JPH0758207B2

JPH0758207B2 - 診断機能付センサスイッチ

Info

Publication number: JPH0758207B2
Application number: JP4161680A
Authority: JP
Inventors: 崎誠一宮
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-05-29
Filing date: 1992-05-29
Publication date: 1995-06-21
Anticipated expiration: 2010-06-21
Also published as: JPH05333041A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はセンサ信号によって動作
するセンサスイッチの故障を、使用状態で診断検出す
る、診断機能付センサスイッチに関し、とくに安全、防
災、防犯などに用いられ、異常を検出する目的のセンサ
スイッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】物体の変位、近接、接触などを検出して
動作（オン・オフ）するスイッチ、圧力センサによって
検出した圧力が所定の圧力よりも高いか低いかによって
動作するスイッチ、その他各種のセンサ信号によって動
作するスイッチを総称して、センサスイッチと呼ぶこと
にする。

【０００３】センサスイッチは、多くの用途に利用され
ている。制御用などに使用され、頻繁に動作するセンサ
スイッチは、センサスイッチの誤動作を、比較的速やか
に、かつ容易に、診断検出することができる。すなわ
ち、定められた時間になっても動作しない、動作する筈
の条件で動作しない、などの事象によって、誤動作、し
たがって故障を診断検出することができる。

【０００４】安全、防災、防犯などにおいて、異常発生
時に動作して異常を検出するセンサスイッチは、常時は
動作しない。異常が発生したときに、センサスイッチが
動作しないという故障は、極めて重大な結果を招く。し
かも、常時は動作しないセンサスイッチは、積極的に診
断を行なわないと、故障を発見することが困難である。
定期的に故障診断を行うなどの方法によって、故障のな
いことを確認しておく必要がある。

【０００５】しかし、センサスイッチの故障診断を行な
うためには、実際にセンサスイッチを、動作させなけれ
ばならない。

【０００６】センサスイッチが、多数、しかも広い地域
に散在して取り付けられているときは、センサスイッチ
の動作は、伝送システムによって収集され集中管理され
ていることが多い。センサスイッチが動作したたときに
は、集中管理を行なっている場所で、即時に、それを検
知することができる。

【０００７】しかし故障診断を行なう場合には、センサ
スイッチが設置されている場所に行って、実際にセンサ
スイッチを動作させて、診断しなければならない。この
ためには、多大な人手と時間とを必要とする。人手と時
間を省くために、故障診断の時間間隔を長くすると、故
障発見が遅れ、システムの信頼性を低下させることにな
る。

【０００８】また、故障診断のために、実際にセンサス
イッチを動作させることは、必ずしも容易ではない。予
め診断のための設備や回路を用意して置かなければ、実
施できないことも多い。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、センサスイ
ッチを遠隔から動作させることによって、故障診断を容
易にし、故障診断に要する人手と時間を大幅に軽減する
ことを目的とする。

【００１０】ただしセンサスイッチを、遠隔から真に動
作させるためには、一般に大掛かりな装置や回路を必要
とする。費用が多大となり、経済的に引き合わない。し
たがって、センサスイッチを、模擬的に動作させること
によって、簡単に安く診断する方式が望ましい。また模
擬的な動作を遠隔に行なうことができれば、さらに望ま
しい。

【００１１】しかし、模擬的な動作による診断では、セ
ンサスイッチの全ての故障を検出することはできない。
故障の種類によっては、実際は故障しているにも関わら
ず、診断によっては、故障を発見することができないも
のがある。

【００１２】一方では、模擬的な動作による診断によら
ないでも、容易に検出できる故障もある。当然、この種
の故障は、診断によって発見する必要はない。また、診
断によらないと発見することができない故障であって
も、発生確率が相対的に非常に小さい故障もある。発生
確率が大きい故障を、確実に発見できるならば、発生確
率が小さい故障を発見することができなくても、実用上
は十分な故障診断と考えることができる。

