近接スイッチについて

可動部による機械的接触なしに動作する位置検出スイッチである「近接スイッチ」。対象物に接触する必要がないため、長寿命なスイッチとして注目されています。ここでは、近接スイッチの定義や動作原理についてまとめました。

近接スイッチとは？

物体の接近を感知して、物体の有無を非接触で検出する近接スイッチ。切替弁には電磁式と機械式の2タイプがありますが、このうち「電磁式」の切替弁によって供給された圧縮エアーで駆動するポンプに使われるスイッチです。

電磁弁は、電磁石のオンとオフで空気の通る道を左右交互に切り替えるようになっています。その切り替えを指令しているのが近接スイッチです。検出対象物を検出すると、接触することなく、瞬時に判断します。接触しないため、衝撃や磨耗などが発生しません。機械的なスイッチと比較して、近接スイッチは長寿命で高速という特徴があります。

動作方法によって「誘導形及び静電容量形近接スイッチ」「超音波形近接スイッチ」「光電形近接スイッチ」「磁気形近接スイッチ」の4種類に分類されます。

誘導形及び静電容量形近接スイッチ

JIS規格で「電磁界又は電界の中において、検出面から放出されたエネルギーを吸収又は変化させる検出体の有無で出力信号を決定する。」と定義されている近接スイッチです。金属や非金属物体の存在を検出します。誘導形は高周波磁界の減衰を、静電容量形は電界の増幅を検知します。

超音波形近接スイッチ

「検出領域内において検出面から放射された超音波エネルギーを反射する検出体の有無で、出力信号を決定する。」と定義されているタイプです。音響反射物体の存在を検出します。

光電形近接スイッチ

「投光器から放射された可視光線又は不可視光線を反射又は遮る検出体の有無で、出力信号を決定する。」と定義されています。光線を遮る物体の存在を検出します。

磁気形近接スイッチ

「検出領域内で磁界の変化を生じる物体の有無によって、出力信号を決定する。」と定義され、磁界によって物体の存在を検出します。

近接スイッチの動作原理

磁気形近接スイッチでは、検出コイルから高周波磁界が発生し、検出対象物が近づくと、誘導電流が流れて出力信号が発生するという仕組みになっています。この信号をキャッチして電磁弁が切り替えを行います。切り替えのタイミングを指示するのが近接スイッチの役目です。ただし、近接スイッチは、動く方向を指示できません。

「コントローラ」というまた別の装置が必要

近接スイッチが指示したタイミングをキャッチして、動く方向を決めるために必要なのが「コントローラ」です。右に動くのか、左に動くのかを決めます。

対象物が近づいて、近接スイッチが検出すると、コントローラが動きを指示して接触することなく、スイッチを切り替えるというチームプレイが近接スイッチの特徴です。

正確な空気の通り道の切り替えを可能にした近接スイッチ

近接スイッチは、物体の有無を非接触で検出する電磁式のスイッチです。コントローラとの連携で空気の通る道を左右交互に切り替えます。

近接スイッチが登場する以前は、時間で空気の通り道を切りかえていました。しかし、途中で切り替わってしまうこともあり、エアー駆動ポンプの課題だったのです。しかし、近接スイッチを組み込んだポンプは、正確な空気の通り道の切り替えが可能です。コントローラに接続することで、吐出量の制御・管理も簡単になっています。

非接触のため、耐久性に優れている点もメリットです。その上、分解せずに交換できる構造を取り入れることで、メンテナンス性がより高まっています。

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