JPH0637620A

JPH0637620A - 近接スイッチ

Info

Publication number: JPH0637620A
Application number: JP20954592A
Authority: JP
Inventors: Tomoshi Motouji; 知史元氏; Arimasa Abe; 有正安部; Yasushi Matsuoka; 靖松岡; Takashi Otsuka; 隆史大塚
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1992-07-13
Filing date: 1992-07-13
Publication date: 1994-02-10
Anticipated expiration: 2017-07-02
Also published as: JP3297933B2

Abstract

(57)【要約】【目的】金属の種類を識別できる近接スイッチを提供
すること。【構成】発振周波数f1, f2を周期的に切換えて発振す
る発振回路１を設ける。発振周波数f1は磁性体の金属の
接近では変化せず、非磁性体金属の接近時に上昇する周
波数とする。周波数f2はいずれの金属体が接近しても上
昇する周波数となるように選択する。そして発振周波数
の変化を周波数弁別回路３によって弁別する。そして信
号処理回路５により異なる金属体の接近に伴う夫々の発
振周波数の変化に基づいて信号処理を行う。こうして磁
性体及び非磁性体のいずれかの金属の接近を識別できる
ようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は金属の種類を判別できる
ようにした高周波発振型の近接スイッチに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】通常高周波発振型近接スイッチは、発振
コイルを含む発振回路によって一定の周波数で発振して
おり、金属物体が接近すれば渦電流損によって発振コイ
ルのコンダクタンスが変化する。従って発振回路の発振
レベルが低下又は発振が停止するので、発振レベルの変
化を検出することによって物体の近接を検出していた。
このような検出方法では、渦電流損が多く発生する鉄等
の磁性体金属は良好な感度で検出することができるが、
アルミニウム等の非磁性体金属では渦電流損の発生が少
なく、磁性体金属に比べて検出感度が低いという欠点が
ある。そこで検出物体の材質、即ち金属の種類によら
ず、一定の感度を持ったオールメタル型の近接スイッチ
が要望されている。

【０００３】従来のオールメタル型の近接スイッチは、
例えば特開昭55-72329号に示されているように、発振回
路に帰還回路を設けこの帰還回路の周波数を共振回路の
周波数より高い周波数でインピーダンスが大きくなるよ
うに構成して、磁性体金属では渦電流損により従来通り
の原理で検出し、非磁性体金属では発振周波数の変化を
利用しフィルタによる帰還量の減衰によって検出するよ
うにした近接スイッチが提案されている。

【０００４】又実公昭53-30672号に示されているよう
に、２つのコイルを用い一方を検出回路、他方を基準回
路とし、検出回路のＱの低下による発振停止によって磁
性体を、インダクタンスの変化による基準回路との共振
周波数の差の拡大による発振停止によって非磁性体を、
夫々検出するようにした近接スイッチも知られている。

【０００５】更に従来の他の形式の近接スイッチとして
は、特公昭50-14749号に示されているように、並列共振
回路と、この共振回路に電磁結合された直列共振回路と
を有し、並列共振回路側から見たインピーダンス特性を
双峰特性として形成し、金属体の種類によらずに減衰特
性を結果的に一定として出力するようにした近接スイッ
チも知られている。

【０００６】又磁性体や非磁性体の検出物体を高感度で
検出するだけでなく、これらの材質を選別したいという
要望もあった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来のオールメタル型の近接スイッチでは、いずれも
複数のコイルが必要となり、小型化することが難しいだ
けでなく、複数のコイルがある一定関係の特性を持って
いなければ出力特性を安定化させることができない。し
かし実際には大きなばらつきがあり、又温度によってイ
ンダクタンス等が変動するため、安定性が悪くなるとい
う欠点があった。又磁性体と非磁性体との材質を判別す
るようにした近接スイッチは提案されていなかった。