【００１３】本発明は、センサスッチを動作させる、適
切な模擬的動作によって、実用性が高く、しかも遠隔、
簡単かつ安価に、故障診断を行なうことができる、セン
サスイッチを、実現することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明によれば上述した
課題を解決するために、開閉する接点と、該接点を開又
は閉動作させることが可能な磁性片と、診断用コイルと
を有しており、該診断用コイルに通電することによって
前記磁性片を介して前記接点を開又は閉動作させて診断
を行う診断機能付センサスイッチであって、前記接点の
開又は閉動作を一時的に記憶する例えばフリップフロッ
プ等の記憶手段を備えた診断機能付センサスイッチが提
供される。また、前記センサスイッチの正常使用状態に
おいて前記接点が常時は閉である場合に、前記センサス
イッチと前記診断用コイルとを直列に接続して直列回路
を形成し、該直列回路に流す電流の値を、非診断時には
前記診断用コイルに流れる電流によって前記接点が開又
は閉動作しない値とし、診断時には前記診断用コイルに
流れる電流によって前記接点が開又は閉動作する値とす
ることによって、２線式配線を行なうようにしてもよ
い。さらに、前記センサスイッチの正常使用状態におい
て前記接点が常時は閉となるように、永久磁石または通
電したコイルを付加してもよい。

【００１５】［実施例１］以下に本発明を実施例１によって説明する。この実施例
１は、センサスイッチは磁気形の近接スイッチであり、
これに本発明を適用した例である。ただし本発明は、近
接スイッチに限定されるものではなく、広くセンサスイ
ッチ一般に適用される。本発明の実施対象であるセンサ
スイッチは多種多様であるから、まず本発明の実施対象
について例示する。

【００１６】図１は本実施例の実施対象（実施対象１）
である近接スイッチの構成を示す。１は物体の近接を検
出する近接スイッチであり、２は近接スイッチによって
近接が検出される物体である。近接スイッチ１は、スイ
ッチ部であるリード・スイッチ３と、診断用コイル５か
らなる。リード・スイッチ３は、スイッチのリード線４
それ自体が磁性体で作られており、リード線が、磁気に
感応して動作する磁性片を兼ねている。

【００１７】近接を検出すべき物体２の中には、永久磁
石６が埋め込まれている。物体２が、近接スイッチ１に
近接すると、永久磁石６の磁束がリード線４を励磁し
て、スイッチ３はオンとなる。物体２が近接スイッチ１
から遠く離れると、リード線４は励磁されなくなり、ス
イッチ３はオフとなる。

【００１８】一方、診断用コイル５に通電すると、診断
用コイル５は励磁され、磁束を発生する。

【００１９】まず、物体２が、近接スイッチ１から遠く
離れているときを考える。このときは、リード線４は非
励磁状態であり、スイッチ３はオフである。診断用コイ
ル５に通電すると、電流の向きが、どちらであっても、
電流によって発生する磁束によってリード線４は励磁さ
れ、スイッチ３はオンとなる。すなわち、診断用コイル
５に通電することによって、スイッチ３がオフからオン
に動作する。もし、診断用コイル５に通電しても、スイ
ッチ３がオフからオンに動作しなければ、故障と判定さ
れる。

【００２０】物体２が近接スイッチ１に近接していると
きは、リード線４は永久磁石６によって励磁されてお
り、スイッチ３はオンの状態にある。この状態におい
て、診断用コイル５に通電する場合を考える。このとき
は、電流の向きによって、動作が異なる。

【００２１】リード線４のところで、電流によって発生
する磁束が、永久磁石６による磁束と同じ方向であれ
ば、両方の磁束は加算され、スイッチ３はオンの状態を
保ったままである。

【００２２】リード線４のところで、電流によって発生
する磁束が、永久磁石６による磁束と逆方向のときは、
リード線４のところで、両方の磁束の大きさがほぼ等し
ければ、磁束は互いに打ち消す。すなわち、リード線４
は励磁されず、スイッチ３はオフとなる。診断用コイル
に通電しても、この動作が行なわれないならば、故障と
判定される。

【００２３】以上のことから、リード線４のところで、
診断用コイル５に通電することによって発生する磁束
が、永久磁石６による磁束を打ち消すような向きと大き
さに、電流を選ぶことによって、適切な診断を行なうこ
とができることが分かる。この場合には、近接スイッチ
１に物体２が近接しているときでも、遠く離れていると
きでも、故障でなければ、診断用コイル５に通電するこ
とによって、スイッチ３が動作する。したがってスイッ
チ３が動作しななければ、故障であることを診断検出す
ることができる。

