特許 7286724 スイッチングアセンブリ、およびスイッチングアセンブリのコンタクトブリッジの位置を測定するための方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-05-26

(45)【発行日】2023-06-05

(54)【発明の名称】スイッチングアセンブリ、およびスイッチングアセンブリのコンタクトブリッジの位置を測定するための方法

(51)【国際特許分類】

   H01H 50/04 20060101AFI20230529BHJP

   H01H 50/54 20060101ALI20230529BHJP

【ＦＩ】

H01H50/04 E

H01H50/54 C

【請求項の数】 16

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2021150733

(22)【出願日】2021-09-16

(65)【公開番号】P2022052736

(43)【公開日】2022-04-04

【審査請求日】2021-10-06

(31)【優先権主張番号】10 2020 124 802.4

(32)【優先日】2020-09-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】501090342

【氏名又は名称】ティーイー コネクティビティ ジャーマニー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツンク

【氏名又は名称原語表記】ＴＥ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ Ｇｅｒｍａｎｙ ＧｍｂＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100100077

【弁理士】

【氏名又は名称】大場 充

(74)【代理人】

【識別番号】100136010

【弁理士】

【氏名又は名称】堀川 美夕紀

(74)【代理人】

【識別番号】100130030

【弁理士】

【氏名又は名称】大竹 夕香子

(74)【代理人】

【識別番号】100203046

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 聖子

(72)【発明者】

【氏名】マティアス クレーカー

(72)【発明者】

【氏名】ペーター ザンデック

(72)【発明者】

【氏名】ハリー コッホ

(72)【発明者】

【氏名】ベルント ラーン

(72)【発明者】

【氏名】クリスティアン リンドナー

【審査官】高橋 裕一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－０２７５６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／１４１５２９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２０１９－５０３０５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１１００９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－８６２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－４９２０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｈ ５０／０４

Ｈ０１Ｈ ５０／５４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

特に高電圧範囲および／または大電流範囲のためのスイッチングアセンブリ（１００）であって、
前記スイッチングアセンブリ（１００）は、
- ２つのコンタクト（１０）と、
- コンタクトブリッジ（２０）と、を備え、
前記コンタクトブリッジ（２０）は、前記コンタクトブリッジ（２０）が前記コンタクト（１０）を互いに導電接続するブリッジ位置（Ｂ）から、前記コンタクト（１０）が互いに電気的に分離される分離位置（Ｔ）へ移動可能であり、
前記スイッチングアセンブリ（１００）は、少なくとも１つの検出素子（６０、６１、６２）を有する検出器（５０）を備え、前記少なくとも１つの検出素子（６０、６１、６２）によって、前記分離位置（Ｔ）および／または前記ブリッジ位置（Ｂ）に前記コンタクトブリッジ（２０）が存在することが検出可能であり、
前記検出器（５０）は、前記検出素子（６０、６１、６２）のための第１のスイッチング点（１１１、１２１）と第２のスイッチング点（１１２、１２２）とを有する少なくとも１つの２点コントローラ（７０、７１、７２）を備え、前記スイッチング点（１１１、１１２、１２１、１２２）のうちの少なくとも１つが、前記ブリッジ位置（Ｂ）と前記分離位置（Ｔ）との間の前記コンタクトブリッジ（２０）の位置に割り当てられる、
スイッチングアセンブリ（１００）。

【請求項2】

両方のスイッチング点（１１１、１１２、１２１、１２２）は、前記ブリッジ位置（Ｂ）と前記分離位置（Ｔ）との間の前記コンタクトブリッジ（２０）の位置に割り当てられる、
請求項１に記載のスイッチングアセンブリ（１００）。

【請求項3】

他方のスイッチング点（１１１、１１２、１２１、１２２）は、前記ブリッジ位置（Ｂ）または前記分離位置（Ｔ）における前記コンタクトブリッジ（２０）の位置に割り当てられる、
請求項１に記載のスイッチングアセンブリ（１００）。

【請求項4】

前記分離位置（Ｔ）または前記ブリッジ位置（Ｂ）は、前記第１のスイッチング点（１１１、１１２、１２１、１２２）と前記第２のスイッチング点（１１２、１１１、１２２、１２１）に割り当てられた位置（２１１、２１２、２２１、２２２）の間に位置する領域にある、
請求項１に記載のスイッチングアセンブリ（１００）。

【請求項5】

前記コンタクトブリッジ（２０）は、コンタクトブリッジキャリア（２５）にばねで取り付けられている、
請求項１から４のいずれか一項に記載のスイッチングアセンブリ（１００）。

【請求項6】

前記スイッチングアセンブリ（１００）は、インジケータ要素（６５）を備え、
前記インジケータ要素（６５）の位置は、前記検出素子（６０、６１、６２）によって検出可能である、
請求項１から５のいずれか一項に記載のスイッチングアセンブリ（１００）。

