(57)【要約】【課題】発振回路部の故障を適確に診断可能とすること。【解決手段】検出物体１１が接近するに応じて発振振幅レベルが小さくなる発振回路部３と、検出物体１１の接近に伴い発振振幅レベルが小さくなって一定レベルに到達したときに動作信号を出力する信号処理回路部７とを備え、発振回路部３が正常である間は検出物体１１の接近距離が接近して発振振幅レベルが上記一定レベルに到達した以降も当該発振回路部３の発振動作を継続し、発振回路部３がその発振動作が停止したときには当該発振回路部３が故障していると診断する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出物体が接近するに応じて発振振幅レベルが小さくなる発振回路部と、上記検出物体の接近に伴い発振振幅レベルが小さくなって一定レベルに到達したときに動作信号を出力する検波回路部とを備え、その動作信号が出力された時点での検出物体からの距離を動作距離とする近接センサに対して、
通常検出モードにおいて、発振回路部が正常である間は検出物体の接近距離が接近して発振振幅レベルが上記一定レベルに到達した以降も当該発振回路部の発振動作を継続することにより、発振回路部がその発振動作が停止したときには当該発振回路部が故障していると診断する、ことを特徴とする近接センサの発振回路部故障診断方法。
【請求項２】
検出物体が接近するに応じて発振振幅レベルが小さくなる発振回路部と、上記発振振幅レベルが小さくなって一定レベルに到達したときに動作信号を出力する検波回路部とを備え、その動作信号が出力された時点での検出物体からの距離を動作距離とする近接センサにおいて、
上記発振回路部は、通常検出モードで検出物体の接近距離が接近してその発振振幅レベルが上記一定レベルに到達した以降も発振動作を継続するように設定されており、
上記発振回路部が通常検出モードでその発振動作が停止したときには当該発振回路部が故障していると診断し、該診断に対応した故障診断信号を出力する機能を備えた、ことを特徴とする発振回路部故障診断機能付き近接センサ。
【請求項３】
上記検波回路部は、上記発振回路部が通常検出モードでその発振動作が停止したときには当該発振回路部が故障していると診断し、該診断に対応した故障診断信号を出力する、ことを特徴とする請求項２に記載の近接センサ。
【請求項４】
上記検波回路部は、上記故障診断を行うプログラムで故障診断信号の出力制御を実行するマイクロコンピュータにより構成されている、ことを特徴とする請求項３に記載の近接センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出物体に当該近接センサが接近して動作する動作距離と、離れて復帰する復帰距離とに応差がある高周波発振・振幅検出型の近接センサにおいてその発振回路部故障診断方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高周波発振・振幅検出型の近接センサは、一定の周波数で発振を行い金属体等の検出物体の接近によって発振振幅レベルの変化を検出するものである。この近接センサでは、高周波で発振する発振回路部を備え、金属体や磁性体等からなる検出物体が発振回路部内の発振コイルに接近すると、電磁誘導作用によって渦電流損が生じて発振コイルの実効抵抗値であるインピーダンスが変化することにより発振回路部の発振振幅レベルが変化することを利用したものであり、検出物体の近接状態に応じて発振回路部の発振振幅レベルが跳躍的に変化して、発振または発振停止させることによる発振振幅レベルの変化で検出物体の有無の判定を行うことができる（特許文献１参照）。この場合、発振回路部の出力を直流化してなる検出出力は、検出物体が接近すると小さくなり、検出物体が離れていくと大きくなっていく。
【０００３】
このような高周波発振・振幅検出型の近接センサでは、発振回路部の後段側に検波回路部を設け、この検波回路部では、検出物体が接近して発振振幅レベルに対応する検出出力が小さくなって検出閾値と一致すると、検出物体有りとする信号を生成し、検出物体が離れて検出出力が大きくなると、検出物体無しとする信号を生成する。この検出物体有りの信号と，検出物体無しの信号とにヒステリシスを設けて信号のオンオフを行っている。この検出物体有りの信号と，検出物体無しの信号の生成をするための検出出力にレベル差を設けてチャタリングにより誤動作を防止している結果、動作距離と復帰距離との間に応差がある（特許文献２参照）。
【０００４】
上記構成の近接センサにおいては、通常検出モードで検出物体が動作距離にまで接近すると、発振回路部の発振動作を発振振幅レベルの大小にかかわらず停止させるようになっている。その一方、発振回路部の発振動作の停止には当該発振回路部の故障による発振動作停止があるが、検波回路部では、動作距離にまで接近して発振振幅レベルが小さくなった場合でも、上記発振回路部の故障により発振振幅レベルが小さくなった場合でも、検出物体有りとする信号を出力するために、近接センサを、例えばプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）に制御機器の状態を検知入力する入力機器の１つとして用いた場合では、その近接センサから当該近接センサがあたかも正常なごとく信号がＰＬＣ等のコントローラに対して入力されたのではコントローラを用いた制御システムにはきわめて不具合である。
【特許文献１】特開２００７−１４１７６２号公報
