JPH03276530A

JPH03276530A - リレー装置

Info

Publication number: JPH03276530A
Application number: JP2077444A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Fuchi; 渕　辰夫
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-03-27
Filing date: 1990-03-27
Publication date: 1991-12-06
Also published as: KR940006001B1; US5134375A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、リレー装置に関し、特に、電子計測器や半導
体試験装置（以下、テスターと称する。）に適用して好
適なリレー装置に関する。

（従来の技術）近年、機械的な接点を持ったリレーに代えて、信頼性や
耐久性、応答速度等において優れた半導体スイッチが用
いられつつある。しかし、リレーは、オン抵抗が小さく
浮遊容量（接点間及び接点対駆動コイル間キャパシタン
ス）が小さいという優れた特徴がある。このため、テス
ター等の計測部にはリレーの使用が欠かせない。

しかしながら、リレーは機械的な動作を行なう接点部を
有する。このため、リレーは、半導体スイッチ等の他の
部品に比べ、故障や動作不良の可能性が大きい。このよ
うな故障や故障直前の不安定な動作等により、テスター
の稼動率低下や信頼性低下が生じる。

リレーの動作確認は不可欠のものである。従来のリレー
装置では、第５図に示すように結線して動作の確認を行
なっていた。第５図に示すように、リレー本体１６は、
リレーコイル４と、このリレーコイル４に通電すること
により電磁気的に開閉駆動されるリレー接点１８とから
構成される。

リレーコイル４は、リレー駆動用電源１７とリレードラ
イバ２１とによって通電のオン／オフ制御が行われる。

そして、リレー接点１８には、接点オン／オフ検出用電
源１９と、接点オン／オフ検出用電圧計２０とが接続さ
れている。これにより、リレー接点１８が閉じた場合に
は、接点オン／オフ検出用電源１９からリレー接点１８
を通じて接点オン／オフ検出用電圧計２０に通電される
。

リレー装置単体試験の場合は、第５図のように、リレー
ドライバ２１からリレーコイル４に通電し、接点オン／
オフ検出用電圧計２０の動作を確認すれば、リレー本体
１６の正常／異常の判定ができる。

半導体や機器類の測定を行なうテスターの信頼性確保の
ためには、上述したようなリレーの動作確認が欠かせな
い。しかしながら、装置に既に組み込まれてしまったリ
レーの動作確認は、現状では以下の方法で行われる。

（１）　テスターより対象とするリレーを個別に取り出
し、故障していないかを、第５図のようにして確認する
。

（２）　テスターから対象とするリレーが実装されたボ
ードを個々に取り出し、各ボードを、特別に準備された
ボードチエッカ−で動作確認する。

（３）　テスター自身のＤＣ計測部の機能を利用して、
リレーのチエツクプログラムを専用に作り、リレー接点
に電流を流し、リレーのオン／オフを確認する。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、−台のテスターには一般に数百側のリレ
ーが実装されている。このため、上述の（１）、（２）
の方法では、作業能率が悪く、膨大な時間を必要とし、
さらにはリレーの動作確認中はテスターを稼動できない
という問題がある。

また、上記（３）の方法ではリレーやボードを取り出す
必要がないので、作業能率は優れている。

しかしながら、テスター自身がリレー確認動作のために
リレーを使用するという矛盾を抱えており、このため信
頼性に欠けるきらいがある。また、リレーの動作確認は
、リレー接点に電流を流してオン／オフを確認すること
により行っている。このためには、装置の稼動を停止さ
せる必要がある。

これにより、設備の稼動効率が低下する。さらに、リレ
ーは、一般に寿命となる過程で、動作不安定の期間があ
り、偶発的に動作したり動作しなかったりすることもあ
る。つまり、数回に１回の割合で動作不良になるケース
も珍しくない。このため、確認期間中は問題なくても、
実際の稼動中に動作不良を引き起こすことも十分に考え
られる。つまり、検査しても、異常を正確に捕えること
ができないことも少なくない。

