制御機器の基礎知識　(2) 近接スイッチ

センサ 編 近接スイッチ

制御機器の基礎知識 【センサ】 近接スイッチ 1. 近接スイッチとは ............................................................................................................................................... 6 1.1. 近接スイッチとは ....................................................................................................................................... 6 1.2. 用語の定義 .................................................................................................................................................. 6 1.2.1. 基本定義 .................................................................................................................................................. 6 1.2.2. 近接スイッチの要素 ................................................................................................................................ 7 1.2.3. 近接スイッチの動作 ................................................................................................................................ 8 1.2.4. 閉閉素子特性 .......................................................................................................................................... 8 1.2.5. 端子及びリード線色 ................................................................................................................................ 9 1.3. 近接スイッチの分類 .................................................................................................................................. 10 1.3.1. 検査と試験 ............................................................................................................................................ 11 1.3.2. 形式試験 ................................................................................................................................................ 11 1.4. 上手な使い方 ............................................................................................................................................ 12 1.4.1. 電源 ....................................................................................................................................................... 12 1.4.2. 他の機器との接続、配線 ...................................................................................................................... 12 1.4.3. 取付け ................................................................................................................................................... 12 1.4.4. 環境条件 ................................................................................................................................................ 12 1.4.5. 検出体の寸法と材質 ..............................................................................................................................1 3 1.4.6. 機械的保護 ............................................................................................................................................ 13 2. 誘導形近接スイッチ ......................................................................................................................................... 14 2.1. 定義 ........................................................................................................................................................... 14 2.1.1. 定義 ....................................................................................................................................................... 14 2.1.2. 特徴 ....................................................................................................................................................... 14 2.2. 種類 ........................................................................................................................................................... 14 2.2.1. 構成による分類 ..................................................................................................................................... 14 2.2.2. 形状による分類 ..................................................................................................................................... 15 2.2.3. 出力形式による分類 ..............................................................................................................................1 6 2.2.4. その他 ................................................................................................................................................... 16 2.3. 原理と構造 ................................................................................................................................................ 17 2.3.1. 動作原理 ................................................................................................................................................ 17 2.3.2. 構造 ....................................................................................................................................................... 18 2.4. 定格と特性 ................................................................................................................................................ 20 2.4.1. 定格 ....................................................................................................................................................... 20 2.4.2. 特性 ....................................................................................................................................................... 22 2.5. 選び方 ....................................................................................................................................................... 23 2.5.1. 動作距離 ................................................................................................................................................ 23 2.5.2. 形状 ....................................................................................................................................................... 23 2.5.3. 動作サイクル周波数（開閉頻度） ........................................................................................................ 24 2.5.4. 周囲金属の影響 ..................................................................................................................................... 24 Copyright 2025 NECA All right reserved

2.5.5. その他 ................................................................................................................................................... 24 3. 静電容量形近接スイッチ .................................................................................................................................. 25 3.1. 定義 ........................................................................................................................................................... 25 3.2. 種類 ........................................................................................................................................................... 25 3.2.1. 構成 ....................................................................................................................................................... 25 3.2.2. 電源と出力構成 ..................................................................................................................................... 25 3.3. 原理と構造 ................................................................................................................................................ 25 3.3.1. 動作原理 ................................................................................................................................................ 25 3.3.2. 回路構成 ................................................................................................................................................ 26 3.3.3. 構造 ....................................................................................................................................................... 26 3.4. 定格と性能 ................................................................................................................................................ 27 3.4.1. 定格 ....................................................................................................................................................... 27 3.4.2. 性能 ....................................................................................................................................................... 28 3.5. 選び方 ....................................................................................................................................................... 31 3.5.1. 選び方 ................................................................................................................................................... 31 3.5.2. 用途例 ................................................................................................................................................... 32 3.6. 上手な使い方 ............................................................................................................................................ 33 3.6.1. 感度調整 ................................................................................................................................................ 33 3.6.2. 故障原因とその対策 ..............................................................................................................................3 3 3.6.3. 耐ノイズ・サージ ................................................................................................................................. 33 4. 超音波形近接スイッチ ...................................................................................................................................... 34 4.1. はじめに .................................................................................................................................................... 34 4.1.1. 定義 ....................................................................................................................................................... 34 4.1.2. 種類 ....................................................................................................................................................... 34 4.1.3. 特徴 ....................................................................................................................................................... 34 4.2. 原理と構造 ................................................................................................................................................ 34 4.2.1. 超音波振動子について ..........................................................................................................................3 4 4.2.2. 基本構造 ................................................................................................................................................ 35 4.2.3. 動作原理 ................................................................................................................................................ 35 4.3. 定格と特性 ................................................................................................................................................ 35 4.3.1. 超音波の伝播特性 ................................................................................................................................. 35 4.3.2. 動作距離 ................................................................................................................................................ 35 4.3.3. 受波特性（透過形） ..............................................................................................................................3 5 4.3.4. 指向性 ................................................................................................................................................... 36 4.4. 選び方 ....................................................................................................................................................... 36 4.4.1. 使用条件から見た選定 ..........................................................................................................................3 6 4.4.2. 用途 ....................................................................................................................................................... 37 4.5. 上手な使い方 ............................................................................................................................................ 38 4.5.1. 基準軸の調整（透過形） ...................................................................................................................... 38 4.5.2. 感度調整（透過形） ..............................................................................................................................3 8 4.5.3. 取付場所 ................................................................................................................................................ 38 4.5.4. 温度特性 ................................................................................................................................................ 39 4.5.5. 電源投入時の動作について ...................................................................................................................3 9 4.5.6. 保護等級 ................................................................................................................................................ 39 4.5.7. 空気の温度勾配（ゆらぎ）の影響 ........................................................................................................ 39 4.5.8. 相互干渉と複数の接近設置 ...................................................................................................................3 9 Copyright 2025 NECA All right reserved

