JP4675358B2 - 接点出力装置 - Google Patents

Description

本発明は、鉄道の信号保安システム等で使用される接点出力装置に係り、特に、出力回路の混触を検出する技術に関する。

接点入力回路での混触を検出する技術には、たとえば、試験用擬似信号を発生するテスト回路を付加し、混触を検出する際には通常の接点入力回路の動作を停止させた上でテスト回路を動作させ、該テスト動作における試験用擬似信号の検知状態に基づいて混触を検出する混触検出方式が開示されている（たとえば、特許文献１参照。）。

特公昭６１−５０３５１号公報

従来、接点入力回路の混触を検出する装置はあったが、接点出力回路の混触を検出する装置はなかった。そのため、装置の据付や改修時の出力回線接続作業で発生し得る誤接続によって電源立ち上げ時に接点出力回路を焼損してしまう場合があった。また、立ち上げ後の接点出力回路の混触を検出できないため、出力異常の原因を特定して復旧作業を効率的に進めることが難しかった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、出力回線の混触を検出可能な接点出力装置を提供することを目的としている。

かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。

［１］制御部と、
前記制御部によってオン／オフ制御される出力リレーと、
出力端子間に出力回線を通じて外部負荷が接続される接点出力回路と
を備え、
前記接点出力回路は、前記出力リレーの第１共通接点が前記出力端子の一方に接続され、前記出力リレーの第２共通接点が前記出力端子の他方に接続され、前記出力リレーの第１動作接点と第２動作接点との間に出力用電源が接続され、前記出力リレーの第１復旧接点と第２復旧接点との間に第１抵抗器と検査用電源と第２抵抗器とがこの順で直列に接続されると共に、前記検査用電源による前記出力回線への通電をオン／オフ制御する半導体スイッチと、少なくとも前記出力リレーの復旧中に前記出力端子間に流れる電流を計測する電流センサとを備え、
前記制御部は、前記出力リレーをオフ制御中に前記半導体スイッチをオン／オフ制御し、このとき前記電流センサによって計測された電流値から前記出力回線での混触状態を判定する
ことを特徴とする接点出力装置。

上記発明では、出力リレーの動作接点構成時は、出力端子間に出力用電源が接続されて外部負荷が駆動される。出力リレーの復旧接点構成時は検査用電源によって出力端子間に検査用電圧が印加される。この検査用電圧の印加を半導体スイッチでオン／オフ制御し、このとき電流センサで計測された電流値に応じて出力回線の混触状態を判定する。回路正常時と混触が生じている場合とでは、検査用電源に対する総負荷が変化し、計測される電流値が混触の有無や混触している箇所に応じて変化するので、計測された電流値に基づき混触の有無や混触箇所などの混触状況を判定することができる。制御部は、混触の有無のみを判定してもよいし、混触の有無と混触箇所の双方を判定してもよい。

なお、検査用電源による検査電流が外部負荷の動作電流値以下になるようにするか、もしくは外部負荷が極性を有する場合には検査用電源により逆極性の電圧を印加するようにすれば、出力リレーの復旧接点構成時に外部負荷を動作させることなく混触の検査を行うことができる。

［２］前記出力リレーの第３動作接点が構成されているか第３復旧接点が構成されているかを照査する接点照査回路をさらに備え、
前記制御部は、前記出力リレーをオフ制御した後、前記出力リレーの第３復旧接点が構成されていることが前記接点照査回路によって確認されたことを条件に、前記半導体スイッチをオン／オフ制御して前記出力回線での混触状態を判定する
ことを特徴とする［１］に記載の接点出力装置。

上記発明では、出力リレーの復旧接点が構成されたことを接点照査回路によって確認した上で混触の検査が行われる。

［３］前記制御部は、前記電流センサによって計測された電流値を前記出力回路で混触が生じた場合の理論電流値および正常時の理論電流値と比較して、前記出力回線での混触状態を判定する
ことを特徴とする［１］または［２］に記載の接点出力装置。

上記発明では、理論値と比較することで、混触の有無や混触箇所が判定される。理論値は予め求めておくとよい。

［４］前記制御部は、立ち上げ時にすべての出力リレーをオフ制御した後、前記混触の有無を判定し、混触なしと判定したときは上位装置からの制御情報に基づいて前記出力リレーをオン／オフ制御し、混触ありと判定したときは前記出力リレーをオフ制御状態に維持すると共に混触ありを示す表示情報を前記上位装置に通知する
ことを特徴とする［１］乃至［３］のいずれか１つに記載の接点出力装置。

上記発明では、装置の立ち上げ時に混触を検査することで、回路の焼損を防止することができる。

［５］前記制御部は、立ち上げ後は、前記出力リレーを上位装置からの制御情報に基づいてオフ制御している期間に前記半導体スイッチをオン／オフ制御して前記出力回線での混触状態を判定する
ことを特徴とする［４］に記載の接点出力装置。

上記発明では、立ち上げ後は、上位装置からのオフ制御時に混触検査を行うので、上位装置からの制御に支障を来たすことなく制御中に混触を検査することができる。

［６］前記検査用電源は、前記外部負荷に対して前記出力用電源と逆極性になるように接続される
ことを特徴とする［１］乃至［５］のいずれか１つに記載の接点出力装置。

上記発明では、外部負荷が極性を有する場合、検査時は負荷に対して逆極性に電圧が印加されるので、負荷を動作させることなく混触を検査することができる。

［７］同一の電源を前記出力用電源と前記検査用電源に兼用する
ことを特徴とする［１］乃至［６］のいずれか１つに記載の接点出力装置。

上記発明では、検査用電源を別途用意する必要がなく、装置構成が簡略化される。

本発明に係る接点出力装置によれば、出力回線の混触を検出することができ、回路の焼損防止および装置の信頼性、安全性、保全性の向上に寄与することができる。

以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る接点出力装置１０の構成を示している。ここでは、負荷ＲＬ１を駆動するための接点出力回路２０ａと、負荷ＲＬ２を駆動するための接点出力回路２０ｂの２回路を制御する場合を例に説明する。接点出力回路の回路数は例示したものに限定されず任意数でよいが、混触判定の複雑さ混触箇所の特定性などを考慮すると、１つの接点出力装置１０が制御する回路数の上限は８回路〜１６回路程度にするとよい。

