JP5374263B2 - Relay characteristic adjustment system and relay characteristic adjustment method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リレーの正常な動作を実現するためにリレーの製造時に行われる感動電圧や開放電圧などの特性の調整に用いられるリレー特性調整システム、リレー特性調整方法に関するものである。 The present invention relates to a relay characteristic adjustment system and a relay characteristic adjustment method used for adjusting characteristics such as a moving voltage and an open-circuit voltage, which are performed at the time of manufacturing a relay in order to realize normal operation of the relay.
従来から、たとえば図13に示すように、互いに接離可能な固定接点2および可動接点5と、コイル61への通電時に可動接点5を移動させるように磁力を発生する電磁石装置6とをケース(図示せず)内に備えたリレーRyが提供されている(たとえば特許文献1参照)。図13に例示するリレーRyは、固定接点2を保持する固定端子板1と、板ばねからなり可動接点5を規定範囲内で移動可能に保持する可動ばね3とを備えている。電磁石装置6は、コイル61への通電時にアマチュア62が磁極片63bに吸引されることにより、可動接点5が固定接点2と接触する位置に移動するように吸引力を発生する。
Conventionally, for example, as shown in FIG. 13, a
ところで、この種のリレーRyにおいては、僅かな可動ばね3の曲がり具合の差や電磁石装置6の発生する吸引力のばらつきなどによって、感動電圧や開放電圧などの特性がばらつくことがある。そのため、個体ごとにばらつきのない正常な動作を実現するためには、製造時に個々の特性の調整を行う必要がある。リレーRyの特性調整は、作業者が、各リレーRyの接点状態等を目視で確認しながら、手作業で固定端子板1や可動ばね3を捻って固定接点2−可動接点5間の間隔を調整することによって行われる。
By the way, in this type of relay Ry, characteristics such as a moving voltage and an open voltage may vary depending on a slight difference in the degree of bending of the
具体的には、リレーRyの正常な動作を実現するためには、コイル61に印加する電圧が規定電圧(感動電圧)以上で接点がオン(あるいはオフ)することと、規定電圧(開放電圧)以下で接点がオフ(あるいはオン)することと、オーバートラベル(OT)量が適切で接点オン時に一定の接圧を確保できることと、感動電圧の印加時にアマチュア62が磁極片63bに接触する位置(以下、エンド位置という)まで到達することとの4項目を満足する必要があるため、これら4項目を満足するように調整量(固定端子板1や可動ばね3の捻り量)が決定される。なお、オーバートラベル量とは、可動接点5が固定接点2に接触した後、アマチュア62の移動によりさらに可動接点5が固定接点2側に押し込まれる量を指す。また、アマチュア62がエンド位置まで到達しない現象は、接点が接触して可動ばね3が押戻される向きの力が増えることに起因しており、コイル61への印加電圧を上げていくと、電磁石装置6の吸引力が増してアマチュア62がエンド位置まで到達することから「2段動作」と呼ばれる。
Specifically, in order to realize the normal operation of the relay Ry, the voltage applied to the
しかし、上記の特性調整を行う際には、たとえば1度以下のオーダでの角度調整や、0.1mm以下のオーダでの位置調整など微妙な調整が必要になるので、作業者には非常に高度なスキルが要求される。そのため、作業者のスキル習得に時間を要し、さらに、実際の特性調整の場面でも1個当たり数秒程度の作業時間を要するため、リレーRyの生産効率向上の妨げとなっている。 However, when performing the above characteristic adjustments, for example, fine adjustments such as an angle adjustment on the order of 1 degree or less and a position adjustment on the order of 0.1 mm or less are necessary. Advanced skills are required. For this reason, it takes time to acquire the skill of the operator, and furthermore, even in the actual characteristic adjustment scene, it takes about several seconds per work, which hinders the improvement of the production efficiency of the relay Ry.
また、接点状態等の画像を撮像し、当該画像に基づいて自動で調整量を決定することも考えられるが、作業者は、電磁石装置6の発生する吸引力のばらつきなど目視では判別できない要件も考慮して経験と勘を頼りに調整を行っており、これと同等の精度の特性調整を自動化することは難しい。
It is also conceivable to take an image of the contact state and the like, and automatically determine the adjustment amount based on the image. However, there are requirements that the operator cannot visually determine, such as variations in the attractive force generated by the
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであって、感動電圧や開放電圧などの特性の調整を、高いスキルを有する作業者と同等の精度で自動化することが可能なリレー特性調整システム、リレー特性調整方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above reasons, and a relay characteristic adjustment system capable of automating adjustment of characteristics such as a moving voltage and an open-circuit voltage with an accuracy equivalent to a worker having high skill, It is an object to provide a method for adjusting relay characteristics.
