JPH0575636U - センサスイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 誤動作を生じることなく、種々のＰＣとの接
続に対応できる接続汎用性の高いセンサスイッチを提供
する。 【構成】 流体圧作動機器の位置検出に用いられ、内部
回路がトランジスタで構成された無接点式のセンサスイ
ッチであって、検出機能による検出信号を出力する信号
端子１およびコモン端子２に加えて、信号端子１から所
定値の抵抗ＲＥを介して漏れ電流バイパス端子３が設け
られている。そして、センサスイッチのＯＦＦ時の漏れ
電流およびＯＮ時の最小開閉電流に比べて、ＰＣ側のＯ
ＦＦ時の許容電流およびＯＮ時の動作電流が小さい場合
に、漏れ電流が漏れ電流バイパス端子３から抵抗ＲＥを
介してバイパスされる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、センサスイッチに関し、特に流体圧作動機器に用いられるセンサス イッチにおいて、このセンサスイッチが接続されるコントローラに対して接続汎 用性の向上が可能とされるセンサスイッチに適用して有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、流体圧作動機器に用いられるセンサスイッチとしては、たとえば図３に 示すように内部回路がトランジスタなどの半導体素子で構成され、信号端子およ びコモン端子を備えた無接点２線式のセンサスイッチが多く用いられており、フ ローティング入力のプログラマブルコントローラ（以下、ＰＣと略す）などに接 続されて使用されている。

【０００３】 この場合に、センサスイッチの検出信号を出力する信号端子およびコモン端子 は、それぞれＰＣの入力ユニットの信号入力端子およびコモン端子に接続され、 特にシリンダ装置のような流体圧作動機器の作動部材であるピストンの位置検出 のために利用されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、前記のような従来技術においては、ＰＣの入力ユニットの電気的仕 様がメーカーの機種により大きく異なるために、ＰＣとセンサスイッチとの接続 においてマッチングが不可能な場合が生じている。

【０００５】 すなわち、半導体素子で構成される無接点２線式センサスイッチの場合には、 ＯＦＦ時の電流、すなわち漏れ電流と、ＯＮ時の電流、すなわち最小制御電流を 必要とするため、たとえば漏れ電流が１ｍＡ、最小制御電流が５ｍＡの場合に、 その間で使用すると誤動作を生じることがあり、その要因を以下において詳細に 説明する。

【０００６】 漏れ電流による影響 無接点２線式センサスイッチは、センサスイッチがＯＦＦ時に内部回路を動作 させるための電流が必要であり、これがセンサスイッチの漏れ電流になる。この 漏れ電流は、入力ユニットの形式によって異なり、最悪の場合には誤動作を生じ ることになる。

【０００７】 ここで、ＰＣの漏れ電流は、センサスイッチ側ではＯＦＦ時の回路電流に相当 し、その動作を図３に示す等価回路で説明する。

【０００８】 図３において、センサスイッチの出力電流はセンサスイッチが検出（ＯＮ）時 に流れ、非検出（ＯＦＦ）時は電流が流れない。ＩｏｆｆはＯＦＦ時の漏れ電流 であり、センサスイッチにおいては内部回路動作用の電源となる。

【０００９】 一方、ＰＣの入力ユニットは、一般的にフォトカプラで構成されており、漏れ 電流が大きくなると、センサスイッチがＯＦＦ時にその漏れ電流でＰＣ側がＯＮ と判断することがある。この漏れ電流は、フォトカプラとその周辺の受動素子の 仕様によって決まり、メーカーおよび形式によって異なる。このように、漏れ電 流によりセンサスイッチが復帰時にＰＣ入力が誤ってＯＮと判断することがある 。

【００１０】 最小制御電流による影響 センサスイッチはある範囲内の負荷電流を制御できるが、その内の最小値を最 小制御電流という。無接点２線式センサスイッチは、センサスイッチがＯＮ時に 内部回路を動作させるための電流（ＬＥＤ、トランジスタなどがＯＮとなるアク ティブ時の回路電流）が必要であり、この必要最低限の回路電流を最低制御電流 という。

【００１１】 ＰＣ側では、ＯＮ時の負荷電流は入力ユニットの入力インピーダンスで決まり 、ＰＣの形式によって異なる。従って、ＰＣの入力インピーダンスが大きく、セ ンサスイッチの最小開閉電流より小さい負荷電流となる場合は、センサスイッチ が誤動作することになる。

【００１２】 以上のように、従来の２線式センサスイッチにおいては、漏れ電流および最小 制御電流が誤動作の発生要因となり、ＰＣとセンサスイッチとの接続においてマ ッチング不良が生じる場合があるという問題がある。

