JPH05333041A - 診断機能付センサスイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 センサ信号によって動作するセンサスイッチ
において、遠隔から簡単かつ安価に故障診断を行なうこ
とを目的とする。 【構成】 広くセンサスイッチ一般に適用できるが、磁
気式の近接スイッチを例にとって示す。１は近接スイッ
チで、リードスイッチ３と、本発明による診断用コイル
５とで構成される。２は近接を検知すべき物体で、リー
ドスイッチを動作させるための永久磁石６を内蔵してい
る。リードスイッチ３は、永久磁石６の近接によってセ
ンサスイッチとして動作する。診断用コイル５に通電す
ることにより、リードスイッチ３を模擬的に動作させて
診断を行なう。さらに診断用コイル５とリードスイッチ
３とを直列接続することによって、２線式の配線が可能
である。

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】前記課題を解決するため
の本発明の特徴は、診断用コイルと、診断用コイルに通
電することによって励磁されて動作する磁性片とを有
し、センサスイッチの接点は前記磁性片の動作によって
も動作するようにし、診断用コイルに通電することによ
ってセンサスイッチの故障診断を行なう診断機能付セン
サスイッチであり、さらに、診断用コイルに通電するこ
とによってセンサスイッチの接点が動作したときに、そ
の動作を記憶させることによって、センサスイッチの接
点の動作が一時的であっても、故障診断を可能とする診
断機能付センサスイッチであり、また、センサスイッチ
の正常な使用状態において、センサスイッチの接点が常
時はオンであるとき、センサスイッチと診断用コイルと
を直列に接続し、前記直列回路に流す電流の値を、非診
断時には、診断用コイルに流れる電流によってセンサス
ッチの接点が動作しない値とし、診断時には、診断用コ
イルに流れる電流によってセンサスイッチの接点が動作
する値とすることによって、２線式配線を行なうことで
あり、そのために、センサスイッチの正常な使用状態に
おいて、センサスイッチの接点が常時はオンとなるよう
に、永久磁石または通電したコイルを付加することであ
る。

【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。

【００１６】図１は本発明によ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、本発明の特徴である診断用コイル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
施例と同様に働く。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。本発明の
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、本実施例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、上記の実施例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】以上の実施例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
れるだけでよい。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】

【実施例２】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、実施例１の方法で本発明を実施することが
できる。しかし実施例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】この実施例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、実施例２においては、スイッチ１２
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】

【実施例３】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。とくに実施例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】実施例３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、実施例１に示した近
接スイッチ１である。その構成は実施例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、
実施例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。２４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】実施例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４】実施例３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。この例を図４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
はに各種ある。

【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、かなりは大きい。この電流値を減少させることが有
効である。実施例４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４の構成を図４に示す。１は近接ス
イッチであり、実施例３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
３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４では、ス
イッチ３の動作は一時的となる。また実施例３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４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３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３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５】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５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】実施例５によらないで、本発明を実施する
ときの、個別配線の例を、図６に示す。センサスイッチ
１は、配線（４７、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５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３
に示したものであり、２４、２５も実施例３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
スイッチ働いて、スイッチ３がオフになると、抵抗４２
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３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５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をオンの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５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５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６】実施例５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
実施例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】しかし実施例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６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、実施例
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は実施例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
は実施例１の図１と同じになる。実施例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、実施例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、実施例２ないし実施例５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、
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
ができる。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】本発明による近接スイッチの構成を示す。

【図２】本発明による近接スイッチの別の構成を示す。

【図３】本発明の別の実施例の構成を示す。

【図４】本発明の別の実施例の構成を示す。

【図５】本発明の別の実施例の構成を示す。

【図６】本発明の別の実施例の構成を示す。

【図７】図５の実施例の詳細を示す。

【図８】図５の実施例の別の詳細例を示す。

【図９】本発明の更に別の実施例の構成を示す。

【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

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 開閉する接点を有するセンサスイッチに
   おいて、 診断用コイルと、診断用コイルに通電することによって
   励磁されて動作する磁性片とを有し、センサスイッチの
   接点は前記磁性片の動作によっても動作するようにし、 診断用コイルに通電することによってセンサスイッチの
   故障診断を行なうことを特徴とする診断機能付センサス
   イッチ。
2. 【請求項２】 診断用コイルに通電することによってセ
   ンサスイッチの接点が動作したときに、 その動作を記憶させることによって、センサスイッチの
   接点の動作が一時的であっても、故障診断を可能とする
   ことを特徴とする請求項１記載の診断機能付センサスイ
   ッチ。
3. 【請求項３】 センサスイッチの正常な使用状態におい
   て、センサスイッチの接点が常時はオンであるとき、 センサスイッチと診断用コイルとを直列に接続し、前記
   直列回路に流す電流の値を、 非診断時には、診断用コイルに流れる電流によってセン
   サスッチの接点が動作しない値とし、 診断時には、診断用コイルに流れる電流によってセンサ
   スイッチの接点が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２記載の診
   断機能付センサスイッチ。
4. 【請求項４】 センサスイッチの正常な使用状態におい
   て、 センサスイッチの接点が常時はオンとなるように、永久
   磁石または通電したコイルを付加することを特徴とする
   請求項１、２または３記載の診断機能付センサスイッ
   チ。