JPH02202715A

JPH02202715A - 検出スイッチ

Info

Publication number: JPH02202715A
Application number: JP2327089A
Authority: JP
Inventors: Norio Onchi; 恩地　紀夫
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1989-02-01
Filing date: 1989-02-01
Publication date: 1990-08-10

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】（イ）産業上の利用分野この発明は、光電スイッチ、近接スイッチ、圧力スイッ
チ、超音波スイッチ等の検出スイッチに関する。

（ロ）従来の技術一般に検出スイッチは、検出対象に応じてアナログ的に
変化する検出信号を得る検出回路と、この検出信号と所
定の基準値を比較するコンパレータと、このコンパレー
タの出力に応じＯＮ／ＯＦＦ動作する出力素子を含む出
力回路とを備え、検出対象の有無に応じてＯＮ１０　Ｆ
　Ｆ信号を出力する。従来のこの種の検出スイッチの具
体例を、第６図に示す変調光彩光電スイッチにより説明
する。

この光電スイッチは、パルス信号を発生する発振回路ｌ
、１この発振回路１からのパルス信号に応じ、パルス光
を発する投光素子２、この投光素子２からのパルス光が
検出物体１０で反射されて来るのを受光する受光素子３
、受光信号を増幅する増幅回路４、増幅回路４の出力で
あるパルス信号を積分する積分回路５、この積分回路５
から出力される検出物体に応じたアナログ信号とスレッ
ショルドレベル（基準信号）とを比較するコンパレータ
６、その比較結果に応じた信号を出力する出力回路７、
動作表示灯８及び電源回路９から構成されている。出力
回路７は、第７図に示すように、出力トランジスタ７１
と、サージ吸収用ツェナダイオード７２から構成される
装置この光電スイッチでは、発振回路１から第８図のａに示
す波形パルス信号が発せられ、同波形の光信号が投光素
子２から発せられる。検出物体１０が存在すると、この
検出物体１０で光が反射して、受光素子３に入る。増幅
回路４を経た受光信号の波形が第８図のｂである。つま
り検出物体が存在すると、その大きさに応じた数のパル
スが増幅回路４より、積分回路５に入力される。積分回
路５では、入力されたパルス信号を積分し、その出力波
形は第８図のＣとなる。コンパレータ６では、この積分
出力とスレッショルドレベル（第８図のＣ参照）を比較
し、検出信号がスレ・ンショルドレベルを越えると、コ
ンパレータ６は、第８図のｄに示すように、ハイ信号を
出力する。これに応じ、出力回路７は、ＯＮＬ　（第８
図のＣ参照）、動作表示灯８も点灯する。

（ハ）発明が解決しようとする課題上記、従来の光電スイッチの出力回路においてと、過大
なサージが印加されると、ツェナダイオード７２で吸収
しきれなくなり、トランジスタ７１の耐圧を越える電圧
がトランジスタ７１にかかり、トランジスタ７１が破壊
することがある。出力端子及び電源端子は光電スイッチ
の外部に出る端子であり、外来サージが印加されやすい
部分である。電源端子はコンデンサを挿入接続すること
により、サージ吸収は可能であるが、出力端子はスイッ
チングするものであるため、コンデンサは使えず、サー
ジ吸収はツェナダイオードによらざるを得す、接続した
ツェナダイオードの容量を越えるサージが入った場合、
上記したようにトランジスタの破壊が生じる。第８図の
ｅは、出力トランジスタの正常な場合で、検出物体の有
無に応じてスイッチング変化する出力に従い、出力トラ
ンジスタのＯＮ１０　Ｆ　Ｆ状態が変化する。第８図の
ｆは、出力トランジスタが時刻Ａで破壊した場合を示す
。この場合は、時刻Ａ以降、検出物体無にかかわらず、
有と同じ信号が出てしまう。したがって、この場合、正
常な物体検出と故障の区別がつかず、その光電スイッチ
を使用している製造ラインでは、製品の不良品が発生し
たり、場合によっては人命にかかわる事故につながるお
それがあった。

