(57)【要約】【課題】動作距離を動作距離調整点に容易に調整可能にすること。【解決手段】検出物体１１の接近に伴い発振振幅レベルが変化する発振回路部３と、発振回路部３出力を直流化する整流回路部５と、整流回路部５出力が検出閾値に一致するとき検出物体１１有りとする信号を出力する検波回路部７とを備え近接センサ１に対し、検出閾値と動作距離調整点Ｖｏｎとを記憶手段７１、７２に記憶し、検出物体１１に接近して上記検出閾値で動作するときの動作距離が動作距離調整点Ｖｏｎに一致しないときは、該一致するよう検出閾値をＶｓｔ２に補正し、この補正した検出閾値を記憶手段に書き換えて記憶させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出物体の接近距離に応じて発振振幅レベルが変化する発振回路部と、検出物体の接近に伴い発振振幅レベルが検出閾値に一致するまでに変化したことを検出して動作信号を出力する検波回路部とを備え、その動作信号が出力された時点の検出物体からの距離を動作距離とする近接センサに対して、
上記検波回路部における検出閾値を補正することで動作距離を調整することを特徴とする近接センサの動作距離調整方法。
【請求項２】
検出閾値を記憶手段に記憶し、検出物体に接近して上記検出閾値で動作するときの動作距離が所定の動作距離に一致しないときは、上記検出閾値を上記所定の動作距離に調整するための動作距離調整点に一致するように補正すると共に該補正した検出閾値を上記記憶手段に書き換えて記憶することにより動作距離を調整する、ことを特徴とする請求項１に記載の近接センサの動作距離調整方法。
【請求項３】
検出物体の接近距離に応じて発振振幅レベルが変化する発振回路部と、検出物体の接近に伴い発振振幅レベルが検出閾値に一致するまでに変化したことを検出して動作信号を出力する検波回路部とを備え、その動作信号が出力された時点の検出物体からの距離を動作距離とする近接センサにおいて、
上記検波回路部は、検出物体に接近して上記検出閾値で動作したときの動作距離が所定の動作距離に一致しないときは、上記検出閾値を上記所定の動作距離に調整するための動作距離調整点に一致するように補正することで動作距離を調整する回路機能を備えた、ことを特徴とする近接センサ。
【請求項４】
上記検波回路部が、上記書き換えた検出閾値を記憶する記憶手段と、上記記憶手段への検出閾値の書き換えの制御と、この書き換えた検出閾値で上記動作距離の調整の制御を行う制御手段と、を備えたことを特徴とする請求項３に記載の近接センサ。
【請求項５】
上記制御手段がＣＰＵにより構成されている、ことを特徴とする請求項４に記載の近接センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出物体に当該近接センサが接近して動作する動作距離と、離れて復帰する復帰距離とに応差がある高周波発振・振幅検出型の近接センサにおいて上記動作距離を調整する方法ならびにその近接センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高周波発振・振幅検出型の近接センサは、一定の周波数で発振を行い金属体等の検出物体の接近によって発振の振幅の変化を検出するものである。この近接センサでは、高周波で発振する発振回路部を備え、金属体や磁性体等からなる検出物体が発振回路部内の発振コイルに接近すると、電磁誘導作用によって渦電流損が生じて発振コイルの実効抵抗値であるインピーダンスが変化することにより発振回路部の発振振幅が変化することを利用したものであり、検出物体の近接状態に応じて発振回路部の発振振幅が跳躍的に変化して、発振または発振停止させることによる発振振幅の変化で検出物体の有無の判定を行うことができる（特許文献１参照）。この場合、発振回路部の出力を直流化してなる検出出力は、検出物体が接近すると小さくなり、検出物体が離れていくと大きくなっていく。
【０００３】
