JPH071662B2 - 多連光電スイッチ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 この発明は，複数の光電スイッチを一体にまとめた多連
光電スイッチ装置に関する。

背景技術 多数の光電スイッチが要求される場合には，多数の光電
スイッチを一つにまとめた多連光電スイッチ装置が使用
される。この多連光電スイッチ装置は，一つの装置本体
と，これに接続された複数の検出部とから構成される。
検出部はそれぞれ物体を検出すべき位置に配置される。
装置本体は邪魔にならない適所に設置される。

多連光電スイッチ装置には２種類ある。

第１の種類のものは増幅器分離型と呼ばれるもので，検
出部内に投受光回路が内蔵されている。検出部と装置本
体とはリード線により電気的に接続されている。検出部
の投受光回路は，投光素子，受光素子および増幅器を備
えている。装置本体には，検出部の投光素子に与える投
光信号を発生するとともに受光素子から出力される受光
信号に基づいてスイッチ信号を生成する光電スイッチ主
回路が内蔵されている。

第２の種類のものは光ファイバ型と呼ばれるもので，投
光素子，受光素子，増幅器および主回路のすべてが装置
本体に内蔵されている。装置本体から２本の光ファイバ
が外部に導かれ，その先端部が検出部となっている。装
置本体内の投光素子で発光した光が一方の光ファイバを
経てその先端から出射する。他方の光ファイバの先端に
入射する光がその光ファイバを通って受光素子に受光さ
れる。

増幅器分離型の多連光電スイッチ装置は，投，受光素子
を被検出物体の近傍に配置することができるので検出精
度が高いという特長をもっている。これに対して光ファ
イバ型の多連光電スイッチ装置は，光ファイバを用いて
光信号を伝送しているので電気的なノイズに強いという
特長をもっている。従来は，使用状況，環境に応じて，
増幅器分離型または光ファイバ型のいずれか一方が選択
的に使用されていた。

ところが，増幅器分離型と光ファイバ型の両方を併用し
たいという場合がある。このような場合に従来は，両型
の多連光電スイッチ装置を２台用意しなければならない
という問題があった。

この発明は，一台の装置本体で増幅器分離型および光フ
ァイバ型の両方を併用できるようにすることを目的とす
る。

発明の開示 この発明による多連光電スイッチ装置は，装置本体と，
第１および第２の２つのタイプの光電スイッチ・ユニッ
トとから構成される。

装置本体は，上記２つのタイプの光電スイッチ・ユニッ
トが選択的にかつ着脱自在に装着される複数のユニット
装着部と，各ユニット装着部に設けられた本体側コネク
タと，各コネクタにそれぞれ接続され，上記２つのタイ
プの光電スイッチ・ユニットに共通に適用可能な複数の
信号処理回路とを備えている。

上記第１のタイプの光電スイッチ・ユニットは，第１の
検出ヘッドと，これにリード線で接続された第１の接続
部とから構成される。上記第１の検出ヘッドには，投光
素子および受光素子を含む投受光回路が設けられる。上
記第１の接続部は上記ユニット装着部に着脱自在に装着
可能であり，上記第１の検出ヘッドの投受光回路を上記
信号処理回路に接続するために上記本体側コネクタと結
合可能なユニット側第１コネクタを備えている。

上記第２のタイプの光電スイッチ・ユニットは，第２の
検出ヘッドと，これに光ファイバにより接続された第２
の接続部とから構成される。上記第２の検出ヘッドには
上記光ファイバの一端が含まれる。上記第２の接続部は
上記ユニット装着部に着脱自在に装着可能であり，上記
光ファイバの他端に光結合した投光素子および受光素子
を含む投受光回路と，この投受光回路を上記信号処理回
路に接続するために上記本体側コネクタと結合可能なユ
ニット側第２コネクタとを備えている。

好ましくは，上記装置本体に，複数の上記信号処理回路
から出力されるスイッチ信号を伝送するための伝送回路
が設けられる。

上記伝送回路を持たない他の装置本体のために，この発
明の一実施態様では他の装置本体からのスイッチ信号を
上記伝送回路に導くためのコネクタが上記装置本体に設
けられている。

