(57)【要約】【課題】スイッチ装置の故障を簡便に且つ迅速に検知できるスイッチ装置故障検知装置を提供する。【解決手段】本発明のスイッチ装置故障検知装置１は、制御回路Ｃの通電・非通電の制御によってオン・オフが制御されると共に該オン・オフの制御によって動力回路Ｄの開閉を制御するスイッチ装置Ｂの故障を検知するものであり、制御回路Ｃに電流が流れていない際の動力回路Ｄの電流の有無を検査する検査手段１００を具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御回路の通電・非通電の制御によってオン・オフが制御されると共に該オン・オフの制御によって動力回路の開閉を制御するスイッチ装置の故障を検知するスイッチ装置故障検知装置であって、
前記制御回路に電流が流れていない際の前記動力回路の電流の有無を検査する検査手段を具備することを特徴とするスイッチ装置故障検知装置。
【請求項２】
前記検査手段は、電源と、前記制御回路に接続され、制御回路に電流が流れていない際に閉じられて導通状態になる第１開閉器を有する第１リレーと、前記動力回路に接続され、動力回路における前記スイッチ装置の出力側に電流が流れている際に閉じられて導通状態になる第２開閉器を有する第２リレーとを備え、
第１開閉器と第２開閉器とが直列に接続され、第１開閉器又は第２開閉器に電源が接続されて検知回路が形成されたものである、請求項１に記載のスイッチ装置故障検知装置。
【請求項３】
前記検査手段は、制御回路の電流値を測定する第１電流計と、動力回路における前記スイッチ装置の出力側の電流値を測定する第２電流計と、前記制御回路の電流値が所定の閾値未満且つ前記動力回路の電流値が所定の閾値を超えたときに故障信号を出力する検知回路とを備える、請求項１に記載のスイッチ装置故障検知装置。
【請求項４】
前記検知回路に接続され、検知回路から故障信号が出力されていない際に閉じられて導通状態になる第３開閉器を有する第３リレーを具備し、第３開閉器が前記動力回路に設けられている、請求項２又は３に記載のスイッチ装置故障検知装置。
【請求項５】
前記検知回路に接続された警告手段を具備する、請求項２〜４のいずれか１項に記載のスイッチ装置故障検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチ装置の故障を検知するスイッチ装置故障検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータやヒータ等の動力部のオン・オフを制御するために、リレー等からなるスイッチ装置を用いることがある。具体的に、スイッチ装置としては、制御回路の通電・非通電の制御によってオン・オフが制御されると共にそのオン・オフの制御によって動力回路の開閉を制御するものを用いることがある。このスイッチ装置を用いた場合には、制御回路に電流を流すことによりスイッチ装置をオンの状態にし、動力回路を閉じて導通状態にさせて、動力部に電力を供給する（例えば、非特許文献１）。前記スイッチ装置としては、半導体リレー（ソリッドステートリレー）又は電磁リレーが知られている。
しかし、上記のスイッチ装置は稀に故障することがあった。例えば、半導体リレーは半導体素子によって構成されているため、瞬間的に動力回路に大電流が流れた際に損傷して故障することがある。この故障によって、制御回路に電流を流していないのにもかかわらず、スイッチ装置がオフになり、動力回路が閉じられて、動力部に電力を供給してしまうことがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】オムロン株式会社ホームページ、［平成２４年１月２５日検索］、インターネット＜URL：http://www.omron.co.jp/ecb/products/pry/ry_tech/e.html＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、スイッチ装置の故障を簡便に且つ迅速に検知できるスイッチ装置故障検知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】