このような高周波発振・振幅検出型の近接センサでは、検出物体が接近して検出出力が小さくなって検出閾値と一致すると、検出物体有りとする信号を生成し、検出物体が離れて検出出力が大きくなると、検出物体無しとする信号を生成する。この検出物体有りの信号と，検出物体無しの信号とにヒステリシスを設けて信号のオンオフを行っている。この検出物体有りの信号と，検出物体無しの信号の生成をするための検出出力にレベル差を設けてチャタリングにより誤動作を防止している結果、動作距離と復帰距離との間に応差がある（特許文献２参照）。
【０００４】
上記構成において、同一の動作距離に対応する発振回路部の発振振幅は製品ごとに微妙に異なる。そのため、検出閾値を設定していても動作距離が製品ごとに微妙に異なっていることがある。そこで一般に、製品出荷前に発振回路部の発振振幅を調整することにより動作距離を正確に調整することが行われている。
【０００５】
この動作距離の調整方法として、従来では、製造工程で発振回路部に流れる発振電流を制限する抵抗器を付け替え変更したり、あるいは、抵抗値レーザトリミングにより抵抗値を調整したりすることにより行っている。
【０００６】
しかしながら、前者では抵抗器の付け替え変更を数度繰り返したうえで動作距離を測定しなおしたりする必要があるなど作業性が非常に悪く、また、後者では高価なレーザトリミング装置が必要であることに加えてレーザトリミングの作業効率が必ずしも高いものではない。
【特許文献１】特開２００７−１４１７６２号公報
【特許文献２】特開平１０−２５６８９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明により解決すべき課題は、検出物体に接近して動作する動作距離を動作距離調整点に容易に調整可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による方法は、検出物体の接近距離に応じて発振振幅レベルが変化する発振回路部と、検出物体の接近に伴い発振振幅レベルが検出閾値に一致するまでに変化したことを検出して動作信号を出力する検波回路部とを備え、その動作信号が出力された時点の検出物体からの距離を動作距離とする近接センサに対して、上記検波回路部における検出閾値を補正することで動作距離を調整することを特徴としている。
【０００９】
本発明によると、検出閾値を補正することにより動作距離を調整するので、動作距離の調整を行うのに、従来のように発振回路部の動作電流を制限する抵抗器の抵抗値を変更する必要なく、動作距離を動作距離調整点に調整することができる。例えば工場出荷前に、検波回路部の検出閾値を所定の動作距離に対応するように補正することで動作距離を調整することができ、従来の発振回路部における抵抗器の付け替え変更や高価なレーザトリミング装置による抵抗器のレーザトリミングが不要となる。
【００１０】
好ましい態様の１つは、検出閾値を記憶手段に記憶し、検出物体に接近して上記検出閾値で動作するときの動作距離が所定の動作距離に一致しないときは、上記検出閾値を上記定の動作距離に調整するための動作距離調整点に一致するように補正すると共に該補正した検出閾値を上記記憶手段に書き換えて記憶することにより動作距離を調整する。
【００１１】
この態様では、予め動作距離調整点が設定されているので、検出閾値を補正するに際してはこの動作距離調整点と一致するように補正することができ、補正が容易となる。また、検出閾値を記憶手段に記憶する場合、この記憶手段に対して検出閾値を書き換えて保存しておくことができるので、動作距離がずれてきた場合には、再度、検出閾値を補正して所定の動作距離に合わせ込むことができるなど、メンテナンスに際して好都合である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、発振回路部の抵抗器を付け替えたり、あるいはレーザトリミングしたりする必要なく、動作距離を動作距離調整点に容易に調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態に係る高周波発振・振幅検出型の近接センサ（以下、近接センサという）の動作距離調整方法を詳細に説明する。図１に、実施の形態が適用される近接センサの概略ブロック構成を示す。この近接センサ１は、発振コイルを含む発振回路部３と、発振回路部３の発振出力を整流して直流化する整流回路部５と、この整流回路部５出力を検波する検波回路部７と、この検波回路部７の出力に応じて検出物体の有無を示す検出信号を発生する出力回路部９と、を備えている。
