JPH05227001A - 二線式電子スイッチ - Google Patents
二線式電子スイッチInfo
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- JPH05227001A JPH05227001A JP17916792A JP17916792A JPH05227001A JP H05227001 A JPH05227001 A JP H05227001A JP 17916792 A JP17916792 A JP 17916792A JP 17916792 A JP17916792 A JP 17916792A JP H05227001 A JPH05227001 A JP H05227001A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 二線式電子スイッチにおいてスイッチのオン
時に表示灯に流す電流を負荷電流に対応させて増加でき
るようにすること。 【構成】 二線式電子スイッチの端子１，２間を短絡す
る出力回路１１に表示電流制御回路１２を設ける。表示
電流制御回路１２は負荷を流れる電流が所定値以下のと
きに表示回路１０の表示灯への電流を連続的に小さくな
るように制御する。こうして所定値以上の負荷電流が流
れる場合には、明瞭な表示を行えるようにしている。
時に表示灯に流す電流を負荷電流に対応させて増加でき
るようにすること。 【構成】 二線式電子スイッチの端子１，２間を短絡す
る出力回路１１に表示電流制御回路１２を設ける。表示
電流制御回路１２は負荷を流れる電流が所定値以下のと
きに表示回路１０の表示灯への電流を連続的に小さくな
るように制御する。こうして所定値以上の負荷電流が流
れる場合には、明瞭な表示を行えるようにしている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は二線式の光電スイッチ，
近接スイッチ等の電子スイッチに関し、特にその動作表
示に特徴を有する二線式電子スイッチに関するものであ
る。
近接スイッチ等の電子スイッチに関し、特にその動作表
示に特徴を有する二線式電子スイッチに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来二線式の電子スイッチ、例えば直流
二線式の近接スイッチは、負荷及び電源と直列接続され
る一対の端子を有しており、物体の有無によって一対の
端子間の両端の出力開閉素子を開閉することによってス
イッチ動作を行っている。このような直流２線式近接ス
イッチにおいて出力開閉素子が開放している状態では、
負荷電流を流さないために微少な漏れ電流、例えば１mA
程度の電流によって内部回路を動作させる必要がある。
又スイッチがオン状態では負荷に例えば３mA〜 100mAの
範囲の負荷電流を流すようにしている。
二線式の近接スイッチは、負荷及び電源と直列接続され
る一対の端子を有しており、物体の有無によって一対の
端子間の両端の出力開閉素子を開閉することによってス
イッチ動作を行っている。このような直流２線式近接ス
イッチにおいて出力開閉素子が開放している状態では、
負荷電流を流さないために微少な漏れ電流、例えば１mA
程度の電流によって内部回路を動作させる必要がある。
又スイッチがオン状態では負荷に例えば３mA〜 100mAの
範囲の負荷電流を流すようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このとき図７に示すよ
うに、定格検出距離の 100〜80％は不安定検出領域であ
るため赤色の発光表示を行い、80〜０％では安定検出領
域であるため緑色の表示灯を点灯させることが多い。又
赤色を動作表示として０〜 100％のいずれでも点灯さ
せ、80〜０％では赤色と緑色の表示灯を同時に点灯させ
るようにした二線式電子スイッチもある。しかるに負荷
電流の最小値が３mAとすれば、動作表示や安定動作表示
のための表示灯には１〜 1.2mA程度しか電流を流すこと
ができず、表示灯の光が暗くなるという欠点があった。
特に緑色の発光ダイオードの場合は電流値が小さければ
暗く、十分な表示を行うことができないという欠点があ
った。このように表示灯への供給電流と出力電流，セン
サ回路の電流の和が負荷電流の最小値である３mAの範囲
となるように設定されているため、負荷電流が３mAを大
幅に越えた状態でも常に表示が暗く確認し難いという欠
点があった。このような二線式電子スイッチはプログラ
マブルコントローラと併用して使用することが多く、負
荷電流は８〜10mAのことが多い。しかしこの負荷電流レ
ベルでも常に表示が暗くなっているという欠点があっ
た。
うに、定格検出距離の 100〜80％は不安定検出領域であ
るため赤色の発光表示を行い、80〜０％では安定検出領
域であるため緑色の表示灯を点灯させることが多い。又
赤色を動作表示として０〜 100％のいずれでも点灯さ
せ、80〜０％では赤色と緑色の表示灯を同時に点灯させ
るようにした二線式電子スイッチもある。しかるに負荷
電流の最小値が３mAとすれば、動作表示や安定動作表示
のための表示灯には１〜 1.2mA程度しか電流を流すこと
ができず、表示灯の光が暗くなるという欠点があった。
特に緑色の発光ダイオードの場合は電流値が小さければ
暗く、十分な表示を行うことができないという欠点があ
った。このように表示灯への供給電流と出力電流，セン
サ回路の電流の和が負荷電流の最小値である３mAの範囲
