切换装置的制作方法

本发明涉及用于对要实现各种功能的电路或者装置供给电源或信号的切换装置。

背景技术：

在这种切换装置中，例如使用继电器来切换电源或信号的供给/停止。但是，无法排除通用产品的继电器因干扰而产生错误动作的可能性，无法应用于要求高安全性的系统。

因此，在铁道信号系统中，采用抗干扰性强的结构的继电器即所谓的信号继电器。信号继电器不仅不易受到干扰的影响，还例如像日本专利公开2012－138867号所公开的那样，在故障产生的情况下被控制到安全侧。因此，下游侧的电路或者装置接收电源或信号意味着搭载有切换装置的系统的硬件或软件正常地进行动作，能够保证安全性。

然而，例如像日本专利公开2007－62483号所记载的那样，由于信号继电器大型且昂贵，因此使用该信号继电器的产品或系统也不得不大型且昂贵。

技术实现要素：

因此，本发明的目的在于，提供一种切换装置，其抑制因干扰导致的错误动作而确保安全性，并且实现小型化和低价格化。

为了达成上述目的，本发明的切换装置具有多个继电器，所述多个继电器在规定的条件成立时一并进行接通工作，且将输入供给到下游侧，该切换装置的特征在于，所述多个继电器被配置为将各操作线圈并联连接而生成不同方向的磁通，并且将各继电器的输出端串联连接，在流入了使操作线圈产生电流的干扰的情况下，至少一个操作线圈所产生的电流值小于所述继电器进行接通工作时的电流值。

根据本发明，在流入了使操作线圈产生电流的干扰的情况下，至少一个继电器不会进行接通工作，而切断对下游侧进行的输入供给。由此，能够抑制多个继电器因干扰而在相同的模式下发生工作错误的公共原因故障。这样，通过使多个继电器成为多重化结构，而抑制切换装置的因干扰导致的错误动作而确保安全性，并且实现小型化和低价格化。

附图说明

图1A是示出本发明的实施方式的切换装置的概略结构例的立体图。

图1B是从外部流入了磁通的情况下的2个舌簧继电器(reed relay)的工作状态的示意图。

图2A是沿着图1A所示的切换装置中的X－X’线的剖视图。

图2B是沿着图1A所示的切换装置中的Y－Y’线的剖视图。

图3是示出图1A、图2A和图2B所示的切换装置中的各舌簧继电器的电路结构例的电路图。

图4A用于说明图1A、图2A和图2B所示的切换装置的电路结构，是示出2个舌簧继电器的输入的关系的示意图。

图4B用于说明图1A、图2A和图2B所示的切换装置的电路结构，是示出2个舌簧继电器的输出的关系的示意图。

图5是示出使用了图1A、图2A和图2B所示的切换装置的电源供给系统的结构例的框图。

图6是示出图1所示的切换装置的变形例的立体图。

具体实施方式

如图1A所示，本实施方式的切换装置构成为包含多个通用产品的继电器、例如舌簧继电器1、2和印刷布线板(PWB：Printed Wiring Board)3。舌簧继电器1、2以隔着印刷布线板3而与两个面(正面和背面)相对的方式安装。这些舌簧继电器1、2被配置为使各个操作线圈生成不同方向的磁通，操作线圈所生成的磁通φ1与φ2所形成的角度为180度。换言之，舌簧继电器1、2的操作线圈的中心轴为相同方向，且各个操作线圈所生成的磁通φ1、φ2的方向为相反方向。

在这样的配置中，当流入了使舌簧继电器1、2的操作线圈产生电流的干扰、例如像箭头所示那样从外部流入了磁通φA的情况下，磁场向同一方向施加。由此，在对于一方的舌簧继电器来说在N侧的条件下磁通穿过，而对于另一方的舌簧继电器来说在S侧的条件下磁通穿过。其结果为，即使一方发生错误动作，另一方也会进行正常动作，从而双方不可能同时接通。

