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技術 信号入力装置、検出センサシステム、光電センサシステム及びそのセンサコントローラ

出願人 パナソニックデバイスSUNX株式会社
発明者 古川裕明
出願日 2004年5月31日 (16年7ヶ月経過) 出願番号 2004-162366
公開日 2005年12月15日 (15年0ヶ月経過) 公開番号 2005-345155
状態 未査定
技術分野 地球物理、対象物の検知 測光及び光パルスの特性測定 電子的スイッチII
主要キーワード 接続端子対 検出センサシステム 電源入力線 受光端子 電圧信号レベル NPN出力 共通構成 停止入力
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (4)

課題

PNP型出力装置からの出力信号を取り込み可能な入力形態と、NPN型の出力装置からの出力信号を取り込み可能な入力形態とを自動で切り替えることが可能な信号入力装置等を提供する。

解決手段

多光軸光電スイッチ1を接続し、その信号出力回路30のトランジスタ33,43に強制的にオン動作をさせ、そのときの出力信号レベルV1に基づきその多光軸光電スイッチ1がPNP出力光電スイッチ2なのかNPN出力光電スイッチ3なのかを識別しそれに応じた入力形態(PNP入力、NPN入力)に自動で切り替わるようになっている。従って、本実施形態のセンサコントローラ50を1台用意するだけで、PNP出力光電スイッチ2及びNPN出力光電スイッチ3のいずれにも対応することができる。

概要

背景

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。また、下記特許文献1には、多光軸光電スイッチ本体に、PNP出力アダプタ及びNPN出力用アダプタを選択的に接続可能とすることで、1つの多光軸光電スイッチをPNP出力タイプとNPN出力タイプとに使い分けることができる技術が開示されている。
特開2003−255054公報

概要

PNP型出力装置からの出力信号を取り込み可能な入力形態と、NPN型の出力装置からの出力信号を取り込み可能な入力形態とを自動で切り替えることが可能な信号入力装置等を提供する。多光軸光電スイッチ1を接続し、その信号出力回路30のトランジスタ33,43に強制的にオン動作をさせ、そのときの出力信号レベルV1に基づきその多光軸光電スイッチ1がPNP出力光電スイッチ2なのかNPN出力光電スイッチ3なのかを識別しそれに応じた入力形態(PNP入力、NPN入力)に自動で切り替わるようになっている。従って、本実施形態のセンサコントローラ50を1台用意するだけで、PNP出力光電スイッチ2及びNPN出力光電スイッチ3のいずれにも対応することができる。

目的

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、PNP型の出力装置からの出力信号を取り込み可能な入力形態と、NPN型の出力装置からの出力信号を取り込み可能な入力形態とを自動で切り替えることが可能な信号入力装置、検出センサシステム光電センサシステム及びそのセンサコントローラを提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

オンオフ動作により高電位レベル及び低電位レベル間で出力信号レベル反転させる、PNP型出力装置NPN型の出力装置とが選択的に接続可能とされ、前記出力装置からの前記出力信号が入力される信号入力手段と、前記PNP型の出力装置からの出力信号を取り込むためのPNP型入力手段と、前記NPN型の出力装置からの出力信号を取り込むためのNPN型入力手段と、前記PNP型入力手段及び前記NPN型入力手段を選択的に前記信号入力手段に接続させる選択手段とを備える信号入力装置であって、接続された接続出力装置に対し、その接続出力装置に強制的にオン動作またはオフ動作をさせるための制御信号を与える制御信号出力手段と、前記接続出力装置の出力信号レベルを検出するレベル検出手段と、前記制御信号出力手段から前記制御信号を与えたときの前記接続出力装置のオンオフ状態と、そのときに前記レベル検出手段で検出される出力信号レベルとに基づいて、当該接続出力装置がPNP型かNPN型かの判定動作を行う判定手段とを備え、前記選択手段は、前記判定手段で前記接続出力装置がPNP型と判定されたときは前記信号入力手段にPNP型入力手段を接続させ、前記判定手段で前記接続出力装置がNPN型と判定されたときは前記信号入力手段にNPN型入力手段を接続させるよう動作することを特徴とする信号入力装置。

請求項2

外部から信号を入力する外部入力手段を備え、前記外部入力手段に信号が入力されたことを条件に、前記制御信号出力手段が前記制御信号を前記接続出力装置に与え、そのときに前記判定手段が前記判定動作を行う構成になっていることを特徴とする請求項1に記載の信号入力装置。

請求項3

電源投入時に、前記制御信号出力手段が前記制御信号を前記接続出力装置に与え、そのときに前記判定手段が前記判定動作を行う構成になっていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の信号入力装置。

請求項4

前記PNP型の出力装置と前記NPN型の出力装置とをそれぞれ有する検出センサとともにセンサシステムを構成し、これらのPNP型の検出センサ及びNPN型の検出センサが選択的に接続可能とされたセンサコントローラであって、前記請求項1〜請求項3のいずれかに記載の信号入力装置を備えたことを特徴とするセンサコントローラ。

