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JP7844082B2 - Contact monitoring device - Google Patents
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JP7844082B2 - Contact monitoring device - Google Patents

Contact monitoring device

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JP7844082B2 JP2022028085A JP2022028085A JP7844082B2 JP 7844082 B2 JP7844082 B2 JP 7844082B2 JP 2022028085 A JP2022028085 A JP 2022028085A JP 2022028085 A JP2022028085 A JP 2022028085A JP 7844082 B2 JP7844082 B2 JP 7844082B2
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Description

本発明は、接点監視装置に関するものである。 This invention relates to a contact monitoring device.

特許文献1に記載されているように、接続される機器の状態を監視するために用いられる接点監視装置が知られている。特許文献1に記載の技術では、機器の接点が開状態から閉状態に切り替わった場合、機器が閉状態になったという状態信号を中継基板が受けると、中継基板は、外部の通信ユニットへ信号を出力するような構造である。このような接点監視装置はバッテリ(乾電池)を使用して中継基板などに電源を供給する。 As described in Patent Document 1, a contact monitoring device used to monitor the status of connected equipment is known. In the technology described in Patent Document 1, when a device's contact switches from an open state to a closed state, the relay board receives a status signal indicating that the device has entered a closed state. The relay board then outputs a signal to an external communication unit. Such a contact monitoring device uses a battery (dry cell battery) to supply power to the relay board and other components.

このような状態監視装置は、例えば、電気機器やセンサが動作したことを接点の開閉動作により検出するもので、接点の開状態から閉状態への状態を、中継基板に入力される信号のレベル(High/Low)により監視している。信号のレベルについては、バッテリから機械接点に負荷電流を流し接点の開閉が行われることで、バッテリとグランド間に電位差の変化が生じるため、その電位差の変化を状態信号として中継基板の入力部に入力し、その状態信号から外部に通知などを行っている。 Such a status monitoring device detects the operation of electrical equipment or sensors by the opening and closing of contacts. The state of the contacts, from open to closed, is monitored by the level (High/Low) of a signal input to an intermediate board. The signal level is determined by the fact that when load current flows from the battery to the mechanical contacts, the contacts open and close, causing a change in potential difference between the battery and ground. This change in potential difference is input to the intermediate board as a status signal, and this status signal is then used to notify external parties.

特開2021-190434号公報Japanese Patent Publication No. 2021-190434

ところで、外部の電気機器に備えられている接点が機械接点であり、固定接点や可動接点の接触により閉状態と開状態を切り替える場合、接点がオフ位置から離れたり接触したりする際に接点間の電圧が高くなると、接点間にアークが生じる。このアークが繰り返されることによって、アークの堆積物として接点に酸化(硫化)被膜が生じる。この酸化(硫化)被膜は絶縁物で電気的な導通を阻害する虞があった。 Incidentally, when the contacts in external electrical equipment are mechanical contacts, and the closed and open states are switched by the contact of fixed or movable contacts, an arc is generated between the contacts when the voltage between the contacts increases as the contacts move away from the off position or make contact. Repeated arcing causes an oxide (sulfide) film to form on the contacts as arc deposits. This oxide (sulfide) film is an insulator and could potentially hinder electrical conductivity.

接点に対して十分な電流や電圧を印加することで、酸化(硫化)被膜を除去する「クリーニング」を行うことで、電気的導通を図ることができるが、十分な電流・電圧を印加させる場合、乾電池などのバッテリの消費が激しいといった問題があった。 Applying sufficient current and voltage to the contacts can remove the oxide (sulfide) film through a process called "cleaning," thereby improving electrical conductivity. However, applying sufficient current and voltage leads to problems such as high battery consumption, including that of dry cell batteries.

本件の発明者は、この点について鋭意検討することにより、解決を試みた。本発明が解決しようとする課題は、外部電気機器の接点状態を監視する接点監視装置において、外部電気機器の機械接点で酸化被膜が生じていても接点監視装置に装着されるバッテリを用いて通電できる状態にするとともに、バッテリを長く使用できるようにすることである。 The inventors of this invention have attempted to solve this problem through diligent study. The problem that this invention aims to solve is to enable a contact monitoring device for monitoring the contact state of external electrical equipment to conduct electricity using a battery installed in the device, even when an oxide film has formed on the mechanical contacts of the external electrical equipment, and to extend the battery's lifespan.

