JPH0554731B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、信号ラインと交流電源ラインとを共
有させた、いわゆる交流２線式近接スイツチに関
するものである。

（従来の技術） 交流２線式近接スイツチは、負荷を動作させる
信号ラインと交流電源ラインとが共有され、その
近接スイツチを動作させるためには負荷を駆動し
ない時にも内部回路の駆動電流が必要となり、そ
の結果、スイツチがオフの状態の時にも若干の漏
れ電流が流れる。また、近接スイツチがオン状態
の時にも内部回路の駆動電流を確保するため、出
力側に若干の残り電圧が必要となる、この漏れ電
流及び残り電圧が大きいと、接続できる負荷が限
られてしまう。このため、交流２線式近接スイツ
チにおいては、漏れ電流が少なく、残り電圧が小
さい事が重要な要素となる。

第４図は例えば特開昭56−83814号公報に示さ
れた従来の交流２線式近接スイツチを示す回路図
であり、図において１は検出コイル、２は検出回
路、３は整流ブリツジ、４は負荷、５は交流電
源、６は直流安定化回路、７は被検出体である。
Ｃ１，Ｃ２はコンデンサ、SCRはサイリスタ、
ZD２は定電圧素子としてのツエナーダイオード、
Ｄ３は発光ダイオード、Ｒ１０〜Ｒ１２は抵抗、
Tr₄はトランジスタである。

次に動作について説明する。

被検出体７が検出コイル１に近づくと検出回路
２の発振が停止し、この検出回路２の出力がオン
となる。すると抵抗Ｒ１１を流れる電流とトラン
ジスタTr₄のベース電流とが抵抗Ｒ１０を介して
発光ダイオードＤ３に流れて、これを点灯させ、
これによつてスイツチがオンになることを表示す
る。このためトランジスタTr₄はオンとなり、コ
ンデンサＣ２は抵抗Ｒ１２を介して充電される。
そして、このコンデンサＣ２の電位がツエナーダ
イオードZD２のツエナー電圧よりも高くなると、
このツエナーダイオードZD２が導通し、これを
通つてサイリスタSCRのゲート電流が流れ、こ
のサイリスタSCRはオンし、負荷４に流れる電
流が大幅に増大し、負荷を駆動する。

（発明が解決しようとする問題点） 上記のような従来の交流２線式近接スイツチで
は、電源と検出回路間に電流制御手段がないた
め、電源投入時にコンデンサＣ１に対する電流の
流れ込みが多くなるため、負荷が軽負し電流が10
〜20ｍＡ程度で駆動される負荷の場合には誤動作
することがあり、更に漏れ電流も必然的に大きく
なるという問題点があつた。

また、残り電圧を小さくし、サイリスタSCR
を確実に動作させるためには、コンデンサＣ２を
必要とし、その容量も比較的大きなものを必要と
するという問題点があつた。

（問題点を解決するための手段） 本発明に係る交流２線式近接スイツチは、交流
電圧を整流して直流電圧を出力する整流ブリツジ
と、整流ブリツジの出力端子間に並列接続された
サイリスタと、被測定物が接近すると出力信号を
送出する近接検出回路と、近接検出回路の電源用
端子間に並列接続された平滑コンデンサと、整流
ブリツジの出力端子間に並列接続され、近接検出
回路の一方の電源用端子と一方の出力端子が接続
された直流安定化回路と、直流安定化回路の他方
の出力端子に近接検出回路の他方の電源用端子と
の間に接続された電流制限素子と、整流ブリツジ
の出力端子と近接検出回路の他方の電源用端子と
の間に直列に接続された一対のトランジスタから
なり、近接検出回路側に接続された第１のトラン
ジスタは近接検出回路の出力により駆動され、整
流ブリツジ側に接続された第２のトランジスタは
直流安定化回路からベース電流が供給され、第１
のトランジスタの駆動に伴つて駆動される分流回
路と、第１のトランジスタとサイリスタのゲート
との間に接続され、第１のトランジスタの駆動に
伴つて導通する定電圧素子とを有する。そして、
近接検出回路の出力に基いて整流ブリツジの交流
入力端にスイツチ出力を生成する。

（作用） 本発明において、被測定物が接近状態にないと
きには、整流ブリツジからの直流電圧は直流安定
化回路により安定した直流電圧が電流制限素子を
介して近接検出回路に電源電圧として印加され、
近接検出回路は検出動作をしている。このとき、
被測定物が近接状態にないので近接検出回路から
は出力が送出されておらず、従つて、分流回路は
遮断状態になつている。