接点出力装置１０は、制御部１１と、制御部１１の出力するリレー制御信号ａ１、ａ２によってオン／オフ制御される電磁リレーである出力リレーＲＹ１、ＲＹ２と、接点出力回路２０ａ、２０ｂとを備えている。制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などで構成される。

制御部１１には図示省略した上位の電子連動装置などから制御情報ｆが入力されており、該制御情報ｆに従って出力リレーＲＹ１、ＲＹ２をオン／オフ制御する。また、制御部１１は、出力リレーＲＹ１、ＲＹ２の制御状態のチェックや混触の判定を行い、その結果などを示す表示情報ｇを図示省略の電子連動装置に出力する。

制御部１１は、出力リレーＲＹ１の第３極Ｐ１３の動作接点（Ｎ接点）Ｎ１３および出力リレーＲＹ２の第３極Ｐ２３の動作接点Ｎ２３にＮ接点照査出力ｂ１を出力し、出力リレーＲＹ１の第３極Ｐ１３の復旧接点（Ｒ接点）Ｒ１３および出力リレーＲＹ２の第３極Ｐ２３の復旧接点Ｒ２３にＲ接点照査出力ｂ２を出力し、出力リレーＲＹ１の第３極Ｐ１３の共通接点（Ｃ接点）Ｃ１３から照査入力信号ｓ１を、出力リレーＲＹ２の第３極Ｐ２３の共通接点Ｃ２３から照査入力信号ｓ２を入力する。これらは出力リレーＲＹ１、ＲＹ２の接点の動作復旧を照査し確認するための接点照査回路を構成している。

接点出力回路２０ａは、直流電源である出力用電源Ｅの正極が接続される（＋）電源接続端子２１ａと出力用電源Ｅの負極が接続される（−）電源接続端子２２ａとを備えている。また接点出力回路２０ａは（＋）出力端子２３ａと（−）出力端子２４ａとを備え、これら出力端子２３ａ、２４ａの間に負荷ＲＬ１が出力回線Ｌ１１、Ｌ１２を介して接続されている。

（＋）電源接続端子２１ａは半導体スイッチＳＷ１を介して出力リレーＲＹ１の第１極Ｐ１１の動作接点Ｎ１１に接続されている。出力リレーＲＹ１の第１極Ｐ１１の共通接点Ｃ１１は（＋）出力端子２３ａに接続されている。

（−）電源接続端子２２ａは電流センサＣＳ１を介して出力リレーＲＹ１の第２極Ｐ１２の動作接点Ｎ１２に接続され、出力リレーＲＹ１の第２極Ｐ１２の共通接点Ｃ１２は（−）出力端子２４ａに接続されている。

出力リレーＲＹ１の第１極Ｐ１１の復旧接点Ｒ１１は抵抗器Ｒｇ１１を介して出力リレーＲＹ１の第２極Ｐ１２の動作接点Ｎ１２に接続されている。出力リレーＲＹ１の第２極Ｐ１２の復旧接点Ｒ１２は抵抗器Ｒｇ１２を介して出力リレーＲＹ１の第１極Ｐ１１の動作接点Ｎ１１に接続されている。

半導体スイッチＳＷ１にはその導通（オン）、開放（オフ）を制御する制御信号としてのスイッチ制御信号ＳＣ１が制御部１１から入力されている。また、電流センサＣＳ１の出力する電流検知信号Ｉ１は制御部１１に入力されている。

同様に、接点出力回路２０ｂは、直流電源である出力用電源Ｅの正極が接続される（＋）電源接続端子２１ｂと出力用電源Ｅの負極が接続される（−）電源接続端子２２ｂとを備えている。また、接点出力回路２０ｂは（＋）出力端子２３ｂと（−）出力端子２４ｂとを備え、これら出力端子２３ｂ、２４ｂの間に負荷ＲＬ２が出力回線Ｌ２１、Ｌ２２を介して接続されている。

（＋）電源接続端子２１ｂは半導体スイッチＳＷ２を介して出力リレーＲＹ２の第１極Ｐ２１の動作接点Ｎ２１に接続され、出力リレーＲＹ２の第１極Ｐ２１の共通接点Ｃ２１は（＋）出力端子２３ｂに接続されている。

（−）電源接続端子２２ｂは電流センサＣＳ２を介して出力リレーＲＹ２の第２極Ｐ２２の動作接点Ｎ２２に接続され、出力リレーＲＹ２の第２極Ｐ２２の共通接点Ｃ２２は（−）出力端子２４ｂに接続されている。

出力リレーＲＹ２の第１極Ｐ２１の復旧接点Ｒ２１は抵抗器Ｒｇ２１を介して出力リレーＲＹ２の第２極Ｐ２２の動作接点Ｎ２２に接続されている。出力リレーＲＹ２の第２極Ｐ２２の復旧接点Ｒ２２は抵抗器Ｒｇ２２を介して出力リレーＲＹ２の第１極Ｐ２１の動作接点Ｎ２１に接続されている。

半導体スイッチＳＷ２にはその導通（オン）、開放（オフ）を制御する制御信号としてのスイッチ制御信号ＳＣ２が制御部１１から入力されている。また、電流センサＣＳ２の出力する電流検知信号Ｉ２は制御部１１に入力されている。

制御部１１は、上位の電子連動装置などから入力される制御情報ｆに応じたリレー制御信号ａ１、ａ２を出力し、該リレー制御信号ａ１、ａ２によって出力リレーＲＹ１、ＲＹ２をオン／オフ制御し、この制御通りに出力リレーＲＹ１、ＲＹ２の接点が作動しているか否かを接点照査回路にて照査する。すなわち、照査時に、制御部１１は出力リレーＲＹ１の第３極Ｐ１３の動作接点Ｎ１３と出力リレーＲＹ２の第３極Ｐ２３の動作接点Ｎ２３とにＮ接点照査出力ｂ１を出力すると共に、出力リレーＲＹ１の第３極Ｐ１３の復旧接点Ｒ１３と出力リレーＲＹ２の第３極Ｐ２３の復旧接点Ｒ２３とにＲ接点照査出力ｂ２を出力する。Ｎ接点照査出力ｂ１とＲ接点照査出力ｂ２とは両者を区別可能な異なる信号であり、たとえば周波数の異なるパルス列信号などが使用される。