上記課題を解決するため、接続される外部電気機器の機械接点や半導体接点の状態を監視するために用いられる接点監視装置であって、接点監視装置に電源を供給するとともに、外部電気機器の機械接点や半導体接点に電流を流すために用いられるバッテリを装着可能なバッテリ装着部と、バッテリから外部電気機器の機械接点に流される負荷電流を低減させることが可能な電流制限装置と、外部電気機器の機械接点が閉じたか否かを判定可能な信号が入力される中継基板と、を備え、前記中継基板は、入力された信号から、外部電気機器の機械接点が閉じたと判定できる場合に、電流制限装置を動作させるように出力し、前記中継基板からの出力をうけた電流制限装置は、バッテリから外部電気機器の機械接点に流す負荷電流を低減させるように動作する接点監視装置とする。 To solve the above problems, a contact monitoring device is provided for monitoring the state of mechanical and semiconductor contacts of connected external electrical equipment. This device comprises: a battery mounting section capable of supplying power to the contact monitoring device and mounting a battery used to supply current to the mechanical and semiconductor contacts of the external electrical equipment; a current limiting device capable of reducing the load current flowing from the battery to the mechanical contacts of the external electrical equipment; and a relay board that receives a signal capable of determining whether the mechanical contacts of the external electrical equipment are closed. The relay board outputs a signal to activate the current limiting device when it can determine from the input signal that the mechanical contacts of the external electrical equipment are closed. The current limiting device, upon receiving the output from the relay board, operates to reduce the load current flowing from the battery to the mechanical contacts of the external electrical equipment.

また、電流制限装置には、第一の抵抗と、第一の抵抗より高い抵抗となる第二の抵抗と、トランジスタを備え、第一の抵抗と第二の抵抗は直列となるように接続され、
トランジスタと第二の抵抗は並列となるように接続され、中継基板からの出力によりトランジスタに電圧を印加するか電流を流すことにより、第一の抵抗を流れる電流が主にトランジスタを通って機械接点に通電する状態から、第一の抵抗を流れる電流が主に第二の抵抗を通って機械接点に通電する状態に切り替えることが可能な構成とすることが好ましい。
Furthermore, the current limiting device includes a first resistor, a second resistor with a higher resistance than the first resistor, and a transistor, with the first and second resistors connected in series.
Preferably, the transistor and the second resistor are connected in parallel, and by applying a voltage or current to the transistor via the output of the relay board, it is possible to switch from a state in which the current flowing through the first resistor mainly passes through the transistor and energizes the mechanical contacts to a state in which the current flowing through the first resistor mainly passes through the second resistor and energizes the mechanical contacts.

また、トランジスタは、電圧を印加することで動作させる電界効果トランジスタであることが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the transistor be a field-effect transistor, which operates by applying a voltage.

また、中継基板に複数の外部電気機器を接続可能な構成とすることが好ましい。 Furthermore, it is preferable to have a configuration that allows multiple external electrical devices to be connected to the relay board.

本発明では、外部電気機器の接点状態を監視する接点監視装置において、外部電気機器の機械接点で酸化被膜が生じていても接点監視装置に装着されるバッテリを用いて通電できる状態にするとともに、バッテリを長く使用できるようにすることが可能となる。 This invention provides a contact monitoring device for monitoring the contact state of external electrical equipment. It enables the device to maintain a state where power can be supplied using a battery installed in the contact monitoring device, even if an oxide film has formed on the mechanical contacts of the external electrical equipment, and also allows for extended battery life.

