(57)【要約】【課題】検知コイルの断線を検出して通知することができる近接センサを提供することにある。【解決手段】近接センサは、検知コイル１０及びコンデンサ１１からなるＬＣ共振回路部１と、被検知体が存在するか否かを示す検知信号を出力する出力回路部４と、検知コイル１０の断線を検出する断線検出部５とを備え、断線検出部５は、入力電圧が所定の閾値を越えると断線と判断する弁別回路部５０と、コンデンサ１１の両端子間の電圧（参照電圧）が正の所定電圧以上である正期間だけ上記入力電圧を昇圧させるトリガ回路部５１と、上記参照電圧が正の所定電圧未満である負期間だけ上記入力電圧を降圧させるトリガ無効化回路部５２とを有し、上記閾値は、上記正期間がＬＣ発振回路部１の発振周期の半サイクルよりも長い所定期間継続された際に、上記入力電圧が越える値に設定され、出力部回路部４は、断線検出部５で断線と判断されると、断線を示す断線信号を出力する。【選択図】図１
2010045531.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検知体の検知に用いられる検知コイルおよびコンデンサからなるＬＣ共振回路部と、
ＬＣ共振回路部を発振させる発振回路部と、
ＬＣ共振回路部の発振状態を検出する検波回路部と、
検波回路部で検出した発振状態に基づいて被検知体が検知範囲内に存在するか否かを示す検知信号を出力する出力回路部と、
検知コイルが断線しているか否かを検出する断線検出部とを備え、
断線検出部は、入力電圧が所定の閾値を越えると検知コイルが断線したと判断する弁別回路部と、上記コンデンサの両端子間の電圧が正の所定電圧以上である正期間だけ上記入力電圧を正方向または負方向に変化させるトリガ回路部と、上記コンデンサの両端子間の電圧が正の所定電圧未満である負期間だけ上記入力電圧をトリガ回路部とは反対の方向に変化させるトリガ無効化回路部とを有し、
上記所定の閾値は、正期間がＬＣ発振回路部の発振周期の半分よりも長い所定期間継続された際に、上記入力電圧が越える値に設定され、
断線検出部において検知コイルが断線したと判断されたときには、検知コイルが断線したことを示す断線信号が出力回路部から出力されることを特徴とする近接センサ。
【請求項２】
上記出力回路部に動作電力を供給する電力供給部を備え、
電力供給部は、上記断線検出部において上記検知コイルが断線したと判断されたときに動作電力の供給を終了し、
上記断線信号は、上記出力回路部に動作電力が供給されていないときに上記出力回路部から出力される信号であることを特徴する請求項１記載の近接センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波発振型の近接センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、非接触で金属体（導電体）や磁性体などからなる被検知体を検知する近接センサとして、高周波発振型の近接センサが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この種の近接センサは、図３に示すように、ＬＣ共振回路部１と、発振回路部２と、検波回路部３と、出力回路部４とを備える。
【０００４】
ＬＣ共振回路部１は、被検知体（図示せず）の検知に用いられる検知コイル１０にコンデンサ（共振用コンデンサ）１１を並列接続してなる回路である。ＬＣ共振回路部１の発振の周波数は、検知コイル１０のインダクタンスとコンデンサ１１の静電容量とにより決定される。検知コイル１０は、例えば導線（絶縁被覆電線など）を円筒状のコイルボビン（図示せず）の外周面に当該コイルボビンの軸方向に巻軸方向を沿わせた形で巻回することにより構成される。上記被検知体は、例えば金属体などの導電体よりパイプ状に形成され、検知コイル１０の巻軸方向に沿って検知コイル１０のすぐ外側を通る形に配置される。
【０００５】
