JPH0490618A - 近接スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は検出コイルの断線検出機能を有する高周波発掘
形近接スイッチに関する。

〔従来の技術〕

従来この糧の近接スイッチとして特開昭６２−１１７４
１３号公報などが知られている。以下第３図。

第４図によりこの従来例をこついて説明する。第３図に
３いて、トランジスタ１はトランジスタ２とともに電流
ミラー回路３を形成して、抵抗４ｃこ流れる電流にほぼ
等しい電流がトランジスタ２のコレクタより出力される
。トランジスタ２のコレクタにはトランジスタ５のベー
スとトランジスタ６を介して検出コイル７とコンデンサ
８カ）らなる並列共振回路９が接続されている。トラン
ジスタ５のエミッタは抵抗１（ｌを介して電源のｏｖ側
に接続され、コレクタはトランジスタ１１のベースとコ
レクタに接続されている。トランジスタ１１はトランジ
スタ１２とともに電流ミラー回路１３を形成し、トラン
ジスタ５のコレクタ電流にほぼ等しい電流が共振回路９
に帰還される。

トランジスタ５と抵抗１０の接続点に被検出体が接近し
たか否かを検出する検波回路１４、電圧弁別回路５、出
力回路１６が順次接続され、出力回路Ｉ６の出力端が端
子１７７こ接続されている。才たトランジスタ５のベー
スに検波回路１８．ｉｉ圧弁別回路１９、故障出力回路
加がＩ＠次接続されて、故障検出回路２１が構成され、
この故障検出回路２１の出力端が端子部に接続されてい
る。るは電源Ｖｓの十端子。

ＵはＯｖ端子である。

共掻回路９の電圧はトランジスタ５により電流に変換さ
れＴｔ流ミラー回路１３を介して共振回路９に帰還され
発蚕が継続する。このときトランジスタ５のベースには
トランジスタ５に直流バイアスを与えるトランジスタ６
により定まるバイアス電圧を中心に発撮交流分がＪ［畳
された電圧が印刀口される。

検出コイル７に被検出体が接近していないとき、検出コ
イル７のインピーダンスは高くトランジスタ５のベース
に印刀口される電圧が高いから抵抗１０の両端の電圧も
高く、この電圧が検波回路１４で検波されて電圧弁別回
路１５で弁別され、このときは被検出体が接近していな
い力）ら信号を出力しない。

検出コイル７に被検出体が接近すると検出コイル７のイ
ンピーダンスは低下し、トランジスタ５に印７１０され
る電圧が低下するから抵抗１０の両県の電圧も低く、検
波回路１４で検反された出力が電圧弁別回路１５で弁別
され出力回路ｔｂを介して端子１７から被検出体が接近
したという信号を出力する。

故障検出回路２１の検波回路１８は具体的には第４図に
示すように接続されている。すなわちトランジスタ５．
トランジスタあはｔ流ミラー回路を形成し、トランジス
タ乙のエミッタ・コレクタ、トランジスタτのコレクタ
・エミッタ、定電流回路あの直列回路と、トランジスタ
あのエミッタ・コレクタ、コンデンサ四の直夕１」回路
と、抵抗層、ダイオード３１、定電流回路３２の直列回
路とが何れも電源ＶｓとＯｖとの間に接続され、トラン
ジスタδとトランジスタｒの直列回路と並列にトランジ
スタあのコレクターエミッタが接続され、このトランジ
スタあのベースにダイオード３１と定電流回路３２の接
続点が接続されている。またコンデンサ四と並列Ｊこ抵
抗調が接続されている。トランジスタ苔のベースは第３
図に示すトランジスタ５のベースに接続され、トランジ
スタがとコンデンサ四の接続点が電圧弁別回路１９に接
続されている。

この検波回路１８に上述のバイアス電圧を甲ノしに発振
交流分が］Ｌｆされた電圧が入力している場合にはトラ
ンジスタＭが周期的にオン嗜オフしてトランジスタ２６
から矩形波が田方される。この矩形波はコンデンサ加に
より積分されて電圧弁別回路１９に入力する。このコン
デンサ墓で平滑化した電圧はトランジスタ２ｔ−１の出
力が矩形波であるため電圧弁別回路１９のしきい値以下
であり、故障出力回路加からは故障信号が出力されない
。次に検出コイル７が断線すると、トランジスタ６に電
流が流れなくなり、検波回路１８にはほぼ電源電圧Ｖｓ
に等しい電圧が入力する。したがって、検波回路１８の
トランジスタｎが連続してオンし、コンデンサ四の電圧
が上昇してこの電圧が電圧弁別回路１９のしきい値を超
える。こうして電圧弁別回路１９の出力が故障出力回路
２０＃こ入力して故障出力回路２）から故障信号が送出
される。

