JPH09321598A - 検出スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 過電流による発熱を防止して、回路素子の長
寿命化を図る。 【解決手段】 直流３線式検出スイッチ１の出力端子１
ｂと接地端子１ｃとの間には、両端子間をオフ状態又は
オン状態に制御するＮＰＮ出力トランジスタＴ１が設け
られている。トランジスタＴ１には検出回路４の出力端
が接続されている。出力トランジスタＴ１のエミッタに
は過電流に基づく電圧降下により過電流保護回路１１を
作動させる過電流検出抵抗Ｒ２が接続されている。又、
過電流検出抵抗Ｒ２には過電流による電圧降下により作
動するトランジスタＴ３，Ｔ４が接続されている。トラ
ンジスタＴ４のエミッタは電源端子１ａに接続され、コ
レクタは出力回路５の入力側と接地端子１ｃとの間に設
けられるサイリスタ２２のゲートに接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、流体圧シ
リンダのピストン位置を検出する検出回路を備え、該検
出回路の検出結果に基づいて外部装置をオン−オフ制御
する検出スイッチに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】直流３線式の流体圧シリンダ用位置検出
スイッチは、信号線と電源線とが別に設けられており、
電源線に接続される直流電源にて作動され、信号線に位
置検出結果をのせて外部装置に出力させる検出スイッチ
である。

【０００３】図６は、従来の直流３線式の流体圧シリン
ダ用位置検出スイッチ１と、その検出スイッチ１の検出
結果に基づいて外部装置に出力するための負荷回路２と
の電気的構成を示す。検出スイッチ１の電源端子１ａ
（ＶCC）には、直流電源３のプラス端子３ａが接続され
ている。又、検出スイッチ１の電源端子１ａには負荷回
路２の入力端子２ａが接続され、出力端子１ｂ（ＯＵ
Ｔ）には負荷回路２の出力端子２ｂが接続されている。
検出スイッチ１の接地端子１ｃ（ＧＮＤ）には、直流電
源３のマイナス端子３ｂが接続されている。つまり、直
流電源３は、検出スイッチ１及び負荷回路２にそれぞれ
印加されている。

【０００４】ここでは負荷回路２は外部装置であるプロ
グラマブルコントローラの入力カードの内部回路であ
り、抵抗Ｒ１０，Ｒ１１とホトカプラ４０の発光ダイオ
ードＤ１０とで構成されている。ホトカプラ４０のホト
トランジスタＴ２０は、発光ダイオードＤ１０の発光の
有無によってオン−オフされる。そして、このホトトラ
ンジスタＴ２０からのオン−オフ信号がプログラマブル
コントローラＣＰＵに出力される。

【０００５】そして、検出スイッチ１は、ピストンを検
出するとその検出結果に基づいて直流電源３を負荷回路
２に印加するように構成されている。従って、この直流
電源３の印加により発光ダイオードＤ１０が発光してホ
トトランジスタＴ２０をオンさせ、そのオン信号をプロ
グラマブルコントローラＣＰＵに出力する。

【０００６】図７は、その検出スイッチ１の電気回路を
示す。検出スイッチ１は、検出回路４及び出力回路５と
から構成されている。検出回路４は、分圧抵抗６，７、
磁気抵抗素子８，９及びコンパレータ１０とから構成さ
れている。分圧抵抗６，７は、コンパレータ１０に出力
する基準電圧ＶREF を生成する。磁気抵抗素子８は温度
補償パターン部であり、磁気抵抗素子９は感磁パターン
部である。磁気抵抗素子８，９は、前記ピストンに設け
られた磁石の磁界を感知すると前記基準電圧ＶREF より
も高い電圧の磁気検出信号ＶSをコンパレータ１０に出
力する。コンパレータ１０は、入力した前記磁気検出信
号ＶS が前記基準信号ＶREF よりも低いときは０電位
（Ｌレベル）となり、反対に高くなったときに高電位
（Ｈレベル）となる信号を出力する。

【０００７】一方、出力回路５は、電流制限用抵抗Ｒ
１、オン状態表示用の発光ダイオードＤ１、ＮＰＮ出力
トランジスタＴ１１、及び、サージ吸収用のツェナダイ
オードＤ２とから構成されている。出力トランジスタＴ
１１は、そのベースが前記発光ダイオードＤ１を介して
前記コンパレータ１０の出力端子に接続されている。さ
らに、コンパレータ１０の出力端子は、電流制限抵抗Ｒ
１及び逆接続破損防止ダイオードＤ３を介して電源端子
１ａに接続されている。出力トランジスタＴ１１のコレ
クタは前記出力端子１ｂに接続され、エミッタは前記接
地端子１ｃに接続されている。尚、ツェナダイオードＤ
２は、出力端子１ｂと接地端子１ｃとの間に接続されて
いる。

【０００８】従って、前記磁気抵抗素子８，９がピスト
ンの磁石を検出すると、コンパレータ１０の出力がＬレ
ベルからＨレベルになるため、出力トランジスタＴ１１
がオンする。その結果、出力端子１ｂと接地端子１ｃと
の間を負荷電流が流れるため、前記負荷回路２の発光ダ
イオードＤ１０が発光する。このため、ホトカプラ４０
からプログラマブルコントローラＣＰＵにオン信号が出
力される。

【０００９】又、コンパレータ１０の出力がオフ状態に
なると、出力トランジスタＴ１１がオフするため、負荷
電流が流れなくなる。従って、負荷回路２の発光ダイオ
ードＤ１０の発光が停止するため、ホトカプラ４０から
プログラマブルコントローラＣＰＵにオフ信号が出力さ
れる。

【００１０】ところで、上記直流３線式位置検出スイッ
チ１では、電源端子１ａに直流電源３のプラス端子３ａ
を接続し、出力端子１ｂに負荷回路２の出力端子２ｂを
接続しなければならないため、図９に示すように、しば
しば電源端子１ａと出力端子２ｂを取り違えて配線する
ことがある。また、図１０に示すように、結線ミスによ
り、電源端子１ａと出力端子１ｂとが短絡することがあ
る。

