JPH042022A - 近接スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高周波発振形の近接スイッチに関する。

〔従来の技術〕

第９図に高周波発振形近接スイッチ（以下単に近接スイ
ッチと称する）の−船釣な構成を示す。

図において、円筒状の支持金具１の一方の側の円周には
有底円筒状のコイルケース２が嵌含されている。コイル
ケース２の底部には検出ヘッド３が装着されており、検
圧ヘッド３にはプリント基板４が接続されている。プリ
ント基板４には複数個の電子部品５とＬＥＤ６とが実装
されている。

また、支持金具１のコイルケース２と反対側の円周には
コードクランプ部材７が嵌含されていて。

プリント基板４に接続された複数本のリード線８を収束
するケーブル９を支持している。コードクランプ部材７
のＬＥＤ６に対向する位置には、ＬＥＤ６から発する光
を外部へ投光するための窓部１ｏが設けられている。そ
して支持部材１、コイルケース２及びコードクランプ部
材７によって囲まれた内部には、透明な合成梗脂１１が
充填されている。さらに支持金具１の外周は取付は用金
属部材１２に取り付けられている。

検圧ヘッド３は従来は第１０図及び第１１図に示すよう
に、フェライトなどの強磁性材料を用いてほぼ円板状に
形成されたコア１３と、第９図に示すコイル１４とから
なっていた。コア１３の一方の面には円環状の溝部１５
が同心上に形成されており、溝部１５内において中心の
突呂部１６の外周にコイル１４が巻回されている。また
コア１３の外周には中心に対して対象の位置に軸方向に
貫通した切込部１７が形成されている。そしてコア１３
は１種類の材料によって作られているので。

コア１３の透磁率はどの部分でもほぼ同一である。

上記のように構成された近接スイッチにおいて、検出ヘ
ッド３に図示しない検出体が接近すると、コイル１４の
コンダクタンスが増加し、プリント基板４上に設けられ
た発振回路との発振条件がくずれて発振が停止する。こ
の発振状態が停止状態かを検知することにより検出体の
有無を検出する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら従来の検出ヘッドに用いられていたコアは
、フェライト等の単一の磁性体材料を用いてつくられた
ものを用いていたため、第１２図に示すように検出面以
外の面Ａ、Ｂ、Ｃから漏洩磁束が発生する。

この漏洩磁束が第９図に示す支持金具１や金属部材１２
を貫くことにより渦電流が発生し、これがコイル１４に
損失を与える。この損失により検出ヘッド３の感度が低
下し、近接スイッチの高感度化の妨げになるという問題
があった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、漏洩磁
束を吸収して高感度化を図ることのできる近接スイッチ
を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の近接スイッチは、コイルが巻回されたコアから
なり、高周波で発振する検出ヘッドを有する近接スイッ
チにおいて、コアを複数種類の磁性体材料を用いて多相
構造としたことを特徴とする。

〔作用〕

上記構成の近接スイッチにおいては、複素比透磁率の周
波数特性の異なる複数種類の磁性体材料を用いて、多相
構造のコアを形成することにより、不必要な方向への磁
束分布を少なくする層と、不必要な方向への磁束を吸収
して磁気エネルギを熱エネルギに変換する層とを設ける
ことができる。

この結果、漏洩磁束を吸収することができ、近接スイッ
チの高感度化を計ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明に係る近接スイッチの一実施例を図面を参
照して説明する。

第１図乃至第３図に本発明の一実施例による検出ヘッド
２０を示す。なお、検出ヘッド２０の形状及び構成、な
らびに近接スイッチの各部の構成は第１１図乃至第１３
図に示す従来の場合と同様であるので、従来の場合と対
応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適
宜省略する。

本実施例の特徴は、コア１３の検出面２１に対して反対
側の端面及び外周面に、コア１３の本体を形成する第１
の磁性体材料と異なる材質の第２の磁性体材料により被
膜２２を積層して形成した点にある。

第１及び第２の磁性体材料は一般的にはともにフェライ
トなどが用いられている。

次に本実施例の作用を説明する。

一般に比透磁率μは複素数であり、下記の式％式％ ここで実数部μ′は一般に比透磁率として扱っている部
分であり、虚数部μ′は損゛失を表す。この虚数部μ′
が大きければ磁界の損失が大きく、μ″−〇であれば無
損失である。

この複素透磁率μ′、μ′は周波数に依存しており、第
４図に示すような特性を持っている。

一方、近接スイッチは検出ヘッド２０に設けられたコイ
ル１４のインダクタンスと、発振回路に設けられた共振
コンデンサの容量とによって決定された一定の周波数で
発振している。前記第１の磁性体材料はこの発振周波数
において、比透磁率μ、の実数部μｍ′が大きくて虚数
部μ、′が小さい特性を有している。また前記第２の磁
性体材料はμ２＃が大きい特性を有している。これらの
２種類の磁性体材料を組み合わせて第１図に示すような
検出ヘッド２０を構成することにより、コア１３の検出
面２１以外の面からの漏洩磁束を吸収することができる
。このとき吸収された漏洩磁束の磁気エネルギは虚数部
μ２′の損失分により熱エネルギに変換される。

