(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発振回路と、該発振回路の振幅を検出する発振検出回路と、該発振検出回路の出力に基づいて被検出物の位置を判定する動作距離判定回路と、該動作距離判定回路の出力に基づいて被検出物の検出信号を出力する出力回路とを備え、
前記動作距離判定回路は、第１の表示装置と第２の表示装置とを備え、
被検出物との相対位置が不安定検出領域又は安定検出領域にあることを検出し、
被検出物が不安定検出領域にあると前記第１の表示装置を表示し、被検出物が安定検出領域にあると前記第２の表示装置を表示し、
前記第１の表示装置と前記第２の表示装置とは並列接続されてシュミット回路に組み込まれ、
前記第１の表示装置は、被検出物が不安定検出領域にあると動作するｐｎｐ型の第１のトランジスタと、該第１のトランジスタに並列接続されたダイオードと、前記第１のトランジスタと直列に接続された第１の発光ダイオードとを備え
前記第２の表示装置は、被検出物が安定検出領域にあると動作するｐｎｐ型の第２のトランジスタと、該第２のトランジスタと直列に接続された第２の発光ダイオードとを備え、
前記不安定検出領域においては前記第１の発光ダイオードが点灯し、その状態から更に被検出部に対して近接する方向に移動されて前記安定検出領域になると、前記第１の発光ダイオードが消灯すると同時に前記第２の発光ダイオードが点灯すること
特徴とする近接スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は被検出物を非接触にて検出する近接スイッチ、特に、その安定動作領域における動作表示に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の近接スイッチはその表示方法が１種類である。例えば被検出物が近づくと発光ダイオードが発光し且つ出力信号が出る。そして、被検出物が遠ざかって検出できなくなると発光ダイオードの発光は消えて出力信号も出なくなる。
【０００３】
ところで、近接スイッチの動作距離（検出距離）にはバラツキや温度誤差があるため、標準動作距離に対して変動を予測しなければならない。常温で検出できる位置に近接スイッチを設置した場合でも、温度変化等により動作距離が変動して検出できなくなる場合がある。このため、近接スイッチを設置する場合には、動作距離の変動を考慮した位置に設置する必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように近接スイッチは動作距離（検出距離）の変動を考慮した位置に設置する必要がある。このため、近接スイッチの取り付けの際には、例えば被検出物を検出位置に配置してから近接スイッチを被検出物に近接して動作確認をし、そして、そのときの動作位置に対してスケール等を用いて所定の距離だけ被検出物側に近接スイッチを設置する必要があった。このため、その設置のための作業が面倒であるという問題点があった。
【０００５】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、動作距離の変動を考慮した場合においてもその設置を容易に行うことを可能にした近接スイッチを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明の一つの態様に係る近接スイッチは、発振回路と、発振回路の振幅を検出する発振検出回路と、発振検出回路の出力に基づいて被検出物の位置を判定する動作距離判定回路と、動作距離判定回路の出力に基づいて被検出物の検出信号を出力する出力回路とを備え、動作距離判定回路は、被検出物との相対位置が不安定検出領域又は安定検出領域にあることを検出して表示するものである。
【０００７】
本発明においては、動作距離判定回路が、被検出物との相対位置に応じて、不安定検出領域又は安定検出領域をそれぞれ検出して表示する。このため、近接スイッチの取り付けの際に、例えば被検出物を検出位置に配置して、近接スイッチを被検出物に近づける。被検出物との相対位置に応じて、不安定検出領域に入るとその旨が表示される。更に近づけて安定検出領域に入るとその旨が表示される。この安定検出領域に入った旨が表示があると、その表示された位置においては近接スイッチは確実に動作することから、その位置に近接スイッチを設置する。即ち、安定検出領域に入った旨が表示があたっときにその位置に近接スイッチを設置すればよいのでその設置のための位置決め作業が極めて簡単なものとなっている。なお、本発明において、不安定検出領域とは温度変動等により検出できなくなる可能性のある領域であり、安定検出領域とは温度変動等があっても確実に検出することができる領域である。
【０００８】