【００１４】
発振回路部３は、金属体や磁性体等からなる検出物体１１が発振コイルに接近すると、電磁誘導作用によって渦電流損が生じて発振コイルの実効抵抗値であるインピーダンスが変化することにより発振回路部３の発振出力の振幅（発振振幅）レベルが変化するものであり、検出物体１１の近接状態に応じて発振回路部３の発振振幅レベルが変化して、発振または発振停止することで検出物体の有無の検出を行うことができるようになっている。
【００１５】
整流回路部５は、発振回路部３の発振出力を発振振幅レベルの大きさに対応して直流化し検出出力として出力するものであり、検出物体１１が接近して発振振幅レベルが小さくなると検出出力が小さくなり、検出物体１１が離れていき発振振幅レベルが大きくなると検出出力が大きくなっていく。
【００１６】
検波回路部７は、検出物体１１が接近し発振振幅レベルが小さくなって検出出力が検出閾値になるまで小さくなると検出物体１１有りと検出処理するマイクロコンピュータ構成の処理回路であり、検出物体１１が接近して検出閾値で検出動作するときの動作距離が所定の動作距離に一致するよう検出閾値を補正できる機能を備える。この場合、所定の動作距離に対応する点を動作距離調整点と言い、この動作距離調整点は、検出閾値を補正するに際してこの動作距離調整点に合わせ込む目標点となる。
【００１７】
検波回路部７は、図２で示すように、動作距離換算の検出閾値を書き換え可能に記憶する検出閾値記憶手段７１と、動作距離調整点を書き換え可能に記憶する動作距離調整点記憶手段７２と、動作距離を所定の動作距離に一致させるよう検出閾値の補正演算を行う演算手段７３と、上記両記憶手段７１，７２と演算手段７３とを制御する制御手段７４と、を有する。演算手段７３と制御手段７４とをまとめて制御手段と称することができる。この制御手段はＣＰＵにより構成する。７５は整流回路部５からの検出出力をＡＤ変換するＡＤ変換インターフェース、７６は出力回路部９への信号を出力する出力ポート、７７は制御手段７４の制御プログラムが格納されるプログラムメモリ、７８は上記両記憶手段７１，７２に検出閾値や動作距離調整点を設定するデータを外部から記憶手段７１，７２に取り込むための外部インターフェースである。なお、上記両記憶手段７１，７２は構成的に２つであるがデータメモリ１つで構成することができるものであり、また、制御手段７４の作業エリアであるワークメモリやその他の図示は略する。
【００１８】
制御手段７４は、発振回路部３の発振振幅レベルに対応した整流回路部５からの検出出力ＯＵＴをＡＤ変換インターフェース７５を経由して演算手段７３に入力すると共に検出閾値記憶手段７１内のデジタル値である初期検出閾値Ｖｓｔ１を演算手段７３に入力する。制御手段７４は、演算手段７３での演算の結果、Ｖｏｆｆで検出物体無しのときは、その演算結果をＡＤ変換インターフェース７５でＤＡ変換してローレベル信号Ｌを出力回路部９に出力する。制御手段７４は、検出物体１１が接近して演算手段７３での演算結果が検出出力ＯＵＴが小さくなって初期検出閾値Ｖｓｔ１に一致することを示すときは、その演算結果を出力ポート７６で検出物体有りとするハイレベル信号Ｈを出力回路部９に出力する。このハイレベル信号Ｈが出力される時点での検出物体１１の近接センサ１に対する接近距離が動作距離となる。したがって、初期検出閾値Ｖｓｔ１が大きいと検出物体１１が近接センサ１から接近する距離が遠い距離で動作することにより動作距離が長くなり、初期検出閾値Ｖｓｔ１が小さいと検出物体１１が近接センサ１に接近する距離が近い距離で動作することにより動作距離が短くなる。いずれにしても動作距離が所定の動作距離と異なってずれているときは動作距離を所定の動作距離に調整する必要がある。
【００１９】