この発明の他の実施態様では，上記装置本体に装着され
た光電スイッチ・ユニットを固定するための手段が設け
られる。

さらにこの発明は多連光電スイッチ装置のための装置本
体を提供している。この装置本体は，投光素子および受
光素子を含む投受光回路が設けられた第１の検出ヘッド
と，この第１の検出ヘッドにリード線で接続され，ユニ
ット側第１コネクタが設けられた第１の接続部とから構
成される第１の光電スイッチ・ユニット，ならびに光フ
ァイバの一端を含む第２の検出ヘッドと，上記光ファイ
バにより上記第２の検出ヘッドに接続され，上記光ファ
イバの他端に光結合する投光素子および受光素子を含む
投受光回路およびユニット側第２コネクタが設けられた
第２の接続部とから構成される第２の光電スイッチ・ユ
ニットのいずれもが適用可能である。

この装置本体は，上記第１および第２の光電スイッチ・
ユニットが選択的にかつ着脱自在に装着される複数のユ
ニット装着部，上記各ユニット装着部に設けられ，その
ユニット装着部に装着された第１または第２の光電スイ
ッチ・ユニットのユニット側第１または第２コネクタと
結合可能な本体側コネクタ，ならびに上記の各本体側コ
ネクタにそれぞれ接続され，上記第１および第２スイッ
チ・ユニットの上記投受光回路に共通に適用可能な複数
の信号処理回路を備えている。

好ましくは上記装置本体に，複数の上記信号処理回路か
ら出力されるスイッチ信号を伝送するための伝送回路が
設けられる。

この発明によると，第１のタイプの光電スイッチ・ユニ
ットを装置本体に装着すれば増幅器分離型の多連光電ス
イッチ装置が実現される。

また第２のタイプの光電スイッチ・ユニットを装置本体
に装着すると光ファイバ型の多連光電スイッチ装置にな
る。

さらに，装置本体の装着部の一またはいくつかに第１の
タイプの光電スイッチ・ユニットを装着し，他の装着部
に第２のタイプの光電スイッチ・ユニットを装着して使
用することができる。この場合には，一台の装置本体を
用意するだけで，増幅器分離型と光ファイバ型の両方の
利用が可能となる。このように状況，環境に合わせて所
望のタイプの光電スイッチ・ユニットの使用が可能とな
る。

図面の簡単な説明 図面はこの発明の実施例を示している。

第１図は多連光電スイッチ装置の装置本体の平面図であ
る。

第２図は同装置本体の側面図である。

第３図は同装置本体の正面図である。

第４図は同装置本体の背面図である。

第５図は第１のタイプの光電スイッチ・ユニットを示す
もので，その一部を切欠いて示す側面図である。

第６図は第２のタイプの光電スイッチ・ユニットを示す
もので，その一部を切欠いて示す側面図である。

第７図は多連光電スイッチ装置の電気的構成を示すブロ
ック図である。

発明を実施するための最良の形態 以下，図面を参照してこの発明の実施例について詳述す
る。

この実施例においては，多連光電スイッチ装置の装置本
体は４チャネルを有している。すなわち，装置本体には
４個の光電スイッチ・ユニットの接続が可能である。こ
れらの光電スイッチ・ユニットからの検出信号に応答し
て装置本体はスイッチ信号（被検出物体の有無を表わす
信号）を生成して，これを制御機器または上位の制御装
置に伝送する。

第１図から第４図は装置本体10を示している。

これらの図を参照して装置本体10の正面には４個のユニ
ット装着部11が形成されている。ユニット装着部11は凹
所であって，これらの凹所は隔壁によって隔てられてい
る。このユニット装着部11の奥の壁にはそれぞれ本体側
コネクタ12が設けられている。この本体側コネクタ12に
は４個の受部がある。図面においては，チャネル４（ch
4）の装着部11に第１のタイプの光電スイッチ・ユニッ
ト30の接続部31が，チャネル２（ch2）の装着部11に第
２のタイプの光電スイッチ・ユニット50の接続部51がそ
れぞれ装着されている。ユニット装着部11の側面を形成
する隔壁の下部には各光電スイッチ・ユニットの接続部
が正しく装着されるように水平方向にのびる凸条11aが
形成されている。