【００１１】この場合、磁気抵抗素子８，９がピストン
を検出して前記出力トランジスタＴ１１がオンすると、
直流電源３から出力トランジスタＴ１１のコレクタ−エ
ミッタ間に過電流が流れる。このため、出力トランジス
タＴ１１が発熱により破損したり、さらには、直流電源
３自体が破損することがある。

【００１２】そこで、このような配線ミスあるいは結線
ミスが起こったときにも、出力トランジスタＴ１１ある
いは直流電源３の破損を防止することができるように過
電流保護回路が一般的に設けられている。

【００１３】この過電流保護回路１１は、図８に示すよ
うに、過電流検出用抵抗Ｒ２、電流制限用抵抗Ｒ３及び
ＮＰＮトランジスタＴ１２とから構成されている。過電
流検出用抵抗Ｒ２は、出力トランジスタＴ１１のエミッ
タと接地端子１ｃとの間に設けられている。トランジス
タＴ１２は、そのベースが電流制限用抵抗Ｒ３を介して
前記出力トランジスタＴ１１のエミッタに接続されてい
る。トランジスタＴ１２のコレクタは出力トランジスタ
Ｔ１１のベースに接続され、そのエミッタは接地端子１
ｃに接続されている。そして、トランジスタＴ１２は、
通常の負荷電流が流れときにはオンせず、配線ミスある
いは結線ミスによる過電流が流れるときだけ過電流検出
抵抗Ｒ２の電圧降下によりオンする。

【００１４】トランジスタＴ１２がオンすると、前記出
力トランジスタＴ１１のベース電流の一部がトランジス
タＴ１２のコレクタ電流として転流される。従って、出
力トランジスタＴ１１のコレクタ−エミッタ間を流れる
過電流が制限されるため、出力トランジスタＴ１１の破
損が防止されるようになっている。

【００１５】又、直流２線式検出スイッチにおいても、
プラス端子とマイナス端子との短絡により同様の問題が
発生するため、同じ構成の過電流保護回路を設けてい
る。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この過電流
保護回路１１では、トランジスタＴ１２がオンした後に
も、磁気抵抗素子８，９がピストンを検出している間は
出力トランジスタＴ１１がオンとなっているため、出力
トランジスタＴ１１及び過電流検出用抵抗Ｒ２に制限さ
れた過電流が流れ続けることになる。

【００１７】従って、出力トランジスタＴ１１及び抵抗
Ｒ２が長時間に渡り発熱するため、その特性劣化が促進
され寿命が短くなる。さらに、この発熱が検出スイッチ
１の他の回路部品にも伝達されるため、それらの回路部
品の寿命も短くなる問題がある。

【００１８】又、過電流検出抵抗Ｒ２の定格電力を大き
なものにする必要があり、それに伴って抵抗の形状が大
きくなるため、検出スイッチ１が大型化する問題もあ
る。本発明は、上記問題点を解決するためになされたも
のであって、その目的は、過電流による発熱を防止し
て、回路素子の長寿命化を図ることができる検出スイッ
チを提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１に記載の発明は、外部の直流電源のプラス
側に接続されるプラス端子と、前記直流電源のマイナス
側に接続されるマイナス端子とを備え、両端子間には検
出回路からのオン制御信号により該端子間をオフ状態か
らオン状態に切り換える出力回路を設けるとともに、該
出力回路に過電流が流れたときには前記オン制御信号を
制限する過電流保護回路を設けた検出スイッチにおい
て、前記出力回路に過電流が流れたときに、前記オン制
御信号の出力回路への入力を停止する制御信号停止手段
を設けた。

【００２０】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、制御信号停止手段は、前記出力回路に
接続され該出力回路に流れる過電流による電圧降下を生
成する過電流検出抵抗と、該過電流検出抵抗が生成する
電圧降下に基づいて動作し、オン停止信号を出力するス
イッチング手段と、前記出力回路の入力側と接地側との
間に設けられ、前記スイッチング手段からのオン停止信
号により前記オン制御信号の前記出力回路への入力を持
続的に停止させるオン信号入力停止手段とからなるもの
とした。

【００２１】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の発明において、オン信号入力停止手段は、３極伝導サ
イリスタとした。請求項４に記載の発明は、請求項２に
記載の発明において、オン信号入力停止手段は、前記ス
イッチング手段にてオン制御されるＮＰＮトランジスタ
と、該ＮＰＮトランジスタにてオン制御されるＰＮＰト
ランジスタとからなり、前記ＮＰＮトランジスタのコレ
クタを前記ＰＮＰトランジスタのベースに接続し、該Ｐ
ＮＰトランジスタのエミッタを前記直流電源のプラス側
に接続するとともにコレクタを前記ＮＰＮトランジスタ
のベースに接続したものとした。

【００２２】請求項５に記載の発明は、請求項２〜請求
項４のいずれかにに記載の発明において、オン信号入力
停止手段には、該オン信号入力停止手段が作動中である
ことを表示する発光ダイオードを直列接続した。

【００２３】請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求
項５のいずれかに記載の発明において、検出回路は、流
体圧シリンダのピストン位置検出を行うものとした。従
って、請求項１に記載の発明によれば、プラス端子とマ
イナス端子との間に直流電源と負荷回路が直列接続さ
れ、出力回路がオン制御信号により両端子間をオフ状態
からオン状態に切り換えることにより、直流電源から出
力回路を介して負荷回路に負荷電流が流れる。その結
果、負荷回路がオン状態になる。出力回路に過電流が流
れると過電流保護回路がオン制御信号の出力回路への入
力を制限するため、出力回路に流れる過電流が制限され
る。このとき、制御信号停止手段が、出力回路へのオン
制御信号の入力を停止するため、出力回路がオン状態か
らオフ状態に切り換わる。従って、過電流保護回路が動
作した後、出力回路に流れる電流が持続的に停止される
ため、出力回路を構成する出力トランジスタ及び抵抗が
長時間に渡って発熱することはなくなる。

