JPH0641237U - センサスイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 システム全体の構成部品数を削減して低コス
ト化及び設置作業の簡単化を図る。 【構成】 外部同期信号入力端子１２が設けられ、これ
が入力回路１３を介して同期モード選択回路１７に接続
されている。この同期モード選択回路１７は、モード切
換スイッチ２１を閉じた期間同期モードとそれを開放し
た微分同期モードとがあり、その出力はＡＮＤゲート２
３の一方の入力端子に与えられる。ＡＮＤゲート２３の
他方の入力端子には検出回路１１からの検出信号Ｓd が
与えられると共に、その出力端子はオープンコレクタ形
の出力回路２５に接続されている。同期用の光電スイッ
チの出力ラインは上記外部同期信号入力端子１２に接続
すれば、これと同期をとった検出動作が可能になり、外
付けの同期用回路は不要である。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はセンサ素子にて検出した計測信号に応じて作動するセンサスイッチに 関する。

【０００２】

【従来の技術】

この種のスイッチとしては、光電スイッチや近接スイッチ等があり、各種の自 動化ラインにて多用されている。例えば、ベルトコンベアによって搬送される飲 料ボトルにキャップが正常に装着されているか否かを検出するためのシステムと して、図８に示したような構成が実用化されている。

【０００３】 すなわち、ボトル１を搬送するベルトコンベア２の上方に例えば反射式の光電 スイッチ３を配置し、各ボトル１にキャップ１ａが装着されているか否かを検出 する。これは光電スイッチ３から光を投射し、その反射光のレベルを計測するこ とにより検出することができる。

【０００４】 また、キャップ１ａの有無を正確に判断するには、上記光電スイッチ３の真下 にボトル１が送られていることを条件に光電スイッチ３による判別を行うことが 必要であるから、ボトル１の位置を検出するためのセンサスイッチも併用して同 期検出形のシステムとする。これには、例えばベルトコンベア２の両側に透過形 の光電スイッチの投光ユニット４及び受光ユニット５を配置し、両ユニット４， ５間の光軸をボトル１が遮ることに基づいてボトルの位置を検出する。そして、 各光電スイッチ３，４，５からのケーブル３ａ，４ａ，５ａをコントロールボッ クス６に導入し、ここに設けた同期手段にて各信号を処理して出力ケーブル６ａ にキャップ１ａの有無に関する信号を出力させるのである。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

ところが上記構成では、各光電スイッチ３，４，５の他、これらの信号の同期 をとるコントロールボックス６が必要となるから、システムの構成部品が多くな ってコスト高になる。また、コントロールボックス６の設置作業やケーブルの引 き回し作業が必要になり、それらの作業に煩わされるという欠点もある。

【０００６】 本考案は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、上述したコントロー ルボックス等を不要化してシステムの構成部品を少なくでき、もって低コスト化 及び設置作業の簡単化を図ることができるセンサスイッチを提供するところにあ る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案のセンサスイッチは、センサ素子にて検出した計測信号に応じて検出信 号を出力する検出手段と、外部からの同期用信号を受ける外部同期信号入力端子 と、この外部同期信号入力端子からの信号に基づいて検出手段からの検出信号の 同期をとる同期手段と、この同期手段からの出力信号に基づいて外部負荷に信号 を出力する出力回路とを具備せるところに特徴を有する。

【０００８】

【作用】

外部同期信号入力端子から信号が与えられると、このセンサスイッチの同期手 段が外部同期信号入力端子からの信号に基づいて検出手段からの検出信号の同期 をとり、更に、出力回路が、同期手段からの出力信号に基づいて外部負荷に信号 を出力する。

【０００９】 従って、上記構成のセンサスイッチを利用して同期検出形システムを構成する には、他のセンサスイッチからの出力信号を外部同期信号入力端子に与えるだけ でよく、従来必要としていたコントロールボックス６は不要である。

【００１０】

【考案の効果】

以上述べたように、本考案のセンサスイッチによれば、このスイッチ自体が同 期機能を有するから、同期検出用のコントロールボックスを外付けする必要がな くなり、もってシステムの構成部品を少なくし、低コスト化及び設置作業の簡単 化を図ることができる。

