(57)【要約】【課題】断線検出器を作動させるための回路と、この回路用の電源とを不要とし、断線検出器への電源配線および配線保護用遮断器を省略できるようにする。【解決手段】断線検出対象機器Ｈの断線計測線ＡＣＬに接続され、前記断線計測線ＡＣＬに流れる電流を利用して発生させた磁界からエネルギーを受けて電源を生成する電源発生部１０と、前記断線検出対象機器Ｈに対する断線検出結果を出力する断線検出部２０とを有し、前記断線検出部２０は、前記断線計測線ＡＣＬと前記断線検出部２０の出力との間に接続されて、前記断線計測線ＡＣＬと前記断線検出部２０の出力との間を開閉するスイッチＳＷと、前記断線計測線ＡＣＬに電流が流れると、前記電源発生回路１０により生成された電源を利用して前記スイッチＳＷを駆動して、前記断線計測線ＡＣＬと前記断線検出部２０の出力との間の開閉を切り替える駆動部Ｋ１とを備えることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断線検出対象機器の断線を検出する断線検出器であって、
前記断線検出対象機器の断線計測線に接続され、前記断線計測線に流れる電流を利用して発生させた磁界からエネルギーを受けて電源を生成する電源発生部と、
前記断線検出対象機器に対する断線検出結果を出力する断線検出部とを有し、
前記断線検出部は、
前記断線計測線と前記断線検出部の出力との間に接続されて、前記断線計測線と前記断線検出部の出力との間を開閉するスイッチと、
前記電源発生部により生成された電源を利用して前記スイッチを駆動することにより、前記開閉を切り替える駆動部とを備えることを特徴とする断線検出器。
【請求項２】
前記断線検出部はリレーであって、
前記駆動部は、前記電源発生部から出力される電源により励磁され、前記スイッチを駆動する励磁コイルであることを特徴とする請求項１に記載の断線検出器。
【請求項３】
前記電源発生部は、
前記断線計測線に接続された１次巻線に流れる交流電流から、２次巻線に交流電圧を発生させる変流器と、
前記変流器によって発生した交流電圧を整流して直流電圧に変換する電圧変換部とを備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の断線検出器。
【請求項４】
前記電源発生部は、
前記電圧変換部から出力された直流電圧が所定の電圧レベルを超える場合に、前記直流電圧を所定の定電圧レベルにクランプして出力するバイパス部を備えることを特徴とする請求項３に記載の断線検出器。
【請求項５】
前記バイパス部は、抵抗器とツェナーダイオードとが直列接続された回路で構成され、
前記ツェナーダイオードによって、前記電圧変換部から出力された直流電圧が所定の電圧レベルにクランプされるように構成されたことを特徴とする請求項４に記載の断線検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断線検出対象機器の断線を検出する断線検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば航空機等には機内の装置を暖めるための多くのヒータが装備されている。ヒータは繰り返し発熱の動作を行なうため、断線する確率が高く、そのためヒータの断線を検知して、断線したヒータの整備交換処置を行う必要がある。したがって、ヒータの断線を検出する断線検出器が必要となる（例えば、特許文献１及び２参照。）。
【０００３】
図３は、従来の断線検出器の構成例を示す図である。
図３に示すように、ヒータ電源線ＡＣＬを、断線計測線として変流器ＣＴの１次側の巻線に接続する。ヒータが断線していない場合には、変流器ＣＴの１次巻線にはヒータ電流Ｉａｃが流れるため、変流器ＣＴの２次巻線にも電流が流れ、中間タップを中心にして位相が反転した交流電圧＋Ｖｏと、交流電圧−Ｖｏとが発生する。変流器ＣＴの二次側に発生した交流電圧＋Ｖｏ、−Ｖｏを電圧変換回路２１内のダイオードＣＲ１、ＣＲ２により整流し、検出電圧Ｖｄｅｔに変換する。なお、検出電圧Ｖｄｅｔは図示しない平滑回路によりリップル分が除去される。
【０００４】
この検出電圧Ｖｄｅｔと基準電圧Ｖｒｅｆとを、比較及び検出回路２２が比較し、検出電圧Ｖｄｅｔの方が基準電圧Ｖｒｅｆよりも大きい（「Ｖｄｅｔ＞Ｖｒｅｆ」）と判定した場合は、出力回路２３により、「断線なし」の信号が断線検出信号として出力される。
【０００５】
逆に、ヒータ電源線ＡＣＬに電流が流れない場合、すなわちヒータが断線しているときには、変流器ＣＴの１次巻線に電流が流れず、そのため変流器ＣＴの２次巻線にも電圧が発生しない。そのため、電圧変換回路２１から出力される検出電圧Ｖｄｅｔも０（ゼロ）となる。