【００１３】 そこで、本考案の目的は、抵抗を介した漏れ電流バイパス端子を追加すること により、誤動作を生じることなく、種々のＰＣとの接続に対応できる接続汎用性 の高いセンサスイッチを提供することにある。

【００１４】 本考案の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添 付図面から明らかになるであろう。

【００１５】

【課題を解決するための手段】

本願において開示される考案のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば 、下記のとおりである。

【００１６】 すなわち、本考案のセンサスイッチは、検出機能による検出信号を出力する信 号端子およびコモン端子を備えたセンサスイッチであって、前記信号端子および コモン端子に加えて、信号端子から所定値の抵抗を介して漏れ電流バイパス端子 を設けるものである。

【００１７】 この場合に、前記信号端子が複数個設けられ、複数の検出機能を備えるように したものである。

【００１８】 また、前記センサスイッチを、半導体素子による無接点式とするようにしたも のである。

【００１９】 さらに、前記センサスイッチを、流体圧作動機器の位置検出に用いるようにし たものである。

【００２０】

【作用】

前記したセンサスイッチによれば、抵抗を介して漏れ電流バイパス端子が設け られることにより、センサスイッチの漏れ電流およびＰＣの負荷電流の影響を受 け難くすることができる。これにより、ほとんどの機種のＰＣ入力と接続するこ とができる。

【００２１】 すなわち、センサスイッチのＯＦＦ時の漏れ電流およびＯＮ時の制御電流に比 べて、ＰＣ側のＯＦＦ時の許容電流およびＯＮ時の動作電流が小さい場合には、 漏れ電流バイパス端子から抵抗を介して漏れ電流をバイパスすることができるの で、ＰＣの誤動作を防止することができる。

【００２２】 逆に、センサスイッチのＯＦＦ時の漏れ電流およびＯＮ時の制御電流に比べて 、ＰＣ側のＯＦＦ時の許容電流およびＯＮ時の動作電流が大きい場合には、漏れ 電流の影響を受けることがないので、従来と同様に信号端子およびコモン端子の ２線式で対応が可能となる。

【００２３】

【実施例１】 図１は本考案の一実施例であるセンサスイッチとＰＣとの接続を示す要部回路 図である。

【００２４】 まず、図１により本実施例のセンサスイッチとＰＣの接続構成を説明する。

【００２５】 本実施例のセンサスイッチは、たとえば流体圧作動機器の位置検出に用いられ 、内部回路がトランジスタで構成された無接点式のセンサスイッチとされ、検出 機能による検出信号を出力する信号端子１およびコモン端子２に加えて、信号端 子１から所定値の抵抗ＲＥを介して漏れ電流バイパス端子３が設けられている。

【００２６】 一方、センサスイッチが接続されるＰＣは、たとえばフォトカプラで構成され たフローティング入力とされ、センサスイッチの信号端子１、コモン端子２およ び漏れ電流バイパス端子３に対応して、信号入力端子４、コモン端子５および電 源端子６が設けられている。

【００２７】 次に、本実施例の作用について説明する。

【００２８】 この場合に、センサスイッチの漏れ電流： ＩＬ１（ｏｆｆ）［ｍＡ］ センサスイッチの最小開閉電流：ＩＬ１（ｏｎ）［ｍＡ］ ＰＣ入力側のＯＦＦ時許容電流：ＩＬ２（ｏｆｆ）［ｍＡ］ ＰＣ入力側のＯＮ電流： ＩＬ２（ｏｎ）［ｍＡ］ として、漏れ電流および最小開閉電流による影響への対応について詳細に説明す る。

【００２９】 漏れ電流に関する効果 ［条件１］：ＩＬ１（ｏｆｆ）＜ＩＬ２（ｏｆｆ）の場合 センサスイッチのＯＦＦ時の漏れ電流に比べて、ＰＣ側のＯＦＦ時の許容電流 が大きいので、ＰＣ側は漏れ電流の影響を受けることがないので、従来（図３） と同じように信号端子１およびコモン端子２による２線式で使用することができ る。

【００３０】 ［条件２］：ＩＬ１（ｏｆｆ）＞ＩＬ２（ｏｆｆ）の場合 センサスイッチのＯＦＦ時の漏れ電流に比べて、ＰＣ側のＯＦＦ時の許容電流 が小さいので、図１のように漏れ電流バイパス端子３にＰＣ内の電源Ｅのプラス 側を接続すると、センサスイッチの抵抗ＲＥに漏れ電流がバイパスするために正 常動作となる。

【００３１】 つまり、抵抗ＲＥによって ＩＬ１（ｏｆｆ）＝ＩＬ＋ＩＥ となり、ここで、 ＩＬ≦ＩＬ２（ｏｆｆ） とすれば正常動作するから、 ＩＬ２（ｏｆｆ）≧ＩＬ１（ｏｆｆ）−ＩＥ より、 ＩＥ≧ＩＬ１（ｏｆｆ）−ＩＬ２（ｏｆｆ） となる。

