JP2002014175A - 近接スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １つの近接スイッチで、種々の検出距離に対
応することができると共に、各検出距離における温度特
性がよい近接スイッチを提供する。 【解決手段】 この近接スイッチでは、まず、発振回路
１０が感度設定用の周波数で発振した状態で、被検出物
５０を近接スイッチから所定距離だけ離して配し、感度
調整回路１２にて基準レベルを変更していく。すると、
所定の基準レベルで判定回路２５がオンし、このオン信
号に基づき感度調整回路１２は、被検出物５０及び近接
スイッチ間の距離に対応した最適周波数で発振回路１０
を発振させるべく、発振回路１０のスイッチング素子を
駆動して、可変コンデンサを所定の容量に切り替える。
これにより、発振回路１０が、最適周波数に切り替えら
れて発振する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、近接スイッチに関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、近接スイッチは、コイルを備え
た発振回路にて高周波磁界を発生させ、被検出物の接近
によって発振波形の振幅が、基準レベルを下回るか否か
をもって被検出物を検出する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、コイルのイ
ンダクタンスは、温度変化に伴って変動し、その温度変
動は、発振回路の周波数及び検出距離に起因して相違す
る。このため、従来は、検出距離が短い近点検出タイプ
と、検出距離が長い遠点検出タイプとに分けて近接スイ
ッチを別々に設け、それぞれのタイプに適した最適周波
数を設定して、温度特性の向上を図っていた。しかし、
これら距離固定式の近接スイッチでは、検出距離に対応
して、複数の近接スイッチが必要になってしまう。

【０００４】一方、検出距離を変更可能な距離調整式の
近接スイッチがある。このものでは、検出距離の変更可
能範囲内において温度変動が最小となるように、発振回
路の発振周波数を固定してある。そして、感度ボリュー
ムを操作して、発振波形の振幅の大きさをチェックする
ための上記基準レベルを調整し、もって検出距離を任意
に設定できるようにしたものである。

【０００５】しかしながら、前述した通り、検出距離に
対応してそれぞれに別々に温度特性に優れた最適周波数
が存在するから、発振周波数を固定した上記距離調整式
の近接スイッチでは、検出距離設定範囲内の全体で一定
の検出精度が保てず、設定される検出距離に対しての温
度特性が非常に悪くなる。

【０００６】また、上記温度特性を改善するために、近
接スイッチに温度センサを設ける構成が考えられるが、
それにはコストアップが伴うと共に、温度センサに連な
る信号処理回路が必要となって回路が複雑化し、さら
に、温度センサのスペース確保のために、磁気センサが
大型化してしまうという問題があった。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、１つの近接スイッチで、種々の検出距離に対応する
ことができると共に、各検出距離における温度特性がよ
い近接スイッチの提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段及び作用・効果】上記目的
を達成するため、請求項１の発明に係る近接スイッチ
は、コイルと、検出感度設定手段と、コイルから高周波
磁界を発生させるとともに、コイルへの被検出物体の接
近状態に応じて、発振振幅が変化する発振回路とを有
し、発振回路からの発振振幅レベルに基づいて、被検出
物体の有無を検出する検出動作を行うものであって、検
出動作が検出感度設定手段により設定される感度レベル
に基づいて行う磁気スイッチにおいて、発振回路は、周
波数可変型に構成されるとともに、検出感度設定手段に
よって設定される感度レベルに応じた発振周波数に設定
されるところに特徴を有する。

【０００９】この構成によれば、コイルから高周波磁界
を発生させる発振回路を備え、このコイルに対して被検
出物体の接近状態に応じて前記発振回路の発振振幅が変
化する磁気スイッチにおいて、検出距離設定手段によっ
て設定される距離に基づいて、発振回路の発振周波数を
決定するので、発振周波数が固定である場合における、
温度変化によって、コイルに発生する高周波磁界に変動
が生じ、検出距離が変動するということを低減でき、従
来に比して、検出距離を可変して設定することができる
と共に、全ての検出距離設定範囲内に対し、温度変化に
対して安定的な検出距離を得られ、温度特性を改善させ
ることができることから、１つ磁気センサの温度に対す
る仕様を広げることができるという効果を生ずる。ま
た、温度補償のための温度センサを必要としないので、
部品点数の増加やコストアップを招くことなく、簡単な
構成でもって温度に対する仕様を広げることができる。

