JPH04337921A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は近接スイッチに関し、特
に相互干渉を防止できる近接スイッチに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の近接スイッチは、少なくとも検出
コイルを有した発振回路により所定の周波数で発振させ
、被検出体が接近すると、被検出体に発生するうず電流
による磁束の変化により、検出コイルのＱが変化して、
発振の振幅のレベルが変化するのを検出するのが一般的
であった。

【０００３】また、近接スイッチを隣接して配置すると
き、その発振の周波数が近接している場合は近接スイッ
チの発振回路が他の近接スイッチの発振周波数に影響（
以下相互干渉という）して誤動作する場合があるので、
多少の形状の相違があってもそれぞれの発振周波数を変
えたり、あるいはシールドを施して用いていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の近
接スイッチでは、所定の周波数で発振させて近接する被
検出体に発生するうず電流による磁束の変化によって、
発振の振幅のレベルが変化するのを検出するようにして
いるから、例えば複数の近接スイッチを隣接させて用い
る場合は、発振回路が相互に干渉を受けて発振の振幅の
レベルが変化し、誤動作するという問題点があった。

【０００５】また、相互干渉を防止するために、それぞ
れの近接スイッチの発振回路の発振の周波数を変えて用
いる場合は、同一形状で２種類以上用意する必要があり
、又回路構成上多種類の発振周波数を用意できないとい
う製品の管理、回路上の問題点があった。

【０００６】また、シールド等により相互干渉を防止す
る場合は、シールド材により発振が減衰し、その結果検
出距離が短くなるという問題点があった。

【０００７】本発明は以上の問題点を解決するためにな
されたもので、簡単な回路構成でも発振周波数が変化し
て相互干渉を防止できる近接スイッチを得ることを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る近接スイッ
チは、少なくとも検出コイルを含む第１の発振回路から
なる検出部を有し、電源が投入されると、発振回路を所
定の第１の周波数で発振させ、その発振周波数の振幅が
積分された直流電圧と基準レベルとを比較する比較回路
の比較結果に基づいて、被検出体の接近を検出する近接
スイッチにおいて、発振と同時に動作して、時間と共に
振幅が変化し、かつ第１の周波数より低い第２の周波数
の信号を出力する第２の発振回路と、第２の発振回路か
らの信号の振幅の変化に基づいて、検出部の第１の周波
数を直接周波数変調し、所定の範囲で変動する発振周波
数とする直接周波数変調手段と、検出部から直接周波数
変調された発振周波数の振幅を検波し、第２の周波数よ
り低い周波数で応答して積分した直流電圧を比較回路に
出力する検波・積分回路とを備えたものである。

【０００９】

【作用】電源が投入されると、検出部が発振回路から所
定の第１の周波数で発振させ、同時に第２の発振回路が
動作して、時間と共に振幅が変化し、かつ第１の周波数
数より低い第２の高周波の信号を直接周波数変調手段に
出力する。

【００１０】すると、直接周波数変調手段は、第２の発
振回路からの信号の振幅の変化に基づいて、検出部の第
１の周波数を直接周波数変調し、所定の範囲で変動する
発振周波数とする。

【００１１】次に、検波・積分回路は直接周波数変調さ
れた発振周波数の振幅を検波し、第２の周波数より低い
周波数で応答して積分した直流電圧を比較回路に出力し
、基準レベルとを比較させて被検体の接近を検出させる
。

【００１２】

【実施例】図１は本発明の近接スイッチの概略構成を示
す図である。図において、１は近接スイッチを示し、少
なくとも以下に説明する回路を有するものである。

【００１３】２は検出部であり、検出コイルＬを含む発
振回路３からなり、電源が投入されると発振回路３が発
振開始し、後述する直接周波数変調部によって発振周波
数の周波数が時間と伴に変化するものである。また、本
実施例ではこの発振の周波数を１００ＫＨｚ〜１ＭＨｚ
程度とする。

【００１４】４は検波・積分回路であり、検出部２の出
力の振幅を検波し、積分した直流電圧を出力するもので
、その積分コンデンサの時定数は後述するランプ波発振
回路のランプ波より、非常に大きくしたものである。

【００１５】また、近接スイッチ１自身の応答度よりは
早い応答度に設定されているものである。

【００１６】５は比較回路であり、検波・積分回路４の
出力レベルから入力する積分波のレベルと予め設定され
ている基準レベルを比較し、その比較結果を出力するも
のである。

【００１７】６は出力回路であり、比較回路５からの比
較結果を検出信号として出力するものである。

【００１８】７は初期リセット回路であり、電源投入時
に誤出力を防ぐために所定の間、近接スイッチ１からの
検出信号の出力を停止させるものである。

【００１９】８は電源回路、９は負荷、１０は直接周波
数変調部であり、少なくとも以下に説明する回路構成を
有するものである。

【００２０】１１はランプ波形発振回路であり、電源が
投入されると所定後に単調に増加して一定のこうばいを
得て、急激に下降するランプ波形信号を出力するもので
ある。また、このランプ波形信号は本実施例では数１０
ＫＨｚ程度とする。

【００２１】Ｃは検出コイルＬに一方を接続し、他方を
後述するバリキャップのカソードに接続して検出部２及
びランプ波形発振回路１１からの直流分のみをカットし
、バリキャップの容量を結合させる結合コンデンサであ
る。