【００１１】

【実施例】

本考案を光ファイバー式の光電スイッチに適用した一実施例について図１ない し図７を参照して説明する。 図１にはこの光電スイッチＰａの回路構成を示してある。同図において、検出 手段たる検出回路１１は光電スイッチとして公知の回路構成である。すなわち、 図示しない投光素子及び受光素子を有し、投光素子から光を投射すると共に受光 素子にてこれを受光し、その受光量に応じた計測信号のレベルが所定の判定レベ ルを越えたときに検出信号Ｓd を出力する構成である。この場合、受光素子への 入射光量が多いときには検出信号Ｓd はＨレベルになり、入射光量が少ないとき には検出信号Ｓd はＬレベルになるように設定されている。

【００１２】 さて、この光電スイッチＰａには外部同期信号入力端子１２が設けられ、これ が入力回路１３に接続されている。この入力回路１３はダイオード１４、ＰＮＰ 形のトランジスタ１５及びＮＯＲゲート１６を抵抗と共に図示の通りに接続して 構成され、外部同期信号入力端子１２がＬレベルになると入力回路１３の出力が Ｌレベルになり、同端子１２がオープン状態又はＨレベルにあるときには出力が Ｈレベルになる。

【００１３】 上記入力回路１３の出力は同期モード選択回路１７に接続されている。この同 期モード選択回路１７は、ＮＯＲゲート１８，１９、コンデンサ２０及びモード 切換スイッチ２１を備え、モード切換スイッチ２１が開放されている状態（微分 同期モード）では、図２に示すように、抵抗２２及び積分用コンデンサ２０によ り構成される積分回路によってＮＯＲゲート１９の一方の入力端子の立上りが遅 れるため、その遅延時間幅に応じたパルス幅の信号Ｓx がＮＯＲゲート１９から 出力される。また、モード切換スイッチ２１がが閉じられてコンデンサ２０が短 絡された状態（期間同期モード）では、ＮＯＲゲート１９の一方の入力ラインが 常にＬレベルになるため、図３に示すように、同期モード選択回路１７の入力信 号と同一論理の信号Ｓx が出力されるようになる。

【００１４】 このＮＯＲゲート１９からの信号は、同期手段たるＡＮＤゲート２３の一方の 入力端子に与えられる。そして、このＡＮＤゲート２３の他方の入力端子には前 記検出回路１１からの検出信号Ｓd が与えられており、両入力端子が共にＨレベ ルになる期間に限り出力がＨレベルになるようにしている。

【００１５】 ＡＮＤゲート２３の出力端子はＮＰＮ形のトランジスタ２４をオープンコレク タ形に構成した出力回路２５に接続され、出力端子２６から外部負荷に出力信号 を出力できるようになっている。

【００１６】 次に、上記構成の光電スイッチの使用態様について説明する。

【００１７】 （１）微分同期検出 例えば、コンベアに載せて搬送されるチップ部品の表裏を判別するためには、 いわゆる微分同期形の検出が好適し、図４に示したように設置される。同図にお いて、コンベア３１上に載せられるチップ３２には、その表面側に黒色のマーク ３３が形成され、裏側にはそのマーク３３が形成されていない。本実施例に係る 光電スイッチＰａの光ファイバーケーブルｐafは先端がチップ３２の通過領域の 上方にセットされ、その光ファイバーケーブルｐafから光をチップ３２上に照射 し、且つチップ３２からの反射光を光ファイバーケーブルｐafにて受けるように なっている。また、この光電スイッチＰａのモード切換スイッチ２１は、接点が 開放する微分同期検出側にセットされる。

【００１８】 一方、チップ３２の有無を検出するために同期用の光電スイッチＰｂが併せて 設置され、その光ファイバーケーブルｐbfがチップ３２の側部に向かうようにセ ットされる。なお、この同期用の光電スイッチＰｂは、従来形の光電スイッチで もよいし、本実施例に係る光電スイッチＰａと同一タイプのものであってもよい 。また、この実施例の場合には同期用光電スイッチＰｂはオープンコレクタ出力 であり、チップ３２を検出していないときに出力オンとなり、検出時に出力オー プンとなる設定である。

【００１９】 さて、この使用態様では、同期用の光電スイッチＰｂの出力ラインｐboを本実 施例に係るマーク検出用の光電スイッチＰａの外部同期信号入力端子１２に接続 すると共に、各光電スイッチＰａ，Ｐｂの電源ラインを図示しない電源に接続す る。この実施例では従来必要としていたコントロールボックス等は不要である。