（２）本発明の他の態様に係る近接スイッチは、上記（１）の近接スイッチにおいて  動作距離判定回路は、被検出物が不安定検出領域にあると表示される第１の表示装置と、被検出物が安定検出領域にあると表示される第２の表示装置とを備えたものである。本発明においては、近接スイッチと被検出物との相対距離に応じて、第１の表示装置又は第２の表示装置による表示が行われる。近接スイッチと被検出物との相対位置が安定検出領域にあると、第２の表示装置による表示がなされ、その第２の表示装置による表示がなされた位置に近接スイッチを設置する。
【０００９】
（３）本発明の他の態様に係る近接スイッチは、上記（２）の近接スイッチにおいて、第１の表示装置は第１の発光ダイオードを含み、第２の表示装置は第２の発光ダイオードを含み、第１の発光ダイオードと第２の発光ダイオードとをシュミット回路に組み込んでその動作を切り換えるものである。本発明においては、第１の発光ダイオードと第２の発光ダイオードとがシュミット回路に組み込まれており、このため、不安定検出領域から安定検出領域に移行する過程における第１の発光ダイオードから第２の発光ダイオードへの切り替えが安定して行われる。
【００１０】
（４）本発明の他の態様に係る近接スイッチは、上記（３）の近接スイッチにおいて、第１の表示装置は、被検出物が不安定検出領域にあると動作するｐｎｐ型の第１のトランジスタと、第１のトランジスタに並列接続されたダイオードと、第１のトランジスタと直列に接続された第１の発光ダイオードとを備え、第２の表示装置は、被検出物が安定検出領域にあると動作するｐｎｐ型の第２のトランジスタと、第２のトランジスタと直列に接続された第２の発光ダイオードとを備え、第１の表示装置と第２の表示装置とを並列接続したものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施形態１．
図１は本発明の一実施形態に係る近接スイッチ１０の構成を示すブロック図である。近接スイッチ１０は、発振回路１、発振検出回路２、動作距離判定回路３、出力回路４及び電源５を備えている。そして、発振回路１、発振検出回路２、動作距離判定回路３及び出力回路４は直列に接続されており、これらには電源５から駆動電圧が供給される。
【００１３】
図２は図１の近接スイッチ１０の回路図である。発振検出回路２はトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ５、抵抗Ｒ１〜Ｒ９、及びコンデンサＣ１，Ｃ２から構成されている。動作距離判定回路３はトランジスタＴｒ６〜Ｔｒ８，ダイオードＤ１、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２及び抵抗Ｒ１１〜Ｒ１３から構成されている。なお、動作距離判定回路３のトランジスタＴｒ６〜Ｔｒ８はシュミット回路を構成している。出力回路４はトランジスタＴｒ９，Ｔｒ１０及びコンデンサＣ４から構成されている。電源回路５は直流電源５１及び定電圧回路５２から構成されている。
【００１４】
図３は図２の近接スイッチ１０を設置する際の位置決めの説明図である。
（ａ）まず、被検出物２０をその動作領域の内の検出位置に配置する。そして、近接スイッチ１０が非検出領域にあるときの動作を説明する。
このときの発振回路１の出力は高レベルになっているので、トランジスタＴｒ１はオンとなり、トランジスタＴｒ２及びＴｒ４もオンとなる。その結果、トランジスタＴｒ３及びＴｒ５はオフになる。発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２には電流が流れず点灯しない。トランジスタＴｒ９，Ｔｒ１０はオフであり、出力はオフ状態になっている。
【００１５】
（ｂ）次に、近接スイッチ１０を被検出物２０側に更に近づけて不安定動作領域に配置したときの動作を説明する。
近接スイッチ１０を被検出物２０に近づけるに連れて発振回路１の発振は減衰して（振幅が小さくなる）その出力のレベルは低くなり、その結果、トランジスタＴｒ１のエミッタ電位に相当するＡ点の電位は下がる。これにより、トランジスタＴｒ２のベース電位に相当するＢ点の電位及びトランジスタＴｒ３のベース電位に相当するＣ点の電位もまた下がる。このとき、抵抗Ｒ１とＲ２との分圧比と、抵抗Ｒ３とＲ４との分圧比との相違により、Ｃ点の電位よりもＢ点の電位が先に下がるようにしてある。このため、近接スイッチ１０が不安定動作領域に入ってきたときには、Ｂ点の電位がトランジスタＴｒ２をオフする電位にまで下がる。
【００１６】
この状態においてはトランジスタＴｒ２はオフになり、その結果、トランジスタＴｒ３はオンになり、トランジスタＴｒ８がオンになる。そして、トランジスタＴｒ８のコレクタ・エミッタ間に電流が流れて、発光ダイオードＬＥＤ１にも電流が流れて点灯する。また、トランジスタＴｒ８のオンによりトランジスタＴｒ９がオンし、出力トランジスタＴｒ１０もオンすることとなり、出力はオン状態になる。
【００１７】
（ｃ）次に、近接スイッチ１０を安定動作領域に配置したときの動作を説明する。