この発明は、上記問題点に着目してなされたものであっ
て、出力回路の故障を給断し得る検出スイッチを提供す
ることを目的としている。

（ニ）課題を解決するための手段及び作用この発明の検
出スイッチは、検出対象に応じてアナログ的に変化する
検出信号を得る検出回路と、前記検出信号と所定の基準
信号を比較するコンパレータと、このコンパレータの出
力に応じ、ＯＮ／ＯＦＦ動作する出力素子を含む出力回
路と、この出力回路の出力と前記コンパレータの出力と
を比較し、その比較結果を故障診断出力とする比較回路
とから構成されている。

この検出スイッチでは、出力回路の出ノｊ素子が正常に
動作している場合は、コンパレータの検出物体育の出力
で出力素子もＯＮとなり、比較回路への入力は予定する
論理となり、“故障”を示す信号を出力しない。しかし
、出力素子がサージ等によりＯＮすると、コンパレータ
が検出物体育を検出しない場合でも、出力回路の出力素
子ＯＮで、比較回路は予定しない論理、つまり故障論理
の入力となり、故障を示す信号を出力する。

（ホ）実施例以下、実施例により、この発明をさらに詳細に説明する
。

第１図は、この発明の一実施例を示す光電スイッチの回
路ブロック図である。この光電スイッチは、発振回路１
、投光素子２、受光素子３、増幅回路４、積分回路５、
コンパレータ６、出力回路７、動作表示灯８及び電源回
路９を備えている。

この構成において、第６図の光電スイッチと同様である
。しかし、この光電スイッチは、コンパレータ６の出力
と出力回路７の出力とを比較する比較回路１１及び故障
表示灯１２を備えている。

第２図に、この実施例光電スイッチの動作波形を示して
いる。第２図のａ　−ｅは、正常に動作している場合で
あり、第６図に示すものと、同じ動作となる。また、検
出物体が検出された場合には、第２図のｄに示すように
コンパレータ６の出力が“ハイ′°となり、一方、出力
回路７の出力は、ＯＮでローなので、比較回路１１の出
力はローとなり、故障診断出力を出さない。しかし、出
力素子が破壊によりＯＮした場合には、第２図のｒのＡ
点に示すように出力回路７の出力がＯＮ（ロー）となる
。この場合、コンパレータ６の出力も、検出物体無しで
ローなので、比較回路１１は、ハイの故障診断出力ｉを
出力しく第２図のｉ参照）、また故障表示灯１２を点灯
する。

第３図に、この実施例光電スイッチの出力回路７と、比
較回路１１の具体回路例を示している。

同図において、７１は出力トランジスタ、７２はサージ
吸収用のツェナダイオードである。コンパレータ６の出
力ｄが抵抗７３を介して、出力トランジスタ７１のベー
スに加えられるようになっている。

比較回路１１は、電流源１１１が、ダイオード１１２を
介して、出力トランジスタ７１のコレクタ、つまり出力
端子に接続されるとともに、ダイオード１１３を介し、
トランジスタ１１４のベースに接続され、さらにトラン
ジスタ１１４のエミッタは０■ラインに接続され、コレ
クタは、排他０Ｒ１１５の一方端に接続されて構成され
ている。また、コンパレータ６の出力ｄは排他０Ｒ１１
５の他方の入力端に加えられるようになっている。

コンパレータ６の出力がローの時、出力トランジスタ７
１が正常な場合、出力トランジスタ７工はＯＦＦで出力
ｅがハイである。したがって、電流源１１１の電流は、
ダイオード１１２に流れず、ダイオード１１３を介して
トランジスタ１１４に流れ、トランジスタ１１４がＯＮ
となる。そのため排他０Ｒ１１５の人力は、ロー、ロー
で、出力もローとなる。また、コンパレータ６の出力が
ハイで出力トランジスタ７１が正常な場合は、トランジ
スタ７エがＯＮで出力ｅはローで電流源１１１の電流は
ダイオード１１２を介して、トランジスタ７１に流れる
。そのため、トランジスタ１１４は０ＦＦＬ、排他ＯＲ
回路の入力端にはノλイ、ハイが入力される。そのため
、その出力はローとなる。出力ローは故障無しを意味す
る。