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的は、
検査対象とするリレーを動作させた時に、そのリレーの
リレー接点の機械的動作状況を外部から確認可能とした
リレー装置を提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明の第１のリレー装置は、基板に取り付けられたリ
レー素子であって、閉信号によって閉成して互いに電気
的に導通すると共に開信号によって開放して接点ギャッ
プを形成する一対の接点を有する、リレー素子と、前記
接点ギャップに向けて光を射出する発光手段と、前記発
光手段からの光を受光するための受光手段であって、前
記一対の接点の開成時には前記光を受光せず、開放時に
は前記接点ギャップを透過する前記光を受光する、受光
手段と、を有するものとして構成される。

本発明の第２のリレー装置は、前記第１のリレー装置に
おいて、前記受光手段の出力と前記開信号及び閉信号と
の相互関係から前記リレー素子が適正に動作するか否か
を判断する判断手段をさらに有するものとして構成され
る。

本発明の第３のリレー装置は、前記第１又は第２のリレ
ー装置において、前記リレー素子は、リレータイプのも
のであり、前記一対の接点を有するリードスイッチと、
外部からそのリードスイッチに磁界を加えて前記一対の
接点を閉成、開放するリレーコイルと、を有するものと
して構成される。

（作　用）リレー素子の一対の接点の開、閉状態は、そのリレー素
子が基板に取り付けられた状態のままで検出される。即
ち、接点の開放時には発光手段からの光が受光手段に達
するが、閉成時には達しない。さらに、これによる受光
手段の出力と接点間、閉のための信号との関係から、判
断手段によりリレー素子が適正に動作するか否かが判断
される。

上記リレー素子としてはリードタイプのリレーを用いる
こともできる。

（実施例）以下、図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例の回路図である。第１図に示
すように、リレー本体１６は、基板に各種の素子が取り
付けられた１つのユニットを示し、リードスイッチ（リ
レー素子）３と、これを電磁気的に駆動するリレーコイ
ル４とを有する。さらに、リレー本体１６内には、リー
ドスイッチ３の接点ギャップ２２に向けて光を射出する
ＬＥＤ２と、その接点ギャップ２２を通過してくるＬＥ
Ｄ２からの光を集光レンズ５を通じて受光する受光セン
サ用ホトトランジスタ６とを備えている。ＬＥＤ２には
、ＬＥＤ用電源１から電源が供給され、常時点灯状態に
維持されている。リレーコイル４には、リレー駆動用電
源１７とリレー駆動用ドライバートランジスタ７とが接
続されている。これにより、トランジスタ７を制御信号
ＣＲによりオンすれば、リレー駆動用電源１７からリレ
ーコイル４に電流が流れる。これにより、リードスイッ
チ３はリレーコイル４からの電磁気的な力により動作す
る。受光センサ用ホトトランジスタ６には、ホトトラン
ジスタ負荷用電源８が抵抗８Ａを介して接続されている
。これにより、ＬＥＤ２からの光が接点ギャップ２２、
集光レンズ５を通じてホトトランジスタ６に入射すると
、そのトランジスタ６はオンする。これにより、エクス
クルシブオア回路９の１入力端がＬレベルとなる。一方
、ＬＥＤ２からの光が受光センサ用ホトトランジスタ６
に入射するのが遮断されると、そのトランジスタ６はオ
フする。これにより、エクスクルシブオア回路９の１入
力端がＨレベルとなる。エクスクルシブオア回路９の他
の入力端には、制御信号ＣＲが入力されている。このた
め、エクスクルシブオア回路９は、制御信号ＣＲの出力
とホトトランジスタ６の出力とが不一致の時に、Ｈレベ
ルを出力する。つまり、制御信号ＣＲがＬレベルで受光
センサ用ホトトランジスタ６の出力がＨレベルのとき、
または制御信号ＣＲがＨレベルでホトトランジスタ６の
出力がＬ１ノベルの時に、エクスクルシブオア回路９は
、それぞれＨレベルを出力する。

制御信号ＣＲは、インバータ回路１２を通じてモノステ
ーブル回路１０に人力される。このモノステーブル回路
１０は、インバータ回路１２の出力の立ち上がり、つま
り制御信号ＣＲの立ち下がりから一定時間、例えば１ｍ
ｓ間、Ｌ１ノベル出力を行なう。一方、制御信号ＣＲは
、モノステーブル回路１１にも入力されている。このモ
ノステーブル回路１１は、制御信号ＣＲの立ち上がりか
ら一定時間、例えば１ｍ、ｓ間、Ｌレベル出力を行なう
。