制御部１１は、Ｎ接点照査出力ｂ１およびＲ接点照査出力ｂ２を出力した状態下で、出力リレーＲＹ１の第３極Ｐ１３の共通接点Ｃ１３から制御部１１に入力される接点照査入力信号ｓ１がＮ接点照査出力ｂ１とＲ接点照査出力ｂ２のいずれと同じ信号であるかに基づいて出力リレーＲＹ１が動作接点（Ｎ接点）の構成された状態にあるか復旧接点（Ｒ接点）の構成された状態であるかを認識する。同様に、制御部１１は、Ｎ接点照査出力ｂ１およびＲ接点照査出力ｂ２を出力した状態下で、出力リレーＲＹ２の第３極Ｐ２３の共通接点Ｃ２３から制御部１１に入力される接点照査入力信号ｓ２がＮ接点照査出力ｂ１とＲ接点照査出力ｂ２のいずれと同じ信号であるかに基づいて出力リレーＲＹ２が動作接点（Ｎ接点）の構成された状態にあるか復旧接点（Ｒ接点）の構成された状態であるかを認識する。

なお、Ｎ接点照査出力ｂ１とＲ接点照査出力ｂ２とを排他的タイミングで出力するようにし、いずれを出力しているタイミングで接点照査入力信号ｓ１、ｓ２が入力されるかに基づいて、出力リレーＲＹ１と出力リレーＲＹ２の接点の構成状態を判別するようにされてもよい。この場合、Ｎ接点照査出力ｂ１とＲ接点照査出力ｂ２とは同一形式の信号でかまわない。

接点出力回路２０ａ、２０ｂにおける抵抗器Ｒｇ１１、Ｒｇ１２、Ｒｇ２１、Ｒｇ２２は、出力リレーＲＹ１、ＲＹ２が復旧接点（Ｒ接点）を構成しているときに構成される検査回路の電流値を制限して、出力回線Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ２１、Ｌ２２に混触が発生しても検査回路を焼損しないように保護する役割と、負荷ＲＬ１、ＲＬ２を動作させないようにする役割を果たし、出力回線の各線Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ２１、Ｌ２２毎に対応させて設けてある。

次に、接点出力装置１０が行う混触の検査動作について説明する。

検査動作は、当該装置の電源立ち上げ時、および立ち上げ後は制御情報ｆに基づいて出力リレーＲＹ１、ＲＹ２をオフ制御している期間に行う。

制御部１１は、立ち上げ時に、すべての出力リレーＲＹ１、ＲＹ２をオフ制御した後、出力リレーＲＹ１、ＲＹ２の復旧（復旧接点が構成されていること）を接点照査回路によって確認する。

復旧が確認されたら、制御部１１は半導体スイッチＳＷ１、ＳＷ２をオン／オフ制御し、そのときの電流センサＣＳ１、ＣＳ２から入力される電流検知信号Ｉ１、Ｉ２から電流値を計測し、この電流値と各種混触ケースの理論電流値および正常時の理論電流値との対比から混触の有無や混触箇所を判定する。

制御部１１はすべての出力回線で混触なしと判定したときは、電子連動装置などの上位装置からの制御情報ｆに基づいて出力リレーＲＹ１、ＲＹ２をオン／オフ制御して、負荷ＲＬ１、ＲＬ２を駆動する。たとえば、半導体スイッチＳＷ１、ＳＷ２はオン制御の状態に維持し、制御情報ｆに基づいて出力リレーＲＹ１、ＲＹ２をオン／オフ制御する。あるいは、出力リレーＲＹ１、ＲＹ２をオフ制御している間は半導体スイッチＳＷ１、ＳＷ２をオフ制御するようにしてもよい。

制御部１１は、混触ありと判定したときは、出力リレーＲＹ１、ＲＹ２をオフ制御状態に維持すると共に、混触ありを示す表示情報ｇを上位装置に通知する。

混触なく正常に立ち上げが完了した後、制御部１１は、出力リレーＲＹ１、ＲＹ２を上位装置からの制御情報ｆに基づいてオフ制御している期間に、半導体スイッチＳＷ１、ＳＷ２をオン／オフ制御して出力回線での混触の有無を、出力制御中に判定する。混触なしと判定したときは、そのまま制御情報ｆに基づく制御を継続し、混触ありと判定したときは出力リレーＲＹ１、ＲＹ２をオフ制御状態に維持すると共に、混触ありを示す表示情報ｇを上位装置に通知する。

なお、混触が検出された場合には、混触の検出された接点出力回路２０についてのみその半導体スイッチＳＷをオフ制御のまま維持するようにしてもよいし、いずれか１箇所でも混触が検出された場合に当該接点出力装置１０の制御するすべての接点出力回路２０の半導体スイッチＳＷをオフ制御するように構成されてもよい。

図２から図８は、本実施の形態における２つの接点出力回路２０ａ、２０ｂの出力回線相互間の混触のすべての組み合わせを示している。この例では、電流値の計算を簡単にするため各抵抗器Ｒｇ１１、Ｒｇ１２、Ｒｇ２１、Ｒｇ２２の抵抗値は同一値Ｒとする。また、図２から図８では、制御部１１、出力リレーＲＹ１、ＲＹ２、接点照査回路などの記載は省略されている。また、各式における「／／」の記号は並列接続を表す。

図２は、リレー制御信号ａ１、ａ２がオフ制御で出力リレーＲＹ１、ＲＹ２が復旧接点（Ｒ接点）を構成し、すべての出力回線Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ２１、Ｌ２２が正常な場合の出力回路を示している。出力回線Ｌ１１、Ｌ１２の混触有無の検出は、半導体スイッチＳＷ２をオフ制御のままで半導体スイッチＳＷ１のみを短時間オン制御して半導体スイッチＳＷ１を導通させ、回路に流れる電流を電流センサＣＳ１、電流センサＣＳ２経由で入力して電流値を測定する。そして、電流センサＣＳ１による測定値Ｉ１＝Ｅ／（Ｒｇ１１＋Ｒｇ１２＋ＲＬ１）＝（１／３）Ｅ／Ｒ＝理論値の範囲内であり、かつ、電流センサＣＳ２による測定値Ｉ２＝０であれば、出力回線Ｌ１１、Ｌ１２は正常と判定する。

