(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中・高電圧レベルの電気回路を閉じるためのスイッチング装置（１００）であって、前記スイッチング装置は第１の位置と第２の位置との間で直線的に可動なように配置される可動接点（１０２）を含み、前記スイッチング装置は前記スイッチング装置の状態を示すためのデバイスを備えることを特徴とし、前記デバイスは：
前記可動接点上に配置される突出した第１の接触エレメント（４Ａ）と、
第１の接触ピン（２Ａ）であって、前記可動接点が前記第１の位置にあるときには前記第１の接触エレメントが前記第１の接触ピンに当接し、且つ前記可動接点が前記第２の位置にあるときには前記第１の接触エレメントが前記第１の接触ピンから離れているように、前記可動接点から離れて配置される第１の接触ピン（２Ａ）と
を備え、前記第１の接触エレメントと前記第１の接触ピンは第１の電気スイッチ（１０Ａ）を形成し、さらに
前記第１の電気スイッチがいつ閉じられるのかを検出し、それによって前記可動接点がいつ前記第１の位置にあるのかを検出するように構成される検出器装置（８）
を備え、前記検出器装置は、前記第１の電気スイッチと共に第２の電気回路を形成するように配置される電源（８Ａ）と、前記第２の電気回路内の電圧又は電流を測定するように配置される測定ユニット（８Ｃ）とを備え、さらに前記検出器装置は前記測定された電圧又は電流のレベルに基づいて、前記可動接点がいつ前記第１の位置にあるのかを検出するように構成される、スイッチング装置（１００）。
【請求項２】
前記デバイスは、前記第１の電気スイッチ（１０Ａ）と前記電源（８Ａ）と共に閉電気回路を形成するように配置される第１の抵抗器（Ｒ２）を備える、請求項１に記載のスイッチング装置。
【請求項３】
前記第１の抵抗器（Ｒ２）は、前記第１の電気スイッチ（１０Ａ）と直列に配置される、請求項２に記載のスイッチング装置。
【請求項４】
前記デバイスは：
前記可動接点（１０２）上に配置される突出した第２の接触エレメント（４Ｂ）と、
第２の接触ピン（２Ｂ）であって、前記可動接点が前記第２の位置にあるときには前記第２の接触エレメントが前記第２の接触ピンに当接し、且つ前記可動接点が前記第１の位置にあるときには前記第２の接触エレメントが第２の接触ピンから離れているように、前記可動接点から離れて配置される第２の接触ピン（２Ｂ）と
を備え、前記第２の接触エレメントと前記第２の接触ピンは第２の電気スイッチ（１０Ｂ）を形成し、前記検出器装置（８）は前記第２の電気スイッチがいつ閉じられるのかを検出し、それによって前記可動接点がいつ前記第２の位置にあるのかを検出するように構成される、請求項１から３のいずれか一項に記載のスイッチング装置。
【請求項５】
前記デバイスは：
前記第１及び第２の接触エレメント（４Ａ、４Ｂ）は、前記可動接点上で互いに距離を離して配置され、さらに前記第１の接触ピン（２Ａ）は、前記可動接点が前記第１の位置にあるときには前記第１の接触エレメント（４Ａ）が前記第１の接触ピンに接触し、且つ前記可動接点が前記第２の位置にあるときには前記第１の接触エレメントが前記第１の接触ピンから離れるように配置されており、さらに前記第２の接触ピン（２Ｂ）は、前記可動接点が前記第２の位置にあるときには前記第２の接触エレメント（４Ｂ）が前記第２の接触ピンに接触し、且つ前記可動接点が前記第１の位置にあるときには前記第２の接触エレメントは前記第２の接触ピンから離れるように配置される、請求項４に記載のスイッチング装置。
【請求項６】
前記第２の電気スイッチ（１０Ｂ）は前記閉電気回路の一部である、請求項４又は５に記載のスイッチング装置。
【請求項７】
前記検出器装置は、前記測定された電圧又は電流のレベルに基づいて、前記可動接点（１０２）が第１の位置又は第２の位置にあるかどうかを検出するように構成される、請求項６に記載のスイッチング装置。
【請求項８】