実施形態における接点監視装置の斜視図である。This is a perspective view of the contact monitoring device in the embodiment. 図1に示す接点監視装置の分解斜視図である。ただし、バッテリが装着されている状態である。Figure 1 is an exploded perspective view of the contact monitoring device shown. However, the battery is installed in this view. 図2に示すベースの側面図である。ただし、バッテリが装着されている状態である。Figure 2 is a side view of the base, with the battery installed. バッテリが装着された接点監視装置と、外部電気機器とが電線で接続された状態を示す図である。ただし、接点監視装置はカバーが外されている状態である。This diagram shows a contact monitoring device with a battery installed connected to an external electrical device via electrical wires. However, the contact monitoring device has its cover removed. 実施形態における接点監視装置と、外部電気機器との関係を示す図である。This diagram shows the relationship between the contact monitoring device and external electrical equipment in the embodiment. 図5に示す機械接点が閉じた状態を示す図である。This figure shows the mechanical contact shown in Figure 5 in a closed state. 実施形態における電流制限装置の構成を表す図である。This is a diagram showing the configuration of the current limiting device in the embodiment. 外部電気機器の接点が開いた状態から閉じた状態にすることで、電流の流れる経路が変化することを表す図である。This diagram illustrates how the path of current flow changes when the contacts of an external electrical device are changed from an open state to a closed state. 一つの接点監視装置に対して複数の外部電気機器を接続した例を示す図である。This diagram shows an example of connecting multiple external electrical devices to a single contact monitoring device.

以下に発明を実施するための形態を示す。本実施形態の接点監視装置1は、接続される外部電気機器8の機械接点81や半導体接点の状態を監視するために用いられる。この接点監視装置1は、接点監視装置1に電源を供給するとともに、外部電気機器8の機械接点81や半導体接点に電流を流すために用いられるバッテリBaを装着可能なバッテリ装着部11aと、バッテリBaから外部電気機器8の機械接点81に流される負荷電流を低減させることが可能な電流制限装置20と、外部電気機器8の機械接点81が閉じたか否かを判定可能な信号が入力される中継基板30と、を備えている。また、この中継基板30は、入力された信号から、外部電気機器8の機械接点81が閉じたと判定できる場合に、電流制限装置20を動作させるように出力する。そして、中継基板30からの出力をうけた電流制限装置20は、バッテリBaから外部電気機器8の機械接点81に流す負荷電流を低減させるように動作する。このため、機械接点81のクリーニングのために十分な電流を流し、電気的導通が行われた後、機械接点81に流れる消費電流を低減できる。このため、外部電気機器8の接点状態を監視する接点監視装置1において、外部電気機器8の機械接点81で酸化被膜が生じていても接点監視装置1に装着されるバッテリBaを用いて通電できる状態にするとともに、バッテリBaを長く使用できるようにすることが可能となる。 The following describes embodiments for carrying out the invention. The contact monitoring device 1 of this embodiment is used to monitor the state of mechanical contacts 81 and semiconductor contacts of an external electrical device 8 to which it is connected. The contact monitoring device 1 includes a battery mounting section 11a to which a battery Ba used to supply power to the contact monitoring device 1 and to supply current to the mechanical contacts 81 and semiconductor contacts of the external electrical device 8 can be mounted, a current limiting device 20 capable of reducing the load current flowing from the battery Ba to the mechanical contacts 81 of the external electrical device 8, and a relay board 30 to which a signal capable of determining whether or not the mechanical contacts 81 of the external electrical device 8 have closed is input. Furthermore, the relay board 30 outputs a signal to activate the current limiting device 20 when it can be determined from the input signal that the mechanical contacts 81 of the external electrical device 8 have closed. The current limiting device 20, upon receiving the output from the relay board 30, operates to reduce the load current flowing from the battery Ba to the mechanical contacts 81 of the external electrical device 8. Therefore, sufficient current can be supplied to clean the mechanical contact 81, and after electrical conductivity is established, the current consumption flowing through the mechanical contact 81 can be reduced. As a result, in the contact monitoring device 1, which monitors the contact state of the external electrical device 8, it becomes possible to maintain a state where power can be supplied using the battery Ba installed in the contact monitoring device 1 even if an oxide film has formed on the mechanical contact 81 of the external electrical device 8, and to extend the lifespan of the battery Ba.

