JPS5926498Y2 - 近接スイッチ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は金属物体の存在及び位置などを無接触で検出
する高周波発振形近接スイッチに関する。

従来の近接スイッチは、一般に第１図のように構成され
る。

第１図において近接スイッチ１０は、近接センサ回路を
なすＩＣ回路１１と、このＩＣ回路１１のみでは出力電
流容量が不足するので接続されたトランジスタ３３とに
より主に構成されている。

このＩＣ回路１１は、内部に発振回路１２．コンパレー
タ１３、積分回路１４、コンパレータ１５、出力回路１
６、定電圧回路１７及び電源リセット回路１８を有して
おり、検出コイル２１．感度調整用可変抵抗２２、側路
コンデンサ２３、積分コンテ゛ンサ２４、電源ノセット
用コンテ゛ンサ２５などが外付けされる。

発振回路１２は検出コイル２１を含んで形成されて発振
しており、物体が、この検出コイル２１に近づくと発振
振巾が減衰し又は発振停止する。

その結果通常時（非検出時）にはＮＬ （ノーマル・ロ
ー）出力が“Ｌ？＋となっており、検出時に”Ｈ゛とな
る。

そのため通常時には近接スイッチ１０の出力端子から電
流が流れ出ており検出時には流れ出なくなる。

ところで電源電圧Ｖｃｃが第２図に示すように立ち上が
ったとすると発振出力は遅れて立ち上がることになる。

この発振出力が検出レベルに達する時までの時間Ｔ。

の間は物体が存在する時と同様に発振出力が小さいので
、物体が無いにもががわらず、物体が有る場合に生じる
のと同様の検出出力が誤って生じてしまう可能性がある
。

したがって従来では第１図に示すように電源リセット回
路１８を設けて、前記時間Ｔ。

より長い時間Ｔ３の間は出力回路１６より出力信号が生
じないようにしている。

しかしながら電源電圧Ｖｃｃは第２図のように急峻に立
ち上がるものとは限らず、第３図に示すように徐々に立
ち上がる場合もある。

特にＩＣ回路１１をバイポーラＩＣで構成した場合には
最大電圧は約３０Ｖであるから、近接スイッチ１０の電
源としては最大４０Ｖまで使えるものとしたい場合には
、電圧降下用の抵抗３１を挿入する必要があり、又電源
電圧Ｖｃｃを安定化させるためなどにコンテ゛ンサ３２
を接続するものであるから、すると電圧Ｖｃｃは抵抗３
１とコンデンサ３２の各定数によって決まる時定数に応
じて第３図に示すように緩やかに立ち上がることになる
。

この第３図に示すように電源電圧Ｖｃｃが持間Ｔだけか
かつて緩やかに上昇する場合には、一定の電圧■１に達
するまでの時間Ｔ１では発振回路１２は発振開始せず、
しかもさらに発振開始してから時間Ｔ２だけかかつて検
出レベルに達する発振出立力を得る。

この時間Ｔ２は源電圧Ｖｃｃが徐々に立ち上がってきた
ことから第２図の時間Ｔ。

より短いが、電源電圧を印加し始めてからＴ１＋Ｔ２と
いう長い時間の間、発振回路１２は定常の発振状態とな
らず誤出力を生じるおそれがあるわけで゛ある。

したがってこのような場合に備えて時間Ｔ１＋Ｔ２より
も長い電源リセット時間Ｔ３を設定する必要が生じてく
る。

そして時間Ｔは極めて長い場合もあり得ることを想定し
なければならないので、電源リセット時間Ｔ３はかなり
長いものとする必要があるが、そうすると今度は第２図
のように急峻に電源電圧が立ち上がる場合には電源リセ
ット時間Ｔ３を長くとることが無駄となってしまう。

本考案は、上記に鑑み、電源電圧の立ち上り速度に応じ
て電源リセット時間を可変し、常に必要かつ十分な電源
リセット時間が得られるようにして無駄な時間を費すこ
となく確実に誤出力を禁止し、しかもノイズに対しても
誤動作することのない電源リセット回路を有する近接ス
イッチを提供することを目的とする。

