JP5102716B2 - 静電容量型近接センサ - Google Patents
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Description
静電容量型の近接センサでは、人体などの接地体、検出対象物を検出する距離は、電極の前側の検出領域では長く、電極の後側の非検出領域では短いことが望まれる。その上、水滴や雨滴などの非検出対象物には、出力せず、無感であることが望まれる。誤動作が少ないことが望まれる。
先行の静電容量型近接センサは、図1に示すように、線状電極1、面状電極2と遮蔽電極8を備えている。線状電極1は、電線である。面状電極2は、金属板を四角筒形状に屈曲している。これは、後側板3の上縁と下縁にそれぞれ上側板4、下側板5を介して前側板6、7を連結している。上下の前側板6、7の間には、隙間を設けている。その隙間には、線状電極1を配列している。線状電極1は、面状電極2に並列し、面状電極2の後側板3と上下の前側板6、7に対して等距離に位置している。
線状電極1、面状電極2と遮蔽電極8は、電気絶縁体のケース9に内蔵している。ケース9は、感知部を構成している。
1)先行の静電容量型近接センサにおいて、非検出対象物の水滴や雨滴などが遮蔽電極8と面状電極2の間に近づくと、その非接地の水滴や雨滴などが遮蔽電極8と面状電極2の間の誘電体として作用し、コンデンサ15の静電容量Csが増加する。面状電極2と大地の間の静電容量が増加する。電気回路は、検出対象物の人体などの接地体が電極1、2に近づいたときと同様に、出力する。非検出対象物の非接地体が遮蔽電極8と面状電極2の間に近づくと、誤動作が発生する。
1)先行の静電容量型近接センサにおいて、発信源14の発信交流の周波数fを水滴無感の周波数fnに設定すると、水滴や雨滴などが線状電極1と面状電極2の間に近づいても、電気回路は、出力しない。
一対の電極は、一方を表面積の少ない線状の電極にし、他方を表面積の多い面状の電極にし、
線状電極と面状電極は、間隔を置いて並列し、線状電極が面状電極に隠れない側を前側の検出領域にし、
面状電極の後側には、間隔を置いて遮蔽電極を並列して対面し、遮蔽電極を接地する構成にし、
遮蔽電極と面状電極の間の周りに線状補助電極を配列し、線状補助電極を線状電極に接続し、
電気回路は、線状電極と面状電極によるコンデンサ、面状電極に接続したコイルと発信源を直列に接続し、直列共振回路を構成し、コイルと発信源の間を測定個所にし、測定個所の電流又は測定個所に接続した抵抗器の両端の電圧を測定する測定器を設け、測定個所と発信源の間を接地する構成にし、測定器の測定値の変化に基づいて検出対象物の接近を検出する構成にし、
発信源の発信交流の周波数は、非検出対象物の接近に対して無感の周波数に設定し、接地体の検出対象物が線状電極と面状電極に前側の検出領域で接近すると、測定器の測定値が変化し、非接地の非検出対象物が線状電極と面状電極の間に接近しても、線状補助電極と面状電極の間に接近しても、測定器の測定値が変化しない、又は、ほとんど変化しない構成にしたことを特徴とする。
2)コンデンサを構成する一対の電極に検出対象物が接近すると、静電容量が変化して電気回路が検出対象物の接近を検出する静電容量型近接センサにおいて、
一対の電極は、一方を表面積の少ない線状の電極にし、他方を表面積の多い面状の電極にし、
線状電極と面状電極は、間隔を置いて並列し、線状電極が面状電極に隠れない側を前側の検出領域にし、
面状電極の後側には、間隔を置いて遮蔽電極を並列して対面し、遮蔽電極を接地する構成にし、
電気回路は、線状電極と面状電極によるコンデンサ、面状電極に接続したコイルと発信源を直列に接続し、直列共振回路を構成し、コイルと発信源の間を測定個所にし、測定個所の電流又は測定個所に接続した抵抗器の両端の電圧を測定する測定器を設け、測定個所と発信源の間を接地する構成にし、測定器の測定値の変化に基づいて検出対象物の接近を検出する構成にし、
面状電極と大地の間に接続する検出距離拡大用コンデンサを設け、検出対象物の接近による測定器の測定値の変化量を拡大する構成にし、
発信源の発信交流の周波数は、非検出対象物の接近に対して無感の周波数に設定し、接地体の検出対象物が線状電極と面状電極に前側の検出領域で接近すると、測定器の測定値が変化し、非接地の非検出対象物が線状電極と面状電極の間に接近しても、測定器の測定値が変化しない、又は、ほとんど変化しない構成にしたことを特徴とする。
3)上記1)の静電容量型近接センサにおいて、
面状電極と大地の間に接続する検出距離拡大用コンデンサを設け、検出対象物の接近による測定器の測定値の変化量を拡大する構成にしたことを特徴とする。
4)上記1)の静電容量型近接センサにおいて、
面状電極とコイル及び面状電極とコイルを接続した電線は、ケースに内蔵し、相対位置を固定したことを特徴とする。
5)上記2)又は3)の静電容量型近接センサにおいて、
面状電極、コイル、検出距離拡大用コンデンサ及び面状電極とコイルを接続した電線、面状電極と検出距離拡大用コンデンサを接続した電線は、ケースに内蔵し、相対位置を固定したことを特徴とする。
面状電極2は、金属板を弓形状断面の筒形状に屈曲している。この面状電極2は、後側板24の上縁と下縁に上前側板25と下前側板26を連結している。後側板24は、長方形状の平板にしている。上前側板25と下前側板26は、それぞれ、長方形状の湾曲板にしている。上前側板25と下前側板26の間には、隙間を設けている。その隙間には、線状電極1を配列している。線状電極1は、面状電極2に並列し、面状電極2の後側板24、上前側板25と下前側板26に対して等距離に位置している。
