JPH0454662Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案はスイツチング入力判定回路に関し、よ
り詳しくは、マイクロコンピユータ等からなる制
御演算部を備えた各種コントローラに使用される
スイツチング入力判定回路に関するものである。

（従来技術とその問題点） 一般に、この種のコントローラに指令信号を入
力するには、機械接点式スイツチが使用されてい
るが、機械接点式スイツチは、通常、接点表面に
絶縁性を有する薄い酸化皮膜が形成されており、
接点が単に閉じただけではオン状態とはならず、
閉じた接点間に上記酸化皮膜を突き破る一定以上
の電流が流れてはじめてオン状態となる。

このため、マイクロコンピユータ等からなる制
御演算部を備えたコントローラにおいても、従来
より、機械接点式スイツチがオンのときには、上
記制御演算部より、少なくともその接点表面に形
成されている酸化皮膜を突き破る電流が流れるよ
うにしていた。

ところで、コントローラの上記制御演算部は複
雑かつ精密な構成を有しており、誤動作や故障を
避けるためにはその温度上昇は極力抑えなければ
ならず、上記のように、制御演算部より機械接点
式スイツチに電流を流すと、制御演算部の温度が
上昇するという問題があつた。

一方、スイツチ接点の酸化皮膜を浄化して、ス
イツチの開閉信号をトランジスタを介して出力信
号として取り出すようにした接点浄化装置が提案
されている（たとえば実公昭55−6417号公報参
照）。

上記接続浄化装置は、常開のスイツチの接点が
閉じた時にコンデンサにチヤージされた電荷によ
る放電電流あるいは上記コンデンサへの充電電流
を、抵抗を介して上記スイツチの接点に突入電流
として供給して接点酸化皮膜を浄化し、この浄化
によるスイツチの接点のオンにより、上記トラン
ジスタをオンさせる構成を有する。

しかしながら、かかる従来の接点浄化装置で
は、コンデンサの静電容量と抵抗の抵抗値により
スイツチの接点に供給される放電電流もしくは充
電電流の大きさおよび時間が決定され、コンデン
サの静電容量が大きいと、無用な大電流がスイツ
チの接点に流れて接点の消耗が大きくなり、逆
に、コンデンサの静電容量が小さいと、接点の酸
化皮膜を破壊することができず、スイツチ操作に
応じてトランジスタからは出力信号を取り出すこ
とができないという問題があつた。

また、上記従来の接点浄化装置では、コンデン
サの静電容量は一定で、酸化皮膜を破壊するしな
いにかかわらず、一定量の電流が流れるだけであ
り、スイツチ接点の酸化皮膜の付着量に関係な
く、確実にスイツチの接点の酸化皮膜を破壊する
ことができないという問題もあつた。

（考案の目的） 本考案の目的は、スイツチの接点に付着した酸
化皮膜を確実に破壊することができ、スイツチの
接点の酸化皮膜が破壊された後は小さな電流でス
イツチのオン状態を確保することができ、コント
ローラの制御演算部の温度上昇を抑えることがで
きるようにしたスイツチング入力判定回路を提供
することである。

（考案の構成） このため、本考案は、機械接点式スイツチと、
該機械接点式スイツチに抵抗R₁を介してベース
が接続され、該機械接点式スイツチの開閉に応動
してオン・オフし、コレクタが制御演算部に接続
されたトランジスタTr₁と、ベースが該トランジ
スタTr₁のコレクタに接続され、該トランジスタ
Tr₁から出力される信号に応動して機械接点式ス
イツチが開かれているときにオンする出力用トラ
ンジスタTr₂とを備え、上記機械接点式スイツチ
と上記抵抗R₁との接続点と上記出力用トランジ
スタTr₂のコレクタとの間に比較的抵抗値の小さ
い抵抗R₆を接続するとともに、上記出力用トラ
ンジスタTr₂のコレクタとエミツタとの間に上記
機械接点式スイツチの接点に流れる電流を制限す
る電流制限用の抵抗R₇を接続し、上記機械接点
式スイツチが閉じられた時にその接点間に上記出
力用トランジスタTr₂のコレクタから抵抗R₆を介
して大電流を流すようにしたことを特徴としてい
る。

