JPH04213915A - 多重連結可能なセンサ回路 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光電スイッチや近接スイ
ッチなどのセンサ回路に関し、単独でもセンサが機能し
、かつ複数台連結した場合でも検出信号が重畳すること
なしに個々に取り出すことができるセンサ回路に係る。

【０００２】

【従来の技術】光電スイッチなどのセンサでは一定の周
期でセンサ回路を駆動し、検出信号を得るようにしてい
る。そして、センサを単独で使用する場合には一定周期
でその動作を行うが、複数台同時に使用する場合には相
互干渉を防止するために個々のセンサの検出タイミング
をずらせなければならない。また、複数のセンサを用い
る場合にはそれぞれのセンサについて１対の電源ライン
と検出ラインを配線しなければならないが、多数のライ
ンを配線するのは非常に煩雑であった。

【０００３】そこで、光電スイッチでは一定の長さ範囲
を検出域とする場合にはいわゆる多光軸センサという複
数の素子を１本のケースに収納して連結するような構造
を用いるが、連結数には制限がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
ではセンサを単独で使用する場合と複数台同時に使用す
る場合では機器が異なっていたので、汎用的な使用には
向かない。また、多光軸センサは長さや連結数が予め決
まっているので、自由な長さ範囲を検出域とすることが
できず、きめ細かい対応には向かないという欠陥がある
。

【０００５】そこで、センサを単独でも用い、かつ複数
連結しても用いるようにするために別途設けられた制御
器にカウンタやシフトレジスタを備え、センサ台数に見
合うような時分割を行って検出時間を割り当てる構成が
利用されているが、センサの接続可能数はカウンタの周
期や分割時間によって規制されてしまい、任意の台数を
自由に接続することはできないという課題がある。

【０００６】本発明者はこのような実情に鑑み、センサ
を単独で利用することができると共に、任意の台数を自
由に連結することができ、しかもその場合には相互干渉
を確実に防止して全センサの検出信号を取り出すことが
できるセンサ回路を提供することを目的とするものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の回路では上述し
た目的を達成するために、リターン線を閉ループの一部
として発振する自励発振回路と、この発振周期で検出動
作を行なう検出回路と、上記発振回路の作動終了タイミ
ングを出力する外部出力部と、外部入力部とからなり、
単独では上記閉ループを構成する一方、複数台のセンサ
の出力部と入力部を順次連結すれば上記リターン線を介
して上記複数のセンサが閉ループを構成し、順次検出回
路を駆動している。そして、複数台のセンサを連結する
に際して、リターン線を共通にして順次外部出力部と次
段のセンサ回路の外部入力部とを直結可能とするという
手段を用いた。

【０００８】

【作用】自励発振回路は、リターン線を介して閉ループ
を構成し、単独で使用した場合にはこの回路定数に基づ
いて周期的に駆動を繰り返すという機能を行なう。また
、複数台を連結した場合には各センサ回路が検出回路の
駆動を先送りしてゆき、最後のセンサ回路の駆動が終了
すればリターン線を介して最初のセンサ回路に信号を戻
すというループを構成する。すなわち、連結した場合に
はこれらのセンサ回路の直列状態と、リターン線によっ
て大きい閉ループを構成して、周期的な検出作用を行な
うことになる。外部出力部と外部入力部は、それぞれの
センサ回路を直列に連結するという作用を行なう。

【０００９】

【実施例】以下、本発明のセンサ回路の一実施例を添付
した図面に従って詳述すると、図１は本発明回路を単独
で用いたもの、図２はこれを４台連続した構成を示し、
１は自励発振回路、２はこの自励発振回路１で生成され
た駆動パルスを受けて検出動作を行う検出回路、ａは入
力端子、ｂは出力端子である。また、■は検出回路２に
よって生成された検出信号を取り出すための検出ライン
、■は自励発振回路１の一部を構成してループを形成す
るためのリターン線、■および■は一対の電源ラインで
ある。

【００１０】この回路を図１のように単独で用いれば自
励発振回路１が発振を開始し、１周期の途中でリターン
線に対して信号ｃを出力する。この信号はリターン線を
経由してｃ´点から自励発振回路に帰還し、再び自励発
振回路１が駆動するという動作を繰り返し、その度に検
出回路２を駆動するのである。ここで、入力端子ａには
何も接続されていないので、外部からの影響を受けるこ
となく、出力端子ｂには１周期の終了時に信号が出力さ
れるものの、次段には何も接続されていないので、外部
に影響を与えることはない。このようにして、本発明回
路を単独で用いた場合にはリターン線を介して一点鎖線
で示すループを形成し、自励発振を行なうのである。

