JPS60182629A - 無接点スイツチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は角柱型形状を有し検出ヘッド部とスイッチ部と
が分Ａｌｌされた光電スイッチや近接スイッチ等の無接
点スイッチに関するものである。

従来技術とその問題点 従来の無接点スイッチは、検出回路を含む検出ヘッド部
と電源回路やスイッチ回路が含まれたスイッチ部を有し
ており、又必要に応じてスイッチ部を固定すると共に筐
体を構成するレセプククルボックス部が設けられて２又
は３０部分に分割されていた。そしてこのような無接点
スイッチでは、スイッチ部から検出ヘッド部に電源を供
給し検出ヘッド部からの検出信号をスイッチ部に得る必
要がある。従ってそれらをリード線で電気的に接続しな
ければならず、又機械的にも接続する必要があるので組
立時に非常な手間がかかるという問題点があった。

又角柱型の無接点スイッチはセンサ部の正面又は上下左
右の側面の５方向のうち１方向を検知面とする必要があ
るが、それらの需要を満たずために多種類の無接点スイ
ッチが必要であった。その種類を少なくするために検出
ヘッド部とスイッチ部の接触面を正方形とし、接続位置
を９０”づつ変えることによって無接点スイッチの検知
面を上下左右のいずれか１方向に切換えるようにしたも
のがあるが、この場合にもこれに加えて前方を検知面と
する無接点スイッチが必要であり、少なくとも二種類の
無接点スイッチを要するという問題点があった。

発明の目的 本発明はこのような従来の無接点スイッチの問題点を解
消するものであって、検出ヘッド部とスイッチ部の配線
を不要とし接続を容易にすることによって組立作業性を
向上させると共に、一つの機種で全ての方向を切換えて
検知することができる無接点スイッチを提供するもので
ある。

発明の構成と効果 本発明は一面を検知面とする角型検出ヘット部と、検出
ヘッド部に電力を供給すると共に検出信号を受けてスイ
ッチ信号を出力するスイッチ部とを有する角柱型の無接
点スイッチであって、検出ヘッド部に設けられ端面が夫
々検知面と対称な面を含む相隣る二つの接続面に接し、
互いに平行で中心部が連結され、一方の端面が夫々の接
続面中央に位置する二つのＬ字状の第１のコアと、第１
のコアの連結された中心軸の周囲に設けられた第１のコ
イルと、スイッチ部の検出ヘッド部に対向する面の中央
内部に設けられ接続方向にかかわらず前記り字状コアの
二つの端面に接する第２のコアと、第２のコアの周囲に
設けられ交流電圧が印加される第２のコイルと、検出ヘ
ッド邪に設けられ、第１のコイル出力に基づいて検出回
路に電源を供給する電源回路と、検出ヘッド部に設けら
れ検出信号に基づいて点滅する発光素子と、スイッチ部
に設けられ検出ヘッド部をスイッチ部に接続したときに
発光素子の発光信号を受光する受光素子と、受光素子の
受光信号をスイッチ出力とする出力手段と、を具備する
ことを特徴とするものである。

このような特徴を有する本発明によれば、検出ヘッド部
とスイッチボックス部とを夫々別個に製造することが可
能となり、相互に電気的配線を行う必要がなく夫々を組
立てた後にビス等で連結するだけで無接点スイッチを構
成することができる。

従って組立時の工数を少なくすることができ、作業性が
向」ニし無接点スイッチの価格を低減することが可能と
なる。又組立時に検知面を必要に応して正面又は上下左
右のいずれか一方向に設定することが可能となり、検知
方向が異なる多種類の無接点スイッチを製造する必要は
なくなる。更に使用者が必要に応じて検知面を変更する
ことが可能であるので、極めて使い易い無接点スイッチ
とすることができる。更に検出ヘッド部とスイッチ部と
は無接触であるため接触不良等が起こる恐れはなく、ノ
イズ等の影響も除去することができ信頼性を向」ニさせ
ることが可能となる。又スイッチ部が何らかの電気的な
ストレスによって破壊された場合にも検出ヘッド部が破
壊されることはないので、保守が容易となるという効果
も得られる。

