JPS60740B2

JPS60740B2 - 無接点スイッチ

Info

Publication number: JPS60740B2
Application number: JP6310679A
Authority: JP
Inventors: 雅満田
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1979-05-21
Filing date: 1979-05-21
Publication date: 1985-01-10
Also published as: JPS55155433A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、センサ回路を内蔵する無接点スイッチに関
する。

従来の無接点スイッチとして交流２線式近接スイッチに
ついて第１図を参照しながら説明する。

この図において発振回路１１は検出コイル１２を含んで
構成され「物体が検出コイル１２に近づくと発振を停止
し遠ざかると発振が開始される。トランジスタ２１およ
びコンデンサ２２で上記発振出力を検波する検波回路が
構成され、その検波出力はトランジスタ２３，２４をへ
てＳＣＲ３１のゲートにトリガ信号として送られる。Ｓ
ＣＲ３１は負荷開閉用のスイッチング素子でダイオード
ブリッジ６１を介して端子７１，７２に接続される。こ
のＳＣＲ３１に直列に定電圧ダイオード３２と電流諸取
用抵抗３３とが接続され、さらに電流制限用のトランジ
スタ４１のコレクタ・ェミッタ間通路が直列に接続され
る。このトランジスタ４１のコレクタ・ベース間にはベ
ース電流を供給するための抵抗４２が接続される。ＳＣ
Ｒ４３は過電流検出用でありそのカソード‘こ定電圧ダ
イオード４４が接続されている。抵抗６２はＳＣＲ３１
がオフのときに発振回路１１等に電流を供給するための
抵抗であり、ダイオード６３はＳＣＲ３１がオンのとき
定電圧ダイオード３２のアノードに生じる電圧を発振回
路１１等に加えるためのものである。端子７１，７２に
は交流電源８１とりレーコィル８２等の負荷が直列に接
続される。いま物体が検出コイル１２に接近していない
場合には発振回路１１は発振しており、そのためトラン
ジスタ２３がオン、トランジスタ２４がオフとなりＳＣ
Ｒ３１はオフ状態で、その結果動作表示用発光ダイオー
ド３４は点灯していない。物体が検出コイル１２に接近
すると発振が停止されそのためトランジスタ２３がオフ
、トランジスタ２４がオンとなりＳＣＲ３１がオン状態
になり、発光ダイオード３４に電流が流れて点灯し、物
体を検出したことを表示する。なおこのときＳＣＲ４３
がオフであるからトランジスタ４１は、抵抗４２に流れ
る電流がそのままベース電流として供給されるので、オ
ンになっている。ＳＣＲ３１がオンの状態のときリレー
コイル８２が短絡事故を起こす等して過大な電流が流れ
た場合、電流謙取用抵抗３３の両端電圧が高くなりＳＣ
Ｒ４３がオンするに至る。すると抵抗４２を通じてトラ
ンジスタ４１のべ−スに流れていた電流はＳＣＲ４３に
流れるようになる。このときＳＣＲ４３のアノードつま
りトランジスタ４１のベースに現われる電圧は、ＳＣＲ
４３がオンであるから定電圧ダイオード４４のアノード
‘こ現われる電圧すなわちこの定電圧ダイオード４４の
降伏電圧となる。一方、トランジスタ４１のヱミツタに
現われる電圧は、ＳＣＲ３１がオンであるから定電圧ダ
イオード３２のアノード‘こ現われる電圧すなわち定電
圧ダイオード３２の降伏電圧ということになる。そこで
定電圧ダイオード３２の降伏電圧を定電圧ダイオード４
４のそれより大きくしておくことにより、トランジスタ
４１のエミツタ電圧の方がベース電圧よりも高くなるの
でトランジスタ４１は完全にオフし、そのためＳＣＲ３
１のアノード・カソード間電流が保持電流以下になりＳ
ＣＲ３１はオフ状態になる。この場合、ＳＣＲ３１がオ
フになると、ＳＣＲ４３のゲート信号が無くなるので、
ＳＣＲ４３のアノード・カソード間に印加される電圧が
零点になったときこのＳＣＲ４３がオフになる。

すると、電源電圧が零点から立ち上ってきたときトラン
ジスタ４１がオンになり、このときＳＣＲ３１にはゲー
ト信号が与えられ続けているので、ＳＣＲ３１がオンに
なり過電流が流れる。したがって、ＳＣＲ３１、トラン
ジスタ４１、ＳＣＲ４３は交流電源の半周期毎にオン・
オフを繰り返し、このような状態が続くとトランジスタ
４１やＳＣＲ３１での発熱が大きくなり最悪の場合回路
の焼損事故や負荷の焼損事故が発生する。そこで、本発
明は、一度過電流を検知したらセンサ回路の出力を所定
時間オフ状態に保って交流電源の半周期毎に負荷への通
電制御素子がオンしないようにして回路の焼損事故や負
荷の焼損事故が発生しないように改善した無接点スイッ
チを提供することを目的とする。

