JP5115084B2 - 近接センサ - Google Patents

Description

本発明は近接センサに関し、特に、検出コイルおよび補助コイルを備える近接センサに関する。

近接センサ（スイッチ）とは、検出対象の移動や存在を検出して、検出結果を電気信号として出力するセンサの総称である。検出結果を電気信号に置き換えるための検出方式には、たとえば電磁誘導により検出対象となる金属体の表面に発生する渦電流を利用する方式がある。

金属体の表面に渦電流を発生させるためには、金属体に鎖交する磁束を時間的に変動させる必要がある。上記した検出方式を採用する近接センサは、一般的にその磁界を生じさせるためのコイル（以下では「検出コイル」と呼ぶ）を備えている。

また、検出コイルだけでなく、検出コイルの磁界を調整するための磁界を生じさせるコイル（以下、このコイルを「補助コイル」と呼ぶ）も備える近接センサが提案されている。たとえば特許第２６０３６２８号公報（特許文献１）には、検出コイルを配備したコアの検出両端部の外周に補助コイルを巻回配備したセンサ部を有する高周波発振形近接スイッチが開示されている。この近接スイッチでは、検出コイルはポット形状のコアに挿入され、補助コイルは、Ｅ形コアの外側に設けられた補助コイルケースに巻回配備されている。補助コイルと検出コイルとは相互インダクタンスが負になるように直列に接続され、補助コイルの磁束と、センサ部装着壁面近傍に金属が存在する場合に、この金属へ漏洩する検出コイルの漏洩磁束とを鎖交させる。これにより大きな径のセンサ部を装着する装着部材が金属体であっても、漏洩磁束による検出距離への影響を回避することができる。

また、特表２００２−５１９９０３号公報（特許文献２）には、２つの巻線を備える近接センサにおいて、２つの巻線間の相互磁束が各巻線に特有な磁束よりも十分弱くなるように、２つの巻線が配置されることが開示されている。これにより、近接センサの感度の温度による変動を抑制することができる。２つの巻線のうち一方はフェライトのポットに配置されたコイルであり、他方は、コイル枠として機能する絶縁材料のケージの中に配置される。
特許第２６０３６２８号公報 特表２００２−５１９９０３号公報

上記文献に開示される近接センサでは、検出コイルがコアに装着され、補助コイルがコア以外の部材（たとえばボビン等）に装着される。しかしながらこのような構成を採用した近接センサにおいては以下のような問題が発生する。

たとえば円柱ねじ形状近接センサにおいては、ケース体側面にねじが形成されているが、このねじのサイズはある大きさに規定されている（たとえばＪＩＳ Ｃ ８２０１−５−２を参照）。このため、ケース体の径の大きさを変えずにボビンをコアの外周に装着するためには、コアの径を小さくしなければならない。しかしながらコアの径を小さくすることによって検出コイルの直径も小さくなる。この場合、近接センサの検出感度が低下するという課題が発生する。

また、ボビンとコアとの相対的な位置がばらつくことによって、製品ごとに特性のばらつきが発生する可能性がある。さらに、この特性ばらつきを防ぐためには、ボビンとコアとの相対的な位置のずれが小さくなるように近接センサを組立てなければならないが、これにより製造コストが上昇することが考えられる。

さらに、コアの外側に補助コイルが設けられているため、補助コイルによる磁束分布の広がりを抑制することは容易ではない。補助コイルの作る磁束の広がりが抑制されると、センサ側方への補助コイルの漏洩磁束、すなわち取付金属（周囲金属）に鎖交する磁束が低減され、磁気シールド効果が得られる。これにより検出対象に向けて検出コイルからの磁束を集中させることが可能になるので検出感度を高めることができる。しかし、補助コイルによる磁束分布の広がりを十分に抑制できない場合には、十分な磁気シールド効果を得ることができないために検出感度をより高めることができない。