被測定物が接近すると、近接検出回路はそれを
検出して出力を送出する。これにより第１のトラ
ンジスタ及び第２のトランジスタが駆動されて分
流回路に整流ブリツジからの電流が流れ平滑コン
デンサを充電し、電流制限素子を短絡する。この
とき、近接検出回路は平滑コンデンサの電圧を駆
動電源として検出動作を断続する。そして、第１
のトランジスタの駆動に伴つて定電圧素子が導通
し、サイリスタにゲート信号が供給され、サイリ
スタはオン動作をする。これにより、整流ブリツ
ジの交流入力端にスイツチ出力が生成される。

（実施例） 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。第１図は本発明の一実施例に係る交流２線式
近接スイツチの回路図である。

図において、１は検出コイル、２は発振回路と
該発振回路の出力を増幅・検波する回路とを含
み、スイツチング出力を送出する検出回路であ
る。３はダイオードからなる整流ブリツジで、交
流電源５に負荷４を介して直列に接続される。更
に、整流ブリツジ３の出力端に現われる電圧を入
力電圧とする直流安定化回路６が設けられ、その
出力は抵抗Ｒ４及びダイオードＤ１を介し、さら
にまた平滑コンデンサＣ１を介して、検出回路２
に加えられる。検出回路２の出力は抵抗Ｒ６を介
してトランジスタTr₃のベースに接続され、この
ベースは抵抗Ｒ５を介してトランジスタTr₂エミ
ツタに接続される。更に、このエミツタは前記ト
ランジスタTr₃のエミツタに接続される。また、
トランジスタTr₂のコレクタは抵抗Ｒ３及び発光
ダイオードLEDを介して整流ブリツジ３の正極
側に接続され、トランジスタTr₂のベースは直流
安定化回路６を構成するトランジスタTr₁のエミ
ツタに接続される。トランジスタTr₃のコレクタ
はダイオードＤ２を介して検出回路２へ接続さ
れ、更にこのコレクタはツエナーダイオードZD
２を介してサイリスタSCRのゲートに接続され
る。また、そのアノード及びカソードは整流ブリ
ツジ３の正極側及び負極側にそれぞれ接続され、
ゲートは抵抗Ｒ１を介して負極側に接続される。

また、直流安定化回路６のトランジスタTr₁の
コレクタは整流ブリツジ３の正極側に接続され、
コレクタとベースとの間には抵抗Ｒ２が接続され
る。更に、このトランジスタTr₁のベースはツエ
ナーダイオードZD１を介して整流ブリツジ３の
負極側に接続される。

この実施例においては、検出コイル１に鉄片等
の被検出体７が近づくと、検出回路２は発振を停
止し、その出力はオンになるものとする。

次に動作を説明する。

今、被検出体７が検出コイル１から離れている
とすると、検出回路２は発振状態でありその出力
はオフである。従つて、トランジスタTr₃もオフ
であり、ツエナーダイオードZD２に電圧が印加
されないのでサイリスタSCRもオフであつて、
近接スイツチの出力もオフとなる。このとき、検
出回路２には整流ブリツジ３から直流安定化回路
６を介して、更に、抵抗Ｒ４及びダイオードＤ１
を介して直流電圧が駆動電源として供給され、検
出回路２を動作させている。

次に、被検出体７が検出コイル１に近づくと、
検出回路２は発振停止状態となり、その出力はオ
ンとなる。従つて、トランジスタTr₃もオン状態
となり、それによりトランジスタTr₂もオンとな
る。トランジスタTr₂がオンになると、整流ブリ
ツジ３の正極側から発光ダイオードLED及び抵
抗Ｒ３を介してトランジスタTr₂に電流が流れ、
その電流はさらにトランジスタTr₃及びダイオー
ドＤ２を介して検出回路２に供給される。そし
て、この供給電流により平滑コンデンサＣ１が充
電され、それによつてトランジスタTr₃のコレク
タの電位がツエナーダイオードZD２のツエナー
電圧より高くなると、このツエナーダイオード
ZD２が導通する。これによりサイリスタSCRの
ゲートに電流が流れて、このサイリスタがオンし
て、負荷４を動作させる電流が流れる。このと
き、サイリスタSCRがオンするまでは、前述の
ように平滑コンデンサＣ１に対し充電が行なわれ
検出回路２に脈動電圧が印加されるが、サイリス
タSCRがオンすると同時に平滑コンデンサＣ１
に対する充電は停止し、今度は放電電流により検
出回路２に対して駆動電流が供給される。

この場合整流ブリツジ３の出力電圧がサイリス
タSCRに加えられているので、整流電圧の半波
が終わるとサイリスタSCRはオフしてしまう。
そして、再び平滑コンデンサＣ１の電位が上昇し
ツエナーダイオードZD１に電流が流れ出すまで
サイリスタSCRはオフ状態になる。また、その
間はコンデンサＣ１は検出回路２への駆動電流供
給用として充電されることになる。