【００２４】以上は、永久磁石とリード・スイッチを使
用した近接スイッチを例として、説明を行なった。

【００２５】スイッチ３がリード・スイッチ以外のとき
は、スイッチ３に、接点と連動する磁性片を設ける。診
断用コイル５に通電して、磁性片を励磁することによっ
て、スイッチ３の接点を動作させるようにすれば、本実
施対象と同様に働く。診断用コイル５と、磁性片および
スイッチ３の接点は、一般のリレーと類似の構造とする
ことによって、容易に本発明を実施することができる。
なお一般のリレーにおいては、コイルに通電するパワー
を節約し、動作の信頼性を高めるために、磁性片に永久
磁石を組み込んだ有極リレーが使用されている。本実施
対象の磁性片においても、同様なものを使用することが
できる。

【００２６】センサによりスイッチ３の接点を動作させ
る原理が、永久磁石によるもの以外であっても、センサ
によりスイッチ３を動作させる力と、診断用コイル５に
通電することによりスイッチ３を動作させる力との関係
を、本実施対象と同様な関係にすることができれば、本
発明を実施することができる。

【００２７】たとえば、変位によってスイッチを動作さ
せるセンサスイッチでは、変位によって強制的にスイッ
チを動作させる原理のときは、本発明を適用することが
できない。しかし、変位をバネを介してスイッチに伝
え、バネの力でスイッチ３を動作させる原理であれば、
本発明を適用することができる。すなわち、センサスイ
ッチとしての変位によって働く力と、診断用コイル５に
よって働く力とを、上記の実施対象１と同様に、スイッ
チ３（この場合にはリードスイッチではない）において
バランスさせることができる。

【００２８】以上の実施対象１において診断を行なうに
は、診断用コイル５に通電し、スイッチ３の動作を調べ
るだけでよい。いずれも、配線を延長することによっ
て、簡単に遠隔から診断を行なうことができる。スイッ
チ３の配線は、もともとセンサスイッチの配線そのもの
である。したがって、診断用コイルに通電する配線を追
加するだけで、遠隔に診断を行なうことができる。

【００２９】なお、診断を行なうことによって、スイッ
チ３が動作する。したがって、診断時におけるスイッチ
３の動作によって、警報を発したり、制御装置が動作し
たりしないように、回路を付加するなどの処置を、必要
に応じて行なう。これら処置は、簡単に行なうことがで
きる。

【００３０】センサの原理によっては、センサによるス
イッチ３の動作にも、コイルを使用する場合がある。こ
の場合にも、実施対象１の方法で本発明を実施すること
ができる。しかし以下に示す実施対象２による方が簡便
である。

【００３１】図２において、１１はセンサである。たと
えば圧電素子を使用した圧力スイッチのように、センサ
の出力パワーが微弱で、直接接点を動作させることがで
きないときは、センサの出力信号を増幅する必要があ
る。センサ１１の出力信号は、スイッチ１２を経て、ア
ンプ１３に入力され、アンプ１３で増幅された出力は、
コイル１４を駆動する。センサ１１の出力値によって、
コイル１４は通電／非通電に切り替わり、磁性片付の接
点１５を動作させる。以上のセンサ１１から磁性片付接
点１５までで、センサスイッチを構成している。

【００３２】一方スイッチ１２の他端はスイッチ１６に
接続され、スイッチ１６の他端は、模擬入力１７および
模擬入力１８に接続されている。模擬入力１７は、コイ
ル１４の非通電に対応するセンサ１１の出力値を作る。
模擬入力１８はコイル１４の通電に対応するセンサ１１
の出力値を作る。

【００３３】スイッチ１２をスイッチ１６側に倒すと、
診断状態になる。そのときスイッチ１６によって、コイ
ル１４の通電／非通電が制御される。診断状態における
コイル１４の通電／非通電を、センサスイッチとして動
作していたときのコイル１４通電／非通電と逆にするこ
とにより、診断を行なうことができる。スイッチ１２と
スイッチ１６は、接点のスイッチである必要はない。半
導体スイッチを使用してもよい。

【００３４】この実施対象２においては、コイル１４
が、センサスイッチ本来の動作用コイルと、診断用コイ
ルとを兼用している。また結果として、コイル１４と、
磁性片付接点１５とで、通常のリレーを構成する。

【００３５】なお、実施対象２においては、スイッチ１
２は、アンプ１３の入力側に入っているが、アンプ１３
の出力側入れてもよい。しかしアンプ１３の入力側に挿
入したことによって、アンプ１３の故障を含めて診断す
ることができる。