（実施例） 以下に、添付の図面を参照して本考案の実施例
を説明する。

第１図に本考案に係るスイツチング入力判定回
路を有するコントローラのブロツク図を示す。

第１図において、SW₁ないしSW₅は機械接点式
スイツチ、１ないし５は本考案に係るスイツチン
グ入力判定回路、６はマイクロコンピユータ等か
らなる制御演算部、７，８および９は該制御演算
部６から出力するコントロール信号を増幅する増
幅器、１０はコントローラのケース、１１ないし
１５は入力端子、１６，１７および１８は出力端
子である。

上記スイツチング入力判定回路１ないし５は、
いずれも、機械接点式スイツチSW₁ないしSW₅が
オンとなつた瞬間だけ、これら機械接点式スイツ
チSW₁ないしSW₅に大きな電流を流して、その接
点表面の酸化皮膜を破り、その後は、これら機械
接点式スイツチSW₁ないしSW₅に微小電流を流し
て制御演算部６にオン信号を出力する。

制御演算部６は、スイツチング入力判定回路１
ないし５から入力する上記オン信号に応じて必要
な演算を行い、増幅器７，８もしくは９を介し
て、出力端子１６，１７もしくは１８から制御信
号を出力する。

スイツチング入力判定回路１ないし５はいずれ
も同一の構成を有しているので、第２図にスイツ
チング入力判定回路１についてその具体的な回路
構成を示す。

第２図において、２１はスイツチング入力判定
回路１の入力端子であつて、該入力端子２１とア
ースとの間には、機械接点式スイツチSW₁を接続
するとともに、抵抗R₁とR₂とを直列に接続し、
これら抵抗R₁とR₂との接続点２２をnpn型のトラ
ンジスタTr₁のベースに接続している。

上記トランジスタTr₁は、そのエミツタがアー
スに接続され、また、そのコレクタと電源Vccと
の間には抵抗R₃が接続されている。

上記抵抗R₁，R₂，R₃およびトランジスタTr₁
は、機械接点式スイツチSW₁の開閉を判定して信
号を出力する判定回路２０を構成しており、該判
定回路２０の出力は、上記トランジスタTr₁のコ
レクタから出力端子２３を介して制御演算部６へ
出力する。

上記トランジスタTr₁のコレクタと電源Vccと
の間にはまた、抵抗R₄とR₅とを直列に接続し、
これら抵抗R₄とR₅との接続点２４にはpnp型の出
力用トランジスタTr₂のベースを接続している。

上記出力用トランジスタTr₂は、そのエミツタ
を電源Vccに接続する一方、そのコレクタと入力
端子２１および電源Vccとの間には夫々抵抗R₆お
よびR₇を接続しており、上記出力用トランジス
タTr₂は、機械接点式スイツチSW₁が開および閉
のとき夫々上記判定回路２０から出力される信号
によりオンおよびオフとなる。

なお、抵抗R₆およびR₇は夫々機械接点式スイ
ツチSW₁がオンした時に該機械接点式スイツチ
SW₁の接点に流れる電流を規定する抵抗であり、
また、抵抗R₇は、その後に上記機械接点式スイ
ツチSW₁の接点に流れる電流を制限する電流制限
用の抵抗である。抵抗R₆の抵抗値は抵抗R₇の抵
抗値よりも充分小さい。

次に、第２図のスイツチング入力判定回路１の
動作を説明する。

いま、機械接点式スイツチSW₁の接点が開いて
いるものとする。

上記状態では、判定回路２０のnpn型のトラン
ジスタTr₁のベースには、電源Vccから、抵抗
R₇，R₆、およびR₁を通してベース電流が供給さ
れて上記トランジスタTr₁はオンしており、出力
端子２３からは機械接点式スイツチSW₁がオフで
あることを示すローレベルの信号が出力してい
る。

一方、pnp型の出力用トランジスタTr₂は、そ
のベース電流が抵抗R₄およびトランジスタTr₁の
コレクタ−エミツタ間を通してアースに流れ、上
記出力用トランジスタTr₂もオンしている。

出力用トランジスタTr₂の上記オンにより、ト
ランジスタTr₁のベース電流は、出力用トランジ
スタTr₂からも供給されている。

上記状態において、機械接点式スイツチSW₁が
オン操作されると、該機械接点式スイツチSW₁の
接点には、出力用トランジスタTr₂と抵抗R₆を通
して電源Vccの電圧が印加され、大電流が流れ
る。このとき機械接点式スイツチSW₁の接点表面
に酸化皮膜が付着していると、接点の接触抵抗が
大きくなつているので入力端子２１の電位は高
く、トランジスタTr₁はオンを維持し、従つて、
トランジスタTr₂もオンのままである。

