(57)【要約】【課題】故障診断の結果を表示できるようにしてユーザにとり使い勝手に優れた近接センサを提供する。【解決手段】検出物体の接近に伴い検出レベルが所定値になると動作信号を出力する検波回路１４と、検波回路１４出力に応答して表示動作する表示回路１８と、を備えた近接センサ１０において、近接センサ内回路の故障状態を診断すると共に故障と診断時には故障診断信号を生成する故障診断回路２０を備え、検波回路１４または故障診断回路２０は、表示回路１８に対して、上記故障診断信号を入力させて故障表示を行わせる。【選択図】図１
2009033391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出物体の接近に伴い検出レベルが所定値になると動作信号を出力する検波回路と、上記検波回路出力に応答して通常動作表示する、発光ダイオードを含む表示回路と、を備えた近接センサにおいて、近接センサ内回路の故障状態を診断すると共に当該近接センサ内回路が故障であるとの診断時には故障診断信号を生成する故障診断回路を備え、故障診断回路は、表示回路に対して直接、または検波回路を介して上記故障診断信号により駆動することにより発光ダイオードを点灯して通常動作表示とは異なる表示態様の故障動作表示を行わせる、ことを特徴とする故障診断表示機能付き近接センサ。
【請求項２】
上記故障診断回路は上記表示態様をユーザにより設定可能とした、ことを特徴とする請求項１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、故障診断の表示機能付き近接センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近接センサは、検出物体に非接触の状態で当該検出物体の存在や移動等を電気信号に置き換えて検出することができるものであり、種類も多く、またその用途も多岐にわたっている。例えば、検出物体が金属である高周波発振型や、検出物体が金属で無くても検出することができる静電容量方式等がある。こうした近接センサの信号出力形態にはアナログ出力、オンオフ出力等がある。そして近接センサは、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つとして用いられる（特許文献１参照）。
【０００３】
以上の近接センサでは出力形式により、直流２線式や、直流３線式、交流２線式、等があり、また、内部回路としては、検出物体の近接状態の検出状態を示す検出回路と、この検出回路の出力に応じて出力レベルが高低に変化する検波信号を出力する検波回路と、近接センサ内回路に電源を供給する電源回路等がある。そして、近接センサ内のこれら回路が故障した場合では、負荷側はその故障により、誤作動し、不具合である。
【０００４】
しかしながら、このように異常をきたしているのに、その近接センサからあたかも正常なごとく信号の入力がＰＬＣ等のコントローラに対して継続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。特に、工程を無人自動化するファクトリーオートメーション（ＦＡ）の分野でＰＬＣを用いる場合では、極力回避し、近接センサが正常に作動中にそうした過大な出力電流による不具合が事前に対処できることが要請されている。
【０００５】
このような事情に対して、フェイルセーフ型の近接センサには内部回路に故障等があれば出力を停止するようにした故障診断機能を備えたものも提案されているが、その故障診断の状態をユーザに表示する機能を備えたものがなく、ユーザにとり、故障診断機能を備えたとしても使い勝手が必ずしもよくはなかった。
【特許文献１】特開２００２−０７６８７１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、故障診断の結果を表示できるようにしてユーザにとり使い勝手に優れた近接センサを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による近接センサは、検出物体の接近に伴い検出レベルが所定値になると動作信号を出力する検波回路と、上記検波回路出力に応答して通常動作表示する、発光ダイオードを含む表示回路と、を備えた近接センサにおいて、近接センサ内回路の故障状態を診断すると共に当該近接センサ内回路が故障であるとの診断時には故障診断信号を生成する故障診断回路を備え、故障診断回路は、表示回路に対して直接、または検波回路を介して上記故障診断信号により駆動することにより発光ダイオードを点灯して通常動作表示とは異なる表示態様の故障動作表示を行わせることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明では故障診断の状態をユーザに視覚表示することができるので、ユーザにとり使い勝手がよい。
【０００９】
