CN102193110A - 非接触式传感器 - Google Patents

Abstract

一种非接触式传感器，具有：电路板，其设置有处理电路；发光元件，其安装在电路板的表面上；透光性的筒状导光部，其包围电路板的安装有发光元件的部分，对来自发光元件的出射光导光使其向外部照射。筒状导光部包括：作为第一出射区域的第一发光面，其使发光元件所发出的光透过并直接向外部出射；反射面，其使发光元件所发出的光反射并在筒状导光部的内部向周向导光；作为第二出射区域的第二发光面，其使被该反射面反射并在筒状导光部传播的光向外部出射。

Description

非接触式传感器

技术领域

本发明涉及利用磁场来对作为检测对象的金属体的有无或位置进行检测的非接触式传感器，更详细地说，涉及具有根据动作状态进行发光的发光元件的非接触式传感器。

背景技术

作为对检测对象即金属体的有无或位置进行检测的传感器的一种，公知有利用磁场的非接触式传感器。该非接触式传感器主要广泛应用于各种生产设备或工业机器人等。

非接触式传感器主要具有：筒状的外壳；线圈组装体，其包括磁心及检测线圈；电路板，其设置有与检测线圈电连接的处理电路。线圈组装体配置在外壳的内部并且配置在该外壳的前端部。另一方面，设置有处理电路的电路板的至少一部分配置在线圈组装体的后方的外壳的内部。

近年来的非接触式传感器大多具有作为显示灯的发光元件。作为该显示灯的发光元件例如具有根据电源的开/关而点亮/熄灭的发光元件、根据金属体的检测状况而点亮/熄灭的发光元件、在设置非接触式传感器时为了将用于进行各种设定的信息通知给使用者而点亮/熄灭的发光元件等。

不管用作哪一种用途，通常作为显示灯的发光元件安装在上述的设置有处理电路的电路板的一个主表面上。例如在日本特开平11-312446号公报或日本特开2007-35583号公报等中，公开有这样将作为显示灯的发光元件安装在电路板的一个主表面上的非接触式传感器。

在上述的具有作为显示灯的发光元件的非接触式传感器中，重要地是能够从外部高可见性地确认发光元件的显示状况。尤其是，为了不论非接触式传感器的设置状态如何都能够可靠地确保显示状况的可见性，需要向具有长圆柱状的外形的非接触式传感器的四周照射发光元件的出射光。

但是，在如上述那样将发光元件安装在电路板的一个主表面上的情况下，由于安装有该发光元件的电路板自身具有遮光性，所以来自发光元件的出射光不能够充分地到达电路板的另一个主表面所面对的一侧，从而产生不能够向非接触式传感器的四周进行照射的问题。

为了解决此问题，考虑不仅在电路板的一个主表面上而且在另一个主表面上也安装发光元件，但是在这样构成的情况下，存在伴随部件个数增加和制造工序增加而制造成本增加的问题。另外，还可以考虑使供给至发光元件的电流量增加而使出射光的光量增加，来增加到达电路板的另一个主表面所面对的一侧的光的方法，但是，此时，需要大幅度地变更包括发光元件驱动电路的各种电路的设计，从而也产生制造成本增加的问题。而且，为了不论非接触式传感器的设置状态如何都能够可靠地确保显示状况的可见性，使发光元件的出射光向具有长圆柱状的外形的非接触式传感器的四周照射，因此需要某种恒定的电流量，从而存在电力消耗变多的问题。

发明内容

本发明是为了解决上述的问题而提出的，其目的在于提供一种非接触式传感器，该非接触式传感器即使在将一个发光元件用作显示灯的情况下，也能够通过简单的结构可靠地使发光元件的出射光向四周照射，不论从哪一个方向观察都能够高可见性地确认发光元件的显示状况。

本发明的非接触式传感器利用磁场来检测金属体的有无或位置，其具有外壳、检测线圈、电路板、发光元件、筒状导光部。上述外壳由在轴向具有前端部以及后端部的长筒状的遮光性的构件构成。上述检测线圈位于上述外壳的内部并且位于上述外壳的前端部。上述电路板由以沿着上述外壳的轴向延伸的方式配置在上述检测线圈的后方的平板状的构件构成。在上述电路板上设置与上述检测线圈电连接的处理电路。上述发光元件安装在上述电路板的一个主表面上，根据非接触式传感器的动作状态进行发光。上述筒状导光部是透光性的部位，沿着上述外壳的周向包围上述电路板的安装有上述发光元件的部分，对来自上述发光元件的出射光导光使其向外部照射。上述筒状导光部包括：第一出射区域，其使上述发光元件所发出的光透过并直接向外部出射；反射面，其使上述发光元件所发出的光反射并在该筒状导光部的内部向周向导光；第二出射区域，其使被上述反射面反射并在该筒状导光部中传播的光向外部出射。