1)上記の実施形態において、線状電極1と両線状補助電極10、29は、断面形状が円形であるが、角形にする。
2)上記の実施形態において、面状電極2は、弓形状断面の筒形状であるが、角筒形状、又は、その他の筒形状にする。
3)上記の実施形態において、面状電極2は、1枚の板を屈曲しているが、複数枚の板にする。
4)上記の実施形態において、測定器16は、抵抗器13の両端の電圧Eを測定するが、抵抗器13接続個所、測定個所の電流を測定する。
5)上記の実施形態において、測定器16の測定個所は、抵抗器13を接続しているが、抵抗器13を接続しない。
1 線状電極、丸棒の金属線、電線
2 面状電極、金属板、屈曲板
3 面状電極の後側板
4 面状電極の上側板
5 面状電極の下側板
6、7 面状電極の前側板
8 遮蔽電極、金属板、平板
9 ケース、合成樹脂成形品の電気絶縁体
10 線状補助電極、丸棒の金属線、電線
11、Cd 線状電極と面状電極によるコンデンサ、その静電容量
12、L、C コイル、その自己インダクタンス、その巻き線間静電容量
13、R、E 抵抗器、その抵抗、その両端の電圧
14、f、fn 発信源、その発信交流の周波数、水滴無感の周波数
15、Cs 遮蔽電極と面状電極によるコンデンサ、その静電容量
16 抵抗器両端の電圧を測定する測定器
17、Ca 検出距離拡大用コンデンサ、その静電容量
21 感知部
22、23 シールド線のケーブル、ケーブル
22 シールド線
23 シールド線
24 面状電極の後側板
25 面状電極の上前側板
26 面状電極の下前側板
27 電線
28 電線
29 線状補助電極、丸棒の金属線、電線
31 電気回路部
Claims (5)
- コンデンサを構成する一対の電極に検出対象物が接近すると、静電容量が変化して電気回路が検出対象物の接近を検出する静電容量型近接センサにおいて、
一対の電極は、一方を表面積の少ない線状の電極にし、他方を表面積の多い面状の電極にし、
線状電極と面状電極は、間隔を置いて並列し、線状電極が面状電極に隠れない側を前側の検出領域にし、
面状電極の後側には、間隔を置いて遮蔽電極を並列して対面し、遮蔽電極を接地する構成にし、
遮蔽電極と面状電極の間の周りに線状補助電極を配列し、線状補助電極を線状電極に接続し、
電気回路は、線状電極と面状電極によるコンデンサ、面状電極に接続したコイルと発信源を直列に接続し、直列共振回路を構成し、コイルと発信源の間を測定個所にし、測定個所の電流又は測定個所に接続した抵抗器の両端の電圧を測定する測定器を設け、測定個所と発信源の間を接地する構成にし、測定器の測定値の変化に基づいて検出対象物の接近を検出する構成にし、
発信源の発信交流の周波数は、非検出対象物の接近に対して無感の周波数に設定し、接地体の検出対象物が線状電極と面状電極に前側の検出領域で接近すると、測定器の測定値が変化し、非接地の非検出対象物が線状電極と面状電極の間に接近しても、線状補助電極と面状電極の間に接近しても、測定器の測定値が変化しない、又は、ほとんど変化しない構成にしたことを特徴とする静電容量型近接センサ。 - コンデンサを構成する一対の電極に検出対象物が接近すると、静電容量が変化して電気回路が検出対象物の接近を検出する静電容量型近接センサにおいて、
一対の電極は、一方を表面積の少ない線状の電極にし、他方を表面積の多い面状の電極にし、
線状電極と面状電極は、間隔を置いて並列し、線状電極が面状電極に隠れない側を前側の検出領域にし、
面状電極の後側には、間隔を置いて遮蔽電極を並列して対面し、遮蔽電極を接地する構成にし、
電気回路は、線状電極と面状電極によるコンデンサ、面状電極に接続したコイルと発信源を直列に接続し、直列共振回路を構成し、コイルと発信源の間を測定個所にし、測定個所の電流又は測定個所に接続した抵抗器の両端の電圧を測定する測定器を設け、測定個所と発信源の間を接地する構成にし、測定器の測定値の変化に基づいて検出対象物の接近を検出する構成にし、
面状電極と大地の間に接続する検出距離拡大用コンデンサを設け、検出対象物の接近による測定器の測定値の変化量を拡大する構成にし、
発信源の発信交流の周波数は、非検出対象物の接近に対して無感の周波数に設定し、接地体の検出対象物が線状電極と面状電極に前側の検出領域で接近すると、測定器の測定値が変化し、非接地の非検出対象物が線状電極と面状電極の間に接近しても、測定器の測定値が変化しない、又は、ほとんど変化しない構成にしたことを特徴とする静電容量型近接センサ。 - 面状電極と大地の間に接続する検出距離拡大用コンデンサを設け、検出対象物の接近による測定器の測定値の変化量を拡大する構成にしたことを特徴とする請求項1に記載の静電容量型近接センサ。
- 面状電極とコイル及び面状電極とコイルを接続した電線は、ケースに内蔵し、相対位置を固定したことを特徴とする請求項1に記載の静電容量型近接センサ。
- 面状電極、コイル、検出距離拡大用コンデンサ及び面状電極とコイルを接続した電線、面状電極と検出距離拡大用コンデンサを接続した電線は、ケースに内蔵し、相対位置を固定したことを特徴とする請求項2又は3に記載の静電容量型近接センサ。
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