TW201211906A - Operation state detection device of control apparatus using IC tag - Google Patents

Description

201211906 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明關於使用I c標籤的控制機器之操作狀態檢測裝 置’特別是關於使用IC標籤針對操作開/閉器之狀態或開 關位置等之控制機器之操作狀態，以非接觸式進行辨識的 方式。 【先前技術】 於具備機械式開/閉器或開關、操作桿等之控制機器 ，將彼等之操作狀態，例如於產業用電力供給系統，將大 電力之供給/切斷用的開/閉器、亦即複數個開關之開/閉狀 態穩定保持的機械方式，有凸輪開關機構（參照非專利文 獻1)。此乃使用和開關之操作軸連動的凸輪與彈簧，穩 定選擇和開/閉器（或開關）之各接點對應之特定位置（ 以下稱凹槽位置）者。相鄰之凹槽位置之中間位置成爲不 穩定狀態，但凸輪開關機構具有在哪一穩定位置藉由彈簧 予以拉入之組合，不僅可以減輕齒隙（backlash )或縫隙 等之不穩定狀態。軸方式之旋轉開關因爲長時間不旋轉， 軸之鏽蝕或油分硬化等而導致之隨時間固化等不良可以減 輕。此種凸輪開關機構適用於長時間設置之電力供給系之 開/閉器或開關。 包含上述凸輪開關機構，通常之機械式開/閉器之「 開」、「中立」、「閉」或者開關機器之操作位置，可藉 由目視而確認和其連動之操作盤（handle )、刻度盤（ -3- 201211906 dial )、旋鈕（knob )之位置或表示刻度之顯示或刻印。 另外，上述開/閉器或上述開關或操作桿被組裝於控 制系統，可以系統式來確認顯示而予以設置時，在系統運 轉時藉由電氣遠隔監控手段可以進行非接觸式之顯示確認 ，此一構成爲習知。 另外，將1C標籤組裝於元件或機器，藉由1C標籤讀取 器由外部以電磁式進行和1C標籤間之通信，以1C標籤之ID 爲金鑰而可以進行元件或機器相關之周圍環境資訊之閱覽 或寫入等之資訊之通信。利用此一特徵，掃描1C標籤讀取 器之天線，檢測和1C標籤之通信成立之地點，檢測出該1C 標籤之位置作爲通信成立時之天線位置，結果可以非接觸 式辨識1C標籤之位置。 專利文獻1及專利文獻2揭示，將和1C標籤進行通信的 1C標籤讀取器之天線，配置於複數空間，藉由切換、掃描 彼等而檢測出1C標籤之位置的技術。 專利文獻3揭示，在變電設備等使用之各開/閉器（開 關），安裝分別連接有感測器的1C標籤，以非接觸式將連 接至該1C標籤之各感測器之輸入，傳送至1C標籤讀取器之 技術》 專利文獻4揭示，以1C標籤之天線與1C標籤之晶片之 連接點作爲接點進行開/閉，而使該開關之狀態（開或閉 )經由1C標籤讀取器以非接觸式進行辨識（閉時1C標籤之 資訊被讀出）之技術。 專利文獻5揭示，作爲組裝於金屬物之1C標籤’例如 201211906 將如圖3 ( a )所示1C標籤設置或組裝於金屬面等之技術。 於專利文獻5，作爲1C標籤之安裝面爲金屬之故導致通信 用之電磁波反射而進行和組裝之1C標籤進行通信時之對策 ，係採取使低感度、小型1C標籤回復實用之感度之後進行 通信的對策。 〔習知技術文獻〕 〔專利文獻〕 專利文獻1 :特開2009- 1 57904號公報 專利文獻2 :特開2 006-0 1 4 1 1 0號公報 專利文獻3 :特開2 0 0 8 - 9 9 4 5 9號公報 專利文獻4 :特開2 0 1 0- 1 3 2 1 0號公報 專利文獻5 :特開2 00 8-908 1 3號公報 〔非專利文獻〕 專利文獻1 : http ://www.seiko-ce.co.jp/hinmoku/ seigyo/pdf/cs common.pdf「正興操作開/閉器規格一覽」 【發明內容】 (發明所欲解決之課題） 習知控制機器之操作開/閉器或控制開關等，藉由目 审見辨識而讀取連動於彼等操作盤或刻度盤之顯示時’因爲 各種錯誤讀取而引起之人爲誤差之可能性存在’此爲問題 。另外，非專利文獻1記載凸輪開關機構設置於長期間現 場時，顯示部之塵埃、污染導致文字或記號變爲不鮮明、 剝落。錯誤讀取之例有：和操作盤或刻度盤之顯示値之間 -5- 201211906 之視差錯誤讀取，顯示之差異或臆測文字、記號等引起之 錯誤讀取、顯示之剝落或寫出飛白等引起之錯誤讀取。另 外，作爲錯誤操作防止之安全對策之一環可將操作盤或刻 度盤拔除，但是存在著操作盤或刻度盤安裝誤差引起之錯 誤讀取。另外，將操作盤或刻度盤拔除之處置亦會導致判 讀困難之問題。 專利文獻1及專利文獻2揭示之技術，可以藉由非接觸 式檢測1C標籤之位置，可以比較自由設定1C標籤掃描區域 (檢測1C標籤位置之區域），但是反面爲供給用於激發1C 標籤之電力的複數個天線需要選擇性切換，裝置規模變大 、價位變高，會有開關單體等之小規模對象物難以適用之 問題。 專利文獻3揭示之發明，係藉由感測器種類之選擇， 可以非接觸式獲得多樣資訊，但是感測器與1C標籤係獨立 持有，規模變大，需要使各感測器動作之電源，會有開關 單體等之小規模對象物難以適用之問題。 另外，專利文獻4揭示之發明，無須獨立持有和1C標 籤不同之感測器及電源，讀取器之讀取亦爲非接觸式，但 實現感測器機能之接點爲機械式之非接觸式動作，而且機 械規模變大，會有開關單體等之小規模對象物難以適用之 問題。1C標籤係以電磁波進行通信，因此安裝對象物或其 周邊爲金屬等導體時無法穩定通信。