在上述本发明的非接触式传感器中，优选上述第一出射区域设置在上述筒状导光部的外周面中的对上述电路板的安装有上述发光元件的上述主表面进行覆盖的部分上，此时，优选上述第二出射区域设置在上述筒状导光部的外周面中的从上述发光元件观察被上述电路板遮挡的部分上。

在上述本发明的非接触式传感器中，上述反射面可以是在上述筒状导光部的外周面设置平面部而形成的，也可以是在上述筒状导光部的外周面设置剖面呈V字状的槽部而形成的。另外，在上述本发明的非接触式传感器中，上述反射面可以是在上述筒状导光部的内部设置中空部而形成的。

在上述本发明的非接触式传感器中，上述筒状导光部还可以包括折射面，所述折射面使上述发光元件所发出的光折射而在该筒状导光部的内部向周向导光。此时，上述折射面可以是在上述筒状导光部的内周面设置平面部而形成的，也可以是在上述筒状导光部的内周面设置剖面呈V字状的槽部而形成的。

在上述本发明的非接触式传感器中，上述第一出射区域以及上述第二出射区域可以是在上述筒状导光部的外周面设置平面部而形成的，也可以是在上述筒状导光部的外周面设置剖面呈V字状的槽部而形成的。

在上述本发明的非接触式传感器中，上述筒状导光部可以位于上述外壳的后端部的后方并露出。

在上述本发明的非接触式传感器中，上述筒状导光部可以被上述外壳覆盖，此时，在上述外壳中的与设置在上述筒状导光部上的上述第一出射区域以及上述第二出射区域对应的位置上，设置用于使上述第一出射区域以及上述第二出射区域露出的窗部。

优选上述本发明的非接触式传感器还具有透光性的树脂封固层，该透光性的树脂封固层填充上述筒状导光部的内部的空间，此时，优选上述发光元件被上述树脂封固层封固。

上述本发明的非接触式传感器可以具有固定构件，该固定构件支撑上述电路板，并且通过至少将该固定构件的一部分组装在上述外壳的后端部来将上述电路板固定在上述外壳上，此时，优选上述筒状导光部由上述固定构件的一部分构成。

根据本发明，即使在将一个发光元件用作显示灯的非接触式传感器中，也能够通过简单的结构向四周充分地照射发光元件的出射光。因此，能够低成本地制造出不管从外部的哪一个方向观察都能够高可见性地确认发光元件的显示状况的非接触式传感器。

通过能够与附图相关进行理解以及与本发明相关的如下的详细的说明，可以明确本发明的上述以及其他目的、特征、方面以及优点。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的非接触式传感器的内部结构的剖视示意图。

图2是表示图1所示的非接触式传感器的组装结构的立体分解图。

图3是表示图1所示的非接触式传感器的筒状导光部的形状的剖视示意图。

图4是表示本发明的第一实施方式的第一变形例的非接触式传感器的筒状导光部的形状的剖视示意图。

图5是表示本发明的第一实施方式的第二变形例的非接触式传感器的筒状导光部的形状的剖视示意图。

图6是表示本发明的第一实施方式的第三变形例的非接触式传感器的筒状导光部的形状的剖视示意图。

图7是表示本发明的第一实施方式的第四变形例的非接触式传感器的筒状导光部的形状的剖视示意图。

图8是表示本发明的第一实施方式的第五变形例的非接触式传感器的筒状导光部的形状的剖视示意图。

图9是表示本发明的第一实施方式的第六变形例的非接触式传感器的保持架的形状的剖视示意图。

图10是表示本发明的第二实施方式的非接触式传感器的内部结构的剖视示意图。

图11是表示图10所示的非接触式传感器的组装结构的立体分解图。

图12是表示图10所示的非接触式传感器的筒状导光部的形状的剖视示意图。

图13是表示本发明的第二实施方式的变形例的非接触式传感器的筒状导光部的形状的剖视示意图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。此外，如下所示的第一实施方式的非接触式传感器是由软线(cord)构成与外部连接的连接部的非接触式传感器，如下所述的第二实施方式的非接触式传感器是由端子销构成与外部连接的连接部的非接触式传感器。

(第一实施方式)