〔発明が解決しようとする課題ｊ 上述の近接スイッチにおいて、故障検出回路２１の検波
回路１８には平滑コンデンサ四が用いられてイボーラＩ
Ｃで構成することが一般的である。しかしこのＩＣでは
コンデンサを実現するためには大きな面積を必要とし、
ＩＣのチップ面積が大きくなりＩＣが高価になってしま
うという問題があった。またコンデンサ四の容量もあま
り大きくできないため、大きな容量のコンデンサを必要
とする場合にはＩＣの外部にコンデンサを追加して設け
なければならず、この場合は近接スイッチを小形化する
上で障害となっていた。

本発明の目的は、コンデンサを使用しないでＩＣ化に通
した回路胃酸ｌこより検出コイルの断線を検出できる近
接スイッチを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上述の課題を解決するため本発明は、被検出体の接近を
検出する検出コイルを有する共振回路と。

この共振回路の電圧を電流に変換する第１のトランジス
タと、この第１のトランジスタにペース電流を供給する
ための第１の電流ミラー回路と、前記第１のトランジス
タの出力電流を前記共振回路に帰還する第２の電流ミラ
ー回路とを備えた近接スイッチにおいて、前記第１の電
流ミラー回路はエミッタが電源の一方に接続されコレク
タが抵抗を介して電源の他方に接続された第２のトラン
ジスタと、エミッタが電源の一方に接続されベースが前
記トランジスタと共通接続された第３のトランジスタと
からなり、前記第３のトランジスタのベース電流を所定
のレベルと比較する比較回路を設け、この比較回路の出
力により前記検出コイルの断線を検出することを特徴と
する０さらに第２゜第３のトランジスタのエミッタを抵
抗を介して電源に接続したことを特徴とする。

〔作用〕

本発明によれば、共振回路の発振電圧を電流に！換する
第１のトランジスタに流れるベース電流は検出コイルが
断線したとき大きくなることに着目し、この第１のトラ
ンジスタの工ばツタ電源を所定レベルと比較すること番
こより検出コイルの断線を検出する。

〔笑施例〕

本発明による近接スイッチの笑施例を第１図。

第２図に示し、第３図、第４図と同一のものには第３図
、第４図と同一の符号を付している。第１図は一実施例
を示す結線区で、外部電源を接続する端子オ、２４．２
つのトランジスタ１．２からなる電流ミラー回路３％　
トランジスタ１のコレクタに接続された抵抗４、共振回
路９の電圧を電波に変換するトランジスタ５％このトラ
ンジスタ５にバイアス電圧を与えるトランジスタ６、検
出コイル７とコンデンサ８が並列に接続された共振回路
９、トランジスタ５のエミッタ（こ接続された抵抗１０
、検波回路１４．電圧判別回路１５．出力回路１６、出
力端子１７などは従来のものと同様である。この近接ス
イッチが従来のものと異なる点は、故障検出回路２１が
大幅に修正されたことで、トランジスタ１のコレクタと
ベースの接続が外され、共通に接続された両トランジス
タ１．２のベースと電源端子勢との間にトランジスタあ
のエミッタ・コレクタと抵抗あの直列回路が接続され、
トランジス９３５　（７）ベースがトランジスタ１のコ
レクタに接続されて２つ、さらにトランジスタ２のコレ
クタとトランジスタ６のコレクタとの間にトランジスタ
３７が接続されている。また比較回路あが設けられ、そ
の十入力端にトランジスタおと抵抗側の接続点が接続さ
ｎている。この比較回路Ｉの一入力端には電源端子乙、
２４の間に接続された定電流回路あと抵抗４０の直列回
路の接続点が接続されている。

比較回路あの出力端はトランジスタ４１のベースに接続
され、トランジスタ４１のコレクタｅエミッタは故障出
力端子ｎと電源端子ムとの間に接続されている。

このような構成において、共振回路９の電圧はトランジ
スタ６１こよりレベルシフトされてトランジスタ５のベ
ースに与えられる。こうして共振回路９の電圧が、トラ
ンジスタ５のコレクタ電流に変換される。そして第３図
について述べたようにこの回路は発幾を継続し、検出コ
イル１に被検出体が接近したか否かにより、抵抗１０の
両端の電圧が変化するから、この電圧を検波回路１４．
ｌＷＬ圧弁別回ｖｌ＆１５．出力回路１６を介して端子
Ｉ７に現われる信号により１Ｍ検出体の接近を横比する
ことができる。

比較回路あの一入力端には定電流電源３９の出力電流と
抵抗紛の抵抗値で定まる電圧ＶＴＨが印７１０されてい
る。また十入力端にはトランジスタあのコレクタ電流と
抵抗あて定まる電圧ＶＲが印刀りされている。このとき
トランジスタおのコレクタには、両トランジスタ１．２
のベース電流が流れている。