装置本体10の上面には,4つのチャネルのそれぞれに対応
して，動作表示灯13,感度調整用ボリュウム14およびオ
ン／オフ切換スイッチ15が設けられている。動作表示灯
13は，一般には被検出物体を検知したときに点灯される
が，逆に被検出物体を検知していないときに点灯するよ
うにしてもよい。感度調整用ボリュウム14は文字通り，
物体検知の感度を調整するものである。オン／オフ切換
スイッチ15は，物体を検知したときに出力されるスイッ
チ信号の状態を設定するためのものである。たとえばオ
ンに設定されれば物体検知がスイッチ信号のＨレベルで
表わされ，オフに設定されれば物体検知がスイッチ信号
のＬレベルで表わされる。

装置本体10の上面の正面側には各チャネルごとに固定ね
じ16が設けられている。この固定ねじ16は，装着部11に
装着された光電スイッチ・ユニットの接続部31または51
の上面に形成されている雌ねじ（第６図に接続部51につ
いて符号56で示されている）にねじはめられることによ
り，接続部31または51の固定を強固にするためのもので
ある。これにより耐振動性が向上する。

装置本体10の側面にはコネクタ17が設けられている。

装置本体10には後述する伝送回路を内蔵したものと内蔵
しないものとがある。この実施例の装置本体10は伝送回
路21（第７図）を内蔵しており，この伝送回路21は８チ
ャネルのスイッチ信号を伝送することができる。コネク
タ17は，伝送回路を内蔵していない装置本体から４チャ
ネル分のスイッチ信号を伝送回路21に与えるためのもの
である。

装置本体10の背面には，装置本体10の直流動作電源を外
部の電源装置（たとえばACアダプタ）から供給するため
の直流電源用コネクタ22,番地指定用ロータリィ・スイ
ッチ23ならびに光コネクタ24aおよび24bが設けられてい
る。この装置本体10は光信号により制御機器もしくは上
位制御装置と交信する。そのための光ファイバを接続す
るためのコネクタが光コネクタ24aである。この装置本
体10はまた他の装置本体と光信号により交信する。その
ための光ファイバを接続するためのコネクタが光コネク
タ24bである。このような交信において必要となる装置
本体10の識別番号（またはアドレス）を設定するための
ものが番地指定用ロータリィ・スイッチ23である。

装置本体10の底面には，この装置本体10をディン（di
n）・レールに取付け固定するための位置決め用溝25が
形成されている。

第５図を参照して，第１のタイプの光電スイッチ・ユニ
ット30の構成について説明する。この光電スイッチ・ユ
ニット30は増幅器分離型のものである。

光電スイッチ・ユニット30は接続部31と検出部41とから
構成され，これらの両部31と41は２対のリード線37A,37
Bによって相互に接続されている。一方の対のリード線3
7Aは投光信号用，他方の対のリード線37Bは受光信号用
である。

接続部31はユニット側コネクタ32,回路基板33および端
子台34を備えている。

ユニット側コネクタ32は４個のコネクタ・ピン32aを有
している。接続部31が装置本体10の装着部11に装着され
たときに，このコネクタ32が本体側コネクタ12と結合す
る。

端子台34には４個のねじ式端子34aが設けられている。
これらの端子34aには４本のリード線37A,37Bの一端がそ
れぞれ接続されている。回路基板33には端子34aとそれ
に対応するコネクタ・ピン32aとを接続するための導体
パターンが形成されている。４本のリード線37A,37Bは
端子34a,回路基板33の導体パターンを通して対応するコ
ネクタ・ピン32aにそれぞれ電気的に接続されている。

接続部31の下部両側には，装置本体10の装着部11に形成
されている凸条11aに摺動自在に嵌り合う凹溝39が形成
されている。

さらに接続部31の前面にはリード線対37A,37Bの通る孔3
1aがあけられている。

検出部41には投受光回路45が内蔵されている。この投受
光回路45は，投光素子としての発光ダイオード42,受光
素子としてのフォトトランジスタ43および回路基板44か
ら構成されている。回路基板44にはフォトトランジスタ
43の受光信号を増幅する増幅器が設けられている。投光
信号用リード線対37Aは回路基板44を介して発光ダイオ
ード42に，受光信号用リード線対37Bは増幅器および回
路基板44を介してフォトトランジスタ43にそれぞれ接続
されている。

