JP5055172B2 - Capacitive proximity sensor - Google Patents
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Description
本発明は、静電容量の変化で人体などの検出対象物の接近を検出する静電容量型の近接センサ、詳しくは複数の電極を備えた静電容量型近接センサに関する。 The present invention relates to a capacitance-type proximity sensor that detects the approach of a detection object such as a human body by a change in capacitance, and more particularly to a capacitance-type proximity sensor that includes a plurality of electrodes.
この種の静電容量型近接センサは、2枚の電極を平板状にし、平板状の両電極を並列して対面している。両電極は、片側の電極から出た電気力線が他の電極に入り、コンデンサを構成している。電極に検出対象物の人体などが接近すると、電極から出た電気力線が変形し、両電極間の静電容量が変化する。静電容量の変化で検出対象物の接近を検出する。 In this type of capacitive proximity sensor, two electrodes are formed in a flat plate shape, and both the flat plate electrodes face each other in parallel. In both electrodes, electric lines of force from one electrode enter another electrode to constitute a capacitor. When the human body or the like of the detection object approaches the electrode, the electric lines of force emitted from the electrode are deformed, and the capacitance between the electrodes changes. The approach of the detection target is detected by a change in capacitance.
[背景技術の課題]
静電容量型の近接センサは、電極の前側の検出領域では、電極から遠い位置の検出対象物を検出することができる、即ち、検出可能距離が長いことが望まれる。
また、電極の反対側、後側の領域では検出可能距離が短いことが望まれる。誤動作が少ないことが望まれる。
[Issues of background technology]
It is desirable that the capacitive proximity sensor can detect a detection object at a position far from the electrode in the detection region on the front side of the electrode, that is, has a long detectable distance.
Further, it is desirable that the detectable distance is short in the regions on the opposite side and the rear side of the electrode. It is desirable that there are few malfunctions.
[課題を解決するための着想]
上記のような静電容量型近接センサでは、電極に検出対象物の人体が接近すると、片側の電極から出た電気力線が人体を通って大地に入り、他の電極に入らなくなり、両電極間の静電容量が変化する。このことから、両電極間の電気力線は、遠くに延び、遠い位置での本数が多いと、検出可能距離が長くなるものと推察される。両電極が同形同寸の平板であって対面していると、両電極間の電気力線は、遠い位置での本数が多くなり難いものと推察される。
そこで、両電極は、一方を表面積の少ない線状の形状にし、他方を表面積の多い面状ないし板状の形状にすることを着想した。
[Idea for solving problems]
In the capacitive proximity sensor as described above, when the human body of the detection object approaches the electrode, the electric lines of force from one electrode enter the ground through the human body and do not enter the other electrode. The capacitance between them changes. From this, it is surmised that the lines of electric force between the two electrodes extend far and the detectable distance becomes longer when the number of the lines at a far position is large. If both electrodes are flat plates of the same shape and the same size and face each other, it is assumed that the number of lines of electric force between the electrodes is difficult to increase at a distant position.
Accordingly, the inventors have conceived that one of the electrodes has a linear shape with a small surface area and the other has a planar or plate shape with a large surface area.
[実験(図1〜図5参照)]
静電容量型近接センサにおいて、線状の電極と面状の電極を用いて実験した。
[Experiment (see FIGS. 1 to 5)]
In the capacitive proximity sensor, an experiment was conducted using a linear electrode and a planar electrode.
