JPH069336B2 - 高周波発振型近接スイツチ - Google Patents
高周波発振型近接スイツチInfo
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- JPH069336B2 JPH069336B2 JP62083350A JP8335087A JPH069336B2 JP H069336 B2 JPH069336 B2 JP H069336B2 JP 62083350 A JP62083350 A JP 62083350A JP 8335087 A JP8335087 A JP 8335087A JP H069336 B2 JPH069336 B2 JP H069336B2
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- oscillation
- frequency
- circuit
- proximity switch
- coil
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/16—Modifications for eliminating interference voltages or currents
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
- H03K17/945—Proximity switches
- H03K17/95—Proximity switches using a magnetic detector
- H03K17/952—Proximity switches using a magnetic detector using inductive coils
- H03K17/9537—Proximity switches using a magnetic detector using inductive coils in a resonant circuit
- H03K17/9542—Proximity switches using a magnetic detector using inductive coils in a resonant circuit forming part of an oscillator
- H03K17/9547—Proximity switches using a magnetic detector using inductive coils in a resonant circuit forming part of an oscillator with variable amplitude
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 本発明は高周波発振型近接スイッチに関し、特に工場等
において用いられ金属板に対してのみ感度を有し工作機
械等の稼動時に生じる切削した金属片や切屑によって誤
動作しない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。
において用いられ金属板に対してのみ感度を有し工作機
械等の稼動時に生じる切削した金属片や切屑によって誤
動作しない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。
（従来技術） 一般に高周波発振型近接スイッチは、例えば第４図に示
すように検出コイルＬ１とコンデンサＣ１によって並列
共振回路１が構成され、この並列共振回路１に発振回路
２が接続されて共振周波数の高周波を発振させており、
その発振信号を検波回路３によって検波している。そし
て検出コイルＬ１の近傍に金属体４が接近すれば検出コ
イルＬ１の損失が増加し発振状態が変化するためその振
幅値も低下する。従って検波回路３の出力を比較回路５
に与え所定レベルで弁別して物体検知信号を得て出力回
路６より外部に与えるようにしている。こうすれば発振
回路２の振幅値の低下に基づいて物体の近接を検出する
ことができる。
すように検出コイルＬ１とコンデンサＣ１によって並列
共振回路１が構成され、この並列共振回路１に発振回路
２が接続されて共振周波数の高周波を発振させており、
その発振信号を検波回路３によって検波している。そし
て検出コイルＬ１の近傍に金属体４が接近すれば検出コ
イルＬ１の損失が増加し発振状態が変化するためその振
幅値も低下する。従って検波回路３の出力を比較回路５