補助コイルによる磁束分布の広がりを抑えるための方法として、たとえば補助コイルの外側に高透磁率の部材を追加することが考えられる。しかしこの場合には、コストが上昇するという課題が発生する。

本発明はこれらの課題を解決するためになされたものであって、その目的は、検出コイルおよび補助コイルを備える近接センサにおいて、検出感度の向上およびコスト低減を可能にすることである。

本発明は要約すれば、磁界を利用して金属体の有無または位置を検出する近接センサであって、検出コイルと、コアと、補助コイルとを備える。検出コイルは、磁界を発生させる。コアは、筒状部と、筒状部の一方端を塞ぐ底部と、筒状部の外表面に設けられる鍔部とを含み、かつ、筒状部の中に検出コイルを収納する。補助コイルは、筒状部の外表面における筒状部の他方端から鍔部までの部分に直接的に巻回され、かつ、検出コイルから発生される磁界の方向を調整する磁界を発生させる。

好ましくは、筒状部の外表面を基準とした場合に、鍔部の高さは、補助コイルの高さよりも大きい。

より好ましくは、検出コイルは、自己の形状を保つように固められた状態で筒状部の内部に収納される。コアは、底部に接続され、かつ検出コイルが通される中軸部をさらに含む。

さらに好ましくは、筒状部、底部、鍔部、および中軸部は、一体的に形成される。
さらに好ましくは、コアは、筒状部と鍔部とを一体化した部品と、底部と中軸部とを一体化した部品とを含む。

さらに好ましくは、近接センサは、検出コイルが巻回されたスプールをさらに備える。検出コイルは、スプールとともに筒状部内部に収納される。

さらに好ましくは、近接センサは、検出コイルにパルス状の励磁電流を周期的に流し、励磁電流の遮断後に発生する金属体の周囲の磁界変化によって検出コイルに誘起される電圧を所定の閾値と比較することにより、金属体の有無を検出する。

本発明によれば、近接センサの検出感度の向上およびコスト低減が可能になる。

以下において、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについては詳細な説明は繰り返さない。

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１における近接センサの構造を示す模式断面図である。また、図２は、図１に示す近接センサの組付け構造を示す分解斜視図である。まず、これら図１および図２を参照して、本実施の形態における近接センサの構造について説明する。

図１および図２に示すように、本実施の形態における近接センサ１００は、略円柱状の外形を有しており、円筒状のケース体１１０と、ケース体１１０の内部においてケース体１１０の前方端に取付けられた検出部組立体１２０と、ケース体１１０の内部においてケース体１１０の後方端に取付けられた出力部組立体１３０とを主に備えている。検出部組立体１２０は、検出コイル１２１、補助コイル１２２、フェライトコア１２３Ａ、コイルケース１２４、検出回路基板１２５、および一次注型樹脂層１２６などを含んでいる。ここで、一次注型樹脂層１２６は、検出コイル１２１、補助コイル１２２およびフェライトコア１２３Ａからなるコイル組立体と、このコイル組立体に接続された検出回路基板１２５とを、コイルケース１２４の内部において固定するための部材であり、溶融樹脂をコイルケース１２４内に充填して硬化させることによって形成される層である。また、出力部組立体１３０は、出力回路基板１３１を含んでいる。

ケース体１１０の前方端に取付けられた検出部組立体１２０の検出回路基板１２５と、ケース体１１０の後方端に取付けられた出力部組立体１３０の出力回路基板１３１とは、接続部材１４０によって接続されている。本実施の形態における近接センサ１００にあっては、検出回路基板１２５および出力回路基板１３１がいずれもリジッド配線基板によって形成されており、接続部材１４０がフレキシブル配線基板にて形成されている。

