JP5612189B1 - Impact detection device - Google Patents

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Abstract

【課題】遮断器の動作に伴い発生する衝撃を高い精度で検出することができる衝撃検出装置を提供する。【解決手段】衝撃検出装置(10)は、その筐体103を遮断器30の表面に着脱可能に装着可能な装着機構、この筐体103の内部空間に配備され、装着機構を介して伝搬された衝撃を電気信号に変換して出力する圧電振動板P、出力された電気信号に基づいて衝撃発生の有無を判別すると共にこの判別結果を出力する処理回路とを有する。装着機構は、その外底面の中央部付近に突起部102が形成されたカバーキャップ101とその内部空間に配備された磁石Mとを含んで構成される。また、突起部102は、その一部が筐体103の内部空間に突出するように貫入され、且つ、この突起部102の突端が圧電振動板Pの周縁部位の一部と接合されこれにより衝撃が伝搬する。【選択図】図2An impact detection device capable of detecting an impact generated with an operation of a circuit breaker with high accuracy is provided. An impact detection device (10) is provided in a mounting mechanism in which a casing 103 can be detachably mounted on a surface of a circuit breaker 30, and is propagated through the mounting mechanism. And a processing circuit for determining whether or not an impact has occurred and outputting the determination result. The mounting mechanism includes a cover cap 101 having a protrusion 102 formed in the vicinity of the center portion of the outer bottom surface thereof, and a magnet M provided in the inner space thereof. Further, the protruding portion 102 is penetrated so that a part thereof protrudes into the internal space of the housing 103, and the protruding end of the protruding portion 102 is joined to a part of the peripheral portion of the piezoelectric diaphragm P, thereby impact. Propagates. [Selection] Figure 2

Description

本発明は、遮断器の動作時に発生する衝撃を高い精度で検出する技術に関する。   The present invention relates to a technique for detecting an impact generated during operation of a circuit breaker with high accuracy.

近年の受変電設備は技術進歩とともに多種多様な設備となり、保安業務を遂行するにあっては、点検手法(試験手法)等について事前に十分な検討を行うことが必要となっている。
例えば、高圧電気設備の点検試験における保護継電器と遮断器との連動試験(遮断器連動試験)では、高圧回路、制御回路への試験配線の取付け及びその後の試験配線の取外しなど安全性を確保しながら煩雑な作業を行う必要がある。また、保安業務であることから、試験・点検に費やすことのできる時間に制約がある中で、これらの試験・点検においては高い測定精度(検出精度)が要求されている。
In recent years, substation equipment has become a wide variety of equipment along with technological advances, and it is necessary to fully examine in advance inspection methods (test methods) and the like in order to carry out security operations.
For example, in the interlocking test (breaker interlocking test) between the protective relay and circuit breaker in the inspection test for high-voltage electrical equipment, safety is ensured by attaching test wiring to the high-voltage circuit and control circuit, and then removing the test wiring. However, it is necessary to perform complicated work. In addition, since it is a security service, there is a restriction on the time that can be spent on testing and inspection, and in these tests and inspections, high measurement accuracy (detection accuracy) is required.

このような連動試験における作業の手間及び時間を軽減する観点では、特許文献1に開示された遮断器の動作時間測定装置がある。この遮断器の動作時間測定装置では、遮断器を収納した配電盤の外表面に着脱可能に振動センサを取り付け、保護継電器を動作させて遮断器の動作時に発生する振動を振動センサで検出して遮断器の動作する時間を測定する。そのため、高圧回路への試験配線が不要となり、危険を伴う受変電設備の配電盤の裏面での作業がなくなり安全性が確保され、試験作業も簡素化できる、というものである。   From the viewpoint of reducing the labor and time of work in such an interlock test, there is a circuit breaker operating time measuring device disclosed in Patent Document 1. In this circuit breaker operating time measuring device, a vibration sensor is detachably attached to the outer surface of the switchboard that houses the circuit breaker, the protective relay is activated, and the vibration generated during the operation of the circuit breaker is detected by the vibration sensor. Measure the operating time of the instrument. This eliminates the need for test wiring to the high-voltage circuit, eliminates work on the rear surface of the distribution board of the dangerous receiving and transforming equipment, ensures safety, and simplifies the test work.

また、特許文献2に開示された保護継電器・遮断器動作検出装置は、保護継電器や遮断器がカバーで覆われていても、遮断器との電気的な接続なしに、保護継電器・遮断器の動作振動を検知して保護継電器・遮断器の動作試験とその動作時間を遮断動作振動によって計測できる、というものである。   In addition, the protective relay / breaker operation detection device disclosed in Patent Document 2 can be used for the protective relay / breaker without electrical connection to the breaker even if the protective relay or breaker is covered with a cover. It is possible to measure the operation test and the operation time of the protective relay / breaker by detecting the operation vibration and the operation time of the protection relay / breaker.

特開2009−148117号公報JP 2009-148117 A 実用新案登録第3146155号公報Utility Model Registration No. 3146155

しかしながら、特許文献1、特許文献2に開示されている振動センサと称する検出器は、本来機器に固定して使う目的の製品で広く一般に流通されている汎用の振動センサである。このような固定用振動センサを繰り返し着脱できるように本体に改造を加えると、特性の変化が生じてしまうばかりか、センサで生じる時間誤差や検出の安定性が維持できない。つまり、遮断器動作の検出に適した構成にはなっていない。
遮断器連動試験では、十回以上連続して遮断器を遮断動作させることから、遮断動作後には即時投入動作するようにして試験が行われる。そのため、試験においては倍の振動が発生することになる。例えば、振動センサが大きな振動(あるいは衝撃)を受けて自己飽和してしまい、復帰するまでに時間がかかってしまうことがある。その結果、連続した遮断器連動試験ができないという問題がある。また、大きな振動を受けることにより振動センサが劣化故障してしまうこともある。さらに、特許文献1、特許文献2に開示されている振動センサと称する検出器は、振動の検出に高増幅回路を用いるために不必要な微振動の影響を受けやすい。また、センサと増幅回路および出力回路での遅れ時間誤差が不明であるため、遮断器の動作に伴い発生する衝撃を高い精度で検出することができない、という課題が残る。
However, the detectors referred to as vibration sensors disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 are general-purpose vibration sensors widely distributed in general as products intended to be fixed to devices. If the main body is modified so that such a vibration sensor for fixing can be repeatedly attached and detached, not only will the characteristics change, but also the time error produced by the sensor and the stability of detection cannot be maintained. That is, the configuration is not suitable for detecting the circuit breaker operation.
In the circuit breaker interlocking test, since the circuit breaker is operated to be interrupted continuously ten times or more, the test is performed so that the circuit is immediately turned on after the circuit breaking operation. Therefore, double vibration is generated in the test. For example, the vibration sensor may be subjected to a large vibration (or shock) and self-saturate, and it may take time to recover. As a result, there is a problem that a continuous circuit breaker interlocking test cannot be performed. In addition, the vibration sensor may deteriorate and fail due to large vibrations. Furthermore, the detectors referred to as vibration sensors disclosed in Patent Literature 1 and Patent Literature 2 are easily affected by microvibration that is unnecessary because a high amplification circuit is used for vibration detection. In addition, since the delay time error between the sensor, the amplifier circuit, and the output circuit is unknown, there remains a problem that it is impossible to detect the impact generated by the operation of the circuit breaker with high accuracy.