【００２４】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明の作用に加えて、前記出力回路に接続され
る過電流検出抵抗が、該出力回路に流れる過電流による
電圧降下を生成する。スイッチング手段が、過電流検出
抵抗が生成する電圧降下に基づいて動作し、オン停止信
号を出力する。出力回路の入力側と接地側との間に設け
られるオン信号入力停止手段が、前記スイッチング手段
からのオン停止信号により前記オン制御信号の前記出力
回路への入力を持続的に停止させる。従って、制御信号
停止手段が、過電流検出抵抗、スイッチング手段及びオ
ン信号入力停止手段にて構成される。

【００２５】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の発明の作用に加えて、３極伝導サイリスタが、オン停
止信号により出力回路へのオン制御信号の入力を停止す
る。従って、３極伝導サイリスタ１個で、オン信号入力
停止手段が構成される。

【００２６】請求項４に記載の発明は、請求項２に記載
の発明の作用に加えて、ＮＰＮトランジスタがオン停止
信号を入力してＰＮＰトランジスタをオン制御すると、
ＰＮＰトランジスタがオン制御信号をコレクタ電流及び
ベース電流として出力する。ＮＰＮトランジスタは、Ｐ
ＮＰトランジスタのコレクタ電流にてオン制御される。
従って、一旦オン停止信号を入力すると、出力回路への
オン制御信号の入力が持続的に停止される。

【００２７】請求項５に記載の発明によれば、請求項２
〜請求項４のいずれかに記載の発明の作用に加えて、オ
ン信号入力停止手段が作動中のときには、オン信号入力
停止手段が作動中であることを示す発光ダイオードが発
光する。従って、オン信号入力停止手段が作動中である
ことを視認することができるため、配線ミスあるいは結
線ミス等の発生を即座に認識することができる。

【００２８】請求項６に記載の発明によれば、請求項１
〜請求項５のいずれかに記載の発明の作用に加えて、流
体圧シリンダのピストン位置に基づいて外部装置にオン
信号を出力する検出スイッチにおいて、請求項１〜請求
項５のいずれかに記載の作用が得られる。

【００２９】

【発明の実施の形態】

〔第１の実施の形態〕以下、本発明を流体圧シリンダの
ピストン位置を検出する直流３線式流体圧シリンダ用位
置検出スイッチに具体化した第１の実施の形態を図１に
従って説明する。尚、本実施の形態は、前記従来例にお
ける検出スイッチ１に、過電流検出回路２１、３極伝導
サイリスタ（以下、サイリスタ）２２及び誤動作防止回
路２３を加えたことが従来例と異なる。従って、過電流
検出回路２１、サイリスタ２２及び誤動作防止回路２３
のみを詳述し、その他の同一の構成については符号を同
じにしてその説明を省略する。

【００３０】本実施の形態では、出力端子１ｂにてプラ
ス端子が、接地端子１ｃにてマイナス端子が構成されて
いる。又、過電流検出抵抗Ｒ２は、制御信号停止手段を
構成する。そして、前記検出回路４のコンパレータ１０
の２つの出力状態、すなわち、ＬレベルとＨレベルがオ
ン制御信号となる。

【００３１】図１に示すように、スイッチング手段とし
ての過電流検出回路２１は、電流制限用抵抗Ｒ４，Ｒ
５、ＮＰＮトランジスタＴ３及びＰＮＰトランジスタＴ
４とから構成されている。ＮＰＮトランジスタＴ３は、
そのベースが電流制限用抵抗Ｒ４を介して前記出力トラ
ンジスタＴ１のエミッタに接続されている。トランジス
タＴ３のコレクタはトランジスタＴ４のベースに接続さ
れ、そのエミッタは接地端子１ｃに接続されている。ト
ランジスタＴ４のエミッタは、電流制限抵抗Ｒ５を介し
て逆接続破損防止ダイオードＤ３のカソードに接続さ
れ、コレクタは前記サイリスタ２２のゲートに接続され
ている。

【００３２】そして、トランジスタＴ３，Ｔ４は、前記
過電流検出抵抗Ｒ２における電圧降下によりトランジス
タＴ２が過電流にてオンになるときに同時にオンとな
る。このトランジスタＴ４のオン−オフ状態がオン停止
信号を構成する。

【００３３】オン信号入力停止手段としてのサイリスタ
２２は、そのアノードが前記コンパレータ１０の出力端
に接続され、カソードが接地端子１ｃに接続されてい
る。前記誤動作防止回路２３は、抵抗Ｒ６及びコンデン
サＣ１にて構成されている。抵抗Ｒ６及びコンデンサＣ
１は、サイリスタ２２のゲートと接地端子１ｃとの間に
並列に接続されている。そして、誤動作防止回路２３
は、電圧変動等によりサイリスタが不用意にＬレベルに
ならないようにしている。

【００３４】そして、本実施の形態の検出スイッチ１
は、電源端子１ａに直流電源３のプラス端子３ａを接続
し、接地端子１ｃに直流電源３のマイナス端子３ｂを接
続する。又、出力端子１ｂを負荷回路２の出力端子２ｂ
に接続し、負荷回路２の入力端子２ａを直流電源３のプ
ラス端子３ａに接続して使用する。

【００３５】次に、以上のように構成された検出スイッ
チ１の作用について説明する。磁気抵抗素子８，９がピ
ストンを検出せずコンパレータ１０の出力がＨレベルで
あるときには、出力トランジスタＴ１はオフであり出力
端子１ｂと接地端子１ｃとの間がオフ状態となってい
る。従って、負荷回路２には負荷電流が流れない。