前記電気回路は、前記第２の電気スイッチ（１０Ｂ）と直列に配置される第２の抵抗器（Ｒ１）を備える、請求項６又は７に記載のスイッチング装置。
【請求項９】
前記第２の電気スイッチ（１０Ｂ）は、前記第１の電気スイッチ（１０Ａ）及び前記電源（８Ａ）と並列に配置される、請求項６から８のいずれか一項に記載のスイッチング装置。
【請求項１０】
前記検出器装置（８）は、前記第１の電気スイッチ（１０Ａ）と前記第２の電気スイッチ（１０Ｂ）の両方がいつ同時に開放されるのかを検出し、それによって前記可動接点（１０２）がいつ前記第１の位置と前記第２の位置との間の位置にあるのかを検出するように構成される、請求項１から９のいずれか一項に記載のスイッチング装置。
【請求項１１】
前記電気回路は、支持構造体（１２）を介して、前記可動接点（１０２）に電気的に結合される、請求項１から１０のいずれか一項に記載のスイッチング装置。
【請求項１２】
前記第１又は第２の接触ピン（２Ａ、２Ｂ）はバネ荷重されている、請求項１から１１のいずれか一項に記載のスイッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１の位置と第２の位置との間で可動な、可動接点を含む電気スイッチング装置の状態を示すためのデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
先行技術
スイッチング装置は、特に中・高電圧レベルで、電気回路を迅速に閉じるため、より近接していることがある。このようなスイッチング装置は通常、相互に可動な２つの接点を有する。通常、その動きは直線的である。相対運動は、接点の一方が可動で他方が固定された状態で、あるいは両接点が可動な状態で実現可能である。
【０００３】
電気回路を開閉するための技術アプリケーションでは、可動接点を含むスイッチング装置の使用は一般的で、多くの分野に広がっている。これに関連して、特定のスイッチング装置が開放又は閉鎖された状態にあるかどうかを判断すること、例えば、動作中又は開閉操作中にデバイスに触れても安全かどうかを判断することが必要である。この技術では、多数の様々な検出器及び表示器が知られている。
【０００４】
しかしながら、多くの位置検出器及び表示器は、アプリケーションによっては十分に動作しなくなる欠点に悩まされている。例えば、高電圧アプリケーションの高速クロージングスイッチの分野では、表示器にとっては高速にして高加速度で確実に動作することが重要である。多くのタイプの表示器は、より高速で高加速度を必要するアプリケーションで使用される場合には、故障しやすくなる。高速クロージングスイッチの接点の相対速度は、通常１０ｍ／秒を超える範囲にある。しかしながら、商用のマイクロスイッチは、約１ｍ／秒にしか耐えられない。
【０００５】
光学表示器など高速での使用に適合されている検出器を使うことは、例えば、表示器によって使用される光信号を遮蔽しうる粒子又は塵がスイッチング装置に存在することにより、アプリケーションによっては欠点につながることもある。
【０００６】
現在では解決策として、システムがサービスを開始する前に、開位置にあることを再度確認するため、高速クロージングスイッチの付加的な操作を行うことになっている。したがって、破損のリスク又は信頼性の低下という結果を招くことなく、高速アプリケーションで機能しうる、より信頼性の高い効率的な検出器又は表示器が明らかに必要となっている。
【発明の概要】
【０００７】
本発明の目的は、上述の問題を取り除く又は最小限に抑えることにある。これは、添付の請求項１に記載のスイッチング装置の状態を示すためのデバイスによって実現される。
【０００８】
