专利名称：使用了ic标签的控制机器的操作状态检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种使用了 IC标签的控制机器用的操作状态检测装置，尤其涉及用 IC标签以非接触方式识别操作开闭器的状态和开关位置等控制机器的操作状态的方式。
背景技术：
在具有机械方式的开闭器和开关、操作杆等的控制机器中，作为稳定地保持它们的操作状态(例如，在产业用的电力供给系统中作为供给和切断大电力用的开闭器的多个开关的开闭状态)的机械方式，有凸轮开关机构(参照非专利文献1)。它利用与开关的操作轴连动的凸轮和弹簧，稳定地选择与开闭器(或开关)的各接点对应的预定位置(以下称为槽口位置)。虽然在相邻槽口位置的中间位置处为不稳定状态，但凸轮开关机构具有被弹簧吸引到某一个稳定位置的构造，不仅减小齿隙移动(backlash)、漂移等的偏移，还可以减轻在轴(shaft)方式的旋转开关长期不旋转时因轴的锈污和油组分硬化等造成的长时间粘固之类的问题。这样的凸轮开关机构适用于长期设置的电力供给系统的开闭器和开关。包含上述凸轮开关机构在内，通常的机械方式的开闭器的“打开”、“中间”、“闭合” 或开关机器的操作位置，可以通过目视示出与其连动的手柄(handle)、表盘(dial)、旋钮 (knob)的位置和刻度的显示或刻印来确认。另一方面，在设置成把上述开闭器和上述开关或操作杆组装到控制系统中，可以系统地确认显示的情况下，已知有在系统运转时可以用电气遥控监视单元进行非接触的显示确认的构成。另外，通过把IC标签组装到部件或机器中，可以从外部利用IC标签阅读器以电磁方式与IC标签交换信息，把IC标签的ID作为密钥，进行部件和机器或相关周围环境信息的阅读或写入等的通信。如果利用该特征，则通过扫描IC标签阅读器的天线，检测与IC标签的通信成立的地点，可以把该IC标签的位置作为通信成立时的天线的位置检测出来，结果就可以以非接触方式识别IC标签的位置。在专利文献1和专利文献2中记载了通过在多个空间配置用来与IC标签通信的 IC标签阅读器的天线，切换并扫描它们，来检测IC标签的位置的技术。在专利文献3中记载了在变电设备等中使用的各开闭器(开关)上安装连接各个传感器的IC标签，把来自连接到该IC标签的各个传感器的输入以非接触方式传送到IC标签阅读器的技术。在专利文献4中记载了有关通过用接点对IC标签的天线与IC标签的芯片的连接线进行开闭，通过IC标签阅读器途径以非接触方式识别该开关的状态(打开或闭合)(在闭合时读出IC标签的信息)的技术。在专利文献5中公开了，例如像其图3(a)那样的把IC标签设置或组装到金属面等上作为组装到金属物上的IC标签的技术。在该专利文献5中公开了，由于IC标签的安装面是金属的，所以通信时用的电磁波被反射而不能与被组装的IC标签进行通信时的对策；或者将灵敏度低的小型IC标签恢复成实用程度的灵敏度后再进行通信的对策。<专利文献1>日本特开2009-157904号公报<专利文献2>日本特开2006-014110号公报<专利文献3>日本特开2008-99459号公报<专利文献4>日本特开2010-13210号公报<专利文献5>日本特开2008-90813号公报< 非专利文献 l>http://www. seiko-ce. co. jp/hinmoku/seigyo/pdf/cs common. Pdf “正兴操作开闭器规格一览”
发明内容
(发明要解决的问题)现有的控制机器的操作开闭器和控制开关等存在着以下的问题，S卩，存在在读取与它们的操作手柄和表盘连动的显示时因目视识别的各种误读造成的人为错误的可能性。 另外，非专利文献1中记载的凸轮开关机构由于长期地设置在现场，所以会因显示部分的尘埃、污物而造成文字、记号变得不鲜明或者剥落。作为误读的例子，有与手柄和表盘所指示的显示的视觉差误读，容易错误显示的文字、记号造成的误读，显示的剥落或开裂造成的误读等。另外，作为用来防止误操作的安全对策的一个环节，可以拔掉手柄和表盘，但有因手柄和表盘的安装误差造成的误读等。而且，还存在进行拔掉手柄和表盘的处置时难以判读的问题。其次，专利文献1和专利文献2中记载的技术，可以以非接触方式检测IC标签的位置，可以比较自由地设定IC标签扫描区域(检测IC标签的位置的区域)，但是，由于选择性地切换供给激励IC标签的电力的多个天线，所以装置的规模大、成本高，存在着难以像单个开关那样用到小规模对象物上去的问题。另外，专利文献3中记载的发明的特征在于，通过选择传感器的种类，以非接触方式得到多种信息，但是，由于具有与IC标签不同的传感器，所以规模大，为了使各传感器工作必须有电源，存在着难以像单个开关那样用到小规模对象物上去的问题。进而，专利文献4中记载的发明，无需与IC标签不同的传感器和电源，使用阅读器进行的读出也是非接触方式的，但是起到传感器作用的接点以机械接触式工作，而且因此机械规模大，存在着难以像单个开关那样用到小规模对象物上去的问题。另外，由于IC标签使用电磁波进行通信，所以在安装对象物或其周边是金属等的导体时有时通信不稳定或者不可能。对于使用金属多的开关和安装该开关的金属制的配电盘，这是严重的问题。另外，专利文献5中记载的发明，可以把IC标签设置或组装到金属面等上，但是对于在具有像凸轮开关那样的机械开闭器和开关等的控制机器中成为可以以非接触方式确认它们的操作状态，没有进行充分的考虑。本发明的目的在于提供使用了 IC标签的控制机器的操作状态检测装置，在把多个开闭器和控制开关等组装到控制机器中时，在运转过程中，无须为了巡视和检查维护等而接触手柄和表盘，可以以非接触方式准确且安全地识别它们的多个开关位置和显示，减少人为错误的效果好。(用来解决问题的手段)