請求項1の発明は、互いに接離可能な固定接点および可動接点と、前記固定接点を保持する固定端子板と、前記可動接点を規定範囲内で移動可能に保持する可動ばねと、コイルへの通電時に前記可動接点を移動させるように磁力を発生する電磁石装置とを備えたリレーを対象に、前記固定端子板と前記可動ばねとの少なくとも一方を捻って行われる特性の調整に用いられるリレー特性調整システムであって、前記コイルへの通電を行う通電装置と、対象となる前記リレーの特性情報を検出する特性検出装置と、前記コイルへの通電時における前記特性検出装置の検出結果を用いて、予め定められた判定基準に従って前記固定端子板および前記可動ばねの捻り量を決定する演算装置とを備え、前記特性検出装置が、前記可動ばねおよび前記電磁石装置から前記可動接点に作用する力を前記特性情報として計測する力覚系計測部と、前記固定接点および前記可動接点の電気的接続状態を前記特性情報として検出する電気系計測部とを含むことを特徴とする。
The invention according to
この構成によれば、特性検出装置が、可動ばねおよび電磁石装置から可動接点に作用する力を特性情報として計測する力覚系計測部を含み、演算装置では、当該特性情報を用いて判定基準に従って固定端子板および可動ばねの捻り量を決定するので、電磁石装置の発生する吸引力のばらつきなど目視では判別できない要件も考慮して、捻り量を求めることができる。その結果、感動電圧や開放電圧などの特性の調整を、高いスキルを有する作業者と同等の精度で自動化することができる。また、この構成によれば、演算装置では、力覚系計測部の計測結果の他に、固定接点および可動接点の電気的接続状態の検出結果も用いて固定端子板および可動ばねの捻り量を決定するので、力覚系計測部の計測結果のみから捻り量を決定する場合に比べて、より精度の高い特性調整を実現することができる。 According to this configuration, the characteristic detection device includes the force sensor measuring unit that measures the force acting on the movable contact from the movable spring and the electromagnet device as the characteristic information, and the arithmetic device uses the characteristic information according to the determination criterion. Since the torsion amounts of the fixed terminal plate and the movable spring are determined, the torsion amount can be obtained in consideration of requirements that cannot be visually discriminated such as variations in the attractive force generated by the electromagnet device. As a result, the adjustment of characteristics such as the moving voltage and the open voltage can be automated with the same accuracy as a highly skilled worker. In addition, according to this configuration, in the arithmetic device, in addition to the measurement result of the force sense measurement unit, the detection result of the electrical connection state of the fixed contact and the movable contact is used to calculate the torsion amounts of the fixed terminal plate and the movable spring. Therefore, the characteristic adjustment with higher accuracy can be realized as compared with the case where the twist amount is determined only from the measurement result of the haptic measurement unit.
請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記特性検出装置が、前記固定接点および前記可動接点を含んだ領域の画像を撮像するカメラを具備し、当該画像から少なくとも前記固定接点と前記可動接点との接触状態を前記特性情報として検出する視覚系計測部を含むことを特徴とする。
Wherein the invention according to
この構成によれば、演算装置では、力覚系計測部の計測結果の他に、画像から検出された特性情報も用いて固定端子板および可動ばねの捻り量を決定するので、力覚系計測部の計測結果のみから捻り量を決定する場合に比べて、より精度の高い特性調整を実現することができる。 According to this configuration, in the arithmetic device, the torsion amounts of the fixed terminal plate and the movable spring are determined using the characteristic information detected from the image in addition to the measurement result of the force sense measurement unit. Compared with the case where the twist amount is determined only from the measurement result of the part, it is possible to realize characteristic adjustment with higher accuracy.
請求項3の発明は、請求項1または請求項2の発明において、前記固定端子板と前記可動ばねとの少なくとも一方を、前記演算装置で求めた捻り量の分だけ捻る調整装置を備えることを特徴とする。 According to a third aspect of the invention, there is provided the adjusting device according to the first or second aspect , further comprising an adjusting device for twisting at least one of the fixed terminal plate and the movable spring by an amount of twist obtained by the arithmetic device. Features.
この構成によれば、固定端子板や可動ばねを捻る作業に関しても自動化できるため、リレーの生産効率の更なる向上を図ることができる。なお、可動ばねを捻る構成は、直接可動ばねを捻るものに限らず、たとえば可動ばねが可動端子板に支持されている場合、当該可動端子板を捻って可動端子板の角度を変えることで可動ばねの角度を変えるものであってもよい。 According to this configuration, the work of twisting the fixed terminal plate and the movable spring can be automated, so that the production efficiency of the relay can be further improved. In addition, the structure which twists a movable spring is not restricted to what twists a movable spring directly, For example, when a movable spring is supported by the movable terminal board, it can move by twisting the said movable terminal board and changing the angle of a movable terminal board. The angle of the spring may be changed.
請求項4の発明は、互いに接離可能な固定接点および可動接点と、前記固定接点を保持する固定端子板と、前記可動接点を規定範囲内で移動可能に保持する可動ばねと、コイルへの通電時に前記可動接点を移動させるように磁力を発生する電磁石装置とを備えたリレーを対象に、前記固定端子板と前記可動ばねとの少なくとも一方を捻って行われる特性の調整に用いられるリレー特性調整方法であって、前記コイルへの通電を行う通電過程と、対象となる前記リレーの特性情報を検出する特性検出過程と、前記コイルへの通電時における前記特性検出過程の検出結果を用いて、予め定められた判定基準に従って前記固定端子板および前記可動ばねの捻り量を決定する演算過程とを有し、前記特性検出過程が、前記可動ばねおよび前記電磁石装置から前記可動接点に作用する力を前記特性情報として計測する力計測過程と、前記固定接点および前記可動接点の電気的接続状態を前記特性情報として検出する過程とを含むことを特徴とする。
The invention according to
この発明によれば、特性検出過程が、可動ばねおよび電磁石装置から可動接点に作用する力を特性情報として計測する力計測過程を含み、演算過程では、当該特性情報を用いて判定基準に従って固定端子板および可動ばねの捻り量を決定するので、電磁石装置の発生する吸引力のばらつきなど目視では判別できない要件も考慮して、捻り量を求めることができる。その結果、感動電圧や開放電圧などの特性の調整を、高いスキルを有する作業者と同等の精度で自動化することができる。また、この発明によれば、演算過程では、力計測過程の計測結果の他に、固定接点および可動接点の電気的接続状態の検出結果も用いて固定端子板および可動ばねの捻り量を決定するので、力計測過程の計測結果のみから捻り量を決定する場合に比べて、より精度の高い特性調整を実現することができる。 According to the present invention, the characteristic detection process includes a force measurement process for measuring the force acting on the movable contact from the movable spring and the electromagnet device as the characteristic information. In the calculation process, the fixed terminal according to the determination criterion using the characteristic information. Since the torsion amounts of the plate and the movable spring are determined, the torsion amount can be obtained in consideration of requirements that cannot be visually determined, such as variations in the attractive force generated by the electromagnet device. As a result, the adjustment of characteristics such as the moving voltage and the open voltage can be automated with the same accuracy as a highly skilled worker. Further, according to the present invention, in the calculation process, the torsion amounts of the fixed terminal plate and the movable spring are determined using the detection result of the electrical connection state of the fixed contact and the movable contact in addition to the measurement result of the force measurement process. Therefore, compared with the case where the twist amount is determined only from the measurement result of the force measurement process, the characteristic adjustment with higher accuracy can be realized.
