JPH0628741Y2 - 近接スイッチ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 考案の目的 ［産業上の利用分野］ この考案は、例えば、空圧シリンダや油圧シリンダ等の
流体シリンダのピストンの位置をシリンダの外側から検
出したり、コンベアにより搬送されて来る物品の接近を
検出したりする場合に用いられる近接スイッチに係り、
特に、被検出物との距離を二段階以上の範囲に区分して
異なる色の発光体を点灯させる近接スイッチに関するも
のである。

［従来の技術］ 従来、この種の近接スイッチにおいては、被検出物との
距離に対応する大きさの出力を生ずる感応素子と、しき
い値が各別に異なる二つのコンパレータと、各コンパレ
ータの出力により緑色と赤色とに各別に発光する二つの
発光体とを備え、被検出物が感応素子に最も接近した一
定の最適範囲ある時には緑色の発光体を、その最適範囲
から外れた一定の危険範囲にある時には赤色の発光体を
それぞれ点灯させるようになっている。

［考案が解決しようとする課題］ ところが、このような近接スイッチでは、振動などの影
響により設定がずれて危険範囲になっても、発光体を目
視することによってのみ確認し得るだけであった。

従って、このような近接スイッチをプラントの各装置毎
に配設した場合には、各装置毎に発光体を目視して表示
色を判別する必要があり、その判別が大変困難であっ
た。

本考案の目的は前述した従来からの近接スイッチにさら
にオープンコレクタ形式の危険領域出力回路を付加する
ことにより、危険範囲の判別を行い易くすることにあ
る。

考案の構成 ［課題を解決するための手段］ 本考案はこの目的に鑑み、被検出物との距離に対応する
大きさの出力を生ずる感応素子と、この感応素子に対し
て被検出物が最も近接した位置から一定範囲内に位置す
る場合を最適感度検知帯域として検出するとともに、該
最適感度検知帯域から外れた一定範囲内に位置する場合
に危険感度検知帯域として検出する検出回路と、その検
出信号に基づきこれらの帯域でそれぞれ発光体を作動さ
せる発光回路と、プラス側出力線とマイナス側出力線を
２線式出力形態でオン・オフする出力回路とからなる２
線式近接スイッチにおいて、さらに前記危険感度検知帯
域で危険信号出力を発するオープンコレクタ形式の危険
領域出力回路を付加したものである。

［作用］ 本考案に係る近接スイッチにおいては、感応素子の出力
が最適感度検知帯域にある場合には安全表示を、危険感
度検知帯域にある場合には危険表示をそれぞれ発光体が
行う。さらに、感応素子の出力が危険感度検知帯域にあ
る場合には危険領域出力回路のオープンコレクタから危
険信号出力が発せられる。

［実施例］ 以下、本考案の一実施例を第１図〜第４図に従って説明
する。

第１図に磁気近接スイッチ１を示し、エアシリンダチュ
ーブ２内のピストン３（被検出物）にマグネット４が嵌
着されているとともに、両チューブ２の外側にセンサケ
ース５が固定されている。このセンサケース５内には回
路基板６が設けられ、第２図に示す同回路基板６上の回
路には磁気抵抗素子７（感応素子）がピストン３のマグ
ネット４に対応して接続されているとともに、緑色発光
ダイオード８及び赤色発光ダイオード９（発光体）が接
続されている。

次に、第２図に示す回路について詳述する。

電源線１０（プラス側出力線）と接地線１１（マイナス
側出力線）との間には前記磁気抵抗素子７が定電流回路
１２を介して接続され、この磁気抵抗素子７は磁界の強
さに応じて中点Ｃの電圧が低下するようになっている。

検出回路１３はしきい値の高い第一のオペアンプ１４
（コンパレータ）としきい値の低い第二のオペアンプ１
５（コンパレータ）とを有し、それらの入力端子がそれ
ぞれ磁気抵抗素子７の中点Ｃに接続されている。

１６，１７はそれぞれ第一及び第二の発光回路、２２は
出力回路である。出力回路２２はトランジスタ２３を有
し、そのコレクタと電源線１０との間にバイパス線２２
ａが両発光回路１６，１７と並列に接続されているとと
もに、そのエミッタが接地線１１に接続されている。第
一の発光回路１６は抵抗１８、緑色発光ダイオード８及
びトランジスタ１９を直列に接続したもの、第二の発光
回路１７は抵抗１８、赤色発光ダイオード９、トランジ
スタ２０及びトランジスタ２１を直列に接続したもので
あって、両発光回路１６，１７は互いに並列して電源線
１０と出力回路２２のトランジスタ２３のベースとの間
に接続されている。トランジスタ２０のベースは緑色発
光ダイオード８とトランジスタ１９のコレクタとの間に
接続されている。第一のオペアンプ１４の出力端子は抵
抗２４を介してトランジスタ２１のベースに接続されて
いるとともに、第二のオペアンプ１５の出力端子は抵抗
２５を介してトランジスタ１９のベースに接続されてい
る。