4.5.9. 超音波雑音 ............................................................................................................................................ 40 4.5.10. 振動・衝撃 ............................................................................................................................................ 40 4.5.11. 保守点検と清掃 ..................................................................................................................................... 40 5. 光電形近接スイッチ ......................................................................................................................................... 41 5.1. 定義と特徴 ................................................................................................................................................ 41 5.1.1. 定義 ....................................................................................................................................................... 41 5.1.2. 特徴 ....................................................................................................................................................... 41 5.2. 種類 ........................................................................................................................................................... 41 5.2.1. 検出方式による種類 ..............................................................................................................................4 1 5.2.2. 構成による種類 ..................................................................................................................................... 41 5.2.3. 出力形式による種類 ..............................................................................................................................4 2 5.2.4. 外形、形状及び構造による種類 ........................................................................................................... 42 5.3. 定格・性能 ................................................................................................................................................ 43 5.3.1. 定格 ....................................................................................................................................................... 43 5.3.2. 性能 ....................................................................................................................................................... 44 5.4. 寸法・構造 ................................................................................................................................................ 46 5.4.1. 端子及びリード線の識別 ...................................................................................................................... 46 5.5. 試験と検査 ................................................................................................................................................ 46 5.5.1. 試験条件 ................................................................................................................................................ 46 5.6. 入出力回路 ................................................................................................................................................ 47 5.6.1. アナログ出力 ........................................................................................................................................ 47 5.6.2. その他の入出力 ..................................................................................................................................... 47 5.7. 選び方 ....................................................................................................................................................... 48 5.7.1. 検出以外の設備条件による選択 ........................................................................................................... 48 5.7.2. 検出方法の種類の選択 ..........................................................................................................................4 8 5.7.3. 検出距離 ................................................................................................................................................ 48 5.7.4. 用途からみた選択 ................................................................................................................................. 48 5.8. 上手な使い方 ............................................................................................................................................ 49 5.8.1. 取付 ....................................................................................................................................................... 49 5.8.1.1. 相互干渉 ............................................................................................................................................ 49 5.8.1.2. 取付面 ............................................................................................................................................... 51 5.8.1.3. 背景物体 ............................................................................................................................................ 52 5.8.1.4. 外乱光 ............................................................................................................................................... 52 5.8.2. 調整 ....................................................................................................................................................... 52 5.8.2.1. 光軸調整（透過形、リフレクタ形） ................................................................................................ 52 5.8.2.2. 感度調整（反射形） ..........................................................................................................................5 3 5.8.2.3. 自動感度設定 .................................................................................................................................... 53 5.8.3. 保守点検 ................................................................................................................................................ 53 5.8.3.1. 自己診断機能、安定表示灯 ............................................................................................................... 53 5.8.3.2. 入光レベル表示 ................................................................................................................................. 53 5.8.3.3. 自動感度補正機能 .............................................................................................................................5 4 5.8.3.4. 動作しない時の確認事項 .................................................................................................................. 54 5.8.3.5. ゴミ・ほこりの除去について ........................................................................................................... 54 5.9. 透過形光電形近接スイッチ .......................................................................................................................5 4 5.9.1. 検出原理 ................................................................................................................................................ 54 5.9.2. 特徴 ....................................................................................................................................................... 55 Copyright 2025 NECA All right reserved

5.9.3. 特性 ....................................................................................................................................................... 56 5.9.4. 選び方と上手な使い方 ..........................................................................................................................5 7 5.10. リフレクタ形光電形近接スイッチ ........................................................................................................ 58 5.10.1. 検出原理 ................................................................................................................................................ 58 5.10.2. 選び方 ................................................................................................................................................... 60 5.10.3. 特 性 ..................................................................................................................................................... 61 5.10.4. 上手な使い方 ........................................................................................................................................ 61 5.11. 拡散反射形光電形近接スイッチ ........................................................................................................... 61 5.11.1. 検出原理と特徴 ..................................................................................................................................... 61 5.11.2. 選び方と上手な使い方 ..........................................................................................................................6 2 5.11.3. 特性 ....................................................................................................................................................... 62 5.12. 限定反射形光電形近接スイッチ ........................................................................................................... 65 5.12.1. 検出原理 ................................................................................................................................................ 65 5.12.2. 特徴 ....................................................................................................................................................... 66 5.12.3. 選び方 ................................................................................................................................................... 66 5.12.4. 特性 ....................................................................................................................................................... 67 5.12.5. 上手な使い方 ........................................................................................................................................ 69 5.13. 背景抑制付き反射形光電形近接スイッチ ............................................................................................. 69 5.13.1. 検出原理 ................................................................................................................................................ 69 5.13.2. 特徴 ....................................................................................................................................................... 70 5.13.3. 選び方 ................................................................................................................................................... 71 5.13.4. 特性 ....................................................................................................................................................... 72 5.13.5. 上手な使い方 ........................................................................................................................................ 73 5.14. 光ファイバ形光電形近接スイッチ ........................................................................................................ 74 5.14.1. 特徴 ....................................................................................................................................................... 74 5.14.2. 構成 ....................................................................................................................................................... 74 5.14.3. 特性 ....................................................................................................................................................... 76 5.14.4. 選び方 ................................................................................................................................................... 78 5.15. マークセンサ ........................................................................................................................................ 79 5.15.1. 検出原理 ................................................................................................................................................ 79 5.15.2. 特徴 ....................................................................................................................................................... 79 5.15.3. 種類・構造 ............................................................................................................................................ 79 5.15.4. 選び方 ................................................................................................................................................... 79 5.15.5. 上手な使い方 ........................................................................................................................................ 81 5.16. その他の光電形近接スイッチ ............................................................................................................... 82 5.16.1. 輻射（光検出）形光電形近接スイッチ ................................................................................................. 82 5.16.2. 紫外線形光電形近接スイッチ ............................................................................................................... 83 5.16.3. 防爆用光電形近接スイッチ ...................................................................................................................8 3 5.16.4. その他の光電形近接スイッチ／センサ ................................................................................................. 83 6. 磁気形近接スイッチ ......................................................................................................................................... 85 6.1. 定義 ........................................................................................................................................................... 85 6.2. 種類 ........................................................................................................................................................... 85 6.2.1. 角形 ....................................................................................................................................................... 85 6.2.2. 円柱形 ................................................................................................................................................... 85 6.3. 原理と構造 ................................................................................................................................................ 86 6.3.1. 動作原理 ................................................................................................................................................ 86 Copyright 2025 NECA All right reserved