出力回線Ｌ２１、Ｌ２２の混触有無の検出は、半導体スイッチＳＷ１をオフ制御のままで半導体スイッチＳＷ２のみを短時間オン制御して半導体スイッチＳＷ２を導通させ、回路に流れる電流を電流センサＣＳ１、ＣＳ２経由で入力して電流値を測定する。そして、電流センサＣＳ２による測定値Ｉ２＝Ｅ／（Ｒｇ２１＋Ｒｇ２２＋ＲＬ２）＝（１／３）Ｅ／Ｒ＝理論値の範囲内であり、かつ、電流センサＣＳ１による測定値Ｉ１＝０であれば、出力回線Ｌ２１、Ｌ２２は正常と判定する。

図３は、リレー制御信号ａ１、ａ２がオフ制御で出力リレーＲＹ１、ＲＹ２が復旧接点（Ｒ接点）を構成し、接点出力回路２０ａの（＋）極側の出力回線がＬ１１と（−）極側の出力回線Ｌ１２の間で混触している場合を示している。出力回線Ｌ１１、Ｌ１２の混触有無の検出に係る電流値Ｉ１、Ｉ２の計測手順は、図２の場合と同様である。すなわち、半導体スイッチＳＷ２をオフ制御のままで半導体スイッチＳＷ１のみを短時間オン制御して半導体スイッチＳＷ１を導通させ、回路に流れる電流を電流センサＣＳ１、ＣＳ２経由で入力して電流値を測定する手順で行う。そして、電流センサＣＳ１による測定値Ｉ１＝Ｅ／（Ｒｇ１１＋Ｒｇ１２）＝（１／２）Ｅ／Ｒ ＞ 理論値｛（１／３）Ｅ／Ｒ｝であり、かつ、電流センサＣＳ２による測定値Ｉ２＝０であれば、接点出力回路２０ａの（＋）極側の出力回線Ｌ１１と（−）極側の出力回線Ｌ１２との混触ありと判定する。

出力回線Ｌ２１、Ｌ２２についても図２の場合と同様の手順で電流センサＣＳ１、ＣＳ２による電流値の計測を行う。そして、電流センサＣＳ２による測定値Ｉ２＝Ｅ／（Ｒｇ２１＋Ｒｇ２２＋ＲＬ２）＝｛（１／３）Ｅ／Ｒ｝＝理論値の範囲内であり、かつ、電流センサＣＳ１による測定値Ｉ１＝０であれば、出力回線Ｌ２１、Ｌ２２は正常と判定する。

図４は、リレー制御信号ａ１、ａ２がオフ制御で出力リレーＲＹ１、ＲＹ２が復旧接点（Ｒ接点）を構成し、接点出力回路２０ａの（＋）極側の出力回線がＬ１１と接点出力回路２０ｂの（＋）極側の出力回線Ｌ２１の間で混触している場合を示している。出力回線Ｌ１１、Ｌ１２の混触有無の検出に係わる電流値Ｉ１、Ｉ２の計測を図２の場合と同様に行い、測定値Ｉ１＝｛Ｅ／（Ｒｇ１２＋ＲＬ１＋Ｒｇ１１／／Ｒｇ２１）｝｛Ｒｇ２１／（Ｒｇ１１＋Ｒｇ２１）｝＝｛Ｅ／（５／２）Ｒ｝（１／２）＝（１／５）Ｅ／Ｒ ＜ 理論値｛（１／３）Ｅ／Ｒ｝であり、かつ、測定値Ｉ２＝｛Ｅ／（Ｒｇ１２＋ＲＬ１＋Ｒｇ１１／／Ｒｇ２１）｝｛Ｒｇ１１／（Ｒｇ１１＋Ｒｇ２１）｝＝｛Ｅ／（５／２）Ｒ｝（１／２）＝（１／５）Ｅ／Ｒ ＜ 理論値｛（１／３）Ｅ／Ｒ｝であれば、接点出力回路２０ａの（＋）極側の出力回線Ｌ１１と接点出力回路２０ｂの（＋）極側の出力回線Ｌ２１との混触ありと判定する。

出力回線Ｌ２１、Ｌ２２の混触有無の検出に係る電流値Ｉ１、Ｉ２の計測についても図２の場合と同様に行い、測定値Ｉ２＝｛Ｅ／（Ｒｇ２２＋ＲＬ２＋Ｒｇ１１／／Ｒｇ２１）｝｛Ｒｇ１１／（Ｒｇ１１＋Ｒｇ２１）｝＝｛Ｅ／（５／２）Ｒ｝（１／２）＝（１／５）Ｅ／Ｒ ＜ 理論値｛（１／３）Ｅ／Ｒ｝であり、かつ、測定値Ｉ１＝｛Ｅ／（Ｒｇ２２＋ＲＬ２＋Ｒｇ１１／／Ｒｇ２１）｝｛Ｒｇ２１／（Ｒｇ１１＋Ｒｇ２１）｝＝｛Ｅ／（５／２）Ｒ｝（１／２）＝（１／５）Ｅ／Ｒ ＜ 理論値｛（１／３）Ｅ／Ｒ｝であれば、接点出力回路２０ｂの（＋）極側の出力回線Ｌ２１と接点出力回路２０ａの（＋）極側の出力回線Ｌ１１との混触ありと判定する。

図５は、リレー制御信号ａ１、ａ２がオフ制御で出力リレーＲＹ１、ＲＹ２が復旧接点（Ｒ接点）を構成し、接点出力回路２０ａの（＋）極側の出力回線がＬ１１と接点出力回路２０ｂの（−）極側の出力回線Ｌ２２の間で混触している場合を示している。出力回線Ｌ１１、Ｌ１２の混触有無の検出に係る電流値Ｉ１、Ｉ２の計測を図２の場合と同様に行い、測定値Ｉ１＝｛Ｅ／（Ｒｇ１２＋ＲＬ１＋Ｒｇ１１／／（Ｒｇ２１＋ＲＬ２）｝｛（Ｒｇ２１＋ＲＬ２）／（Ｒｇ１１＋Ｒｇ２１＋ＲＬ２）｝＝｛Ｅ／（８／３）Ｒ｝（２／３）＝（１／４）Ｅ／Ｒ ＜ 理論値｛（１／３）Ｅ／Ｒ｝であり、かつ、測定値Ｉ２＝｛Ｅ／（Ｒｇ１２＋ＲＬ１＋Ｒｇ１１／／（Ｒｇ２１＋ＲＬ２）｝｛Ｒｇ１１／（Ｒｇ１１＋Ｒｇ２１＋ＲＬ２）｝＝｛Ｅ／（８／３）Ｒ｝（１／３）＝（１／８）Ｅ／Ｒ ＜ 理論値｛（１／３）Ｅ／Ｒ｝であれば、接点出力回路２０ａの（＋）極側の出力回線Ｌ１１と接点出力回路２０ｂの（−）極側の出力回線Ｌ２２との混触ありと判定する。