【００２２】ＤはカソードをコンデンサＣ及びランプ波
形発振回路１１に接続し、アノードをアースに接続した
バリキャップダイオード（可変容量タイオード）であり
、ランプ波信号の電圧レベルに応じて容量が変化し、そ
の結果、検出部２の発振周波数を変化させるものである
。

【００２３】上記のように構成された近接スイッチにつ
いて以下に動作を説明する。図２は本発明の動作を説明
するタイミングチャートである。

【００２４】図において、ａは発振回路３における直接
周波数変調されていないときの発振周波数の波形、ｂは
ランプ波形発振回路１１からのランプ波形、ｃはバリキ
ャップダイオードＤ及びランプ波形発振回路１１からの
ランプ波形ｂによって、発信周波数ａを直接周波数変調
した場合の発振周波数の波形、ｄは検出・積分回路４で
積分された波形である。

【００２５】また、この場合は、近接スイッチ１の検出
距離はｆ３の振幅レベルに対応する距離とする。

【００２６】電源が投入されると、検出部２の発振回路
３は発振を開始し、同時に、直接周波数変調部１０のラ
ンプ波形発振回路１１は図２に示すランプ波形ａの信号
を抵抗を介してバリキャップダイードＤに送出する。

【００２７】すると、バリキャップダイードＤはランプ
波形の振幅が時間と共に変化するので、容量が変化し、
図２に示す発振周波数ａを直接周波数変調したｃの発振
周波数とする。

【００２８】図３は発振周波数と振幅レベルの関係を示
す図である。このｆ１〜ｆ２の間を推移すると、発振振
幅が変化しているので近接スイッチ１としての動作距離
に影響することが考えられる。そこで、検出距離の影響
をなくす為に、検波・積分回路４は発振回路３の発振振
幅を検波・積分するが、積分コンデンサの時定数をラン
プ波の周波数より十分に大きくしているので、検波・積
分回路４の応答度は低下し、結果として図２に示す点線
にはならずに実線の直流電圧になり、みかけ上（ｆ１＋
ｆ２）／２と同様な周波数の振幅レベルを比較回路５に
出力する。

【００２９】比較回路４の基準のレベルは近接スイッチ
１に金属が接近したかを判定できるように所定のレベル
に設定されているので、金属が接近すると直流電圧のレ
ベルに基づく検出結果を出力回路６に出力する。

【００３０】つまり、もともとの発振周波数を直接周波
数変調し、その振幅レベルを検出（この場合はｆ１〜ｆ
２）し、検波・積分回路４の応答度をランプ波形の周波
数より小さくすることで、（ｆ１〜ｆ２）／２に対応す
る直流電圧を得て、周波数変動による距離の影響を無視
できるようにすると共に、相互干渉を防止するようにし
たものである。

【００３１】従って、例えば本発明の近接スイッチ１を
数個隣接して配置しても、それぞれのバリキャップダイ
オード又はランプ波形発振回路の製造誤差、動作タイミ
ング等によって、それぞれ相違する周波数で直接周波数
変調されるので周波数が時間と共に変動して相互干渉す
ることはなく、形状も同じにすることが可能となる。な
お、上記実施例ではランプ波形を用いるとしたが、時間
と共に振幅が変化する信号であればよい。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、発振回路
から発振される第１の周波数を、時間と共に振幅が変化
し、かつ第１の周波数より低い第２の周波数の振幅の変
化に基づいて、直接周波数変調した発振周波数にするこ
とにより、例えば本発明の近接スイッチを隣接させて用
いると相互に、発振周波数が時間と共に変動して、互い
の発振周波数が近接する時間が短くなるから相互干渉を
防止できるという効果が得られている。

【００３３】また、直接周波数変調された発振周波数の
振幅を検波した後に、第２の周波数より低い周波数で応
答して積分した出力とすることにより、発振周波数を変
動させて振幅を変化させても一定の検出距離に対応する
検出レベルを得ることができるという効果が得られてい
る。

【００３４】さらに、簡単な回路構成で相互干渉を防止
したので、形状を同一の近接スイッチにすることができ
るという効果が得られている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の近接スイッチの概略構成を示す図

【図
２】本発明の動作を説明するタイミングチャート

【図３
】発振周波数と振幅レベルの関係を示す図

【符号の説明】

１　　近接スイッチ ２　　検出部 ３　　発振回路 ４　　検波・積分回路 ５　　比較回路 ６　　出力回路 ７　　初期リセット回路 １０　　直接周波数変調部 Ｄ　　バリキャップダイオード

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　少なくとも検出コイルを含む第１の発
   振回路からなる検出部を有し、電源が投入されると、前
   記発振回路を所定の第１の周波数で発振させ、その発振
   周波数の振幅が積分された直流電圧と基準レベルとを比
   較する比較回路の比較結果に基づいて、被検出体の接近
   を検出する近接スイッチにおいて、前記発振と同時に動
   作して、時間と共に振幅が変化し、かつ前記第１の周波
   数より低い第２の周波数の信号を出力する第２の発振回
   路と、前記第２の発振回路からの信号の振幅の変化に基
   づいて、前記検出部の第１の周波数を直接周波数変調し
   、所定の範囲で変動する発振周波数とする直接周波数変
   調手段と、前記検出部から直接周波数変調された発振周
   波数の振幅を検波し、前記第２の周波数より低い周波数
   で応答して積分した直流電圧を前記比較回路に出力する
   検波・積分回路とを有することを特徴とする近接スイッ
   チ。