(57)【要約】  安全リレー装置（１１１）は、リセット端子（２１）、自己保持端子（２２）、操作端子（２３）、リレー電源端子（２６）および単一の強制ガイド式リレー（３）を備える。安全リレー装置（１１１）は対象リレー（１３）と組み合わせて使用される。リセットスイッチ（１２１）が操作されると、ＰＬＣ（１４）により制御される常開接点（１４２）が閉じる。さらに、２つの切替接点（３２１，３２２）および対象リレー（１３）の常閉接点（１３４）により強制ガイド式リレー（３）および対象リレー（１３）に不具合が存在しないことが確認された上で内部コイル（３１）に電流が流れ、強制ガイド式リレー（３）が自己保持される。これにより、対象リレー（１３）が動作状態となり、モータ（９）が作動する。安全リレー装置（１１１）では、強制ガイド式リレー（３）の数が１であるため、製造コストを削減することができる。
2013073629.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象リレー（１３）と組み合わせて使用される安全リレー装置（１１１〜１１８）であって、
単一の強制ガイド式リレー（３，３ａ，３ｂ）と、
リセット部（２１，１２５）と、
安全スイッチ（２１２）を含む自己保持回路に用いられる自己保持端子（２２）と、
前記対象リレーの操作部（１３１）が接続される操作端子（２３）と、
前記強制ガイド式リレーの操作コイルである内部コイル（３１）への電流供給の停止を遅延させる遅延部（４０ａ）と、
を備え、
前記対象リレーと組み合わせて使用される際に、前記強制ガイド式リレーが、復帰状態において、前記自己保持端子と前記内部コイルとを電気的に遮断し、リレー電源（１２３）と前記対象リレーの前記操作部との接続を電気的に遮断し、前記リセット部に一時的に電流が流れた時に前記対象リレーの常閉接点（１３４）を介する電流に起因して、または、前記対象リレーの常閉接点を介する電流が確認された後に前記リセット部に一時的に流れる電流に起因して、前記内部コイルに電流が流れて前記強制ガイド式リレーが動作状態へと移行し、前記強制ガイド式リレーが、前記自己保持端子と前記内部コイルとを電気的に接続することにより自己保持され、前記リレー電源と前記対象リレーの前記操作部とを電気的に接続する。
【請求項２】
請求項１に記載の安全リレー装置（１１１〜１１４）であって、
モニタ信号を出力するモニタ端子（２４）をさらに備え、
前記強制ガイド式リレーが、復帰状態において、信号源（１２３，１２４）と前記モニタ端子とを電気的に接続し、動作状態において、前記信号源と前記モニタ端子とを電気的に遮断する。
【請求項３】
請求項２に記載の安全リレー装置（１１１，１１２）であって、
前記強制ガイド式リレー（３）が、２つの切替接点（３２１，３２２）を有する１つのガイド部（３２）を備え、
前記信号源が前記リレー電源（１２３）であり、
一方の切替接点（３２１）において、前記強制ガイド式リレーが復帰状態の場合に、前記リセット部に一時的に電流が流れることにより前記内部コイルに電流を流す接点が閉じられ、動作状態の場合に、前記自己保持端子と前記内部コイルとの間の接点が閉じられることにより、前記安全スイッチを介して前記リレー電源または他のリレー電源（１２４）と前記内部コイルとが電気的に接続され、
他方の切替接点（３２２）において、前記強制ガイド式リレーが復帰状態の場合に、前記リレー電源と前記モニタ端子との間の接点が閉じられ、動作状態の場合に、前記リレー電源と前記操作端子との間の接点が閉じられる。
【請求項４】
請求項２に記載の安全リレー装置（１１３，１１４）であって、
前記強制ガイド式リレー（３ａ）が、常閉接点（３４１ａ，３４２ａ）と常開接点（３４１ｂ，３４２ｂ）との組み合わせを２組有する１つのガイド部（３７）を備え、
常開接点と常閉接点との一方の組み合わせの常閉接点（３４１ａ）が、前記リセット部に一時的に電流が流れることにより前記内部コイルに電流を流す接点であり、常開接点（３４１ｂ）が前記自己保持端子と前記内部コイルとの間に設けられ、
常開接点と常閉接点との他方の組み合わせの常閉接点（３４２ａ）が、前記信号源と前記モニタ端子との間に設けられ、常開接点（３４２ｂ）が前記リレー電源と前記操作端子との間に設けられる。
【請求項５】
請求項１に記載の安全リレー装置（１１５，１１６）であって、
前記強制ガイド式リレー（３ｂ）が、４つのガイド部（３３ａ〜３３ｄ）を備え、
前記４つのガイド部のそれぞれが、常閉接点（３３２）と常開接点（３３１）との組み合わせを１組有し、
４つの常閉接点が、前記リセット部に一時的に電流が流れることにより前記内部コイルに電流を流す経路（１１２１）に直列に設けられ、２つの常開接点が、前記自己保持端子と前記内部コイルとの間に直列に設けられ、他の２つの常開接点が、前記操作端子に直列に接続される。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の安全リレー装置（１１２，１１４，１１６，１１７）であって、
他の蓄電素子（５３）と、
前記他の蓄電素子の充放電を切り替える充放電切替部（５０）と、
をさらに備え、
前記リセット部に電流が流れている間に、前記充放電切替部により前記他の蓄電素子が充電され、前記リセット部における電流の流れが停止した際に、前記充放電切替部による前記他の蓄電素子の放電を利用して前記内部コイルに電流を流し、前記強制ガイド式リレーが自己保持される。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の安全リレー装置（１１３〜１１６）であって、
前記強制ガイド式リレーにより、前記蓄電素子を充電する第１経路（１１２１）と電源との接続、および、自己保持時に前記内部コイルに電流を導く第２経路（１１２２）と前記電源との接続が切り換えられ、
前記第１経路と前記第２経路との間に設けられ、前記強制ガイド式リレーが自己保持される際に、前記第１経路を介して充電された前記蓄電素子から前記内部コイルへと電流を導き、自己保持後に前記第２経路から前記蓄電素子へと向かう電流を妨げる第２ダイオード（４４）をさらに備える。
【請求項８】
対象リレー（１３）と組み合わされる安全リレー装置（１１１〜１１８）に用いられる回路ユニット（１１０）であって、
単一の強制ガイド式リレー（３，３ａ，３ｂ）が取り付けられ、前記強制ガイド式リレーの端子と電気的に接続される内部端子（６４）を含むリレー取付部（６１２）と、
リセット部（２１）と、
安全スイッチ（２１２）を含む自己保持回路に用いられる自己保持端子（２２）と、
前記対象リレーの操作部（１３１）が接続される操作端子（２３）と、
前記強制ガイド式リレーの操作コイルである内部コイル（３１）への電流供給の停止を遅延させる遅延部（４０ａ）と、
を備え、
前記強制ガイド式リレーが前記リレー取付部に取り付けられた状態で前記対象リレーと組み合わせて使用される際に、前記強制ガイド式リレーが、復帰状態において、前記自己保持端子と前記内部コイルとを電気的に遮断し、リレー電源（１２３）と前記対象リレーの前記操作部との接続を電気的に遮断し、前記リセット部に一時的に電流が流れた時に前記対象リレーの常閉接点（１３４）を介する電流に起因して、または、前記対象リレーの常閉接点を介する電流が確認された後に前記リセット部に一時的に流れる電流に起因して、前記内部コイルに電流が流れて前記強制ガイド式リレーが動作状態へと移行し、前記強制ガイド式リレーが、前記自己保持端子と前記内部コイルとを電気的に接続することにより自己保持され、前記リレー電源と前記対象リレーの前記操作部とを電気的に接続する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷への電力供給のＯＮ／ＯＦＦを切り替える対象リレーと組み合わせて使用される安全リレー装置、および、安全リレー装置に使用される回路ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
特開平１１−１６２３１７号公報（文献１）に開示される安全機能付きリレー装置は、第１電磁リレー、第２電磁リレー、および、これらの電磁リレー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を備える。第１電磁リレーおよび第２電磁リレーは強制ガイド機能付き電磁リレーである。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る。負荷を駆動する際には、自己保持セット用リレーを介して第１電磁リレーのコイルおよび第２電磁リレーのコイルに自己保持セット信号が供給され、第１電磁リレーおよび第２電磁リレーが自己保持される。これにより、負荷を経由する閉回路に接続された第１電磁リレーの出力用常開接点および第２電磁リレーの出力用常開接点が閉じて、負荷に電流が供給される。なお、特開２００３−１６２９４８号公報（文献２）および特開２００１−２８３７０４号公報（文献３）の従来技術の欄に開示される安全機能付きリレー装置では、自己保持セット用リレーとして電磁リレーが用いられる。【０００３】
