JP2005051317A - 信号出力回路、検出スイッチ及び多光軸光電スイッチ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】PNP対応入力装置50が接続された場合、PNP用リレー回路45のリレーコイル45aには略24Vの電圧が負荷されリレー接点45bがオン動作して出力端子43が出力形態切換回路30のPNP出力端に接続される。(「第1出力形態」)。NPN対応入力装置60が接続された場合、NPN用リレー回路46のリレーコイル46aに略24Vの電圧が負荷されリレー接点46bがオン動作して出力端子43が出力形態切換回路30のNPN出力端に接続される(「第2出力形態」)。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、信号出力回路、検出スイッチ及び多光軸光電スイッチに関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば多光軸光電スイッチなどの検出スイッチには、その検出動作に応じて出力される動作信号を、PNP型トランジスタのオープンコレクタ回路を介して外部に出力するタイプと、NPN型トランジスタのオープンコレクタ回路を介して外部に出力するタイプとがある。従って、前者のタイプにはPNP出力対応の入力装置(以下、「PNP対応入力装置」という)を、後者のタイプにはNPN出力対応の入力装置(以下、「NPN対応入力装置」という)をそれぞれ接続する必要がある。
【0003】
これに対して、下記の非特許文献1に示すように、PNP対応及びNPN対応のいずれの入力装置にも接続できる多光軸光電スイッチがある。具体的には、この多光軸光電スイッチには、PNP型トランジスタのオープンコレクタ回路と、NPN型トランジスタのオープンコレクタ回路とが内蔵されるとともに、それぞれに連なる専用出力端子が異なる位置に配されたコネクタが備えられている。そして、入力装置がPNP対応である場合には、PNP型トランジスタのオープンコレクタ回路の出力側に連なる出力端子を、それと電気的に接続される接続端子を有するPNP専用ケーブルを介してこのPNP対応入力装置の入力端子に接続する。一方、入力装置がNPN対応である場合には、NPN型トランジスタのオープンコレクタ回路の出力側に連なる出力端子を、それと電気的に接続される接続端子を有するNPN専用ケーブルを介してこのNPN対応入力装置の入力端子に接続するようになっている。
【0004】
【非特許文献1】
「アンプ内蔵型セーフティライトカーテンSL−Cシリーズ」,株式会社キーエンス,2003年2月,p.8(キーエンス2004総合カタログにも記載)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の構成では、PNP専用ケーブルと、NPN専用ケーブルとをそれぞれ用意する必要があり、その分だけ管理コストが高くなるという問題があった。
【0006】
また、上記構成以外に、PNP型トランジスタのオープンコレクタ回路と、NPN型トランジスタのオープンコレクタ回路と、これらの出力側に選択的に接続可能な切換スイッチを備えて、入力装置がPNP対応かNPN対応かに応じて上記切換スイッチを手動で切り換える構成も考えられるが、これでは切換スイッチの操作が作業者に委ねられるため、例えば入力装置がNPN対応であるにもかかわらず、PNP型トランジスタのオープンコレクタ回路の出力側に接続されてしまうなど、誤接続が生じるおそれがあり好ましくない。
【0007】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、管理コストを抑えつつ、PNP対応入力装置とNPN対応入力装置とにそれぞれ対応した出力形態に自動で切り換えることが可能な信号出力回路、検出スイッチ及び多光軸光電スイッチを提供するところにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1の発明に係る信号出力回路は、PNP出力対応の入力装置と、NPN出力対応の入力装置とが選択的に接続可能とされ、前記PNP出力対応の入力装置が接続されているときはPNP出力回路からの出力信号を選択してこの入力装置に与える一方で、前記NPN出力対応の入力装置が接続されているときはNPN出力回路からの出力信号を選択してこの入力装置に与える信号出力回路であって、前記入力装置に連なり、信号線と、1対の電源供給線と、前記1対の電源供給線とは別体或いはそれら1対の電源供給線のいずれか一方を兼ねるシールド部材とを備えてなるシールド電線のうち、前記信号線に接続される出力端子と、前記1対の電源供給線に接続される1対の電源端子と、前記シールド部材に接続されるシールド用端子と、前記シールド用端子の電圧レベルが前記1対の電源端子のうち一方の電源端子と略同一電圧レベルにあるときに、前記出力端子に前記PNP出力回路からの出力信号を与える第1出力形態と、前記シールド用端子の電圧レベルが前記1対の電源端子のうち他方の電源端子と略同一電圧レベルにあるときに、前記出力端子に前記NPN出力回路からの出力信号を与える第2出力形態とを選択動作する選択回路とを備えているところに特徴を有する。