電源線１０と接地線１１との間において危険領域出力回
路２６が前記両発光回路１６，１７及び出力回路２２に
対し並列接続されている。この危険領域出力回路２６は
一対のトランジスタ２７，２８を有し、トランジスタ２
７のコレクタが抵抗２９を介してトランジスタ２８のベ
ースに接続されているとともに、トランジスタ２７のベ
ースが赤色発光ダイオード９とトランジスタ２０のコレ
クタとの間に抵抗３０を介して接続されている。特に、
トランジスタ２８はオープンコレクタ２８ａとなってお
り、これにより危険感度専用出力線２６ａが構成されて
いる。

さて、マグネット４が磁気近接スイッチ１の磁気抵抗素
子７に対し次第に接近した後再び遠ざかる場合に、磁気
抵抗素子７に作用する磁界の強さは次第に増大して最大
値となった後、次第に減少するため、中点Ｃの電圧は第
３図に示すように次第に減少して最低値になった後、次
第に上昇する。その電圧が第一のオペアンプ１４のしき
い値Ｈより下がると、その出力が高電位となり、又、そ
の電圧がさらに低下して第二のオペアンプ１５のしきい
値Ｌより下がると、その出力が高電位となる。

中点Ｃの電圧が第一のオペアンプ１４のしきい値Ｈより
も上にあると、両オペアンプ１４，１５の出力が低電位
であるため、トランジスタ２１，１９がオフになって近
接スイッチ１はオフされ、これに接続されたシーケンサ
（図示せず）のフォトカプラが動作しないレベルの暗電
流が電源線１０と接地線１１との間に流れている。

第一のオペアンプ１４の出力だけが高電位の場合にはト
ランジスタ１９がオフになってトランジスタ２０のベー
スが高電位になり、トランジスタ２０のコレクタ、エミ
ッタ間がオンするとともに、トランジスタ２１のベース
に高電位の出力が送られてトランジスタ２１のコレク
タ、エミッタ間がオンし、さらに出力回路２２のトラン
ジスタ２３がオンすることにより、第二の発光回路１７
に電流が流れて赤色発光ダイオード９が点灯する。これ
により、近接スイッチ１がオンされ、前記シーケンサ
（図示せず）のフォトカプラが動作して同スイッチ１の
状態を判別する。

又、第二のオペアンプ１５の出力も高電位になると、ト
ランジスタ１９のベースに高電位の出力が送られてトラ
ンジスタ１９のコレクタ、エミッタ間がオンし、出力回
路２２のトランジスタ２３がオンすることにより、第一
の発光回路１６に電流が流れて緑色発光ダイオード８が
点灯するとともに、トランジスタ２０のベースへの出力
が低電位になってトランジスタ２０がオフされ、赤色発
光ダイオード９が消灯する。この場合も、近接スイッチ
１がオンされ、前記シーケンサ（図示せず）のフォトカ
プラが動作して同スイッチ１の状態を判別する。

特に、第二の発光回路１７に電流が流れて赤色発光ダイ
オード９が点灯すると、危険領域出力回路２６のトラン
ジスタ２７のベースが低電位になってトランジスタ２７
のエミッタ、コレクタ間がオンし、さらにトランジスタ
２８のベースに高電位の出力が送られてトランジスタ２
８のコレクタ、エミッタ間がオンすることにより、トラ
ンジスタ２８のオープンコレクタ２８ａに危険信号出力
Ｓが生じる。この出力Ｓにより、赤色発光ダイオード９
が点灯した時にのみ警報を発して危険範囲にあることを
知らせることができる。

本実施例においては、前記両発光回路１６，１７に加え
てさらに危険領域出力回路２６を付加したので、発光ダ
イオード８，９を目視して確認することができるだけで
はなく、危険領域出力回路２６の危険信号出力Ｓによっ
ても危険範囲にあることを判別することができ、その判
別が大変行い易くなる。