【００３６】磁気抵抗素子８，９がピストンを検出しコ
ンパレータ１０の出力がＬレベルになると、電流制限抵
抗Ｒ１及び発光ダイオードＤ１を介して出力トランジス
タＴ１にベース電流が流れ、出力トランジスタＴ１がオ
ンとなる。このため、出力端子１ｂと接地端子１ｃとの
間がオン状態になるため、負荷回路２に負荷電流が流れ
る。その結果、負荷回路２から外部装置にオン信号が出
力される。

【００３７】このとき、前記図９、図１０に示すような
配線ミス、結線ミスにより直流電源３のプラス端子３ａ
と出力端子１ｂとの間が短絡されていると、出力トラン
ジスタＴ１のコレクタ−エミッタには過電流が流れる。
すると、過電流検出用抵抗Ｒ２における電圧降下が通常
の負荷電流が流れるときの電圧降下よりも大きくなるた
め、過電流保護回路１１のトランジスタＴ２がオンす
る。その結果、出力トランジスタＴ１のベース電流の一
部がトランジスタＴ２のコレクタ電流として転流される
ため、出力トランジスタＴ１を流れる過電流が制限され
る。

【００３８】又、トランジスタＴ２がオンすると同時に
トランジスタＴ３がオンするため、トランジスタＴ４も
オンする。その結果、電流制限抵抗Ｒ５を介してトラン
ジスタＴ４のエミッタ−コレクタ間に電流が流れ、この
電流がサイリスタ２２のゲートにゲート−トリガ電流と
して流れ込む。このためサイリスタ２２がオンとなりア
ノード−カソード間が導通する。

【００３９】従って、電源端子１ａを通じて直流電源３
から出力トランジスタＴ１のベースに供給される電流
が、全てサイリスタ２２側に転流される。その結果、出
力トランジスタＴ１がオフとなるため、出力トランジス
タＴ１及び抵抗Ｒ２を流れる負荷電流が０になる。

【００４０】そして、抵抗Ｒ２に過電流が流れなくなる
と、トランジスタＴ３及びトランジスタＴ４がオフとな
るため、サイリスタ２２のゲートには電流が供給されな
くなる。しかし、サイリスタ２２はオン状態を継続する
ため、コンパレータ１０の出力がＨレベルのままであっ
ても出力トランジスタＴ１はオフのままとなる。このた
め、過電流保護回路１１が作動した後、出力トランジス
タＴ１及び抵抗Ｒ２に制限された過電流が流れ続けるこ
とはない。

【００４１】尚、直列電源３の印加を停止すると、サイ
リスタ２２に流れる電流が０となるため、サイリスタ２
２はオフ状態に復帰する。以上詳述したように、本実施
の形態の直流３線式流体圧シリンダ用位置検出スイッチ
１によれば、以下の効果を得ることができる。

【００４２】（ａ） 過電流保護回路１１の過電流検出
抵抗Ｒ２に過電流が流れると、トランジスタＴ３，Ｔ４
がオンして出力トランジスタＴ１のベース電流をバイパ
スするサイリスタ２２のゲートにゲート−トリガ電流を
供給するようにした。その結果、配線ミスあるいは結線
ミスにより出力トランジスタＴ１に過電流が流れたとき
には、過電流保護回路１１が動作した直後にサイリスタ
２２にて出力トランジスタＴ１のベース電流が転流され
るため、出力トランジスタＴ１が持続的にオフされる。
従って、過電流保護回路１１が動作した後、コンパレー
タ１０の出力がＨレベルのままであっても、出力トラン
ジスタＴ１及び抵抗Ｒ２に流れる電流が持続的に停止さ
れる。ゆえに、過電流保護回路１１の動作時における出
力トランジスタＴ及び抵抗２における発熱を防止するこ
とができるため、熱による回路素子の早期特性劣化を防
止して長寿命化を図ることができる。

【００４３】又、抵抗Ｒ２に通常の負荷電流よりも大き
な電流が流れ続けることがなくなるため、その最大定格
を負荷電流に対応するものよりも大きくする必要がな
い。従って、過電流検出抵抗Ｒ２を小型のもので済ます
ことができる。

【００４４】〔第２の実施の形態〕次に、本発明を具体
化した第２の実施の形態を図２に従って説明する。尚、
本実施の形態は、前記第１の実施の形態において、サイ
リスタ２２に代えてトランジスタＴ５，Ｔ６にて構成さ
れるオン−オフ制御回路２４を設けたことのみが第１の
実施の形態と異なる。従って、オン−オフ制御回路２４
のみを詳述し、同一の構成のついてはその符号を同じに
して説明を省略する。

【００４５】本実施の形態においても、出力端子１ｂに
てプラス端子が、接地端子１ｃにてマイナス端子がそれ
ぞれ構成されている。又、過電流検出抵抗Ｒ２は、制御
信号停止手段を構成している。そして、コンパレータ１
０の出力状態がオン制御信号を構成する。

【００４６】オン信号入力停止手段としてのオン−オフ
制御回路２４は、ＮＰＮトランジスタＴ５及びＰＮＰト
ランジスタＴ６とから構成されている。ＮＰＮトランジ
スタＴ５は、そのベースが前記トランジスタＴ４のコレ
クタに接続されている。ＮＰＮトランジスタＴ５は、そ
のコレクタがＰＮＰトランジスタＴ６のベースに接続さ
れ、エミッタが接地端子１ｃに接続されている。ＰＮＰ
トランジスタＴ６は、そのエミッタが前記コンパレータ
１０の出力端子に接続され、コレクタがＮＰＮトランジ
スタＴ５のベースに接続されている。

【００４７】従って、前記Ｔ４トランジスタがオンして
ＮＰＮトランジスタＴ５のベースに電流が流れると、Ｎ
ＰＮトランジスタＴ５がオンする。すると、ＰＮＰトラ
ンジスタＴ６のベースに電流が流れるため、ＰＮＰトラ
ンジスタＴ６もオンする。そして、直流電源３によりＰ
ＮＰトランジスタＴ６に流れるコレクタ電流が、ＮＰＮ
トランジスタＴ５にベース電流として供給され続けるた
め、両トランジスタＴ５，Ｔ６は一旦オンするとオンの
ままとなる。