【０００８】本発明はこのような従来の近接スイッチの
問題点に鑑みてなされたものであって、オールメタル型
の金属，磁性体金属を安定して検出すると共に、磁性体
金属と非磁性体金属とを判別して識別できるようにする
ことを技術的課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、発振コイルを有し、少なくとも２つの発振周波数を
切換えて発振する発振回路と、発振回路の発振周波数を
所定のタイミングで切換える発振条件切換手段と、発振
回路の夫々の発振周波数の変化を発振条件切換手段によ
る切換タイミング毎に弁別する周波数弁別手段と、周波
数弁別手段の出力に基づいて近接する金属体の種類を判
別する信号処理回路と、を具備し、発振回路の発振周波
数は、発振コイルに近接する金属の種類に応じて夫々の
発振周波数の変化が異なるように選択されたものであ
り、信号処理回路は、夫々の発振周波数での周波数の変
化信号に基づいて金属体の種類を判別することを特徴と
するものである。

【００１０】本願の請求項４の発明は、入力が閾値を越
えたときに出力を反転するスイッチング回路、スイッチ
ング回路の出力端に外部信号によって切換えられる抵抗
Ｒ１１，１２、コンデンサＣ１１，１２の第１の直列回
路、コンデンサＣ１１又は１２に並列に接続された発振
コイルＬ及び択一的に選択されるコンデンサＣ２１，２
２の第２の直列回路、を有し、発振コイルと第２の直列
回路の共通接続端をスイッチング回路に帰還すると共
に、コンデンサＣ１１，Ｃ２１、抵抗Ｒ１１が選択され
たときの発振周波数f1を磁性体金属の接近によって変化
しない発振周波数とし、コンデンサＣ１２，Ｃ２２、抵
抗Ｒ１２が選択されたと│の発振周波数f2をこれより高
い周波数となるように設定した発振回路と、各抵│及び
コンデンサを交互に切換える発振条件切換手段と、発振
条件切換手段からの切換信号に基づいて発振回路の周波
数変化を弁別する第１，第２の周波数弁別手段と、第
１，第２の周波数弁別手段からの周波数変化の出力信号
に基づいて、磁性体、非磁性体、又はいずれかの金属体
の近接を判別する信号処理回路と、を具備することを特
徴とするものである。

【００１１】

【作用】このような特徴を有する本願の請求項１の発明
によれば、発振回路の発振周波数を切換手段によって周
期的に切換えており、周波数弁別手段によって夫々の発
振周波数での物体の近接に伴う変化を周波数弁別手段に
よって弁別している。そして異なった周波数での発振周
波数の変化の有無を判別しており、この判別信号の出力
状態に基づいて信号処理回路による近接する金属体を識
別するようにしている。

【００１２】又本願の請求項４の発明では、発振コイル
を共通とし、抵抗Ｒ１１、コンデンサＣ１１，Ｃ２１が
選択されたときの第１の発振周波数f1と抵抗Ｒ１２、コ
ンデンサＣ１２，Ｃ２２が選択されたときの第２の発振
周波数f2とを交互に切換えて発振している。そして発振
周波数f1では磁性体の接近によっては発振周波数が変化
せず、非磁性体の近接によって発振周波数が上昇する周
波数とし、発振周波数f2ではいずれの金属体の接近によ
っても発振周波数が上昇する周波数を選択している。こ
うすれば交互に発振周波数を切換えることによって第
１，第２の周波数弁別手段により周波数の変化を検出す
ると、その出力に基づいて信号処理回路より全ての金属
体、磁性体及び非磁性体金属の近接を識別して出力する
ことができる。

【００１３】

【実施例】図１は本発明の第１実施例の構成を示すブロ
ック図である。本図において発振回路１には発振条件切
換手段２が接続される。発振条件切換手段２は発振回路
１の発振周波数を複数に切換えるものであって、例えば
発振回路の発振周波数がf1及びf2となるように切換えら
れる。発振回路１は夫々独立した２つの発振回路を発振
条件切換手段２によって切換えるものであってもよく、
又１つの発振回路の定数を発振条件切換手段２からの出
力に基づいて切換えるようにしてもよい。ここで発振周
波数f1，f2は磁性体及び非磁性体の金属が発振コイルに
接近したときに発振周波数の変化が互いに異なるものと
する。発振回路１の出力は周波数弁別回路３に与えられ
る。周波数弁別回路３には周波数弁別切換回路４が接続
され、これらによって周波数弁別手段が構成される。周
波数弁別回路３は周波数弁別切換回路４の出力に基づい
て発振回路１の発振周波数弁別を切換えるものであっ
て、周波数f1，f2からの変動の有無を判別する。そして
その出力は信号処理回路５に与えられる。信号処理回路
５には切換タイミング発生回路６の出力が与えられてい
る。切換タイミング発生回路６は発振条件切換手段２及
び周波数弁別回路４に切換えのタイミング信号を与える
と共に、タイミング信号を信号処理回路５にも与えてい
る。信号処理回路５はこの切換信号と周波数弁別回路で
の弁別結果に基づいて、異なった材質による金属体の接
近を判別するものである。信号処理回路５の出力は一対
の出力回路７及び８を介して外部に出力される。