又、リード線は電源線１０と接地線１１との二線式のも
のに危険感度専用出力線２６ａを加えて三線式にするだ
けでよいため、結線が容易である。

次に、このように構成された磁気近接スイッチ１を利用
して集中管理するシステムを詳述する。

第４図に示すように複数配設した磁気近接スイッチ１Ａ
〜１Ｅは制御部３１を介して中央管理部３２に接続され
ている。各磁気近接スイッチ１Ａ〜１Ｅの危険信号出力
ＳＡ〜ＳＥは危険信号管理部３３で一つにまとめられ、
この危険信号管理部３３はさらに中央管理部３２に接続
されている。そして、各磁気近接スイッチ１Ａ〜１Ｅの
危険領域出力回路２６のうちいずれか一つのものに危険
信号出力ＳＡ〜ＳＥが生ずると、その危険信号出力が中
央管理部３２に送られるようになっている。又、この危
険信号管理部３３において、各近接スイッチ１Ａ〜１Ｅ
の危険信号出力ＳＡ〜ＳＥの入力ごとに発光ダイオード
（図示せず）を接続している。これにより、各近接スイ
ッチ１Ａ〜１Ｅの状態を一目で確認することができる。

このように各磁気近接スイッチ１Ａ〜１Ｅの危険信号出
力ＳＡ〜ＳＥを危険信号管理部３３にまとめるととも
に、各磁気近接スイッチ１Ａ〜１Ｅの危険信号出力ＳＡ
〜ＳＥを中央管理部３２で管理するようにすれば、一目
で全近接スイッチ１Ａ〜１Ｅの状態が分かって管理が大
変行い易くなり、ひいてはメンテナンスや稼働率が向上
するとともに無人化ラインへの導入に適する。

なお、前述した実施例では磁気近接スイッチ１を例示し
たが、第５図に示すように被検出物３に対し接近離間可
能な感応素子７を設けた形式の近接スイッチ、例えば高
周波発振近接スイッチや静電容量近接スイッチなどに応
用することも可能である。

考案の効果 本考案によれば、従来からある発光体の目視に加えて危
険領域出力回路からの危険信号出力によっても判断する
ことができるので、管理が大変行い易くなる。そのた
め、本願考案では、近接スイッチの配置箇所から被検出
物が少しずつ移動するような異常が生じた場合に、その
異常が一定の許容範囲を越える前に対策を講ずることが
できる。しかも、複数の近接スイッチの危険領域出力回
路を集中的に管理すれば、いちいち個々の近接スイッチ
に設けられた発光体を確認する必要がなくなるため、複
数の近接スイッチの管理を容易に行なうことができる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係る磁気近接スイッチを示
す概略断面図、第２図は同近接スイッチの回路図、第３
図は磁気抵抗素子の出力と発光回路の出力及び危険領域
出力回路の出力及び近接スイッチの動作との関係を示す
説明図、第４図は複数の近接スイッチを利用した集中管
理システムを示すブロック図、第５図は他の近接スイッ
チの被検出物及び感応素子を示す概略図である。 １……磁気近接スイッチ、３……ピストン（被検出
物）、４……マグネット、７……磁気抵抗素子（感応素
子）、８……緑色発光ダイオード（発光体）、９……赤
色発光ダイオード（発光体）、１０……電源線（プラス
側出力線）、１１……接地線（マイナス側出力線）、１
３……検出回路、１４……第一のオペアンプ（コンパレ
ータ）、１５……第二のオペアンプ（コンパレータ）、
１６……第一の発光回路、１７……第二の発光回路、２
２……出力回路、２２ａ……バイパス線、２３……トラ
ンジスタ、２６……危険領域出力回路、２６ａ……危険
感度専用出力線、２８ａ……オープンコレクタ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】被検出物（３）との距離に対応する大きさ
   の出力を生ずる感応素子（７）と、この感応素子（７）
   に対して被検出物（３）が最も近接した位置から一定範
   囲内に位置する場合を最適感度検知帯域として検出する
   とともに、該最適感度検知帯域から外れた一定範囲内に
   位置する場合に危険感度検知帯域として検出する検出回
   路（１３）と、その検出信号に基づきこれらの帯域でそ
   れぞれ発光体（８，９）を作動させる発光回路（１６，
   １７）と、プラス側出力線（１０）とマイナス側出力線
   （１１）を２線式出力形態でオン・オフする出力回路
   （２２）とからなる２線式近接スイッチにおいて、 さらに前記危険感度検知帯域で危険信号出力（Ｓ）を発
   するオープンコレクタ形式の危険領域出力回路（２６）
   を付加したことを特徴とする近接スイッチ。