JPH0617963A - 電磁安全弁の保全システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 信頼性を向上させる為に複数の半導体スイッ
チを備えて電磁安全弁を駆動させるものにおいて、全て
の半導体スイッチ素子の機能が検査できる電磁安全弁の
保全システムの提供。 【構成】 マイクロコンピュータ４が、トランジスタ
１、２へ、順次、ハイレベル信号を送出した時、何方の
場合も端子４１がハイレベルの場合は、トランジスタ
１、２の何方も正常であるとマイクロコンピュータ４は
判断して、トランジスタ１、２の両方にハイレベル信号
を送出してセーフティバルブ３に通電を行ない開弁状態
にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電磁安全弁を駆動する
半導体スイッチ素子の機能確認ができる電磁安全弁の保
全システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、コレクタを電源のプラス側に接
続したトランジスタと、一端を前記トランジスタのエミ
ッタに接続し、他端を電源のマイナス側に接続した電磁
安全弁と、上記トランジスタのベースにハイレベル信号
を供給して電磁安全弁を開弁状態にする制御器とを有す
る電磁安全弁の駆動回路が知られている。

【０００３】この電磁安全弁の駆動回路では、トランジ
スタが故障すると、制御器による電磁安全弁の制御が不
能になる。電磁安全弁は、異常時に閉弁させてガス器具
等の燃焼を停止させる安全機能を備えている為、制御が
不能になると危険である。そこで、トランジスタを、例
えば二個直列に接続し、一方が故障しても正常な他方の
トランジスタにより電磁安全弁を閉弁状態にして燃焼停
止を行なう駆動回路を設けて信頼性を向上させる事が考
えられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記二連トランジスタ
を備える電磁安全弁の駆動回路において、一方のトラン
ジスタが故障し、常時、導通状態となっても他方のトラ
ンジスタでオン・オフ制御が可能であるため、ガス機器
の実使用上は差し支え無く、従って、一方のトランジス
タの故障が発見されないまま継続使用されてしまう。し
かし、残りのトランジスタも故障すると電磁弁の制御が
不能になり危険である。

【０００５】本発明の目的は、信頼性を向上させる為に
複数の半導体スイッチを備えて電磁安全弁を駆動させる
ものにおいて、全ての半導体スイッチ素子の機能が検査
できる電磁安全弁の保全システムの提供にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為、
本発明は、以下の構成を採用した。 （１）通電により開弁する電磁安全弁と、複数の半導体
スイッチ素子とを直列に作動用電源の両極間に接続し、
レベルを検出するレベル検出手段、及び前記半導体スイ
ッチ素子に作動信号を送出する信号送出手段を有するマ
イクロコンピュータを備え、一つの半導体スイッチ素子
を除き他の全ての半導体スイッチ素子に対して作動信号
を送出した時、前記レベル検出手段により、前記作動用
電源の両極間の内の所定位置の電圧が前記電磁安全弁の
閉弁状態に相当する所定電圧である事が確認でき、且
つ、同様の作業を他の半導体スイッチの各々に対して行
なった結果、前記所定位置において全て前記所定電圧で
ある事が確認できた場合、前記マイクロコンピュータ
は、全ての半導体スイッチ素子の機能が正常であると判
定する。

【０００７】（２）負荷側半導体スイッチ素子と、通電
により開弁する電磁安全弁とを直列接続し、一方回路端
を作動用電源の一方極側に接続した弁駆動回路を所定数
並列接続してなる弁駆動回路群と、作動用電源の他方極
側に一端を接続し、他端を前記弁駆動回路群の他方回路
端に接続した電源側半導体スイッチ素子と、前記電源側
半導体スイッチ素子や所定数の負荷側半導体スイッチ素
子に作動信号を送出する信号送出手段と、前記弁駆動回
路の所定位置のレベルを検出するレベル検出手段とを有
するマイクロコンピュータとを備え、前記電源側半導体
スイッチ素子に対してのみ、作動信号を送出した時に、
前記レベル検出手段により前記弁駆動回路の所定位置の
電圧が前記電磁安全弁の閉弁状態に相当する所定電圧で
ある事が確認でき、且つ、所定数の負荷側半導体スイッ
チ素子に対してのみ、作動信号を送出した時に、前記所
定位置の電圧が前記所定電圧である事が確認できた場
合、前記マイクロコンピュータは、全ての半導体スイッ
チ素子の機能が正常であるとする。