6.3.2. 構造とその動作 ..................................................................................................................................... 87 6.4. 定格と性能 ................................................................................................................................................ 90 6.4.1. 定格 ....................................................................................................................................................... 90 6.4.2. 性能 ....................................................................................................................................................... 91 6.5. 選び方 ....................................................................................................................................................... 93 6.5.1. 用途例 ................................................................................................................................................... 94 6.6. 上手な使い方 ............................................................................................................................................ 95 Copyright 2025 NECA All right reserved

近接スイッチ 1. 近接スイッチとは 1.1. 近接スイッチとは センサの中で物体の接近及び、近傍の物体の有無を非接触で検出するものを総称して近接スイッチと呼んでい る。JIS 規格（JIS C 8201-5-2）では、金属の存在を検出する誘導形近接スイッチ、金属や非金属の存在を検出する 静電容量形近接スイッチ、音響反射物体を検出する超音波形近接スイッチ、物体の存在を検出する光電形近接スイ ッチ、並びに磁界によって物体の存在を検出する非機械式磁気形近接スイッチを近接スイッチと定義している。 窓、扉、蓋 の開閉状態の確認から、高度な自動組立てラインでの位置検出、タイミング検出、欠品、計数管理など、応用範 囲は広い。マイクロスイッチやリミットスイッチのように可動部を持ち検出対象に接触し機械的なエネルギーに て接点を開閉するものに対し、近接スイッチは非接触で物体の有無を検出するので高速応答、長寿命、高い信頼性 が期待できる。なお、JIS 規格（JIS C 8201-5-2）は国際規格（IEC 60947-5-2）に整合して規格化されている。 また、検出対象までの距離などをアナログ値にて出力する光電形近接スイッチや接点出力を有する非機械式磁 気形近接スイッチのリードスイッチなどは近接スイッチの JIS 規格（JIS C 8201-5-2）の対象ではないが、各項では これらの出力を有するものも含めて説明する。 1.2. 用語の定義 JIS 規格で定義されている用語の定義を基本定義、要素・動作ごとの定義、閉閉素子特性、端子及びリード線色 に分け、JIS C 8201-5-2 を引用して示す。 1.2.1. 基本定義 表 1 に近接スイッチの基本用語の定義を示す。 表 1 近接スイッチの基本用語の定義 用 語 定 義 近接スイッチ 可動部による機械的接触なしに動作する位置検出用スイッチ 誘導形近接スイッチ 半導体開閉素子を備え、検出領域内に磁界を発生させる近接スイッチ 静電容量形近接スイッチ 半導体開閉素子を備え、検出領域内に電界を発生させる近接スイッチ 超音波形近接スイッチ 半導体開閉素子を備え、超音波エネルギーの反射又は遮断のいずれかによ って物体を検出する近接スイッチ 光電形近接スイッチ 半導体開閉素子を備え、可視、不可視光線の反射または遮光のいずれかに よって物体を検出する近接スイッチ 反射形（type D） 定義された物体が、基準軸を横切るか又は軸方向接近によって直接動作す る拡散反射形光電形近接スイッチ 背景抑制付き反射形 定義された物体が、基準軸を横切るか又は軸方向接近によって直接動作し、 反射率が異なる物体であっても要求される距離で想定通りに検出すること ができ、バックグラウンドゾーン（背景領域）では物体を検出しない拡散反 射形光電形近接スイッチ リフレクタ形（type R） 定義された物体が、投受光器とリフレクタとの間を横切ることによって間 接動作するリフレクタ形の光電形近接スイッチ 透過形（type T） 定義された物体が、投光器と受光器との間を横切ることによって間接動作 する透過形の光電形近接スイッチ 非機械式磁気形近接スイ 磁界の存在を検出し、半導体開閉素子をもっているが、検出素子中に可動部 ッチ をもたない近接スイッチ NDフィルタ 広いスペクトル範囲にわたり、一様に光の強度を減衰するフィルタ ※：JIS C 8201-5-2 にて各用語は定義されている。 6 Copyright 2025 NECA All right reserved

1.2.2. 近接スイッチの要素 表 2 に近接スイッチの要素の説明を示す。 表 2 近接スイッチの要素の説明 用 語 説 明 半導体開閉素子 電気を流したり止めたりする部品。半導体の性質を利用して電流の流れ をコントロールする 基準軸 近接スイッチが物体を検出するために使う、特定の方向を示す線。この 軸は、近接スイッチの検出面に垂直で中心を通る。 リフレクタ形(type R)及び反射形(type 光を送信する部品とレンズを結んだ光軸を示す。 D)の光電形近接スイッチの基準軸 透過形(type T)の光電形近接スイッチの 光を送受信する部品の中心を結ぶ光軸を示す。 基準軸 標準検出体 近接スイッチが、どれくらいの距離で物体を検出できるかを測定するた めに使う、特定の基準物体。 フリーゾーン 近接スイッチの動作に影響を与えない、近接スイッチ周辺の空間を示 す。 感応物質 近接スイッチが反応する物質。 不感応物質 近接スイッチが反応しない物質 音響反射物質 超音波形近接スイッチにおいて、音波を反射して検出できる物質 吸音材 超音波形近接スイッチにおいて、反射が少なく検出が難しい部材 埋込形近接スイッチ 検出面の周りに物質があっても、物体の検出に影響されない近接スイッ チ 非埋込形近接スイッチ 特性を維持するために検出面の周囲にフリーゾーンが必要な近接スイ ッチ 誘導形近接スイッチの検出面 高周波磁界を発生して、金属物体を検出するために使用する面 静電容量形近接スイッチの検出面 電界を発生して、導体または誘電体を検出するために使用する面 超音波形近接スイッチの検出面 超音波を送受信して、物体を検出するために使用する面 非機械式磁気形近接スイッチの検出面 磁気検出素子を配置して、磁石（静磁界）を検出するために使用する面 投光器 透過形(type T)の光電形近接スイッチにおいて、光を投射する投光素子を 内蔵したユニット 受光器 透過形(type T)の光電形近接スイッチにおいて、投光器から投射された光 を受け、電気信号に変換する受光素子とスイッチ動作する出力回路を内 蔵したユニット リフレクタ リフレクタ形(type R)の光電形近接スイッチに使用される光の入射方向 に光を反射する特性をもつ反射板 静電容量形近接スイッチの調整器 静電容量形近接スイッチの検出距離を調整するための部品。検出体の材 質又は媒体の材質及び設置条件による影響を調整できる。 超音波形近接スイッチ又は光電形近接 超音波形近接スイッチ又は光電形近接スイッチの検出距離を調整する スイッチの調整器 ための部品。検出体の材質や色又は媒体の材質及び設置条件による影響 を調整できる。 ※JIS C 8201-5-2 にて各用語は定義されている 7 Copyright 2025 NECA All right reserved