【００１４】次に本発明の詳細な構成について説明す
る。まず本実施例の発振回路について説明する。図３
（ａ）は発振回路の発振コイルＬの等価回路であって、
そのインダクタンスをＬ１、その直流抵抗をｒ１として
いる。そして発振コイルＬに近接して物体が接近したと
きには、物体を等価的にコイルＬ２と直流抵抗ｒ２で示
すことができる。ここで相互インダクタンスをＭとすれ
ば、発振コイルの両端から見たインピーダンスＺは次の
式（１）で示される。

【数１】従って式（１）を便宜上Ｒｘ，Ｌｘの記号を用いて実数
部，虚数部に分けて表すと、コイルの両端は等価的には
図３（ｂ）のように示されることとなる。

【００１５】図２（ａ）は本実施例の発振回路の基本的
な構成を示す回路図である。本図において１ａはコンパ
レータであり、その非反転入力端子には電圧Ｖthの基準
電源が接続される。コンパレータ１ａの出力は抵抗Ｒ
１，コンデンサＣ１の直列接続体を介して接地され、そ
の中点が発振コイルＬとコンデンサＣ２の直列接続体を
介して接地される。又発振コイルＬとコンデンサＣ２と
の中点がコンパレータ１ａの反転入力端子に接続されて
高周波発振型近接スイッチの発振回路が構成される。こ
こで図２（ｂ）に示すように検出物体が接近したとき
に、発振コイルＬを図３（ａ）と同じくＬ１，ｒ１、検
出物体をインダクタンスＬ２と抵抗ｒ２によって表現す
れば、前述したように図２（ｃ）に示すように表現され
ることとなる。又コンパレータ１ａはＨレベル又はＬレ
ベルの信号を出力するスイッチング回路であるので、こ
れをスイッチＳＷに置き換えれば図４のように示され
る。

【００１６】ここで抵抗Ｒ１の端子を接地又は電圧Ｅを
持つ電源に択一的に接続するものとし、抵抗Ｒｘとコン
デンサＣ２の共通接続端となる出力電圧をＶｘとすれ
ば，Ｖinは以下のように示される。Ｖｘ≧Ｖthのとき、Ｖin＝ＥＶｘ＜Ｖthのとき、Ｖin＝０そしてコンデンサＣ１，Ｃ２の電荷を夫々ｑ₁，ｑ₂と
すると、次式が成り立つ。

【数２】

【００１７】ここでラプラス変換子Ｓを用いて表すと、
以下のようになる。Ｖin＝ＥのときＥ／Ｓ＝［１＋Ｃ１Ｒ１Ｓ＋Ｃ２Ｒ１Ｓ＋Ｃ２Ｓ（１＋Ｒ１Ｃ１Ｓ）（ＬｘＳ＋Ｒｘ）］Ｖｘ・・・（５）又Ｖin＝０のとき０＝［１＋Ｃ１Ｒ１Ｓ＋Ｃ２Ｒ１Ｓ＋Ｃ２Ｓ（１＋Ｒ１Ｃ１Ｓ）（ＬｘＳ＋Ｒｘ）］Ｖｘ・・・（６）となる。従ってこれらの式より、特性方程式Ｆ（Ｓ）は
以下のように示される。Ｆ（Ｓ）＝Ｒ１Ｃ１Ｃ２ＬｘＳ³ ＋（Ｒ１Ｃ１Ｃ２Ｒｘ＋Ｃ２Ｌｘ）Ｓ² ＋（Ｃ２Ｒｘ＋Ｃ１Ｒ１＋Ｃ２Ｒ１）Ｓ＋１・・・（７）