图1B示意性示出该状态。在本例中示出因磁通φA的流入导致舌簧继电器1的接点短路且舌簧继电器2的接点维持开路的状态。这样，即使舌簧继电器1发生错误动作，舌簧继电器2也会进行正常动作，从而能够进行正常的输出。在舌簧继电器2发生错误动作且舌簧继电器1进行正常动作的情况下也是相同的。

图2A示出沿着图1A的X－X’线的剖面结构，图2B示出沿着该图的Y－Y’线的剖面结构。舌簧继电器1具有舌簧开关4、以及从外部驱动该舌簧开关4的操作线圈(励磁线圈)5。舌簧开关4将2个强磁性体舌簧片7、8的一端分开地相对配置而封入到玻璃管6中而成。在玻璃管6中为了防止接点的活性化而封入惰性气体等。操作线圈5卷绕在玻璃管6的周围，利用该操作线圈5的磁通来驱动舌簧片7、8端部的相对的舌簧片方而进行接点开闭。

在图2A和图2B中，对舌簧继电器2也与舌簧继电器1实质上是相同的结构的情况进行说明，但只要在从外部流入了磁通的情况下任意的一方被配置为未接通，也可以使用不同结构的舌簧继电器。

本实施方式的舌簧继电器1、2分别如图3所示那样具有：第1外部端子T1及第2外部端子T2，它们与进行接通/断开切换的舌簧开关4连接；以及第3外部端子T3及第4外部端子T4，它们使电流流过操作线圈5。并且，如图2A和图2B所示，利用形成在印刷布线板3上的布线(金属膜图案)3a，分别将舌簧继电器1、2的外部端子T3、T4彼此公共连接，且将外部端子T1、T2中的一方彼此连接。

由此，如图4A所示那样将舌簧继电器1、2的操作线圈5并联连接，如图4B所示那样将作为舌簧继电器1、2的输出端的舌簧开关4(接点)串联连接。其结果为，舌簧继电器1、2在同一输入条件下进行动作，根据两个舌簧继电器1、2的接通/断开的逻辑“与(AND)”进行输出。即，在规定的条件成立时对两个舌簧继电器1、2的操作线圈5进行励磁，舌簧继电器1、2一并进行接通工作，从而作为切换装置而发挥功能，该切换装置将供给到舌簧继电器1的外部端子T1(或者T2)的电源或者信号从舌簧继电器2的外部端子T2(或者T1)供给到下游侧的电路。

另一方面，在流入了使操作线圈5产生电流的干扰、例如磁通φA的情况下，由于舌簧继电器1、2的磁通φ1、φ2的方向相差180度，因此磁通φA的影响为相反的关系。由此，即使一方的舌簧继电器进行接通工作，另一方的舌簧继电器也会维持断开(开路)。这样，能够抑制舌簧继电器1、2双方同时进行接通工作，即使一方的舌簧继电器因干扰而发生工作错误，只要另一方的舌簧继电器为正常，则取逻辑“与”后的输出也会正常。因此，通过使多个继电器成为不会因干扰而同时工作的多重化结构的配置，能够提高安全性。

另外，由于因故障而使继电器断开的一侧并不危险，因此不会成为问题。

像上述那样，在本实施方式的切换装置中，在将多个舌簧继电器配置为操作线圈生成不同方向的磁通，在流入了使操作线圈产生电流的干扰的情况下，至少一个操作线圈所产生的电流值小于舌簧继电器进行接通工作时的电流值。由此，关于具有该操作线圈的舌簧继电器，由于即使流入了干扰也会维持断开，因此能够确保高安全性。因此，只要2个舌簧继电器不同时发生误接通这样的故障，在危险侧就不会接通，能够降低公共原因故障。并且，由于舌簧继电器在发生故障的情况下维持开路，因此能够控制到安全侧。