これらのモノステーブル回路１０，１１の出力はそれぞ
れアンド回路１３に入力される。このアンド回路１３は
、制御信号ＣＲの立ち上がりからの一定時間（ｌｒｎｓ
）と立ち下がりからの一定時間（１ｍｓ）にそれぞれＬ
レベルを出力し、アンド回路１４に入力する。制御信号
ＣＲの立ち上がり時と立ち下がり時に、アンド回路１３
からは、それぞれ一定時間（１ｍｓ）Ｌレベル信号が出
力される。このＬレベル信号は、リレー本体１６のリー
ドスイッチ３がオン／オフする場合の動作応答時間とチ
ャタリングが収束するまでの時間とに対応する。アンド
回路１４の他の入力端には、エクスクルシブオア回路９
の出力端が接続されている。

これにより、アンド回路１４は、エクスクルシブオア回
路９とアンド回路１３のＨレベルのアンド条件により、
ＳＲフリップフロップ回路１５のＳ入力をＨレベルとし
て、ＳＲフリップフロップ回路１５をセットする。ＳＲ
フリップフロップ回路１５のＱ出力は、テスター側ＣＰ
Ｕに加えられる。

このＣＰＵにおいてリレー本体１６の動作状態の良否が
判定される。一方、ＳＲフリップフロップ回路１５のＲ
入力端には、テスター側ＣＰＵからのＲＥＳＥＴ信号が
加えられる。これにより、フリップフロップ回路１５は
リセットされる。

次に第１図の装置の動作を、第２〜４図を参照して説明
する。第２図及び第３図は、リレー本体１６の動作状態
を説明するものであり、第４図は動作の詳細を示すタイ
ミングチャートである。

制御信号ＣＲがＬレベルの場合、リレー本体１６が正常
であれば、以下のように動作する。即ち、ドライバート
ランジスタ７はオフとなる。これにより、リレーコイル
４には電流は流れず、リードスイッチ３はオフの状態に
ある。この時、リードスイッチ３の接点ギャップ２２は
開いている。

第２図は、この状態を示す。従って、ＬＥＤ２からの光
は、接点ギャップ２２及び集光レンズ５を通じてホトト
ランジスタ６に入射する。これにより、ホトトランジス
タ６はオンとなる。

これに対して、制御信号ＣＲがＨレベルの場合、リレー
本体１６が正常であれば、以下のように動作する。即ち
、ドライバートランジスタ７がオンし、リレーコイル４
にリレー駆動用電源１７から電流が流れ、リードスイッ
チ３がオンする。その結果、リードスイッチ３の接点ギ
ャップ２２は閉じて、′ｌＨ３図のような状態になる。

この場合、ＬＥＤ２からの光は、接点ギャップ２２で遮
断され、ホトトランジスタ６に到達しない。従って、ホ
トトランジスタ６はオフ状態となる。

リレー本体１６の動作確認に当たっては、先ず、テスタ
ー＃ＣＰＵから、時間ｔ１〜ｔ２の間に、ＲＥＳＥＴ信
号を出力して、ＳＲフリップフロップ回路１５をリセッ
トし、初期化する。一方、制御信号ＣＲは、第５図（Ａ
）に示すように、ｔ３までの間はＬレベル、ｔ３〜ｔ６
までの間はＨレベル、ｔ６〜ｔ９の間はＬレベル、ｔ９
〜ｔ１２の間はＨレベル、ｔ１２〜ｔ１４までの間はＬ
レベル、ｔ１４以降はＨレベルとなるような信号として
入力されるものとする。