此點亦爲使用較多金 屬之開關或該開關所安裝之金屬製配電盤之重大問題。 另外，專利文獻5揭示之發明，可將1C標籤設置或組 -6- 201211906 裝於金屬面等’在具備凸輪開關等之機械式開/閉器或開 關等的控制機器，針對可以非接觸式確認彼等操作狀態— 事並未充分考慮。 本發明目的在於提供’在複數開/閉器或控制開關等 被組裝於控制機器時，在運轉中，在巡視或維修保養時， 可以不接觸操作盤或刻度盤，可以非接觸式正確、且安全 地辨識彼等複數個開關位置或顯示，可以有效減少人爲錯 誤的使用1C標籤之控制機器之操作狀態檢測裝置。 (用以解決課題的手段） 本發明之代表例如下。亦即組裝有複數個1C標籤的控 制機器之操作狀態檢測裝置，具備：複數個1C標籤，其對 應於上述控制機器之複數個操作狀態被設定關連對應而配 置；1個補助天線，係以對於上述複數個I c標籤之相對位 置關係可以變更的方式被設置：構成爲：對應於上述控制 機器之各操作狀態，使上述複數個1C標籤之其中一個與上 述補助天線以1對1進行選擇通信爲其特徵。 【實施方式】 依據本發明之代表實施形態，於開關之旋轉軸連接作 爲補助天線之單極天線或偶極天線，而形成以上述軸爲中 心朝一方或左右擴展臂部之良好補助天線β在和開關之旋 轉連動旋動之補助天線正下方，使小型標籤依序呈近接旋 動而配置。如此則，以旋轉軸爲中心而延伸之補助天線正 -7- 201211906 下方之小型標籤可以1對1進行通信。ic標籤讀取器可藉由 通信取得該ic標籤之資訊（對應於配置之每一 ic標籤設定 不同之資訊），可由取得之資訊來辨識開關之操作位置。 採用單極天線作爲補助天線時，可將小型標籤配置範 圍擴展至360度全周。單極天線之一端係連接於旋轉開關 之旋轉軸，天線延伸於旋轉軸之半徑方向，標籤配置於天 線正下方。小型標籤係於和旋轉軸呈正交之平面內設爲同 心圓狀。如此則，配置角度涵蓋360度時，亦成爲天線正 下方配置1個小型標籤。 另外，和偶極天線比較，單極天線可以減少1個臂部 ，而需要接地（ground)或稱爲地線（earth)之寬廣導體 。該接地可由配置有小型標籤之金屬板予以替換。另外， 旋轉軸係和電波之放射方向平行，即使是金屬製時只要非 爲單極天線之特定尺寸，即可忽視電磁波之放射。由小型 標籤之配置之金屬面呈垂直突出之金屬之旋轉軸之軸長正 好爲單極天線尺寸（槪略爲λ/4之長度，其中，λ爲通信 電磁波或設置之小型標籤之電磁波波長）時，電磁波之強 度增加、放射範圍擴大。 另外，亦可採用偶極天線方式、亦即可採用將全長槪 略爲λ /2之偶極天線之中心部固定於旋轉軸而構成之兩臂 部’朝該兩臂部之相反方向延伸之天線。偶極天線時，小 型標籤如果配置於圓周上0〜180度角度未滿之範圍內時， 可於1個臂部、亦即於1個補助天線之單側正下方，配置1 個小型標籤，但是如果設置於180度以上、3 60度未滿之角 201211906 度範圍內，於另一臂部之正下方配置另1 此則，選擇偶極天線作爲補助天線時，於 2個小型標籤將產生混信，而存在著無法 範圍》因此，1對1之選擇範圍成爲開關軸 滿之角度範圍，小型標籤之設置範圍需要 之一半。 如上述說明，本發明提供之構成，係 寸設爲大略單極天線或大略偶極天線之長 用感度之小型標籤兼作爲高感度之補助天 正下方配置1個標籤，和操作機器之軸旋 之小型標籤不會產生混信，可以進行1對1 以下說明本發明具體實施形態。補助 與小型標籤之寬度、小型標籤之配置間距 亦於實施形態中說明。 (第1實施形態） 以下參照實施形態說明本發明第1實拥 圖1表示實現使用本發明之1C標籤的 狀態檢測裝置時，適用之凸輪開關之構成 示圖1之凸輪開關之構成之分解斜視圖。B 標籤保持面板之背面圖。本實施形態之操 ，係構成爲檢測電性開/閉器、亦即凸輪晨 。凸輪開關1，係具備凸輪開關本體部1 2 部之開關機構（詳如非專利文獻1 )，介 個小型標籤。如 天線正下方插入 進行1對1辨識之 之0度〜180度未 設限於全周之中 將內部指針之尺 度，以單獨無實 線，於內部指針 轉連動而使鄰接 之通信。 天線之天線寬度 之寬度間之關係 i形態。 控制機器之操作 斷面圖。圖2A表 ϋ 2B表示圖1之1C 作狀態檢測裝置 3關1之動作狀態 ，爲使設於其內 由開關軸（旋轉 -9- 201211906 軸）11進行旋轉運動而驅動，而於開關軸11安裝操作盤17 » 0-0’表示開關軸1 1之旋轉中心軸。凸輪開關本體部12之 動作狀態，係藉由目視針對刻印於非金屬製目視用面板20 上之刻度或顯示（圖示被省略）加以辨識。於目視用面板 20之背面，挾持著位置調整用間隔件16。遠隔天線（補助 天線）1 5，係安裝於由開關本體部1 2延伸之軸1 1。如此則 ，遠隔天線（補助天線）1 5可和軸1 1同時旋轉。於圖1說 明採用單極天線作爲遠隔天線1 5之例。另外，遠隔天線15 欲作爲偶極或單極天線動作而被電磁連接於軸11。亦即， 遠隔天線（單極天線）15之一端係介由軸11，被電磁連接 於金屬製之背板（back plate) 13，以確保接地或地線。 遠隔天線15，係於1C標籤保持面板14被挖掘之圓形狀 空間1 4 1內旋轉，於其背側之凹部1 4 2，係在以軸1 1爲中心 之同一圓周上，必要時設置複數個小型1C標籤10，用於檢 測遠隔天線15之位置。亦即，如圖2B所示，於1C標籤保持 面板1 4之背面側，於同一圓周上上設置收納、保持小型1C 標籤10的複數個凹部142。凸輪開關本體部12、1C標籤保 持面板14及操作盤17係由樹脂材料等絕緣物構成。另外， 於實際之裝置，配電盤之面板（未圖示）係位於金屬製背 板1 3與凸輪開關本體部1 2之間。