如果示出本发明的代表性方案的一例，则如下所述。即，一种组装了多个IC标签的控制机器的操作状态检测装置，其特征在于包括与上述控制机器的多个操作状态相关联地配置的多个IC标签；以及能够针对上述多个IC标签使位置关系相对变更地设置的一个辅助天线，该操作状态检测装置构成为，根据上述控制机器的各操作状态，上述多个IC 标签中的某一个与上述辅助天线一对一地选择通信。(发明的效果)根据本发明，能够提供一种操作状态检测装置，即使在把控制机器的开闭器和控制开关等组装到控制系统中而运转时，无须为了巡视和检查维护等而接触手柄和表盘，可以利用电磁波以非接触方式识别它们的开关等的位置和关系的显示，减少目视等造成的人为错误的效果好。
图1是示出本发明的实施例1中的控制机器的操作状态检测装置的系统构成例的图。图2A是具有图1的操作状态检测装置的控制机器的分解立体图。图2B是示出图1的IC标签保持屏的背面的图。图3是示出实施例1中使用的小型IC标签的一例的图。图4A是说明实施例1中的小型IC标签、远程天线和IC标签阅读器的关系的图。图4B是图4A中的远程天线和小型IC标签的位置关系的说明图。图5是说明在实施例1中使用了偶极天线时的旋转限制范围的图。图6是说明在实施例1中使用了单极天线时的、沿旋转方向移动、一对一地通信的状态的说明图。图7是说明在实施例1中不与相邻标签发生信息混合的条件。图8是示出本发明的实施例2中的控制机器的操作状态检测装置的系统构成例的图。图9是示出本发明的实施例3中的控制机器的操作状态检测装置的概要的图。图10是示出本发明的实施例5中的组装了控制机器的操作状态检测装置的整体构成的图。图IlA是实施例5中的操作状态检测装置的基座的正视图和侧视图。图IlB是实施例5中的操作状态检测装置的可动体的正视图和侧视图。图IlC是示出实施例5中的IC标签的构成例的图。图12A是示出实施例5中的IC标签与检测电极的关系的图。图12B是示出比较例中的IC标签与检测电极的关系的图。图13A是示出实施例5中的、与控制机器的电路端子的闭合状态对应的、基座与可动体的关系的图。图1 是示出实施例5中的、与控制机器的电路端子的中间状态对应的、基座与可动体的关系的图。图13C是示出实施例5中的、与控制机器的电路端子的打开状态对应的、基座与可动体的关系的图。
图14是示出实施例5中的、控制机器的电路端子的各操作状态和可动体的位置关系的图。(附图标记说明)1 凸轮开关；10 :IC标签；11 开关轴(旋转轴)；12 凸轮开关主体部分；13 金属制的背板；14 :IC标签保持屏；15 远程天线(辅助天线)；16 位置调整用的隔离物；17 手柄；18 天线部分；19 IC标签阅读器；20 目视用屏；21 电波；22 状态识别处理单元；80 辅助天线；200 开关单元；210 基座；230 可动体；231 检测电极；232 传送线路；233 传送线路；237 臂；300 控制电路；400 控制机器的电路端子；500 中继电路；600 控制机器的电路端子；700 被控制机器的主电路
具体实施例方式根据本发明的代表性的实施例，在开关的旋转轴上连接作为辅助天线的单极天线或偶极天线，形成以上述轴为中心向一方或左右将臂展开的外形的辅助天线。在与开关的旋转连动地环绕的辅助天线的正下方，以依次靠近并环绕的方式配置小型标签。通过这样， 以旋转轴为中心延伸的辅助天线的正下方的小型标签可以一对一地通信。可以通过通信使用IC标签阅读器取得对应的IC标签的信息(对每个被配置的IC标签设定不同的信息)， 根据取得的信息识别开关的操作位置。如果采用单极天线作为辅助天线，则可以把小型标签的配置范围扩大到360度整圈。单极天线的一端与旋转开关的旋转轴连接，天线在旋转轴的半径方向上延伸，标签配置在天线正下方。小型标签在与旋转轴正交的平面内设置成同心圆状。通过这样，即使在配置角度遍布360度时，也在天线正下方配置一个小型标签。另外，与偶极天线相比，单极天线少了一个臂，必须有称为接地(ground或earth) 的宽的导体。可以用配置有小型标签的金属板替换该接地。另一方面，由于旋转轴与电波的发射方向平行，所以即使是金属制，只要不是单极天线的规定尺寸，对于电磁波的发射就可以忽视。从配置小型标签的金属面垂直突出的金属的旋转轴的轴长正好为单极尺寸(大约λ/4的长度，其中λ是通信电磁波或设置的小型标签的电磁波波长)时，电磁波强度增加，或者发射范围变宽。另外，也可以采用偶极天线方式，S卩，可以把全长约λ/2的偶极天线的中心部分固定在旋转轴上而成的、呈两臂状向相反方向延伸的天线。在偶极天线中，小型标签的配置为，在圆周上在彡0度且< 180度的角度范围内可以在一个臂即一个辅助天线的单侧正下方配置一个小型标签，但如果设置在> 180度且< 360度的角度范围内，则在另一个臂的正下方也会埋入一个小型标签。