発振回路部２は、内部電源に接続された電源ラインＶｃよりＬＣ共振回路１に一定のバイアス電流を供給する定電流源であるバイアス回路２０を有する。ＬＣ共振回路部１の発振を維持するためには、ＬＣ共振回路部１に電流を正帰還させる必要があるため、発振回路部２はＬＣ共振回路部１に帰還電流Ｉｆｂを供給するための構成として、レベルシフト回路２１と、増幅回路２２と、電流帰還回路２３とを有する。ここで、レベルシフト回路２１は、ＬＣ共振回路部１のコンデンサ１１の両端子間の電圧ＶＴをレベルシフトし、増幅回路２２は、ＬＣ共振回路部１の電圧ＶＴに応じた電流を出力し、電流帰還回路２３は、増幅回路２２が出力する電流の大きさに応じた帰還電流ＩｆｂをＬＣ共振回路部１に供給して発振を維持するものである。
【０００６】
レベルシフト回路２１は、ｎｐｎ形のトランジスタＱ１により構成される。トランジスタＱ１のコレクタはバイアス回路２０の出力端子に接続され、エミッタは一端が接地されたＬＣ共振回路部１の他端に接続されている（図示例ではトランジスタＱ１のエミッタとグラウンドとの間に検知コイル１０とコンデンサ１１とからなる並列回路が挿入されている）。したがって、トランジスタＱ１のエミッタの電位は、ＬＣ共振回路部１の発振電圧に等しい。また、トランジスタＱ１のコレクタとベースとは互いに接続されている。
【０００７】
このようなレベルシフト回路２１は、増幅回路２２の後述のｎｐｎ形のトランジスタＱ２のベース−エミッタ間電圧の分だけ電圧ＶＴをレベルシフトすることで、トランジスタＱ２のエミッタとグラウンドとの間に、発振の正の半サイクルのみ、ＬＣ共振回路部１の電圧ＶＴに等しい電圧が印加されるようにしている。
【０００８】
増幅回路２２は、前述のトランジスタＱ２により構成された所謂エミッタフォロワ（エミッタホロワ）回路からなる。トランジスタＱ２のベースは、トランジスタＱ１のベースに接続され、レベルシフト回路２１によりレベルシフトされたトランジスタＱ１のエミッタの電位、すなわちレベルシフト回路２１により生成されたレベルシフト電圧がトランジスタＱ２のベースに入力される。したがって、増幅回路２２からは、ＬＣ共振回路部１の電圧ＶＴに応じた電流が出力されることになる。
【０００９】
この増幅回路２２の出力端子（トランジスタＱ２のエミッタ）とグラウンド（グランド）との間には、エミッタ電位設定用の抵抗Ｒｅが挿入されている。抵抗Ｒｅは、増幅回路２２が出力する電流の大きさを調整、すなわち帰還電流Ｉｆｂを調整するためのものであり、ＬＣ共振回路部１には、抵抗Ｒｅの値によって調整された帰還電流Ｉｆｂが供給される。
【００１０】
電流帰還回路２３は、ｐｎｐ形のトランジスタＱ３，Ｑ４により構成されたカレントミラー回路である。トランジスタＱ３は、増幅回路２２のトランジスタＱ２と電源ラインＶｃとの間に、コレクタをトランジスタＱ２のコレクタに、エミッタを電源ラインＶｃにそれぞれ接続する形で挿入されている。トランジスタＱ３のベースは、トランジスタＱ４のベースに接続され、トランジスタＱ４のエミッタは電源ラインＶｃに接続され、コレクタはトランジスタＱ１のエミッタに接続されている。
【００１１】
ここで、増幅回路２２から電流が出力される際には、この電流に等しいトランジスタＱ２のコレクタ電流が、トランジスタＱ３のエミッタ−コレクタ間に流れることになる。そして、トランジスタＱ４のエミッタ−コレクタ間には、トランジスタＱ３のエミッタ−コレクタ間に流れた電流に等しい電流が流れ、この電流がＬＣ共振回路部１に供給される帰還電流Ｉｆｂとなる。つまり、電流帰還回路２３は、増幅回路２２が出力する電流に等しい帰還電流ＩｆｂをＬＣ共振回路部１に供給する。
【００１２】
検波回路部３は、ＬＣ共振回路部１の発振状態（図示例では発振振幅）を検出するためのものであり、ｎｐｎ形のトランジスタ３０と、抵抗３１と、コンデンサ３２とで構成されている。トランジスタ３０は、コレクタが電源ラインＶｃに接続され、ベースがトランジスタＱ１のコレクタに接続され、エミッタが抵抗３１およびコンデンサ３２に接続されている。そして、トランジスタ３０のコレクタ−エミッタ間には、ベースに入力された電圧（レベルシフト回路２１によりレベルシフトされたＬＣ共振回路部１の電圧ＶＴ）に応じた電流が流れ、この電流によってコンデンサ３２が充電される。この検波回路部３では、このコンデンサ３２の両端子間の電圧をＬＣ共振回路部１の発振状態を示す検出信号として出力する。なお、検波回路部３では、発振振幅の代わりに発振周波数を検出するようにしてもよい。
【００１３】