爲防止誤動作，操作盤1 7 一但被驅動後直至次一驅動爲止被拆下之可能性存在。 小型1C標籤10及遠隔天線15位於特定位置之狀態下’ 金屬製背板13、1C標籤保持面板14及目視用面板20，係分 別於中央具有孔，外側周邊部藉由螺旋23而被固定於凸輪 -10- 201211906 開關本體部12。換言之’各小型1C標籤10’係由1C標籤保 持面板14與金屬製背板13挾持而被固定保持於上述特定位 置，另外，遠隔天線15係固定於軸1 1，於1C標籤保持面板 14之空間141內保持爲可旋轉狀。18爲1C標籤讀取器19之 天線部，22爲狀態辨識處理單元。 圖3表示配置於金屬面（本實施形態爲背板13)上之 小型IC標籤1 〇之例。小型IC標籤1 0係使電波之放射方向之 相反側（圖3爲下側）相接於金屬製背板1 3而配置。小型 1C標籤10之大小D，係1C標籤之通信所使用電磁波之波長 之大略1/10以下。例如使用頻率2.45G Hz之微波帶之1C標 籤，其尺寸成爲12毫米（l(T3m)以下。此狀態之1C標籤 ，單獨情況下不具備充分之感度，通常係無法和1C標籤讀 取器進行通信。小型1C標籤10係由連接於1C晶片100之R FID標籤1 1〇，及其外側之迴路天線120等構成。另外，小 型1C標籤10之構成不限定於此。 圖4 A表示小型1C標籤、遠隔天線及1C標籤讀取器之關 係說明圖。具有小型1C標籤ID碼之小型1C標籤10，介由 遠隔天線15進行和1C標籤讀取器19之通信。小型1C標籤10 爲未內建電源之所謂被動標籤，天線由I C標籤讀取器1 9受 取之電磁波藉由整流器102轉換爲直流電源作爲能源而動 作，對應於信號處理部103保持之ID碼而將調變器101調 變之電磁波藉由天線傳送出。1C標籤讀取器19，係由送信 器191、受信器192介由循環器193連接於天線18。 當1C標籤讀取器19之天線部18向凸輪開關1放射電磁 -11 - 201211906 波2 1而進行通信時，僅能取得位於遠隔天線〗5之位置的小 型1C標籤10之信號。此處之信號主要爲每一 1C標籤唯一之 ID碼等資訊被調變後之高頻信號。天線部18受信之信號 係被傳送至連接於1C標籤讀取器19之狀態辨識處理單元22 。於狀態辨識處理單元22係藉由解調/解碼器22 A將高頻轉 換爲原來之每一 1C標籤唯一之ID碼等之資訊。資訊係被 傳送至ID碼映射資訊比較器22B。於ID碼映射資訊比較 器22B係被設定有：各1C標籤之ID碼，以及具有該ID碼 之1C標籤係屬於配電盤上（或設置於配電盤之工廠等之設 施中）所設置多個之哪一凸輪開關（la〜In)，被安裝於 該凸輪開關之哪一位置，以及該位置對應於凸輪開關之哪 一動作狀態等組合而成之映射資訊β藉由和該映射資訊之 比較，在可以受信I D碼時即可判明該凸輪開關，可以辨 識凸輪開關之動作狀態。 於狀態子記憶單元22C，係依據個別之凸輪開關，而 儲存著上述該凸輪開關之I D碼以及凸輪開關之動作狀態 。於設定目標値記憶單元22 D則事先設定有正確設定時之 各凸輪開關之動作狀態。於狀態子判斷單元22 Ε針對狀態 子記億單元22C之內容與設定目標値記憶單元22D之內容 進行比較，而判斷各凸輪開關之狀態子是否正確》結果係 被輸出至顯示器等介面單元22F。 圖4Β表示圖4Α之遠隔天線與小型1C標籤之位置關係說 明圖。於圖4Β，係於金屬面上將圖3之1C標籤配置2個1C標 籤10-1及1C標籤10-2» 1C標籤10，因受信距離較短無法和 -12- 201211906 ic標籤讀取器1 9進行通信。但是。在正上方和遠隔天線（ 補助天線）15呈近接之1C標籤10-1，藉由和遠隔天線15之 相互作用而成爲高感度狀態可以進行充分之通信。當遠隔 天線15旋轉而移動至1C標籤10-2之正上方時，1C標籤10-2 開始新的通信。 圖5表示使用偶極天線1 50作爲遠隔天線時之旋轉限制 範圍說明圖。進行偶極天線動作之遠隔天線1 5 0旋轉，於 其正下方不存在1C標籤時，與任一 1C標籤之通信均不成立 。因此’ 1C標籤必須配置於藉凸輪開關12之凹槽機構定位 之位置之一個。但是，當進行偶極天線動作之遠隔天線 15 0旋轉時，必須僅有1個1C標籤位於其正下方，如此而進 行配置。圖5係針對僅有1個1C標籤處於該位置時，將和開 關軸11具有同一中心之單一之圓50上之配置，設爲10-1、 1〇-2.....l〇-n之1C標籤時，於圖之下側位置、例如 於10-5之位置不可安裝1C標籤加以說明。彼等場所係成爲 在遠隔天線之下2個標籤位處之角度之區域。例如1C標籤 1〇-1及1C標籤10-5位於遠隔天線正下方。2個1C標籤欲和遠 隔天線1 5進行通信時，凹槽位置會被混信導致無法進行位 置之界定。但是，凹槽位置收納於1 8 0度以內時，無須將 1C標籤配置於直至對向之位置、例如直至10-5之位置，亦 不會產生問題。 目視用面板20設爲透明之板時，其內側之遠隔天線（ 補助天線）1 5可兼作爲內藏指針，由該內藏指針之位置可 以容易判明開關之位置、亦即凹槽位置。如此則，即使操 -13- 201211906 作盤或刻度盤拔除時，可以附加不容易被拔除之構造之內 藏指針，以其作爲對外部通知凹槽位置之手段。該內藏指 針被連結於操作開/閉器或開關之軸，因此即使操作盤或 刻度盤拔除時，內藏指針可以發揮指示凹槽位置之構造之 機能。 依據本實施形態，可以提供即使控制機器之開/閉器 或控制開關等被組裝於控制系統而運轉時，在巡視或維修 保養時，可以不接觸操作盤或刻度盤，可以藉由電磁波以 非接觸式辨識彼等之開關位置或顯示，可以極爲有效減少 目視等引起之人爲錯誤的操作狀態檢測裝置。 