JPS62611B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はIC回路で構成するのに適した高周
波発振形の近接スイツチに関する。

一般に近接スイツチでは検出動作の安定性を増
し、かつ雑音やサージなどで誤動作しないように
動作距離（検出動作する近接体と検出コイルとの
距離）に10％程度の応差を設けるようにしてい
る。すなわち、例えば近接体が検出コイルに近づ
いてきてその距離が５mmになつたとき検出信号が
生じ、さらに近接体が近づき再び離れて行く場合
には、その距離が5.5mmにならなければ検出信号
が停止しないと云う様に構成している。

IC回路により構成された従来の高周波発振形
の近接スイツチは第１図に示す様に構成されてい
る（第１図の２点鎖線内がIC回路に含まれる）
第１図において検出コイル２とコンデンサ３とで
並列共振回路が構成されており、この並列共振回
路には電流源４２から一定の電流I₀が与えられて
いて電圧e₀が生じているものとする。この電圧e₀
はレベルシフト回路４３により電圧e₁にシフトさ
れ、トランジスタ４１のベースに加えられる。ト
ランジスタ４１は増巾器を構成しており、エミツ
タは電流調整抵抗Ｒ_eが接続されている。このト
ランジスタ４１のコレクタに流れる電流I₁は電流
帰還回路４４により検出されてI₁に対して所定の
比率の電流I₂（例えばI₂＝I₁）が前記並列共振回路
に電流帰還される。このように並列共振回路、増
巾器、電流帰還回路により発振器４が形成されて
いる。この発振器４の出力は第１の電圧比較器５
に送られ、この比較器５の出力は積分回路６を経
て第２の電圧比較器７に送られる。この比較器７
の出力は、出力回路８を経て検出信号として出力
される。なお９は電源回路である。

この第１図において近接体（金属等）１が検出
コイル２に接近していない状態では、発振器４は
発振しており、その発振振巾は十分大きなものと
なつており、検出信号が生じないよう第１、第２
の電圧比較器５，７における比較レベルが設定し
てある。近接体１が検出コイル２に近づくと、主
に検出コイル２のうず電流損の増大により並列共
振回路の損失が増大して発振振巾は小さくなり発
振停止する。すると出力回路８より検出信号が生
じる。

このようにして近接体１の検出動作が行なわれ
るが電流調整抵抗Ｒ_eを大きくすると、トランジ
スタ４１による増巾器の出力電流I₁が小さくな
り、これに伴つて帰還電流I₂も小さくなるので検
出コイル２における損失の増大が少しでも生じる
と、ただちに発振停止する。抵抗Ｒ_eを逆に小さ
くすれば検出コイル２の損失が相当大きくても発
振は停止することがない。この抵抗Ｒ_eと動作距
離との間係は、グラフで示せば第２図のようにな
る。

そこで第１図に示す様に電流調整抵抗Ｒ_eを２
つに分けて２点鎖線で囲まれたIC回路の端子４
ａ，４ｂ及びOVの間に接続し、検出信号が生じ
たときにはトランジスタをオフとして抵抗Ｒ_eの
値を抵抗Ｒ_e1とし、検出信号が生じていない時に
トランジスタをオンにして一方の抵抗を短絡して
抵抗Ｒ_eの値をＲ_e1（Ｒ_e1＜Ｒ_e2）となるようにし
ておく。すると第３図に示す様に発振振巾の検出
レベルをＬ（このレベルＬより下つたとき検出信
号が生じる）として、最初近接体１が遠くから近
づいてくる場合には、動作距離D₁になつたとき
検出信号が生じ、その後遠ざかつて行く場合には
動作距離D₂（D₁＜D₂）より遠ざかつた時に検出信
号が停止するよう動作距離に応差を設けることが
できる。

従来のものでは、このように電流調整抵抗Ｒ_e
を変えることにより動作距離に応差を設ける構成
としているが、電流調整抵抗Ｒ_eの値自体は、
色々な種類の検出コイルやあるいは同一種類の検
出コイルでも、そのばらつきに応じて個々の検出
コイルに合わせる必要がある。又、こうして定め
られた抵抗Ｒ_eの値に対し動作距離にして10％程
度の応差を持たせるために必要な抵抗Ｒ_eの変化
率に基づいて抵抗Ｒ_eを構成する２つの抵抗の値
及びその比を定めなければならない。このように
従来の（第１図で示す）回路構成では、個々の検
出コイルに合わせて電流調整抵抗Ｒ_eを構成する
２つの抵抗の値を調整していく作業が極めて煩雑
なものとなつている。

