JP6104593B2 - relay - Google Patents
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Description
本発明は、航空機に搭載される電子機器に好適に用いられる継電器に関するものである。 The present invention relates to a relay suitably used for an electronic device mounted on an aircraft.
従来、下記特許文献1に開示されているように、航空機に搭載される電子機器に好適に用いられる継電器が知られている。この種の継電器は、駆動部材と、固定接点と、可動接点とを有していて、磁気回路で発生する磁気力によって駆動部材を駆動することにより、可動接点を動作させ、固定接点及び可動接点のオン・オフ切り換えを行う。
Conventionally, as disclosed in
継電器では、固定接点及び可動接点間の断接(オン・オフ)が繰り返されるため、継電器には寿命が存在する。すなわち、固定接点及び可動接点間の断接が繰り返されると、発熱するようになり、最終的には故障に至る。 In the relay, since the connection (ON / OFF) between the fixed contact and the movable contact is repeated, the relay has a lifetime. That is, when the connection / disconnection between the fixed contact and the movable contact is repeated, heat is generated and eventually a failure occurs.
そこで、本発明は、前記従来技術を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、継電器が寿命に近づいたことを予測し易くすることにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described prior art, and an object of the present invention is to make it easy to predict that a relay is approaching the end of its life.
前記の目的を達成するため、本発明は、互いに間隔をおいて配置された一対の固定接点を有する電力ラインと、前記一対の固定接点間を断接する可動接点を動作させるための駆動部材と、前記一対の固定接点及び前記可動接点の接触部から生ずる熱の発熱量を代表する値を検出する発熱量検出手段と、外気温度を検出する外気温度センサと、前記発熱量検出手段による検出値と、前記外気温度センサによって検出された外気温度に前記電力ラインを流れる電流の電流値を用いて計算された発熱量に基づく温度上昇値を加算した基準温度値と、の差分が予め設定された値以上になると、寿命に近づいたことを示す信号を出力する制御部と、を備えている継電器である。 In order to achieve the above object, the present invention provides a power line having a pair of fixed contacts that are spaced apart from each other, a driving member for operating a movable contact that connects and disconnects between the pair of fixed contacts, A calorific value detection means for detecting a value representative of the calorific value of heat generated from the contact portion of the pair of fixed contacts and the movable contact, an outside air temperature sensor for detecting an outside air temperature, and a detection value by the calorific value detection means A difference between a reference temperature value obtained by adding a temperature increase value based on a calorific value calculated using a current value of a current flowing through the power line to an outside air temperature detected by the outside air temperature sensor is set in advance. If it becomes above, it is a relay provided with the control part which outputs the signal which shows that it was near the lifetime.
本発明では、発熱量検出手段による検出値により、一対の固定接点及び可動接点の接触部から生ずる熱の発熱量を代表する値が得られる。一方、電力ラインを流れる電流の電流値を用いて計算された発熱量に基づく温度上昇値から、電力ラインの電流値が変化することによって変化する温度上昇値が得られ、この温度上昇値に外気温度センサによる外気温度値を加算することにより、電力ラインの電流値が変化したときに得られる外気温度が求められる。このとき、電気抵抗値の変化は考慮されていない。一方、一対の固定接点及び可動接点の接触部から生ずる熱の発熱量を代表する値の変化は、接触部において電気抵抗値が変化したことによって生ずる電流値の変化(すなわち発熱量の変化)の影響を受けたものとなっている。このため、発熱量検出手段による検出値と、前記外気温度センサによって検出された外気温度に電力ラインを流れる電流の電流値を用いて計算された発熱量に基づく温度上昇値を加算した基準温度値との差分を求めることにより、一対の固定接点及び可動接点の接触部での電気抵抗値の変化量に基づく、温度変化値が得られることになる。したがって、一対の固定接点及び可動接点の接触部での電気抵抗の変化値が擬似的に得られることになり、継電器の寿命を推測することができる。したがって、制御部から信号が出力されることにより、継電器が寿命に近づいたことを判断することができる。しかも、外気温度(前記接触部による発熱の影響を受けない場所での空気の温度)との差分が用いられるため、外気温度が変化した場合にもその影響が排除され、正確な判断を行うことができる。 In the present invention, a value representative of the heat generation amount of heat generated from the contact portion of the pair of fixed contact and movable contact is obtained by the detection value by the heat generation amount detection means. On the other hand, a temperature rise value that changes as the current value of the power line changes is obtained from the temperature rise value based on the calorific value calculated using the current value of the current flowing through the power line. By adding the outside air temperature value from the temperature sensor, the outside air temperature obtained when the current value of the power line changes is obtained. At this time, the change of the electrical resistance value is not taken into consideration. On the other hand, the change in the value representative of the amount of heat generated from the contact portion between the pair of fixed contacts and the movable contact is the change in the current value (that is, the change in the amount of heat generation) caused by the change in the electrical resistance value in the contact portion. It has been affected. For this reason, the reference temperature value obtained by adding the detected value by the calorific value detection means and the temperature rise value based on the calorific value calculated using the current value of the current flowing through the power line to the outside temperature detected by the outside temperature sensor The temperature change value based on the change amount of the electrical resistance value at the contact portion between the pair of fixed contact and the movable contact is obtained. Therefore, the change value of the electrical resistance at the contact portion of the pair of fixed contact and movable contact is obtained in a pseudo manner, and the life of the relay can be estimated. Therefore, it can be determined that the relay is approaching the end of its life by outputting a signal from the control unit. In addition, since the difference from the outside air temperature (the temperature of the air in a place not affected by the heat generated by the contact portion) is used, even when the outside air temperature changes, the influence is eliminated, and accurate determination is performed. Can do.