图1是表示本发明的第一实施方式的非接触式传感器的内部结构的剖视示意图。另外，图2是表示图1所示的非接触式传感器的组装结构的立体分解图。首先，参照图1以及图2，说明本实施方式的非接触式传感器的结构。

如图1以及图2所示，本实施方式的非接触式传感器1A具有大致圆柱状的外形，其主要具有作为外壳的壳体10、线圈组装体20、电路板30、作为固定构件的保持架40A、软线50。

壳体10由两端开口的金属制的长圆筒状的构件构成，在轴向上具有前端部以及后端部。在壳体10的前端部组装有线圈组装体20，在壳体10的后端部组装有保持架40A。此外，壳体10具有不使光透过的遮光性。

线圈组装体20包括磁心21与检测线圈22。磁心21由磁性材料所形成的短圆柱状的构件构成。检测线圈22例如通过卷绕引线而形成为大致圆筒状，并且容纳在设置于磁心21上的环状凹部中。此外，在磁心21的后表面，设置有用于对电路板30的前端部进行支撑的支撑槽21a。

线圈组装体20容纳在由有底筒状的绝缘性的构件构成的线圈壳14的内部，该线圈组装体20配置为磁心21的前表面与线圈壳14的底部抵接的状态。线圈壳14以其底部位于壳体10的前端的状态，压入固定在壳体10中。

电路板30由平板状的刚性线路板构成，并且以沿着壳体10的轴向延伸的方式配置在线圈组装体20的后方。电路板30具有作为一个主表面的表面30a和作为另一个主表面的背面30b，在该表面30a以及背面30b上形成有导体图案。此外，刚性线路板是指，以玻璃环氧基板为代表的具有高刚性的电路板，尤其是适于安装电子部件的电路板。

在电路板30上形成各种处理电路。作为处理电路包括将检测线圈22作为共振电路元件的振荡电路和将振荡电路的振荡振幅与阈值进行比较而进行2值化的鉴别电路。另外，在电路板30上还设置有将鉴别电路的输出转换为规定的规格的电压输出或电流输出的输出电路和将从外部导入的电力转换为规定的电源规格然后进行输出的电源电路。另外，在电路板30上还设置有对后述的发光元件32的驱动进行控制的发光元件驱动电路。各种电路由设置在电路板30上的上述导体图案与安装在电路板30的表面30a上的电子部件构成。

在电路板30的表面30a的位于壳体10外方的部分上安装有发光元件32。发光元件32被上述的发光元件驱动电路驱动，根据非接触式传感器1A的动作状态发光。发光元件32例如由LED(Light Emitting Diode：发光二极管)构成。

另一方面，在电路板30的背面30b的位于壳体10外方的部分上，通过焊锡(未图示)接合软线50的芯线51。软线50相当于用于使上述的输出电路和电源电路与外部电连接的连接部。在软线50的前端部附近安装有用于防脱的接合器(adapter)52，该接合器52与设置在后述的保持架40A的软线保持部44上的阻挡面抵接，由此防止软线50脱落。

保持架40A具有大致筒状的形状，该保持架40A是对透光性的树脂材料进行注塑成形而形成的。保持架40A是用于将电路板30固定在壳体10上的构件，该保持架40A具有固定部41、堵塞部42、筒状导光部43、软线保持部44。固定部41具有圆筒状的形状，并且该固定部41是固定在壳体10的后端部上的部位。堵塞部42具有平板状的形状，并且该堵塞部42是将位于壳体10的后端部的开口进行堵塞的部位。筒状导光部43具有大致筒状的形状，并且该筒状导光部43是沿着壳体10的周向对电路板30的安装有发光元件32的部分进行包围的部位。软线保持部44具有大致筒状的形状，并且该软线保持部44是用于保持内插的软线50的部位。此外，软线保持部44在其内周面的规定位置上具有上述的软线50防脱用的阻挡面。

保持架40A通过将作为其一部分的固定部41压入位于壳体10的后端部的开口而固定在壳体10上。因此，保持架40A的堵塞部42、筒状导光部43以及软线保持部44都位于壳体10的后端部的后方并向外部露出。

在此，在保持架40A的固定部41、筒状导光部43的内周面的规定位置上设置有支撑槽48，该支撑槽48支撑分别位于电路板30的宽度方向上的两侧端(参照图3等)。因此，电路板30的前端部被上述的设置在磁心21的后表面上的支撑槽21a支撑，并且电路板30的后端部的两侧端被设置在保持架40A上的上述支撑槽48支撑，由此，电路板30固定在壳体10上。

