JPH0548423A - 近接スイツチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】被検出体が磁性体の場合と非磁性体の場合で、
検出距離に変化のない近接スイッチを提供する。 【構成】検出コイル１Ａを含む第１の共振回路１と、こ
の共振回路の電圧を電流に変換する発振用トランジスタ
４と、この発振用トランジスタの出力電流を前記第１の
共振回路１に正帰還する電流ミラー回路６と、前記発振
用トランジスタ４のエミッタに直列に接続され前記第１
の共振回路１の共振周波数Ｆｏより高い共振周波数Ｆａ
を有する第２の共振回路９とを備えるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高周波発振形の近接ス
イッチに関し、特に発振回路として正帰還形のものを用
いた近接スイッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は正帰還形発振回路を用いた近接ス
イッチの従来例を示す。図４において、例えば電流ミラ
ー回路などからなる定電流回路２から所定の定電流がバ
イアス用ダイオード３のアノードに出力される。このバ
イアスダイオード３のアノードは発振用トランジスタ４
のベースに接続され、そのカソードは検出コイル１Ａと
コンデンサ１Ｂとが並列に接続された共振回路１に接続
される。発振用トランジスタ４のエミッタは抵抗５を介
して負側電源端子１５に接続され、コレクタはトランジ
スタ６Ａのベースとコレクタに接続されている。トラン
ジスタ６Ａはトランジスタ６Ｂとともに電流ミラー回路
６を形成し、発振用トランジスタ４のコレクタ電流にほ
ぼ等しい電流が共振回路１に正帰還される。発振トラン
ジスタ４のベースに、被検出体が接近したか否かを検出
するレベル弁別回路１２の入力端子が接続され、このレ
ベル弁別回路１２の出力端子は出力トランジスタ１３の
ベースに接続され、この出力トランジスタ１３のエミッ
タは負荷電源端子１５に、コレクタは信号端子１６に接
続される。

【０００３】共振回路１は、その発振電圧が発振トラン
ジスタ４により電流に変換され、電流ミラー回路６を介
して正帰還されて発振を継続する。発振トランジスタ４
のベースには、バイアス用ダイオード３により直流バイ
アス電圧が印加され、この直流バイアス電圧を中心に発
振電圧が重畳される。

【０００４】検出コイル１Ａに被検出体が接近していな
いとき、検出コイル１Ａのインピーダンスは高く、発振
トランジスタ４のベースに印加される発振電圧高い。レ
ベル弁別回路１２はこの発振電圧が設定レベルより高い
ことを弁別し、このときは信号を出力せず出力トランジ
スタ１３はオフとなっている。被検出体が接近すると検
出コイル１Ａのインピーダンスは低下し、発振トランジ
スタ４のベースに印加される発振電圧は低下する。レベ
ル弁別回路１２はこの電圧が設定レベルより低いことを
弁別して信号を出力し、出力トランジスタ１３はオンす
る。出力トランジスタ１３のオフあるいはオンの信号は
信号端子１６から被検出体の接近を検出する検出信号と
して出力される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述の近接スイッチに
おいては、被検出体が磁性体であるか非磁性体であるか
によって検出距離が変化する問題がある。

【０００６】図５および図６は、被検出体が磁性体と非
磁性体の場合について、検出コイルと被検出体との距離
Ｌに対する共振回路の発振周波数Ｆおよびインピーダン
スＺを測定した一例を示す。図５において、共振回路の
発振周波数Ｆは、被検出体が無い場合の発振周波数Ｆｏ
に対し、磁性体の被検出体が近づいてもその発振周波数
はほぼ一定の発振周波数Ｆｏに維持されるが非磁性体の
被検出体が近づくとその発振周波数は上昇する。また、
共振回路のインピーダンスＺは、図６に示すように被検
出体が無い場合のインピーダンスＺｏ対し、磁性体の被
検出体が近づいたときはそのインピーダンスは急速に減
少するが、非磁性体の被検出体が近づいたときは比較的
緩やかに減少する。共振回路のインピーダンスＺの大き
さは発振トランジスタのベースに印加される発振電圧の
大きさを定めるので、レベル弁別回路の判別レベルに対
応した共振回路のインピーダンスのレベルをＺｌとすれ
ば共振回路のインピーダンスＺがこのＺｌより低下すれ
ば被検出体の接近を検出する検出信号が出力される。す
なわち、非磁性体の検出距離Ｌ１と磁性体の検出距離Ｌ
２とが異なり、非磁性体の場合の検出距離Ｌ１が磁性体
の場合の検出距離Ｌ２より短かくなる。