したがって、比較及び検出回路２２は、基準電圧Ｖｒｅｆの方が検出電圧Ｖｄｅｔよりも大きい（「Ｖｄｅｔ＜Ｖｒｅｆ」）と判定し、出力回路２３により、「断線あり」の信号が断線検出信号として出力される。
なお、比較及び検出回路２２及び出力回路２３には、回路を動作させる電源として、電源Ｖｃｃ−ＧＮＤが入力される。
【０００６】
このように従来技術の断線検出器は、ヒータに流れる電流から変流器ＣＴによって交流電圧を検出し、この交流電圧を電圧変換回路によって直流電圧に変換した後に、当該直流電圧と基準電圧とを比較して、出力回路を介して断線信号を出力するものが利用されている。
【０００７】
また、図４は、従来の断線検出器の使用例を示す図である。
図４に示す例は、図３に示す断線検出器を使用して複数のヒータの断線検出を行なう構成例を示したものであり、４つのヒータＨ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４の断線検出を行なう例である。
【０００８】
図４に示すように、ヒータＨ１は、配線保護用遮断器ＣＰ１を介してＡＣヒータ駆動電源と接続され、ヒータ電源線ＡＣＬ１には、変流器ＣＴ１が挿入されている。そして変流器ＣＴ１の出力側は、断線検出器３１に接続され、断線検出器３１からヒータＨ１の断線検出信号が出力される。
【０００９】
同様に、ヒータＨ２，Ｈ３，Ｈ４は、配線保護用遮断器ＣＰ２，ＣＰ３，ＣＰ４を介してＡＣヒータ駆動電源と接続され、ヒータ電源線ＡＣＬ２，ＡＣＬ３，ＡＣＬ４には、変流器ＣＴ２，ＣＴ３，ＣＴ４が挿入されている。そして変流器ＣＴ２，ＣＴ３，ＣＴ４の出力側は、断線検出器３２，３３，３４に接続され、断線検出器３２，３３，３４からヒータＨ２，Ｈ３，Ｈ４の断線検出信号が出力される。
また、断線検出器３１，３２，３３，３４のそれぞれには、断線検出器用の配線保護用遮断器ＤＣＰを通して回路電源Ｖｃｃが供給される。図４に示す構成により、複数のヒータのそれぞれについて断線を検出することができる。
【特許文献１】特開平６−１７６８７９号公報
【特許文献２】特開平１−３１１９２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、図３に示す従来技術の断線検出器においては、比較及び検出回路２２及び出力回路２３には、回路を作動させるための安定した回路電源Ｖｃｃが必要なため、断線検出器には別途電源供給が必要となる。
また、図４に示すように、断線検出器を複数必要とする場合は、断線検出器３１，３２，３３，３４の各々に対して回路電源Ｖｃｃを供給する必要があるため、配線保護用遮断器ＤＣＰやそれぞれの断線検出器への電源配線が必要となる。
このように、従来技術の断線検出器では、回路駆動用の専用の電源が必要となるため、消費電力が増大するだけでなく、電源配線が複雑になってしまうという問題がある。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、断線検出器を作動させるための回路と、この回路用の電源とを不要とし、断線検出器への電源配線及びこの電源配線用の配線保護用遮断器を省略できると共に、断線検出器を使用する回路における低消費電力化及び電源経路の配線の省力化を図ることができる断線検出器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の断線検出器は、断線検出対象機器の断線を検出する断線検出器であって、前記断線検出対象機器の断線計測線に接続され、前記断線計測線に流れる電流を利用して発生させた磁界からエネルギーを受けて電源を生成する電源発生部と、前記断線検出対象機器に対する断線検出結果を出力する断線検出部とを有し、前記断線検出部は、前記断線計測線と前記断線検出部の出力との間に接続されて、前記断線計測線と前記断線検出部の出力との間を開閉するスイッチと、前記電源発生部により生成された電源を利用して前記スイッチを駆動することにより、前記開閉を切り替える駆動部とを備えることを特徴とする。
【００１３】
この発明においては、断線計測線に電流が流れると、電源発生部が、その電流を利用して磁界を発生させ、その磁界からエネルギーを受けて電源を生成する。そして、駆動部は、電源発生部によって生成された電源を利用してスイッチを駆動し、断線計測線と断線検出部の出力との間の開閉を切り替える。一方、断線計測線に断線が生じると、断線計測線に電流が流れなくなり、電源発生部によって電源が生成されなくなるため、スイッチの駆動が停止される。そのため、断線計測線と断線検出部の出力との間の開閉が元に戻される。
