JPS63234163A

JPS63234163A - 光反射形動作監視装置

Info

Publication number: JPS63234163A
Application number: JP6567987A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Masui; 健桝井; Tsuneji Ibuki; 伊吹　恒二
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1987-03-23
Filing date: 1987-03-23
Publication date: 1988-09-29

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】り産業上の利用分野］この発明は、ガス絶縁機器（ＧＩＳ）の開閉機２１など
の動作特性（移動速度及び移動時間）を検出する光反射
形動作監視装置に関し、特に小形化を実現した光反射形
動作監視装置に関するものである。

［従来の技術］第３図は、例えば特願昭６１−１６５１４２号に記載さ
れた従来の光反射形動作監視装置を一部側面図で示すブ
ロック図である０図において、（１）は駆動対象（例え
ば、図示しないＧＩＳｔ力機器の開閉機器など）に連結
された操作機構即ちエアシリンダ、（ｌａ）はエアシリ
ンダ（１）により矢印方向に往復運動する移動部即ち駆
動軸である。（２）は例えば開閉機器の軸（図示せず）
に連結された回転軸であり、駆動軸（１ａ）に連結され
たクランクを介して往復回転運動するようになっている
。

（１１）は駆動軸（１ａ）に設けられた光反射形のマー
カである。　（１２）は複数本の光ファイバであり、マ
ーカ〈１１）の移動経路に沿って設けられた複数対の端
面（１２Ａ　）を有している。各一対の端面（１２Ａ）
は、図面垂直方向に並列に配＝された発光用端面及び受
光用端面からなり、移動するマーカ（１１）の下面に対
向するようになっている。（１３）は各端面（１２＾）
を所定間隔に配列して支持するための光フアイバ取付台
である。

（１４）は信号化された光を端面（１２Ａ）から照射す
るための送光手段即ちＬＥＤ、（１５）はＬ　Ｅ　Ｄ　
（１４）に駆動電流Ｉを供給するためのＬＥＤ駆動回路
、（１６）はマーカ（１１）で反射された光を検出して
応答信号Ｒに変換するための受光手段即ちＰＤ、（１７
）は応答信号Ｒを増幅する増幅器である。

尚、１４Ｄ駆動回路（１５）及び増幅器（１７）には、
駆動電流■の制御及び応答信号Ｒの処理を行う制御処理
回路（図面せず）が適宜接続されている。

次に、第３図に示した従来の光反射形動作監視装置の動
作について説明する。

まず、第３図のようにエアシリンダ（１）が駆動前の状
態では、マーカ（１１）が端面（１２Ａ）の外側に位置
している。従って、Ｌ　Ｅ　Ｄ　（１４）に駆動電流■
を供給して端面（１２Ａ）から光を照射しても、端面（
１２Ａ　）から入射される反射光はなく、Ｐ　Ｄ　（１
６）から得られる応答信号Ｒは全てオフとなる。

次に、駆動軸（１ａ）が図面右方向に動作を開始すると
、マーカ（１１）が端面（１２Ａ　）の上方に位置する
ようになる。従って、駆動電流Ｉを供給すると、マーカ
（１１）が位置する端面（Ｌ２Ａ　）に対応する応答信
号Ｒのみがオンとなる。この応答信号Ｒのオン位置は、
駆動軸（ｌａ）の移動に伴って、左端の端面（１２Ａ　
＞から順次右方向に変位していく、そして、応ｒｒ信号
Ｒのオン位置が右端の端面（１２Ａ）に変位して、更に
オフに変わったとき、即ち全ての端面（１２Ａ）からの
応答信号Ｒがオフとなったとき、開閉機器の動作が完了
したことになる。

逆に、駆動軸（１ａ）が図面右方向から左方向に移動す
る場合は、右端の端面（１２Ａ）の応答信号Ｒがオンと
なったときに動作開始が判別され、左端の端面（１２Ａ
　”）の応答信号Ｒがオンからオフに変わったときに動
作完了が判別される。

もし、回転軸（２）に連結された開閉機器に異常が発生
したとすると、移動中の駆動軸（１ａ）の動作特性が異
常となり、移動速度及び移動時間などが大きく変化する
。従って、特に大きく変化した移動時間に対応する端面
（１２Ａ）の位置から、開閉機器における異常発生箇所
を特定することができる。

こ、こで、マーカ（１１）と端面（１２Ａ＞との間の距
離りと、端面（１２Ａ　）から受光される光の量Ｅとの
関係は、第２図の曲線Ａのように表わされる。即ち、マ
ーカ（１１）からの反射光の入射角度が受光用の端面（
１２Ａ）に対して垂直でないため、距離りが小さ過ぎて
も受光ｊｌＥが減少してしまう。