に与え所定レベルで弁別して物体検知信号を得て出力回
路６より外部に与えるようにしている。こうすれば発振
回路２の振幅値の低下に基づいて物体の近接を検出する
ことができる。
従来の高周波発振型近接スイッチでは、金属体の接近に
よる検出コイルＬ１の損失増加分をコイル自身の損失に
対して大きくするために、検出コイルＬ１自身のコンダ
クタンスができるだけ小さくなる周波数を発振周波数と
していた。ここで検出コイルＬ１のクオリティファクタ
をＱ，インダクタンスをＬ，共振周波数をｆ，並列コン
デンサＣ１の容量をＣとすると、検出コイルＬ１のコン
ダクタンスｇ0は(1)式で表される。
よる検出コイルＬ１の損失増加分をコイル自身の損失に
対して大きくするために、検出コイルＬ１自身のコンダ
クタンスができるだけ小さくなる周波数を発振周波数と
していた。ここで検出コイルＬ１のクオリティファクタ
をＱ，インダクタンスをＬ，共振周波数をｆ，並列コン
デンサＣ１の容量をＣとすると、検出コイルＬ１のコン
ダクタンスｇ0は(1)式で表される。
一般に高周波発振型近接スイッチの検出コイルに金属体
が近接すると、金属体に過電流が流れるため、検出コイ
ルＬ１のリアクタンスが低下し発振周波数が高くなり、
検出コイルＬ１のＱも低下するため検出コイルＬ１のコ
ンダクタンスが増加する。このとき共振回路の共振点コ
ンダクタンスｇTは、その変化分をΔｇとして(2)式で与
えられる。
が近接すると、金属体に過電流が流れるため、検出コイ
ルＬ１のリアクタンスが低下し発振周波数が高くなり、
検出コイルＬ１のＱも低下するため検出コイルＬ１のコ
ンダクタンスが増加する。このとき共振回路の共振点コ
ンダクタンスｇTは、その変化分をΔｇとして(2)式で与
えられる。
ｇT＝ｇ0＋Δｇ……(2) そして高感度で物体を検出するためにはコンダクタンス
の変化分、即ちΔｇ／ｇ0を大きくする必要があり、元
の検出コイルＬ１のコンダクタンスｇ0をできる限り小
さくすることが好ましい。そして検出コイルＬ１のＱ
は、周波数ｆに対するリアクタンスωＬとコイルＬ１自
身の内部抵抗ｒとの比（ωＬ／ｒ）で表される。従って
周波数ｆが大きくなるとＱも増加するが、線間の分布容
量や表皮効果のため第５図に周波数ｆに対するグラフを
示すように、検出コイルに固有のある周波数でピークに
達する。実際にはこのピークの周波数に近い周波数が発
振周波数として選択される。この結果従来の高周波発振
型近接スイッチでは、発振周波数は数百ＫHz乃至１ＭHz
程度に選択されていた。
の変化分、即ちΔｇ／ｇ0を大きくする必要があり、元
の検出コイルＬ１のコンダクタンスｇ0をできる限り小
さくすることが好ましい。そして検出コイルＬ１のＱ
は、周波数ｆに対するリアクタンスωＬとコイルＬ１自
身の内部抵抗ｒとの比（ωＬ／ｒ）で表される。従って
周波数ｆが大きくなるとＱも増加するが、線間の分布容
量や表皮効果のため第５図に周波数ｆに対するグラフを
示すように、検出コイルに固有のある周波数でピークに
達する。実際にはこのピークの周波数に近い周波数が発
振周波数として選択される。この結果従来の高周波発振
型近接スイッチでは、発振周波数は数百ＫHz乃至１ＭHz
程度に選択されていた。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながらこのような従来の高周波発振型近接スイッ
チでは、金属体の形状に対応した発振周波数の選択は行
われていない。例えば金属体が鉄やアルミニウムの切屑
等の小片（以下、金属片という）である場合にも鉄板や
アルミニウム板等の場合と同様に感度を有し、これらの
金属片を検出してしまう。そのため工場等において工作
機械と共にこのような近接スイッチを使用した場合に
は、検出しようとする鉄板やアルミニウム板等の物体の
他に、工作機械の稼働によって生ずる金属片が検出面に
付着したり堆積した場合でも検出してしまうという問題
点があった。特に金属体の切削時には切削オイルが用い
られるため金属片が近接スイッチの表面に付着し易く、
誤動作が生じ易いという問題点があった。
チでは、金属体の形状に対応した発振周波数の選択は行
われていない。例えば金属体が鉄やアルミニウムの切屑
等の小片（以下、金属片という）である場合にも鉄板や
アルミニウム板等の場合と同様に感度を有し、これらの
金属片を検出してしまう。そのため工場等において工作
機械と共にこのような近接スイッチを使用した場合に