本発明は、可動ばねおよび電磁石装置から可動接点に作用する力の計測結果を用いて固定端子板および可動ばねの捻り量を決定するので、感動電圧や開放電圧などの特性の調整を、高いスキルを有する作業者と同等の精度で自動化できるという利点がある。 Since the present invention determines the torsion amount of the fixed terminal plate and the movable spring using the measurement result of the force acting on the movable contact from the movable spring and the electromagnet device, adjustment of characteristics such as the moving voltage and the open voltage can be performed with high skill. There is an advantage that it can be automated with the same accuracy as an operator having
以下の実施形態では、背景技術の欄で説明した図13のリレーRyを対象として、感動電圧や開放電圧などの特性の調整に用いられるリレー特性調整システムを例示する。ここで、図13に示すリレーRyの構成について簡単に説明する。 In the following embodiments, a relay characteristic adjustment system used for adjusting characteristics such as a moving voltage and an open-circuit voltage is exemplified for the relay Ry of FIG. 13 described in the background art section. Here, the configuration of the relay Ry shown in FIG. 13 will be briefly described.
図13に例示するリレーRyでは、固定端子板1は、互いに平行するように一対設けられ、ケース(図示せず)の底板に貫通状態で立設されている。固定接点2は、各固定端子板1の同じ側(図13の右側)の面に設けられている。可動ばね3は、各固定端子板1に対応するように一対設けられ、それぞれの先端部が各固定接点2と対向して配置されるように、それぞれの基端部がケースの底板に貫通状態で立設された可動端子板4に対して固定されている。可動接点5は、各可動ばね3における固定接点2との対向部位に設けられており、コイル61の非通電時には、可動ばね3のばね力によって固定接点2から離間した位置に付勢される。なお、図13は上方(ケース底面に直交する方向)からみたリレーRyの概略図である。
In the relay Ry illustrated in FIG. 13, a pair of
電磁石装置6は、コイル61が巻装され一対の可動ばね3の間に配置された筒状のコイルボビン(図示せず)と、磁性金属材料より形成されたアマチュア(鉄芯)62と、永久磁石(図示せず)と継鉄63と、コイル61に通電するためのコイル端子(図示せず)とを備えて構成される。アマチュア62は棒状に形成され、一端部を一対の固定端子板1の間に配置し、他端部をコイルボビンに挿入した状態で揺動自在に支持される。継鉄63は、コイル61が励磁されたときに発生する磁束の磁路を形成するものであって、アマチュア62の一端部と各固定端子板1との間に立設され永久磁石によってそれぞれN極、S極に磁化された一対の磁極片63a,63bを有する(図13では右側の磁極片63aがN極、左側の磁極片63bがS極)。
The
さらに、リレーRyには、アマチュア62の移動を可動接点5に伝えるカード7が設けられている。カード7は、両可動ばね3における長手方向の中間部よりも可動接点5寄りの部位と、アマチュア62とを機械的に連結する構成を有する。
Furthermore, the card |
次に、上記リレーRyの動作について説明する。電磁石装置6のコイル61に通電すると、コイル61が励磁されることにより発生する磁束が通る閉磁路を成すようにアマチュア62に吸引力Fbが作用し、N極に励磁されたアマチュア62の前記一端部がS極側の磁極片63bに吸引されて揺動する。このとき、カード7を介してアマチュア62に連結されている可動ばね3が駆動され、各可動接点5はそれぞれ可動ばね3のばね力に抗して、対応する固定接点2と接触する位置に移動する。その後、電磁石装置6のコイル61への通電を停止すると、可動ばね3の生じる復元力Faにより、アマチュア62の前記一端部がN極側の磁極片63aに当接する位置に復帰し、各可動接点5はそれぞれ固定接点2から離間した位置に移動する。つまり、図13のリレーRyは、電磁石装置6のコイル61への非通電時には接点がオフであり、コイル61への通電時に接点がオンする。
Next, the operation of the relay Ry will be described. When the
以上説明したリレーRyにおいては、僅かな可動ばね3の曲がり具合の差や電磁石装置6の発生する吸引力Fbのばらつきなどに起因して、感動電圧や開放電圧などの特性がばらつくことがある。そこで、個体ごとにばらつきのない正常な動作を実現するためには、固定端子板1や可動ばね3を捻って固定接点2−可動接点5間の間隔を調整することによって、各リレーRyの特性の調整を行う必要がある。以下の実施形態で説明するリレー特性調整システムは、このような特性の調整を自動化するためのものである。
In the relay Ry described above, characteristics such as a moving voltage and an open voltage may vary due to a slight difference in the degree of bending of the
(実施形態1)
本実施形態のリレー特性調整システムは、図2に示すように、コイル61への通電を行う通電装置10と、リレーRyの特性情報を検出する特性検出装置20と、固定端子板1および可動ばね3の捻り量を決定する演算装置30と、固定端子板1および可動ばね3を捻って特性を調整する調整装置40とを備えている。
(Embodiment 1)
As shown in FIG. 2, the relay characteristic adjustment system of the present embodiment includes an
通電装置10は、少なくともリレーRyの定格電圧以下の範囲で、コイル61へ印加する電圧の大きさを調節可能に構成されており、コイル61へ印加する電圧を変化させることで、リレーRyの接点をオンオフさせることができる。
The
特性検出装置20は、可動ばね3および電磁石装置6から可動接点5に作用する力を特性情報として計測する力覚系計測部21を備えている。力覚系計測部21は、図3に示すようにリレーRyのカード7に作用する力を計測するロードセル22と、アマチュア62のストロークを計測する変位センサ23と、ロードセル22および変位センサ23の出力からアマチュア62の各ストローク位置においてカード7に作用する力を求める特性認識部24とを有する。
The
ロードセル22は、図1に示すように対象となるリレーRyのカード7をその移動方向の両側からそれぞれ挟み込むように2台設けられ、各々の測定子25をカード7の移動方向の両端面に当接させた構成により、カード7に作用する力を計測する。しかして、一方(図1の左側)のロードセル22では、可動接点5に対して接点を閉じる(固定接点2に接触する)向きに作用する力を計測でき、他方のロードセル22では、可動接点5に対して接点を開く(固定接点2から離間する)向きに作用する力を計測できる。なお、カード7を移動方向の両側から挟み込むコ字形のアタッチメント(図示せず)を用い、ロードセル22の測定子25をアタッチメントと結合することで、可動接点5に対して作用する接点を閉じる向きの力と接点を開く側の力との両方を1台のロードセル22で計測できるようにしてもよい。