遮断器の動作に伴い発生した衝撃は、その立ち上がり速度が速く、また、すぐに減衰するという特性を有する。保護継電器の仕様には、50[ms]以下の動作時間であることが要求される項目(例えば、JISC4602、動作時間特性試験)がある。また、遮断器連動試験において一般的に使用される試験器の時間計の最小分解能は1[ms]である。そのため、高い測定精度が要求される試験項目においては、遮断器の動作に伴い発生した初期の衝撃(初期衝撃あるいは初期衝撃波。以下、単に衝撃と称す場合もある)の検出からMake(ON)、つまり試験器に検出結果を出力するまでにかかる時間(遅れ時間)が例えば1[ms]未満である高速高感度の検出装置が求められる。   The impact generated by the operation of the circuit breaker has a characteristic that its rising speed is high and it quickly attenuates. The specification of the protective relay includes an item (for example, JISC4602, operating time characteristic test) required to have an operating time of 50 [ms] or less. Further, the minimum resolution of the hour meter of the tester generally used in the circuit breaker interlocking test is 1 [ms]. Therefore, in a test item that requires high measurement accuracy, make (ON) from detection of an initial impact (initial impact or initial shock wave, which may be simply referred to as impact hereinafter) generated with the operation of the circuit breaker. That is, a high-speed and high-sensitivity detection device is required in which the time (delay time) required to output the detection result to the tester is less than 1 [ms], for example.

本発明は、上記の課題を解消し、遮断器の動作時に発生する衝撃を高い精度で検出することができる衝撃検出装置を提供することを、主たる目的とする。また、初期衝撃の検出から検出結果の出力までの遅れ時間を最小化し、且つ、電源を必要としない衝撃検出装置を提供する。   The main object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide an impact detection device capable of detecting an impact generated during operation of a circuit breaker with high accuracy. Further, the present invention provides an impact detection device that minimizes a delay time from detection of an initial impact to output of a detection result and does not require a power source.

本発明の衝撃検出装置は、機器の動作時に発生する衝撃を検出する衝撃検出装置であって、前記機器の表面に着脱自在に装着可能な装着機構を備えた筐体と、前記筐体の内部空間に配備され、前記装着機構を介して伝搬された衝撃を電気信号に変換して出力する圧電振動板と、前記筐体の内部空間に配備され、前記出力された電気信号に基づいて衝撃発生の有無を判別すると共にこの判別結果を出力する処理回路と、を有しており、前記装着機構は、その外底面の中央部付近に突起部が形成された有底筒状体と、当該有底筒状体の内部空間に配備された吸着体とを含み、当該有底筒状体の外底面とこれに対向する前記筐体の外面との間に所定の距離の隙間が形成されるように配備されるとともに前記突起部の一部が前記筐体の内部空間に突出するように当該筐体に貫入され、且つ、当該突起部の突端が前記圧電振動板の周縁部位の一部と接合されこれにより前記衝撃が伝搬するように構成される。
これにより、圧電振動板の周縁部位の一点に一方向から衝撃が加わることになり、その結果、高い精度で衝撃を検知することが可能になる。また、圧電振動板及び処理回路を含んだセンサ一体型の衝撃検出装置として構成することができるため、小型化・軽量化を実現することができる。
An impact detection device according to the present invention is an impact detection device that detects an impact that occurs during operation of a device, and includes a housing having a mounting mechanism that can be detachably mounted on the surface of the device, and an interior of the housing. Piezoelectric diaphragm that converts the impact transmitted through the mounting mechanism through the mounting mechanism into an electrical signal and outputs it, and the impact is generated based on the output electrical signal disposed in the internal space of the housing And a processing circuit that outputs the determination result, and the mounting mechanism includes a bottomed cylindrical body having a protrusion formed near the center of the outer bottom surface, A gap of a predetermined distance is formed between the outer bottom surface of the bottomed cylindrical body and the outer surface of the casing opposite to the bottomed cylindrical body. projecting into the internal space part of the protrusion with the deployment of the enclosure It is penetrating into the enclosure so that, and constituted by this protruding end of the protrusion is joined to the part of the peripheral portion of the piezoelectric vibrating plate so that the shock is propagated.
Thereby, an impact is applied from one direction to one point of the peripheral portion of the piezoelectric diaphragm, and as a result, the impact can be detected with high accuracy. In addition, since it can be configured as a sensor-integrated impact detection device including a piezoelectric diaphragm and a processing circuit, it is possible to achieve a reduction in size and weight.

ある実施の態様では、前記圧電振動板は、前記突起部の突端と接合した状態において前記筐体の内面と非接触状となるように当該筐体の内部空間に配備されていることを特徴とする。これにより、例えば商用電源における50、60[Hz]に関連した低周波(あるいは超低周波)や微振動(微細な振動)などの不要な振動の影響を圧電振動板が受けにくくすることができる。そのため、衝撃を高い精度で検出することができる。
In some embodiments, the piezoelectric vibrating plate, characterized in that it is deployed in the internal space of the inner surface and the non-contact state become like the casing of the housing in a state joined with the protruding end of the protrusion And Thereby, for example, the piezoelectric diaphragm can be made less susceptible to the influence of unnecessary vibration such as low frequency (or very low frequency) and minute vibration (fine vibration) related to 50, 60 [Hz] in a commercial power supply. . Therefore, the impact can be detected with high accuracy.

ある実施の態様では、前記装着機構は、前記有底筒状体の外底面とこれに対向する前記筐体の外面とが離間した状態で当該筐体に備えられていることを特徴とする。これにより、例えば商用電源における50、60[Hz]に関連した低周波(あるいは超低周波)や微振動などの不要な振動の影響を圧電振動板が受けにくくすることができる。そのため、衝撃を高い精度で検出することができる。   In one embodiment, the mounting mechanism is provided in the casing in a state where an outer bottom surface of the bottomed cylindrical body and an outer surface of the casing opposed to the bottomed cylindrical body are separated from each other. Thereby, for example, it is possible to make the piezoelectric diaphragm less susceptible to unnecessary vibrations such as low frequency (or very low frequency) and fine vibration related to 50 and 60 [Hz] in a commercial power supply. Therefore, the impact can be detected with high accuracy.

ある実施の態様では、前記処理回路は、スイッチ素子の開閉により前記判別結果の出力が制御されるように構成されており、当該スイッチ素子がnMOSFETであることを特徴とする。これにより、処理回路を電源を必要としない回路に構成にすることができる。また、電源消耗による動作遅れの増加、電源切れによる機能喪失などの発生を抑止することができるため、衝撃を高い精度で検出することができる。   In one embodiment, the processing circuit is configured such that the output of the determination result is controlled by opening and closing a switch element, and the switch element is an nMOSFET. Thus, the processing circuit can be configured as a circuit that does not require a power source. In addition, since it is possible to suppress an increase in operation delay due to power consumption and loss of function due to power interruption, it is possible to detect an impact with high accuracy.