1.2.3. 近接スイッチの動作 表 3 に近接スイッチの動作の定義を示す。 表 3 近接スイッチの動作の定義 用 語 定 義 動作距離(s) 基準軸に沿って検出体が検出面に接近したとき、出力が反転する距離 定格動作距離(sn) 動作距離を指定するために使用する公称値。この数値には電圧、温度などの外部 条件の変化及び製造時の許容差の変化を考慮していない 検出範囲(sd) 動作距離を調整できる範囲(不感帯を除く) 小動作距離 超音波形近接スイッチ又は光電形近接スイッチ特有の検出範囲の下限値 大動作距離 超音波形近接スイッチ又は光電形近接スイッチ特有の検出範囲の上限値 不感帯 検出面と 小動作距離との間で、検出体を検出できない領域 実効動作距離(sr) 個々の近接スイッチにおいて一定の温度、電圧及び取付条件の下で測定した動作 距離 有効動作距離(su) 個々の近接スイッチにおいて特定の条件で測定した動作距離 保証動作距離(sa) 指定された条件下で、近接スイッチの正しい動作が保証される検出面からの距離 動作範囲（ro） 検出体の横方向接近で、透過形の光電形近接スイッチ又はリフレクタ形の光電形 近接スイッチの出力信号が変化する範囲 横方向接近 基準軸に垂直な状態での検出体の接近方法 縦方向接近 中心を基準軸上に維持した状態での検出体の接近方法 繰り返し精度(R) 指定された状態での実効動作距離(Sr)の変動値 応差(H) 検出体が近接スイッチに接近するときの動作点と、検出体が離れて行くときの復 帰点との間の距離 ※JIS C 8201-5-2 にて各用語は定義されている。 1.2.4. 閉閉素子特性 表 4 に近接スイッチの閉閉素子特性に関する用語の定義を示す。 表 4 近接スイッチの閉閉素子特性に関する用語の定義 用 語 定 義 メーク機能 検出体が検出されたときに負荷電流を流し、検出体が検出されないと きには負荷電流を流さない機能 ブレーク機能 検出体が検出されたときに負荷電流を流さず、検出体が検出されない ときには負荷電流を流す機能 メーク－ブレーク機能、切換え機 一つのメーク機能と一つのブレーク機能を持つ開閉素子の組合せ 能 近接スイッチのターンオン時間及 検出体が検出範囲に入る又は検出範囲から出た後、開閉素子がオン又 びターンオフ時間 はオフになるために必要な時間 光電形近接スイッチのターンオン リフレクタ形（タイプ R）、透過形（タイプ T）及び反射形（タイプ D） 時間 において、検出体が余裕利得 2 の検出範囲に入った後、開閉素子が応 答するために必要な時間 光電形近接スイッチのターンオフ リフレクタ形（タイプ R）、透過形（タイプ T）及び反射形（タイプ D） 時間 において、検出体が余裕利得 0.5 未満の検出範囲から出た後、開閉素 子が応答するために必要な時間 能動光信号 センサを作動させる光信号 ライトオン動作 受光器に能動光信号が入光する場合に出力素子がオン状態になり、能 動光信号が遮光された場合はオフ状態になる開閉素子の動作 ダークオン動作 受光器に能動光信号が入光する場合に出力素子がオフ状態になり、能 動光信号が遮光された場合はオン状態になる開閉素子の動作 スナップアクション、独立アクシ 検出体の速度に影響されないで確実に開閉を行う機能 ョン 動作サイクル周波数(f) 指定期間中に近接スイッチが行った動作サイクル数 使用可能になるまでの遅れ時間(tv) 電源電圧のスイッチオンの後、近接スイッチが正しく動作する準備が 整うまでの時間遅れ オフ状態電流(Ir) オフ状態のとき、近接スイッチの負荷回路を流れる電流 小使用電流(Im) 開閉素子のオン状態の導通を維持するために必要な電流 無負荷電流(I0) 負荷が接続されていないときに、3 線式又は 4 線式の近接スイッチに 電源から供給される電流 光電形近接スイッチの余裕利得 光電形近接スイッチが“受けた光”の、光電形近接スイッチの“動作 8 Copyright 2025 NECA All right reserved