は、検出しようとする鉄板やアルミニウム板等の物体の
他に、工作機械の稼働によって生ずる金属片が検出面に
付着したり堆積した場合でも検出してしまうという問題
点があった。特に金属体の切削時には切削オイルが用い
られるため金属片が近接スイッチの表面に付着し易く、
誤動作が生じ易いという問題点があった。
本発明はこのような従来の高周波発振型近接スイッチの
問題点に鑑みてなされたものであって、板状の比較的大
きな金属体に対してのみ感度を有し、金属体の金属片が
付着してもこれらを検出しないようにすることを技術的
課題とする。
問題点に鑑みてなされたものであって、板状の比較的大
きな金属体に対してのみ感度を有し、金属体の金属片が
付着してもこれらを検出しないようにすることを技術的
課題とする。
（問題点を解決するための手段） 本発明は発振コイルを有する発振回路と、発振回路から
得られる発振出力を検波する検波回路と、平滑回路の出
力を所定閾値レベルと比較する比較回路と、比較回路の
比較出力に基づいて物体の近接を検出する高周波発振型
近接スイッチであって、発振回路の発振周波数を３〜30
ＫHzの範囲で選択された一定の周波数とし、金属体の大
きさに応じて金属体に生じる過電流の起電力の大きさに
基づいて、金属片以外の金属体のみを検出することを特
徴とするものである。
得られる発振出力を検波する検波回路と、平滑回路の出
力を所定閾値レベルと比較する比較回路と、比較回路の
比較出力に基づいて物体の近接を検出する高周波発振型
近接スイッチであって、発振回路の発振周波数を３〜30
ＫHzの範囲で選択された一定の周波数とし、金属体の大
きさに応じて金属体に生じる過電流の起電力の大きさに
基づいて、金属片以外の金属体のみを検出することを特
徴とするものである。
工作機械の稼働によって生じる金属片が集積した場合に
はそれらの切屑は多数の導電体小片がある抵抗値で連結
されたものと考えられ、一方検出すべき鉄板やアルミニ
ウム板は小さな抵抗値で一連に繋がっているものであ
る。従って周波数が高い場合は、過電流起電力が大きい
ため金属板と金属片のいずれの場合も過電流が流れ易
い。周波数が低くなれば過電流起電力が小さくなり、金
属板では過電流が流れるが金属片では過電流が流れ難く
なる。従って発振周波数を低くすることによって、金属
体の近接に伴って生じる過電流の大きさによって金属片
と金属板とを識別して検出することができる。第２図は
検出コイルに非磁性体の金属板を接近させた場合の検出
コイルの正規化インピーダンスの変化を示すグラフであ
る。本図において左上点は金属体が近接しておらずリア
クタンスの変化がなく過電流によって生じる抵抗分もな
い状態を示している。この図において金属体を検出コイ
ルに近接させると、コイルＬ１の半径ｒ1と物体までの
距離ｌ1(∞〜０)により定まる正規化距離ｌ1／ｒ1が∞
〜０まで変化する。図中の各曲線はこの正規化距離に対
するリアクタンスと抵抗、即ちコイルの損失の変化を示
すものである。コイル自身のインピーダンスをＺ0＝r0
＋ｊωＬ0，金属体を接近させた場合のコイルのインピ
ーダンスをＺ＝r0＋Δｒ＋ｊωＬとし、縦軸にωＬ／ω
Ｌ0，横軸にΔｒ／ωＬ0をプロットしたものである。そ
してグラフの各点の数字は次式で示される正規化周波数
Ｆを示している。
はそれらの切屑は多数の導電体小片がある抵抗値で連結
されたものと考えられ、一方検出すべき鉄板やアルミニ
ウム板は小さな抵抗値で一連に繋がっているものであ
る。従って周波数が高い場合は、過電流起電力が大きい
ため金属板と金属片のいずれの場合も過電流が流れ易
い。周波数が低くなれば過電流起電力が小さくなり、金
属板では過電流が流れるが金属片では過電流が流れ難く
なる。従って発振周波数を低くすることによって、金属
体の近接に伴って生じる過電流の大きさによって金属片
と金属板とを識別して検出することができる。第２図は
検出コイルに非磁性体の金属板を接近させた場合の検出
コイルの正規化インピーダンスの変化を示すグラフであ
る。本図において左上点は金属体が近接しておらずリア
クタンスの変化がなく過電流によって生じる抵抗分もな
い状態を示している。この図において金属体を検出コイ
ルに近接させると、コイルＬ１の半径ｒ1と物体までの
距離ｌ1(∞〜０)により定まる正規化距離ｌ1／ｒ1が∞
〜０まで変化する。図中の各曲線はこの正規化距離に対
するリアクタンスと抵抗、即ちコイルの損失の変化を示
すものである。コイル自身のインピーダンスをＺ0＝r0