ある実施の態様では、前記吸着体は磁石であり、前記磁石は、前記装着機構を前記機器の表面に装着した際の当該機器の装着面とこれに対向する当該磁石の面とが離間した状態になるサイズで形成されていることを特徴とする。これにより、装着機構と機器とが接触する面積を小さくすることができる。そのため、機器の動作に伴い発する衝撃を効率良く圧電振動板に向けて伝搬させることができる。   In one embodiment, the attracting body is a magnet, and the magnet is in a state in which a mounting surface of the device when the mounting mechanism is mounted on a surface of the device and a surface of the magnet facing the device are separated from each other. It is formed in the size which becomes. Thereby, the area which a mounting mechanism and an apparatus contact can be made small. Therefore, it is possible to efficiently propagate the impact generated with the operation of the device toward the piezoelectric diaphragm.

本発明によれば、遮断器の動作時に発生する衝撃を高い精度で検出することができる。また、検出結果を出力するまでの遅れ時間が最小化され、且つ、電源を必要としない衝撃検出のための処理回路を構成することができる。   According to the present invention, it is possible to detect an impact generated during the operation of the circuit breaker with high accuracy. In addition, it is possible to configure a processing circuit for impact detection that minimizes the delay time until the detection result is output and does not require a power source.

保護継電器動作試験における遮断器連動試験に本実施形態に係る衝撃検出装置を使用した場合の構成例を示す図。The figure which shows the structural example at the time of using the impact detection apparatus which concerns on this embodiment for the circuit breaker interlocking | linkage test in a protection relay operation test. 衝撃検出装置が有する装着機構の構成の一例を説明するための概略縦断面図。The schematic longitudinal cross-sectional view for demonstrating an example of a structure of the mounting mechanism which an impact detection apparatus has. 図2とは異なる装着機構の構成例について説明するための概略縦断面図。The schematic longitudinal cross-sectional view for demonstrating the structural example of the mounting mechanism different from FIG. 衝撃検出装置の処理回路の構成の一例を示すブロック図。The block diagram which shows an example of a structure of the processing circuit of an impact detection apparatus. 衝撃検出装置の実動作特性を解析した結果を示す図。The figure which shows the result of having analyzed the actual operation characteristic of the impact detection apparatus. 図4とは異なる処理回路の構成例を示すブロック図。FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration example of a processing circuit different from FIG. 4.

以下、図面を参照しながら実施形態を説明する。なお、本実施形態の衝撃検出装置においては、遮断器の動作時(遮断動作時)に発生する衝撃を、圧電素子を用いた圧電振動板(ピエゾ素子あるいは圧電センサとも呼ばれる)により検出する場合を例に挙げて説明する。
圧電振動板は、例えば矩形あるいは円形形状に加工された薄板状のセンサであり、当該圧電振動板の表面(衝撃検出面)に加えられた外力を電圧に変換したり、あるいは、印加された電圧を力に変換したりする機能を有する。このような圧電振動板は、例えば電子ブザーの発音部品、アクチュエータなどに広く用いられている。
また、圧電振動板の共振周波数(共振点)は、一般的に使用されているものでは1[kHz]から3[kHz]程度である。種々の圧電振動板の中から、例えば単体共振周波数が6[kHz]以上のものでは、その共振速度は167[μs]以上になる。このような圧電振動板を用いれば、高い精度で衝撃(初期衝撃)の検出を行うことが可能になる。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In the impact detection device of the present embodiment, the case where the impact generated when the circuit breaker operates (during the disconnection operation) is detected by a piezoelectric diaphragm (also referred to as a piezoelectric element or a piezoelectric sensor) using a piezoelectric element is used. An example will be described.
The piezoelectric diaphragm is, for example, a thin plate sensor processed into a rectangular or circular shape, and converts an external force applied to the surface (impact detection surface) of the piezoelectric diaphragm into a voltage or an applied voltage. Has a function to convert the power into force. Such a piezoelectric diaphragm is widely used, for example, as a sound component of an electronic buzzer, an actuator, or the like.
In addition, the resonance frequency (resonance point) of the piezoelectric diaphragm is generally about 1 [kHz] to 3 [kHz]. Among various piezoelectric diaphragms, for example, when the single resonance frequency is 6 [kHz] or more, the resonance speed is 167 [μs] or more. If such a piezoelectric diaphragm is used, it becomes possible to detect an impact (initial impact) with high accuracy.

しかし、本発明者が種々検討を重ねた結果、このような圧電振動板を用いた場合であっても、例えば圧電振動板の表面をそのまま検出装置の内面に当接させて取り付けたり、当該表面を2点以上で支持して取り付けたりした場合、検出速度の遅れ及び検出感度の大幅な低下が発生する、ということがわかった。また、取り付けにおいて圧電振動板と検出装置の内面との間に異なる材質(例えば、プラスチック等)の部材を介在させた場合、共振周波数が低下してしまう、ということがわかった。このようにして圧電振動板を取り付けた検出装置では、初期衝撃の検出からMake(ON)、つまり試験器に検出結果を出力するまでにかかる時間(遅れ時間)を1[ms]未満とすること、及び、試験項目の要求を満たす測定精度で衝撃を検出することが困難になる。以下、これらの問題を解消し、遮断器の動作に伴い発生する衝撃を高速高感度に検出することができる衝撃検出装置について説明する。   However, as a result of repeated studies by the present inventor, even when such a piezoelectric diaphragm is used, for example, the surface of the piezoelectric diaphragm is directly attached to the inner surface of the detection device, or the surface It has been found that when two or more are supported and attached, a delay in detection speed and a significant decrease in detection sensitivity occur. Further, it has been found that when a member made of a different material (for example, plastic) is interposed between the piezoelectric diaphragm and the inner surface of the detection device in the mounting, the resonance frequency is lowered. In the detection apparatus with the piezoelectric diaphragm attached in this way, the time (delay time) required from making an initial impact detection to making (ON), that is, outputting the detection result to the tester, should be less than 1 [ms]. And it becomes difficult to detect an impact with a measurement accuracy that satisfies the requirements of the test item. Hereinafter, an impact detection apparatus capable of solving these problems and detecting the impact generated by the operation of the circuit breaker with high speed and high sensitivity will be described.

図1は、保護継電器動作試験における遮断器連動試験(以下、単に試験と称する場合もある)に本実施形態に係る衝撃検出装置を使用した場合の構成例を示す図である。
図1に示す衝撃検出装置10は、後述詳細に説明する装着機構(図1に示すA)を介して遮断器30の外面(装着面)に着脱自在に装着可能に構成される。また、衝撃検出装置10の筐体(後述する筐体103)の内部空間には、後述する圧電振動板Pを含む衝撃検出のための処理回路が構成されており、衝撃は装着機構を介して圧電振動板Pに伝搬される。なお、本実施形態においては、厚みが薄いコイン形状に形成された圧電振動板を用いる場合を例に挙げて説明を進める。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example when the impact detection apparatus according to the present embodiment is used in a circuit breaker interlocking test (hereinafter, simply referred to as a test) in a protective relay operation test.
The impact detection device 10 shown in FIG. 1 is configured to be detachably mounted on the outer surface (mounting surface) of the circuit breaker 30 via a mounting mechanism (A shown in FIG. 1) described in detail later. In addition, a processing circuit for detecting an impact including a piezoelectric diaphragm P, which will be described later, is configured in the internal space of the casing (case 103, which will be described later) of the impact detection device 10, and the impact is transmitted via a mounting mechanism. Propagated to the piezoelectric diaphragm P. In the present embodiment, description will be given by taking as an example the case of using a piezoelectric diaphragm formed in a thin coin shape.