請求項5

オンオフ動作により高電位レベル及び低電位レベル間で出力信号レベルを反転させる、PNP型の出力装置又はNPN型の出力装置のいずれかを有する検出センサと、PNP型の検出センサ及びNPN型の検出センサが選択的に接続可能とされたセンサコントローラとを備え、前記センサコントローラは、前記検出センサからの前記出力信号が入力される信号入力手段と、前記PNP型の検出センサからの出力信号を取り込むためのPNP型入力手段と、前記NPN型の検出センサからの出力信号を取り込むためのNPN型入力手段と、前記PNP型入力手段及び前記NPN型入力手段を選択的に前記信号入力手段に接続させる選択手段とを備える検出センサシステムであって、前記検出センサは、前記センサコントローラからの制御信号を受けてその出力装置を強制的にオン動作またはオフ動作させる出力制御手段を備え、前記センサコントローラは、接続された接続検出センサに対し、前記制御信号を与える制御信号出力手段と、前記接続検出センサの出力信号レベルを検出するレベル検出手段と、前記制御信号出力手段から前記制御信号を与えたときの前記接続検出センサのオンオフ状態と、そのときに前記レベル検出手段で検出される出力信号レベルとに基づいて、当該接続検出センサがPNP型かNPN型かの判定動作を行う判定手段とを備え、前記選択手段は、前記判定手段で前記接続検出センサがPNP型と判定されたときは前記信号入力手段にPNP型入力手段を接続させ、前記判定手段で前記接続検出センサがNPN型と判定されたときは前記信号入力手段にNPN型入力手段を接続させるよう動作することを特徴とする検出センサシステム。

請求項6

前記出力制御手段は、前記制御信号を受けて前記検出センサを強制的に物体検出状態又は非検出状態とすることで、前記出力装置をオン動作又はオフ動作させる構成になっていることを特徴とする請求項5に記載の検出センサシステム。

請求項7

前記センサコントローラは、外部から信号を入力する外部入力手段を備え、前記外部入力手段に信号が入力されたことを条件に、前記制御信号出力手段が前記制御信号を前記接続検出センサに与え、そのときに前記判定手段が前記判定動作を行う構成になっていることを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の検出センサシステム。

請求項8

前記センサコントローラの電源投入時に、前記制御信号出力手段が前記制御信号を前記接続検出センサに与え、そのときに前記判定手段が前記判定動作を行う構成になっていることを特徴とする請求項5〜請求項7のいずれかに記載の検出センサシステム。

請求項9

所定の検出領域に光を出射する投光手段と、前記検出領域からの透過光又は反射光受光する受光手段と、その受光手段での受光量レベルに基づき検出動作をする検出手段と、この検出手段の検出動作に応じて高電位レベル及び低電位レベル間で出力信号レベルを反転させるオンオフ動作を行う、PNP型の出力装置又はNPN型の出力装置のいずれかを有する光電センサと、PNP型の光電センサ及びNPN型の光電センサが選択的に接続可能とされたセンサコントローラとを備え、前記センサコントローラは、前記光電センサからの前記出力信号が入力される信号入力手段と、前記PNP型の光電センサからの出力信号を取り込むためのPNP型入力手段と、前記NPN型の光電センサからの出力信号を取り込むためのNPN型入力手段と、前記PNP型入力手段及び前記NPN型入力手段を選択的に前記信号入力手段に接続させる選択手段とを備える光電センサシステムであって、前記光電センサは、前記センサコントローラからの制御信号を受けてその出力装置を強制的にオン動作またはオフ動作させる出力制御手段を備え、前記センサコントローラは、接続された接続光電センサに対し、前記制御信号を与える制御信号出力手段と、前記接続光電センサの出力信号レベルを検出するレベル検出手段と、前記制御信号出力手段から前記制御信号を与えたときの前記接続光電センサのオンオフ状態と、そのときに前記レベル検出手段で検出される出力信号レベルとに基づいて、当該接続光電センサがPNP型かNPN型かの判定動作を行う判定手段とを備え、前記選択手段は、前記判定手段で前記接続光電センサがPNP型と判定されたときは前記信号入力手段にPNP型入力手段を接続させ、前記判定手段で前記接続光電センサがNPN型と判定されたときは前記信号入力手段にNPN型入力手段を接続させるよう動作することを特徴とする光電センサシステム。

請求項10

前記光電センサは、前記受光手段が前記投光手段から出射され前記検出領域を透過した光を受光するよう構成された透過型の光電センサであり、前記出力制御手段は、前記制御信号を受けて前記投光手段の投光動作を強制的に停止させることで、前記出力装置をオン動作又はオフ動作させる構成になっていることを特徴とする請求項9に記載のセンサシステム。

請求項11

前記センサコントローラは、外部から信号を入力する外部入力手段を備え、前記外部入力手段に信号が入力されたことを条件に、前記制御信号出力手段が前記制御信号を前記接続光電センサに与え、そのときに前記判定手段が前記判定動作を行う構成になっていることを特徴とする請求項9又は請求項10に記載の光電センサシステム。

請求項12

前記センサコントローラの電源投入時に、前記制御信号出力手段が前記制御信号を前記接続光電センサに与え、そのときに前記判定手段が前記判定動作を行う構成になっていることを特徴とする請求項9〜請求項11のいずれかに記載の光電センサシステム。