となるように設定されているため、負荷電流が３mAを大
幅に越えた状態でも常に表示が暗く確認し難いという欠
点があった。このような二線式電子スイッチはプログラ
マブルコントローラと併用して使用することが多く、負
荷電流は８〜10mAのことが多い。しかしこの負荷電流レ
ベルでも常に表示が暗くなっているという欠点があっ
た。
【０００４】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、負荷電流の大きさによって表示
灯に流す電流値を大きくできるようにすることを技術的
課題とする。
なされたものであって、負荷電流の大きさによって表示
灯に流す電流値を大きくできるようにすることを技術的
課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、外部の負荷及び電源に直列に接続される一対の端子
と、一対の端子に接続されるセンサ回路部と、センサ回
路部の出力によって一対の端子間を開閉する出力回路
と、センサ回路部の出力状態を表示する表示灯を有する
表示回路と、を具備する二線式電子スイッチであって、
負荷に流れる電流が所定値以下のときに表示回路に流す
電流を負荷電流に対応させて連続的に低下させる表示電
流制御回路を有することを特徴とするものである。
は、外部の負荷及び電源に直列に接続される一対の端子
と、一対の端子に接続されるセンサ回路部と、センサ回
路部の出力によって一対の端子間を開閉する出力回路
と、センサ回路部の出力状態を表示する表示灯を有する
表示回路と、を具備する二線式電子スイッチであって、
負荷に流れる電流が所定値以下のときに表示回路に流す
電流を負荷電流に対応させて連続的に低下させる表示電
流制御回路を有することを特徴とするものである。
【０００６】又本願の請求項４の発明は、外部の負荷及
び直流電源に接続される第１，第２の端子と、第１，第
２の端子に接続されるセンサ回路部と、第１，第２の端
子間に接続されてこれらの端子を開閉するスイッチング
用の第１のトランジスタを有する出力回路と、安定動作
表示用の発光ダイオード、動作表示用の発光ダイオー
ド、及びこれらの発光ダイオードが夫々コレクタに接続
され、エミッタ端が第２の端子に接続された２つのトラ
ンジスタを有する表示回路と、第１の端子と表示回路の
動作表示用発光ダイオードの一端に並列に接続された第
１，第２の抵抗の直列接続体と、第２の直列接続体の中
点がベースに接続され、そのエミッタが第１の端子に、
コレクタは安定動作表示用の発光ダイオードに接続され
た第２のトランジスタと、を有し、該第１の直列接続体
の中点は出力回路の第１のトランジスタのベースに接続
される表示電流制御回路と、を具備することを特徴とす
るものである。
び直流電源に接続される第１，第２の端子と、第１，第
２の端子に接続されるセンサ回路部と、第１，第２の端
子間に接続されてこれらの端子を開閉するスイッチング
用の第１のトランジスタを有する出力回路と、安定動作
表示用の発光ダイオード、動作表示用の発光ダイオー
ド、及びこれらの発光ダイオードが夫々コレクタに接続
され、エミッタ端が第２の端子に接続された２つのトラ
ンジスタを有する表示回路と、第１の端子と表示回路の
動作表示用発光ダイオードの一端に並列に接続された第
１，第２の抵抗の直列接続体と、第２の直列接続体の中
点がベースに接続され、そのエミッタが第１の端子に、
コレクタは安定動作表示用の発光ダイオードに接続され
た第２のトランジスタと、を有し、該第１の直列接続体
の中点は出力回路の第１のトランジスタのベースに接続
される表示電流制御回路と、を具備することを特徴とす
るものである。
【０００７】更に本願の請求項５の発明は、外部の負荷
及び直流電源に接続される第１，第２の端子と、第１，
第２の端子に接続されるセンサ回路部と、第１の端子に
接続されて端子を開閉するスイッチング用の第３のトラ
ンジスタを有する出力回路と、動作表示用の発光ダイオ
ードがコレクタに接続され、エミッタ端が一対の端子の
第２の端子に接続された第４のトランジスタと、一端が
第２の端子に接続される安定動作表示用の発光ダイオー
ドと、第３のトランジスタのコレクタ端と第２の端子間
に接続される第５のトランジスタとを有する表示回路
と、一対の端子の第１の端子に第３の抵抗の直列接続体
が接続されその中点が第３の出力トランジスタのベース
に、抵抗の他端が表示回路の動作表示用発光ダイオード
に接続されたものであり、第３のトランジスタのコレク
タと安定動作表示用の発光ダイオードの間に接続された
抵抗、及びその両端がエミッタ及びベースに接続され、
コレクタが第２の端子に接続された第６のトランジスタ
を含む表示電流制御回路と、を具備することを特徴とす
るものである。
及び直流電源に接続される第１，第２の端子と、第１，
第２の端子に接続されるセンサ回路部と、第１の端子に
接続されて端子を開閉するスイッチング用の第３のトラ
ンジスタを有する出力回路と、動作表示用の発光ダイオ
ードがコレクタに接続され、エミッタ端が一対の端子の
第２の端子に接続された第４のトランジスタと、一端が
第２の端子に接続される安定動作表示用の発光ダイオー
ドと、第３のトランジスタのコレクタ端と第２の端子間
に接続される第５のトランジスタとを有する表示回路
と、一対の端子の第１の端子に第３の抵抗の直列接続体
が接続されその中点が第３の出力トランジスタのベース
に、抵抗の他端が表示回路の動作表示用発光ダイオード
に接続されたものであり、第３のトランジスタのコレク