なお、本発明の「PNP出力回路及びNPN出力回路」には、PNP型及びNPN型トランジスタのオープンコレクタ回路などのバイポーラトランジスタによる出力回路や、PchFET及びNchFETによる出力回路が含まれる。
また、上記「シールド電線」は、一方の電源供給線のいずれか一方が、シールド電線内においてシールド部材と共通化されている構成であってもよい。具体的には、シールド電線は、例えば、一方の電源供給線と信号線と、それらを個別または一括に包囲する編組シールド(シールド部材)とを備えて、この編組シールドが他方の電源供給線を兼ねる構成であってもよい。この場合、信号出力回路側に接続される一端側において上記編組シールドが信号出力回路のシールド用端子に接続される一方で、編組シールドの一部が引き出されて1対の電源供給線のいずれか一方に接続されることになる。
【0009】
請求項2の発明は、請求項1記載の信号出力回路において、前記選択回路は、前記シールド用端子の電圧レベルが、前記1対の電源端子の両電圧レベルに挟まれる所定範囲内にあり、前記第1及び第2の出力形態のいずれにも選択されていないときには、前記出力端子に前記PNP出力回路及び前記NPN型出力回路のいずれからの出力信号も与えない第3出力形態を選択するよう構成されているところに特徴を有する。
請求項3の発明は、請求項1または請求項2記載の信号出力回路において、前記一方の電源端子は低電位側端子であり、前記他方の電源端子は高電位側端子であるところに特徴を有する。
【0010】
請求項4の発明は、請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の信号出力回路において、前記選択回路は、前記高電位側端子及びシールド用端子の電位差が所定値以上であることを条件に前記出力端子に前記PNP出力回路からの出力信号を与えるよう動作する第1の半導体リレー回路と、前記低電位側端子及びシールド用端子の電位差が所定値以上であることを条件に前記出力端子に前記NPN出力回路からの出力信号を与えるよう動作する第2の半導体リレー回路とを備えて構成されているところに特徴を有する。
なお、上記「所定値」は、第1のリレー回路と第2のリレー回路とで異なる構成としてもよい。
また、選択回路を、機械的リレー回路(例えばリレーコイルとリレー接点からなる構成)で構成したものは請求項1ないし請求項3の発明に含まれる。
【0011】
また、本発明において次のような構成を加えてもよい。
即ち、「請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の信号出力回路において、前記シールド用端子の電圧レベルが前記低電位側端子の電圧レベル寄りにあるときに、当該低電位側端子と前記シールド用端子とを短絡させる一方で、前記シールド用端子の電圧レベルが前記高電位側端子の電圧レベル寄りににあるときに、当該高電位側端子と前記シールド用端子とを短絡させる短絡手段を備えている構成」。
より具体的には、「上記短絡手段は、前記高電位側端子(上記一方の電源端子)及びシールド用端子の電位差が所定値以上であることを条件に前記低電位側端子(上記他方の電源端子)及び前記シールド用端子間を短絡させる第3のリレー回路と、前記低電位側端子及びシールド用端子の電位差が所定値以上であることを条件に前記高電位側端子及び前記シールド用端子間を短絡させる第4のリレー回路とを備えて構成されているもの」。
このような構成であれば、例えば信号出力回路と入力装置とが長いシールド電線を介して離間して接続されるような場合、信号出力回路におけるシールド用端子を、低電位側端子或いは高電位側端子に短絡させて確実なシールド効果を得ることができる。
なお、この構成において、上記「所定値」は、第3のリレー回路と第4のリレー回路とで異なる構成としてもよい。また、リレー回路は、機械的リレー回路(例えばリレーコイルとリレー接点からなる構成)だけに限らず、半導体リレー回路(例えばスイッチ素子などの半導体素子による構成)であってもよい。
【0012】
請求項5の発明に係る検出スイッチは、被検出物を検出した検出結果に応じた動作信号を出力する検出手段を備えた検出スイッチにおいて、前記検出手段からの動作信号を受けてそれに応じた出力信号を出力するPNP出力回路と、前記検出信号からの動作信号を受けてそれに応じた出力信号を出力するNPN出力回路と、前記請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の信号出力回路とを備えているところに特徴を有する。