＋ｊωＬ0，金属体を接近させた場合のコイルのインピ
ーダンスをＺ＝r0＋Δｒ＋ｊωＬとし、縦軸にωＬ／ω
Ｌ0，横軸にΔｒ／ωＬ0をプロットしたものである。そ
してグラフの各点の数字は次式で示される正規化周波数
Ｆを示している。
Ｆ＝２πｆμσｒ2……(3) ｆ：コイルに与える周波数 μ：金属の透磁率 σ：金属の導電率 ｒ：コイルの半径 このグラフは非磁性体に対して成り立ち、例えばアルミ
ニウムについては透磁率μ（＝1.257×10-6〔Ｈ／
ｍ〕），導電率σ（＝3.64×107 〔１／Ωｍ〕）及び
コイルの半径（例えば7.5×10-3〔Ｈ／ｍ〕）を代入す
ると、実際の周波数と正規化周波数とは次式の関係が成
り立つ。
ニウムについては透磁率μ（＝1.257×10-6〔Ｈ／
ｍ〕），導電率σ（＝3.64×107 〔１／Ωｍ〕）及び
コイルの半径（例えば7.5×10-3〔Ｈ／ｍ〕）を代入す
ると、実際の周波数と正規化周波数とは次式の関係が成
り立つ。
ｆ＝61.84×Ｆ〔Hz〕 第２図に括弧で示す値はこの式を用いて算出された実際
の周波数を示すものである。
の周波数を示すものである。
前述したように従来の高周波発振型近接スイッチは数百
ＫHz以上の周波数を用いているため正規化周波数も極め
て高い領域、例えば第２図のＡで示す領域が用いられて
いた。この領域は金属の導電率が小さくなると損失分が
大きくなる傾向があり、小さい金属片を検出し易い領域
である。一方正規化周波数を低くした場合には、範囲Ｂ
に示すように金属の導電率が小さくなると損失分が小さ
くなる傾向があり、金属片を検出し難い領域である。本
発明は比較的大きい金属物体の近接に対して抵抗値、即
しコイルの損失分の変化が大きく、金属片に対してはそ
の変化が少なくなる低い周波数の領域を用いるようにし
たものである。尚ここで示した領域Ｂより周波数が低く
なれば後述するように鉄板が近接したときにその近接を
検出することができなくなる。
ＫHz以上の周波数を用いているため正規化周波数も極め
て高い領域、例えば第２図のＡで示す領域が用いられて
いた。この領域は金属の導電率が小さくなると損失分が
大きくなる傾向があり、小さい金属片を検出し易い領域
である。一方正規化周波数を低くした場合には、範囲Ｂ
に示すように金属の導電率が小さくなると損失分が小さ
くなる傾向があり、金属片を検出し難い領域である。本
発明は比較的大きい金属物体の近接に対して抵抗値、即
しコイルの損失分の変化が大きく、金属片に対してはそ
の変化が少なくなる低い周波数の領域を用いるようにし
たものである。尚ここで示した領域Ｂより周波数が低く
なれば後述するように鉄板が近接したときにその近接を
検出することができなくなる。
（作用） このような特徴を有する本発明によれば、高周波発振型
近接スイッチの発振周波数を従来の近接スイッチよりも
大幅に低い３〜30ＫHzの周波数としている。従って板状
の物体が近接すれば過電流が流れて抵抗が変化しこれを
検出することができるが、金属片については過電流があ
まり流れず抵抗値の変化分が少なくなる。
近接スイッチの発振周波数を従来の近接スイッチよりも
大幅に低い３〜30ＫHzの周波数としている。従って板状
の物体が近接すれば過電流が流れて抵抗が変化しこれを
検出することができるが、金属片については過電流があ
まり流れず抵抗値の変化分が少なくなる。
（発明の効果） そのため本発明によれば、鉄やアルミニウム等の板状の
金属検出体に対しては感度を有しこれらの物体の近接を
検出することができるが、これらの物体を切削した切片
や切屑等が近接した場合にはこれらを検出することがな
くなる。従って工作機械と共に近接スイッチを用いる場
合には、工作機械の稼動により生じる金属の切屑に影響
されることがなくなる。そのため本発明による近接スイ
ッチを用いた場合には、制御システムの信頼性を大幅に
向上させることができ、極めて有用である。
金属検出体に対しては感度を有しこれらの物体の近接を
検出することができるが、これらの物体を切削した切片
や切屑等が近接した場合にはこれらを検出することがな
くなる。従って工作機械と共に近接スイッチを用いる場
合には、工作機械の稼動により生じる金属の切屑に影響
されることがなくなる。そのため本発明による近接スイ
ッチを用いた場合には、制御システムの信頼性を大幅に
向上させることができ、極めて有用である。
（実施例の説明） 第１図は本発明の一実施例による交流二線式の高周波発
振型近接スイッチの回路構成を示す図である。本図にお