【００１８】この特性方程式より発振周波数ω_OSCは次
式（８）で示される。

【数３】このため発振周波数ｆは次式（９）で示される。

【数４】

【００１９】図５，６は本発明の第２実施例の構成例を
示すブロック図である。本図において発振回路１１はイ
ンバータ１２を有しており、その出力側にアナログスイ
ッチ１３ａ，１４ａを介して抵抗Ｒ１１，Ｒ１２が接続
される。そしてその共通接続端は又アナログスイッチ１
３ｂ，１４ｂを介してコンデンサＣ１１，Ｃ１２に接続
され、その他端が接地される。そして抵抗Ｒ１１，Ｒ１
２の共通接続端には発振コイルＬが接続され、その他端
はアナログスイッチ１３ｃ，１４ｃ及びコンデンサＣ２
１，Ｃ２２が縦続接続されて接地される。これらのアナ
ログスイッチ１３ａ〜１４ｃは抵抗及びコンデンサを選
択するものであって、発振条件切換手段２を構成してい
る。そしてこの定数を切換える点を除いては図２に示し
た発振回路と実質的に同様である。発振回路の発振コイ
ルＬとアナログスイッチ１３ｃ，１４ｃの共通接続点は
インバータ１２の入力端に接続され、その出力端側から
発振信号が出力される。発振回路１１の出力端は、図６
に示すようにアナログスイッチ１３ｄ，１４ｄを介して
夫々計数回路１５，１６に接続されている。

【００２０】又この近接スイッチは基準クロックを発生
する基準クロック発生回路１７を有しており、その基準
クロックは間欠パルス発生回路１８，１９に与えられ
る。間欠パルス発生回路１８，１９は夫々異なったタイ
ミングの間欠パルスｂ，ｃを発生するものである。間欠
パルス発生回路１８の間欠パルスｂはアナログスイッチ
１３ａ〜１３ｄの制御信号として、間欠パルス発生回路
１９の間欠パルスｃはアナログスイッチ１４ａ〜１４ｄ
の制御信号として、各アナログスイッチに与えられる。

【００２１】さて計数回路１５，１６の出力は夫々比較
回路２０，２１に与えられる。比較回路２０，２１は各
間欠パルス発振毎の計数回路１５，１６の計数値を発振
回路の発振周波数として所定の閾値と比較することによ
って発振周波数の変化を判別するものである。比較回路
２０，２１はリセット信号発生回路２２からのリセット
信号によって出力がリセットされる。そしてそれらの比
較出力は夫々ラッチ回路２３，２４に与えられる。ラッ
チ回路２３，２４はラッチタイミング信号発生回路２５
よりラッチタイミング信号が与えられた間の比較出力を
保持し、その出力を信号処理回路２６に与えるものであ
る。ここでリセット信号発生回路２２，ラッチタイミン
グ発生回路２５には基準クロック発生回路１７の出力が
与えられ、その出力に基づいて夫々タイミング信号を出
力している。ここで計数回路１５，比較回路２０，ラッ
チ回路２３とリセット信号発生回路２２，ラッチタイミ
ング発生回路２５とは発振回路１１の発振周波数の変化
を弁別する第１の周波数弁別手段を構成しており、計数
回路１６，比較回路２１，ラッチ回路２４とリセット信
号発生回路２２，ラッチタイミング発生回路２５とは発
振回路１１の発振周波数の変化を弁別する第２の周波数
弁別手段を構成している。

【００２２】次に発振周波数と抵抗及びコンデンサの値
について説明する。発振コイルＬとこれに近接する物体
とを前述したようにＬｘとＲｘで表すと、発振周波数ｆ
と抵抗Ｒｘ，インダクタンスＬｘの関係は夫々図７
（ａ），（ｂ）のようになる。これは発振コイルＬに磁
性体金属である鉄（Ｆｅ）、及び非磁性体金属であるア
ルミニウム（Ａｌ）が夫々密着したときの周波数の変化
を示している。又図８（ａ）は磁性体金属である鉄が近
接したときの発振周波数f1, f2の変化を示すグラフ、図
８（ｂ）は非磁性体金属であるアルミニウムが接近した
ときの発振周波数f1, f2の変化を示すグラフである。こ
こでｄは物体までの距離を示している。これらの特性か
ら明らかなように、発振周波数が高いf2の場合には、鉄
及びアルミニウムが近接するに従って発振周波数は増加
する。一方発振周波数が低いf1の場合には、アルミニウ
ムが近接したとき周波数が上昇し鉄ではあまり変化しな
いことがわかる。従って発振周波数f1, f2（f1＞f2）を
交互に繰り返し、夫々の発振周波数の変化を検出するこ
とによって材質の判別を行うことができる。