此外，壳体10以及保持架40A的内部的空间通过填充树脂封固层70(图1中未图示，参照图3等)而被封固。在此，树脂封固层70从外部对壳体10的内部的空间和保持架40A的内部的空间进行封固，使得上述空间不透气不透气且不透水，并且树脂封固层70是对组装在壳体10的内部以及保持架40A的内部中的各种构成部件(电路板30和安装在电路板30上的各种电子部件、布线构件等)进行保护的层，而且树脂封固层70是注入液态树脂并使其固化而形成的层。作为该树脂封固层70例如优选利用环氧树脂等的树脂材料，但是至少树脂封固层中的位于保持架40A的筒状导光部43的内部的部分需要由透光性的树脂材料或薄膜的封固树脂层构成。

图3是沿着图1所示的III-III线剖切非接触式传感器时的剖视图，并且是表示作为固定构件的保持架的筒状导光部的形状的剖视示意图。接着，参照该图3，详细说明筒状导光部的形状以及在该筒状导光部中被引导的发光元件的出射光的光路。此外，在图3中，为了易于理解仅图示了发光元件的出射光中的一部分，但是实际上从发光元件放射状地出射光。

如图3所示，保持架40A的筒状导光部43具有大致圆筒状的形状，并且具有外周面43a和内周面43b。在该筒状导光部43的内周面43b的规定位置上，设置有上述的一对用于支撑电路板30的支撑槽48，该一对支撑槽48支撑电路板30的两侧端，由此通过保持架40A支撑电路板30。在电路板30的表面30a中的由保持架40A的筒状导光部43包围的部分上安装有发光元件32。另外，筒状导光部43的内部的空间被透光性的树脂封固层70填充，由此，发光元件32被树脂封固层70封固。在此，优选树脂封固层70的折射率比形成筒状导光部43的材料的折射率低。在树脂封固层70的折射率低于形成筒状导光部43的材料的折射率时，能够显著地提高朝向筒状导光部43的光的限制效应(confinement effect)，从而能够增大从后述的作为第二出射区域的第二发光面出射的光量，由此能够从外部高可见性地确认发光元件32的显示状况。

在筒状导光部43的内周面43b中的位于发光元件32的出射面32a的上方的部分上，通过设置平面部而形成折射面43b1。另外，在筒状导光部43的外周面43a中的位于发光元件32的上方的部分上，通过形成剖面呈V字状的槽部而设置相互交叉的一对平面部，由此，形成一对反射面43a1。这些折射面43b1以及一对反射面43a1是使从发光元件32的出射面32a出射的一部分光在筒状导光部43的内部向周向折射以及反射的面，该折射面43b1以及一对反射面43a1都设置在筒状导光部43中的对电路板30的安装有发光元件32的表面30a进行覆盖的部分上。

另一方面，筒状导光部43的外周面43a中的对电路板30的安装有发光元件32的表面30a进行覆盖的部分的整体发挥作为第一出射区域的第一发光面作用。该第一发光面是从发光元件32出射的一部分光透过该筒状导光部43而使该光向外部照射的面。在此，筒状导光部43的外周面43a中的设置有上述的反射面43a1的部分也包括在第一发光面中。这是因为，在该反射面43a1中，照射到该反射面43a1的一部分光不进行反射而透过该反射面43a1。此外，在图3中，通过从外周面43a向纸面的上方描画的上端为虚线的一对细线表示上述第一发光面的照射范围。即，筒状导光部43的表面中的位于上述一对细线之间的部分大体表示作为第一发光面发挥功能的部分。关于这一点，在图4至图8、图12以及图13中也采用相同的标注方法。

另外，在筒状导光部43的外周面43a中的位于从发光元件32观察被电路板30遮挡的部分的规定位置上，通过形成剖面呈V字状的槽部而设置相互交叉的一对平面部，通过该一对平面部中一个平面部形成作为第二出射区域的第二发光面43a2。通过在电路板30的下方且电路板30的两侧端的附近分别形成上述的槽部，从而设置有2个该第二发光面43a2，各个第二发光面43a2朝向与上述的第一发光面相反一侧。这2个第二发光面43a2是从发光元件32出射的一部分光被该筒状导光部43引导并透过该筒状导光部43而使该光向外部照射的面。此外，在图3中，通过从一对第二发光面43a2向纸面的下方描画的下端为虚线的一对细线，表示该第二发光面43a2的照射范围。关于这一点，在图4至图8、图12以及图13中也采用相同的标注方法。

