(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
定位入力信号Ｎ１が有信号で反位入力信号Ｒ１が無信号であるか、反転して前記定位入力信号Ｎ１が無信号で前記反位入力信号Ｒ１が有信号であるか、又は共に無信号である状態が交代して入力され、有信号である前記定位入力信号Ｎ１又は前記反位入力信号Ｒ１に対しては有信号の定位制御信号Ｎ２又は反位制御信号Ｒ２を出力し、前記定位入力信号Ｎ１又は前記反位入力信号Ｒ１が有信号から無信号になった場合は、定位出力信号Ｎ３又は反位出力信号Ｒ３ではそれぞれ有信号を維持させる信号処理部と、
有信号である前記定位制御信号Ｎ２に対しては有信号である定位出力信号Ｎ３を出力する定位リレー部と、
有信号である前記反位制御信号Ｒ２に対しては有信号である反位出力信号Ｒ３を出力する反位リレー部と、を含む電子リレーであって、
前記信号処理部は、前記定位入力信号Ｎ１が有信号である場合に前記定位出力信号Ｎ３が無信号を出力するか、又は前記反位出力信号Ｒ３が有信号を出力する場合、或いは、前記反位入力信号Ｒ１が有信号である場合に前記反位出力信号Ｒ３が無信号を出力するか、又は定位出力信号Ｎ３が有信号を出力する場合には回路異常と判断して入力信号「無し」と区別する、電子リレー。
【請求項２】
定位入力信号Ｎ１が有信号で反位入力信号Ｒ１が無信号であるか、反転して前記定位入力信号Ｎ１が無信号で前記反位入力信号Ｒ１が有信号であるか、又は共に無信号である状態が交代して入力され、有信号である前記定位入力信号Ｎ１又は前記反位入力信号Ｒ１に対しては有信号の定位制御信号Ｎ２又は反位制御信号Ｒ２を出力し、前記定位入力信号Ｎ１又は前記反位入力信号Ｒ１が有信号から無信号になった場合は、定位出力信号Ｎ３又は反位出力信号Ｒ３ではそれぞれ有信号を維持させる信号処理部と、
有信号である前記定位制御信号Ｎ２に対しては有信号である定位出力信号Ｎ３を出力する定位リレー部と、
有信号である前記反位制御信号Ｒ２に対しては有信号である反位出力信号Ｒ３を出力する反位リレー部と、を含む電子リレーであって、
更に、前記定位リレー部は、有信号である前記定位出力信号Ｎ３を前記信号処理部にフィードバックし、前記反位リレー部は有信号である前記反位出力信号Ｒ３を、前記信号処理部にフィードバックし、
前記信号処理部は、前記定位入力信号Ｎ１が有信号である場合に、前記フィードバックされた定位出力信号Ｎ３が無信号であるか、又は前記フィードバックされた反位出力信号Ｒ３が有信号である場合、或いは、前記反位入力信号Ｒ１が有信号である場合に、前記フィードバックされた反位出力信号Ｒ３が無信号であるか、又は前記フィードバックされた定位出力信号Ｎ３が有信号である場合には回路異常と判断して入力信号「無し」と区別する、電子リレー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として、鉄道信号保安装置に用いられる電子リレーに関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道信号保安装置用のリレーは、フェールセイフの原則に適合させるべく、一般の市販リレーとは異なった工夫がなされている。そのうちの一つに、例えば転てつ制御回路や、運転方向設定回路などに用いられる磁気保持リレーがある。磁気保持リレーは、永久磁石による磁気バイアスを加えた状態で、コイルに流す励磁電流の方向を変えることにより、定位接点構成及び反位接点構成を切り替える一種の有極リレーである。定位接点を構成する場合は、コイルの一端側から励磁電流を流して、可動接極子を定位接点に磁気的に吸着させる。可動接極子は、定位接点に吸着した後は、コイルの励磁を絶っても、永久磁石の吸引力により定位接点に吸着し続けることにより、定位の動作状態、即ち、定位接点出力を維持する。  
【０００３】
反位の動作状態を実現するには、コイルの他端側から励磁電流を供給するように、励磁電流極性を切り替える。これにより、定位接点に吸着していた可動接極子が、初めて定位接点から離れ、反位接点に磁気的に吸着し、反位接点出力を生じる。このような磁気保持リレーは、非特許文献１に記載されている。  
【０００４】
上述した磁気保持リレーにおける定位側の論理Ｎについて、コイル電圧で与えられる定位入力信号Ｎ１が電圧有り（＋Ｖ）の状態を論理値１で表現し、電圧無しを論理値０で表現し、また、定位接点出力Ｎ３については、可動接極子が定位接点と吸着している状態を論理値１、離れている状態を論理値０で表現する。  
【０００５】
反位側の論理Ｒについても、反位接点入力信号Ｎ１が電圧有り（−Ｖ）の状態を論理値１で表現し、電圧無しを論理値０で表現し、また、反位接点出力Ｒ３については、可動接極子が反位接点と吸着している状態を論理値１、離れている状態を論理値０で表現する。  
【０００６】
この場合、定位接点入力信号Ｎ１及び反位接点入力信号Ｒ１と、定位接点出力Ｎ３及び反位接点出力Ｒ３との関係は、次のようになる。（１）（Ｎ１、Ｒ１）＝（０、０）の状態が、（Ｎ１、Ｒ１）＝（１、０）になると、（Ｎ３、Ｒ３）＝（１、０）となる。（２）（Ｎ１、Ｒ１）＝（１、０）の状態が、（Ｎ１、Ｒ１）＝（０、０）になっても、（Ｎ３、Ｒ３）＝（１、０）を維持する。（３）（Ｎ１、Ｒ１）＝（０、０）の状態が、（Ｎ１、Ｒ１）＝（０、１）になると、（Ｎ３、Ｒ３）＝（０、１）となる。（４）（Ｎ１、Ｒ１）＝（０、１）の状態が、（Ｎ１、Ｒ１）＝（０、０）になっても、（Ｎ３、Ｒ３）＝（０、１）を維持する。  
【０００７】