另外，採用不內建電源之所謂被動標籤，將其和與凸 輪開關之操作狀態連動的遠隔天線予以組合，如此則效果 爲’全體之構成簡單，亦容易適用於小規模之對象物之同 時’可抑制成本，而且維修亦簡單。 以下依據圖6說明採用單極天線1 5作爲遠隔天線，朝 旋轉方向移動進行1對1之通信之情況。此情況下，可將1C 標籤10設於同心圓50上之全部角度之場所。遠隔天線15， 係藉由偶極之大略一半（大略λ /4 )、亦即由單極天線來 實現。進行單極天線動作之遠隔天線1 5，其之來自旋轉軸 中心之臂部係僅延伸於一方向，因此例如1C標籤1 〇-1位於 遠隔天線15正下方時，180度相反側之1C標籤1〇-5並不位 於遠隔天線15正下方。 以下說明第1實施形態中之設置1C標籤10之同心圓之 軌道。圖7表示設置之同心圓之軌道可爲：遠隔天線前端 -14- 201211906 部a之區域，或遠隔天線中間部b之區域，或遠隔天線根本 部〇之區域之其中一個。欲增加標籤個數時軌道之選擇係 選擇外側軌道。依據標籤之種類或設置方向，而有c軌道 成爲最大感度，b軌道成爲最大感度，或c軌道成爲最大感 度之情況。因此，可使成爲實用感度而進行調整。 (順便言及，電壓動作型標籤係在電壓駐波之最大地 點（補助天線前端部）、亦即a之區域成爲最大感度，電 流動作型標籤係在電流最大地點（補助天線之軸連接地點 部）、亦即c區域成爲最大感度，b之區域則不論電壓型會 電流型均藉由相乘效果而使感度變好。 另外，於圖7係界定遠隔天線15或150之寬度。使用1C 標籤之寬度W1、遠隔天線之寬度（正確爲與1C標籤重疊 位置之遠隔天線之寬度）W2、鄰接之1C標籤間之間隔W3 ，個別辨識1C標籤之條件如下： W3 > W1 W2 > W1 W3 > W2 (第2實施形態） 圖8說明本發明第2實施形態。 本發明不限定於以旋動進行控制機器之操作者，控制 機器之操作不限定於旋動，只要是沿著直線狀之其他特定 軌跡之規則性位置之規則性移動者，均同樣適用。例如圖 8所示，將複數個小型IC標籤1 0 -1、1 〇 - 2、1 〇 - n配置於直線 -15- 201211906 A-A，上，沿著該直線A-A’於呈直線狀可動之開關機構84上 設置遠隔天線80，可藉由遠隔天線80與各小型1C標籤間之 位置關係，來辨識呈直線狀可動之開關機構84之位置。如 此則，本發明不限定於凸輪開關等之旋轉式動作開關之狀 態檢測。另外，開關不具備凹槽位置之構造時，因爲錯誤 等而無罰正確辨識開關等之動作狀態時，係由狀態辨識處 理單元22進行輻射控制，進行正確之位置檢測。 (第3實施形態） 於圖9說明本發明第3實施形態。 1C標籤與遠隔天線間之和軸11呈連動之相對移動以及 定位可以達成即可達成狀態辨識，因此可將1C標籤與遠隔 天線間之旋轉關係或直線狀之可動關係設爲相反。亦即+ 如圖9所示，將圓板狀保持器92連結於軸11，於圓盤狀保 持器92上固定複數個1C標籤10-1〜10-n。另外，於和圓盤 狀保持器92不同步之固定位置設置遠隔天線90。如此則， 各1C標籤10係和軸11之旋轉連動而動作，可對固定位置之 遠隔天線90進行定位，例如可以藉由1C標籤讀取器僅檢測 出來自1C標籤10-n之資訊。此情況下，遠隔天線90不進行 旋轉動作，因此和單極天線比較，比較上更容易適用感度 較佳之偶極天線。 (第4實施形態） · 本發明不限定於如上述說明之凸輪開關。例如將上述 -16- 201211906 第1實施形態之凸輪開關本體部12置換爲機械式機構之例 如門之鎖定機構’亦可適用於門之鎖定機構之狀態檢測。 另外，將凸輪開關本體部12置換爲閥機構，亦可適用於進 行流體之流量控制的閥之開放程度之狀態檢測。如上述說 明’本發明之構成不限定於電性開關之狀態檢測，可以廣 泛適用於使用IC標籤之控制機器用之操作狀態檢測裝置。 另外’依據本發明，機械式開/閉器或控制開關爲， 藉由玻璃或塑膠等單獨通過電磁波之捆包材所收納之元件 之狀態下’亦可由捆包之外部確認開關位置資訊（控制機 器之操作狀態）。 另外，藉由遠隔天線兼作爲內藏指針，因此即使基於 安全而將操作盤或刻度盤由開/閉器或控制開關拔除時， 亦可藉由可以確認凹槽位置資訊之內藏指針，以非接觸式 確認開關狀態。 另外，於組裝有1C標籤之開/閉器或控制開關，於1C 標籤寫入可以辨識組裝位置之唯一之ID，如此則，可以 進行該開/閉器或控制開關之製造編號或製造資訊等之固 體管理。 (第5實施形態） 依據圖10-14說明本發明適用於具有切斷開關群之控 制機器之操作狀態檢測裝置的第5實施形態。 圖1 〇表示組裝有本實施形態之控制機器之操作狀態檢 測裝置之全體構成。本實施形態中係關於例如高電壓機器 -17- 201211906 之切斷開關系統群所採用的控制機器之操作狀態檢測裝置 0 由1個基座210與1個可動體230構成1組開關單元2 00， 複數組開關單元沿著和可動體230之移動方向（圖中之z軸 方向）呈直角之方向（圖中之y軸方向），配置成爲一列 而且同一髙度，構成切斷開關系統之切斷開關群（200-1 〜200-11 )，各開關單元之控制機器之電路端子（400、 600 )，係進行繼電器電路5 00與控制電路300之間之開/閉 ，該繼電器電路500爲用於控制各開關系統所固有之被控 制機器之主電路700(1〜η)之高壓電源之切斷機等者。 