そのため、断線計測線に流れる電流が、断線の有無に応じて断線検出部の出力からオンオフされる。つまり、断線の有無に応じてそれぞれ異なる断線検出結果が出力される。
以上より、この発明によれば、断線検出器を作動させるための回路と、この回路用の電源とを不要とし、断線検出器への電源配線及びこの電源配線用の配線保護用遮断器を省略することができる。
【００１４】
また、本発明の断線検出器は、前記断線検出部がリレーであって、前記駆動部が、前記電源発生部から出力される電源により励磁され、前記スイッチを駆動する励磁コイルであることを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、電源発生部によって発生された電源を利用して、励磁コイルによってスイッチを確実に駆動することができる。
【００１６】
また、本発明の断線検出器は、前記電源発生部が、前記断線計測線に接続された１次巻線に流れる交流電流から、２次巻線に交流電圧を発生させる変流器と、前記変流器によって発生した交流電圧を整流して直流電圧に変換する電圧変換部とを備えることを特徴とする。
【００１７】
この発明においては、断線計測線を介して、１次巻線に交流電流が流れると、２次巻線に交流電圧が発生する。そして、電圧変換部が、その交流電圧を整流して直流電圧に変換する。
これにより、断線計測線に流れる電流を利用して、スイッチを確実に駆動することができる。
【００１８】
また、本発明の断線検出器は、前記電源発生部が、前記電圧変換部から出力された直流電圧が所定の電圧レベルを超える場合に、前記直流電圧を所定の定電圧レベルにクランプして出力するバイパス部を備えることを特徴とする。
【００１９】
この発明においては、電圧変換部から出力された直流電圧が所定の電圧レベルを超える場合に、バイパス部によって、その直流電圧が所定の定電圧レベルにクランプされて出力される。
これにより、断線検出部に過大な電圧が印加されることを防止することができる。
【００２０】
また、本発明の断線検出器は、前記バイパス部が、抵抗器とツェナーダイオードとが直列接続された回路で構成され、前記ツェナーダイオードによって、前記電圧変換部から出力された直流電圧が所定の電圧レベルにクランプされるように構成されたことを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、ツェナーダイオードによって、電圧変換部から出力された直流電圧が所定の電圧レベルにクランプされることから、断線検出部に過大な電圧が印加されることを確実に防止することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の断線検出器においては、断線検出器を作動させるための回路と、この回路用の電源とが不要となり、容易かつ高精度に断線検出を行なうことができる。特に、断線検出する配線が複数ラインある場合でも、断線検出器への電源配線および該電源配線用の配線保護用遮断器が不要となり省力化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係わる断線検出器の構成を示す図である。
断線検出器１は、航空機のヒータ（断線検出対象機器）Hに接続されて、その断線を検出するためのものである。ヒータＨには、ヒータ電源線(断線計測線)ＡＣＬを介してＡＣヒータ駆動電源からヒータ電流Ｉａｃが供給されるようになっている。
この断線検出器１は、ヒータ電源線ＡＣＬに流れるヒータ電流から電源を生成する電源発生回路（電源発生部）１０と、ヒータＨに対する断線検出結果を出力する断線検出回路２０（断線検出部）とを備えている。
電源発生回路１０は、ヒータ電源線ＡＣＬに接続された変流器ＣＴと、交流電圧を直流電圧に変換する電圧変換回路（電圧変換部）１１と、この電圧変換回路１１から出力される直流電圧を所定の電圧にクランプ(定電圧化)するバイパス回路（バイパス部）１２と、このバイパス回路１２の出力に並列に接続されたコンデンサＣ１及び抵抗器Ｒ２とを備えている。
【００２４】
変流器ＣＴは、ヒータ電源線ＡＣＬに接点ＣＮ２を介して直列接続された１次巻線ＣＴ１１と、この１次巻線ＣＴ１１に対向配置された２次巻線ＣＴ１２とを備えている。そして、ヒータ電源線ＡＣＬを介して１次巻線ＣＴ１１に交流電流が流れると、１次巻線ＣＴ１１において磁界が発生し、この磁界のエネルギーを受けて２次巻線ＣＴ１２に交流電圧が発生する。
また、電圧変換回路１１は、２次巻線ＣＴ１２の両端にアノードがそれぞれ直列接続されたダイオードＣＲ１，ＣＲ２を備えている。これらダイオードＣＲ１，ＣＲ２のカソード同士が接続されている。