【０００５】
本発明は、以下の態様を有する。
［１］制御回路の通電・非通電の制御によってオン・オフが制御されると共に該オン・オフの制御によって動力回路の開閉を制御するスイッチ装置の故障を検知するスイッチ装置故障検知装置であって、前記制御回路に電流が流れていない際の前記動力回路の電流の有無を検査する検査手段を具備することを特徴とするスイッチ装置故障検知装置。
［２］前記検査手段は、電源と、前記制御回路に接続され、制御回路に電流が流れていない際に閉じられて導通状態になる第１開閉器を有する第１リレーと、前記動力回路に接続され、動力回路における前記スイッチ装置の出力側に電流が流れている際に閉じられて導通状態になる第２開閉器を有する第２リレーとを備え、第１開閉器と第２開閉器とが直列に接続され、第１開閉器又は第２開閉器に電源が接続されて検知回路が形成されたものである、［１］に記載のスイッチ装置故障検知装置。
［３］前記検査手段は、制御回路の電流値を測定する第１電流計と、動力回路における前記スイッチ装置の出力側の電流値を測定する第２電流計と、前記制御回路の電流値が所定の閾値未満且つ前記動力回路の電流値が所定の閾値を超えたときに故障信号を出力する検知回路とを備える、［１］に記載のスイッチ装置故障検知装置。
［４］前記検知回路に接続され、検知回路から故障信号が出力されていない際に閉じられて導通状態になる第３開閉器を有する第３リレーを具備し、第３開閉器が前記動力回路に設けられている、［２］又は［３］に記載のスイッチ装置故障検知装置。
［５］前記検知回路に接続された警告手段を具備する、［２］〜［４］のいずれか１項に記載のスイッチ装置故障検知装置。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のスイッチ装置故障検知装置によれば、スイッチ装置の故障を簡便に且つ迅速に検知できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明のスイッチ装置故障検知装置の第１実施形態を示す模式図であって、動力回路が遮断された態様を示す図である。
【図２】本発明のスイッチ装置故障検知装置の第１実施形態を示す模式図であって、動力回路が導通状態になっている態様を示す図である。
【図３】本発明のスイッチ装置故障検知装置の第１実施形態を示す模式図であって、動力回路が導通状態になっている態様を示す図である。
【図４】本発明のスイッチ装置故障検知装置の第２実施形態を示す模式図である。
【図５】本発明のスイッチ装置故障検知装置の第３実施形態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
＜第１実施形態＞
本発明のスイッチ装置故障検知装置（以下、「故障検知装置」と略す。）の第１実施形態について説明する。
図１に、本実施形態の故障検知装置を示す。本実施形態の故障検知装置１は、スイッチ装置Ｂの故障を検知するものであり、制御回路Ｃに電流が流れていない際の動力回路Ｄの電流の有無を検査する検査手段１００と、第３リレー２００とを具備する。
ここで、本実施形態の故障検知装置１が適用されるスイッチ装置Ｂは、制御回路Ｃの通電・非通電の制御によってオン・オフが制御されると共に、そのオン・オフの制御によって動力回路Ｄの開閉を制御するものである。具体的には、制御回路Ｃに電流が流れている際にはスイッチ装置Ｂはオンの状態になり、動力回路Ｄを閉じて導通状態とし、制御回路Ｃに電流が流れていない際にはスイッチ装置Ｂはオフの状態になり、動力回路Ｄを開いて非導通状態とする。スイッチ装置Ｂとしては、半導体リレー、電磁リレーを使用できるが、故障検知装置１による故障検知は、半導体リレーの場合に適している。
制御回路Ｃは、スイッチ装置Ｂの出力側にて分岐して制御回路分岐配線Ｃ１が設けられている。また、制御回路Ｃには、制御回路用電源Ｃ２と、制御回路用スイッチ装置Ｃ３とが接続されており、制御回路用スイッチ装置Ｃ３がオンの状態となり、制御回路用電源Ｃ２から電流が流された際には、動力回路Ｄが閉じられる。