【０００８】

【作用】

〔請求項１について〕マイクロコンピュータが、一つの
半導体スイッチ素子を除き他の全ての半導体スイッチ素
子に対して作動信号を送出した時、上記他の全ての半導
体スイッチ素子が導通状態になり、上記一つの半導体ス
イッチ素子の機能が正常であれば（導通状態で故障して
いなければ）、作動用電源の両極間の内の所定位置の電
圧は、電磁安全弁の閉弁状態に相当する所定電圧とな
る。同様の作業を他の半導体スイッチの各々に対して行
なった結果、上記所定位置において全て上記所定電圧で
ある事が確認できた場合、マイクロコンピュータは、全
ての半導体スイッチ素子の機能が正常であると判定す
る。

【０００９】〔請求項２について〕マイクロコンピュー
タが信号送出手段から、電源側半導体スイッチ素子に対
してのみ作動信号を送出した時に、弁駆動回路の所定位
置のレベルが電磁安全弁の閉弁状態に相当する所定電圧
である事が確認でき、且つ、所定数の負荷側半導体スイ
ッチ素子に対してのみ作動信号を送出した時に、前記所
定位置のレベルが前記所定電圧である事が確認できた場
合、全ての半導体スイッチ素子の機能が正常であるとす
る。

【００１０】

【発明の効果】

〔請求項１について〕直列に接続した全ての半導体スイ
ッチ素子の個々の機能確認を行ない、一つでも半導体ス
イッチ素子が故障していると電磁安全弁が開弁状態にな
らないので、半導体スイッチ素子の故障が発見されない
まま継続使用されるという不具合が防止でき安全性に優
れる。尚、使用中にどれかの半導体スイッチ素子が故障
して短絡状態になっても、他の正常な半導体スイッチ素
子により電磁安全弁を閉弁状態にする事ができる。

【００１１】〔請求項２について〕所定数の電磁安全弁
の開閉を個別に制御する各弁駆動回路に使用する所定数
の負荷側半導体スイッチ素子と、これら負荷側半導体ス
イッチ素子が短絡故障していると弁駆動回路群への通電
を停止して安全を確保する電源側半導体スイッチ素子と
の機能をチェックする事ができ、各半導体スイッチ素子
の故障が発見されないまま継続使用されるという不具合
が防止でき安全性に優れる。

【００１２】

【実施例】本発明の第１実施例（請求項１に対応）を図
１〜図３に基づいて説明する。図２に示す様に、セーフ
ティバルブ駆動回路の保全システムＡは、半導体スイッ
チ素子に相当するトランジスタ１、２と、電磁安全弁に
相当するセーフティバルブ３と、マイクロコンピュータ
４とで構成され、図１に示すガステーブルＢに採用され
ている。

【００１３】トランジスタ１は、電源回路（図示せず）
のプラス極側５１に抵抗５２を介して接続されるコレク
タ１１、エミッタ１２、及び後述する端子４４に接続さ
れるベース１３を有する。

【００１４】トランジスタ２は、トランジスタ１のエミ
ッタ１２に接続されるコレクタ２１、エミッタ２２、及
び後述する端子４５に接続されるベース２３を有する。

【００１５】セーフティバルブ３は、トランジスタ２の
エミッタ２２及び電源回路のマイナス極側５３に接続さ
れている。

【００１６】マイクロコンピュータ４は、抵抗５２とト
ランジスタ１のコレクタ１１との結線点に接続されてコ
レクタ１１の電位が入力される端子４１と、ベース１３
にハイレベル信号を供給する為の端子４４と、ベース２
３にハイレベル信号を供給する為の端子４５とを有す
る。