技術分野

0001

本発明は、PNP出力対応及びNPN出力対応の信号入力装置及びそれを備えたセンサシステム並びにセンサコントローラに関する。

背景技術

0002

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。また、下記特許文献1には、多光軸光電スイッチ本体に、PNP出力用アダプタ及びNPN出力用アダプタを選択的に接続可能とすることで、1つの多光軸光電スイッチをPNP出力タイプとNPN出力タイプとに使い分けることができる技術が開示されている。
特開2003−255054公報

発明が解決しようとする課題

0003

ところで、PNP出力タイプの多光軸光電スイッチにはPNP出力対応の入力回路(以下、「PNP対応入力回路」という)を、NPN出力タイプの多光軸光電スイッチにはNPN出力対応の入力回路(以下、「NPN対応入力回路」という)をそれぞれ接続する必要がある。ここで、従来、多光軸光電スイッチに接続される信号入力装置は、PNP対応入力回路及びNPN対応入力回路のいずれか一方を備えたものしかなかったので、ユーザ側及び製造者側は、PNP対応の信号入力装置とNPN対応の信号入力装置との2タイプを用意する必要があり不便であった。

0004

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、PNP型出力装置からの出力信号を取り込み可能な入力形態と、NPN型の出力装置からの出力信号を取り込み可能な入力形態とを自動で切り替えることが可能な信号入力装置、検出センサシステム光電センサシステム及びそのセンサコントローラを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0005

上記の目的を達成するための手段として、請求項1の発明に係る信号入力装置は、オンオフ動作により高電位レベル及び低電位レベル間で出力信号レベル反転させる、PNP型の出力装置とNPN型の出力装置とが選択的に接続可能とされ、前記出力装置からの前記出力信号が入力される信号入力手段と、前記PNP型の出力装置からの出力信号を取り込むためのPNP型入力手段と、前記NPN型の出力装置からの出力信号を取り込むためのNPN型入力手段と、前記PNP型入力手段及び前記NPN型入力手段を選択的に前記信号入力手段に接続させる選択手段とを備える信号入力装置であって、接続された接続出力装置に対し、その接続出力装置に強制的にオン動作またはオフ動作をさせるための制御信号を与える制御信号出力手段と、前記接続出力装置の出力信号レベルを検出するレベル検出手段と、前記制御信号出力手段から前記制御信号を与えたときの前記接続出力装置のオンオフ状態と、そのときに前記レベル検出手段で検出される出力信号レベルとに基づいて、当該接続出力装置がPNP型かNPN型かの判定動作を行う判定手段とを備え、前記選択手段は、前記判定手段で前記接続出力装置がPNP型と判定されたときは前記信号入力手段にPNP型入力手段を接続させ、前記判定手段で前記接続出力装置がNPN型と判定されたときは前記信号入力手段にNPN型入力手段を接続させるよう動作することを特徴とする。

0006

請求項2の発明は、請求項1に記載の信号入力装置において、外部から信号を入力する外部入力手段を備え、前記外部入力手段に信号が入力されたことを条件に、前記制御信号出力手段が前記制御信号を前記接続出力装置に与え、そのときに前記判定手段が前記判定動作を行う構成になっていることを特徴とする。

0007

請求項3の発明は、請求項1または請求項2に記載の信号入力装置において、電源投入時に、前記制御信号出力手段が前記制御信号を前記接続出力装置に与え、そのときに前記判定手段が前記判定動作を行う構成になっていることを特徴とする。

0008

請求項4の発明に係るセンサコントローラは、前記PNP型の出力装置と前記NPN型の出力装置とをそれぞれ有する検出センサとともにセンサシステムを構成し、これらのPNP型の検出センサ及びNPN型の検出センサが選択的に接続可能とされたセンサコントローラであって、前記請求項1〜請求項3のいずれかに記載の信号入力装置を備えたことを特徴とする。

0009

請求項5の発明に係る検出センサシステムは、オンオフ動作により高電位レベル及び低電位レベル間で出力信号レベルを反転させる、PNP型の出力装置又はNPN型の出力装置のいずれかを有する検出センサと、PNP型の検出センサ及びNPN型の検出センサが選択的に接続可能とされたセンサコントローラとを備え、前記センサコントローラは、前記検出センサからの前記出力信号が入力される信号入力手段と、前記PNP型の検出センサからの出力信号を取り込むためのPNP型入力手段と、前記NPN型の検出センサからの出力信号を取り込むためのNPN型入力手段と、前記PNP型入力手段及び前記NPN型入力手段を選択的に前記信号入力手段に接続させる選択手段とを備える検出センサシステムであって、前記検出センサは、前記センサコントローラからの制御信号を受けてその出力装置を強制的にオン動作またはオフ動作させる出力制御手段を備え、前記センサコントローラは、接続された接続検出センサに対し、前記制御信号を与える制御信号出力手段と、前記接続検出センサの出力信号レベルを検出するレベル検出手段と、前記制御信号出力手段から前記制御信号を与えたときの前記接続検出センサのオンオフ状態と、そのときに前記レベル検出手段で検出される出力信号レベルとに基づいて、当該接続検出センサがPNP型かNPN型かの判定動作を行う判定手段とを備え、前記選択手段は、前記判定手段で前記接続検出センサがPNP型と判定されたときは前記信号入力手段にPNP型入力手段を接続させ、前記判定手段で前記接続検出センサがNPN型と判定されたときは前記信号入力手段にNPN型入力手段を接続させるよう動作することを特徴とする。