動力回路Ｄは、スイッチ装置Ｂの出力側にて分岐して動力回路分岐配線Ｄ１が設けられている。また、動力回路Ｄにおいては、スイッチ装置Ｂの入力側に動力回路用電源Ｄ２が接続され、スイッチ装置Ｂの出力側に動力部Ｄ３が接続されている。動力回路用電源Ｄ２としては、動力部Ｄ３を駆動させるために、通常、検知回路用電源１１０及び制御回路用電源Ｃ２よりも出力が大きいものが使用される。
動力部Ｄ３としては、モータ等の回転機器、ヒータ又はクーラー等の温調機器などが挙げられる。
【０００９】
本実施形態の故障検知装置１を構成する検査手段１００は、電源１１０と第１リレー１２０と第２リレー１３０とを備え、検知回路Ａが形成されたものである。
【００１０】
電源１１０（以下、「検知回路用電源１１０」という。）は、第３リレー２００の後述する第３開閉器２１２を駆動できる電圧・電流を出力できるものであり、直流電源であってもよいし、交流電源であってもよい。
【００１１】
本実施形態における第１リレー１２０は、電磁リレーであり、第１コイル１２１と第１開閉器１２２とを有する。
第１コイル１２１の両端には、制御回路Ｃから分岐された制御回路分岐配線Ｃ１が接続されている。そのため、第１コイル１２１は、制御回路Ｃに電流が流れて制御回路分岐配線Ｃ１に電流が流れている際には磁界を発生させるようになっている。
第１開閉器１２２は、第１コイル１２１と平行に配置された鉄片１２２ａと、鉄片１２２ａに接触可能な接点１２２ｂ，１２２ｃとを有する。鉄片１２２ａは、接点１２２ｂ，１２２ｃと第１コイル１２１との間に配置され、接点１２２ｂ，１２２ｃに対して近接又は離間可能になっている。ただし、鉄片１２２ａは、ばね等によって、平常時（第１コイル１２１に電流が流れていないとき）には接点１２２ｂ，１２２ｃに接触するように付勢されている。接点１２２ｂは検知回路用電源１１０に接続され、接点１２２ｃは後述する第２リレー１３０の接点１３２ｂに接続されている。
この第１開閉器１２２では、制御回路分岐配線Ｃ１に電流が流れていない際には第１コイル１２１から磁界が発生せず、鉄片１２２ａが接点１２２ｂ，１２２ｃに接触したまま閉じられて導通状態になる。また、制御回路分岐配線Ｃ１に電流が流れている際には、第１コイル１２１から発生した磁界により鉄片１２２ａは第１コイル１２１側に引き付けられるため、接点１２２ｂ，１２２ｃから離れる。これにより第１開閉器１２２は開かれて非導通状態になる。
【００１２】
本実施形態における第２リレー１３０は、電磁リレーであり、第２コイル１３１と第２開閉器１３２とを有する。
第２コイル１３１の両端には、動力回路Ｄから分岐された動力回路分岐配線Ｄ１が接続されている。そのため、第２コイル１３１は、動力回路Ｄにおけるスイッチ装置Ｂの出力側に電流が流れて動力回路分岐配線Ｄ１に電流が流れている際には磁界を発生させるようになっている。
第２開閉器１３２は、第２コイル１３１と平行に配置された鉄片１３２ａと、鉄片１３２ａに接触可能な接点１３２ｂ，１３２ｂとを有する。鉄片１３２ａは、第２コイル１３１の反対側に向かって接点１３２ｂ，１３２ｃから離間するように又接点１３２ｂ，１３２ｃに近接するように移動可能になっている。ただし、鉄片１２２ａは、ばね等によって、平常時（第２コイル１３１に電流が流れていないとき）には接点１３２ｂ，１３２ｃに接触しないように付勢されている。接点１３２ｂは第１リレー１２０の接点１２２ｃに接続され、接点１３２ｃは後述する第３リレー２００の第３コイル２１１の一端に接続されている。
この第２開閉器１３２では、動力回路分岐配線Ｄ１に電流が流れていない際には第２コイル１３１から磁界が発生せず、鉄片１３２ａが接点１３２ｂ，１３２ｃから離れたまま開かれて非導通状態になる。また、動力回路分岐配線Ｄ１に電流が流れている際には、第２コイル１３１から発生した磁界により鉄片１３２ａは第２コイル１３１側に引き付けられて接点１３２ｂ，１３２ｃに接触する。これにより第２開閉器１３２は閉じられて導通状態になる。
【００１３】