这样的话，如果选择偶极天线作为辅助天线，则在天线正下方埋入两个小型标签，发生信息混合，产生不能一对一地识别的范围。因此，一对一的选择范围是开关轴的>0度且<180度的角度范围，小型标签的设置范围必须缩小到整圈的一半。这样，在本发明中，使内部指针的尺寸大致为单极天线或大致为双极天线的长度， 兼用单独使用时没有实用灵敏度的小型标签作为灵敏度高的辅助天线，在内部指针的正下方配置一个标签，提供可以与操作机器的轴旋转连动、不会与相邻小型标签信息混合地一对一地通信的构成。下面，说明本发明的具体的实施例。辅助天线的天线宽度和小型标签的宽度、以及与小型标签的配置的节距宽度之间的关系也用实施例描述。(实施例1)下面，参照
本发明的实施例1。图1是示出用来实现本发明的使用了 IC标签的控制机器的操作状态检测装置的、 优选的凸轮开关的构成的剖面图。图2A是示出图1的凸轮开关的构成的分解立体图。图 2B示出图1的IC标签保持屏的背面。本实施例的操作状态检测装置构成为，用来检测作为电气开闭器的凸轮开关1的工作状态。凸轮开关1具有凸轮开关主体部分12，为了经由开关轴(旋转轴)11作为旋转运动来驱动在其内部设置的开关机构(细节可参见非专利文献1)，在开关轴11上安装手柄17。0-0’表示开关轴11的旋转中心轴。通过在非金属制的目视用屏20上刻印的刻度或显示(图中省略)用目视识别凸轮开关主体部分12的工作状态。在目视用屏20的背面，夹着位置调整用的隔离物16，在从凸轮开关主体部分12伸出的轴11上安装远程天线(辅助天线)15。由此，远程天线(辅助天线)15与轴11同时旋转。 图1中示出采用单极天线作为远程天线15的例子。另外，远程天线15，为了作为偶极天线或单极天线工作，与轴11电磁连接。即，远程天线15(单极天线)的一端通过轴11与金属制的背板13电磁连接，以确保接地。远程天线15，在向IC标签保持屏14凹进而形成的圆形空间141内旋转，在其背侧的凹部142中，在以轴11的轴为中心的同一圆周上根据需要设置多个用来检测远程天线15 的位置的小型IC标签10。S卩，像图2B所示的那样，在IC标签保持屏14的背面侧，在同一圆周上设置用来收纳保持小型IC标签10的多个凹部142。凸轮开关主体部分12、IC标签保持屏14和手柄17由树脂材料等的绝缘物构成。另外，在实际的装置中，配电盘的屏(图中省略)位于金属制的背板13与凸轮开关主体部分12之间。为了防止误工作，有时在一旦驱动了之后到下次驱动之前，把手柄17拆除。在小型IC标签10和远程天线15处于预定位置的状态下，金属制的背板13、IC标签保持屏14和目视用屏20分别在中央具有孔，外侧的周边部分用螺丝23固定在凸轮开关主体部分12上。换言之，各小型IC标签10被IC标签保持屏14和金属制的背板13夹着而被固定保持在上述预定位置上，而远程天线15被固定在轴11上，被可旋转地保持在IC 标签保持屏14的空间141内。18是IC标签阅读器19的天线部分，22是状态识别处理单兀。图3示出在金属面(本实施例中是背板13)上配置的小型标签10的例子。小型标签10配置成与电波的发射方向相反的一侧(图3中为下侧)与金属制的背板13相接。 小型标签10的大小D为IC标签在通信中使用的电磁波的波长的约1/10以下。例如，在使用频率2. 45GHz的频率的微波带的IC标签中是12毫米以下的尺寸。该状态的小型标签在单独使用时没有足够的灵敏度，通常不能与IC标签阅读器进行通信。小型标签10由与IC 芯片100连接的RFID标签110和其外侧的环形天线120等构成。另外，当然，不言而喻，小型标签10的构成不仅限于该例子。图4A是说明小型IC标签、远程天线和IC标签阅读器的关系的图。具有小型IC标签ID码的IC标签10通过远程天线15与IC标签阅读器19通信。IC标签10是未内置电源的所谓无源(passive)标签，从IC标签阅读器19由天线接收的电磁波被整流器102变换成直流电源，作为能量源工作，根据信号处理部103中保持的ID码从天线发送由调制器101调制了的电磁波。IC标签阅读器19的发送器191、接收器192经由循环器193与天线部分18连接。在此，如果IC标签阅读器19的天线部分18朝着凸轮开关1发射电磁波21进行通信，则可以只从位于远程天线15的位置的IC标签10取得信号。此处的信号主要是针对每个IC标签的特有的ID码等的信息被调制了的高频信号。由天线部分18接收的信号被发送到与IC标签阅读器19连接的状态识别处理单元22。在状态识别处理单元22中用解调译码器22A把高频变换成原来的针对每个IC标签的特有的ID码等的信息。信息被送到 ID码地图信息比较器22B。在ID码地图信息比较器22B中预先设置各IC标签的ID码、以及地图信息，该地图信息是把在配电盘上(或要设置配电盘的工厂等的设施中)设置了多个具有该ID码的IC标签的哪个凸轮开关1 (la In)、安装在对应的凸轮开关的哪个位置上、以及该位置对应于凸轮开关的哪种工作状态组合起来得到的地图信息。如果通过与该地图信息比较可以接收ID码，则可以判明对应的凸轮开关，识别凸轮开关的工作状态。