【００４８】そして、本実施の形態の検出スイッチ１
も、直流電源３及び負荷回路２に対して前記第１の実施
の形態の検出スイッチ１と同じ接続状態で使用する。以
上のように構成された直流３線式流体圧シリンダ用位置
検出スイッチ１の作用について説明する。

【００４９】出力トランジスタＴ１がオンになったとき
に直流電源３のプラス端子３ａと出力端子１ｂとの間が
短絡されていると、過電流検出抵抗Ｒ２における電圧降
下により過電流保護回路１１が動作する。同時に、トラ
ンジスタＴ３，Ｔ４がそれぞれオンとなるため、ＮＰＮ
トランジスタＴ５のベースに電流が流れＮＰＮトランジ
スタＴ５がオンとなりＰＮＰトランジスタＴ６もオンと
なる。そして、ＮＰＮトランジスタＴ５及びＰＮＰトラ
ンジスタＴ６はオン状態を継続する。

【００５０】その結果、直流電源３から出力トランジス
タＴ１のベースに流れる電流が、全てＰＮＰトランジス
タＴ６のエミッタ電流として流れる。従って、出力トラ
ンジスタＴ１がオフとなるため、出力トランジスタＴ１
及び抵抗Ｒ２に流れる電流が０となる。

【００５１】そして、抵抗Ｒ２に過電流が流れなくなる
とトランジスタＴ３，Ｔ４がオフとなり、トランジスタ
Ｔ５のベースに電流が供給されなくなる。しかし、トラ
ンジスタＴ５のベースに電流が供給されなくなってもオ
ン−オフ制御回路２４はオン状態を継続するため、コン
パレータ１０の出力がＨレベルのままであっても出力ト
ランジスタＴ１はオフのままとなる。このため、過電流
保護回路１１が作動した後、出力トランジスタＴ１及び
抵抗Ｒ２に制限された過電流が流れ続けることはない。

【００５２】尚、直流電源３の印加を停止すると、ＰＮ
ＰトランジスタＴ６のエミッタに流れる電流が０となる
ため、オン−オフ制御回路２４はオフ状態に復帰する。
以上詳述したように、本実施の形態の直流３線式流体圧
シリンダ用位置検出スイッチ１によっても前記第１の実
施の形態と同じ効果を得ることができる。

【００５３】〔第３の実施の形態」次に、本発明を具体
化した第３の実施の形態を図３に従って説明する。尚、
本実施の形態は、前記第１の実施の形態のように出力端
子１ｂと接地端子１ｃとの間にＮＰＮ出力トランジスタ
Ｔ１を設けた構成の直流３線式流体圧シリンダ用位置検
出スイッチ１を、電源端子１ａと出力端子１ｂとの間に
ＰＮＰ出力トランジスタＴ１０を設けた構成の直流３線
式流体圧シリンダ用位置検出スイッチ１としている。従
って、第１の実施の形態に対して、出力回路５、過電流
保護回路１１、過電流検出回路２１等の構成が異なって
いる。従って、出力回路５、過電流保護回路１１、過電
流検出回路２１等の構成のみを詳述し、同一の構成につ
いてはその符号を同じにして説明を省略する。

【００５４】本実施の形態では、電源端子１ａにてプラ
ス端子が、出力端子１ｂにてマイナス端子がそれぞれ構
成されている。又、過電流検出抵抗Ｒ２は、制御信号停
止手段を構成している。そして、コンパレータ１０の２
つの出力状態がオン制御信号を構成する。

【００５５】出力回路５は、電流制限用抵抗Ｒ１、オン
状態表示用の発光ダイオードＤ１、ＮＰＮトランジスタ
Ｔ１１、電流制限用抵抗Ｒ７、ＰＮＰ出力トランジスタ
Ｔ１０、及び、サージ吸収用ツェナダイオードＤ２とか
ら構成されている。ＮＰＮトランジスタＴ１１は、その
ベースが発光ダイオードＤ２を介して前記コンパレータ
１０の出力端子に接続されている。コンパレータ１０の
出力端子は、抵抗Ｒ１を介して電源端子１ａに接続され
る前記逆接続破損防止ダイオードＤ３のカソードに接続
されている。ＮＰＮトランジスタＴ１１のコレクタは、
前記電流制限抵抗Ｒ７を介してＰＮＰ出力トランジスタ
Ｔ１０のベースに接続され、エミッタは接地端子１ｃに
接続されている。

【００５６】ＰＮＰ出力トランジスタＴ１０は、そのエ
ミッタが過電流保護回路１１を構成する過電流検出抵抗
Ｒ２を介して前記逆接続破損防止ダイオードＤ３のカソ
ードに接続され、コレクタが出力端子１ｂに接続されて
いる。尚、ツェナダイオードＤ２は、電源端子１ａと出
力端子１ｂとの間に接続されている。

【００５７】従って、前記コンパレータ１０の出力端が
ＬレベルからＨレベルになると、トランジスタＴ１１，
Ｔ１０が共にオンする。従って、負荷電流は、電源端子
１ａから出力トランジスタＴ１０を通って出力端子１ｂ
から負荷回路２に供給される。

【００５８】前記過電流保護回路１１は、ＰＮＰトラン
ジスタＴ１２、電流制限抵抗Ｒ３及び前記過電流検出抵
抗Ｒ２とから構成されている。ＰＮＰトランジスタＴ１
２は、そのベースが抵抗Ｒ３を介して前記ＰＮＰ出力ト
ランジスタＴ１０のエミッタに接続されている。ＰＮＰ
トランジスタＴ１２のエミッタは逆接続破損防止ダイオ
ードＤ３のカソードに接続され、コレクタはＰＮＰ出力
トランジスタＴ１０のベースに接続されている。そし
て、出力トランジスタＴ１０に過電流が流れるときだ
け、過電流検出抵抗Ｒ２における電圧降下によりトラン
ジスタＴ１２がオンする。

