(57)【要約】【課題】スイッチング動作に際して音を発生するエレベータ制御用半導体リレー装置を提供する。【解決手段】一対の出力側端子と、出力端子に出力段が接続され、出力端子間をオン／オフ状態間で切り換える半導体スイッチング手段と、一対の入力側端子に入力される切換指示入力信号が出力端子間をオンまたはオフ状態のいずれに切り換える信号であるのかを判定する入力判定手段と、判定された結果に応じた出力切換制御信号を半導体スイッチング手段に伝達する出力切換制御手段とを備える。また、判定された結果に基づいて可聴音の出力を指示する音出力指示手段と、指示に応じて、可聴音に対応する電気信号である音響信号を出力する音響信号出力手段と、出力された音響信号を音波に変換する電気／音波変換手段とを備える。【選択図】図４
2011239201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の出力側端子と、
この出力端子に出力段が接続され、前記出力端子間を導通状態および実質的に遮断状態との間で切り換える、少なくとも１つの半導体スイッチング素子を含む半導体スイッチング手段と、
前記出力端子間を導通状態および遮断状態との間で切り換えるための切換指示入力信号を受け取る一対の入力側端子と、
この一対の入力側端子で受け取られた切換指示入力信号が前記出力端子間を導通状態に切り換える信号であるのか遮断状態に切り換える信号であるのかを判定する入力判定手段と、
この入力判定手段によって判定された結果に応じた出力切換制御信号を前記半導体スイッチング手段に伝達する出力切換制御手段と、
前記入力判定手段によって判定された結果に基づいて可聴音の出力を指示する音出力指示手段と、
この音出力指示手段からの指示に応じて、可聴音に対応する電気信号である音響信号を出力する音響信号出力手段と、
この音響信号出力手段から出力された音響信号を音波に変換する電気／音波変換手段と
を備えることを特徴とするエレベータ制御用半導体リレー装置。
【請求項２】
前記音出力指示手段によって出力を指示される可聴音は、機械的な音であるビープ音またはブザー音またはベル音またはチャイム音であることを特徴とする請求項１に記載のエレベータ制御用半導体リレー装置。
【請求項３】
前記音出力指示手段によって出力を指示される可聴音は、前記切換指示入力信号が、前記出力端子間を導通状態に切り換える信号であると前記入力判定手段によって判定された場合と、前記出力端子間を遮断状態に切り換える信号であると前記入力判定手段によって判定された場合で、異なることを特徴とする請求項２に記載のエレベータ制御用半導体リレー装置。
【請求項４】
前記音出力指示手段によって出力を指示される可聴音は、前記切換指示入力信号に対応する音声メッセージまたは合成音声メッセージであることを特徴とする請求項１に記載のエレベータ制御用半導体リレー装置。
【請求項５】
前記音出力指示手段によって出力を指示される可聴音は、機械的な音であるビープ音またはブザー音またはベル音またはチャイム音と、前記機械的な音に続く前記切換指示入力信号に対応する音声メッセージまたは合成音声メッセージであることを特徴とする請求項１に記載のエレベータ制御用半導体リレー装置。
【請求項６】
前記エレベータ制御用半導体リレー装置は、
前記音出力指示手段および前記音響信号出力手段の少なくとも一方を無効にする手段を、さらに、備えることを特徴とする請求項１に記載のエレベータ制御用半導体リレー装置。
【請求項７】
前記エレベータ制御用半導体リレー装置は、
前記入力判定手段によって判定された結果に対応する可視光の出力を制御する光出力制御手段と、
この光出力制御手段からの出力に応じて可視光を出力する可視光出力手段と
を、さらに、備えることを特徴とする請求項１に記載のエレベータ制御用半導体リレー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、リレー・シーケンスで構成されたエレベータ制御装置に使用されるエレベータ制御用半導体リレー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