【００１０】なお、具体的には、上記近接スイッチにお
いて、発振回路は、初期状態では、予め設定された感度
設定用の周波数で発振すると共に、周波数を変えて発振
可能な構成とされ、発振波形に対する基準レベルの相対
的なレベルを変更するための検出感度設定手段と、感度
設定用の周波数で発振回路を発振させ、かつ、被検出物
を近接スイッチから所定距離だけ離して配し、検出感度
設定手段にて基準レベルを変更して、近接スイッチがオ
ンしたときの基準レベルを求める基準レベル決定手段
と、基準レベル決定手段の出力結果に基づき、近接スイ
ッチがオンしたときの基準レベルから、被検出物と近接
スイッチとの所定距離に対応した最適周波数を決定する
周波数決定手段と、発振回路を最適周波数に切り替える
切替手段とを備えた構成にしてもよい。

【００１１】このように構成した場合、まず、発振回路
が感度設定用の周波数で発振した状態で、被検出物を近
接スイッチから所定距離だけ離して配し、検出感度設定
手段にて基準レベルを変更していく。すると、所定の基
準レベルで近接スイッチがオンし、このときの基準レベ
ルが基準レベル決定手段にて求められる。そして、周波
数決定手段にて、被検出物及び近接スイッチ間の距離に
対応した最適周波数が決定され、発振回路がその最適周
波数に切り替えられる。ここで、最適周波数とは、被検
出物及び近接スイッチ間の距離に対応して、最も温度特
性に優れた周波数を予め求めておいたものである。より
具体的には、例えば、実験的に、被検出物及び近接スイ
ッチ間の距離を変更して、各距離において最も温度特性
に優れた周波数を求めて記憶手段に記憶しておいてもよ
い。

【００１２】上述のように、この構成によれば、検出距
離に対応した最適周波数が自動設定されるから、１つの
近接スイッチで、複数の検出距離に対応することが可能
となりかつ検出距離設定範囲の全体で、温度特性が安定
する。また、温度補償のための温度センサを必要としな
いので、部品点数の増加やコストアップを招くことな
く、簡単な構成でもって温度に対する仕様を広げること
ができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
に基づいて説明する。本実施形態の近接スイッチは、発
振回路１０に検出回路２０を連ねて備える。発振回路１
０は、図示しない可変コンデンサを連ねて備え、上記検
出コイル１１のインダクタンスと可変コンデンサの容量
とで決まる周波数で発振する。ここで、可変コンデンサ
は、例えば、複数のコンデンサをスイッチング素子で切
り替えて検出コイル１１に連ねた構成をなし、後述の感
度調整回路１２によりこのスイッチング素子が駆動され
て、いずれかのコンデンサが選択的に検出コイル１１に
接続され、もって発振回路１０の発振周波数が切り替え
られる。また、発振回路１０は、初期状態では、設定用
コンデンサが検出コイル１１に接続されて、所定の第１
周波数で発振する。

【００１４】検出回路２０は、発振回路１０の出力波形
を受け、これを増幅回路２１を介して整流回路２２に取
り込む。整流回路２２は、受けた信号を全波整流し、こ
れがフィルタ回路２３にて平滑化される。そして、この
平滑化された直流信号をＡ／Ｄ変換器２４にてディジタ
ル信号に変換し、前記発振回路１０の発振波形の波高値
として、これを判定回路２５に取り込む。判定回路２５
では、発振波形の波高値と、所定の基準レベルと大小関
係を判別し、発振波形の波高値が、所定の基準レベルを
下回ったときにオンして近接スイッチに連なる図示しな
い外部回路を非導通状態から導通状態に切り替える。