好ましい態様の１つは、上記故障診断回路は上記表示態様をユーザにより設定可能とすることである。ユーザにより設定可能とすることにより、ユーザは故障の状態をより適確に把握することが可能となり、近接センサをＰＬＣ等のコントローラに継続してその入力機器として用いた場合では、近接センサの故障に対して迅速適確な措置を効率的にとることができるようになる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の近接センサによれば、故障診断の結果を表示できるのでユーザにとり使い勝手に優れた近接センサである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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近接センサを説明する。図１に同近接センサ全体のブロック構成を示す。
【００１２】
図１を参照して、１０は実施の形態の直流２線式の近接センサ全体を示し、１２は図示略の検出物体を検出する検出回路である。この検出回路１２は、高周波タイプの発振回路と整流回路とを含み、発振回路は、金属体や磁性体等からなる検出物体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振幅レベルが変化するものであり、検出物体の近接状態に応じて発振振幅レベルが変化して、発振または発振停止することで検出物体の有無の検出を行うことができるようになっている。整流回路は、発振回路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検出出力として出力するものであり、検出物体が接近して発振振幅レベルが小さくなると検出出力が小さくなり、検出物体が離れていき発振振幅レベルが大きくなると検出出力が大きくなっていく。
【００１３】
１４は、検出回路１２の検出信号から検出物体の検出処理をする検波回路である。検波回路１４は、検出物体の近接状態を示す検出回路１２の出力レベルが検出閾値（所定値）になるとレベルが高低（Ｈ，Ｌ）に変化する検波信号を出力する。検波回路１４は、表示回路１８の表示制御出力用の出力端子１４ａ、出力トランジスタ１６ａのベースへの検出出力用の出力端子１４ｂ、検波信号確認用の出力端子１４ｃ、および故障診断信号の入力端子１４ｄを備える。以上から検波回路１４は図２で示すように表示回路１８への表示信号の出力端子１４ａ、出力回路１６への検波信号の出力端子１４ｂ、故障診断信号の入力端子１４ｄ、検出回路１２の検出信号の入力端子１４ｅを備える。上記整流回路は検波回路１４に含めて構成してもよいし、この整流回路を検出回路１２や検波回路１４とは別々の構成としてもよい。
【００１４】
１６は、検波回路１４の出力端子１４ｂにベースが接続されて当該近接センサ１０の出力形態をトランジスタ出力とする上記出力トランジスタ１６ａと、この出力トランジスタ１６ａのエミッタに接続されたエミッタ抵抗１６ｂとを含む出力回路であり、この出力トランジスタ１６ａの出力は、検波回路１４の出力端子１４ｂからの出力レベルの高低変化に対応してそのレベルが高低に変化するようになっている。
【００１５】
１８は検波回路１４からの表示信号に応答して動作表示する表示回路である。この表示回路１８は例えば図示略の１つまたは複数の発光ダイオードで構成され、検波回路１４の出力端子１４ａから出力される表示制御出力の高低レベル変化に応じて発光または発光停止することにより動作表示することができるようになっている。この発光ダイオードは有色発光する発光ダイオードが好ましい。
【００１６】
２０は、出力トランジスタ１６ａの故障を診断すると共にその故障診断信号を検波回路１４の故障診断信号入力端子１４ｄに出力する故障診断回路である。故障診断回路２０は図３で示すようにマイクロコンピュータにより構成されており、メモリ２０ａ、ＣＰＵ２０ｂ、インターフェース２０ｃを備えこれらは外部バス２０ｄで相互に接続されている。インターフェース２０ｃは出力トランジスタ１６ａのエミッタに接続されて出力トランジスタ１６ａのトランジスタ出力を取り込みＡＤ変換を行うインターフェース機能、検波回路１４の確認信号を取り込みＡＤ変換を行うインターフェース機能、検波回路１４に故障診断信号をＤＡ変換して出力するインターフェース機能を有する。
【００１７】
故障診断回路２０において、ＣＰＵ２０ｂは、検波回路１４の出力レベルの高低変化の組み合わせＨ，Ｌと対応して、出力トランジスタ１６ａのエミッタ出力レベルの高低変化の組み合わせがＨ，Ｌの組み合わせのときは正常、それ以外の組み合わせのときは故障であると診断する。ＣＰＵ２０ｂは、出力トランジスタ１６ａが故障であると診断したときは、インターフェース２０ｃを経由して故障診断信号を検波回路１４に出力するようになっている。なお、メモリ２０ａには上記組み合わせがテーブル化されて記憶されており、ＣＰＵ２０ｂはそのテーブルを参照して上記故障診断を実行することができるようにプログラムされている。
【００１８】