上述した磁気保持リレーは、フェールセイフ性にすぐれ、信頼性も高く、鉄道信号保安装置用リレーとしての実績もある。しかし、永久磁石を用いた磁気回路を構成する必要があること等から、大型になり、鉄道信号保安装置の小型化という時代的要請に充分に応えることができない。  
【０００８】
そこで、磁気保持リレーと同一の機能を、電子回路によって実現する電子リレーが検討されている。これまで検討された電子リレーは、例えば、特許文献１に開示されているように、典型的には、フェールセイフなＣＰＵ（ＦＳ−ＣＰＵ）と、書換可能な不揮発性メモリと、１つの出力リレーとを備える。そして、入力されたリレー制御信号をＦＳ−ＣＰＵによって解読し、リレー制御入力信号が、信号「有り」の状態の場合には、出力リレーを励磁して定位接点出力を生じさせ、信号「無し」の場合に、出力リレーの励磁を解いて、反位接点出力を生じさせる。出力リレーを励磁して定位接点出力を生じさせること、又は、その状態を、出力リレー扛上制御又は動作接点構成といい、出力リレーの励磁を解いて、反位接点出力を生じさせることまたはその状態を、出力リレー落下、又は、復帰接点構成という。  
【０００９】
停電に対する対策としては、不揮発メモリに出力リレーの制御状態を記憶しておき、一旦、電源が切れた後に復電した際、ＦＳ−ＣＰＵによって、電源が切れる直前の制御状態を不揮発メモリから読み出すことにより、停電前の接点出力状態に復帰させる。  
【００１０】
しかし、この電子リレーでは、回路故障によっても、出力リレーの励磁が無くなり（落下）、反位接点出力を生じるので、反位接点出力を生じたことが、リレー制御入力信号「無し」のためなのか、それとも回路故障のためなのかを判断できない。これでは、フェールセイフ性を確保できないし、ＦＳ−ＣＰＵを用いた技術的意義が失われる。  
【００１１】
また、定位接点出力及び反位接点出力が、１個の出力リレーの動作接点構成、及び、復帰接点構成の２つの状態であるため、復電からリレー制御が完了するまでの間は、以前の状態と逆の状態を構成してしまうという問題点がある。具体的に説明しよう。  
【００１２】
例えば、停電直前は、出力リレーの状態が動作接点構成である場合、不揮発メモリはこの動作接点構成を記憶しているが、停電により、出力リレーの状態は、復帰接点構成になる。この状態で復電すると、出力リレーは、まず、復帰接点構成からスタ−トし、次に、不揮発性メモリから記憶状態が読み出され、停電直前における出力リレーの状態である動作接点構成に切り替わり、リレー制御が完了する。つまり、復電からリレー制御が完了するまでの間は、停電直前の動作接点構成とは逆の復帰接点構成になってしまうのである。  
【００１３】
更に、不揮発メモリの複数箇所に接点状態を記憶した場合、それら全てが正しいときにのみ出力リレーを制御することになるため、書き込み途中に停電を生じた場合には、復電時に起動しないなど、稼働率を低下させる結果になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００５−３４９９３３
【非特許文献】
【００１５】
【非特許文献１】鉄道技術者のための電気概論「信号装置・信号リレー」（社）日本鉄道電気技術協会編（Ｐ８６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明の課題は、入力信号「無し」と、回路故障とを明確に識別し得るフェールセイフ性の高い電子リレーを提供することである。  
【００１７】
本発明のもう一つの課題は、復電からリレー制御が完了するまでの間でも、誤った接点出力を生じない電子リレーを提供することである。  
【００１８】
本発明の更にもう一つの課題は、書き込み途中に停電を生じた場合も、確実に起動しえる電子リレーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上述した課題を解決するため、本発明に係る電子リレーは、信号処理部と、定位リレー部と、反位リレー部とを含む。前記信号処理部は、定位入力信号Ｎ１、及び、前記定位入力信号Ｎ１と反転関係にある反位入力信号Ｒ１が供給され、前記定位入力信号Ｎ１に対応する定位制御信号Ｎ２及び前記反位入力信号Ｒ１に対応する反位制御信号Ｒ２を出力する。  
【００２０】
前記定位リレー部は、前記信号処理部から有信号である前記定位制御信号Ｎ２が供給されたとき、有信号である定位出力信号Ｎ３を出力する。前記反位リレー部は、前記信号処理部から有信号である前記反位制御信号Ｒ２が供給されたとき、有信号である反位出力信号Ｒ３を出力する。前記信号処理部は、前記定位入力信号Ｎ１又は前記反位入力信号Ｒ１が無信号から有信号になったとき以外は、前記定位出力信号Ｎ３又は前記反位出力信号Ｒ３の現状を維持すべく、前記定位リレー部、又は、前記反位リレー部を制御する。  
【００２１】
本明細書において、有信号とは、レベルが零ではない有意な値を有する信号又はその状態をいい、論理値１で表現する。また、無信号とは、レベルを零とみなし得る信号又はその状態をいい、論理値０で表現する。  
【００２２】
上述した電子リレーにおいて、まず、定位リレー部、反位リレー部及び回路結線が正常である場合の正常動作について説明する。正常動作は、前述した磁気保持リレーの動作と一致する。まず、説明順序として、定位接点入力信号Ｎ１、反位接点入力信号Ｒ１、定位接点出力Ｎ３及び反位接点出力Ｒ３について、（Ｎ１、Ｒ１）＝（０、０）、（Ｎ３、Ｒ３）＝（０、０）の状態から説明する。  
【００２３】
