(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の接近距離に応じて発振振幅レベルが変化する発振回路部３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７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、動作距離調整点で発振振幅レベルが検出閾値に一致するよう発振回路部の発振出力をフィードバック制御して動作距離を調整する。【選択図】図１
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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で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、
動作距離調整モードにおいて、発振振幅レベルをデータとして取り込むと共に、取り込んだデータが示す発振振幅レベルが、所定の動作距離において検出閾値と一致するように発振回路部の発振動作をフィードバック制御する、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】
上記フィードバック制御により所定の動作距離で発振振幅レベルが検出閾値に一致したときの発振回路部の発振動作を記憶すると共に、動作モードでは発振回路部を上記記憶してある発振動作で発振制御する、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【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対して、
動作距離調整モードにおいて、発振振幅レベルをデータとして取り込むと共に、取り込んだデータが示す発振振幅レベルが所定の動作距離で検出閾値と一致するように発振回路部の発振動作をフィードバック制御する動作距離調整回路を備えた、ことを特徴とする近接センサ。
【請求項４】
上記動作距離調整回路は、上記フィードバック制御により所定の動作距離で発振振幅レベルが検出閾値に一致したときの発振回路部の発振動作を記憶すると共に、動作モードでは発振回路部を上記記憶してある発振動作で発振制御する、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】
上記動作距離調整回路が、上記フィードバック制御するプログラムで動作するマイクロコンピュータで構成されている、ことを特徴とする請求項３または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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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】
【０００８】
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】
【０００９】
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で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、動作距離調整モードにおいて、発振振幅レベルをデータとして取り込むと共に、取り込んだデータが示す発振振幅レベルが所定の動作距離において検出閾値と一致するように発振回路部の発振動作をフィードバック制御することを特徴とするものである。
【００１０】
本発明によると、発振振幅レベルをデータとして取り込むと共に、取り込んだデータが示す発振振幅レベルが所定の動作距離において検出閾値と一致するように発振回路部の発振動作をフィードバック制御することで、動作距離を調整することができるようになるので、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動作距離調整点に対応させて補正することで動作距離を動作距離調整点に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。
【００１１】
好ましい態様の１つは、上記フィードバック制御により所定の動作距離で発振振幅レベルが検出閾値に一致したときの発振回路部の発振動作を記憶すると共に、動作モードでは発振回路部を上記記憶してある発振動作で発振制御することである。
【００１２】
この態様では、一旦、所定の動作距離で検出物体の近接を検出できるように発振回路部の発振動作をフィードバック制御した後、この発振回路部の発振動作を記憶するので、例えば、近接センサの工場出荷前に一度動作距離の調整を行うと、以後の動作距離の調整が不要となり、ユーザに対しては、動作距離の正確な近接センサを提供することができるようになる。
【発明の効果】
【００１３】
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】
【００１４】
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。
【００１５】
この近接センサ１は、発振コイル３ａおよび検出回路３ｂ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、検出物体１１の接近に伴い発振振幅レベルＯＵＴが検出閾値Ｖｓｔ１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。
【００１６】
そして、実施の形態では、所定の動作距離において発振振幅レベルＯＵＴが検出閾値Ｖｓｔ１に一致するよう発振回路部３をフィードバック制御信号によりフィードバック制御する動作距離調整回路部１３を備えたことを特徴とする。この場合、動作距離調整回路部１３は、整流回路部５からの直流化出力により上記フィードバック制御を行うが、説明の都合で発振振幅レベルＯＵＴで説明する。また、動作距離調整回路部１３は、マイクロコンピュータで構成されているので、動作距離調整回路部１３内部では整流回路部５の直流化出力のＡＤ変換値と、デジタル値である検出閾値Ｖｓｔ１とから処理が行われ、この処理結果がＤＡ変換されフィードバック制御信号として発振回路部３に与えられる。
【００１７】
上記構成で、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３ａ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）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の発振振幅が変化して、発振または発振停止することでそのことにより検出回路３ｂで検出物体の有無の検出を行うことができる。整流回路部５は、発振回路部３の発振出力を発振振幅の大きさに対応して直流化し発振振幅レベルＯＵＴとして出力するものであり、検出物体１１が接近すると発振振幅レベルＯＵＴデータが小さくなり、検出物体１１が離れていくと発振振幅レベルＯＵＴが大きくなっていく。
【００１８】