【００１１】一方、図２に示したように４台連結して用
いた場合には、まず第１段目の回路が自励発振を行ない
、検出回路を駆動した後に、第２段目の回路に対して出
力端子ｂから外部出力を行なう。この出力信号は第２段
目の回路の動作のためのトリガ信号になってこれを駆動
し、検出動作を行なわしめると共に、さらに第３段目の
回路に対して外部出力を行なうという逐次動作が連続し
、二点鎖線で示した大きいループで再び第１段目の回路
に戻るのである。なお、複数台連結した場合のリターン
線に対するそれぞれの信号ｃはリターン線の電位をロー
に引き落とす作用を行ない、ワイヤードオアを構成して
いずれかの回路から信号ｃが出力されている限り、トリ
ガ信号を受けていない他のセンサ回路の駆動を抑制する
ようにしている。

【００１２】次に、図３は図１の構成をより詳しく説明
したもので、自励発振回路１は発振部３、入力部４、出
力部５によって構成され、出力部５からはリターン線■
に対して信号ｃを出力するとともに、次段のセンサ回路
に対して駆動開始のトリガを出力するのである。

【００１３】図４は本発明回路の具体的な回路図を示し
、６は本回路で生成された駆動パルスを受けて検出動作
を行う検出回路で、その出力信号は検出ライン■に送ら
れる。７、８はそれぞれアップエッジトリガタイプのワ
ンショットタイマで、タイマの設定時間はタイマ７の方
が長く設定されている。そして、２つのタイマは同時に
トリガを受けて、タイマ８からは検出回路６に対して駆
動パルスを出力する一方、タイマ７からは次段に接続さ
れたセンサに対する制御パルスを出力すると共に、リタ
ーン線■の電位をハイかローの何れかに切り換えるため
の信号ｃの出力を行う。２つのタイマ７、８へのトリガ
は、アンド回路９でリターン線■の電位と、前段に連結
されたセンサからの入力信号と、電源リセットとの論理
積によって生成される。ここで、リターン線■の電位は
ディレイタイマ１０を介してアンド回路９に遅延入力さ
れている。ここで、タイマ７のＱ出力はｎｐｎトランジ
スタ１１のベースに接続されており、ワンショット出力
されている間はリターン線■の電位をローに維持する。 一方、Ｑ出力の反転出力であるＱバー出力は微分回路１
２およびインバータ１３を介して出力端子１４に送られ
、次段のセンサの入力信号になる。１５は前段のセンサ
からの入力信号用の入力端子で、インバータ１６を介し
て反転された信号がアンド回路９に入力されると共に、
入力信号はそのままの状態でディレイタイマ１０のトリ
ガパルスになる。なお、１７は電源のリセット回路であ
る。

【００１４】次に、上記センサ回路を単独で動作させた
場合の各部の関係を図５のタイミングチャートに従って
説明する。先ずセンサを機能させるために電源を投入す
ると、リセット回路１７が働きｆ点の電位がハイとなり
、ディレイタイマ１０の入力もリターン線■がハイであ
るから出力ｂはハイになる。一方、入力端子１５には何
も接続されていないのでローであり、インバータ１６に
よる反転電位であるハイの電位が同様にアンド回路９に
入力される。従って、アンド回路９の論理が成立して出
力ｇがハイになり、２つのタイマ７、８に最初のトリガ
を与える。そうするとタイマ８のＱ出力によって検出回
路６が働き、検出信号が検出ライン■に対して出力され
る。

【００１５】一方、タイマ７では一定時間継続するＱ出
力によってｃ点を引き込むことになるので、リターン線
■の電位はローになる。そのためｃ´点の電位もローと
なるからディレイタイマ１０の出力ｄはローになり、ア
ンド回路は成立せず出力ｇはローとなる。その一方でＱ
バー出力がローを維持するから微分回路１２の有無にか
かわらず出力端子１４はインバータ１３によってハイの
状態を維持する。そして、その間にタイマ８の作動は終
了し、続いてタイマ７の設定時間が終了する。その終了
時点でＱ出力がローに切り換わり、ｃ点の電位がハイに
なり、ｃ´点を介してディレイタイマ１０にトリガが与
えられ、予め設定された遅延時間の経過後にディレイタ
イマ１０が働いて出力ｄがハイになり、再度タイマ７、
８に対してトリガが与えられるのである。

【００１６】同時に、タイマ７のＱバー出力は設定時間
を経過すればハイに復帰するが、タイマ７の動作終了後
だけの立ち上がりで微分されてエッジの鋭い短時間のパ
ルスになる。そしてこれがインバータ１３で反転されて
出力端子１４に発生する。ここで微分回路１２を設けて
いるのは、複数台連結した場合に次段の入力端子に常に
ハイを与えるためであり、また微分されたローの信号を
受けてアンド回路９を動作させるためである。なお、デ
ィレイタイマ１０は微分信号を打ち消し、次段の出力ｄ
をハイに維持する機能を行なう。このように、本回路を
単独で用いた場合には検出周期はタイマ７→トランジス
タ１１→リターン線■→ディレイタイマ１０→アンド回
路９→再びタイマ７というループの要処理時間によって
決定されることになる。