【請求項7】

前記スイッチングアセンブリ（１００）は、さらなる検出素子（６０、６２、６１）を備える、
請求項１から６のいずれか一項に記載のスイッチングアセンブリ（１００）。

【請求項8】

前記スイッチングアセンブリ（１００）は、検出素子（６０、６１、６２）ごとに２つの２点コントローラ（７０、７１、７２）を備えるとともに、
前記検出素子（６０、６１、６２）の数は１つまたは複数である、
請求項１から７のいずれか一項に記載のスイッチングアセンブリ（１００）。

【請求項9】

前記少なくとも１つの検出素子（６０、６１、６２）は、スイッチングチャンバ（１５）の外側に配置されている、
請求項１から８のいずれか一項に記載のスイッチングアセンブリ（１００）。

【請求項10】

前記スイッチングアセンブリ（１００）は、インジケータ要素（６５）を備え、
前記インジケータ要素（６５）は、永久磁石（６６）を備える、
請求項１から９のいずれか一項に記載のスイッチングアセンブリ（１００）。

【請求項11】

前記少なくとも１つの検出素子（６０、６１、６２）は、ホールセンサ（６８）を備える、
請求項１から１０のいずれか一項に記載のスイッチングアセンブリ（１００）。

【請求項12】

前記少なくとも１つの検出素子（６０、６１、６２）は、プリント回路基板（４７）に配置されている、
請求項１から１１のいずれか一項に記載のスイッチングアセンブリ（１００）。

【請求項13】

前記少なくとも１つの検出素子（６０、６１、６２）は、ブロー磁石アセンブリ（４０）のスロット（４４）に配置されている、
請求項１から１２のいずれか一項に記載のスイッチングアセンブリ（１００）。

【請求項14】

２つのコンタクト（１０）を有するスイッチングアセンブリ（１００）のコンタクトブリッジ（２０）の位置を測定する方法であって、
前記コンタクトブリッジ（２０）は、前記コンタクトブリッジ（２０）が前記コンタクト（１０）を互いに導電接続するブリッジ位置（Ｂ）から、前記コンタクト（１０）が互いに電気的に分離される分離位置（Ｔ）へ移動可能であり、
前記コンタクトブリッジ（２０）が前記ブリッジ位置（Ｂ）から前記分離位置（Ｔ）へ移動するときに、第１の出力信号（８１）から第２の出力信号（８２）へのスイッチングが第１のスイッチング点（１１１、１１２、１２１、１２２）で起こり、前記コンタクトブリッジ（２０）が前記分離位置（Ｔ）から前記ブリッジ位置（Ｂ）へ移動するときに、前記第２の出力信号（８２）から前記第１の出力信号（８１）へのスイッチングが、前記第１のスイッチング点（１１１、１１２、１２１、１２２）とは異なる第２のスイッチング点（１１２、１１１、１２２、１２１）で起こり、前記スイッチング点（１１１、１１２、１２１、１２２）のうちの少なくとも１つが、前記ブリッジ位置（Ｂ）と前記分離位置（Ｔ）との間の前記コンタクトブリッジ（２０）の位置に割り当てられる、
方法。

【請求項15】

両方のスイッチング点（１１１、１１２、１２１、１２２）は、前記ブリッジ位置（Ｂ）と前記分離位置（Ｔ）との間の前記コンタクトブリッジ（２０）の位置に割り当てられる、
請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

前記スイッチングアセンブリ（１００）は、少なくとも１つの検出素子（６０、６１、６２）を有する検出器（５０）を備え、前記少なくとも１つの検出素子（６０、６１、６２）によって、前記分離位置（Ｔ）および／または前記ブリッジ位置（Ｂ）に前記コンタクトブリッジ（２０）が存在することが検出可能であり、
前記少なくとも１つの検出素子（６０、６１、６２）は、ブロー磁石アセンブリ（４０）のスロット（４４）に配置されている、
請求項１４に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スイッチングアセンブリ、およびスイッチングアセンブリのコンタクトブリッジの位置を測定するための方法に関する。

【背景技術】

【0002】

スイッチングアセンブリは、特に高電圧範囲および／または大電流範囲に使用される。既知の実施形態は、２つのコンタクトとコンタクトブリッジとを有し、コンタクトブリッジは、コンタクトブリッジがコンタクトを互いに導電接続するブリッジ位置から、コンタクトが互いに電気的に分離される分離位置へ移動可能であり、スイッチングアセンブリは、少なくとも１つの検出素子を有する検出器を備え、少なくとも１つの検出素子（６０、６１、６２）によって、分離位置および／またはブリッジ位置にコンタクトブリッジが存在することを検出できる。しかしながら、多くの場合、例えば、コンタクトのうちの１つがコンタクトブリッジに溶着されている故障状態が検出されないか、または開もしくは閉と誤って示される。そのため、そのようなスイッチングアセンブリは信頼できないものとなっている。
他の既知のスイッチングアセンブリでは、回路に電圧を印加し、コンタクトの両端の電圧降下を測定することにより接触状態を判定することによって、スイッチング状態が判定される。このために、回路に２つ以上のスイッチング素子がある場合、検査しないスイッチング素子を閉じる必要がある。これには手間がかかる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