【００５９】前記過電流検出回路２１は、ＰＮＰトラン
ジスタＴ１３及び電流制限抵抗Ｒ８，Ｒ９とから構成さ
れている。ＰＮＰトランジスタＴ１３は、そのベースが
電流制限抵抗Ｒ８を介して前記ＰＮＰ出力トランジスタ
Ｔ１０のエミッタに接続されている。ＰＮＰトランジス
タＴ１３のエミッタは逆接続破損防止ダイオードＤ３の
カソードに接続され、コレクタは電流制限抵抗Ｒ９を介
して前記サイリスタ２２のゲートに接続されている。こ
のトランジスタＴ１３のオン−オフ状態がオン停止信号
を構成している。

【００６０】本実施の形態の検出スイッチ１は、前記第
１及び第２の実施の形態の検出スイッチ１と異なり、出
力端子１ｂに負荷回路２の入力端子２ａを接続し、負荷
回路２の出力端子２ｂを直流電源３のマイナス端子３ｂ
に接続した状態で使用する。

【００６１】以上のように構成された位置検出スイッチ
１の作用について説明する。磁気抵抗素子８，９がピス
トンを検出せずコンパレータ１０の出力がＬレベルであ
るときには、ＮＰＮトランジスタＴ１１がオフとなり、
ＰＮＰ出力トランジスタＴ１０もオフとなるため、負荷
回路２には負荷電流が流れない。

【００６２】磁気抵抗素子８，９がピストンを検出しコ
ンパレータ１０の出力がオフ状態になると、電流制限抵
抗Ｒ１及び発光ダイオードＤ１を介してＮＰＮトランジ
スタＴ１１にベース電流が流れる。このため、ＮＰＮト
ランジスタＴ１１がオンとなり、ＰＮＰ出力トランジス
タＴ１０もオンとなる。このため、電源端子１ａと出力
端子１ｂとの間がオン状態になるため、負荷回路２に負
荷電流が流れる。

【００６３】このとき、配線ミス、結線ミスにより直流
電源３のマイナス端子３ｂと出力端子１ｂとの間が短絡
されていると、出力トランジスタＴ１０のエミッタ−コ
レクタ間には過電流が流れる。すると、過電流検出抵抗
Ｒ２における電圧降下が通常の負荷電流が流れるときの
電圧降下よりも大きくなるため、過電流保護回路１１の
トランジスタＴ１２がオンする。その結果、出力トラン
ジスタＴ１０のベース電流の一部がトランジスタＴ１１
のコレクタ電流として転流されるため、出力トランジス
タＴ１０を流れる過電流が制限される。

【００６４】又、トランジスタＴ１２がオンすると同時
に過電流検出回路２１のトランジスタＴ１３がオンす
る。その結果、トランジスタＴ１３のコレクタ電流が電
流制限抵抗Ｒ９を介してサイリスタ２２のゲートにゲー
ト−トリガ電流として流れ込む。このためサイリスタが
オンとなりアノード−カソード間が導通する。

【００６５】従って、電源端子１ａを通じて直流電源３
からトランジスタＴ１１のベースに供給される電流が、
全てサイリスタ２２側に転流される。その結果、トラン
ジスタＴ１１及び出力トランジスタＴ１０がオフとなる
ため、出力トランジスタＴ１０及び抵抗Ｒ２を流れる負
荷電流が０になる。

【００６６】そして、抵抗Ｒ２に過電流が流れなくなる
ため、トランジスタＴ１３がオフとなるため、サイリス
タ２２のゲートには電流が供給されなくなる。しかし、
サイリスタ２２はオン状態を継続するため、コンパレー
タ１０の出力がオフ状態のままであっても、出力トラン
ジスタＴ１０はオフのままとなる。このため、過電流保
護回路１１が作動したのち、出力トランジスタＴ１０及
び抵抗Ｒ２に制限された過電流が流れ続けることはな
い。

【００６７】尚、直列電源３の印加を停止すると、サイ
リスタ２２に流れる電流が０となるため、サイリスタ２
２はオフ状態に復帰する。以上詳述したように、本実施
の形態の直流３線式流体圧シリンダ用位置検出スイッチ
１によれば、出力トランジスタＴ１０がＰＮＰトランジ
スタにて構成される検出スイッチにおいて第１の実施の
形態と同様の効果を得ることができる。

【００６８】〔第４の実施の形態〕次に、本発明を具体
化した第４の実施の形態を図４に従って説明する。尚、
本実施の形態は、直流２線式流体圧シリンダ用位置検出
スイッチ３０に実施したものであり、前記第１の実施の
形態と同様に、検出回路４、出力回路５、過電流保護回
路１１、過電流検出回路２１、サイリスタ２２及び誤動
作防止回路２３とから構成されている。但し、プラス端
子３０ａ及びマイナス端子３０ｂに対する接続関係が異
なるため、その接続関係を詳述する。

【００６９】本実施の形態では、過電流検出抵抗Ｒ２
が、制御信号停止手段を構成している。そして、コンパ
レータ１０の２つの出力状態がオン制御信号となる。検
出回路４は、プラス端子３０ａとマイナス端子３０ｂと
の間に設けられている。

【００７０】出力回路５において、ＮＰＮ出力トランジ
スタＴ１は、そのベースがツェナダイオードＤ４を介し
てコンパレータ１０の出力端子に接続されている。コン
パレータ１０の出力端子は、電流制限抵抗Ｒ１を介して
プラス端子３０ａに接続されている。出力トランジスタ
Ｔ１のコレクタは発光ダイオードＤ１を介してプラス端
子３０ａに接続され、エミッタは過電流保護回路１１の
過電流検出抵抗Ｒ２を介してマイナス端子３０ｂに接続
されている。ツェナダイオードＤ２は、プラス端子３０
ａとマイナス端子３０ｂとの間に接続されている。

