JP2535824B2

JP2535824B2 - 検知装置

Info

Publication number: JP2535824B2
Application number: JP61087482A
Authority: JP
Inventors: 章夫松本; 博行山崎; 潔宮本; 敬之介今津
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1986-04-15
Filing date: 1986-04-15
Publication date: 1996-09-18
Anticipated expiration: 2011-09-18
Also published as: JPS62243421A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野この発明は、動作チェック機能を有する近接スイッ
チ、光電スイッチ等の検知装置（センサスイッチ）に関
する。

（ロ）従来の技術一般に、従来の近接スイッチは、被検知物体の到来時
と非到来時において作動状態が変化する検知回路部と、
この検知回路部よりの信号を受けて信号処理し、非検知
物体の到来の有無に応じたオン・オフ信号を出力端子よ
り出力する信号処理部を備えている。

検知回路部として、具体的には高周波発振回路を含
み、被検知物体が近接すると発振が停止する。信号処理
部では、検知回路部よりの発振出力を検波し、基準レベ
ルとコンパレータで比較し、さらに波形整形して発振の
有無、つまり被検知物体の近接到来の有無に応じてオン
・オフの信号を出力している。

（ハ）発明が解決しようとする問題点近接スイッチ等の検知装置を用いて物体の到来を検知
し、その検知出力により外部装置をオン・オフする場
合、非常な信頼性、特に検知物体が近接した場合、確実
にこれを検知し、応答することが必要である。従って、
検知装置は、常に正常に動作することが確認されてお
り、あるいは必要な時はいつでも正常に動作しているこ
とを確認チェック出来るものでなければならない。

しかるに、上記従来の近接スイッチでは、被検知物体
が到来しない通常において、被検知物体の到来時の動作
をチェックする機能は有しておらず、現実に被検知物体
が到来しないと、到来時に装置が正常に動作するか否か
をチェックすることが出来なかった。そのため、信頼性
を充分に確保出来ない上、１システムに多くの検知装置
を使用している場合、各検知装置毎に被検知物体の到来
時の動作をチェックするのは、非常に煩わしいという問
題があった。

この発明は、上記に鑑み、所要の時に被検知物体が到
来した状態での動作がチェック出来、信頼性の向上した
検知装置を提供することを目的としている。

（ニ）問題点を解決するための手段この発明の検知装置は、被検知物体の到来時と非到来
時で作動状態が変化する検知回路部（10）と、この検知
回路部よりの信号を受けて処理し、前記被検知物体の到
来の有無に応じた出力信号を出力端子より出力する信号
処理部（20）とを備えるものにおいて、外部よりチェッ
クモードを指定する指定手段（30）と、この指定手段に
よるチェックモード指定信号に応答して前記検知回路部
を被検知物体が到来したのと等価な状態に強制する回路
手段（40）と、前記チェックモード指定信号と前記信号
処理部の出力信号とを入力するとともに、チェックモー
ド中に前記強制回路手段により物体到来有に応じた信号
が入力なしであることを条件に故障有を検出して故障有
を示す信号を出力する故障チェック出力手段（50）とを
内蔵している。

（ホ）作用この検知装置では、指定手段により外部よりチェック
モードを指定する信号が入力されると、このチェックモ
ードを指定する信号に応答して、回路手段は、被検知物
体の到来の如何にかかわらず、検知回路部を被検知物体
が到来したのと等価な状態に強制する。そのため、検知
回路部が正常であれば、被検知物体が到来したのと同様
の信号を信号処理部に加える。信号処理部が正常であれ
ば、故障チェック出力手段に強制回路手段による物体到
来有に応じた信号が入力されるので、故障チェック出力
手段は故障有を示す信号を出力しない。一方、例えば信
号処理部が異常であれば、強制回路手段による物体到来
有に応じた信号が故障チェック出力手段に入力されない
ので、故障チェック出力手段より故障有を示す信号が出
力される。

（ヘ）実施例以下、実施例により、この発明をさらに詳細に説明す
る。

＜実施例１＞第１図は、第１の実施例である近接スイッチの回路図
である。この近接スイッチ１は、検知回路部10、信号処
理回路部20、チェックモードを指定するモード指定部3
0、検知回路部10を被検知物体の到来時の動作状態に強
制する回路部40及びチェックモード時に故障の有無を出
力する故障チェック出力回路50とから構成されている。

検知回路部10は、バイアス電流源11、電圧シフト回路
12、検出コイルL₁₁、共振コンデンサC₁₁、トランジスタ
Q₁₁、Q₁₂、Q₁₃からなる電流帰還回路13及び調整抵抗R₁₁
からなる高周波発振回路である。つまり、この近接スイ
ッチ１は、高周波発振型の近接スイッチである。