ここで、リジッド配線基板とは、ガラス−エポキシ基板に代表されるような高い剛性を有した配線基板のことであり、電子部品の実装に適したものである。一方、フレキシブル配線基板とは、リジッド配線基板に比べて可撓性に優れた配線基板のことであり、たとえばポリイミド樹脂からなる基材の主表面に導体パターンが接着剤等によって貼り付けられて形成された配線基板のことである。このフレキシブル配線基板は、適度に可撓性を有しているため、自在に折り曲げたり折り返したりすることが可能であり、離間配置されたリジッド配線基板の導体パターン同士の接続を中継する配線基板として利用可能なものである。

ケース体１１０は、金属ケース１１１と樹脂ケース１１２とを含んでおり、金属ケース１１１の後方端に樹脂ケース１１２を圧入することによって構成されている。樹脂ケース１１２の後端面には、スリット状の開口部１１３が形成されており、この開口部１１３を貫通するように、出力回路基板１３１の後端部が挿通配置されている。すなわち、本実施の形態における近接センサ１００にあっては、金属ケース１１１と樹脂ケース１１２とによってケース体１１０が構成されており、このケース体１１０の後端部に設けられた開口部１１３内に配線部材としての出力回路基板１３１が挿通配置されている。

ケース体１１０の外方に位置する部分の出力回路基板１３１には、外部接続用コード１５０の端子が半田付けによって接合されている。ケース体１１０の後端部には、出力回路基板１３１と外部接続用コード１５０との半田接合部を覆うように、インサート成形によって外側樹脂封止層としてのコードプロテクタ１６０が設けられている。また、ケース体１１０の内部の空間は、内側樹脂封止層としての二次注型樹脂層１８０によって充填されている。

検出回路基板１２５には、検出コイル１２１および補助コイル１２２を回路要素とする検出回路が設けられている。検出コイル１２１は、検出対象である金属体を検出するための磁界を発生させる。補助コイル１２２は、検出コイル１２１から発生される磁界の方向を調整する磁界を発生させる。補助コイル１２２は検出コイル１２１と直列に接続され、かつ、その巻き方向は検出コイル１２１の巻き方向と逆である。

検出コイル１２１にはパルス状の励磁電流が周期的に流れる。この励磁電流の周波数はたとえば数ｋＨｚである。これにより検出コイル１２１および補助コイル１２２が励磁される。なお検出コイル１２１の両端には抵抗（図示せず）が接続される。

検出対象が近接センサ１００の検出可能範囲内に存在しない場合には、検出コイル１２１への励磁電流の供給が遮断された後に検出コイル１２１自身に流れる電流は、検出コイル１２１の両端に接続された抵抗によって急速に減少する。よって検出対象が存在しない場合において、検出コイルの両端間の電圧は、励磁電流の供給が遮断された直後には検出コイル自身の逆起電力によって大きくなるものの、以後は急速に減衰する。

これに対し、検出対象である金属体が接近している場合には、検出コイルへの励磁電流の供給が遮断されると、その金属体の周囲の磁界（検出コイル１２１による磁界）が変化するため金属体に渦電流が発生する。その渦電流による磁束が検出コイル１２１を貫くことによって検出コイル１２１に誘起電圧が発生する。これにより、検出コイル１２１への励磁電流の供給が遮断された時点からある一定時間（たとえば数１０μ秒）が経過すると、検出コイル１２１の両端間の電圧としては、その誘起電圧が支配的になる。よってこのときの検出コイル１２１の両端間の電圧を閾値と比較することによって、検出対象の有無あるいは位置を検出することができる。

上述の方式によって検出コイル１２１を励磁する場合、誘起電圧は金属体に流れる渦電流の時間変化を反映したものとなる。検出コイル１２１はその渦電流の時間的変化を電圧に変換する役割を果たす。この電圧は、検出コイルの損失や寄生容量等といったような温度依存性を有する成分の影響を受けにくい。よって、検出に際して温度変化の影響を受けにくくすることができる。