於基座210設置和控制機器之複數個操作狀態被設有關連 對應而配置的複數1C標籤，該複數個操作狀態，係例如爲 將電路端子400、600所連接之例如控制器3 00或繼電器500 設爲電性連接之狀態、或切斷之狀態，具備1個補助天線 之可動體23 0，其對於基座210上之複數個1C標籤之相對位 置關係可以變更而構成。以和設定被控制機器之主電路 700之機能爲有效（ON)，或無效（OFF)的可動體230之 各操作狀態呈對應的方式，例如以和拉起可動體230而將 電路端子400與600設爲切斷狀態、亦即設定主電路700之 機能爲無效（OFF)狀態，或者壓下可動體2 3 0而將電路端 子400與600設爲連接狀態、亦即設定主電路700之機能爲 有效（ON)狀態等之各狀態呈對應的方式，使基座2 10上 複數個1C標籤之其中一個與補助天線可以進行1對1之選擇 通信而構成。各開關單元200之操作狀態，係和如上述說 201211906 明之實施形態同樣’可藉由讀/寫器19以非接觸式由可動 體230之補助天線讀取。 又，多數情況被控制機器之種類涵蓋多種，此情況下 ，用於控制彼等主電路700之電源等的切斷開關群（200-1 〜2 00-n )之數目亦變多，考慮其操作性而將多數之切斷 開關群全體收納於狹窄空間以求輕巧化。 於圖1 0，切斷開關群之大部分之開關單元，在控制機 器之電路端子之閉狀態、亦即押入狀態下係位處於對應於 電路端子400與600之連接狀態的最下位置（第1位置）， 開關單元200-m，在控制機器之電路端子之開狀態、亦即 上拉狀態下係位處於電路端子400與600之切斷狀態（第2 位置=完全開或拆除狀態）。另外，開關單元亦可保持於 第1、第2位置之中間位置（第3位置）。 此種開關單元之操作狀態亦可藉由確認各開關單元之 高度或拆除而以目視予以某一程度之把握。但是開關單元 數目變多、控制內容亦多元化，開關單元之開/閉亦多樣 化時，需要更正確把握操作狀態以確保作業之安全性。 本實施形態中，係於各開關單元組入複數個1c標籤之 同時，採用針對在窄空間設置複數個1C標籤而對彼等複數 個1C標籤之位置檢測不會有錯誤之構成’依據此一構成’ 各開關單元之位置，換言之操作狀態之正確資訊可藉由電 磁波以非接觸式進行辨識。如此則，可以提供能減少目視 引起之人爲錯誤的有效之操作狀態檢測裝置° 以下依據圖1 1 (圖1 1 A、1 1B )說明開關單元2〇〇之構 -19- 201211906 成。 圖11A之（A)爲基座210之正面圖，圖11A之（B)爲 基座之側面圖。圖ΠΒ之（A)爲可動體230之正面圖，圖 11B之（B)爲可動體23 0之側面圖。 如圖11A所示，基座210具有：樹脂製之安裝基板部 211及背板部212，及使由該背板部突出設爲一體的可動體 2 30於上下之直線（A-A’）方向滑動的導引部213。另外， 導引部213之內側係構成和背板部同一高度之導引溝214， 藉由設於導引溝214之中央部的樹脂製突起部215，使複數 個、於此爲3個1C標籤10 (10-1、10-2、10-3)沿著導引部 213之移動面而於A-A’方向，和控制機器之電路端子400與 6 00之開/閉操作狀態被設定關連對應而予以保持》 導引部213，係在上下移動之可動體230和各1C標籤10 維持特定間隔之下進行導引者。可動體23 0，係由橫向（ (圖11A之（A)之正面圖爲由前側，圖11A之（B)之側 面圖爲由左側）被嵌入基座210之導引部213內，沿著導引 部213可以上下移動。 導引部213爲薄肉構造，於其上部內面具有凹凸，於 可動體23 0側面形成和該凹凸卡合之凸部，據此而具有使 可動體23 0保持於導引部213之特定操作位置之機能。 於基座210設置一對電路端子216、218，彼等電路端 子216、218，係分別介由螺栓217、219固定於被安裝在基 座210之安裝基板部211之同時，電連接於電路端子4〇〇、 600。一對電路端子216、218，係介由可動體之短路板234 -20- 201211906 進行電性開/閉。背板部2 1 2，係具有合鄰接之開關單元之 ♦ 背板部卡合之凹凸部。221爲，將複數個開關單元200與已 固定，通過作爲1個開關單元群予以一體化之螺栓（未圖 示）的孔。222爲設於安裝基板部211之座部。一對電路端 子400、600係藉由短路板234進行電性開/閉。另外，由背 板部212向上延伸之延伸部220，朝橫向突出而設置之突起 223，係作爲基座210對於可動體230之向下之制動器之機 能之同時，具有合設於鄰接之開關單元之背板部之背面之 孔卡合而進行定位之機能。另外，例如以由基座2 1 0之突 起223垂下之形態，使各1C標籤10與將其保持之突起部215 形成爲一體。如此則，於基座210之突起部215之周圍，將 不存在包圍該突起部215而配置之可動體230之上下移動之 空間。另外，將各1C標籤10及突起部215藉由基座210予以 支撐的構造，並不限定於由突起223垂下之形態，在不妨 礙可動體230之上下移動之形態下，只要是將各1C標籤10 及突起部215固定於基座210者即可，可爲其他構造。 另外，可動體23 0係如圖11B所示，具備：埋設於樹脂 製本體23 5上部之補助天線80 ( 8 0A、80B )及於該補助天 線被電連接有傳送線路232、23 3，以及，於傳送線路232 、233被電連接有一對檢測電極231 ( 231A、231B)之構成 〇 各1C標籤係電磁耦合於一對檢測電極231 A、23 1B，因 此藉由檢測電極（231 A、231B )挾持1C標籤之電極形狀天 線（tl、t2)而藉由導電臂部23 7保持檢測電極。