保護継電器20は、電力系統を構成する発電所や変電所、送・配電線路、および負荷設備に発生した短絡故障、地絡故障などを検知し、電力系から故障区間を速やかに切り離すための制御信号(トリップ信号)を遮断器30へ出力する。
遮断器30は、電力回路・電力機器の正常時の負荷電流等を開閉するとともに、保護継電器20と連携して事故電流(例えば、短絡事故電流)などを遮断するための開閉器である。遮断器30が事故電流を遮断することにより、負荷側の設備を保護し、上流側への事故波及が防止される。
The protective relay 20 detects short-circuit faults, ground faults, etc. that have occurred in power plants, substations, transmission / distribution lines, and load facilities that constitute the power system, and controls for quickly separating the fault section from the power system. A signal (trip signal) is output to the circuit breaker 30.
The circuit breaker 30 is a switch for opening and closing the load current and the like of the power circuit / power device in a normal state and cutting off an accident current (for example, a short-circuit accident current) in cooperation with the protective relay 20. When the circuit breaker 30 interrupts the accident current, the load-side equipment is protected and the accident spread to the upstream side is prevented.

試験器40は、保護継電器20に試験電流や電圧等を与えて動作させると共に、衝撃検出装置10が出力する検出結果を受け付ける。具体的には、保護継電器20は、試験器40からの試験電流や電圧等の受け付けを契機に、遮断器30に対してトリップ信号を出力する。遮断器30は、トリップ信号の受け付けを契機に開路動作を開始する。遮断器30の動作(遮断動作)に伴い発生する衝撃は、装着機構を介して衝撃検出装置10に伝搬され、その後、衝撃検出装置10の検出結果が試験器40に出力される。 The tester 40 is operated by applying a test current, a voltage, or the like to the protective relay 20 and receives a detection result output from the impact detection device 10. Specifically, the protective relay 20 outputs a trip signal to the circuit breaker 30 when receiving a test current, a voltage, or the like from the tester 40. The circuit breaker 30 starts an opening operation upon receipt of a trip signal. The impact generated by the operation (breaking operation) of the circuit breaker 30 is propagated to the impact detection device 10 via the mounting mechanism, and then the detection result of the impact detection device 10 is output to the tester 40.

試験器40は、また、保護継電器20に試験電流や電圧等を与えてから遮断器30が動作するまでにかかる時間(動作時間)などを測定する。このようにして、保護継電器動作試験における遮断器連動試験が行われる。
なお、遮断器30の外表面は、磁石により吸着可能な素材(例えば鉄)により形成されているものとして説明を進める。
The tester 40 also measures the time (operating time) required for the circuit breaker 30 to operate after applying a test current, voltage, or the like to the protective relay 20. In this way, the circuit breaker interlocking test in the protective relay operation test is performed.
The description will be given assuming that the outer surface of the circuit breaker 30 is formed of a material (for example, iron) that can be attracted by a magnet.

図2は、衝撃検出装置10が有する装着機構(図1に示すA)の構成の一例を説明するための概略縦断面図である。
衝撃検出装置10が有する装着機構は、図2に示すように、鍋型形状に形成された有底筒状体のカバーキャップ101、このカバーキャップ101の外底面の中央部付近において形成された突起部102、カバーキャップ101の内部空間に配備される、吸着体の一例である磁石Mを含んで構成される。
カバーキャップ101は、磁石Mのカバーキャップであり、例えば素材に鉄を用いて形成される。磁石Mは、カバーキャップ101の内側(内部空間)に配備できるサイズ・形状に形成される。また、磁石Mは、遮断器30の外表面に対向する側の磁石Mの面(以下、この面を磁石Mの上面と称す。)が当該外表面から距離L(例えば0.5[mm])の隙間ができるようなサイズである。このように形成されたカバーキャップ101と磁石Mとを組み合わせることにより、カバーキャップ101に磁力を集中させ、
磁石M単体の場合よりも強力な磁気エネルギーを発生させることができる。つまり、カバーキャップ101は、いわゆるキャップ磁石におけるヨーク部として機能する。また、衝撃検出装置10を遮断器30に装着した際の当該装着機構と遮断器30との接触面積が小さくなる。そのため、遮断器30の動作に伴い発する衝撃を効率良く圧電振動板Pに向けて伝搬させることが可能になる。例えば、発生した衝撃が小さなものであったとしても、その減衰を最小限におさえながら圧電振動板Pに向けて伝搬させることが可能になる。
FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view for explaining an example of the configuration of the mounting mechanism (A shown in FIG. 1) included in the impact detection device 10.
As shown in FIG. 2, the mounting mechanism of the impact detection device 10 includes a bottomed cylindrical cover cap 101 formed in a pan shape, and a protrusion formed near the center of the outer bottom surface of the cover cap 101. The magnet 102 which is an example of an adsorbent disposed in the internal space of the part 102 and the cover cap 101 is configured.
The cover cap 101 is a cover cap for the magnet M, and is formed using, for example, iron as a material. The magnet M is formed in a size and shape that can be arranged inside the cover cap 101 (internal space). Further, the magnet M has a distance L (for example, 0.5 [mm]) from the outer surface of the magnet M on the side facing the outer surface of the circuit breaker 30 (hereinafter, this surface is referred to as the upper surface of the magnet M). ). By combining the cover cap 101 and the magnet M formed in this way, the magnetic force is concentrated on the cover cap 101,
It is possible to generate stronger magnetic energy than in the case of the magnet M alone. That is, the cover cap 101 functions as a yoke portion in a so-called cap magnet. Further, the contact area between the mounting mechanism and the circuit breaker 30 when the impact detection device 10 is mounted on the circuit breaker 30 is reduced. Therefore, it is possible to efficiently propagate the impact generated by the operation of the circuit breaker 30 toward the piezoelectric diaphragm P. For example, even if the generated impact is small, it can be propagated toward the piezoelectric diaphragm P while minimizing the attenuation.

突起部102は、所定の高さ(例えば5[mm])を有する突起であり、その一部が衝撃検出装置10の筐体103の内部空間に突出するように当該筐体103に貫入される。突起部102の突端は、筐体103の内部空間に配備された圧電振動板Pの周縁部位の一部と接合される。具体的には、突起部102の外周上の一点と、突端と接する圧電振動板Pの面(以下、この面を圧電センサの底面と称す)の外周上の一点とが重なる位置で接合される。なお、図2に示すように、圧電振動板Pの底面と比べて、これに接する突起部102の突面は十分に小さい面積である。 The protrusion 102 is a protrusion having a predetermined height (for example, 5 [mm]), and a part of the protrusion 102 is inserted into the housing 103 so as to protrude into the internal space of the housing 103 of the impact detection device 10. . The protruding end of the protruding portion 102 is joined to a part of the peripheral portion of the piezoelectric diaphragm P disposed in the internal space of the housing 103. Specifically, a point on the outer periphery of the protrusion 102 and a point on the outer periphery of the surface of the piezoelectric diaphragm P in contact with the protruding end (hereinafter referred to as the bottom surface of the piezoelectric sensor) are joined at a position where they overlap. . In addition, as shown in FIG. 2, compared with the bottom face of the piezoelectric diaphragm P, the protrusion surface of the protrusion 102 in contact with this has a sufficiently small area.