いて入力端子１１，１２には全波整流用のダイオードブ
リッジＤＢが接続されている。ダイオードブリッジＤＢ
の正極端にスイッチング用のサイリスタＳＣＲとツェナ
ダイオードＺＤ１を有するスイッチング回路１３が接続
される。ツェナダイオードＺＤ１はサイリスタＳＣＲが
導通する場合に各部に一定の電圧を供給するためのもの
であり、それに並列に動作表示用の発光ダイオードＤ１
が接続され、更にダイオードＤ２を介してツェナダイオ
ードＺＤ２及び平滑用コンデンサＣ２から成る定電圧回
路１４が接続される。この近接スイッチは検出コイルＬ
２及びコンデンサＣ３から成る並列共振回路を有するハ
ートレー型の発振回路１５が設けられている。発振回路
１５はコイルＬ２のホットエンドにダイオード接続され
たトランジスタＴr2を介してトランジスタＴr1のベース
を接続し、抵抗Ｒ１と発振コイルＬ２の温度変化を補償
するサーミスタＲ２と抵抗Ｒ３の並列接続体及び抵抗Ｒ
４を介してエミッタをコイルＬ２の中点タップに接続し
て構成される。トランジスタＴr2はトランジスタＴr1の
ベース・エミッタ間の電圧を温度補償するためのトラン
ジスタであって、その発振出力はエミッタより積分回路
１６に与えられる。積分回路１６はコレクタが電源端に
接続されたエミッタに平滑用コンデンサＣ４が接続され
ており、その積分出力は比較回路１７に与えられる。比
較回路１７はトランジスタＴr3のエミッタ電圧を分圧す
る抵抗Ｒ５，Ｒ６とその中点に制御されたトランジスタ
Ｔr4を有しており、積分回路１６の出力に基づいて発振
振幅を弁別する回路である。その出力はトランジスタＴ
r4のコレクタより抵抗Ｒ７を介してサイリスタＳＣＲの
ゲートに与えられている。
振型近接スイッチの回路構成を示す図である。本図にお
いて入力端子１１，１２には全波整流用のダイオードブ
リッジＤＢが接続されている。ダイオードブリッジＤＢ
の正極端にスイッチング用のサイリスタＳＣＲとツェナ
ダイオードＺＤ１を有するスイッチング回路１３が接続
される。ツェナダイオードＺＤ１はサイリスタＳＣＲが
導通する場合に各部に一定の電圧を供給するためのもの
であり、それに並列に動作表示用の発光ダイオードＤ１
が接続され、更にダイオードＤ２を介してツェナダイオ
ードＺＤ２及び平滑用コンデンサＣ２から成る定電圧回
路１４が接続される。この近接スイッチは検出コイルＬ
２及びコンデンサＣ３から成る並列共振回路を有するハ
ートレー型の発振回路１５が設けられている。発振回路
１５はコイルＬ２のホットエンドにダイオード接続され
たトランジスタＴr2を介してトランジスタＴr1のベース
を接続し、抵抗Ｒ１と発振コイルＬ２の温度変化を補償
するサーミスタＲ２と抵抗Ｒ３の並列接続体及び抵抗Ｒ
４を介してエミッタをコイルＬ２の中点タップに接続し
て構成される。トランジスタＴr2はトランジスタＴr1の
ベース・エミッタ間の電圧を温度補償するためのトラン
ジスタであって、その発振出力はエミッタより積分回路
１６に与えられる。積分回路１６はコレクタが電源端に
接続されたエミッタに平滑用コンデンサＣ４が接続され
ており、その積分出力は比較回路１７に与えられる。比
較回路１７はトランジスタＴr3のエミッタ電圧を分圧す
る抵抗Ｒ５，Ｒ６とその中点に制御されたトランジスタ
Ｔr4を有しており、積分回路１６の出力に基づいて発振
振幅を弁別する回路である。その出力はトランジスタＴ
r4のコレクタより抵抗Ｒ７を介してサイリスタＳＣＲの
ゲートに与えられている。
ここで本実施例では既に説明したように低い発振周波数
を選択している。例えば検出コイルＬ２として0.06φの
導線を用いて800Ｔとして検出コイルＬ2aを構成し、並
列接続したコンデンサＣ３の静電容量を例えば0.01μＦ
とする。このとき検出コイルＬ2aのインダクタンスを2.
5×10-2（Ｈ）とすると、発振回路１５の発振周波数ｆ
は10ＫHzとなる。又0.14φの導線を用いて600Ｔとして
構成された検出コイルＬ2bのインダクタンスを3.38×10
-2（Ｈ），共振コンデンサＣ３の静電容量を0.03μＦと
すると、発振周波数は５ＫHzとなる。このように従来の
高周波発振型近接スイッチに用いられる発振周波数より
極めて低い周波数帯を用いる。
を選択している。例えば検出コイルＬ２として0.06φの
導線を用いて800Ｔとして検出コイルＬ2aを構成し、並
列接続したコンデンサＣ３の静電容量を例えば0.01μＦ
とする。このとき検出コイルＬ2aのインダクタンスを2.