【００２３】図８（ａ），（ｂ）のｂ，ｃは間欠パルス
ｂ，ｃが夫々Ｈレベルのときの発振周波数変化を示して
いる。この発振回路１１は間欠パルス発生回路１８から
の間欠パルスｂがＨレベルでは、アナログスイッチ１３
ａ〜１３ｄによってコンデンサＣ１１，Ｃ２１、抵抗Ｒ
１１が選択される。このとき物体が近接していない場合
の発振周波数f1は次式（１０）で示される。

【数５】

【００２４】又間欠パルス発生回路１９の間欠パルスｃ
がＨレベルでは、アナログスイッチ１４ａ〜１４ｄによ
って抵抗Ｒ１２、コンデンサＣ１２，Ｃ２２が選択され
る。発振周波数f2は次式（１１）で示される。

【数６】ここで周波数f1で発振したときには、磁性体金属が接近
したときに抵抗ＲｘとＬｘのいずれも増加する。従って
これらの増加の割合が一定となり、発振周波数f1が増加
しないように抵抗Ｒ１１、コンデンサＣ１１，Ｃ１２を
設定しておく。こうすれば非磁性金属であるアルミニウ
ムが接近した場合には、インダクタンスＬｘは減少する
ため発振周波数は増加する。又周波数f1より高い発振周
波数f2となるように抵抗Ｒ１２、コンデンサＣ１２，Ｃ
２２を選定しておく。そうすれば磁性体金属である鉄の
接近によって発振周波数はf2より増加する。又アルミニ
ウム等の非磁性体金属が接近しても発振周波数はf2より
上昇する。従ってこれらの周波数の上昇を夫々比較回路
２０，２１で検出し、ラッチ回路２３，２４で保持する
ことによって金属の材質を判別することができる。

【００２５】図９は信号処理回路２６及び出力回路の一
例を示す図である。本図においてラッチ回路２３，２４
の出力は夫々アンド回路３１，オア回路３２及び排他的
論理和（ＥＯＲ）回路３３に与えられる。これらの論理
回路は夫々Ｄ型フリップフロップ３４〜３６のＤ入力端
に与えられる。Ｄ型フリップフロップのＤ入力端には外
部よりトリガ信号が与えられており、所定のタイミング
でこれらの出力を保持するものである。Ｄフリップフロ
ップ３４はラッチ回路２３，２４の論理積の出力によっ
て非磁性体金属の検知信号を出力するものであり、オア
回路３２はその論理和出力を保持することによって全て
の金属体の検知信号を出力するものである。又ＥＯＲ回
路３３は排他的論理和回路の出力を保持することによっ
て磁性体金属の検知信号を保持するものである。これら
の出力は出力切換回路３７に与えられる。出力切換回路
３７は磁性体（鉄），非磁性体（Ａｌ）及び全ての金属
体のいずれの信号を出力するかを切換えるものであっ
て、切換スイッチ３８が接続される。これらの切換回路
によって選択された信号は出力回路３９を介して外部に
出力される。