なお、検出回路は、検出コイル１２１を共振回路要素とする発振回路と、発振回路の発振振幅を閾値と比較して２値化する弁別回路とを含んでいてもよい。この場合、近接センサ１００は検出対象（金属体）が検出コイル１２１に接近することに伴って生じる発振回路の発振振幅の減少や発振の停止を検知することにより、検出対象の有無あるいは検出対象の位置を検出する。このような方式の場合、検出コイル１２１には、たとえば周波数が数百ｋＨｚであり、かつ、連続的に変化する（たとえば波形が正弦波である）励磁電流が印加される。

出力回路基板１３１には、検出回路の出力を所定の仕様の電圧出力または電流出力に変換する出力回路が設けられており、その出力は、外部接続用コード１５０を介して外部へと導出される。また、出力回路基板１３１には、外部接続用コード１５０を介して外部から導入される電力を所定の電源仕様に変換して検出回路基板１２５に出力する電源回路も設けられている。

図３は、図１に示す近接センサに含まれるコイル組立体の構造を説明するための断面模式図である。図４は、図１に示すフェライトコア１２３Ａの外観図である。

図３および図４を参照して、フェライトコア１２３Ａは、筒状部１７１と、筒状部１７１の一方端を塞ぐ底部１７２と、筒状部の外表面に設けられる鍔部１７３と、底部１７２の表面に接続される中軸部１７４とを含む。なお、図３および図４に示すように、筒状部１７１、底部１７２、鍔部１７３、および中軸部１７４は、一体的に形成される。

図３に示すように、検出コイル１２１は中軸部１７４に通された状態で筒状部１７１の内部に収納される。後述するように、検出コイル１２１は自己の形状を保つように固められた状態で筒状部１７１の内部に収納される。補助コイル１２２は、筒状部１７１の外表面において、筒状部１７１の開口端（すなわち筒状部１７１の２つの端部のうち、底部１７２に接続された端部と反対側に位置する端部）から鍔部１７３までの部分に直接的に巻回される。

筒状部１７１の外表面を基準とした鍔部１７３の高さｈ１は、筒状部１７１の外表面を基準とした補助コイル１２２の高さｈ２よりも高くなるように設計されている。また、筒状部１７１の外表面に対して垂直な方向から見た状態では、補助コイル１２２の少なくとも一部が検出コイル１２１と重なり合う。

図５は、コイル組立体の製作工程を示す図である。図５を参照して、まずステップＳ１では、検出コイル１２１の巻き線処理が行なわれる。検出コイル１２１に用いられる導線はたとえば自己融着線である。また巻き線方法としては、たとえば積層巻が用いられる。自己融着線を巻き終えた後に加熱することによって、自己融着線の融着層同士が固着する。これにより検出コイル１２１は自己の形状を保つように固められ、かつ空芯コイルとなる。

一方、ステップＳ２では、補助コイル１２２が作製される。ステップＳ２では自己融着線をフェライトコア１２３Ａに巻き線する。さらに自己融着線を加熱することによって融着層を固着させる。

なお、検出コイル１２１および補助コイル１２２の形状を固定する方法としては他の方法を用いることもできる。たとえばエナメルや樹脂系の接着剤等を用いて巻線の形状を固定してもよい。すなわち、検出コイル１２１および補助コイル１２２を形成するための導線は自己融着線に限定されるものではない。

ステップＳ２に続くステップＳ３では、補助コイル１２２の特性検査が実行される。
ステップＳ１およびステップＳ３の処理が終了するとステップＳ４の処理が実行される。ステップＳ４では、検出コイル１２１を筒状部１７１の内部に収納し、かつ、樹脂系の接着材により検出コイル１２１を固定する。

続いてステップＳ５では検出コイル１２１の特性検査が実行される。ステップＳ５の処理が終了するとコイル組立体の製作処理が終了する。なお図５に示すように製作処理の順番が限定される必要はなく、処理の順番を適切に変更することも可能である。