以下本考案の一実施例について第４図を参照しながら説
明する。

第４図で電圧検出回路４０は、ツェナダイオード４１．
トランジスタ４２．４３．４４から達成されており、定
電圧回路の出力電圧Ｖ５が所定の値Ｖ。

以下でトランジスタ４３がオン、以上でトランジスタ４
３がオフするようになっている。

タイマ回路５０はトランジスタ５１〜５８、抵抗５９．
６０及び外付けされた電源リセット用コンデンサ６１．
ダイオード６２からなっている。

前記のトランジスタ４３がオンの時はコンデンサ６１に
充電がなされず、オフとなって初めて充電される。

トランジスタ５５．５６は電圧判別回路としてのコンパ
レータを構成しており、抵抗５９．６０で決まる基準電
圧よりもコンデンサ６１の充電電圧が高くなった時に、
トランジスタ５５がオンして、トランジスタ５７に流れ
る電流によって決まる電流がトランジスタ５４を流れる
。

コンテ゛ンサ６１の充電電圧が基準電圧より低い場合に
は、トランジスタ５６がオンしており、トランジスタ５
５はオフであり、トランジスタ５４には電流は流れない
。

出力回路７０はトランジスタ７１．７２．７３から構成
されており、このトランジスタ７１はトランジスタ５１
とともに電流ミラー回路を構成している。

したがってトランジスタ５４のエミッタ・コレクタパス
に流れる電流とほぼ等しい電流がトランジスタ７１のエ
ミッタ・コレクタパスに流れることになる。

そのためトランジスタ５４に電流が流れていない時はト
ランジスタ７２．７３には電流供給されず、この両トラ
ンジスタ７２．７３はオフ状態となっている。

したがってコンパレータ（第１図の１５で示す）からの
信号がどのようなものであったとしても出力信号は無電
流、無電圧となる。

トランジスタ５４に電流が流れているとトランジスタ７
１を経てトランジスタ７２．７３に電流供給されるので
、コンパレータ１５からの信号に応じて出力信号が生じ
ることになる。

なお第４図の回路でトランジスタ４４．５１．５２及び
５３．５７．５８はそれぞれ電流ミラー回路を構成して
おり定電圧Ｖｓが一定値の時には定電流の電流吸い込み
回路及び電流回路として機能する。

又電圧検出回路４０において電圧Ｖｓがきわめて低い場
合には、電流源回路のトランジスタ４４から与えられる
電流も小さいので、トランジスタ４３がオンしないが、
このときにはトランジスタ５１からコンデンサ６１に流
入する電流も小さく、コンテ゛ンサ６１の充電電圧が上
昇することはない。

したがってトランジスタ７１を通じて電流供給されるこ
とはない。

なおこの電圧検出回路４０は他にも種々に構成できるも
のである。

このように第４図の回路によれば、電圧検出回路４０で
電圧ＶｓがＶ。

に達したことを検出しており、この検出した時点からタ
イマ回路５０を動作させて一定時間電源リセットをかけ
るようにしている。

このタイマ回路５０の定める一定の時限をＴ５とすると
、第５図に示すように電源電圧Ｖｃｃが緩やかに立ち上
がる場合には全体の電源リセット時間はＴ４＋Ｔ５とな
るが電源電圧Ｖｃｃが急峻に立ち上がってＴ４＝０の時
には電源リセット時間はＴ５のみとなる。

このように時間Ｔ４は電源電圧の立ち上り速度に応じて
変わる。

この電圧検出回路４０が検出すべき電圧■。

は発振回路が発振開始する時点の電圧レベルとし、タイ
マ時間Ｔ５は発振開始した時点から発振出力が所定値ま
で達するまでの時間として設定しておけばよい。

さらに定電圧Ｖｓよりノイズが侵入した場合にも不都合
が出しない。

すなわち、ここでダイオード６２が無いものと仮定する
と、第６図に示すように定電圧Ｖｓにノイズがのった場
合には瞬間的にトランジスタ４２がオフとなるのでトラ
ンジスタ４３が瞬時の間オンとなる。