0010

請求項6の発明は、請求項5に記載の検出センサシステムにおいて、前記出力制御手段は、前記制御信号を受けて前記検出センサを強制的に物体検出状態又は非検出状態とすることで、前記出力装置をオン動作又はオフ動作させる構成になっていることを特徴とする。

0011

請求項7の発明は、請求項5又は請求項6に記載の検出センサシステムにおいて、前記センサコントローラは、外部から信号を入力する外部入力手段を備え、前記外部入力手段に信号が入力されたことを条件に、前記制御信号出力手段が前記制御信号を前記接続検出センサに与え、そのときに前記判定手段が前記判定動作を行う構成になっていることを特徴とする。

0012

請求項8の発明は、請求項5〜請求項7のいずれかに記載の検出センサシステムにおいて、前記センサコントローラの電源投入時に、前記制御信号出力手段が前記制御信号を前記接続検出センサに与え、そのときに前記判定手段が前記判定動作を行う構成になっていることを特徴とする。

0013

請求項9の発明に係る光電センサシステムは、所定の検出領域に光を出射する投光手段と、前記検出領域からの透過光又は反射光受光する受光手段と、その受光手段での受光量レベルに基づき検出動作をする検出手段と、この検出手段の検出動作に応じて高電位レベル及び低電位レベル間で出力信号レベルを反転させるオンオフ動作を行う、PNP型の出力装置又はNPN型の出力装置のいずれかを有する光電センサと、PNP型の光電センサ及びNPN型の光電センサが選択的に接続可能とされたセンサコントローラとを備え、前記センサコントローラは、前記光電センサからの前記出力信号が入力される信号入力手段と、前記PNP型の光電センサからの出力信号を取り込むためのPNP型入力手段と、前記NPN型の光電センサからの出力信号を取り込むためのNPN型入力手段と、前記PNP型入力手段及び前記NPN型入力手段を選択的に前記信号入力手段に接続させる選択手段とを備える光電センサシステムであって、前記光電センサは、前記センサコントローラからの制御信号を受けてその出力装置を強制的にオン動作またはオフ動作させる出力制御手段を備え、前記センサコントローラは、接続された接続光電センサに対し、前記制御信号を与える制御信号出力手段と、前記接続光電センサの出力信号レベルを検出するレベル検出手段と、前記制御信号出力手段から前記制御信号を与えたときの前記接続光電センサのオンオフ状態と、そのときに前記レベル検出手段で検出される出力信号レベルとに基づいて、当該接続光電センサがPNP型かNPN型かの判定動作を行う判定手段とを備え、前記選択手段は、前記判定手段で前記接続光電センサがPNP型と判定されたときは前記信号入力手段にPNP型入力手段を接続させ、前記判定手段で前記接続光電センサがNPN型と判定されたときは前記信号入力手段にNPN型入力手段を接続させるよう動作することを特徴とする。

0014

請求項10の発明は、請求項9に記載のセンサシステムにおいて、前記光電センサは、前記受光手段が前記投光手段から出射され前記検出領域を透過した光を受光するよう構成された透過型の光電センサであり、前記出力制御手段は、前記制御信号を受けて前記投光手段の投光動作を強制的に停止させることで、前記出力装置をオン動作又はオフ動作させる構成になっていることを特徴とする。

0015

請求項11の発明は、請求項9又は請求項10に記載の光電センサシステムにおいて、前記センサコントローラは、外部から信号を入力する外部入力手段を備え、前記外部入力手段に信号が入力されたことを条件に、前記制御信号出力手段が前記制御信号を前記接続光電センサに与え、そのときに前記判定手段が前記判定動作を行う構成になっていることを特徴とする。

0016

請求項12の発明は、請求項9〜請求項11のいずれかに記載の光電センサシステムにおいて、前記センサコントローラの電源投入時に、前記制御信号出力手段が前記制御信号を前記接続光電センサに与え、そのときに前記判定手段が前記判定動作を行う構成になっていることを特徴とする。
なお、上記発明に登場するレベル検出手段について、前記信号入力手段の電位レベルに基づいて前記出力信号レベルを検出する構成とすることが望ましい。
このような構成であれば、信号入力手段を利用して出力信号レベルを検出できるため回路構成を簡略化することができる。

発明の効果

0017

<請求項1,5,9の発明>
接続された出力装置を強制的にオン動作及びオフ動作のいずれか一方に動作させたとき、その接続出力装置がPNP型である場合とNPN型である場合とでは出力信号レベルが異なる。本発明はこのことに着目したものである。
即ち、本構成によれば、接続出力装置に制御信号を与えて強制的にオン動作及びオフ動作のいずれか一方の動作をさせて、このときのオンオフ状態と、出力信号レベルとに基づき当該接続出力装置がPNP型かNPN型かを判定する構成になっている。そして、判定手段で接続出力装置がPNP型と判定されたときは信号入力手段にPNP型入力手段を接続させ、NPN型と判定されたときは信号入力手段にNPN型入力手段を接続させるよう動作する。
このような構成であれば、出力装置を接続するだけで、それがPNP型かNPN型かを識別しそれに応じてPNP入力とNPN入力とに入力形態を自動で切り換えるよう動作する。従って、ユーザ側及び製造者側で、PNP対応の信号入力装置とNPN対応の信号入力装置との2タイプを用意する必要がなくなり、例えば管理コストの低減などを図ることができる。

