JPS6046617A - 無接触動作電子スイツチ - 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】 ことのできる発振器，および発振器から（場合によって
はスイノチ増幅器を介して）制御可能な電子スイノチ（
例えはトランジスタ，サイリスクまたはトライアンク）
が設けられており．ここにおいて発振器が作用回路網を
有し，かつ作用回路網に応答電極が設けられており，か
つその際応答電極に接近した応答部材によって応答電極
と基ン＃電位に接続した対向電極との間のインピーダン
スがインピーダンス限界値を下回った場合．発振器が明
確な作用を受け，すなわち電子スイッチを制御する作用
を受ける，無接触動作電子スイッチ装置に関する。

基本的にここで述べたような電子スイッチ装置は，無接
点構成になっており，かつ電気的な測定。

制御および調整回路に，接点を有するｊ，、、ＴＩ成で
機械的に操作される電気スイッチ装置に代ってますます
大量に使われるようになっている。このことは。

特にいわゆる近接スイノチ．すなわち無接触動作電子ス
イッチ装置にあてはまる。このような近接スイッチによ
れＱま，当該の近接スイッチが感応する作用素子が近接
スイッチに十分近付いたかどうかが表示される。すなわ
ちこのような作用素子が近接スイッチに十分近付くと．
電子スイッチは切換制御され，すなわちスイッチ装置を
メータ接点として４：７，を成した場合には．これまで
不尋通であったスイッチがこの時４通になり，一方スイ
ノチ装置をブレーク接点として構成した場合には，これ
まで導通していたスイッチがこの時遮断される。

（前記のようなスイッチ装置によれは．スイッチ装置が
感応する作用媒体の物理量が適当な値に達したかどうか
を表示する仁ともできる。）従って基本的に前記のよう
な電子スイッチ装置の主要部品（は、とりわけ外部から
作用を及ぼすことのできる存在表示器である。存在表示
器としては，例えば誘導または容量に関して作用を及ぼ
ずことのできる発振器が考えられ，この時誘導または容
晋近接スイノチが構成される。存在表示器として，ホト
抵抗，ホトダイオードまたはホトトランジスタも考えら
れ．この時光電近接スイッチが構成される。

外部から誘導作用を及ぼすことのできる発ｌ加２；Ｉを
有する電子スイノチ装置，従って誘導近接スイッチには
，外部から容量作用を及ぼすことのできる発振器を有す
るもの．従って容量近接スイッチよりも問題が少ない。

一方において誘導近接スイッチにおいては発振器が完全
にスイッチ装置内にあり．定常的に振動しておりかつ外
部作用があつた際に振動振幅の量的変化が評価されるか
、一方容量近接スイノチにおいては外部作用により応答
ｒｌＬ極と対向電極の間に十分大きな作用容量が生じた
時初めて発ＪｈＱ器が完成され、従って外部作用により
十分大きな作用容量が生じた時にたけ発振器が振動し、
従って外部作用があった際に振動振幅の量的変化が、ｉ
・１２価され１発振器が（易（幅限界値以上のＪ’ｂ？
動４カ（幅で）振動していないかまたは振動しているか
が評価されるという点で、誘導近接スイッチは容量近接
スイッチと相違している。他方において誘辱近接スイッ
チにおける発振器の自己制動と作用制動の比は、容量近
接スイッチにおける応答重積の自己容量と作用容量の比
よりも望ましい。

本発明の課題は、初めに述へたような無接触動作電子ス
イッチ装置の動作特性を改善することにある。

この課題を解決する本発明による無接触動作電子スイッ
チ装置は、まず大体において次のような特徴を有する。

すなわち発振器は１作用回路網により作用を受けていな
い場合、振幅限界値以上の振動振幅で振動し、かつ作用
回路網により負ヅＪ還におけるような明確な作用な受け
た場合、振幅限界値以下の振動振幅で振動するようにな
っている。

従って全般的な本発明の思想は１発振器が完全にスイッ
チ装置内にあり、定常的に振動゛しており。

かつ外部作用かあった除に振動振幅の量的変化が評価さ
れるように、容量近接スイッチを４１１Ｑ成することに
ある。

詳細には本発明による電子スイッチ装置を４１′４成し
かつ改善するには種々の′ｉ−ｉ丁能性があり、これに
ついて次に例を挙げて説明する。

基本的には本発明による電子スイッチ装置に利用できる
発振器の実施形は多数存在する。それにもかかわらず発
振器をＬＣ発振器として構成し、特に発振器がエミッタ
接地で動作する発振器トランジスタとエミッタ抵抗を有
するようにイ］゛４成することは望ましい。ここではエ
ミッタ抵抗を請負ｊｎ１能に構成し、それにより調節可
能なエミッタ抵抗によって本発明による電子スイッチ装
置のスイッチ闇値を調節できるようにすることは９１＜
ましい。