投光素子，受光素子は発光ダイオード，フォトトランジ
スタに限らず，レーザ・ダイオード，フォトダイオード
等を用いることができるのはいうまでもない。

第６図を参照して，第２のタイプの光電スイッチ・ユニ
ット50について説明する。この光電スイッチ・ユニット
50は光ファイバ型のものである。

光電スイッチ・ユニット50は接続部51と検出部61とから
構成され，これらは２本の光ファイバ57A,57Bによって
光学的に結合している。一方の光ファイバ57Aは投射光
用であり，他方の光ファイバ57Bは受光用である。

接続部51にはユニット側コネクタ52と投受光回路64とが
設けられている。

ユニット側コネクタ52も４個のコネクタ・ピン52aを有
している。接続部51が装置本体10の装着部11に装着され
たときに，このコネクタ52が本体側のコネクタ12と結合
する。

投受光回路64は，投光素子としての発光ダイオード62,
受光素子としてのフォトトランジスタ63および回路基板
53から構成されている。回路基板53にはフォトトランジ
スタ63の受光信号を増幅する増幅器が設けられている。
コネクタ52のコネクタ・ピン52aは回路基板53上の導体
パターンに接続されている。装置本体10の光電スイッチ
主回路20（第７図）からコネクタ12,52,および回路基板
53の導体パターンを通して与えられる投光信号により発
光ダイオード62が駆動される。フォトトランジスタ63の
受光信号は上記増幅器で増幅され，回路基板53の導体パ
ターン，コネクタ52,12を通して光電スイッチ主回路20
に与えられる。

接続部51の前面にはカバー54が設けられている。カバー
54には光ファイバ57A,57Bがそれぞれ通る孔51aがあけら
れている。またカバー54内には弾性体55が内蔵され，こ
の弾性体55にも挿通孔があけられている。光ファイバ57
A,57Bの一端はこれらの孔51aおよび弾性体55の挿通孔を
通って発光ダイオード62,フォトトランジスタ63にそれ
ぞれ対向している。

カバー54はその下端部が接続部51の係合部58に係合して
いる。接続部51にはまた取付片51Aが形成され，カバー5
4の上面と取付片51Aのねじ孔に取付ねじ57がねじはめら
れている。ねじ57をねじはめることにより，カバー54が
接続部51に固定され，かつ弾性体55が圧縮されることに
より，光ファイバ57A,57Bの上記一端が固定される。

接続部51の下部両側には，装置本体10の装着部11に形成
されている凸条10aに摺動自在に嵌り合う凹溝59が形成
されている 検出部61は光ファイバ57Aと57Bの先端部がまとめられる
ことにより構成されている。

第７図を参照して，装置本体10内には各チャネルごとに
光電スイッチ主回路20が設けられている。これらの主回
路20は対応するコネクタ12にそれぞれ接続されている。
主回路20は投光信号を発生してコネクタ12に与える。ま
た主回路20はコネクタ12を通して入力する受光信号のレ
ベルを適当なスレシホールド・レベルで弁別してスイッ
チ信号を出力する。

上述した動作表示灯13,感度調整用ボリュウム14および
オン／オフ切換スイッチ15はそれぞれ対応する主回路20
に接続されている。主回路20から出力されるスイッチ信
号によって動作表示灯13の点滅が制御される。ボリュウ
ム14によって上記スレシホールド・レベルが調整され
る。スイッチ信号の表わす物体検知レベル（Ｈレベルま
たはＬレベル）が上述のように切換スイッチ15によって
設定される。

光電スイッチ主回路20はまた伝送回路21に接続されてい
る。主回路20から出力されるスイッチ信号は伝送回路21
によって編集され，上記コネクタ24aまたは24bを通し
て，制御機器もしくは上位制御装置または他の装置本体
に伝送される。上記番地指定用スイッチ23によって設定
された番地は伝送回路21に与えられ，交信のアドレスと
して用いられるのは上述した通りである。

コネクタ17も伝送回路21に接続されている。伝送回路を
持たない装置本体からコネクタ17を通して与えられるス
イッチ信号もまた伝送回路21によって外部に送出され
る。