に必要な光”に対する比率。光電形近接スイッチのリフレクタ形、透 過形及び反射形に適用される 検出範囲変位 同じ距離で異なった反射率の物体を検出する能力、及び、ある距離を 超えた場合は反射率にかかわらず物体を検出しない能力を算出する計 算値。背景抑制付き反射形光電形近接スイッチだけに適用される 光電形近接スイッチの周囲光 光投光器から発する光以外に、受光器が受ける光 ※JIS C 8201-5-2 にて各用語は定義されている。 1.2.5. 端子及びリード線色 表 5 に近接スイッチの端子及びリード線色の定義を示す。なお、緑/黄のストライプは保護導線を識別するため だけに使用される。緑色は保護接地導体を識別する目的以外に使用してはならない。 表 5 近接スイッチの端子及びリード線色の定義 形式 機能 リード線 リード線色 端子番号 b)c)d) 3 交流 2 線式 NO(メーク) 4 及び 緑、黄及び緑/黄のストライプ 1 NC(ブレーク) 無極性直流 2 以外の色 a) 2 線式 NO/NC 1 (プログラマブル) 4 ＋ 茶色 1 NO(メーク) 有極性直流 － 青 4 2 線式 ＋ 茶色 1 NC(ブレーク) － 青 2h) ＋ 茶色 1 NO(メーク) － 青 3 有極性直流 出力 黒 4 3 線式 ＋ 茶色 1 NC(ブレーク) － 青 3 出力 黒 2h) L 茶色 1 交流 3 線式 NO(メーク) 青 3 及び 出力 黒 4 有極性交流 / L 茶色 1 直流 3 線式 NC(ブレーク) 青 3 出力 黒 2 ＋ 茶色 1 有極性直流 切換え － 青 3 4 線式 (メーク/ブレーク) NO 出力 黒 4 NC 出力 白 2 ＋ 茶色 1 － 青 3 有極性直流 NO 出力 黒 4 2 近接スイッ NO（メーク）、 NC 出力 白 5 チで、M12 8 NC（ブレーク） 規定せず 灰色 6 端子コネク その他の機能 規定せず ピンク 7 タ g) 規定せず 紫 8 接地用 オレンジ e) 8 シールド シールド f) + 茶 1 - 青 3 NO 出力 黒 4 有極性直流 NC 出力 白 2 5 近接スイッ NO（メーク） 規定せず 灰色 チで、M12 12 NC（ブレーク） 規定せず 6 ピンク 7 端子コネク その他の機能 規定せず 紫 8 タ g) 接地用 オレンジ e) 8 シールド シールド f) 9 規定せず 灰色／ピンクのストライプ 10 規定せず 11 9 Copyright 2025 NECA All right reserved

規定せず 白／青のストライプ 12 規定せず 白／灰色のストライプ 灰色／茶色のストライプ 注 a) 両リード線とも同色が望ましい。 b) 端子番号（交流用近接スイッチ及び 3 線式で 8 mm コネクタを用いている近接スイッチは除く。） はコネクタピン番号と同一にしなければならない。 c) 特殊機能をもつ、直流 4 線式又は 8 線式の近接スイッチにおいて、2 番端子又は 4 番端子は、出 力以外の機能に用いてもよい。この場合、製造業者は、リード線色、機能を明確に表示しなけれ ばならない。 d) 直流 4 線式近接スイッチにおいて、2 番端子又は 4 番端子は表中で示すもの以外の出力の組合せ で使用してもよい。この場合、製造業者は、各端子の機能を明確に表示しなければならない。 e) シールド接続のないコネクタの場合 f) シールド接続のあるコネクタの場合 g) 推奨するリード線色。製造業者は、使用するための情報として、実際のリード線色を明確に表示 しなければならない。 h) M5 又は M8 3 端子コネクタを備えた近接スイッチの NC 出力は、4 番端子に接続する。 1.3. 近接スイッチの分類 近接スイッチはその動作方法や形状、取り付け方法などによって多様に分類される。JIS C 8201-5-2 に従い、近 接スイッチの分類方法を簡単に説明すると、以下のようになる（分類は表 6 に示す。）。 (1) 検出方式: 第 1 位の 1 英大文字で示す。例えば「U」は超音波形を表す。 (2) 取付けによる分類: 第 2 位の 1 桁数字で示す。 (3) 形状及び大きさによる分類: 英大文字と 2 桁の数字の 3 文字で示す。例として「A30」は円柱ねじ形状で直 径が 30mm を表す。 (4) 開閉素子機能による分類: 1 英大文字で示し第 4 位に置く。例として「A」は NO またはメーク機能を表す (5) 出力形式による分類: 1 英大文字で示し第 5 位に置く。例として「D」は直流 2 線式を表す。 (6) 接続方法による分類: 後の 1 桁の数字で示す。例として「2」は差込式接続を表す。 これらの分類方法によって、近接スイッチの特定のモデルを正確に識別しやすくなる。 例えば「U 3 A30 A D 2」であれば、以下の近接スイッチを示す。 Ｕ＝超音波形 ３＝取付け制限なし Ａ３０＝円柱ねじ形状φ30mm Ａ＝NO（メーク）機能 Ｄ＝直流 2 線式 ２＝差込式接続 表 6 近接スイッチの検出方法による分類 第 1 位／1 文字 第 2 位／1 文字 第 3 位／3 文字 第 4 位／1 文字 第 5 位／1 文字 第 6 位／1 文字 検出方式 取付け 形状及び大きさ 開閉素子機能(出力) 出力形式 接続方法 I＝誘導形 1＝埋込形 形状(1 英大文字) A＝NO(メーク) P＝PNP 出力 1＝リード線引 C＝静電容量形 2＝非埋込形 A＝円柱ねじ形状 B＝NC(ブレーク) 直流 3 線式 出式 U＝超音波形 3＝制限なし B＝円柱円筒形状 C＝切換(メーク- 又は 4 線式 2＝差込式 D＝反射形光電形 C＝断面が正方形の ブレーク) N＝NPN 出力 3＝ねじ端子式 M＝非機械式磁気形 角形 P＝使用者による 直流 3 線式 9＝その他 R＝リフレクタ形 D＝断面が長方形の プログラム可能 又は 4 線式 光電形 角形 S＝その他 D＝直流 2 線式 T＝透過形光電形 F＝交流 2 線式 大きさ（数字 2 桁） U＝交流又は 直径又は辺の長さを 直流 2 線式 示す寸法 S＝その他 (引用 JIS C 8201-5-2:2023) 10 Copyright 2025 NECA All right reserved