【００７１】過電流保護回路１１において、ＮＰＮトラ
ンジスタＴ２は、そのエミッタがマイナス端子２ｂに接
続されている。スイッチング手段としての過電流検出回
路２１において、ＮＰＮトランジスタＴ３のエミッタは
マイナス加端子３０ｂに接続されている。ＰＮＰトラン
ジスタＴ４は、そのエミッタが電流制限抵抗Ｒ５を介し
てプラス端子３０ａに接続されている。このトランジス
タＴ４のオン−オフ状態がオン停止信号を構成してい
る。

【００７２】オン信号入力停止手段としてのサイリスタ
２２は、そのアノードが前記コンパレータの出力端子に
接続され、カソードが接地端子１ｃに接続されている。
誤動作防止回路２３において、抵抗Ｒ６及びコンデンサ
Ｃ１はそれぞれサイリスタ２２のゲートとマイナス端子
３０ｂとの間に並列に接続されている。

【００７３】本実施の形態の検出スイッチ３０は、プラ
ス端子３０ａに負荷回路２の出力端子２ｂを接続し、負
荷回路２の入力端子２ａを直流電源３のプラス端子２ａ
に接続した状態で使用する。

【００７４】次に、以上のように構成された位置検出ス
イッチ３０の作用について説明する。磁気抵抗素子８，
９がピストンを検出せずコンパレータ１０の出力がＬレ
ベルであるときには出力トランジスタＴ１はオフとなっ
ておりプラス端子３０ａとマイナス端子３０ｂとの間は
オフ状態となっている。従って、負荷回路２に負荷電流
は流れない。

【００７５】磁気抵抗素子８，９がピストンを検出しコ
ンパレータ１０の出力がＨレベルになると、電流制限抵
抗Ｒ１及びツェナダイオードＤ４を介して出力トランジ
スタＴ１のベースにベース電流が流れ、出力トランジス
タＴ１がオンとなる。このため、プラス端子３０ａとマ
イナス端子３０ｂとの間がオン状態になるため、負荷回
路２に負荷電流が流れる。その結果、負荷回路２から外
部装置にオン信号が出力される。

【００７６】このとき、何からの原因で、直列電源３の
プラス端子３ａとプラス端子３０ａとの間が短絡される
と、出力トランジスタＴ１のコレクタ−エミッタ間には
過電流が流れる。すると、過電流検出抵抗Ｒ２における
電圧降下が通常の負荷電流が流れるときの電圧降下より
も大きくなるため、過電流保護回路１１のトランジスタ
Ｔ２がオンする。その結果、出力トランジスタＴ１のベ
ース電流の一部がトランジスタＴ２のコレクタ電流とし
て転流されるため、出力トランジスタＴ１を流れる過電
流が制限される。

【００７７】又、トランジスタＴ２がオンすると同時に
トランジスタＴ３がオンするため、トランジスタＴ４も
オンする。その結果、電流制限抵抗Ｒ５を介してトラン
ジスタＴ４のエミッタ−コレクタ間に電流が流れ、この
電流がサイリスタ２２のゲートにゲート−トリガ電流と
して流れ込む。このためサイリスタ２２がオンとなりア
ノード−カソード間が導通する。

【００７８】従って、プラス端子３０ａを通じて直流電
源３から出力トランジスタＴ１のベースに供給される電
流が、全てサイリスタ２２側に転流される。その結果、
出力トランジスタＴ１がオフとなるため、出力トランジ
スタＴ１及び抵抗Ｒ２を流れる電流が０となる。このと
き、サイリスタ２２のアノード側の電圧が完全に０にな
らなくても、ツェナダイオードＤ４のアノード側の電流
は０となるため、出力トランジスタＴ１が確実にオフす
る。

【００７９】そして、抵抗Ｒ２に過電流が流れなくなる
ため、トランジスタＴ３，Ｔ４がオフとなるため、サイ
リスタ２２のゲートには電流が供給されなくなる。しか
し、サイリスタ２２はオン状態を継続するため、コンパ
レータ１０の出力がオフ状態のままであっても出力トラ
ンジスタＴ１はオフのままとなる。このため、過電流保
護回路１１が作動した後、出力トランジスタＴ１及び抵
抗Ｒ２に制限された過電流が流れ続けることはない。

【００８０】尚、直流電源３の印加を停止すると、サイ
リスタ２２に流れる電流が０となるため、サイリスタ２
２はオフ状態に復帰する。以上詳述したように、本実施
の形態の検出スイッチによれば、直流２線式流体圧シリ
ンダ用の位置検出スイッチ３０において、前記第１の実
施の形態と同様の効果を得ることができる。

【００８１】尚、本発明は上記実施の形態に限定される
ものではなく、以下のように構成することもできる。 （１） 第１の実施の形態において、図５に示すよう
に、サイリスタ２２のカソードと接地端子１ｃとの間
に、過電流が流れてサイリスタ２２が動作したことを表
示するための作動表示用発光ダイオードＤ５を接続して
もよい。このとき、コンパレータ１０の出力端子と発光
ダイオードＤ１との間にツェナダイオードＤ４を接続す
ることにより、サイリスタ２２が作動したときに出力ト
ランジスタＴ１を確実にオフさせることができる。この
場合には、配線ミスあるいは結線ミスにより検出スイッ
チ１が正常に動作していないことを容易に判別可能に知
らせることができる。

【００８２】（２） 第２の実施の形態において、オン
−オフ制御回路２４のトランジスタＴ５のエミッタと接
地端子１ｃとの間に、オン−オフ制御回路２４が作動中
であることを知らせる発光ダイオードＤ５を接続しても
よい。このときにも、コンパレータ１０の出力端子と発
光ダイオードＤ１のアノードとの間にツェナダイオード
Ｄ４を接続することにより、オン−オフ制御回路２４が
作動したときに出力トランジスタＴ１を確実にオフさせ
ることができる。

