JPH0534729U - 検出スイツチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 故障診断回路から故障信号が出力された場合
には、装置や機器に接続されている制御信号出力をオン
もしくはオフに固定することにより、自動的にフェール
セーフ機能を働かせ、不慮の事故を防止する。 【構成】 センサ本体１は、対象物を検出してオンもし
くはオフの動作信号を出力する。故障診断回路５は、セ
ンサ本体１の故障発生を監視し故障発生時に故障信号を
出力する。動作出力禁止禁止手段４は、故障信号が出力
されていない場合には、動作信号もしくはその反転信号
を制御信号として出力し、故障信号が出力された場合に
は、制御信号をＨまたはＬレベルの信号に固定する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、光電スイッチや近接スイッチ等の検出スイッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】

例えば、光電スイッチでは、投光用の発光ダイオードの光量劣化やアンプの動 作不良等による故障等が発生する。また、近接スイッチでは、検出コイルの断線 、水や油の侵入による動作不良等の故障が発生する。このため、従来の検出スイ ッチには、検出スイッチが故障した時に、その故障を知らせる故障診断機能を備 えたものがあった。このような従来例としては、実開昭６１−５０３４３号公報 に開示された光電スイッチがある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような故障検知機能付きの検出スイッチは、ただ故障発生 を表示ランプの点灯などによって知らせるだけであるので、作業者がこの表示ラ ンプに気付かない場合には、危険な状況が発生する恐れがある。

【０００４】 例えば、ある光電スイッチがロボットアームを検出してオンになると、ロボッ トアームが停止するようになっていたとする。この場合、光電スイッチが故障し てオンしなくなると、ロボットアームが光電スイッチの検知領域に入っても光電 スイッチがオンせず、ロボットアームが暴走してしまう恐れがあり、大変危険で あった。

【０００５】 本考案は、叙上の従来例の欠点に鑑みてなされたものであり、その目的とする ところは、故障発生時には、検出スイッチから動作信号出力をオン時もしくはオ フ時の信号に固定し、これによって検出スイッチの故障時における不都合を解消 させることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案の検出スイッチは、対象物を検出してその結果を制御信号として出力す る検知スイッチであって、対象物を検出してオンもしくはオフの動作信号を出力 するセンサ本体と、センサ本体の故障発生を監視し故障発生時に故障信号を出力 する故障診断手段と、前記故障信号が出力されていない場合には、動作信号と同 じ制御信号を出力し、故障信号が出力されている場合には、制御信号をオンもし くはオフに固定する動作出力禁止手段と、を備えたことを特徴としている。

【０００７】

【作用】

本考案の検出スイッチにあっては、故障診断手段から故障信号が出力された場 合には、装置や機器に接続されている制御信号出力をオンもしくはオフに固定す るので、このオンまたはオフを使用状況等を考慮して安全な出力となるようにし ておけば、検出スイッチの故障発生時には自動的にフェールセーフ機能が働き、 不慮の事故を防止することができる。

【０００８】 また、検出結果を出力する制御信号出力が故障検知出力も兼ねるので、新たに 故障検知出力を必要とせず、配線を増加させることなくフェールセーフ機能を実 現できる。

【０００９】

【実施例】

図１に本考案の第１の実施例による検出スイッチの電気回路図を示す。センサ 本体１はセンサ回路２及び出力回路３より構成されており、センサ回路２は光電 スイッチや近接スイッチ等のセンサヘッド及びその処理回路等から構成されてい る。このセンサ回路２の出力は、出力回路３を経てＨレベルまたはＬレベルの動 作信号として出力されている。この出力回路３からの動作信号出力は、動作出力 禁止回路４に接続されている。また、この検出スイッチは故障診断回路５を備え ている。この故障診断回路５は、例えばセンサ回路における受光レベル等を監視 することにより、センサ本体１に故障が発生しているかどうか検知し、故障信号 を出力している。例えば、故障が発生していない場合にはＬレベル信号を出力し 、センサ本体１の故障発生を検知した場合には、Ｈレベル信号を出力する。この 故障診断回路５からの故障信号出力は、故障時における制御信号出力をＨレベル 信号又はＬレベル信号に切り換えるためのスイッチＳＷ１に接続されている。こ のスイッチＳＷ１は、切替接点Ｐを故障信号出力に接続され、接点Ａ１及びＢ１ を動作出力禁止回路４の２つの故障信号入力端子に接続されている。動作出力禁 止回路４においては、２個のトランジスタＴｒ２，Ｔｒ３及び抵抗Ｒ１が直列に 接続されており、トランジスタＴｒ２のエミッタが抵抗Ｒ１を介してトランジス タＴｒ３のコレクタに接続されている。トランジスタＴｒ２のベースはスイッチ ＳＷ１の接点Ａ１に接続されており、トランジスタＴｒ３のベースはスイッチＳ Ｗ１の接点Ｂ１に接続されている。また、トランジスタＴｒ２のコレクタは電源 ライン６に接続されており、トランジスタＴｒ３のエミッタはアースライン７に 接続されている。出力回路３からの動作信号出力は、動作出力禁止回路４におけ る抵抗Ｒ１とトランジスタＴｒ３との中点に接続されており、動作出力禁止回路 ４の出力も当該中点より取り出されている。動作出力禁止回路４からは出力用ト ランジスタＴｒ１で信号を反転させて制御信号が出力されており、この制御信号 はセンサ本体１から出力される動作信号及び故障診断回路５から出力される故障 信号によって変化する。

