(57)【要約】【課題】  全リレーへの同時通電を回避する。【解決手段】  出力信号を無接点出力数に応じた個数の複数のリレーを用いることによりパラレルに無接点出力するリレー式無接点出力回路であって、異なるタイミングで開閉動作するように各リレーを制御・駆動するリレー制御駆動回路を具備する。【選択図】      図１
2005142012.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力信号を無接点出力数に応じた個数の複数のリレーを用いることによりパラレルに無接点出力するリレー式無接点出力回路であって、
異なるタイミングで開閉動作するように各リレーを制御・駆動するリレー制御駆動回路を具備する、ことを特徴とするリレー式無接点出力回路。
【請求項２】
リレー制御駆動回路は、各リレーを幾つかのリレーグループとし、各リレーグループ毎に異なるタイミングで開閉動作させる、ことを特徴とする請求項１記載のリレー式無接点出力回路。
【請求項３】
リレー制御駆動回路は、
所定周期のクロック信号と、該クロック信号に同期すると共に前記リレーの開閉状態を順次指定する開閉状態指定用シリアル信号とを前記出力信号として出力ポートから出力するマイコンと、
各出力ポートと各リレーとの間に設けられ、前記クロック信号に基づいて開閉状態指定用シリアル信号をパラレル信号に変換することによりリレーの開閉状態を規定するリレー駆動信号を生成するシリアル/パラレル変換回路とから成る、ことを特徴とする請求項１または２記載のリレー式無接点出力回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リレー式無接点出力回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように無接点出力回路には各種のものがあるが、リレーを用いることにより出力を無接点化する回路としてリレー式無接点出力回路がある。
例えばマイコン等の複数の出力ポートからパラレルに出力される各出力信号を無接点化するリレー式無接点出力回路として、上記各出力信号を各々のリレー駆動ドライバに入力し、当該各リレー駆動ドライバを用いて各リレーのリレーコイルに通電することによって各リレーを開閉駆動するものがある。すなわち、このようなリレー式無接点出力回路は、出力ポート数に応じた個数のリレー駆動ドライバとリレーとから構成されている。
なお、リレー式無接点出力回路については、例えば以下の公知文献に詳細が記載されている。
【非特許文献１】書籍『電子回路部品活用ハンドブック』，出版社：ＣＱ出版社
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上述した従来のリレー式無接点出力回路では、出力接点数と同一数の出力ポートが必要になる。したがって、多くの出力ポートがリレーの駆動に使用されてしまうため、出力ポート数が比較的少ないマイコンを用いることが困難である。また、リレーは他の電子部品と比較して大きな駆動電流を必要とする。このようなリレーに対して全てのリレーのリレーコイルに同時に駆動電流が通電される場合があり得るので、比較的大きな容量の電源を必要とすると共に、このような大電流に対して放熱設計やスペースの確保が必要になる、という問題点がある。
【０００４】
本発明は、以上の点に鑑みたものであり、以下の点を目的とするものである。
（１）全リレーへの同時通電を回避する。
（２）出力接点数に対して必要となる出力ポート数を削減する。
（３）必要となる電源容量を削減する。
（４）放熱設計や確保すべきスペースを削減する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明では、出力信号を無接点出力数に応じた個数の複数のリレーを用いることによりパラレルに無接点出力するリレー式無接点出力回路であって、異なるタイミングで開閉動作するように各リレーを制御・駆動するリレー制御駆動回路を具備する、という解決手段を採用する。
【発明の効果】
【０００６】
このような解決手段を採用する本発明によれば、各リレーの駆動タイミングが異なるタイミングに設定されるので、全リレーへの同時通電を回避することが可能であり、よって必要となる電源容量を削減することが可能となると共に、放熱設計や確保すべきスペースを削減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