1)電極(図1〜図3参照)
電極の例1では、図1に示すように、線状電極1は、直線状の電線であり、直径0.22mmで、長さ300mmである。面状電極2は、帯状ないし長方形状の平板であり、幅30mmで、長さ300mmである。線状電極1は、面状電極2と長さ方向を揃えて並列し、面状電極2の幅方向中央位置に配置し、面状電極2との間に間隔3mmを置いている。両電極の線状電極1側は、線状電極1が面状電極2に隠れず、線状電極1と面状電極2が現れ、前側の領域であって検出領域である。面状電極2側は、線状電極1が面状電極2に隠れ、後側の領域である。
1) Electrode (see FIGS. 1 to 3)
In Example 1 of the electrode, as shown in FIG. 1, the
電極の例2では、図2に示すように、線状電極1は、電極例1におけるのと同じ電線である。面状電極は、電極例1における面状電極2の平板の上辺と下辺をそれぞれ上下に延長して前側に折り返している。電極例1における面状電極2と同形同寸の後側板3の上縁と下縁にそれぞれ上側板と下側板を介して前側板4を連結している。後側板3と線状電極1の相対位置は、電極例1における面状電極2と線状電極1のそれと同じである。2枚の前側板4は、後側板3と並列し、線状電極1の上下に位置し、線状電極1との間に間隔3mmを置いている。面状電極は、折り返し板3、4である。両電極の線状電極1側は、前側の領域であって検出領域である。面状電極3、4の後側板3側は、後側の領域である。
In the electrode example 2, as shown in FIG. 2, the
比較例では、図3に示すように、電極例1における面状電極2を2枚並列し、それらの間に間隔3mmを置いている。
In the comparative example, as shown in FIG. 3, two
2)電気回路(図4、図5参照)
電気回路は、静電容量の変化を検出することのできる各種の回路が使用可能であるが、直列共振回路を用いた。この回路は、図4に示すように、発信源E、巻き線間静電容量C1を有するコイルL、コンデンサC2を構成する電極6と電極7、抵抗器Rを直列に接続している。巻き線間静電容量C1とコイルLで並列共振回路を構成している。コイルLとコンデンサC2で直列共振回路を構成している。発信源Eと抵抗器Rの間は、接地している。抵抗器Rの両端の電圧Vを検出する。検出電圧Vと発信源Eの交流の周波数の関係は、図5の線図に実線で示すようになる。直列共振周波数は、並列共振周波数より低い。
2) Electrical circuit (see FIGS. 4 and 5)
As the electric circuit, various circuits capable of detecting a change in capacitance can be used, but a series resonance circuit is used. In this circuit, as shown in FIG. 4, a transmission source E, a coil L having interwinding capacitance C1, an
電極6又は電極7に検出対象物の接地した人体が近づくと、コンデンサC2の静電容量が減少する一方、人体がコンデンサCを構成し、コンデンサCが直列接続のコンデンサC2と抵抗器Rに並列に接続することになる。人体によるコンデンサCは、静電容量がコンデンサC2の静電容量減少分の数倍である。例えば、コンデンサCの静電容量は2〜3pFで、コンデンサC2の静電容量減少分は0.7pF位である。直列共振回路は、人体の接近で、静電容量が増加し、直列共振周波数が低くなる。検出電圧Vと発信源Eの交流の周波数の関係は、図5の線図に破線で示すように、直列共振の特性曲線が周波数の低い方に移動する。
When the human body whose detection target is grounded approaches the
発信源Eは、正弦波交流を発信し、発信周波数を直列共振周波数より少し高く設定し、検出電圧Vを検出対象物の人の手がない初期状態で8Vに設定する。電極6又は電極7に人の手が近づくと、検出電圧Vが初期設定の8Vから減少する。
The transmission source E transmits a sine wave alternating current, sets the transmission frequency slightly higher than the series resonance frequency, and sets the detection voltage V to 8 V in an initial state where there is no human hand of the detection target. When a human hand approaches the
3)実験方法と実験結果(図6参照)
電極例1では、線状電極1は抵抗器Rに接続して電極7にし、面状電極2はコイルLに接続して電極6にする。発信周波数は54kHzにし、発信電圧は0.5mVにする。すると、検出対象物の人の手がない初期状態で、検出電圧Vが8Vになる。この初期設定で、前側の領域において、検出対象物の人の手を線状電極1から各距離に配置して、検出電圧Vを測定する。また、後側の領域において、人の手を面状電極2から各距離に配置して、検出電圧Vを検出する。
3) Experimental method and experimental results (see Fig. 6)