【0013】
請求項6の発明に係る多光軸光電スイッチは、複数の投光素子を備える投光手段と、前記複数の投光素子からの各光をそれぞれ受光可能に配置される複数の受光素子を備える受光手段と、前記各受光素子での受光量に基づいて動作信号を出力する検出手段とを備えた多光軸光電スイッチにおいて、前記検出信号からの動作信号を受けてそれに応じた出力信号を出力するPNP出力回路と、前記検出信号からの動作信号を受けてそれに応じた出力信号を出力するNPN出力回路と、前記請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の信号出力回路とを備えているところに特徴を有する。
【0014】
請求項7の発明は、請求項5記載の検出スイッチにおいて、前記信号出力回路のうち、前記出力端子に電気的に接続された信号線と、前記1対の電源端子に電気的に接続された1対の電源供給線と、前記1対の電源供給線とは別体とされ前記シールド用端子に接続されたシールド部材とを備えてなるシールド電線が導出され、そのシールド電線を介して前記入力装置に接続可能とされているところに特徴を有する。
請求項8の発明は、請求項6記載の多光軸光電スイッチにおいて、前記信号出力回路のうち、前記出力端子に電気的に接続された信号線と、前記1対の電源端子に電気的に接続された1対の電源供給線と、前記1対の電源供給線とは別体とされ前記シールド用端子に接続されたシールド部材とを備えてなるシールド電線が導出され、そのシールド電線を介して前記入力装置に接続可能とされているところに特徴を有する。
なお、「シールド電線が導出され」には、シールド電線の各線が信号出力回路の各端子に半田付けされている構成だけでなく、コネクタなどの接続手段によって着脱可能になっている構成も含まれる。
【0015】
【発明の作用及び効果】
<請求項1,請求項3〜請求項8の発明>
通常、シールド電線のシールド部材は、入力装置がPNP出力対応であれば、その一対の電源供給線のうち低電位側線に短絡されて、NPN出力対応であれば、その一対の電源供給線のうち高電位側線に短絡されている。従って、このシールド部材に接続されるシールド用端子の電圧レベルに基づき、接続されている入力装置(PNP対応、NPN対応)に対応してPNP出力形態と、NPN出力形態とに切り換えることができる。
【0016】
本願に係る信号出力回路は、この点に着目したものであり、具体的には、シールド用端子の電圧レベルが低電位側端子の電圧レベル寄りにあるとき、接続されている入力装置はPNP対応であるとして、この信号線にPNP出力回路からの出力信号を与えるよう動作する(第1出力形態)。一方、シールド用端子の電圧レベルが高電位側端子の電圧レベル寄りにあるとき、接続されている入力装置はNPN対応であるとして、この信号線にNPN出力回路からの出力信号を与える(第2出力形態)よう動作する。
【0017】
このような構成によれば、入力装置を接続するだけで、それがPNP対応かNPN対応かを識別しそれに応じてPNP出力とNPN出力とに出力形態を自動で切り換えるよう動作する。従って、従来のように出力形態毎に専用ケーブルを用意する必要なく共通のケーブルで対応することができ、管理コストを低減することが可能になるとともに、作業者等による誤接続を防止することができる。
【0018】
<請求項2の発明>
例えば、何らかの原因で、例えば信号出力回路のシールド用端子がシールド電線のシールド部材に接続されていないときには、シールド用端子の電圧レベルが不安定状態となり入力装置がPNP対応かNPN対応かを信号出力回路側において識別することが困難になることがある。
そこで、本構成によれば、シールド用端子の電圧レベルが、1対の電源端子の両電圧レベルに挟まれる所定範囲内にあるときには、出力端子をPNP出力回路及びNPN出力回路のいずれの出力側にも接続しないよう構成されている(第3出力形態)。従って、入力装置がPNP対応かNPN対応かを識別できない状態でこの入力装置への信号出力が実行されることを防止することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
<第1実施形態>
以下、本発明の第1実施形態を図1〜図4に基づいて説明する。
本実施形態は、PNP対応入力装置50及びNPN対応入力装置60のいずれも共通のシールド電線を介して接続可能な多光軸光電スイッチ1であって、PNP対応入力装置50が接続されているときにはPNP出力で動作信号をこの入力装置50に与える一方で、NPN対応入力装置60が接続されているときにはNPN出力で動作信号をこの入力装置60に与えるよう出力形態が自動で切り換わるものである。
【0020】
1.多光軸光電スイッチの構成
(1)多光軸光電スイッチ1の全体構成