回路が正常である場合、信号処理部は、論理値１の定位入力信号Ｎ１が供給されると、これに対応する定位制御信号Ｎ２を出力する。定位リレー部は、信号処理部から論理値１の定位制御信号Ｎ２が供給されたとき、論理値１の定位出力信号Ｎ３を出力する。定位入力信号Ｎ１が論理値１となっている場合には、反位入力信号Ｒ１は論理値０になる。この場合は、信号処理部から出力される反位制御信号Ｒ２も論理値０であり、反位リレー部は論理値０の反位出力信号Ｒ３を出力する。即ち、（Ｎ１、Ｒ１）＝（１、０）で、（Ｎ２、Ｒ２）＝（１、０）、更に、（Ｎ３、Ｒ３）＝（１、０）となる。  
【００２４】
信号処理部は、定位入力信号Ｎ１が無信号から有信号になったとき以外は、定位出力信号Ｎ３の現状を維持すべく、定位リレー部を制御するので、一旦、論理値１の定位出力信号Ｎ３を生じた定位リレー部は、仮に、定位入力信号Ｎ１が有信号(論理値１）から無信号（論理値０）になっても、そのままの状態を維持し、論理値１の定位出力信号Ｎ３を出力し続ける。即ち、（Ｎ１、Ｒ１）＝（１、０）の状態が、（Ｎ１、Ｒ１）＝（０、０）になっても、（Ｎ３、Ｒ３）＝（１、０）を維持する。  
【００２５】
信号処理部は、反位入力信号Ｒ１が無信号から有信号になったとき以外は、反位出力信号Ｒ３の現状を維持すべく、反位リレー部を制御するので、一旦、論理値１の反位出力信号Ｒ３を生じた反位リレー部は、そのままの状態を維持し、論理値１の反位出力信号Ｒ３を出力し続ける。論理値０の反位出力信号Ｒ３が論理値１になるのは、信号処理部に供給される反位入力信号Ｒ１が、論理値０から論理値１になり、これに対応して、信号処理部から論理値１の反位制御信号Ｒ２が出力された場合である。即ち、（Ｎ１、Ｒ１）＝（０、０）の状態が、（Ｎ１、Ｒ１）＝（０、１）になったとき、（Ｎ３、Ｒ３）＝（０、１）となる。この反位出力信号Ｒ３は、リレー部における落下接点（Ｒ接点）出力信号に相当する。  
【００２６】
なお、反位入力信号Ｒ１が論理値１となった場合には、定位入力信号Ｎ１は論理値０になる。この場合は、信号処理部から出力される定位制御信号Ｎ２は、論理値０であり、定位リレー部は論理値０の定位出力信号Ｎ３を出力する。  
【００２７】
次に、定位リレー部、反位リレー部及び回路結線に異常を生じた場合の動作について説明する。  
【００２８】
まず、回路に異常が生じたために、反位入力信号Ｒ１が論理値１であるにもかかわらず、反位制御信号Ｒ２が論理値０になった場合、反位出力信号Ｒ３は、正常であれば論理値１になるべきところ、論理値０になる。したがって、論理値１の反位入力信号Ｒ１と、論理値０の反位出力信号Ｒ３の論理から、回路の異常を検知することができる。つまり、従来、反位入力信号Ｒ１が有信号（論理値１）のとき、無信号（論理値０）となっていた反位出力信号Ｒ３を、本発明では有信号（論理値１）として与えることに大きな特徴があり、反位入力信号Ｒ１の存在と、回路故障とを明確に区別できるようにした点に大きな特徴がある。  
【００２９】
次に、定位入力信号Ｎ１が論理値１であるにもかかわらず、定位制御信号Ｎ２が論理値０になった場合、定位出力信号Ｎ３は、正常であれば論理値１になるべきところ、論理値０になる。したがって、論理値１の定位入力信号Ｎ１と、論理値０の定位出力信号Ｎ３の論理から、回路の異常を検知することができる。  
【００３０】
定位入力信号Ｎ１が論理値１である場合において、反位出力信号Ｒ３が論理値１になった場合は、論理値１の定位入力信号Ｎ１と、論理値１の反位出力信号Ｒ３の論理から、回路の異常を検知することができる。  
【００３１】
反位入力信号Ｒ１が論理値１である場合において、定位出力信号Ｎ３が論理値１になった場合は、論理値１の反位入力信号Ｒ１と、論理値１の定位出力信号Ｎ３の論理から、回路の異常を検知することができる。  
【００３２】
上述した異常時の論理判断
を実行するための具体的手段として、定位リレー部の論理値１の定位出力信号Ｎ３を信号処理部にフィードバックすると共に、反位リレー部の論理値１の反位出力信号Ｒ３を信号処理部にフィードバックする構成が有効である。信号処理部では、定位入力信号Ｎ１、反位入力信号Ｒ１、フィードバックされた定位出力信号Ｎ３及び同じくフィードバックされた反位出力信号Ｒ３の論理判断により、回路の異常及び正常を判断することができる。  
【００３３】
また、停電後に、停電時のリレー条件を再現する手段として、信号処理部は、フィードバックされた定位出力信号Ｎ３及び反位出力信号Ｒ３を記憶し、停電後の復電時に、停電時に記憶していた情報に基づいて、定位リレー部又は反位リレー部を制御する構成も有効である。この構成によれば、復電からリレー制御が完了するまでの間でも、誤った接点出力を生じない電子リレーを提供することができる。  
【００３４】
停電対策の別の手段として、信号処理部は、フィードバックされた定位出力信号Ｎ３及びフィードバックされた反位出力信号Ｒ３を、制御開始時と制御完了時とに分けて記憶し、停電後の復電時に、制御開始時と制御完了時の記憶情報に基づいて、定位リレー部又は反位リレー部を制御する構成としてもよい。この構成によれば、書き込み途中に停電を生じた場合も、確実に起動しえる電子リレーを提供することができる。
【発明の効果】
【００３５】
以上述べたように、本発明によれば、次のような効果を得ることができる。（ａ）入力信号「無し」と、回路故障とを明確に識別し得るフェールセイフ性の高い電子リレーを提供することができる。（ｂ）復電からリレー制御が完了するまでの間でも、誤った接点出力を生じない電子リレーを提供することができる。（ｃ）書き込み途中に停電を生じた場合も、誤った接点出力を生じない電子リレーを提供することができる。  
【００３６】