デバイスは、可動接点上に配置される少なくとも１つの突出した接触エレメントと、可動接点が第１の位置にあるときには接触エレメントが接触ピンに接触し、且つ可動接点が第２の位置にあるときには接触エレメントが接触ピンから離れているように可動接点の近傍に配置される接触ピンとを備え、接触エレメント及び接触ピンは電気スイッチを形成し、さらに検出器装置は、電気スイッチがいつ閉じられるのかを検出し、それによって可動接点がいつ第１の位置にあるのかを検出するように構成される。適切には、スイッチング装置は、可動接点が第１の位置にあるときには開状態にあり、可動接点が第２の位置にあるときには閉状態にある。
【０００９】
接触ピンは非常に強固に作られ、スイッチング装置の高速クロージングによる力と歪みに耐えることができる。本発明のおかげで、単純で、強固かつ信頼性の高い表示デバイスが実現される。したがって、高速クロージングスイッチング装置の状態は、スイッチが開いているか閉じているか、また操作が完全に実行されたかどうかを確認するように、決定されうる。
【００１０】
スイッチが開位置にあるかどうかを確実に決定しうることにより、例えば、保守を目的として機器の取り扱いを安全に行うことができる。単純かつ強固な構成のおかげで、表示デバイスは高信頼性で機器寿命は長く、保守をほとんど必要としない。
【００１１】
デバイスは機械部品と電気部品を備える。接触エレメントと接触ピンは機械部品で、検出器装置は電気部品である。２つの部品は有利には互いに距離を離して配置され、ケーブルなどの１つ又は２つの絶縁コネクタによって相互に結合される。したがって、より感度の高い検出器装置、或いは少なくともその主要部品は、スイッチング装置から安全な距離に配置することが可能で、同時に強固な機械部品はスイッチング装置の内部に配置することができる。さらに、本発明の機械的な特性及びスイッチング装置内部に機械部品を組み込むことが可能であることにより、塵粒子の存在は本発明の動作にとって有害とはならない。
【００１２】
本発明の実施形態により、デバイスは電源並びに、接触エレメントと接触ピンによって形成される電気スイッチと共に閉電気回路を形成するように配置される第１の抵抗器を備える。好ましくは、第１の抵抗器は、スイッチが閉じられるときに回路の短絡を避けるため、第１のスイッチと直列に配置される。
【００１３】
例えば、電気回路は、支持構造体を介して可動接点に電気的に結合されている。例えば、可動接点が接地結合されている場合には、電気回路内では同じ接地電位が使用可能である。局所接地など、可動接点と同じ電位を使用することにより、表示デバイスは検出器装置への結合に絶縁コネクタを１つしか必要としない。回路に含まれるコンポーネントは概して標準コンポーネントであるため、表示デバイスの製造及び適合を容易かつ費用効果の高いものにする。本発明では、特定の部位で利用可能な任意の電圧を使用できることにより、トランス又はアダプタを必要としなくなり、本発明はより費用効果が高く便利なものになる。
【００１４】
本発明の実施形態により、検出器装置は回路の電圧又は電流を測定するように配置される測定ユニットを備え、検出器装置は測定された電圧又は電流のレベルに基づいて、可動接点が第１の位置にあるときを検出するように構成される。電圧／電流レベルは、種々の既知の機器によって測定可能である。これはスイッチングユニットの状態を検出する簡単な方法である。
【００１５】
本発明の一実施形態により、デバイスは可動接点上に配置される１つ又は２つの突出した接触エレメントと、可動接点が第２の位置にあるときには１つ又は２つの接触エレメントのうちの１つが第２の接触ピン接触し、且つ可動接点が第１の位置にあるときには１つ又は２つの接触エレメントのうちの１つが第２の接触ピンから離れているように可動接点の近傍に配置される第２の接触ピンとを備え、可動接点と第２の接触ピンは第２の電気スイッチを形成し、さらに検出器装置は、第２のスイッチがいつ閉じられるのかを検出し、それによって可動接点がいつ第２の位置にあるのかを検出するように構成される。この実施形態により、スイッチング装置がいつ第２の状態にあるのかを検出することも可能になる。開状態と閉状態の両方を検出するために、同一の接触エレメントを使用することも可能であるが、スイッチング装置内部のスペース不足により、必ずしも使い勝手がよいとは限らない。