従って、受光量Ｅが最大となる距離り、の位置に端面（
１２Ａ＞を配列するか、又は、マーカ（１１）及び端面
（１２Ａ）間に集光レンズを配置している。

［発明が解決しようとする問題点］従来の光反射形動作監視装置は以上のように、送光用及
び受光用の対からなる端面（１２Ａ）を複数配列してマ
ーカ（１１）の位置を検出しているので、反射光の受光
ＪｉＥが減少して感度が悪くなるうえ端面（１２Ａ＞の
最適位置が限定され、又、光ファイバ（１２）を多数必
要とするので、不経済であるうえ小形化が実現できない
という問題点があった。

又、駆動軸（１＆）が動作したときに応答信号Ｒがオン
にならなかったとしても、Ｌ　Ｅ　Ｄ　（１４）を含む
回路の異常なのか、光ファイバ（１２）の断線等による
異常なのか全く判別できないという問題点があまた。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、感度を高くすると共に、コストダウン及び小
形化を実現した光反射形動作監視装置を得ることを目的
とする。

又、この発明の別の発明は、更に、異常箇所を判別でき
る光反射形動作監視装置を得ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］この発明に係る光反射形動作監視装置は、マーカの移動
経路に沿って配列された送受光端面を有する複数本の光
ファイバと、これら光ファイバの他端部に設けられた光
分岐手段と、この光分岐手段を介して送受先端面から光
を照射するための送先手段と、送受先端面から入射され
た光を光分岐手段を介して検出するための受光手段とを
備えたものである。

又、この発明の別の発明においては、マーカの移動経路
に沿って配列された送受光端面を有する複数本の光ファ
イバと、これら光ファイバの他端部に設けられた光分岐
手段と、この光分岐手段を介して送受先端面から光を照
射するための送光手段と、この送光手段からの光を光分
岐手段を介して検出するための第１の受光手段と、送受
光端面から入射された光を光分岐手段を介して検出する
ための第２の受光手段とを備えたものである。

［作用］この発明においては、光分岐０手段を介して光ファイバ
の他端部を送光手段及び受光手段に連結し、１つの送受
光端面から光の照射及び入射を行い、光ファイバの本数
を従来の半分にすると共に、送受光端面とマーカとの距
離を小さくする。

又、この発明の別の発明においては、光分岐手段を介し
て第１の受光手段が送光手段からの光を検出し、送光手
段の動作状態が正常が否かを監視する。

［実施例］以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の実施例を一部側面図示すブロック図であ
り、（１）、（１ａ）、（２）及び（１１）〜（１７）
は前述の従来装置と同様のものである。又、（１２Ｂ　
）は各光ファイバ（１２〉の送光及び受光兼用の端面即
ち送受光端面である。

（１８）は光ファイバ（１２）の他端部に設けられた光
分岐手段即ちビームスプリッタ、（１９）はビームスプ
リッタ（１８）を介してＬ　ＥＤ　（１４）からの光を
検出する第１の受光手段としてのＰＤである。即ち、ビ
ームスプリッタ（１８）は、Ｌ　Ｅ　Ｄ　（１４）から
の光路を光ファイバ（１２）及びＰ　Ｄ　（１９）に分
岐すると共に、光ファイバ（１２）からの光路を、Ｌ　
Ｅ　Ｄ　（１４）及び第２の受光手段としてのＰ　Ｄ　
（１６）に分岐するようになっている。又、Ｐ　Ｄ　（
１９）の出力は、図示しない制御処理回路に適宜入力さ
れている。

次に、第１図に示したこの発明の一実施例の動作につい
て説明する。尚、基本的な動作は前述の従来装置と同様
である。

前述のようにエアシリンダ（１）が駆動前の状態では、
Ｌ　Ｅ　Ｄ　（１４）に駆動電流■を供給しても応答信
号Ｒは全てオフである。又、駆動軸（１ａ）が図面右方
向に動作を開始すると、駆動電流Ｉを供給したときに、
マーカ（１１）の位置する送受光端面（１２［１）から
入射される反射光がＰ　Ｄ　（１６）で検出され、応答
信号１ｚがオンとなる。

このとき、１つの送受先端面（１２Ｂ＞が送光及び受光
を兼ねており、マーカ（１１）からの反射光がほぼ垂直
に入射されるため、マーカ（１１）及び送受光端面（１
２Ｂ）間の距離りと、受光量Ｅとの関係は、第２図の曲
線Ｂのように表わされる。即ち、従来と比較して受光量
Ｅは増大し、且つ距１１１Ｄが小さくなればなるほど受
光量Ｅは大きくなる。従って、送受先端面（１２Ｂ）は
マーカ（１１）に対して接近させて配置することができ
、又、距離りの精度はあまり限定されないので正確な位
置調整が不要となる。