本発明の他の特徴及びそれによる作用効果は、添付図面を参照し、実施例によって更に詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る電子リレーのブロック図である。
【図２】図１に示した電子リレーについて、通常動作時のフローチャートを示す図である。
【図３】図１に示した電子リレーについて、復電時のフローチャートを示す図である。
【図４】図１に示した電子リレーについて、停電時の動作を説明するタイムチャートである。
【図５】図４に示した停電動作をした後、復電する時のタイムチャートを示す図である。
【図６】図１に示した電子リレーについて、別の停電時の動作を説明するタイムチャートである。
【図７】図６に示した停電動作をした後、復電する時のタイムチャートを示す図である。
【図８】本発明に係る電子リレーの別の例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図１は、本発明に係る電子リレーのブロック図である。図１を参照すると、本発明に係る電子リレーは、信号処理部１と、定位リレー部２と、反位リレー部３とを含む。  
【００３９】
信号処理部１は、定位入力信号Ｎ１、及び、この定位入力信号Ｎ１と反転関係にある反位入力信号Ｒ１が供給され、定位入力信号Ｎ１に対応する定位制御信号Ｎ２及び反位入力信号Ｒ１に対応する反位制御信号Ｒ２を出力する。図示の信号処理部１は、演算処理部１１と、定位情報メモリ部１２と、反位情報メモリ部１３とを有する。演算処理部１１は、定位入力信号Ｎ１及び反位入力信号Ｒ１が供給され、定位入力信号Ｎ１に対応する定位制御信号Ｎ２及び反位入力信号Ｒ１に対応する反位制御信号Ｒ２等を生成すると共に、定位情報メモリ部１２及び反位情報メモリ部１３との間で、情報の書き込み、読出しを行う。演算処理部１１は、フェールセイフなＣＰＵ（ＦＳ−ＣＰＵ）によって構成することが好ましい。また、定位情報メモリ部１２及び反位情報メモリ部１３は、不揮発性メモリで構成することができる。  
【００４０】
定位入力信号Ｎ１及び反位入力信号Ｒ１は、転てつ制御回路や、運転方向設定回路などに用いられる磁気保持リレーを、本発明に係る電子リレーによって置換する場合を想定すると、コイル電圧として与えられることになる。この場合には、定位入力信号Ｎ１は、入力端子Ｔ１が（＋極）、入力端子Ｔ２が（−極）となる関係で与えられる。反位入力信号Ｒ１は、これとは逆に、入力端子Ｔ２が（＋極）、入力端子Ｔ１が（−極）となる関係で与えられる。したがって、定位入力信号Ｎ１及び反位入力信号Ｒ１は、入力端子Ｔ１及び入力端子Ｔ２で見た電流方向が、互いに逆になる。  
【００４１】
定位リレー部２は、信号処理部１から論理値１の定位制御信号Ｎ２が供給されたとき、論理値１の定位出力信号Ｎ３を出力する。定位制御信号Ｎ２は、定位入力信号Ｎ１が論理値１の場合、論理値１となる。定位制御信号Ｎ２は、一旦、論理値１となった後は、それ自体が論理値０になっても、反位入力信号Ｒ１が、論理値０から論理値１にならない限り、論理値１を保持する。  
【００４２】
図では、定位リレー部２は、その動作の理解のために、コイルを用いたリレー２１と、その接点２１１、２１２とによって表示してある。接点２１１、２１２は、定位制御信号Ｎ２が論理値１になり、リレー２１のコイルが励磁された場合に動作して接点を閉じる接点である。接点２１１、２１２は、点線で表示されているように、同時に連携して動作する。接点２１１は、出力端子Ｔ３、Ｔ４に接続される。出力端子Ｔ３、Ｔ４からは、定位出力信号Ｎ３が出力される。接点２１２の接点情報は、信号処理部１の演算処理部１１にフィードバックＮｆされる。  
【００４３】
反位リレー部３は、信号処理部１の演算処理部１１から論理値１の反位制御信号Ｒ２が供給されたとき、論理値１の反位出力信号Ｒ３を出力する。反位制御信号Ｒ２は、反位入力信号Ｒ１が論理値１の場合、論理値１となる。反位制御信号Ｒ２は、一旦、論理値１となった後は、それ自体が論理値０になっても、定位入力信号Ｎ１が論理値０から論理値１にならない限り、論理値１を保持する。  
【００４４】
反位リレー部３も、コイルを用いたリレー３１と、その接点３１１、３１２とによって表示してある。接点３１１、３１２は、反位制御信号Ｒ２が論理値１になり、リレー３１のコイルが励磁された場合に動作して閉じる接点である。接点３１１、３１２も、点線で表示されているように、同時に連携して動作する。接点３１１は、出力端子Ｔ５、Ｔ６に接続され、出力端子Ｔ５、Ｔ６から反位出力信号Ｒ３が出力される。接点３１２の接点情報は、信号処理部１の演算処理部１１にフィードバックＲｆされる。  
【００４５】
信号処理部１は、定位入力信号Ｎ１又は反位入力信号Ｒ１が無信号(論理値０）から有信号(論理値１）になったとき以外は、定位出力信号Ｎ３、及び、反位出力信号Ｒ３をの現状を維持すべく、定位リレー部２、及び、反位リレー部３を制御する。  
【００４６】
次に、上述した電子リレーについて、図２のフローチャート及び表１を参照して、動作を説明する。表１は、正常時及び異常時について、制御開始時、制御完了時及び出力の定位論理Ｎ及び反位論理Ｒを示す。  
【００４７】
正常時には、状態１及び状態２が含まれる。状態１では、定位論理Ｎが論理値１になり、反位論理Ｒが論理値０になる。状態２では、定位論理Ｎが論理値０になり、反位論理Ｒが論理値１になる。状態１、２は、磁気保持リレーについて前に述べた（１）〜（４）の論理動作に対応する。  
【００４８】
異常時には、状態１、２とは異なる全ての状態が含まれる。表１は、その一例として、制御開始時において、定位論理Ｎが論理値１、反位論理Ｒが論理値０である場合（状態１）に、制御完了又は出力に誤りを生じたときの状態３、４を示している。  