In the electrode example 1, the
すると、実験結果は、図6に太い実線で示すようになる。前側の領域で、人の手が線状電極1から200mm強の距離に近づくと、検出電圧Vが初期設定の8Vから減少し始める。人の手が検出され始める。人の手が線状電極1に近づくに従って検出電圧Vが急激に減少する。また、後側の領域で、人の手が面状電極2から200mm弱の距離に近づくと、検出電圧Vが減少し始める。人の手が検出され始める。人の手が面状電極2に近づくに従って検出電圧Vが急激に減少する。線状電極1側の前側領域の方が面状電極2側の後側領域より検出可能距離が長い。
Then, the experimental result is shown by a thick solid line in FIG. When a human hand approaches a distance of slightly more than 200 mm from the
なお、線状電極1は電極6に、面状電極2は電極7に入れ替えた場合、検出電圧Vを初期設定の8Vにするため、発信周波数は57kHzにし、発信電圧は0.4mVにするが、実験結果は、上記の場合とほぼ同じである。
When the
電極例2では、線状電極1は抵抗器Rに接続して電極7にし、面状電極3、4はコイルLに接続して電極6にする。発信周波数は55kHzに、発信電圧は0.4mVにする。初期状態で、検出電圧Vが8Vになる。実験結果は、図6に細い実線で示すようになる。前側の領域で、人の手が線状電極1から300mm位の距離に近づくと、検出電圧Vが減少し始める。人の手が検出され始める。人の手が線状電極1に近づくに従って検出電圧Vが急激に減少する。また、後側の領域で、人の手が面状電極2から200mm位の距離に近づくと、検出電圧Vが減少し始める。人の手が面状電極2に近づくに従って検出電圧Vが急激に減少する。線状電極1側の前側領域の方が面状電極3、4側の後側領域より検出可能距離が大幅に長い。また、前側領域での検出可能距離が電極例1におけるそれより大幅に長い。
In the electrode example 2, the
なお、線状電極1は電極6に、面状電極3、4は電極7に入れ替えた場合、発信周波数と発信電圧は変わらず、実験結果は同じである。
When the
比較例では、一方の面状電極2は電極7にし、他方の面状電極2は電極6にする。発信周波数は63kHzにし、発信電圧は0.6mVにする。初期状態で、検出電圧Vが8Vになる。実験結果は、図6に破線で示すようになる。前側領域と後側領域の検出可能距離が160〜170mm位になる。前側領域の検出可能距離は、電極例1、電極例2におけるそれより短い。
結局、電極例1と電極例2では、前側の検出領域の検出可能距離が長い。
In the comparative example, one
After all, in electrode example 1 and electrode example 2, the detectable distance of the front detection area is long.
[遮蔽電極(図7〜図9参照)]
電極例1と電極例2では、後側領域の検出可能距離が前側領域のそれより短いが、誤動作を減らすにはまだ十分ではない。そこで、後側領域の検出可能距離を更に短くするため、遮蔽電極を設けることにした。電極例1では、図7に示すように、面状電極2の後側に間隔を置いて面状の遮蔽電極8を並列して対面する。遮蔽電極8は、帯状ないし長方形状の平板である。電極例2でも、図8に示すように、面状電極3、4の後側に間隔を置いて面状の遮蔽電極8を並列して対面する。遮蔽電極8は、接地する。
[Shielding electrode (see FIGS. 7 to 9)]
In electrode example 1 and electrode example 2, the detectable distance of the rear region is shorter than that of the front region, but it is not yet sufficient to reduce malfunctions. Therefore, in order to further reduce the detectable distance of the rear region, a shielding electrode is provided. In the electrode example 1, as shown in FIG. 7, the
すると、電極例1では、電極7の線状電極1と電極6の面状電極2がコンデンサC2を構成する一方、電極6の面状電極2と遮蔽電極8がコンデンサC3を構成する。電極例2でも、電極7の線状電極1と電極6の面状電極3、4がコンデンサC2を構成する一方、電極6の面状電極3、4と遮蔽電極8がコンデンサC3を構成する。図4に示した直列共振回路は、図9に示すように、コンデンサC3が直列接続のコンデンサC2と抵抗器Rに並列に接続することになる。
Then, in the electrode example 1, the
遮蔽電極付きの電極例1と電極例2では、遮蔽電極8によって後側領域の検出可能距離が短くなる。
In the electrode example 1 and the electrode example 2 with the shielding electrode, the detectable distance of the rear region is shortened by the shielding
[他の電極例(図10、図11参照)]