出力回路部４は、検波回路部３の検出信号に基づいて被検知体が検知範囲内に存在するか否かを示す検知信号を出力する。出力回路部４は、比較器や増幅器など種々の機能を有する演算処理部４０を備え、演算処理部４０は、判定値設定用の電源４１により与えられる判定値と検波回路部３で検出した発振振幅とを比較する。
【００１４】
ここで、ＬＣ共振回路部１の発振条件は、発振回路部２の負性コンダクタンスの絶対値が、検知コイル１０のコンダクタンスの絶対値以上であることである。そして、検知コイル１０のコンダクタンスは、被検知体と検知コイル１０との距離に起因する渦電流損の変化、つまり検知コイル１０と被検知体との距離に応じて変化する。被検知体が検知範囲内に存在しない場合に、ＬＣ共振回路部１が発振するように構成されていれば、被検知体が検知コイル１０に近付くにつれて、検知コイル１０のコンダクタンスが発振条件からずれるから、発振振幅が小さくなる。
【００１５】
そのため、演算処理部４０は、発振振幅が判定値より小さければ、検知範囲内に被検知体が存在すると判定して所定電位の検知信号を出力する。一方、演算処理部４０は、発振振幅が判定値以上であれば、検知範囲内に被検知体が存在しないと判定して上記所定電位より高電位の検知信号を出力する。このように検知信号の電圧によって、検知範囲内に被検知体が存在するか否かを知ることができる。
【００１６】
ところで、上述したような近接センサでは、検知コイル１０が断線するおそれがある。ここで、検知コイル１０が断線した場合には、速やかにこれを検出して通知することが望まれている。断線の検出方法としては、特許文献２に示す方法が挙げられる。
【００１７】
特許文献２には、センサの出力波形をこの出力波形に応じた直流電圧に変換し、当該直流電圧と基準電圧とを比較することで、断線検出を行うことが開示されている。
【特許文献１】特開２００５−２９５２４８号公報
【特許文献２】特開２０００−１３２２２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
このような特許文献２の技術的思想を図３に示す近接センサに転用すれば、検波回路部３の検出信号の電圧を基準電圧と比較することで、断線検出を行うことが考えられる。
【００１９】
しかしながら、この場合には次のような問題がある。すなわち、図３に示すような近接センサでは、検知コイル１０が断線していなければ、バイアス回路２０のバイアス電流がＬＣ共振回路部１の検知コイル１０に流れ、ＬＣ共振回路部１は発振する。ここで、ＬＣ共振回路部１の電圧ＶＴは、発振停止時にはほぼゼロ、発振時には１〜数Ｖの正弦波、すなわち検知コイル１０と被検知体との距離に応じた振幅の交流電圧になる。検波回路部３の検出信号の電圧は当該交流電圧を整流した直流電圧になる。一方、検知コイル１０が断線した場合、バイアス電流は検知コイル１０に流れない。しかしながら、レベルシフト回路２０を構成するトランジスタＱ１のベースとコレクタとが相互に接続されているため、バイアス電流は、トランジスタＱ１，Ｑ２および抵抗Ｒｅを通ってグラウンドに至る。よって、検知コイル１０が断線した場合でも、検波回路部３の検出信号の電圧はわずかに発振している場合と同程度の値になる。
【００２０】
つまり、図３に示すような近接センサでは、発振が小さくなった場合と、検知コイル１０が断線した場合とで、検波回路部３の検出信号の電圧の変化が小さい。そして、近接センサでは、被検知体と検知コイル１０との距離によって発振電圧が増減する以上、被検知体の存否を判定するための閾値と断線を検出するための閾値とを明確に区別して設定することが困難であり（すなわち基準電圧の設定が困難であり）、実用に耐える検出精度を得ることができなかった。
【００２１】
本発明は上述の点に鑑みて為されたもので、その目的は、検知コイルの断線を検出して通知することができる近接センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明では、被検知体の検知に用いられる検知コイルおよびコンデンサからなるＬＣ共振回路部と、ＬＣ共振回路部を発振させる発振回路部と、ＬＣ共振回路部の発振状態を検出する検波回路部と、検波回路部で検出した発振状態に基づいて被検知体が検知範囲内に存在するか否かを示す検知信号を出力する出力回路部と、検知コイルが断線しているか否かを検出する断線検出部とを備え、断線検出部は、入力電圧が所定の閾値を越えると