【００２６】次に本実施例の動作について説明する。図
１０（ａ）は非磁性体金属であるアルミニウムの接近の
有無を示すものであり、（ｂ）〜（ｊ）は図５，６の各
部の波形を示すタイムチャートである。本図において動
作を開始すると、まず基準クロック発生回路１７からの
基準クロックにより、間欠パルス発生回路１８，１９は
夫々図１０（ｂ），（ｃ）に示すような間欠パルスｂ，
ｃを発生する。そして物体が近接していない場合、間欠
パルスｂの発生時にはアナログスイッチ１３ａ〜１３ｃ
が閉成されるため、周波数f1で発振する。又間欠パルス
ｃがＨレベルでは図１０に示すようにアナログスイッチ
１４ａ〜１４ｃが閉成するため、周波数f2で発振する。
さて時刻t₁に非磁性金属であるアルミニウムが接近する
と、前述したように周波数f1, f2のいずれの発振時にも
発振周波数が上昇する。従って発振回路１１より図１０
（ｄ）に示すように、発振周波数が夫々f1′, f2′に上
昇した信号が出力されることとなる。間欠パルスｂがＨ
レベルのタイミングでは、図１０（ｅ）に示すように時
刻t₂で比較回路２０より出力が得られ、図１０（ｇ），
（ｈ）に示すラッチタイミング信号によってその出力が
保持される。従ってラッチ回路２３より図１０（ｈ）に
示すような信号が出力される。又間欠パルスｃがＨレベ
ルのタイミングでは、図１０（ｉ）に示すように閾値以
上を計数した時点で比較回路２１よりＨレベルの出力が
得られる。この信号がラッチタイミング信号によって保
持され、図１０（ｊ）に示す出力が得られる。そしてこ
れらの信号が信号処理回路２６に与えられる。従ってア
ンド回路３１の論理積条件及びオア回路３２の論理和が
成立し、図１０（ｋ）に示すようにトリガ信号のタイミ
ングで非磁性体金属の検知信号が出力されることとな
る。

【００２７】図１１はこの近接スイッチに磁性体金属で
ある鉄が接近した場合の各部のタイムチャートである。
本図において（ａ）〜（ｃ）は図１０と同一である。こ
こで物体が接近していなければ、図１１（ｄ）に示すよ
うに間欠パルスｂ，ｃのタイミングで夫々発振回路１１
は周波数f1, f2で発振する。そして鉄が接近した場合に
は間欠パルスｂがＨのタイミングでは周波数はほぼf1の
ままであるが、間欠パルスｃがＨのタイミングでは周波
数が上昇しf2″となる。従って比較回路２１からのみ図
１１（ｉ）に示すように出力が得られる。そしてこの信
号がラッチ回路２４によって図１１（ｊ）に示すように
保持される。比較回路２０からは出力が得られず出力が
保持されない。この場合には信号処理回路２６のＥＯＲ
回路３３から出力が得られる。従って図１１（ｍ）に示
すようにトリガ信号のタイミングで磁性金属の近接を示
す検知信号が出力されることとなる。又前述したいずれ
の場合にもオア回路３２より論理和信号によって全ての
種類の金属の検知出力が得られる。

【００２８】このように本発明では周期的に発振周波数
を切換え、これによって磁性体金属，非磁性体金属の識
別や全ての種類の金属を検知できるようにしている。

【００２９】尚本実施例は間欠パルスｂ，ｃを夫々所定
間隔開けて発振するようにしているが、図１２に間欠パ
ルスｂ′，ｃ′及び発振回路の出力（ｄ′）に示すよう
にこれらを連続して発振させ、一定の発振停止期間を設
けるようにしてもよい。こうすれば低消費電力化がで
き、直流二線式検出スイッチにも対応することができ
る。又本実施例では切換回路によっていずれかの出力を
選択するようにしているが、全ての金属をそのまま外部
に出力するようにしてもよく、又切換スイッチによって
鉄とアルミニウムのいずれかの出力を適宜選択するよう
にしてもよい。

【００３０】又本実施例は１つの発振コイルを用いてＣ
Ｒを切換えることによって発振周波数を変えるようにし
ている。こうすれば近接スイッチの構造が簡潔となり、
小型化が可能となる。しかし夫々固有の発振コイルを有
する複数の独立した発振回路を用い、これらの発振回路
の発振を発振条件切換手段によって切換えるようにする
ことも可能である。

【００３１】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、発振回路の発振条件を一定間隔毎に切換えることに
よって異なった周波数で発振させている。そして物体の
近接に伴う発振周波数の変化に基づいて異なった材質の
物体を判別している。従って本発明では検知対象に応じ
て全ての金属体や磁性体，非磁性体の金属を切換えて識
別することができる。そのため使用者の使用条件に応じ
て、１つの近接スイッチで出力を選択し、又は切換手段
によって切換えて使用することができる。又この近接ス
イッチを用いることによって物体の材質を判別すること
もできるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による近接スイッチの構成
を示すブロック図である。

【図２】（ａ），（ｂ），（ｃ）は本発明の第１実施例
による発振回路の基本的な構成を示す回路図であり、
（ｂ）は近接する物体の等価回路、（ｃ）はこの等価回
路を含めた発振回路の等価回路を示す回路図である。