この多光軸光電スイッチ1は、互いに対向配置される投光器10と受光器20とからなる。これら投受光器10,20は、共に、例えば上下に延びた角柱状をなし、投光器10のうち受光器20との対向面には、複数の投光素子11が上下方向に沿って一列に配され、受光器20のうち投光器10との対向面には、前記各投光素子11と対をなす複数の受光素子21が、やはり上下方向に沿って一列に配されている。
【0021】
また、これら投受光素子11,21は、共に例えば16個ずつ備えられており、上下方向で同じ順位に配置された投受光端子11,21同士が、互いに正規の相手方になっている。そして、各受光素子21が光を受光して出力する受光信号は、正規の相手方投光素子11からの光を受光したときにのみ、受光回路22に受信される。なお、受光器20の上面には、動作表示部26が設けられている。この動作表示部26は、例えば、表示灯としてのLEDからなる。
【0022】
図1には、本実施形態の多光軸光電スイッチ1に係る電気的構成が示されている。同図に示すように、投光器10には、前記投光素子11が連なる投光回路14が設けられており、この投光回路14は、所定のクロックパルス信号に基づいて作動し、投光器10の上端側の投光素子11から下端側の投光素子11へと順次に駆動信号を与え、この動作を高周期で繰り返す。これにより、投光器10の上端側の投光素子11から順次に光信号が出射される。
【0023】
一方、受光器20には、前記受光素子21が連なる受光回路22(本発明の受信手段に相当する)が設けられている。受光回路22には、複数のスイッチ素子25が備えられ、これらスイッチ素子25の一方のリード部に、各受光素子21の出力端子を接続すると共に、他方にリード部を、受光制御回路24の入力端子に共通接続してある。
【0024】
また、各スイッチ素子25に備えた制御用端子25Aは、シフトレジスタ23を介して受光制御回路24の出力端子に接続されている。そして、各スイッチ素子25は、常には、オフ状態になっており、受光制御回路24からシフトレジスタ23を介して各スイッチ素子25に駆動信号が順次に与えられ、これによりオンしたスイッチ素子25に連なる受光素子21の受光信号だけが、受光制御回路24に取り込まれるようになっている。
【0025】
さらに、受光制御回路24は、投受光器10,20を繋ぐ線L1を介して、投光回路14から前記クロックパルス信号を取り込んでおり、このクロックパルス信号(即ち、各投光素子11の投光タイミング)に同期して、所定のスイッチ素子25をオンさせる。具体的には、上下一列に配された投光素子11のうち所定順位の投光素子11が光信号を投光した瞬間に、その投光素子11と同順位に配された受光素子21に連なるスイッチ素子25のみをオンする。これにより、各受光素子21が、正規の相手方投光素子11からの光を受光したときにのみ、その受光素子21が出力した受光信号が受光制御回路24に取り込まれる。
【0026】
受光制御回路24は、各スイッチ素子25を順次にオンオフ制御するタイミングに同期して、取り込んだ受信信号と所定の基準電圧との大小関係をチェックする。そして、順次に受光制御回路24に取り込まれた受光信号の全てが、基準電圧VC1を上回った場合に、前記動作表示部26を消灯し、いずれか1つの受光信号でも基準電圧VC1を下回った場合には、動作表示部26を点灯させるとともに、後述するPNP出力及びNPN出力に切換可能な出力形態切換回路30の入力側に、例えば、被検出物を検出したか否かによって反転する動作信号が出力される。
【0027】
(2)出力形態切換回路の構成
図2にも示すように、出力形態切換回路30は、受光制御回路24からの上記動作信号をベースに受けるNPN型トランジスタ31と、そのコレクタ電位をベースに受けるPNP型トランジスタ32と、上記NPN型トランジスタ31のエミッタ電位をベースに受けるNPN型トランジスタ33とを備えて構成されている。これにより受光制御回路24からの動作信号が、PNP型トランジスタ32のコレクタからPNP出力形態で、NPN型トランジスタ33のコレクタからNPN出力形態でそれぞれ出力される。このような構成によって、本願発明の「PNP出力回路(PNP型トランジスタのオープンコレクタ回路)」及び「NPN出力回路(NPN型トランジスタのオープンコレクタ回路)」が構成がされている。そして、両動作信号が後述する信号出力回路40に与えられる。
なお、この構成以外に、受光制御回路24から上記動作信号を出力する出力端子を2つ設けて、別々に設けたPNP型トランジスタのオープンコレクタ回路(PNP出力回路)及びNPN型トランジスタのオープンコレクタ回路(NPN出力回路)の入力側をそれぞれ接続する構成であっても勿論よい。
【0028】
(3)入力装置の回路構成