タと安定動作表示用の発光ダイオードの間に接続された
抵抗、及びその両端がエミッタ及びベースに接続され、
コレクタが第２の端子に接続された第６のトランジスタ
を含む表示電流制御回路と、を具備することを特徴とす
るものである。
【０００８】
【作用】このような特徴を有する本願の請求項１の発明
によれば、出力回路に流れる電流が所定値を越えていれ
ば表示回路の表示灯の電流を所定値に制限し、負荷電流
がこの値以下となれば表示灯に流れる電流を低下させる
ようにしている。従って負荷電流が大きくなれば表示灯
に十分な電流を供給することができ、明るい表示を行う
ことができる。
によれば、出力回路に流れる電流が所定値を越えていれ
ば表示回路の表示灯の電流を所定値に制限し、負荷電流
がこの値以下となれば表示灯に流れる電流を低下させる
ようにしている。従って負荷電流が大きくなれば表示灯
に十分な電流を供給することができ、明るい表示を行う
ことができる。
【０００９】又請求項４の発明では、負荷電流が小さけ
れば第２の抵抗の直列接続体と動作表示用の発光ダイオ
ードに電流が流れ、安定動作表示用発光ダイオードのト
ランジスタが駆動されれば第２のトランジスタを介して
安定動作表示用の発光ダイオードにも電流を流してい
る。そして負荷電流が大きくなれば、第２のトランジス
タのベース・エミッタ間特性によってコレクタ電流は飽
和し、スイッチング用の第１のトランジスタに流れる電
流を増加させるようにしている。
れば第２の抵抗の直列接続体と動作表示用の発光ダイオ
ードに電流が流れ、安定動作表示用発光ダイオードのト
ランジスタが駆動されれば第２のトランジスタを介して
安定動作表示用の発光ダイオードにも電流を流してい
る。そして負荷電流が大きくなれば、第２のトランジス
タのベース・エミッタ間特性によってコレクタ電流は飽
和し、スイッチング用の第１のトランジスタに流れる電
流を増加させるようにしている。
【００１０】更に本願の請求項５の発明では、負荷電流
が小さければ第３の抵抗の直列接続体と動作表示用発光
ダイオード及び第４のトランジスタを介して動作表示灯
が付勢され、安定動作時には第３のトランジスタを介し
て安定動作表示用の発光ダイオードが点灯する。そして
負荷電流が増加すれば、第３のトランジスタのベース・
エミッタ間特性によってこれらの発光ダイオードに流れ
る電流は飽和レベルに達し、第３のトランジスタから第
５又は第６のトランジスタに負荷電流の増加分が流れる
こととなる。
が小さければ第３の抵抗の直列接続体と動作表示用発光
ダイオード及び第４のトランジスタを介して動作表示灯
が付勢され、安定動作時には第３のトランジスタを介し
て安定動作表示用の発光ダイオードが点灯する。そして
負荷電流が増加すれば、第３のトランジスタのベース・
エミッタ間特性によってこれらの発光ダイオードに流れ
る電流は飽和レベルに達し、第３のトランジスタから第
５又は第６のトランジスタに負荷電流の増加分が流れる
こととなる。
【００１１】
【実施例】図１は本発明の一実施例による直流二線式の
近接スイッチの全体構成を示すブロック図である。本図
において近接スイッチの端子１，２には直流の電源３と
負荷４とが直列に接続される。又端子１には定電圧回路
５が接続され、その定電圧が各部に供給される。この近
接スイッチを高周波発振型近接スイッチとすると、発振
回路６を有している。発振回路６は共振回路６ａの共振
周波数で発振するものであって、その出力は積分回路７
を介して比較回路８に与えられる。比較回路８は所定の
閾値レベルで積分出力を比較するものであり、その出力
は信号処理回路９に与えられる。信号処理回路９は比較
回路８の出力に応じて不安定検出領域、安定検出領域に
達したかどうかを判別するものであって、その出力は表
示回路１０、及び表示回路１０を介して出力回路１１に
与えられる。出力回路１１は信号処理回路９の制御出力
に基づいて端子１，２間を導通することによって、負荷
４に負荷電流を与えるものである。尚端子１，２間には
センサ回路を動作させるのに足りる出力残留電圧が生じ
る。ここで定電圧回路５〜信号処理回路９までの各ブロ
ックは、端子１，２に接続されるセンサ回路部１３を構
成している。
近接スイッチの全体構成を示すブロック図である。本図
において近接スイッチの端子１，２には直流の電源３と
負荷４とが直列に接続される。又端子１には定電圧回路
５が接続され、その定電圧が各部に供給される。この近
接スイッチを高周波発振型近接スイッチとすると、発振
回路６を有している。発振回路６は共振回路６ａの共振
周波数で発振するものであって、その出力は積分回路７
を介して比較回路８に与えられる。比較回路８は所定の
閾値レベルで積分出力を比較するものであり、その出力
は信号処理回路９に与えられる。信号処理回路９は比較
回路８の出力に応じて不安定検出領域、安定検出領域に
達したかどうかを判別するものであって、その出力は表
示回路１０、及び表示回路１０を介して出力回路１１に
与えられる。出力回路１１は信号処理回路９の制御出力
に基づいて端子１，２間を導通することによって、負荷
４に負荷電流を与えるものである。尚端子１，２間には
センサ回路を動作させるのに足りる出力残留電圧が生じ
る。ここで定電圧回路５〜信号処理回路９までの各ブロ
ックは、端子１，２に接続されるセンサ回路部１３を構
成している。
【００１２】さて本実施例では、出力回路１１に表示電
流制御回路１２が設けられる。表示電流制御回路１２は
出力回路１１に流れる負荷電流を検出し、その負荷電流