As shown in FIG. 1, two
ここで、可動接点5には可動ばね3の復元力Faと電磁石装置6の吸引力Fbとの両方が作用しており、カード7に対してはこれら復元力Faと吸引力Fbとの合力が作用することになるので、ロードセル22は、カード7に作用する力を計測することにより前記合力を計測することができる。
Here, both the restoring force Fa of the
変位センサ23は、一対の磁極片63a,63bの間にあるアマチュア62の一端部のストローク位置を、N極の磁極片63aに接触する位置(以下、スタート位置という)Psと、S極の磁極片63bに接触する位置(以下、エンド位置という)Peとの間で計測する。つまり、通電装置10が電磁石装置6のコイル61に通電すると、アマチュア62がスタート位置Psからエンド位置Peまで移動し、これに伴って固定接点2に可動接点5が接触する。
The
特性認識部24は、アマチュア62の複数のストローク位置(以下、特徴点1,2,…,Nという)について、ロードセル22で計測された特性情報(可動接点5に作用する力)を出力する。ここで、アマチュア62のストローク可能な全範囲に亘って可動接点5に作用する力を計測することで、特性認識部24からは後述の図10に示すようなデータが出力される。
The characteristic recognizing
また、本実施形態では、特性検出装置20は、上記力覚系計測部21の他、少なくとも固定接点2および可動接点5を含んだ領域の画像を撮像するカメラ(図示せず)を具備し、カメラで撮像された画像から抽出される特性情報を検出する視覚系計測部26を有している。視覚系計測部26のカメラは、固定接点2および可動接点5に加えて、アマチュア62と磁極片63a,63bとについても視野内に含むものとする。ここに、視覚系計測部26としては、カメラのシャッタを開放した状態で、被写体(リレーRy)に対してフラッシュを瞬間的に当てることで、可動接点5の移動中であってもぶれの無い画像が得られる構成を採用する。
In the present embodiment, the
視覚系計測部26は、撮像された画像から、固定接点2、可動接点5、アマチュア62、磁極片63a,63b等のエッジ(輪郭)を抽出し、その結果(エッジ画像)から、少なくとも固定接点2と可動接点5との接触状態を含んだ特性情報を検出する。ここで、視覚系計測部26で検出される特性情報は、後述するオーバートラベル量の算出や、固定接点2−可動接点5間の距離の計測等に用いられるので、エッジ抽出には比較的高い精度が要求される。本実施形態では、固定接点2、可動接点5などの各部品の角部にはR加工が施されているが、最適な光学系を選択することで、抽出されるエッジの位置に誤差が生じにくい構成とする。
The visual
演算装置30は、予め定められた判定基準等を記憶する記憶部31と、コイル61通電時における特性検出装置20の検出結果を用い判定基準に従って、それぞれ固定端子板1および可動ばね3の捻り量を決定する固定側算出部32および可動側算出部33とを有する。
The
記憶部31には、コイル61に印加する電圧が規定電圧(感動電圧)以上で接点がオンすることと、規定電圧(開放電圧)以下で接点がオフすることと、オーバートラベル(OT)量が適切で接点オン時に一定の接圧を確保できることと、感動電圧の印加時にアマチュア62がエンド位置Peまで到達することとの4項目を満足する良品のリレーRyより検出された特性情報(以下、良品情報という)が記憶されている。記憶部31内の判定基準は、前記良品情報と実際に特性検出装置20で検出されたリレーRyの特性情報との比較結果から、前記4項目を満足するために必要な調整量(固定端子板1および可動ばね3の捻り量)を求めることができるように設定される。
In the
可動側算出部33は、図4に示すように、力覚系計測部21から受けた特徴点1,2,…,Nごとの特性情報(可動接点5に作用する力)を記憶部31内の良品情報と比較する複数の比較部34と、これら比較部34での比較結果から、記憶部31内の判定基準に従って可動ばね3の捻り量を決定する捻り量決定部35とを有する。ここで、比較部34では、アマチュア62のストロークの全範囲に亘って計測された可動接点5に作用する力から最小値を算出し、当該最小値と、良品情報として記憶されている正常動作に必要な最小限の力の大きさとの差分値を算出する。そして、捻り量決定部35では、判定基準として記憶部31に記憶されている可動ばね3の曲げ係数(曲げ曲線)に従って、前記差分値から可動ばね3の捻り量を決定する。
As shown in FIG. 4, the movable
また、他の構成例として、前記差分値を複数段階のランクに分け、各ランクに対応する捻り量を予め判定基準として記憶部31に記憶し、捻り量決定部35が、比較部34で算出された差分値のランクに対応する捻り量から可動ばね3の捻り量を決定する構成としてもよい。
As another configuration example, the difference value is divided into a plurality of ranks, and the twist amount corresponding to each rank is stored in advance in the
固定側算出部32は、視覚系計測部26から受けた特性情報を用いてオーバートラベル量を算出する距離算出部36と、算出されたオーバートラベル量を記憶部31内の良品情報と比較する比較部37と、比較部37での比較結果から、記憶部31内の判定基準に従って固定端子板1の捻り量を決定する捻り量決定部38とを有する。つまり、視覚系計測部26で抽出された特性情報からは、可動接点5−固定接点2間の距離や、アマチュア62の移動量などを算出できるので、可動接点5が固定接点2に接触した後のアマチュア62の移動量を算出することでオーバートラベル量を算出することが可能である。したがって、比較部37にて当該オーバートラベル量と良品情報として記憶されているオーバートラベル量との差分値をとることにより、捻り量決定部38において当該差分値から固定端子板1の捻り量を決定することができる。
The fixed-
調整装置40は、演算装置30にて求められた調整量(固定端子板1および可動ばね3の捻り量)に従い、固定端子板1を捻って特性調整を行う固定側調整部41と、可動ばね3を捻って特性調整を行う可動側調整部42とを有している。
The
固定側調整部41は、図5(a)に示すように、固定接点2が開く向き(可動接点5から離れる向き)Aと、固定接点2が閉じる向き(可動接点5に近づく向き)Bとの双方に、固定端子板1を捻るための機構を有する。具体的には、固定側調整部41は、ケースの底板に立設されている固定端子板1の基部を挟むチャック(図示せず)を有し、当該チャックをモータで回転させることにより固定端子板1を捻って固定端子板1の傾きを調整するものである。なお、チャックの回転量は、演算装置30で求められた調整量に基づいて、且つ固定端子板1を捻った際に生じるスプリングバックを考慮して決定される。
As shown in FIG. 5A, the fixed-side adjustment unit 41 has a direction A in which the fixed