周知のように自動発振器にはり・１１ｊ還回路網が付属
している。なぜならこの時にたけ発振条件を１５−たず
ことができるからである。往って原則的に発］ム器は、
帰還回路網を介して作用を受け、このことは１本発明の
前提となる’ｌ’ｌｆｉ子スイッチ装置においても生じ
る。しかし不発り」による電子スイッチ装置直において
一方では帰還回路網はとのような形でも常に存在し、他
方では作用回路網か設けられている。従ってここでは作
用回路網は本来の帰還回路網ではなく、それ故にＩＪす
に述べたように発振器は１作用回路Ａ（ｄにより［負帰
還におけるような」明イ１′にな作用を受けている時、
いぜんとしてＪｏｎ’　１ｌｌｌ、ｉ限界値以下の振動
振幅で振動している。不発ｔＪ」による′１１Ｌ子スイ
ッチ装置において作用回路網は本来の％ｌ　遠回路網で
はないので１作用回路Ｋｌｔ３を接続する多くのｔＪ能
′Ｉど１ミがある。

発振器がエミッタ接地で動作する発振器トランジスタと
エミッタ抵抗を何する不発ψ」による電子スイッチ装置
の実施形において１作用回路網は。

一方では発振器トランジスタのエミッタとエミッタ抵抗
の接続点に、他方では応答型１ｉｊに接続することがで
きる。

作用回路網を発振器の入力端子に接続した本発明による
電子スイッチ装置の実施形も可能である。

発揚器がＬＣ発振器として４１′１ν成されており、従
ってＬ（Ｊｊｅ動回路を有する本発明による電子スイッ
チ装置の実施形では１作用回路網を、一方では基壁電位
から離れた方のＬＣ振動回路の端子、従って「ホット」
端子に、他方では応答１１ｉ極にに続することができる
。

応答型４す９に１４近した応答部材によって応答１１ｉ
極と基＄電位にＪ７続された対向電極との間のインピー
ダンスがインピーダンス限界値を下回った１１，１に。

発振器がいぜんとして振幅限界値以下の振幅で振動して
いること／こけが保証されているならＵ、原則的に本発
明による電子スイッチ装置に設けられた作用回路網は任
意に構成できる。それにもかかわらず本発明による電子
スイッチ装置に特に適した作用回路網の実施形がある。

このような有利な実施形は次のような特徴を有する。す
なわち作用回路ｂ＋ｐ　ｈ：　ＦｌΣＴｎチャネルデプ
レッション型トランジスタを１４する場合、ＦＥＴｎチ
ャネルデプレッション型ｌ・ランリスクのドレイン電極
がプラス電位に接続されており、ソース電イ所にソース
抵抗が１７続されており、かつゲート電極にゲート抵抗
が接続されており、またＦＥＴ　ｎチャネルデプレッシ
ョン型トランジスタに接続されていない方のソース抵抗
の９１′Ｉ■子とゲート抵抗の端子とが互いに接続され
ている。

その際ソース抵抗とゲート抵抗の接続点は１発振器トラ
ンジスタのエミッタとエミッタ抵抗の接続点に、または
基準電位から離れた方のＬＣム（動向路の端子、従って
「ボッｌ’　ｊ　ｊ：：！ｊ子に接続することができる
。

最後に本発明は次のことを示している。すなわち本発明
による電子スイッチ装置の今述べた実施形において、ゲ
ート抵抗に対して並列に分圧器フンデンザが接続されて
いる。

本発明の実施例を以下図面によって説明する。

第１図にブロックＩＡの形で示した電子スイッチ装置ｌ
は、無接触動作し、すなわち図示されていない応答部材
の１と近に応答し、かつ外部導体２を介して電源４の一
方の極３に、かつ別の外部導体５たけを介して負荷装置
７の一方の端子６にＪｚ続でき、その際負荷装置７の他
方の９１Ｍ子８゛は、電源４の他方の極９に接続されて
いる。すなわち図示した電子スイッチ装置１は、全体で
２っ）ζけの外部導体２．５を介して一方では電源４に
、他方では負荷装置７に接続する／こけでよい。

（本発明の教示は、第１図の実ｈ＆例におけるようにス
イッチ装置１が２つの外部導体を有するか。

または３つまたはそれ以上の外部導体ｙＪｚ設けられて
いるかどうかには関係ない。） 基本構成において第１図に示した電子スイッチ装置、す
なわち無接点スイッチ装置］は、外部から容量作用を及
ぼすことのできる発ＪｈｉＩ　Ｍ１４１０　、この発振
器１０の後に接続されたスイッチ増幅器１１．発振器１
０からスイッチ増幅器１１を介してＨｊＵ御できる電子
スイッチ１２．例えばサイリスク、および発振８；ζ１
０とスイッチ増幅器１１に給電’ｌｊＬ圧を発生する給
電回路１３から成る。