電極例3は、電極例2の面状電極を変形している。電極例2の面状電極における後側板3、上側板と下側板は、なくしている。電極例3の面状電極は、図10に示すように、上下の前側板4のみにしている。電極例3は、上下の前側板4、平板の面状電極と電線の線状電極1からなる。上下の前側板4のみの面状電極は、電極例2の折り返し板の面状電極より製造し易い。
[Other electrode examples (see FIGS. 10 and 11)]
The electrode example 3 is a modification of the planar electrode of the electrode example 2. The
また、電極例4は、電極例3の面状電極を変形している。電極例3の面状電極における上側の前側板4の下縁と下側の前側板4の上縁は、図11に示すように、溝形断面の溝形板5で連結している。溝形板5は、遮蔽電極8側の後側に突出している。電極例4の面状電極は、上下の前側板4と溝形板5からなり、折り曲げ板である。電極例4は、折り曲げ板の面状電極4、5と電線の線状電極1からなる。折り曲げ板の面状電極4、5は、電極例2の折り返し板の面状電極より製造し易い。
In addition, the electrode example 4 is a modification of the planar electrode of the electrode example 3. As shown in FIG. 11, the lower edge of the upper
[雨滴による不動作(図12、図9参照)]
静電容量型近接センサは、電極を内蔵した感知部が屋外に配置され、感知部の電極6、7付近に雨滴などが付着することがある。検出対象物ではない雨滴などが付着しても、動作しないことが望まれる。
[Non-operation due to raindrops (see FIGS. 12 and 9)]
In the capacitive proximity sensor, a sensing unit having an electrode built therein is disposed outdoors, and raindrops or the like may adhere near the
図9に示した電気回路において、電極6、7に検出対象物外の雨滴などが最接近する、例えば1mm以内に近づくと、その雨滴などが両電極6、7間の誘電体として作用し、両電極6、7によるコンデンサC2の静電容量が大きく増加する。電極6と遮蔽電極8の間には、雨滴などが最接近しないとすると、コンデンサC3の静電容量が変化しない。非接地の雨滴などは、接地した人体とは異なり、コンデンサCを構成しない。
In the electric circuit shown in FIG. 9, when raindrops outside the detection object are closest to the
即ち、電極6、7に非接地の雨滴などが最接近すると、直列共振回路は、静電容量が増加し、直列共振周波数が低くなる。また、同時に、コンデンサC2の静電容量の増加によって、コンデンサC2と抵抗器Rの直列接続部は、インピーダンスが減少する。コンデンサC3の接続部は、インピーダンスが変化しない。すると、コンデンサC2と抵抗器Rの直列接続部は、電流が増加して、検出電圧Vが増加する。結局、検出電圧Vと発信源Eの交流の周波数の関係は、図12の線図に鎖線で示すように、直列共振の特性曲線が周波数の低い方に移動すると共に、検出電圧の高い方に移動する。
That is, when an ungrounded raindrop or the like is closest to the
図12の線図において、実線で示す初期設定の直列共振周波数より少し高い発信周波数では、実線で示す初期設定の特性曲線と鎖線で示す雨滴付着時の特性曲線が交差する。その発信周波数付近では、雨滴の付着で検出電圧が変化しない、又は、ほとんど変化しない。雨滴などの付着に対して無感の発信周波数が存在する。発信周波数を無感の発信周波数に設定すると、雨滴などの付着で誤動作しない。 In the diagram of FIG. 12, at the transmission frequency slightly higher than the initial series resonance frequency indicated by the solid line, the initial characteristic curve indicated by the solid line and the characteristic curve at the time of raindrop adhesion indicated by the chain line intersect. In the vicinity of the transmission frequency, the detection voltage does not change or hardly changes due to adhesion of raindrops. There is a transmission frequency that is insensitive to the attachment of raindrops. If the transmission frequency is set to an insensitive transmission frequency, it will not malfunction due to adhesion of raindrops.
