JPS6034291B2 - 検知装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は被検知体を検知したときにこれに応動して作動
体を作動させる構成の検知装置に関するもので、その目
的は、広範囲の電源電圧に対して使用可能になし得ると
共に、部品点数の削減及び小型化を実現できる等の効果
を奏する検知装置を提供するにある。

以下、本発明を反射形光電スイッチに適用した一実施例
について図面を参照しながら説明する。

第１図において、１はブリッジ型全波整流回路で、その
両入力端を夫々電源端子２ａ，２ｂに接続すると共に、
両出力端を保護抵抗Ｒ，及び平滑用コンデンサＣ，より
成る平滑回路３を介して母線４，５に夫々接続する。従
って、母線４，５間には、電源端子２ａ，２ｂ間に接続
される電源の種類（交流、直流）に関係なく母線４側が
高電位となる平滑直流出力が印加される。６は定電圧回
路として作用するチョツパ形スイッチングレギユレータ
であり、以下これについて述べる。

即ち、このスイッチングレギユレータ６において、Ｑ，
，Ｑ２は耐圧の問題を考慮してそのコレクタ・ェミッタ
間を直流接続したドライブ用トランジスタ、Ｑ３，Ｑ４
は同じく耐圧の問題を考慮してコレクタ・ェミッタ間を
直列接続したコントロール用トランジスタ、Ｑ５はコン
パレート用トランジスタ、ＺＤ，，ＺＤ２はツエナーダ
イオード、Ｄはフライホイールダイオード、７ａは作動
体としての後述するりレー７の励磁コイルであり、これ
らを抵抗Ｒ２乃至Ｒ８及び平滑用コンデンサＣ２と共に
図示の如く接続し、以て談スイッチングレギュレー夕６
の入力として母線４，５間の直流電圧が与えられるよう
に設ける。そして、新る構成のスイッチングレギュレー
タ６は、次に述べる如く動作する。即ち、スイッチング
レギュレータ６は、母線４，５から直流電力を入力とし
て受け、当初トランジスタＱ５がオフ状態にあってトラ
ンジスタＱ，Ｑがオンすると共にこのオンに応じてトラ
ンジスタＱ．，Ｑ２がオンし、これによりインダクタン
ス要素としての励磁コイル７ａ及びスイッチングレギュ
レータ６の出力端子６ａ，６０を介して負荷へ電力を供
給する。そして出力端子６ａ，６ｂ間電圧（換言すれば
コンデンサＣ２の両端電圧がツェナーダイオードＺＤ２
のツェナー電圧とトランジスタＱ５をオンさせるに足る
バイアス電圧とを和を越えるとトランジスタＱ５がオン
して、トランジスタＱ４，Ｑ及びＱ，，Ｑ２が順次オフ
する。この後、励磁コイル７ａに蓄積されたエネルギー
がフライホイールダイオードＤを通して負荷へ供給され
ると共に、これに応じて負荷電圧即ちコンデンサＣ２の
両端電圧が次第に低下してトランジスタＱ５がオフする
ようになるため、再び上述と同様の動作を繰返すように
なる。斯ようにしてスイッチングレギュレータ６はブリ
ッジ形全波整流回路１を介して供給される直流電力をチ
ョッピングし、その出力電圧が定電圧となるように保持
する動作を行なう。一方、８はスイッチングレギュレー
タ６から励磁コイル７ａを通して給電されるインピーダ
ンス変化部で、これは出力端子６ａ，６０間にトランジ
スタＱ、抵抗Ｒ９及び表示用発光素子たる発光ダイオー
ドＬＤ．を直列に接続すると共に、上記トランジスタＱ
のェミッタベース間に抵抗Ｒ，ｏを接続した構成であり
、従って斯かるインピーダンス変化部８はトランジスタ
Ｑがオンしたときにそのインピーダンスが略無限大から
主に抵抗Ｒ９により決まる値まで減少する。