【図３】（ａ）は発振コイルと検出物体の等価回路、
（ｂ）はこれを含めた等価回路である。

【図４】本発明の発振回路の基本的な回路構成を示す回
路図である。

【図５】本発明の第２実施例による近接スイッチの発振
回路の具体的な構成例を示す回路図である。

【図６】本発明の第２実施例による発振回路以外の各部
のブロック図である。

【図７】（ａ）は本実施例の発振コイルを含む等価回路
の周波数に対する抵抗Ｒｘの変化を示すグラフ、（ｂ）
は周波数に対するインダクタンスＬｘの変化を示すグラ
フである。

【図８】物体までの距離ｄに対する発振周波数の変化を
示すグラフであり、（ａ）は磁性体、（ｂ）は非磁性体
が接近したときのグラフである。

【図９】本実施例の信号処理回路、出力回路の構成例を
示すブロック図である。

【図１０】本実施例の非磁性体金属が接近したときの動
作を示すタイムチャートである。

【図１１】本実施例の磁性体金属が接近したときの動作
を示すタイムチャートである。

【図１２】本発明による近接スイッチの異なったタイミ
ング例を示すタイムチャートである。

【符号の説明】

１，１１発振回路２発振条件切換手段３周波数弁別回路５信号処理回路６切換タイミング発生回路１３ａ〜１３ｄ，１４ａ〜１４ｄアナログスイッチ１５，１６計数回路１７基準クロック発生回路１８，１９間欠パルス発生回路２０，２１比較回路２３，２４ラッチ回路２６信号処理回路３１アンド回路３２オア回路３３ＥＯＲ回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大塚隆史京都府京都市右京区花園土堂町10番地オムロン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発振コイルを有し、少なくとも２つの発
振周波数を切換えて発振する発振回路と、前記発振回路の発振周波数を所定のタイミングで切換え
る発振条件切換手段と、前記発振回路の夫々の発振周波数の変化を前記発振条件
切換手段による切換タイミング毎に弁別する周波数弁別
手段と、前記周波数弁別手段の出力に基づいて近接する金属体の
種類を判別する信号処理回路と、を具備し、前記発振回路の発振周波数は、前記発振コイルに近接す
る金属の種類に応じて夫々の発振周波数の変化が異なる
ように選択されたものであり、前記信号処理回路は、夫々の発振周波数での周波数の変
化信号に基づいて金属体の種類を判別するものであるこ
とを特徴とする近接スイッチ。
【請求項２】前記発振回路は、第１の発振周波数及び
第２の発振周波数で交互に発振すると共に、発振後に一
定の発振停止期間を有するものであることを特徴とする
請求項１記載の近接スイッチ。
【請求項３】前記発振回路は、夫々固有の発振コイル
を有する複数の発振回路であることを特徴とする請求項
１記載の近接スイッチ。
【請求項４】入力が閾値を越えたときに出力を反転す
るスイッチング回路、前記スイッチング回路の出力端に
外部信号によって切換えられる抵抗Ｒ１１，１２、コン
デンサＣ１１，１２の第１の直列回路、前記コンデンサ
Ｃ１１又は１２に並列に接続された発振コイルＬ及び択
一的に選択されるコンデンサＣ２１，２２の第２の直列
回路、を有し、前記発振コイルと第２の直列回路の共通
接続端を前記スイッチング回路に帰還すると共に、コン
デンサＣ１１，Ｃ２１、抵抗Ｒ１１が選択されたときの
発振周波数f1を磁性体金属の接近によって変化しない発
振周波数とし、前記コンデンサＣ１２，Ｃ２２、抵抗Ｒ
１２が選択されたときの発振周波数f2をこれより高い周
波数となるように設定した発振回路と、前記各抵抗及びコンデンサを交互に切換える発振条件切
換手段と、前記発振条件切換手段からの切換信号に基づいて前記発
振回路の周波数変化を弁別する第１，第２の周波数弁別
手段と、前記第１，第２の周波数弁別手段からの周波数変化の出
力信号に基づいて、磁性体、非磁性体、又はいずれかの
金属体の近接を判別する信号処理回路と、を具備するこ
とを特徴とする近接スイッチ。