JPH0425217A - 高周波発振型近接スイッチ - 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、高周波発振型近接スイッチに関する。

（従来の技術） 第２図は、従来例のこの種の近接スイッチの概略化回路
ブロック図である。

同図において、２は発振回路、４はスイッチ出力処理回
路である。発振回路２は、コルピッツ型とかハートレー
型の発振回路であって、検出部２ａ、および発振回路本
体２ｂから構成されている。

検出部２ａは、フェライトコアＦＣに発振コイルＨＣを
取り付けてなるものである。発振回路本体２ｂは、発振
回路２の他の回路部分を構成するものである。

検出部２ａにおける発振コイルＨＣの漏洩磁場に検出対
象物である金属が、接近していないときは該漏洩磁場に
変化がなく、発振回路２は、そのときの発振コイルＨＣ
のコンダクタンスによって発振条件が成立して発振状態
となる。一方、発振コイルＨＣの漏洩磁場に該金属が接
近したときは該漏洩磁場によって金属に渦電流損が発生
し、これによって発振コイルＨＣのコンダクタンスが増
大し、これによって発振回路２は発振条件が不成立とな
って発振停止状態となる。

スイッチ出力処理回路４は、検波回路４ａ、シュミット
トリガ回路４ｂ、および出力回路４Ｃから構成されてい
るものであって、発振回路２からの発振周波数出力を検
波回路４ａによって検波し、発振回路２が発振状態にあ
るときの検波出力と、発振持続状態にあるときの検波出
力とを、あるしきい値を持ったシュミットトリガ回路４
ｂで弁別し、この弁別出力を出力回路４Ｃからスイッチ
オフ信号（金属が非接近状態のため発振回路２が発振持
続状態にあるときの信号）として、またはスイッチオン
信号（金属が接近状態のため発振回路２が発振停止状態
にあるときの信号）として出力するようになっている。

上記動作をさらに詳しく説明する。

まず、発振コイルＨＣ自体のインダクタンスを１１％フ
ェライトコアＦ’Ｃの見掛は上の透磁率をμａｐｐとす
ると、検出部２ａの全体のインダクタンスしは、次式■
であられされる。

Ｌ−μａｐｐＬ＋　　・・・・・・■ 発振回路２の発振周波数ｆは、当該発振回路２の発振容
量をＣとすると、前記式■から次式■であられされる。

ｆ＝１／２πＦ下 ＝１／２πｂＴ丁「「ズ　・・・・・・■また、発振コ
イルＨＣのコンダクタンスｇＱは、次式■であられされ
る。

ｓｌ！＝１／２πｆＬＱ ＝１／２ｙｒｆ　ｕａ　Ｉ）　ｐＬ＋Ｑ　　−■ただし
、Ｑは発振回路２のキュー値である。

さらに、発振回路２の負性コンダクタンスをｇｉ　とす
ると、発振回路２は次式〇が成立するきに発振する。

ｇ１２＋（−ｇｉ）≦０　　・・・・■このような関係
式において、金属が発振コイルＨＣに非接近状態と接近
状態にあるときについて第３図を参照して説明する。第
３図において、横軸は発振回路２の発振周波数「を示し
、縦軸は発振コイルＨＣのコンダクタンスｇＱを示して
いる。

まず、発振コイルＨＣに金属が非接近状態にあるときは
、発振コイルＨＣのコンダクタンスｇＱの周波数特性は
Ｉになっている。そして、この場合の発振回路２の発振
周波数が１１であると、第３図に示すように、発振コイ
ルＨＣのコンダクタンスｇＱは負性コンダクタンス−ｇ
ｉよりも絶対値で小さくなって、前記式■の発振条件が
成立し、発振回路２は発振状態にある。その結果、スイ
ッチ出力処理回路４からは、金属が近接していないこと
を示すスイッチオフ信号が出力されることになる。

これに対して、発振コイルＨＣに金属が接近すると、発
振コイルＨＣのコンダクタンスｇＱが増大して、そのコ
ンダクタンスの特性は■になる。

ここで、式■から明らかなように、発振回路２の発振周
波数はｆｌのままであるから、結局、発振コイルＨＣは
コンダクタンスがその発振周波数ｆｌにおいてはΔｇｅ
分だけ増大することになる結果、前記式■の発振条件が
不成立となって発振回路２の発振が停止し、スイッチ出
力処理回路４からは金属が近接していることを示すスイ
ッチオン信号が出力されることになる。