5×10-2（Ｈ）とすると、発振回路１５の発振周波数ｆ
は10ＫHzとなる。又0.14φの導線を用いて600Ｔとして
構成された検出コイルＬ2bのインダクタンスを3.38×10
-2（Ｈ），共振コンデンサＣ３の静電容量を0.03μＦと
すると、発振周波数は５ＫHzとなる。このように従来の
高周波発振型近接スイッチに用いられる発振周波数より
極めて低い周波数帯を用いる。
さて次に示す表１，表２は検出対象を鉄板及びアルミニ
ウム板としたときに発振周波数を100Hz〜500ＫHzまで変
化させたときの検出物体の近接に対する検出コイルＬ２
のコンダクタンスｇrの変化を示す表である。又表３は
検出対象をアルミニウムの金属片とし、１mmの間隔でア
ルミニウムの金属片を配置したとき及びアルミニウムの
金属片を密接させたときと５kgの加重で押圧したときの
コンダクタンスｇrの変化を示す表である。尚、これら
の表においてコンダクタンスの単位はジーメンス（Ｓ）
を用いている。
ウム板としたときに発振周波数を100Hz〜500ＫHzまで変
化させたときの検出物体の近接に対する検出コイルＬ２
のコンダクタンスｇrの変化を示す表である。又表３は
検出対象をアルミニウムの金属片とし、１mmの間隔でア
ルミニウムの金属片を配置したとき及びアルミニウムの
金属片を密接させたときと５kgの加重で押圧したときの
コンダクタンスｇrの変化を示す表である。尚、これら
の表においてコンダクタンスの単位はジーメンス（Ｓ）
を用いている。
金属片を検出することなく検出すべき金属体を検出する
ためには、金属片を検出面に押し付けたときの検出コイ
ルのコンダクタンスよりも検出すべき金属体を接近させ
たときの検出コイルのコンダクタンスの方が大きくては
ならない。金属体の接近による検出コイルのコンダクタ
ンスはその接近距離によっても変わるので、横軸に周波
数をとり縦軸に金属体の近接距離をとって上記の条件を
満足する範囲を検出可能の範囲として表すことができ
る。第３図はこの検出可能領域を示すグラフであって、
周波数に対する検出可能距離を示している。曲線Ｃ１は
アルミニウムの金属片を５kgの圧力で押圧したときのコ
ンダクタンスよりも大きなコンダクタンス変化が得られ
る鉄板の検出可能範囲を示す曲線であり、曲線Ｃ２はア
ルミニウム板の検出可能範囲である。曲線Ｄ１及びＤ２
はアルミニウムの金属片を距離０（検出面に積もってい
る状態）としたときのコンダクタンスよりも大きなコン
ダクタンスが得られる鉄板及びアルミニウム板の検出可
能範囲を示す曲線である。ここで曲線Ｃ１は周波数が２
ＫHz以下になると鉄板を接近させたときコイルのインダ
クタンスが増加し、逆にコイルの損失が低下することに
よって検出できなくなる領域が存在していることを表し
ている。従って周波数３ＫHz以上となるように発振回路
１５の周波数を設定する必要がある。一方周波数の上限
としては、アルミニウム板を検出可能とするためには少
なくとも100ＫHz以下である必要があるが、近接スイッ
チとして十分使用できるためには鉄板に対してある程度
以上の検出距離が必要となる。この検出距離を例えば８
mm以上を必要とするものとすると、曲線Ｄ１より発振周
波数は30ＫHz以下である必要がある。従って近接スイッ
チの発振周波数としては３ＫHz〜30ＫHzの範囲、好まし
くは鉄板に対してより大きな検出距離を実現するために
３〜15ＫHzの範囲とする。更にアルミニウムの金属片が
近接スイッチに押付けられても鉄板と誤検出しないよう
にするためには、３〜８ＫHzの周波数の範囲とすること
が好ましい。
ためには、金属片を検出面に押し付けたときの検出コイ
ルのコンダクタンスよりも検出すべき金属体を接近させ
たときの検出コイルのコンダクタンスの方が大きくては
ならない。金属体の接近による検出コイルのコンダクタ
ンスはその接近距離によっても変わるので、横軸に周波
数をとり縦軸に金属体の近接距離をとって上記の条件を
満足する範囲を検出可能の範囲として表すことができ
る。第３図はこの検出可能領域を示すグラフであって、
周波数に対する検出可能距離を示している。曲線Ｃ１は
アルミニウムの金属片を５kgの圧力で押圧したときのコ
ンダクタンスよりも大きなコンダクタンス変化が得られ
る鉄板の検出可能範囲を示す曲線であり、曲線Ｃ２はア
ルミニウム板の検出可能範囲である。曲線Ｄ１及びＤ２
はアルミニウムの金属片を距離０（検出面に積もってい
る状態）としたときのコンダクタンスよりも大きなコン
ダクタンスが得られる鉄板及びアルミニウム板の検出可
能範囲を示す曲線である。ここで曲線Ｃ１は周波数が２
ＫHz以下になると鉄板を接近させたときコイルのインダ
クタンスが増加し、逆にコイルの損失が低下することに
よって検出できなくなる領域が存在していることを表し
ている。従って周波数３ＫHz以上となるように発振回路
１５の周波数を設定する必要がある。一方周波数の上限
としては、アルミニウム板を検出可能とするためには少
なくとも100ＫHz以下である必要があるが、近接スイッ
チとして十分使用できるためには鉄板に対してある程度
以上の検出距離が必要となる。この検出距離を例えば８
mm以上を必要とするものとすると、曲線Ｄ１より発振周
波数は30ＫHz以下である必要がある。従って近接スイッ
チの発振周波数としては３ＫHz〜30ＫHzの範囲、好まし
くは鉄板に対してより大きな検出距離を実現するために
３〜15ＫHzの範囲とする。更にアルミニウムの金属片が
近接スイッチに押付けられても鉄板と誤検出しないよう
にするためには、３〜８ＫHzの周波数の範囲とすること