【００３６】以上に例示した実施対象に、本発明を実施
した例を以下説明する。より正確な診断のためには、セ
ンサスイッチ全体を動作させて診断を行なうことが必要
である。しかし一般的には、診断によって、スイッチ部
分が動作すべきときに動作しないとき、それを故障と判
定できれば十分であることが多い。とくに実施対象１に
おける磁気形近接スイッチのように、単純な構成のセン
サスイッチでは、スイッチの接点が正常に動作するか否
かを診断すれば十分である。

【００３７】スイッチがオンのとき発生する故障は、接
点の溶着などに起因して、接点がオフになるべきときに
オフにならないことが主である。またスイッチがオフの
ときの故障は、接点の接触不良などによって接点がオン
になるべきときにオンにならないことが主な原因であ
る。したがって、これをら確認できれば主な目的は達成
できたと考えることができる。

【００３８】診断時においては、接点がオンのときは、
一時的に接点がオフに動作することが確認できれば十分
であり、持続してオフ状態であることを確認する必要は
ない。また接点がオフのときは、一時的に接点がオンに
動作することが確認できれば良く、オン状態の継続を確
認する必要はない。

【００３９】本実施例は、以上の考え方に基づいてい
る。その構成を図３に示す。１は、実施対象１に示した
近接スイッチ１である。その構成は実施対象１とおなじ
であるから、内部は図示しない。近接を検出すべき物体
も、実施対象１の物体２と同じであるから、図示しな
い。２２は、診断用コイルに通電するための入力であ
る。２３は、近接スイッチの接点の出力に接続された、
フリップフロップであって、接点の動作を記憶する。２
４は、フリップフロップ２３の記憶出力であり、２５は
フリップフロップをリセットするリセット入力である。

【００４０】実施対象１においては、診断が正しく行な
われるためには、リード線４の場所において、永久磁石
６による磁束と、診断用コイルに通電したときの通電に
よる磁束とは、向きが逆で、大きさはほぼ等しいことが
必要である。

【００４１】しかし、近接スイッチ１すなわちリード線
４と、物体２すなわち永久磁石６との距離は、連続的に
変化する。近接スイッチ１と物体２との距離がある範囲
内にあるとき、スイッチ３がオンとなる。このスイッチ
３がオンなる距離の範囲が広い機種では、スイッチ３が
オンとなるべき、永久磁石６によるリード線４の場所に
おける磁束密度の範囲変化も、かなり大きい。

【００４２】このような状況においては、物体２が近接
しスイッチ３がオンのときに、診断用コイル５に通電し
ても、スイッチ３は不安定な動作をし、安定してオフに
することが困難なことがある。しかし、診断用コイル５
に流す電流値を十分に大きくすることによって、少なく
とも一時的には、スイッチ３をオフにすることが可能で
ある。したがって、スイッチ３が少なくとも一時的には
オフとなったことをもって、正常に動作すると診断して
差し支えない。その他の原因によって、スイッチ３が一
時的にはオフになるが、安定してオフにならない場合に
ついても、同様である。

【００４３】以下に診断の手順を示す。診断の開始に先
立って、まずフリップフロップを、リセット入力２５に
よってリセットする。次いで入力２２によって、診断用
コイルに通電する。スイッチ３が一時的にでもオフにな
れば、フリップフロップ２３がセットされる。フリップ
フロップの出力２４をチェックすることによって、診断
を行なうことができる。

【００４４】スイッチ３がオフの状態の場合に、診断用
コイル５に通電したとき、スイッチ３の動作が不安定に
なるときも、同様の方法によって、スイッチ３が一時的
にオンになることを、フリップフロップ２３に記憶させ
るようにすればよい。

【００４５】両方の動作を診断する必要がある場合に
は、フリップフロップ２３を２組用意すればよい。

【００４６】なお、フリップフロップ２３およびその周
辺回路は、センサスイッチのケースに内蔵されている必
要はない。遠隔の所、たとえば集中管理を行なう装置側
に設置してもよい。

【００４７】［実施例２］実施例１は、センサスイッチと診断用コイルとの関係
で、スイッチ３の動作が不安定となるために、スイッチ
３の一時的な動作を記憶することによって、診断を確実
に行なうものである。これに対して、診断時におけるス
イッチ３の動作を、故意に一時的な動作にしたい場合が
ある。この例を実施例２に示す。センサスイッチの出力
は、一般に伝送によって収集し、集中管理することが多
い。この伝送は、個別の配線による場合もあるが、多重
伝送を利用することも多い。多重伝送の方式には各種あ
る。