検知回路Ａは、検知回路用電源１１０と第１開閉器１２２と第２開閉器１３２とが直列に接続されて形成されている。本実施形態では、検知回路用電源１１０の出力側に第１開閉器１２２が配置され、第１開閉器１２２よりも下流側に第２開閉器１３２が配置されている。また、検知回路Ａの第２開閉器１３２よりも下流側に第３開閉器２１２が接続されている。なお、本発明において、「下流側」とは、電源から離れる側のことである。
【００１４】
第３リレー２００は、電磁リレーであり、検知回路Ａに電流が流れていない際（図２及び図３参照）に閉じられて導通状態になり、検知回路Ａに電流が流れている際に開かれて非導通状態になる第３開閉器２１２を有する。第３開閉器２１２は、動力回路Ｄの、スイッチ装置Ｂと動力回路用電源Ｄ２と間に設けられている。
本実施形態における第３リレー２００は、電磁リレーであり、第３コイル２１１と第３開閉器２１２とを有する。
第３コイル２１１は、検知回路Ａに接続されている。そのため、第３コイル２１１は、検知回路Ａに電流が流れている際には磁界を発生させるようになっている。
第３開閉器２１２は、第３コイル２１１と平行に配置された鉄片２１２ａと、鉄片２１２ａに接触可能な接点２１２ｂ，２１２ｃとを有する。鉄片２１２ａは、第３コイル２１１と接点２１２ｂ，２１２ｃとの間に配置され、第３コイル２１１と接点２１２ｂ，２１２ｃとの間を移動可能になっている。ただし、鉄片２１２ａは、ばね等によって、平常時（第３コイル２１１に電流が流れていないとき）には接点２１２ｂ，２１２ｃに接触するように付勢されている。接点２１２ｂ，２１２ｃは、スイッチ装置Ｂと動力回路用電源Ｄ２と間の動力回路Ｄに接続されている。
この第３開閉器２１２では、検知回路Ａに電流が流れていない際には第３コイル２１１から磁界が発生せず、鉄片２１２ａが接点２１２ｂ，２１２ｃに接触したまま閉じられて導通状態になる。また、検知回路Ａに電流が流れている際には、第３コイル２１１から発生した磁界により鉄片２１２ａは第３コイル２１１側に引き付けられて、接点２１２ｂ，２１２ｃから離れる。これにより第３開閉器２１２は開かれて非導通状態になる。
【００１５】
上記実施形態の故障検知装置１では、制御回路Ｃに電流が流れ且つ動力回路Ｄにおけるスイッチ装置Ｂの出力側にも電流が流れているときには、図２に示すように、第１開閉器１２２が開かれ、第２開閉器１３２が閉じられる。この場合には、検知回路Ａに電流が流れず、検査手段１００から故障信号を出力せず、第３コイル２１１に電流が流れないから、第３開閉器２１２は閉じられて動力回路Ｄは導通状態になっている。
制御回路Ｃに電流が流れておらず且つ動力回路Ｄにおけるスイッチ装置Ｂの出力側にも電流が流れていないときには、図３に示すように、第１開閉器１２２が閉じられ、第２開閉器１３２が開かれる。この場合にも、検知回路Ａに電流が流れず、検査手段１００から故障信号を出力せず、第３コイル２１１に電流が流れないから、第３開閉器２１２は閉じられて動力回路Ｄは導通状態になっている。
しかし、制御回路Ｃに電流が流れておらず且つ動力回路Ｄにおけるスイッチ装置Ｂの出力側に電流が流れているときには、図１に示すように、第１開閉器１２２が閉じられ、第２開閉器１３２が閉じられる。この場合には、検知回路Ａに電流が流れ、検査手段１００から故障信号を出力する。すなわち、第３コイル２１１に電流が流れる。第３コイル２１１に電流が流れると、第３開閉器２１２が開いて動力回路Ｄの電流を遮断する。
したがって、上記故障検知装置１によれば、スイッチ装置Ｂの故障を簡便に且つ迅速に検知して、動力回路Ｄを開いて動力部Ｄ３の作動を停止させることできる。
【００１６】
＜第２実施形態＞
本発明の故障検知装置の第２実施形態について説明する。
図４に、本実施形態の故障検知装置を示す。本実施形態の故障検知装置２は、第３リレーを有さない代わりに警告手段３００を有すること以外は第１実施形態の故障検知装置１と同様である。すなわち、本実施形態の故障検知装置２は、検査手段１００と警告手段３００とを具備する。
【００１７】
警告手段３００としては特に制限はなく、サイレンやブザー等の警告音発生機、警告音声放送機、回転灯等の警告灯、警告表示モニタなどが挙げられる。また、作業者の携帯電話やＰＨＳに警告を送信する送信手段であってもよい。上記警告手段は１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００１８】