実施例の説明 第１図は本発明による無接点スイッチの一実施例の構造
を示す分解斜視図である。本実施例は高周波発振型近接
スイッチとし、検出ヘッド部１に検出コイルと発振回路
を有している。検出ヘッド部１は立方体であって、第１
図の状態ではヘッドの前面両側の中央に切欠２ａ、２ｂ
が設けられ、その内部に検出ヘッド部１を貫く孔３ａ、
３ｂが設けられて取付はネジによって検出ヘッド部１を
スイッチボックス４に数句けることができるよう構成さ
れている。スイッチボックス４は検出ヘッド部１と接す
る取付は板５が正方形に構成され、図示のように四方に
取付は用孔６ａ〜６ｄが設けられる。第１図は検知面１
ａが検出ヘッド部１の上面に向けられた状態を示してお
り、取付は位置を９０°づつ変化させ取付は孔６ａ、６
ｃと６ｂ。

６ｄとを交互に用いることによって上下左右の４方向に
検知面１ａを設定することが可能となっている。スイッ
チボックス４は検出ヘッド部１の信号によりスイッチ出
力を出すものであって、図示しないレセプタクルと共に
近接スイッチの筐体を形成している。

第２図はこの検出ヘッド部１の検知面１ａを前面に向け
た状態を示す分解斜視図である。本図はスイッチボック
ス４の取付は板５に設けられる二つの取付は孔６ａ、６
ｃ側から検出ヘッド部１の裏面にタップが設けられた開
口にネジ止めして検出ヘッド部１を取付けるものである
。

第３図はこの近接スイッチの検出ヘッド部１及びスイッ
チボックス４の構造を示す一部切欠断面図である。本図
は第１図と同様に検知面１ａを上面にしたものを示して
いる。検知面ｌａ内には環状の溝を有するフェライトコ
ア７とその溝に収納された検出コイル８が設けられてお
り、この検出コイル８と共に発振回路を形成し発振信号
の変化に基づいてスイッチ出力を与える検出回路９を有
している。さて本発明ではこの検出回路９の電源はスイ
ッチボックス４よりカップリングコイル１０ａを介して
検出ヘッド部１に与えられる。カップリングコイル１０
ａは第４図（ａｌに斜視図を示すコア１１の中央に巻き
付けて固定されている。コア１１は図示のようにコア片
１１ａ、ｌｌｂと１１ｃ、ｌｉｄによる二つのＬ字状の
コア部を有し、その中心部が連結されて連結部にカップ
リングコイル１０ａが巻き付けられている。そし”ζコ
ア片１１ａ、ＩＩＣは端面が検出ヘッド部１の面１ｂに
面しており、コア片１１ｂ、ｌｉｄは端面が検出ヘッド
部１の面ＩＣに面している。更にコア１１ａ、Ｉｌｂの
各端面ば面１ｂ、ｌｃの中央に正確に位置するように固
定され、コア片１１ａ、１１ｂは内部に貫通孔を有して
いる。検出ヘッド部１内の検出回路９は前述した検出コ
イル８とそれに並列に接続されて共振回路を構成するコ
ンデンサ１２を用いた発振回路と、その発振出力の低下
に基づいて出力を出すシュミットトリガ回路を有してお
り、その出力は発光ダイオード１３に与えられる。発光
ダイオード゛１３には第５図に拡大断面図を示すように
熱収縮性のチューブ１４が被せられて、その発光出力が
光ファイバ１５．１６に伝えられる。光ファイバ１５は
第４図ｆａ）に示すようにＬ字型のコア片１１ａの貫通
孔を通ってコア１１が接する面１ｂにまで引き伸ばされ
、光ファイバ１６はコア片１１ｂの貫通孔を通ってコア
１１が接するＩＣにまで引き伸ばされている。

一方スイソチボソクス４は第３図に示すように、検出ヘ
ッド部１と対向する取付は板５の中央位置にコア１１の
端面と対向するように、環状の溝を有しフェライトから
成る断面Ｅ型のボットコア１７とその溝内に装着された
カンプリングコイル１０ｂが設けられている。第４図（
ｂ）はこのボノトコア１７を示す斜視図であり、その中
心と円周との間隔は二つのコア片１１ａ、ｌｌｂとｌｌ
ｃ、１１ｄの間隔に等しい形状のものが選択される。ボ
ットコア１７には更にその中央の開口に断面を有する光
ファイバ１８が設けられ、第１図又は第３図の取付状態
では光ファイバ１５に対向し、光ファイバ１５を介して
与えられる検出ヘッド部１の光信号を受光してスイッチ
ボックス４に導くようにしている。