リレー・シーケンスにより制御回路が構成されているエレベータ制御装置において、制御回路、保護検出回路等のキー・コンポーネントとして使用されているメカニカル・リレーは、小型化、軽量化、長寿命化の観点から、ソリッド-・ステート・リレー（solid state relay；ＳＳＲ）等を用いた半導体リレー装置への切り替えが進んでいる。今後、エレベータの保守部品供給においてもメカニカル・リレーの代替部品として同一形状プラグイン・タイプの半導体リレー装置への切り替えが行われる趨勢にある。メカニカル・リレーの場合には、有接点リレーのため、電磁石による可動接点開閉時の動作音による聴覚による確認および可動接点の移動状態の視覚による確認によって、保守・点検作業時にリレーの動作確認を行うことができる。これに対し、半導体リレー装置は、半導体スイッチング素子を用いた可動接点が無い無接点リレーであるため、人間の５感によるリレーの動作確認はできない問題点がある。
【０００３】
動作表示灯（ＬＥＤ）を用いて、メカニカル・リレーと同様に、目視による動作確認が可能な半導体リレー装置の製品があるが（非特許文献１）、リレーの動作音による動作確認は行うことができない。このため、エレベータの保守・点検作業において、メカニカル・リレーを半導体リレー装置に交換する場合、作業者は、動作確認時にリレーの動作音が確認できず、本当にリレーが動作しているか不安に感じるとともに、従来とは異なる動作音の無いリレー動作に違和感を覚える。
【０００４】
また、エレベータ制御にマイクロ・コンピュータを用いた装置は、エレベータの故障情報を記録する手段を備えているため、故障発生後においても記録された故障情報を基に故障原因の究明を容易に行うことができる。一方、リレー・シーケンスで構成されたエレベータ制御装置の場合は、エレベータの故障情報を記録する手段を備えていないため、故障情報記録から故障原因の究明を行うことはできない。しかし、故障発生時に各リレーが正常状態時のリレー動作（リレー・シーケンス）に対し、異常な動作をしているか否かは、リレー動作音の有無、リレー動作音のタイミング等により感覚的かつ簡易に作業者が確認することができ、リレー動作音は故障解析の初期段階（一次判定）における重要な判断材料である。このように、メカニカル・リレーの動作音は、リレー・シーケンスで制御回路が構成されたエレベータの保守・点検作業において重要な情報源であり、リレーの動作音が確認できないことは、故障原因の究明が困難になる場合もある問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１９９３４６号公報
【特許文献２】特開２０００−２４４２９１号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】オムロン株式会社の電子カタログ、g3b_g3bd_ds_j_2_2.pdf、［online］、平成１４年９月２３日、［平成２２年４月２２日検索］、インターネット＜URL：http://www.fa.omron.co.jp/product/family/996/index_p.html＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、スイッチング動作に際して音を発生するエレベータ制御用半導体リレー装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施形態によるエレベータ制御用半導体リレー装置は、一対の出力側端子と、この出力端子に出力段が接続され、出力端子間を導通状態（オン状態）および実質的に遮断状態（オフ状態）との間で切り換える、少なくとも１つの半導体スイッチング素子を含む半導体スイッチング手段と、出力端子間をオン状態およびオフ状態との間で切り換えるための切換指示入力信号を受け取る一対の入力側端子と、この一対の入力側端子で受け取られた切換指示入力信号が出力端子間をオン状態に切り換える信号であるのかオフ状態に切り換える信号であるのかを判定する入力判定手段と、この入力判定手段によって判定された結果に応じた出力切換制御信号を半導体スイッチング手段に伝達する出力切換制御手段とを備える。また、本装置は、入力判定手段によって判定された結果に基づいて可聴音の出力を指示する音出力指示手段と、音出力指示手段からの指示に応じて、可聴音に対応する電気信号である音響信号を出力する音響信号出力手段と、音響信号出力手段から出力された音響信号を音波に変換する電気／音波変換手段とを備える。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態による半導体リレー装置が用いられるエレベータ制御装置の一例を表す図である。