特表２００１−５０６０５０号公報（文献４）に開示されるセーフティリレーは、２つのストップリレーおよびコンデンサを備える。２つのストップリレーの２つのコイルは、互いに並列に配列され、かつ、ストップリレーの接点（常開接点）を介して電源に接続される。コンデンサは、各ストップリレーの接点（常閉接点）およびリセット手段の接点（常開接点）を介して電源に接続される。コンデンサおよび２つのコイルは、閉回路を形成する。リセット手段を起動すると、電源からコンデンサに電荷が蓄えられる。リセット手段の起動を解除すると、コンデンサに蓄えられた電荷が、閉回路を流れ、コイルが励磁され、コイルと電源との間の常開接点が閉じてストップリレーが自励する。【０００４】
しかし、文献１ないし４に示される安全リレー装置は、複数の電磁リレーを有するため、製造コストを容易に削減することができない。
【発明の概要】
【０００５】
本発明は、安全リレー装置の製造コストを削減することを目的としている。
【０００６】
安全リレー装置は、対象リレーと組み合わせて使用される。安全リレー装置は、単一の強制ガイド式リレーと、リセット部と、安全スイッチを含む自己保持回路に用いられる自己保持端子と、前記対象リレーの操作部が接続される操作端子と、前記強制ガイド式リレーの操作コイルである内部コイルへの電流供給の停止を遅延させる遅延部と、を備える。  前記対象リレーと組み合わせて使用される際に、前記強制ガイド式リレーは、復帰状態において、前記自己保持端子と前記内部コイルとを電気的に遮断し、リレー電源と前記対象リレーの前記操作部との接続を電気的に遮断する。前記リセット部に一時的に電流が流れた時に前記対象リレーの常閉接点を介する電流に起因して、または、前記対象リレーの常閉接点を介する電流が確認された後に前記リセット部に一時的に流れる電流に起因して、前記内部コイルに電流が流れて前記強制ガイド式リレーが動作状態へと移行し、前記強制ガイド式リレーが、前記自己保持端子と前記内部コイルとを電気的に接続することにより自己保持される。これにより、前記強制ガイド式リレーは、前記リレー電源と前記対象リレーの前記操作部とを電気的に接続する。
【０００７】
このような構成により、安全リレー装置の製造コストを削減することができる。
【０００８】
本発明は、安全リレー装置に用いられる回路ユニットにも向けられている。
【０００９】
上述の目的および他の目的、特徴、態様および利点は、添付した図面を参照して以下に行うこの発明の詳細な説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、第１の実施の形態に係る安全回路を示す。
【図２】図２は、第２の実施の形態に係る安全回路を示す。
【図３】図３は、安全リレー装置を示す回路図である。
【図４】図４は、第３の実施の形態に係る安全回路を示す。
【図５】図５は、第４の実施の形態に係る安全回路を示す。
【図６】図６は、他の例に係る安全回路を示す。
【図７】図７は、第５の実施の形態に係る安全回路を示す。
【図８】図８は、第６の実施の形態に係る安全回路を示す。
【図９】図９は、第７の実施の形態に係る安全回路を示す。
【図１０】図１０は、第７の実施の形態の他の例を示す。
【図１１】図１１は、第８の実施の形態に係る安全回路を示す。
【図１２】図１２は、第８の実施の形態の他の例を示す。
【図１３】図１３は、第９の実施の形態に係る安全回路を示す。
【図１４】図１４は、安全リレー装置を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る安全リレー装置１１１を含む安全回路１０を示す図である。本実施の形態では、安全回路１０により制御される作動対象は、モータ９である。安全回路１０は、安全リレー装置１１１、リセットスイッチ１２１、安全スイッチ１２２、対象リレー１３、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）１４、補助リレー１４０およびリレー電源１２３を備える。図１では、安全リレー装置１１１の外形を二点鎖線にて示している。安全スイッチ１２２として、ドアスイッチや非常停止スイッチ等が用いられる。安全リレー装置１１１は、対象リレー１３と組み合わせて使用することを前提とする。
【００１２】
対象リレー１３は、電磁接触器であり、モータ９である負荷への電力供給のＯＮ／ＯＦＦを切り替える。対象リレー１３は、コイルである操作部１３１およびガイド部１３２を備える。ガイド部１３２は、常開接点１３３および常閉接点１３４を備える。図１では、操作部１３１と、常開接点１３３および常閉接点１３４とを破線にて繋ぐことにより、ガイド部１３２を表現している。常開接点１３３は、モータ９に電力を供給する電力供給路９１上に配置される。常閉接点１３４は、リセットスイッチ１２１に接続される。対象リレー１３では、操作部１３１からの磁気的作用により、常開接点１３３および常閉接点１３４が開閉する。
【００１３】
安全リレー装置１１１は、リセット端子２１、自己保持端子２２、操作端子２３、第１モニタ端子２４、第２モニタ端子２５、リレー電源端子２６、単一の強制ガイド式リレー３（すなわち、強制ガイド式接点付きリレー）および補助回路４０を備える。もちろん、安全リレー装置１１１には、接地端子等の他の端子も適宜設けられる。安全リレー装置１１１内において、第２モニタ端子２５は、リセット端子２１に繋がる。安全スイッチ１２２は、自己保持端子２２に接続される。なお、安全スイッチ１２２とリレー電源１２３との間には、ヒューズ１５１が配置される。
【００１４】
安全スイッチ１２２と自己保持端子２２との間から分岐してリセット端子２１に繋がる経路上にリセットスイッチ１２１および対象リレー１３の常閉接点１３４が配置される。操作端子２３は、対象リレー１３の操作部１３１に接続される。リレー電源端子２６は、リレー電源１２３に直接的に接続される。第１モニタ端子２４および第２モニタ端子２５は、ＰＬＣ１４に接続される。
【００１５】
強制ガイド式リレー３は、操作コイルである内部コイル３１および１つのガイド部３２を備える。ガイド部３２は、２つの切替接点３２１，３２２を備える。図１では、内部コイル３１および切替接点３２１，３２２を破線にて繋ぐことにより、ガイド部３２を表現している。図１の左側の切替接点３２１（以下、「第１切替接点３２１」という。）は、リセット端子２１と内部コイル３１との間の接点、すなわち、リセットスイッチ１２１の操作により内部コイル３１に電流を流す接点、および、自己保持端子２２と内部コイル３１との間の接点の開閉を切り替える。
【００１６】
強制ガイド式リレー３の復帰状態において、第１切替接点３２１によりリセット端子２１と内部コイル３１とが電気的に接続され、自己保持端子２２と内部コイル３１とが電気的に遮断される。強制ガイド式リレー３の動作状態において、第１切替接点３２１により自己保持端子２２と内部コイル３１とが電気的に接続され、リセット端子２１と内部コイル３１とが電気的に遮断される。安全回路１０では、自己保持端子２２を介してリレー電源１２３、安全スイッチ１２２および内部コイル３１を繋ぐことにより自己保持回路１６１が形成される。
【００１７】
図１の右側の切替接点３２２（以下、「第２切替接点３２２」という。）は、操作端子２３および第１モニタ端子２４のそれぞれとリレー電源端子２６との間の接点の開閉を切り替える。強制ガイド式リレー３の復帰状態において、リレー電源端子２６と第１モニタ端子２４との間の接点が閉じており、これらの端子２６，２４が電気的に接続される。リレー電源端子２６と操作端子２３とは電気的に遮断される。リレー電源１２３の電圧は、電気信号として、リレー電源端子２６、第２切替接点３２２および第１モニタ端子２４を介してＰＬＣ１４に入力される。
【００１８】
強制ガイド式リレー３の動作状態において、第２切替接点３２２によりリレー電源端子２６と操作端子２３とが電気的に接続される。リレー電源端子２６および第１モニタ端子２４は電気的に遮断され、ＰＬＣ１４への電気信号の入力が遮断される。
【００１９】