1.3.1. 検査と試験 近接スイッチの性能、品質に関する試験方法、判定基準は、JIS C 8201-5-2 に規定されている。 1.3.2. 形式試験 形式試験は、JIS 規格に適合していることを検証する試験であり、検証項目は以下のとおりである。 (1) 温度上昇 (2) 耐電圧性能 (3) 異常条件及び標準条件での開閉素子の開閉容量 (4) 条件付短絡電流の下での性能 (5) 構造に関する要求事項 (6) 保護等級 (7) 動作距離 (8) 動作サイクル周波数 (9) 電磁両立性（EMC） (10) 耐衝撃性 (11) 耐振動性 以下に各近接スイッチで共通した試験であるノイズ性試験について示す。その他の試験は個別の項を参照され たい。 (a) イミュニティ 表 7 イミュニティ試験 試験の形式 基本規格 要求試験レベル 静電気放電 JIS C 61000-4-2 8 kV、気中放電又は 4 kV、接触放電 放射無線周波電磁界 JIS C 61000-4-3 3 V/m 80 MHz ～ 1 GHz 及び 1.4 GHz ～ 2 GHz 放射無線周波電磁界 JIS C 61000-4-3 1 V/m 2 GHz ～ 6 GHz 電気的ファスト トランジェ JIS C 61000-4-4 定格 ＞ 50 V の交流電源ポ ート 2 kV / 5 kHz ント ／バースト 結合/減結合回路網 定格 ＞ 75 V の直流電源ポ ート 1 kV / 5 kHz 結合/減結合回路網 他の全てのポート 2 kV / 5 kHz 容量性結合クランプ 無線周波電磁界 によって誘 JIS C 61000-4-6 3 V 導された伝導妨害 150 kHz ～ 80 MHz 電源周波数磁界 JIS C 61000-4-8 30 A/m 電圧ディップ JIS C 61000-4-11 詳細は JIS 規格参照 短時間停電 JIS C 61000-4-11 詳細は JIS 規格参照 (b) エミッション エミッションとしては試験の内容、試験方法及び構成は CISPR11 で定められている。 これらの限界値は、工業環境（環境 A）で使用される近接スイッチに適用する。家庭環境（環境 B）で使われる ときは、使用上の指示に次の警告を含まなければならない。 注意 家庭環境においては、この製品は電波障害を引き起こす場合があります。 この場合は、使用者が適切な対策を講じて下さい。 11 Copyright 2025 NECA All right reserved

1.4. 上手な使い方 近接スイッチの性能を十分に発揮させるためには、その特性を考慮した使い方が必要である。ここでは各近接ス イッチに共通する項目について述べる。 一番重要なことは、近接スイッチの仕様の範囲内で使用することである。 1.4.1. 電源 (1) 電源リセット時間について 近接スイッチは電源投入後 300 ms 程度の検出不可状態がある。負荷と近接スイッチを別電源にする場合は、必 ず近接スイッチの電源を電源リセット時間以上先に投入すること。 (2) 電源オフ時について 電源オフ時に近接スイッチの出力パルスが発生する場合があるので、負荷あるいは負荷ラインを先行してオフ 状態とすること。 (3) 電源の種類 無平滑の全波整流、半波整流電源は、リプルが多いため使用できないので、必ず平滑された電源を使用するこ と。 (4) 電源電圧について 使用電圧範囲を超えて使用しないこと。使用電圧範囲を超える電圧を印加したり、直流電源タイプの近接スイッ チに交流電源（AC100 V）を印加すると、破裂したり焼損したりする恐れがある。 1.4.2. 他の機器との接続、配線 近接スイッチの出力は多くの種類があり、直接あるいはリレーを介して他の機器の入力に使用されている。正し く信号を伝えるためには、電源の種類、電流・電圧仕様が入出力間で整合している必要がある。 ここでは、代表的な留意点について述べる。 (1) 接続する他の機器の電気的条件と近接スイッチの電気的性能が整合していること。 (2) リード線延長時の長さは、一般的に 0.3 mm2以上の電線で 100 m 以内とするのが望ましい。ただし、アンプ分 離形のセンサ－アンプ間においては、リード線の延長ができないものもある。 (3) 繰返し屈曲使用時は、耐屈曲性仕様の近接スイッチを使用する。 (4) 外部電界の影響 トランシーバ、携帯電話、ＰＨＳなどの無線機器を近接スイッチ及びその配線付近に近づけた場合、誤動作する 恐れがあるので、近づけないこと。 (5) 高圧線との区別（配線方法）について 高圧線、動力線と近接スイッチの配線が同一配管、あるいはダクトで行われると誘導を受け、誤動作あるいは破 損の原因となる場合があるので、別配線または単独配線を原則とすること。 (6) 誤配線について 誤配線は、破裂したり焼損したりする恐れがあるので、電源投入前に電源の極性など、誤配線がないか十分確認 すること。 (7) 負荷なし接続及び負荷短絡について 負荷なしで出力に電源を直接接続すると、内部素子が破裂したり焼損したりする恐れがあるので、必ず負荷を入 れて配線すること。同様に負荷を短絡させないこと。 (8) 未配線のリード線の処理について 使用しないリード線は、切断し、絶縁テープを巻くなどして、他の端子と接触しないように処理すること。 1.4.3. 取付け 近接スイッチの固定用ナットやネジは、規定値を超える締付けトルクで取り付けないこと。 1.4.4. 環境条件 近接スイッチはさまざまな環境で使用することができるが、厳しい使い方、特殊な雰囲気中で使用する場合、あ らかじめ十分な検討が必要である。 ここでは、代表的な留意点について述べる。 12 Copyright 2025 NECA All right reserved