【図２】本発明の一実施形態による半導体リレー装置のハードウェア構成を表すブロック図の一例である。
【図３】本発明の他の実施形態による半導体リレー装置のハードウェア構成を表すブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態による半導体リレー装置の機能ブロック図の一例である。
【図５】本発明の他の実施形態による半導体リレー装置の機能ブロック図の一例である。
【図６】本発明のさらに別の実施形態による半導体リレー装置の機能ブロック図の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、適宜、図面を参照しながら本発明の一例としての実施形態の説明を行う。図１に、リレー・シーケンスで構成されるエレベータ制御装置１００の一例を示す。エレベータ制御装置１００には、メカニカル・リレーの代替部品として実装された半導体リレー装置１０２が含まれる。
【００１１】
図２は、半導体リレー装置１０２のハードウェア構成を表すブロック図の一例である。図２に示すハードウェア構成は、例示であって、これに限定されるものではない。半導体リレー装置１０２は、入力側端子２０２ａと入力側端子２０２ｂ間に印加される電圧によって制御される。入力側端子２０２ａ、２０２ｂ間に印加された電圧は入力回路２０４に入力され、入力回路２０４は絶縁回路２０６を駆動する。絶縁回路２０６は、半導体リレー装置１０２の入力側と出力側を電気的に絶縁しつつ、入力回路２０４から出力される信号を絶縁回路２０６の出力側に伝達する。絶縁回路２０６においては、例えば、入力側に設けられたＬＥＤ等の発光素子が入力された信号で変調され、変調された光信号が出力側に設けられた受光素子によって電気信号に復調される。絶縁回路２０６から出力される電気信号は制御回路２０８に入力され、制御回路２０８は、入力された電気信号が、後ほど述べる出力側端子２１２ａと出力側端子２１２ｂ間を遮断状態（オフ状態）から導通状態（オン状態）に切り換える信号であるのか、オン状態からオフ状態に切り換える信号であるのかを判定する。この判定結果に応じて、制御回路２０８は、半導体スイッチング回路２１０に切換制御信号を出力する。半導体スイッチング回路２１０は、その出力段が出力側端子２１２ａと出力側端子２１２ｂに接続されており、出力段は、１または複数の半導体スイッチング素子（図示せず）を含む。半導体スイッチング回路２１０の出力段の半導体スイッチング素子としては、ＭＯＳＦＥＴが用いられることが多いが、他のタイプのＦＥＴあるいはバイポーラ・デバイスが用いられることもある。一例として、半導体スイッチング回路２１０の出力段の半導体スイッチング素子として、１つのＭＯＳＦＥＴが用いられる場合、そのゲートとソース間に、半導体スイッチング回路２１０からの切換制御信号または対応する信号が印加され、ＭＯＳＦＥＴのドレインとソース間はオン状態からオフ状態へ、またはオフ状態からオン状態へ切り換えられる。この場合、ＭＯＳＦＥＴのドレインは出力側端子２１２ａと出力側端子２１２ｂのいずれか一方に接続され、ソースは他方の出力端子２１２（ｘ）に接続されている。したがって、出力側端子２１２ａと出力側端子２１２ｂ間は、オン状態とオフ状態間で切り換えられる。尚、半導体スイッチング素子の場合、オフ状態であってもリーク電流が存在するため、厳密な意味においては完全な遮断状態にはならないが、リーク電流は微小であるため実用上は問題とはならず、実質的に遮断状態であると言える。
【００１２】
また、制御回路２０８は、入力された電気信号が、出力側端子２１２ａ、出力側端子２１２ｂ間をオフ状態からオン状態に切り換える信号であるのか、オン状態からオフ状態に切り換える信号であるのかを判定した結果に基づいて、半導体スイッチング回路２１０に切換制御信号を出力するとともに、音源回路２１４に可聴音の出力を指示する音出力指示信号を出力する。音源回路２１４は、音出力指示信号を受け取ると、指示に応じた音に対応する電気信号である音響信号を、電気／音波変換器２１６に出力する。電気／音波変換器２１６は、音源回路２１４から出力された音響信号を音として出力する。電気／音波変換器２１６としては、例えば、スピーカ、ブザー、ベル、チャイム等を用いることができる。
