JPH01296711A - 光電スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 本発明は投光素子をパルス点灯することによって物体を
検出する光電スイッチに関し、特に電流投入時のリセッ
ト動作及び過電流の保護に特徴を有する光電スイッチに
関するものである。

〔従来技術〕

従来光電スイッチは負荷に流れる過電流がら内部回路を
保護する保護回路として例えば特開昭６２−２０３４１
７号に示されているように、負荷に直列に接続された出
力素子の過電流を検出して一定時間カウンタを動作させ
、タイムアツプ毎に出力を与えるようにした過電流保護
回路が知られている。

これは第４図に示すように発振回路１の出力によって投
光素子２をパルス点灯すると共に、投光素子に対向して
又は検知領域を介してその反射光を受光する受光素子３
の出力を主回路４に与えている。主回路４は受光信号に
基づき物体を検知するものであり、その出力は出力回路
５を介して出力トランジスタＱ１のベースに与えられる
。出力トランジスタＱ１は負荷６及び電流検知用抵抗Ｒ
１に直列に接続さ′れる。又出力回路５とトランジスタ
Ｑｌのベース間には負荷６の付勢を禁止するトランジス
タＱ３が接続される。抵抗Ｒ１には並列にトランジスタ
Ｑ２のベース・エミッタ端が接続され、所定値を越える
過電流が流れるときにはトランジスタＱ２がオン状態と
なり、カウンタ制御回路７に過電流検出信号を与える。

カウンタ制御回路７は発振回路８に接続されたカウンタ
９を制御するものであり、過電流検出時にカウンタ９を
リセットし、トランジスタＱ３をオンとすることによっ
て出力トランジスタＱｌをオフとし負荷の駆動を停止す
るものである。

こうすれば過電流検出時にはトランジスタＱ３によって
出力トランジスタＱ１がオフ状態となって負荷の付勢が
停止される。そしてカウンタ９がカウントアツプする一
定時間後にはトランジスタＱ３がオフとなる。このとき
過電流状態が続いており、物体を検出すれば再び出力回
路５を介してトランジスタＱ１がオン状態となる。従っ
て同様の動作が繰り返され負荷への通電が停止されるが
、正常な動作に復帰していればカウンタ９のタイムアツ
プ後にトランジスタＱ３がオフとなるため正常動作に復
帰することとなる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかるにこのような従来の過電流保護回路によれば、光
電スイッチに投光素子を駆動するための発振回路ｌとは
別に過電流保護用の発振回路８が必要となり、構造が複
雑になるという欠点があった。又電源投入後各ブロック
の回路が正常に動作するまでは出力をオフとする電源リ
セット回路が必要となり、構造が複雑になるという欠点
があった。

本発明はこのような従来の光電スイッチの問題点に鑑み
てなされたものであって、投光素子の駆動用発振回路と
電源投入後のリセット及び過電流保護をこの発振回路の
出力を用いて行えるようにすることを技術的課題とする
。

〔発明の構成と効果〕

（課題を解決するための手段） 本発明は投光素子及び受光素子と、該受光素子の出力に
基づいて物体を検知する信号を出力する信号処理回路と
、負荷に直列に接続された出力開閉、素子を含む出力回
路と、負荷に流れる過電流を検出する過電流検出回路と
、を有する光電スイッチであって、投光素子を断続的に
駆動する発振回路と、各部の動作に必要な所定レベルへ
の電源電圧の立上りを検知する電圧立上り検知回路と、
発振回路の出力がクロック信号として与えられ、電圧立
上り検知回路及び過電流検出回路より得られる・制御信
号に基づいて出力回路の出力を禁止する、と共に制御信
号を一定時間遅延させ、遅延出力によって出力回路を動
作させる遅−延回路と、を有することを特徴とするもの
である。

（作用） このような特徴を有する本発明によれば、電源投入時に
は内部の電圧が所定レベルに達すれば電圧立上り検出回
路の出力によって遅延回路を動作させ、出力回路を禁止
状態とすると共に一定時間後に出力回路の禁止を解除し
ている。そうすれば物体を検出したときに負荷が付勢さ
れることとなる。そして過電流を検出したときには過電
流検出回路の出力を遅延回路に与え、直ちに出力回路を
禁止状態とすると共に、一定時間経過後の遅延出力によ
って禁止を解除し負荷を再び付勢している。

そして短絡状態が終了していなければ同様の動作により
直ちに過電流が検出されて出力が禁止されるが、短絡状
態が解消していればそのまま信号処理回路の出力によっ
て出力開閉素子が開閉され負荷が駆動されることとなる
。そしてこの遅延回路には投光素子を駆動するための発
振回路のクロック信号を用いるようにしている。