第１のタイプの光電スイッチ・ユニット30の接続部31が
装着部11に装着されると，コネクタ12と32が相互に接続
される。検出部41は被検出物体の検出位置に配置され
る。主回路20から発生する投光信号はコネクタ12,32,接
続部31,リード線対37Aを介して検出部41の投受光回路45
に与えられ，発光ダイオード42から投射光が発生する。
この投射光は，被検出物体があればこの物体によって反
射され，フォトトランジスタ43によって受光される。フ
ォトトランジスタ43の受光信号は，投受光回路45の増幅
器で増幅されて，リード線対37B,接続部31,コネクタ32,
12を介して光電スイッチ主回路20に入力する。光電スイ
ッチ主回路20は，この受光信号のレベルをスレシホール
ド・レベルと比較して，オンまたはオフ（ＨまたはＬレ
ベル）（オン／オフ切換スイッチ15で設定される）のス
イッチ信号を伝送回路21に出力する。伝送回路21はこれ
を外部に光伝送する。このようにして，増幅器分離型の
光電スイッチ動作が行われる。

第２のタイプの光電スイッチ・ユニット50の接続部51が
装着部11に装着されると，コネクタ12と52が相互に接続
される。検出部61は検知位置に配置される。主回路20か
ら発生する投光信号によってコネクタ12,52を通して接
続部64の発光ダイオード62が駆動される。発光ダイオー
ド62からの投射光は光ファイバ57Aを通って検出部61に
至り，光ファイバ57Aの先端から物体に向けて投射され
る。物体で反射した光は，光ファイバ57Bの先端から光
ファイバ57Bに入射し，フォトトランジスタ63によって
受光される。フォトトランジスタ63の受光信号は，投受
光回路64の増幅器で増幅された後，コネクタ52,12を通
して光電スイッチ主回路20に入力する。主回路20の動作
は上述した通りである。このようにして光ファイバ型の
光電スイッチの動作が行われる。

この多連光電スイッチ装置では，装着部11に，第１のタ
イプの光電スイッチ・ユニット30または第２のタイプの
光電スイッチ・ユニット50を自由に選択して装着するこ
とができ，状況，環境に応じて各チャネル１〜４（ch1
〜ch4）を増幅器分離型，光ファイバ型のいずれにも設
定することができる。

上記実施例では，検出部41,61は反射型であるが，検出
部を透過型，すなわち，投光素子と受光素子と（または
光ファイバ先端部同志）が対向する構成とすることがで
きるのはいうまでもない。

産業上の利用可能性 多連光電スイッチ装置は物体検知に基づく各種機器の制
御，情報の収集等に好適に利用される。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】投光素子および受光素子を含む投受光回路
   が設けられた第１の検出ヘッドと，この第１の検出ヘッ
   ドにリード線で接続され，ユニット側第１コネクタが設
   けられた第１の接続部とから構成される第１の光電スイ
   ッチ・ユニット，ならびに光ファイバの一端を含む第２
   の検出ヘッドと，上記光ファイバにより上記第２の検出
   ヘッドに接続され，上記光ファイバの他端に光結合する
   投光素子および受光素子を含む投受光回路とユニット側
   第２コネクタとが設けられた第２の接続部とから構成さ
   れる第２の光電スイッチ・ユニットのいずれもが適用可
   能であり， 上記第１および第２の光電スイッチ・ユニットが選択的
   にかつ着脱自在に装着される複数のユニット装着部， 上記各ユニット装着部に設けられ，そのユニット装着部
   に装着された第１または第２の光電スイッチ・ユニット
   のユニット側第１または第２コネクタと結合可能な本体
   側コネクタ，ならびに 上記の各本体側コネクタにそれぞれ接続され，上記第１
   および第２スイッチ・ユニットの上記投受光回路に共通
   に適用可能な複数の信号処理回路， を備えた多連光電スイッチ装置。
2. 【請求項２】複数の上記信号処理回路から出力されるス
   イッチ信号を伝送するための伝送回路が設けられている
   請求項１に記載の多連光電スイッチ装置。
3. 【請求項３】他の多連光電スイッチからのスイッチ信号
   を上記伝送回路に導くためのコネクタが設けられている
   請求項２に記載の多連光電スイッチ装置。
4. 【請求項４】上記伝送回路が制御機器，上位制御装置ま
   たは他の多連光電スイッチ装置と交信するときに用いら
   れる識別番号を設定するための番号指定用手段が設けら
   れている請求項２に記載の多連光電スイッチ装置。
5. 【請求項５】上記ユニット装着部に装着された第１また
   は第２の光電スイッチ・ユニットを固定するための手段
   が設けられている請求項１に記載の多連光電スイッチ装
   置。