検知コイルが断線したと判断する弁別回路部と、上記コンデンサの両端子間の電圧が正の所定電圧以上である正期間だけ上記入力電圧を正方向または負方向に変化させるトリガ回路部と、上記コンデンサの両端子間の電圧が正の所定電圧未満である負期間だけ上記入力電圧をトリガ回路部とは反対の方向に変化させるトリガ無効化回路部とを有し、上記所定の閾値は、正期間がＬＣ発振回路部の発振周期の半分よりも長い所定期間継続された際に、上記入力電圧が越える値に設定され、断線検出部において検知コイルが断線したと判断されたときには、検知コイルが断線したことを示す断線信号が出力回路部から出力されることを特徴とする。
【００２３】
請求項１の発明によれば、検知コイルが断線していなければＬＣ共振回路部のコンデンサの両端子間の電圧は検知コイルと被検知体との距離に応じた振幅の交流電圧になり、正期間はＬＣ発振回路部の発振周期の半分（半サイクル）および負期間よりも短くなるため、入力電圧は所定の閾値を越えず、検知コイルが断線したとは判断されない。一方、検知コイルが断線すればＬＣ共振回路部のコンデンサの両端子間の電圧は正の直流電圧になり、正期間がＬＣ発振回路部の発振周期の半分よりも長くなるため、入力電圧が所定の閾値を越え、検知コイルが断線したと判断される。そして、検知コイルが断線したと判断されたときには、検知信号の代わりに断線信号が出力回路部から出力される。よって、検知コイルの断線を検出して通知することができる。
【００２４】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、上記出力回路部に動作電力を供給する電力供給部を備え、電力供給部は、上記断線検出部において上記検知コイルが断線したと判断されたときに動作電力の供給を終了し、上記断線信号は、上記出力回路部に動作電力が供給されていないときに上記出力回路部から出力される信号であることを特徴する。
【００２５】
請求項２の発明によれば、検知コイルの断線は機械的な異常等、近接センサに致命的な故障が発生した場合に最も起こり易く、この場合、回路部分が露出している可能性があるが、断線が検出された際に電力供給部の動作が停止されるため、回路部に触れて感電してしまう危険性を低くすることができる。また、出力回路部への給電が停止されて消費電力が低下した状態となることから、消費電力によって断線が発生したか否かを検知することも可能になる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、検知コイルの断線を検出して通知することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
（実施形態１）
本実施形態の近接センサは、図１に示すように、ＬＣ共振回路部１と、発振回路部２と、検波回路部３と、出力回路部４と、断線検出部５とを備えている。なお、ＬＣ共振回路部１と、発振回路部２とについては、図３に示すものと同様の構成であるから、説明を省略する。
【００２８】
本実施形態における検波回路部３は、図３に示すものと同様に、ｎｐｎ形のトランジスタ３０と、抵抗３１と、コンデンサ３２とを備えているが、これらに加えて、検知コイル１０の検知範囲内に被検知体が存在するか否かを判定する比較回路（図示せず）を備えている。当該比較回路は、コンデンサ３２の両端子間の電圧が所定の閾値（ＬＣ共振回路部１の発振振幅が判定値より大きいか否かを判定するための閾値）を越えれば、検知範囲内に被検知体が存在していると判定してハイレベルの被検知体検出信号を出力回路部４に出力し、閾値を下回れば、検知範囲内に被検知体が存在していないと判定してロウレベルの被検知体検出信号を出力回路部４に出力する。
【００２９】
断線検出部５は、検知コイル１０（図３参照）が断線しているか否かを検出するものであり、弁別回路部５０と、トリガ回路部５１と、トリガ無効化回路部５２とで構成されている。弁別回路部５０は、トリガ回路部５１により充電、トリガ無効化回路部５２により放電される判定用コンデンサ（図示せず）と、判定用コンデンサの両端子間の電圧（入力電圧）Ｖｉｎと所定の閾値Ｖｒｅｆとを比較するコンパレータ（図示せず）とを主構成要素としている。当該コンパレータは、入力電圧Ｖｉｎが閾値Ｖｒｅｆを越えれば、検知コイル１０が断線したと判定してハイレベルの断線検出信号を出力回路部４に出力し、閾値Ｖｒｅｆを下回れば、検知コイル１０が断線していないと判定してロウレベルの断線検出信号を出力回路部４に出力する。