【０００７】本発明の目的は被検出体が磁性体の場合と
非磁性体の場合で検出距離に変化のない近接スイッチを
提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明は被検出体の接近を検出する検出コイルを
含む第１の共振回路と、この第１の共振回路の電圧を電
流に変換する発振用トランジスタと、この発振用トラン
ジスタの出力電流を前記第１の共振回路に正帰還する電
流ミラー回路と、前記発振用トランジスタと前記第１の
共振回路との間に接続されたバイアス用ダイオードと、
このバイアス用ダイオードに所定の定電流を出力する定
電流回路と、前記発振用トランジスタのエミッタに直列
に接続され、前記第１の共振回路の共振周波数より高い
共振周波数を有する第２の共振回路とを備えるようにす
る。この第２の共振回路はコイルとコンデンサと抵抗と
が並列に接続された回路からなり、さらにこれと直列に
コンデンサと抵抗とが並列に接続された限流回路を備え
るものとする。

【０００９】

【作用】本発明の近接スイッチは被検出体の接近を検出
する検出コイルを含む第１の共振回路と、この第１の共
振回路の電圧を電流に変換する発振用トランジスタと、
この発振用トランジスタの出力電流を前記第１の共振回
路に正帰還する電流ミラー回路と、前記発振用トランジ
スタと前記第１の共振回路との間に接続されたバイアス
用ダイオードと、このバイアス用ダイオードに所定の定
電流を出力する定電流回路と、前記発振用トランジスタ
のエミッタに直列に接続され、前記第１の共振回路の共
振周波数より高い共振周波数を有する第２の共振回路と
を備えるようにしたことにより、被検出体が非磁性体の
場合、被検出体の接近により第１の共振回路の発振周波
数は上昇する（図５参照）。発振トランジスタのエミッ
タに直列に接続された第２の共振回路は第１の共振回路
の共振周波数より若干高い共振周波数を有しており、第
１の共振回路の発振周波数の上昇によりそのインピーダ
ンスが上昇する。このため発振トランジスタは増巾率が
低下し、第１の共振回路への正帰還の量が減少し第１の
共振回路はその発振電圧が低下する。従って検出距離が
長くなる。一方、被検出体が磁性体の場合は被検出体が
接近しても第１の共振回路の発振周波数はほぼ一定であ
り（図５参照）、従って検出距離には変かを生じない。
このように、被検出体が磁性体の場合の検出距離と非磁
性体の場合の検出距離とは合致する方向に変化し、第１
の共振回路の共振周波数に対し第２の共振回路の共振周
波数を好適に設定することにより被検出体が磁性体の場
合と非磁性体の場合で変化のない検出距離とすることが
できる。なお、この場合第２の共振回路の共振特性を、
コイルとコンデンサに並列に接続した抵抗によってなだ
らかな特性とすることにより、より調定が容易になる。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の近接スイッチの一実施例を示
す回路図である。図１に示す本発明の近接スイッチが図
４に示す近接スイッチと異なるところは、発振用トラン
ジスタ４のエミッタに直列にその共振周波数が共振回路
（以下第１の共振回路と称す）１の共振周波数Ｆｏより
若干高い共振周波数Ｆａを有する第２の共振回路９が接
続された点にある。この第２の共振回路９は、コイル９
Ａとコンデンサ９Ｂと抵抗９Ｃとが並列に接続された回
路からなっている。この抵抗９Ｃは発振のゲインを低下
させてその共振特性をなだらかにするものである。