レベルに応じて表示回路１０の表示灯の消費電流を連続
的に制御するものである。表示回路１０は不安定検出領
域でのみ、又は出力回路１１のオン時に点灯する赤色の
表示灯、即ち発光ダイオードＤ１と、安定動作領域で発
光する緑色の発光ダイオードＤ２とを有している。表示
回路１０は表示電流制御回路１２によって検出された負
荷電流の電流値によって、発光ダイオードＤ１，Ｄ２に
流す電流を変化させるものである。
流制御回路１２が設けられる。表示電流制御回路１２は
出力回路１１に流れる負荷電流を検出し、その負荷電流
レベルに応じて表示回路１０の表示灯の消費電流を連続
的に制御するものである。表示回路１０は不安定検出領
域でのみ、又は出力回路１１のオン時に点灯する赤色の
表示灯、即ち発光ダイオードＤ１と、安定動作領域で発
光する緑色の発光ダイオードＤ２とを有している。表示
回路１０は表示電流制御回路１２によって検出された負
荷電流の電流値によって、発光ダイオードＤ１，Ｄ２に
流す電流を変化させるものである。
【００１３】又図２は出力回路１１を閉成したときに端
子１，２間に流れる負荷電流とそれに対応した表示灯電
流の変化を示すグラフである。表示電流制御回路１２は
負荷電流が３〜10mAのときには、実線Ａ又は破線Ｂで示
すように負荷電流に応じて連続的に表示灯電流を増加さ
せるようにしている。又負荷電流が10mA以上では表示灯
に流す電流を一定値となるように制御している。こうす
れば負荷電流が大きければ十分明るく表示灯を点灯する
ことができる。
子１，２間に流れる負荷電流とそれに対応した表示灯電
流の変化を示すグラフである。表示電流制御回路１２は
負荷電流が３〜10mAのときには、実線Ａ又は破線Ｂで示
すように負荷電流に応じて連続的に表示灯電流を増加さ
せるようにしている。又負荷電流が10mA以上では表示灯
に流す電流を一定値となるように制御している。こうす
れば負荷電流が大きければ十分明るく表示灯を点灯する
ことができる。
【００１４】次に本願の電子スイッチの具体的な実施例
について説明する。図３は表示回路１０Ａ，出力回路１
１Ａ及び表示電流制御回路１２Ａの詳細な構成例につい
て図３を参照しつつ説明する。他の部分については第１
実施例と同様である。本図において端子１に出力回路１
１Ａを構成するＰＮＰ型の第１のトランジスタＱ１のエ
ミッタが接続され、そのベースには抵抗Ｒ１，Ｒ２の第
１の直列接続体の中点が接続される。表示電流制御回路
１２Ａはこの抵抗Ｒ１，Ｒ２に加えて抵抗Ｒ３，Ｒ４の
第２の直列接続体を有しており、抵抗Ｒ２，Ｒ４の一端
が端子１に接続され、更にＰＮＰ型の第２のトランジス
タＱ２のエミッタにも接続される。ここで抵抗Ｒ１とＲ
２、Ｒ３とＲ４の比率をＲ３／Ｒ４＜Ｒ１／Ｒ２となる
ように設定する。例えば夫々の抵抗値をＲ１＝ 270Ω、
Ｒ２＝ 560Ω、Ｒ３＝ 2.2ＫΩ、Ｒ４＝10ＫΩとする。
これらの抵抗Ｒ１〜Ｒ４とトランジスタＱ２とは、負荷
４に流れる負荷電流の値によって表示灯の電流を制御す
る表示電流制御回路１２Ａを構成している。
について説明する。図３は表示回路１０Ａ，出力回路１
１Ａ及び表示電流制御回路１２Ａの詳細な構成例につい
て図３を参照しつつ説明する。他の部分については第１
実施例と同様である。本図において端子１に出力回路１
１Ａを構成するＰＮＰ型の第１のトランジスタＱ１のエ
ミッタが接続され、そのベースには抵抗Ｒ１，Ｒ２の第
１の直列接続体の中点が接続される。表示電流制御回路
１２Ａはこの抵抗Ｒ１，Ｒ２に加えて抵抗Ｒ３，Ｒ４の
第２の直列接続体を有しており、抵抗Ｒ２，Ｒ４の一端
が端子１に接続され、更にＰＮＰ型の第２のトランジス
タＱ２のエミッタにも接続される。ここで抵抗Ｒ１とＲ
２、Ｒ３とＲ４の比率をＲ３／Ｒ４＜Ｒ１／Ｒ２となる
ように設定する。例えば夫々の抵抗値をＲ１＝ 270Ω、
Ｒ２＝ 560Ω、Ｒ３＝ 2.2ＫΩ、Ｒ４＝10ＫΩとする。
これらの抵抗Ｒ１〜Ｒ４とトランジスタＱ２とは、負荷
４に流れる負荷電流の値によって表示灯の電流を制御す
る表示電流制御回路１２Ａを構成している。
【００１５】さて抵抗Ｒ１，Ｒ３の他端は共通接続され
て動作表示灯である赤色の発光ダイオードＤ１のアノー
ドに接続される。発光ダイオードＤ１のカソード端はス
イッチング用トランジスタＱ３のコレクタに接続され
る。又同様にして安定動作時には表示回路１０Ａのトラ
ンジスタＱ４が駆動される。トランジスタＱ４のコレク
タは抵抗Ｒ５を介して安定動作表示用のダイオードＤ２
のカソードに接続されており、そのアノードはトランジ
スタＱ２のコレクタに接続される。表示回路１０Ａのト
ランジスタＱ３，Ｑ４のベースには信号処理回路９より
動作制御信号が与えられるものとする。又出力回路１１
ＡのトランジスタＱ１には過電流検出用の抵抗Ｒ６が直
列制御され、その端子電圧が短絡検知回路２１によって
検知されるように構成されている。
て動作表示灯である赤色の発光ダイオードＤ１のアノー
ドに接続される。発光ダイオードＤ１のカソード端はス
イッチング用トランジスタＱ３のコレクタに接続され
る。又同様にして安定動作時には表示回路１０Ａのトラ
ンジスタＱ４が駆動される。トランジスタＱ４のコレク
タは抵抗Ｒ５を介して安定動作表示用のダイオードＤ２
のカソードに接続されており、そのアノードはトランジ
スタＱ２のコレクタに接続される。表示回路１０Ａのト
ランジスタＱ３，Ｑ４のベースには信号処理回路９より
動作制御信号が与えられるものとする。又出力回路１１
ＡのトランジスタＱ１には過電流検出用の抵抗Ｒ６が直