この場合、工場出荷前など動作距離を調整する前では、検出閾値記憶手段７１には動作距離調整前の検出閾値としての初期検出閾値Ｖｓｔ１が記憶されているので、例えば、検出物体１１が接近するに伴い所定の動作距離に対応して定められた動作距離調整点Ｖｏｎに一致するレベルに整流回路部５からの検出出力ＯＵＴが小さくなる前に、検出出力ＯＵＴが初期検出閾値Ｖｓｔ１に一致してしまうと、所定の動作距離から外れた距離で検出物体有りとするハイレベル信号Ｈが出力されてしまう。これは、動作距離調整点Ｖｏｎに動作距離が調整されていない状態である。
【００２０】
そこで、演算手段７３では初期検出閾値Ｖｓｔ１と動作距離調整点Ｖｏｎとの差分ΔＶを演算する。初期検出閾値Ｖｓｔ１＞動作距離調整点Ｖｏｎであると、差分ΔＶはプラスとなるので、演算手段７３は、初期検出閾値Ｖｓｔ１から差分ΔＶを減算する。この減算した値を補正検出閾値Ｖｓｔ２とする。制御手段７４は、検出閾値記憶手段７１に記憶されている検出閾値を初期検出閾値Ｖｓｔ１から補正検出閾値Ｖｓｔ２に書き換える。
【００２１】
また、演算手段７３では初期検出閾値Ｖｓｔ１と動作距離調整点Ｖｏｎとの差分ΔＶを演算するが、この差分ΔＶが、上記とは異なって、初期検出閾値がＶｓｔ１´＜動作距離調整点Ｖｏｎである場合は、マイナスとなり、演算手段７３は、初期検出閾値Ｖｓｔ１´から差分ΔＶを加算した値を補正検出閾値Ｖｓｔ２とする。制御手段７４は、検出閾値記憶手段７１に記憶されている検出閾値を初期検出閾値Ｖｓｔ１´から補正検出閾値Ｖｓｔ２に書き換え制御する。
【００２２】
以上に関する動作距離調整方法を図３、図４を参照して説明する。図３（ａ）、図４（ａ）は、動作距離調整前を示し、図３（ｂ）、図４（ｂ）は動作距離調整後を示す。図３（ａ）（ｂ）でＶｏｆｆは非検出時、Ｖｓｔ１は初期検出閾値、Ｖｓｔ２は補正検出閾値、Ｖｏｎは動作距離調整点、ΔＶは初期検出閾値Ｖｓｔ１と動作距離調整点Ｖｏｎとの差分である。動作距離調整点Ｖｏｎは所定の動作距離Ｄ２に対応する点である。
【００２３】
動作距離調整前において、図３（ａ）で示すように初期検出閾値Ｖｓｔ１は、復帰時である非検出時Ｖｏｆｆと、動作距離調整点Ｖｏｎとの間に位置するので、図４（ａ）の矢印で示すように近接センサ１が検出物体１１に接近し、所定の動作距離Ｄ２に接近する以前の距離Ｄ１ですでに検出出力ＯＵＴが初期検出閾値Ｖｓｔ１に一致するために、その距離Ｄ１を動作距離として検出物体１１有りとする信号Ｈが出力される。なお、図３、図４の例では動作距離調整点Ｖｏｎでの動作距離Ｄ２は、動作距離Ｄ１より短い例を示す。
【００２４】
動作距離調整後において、図３（ｂ）、図４（ｂ）において、演算手段７３の演算結果に従う制御手段７４により、図３（ｂ）で示すように検出閾値記憶手段７１に書き込まれる検出閾値は初期検出閾値Ｖｓｔ１から動作距離調整点Ｖｏｎと一致する補正検出閾値Ｖｓｔ２に書き換えられて補正されて動作距離調整点Ｖｏｎ＝補正検出閾値Ｖｓｔ２になっているので、図４（ｂ）の矢印で示すように近接センサ１が検出物体１１に接近して検出出力ＯＵＴが小さくなると共に接近距離Ｄ２で検出出力ＯＵＴが補正検出閾値Ｖｓｔ２に一致したときに検出物体有りとする信号Ｈが出力される。このときの検出物体１１と近接センサ１との距離はＤ２であり、動作距離調整点Ｖｏｎに対応する所定の動作距離に一致する。
【００２５】
以上では、初期検出閾値がＶｓｔ１であり、Ｖｏｎ以上であったが、図５、図６で示すように、初期検出閾値がＶｏｎ以下であるＶｓｔ１´の場合でも同様である。図５（ａ）、図６（ａ）は、動作距離調整前を示し、図５（ｂ）、図６（ｂ）は動作距離調整後を示す。
【００２６】
この場合、動作距離調整前において、図５（ａ）、図６（ａ）で示すように、検出物体１１が接近して検出出力ＯＵＴが小さくなって動作距離調整点Ｖｏｎになっても、検出物体有りの信号Ｈは出力されず、検出出力ＯＵＴがさらに小さくなって検出閾値Ｖｓｔ１´のときに、検出物体有りの信号Ｈが出力される。その結果、検出物体１１は近接センサ１に接近して動作距離調整点Ｖｏｎ通過しても検出物体１１有りとは検出せず、動作距離Ｄ１´になって検出する。