【００１６】
本発明の一実施形態により、デバイスは、可動接点上で互いに距離を離して配置される第１の接触エレメントと第２の接触エレメントを備え、さらに第１の接触ピンは、可動接点が第１の位置にあるときには第１の接触エレメントが第１の接触ピンに接触し、且つ可動接点が第２の位置にあるときには第１の接触エレメントが第１の接触ピンから離れるように配置されており、さらに第２の接触ピンは、可動接点が第２の位置にあるときには第２の接触エレメントが第２の接触ピンに接触し、且つ可動接点が第１の位置にあるときには第２の接触エレメントが第２の接触ピンから離れるように配置されている。この実施形態により、接触ピン間の距離を縮め、それにより接触ピンに必要とされる空間の高さを低減することが可能になる。
【００１７】
本発明の一実施形態により、第２の電気スイッチは閉電気回路の一部である。
【００１８】
本発明の一実施形態により、検出器装置は、測定された電圧／電流のレベルに基づいて、可動接点が第１の位置または第２の位置にあるかどうかを検出するように構成される。
【００１９】
本発明の一実施形態により、第２のスイッチは、第１のスイッチ及び電源と並列に配置され、電気回路は第２のスイッチと直列に配置される第２の抵抗器を備え、差動電圧及び電流レベルを第１のスイッチと比較するように第２の接触ピンと接触エレメントによって形成され、その結果、異なる位置を検出することが可能になる。
【００２０】
本発明の一実施形態により、検出器装置は、第１のスイッチと第２のスイッチの両方がいつ開放されているのかを検出し、それによって可動接点がいつ第１の位置と第２の位置との間の位置にあり、起こりうる誤動作が発生したことを検出するように構成される。この実施形態により、可動接点が開位置と閉位置の間の位置でいつ動かなくなるのかを検出することが可能になる。
【００２１】
本発明の一実施形態により、接触ピンは、可動接点上で接触ピンと接触エレメントとの間の接触を改善するため、バネ荷重されている。
【００２２】
本発明は、添付の図面を参照して、より詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態により、スイッチング装置の状態を明らかにするためデバイスの一部の全体断面図を表示するもので、スイッチング装置は第１の状態にある。
【図２】図１によるデバイスの全体断面図を表示するもので、スイッチング装置は第２の状態にある。
【図３】図１及び図２のデバイスの断面図を拡大して表示している。
【図４】図１から図３によるデバイスの回路図を示す。
【図５】本発明の別の実施形態によるデバイスの回路図を示す。
【図６】本発明によるデバイスの別の実施例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１及び図２は、スイッチング装置１００に結合されるように組み込まれた位置表示器１の実施例を示している。位置表示器１はスイッチングの状態を示すためのデバイスの一部である。本発明の理解に関わる態様に焦点を当てるため、明確になるように図は単純化されている。したがって、スイッチの動作を制御するアクチュエータ、スイッチが組み込まれる外枠、及び他の一般的なコンポーネントなどの詳細部分は除外されている。この詳細部分は従来技術によるものであってもよく、本明細書では説明を必要としない。
【００２５】
スイッチング装置１００は、固定接点１０１及び筐体１０３に組み込まれたロッド又はチューブの形態の可動接点１０２を有する。スイッチを閉じるには、可動接点１０２が作動されて固定接点１０１側へ移動し、固定接点１０１と可動接点１０２を結合する。スイッチング装置が、図１に示すように可動接点１０２が固定接点１０１に接触していない開位置に対応する第１の状態、或いは図２に示すように可動接点１０２と固定接点１０１が互いに接触している閉位置に対応する第２の状態にあるかどうかを検出するため、本発明による表示デバイスが使用される。スイッチング装置は、可動接点１０２を支持するための支持構造体１２を含む。支持構造体は、典型的には局所接地電位を有する可動接点１０２に結合されている。支持構造体は可動接点１０２を取り囲む筐体１０３を含み、さらに可動接点、可動接点の動きを制御するための外部制御ユニットまで延在する導電性バー１５に組み込まれた底部フランジを支持する。したがって、制御ユニット１４及び可動接点１０２は同じ接地電位を有する。
