JPS601481Y2 - 三軸方向を検出する近接スイツチ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、高周波発振型近接スイッチに関するもので、
特に２つの発振用検出コイルを用いた配置の仕方で近接
体の接近を三軸方向で検出する近接スイッチに関する。

制御機器等に使用される産業用近接スイッチには、光の
性質を利用した光電型、発振周波数の変化を利用した高
周波発振型、磁界の性質を利用した磁気型等、種々の近
接スイッチが開発されている。

高周波発振型近接スイッチについて第１図を参照して簡
単に説明する、金属体等の近接体１が電気特性が変化す
る検出部２に接近すると、インダクタンス等で構成した
検出部２の電気特性の変化に基づいて発振器３の発振状
態に変化を引き起す。

そして、発振器３の高周波発振出力を検出しやすい出力
に変換する変換装置４で直流出力に変換する。

この変換装置４からの直流出力が弁別装置５の弁別レベ
ルに到達すると該弁別装置５の出力端に動作信号が発生
して出力部６の機器を作動させ、近接体１の接近が検出
さる。

検出部に使用される検出コイルを発振回路の素子として
使用する場合は、近接体の接近により近接スイッチの応
答動作の相関関係を密にするために検出部の発振用検出
コイルの結合面が対向して配置され、これらの対向発振
用検出コイル間の空間に近接体を出入させる溝形のもの
が使用されるに至っている。

第２図に示すように、このような従来の溝形の近接スイ
ッチでは、発振用検出コイル２１の結合面２２が対向し
て配置されているので、近接スイッチの検出できる近接
体の運動方向は一平面方向の近接、すなわちＸ−２方向
に限定され、Ｙ方向の近接体の運動は検出されなかった
。

また、高周波発振型近接スイッチを距離的に連続して使
用するには、隣接する高周波発振器からの発振の影響を
受けない範囲まで離して使用しなければならないという
欠点があった。

本考案は、高周波発振型近接スイッチの検出範囲が三軸
方向にまで及び、距離的に連続使用可能な近接スイッチ
を提供するものである。

以下本考案の実施例について図面を参照して説明する。

第３図は、本考案に係る発振用検出コイルの配置状態を
示す図で、支持体３１には溝３２が設けられ、金属等の
近接体が該溝３２に接近または挿入される、発振用検出
コイル３３．３４は、該溝３２を隔てて、支持体３１に
配置されるが、該発振用検出コイル３３．３４の主軸は
ともに同一平面上にあり、その結合面３５は、第３図の
ように相互に斜めに対向して設定され、上記両コイル間
に分布する磁力線４１が、溝３２の出入口外側にふくら
んで分布できるようにしである。

これによって、この近接スイッチは、近接体が溝３２内
においてＸ、ｚ方向に移動するのを検知することができ
る他に、該近接体が溝３２の出入口外側に近接して、該
溝の出入口外側をＹ方向に移動するのが検知できる。

また、発振用検出コイル３３．３４は、結合面を除き透
磁率が小さく、かつ導電率が大きい金属ケースでケーシ
ングすれば、他からの影響を受けずに作動させることが
できる。

第４図は通常の高周波発振回路であってハートレー発振
回路を例示してあり、トランジスタ３６のベースに発振
回路の安定度を増すためのコンデンサ３７が発振用検出
コイル３３．３４とコンデンサ３８とからなるタンク回
路に直列に接続され、そして接地されている。

トランジスタ３６のコレクタは抵抗３９を介して電源の
陽極に接続される一方、ベース間にバイアスのための抵
抗４０が挿入される。

発振用検出コイル３３と３４の接続点には、トランジス
タ３６のエミッタが直接接続される。

このようなハートレー発振回路の発振周波数を安定させ
るためのりアクタンスとしてのコンデンサ３７には、温
度補償用セラミックコンデンサを用いる。

また、上記近接スイッチを複数組接近させて使用する場
合、発振用検出コイル３３．３４相互の磁力線４１は、
溝３２内と該溝の出入口外側部分にのみ分布しているの
で、隣接される他の近接スイッチ相互間の干渉が生じな
い。