図1は、本実施形態に係わるリレー式無接点出力回路の回路図である。この回路図において、符号1はマイコン、２はＳ／Ｐ（シリアル／パラレル）変換回路、Ｒ01〜Ｒ32はラッチングリレー、またＧ1は第1リレーグループ、Ｇ2は第２リレーグループ、Ｇ3は第３リレーグループ、Ｇ4は第４リレーグループ、Ｇ5は第５リレーグループ、Ｇ6は第６リレーグループ、Ｇ７は第７リレーグループ、Ｇ8は第８リレーグループである。
【０００８】
マイコン1は、Ｓ／Ｐ変換回路２を駆動するための４つのパルス信号を生成してＳ／Ｐ変換回路２に出力する。また、マイコン1は、複数の出力ポートを有するものであり、当該出力ポートのうち４つの出力ポートｏ1〜ｏ4は、上記４つのパルス信号を出力するために割り当てられている。これら4つの出力ポートｏ1〜ｏ4のうち、出力ポートｏ1は上記４つのパルス信号の１つであるクロック信号ＣＬＫをＳ／Ｐ変換回路２に出力し、出力ポートｏ2はセット指定信号ＳＥＴ（開閉状態指定シリアル信号）をＳ／Ｐ変換回路２に出力し、出力ポートｏ3はリセット指定信号ＲＥＳＥＴ（開閉状態指定シリアル信号）をＳ／Ｐ変換回路２に出力し、また出力ポートｏ4はストローブ信号ＳＴＢをＳ／Ｐ変換回路２に出力に出力する。なお、マイコン1における出力ポートｏ1〜ｏ4以外の出力ポートは、上記無電圧接点出力以外に出力信号を出力するように配線されている。
【０００９】
図２には、一例として第４リレーグループＧ4に対応する上記４つのパルス信号のタイミング関係が示されている。この図に示すように、クロック信号ＣＬＫは無電圧接点出力の個数（３２個）に相当するクロック数（つまり３２クロック）がバースト状に繰り返すパルス信号である。このクロック信号ＣＬＫにおいて、無電圧接点出力の個数（３２個）に対応する３２クロックは４クロック毎に各々のリレーグループに対応している。すなわち、最初の４クロックは第1リレーグループＧ1（１グループ）に、次の４クロックは第２リレーグループＧ2（２グループ）に、……、そして、最後の４クロックは第８リレーグループＧ8（８グループ）にそれぞれ対応している。
【００１０】
セット指定信号ＳＥＴは、このようなクロック信号ＣＬＫに同期すると共に当該クロック信号ＣＬＫの１／２周期を有するシリアル信号であり、特定のリレーグループのラッチングリレーのＯＮ信号（リレー駆動信号）の状態をシリアルに順次指定するものである。このセット指定信号ＳＥＴは、「Ｈ（ハイ）」レベルがＯＮ信号を「Ｈ（ハイ）」レベルに設定することを指定する一方、「Ｌ（ロー）」レベルがＯＮ信号を「Ｌ（ロー）」レベルに設定することを指定する。
【００１１】
リセット指定信号ＲＥＳＥＴは、上記セット指定信号ＳＥＴと同様にクロック信号ＣＬＫに同期すると共に当該クロック信号ＣＬＫの１／２周期を有するシリアル信号であり、特定のリレーグループのラッチングリレーのＯＦＦ信号（リレー駆動信号）の状態をシリアルに順次指定するものである。このリセット指定信号ＲＥＳＥＴは、「Ｈ（ハイ）」レベルがＯＦＦ信号を「Ｈ（ハイ）」レベルに設定することを指定する一方、「Ｌ（ロー）」レベルがＯＦＦ信号を「Ｌ（ロー）」レベルに設定することを指定する。
【００１２】
ここで、図２では、第４リレーグループＧ4のラッチングリレーＲ13〜Ｒ16に供給するＯＮ信号及びＯＦＦ信号の出力状態のみを指定するセット指定信号ＳＥＴ及びリセット指定信号ＲＥＳＥＴを一例として示しているが、このようなセット指定信号ＳＥＴ及びリセット指定信号ＲＥＳＥＴの前後には、他のリレーグループのラッチングリレーのＯＮ信号及びＯＦＦ信号の出力状態を各々個別に指定するセット指定信号ＳＥＴ及びリセット指定信号ＲＥＳＥＴがバースト状に連続する上記クロック信号ＣＬＫに同期して連続している。ストローブ信号ＳＴＢは、上記ＯＮ信号及びＯＦＦ信号の出力をＳ／Ｐ変換回路２に指示する制御信号である。
【００１３】
Ｓ／Ｐ変換回路２は、上記４つのパルス信号を入力信号とし、クロック信号ＣＬＫをシリアル／パラレル変換動作の基準クロックとしてシリアル信号であるセット指定信号ＳＥＴ及びリセット指定信号ＲＥＳＥＴをパラレル信号（つまりＯＮ信号及びＯＦＦ信号）に変換すると共に、当該ＯＮ信号及びＯＦＦ信号をストローブ信号ＳＴＢに同期して各ラッチングリレーＲ01〜Ｒ32に出力する。