【００３０】
トリガ回路部５１は、ＬＣ共振回路部１のコンデンサ１１（図３参照）の両端子間の電圧（以下、参照電圧と称する）ＶＴが正の所定電圧Ｖｔｈ以上であれば、弁別回路部５０の判定用コンデンサの充電を開始する。判定用コンデンサの充電は、参照電圧ＶＴが正の所定電圧Ｖｔｈ未満になれば終了される。
【００３１】
トリガ無効化回路部５２は、参照電圧ＶＴが正の所定電圧Ｖｔｈ未満であれば、判定用コンデンサの放電を開始する。判定用コンデンサの放電は、参照電圧ＶＴが正の所定電圧Ｖｔｈ以上になれば終了される。上記の所定電圧Ｖｔｈは、正の範囲内で、検知コイル１０が断線した際の参照電圧ＶＴより低い電圧値に設定されている。
【００３２】
このようにトリガ回路部５１は、参照電圧ＶＴが所定電圧Ｖｔｈ以上である期間（以下、正期間と称する）だけ入力電圧を正方向に変化させる。一方、トリガ無効化回路部５２は、参照電圧ＶＴが所定電圧Ｖｔｈ未満である期間（以下、負期間と称する）だけ入力電圧を負方向（すなわち、トリガ回路部５１とは反対の方向）に変化させる。
【００３３】
したがって、判定用コンデンサは、正期間に充電され（入力電圧Ｖｉｎが昇圧され）、負期間に放電される（入力電圧Ｖｉｎが降圧される）。本実施形態では、トリガ回路部５１による判定用コンデンサの充電速度と、トリガ無効化回路部５２による判定用コンデンサの放電速度とは等しくしている。
【００３４】
本実施形態の近接センサの場合、検知コイル１０が断線していなければ、電圧ＶＴは検知コイル１０と被検知体との距離に応じた振幅の交流電圧になる。そのため、正期間は上記半ＬＣ発振回路部の発振周期の半分（半サイクル）より短く、また負期間よりも短くなる。したがって、判定用コンデンサは充放電を繰り返すことになる。一方、検知コイル１０が断線していれば、ＬＣ共振回路部１は発振せず、判定用コンデンサはトリガ回路部５１により充電され続ける。
【００３５】
このような点に鑑み、閾値Ｖｒｅｆは、正期間が、ＬＣ発振回路部１の発振周期の半サイクルの期間よりも長い所定期間を越えた際に、入力電圧Ｖｉｎが越える値に設定されている。そのため、検知コイル１０が断線していなければ、判定用コンデンサは入力電圧Ｖｉｎが閾値Ｖｒｅｆを越えない範囲で充放電を繰り返し、検知コイル１０が断線していれば、判定用コンデンサは入力電圧Ｖｉｎが閾値Ｖｒｅｆを越えて充電される。
【００３６】
したがって、弁別回路部５０のコンパレータからは、検知コイル１０が断線したときだけ、ハイレベルの断線検出信号が出力される。このように断線検出部５は、ＬＣ共振回路部１の電圧ＶＴが正の所定電圧Ｖｔｈ以上である期間が所定期間以上継続された際に検知コイル１０が断線したと判断する。
【００３７】
本実施形態における出力回路部４は、検波回路部３の検出結果と断線検出部５の検出結果とに応じて所定の出力信号を出力する。本実施形態における出力回路部４は、例えば、被検知体検出信号がハイレベルかロウレベルか、断線検出信号がハイレベルかロウレベルかによって、電圧が異なる出力信号を出力する。例えば、出力回路部４は、断線検出信号がロウレベルであるとき、被検知体検出信号がハイレベルであれば、検知範囲内に被検知体が存在すると判定して、第１の電圧（例えば１±０．２Ｖ）の出力信号を出力し、被検知体検出信号がロウレベルであれば、検知範囲内に被検知体が存在しないと判定して、第１の電圧より高い第２の電圧（例えば５±０．２Ｖ）電圧の出力信号を出力する。一方、出力回路部４は、断線検出信号がハイレベルであれば、断線であると判定して、第１の電圧より低い第３の電圧（例えば０．５Ｖ以下）の出力信号（すなわち検知コイル１０が断線したことを示す断線信号）を出力する。したがって、出力信号の電圧によって、検知範囲内に被検知体が存在するか否か、検知コイル１０が断線しているか否かを知ることができる。なお、出力回路部４は、上述のものに限定されず、検波回路部３の検出結果と断線検出部５の検出結果とに応じて、被検知体が検知範囲内に存在するか否か、断線しているか否かを示す信号を出力できる構成であればよい。
【００３８】