（発明の効果） そのため本発明によれば、１つの発振回路で投光素子を
駆動すると共に電源投入時のリセット回路及び過電流保
護回路の遅延時間用の基準クロックとして用いるように
している。このため回路構成が簡単となるだけでなく正
確な動作時間が得られる。そして電源投入後所定時間後
にリセットを行い、且つ短絡後も所定時間毎にその復帰
を待受ける復帰動作を行わせることができる。

〔実施例の説明〕

第１図は本発明の一実施例による光電スイッチの全体構
成を示すブロック図、第２図はその主要部の回路図であ
る。これらの図に示すように本発明による光電スイッチ
は前述した従来例と同様に発振回路１１に投光素子１２
が接続され、その照射された光を検出する受光素子１３
を有している。

受光素子１３の受光信号は増幅回路１４を介して信号処
理回路１５に与えられ物体の有無が検出される。そして
物体検知信号により出力回路１６を介して出力開閉素子
である出力トランジスタＱｌが付勢されることは前述し
た従来例と同様である。

本実施例においても出力トランジスタＱｌには負荷６が
接続され、又過電流検出用の抵抗Ｒ１が接続されている
。さて発振回路１１の出力はカウンタ１７に与えられる
。カウンタ１７はカウンタ制御回路１８からの制御に応
じて計数を開始し、−定時間後にカウントアツプする遅
延回路として動作しており、そのカウントアツプ出力が
トランジスタＱ３を介して出力回路１６に与えられる。

トランジスタＱ３はその導通時には出力回路１６からの
出力を禁止するものである。さて抵抗Ｒ１の両端はトラ
ンジスタＱ２のベース・エミッタ間に制御される。トラ
ンジスタＱ２と抵抗Ｒ１は過電流検出回路１９を構成し
ており、その過電流検出出力はカウンタ制御回路１８に
与えられる。又電源には各ブロックに一定の電圧を供給
する安定化電源２０が接続され、その電圧供給出力が電
圧立上り検知回路２１及び各ブロックに接続される。

電圧立上り検知回路２１は内部電圧が所定レベルに達し
たときにカウンタ制御回路１８に制御信号を与えるもの
である。

次に本実施例の主要部について第２図を参照しつつ説明
する。カウンタ１７は発振回路１１の出力が与えられる
アンド回路１７ａを有しており、その出力は２つのフリ
ップフロップＦＦＩ、ＦＦ２に与えられる。フリップフ
ロップＦＦＩ、ＦＦ２は発振信号を計数するものであり
、フリップフロップＦＦ２のＱ出力はトランジスタＱ４
を介してトランジスタＱ３に与えられ、Ｑ出力はアンド
回路１８の他方の入力端に与えられる。信号処理回路１
５の信号は出力回路１６のトランジスタＱ５のベースに
与えられる。トランジスタＱ５のコレクタは安定化型１
ａｚｏを介して電源に接続され、又トランジスタＱ３の
コレクタとトランジスタＱ６のベースとに接続される。

トランジスタＱ６はエミッタが接地されており、その出
力はトランジスタＱ７．Ｑ８及びＱ９．ＱＩＯから成る
電流ミラー回路を介して出力トランジスタＱ１に与えら
れる。又抵抗Ｒ１の両端はトランジスタＱ２のベース・
エミッタ間に接続され、そのコレクタ端はカウンタ制御
回路１８のナンド回路１８ａに与えられる。ナンド回路
１８ａの他方の入力端には電圧立上り検知回路２１の検
知信号がインバータ１８ｂを介して与えられており、そ
の論理積出力が２つのフリップフロップＦＦＩ、ＦＦ２
のクリア入力端に与えられる。又電圧立上り検知回路２
１は安定化電源２０の電圧が各ブロックで動作可能な所
定レベル、本実施例では４つのダイオードの順方向降下
電圧分に相当する電圧に達したときにトランジスタＱｌ
ｌを介して信号をインバータ１８ｂに与えるものである
。

第３図は本実施例の各部の動作を示すタイムチャートで
ある。本図に示すように時刻１．に電源を投入すると、
例えば第３図（ａｌ、　（ｂｌに示すようにその電圧が
上昇し、それに伴ってやや遅れて安定化電源２０の電圧
も上昇する。この電圧上昇によって第３図（Ｃ）に示す
ように発振回路１１は動作を開始する。そしてこの電圧
が電圧立上り検知回路２１のトランジスタＱｌｌのベー
ス・エミッタ間順方向降下電圧と３つのダイオードＤｉ
−Ｄ３の順方向降下電圧から成る４ダイオ一ド分を越え
る電圧に達する時刻ｔ２には、第３図（ｄｉに示すよう
にトランジスタＱｌｌが導通してインバータ１８ｂの入
力はｒＬＪレベルとなり、ナンド回路１８ａよリフリッ
プフロップＦＦＩ、ＦＦ２にクリア信号を与える。従っ
てカウンタ１７がクリアされこの時点から発振回路１１
のクロックの計数を開始する。この状態ではトランジス
タＱ３はオン状態となっており出力回路１６による出力
を禁止している。