於樹脂製 -21 - 201211906 本體23 5上部設有銷（未圖示），以該銷爲支軸而將短路 板234保持於樹脂製本體23 5之凹部。另外，23 6爲段部， 係作爲基座210相對於可動體230朝下方向之制動器之機能. 〇 又，如後述說明，各1C標籤1 0，係以一對電極間之中 心軸成爲和傳送線路232、23 3之中心軸平行之位置關係， 而被固定於基座210及突起部215。因此，被嵌入基座210 之導引部213內的可動體23 0，係使其之傳送線路23 2、233 ，與位於由彼等朝圓周方向90度旋轉之位置的檢測電極（ 231A、231B)，成爲包圍各1C標籤10及將其保持之突起部 215之周圍的方式予以配置之狀態下，沿著導引部213而上 下移動。 可動體230之補助天線80 ( 80A、80B )，係以半波長 爲基準之偶極天線爲較佳》傳送線路232、23 3，係連接於 補助天線80之大略中央，具有對電磁波供電之機能。另外 ，亦可採用單極天線。 如圖1 1C所示，1C標籤10具有挾持中心軸0-0’之一對 電極形狀之天線tl、t2。其他關於1C標籤10之詳細則如上 述實施形態所示》 圖12A之（A)表示1C標籤10之中心軸〇-〇，，係和傳 送線路之斷面之中連結傳送線路232、233之直線呈平行之 配置關係時，傳送線路232、23 3所分別激發之高頻磁通¢1 或φ 2，係和1C標籤之電極形狀天線tl、t2呈正交，成爲阻 礙磁通進入之位置，而無法實現電磁耦合。圖12A之（B ) -22- 201211906 表示檢測電極2 3 1 A與1C標籤之電極狀天線11、檢測電極 23 1 B與天線t2分別對向而電磁耦合之狀態。於同圖（B ) ，連結傳送線路232與23 3之直線’係和和1C標籤10之中心 軸〇 - 〇 ’呈重疊或平行之關係。以該中心軸0 - 〇 ’與貫穿檢測 電極所挾持之1C標籤之電極狀天線tl、t2之軸線呈正交的 方式、亦即，使成爲自傳送線路23 2與23 3旋轉90度之位置 的方式，介由導電臂部23 7而配置檢測電極231A、231 B。 當1C標籤10之一對電極狀天線tl、t2遠離檢測電極231 時，如圖12A之（A)所示，中心軸〇-〇’處於和連結傳送 線路23 2、23 3之線平行的位置關係。亦即，使流入傳送線 路232、233之高頻電流所產生之磁通Φ1' Φ 2與1C標籤10 不產生電磁耦合而予以配置。另外，如圖12A之（B)所示 ，當1C標籤10插入檢測電極231之中時，使傳送線路232、 23 3之磁通φ 1、φ 2與1C標籤10介由檢測電極231及傳送線 路產生電磁耦合而予以配置。如此則，可對應於可動體 230之位置，使複數個1C標籤之其中一個與補助天線，介 由檢測電極及傳送線路而進行1對1之選擇通信。 圖12B爲比較例，表示1C標籤10之一對電極狀天線tl 、t2之中心軸0-0’係和連結傳送線路2；32、23 3之線呈直角 之位置關係，而被固定於基座之情況。1C標籤10之一對電 極狀天線tl、t2之方向具有此一關係時，流入傳送線路232 、23 3之高頻電流所產生之磁通φΐ、Φ2與1C標籤10會直接 產生電磁耦合，容易產生之錯誤檢測。亦即，使進入導電 臂部237所連接之檢測電極231A、231B內之任一 1C標籤1〇 -23- 201211906 能被確實檢測出，其以外之場所之1C標籤1 0不被檢測出而 予以組合。 圖12Α及圖12Β之圖中之傳送線路232之斷面之圓之中 之點記號表示，高頻電流之方向係由紙面流至觀看之方向 。圖中之傳送線路233之斷面之圓之中之X記號表示，電 流之方向係由紙面流至背面之方向。 圖13 (圖13Α〜圖13C )係更詳細表示控制機器之電路 端子對應於關閉、中間、開放之各狀態的基座210與可動 體23 0之關係。 圖1 3 A ( a )係相當於控制機器之電路端子之閉狀態， 可動體230柑對於基座210位於最下位置，一對電路端子 4 00、600藉由短路板23 4設爲電性關閉之狀態。此時，如 圖13A ( b )所示，電連接於補助天線80 ( 80A、80B )之 檢測電極231 ( 231A、231B)，係和挾持1C標籤10-1之一 對電極狀天線tl、t2呈對向。亦即如圖12A之（B )所示， 成爲1C標籤10-1進入檢測電極231之中之狀態。另外，1C 標籤10-2、10-3和檢測電極231不呈對向，而成爲如圖12A 之（A )所示狀態。如此則，補助天線80可以正確檢測出 控制機器之電路端子之閉狀態。 之後，於圖13B(a)，係相當於控制機器之電路端子 之閉狀態與完全開放狀態之中間，開關單元之可動體230 相對於基座210處於中間位置，短路板234離開一對電路端 子400、6 00，成爲電性開放狀態。此時，如圖13B ( b )所 示，電連接於補助天線80之檢測電極231，係和挾持1C標 -24- 201211906 籤10-2之一對電極狀天線tl、t2呈對向。亦即如圖12A之（ B )所示，成爲1C標籤10-2進入檢測電極23 1之中之狀態。 另外，1C標籤10-1、10-3和檢測電極231不呈對向，而成爲 如圖1 2 A之（A )所示狀態。如此則，補助天線80可以正 確檢測出控制機器之電路端子之中間狀態。 另外，於圖13C，係相當於控制機器之電路端子處於 完全開放狀態，開關單元之可動體230相對於基座210處於 最上位置，短路板234離開一對電路端子400、600 ’成爲 電性完全開放狀態。此時，電連接於補助天線8〇之檢測電 極231，係和挾持1C標籤10-3之一對電極狀天線tl、t2呈對 向。