【００１７】次に、センサを複数個連結して動作させた
場合を図６のタイミングチャートに従って説明する。図
６では連結した場合の２段目以降に位置するセンサの作
動を示している。連結は、前段のセンサの出力端子１４
を後段のセンサの入力端子１５に直結し、それぞれのト
ランジスタ１１のコレクタを１本のリターン線■に対し
て並列に接続する。これによってリターン線■の電位は
ワイヤードオアの関係になり、何れかのセンサのｃ点が
ローであればリターン線自体がローになる。先ず後段の
センサが前段のセンサから影響を受ける要素は、入力端
子１５からの入力信号とリターン線■の電位によるディ
レイタイマ１０のトリガであるが、入力端子１５の電位
ａは常時ハイであり、トリガが与えられたときに一瞬ロ
ーに切り換わるだけなので、ディレイタイマ１０の出力
ｄは遅延動作が機能して常時ハイの出力を維持している
。そして、リセット回路１７からの出力ｆも常時ハイを
維持しているので、アンド回路９の論理の成立はインバ
ータ１６からの出力ｅに依存することになる。即ち、入
力端子１５の信号ａのみによって２段目以降のセンサが
機能することになるのである。

【００１８】ところで、リターン線の■の電位ｃは１台
のみで動作させたときにはタイマ７がオフしている間だ
けハイになっていたが、連結した場合には何れかのセン
サのタイマ７が働いているので理論的には常時何れかの
トランジスタ１１の駆動によってローを維持することに
なる。ただ、信号の受け渡しに要する非常に短い時間だ
けハザード信号が発生するが、この影響はディレイタイ
マ１０による遅延処理によって回避されている。これは
特に第１段目のセンサにおいて有効に機能することにな
る。このようにして第２段目のセンサにおいて一連の動
作が完了し、出力端子１６からロー電位のパルスを出力
することによって次々と連結されたセンサを駆動するの
である。

【００１９】このように、本発明回路を用いると、セン
サの駆動を順次後段のセンサに引き渡してゆき、最後段
のセンサが動作を完了すればリターン線によって再び最
前段のセンサに動作を戻すことになるので、任意の個数
を連結することができ、検出範囲が限定されることはな
い。

【００２０】なお、本実施例ではタイマ７とタイマ８を
用い、両方のタイマを同時にトリガすると共にタイマ８
の設定時間をタイマ７より短くしたが、この構成に限る
ものではない。即ち、タイマ７の設定時間はこのセンサ
回路の要処理時間を決定するものであるから、この時間
内で検出回路６の駆動を完了するような構成であれば、
たとえばタイマ７に２段トリガのタイマを用いることや
、タイマ８にディレイタイマを用いることもある。

【００２１】また、たとえば本実施例では図２のように
検出信号は１本の検出ラインを共通として取り出すよう
にしたが、これに限らず個々に検出ラインを設けること
も自由であり、さらに電源ラインを共通にしなくとも本
実施例のセンサ回路は上述した通りの動作を行うことは
もちろんである。

【００２２】

【発明の効果】本発明回路は上述のような構成としたの
で、別途制御器を必要とすることなく、理論的には無数
のセンサを連結してシリアルに制御することができると
共に、最後段のセンサの動作が完了すればリターン線の
電位によって最前段のセンサに再度動作を復帰するとい
うループを構成しているので、電力を供給している限り
永久的に確実な動作を行わせることができ、自動検知シ
ステムなどに最適のセンサ回路とすることが可能となっ
た。

【００２３】また、単体で用いる場合であっても、ワン
ショットタイマとディレイタイマの設定時間の合計によ
って自己ループを構成しているので、一切回路を変更す
ることなく単体・連結の何れにも利用でき、汎用性の非
常に広いセンサ回路とすることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のセンサ回路を単独で用いた場合のブロ
ック図

【図２】本発明のセンサ回路を４台連結した場合のブロ
ック図

【図３】図１のセンサ回路のより詳細なブロック図

【図
４】本発明のセンサ回路の詳細な回路図

【図５】本発明
のセンサ回路を単独で用いた場合のタイミングチャート

【図６】図２における第２段以降のセンサ回路のタイミ
ングチャートである。

【符号の説明】

１　　　　自励発振回路 ２　　　　検出回路 ■　　　　リターン線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】リターン線を閉ループの一部として発振す
   る自励発振回路と、この発振周期で検出動作を行なう検
   出回路と、上記発振回路の作動終了タイミングを出力す
   る外部出力部と、外部入力部とからなり、単独では上記
   閉ループを構成する一方、複数台のセンサの出力部と入
   力部を順次連結すれば上記リターン線を介して上記複数
   のセンサが閉ループを構成し、順次検出回路を駆動する
   ことを特徴とする多重連結可能なセンサ回路。