一方、この場合における各近接スイッチの高周波発振周
波数は、各発振回路の発振周波数が整数比を構成しない
周波数に設定しておけば、隣接する近接スイッチの開閉
時の影響を、他の近接スイッチが受けることがない。

発振用検出コイル３３．３４の主軸は同一平面上にあり
、その結合面３５は相互に斜めに対向して設定されてい
るから、第３図に示すように磁力線４１は溝３２の出入
口を越えて広がっている。

発振用検出コイルの結合面３５が相対向して配置された
磁力線の分布を考えれば明らかである。

なお、この近接スイッチで用いる発振回路は、通常共振
状態にある。

発振回路において、共振周波数は、コイルのインダクタ
ンスとコンデンサの容量とにより定まり、コイルの自己
インダクタンスは、該コイルの巻数と、このコイル自身
を鎖交する磁束およびこのコイルに流れる電流とによっ
て定まる。

よって、溝３２の出入口外側に存在している磁界内に近
接体が接近して、これが図示Ｙ方向に移動すると、磁力
線４１に変化が生じ、近接体にさえぎられて発振用検出
コイル３３．３４を鎖交する磁束が一般的に減衰し、該
コイルの自己インダクタンス・相互インダクタンスが低
下する。

このため、前記発振回路において、発振周波数が変化（
たとえば、発振が停止。

）し、トランジスタ３６に流れる電流が変化するので、
この変化を最終的に弁別装置によって検出し、出力の開
閉を行うことができる。

なお、上記動作は、回路定数の設定の条件や、使用する
回路によっては、変化の態様が異なる場合があるのは当
然である。

トランジスタ発振回路で問題となるのは、検出用コイル
を兼ねるタンク回路の並列負荷として加わる入力インピ
ーダンスのために回路のＱが下がって安定度を低下させ
ること、及び周囲条件で変わる電気的緒定数の変化が発
振周波数に影響を与えることである。

この発振器の周波数安定のためにタンク回路に直列にコ
ンデンサ３７が接続されるが、これには温度補償用セラ
ミックコンデンサを使用すればよい、この処置は、次に
示す説明の場合に、特に有効である。

微小金属の近接体を検出するには、２つの発振用検出コ
イルによる動作領域を狭くすることを要する。

動作領域を狭くすると発振回路の発振状態が不安定とな
るので、２つの発振用検出コイルの間隔を増大させるこ
とにより動作領域の狭小を図り、微小金属の近接検出が
可能となる。

なお、微小金属の近接体が高速度で接近し、通過する場
合は弁別回路の後に単安定マルチバイブレータを用い出
力部を作動させる処置が採られる。

以上説明したように２つの発振用検出コイルの主軸が同
一平面上にあり、その結合面が相互に斜めに対向して配
置することにより、平面的な近接体の運動方向に限られ
ていた検出範囲が三軸方向の範囲に、簡単な構造で、し
かも、従来例に同じ部品を用いて、的確に拡大できる。

また、発振器の発振周波数比を非整数比とする周波数を
用いることにより、複数の連続する近接スイッチが使用
でき、従って空間的に密接使用配置が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は近接スイッチのブロック図、第２図は従来の発
振用検出コイルの配置状況図、第３図は本考案の発振用
検出コイルの配置状況図、第４図は発振回路図である。 ３３．３４・・・・・・発振用検出コイル、台面。 ３５・・・・・・結

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 検出コイルを発振回路の素子として使用し、近接体の近
   接により発振特性が変化することを利用した高周波発振
   型近接スインにおいて、近接体を検出する２つの発振用
   検出コイルの主軸が同一面上にあり、該発振用検出コイ
   ルの結合面が相互に斜めに対向して配置されたことを特
   徴とする三軸方向を検出する近接スイッチ。