【００４８】信号の伝送と、伝送装置用の電源の供給と
を共通の配線によって兼用することができる、多重伝送
がある。この多重伝送を利用するとき、伝送装置の電源
だけでなく、伝送装置に接続されるセンサなどの電源供
給をも兼ねるならば、さらに効果的である。この場合、
伝送装置に接続されるセンサなどの消費電流は、できる
だけ少ないことが、望ましい。

【００４９】本発明による診断機能付センサスイッチに
おいては、診断用コイル５に流す電流は、診断時だけの
短時間でよい。しかしスイッチ３の動作が一時的でよけ
れば、さらに通電時間を大幅に短縮することができる。
すなわちスイッチ３の動作が一時的になるように、故意
に短い診断診断時間を設定する。

【００５０】また、診断用コイル５に通電する電流値
は、かなり大きい。この電流値を減少させることが有効
である。実施例２は、診断用コイルの通電時間を短く
し、かつ電流のピーク値を減少するのに有効な方法であ
る。

【００５１】実施例２の構成を図４に示す。１は近接ス
イッチであり、実施例１と同様に、その内部は図示しな
い。同様に物体２も図示しない。２２乃至２５は実施例
１と同じであるから、説明を省略する。

【００５２】３１は、診断用コイルの電源であり、たと
えば伝送装置から供給される。電源３１は、抵抗３２を
介して、コンデンサ３３に接続される。コンデンサの他
端はグランドに接続されている。コンデンサは、抵抗３
２を介して常時充電されているが、抵抗３２は高抵抗で
あり、充電電流は微少である。充電完了時は、コンデン
サの充電電圧は、ほぼ電源３１の電圧と等しい。コンデ
ンサ３３の出力は、トランジスタ３４を介して診断用コ
イル５への電源供給２２に接続されている。トランジス
タ３４は、常時はオフであり、診断時に、診断用コイル
５に通電するときだけ、短時間オンとなる。なおこのト
ランジスタは、他の種類のスイッチでも差し支えない。

【００５３】トランジスタがオンとなることによって、
コンデンサ３３に充電されていた電荷が、診断用コイル
に流れる。この電流によりコンデンサ３３が放電され電
圧が下がるので、電流は一時的なパルスとなる。電流パ
ルスの時間幅は、スイッチ３が一時的に動作するのに十
分な時間幅を持ってていればよい。コンデンサ３３の容
量は、これを満足されるように選定する。トランジスタ
がオンの期間は、この電流パルスの時間幅に見合ったも
のにする。

【００５４】診断用コイルに所定の電流が継続して流れ
たときに、スイッチ３が安定して動作するものであって
も、電流がパルスであるために、この実施例２では、ス
イッチ３の動作は一時的となる。また実施例１に示すよ
うに、スイッチ３の動作が、もともと不安定なものに対
しても、この実施例２を組み合わせて適用することがで
きる。何れにしても、スイッチ３の動作は一時的であ
る。実施例１と同様に、スイッチ３の動作は、フリップ
プロップ２３に記憶される。

【００５５】診断の手順は、実施例１と同じである。た
だし、診断実施後は、コンデンサ３３は放電され、電圧
が低下している。抵抗３２を介した充電によって、電圧
が回復するまでの時間を置いてから、次の診断を行なう
ことが必要である。この充電時間は、抵抗３２の値によ
って決まる。一般に診断の時間間隔は十分に長くするこ
とが可能である。したがって抵抗３２の抵抗値は大きく
取ることができ、充電電流を微小に押えることが可能で
ある。仮に診断時の電流パルス時間幅が、１００ｍ秒、
電流パルスの平均電流値が５０ｍＡとし、診断の時間間
隔を１０分とすれば、平均充電電流は、１０μＡ以下で
ある。

【００５６】［実施例３］多重伝送などの伝送システムを使用しないときは、セン
サスイッチの配線は、個別配線となる。また多重伝送な
どの伝送システムを使用するときでも、図５に示すよう
に、近接する複数のセンサスイッチを個別配線で集め、
それらを伝送システムに乗せることも多い。５１は伝送
システムの伝送路、５２は伝送システムの伝送装置であ
る。複数のセンサスッチ１は、伝送装置までは、個別配
線５３によって接続されている。