0018

<請求項2,7,11の発明>
本構成によれば、外部入力信号を与えることでPNP型かNPN型かの判定動作が行われる構成であるから、例えば接続した検出センサ(出力装置)を交換した場合など適宜必要な場合に上記判定動作を行って適切な入力形態に変えることができる。

0019

<請求項3,8,12の発明>
本構成によれば、電源投入時にPNP型かNPN型かの判定動作が行われる構成であるから、間違った入力形態で出力信号が入力動作がされることを確実に防止できる。

0020

<請求項4の発明>
本構成のようにセンサシステムのセンサコントローラの信号入力装置に、上記請求項1〜請求項3のいずれかに記載の構成を適用することにより上記各効果を得ることができる。

0021

<請求項6,10の発明>
請求項6によれば、制御信号を受けて検出センサを強制的に物体検出状態又は非検出状態(光電センサでは「入光状態又は遮光状態」)とすることで、出力装置をオン動作又はオフ動作させる構成になっている。更に、請求項10のように、投光停止入力機能を予め備えた光電センサに適用することにより、強制的に物体検出状態又は非検出状態にさせるための構成を別途設ける必要がなくなる。

発明を実施するための最良の形態

0022

<実施形態1>
以下、本発明の実施形態1を図1図2に基づいて説明する。
本実施形態の光電センサシステムは、PNP型(PNP出力タイプ)の多光軸光電スイッチ又はNPN型(NPN出力タイプ)の多光軸光電スイッチと、それらと選択的に接続可能とされたセンサコントローラ50(リレーユニット)とを備えたものである。センサコントローラ50は、PNP型の多光軸光電スイッチが接続されているときはここからのPNP出力信号を、NPN型の多光軸光電スイッチが接続されているときはここからのNPN出力信号を、取り込むものである。
なお、以下において、PNP型の多光軸光電スイッチ及びNPN型の多光軸光電スイッチについて、両者を総称する場合には「多光軸光電スイッチ1」と呼び、区別する場合には、前者を「PNP出力光電スイッチ2」、後者を「NPN出力光電スイッチ3」)とそれぞれ呼ぶ。

0023

1.多光軸光電スイッチの構成
(1)多光軸光電スイッチの全体構成
本発明の出力装置としてのPNP出力光電スイッチ2及びNPN出力光電スイッチ3は、主として信号出力回路30の回路構成が異なるのみで他の構成は共通する。従って、まず共通構成について図1を参照しつつ説明する。

0024

(a)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。

0025

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。

0026

(b)電気的構成
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。

0027

一方、受光器20には、前記受光素子21が連なる受光回路22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の出力端子電気的に接続すると共に、他方にリード部を、受光制御回路24の信号入力端子共通接続してある。

0028

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の出力端子に電気的に接続されている。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。

0029

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。

0030

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、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を次述する信号出力回路30に出力する。

0031

(2)信号出力回路の構成
先に述べたように、PNP出力光電スイッチ2とNPN出力光電スイッチ3とでは、信号出力回路30の回路構成が異なる。図2紙面左側には、PNP出力光電スイッチ2とNPN出力光電スイッチ3のそれぞれの信号出力回路31,41の回路構成が示されている。

0032

(a)PNP出力光電スイッチの信号出力回路
この信号出力回路31は、主としてCPU32とPNP型トランジスタ33とを備えて構成されている。CPU32は、受光制御回路24からの上記動作信号を受けると、PNP型トランジスタ33のベースに制御信号を与えてオン動作させる。つまり、受光素子21での受光量レベルが基準電圧VC1を下回ったとき(例えば検出領域に被検出物が存在し遮光状態になったとき)にPNP型トランジスタ33がオン動作する、いわゆる「ダークオン」タイプになっている。

0033

また、この信号出力回路31の出力側にはシールド電線38が連なっている。このシールド電線38は、信号出力回路31と後述するセンサコントローラ50側とを接続するためのものであり、1対の電源入力線34,35と信号出力線36と制御入力線37と、それらを包囲するシールド部材((例えば編組シールド。図示せず)とを備えて構成されている。

0034

このうち、1対の電源入力線34,35は、センサコントローラ50側のVcc端子52及びグランド端子53(「1対の電源供給端子」)に電気的に接続され、信号出力線36は、センサコントローラ50側の信号入力端子54に電気的に接続される。上記PNP型トランジスタ33は、コレクタ側が、センサコントローラ50側のVcc端子52に電気的に接続される高電位入力線34に電気的に接続されるとともに、エミッタが信号出力線36に電気的に接続されている。制御入力線37は、センサコントローラ50側の後述する投光停止信号S1の制御出力端子55に電気的に接続され、ここに受けた投光停止信号S1がCPU32に与えられる。