本実施の形態の近接センサは「シールドタイプ」の近接センサとして好適に用いることができる。その理由として、近接センサは一般的に「シールドタイプ」および「非シールドタイプ」のいずれかに分類されるが、補助コイルは「シールドタイプ」の近接センサに搭載されるためである。この点に関し、まず、「シールドタイプ」の近接センサおよび「非シールドタイプ」の近接センサについて説明する。

図６は、シールドタイプの近接センサおよび非シールドタイプの近接センサを示す図である。図６（Ａ）はシールドタイプの近接センサを説明する図であり、図６（Ｂ）は非シールドタイプの近接センサを説明する図である。なお図６（Ａ）に示す近接センサには補助コイルは含まれていない。この理由については後述する。

図６（Ａ）に示すように、シールドタイプの近接センサの場合、金属ケース１１１の先端が検出面Ａ（コイルケース１２４の表面）の近傍に位置するように金属ケース１１１が形成される。これにより、近接センサをその周囲の金属（周囲金属１９０）に取り付ける際に検出面Ａと、周囲金属１９０の表面との間に段差を生じなくすることができる。すなわちシールドタイプの近接センサは周囲金属１９０への埋込設置が可能である。

コイルケース１２４の中には、フェライトコア１２３（たとえばポット形状のコア）および検出コイル１２１が設けられる。検出コイル１２１およびフェライトコア１２３を回路要素とする検出回路が高周波発振回路であるとする。その理由は補助コイルがなくとも、ある程度の磁気シールド効果を得ることが可能なためである。

検出コイル１２１には、連続的に変化する励磁電流（たとえば波形が正弦波である励磁電流）が流れる。なお励磁電流の周波数は、たとえば数百ｋＨｚ程度に定められる。

検出コイル１２１により生じた磁束Ｆが金属ケース１１１に浸透する深さ（すなわち表皮深さ）は励磁電流の周波数が大きいほど小さくなるが、磁束Ｆは金属ケース１１１を通過しない。さらに検出コイル１２１により生じた磁束Ｆが金属ケース１１１に浸透することによって金属ケース１１１に渦電流が流れる。この渦電流により生じた磁束の向きは検出コイル１２１により生じた磁束Ｆを打ち消す向きである。この結果、検出コイル１２１からの磁束分布の形状は、開磁路の先端すなわち検出面Ａ上に磁束Ｆが集中するように変形する。すなわち、近接センサの側方（周囲金属１９０の表面に平行な方向）では検出コイル１２１により生じた磁束Ｆが周囲金属１９０によって遮蔽される効果（磁気シールド効果）が得られる。

一方、図６（Ｂ）に示すように、非シールドタイプの近接センサの場合、検出面Ａは金属ケース１１１の先端よりも前方に位置するので周囲金属への埋込設置を行なうことはできない。非シールドタイプの近接センサの場合には、フェライトコア１２３にたとえばＴ型コアが用いられ、かつ検出面Ａを金属ケース１１１の先端よりも前方に突出させる。この結果、検出面Ａの前方に磁束Ｆを大きく広がることができるので検出対象と検出面Ａとの距離を長くしても検出対象の有無あるいは位置を検出できる。なお非シールドタイプにおいては、近接センサの側方における磁束は遮蔽されていない。

シールドタイプの近接センサの場合、検出面Ａの前方に磁束Ｆを集中させるため、センサ側方への検出コイルの磁束の広がりを抑制することが求められる。ここで、パルス電流を検出コイルに印加することにより検出コイルを励磁する方式の場合、その電流の周波数はたとえば数ｋＨｚ程度に設定される。この場合、検出コイル１２１の磁束が金属ケース１１１を通過することによって、磁気シールド効果が十分に得られなくなることが起こり得る。しかし、補助コイルを設けることによってこの問題を回避することができる。