本発明の目的は、より信頼性が高く、より簡単な解決策を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本発明によれば、解決策は、検出器が、検出素子のための第１のスイッチング点および第２のスイッチング点を有する少なくとも１つの２点コントローラ（two-point controllers）を備え、スイッチング点のうちの少なくとも一方がブリッジ位置と分離位置との間のコンタクトブリッジの位置に関連付けられることで達成される。

【0005】

２つのコンタクトを有するスイッチングアセンブリにおけるコンタクトブリッジの位置を測定するための本発明による方法の場合、解決策は、コンタクトブリッジがブリッジ位置から分離位置へ移動すると、第１の出力信号から第２の出力信号へのスイッチングが第１のスイッチング点で起こり、コンタクトブリッジが分離位置からブリッジ位置へ移動すると、第２の出力信号から第１の出力信号へのスイッチングが、第１のスイッチング点とは異なる第２のスイッチング点で起こり、スイッチング点のうちの少なくとも一方が、ブリッジ位置と分離位置との間のコンタクトブリッジの位置に割り当てられることで達成される。

【0006】

本発明による解決策は、分離位置またはブリッジ位置から離れる移動中、故障、例えば、コンタクトに溶着されたコンタクトブリッジの不完全な分離が生じ得る領域をくまなく調べるまで、検出器がスイッチングしないことを保証する。これにより、故障状態の確実な検出が可能になる。したがって、スイッチングアセンブリおよび方法のそれぞれがより信頼性の高いものになる。

【0007】

本発明による解決策を、以下のさらなる発展および実施形態によりさらに改良することができる。これらの発展および実施形態は各々それ自体が有利であり、他のさらなる発展および実施形態と任意に組み合わせることができる。

【0008】

第１の有利な実施形態によれば、両方のスイッチング点を、ブリッジ位置と分離位置との間のコンタクトブリッジの位置に割り当ててもよい。故障が生じ得る領域は、ここでは２つのスイッチング点の間に位置し得る。スイッチング点のうちの一方を、ブリッジ位置または分離位置に非常に近接したコンタクトブリッジの位置に割り当ててもよい。他方のスイッチング点は、分離位置またはブリッジ位置からさらに離れていてもよい。

【0009】

有利な実施形態によれば、他方のスイッチング点を、ブリッジ位置または分離位置におけるコンタクトブリッジの位置に割り当ててもよい。これにより、ブリッジ位置または分離位置でコンタクトブリッジの確実な検出が可能になる。

【0010】

さらなる有利な実施形態によれば、分離位置またはブリッジ位置は、第１のスイッチング点と第２のスイッチング点に割り当てられた位置の間に位置する領域にあってもよい。これにより、コンタクトブリッジがブリッジ位置または分離位置に関連付けられた位置を明らかに越えて移動したときにのみ、スイッチングが起こるため、信頼性をさらに高めることができる。これは、例えば、コンタクトブリッジがさらなる要素で可動に支持される場合に有利であり得る。

【0011】

有利な実施形態によれば、スイッチング点のうちの一方を、オーバトラベル（overtravel）の約半分の位置に割り当ててもよい。このようにして、スイッチング点に到達したときに、閉状態に明らかに到達していることを保証することができる。

【0012】

コンパクトな実施形態において、２点コントローラは検出素子の一部であってもよい。２点コントローラは、検出素子に組み込まれていても、検出素子と共に構成部品を形成してもよい。

【0013】

代替実施形態において、２点コントローラは検出素子とは別個の要素であってもよい。２点コントローラは、例えば、独立した構成部品であってもよい。

【0014】

２点コントローラはハードウェアまたはソフトウェアに実装されてもよい。２点コントローラは、物理的な構成部品であってもよく、または単にソフトウェアモジュールとして構成されてもよい。

【0015】

２点コントローラはプログラム可能であってもよい。特に、第１のスイッチング点および第２のスイッチング点は、プログラム可能または調節可能であってもよい。スイッチング点は、例えば、測定信号強度がある一定の値を下回るまたは上回る点として規定され得る。

【0016】

検出素子の出力信号は離散的(discrete)であってもよい。これにより、例えば、デジタルシステムへの組み込みを容易にすることが可能になる。特に、出力信号は２つのレベルを含んでいてもよい。

【0017】

有利な実施形態によれば、コンタクトブリッジをコンタクトブリッジキャリアにばねで取り付けてもよい。特に、コンタクトブリッジを、スイッチング方向に沿ってばねで取り付けることができる。これにより、ばね力との確実な接触が可能になる。

【0018】

容易で簡単な測定のために、スイッチングアセンブリはインジケータ要素を備えてもよく、インジケータ要素の位置は検出素子によって検出可能である。検出素子はインジケータ要素の位置を検出するため、検出器は、インジケータ要素の位置に応じてスイッチングすることができる。ここでは、スイッチング動作は経路に依存し得る。