安全リレー装置１１１では、仮に、第１切替接点３２１において、リセット端子２１と内部コイル３１との間の接点に溶着等の接点開離不能故障（以下、「固着」と呼ぶ。）が生じた場合、第２切替接点３２２において、リレー電源端子２６と操作端子２３との間の接点が開くように強制ガイド式リレー３が構成されている。第１切替接点３２１における接点間のギャップは０．５ｍｍ以上であることが好ましい。以下の他の接点間においても同様である。第１切替接点３２１において、自己保持端子２２と内部コイル３１との間の接点が固着した場合は、第２切替接点３２２において、リレー電源端子２６と第１モニタ端子２４との間の接点が開くように強制ガイド式リレー３が構成されている。
【００２０】
第２切替接点３２２において、リレー電源端子２６と第１モニタ端子２４との間の接点が固着した場合、第１切替接点３２１において、自己保持端子２２と内部コイル３１との間の接点が開くことが保証される。第２切替接点３２２において、リレー電源端子２６と操作端子２３との間の接点が固着した場合、第１切替接点３２１において、リセット端子２１と内部コイル３１との間の接点が開くことが保証される。
【００２１】
補助回路４０は、コンデンサ４１、抵抗４２およびダイオード４３を備える。コンデンサ４１および抵抗４２は、互いに直列に接続され、かつ、これらの組み合わせが内部コイル３１に並列に接続される。ダイオード４３は、コンデンサ４１および抵抗４２の組み合わせ、並びに、内部コイル３１に並列に接続される。ダイオード４３は、第１切替接点３２１から接地（リレー電源１２３の負極）へと向かう電流を妨げる向きに配置される。
【００２２】
ＰＬＣ１４には、補助リレー１４０のコイル１４１が接続される。補助リレーは、電磁リレーに限定されず、他のスイッチングデバイスであってもよい。ＰＬＣ１４は、第１モニタ端子２４および第２モニタ端子２５を介して出力される電気信号（以下、「モニタ信号」と呼ぶ。）に基づいて、コイル１４１を制御し、操作部１３１とリレー電源１２３との間に配置された補助リレー１４０の常開接点１４２の開閉を行う。安全回路１０では、リレー電源１２３は、第１モニタ端子２４および第２モニタ端子２５から出力される信号の信号源を兼ねる。
【００２３】
モータ９を作動させる際には、まず、リセットスイッチ１２１が操作され、すなわち、リセットスイッチ１２１が閉じられ、リレー電源１２３から安全スイッチ１２２、リセットスイッチ１２１、対象リレー１３の常閉接点１３４、リセット端子２１および第１切替接点３２１を介して内部コイル３１に電流が流れ、内部コイル３１が励磁される。また、蓄電素子であるコンデンサ４１が充電される。
【００２４】
一方、リセットスイッチ１２１の操作により、ＰＬＣ１４では、第１モニタ端子２４からモニタ信号が入力されている状態にて第２モニタ端子２５からモニタ信号が入力されると、コイル１４１を励磁する。これにより、リレー電源１２３と操作部１３１との間の常開接点１４２が閉じる。
【００２５】
内部コイル３１の励磁により、強制ガイド式リレー３が動作状態へ移行する。具体的には、第１切替接点３２１および第２切替接点３２２が図１の右側へとシフトし、リセット端子２１と内部コイル３１との間の接点およびリレー電源端子２６と第１モニタ端子２４との間の接点が開く。さらに、第１切替接点３２１において、自己保持端子２２と内部コイル３１との間の接点が閉じ、第２切替接点３２２において、リレー電源端子２６と操作端子２３との間の接点が閉じる。安全リレー装置１１１では、第１切替接点３２１における切り替え時にリレー電源１２３から内部コイル３１への電流が一時的に途絶えるが、コンデンサ４１の放電により内部コイル３１に電流が供給されるため、内部コイル３１の励磁状態が維持される。このように、コンデンサ４１および抵抗４２は、内部コイル３１への電流供給の停止を遅延させる遅延部４０ａとして機能する。他の実施の形態におけるコンデンサ４１および抵抗４２の組み合わせについても同様である。なお、遅延部４０ａとして他の構成が利用されてもよい。
【００２６】
安全スイッチ１２２および自己保持端子２２を介して内部コイル３１がリレー電源１２３に電気的に接続されることにより、自己保持回路１６１に電流が流れ、強制ガイド式リレー３が自己保持される。また、リレー電源端子２６と第１モニタ端子２４との間の接点が開くことにより、第１モニタ端子２４からＰＬＣ１４へのモニタ信号の入力が遮断される。ＰＬＣ１４では、第１モニタ端子２４からのモニタ信号が遮断された後も、コイル１４１の励磁が維持される。
【００２７】
強制ガイド式リレー３が動作状態へと移行して自己保持されることにより、リレー電源１２３と操作部１３１とが電気的に接続され、操作部１３１が励磁されて常開接点１３３が閉じ、常閉接点１３４が開く。安全回路１０では、常開接点１３３が閉じることにより、電力供給路９１を介してモータ９に電力が供給される。
【００２８】
安全スイッチ１２２が操作されると、リレー電源１２３と自己保持端子２２とが電気的に遮断される。これにより、内部コイル３１への電流の供給が停止され、ガイド部３２が復帰位置に戻る。その結果、操作部１３１への電流の供給が停止されて対象リレー１３の常開接点１３３が開き、モータ９が停止する。その後、ＰＬＣ１４が、第１モニタ端子２４からのモニタ信号を検出してコイル１４１の励磁を停止し、リレー電源１２３と操作部１３１との間の常開接点１４２を開く。
【００２９】
補助回路４０では、ダイオード４３が内部コイル３１に並列に接続されることにより、安全スイッチ１２２の操作時に内部コイル３１に生じる逆起電力を抑えることができる。その結果、コンデンサ４１および第１切替接点３２１の損傷を防止することができる。このように、ダイオード４３は、フリーホイールダイオードとして機能する。
【００３０】
次に、安全リレー装置１１１に不具合が生じた場合における安全回路１０の動作について説明する。第１切替接点３２１においてリセット端子２１側の接点が固着した場合、リセットスイッチ１２１が操作されて内部コイル３１が励磁されても、ガイド部３２が動かず、第２切替接点３２２において、リレー電源端子２６と操作端子２３との間の接点が閉じない。このため、操作部１３１に電流が流れず、操作部１３１は励磁されない。その結果、モータ９への電力の供給が防止される。第２切替接点３２２において第１モニタ端子２４側の接点が固着した場合も同様である。
【００３１】
第２切替接点３２２において操作端子２３側の接点に固着した場合、リレー電源端子２６と第１モニタ端子２４との間の接点が開いていることから、第１モニタ端子２４からＰＬＣ１４へのモニタ信号の入力は行われない。ＰＬＣ１４は、第１モニタ端子２４からモニタ信号が入力されている状態でないと、リセットスイッチ１２１を操作しても補助リレー１４０の常開接点１４２を閉じない。これにより、操作部１３１に電流が流れず、モータ９は作動しない。第１切替接点３２１が自己保持端子２２側の接点に固着した場合においても同様である。
【００３２】
以上のように、安全リレー装置１１１では、強制ガイド式リレー３に不具合が発生した場合に、リセットスイッチ１２１を操作しても操作部１３１に電流が流れることが防止され、対象リレー１３が動作することが防止される。
【００３３】
既述のように、安全回路１０では、リセットスイッチ１２１とリセット端子２１との間に対象リレー１３の常閉接点１３４が設けられる。対象リレー１３に不具合が発生して常閉接点１３４が開いている場合、リセットスイッチ１２１を操作しても、内部コイル３１に電流が流れず、強制ガイド式リレー３が自己保持されない。その結果、操作部１３１に電流が流れることが防止される。
【００３４】
安全回路１０では、安全スイッチが操作されてモータ９が停止した後にリセットスイッチ１２１を操作する際に、安全リレー装置１１１および対象リレー１３の不具合の有無を容易に確認することができる。すなわち、安全リレー装置１１１では、リセットスイッチ１２１の操作間隔にて安全機能のチェックが行われる。
【００３５】
以上、第１の実施の形態に係る安全リレー装置１１１を有する安全回路１０について説明したが、安全リレー装置１１１では、強制ガイド式リレー３の数が１であるため、複数の強制ガイド式リレーが設けられるものに比べて製造コストを削減することができる。強制ガイド式リレー３が用いられることにより、安全性の高い安全リレー装置１１１を提供することができる。
【００３６】
安全リレー装置１１１は、モニタ信号を出力する第１モニタ端子２４および第２モニタ端子２５を備えることにより、リセットスイッチ１２１が操作される際に強制ガイド式リレー３の異常を検出することができ、安全性を向上することができる。なお、リセットスイッチ１２１とＰＬＣ１４とを直接接続することにより、第２モニタ端子２５は省略可能である。