在状态存储单元22C中，针对凸轮开关分别存储上述对应凸轮开关的ID码和凸轮开关的工作状态。在设定目标值存储单元22D中预先设置正确设定了时的各凸轮开关的工作状态。通过由状态判断单元22E比较状态存储单元22C的内容和设定目标值存储单元 22D的内容，判断各凸轮开关的状态是不是正确。用显示器等的接口单元22F输出该结果。另外，图4B是图4A中的远程天线和小型IC标签的位置关系的说明图。在图4B 中，在金属面上配置两个图3的IC标签即IC标签10-1和IC标签10-2。IC标签10的接收距离比较短，不能与IC标签阅读器19通信。但是，在正上方与远程天线(辅助天线)15 接近的IC标签10-1，由于与远程天线15的相互作用而成为高灵敏状态，可以充分地通信。 如果远程天线15旋转而移动到IC标签10-2的正上方，则IC标签10-2重新开始通信。图5是说明作为远程天线使用偶极天线150时的旋转限制范围的图。进行偶极天线动作的远程天线150旋转，在其正下方不存在IC标签时，与哪个IC标签都不能通信。因此，IC标签必须配置在由凸轮开关12的槽口机构定位的位置之一上。但是，在进行偶极天线动作的远程天线150旋转时，应配置成在其正下方只有一个IC标签。图5说明这样的情形，即，由于只有一个IC标签，所以如果将具有与旋转轴11相同的中心的单个圆50上的配置设为IC标签10-1、10-2、. . . 10-n，则在图中下侧位置例如10-5的位置上不安装IC标签。 这些场所是在远程天线之下埋入两个IC标签的角度区域。例如，IC标签10-1和IC标签 10-5位于远程天线的正下方。由于相对于远程天线15与两个IC标签通信，所以不能确定槽口位置被信息混合的位置。但是，在槽口位置落在180度以内时，在相对置的位置之前例如10-5的位置之前无须配置IC标签，也不会有什么问题。另外，如果目视用屏20是透明的板，则其内侧的远程天线(辅助天线)15可以兼用作内置指针，根据该内置指针的位置，容易知道开关的位置即槽口位置。由此，即使拔掉手柄和表盘，也可以附加不易拔出的结构的内置指针来作为从外部获知槽口位置的手段。 由于该内置指针与操作开闭器和开关的轴连结，所以即使拔掉手柄和表盘，内置指针也可以作为指示槽口位置的结构起作用。根据本实施例，能够提供操作状态检测装置，即使在把控制机器的开闭器、控制开关组装到控制系统中而运转时，无须为了巡视和检查维护等而接触手柄和表盘，可以利用电磁波以非接触方式识别它们的开关位置和显示，减少目视等造成的人为错误的效果好。
另外，通过采用未内置电源的所谓无源标签，具有可以通过把它和与凸轮开关的操作状态连动的远程天线组合起来，使整体构成简化，容易用到小规模对象物上去，同时可以抑制成本，且维护也简单的效果。其次，用图6说明采用单极天线15作为远程天线、沿旋转方向移动、一对一地通信时的情形。此时，可以在同心圆50上的全部角度位置设置IC标签10。用偶极的约一半 (约λ/4)即单极天线实现远程天线15。进行单极天线工作的远程天线15，由于臂从旋转轴中心只向一个方向延伸，所以在IC标签10-1位于远程天线15的正下方时，180度相反侧的IC标签10-5不位于远程天线15的正下方。接着，说明实施例1中的设置IC标签10的同心圆的轨道。图7中示出，要设置的同心圆的轨道可以是远程天线前端部a的区域、或远程天线中间部b的区域、或远程天线根部c的区域中的任何一个。轨道的选择是，如果标签的个数增加则选择外侧轨道。根据标签的种类和设置方向，有时c轨道灵敏度最大，有时b轨道灵敏度最大，有时a轨道灵敏度最大。表明可以调整成为实用程度的灵敏度。电压动作型标签在电压驻波的最大地点(辅助天线前端部)即a区域灵敏度最大，电流动作型标签在电流最大地点(辅助天线的轴连接地点部)即c区域灵敏度最大。b 区域则因电压型和电流型的累积效果而灵敏度好。而且，图7中规定远程天线15或150的宽度。用来分别识别IC标签的条件，用 IC标签的宽度W1、远程天线的宽度(更准确地说，与IC标签重叠的位置处的远程天线的宽度)W2、与相邻IC标签的间隔W3表示为:W3 > WU W2 > WU W3 > W2。(实施例2)下面，用图8说明本发明的实施例2。本发明不限于通过旋转进行控制机器的操作，控制机器的操作不限于旋转，不管是直线状还是伴随沿预定轨迹的规则位置的规则移动，都可以同样地适用。例如，像图8所示那样，在直线A-A’上配置多个小型标签10-1、10-2、10-n，在可以沿该直线A-A’直线状移动的开关机构84上设置远程天线80，在用远程天线80与各小型标签的位置关系识别可以直线状移动的开关机构84的位置时也可以适用。这样，本发明不仅仅限于检测凸轮开关等的旋转式动作开关的状态。另外，在开关等不具有槽口位置的结构的情形下，在因失误等而不能正确地识别开关等的工作状态时，状态识别处理单元22进行集中混合控制，进行正确的位置检测。(实施例3)下面，用图9说明本发明的实施例3。由于只要能实现IC标签与远程天线的、与轴11连动的相对移动和位置对准，就可以实现状态识别，所以也可以使IC标签与远程天线的旋转关系或直线状可动关系成为相反。S卩，像图9所示的那样，圆盘状的保持器92与轴11连结，在该圆盘状的保持器92上固定多个IC标签10-1 10-n，另外，在与圆盘状的保持器92不同步的固定位置上设置远程天线90。由此，各IC标签10与轴11的旋转连动地运动，利用IC标签阅读器只检测来自进行了与固定位置的远程天线90的位置对准的例如IC标签10-n的信息。此时，由于远程天线90不进行旋转运动，所以比较容易使用灵敏度比单极天线好的偶极天线。(实施例4)