図７は、検出コイルからの磁束の向き、および補助コイルからの磁束の向きを説明する図である。図７を参照して、補助コイル１２２は検出コイル１２１の外側に配置される。つまり補助コイル１２２の径は検出コイル１２１の径よりも大きい。検出コイル１２１と補助コイル１２２とは直列に接続される。なお検出コイル１２１と補助コイル１２２とでは巻き方向が逆である。

検出コイル１２１および補助コイル１２２に励磁電流が流れると、検出コイル１２１，補助コイル１２２によって磁束Ｆ，Ｆｃがそれぞれ発生する。検出コイル１２１と補助コイル１２２とでは巻き方向が逆であるため、磁束Ｆｃの向きと磁束Ｆの向きとは互いに逆向きである。すなわち磁束Ｆｃの向きは磁束Ｆを打ち消す向きである。これにより近接センサの側方への磁束Ｆの広がりを抑制できるので、磁気シールド効果を得ることができる。つまり磁束Ｆを検出面Ａの前方に集中させることが可能になるので検出感度を高めることができる。

このように励磁電流の周波数を低い場合には磁気シールド効果を得るために補助コイルが設けられる。ただし連続的に変化する電流を検出コイルに印加する場合であっても、その電流の周波数によっては補助コイルが必要になることも起こり得る。したがって、連続的に変化する電流を検出コイルに印加する場合にも磁気シールド効果を得るために補助コイルが用いられてもよい。

補助コイル１２２は薄肉コイルであるため、検出コイル１２１と同じように、予め空芯コイルとして作製することは容易ではない。よって、補助コイルを作製するためには、導線を何らかの部材に巻きつけることが必要である。本実施の形態では、フェライトコア１２３Ａの外表面に補助コイル１２２を直接的に巻きつける。これによって、補助コイル１２２を巻き付けるための部材（ボビン）が不要になる。

ボビンが不要になることにより、次のような効果が得られる。まず、ボビンが不要であるので、コストを低減することができる。

さらに、フェライトコア１２３Ａの径を大きくできるので、検出コイル１２１の径も大きくすることができる。これによって、検出感度を向上させることができる。

さらに、補助コイル１２２の高さが鍔部の高さより小さいため、補助コイル１２２からフェライトコア１２３Ａの外側に漏洩する磁束の幅が小さくなる。すなわち、センサ側方に漏洩する補助コイル１２２の磁束の幅を小さくすることができる。このことは、センサ側方への補助コイル１２２の磁束の広がりが抑制されていることを意味する。これによって、検出コイル１２１の磁束もセンサ側方に広がることが抑制されている。すなわち、優れた磁気シールド効果が得られる。よって近接センサの検出感度を向上させることができる。さらに、補助コイル１２２の外側に高透磁率の部材を設けなくても磁気シールド効果を得ることが可能になるので、近接センサのコストを低減できる。

また、鍔部１７３を筒状部１７１の外表面に設けることによって、コイル組立体を組立てた場合に、検出コイル１２１と補助コイル１２２との相対位置の精度を安定させることができる。これによって、検出コイル１２１の磁束の広がりと補助コイル１２２の磁束の広がりとが個体間で大きく異なることを回避することができるので、近接センサの検出性能の個体間のばらつきを小さくすることができる。

［実施の形態２］
実施の形態２に係る近接センサの全体構成は実施の形態１とほぼ同様であるがフェライトコアの構造が実施の形態１と異なる。したがって以下では実施の形態２に係る近接センサのうちのフェライトコアを主に説明する。なお実施の形態２に係る近接センサの他の部分については実施の形態１に係る近接センサの対応する部分と同様であるので以後の説明を繰返さない。

図８は、実施の形態２に係る近接センサに含まれるコイル組立体の構造を説明するための断面模式図である。図８を参照して、フェライトコア１２３Ｂは、筒状部１７１Ａと、筒状部１７１Ａの一方端を塞ぐ底部１７２Ａと、筒状部１７１Ａの外表面に設けられる鍔部１７３Ａと、底部１７２Ａの表面に接続される中軸部１７４とを含む。検出コイル１２１は中軸部１７４に通された状態で筒状部１７１Ａの内部に収納される。補助コイル１２２は、筒状部１７１の外表面において、筒状部１７１Ａの開口端から鍔部１７３Ａまでの部分に直接的に巻回される。