【００１３】
尚、半導体リレー装置１０２のハードウェア構成は、図３に示すように、絶縁回路２０６の位置を制御回路２０８の後に配置したものであってもよい。
【００１４】
以上の説明から明らかなように、図２および図３に示した制御回路２０８は、半導体スイッチング回路２１０を制御するとともに、音源回路２１４を制御する機能を備える。この観点から、一実施形態による半導体リレー装置１０２は図４に示す機能ブロック図によって表すことができる。出力端子２１２ａと出力端子２１２ｂ間をオフ状態からオン状態に、またはオン状態からオフ状態に切り換える切換指示入力信号が、入力側端子２０２ａ、２０２ｂを介して、入力判定部４０４に入力される。入力判定部４０４は、入力された切換指示入力信号が、出力端子２１２ａと出力端子２１２ｂ間をオフ状態からオン状態に切り換える信号であるのか、またはオン状態からオフ状態に切り換える信号であるのかを判定する。出力切換制御部４０８は、入力判定部４０４による判定結果に応じた出力切換制御信号を半導体スイッチング部４１０に伝達する。半導体スイッチング部４１０は、その出力段に少なくとも１つの半導体スイッチング素子を含み、出力段は出力端子２１２ａおよび２１２ｂに接続されている。出力切換制御信号を受け取った半導体スイッチング部４１０は、出力切換制御信号にしたがって、半導体スイッチング素子をオン／オフすることによって出力端子２１２ａ、２１２ｂ間をオン状態および実質的にオフ状態との間で切り換える。
【００１５】
入力判定部４０４による判定結果は音出力指示部４１３にも伝達され、音出力指示部４１３は、入力判定部によって判定された結果に基づいて可聴音に対応する電気信号の出力を音響信号出力部４１４に指示する。一実施形態において、音出力指示部４１３は、入力判定部によって判定された結果が変化したとき、すなわち、切換指示入力信号が、出力端子２１２ａと出力端子２１２ｂ間をオフ状態からオン状態に、およびオン状態からオフ状態に切り換えるように変化したときに、可聴音に対応する電気信号の出力を音響信号出力部４１４に指示する。音出力指示部４１３は、音響信号出力部４１４に様々な内容を指示することができる。例えば、切換指示入力信号が、出力端子２１２ａと出力端子２１２ｂ間をオフ状態からオン状態に切り換えるように変化したときに、音響信号出力部４１４から電気信号の形態で出力する、可聴音の種類、特性、持続時間等を指示することができる。音出力指示部４１３は、同様に、切換指示入力信号が、出力端子２１２ａと出力端子２１２ｂ間をオン状態からオフ状態に切り換えるように変化したときに、音響信号出力部４１４から電気信号の形態で出力する、可聴音の種類、特性、持続時間等を指示することができる。音出力指示部４１３は、切換指示入力信号が、出力端子２１２ａと出力端子２１２ｂ間をオフ状態からオン状態に切り換えるように変化したときと、オン状態からオフ状態に切り換えるように変化したときに、音響信号出力部４１４から電気信号の形態で出力する可聴音の種類、特性、持続時間等を同一にすることもできる。
【００１６】
ここで、音出力指示部４１３は、可聴音の種類として、ビープ音、ブザー音、ベル音もしくはチャイム音等の機械的な音、または人間の声によるメッセージまたは合成音声メッセージ等の、音響信号出力部４１４から出力可能な音の種類を指示することができる。ビープ音等の機械的な音に対応する電気信号は、音響信号出力部４１４に機械的な音を合成する比較的単純な電子回路を実装することにより、音響信号出力部４１４から出力可能である。前述したように可聴音の種類等は、出力端子２１２ａと出力端子２１２ｂ間をオフ状態からオン状態に切り換えるように変化した場合と、オン状態からオフ状態に切り換えるように変化した場合で、異なる種類、特性、持続時間等の可聴音に対応する電気信号を音響信号出力部４１４から出力するように指示することができる。前述したように、音出力指示部４１３は、同一の種類、特性、持続時間等の可聴音に対応する電気信号を音響信号出力部４１４から出力するように指示することもできることは明らかであろう。
【００１７】