【特許文献２】特開平１０−２５６８９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明により解決すべき課題は、発振回路部の故障診断を適確に行うことができる故障診断方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による発振回路部故障診断方法は、検出物体が接近するに応じて発振振幅レベルが小さくなる発振回路部と、上記検出物体の接近に伴い発振振幅レベルが小さくなって一定レベルに到達したときに動作信号を出力する検波回路部とを備え、その動作信号が出力された時点での検出物体からの距離を動作距離とする近接センサに対して、通常検出モードにおいて、発振回路部が正常である間は検出物体の接近距離が接近して発振振幅レベルが上記一定レベルに到達した以降も当該発振回路部が発振動作を継続することにより、発振回路部がその発振動作が停止したときには当該発振回路部が故障していると診断することを特徴としている。
【０００７】
本発明によると、通常検出モードで発振回路部が発振動作を停止しない限りは、検出物体の検出が行われており、検出物体が動作距離に接近しても、発振回路部の発振動作は発振振幅レベルの大小にかかわらず継続している。一方、発振回路部の発振動作が停止すると当該発振回路部が故障したことになり、このことを当該発振回路部の故障であると診断するので、従来のように発振動作停止が通常検出での発振動作停止であるのか、それとも、発振回路部の故障による発振動作停止であるのかといった不明確さが解消されるようになる。その結果、本発明による故障診断方法では、近接センサを、例えばプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）に制御機器の状態を検知入力する入力機器の１つとして用いても、その近接センサから当該近接センサがあたかも正常なごとく信号がＰＬＣ等のコントローラに対して入力されなくなり、コントローラを用いた制御システムの安全性を大きく向上させることに寄与できる。
【０００８】
本発明による近接センサは、検出物体が接近するに応じて発振振幅レベルが小さくなる発振回路部と、上記発振振幅レベルが小さくなって一定レベルに到達したときに動作信号を出力する検波回路部とを備え、その動作信号が出力された時点での検出物体からの距離を動作距離とする近接センサにおいて、上記発振回路部は、通常検出モードで検出物体の接近距離が接近してその発振振幅レベルが上記一定レベルに到達した以降も発振動作を継続するように設定されており、上記発振回路部が通常検出モードでその発振動作が停止したときには当該発振回路部が故障していると診断し、該診断に対応した故障診断信号を出力する機能を備えた、ことを特徴とするものである。
【０００９】
上記検波回路部は、上記発振回路部が通常検出モードでその発振動作が停止したときには当該発振回路部が故障していると診断し、該診断に対応した故障診断信号を出力することが好ましい。
【００１０】
上記検波回路部は、上記故障診断を行うプログラムで故障診断信号の出力制御を実行するマイクロコンピュータにより構成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の故障診断方法は、発振回路部の故障診断を適確に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態に係る高周波発振・振幅検出型の近接センサの故障診断方法を詳細に説明する。図１に、実施の形態が適用される近接センサの概略ブロック構成を示す。この近接センサ１は、発振コイル３ａと検出回路３ｂとを含む発振回路部３と、発振回路部３の発振出力を整流して直流化する整流回路部５と、この整流回路部５出力を検波する信号処理回路部７と、この信号処理回路部７の出力に応じて検出物体の有無を示す検出信号を発生する検波信号出力回路部９と、を備えている。
【００１３】
発振回路部３は、金属体や磁性体等からなる検出物体１１が発振コイルに接近すると、電磁誘導作用によって渦電流損が生じて発振コイルの実効抵抗値であるインピーダンスが変化することにより発振回路部３の発振出力の振幅（発振振幅）レベルが変化するものであり、検出物体１１の近接状態に応じて発振回路部３の発振振幅レベルが変化することにより検出物体１１の有無の検出を行うことができるようになっている。図１中、発振回路部３の発振振幅レベルは、非検出時（ａ）、検出開始点（ｂ）、検出中（ｃ）、検出距離０ｍｍ時（ｄ）、発振回路部３の故障時（ｅ）で示すように小さくなる。これら発振振幅レベルの変化は後述する。
【００１４】
整流回路部５は、発振回路部３の発振出力を発振振幅レベルの大きさに対応して直流化し整流回路出力として出力するものであり、検出物体１１が接近して発振振幅レベルが小さくなると整流回路出力が小さくなり、検出物体１１が離れていき発振振幅レベルが大きくなると整流回路出力が大きくなっていく。
【００１５】
信号処理回路部７は、検出物体１１が接近し発振振幅レベルが小さくなって整流回路出力が検出閾値になるまで小さくなると検出物体１１有りと検出処理する回路構成になっている。図１中、非検出時の発振振幅レベル（ａ）に対応する動作対応点ＶＯＦＦ（ａ１）、検出開始点での発振振幅レベル（ｂ）に対応する動作対応点ＶＯＮ，Ｈ（ｂ１）、検出中での発振振幅レベル（ｃ）に対応する動作対応点ＶＯＮ，Ｍ（ｃ１）、検出距離０ｍｍ時での発振振幅レベル（ｄ）に対応する動作対応点ＶＯＮ，Ｌ（ｄ１）、発振回路部３の故障時での発振振幅レベル（ｅ）に対応する動作対応点ＶＡＬ（ｅ１）を示す。