【００３７】
（第２の実施の形態）
図２は、第２の実施の形態に係る安全回路１０を示す図である。安全回路１０は、第１の実施の形態に係る安全リレー装置１１１とは異なる構造の安全リレー装置１１２を備える。安全回路１０の他の構造は、第１の実施の形態とほぼ同様である。以下、同様の構成には同符号を付す。なお、図２では、リレー電源１２３から２つに分岐した配線の一方に安全スイッチ１２２が設けられるが、図１と同様に、リレー電源１２３からリセット端子２１に至る経路と自己保持端子２２に至る経路との間の分岐点と、リレー電源１２３との間に安全スイッチ１２２が設けられてもよい。
【００３８】
安全リレー装置１１２は、リセット端子２１、自己保持端子２２、操作端子２３、第１モニタ端子２４、第２モニタ端子２５およびリレー電源端子２６を備える。安全リレー装置１１２は、強制ガイド式リレー３、トランジスタ５１、充放電切替部５０、コンデンサ５３および補助回路４０をさらに備える。補助回路４０は、ダイオード４４をさらに備える点を除き、図１に示すものと同様である。
【００３９】
図３は、安全リレー装置１１２を示す回路図である。強制ガイド式リレー３は、図１に示す強制ガイド式リレー３と同様の構造である。補助回路４０のダイオード４４は、トランジスタ５１を介してコンデンサ４１を充電する第１経路１１２１と、自己保持時に内部コイル３１に電流を導く第２経路１１２２との間に設けられる。強制ガイド式リレー３のガイド部３２の第１切替接点３２１は、第１経路１１２１とリレー電源１２３との接続、および、第２経路１１２２とリレー電源１２３との接続を切り替える。すなわち、強制ガイド式リレー３の復帰状態では、自己保持端子２２とコレクタとが電気的に接続される。強制ガイド式リレー３の動作状態では、自己保持端子２２と内部コイル３１とが電気的に接続される。トランジスタ５１のエミッタは、補助回路４０の抵抗４２とダイオード４４との間に接続される。
【００４０】
第２切替接点３２２は、リレー電源端子２６と第１モニタ端子２４との間の接点、および、リレー電源端子２６と操作端子２３との間の接点の開閉を切り替える。強制ガイド式リレー３の復帰状態では、リレー電源端子２６と第１モニタ端子２４とが電気的に接続される。動作状態では、リレー電源端子２６と操作端子２３とが電気的に接続される。
【００４１】
充放電切替部５０は、いわゆる半導体リレーであり、蓄電素子であるコンデンサ５３の充放電を切り替える。充放電切替部５０は、常閉接点型の第１フォトモスリレー５４および常開接点型の第２フォトモスリレー５５を備える。第１フォトモスリレー５４では、入力部の一方の端子が、リセット端子２１に接続される。他方の端子は、図２のリレー電源１２３の負極に接続される端子２９に接続される。出力部の一方の端子は、ツェナーダイオード５６を介してコンデンサ５３に接続される。他方の端子は、トランジスタ５１のベースに接続される。
【００４２】
第２フォトモスリレー５５では、入力部の一方の端子が、リセット端子２１に接続される。他方の端子は、端子２９に接続される。出力部の一方の端子は、第１切替接点３２１を介して自己保持端子２２に接続される。他方の端子は、コンデンサ５３に接続される。
【００４３】
モータ９を作動させる際には、まず、リセットスイッチ１２１（図２参照）が操作され、対象リレー１３の常閉接点１３４およびリセットスイッチ１２１を介して第２フォトモスリレー５５の入力部に電流が流れることにより出力部が通電状態となり、コンデンサ５３が充電される。第１フォトモスリレー５４は、コンデンサ５３とトランジスタ５１のベースとを電気的に遮断する。また、ＰＬＣ１４は、第１モニタ端子２４からのモニタ信号が入力されている状態で第２モニタ端子２５からのモニタ信号を検出することにより、補助リレー１４０の常開接点１４２を閉じる。
【００４４】
リセットスイッチ１２１の操作を解除する、すなわち、リセットスイッチ１２１が閉状態から開状態へと変化すると、第１フォトモスリレー５４の出力部が通電状態となり、第２フォトモスリレー５５の出力部が、自己保持端子２２とコンデンサ５３とを電気的に遮断する。これにより、コンデンサ５３からトランジスタ５１のベースに電流が流れる。その結果、図２のリレー電源１２３から、安全スイッチ１２２、自己保持端子２２および第１経路１１２１を介して補助回路４０に電流が流れ、コンデンサ４１が充電される。また、内部コイル３１が励磁される。図３に示すように、安全リレー装置１１２では、発光ダイオード５９が内部コイル３１に並列に接続されており、内部コイル３１に電流が流れる間、発光ダイオード５９が点灯する。なお、発光ダイオード５９は必ずしも設けられる必要はない。
【００４５】
内部コイル３１の励磁により、ガイド部３２が動作位置へと移動する際には、コンデンサ４１からダイオード４４を介して内部コイル３１に電流が供給され、内部コイル３１の励磁状態が維持される。動作状態へと移行すると、第１切替接点３２１において自己保持端子２２と内部コイル３１との間の接点が閉じ、第２切替接点３２２においてリレー電源端子２６と操作端子２３との間の接点が閉じる。これにより、図２に示すリレー電源１２３、安全スイッチ１２２、内部コイル３１により形成される自己保持回路１６１に電流が流れ、強制ガイド式リレー３が自己保持される。このとき、ダイオード４４により、第２経路１１２２からコンデンサ４１への電流の流れが妨げられる。
【００４６】
ＰＬＣ１４では、第１モニタ端子２４からのモニタ信号が遮断された後も、補助リレー１４０のコイル１４１の励磁が維持される。これにより、リレー電源１２３から操作部１３１に継続的に電流が流れ、対象リレー１３が動作状態となってモータ９に電力が供給される。
【００４７】
以上のように、安全回路１０では、対象リレー１３の常閉接点１３４およびリセット端子２１を介する電流に起因して充放電切替部５０が作動し、充放電切替部５０によるコンデンサ５３の放電を利用して内部コイル３１に電流が流れ、強制ガイド式リレー３が自己保持状態へと移行する。充放電切替部５０が設けられることにより、仮に、リセットスイッチ１２１の不具合によりリセットスイッチ１２１を操作する前にリレー電源１２３とリセット端子２１との間が通電状態になっていても、内部コイル３１に電流が流れることが防止され、対象リレー１３が作動することが防止される。このように、安全回路１０では、リセットスイッチ１２１の不具合を確認することができる。
【００４８】
モータ９の動作中に安全スイッチ１２２が操作されると、内部コイル３１への電流の供給が停止され、強制ガイド式リレー３が復帰状態に戻る。これにより、モータ９が停止する。以下の他の実施の形態においても同様である。
【００４９】
強制ガイド式リレー３に不具合が生じた場合における安全回路１０の動作は、第１の実施の形態と同様である。すなわち、強制ガイド式リレー３の第１または第２切替接点３２１，３２２が固着により切り替え不能となった場合に、安全リレー装置１１２およびＰＬＣ１４により、リレー電源１２３から操作部１３１に電流が流れず、対象リレー１３の作動が防止される。また、対象リレー１３に不具合が発生して対象リレー１３の常閉接点１３４が開いた場合、強制ガイド式リレー３が自己保持されず、対象リレー１３の作動が防止される。対象リレー１３の不具合時の動作は、以下の類似構造を有する実施の形態においても同様である。
【００５０】
第２の実施の形態においても、リセットスイッチ１２１を操作する際に、安全リレー装置１１２および対象リレー１３の不具合の有無を確認することができる。強制ガイド式リレー３の数が１であるため、安全リレー装置１１２の製造コストを削減することができる。以下の他の実施の形態においても同様である。
【００５１】
安全リレー装置１１２では、ダイオード４４により、自己保持へと移行する際に、コンデンサ４１から内部コイル３１へと電流が導かれ、自己保持後に、第２経路１１２２からコンデンサ４１へと向かう電流が防止される。自己保持後にコンデンサ４１の充電が防止されることにより、強制ガイド式リレー３の復帰の遅延を防止することができる。
【００５２】
さらに、補助リレー１４０の常開接点１４２が閉じてから第２切替接点３２２におけるリレー電源端子２６と操作端子２３との間の接点が閉じることにより、常開接点１４２への電気的ストレスが防止される。後述の図５に示す第４の実施形態における常開接点１４２および第２常開接点３４２ｂに関しても同様であり、図６においても同様である。
【００５３】
（第３の実施の形態）