出力回線Ｌ２１、Ｌ２２の混触有無の検出に係る電流値Ｉ１、Ｉ２の計測についても図２の場合と同様に行い、測定値Ｉ２＝｛Ｅ／（Ｒｇ２２＋Ｒｇ１１／／（Ｒｇ２１＋ＲＬ２））｝｛Ｒｇ１１／（Ｒｇ１１＋Ｒｇ２１＋ＲＬ２）｝＝｛Ｅ／（５／３）Ｒ｝（１／３）＝（１／５）Ｅ／Ｒ ＜ 理論値｛（１／３）Ｅ／Ｒ｝であり、かつ、測定値Ｉ１＝｛Ｅ／（Ｒｇ２２＋Ｒｇ１１／／（Ｒｇ２１＋ＲＬ２））｝｛（Ｒｇ２１＋ＲＬ２）／（Ｒｇ１１＋Ｒｇ２１＋ＲＬ２）｝＝｛Ｅ／（５／３）Ｒ｝（２／３）＝（２／５）Ｅ／Ｒ ＞ 理論値｛（１／３）Ｅ／Ｒ｝であれば、接点出力回路２０ｂの（−）極側の出力回線Ｌ２２と接点出力回路２０ａの（＋）極側の出力回線Ｌ１１との混触ありと判定する。

図６は、リレー制御信号ａ１、ａ２がオフ制御で出力リレーＲＹ１、ＲＹ２が復旧接点（Ｒ接点）を構成し、接点出力回路２０ａの（−）極側の出力回線がＬ１２と接点出力回路２０ｂの（＋）極側の出力回線Ｌ２１との間で混触している場合を示している。出力回線Ｌ１１、Ｌ１２の混触有無の検出に係る電流値Ｉ１、Ｉ２の計測を図２の場合と同様に行い、測定値Ｉ１＝｛Ｅ／（Ｒｇ１２＋Ｒｇ２１／／（ＲＬ１＋Ｒｇ１１）｝｛Ｒｇ２１／（Ｒｇ１１＋Ｒｇ２１＋ＲＬ２）｝＝｛Ｅ／（８／３）Ｒ｝（１／３）＝（１／８）Ｅ／Ｒ ＜ 理論値｛（１／３）Ｅ／Ｒ｝であり、かつ、測定値Ｉ２＝｛Ｅ／（Ｒｇ１２＋Ｒｇ２１／／（ＲＬ１＋Ｒｇ１１）｝｛（ＲＬ１＋Ｒｇ１１）／（Ｒｇ１１＋Ｒｇ２１＋ＲＬ２）｝＝｛Ｅ／（８／３）Ｒ｝（２／３）＝（１／４）Ｅ／Ｒ ＜ 理論値｛（１／３）Ｅ／Ｒ｝であれば、接点出力回路２０ａの（−）極側の出力回線Ｌ１２と接点出力回路２０ｂの（＋）極側の出力回線Ｌ２１との混触ありと判定する。

出力回線Ｌ２１、Ｌ２２の混触有無の検出に係る電流値Ｉ１、Ｉ２の計測についても図２の場合と同様に行い、測定値Ｉ２＝｛Ｅ／（Ｒｇ２２＋ＲＬ２＋Ｒｇ２１／／（Ｒｇ１１＋ＲＬ１））｝｛Ｒｇ２１／（Ｒｇ１１＋Ｒｇ２１＋ＲＬ１）｝＝｛Ｅ／（８／３）Ｒ｝（１／３）＝（３／８）Ｅ／Ｒ ＞ 理論値｛（１／３）Ｅ／Ｒ｝であり、かつ、測定値Ｉ１＝｛Ｅ／（Ｒｇ２２＋ＲＬ２＋Ｒｇ２１／／（Ｒｇ１１＋ＲＬ１））｝｛（Ｒｇ１１＋ＲＬ１）／（Ｒｇ１１＋Ｒｇ２１＋ＲＬ１）｝＝｛Ｅ／（８／３）Ｒ｝（２／３）＝（１／４）Ｅ／Ｒ ＜ 理論値｛（１／３）Ｅ／Ｒ｝であれば、接点出力回路２０ｂの（＋）極側の出力回線Ｌ２１と接点出力回路２０ａの（−）極側の出力回線Ｌ１２との混触ありと判定する。

図７は、リレー制御信号ａ１、ａ２がオフ制御で出力リレーＲＹ１、ＲＹ２が復旧接点（Ｒ接点）を構成し、接点出力回路２０ａの（−）極側の出力回線がＬ１２と接点出力回路２０ｂの（−）極側の出力回線Ｌ２２との間で混触している場合を示している。出力回線Ｌ１１、Ｌ１２の混触有無の検出に係る電流値Ｉ１、Ｉ２の計測を図２の場合と同様に行い、測定値Ｉ１＝｛Ｅ／（Ｒｇ１２＋（ＲＬ１＋Ｒｇ１１））／／（ＲＬ２＋Ｒｇ２１）｝｛（ＲＬ２＋Ｒｇ２１）／（Ｒｇ１１＋ＲＬ１＋Ｒｇ２１＋ＲＬ２）｝＝｛Ｅ／２Ｒ｝（１／２）＝（１／４）Ｅ／Ｒ ＜ 理論値｛（１／３）Ｅ／Ｒ｝であり、かつ、測定値Ｉ２＝｛Ｅ／（Ｒｇ１２＋Ｒｇ２１／／（ＲＬ１＋Ｒｇ１１）｝｛（ＲＬ１＋Ｒｇ１１）／（Ｒｇ１１＋ＲＬ１＋Ｒｇ２１＋ＲＬ２）｝＝｛Ｅ／２Ｒ｝（１／２）＝（１／４）Ｅ／Ｒ ＜ 理論値｛（１／３）Ｅ／Ｒ｝であれば、接点出力回路２０ａの（−）極側の出力回線Ｌ１２と接点出力回路２０ｂの（−）極側の出力回線Ｌ２２との混触ありと判定する。