【００２７】
そして、動作距離調整後では、演算手段７３の演算結果に従う制御手段７４により、検出閾値記憶手段７１に記憶されている初期検出閾値Ｖｓｔ１´は、動作距離調整点Ｖｏｎに一致する検出閾値Ｖｓｔ２に書き換えられて補正される。この書き換えにより、図５（ｂ）、図６（ｂ）で示すように、検出物体１１が接近して検出出力ＯＵＴが小さくなって動作距離調整点Ｖｏｎになると検出閾値Ｖｓｔ２に一致して、検出物体有りの信号Ｈが出力され、検出出力ＯＵＴが出力される結果、動作距離調整点Ｖｏｎで検出物体有りの信号Ｈが出力される。このときの検出物体１１と近接センサ１との距離はＤ２であり、動作距離調整点Ｖｏｎに一致する。
【００２８】
上記では検波回路部７がマイクロコンピュータで構成されている例を示したが、図７で示すように、検波回路部７を、ロジック回路構成で構成してもよい。例えば、検波回路部７を、差分演算回路部７ａと、補正回路部７ｂとで構成し、差分演算回路部７ａには動作距離調整点Ｖｏｎと初期検出閾値Ｖｓｔ１とを入力し、これらの差分ΔＶを演算する。そして補正回路部７ｂでは、差分ΔＶがプラスである場合は初期検出閾値Ｖｓｔ１から差分ΔＶを減算し、マイナスである場合は初期検出閾値Ｖｓｔ１から差分ΔＶを加算し、その結果を補正検出閾値Ｖｓｔ２とする。なお、図７では検出閾値記憶手段、動作距離調整点Ｖｏｎの記憶手段の図示は略している。
【００２９】
以上のように実施の形態では、検出閾値記憶手段７１に書き込む検出閾値を初期検出閾値Ｖｓｔ１、Ｖｓｔ１´から動作距離調整点Ｖｏｎに一致する検出閾値Ｖｓｔ２に書き換えて補正するので、発振回路部３内の抵抗器の調整をする必要なく、動作距離を動作距離調整点Ｖｏｎに自動調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は本発明の実施の形態に係る動作距離調整方法が適用される近接センサの概略ブロック構成を示す図である。
【図２】図２は図１の検波回路部をマイクロコンピュータで構成した場合のブロック回路構成を示す図である。
【図３】図３（ａ）は初期検出閾値Ｖｓｔ１が動作距離調整点Ｖｏｎより大きく動作距離調整前における、非検出出力Ｖｏｆｆ、動作距離調整点Ｖｏｎ、初期検出閾値Ｖｓｔ１の関係を示す図、図３（ｂ）は図３（ａ）から検出閾値を動作距離調整点に一致させた、動作距離調整後における非検出出力Ｖｏｆｆ、動作距離調整点Ｖｏｎ、検出閾値Ｖｓｔ２の関係を示す図である。
【図４】図４（ａ）は図３（ａ）に対応する検出物体と近接センサとの距離関係を示す図、図４（ｂ）は図３（ｂ）に対応する検出物体と近接センサとの距離関係を示す図である
【図５】図５（ａ）は、初期検出閾値Ｖｓｔ１が動作距離調整点Ｖｏｎより小さく動作距離調整前における、非検出出力Ｖｏｆｆ、動作距離調整点Ｖｏｎ、初期検出閾値Ｖｓｔ１の関係を示す図、図５（ｂ）は図５（ａ）から検出閾値を動作距離調整点に一致させた、動作距離調整した後における非検出出力Ｖｏｆｆ、動作距離調整点Ｖｏｎ、検出閾値Ｖｓｔ２の関係を示す図である。
【図６】図６（ａ）は図５（ａ）に対応する検出物体と近接センサとの距離関係を示す図、図６（ｂ）は図５（ｂ）に対応する検出物体と近接センサとの距離関係を示す図である
【図７】図７は検波回路部の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  近接センサ
３  発振回路部
５  整流回路部
７  検波回路部
７１  検出閾値記憶手段
７２  動作距離調整点記憶手段
７３  演算手段
７４  制御手段
９  出力回路部
【図１】
2009033387.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2009033387.tif 000006
【図５】
2009033387.tif 000007
【図６】
2009033387.tif 000008
【図７】
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