【0019】

有利な実施形態によれば、スイッチングアセンブリはさらなる検出素子を備えてもよい。これにより、スイッチングアセンブリをさらに信頼性の高いものにすることができる。

【0020】

さらなる検出素子では、２点コントローラおよび／またはヒステリシスがなくてもよい。

【0021】

有利には、スイッチングアセンブリが検出素子ごとに２つの２点コントローラを備え得る。これにより、スイッチングアセンブリをより信頼性の高いものにすることができる。

【0022】

第１の検出素子をブリッジ位置に割り当ててもよく、第２の検出素子を分離位置に割り当ててもよい。有利には、第１の検出素子および第２の検出素子の両方が２点コントローラを有し得る。

【0023】

短い測定経路(short measurement path)を可能にする実施形態によれば、検出素子をスイッチング方向に対して接線方向にずらしてもよい。

【0024】

２つの異なるスイッチング点の存在をヒステリシスと呼ぶことができる。２点コントローラのヒステリシス領域は、明確に規定されたスイッチング動作が可能になるように矩形であってもよい。

【0025】

２つの出力信号を各々有する２つの検出素子により、出力信号の計４つの組合せが可能である。これらの組合せのうちの１つは、スイッチングアセンブリが明らかに開であること、すなわち、コンタクトブリッジが分離位置に明らかに到達していることを示すことができる。これらの組合せのうちの１つは、スイッチングアセンブリが明らかに閉であること、すなわち、コンタクトブリッジがブリッジ位置に明らかに到達していることを示すことができる。これらの組合せのうちの少なくとも１つは、スイッチングアセンブリが故障状態にあること、すなわち、コンタクトブリッジが明らかに分離位置にもブリッジ位置にもないことを示すことができる。これは、例えば、コンタクトのうちの１つが溶着している状態に対応し得る。
これらの組合せのうちの１つは、検出器に欠陥があること、例えば、２つの検出素子の信号の組合せが、分離位置とブリッジ位置との間のいずれの可能な位置にも対応しないことを示し得る。

【0026】

代替または追加として、少なくとも１つの検出素子の出力信号と少なくとも１つのさらなる信号、特にスイッチング信号との組合せを評価することができる。スイッチング信号は、例えば、コンタクトブリッジを直接または間接的に移動するスイッチングコイルの励磁信号であってもよい。例えば、スイッチングコイル、したがってコンタクトブリッジが分離位置にあるべきであるように励磁信号が設定され、この分離位置が検出器によって明確に検出されない場合、これにより欠陥を推測することができる。

【0027】

有利な実施形態によれば、少なくとも１つの検出素子を、スイッチングチャンバの外側に配置してもよい。これにより、例えば、検出素子を損傷させ得る電気アークおよび／または高電圧から検出素子を保護する。２つの検出素子の場合、両方の検出素子が、特に検出器のさらなる感応部と共に、スイッチングチャンバの外側に配置されることが有利である。

【0028】

インジケータ要素は、例えば、可動部品と直接結合が可能になるように、スイッチングチャンバ内に配置されてもよい。

【0029】

インジケータ要素は永久磁石を備えてもよい。インジケータ要素は、永久磁石材料から構成されてもよい。例えば、インジケータ要素は、容易に検出可能な高磁場強度を発生させるように、レアアースを含んでいてもよい。

【0030】

有利な実施形態によれば、インジケータ要素は、スイッチングアセンブリの他の部品、特に可動部品に接続された別個の要素であってもよい。インジケータ要素を、スイッチング動作中に移動するスイッチングアセンブリの部品、例えばコンタクトブリッジキャリアに、運動伝達方式(in a motion-transmitting manner)で直接または間接的に接続してもよい。

【0031】

インジケータ要素を、他の部品に、例えば接着、溶接、またははんだ付けによって接続してもよい。他の部品との形状嵌合または圧力嵌め接続も可能である。

【0032】

さらなる実施形態によれば、インジケータ要素は、コンタクトブリッジの一部および／またはコンタクトブリッジキャリアの一部であってもよい。これにより、コンパクトな構造設計が可能になる。例えば、コンタクトブリッジの一部またはコンタクトブリッジキャリアの一部を磁化することにより、検出素子を用いて測定可能な磁場を発生させることができる。他の測定方法の場合、例えば光学測定または超音波による測定の場合、例えば、反射面をインジケータ要素として使用してもよい。

【0033】

磁場の測定を可能にするために、少なくとも１つの検出素子はホールセンサを備えてもよい。

【0034】

容易な取付けのために、少なくとも１つの検出素子をプリント回路基板に配置してもよい。２点コントローラ、制御ユニット、または評価ユニットなどのさらなる要素を、プリント回路基板に設けてもよい。

【0035】

スペースを節約する実施形態において、少なくとも１つの検出素子をブロー磁石アセンブリのスロットに配置してもよい。ブロー磁石アセンブリを使用して、開いている間にアークを消すことができる。

【0036】

ブロー磁石アセンブリ(blow magnet assembly)は、１つの長めの磁石（ｂｒｏａｄ ｍａｇｎｅｔ）を一方の側に、２つのサブ磁石を別の側に備えてもよい。スペースを節約するために、少なくとも１つの検出素子を２つのサブ磁石の間に配置してもよい。