0035

(b)NPN出力光電スイッチの信号出力回路
この信号出力回路41は、主としてCPU42とNPN型トランジスタ43とを備えて構成されている。CPU42は、受光制御回路24からの上記動作信号を受けると、NPN型トランジスタ43のベースに制御信号を与えてオン動作させる。つまり、受光素子21での受光量レベルが基準電圧VC1を下回ったとき(例えば検出領域に被検出物が存在し遮光状態になったとき)にNPN型トランジスタ43がオン動作する、いわゆる「ダークオン」タイプになっている。

0036

また、この信号出力回路41の出力側にはシールド電線48が連なっている。このシールド電線48は、信号出力回路41とセンサコントローラ50とを接続するためのものであり、1対の電源入力線44,45と信号出力線46と制御入力線47と、それらを包囲するシールド部材((例えば編組シールド。図示せず)とを備えて構成されている。

0037

このうち、1対の電源入力線44,45は、センサコントローラ50側のVcc端子52及びグランド端子53に電気的に接続され、信号出力線46は、センサコントローラ50側の信号入力端子54に電気的に接続される。上記NPN型トランジスタ43は、コレクタ側が上記信号出力線46に電気的に接続されるとともに、エミッタ側がセンサコントローラ50側のグランド端子53に電気的に接続される低電位側入力線45に電気的に接続されている。制御入力線47は、センサコントローラ50側の投光停止信号S1の制御出力端子55に電気的に接続され、ここに受けた投光停止信号S1がCPU42に与えられる。

0038

2.リレーユニットの構成
ここで、上記したPNP型の信号出力回路31は、いずれかの受光素子21での受光量レベルが基準電圧VC1を下回ったときにPNP型トランジスタ33がオン動作し、このとき信号出力線36の電位レベルは高電位側にプルアップする。一方、NPN型の信号出力回路41は、いずれかの受光素子21での受光量レベルが基準電圧VC1を下回ったときにNPN型トランジスタ43がオン動作し、このとき信号出力線46の電位レベルは低電位側にプルダウンする。従って、PNP型の信号出力回路31とNPN型の信号出力回路41とではそれぞれを構成するトランジスタ33,43がオン動作したときの信号出力線36の電位レベルが異なる。本実施形態はこのことに着目して創作されたものである。

0039

センサコントローラ50は、上記多光軸光電スイッチ1からの出力信号を取り込む信号入力回路51(本発明の「信号入力装置」に相当)と、外部機器が接続される接続端子対64,65と、上記信号入力回路に取り込まれる出力信号に基づき各接続端子対の間を電気的に接続するリレー回路66,67とを備えて構成されている。

0040

具体的には、図2紙面右側に示すように、センサコントローラ50の信号入力回路51は、Vcc端子52及びグランド端子53(「1対の電源供給端子」)と、信号入力端子54と、制御出力端子55とを備えている。Vcc端子52及びグランド端子53は、各信号出力回路31,41に連なるシールド電線38,48の高電位側入力線34,44及び低電位側入力線35,45にそれぞれ電気的に接続されて多光軸光電スイッチ1に対して電力供給を行うための端子である。信号入力端子54は、シールド電線38,48の信号出力線36,46に電気的に接続される端子であり、制御出力端子55は、シールド電線38,48の制御入力線37,47に電気的に接続される端子である。

0041

信号入力端子54は、Vcc端子52及びグランド端子53間に直列接続された1対の抵抗R1,R2の接続点に電気的に接続され、この接続点の電位レベルV1がスイッチ素子56(例えばトランジスタ、FET機械リレー回路)及びA/D変換回路(図示せず)を介してCPU57に接続されている。スイッチ素子56は、後述するようにCPU57の切換信号S2を受けて接点を切り換えるよう動作するものであって、接点Aに接続された状態で抵抗R1,R2の接続点の電位レベルV1がCPU57で読み取り可能となる。

0042

次いで、接点Bとグランドラインとの間には、CPU57からの切換信号S3を受けて閉動作する1対のスイッチ素子58a,58b(例えばトランジスタ、FET、機械的リレー回路)と、機械的リレー回路を構成するリレーコイル59とが直列接続されている。つまり、スイッチ素子56が接点Bに接続され、かつ、CPU57から切換信号S3が出力された状態で、信号入力端子54はグランドラインに電気的に接続されることになる。

0043

また、接点Bと電源Vccとの間には、CPU57からの切換信号S4を受けて閉動作する1対のスイッチ素子60a,60b(例えばトランジスタ、FET、機械的リレー回路)と、上記リレーコイル59とが直列接続されている。つまり、スイッチ素子56が接点Bに接続され、かつ、CPU57から切換信号S4が出力された状態で、信号入力端子54は電源Vccに電気的に接続されることになる。

0044

更に、センサコントローラ50には、2組の接続端子対64,65が設けられ、それぞれの接続端子対64,65同士は、上記リレーコイル59に生じる磁気力によってオンオフ動作(開閉動作)するリレー接点66,67を介して接続されている。また、CPU57から上記投光停止信号S1を出力させるための外部入力信号S5が例えばコンソール等の操作部(図示せず)から入力される外部入力回路68が設けられている。