【００１７】ガステーブルＢにおいて、６は右こんろ、
６１は４１００ｋｃａｌ／ｈのガス消費量を有するＨバ
ーナ、６２はＨバーナ６１のガス噴出炎口に臨んで配さ
れ点火放電を行う点火電極、６３はＨバーナ６１のガス
噴出炎口に臨んで配され燃焼炎６４により起電力を発生
するサーモカップル、６５はセーフティバルブ３の下流
側のガス管路６６中に配され点・消火ボタン（図示せ
ず）の押圧により連動して開弁するメイン弁である。更
に、７１はセーフティバルブ駆動回路の保全システムＡ
を組み込んだ制御ユニット、７２は２３００ｋｃａｌ／
ｈのガス消費量を有するＭバーナを有する左こんろ、７
３は１９５０ｋｃａｌ／ｈのガス消費量を有するグリル
バーナを有するグリルであリ、左こんろ７２、グリル７
３のセーフティバルブ７２１、７３１もセーフティバル
ブ駆動回路の保全システムＡと同様の保全システムによ
り安全が保たれている。

【００１８】つぎに、セーフティバルブ駆動回路の保全
システムＡの作動を図３のフローチャートに基づいて説
明する。点・消火ボタンが押圧されてスイッチ７４が閉
成するとプラス極側５１- マイナス極側５３に直流電圧
が印加される。ステップＳ１でマイクロコンピュータ４
は、端子４５からトランジスタ２にハイレベル信号を送
出し、ステップＳ２に進む。ステップＳ２でマイクロコ
ンピュータ４は、コレクタ１１側がハイレベルになって
いる為、端子４１がハイレベルになっているか否か判断
し、端子４１がハイレベルになっている場合（Ｙｅｓ）
はステップＳ３に進み、なっていない場合（Ｎｏ）はス
テップＳ８に進む。尚、トランジスタ２が導通状態にあ
り、且つ、トランジスタ１のコレクタ１１- エミッタ１
２間が短絡（常時オン故障）していない場合、コレクタ
１１側はハイレベルになり、端子４１はハイレベルにな
る。ステップＳ３でマイクロコンピュータ４は、トラン
ジスタ２へのハイレベル信号の送出を停止し、ステップ
Ｓ４に進む。ステップＳ４でマイクロコンピュータ４
は、端子４４からトランジスタ１にハイレベル信号を送
出し、ステップＳ５に進む。ステップＳ５でマイクロコ
ンピュータ４は、コレクタ２１側がハイレベルになって
いる為、端子４１がハイレベルになっているか否か判断
し、ハイレベルになっている場合（Ｙｅｓ）はステップ
Ｓ６に進み、なっていない場合（Ｎｏ）はステップＳ８
に進む。尚、トランジスタ１が導通状態にあり、且つ、
トランジスタ２のコレクタ２１- エミッタ２２間が短絡
（常時オン故障）していない場合、コレクタ２１側はハ
イレベルになり、端子４１はハイレベルになる。以上に
より、トランジスタ１、２の機能は正常であると判断
し、ステップＳ６でマイクロコンピュータ４は、端子４
５によりトランジスタ２にもハイレベル信号を送出し、
ステップＳ７でセーフティバルブ３に通電を行なって開
弁状態にして（トランジスタ１、２が共に導通状態にな
る為）、Ｈバーナ６１の点火動作が行われる。ステップ
Ｓ８では、トランジスタ１又は２が短絡（常時オン状
態）していると判断してブザー等による異常報知を行な
う。尚、セーフティバルブ３に通電を行なって開弁状態
を保持して燃焼を継続するガステーブルＢの使用中にお
いて、マイクロコンピュータ４は、トランジスタ１、及
び２にハイレベル信号を送出しながら端子４１の電位が
ローレベルを維持しているかを監視し、ハイレベルを検
出した場合、どちらかのトランジスタが故障した（オン
にならない常時オフ故障）と判断して、ブザーを鳴動さ
せるとともに運転を停止する。