【００３２】 従って、抵抗ＲＥを、 ＲＥ≦（ＩＬ２（ｏｆｆ）×ＲＬ＋ＶＤ） ÷（ＩＬ１（ｏｆｆ）−ＩＬ２（ｏｆｆ）） なお、（ＩＬ２（ｏｆｆ）×ＲＬ＋ＶＤ）：ＰＣ側の電源端子６と信号入力 端子４との間の電圧降下 ＶＤ：フォトカプラの順電圧 とすれば、 ＩＬ≦ＩＬ２（ｏｆｆ） が満足するため、センサスイッチの漏れ電流があっても、ＰＣを正常に動作させ ることができる。

【００３３】 最小開閉電流に関する効果 ［条件１］：ＩＬ１（ｏｎ）＜ＩＬ２（ｏｎ）の場合 センサスイッチのＯＮ時の最小開閉電流に比べて、ＰＣ側のＯＮ時の動作電流 が大きいので、ＰＣ側は漏れ電流の影響を受けることがないので、従来（図３） と同じように信号端子１およびコモン端子２による２線式で使用することができ る。

【００３４】 ［条件２］：ＩＬ１（ｏｎ）＞ＩＬ２（ｏｎ）の場合 センサスイッチのＯＮ時の最小開閉電流に比べて、ＰＣ側のＯＮ時の動作電流 が小さいので、図１のように漏れ電流バイパス端子３にＰＣ内の電源Ｅのプラス 側を接続すると、センサスイッチの抵抗ＲＥに漏れ電流がバイパスするために正 常動作となる。

【００３５】 つまり、ＶＯが一定電圧であるからＯＮ時のＰＣ入力の電流ＩＬ２（ｏｎ）は 一定となり、 ＩＬ１（ｏｎ）≦ＩＬ＋ＩＥ となる。ここで、 ＩＬ＝ＩＬ２（ｏｎ） となるから、 ＩＥ≧ＩＬ１（ｏｎ）−ＩＬ２（ｏｎ） となる。

【００３６】 従って、抵抗ＲＥを、 ＲＥ≦（ＩＬ２（ｏｎ）×ＲＬ＋ＶＤ） ÷（ＩＬ１（ｏｎ）−ＩＬ２（ｏｎ）） なお、（ＩＬ２（ｏｎ）×ＲＬ＋ＶＤ）：ＰＣ側の電源端子６と信号入力 端子４との間の電圧降下 ＶＤ：フォトカプラの順電圧 とすれば、 ＩＬ１（ｏｎ）＜ＩＥ＋ＩＬ を満足し、センサスイッチを正常に動作させることができる。

【００３７】 従って、本実施例のセンサスイッチによれば、漏れ電流バイパス端子３が、（ ＩＬ２（ｏｆｆ）×ＲＬ＋ＶＤ）÷（ＩＬ１（ｏｆｆ）−ＩＬ２（ｏｆｆ））お よび（ＩＬ２（ｏｎ）×ＲＬ＋ＶＤ）÷（ＩＬ１（ｏｎ）−ＩＬ２（ｏｎ））以 下の値の抵抗ＲＥを介して設けられることにより、従来、センサスイッチのＯＦ Ｆ時の漏れ電流およびＯＮ時の最小開閉電流に比べて、ＰＣ側のＯＦＦ時の許容 電流およびＯＮ時の動作電流が小さい場合に誤動作が生じていたものを、漏れ電 流を漏れ電流バイパス端子３から抵抗ＲＥを介してバイパスすることができるの で、ＰＣの誤動作を防止することが可能となる。

【００３８】

【実施例２】 図２は本考案の他の実施例であるセンサスイッチとＰＣとの接続を示す要部回 路図である。

【００３９】 本実施例のセンサスイッチは、実施例１と同様に流体圧作動機器の位置検出に 用いられ、内部回路がトランジスタで構成された無接点式のセンサスイッチとさ れ、実施例１との相違点は、ケース内に２個の検出機能が収納されたユニット形 のセンサスイッチとされる点である。

【００４０】 すなわち、センサスイッチには、検出機能による検出信号を出力する第１の信 号端子１１および第２の信号端子１２、それぞれに共通のコモン端子１３、さら に第１の信号端子１１から所定値の抵抗ＲＥを介して漏れ電流バイパス端子１４ が設けられている。

【００４１】 一方、センサスイッチが接続されるＰＣには、センサスイッチの第１の信号端 子１１、第２の信号端子１２、コモン端子１３および漏れ電流バイパス端子１４ に対応して、第１の信号入力端子１５、第２の信号入力端子１６、コモン端子１ ７および電源端子１８が設けられている。