本发明不限于以上所述的凸轮开关。例如，如果把上述实施例1的凸轮开关主体部分12置换成机械机构例如门的门锁机构，就可以用于检测门的门锁机构的状态。另外， 如果把凸轮开关主体部分12置换成阀机构，就可以用于检测进行流体的流量控制的阀的打开程度的状态。这样，本发明的构成不仅仅限于检测电气开关的状态，可以广泛地应用于使用了 IC标签的各种控制机器用的操作状态检测装置。进而，根据本发明，机械开闭器和控制开关，即使是用玻璃和塑料等单独使用时电磁波可通过的包裹材料收纳的部件的状态，也可以从包裹外部确认开关位置信息(控制机器的操作状态)。或者，通过使远程天线兼用作内置指针，即使为了安全而从开闭器和控制开关拔掉手柄和表盘，也可以利用可确认槽口位置信息的内置指针以非接触方式确认开关状态。进而，在组装了 IC标签的开闭器和控制开关中，通过向IC标签埋入可识别组装位置的特有的ID，也可以进行该开闭器和控制开关的制造编号、制造信息等的固体管理。(实施例5)下面，用图10 图14说明在具有切断开关组的控制机器的操作状态检测装置中使用了本发明的实施例5。图10是示出本实施例中的组装了控制机器的操作状态检测装置的整体构成的图。本实施例涉及例如在高压机器的切断开关系统组中采用的控制机器的操作状态检测装置。用一个基座210和一个可动体230构成一组开关单元200，沿与可动体230的移动方向(图中为ζ轴方向)成直角的方向(图中为Y轴方向)把多组开关单元配置成一列且高度相同，构成切断开关系统的切断开关组O00-1 200-Π)，各开关单元的控制机器的电路端子(400，600)构成为，对中继电路500与控制电路300之间进行开闭，该中继电路500 对开关系统分别固有的被控制机器的主电路700(1 η)的高压电源的切断机等进行控制。 在基座210上设置多个IC标签，这多个IC标签与控制机器的多个操作状态即是与连接到电路端子400和600的例如控制电路300和中继电路500电气连接的状态还是切断的状态相关联地配置，具有一个辅助天线的可动体230构成为可以相对地变更相对于基座210上的多个IC标签的位置关系。构成为基座210上的多个IC标签中的某一个与一个辅助天线可以一对一地选择通信，以与控制产生被控制机器的主电路700的功能(ON)还是使其无效 (OFF)的可动体230的各操作状态，例如，拉起可动体230切断电路端子400和600的状态、 即主电路700的功能无效(OFF)的状态、或者按下可动体230使电路端子400与600连接的状态、即主电路700的功能有效(ON)的各状态对应。各开关单元200的操作状态，与上述的实施例同样，可以利用阅读器/写入器19以非接触方式从可动体230的辅助天线读取。另外，被控制机器的种类为多种的情形也很多，用来控制它们的主电路700的电源等的切断开关组O00-1 200-Π)的数目也很多，但考虑到操作性，许多切断开关组整体上很紧凑地置于狭小空间内。图10中，切断开关组的绝大多数开关单元，在控制机器的电路端子的闭合状态即按压状态下位于与电路端子400和600的连接状态对应的最下位置(第一位置)，开关单元 200-m在控制机器的电路端子的打开状态即拉起状态下处于电路端子400和600的切断状态(第二位置，即完全打开或取出的状态)。另外，开关单元也可以保持在第一、第二位置的中间位置(第三位置)。通过确认各开关单元的高度、取出，即使用目视也可以在一定程度上把握这样的开关单元的操作状态。但是，在开关单元的数目多，控制内容多种多样，开关单元的开闭也是各种各样时，需要更精确地把握操作状态，确保操作的安全。在本实施例中，通过采用在各开关单元中组装多个IC标签且在狭小的空间内设置的多个IC标签的位置不会被误检测的构成，可以利用电磁波以非接触方式识别各开关单元的位置以及操作状态的正确信息。由此，能够提供目视等造成的人为错误的减少效果好的操作状态检测装置。下面，用图11 (图11A，图11B)更详细地说明开关单元200的构成。图IlA的㈧是基座210的正视图，图IlA的⑶是基座的侧视图。另夕卜，图IlB 的(A)是可动体230的正视图，图IlB的(B)是可动体230的侧视图。像图IlA所示的那样，基座210具有树脂制的安装基板部211和背板部212、以及从该背板部突出而一体化设置的使可动体230沿上下直线(A-A’)方向滑动的导引部213。 另外，导引部213的内侧构成与背板部高度相同的导引沟214，利用在该导引沟214的中央部设置的树脂制的突起部215，沿导引部213的移动面在A-A’方向上与控制机器的电路端子400和600的开闭状态相关联地保持多个(此处为3个)IC标签10 (10-1、10-2、10-3)。另外，导引部213以使上下移动的可动体230与各IC标签10保持预定的间隔的方式进行导引。