図４は、第３の実施の形態に係る安全回路１０ａを示す図である。安全回路１０ａは、安全リレー装置１１３、リセットスイッチ１２１、安全スイッチ１２２、対象リレー１３、ＰＬＣ１４、補助リレー１４０、第１リレー電源１２３および第２リレー電源１２４を備える。安全リレー装置１１３は、リセット端子２１、自己保持端子２２、操作端子２３、第１モニタ端子２４、第２モニタ端子２５、第１リレー電源端子２６および第２リレー電源接続端子２７を備える。安全リレー装置１１３は、強制ガイド式リレー３ａおよび補助回路４０をさらに備える。補助回路４０の構成は、第２の実施の形態と同様である。以下の他の実施の形態においても同様である。
【００５４】
リセット端子２１は、リセットスイッチ１２１および対象リレー１３の常閉接点１３４を介して第２リレー電源１２４に接続される。自己保持端子２２は、安全スイッチ１２２を介して第２リレー電源１２４に接続される。第２リレー電源接続端子２７は、第２リレー電源１２４に直接的に接続される。自己保持端子２２を介して、第２リレー電源１２３、安全スイッチ１２２および内部コイル３１が繋がることにより、自己保持回路１６１が形成される。第１リレー電源端子２６は、第１リレー電源１２３に直接的に接続される。安全回路１０ａでは、第１リレー電源１２３および操作部１３１により操作回路１７が形成される。
【００５５】
強制ガイド式リレー３ａは、１つのガイド部３７および１つの内部コイル３１を備える。ガイド部３７は、常閉接点３４１ａと常開接点３４１ｂとの組み合わせ、および、常閉接点３４２ａと常開接点３４２ｂとの組み合わせを有する。以下、２つの常閉接点３４１ａ，３４２ａのうち図４の左側の常閉接点３４１ａを「第１常閉接点３４１ａ」と呼び、右側の常閉接点３４２ａを「第２常閉接点３４２ａ」と呼ぶ。２つの常開接点３４１ｂ，３４２ｂのうち、左側の常開接点３４１ｂを「第１常開接点３４１ｂ」と呼び、右側の常開接点３４２ｂを「第２常開接点３４２ｂ」と呼ぶ。強制ガイド式リレー３ａでは、第１常閉接点３４１ａまたは第２常閉接点３４２ａが閉じた場合に、第１および第２常開接点３４１ｂ，３４２ｂが開くことが保証され、第１常開接点３４１ｂまたは第２常開接点３４２ｂが閉じた場合に、第１および第２常閉接点３４１ａ，３４２ａが開くことが保証される。
【００５６】
第１常閉接点３４１ａは、リセット端子２１と、補助回路４０の抵抗４２とダイオード４４との間の位置との間に配置される。第１常開接点３４１ｂは、自己保持端子２２と内部コイル３１との間に配置される。第１常閉接点３４１ａおよび第１常開接点３４１ｂの組み合わせにより、第２リレー電源１２４と補助回路４０のコンデンサ４１に至る第１経路１１２１との間の接点の開閉、および、第２リレー電源１２４と内部コイル３１に至る第２経路１１２２との間の接点の開閉が切り替えられる。第２常閉接点３４２ａは、第２リレー電源接続端子２７と第１モニタ端子２４との間に配置される。第２常開接点３４２ｂは、第１リレー電源端子２６と操作端子２３との間に配置される。
【００５７】
モータ９を作動させる際には、まず、リセットスイッチ１２１が操作され、第２リレー電源１２４から対象リレー１３の常閉接点１３４、リセットスイッチ１２１、リセット端子２１、第１常閉接点３４１ａおよびダイオード４４を介して内部コイル３１に電流が流れる。また、コンデンサ４１が充電される。ＰＬＣ１４は、第１モニタ端子２４からのモニタ信号が入力される状態にて第２モニタ端子２５からモニタ信号が入力されることにより、補助リレー１４０のコイル１４１を励磁して常開接点１４２を閉じる。安全回路１０ａにおいても、第２リレー電源１２４が信号源を兼ねる。
【００５８】
強制ガイド式リレー３ａでは、内部コイル３１の励磁により、第１の実施の形態と同様に、コンデンサ４１からの電流を利用しつつ、第１常閉接点３４１ａおよび第２常閉接点３４２ａが開き、第１常開接点３４１ｂおよび第２常開接点３４２ｂが閉じる。第１常開接点３４１ｂが閉じることにより、第２リレー電源１２４、安全スイッチ１２２および内部コイル３１を経由する自己保持回路１６１に電流が流れ、強制ガイド式リレー３ａが自己保持される。
【００５９】
また、第２常閉接点３４２ａが開くことにより、第１モニタ端子２４からＰＬＣ１４へのモニタ信号の入力が遮断される。ＰＬＣ１４は、第１モニタ端子２４からのモニタ信号が遮断された後もコイル１４１の励磁を維持する。これにより、操作回路１７に電流が流れる。操作部１３１の励磁により、電力供給路９１に配置された常開接点１３３が閉じ、モータ９に電力が供給される。
【００６０】
安全スイッチ１２２が操作された場合は、まず、内部コイル３１の励磁が停止され、強制ガイド式リレー３ａが復帰することにより、第２常開接点３４２ｂが開き、第２常閉接点３４２ａが閉じる。ＰＬＣ１４は、第１モニタ端子２４からのモニタ信号を検出して補助リレー１４０のコイル１４１の励磁を停止し、常開接点１４２を開く。このように、第２常開接点３４２ｂが開いた後に補助リレー１４０の常開接点１４２が開くことにより、常開接点１４２への電気的ストレスが防止される。第４の実施の形態においても同様である。
【００６１】
次に、安全リレー装置１１３に不具合が生じた場合における安全回路１０ａの動作について説明する。第１常閉接点３４１ａが固着した場合、第２常開接点３４２ｂが開いた状態にてガイド部３７の位置が固定されるため、操作回路１７に電流が流れることが防止される。第２常閉接点３４２ａが固着した場合においても同様である。
【００６２】
第１常開接点３４１ｂが固着した場合、第２常閉接点３４２ａが開いていることから、第１モニタ端子２４からＰＬＣ１４へのモニタ信号の入力が遮断される。これにより、リセットスイッチ１２１が操作されても、ＰＬＣ１４は、補助リレー１４０の常開接点１４２を開いた状態で維持し、操作回路１７に電流が流れることが防止される。第２常開接点３４２ｂが固着した場合においても同様である。
【００６３】
（第４の実施の形態）
図５は、第４の実施の形態に係る安全回路１０ａを示す図である。安全回路１０ａの構造は、安全リレー装置１１４を除き第３の実施の形態に係る安全回路１０ａと同様である。安全リレー装置１１４は、強制ガイド式リレー３ａ、トランジスタ５１、充放電切替部５０および補助回路４０を備える。強制ガイド式リレー３ａは、第３の実施の形態と同様である。トランジスタ５１、充放電切替部５０および補助回路４０の構造および動作は、第２の実施の形態と同様である。
【００６４】
リセットスイッチ１２１が操作されると、第１および第２フォトモスリレー５４，５５が作動し、第２の実施の形態と同様に、コンデンサ５３が充電される。また、ＰＬＣ１４により補助リレー１４０の常開接点１４２が閉じる。次に、リセットスイッチ１２１の操作を解除すると、第１フォトモスリレー５４を介してコンデンサ５３からトランジスタ５１のベースに電流が流れる。その結果、第２リレー電源１２４から自己保持端子２２、トランジスタ５１等を介して内部コイル３１に電流が流れる。これにより、補助回路４０のコンデンサからの電流を利用しつつ強制ガイド式リレー３ａが自己保持される。
【００６５】
強制ガイド式リレー３ａが動作状態に移行すると、第２常開接点３４２ｂが閉じ、操作回路１７に電流が流れ、対象リレー１３が作動する。
【００６６】
強制ガイド式リレー３ａおよび対象リレー１３に不具合が生じた場合における安全回路１０ａの動作は、第３の実施の形態と同様である。安全回路１０ａでは、充放電切替部５０が設けられることにより、リセットスイッチ１２１に不具合が発生した場合であっても、対象リレー１３の作動が防止される。以下の第６の実施の形態においても同様である。
【００６７】
第４の実施の形態では、図６に示すように、対象リレー１３の常閉接点１３４が接続されるリレー接点接続端子２８が別途設けられてもよい。強制ガイド式リレー３ａの第１常閉接点３４１ａは、リレー接点接続端子２８とトランジスタ５１との間に配置される。リセットスイッチ１２１が操作されると、常閉接点１３４および第１常閉接点３４１ａを介して流れる電流を利用して図５の場合と同様に充放電切替部５０が作動し、さらに、常閉接点１３４および第１常閉接点３４１ａを介してトランジスタ５１に電流が流れる。その結果、強制ガイド式リレー３ａが自己保持される。
【００６８】
（第５の実施の形態）
図７は、第５の実施の形態に係る安全リレー装置１１５を有する安全回路１０ｂを示す図である。安全回路１０ｂは、安全リレー装置１１５、リセットスイッチ１２１、安全スイッチ１２２、対象リレー１３、第１リレー電源１２３および第２リレー電源１２４を備える。対象リレー１３の構造は、第１の実施の形態と同様である。
【００６９】