なお、接点監視装置1は、外部電気機器8の接点の開閉状態を検出するために用いられる。このため、外部電気機器8から出力される接点の開閉を検出可能な中継基板30を備えている。また、実施形態の接点監視装置1は、バッテリBaを電源とするものであるため、バッテリ装着部11aを備えている。バッテリ装着部11aに装着されるバッテリBaは、内部に収納される中継基板30の動作電源の供給や外部電気機器8の接点への通電を行うために用いられる。 The contact monitoring device 1 is used to detect the open/closed state of the contacts of the external electrical device 8. Therefore, it is equipped with a relay board 30 capable of detecting the open/closed state of the contacts output from the external electrical device 8. Furthermore, since the contact monitoring device 1 of this embodiment is powered by battery Ba, it is equipped with a battery mounting section 11a. Battery Ba, mounted in the battery mounting section 11a, is used to supply power to the relay board 30 housed inside and to provide power to the contacts of the external electrical device 8.

なお、実施形態では接点監視装置1の内部にバッテリ装着部11aと中継基板30が位置するように設けられている。図1及び図2に示すことから理解されるように、実施形態の接点監視装置1は、ベース11とカバー12を分けることができるように構成されており、バッテリBaの取り付けや取り外しをする際にはカバー12を取り外して作業が行われる。 In this embodiment, the battery mounting section 11a and the relay board 30 are located inside the contact monitoring device 1. As can be seen from Figures 1 and 2, the contact monitoring device 1 of this embodiment is configured so that the base 11 and the cover 12 can be separated. When installing or removing the battery Ba, the cover 12 is removed for the work.

図2に示す例では、ベース11にバッテリ装着部11aと中継基板30が設けられているが、中継基板30にLEDなどを備え、状況に応じてLEDの光らせ方が異なるものとするのが好ましい。この場合、カバー12を取り付けていてもLEDの変化を把握できるようにするため、カバー12の一部または全部が透明となるように構成するのが好ましい。 In the example shown in Figure 2, the base 11 is provided with a battery mounting section 11a and a relay board 30. It is preferable to equip the relay board 30 with LEDs, etc., so that the way the LEDs light up varies depending on the situation. In this case, it is preferable to configure the cover 12 to be partially or entirely transparent so that the changes in the LEDs can be observed even when the cover 12 is attached.

なお、実施形態の接点監視装置1では、カバー12とベース11の隙間を塞ぐようなパッキン13が備えられている。このパッキン13は環状となるように取り付けられ、パッキン13で囲まれた部分に異物が侵入しにくいように構成されている。実施形態のパッキン13は防水性能のあるパッキン13であり、防塵性に加えて防水性も高められている。なお、実施形態では、パッキン13はベース11に備えられた溝に嵌るようにして取り付けられている。 In this embodiment, the contact monitoring device 1 is equipped with a gasket 13 that seals the gap between the cover 12 and the base 11. This gasket 13 is installed in an annular shape, making it difficult for foreign matter to enter the area enclosed by the gasket 13. The gasket 13 in this embodiment is waterproof, providing enhanced water resistance in addition to dust resistance. In this embodiment, the gasket 13 is installed so as to fit into a groove provided in the base 11.

実施形態の接点監視装置1は電線91を介して外部電気機器8と接続できるようにするため、電線91を導入可能な導入部11bを備えている(図3及び図4参照)。この電線91は中継基板30に接続され、外部電気機器8と中継基板30を電気的に接続される。なお、図4に示す例では、1つの外部電気機器8に接続する電線91が導入部11bから導入されているが、導入部11bは複数の外部電気機器8の電線91が導入されるものであっても良い。 The contact monitoring device 1 of this embodiment is equipped with an introduction section 11b through which an electric wire 91 can be introduced, so that it can be connected to an external electrical device 8 via the electric wire 91 (see Figures 3 and 4). This electric wire 91 is connected to a relay board 30, electrically connecting the external electrical device 8 and the relay board 30. In the example shown in Figure 4, an electric wire 91 connected to one external electrical device 8 is introduced through the introduction section 11b, but the introduction section 11b may be designed to accept electric wires 91 from multiple external electrical devices 8.

ここで、実施形態の接点監視装置1を用いて外部電気機器8の接点を監視する方法の例について説明をする。接点監視装置1と外部電気機器8との間を電線91でつなぐことにより、接点監視装置1から外部電気機器8に電気を流すことができるルートと、外部電気機器8から接点監視装置1に電気を流すことができるルートが設定される。 Here, an example of a method for monitoring the contacts of an external electrical device 8 using the contact monitoring device 1 of the embodiment will be described. By connecting the contact monitoring device 1 and the external electrical device 8 with an electric wire 91, a route is established for electricity to flow from the contact monitoring device 1 to the external electrical device 8, and a route is established for electricity to flow from the external electrical device 8 to the contact monitoring device 1.