【００４２】 従って、本実施例のセンサスイッチによれば、２線式の場合に通常は使用しな い補助電源端子である漏れ電流バイパス端子１４により、ＰＣとのマッチング不 良の場合は、実施例１と同様に漏れ電流バイパス端子１４にＰＣ内の電源Ｅのプ ラス側を接続し、センサスイッチの抵抗ＲＥに漏れ電流をバイパスすることがで きるので、ＰＣを正常に動作させることが可能となる。

【００４３】 なお、センサスイッチのセンサ主回路の電源のほとんどをＶｃｃ１から供給し ているため、その他のセンサチャネルも全て正常動作となる。

【００４４】 以上、本考案者によってなされた考案を実施例１および２に基づき具体的に説 明したが、本考案は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しな い範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

【００４５】 たとえば、前記実施例のセンサスイッチについては、トランジスタで構成され た無接点式のセンサスイッチである場合について説明したが、本考案は前記実施 例に限定されるものではなく、ＦＥＴなどの半導体素子から構成されるセンサス イッチなどについても広く適用可能である。

【００４６】 また、実施例２においては、ケース内に２個の検出機能が収納されたユニット 形のセンサスイッチを例に説明したが、たとえば３個以上の複数の検出機能が収 納される場合などについても適用可能である。

【００４７】 以上の説明では、主として本考案者によってなされた考案をその利用分野であ る流体圧作動機器の位置検出に用いられるセンサスイッチに適用した場合につい て説明したが、これに限定されるものではなく、検出機能が必要とされる他の装 置に用いられるセンサスイッチについても広く適用可能である。

【００４８】

【考案の効果】

本願において開示される考案のうち、代表的なものによって得られる効果を簡 単に説明すれば、下記のとおりである。

【００４９】 (1).検出機能による検出信号を出力する信号端子およびコモン端子に加えて、信 号端子から所定値の抵抗を介して漏れ電流バイパス端子を設けることにより、セ ンサスイッチの漏れ電流を抵抗を介してバイパスし、センサスイッチの漏れ電流 およびＰＣの負荷電流の影響を受け難くすることができるので、ほとんどの機種 のＰＣとの接続による誤動作の防止が可能となる。

【００５０】 (2).複数個の信号端子が設けられることにより、前記(1) と同様にセンサスイッ チの漏れ電流およびＰＣの負荷電流の影響を受け難くし、複数の検出機能におけ る誤動作を防止することができる。

【００５１】 (3).前記(1) または(2) により、特に、漏れ電流バイパス端子との配線接続の追 加による現場での素早い対応が可能となるので、作業の効率を向上させることが できる。

【００５２】 (4).前記(1) または(2) により、従来、２線式センサスイッチではマッチング不 良であった場合、たとえば外部の配線箱にブリーダ抵抗をセンサスイッチの数量 分設置する必要があったが、１本の配線を増やすことで対応でき、スペースおよ び工数の削減が可能となる。

【００５３】 (5).前記(1) 〜(4) により、抵抗を介した漏れ電流バイパス端子の追加によって 誤動作を生じることなく、種々のＰＣとの接続に対応できる接続汎用性の高いセ ンサスイッチを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例１であるセンサスイッチとＰＣ
との接続を示す要部回路図である。

【図２】本考案の実施例２であるセンサスイッチとＰＣ
との接続を示す要部回路図である。

【図３】従来技術の一例であるセンサスイッチとＰＣと
の接続を示す要部回路図である。

【符号の説明】

１ 信号端子 ２ コモン端子 ３ 漏れ電流バイパス端子 ４ 信号入力端子 ５ コモン端子 ６ 電源端子 １１ 第１の信号端子 １２ 第２の信号端子 １３ コモン端子 １４ 漏れ電流バイパス端子 １５ 第１の信号入力端子 １６ 第２の信号入力端子 １７ コモン端子 １８ 電源端子

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 検出機能による検出信号を出力する信号
   端子およびコモン端子を備えたセンサスイッチであっ
   て、前記信号端子およびコモン端子に加えて、前記信号
   端子から所定値の抵抗を介して漏れ電流バイパス端子を
   設けることを特徴とするセンサスイッチ。
2. 【請求項２】 前記信号端子が複数個設けられ、複数の
   検出機能を備えることを特徴とする請求項１記載のセン
   サスイッチ。
3. 【請求項３】 前記センサスイッチが、半導体素子によ
   る無接点式とされることを特徴とする請求項１または２
   記載のセンサスイッチ。
4. 【請求項４】 前記センサスイッチが、流体圧作動機器
   の位置検出に用いられることを特徴とする請求項１、２
   または３記載のセンサスイッチ。