安全リレー装置１１５は、リセット端子２１、自己保持端子２２、操作端子２３、第１リレー電源端子２６、強制ガイド式リレー３ｂおよび補助回路４０を備える。リセット端子２１は、対象リレー１３の常閉接点１３４を介してリセットスイッチ１２１に接続される。安全スイッチ１２２は、リセットスイッチ１２１と第２リレー電源１２４との間に配置される。自己保持端子２２は、リセットスイッチ１２１と安全スイッチ１２２との間から分岐した配線に接続される。操作端子２３には、対象リレー１３の操作部１３１が接続される。第１リレー電源端子２６には、第１リレー電源１２３が直接的に接続される。
【００７０】
強制ガイド式リレー３ｂは、４つのガイド部３３ａ〜３６ｄおよび１つの内部コイル３１を備える。以下、これらのガイド部を図７の上側から順に「第１ガイド部３３ａ」、「第２ガイド部３３ｂ」、「第３ガイド部３３ｃ」および「第４ガイド部３３ｄ」と呼ぶ。第１ないし第４ガイド部３３ａ〜３６ｄのぞれぞれは、１組の常開接点３３１および常閉接点３３２を備える。第１ガイド部３３ａおよび第４ガイド部３３ｄの常開接点３３１は、第２リレー電源１２４から自己保持端子２２を介して内部コイル３１に至る第２経路１１２２上に直列に配置される。
【００７１】
第２ガイド部３３ｂおよび第３ガイド部３３ｃの常開接点３３１は、第１リレー電源端子２６と操作端子２３との間に直列に配置される。第１ないし第４ガイド部３３ａ〜３６ｄの常閉接点３３２は第２リレー電源１２４からリセット端子２１を介して補助回路４０のコンデンサ４１に至る第１経路１１２１上に直列に配置される。
【００７２】
第１ないし第４ガイド部３３ａ〜３６ｄのそれぞれでは、常閉接点３３２が閉じた場合に、常開接点３３１が開くことが保証され、常開接点３３１が閉じた場合に、常閉接点３３２が開くことが保証される。強制ガイド式リレー３ｂでは、第１ないし第４ガイド部３３ａ〜３６ｄが互いに独立に作動する。これにより、いずれかのガイド部に不具合が発生しても他のガイド部の接点の動作に影響が及ばない。
【００７３】
安全回路１０ｂでは、自己保持端子２２を介して、第２リレー電源１２４、安全スイッチ１２２および内部コイル３１を繋ぐ自己保持回路１６１が形成される。また、第１リレー電源１２３および操作部１３１により、操作回路１７が形成される。
【００７４】
リセットスイッチ１２１が操作されると、第２リレー電源１２４から、安全スイッチ１２２、リセットスイッチ１２１、常閉接点１３４、リセット端子２１、４つの常閉接点３３２等を経由して内部コイル３１に電流が流れ、内部コイル３１が励磁される。補助回路４０のコンデンサからの電流を利用しつつ第１ないし第４ガイド部３３ａ〜３３ｄが動作位置に移動すると、第１ないし第４ガイド部３３ａ〜３６ｄの常閉接点３３２が開き、常開接点３３１が閉じる。自己保持回路１６１には電流が流れ、強制ガイド式リレー３ｂが自己保持される。また、操作回路１７に電流が流れ、対象リレー１３が作動する。
【００７５】
次に、安全リレー装置１１５に不具合が生じた場合における安全回路１０ｂの動作について説明する。第１ガイド部３３ａの常閉接点３３２が固着した場合、常開接点３３１が開いた状態に維持されるため、自己保持回路１６１に電流が流れない。このため、第２および第３ガイド部３３ｂ，３３ｃが動作位置に移動せず、第２および第３ガイド部３３ｂ，３３ｃの常開接点３３１が閉じないため、操作回路１７に電流が流れない。第４ガイド部３３ｄの常閉接点３３２が固着した場合においても同様である。
【００７６】
第１ガイド部３３ａの常開接点３３１が固着した場合、常閉接点３３２が開いた状態になるため、リセット端子２１を介して内部コイル３１に電流が流れない。その結果、第２および第３ガイド部３３ｂ，３３ｃが動作位置に移動せず、操作回路１７に電流が流れない。第４ガイド部３３ｄの常開接点３３１が固着した場合においても同様である。
【００７７】
第２ガイド部３３ｂの常閉接点３３２が固着した場合、常開接点３３１が開くため、操作回路１７に電流が流れない。第３ガイド部３３の常閉接点３３２が固着した場合も同様である。第２ガイド部３３ｂの常開接点３３１が固着した場合、常閉接点３３２が開いているため、リセット端子２１を介して内部コイル３１に電流が流れない。その結果、第３ガイド部３３ｃが動作位置に移動せず、操作回路１７に電流が流れない。第３ガイド部３３ｃの常開接点３３１が固着した場合も同様に、第２ガイド部３３ｂが動作位置に移動せず、操作回路１７に電流が流れない。
【００７８】
以上のように、安全リレー装置１１５では、強制ガイド式リレー３ｂに不具合が発生した場合に操作部１３１に電流が流れることが防止され、対象リレー１３が作動することが防止される。
【００７９】
第５の実施の形態では、いずれかのガイド部３３ａ〜３６ｄに不具合が生じても他のガイド部が正常に動作することにより、ＰＬＣを用いることなく安全性を確保することができる。
【００８０】
（第６の実施の形態）
図８は、第６の実施の形態に係る安全回路１０ｂを示す図である。安全回路１０ｂの構造は、安全リレー装置１１６を除き第５の実施の形態に係る安全回路１０ｂとほぼ同様である。安全リレー装置１１６は、強制ガイド式リレー３ｂ、トランジスタ５１、充放電切替部５０および補助回路４０を備える。トランジスタ５１、充放電切替部５０および補助回路４０の構造および動作は、第２の実施の形態と同様である。強制ガイド式リレー３ｂの構造は、第５の実施の形態と同様である。安全リレー装置１１６では、対象リレー１３の常閉接点１３４を介して安全スイッチ１２２に接続されるリレー接点接続端子２８が設けられる。安全リレー装置１１６の他の端子は、第５の実施の形態と同様である。
【００８１】
安全リレー装置１１６内において、第１ガイド部３３ａおよび第４ガイド部３３ｄの常開接点３３１は、自己保持端子２２と内部コイル３１とを繋ぐ経路上に直列に配置される。第２ガイド部３３ｂおよび第３ガイド部３３ｃの常開接点３３１は、第１リレー電源端子２６と操作端子２３との間に直列に配置される。第１ないし第４ガイド部３３ａ〜３６ｄの常閉接点３３２はリレー接点接続端子２８とトランジスタ５１のコレクタとの間に直列に配置される。
【００８２】
充放電切替部５０の第１フォトモスリレー５４および第２フォトモスリレー５５の入力部は、リセット端子２１から第２リレー電源１２４の負極に至る経路上に接続される。
【００８３】
リセットスイッチ１２１が操作されると、第１および第２フォトモスリレー５４，５５が作動してコンデンサ５３が充電される。リセットスイッチ１２１の操作を解除すると、第１フォトモスリレー５４を介してコンデンサ５３からトランジスタ５１のベースに電流が流れる。これにより、第２リレー電源１２４からリレー接点接続端子２８およびトランジスタ５１を介して内部コイル３１に電流が流れ、補助回路４０を利用して強制ガイド式リレー３ｂが動作状態へと移行する。その結果、第１ガイド部３３ａおよび第４ガイド部３３ｄの常開接点３３１が閉じ、自己保持端子２２を介して第２リレー電源１２４、安全スイッチ１２２および内部コイル３１を繋ぐ自己保持回路１６１に電流が流れ、強制ガイド式リレー３ｂが自己保持される。第２ガイド部３３ｂおよび第３ガイド部３３ｃの常開接点３３１が閉じることにより、操作回路１７に電流が流れ、対象リレー１３が作動する。
【００８４】
強制ガイド式リレー３ｂの第１ないし第４ガイド部３３ａ〜３６ｄおよび対象リレー１３に不具合が生じた場合における安全回路１０ｂの動作は、第５の実施の形態と同様である。
【００８５】
（第７の実施の形態）
図９は、本発明の第７の実施の形態に係る安全リレー装置１１７を含む安全回路１０ｃを示す図である。安全回路１０ｃは、安全リレー装置１１７、リセットスイッチ１２１、安全スイッチ１２２、対象リレー１３を備える。ＰＬＣ１４や補助リレー１４０を備えない点を除いて、図２および図３の第２の実施の形態に類似した構造であり、同様の構成要素には同符号を付す。
【００８６】
安全リレー装置１１７は、第２の実施の形態と同様に、リセット端子２１、自己保持端子２２、操作端子２３を備える。リセット端子２１にはリセットスイッチ１２１が接続され、自己保持端子２２には安全スイッチ１２２が接続され、操作端子２３には操作部１３１が接続される。安全リレー装置１１７は、リレー電源１２３の正極および負極が接続される電源端子２９１，２９２、一対のモニタ端子２４１，２４２、および、常閉接点１３４が接続される補助端子２４３，２４４をさらに備える。電源端子２９１からの入力はヒューズを介して端子２９３から出力され、端子２９３は、リセットスイッチ１２１および安全スイッチ１２２に接続される。
【００８７】