可动体230从横方向(在图IlA的(A)的正视图中是从跟前方向，在图IlA 的(B)的侧视图中是从左侧方向)装进基座210的导引部213内，可以沿导引部213上下移动。导引部213是薄壁结构，在其上部内面有凹凸，在可动体230的侧面上形成与该凹凸卡合的凸部，由此，具有把可动体230保持在导引部213的预定操作位置上的功能。而且，在基座210上设置一对电路端子216、218，分别利用螺丝217、219把这些电路端子216、218固定在基座210的安装基板部211上，并与电路端子400、600电气连接。利用可动体的短路板234使一对电路端子216、218电气地开闭。背板部212具有与相邻的开关单元的背板部卡合的凹凸部。221是用来通过用于将多个开关单元200固定而作为一个开关单元组一体化的螺丝(图中省略)的孔。222是在安装基板部211上设置的座部。利用短路板234使一对电路端子400、600电气地开闭。另外，从自背板部212向上延伸的延长部220向横方向突出设置的突起223，用作针对可动体230的向基座210的下方向的阻挡物，并且具有与在相邻开关单元的背板部的背面设置的孔卡合进行定位的功能。而且，以例如从基座210的突起223垂下的形状一体地形成各IC标签10以及保持它的突起部215。 由此，在基座210的突起部215的周围存在着用来使围绕着该突起部215配置的可动体230 上下移动的空间。此外，用基座210支撑各IC标签10以及突起部215的结构不限于从突起223垂下的方式，当然地，只要是以不妨碍可动体230的上下运动的方式将各IC标签10 以及突起部215固定在基座210上，也可以是其它的结构。另一方面，可动体230像图IlB所示的那样，具有如下构成在树脂制的主体235 的上部埋设辅助天线80 (80A.80B)，该辅助天线80与传送线路232、233电气连接，而且一对检测电极231 (231A、231B)与传送线路232、233电气连接。由于各IC标签与一对检测电极231A和检测电极231B电磁耦合，所以用导电性的臂237保持检测电极以使得IC标签的电极状的天线(tl、t2)被检测电极(231A、231B)夹入。在树脂制的主体235的上部设置销钉(图中省略)，以该销钉为支轴把短路板234保持在树脂制的主体235的凹部中。另外，236是用作针对可动体230的向基座210的下方向的阻挡物的台阶部。另外，像后面所述的那样，把各IC标签10固定在基座210和突起部215上，使得一对电极间的中心轴与传送线路232、233的中心轴平行的位置关系成立。因此，装进基座 210的导引部213内的可动体230在配置成其传送线路232、233和位于从它们沿圆周方向旋转了 90度的位置上的检测电极(231A、231B)包围着各IC标签10和保持它的突起部215 的周围的状态下，沿导引部213上下移动。作为可动体230的辅助天线80(80A、80B)，以半波长为基频的偶极天线是合适的。 传送线路232、233与辅助天线80的大致中央连接，具有供给电磁波的功能。另外，也可以采用单极天线。像图IlC所示的那样，IC标签10夹着中心轴0-0’具有一对电极状的天线tl、t2。 此外，关于IC标签10的细节，如前面的实施例所述。图12A的㈧示出成为IC标签10的中心轴0_0’在传送线路的截面上与连接传送线路232和233的直线平行的配置关系时的情形，在传送线路232和233中分别感应出来的高频磁力线ΦΙ、Φ2与IC标签的电极状的天线tl、t2正交，由于位于阻碍磁力线进入的位置，所以未电磁耦合。图12A的⑶示出检测电极231A与IC标签的电极状的天线 tl、检测电极231B与天线t2分别相向电磁耦合的状态。在该图⑶中，成为连接传送线路 232和233的直线与IC标签10的中心轴0_0’重合或平行的关系。另外，经由导电性的臂 237把检测电极231A、231B配置成，该中心轴0-0’与贯通由检测电极夹着的IC标签的电极状的天线tl、t2的轴线正交，即，位于从传送线路232和233旋转90度后得到的位置。IC标签10的一对电极状的天线tl、t2，在从检测电极231离开时，像图12A的㈧ 所示的那样，具有中心轴0-0’与连接传送线路232、233的直线平行的位置关系。即，配置成由流过传送线路232、233的高频电流产生的磁力线Φ 1、Φ2与IC标签10未电磁耦合。另外，像图12Α的(B)所示的那样，IC标签10进入检测电极231中时，配置成传送线路232、 233的磁力线ΦΙ、Φ2与IC标签10通过检测电极231和传送线路电磁耦合。这样，根据可动体230的位置，多个IC标签中的某一个与辅助天线可以通过检测电极和传送线路一对一地选择通信。图12Β是比较例，示出IC标签10固定在基座210上，以使得成为一对电极状的天线tl、t2间的中心轴0-0’与连接传送线路232、233的直线成直角的位置关系的情形。如果IC标签10的一对电极状天线tl、t2的朝向成为这样的关系，由于由流过传送线路232、 233的高频电流产生的磁力线Φ1、Φ2与IC标签10直接电磁耦合，所以容易发生误检测。 即，作成可靠地检测进入与导电性的臂237连接的检测电极231Α、Β内的某一个IC标签10， 不检测除此以外的位置的IC标签10的结构。