Further, when a short circuit failure occurs in the output transistor TR1 or TR2 and a current continues to flow through either of the coils K1 or K2, the control normally closed contact K1-3 or K2-3 is opened. It becomes a state. Therefore, even if the first switch S1 and the second switch S2 are closed, no current flows through the light emitting diodes PHD1 and PHD2 constituting the input circuit of the solid state relay. Since the first electromagnetic relay or the second electromagnetic relay is not self-held, the output normally-open contacts K1-2 and K2-2 are opened. That is, when either one of the output transistors TR1 or TR2 is short-circuited, the load is no longer driven from the next time.
[0044]
(8) When the first switch S1 or the second switch S2 has an open failure
If the open failure occurs in the first switch S1 or the second switch S2 when the coils K1 and K2 are in the excited state, the self-holding of these electromagnetic relays is immediately released. For this reason, there is no problem in interrupting the load.
[0045]
Further, if an open failure occurs in the first switch S1 or the second switch S2, no current flows through the light emitting diodes PHD1 and PHD2 constituting the input circuit of the solid state relay from the next time. For this reason, since the self-holding set current is not supplied to the coils K1 and K2, the output normally-open contacts K1-2 and K2-2 are opened from the next time. That is, if an open failure occurs in the first switch S1 or the second switch S2, the load is not driven from the next time.
[0046]
(9) When a short circuit failure occurs in either the first switch S1 or the second switch S2
When a short circuit failure occurs in either the first switch S1 or the second switch S2, the coil K1 or K2 is always in an excited state. However, since the normally open contacts K1-2 and K2-2 for output of the coils K1 and K2 are duplicated as described above, if both the switches S1 and S2 are opened, the output terminals OUT1 and OUT2 It is also opened. That is, even if a short circuit failure occurs in either the first switch S1 or the second switch S2, there is no problem in interrupting the load.
[0047]
Further, when one of the coils K1 or K2 is held in an excited state due to occurrence of a short circuit failure in either the first switch S1 or the second switch S2, the control normally closed contacts K1-3 and Since any one of K2-3 is in an open circuit state, it becomes impossible to pass a current through PHD1 and PHD2 constituting the input circuit of the solid state relay. Therefore, even if the switches S1 and S2 are closed after the next time, the solid state relay does not operate, so that both electromagnetic relays cannot be held by themselves and the output terminals OUT1 and OUT2 are opened. That is, when a short circuit failure occurs in the limit switch or the like constituting the first switch S1 or the second switch S2, the load is not driven after the next time.
[0048]
As described above, according to this embodiment, not only when a failure occurs in any of the first electromagnetic relay, the second electromagnetic relay, and the solid state relay, which are internal elements, but also the first switch S1 or the first switch Even if a failure occurs in any of the two switches S2, the safety function can be operated normally, that is, the load is not interrupted and the restart of the load is surely prohibited. Can do it.
[0049]
In the above embodiment, if it is not necessary to activate the safety function until the failure of the first switch S1 and the second switch S2, the switches S1 and S2 are interposed as in the conventional example shown in FIG. The two normally closed contacts K1-3 and K2-3 and the two light emitting diodes PHD1 and PHD2 constituting the input circuit of the solid state relay may be inserted directly between the terminals of the power source E. Good.
[0050]
Further, in the present invention, a configuration combining a photocoupler and an output transistor is adopted as the configuration of the solid state relay, but the configuration of the solid state relay adopts an arbitrary configuration using other various semiconductor elements. Can do.
[0051]
Furthermore, although the case where there are two input terminals has been described in the above embodiment, the present invention can be configured with three or more input terminals, in which case the number of input terminals corresponds to the number of input terminals. What is necessary is just to increase an electromagnetic relay.
[0052]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, by adopting the solid state relay as the self-holding set relay, it is possible to achieve downsizing of the entire apparatus while maintaining the safety function.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of a conventional relay device with a safety function.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of an embodiment of a relay device with a safety function according to the present invention.
[Explanation of symbols]
IN11, IN12, IN21, IN22 input terminals
E Power supply
C capacitor
K1 First electromagnetic relay coil
K1-1 Normally open contact for control of the first electromagnetic relay
K1-2 Normally open contact for output of the first electromagnetic relay
K1-3 Normally closed contact for control of the first electromagnetic relay
K2 Second electromagnetic relay coil
K2-1 Normally open contact for control of second electromagnetic relay
K2-2 Normally open contact for output of second electromagnetic relay
K2-3 Normally closed contact for second electromagnetic relay control
S1 1st switch
S2 Second switch
PHD1, PHD2 Light-emitting diodes constituting the solid-state relay input circuit
PHT1, PHT2 Light receiving transistor that constitutes output circuit of solid state relay
TR1, TR2 Output transistors that constitute the output circuit of the solid state relay
OUT1, OUT2 output terminals

Claims

A plurality of input terminals each connected to an external no-voltage contact, a plurality of input-compatible electromagnetic relays provided corresponding to the number of the input terminals, and a self-holding set signal for each of the input-compatible electromagnetic relays A relay for a self-holding set that supplies power and an output terminal to be connected to a load,
Each of the input-compatible electromagnetic relays is provided with an output normally open contact, a control normally open contact, and a control normally closed contact.
The external no-voltage contact connected to the input terminal, the normally open contact for control of the input-compatible electromagnetic relay assigned to the input terminal, and the coil of the input-compatible electromagnetic relay are connected in series between the power supply terminals. In this way, a plurality of self-holding circuits of the input-compatible electromagnetic relay are formed, in which the external no-voltage contact is a reset contact and the control normally open contact is a holding contact.
The normally closed contacts for control of each input-compatible electromagnetic relay are connected to each other in series and inserted into a closed circuit via a power source, and the input circuit of the self-holding set relay is interposed in this closed circuit, The output circuit of this self-holding set relay constitutes a set switch in the self-holding circuit of each input-compatible electromagnetic relay,
Furthermore, the normally open contacts for output of each input-compatible electromagnetic relay are connected to each other in series and inserted into a closed circuit via the output terminal and the load,
Thereby, it is a relay device with a safety function that allows the output terminals to conduct only when all the external no-voltage contacts connected to the respective input terminals are closed,
The self-holding set relay is a solid-state relay, and each of the external circuits is connected to a series of normally closed contacts for control connected in series, a power source, and an input circuit of the self-holding set relay. A relay device with a safety function, wherein a non-voltage contact is inserted.

The input circuit of the solid state relay includes light emitting diodes connected in series corresponding to each of the electromagnetic relays corresponding to each input, and the output circuit of the solid state relay is provided corresponding to each of the light emitting diodes. 2. The relay device with a safety function according to claim 1, further comprising: a light receiving transistor and an output transistor that is driven by the output thereof and supplies a self-holding set signal to each self-holding circuit.

The relay device with a safety function according to claim 1 or 2, wherein each of the input-compatible electromagnetic relays is an electromagnetic relay with a forced guide mechanism.