安全リレー装置１１７は、単一の強制ガイド式リレー３、トランジスタ５１、充放電切替部５０、コンデンサ５３および補助回路４０をさらに備える。これらの構造や接続関係は、第２の実施の形態と実質的に同じである。
【００８８】
安全リレー装置１１７は、モニタ回路２４０として、２つのフォトリレー２４５，２４６および２つのトランジスタ２４７，２４８をさらに備える。フォトリレー２４５の入力端子は自己保持端子２２に接続される。出力端子はトランジスタ２４７のベースに接続される。フォトリレー２４６の入力端子は補助端子２４３に接続される。トランジスタ２４８のベースは、トランジスタ２４７のエミッタおよびフォトリレー２４６の出力端子に接続される。
【００８９】
強制ガイド式リレー３のガイド部３２は、第１切替接点３２１と、第２切替接点３２２とを有する。リセットスイッチ１２１が操作された際に、充放電切替部５０、コンデンサ５３、トランジスタ５１、補助回路４０および第１切替接点３２１により、強制ガイド式リレー３が自己保持される動作は、第２の実施の形態と同様である。
【００９０】
第２切替接点３２２は、リレー電源１２３と対象リレー１３の常閉接点１３４との接続と、リレー電源１２３と操作部１３１との接続とを切り替える。強制ガイド式リレー３が自己保持されると、リレー電源１２３と操作部１３１とが接続され、対象リレー１３が動作状態となってモータ９に電力が供給される。
【００９１】
モータ９を作動させるためにリセットスイッチ１２１が操作された際に、接点の固着により強制ガイド式リレー３が動作状態とならない場合は、操作部１３１に電力が供給されないため、モータ９は作動しない。接点の固着により対象リレー１３が動作状態にならない場合もモータ９は作動しない。
【００９２】
安全スイッチ１２２が操作された際には、自己保持が解除され、モータ９は停止する。さらに、フォトリレー２４５への入力が遮断され、トランジスタ２４７がＯＮ状態となる。一方、フォトリレー２４６の入力は、第２切替接点３２２および常閉接点１３４を介してリレー電源１２３に接続されるため、強制ガイド式リレー３および対象リレー１３のいずれかが復帰していない場合は、トランジスタ２４８がＯＮ状態となり、モニタ端子２４１，２４２間が導通する。
【００９３】
モニタ端子２４１，２４２は、図示省略の警報装置に接続される。警報装置は、例えば、ランプや警報ブザーである。したがって、安全スイッチ１２２の操作後のリセットスイッチ１２１の操作は、強制ガイド式リレー３および対象リレー１３の復帰が、使用者により確認された後になる。すなわち、リセットスイッチ１２１の操作は、少なくとも、対象リレー１３の常閉接点１３４を介する電流が確認された後に行われることになる。そして、リセットスイッチ１２１が操作されることにより、リセット端子２１に一時的に流れる電流に起因して、内部コイル３１に電流が流れて強制ガイド式リレー３が動作状態へと移行する。その結果、強制ガイド式リレー３が、自己保持端子２２と内部コイル３１とを電気的に接続することにより自己保持される。
【００９４】
以上のように、安全回路１０ｃでは、安全リレー装置１１７に単一の強制ガイド式リレー３を設けるのみで、安全スイッチ１２２が操作される毎に、強制ガイド式リレー３および対象リレー１３の異常を検出することができる。安全リレー装置１１７の製造コストを削減することができる。
【００９５】
図１０は、図９に示す安全リレー装置１１７における強制ガイド式リレー３を、常閉接点３４１ａと常開接点３４１ｂとの組み合わせ、および、常閉接点３４２ａと常開接点３４２ｂとの組み合わせを有する強制ガイド式リレー３ａへと変更したものである。強制ガイド式リレーの構造を変更した点を除き、構造および動作は、図９に示すものと同様である。
【００９６】
（第８の実施の形態）
図１１は、本発明の第８の実施の形態に係る安全リレー装置１１８を含む安全回路１０ｄを示す図である。安全リレー装置１１８と外部との接続位置に小円を配置している。安全回路１０ｄでは、リセットスイッチ１２１に代えてワンショット回路１２５が設けられる。安全リレー装置１１８は、図１と同様の補助回路４０と、図９と同様のモニタ回路２４０とを備える。他の実施の形態と同様の構成要素には同符号を付す。
【００９７】
ガイド部３２の第１切替接点３２１は、安全スイッチ１２２とワンショット回路１２５との接続と、安全スイッチ１２２と内部コイル３１および補助回路４０との接続とを切り替える。強制ガイド式リレー３が動作状態では、安全スイッチ１２２と内部コイル３１とが接続され、強制ガイド式リレー３は自己保持される。安全スイッチ１２２が押されると、強制ガイド式リレー３は復帰する。これによりモータ９が停止する。また、安全スイッチ１２２とワンショット回路１２５とが接続される。
【００９８】
安全スイッチ１２２が押し込まれた状態から元に状態に戻ると、ワンショット回路１２５を介して内部コイル３１に一時的に電流が流れる。これにより、強制ガイド式リレー３が動作状態へと移行し、自己保持される。
【００９９】
モニタ回路２４０は、図９と同様に、自己保持端子２２を介して安全スイッチ１２２に接続され、かつ、対象リレー１３の常閉接点１３４に接続される。モニタ回路２４０の動作は図９の場合と同様である。
【０１００】
以上のように、内部コイル３１に一時的に電流を流す構成はリセットスイッチ１２１には限定されず、ワンショット回路１２５（正確には、ワンショット回路１２５および安全スイッチ１２２）により実現されてもよい。他のいずれの実施の形態においても、リセットスイッチ１２１に代えてワンショット回路１２５が利用されてもよい。すなわち、リセット端子２１やワンショット回路１２５をリセット部と捉えると、リセット部に一時的に電流が流れた時に対象リレー１３の常閉接点１３４を介する電流に起因して、または、対象リレー１３の常閉接点１３４を介する電流が確認された後にリセット部に一時的に流れる電流に起因して、内部コイル３１に電流が流れて強制ガイド式リレー３が自己保持される。
【０１０１】
なお、第２の実施の形態や第７の実施の形態等の充放電切替部５０の機能をリセット部を用いて表現すると、リセット部に電流が流れている間に、充放電切替部５０により蓄電素子が充電され、リセット部における電流の流れが停止した際に、充放電切替部５０による蓄電素子の放電を利用して内部コイル３１に電流を流し、強制ガイド式リレー３が自己保持される。
【０１０２】
図１１の場合においても、図１２に示すように、強制ガイド式リレー３を、常閉接点３４１ａと常開接点３４１ｂとの組み合わせ、および、常閉接点３４２ａと常開接点３４２ｂとの組み合わせを有する強制ガイド式リレー３ａへと変更することが可能である。
【０１０３】
（第９の実施の形態）
図１３は、図１の安全リレー装置１１１において、強制ガイド式リレー３が分離可能な構造を示す図である。強制ガイド式リレー３の部位を太線にて囲む。安全リレー装置１１１も、対象リレー１３と組み合わせて利用される。安全リレー装置１１１の構造は、強制ガイド式リレー３が分離可能である点を除いて図１と同様であり、図１３においても、図１に関する説明は同様に適用される。図１４は、このような安全リレー装置１１１の外観を示す正面図である。
【０１０４】
図１４に示すように、安全リレー装置１１１は、強制ガイド式リレー３と、回路ユニット１１０とを備える。強制ガイド式リレー３は回路ユニット１１０に対して着脱自在であり、回路ユニット１１０はソケット状の構造を有する。これにより、強制ガイド式リレー３が故障した場合に、安全リレー装置１１１において強制ガイド式リレー３を容易に交換することができる。回路ユニット１１０は、ユニット本体６１と、一対のリレー保持レバー６２とを備える。ユニット本体６１は、強制ガイド式リレー３の下方に位置する。リレー保持レバー６２は、強制ガイド式リレー３の左右両側において、ユニット本体６１から上方へと伸びる。
【０１０５】
ユニット本体６１内には、回路基板６１１が配置される。図１４では、回路基板６１１等の一部の内部構造を細い実線にて表している。回路基板６１１の上面にはリレー取付部６１２が取り付けられる。回路基板６１１の下面には、安全リレー装置１１１の強制ガイド式リレー３以外の配線、電子部品等が実装される。リレー取付部６１２が含む内部端子６４に強制ガイド式リレー３の下部の端子３０が挿入されることにより、リレー取付部６１２に強制ガイド式リレー３に取り付けられる。内部端子６４と端子３０とは電気的に接続される。図１３では、内部端子６４の位置に丸を描いている。リレー取付部６１２には、単一の強制ガイド式リレー３のみが取り付けられる。
【０１０６】