が好ましい。
このような周波数を選択すれば鉄板及びアルミニウムの
金属板に対しては所定の検出距離で物体の近接を検出す
ることができるが、切屑等アルミニウムの破片等を近接
させた場合には検出することはない。従って本発明によ
る近接スイッチは、検出対象の物体の形状に基づいてそ
の有無を検出することができる近接スイッチとすること
が可能である。
金属板に対しては所定の検出距離で物体の近接を検出す
ることができるが、切屑等アルミニウムの破片等を近接
させた場合には検出することはない。従って本発明によ
る近接スイッチは、検出対象の物体の形状に基づいてそ
の有無を検出することができる近接スイッチとすること
が可能である。
尚ここで示したコイルの定数は一例であって前述した周
波数の範囲を保ちつつできるだけ高いＱが得られるよう
にコイルの巻数，インダクタンスを選択するものとす
る。
波数の範囲を保ちつつできるだけ高いＱが得られるよう
にコイルの巻数，インダクタンスを選択するものとす
る。
本実施例は通常のハートレー型発振回路を用いた近接ス
イッチを示しているが、他の方式の発振回路を用いても
同様の効果が得られることはいうまでもない。
イッチを示しているが、他の方式の発振回路を用いても
同様の効果が得られることはいうまでもない。
第１図は本発明の一実施例による高周波発振型近接スイ
ッチの構成を示す回路図、第２図は検出体に流れる過電
流磁束の周波数軌跡を示すグラフ、第３図は本実施例に
よる検出コイルの周波数とアルミニウムの切屑を押し付
けた場合および接触させた場合の検出コイルのコンダク
タンスを閾値としたときの検出可能距離の変化を示すグ
ラフ、第４図は通常の高周波発振型近接スイッチの構成
を示すブロック図、第５図は周波数に対するコイルのク
オリティファクタ（Ｑ）の変化を示すグラフである。 １３……スイッチング回路 １４……定電圧回路
１５……発振回路 １６……積分回路 １７……比
較回路 Ｌ１，Ｌ２……検出コイル Ｃ１，Ｃ３…
…共振コンデンサ
ッチの構成を示す回路図、第２図は検出体に流れる過電
流磁束の周波数軌跡を示すグラフ、第３図は本実施例に
よる検出コイルの周波数とアルミニウムの切屑を押し付
けた場合および接触させた場合の検出コイルのコンダク
タンスを閾値としたときの検出可能距離の変化を示すグ
ラフ、第４図は通常の高周波発振型近接スイッチの構成
を示すブロック図、第５図は周波数に対するコイルのク
オリティファクタ（Ｑ）の変化を示すグラフである。 １３……スイッチング回路 １４……定電圧回路
１５……発振回路 １６……積分回路 １７……比
較回路 Ｌ１，Ｌ２……検出コイル Ｃ１，Ｃ３…
…共振コンデンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 細谷 正勝 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 立 石電機株式会社内 (72)発明者 中井 日出男 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 立 石電機株式会社内 (56)参考文献 特公 昭44−31012（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (3)
- 【請求項１】発振コイルを有する発振回路と、 前記発振回路から得られる発振出力を検波する検波回路
と、 前記検波回路の出力を所定閾値レベルと比較する比較回
路と、 前記比較回路の比較出力に基づいて物体の近接を検出す
る高周波発振型近接スイッチにおいて、 前記発振回路の発信周波数を３〜30ＫHzの範囲で選択さ
れた一定の周波数とし、金属体の大きさに応じて金属体
に生じる渦電流の起電力の大きさに基づいて、金属片以
外の金属体のみを検出することを特徴とする高周波発振
型近接スイッチ。 - 【請求項２】前記発振回路の発振周波数は３〜15ＫHzの
範囲であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の高周波発振型近接スイッチ。 - 【請求項３】前記発振回路の発振周波数を３〜８ＫHzの
範囲としたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の高周波発振型近接スイッチ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62083350A JPH069336B2 (ja) | 1987-04-03 | 1987-04-03 | 高周波発振型近接スイツチ |
| AT88105410T ATE108586T1 (de) | 1987-04-03 | 1988-04-05 | Näherungsschalter mit schwingkreis. |
| DE3850596T DE3850596T2 (de) | 1987-04-03 | 1988-04-05 | Näherungsschalter mit Schwingkreis. |
| EP88105410A EP0286057B1 (en) | 1987-04-03 | 1988-04-05 | Proximity switch having an oscillation circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62083350A JPH069336B2 (ja) | 1987-04-03 | 1987-04-03 | 高周波発振型近接スイツチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63248220A JPS63248220A (ja) | 1988-10-14 |