人間の声によるメッセージまたは合成音声メッセージ等に対応する電気信号は、これらの音を適切な符号化したデータが保存されたＲＯＭと、ＤＳＰ等のプロセッサまたは専用ハードウェアを、音響信号出力部４１４に実装することにより、音響信号出力部４１４から出力可能である。ビープ音、ブザー音、ベル音もしくはチャイム音等の機械的な音と、音声メッセージとを併用することも可能である。
【００１８】
また、音出力指示部４１３は、可聴音の特性として、音の高低（音程）、大小、音色等の、音響信号出力部４１４から出力可能な音の特性を指示することができる。
【００１９】
さらに、音出力指示部４１３は、可聴音の持続時間として、ビープ音、ブザー音、ベル音もしくはチャイム音等の機械的な音の場合、メカニカル・リレーが発する音の持続時間と同等な持続時間、例えば、数ｍｓｅｃないし数十ｍｓｅｃの持続時間を指示することができるが、さらに長い持続時間を指示することもできる。
【００２０】
音響信号出力部４１４は、音出力指示部４１３からの指示に応じて、可聴音に対応する電気信号の形態の音響信号を出力する。音響信号出力部４１４から出力された音響信号は、電気／音波変換部４１６によって可聴音に変換される。
【００２１】
以上の説明から明らかなように、音出力指示部４１３が音響信号出力部４１４に対して多様な指示を行うことができるため、本発明の実施形態による半導体リレー装置１０２は、その動作時に多岐にわたる音を出力することができる。以下、数種の例を示す。
【００２２】
（例１）オン、オフ時に同じ音を出す場合
【表１】
2011239201.tif 000003
【００２３】
（例２）オン、オフ時に異なる音を出す場合
【表２】
2011239201.tif 000004
この形態によれば、オンに変化したのか、オフに変化したのかが分かる。  
【００２４】
（例３）ＢＫという名のリレーのオン、オフ時に音声メッセージを出す場合
【表３】
2011239201.tif 000005
この形態によれば、どのリレーがオンに変化したのか、オフに変化したのかが分かる。
【００２５】
（例４）機械的な音と音声メッセージを併用する場合
【表４】
2011239201.tif 000006
この形態によれば、どのリレーがオンに変化したのか、オフに変化したのかが明確に分かる。
【００２６】
図５に他の実施形態による半導体リレー装置の機能ブロック図の一例を示す。図５に示す実施形態の半導体リレー装置は、図４に示した実施形態の半導体リレー装置に、音出力指示部４１３および音響信号出力部４１４の少なくとも一方を無効（disable）にする機能を、さらに、備える。したがって、音出力指示部４１３または音響信号出力部４１４が無効にされていない状態では、図４に示した実施形態の半導体リレー装置と同一の機能を有し、同一の動作をする。図５（ａ）に、音出力指示部４１３を無効にする機能ブロック図の一例を示す。図４との相違点は、音出力指示部４１３の入力側に論理ゲート５１８が設けられている点である。論理ゲート５１８の一方の入力端子には入力判定部４０４の出力が接続されている。論理ゲート５１８は、２入力の論理積を出力するゲートである。論理ゲート５１８としてＡＮＤゲートを用いる場合、論理ゲート５１８の他方の入力端子５２０に“０”を入力することによって、音出力指示部４１３には常に“０”が入力され、音出力指示部４１３の機能が無効化される。図５（ｂ）に、音響信号出力部４１４を無効にする機能ブロック図の一例を示す。図５（ａ）に示した形態との相違点は、論理ゲート５１８を音響信号出力部４１４の入力側に設けられている点であり、図５（ａ）に示した形態と同様のメカニズムによって音響信号出力部４１４の機能が無効化される。図５（ａ）および（ｂ）においては、論理ゲート５１８を、それぞれ音出力指示部４１３および音響信号出力部４１４の外部に設けているが、音出力指示部４１３または音響信号出力部４１４の内部に論理ゲート５１８を内蔵させてもよい。また、図５に示した論理ゲートを用いた構成以外のメカニズムによって、音出力指示部４１３または音響信号出力部４１４を無効化してもよい。これらの実施形態によれば、半導体リレー装置の動作の確認等が不要な場合には、半導体リレー装置からの音の出力を停止することによって、無用な騒音の発生を防止することができる。
【００２７】