さて、ｔ３時点で制御信号ＣＲがＬレベルからＨレベル
に変化すると、ドライバートランジスタ７がオンし、リ
レーコイル４に電源１７から駆動電流が流れる。一方、
制御信号ＣＲはモノステーブル回路１１にも入力される
。この回路１１からは、ｔ３〜ｔ５の間、時間ＴｔのＬ
レベル信号が出力される。この時間Ｔｔは、リレー本体
１６の動作応答時間ならびにチャタリング収束時間に対
応する。このＬレベルの信号は、アンド回路１３に入力
される。アンド回路１３は、アンド回路１４に一定時間
Ｔｔ、Ｌレベル信号〔第４図（Ｄ）〕を加える。リード
スイッチ３は、ｔ３〜ｔ５間のｔ４でオン動作して、接
点ギャップ２２を閉じる。その結果、ホトトランジスタ
６がオフし、Ｈレベルの信号をエクスクル−シブオア回
路９に加える。制御信号ＣＲのＨレベルと、ホトトラン
ジスタ６からのＨレベル信号を受けて、エクスクル−シ
ブオア回路９の出力はＬレベルとなる。

これにより、アンド回路１４の出力は、Ｌレベルとなる
〔第４図（Ｆ）〕。従って、ＳＲフリップフロップ回路
１５は、リセット状態に置がれる〔同図（Ｇ）〕。

次に、ｔ６時点で、制御信号ＣＲがＬレベルとなると、
ドライバートランジスタ７がオフし、リレーコイル４に
電源１７から供給されていた駆動電流が遮断される。一
方、制御信号ＣＲはインバータ回路１２にも加えられて
いる。このインバータ回路１２に接続されたモノステー
ブル回路１゜からは、ｔ６〜ｔ８の間、時間ＴｔのＬ　
＋／ベル信号が出力される。この時間Ｔｔは、リレー本
体１６の動作応答時間ならびにチャタリング収束時間に
対応する。このＬレベル信号は、アンド回路１３に入力
される。アンド回路１３は、アンド回路１４に一定時間
ｒｔＳｔレベルとなる信号〔第４図（Ｄ）〕を加える。

リードスイッチ３はｔ６〜ｔ８の間のｔ７の時点でオフ
動作して、接点ギャップ２２を開く。その結果、ホトト
ランジスタ６がオンしてその出力はＬレベルとなる。制
御信号ＣＲのＬレベルと、受光センサ用ホトトランジス
タ６からのＬレベル信号とを受けて、エクスクル−シブ
オア回路９の出力はＬレベルとなる。これにより、アン
ド回路１４の出力はＬレベルを維持する。従って、ＳＲ
フリップフロップ回路１５もリセット状態を維持する。

次の、ｔ９時点で、制御信号ＣＲがＥレベルとなると、
トランジスタ７がオンして、リレーコイル４に駆動電流
が流れる。一方、制御信号ＣＲが入力されるモノステー
ブル回路１１からは、ｔ９〜ｔ１１の間の一定時間Ｔｔ
だけ、Ｌレベルとなる信号が出力され、アンド回路１３
に加えられる。

このアンド回路１３は、アンド回路１４に、一定時間Ｔ
ｔの間、Ｌレベル信号を出力する。リードスイッチ３は
、ｔｌｏの時点でオン動作して、接点ギャップ２２を閉
じる。その結果、ホトトランジスタ６がオフし、その出
力はＨレベルとなる。

このホトトランジスタ６からの出力信号と制御信号ＣＲ
とを受けて、エクスクルシブオア回路９の出力はＬレベ
ルとなる。これにより、アンド回路１４の出力はＬレベ
ルを維持し、ＳＲフリップフロップ回路１５はリセット
状態に置かれる。

次に、ｔ１２の時点で、制御信号ＣＲがＬレベルとなる
と、トランジスタ７がオフして、リレーコイル４に供給
されていた駆動電流が遮断される。

一方、制御信号ＣＲがインバータ回路１２を介して入力
されるモノステーブル回路１０からは、ｔ１２〜ｔ１３
の間の一定時間Ｔｔだけ、Ｌレベル信号が出力され、ア
ンド回路１３に加えられる。

アンド回路１３は、アンド回路１４に、一定時間Ｔｔの
間、Ｌレベル信号を出力する。

上述のように、リレーコイル４に駆動電流が流れないこ
とから、通常はリードスイッチ３がオフ動作する。しか
しながら、リードスイッチ３が焼き付き等のトラブルで
オフ動作しなかったとする。