【００１９】以下、本実施例の利点を述べる。セーフテ
ィバルブ３への通電を制御するトランジスタ１、２を図
２の様に接続して１個づつ機能チェックを行い、両方
共、機能が正常であると確認した後、セーフティバルブ
３に通電を行っている。この為、セーフティバルブ３に
通電して開弁し、燃焼が開始した時には、必ず、トラン
ジスタ１、２は、正常に機能する為、燃焼中に一方のト
ランジスタが故障しても、他方のトランジスタで異常時
制御を行なって燃焼を停止させる事ができ、常に安全性
に優れ、信頼性の高い状態にする事ができる。

【００２０】つぎに、本発明の第２実施例（請求項２に
対応）を図１、図４、図５に基づいて説明する。図４に
示す様に、セーフティバルブ駆動回路の保全システムＣ
は、電源側半導体スイッチ素子に相当するｐｎｐタイプ
のトランジスタ８と、負荷側半導体スイッチ素子に相当
するｐｎｐタイプのトランジスタ９１、９２、９３、電
磁安全弁に相当するセーフティバルブ９１１、９２１、
９３１、及び抵抗９１２、９２２、９３２を有する弁駆
動回路群９０と、信号送出ポート４６１、４６２、４６
３、４６４、及びトランジスタ９１、９２、９３のコレ
クタと抵抗９１２、９２２、９３２との接続点に接続さ
れるアンサ入力ポート４７１、４７２、４７３（レベル
入力ポートに相当）を有するマイクロコンピュータ４と
で構成され、図１に示すガステーブルＤに採用されてい
る。

【００２１】トランジスタ８は、直流電源ライン（作動
用電源）のプラス極側５１（他方極側）にエミッタ８１
（一端）を接続し、コレクタ８２（他端）を弁駆動回路
群９０の他方回路端９０１に接続している。そして、信
号送出ポート４６１からローレベル信号｛アースに対し
て０Ｖの電圧｝がベース８３に入力されるとエミッタ８
１- コレクタ８２間が導通状態になり、ハイレベル信号
｛アースに対して＋５Ｖの電圧｝が入力されるとエミッ
タ８１- コレクタ８２間が不導通状態になる。

【００２２】弁駆動回路９１０、９２０、９３０は、信
号送出ポート４６２、４６３、４６４からローレベル信
号｛アースに対して０Ｖの電圧｝がベース９１ａ、９２
ａ、９３ａに入力されるとエミッタ- コレクタ間が導通
状態となり、ハイレベル信号｛アースに対して＋５Ｖの
電圧｝が入力されるとエミッタ- コレクタ間が不導通状
態となるトランジスタ９１、９２、９３と、抵抗９１
２、９２２、９３２と、通電により開弁するセーフティ
バルブ９１１、９２１、９３１とを図示の様に直列接続
してなり、各弁側回路端及び各エミッタ側回路端は夫々
結線されて弁駆動回路群９０の一方回路端９０２及び他
方回路端９０１となり、直流電源ラインのマイナス極側
（他方極側）、及びコレクタ８２に接続される。

【００２３】マイクロコンピュータ４は、トランジスタ
の機能チェックの際、信号送出ポート４６１からトラン
ジスタ８のベース８３へハイレベル信号｛アースに対し
て＋５Ｖの電圧｝を送出するとともに、トランジスタ９
１、９２、９３のベース９１ａ、９２ａ、９３ａにロー
レベル信号｛アースに対して０Ｖの電圧｝を送出して、
アンサ入力ポート４７１、４７２、４７３の入力レベル
を検出し、且つ、トランジスタ９１、９２、９３のベー
ス９１ａ、９２ａ、９３ａにハイレベル信号｛アースに
対して＋５Ｖの電圧｝を送出するとともに、トランジス
タ８のベース８３にローレベル信号｛アースに対して０
Ｖの電圧｝を送出して、アンサ入力ポート４７１、４７
２、４７３の入力レベルを検出する。そして、何方の場
合もアンサ入力ポート４７１、４７２、４７３の入力レ
ベルがローレベルの時、全てのトランジスタが正常であ
ると判定する。