另外，图12Α和图12Β的图中的传送线路232的截面的圈带点的记号表示高频电流的方向为从纸面向观察方向射出的方向。而图中的传送线路233的截面的圈带“X”的记号按习惯仍表示电流的方向为从纸面向背面射入的方向。图13(图13Α 图13C)更详细地示出与控制机器的电路端子闭合、中间、打开的各状态对应的基座210与可动体230的关系。在图13A(a)中，相当于控制机器的电路端子的闭合状态，开关单元的可动体230 相对于基座210位于最下位置，一对电路端子400、600利用短路板234成为电气闭合的状态。此时，像图13A(b)所示的那样，与辅助天线80(80A、80B)电气连接的检测电极 231 (231A、231B)与夹着IC标签10_1的一对电极状的天线tl、t2对置。S卩，像图12A的⑶ 所示的那样，成为IC标签10-1进入检测电极231中的状态。另一方面，IC标签10-2、10-3 不与检测电极231对置，成为图12A的(A)所示的状态。由此，辅助天线80可以正确地检测控制机器的电路端子的闭合状态。其次，在图13B(a)中，相当于控制机器的电路端子的闭合状态与完全打开状态的中间的状态，开关单元的可动体230相对于基座210位于中间位置，短路板234从一对电路端子400、600离开，成为电气上开放的状态。此时，像图13B(b)所示的那样，与辅助天线80 电气连接的检测电极231与IC标签10-2的一对电极tl、t2对置。S卩，像图12A的⑶所示的那样，成为IC标签10-2进入检测电极231中的状态。另一方面，IC标签10-1、10-3不与检测电极231对置，成为图12A的(A)所示的状态。由此，辅助天线80可以正确地检测控制机器的电路端子的中间状态。进而，在图13C中，相当于控制机器的电路端子处于完全打开的状态，开关单元的可动体230相对于基座210位于最上位置，短路板234从一对电路端子400、600离开，成为电气上完全开放的状态。此时，与辅助天线80电气连接的检测电极231与IC标签10-3的一对电极tl、t2对置。S卩，像图12A的⑶所示的那样，成为IC标签10-3进入检测电极 231中的状态。另一方面，IC标签10-1、10-2不与检测电极231对置，成为图12A的㈧所示的状态。由此，辅助天线80可以正确地检测控制机器的电路端子的打开状态。另外，根据控制机器的用途、控制形态，在基座210的A-A’方向上设置的IC标签的数目不同，但只要至少有两个IC标签就合适。图14示出控制机器的电路端子的各操作状态和可动体230的位置关系。各开关单元的可动体230相对于基座210，在对应的控制机器的电路端子的闭合状态下位于最下位置(=hi)，在中间打开状态下位于中间位置(=h2)，在控制机器的电路端子的完全打开状态下位于最上位置(=h3)。在本实施例中，如上所述，通过采用在狭小的空间内设置的这些多个IC标签的位置不会被误检测的构成，可以利用电磁波以非接触方式识别各开关单元的位置以及操作状态的正确信息。如果示出一例，则一个开关单元200的尺寸为宽度(X轴)为约4. 5cm，高度(Z轴)为约5. 5cm,深度(Y轴)为约1. 5cm,可动体230的主体235的高度(Z轴)为约 3cm。这些开关在Y轴方向上以相同高度、相邻地配置多个。例如，即使在开关单元200组由10个开关单元构成时，深度也为约15cm。在一个开关单元内内置例如3个IC标签，且设置在高度为约3cm的范围内。根据本实施例，在一个开关单元中，各IC标签10(10-1、10-2、10_；3)被夹在它们各自的一对检测电极之间而电磁耦合，所以可以利用辅助天线80通过与它连接的传送线路进行通信。因此，即使各IC标签10的高度方向(Z方向)的间隔像上述那样缩窄，而且即使相邻的开关单元的IC标签10的横方向(Y方向)的间隔缩窄，也不会发生误检测。这样，根据本实施例，能够提供一种操作状态检测装置，即使在把控制机器的开闭器和控制开关等多个控制开关组装到控制系统中而运转时，也无须为了巡视和检查维护等而接触可动体，可以利用电磁波以非接触方式识别它们的开关等的位置和相关的显示，减少目视等造成的人为错误的效果好。根据本实施例，例如，在控制切断开关组而进行多种高压机器的整体检查操作时，可以可靠地防止误操作造成的例如触电事故。
权利要求
1.一种使用了 IC标签的控制机器的操作状态检测装置，在控制机器中组装了多个IC 标签，其特征在于，包括与上述控制机器的多个操作状态相关联地配置的多个IC标签；以及能够针对上述多个IC标签使位置关系相对变更地设置的一个辅助天线，且该操作状态检测装置构成为，根据上述控制机器的各操作状态，上述多个IC标签中的某一个与上述辅助天线一对一地选择通信。
2.如权利要求1所述的使用了IC标签的控制机器的操作状态检测装置，其特征在于 根据上述控制机器的操作状态，在以旋转的旋转轴的轴为中心的同一圆周上，在与上述控制机器的多个操作状态相关联的位置上固定配置上述多个IC标签；上述一个辅助天线能够在与上述多个IC标签相对置的位置上旋转地固定在上述旋转轴上。