そのためコンデンサ６１に蓄えられていた電荷がこのト
ランジスタ４３を経て放電してしまうことになるので、
オイズが去った後もこのコンテ゛ンサ６１に再充電が行
われるまでの長い時間電流■の供給がストツピしてしま
う。

つまりダイオード６２が無い場合、ノイズが到来すると
比較的長い時間電源リセットが作動してしまうという不
都合があるのである。

本考案では第４図に示すよのに止すように示すようにダ
イオード６２がトランジスタ４３のコレクタとコンテ゛
ンサ６１の一端との間に接続されているため、トランジ
スタ４３がノイズによってオンしたとしても、コンデン
サ６１の放放電はなされず、その充電電圧Ｖｃが下って
前記の不都合を起すことが解消されている。

なお、電源をオフした場合には、定電圧Ｖｓを出力する
端子に、発振出力の定電圧Ｖｓへの重畳を防止するため
に、接続された側路コンデンサ２３の作用により、第７
図に示すように電源電圧Ｖｃｃが零となっても定電圧Ｖ
ｓは遅れて零になる。

そのため、定電圧Ｖｓが零になるまでの間に、コンデン
サ６１の電荷はトランジスタ５５．５７およびトランジ
スタ５７のエミッタに接続された抵抗を経て放電してし
まう。

したがって電源の再投入時にはコンデンサ６１の電荷が
零の状態から充電が開始されるので、時限Ｔ５のタイマ
動作は支障なく行われる。

本考案によれば、電圧検出回路により電源電圧を検出し
、電源電圧が所定値以下のときスイッチング素子をオン
、所定値以上のときスイッチング素子をオフとし、この
スイッチング素子により整流素子を介してタイマ回路の
コンデンサの充電電流を制御し、このタイマ回路のコン
デンサの充電電圧が高くなるまでの間出力回路をオフさ
せるようにしているので、電源電圧の立上りに応じてタ
イマ回路への電流供給開始時点が変化し、立上りが急峻
であれば早く電流供給し、立上りが遅ければその分遅ら
せて電流を供給することになり、この電流供給が開始さ
れた時点から一定時間後に出力回路が動作状態になる。

したがって、電源電圧の立上りに応じ、時間的に効率良
く、がつ確実な電源リセットを行なうことができる。

さらに、スイッチング素子とタイマ回路のコンテ゛ンサ
との間に接続された整流素子により、スイッチング素子
がノイズによりオンしてもこのコンデンサが放電してし
まう不都合を防止でき、ノイズの影響を受けない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す回路図、第２図及び第３図は第１
図をそれぞれ説明するための波形図、第４図は本考案の
１実施例にががる近接スイッチの一部の回路を示す回路
図、第５図、第６図及び第７図は第５図をそれぞれ説明
するための波形図である。 １０・・・・・・近接スイッチ、１１・・・・・・近接
センサをなすＩＣ回路、１２・・・・・・発振回路、１
３．１５・・・・・・コンパレータ、１４・・・・・・
積分回路、１６．７０．８０・・・・・・出力回路、１
７・・・・・・定電圧回路、１８・・・・・・電源リセ
ット回路、４０・・・・・・電圧検出回路、５０・・・
・・・タイマ回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 検出コイルを含んで発振回路を形威し、この発振回路の
   発振振幅の変化に応じて出力信号を生じる近接スイット
   チにおいて、電源電圧が所定値以下のときオン、所定値
   以上のときオフするスイッチング素子を含む電圧検出回
   路と、前記スイッチング素子によってその充電電流が制
   御されるコンテ゛ンサとこのコンテ゛ンサの充電電圧が
   所定のレベルに達したとき動作する電圧判別回路とを有
   するタイマ回路と、このタイマ回路の出力に応じて電流
   が供給される出力回路と、前記スイッチング素子の電源
   側端子から前記コンデンサに向けて順方向に接続された
   整流素子とを備えたことを特徴とする近接スイッチ。