【００８３】又、第３及び第４の実施の形態において、
サイリスタ２２がオン状態であることを知らせる発光ダ
イオードＤ５を設けてもよい。 （３） 誤動作防止回路２３を設けない検出スイッチ
１，３０としてもよい。この場合には、回路を簡素化す
ることができる。

【００８４】（４） 磁気抵抗素子８，９にて構成され
る検出回路４からなる位置検出スイッチに実施したが、
その他、例えば、ホール素子、ピックアップコイル等の
磁気検出素子からなる検出回路からなる位置検出スイッ
チに実施してもよい。

【００８５】（５） 流体圧シリンダ用のピストン位置
検出スイッチに限らず、その他の位置検出スイッチに実
施してもよい。 （６） 位置検出スイッチに限らず、例えば、ピエゾ抵
抗効果を利用する半導体式圧力スイッチ等に実施しても
よい。

【００８６】前記実施の形態から把握できる請求項以外
の技術的思想について、以下にその効果とともに記載す
る。 （１） 請求項６に記載の検出スイッチは、エアシリン
ダ用とする。このような構成によれば、エアシリンダの
ピストン位置を検出する検出スイッチにおいて、過電流
による発熱を防止して、回路素子の長寿命化を図ること
ができる。

【００８７】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜請求項
４に記載の発明によれば、過電流による発熱を防止し
て、回路素子の長寿命化を図ることができる。

【００８８】請求項５に記載の発明によれば、請求項２
〜請求項４に記載の発明の効果に加えて、配線ミス又は
結線ミス等により、過電流保護回路が作動したことを即
座に知らせることができる。

【００８９】請求項６に記載の発明によれば、流体圧シ
リンダのピストン位置に基づいて外部装置をオン制御す
る検出スイッチにおいて、請求項１〜請求項５に記載の
発明の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施の形態の直流３線式位置検出スイ
ッチの回路図。

【図２】 第２の実施の形態の直流３線式位置検出スイ
ッチの回路図。

【図３】 第３の実施の形態の直流３線式位置検出スイ
ッチの回路図。

【図４】 第４の実施の形態の直流２線式位置検出スイ
ッチの回路図。

【図５】 別例の直流３線式位置検出スイッチの回路
図。

【図６】 従来例の直流３線式位置検出スイッチの接続
図。

【図７】 直流３線式位置検出スイッチの回路図。

【図８】 同じく回路図。

【図９】 位置検出スイッチの接続図。

【図１０】 同じく接続図。

【符号の説明】

１ａ…プラス端子としての電源端子、１ｂ…プラス端子
及びマイナス端子としての出力端子、１ｃ…マイナス端
子としての接地端子、４…検出回路、５…出力回路、１
１…過電流保護回路、２１…スイッチング手段としての
過電流検出回路、２２…オン信号入力停止手段としての
３極伝導サイリスタ、２３…同じくオン−オフ制御回
路、３０ａ…プラス端子、３０ｂ…マイナス端子、Ｄ５
…作動表示用発光ダイオード、Ｒ２…制御信号停止手段
を構成する過電流検出抵抗。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部の直流電源（３）のプラス側に接続
   されるプラス端子（１ａ，１ｂ，３０ａ）と、前記直流
   電源（３）のマイナス側に接続されるマイナス端子（１
   ｂ，１ｃ，３０ｂ）とを備え、両端子間には検出回路
   （４）からのオン制御信号により該端子間をオフ状態か
   らオン状態に切り換える出力回路（５）を設けるととも
   に、該出力回路（５）に過電流が流れたときには前記オ
   ン制御信号を制限する過電流保護回路（１１）を設けた
   検出スイッチにおいて、 前記出力回路（５）に過電流が流れたときに、前記オン
   制御信号の出力回路（５）への入力を停止する制御信号
   停止手段を設けた検出スイッチ。
2. 【請求項２】 制御信号停止手段は、前記出力回路
   （５）に接続され該出力回路（５）に流れる過電流によ
   る電圧降下を生成する過電流検出抵抗（Ｒ２）と、該過
   電流検出抵抗（Ｒ２）が生成する電圧降下に基づいて動
   作し、オン停止信号を出力するスイッチング手段（２
   １）と、前記出力回路（５）の入力側と接地側との間に
   設けられ、前記スイッチング手段（２１）からのオン停
   止信号により前記オン制御信号の前記出力回路（５）へ
   の入力を持続的に停止させるオン信号入力停止手段（２
   ２，２３）とからなる請求項１に記載の検出スイッチ。
3. 【請求項３】 オン信号入力停止手段は、３極伝導サイ
   リスタ（２２）である請求項２記載の検出スイッチ。
4. 【請求項４】 オン信号入力停止手段は、前記スイッチ
   ング手段（２１）にてオン制御されるＮＰＮトランジス
   タ（Ｔ５）と、該ＮＰＮトランジスタ（Ｔ５）にてオン
   制御されるＰＮＰトランジスタ（Ｔ６）とからなり、前
   記ＮＰＮトランジスタ（Ｔ５）のコレクタを前記ＰＮＰ
   トランジスタ（Ｔ６）のベースに接続し、該ＰＮＰトラ
   ンジスタ（Ｔ６）のエミッタを前記直流電源（３）のプ
   ラス側に接続するとともにコレクタを前記ＮＰＮトラン
   ジスタ（５）のベースに接続したものである請求項２記
   載の検出スイッチ。
5. 【請求項５】 オン信号入力停止手段には、該オン信号
   入力停止手段が作動中であることを表示する作動表示用
   発光ダイオード（Ｄ５）を直列接続した請求項２〜請求
   項４のいずれかに記載の検出スイッチ。
6. 【請求項６】 検出回路は、流体圧シリンダのピストン
   位置検出を行うものである請求項１〜請求項５のいずれ
   かに記載の検出スイッチ。