また本発明は、互いに間隔をおいて配置された一対の固定接点を有する電力ラインと、前記一対の固定接点間を断接する可動接点を動作させるための駆動部材と、前記一対の固定接点及び前記可動接点の接触部から生ずる熱の発熱量を代表する値を検出する発熱量検出手段と、前記発熱量検出手段による検出値が予め設定された値以上になると、寿命に近づいたことを示す信号を出力する制御部と、を備えている継電器である。 According to another aspect of the present invention, there is provided a power line having a pair of fixed contacts that are spaced apart from each other, a driving member for operating a movable contact that connects and disconnects the pair of fixed contacts, the pair of fixed contacts, A calorific value detecting means for detecting a value representative of the calorific value of heat generated from the contact portion of the movable contact, and a signal indicating that the life is approaching when the detected value by the calorific value detecting means exceeds a preset value And a control unit that outputs a relay.
本発明において、一対の固定接点及び可動接点の接触部での電気抵抗値が変化すれば、当該接触部での発熱量が変化するため、発熱量検出手段の検出値は、その発熱量の影響を受けた値となる。したがって、例えば継電器が寿命に近づき発熱しているときの温度を実験などによって予め求めておいて、当該温度を基準値として、発熱量検出手段の検出値が該基準値になると、寿命に近づいたと判断することができる。 In the present invention, if the electrical resistance value at the contact portion between the pair of fixed contact and the movable contact changes, the amount of heat generated at the contact portion changes, so the detection value of the heat generation amount detection means is influenced by the amount of heat generation. The value that received. Therefore, for example, the temperature when the relay is nearing the end of its life and generating heat is obtained in advance by experiment etc., and when the detected value of the calorific value detection means becomes the reference value with the temperature as a reference value, Judgment can be made.
以上説明したように、本発明によれば、継電器が寿命に近づいたことを予測し易くすることができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to easily predict that the relay has reached the end of its life.