第２図と第３図に示すように１発振器１ｏは作用回路網
１４を有し、かつ作用回路網１４には応答型４１１１ｇ
　ｌ　５が設けられている。その除応答電極１５に接近
する図示されていない応答部材により比容電極１５と基
準電位に接続された対向電極１６との間のインピーダン
スカニインピーダンス限界値を下回った時。

発振器１０は明確な、すなわち電子スイッチ１２をｆｌ
；＃御するような作用を受ける。

本発明によれは発振器１０は１作用回路網１４により作
用を受けていない場合、振幅眼界値以上の振動振幅で」
ｂ（動じ、かつ作用回路λ１４１４により負％ｊ還にお
けるようなψ）確な作用を受けている場合、なお振１１
１ｉ＊、’１限界値以下の振動振幅／こけで振動するよ
うＫＩＩＩ′Ｉ成されている。

ｉ）７．２１スＩおよび第３図に示した実施例において
。

発振器１ｏはＬＣ発振器として構成されており、従って
発振器１０はＬＣ振動回路１７を有する。その他に発振
器１０は、エミッタ接地で動作する発振器トランジスタ
１８とエミッタ抵抗１９を有し、その際エミッタ抵抗１
９は調節可能である。

第２図に示した実施例において作用回路網１４は。

一方では発振器トランジスタ１８のエミッタ２１とエミ
ッタ抵抗１９の接続点に、他方では比容電極１５に接続
されている。それに対して第３図には１作用回路網を一
方では基準電位から離れた方のＬＣＪ７ＩＱ動回路１７
の端子、従って「ホント」端子２２に。

他方では応答型＋ｉ討１５にＪ−ｕ続した実′ｈｍ例が
示しである。

４’４２図と第３図に示した両方の実ｈｍ例においてＶ
（のことは共通である。すなわち作用回路網１４はｎチ
ャネルデプレッション型ＦＥ’ｌ”２３を有し、このＦ
ＥＴ　２３のドレイン電４ｉａｊ　２４はプラス電位に
接続されており、ソース電極２５にはソース抵抗２６．
−１：たゲート電極２７にはゲート抵抗２８が接続され
ており、かつＦＥり′２３に接続されていない方のソー
ス抵抗２６の端子とゲート抵抗２８の端子は、互いに接
続されている。この時第２１図の実施例０ζおいてソー
ス抵抗２６とゲート抵抗２８の接続点２９は１発振器ト
ランジスタ１８のエミッタ２１とエミッタ抵抗１９の接
続点２０に接続されているが、一方第２図の実施例では
ソース抵抗２６とゲート抵抗２８の接続点２９は、　、
！７１：　Ｉｆｔ”　′＋Ｊｊ位から―ｆれた方のＬＣ
Ｃ励動回路１９端子、従って１ホツト」端子２２に接Ｍ
ｅされている。

最後に第２図および第３図には、ゲート抵抗２８に夕・
］シて並列に分圧器コンデレザ３０／Ｊζ接続されてい
るという点で不発り」によるスイッチ装置１の有利な実
施形が、」テしである。従ってこの実施形ではゲート抵
抗２８によってＦＥＴ　２３の直流動作点が与えられる
たけであり、一方応答電４ｉｉｊ　ｌ　５と対向電極１
６の間の作用容量および分圧器コンデンサ３０は。

デーＪ、１分用楕；を形成している。

初めに述べたように本発明は、外部からなるべく容量作
用を及ぼすことのできる発」ム器を有しなるべく無接触
で動作する電子スイッチ装置に関するものであるが、こ
こでは常に容量作用を及ぼすことのできる発振器を有し
無接触動作するスイッチ装置前たけを取扱っている。し
かし基本的に本発明の教示は、接触により動作する電子
スイッチ装置にも利用でき、これらスイッチ装置Ｑｉ、
りし郡から純抵抗−容量または純抵抗に関して作用を及
ぼすことのできる発振器を持つものであってもよい。

ｔ１図頂面ｒバｊ単な説幀 紀１図は１本発明による無接触動作電子スイッチ装置の
ブロック図、第２図は１本発明による電子スイッチ装置
の第１の実施例の回路の一部を示すｌ−、（＋　、第３
図は１本発明による電子スイッチ装置の紀２の実施例の
回路の一部を示す図である。