列制御され、その端子電圧が短絡検知回路２１によって
検知されるように構成されている。
【００１６】次に本実施例の動作について図４を参照し
つつ説明する。端子１，２間に直流電源３と負荷４を接
続すれば、発振回路６より発振が開始される。そして物
体を検出すれば信号処理回路９より表示回路１０のトラ
ンジスタＱ３が駆動される。この場合負荷４に流れる電
流は少なくとも３mAを越えている必要がある。負荷４に
流れる負荷電流ＩL が小さく例えば３mA程度であれば、
トランジスタＱ１，Ｑ２のベース・エミッタ間電圧
Ｖ1 ，Ｖ2 はＶ2 の方が大きくなり、トランジスタＱ１
はオフ状態となっている。このときにはＲ２，Ｒ１及び
Ｒ４，Ｒ３を介して発光ダイオードＤ１に電流が流れ、
動作表示用の発光ダイオードＤ１が点灯する。さて物体
が安定動作領域に達している場合には、信号処理回路９
によりトランジスタＱ４が付勢される。このときには電
圧Ｖ2 はトランジスタＱ２を駆動できる電圧ＶBE（約
0.6Ｖ）に達するので、トランジスタＱ２のコレクタ電
流が流れ出る。このコレクタ電流Ｉｇは緑色の発光ダイ
オードＤ２，トランジスタＱ４を介して流れる。ここで
電流Ｉｇは図４に示すように、トランジスタＱ２のベー
ス・エミッタ間特性によって負荷電流ＩL に応じて徐々
に増加し、負荷電流ＩL が大きくなる所定のレベルＩL1
で飽和して以後は電流値が一定となる。又赤色の発光ダ
イオードＤ１に流れる電流Ｉｒもこれよりレベルが低く
同一の特性を示す。
つつ説明する。端子１，２間に直流電源３と負荷４を接
続すれば、発振回路６より発振が開始される。そして物
体を検出すれば信号処理回路９より表示回路１０のトラ
ンジスタＱ３が駆動される。この場合負荷４に流れる電
流は少なくとも３mAを越えている必要がある。負荷４に
流れる負荷電流ＩL が小さく例えば３mA程度であれば、
トランジスタＱ１，Ｑ２のベース・エミッタ間電圧
Ｖ1 ，Ｖ2 はＶ2 の方が大きくなり、トランジスタＱ１
はオフ状態となっている。このときにはＲ２，Ｒ１及び
Ｒ４，Ｒ３を介して発光ダイオードＤ１に電流が流れ、
動作表示用の発光ダイオードＤ１が点灯する。さて物体
が安定動作領域に達している場合には、信号処理回路９
によりトランジスタＱ４が付勢される。このときには電
圧Ｖ2 はトランジスタＱ２を駆動できる電圧ＶBE（約
0.6Ｖ）に達するので、トランジスタＱ２のコレクタ電
流が流れ出る。このコレクタ電流Ｉｇは緑色の発光ダイ
オードＤ２，トランジスタＱ４を介して流れる。ここで
電流Ｉｇは図４に示すように、トランジスタＱ２のベー
ス・エミッタ間特性によって負荷電流ＩL に応じて徐々
に増加し、負荷電流ＩL が大きくなる所定のレベルＩL1
で飽和して以後は電流値が一定となる。又赤色の発光ダ
イオードＤ１に流れる電流Ｉｒもこれよりレベルが低く
同一の特性を示す。
【００１７】さて徐々に負荷電流ＩL が増加すると、図
４に示すようにトランジスタＱ２のコレクタ電流Ｉｇが
徐々に増加し、飽和点に達する。このとき端子１から発
光ダイオードＤ１のアノード端までの電圧Ｖ3 も増加す
る。従ってトランジスタＱ１のベース・エミッタ間電圧
Ｖ1 も大きくなり、この値が電圧ＶBEに達するとトラン
ジスタＱ１が徐々にオンとなってコレクタ電流ＩQ1が流
れ出す。又トランジスタＱ２はそのコレクタ電流Ｉｇの
増加によってコレクタ電圧が端子１の電圧にほぼ等しく
なり、トランジスタＱ２が飽和するためＩｇの増加は停
止する。この場合発光ダイオードＤ１に流れる電流Ｉｒ
の増加も同時に停止し、ほぼＶBE（Ｑ１）／Ｒ２で定め
られる定電流となる。
４に示すようにトランジスタＱ２のコレクタ電流Ｉｇが
徐々に増加し、飽和点に達する。このとき端子１から発
光ダイオードＤ１のアノード端までの電圧Ｖ3 も増加す
る。従ってトランジスタＱ１のベース・エミッタ間電圧
Ｖ1 も大きくなり、この値が電圧ＶBEに達するとトラン
ジスタＱ１が徐々にオンとなってコレクタ電流ＩQ1が流
れ出す。又トランジスタＱ２はそのコレクタ電流Ｉｇの
増加によってコレクタ電圧が端子１の電圧にほぼ等しく
なり、トランジスタＱ２が飽和するためＩｇの増加は停
止する。この場合発光ダイオードＤ１に流れる電流Ｉｒ
の増加も同時に停止し、ほぼＶBE（Ｑ１）／Ｒ２で定め
られる定電流となる。
【００１８】ここで端子２に対する端子１の電位をＶo
、発光ダイオードＤ２，トランジスタＱ２，Ｑ４の順
方向飽和電圧を夫々ＶF （Ｄ２），ＶCEsat （Ｑ２），
ＶCEsat （Ｑ４）とすると、トランジスタＱ２が飽和し
たときのコレクタ電流Ｉｇは、ほぼ次式で示される。
、発光ダイオードＤ２，トランジスタＱ２，Ｑ４の順
方向飽和電圧を夫々ＶF （Ｄ２），ＶCEsat （Ｑ２），
ＶCEsat （Ｑ４）とすると、トランジスタＱ２が飽和し
たときのコレクタ電流Ｉｇは、ほぼ次式で示される。
【数１】 そして飽和点を越えて負荷電流ＩL が増加したときに
は、増加分は全て出力トランジスタＱ１を通じて流れる
こととなる。従って短絡保護回路２１によって短絡が検
出されるまで負荷電流ＩL が増加する。従って飽和電流
ＩL1に達するまでは負荷電流ＩL に応じて表示用の発光
ダイオードを流れる電流が変化し、飽和電流ＩL1を越え
れば一定レベルの電流を流すことができる。それ故負荷
電流が小さい場合を除いて明るく動作表示灯が点灯する
こととなる。尚本実施例では、抵抗Ｒ２とＲ５の比率を
変えるだけで極めて容易に２つの発光ダイオードＤ１，
Ｄ２の輝度のバランスを調整することができる。