图5示出搭载了图1、图2A和图2B所示的切换装置的电源供给系统的结构例。该系统对实现各种功能的电路、例如输出电路或接口电路等(或者也可以是装置)供给电源。

从基准电源12向切换装置11供给电源电压VREF。对于该切换装置11中的舌簧继电器1、2的操作线圈，从CPU等控制装置13供给控制信号CS，在规定的条件成立时驱动为一并进行接通工作。该切换装置11向舌簧继电器1、2的断开侧分配安全的条件，在控制装置13的硬件或软件发生异常的情况下，这些继电器1、2处于开路状态。因此，电源电压VREF被供给到下游侧的各种电路14意味着控制装置13、即搭载有切换装置11的系统的硬件或软件正常地进行动作。

以往，在如上所述的电源供给系统中，在系统因硬件或软件的异常而停止的情况下或者失控的情况下，无法保证输出是处于正常还是危险的状态。并且，如果未设置使电路的输出不会因单一的故障而成为危险侧这样的安全电路来进行保护，则输出有可能被固定在危险的状态。与此相对，在本电源供给系统发生故障的情况下，由于停止对下游侧的各种电路14供给电源，因此能够保证系统处于安全的状态，能够在不设置安全电路的情况下将确认了安全性的电源供给到电路14。因此，通过向断开侧分配安全侧的条件，能够实现故障防护。

另外，在图5中，举例说明电源供给系统，但在取代电源而将各种信号(输入信号)供给到下游的各种电路的情况下也可以同样适用，实质上能够得到相同的作用效果。

像上述那样，通过使继电器采用多重化结构而能够提高装置的安全性，能够提高使用该切换装置的系统的安全性。在实施方式中使用的舌簧继电器1、2是通用产品，小型且价格低。因此，抑制因干扰导致的错误动作而确保安全性，并且实现使用了切换装置的产品或系统的小型化和低价格化。

图6示出本发明的实施方式的切换装置的变形例。在该切换装置中，与第1印刷布线板3的正面垂直地设置第2印刷布线板15，在这些第1、第2印刷布线板3、15上分别安装舌簧继电器1、16。

根据这样的结构，相对于像箭头所示那样从外部流入的磁通φA，舌簧继电器1、16的磁通φ1、φ3的角度差为90度。由此，舌簧继电器1、16不会同时进行接通工作，而如图1B中示意性地示出那样，即使一方发生工作错误，另一方也会进行正常动作(维持继电器的开路状态)。因此，抑制因干扰导致的错误动作而确保安全性，并且实现小型化和低价格化。

另外，本发明不限于上述的实施方式及其变形例，也可以进行各种变形来实施。

＜变形例1＞

例如，举例说明了印刷布线板上安装2个继电器的情况，但只要采用针对从外部流入的同一磁通至少一个继电器不进行接通工作的配置，当然也可以配置3个以上的继电器。

＜变形例2＞

并且，在利用本切换装置处理大电流的情况下，也可以在上述印刷布线板上以成为所需要的电流量的方式将多个继电器并联连接来安装。在该情况下也配置为至少一个继电器不会因从外部流入的磁通而同时进行接通工作。

＜变形例3＞

此外，对以180度配置2个继电器的磁通的方向的情况和以90度配置的情况进行了说明，但并不必须限于这些角度。在从外部流入了磁通的情况下，只要采用至少一个继电器不进行接通工作的配置即可，不限于90度或180度等特定的角度。换言之，在从外部流入了磁通的情况下，只要至少一个继电器的驱动线圈(操作线圈)所产生的电流值小于该继电器进行接通工作时的电流值即可。

＜变形例4＞

作为通用产品的继电器的一例，举例说明了比较小型且低价格的舌簧继电器，但不限于舌簧继电器，通常可以应用电磁继电器。

＜变形例5＞

作为使驱动线圈(操作线圈)产生电流的干扰，举例说明了磁通，但在流入了电磁波等噪声的情况下，通过将多个继电器配置成至少一个操作线圈所产生的电流值小于该继电器进行接通工作时的电流值，可得到相同的作用效果。

关于在以上的实施方式和变形例中说明的结构、形状、大小和配置关系，只是以可以理解/实施本发明的程度来概略示出的内容。因此本发明不限于所说明的实施方式和变形例，在不脱离权利要求书所示的技术思想的范围内可以变更成各种方式。