近接スイッチ１０を被検出物２０に更に近づけて安定検出領域に入ると、発振回路１の発振は更に減衰してその出力のレベルは更に低くなり、Ｃ点の電位がトランジスタＴｒ４をオフする電位にまで下がる。
【００１８】
この状態においてはトランジスタＴｒ４はオフになり、その結果、トランジスタＴｒ５はオンになり、トランジスタＴｒ６，Ｔｒ７がオンになる。そして、トランジスタＴｒ７がオンすることで、トランジスタＴｒ８がオフになる。そして、トランジスタＴｒ８がオフになる過程においては、トランジスタＴｒ８に流れていた電流が、それに並列接続されているダイオードＤ１に流れ始める。そのため、図４に示されるように、ダイオードＤ１のアノードの電位（Ｄ点の電位）Ｖｄが過渡的に０．６Ｖだけ上昇することとなる。そして、この電位Ｖａの電位上昇がトランジスタＴｒ６のオン動作を加速させる。
【００１９】
トランジスタＴｒ６がオンになることで、トランジスタＴｒ６のコレクタ・エミッタ間に電流が流れて発光ダイオードＬＥＤ２にも電流が流れて点灯する。トランジスタＴｒ９，Ｔｒ１０はオン状態のままである。このときは、トランジスタＴｒ６と発光ダイオードＬＥＤ２との直列回路と、ダイオードＤ１と発光ダイオードＬＥＤ２との直列回路とは並列に接続されている。そして、トランジスタＴｒ６と発光ダイオードＬＥＤ２との直列回路の両端の電圧は実質的に発光ダイオードＬＥＤ１の動作電圧に相当するから（トランジスタＴｒ６はオン）、ダイオードＤ１と発光ダイオードＬＥＤ２との直列回路の両端の電圧は発光ダイオードＬＥＤ１の動作電圧に規制されることとなり、この直列回路（Ｄ１，ＬＥＤ１）には必要な動作電圧が印加されないので電流が流れず、従って、発光ダイオードＬＥＤ１は消灯することになる。即ち、被検出物２０が安定動作領域に入ると、発光ダイオードＬＥＤ１は消灯し、発光ダイオードＬＥＤ２は点灯することになる。このときの被検出物２０と近接スイッチ１０との相対位置により近接スイッチ１０の設置位置を決める。
【００２０】
なお、本実施形態においてはその説明を省略したが、通常の使用状態においては、トランジスタＴｒ１０がオンすることにより直流電源５１から電流が流れ込むので、直流電源５１側でその電流を検出することにより、被検出物２０が近接スイッチ１０に近接したことを検出する。このことは後述の実施形態２においても同様である。
【００２１】
実施形態２．
図５は本発明の実施形態２に係る近接スイッチの回路図である。本実施形態２においては、交流電源５３及び整流器５４が設けられ、整流器５４の出力にサイリスタＳＣＲ１が接続されている。そして、発光ダイオードＬＥＤ１，２のカソードはサイリスタＳＣＲ１のゲートに接続されている。また、図２のダイオードＤ１は、トランジスタＴｒ８に対して、並列ではなく、直列に接続されている。以上が図２と異なる点であり、それ以外は図２と同一である。
【００２２】
従って、本実施形態においては、近接スイッチが非検出領域にあるときの動作は上記の実施形態１と同じである。次に、近接スイッチ１０を被検出物２０に更に近づけて不安定動作領域に配置したときには、上記の場合と同様に、発振回路１の発振は減衰して、トランジスタＴｒ２はオフ、トランジスタＴｒ３はオン、トランジスタＴｒ８がオンになる。そして、トランジスタＴｒ８のコレクタ・エミッタ間に電流が流れて発光ダイオードＬＥＤ１が点灯する。トランジスタＴｒ８のオンによりツェナーダイオードＺＤを介してサイリスタＳＣＲ１にゲート電圧が印加されてオン動作をする。これにより出力はオン状態になる。
【００２３】
また、近接スイッチを更に近づけて安定動作領域に配置したときには、発振回路１の発振は更に減衰してその出力のレベルは更に低くなり、トランジスタＴｒ４はオフ、トランジスタＴｒ５はオン、トランジスタＴｒ６，Ｔｒ７がオン、トランジスタＴｒ８がオフになる。そして、トランジスタＴｒ６のオンによりトランジスタＴｒ６のコレクタ・エミッタ間に電流が流れて発光ダイオードＬＥＤ２が点灯する。そして、ツェナーダイオードＺＤを介してサイリスタＳＣＲ１にゲート電圧が印加されてオン動作をする。これにより出力はオン状態を維持する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る近接スイッチの構成を示すブロック図である。
【図２】図１の近接スイッチの回路図である。
【図３】図２の近接スイッチを取り付ける際の説明図である。
【図４】図２の近接スイッチの動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図５】本発明の実施形態２に係る近接スイッチの回路図である。
【符号の説明】
１  発振回路
２  発振検出回路
３  動作距離判定回路
４  出力回路
５  電源
【図１】
0004360735.tif 000002
【図２】
0004360735.tif 000003
【図３】
0004360735.tif 000004
【図４】
0004360735.tif 000005
【図５】
0004360735.tif 000006