は、増加分は全て出力トランジスタＱ１を通じて流れる
こととなる。従って短絡保護回路２１によって短絡が検
出されるまで負荷電流ＩL が増加する。従って飽和電流
ＩL1に達するまでは負荷電流ＩL に応じて表示用の発光
ダイオードを流れる電流が変化し、飽和電流ＩL1を越え
れば一定レベルの電流を流すことができる。それ故負荷
電流が小さい場合を除いて明るく動作表示灯が点灯する
こととなる。尚本実施例では、抵抗Ｒ２とＲ５の比率を
変えるだけで極めて容易に２つの発光ダイオードＤ１，
Ｄ２の輝度のバランスを調整することができる。
【００１９】図５は本発明の他の実施例による表示回路
１０Ｂ，出力回路１１Ｂ，表示電流制御回路１２Ｂの構
成を示す図である。本図において端子１には出力回路１
１Ｂを構成するＰＮＰ型の第３のトランジスタＱ１０の
エミッタと、表示電流制御回路１２Ｂの抵抗Ｒ１１，Ｒ
１２の第３の抵抗直列接続体が接続される。抵抗Ｒ１
１，Ｒ１２の中点はトランジスタＱ１０のベースに接続
されており、そのコレクタには抵抗Ｒ１３を介して安定
動作表示用の緑色の発光ダイオードＤ４が接続される。
又抵抗Ｒ１３の両端はＰＮＰ型の第６のトランジスタＱ
１１のベース・エミッタ間に接続され、トランジスタＱ
１１のコレクタは接地されている。トランジスタＱ１１
のエミッタとコレクタ間には、その動作を制御するため
のスイッチング用の第５のトランジスタＱ１２が接続さ
れる。一方抵抗Ｒ１２の他端には動作表示用の赤色の発
光ダイオードＤ３が接続され、更にスイッチング用の第
４のトランジスタＱ１３が接続される。ここでスイッチ
ング用トランジスタＱ１２，Ｑ１３、発光ダイオードＤ
３，Ｄ４は、信号処理回路９からの信号に基づいて動作
する表示回路１０Ｂを構成しており、抵抗Ｒ１１〜Ｒ１
３とトランジスタＱ１１は、出力トランジスタＱ１０に
流れる電流によってこれらの発光ダイオードに流れる電
流を制御する表示電流制御回路１２Ｂを構成している。
表示回路１０ＢのトランジスタＱ１２は負論理、トラン
ジスタＱ１３は正論理で信号処理回路９の出力によって
駆動される。
１０Ｂ，出力回路１１Ｂ，表示電流制御回路１２Ｂの構
成を示す図である。本図において端子１には出力回路１
１Ｂを構成するＰＮＰ型の第３のトランジスタＱ１０の
エミッタと、表示電流制御回路１２Ｂの抵抗Ｒ１１，Ｒ
１２の第３の抵抗直列接続体が接続される。抵抗Ｒ１
１，Ｒ１２の中点はトランジスタＱ１０のベースに接続
されており、そのコレクタには抵抗Ｒ１３を介して安定
動作表示用の緑色の発光ダイオードＤ４が接続される。
又抵抗Ｒ１３の両端はＰＮＰ型の第６のトランジスタＱ
１１のベース・エミッタ間に接続され、トランジスタＱ
１１のコレクタは接地されている。トランジスタＱ１１
のエミッタとコレクタ間には、その動作を制御するため
のスイッチング用の第５のトランジスタＱ１２が接続さ
れる。一方抵抗Ｒ１２の他端には動作表示用の赤色の発
光ダイオードＤ３が接続され、更にスイッチング用の第
４のトランジスタＱ１３が接続される。ここでスイッチ
ング用トランジスタＱ１２，Ｑ１３、発光ダイオードＤ
３，Ｄ４は、信号処理回路９からの信号に基づいて動作
する表示回路１０Ｂを構成しており、抵抗Ｒ１１〜Ｒ１
３とトランジスタＱ１１は、出力トランジスタＱ１０に
流れる電流によってこれらの発光ダイオードに流れる電
流を制御する表示電流制御回路１２Ｂを構成している。
表示回路１０ＢのトランジスタＱ１２は負論理、トラン
ジスタＱ１３は正論理で信号処理回路９の出力によって
駆動される。
【００２０】次に本実施例の動作について説明する。物
体が検出されない状態では信号処理回路９からの信号に
よってトランジスタＱ１３はオフ、トランジスタＱ１２
はオン状態であって、発光ダイオードＤ３，Ｄ４はいず
れも消灯している。さて物体が不安定動作領域に近接す
ればトランジスタＱ１２，Ｑ１３はいずれもオンとな
る。この場合には負荷４を通して抵抗Ｒ１１，Ｒ１２及
び発光ダイオードＤ３を介して負荷電流が流れる。従っ
て動作表示用の発光ダイオードＤ３が点灯する。このと
き抵抗Ｒ１１の両端の電圧がトランジスタＱ１０のベー
ス・エミッタ間順方向降下電圧ＶBEに達し、流出するコ
レクタ電流はトランジスタＱ１２を介して流れることと
なる。従って負荷電流ＩL は発光ダイオードＤ３に流れ
る電流Ｉ1と主回路の消費電流及びトランジスタＱ１２
のコレクタ電流以上となっている。
体が検出されない状態では信号処理回路９からの信号に
よってトランジスタＱ１３はオフ、トランジスタＱ１２
はオン状態であって、発光ダイオードＤ３，Ｄ４はいず
れも消灯している。さて物体が不安定動作領域に近接す
ればトランジスタＱ１２，Ｑ１３はいずれもオンとな
る。この場合には負荷４を通して抵抗Ｒ１１，Ｒ１２及
び発光ダイオードＤ３を介して負荷電流が流れる。従っ
て動作表示用の発光ダイオードＤ３が点灯する。このと
き抵抗Ｒ１１の両端の電圧がトランジスタＱ１０のベー
ス・エミッタ間順方向降下電圧ＶBEに達し、流出するコ
レクタ電流はトランジスタＱ１２を介して流れることと
なる。従って負荷電流ＩL は発光ダイオードＤ３に流れ
る電流Ｉ1と主回路の消費電流及びトランジスタＱ１２
のコレクタ電流以上となっている。
【００２１】さて安定動作時、即ちトランジスタＱ１２
がオフのときには以下のようになる。負荷電流ＩL が小
さく、抵抗Ｒ１３の両端の電圧がトランジスタＱ１１の
順方向降下電圧ＶBE以下であれば、端子２に対する端子
１の電圧（いわゆる出力残留電圧）をＶO 、抵抗Ｒ１
