JPS6039961Y2 - 近接スイッチ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、交流２線式の高周波発振形近接スイッチに
関する。

高周波発振形近接スイッチは、検出コイルととともに発
振器を形成しておき、近接体の接近による前記検出コイ
ルの損失の増大によって発振器の振巾が変化することを
利用して前記近接体の検出動作を行なうものである。

そして交流２線式の近接スイッチは、２個の交流電源端
子を有し、近接体の有無の検出信号に応じて、この両端
子間の開閉を行なうようにしたものである。

本考案は、大きな負荷電流の開閉ができ、発熱（損失）
を抑えしかも動作の安定性を図った交流２線式高周波発
振形の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図面を参照しながら説
明する。

この図において近接スイッチ１は、検出コイル２とセン
サ回路３と出力及び電源回路４と３端子交流スイッチン
グ回路５とから構成されており、センサ回路３は検出コ
イル２に接続される発振回路と、この発振回路の発振振
巾に応じて検出信号を生じ、例えばその出力トランジス
タ３０１をオン又はオフする回路とから構成されてＩＣ
化されている。

出力及び電源回路４は、このセンサ回路３に所定の直流
電力を供給し、かつセンサ回路３からの検出信号に応じ
て開閉動作を行なうものである。

この出力及び電源回路４はダイオードブリッジによりな
る整流回路４０１と定電圧回路４０３とを有し、この定
電圧回路４０３によりセンサ回路３に所定の直流定電圧
を供給するようにしている。

３端子交流スイッチング回路５は、トライアック５０１
の一方の主端子Ｔ２が出力及び電源回路４の一方の電源
端子に接続され、そのゲート端子Ｇが逆方向に直列接続
されたツェナダイオード５０３，５０４を介して出力及
び電源回路４の他方の電源端子に接続され、他の主端子
Ｔ１がこのツェナダイオード５０３，５０４に接続され
た側の電源端子に抵抗５０２を介して接続されてなる。

５０５はサージ吸収用の素子または回路である。

近接体が検出コイル２に近接していなくてセンサ回路３
の出力トランジスタ３０１がオフの時、５ＣＲ４１１が
オフなのでＳＣＲ４１２も又オフとなって出力及び電源
回路４の２個の電源端子間は°“開パの状態にある。

近接体が検出コイル２に接近して出力トランジスタ３０
１がオンとなると、抵抗４２１を経て５ＣＲ４ｌ ｌの
ゲートトリガ電流が供給されるため５ＣＲ４１１はオン
する。

そのため、５ＣＲ４１２のアノード・カソード間には全
波整流波形が印加されることになるが、この電圧がツェ
ナダイオード４１３のツェナ電圧を越えるとＳＣＲ４ｌ
２のゲートに電流が流れるため５ＣＲ４１２がオンす
る。

こうして、５ＣＲ４１２，４１１がともにオンするので
出力及び電源回路４の両電源端子間は“閉゛の状態とな
る。

このように出力及び電源回路４の両電源端子間が“閉パ
のとき、交流電源電圧が立ち上ってきてツェナダイオー
ド５０３，５０４がオンになる位相で、トライアック５
０１がオンになって交流電源９から負荷８に電流が流れ
る。

このときＳＣＲ４１２は、そのアノード・カソード間に
生じる電圧がツェナダイオード４１３のツェナ電圧に達
するまでの位相ではオンしないので、このオフの位相に
おいてＳＣＲ４１２のアノード・カソード間に生じる電
圧がダイオード４１４及び抵抗４２３を経てコンデンサ
４３１に充電されるとともに抵抗４２４を経て発光ダイ
オード（ＬＥＤ） ４１５に電流が流れる。

こうして“閉゛′の状態の時には位相角制御されたＳＣ
Ｒ４ｌ ２のアノード・カソード間よりセンサ回路３が
動作するのに必要な電力が供給されるとともに、ＬＥＤ
４１５が点灯して表示動作を行なう。

又、ＬＥＤ４１５と抵抗４２４の直列回路は、上記の他
、抵抗４２１を通じて供給される５ＣＲ４ｌ ｌのゲー
ト電流を流す働きも兼ね備えている。

なお抵抗４２２は、５ＣＲ４１１のｄｖ／ｄｔ効果によ
り、電源投入時などのように立ち上りの早い電圧がその
アノードに印加されると、定格値以内の電圧でも５ＣＲ
４１１がブレークオーバしてしまうのを防ぐためのもの
である。

又、コンデンサ４３２は、５ＣＲ４１１のゲートに加わ
るゲート雑音により誤動作するのを防ぐためのものであ
る。

ここでトライアック５０１を適宜選定することにより、
出力及び電源回路４に流れる電流は同じく小さいものと
しながら、大きな負荷電流の開閉ができ、またこのトラ
イアック５０１のオン時の端子Ｔ１〜Ｔ２間電圧は５Ｃ
Ｒ４１１または５ＣＲ４１２と略同様であるから、オン
時の５ＣＲ４１１゜４１２の直列回路両端電圧の半分と
なり、オン時に同じ電流を負荷８に流す場合に損失（発
熱）が少くなる。

、さらに、電源電圧
がある程度大きくなるまでの位相では、ツェナダイオー
ド５０３，５０４によりトライアック５０１にゲート電
流を流さないようにし、且つ抵抗５０２の値を大きくす
ることにより、トライアック５０１のオフ位相で出力及
び電源回路４に流れる電流を制限する。

すると、出力及び電源回路４の直流側電圧が充分大きく
なるまでトライアック５０１がオンしないことになり、
センサ回路３に直流電力を安定に供給して動作を安定化
することが可能となる。