検波回路部７は、検出物体１１の接近に応じて発振振幅レベルＯＵＴが検出閾値Ｖｓｔ１になると検出物体１１有りとしてハイレベルの動作信号Ｈを出力する回路である。また検波回路部７は検出物体１１を検出していないときはローレベル信号Ｌを出力している。
【００１９】
動作距離調整回路部１３は、上記したごとくマイクロコンピュータで構成されており、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１３１と、所定の動作距離に対応して定められる動作距離調整点Ｖｏｎを記憶する動作距離調整点記憶手段１３２と、所定の動作距離で発振振幅レベルＯＵＴが検出閾値Ｖｓｔ１に一致するよう当該発振振幅レベルＯＵＴを制御する制御手段１３３と、を有する。制御手段１３３はＣＰＵにより構成する。１３４は整流回路部５からの検出出力ＯＵＴをＡＤ変換するＡＤ変換インターフェース、１３５は発振回路部３へのフィードバック信号をＤＡ変換するＤＡ変換インターフェース、１３６は制御手段１３３の制御プログラムが格納されるプログラムメモリ、１３７は上記両記憶手段１３１，１３２に検出閾値や動作距離調整点Ｖｏｎを設定するデータや、動作距離調整回路部１３を動作距離調整モードにしたり、動作距離調整モードを停止したり、通常の動作モードにしたりする各種モード制御信号を外部から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１３１，１３２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、ＣＰＵからなる制御手段１３３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。
【００２０】
制御手段１３３による動作を説明する。
【００２１】
制御手段１３３は、近接センサ１を動作距離調整モードにするモード制御信号が外部インターフェース１３７に入力されると、近接センサ１を動作距離調整モードとする。一方、検出物体１１を動作距離調整点Ｖｏｎに対応する所定の動作距離をあけて近接センサ１に対向配置する。この状態で、制御手段１３３は、プログラムメモリ１３６に格納している動作距離調整制御プログラムを読み込み、以下の制御を行う。まず、検出閾値記憶手段１３１から検出閾値Ｖｓｔ１データ、動作距離調整点記憶手段から動作距離調整点Ｖｏｎデータをそれぞれ読み出し、ＡＤ変換インターフェース１３４を介して、整流回路部５から発振振幅レベルＯＵＴデータを取り込む。制御手段１３３は、動作距離調整点Ｖｏｎでの発振振幅レベルＯＵＴを測定しこの発振振幅レベルＯＵＴが検出閾値Ｖｓｔ１に一致するようにＤＡ変換インターフェース１３５を介してフィードバック制御信号を発振回路部３にフィードバックする。発振回路部３はこのフィードバック制御信号に応答して発振動作を行うことでその発振振幅レベルＯＵＴを検出閾値Ｖｓｔ１に一致させる。そして、制御手段１３３は、このときの発振回路部３の発振動作の条件を図示略の適宜のメモリに記憶保存する。
【００２２】
次に、制御手段１３３は近接センサ１を通常の動作モードにするモード制御信号が外部インターフェース１３７に入力されると、近接センサ１を通常の動作モードとする。通常の動作モードでは、制御手段１３３は、上記記憶した発振回路部３の発振動作の条件で発振回路部３の発振動作を制御するので、検波回路部７では、出力回路部９に対して非検出時Ｖｏｆｆでは検出物体１１の検出無しを示すローレベル信号Ｌ、また、検出物体１１が所定の動作距離に近接したときにハイレベル信号Ｈを出力することができるようになる。
【００２３】
図３、図４を参照して上記動作を説明する。図３は動作距離調整前、図４は動作距離調整後を示す。動作距離調整前において、図３（ａ）で示すように検出物体１１が矢印向きに近接センサ１に接近していき、図３（ｂ）で示すように接近位置Ａでの発振回路部３の発振振幅レベルがＯＵＴＡになると、この発振振幅レベルＯＵＴＡは、図３（ｃ）で示すように検出閾値Ｖｓｔ１と一致する結果、検波回路部７が動作して動作信号を出力する。この場合、所定の動作距離は図３（ａ）では接近位置Ｂであり、この接近位置Ｂに対応する発振振幅レベルは図３（ｂ）のＯＵＴＢであり、また、これに対応する動作距離調整点は図３（ｃ）のＶｏｎである。すなわち、所定の動作距離である接近位置Ｂでの発振回路部の発振振幅レベルＯＵＴＢは、接近位置Ａでの発振振幅レベルＯＵＴＡより小さく、近接センサ１は所定の動作距離に調整されていない。
【００２４】
動作距離調整後において、図４（ａ）で示すように検出物体１１が矢印向きに近接センサ１に接近していき、接近位置Ａ´での発振回路部３の発振振幅レベルＯＵＴＡ´は図４（ｂ）で示すように所定の動作距離に対応する検出閾値Ｖｓｔ１よりも大きいので、検波回路部７は動作しない。そして、検出物体１１がさらに矢印向きに近接センサ１に接近していき、所定の動作距離に対応する接近位置Ｂ´での発振回路部３の発振振幅レベルＯＵＴＢ´は図４（ｂ）で示すように検出閾値Ｖｓｔ１に一致するまで小さくなって、検波回路部７が動作して動作信号を出力する。図４（ｃ）では、検出閾値Ｖｓｔ１と所定の動作距離に対応して定められる動作距離調整点Ｖｏｎとが一致していて、近接センサ１は所定の動作距離に調整されている。
【００２５】
なお、動作距離調整回路部１３による発振回路部３の発振振幅レベルの調整は、特に図示しないが、例えば、発振回路部３を発振トランジスタのコレクタにコイルとコンデンサの並列共振回路を接続した構成とした場合では、その電源電圧をフィードバック制御することにより行うことができるし、また、その発振トランジスタのベース電流をフィードバック制御したりすることにより行うことができる。
【００２６】
以上のように実施の形態では、動作距離調整回路部１３に発振振幅レベルＯＵＴをデータとして取り込むと共に、取り込んだデータが示す発振振幅レベルＯＵＴが所定の動作距離において検出閾値と一致するように発振回路部３の発振動作をフィードバック制御することで動作距離を所定の動作距離に調整するようにしたので、発振回路部３内の抵抗器の調整をしたりする必要なく、動作距離を自動調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【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は動作距離調整前を示し、図３（ａ）は検出物体と近接センサとの位置関係、図３（ｂ）は接近位置ＡとＢそれぞれでの発振振幅波形、図３（ｃ）は、検出閾値Ｖｓｔ１、動作距離調整点Ｖｏｎとの関係を示す図である。
【図４】図４は動作距離調整後を示し、図４（ａ）は検出物体と近接センサとの位置関係、図４（ｂ）は接近位置ＡとＢそれぞれでの発振振幅波形、図４（ｃ）は、検出閾値Ｖｓｔ１、動作距離調整点Ｖｏｎとの関係を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  近接センサ
３  発振回路部
７  検波回路部
１３  動作距離調整回路部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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