また、９はインピーダンス変化部８より後段に設けた平
滑回路で、これは抵抗Ｒ，．及び平滑用コンデンサＣ３
より成り、その後段に設けた定電圧回路１０のローパス
フィルタとして作用する。上記定電圧回路１川ま、トラ
ンジスタＱ７、ッェナーダィオードＺＤ３，抵抗Ｒ，２
、平滑用コンデンサＣ４を図の如く接続して成る周知構
成のものである。さて、１１は検知回路たる光電スイッ
チ素子で、これを投光素子例えば発光ダイオードＬＤ２
を有した投光回路１ ２と、上記発光ダイオードＬＤ２
と蓮設状に配置された受光素子例えばフオトダィオード
ＰＤを有した受光回路１３とより成る一般的な反射形光
電スイッチの検知回路と同機構成のものである。即ち、
投光回路１２はマルチパイプレータ等から成る発振回路
によって発光ダイオードＬＤ２を一定周期で点灯させ、
また受光回路１３は発光ダイオードＬＤ２の点灯周期と
同期したタイミングフオトダィオードＰＤを受光可能な
状態になし、その受光状態に応じた出力を端子Ａから出
力する。具体的には、発光ダイオードＬＤ２による所定
の投光領域に被検知体が存在してこの被検知体での反射
光により発光ダイオードＰＤの受光量が所定レベルを越
えたときに受光回路１３の端子Ａからローレベル信号よ
り成る検知信号Ｓｄが出力され、これ以外の状態では端
子Ａから／・ィレベル信号が出力される構成になってお
り、斯ような端子Ａからの出力はッェナーダィオードＺ
Ｄ４及び抵抗Ｒ．３を介して前記トランジスタＱ６のベ
ースに与えられる。尚、上記投光回路１２及び受光回路
１３は、前記スイッチングレギュレータ６の出力端子６
ａ，６ｂから前記平滑回路９、定電圧回路１０を通して
給電される構成になっている。しかして、前記リレー７
はその励磁コイル７ａへの通電に応じて作動されるリレ
ー接点７ｂを有し、このリレー接点７ｂは、励磁コイル
７ａに所定の作動電流ｌｍ以上の電流が流れたときに常
開端子ＮＯ及び共通端子ＣＯＭ間をオンし、励磁コイル
７ａに流れる電流が前記作動電流ｌｍより低い値の保持
電流ｌｈを下回ったときに常閉端子ＮＣ及び共通端子Ｃ
ＯＮ間をオンするという通常の構成のものである。そし
て、この場合において、リレー７は、インピーダンス変
化部８がトランジスタＱのオンに応じてインピーダンス
減少を来たしたときに励磁コイル７ａに上述した作動電
流ｌｍ以上の電流が流れるように構成されており、また
、光電スイッチ素子１１の消費電流はリレー７の前記保
持電流比より小さく設定されている。次に上記構成の本
実施例の作用について第２図を参照しながら説明する。
尚、第２図において、ａは第１図中ａ点におけるスイッ
チングレギュレータ６のチョッパ出力波形、ｂは第１図
中ｂ点における電流、即ち励磁コイル７ａに流れる出力
負荷電流ＩＬの波形、ｃはリレー７の常閉端子ＮＯ及び
共通端子ＣＯＭ間のオンオフ状態に対応した波形、ｄは
第１図中ｄ点で得られる受光回路１３の出力波形を夫々
示すものである。さて、受光ダイオードＬＤ２からの投
光が受光ダイオードＰＤに入射しないとき或は入射して
も所定のレベルに達しないとき、換言すれば光電スイッ
チ素子１１による検知領域に被検知体が存在しない場合
には、受光回路１３から／・ィレベル信号が出力されて
おり、トランジスタＱはオフしている。

このためインピーダンス変化部８が略無限大のインピー
ダンスを呈していて、スイッチングレギュレータ６は光
電スイッチ素子１１の消費電流に対応した比較的小さい
値の負荷電流１，を出力しており、従って該スイッチン
グレギュレータ６のチョッピング周期は第２図ａ中時亥
Ｕｔｏ〜ｔ．に示す如く比較的長くなる。そしてこの場
合には、励磁コイル７ａに流れる負荷電流１，がリレー
７の作動電流ｌｍ及び保持電流ｌｈより小さく設定され
ているため、該リレー７はその常開端子ＮＯ及び共通端
子ＣＯＭ間をオンすることはない。その後、時刻ｔ，に
至って受光ダイオードＰＤの受光量が所定レベルを越え
るようになると、換言すれば光電スイッチ素子１１によ
る検知領域に被検知体が存在するようになると、受光回
路１３からローレベル信号より成る検知信号Ｓｄが出力
されてトランジスタＱがオンするため、インピーダンス
変化部８がインピーダンス減４・を釆たし、同時に発光
ダイオードＬＤ，が点灯して被検知体の存在を検知した
旨表示する。このため、スイッチングレギユレータ６は
、光電スイッチ素子１１の消費電流に対応した負荷電流
１，と発光ダィオ−ドＬＤ，を含むインピーダンス変化
部８に流れる負荷電流１２との合流電流１３を出力する
ようになり、そのチョッピング周期は第１図ａ中時刻ｔ
，〜ら‘こ示す如く比較的短くなる。そしてこの場合に
は、励磁コイル７ａに流れる負荷電流１３がリレー７の
作動電流ｌｍを越えるようになって、リレー７がその常
開接点ＮＯ及び共通端子ＣＯＮ間をオンするようになり
、このオンにより被検知体の存在に対応した検知出力を
上記両端子ＮＯ及びＣＯＭ間から取出すことができる。
この後、時刻ｔ２に至って受光ダイオードＰＤの受光量
が所定レベル以下になると、受光回路１３から再びハイ
レベル信号が出力されるようになってスイッチングレギ
ュレータ６の出力負荷電流が減少し、このため時刻ら‘
こおいて励磁コイル７ａに流れる負荷電流１３がリレー
７の保持電流ｍを下回るようになると、該リレー７が常
閉端子ＮＣ及び共通端子ＣＯＭ間をオンするようになっ
て初期状態に復帰するようになり、これ以後は上述した
動作が繰返される。尚、リレー７の励磁コイル７ａには
スイッチングレギュレータ６のチョツパ出力波形に起因
した脈流状態の負荷電流が流れるが、譲りレー７の作動
に関してはその負荷電流の平均値をもって考えれば良い
。