【００１４】
すなわち、このＳ／Ｐ変換回路２は、図示するように、出力端ｏ01からラッチングリレーＲ01にＯＮ信号を、出力端ｏ02からラッチングリレーＲ01にＯＦＦ信号を、……、出力端ｏ09からラッチングリレーＲ02にＯＮ信号を、出力端ｏ10からラッチングリレーＲ05にＯＦＦ信号を、……、出力端ｏ17からラッチングリレーＲ09にＯＮ信号を、出力端ｏ18からラッチングリレーＲ09にＯＦＦ信号を、……、出力端ｏ26からラッチングリレーＲ13にＯＮ信号を、出力端ｏ27からラッチングリレーＲ13にＯＦＦ信号を、……、出力端ｏ32からラッチングリレーＲ17にＯＮ信号を、出力端ｏ33からラッチングリレーＲ17にＯＦＦ信号を、……、出力端ｏ40からラッチングリレーＲ21にＯＮ信号を、出力端ｏ41からラッチングリレーＲ21にＯＦＦ信号を、……、出力端ｏ48からラッチングリレーＲ25にＯＮ信号を、出力端ｏ49からラッチングリレーＲ25にＯＦＦ信号を、……、出力端ｏ56からラッチングリレーＲ29にＯＮ信号を、出力端ｏ57からラッチングリレーＲ29にＯＦＦ信号をそれぞれ出力する。
【００１５】
各ラッチングリレーＲ01〜Ｒ32は、無電圧接点出力の個数（３２個）に合わせて３２個が設けられており、上記Ｓ／Ｐ変換回路２から入力されるＯＮ信号及びＯＦＦ信号によって開閉接点の状態が規定されるものであり、各開閉接点は各々に無電圧接点出力端に接続されている。これら各ラッチングリレーＲ01〜Ｒ32は、、ＯＮ信号が「Ｌ（ロー）」レベルから「Ｈ（ハイ）」レベルに遷移すると開閉接点が閉状態となる一方、ＯＦＦ信号が「Ｌ（ロー）」レベルから「Ｈ（ハイ）」レベルに遷移すると開閉接点が開状態となる。
【００１６】
ここで、上記各ラッチングリレーＲ01〜Ｒ32は合計で８つのリレーグループＧ1〜Ｇ8にグループ分けされている。第1リレーグループＧ1はラッチングリレーＲ01〜Ｒ04によって構成され、第２リレーグループＧ2はラッチングリレーＲ05〜Ｒ08によって構成され、第３リレーグループＧ3はラッチングリレーＲ09〜Ｒ12によって構成され、第４リレーグループＧ4はラッチングリレーＲ13〜Ｒ16によって構成され、第５リレーグループＧ5はラッチングリレーＲ17〜Ｒ20によって構成され、第６リレーグループＧ6はラッチングリレーＲ21〜Ｒ24によって構成され、第７リレーグループＧ7はラッチングリレーＲ25〜Ｒ28によって構成され、第８リレーグループＧ8はラッチングリレーＲ29〜Ｒ32によって構成されている。
【００１７】
次に、このように構成されたリレー式無接点出力回路の動作について、図３に示すタイミングチャートをも参照して詳しく説明する。
【００１８】
マイコン1は、３２クロックからなるクロック信号ＣＬＫをバースト状に連続して出力するが、図２に示すようにＳ／Ｐ変換回路２から１つのリレーグループに出力されるＯＮ信号及びＯＦＦ信号は連続する２つのクロック信号ＣＬＫによって生成される。すなわち、当該２つのクロック信号ＣＬＫのうち、最初のクロック信号ＣＬＫはＯＮ信号及びＯＦＦ信号の立ち上がりを指定するものであり、次のクロック信号ＣＬＫはＯＮ信号及びＯＦＦ信号の立ち下りを指定するものである。
【００１９】
この２つのクロック信号ＣＬＫに各々同期してマイコン1からＳ／Ｐ変換回路２に供給されるセット指定信号ＳＥＴ及びリセット指定信号ＲＥＳＥＴによって１つのリレーグループのＯＮ信号及びＯＦＦ信号が生成され、当該ＯＮ信号及びＯＦＦ信号は、ストローブ信号ＳＴＢに同期してＳ／Ｐ変換回路２から１つのリレーグループに出力される。
【００２０】
ここで、図２では第４リレーグループＧ4に対応する上記４つのパルス信号のタイミング関係を示しているが、マイコン1は、第１リレーグループＧ1→第２リレーグループＧ2→第３リレーグループＧ3→第４リレーグループＧ4→第５リレーグループＧ5→第６リレーグループＧ6→第７リレーグループＧ7→第８リレーグループＧ8の順番で各リレーグループに対応するセット指定信号ＳＥＴ及びリセット指定信号ＲＥＳＥＴをクロック信号ＣＬＫに同期してＳ／Ｐ変換回路２に出力する。この結果、Ｓ／Ｐ変換回路２は、上記順番かつストローブ信号ＳＴＢに同期した状態で各リレーグループにＯＮ信号及びＯＦＦ信号を出力する。
【００２１】