１・・・・・・電子スイッチ装置、４・・・・・・電源
、７・・・・・負荷装置、１０・・・・・発振器、１２
・・・・・・電子スイッチ。

１３・・・・・・給電回路、１４・・・・・作用回路ｒ
ｔｉ３，１５・・・・・ｊ心１し※電イ１リシ Ｑ９　許出Ｗ１人　ロベルト、ブック 同　ゲルト、マルポーフア− 代理人弁理士　１）代　蒸　治

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）外部からなるべく容量作用を及ぼす、ことのでき
   る発振器、および発振器から（場合によってはスイッチ
   増幅器を介して）　ｆｌＵ御可能な電子スイッチ（例え
   ばトランジスタ、サイリスタまたはトライアック）が設
   けられており、ここにおいて発振器が作用回路網を有し
   、かつ作用回路網に応答電、極が設けられており、かつ
   その際応答電極に接近した応答部材によって応答電極と
   基準電位に接続した対向？！　４＆との間のインピーダ
   ンスがインピーダンス限界値を下回った場合１発振器が
   明確な作用を受け、すなわち電子スイッチを制御する作
   用を受ける。無接触動作電子スイッチ装置において；発
   振器（１０）は１作用回路網（１４）により作用を受け
   ていない場合、振幅限界値以上の振動振幅で振動し、か
   つ作用回路網（１４）により負帰還におけるような明確
   な作用を受けた場合、振幅限界値以下の振動振幅で振動
   するようになっていることを特徴とする。無接触動作電
   子スイッチ装置。 （，２）発振器（１０）が、　ＬＣ発振器としてｆ、ｌ
   、７成されており、従ってり、（Ｊｉ’動回路（１７）
   を有する。特許請求の範囲第１項記載の電子スイッチ装
   置。 （３）発振器（１ｏ）が、エミッタ抵抗で動作する発振
   器トランジスタ（１８）とエミッタ抵抗（１９）ヲ有す
   る。特許請求の範囲第１項または第２項記載の電子スイ
   ッチ装置。 例エミッタ抵抗（１９）が調節可能である。特許請求の
   範囲第３項記載の電子スイッチ装置。 （Ｓ＞作用回路網（１４）が、一方では発振器トランジ
   スタ（１８）のエミッタ（２１）とエミッタ抵抗（１９
   ）の接続点（２ｏ）に接続され、かつ他方では応答電極
   （１５）に接続されている。特許請求の範囲第３項また
   は第１項記載の電子スイッチ装置。 乞）作用回路網（１４）が、一方では基準電位から離れ
   た方のＬＣ振動回路（１７）の端子、従って「ボット」
   端子（２２）に接続され、かつ他方では応答電極（１５
   ）に接続されている。特許請求の範囲第２項ないし第を
   項の１つに記載の電子スイッチ装置。 （７）作用回路網（１４）　ｉｒｅ、ＦＥＴ　ｎチャネ
   ルデプレション型トランジスタ（２３）またはＦＥＴ　
   ｐチャネルエンハンスメント型トランジスタヲ有すル、
   特許請求の範囲第１項ないし第乙項の１つに記載の電子
   スイッチ装置。 （す）作用回路ｋｉ４　ｉ：　ＦＥＴ　ｎチャネルデプ
   レッション型トランジスタを有する場合、ＦＥＴｎチャ
   ネルデプレッション型トランジスタのドレイン電板（２
   ４）がプラス電位に接続されており、ソース電極（２５
   ）にソース抵抗（２６）　７．＋；接続されており、か
   つゲート電極（２７）にゲート抵抗（２８）が接続され
   ており、またＦＥＴ　ｎチャネルデプレッション型トラ
   ンジスタ（２３）に接続されていない方のソース抵抗（
   ２６）の端子とゲート抵抗（２８）の端子とが互いに接
   続されている。特許請求の範囲第７項記載の電子スイッ
   チ装置。 （ｑフッ−刈）（抗（２６）とゲート抵抗（２８）の接
   続点（２９）が１発振器トランジスタ（１８）のエミッ
   タ（２］）とエミッタ抵抗（１９）の接続点（２０）に
   接続されている。特許請求の範囲第５項または第５項記
   載の電子スイッチ装置。 （１０）ソース抵抗（２６）とゲート抵抗（２８）の接
   続点（２９）が、基阜電位から離れた方のＬＣ振動回路
   （１７）のｙ１シ子、従って「ホット」端子（２２）に
   接続されている。特許請求の範囲第６項または第５項記
   載の電子スイッチ装置。 （／／）ゲート抵抗（２８）に対して並列に分圧器コン
   デンサＣ３０）’ｉ！ｔ：Ｍ続されている１特許請求の
   範囲第ｒ項ないし第７０項の１つに記載の電子スイッチ
   装置。