出力回線Ｌ２１、Ｌ２２の混触有無の検出に係る電流値Ｉ１、Ｉ２の計測についても図２の場合と同様に行い、測定値Ｉ２＝｛Ｅ／（Ｒｇ２２＋（ＲＬ２＋Ｒｇ２１）／／（Ｒｇ１１＋ＲＬ１））｝｛（Ｒｇ１１＋ＲＬ１）／（Ｒｇ１１＋ＲＬ１＋Ｒｇ２１＋ＲＬ２）｝＝｛Ｅ／２Ｒ｝（１／２）＝（１／４）Ｅ／Ｒ ＞ 理論値｛（１／３）Ｅ／Ｒ｝であり、かつ、測定値Ｉ１＝｛Ｅ／（Ｒｇ２２＋（ＲＬ２＋Ｒｇ２１）／／（Ｒｇ１１＋ＲＬ１））｝｛（Ｒｇ１１＋ＲＬ１）／（Ｒｇ１１＋ＲＬ１＋Ｒｇ２１＋ＲＬ２）｝＝｛Ｅ／２Ｒ｝（１／２）＝（１／４）Ｅ／Ｒ ＜ 理論値｛（１／３）Ｅ／Ｒ｝であれば、接点出力回路２０ｂの（−）極側の出力回線Ｌ２２と接点出力回路２０ａの（−）極側の出力回線Ｌ１２との混触ありと判定する。

図８は、リレー制御信号ａ１、ａ２がオフ制御で出力リレーＲＹ１、ＲＹ２が復旧接点（Ｒ接点）を構成し、接点出力回路２０ｂの（＋）極側の出力回線がＬ２１と接点出力回路２０ｂの（−）極側の出力回線Ｌ２２との間で混触している場合を示している。出力回線Ｌ１１、Ｌ１２の混触有無の検出に係る電流値Ｉ１、Ｉ２の計測を図２の場合と同様に行い、測定値Ｉ１＝｛Ｅ／（Ｒｇ１２＋ＲＬ１＋Ｒｇ１１）｝＝（１／３）Ｅ／Ｒ＝理論値｛（１／３）Ｅ／Ｒ｝であり、かつ、測定値Ｉ２＝０であれば、出力回線Ｌ１１、Ｌ１２および、出力回線Ｌ２１、Ｌ２２は正常と判定する。

出力回線Ｌ２１、Ｌ２２の混触有無の検出に係る電流値Ｉ１、Ｉ２の計測についても図２の場合と同様に行い、測定値Ｉ２＝｛Ｅ／（Ｒｇ２２＋Ｒｇ２１）＝（１／２）Ｅ／Ｒ ＞ 理論値｛（１／３）Ｅ／Ｒ｝であり、かつ、測定値Ｉ１＝０であれば、接点出力回路２０ｂの（＋）極側の出力回線Ｌ２１と接点出力回路２０ｂの（−）極側の出力回線Ｌ２２との混触ありと判定し、出力回線Ｌ１１、Ｌ１２は正常と判定する。

図９から図１２は、リレー制御信号ａ１がオフ制御で出力リレーＲＹ１が復旧接点（Ｒ接点）を構成し、出力回線Ｌ１１、Ｌ１２のいずれかの片線が電源と混触している場合の出力回路を示している。ここでは、接点出力回路２０ａを例に説明するが、接点出力回路２０ｂについても同様である。

電源との混触有無の検出は、半導体スイッチＳＷ１をオフ制御のままで回路に流れる電流を電流センサＣＳ１経由で入力して電流値を測定し、測定値Ｉ１＝０であり、かつ、半導体スイッチＳＷ１を短時間オン制御して回路に流れる電流を電流センサＣＳ１経由で入力して電流値を測定し、測定値Ｉ１＝（１／３）Ｅ／Ｒ＝理論値であれば出力回路は正常とする。

図９は、出力回線Ｌ１１が電源の＋Ｅに混触している場合を示している。半導体スイッチＳＷ１をオフ制御したときの測定値Ｉ１＝Ｅ／Ｒｇ１１＝Ｅ／Ｒ ＞ 理論値｛（１／３）Ｅ／Ｒ｝であり、かつ、半導体スイッチＳＷ１を短時間オン制御したときの測定値Ｉ１＝Ｅ／Ｒｇ１１＝Ｅ／Ｒ ＞ 理論値｛（１／３）Ｅ／Ｒ｝であれば、接点出力回路２０ａの（＋）極側の出力回線Ｌ１１と電源の＋Ｅとの混触ありと判定する。

図１０は、出力回線Ｌ１１が電源の−Ｅに混触している場合を示している。半導体スイッチＳＷ１をオフ制御したときの測定値Ｉ１＝０であり、かつ半導体スイッチＳＷ１を短時間オン制御したときの測定値Ｉ１＝Ｅ／（Ｒｇ１２＋ＲＬ１）＝（１／２）Ｅ／Ｒ ＞ 理論値｛（１／３）Ｅ／Ｒ｝であれば、接点出力回路２０ａの（＋）極側の出力回線Ｌ１１と電源の−Ｅとの混触ありと判定する。

図１１は、出力回線Ｌ１２が電源の＋Ｅに混触している場合を示している。半導体スイッチＳＷ１をオフ制御したときの測定値Ｉ１＝Ｅ／（ＲＬ１＋Ｒｇ１１）＝（１／２）Ｅ／Ｒ ＞ 理論値｛（１／３）Ｅ／Ｒ｝であり、かつ、半導体スイッチＳＷ１を短時間オン制御したときの測定値Ｉ１＝Ｅ／（ＲＬ１＋Ｒｇ１１）＝（１／２）Ｅ／Ｒ ＞ 理論値｛（１／３）Ｅ／Ｒ｝であれば、接点出力回路２０ａの（−）極側の出力回線Ｌ１２と電源の＋Ｅとの混触ありと判定する。