可動側調整部42は、図5(b)に示すように、可動接点5が開く向き(固定接点2から離れる向き)Cと、可動接点5が閉じる向き(固定接点2に近づく向き)Dとの双方に、可動ばね3を捻るための機構を有する。具体的には、可動側調整部42は、可動ばね3の基部が固定されている可動端子板4を挟むチャック(図示せず)を有し、当該チャックをモータで回転させることにより可動端子板4を捻って可動端子板4の角度を変え、可動ばね3の角度を変えるものである。なお、チャックの回転量は、演算装置30で求められた調整量に基づき、且つ可動ばね3(可動端子板4)を捻った際に生じるスプリングバックを考慮して決定される。
As shown in FIG. 5 (b), the movable side adjustment unit 42 has a direction C in which the
しかして、本実施形態では、可動ばね3は力覚系計測部21で計測された特性情報を用いて調整され、固定端子板1は視覚系計測部26で計測された特性情報を用いて調整されることになる。ここに、可動ばね3を調整することで、可動ばね3の復元力Faと電磁石装置6の吸引力Fbとのバランスを調整することができるので、結果的に、コイル61に印加する電圧が規定電圧(感動電圧)以上で接点がオンし、規定電圧(開放電圧)以下で接点がオフするようにリレーRyの特性を調整できる。一方、固定端子板1を調整することで、オーバートラベル量を調整することができるので、オーバートラベル量を最適化して接点オン時に一定の接圧を確保できるようにリレーRyの特性を調整可能である。
Thus, in the present embodiment, the
さらに、視覚系計測部26で得られる画像からは、アマチュア62と磁極片63a,63bとの位置関係を検出できるので、感動電圧の印加時に当該画像からアマチュア62と磁極片63bとの間隔を計測し、アマチュア62がエンド位置Peまで到達しているか否か(2段動作の有無)を判断することも可能である。
Furthermore, since the positional relationship between the
また、図2では図示を省略するが、本実施形態の特性調整システムには、可動ばね3および固定端子板1の調整終了後、リレーRyが正常に動作していることを確認する確認手段が設けられている。確認手段は、通電装置10からリレーRyのコイル61に対して確認用電圧を印加しつつ、接点のオンオフ状態を検知する構成を有する。接点のオンオフ状態の検知は、視覚系計測部26で得られる固定接点2および可動接点5の画像を用いて行ってもよいし、固定接点2−可動接点5間の導通状態を検出する回路を用いて行ってもよい。
Although not shown in FIG. 2, the characteristic adjustment system of the present embodiment includes a confirmation unit for confirming that the relay Ry is operating normally after the adjustment of the
このとき印加する確認用電圧は、図6に示すように、感動電圧(接点がオンする電圧)の許容範囲の下限値V1L、感動電圧の許容範囲の上限値V1H、定格電圧V0、開放電圧(接点がオフする電圧)の許容範囲の上限値V2H、開放電圧の許容範囲の下限値V2Lの順に時間経過に伴って段階的に変化させる。ここでは一例として、定格電圧V0の70%を感動電圧の許容範囲の上限値V1Hとし、定格電圧V0の10%を開放電圧の許容範囲の下限値V2Lとする。 As shown in FIG. 6, the confirmation voltage applied at this time is the lower limit value V1L of the permissible range of the moving voltage (the voltage at which the contact is turned on), the upper limit value V1H of the permissible range of the moving voltage, the rated voltage V0, the open circuit voltage ( The upper limit value V2H of the permissible range of the voltage at which the contact is turned off and the lower limit value V2L of the permissible range of the open-circuit voltage are changed stepwise with time. Here, as an example, 70% of the rated voltage V0 is the upper limit value V1H of the permissible voltage range, and 10% of the rated voltage V0 is the lower limit value V2L of the permissible range of the open circuit voltage.
ここで、リレーRyが正常であれば、接点がオンする電圧が感動電圧の許容範囲(V1L〜L1H)内にあり、且つ接点がオフする電圧が開放電圧の許容範囲内(V2L〜L2H)にあることとなる。したがって、上述のようにコイルへの印加電圧を変化させた場合に、印加電圧=V1Lの期間には接点オフ、印加電圧=V1Hの期間には接点オン、印加電圧=V0の期間には接点オン、印加電圧=V2Hの期間には接点オン、印加電圧=V2Lの期間には接点オフとなる。この接点のオンオフのパターンを正常パターンとして、確認手段は、接点のオンオフのパターンが正常パターンに一致すればリレーが正常動作しているものと判断し、一致しなければ正常動作していないと判断する。 Here, if the relay Ry is normal, the voltage at which the contact is turned on is within the permissible voltage range (V1L to L1H), and the voltage at which the contact is turned off is within the permissible range of the open voltage (V2L to L2H). There will be. Therefore, when the applied voltage to the coil is changed as described above, the contact is off during the period of applied voltage = V1L, the contact is on during the period of applied voltage = V1H, and the contact is on during the period of applied voltage = V0. The contact is on during the period of applied voltage = V2H, and the contact is off during the period of applied voltage = V2L. Using this contact on / off pattern as a normal pattern, the confirmation means determines that the relay is operating normally if the contact on / off pattern matches the normal pattern, and determines that the contact is not operating normally if the pattern does not match. To do.