このようにして、従来例の近接スイッチでは、金属の近
接状態を検知することができる。

（発明が解決しようとする課題） ところで、この近接スイッチにおいては、検出部２ａの
フェライトコアＦＣに検出対象物である金属ではなく、
例えば磁石のような直流磁界が与えられると、そのフェ
ライトコアＦＣの見掛は上の透磁率μａｐｐが徐々に低
下し、例えばμａｐｐ′（〈μａｐｐ）となる。そうす
ると、式■から明らかなように、発振回路２の発振周波
数ｆ１が次式■であられされるようにｆｌ’にまで上昇
する。

ｆ　１’　＝１／２ｔｒ　４ａｐｐ’　Ｌ＋ｃ　＋＋＋
■また、式■から明らかなように発振コイルＨＣのコン
ダクタンスｇＱも増大してその特性は第３図の■のよう
になる。

そして、その発振周波数ｆｌ’での発振コイルＨＣのコ
ンダクタンスｇ　（１’は次式■で与えられることにな
る。

ｇ　１２’−￥１／２πｆ　１’　μａｐＩ）’　Ｌ＋
Ｑ・・・■ その結果、第３図に示される発振コイルＨＣのコンダク
タンスの増大分Δｇρ′によって、発振条件の成立式で
ある式■が成立できなくなって、発振回路２は発振停止
状態となってしまう。

このような発振停止は、金属の近接を検知する近接スイ
ッチとしては誤動作となるからたいへん不都合なことで
ある。

したがって、本発明においては、直流磁界が検出部に印
加されても誤動作することのないようにすることを目的
としている。

（課題を解決するための手段） このような目的を達成するために、本発明の高周波発振
型近接スイッチにおいては、発振回路、スイッチ出力処
理回路、および誤動作防止回路を有しており、発振回路
は、フェライトコアに発振コイルを取り付けてなる検出
部を有しており、かつ、発振コイルの漏洩磁場に金属が
接近していないときの該発振コイルのコンダクタンスに
よって発振条件が成立して発振状態にある一方、前記漏
洩磁場に金属が接近しているときの該発振コイルのコン
ダクタンスの増大によって前記発振条件が不成立となっ
て発振停止状態になるものであり、スイッチ出力処理回
路は、発振状態にある該発振回路出力に応答してスイッ
チオフ信号を出力し、発振停止状態にある該発振回路出
力に応答してスイッチオン信号を出力するものであり、
誤動作防止回路は、前記発振回路の発振周波数の上昇を
検出するものであり、かつ、該発振周波数が所定値以上
に上昇したときの検出に基づきスイッチ出力処理回路に
対して前記スイッチオン信号の出力を禁止するものであ
ることを特徴としている。

（作用） 発振コイルの漏洩磁場に金属が接近していないときは、
該発振コイルのコンダクタンスによって発振条件が成立
して発振回路は、発振状態にある。

この発振状態にある発振回路出力に応答して、スイッチ
出力処理回路はスイッチオフ信号を出力している。

また、発振コイルの漏洩磁場に金属が接近しているとき
は、該発振コイルのコンダクタンスが増大し、これによ
って、発振条件が不成立となって発振回路は発振停止状
態となる。この発振停止状態にある発振回路出力に応答
してスイッチ出力処理回路は、スイッチオン信号を出力
する。

一方、検出部のフェライトコアに直流磁界が印加される
と、発振回路の発振周波数が上昇するが、この発振周波
数の上昇が所定値になったことが、誤動作防止回路で検
出されると、誤動作防止回路は、スイッチ出力処理回路
に対して前記スイッチオン信号の出力を禁止する。

したがって、本発明の近接スイッチでは、金属が接近し
ておらず、直流磁界がフェライトコアに印加されただけ
であることによるスイッチの誤動作を防止することがで
きる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。

第１図は本発明の実施例に係る近接スイッチの概略化回
路ブロック図であり、第２図と対応する部分には同一の
符号を付し、その同一の符号に係る部分についてのここ
での詳しい説明は省略する。