このように、突起部102は、衝撃検出装置10を遮断器30に装着した状態において当該衝撃検出装置10を支持するための支持部材として機能すると共に、筐体103の内部空間に配備された圧電振動板Pを、当該筐体103の内面と非接触状に支持するための支持部材としても機能する。
なお、突起部102は、図2に示すように、カバーキャップ101の外底面とこれに対向する筐体103の外面(装着面)との間には、距離H[mm](例えば、0.5[mm])の隙間が形成されるように配備される。つまり、カバーキャップ101の外底面とこれに対向する筐体103の表面とは離間した状態になる。
また、突起部102は、図2に示すように、圧電振動板Pの底面とこれに対向する筐体103の内面との間に所定の距離の隙間が形成されるように当該圧電振動板Pを支持する。この所定の距離は、伝搬された衝撃で圧電振動板Pが筐体103の内面に接触しない程度の距離(例えば、2[mm])である。つまり、圧電振動板Pは、筐体103の内面とは非接触の状態で配備される。このようにカバーキャップ101の外底面とこれに対向する筐体103の表面との間、及び、圧電振動板Pの底面とこれに対向する筐体103の内面との間それぞれに隙間が形成され、且つ、突起部102により支持される圧電振動板Pでは、商用電源における50、60[Hz]に関連した低周波(あるいは超低周波)や微振動などの不要な振動の影響を受けにくくすることができる。
Thus, the protrusion 102 functions as a support member for supporting the impact detection device 10 in a state in which the impact detection device 10 is mounted on the circuit breaker 30, and the piezoelectric element disposed in the internal space of the housing 103. the diaphragm P, and also functions as a support member for supporting the inner surface and the non-contact state of the housing 103.
As shown in FIG. 2, the protrusion 102 has a distance H [mm] (for example, 0. 0 mm) between the outer bottom surface of the cover cap 101 and the outer surface (mounting surface) of the housing 103 facing the projection. 5 [mm]) is formed to form a gap. That is, the outer bottom surface of the cover cap 101 is separated from the surface of the housing 103 facing the cover cap 101.
Further, as shown in FIG. 2, the protrusion 102 has a predetermined distance between the bottom surface of the piezoelectric diaphragm P and the inner surface of the housing 103 facing the piezoelectric diaphragm P. Support. This predetermined distance is a distance (for example, 2 [mm]) such that the piezoelectric diaphragm P does not contact the inner surface of the housing 103 due to the propagated impact. That is, the piezoelectric diaphragm P is disposed in a non-contact state with the inner surface of the housing 103. As described above, gaps are formed between the outer bottom surface of the cover cap 101 and the surface of the housing 103 facing the cover cap 101 and between the bottom surface of the piezoelectric diaphragm P and the inner surface of the housing 103 facing the piezoelectric diaphragm P. In addition, the piezoelectric diaphragm P supported by the protrusion 102 is less susceptible to unnecessary vibrations such as low frequency (or very low frequency) and fine vibration related to 50 and 60 [Hz] in the commercial power supply. be able to.

このように構成された装着機構では、遮断器30で発生した衝撃Fは、カバーキャップ101、突起部102を介して圧電振動板Pに伝搬される。つまり、衝撃Fは、圧電振動板Pの周縁部位の一点に一方向から加わることになり、その結果、高い精度で衝撃を検知することが可能になる。また、試験において実用的な感度となる安定した十分に高い電圧(+(プラス)電圧)の電気信号を出力することができる。
なお、突起部102の突端と圧電振動板Pの底面との接合は上記した形態に限らず、例えば突起部102の突面のサイズ、当該突起部102の材質及び形状、圧電振動板Pの底面のサイズ、当該圧電振動板Pの検出特性などに応じて、衝撃検出に適した接合位置となるように適宜調整することができる。
In the mounting mechanism configured as described above, the impact F generated by the circuit breaker 30 is propagated to the piezoelectric diaphragm P via the cover cap 101 and the protrusion 102. That is, the impact F is applied to one point of the peripheral portion of the piezoelectric diaphragm P from one direction, and as a result, the impact can be detected with high accuracy. In addition, it is possible to output a stable and sufficiently high voltage (+ (plus) voltage) electric signal that provides practical sensitivity in the test.
The joining of the protruding end of the protruding portion 102 and the bottom surface of the piezoelectric diaphragm P is not limited to the above-described form. For example, the size of the protruding surface of the protruding portion 102, the material and shape of the protruding portion 102, and the bottom surface of the piezoelectric vibrating plate P Depending on the size, the detection characteristics of the piezoelectric diaphragm P, and the like, the bonding position suitable for impact detection can be appropriately adjusted.

図3は、装着機構の他の構成例について説明するための概略縦断面図である。図3に示す装着機構では、図2に示す装着機構の構成(カバーキャップ101、磁石M、突起部102)に換えて、広く一般に流通しているキャップ磁石、ネジ(皿ネジ)を用いている。
キャップ磁石は、図3に示すように、リング形状に形成された磁石と、鉄製キャップ(ヨーク)とから構成され、この鉄製キャップのくぼみ内に磁石が配備される。
皿ネジは、図3に示すように、その皿部(ネジ頭)が筐体103の内部空間に配置された状態で当該筐体103の壁面を貫通している。この皿部の上面には、図3に示すように、圧電振動板Pの周縁部位の一部と接合される。具体的には、皿部上面の外周の一点と、圧電振動板Pの外周の一点とが重なる位置で接合される。なお、図3に示すように、圧電振動板Pの底面と比べて、皿部上面は十分に小さい面積である。また、図2の装着機構と同様に、遮断器30とマグネットとの間、キャップ磁石と筐体103との間、筐体103と圧電振動板Pとの間それぞれには、所定の隙間が形成されている。
FIG. 3 is a schematic longitudinal sectional view for explaining another configuration example of the mounting mechanism. In the mounting mechanism shown in FIG. 3, instead of the configuration of the mounting mechanism shown in FIG. 2 (cover cap 101, magnet M, protrusion 102), widely used cap magnets and screws (counter screws) are used. .
As shown in FIG. 3, the cap magnet is composed of a magnet formed in a ring shape and an iron cap (yoke), and the magnet is disposed in a recess of the iron cap.
As shown in FIG. 3, the countersunk screw penetrates the wall surface of the casing 103 in a state where the countersunk portion (screw head) is disposed in the internal space of the casing 103. As shown in FIG. 3, a part of the peripheral portion of the piezoelectric diaphragm P is joined to the upper surface of the dish portion. Specifically, it is joined at a position where one point on the outer periphery of the upper surface of the plate portion and one point on the outer periphery of the piezoelectric diaphragm P overlap. In addition, as shown in FIG. 3, compared with the bottom face of the piezoelectric diaphragm P, the upper surface of the dish portion has a sufficiently small area. 2, predetermined gaps are formed between the circuit breaker 30 and the magnet, between the cap magnet and the housing 103, and between the housing 103 and the piezoelectric diaphragm P, respectively. Has been.