【００１０】 次に、図１の検出スイッチの回路の動作を説明する。まず、スイッチＳＷ１の 切替接点Ｐが接点Ａ１に接続されている場合を考える。この場合には、故障診断 回路５からＬ信号が出力されている場合には、トランジスタＴｒ２及びＴｒ３が オフとなっているので、センサ本体１から出力されている動作信号が出力トラン ジスタＴｒ１で反転されて制御信号として出力される。これに対し、故障診断回 路５から故障信号Ｈが出力されている場合には、トランジスタＴｒ２及び出力ト ランジスタＴｒ１がオンされるので、出力トランジスタＴｒ１のコレクタ出力（ 制御信号出力）は動作信号出力に関係なくＬレベル信号となる。この動作を表１ に示す。

【００１１】

【表１】

【００１２】 したがって、この検出スイッチが異常を検出した時にＨレベルの制御信号を出 力するようなものであれば、スイッチＳＷ１を接点Ａ１に接続させておけばよい 。

【００１３】 次に、スイッチＳＷ１の切替接点Ｐを接点Ｂ１に接続した場合の動作について 説明する。この場合には、故障診断回路５からＬ信号が出力されている場合には 、トランジスタＴｒ２及びＴｒ３がオフとなっているので、センサ本体１からの 動作信号出力はトランジスタＴｒ１で反転されて制御信号として出力される。こ れに対し、故障診断回路５から故障信号Ｈが出力されると、トランジスタＴｒ３ がオンされるので、出力トランジスタＴｒ１は動作信号出力に関係なくオフとな り、制御信号出力からは常にＨ信号が出力される。この動作を表２にまとめて示 す。

【００１４】

【表２】

【００１５】 したがって、この検出スイッチが異常時に制御信号出力としてＬ信号を出力す るように用いられている場合には、スイッチＳＷ１を接点Ｂ１に接続すればよい 。

【００１６】 以上のように、本考案の検出スイッチにあっては、センサ本体１の故障が故障 診断回路５で検出された場合には、制御信号出力をＨまたはＬのいずれか一方の 信号レベルに固定してしまうので、故障発生時には、例えば自動的に制御信号出 力を出力されている装置や機器を停止させるようにできる。また、この実施例で は、スイッチＳＷ１の切り換えによって使用状態に応じた使い方を選択すること ができる。

【００１７】 図２に本考案の第２の実施例による検出スイッチの電気回路図を示す。この第 ２の検出スイッチにおいては、動作出力禁止回路８が２個の論理回路素子を用い て構成されている。すなわち、動作出力禁止回路８においては、センサ本体１か らの動作信号出力がＡＮＤ素子９及びＯＲ素子１０の各入力に接続されており、 故障診断回路５からの故障信号出力がＡＮＤ素子９に反転して入力され、ＯＲ素 子１０に非反転で入力されている。スイッチＳＷ２の接点Ａ２はＯＲ素子１０の 出力に接続され、接点Ｂ２はＡＮＤ素子９の出力に接続され、切替接点Ｐを出力 トランジスタ間のベースに接続されており、出力トランジスタＴｒ１のベースを 動作出力禁止回路４内のＯＲ素子１０の出力とＡＮＤ素子９の出力とに切り換え ることができるようになっている。