以下、この発明を交流２線式近接スイッチに適用した一
実施例について第２図を参照しながら説明する。

全波整流回路（ダイオードブリッジ）６１の正・負の出
力端子間にトランジスタ４５、抵抗９１からなる直列回
路が接続され「このトランジスタ４５のベース・コレ
クタ間はＳＣＲ３１、電流制限用抵抗６４ならびに定電
圧ダイオード４６とからなる直列回路が接続される。定
電圧ダイオード４６のカソードには前段回路への電流供
給回路をなす抵抗６５、ダイオード６３からなる直列回
路の一端が接続され、その他端はセンサ回路を含む前段
回路の電力供Ｖ給ライン０１に接続される。ＳＣＲ９２
のゲートはダイオード９４、抵抗９５をへて抵抗９１の
一端に接続される。このＳＣＲ９２のアノードはＳＣＲ
３１のカソードと定電圧ダイオード４６の接続点に接続
され、そのカソードと整流回路６１の負側の出力端子と
の間には定電圧ダイオード９３が接続されている。この
定電圧ダイオード９３の降伏電圧は、上記定電圧ダイオ
ード４６のそれより低い値となっている。この定電圧ダ
イオード９３のアノードに生じる電圧は、コンデンサ５
１と抵抗５２とで構成されるタイマ回路をへてトランジ
スタ２３のベースに接続されたライン０３に送られる。
発光ダイオード３４はＳＣＲ３１のカソードとＳＣＲ
９２のアノードとの接続点および整流回路６１の負側出
力端子との間に接続され、また抵抗６２はその一端が整
流回路６１の正側出力端子に抵抗６６をへて接続され池
端は前段回路の電力供給ライン０１に接続されている。
ライン０４は前段回路のアースに接続されている。以上
で第２図に示される回路の構成を述べたが、この回路の
前段回路は第１図に示される従来の回路と同じなので記
述は省略する。いま前段回路からライン０２をへて検出
信号がＳＣＲ３１のゲートに送られると、ＳＣＲ３１は
オンになりＳＣＲ３１を流れる電流は定電圧ダイオード
４６を経てスイッチング素子であるトランジスタ４５を
オンさせる。このとき定電圧ダイオード４６のアノー日
こはその降伏電圧にほぼ等しい電圧が生じ、この電圧が
、抵抗６５、ダイオード６３の直列回路によりなる電力
供給回路を経て前段回路の電力供孫溝ライン０１に印加
され、こうして電力供Ｖ給がなされる。この状態のとき
負荷が短絡等により過負荷状態になると「トランジスタ
亀５に過大電流が流れ、電流読取用抵抗９１に生じる電
圧が高くなるのでＳＣＲ９２がオンになる。いま定電圧
ダイオード４６，９３の降伏電圧をそれぞれＶｚ４０Ｖ
ｚ９３と表わせば、前に述べたように、Ｖｚ４６＞Ｖｚ
９３である。

そして、このときＳＣＲ９２のアノード側に現われる電
圧は、ＳＣＲ９２がオンであるから定電圧ダイオード９
３のアノード電圧つまり定電圧ダイオード９３の降伏電
圧になる。そのため、定電圧ダイオード４６のアノード
には、定電圧ダイオード４６の降伏電圧より低い電圧が
かかることになるので、この定電圧ダイオード４６はオ
フになる。その結果、この定電圧ダイオード４６を通じ
て供給されていたベース電流が遮断され、トランジスタ
４５はオフになるので過大電流から保護される。そして
「このとき定電圧ダイオード９３のアノードもこ生じ
る電圧がダイオードを介してタイマ回路のコンヂンサ５
１に印加され、このコンデンサ５１が充電され、その充
電電圧が上昇していく。