このように構成された装着機構では、遮断器30で発生した衝撃Fは、キャップ磁石のヨーク部からネジへと伝搬され圧電振動板Pに伝わることになる。つまり、衝撃Fは、圧電振動板Pの周縁部位の一点に一方向から加わることになり、その結果、高い精度で衝撃を検知することが可能になる。また、試験において実用的な感度となる安定した十分に高い電圧(+(プラス)電圧)の電気信号を出力することができる。
なお、皿部上面と圧電振動板Pの底面との接合は、衝撃検出に適した接合位置となるように適宜調整することができる。
In the mounting mechanism configured as described above, the impact F generated by the circuit breaker 30 is propagated from the yoke portion of the cap magnet to the screw and is transmitted to the piezoelectric diaphragm P. That is, the impact F is applied to one point of the peripheral portion of the piezoelectric diaphragm P from one direction, and as a result, the impact can be detected with high accuracy. In addition, it is possible to output a stable and sufficiently high voltage (+ (plus) voltage) electric signal that provides practical sensitivity in the test.
It should be noted that the bonding between the upper surface of the dish portion and the bottom surface of the piezoelectric diaphragm P can be appropriately adjusted so as to be a bonding position suitable for impact detection.

図4は、衝撃検出装置10の処理回路の構成の一例を示すブロック図である。
図4に示す衝撃検出装置10の筐体103の内部空間には、圧電振動板P、ツェナーダイオードZD、ダイオードD1、コンデンサC1、抵抗R1、nMOSFET(Q1)、出力端子104を含み構成された処理回路が配備される。なお、出力端子104には、試験器40の動作検知用コードが接続される。
圧電振動板Pは、遮断器30の衝撃の発生を検知する。ツェナーダイオードZDは、定電圧ダイオードとも呼ばれるものであり、nMOSFET(Q1)を過電圧から保護する。ダイオードD1は、例えば電流などの電気信号を一方向に整流し、逆流の発生を防止する。コンデンサC1は、いわゆる受動素子であり電気信号の波形を整形する。なお、コンデンサC1、抵抗R1の種別により処理回路における減衰時定数が決定される。
FIG. 4 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a processing circuit of the impact detection device 10.
The internal space of the housing 103 of the impact detection device 10 shown in FIG. 4 includes a piezoelectric diaphragm P, a Zener diode ZD, a diode D1, a capacitor C1, a resistor R1, an nMOSFET (Q1), and an output terminal 104. A circuit is deployed. The output terminal 104 is connected to the operation detection cord of the tester 40.
The piezoelectric diaphragm P detects the occurrence of an impact of the circuit breaker 30. The Zener diode ZD is also called a constant voltage diode, and protects the nMOSFET (Q1) from overvoltage. The diode D1 rectifies an electric signal such as a current in one direction to prevent the occurrence of backflow. The capacitor C1 is a so-called passive element and shapes the waveform of the electric signal. The decay time constant in the processing circuit is determined by the types of the capacitor C1 and the resistor R1.

図4に示すnMOSFET(Q1)は、n型モス・エフイーティー(n・metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)とも呼ばれるスイッチ素子(半導体スイッチ素子)の一種である。nMOSFET(Q1)は、ゲートGに電圧をかけないと、n型半導体からなるドレインDとソースSの間に性質の異なるp型半導体が挟まれるため電気的に絶縁される。これにより、ドレインDとソースSの間には電流が流れず、スイッチ「OFF(オフ)」の状態になる。また、ゲートGに電圧をかけると、ゲートの真下にあるチャネル領域に自由電子が引き寄せられる。これにより、電流が流れやすくなり、スイッチ「ON(オン)」の状態になる。このように、圧電振動板Pから出力された電気信号に基づいてnMOSFET(Q1)が衝撃発生の有無(ON又はOFF)を判別し、判別結果を衝撃の検出結果として出力端子104を介して試験器40に出力される。

The nMOSFET (Q1) shown in FIG. 4 is a kind of switch element (semiconductor switch element) also called an n-type metal-oxide-semiconductor field-effect transistor. If no voltage is applied to the gate G, the nMOSFET (Q1) is electrically insulated because a p-type semiconductor having different properties is sandwiched between the drain D and the source S made of an n-type semiconductor. As a result, no current flows between the drain D and the source S, and the switch is turned off. When a voltage is applied to the gate G, free electrons are attracted to the channel region directly below the gate. As a result, a current easily flows and the switch is turned on. In this way, the nMOSFET (Q1) determines whether or not an impact has occurred (ON or OFF) based on the electrical signal output from the piezoelectric diaphragm P, and the determination result is tested via the output terminal 104 as the detection result of the impact. Is output to the device 40.

また、nMOSFET(Q1)は、入力電圧による電界で制御を行うため、例えばバイポーラ・トランジスタのようにバイアス電流を必要としない。そのため、nMOSFET(Q1)を採用することにより、図4に示すように、衝撃検出装置10の処理回路を電源依存のない回路として構成することができる。また、電源を必要としない処理回路であることから、電源消耗による動作遅れの増加、電源切れによる機能喪失などの発生が抑止される。   Further, since the nMOSFET (Q1) is controlled by an electric field generated by an input voltage, a bias current is not required unlike a bipolar transistor, for example. Therefore, by adopting the nMOSFET (Q1), as shown in FIG. 4, the processing circuit of the impact detection device 10 can be configured as a circuit that does not depend on the power source. In addition, since the processing circuit does not require a power supply, an increase in operation delay due to power consumption or a loss of function due to power failure is suppressed.

また、上記したように構成された衝撃検出装置10では、圧電振動板Pが出力した十分に高い電圧がnMOSFET(Q1)のゲートGにかかることになる。そのため、nMOSFET(Q1)の動作時間及び他の素子の動作時間の遅れを含めても、圧電振動板Pの共振速度である167[μs]以上の速度でMake(ON)することができる。以下、これらの点について検証した検証結果について詳細に説明する。 In the impact detection device 10 configured as described above, a sufficiently high voltage output from the piezoelectric diaphragm P is applied to the gate G of the nMOSFET (Q1). Therefore, even if the operating time of the nMOSFET (Q1) and the delay of the operating time of other elements are included, the Make (ON) can be performed at a speed of 167 [μs] or more which is the resonance speed of the piezoelectric diaphragm P. Hereinafter, the verification results verifying these points will be described in detail.

図5は、衝撃検出装置10の実動作特性を解析した結果を示す図である。なお、この実動作特性の解析は、図3で説明した構成の衝撃検出装置10を用いて検証を行った。なお、この検証は、DSO(デジタルストレージオシロスコープ:テクトロニクス社製)を使用している。
図5(a)は、キャップ磁石のヨークに直接衝撃を加えて実動作特性を検証した際の解析結果であり、図正面から見て垂直軸が電圧(検出点レベル:4.00[V])を示し、水平軸が時間(25[μs/DIV])を示している。図5(a)正面から見て上側がMake(ON)までの遅れ時間を示す波形であり、下側が衝撃波検出時間を示す波形である。この検証では、衝撃波検出時間は約82[μs]、Make(ON)までの遅れ時間は約15[μs](立ち下がり2[μs]程度)との解析結果を得た。つまり、これらを合わせた遅れ時間(総合遅れ時間)は最大でも約100[μs]程度であることが見て取れる。
FIG. 5 is a diagram illustrating a result of analyzing actual operation characteristics of the impact detection device 10. The analysis of the actual operation characteristics was verified using the impact detection apparatus 10 having the configuration described with reference to FIG. This verification uses a DSO (digital storage oscilloscope: manufactured by Tektronix).
FIG. 5A shows an analysis result when the actual operation characteristics are verified by directly applying an impact to the cap magnet yoke. The vertical axis is the voltage (detection point level: 4.00 [V]) when viewed from the front of the figure. ) And the horizontal axis represents time (25 [μs / DIV]). FIG. 5A shows a waveform indicating the delay time until Make (ON) on the upper side as viewed from the front, and a waveform indicating the shock wave detection time on the lower side. In this verification, an analysis result was obtained that the shock wave detection time was about 82 [μs], and the delay time to Make (ON) was about 15 [μs] (falling about 2 [μs]). That is, it can be seen that the combined delay time (total delay time) is about 100 [μs] at the maximum.