亦即如圖12A之（B)所示，成爲1C標籤10-3進入檢測 電極23 1之中之狀態。另外，1C標籤10-1、10-2和檢測電極 2 3 1不呈對向，而成爲如圖1 2 A之（A )所示狀態。如此則 ，補助天線80可以正確檢測出控制機器之電路端子之開放 狀態。另外，依據控制機器之用途或控制形態’可將設於 基座210之A-A’方向之1C標籤之數設爲不同，但至少2個1C 標籤爲較好。 圖14表示控制機器之電路端子之各操作狀態與可動體 230之位置關係。各開關單元之可動體230，相對於基座 2 1 0，在對應之控制機器之電路端子之閉狀態時係位於最 下位置（=h 1 )，在中間開狀態時係位於中間位置（=h2 )，在控制機器之電路端子之完全開狀態時係位於最上位 置（=h3)。 本實施形態中，如上述說明’藉由在窄空間設置複數 -25- 201211906 個1C標籤，採用彼等複數個1C標籤之位置不會被錯誤檢測 之構成，而可以藉由電磁波以非接觸式，針對各開關單元 之位置、換言之針對操作狀態之正確資訊進行辨識。作爲 一例如下，1個開關單元200之尺寸設爲，寬度（X軸）約 4.5cm，高度（Z軸）約5.5cm，深度（Y軸）約1.5cm， 可動體230之本體235之高度（Z軸）約3cm。彼等複數個 開關於Y軸方向以同一高度被鄰接配置。例如開關單元 200群係由10個開關單元構成時，深度成爲約15cm。於1個 開關單元內內建例如3個1C標籤，高度設於約3cm之範圍。 依據本實施形態，在1個開關單元，各1C標籤10 (ΙΟ-ΐ 、 10-2 、 10-3 ) 係分別 被挾持 於各一 對檢測 電極間 而達成 電磁耦合，介由彼等所連接之傳送線路藉由遠隔天線80可 進行通信。因此，各1C標籤10之高度方向（Ζ方向）之間 隔即使如上述說明變窄時，甚至鄰接位置之開關單元之1C 標籤1 〇之橫向（Υ方向）之間隔即使變窄時，亦不會產生 錯誤檢測。 如上述說明，依據本實施形態可以提供操作狀態檢測 裝置，其即使控制機器之開/閉器或控制開關等之多數控 制開關被組裝於控制系統而運轉時，在巡視或維修保養時 ，可以在不接觸可動體情況下，可以藉由電磁波以非接觸 式辨識彼等開關等之位置或關係之顯示，可以極爲有效減 少目視等引起之人爲錯誤。依據本實施形態，例如控制切 斷開關群而進行多種高電壓機器之保養維修作業時，可以 確實防止錯誤操作引起之例如觸電事故。 -26- 201211906 (發明效果） 依據本發明，可以提供操作狀態檢測裝置，即使控制 機器之開/閉器或控制開關等被組裝於控制系統而運轉時 ，在巡視或維修保養時，可以不接觸操作盤或刻度盤，可 以藉由電磁波以非接觸式辨識彼等開關等之位置或關係之 顯示，可以極爲有效減少目視等引起之人爲錯誤》 【圖式簡單說明】 圖1表示本發明第1實施形態之控制機器之操作狀態檢 測裝置之系統構成例。 圖2 A表示具備圖1之操作狀態檢測裝置之控制機器之 分解斜視圖。 圖2B表示圖1之1C標籤保持面板之背面圖。 圖3表示第1實施形態使用之小型1C標籤之一例。 圖4 A表示第1實施形態之小型1C標籤、遠隔天線及1C 標籤讀取器之關係說明圖。 圖4B表示圖4A之遠隔天線與小型1C標籤之位置關係說 明圖。 圖5表示第1實施形態使用偶極天線時之旋轉限制範圍 說明圖。 圖6表示第1實施形態使用單極天線時，在旋轉方向移 動而以1對1進行通信之狀態說明圖。 圖7表示於第1實施形態中，和鄰接之標籤不造成混信 -27- 201211906 之條件說明圖。 圖8表示本發明第2實施形態之控制機器之操作狀態檢 測裝置之系統構成例。 圖9表示本發明第3實施形態之控制機器之操作狀態檢 測裝置之槪要。 圖1 0表示組裝有本發明第5實施形態之控制機器之操 作狀態檢測裝置之全體構成。 圖1 1 A表示第5實施形態之操作狀態檢測裝置之基座的 正面圖及側面圖。 圖1 1 B表示第5實施形態之操作狀態檢測裝置之可動體 的正面圖及側面圖。 圖1 1C表示第5實施形態之1C標籤之構成例》 圖12A表示第5實施形態之1C標籤與檢測電極之關係圖 〇 圖12B表示比較例之1C標籤與檢測電極之關係圖。 圖13 A表示第5實施形態之控制機器之電路端子之閉狀 態對應之基座與可動體之關係圖。 圖13B表示第5實施形態之控制機器之電路端子之中間 狀態對應之基座與可動體之關係圖。 圖1 3C表示第5實施形態之控制機器之電路端子之開狀 態對應之基座與可動體之關係圖。 圖1 4表示第5實施形態之控制機器之電路端子之各操 作狀態與可動體之位置關係圖。 -28- 201211906 【主要元件符號說明】 I :凸輪開關 II :開關軸（旋轉軸） 1 3 :金屬製背板 15 :遠隔天線（補助天線 1 7 :操作盤 19 : 1C標籤讀取器 21 :電波 80 :補助天線 210 :基座 231 :檢測電極 23 3 :傳送線路 3 0 0 :控制電路 5 00 :繼電器電路 700 :被控制機器之主電 1C標籤 凸輪開關本體部 1C標籤保持面板 :位置調整用間隔件 天線部 目視用面板 狀態辨識處理單元 :開關單元 :可動體 :傳送線路 :臂部 :控制機器之電路端子 :控制機器之電路端子 -29-

Claims (1)