図１２は、出力回線Ｌ１２が電源の−Ｅに混触している場合を示している。半導体スイッチＳＷ１をオフ制御したときの測定値Ｉ１＝０であり、かつ半導体スイッチＳＷ１を短時間オン制御したときの測定値Ｉ１＝０であれば、接点出力回路２０ａの（−）極側の出力回線Ｌ１２と電源の−Ｅとの混触ありと判定する。

図２から図１２における混触有無判定の真理値表を図１３に示す。図１３でＩ１Ｍ、Ｉ２ＭはＩ１、Ｉ２の測定値を表し、Ｉ１Ｎ、Ｉ２Ｎは回線正常時のＩ１、Ｉ２の理論値を表し、Ｉ１Ｍ／Ｉ１Ｎ、Ｉ２Ｍ／Ｉ２Ｎは測定値と理論値の比の値を表している。

図１３に示すように、図２から図１２の各ケースの真理値は互いに相違しているので、混触の有無と共に混触箇所を特定することができる。また、３回路以上でも同様の真理値表を作成して対比することにより、混触の有無および混触箇所を検出することができる。

このように、出力回線の混触の有無や混触箇所を判定することができるので、回路の焼損を防止したり、異常個所の復旧作業を効率的に進めることができる。また、抵抗器Ｒｇ１１、Ｒｇ１２、Ｒｇ２１、Ｒｇ２２により検査時の電流を制限すると共に、検査のために半導体スイッチＳＷ１、ＳＷ２をオン制御する時間を、短時間のみとすることで、混触ありの場合でも回路の焼損を抑止することができる。オン時間は電流を適切に測定可能な時間以上であれば、短いほど好ましいが、任意の時間に設定されてもかまわない。

また、負荷ＲＬ１、ＲＬ２が極性を有する負荷の場合には、出力リレーＲＹ１、ＲＹ２の復旧接点構成時に出力用電源Ｅが負荷ＲＬ１、ＲＬ２に対して逆極性で接続されるので、検査時に負荷ＲＬ１、ＲＬ２を動作させることなく、混触の検査を行うことができる。このような負荷には、たとえば、フォトモスリレーなどの半導体、有極リレーがある。このほか、負荷は動作接点（Ｎ接点）を閉成するための動作電流値が断線検査電流値より大きい特性の無極リレーでもよい。なお、負荷を無極性の負荷にする場合は、復旧接点構成時に負荷に流れる電流がその動作電流値以下になるように、たとえば、抵抗器Ｒｇの値を大きく設定するとよい。

以上、本発明の実施の形態を図面によって説明してきたが、具体的な構成は実施の形態に示したものに限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

半導体スイッチＳＷ１と電流センサＣＳ１の配置は実施の形態で例示したものに限定されない。電流センサＣＳ１は、出力リレーＲＹ１の復旧接点構成時に接点出力回路２０ａ内で電流の流れる箇所であれば任意の箇所に配置してもよい。半導体スイッチＳＷ１についても同様である。具体的には（＋）出力端子２３ａと出力リレーＲＹ１の第１極Ｐ１１の共通接点Ｃ１１との間、出力リレーＲＹ１の第１極Ｐ１１の復旧接点Ｒ１１と抵抗器Ｒｇ１１との間、抵抗器Ｒｇ１１と（−）電源接続端子２２ａとの間、（＋）電源接続端子２１ａと抵抗器Ｒｇ１２との間、抵抗器Ｒｇ１２と出力リレーＲＹ１の第２極Ｐ１２の復旧接点Ｒ１２との間、出力リレーＲＹ１の第２極Ｐ１２の共通接点Ｃ１２と（−）出力端子２４ａとの間のいずれの箇所に介挿されてもよく、上記いずれかの同一箇所に電流センサＣＳ１と半導体スイッチＳＷ１とを直列接続して配置してもよい。接点出力回路２０ｂにおける半導体スイッチＳＷ２、電流センサＣＳ２についても同様である。

また、実施の形態では計算の便宜上、負荷および各抵抗器の抵抗値とを同一値にしたが、各抵抗器の値は負荷を保護できるように電流制限できれば、任意に設定してもかまわない。

このほか、実施の形態では出力リレーＲＹ１、ＲＹ２が復旧接点を構成したときに、出力用電源Ｅが動作接点構成時と逆極性で接続されるようにし、この出力用電源Ｅを検査用電源に兼用して混触検査のための電圧を印加するようにしたが、別途の検査用電源を設け、出力リレーＲＹ１、ＲＹ２の動作接点構成時には出力用電源Ｅが出力回線に接続され、復旧接点構成時には検査用電源が出力回線に接続されるように構成されてもよい。検査用電源を別途設ける場合であって負荷が無極性の場合には、混触検査時の電流値が負荷の動作電流値以下になるように検査用電源の出力電圧を設定すればよい。

また、負荷が無極性の場合には、検査時に出力用電源Ｅを逆極性に接続しなくてもよい。検査用電源を別途設ける場合も同様である。

本発明の実施の形態に係る接点出力装置の構成を示す回路図である。 出力リレーＲＹ１、ＲＹ２が復旧接点を構成し、すべての出力回線Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ２１、Ｌ２２が正常な場合の出力回路を示す説明図である。 出力リレーＲＹ１、ＲＹ２が復旧接点を構成し、出力回線がＬ１１とＬ１２の間で混触している場合の出力回路を示す説明図である。 出力リレーＲＹ１、ＲＹ２が復旧接点を構成し、出力回線がＬ１１とＬ２１の間で混触している場合の出力回路を示す説明図である。 出力リレーＲＹ１、ＲＹ２が復旧接点を構成し、出力回線がＬ１１とＬ２２の間で混触している場合の出力回路を示す説明図である。 出力リレーＲＹ１、ＲＹ２が復旧接点を構成し、出力回線がＬ１２とＬ２１の間で混触している場合の出力回路を示す説明図である。 出力リレーＲＹ１、ＲＹ２が復旧接点を構成し、出力回線がＬ１２とＬ２２の間で混触している場合の出力回路を示す説明図である。 出力リレーＲＹ１、ＲＹ２が復旧接点を構成し、出力回線がＬ２１とＬ２２の間で混触している場合の出力回路を示す説明図である。 出力リレーＲＹ１が復旧接点を構成し、出力回線がＬ１１と電源（＋）Ｅとが混触している場合の出力回路を示す説明図である。 出力リレーＲＹ１が復旧接点を構成し、出力回線がＬ１１と電源（−）Ｅとが混触している場合の出力回路を示す説明図である。 出力リレーＲＹ１が復旧接点を構成し、出力回線がＬ１２と電源（＋）Ｅとが混触している場合の出力回路を示す説明図である。 出力リレーＲＹ１が復旧接点を構成し、出力回線がＬ１２と電源（−）Ｅとが混触している場合の出力回路を示す説明図である。 混触判定のための真理値表を示す説明図である。