図5(b)は、遮断器30内の衝撃発生点からキャップ磁石までの距離を約20[cm]程度と仮定したときの実動作特性を検証した際の解析結果であり、図正面から見て垂直軸が電圧(検出点レベル:4.00[V])を示し、水平軸が時間(50[μs/DIV])を示している。具体的には、鉄製の板に衝撃検出装置10を装着し、キャップ磁石から離隔距離約20[cm]の位置で衝撃を加えて検証を行った。この検証では、検出遅れ時間は約230[μs]との解析結果を得た。この遅れ時間は、衝撃を加えた位置がキャップ磁石から約20[cm]離隔しているために鉄板内の伝搬の遅れが加算されたことによる値である。なお、約230[μs]程度の動作時間の遅れであれば、試験器(試験器40)の最小分解能である1[ms]未満の遅れ時間である。そのため、試験器自体の性能にもよるが、当該試験器の時間計が遅れ誤差分を0[ms]であると判定する確率はかなり高くなる。   FIG. 5B is an analysis result when the actual operation characteristics are verified when the distance from the impact generation point in the circuit breaker 30 to the cap magnet is assumed to be about 20 [cm]. The vertical axis indicates voltage (detection point level: 4.00 [V]), and the horizontal axis indicates time (50 [μs / DIV]). Specifically, the impact detection device 10 was mounted on an iron plate, and verification was performed by applying an impact at a distance of about 20 [cm] from the cap magnet. In this verification, an analysis result with a detection delay time of about 230 [μs] was obtained. This delay time is a value obtained by adding a propagation delay in the iron plate because the position where the impact is applied is separated from the cap magnet by about 20 [cm]. In addition, if the operation time delay is about 230 [μs], the delay time is less than 1 [ms] which is the minimum resolution of the tester (tester 40). Therefore, although depending on the performance of the tester itself, the probability that the time meter of the tester determines that the delay error is 0 [ms] is considerably high.

図5(c)は、処理回路の減衰時定数を10[ms]とした場合の実動作特性を検証した結果であり、図正面から見て垂直軸が電圧(検出点レベル:4.00[V])を示し、水平軸が時間(25[ms/DIV])を示している。図5(c)正面から見て上側がMake(ON)時間を示す波形であり、下側が検出された衝撃波の波形(衝撃波検出波形)である。
例えば、衝撃検出装置10の検知結果の出力が瞬間的である場合、試験器40において検知結果を受け付けたと認識できないことがある。そのため、nMOSFET(Q1)のMake(ON)の継続時間(ON信号出力時間)は、試験器40が確実に検知結果を受け付けたと認識することができる時間に設定する必要がある。処理回路の減衰時定数を10[ms]とした場合、図5(c)に示すように、Make(ON)の継続時間は約40[ms]となり、約95[ms]後には完全にOFFされることが見て取れる。
FIG. 5C shows the result of verifying the actual operating characteristics when the attenuation time constant of the processing circuit is 10 [ms]. The vertical axis is the voltage (detection point level: 4.00 [ V]), and the horizontal axis represents time (25 [ms / DIV]). FIG. 5C shows the waveform indicating the Make (ON) time on the upper side when viewed from the front, and the waveform of the shock wave (shock wave detection waveform) detected on the lower side.
For example, when the output of the detection result of the impact detection device 10 is instantaneous, the tester 40 may not recognize that the detection result has been received. Therefore, the make time (ON signal output time) of the nMOSFET (Q1) must be set to a time during which the tester 40 can reliably recognize that the detection result has been received. When the decay time constant of the processing circuit is 10 [ms], as shown in FIG. 5C, the duration of Make (ON) is about 40 [ms] and is completely OFF after about 95 [ms]. You can see what is being done.

このように、本実施形態の衝撃検出装置10では、その筐体103の内部空間に配備された圧電振動板Pが突起部102の突端で支持され、且つ、カバーキャップ101の外底面とこれに対向する筐体103の表面との間、及び、圧電振動板Pの底面とこれに対向する筐体103の内面との間それぞれに隙間が形成される。
これにより、遮断器30の動作に伴い発生する衝撃を高速高感度に検出することができる。また、遅れ時間が微少であるため試験項目の要求を満たす測定精度を担保することができる。また、nMOSFET(Q1)を用いることにより電源を必要としない処理回路を構成することができる。これにより、電源消耗による動作遅れの増加、電源切れによる機能喪失などの発生を抑止することができる。
As described above, in the impact detection device 10 of the present embodiment, the piezoelectric diaphragm P disposed in the internal space of the housing 103 is supported by the protruding end of the protrusion 102, and the outer bottom surface of the cover cap 101 and Gaps are formed between the surface of the housing 103 facing each other and between the bottom surface of the piezoelectric diaphragm P and the inner surface of the housing 103 facing this.
Thereby, the impact generated with the operation of the circuit breaker 30 can be detected with high speed and high sensitivity. Moreover, since the delay time is very small, it is possible to ensure measurement accuracy that satisfies the requirements of the test items. Further, by using the nMOSFET (Q1), a processing circuit that does not require a power source can be configured. As a result, it is possible to suppress the occurrence of an increase in operation delay due to power consumption and loss of function due to power failure.

また、衝撃検出装置10では、従来一般の検出機器のようにセンサ(振動センサ等)と増幅装置本体が別体であり、試験時にこれらを接続するという作業を必要としない。そのため、試験毎に接続点の接触不良の発生を懸念したり、試験作業前後の電源の入り切りの確認等をしたりすることがなくなる。これにより、作業効率の向上を図ることができる。   Further, in the impact detection device 10, the sensor (vibration sensor or the like) and the amplifying device main body are separate from each other as in a conventional detection device, and it is not necessary to connect them at the time of testing. Therefore, there is no concern about the occurrence of contact failure at the connection point for each test, or confirmation of turning on / off of the power supply before and after the test work. Thereby, the working efficiency can be improved.

なお、筐体103の外表面を緩衝吸収効果の高いカバー(例えば、シリコンカバー)で覆うこともできる。これにより、衝撃検出装置10を誤って落下させてしまった場合であっても、筐体103及び内部回路の損傷を最小限に抑えることができる。また、筐体103に伝わる不必要な振動を抑止しすることもできる。さらに、シリコンカバーは手によくなじみ、滑りにくくするため、衝撃検出装置10を着脱する際の落下防止にも寄与する。   Note that the outer surface of the housing 103 can be covered with a cover having a high buffer absorption effect (for example, a silicon cover). Thereby, even if it is a case where the impact detection apparatus 10 is accidentally dropped, damage to the housing | casing 103 and an internal circuit can be suppressed to the minimum. Further, unnecessary vibration transmitted to the housing 103 can be suppressed. Furthermore, since the silicon cover is well adapted to the hand and makes it difficult to slip, it contributes to prevention of falling when the impact detection device 10 is attached or detached.