上記大電流により、機械接点式スイツチSW₁の
接点表面の酸化皮膜が破られると、機械接点式ス
イツチSW₁の接触抵抗が小さくなり、入力端子２
１の電位が下がり、所定の電位以下になると判定
回路２０のトランジスタTr₁がオフとなり、出力
端子２３から制御演算部６へ機械接点式スイツチ
SW₁がオンしていることを示すハイレベルの信号
が出力する一方、出力用トランジスタTr₂がオフ
する。

出力用トランジスタTr₂がオフすると、機械接
点式スイツチSW₁には、抵抗R₇および抵抗R₆を
通して電流が流れるのみである。従つて、入力端
子２１の電位は更に下がることになるため、誤動
作によつて、トランジスタTr₁がオンすることは
ない。また、この電流は上記抵抗R₇に制限され、
その値は上記酸化皮膜が破られた後であるから非
常に小さくすることができる。

このようにして、機械接点式スイツチSW₁の接
点表面の酸化皮膜を破るとともに消費電力を最小
に抑えることができる。

ほかのスイツチング入力判定回路２ないし５に
ついても、その構成および動作はスイツチング入
力判定回路１の構成および動作と同一であるか
ら、重複した説明は省略する。

なお、上記実施例において、トランジスタTr₁
としてpnp型のものを使用し、出力用トランジス
タTr₂としてnpn型のものを使用することもでき
る。この場合は、電源Vccを正（プラス）から負
（マイナス）にすればよい。

また、本考案は、第１図のように、５つの機械
接点式スイツチSW₁ないしSW₅を有するコントロ
ーラに限定されるものではなく、任意個数の機械
接点式スイツチを有するコントローラに適用する
こともできる。

（考案の効果） 以上、詳述したことからも明らかなように、本
考案によれば、機械接点式スイツチを閉じるとそ
の接点には出力用トランジスタから比較的抵抗値
の小さい抵抗を介して大電流が供給され、この大
電流が機械接点式スイツチの接点の酸化皮膜を突
き破つて機械接点式スイツチが導通すると判定回
路用のトランジスタがオフとなつて大電流が流れ
なくなるので、無用な大電流が機械接点式スイツ
チの接点に流れることがなく、しかも、機械接点
式スイツチの接点に付着した酸化皮膜を確実に破
壊することができ、機械接点式スイツチの接点の
酸化皮膜が破壊された後は小さな電流でスイツチ
のオン状態を確保することができ、コントローラ
の制御演算部の温度上昇を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るスイツチング入力判定回
路を有するコントローラのブロツク図、第２図は
本考案に係るスイツチング入力判定回路の一実施
例の回路図である。 １，２，３，４，５……スイツチング入力判定
回路、６……制御演算部、２１……入力端子、２
３……出力端子、２５……負荷回路、R₁……抵
抗、R₆……抵抗、R₇……電流制限用の抵抗、
SW₁，SW₂，SW₃，SW₄……機械接点式スイツ
チ、Tr₁……トランジスタ、Tr₂……出力用トラ
ンジスタ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 機械接点式スイツチと、該機械接点式スイツチ
   に抵抗R₁を介してベースが接続され、該機械接
   点式スイツチの開閉に応動してオン・オフし、コ
   レクタが制御演算部に接続されたトランジスタ
   Tr₁と、ベースが該トランジスタTr₁のコレクタ
   に接続され、該トランジスタTr₁から出力される
   信号に応動して機械接点式スイツチが開かれてい
   るときにオンする出力用トランジスタTr₂とを備
   え、上記機械接点式スイツチと上記抵抗R₁との
   接続点と上記出力用トランジスタTr₂のコレクタ
   との間に比較的抵抗値の小さい抵抗R₆を接続す
   るとともに、上記出力用トランジスタTr₂のコレ
   クタとエミツタとの間に上記機械接点式スイツチ
   の接点に流れる電流を制限する電流制限用の抵抗
   R₇を接続し、上記機械接点式スイツチが閉じら
   れた時にその接点間に上記出力用トランジスタ
   Tr₂のコレクタから抵抗R₆を介して大電流を流す
   ようにしたことを特徴とするスイツチング入力判
   定回路。