本実施例における近接スイッチは、誤動作防止回路６を
具備したことに特徴を有している。すなわち、この誤動
作防止回路６は、Ｆ−Ｖ変換回路６ａ、比較回路６ｂ、
および出力禁止回路６ｃから構成されている。

Ｆ−Ｖ変換回路６ａは、発振回路２の発振周波数を電圧
に変換するものであって、該発振周波数の上昇に対応し
た検出出力を出力するようになっている。比較回路６ｂ
は、Ｆ−Ｖ変換回路６ａの検出出力を基準値と比較する
ことによって、発振周波数が所定値を越えて上昇したか
どうかを弁別する。出力禁止回路６ｃは、比較回路６ｂ
からの発振周波数が所定値を越えて上昇したことに対応
した出力に応答して、出力回路４ｃに対して出力禁止信
号を出力する。出力回路４ｃは、この出力禁止信号の入
力に応答してスイッチオン信号の出力を禁止される。

したがって、本実施例の近接スイッチでは、フェライト
コアＦＣに磁石のような直流磁界が印加されて、該フェ
ライトコアＦＣの透磁率が低下した結果、発振回路２の
発振条件が不成立となってその発振が停止する結果、ス
イッチ出力処理回路４がスイッチオン信号を形成しても
、そのスイッチオン信号が、出力回路４Ｃから出力され
ることが禁止できるから、直流磁界の印加による誤動作
を防止することができる。

（発明の効果） 以上説明したことから明らかなように本発明によれば、
発振コイルの漏洩磁場に金属が接近していないときは、
該発振コイルのコンダクタンスによって発振条件が成立
して発振回路を、発振状態にするとともに、この発振状
態にある発振回路出力に応答−して、スイッチ出力処理
回路はスイッチオフ信号から出力させる一方、発振コイ
ルの漏洩磁場に金属が接近しているときの該発振コイル
のコンダクタンスの増大による発振条件の不成立によっ
て発振回路を発振停止状態にするとともに、この発振停
止状態にある発振回路出力に応答してスイッチ出力処理
回路からスイッチオン信号を出力させるようにし、かつ
、検出部のフェライトコアに直流磁界が印加されて、発
振回路の発振周波数が所定値にまで上昇したときは、誤
動作防止回路でもって、スイッチ出力処理回路に対して
前記スイッチオン状態信号の出力を禁止するようにした
から、直流磁界がフェライトコアに印加されることによ
る誤動作を確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る近接スイッチの概略化回
路ブロック図、第２図は従来例の近接スイッチの概略化
回路ブロック図、第３図は金属の接近状態、および非接
近状態と、直流磁界の印加状態とのそれぞれに対応した
発振コイルのコンダクタンスの周波数特性を示す図であ
る。 ２・・・発振回路、２ａ・・・検出部、ＦＣ・・フェラ
イトコア、ＨＣ・・・発振コイル、４・・・スイッチ出
力処理回路、６・・・誤動作防止回路、６ａ・・・Ｆ−
Ｖ変換回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）発振回路（２）、スイッチ出力処理回路（４）、
   および誤動作防止回路（６）を有しており、発振回路（
   ２）は、フェライトコア（ＦＣ）に発振コイル（ＨＣ）
   を取り付けてなる検出部（２ａ）を有しており、かつ、
   発振コイル（ＨＣ）の漏洩磁場に金属が接近していない
   ときの該発振コイル（ＨＣ）のコンダクタンスによって
   発振条件が成立して発振状態にある一方、前記漏洩磁場
   に金属が接近しているときの該発振コイル（ＨＣ）のコ
   ンダクタンスの増大によって前記発振条件が不成立とな
   って発振停止状態になるものであり、スイッチ出力処理
   回路（４）は、発振状態にある該発振回路（２）出力に
   応答してスイッチオフ信号を出力し、発振停止状態にあ
   る該発振回路（２）出力に応答してスイッチオン信号を
   出力するものであり、 誤動作防止回路（６）は、前記発振回路（２）の発振周
   波数の上昇を検出するものであり、かつ、該発振周波数
   が所定値以上に上昇したときの検出に基づきスイッチ出
   力処理回路（４）に対して前記スイッチオン信号の出力
   を禁止するものであることを特徴とする高周波発振型近
   接スイッチ。