そして時刻ｔ、にカウントアツプを終了したものとする
と、そのＱ出力によってフリップフロップＦＦＩへのク
ロック入力が禁止されカウントアツプの状態が保持され
る。そして第３図（ｇｌ、　（ｈ）に示すようにＦＦ２
のＱ出力はｒＨＪレベルに反転しトランジスタＱ４がオ
ンとなり、そのコレクタがｒＬＪレベルとなる。従って
トランジスタＱ３はオフとなって出力回路１６による出
力の禁止を解除する。従って以後は発振回路１１の出力
により駆動される投光素子１２の信号に対応して物体か
ら反射光が得られ、又は照射した光が遮断されときに信
号検出回路１５より物体検知信号を出力することができ
る。物体を検知すれば第３図の（１）。

Ｕ）に示すようにトランジスタＱ５のコレクタ電圧が上
昇し、トランジスタＱ６〜ＱＩＯを介してトランジスタ
Ｑ１が導通する。従って負荷６が付勢され、第３図０）
に示すように負荷６に所定の負荷電流が流れることとな
る。

さて時刻ｔ４以後に負荷６の異常等によって負荷電流が
急激に上昇したものとすると、その電流の上昇が抵抗Ｒ
１の両端より検出され時刻ｔ、にトランジスタＱ２がオ
ン状態となる。そうすればカウンタ制御回路１８を介し
てカウンタ１７がクリアされ、再び計数を開始する。こ
のとき第３図（ａ〜＋１）に示すようにトランジスタＱ
４がオフとなりトランジスタＱ３がオン状態となるため
、出力回路１６による出力が禁止される。そして一定時
間経過後の時刻ｔ６にカウンタ１７がカウントアツプす
ると、トランジスタＱ４が再びオンとなりトランジスタ
Ｑ３をオフとする。この状態で短絡状態が復旧していな
ければ再び負荷６に短絡電流が流れるため、短時間で同
様の動作を繰り返してトランジスタＱ２によってカウン
タがクリアされ、トランジスタＱ４がオフ、Ｑ３がオン
状態となって負荷６への通電が停止される。従って再び
計数を開始し、次にカウントアツプする時刻ｔ、までに
短絡状態が復旧していれば、次のカウントアツプの時点
ではトランジスタＱ４がオン、トランジスタＱ３がオフ
となったときに正常な負荷電流が供給される。従って以
後元の状態に復帰することとなる。

尚本実施例はカウンタを遅延回路として用いこのカウン
タを制御することによって電源リセット時及び短絡時に
一定の遅延時間を得るようにしているが、発振回路の発
振パルスに基づいて遅延信号を得る種々の構成、例えば
シフトレジスタやその出力を順次積分する積分回路等に
よって構成することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による光電スイッチの全体構
成を示すブロック図、第２図はその主要部を示す回路図
、第３図は本実施例の各部の波形を示すタイムチャート
、第４図は従来の過電流保護機能を有する光電スイッチ
の主要部を示すブロック図である。 １１−２．−・１発振回路　　１５−・−・信号処理回
路１６・−・−出力回路　　１７・・−一−−−カウン
タ　　１８−−一−−・・カウンタ制御回路　　１９−
−−一一一過電流検出回路　　２０−−−−−−一安定
化電源　　２１−・・−電圧立上り検知回路　　Ｑ１〜
Ｑｌｌ−・−トランジスタ特許出願人　　　立石電機株
式会社 代理人　弁理士　岡本官喜（他１名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）投光素子及び受光素子と、該受光素子の出力に基
   づいて物体を検知する信号を出力する信号処理回路と、
   負荷に直列に接続された出力開閉素子を含む出力回路と
   、負荷に流れる過電流を検出する過電流検出回路と、を
   有する光電スイッチにおいて、 前記投光素子を断続的に駆動する発振回路と、各部の動
   作に必要な所定レベルへの電源電圧の立上りを検知する
   電圧立上り検知回路と、 前記発振回路の出力がクロック信号として与えられ、前
   記電圧立上り検知回路及び過電流検出回路より得られる
   制御信号に基づいて前記出力回路の出力を禁止すると共
   に制御信号を一定時間遅延させ、遅延出力によって前記
   出力回路を動作させる遅延回路と、を有することを特徴
   とする光電スイッチ。