【００１５】上記判定回路２５における基準レベルは、
感度調整回路１２によって切り替えられる。感度調整回
路１２には、操作用のボリュームスイッチを備え、これ
を操作することで上記基準レベルが切り替えられる。ま
た、感度調整回路１２には、図示しないメモリが内蔵さ
れており、そのメモリには、予め実験的に求めたデータ
が記憶されている。具体的には、前記データは、大きさ
及び材質が予め決められた被検出物５０に関するもので
あって、その被検出物５０を近接スイッチから所定の検
出距離に配し、発振回路１０を上記第１周波数で発振し
て磁界を発生させ、判定回路２５がオンしたときの感度
レベルに対する、上記した検出距離と、その検出距離に
おいて温度特性が最適となる最適周波数とを関連づけて
記憶してある。また、各最適周波数に対応して、前記発
振回路１０をその最適周波数で発振させるための、可変
コンデンサの容量が予め求められており、その容量に可
変コンデンサを切り替えるための情報がメモリに記憶さ
れている。そして、この情報に基づき、感度調整回路１
２から発振回路１０にドライブ信号が出力され、もっ
て、発振回路１０に備えた上記スイッチング素子が駆動
されて、発振回路１０が所定の最適周波数で発信する。

【００１６】次に、上記構成からなる本実施形態の動作
を説明する。近接スイッチを設定モードにして電源をオ
ンすると、発振回路１０は、初期状態で、予め設定され
た第１周波数でもって発振し、検出コイル１１が高周波
磁界を発生させる。

【００１７】この状態で、大きさ及び材質が予め決めら
れた被検出物５０を、検出コイル１１から所望の距離の
離して配置し、感度調整回路１２のボリュームスイッチ
を操作して、基準レベルを変更していく。すると、所定
の基準レベルで判定回路２５がオンし、このオン信号が
感度調整回路１２に返される。そして、感度調整回路１
２は、上記オン信号を受けたときの基準レベルに基づ
き、被検出物５０及び近接スイッチ間の距離に対応した
最適周波数で発振回路１０を発振させるべく、発振回路
１０のスイッチング素子を駆動して、可変コンデンサを
所定の容量に切り替える。これにより、発振回路１０
が、最適周波数に切り替えられて発振する。そしたら、
被検出物５０を外して、近接スイッチを設定モードから
検出モードに切り替えて、被検出物５０の検出待ち状態
にする。

【００１８】このように、本実施形態の近接スイッチに
よれば、検出距離に対応した最適周波数が自動設定され
るから、１つの近接スイッチで、複数の検出距離に対応
することが可能となりかつ検出距離設定範囲の全体で、
温度特性が安定する。また、温度補償のための温度セン
サを必要としないので、部品点数の増加やコストアップ
を招くことなく、簡単な構成でもって温度に対する仕様
を広げることができる。

【００１９】＜他の実施形態＞本発明は、前記実施形態
に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するよ
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。

【００２０】（１）前記実施形態の近接スイッチでは、
被検出物５０を用いたキャリブレーションを行う構成で
あったが、例えば、近接スイッチに備えたメモリ内に、
その被検出物の検出距離に対応した検出感度（基準レベ
ル）と、最適周波数を記憶しておき、作業者が、検出距
離を入力することで、その検出距離に対応した検出感度
と発振周波数を読み出し、自動で設定する構成にしても
よい。

【００２１】（２）前記実施形態では、感度調整回路１
２に備えた感度ボリュームを調整することによって検出
感度（基準レベル）を調整するものでもあったが、増幅
回路２１のゲインを調整することで、検出感度を調整す
る構成としてもよい。

【００２２】（３）前記実施形態の近接スイッチは、自
励式のものであったが、他励式の近接スイッチに、本発
明を適用してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係る近接スイッチのブ
ロック図

【符号の説明】

１０…発振回路 １１…検出コイル １２…感度調整回路（検出感度設定手段） ２０…検出回路 ２２…整流回路 ２３…フィルタ回路 ２５…判定回路 ５０…被検出物

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コイルと、 検出感度設定手段と、 前記コイルから高周波磁界を発生させるとともに、前記
   コイルへの被検出物体の接近状態に応じて、発振振幅が
   変化する発振回路とを有し、 前記発振回路からの発振振幅レベルに基づいて、被検出
   物体の有無を検出する検出動作を行うものであって、 前記検出動作が前記検出感度設定手段により設定される
   感度レベルに基づいて行う磁気スイッチにおいて、 前記発振回路は、周波数可変型に構成されるとともに、
   前記検出感度設定手段によって設定される感度レベルに
   応じた発振周波数に設定されることを特徴とする近接ス
   イッチ。