在此，在本实施方式的非接触式传感器1A中，从发光元件32出射的一部分光被上述的折射面43b1以及一对反射面43a1折射以及反射，由此在筒状导光部43的内部向周向导光，进而，在有些情况下被筒状导光部43的外周面43a反射，而分别向一对第二发光面43a2聚光。因此，从发光元件32出射的大部分的光高效地向一对第二发光面43a2中的每一个面聚光，由此该第二发光面43a2能够充分地发光。

如上所述，通过本实施方式的非接触式传感器1A，即使仅在电路板30的表面30a安装1个发光元件32，仅通过在保持架40A的筒状导光部43的外周面43a以及内周面43b设置平面部这样的简单的结构，就能够向四周充分地照射从该1个发光元件32出射的光。这样的平面部能够易于在保持架40A的注塑成形时形成，因此不会增加制造成本。因此，通过采用上述的结构，能够形成不需要在电路板30的背面30b安装发光元件就能够从外部高可见性地确认发光元件32的显示状况的低成本的非接触式传感器。

图4至图8是表示本实施方式的第一至第五变形例的非接触式传感器的筒状导光部的形状的剖视示意图。接着，参照图4至图8，说明本实施方式的第一至第五变形例的非接触式传感器的筒状导光部的形状以及在该筒状导光部中被引导的发光元件的出射光的光路。此外，在图4至图8中，为了易于理解，仅图示了发光元件的出射光中的一部分，但是实际上从发光元件放射状地出射光。

如图4所示，在第一变形例的非接触式传感器中，保持架40B的筒状导光部43的形状与上述的本实施方式的非接触式传感器1A的形状不同。具体地说，设置在筒状导光部43上的反射面、折射面以及第一发光面的形状不同，其他部分具有相同的形状。另外，在本第一变形例的非接触式传感器中，筒状导光部43的内部的空间没有被树脂封固层封固，安装在电路板30的表面30a上的发光元件32在该筒状导光部43的内部露出。以下，尤其详细说明筒状导光部43的形状的不同点。

在筒状导光部43的内周面43b中的位于发光元件32的出射面32a的上方的部分上，通过形成剖面呈V字状的槽部而设置相互交叉的一对平面部，由此，形成一对折射面43b1。另外，在筒状导光部43的外周面43a中的位于发光元件32的上方的部分上，通过设置平面部而形成反射面43a1。一对折射面43b1以及反射面43a1是使从发光元件32的出射面32a出射的一部分光在筒状导光部43的内部向周向折射以及反射的面，上述一对折射面43b1以及反射面43a1都设置在筒状导光部43中的对电路板30的安装有发光元件32的表面30a进行覆盖的部分上。此外，筒状导光部43的外周面43a中的对电路板30的安装有发光元件32的表面30a进行覆盖的部分的整体作为第一发光面发挥功能，筒状导光部43的外周面43a中的设置有上述的反射面43a1的部分也包含在该第一发光面中。

即使在这样构成的情况下，从发光元件32出射的一部分光被上述的一对折射面43b1以及反射面43a1折射以及反射，由此在筒状导光部43的内部向周向导光，进而，在有些情况下被筒状导光部43的外周面43a反射，而分别向一对第二发光面43a2聚光。因此，从发光元件32出射的大部分的光高效地向一对第二发光面43a2的每一个面聚光，由此该第二发光面43a2能够充分地发光。因此，即使采用如本第一变形例的结构，也能够得到与采用上述的本实施方式的非接触式传感器1A时的效果相同的效果。

此外，在本第一变形例中，在筒状导光部43的内部的空间中没有设置树脂封固层，但是，可以如上述的本实施方式的非接触式传感器1A那样，在筒状导光部43的内部设置树脂封固层70(参照图3)。此时，通过调整筒状导光部43与树脂封固层70的折射率差，能够调整被反射面43a1反射的光的量，从而能够调整从第一发光面以及第二发光面出射的光的量。

如图5所示，在第二变形例的非接触式传感器中，保持架40C的筒状导光部43的形状与上述的本实施方式的非接触式传感器1A的形状不同。具体地说，设置在筒状导光部43上的反射面以及第一发光面的形状不同，其他部分具有相同的形状。以下，尤其详细说明筒状导光部43的形状的不同点。