なお、リレー取付部６１２は、ソケット状のものには限定されず、強制ガイド式リレー３を取り付ける様々な構造全体が、内部端子を含むリレー取付部として捉えられてよい。例えば、強制ガイド式リレー３の端子３０近傍の部位を固定する構造と、内部端子とが分離して設けられてもよい。安全リレー装置１１１としての機能は、強制ガイド式リレー３がリレー取付部６１２に取り付けられた状態で対象リレー１３と組み合わせて使用されることにより実現される。
【０１０７】
リレー保持レバー６２は、下端を中心として回動可能であり、上端に爪部６２１を有する。リレー保持レバー６２が左右外側に傾斜した状態で強制ガイド式リレー３がリレー取付部６１２に取り付けられ、リレー保持レバー６２が立てられて爪部６２１が強制ガイド式リレー３の上部に係合することにより、強制ガイド式リレー３が安定的に固定される。
【０１０８】
他のいずれの実施の形態においても、図１３および図１４と同様に、安全リレー装置において、強制ガイド式リレーが回路ユニットに対して着脱自在とすることが可能である。
【０１０９】
上記実施の形態に示した安全回路、安全リレー装置、回路ユニット等は、様々な変更が可能である。
【０１１０】
第１の実施の形態では、第１切替接点３２１に代えて、リセット端子２１と内部コイル３１との間に常閉接点が設けられ、自己保持端子２２と内部コイル３１との間に常開接点が設けられてもよい。第２切替接点３２２に代えて、第１リレー電源端子２６と第１モニタ端子２４との間に常閉接点が設けられ、第１リレー電源端子２６と操作端子２３との間に常開接点が設けられてもよい。第２の実施の形態においても、切替接点が常閉接点および常開接点に置き換えられてよい。
【０１１１】
ＰＬＣ１４では、操作端子２３から出力される電圧およびリセット端子２１に与えられる電圧をモニタ信号として補助リレー１４０の常開接点１４２の開閉が行われてもよい。この場合、安全リレー装置１１１の第１モニタ端子２４および第２モニタ端子２５は省略され、強制ガイド式リレー３には、第２切替接点３２２に代えて第１リレー電源端子２６と操作端子２３との間に常開接点が設けられる。第２の実施の形態においても同様である。
【０１１２】
第１の実施の形態では、安全スイッチ１２２を介して内部コイル３１に電流を供給する他のリレー電源が設けられてもよい。この場合、リレー電源１２３は、リレー電源端子２６にのみ接続される。リレー電源１２３が１つしか設けられない他の実施の形態においても、内部コイル３１に電流を供給する他のリレー電源が設けられてよい。
【０１１３】
第３の実施の形態では、第１常閉接点３４１ａおよび第１常開接点３４１ｂの組み合わせに代えて、リセット端子２１および自己保持端子２２のそれぞれと、内部コイル３１との間の電気的接続を切り替える切替接点が設けられてもよい。第４の実施の形態では、自己保持端子２２とトランジスタ５１との間および自己保持端子２２と内部コイル３１との間の電気的接続を切り替える切替接点が設けられてもよい。
【０１１４】
第３および第４の実施の形態では、信号源として専用の電源が用いられてもよい。また、第１リレー電源１２３と第２リレー電源１２４とが１つ電源として設けられてもよい。１つの電源が、信号源、第１リレー電源および第２リレー電源を兼ねてもよい。
【０１１５】
第５および第６の実施の形態では、５以上のガイド部を有する強制ガイド式リレーが設けられてもよい。
【０１１６】
リセットスイッチ１２１、安全スイッチ１２２、対象リレー１３の常閉接点１３４の配置関係は可能な範囲内で様々に変更されてよい。安全スイッチ１２２は自己保持回路１６１上の任意の位置に設けられてよい。すなわち、自己保持端子２２は、安全スイッチ１２２を含む自己保持回路１６１の形成に用いられるのであれば、安全スイッチ１２２に直接的に接続される必要はない。リセットスイッチ１２１および常閉接点１３４は、強制ガイド式リレーを自己保持状態へと移行させるために必要な電流経路上の様々な位置に設けられてよい。例えば、図８において、リセット端子２１を省き、リセットスイッチ１２１を常閉接点１３４とリレー接点接続端子２８との間に設け、直列接続された常閉接点３３２とフォトモスリレー５４，５５の入力部とが接続されてもよい。
【０１１７】
第８の実施の形態においても、ワンショット回路１２５の位置は、リセット機能を実現するために様々に変更されてよい。第７および第８の実施の形態において、常閉接点１３４および強制ガイド式リレー３の異常を検出するためのモニタ回路２４０の構造や他の構成要素との接続関係も、同機能が実現可能であれば様々に変更されてよい。
【０１１８】
第２、第４、第６および第７の実施の形態では、トランジスタ５１に代えて、他の種類のスイッチング素子が用いられてもよい。また、フォトモスリレー以外の種類のリレーやスイッチング素子が用いられてもよい。
【０１１９】
上記実施の形態におけるコンデンサ４１，５３に代えて、蓄電機能を有する素子であれば他の様々な種類の蓄電素子が用いられてよい。安全回路や安全リレー装置内の様々な素子の接続関係は、機能が損なわれない範囲で適宜変更されてよい。ＰＬＣ１４に代えて、論理回路等の他の回路が設けられてもよい。
【０１２０】
対象リレー１３は、溶着等の故障の検出対象となる構成であれば他の様々なものであってよく、例えば、サーマルリレーを有する電磁開閉器等の他の電磁リレーまたは種々の半導体リレーを利用することができる。安全回路は、モータ以外の電動機の駆動にも利用可能である。作動対象は物理的に動くものには限定されず、電力を消費する負荷であればよい。例えば、熱源、光源、音源、演算装置等であってもよい。
【０１２１】
上記実施形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。
【０１２２】
この発明を詳細に描写して説明したが、既述の説明は例示的であって限定的なものではない。したがって、この発明の範囲を逸脱しない限り、多数の変形や態様が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１２３】
本発明は、様々な装置の安全を確保するために使用される安全リレー装置に利用することができる。本発明は、強制ガイド式リレーと組み合わせて安全リレー装置を実現する回路ユニットにも適用される。
【符号の説明】
【０１２４】
３，３ａ，３ｂ    強制ガイド式リレー
９    モータ
１３    対象リレー
２１    リセット端子
２２    自己保持端子
２３    操作端子
２４    第１モニタ端子
３１    内部コイル
３２，３７    ガイド部
３３ａ    第１ガイド部
３３ｂ    第２ガイド部
３３ｃ    第３ガイド部
３３ｄ    第４ガイド部
４０ａ    遅延回路
４１    コンデンサ
４２    抵抗
４３    第１ダイオード
４４    第２ダイオード
５０    充放電切替部
５３    コンデンサ
６４    内部端子
１１０    回路ユニット
１１１〜１１８    安全リレー装置
１２３    第１リレー電源
１２４    第２リレー電源
１２５    ワンショット回路
１３１    操作部
１３４    （対象リレーの）常閉接点
２１１    リセットスイッチ
２１２    安全スイッチ
３２１    第１切替接点
３２２    第２切替接点
３３１    常開接点
３３２    常閉接点
３４１ａ    第１常閉接点
３４１ｂ    第１常開接点
３４２ａ    第２常閉接点
３４２ｂ    第２常開接点
６１２    リレー取付部
【図１】
2013073629.tif 000003
【図２】
2013073629.tif 000004
【図３】
2013073629.tif 000005
【図４】
2013073629.tif 000006
【図５】
2013073629.tif 000007
【図６】
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【図７】
2013073629.tif 000009
【図８】
2013073629.tif 000010
【図９】
2013073629.tif 000011
【図１０】
2013073629.tif 000012
【図１１】
2013073629.tif 000013
【図１２】
2013073629.tif 000014
【図１３】
2013073629.tif 000015
【図１４】
2013073629.tif 000016
【国際調査報告】
2013073629.tif 000017
2013073629.tif 000018
2013073629.tif 000019
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