【００２０】 この接続状態でチップ３２が搬送されてくると、光ファイバーケーブルｐbfの 先端にチップ３２が対向する期間だけ同期用光電スイッチＰｂの出力ラインｐbo がＨレベルとなり、これがマーク検出用の光電スイッチＰａの外部同期信号入力 端子１２に与えられる。従って、チップ３２が次々と等間隔で搬送されると、外 部同期信号入力端子１２には図５（ａ）に示すような波形の信号が入力されるこ とになる。すると、光電スイッチＰａにおける同期モード選択回路１７の出力信 号は、モード切換スイッチ２１が開放されているから、同図（ｂ）に示すような 積分回路の時定数に応じて定まるパルス幅の短いパルス波形となる。

【００２１】 一方、光電スイッチＰａの検出回路１１からは、チップ３２が表を上にして正 しく置かれている場合には、図５（ｃ）の期間ｔ1 に示すようにマーク３３を検 出したときにＨレベルとなる波形が出力される。なお、この場合、光電スイッチ Ｐａの光ファイバーケーブルＰafの先端は、光電スイッチＰｂの光ファイバーケ ーブルＰbfがチップ３２の先頭エッジを検出する時期にマーク３３の中心部分に 対応するように設定されている。従って、チップ３２が表を上にして正しく置か れている場合には、同期手段として機能するＡＮＤゲート２３の出力信号は図５ （ｄ）の期間ｔ1 に示すように同図（ｂ）と同様になり、これに応じて出力回路 ２５のトランジスタ２４がオン作動して外部負荷にマーク３３を検出した旨の信 号を出力する。

【００２２】 また、チップ３２が裏を上にして置かれている場合には、光電スイッチＰａは マーク３３を検出しないから、図５（ｃ）の期間ｔ2 に示すように検出回路１１ からの信号はＬレベルのままを維持する。これにて、チップ３２が誤った状態で コンベア上に置かれていることが判る。

【００２３】 （２）期間同期検出 また、例えばコンベアにて搬送されるプリント基板に付されたコードを読み取 るにはいわゆる期間同期形の検出が好適し、この場合には図６に示したように設 置される。同図において、コンベア４１上に載せられるプリント基板４２には、 複数個のコード化されたプレス孔４３が形成されている。ここでは、本実施例に 係る光電スイッチＰａの光ファイバーケーブルｐafは先端がプリント基板４２の プレス孔４３の通過領域の上方にセットされ、その光ファイバーケーブルｐafか ら光をプリント基板４２上に照射し、且つプリント基板４２からの反射光を光フ ァイバーケーブルｐafにて受けるようになっている。そして、この光電スイッチ Ｐａのモード切換スイッチ２１は、接点が閉成する期間同期検出側にセットされ る。

【００２４】 一方、プリント基板４２の有無を検出するために２台の同期用の光電スイッチ Ｐｂ１，Ｐｂ２が併せて設置され、その光ファイバーケーブルｐbf1 ，ｐbf2 が プリント基板４２の側部の通過領域に向かうようにセットされる。なお、この同 期用の光電スイッチＰｂ１，Ｐｂ２は、従来形の光電スイッチでもよいし、本実 施例に係る光電スイッチＰａと同一タイプのものであってもよい。また、この実 施例の場合には各同期用光電スイッチＰｂ１，Ｐｂ２はオープンコレクタ出力で 、プリント基板４２を検出していないときに出力オンとなり、検出時に出力オー プンとなる設定である。

【００２５】 さて、この使用態様では、２台の同期用光電スイッチＰｂ１，Ｐｂ２の出力ラ インｐbo1 ｐbo2 を本実施例に係るマーク検出用の光電スイッチＰａの外部同期 信号入力端子１２に共に接続し、各光電スイッチの電源ラインを図示しない電源 に接続する。勿論、この使用態様でも従来必要としていたコントロールボックス 等は不要である。