２，Ｒ１３に流れる電流を夫々Ｉ1 ，１2 すると、緑色
の発光ダイオードＤ４に流れる電流１2 は次式で定めら
れる。
がオフのときには以下のようになる。負荷電流ＩL が小
さく、抵抗Ｒ１３の両端の電圧がトランジスタＱ１１の
順方向降下電圧ＶBE以下であれば、端子２に対する端子
１の電圧（いわゆる出力残留電圧）をＶO 、抵抗Ｒ１
２，Ｒ１３に流れる電流を夫々Ｉ1 ，１2 すると、緑色
の発光ダイオードＤ４に流れる電流１2 は次式で定めら
れる。
【数２】 図６はこれらの電流Ｉ1 ，１2 とトランジスタＱ１１を
流れる電流変化を示すグラフである。ここでは抵抗Ｒ１
２，Ｒ１３を選択することによって電流Ｉ1 をＩ2 より
小さくなるようにしている。
流れる電流変化を示すグラフである。ここでは抵抗Ｒ１
２，Ｒ１３を選択することによって電流Ｉ1 をＩ2 より
小さくなるようにしている。
【００２２】さて負荷電流ＩL が大きくなればトランジ
スタＱ１１がオンとなるため、電流Ｉ2 はＶBE（Ｑ１
１）／Ｒ１３で定められる定電流となる。この定電流が
安定表示用の発光ダイオードＤ４に流れ、負荷電流ＩL
の増加はトランジスタＱ１１のコレクタ電流の増加とな
る。このように二線式の電子スイッチにおいて負荷の消
費電流が小さいときには表示灯の動作電流も小さくし、
一定以上の負荷電流が流れれば動作表示用の電流を大き
く一定とすることによって表示を明確になるようにして
いる。
スタＱ１１がオンとなるため、電流Ｉ2 はＶBE（Ｑ１
１）／Ｒ１３で定められる定電流となる。この定電流が
安定表示用の発光ダイオードＤ４に流れ、負荷電流ＩL
の増加はトランジスタＱ１１のコレクタ電流の増加とな
る。このように二線式の電子スイッチにおいて負荷の消
費電流が小さいときには表示灯の動作電流も小さくし、
一定以上の負荷電流が流れれば動作表示用の電流を大き
く一定とすることによって表示を明確になるようにして
いる。
【００２３】尚本実施例は直流二線式の近接スイッチに
ついて説明しているが、光電スイッチ等の他の形式の電
子スイッチであってもよく、又直流に限らず交流二線式
の電子スイッチにも本発明を適用することができる。
ついて説明しているが、光電スイッチ等の他の形式の電
子スイッチであってもよく、又直流に限らず交流二線式
の電子スイッチにも本発明を適用することができる。
【００２４】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、二線式電子スイッチとして多く使われる８〜10mA程
度の負荷電流においては、表示回路に流れる電流を大き
くすることができるため、表示を明確にすることができ
る。従って明るい表示灯が必要な場合には、負荷電流を
大きくすることによって対応でき、１つの電子スイッチ
によって表示灯の明るさを自由に選択することが可能と
なる。
ば、二線式電子スイッチとして多く使われる８〜10mA程
度の負荷電流においては、表示回路に流れる電流を大き
くすることができるため、表示を明確にすることができ
る。従って明るい表示灯が必要な場合には、負荷電流を
大きくすることによって対応でき、１つの電子スイッチ
によって表示灯の明るさを自由に選択することが可能と
なる。
【図１】本発明の第１実施例による二線式電子スイッチ
の全体構成を示すブロック図である。
の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本実施例の負荷電流と表示電流の関係を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図３】本発明の第２実施例による表示回路１０Ａ，出
力回路１１Ａ及び表示電流制御回路１２Ａの構成を示す
回路図である。
力回路１１Ａ及び表示電流制御回路１２Ａの構成を示す
回路図である。
【図４】第２実施例の負荷電流に対する各部の電流変化
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図５】本発明の第３実施例による表示回路１０Ｂと出
力回路１１Ｂ及び表示電流制御回路１２Ｂの構成を示す
回路図である。
力回路１１Ｂ及び表示電流制御回路１２Ｂの構成を示す
回路図である。
【図６】第３実施例による負荷電流と各部の電流変化を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図７】電子スイッチと物体との関係及びその表示灯の
出力変化を示す図である。
出力変化を示す図である。
１，２ 端子 ３ 電源 ４ 負荷 ９ 信号処理回路 １０，１０Ａ，１０Ｂ 表示回路 １１，１１Ａ，１１Ｂ 出力回路 １２，１２Ａ，１２Ｂ 表示電流制御回路
フロントページの続き (72)発明者 石川 展玄 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内 (72)発明者 石橋 敬介 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 外部の負荷及び電源に直列に接続される
一対の端子と、 前記一対の端子に接続されるセンサ回路部と、 前記センサ回路部の出力によって前記一対の端子間を開
閉する出力回路と、 前記センサ回路部の出力状態を表示する表示灯を有する
表示回路と、を具備する二線式電子スイッチにおいて、 前記負荷に流れる電流が所定値以下のときに表示回路に
流す電流を負荷電流に対応させて連続的に低下させる表
示電流制御回路を有することを特徴とする二線式電子ス