【００２６】
位置表示器１は少なくとも１つの接触ピンを備えるが、好ましくは、表示デバイス用の可動接点を構成する可動接点１０２に隣接して組み込まれる、少なくとも２つの接触ピン２Ａ、２Ｂを備える。可動接点１０２上には、少なくとも１つの突出する接触エレメントが組み込まれるが、好ましくは、可動接点１０２が開状態にあるときには第１の接触エレメント４Ａが第１の接触ピン２Ａに当接し、且つ可動接点１０２が閉状態にあるときには第２の接触エレメント４Ｂが第２の接触ピン２Ｂに当接するように、少なくとも２つの接触エレメント４Ａ、４Ｂが組み込まれる。突出する接触エレメント４Ａ、４Ｂは可動接点上に配置され、導電材料、好ましくは可動接点と同一の材料から作られる。接触エレメントは、可動接点と電気的に接触するように配置される。接触エレメントはまた、可動接点の一部であってもよい。したがって、第１の接触ピン２Ａと可動接点１０２は第１の電気スイッチ１０Ａを形成し、第２の接触ピン２Ｂと可動接点１０２は第２の電気スイッチ１０Ｂを形成する。
【００２７】
接触エレメント４Ａ、４Ｂは、接触ピン２Ａ、２Ｂの操作を確実かつ信頼性の高いものにするため、好ましくはくさび形をしており、これにより過度の磨滅を受けることなく、端子６Ａ、６Ｂと連携して接触ピンを動かすことができる。
【００２８】
第１の接触ピン２Ａと第２の接触ピン２Ｂはそれぞれ、可動接点１０２に向かって直線的に移動して、常に端子６Ａ、６Ｂに接触しているように、導電性材料から作られた端子６Ａ、６Ｂに組み込まれる。端子６Ａ、６Ｂはそれぞれ、絶縁材料から作られた絶縁スリーブ６Ｃ、６Ｄに組み込まれる。さらに、第１の接触ピン２Ａと第２の接触ピン２Ｂは、それぞれ接触ピン２Ａ、２Ｂを可動接点１０２に向かって付勢する、従来の機械式バネ５Ａ、５Ｂによってあらかじめ荷重がかけられている。
【００２９】
第１の端子６Ａと第２の端子６Ｂはそれぞれ、表示デバイス１のコンポーネントにさらに結合されうる第１の結合端子７Ａと第２の結合端子７Ｂを備える。接触ピン及び端子に使用される材料は、アルミニウム、銅、或いは鉄などの導電性金属材料である。したがって、結合端子７Ａ、７Ｂに順次結合される端子６Ａ、６Ｂの内部に第１の接触ピン２Ａと第２の接触ピン２Ｂを配置することによって、接触ピン２Ａ、２Ｂを結合端子７Ａ、７Ｂに電気的に接触した状態にすることができる。可動接点１０２は、既知の電位、好ましくは接地又は局所接地（図示せず）に結合されている。図２に示すように、端子７Ａ、７Ｂは抵抗器Ｒ１によって相互に結合されている。端子７Ａは、例えば、ケーブル３を介してスイッチング装置の制御ユニット１４に結合されている。制御ユニット１４は、第１又は第２のスイッチがいつ閉じられるのかを検出し、それによって可動接点がいつ開放位置又は閉鎖位置にあるのかを検出するように構成される検出器装置８を含む。代替的な実施形態では、制御ユニットはまた、第１のスイッチと第２のスイッチの両方がいつ開放されているのかを検出し、それによって可動接点がいつ第１の位置と第２の位置との間の位置にあるのかを検出するように構成される。この実施形態により、誤動作が発生したこと、例えば、可動接点が第１の位置と第２の位置との間の位置で動かなくなったこと、を検出することができる。制御ユニットは、図４の検出ユニット８Ｃからの出力に基づいて、スイッチング装置の状態を判断する論理回路を含む。代替的な実施形態では、検出器装置８は制御ユニット１４の外に配置可能である。
