近接センサとは？仕組み・種類と選び方・近接スイッチとの違い・2線式と3線式

近接センサとは

近接センサ（近接スイッチ）は⁠、リミットスイッチやマイクロスイッチのような機械式スイッチの代わりに、触らずに物体が近づいたことを検出するセンサです。ワークを直接見るより、ドグと呼ぶ治具を検出する使い方が多くあります。当てずに見るので接点がすり減らず、速く動く部品も数えられます。

比較ページには、工場の設備・装置で使う業務用の近接センサを、方式ごとに代表の型で載せています。光電センサ・ファイバセンサ、リミットスイッチ、磁石で動く磁気近接スイッチ、圧力センサは載せていません。

仕組み・⁠⁠⁠原理

誘導形（誘導型・高周波発振形）

• 検出コイルが高周波の磁界を出し、金属が近づくと金属に渦電流が流れる
• 渦電流でコイルの発振が止まり、それを検出して出力を切り替える
• 金属しか検出しない。検出距離は鉄が基準で、アルミや銅では短くなる（SUS304はその中間）
• アルミ用の近接センサは、発振周波数の変化で検出する

静電容量形

• 物体が近づいたときの静電容量の変化で検出する
• 金属だけでなく、樹脂・水・粉体も検出できる
• 感度を上げると、樹脂やガラスの容器の壁越しに中身の有無を見られる

4つの種類と使用例

誘導形（標準タイプ）

• 金属のドグやワークを数mm先で見る、いちばん基本の型
• ねじの付いたシリンダ形（M8〜M30）と⁠、ねじで止める角形がある
• パナソニック インダストリーのGX‑312M（M12・2mm）は応答周波数1,500Hzで、標準価格を公開している

誘導形（長距離・全金属タイプ）

• 同じ大きさで、標準タイプより遠くから金属を検出する
• 離して付けられるので、ワークが当たってセンサを壊す心配が減る
• キーエンスのER‑12PはM12で10mm。ターク・ジャパンのuprox3は、どの金属も同じ距離で検出する

誘導形（耐環境・溶接向け）

• ケースや検出面にフッ素樹脂やセラミックのコーティングをかけ、溶接のスパッタが付きにくい
• オムロンのE2EQ NEXT、キーエンスのER‑GW12Pなど

静電容量形

• タンクやホッパの液面・粉体のレベルを見る使い方が多い
• オートニクスのCPシリーズは最大25mm、Pepperl+FuchsのCJ10‑30GM‑E2‑V1は10mmで感度を調整できる

選び方

1. 検出するもの

• 鉄のドグやワークなら、誘導形の標準タイプ
• アルミや銅も同じように見たいなら、全金属（ファクター1）の型か、アルミ用の型
• 樹脂・液体・粉体なら、静電容量形

2. 検出距離とシールド・非シールド

• 検出距離は、センサが大きいほど長い（M8よりM30が長い）
• シールド形は金属の取付け板に埋め込んで付けられる
• 非シールド形は検出距離が長いぶん、周りに金属を置かない間隔が要る
• ワークがぶつかりやすい所は、長距離タイプで離して付ける

3. 線の数と出力

• 2線式：電源と出力を2本で兼ね、配線が少なく済む。出力がOFFでも漏れ電流が流れるので、受ける側の機器に合うかを確かめる
• 3線式：電源と出力が分かれている。NPNかPNPかをPLCの入力に合わせる
• IO‑Link：ON・OFFに加えて、検出の余裕（センサレベル）や設定をやりとりできる

4. 付ける場所

• 水や油がかかる所は保護等級（IP67以上、洗浄するならIP69K）⁠を⁠見⁠⁠⁠⁠る
• 溶接のスパッタが飛ぶ所は、耐スパッタのコーティングの型
• 速く動く部品を数えるなら、応答周波数を見る（1kHzで1msごとに1回）

誤動作を防ぐ

• 周りの金属が検出距離に影響するので、取扱説明書の取付け間隔を守る
• 並べたり向かい合わせたりすると相互干渉で誤作動する。並べるなら、周波数をずらした異周波タイプを交互に使う
• 2線式は漏れ電流で、PLCの入力がOFFにならないことがある

出典

• キーエンス 近接センサの概要（センサの基礎）
• キーエンス 静電容量式近接スイッチ（レベルセンサ塾）
• アズビル 近接スイッチ FL7M 取扱説明書
• パナソニック インダストリー GX‑300・GX‑F/H の製品ページ
• 各社の公式の製品ページ（比較ページの出典を参照）