即ち、スイッチングレギユレータ６のチョッピング周期
は一般的に数ＫＨＺ〜数十ＫＨＺ程度であるのに対して
リレー７の応答遅ね時間が数ｍｓ以上あることを考え合
わせると、上記負荷電流の脈動によりリレー７が誤動作
することはない。上託した本実施例によれば、光電スイ
ッチ素子１１の入力部分にチョツパ形スイッチングレギ
ュレータ６を用いる構成としたから、広範囲の電源電圧
に対して使用できると共に、トランスレス形になし得て
入力部分の小形化を図り得、また効率の向上をも図り得
る。その上、スイッチングレギュレー夕６の前段にブリ
ッジ形全波整流回路１を設ける構成としたから、交直両
電源に対して使用することができ、特に直流電源に対し
て使用する場合には無極性接続が可能になる。そして、
上記のスイッチングレギユレータ６は、そのインダクタ
ンス要素を検知出力取出し用のＩＪレー７の励磁コイル
７ａで兼用する構成であるから、ィンダクタンス要素と
してのチョークコイルを不要になし得て一層の小形化を
図ることができると共に製造コストを抑制できる。また
、励磁コイル７ａに流れる負荷電流をインピーダンス変
化部８により制御する構成になすと共に、このインピー
ダンス変化部８に動作表示用の発光ダイオードＬＤ，を
直列に介在させる構成としたから、動作表示用の出力を
インピーダンス変化部８に流れる電流（即ち制御用の出
力）によって兼用できる。さらに上記実施例において、
インピーダンス変化部８内の抵抗Ｋ９の抵抗値を適宜に
変化させれば、スイッチングレギュレータ６の出力電圧
値を一定にしたままで所望の感度電流値を有した異なる
定格のりレーを作動させることが可能になる。

尚、上記実施例における光電スイッチ素子１１は、受光
ダイオードＰＯの受光量が平常値より増大したときにオ
ン動作する所謂ライトオン形の構成としたが、これと逆
の構成、即ち受光ダィオードＰＤの受光量が平常値より
減少したときにオン動作する所謂ダークオン形の構成と
しても良い。その他、本発明は上記し且つ図面に示した
実施例に限定されるものではなく、例えば検知回路とし
て透過形光電スイッチ、近接スイッチ素子或は超音波ス
イッチ素子等を適用しても良く、また作動体として電磁
弁或は他の電磁装置を適用しても良い等、その要旨を逸
脱しない範囲で適宜変形して実施することができる。本
発明によれば以上の説明から理解されるように、広範囲
の電源電圧に対して使用可能でしかも小形化を図ること
ができ、その上、本釆別部品として必要なチョークコイ
ルを不要になし得て部品点数の削減を図り得る等の効果
を奏する検知装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す電気回路図、第２図は
同実施例における各部の波形を示すタイムチャートであ
る。 図中、６はチョッパ形スイッチングレギュレータ、６ａ
，６ｂは出力端子、７はリレー（作動体）、７ａは励磁
コイル（ィンダクタンス要素）、８はインピーダンス変
化部、ＬＤ，は発光ダイオード（表示用発光素子）、１
１は光電スイッチ素子（検知回路）である。 第「図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ インダクタンス要素を有して成るチヨツパ形スイツ
   チングレギユレータと、このスイツチングレギユレータ
   の両出力端子から電源を受けるように設けられて被検知
   体の有無を検知する検知回路と、前記スイツチングレギ
   ユレータの両出力端子間に接続され前記検知回路が被検
   知体を検知したときにこれに応動してインピーダンス変
   化を来たすインピーダンス変化部と、前記インダクタン
   ス要素を構成する励磁コイルを有し、この励磁コイルに
   流れる電流が前記インピーダンス変化部のインピーダン
   ス減少に応動して増大したときにのみ作動される作動体
   とを具備したことを特徴とする検知装置。 ２ インピーダンス変化部には表示発光素子が直列に介
   在されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の検知装置。 ３ 検知回路は光電スイツチ素子により構成されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の検知装
   置。 ４ 作動体はリレーであることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の検知装置。