【００１６】
そして、信号処理回路部７は、整流回路出力がＶＯＦＦでは非検出状態を示すローレベル（Ｌ）信号、ＶＯＮ，Ｈ以下では検出状態を示すハイレベル（Ｈ）信号を検波信号出力回路部９に出力する。一方、信号処理回路部７は、整流回路出力がＶＡＬでは発振回路部３が故障していることを示すハイレベル（Ｈ）信号、それ以外では発振回路部３が正常であることを示すローレベル（Ｌ）信号を故障診断信号出力回路部１３に出力する。
【００１７】
上記動作を行う信号処理回路部７は、図２で示すようなマイクロコンピュータ構成になっている。信号処理回路部７は、ＣＰＵ７ａ、メモリ７ｂ、整流回路部５からの検出出力をＡＤ変換するＡＤ変換インターフェース７ｃ、検波信号出力回路部９への信号を出力する出力ポート７ｄ、故障診断信号出力回路部１３への信号を出力する出力ポート７ｅとを備える。メモリ７ｂは、ＣＰＵ７ａの以下で説明する故障診断の実行プログラムや、故障診断判定のためのプログラム等が格納されるプログラムメモリや、ＣＰＵ７ａの作業エリアを提供するメモリ、等で構成される。
【００１８】
図３ないし図５を参照して動作を説明する。図３（ａ）は非検出時を示しこの非検出時での検出物体１１と近接センサ１との距離は復帰距離Ｄ１である。この状態でも発振回路部３は発振動作を行いその発振による電磁界の大きさの状態をＥ１で示す。図４ではその電磁界Ｅ１に対応する発振振幅レベルをＬ１として示す。図３（ｂ）は検出開始時を示しこの検出開始時での検出物体１１と近接センサ１との距離は動作距離Ｄ２である。この状態で発振回路部３は発振動作を継続していてその発振による電磁界の大きさの状態をＥ２で示す。図４ではその電磁界Ｅ２に対応する発振振幅レベルをＬ２として示す。図３（ｃ）は検出開始と検出距離０ｍｍとの中間を示しこの検出中間での検出物体１１と近接センサ１との距離はＤ３である。この状態で発振回路部３は発振動作を継続していてその発振による電磁界の大きさの状態をＥ３で示す。図４ではその電磁界Ｅ３に対応する発振振幅レベルをＬ３として示す。図３（ｄ）は検出距離０ｍｍを示しこの状態で発振回路部３は発振動作を継続していてその発振による電磁界の大きさの状態をＥ４で示す。図４ではその電磁界Ｅ４に対応する発振振幅レベルをＬ４として示す。
【００１９】
以上において、図５で示すように通常検出モードにおいて、発振回路部３が正常である間は検出物体１１の接近距離が接近して発振振幅レベルが検出開始レベルＬ２に到達した以降も当該発振回路部３は検出物体１１との検出距離が０ｍｍになっても発振動作を継続する。一方、発振回路部３が発振動作停止することによりその発振振幅レベルが図５で示すように０レベルなるときには発振回路部３が故障していると診断する。
【００２０】
信号処理回路部７において、ＣＰＵ７ａは、整流回路部５からの整流回路出力をＡＤ変換インターフェース７ｃを介して取り込むと共に、その整流回路出力から発振振幅レベルがＬ２になると検出すると、出力ポート７ｄを介して検波信号出力回路部９に動作信号を出力する一方、整流回路出力から発振振幅レベルがゼロになると検出すると、発振回路部３が発振動作を停止させたと判断することにより、出力ポート７ｅを介して故障診断信号出力回路部１３に故障診断信号を出力する。
【００２１】
これによって、本実施の形態では、通常検出モードで発振回路部３が発振動作を停止しない限りは、検出物体１１の検出が行われている一方で、発振回路部３の発振動作が停止すると当該発振回路部３が故障したと診断するので、従来のように発振動作停止が通常検出での発振動作停止であるのか、それとも、発振回路部の故障による発振動作停止であるのかといった不明確さが解消されるようになる。
【００２２】
その結果、本発明による故障診断方法では、近接センサを、例えばプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）に制御機器の状態を検知入力する入力機器の１つとして用いても、その近接センサから当該近接センサがあたかも正常なごとく信号がＰＬＣ等のコントローラに対して入力されなくなり、コントローラを用いた制御システムの安全性を大きく向上させることに寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は本発明の実施の形態に係る故障診断方法が適用される近接センサの概略ブロック構成を示す図である。
【図２】図２は図１の検波回路部をマイクロコンピュータで構成した場合のブロック回路構成を示す図である。
【図３】図３（ａ）−（ｄ）は検出物体と近接センサとの近接距離による発振回路部の発振動作による磁界の大きさとそれによる検出距離を示す図である。
【図４】図４は図３（ａ）−（ｄ）それぞれに対応する発振振幅レベルを示す図である。
【図５】図５は発振回路部が正常時と故障時での発振振幅レベルを示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  近接センサ
３  発振回路部
５  整流回路部
７  信号処理回路部
９  検波信号出力回路部
１１  検出物体
１３  故障診断信号出力回路部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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