第６図は検出ヘッド部１及びスイッチボックス４の電源
と信号の授受を示すブロック図である。

本図においてスイッチボックス４のカップリングコイル
１０ｂは交流電源１９に接続されて駆動される。−力先
ファイバ１８の他端には第５図に示すように受光素子、
例えばフォトトランジスタ２０が接続され、その動作に
基づいてスイッチ出力を出す出力回路２１が設けられる
。一方検出ヘッド部１においてはカンブリングコイル１
０ａの一端はダイオード２２を介してコンデンサ２３と
検出回路９の電源端に接続される。コンデンサ２３は整
流された脈流を平滑して検出回路９に供給するものであ
る。

さて第１図又は第２図に示すように検出ヘット部１の検
知面１ａを任意の方向にしてスイッチボックス４に取付
ける。第１図において検出ヘット部１は立方体に構成さ
れているため、前述したように面１ｂをスイッチボック
ス４に接触させて取付ける際には検出ヘッド部１をスイ
ッチの軸方向に９０”づつ回転させることによって」二
下左右のいずれの位置にも検知面１ａを向けることが可
能である。この場合には、第７図（ａ）に接続状態を示
すように一方のコア片１１ａの端面が常にボットコア１
７の中心に対向し、コア片ＬｌｃＯ端面がボットコア１
７の周囲のコア部に接するようにして磁路が形成される
。同時にコア片１１ａを貫通ずる光ファイバ１５と光フ
ァイバ１８との端面が直接対向する状態となる。一方第
２図に示すように面ＩＣをスイッチボックス４に接触さ
せて検知面１ａをスイッチの前方に向りるごとも可能で
ある。

この場合には、第７図（ｂ）に示すように二つのコア片
１１ｂ、ｌｉｄとボットコア１７によって磁路が形成さ
れると共に、一方のコア片１１ｂを貫通する光ファイバ
１６と１７の端面が相対向するようになる。こうして検
出ヘッド部ｌをスイッチボックス４に取付け、必要に応
じてレセプタクルを取付りて近接スイッチを構成する。

次に本実施例の動作について説明する。金弟１゜３図に
示すように面１ｂを取付は板５に接触させて検出ヘッド
部を取付けるものとし、交流電源１９によってカンブリ
ングコイルｌＯｂを駆動すると、コア片ｉｉａ、ＩＩＣ
及びボットコア１７によって磁路が形成されているため
カンブリングコイル１０ａに誘起電圧が発生し、その交
流電圧がダイオード２２によって整流されコンデンサ２
３で平滑されて検出回路９に与えられる。このようにし
てスイッチボックス４がら検出ヘッド部１への電力供給
をトランス結合によって無接点で行っている。そして検
出回路９に電源が供給されると検出コイル８及びコンデ
ンサ１２による発振回路が発振し１、物体を検知するこ
とができる状態となる。ここで検出コイル８に物体が近
接すればその発振出力が低下し、振幅が所定レヘル以下
となれば発光ダイオード１３が点灯する。この発光ダイ
オード１３の光出力は光ファイバ１５．１６に伝えられ
、スイッチボックス４に対向する光ファイバ１５によっ
て光ファイバ１８に発光信号が伝えられる。この発光信
号によってフォト１−ランジスタ２０が導通し出力回路
２１より近接スイッチの出力として外部に伝えられる。

このように検知信号を無接点で検出ヘッド部１からスイ
ッチボックス４に導くことが可能となる。又検出へ、　
＋’会＋＋　１の面１ｃを取付は板５に接触させて取付
けた場合にも同様にしてコア片１１ｂ、ｌｉｄとボット
コア１７によって磁路が形成されるので、カンブリング
コイル１０ａに交流電圧が誘起されダイオード２１によ
って整流されて検出回路９に電源が与えられる。そして
検出信号は光ファイバ１６から光ファイバ１８に与えら
れて出力が出される。こうすれば近接スイッチのいずれ
の面を検知方向とした場合にも検出ヘッド部１とスイソ
チボンクス４とをリード線によって接続する必要力なく
、組立が極めて容易となる。