次に、上述したリレー特性調整システムを用いたリレー特性調整方法について、図7のフローチャートを参照して説明する。 Next, a relay characteristic adjustment method using the above-described relay characteristic adjustment system will be described with reference to the flowchart of FIG.
まず、リレーRyのコイル61に対し、通電装置10から計測用電圧を印加し通電を行う(通電過程S1)。ここで用いる計測用電圧は、実験結果から予め求められた所定電圧とする。
First, the
力覚系計測部21では、コイル61に計測用電圧が印加された状態で、カード7部分に作用する力の計測を行う(力計測過程S11)。そして、可動側算出部33にて、力覚系計測部21より受けた特性情報と良品情報との比較を行い(S12)、当該比較結果(差分値)から、判定基準に従って可動ばね3の捻り量を決定する(演算過程S13)。その後、可動側調整部42では、演算過程S13で求めた捻り量に基づいて可動ばね3を捻ることによりリレー特性調整を行う(S14)。
The
一方、視覚系計測部26では、コイル61に計測用電圧が印加された状態で、固定接点2、可動接点5、アマチュア62、磁極片63a,63bを含む画像をカメラで撮像する(S21)。そして、固定側算出部32にて、視覚系計測部26より受けた特性情報と良品情報との比較を行い(S22)、当該比較結果(差分値)から、判定基準に従って固定端子板1の捻り量を決定する(S23)。その後、固定側調整部41では、ステップS23で求めた捻り量に基づいて固定端子板1を捻ることによりリレー特性調整を行う(S24)。
On the other hand, the visual
可動ばね3および固定端子板1の調整が終了すれば、通電装置10からコイル61に対して確認用電圧を印加する(S2)。このとき、接点のオンオフのパターンから、リレーRyが正常動作しているか否かを判断し(S3)、正常動作していれば同リレーRyについての特性調整を終了し、正常動作していなければ、ステップS1の通電過程に戻って同リレーRyについての特性調整をやり直す。これにより、リレーRyが正常に動作することが確認されるまで、同リレーRyについて特性調整が繰り返されることになる。
When the adjustment of the
以上説明した構成のリレー特性調整システムを用いることで、具体的には以下に説明するような特性調整が可能となる。以下では、上述のように定格電圧V0の70%が感動電圧の許容範囲の上限値V1H、定格電圧V0の10%が開放電圧の許容範囲の下限値V2Lと規定されているものとする。 By using the relay characteristic adjustment system having the above-described configuration, specifically, characteristic adjustment as described below can be performed. In the following, it is assumed that 70% of the rated voltage V0 is defined as the upper limit value V1H of the allowable range of the moving voltage and 10% of the rated voltage V0 is defined as the lower limit value V2L of the allowable range of the open voltage as described above.
すなわち、コイル61に対して印加する電圧を定格電圧の100%(図中「イ」)、70%(図中「ロ」)、40%(図中「ハ」)、10%(図中「ニ」)、0%(図中「ホ」)と、段階的に変化させた場合に、リレーRyが良品であれば、力覚系計測部21では図8に示すような特性情報が得られる。ここでは、横軸をストローク(単位:mm)、縦軸を力(単位:mN)としており、可動接点5に対して接点を閉じる向きに作用する力を正とし、接点を開く向きに作用する力を負とする。なお、ストロークはアマチュア62がエンド位置Peで0mmであって、アマチュア62がスタート位置Psに近づくに従って大きくなるものとする。
That is, the voltage applied to the
つまり、正常なリレーRyは、感動電圧の許容範囲の上限値V1H(定格電圧V0の70%)がコイル61に印加されると、アマチュア62のストロークの全範囲において可動接点5に対して接点を閉じる向きに最低でも70mN程度の力(正の力)が作用するため、接点オンという正常動作をすることになる。そのため、接点オンという正常動作をするために必要な最小限の力を70mNとして、良品情報が記憶部31に記憶される。また、正常なリレーRyは、開放電圧の許容範囲の下限値V2L(定格電圧V0の10%)がコイル61に印加されると、アマチュア62のストロークの全範囲において可動接点5に対して接点を開く向きの力(負の力)が作用するため、接点オフという正常動作をすることになる。
That is, when the upper limit value V1H (70% of the rated voltage V0) of the allowable range of the moving voltage is applied to the
一方、感動電圧の許容範囲の上限値V1H(定格電圧V0の70%)をコイル61に印加した際に、力覚系計測部21で図9に示すような特性情報が得られた場合、リレーRyは異常と判断できる。つまり、この場合、リレーRyはアマチュア62がスタート位置Ps付近にある状態で、コイル61に電圧が印加されても可動接点5に対しては接点を閉じる向きの力(正の力)が殆ど作用していないため、接点がオンしないという異常を生じる。この異常は、可動ばね3の復元力Faが大きいことが原因と考えられるため、可動ばね3の復元力Faを弱める向き(可動接点5が閉じる向きD)に可動ばね3を捻ることで解消することができる。
On the other hand, when the
そこで、図9のような特性情報が得られた場合、可動側算出部33では、図9における最小値を、良品情報として記憶されている接点オンという正常動作をするために必要な最小限の力の大きさ(70mN)と比較し、その差分に基づいて可動ばね3の捻り量を決定し、可動側調整部42は、当該捻り量に基づいて可動ばね3を可動接点が閉じる向きDに捻ることで特性を調整する。その結果、感動電圧の許容範囲の上限値V1H(定格電圧V0の70%)をコイル61に印加した際に、力覚系計測部21で得られる特性情報が図10に示すように変化し、これにより、リレーRyは良品と判断されることになる。
Therefore, when the characteristic information as shown in FIG. 9 is obtained, the movable