| JPH069336B2 true JPH069336B2 (ja) | 1994-02-02 |
Family
ID=13799986
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62083350A Expired - Fee Related JPH069336B2 (ja) | 1987-04-03 | 1987-04-03 | 高周波発振型近接スイツチ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0286057B1 (ja) |
| JP (1) | JPH069336B2 (ja) |
| AT (1) | ATE108586T1 (ja) |
| DE (1) | DE3850596T2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02312316A (ja) * | 1989-05-26 | 1990-12-27 | Omron Corp | 高周波発振型近接スイッチ |
| DE29906448U1 (de) * | 1999-04-12 | 1999-08-12 | Alfons Haar Maschinenbau Gmbh & Co, 22547 Hamburg | Sensor zur berührungslosen Messung der Drehung eines Rotors in einem Flüssigkeitsdurchflußmesser |
| DE102004014572B4 (de) | 2004-03-25 | 2023-06-07 | Cewe Stiftung & Co. Kgaa | Prüfanordnung und Prüfverfahren für Inhaltsprüfung von Fototaschen |
| JP2019121843A (ja) * | 2017-12-28 | 2019-07-22 | アズビル株式会社 | 近接スイッチ及びクランプシステム |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3133456A (en) * | 1960-03-07 | 1964-05-19 | Cross Co | Tool detector |
| FR2302502A1 (fr) * | 1975-02-27 | 1976-09-24 | Telemecanique Electrique | Detecteur de proximite a courant continu du type a deux fils a fonctions travail et/ou repos |
| CH621444A5 (en) * | 1977-08-23 | 1981-01-30 | Baumer Electric Ag | Electronic safety switch which works without contact |
| DE3009679A1 (de) * | 1980-03-11 | 1981-09-24 | Elmeg Elektro-Mechanik Gmbh, 3150 Peine | Verfahren zur unterscheidung von fahrzeugen unterschiedlicher bauart im strassenverkehr |
| ZA834105B (en) * | 1982-06-11 | 1984-02-29 | Square D Co | Proximity switch circuit |
| GB2138613B (en) * | 1983-03-16 | 1986-04-30 | Sarasota Automation | Inductive loop sensor |
-
1987
- 1987-04-03 JP JP62083350A patent/JPH069336B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1988
- 1988-04-05 EP EP88105410A patent/EP0286057B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-04-05 AT AT88105410T patent/ATE108586T1/de active
- 1988-04-05 DE DE3850596T patent/DE3850596T2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3850596T2 (de) | 1995-03-23 |
| EP0286057A2 (en) | 1988-10-12 |
| DE3850596D1 (de) | 1994-08-18 |
| ATE108586T1 (de) | 1994-07-15 |
| JPS63248220A (ja) | 1988-10-14 |
| EP0286057B1 (en) | 1994-07-13 |
| EP0286057A3 (en) | 1990-08-08 |
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