信号処理回路部20は、コンパレータ21、積分回路22、
波形整形回路23及び出力トランジスタQ₂₁から構成さ
れ、出力端子24から検知の有無を示すハイ信号、あるい
はロー信号を出力する。これら検知回路部10及び信号処
理回路部20は、すでに公知の部分である。

モード指定部30は、外部よりチェックモード信号を入
力するための端子31及びチェックモード設定スイッチ32
を備えている。

回路部40は、トランジスタQ₄₁、Q₄₂、Q₄₃を含み、ト
ランジスタQ₄₁のエミッタは＋電源端子25に接続され、
コレクタは抵抗R₄₃、R₄₄を介して−電源端子26に接続さ
れ、さらにベースは抵抗R₄₁を介して＋電源端子25に接
続されると共に、抵抗R₄₂、ダイオードd₄₁を介して端子
31に接続されている。また、トランジスタQ₄₂のベース
が抵抗R₄₃、R₄₄の接続点に接続され、エミッタが−電源
端子26に接続され、コレクタがトランジスタQ₄₃のベー
スに接続されている。

トランジスタQ₄₃のエミッタは−電源端子26に接続さ
れ、コレクタは抵抗R₄₇を介してトランジスタQ₁₁のエミ
ッタに接続される。つまり、調整抵抗R₁₁に並列接続さ
れている。トランジスタQ₄₃のベースは、抵抗R₄₅を介し
て＋電源端子25へ、また抵抗R₄₆を介して−電源端子26
にそれぞれ接続されている。

故障チェック出力回路部50は、アンド回路51、故障表
示用の発光ダイオード52及び故障出力用のトランジスタ
Q₅₁等から構成される。アンド回路51の入力の一端には
出力端子24が、入力の他端にはトランジスタQ₄₁のコレ
クタ（ａ点）がそれぞれ接続されている。アンド回路51
の出力端は、発光ダイオード52を介してトランジスタQ
₅₁のベースに接続されている。トランジスタQ₅₁のエミ
ッタは−電源端子26に接続され、コレクタは故障出力端
子53に接続されると共に、抵抗R₅₁を介して＋電源端子2
6に接続されている。

次に、この近接スイッチ１の動作について説明する。

通常モードの場合、つまりモード設定スイッチ32がオ
ンされず、外部から端子31にチェックモード信号も入力
されない場合は、トランジスタQ₄₁はオンせず、従って
ａ点の電位はローレベルにあり、トランジスタQ₄₂はオ
ン、トランジスタQ₄₃もオン状態となり、調整抵抗R₁₁に
抵抗R₄₇が並列に入り、検知回路部10は被検知物体が存
在しない場合は発振状態にあり、発振出力信号を信号処
理回路部20に入力する。そして波形整形回路23よりロー
信号を出力し、トランジスタQ₂₁をオフとする。そのた
め、出力端子24よりハイ信号が出力される。一方、アン
ド回路51の入力信号は「ハイ」「ロー」なので、出力信
号はローとなり、発光ダイオード52は点灯せず、トラン
ジスタQ₅₁もオンしない。そのため、故障出力端子53か
らハイ信号（正常）が出力される。

被検知物体が検知領域まで到来すると、検知回路部10
の検出コイルL₁₁のコンダクタンスが低下し、発振が停
止する。そのため、波形整形回路23よりハイ信号を出力
し、トランジスタQ₂₁をオンする。これにより、出力端
子24よりロー信号（検知信号）が出力される。この場
合、アンド回路51の入力信号は「ロー」「ロー」なの
で、出力信号もローとなり、やはり発光ダイオード52は
点灯せず、トランジスタQ₅₁もオンしない。そして、故
障出力端子53から正常を示すハイ信号が出力される。

チェックモード設定スイッチ32がオンされるか、ある
いは端子31にロー（グランドレベル）が入力されると、
チェックモードとなる。チェックモードでは、端子31が
ローレベルとなるので、トランジスタQ₄₁がオンし、ａ
点がハイレベルとなり、またトランジスタQ₄₂がオン
し、応じてトランジスタQ₄₃がオフする。このため、抵
抗R₁₁に並列の抵抗R₄₇が切離され、調整抵抗が大とな
り、正常時には、検知回路部10の発振が停止する。すな
わち、あたかも被検知物体が到来したのと同様の状態と
なる。発振が停止すると、信号処理回路部20の出力はハ
イとなり、トランジスタQ₂₁がオンし、出力端子24から
ロー信号が出力される。一方アンド回路51はａ点よりハ
イ、トランジスタQ₂₁のコレクタよりローの信号が入力
されるので、その出力もローである。それゆえ、発光ダ
イオード52が消灯、トランジスタQ₅₁もオフであり、故
障出力端子53よりハイ信号（正常）が出力される。