図2の左側には、PNP対応入力装置50とNPN対応入力装置60との簡略的な回路構成が示されている。いずれも例えば直流電源(本実施形態では24[v])の両端にそれぞれ連なるVcc端子56,66及びグランド端子58,68と、主回路に連なる信号入力端子57,67と、シールド接続端子59,69が設けられている。そして、PNP対応入力装置50は、シールド接続端子59が、接地されたグランド端子58に短絡接続されている。これに対して、NPN対応入力装置60は、シールド接続端子69が、接地されたVcc端子66に短絡接続されている。
これらの入力装置50,60は、受光器20から導出された共通のシールド電線55を介して次述する信号出力回路40に選択的に接続される。具体的には、シールド電線55は、入力装置50,60Vcc端子56,66及びグランド端子58,68に連なる1対の電源供給線51,52と、信号入力端子57,67に接続される信号入力線53と、それらの線を包囲するシールド部材(例えば編組シールド)54とを備えて構成されている。
【0029】
(4)信号出力回路
ここで、上述したように、通常、PNP対応入力装置50は、そのシールド接続端子59がグランド端子58(低電位側線)に短絡されており、NPN対応入力装置60は、そのシールド接続端子69がVcc端子66(高電位側線)に短絡されている。従って、入力装置50,60が接続された状態でシールド電線55のシールド部材54の電圧レベルに基づき、接続されている入力装置がPNP対応かNPN対応かを識別することができる。そこで、本実施形態では次のような構成になっている。
【0030】
信号出力回路40は、図2に示すように、各入力装置50,60に連なるシールド電線55のVcc線51及びグランド線52にそれぞれ接続される高電位側端子41及び低電位側端子42(本発明の「1対の電源端子」に相当)と、信号入力線53に接続される出力端子43と、シールド部材54に接続されるシールド用端子44とが備えられている。そして、高電位側端子41とシールド用端子44との間にはリレーコイル45aが接続され、上記出力形態切換回路30のPNP出力端と出力端子43との間にリレー接点45bが接続されており、これにより本発明の「第1リレー回路」(以下、「PNP用リレー回路45」)が構成されている。一方、低電位側端子42とシールド用端子44との間にはリレーコイル46aが接続され、上記出力形態切換回路30のNPN出力端と出力端子43との間にリレー接点46bが接続されており、これにより本発明の「第2リレー回路」(以下、「NPN用リレー回路46」)が構成されている。
【0031】
更に、本実施形態では、上記出力形態選択用のリレー接点45b,46bとは別に、PNP用リレー回路45のリレーコイル45aに生じる磁気力によってオンオフ動作を行う短絡用のリレー接点45cが低電位側端子42とシールド用端子44との間に接続されている。また、NPN用リレー回路46のリレーコイル46aに生じる磁気力によってオンオフ動作を行う短絡用のリレー接点46cが高電位側端子41とシールド用端子44との間に接続されている。なお、本実施形態では、各リレー回路45,46は、リレーコイル45a,46a両端間に24Vよりやや低め以上の電位差が印加されたときに各リレー接点45b,45c,46b,46cをオン動作させるよう設定されている。
【0032】
2.本実施形態の動作
信号出力回路40に連なるシールド電線55に、PNP対応入力装置50が接続されている場合、シールド部材54はPNP対応入力装置50内部で0Vのグランド線52に短絡接続されているから、これに接続されるシールド用端子44も略0Vになり、PNP用リレー回路45のリレーコイル45aには略24Vの電圧が負荷されることになり、これにより生じる磁気力によってリレー接点45bがオン動作して出力端子43が出力形態切換回路30のPNP出力端に接続される。また、これと同時に、リレー接点45cもオン動作してシールド用端子44が低電位側端子42に短絡接続される。このとき、NPN用リレー回路46のリレーコイル46aには略0Vの電圧が負荷されるため、2つのリレー接点46b,46cはオフ状態を維持する。
これにより、出力形態切換回路30のPNP型トランジスタ32からの出力信号が信号出力回路40の出力端子43を介してPNP対応入力装置50の信号入力線53に与えられるようになる(本発明の「第1出力形態」)。
【0033】
一方、信号出力回路40に連なるシールド電線55に、NPN対応入力装置60が接続されている場合、シールド部材54はNPN対応入力装置60内部において24VのVcc線51に短絡接続されているから、これに接続されるシールド用端子44も略24Vになり、今度はNPN用リレー回路46のリレーコイル46aに略24Vの電圧が負荷されることになり、これにより生じる磁気力によってリレー接点46bがオン動作して出力端子43が出力形態切換回路30のNPN出力端に接続される。また、これと同時に、リレー接点46cもオン動作してシールド用端子44が高電位側端子41に短絡接続される。このとき、PNP用リレー回路45のリレーコイル45aには略0Vの電圧が負荷されるため、2つのリレー接点45b,45cはオフ状態を維持する。