(1) 近接スイッチの仕様範囲内での使用。 (2) 急激な温度変化、温度変化のサイクルがある場合の使用。 (3) 屋外での使用は紫外線、周囲温度、周囲照度などを考慮のうえカバーする。 (4) 振動・衝撃、水や油、化学薬品のかかる環境での使用。 (5) 誘導形近接スイッチの場合は周囲金属の影響、超音波形近接スイッチの場合は空気ゆらぎや風の影響、光電形 近接スイッチの場合は周囲光の影響などを考慮。 1.4.5. 検出体の寸法と材質 近接スイッチは非接触検出器であるから、検出体から離れて取付けられる。このため、設定距離を不適当な値に とると、検出動作を行わなかったり、時々、検出しないという現象を生じたりする。誘導形近接スイッチ、静電容 量形近接スイッチ及び反射形の超音波形近接スイッチ、光電形近接スイッチの場合は検出体の寸法が標準検出体 より小形であれば、動作距離がカタログ定格値よりも短くなる。また、材質や表面状態が変われば、動作距離がカ タログ定格値と異なる。従って、次のように実測を行う。 検出体を近接スイッチの基準軸上で動かし、動作距離を測定する。 カタログ定格値以内で、測定した値に余裕をもった（例えば 70 %以内）設定距離になるように近接スイッチを 取り付ける。 なお、各近接スイッチの特性や感度調整の有無によって異なるので、詳細は各近接スイッチの使い方を参照され たい。 1.4.6. 機械的保護 近接スイッチに検出体が衝突し、ケースが欠けたり、折れたりすることがある。このような事故を防ぐため、近 接スイッチの周囲に適当な防護壁を設けるとよい。 リード線に対する保護としては、図 1 のようにステンレス製スパイラルチューブなどの保護管を接続するとよ い。リード線引出し式の場合はできるだけ近接スイッチに近い場所でステンレス製スパイラルチューブなどの保 護管に収容する。 図 1 保護管によるリード線の保護 13 Copyright 2025 NECA All right reserved

2. 誘導形近接スイッチ 2.1. 定義 2.1.1. 定義 誘導形近接スイッチとは、半導体開閉素子を備え、検出領域内に磁界を発生させる近接スイッチのことであり、 高周波発振回路に結合したコイルを検出素子とし、検出体が接近あるいは、存在すると電磁誘導作用により、近接 金属体内に誘導電流が流れ検出コイルのインダクタンスや損失の変化によって、発振回路定数が変化し、発振振幅 や発振周波数が変化するのを利用して検出する方式である。 現在実用化されている誘導形近接スイッチの大部分は、近接金属体により発振が停止または発振振幅が低下す るのを利用して検出する方式である。 2.1.2. 特徴 誘導形近接スイッチの特徴は (1) 一般に、金属のみを検出し、とりわけ磁性金属(鉄、ニッケルなど)に対する検出感度が高い。ただし、非磁性 金属に感度の高い誘導形近接スイッチも開発されている。 (2) 非金属材料(ガラス、プラスッチック、セラミック、紙、木材など)は検出しない。 (3) 動作距離の精度が比較的高く、JIS 規格では実効動作距離は定格動作距離値の±10%以内と定義している。 (4) 動作サイクル周波数が速い。 (5) 検出時に、吸引力、または反発力といった力はほとんど働かない。 (6) 小形のものが製作できる。 (7) 耐環境性に優れたものが製作できる。 などである。 2.2. 種類 2.2.1. 構成による分類 (1) アンプ内蔵形 図 2 に示すように、一つのケース内に誘導形近接スイッチの動作に必要な、すべての回路を収容したもので、外 部より電源を入力すれば出力信号を得ることができる。 図 2 アンプ内蔵形近接スイッチの構成 この形式の誘導形近接スイッチは ・検出コイルと発振回路が一体となっているのでノイズに強く、出力信号線を長く引っ張ることができる。 ・検出感度が一定範囲内に調整されており、製品個々の実効動作距離のバラツキが少ない。 ・検出のための回路が一体となっているので、温度特性が良好。 などの特徴を持ち、現在使用されている誘導形近接スイッチの大部分が、このアンプ内蔵形である。 (2) アンプ分離形 検出に必要な機能を 2 ケ以上に分離して構成した誘導形近接スイッチである。図 3 に示すように検出コイル、 または検出コイルと発振回路の一部より構成された「センサ部」と、検出に必要な制御回路をまとめた「アンプ部」 14 Copyright 2025 NECA All right reserved

より成る。 検出コイルと発振回路が離れているため、途中のリード線よりノイズを拾いやすく、またリード線の持つインピ ーダンスのため検出能力が低下する。 これらの影響のため、センサ部よりアンプ部までの距離は一般に数 m 以内に制限されることが多い。 また検出コイルと発振回路が別製品になるため、検出感度の調整は現場合わせとなり、調整が不確実になる可能 性がある。 誘導形近接スイッチが開発されはじめた当初は、このアンプ分離形が多かったが、前記の欠点のため次第にアン プ内蔵形に置き換わり、現在では超小形や特殊な形状のもの、高精度タイプ、100 ℃以上の高温度域、－40 ℃以 下など特殊な環境に対応する用途に使用されている。 図 3 アンプ分離形近接スイッチの構成 2.2.2. 形状による分類 誘導形近接スイッチの代表的な形状と、その用途を表 8 に示す。 どの形状の近接スイッチを使用するかは、検出体の大きさ、検出場所、取付方法などをよく検討し 適の形状を 選択すべきである。 形状は、JIS 規格で規格化された形状もある。 15 Copyright 2025 NECA All right reserved