【００１１】本発明の近接スイッチの動作を図３の特性
図を参照に説明する。図３は第１の共振回路１と第２の
共振回路９のそれぞれの共振特性を示し、第２の共振回
路９の共振特性はその共振周波数Ｆａは第１の共振回路
１の共振周波数Ｆｏより若干高く、かつ抵抗９Ｃによっ
てなだらかなものとなっている。磁性体の被検出体が検
出コイル１Ａに近づいても、第１の共振回路１の共振周
波数Ｆｏは、図５に示したように殆んど変化しないので
共振回路９のインピーダンスは例えばＺｏとなってい
る。非磁性体の被検出体が検出コイル１Ａに近づいたと
きは第１の共振回路１の共振周波数は図５に示したよう
に上昇し、例えばＦｂになったとすると第２の共振回路
９のインピーダンスは例えばＺｂに増加する。第２の共
振回路９のインピーダンスの増加によって、そのエミッ
タに直列にこの第２の共振回路９が接続された発振トラ
ンジスタ４の増巾率は減下し第１の共振回路１の正帰還
の量が減少して発振電圧が低下する。従って検出距離が
長くなる。一方磁性体の被検出体が接近しても、前述の
ように第１の共振回路１の発振周波数はほぼ一定のＦｏ
であり、検出距離に変化を生じない。従って、被検出体
が磁性体の場合の検出距離と非磁性体の場合の検出距離
とは合致する方向に変化する。第１の共振回路１の共振
周波数Ｆｏに対し第２の共振回路９の共振周波数Ｆａを
好適に設定することにより被検出体が磁性体の場合と非
磁性体の場合でほぼ変化のない検出距離にすることがで
きる。なお、この場合図３に示すように第２の共振回路
の共振特性を、例えばコイル９Ａと並列に接続した抵抗
９Ｃによりなだらかな特性とすると設定がより容易にな
る。

【００１２】図２は本発明の近接スイッチの異なる実施
例を示す回路図である。図２に示す本発明の近接スイッ
チが図１に示す本発明の近接スイッチと異なるところ
は、共振回路９と直列に抵抗１０Ｂとコンデンサ１０Ａ
とが並列に接続された限流回路１０を接続した点にあ
る。この限流回路１０の抵抗１０Ｂによって発振トラン
ジスタ４のエミッタ電流の直流分を少なくでき回路電流
の低減が可能となる。その動作は、コンデンサ１０Ａが
交流分をバイパスするので第１図に示す近接スイッチと
同様である。

【００１３】

【発明の効果】本発明の近接スイッチにおいては、発振
トランジスタのエミッタに直列に、検出コイルを含む第
１の共振回路の共振周波数より高い共振周波数の第２の
共振回路を接続することにより、被検出体が磁性体の場
合と非磁性体の場合で検出距離に変化のない近接スイッ
チが得られ、近接スイッチの実用性および適用範囲が著
しく拡大される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の近接スイッチの一実施例を示す回路図

【図２】本発明の近接スイッチの異なる実施例を示す回
路図

【図３】図１に示す本発明の近接スイッチの動作を示す
特性図

【図４】従来の近接スイッチの一例を示す回路図

【図５】検出コイルに磁性体あるいは非磁性体の被検出
体が近づいたときの共振回路の発振周波数の変化を示す
特性図

【図６】検出コイルに磁性体あるいは非磁性体の被検出
体が近づいたときの共振回路のインピーダンスの変化を
示す特性図

【符号の説明】

１ 第１の共振回路 １Ａ 検出コイル １Ｂ コンデンサ ２ 定電流回路 ３ バイアス用ダイオード ４ 発振用トランジスタ ６ 電流ミラー回路 ９ 第２の共振回路 ９Ａ コイル ９Ｂ コンデンサ ９Ｃ 抵抗 １０ 限流回路 １０Ａ コンデンサ １０Ｂ 抵抗

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被検出体の接近を検出する検出コイルを含
   む第１の共振回路と、この第１の共振回路の電圧を電流
   に変換する発振用トランジスタと、この発振用トランジ
   スタの出力電流を前記第１の共振回路に正帰還する電流
   ミラー回路と、前記発振用トランジスタと前記第１の共
   振回路との間に接続されたバイアス用ダイオードと、こ
   のバイアス用ダイオードに所定の定電流を出力する定電
   流回路と、前記発振用トランジスタのエミッタに直列に
   接続され、前記第１の共振回路の共振周波数より高い共
   振周波数を有する第２の共振回路とを備えることを特徴
   とする近接スイッチ。
2. 【請求項２】請求項１記載の近接スイッチにおいて、第
   ２の共振回路はコイルとコンデンサと抵抗とが並列に接
   続された回路からなることを特徴とする近接スイッチ。
3. 【請求項３】請求項１あるいは２記載の近接スイッチに
   おいて、第２の共振回路と直列にコンデンサと抵抗とが
   並列に接続された限流回路を備えることを特徴とする近
   接スイッチ。