外部電気機器8の接点が開いた状態では、接点監視装置1から外部電気機器8に向けて流す電流が接点監視装置1に戻ってくることはない(図5参照)。一方、外部電気機器8の接点が閉じた状態では、接点監視装置1から外部電気機器8に向けて流す電流が接点監視装置1に戻ってくる(図6参照)。したがって、外部電気機器8の接点の開閉の違いにより、外部電気機器8に出力される部分と外部電気機器8から入力される部分、すなわちバッテリとグランド間に電位差が生じていることになる。 When the contacts of the external electrical device 8 are open, the current flowing from the contact monitoring device 1 to the external electrical device 8 does not return to the contact monitoring device 1 (see Figure 5). Conversely, when the contacts of the external electrical device 8 are closed, the current flowing from the contact monitoring device 1 to the external electrical device 8 returns to the contact monitoring device 1 (see Figure 6). Therefore, due to the difference in the opening and closing of the contacts of the external electrical device 8, a potential difference is created between the output portion to the external electrical device 8 and the input portion from the external electrical device 8, i.e., between the battery and ground.

中継基板30は、この電位差の変化を検出することができるようにしており、その検出結果より、外部電気機器8の接点が閉じているのか開いているのかを判定することができる。なお、実施形態では、電位差が所定値以上変化した際または所定値以上変化した後に、所定時間安定した電位差となったことを判定するチャタリング防止回路がマイコン内に形成されている。電位差が安定したことを確認した後で接点の開閉の判定を行うようにすれば、誤判定を抑制することができる。 The relay board 30 is capable of detecting changes in this potential difference, and based on the detection result, it can determine whether the contacts of the external electrical device 8 are closed or open. In this embodiment, a chattering prevention circuit is formed within the microcontroller to determine when the potential difference changes by a predetermined value or, after a predetermined value change, when the potential difference has stabilized for a predetermined period of time. By determining the open/closed state of the contacts only after confirming that the potential difference has stabilized, false determinations can be suppressed.

ところで、電気機器の機械接点81は、使用することによって酸化被膜が形成される。この酸化被膜を破って通電するためには、機械接点81に十分な電流・電圧を印加すればよい。一方、通電後はそこまで大きな電流を流したりする必要はない。そこで、実施形態の接点監視装置1では、通電後に接点に流れる電流を低減させるようにしている。 Incidentally, an oxide film forms on the mechanical contacts 81 of electrical equipment through use. To break through this oxide film and allow current to flow, a sufficient current and voltage must be applied to the mechanical contacts 81. On the other hand, after current is supplied, it is not necessary to flow such a large current. Therefore, the contact monitoring device 1 of this embodiment reduces the current flowing through the contacts after current is supplied.

このようなことを可能とするため、実施形態の接点監視装置1では、バッテリBaの出力側に電界効果トランジスタ(FET)及び複数の抵抗を備えた電流制限装置20が設けられている(図7参照)。より詳しくは、バッテリBaに対して直列となるように、第一の抵抗21と第二の抵抗22が直列接続されている。また、第二の抵抗22をまたぐように電界効果トランジスタ23のソース(S)とドレイン(D)が接続されている。これは、電界効果トランジスタ23の動作制御をすることで、バッテリBaから送られる電流が第二の抵抗22を通過するかしないかを選択できるようにするためである。なお、第二の抵抗22は第一の抵抗21よりも大きい抵抗としている。 To enable this, the contact monitoring device 1 of this embodiment is equipped with a current limiting device 20 on the output side of the battery Ba, which includes a field-effect transistor (FET) and multiple resistors (see Figure 7). More specifically, the first resistor 21 and the second resistor 22 are connected in series with respect to the battery Ba. Furthermore, the source (S) and drain (D) of the field-effect transistor 23 are connected so as to straddle the second resistor 22. This is to allow control of the operation of the field-effect transistor 23, enabling selection whether or not the current supplied from the battery Ba passes through the second resistor 22. Note that the second resistor 22 has a higher resistance than the first resistor 21.