以上述べた本実施形態の近接センサによれば、検知コイル１０が断線していなければＬＣ共振回路部１のコンデンサ１１の両端子間の参照電圧ＶＴは検知コイル１０と被検知体との距離に応じた振幅の交流電圧になり、参照電圧ＶＴが正の所定電圧Ｖｔｈ以上である期間はＬＣ発振回路部の発振周期の半サイクルおよび参照電圧ＶＴが正の所定電圧未満である期間よりも短くなるため、入力電圧Ｖｉｎは所定の閾値Ｖｒｅｆを越えず、検知コイル１０が断線したとは判断されない。一方、検知コイル１０が断線すれば参照電圧ＶＴは正の直流電圧になり、参照電圧ＶＴが正の所定電圧Ｖｔｈ以上である期間がＬＣ発振回路部１の発振周期の半分（半サイクル）よりも長くなるため、入力電圧Ｖｉｎが所定の閾値Ｖｒｅｆを越え、検知コイル１０が断線したと判断される。そして、検知コイルが断線したと判断されたときには、検知信号の代わりに断線信号が出力回路部４から出力される。よって、検知コイル１０の断線を検出して通知することができる。そのため、検知コイル１０の断線を外部機器（例えば、車載のＥＣＵなど）で認識することができ、フェイルセーフ動作を実行させることができる。
【００３９】
ところで、上記の例では、トリガ回路部５１は、正期間だけ入力電圧Ｖｉｎを正方向に変化させているが、逆に、負方向に変化（すなわち入力電圧Ｖｉｎを降圧）させるものであってもよい。この場合、トリガ無効化回路部５２では、トリガ回路部５１とは逆に入力電圧Ｖｉｎを正方向に変化（すなわち入力電圧Ｖｉｎを昇圧）させ、弁別回路部５０では、入力電圧Ｖｉｎが所定の閾値Ｖｒｅｆを下回った際に検知コイル１０が断線したと判断するように構成すれば、上述の構成を同様な効果を得ることができる。すなわち、断線検出部５は、入力電圧Ｖｉｎが所定の閾値Ｖｒｅｆを越えると検知コイル１０が断線したと判断する弁別回路部５０と、正期間だけ入力電圧Ｖｉｎを正方向または負方向に変化させるトリガ回路部５１と、負期間だけ入力電圧Ｖｉｎをトリガ回路部５１とは反対の方向に変化させるトリガ無効化回路部５２とを有するものであればよい。
【００４０】
なお、本実施形態における発振回路部２や、検波回路部３の回路構成はあくまでも一例であって、本発明の趣旨を逸脱しない程度に変更することができる。例えば、検波回路部３としては、発振振幅を示す値として、図１に示すようなＬＣ共振回路部１の発振振幅（発振電圧の振幅）のピーク値を検出する構成の他に、発振電圧の積分値を検出する構成や、発振電圧の実効値を検出する構成であってもよい。また、本実施形態における検波回路部３では、検知コイル１０の検知範囲内に被検知体が存在するか否かを検出するために発振振幅を検出しているが、発振振幅の代わりに発振周波数その他の発振状態を用いることができる。また、本実施形態における近接センサでは、被検知体の接近によってＬＣ共振回路部１の発振が停止するようになっているが、逆に、被検知体の接近によってＬＣ共振回路部１が発振するようにしてもよい。また、本実施形態における検知コイル１０のコンダクタンスは、被検知体との距離のほかに、ＬＣ共振回路部１の発振周波数によっても変化する。つまり、コンデンサ１１の容量が変化した場合であっても、検知コイル１０のコンダクタンスが変化する。したがって、本実施形態の近接センサは、静電容量センサとしても利用することができる。このような点は後述する実施形態２においても同様である。
【００４１】
（実施形態２）
本実施形態の近接センサは、図２に示すように、ＬＣ共振回路部１と、発振回路部２と、検波回路部３と、出力回路部４と、断線検出部５と、電力供給部６とを備える。なお、ＬＣ共振回路部１は図３に示すものと同様の構成であり、また、検波回路部３は実施形態１と同様の構成であるから、これらについての説明は省略する。
【００４２】
電力供給部６は、発振回路部２の電流帰還回路２３と、検波回路部３と、出力回路部４とに電力（動作電力）を供給するものであり、ｐｎｐ形のトランジスタＱ９と、レギュレータ６ａとを主構成要素とする。トランジスタＱ９のエミッタは、内部電源に接続された電源ラインＶｃ１に接続され、コレクタは、上記動作電力を供給するための電源ラインＶｃ２に接続されている。レギュレータ６ａは、トランジスタＱ９を制御することによって、電源ラインＶｃ２の電圧を所定電圧に維持する。例えば、レギュレータ６ａは、内部電源が１２Ｖである場合には、電源ラインＶｃ２の電圧が５ＶになるようにトランジスタＱ９を制御する。本実施形態において、レギュレータ６ａは、停止用端子（図示せず）がグラウンドに接続された際（すなわち接地された際）に、動作電力の供給を終了するように構成されている。