【００２４】つぎに、セーフティバルブ駆動回路の保全
システムＣの作動を図５のフローチャートに基づいて説
明する。ステップｓ１で、電源スイッチ（図示せず）を
オンするとプラス極側５１- マイナス極側に直流電圧が
印加され、トランジスタのチェックモードに入る。ステ
ップｓ２で、マイクロコンピュータ４は、信号送出ポー
ト４６１からトランジスタ８のベース８３にハイレベル
信号｛アースに対して＋５Ｖの電圧｝を送出し、信号送
出ポート４６２、４６３、４６４からトランジスタ９
１、９２、９３のベース９１ａ、９２ａ、９３ａにロー
レベル信号｛アースに対して０Ｖの電圧｝を送出する。
ステップｓ３で、マイクロコンピュータ４は、アンサ入
力ポート４７１、４７２、４７３が全てローレベルであ
るか判定し、全てローレベル（Ｙｅｓ）の場合、ステッ
プｓ４に進み、ハイレベルの場合、トランジスタ８が異
常であると判定する。ステップｓ４で、マイクロコンピ
ュータ４は、トランジスタ９１、９２、９３のベース９
１ａ、９２ａ、９３ａにハイレベル信号を送出する。
尚、トランジスタ８のベース８３へのハイレベル信号の
送出は継続する。ステップｓ５で、マイクロコンピュー
タ４は、トランジスタ９１、９２、９３のベース９１
ａ、９２ａ、９３ａにハイレベル信号を送出し、トラン
ジスタ８のベース８３へローレベル信号を送出する。ス
テップｓ６で、マイクロコンピュータ４は、アンサ入力
ポート４７１、４７２、４７３が全てローレベルである
か判定し、全てローレベル（Ｙｅｓ）の場合、全てのト
ランジスタが正常であると判定し、ステップｓ７に進
み、一つでもハイレベルの場合、トランジスタ９１、９
２、９３の少なくとも一つに異常があると判定する。ス
テップｓ７で、マイクロコンピュータ４は、トランジス
タ８、９１、９２、９３のベース８３、９１ａ、９２
ａ、９３ａにハイレベル信号を送出し、トランジスタの
チェックモードを抜ける。

【００２５】以下、本実施例の利点を述べる。セーフテ
ィバルブ９１１、９２１、９３１の開閉を個別に制御す
る弁駆動回路９１０、９２０、９３０に使用するトラン
ジスタ９１、９２、９３と、これらトランジスタ９１、
９２、９３が短絡故障していると弁駆動回路群９０への
通電を停止して安全を確保するトランジスタ８との機能
を電源スイッチの投入時にチェックする事ができ、各ト
ランジスタの故障が発見されないまま継続使用されると
いう不具合が防止でき安全性に優れる。

【００２６】トランジスタ８のコレクタ８２側に、弁駆
動回路９１０、９２０、９３０を並列接続する構成であ
るので、信号送出ポートを四個、アンサ入力ポートを三
個占有するだけであり、マイクロコンピュータ４のポー
ト使用効率に優れる。

【００２７】本発明は、上記実施例以外に、つぎの実施
態様を含む。 ａ．（電源側、負荷側）半導体スイッチ素子は、トラン
ジスタの他、ＭＯＳ・ＦＥＴ等でも良い。 ｂ．（電源側、負荷側）半導体スイッチ素子の機能チェ
ックは、何方を先に行っても良い。 ｃ．上記第１実施例では、トランジスタを二個使用して
いるが、三個以上使用しても良い。 ｄ．上記第１実施例では、レベル検出手段たる端子４１
を、最も高電位側の半導体スイッチ素子のコレクタ１１
に接続してハイレベル信号の検出の有無を判定したが、
端子４１を最も低電位側の半導体スイッチ素子のエミッ
タ２２に接続してローレベル信号の検出の有無を判定し
ても良い。 ｅ．上記第１実施例において、電磁安全弁たるセーフテ
ィバルブ３は、作動用電源の両極間に直列に位置するな
らば、どの位置に接続されていても良い。即ち、各半導
体スイッチ素子の高電位側、低電位側の何方側に配設さ
れていても良い。 ｆ．作動用電源は、乾電池であっても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１、第２実施例に係るセーフティバ
ルブ駆動回路の保全システムＡ、Ｃを採用したガステー
ブルＢ、Ｄの構造図である。