また、バイパス回路１２は、ダイオードＣＲ１，ＣＲ２のカソードに互いに並列接続された抵抗器Ｒ１Ａ，Ｒ１Ｂと、これら抵抗器Ｒ１Ａ，Ｒ１Ｂと２次巻線ＣＴ１２の中間タップとに直列接続された３つのツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２，ＺＤ３を備えている。
【００２５】
コンデンサＣ１は、平滑用のコンデンサであり、ツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２，ＺＤ３の全体に並列接続されている。
抵抗器Ｒ２は、断線検出回路２０の検出レベルを調整するためのものであり、コンデンサＣ１に並列接続されている。
【００２６】
また、断線検出回路２０は、直流リレーＲＹからなるものである。この断線検出回路２０は、抵抗器Ｒ２に並列接続された励磁コイル（駆動部）Ｋ１と、この励磁コイルＫ１によって駆動されるスイッチＳＷと、このスイッチＳＷに接続された出力端子Ｏｕｔとを備えている。
スイッチＳＷは、メーク接点ａとブレイク接点ｂとコモン接点ｃとを備えており、励磁コイルＫ１が励磁されることにより、メーク接点ａがオフからオンに切り替えられ、ブレイク接点ｂがオンからオフに択一的に切り替えられるようになっている。
コモン接点ｃは、ヒータ電源線ＡＣＬに接点ＣＮ１を介して接続されている。また、メーク接点ａは、出力端子Ｏｕｔに接続されている。すなわち、励磁コイルＫ１は、励磁されることによって、ヒータ電源線ＡＣＬと出力端子Ｏｕｔとの間を開から閉に切り替えるようになっている。
【００２７】
次に、本実施形態における断線検出器１の動作について説明する。
なお、ヒータ電源線ＡＣＬにヒータ電流Ｉａｃが流れていないときには、スイッチＳＷのメーク接点ａがオフになり、ブレイク接点ｂがオンになっている。
さて、ヒータ電源線ＡＣＬにヒータ電流Ｉａｃが流れると、１次巻線ＣＴ１１にヒータ電流Ｉａｃが流れ、１次巻線ＣＴ１１に交流磁界が発生する。そして、交流磁界のエネルギーを受けて、２次巻線ＣＴ１２に電流が流れ、２次巻線ＣＴ１２には中間タップを中心として、位相が反転した交流電圧＋Ｖｏと、交流電圧−Ｖｏとが発生する。
これら交流電圧＋Ｖｏ，−Ｖｏが、電圧変換回路１１に入力される。そして、交流電圧＋Ｖｏ，−Ｖｏは、ダイオードＣＲ１，ＣＲ２により全波整流され、直流電圧に変換される。この直流電圧が、バイパス回路１２に入力される。
【００２８】
このバイパス回路１２内の抵抗器Ｒ１Ａ、Ｒ１ＢとツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２，ＺＤ３により、電圧変換回路１１からの出力電圧が所定の電圧（例えば、励磁コイルＫ１の定格電圧）にクランプされ、励磁コイルＫ１に過大な電圧が印加されないように保護される。
そして、バイパス回路１２からの出力電圧Ｖｄｃによって、励磁コイルＫ１が励磁され、スイッチＳＷが駆動される。これにより、メーク接点ａがオフからオンに択一的に切り替えられ、ヒータ電源線ＡＣＬと出力端子ＯｕｔとがスイッチＳＷを介して導通する。これにより、ヒータ電源線ＡＣＬに流れるヒータ電流Ｉａｃの一部が、正常信号（断線検出信号）として出力端子Ｏｕｔから出力される。
【００２９】
一方、ヒータ電源線ＡＣＬに断線が生じると、変流器ＣＴに流れる電流が低減し、電源発生回路１０によって生成される電源も低減する。そのため、励磁コイルＫ１に印加される電圧が低減することになり、メーク接点ａをオンに維持できなくなり、これによりメーク接点ａがオフに切り替えられ、ブレイク接点ｂがオンに切り替えられる。そのため、ヒータ電源線ＡＣＬと出力端子ＯｕｔとがスイッチＳＷによって遮断され、異常信号（断線検出信号）が出力端子Ｏｕｔから出力される。
【００３０】
なお、抵抗器Ｒ２は、メーク接点ａをオンに保持するための１次巻線ＣＴ１１に流れる電流の下限値を調節するために設けられている。すなわち、ヒータ電源線ＡＣＬに断線が生じることによりヒータ電流Ｉａｃが減少した場合に、どの電流レベルでメーク接点ａをオフにするかを、抵抗器Ｒ２の抵抗値によって調整する。
つまり、電圧変換回路１１の出力側には、コンデンサＣ１と抵抗器Ｒ２と励磁コイルＫ１とによる並列回路と、抵抗器Ｒ１Ａ，Ｒ１Ｂによる並列回路とが直列に接続されているため、抵抗器Ｒ２の抵抗値について、抵抗器Ｒ１Ａ，Ｒ１Ｂの抵抗値、および励磁コイルＫ１のインピーダンスを基に（必要な場合はコンデンサＣ１の容量を含めて）調整を行なう。