【0037】

有利には、少なくとも１つの検出素子が、非接触で測定可能である。

【0038】

有利な実施形態によれば、インジケータ要素が検出素子より前に位置するとき、インジケータ要素によって発生する磁場は、ブロー磁石アセンブリによって発生する磁場に対して逆平行に検出素子に流れ得る。

【0039】

インジケータ要素の磁場は、コンタクトブリッジが１つの位置にあるとき、例えば、インジケータ要素が検出素子より前に位置するときに優位となり得る。ブロー磁石アセンブリの磁場は、コンタクトブリッジが他の位置にあるとき、例えば、インジケータ要素が検出素子より前に位置しないときに優位となり得る。

【0040】

良好な信号対雑音比を達成するために、測定で使用される信号強度の差は、検出素子の第１のスイッチング点から第２のスイッチング点へ到達するのに必要な信号強度より大きくてもよい。その割合は、具体的には２：１超、特に５：１超または１０：１超であってもよい。

【0041】

特に、第１のスイッチング点および第２のスイッチング点に対応する領域を、発生する最小信号強度と最大信号強度との間の領域において中央に位置させてもよい。これは、外部からの干渉が測定にほとんど影響を与えるおそれがないことを意味する。干渉の影響を低く維持するために、第１のスイッチング点および第２のスイッチング点に対応する領域は、発生する最小信号強度および最大信号強度までのある一定の最小距離を有してもよい。最小距離は、第１のスイッチング点と第２のスイッチング点との間の幅の少なくとも約２００％、好ましくは少なくとも３００％、特に少なくとも５００％に対応し得る。最小距離は、予想される干渉信号の信号強度の少なくとも約２００％、好ましくは少なくとも３００％、特に少なくとも５００％に対応し得る。

【0042】

スイッチングプロセスは、磁場のゼロ点の周囲で起こり得る。第１のスイッチング点を第１の方向の磁場に割り当ててもよく、第２のスイッチング点を、第１の方向とは反対の第２の方向の磁場に割り当ててもよい。ここでは、スイッチング点の絶対値は等しくてもよい。例えば、第１のスイッチング点は＋０．２ｍＴであってもよく、第２のスイッチング点は－０．２ｍＴであってもよい。特別なスイッチング値にプログラムする必要のない利用可能な検出素子を単に使用することができるため、そのような実施形態を構造的に実装することは特に容易であり得る。

【0043】

以下で、図面を参照しながら、本発明を有利な実施形態に基づいてより詳細に例示的に説明する。この文脈で示すそれぞれの有利なさらなる発展および実施形態は、互いに独立しており、それぞれの使用事例において必要な方法に応じて互いに任意に組み合わせることができる。

【図面の簡単な説明】

【0044】

【図1】側面から見たスイッチングアセンブリの概略断面図である。

【図2】上方から見たスイッチングアセンブリの概略断面図である。

【図3】検出器の概略図である。

【図4】インジケータ要素を有するコンタクトブリッジキャリアの概略斜視図である。

【図5】スイッチングアセンブリの概略斜視図である。

【図6】スイッチングアセンブリの概略断面斜視図である。

【図7】スイッチングアセンブリにおける２つの磁場曲線の概略図である。

【図8】検出素子のスイッチング挙動の概略図である。

【図9】スイッチングアセンブリの２つの検出素子の可能なスイッチング挙動の概略図である。

【図10】検出素子のスイッチング挙動ならびにコンタクトブリッジおよびコンタクトブリッジキャリアの移動特性の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0045】

図１～図６は、スイッチングアセンブリ１００の第１の実施形態を示す。スイッチングアセンブリ１００はハウジング１６を備える。スイッチングする回路を接続するために、２つの端子素子１８に外側からアクセスすることができる。２つの端子素子１８の間に、電気絶縁のための仕切り１７が設けられている。加えて、検出器５０のコネクタ１２がハウジング１６から突出している。

【0046】

内部に設けられたコンタクト１０は各々、対応する端子素子１８に導電接続される。２つのコンタクト１０を互いに接続するために、可動のコンタクトブリッジ２０が設けられる。コンタクトブリッジ２０は、導電材料から構成され、２つの接触点２１でコンタクト１０に接続されて回路を閉じるように構成されている。

【0047】

コンタクトブリッジ２０は、コンタクトブリッジキャリア２５に可動に取り付けられ、部分的に支持される。コンタクトブリッジ２０の突起２４が、コンタクトブリッジキャリア２５の運動リンク２６においてスイッチング方向Ｓに沿って移動可能である。コンタクトブリッジキャリア２５の一端部には止め部２７が形成され、この止め部２７により、スイッチング方向Ｓに沿った突起２４の移動、したがってコンタクトブリッジ２０の移動が制限される。

