JP2012199116A - 電磁開閉装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】接点の表面酸化や接点間の接圧低下などの接点異常を検出する。
【解決手段】検出手段(抵抗検出部５)が検出する接触抵抗値をしきい値と比較し、接触抵抗値がしきい値を超えた場合に判断手段(異常判断部７)が異常と判断して出力手段(出力部８)から異常検出信号を出力する。故に、接点の表面酸化や接点間の接圧低下などの接点異常を、接点部１の接触抵抗値に基づいて検出することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電磁リレーなどの電磁開閉装置に関する。
従来の電磁開閉装置として、例えば、特許文献１に記載されているものがある。特許文献１記載の電磁開閉装置は、合成樹脂製のケース内にリレーユニット(電磁リレー)が収納され、リレーユニットの接点に接続される一対の主端子と、リレーユニットの電磁石用コイルに接続される一対のコイル端子とがケースに突設されている。そして、一対の主端子が電源から負荷への給電路に接続され、一対のコイル端子間に励磁電流が流れているときにリレーユニット(電磁開閉装置)がオンし、コイル端子間に励磁電流が流れていないときにリレーユニット(電磁開閉装置)がオフする。すなわち、電磁開閉装置がオンすることで電源から負荷への給電路が閉成され、電磁開閉装置がオフすることで当該給電路が開成される。
特開２００９−２３０９２１号公報
ところで、上述のような電磁開閉装置では、経年的な劣化や使用回数(開閉回数)などにより、接点(固定接点及び可動接点)の表面が酸化したり、接圧ばねのばね力が低下してしまうことがある。
本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、接点の表面酸化や接点間の接圧低下などの接点異常を検出することを目的とする。
本発明の電磁開閉装置は、固定接点及び当該固定接点に接離する可動接点を有する接点部と、前記可動接点を変位させて前記固定接点に接離させる変位手段と、前記接点部の接触抵抗を検出する検出手段と、当該検出手段が検出する接触抵抗の値を所定のしきい値と比較し当該接触抵抗値が前記しきい値を超えた場合に異常と判断する判断手段と、当該判断手段の判断結果を出力する出力手段とを備えることを特徴とする。
本発明の電磁開閉装置は、固定接点及び当該固定接点に接離する可動接点を有する接点部と、前記可動接点を変位させて前記固定接点に接離させる変位手段と、前記接点部の接触抵抗を検出する検出手段と、当該検出手段が検出する接触抵抗の値を記憶する記憶手段と、当該記憶手段に記憶された接触抵抗値の履歴に基づいて前記接点部の異常を判断する判断手段と、当該判断手段の判断結果を出力する出力手段とを備えることを特徴とする。
この電磁開閉装置において、前記判断手段は、前記記憶部に記憶されている接触抵抗値の平均値の履歴に基づいて前記接点部の異常を判断することが好ましい。
本発明の電磁開閉装置は、接点の表面酸化や接点間の接圧低下などの接点異常を検出することができるという効果がある。
本発明の実施形態を示し、(ａ)はブロック図、(ｂ)は抵抗検出部のブロック図である。 同上の動作説明用のフローチャートである。 同上の動作説明図である。
本実施形態の電磁開閉装置Ａは、図１(ａ)に示すように接点部１、駆動部２、制御部３、入力部４、抵抗検出部５、記憶部６、異常判断部７、出力部８などを備える。接点部１は、電路９の途中に挿入される２つの固定接点10と、固定接点10に接離する可動接点(可動子)11とを有する。すなわち、２つの固定接点10と可動接点11が接触しているときに接点部１が閉極して電路９が導通し、２つの固定接点10と可動接点11が接触していないときに接点部１が開極して電路９が非導通となる。
駆動部２は、可動接点11を変位させて固定接点10に接離させる変位手段であって、励磁コイル20に励磁電流を流して生じる電磁力によって可動接点11を変位させる。制御部３は、外部から入力部４に入力される制御信号に応じて駆動部２を制御する。すなわち、入力部４に接点オンの制御信号が入力されれば、制御部３は駆動部２を制御して接点部１を閉極させ、入力部４に接点オフの制御信号が入力されれば、制御部３は駆動部２を制御して接点部１を開極させる。
抵抗検出部５は、図１(ｂ)に示すように固定接点１０間の電位差(接点間電圧)を検出する電圧検出部50と、電路９に流れる電流を検出する電流検出部51と、電圧検出部50で検出される接点間電圧と電流検出部51で検出される電流値から接点部１の接触抵抗値を演算する演算部52とを有する。
異常判断部７は、演算部52で演算された接触抵抗値と、記憶部６に記憶されている所定のしきい値とを比較し、接触抵抗値がしきい値未満であれば接点部１の異常なしと判断する。一方、接触抵抗値がしきい値以上であれば、異常判断部７は接点部１に異常有りと判断し、その判断結果を制御部３に出力する。制御部３は、異常判断部７から異常有りの判断結果を受け取ると、出力部８から異常検出信号を出力させる。なお、制御部３と演算部52と記憶部６と異常判断部７とは、例えば、マイクロコンピュータにそれぞれの機能に対応したプログラムを実行させることで実現される。
図２のフローチャートを参照して本実施形態の動作を詳しく説明する。