【００２６】 この接続状態でプリント基板４２が搬送されてくると、光ファイバーケーブル ｐbfの先端にプリント基板４２が対向する期間だけ同期用光電スイッチＰｂの出 力ラインｐbf1 ，ｐbf2 がＨレベルとなり、これがマーク検出用の光電スイッチ Ｐａの外部同期信号入力端子１２に与えられる（図７（ａ），（ｂ）参照）。各 光電スイッチＰｂ１，Ｐｂ２はオープンコレクタ出力になっているから、外部同 期信号入力端子１２に与えられる信号は、同図（ｃ）に示すように双方の出力が オープン状態になったときにＨレベルとなる。なお、２台の同期用の光電スイッ チＰｂ１，Ｐｂ２の光ファイバーケーブルｐbf1 ，ｐbf2 の設置幅Ｄは、プリン ト基板４２の幅ｄp から、プレス孔４３の形成領域の幅ｄc を差し引いた値に設 定されている（Ｄ＝ｄp −ｄc ）。従って、外部同期信号入力端子１２に与えら れる信号のパルス幅は、マーク検出用の光電スイッチＰａの光ファイバーケーブ ルｐafがプレス孔４３の形成領域に対向する時間に相当し、その間に検出回路１ １から出力される検出信号Ｓd （同図（ｄ））に同期をとることができる。これ にて、プリント基板４２のうちコード形成領域に対応する時期だけで検出信号Ｓ d を有効化して正確なコード判別を行うことができるのである。

【００２７】 このように本実施例によれば、同期用の光電スイッチと組み合わせて同期検出 を行う場合において、その同期用光電スイッチからの出力ラインを単に外部同期 信号入力端子１２に接続するだけでよく、従来必要としていたコントロールボッ クス等は不要となる。このため、システム全体の構成部品を削減することができ て低コスト化することができ、またコントロールボックスの設置作業やそのケー ブルの引き回し作業に煩わされることもなくなり、総じて低コスト化及び設置作 業の容易化が可能になる。

【００２８】 しかも、特に本実施例では、同期モード選択回路１７を設けて微分同期と期間 同期とを選択的に使い分けることができるようにしたから、同一の光電スイッチ で広い使用態様に適用させることができ、汎用性がいっそう高くなる。

【００２９】 なお、本考案は上記した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような 変形が可能である。

【００３０】 （１）上記実施例では、外部同期信号入力端子１２がＨレベルになったときに 、検出回路１１からの検出信号Ｓd を有効化するようにしたが、これに限らず、 逆に同端子１２がＬレベルになったときに検出信号Ｓd を有効化する構成でもよ く、またこれら双方をスイッチにより選択的に切り換えるようにしてもよい。

【００３１】 （２）上記実施例では、同期モード選択回路１７において微分同期を行わせる 場合、同期用のＡＮＤゲート２３から出力されるパルス幅は相当に短くなるから 、動作を安定化させるためにＡＮＤゲート２３と出力回路２５との間にワンショ ットディレイ回路やオフディレイ回路を設けるようにしてもよい。

【００３２】 （３）上記実施例では、同期モード選択回路１７及びＡＮＤゲート２３を設け ていわゆるハード的にこれらの機能を達成する構成としたが、これに限らず、マ イクロコンピュータを利用したソフトウエア的構成にて同等機能を実現するよう にしてもよい。

【００３３】 （４）上記実施例では、同期モード選択回路１７にて微分同期検出と期間同期 検出とを選択できるように構成したが、これに限られず、いずれか一方のみの専 用タイプとすることもできる。その場合でも、従来必要としていたコントロール ボックス等は不要となるから、システム全体の構成部品を削減することができて 低コスト化及び設置作業の容易化が可能になることは勿論である。

【００３４】 その他、本考案は光電スイッチのみに適用されるものではなく、近接スイッチ や超音波スイッチ等のその他のセンサスイッチに広く適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係る光電スイッチの要部の
回路図

【図２】微分同期検出を行う場合の波形図

【図３】期間同期検出を行う場合の波形図

【図４】チップ部品の表裏を検出する使用態様を示す斜
視図

【図５】図４の使用態様におけるタイミングチャート

【図６】プリント基板のコードを検出する使用態様を示
す斜視図

【図７】図６の使用態様におけるタイミングチャート

【図８】従来の光電スイッチを利用したキャップ検出シ
ステムの概略的斜視図

【符号の説明】

１１…検出回路（検出手段） １２…同期信号入力端子 １７…同期モード選択回路 ２３…ＡＮＤゲート（同期手段） ２５…出力回路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 センサ素子にて検出した計測信号に応じ
   て検出信号を出力する検出手段と、 外部からの同期用信号を受ける外部同期信号入力端子
   と、 この外部同期信号入力端子からの信号に基づいて前記検
   出手段からの検出信号の同期をとる同期手段と、 この同期手段からの出力信号に基づいて外部負荷に信号
   を出力する出力回路とを具備してなるセンサスイッチ。