筒状部１７１Ａおよび鍔部１７３Ａは一体的に形成され、かつフェライトコア１２３Ｂを構成する部品である。また、底部１７２Ａおよび中軸部１７４は筒状部１７１Ａおよび鍔部１７３Ａとは別の部品として、一体的に形成される。筒状部１７１Ａ（および鍔部１７３Ａ）はたとえば樹脂係の接着剤により、底部１７２Ａと接触した状態で固定される。

底部１７２Ａおよび中軸部１７４はいわばＴ型コアを構成する。図６に示したようにＴ型コアは、非シールドタイプの近接センサに用いられる。実施の形態２によれば、Ｔ型コアを非シールドタイプの近接センサだけでなく、フェライトコア１２３の一部としても用いることができる。実施の形態２によれば、非シールドタイプとシールドタイプとでＴ型コアを共用できるので、近接センサの製造コストを低減することが可能になる。

なお、フェライトコアが、筒状部および鍔部を一体的に形成した部品と、底部および中軸部とを一体的に形成した部品とを含むのであれば、筒状部、鍔部および底部の形状は図８に示すように限定されるものではない。たとえば以下に示すように構成されたフェライトコアを近接センサに用いてもよい。

（フェライトコアの変形例）
図９は、実施の形態２に係る近接センサが備えるフェライトコアの変形例を示す図である。図９を参照して、フェライトコア１２３Ｃは、筒状部１７１Ｂと、筒状部１７１Ｂの一方端を塞ぐ底部１７２Ｂと、筒状部１７１Ｂの外表面に設けられる鍔部１７３Ｂとを含む。筒状部１７１Ｂおよび鍔部１７３Ｂは一体的に形成される。同様に底部１７２Ｂおよび中軸部１７４は一体的に形成される。図９と図３とを対比すれば分かるように、筒状部１７１Ｂ、鍔部１７３Ｂおよび底部１７２Ｂは、図３に示す筒状部１７１、鍔部１７３、および底部１７２にそれぞれ対応する。

［実施の形態３］
実施の形態３に係る近接センサの全体構成は実施の形態１とほぼ同様であるが、フェライトコアに収納される検出コイルの構成が実施の形態１と異なる。したがって以下では実施の形態３に係る近接センサのうち検出コイルを主に説明する。なお、実施の形態３に係る近接センサの他の部分については実施の形態１に係る近接センサの対応する部分と同様であるので以後の説明を繰返さない。

図１０は、実施の形態３に係る近接センサに含まれるコイル組立体の構造を説明するための断面模式図である。図１０を参照して、コイル組立体は、検出コイル１２１が巻回されたスプール１７５をさらに備える点で図３に示すコイル組立体と異なる。ただし、図１０に示すコイル組立体の他の部分の構成は図３に示すコイル組立体の対応する部分の構成と同様である。スプール１７５の中心には貫通孔が形成される。この貫通孔に中軸部１７４が通されることにより検出コイル１２１は筒状部１７１の内部に収納される。

スプール１７５は、２つのピン端子１７６を備える。２つのピン端子１７６の各々は底部１７２に形成された穴に通される。検出コイル１２１からの引出線は、ピン端子１７６に巻き付けられるとともに電気的に接続される。