【００３０】
図３では、スイッチング装置１００が第２の状態、すなわち、図２に示した閉位置にあるときの位置表示器１の機械部品の拡大断面図が示されている。この位置では、第２の接触エレメント４Ｂは、端子６Ｂの中のあらかじめ荷重がかけられているバネ５Ｂに押し付けられるように、第２の接触ピン２Ｂに当接している。したがって、第２の接触エレメント４Ｂは、電流が一方から他方へ流れるように、第２の結合端子７Ｂに電気的に結合されている。
【００３１】
図２からわかるように、第１の接触ピン２Ａは、可動接点１０２或いは第１の接触エレメント４Ａ及び第２の接触エレメント４Ｂのいずれかに接触しておらず、したがって、第１の結合端子７Ａから可動接点１０２までの電気的結合は確立されていない。したがって、閉状態では、第２のスイッチ１０Ｂは閉鎖され、第１のスイッチ１０Ａは開放される。
【００３２】
可動接点１０２とスイッチング装置１００が開放位置にあった場合、第１の結合端子７Ａと可動接点１０２の間には電気的な結合があるが、第２の結合端子７Ｂと可動接点１０２との間には電気的な結合がないように、状態は反転される。したがって、開状態では、第１のスイッチ１０Ａは閉鎖され、第２のスイッチ１０Ｂは開放される。
【００３３】
このように、スイッチング装置１００の第１の状態と第２の状態のそれぞれでは、電流は結合端子７Ａ、７Ｂのうちの一方から可動接点１０２へ流れるが、他方からは流れない。
【００３４】
図４は、本発明の第１の実施形態による表示デバイスの回路図を示す。表示デバイスは位置表示器１と、スイッチ１０Ａ、１０Ｂの状態、及びそれによって以下でより詳細に説明されるスイッチング装置１００の状態を検出するための検出器装置８とを含む。検出器装置８は、電源８Ａと、電源８Ａに結合される抵抗器Ｒ２と、抵抗器Ｒ２と局所接地のような既知の電位との間の電圧を測定するように配置された電圧計などの測定ユニット８Ｃとを備える。この場合、制御ユニットは、測定された電圧のレベルに基づいて、可動接点１０２が第１又は第２の位置にあるかどうかを検出するように構成される。２つの検出器端子８Ｄ、８Ｅは、検出器装置８との間の入力及び出力用に提供される。検出器装置８はスイッチング装置の制御ユニット１４の一部であってもよい。
【００３５】
代替的に、測定ユニット８Ｃは、抵抗器Ｒ２に対する電圧を測定するように構成可能である。代替的な実施形態では、測定ユニット８Ｃは回路の電流を測定する電流計である。電流計は、抵抗器Ｒ２と直列に又は電源８Ａと局所接地との間で、検出器装置８内の異なる位置で電流を測定するように配置可能である。この場合、制御ユニットは、測定された電流のレベルに基づいて、可動接点１０２が第１の位置または第２の位置にあるかどうかを検出するように構成される。
【００３６】
検出器装置８は、回路図によって示したように第１の結合端子７Ａに組み込まれる絶縁コネクタ／ケーブル３に沿って、第１の検出器端子８Ｄを介して、位置表示器１に結合される。抵抗器Ｒ１は第１の結合端子７Ａと第２の結合端子７Ｂとの間に提供される。可動接点１０２は、前述のように、接地、局所接地又は電源８Ａが結合される電位と同じ別の既知の電位に結合される。この結合は、図２に示すように、スイッチング装置の支持構造体１２を介して、或いは別個のコネクタによって行うことができる。
【００３７】
抵抗器Ｒ１、Ｒ２は、例えば１ｋΩ、５０Ｗなどの効果の高い抵抗器が好ましいが、その特性は具体的なアプリケーション及び電源８Ａの特性に応じて変化することがある。電源８Ａは、他のコンポーネントに応じて５〜５００Ｖの間で変動することがある。概して、現場で使用可能な電圧が使用され、この電圧に基づいて抵抗器Ｒ１、Ｒ２が選択される。一例として、電源８Ａで電圧が５０Ｖの場合に使用するには、抵抗値Ｒ１＝Ｒ２＝２５ｋΩの抵抗器が適している。抵抗器は同じ大きさであることが好ましい。
【００３８】