これにより、出力形態切換回路30のNPN型トランジスタ33からの出力信号が信号出力回路40の出力端子43を介してNPN対応入力装置60の信号入力線53に与えられるようになる(本発明の「第2出力形態」)。
【0034】
なお、上記回路構成において、PNP用及びNPN用のリレー回路45,46の両リレーコイル45a,46aに所定値以上の電圧が同時に負荷されるような場合には、直流電源がショートしてしまうおそれがあるので、これを防止するために各リレーコイル45a,46aとシールド用端子44との間にツェナーダイオード(図示せず)を接続して安全性を補償するようにしてもよい。
また、この実施形態では、上述したように信号出力回路は0〜24Vの範囲内で動作するようになっており、国際規格IEC61496(Type2)に適合している。
【0035】
3.本実施形態の効果
以上のように、本実施形態によれば、入力装置50,60を接続すると、そのシールド用端子44の電圧レベルに基づきその入力装置がPNP対応かNPN対応かを識別しそれに応じた出力形態(PNP出力、NPN出力)に自動で切り替わるようになっている。従って、従来のように出力形態毎に専用ケーブルを用意する必要なく共通のケーブルで対応することができ、管理コストを低減することが可能になるとともに、切換スイッチを手動で切り換える構成のような作業者等による誤接続を防止することができる。
【0036】
また、本実施形態では、シールド用端子44の電圧レベルが略24Vか0Vである場合にだけ出力端子43を出力形態切換回路30の出力端に接続し、24Vよりも所定値だけ低く、かつ、0Vよりも所定値だけ高いレベルにあるときには、いずれの出力端にも接続しない構成(請求項2の構成に相当)になっている(本発明の「第3出力形態」)。従って、入力装置がPNP対応かNPN対応かを識別できない状態でこの入力装置への信号出力が実行されることを未然に防止することができる。
【0037】
更に、本実施形態では、PNP対応入力装置50が接続されたときにはリレー接点45cによってシールド用端子44を低電位側端子42に短絡させ、NPN対応入力装置60が接続されたときにはリレー接点46cによってシールド用端子44を高電位側端子41に短絡させる短絡手段が設けられている。このような構成であれば、特に本実施形態のように、信号出力回路40と入力装置とがシールド電線55を介してある程度離間した距離に配置されるような場合であっても、信号出力回路40におけるシールド用端子44を、低電位側端子42或いは高電位側端子41に短絡させて確実なシールド効果を得ることができる。
【0038】
<第2実施形態>
図3は、第2実施形態を示す。前記実施形態との相違は、第1リレー回路及び第2リレー回路及びシールド電線55の一部の構成にあり、その他の点は前記第1実施形態と同様である。従って、第1実施形態と同一符号を付して重複する説明を省略し、異なるところのみを次に説明する。
【0039】
まず、本実施形態に係るシールド電線90は、図3に示すように、電源供給線91と、信号入力線92と、それらを包囲するシールド部材93(編組シールド)とを備えて構成されている。
そして、信号出力回路70とPNP対応入力装置50と接続する場合には、電源供給線91を介して高電位側端子41とVcc端子56とを電気的に接続し、信号入力線92を介して出力端子43と信号入力端子57とを電気的に接続し、シールド部材93を介してシールド用端子44とグランド端子58とを電気的に接続する。更に、シールド部材93の一部を引き出してそれを信号出力回路70の低電位側端子42に電気的に接続する。
【0040】
一方、信号出力回路70とNPN対応入力装置60と接続する場合には、信号入力線92を介して出力端子43と信号入力端子57とを電気的に接続することは上記PNP対応入力装置50と接続する場合と共通するが、その他の接続が異なる。即ち、電源供給線91を介して低電位側端子42とグランド端子68とを接続し、シールド部材93を介してシールド用端子44とVcc端子66とを電気的に接続する。更に、シールド部材93の一部を引き出してそれを信号出力回路70の高電位側端子41に電気的に接続する。
【0041】