在筒状导光部43的内周面43b中的位于发光元件32的出射面32a的上方的部分上，通过设置平面部而形成有折射面43b1。另外，在筒状导光部43的外周面43a中的位于发光元件32的上方的部分的规定位置上，通过形成剖面呈V字状的槽部而设置相互交叉的一对平面部，通过一对平面部中的一个的平面部形成反射面43a1。通过在外周面43a的夹着发光元件32的位置上形成一对上述的槽部，而设置有2个该反射面43a1。这些折射面43b1以及一对反射面43a1是使从发光元件32的出射面32a出射的一部分光在筒状导光部43的内部向周向折射以及反射的面，折射面43b1以及一对反射面43a1都设置在筒状导光部43中的对电路板30的安装有发光元件32的表面30a进行覆盖的部分上。此外，筒状导光部43的外周面43a中的对电路板30的安装有发光元件32的表面30a进行覆盖的部分的整体作为第一发光面发挥功能，上述的筒状导光部43的外周面43a中的设置有反射面43a1的部分也包含在该第一发光面中。

即使这样构成的情况下，从发光元件32出射的一部分光被上述的折射面43b1以及一对反射面43a1折射以及反射，由此在筒状导光部43的内部向周向导光，进而，在有些情况下被筒状导光部43的外周面43a反射而分别向一对第二发光面43a2聚光。因此，从发光元件32出射的大部分的光高效地向一对第二发光面43a2的每一个面聚光，由此该第二发光面43a2能够充分地发光。因此，即使采用如本第二变形例的构成，也能够得到与采用上述的本实施方式的非接触式传感器1A时的效果相同的效果。

如图6所示，在第三变形例的非接触式传感器中，保持架40D的筒状导光部43的形状与上述的本实施方式的非接触式传感器1A的形状不同。具体地说，设置在筒状导光部43上的反射面、折射面以及第一发光面的形状不同，其他部分具有相同的形状。另外，在本第三变形例的非接触式传感器中，筒状导光部43的内部的空间没有被树脂封固层封固，安装在电路板30的表面30a上的发光元件32在该筒状导光部43的内部露出。以下，尤其详细地说明筒状导光部43的形状的不同点。

在筒状导光部43的内周面43b中的位于发光元件32的出射面32a的上方的部分上，通过形成剖面呈V字状的槽部而设置相互交叉的一对平面部，由此，形成一对折射面43b1。另外，在筒状导光部43的外周面43a中的位于发光元件32的上方的部分的规定位置上，通过形成剖面呈V字状的槽部而设置相互交叉的一对平面部，通过一对平面部中的一个平面部形成反射面43a1。通过在外周面43a的夹着发光元件32的位置上形成一对上述的槽部，而设置2个该反射面43a1。一对折射面43b1以及一对反射面43a1是使从发光元件32的出射面32a出射的一部分光在筒状导光部43的内部向周向折射以及反射的面，一对折射面43b1以及一对反射面43a1都设置在筒状导光部43中的对电路板30的安装有发光元件32的表面30a进行覆盖的部分上。此外，筒状导光部43的外周面43a中的对电路板30的安装有发光元件32的表面30a进行覆盖的部分的整体作为第一发光面发挥功能，筒状导光部43的外周面43a中的设置有上述的反射面43a1的部分也包含在该第一发光面中。

即使在这样构成的情况下，从发光元件32出射的一部分光被上述的一对折射面43b1以及一对反射面43a1折射以及反射，由此在筒状导光部43的内部向周向导光，进而，在有些情况下被筒状导光部43的外周面43a反射而分别向一对第二发光面43a2聚光。因此，从发光元件32出射的大部分的光高效地向一对第二发光面43a2的每一个面聚光，由此该第二发光面43a2能够充分地发光。因此，即使采用如本第三变形例的构成，也能够得到与采用上述的本实施方式的非接触式传感器1A时的效果相同的效果。

此外，在本第三变形例中，在筒状导光部43的内部的空间中没有设置树脂封固层，但是，可以如上述的本实施方式的非接触式传感器1A那样，在筒状导光部43的内部设置树脂封固层70(参照图3)。此时，通过调整筒状导光部43与树脂封固层70的折射率差，能够调整被反射面43a1反射的光的量，从而能够调整从第一发光面以及第二发光面出射的光的量。

如图7所示，在第四变形例的非接触式传感器中，保持架40E的筒状导光部43的形状与上述的本实施方式的非接触式传感器1A的形状不同。具体地说，设置在筒状导光部43上的反射面、折射面以及第一发光面的形状不同，其他部分具有相同的形状。以下，尤其详细说明筒状导光部43的形状的不同点。