なお、雨滴などによる誤動作を防止する場合には、感知部は、電極6と遮蔽電極8の間に雨滴などが最接近しない構成にする。
In order to prevent malfunction due to raindrops or the like, the sensing unit is configured such that raindrops or the like are not closest between the
[他の電気回路(図13参照)]
他の電気回路は、図13に示すように、図9に示した電気回路における「巻き線間静電容量C1を有するコイルL」と「電極6と電極7で構成されるコンデンサC2」を入れ替えている。コイルLとコンデンサC2の直列接続回路、直列共振回路は、図9に示した電気回路におけるのと同様である。
[Other electrical circuits (see FIG. 13)]
As shown in FIG. 13, the other electric circuit replaces “coil L having interwinding capacitance C1” and “capacitor C2 composed of
1)一の電極と他の電極でコンデンサを構成し、電極に検出対象物の人体などが接近すると、静電容量が変化し、静電容量の変化に基いて検出対象物の接近を検出する静電容量型近接センサにおいて、
一の電極は、表面積の少ない線状の形状にし、他の電極は、表面積の多い面状の形状にし、線状電極と面状電極は、間隔を置いて並列し、線状電極が面状電極に隠れない側を前側の検出領域にし、
線状電極は電線にし、面状電極は、平板の両側を前側に折り返し、後側に後側板を、前側の両側に前側板を有し、両側の前側板の間に線状電極を前側板と長さ方向を揃えて配置し、線状電極は両側の前側板と後側板から等距離に位置し、
線状電極と面状電極によるコンデンサとコイルを直列接続して直列共振回路を構成し、直列共振回路の電圧又は電流を検出し、検出電圧又は検出電流の変化で検出対象物の接近を検出する構成にしたことを特徴とする。
2)上記の静電容量型近接センサにおいて、
面状電極の後側には、間隔を置いて遮蔽電極を並列して対面し、遮蔽電極を接地する構成にしたことを特徴とする。
3)上記の静電容量型近接センサにおいて、
直列共振回路は、発信周波数を直列共振周波数より高く設定し、前側の検出領域で検出対象物の人体などが接近すると、直列共振周波数が低くなって検出電圧又は検出電流が減少し、検出対象物ではない雨滴などが接近すると、直列共振周波数が低くなると共にインピーダンスが減少し、検出電圧又は検出電流が変化しない、又は、ほとんど変化しない構成にしたことを特徴とする。
4)上記2)又は3)の静電容量型近接センサにおいて、
面状電極の片端側にコイルを配置し、面状電極とコイルを電線で接続し、
面状電極とコイルを接続した電線、線状電極、面状電極と遮蔽電極及びコイルを電気絶縁体に埋没して固定したことを特徴とする。
5)上記2)、3)又は4)の静電容量型近接センサにおいて、
感知部と電気回路部をケーブルで接続し、
感知部は、線状電極、面状電極と遮蔽電極及びコイルを内蔵し、
電気回路部は、直列共振回路の発信源、検出電圧又は検出電流の変化を検出する回路又は機器を内蔵したことを特徴とする。
1) to form a capacitor with one electrode and the other electrode, the human body of the detection object to the electrode approaches the electrostatic capacitance is changed, to detect the approach of a detection object based on a change in capacitance In capacitive proximity sensors,
One electrode makes it less linear shape surface area and the other electrode, the greater the surface shape of the surface area, the linear electrode and the planar electrode, Resshi parallel spaced, face linear electrode The side that is not hidden by the electrode is the front detection area ,
The linear electrode is an electric wire, and the planar electrode has both sides of the flat plate folded forward, the rear plate on the rear side, the front plate on both sides of the front side, and the linear electrode between the front plate on both sides and the front plate Arranged in the same direction, the linear electrodes are equidistant from the front and rear plates on both sides,
A series resonance circuit is configured by connecting a capacitor and a coil composed of linear electrodes and planar electrodes in series, and the voltage or current of the series resonance circuit is detected, and the approach of the detection target is detected by a change in the detection voltage or detection current. It is characterized by having a configuration .
2) In the above capacitive proximity sensor,
On the rear side of the planar electrode, the shield electrodes are arranged to face each other with a space therebetween, and the shield electrode is grounded .
3) In the above capacitive proximity sensor,
The series resonance circuit sets the transmission frequency higher than the series resonance frequency, and when the human body of the detection object approaches in the detection area on the front side, the series resonance frequency decreases and the detection voltage or detection current decreases. When a raindrop or the like that is not close, the series resonance frequency is lowered and the impedance is decreased, and the detection voltage or the detection current is not changed or hardly changed .
4) In the capacitive proximity sensor of 2) or 3 ) above,
A coil is arranged on one end side of the planar electrode , the planar electrode and the coil are connected by an electric wire,
An electric wire, a linear electrode, a planar electrode, a shielding electrode, and a coil in which a planar electrode and a coil are connected are buried and fixed in an electrical insulator.
5) In the capacitive proximity sensor of 2), 3) or 4) above,
Connect the sensor and electrical circuit with a cable,
The sensing unit contains a linear electrode, a planar electrode, a shielding electrode and a coil,
The electric circuit unit is characterized in that a transmission source of a series resonance circuit, a circuit or a device for detecting a change in detection voltage or detection current is incorporated .