なお、第１及び第２の磁性体材料は上記特性を満足して
いれば、特に材質は規定しない。

ここで、前述したように検出ヘッド２０に検出体が接近
すると、コイル１４のコンダクタンスｇが増加し１発振
が停止する。この発振回路の発振状態、停止状態はコイ
ル１４のコンダクタンスｇの値により変化する。従って
検出距離によるコンダクタンスｇの変化が大きい程、周
囲の金属やノイズなどの外乱に対して安定した検出がで
きる。

例えば第５図に示すように、検出距離氾を破線で示す位
置に設定した場合、検出距離Ｑとコンダクタンスｇとの
関係が、周囲に金属がない場合のように曲Ｍａで示す特
性を有する場合には、ρの近辺で十分なｇの変化が得ら
れるので、安定した検出が行える。しかし周囲に金属が
あると特性が曲線すで示すようになり、Ｑの近辺でほと
んどｇの変化が得られない。このため検出体の接近の検
出が不可能となる。

しかし本実施例の検出ヘッド２０を用いると。

漏洩磁束がほとんどなくなるので周囲の金属の影響を受
けなくなる。従って周囲に金属があってもコンダクタン
スｇの特性曲線がａに近くなり、高感度となり、しかも
検出距離Ｑを長くすることができる。

また、第９図に示すように、支持金具１が取付用金属部
材１２に取り付けられている場合などのように外側に金
属が存在した場合には、第５図に示すＱ−ｇ曲線がその
金属の影響で変化する。この変化を第５図における点線
で示している。この変化が検圧可能な距離の変化となっ
て表われる。

このときコイル１４がら発生する交流磁界は第６図に示
すように金属部材１２と交鎖し、金属部材１２の表面に
うず電流を発生させる。このうず電流によってコイル１
４がら発生する交流磁界を打ち消す方向に新しい磁界が
発生する。

この新しい磁界によってコイル１４がら発生する磁界が
減少するため、コイル１４は見かけ上の損失を受ける。

すなわちコンダクタンスｇが増加する。

しかしながら本実施例では、第７図に示すように第１の
磁性体材料で形成されたコア本体１３の外周に、第２の
磁性体材料で被膜２２を積層して形成しであるので、コ
ア１３の側面から漏れる漏洩磁束は被Ｍ２２に吸収され
る。この結果金属部材１２と交鎖する磁束がなくなり、
金属部材１２の表面にうず電流は発生せず、コイル１４
のコンダクタンスｇは増加しない。

本実施例によれば、支持金具１．金属部材１２またはコ
ア１３に設けられたノイズ対策のための図示しないシー
ルド部材などの影響を受けないため、検出ヘッド３の感
度は低下せず、高感度化が図れる。

また、取付は用金具部材１２の材質による影響を受ける
ことなく、常に安定した検出距＃ＩＱを得ることができ
る。

さらに、支持金具１の材料を磁気シールド効果の高い金
属に限定する必要がなく、取付は用金具部材１２に取り
付けるときの締付は強度を向上することができる。

しかも、外部からの磁気ノイズも吸収するため。

ノイズ耐量を向上することもできる。

第８図に本発明の他の実施例を示す。図において、第１
図に示す実施例と対応する部分には同一の符号を付して
あり、その説明は適宜省略する。

本実施例では、第１の磁性体材料で形成されたコア１３
の外周を第２の磁性体材料で形成された被膜２２で被覆
し、さらにその表面を金属被膜または金属板３ｏで被覆
した。

本実施例によれば、被膜２２で吸収しきなかった漏洩磁
束を金属被膜または金属板３ｏとの境界面で反射させる
ので、さらに漏洩磁束密度を減少させることができる。

上記各実施例では断面がＥ形のコア１３を用いた場合に
ついて説明したが、コア１３の形状はＥ形に限定される
ものではなく、例えばＴ形コアであってもよい。

また上記各実施例では２種類または３種類の磁性体材料
を積層してコアを形成した場合について説明したが、磁
性体材料の種類数及び積層数はこれらに限定されない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の近接スイッチによれば、
コアを複数種類の磁性体材料を用いて多層構造としたの
で、漏洩磁束を吸収して高感度化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第８図は本発明の近接スイッチの一実施例の
コアの構造を示す縦断面図、第２図及び第３図はそれぞ
れ前記コアを２方向から見た斜視図、第４図はコアの複
素透磁率と周波数との関係を示す８図、第５図は検出体
の距離とコアのコンダクタンスとの関係を示す線図、第
６図及び第７図は本実施例の作用を説明する縦断面図、
第９図は近接スイッチの一般的な構成を示す縦断面図、
第１０図及び第１１図はそれぞれ従来のコアを２方向か
ら見た斜視図、第１２図は従来のコアを用いたコイルの
磁束分布の一例を説明する線図である。 １３・・・コア、１４・・・コイル、２０・・・検出ヘ
ッド。 特許出願人　オムロン計算機株式会社 代理人　　弁理士　　稲　　本　　義　　雄第４ 図 第２ 第８ 図 第９ 図 第１０図 第 図 第１２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. コイルが巻回されたコアからなり、高周波で発振する検
   出ヘッドを有する近接スイッチにおいて、前記コアを複
   数種類の磁性体材料を用いて多層構造としたことを特徴
   とする近接スイッチ。