【００１８】 この論理回路素子を用いた動作出力禁止回路８においても、第１の実施例と同 様な動作を行なわせることができ、スイッチＳＷ２の切替接点Ｐが接点Ａ２に接 続されている場合には、前記表１と同じ動作をする。また、スイッチＳＷ２の切 替接点Ｐが接点Ｂ２に接続されている場合には、前記表２と同一の動作を行なう 。すなわち、スイッチＳＷ２が接点Ａ２側で接続されている場合には、故障診断 回路５からＬ信号が出力されると、ＯＲ素子１０はバッファと同じ働きをするか ら、センサ本体１からの動作信号出力はそのまま出力トランジスタＴｒ１のベー スに入力される。また、故障診断回路５から故障信号Ｈが出力された場合には、 ＯＲ素子１０の出力はＨレベルに固定されるので、制御信号出力は常にＬレベル となる。また、スイッチＳＷ２の切替接点Ｐが接点Ｂ２に接続されている場合、 故障診断回路５からＬ信号が出力されると、ＡＮＤ素子９は動作信号出力側では バッファの機能しか行なわないため、動作信号出力はそのまま出力トランジスタ Ｔｒ１のベースに入力される。一方、故障診断回路５から故障信号Ｈが出力され ると、ＡＮＤ素子９の出力はＬに固定されるので、制御信号出力は常にＨレベル となる。

【００１９】 図３に本考案の第３の実施例による検出スイッチの電気回路図を示す。これは 図１の回路に加え、故障診断回路５の出力とアースライン７との間に発光ダイオ ードＤ１及び抵抗Ｒ２を直列に接続したものである。したがって、この実施例で は図１の実施例の動作に加え、故障診断回路５から故障信号Ｈが出力された場合 には、表示用の発光ダイオードＤ１が点灯される。

【００２０】 図４に本考案の第４の実施例による検出スイッチの電気回路図を示す。この実 施例は、図１の実施例の回路に故障信号を増幅及び反転させて出力するためのト ランジスタＴｒ５を付加したものである。トランジスタＴｒ５のベースには故障 診断回路５の出力が接続され、エミッタはアースライン７に接続され、コレクタ 電圧が故障信号出力として取り出されている。スイッチＳＷ１の切り替え方向や センサ本体１からの動作信号出力にかかわらず、故障診断回路５から故障信号Ｈ が出力されている場合には、故障信号反転出力からは常にＬ信号が出力され、故 障信号Ｈが出力されていない場合（Ｌ信号が出力されている場合）には、故障信 号反転出力からは常にＨ信号が出力される。この動作を表３に示す。

【００２１】

【表３】

【００２２】 この実施例では、故障信号反転出力を用いることにより、検出スイッチの故障 を外部に知らせたり、直接制御信号出力を接続されていない機器等に故障信号を 出力させたい場合に用いることができる。

【００２３】 図５に本考案の第５の実施例による検出スイッチの電気回路図を示す。この実 施例の動作出力禁止回路１１においては、抵抗列Ｒ３，Ｒ４を電源ライン６とス イッチＳＷ３の接点Ａ３間に接続し、トランジスタＴｒ７及び抵抗Ｒ５を直列に して、電源ライン６とスイッチＳＷ３の接点Ｂ３との間に接続している。また、 抵抗Ｒ３，Ｒ４の中点がトランジスタＴｒ７のベースに接続されている。スイッ チＳＷ３の接点Ｃ３は、接続されていない。スイッチＳＷ３の切替接点Ｐとアー スライン７との間にはトランジスタＴｒ８が接続されており、故障診断回路５の 出力が表示用の発光ダイオードＤ３及び抵抗Ｒ６を介してトランジスタＴｒ８の ベースに接続されている。さらに、スイッチＳＷ３の接点Ｂ３が出力トランジス タＴｒ１のベースに接続されている。しかして、トランジスタＴｒ７，Ｔｒ８、 抵抗Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５等によって動作出力禁止回路１１が構成されている。

【００２４】 スイッチＳＷ３の切替接点Ｐが接点Ａ３に接続されている場合を考えると、故 障診断回路５からＬ信号が出力されていると、トランジスタＴｒ８がオフとなっ ているので、発光ダイオードＤ３は点灯せず、出力トランジスタＴｒ７もオフの ままで、出力トランジスタＴｒ１のベースにはセンサ本体１の動作信号出力がそ のまま入力される。これに対し、故障診断回路５から故障信号Ｈが出力されると 、トランジスタＴｒ８がオンとなって発光ダイオードＤ３が点灯し、さらにトラ ンジスタＴｒ７及び出力トランジスタＴｒ１がオンとなり、制御信号出力はＬに 保たれる。次に、スイッチＳＷ３の切替接点Ｐが接点Ｂ３に接続されている場合 を考える。この時、故障診断回路５からＬ信号が出力されていると、トランジス タＴｒ８がオフとなるため、発光ダイオードＤ３が点灯せず、トランジスタＴｒ ７もオフとなるので、出力トランジスタＴｒ１のベースにはセンサ本体１の動作 信号出力がそのまま入力される。これに対し、故障診断回路５から故障信号Ｈが 出力されると、トランジスタＴｒ８がオンとなって発光ダイオードＤ３が点灯し 、出力トランジスタＴｒ１がオフとなって制御信号出力はＨレベルに保たれる。 また、スイッチＳＷ３の切替接点Ｐを接点Ｃ３に接続した場合には、動作信号出 力に関係なくトランジスタＴｒ７及びＴｒ８がオフとなるので、動作信号出力が そのまま出力トランジスタＴｒ１のベースに入力され、制御信号出力からは動作 信号出力が反転して出力される。よって、センサ本体１の正常時及び故障時とも にセンサ本体１の出力が検出スイッチの制御信号出力に表われ、フェールセーフ 機能を使用しないように選択できる。