イッチ。 - 【請求項２】 外部の負荷及び電源に直列に接続される
一対の端子と、 前記一対の端子に接続されるセンサ回路部と、 前記センサ回路部の出力によって前記一対の端子間を開
閉する出力回路と、 前記センサ回路部の出力状態を表示する表示灯を有する
表示回路と、を具備する二線式電子スイッチにおいて、 前記表示回路の表示灯に流れる電流を制御するトランジ
スタを有し、前記出力回路に流れる電流が所定値以上で
あれば該トランジスタの飽和により前記表示回路の表示
灯に流れる電流を一定値に制限し、前記負荷電流が所定
値以下のときには前記表示灯の電流を低下させる表示電
流制御回路を有することを特徴とする二線式電子スイッ
チ。 - 【請求項３】 前記表示回路は、動作表示用及び安定動
作表示用の２つの表示灯を有するものであることを特徴
とする請求項１又は２記載の二線式電子スイッチ。 - 【請求項４】 外部の負荷及び直流電源に接続される第
１，第２の端子と、 前記第１，第２の端子に接続されるセンサ回路部と、 前記第１，第２の端子間に接続されてこれらの端子を開
閉するスイッチング用の第１のトランジスタを有する出
力回路と、 安定動作表示用の発光ダイオード、動作表示用の発光ダ
イオード、及びこれらの発光ダイオードが夫々コレクタ
に接続され、エミッタ端が前記第２の端子に接続された
２つのトランジスタを有する表示回路と、 前記第１の端子と前記表示回路の動作表示用発光ダイオ
ードの一端に並列に接続された第１，第２の抵抗の直列
接続体と、第２の直列接続体の中点がベースに接続さ
れ、そのエミッタが第１の端子に、コレクタは安定動作
表示用の発光ダイオードに接続された第２のトランジス
タと、を有し、該第１の直列接続体の中点は前記出力回
路の第１のトランジスタのベースに接続される表示電流
制御回路と、を具備することを特徴とする二線式電子ス
イッチ。 - 【請求項５】 外部の負荷及び直流電源に接続される第
１，第２の端子と、 前記第１，第２の端子に接続されるセンサ回路部と、 前記第１の端子に接続されて端子を開閉するスイッチン
グ用の第３のトランジスタを有する出力回路と、 動作表示用の発光ダイオードがコレクタに接続され、エ
ミッタ端が前記一対の端子の第２の端子に接続された第
４のトランジスタと、一端が第２の端子に接続される安
定動作表示用の発光ダイオードと、前記第３のトランジ
スタのコレクタ端と第２の端子間に接続される第５のト
ランジスタとを有する表示回路と、 前記一対の端子の第１の端子に第３の抵抗の直列接続体
が接続されその中点が前記第３の出力トランジスタのベ
ースに、抵抗の他端が前記表示回路の動作表示用発光ダ
イオードに接続されたものであり、前記第３のトランジ
スタのコレクタと安定動作表示用の発光ダイオードの間
に接続された抵抗、及びその両端がエミッタ及びベース
に接続され、コレクタが第２の端子に接続された第６の
トランジスタを含む表示電流制御回路と、を具備するこ
とを特徴とする二線式電子スイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17916792A JPH05227001A (ja) | 1992-06-12 | 1992-06-12 | 二線式電子スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17916792A JPH05227001A (ja) | 1992-06-12 | 1992-06-12 | 二線式電子スイッチ |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03325156 Division | 1991-11-12 | 1991-11-12 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05227001A true JPH05227001A (ja) | 1993-09-03 |
Family
ID=16061113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17916792A Pending JPH05227001A (ja) | 1992-06-12 | 1992-06-12 | 二線式電子スイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05227001A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008271071A (ja) * | 2007-04-19 | 2008-11-06 | Taiyo Ltd | 検出スイッチ |
| JP2008271070A (ja) * | 2007-04-19 | 2008-11-06 | Taiyo Ltd | 検出装置 |
-
1992
- 1992-06-12 JP JP17916792A patent/JPH05227001A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008271071A (ja) * | 2007-04-19 | 2008-11-06 | Taiyo Ltd | 検出スイッチ |
| JP2008271070A (ja) * | 2007-04-19 | 2008-11-06 | Taiyo Ltd | 検出装置 |
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