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本実施形態に係る継電器は、航空機に搭載される電子機器に用いられる継電器であり、図1に示すように、継電器1は、電力ライン10と、駆動部材13と、外気温度センサ20と、温度センサ21と、制御部としての演算回路23とを備えている。
The relay according to the present embodiment is a relay used in an electronic device mounted on an aircraft. As illustrated in FIG. 1, the
電力ライン10は、図外の入力側(一次側)に接続可能に構成される入力部16と、図外の出力側(二次側)に接続可能に構成される出力部17と、入力部16及び出力部17間において互いに間隔をおいて設けられた一対の固定接点15a,15bと、を備えている。
The
駆動部材13は、可動接点14を動作させる。すなわち、駆動部材13は、磁性体によって構成されていて、コイル12に近接して配置されている。コイル12には、給電部40から電力が供給される。なお、図1中の符号11は鉄心である。
The driving
演算回路23は、固定接点15a,15b及び可動接点14の寿命を判断するために設けられており、図2に示すように、変換器23aと、演算器23bと、比較器23cとを含む。なお、変換器23a、演算器23b及び比較器23cは、演算回路23の一機能として含まれていてもよい。
The
変換器23aは、熱電対で構成された温度センサ21から送られる電流値に応じて、温度センサ21によって検出された温度の値T2を導出するように構成されている。温度センサ21は、固定接点15a,15b及び可動接点14間の接触部から生ずる熱の影響を受ける場所に配置されている。すなわち、温度センサ21は、固定接点15a,15b及び可動接点14間から生ずる熱の発熱量を代表する値を検出する発熱量検出手段として機能する。本実施形態では、接点間から生ずる熱の発熱量を代表する値として、接点近傍の空気温度が用いられているが、これに限られるものではない。例えば、発熱量検出手段は、接点自体の温度、あるいは接点から伝熱する部材(図示省略)の温度を、発熱量を代表する値として検出する構成であってもよい。つまり、接点間での発熱の影響を受ける部材や同影響を受ける場所での空気の温度が発熱量を代表する値と検出されればよい。
The
なお、図例では、温度センサ21が固定接点15aに近接して配置された例を示しているがこれに限られない。例えば、温度センサ21は固定接点15bに近接して配置されていてもよい。また、温度センサ21は接点15a,15b,14に接触するように配置されていてもよい。
In the example shown in the figure, the
演算器23bには、電力ライン10を流れる電流の電流値を検出するためのコイル22と、外気温度センサ20とが接続されている。演算器23bの機能には、電流値導出部31と、外気温度導出部32と、基準温度導出部33とが含まれている。コイル22は、電力ライン10における一次側ライン10a、すなわち、入力部16と固定接点15aとをつなぐライン10aに配置されているが、これに限られない。例えば、コイル22は、電力ライン10における二次側ライン10b、すなわち、固定接点15bと出力部17とをつなぐライン10bに配置されていてもよい。またコイル22は、継電器1の筐体内側に配置されていてもよく、筐体外側に配置されていてもよい。
A
電流値導出部31は、コイル22を流れる電流値(の変化)を検出し、その検出値に応じて、電力ライン10に流れる電流の値Iを導出する。
The current
外気温度導出部32は、熱電対で構成された外気温度センサ20から送られる電流値に応じて、外気温度センサ20によって検出された温度の値T1を導出する。外気温度センサ20は、継電器1の内部に配置されていてもよく、或いは継電器1の外側に配置されていてもよい。ただし、外気温度センサ20は、固定接点15a,15b及び可動接点14間の接触部から生ずる熱の影響を受けない場所での空気の温度を検出するように配置されている必要がある。
The outside air
基準温度導出部33は、電流値導出部31によって導出された電流値Iを用いて計算された発熱量に基づく温度上昇値ΔTを導出する。以下、具体的に説明する。
The reference
一般に、入力電流Iによる発熱量Qは、以下の関係式(1)
Q=m・c・ΔT ・・・(1)
で表される。ここで、mは、可動接点14および固定接点15a,15bとそれを保持する部品の質量であり、cは、可動接点14および固定接点15a,15bとそれを保持する部品の比熱であり、ΔTは、温度上昇値である。また、Q=I2・R(ただし、Rは、可動接点14および固定接点15a,15b間の接触部における抵抗値)であるので、以下の関係式(2)
ΔT=I2・R/(m・c) ・・・(2)
が成立する。基準温度導出部33は、この関係式(2)を用いて温度上昇値ΔTを導出する。なお、抵抗値R、質量m及び比熱cは、既知の値である。
In general, the calorific value Q due to the input current I is expressed by
Q = m · c · ΔT (1)
It is represented by Here, m is the mass of the
ΔT = I 2 · R / (m · c) (2)
Is established. The reference
また、基準温度導出部33は、外気温度導出部32によって導出された温度値T1に温度上昇値ΔTを加算して、基準温度値T3を導出する。すなわち、
T3=T1+ΔT ・・・(3)
なので、関係式(2)(3)より以下の関係式(4)
T3=T1+I2・R/(m・c) ・・・(4)
が成立する。基準温度導出部33は、この関係式(4)を用いて基準温度値T3を導出する。この基準温度値T3は、抵抗値Rが変化しない(一定)との条件下で導出される温度である。つまり、基準温度値T3は、外気温度T1に、理想モデルとしての発熱量に基づく温度上昇値ΔTを加えたものである。
The reference
T3 = T1 + ΔT (3)
Therefore, from the relational expressions (2) and (3), the following relational expression (4)
T3 = T1 + I 2 · R / (m · c) (4)
Is established. The reference