以上のように、検出回路２がオンの時には整流
ブリツジ３より得られた電源は、直流安定化回路
６を経ずに、発光ダイオードLED、抵抗Ｒ３、
トランジスタTr₂，Tr₃、ダイオードＤ２という
経路で検出回路２へ供給される。また、検出回路
２のオフ時には整流ブリツジ３より得られた電源
は、直流安定化回路６により安定化され、更に、
抵抗Ｒ４、ダイオードＤ１を介して検出回路２へ
供給され、その消費電流を小さくすることができ
る。このとき、もれ電流値を小さくするために抵
抗Ｒ４の値を十分大きくしても、オン時における
検出回路２への電源供給は発光ダイオードLED、
抵抗３（抵抗値は小）、トランジスタTr₂，Tr₃、
ダイオードＤ２を介して行なわれ、その電圧降下
は小さいので、サイリスタSCRの導通角を大き
くしても検出回路２への駆動電流は十分確保でき
ることになる。

更に、トランジスタTr₂のベースが直流安定化
回路６を構成するトランジスタTr₁のコレクタに
接続されているので、トランジスタTr₂のエミツ
タの電位は直流安定化回路６の出力電圧以上にな
り得ず、このためトランジスタTr₂のエミツタに
接続されているトランジスタTr₃は、直流安定化
回路６の出力電圧以下の耐圧の低いもので良く、
一般の小信号用トランジスタを使用することがで
きる。更に、直流安定化回路６の出力電圧が低い
時点で、トランジスタTr₂のベース電流が十分確
保できるため、サイリスタSCRの導通角を大き
くしてもトランジスタTr₂は十分オン状態になる
ため、検出回路２への駆動電流の供給を問題なく
行なうことができる。

更に、第１図の実施例で、被検出体７が近接状
態になつた事を表示する発光ダイオードLEDを
抵抗Ｒ３に直列に接続した例を示したが、第２図
に示すように、ダイオードＤ２に直列に接続する
ようにしてもよい。また、被検出体７が検出コイ
ル１に近接すると検出回路２がオフ状態となり、
遠ざかるとオン状態を示す、いわゆる逆動作を示
す回路においても、第３図に示すように発光ダイ
オードLEDをダイオードＤ１に直列に接続する
ことにより、被検出体７の近接状態を示す表示を
することができる。

なお、上記の実施例では検出回路に高周波発振
器の例を示したが、本発明は静電容量検出型の検
出回路のものにも適用できる。

（発明の効果） 本発明は以上説明したように、近接検出回路の
オン時とオフ時とではこの近接検出回路に供給す
る駆動電源の経路を異ならせるようにし、特に、
近接検出回路のオン時には駆動電源を供給する経
路、即ち分流回路は直流安定化回路を介さずに整
流ブリツジの出力側と接続し、分流回路の第２の
トランジスタのベースには直流安定化回路により
増幅された電流をベース電流として供給するよう
にしたので、第２のトランジスタは直流安定化回
路のベース抵抗を大きくしても、低い残り電圧の
もとで十分に駆動され、従つて、検出回路に所望
の駆動電流を安定に供給することができ、検出回
路を安定して動作させることができる。また、従
来技術に示すようなコンデンサＣ２も必要なくし
て、電源投入時の該動作も防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る交流２線式近
接スイツチの回路図、第２図及び第３図は本発明
の他の実施例に係る交流２線式近接スイツチの回
路図、第４図は従来の交流２線式近接スイツチの
回路図である。 １……検出コイル、２……検出回路、４……負
荷、５……交流電源、６……直流安定化回路、７
……被検出体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 交流電圧を整流して直流電圧を出力する整流
   ブリツジと、 該整流ブリツジの出力端子間に並列接続された
   サイリスタと、 被測定物が接近すると出力信号を送出する近接
   検出回路と、 該近接検出回路の電源用端子間に並列接続され
   た平滑コンデンサと、 前記整流ブリツジの出力端子間に並列接続さ
   れ、前記近接検出回路の一方の電源用端子と一方
   の出力端子が接続された直流安定化回路と、 該直流安定化回路の他方の出力端子と前記近接
   検出回路の他方の電源用端子との間に接続された
   電流制限素子と、 前記整流ブリツジの出力端子と前記近接検出回
   路の他方の電源用端子との間に直列に接続された
   一対のトランジスタからなり、前記近接検出回路
   側に接続された第１のトランジスタは前記近接検
   出回路の出力により駆動され、前記整流ブリツジ
   側に接続された第２のトランジスタは前記直流安
   定化回路からベース電流が供給され、前記第１の
   トランジスタの駆動に伴つて駆動される分流回路
   と、 前記第１のトランジスタと前記サイリスタのゲ
   ートとの間に接続され、該第１のトランジスタの
   駆動に伴つて導通する定電圧素子と を有し、前記近接検出回路の出力に基いて前記整
   流ブリツジの交流入力端にスイツチ出力を生成す
   る交流２線式近接スイツチ。