【0048】

コンタクトブリッジ２０は、スイッチング方向Ｓに沿って作用するばね２３により、コンタクトブリッジキャリア２５に対して予め負荷が加えられる。図１に示す分離位置Ｔで、コンタクトブリッジ２０にはコンタクト要素１０に向かって予め負荷が加えられる。コンタクトブリッジキャリア２５は、駆動ロッド２８に固定して機械的に接続され、この駆動ロッド２８は、例えばコイル（詳細には図示せず）によって駆動され得る。スイッチング方向Ｓに沿った移動中、コンタクトブリッジ２０はブリッジ位置Ｂに到達し、このブリッジ位置Ｂで、コンタクトブリッジ２０はコンタクト１０を導電接続する。接触が確立された後、確実な接触が確保されるように、ばね２３が圧縮され、可動な接触点２１と固定されたコンタクト１０との間に接触力を生じさせる。このプロセスにおいて、コンタクトブリッジ２０はコンタクトブリッジキャリア２５に対して移動する。

【0049】

コンタクトブリッジ２０の位置を判定するために、スイッチングアセンブリ１００は検出器５０を備える。検出器５０は、インジケータ要素６５が発する磁場９６を検出する２つの検出素子６０を有する。検出器５０は、第１の検出素子６０、６１と第２の検出素子６０、６２とを備え、スイッチングチャンバ１５の外側に配置されて、高電圧およびアークから保護されるようになっている。永久磁石６６として構成されたインジケータ要素６５がスイッチングチャンバ１５内に配置されており、このインジケータ要素６５は、コンタクト１０がコンタクトブリッジ２０から分離されているときに発生し得る高電圧およびアークの影響を受けない。

【0050】

インジケータ要素６５は、コンタクトブリッジキャリア２５に固定して接続される。インジケータ要素６５は、コンタクトブリッジキャリア２５の側面に、例えば接着、溶接、または形状嵌合によって取り付けられる。インジケータ要素６５は、例えば、高磁場強度を発生させるように、レアアースを含んでいてもよい。

【0051】

第１の検出素子６０、６１は、第２の検出素子６０、６２に対して、スイッチング方向Ｓに沿ってずれている。第１の検出素子６０、６１を分離位置Ｔに割り当ててもよい。第２の検出素子６０、６２をブリッジ位置Ｂに割り当ててもよい。

【0052】

加えて、第１の検出素子６０、６１と第２の検出素子６０、６２とは接線方向（tangential direction）Ｕに沿ってずれて、スイッチング方向Ｓに沿った小さいずれを可能にする。

【0053】

検出素子６０、６１、６２はプリント回路基板４７に配置され、このプリント回路基板４７には他の構成部品４８も設けられている。検出素子６０は、磁場を検出するホールセンサ６８として構成される。

【0054】

検出器５０は、検出素子６０に割り当てられた２点コントローラ（two-point controllers）７０をさらに備える。例えば、第１の２点コントローラ７０、７１は検出素子６０、６１に組み込まれていてもよい。さらなる実施形態において、２点コントローラ７０、７２を検出素子６０の外側に配置してもよいが、２点コントローラ７０、７２は、検出素子６０に動作可能に接続され得る。

【0055】

２点コントローラ７０は、第１のスイッチング点１１１、１２１と、第１のスイッチング点１１１、１２１とは異なる第２のスイッチング点１１２、１２２とを有するように構成される。２つのスイッチング点１１１、１１２、１２１、１２２のうちの１つが、ブリッジ位置Ｂと分離位置Ｔとの間のコンタクトブリッジ２０の位置に割り当てられる。この位置は、特に、故障が生じ得る故障領域の外側である。例えば、コンタクト１０は、大き過ぎる電流により接触点２１に溶着することがある。コンタクトブリッジ２０をブリッジ位置Ｂから分離位置Ｔへ動かそうとする際に、この溶着は、コンタクトブリッジ２０がブリッジ位置Ｂからほんのわずかだけ、例えば数百マイクロメートルだけ離れるという結果をもたらし得る。
その後、コンタクトブリッジ２０はブリッジ位置Ｂから離れるが、回路はまだ確実には分離されていない。スイッチング点１１１、１１２、１２１、１２２のうちの１つが、故障したコンタクトブリッジ２０が移動可能な領域を越えて位置することにより、スイッチング動作が起こるときに、コンタクトブリッジ２０が実際に完全に切り離されているということが保証される。例えば、スイッチング点１１１、１１２、１２１、１２２を、コンタクトブリッジ２０がブリッジ位置Ｂから１ミリメートル、２ミリメートル、または５ミリメートル離れている位置に割り当てることができる。

【0056】

図８によってスイッチング挙動の説明を示すことができる。図面からは、検出素子６０の２点コントローラ７０が第１のスイッチング点１１１と第２のスイッチング点１１２とを有することが見てとれる。スイッチング動作に関連する測定される変動要素、例えば、測定磁場が横座標にプロットされている。検出素子６０の出力信号８０が縦座標に示されている。出力信号８０は、第１の信号レベルを有する第１の出力信号８１または第２の信号レベルを有する第２の出力信号８２を示し得る。特に、出力信号８０はデジタル出力信号であり得る。