【００５７】いずれにしても、個別配線を簡単化できる
ことが望ましい。実施例３によれば、本発明において、
センサスイッチの動作信号と、診断用コイルへの通電と
を、２線式の配線で実現することができる。

【００５８】本発明によらないときの一般的な個別配線
の例を、図６に示す。センサスイッチ１は、配線（４
７、４８および４９）によって、中央装置７に接続され
ている。中央装置７は、センサスッチの動作を利用する
装置であって、集中管理を行なっているときは、集中管
理装置である。図５に示す伝送装置５２などであっても
よい。

【００５９】電源４１は、スイッチ４３、配線４７、診
断用コイル５、戻り配線４８を経由して、グランドに接
続されている。診断時には、スイッチ４３をオンにする
ことによって、診断用コイルに電流を流す。また、電源
４１から、抵抗４５、配線４９、スイッチ３、戻り配線
４８を経由してグランドに接続される回路がある。抵抗
４５の出力側４６の電圧をチェックすることによって、
スイッチ３のン／オフを調べることができる。戻り配線
４８を共通にしているが、それでも配線は３本必要であ
る。また、結線を間違えれば、動作しない。

【００６０】実施例３の構成を図７に示す。電源４１は
抵抗４２を介して、スイッチ４３の切り替え端子に接続
されており、その間の電圧を４４から取り出している。
一方電源４１は、抵抗４５を介してスイッチのもう一つ
の切り替え端子に接続されており、その間の電圧を４６
から取り出している。この電圧はフリップフロップ２３
に入力される。このフリップフロップ２３は、実施例１
に示したものであり、２４、２５も実施例１と同じであ
る。

【００６１】スイッチ４３の他端は、配線４７、診断用
コイル５、スイッチ３、戻り配線４８を経由して、グラ
ンド４９に接続されている。配線は２本であり、図から
明らかなように、結線を逆にしても動作には影響しな
い。したがって配線の本数が少なくなるだけでなく、配
線工事が容易となる。

【００６２】次に動作を説明する。スイッチ４３を、抵
抗４２の側に倒すと、診断用コイル５とスイッチ３に
は、抵抗４２を通った電流が流れる。スイッチ３がオン
のときに、診断用コイルに流れる電流によって、スイッ
チ３が動作しないように、電流値を十分小さくする。抵
抗４２の抵抗値はこの条件から求める。この状態は、非
診断時であって、かつセンサスッチが、正常な状態にあ
る時である。抵抗４２には電流が流れており、４４のの
電圧は、電源電圧よりも低い値である。このときセンサ
スイッチが働いて、スイッチ３がオフになると、抵抗４
２には電流が流れない。したがって４４の電圧は、電源
電圧に等しくなり、スイッチ３がオフになったことを、
判定することができる。

【００６３】スイッチ４３を、抵抗４５の側に倒すと、
診断用コイル５とスイッチ３には、抵抗４５を通った電
流が流れる。抵抗４５の値を、スイッチ３がオンのとき
に、診断用コイル５に、スイッチ３が動作するのに十分
な電流が流れるような値とする。スイッチ４３を、抵抗
４５の側に倒すことは、診断の開始を意味する。診断
は、センサスッチが正常な状態で行なう。すなわちスイ
ッチ３は、オンの状態である。

【００６４】したがって診断用コイル５には、スイッチ
３が動作するのに十分な電流が流れる。そうすると、ス
イッチ３はオフとなり、電流はゼロとなる。診断用コイ
ル５の電流もゼロとなるからスイッチ３は再びオンとな
る。すなわちスイッチ３は、一時的にオフとなる。以上
の電流のオン／オフにともなって、４６の電圧も変化す
る。非診断状態では電流は流れないから、電圧は高
い。スイッチ４３を抵抗４５側に倒すと、電流が流れ電
圧が下がる。ここでスイッチ３がオフになると電圧が上
り、スイッチ３が再びオンで電圧がさがる。この４６の
電圧の一時的上昇を、フリップフロップ２３によって、
実施例１と同様に記憶させる。

【００６５】もし故障によって、スイッチ３が動作しな
ければ、４６の電圧は、診断開始時に電低が下するだけ
で、一時的な上昇はない。これにより故障の診断が可能
である。