【図２】セーフティバルブ駆動回路の保全システムＡの
原理説明図である。

【図３】セーフティバルブ駆動回路の保全システムＡの
作動を示すフローチャートである。

【図４】セーフティバルブ駆動回路の保全システムＣの
原理説明図である。

【図５】セーフティバルブ駆動回路の保全システムＣの
作動を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ トランジスタ（半導体スイッチ素子） ２ トランジスタ（半導体スイッチ素子） ３ セーフティバルブ（電磁安全弁） ４ マイクロコンピュータ ８ トランジスタ（電源側半導体スイッチ素子） ４１ 端子（レベル検出手段） ４４、４５ 端子（信号送出手段） ５１ プラス極側（他方極側） ８１ エミッタ（一端） ８２ コレクタ（他端） ９０ 弁駆動回路群 ９１、９２、９３ トランジスタ（負荷側半導体スイッ
チ素子） ４６１、４６２、４６３、４６４ 信号送出ポート（信
号送出手段） ４７１、４７２、４７３ アンサ入力ポート（レベル検
出手段） ９０１ 他方回路端 ９０２ 一方回路端 ９１０、９２０、９３０ 弁駆動回路 ９１１、９２１、９３１ セーフティバルブ（電磁安全
弁） Ａ、Ｃ セーフティバルブ駆動回路の保全システム（電
磁安全弁の保全システム）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通電により開弁する電磁安全弁と、複数
   の半導体スイッチ素子とを直列に作動用電源の両極間に
   接続し、 レベルを検出するレベル検出手段、及び前記半導体スイ
   ッチ素子に作動信号を送出する信号送出手段を有するマ
   イクロコンピュータを備え、 一つの半導体スイッチ素子を除き他の全ての半導体スイ
   ッチ素子に対して作動信号を送出した時、前記レベル検
   出手段により、前記作動用電源の両極間の内の所定位置
   の電圧が前記電磁安全弁の閉弁状態に相当する所定電圧
   である事が確認でき、且つ、同様の作業を他の半導体ス
   イッチの各々に対して行なった結果、前記所定位置にお
   いて全て前記所定電圧である事が確認できた場合、前記
   マイクロコンピュータは、全ての半導体スイッチ素子の
   機能が正常であると判定する電磁安全弁の保全システ
   ム。
2. 【請求項２】 負荷側半導体スイッチ素子と、通電によ
   り開弁する電磁安全弁とを直列接続し、一方回路端を作
   動用電源の一方極側に接続した弁駆動回路を所定数並列
   接続してなる弁駆動回路群と、 作動用電源の他方極側に一端を接続し、他端を前記弁駆
   動回路群の他方回路端に接続した電源側半導体スイッチ
   素子と、 前記電源側半導体スイッチ素子や所定数の負荷側半導体
   スイッチ素子に作動信号を送出する信号送出手段と、前
   記弁駆動回路の所定位置のレベルを検出するレベル検出
   手段とを有するマイクロコンピュータとを備え、 前記電源側半導体スイッチ素子に対してのみ、作動信号
   を送出した時に、前記レベル検出手段により前記弁駆動
   回路の所定位置の電圧が前記電磁安全弁の閉弁状態に相
   当する所定電圧である事が確認でき、且つ、所定数の負
   荷側半導体スイッチ素子に対してのみ、作動信号を送出
   した時に、前記所定位置の電圧が前記所定電圧である事
   が確認できた場合、前記マイクロコンピュータは、全て
   の半導体スイッチ素子の機能が正常であるとする電磁安
   全弁の保全システム。