【0057】

２点コントローラ７０はヒステリシスを示す。測定される変動要素が変化する場合、出力信号８０は経路に依存する。測定される変動要素の信号強度が増加すると、第１の出力信号８１から第２の出力信号８２へのスイッチングが第２のスイッチング点１１２で起こる。測定される変動要素の信号強度が再び低下すると、第１の出力信号８１へ戻るスイッチングのみが第１のスイッチング点１１１で起こる。その結果、第１のスイッチング点１１１と第２のスイッチング点１１２とが測定される変動要素に沿って離間する。

【0058】

スイッチングプロセスが磁場のゼロ点の周囲で起こると有利である。第１のスイッチング点１１１は第１の方向の磁場に割り当てられ、第２のスイッチング点１１２は第１の方向とは反対の第２の方向の磁場に割り当てられる。ここでは、スイッチング点１１１、１１２に属する磁場の絶対値は等しい。例えば、第１のスイッチング点１１１は＋０．２ｍＴであってもよく、第２のスイッチング点１１２は－０．２ｍＴであってもよい。特別なスイッチング値にプログラムする必要のない利用可能な検出素子を単に使用するため、そのような実施形態を構造的に実装することは特に容易であり得る。

【0059】

図９は、スイッチング点１１１、１１２、１２１、１２２の位置および関連位置２１１、２１２、２２１、２２２についての様々な実施形態を示す。図示の実施形態において、分離位置Ｔで、第２のスイッチング点１２２と関連位置２２２とは分離位置Ｔに近接して配置される。分離位置Ｔの確実な検出を可能にするように、分離位置Ｔとスイッチング点１２２およびその関連位置２２２とは一致していてもよい。

【0060】

第１のスイッチング点１２１およびその関連位置２２１は、分離位置Ｔとブリッジ位置Ｂとの間に位置する。さらに、第１のスイッチング点１２１およびその関連位置２２１は、第２のスイッチング点１２２およびその関連位置２２２と、ブリッジ位置Ｂに割り当てられたさらなる検出素子６０の２つのスイッチング点１１１、１１２およびその関連位置２１１、２１２との間に位置する。

【0061】

不具合領域の境界２３０が、２つのスイッチング点１２１、１２２の間およびその関連位置２２１、２２２の間に位置する。これにより、不具合領域２３０をくまなく調べたときに、検出器が検出素子６０をそれぞれの他の出力信号８１、８２のみにスイッチングすることを保証する。

【0062】

ブリッジ位置Ｂに割り当てられた検出素子６０の場合、スイッチング点１１１、１１２、１２１、１２２はわずかに異なって配置される。第１のスイッチング点１１１およびその関連位置２１１が再び不具合領域を越えて配置されて、不具合領域の境界２３０が２つのスイッチング点１１１、１１２の間およびその関連位置２１１、２１２の間に位置する場合でも、第２のスイッチング点１１２およびその関連位置２１２はブリッジ位置Ｂの後ろに配置される。したがって、ブリッジ位置Ｂは第１のスイッチング点１１１と第２のスイッチング点１１２との間、およびこれらのスイッチング点に関連するそれぞれの位置２１１、２１２の間に位置する。その結果、ここでは、コンタクトブリッジ２０がブリッジ位置Ｂに到達した後にのみ、他の出力信号８１へのスイッチングが起こる。
これは、コンタクトブリッジ２０がコンタクトブリッジキャリア２５にばねで取り付けられ、インジケータ要素６５がコンタクトブリッジキャリア２５に配置されていることにより、可能である。

【0063】

図１０は、説明した挙動に対応する個々の構成部品の移動挙動を示す。駆動要素、例えば駆動ロッド２８の移動が右にプロットされている。移動する構成部品のそれぞれの位置が上に向かってプロットされている。コンタクトブリッジ２０の移動曲線１７１は、基本的に直線状であり、ブリッジ位置Ｂに到達する点まで比例している。そこから、接触点２１がコンタクト１０に接触することによって阻止されるため、コンタクトブリッジ２０の位置はそれ以上変化しない。それに対して、コンタクトブリッジキャリア２５の移動曲線１７２は、コンタクトブリッジキャリア２５が、ブリッジ位置Ｂに到達した後、最終的に終了位置にも到達するまで、引き続き直線状に比例して移動することを示す。

【0064】

ブリッジ位置Ｂに明らかに到達していることを確認するために、スイッチング点１１２のうちの１つおよびその関連位置２１２をブリッジ位置Ｂの後ろに位置させてもよい。したがって、スイッチング点１１２およびその関連位置２１２は、コンタクトブリッジの接触領域１６０およびコンタクトブリッジキャリア２５のオーバトラベル領域１６１に位置する。例えば、スイッチング点１１２を、オーバトラベル領域１６１の略中央、すなわち、ばね２３の接触確立と完全圧縮との間のばね行程の約半分に位置させてもよい。

【0065】

したがって、ブリッジ位置Ｂは第１のスイッチング点１１１と第２のスイッチング点１１２との間、および関連位置２１１、２１２の間に位置する。加えて、不具合領域の境界２３０も、２つのスイッチング点１１１、１１２の間およびその関連位置２１１、２１２の間に位置する。ここでは、境界２３０は、ブリッジ位置Ｂと第１のスイッチング点１１１およびその関連位置２１１のそれぞれとの間に位置する。