制御ユニット１４は、例えば、測定された電圧又は電流レベルに基づいて、スイッチング装置の状態の判断に使用される、ＣＰＵ、ＰＬＣ或いはＦＰＧＡなどの論理回路を含む。制御ユニット１４は、測定された電圧又は電流のレベルに基づいて、可動接点が第１の位置または第２の位置にあるかどうかを検出するように構成される。
【００３９】
表示デバイスの操作は、図面並びに本発明の第１、第２及び第３の好ましい実施形態を参照して、さらに詳細に説明される。
【００４０】
第１の好ましい実施形態では、表示デバイスは、図１から図３及び図４の回路図に示したように、第１の接触ピン２Ａ及び第２の接触ピン２Ｂを備える。
【００４１】
スイッチング装置１００が第１の状態、すなわち図１に示した開位置にあるとき、第１の接触エレメント４Ａは、電流が第１の結合端子７Ａと可動接点１０２との間で流れるように、第１の接触ピン２Ａに接触しており、第１のスイッチ１０Ａが閉じられていることを意味する。スイッチング装置１００の状態が決定されると、抵抗器Ｒ１の両端の間の電位差に対応する電位差が電圧計８Ｃによって測定される。第２の結合端子７Ｂが可動接点１０２に結合されていない、したがって第２のスイッチ１０Ｂが開いている場合には、電流は抵抗器Ｒ１を流れず、電圧計８Ｃによって電位差は検出されない。
【００４２】
スイッチング装置１００が第２の状態、すなわち図２及び図３に示した閉位置にあるとき、第２の接触エレメント４Ｂは、電流が第２の結合端子７Ｂと可動接点１０２との間で流れるように、第２の接触ピン２Ｂに接触しており、したがって第２のスイッチは閉じられている。第１の接触エレメント４Ａは第１の接触ピン２Ａに接触しておらず、したがって第１のスイッチ１０Ａは開いている。この第２の状態では、電流は抵抗器Ｒ１を流れる。Ｒ１＝Ｒ２の場合、測定デバイス８Ｃによって測定される電圧レベルは、電源８Ａの半分の電圧レベルである。
【００４３】
電源８Ａによって与えられる電圧は、任意の大きさであってもよく、抵抗器Ｒ２、Ｒ１は適切になるように選択される。第１の状態と第２の状態の識別を容易にするため、抵抗器Ｒ２の抵抗値は抵抗器Ｒ１に等しくなるように選択することが有利である。したがって、電源が１０Ｖで抵抗値が等しいとすると、開位置に対応するスイッチング装置１００の第１の状態は、電圧計での電位を０Ｖにし、一方、第２の状態は電位を５Ｖにする。
【００４４】
スイッチング装置１００が、例えば、接触エレメント４Ａ、４Ｂがいずれも接触ピン２Ａ、２Ｂに当接しない位置に可動接点があるような誤動作をする場合には、結合端子７Ａ、７Ｂのどちらからも可動接点１０２へ電流が流れない。抵抗器Ｒ２を配置することにより、電圧計は電源によって与えられる電位と同じ電位、例えば、上述の実施例では１０Ｖを示す。２つの異なる抵抗器Ｒ２、Ｒ１はこのように使用されるため、誤動作は明確に特定可能であり、第１及び第２の状態のいずれかと混同されることはない。
【００４５】
第２の好ましい実施形態では、図５に示すように、表示デバイス１は１つの接触ピン２すなわち第１の接触ピン２Ａを含む唯一のスイッチ１０Ａ、並びにスイッチング装置１００が開位置に対応する第１の状態にあるとき、第１の接触ピン２Ａに接触するように配置される唯一の接触エレメントを備える。この実施形態は、必要となるコンポーネントがより少ないため、費用効果をより高めることが可能で、また表示デバイスの重量も極めて軽く保つことが可能である。開位置を検出することによって、例えば、保守操作のために、機器に触れても安全かどうかどうかを決定することができ、多くのアプリケーションでこの情報は、スイッチング装置１００を安全に扱い操作するのに十分である。したがって、この実施形態は、本発明の主要な概念のすべての利点、すなわち表示器の信頼性及び高速性を維持する一方で、とりわけ単純でコスト効率のよい表示デバイスの一種とみなされる。
【００４６】
この第２の実施形態では、上述の実施例でのように、１０Ｖの電源８Ａが使用される場合、測定ユニット８Ｃは、スイッチング装置１００が第１の状態、すなわち開状態にある場合には０Ｖを検出し、そうでない場合には１０Ｖを検出する。この実施形態では、閉状態及び誤動作は共に、測定ユニット８Ｃに同じ値を与える。