なお、本実施形態は、電流制限装置20の構成として電界効果トランジスタを利用している。電界効果トランジスタはゲート(G)に電圧を印加させることで、ソース(S)とドレイン(D)間の導通を決定することができる。より具体的には、本実施形態ではPチャネル型FETを利用しており、ゲート(G)への電圧の印加の有無で主に第一の抵抗21とトランジスタ23を通過する第1の状態と、主に第一の抵抗21と第二の抵抗22を通過する第2の状態とを切り替えることができるようにしている。 In this embodiment, a field-effect transistor is used as the component for the current limiting device 20. The conduction between the source (S) and drain (D) of a field-effect transistor can be determined by applying a voltage to the gate (G). More specifically, this embodiment uses a P-channel FET, and the system can switch between a first state, where current mainly passes through the first resistor 21 and transistor 23, and a second state, where current mainly passes through the first resistor 21 and second resistor 22, depending on whether or not a voltage is applied to the gate (G).

なお、電界効果トランジスタの代わりとしてハイポーラトランジスタなども利用できる。その場合、電流を流すことによって、コレクタエミッタ間の導通の可否を選択することができる。しかし、電界効果トランジスタを動作させるためのバッテリBaの消費電流の方が、ハイポーラトランジスタを動作させるためのバッテリBaの消費電流よりも小さくすることができるため、電界効果トランジスタを用いる方が好ましい。 Furthermore, hyperpolar transistors can be used as an alternative to field-effect transistors. In this case, the conductivity between the collector and emitter can be selected by applying current. However, since the current consumption of battery Ba required to operate a field-effect transistor can be made smaller than the current consumption of battery Ba required to operate a hyperpolar transistor, using a field-effect transistor is preferable.

このようなことから理解されるように、電流制限装置20には、第一の抵抗21と、第一の抵抗21より高い抵抗となる第二の抵抗22と、トランジスタ23を備え、第一の抵抗21と第二の抵抗22は直列となるように接続され、トランジスタ23と第二の抵抗22は並列となるように接続され、中継基板30からの出力によりトランジスタ23に電圧を印加するか電流を流すことにより、第一の抵抗21を流れる電流が主にトランジスタ23を通って機械接点81に通電する状態から、第一の抵抗を流れる電流が主に第二の抵抗22を通って機械接点81に通電する状態に切り替えることが可能な構成とすることが好ましい。 As can be understood from the above, the current limiting device 20 preferably comprises a first resistor 21, a second resistor 22 having a higher resistance than the first resistor 21, and a transistor 23. The first resistor 21 and the second resistor 22 are connected in series, and the transistor 23 and the second resistor 22 are connected in parallel. By applying a voltage or current to the transistor 23 via the output of the relay board 30, it is preferable to have a configuration that allows switching from a state where the current flowing through the first resistor 21 mainly passes through the transistor 23 and energizes the mechanical contact 81, to a state where the current flowing through the first resistor mainly passes through the second resistor 22 and energizes the mechanical contact 81.

トランジスタ23に電界効果トランジスタを用いる構成とすると、例えば、次のような動きをさせることができる。電界効果トランジスタは通常、ソース(S)とドレイン(D)間が接続されているため、バッテリBaから流れる電流は第一の抵抗21を経由した後、主に第二の抵抗22ではなくトランジスタ23を経由する。このため図7に示すように、バッテリBaの電圧を1.5V、第一の抵抗21の抵抗値を10Ω、第二の抵抗22の抵抗値を100000Ωとした場合、通常、機械接点81には150mAの電流が流れる。 If a field-effect transistor is used for transistor 23, the following behavior can be achieved, for example. Since a field-effect transistor typically has its source (S) and drain (D) connected, the current flowing from battery Ba passes through the first resistor 21 and then mainly through transistor 23, rather than the second resistor 22. Therefore, as shown in Figure 7, if the battery voltage Ba is 1.5V, the resistance of the first resistor 21 is 10Ω, and the resistance of the second resistor 22 is 100,000Ω, then typically a current of 150mA flows through the mechanical contact 81.