メモリ２０ａは、ＲＡＭ、フラッシュＲＯＭ等の各種メモリからなり、これらはＣＰＵ２０ｂの実行制御プログラムや、故障診断を行う故障診断プログラム等のプログラム格納機能、ＣＰＵ２０ｂのワークエリア、上記テーブル用メモリ、その他のメモリ機能を有する。
【００１９】
故障診断回路２０は検波回路１４を含めて仮想線で囲むようにマイクロコンピュータで構成してもよいし、故障診断回路２０のみをマイクロコンピュータで構成し、検波回路１４は例えば図４で示すようにロジック回路で構成してもよい。図４において、検波回路１４は比較回路１４１と、論理回路１４２と、から構成されている。比較回路１４１は、検出物体の接近に対応して変化する検出レベルと検出閾値とを比較し、検出レベルが検出閾値になるまではローレベル信号を出力し、検出レベルが検出閾値になるとハイレベル信号を出力する。この比較回路１４１は検出物体の有無を検出した検波信号として出力回路１６の出力トランジスタ１６ａのベースに、また、確認信号として故障診断回路２０に与えられる一方、論理回路１４２に入力される。論理回路１４２は故障診断回路２０からの故障診断信号が与えられていない通常時は表示回路１８を通常動作表示させる表示信号を出力し、故障診断信号が与えられると、表示回路１８を故障動作表示させる表示信号を出力する論理回路構成になっている。
【００２０】
２４は電源用ＩＣで構成され近接センサ１０内の各部１２，１４，２０に電源を供給する上記電源回路であり、近接センサ１０の検出信号出力端子２６に接続された負荷２８を介して供給される電源＋Ｖから近接センサ内回路への電源を生成供給するようになっている。３０は近接センサ１０の接地端子である。
【００２１】
図５を参照して表示回路１８における通常動作表示と故障動作表示とを説明する。図５（ａ）は、検出物体の接近に伴う検出レベルの変化を示し、図５（ｂ）は検出レベルの変化と検出閾値との関係を示し、図５（ｃ）は表示回路１８における非表示、通常動作表示、故障動作表示それぞれの表示信号の波形を示す。検出物体が接近して図５（ａ）で示すように検出レベルが小さくなり、これに伴い図５（ｂ）で示すように検出レベルが検出閾値に達すると、図５（ｃ）で示すように表示信号は、それまでローレベルで表示回路１８内の発光ダイオードが消灯していた状態からハイレベルで点灯する通常動作表示状態になる。そして、検波回路１４に故障診断回路２０から故障診断信号が入力されると、検波回路１４は表示回路１８内の発光ダイオードを点滅させる表示信号を出力し、これによって発光ダイオードは点滅してユーザに故障であることを表示することができる。
【００２２】
なお、実施の形態では表示回路１８内の発光ダイオードを故障時に点滅させたが、例えば通常動作表示では青色、故障動作表示では赤色というごとく異なる発光色で表示させるようにしてもよい。
【００２３】
なお、実施の形態では故障診断信号は検波回路１４に与えられ、この検波回路１４から表示信号が表示回路１８に入力されたが、故障診断回路２０から直接、表示回路１８に与えることにより、表示回路１８を直接、故障表示させるようにしてもよい。
【００２４】
なお、実施の形態では、故障診断回路２０のメモリ２０ａに表示回路１８の発光ダイオードの表示態様を設定するデータを書込み可能とし、この書込んだ表示態様で故障診断回路２０から直接、表示回路１８内の発光ダイオードを駆動制御するようにしてもよい。
【００２５】
なお、実施の形態では直流２線式の近接センサであったが、直流３線式の近接センサにも同様に適用することができることはもちろんである。
【００２６】
以上から実施の形態では、故障診断回路２０により、表示回路１８に対して直接、または検波回路１４を介して上記故障診断信号により駆動することにより発光ダイオードを点灯して通常動作表示とは異なる表示態様の故障動作表示を行わせることができるようにしたので、ユーザにとり使い勝手に優れた近接センサである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は本発明の実施の形態に係る直流２線式の近接センサのブロック図である。
【図２】図２は検波回路における信号の入出力の説明に用いる図である。
【図３】図３は図１の故障診断回路の内部ブロック図である。
【図４】図４は検波回路をロジック回路で構成した場合の図である。
【図５】図５は近接センサにおける表示回路の表示動作の説明に用いるタイムチャートである。
【符号の説明】
【００２８】
１０  近接センサ
１２  検出回路
１４  検波回路
１６  出力回路
２０  故障診断回路
【図１】
2009033391.tif 000003
【図２】
2009033391.tif 000004
【図３】
2009033391.tif 000005
【図４】
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【図５】
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