しかし、出力トランジスタ７１が破壊し、ＯＮ状態にな
った。場合は、コンパレータ出力ローでは、トランジス
タ７１ＯＮによりトランジスタ１１４ＯＦＦで排他ＯＲ
回路１１５の入カバローバイとなり、その出力がハイと
なる。つまり故障診断出力が出る。

第４図は、この発明の他の実施例を示す光電スイッチの
回路ブロック図である。この光電スイッチは、第１図に
示したものに加えて、コンパレータｌ１１３と、比較回
路１２あるいはコンパレータ１１１３の出力を故障診断
出力として導出するＯＲ回路１４を備えている。

コンパレータＩ［１３はウィンドコンパレータであって
、第５図のＣに示すように、ハイとローの２つのスレッ
ショルドレベル■Ｔ□、ＶＴＬを持ち、これらスレッシ
ョルドレベルＶＴ工、ＶＴＬは、コンパレータ■６のス
レッショルドレベル■アをはさむような値に設定される
。

この実施例光電スイッチにおいて、例えばレンズのクモ
リ等により受光量が減少すると積分回路５の出力が低下
し、コンパレータ［１３の■１９．を下まわるようにな
る。こうなると出力動作レベルであるコンパレータ■６
のスレッショルドレベルに近接するため不安定な動作状
態となる。そのため、コンパレータｌ１１３は、積分回
路５の出力がＶＴＲとＶＴＬＯ間に入ると、ハイの信号
を出しく第５図のｊ参照）、ＯＲ回路１４より故障診断
出力ｋを出力する（第５図のに参照）。一方、出力回路
７の出力トランジスタが破壊された場合は、比較回路１
１がハイ信号を出力する（第５図のｉ参照）。ＯＲ回路
１４は、検出信号が微弱で■Ｔｌｌ〜ｖｙｔの間に入り
、出力を不安定にするおそれのある場合と、比較回路１
１がハイを出力したとき、つまり出力回路７の出力トラ
ンジスタが破壊された場合に故障診断出力を出す。

この実施例光電スイッチは、光学系のクモリ等の変化に
よる検出信号の低下のみならず、受光素子、投光素子、
増幅回路、積分回路、発振回路の経時的劣化をもモニタ
できる。また、併せて出力回路の破壊もモニタすること
ができるので、はぼ完全に光電スイッチの動作状態を判
定できる。

なお、上記実施例は光電スイッチを例にあげて説明した
が、この発明は、光電スイッチに限らず、近接紙、超音
波スイッチ、圧力スイッチ等の検出スイッチにも適用で
きる。

（へ）発明の効果この発明によれば、出力回路の出力と１．出力回路の入
力とを比較回路で比較し、この比較結果を故障診断信号
としているので、サージ等により出力素子が破壊された
場合、故障診断信号により即時に機械停止等の措置を取
ることができ、実施される製造ライン等の安全性が向上
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示す光電スイッチの回
路ブロック図、第２図は、同光電スイッチの動作を説明
するため、各部波形タイムチャート、第３図は、同光電
スイッチの出力回路及び比較回路の具体例を示す回路図
、第４図は、この発明の他の実施例を示す光電スイッチ
の回路ブロック図、第５図は、同光電スイッチの動作を
説明するだめの各部波形タイムチャート、第６図は、従
来の光電スイッチを示す回路ブロック図、第７図は、同
光電スイッチの出力回路の具体回路図、第８図は、従来
の同光電スイッチの動作を説明するための各部波形タイ
ムチャー１−である。３：受光素子、　　　　４：増幅回路、５：積分回路、
　　　　６：コンパレータ、７：出力回路、　　　　　
１１：比較回路。特許出願人　　　　　立石電機株式会社代理人　　弁理
士　　中　村　茂　信第図第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）検出対象に応じてアナログ的に変化する検出信号
を得る検出回路と、前記検出信号と所定の基準信号を比
較するコンパレータと、このコンパレータの出力に応じ
、ＯＮ／ＯＦＦ動作する出力素子を含む出力回路と、こ
の出力回路の出力と前記コンパレータの出力とを比較し
、その比較結果を故障診断出力とする比較回路とからな
る検出スイッチ。