なお、このツェナダイオード５０３，５０４が゛無い場
合には、次のような問題があるが、これが解消される。

まず、Ｌ負荷等のＲ分の小さな負荷８を接続した場合、
毎サイクル、ダイオード４１４を抵抗４２３を通して急
激に電流が流れ、コンデンサ４３１を貫通してトライア
ック５０１のゲート端子に電流が流れ、コンデンサ４３
１の充電が充分になされない間にトライアック５０１が
オンしてしまいセンサ回路３への供給電圧が下り、セン
サ回路３の動作が不安定となる。

これを避けるために抵抗４２３を大きくしてコンデンサ
４３１の貫通電流を少くするようにすれば、抵抗４２３
における電圧降下が大きくなり、５ＣＲ４１ｉがオンし
たのちＳＣＲ４１２がオンするまでの間の直流側への応
答が遅くなってしまい、この間にできるだけインピーダ
ンスを下げてコンデンサ４３１に対する急激充電を行な
いたいのと背反することになる。

抵抗５０２の値を下げてトライアック５０１がオンする
のを遅くし、直流電圧が十分大きなものとなってからト
ライアック５０１がオンするようにすることも考えられ
るが、こうすると、トライアック５０１のトリガ電圧、
トリガ電流のばらつき等により抵抗５０２の値をかなり
小くせねはならないことになってしまう。

このことは、出力及び電源回路４の両電源端子間に流れ
る電流が増大することを意味し、トライアック５０１を
設けて出力及び電源回路４に流れる電流はそのままにし
ながら負荷開閉電流を増大させ出力及び電源回路４での
損失を抑えるという初期の目的が遠戚できない。

また抵抗５０２の値を小くする程のコンデンサ４３１の
貫通電流が大きくなってしまう。

ツェナダイオード５０３，５０４により上記の問題が解
決され、コンデンサ４３１の充電電圧が十分大きくなる
位相までトライアック５０１はオンせず、しかも抵抗５
０２の値を大きくできるので、出力及び電源回路４の電
流を減少させ、且つ抵抗４２３の値を小くして直流側へ
の供給インピーダンスを小くできる。

なお、ツェナダイオード５０２，５０３の代りにＳＢＳ
（シリコン・パイラテラル・スイッチ）等の双方向性
スイッチング素子を用いることもできる。

以上実施例に示したように、この考案によれば、検出コ
イルを有するセンサ回路と、２個の交流電源端子と、前
記センサ回路に直流の電力を供給するための前記２個の
交流電源端子間に接続された整流回路を備えこの整流回
路の出力端子間が前記センサ回路からの検出信号に応じ
て開閉される出力及び電源回路とを有し、前記検出コイ
ルに対する近接体の接近に応じて前記２個の電源端子間
が開閉される交流２線式の高周波発振形近接スイッチに
おいて、ゲート端子に加えられる信号に応じて２個の主
端子間を開閉する３端子交流スイッチング回路を備え、
前記２個の電源端子の一方を前記３端子交流スイッチン
グ回路の一方の主端子に接続するとともに他方の電源端
子を双方向性スイッチング回路を介してゲート端子に接
続することによって前記３端子交流スイッチング回路の
一方の主端子とゲート端子との間を前記出力及び電源回
路の整流回路を介して接続し、前記他方の電源端子と双
方向性スイッチング回路との接続点と他方の主端子との
間に抵抗を接続したので、前記３端子交流スイッチング
回路を適宜選定することにより、前記出力及び電源回路
に流れる電流を同じく小さいものとしながら、大きな負
荷電流の開閉ができる。

また、電源電圧の位相がある程度まで大きくなるまでの
位相では、前記双方向性スイッチング回路により前記３
端子交流スイッチング回路にゲート電流を流さないよう
にし、且つ前記抵抗の値を大きくすることにより、前記
３端子交流スイッチング回路のオフ位相で前記出力及び
電源回路に流れる電流を制限でき、これにより、出力及
び電源回路の直流側電圧が充分大きくなるまで前記端子
交流スイッチング回路をオンさせないようにすることが
でき、センサ回路に直流電力を安定に供給して動作を安
定化できる。

【図面の簡単な説明】

図は本考案の一実施例の回路図である。 １・・・・・・近接スイッチ、２・・・・・・検出コイ
ル、３・・・・・・センサ回路、４・・・・・・出力及
び電源回路、５・・・・・・３端子交流スイッチング回
路、８・・・・・・負荷、９・・・・・・交流電源。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 検出コイルを有するセンサ回路と、２個の交流電源端子
   と、前記センサ回路に直流の電力を供給するための前記
   ２個の交流電源端子間に接続された整流回路を備えこの
   整流回路の出力端子間が前記センサ回路からの検出信号
   に応じて開閉される出力及び電源回路とを有し、前記検
   出コイルに対する近接体の接近に応じて前記２個の電源
   端子間が開閉される交流２線式の高周波発振形近接スイ
   ッチにおいて、ゲート端子に加えられる信号に応じて２
   個の主端子間を開閉する３端子交流スイッチング回路を
   備え、前記２個の電源端子の一方を前記３端子交流スイ
   ッチング回路の一方の主端子に接続するとともに他方の
   電源端子を双方向性スイッチング回路を介してゲート端
   子に接続することによって前記３端子交流スイッチング
   回路の一方の主端子とゲート端子との間を前記出力及び
   電源回路の整流回路を介して接続し、前記他方の電源端
   子と双方向性スイッチング回路との接続点と他方の主端
   子との間に抵抗を接続したことを特徴とする近接スイッ
   チ。