JPH054854B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、実質的に共通の磁気回路内にあつて
外部影響を受ける２つのコイル、コイルとオシレ
ータ増幅器と帰還路とを有するオシレータ、オシ
レータの後に接続されたスイツチ増幅器、及びコ
イルからオシレータとスイツチ増幅器を介して制
御される電子スイツチ、例えばトランジスタ、サ
イリスタ又はトライアツクを有する誘導近接スイ
ツチに関する。

このような電子スイツチ装置には、まず外部か
らの影響を受けるべき素子が設けられる。このよ
うな外部影響を受ける素子には各種各様のものが
ある。しかしながら、本発明はことに外部影響を
受ける素子がコイルとして構成され、このコイル
が、オシレータ増幅器及び帰還を有し、外部影響
を受けるオシレータの回路部分を構成するように
なされた電子スイツチ装置に関するものである。

このような電子スイツチは無接点的に構成さ
れ、接点を有し電気的、機械的に作動するスイツ
チ装置に代つて、電気的測定回路、制御回路、調
整回路において次第に多く使用されるようになつ
ている。これはいわゆる近接スイツチである。こ
のような近接スイツチにより、それぞれの近接ス
イツチの感知し得る影響素子が十分に接近して来
たか否かが示される。すなわち、近接スイツチの
感知し得る影響素子がオシレータに十分接近する
と、オシレータは電子スイツチを作動する。これ
により、閉成状態に構成されているスイツチ装置
においては、非導電状態にある電子スイツチ装置
は導電状態になされ、また開放状態に構成されて
いるスイツチ装置においては導電状態にある電子
スイツチ装置は非導電状態になされる。（この種
のスイツチ装置では、これが感知し得る影響素子
の物理的大きさが相当する値に達しているか否か
も示される。） 上述した種類のスイツチ装置の本質的構成体は
誘導により影響され得るように構成された、外部
から影響されるオシレータであつて、この場合誘
導近接スイツチである。

（従来技術） 通常の誘導近接スイツチにおいては、金属素子
が所定の距離に達しない限り、オシレータには
Ｋ・Ｖ＝１（ただしＫ＝帰還フアクタ、Ｖ＝増幅
器フアクタ）が適用される。すなわちオシレータ
は振動している。金属素子が所定距離に達する
と、オシレータの減衰は次第に大きくなつて、増
幅器フアクタＶの減少をもたらし、その結果Ｋ・
Ｖ＜１となり、オシレータは振動しなくなる。
（或はオシレータ振動の振幅は上記閾値を下廻
る。） 振動しているオシレータの場合に影響素子とし
て使用される金属片が交番電磁場に入ることに応
答して減衰作用する渦電流を誘発する、通常の誘
導近接スイツチには、種々の観点から改善される
べき点がある。

一方において、金属片が接近していないにかか
わらずすでに生じている減衰をなるべく僅少にし
なければならない。金属片の近接により誘導近接
スイツチに渦電流によりもたらされる減衰がもは
や生じる余地がなくなるからである。すなわち従
来の一般的な誘導近接スイツチは、応答感度が十
分でない。ことに従来の一般的な誘導近接スイツ
チはその全周面を金属材料で被覆され得ず、この
ような誘導近接スイツチは弱常磁性材料、例えば
アルミニウムのケーシングを通して強磁性影響素
子を検知することができない。他方において、従
来一般の誘導近接スイツチは、常磁性材料の影響
素子に対しても、また強磁性材料の影響素子に対
しても応答する。

そこで本発明により解決されるべき本分野の技
術的課題は、特に秀れた応答感度を有し、常磁性
材料により強磁性影響素子を検知することがで
き、或は単に常磁性材料にのみ応答し、従つて強
磁性材料には応答しない無接点作動電子スイツチ
装置、すなわち誘導近接スイツチを提供すること
である。

（発明の要約） 本発明によれば、前記課題は次のようにして解
決される。すなわち両コイルが逆向き直列に接続
されており、両コイルの直列回路が第２の帰還路
として設けられており、かつオシレータ増幅器の
出力回路内にあり、両コイルの接続点が、オシレ
ータ増幅器の入力端子に接続されている。本発明
の本質は外部影響を受ける２個のコイルが設けら
れており、この両コイルが極めて僅かでも影響の
受け方が異なり、両コイルが反対方向に直列に接
続されており、ことによく判読され得る差動信号
がもたらされ、従つて秀れた、特殊な態様の応答
感度を有するスイツチを構成することである。