本実施例はスイッチボックスに設けられるコアとして環
状の溝を有するボットコア１７を用いたが、第４図（Ｃ
１に斜視図を示すようにＥ字型の二つのコアを互いに直
交するように組合せたコア２４を用いてもよい。この場
合にはコア２４の端面の間隔を検出ヘッド部のコア片１
１ａ、ｌｌｃ又は１、］ｂ、１１ｄの端面の間隔に等し
くなるようにすると共にその内部にカップリングコイル
１０ｂを配置し、中心に設Ｌｊた開口に光ファイバ１８
の端面を固定するようにする。

又本実施例では検出ヘッド邪の出力に応し゛ζ発光ダイ
オードを点滅させ光ファイバを介してスイッチボックス
に与えているが、発光素子と受光素子とを検出ヘッド部
とスイッチボックスの接触面に配置しそれらを直接対向
させるようにすれば、光ファイバを用いることなく信号
を伝達することも可能である。

更に本実施例は高周波発振型近接スイッチについて説明
したが、他の形式の近接スイッチや光電スイッチ等地の
無接点スイッチに本発明を適用することが可能であるこ
とはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明による近接スイッチの構造を
示す分解斜視図、第３図は本実施例による近接スイッチ
の内部状態を示す一部切欠断面図、第４図（ａ）は検出
ヘッド邪に設けられるコアとカップリングコイルを示す
斜視図、第４図ｆｂｌはスイッチ部に設しノられるボッ
トコアの斜視図、第４図（Ｃ）はスイッチ部に設けられ
るコアの他の例を示す斜視図、第５図は発光ダイオード
と光ファイバの接続部分を示す拡大断面図、第６図は検
出へ２・ド部及びスイッチボックスの電気的を構成を示
すブロック図、第７図ｔａ＋及び第７図（ｂｌは検出−
＼）Ｉ°部とスイッチボックスのカップリング状態を示
す概念図である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）−面を検知面とする角型検出ヘッド部と、前記検
   出ヘッド邪に電力を供給すると共に検出信号を受けてス
   イッチ信号を出力するスイッチ部とを有する角柱型の無
   接点スイッチにおいて、前記検出ヘッド邪に設けられ端
   面が夫々検知面と対称な面を含む相隣る二つの接続面に
   接し、互いに平行で中心部が連結され、一方の端面が夫
   々の接続面中央に位置する二つのＬ字状の第１のコアと
   、 前記第１のコアの連結された中心軸の周囲に設けられた
   第１のコイルと、 前記スイッチ部の前記検出ヘッド部に対向する面の中央
   内部に設けられ接続方向にか乃１わらず前記り字状コア
   の二つの端面に接する第２のコアと、前記第２のコアの
   周囲に設けられ交流電圧が印加される第２のコイルと、 前記検出ヘッド部に設けられ、前記第１のコイル出力に
   基づいて検出回路に電源を供給する電源回路と、 前記検出ヘッド邪に設けられ検出信号に基づいて点滅す
   る発光素子と、 前記スイッチ部に設けられ前記検出ヘッド部を前記スイ
   ッチ部に接続したときに前記発光素子の発光信号を受光
   する受光素子と、 前記受光素子の受光信号をスイッチ出力とする出力手段
   と、を具備することを特徴とする無接点スイッチ。
2. （２）前記検出ヘッド部は、前記発光素子の発光信号が
   一端に与えられ夫々の端面が二つの検知面の中心に位置
   するＬ字状コアを貫通して前記検出ヘッド邪の二つの接
   続面の中心に位置する第１゜第２の光ファイバを有し、
   前記スイッチ部は、前記第２のコアを貫通して前記検出
   ヘッド部と接触する面の中央に端面を有し前記受光素子
   に光を伝える第３の光ファイバを有し、前記検出ヘッド
   部とスイッチ部とを接続したときに前記第１又は第２の
   光ファイバと第３の光ファイバとの端面が相対向するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の無接点スイ
   ッチ。
3. （３）前記検出ヘッド部は立方体として形成され前記ス
   イッチ部は前記検出ヘッド部の面に等しい面を取付は面
   としたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の無
   接点スイツチ。
4. （４）前記第２のコアは断面Ｅ型のボットコアであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の無接点スイ
   ッチ。