図６に、さらに別の実施形態による半導体リレー装置の機能ブロック図の一例を示す。図６に示す実施形態の半導体リレー装置は、図４に示した実施形態の半導体リレー装置に、可視光を出力する可視光出力部６２４と、可視光出力部６２４の出力を制御する光出力制御部６２２とを、さらに、備える。したがって、図４に示した実施形態の半導体リレー装置の機能をすべて含み、付加された光出力制御部６２２と可視光出力部６２４に関する動作以外は図４に示した実施形態と同一の動作をする。本実施形態においては、入力判定部４０４による判定結果は光出力制御部６２２にも伝達され、光出力制御部６２２は、入力判定部によって判定された結果に基づいて可視光出力部６２４を制御する。可視光出力部６２４には、例えば、赤と緑の光を発する２色ＬＥＤを用いることができる。この場合、光出力制御部６２２は、切換指示入力信号が出力端子２１２ａと出力端子２１２ｂ間をオン状態にしているときには、例えば、可視光出力部６２４から赤の光を発するように制御する。逆に、切換指示入力信号が出力端子２１２ａと出力端子２１２ｂ間をオフ状態にしているときには、例えば、可視光出力部６２４から緑の光を発するように制御する。可視光出力部６２４が単色光を発する場合には、光出力制御部６２２は、可視光出力部６２４の発光の態様を制御する。例えば、切換指示入力信号が出力端子２１２ａと出力端子２１２ｂ間をオン状態にしているときには、可視光出力部６２４を点灯状態にし、切換指示入力信号が出力端子２１２ａと出力端子２１２ｂ間をオフ状態にしているときには、可視光出力部６２４を適切な周期で点滅する状態にするか、消灯状態に制御する。本実施形態によれば、聴覚に加え、視覚によっても半導体リレー装置の動作を把握することができる。
【００２８】
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、スイッチング動作に際して音を発生するエレベータ制御用半導体リレー装置が提供される。このことによって、リレー・シーケンスで構成されたエレベータ制御装置において、メカニカル・リレーの代替として本実施形態に係る半導体リレー装置を用いた場合、半導体リレー装置が動作する際にメカニカル・リレー相当のリレー動作音を擬似的に発生させ、エレベータの保守・点検作業時に従来のメカニカル・リレー動作時と同様にリレー動作音によって動作確認することが可能となる。また、メカニカル・リレーを用いたエレベータ制御装置の保守・点検作業を行ってきた作業者が、リレー代替後においても違和感無くリレーの動作確認を行うことができる。また、エレベータの故障解析情報源としてのリレー動作音を確保することができる。さらに、故障原因を的確に把握することによって、故障からの復帰時間の短縮、故障の再発防止する効果がある。
【００２９】
尚、本発明は上記の実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で開示した構成要素を変形して具体化できる。また、上記の実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示した全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００３０】
１００・・・エレベータ制御装置、  １０２・・・半導体リレー装置、
２０２ａ、２０２ｂ・・・入力側端子、  ２０４・・・入力回路、
２０６・・・絶縁回路、  ２０８・・・制御回路、
２１０・・・半導体スイッチング回路、  ２１２ａ、２１２ｂ・・・出力側端子、
２１４・・・音源回路、  ２１６・・・電気／音波変換器、
４０４・・・入力判定部、  ４０８・・・出力切換制御部、
４１０・・・半導体スイッチング部、  ４１３・・・音出力指示部、
４１４・・・音響信号出力部、  ４１６・・・電気／音波変換部、
５１８・・・論理ゲート、  ５２０・・・論理ゲートの入力端子、
６２２・・・光出力制御部、  ６２４・・・可視光出力部
【図１】
2011239201.tif 000007
【図２】
2011239201.tif 000008
【図３】
2011239201.tif 000009
【図４】
2011239201.tif 000010
【図５】
2011239201.tif 000011
【図６】
2011239201.tif 000012