本実施形態の故障検知装置２においても、制御回路Ｃに電流が流れておらず且つ動力回路Ｄのスイッチ装置Ｂの出力側に電流が流れているときには、第１開閉器１２２が閉じられ、第２開閉器１３２が閉じられ、検査手段１００から故障信号を警告手段３００に向けて発する。
上記故障検知装置２によれば、スイッチ装置Ｂの故障を簡便に且つ迅速に検知して、警告手段３００に電流を流して警告手段３００を作動させることができる。
【００１９】
＜第３実施形態＞
本発明の故障検知装置の第３実施形態について説明する。
図５に、本実施形態の故障検知装置を示す。本実施形態の故障検知装置３は、スイッチ装置Ｂの故障を検知するものであり、検査手段４００と警告手段３００とを具備する。検査手段４００は、第１電流計４１０と第２電流計４２０と検知回路４３０とを備える。
【００２０】
第１電流計４１０は、制御回路Ｃの電流値を測定するものである。測定された電流値は検知回路４３０に伝送されるようになっている。
第２電流計４２０は、動力回路Ｄにおけるスイッチ装置Ｂの出力側の電流値を測定するものである。測定された電流値は検知回路４３０に伝送されるようになっている。
検知回路４３０は、第１電流計４１０によって測定された制御回路Ｃの電流値が所定の閾値未満であり、且つ、第２電流計４２０によって測定された動力回路Ｄの電流値が所定の閾値を超えたときに、故障信号を出力させるものである。前記所定の閾値は０であることが好ましい。
また、検知回路４３０は警告手段３００に接続されており、検知回路４３０から発せられた故障信号は警告手段３００に伝送されるようになっている。すなわち、故障を検知した際には、警告手段３００に電流が流れるようになっている。
【００２１】
本実施形態の故障検知装置３では、制御回路Ｃに電流が流れておらず且つ動力回路Ｄにおけるスイッチ装置Ｂの出力側に電流が流れているときには、検知回路４３０にて故障を検知し、検査手段１００から故障信号を発する。
上記故障検知装置３によれば、スイッチ装置Ｂの故障を簡便に且つ迅速に検知し、警告手段３００に電流を流し、警告手段３００を作動させて、作業者に知らせることができる。
【００２２】
＜他の実施形態＞
なお、上記第１実施形態及び第２実施形態では、第１リレー、第２リレー及び第３リレーとして電磁リレーを用いたが、半導体リレーを用いても構わない。
また、第１リレーと第２リレーの位置を入れ替えて、検知回路用電源に第２開閉器を接続し、第２開閉器の下流側に第１開閉器を接続して検知回路を形成してもよい。
第３実施形態において、警告手段の代わりに、第１実施形態と同様に、検知回路に接続された第３コイルと動力回路に設けられた第３開閉器とを有する第３リレーを使用してもよい。また、警告手段と第３リレーを併用してもよい。
【符号の説明】
【００２３】
１，２，３  故障検知装置（スイッチ装置故障検知装置）
１００  検査手段
１１０  電源（検知回路用電源）
１２０  第１リレー
１２１  第１コイル
１２２  第１開閉器
１２２ａ  鉄片
１２２ｂ，１２２ｃ  接点
１３０  第２リレー
１３１  第２コイル
１３２  第２開閉器
１３２ａ  鉄片
１３２ｂ，１３２ｃ  接点
２００  第３リレー
２１１  第３コイル
２１２  第３開閉器
２１２ａ  鉄片
２１２ｂ，２１２ｃ  接点
３００  警告手段
４００  検査手段
４１０  第１電流計
４２０  第２電流計
４３０  検知回路
Ａ  検知回路
Ｂ  スイッチ装置
Ｃ  制御回路
Ｃ１  制御回路分岐配線
Ｃ２  制御回路用電源
Ｃ３  制御回路用スイッチ装置
Ｄ  動力回路
Ｄ１  動力回路分岐配線
Ｄ２  動力回路用電源
Ｄ３  動力部
【図１】
2013156145.tif 000003
【図２】
2013156145.tif 000004
【図３】
2013156145.tif 000005
【図４】
2013156145.tif 000006
【図５】
2013156145.tif 000007