1. 201211906 七、申請專利範圍： 1 ·一種使用1C標籤的控制機器之操作狀態檢測裝置， 其特徵爲： 係組裝有複數個1C標籤的控制機器之操作狀態檢測裝 置， 具備： 複數個1C標籤，其對應於上述控制機器之複數個操作 狀態被設定關連對應而配置； 1個補助天線，係以對於上述複數個1C標籤之相對位 置關係可以變更的方式被設置； 構成爲：對應於上述控制機器之各操作狀態，使上述 複數個1C標籤之其中一個與上述補助天線以1對1進行選擇 通信。 2.如申請專利範圍第1項之使用1C標籤的控制機器之 操作狀態檢測裝置，其中 上述複數個1C標籤，係在以對應於上述控制機器之操 作狀態旋轉的旋轉軸之軸爲中心之同一圓周上，固定配置 於和上述控制機器之複數個操作狀態被設定關連對應之位 置； 上述1個補助天線，係在上述複數個1C標籤之對向位 置，以可旋轉方式固定於上述旋轉軸上。 3 .如申請專利範圍第1項之使用1C標籤的控制機器之 操作狀態檢測裝置，其中 上述複數個1C標籤，係在以對應於上述控制機器之操 -30- 201211906 作狀態旋轉的旋轉板之同一圓周上，固定配置於和上述控 制機器之複數個操作狀態被設定關連對應之位置； 上述1個補助天線，係在和伴隨上述複數個1C標籤之 旋轉的之其中一個上述1C標籤呈對向，而被固定。 4.如申請專利範圍第1項之使用1C標籤的控制機器之 操作狀態檢測裝置，其中 上述控制機器之操作，係伴隨沿著特定軌跡之規則性 位置移動者； 上述複數個1C標籤或上述1個補助天線之其中一方， 係固定配置於沿著上述軌跡之位置，上述複數個1C標籤或 上述1個補助天線之其中另一方，係固定配置於沿著上述 軌跡移動之構件上。 5 ·如申請專利範圍第2項之使用1C標籤的控制機器之 操作狀態檢測裝置，其中 上述補助天線，係兼用作爲上述控制機器之操作狀態 之顯示用的內藏指針。 6. 如申請專利範圍第2項之使用1C標籤的控制機器之 操作狀態檢測裝置，其中 上述補助天線係由單極天線構成。 7. 如申請專利範圍第2項之使用1C標籤的控制機器之 操作狀態檢測裝置，其中 上述旋轉軸係由上述控制機器之本體部朝一方向延伸 以上述旋轉軸之軸爲中心而配置的金屬製之背板、1C -31 - 201211906 標籤保持面板以及目視用面板，係被固定於上述控制機器 之本體部， 上述複數個1C標籤，係被固定於上述金屬製之背板側 之上述1C標籤保持面板上，上述補助天線係以可旋轉方式 配置於上述目視用面板側之上述1C標籤保持面板內之空間 » 上述補助天線之一端，係介由上述旋轉軸以電磁式連 接於上述金屬製之背板， 上述目視用面板係被固定於上述補助天線之前面， 在上述目視用面板之前面，於上述旋轉軸以可拆/裝 的方式裝配著操作盤。 8.如申請專利範圍第7項之使用1C標籤的控制機器之 操作狀態檢測裝置，其中 上述目視用面板係由透明構件構成。 9 .如申請專利範圍第7項之使用1C標籤的控制機器之 操作狀態檢測裝置，其中 上述控制機器，係電力供給/切斷用之凸輪開關機構 〇 10. 如申請專利範圍第9項之使用1C標籤的控制機器之 操作狀態檢測裝置，其中 於上述複數個1C標籤事先記錄著製造資訊，該製造資 訊用於表示上述凸輪開關機構之開/閉器或開關系統之關 係。 11. —種使用1C標籤的控制機器之操作狀態檢測裝置 -32 - 201211906 ，其特徵爲： 具備： 複數個1C標籤，係在基座上，對應於控制機器之操作 狀態被設定關連對應，於直線上隔開特定間隔而配置： 可動體，係相對於上述各1C標籤之位置關係可以沿著 上述直線相對變更； 補助天線及檢測電極，設於上述可動體； 上述可動體，係具有： 傳送線路，其電連接於上述補助天線，延伸於上述直 線方向；及 導電臂部，係由該傳送線路朝和上述直線呈直角之方 向延伸，在和上述1C標籤可取得電磁耦合之位置將上述檢 測電極予以保持； 構成爲：對應於上述可動體之位置，使上述複數個1C 標籤之其中一個與上述補助天線，介由上述檢測電極及上 述傳送線路，可以1對1進行選擇通信。 12. 如申請專利範圍第11項之使用1C標籤的控制機器 之操作狀態檢測裝置，其中 上述補助天線，係以半波長爲基調之偶極天線， 上述傳送線路，係連接於上述補助天線之大略中央， 具有由該補助天線供給電磁波至上述1C標籤之機能。 13. 如申請專利範圍第12項之使用1C標籤的控制機器 之操作狀態檢測裝置，其中 上述傳送線路，係朝上述直線方向延伸之平衡2線式 -33- 201211906 傳送線路。 14. 如申請專利範圍第13項之使用1(：標籤的控制機器 之操作狀態檢測裝置，其中 上述檢測電極，係挾持以1對1進行選擇通信之上述1C 標籤’以電磁耦合方式藉由上述臂部予以保持。 15. 如申請專利範圍第11項之使用1(：標籤的控制機器 之操作狀態檢測裝置，其中 上述可動體，係具有短路板， 上述基座具有：導引部，用於導引上述可動體至上述 直線方向；及上述控制機器之電路端子，其可藉由上述可 動體之短路板進行電氣之開/閉； 上述複數個1C標籤，係對應於上述控制機器之電路端 子之開/閉狀態被設定關連對應，而沿著上述導引部分別 被配置。 1 6.如申請專利範圍第1 5項之使用1C標籤的控制機器 之操作狀態檢測裝置，其中 係由1個上述可動體與1個上述基座構成1組開關單元 複數組上述開關單元，係沿著和上述直線呈直角之方 向配置成爲一列且爲同一高度，而構成切斷開關系統之切 斷開關群， 上述各開關單元之控制機器之電路端子，係用於使繼 電器電路與控制電路之間進行開/閉者，該繼電器電路爲 用於控制上述各開關系統所固有之被控制機器之主電路者 -34- 201211906 上述各開關單元之上述可動體，相對於上述基座，在 所對應之上述控制機器之電路端子之閉狀態時係位於第1 位置，在上述控制機器之電路端子之開狀態時係位於第2 位置狀態。 -35-