次に、このチェックモードで、回路に故障がある場
合、例えばコイル13が断線した場合は、コンパレータ21
への入力がハイとなり、波形整形回路23の出力がローと
なる。そのため、トランジスタQ₂₁はオフで、出力端子2
4はハイとなる。また、検知回路部10が正常で、コンパ
レータ21への入力がローでも、信号処理回路部20に異常
があり、波形整形回路23よりロー信号が出力される場
合、あるいはトランジスタQ₂₁が破壊されている場合
は、トランジスタQ₂₁はオフで、出力端子24がハイとな
る。ａ点がハイであるので、これらの場合、アンド回路
51の入力は「ハイ」「ハイ」となり、その出力もハイと
なる。そのため、発光ダイオード52が点灯すると共に、
トランジスタQ₅₁がオンし、故障出力端子53より故障を
示すロー信号が出力される。

＜実施例２＞第２図は、第２の実施例である近接スイッチの回路図
である。この近接スイッチ２は、被検知物体の到来時の
動作状態に強制する回路部40の回路構成に特徴を有し、
その他の部分は第１の実施例と同じである。また、回路
部40においても、トランジスタQ₄₁、Q₄₂の回路部も、第
１の実施例と同様である。この実施例では、トランジス
タQ₄₃の回路部を削除し、これに替えトランジスタQ₄₂の
コレクタをコンデンサC₄₁を介して並列コンデンサC₁₁と
電圧シフト回路12の接続点に接続している。つまり、ト
ランジスタQ₄₂をオン・オフすることにより、コンデン
サC₁₁にコンデンサC₄₁を並列に接続し、あるいは切離し
ている。

この近接スイッチ２において、通常モードの場合、モ
ード設定スイッチ32がオンされず、また外部より端子31
にチェックモード信号が入力されず、トランジスタ
Q₄₁、Q₄₂はオフしたままであり、コンデンサC₄₁はコン
デンサC₁₁から切離されている。そのため、検知回路部1
0はコイル13とコンデンサC₁₁で定まる周波数で発振す
る。通常時の動作は、第１実施例のものと同様なので説
明は省略する。

チェックモードでは、モード設定スイッチ32がオンさ
れるか、あるいは端子31にロー信号が入力される。その
ため、トランジスタQ₄₁、Q₄₂がオンし、ａ点がハイレベ
ルとなる。また、トランジスタQ₄₂のオンにより、コン
デンサC₄₁がコンデンサC₁₁に並列に接続される。そのた
め発振周波数が下がり、回路のコンダクタンスｇが上が
り、発振が停止する方向となる。さらにトランジスタQ
₄₂が一方向にしか電流を流さないので、即、発振振幅が
０となる。そのため、コンパレータ21にはロー信号が入
力され、信号処理回路部20が正常であれば、トランジス
タQ₂₁にロー信号を入力し、オン状態とするので、出力
端子24はロー信号を出力する。また、トランジスタQ₂₁
のコレクタ側ロー、ａ点がハイなので、アンド回路51の
出力側はローとなり、発光ダイオード52は消灯のまま、
トランジスタQ₅₁もオフで、故障出力端子53にはハイ信
号が出力される。この動作は第１の実施例のものと同じ
である。

もし回路に異常があると、トランジスタQ₂₁がオフ
で、コレクタ側がハイとなり、アンド回路51の入力が
「ハイ」「ハイ」となり、出力もハイとなる。そのた
め、発光ダイオード52が点灯し、トランジスタQ₅₁がオ
ンし、故障出力端子53にはロー信号（故障）が出力され
る。また、例えばコイルL₁₁が断線していると、コンデ
ンサC₄₁が充電された後、抵抗R₁₁の両端電圧が持上が
る。そのため、コンパレータ21にハイ信号が入力され、
トランジスタQ₂₁にはロー信号が入力され、トランジス
タQ₂₁の出力がハイとなるので、上記と同様にして、発
光ダイオード52が点灯され、故障出力端子53にも故障を
示すロー信号が出力される。

＜実施例３＞第３図は、第３の実施例である近接スイッチの回路図
である。この近接スイッチ３も、回路部40の回路構成に
特徴を有し、その他の部分は第１の実施例と同じであ
る。また回路部40において、トランジスタQ₄₁の回路部
も第１の実施例と同じである。トランジスタQ₄₁のコレ
クタは、R₄₃を介して−電源端子26に接続され、また抵
抗R₄₃の両端には抵抗R₄₈、ダイオードブリッジ41のＣ、
Ｄ点及び基準電圧源42の直列回路が接続されている。ま
た、ダイオードブリージ41のＡ、Ｂ間に結合コイル
L₄₁、抵抗R₄₉の直列回路が接続されている。