表 8 形状と用途 名 称 形 状 特 徴 用 途 角形 ビスによる取付 一般用 樹脂ケースが多い 周囲環境のよい場所での 前面検知形 使用 上面検知形 円筒形 外周にねじを切ってあ 一般用 る 埋込形は金型などに埋め (円柱形) ナットまたはねじ込ん 込み使用 で取付 金属ケースのものは強 度大 貫通形 環状の検出ヘッド内を 小物体の検出 通過させて検出 溝形 溝の内側を通れば検出 位置検出 するので、取付位置調整 歯形円板と組合せて、パル U 字形 が容易 ス発振器とする。 コの字形 浮子の検出 2.2.3. 出力形式による分類 出力形式により以下のように分類される。 (1) PNP 出力 (2) NPN 出力 (3) 直流 2 線式 (4) 交流 2 線式 (5) 交流 2 線式または直流２線式（兼用タイプ） (6) その他（デジタル出力、アナログ出力など上記以外の出力方式） 2.2.4. その他 (1) 誘導形近接スイッチの検出コイル部の構造により次の二つに分けられる。 (a) 埋込形 検出面の平面周囲に感応物質を置いても特性に影響を受けない構造のものを埋込形近接スイッチと言う。 近接スイッチのケースが金属で作られているものが大部分であるが、樹脂ケースで作られているものもある。 (b) 非埋込形 特性を維持するために検出面の周囲にフリーゾーン(感応物質がない空間)が必要なものを非埋込形近接スイッ チと言う。 近接スイッチのケースが金属で作られていても検出コイルの周囲は非金属材料で作られている構造が特徴であ る。 非埋込形は、同寸法の埋込形より検出距離が長いが、反面周囲金属の影響を受けやすい。 このため検出コイル部分は周囲の金属の影響を受けないようにフリーゾーンを設けて取付ける必要がある。 (2) 検出時の出力状態により次の二つに分けられる。 (a) メーク（NO）機能 検出体が検出されたときに負荷電流を流し、検出体が検出されないときには負荷電流を流さない機能。 (b) ブレーク（NC）機能 検出体が検出されたときに負荷電流を流さず、検出体が検出されないときには負荷電流を流す機能。 16 Copyright 2025 NECA All right reserved

2.3. 原理と構造 2.3.1. 動作原理 誘導形近接スイッチの動作原理は、図 4 に示すように検出コイルより出る高周波磁界中に金属物体（検出体）が 接近すると、近接金属中に電磁誘導現象による誘導電流が流れ、金属内に熱損失が発生する。 図 4 動作原理 この誘導電流による熱損失は、検出コイルを通じて発振回路より引き出されたものであり、この結果、発振回路 は発振状態を維持することができず、発振が減衰するか、または停止する。 近接スイッチ内に、図 5 に示すように発振状態を検出する回路があり、発振が減衰または停止すると直ちに出 力信号を発生させる。 図 5 誘導形近接スイッチの電気回路の構成 以上が も広く使用されている方式の動作原理であるが、この他にも発振周波数や位相の変化を利用したもの、 インダクタンスブリッジを利用したもの、検出体接近により、発振を開始させるものなどがある。 誘導形近接スイッチが検出状態になるためには、検出体中に誘導電流が流れ、誘導損失が発生しなければならな い。 このため、検出可能な物体は導電性をもつ金属に限定される。また金属の種類により検出距離が異なり、一般 に、鉄などの磁性金属は検出距離が長く、銅、アルミニウムのような非磁性金属に対しては検出距離が短くなる。 ただし、非磁性金属に感度の高い誘導形近接スイッチも開発されている。 17 Copyright 2025 NECA All right reserved

2.3.2. 構造 図 6 は誘導形近接スイッチの構造の一例を示す。 図 6 近接スイッチの内部構造 次に誘導形近接スイッチに使用されている主要部品について説明する。 (1) 検出コイル 検出体の接近を検出するためのもので、誘導形近接スイッチの重要部品である。 図 7 は検出コイルの一例を示す。同図ａは検出コイルの構成部品、同図ｂは各部品を組立てた状態を示す。 コアは高周波特性の良い材料(例えばフェライト)で作られ、コイルの性能を高めると共に磁束を前面に集中さ せる効果を持つ。 図 7 検出コイルの構造 キャップは一般に合成樹脂製で検出コイルを外部雰囲気から遮断、保護するが、磁力線は自由に透過できる。 検出面でのキャップの厚みは 1 mm 前後と極めて薄く作られている。 検出コイルは近接スイッチの重要部品であるが、上記のように薄い合成樹脂製のキャップで保護されているだ けなので機械的に弱く、この部分に無理な力を加えると検出コイルが破損する恐れがあるため取扱いには注意を 要する。 (2) 電子部品 トランジスタ、ダイオード、抵抗、コンデンサなどがプリント基板上に搭載されて発振回路、発振状態検出回 路、出力回路、電源回路などの制御回路を構成している。 また、形状が小形化されるに伴い、モノリシックＩＣや、ハイブリッドＩＣを用いている。 検出状態になると点灯する動作表示灯には発光ダイオードが用いられている。 (3) ケース ・合成樹脂製ケース 一般に安価で比較的小形の製品に多く用いられている。機械的強度と周囲環境に対する耐性が金属ケースに 比べると低いが、それらの問題のない場所での使用には好適である。 ・ 金属製ケース 18 Copyright 2025 NECA All right reserved

主として、機械的強度を必要とする製品に用いられている。 また円柱形で外周部にねじを切ってあるものも金属製が多く、取付穴の内面にタップを立て近接スイッチを ねじ込んで固定する場合などの用途に適している。 ・リード線とリード線取付口 外部接続のための端子台を持つものや、コネクタを使用するものがあるが、一般にはリード線引出式がとら れている。 リード線をリード線取付口の近くで鋭角に曲げるとリード線取付口に無理な力が加わり、近接スイッチ内部 の気密性が損なわれたり、リード線の外皮に亀裂が入るなどの不具合が発生することがあるので注意を要す る。 リード線取付口にブッシングなどが用いられているのは、リード線の曲げを制限するためである。 (4) 充填樹脂 通常、近接スイッチは組立終了後、充填樹脂により密封される。 これにより、部品の固定と防振を図ると共に水、油などの浸入を防止する。 充填樹脂には、エポキシ樹脂、またはシリコン樹脂など、溶剤を含まず、触媒により硬化を行う樹脂が用いら れる。 (5) 取付構造 近接スイッチを機器に装着するための取付構造にはボルトによるもの、ナットによるもの、専用の取付具を使 用するものなどがあり、その代表例を図 8 に示す。 図 8 取付方法 19 Copyright 2025 NECA All right reserved