【0066】

２つの検出素子６０の出力信号８０の組合せから、スイッチングアセンブリ１００がどの状態にあるかを推測することかできる。例えば、分離位置Ｔに割り当てられた検出素子６０の出力信号８０から、コンタクトブリッジ２０が分離位置Ｔから離れたことが推測でき、ブリッジ位置Ｂに割り当てられた検出素子６０の出力信号８０から、コンタクトブリッジ２０がまだブリッジ位置Ｂに到達しておらず、欠陥が存在し得ることが推測できる。

【0067】

出力信号８０と制御信号との組合せを分析の目的で使用してもよい。例えば、制御信号が、コンタクトブリッジ２０がブリッジ位置Ｂから離れるべきであるが、ブリッジ位置Ｂに割り当てられた検出素子６０には対応する出力信号８０が存在しない場合、溶着などの不具合が存在すると結論付けられる。

【0068】

図６は、例示的な実施形態で使用可能な磁気測定の原理を示す。スイッチングアセンブリ１００はブロー磁石アセンブリ４０を備え、このブロー磁石アセンブリ４０は、第１の長めの磁石４１をスイッチングチャンバ１５の一方の側に、２つのサブ磁石４２を他方の側に備える。ブロー磁石アセンブリ４０は、スイッチングチャンバにおいて磁場９４を発生させ、この磁場９４は、偏向することにより、コンタクトブリッジ２０がコンタクト１０から分離しているときに生じるアークを消す。磁場伝達要素４５が磁気回路を閉じる。

【0069】

インジケータ要素６５は追加の磁場９６を発生させる。インジケータ要素６５の位置に応じて、検出素子６０は内向きの全磁場または外向きの全磁場を認識する。ここでは、全磁場は２つの磁場９４、９６の重合わせによって確立される。

【0070】

検出器５０は、２つのサブ磁石４２間のスロット４４に配置される。

【0071】

図７において、検出器５０の領域の磁場が示されている。ここでは、第１の曲線１５１は、インジケータ要素６５が、分離位置Ｔに割り当てられた検出素子６０より前に配置されている状況に対応する。第２の曲線１５２は、インジケータ要素６５が、ブリッジ位置Ｂに割り当てられた検出素子６０より前に配置されている状況に対応する。曲線１５１、１５２は、スイッチング方向Ｓに沿って案内されるプローブによって測定されるそれぞれの磁場を示す。磁場は、それぞれの正の方向からそれぞれの負の方向へ変化し、その移行部はブリッジ位置Ｂまたは分離位置Ｔ付近にある。検出される磁場が検出素子６０をスイッチングするのに必要な磁場よりもはるかに大きい場合、検出は発生する可能性のあるいかなる干渉の影響も受けることがない。このようにして、良好な信号対雑音比を達成することができる。

【符号の説明】

【0072】

１０ コンタクト
１２ コネクタ
１５ スイッチングチャンバ
１６ ハウジング
１７ 仕切り
１８ 端子素子
２０ コンタクトブリッジ
２１ 接触点
２３ ばね
２４ 突起
２５ コンタクトブリッジキャリア
２６ 運動リンク
２７ 止め部
２８ 駆動ロッド
４０ ブロー磁石アセンブリ
４１ 第１のブロー磁石
４２ サブ磁石
４４ スロット
４５ 磁場伝達要素
４７ プリント回路基板
４８ 構成部品
５０ 検出器
６０ 検出素子
６１ 第１の検出素子
６２ 第２の検出素子
６５ インジケータ要素
６６ 永久磁石
６８ ホールセンサ
７０ ２点コントローラ
７１ 第１の２点コントローラ
７２ 第２の２点コントローラ
８０ 出力信号
８１ 第１の出力信号
８２ 第２の出力信号
９４ ブロー磁石アセンブリの磁場
９６ インジケータ要素の磁場
１００ スイッチングアセンブリ
１１１ 第１の２点コントローラの第１のスイッチング点
１１２ 第１の２点コントローラの第２のスイッチング点
１２１ 第２の２点コントローラの第１のスイッチング点
１２２ 第２の２点コントローラの第２のスイッチング点
１５１ 第１の曲線
１５２ 第２の曲線
１６０ 接触領域
１６１ オーバトラベル領域
１７１ コンタクトブリッジの移動曲線
１７２ コンタクトブリッジキャリアの移動曲線
２１１ 第１の２点コントローラの第１のスイッチング点に関連する位置
２１２ 第１の２点コントローラの第２のスイッチング点に関連する位置
２２１ 第２の２点コントローラの第１のスイッチング点に関連する位置
２２２ 第２の２点コントローラの第２のスイッチング点に関連する位置
２３０ 不具合領域の境界
Ｂ ブリッジ位置
Ｓ スイッチング方向
Ｔ 分離位置
Ｕ 接線方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】