<変形例>
図6は、衝撃検出装置10の回路構成の別例を示すブロック図である。図4において説明した回路との違いは、ダイオードD2、極性一致用ダイオードD3、動作確認用のLED、抵抗R2、バッテリーBAT3V(CR2032)を含んで構成されている点である。また、nMOSFET(Q1)のソースSは、図6に示すように接地(GND)される。これらの相違点を中心に詳細に説明する。なお、既に説明した構成と同じものについては、同一の符号を付すと共に、その説明を省略する。
<Modification>
FIG. 6 is a block diagram illustrating another example of the circuit configuration of the impact detection device 10. The difference from the circuit described in FIG. 4 is that it includes a diode D2, a polarity matching diode D3, an LED for operation confirmation, a resistor R2, and a battery BAT3V (CR2032). Further, the source S of the nMOSFET (Q1) is grounded (GND) as shown in FIG. This will be described in detail with a focus on these differences. In addition, about the same structure as already demonstrated, while attaching | subjecting the same code | symbol, the description is abbreviate | omitted.

動作確認用のLEDは、衝撃検出装置10が衝撃を検出した際に点灯する。これにより、ユーザは、衝撃検出装置10により衝撃が検出されたことを容易に確認することができる。
なお、LEDが発する光は超高輝度発光のため、屋外での試験であってもその点灯を容易に確認することができる。また、ユーザが衝撃検出装置10を遮断器30に装着した際に、その装着時の衝撃によりLEDは一瞬点灯する。そのため、作業者であるユーザは、装着時に衝撃検出装置10が故障していないか否かを容易に確認することができる。
極性一致用ダイオードD3は、nMOSFET(Q1)のMake(ON)極性を両極性にする。これにより、ユーザは、試験器40の動作検知用コードを出力端子104に接続する際に極性一致を確認する煩わしさが解消される。
The operation confirmation LED is turned on when the impact detection device 10 detects an impact. Thereby, the user can easily confirm that the impact is detected by the impact detection device 10.
In addition, since the light emitted from the LED emits ultra-high luminance, the lighting can be easily confirmed even in an outdoor test. Further, when the user attaches the impact detection device 10 to the circuit breaker 30, the LED is lit for a moment due to the impact at the time of attachment. Therefore, the user who is an operator can easily confirm whether or not the impact detection device 10 has failed at the time of wearing.
The polarity matching diode D3 makes the Make (ON) polarity of the nMOSFET (Q1) bipolar. This eliminates the troublesomeness for the user to confirm the polarity match when connecting the operation detection code of the tester 40 to the output terminal 104.

このような回路構成の衝撃検出装置10では、ユーザが種々の確認作業から解放され精神的負担が低減されると共に、試験によりいっそう集中することができる。そのため、ユーザにとってはより高い安全性が確保された状態で作業を進めることができる。   In the impact detection device 10 having such a circuit configuration, the user is freed from various confirmation operations, the mental burden is reduced, and more concentrated by the test. Therefore, it is possible for the user to proceed with work while ensuring higher safety.

上記説明した実施形態は、本発明をより具体的に説明するためのものであり、本発明の範囲が、これらの例に限定されるものではない。   The embodiment described above is for explaining the present invention more specifically, and the scope of the present invention is not limited to these examples.

10・・・衝撃検出装置、20・・・保護継電器、30・・・遮断器、40・・・試験器、101・・・カバーキャップ、102・・・突起部、103・・・筐体、M・・・磁石、P・・・圧電振動板。

DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Impact detection apparatus, 20 ... Protection relay, 30 ... Circuit breaker, 40 ... Tester, 101 ... Cover cap, 102 ... Projection part, 103 ... Case, M ... magnet, P ... piezoelectric diaphragm.

Claims (4)

機器の動作時に発生する衝撃を検出する衝撃検出装置であって、
前記機器の表面に着脱自在に装着可能な装着機構を備えた筐体と、
前記筐体の内部空間に配備され、前記装着機構を介して伝搬された衝撃を電気信号に変換して出力する圧電振動板と、
前記筐体の内部空間に配備され、前記出力された電気信号に基づいて衝撃発生の有無を判別すると共にこの判別結果を出力する処理回路と、を有しており、
前記装着機構は、その外底面の中央部付近に突起部が形成された有底筒状体と、当該有底筒状体の内部空間に配備された吸着体とを含み、当該有底筒状体の外底面とこれに対向する前記筐体の外面との間に所定の距離の隙間が形成されるように配備されるとともに前記突起部の一部が前記筐体の内部空間に突出するように当該筐体に貫入され、且つ、当該突起部の突端が前記圧電振動板の周縁部位の一部と接合されこれにより前記衝撃が伝搬するように構成される、
衝撃検出装置。
An impact detection device that detects an impact that occurs during operation of the device,
A housing having a mounting mechanism that can be detachably mounted on the surface of the device;
A piezoelectric diaphragm that is disposed in the internal space of the housing and converts the impact propagated through the mounting mechanism into an electrical signal and outputs the electrical signal;
A processing circuit that is disposed in the internal space of the casing and determines whether or not an impact has occurred based on the output electrical signal and outputs the determination result;
The mounting mechanism includes a bottomed cylindrical body having a protrusion formed in the vicinity of the center of the outer bottom surface thereof, and an adsorbent disposed in the internal space of the bottomed cylindrical body. It is arranged so that a gap of a predetermined distance is formed between the outer bottom surface of the body and the outer surface of the casing opposite to the body, and a part of the protruding portion protrudes into the inner space of the casing. And the protrusion of the protrusion is joined to a part of the peripheral portion of the piezoelectric diaphragm, whereby the impact is propagated.
Shock detection device.
前記圧電振動板は、前記突起部の突端と接合した状態において前記筐体の内面と非接触状となるように当該筐体の内部空間に配備されていることを特徴とする、
請求項1に記載の衝撃検出装置。
It said piezoelectric diaphragm is characterized in that it is deployed in the internal space of the inner surface and the non-contact state become like the casing of the housing in a state joined with the protruding end of the protrusion,
The impact detection apparatus according to claim 1.
前記処理回路は、スイッチ素子の開閉により前記判別結果の出力が制御されるように構成されており、当該スイッチ素子がnMOSFETであることを特徴とする、
請求項1又はに記載の衝撃検出装置。
The processing circuit is configured such that the output of the determination result is controlled by opening and closing a switch element, and the switch element is an nMOSFET,
The impact detection apparatus according to claim 1 or 2 .
前記吸着体は磁石であり、
前記磁石は、前記装着機構を前記機器の表面に装着した際の当該機器の装着面とこれに対向する当該磁石の面とが離間した状態になるサイズで形成されていることを特徴とする、
請求項1乃至いずれか一項に記載の衝撃検出装置。
The adsorbent is a magnet;
The magnet is formed in such a size that the mounting surface of the device when the mounting mechanism is mounted on the surface of the device and the surface of the magnet facing the device are separated from each other.
The impact detection apparatus according to any one of claims 1 to 3 .
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