本発明によることに好ましい上記の種類の無接
点作動電子スイツチにおいては、上記コイルがオ
シレータ増幅器及び帰還を有する、外部影響を受
けるオシレータ回路の一部を構成するようになさ
れている。この場合、上記両コイルの直列回路が
帰還として、或は他の帰還が存在する場合には第
２の帰還として構成され、かつオシレータ増幅器
の出力回路内に設けられ、両コイルの結合点がオ
シレータ増幅器の入力と接続されている。一般の
公知の誘導近接スイツチにおいては交番電磁場が
影響素子としてて使用される金属片に渦電流を誘
起させて減衰をもたらし、この減衰が検知評価さ
れるが、前述したように本発明による電子スイツ
チにおいては２個のコイルが影響を受け、しかも
相違する影響を受けて、この影響の結果の差違が
検知評価される。この共通の発明的思想に対し
て、具体的な２つの態様があり、第１の場合には
本体の１個の帰還が影響を受け、第２の場合には
上記帰還のほかに更に影響を受けるべき第２の帰
還が設けられる。

本発明による無接点作動電子スイツチは、質的
に相違する態様で感知し得る。第１の実施態様に
おいては、両コイルの磁性芯体の相違する影響が
検知評価される。この実施態様は常磁性材料を通
して強磁性影響素子を検知しようとするものであ
る。２つの実施態様においては、第２のコイルの
相違する減衰が検知評価される。この実施態様は
常磁性材料から成る影響素子に対してのみ応答す
るようになされている。

本発明による電子スイツチ装置には種々の実施
態様があり得るが、一方ではオシレータの範囲内
で両コイルの相違する信号が検知評価されるも
の、他方では両コイルの相違する信号が両コイル
の相違する減衰により得られるものがある。図面
を参照して以下の実施例により本発明の具体的構
成及びその特徴を更に詳細に説明するが、ここに
おいて両コイルの相違する信号はオシレータの範
囲において検知評価され、この相違する信号は両
コイルの磁性芯体の影響によりもたらされるもの
である。

（実施例） 第１図においてブロツク回路図により示される
電子スイツチ装置１は無接点的に作動し、図示さ
れていない強磁性の近接影響素子に応答する。こ
れは外部導線２を経て作動電圧源４の電極３に、
更に他の外部導線５を経て電力消費装置７の端子
６に接続され、上記消費装置７の他方の端子８は
上記作動電源４の他方の電極９に接続されてい
る。換言すれば図示のスイツチ装置１全体が公知
の態様で外部導線２，５により一方は作動電圧源
４に、他方は消費装置７に接続される。

第１図に示すように、図示のスイツチ装置１
は、その基本的構成において、外部影響を受ける
オシレータ１０、オシレータ１０の後段に接続さ
れるスイツチ増幅器１１、オシレータ１０により
スイツチ増幅器１１を介して制御されるべき電子
スイツチ１２、例えばトランジスタ、サイリスタ
或はトリアツク（Triac）、オシレータ１０及び
スイツチ増幅器１１用供給電圧の供給スイツチ１
３から成る。その入力端には更に整流ブリツジ１
４が設けられるが、これは図示実施例において
は、作動電圧源４が交流電圧源であるからであ
る。

本発明の本質はスイツチ増幅器１１の構成及び
供給スイツチ１３の構成には関係しないので、細
部については図示説明しない。

第２図から理解されるように、上記オシレータ
１０はまずオシレータ増幅器１５及び帰還１６を
具備し、第２の帰還１７が設けられ、この帰還１
７は反対両方向に直列に接続されて、外部からの
影響を受けるコイル１８，１９を具備し、上記オ
シレータ増幅器１５の負荷回路におけるコイル１
８，１９の直列接続と、両コイル１８，１９の接
続点２０とはオシレータ増幅器１５の入力２１と
接続されている。

前述したように、本発明による電子スイツチ装
置１において両コイル１８，１９の磁気回路は外
部影響を受け、しかも異なる強さの影響を受け
る。これは両コイル１８，１９が両者に共通の磁
気回路中に在る場合にも同様である。これは図示
実施例においては第３図に示されるように両コイ
ル１８，１９を共通の鉄芯２２に設けることによ
り実現される。この場合、鉄芯２２は横断面Ｅ字
状に形成され、両コイル１８，１９は影響を受け
る方向、すなわちＥ字状鉄芯の軸線方向にならべ
て配置される。コイル１８と鉄芯２２の基部２３
との間隔、コイル１９と鉄芯２２の基部２３との
間隔、両コイル１８と１９との間隔、鉄芯２２の
径Ｄ及び鉄芯２２の高さＨは、本発明による電子
スイツチ１の感度に影響を及ぼすパラメータであ
る。個々のパラメータにより当該分野の技術者は
その平均的な知識により本発明による電子スイツ
チ装置の理想的感度を示す他のパラメータを経験
的に割出すことができる。

本発明の電子スイツチ装置において第２の帰還
１７を正帰還として接続する可能性を有する。し
かしながら実施の態様により第２の帰還を負帰還
として接続することもできる。