【００４７】
この第２の好ましい実施形態に対する回路図は、第２のスイッチ１０Ｂと抵抗器Ｒ１が取り除かれ、表示デバイス１の中に（ポイント８Ｄへの絶縁コネクタ及び支持構造体を経由するポイント８Ｅへの結合をそれぞれ介して）入力／出力結合と共に、抵抗器Ｒ２と第１のスイッチ１０Ａのみが残されている点で、図４に示した回路図とは異なる。
【００４８】
任意の実施形態による本発明により、高速クロージングスイッチング装置の状態は安全な方法で検出可能である。可動接点と接触エレメント、接触ピン及びバネとの相互作用によって、スイッチング装置の状態は、可動接点の高いスイッチング速度に耐えうる単純かつ強固な方法で検出可能である。また、スイッチング装置１００の固定接点１０１及び可動接点１０２での塵又は粒子の存在は、概して表示デバイスの操作に影響することはなく、可動接点１０２及び電源８Ａに対する接地又は局所接地などの共通電位の使用により、接触ピンの数とは無関係に表示デバイス１から検出器装置８まで必要とされる絶縁コネクタは１つのみである。その結果、表示デバイス１のスイッチング装置１００及び絶縁コネクタ並びにその周囲に必要となる空間は非常に少なくなる。スイッチング装置１００の外枠の内側の圧力は非常に高くなりうるため、絶縁コネクタを１つだけ使用することはまた、外枠内部からの漏れのリスクを低減する。
【００４９】
本発明による表示デバイスは、小さな修正しか必要とせずに種々のスイッチング装置と連動しうることに留意されたい。したがって、本発明は、本明細書に記載されているスイッチング装置のタイプに限定されるとはみなされない。本発明は、上記で詳細に説明されているように、低電圧、中電圧及び高電圧を使用するスイッチング装置と共に使用可能であり、スイッチが高速で動作することが重要である場合に特に有用である。
【００５０】
図６は、接触ピン２０及び可動接点の複数の状態を検出するように配置された複数の接触エレメント２２Ａ〜２２Ｃを含む、本発明による表示デバイスの別の実施例を示している。この実施例では、可動接点１０２には、可動接点から電気的に絶縁され、且つ抵抗器２４を介して接地結合されるように配置された３つの突出する接触エレメント２２が備わっている。代替的に、各接触エレメントは個別に、それ自体の抵抗器と共に接地結合される。デバイスは並列に結合された幾つかの接触ピンを含んでもよい。
【００５１】
本発明は、添付の特許請求の範囲内で、様々に変化しうる。例えば、接触ピンにあらかじめ荷重をかけることは、当業者によって容易に理解されるように、任意のタイプのバネエレメント、或いは可動部品に対して接触ピンを押圧する他の方法を用いても可能である。また、検出器装置及び位置表示器は、スイッチング装置に配置される一体型ユニットであってもよい。必要に応じて、スイッチング装置の状態は、上述のように、表示デバイスによって決定可能であるが、任意の好適な手段によって、遠隔の制御ユニット又はコンピュータなどの解析のためのデバイスに転送可能である。代替的な実施形態では、第１並びに第２の接触ピンを有するスイッチを形成するために、可動接点上の同一接触エレメントが使用可能である。さらなる接触ピンを追加すること及びこれらのピンに抵抗器を結合することによって、デバイスは付加的な位置を検出するように容易に拡張可能である。したがって、本発明の他の実施形態では、より多くの状態／位置の検出を可能にするように、３つ以上の接触ピン、及び複数の対応する接触部品を有することが可能である。電圧計の代替として、回路の電流を測定し、スイッチング装置の状態を決定するために電流計が使用可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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