この充電電圧は抵抗５２およびダイオードを介してトラ
ンジスタ２３のベースに接続されたライン０３にＥＯ加
される。このライン０３に印加される電圧が、トランジ
スタ２３がオンするに足りるベース電圧に到達すると、
このトランジスタ２３がオンし、コンデンサ５１に蓄積
された電荷が抵抗５２およびトランジスタ２３のベース
・エミツタ通路をへて放電する。トランジスタ２３がオ
ンになることにより、トランジスタ２４（第１図参照）
がオフになるためライン０２から送られていたＳＣＲ３
１のゲート信号が無くなる。そしてトランジスタ２３は
、コンデンサ５１の放電がすすんでライン０３に加えら
れる電圧がトランジスタ２３のベース・ェミッタ間飽和
電圧を下回るまでの期間オンとなっており、この期間は
ＳＣＲ３１へのトリガ信号が与えられないことになる。
この期間というのはコンデンサ５１と抵抗５２とによっ
て定められるタイマ時間のことである。したがって、こ
のタイマ時間が経過するまではＳＣＲ３１にト１′’ガ
信号が与えられないので、その間に交流電源の零点が到
来したとしてもＳＣＲ３１はオフを保ち、トランジスタ
４５もオフを保っている。タイマ時間が経過したとき物
体が検出コイル１２（第１図参照）に接近していればト
ランジスタ２３はオフになるのでＳＣＲ３１のゲートに
トリガ信号が与えられ「ＳＣＲ３１は再びオンになる。
このとき負荷が短絡を起していると再度トランジスタ４
５に過大な電流が流れ、上述と同様の動作が行なわれる
。つまり、物体検出状態で且つ事故が回復しない状態で
ある限り、タイマ時間毎にＳＣＲ３１、トランジスタ４
５の短時間のオンとそれに続く長時間のオフというサイ
クルが繰り返される。そして「負荷が正常な状態に復帰
すれば、このサイクルが終了し、正常な動作に戻る。こ
の第２図の回路では、大電流が流れるのはトランジスタ
４５のみとなっており、ＳＣＲ３１、定電圧ダイオード
４６にはトランジスタ４５のベース電流が流れるだけで
ある。そのためＳＣＲ３１、定電圧ダイオード４６は４
・さし、容量のものでよいことになる。また、放熱等も
トランジスタ４５についてだけ考慮すれば足りる。なお
、トランジスタ４５がオンのときに発振回路１１等の電
力供給ライン０１へは、ＳＣＲ３１、抵抗６５およびダ
イオード６３をへて電流が流れる。しかし、発振回路１
１等が必要とする電流は高々１０のＡ程度であるからＳ
ＣＲ３１に流れる電流は大きなものとならない。以上説
明したように、この発明による無接点スイッチは、整流
回路と、この整流回路の正・負の出力端子間に接続され
る第１のスイッチング手段と抵抗との第１の直列回路と
、第１のスイッチング手段の正の電源ラインと第１のス
イッチング手段の制御入力端子との間に接続される第２
のスイッチング手段と第１の定電圧ダイオードとの第２
の直列回路と、第２のスイッチング手段と第１の定電圧
ダイオードとの接続点と負の電源ラインとの間に接続さ
れる第３のスイッチング手段と第２の定電圧ダイオード
との第３の直列回路と、この第３のスイッチング手段と
第２の定電圧ダイオードとの接続点に接続されるタイマ
回路と、このタイマ回路によりオン・オフ制御される第
４のスイッチング手段を有するセンサ回路とを備え、こ
の第４のスイッチング手段の出力に応じて上記第２のス
イッチング手段を制御するとともに、上記抵抗に流れる
電流値に応じて上記第３のスイッチング手段を制御する
ようにしているので、過電流を検出したら、その検出し
たときからタイマ回路で定められる一定の時間センサ回
路の出力をオフ状態に保って、これにより交流電源の半
周期毎に負荷への通電制御素子がオンしないようにし、
確実に負荷への通電をカットして回路の焼損事故や負荷
の焼損事故が発生しないようにすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の回路図、第２図はこの発明の実施例を
示す回路図である。１１…・・・発振回路、１２・・・・・・検出コイル「
３１・…・・負荷開閉用ＳＣＲ、３３，９１・・・・
・・電流謙取用抵抗、３４・・・・・・動作表示用発光
ダイオード、４１…・・・電流制限用トランジスタ、４
５・・・・・・負荷開閉用トランジスタ、４３，９２…
・・・過電流検出用ＳＣＲ、５１…・・・タイマ回路用
コンデソサ、５２・・・・・・タイマ回路用抵抗、６１
・・…・全波整流回路、７１，７２・・・・・・整流回
路入力端子、８１・・・・・・交流電源、８２・…・・
負荷（リレー）。多〆図多２鰯

Claims

【特許請求の範囲】

１整流回路と、この整流回路の正・負の出力端子間に
接続される第１のスイツチング手段と抵抗との第１の直
列回路と、第１のスイツチング手段の正の電源ラインと
第１のスイツチング手段の制御入力端子との間に接続さ
れる第２のスイツチング手段と第１の定電圧ダイオード
との第２の直列回路と、第２のスイツチング手段と第１
の定電圧ダイオードとの接続点と負の電源ラインとの間
に接続される第３のスイツチング手段と第２の定電圧ダ
イオードとの第３の直列回路と、この第３のスイッチン
グ手段と第２の定電圧ダイオードとの接続点に接続され
るタイマ回路と、このタイマ回路によりオン・オフ制御
される第４のスイツチング手段を有するセンサ回路とを
備え、この第４のスイツチング手段の出力に応じて上記
第２のスイツチング手段を制御するとともに、上記抵抗
に流れる電流値に応じて上記第３のスイツチング手段を
制御するようにした無接点スイツチ。