比較器23cは、変換器23aによって導出された温度値T2と、基準温度導出部33によって導出された基準温度値T3との差分を求める。すなわち、変換器23aによって導出された温度値T2は、温度センサ21によって検出された温度に対応する温度値となっているが、温度センサ21によって検出される温度は、外気温度T1に、固定接点15a,15b及び可動接点14間の接触部における発熱に基づく温度上昇値を加算した値に相当する。このときの発熱量Q’は、I2・R’(R’は、固定接点15a,15b及び可動接点14間の接触部における実際の抵抗値)で表されるが、抵抗値R’は、接点間の断接が繰り返し行われるに従って徐々に変化する。そして、寿命が近づくと急に上昇する。換言すれば、温度センサ21によって検出される温度は、接点間の抵抗値が変化した場合に、その変化した抵抗値に応じた発熱量Q’に左右される温度上昇値を外気温度T1に加えたものとなっている。これに対し、基準温度値T3は、抵抗値Rが変化しない(一定)との条件下で導出される温度である。したがって、変換器23aによって導出された温度値T2と、基準温度値T3との差分を求めることにより、接点間の抵抗値の変化量を導出することができる。そして、差分値T2−T3が、予め設定された値(閾値)以上になったか否かを判定することにより、継電器1が寿命に達したか否かを判定することができる。なお、閾値は、実験等によって求めておくことができる。
The
例えば、図3は、接点間の断接繰り返し数Nと、差分値T2−T3との相関を示しており、寿命に近づいたと推測される繰り返し数N=5×104回のときの差分値T2−T3を求め、この値を閾値とすることができる。 For example, FIG. 3 shows the correlation between the number N of contact repetitions between the contacts and the difference value T2-T3, and the difference value when the number of repetitions N = 5 × 10 4 estimated to have approached the lifetime. T2-T3 can be obtained and this value can be used as a threshold value.
そして、比較器23cは、得られた差分が予め設定された値以上になると、継電器1が寿命に近づいたことを示す信号(Fault signal)を出力する。この信号は、故障出力部41を通して継電器1の外部に出力される。
When the obtained difference becomes equal to or greater than a preset value, the
以上説明したように、本実施形態では、温度センサ21による検出値により、一対の固定接点15a,15b及び可動接点14の接触部から生ずる熱の影響を受けた空気温度が、発熱量を代表する値として得られる。一方、電力ライン10を流れる電流の電流値を用いて計算された発熱量に基づく温度上昇値から、電力ライン10の電流値が変化することによって変化する温度上昇値が得られ、この温度上昇値に外気温度センサ20による外気温度値を加算することにより、電力ライン10の電流値が変化したときに得られる温度(基準温度)が求められる。この基準温度は、電流値の変化による発熱量の変化が考慮されるのであって、抵抗値の変化は加味されない。すなわち、抵抗値が一定であるとの条件下で計算された値である。その一方で、一対の固定接点15a,15b及び可動接点14の接触部から生ずる熱の影響を受けた空気温度(発熱量の代表値)の変化は、接点15a,15b,14同士の接触部において電気抵抗値が変化したことによって生ずる電流値の変化(すなわち発熱量の変化)の影響を受けたものとなっている。このため、温度センサ21による検出値と、外気温度センサ20によって検出された外気温度に電力ライン10を流れる電流の電流値を用いて計算された発熱量に基づく温度上昇値を加算した基準温度値との差分を求めることにより、接点15a,15b,14同士の接触部での電気抵抗値の変化量に基づく、温度変化値が得られることになる。したがって、接点同士の接触部での電気抵抗の変化値が擬似的に得られることになり、継電器1の寿命を推測することができる。したがって、演算回路23から信号が出力されることにより、継電器1が寿命に近づいたことを判断することができる。しかも、外気温度(接点15a,15b,14同士の接触部による発熱の影響を受けない場所での空気の温度)との差分が用いられるため、外気温度が変化した場合にもその影響が排除され、正確な判断を行うことができる。
As described above, in the present embodiment, the air temperature affected by the heat generated from the contact portion of the pair of fixed
なお、本発明は、前記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。例えば、前記実施形態では、差分値T2−T3が予め設定された閾値以上になったか否かによって寿命に近づいたか否かが判定される構成としたが、これに限られない。例えば、変換器23aによって導出された温度値T2(温度センサ21によって検出された温度による温度値T2)が予め設定された閾値以上になったか否かによって判定してもよい。すなわち図4に示すように、温度値T2自体も接点間の断接繰り返し数Nの増加に伴って徐々に上昇し、継電器1が寿命に近づくと、急に上昇し始める。したがって、寿命に近づいたと推測される繰り返し数N=5×104回のときの温度値T2を閾値として設定してもよい。ただし、この形態では、外気温度の影響を排除しきれないため、外気温度が所定範囲内に収まっていることが前提の場合に有効となる。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and improvements can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, it is determined whether or not the lifetime is approaching depending on whether or not the difference value T2−T3 is equal to or greater than a preset threshold value, but is not limited thereto. For example, the determination may be made based on whether or not the temperature value T2 derived by the
この形態において、接点同士の接触部での電気抵抗値が変化すれば、当該接触部での発熱量が変化するため、温度センサ21の検出値は、その発熱量の影響を受けた値となる。したがって、例えば継電器が寿命に近づき発熱しているときの温度を実験などによって予め求めておいて、当該温度を基準値として、温度センサ21の検出値が該基準値になると、寿命に近づいたと判断することができる。