静電容量型近接センサは、前側の検出領域で検出可能距離が長い。後側の領域では検出可能距離が短い。誤動作が少ない。 The capacitive proximity sensor has a long detectable distance in the front detection area. The detectable distance is short in the rear area. There are few malfunctions.
実施形態の静電容量型近接センサは、図14に示すように、遮蔽電極付き電極を内蔵した感知部11をシールド線19、20のケーブルで電気回路部31に接続している。
In the capacitive proximity sensor of the embodiment, as shown in FIG. 14, the
感知部11は、図14〜図16に示すように、遮蔽電極12、絶縁シート13、面状電極14と線状電極17及びコイル18を内蔵している。
As shown in FIGS. 14 to 16, the
遮蔽電極12は、金属板で帯状ないし長方形状の平板であり、片側の板面に絶縁シート13を重ねている。絶縁シート13は、電気絶縁体であり、遮蔽電極12とほぼ同形同寸で、遮蔽電極12と長さ方向を揃えている。絶縁シート12の片側の面には、面状電極14を重ねている。面状電極14は、図8に示した形態の折り返し板の金属板であり、後側に後側板15を、前側の両側に前側板16を有している。後側板15は、遮蔽電極12や絶縁シート13より一回り小さい帯状ないし長方形状の平板であり、絶縁シート13と長さ方向を揃えている。遮蔽電極12と面状電極14の後側板15の間には、絶縁シート13を挟んでいる。両側の前側板16の間には、線状電極17を前側板16と長さ方向を揃えて配置している。線状電極17は、丸棒の金属線、直線状の電線であり、面状電極14とほぼ同じ長さで、両側の前側板16と後側板15から等距離に位置している。遮蔽電極12、面状電極14と線状電極17は、間隔を置いて並列している。
The shielding
面状電極14の片端側には、コイル18とケーブル19、20の一端を配置している。コイル18は、インダクタンスLと巻き線間静電容量C1を有する。ケーブル19、20は、2本のシールド線19、20を束ねている。コイル18は、一端を面状電極14に電線21で接続し、他端をシールド線19の心線に接続している。他のシールド線20は、心線を線状電極17に接続している。両シールド線19、20の被覆網線は、遮蔽電極12に接続している。
One end of the
遮蔽電極12、絶縁シート13、面状電極14、線状電極17、コイル18、電線21とケーブル19、20の一端は、合成樹脂液に没入し、合成樹脂液を硬化してケース22に成形している。ケース22は、合成樹脂成形品の電気絶縁体であり、帯状ないし長方形状の平板形状である。ケース22の線状電極17側は、線状電極17が面状電極14に隠れず、前側の領域であって検出領域である。遮蔽電極12側は、線状電極17が面状電極14に隠れ、後側の領域である。
The
面状電極14と線状電極17は、コンデンサC2を構成している。面状電極14と遮蔽電極12は、コンデンサC3を構成している。遮蔽電極12、面状電極14、線状電極17とコイル18及び電線21は、ケース22に埋没し、固定されている。それら付近の漂遊容量や漂遊インダクタンスが変化し難い。漂遊容量などの変化によるLC直列共振特性のずれが生じ難い。
The
電気回路部31は、発信源E、抵抗器R、抵抗器Rの両端の電圧Vの変化を検出する回路又は機器とケーブル19、20の他端を内蔵している。発信源Eは、一端を抵抗器Rの一端に、他端をシールド線19の心線に接続している。抵抗器Rの他端は、シールド線20の心線に接続している。両シールド線19、20の被覆網線は、発信源Eと抵抗器Rの間に接続している。発信源Eと抵抗器Rの間は、接地している。電気回路は、図17に示すように、インダクタンスLのコイル18と、面状電極14と線状電極17によるコンデンサC2を直列接続している。図9に示したLC直列共振回路と同様である。発信源Eの発信周波数は、直列共振周波数より少し高い発信周波数、雨滴などの付着に対して無感の発信周波数に設定している。
The
ケース22の前側の検出領域では、検出対象物の人体に対して検出可能距離が長い。200mm位になる。ケース22の後側の領域では、人体の検出がほとんどない。ケース22の前面に検出対象物外の雨滴などが付着しても、動作しない。
In the detection region on the front side of the
[変形例]
上記の実施形態において、線状電極17は、断面形状が円形であるが、角形にする。
[Modification]
In the above embodiments SL,
本発明は、移動体と人体の接近や衝突の防止、危険個所への人体の接近の防止、立入禁止区域への人体の侵入の防止や、人体の所在確認などに利用される。 The present invention is used to prevent the approach and collision between a moving body and a human body, prevent the human body from approaching a dangerous location, prevent the human body from entering a prohibited area, and confirm the location of the human body.