【００４３】
本実施形態における発振回路部２は、図３に示す構成と同様に、バイアス回路２０と、レベルシフト回路２１と、増幅回路２２と、電流帰還回路２３とを有しているが、これに加えて、断線検出用のレベルシフト回路２４を有している点で異なっている。
【００４４】
レベルシフト回路２４は、バイアス回路２０とレベルシフト回路２１との間に挿入されている。レベルシフト回路２４は、ｎｐｎ形のトランジスタＱ５により構成されており、トランジスタＱ５のコレクタは抵抗Ｒ１を介してバイアス回路２０の出力端子に接続され、エミッタはトランジスタＱ１のコレクタに接続されている。また、トランジスタＱ５のコレクタとベースとは互いに接続されている。レベルシフト回路２４のベースは、断線検出部５の後述のｐｎｐ形のトランジスタＱ６のベースに接続される。そのため、トランジスタＱ６のベースには、参照電圧ＶＴをトランジスタＱ５のベース−エミッタ間電圧の分だけレベルシフト（高く）した電圧が入力される。このレベルシフト回路２４では、ＬＣ共振回路部１の発振時においても、参照電圧ＶＴが負にならないようにレベルシフトする。なお、バイアス回路２０は電源ラインＶｃ１に接続され、電流帰還回路２３のトランジスタＱ３，Ｑ４の各エミッタは電源ラインＶｃ２に接続されている。
【００４５】
本実施形態における断線検出部５は、前述のｐｎｐ形のトランジスタＱ６と、ｎｐｎ形のトランジスタＱ７と、抵抗Ｒ２，Ｒ３とを有する。また、断線検出部５は、弁別回路部５０と、電源ラインＶｃ１より一定のバイアス電流を供給する定電流源であるバイアス回路５３と、正の所定電圧Ｖｔｈを与えるための基準電源５４とを有する。この断線検出部５において、トランジスタＱ６のエミッタは抵抗Ｒ２を介して基準電源５４に接続されている。基準電源５４の電圧値と抵抗Ｒ２の抵抗値とは、トランジスタＱ６おエミッタに、所定電圧ＶｔｈをトランジスタＱ５のベース−エミッタ間電圧の分だけ高くした電圧に等しい電位が与えられるような大きさに設定されている。
【００４６】
トランジスタＱ６は、前述のようにｎｐｎ形であるから、ベースの電位がエミッタの電位より低ければオン、高ければオフになる。そして、トランジスタＱ６のエミッタの電位は、所定電圧ＶｔｈをトランジスタＱ５のベース−エミッタ間電圧の分だけ高くした電圧に等しく、ベースの電位は参照電圧ＶＴをトランジスタＱ５のベース−エミッタ間電圧の分だけ高くした電圧に等しい。そのため、トランジスタＱ６は、参照電圧ＶＴが所定電圧Ｖｔｈ以上になる正期間においてオフになり、参照電圧ＶＴが所定電圧Ｖｔｈ未満になる負期間においてオンになる。また、トランジスタＱ６のコレクタは、抵抗Ｒ３を介してコレクタはグラウンドに接続される一方で、トランジスタＱ７のベースに接続されている。そのため、トランジスタＱ６のオン・オフに連動してトランジスタＱ７がオン・オフする。また、トランジスタＱ７のコレクタはバイアス回路５３の出力端子に接続され、エミッタはグラウンドに接続されている。
【００４７】
本実施形態における弁別回路部５０は、判定用コンデンサＣｉｎと、ダイオードＤと、ｎｐｎ形のトランジスタＱ８とで構成され、判定用コンデンサＣｉｎの両端子間の電圧が入力電圧Ｖｉｎとなる。判定用コンデンサＣｉｎは、バイアス回路５３の出力端子とグラウンドとの間に挿入されている。判定用コンデンサＣｉｎの高電位側の端子は、ダイオードＤのアノードに接続され、ダイオードＤのカソードはトランジスタＱ８のベースに接続されている。トランジスタＱ８のコレクタはレギュレータ６ａの停止用端子に接続され、エミッタはグラウンドに接続されている。この弁別回路部５０においては、入力電圧Ｖｉｎが所定の閾値Ｖｒｅｆ以上になった際に、トランジスタＱ８がオンになるように、判定用コンデンサＣｉｎ、トランジスタＱ８、およびダイオードＤを設計している。なお、閾値Ｖｒｅｆは、実施形態１と同様に、正期間が、ＬＣ発振回路部１の発振周期の半サイクルの期間よりも長い所定期間を越えた際に、入力電圧Ｖｉｎが越える値に設定される。
【００４８】