In this embodiment, if the electrical resistance value at the contact portion between the contacts changes, the amount of heat generated at the contact portion changes, so the detected value of the
前記実施形態では、外気温度センサ20、温度センサ21、コイル22、演算回路23が何れも継電器1の筐体内側に配置された構成としたが、これに限られるものではない。温度センサ21以外の構成部品、すなわち、外気温度センサ20、コイル22、演算回路23の少なくとも1つが継電器1の筐体外側に配置された構成としてもよい。これらは、別体の部品として筐体に取り付けられていてもよい。
In the above embodiment, the outside
1 継電器
10 電力ライン
12 コイル
13 駆動部材
14 可動接点
15a 固定接点
15b 固定接点
16 入力部
17 出力部
20 外気温度センサ
21 温度センサ(発熱量検出手段の一例)
22 コイル
23 演算回路
23a 変換器
23b 演算器
23c 比較器
31 電流値導出部
32 外気温度導出部
33 基準温度導出部
40 給電部
41 故障出力部
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (2)
一対の固定接点を有する電力ラインと、
前記一対の固定接点間を断接する可動接点と、
前記筐体内において、前記一対の固定接点及び前記可動接点から生ずる発熱量を検出する発熱量検出手段と、
外気温度を検出する外気温度検出手段と、
前記発熱量検出手段によって検出された発熱量と、前記外気温度検出手段によって検出された前記外気温度に前記電力ラインを流れる電流の電流値を用いて計算された発熱量に基づく温度上昇値を加算した基準温度値と、の差分が予め設定された値以上になると、寿命に近づいたことを示す信号を出力する制御部と、を備え、
前記外気温度検出手段は、前記筐体の外に配置される
継電器。 A relay having a housing,
A power line having a pair of fixed contacts;
A movable contact for connecting and disconnecting the pair of fixed contacts;
A heat generation amount detecting means for detecting a heat generation amount generated from the pair of fixed contacts and the movable contact in the housing ,
Outside temperature detecting means for detecting outside temperature;
And thus the detected calorific to the heating amount detection means, the temperature rise value based on the calculated heating value with the current value of the current flowing through the power line on the detected outside air temperature by the outside air temperature detection means a reference temperature value obtained by adding, when the difference is equal to or greater than a preset value of, e Bei a control section for outputting a signal indicating that the approaching life, and
The outside air temperature detecting means is a relay arranged outside the housing .
一対の固定接点を有する電力ラインと、
前記一対の固定接点間を断接する可動接点と、
前記筐体内において、前記一対の固定接点及び前記可動接点から生ずる発熱量を検出する発熱量検出手段と、
外気温度を検出する外気温度検出手段と、
前記外気温度検出手段によって検出された前記外気温度が所定範囲に収まり、且つ、前記発熱量検出手段によって検出された発熱量が予め設定された値以上になると、寿命に近づいたことを示す信号を出力する制御部と、を備え、
前記外気温度検出手段は、前記筐体の外に配置される
継電器。 A relay having a housing,
A power line having a pair of fixed contacts;
A movable contact for connecting and disconnecting the pair of fixed contacts;
A heat generation amount detecting means for detecting a heat generation amount generated from the pair of fixed contacts and the movable contact in the housing ,
Outside temperature detecting means for detecting outside temperature;
When the outside air temperature detected by the outside air temperature detecting means falls within a predetermined range and the heat generation amount detected by the heat generation amount detecting means is equal to or greater than a preset value, a signal indicating that the life is approaching. for example Bei and a control unit configured to output,
The outside air temperature detecting means is a relay arranged outside the housing .
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