0045

3.本実施形態の動作
(1)リレーユニットにPNP出力光電スイッチを接続した場合
本実施形態では、CPU57は、センサコントローラ50に電源投入されたとき、または、外部入力回路68から上記外部入力信号S5を受けたときに上記投光停止信号S1を出力するとともに、スイッチ素子56に切換信号S2を与えて接点Aに接続させる。PNP出力光電スイッチ2側のCPU32は、この投光停止信号S1を受けると所定時間だけ投光動作を強制的に停止させる。これにより被検出物の有無にかかわらず受光素子21での受光量レベルがダウンし、PNP型トランジスタ33がオン動作する。

0046

このとき、CPU57では、電圧信号レベルV1は高電位(+Vcc)側にプルアップし、このレベルがCPU57に取り込まれることになる。そして、CPU57は、このときの電圧信号レベルV1が例えば所定の閾値を超えていることを確認する。その後、CPU57は、投光停止信号S1の出力を停止させ通常の投受光動作復帰させる一方で、スイッチ素子56を接点Bに接続し、更に、切換信号S3を出力してスイッチ素子58a,58bを閉動作させる。なお、スイッチ素子60a,60bは開状態にある。これによりセンサコントローラ50は、PNP出力光電スイッチ2からのPNP出力信号を取り込み可能な入力形態となる。

0047

また、このとき、リレーコイル59には、PNP出力光電スイッチ2側の信号出力回路31のPNP型トランジスタ33のオン動作時とオフ動作時とによって異なる値の電圧印加される。本実施形態では、例えば被検出物を検出されていないときの動作信号によりPNP型トランジスタ33のオフ動作した時に、リレーコイル59に生じる磁気力によってリレー接点66,67がオン動作(閉動作)する構成になっている。従って、センサコントローラ50は、その各接続端子対64,65を、制御対象となる外部機器としての工作機械などの電源供給ラインに介在させて、被検出物が検出されていないときにはリレー接点66,67をオン動作させて工作機械を駆動させる一方で、被検出物が検出されたときにはリレー接点66,67をオフ動作させて工作機械を停止させるなど、リレー回路として機能する。

0048

(2)リレーユニットにNPN出力光電スイッチを連結した場合
CPU57は、センサコントローラ50に電源投入されたとき、または、外部入力回路68から上記外部入力信号S5を受けたときに上記投光停止信号S1を出力するとともに、スイッチ素子56に切換信号S2を与えて接点Aに接続させる。NPN出力光電スイッチ3側のCPU42は、この投光停止信号S1を受けると所定時間だけ投光動作を強制的に停止させる。これにより被検出物の有無にかかわらず受光素子21での受光量レベルがダウンし、NPN型トランジスタ43がオン動作する。

0049

このとき、CPU57では、電圧信号レベルV1は低電位(グランドレベル)側にプルダウンし、このレベルがCPU57に取り込まれることになる。そして、CPU57は、このときの電圧信号レベルV1が例えば所定の閾値を下回っていることを確認する。その後、CPU57は、投光停止信号S1の出力を停止させ通常の投受光動作を復帰させる一方で、スイッチ素子56を接点Bに接続し、更に、切換信号S4を出力してスイッチ素子60a,60bを閉動作させる。なお、スイッチ素子58a,58bは開状態にある。これによりセンサコントローラ50は、NPN出力光電スイッチ3からのNPN出力信号を取り込み可能な入力形態となる。

0050

また、このとき、PNP出力光電スイッチ2を接続したときと同様に、リレーコイル59には、NPN出力光電スイッチ3側の信号出力回路41のNPN型トランジスタ43のオン動作時とオフ動作時とによって異なる値の電圧が印加される。本実施形態では、例えば被検出物を検出されていないときの動作信号によりNPN型トランジスタ43のオフ動作した時に、リレーコイル59に生じる磁気力によってリレー接点66,67がオン動作(閉動作)する構成になっている。

0051

4.本実施形態の効果
(1)以上のように、本実施形態によれば、多光軸光電スイッチ1を接続し、その信号出力回路30のトランジスタ33,43に強制的にオン動作をさせ、そのときの出力信号レベルV1に基づきその多光軸光電スイッチ1がPNP出力光電スイッチ2なのかNPN出力光電スイッチ3なのかを識別しそれに応じた入力形態(PNP入力、NPN入力)に自動で切り替わるようになっている。従って、本実施形態のセンサコントローラ50を1台用意するだけで、PNP出力光電スイッチ2及びNPN出力光電スイッチ3のいずれにも対応することができる。
なお、例えばリレーユニットにその入力形態(PNP入力、NPN入力)を切り換えるための切り換えスイッチを設けて、作業者切り換え操作によって1台のリレーユニットでPNP出力光電スイッチ2及びNPN出力光電スイッチ3のいずれにも対応できる構成が考えられる。しかし、この構成では、結局、作業者の判断に委ねられることになり、作業者による操作ミスによって正常に信号入力ができない場合があり得る。これに対して、本実施形態の構成であれば、センサコントローラ50側で自動で判断して入力形態を切り換えるから作業者による操作ミスなどを防止できる。