例えば、断線していない場合にヒータ電源線ＡＣＬに流れる定格電流を２Ａ（アンペア）とし、断線が発生してヒータ電源線ＡＣＬに流れる電流が定格電流の１／２０（０．１Ａ）以下になった場合に、メーク接点ａがオフになるように、抵抗器Ｒ２の抵抗値を調整する。
【００３１】
以上説明したように、本発明の断線検出器１によれば、ヒータ電流Ｉａｃのみを利用して、断線検出を行うことができることから、外部から供給される制御電源を不要にすることができる。そのため、断線検出器１への電源配線および配線保護用遮断器が不要になり省力化を図ることができる。
また、断線検出回路２０として直流リレーを使用していることから、容易かつ確実に断線を検出することができる。
また、電源発生回路１０が、変流器ＣＴと、電圧変換回路１１とを備えていることから、ヒータ電源線ＡＣＬに流れるヒータ電流Ｉａｃを利用して、スイッチＳＷを確実に駆動することができる。
また、電源発生回路１０が、バイパス回路１２を備えていることから、励磁コイルＫ１に過大な電圧が印加されることを防止することができ、信頼性を向上させることができる。
また、バイパス回路１２が、抵抗器Ｒ１Ａ，Ｒ１ＢとツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２，ＺＤ３とが直列接続されて構成されていることから、励磁コイルＫ１に過大な電圧が印加されることを確実に防止することができる。
【００３２】
なお、図２は、図１に示す本発明の断線検出器１の使用例を示す図であり、複数のヒータの断線検出を行なう場合の構成例を示したものである。
図２に示す例は、４つのヒータＨ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４の断線検出を行なう例である。
ヒータＨ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４は、配線保護用遮断器ＣＰ１，ＣＰ２，ＣＰ３，ＣＰ４を介してＡＣヒータ駆動電源に接続されている。ヒータ電源線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２，ＡＣＬ３，ＡＣＬ４には、本発明に係る断線検出器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄが接続されている。断線検出器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは、上記実施形態における断線検出器１と同一の構成であり、断線検出信号が出力される。
なお、符号ＣＴ１，ＣＴ２，ＣＴ３，ＣＴ４は、変流器を示すものであり、上記実施形態における変流器ＣＴと同一の構成を有している。
これにより、複数のヒータのそれぞれについての断線を検出することができる。
【００３３】
なお、上記実施形態においては、メーク接点ａと出力端子Ｏｕｔとを接続するとしたが、これに限ることはなく、ブレイク接点ｂと出力端子Ｏｕｔとを接続してもよい。これにより、ヒータＨの駆動中、断線が生じていない場合に、ヒータ電流Ｉａｃを出力端子Ｏｕｔから遮断することができ、省電力化を図ることができる。
また、上記実施形態においては、電源回路１０及び断線検出回路２０をハードウェアによって実現するものとしたが、これに限ることはなく、ソフトウェアによって実現してもよい。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の断線検出器は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態に係る断線検出器の構成を示す図である。
【図２】本発明の断線検出器を使用例を示す図である。
【図３】従来技術の断線検出器の構成を示す図である。
【図４】従来技術の断線検出器を使用例を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ  断線検出器
１０  電源発生回路（電源発生部）
１１  電圧変換回路（電圧変換部）
１２  バイパス回路（バイパス部）
２０  断線検出回路（断線検出部）
ＡＣＬ  ヒータ電源線(断線計測線)
ＣＴ，ＣＴ１，ＣＴ２，ＣＴ３，ＣＴ４  変流器
ＣＴ１１  １次巻線
ＣＴ１２  ２次巻線
Ｈ  ヒータ（断線検出対象機器）
Ｋ１  励磁コイル（駆動部）
Ｏｕｔ  出力端子（出力）
ＲＹ  直流リレー
ＲＡ１，ＲＡ２  抵抗器
ＺＤ１，ＺＤ２，ＺＤ３  ツェナーダイオード
ＳＷ  スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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