次に、本実施形態に係るリレー回路はバイポーラトランジスタやFET等の半導体素子で構成されている(請求項4の構成に相当)。具体的には、図3に示すように、高電位側端子41及びシールド用端子44間に1対の抵抗71,72とそれらの間に直列接続されたツェナーダイオード73とが接続され、そのカソード側にベースが接続されるとともにエミッタが高電位側端子41に接続されたPNP型トランジスタ74のコレクタ電位が例えばマイコンからなる制御部75に与えられるようになっている。制御部75は上記PNP型トランジスタ74がオン動作したときのコレクタ電位を受けると、スイッチ素子76をオン動作して出力端子43を出力形態切換回路30のPNP出力端に接続する。また、低電位側端子42及びシールド用端子44間には、上記PNP型トランジスタのコレクタにゲートが接続されたNch型FET77が接続され、PNP型トランジスタ74がオン動作したときにオンして低電位側端子42とシールド用端子44とを短絡させる。
【0042】
一方、低電位側端子42及びシールド用端子44間に1対の抵抗80,81とそれらの間に直列接続されたツェナーダイオード82とが接続され、そのアノード側にベースが接続されるとともにエミッタが低電位側端子42に接続されたNPN型トランジスタ83のコレクタ電位がやはり制御部75に与えられるようになっている。制御部75は上記NPN型トランジスタ83がオン動作したときのコレクタ電位を受けると、スイッチ素子84をオン動作して出力端子43を出力形態切換回路30のNPN出力端に接続する。また、高電位側端子41及びシールド用端子44間には、上記NPN型トランジスタ83のコレクタにゲートが接続されたPch型FET85が接続され、NPN型トランジスタ83がオン動作したときにオンして高電位側端子41とシールド用端子44とを短絡させる。
【0043】
このような構成であれば、上記第1実施形態と同様の効果を得ることができるとともに、リレー回路をリレーコイルやリレー接点等の機械的構成ではなく半導体素子による構成なので、上記第1実施形態に比べて信号出力回路70全体の小型化を図ることができる。
【0044】
<他の実施形態>
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
(1)上記各実施形態では、信号出力回路40,70を多光軸光電スイッチ1に適用した例を説明したが、これに限らず、検出領域における被検出体の有無に応じた動作信号を出力するものであれば、例えば1組の投光素子及び受光素子を備えた光電スイッチであってもよく、また、光学式に限らず例えば磁気式或いは超音波式の検出スイッチなどであってもよい。
【0045】
(2)上記各実施形態では、PNP出力回路及びNPN出力回路それぞれの出力側を、接続手段(リレー接点45b、46b、スイッチ素子76,84)を介して出力端子43に接続することでPNP出力形態とNPN出力形態とを切り換える構成としたが、これとは逆に、PNP出力回路及びNPN出力回路それぞれの入力側に、上記接続手段をそれぞれ設けてこれらの接続手段をオンオフさせることで、出力端子にPNP出力とNPN出力とを選択的に与えるよう構成してもよい。
図4にはその具体例が示されている。同図では、出力形態切換回路30においてNPN型トランジスタ31及びNPN型トランジスタ33のコレクタが共通接続されている一方で、各ベースが受光制御回路24の出力端に接続されてそれぞれ上記動作信号を受けるよう構成されている。そして、リレーコイル45aのオン動作によってリレー接点100をオンしてNPN型トランジスタ33のベースをグランドレベルに短絡させてNPN型トランジスタ33からのNPN出力を無効にする。これにより出力端子43にはPNP型トランジスタ32からのPNP出力が与えられることになる(第1出力形態)。一方、リレーコイル46aのオン動作によってリレー接点101をオンしてNPN型トランジスタ31のベースをグランドレベルに短絡させてPNP型トランジスタ32からのNPN出力を無効にするよう動作する。これにより、今度は、出力端子43にNPN型トランジスタ33からのNPN出力が与えられることになる(第2出力形態)。なお、このような構成は、勿論、上記第2実施形態に適用してもよい。
【0046】
(3)上記第1実施形態と第2実施形態とでは、シールド電線55,90の構造及びそれに伴う接続方法が異なるが、勿論、第1実施形態にシールド電線90を適用した構成や、第2実施形態にシールド電線55を適用して構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態の多光軸光電スイッチの回路構成図
【図2】出力形態切換回路、信号出力回路及び入力装置の回路構成図
【図3】第2実施形態の出力形態切換回路、信号出力回路及び入力装置の回路構成図
【図4】変形例を示した回路構成図
【符号の説明】
1…多光軸光電スイッチ
11…投光素子
14…投光回路
21…受光素子
22…受光回路
24…受光制御回路
30…出力形態切換回路
40,70…信号出力回路
41…高電位側端子
42…低電位側端子
43…出力端子
44…シールド用端子
45…PNP用リレー回路(第1のリレー回路)
46…NPN用リレー回路(第2のリレー回路)
50…PNP対応入力装置