【００４９】
【表１】
0006055902.tif 000002
【００５０】
＜状態１について＞  まず、定位論理Ｎ及び反位論理Ｒを（Ｎ、Ｒ）で表わすものとし、定位入力信号Ｎ１及び反位入力信号Ｒ１について、（Ｎ１、Ｒ１）＝（０、０）の状態から動作を開始したものとする。この状態で、論理値１の定位入力信号Ｎ１が供給されると、（Ｎ１、Ｒ１）＝（１、０）となる。定位入力信号Ｎ１が論理値１になると、信号処理部１は、それに対応して、論理値１の定位制御信号Ｎ２を生成する。定位制御信号Ｎ２が生成されると、制御開始情報が、定位情報メモリ部１２に書き込まれる。即ち、（Ｎ１、Ｒ１）＝（１、０）で、（Ｎ２、Ｒ２）＝（１、０）となる。  
【００５１】
定位リレー部２は、信号処理部１から論理値１の定位制御信号Ｎ２が供給されたとき、リレー２１のコイルが励磁され、接点２１１が扛上する。接点２１１が扛上したことの情報は、接点２１１と連動する接点２１２の扛上情報として、演算処理部１１にフィードバックＮｆされる。演算処理部１１は、フィードバックＮｆされた接点２１２の扛上情報と、論理値１の定位入力信号Ｎ１によって与えられるべき制御状態が等しいか否かを判定し、その判定が肯定的である場合は、演算処理部１１は、制御完了状態を定位情報メモリ部１２に書き込む。そして、制御完了により、出力端子Ｔ３、Ｔ４から、接点２１１の接点構成に対応する論理値１の定位出力信号Ｎ３が出力される。即ち、（Ｎ１、Ｒ１）＝（１、０）で、（Ｎ２、Ｒ２）＝（１、０）、さらに、（Ｎ３、Ｒ３）＝（１、０）となる。  
【００５２】
従来の典型的な磁気保持リレーの動作を考慮すると、コイル電圧は、論理値１に相当する電圧有りの状態となった後、電圧無しの論理値０の状態になる。即ち、（Ｎ１、Ｒ１）＝（１、０)の状態から、（Ｎ１、Ｒ１）＝（０、０)の状態になる。  
【００５３】
入力状態が、（Ｎ１、Ｒ１）＝（０、０)の状態になった場合でも、信号処理部１は、定位入力信号Ｎ１が無信号(論理値０）から有信号(論理値１）になったとき以外は、定位出力信号Ｎ３の現状を維持すべく、定位リレー部２を制御するので、一旦、論理値１の定位出力信号Ｎ３を生じた定位リレー部２は、仮に、（Ｎ１、Ｒ１）＝（０、０)の状態になっても、論理値１の定位出力信号Ｎ３を出力し続ける。即ち、（Ｎ１、Ｒ１）＝（１、０)の状態から、（Ｎ１、Ｒ１）＝（０、０)の状態になっても、（Ｎ３、Ｒ３）＝（１、０)を維持する。  
【００５４】
定位入力信号Ｎ１が論理値１となっている場合には、上述したように、反位入力信号Ｒ１は論理値０になる。この場合は、信号処理部１から出力される反位制御信号Ｒ２も論理値０であり、反位リレー部３の接点３１１は、落下（論理値０）の状態にある。反位リレー部３は、接点３１１の落下に対応した論理値０の反位出力信号Ｒ３を出力する。接点３１１が落下したことの情報は、接点３１１と連動する接点３１２の落下情報として、演算処理部１１に供給され、更に、反位情報メモリ部１３に記憶される。  
【００５５】
したがって、書き込み事項は、定位情報Ｎに関しては、制御開始時及び制御完了時の定位制御信号Ｎ２及び定位出力信号Ｎ３が論理値１であること、及び、反位情報Ｒに関しては、制御開始時及び制御完了時の反位制御信号Ｒ２及び反位出力信号Ｒ３が論理値０であることである。  
【００５６】
＜状態２について＞  次に、状態２では、反位入力信号Ｒ１が論理値１で、定位入力信号Ｎ１が論理値０になることを除けば、状態１と異なる所はない。即ち、定位入力信号Ｎ１及び反位入力信号Ｒ１について、（Ｎ１、Ｒ１）＝（０、０）の状態から動作を開始したものとし、この状態で、論理値１の反位入力信号Ｒ１が供給されると、（Ｎ１、Ｒ１）＝（０、１）となる。反位入力信号Ｒ１が論理値１になると、信号処理部１は、それに対応して、論理値１の反位制御信号Ｒ２を生成する。反位制御信号Ｒ２が生成されると、制御開始情報が、反位情報メモリ部１３に書き込まれる。  
【００５７】
反位リレー部３は、信号処理部１から論理値１の反位制御信号Ｒ２が供給されたとき、リレー２２のコイルが励磁され、接点３１１が扛上する。接点３１１が扛上したことの情報は、接点３１１と連動する接点３１２の扛上情報として、演算処理部１１にフィードバックＮｆされる。演算処理部１１は、フィードバックＮｆされた接点３１２の扛上情報と、論理値１の反位入力信号Ｒ１によって与えられるべき制
御状態が等しいか否かを判定し、その判定が肯定的である場合は、演算処理部１１は、制御完了状態を反位情報メモリ部１３に書き込む。そして、制御完了により、出力端子Ｔ５、Ｔ６から、接点３１１の接点構成に対応する論理値１の反位出力信号Ｒ３が出力される。  
【００５８】
上述したように、反位動作においても、コイル電圧は、論理値１に相当する電圧有りの状態となった後、電圧無しの論理値０の状態、即ち、（Ｎ１、Ｒ１）＝（０、１)の状態から、（Ｎ１、Ｒ１）＝（０、０)の状態になる。  
【００５９】
入力状態が、（Ｎ１、Ｒ１）＝（０、１)の状態から、（Ｎ１、Ｒ１）＝（０、０)の状態になった場合でも、信号処理部１は、反位入力信号Ｒ１が無信号(論理値０）から有信号(論理値１）になったとき以外は、反位出力信号Ｒ３の現状を維持すべく、反位リレー部３を制御するので、（Ｎ１、Ｒ１）＝（０、０)の状態になっても、一旦、論理値１の反位出力信号Ｒ３を生じた反位リレー部３は、論理値１の反位出力信号Ｒ３を出力し続ける。即ち、（Ｎ１、Ｒ１）＝（０、０)で、（Ｎ３、Ｒ３）＝（０、１)を維持する。  