又、受光された光に応じてＰ　Ｄ　（１６）から出力さ
れる応答信号Ｒの感度も良くなり、異常検出感度も向上
する。

更に、光ファイバ（１２）の本数が半分に減るので、ケ
ーブルコストの削減によるコストダウン及び設置スペー
スの縮小が計れる。

一方、Ｐ　Ｄ　（１９）は、Ｌ　Ｅ　Ｄ　（１４）から
出力される光の一部をビームスプリッタ（１８）を介し
て検出しているので、Ｐ　Ｄ　（１９）がオン状君であ
ればＬＥＤ（１４）を含む光供給回路が正常に動作して
いることが判別できる。従って、駆動電流Ｉを供給した
ときに応答信号Ｒが得られないという異常が発生しても
、Ｌ　Ｅ　Ｄ　（１４）の動作状態から、回路側の異常
であるか又は光ファイバ（１２）の異常であるかが確認
できる。

ここで用いられるＰ　Ｄ　（１９）としては、感度の比
較的高いものが用いられているため、ビームスプリッタ
（１８）でのＰ　Ｄ　（１９）に対する分岐比はわずか
であり、送受光端面（１２Ｉ３）から照射される光の強
度にはほとんど影響しない。

尚、上記実施例では送光手段としてＬ　Ｅ　Ｄ　（１４
）を用いたが、他の発光素子などの送光手段を用いても
よい。又、受光手段としてＰ　Ｄ　（１６）及び（１９
）を用いたが、他の受光素子などの受光手段を用いても
よい。

更に、駆動対象がガス絶縁機器（（：ＩＳ）などの電力
機２；用量１ｆｆ！機器（！断器）である場合を例にと
って説明したが、繰り返し動作又は往復運動を行うもの
なら、どんな駆動対象に対しても適用可能である。

［発明の効果］以上のようにこの発明によれば、マーカの移動経路に沿
って配列された送受光端面を有する複数本の光ファイバ
と、これら光ファイバの他端部に設けられた光分岐手段
と、この光分岐手段を介して送受先端面から光を照射す
るための送光手段と、送受先端面から入射された光を光
分岐手段を介して検出するための受光手段とを備え、１
つの送受光端面から光の照射及び入射を行い、光ファイ
バの本数を減少させると共に、送受光端面とマーカとの
間の距離を接近させたので、動作監視感度を向上すると
共に、コストダウ〉・及び小形化を実現した光反射形動
作監視装置が得られる効果がある。

又、この発明の別の発明によれば、更に、送光手段から
の光を、光分岐手段を介して検出するための別の受光手
段と設け、送光手段の動作状態を監視するようにしたの
で、駆動対象の動作時に反射光が得られない場合でも、
異常箇所を判別できる光反射形動作監視装置か得られる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を一部側面図で示すブロッ
ク図、第２図はマーカ及び端面間の距離と受光量との関
係を示す特性図、第３図は従来の光反射形動作監視装置
を一部側面図で示すブロック図である。（１）・・・エアシリンダ（操作機構）（ｌａ）・・・
駆動軸（移動部）”（１１）・・・マーカ（１２）・・
・光ファイバ　　　　（１２Ｂ）・・・送受光端面（１
４）・・・ＬＥＤ（送光手段）（１６）・・・ＰＤ（第２の受光手段）（１８）・・・
ビームスプリッタ（光分岐手段）（１９）・・・ＰＤ（
第１の受光手段）尚、図中、同一符号は同−又は相当部
分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）繰り返し動作を行う駆動対象に連結された操作機
構と、この操作機構の移動部に設けられた光反射形のマ
ーカと、このマーカの移動経路に沿って配列された送受
光端面を有する複数本の光ファイバと、これら光ファイ
バの他端部に設けられた光分岐手段と、この光分岐手段
を介して前記送受光端面から光を照射するための送光手
段と、前記送受光端面から入射された光を前記光分岐手
段を介して検出するための受光手段とを備え、前記駆動
対象の動作特性を監視するようにした光反射形動作監視
装置。
（２）送光手段はＬＥＤであり、受光手段はＰＤであり
、光分岐手段はビームスプリッタであることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の光反射形動作監視装置。
（３）繰り返し動作を行う駆動対象に連結された操作機
構と、この操作機構の移動部に設けられた光反射形のマ
ーカと、このマーカの移動経路に沿って配列された送受
光端面を有する複数本の光ファイバと、これら光ファイ
バの他端部に設けられた光分岐手段と、この光分岐手段
を介して前記送受光端面から光を照射するための送光手
段と、この送光手段からの光を前記光分岐手段を介して
検出するための第１の受光手段と、前記送受光端面から
入射された光を前記光分岐手段を介して検出するための
第２の受光手段とを備え、前記駆動対象の動作特性及び
前記送光手段の状態を監視するようにした光反射形動作
監視装置。
（４）送光手段はＬＥＤであり、第１及び第２の受光手
段はＰＤであり、光分岐手段はビームスプリッタである
ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の光反射形
動作監視装置。