なお、実施の形態３においては、フェライトコア１２３Ａに代えて、図８に示すフェライトコア１２３Ｂあるいは図９に示すフェライトコア１２３Ｃが用いられてもよい。

一般的に検出コイルには線径の細い導線が用いられている。検出コイルの両端を回路基板に半田接続する際に、引出線を回路基板に直接的に接続した場合には断線が生じやすくなったり、接続作業に手間を要したりすることが考えられる。しかしながら、実施の形態３ではピン端子１７６を回路基板に半田接続することが可能になるのでこのような問題を回避することが可能になる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態１における近接センサの構造を示す模式断面図である。 図１に示す近接センサの組付け構造を示す分解斜視図である。 図１に示す近接センサに含まれるコイル組立体の構造を説明するための断面模式図である。 図１に示すフェライトコア１２３Ａの外観図である。 コイル組立体の製作工程を示す図である。 シールドタイプの近接センサおよび非シールドタイプの近接センサを示す図である。 検出コイルからの磁束の向き、および補助コイルからの磁束の向きを説明する図である。 実施の形態２に係る近接センサに含まれるコイル組立体の構造を説明するための断面模式図である。 実施の形態２に係る近接センサが備えるフェライトコアの変形例を示す図である。 実施の形態３に係る近接センサに含まれるコイル組立体の構造を説明するための断面模式図である。

符号の説明

１００ 近接センサ、１１０ ケース体、１１１ 金属ケース、１１２ 樹脂ケース、１１３ 開口部、１２０ 検出部組立体、１２１ 検出コイル、１２２ 補助コイル、１２３，１２３Ａ，１２３Ｂ，１２３Ｃ フェライトコア、１２４ コイルケース、１２５ 検出回路基板、１２６ 一次注型樹脂層、１３０ 出力部組立体、１３１ 出力回路基板、１４０ 接続部材、１５０ 外部接続用コード、１６０ コードプロテクタ、１７１，１７１Ａ，１７１Ｂ 筒状部、１７２，１７２Ａ，１７２Ｂ 底部、１７３，１７３Ａ，１７３Ｂ 鍔部、１７４ 中軸部、１７５ スプール、１７６ ピン端子、１８０ 二次注型樹脂層、１９０ 周囲金属、Ａ 検出面、Ｆ，Ｆｃ 磁束。

Claims (7)

1. 磁界を利用して金属体の有無または位置を検出する近接センサであって、
   前記磁界を発生させるための検出コイルと、
   筒状部と、前記筒状部の一方端を塞ぐ底部と、前記筒状部の外表面に設けられる鍔部とを含み、かつ、前記筒状部の中に前記検出コイルを収納するコアと、
   前記筒状部の前記外表面における前記筒状部の他方端から前記鍔部までの部分に直接的に巻回され、かつ、前記検出コイルから発生される磁界の方向を調整する磁界を発生させる補助コイルとを備える、近接センサ。
2. 前記筒状部の前記外表面を基準とした場合に、前記鍔部の高さは、前記補助コイルの高さよりも大きい、請求項１に記載の近接センサ。
3. 前記検出コイルは、自己の形状を保つように固められた状態で前記筒状部の内部に収納され、
   前記コアは、前記底部に接続され、かつ検出コイルが通される中軸部をさらに含む、請求項１または２のいずれか１項に記載の近接センサ。
4. 前記筒状部、前記底部、前記鍔部、および前記中軸部は、一体的に形成される、請求項３に記載の近接センサ。
5. 前記コアは、
   前記筒状部と前記鍔部とを一体化した部品と、
   前記底部と前記中軸部とを一体化した部品とを含む、請求項３に記載の近接センサ。
6. 前記近接センサは、
   前記検出コイルが巻回されたスプールをさらに備え、
   前記検出コイルは、前記スプールとともに前記筒状部内部に収納される、請求項１から５のいずれか１項に記載の近接センサ。
7. 前記近接センサは、前記検出コイルにパルス状の励磁電流を周期的に流し、前記励磁電流の遮断後に発生する金属体の周囲の磁界変化によって前記検出コイルに誘起される電圧を所定の閾値と比較することにより、金属体の有無を検出する、請求項１から６のいずれか１項に記載の近接センサ。

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