ここにおいて、本実施形態で対象とするリレーRyは、図13のように可動接点5と固定接点2との組を2組備えているが、両可動接点5がそれぞれ固定接点2に接触するタイミングは完全に一致する必要はない。図10の例では、アマチュア62の揺動に伴って、まず一方の可動接点5が固定接点2に接触し(図中H1)、続いて他方の可動接点5が固定接点2に接触し(図中H2)、最後にアマチュア62が磁極片63bに接触している(図中H3)。
Here, the relay Ry targeted in the present embodiment includes two sets of the
このように可動接点5が固定接点2に接触したり、アマチュア62が磁極片63bに接触したりすることで、可動接点5に作用する力の振る舞いに変化が生じるため、この変化をみることにより接点のオンオフ状態やアマチュア62の状態を検知することも可能である。これにより、オーバートラベル量についても、視覚系計測部26で得られた特性情報に代えて力覚系計測部21で得られた特性情報を用いて算出することが可能となり、視覚系計測部26を省略することもできる。
Since the movement of the force acting on the
以上説明したリレー特性調整システムによれば、特性検出装置20の力覚系計測部21により、可動接点5に作用する力という目視できない要件も定量的に計測することができる。そして、特性検出装置20で得られた特性情報を良品情報と比較し、その比較結果から調整量(固定端子板1および可動ばね3の捻り量)を決定するので、感動電圧や開放電圧などの特性の調整を、高いスキルを有する作業者と同等の精度で自動化することが可能になる。
According to the relay characteristic adjustment system described above, the force
(実施形態2)
本実施形態のリレー特性調整システムは、固定接点2−可動接点5間の電気的接続状態を特性情報として検出する電気系計測部(図示せず)を特性検出装置20に付加し、演算装置30が、電気系計測部の検出結果も考慮して調整量(固定端子板1および可動ばね3の捻り量)を決定するようにした点が実施形態1のリレー特性調整システムと相違する。
(Embodiment 2)
The relay characteristic adjustment system according to the present embodiment adds an electrical measurement unit (not shown) that detects the electrical connection state between the
電気系計測部は、固定接点2に接続された固定端子板1と、可動接点5に可動ばね3を介して接続された可動端子板4とのそれぞれに電気的に接続され、固定端子板1−可動端子板4間の導通状態を検出することで、固定接点2−可動接点5間の電気的接続状態(接点のオンオフ状態)を検出する。具体的には、通電装置10からコイル61に対して印加する電圧を、実施形態1で説明した図6の例と同じように、感動電圧(接点がオンする電圧)の許容範囲の下限値V1L、感動電圧の許容範囲の上限値V1H、定格電圧V0、開放電圧(接点がオフする電圧)の許容範囲の上限値V2H、開放電圧の許容範囲の下限値V2Lの順に時間経過に伴って段階的に変化させつつ、接点のオンオフ状態を検出する。
The electrical measuring unit is electrically connected to each of the fixed
すなわち、リレーRyが正常であれば、印加電圧=V1Lの期間には接点オフ、印加電圧=V1Hの期間には接点オン、印加電圧=V0の期間には接点オン、印加電圧=V2Hの期間には接点オン、印加電圧=V2Lの期間には接点オフとなる。以下では、このような接点のオンオフのパターンを正常パターンとする(表1の「正常」)。 That is, if the relay Ry is normal, the contact is off during the period of applied voltage = V1L, the contact is on during the period of applied voltage = V1H, the contact is on during the period of applied voltage = V0, and the period of applied voltage = V2H. Is contact ON, and contact OFF is applied during the period of applied voltage = V2L. Hereinafter, such a contact ON / OFF pattern is a normal pattern ("Normal" in Table 1).
一方、接点のオンオフのパターンが正常パターンに一致しない場合、リレーRyは正常動作していないものと判断される。そして、表1の「異常1」〜「異常6」のように、異常と検知された際の接点のオンオフのパターンから(表1の太枠内が異常箇所)、当該異常の原因並びに当該異常を解消するための調整方法を予測できる。たとえば、「異常1」のように、接点オンとなるべき印加電圧=V1Hの期間並びに印加電圧=V2Hの期間に、接点オフとの計測結果が得られた場合、可動ばね3の復元力Fbが大きいことが原因であるため、可動ばね3の復元力を弱める向き(可動接点が閉じる向きD)に可動ばねを捻ることで異常を解消できると考えられる。
On the other hand, if the contact ON / OFF pattern does not match the normal pattern, it is determined that the relay Ry is not operating normally. Then, as shown in “
以上説明した構成によれば、力覚系計測部21や視覚系計測部26の計測結果から接点のオンオフ状態を検出する場合に比べて、電気系計測部にてより確実に接点のオンオフ状態を検出可能となり、オーバーストローク量の計測精度が向上する。したがって、力覚系計測部21および視覚系計測部26の計測結果のみから調整量を求める場合に比べて、特性調整の精度を向上することができる。
According to the configuration described above, the electrical system measurement unit can more reliably change the contact on / off state than when the contact measurement state is detected from the measurement results of the
その他の構成および機能は実施形態1と同様である。 Other configurations and functions are the same as those of the first embodiment.