【００６０】
なお、反位入力信号Ｒ１が論理値１となっている場合には、定位入力信号Ｎ１は論理値０になる。この場合は、信号処理部１から出力される定位制御信号Ｎ２も論理値０であり、定位リレー部２の接点２１１は、論理値０の落下状態にある。定位リレー部２は、接点２１１の落下に対応した論理値０の定位出力信号Ｎ３を出力する。接点２１１が落下したことの情報は、接点２１１と連動する接点２１２の落下情報として、演算処理部１１に供給され、更に、定位情報メモリ部１２に記憶される。  
【００６１】
＜状態３、４について＞  状態３、４は異常状態に該当する。異常状態は、状態１、２で示す以外の状態の全てが該当する。具体的には、定位リレー部２、反位リレー部３又は回路結線の異常などである。表１では、数ある異常形態のうち、状態３は、制御開始時、定位入力信号Ｎ１が論理値１、反位入力信号Ｒ１が論理値０である場合において、制御完了時、及び、出力信号の誤りを示し、状態４は、制御開始時、反位入力信号Ｒ１が論理値１、定位入力信号Ｎ１が論理値０である場合において、反位制御完了時、及び、出力信号の誤りを代表的に示してある。他の異常形態については、当業者であれば、容易に類推できる。  
【００６２】
まず、状態３において、回路に異常が生じたために、制御開始時、定位入力信号Ｎ１が論理値１であるにもかかわらず、定位制御信号Ｎ２及び定位出力信号Ｎ３が論理値０になったとする。定位出力信号Ｎ３が論理値０になっていること、及び、反位出力信号Ｒ３が論理値０になっていることは、接点２１１と連動する接点２１２を用いたフィードバックＮｆ、及び、接点３１１と連動する接点３１２を用いたフィードバックＲｆにより、信号処理部１で知ることができる。  
【００６３】
したがって、信号処理部１において、論理値１の定位入力信号Ｎ１と、論理値０の定位出力信号Ｎ３及び反位出力信号Ｒ３との論理から、回路の異常を検知することができる。  
【００６４】
次に、状態４において、回路に異常が生じたために、制御開始時、反位入力信号Ｒ１が論理値１（有信号）であるにもかかわらず、制御完了時の反位制御信号Ｒ２及び反位出力信号Ｒ３が論理値０（無信号）になったとする。反位出力信号Ｒ３が論理値０になっていること、及び、定位出力信号Ｎ３が論理値０になっていることは、接点３１１と連動する接点３１２を用いたフィードバックＲｆ、及び、接点２１１と連動する接点２１２を用いたフィードバックＮｆにより、信号処理部１で知ることができる。  
【００６５】
したがって、信号処理部１において、論理値１の反位入力信号Ｒ１と、論理値０の反位出力信号Ｒ３及び定位出力信号Ｎ３との論理から、回路の異常を検知することができる。つまり、従来、反位入力信号Ｒ１が有信号（論理値１）のとき、無信号（論理値０）となっていた反位出力信号Ｒ３を、本発明では有信号（論理値１）として与え、反位出力信号Ｒ３が無信号（論理値０）であることを、回路故障に対応させた点に大きな特徴があり、反位入力信号Ｒ１の有信号（論理値１）と、回路故障とを明確に区別できるようにした点に大きな特徴があり、これによって、フェールセーフ性が確保される。  
【００６６】
＜停電後の復電について＞  この種の電子リレーが、転てつ制御回路や、運転方向設定回路などに用いられることからすれば、停電を生じた後、復電した場合でも、停電直前のリレー条件を正確に再現する必要がある。停電後に、停電時のリレー条件を再現する手段として、信号処理部１は、フィードバックＮｆ、Ｒｆされた定位出力信号Ｎ３及び反位出力信号Ｒ３を記憶し、停電後の復電時に、停電時に記憶していた情報に基づいて、定位リレー部２又は反位リレー部３を制御する構成とする。この構成によれば、復電からリレー制御が完了するまでの間でも、誤った接点出力を生じない電子リレーを提供することができる。  
【００６７】
停電から復電に至るプロセスについては、下記の２つのタイプがある。（ａ）制御開始情報及び制御完了情報が、定位情報メモリ部１２又は反位情報メモリ部１３に書き込まれた後に停電した場合の復電動作。（ｂ）制御開始情報が定位情報メモリ部１２又は反位情報メモリ部１３に書き込まれたが、制御完了情報が、定位情報メモリ部１２又は反位情報メモリ部１３に書き込まれる前に停電した場合の復電動作。  
【００６８】
まず、上記（ａ）の停電／復電動作について、図３のフローチャート及び図４、図５のタイムチャートを参照して説明する。図４を参照するに、信号処理部１は、論理値１の定位入力信号Ｎ１が供給（図４（Ａ））されると、論理値１の定位信号Ｎ１に対応する論理値１の定位制御信号Ｎ２を出力（図４（Ｂ））する。定位リレー部２では、信号処理部１から論理値１の定位制御信号Ｎ２が供給されたとき、リレー２１のコイルが励磁され接点２１１が扛上し、制御が完了する。そして、制御完了により、接点２１１の接点構成に対応する論理値１の定位出力信号Ｎ３が出力（図４（Ｄ））される。演算処理部１１は、定位制御開始情報Ｎｍ１を定位情報メモリ部１２に書き込む（図４（Ｃ））。  
【００６９】
接点２１１が扛上したことの情報は、接点２１１と連動する接点２１２の扛上情報として、演算処理部１１にフィードバックＮｆされる。演算処理部１１は、フィードバックＮｆされた接点２１２の扛上情報、即ち、定位制御完了情報Ｎｍ２を定位情報メモリ部１２に書き込む（図４（Ｅ））。以上の動作は、既に説明した状態１の動作と、実質的に同じである。  
【００７０】