この断線検出部５では、正期間の場合、トランジスタＱ６，Ｑ７がともにオフになるため、判定用コンデンサＣｉｎの高電位側の端子がトランジスタＱ７によって短絡されない。よって、判定用コンデンサＣｉｎはバイアス回路５３のバイアス電流によって充電され、入力電圧Ｖｉｎが上昇する。一方、負期間の場合、トランジスタＱ６，Ｑ７がともにオンになるため、判定用コンデンサＣｉｎの高電位側の端子がトランジスタＱ７によって短絡される。よって、判定用コンデンサＣｉｎは放電され、入力電圧Ｖｉｎが低下する。したがって、本実施形態における断線検出部５では、トランジスタＱ６と、トランジスタＱ７と、抵抗Ｒ２，Ｒ３と、バイアス回路５３と、基準電源５４とからなる回路部が、実施形態１におけるトリガ回路部５１およびトリガ無効化回路部５２を兼用している。
【００４９】
以上述べた本実施形態の近接センサでは、検知コイル１０が断線していなければ、判定用コンデンサＣｉｎは入力電圧Ｖｉｎが閾値Ｖｒｅｆを越えない範囲で充放電を繰り返し、検知コイル１０が断線していれば、判定用コンデンサＣｉｎは入力電圧Ｖｉｎが閾値Ｖｒｅｆを越えて充電される。
【００５０】
したがって、弁別回路部５０のトランジスタＱ８は、検知コイル１０が断線したときだけオンになる。そして、トランジスタＱ８がオンになれば、レギュレータ６ａの停止用端子が接地されるため、レギュレータ６ａは、トランジスタＱ９を制御して動作電力の供給を終了する。よって、電流帰還回路２３からは帰還電流Ｉｆｂが出力されなくなり、また、検波回路部３および出力回路部４の動作も停止される。
【００５１】
本実施形態における出力回路部４は、検波回路部３の検出信号に基づいて、検知範囲内に被検知体が存在すると判定すれば、第１の電圧（例えば１±０．２Ｖ）の出力信号を出力し、検知範囲内に被検知体が存在しないと判定すれば、第１の電圧より高い第２の電圧（例えば５±０．２Ｖ）電圧の出力信号を出力する。第１の電圧の出力信号は、被検知体が存在することを示す検知信号になり、第２の電圧の出力信号は被検知体が存在しないことを示す検知信号になる。
【００５２】
一方、電力供給部６が出力回路部４への給電を停止した場合には、出力回路部４の動作も停止されるため、出力回路部４の出力信号の電圧は０Ｖになる。つまり、本実施形態の近接センサでは、出力回路部４に動作電力が供給されていないときに出力回路部４から出力される電圧０Ｖの信号が、検知コイル１０が断線したことを示す断線信号になる。
【００５３】
したがって、出力信号の電圧によって、検知範囲内に被検知体が存在するか否か、検知コイル１０が断線しているか否かを知ることができる。
【００５４】
ところで、検知コイル１０の断線は機械的な異常等、近接センサに致命的な故障が発生した場合に最も起こり易く、この場合、回路部分が露出している可能性がある。
【００５５】
しかしながら、本実施形態の近接センサは、出力回路部４に動作電力を供給する電力供給部６を備えており、電力供給部６は、断線検出部５において検知コイル１０が断線したと判断されたときに動作電力の供給を停止する。
【００５６】
そのため、本実施形態の近接センサによれば、上記実施形態１と同様の効果に加えて、回路部に触れて感電してしまう危険性を低くすることができる。また、出力回路部４への給電が停止されて消費電力が低下した状態となることから、外部機器（例えば車載のＥＣＵ）で、近接センサの消費電力を検出すれば、その消費電力によって断線が発生したか否かを検知することも可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】実施形態１の近接センサのブロック図である。
【図２】実施形態２の近接センサの回路説明図である。
【図３】従来の近接センサの回路説明図である。
【符号の説明】
【００５８】
１    ＬＣ共振回路
２    発振回路部
３    検波回路部
４    出力回路部
５    断線検出部
６    電力供給部
１０    検知コイル
１１    コンデンサ
５０    弁別回路部
５１    トリガ回路部
５２    トリガ無効化回路部
【図１】
2010045531.tif 000003
【図２】
2010045531.tif 000004
【図３】
2010045531.tif 000005