在筒状导光部43的内周面43b中的位于发光元件32的出射面32a的上方的部分上，通过设置平面部而形成有折射面43b1。另外，在筒状导光部43中的位于发光元件32的上方的部分设置有中空部43c，在筒状导光部43的规定该中空部43c的面中的位于发光元件32侧的面上，形成剖面呈V字状的槽部，由此，设置相互交叉的一对平面部，从而形成一对反射面43c1。这些折射面43b1以及一对反射面43c1是使从发光元件32的出射面32a出射的一部分光在筒状导光部43的内部向周向折射以及反射的面，这些折射面43b1以及一对反射面43c1都设置在筒状导光部43中的对电路板30的安装有发光元件32的表面30a进行覆盖的部分上。此外，筒状导光部43的外周面43a中的对电路板30的安装有发光元件32的表面30a进行覆盖的部分的整体作为第一发光面发挥功能。

即使在这样构成的情况下，从发光元件32出射的一部分光被上述的折射面43b1以及一对反射面43c1折射以及反射，由此在筒状导光部43的内部向周向导光，进而，根据情况被筒状导光部43的外周面43a反射而分别下向一对第二发光面43a2聚光。因此，从发光元件32出射的大部分的光高效地向一对第二发光面43a2的每一个面聚光，由此该第二发光面43a2能够充分地发光。因此，即使采用如本第四变形例的构成，也能够得到与采用上述的本实施方式的非接触式传感器1A时的效果相同的效果。

如图8所示，在第五变形例的非接触式传感器中，保持架40F的筒状导光部43的形状与上述的本实施方式的非接触式传感器1A的形状不同。具体地说，设置在筒状导光部43上的反射面、折射面以及第一发光面以及第二发光面的形状不同，其他部分具有相同的形状。另外，在本第五变形例的非接触式传感器中，筒状导光部43的内部的空间没有被树脂封固层封固，安装在电路板30的表面30a上的发光元件32在该筒状导光部43的内部露出。以下，尤其详细说明筒状导光部43的形状的不同点。

在筒状导光部43的内周面43b中的位于发光元件32的出射面32a的上方的部分上，通过形成剖面呈V字状的槽部而设置相互交叉的一对平面部，由此，形成一对折射面43b1。另外，在筒状导光部43的外周面43a中的位于发光元件32的上方的部分上，通过设置平面部而形成反射面43a1。上述一对折射面43b1以及反射面43a1是使从发光元件32的出射面32a出射的一部分光在筒状导光部43的内部向周向折射以及反射的面，该一对折射面43b1以及反射面43a1都设置在筒状导光部43中的对电路板30的安装有发光元件32的表面30a进行覆盖的部分上。此外，筒状导光部43的外周面43a中的对电路板30的安装有发光元件32的表面30a进行覆盖的部分的整体作为第一发光面发挥功能，上述的筒状导光部43的外周面43a中的设置有反射面43a1的部分也包含在该第一发光面中。

另外，在筒状导光部43的内周面43b中的位于从发光元件32观察被电路板30遮挡的部分的规定位置上，通过形成剖面呈V字状的槽部来设置相互交叉的一对平面部，通过上述一对平面部中的一个平面部形成反射面43b2。通过在电路板30的安装有发光元件32的部分的下方形成一对上述的槽部，而设置2个该反射面43b2。另外，在筒状导光部43的外周面43a中的位于从发光元件32观察被电路板30遮挡的部分的规定位置上，通过设置平面部而形成第二发光面43a2。该第二发光面43a2设置在电路板30的安装有发光元件32的部分的下方，与上述2个反射面43b2相向，并且朝向与上述的第一发光面相反一侧。

即使在这样构成的情况下，从发光元件32出射的一部分光被上述的一对折射面43b1以及反射面43a1折射以及反射，由此在筒状导光部43的内部向周向导光，进而，被筒状导光部43的外周面43a以及内周面43b反射，由此分别向一对反射面43b2聚光，然后再分别被该一对反射面43b2反射，由此向第二发光面43a2聚光。因此，从发光元件32出射的大部分的光高效地向第二发光面43a2聚光，由此，该第二发光面43a2能够充分地发光。因此，即使采用如本第五变形例的构成，也能够得到与采用上述的本实施方式的非接触式传感器1A时的效果相同的效果。

此外，在本第五变形例中，在筒状导光部43的内部的空间中没有设置树脂封固层，但是，可以如上述的本实施方式的非接触式传感器1A那样，在筒状导光部43的内部设置树脂封固层70(参照图3)。此时，通过调整筒状导光部43与树脂封固层70的折射率差，能够调整被反射面43a1反射的光的量，从而能够调整从第一发光面以及第二发光面出射的光的量。