【００６６】なお、スイッチ３が動作したときは、スイ
ッチ４３を、抵抗４５の側に倒し続けると、発振をおこ
すから、スイッチ３が動作したときは、スイッチ４３を
速やかに抵抗４２の側に戻して、非診断状態にする必要
がある。

【００６７】ここで、スイッチ４３は、半導体スイッチ
であってもよい。また、この例では電源４１は共通の電
源であるが、抵抗４２と抵抗４５は、別の電源を供給し
ても差し支えない。

【００６８】この実施例３の変形として、診断／非診断
の切り替え回路を、たとえば図８のようにすることもで
きる。図７においては、スイッチ４３は切り替えスイッ
チであり、抵抗４２と抵抗４５は並列である。これに対
して図８では、スイッチ４３は、抵抗４２をショートす
るように動作する。また抵抗４２と抵抗４５とは、直列
に接続されている。抵抗４２と抵抗４５の値は図７と同
様である。スイッチ４３がオフのときは、非診断時であ
り、スイッチ４３をオンにしたときが診断時である。ス
イッチ４３がオフのときは、抵抗４２によって電流が制
限され、診断用コイルによってはスイッチ３は動作しな
い。スイッチ４３がオンのときは、抵抗４２はショート
され、抵抗４５だけによる大きな電流が流れるので、診
断用コイル５によってスイッチ３が動作する。その他の
動作は、図７と同じである。スイッチ３のオン／オフの
検出は、非診断時は４４または４６の電圧によって行な
うことができる。診断時には、４６の電圧で検出するこ
とができる。

【００６９】なお図７、図８何れに場合にも、抵抗４２
と抵抗４３の位置は、電源側でなく、グランド側にする
ことができる。図８のときは、さらに抵抗４２（したが
ってスイッチ４３も）と抵抗４５とは、片方を電源側
に、片方をグランド側に置くことも可能である。

【００７０】また、この実施例では、診断用コイル５に
流れる電流値を、抵抗４２および抵抗４５の抵抗値によ
って作りだしている。電流値は他の方法で作りだしても
よい。またスイッチ３のオン／オフに伴う電流のオン／
オフを、抵抗４２および抵抗４５の電圧降下によって検
出している。この電流のオン／オフの検出も、他の方法
であってもよい。たとえば、抵抗４５の代りにフォトカ
プラを使用し、フォトカプラの発光ダイオードを電源と
スイッチ４３に接続し、電源の電圧によって規定の電流
値を得るようにし、フォトカプラのフォトトランジスタ
側から、電流のオン／オフを検出するようにしてもよ
い。

【００７１】この実施例３は、センサスイッチの使い方
が、常時はスイッチ３がオンでないと適用できない。す
なわち、常時はスイッチ３がオフのときには、診断用コ
イルに診断のために電流を流すことができないからであ
る。したがってまた、スイッチ３が、オンからオフにな
る方向の診断だけしかできない。

【００７２】しかしこの制約は、実用上は障害にならな
いことが多い。一般に異常の検出においては、フェイル
セーフの設計を行なう。すなわち、センサスイッチ部分
の電源のダウンや配線の断線時などでも、異常状態にな
るように設計を行なう。このためには、センサスイッチ
の接点が、常時オン異常時オフとなるように選ぶ。実施
例３は、これと一致している。またこのときは、スイッ
チ３の接点がオンになるべきときにオンにならないとい
う故障は、異常発生と同じ状態であるから、本発明によ
る診断を行なわなくても、検知することができる。

【００７３】［実施例４］実施例３は、センサスイッチのスイッチ３が、常時はオ
ンでないと実施することができない。また実施対象１な
どにおいても、フェールセーフ設計の立場から、スイッ
チ３は、常時はオンであることが望ましい。一般には、
スイッチ３が常時はオンであるセンサスイッチを選定す
ることができる。

【００７４】しかし実施対象１に示した磁気式の近接ス
イッチにおいては、構成上、近接時にスイッチ３がオ
ン、非近接時にスイッチ３がオフになり、逆の動作とす
ることができない。したがって、常時が非近接時で、異
常時が近接時の使い方をするときは、常時はスイッチ３
がオンにすることができない。

【００７５】実施例４は、このような問題を解決する。
構成を図９に示す。１は近接スイッチであり、リードス
イッチ３、リード線４および診断用コイル５は、実施対
象１の近接スイッチ１と同じである。８は、永久磁石で
ある。近接を検出すべき物体２は実施対象１と同じであ
り図示しない。物体２が近接したとき、リード線４のと
ころで、物体２に内蔵された永久磁石６による磁束と、
永久磁石８による磁束とが互いに打ち消すように、永久
磁石８を設定する。