また、図２のタイミング関係についてさらに詳しく説明すると、セット指定信号ＳＥＴは、最初のクロック信号ＣＬＫにおいて第４リレーグループＧ4（４グループ）に相当する最初の１周期だけ「Ｈ（ハイ）」レベルであり、他の期間及び次のクロック信号ＣＬＫにおいては「Ｌ（ロー）」レベルに設定されている。したがって、ＯＮ信号は、第４リレーグループＧ4に該当するラッチングリレーＲ13〜Ｒ16のうち、最初のラッチングリレーＲ13のみにＳ／Ｐ変換回路２から出力される。
【００２２】
一方、リセット指定信号ＲＥＳＥＴは、最初のクロック信号ＣＬＫ及び次のクロック信号ＣＬＫの何れの期間でも（ロー）」レベルに設定されているので、ＯＦＦ信号は第４リレーグループＧ4に該当するラッチングリレーＲ13〜Ｒ16の何れにもＳ／Ｐ変換回路２から出力されない。
【００２３】
すなわち、本リレー式無接点出力回路では、Ｓ／Ｐ変換回路２に供給される３２クロックつまり無電圧接点出力の個数（３２個）に相当するクロック数からなるクロック信号ＣＬＫに対して、特定の１つのリレーグループのＯＮ信号及びＯＦＦ信号の状態を指定するセット指定信号ＳＥＴ及びリセット指定信号ＲＥＳＥＴをＳ／Ｐ変換回路２に供給することにより、各リレーグループに供給されるＯＮ信号及びＯＦＦ信号は上記順番で２つのクロック信号ＣＬＫの期間に相当する時間だけ順次異なったタイミングとなる。図３は、各リレーグループへのＯＮ信号及びＯＦＦ信号の供給タイミングのズレを示しており、この図の場合、ＯＮ信号及びＯＦＦ信号の供給タイミングは各リレーグループ毎に１０ｍｓづつズレている。
【００２４】
本実施形態によれば、ラッチングリレーＲ01〜Ｒ32は各リレーグループ毎に異なったタイミングで動作することになるので、全ラッチングリレーＲ01〜Ｒ32への同時通電が回避され、よってラッチングリレーＲ01〜Ｒ32に電力を供給する電源の容量を削減することが可能となると共に、放熱設計や確保すべきスペースを削減することが可能となる。
【００２５】
また、本実施形態では、Ｓ／Ｐ変換回路２を用いることによりシリアル信号であるセット指定信号ＳＥＴ及びリセット指定信号ＲＥＳＥＴをクロック信号ＣＬＫに同期してパラレル信号化することにより各ラッチングリレーＲ01〜Ｒ32用のＯＮ信号及びＯＦＦ信号を生成することにより、無接点出力に関わるマイコン１の出力ポート数を削減することができる。
【００２６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形が考えられる。
（１）上記実施形態ではリレーとしてラッチングリレーＲ01〜Ｒ32を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の形式のリレーを用いても良い。
（２）上記実施形態では、ラッチングリレーＲ01〜Ｒ32を８つのリレーグループにグループ分けしたが、リレーグループの個数はこれに限定されない。少なくとも２つ以上であれば所期の目的を奏する。
（３）上記実施形態では、ＯＮ信号及びＯＦＦ信号の供給タイミングを各リレーグループ毎に１０ｍｓづつズレるように構成したが、このズレ量はクロック信号ＣＬＫにおける３２パルスの繰返し周期やセット指定信号ＳＥＴ及びリセット指定信号ＲＥＳＥＴの設定方法によって変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係わるリレー式無接点出力回路の回路図である。
【図２】本発明の一実施形態においてマイコン1の出力ポートから出力される各種信号のタイミング関係を示すタイミングチャートである。
【図３】本発明の一実施形態において各リレーグループＧ1〜Ｇ8へのＯＮ信号及びＯＦＦ信号の供給タイミングを示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００２８】
１…マイコン、２…Ｓ／Ｐ（シリアル／パラレル）変換回路、Ｒ01〜Ｒ32…ラッチングリレー、Ｇ1…第1リレーグループ、Ｇ2…第２リレーグループ、Ｇ3…第３リレーグループ、Ｇ4…第４リレーグループ、Ｇ5…第５リレーグループ、Ｇ6…第６リレーグループ、Ｇ７…第７リレーグループ、Ｇ8…第８リレーグループ
【図１】
2005142012.tif 000003
【図２】
2005142012.tif 000004
【図３】
2005142012.tif 000005