3.如权利要求1所述的使用了IC标签的控制机器的操作状态检测装置，其特征在于 根据上述控制机器的操作状态，在以旋转的旋转板的同一圆周上的与上述控制机器的多个操作状态相关联的位置上固定上述多个IC标签；以伴随着上述多个IC标签的旋转与某一个上述IC标签相对置的方式固定上述一个辅助天线。
4.如权利要求1所述的使用了IC标签的控制机器的操作状态检测装置，其特征在于 上述控制机器的操作伴随沿预定轨迹的规则位置的移动；上述多个IC标签或上述一个辅助天线中的某一个固定配置在沿上述轨迹的位置上， 而该多个IC标签或上述一个辅助天线中的另一个固定配置在沿上述轨迹移动的部件上。
5.如权利要求2所述的使用了IC标签的控制机器的操作状态检测装置，其特征在于 上述辅助天线兼用作表示上述控制机器的操作状态的内置指针。
6.如权利要求2所述的使用了IC标签的控制机器的操作状态检测装置，其特征在于 上述辅助天线由单极天线构成。
7.如权利要求2所述的使用了IC标签的控制机器的操作状态检测装置，其特征在于 上述旋转轴从上述控制机器的主体部分向一方向延伸；以上述旋转轴的轴为中心配置的金属制的背板、IC标签保持屏和目视用屏被固定在上述控制机器的主体部分上；在上述金属制的背板侧的上述IC标签保持屏上固定上述多个IC标签，上述辅助天线能够旋转地配置在上述目视用屏侧的上述IC标签保持屏内的空间中； 该辅助天线的一端通过上述旋转轴与上述金属制的背板电磁连接； 在上述辅助天线的前表面固定上述目视用屏； 在上述目视用屏的前表面，在上述旋转轴上能够装卸地安装手柄。
8.如权利要求7所述的使用了IC标签的控制机器的操作状态检测装置，其特征在于 上述目视用屏由透明部件构成。
9.如权利要求7所述的使用了IC标签的控制机器的操作状态检测装置，其特征在于 上述控制机器是电力供给/切断用的凸轮开关机构。
10.如权利要求9所述的使用了IC标签的控制机器的操作状态检测装置，其特征在于在上述多个IC标签中预先记录表示上述凸轮开关机构的开闭器、开关系统上的关系的制造信息。
11.一种使用了 IC标签的控制机器的操作状态检测装置，其特征在于，包括 在基座上与控制机器的操作状态相关联地、在直线上以预定间隔配置的多个IC标签； 能够使针对上述各IC标签的位置关系沿上述直线相对地变更的可动体；以及在上述可动体上设置的辅助天线和检测电极，上述可动体具有与上述辅助天线电气连接、沿上述直线方向延伸的传送线路，以及从该传送线路沿与上述直线成直角的方向延长、在能够与上述IC标签电磁耦合的位置上保持上述检测电极的导电性的臂；且该操作状态检测装置构成为，根据上述可动体的位置，上述多个IC标签中的某一个与上述辅助天线能够通过上述检测电极和上述传送线路一对一地选择通信。
12.如权利要求11所述的使用了IC标签的控制机器的操作状态检测装置，其特征在于上述辅助天线是以半波长为基频的偶极天线；上述传送线路与上述辅助天线的大致中央连接，具有从该辅助天线向上述各IC标签供给电磁波的功能。
13.如权利要求12所述的使用了IC标签的控制机器的操作状态检测装置，其特征在于上述传送线路是沿上述直线方向延伸的平衡双线式传送线路。
14.如权利要求13所述的使用了IC标签的控制机器的操作状态检测装置，其特征在于上述检测电极以夹着一对一地选择通信的上述IC标签电磁耦合的方式被上述臂保持。
15.如权利要求11所述的使用了IC标签的控制机器的操作状态检测装置，其特征在于上述可动体具有短路板；上述基座具有沿上述直线方向导引上述可动体的导引部、和通过上述可动体的短路板电气地开闭的上述控制机器的电路端子；上述多个IC标签与上述控制机器的电路端子的开闭状态相关联地沿上述导引部分别配置。
16.如权利要求15所述的使用了IC标签的控制机器的操作状态检测装置，其特征在于用一个上述可动体和一个上述基座构成一组开关单元；沿与上述直线成直角的方向把多组上述开关单元配置成一列且高度相同，构成切断开关系统的切断开关组；上述各开关单元的控制机器的电路端子，对控制上述开关系统的各个固有的被控制机器的主电路的中继电路与控制电路之间进行开闭；上述各开关单元的上述可动体相对于上述基座在对应的上述控制机器的电路端子的闭合状态下位于第一位置，在上述控制机器的电路端子的打开状态下位于第二位置。
全文摘要
提供一种使用了IC标签的控制机器的操作状态检测装置，在把多个开闭器和控制开关等组装到控制机器中时，在运转过程中，无须为了巡视和检查维护等而接触手柄和表盘，可以以非接触方式准确地识别它们的多个开关位置和显示，减少人为错误的效果好。该使用了IC标签的控制机器的操作状态检测装置，在控制机器中组装了多个IC标签，其特征在于包括与上述控制机器的多个操作状态相关联地配置的多个IC标签；以及针对上述多个IC标签使位置关系相对变更地设置的一个辅助天线，该操作状态检测装置构成为，根据上述控制机器的各操作状态，上述多个IC标签中的某一个与上述辅助天线一对一地选择通信。
文档编号G06K17/00GK102289689SQ201110120940
公开日2011年12月21日 申请日期2011年5月11日 优先权日2010年5月11日
发明者宍户弘明, 小林隆浩, 小池邦男, 山内繁, 山方茂, 森本裕文, 谷川元彦, 铃木启司 申请人:株式会社日立情报系统, 株式会社正兴C&E, 株式会社正兴电机制作所