【００７６】したがって、物体２が近接したときは、リ
ード線４は励磁されず、スイッチ３はオフとなる。物体
２が非近接のときは、リード線４は永久磁石８によって
励磁され、スイッチ３はオンとなる。

【００７７】この例では、永久磁石８を使用している
が、永久磁石８の代りに通電したコイルを使用しても同
じであり、通電したコイルを使用することができる。

【００７８】さらに、永久磁石８の代りに通電したコイ
ル使用するときは、このコイルを、診断用コイル５が兼
用することができる。このときは、近接スイッチの構成
は実施対象１の図１と同じになる。実施対象１において
は、非診断時に診断用コイル５は非通電、診断時に診断
用コイル５は通電である。この実施例においては、逆に
非診断時に診断用コイルを通電とし、診断時に診断用コ
イルを非通電とすればよい。その他は、実施対象１と同
様である。

【００７９】以上の永久磁石８を使用するとき、永久磁
石８の代りに通電したコイルを使用するとき、さらには
このコイルを診断用コイル５が兼用するとき、何れの場
合においても、実施対象２または実施例１ないし実施例
３と組み合わせて使用することができる。

【００８０】また、磁気式近接スイッチ以外のセンサス
イッチにも適用することができる。

【００８１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、診
断用コイルに通電することによって磁性片を介してその
接点を開又は閉動作させて診断を行う診断機能付センサ
スイッチが、その接点の開又は閉動作を一時的に記憶す
る記憶手段を備えているため、接点の開又は閉の閾値範
囲が広くその開又は閉動作状態にバラツキがあって診断
用コイルに連続的に通電しても接点が一時的に開又は閉
動作するが安定した動作が望めないような場合、及び診
断用コイルの通電が一時的であるために接点が一時的に
しか開又は閉動作を行わない場合にも確実な故障診断を
行うことができる。もちろん、センサスイッチの故障診
断を、センサスイッチを実際に動作させることなく、遠
隔、簡単かつ安価に行なうことができ、しかも個別配線
するとき、配線を安価かつ容易に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施対象である近接スイッチの構成を
示す。

【図２】本発明の実施対象の別の構成を示す。

【図３】本発明の実施例１の構成を示す。

【図４】本発明の実施例２の構成を示す。

【図５】本発明の実施例３の実施対象の例を示す。

【図６】本発明を実施しないときの個別配線の例を示
す。

【図７】本発明の実施例３の構成を示す。

【図８】本発明の実施例３の別の構成を示す。

【図９】本発明の実施例４の構成を示す。

【符号の説明】

１近接スイッチ２近接が検出される物体３リードスイッチ４リード線５診断用コイル６永久磁石１１センサ１２スイッチ１３アンプ１４コイル１５磁性片付の接点１６スイッチ１７，１８模擬入力２２診断用コイル通電入力２３フリップフロップ２４フリップフロップ記憶出力２５フリップフロップ・リセット入力３１診断用コイル電源３２抵抗３３コンデンサ３４トランジスタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】開閉する接点と、該接点を開又は閉動作
させることが可能な磁性片と、診断用コイルとを有して
おり、該診断用コイルに通電することによって前記磁性
片を介して前記接点を開又は閉動作させて診断を行う診
断機能付センサスイッチであって、前記接点の開又は閉
動作を一時的に記憶する記憶手段を備えたことを特徴と
する診断機能付センサスイッチ。
【請求項２】前記センサスイッチの正常使用状態にお
いて前記接点が常時は閉である場合に、前記センサスイ
ッチと前記診断用コイルとを直列に接続して直列回路を
形成し、該直列回路に流す電流の値を、非診断時には前
記診断用コイルに流れる電流によって前記接点が開又は
閉動作しない値とし、診断時には前記診断用コイルに流
れる電流によって前記接点が開又は閉動作する値とする
ことによって、２線式配線を行なうことを特徴とする請
求項１に記載の診断機能付センサスイッチ。
【請求項３】前記センサスイッチの正常使用状態にお
いて前記接点が常時は閉となるように、永久磁石または
通電したコイルを付加したことを特徴とする請求項１ま
たは２に記載の診断機能付センサスイッチ。