上述した定位制御状態にある場合において、ｔ１１時に停電を生じ、その後、ある時間を経過したｔ１２時に停電から復帰（復電）したものとする。このときの動作は、図３及び図５を参照して説明される。復電時ｔ１２には、信号処理部１により、まず、定位情報メモリ部１２から、書き込まれている定位制御開始情報Ｎｍ１及び定位制御完了情報Ｎｍ２を読出し、定位制御開始情報Ｎｍ１と定位制御完了情報Ｎｍ２とが、等しいか否かを判定する。図４に示す例では、停電を生じたｔ１１時には、定位制御開始情報Ｎｍ１及び定位制御完了情報Ｎｍ２は論理値１であり、これが定位情報メモリ部１２に書き込まれていたので、復電時ｔ１２に定位情報メモリ部１２から読み出された定位制御開始情報Ｎｍ１及び定位制御完了情報Ｎｍ２は、共に論理値１（図５（Ｃ）、（Ｅ））であり、互いに一致する。  
【００７１】
定位制御開始情報Ｎｍ１及び定位制御完了情報Ｎｍ２が互いに一致する場合には、信号処理部１は、論理値１の定位制御信号Ｎ２を出力（図５（Ｂ））を生じる。定位リレー部２には、信号処理部１から論理値１の定位制御信号Ｎ２が供給され、リレー２１のコイルが励磁され、接点２１１が扛上し、制御が完了する。そして、制御完了により、接点２１１の接点構成に対応する論理値１の定位出力信号Ｎ３が出力（図５（Ｄ））される。この後は、（１）〜（４）の論理動作に移行する。  
【００７２】
以上の動作により、停電を生じた後、復電した場合でも、停電直前のリレー条件を正確に再現することができる。この動作は、転てつ制御回路や、運転方向設定回路などに用いる電子リレーとしては、極めて有用なものである。  
【００７３】
復電時ｔ１２に定位情報メモリ部１２から読み出された定位制御開始情報Ｎｍ１及び定位制御完了情報Ｎｍ２が互いに一致しない場合は、定位情報メモリ部１２に回路故障又は破損などの問題を生じている可能性がある。  
【００７４】
反位制御動作の場合は、フィードバックＮｆされた定位出力信号Ｎ３及びフィードバックＲｆされた反位出力信号Ｒ３を、制御開始時と制御完了時とに分けて、定位情報メモリ部１２及び反位情報メモリ部１３に記憶し、停電後の復電時に、定位情報メモリ部１２及び反位情報メモリ部１３から読み出された制御開始時と制御完了時の記憶情報に基づいて、定位リレー部２又は反位リレー部３を制御する。この構成によれば、書き込み途中に停電を生じた場合も、停電直前のリレー条件を正確に再現することができる。  
【００７５】
次に、上記（b）の停電／復電動作について、図６及び図７を参照して説明する。まず、図６を参照するに、信号処理部１は、論理値１の定位入力信号Ｎ１が供給（図６（Ａ））されると、論理値１の定位信号Ｎ１に対応する論理値１の定位制御信号Ｎ２を生成（図６（Ｂ））する。論理値１の定位制御信号Ｎ２が生成されたとき、信号処理部１から、定位情報メモリ部１２に、論理値１の定位制御開始情報Ｎｍ１が書き込まれる（図６（Ｃ））。  
【００７６】
通常であれば、この後、信号処理部１から、定位リレー部２に対して、論理値１の定位制御信号Ｎ２が供給され、接点リレー２１のコイルが励磁され、接点２１１が扛上し、フィードバックＮｆされた接点２１２の扛上情報、即ち、定位制御完了情報Ｎｍ２を定位情報メモリ部１２に書き込むことになるところ、定位制御完了情報Ｎｍ２を定位情報メモリ部１２に書き込む前のｔ２１時に、停電を生じたものとする。  
【００７７】
この場合は、リレー２１は、その接点２１１が扛上する前に無励磁となるので、接点２１１の出力である定位出力信号Ｎ３は論理値０（図６（Ｄ））であり、定位制御完了情報Ｎｍ２も論理値０（図６（Ｅ））となる。  
【００７８】
ｔ２１時に停電を生じた後、ある時間を経過したｔ２２時に停電から復帰（復電）したものとする。このときの動作は、図３及び図７を参照して説明される。復電時ｔ２２には、信号処理部１により、まず、定位情報メモリ部１２から、書き込まれている定位制御開始情報Ｎｍ１及び定位制御完了情報Ｎｍ２を読出し、定位制御開始情報Ｎｍ１と定位制御完了情報Ｎｍ２とが、等しいか否かを判定する。図６に示す例では、停電を生じたｔ２１時には、定位制御開始情報Ｎｍ１は論理値１、定位制御完了情報Ｎｍ２は論理値０であり、これが定位情報メモリ部１２に書き込まれていたので、復電時ｔ２２に定位情報メモリ部１２から読み出された定位制御開始情報Ｎｍ１は論理値１、定位制御完了情報Ｎｍ２は論理値０であり、一致しない。  
【００７９】
復電時ｔ２２に定位情報メモリ部１２から読み出された定位制御開始情報Ｎｍ１及び定位制御完了情報Ｎｍ２が互いに一致しない場合は、（１）〜（４）の論理動作に移行する（図３）。例えば、状態１の場合を想定した場合は、信号処理部１は、論理値１の定位入力信号Ｎ１が供給（図７（Ａ））されると、論理値１の定位入力信号Ｎ１に対応する論理値１の定位制御信号Ｎ２を生成（図７（Ｂ））する。演算処理部１１は、論理値１の定位制御信号Ｎ２が生じたとき、定位制御開始情報Ｎｍ１を定位情報メモリ部１２に書き込む（図４（Ｃ））。  
【００８０】
論理値１の定位制御信号Ｎ２は、定位リレー部２に供給され、リレー２１の接点２１１が扛上する。接点２１１が扛上したことの情報は、接点２１１と連動する接点２１２の扛上情報として、演算処理部１１にフィードバックＮｆされる。演算処理部１１は、フィードバックＮｆされた接点２１２の扛上情報、即ち、定位制御完了情報Ｎｍ２を定位情報
メモリ部１２に書き込む（図４（Ｅ））。  
【００８１】
＜他の実施例＞  以上の説明では、定位リレー部２及び反位リレー部３は、共に、励磁コイルを有するリレー２１、３１によって構成してある。これは、単に、理解を容易化するための表示である。定位リレー部２及び反位リレー部３は、半導体素子を含む回路方式であってもよい。その一例を、図８に示す。図８において、図１に現れた構成部分と対応する部分については、同一の参照符号を付してある。図示された電子リレーにおいて、定位リレー部２は、励磁コイルを有するリレー２１、その動作接点２１１、インターフェース部２２、フォトカプラ２３、２４などを有している。  