一方、電界効果トランジスタに電圧が印加されると、ソース(S)とドレイン(D)間に電流が流れなくなるため、バッテリBaから流れる電流は主に第一の抵抗21と第二の抵抗22の双方を経由する。このため図7に示すように、バッテリBaの電圧を1.5V、第一の抵抗21の抵抗値を10Ω、第二の抵抗22の抵抗値を100000Ωとした場合、電界効果トランジスタに電圧が印加されると、機械接点81には15μAの電流が流れる。 On the other hand, when a voltage is applied to the field-effect transistor, current stops flowing between the source (S) and drain (D). Therefore, the current flowing from battery Ba mainly passes through both the first resistor 21 and the second resistor 22. For this reason, as shown in Figure 7, when the voltage of battery Ba is 1.5V, the resistance of the first resistor 21 is 10Ω, and the resistance of the second resistor 22 is 100,000Ω, a current of 15μA flows through the mechanical contact 81 when a voltage is applied to the field-effect transistor.

ここで、接点を開いている状態から閉じた状態とした結果、電流の流れる経路が変更になるまでの流れについて説明をする。図8の(1)に示すことから理解されるように、外部電気機器8の接点が開いている状態では、接点監視装置1のバッテリBaから外部電気機器8に電流が流されることはない。しかし、外部電気機器8の接点が閉じたら主に第二の抵抗22を経由しないルートで電流が流れるように待機している。 Here, we will explain the process from when the contact is opened to when it is closed, and how the current path changes as a result. As can be understood from Figure 8 (1), when the contact of the external electrical device 8 is open, no current flows from the battery Ba of the contact monitoring device 1 to the external electrical device 8. However, when the contact of the external electrical device 8 closes, the system is in a state of readiness to allow current to flow mainly through a route that does not pass through the second resistor 22.

図8の(2)に示すことから理解されるように、外部電気機器8の機械接点81が閉じた直後は、待機していたルートで電流が流れるため、比較的大きめな電流を流すことができ、機械接点81をクリーニングすることができる。その後、機械接点81を閉じたことにより生じた電位差の変化を継続して検出したら、中継基板30から電界効果トランジスタに電圧を印加する(図8の(3)参照)。電界効果トランジスタへの電圧の印加により、電界効果トランジスタを動かし、主に第二の抵抗22を経由するルートで電流が流れるようにする(図8の(4)参照)。これにより機械接点81に流れる電流値を低下させることができる。 As can be understood from Figure 8 (2), immediately after the mechanical contact 81 of the external electrical device 8 closes, a relatively large current flows through the waiting route, allowing the mechanical contact 81 to be cleaned. Subsequently, after continuously detecting the change in potential difference caused by closing the mechanical contact 81, a voltage is applied from the relay board 30 to the field-effect transistor (see Figure 8 (3)). Applying voltage to the field-effect transistor moves it, causing current to flow mainly through the second resistor 22 (see Figure 8 (4)). This reduces the current flowing through the mechanical contact 81.

ここまでは、一つの接点監視装置1に対して一つの外部電気機器8を接続した例を説明しているが、一つの接点監視装置1に対して複数の外部電気機器8を接続しても良い。図9に示す例では、四つの外部電気機器8を接続している。なお、図9では接点監視装置1が四つのバッテリBaを備えているように見えるが、実際は一つのバッテリBaである。一つのバッテリBaから複数の外部電気機器8の接点に電流を流す構成とする場合、より一層、流す電流の制限は重要である。つまり、中継基板30に複数の外部電気機器8を接続可能な構成とするのは、より好ましい構成になるといえる。 Up to this point, we have described an example where one external electrical device 8 is connected to one contact monitoring device 1. However, multiple external electrical devices 8 may be connected to one contact monitoring device 1. In the example shown in Figure 9, four external electrical devices 8 are connected. Note that although Figure 9 makes it appear as if the contact monitoring device 1 has four batteries Ba, it actually has only one battery Ba. When configuring the system to supply current to the contacts of multiple external electrical devices 8 from a single battery Ba, limiting the current flow becomes even more important. Therefore, a configuration that allows multiple external electrical devices 8 to be connected to the relay board 30 is a more preferable configuration.