この近接スイッチ３では、通常モードの場合は、やは
りモード設定スイッチ32がオンされず、また外部より端
子31にチェックモード信号が入力されず、トランジスタ
Q₄₁はオフしたまであり、ａ点の電位はローレベルであ
り、従ってダイオードブリッジ41の点Ｃ、Ｄ間は、基準
電圧源42により逆バイアスとなり、点Ａ、Ｂはオープン
状態にあり、従って結合コイルL₄₁には電流が流れず、
コイルL₁₁、コンデンサC₁₁からなる共振回路に何らの影
響を与えない。そして、通常時は、第１の実施例のもの
と同様の動作で、被検知物体の到来を検知する。

チェックモードでは、モード設定スイッチ32がオンさ
れるか、あるいは端子31にロー信号が入力され、トラン
ジスタQ₄₁がオンし、ａ点の電位がハイレベルとなる。
この点の電位、つまり抵抗R₄₃の両端の電圧が、順方向
バイアスとしてダイオードブリッジ41に印加される。こ
れにより、点Ａ、Ｂ間が等価的に短絡され、結合コイル
L₄₁に誘起された電圧を抵抗R₄₉を通して電流として流
し、被検知物体が存在する時と同様に、コイルL₁₁への
損失を生じさせ、コンダクタンスｇを変化させ、検知回
路部10の発振を停止させる。

この近接スイッチ３における、チェックモードにおけ
る正常時及び異常時の動作は、第１及び第２の実施例と
同様なので、説明を省略する。

以上の各実施例において、被検知物体の到来の有無に
かかわらず、被検知物体到来時の状態における故障のチ
ェックを行いたい場合は、手動でモード設定スイッチ32
をオンすることにより、あるいは外部より端子31にロー
信号を与えることにより、必要な時にいつでも実行でき
る。

なお、上記実施例は、近接スイッチを例に上げたが、
この発明は光電スイッチ等、他の検知装置にも適用でき
る。

（ト）発明の効果この発明によれば、外部よりチェックモードを指定す
る指定手段と、この指定手段によりチェックモード指定
信号に応答して、検知回路部を被検知物体が到来したの
と等価な状態に強制する回路手段と、前記チェックモー
ド指定信号と前記信号処理部の出力信号とを入力すると
ともに、チェックモード中に前記強制回路手段により物
体到来有に応じた信号が入力なしであることを条件に故
障有を検出して故障有を示す信号を出力する故障チェッ
ク出力手段とを内蔵している。ので、チェックモード指
定により、検知回路部を被検知物体が到来した時と同様
の状態とすることができ、信号処理部が異常であれば内
蔵の故障チェック出力手段が故障有を示す信号を出力す
るから、検知装置自体で故障有を検出出来る。また、検
知装置が多数組込まれたシステムにおいて、強制部分よ
りチェックモード信号を指定手段として入力してやれ
ば、一挙に多くの検知装置の検知動作時の故障の有無を
チェックすることができる。また信号処理部の出力と、
チェックモード指定信号の論理積出力により故障の有無
を示す信号を出力するので、チェックモード時以外に、
故障有信号を出力しないので、使用者が検知出力か、故
障有信号かの感違いをすることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の第１の実施例を示す近接スイッチ
の回路図、第２図は、この発明の第２の実施例を示す近
接スイッチの回路図、第３図は、この発明の第３の実施
例を示す近接スイッチの回路図である。 10:検知回路部、20:信号処理回路部、 30:モード指定部、40:回路部、 50:故障チェック出力回路部。

フロントページの続き (72)発明者今津敬之介京都市右京区花園土堂町10番地立石電機株式会社内 (56)参考文献特開昭57−2126（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被検知物体の到来時と非到来時で作動状態
が変化する検知回路部と、この検知回路部よりの信号を
受けて処理し、前記被検知物体の到来の有無に応じた出
力信号を出力端子より出力する信号処理部とを備える検
知装置において、外部よりチェックモードを指定する指定手段と、この指
定手段によるチェックモード指定信号に応答して前記検
知回路部を被検知物体が到来したのと等価な状態に強制
する回路手段と、前記チェックモード指定信号と前記信
号処理部の出力信号とを入力するとともに、チェックモ
ード中に前記強制回路手段により物体到来有に応じた信
号が入力なしであることを条件に故障有を検出して故障
有を示す信号を出力する故障チェック出力手段とを内蔵
したことを特徴とする検知装置。