入力部４に接点オンの制御信号が入力さると(ステップS1)、制御部３は、駆動部２を制御して接点部１を閉極させた後、抵抗検出部５の電流検出部51に電流を検出させる(ステップS2)。制御部３は、電流検出部51で検出された電流値が20Ａ〜定格電流以内であるか否かを判定する(ステップS3)。そして、電流値が20Ａ〜定格電流以内であれば、制御部３は抵抗検出部５の電圧検出部50に接点間電圧を検出させ(ステップS4)、電流値が20Ａ〜定格電流以内でなければ、制御部３はステップS1に戻って接点オンの制御信号が入力されるのを待つ。
ここで、電路９に接続される負荷が抵抗負荷であれば、接点間電圧と負荷電流(接点部１に流れる電流)とが同位相になるために接点間電圧を負荷電流値で除算することで接触抵抗値が算出可能である。しかしながら、電路９に接続される負荷が容量負荷や誘導負荷であると接点間電圧と負荷電流に位相差が生じるので、接点間電圧と負荷電流の検出タイミングによっては実際の接触抵抗値よりも大きな値又は小さな値しか算出されないことがある。そのために本実施形態では、接点部１にある程度の大きさの電流が流れているときに当該電流を検出することで接触抵抗値をより正確に算出できるようにしている。ただし、本実施形態における電流値の20Ａ〜定格電流という範囲は一例であって、これに限定されるものではない。
抵抗検出部５の演算部52は、電圧検出部50で検出された接点間電圧を電流検出部51で検出された電流値で除算することで接点部１の接触抵抗値を演算する(ステップS5)。演算された接触抵抗値は、抵抗検出部５から異常判断部７に渡される。そして、異常判断部７は、記憶部６からしきい値を読み込み(ステップS6)、当該しきい値と接触抵抗値を比較する(ステップS7)。接触抵抗値がしきい値未満であれば、異常判断部７が接点部１の異常なしと判断し、ステップS1に戻る。一方、接触抵抗値がしきい値以上であれば、異常判断部７が接点部１に異常有りと判断し、その判断結果を制御部３に出力する。制御部３は、異常判断部７から異常有りの判断結果を受け取ると、出力部８から異常検出信号を出力させる(ステップS8)。
上述のように、検出手段(抵抗検出部５)が検出する接触抵抗値をしきい値と比較し、接触抵抗値がしきい値を超えた場合に判断手段(異常判断部７)が異常と判断して出力手段(出力部８)から異常検出信号を出力する。すなわち、本実施形態によれば、接点の表面酸化や接点間の接圧低下などの接点異常を、接点部１の接触抵抗値に基づいて検出することができる。なお、出力部８から出力される異常検出信号は、例えば、制御信号を出力している外部装置に入力され、当該外部装置から警告などが発せられて交換や補修などの対処がなされる。
ところで、固定接点10と可動接点11との間に異物(絶縁物)が挟まった場合には、急激に接触抵抗値が増大すると考えられるが、接点表面の酸化膜や接圧力の低下の場合には、接触抵抗値が徐々に増大すると考えられる。そこで、抵抗検出部５が検出する接触抵抗値と比較されるしきい値を、接点部１の異常と判定する異常値と、異常値よりも低い警告値との２種類に分け、接触抵抗値が連続して５回以上警告値を超えた場合にも異常検出信号を出力することが好ましい(図３参照)。ただし、異常と判定される回数は５回に限定されるものではない。
ここで、負荷電流が変動することを考慮して、演算部52が、タイマ(図示せず)でカウントされる一定周期毎に接触抵抗値を算出し、複数回の接触抵抗値の平均値としきい値(あるいは異常値及び警告値)を比較すれば、より精度よく接点部１の異常を検出することができる。
ところで、抵抗検出部５が接触抵抗を検出する方法として、接点部１の温度を検出しても構わない。すなわち、接点部１の温度が接触抵抗に比例して上昇するので、固定接点10と電路９との接続部分に温度センサを設置し、接触抵抗値の代わりに温度センサの検出温度をしきい値と比較することで接点部１の異常の有無を判断することも可能である。
１ 接点部
２ 駆動部(変位手段)
３ 制御部(出力手段)
５ 抵抗検出部(検出手段)
７ 異常判断部(判断手段)
８ 出力部(出力手段)
10 固定接点
11 可動接点

Claims (3)

  1. 固定接点及び当該固定接点に接離する可動接点を有する接点部と、前記可動接点を変位させて前記固定接点に接離させる変位手段と、前記接点部の接触抵抗を検出する検出手段と、当該検出手段が検出する接触抵抗の値を所定のしきい値と比較し当該接触抵抗値が前記しきい値を超えた場合に異常と判断する判断手段と、当該判断手段の判断結果を出力する出力手段とを備えることを特徴とする電磁開閉装置。
  2. 固定接点及び当該固定接点に接離する可動接点を有する接点部と、前記可動接点を変位させて前記固定接点に接離させる変位手段と、前記接点部の接触抵抗を検出する検出手段と、当該検出手段が検出する接触抵抗の値を記憶する記憶手段と、当該記憶手段に記憶された接触抵抗値の履歴に基づいて前記接点部の異常を判断する判断手段と、当該判断手段の判断結果を出力する出力手段とを備えることを特徴とする電磁開閉装置。
  3. 前記判断手段は、前記記憶部に記憶されている接触抵抗値の平均値の履歴に基づいて前記接点部の異常を判断することを特徴とする請求項２記載の電磁開閉装置。
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