この場合は、接点ギャップ２２は開かず、閉じたままと
なる。その結果、ホトトランジスタ６にはＬＥＤ２から
の光が達しない。これにより、トランジスタ６はオフ状
態を続け、その出力はＨレベルのままである。その結果
、制御信号ＣＲはＬレベルに変化したにも拘らず、ホト
トランジスタ６からの出力はＨレベル信号のままである
。このため、エクスクルシブオア回路９からはＨレベル
信号が出力される。従って、アンド回路１３からのＬレ
ベル信号がＨレベルになるｔ１３の時点で、アンド回路
１４の出力はＨレベルとなり、ＳＲフリップフロップ回
路１５のＳ端子をＨレベルとしてこれをセットする。そ
の結果、ＳＲフリップフロップ回路１５のＱ出力からＨ
レベル信号がテスターのＣＰＵに送られ、リレー本体１
６の異常が確認される。

以上のようにして、リレー本体１６の動作不良が確認さ
れると、テスターは再度測定を実施するか、装置を停止
させるかの異常対応動作を実施する。

なお、上記動作説明では、リードスイッチ３がオンのま
まで戻らなくなった場合を例示した。これに対し、リー
ドスイッチ３が、ドライバートランジスタ７の不良やリ
レーフィル４の断線等の何らかの理由でオンしなくなっ
た場合も、制御信号ＣＲとホトトランジスタ６の信号に
不一致が発生するために、ＳＲフリップ７０ツブ回路１
５を通じて異常の判定を行なうことが可能である。

以上のようなリレー本体１６の動作確認は、実際にリレ
ー本体１６を実運用状態に置きながら実施できる。この
ため、装置の稼動率は低下させずにリレーの動作確認が
できるほか、再現性の少ない偶発的な動作不良も発見で
きるという利点がある。

以上の説明では、リレーコイル４への通電のオン、オフ
により、１つの接点（３）がオン、オフする単一接点に
ついて述べたが、２以上の多接点タイプ、即ち、互いに
並列な複数の接点がオン、オフさせられる多接点タイプ
の接点を用いた場合についても、本実施例の適用は可能
である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、リレー素子の動作確認のために基板（
装ｆｆ１）からリレー素子を取り外して単体チエツクし
たり、リレー素子を組み込んだボード等を取り外して特
別な測定治具にかけたりすることなく、設備を稼動しな
がら自動的に且つ確実にリレー素子の良、不良を検出で
き、これによりリレー使用設備を信頼性高く運用するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の回路構成図、第２図、第３
図は第１図の構成におけるリレー本体の動作の説明図、
第４図は第１図の動作を説明するタイミングチャート、
第５図は従来のリレー装置の動作確認のための回路図で
ある。１・・・ＬＥＤ用電源、２・・・ＬＥＤ、３・・・リー
ドスイッチ、４・・・リレーコイル、５・・・集光レン
ズ、６・・・受光センサ用ホトトランジスタ、７・・・
リレー駆動用ドライバートランジスタ、８・・・ホトト
ランジスタ負荷用電源、９・・・エクスクルシブオア回
路、１０．１１・・・モノステーブル回路、１２・・・
インバータ回路、１３．１４・・・アンド回路、１５・
・・ＳＲフリップフロップ回路。

Claims

【特許請求の範囲】１、基板に取り付けられたリレー素子であって、閉信号
によって閉成して互いに電気的に導通すると共に開信号
によって開放して接点ギャップを形成する一対の接点を
有する、リレー素子と、前記接点ギャップに向けて光を
射出する発光手段と、前記発光手段からの光を受光するための受光手段であっ
て、前記一対の接点の閉成時には前記光を受光せず、開
放時には前記接点ギャップを透過する前記光を受光する
、受光手段と、を有することを特徴とするリレー装置。２、前記受光手段の出力と前記開信号及び閉信号との相
互関係から前記リレー素子が適正に動作するか否かを判
断する判断手段をさらに有する、請求項１記載のリレー
装置。３、前記リレー素子は、リレータイプのものであり、前
記一対の接点を有するリードスイッチと、外部からその
リードスイッチに磁界を加えて前記一対の接点を閉成、
開放するリレーコイルと、を有する請求項１又は２に記
載のリレー装置。