符号の説明

１０…接点出力装置
１１…制御部
２０ａ、２０ｂ…接点出力回路
２１ａ、２１ｂ…（＋）電源接続端子
２２ａ、２２ｂ…（−）電源接続端子
２３ａ、２３ｂ…（＋）出力端子
２４ａ、２４ｂ…（−）出力端子
ａ１、ａ２…リレー制御信号
ｂ１…Ｎ接点照査出力
ｂ２…Ｒ接点照査出力
Ｃ１１…出力リレーＲＹ１の第１極Ｐ１１の共通接点
Ｃ１２…出力リレーＲＹ１の第２極Ｐ１２の共通接点
Ｃ１３…出力リレーＲＹ１の第３極Ｐ１３の共通接点
Ｃ２１…出力リレーＲＹ２の第１極Ｐ２１の共通接点
Ｃ２２…出力リレーＲＹ２の第２極Ｐ２２の共通接点
Ｃ２３…出力リレーＲＹ２の第３極Ｐ２３の共通接点
ＣＳ１、ＣＳ２…電流センサ
Ｅ…出力用電源
ｆ…制御情報
ｇ…表示情報
Ｉ１、Ｉ２…電流検知信号
Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ２１、Ｌ２２…出力回線
Ｎ１１…出力リレーＲＹ１の第１極Ｐ１１の動作接点
Ｎ１２…出力リレーＲＹ１の第２極Ｐ１２の動作接点
Ｎ１３…出力リレーＲＹ１の第３極Ｐ１３の動作接点
Ｎ２１…出力リレーＲＹ２の第１極Ｐ２１の動作接点
Ｎ２２…出力リレーＲＹ２の第２極Ｐ２２の動作接点
Ｎ２３…出力リレーＲＹ２の第３極Ｐ２３の動作接点
Ｐ１１…出力リレーＲＹ１の第１極
Ｐ１２…出力リレーＲＹ１の第２極
Ｐ１３…出力リレーＲＹ１の第３極
Ｐ２１…出力リレーＲＹ２の第１極
Ｐ２２…出力リレーＲＹ２の第２極
Ｐ２３…出力リレーＲＹ２の第３極
Ｒ１１…出力リレーＲＹ１の第１極Ｐ１１の復旧接点
Ｒ１２…出力リレーＲＹ１の第２極Ｐ１２の復旧接点
Ｒ１３…出力リレーＲＹ１の第３極Ｐ１３の復旧接点
Ｒ２１…出力リレーＲＹ２の第１極Ｐ２１の復旧接点
Ｒ２２…出力リレーＲＹ２の第２極Ｐ２２の復旧接点
Ｒ２３…出力リレーＲＹ２の第３極Ｐ２３の復旧接点
Ｒｇ１１、１２、２１、２２…抵抗器
ＲＬ１、ＲＬ２…負荷
ＲＹ１、ＲＹ２…出力リレー
ｓ１、ｓ２…照査入力信号
ＳＣ１、ＳＣ２…スイッチ制御信号
ＳＷ１、ＳＷ２…半導体スイッチ

Claims (7)

1. 制御部と、
   前記制御部によってオン／オフ制御される出力リレーと、
   出力端子間に出力回線を通じて外部負荷が接続される接点出力回路と
   を備え、
   前記接点出力回路は、前記出力リレーの第１共通接点が前記出力端子の一方に接続され、前記出力リレーの第２共通接点が前記出力端子の他方に接続され、前記出力リレーの第１動作接点と第２動作接点との間に出力用電源が接続され、前記出力リレーの第１復旧接点と第２復旧接点との間に第１抵抗器と検査用電源と第２抵抗器とがこの順で直列に接続されると共に、前記検査用電源による前記出力回線への通電をオン／オフ制御する半導体スイッチと、少なくとも前記出力リレーの復旧中に前記出力端子間に流れる電流を計測する電流センサとを備え、
   前記制御部は、前記出力リレーをオフ制御中に前記半導体スイッチをオン／オフ制御し、このとき前記電流センサによって計測された電流値から前記出力回線での混触状態を判定する
   ことを特徴とする接点出力装置。
2. 前記出力リレーの第３動作接点が構成されているか第３復旧接点が構成されているかを照査する接点照査回路をさらに備え、
   前記制御部は、前記出力リレーをオフ制御した後、前記出力リレーの第３復旧接点が構成されていることが前記接点照査回路によって確認されたことを条件に、前記半導体スイッチをオン／オフ制御して前記出力回線での混触状態を判定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の接点出力装置。
3. 前記制御部は、前記電流センサによって計測された電流値を前記出力回路で混触が生じた場合の理論電流値および正常時の理論電流値と比較して、前記出力回線での混触状態を判定する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の接点出力装置。
4. 前記制御部は、立ち上げ時にすべての出力リレーをオフ制御した後、前記混触の有無を判定し、混触なしと判定したときは上位装置からの制御情報に基づいて前記出力リレーをオン／オフ制御し、混触ありと判定したときは前記出力リレーをオフ制御状態に維持すると共に混触ありを示す表示情報を前記上位装置に通知する
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の接点出力装置。
5. 前記制御部は、立ち上げ後は、前記出力リレーを上位装置からの制御情報に基づいてオフ制御している期間に前記半導体スイッチをオン／オフ制御して前記出力回線での混触状態を判定する
   ことを特徴とする請求項４に記載の接点出力装置。
6. 前記検査用電源は、前記外部負荷に対して前記出力用電源と逆極性になるように接続される
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の接点出力装置。
7. 同一の電源を前記出力用電源と前記検査用電源に兼用する
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載の接点出力装置。

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