0052

(2)また、外部入力信号S5を与えることでPNP型かNPN型かの判定動作が行われる構成であるから、例えば接続した光電センサを交換した場合など適宜必要な場合に上記判定動作を行って適切な入力形態に変えることができる。
(3)更に、電源投入時にPNP型かNPN型かの判定動作が行われる構成であるから、間違った入力形態で出力信号が入力動作がされることを確実に防止できる。

0053

(4)光電センサに接続されるリレーユニット(信号入力装置)では、正常に投受光動作が行われるかどうかを事前に確認するためにそれに接続した光電センサの投光動作を強制的に停止させる投光停止信号を出力する機能を備えたものが既にある。本実施形態では、この既存の機能を利用して光電センサ2,3のトランジスタ33,43を強制的にオン動作させる構成であり、極めて望ましい形態である。

0054

<実施形態2>
図3は実施形態2を示す。上記実施形態1では、いわゆる透過型の多光軸光電センサ1を備えたものであったが、本実施形態は、図3に示すように、検出領域に向けて光を出射する投光手段73,74と、その検出領域に位置する被検出物Wで反射した反射光を受光する受光手段75,76とを備えた、いわゆる反射型の光電センサ70(71,72)に対するセンサコントローラ80である。また、スイッチ素子58a,58b,60a,60bを開閉させるための構成が異なる。その他の点は前記実施形態1と同様である。従って、実施形態1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。

0055

図3に示すように、PNP型の光電センサ71は、上記したCPU32及びPNP型トランジスタ33を備えるとともに、投光手段73と検出領域からの反射光を受光する受光手段75とを備えている。CPU32は、受光手段75での受光量が所定の閾値を上回ったときにPNP型トランジスタ33のベースに制御信号を与えてオン動作させる。つまり、例えば検出領域に被検出物が存在したときにPNP型トランジスタ33がオン動作する、いわゆる「ライトオン」タイプになっている。

0056

また、受光手段75に近接配置されその受光手段75に光を入射させる擬似投光手段77が設けられている。これは、上記外部入力信号S5が入力されたり、センサコントローラ80に電源が投入されたときにセンサコントローラ80側のCPU57から出力される制御信号S6をCPU32が受けることでこのCPU32によって発光動作を行うものである。これにより、被検出物Wの有無にかかわらず強制的にライトオン状態にすることができる。

0057

一方、NPN型の光電センサ72は、上記したCPU42及びNPN型トランジスタ43を備えるとともに、投光手段74と検出領域からの反射光を受光する受光手段76とを備えている。CPU42は、受光手段76での受光量が所定の閾値を上回ったときにPNP型トランジスタ43のベースに制御信号を与えてオン動作させる。つまり、例えば検出領域に被検出物が存在したときにNPN型トランジスタ43がオン動作する、いわゆる「ライトオン」タイプになっている。

0058

また、受光手段76に近接配置されその受光手段76に光を入射させる擬似投光手段78が設けられている。これは、上記外部入力信号S5が入力されたり、センサコントローラ80に電源が投入されたときにセンサコントローラ80側のCPU57から出力される制御信号S6をCPU42が受けることでこのCPU42によって発光動作を行うものである。これにより、被検出物Wの有無にかかわらず強制的にライトオン状態にすることができる。

0059

更に、本実施形態では、Vcc端子52及びグランド端子53の間には、上記スイッチ素子58a,58bの代わりに配されたリレー接点82a,82bと機械的リレー回路を構成するリレーコイル83が接続されている。また、信号入力端子54とVcc端子52との間には、上記スイッチ素子60a,60bの代わりに配されたリレー接点84a,84bと機械的リレー回路を構成するリレーコイル85が接続されている。このような構成であっても出力信号レベルV1に基づいてセンサコントローラ80の入力形態(PNP入力、NPN入力)を自動で切り換えることができる。

0060

<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次の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、出力装置を構成する各トランジスタ33,43を強制的にオン動作させたときの出力信号レベルに基づいて接続された光電センサがPNP型かNPN型かを判断する構成としたが、これに限らず、強制的にオフしたときの出力信号レベルに基づいて判断する構成であっても勿論よい。

0061

(2)上記各実施形態は光電センサに適用した例としたが、これに限らず、被検出物の状態に応じて変化する物理量(磁気、光、圧力、超音波など)に基づきオンオフ動作するセンサであればよく、例えば近接センサなどに対しても適用できる。

図面の簡単な説明

0062

本発明の実施形態1の多光軸光電スイッチの回路構成図
多光軸光電スイッチの信号出力回路及びセンサコントローラの回路構成図
実施形態2の光電スイッチの信号出力回路及びセンサコントローラの回路構成図

符号の説明

0063

1(2,3)…多光軸光電スイッチ(検出センサ、光電センサ)
30(31,41)…信号出力回路
33,43…トランジスタ
50,80…センサコントローラ
51,81…信号入力回路(信号入力装置)
68…外部入力回路
70(71,72)…光電センサ
54…信号入力端子(信号入力手段)
57…CPU(制御信号出力手段、レベル検出手段、判定手段)
S1…投光停止信号(制御信号)
S5…外部入力信号
S6…制御信号
V1…出力信号レベル

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