【００２５】 図６に本考案の第６の実施例による検出スイッチの電気回路図を示す。この実 施例の動作出力禁止回路１３においては、出力回路３の動作信号出力をインバー タ１２を介して出力トランジスタＴｒ１のベースに接続している。インバータ１ ２の入力とアースライン７との間にはトランジスタＴｒ１０が挿入されており、 トランジスタＴｒ１０のベースには抵抗Ｒ８を介してスイッチＳＷ４の接点Ａ４ が接続されており、スイッチＳＷ４の接点Ａ４とアースライン７との間には抵抗 Ｒ９が挿入されている。また、出力トランジスタＴｒ１のベースとアースライン ７との間にもトランジスタＴｒ１１が接続されており、トランジスタＴｒ１１の ベースには抵抗Ｒ１０を介してスイッチＳＷ４の接点Ｂ４が接続されており、ス イッチＳＷ４の接点Ｂ４とアースライン７との間には抵抗Ｒ１１が挿入されてい る。また、スイッチＳＷ４の接点Ｂ４はアースされている。スイッチＳＷ４の切 替接点Ｐは、発光ダイオードＤ４によって故障診断回路５の故障信号出力に接続 されている。

【００２６】 しかして、切替接点Ｐが接点Ａ４に接続されている場合には、故障診断回路５ からＬ信号が出力されていれば、トランジスタＴｒ１０及びＴｒ１１がオフとな るので、動作信号出力が出力トランジスタＴｒ１からそのまま出力される。これ に対し、故障診断回路５から故障信号Ｈが出力されると、トランジスタＴｒ１０ がオンとなり、発光ダイオードＤ４が点灯すると共に出力トランジスタＴｒ１か らの制御出力はＬレベルとなる。また、切替接点Ｐが接点Ｂ４に接続されている 場合には、故障診断回路５からＬ信号が出力されていれば、トランジスタＴｒ１ ０及びＴｒ１１がオフとなるので、動作信号出力が出力トランジスタＴｒ１から そのまま出力される。これに対し、故障診断回路５から故障信号Ｈが出力される と、トランジスタＴｒ１１がオンとなり、発光ダイオードＤ４が点灯すると共に 出力トランジスタＴｒ１からの制御出力はＨレベルとなる。また、切替接点Ｐが 接点Ｃ４に接続されている場合には、故障信号出力に関係なく、動作信号出力が 出力トランジスタＴｒ１からそのまま出力される。

【００２７】

【考案の効果】

本考案によれば、検出スイッチが故障した場合には、故障診断手段によって検 知し、制御信号出力を安全な状態の出力に固定させることができる。したがって 、検出スイッチの故障発生時には自動的にフェールセーフ機能が働き、不慮の事 故を防止することができる。

【００２８】 また、検出結果を出力する制御信号出力が故障検知出力も兼ねているので、フ ェールセーフ機能を実現するための新たな出力を必要とせず、省配線の効果も得 られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１の実施例を示す電気回路図であ
る。

【図２】本考案の第２の実施例を示す電気回路図であ
る。

【図３】本考案の第３の実施例を示す電気回路図であ
る。

【図４】本考案の第４の実施例を示す電気回路図であ
る。

【図５】本考案の第５の実施例を示す電気回路図であ
る。

【図６】本考案の第６の実施例を示す電気回路図であ
る。

【符号の説明】

１ センサ本体 ４ 動作出力禁止回路 ５ 故障診断回路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 対象物を検出してその結果を制御信号と
   して出力する検知スイッチであって、 対象物を検出してオンもしくはオフの動作信号を出力す
   るセンサ本体と、 センサ本体の故障発生を監視し故障発生時に故障信号を
   出力する故障診断手段と、 前記故障信号が出力されていない場合には、動作信号と
   同じ制御信号を出力し、故障信号が出力されている場合
   には、制御信号をオンもしくはオフに固定する動作出力
   禁止手段と、を備えた検出スイッチ。