1 線状電極、電線
2 面状電極、平板、金属板
3、4 面状電極、折り返し板、金属板
3 面状電極の後側板
4 面状電極の前側板、面状電極
4、5 面状電極、折り曲げ板、金属板
5 面状電極の溝形板
6 電極
7 電極
8 遮蔽電極、平板、金属板
11 感知部
12 遮蔽電極、平板、金属板
13 絶縁シート、電気絶縁体
14 面状電極、折り返し板、金属板
15 面状電極の後側板
16 面状電極の前側板
17 線状電極、丸棒の金属線、電線
18 コイル
19、20 ケーブル、ケーブルのシールド線
19 シールド線
20 シールド線
21 電線
22 ケース、合成樹脂成形品の電気絶縁体
31 電気回路部
E 発信源
L コイル、インダクタンス
C1 コイルの巻き線間静電容量
C2 電極によるコンデンサ
C3 遮蔽電極によるコンデンサ
C 人体によるコンデンサ
R 抵抗器
V 電圧、検出電圧
DESCRIPTION OF
Claims (5)
一の電極は、表面積の少ない線状の形状にし、他の電極は、表面積の多い面状の形状にし、線状電極と面状電極は、間隔を置いて並列し、線状電極が面状電極に隠れない側を前側の検出領域にし、
線状電極は電線にし、面状電極は、平板の両側を前側に折り返し、後側に後側板を、前側の両側に前側板を有し、両側の前側板の間に線状電極を前側板と長さ方向を揃えて配置し、線状電極は両側の前側板と後側板から等距離に位置し、
線状電極と面状電極によるコンデンサとコイルを直列接続して直列共振回路を構成し、直列共振回路の電圧又は電流を検出し、検出電圧又は検出電流の変化で検出対象物の接近を検出する構成にしたことを特徴とする静電容量型近接センサ。 To form a capacitor with one electrode and the other electrode, the human body of the detection object to the electrode approaches the electrostatic capacitance is changed, to detect the approach of a detection object based on a change in capacitance In capacitive proximity sensors,
One electrode makes it less linear shape surface area and the other electrode, the greater the surface shape of the surface area, the linear electrode and the planar electrode, Resshi parallel spaced, face linear electrode The side that is not hidden by the electrode is the front detection area ,
The linear electrode is an electric wire, and the planar electrode has both sides of the flat plate folded forward, the rear plate on the rear side, the front plate on both sides of the front side, and the linear electrode between the front plate on both sides and the front plate Arranged in the same direction, the linear electrodes are equidistant from the front and rear plates on both sides,
A series resonance circuit is configured by connecting a capacitor and a coil composed of linear electrodes and planar electrodes in series, and the voltage or current of the series resonance circuit is detected, and the approach of the detection target is detected by a change in the detection voltage or detection current. A capacitive proximity sensor characterized by having a configuration .
面状電極とコイルを接続した電線、線状電極、面状電極と遮蔽電極及びコイルを電気絶縁体に埋没して固定したことを特徴とする請求項2又は3に記載の静電容量型近接センサ。 A coil is arranged on one end side of the planar electrode , the planar electrode and the coil are connected by an electric wire,
The electrostatic capacity type proximity according to claim 2 or 3 , characterized in that an electric wire, a linear electrode, a planar electrode, a shielding electrode, and a coil in which a planar electrode and a coil are connected are buried and fixed in an electrical insulator. Sensor.
感知部は、線状電極、面状電極と遮蔽電極及びコイルを内蔵し、
電気回路部は、直列共振回路の発信源、検出電圧又は検出電流の変化を検出する回路又は機器を内蔵したことを特徴とする請求項2、3又は4に記載の静電容量型近接センサ。 Connect the sensor and electrical circuit with a cable,
The sensing unit contains a linear electrode, a planar electrode, a shielding electrode and a coil,
5. The capacitive proximity sensor according to claim 2, wherein the electric circuit unit includes a transmission source of a series resonance circuit, a circuit or a device for detecting a change in a detection voltage or a detection current .
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