本発明は上述の調整作業の煩雑さを解消し、１
個の電流調整抵抗を接続すれば良いようにして、
この抵抗の値だけを個々の検出コイルに合わせて
調整する作業だけで済ませることができ、かつ
IC回路の外部接続端子数を減らして作業効率を
高めるようにした近接スイツチを提供することを
目的とする。

以下、本発明の一実施例について第４図を参照
しながら説明する。第４図の発振器４では抵抗５
１とトランジスタ６３，６４とでなる電流ミラー
回路により電流I₂を帰環させるための帰還回路が
構成されている。そしてトランジスタ４１のコレ
クタ電流I₁を分流させるためのトランジスタ６
１、ダイオード６２及び抵抗５２でなる分流回路
が形成されている。このトランジスタ６１は検出
信号が生じたときにオンするようになつている。

帰還電流I₂は前記の電流ミラー回路により、抵
抗５１に流れる電流I₁₁とほぼ等しくなる。この
電流I₁₁はトランジスタ６１がオフのときには、
トランジスタ４１のコレクタ電流I₁に等しい。し
たがつて検出信号が生じていない時の帰還電流I₂
は I₂＝I₁ である。トランジスタ６１がオンのときは、 I₁＝I₁₁＋I₁₂ であり抵抗５１，５２の値をR₁，R₂とすると I₁₁×R₁＝I₁₂×R₂ となる。このときには I₂＝I₁₁ となつている。すなわち検出信号が生じていない
ときには、帰還電流はI₁であり、検出信号が生じ
ているときはI₁₁となる。ここで Ｉ／Ｉ_１１＝Ｉ_１１＋Ｉ_１２／Ｉ_１１＝１＋Ｒ
_１／Ｒ_２ であるから、トランジスタ６１のオン、オフによ
つて抵抗５１，５２の比率Ｒ_１／Ｒ_２だけ帰還電流が変 化することがわかる。動作距離で10％程度の変化
は帰還電流に換算するとほとんどの場合（どのよ
うな検出コイルでも）数％の変化に相当する。し
たがつて抵抗５１，５２の値を適当に定めておく
ことにより、帰還電流を検出信号の有無に応じて
数％増減させ10％程度の応差を持たせることが可
能となる。

なおダイオード６２は、トランジスタ６３のエ
ミツタ・ベース間電圧を補償するため挿入されて
いるが、電源電圧Ｖ_ccが大きな場合には省略する
こともできる。又、抵抗５１，５２のそれぞれの
値は種々の検出コイルに対する抵抗Ｒ_eの下限値
よりも、かなり小さく設定しておけば、交流ダイ
ナミツクレンジが小さくなることを防止でき発振
器４から大きな振巾の発振出力を得ることができ
る。

さらに、この第４図の回路は電源電圧Ｖ_ccの正
負を逆にし、NPNトランジスタとPNPトランジ
スタを相互に置換した双対回路としても構成でき
るものである。さらに電流ミラー回路は Ｉ_２／Ｉ_１１≒１ としているが、この電流の比率は特にこれだけに
限定されるわけでない。

この発明によれば、被検出物体の検出に応じて
スイツチングするスイツチング素子を設け、発振
器を構成する増幅器の出力信号の一部を分流させ
て電流ミラー回路の入力信号を変え、並列共振回
路への帰還電流を変えるよう構成し、検出動作に
ヒステリシスを持たせたので、個々の検出コイル
の特性に合わせて選択された１個の電流調整抵抗
を接続するだけで済み、従来のように、検出コイ
ルの特性に合わせて２個の抵抗の値を調整し、こ
れらを接続するなどの煩わしさを解消することが
でき、検出距離に応差を持たすことが簡単にでき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す回路図、第２図は第１図
の電流調整抵抗Ｒ_eと動作距離との関係を示すグ
ラフ、第３図は抵抗Ｒ_eの値を変えたときの動作
距離と発振振巾との関係を表わすグラフ、第４図
は本発明の一実施例を示す回路図である。 １……近接体、２……検出コイル、４……発振
器、５，７……電圧比較器、６……積分回路、８
……出力回路、９……電源回路、Ｒ_e……電流調
整抵抗。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 検出コイルとコンデンサとの並列共振回路を
   含んで発振器を構成し、この発振器の発振振幅の
   変化を検出して検出信号を得る近接スイツチにお
   いて、前記発振器は、前記並列共振回路の出力を
   増幅する増幅器と、この増幅器の出力信号が入力
   されこの入力信号に対応する信号を前記並列共振
   回路に電流帰還する電流ミラー回路と、この電流
   ミラー回路に並列接続されて前記増幅器の出力信
   号の一部を分流させることにより前記電流ミラー
   回路の入力信号を変える、前記検出信号に応じて
   スイツチングするスイツチング素子を含む分流回
   路とからなることを特徴とする近接スイツチ。