【００８２】
インターフェース部２２は、入力側が、データバスを経由して、信号処理部１と接続されており、その出力側には、フォトカプラ２３、２４が接続されている。フォトカプラ２３は定位制御信号Ｎ２を伝送するものであり、フォトカプラ２４は、フィードバック信号Ｎｆを伝送するためのものである。フォトカプラ２３を構成するフォトダイオードに論理値１（有信号）の定位制御信号Ｎ２が供給されると、フォトカプラ２３を構成するフォトトランジスタが導通し、リレー２１のコイルが励磁され、その動作接点２１１が扛上する。リレー２１のコイルが励磁されると、コイル電圧がフォトカプラ２４に供給され、そのフォトダイオードが発光し、フォトトランジスタが導通する。これにより、リレー２１が励磁されたこと、及び、その動作接点２１１が扛上したことが、インターフェース部２２にフィードバックＮｆされる。この情報は、データバスによって、信号処理部１に供給される。  
【００８３】
反位リレー部３も、定位側と同様であって、励磁コイルを有するリレー３１、その動作接点３１１、インターフェース部３２、フォトカプラ３３、３４などを有している。  
【００８４】
インターフェース部３２は、入力側が、データバスを経由して、信号処理部１と接続されており、その出力側には、フォトカプラ３３、３４が接続されている。フォトカプラ３３は反位制御信号Ｒ２を伝送するものであり、フォトカプラ３４は、フィードバック信号Ｒｆを伝送するためのものである。フォトカプラ３３を構成するフォトダイオードに論理値１（有信号）の反位制御信号Ｒ２が供給されると、フォトカプラ３３を構成するフォトトランジスタが導通し、リレー３１のコイルが励磁され、その動作接点３１１が扛上する。  
【００８５】
リレー３１のコイルが励磁されると、コイル電圧がフォトカプラ３４に供給され、そのフォトダイオードが発光し、フォトトランジスタが導通する。これにより、リレー３１が励磁されたこと、及び、その動作接点３１１が扛上したことが、インターフェース部２２にフィードバックＲｆされる。この情報は、データバスによって、信号処理部１に供給される。  
【００８６】
信号処理部１における信号処理は、基本的には、図１〜図７を参照して説明したものと、異なるところはない。ただ、図８に示した電子リレーの信号処理部１は、その具体的な構成として、Ａ系統及びＢ系統の２つの系統に対応した処理部１１Ａ及び１１Ｂを備えるとともに、照合部１１３及びチェックリレー１１４を有している点で異なる。  
【００８７】
Ａ系統の処理部１１Ａは、その内部構成として、定位制御部１１ＡＮと、反位制御部１１ＡＲを有している。定位制御部１１ＡＮは、インターフェース部４から供給された定位入力信号Ｎ１に基づいて、定位制御信号Ｎ２Ａを生成し、反位制御部１１ＡＲは、インターフェース部４から供給された反位入力信号Ｒ１に基づいて、反位制御信号Ｒ２Ａを生成する。  
【００８８】
Ｂ系統の処理部１１Ｂも、その内部構成として、定位制御部１１ＢＮと、反位制御部１１ＢＲを有している。定位制御部１１ＢＮは、インターフェース部４から供給された定位入力信号Ｎ１に基づいて、定位制御信号Ｎ２Ｂを生成し、反位制御部１１ＢＲは、インターフェース部４から供給された反位入力信号Ｒ１に基づいて、反位制御信号Ｒ２Ｂを生成する。  
【００８９】
照合部１１３は、定位制御信号（Ｎ２Ａ、Ｎ２Ｂ）及び反位制御信号（Ｒ２Ａ，Ｒ２Ｂ）を照合し、４つの制御信号（Ｎ２Ａ、Ｎ２Ｂ、Ｒ２Ａ，Ｒ２Ｂ）の間に、論理値（１、１、０、０）又は（０、０、１、１）の論理的関係が成立する場合に、チェックリレー１１４を動作させる。チェックリレー１１４が動作すると、その動作接点１１５が扛上し、定位リレー部２及び反位リレー部３に電源電圧ＶＢが供給され、所定のリレー動作が実行される。  
【００９０】
図８に示した実施例では、Ａ系統の処理部１１Ａは、自系統Ａのインターフェース部２２のみならず、Ｂ系統のインターフェース３２とも接続されており、Ｂ系統の情報も参照するようになっている。処理部１１Ｂも同様であって、自系統Ｂのインターフェース部３２のみならず、Ａ系統のインターフェース２２とも接続されており、Ａ系統の情報も参照するようになっている。  
【００９１】
また、処理部１１Ａは、定位情報を、定位情報メモリ部１２に書き込むと共に、反位情報を、反位情報メモリ部１３に書き込む。処理部１１Ｂも同様であって、反位情報を、反位情報メモリ部１３に書き込むと共に、定位情報を、定位情報メモリ部１２に書き込む。  
【００９２】
以上、実施の形態を参照して説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内において、種々の変形、変更が可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００９３】
１  信号処理部、２  定位リレー部、３  反位リレー部
【図１】
0006055902.tif 000003
【図２】
0006055902.tif 000004
【図３】
0006055902.tif 000005
【図４】
0006055902.tif 000006
【図５】
0006055902.tif 000007
【図６】
0006055902.tif 000008
【図７】
0006055902.tif 000009
【図８】
0006055902.tif 000010