(実施形態3)
本実施形態のリレー特性調整システムは、視覚系計測部26で得られた特性情報を用いて、固定接点2と可動接点5との接触状態をより詳細に判定するようにした点が実施形態1のリレー特性調整システムと相違する。
(Embodiment 3)
The relay characteristic adjustment system according to the present embodiment is characterized in that the contact state between the
本実施形態では、演算装置30において、図11に示すように可動ばね3における可動接点5側のエッジからなる直線Laと、固定端子板1における固定接点2側のエッジからなる直線Lb,Lcとの関係から、固定接点2、可動接点5の接触状態を判定する。たとえば、固定接点2に対して可動接点5が傾いた状態で接触する片当たりの状態では、固定接点2と可動接点5との接触面積が小さく接点間の抵抗が大きくなるため、片当たりの状態が生じるリレーRyは異常と判断することが望ましい。
In the present embodiment, in the
ここにおいて、ケースの底面に立設されている固定端子板1は、図12(a)に示すように固定接点2が設けられた主片1aと、ケース底面からの高さが主片1aよりも低い側片1bとでL字状に構成されている。そして、視覚系計測部26では、図12(a)の矢印X側(上方)から画像を撮像しているため、画像上、主片1aの先端面のエッジ(上記直線Lc)と、側片1bの先端面のエッジ(上記直線Lb)とが別々に現れる。そのため、固定端子板1が、ケースの底面に対して垂直であれば、図12(b)のように、直線Lb,Lcは一直線上に並ぶことになる。一方、固定端子板1がケースの底面に対して傾いている場合、直線Lbと直線Lcとの間には、図11のように固定端子板1の厚み方向にずれが生じることになる。
Here, the fixed
演算装置30は、感動電圧の許容範囲の上限値V1Hをコイル61に印加した状態で撮像された画像から、直線La上に設定された所定の基準測定位置ごとに直線Lb,Lcとの間の距離d1〜d5を求め、この距離d1〜d5の平均値が閾値以上であれば、可動接点5と固定接点2とは離間している(つまり、接点オフ)と判断する。また、直線Laと直線Lbとの成す角度が閾値以上であれば、可動接点5と固定接点2との成す角度が大きくなると考えられるため、可動接点5が固定接点2に対して片当たりの状態にあると判断する。さらにまた、固定端子板1の厚み方向における直線Lb,Lc間距離が閾値以上となる場合も、固定端子板1がケース底面に対して大きく傾いているために、可動接点5と固定接点2との成す角度が大きくなると考えられるため、可動接点5が固定接点2に対して片当たりの状態にあると判断する。
The
以上説明した構成によれば、片当たりの有無など固定接点2と可動接点5との接触状態を詳細に判定することができるので、特性調整後のリレーRyの信頼性が向上するという利点がある。
According to the configuration described above, since the contact state between the
その他の構成および機能は実施形態1と同様である。 Other configurations and functions are the same as those of the first embodiment.
ところで、上記各実施形態では、力覚系計測部21と視覚系計測部26との各計測結果を、それぞれ可動ばね3の捻り量の決定と固定端子板1の捻り量の決定とに別々に用いる例を示したが、この例に限るものでなく、両計測結果を組み合わせることにより、可動ばね3並びに固定端子板1の捻り量を決定するようにしてもよい。この場合、力覚系計測部21と視覚系計測部26との両計測結果から調整量を決定可能とするように、両計測結果をパラメータとする判定基準を採用する。また、さらに電気系計測部の計測結果を組み合わせて調整量を決定するようにしてもよい。
By the way, in each said embodiment, each measurement result of the haptic
1 固定端子板
2 固定接点
3 可動ばね
5 可動接点
6 電磁石装置
7 カード
10 通電装置
20 特性検出装置
21 力覚系計測部
22 ロードセル
26 視覚系計測部
30 演算装置
40 調整装置
61 コイル
Fa 復元力
Fb 吸引力
Ry リレー
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記コイルへの通電を行う通電装置と、対象となる前記リレーの特性情報を検出する特性検出装置と、前記コイルへの通電時における前記特性検出装置の検出結果を用いて、予め定められた判定基準に従って前記固定端子板および前記可動ばねの捻り量を決定する演算装置とを備え、
前記特性検出装置は、前記可動ばねおよび前記電磁石装置から前記可動接点に作用する力を前記特性情報として計測する力覚系計測部と、前記固定接点および前記可動接点の電気的接続状態を前記特性情報として検出する電気系計測部とを含むことを特徴とするリレー特性調整システム。 Moving and detachably fixed contacts and the movable contact with one another, a fixed terminal board for holding said stationary contact, a movable spring for movably holding the movable contact within the specified range, the movable contact upon energization of the coil targeting relay with an electromagnet device for generating a magnetic force so as to, a relay characteristic adjustment system used to adjust the characteristics to be performed by twisting at least one of said movable spring and the fixed terminal plate,
Energizing device that performs energization of the coil, the characteristic detector for detecting characteristic information of the relay in question, using the detection result of said characteristic detection device at the time of energization of the coil, determining a predetermined and an arithmetic unit for determining the amount of twist of the fixed terminal plate and the movable spring according to the criteria,
The characteristic detection apparatus, and Force-based measuring unit for measuring the force acting on the movable contact from said movable spring and the electromagnet apparatus as the characteristic information, the electrical connection state of the fixed contact and the movable contact characteristics The relay characteristic adjustment system characterized by including the electrical measurement part detected as information .
前記コイルへの通電を行う通電過程と、対象となる前記リレーの特性情報を検出する特性検出過程と、前記コイルへの通電時における前記特性検出過程の検出結果を用いて、予め定められた判定基準に従って前記固定端子板および前記可動ばねの捻り量を決定する演算過程とを有し、Using the energization process for energizing the coil, the characteristic detection process for detecting the characteristic information of the target relay, and the detection result of the characteristic detection process when energizing the coil, a predetermined determination is made. A calculation process for determining the amount of twist of the fixed terminal plate and the movable spring according to a standard,
前記特性検出過程は、前記可動ばねおよび前記電磁石装置から前記可動接点に作用する力を前記特性情報として計測する力計測過程と、前記固定接点および前記可動接点の電気的接続状態を前記特性情報として検出する過程とを含むことを特徴とするリレー特性調整方法。The characteristic detection process includes a force measurement process for measuring a force acting on the movable contact from the movable spring and the electromagnet device as the characteristic information, and an electrical connection state of the fixed contact and the movable contact as the characteristic information. A method for adjusting relay characteristics, comprising: a detecting process.
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