以上、実施形態を例に挙げて本発明について説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、各種の態様とすることが可能である。例えば、バッテリは、直列接続で複数個装着されるものとしても良い。また、多数の外部電気機器を接続する構成とする場合は、バッテリを装着する個所によって、そのバッテリが電気を供給できる外部電気機器が異なるようにすることも可能である。 The present invention has been described above using embodiments as examples, but the present invention is not limited to the above embodiments and can be implemented in various forms. For example, multiple batteries may be installed in series. Furthermore, in configurations where many external electrical devices are connected, it is possible to design the external electrical devices that can be powered by each battery to differ depending on where the batteries are installed.

1 接点監視装置
8 外部電気機器
11a バッテリ装着部
20 電流制限装置
21 第一の抵抗
22 第二の抵抗
23 トランジスタ
30 中継基板
81 機械接点
1 Contact monitoring device 8 External electrical equipment 11a Battery mounting section 20 Current limiting device 21 First resistor 22 Second resistor 23 Transistor 30 Intermediate board 81 Mechanical contacts

Claims (4)

接続される外部電気機器の機械接点の状態を監視するために用いられる接点監視装置であって、
接点監視装置に電源を供給するとともに、外部電気機器の機械接点に電流を流すために用いられるバッテリを装着可能なバッテリ装着部と、
バッテリから外部電気機器の機械接点に流される負荷電流を低減させることが可能な電流制限装置と、
外部電気機器の機械接点が閉じたか否かを判定可能な信号が入力される中継基板と、
を備え、
前記中継基板は、入力された信号から外部電気機器の機械接点が閉じたと判定できる場合であって、前記機械接点が閉じた直後に前記機械接点の酸化被膜を除去するために十分な電流を流した後に、電流制限装置を動作させるように出力し、
前記中継基板からの出力をうけた電流制限装置は、バッテリから外部電気機器の機械接点に流す負荷電流を低減させるように動作する接点監視装置。
A contact monitoring device used to monitor the condition of mechanical contacts of connected external electrical equipment,
A battery mounting section that can accommodate a battery used to supply power to the contact monitoring device and to supply current to the mechanical contacts of external electrical equipment,
A current limiting device capable of reducing the load current flowing from the battery to the mechanical contacts of external electrical equipment,
A relay board to which a signal capable of determining whether or not the mechanical contacts of an external electrical device are closed is input,
Equipped with,
The relay board, when it can determine from the input signal that the mechanical contacts of an external electrical device have closed, outputs a signal to activate the current limiting device after supplying a sufficient current to remove the oxide film on the mechanical contacts immediately after they have closed .
The current limiting device, which receives the output from the relay board, is a contact monitoring device that operates to reduce the load current flowing from the battery to the mechanical contacts of external electrical equipment.
電流制限装置には、第一の抵抗と、第一の抵抗より高い抵抗となる第二の抵抗と、トランジスタを備え、
第一の抵抗と第二の抵抗は直列となるように接続され、
トランジスタと第二の抵抗は並列となるように接続され、
中継基板からの出力によりトランジスタに電圧を印加するか電流を流すことにより、
第一の抵抗を流れる電流が主にトランジスタを通って機械接点に通電する状態から、
第一の抵抗を流れる電流が主に第二の抵抗を通って機械接点に通電する状態に切り替えることが可能な請求項1に記載の接点監視装置。
The current limiting device includes a first resistor, a second resistor with a higher resistance than the first resistor, and a transistor.
The first resistor and the second resistor are connected in series.
The transistor and the second resistor are connected in parallel.
By applying a voltage or current to the transistor via the output from the relay board,
From a state where the current flowing through the first resistor mainly passes through the transistor and energizes the mechanical contacts,
The contact monitoring device according to claim 1, which is capable of switching to a state in which the current flowing through the first resistor mainly passes through the second resistor and energizes the mechanical contacts.
トランジスタは、電圧を印加することで動作させる電界効果トランジスタである請求項2に記載の接点監視装置。 The contact monitoring device according to claim 2, wherein the transistor is a field-effect transistor that operates by applying a voltage. 中継基板に複数の外部電気機器を接続可能な請求項1から3の何れかに記載の接点監視装置。 A contact monitoring device according to any one of claims 1 to 3, wherein multiple external electrical devices can be connected to the relay board.
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