本発明による電子スイツチ装置１において、オ
シレータ１０が一定の周波数、好ましくは滲透深
さに関し周波数ｆ＝10kHzで振動せしめられ、第
２図に示されるようにオシレータ増幅器１５は振
幅選択的になされる。すなわち周波数決定素子と
してRC−回路網２４を具備せしめる。なお本発
明のスイツチ装置１の、第２図に図示した実施例
のオシレータ１０においては、オシレータ増幅器
１５に入力トランジスタ２５を附設し、この入力
トランジスタ２５のエミツタ回路にエミツタ抵抗
２６を設け、両コイル１８，１９の接続点を入力
トランジスタ２５のエミツタ２７と接続し、RC
回路網２４を入力トランジスタ２５のコレクタ２
８及びベース２９とそれぞれ接続する。なお第２
図に示されるように、図示の実施態様では、オシ
レータ増幅器１５は出力トランジスタ３０を具備
し、このトランジスタ３０のエミツタ回路にはエ
ミツタ抵抗３１及び両コイル１８，１９を配置す
る。なお第２図の好ましい実施態様において、入
力トランジスタ２５のコレクタ２８と出力トラン
ジスタ３０のベース３２の間にカツプリングキヤ
パシタ３３を設け、また出力トランジスタ３０の
コレクタ３４と入力トランジスタ２５のコレクタ
２８から遠い方のカツプリングキヤパシタ３３の
端子との間に、帰還１６として帰還抵抗が接続さ
れている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による誘導近接スイツチのブロ
ツク回路図、第２図はこの誘導近接スイツチにお
けるオシレータ実施形の回路図、第３図は第２図
によるオシレータに所属する両コイル実施形の概
略図である。本発明の主要部分と符号との対応関
係は以下の通りである。 １……電子スイツチ装置、４……駆動電圧源、
７……電力消費装置、１０……オシレータ、１１
……スイツチ増幅器、１２……電子スイツチ、１
３……電圧供給スイツチ、１４……整流ブリツ
ジ、１５……オシレータ増幅器、１６，１７……
帰還、１８，１９……コイル、２１……（オシレ
ータ増幅器１５の）入力、２４……RC回路網、
２５……入力トランジスタ、２６……エミツタ抵
抗、３０……出力トランジスタ、３３……カツプ
リングキヤパシタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 実質的に共通の磁気回路内にあつて外部影響
   を受ける２つのコイル１８，１９、コイル１８，
   １９とオシレータ増幅器１５と帰還路１６とを有
   するオシレータ１０、オシレータ１０の後に接続
   されたスイツチ増幅器１１、及びコイル１８，１
   ９からオシレータ１０とスイツチ増幅器１１を介
   して制御される電子スイツチ１２、例えばトラン
   ジスタ、サイリスタ又はトライアツクを有する誘
   導近接スイツチ１において、両コイル１８，１９
   が逆向き直列に接続されており、両コイル１８，
   １９の直列回路が第２の帰還路１７として設けら
   れており、かつオシレータ増幅器１５の出力回路
   内にあり、両コイル１８，１９の接続点が、オシ
   レータ増幅器１５の入力端子２１に接続されてい
   ることを特徴とする誘導近接スイツチ。 ２ 両コイル１８，１９が、特にＥ字形横断面、
   特につぼ形に形成された鉄心２２を有する、特許
   請求の範囲第１項記載の誘導近接スイツチ。 ３ 両コイル１８，１９が、影響を受ける方向に
   前後に配置されている、特許請求の範囲第１又は
   ２項記載の誘導近接スイツチ。 ４ 第２の帰還路が、正帰還の方向に又は負帰還
   の方向に接続されている、特許請求の範囲第１〜
   ３項の１つに記載の誘導近接スイツチ。 ５ オシレータ増幅器１５が周波数選択性に構成
   されており、特に周波数決定回路部としてRC素
   子２４を有する、特許請求の範囲第１〜４項の１
   つに記載の誘導近接スイツチ。 ６ オシレータ増幅器が入力トランジスタを有
   し、入力トランジスタ２５のエミツタ回路内にエ
   ミツタ抵抗２６が設けられており、両コイル１
   ８，１９の接続点２０が、入力トランジスタ２５
   のエミツタ２７に接続されている、特許請求の範
   囲第１〜５項の１つに記載の誘導近接スイツチ。 ７ RC素子２４が、入力トランジスタ２５のコ
   レクタ２８及びベース２９に接続されている、特
   許請求の範囲第５又は６項記載の近接スイツチ。 ８ オシレータ増幅器１５が出力トランジスタ３
   ０を有し、特に出力トランジスタ３０のエミツタ
   回路内に、エミツタ抵抗３１と両コイル１８，１
   ９とから成る直列回路が設けられている、特許請
   求の範囲第１〜７項の１つに記載の誘導近接スイ
   ツチ。 ９ 入力トランジスタ２５のコレクタ２８と出力
   トランジスタ３０のベース３２との間にカツプリ
   ングコンデンサ３３が設けられており、特に出力
   トランジスタ３０のコレクタ３４と入力トランジ
   スタ２５のコレクタ２８から遠い方のカツプリン
   グコンデンサ３３の端子との間に、帰還路１６と
   して帰還抵抗が設けられている、特許請求の範囲
   第６〜８項の１つに記載の誘導近接スイツチ。