そしてこの電流により抵抗側に現われる電圧ＶＲは電圧
ＶＴＨよりも低くなるように両抵抗３６．４０と定電流
回路３９の出力電流が定められている。したかって検出
コイル１が正常な場合は電圧ＶＲが電圧ＶＴＨよりも低
いから比較回路あの出力はローレベルとなりトランジス
タ４１はオフしている。検出コイル７が断線するとトラ
ンジスタ２のコレクタ電流は検出コイル７には流れず、
トランジスタ５のベースのみｔこ流れるようになる。し
かしトランワ ジスタ５はエミッタホロ１に接続されており、トランジ
スタ５のコレクタに電流が供給されている場合にはベー
ス電流は直流電流増幅率をｂＦＥとするとコレクタ電流
の１／ｈＦＥとなる。したがってトランジスタ２のコレ
クタ電流は殆ど流れず、そのコレクタ電圧はほぼ電源電
圧Ｖｓに等しくなる。

にでトランジスタ２のコレクタとトランジスタ５のベー
ス間にトランジスタ３７が設けられているからトランジ
スタ５のベース電圧は電源電圧Ｖｓ力）らトランジスタ
３７のベース昏エミッタ間電圧を減じた電圧となる。し
たがってトランジスタ５のコレクタにトランジスターｌ
が接続されていても、トランジスタ５のコレクタには電
流が供給さｎ％ベース電流は上述のようにコレクタ電流
の１／ｈ　ｙ　Ｅに減少する。トランジスタ３７は検出
コイル７が断線したときにトランジスタ５のベース電流
が増力口するのを防止するために設けられでいる。

こうして検出コイル７が断線すると、トランジスタ２の
コレクタ′成流は減少するが、トランジスタ１のコレク
タには所定の電流が流れているときと同じ電圧が印刀口
されているからトランジスタ２のコレクタ電流が減少す
ると逆にトランジスタ１のベース電流が増力口する。そ
してトランジスタあのコレクタ電流も１訓するから、抵
抗あの両端の電圧ＶＲか比収回＃Ｅｒ３８の一入力端の
電圧ＶＴＲより高くなる。こうして比較回路あの出力は
ノ・イレベルとなりトランジスタ４１がオンして故障出
力が送出される。

第２図は第１図と異なる実施例を示す。この実施例が第
１図と異なる点は、トランジスタ１のエミッタは抵抗４
１を介して電源Ｖｓに接続され、トランジスタ２のエミ
ッタは抵抗４２を介して電源Ｖｓに接続されたことにあ
る。その他は第１図と同様であるから省略した。

第１図に示す実施例では、トランジスタ２のコレクタ電
流が減少したときのベース電流の増加は。

トランジスタ内部のベース抵抗により制限されるためあ
まり大きくないが、第２図に示すようにエミッタに直列
抵抗を接続すると、ベース抵抗の形番が比Ｉ！５２的小
さくなりベースｔＲの増力ａが大きくなるから検出コイ
ル７の断線検出がより容易となるという効果がある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、検出コイルの断線を検出するための回
路をコンテンツを使用することなく構成できるからＩＣ
化が容易となり、小形で安価な検出コイル断線検出機能
を有する近接スイッチを実現できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明による近接スイッチの実施
例を示し、第１図は一実施例を示す結線図、第２図は異
なる実施例を示す王髪部分の結線図、第３図２よび第４
図は従来の近接スイッチの一例を示し、第３図は一部を
ブロック図とした結線図、第４図は故障検出回路におけ
る検波回路の結線図である。 １．２，５　：　トランジスタ％　３，１３：電流ミラ
ー回路、７：検出コイル、９：共振回路、３８：比較回
路、４１，４２：抵抗。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）被検出体の接近を検出する検出コイルを有する共振
   回路と、この共振回路の電圧を電流に変換する第１のト
   ランジスタと、この第１のトランジスタにベース電流を
   供給するための第１の電流ミラー回路と、前記第１のト
   ランジスタの出力電流を前記共振回路に帰還する第２の
   電流ミラー回路とを備えた近接スイッチにおいて、前記
   第１の電流ミラー回路はエミッタが電源の一方に接続さ
   れコレクタが抵抗を介して電源の他方に接続された第２
   のトランジスタと、エミッタが電源に接続されベースが
   前記第２のトランジスタと共通接続された第３のトラン
   ジスタからなり、前記第３のトランジスタのベース電流
   を所定のレベルと比較する比較回路を設け、この比較回
   路の出力により前記検出コイルの断線を検出することを
   特徴とする近接スイッチ。 ２）請求項１記載の近接スイッチにおいて、第２、第３
   のトランジスタのエミッタを抵抗を介して電源に接続し
   たことを特徴とする近接スイッチ。