51…Vcc線
52…グランド線
53,92…信号入力線
54,93…シールド部材
55,90…シールド電線
60…NPN対応入力装置
73…ツェナーダイオード
74…PNP型トランジスタ
75…制御部
76,84…スイッチ素子
77…Nch型FET
82…ツェナーダイオード
83…NPN型トランジスタ
84…スイッチ素子
85…Pch型FET
91…電源供給線
Claims (8)
- PNP出力対応の入力装置と、NPN出力対応の入力装置とが選択的に接続可能とされ、前記PNP出力対応の入力装置が接続されているときはPNP出力回路からの出力信号を選択してこの入力装置に与える一方で、前記NPN出力対応の入力装置が接続されているときはNPN出力回路からの出力信号を選択してこの入力装置に与える信号出力回路であって、
前記入力装置に連なり、信号線と、1対の電源供給線と、前記1対の電源供給線とは別体或いはそれら1対の電源供給線のいずれか一方を兼ねるシールド部材とを備えてなるシールド電線のうち、前記信号線に接続される出力端子と、
前記1対の電源供給線に接続される1対の電源端子と、
前記シールド部材に接続されるシールド用端子と、
前記シールド用端子の電圧レベルが前記1対の電源端子のうち一方の電源端子と略同一電圧レベルにあるときに、前記出力端子に前記PNP出力回路からの出力信号を与える第1出力形態と、前記シールド用端子の電圧レベルが前記1対の電源端子のうち他方の電源端子と略同一電圧レベルにあるときに、前記出力端子に前記NPN出力回路からの出力信号を与える第2出力形態とを選択動作する選択回路とを備えていることを特徴とする信号出力回路。 - 前記選択回路は、前記シールド用端子の電圧レベルが、前記1対の電源端子の両電圧レベルに挟まれる所定範囲内にあり、前記第1及び第2の出力形態のいずれにも選択されていないときには、前記出力端子に前記PNP出力回路及び前記NPN型出力回路のいずれからの出力信号も与えない第3出力形態を選択するよう構成されていることを特徴とする請求項1記載の信号出力回路。
- 前記一方の電源端子は低電位側端子であり、前記他方の電源端子は高電位側端子であることを特徴とする請求項1または請求項2記載の信号出力回路。
- 前記選択回路は、
前記高電位側端子及びシールド用端子の電位差が所定値以上であることを条件に前記出力端子に前記PNP出力回路からの出力信号を与えるよう動作する第1の半導体リレー回路と、
前記低電位側端子及びシールド用端子の電位差が所定値以上であることを条件に前記出力端子に前記NPN出力回路からの出力信号を与えるよう動作する第2の半導体リレー回路とを備えて構成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の信号出力回路。 - 被検出物を検出した検出結果に応じた動作信号を出力する検出手段を備えた検出スイッチにおいて、
前記検出手段からの動作信号を受けてそれに応じた出力信号を出力するPNP出力回路と、
前記検出信号からの動作信号を受けてそれに応じた出力信号を出力するNPN出力回路と、
前記請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の信号出力回路とを備えていることを特徴とする検出スイッチ。 - 複数の投光素子を備える投光手段と、前記複数の投光素子からの各光をそれぞれ受光可能に配置される複数の受光素子を備える受光手段と、前記各受光素子での受光量に基づいて動作信号を出力する検出手段とを備えた多光軸光電スイッチにおいて、
前記検出信号からの動作信号を受けてそれに応じた出力信号を出力するPNP出力回路と、
前記検出信号からの動作信号を受けてそれに応じた出力信号を出力するNPN出力回路と、
前記請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の信号出力回路とを備えていることを特徴とする多光軸光電スイッチ。 - 前記信号出力回路のうち、前記出力端子に電気的に接続された信号線と、前記1対の電源端子に電気的に接続された1対の電源供給線と、前記1対の電源供給線とは別体とされ前記シールド用端子に接続されたシールド部材とを備えてなるシールド電線が導出され、そのシールド電線を介して前記入力装置に接続可能とされていることを特徴とする請求項5記載の検出スイッチ。
- 前記信号出力回路のうち、前記出力端子に電気的に接続された信号線と、前記1対の電源端子に電気的に接続された1対の電源供給線と、前記1対の電源供給線とは別体とされ前記シールド用端子に接続されたシールド部材とを備えてなるシールド電線が導出され、そのシールド電線を介して前記入力装置に接続可能とされていることを特徴とする請求項6記載の多光軸光電スイッチ。
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