图9是表示本实施方式的第六变形例的非接触式传感器的保持架的形状的剖视示意图。接着，参照该图9，说明在本实施方式的第六变形例的非接触式传感器的保持架的形状以及在筒状导光部中被引导的发光元件的出射光的光路。此外，在图9中，为了易于理解，仅图示发光元件的出射光中的一部分，但是实际上从发光元件放射状地出射光。

如图9所示，在第六变形例的非接触式传感器中，保持架40G的形状与上述的本实施方式的非接触式传感器1A的形状不同。具体地说，保持架40G在上述的固定部41、堵塞部42、筒状导光部43以及软线保持部44之外还具有反射部45。反射部45是从堵塞部42连续地向电路板30侧延伸的平板状的部位，对来自发光元件32的出射光中的沿着壳体10的轴向向前方侧出射的光进行反射，来使该光高效地向第二发光面聚光。此外，筒状导光部43的形状与在上述的本实施方式及其第一至第五变形例的任一方式中说明的筒状导光部的形状相同。

通过这样构成，能够更多地且更高效地使从发光元件32出射的光向第二发光面聚光，从而第二发光面能够更加充分地发光。因此，通过采用如本第六变形例的构成，不仅能够得到与采用上述的本实施方式的非接触式传感器1A时的效果相同的效果，而且，能够进一步从外部高可见性地确认发光元件32的显示状况。

(第二实施方式)

图10是表示本发明的第二实施方式的非接触式传感器的内部结构的剖视示意图。另外，图11是表示图10所示的非接触式传感器的组装结构的立体分解图。首先，参照这些图10以及图11，说明本实施方式的非接触式传感器的结构。此外，对于与上述的第一实施方式的非接触式传感器相同的部分，在图中标注相同的附图标记，在此不重复其说明。

如图10以及图11所示，本实施方式的非接触式传感器1B具有大致圆柱状的外形，其主要具有作为外壳的壳体10以及保持架壳12、线圈组装体20、电路板30、作为固定构件的保持架40H、基座(receptacle)60、端子销62、柔性线路板63。

构成外壳的壳体10与上述的第一实施方式的壳体10相同，具有遮光性。与壳体10一起构成外壳的保持架壳12由两端开口的金属制的圆筒状的构件构成，在轴向具有前端部以及后端部。保持架壳12的前端部内插并压入固定在壳体10的后端部中。此外，保持架壳12与壳体10相同，具有遮光性。

线圈组装体20以及电路板30具有与上述的第一实施方式相同的结构。即，线圈组装体20具有磁心21以及检测线圈22，该线圈组装体20配置在壳体10的内部且配置在壳体10的前端部。电路板30以沿着壳体10的轴向延伸的方式配置在线圈组装体20的后方，在其后端部的表面30a上安装有发光元件32。

保持架40H具有大致筒状的形状，该保持架40H是通过对透光性的树脂材料进行注塑成形而形成的。保持架40H具有固定部41和筒状导光部43。固定部41以及筒状导光部43都内插且压入固定在保持架壳12的前端部，其中的筒状导光部43沿着壳体10的周向包围电路板30的安装有发光元件32的部分。

基座60由有底筒状的绝缘性的构件构成，该基座60压入固定在保持架壳12的后端部。基座60是对端子销62进行支撑的部位，通过将端子销62的前端部附近内插在基座60的底面中，由此支撑端子销62。端子销62相当于用于使设置在电路板30上的输出电路和电源电路与外部电连接的连接部。

在端子销62的前端连接有柔性线路板63的一端，该柔性线路板63的另一端经由保持架40H的内部的空间与电路板30的背面30b连接。此外，柔性线路板63是与上述的刚性线路板相比具有很好的挠性的线路板，该柔性线路板63例如是在由聚酰亚胺树脂形成的基材的主表面通过粘接剂等粘贴导体图案而形成的线路板。该柔性线路板63由于适当地具有挠性，所以能够自由弯曲或折回，从而能够用作电接点间的中继用的线路板。

在此，在本实施方式的非接触式传感器1B中，与上述的第一实施方式中的非接触式传感器1A不同，保持架40H的筒状导光部43被遮光性的保持架壳12覆盖。因此，如图11所示，为了能够使从发光元件32出射的光向外部照射，在保持架壳12中的对该筒状导光部43进行覆盖的部分上，设置有多个窗部13。该窗部13沿着保持架壳12的周向大概等间隔地设置有4个。

图12是表示沿着图10所示的XII-XII线剖切非接触式传感器时的剖视图，并且是表示作为外壳的保持架壳的形状与作为固定构件的保持架的筒状导光部的形状的剖视示意图。接着，参照该图3，详细说明保持架壳的形状、筒状导光部的形状以及在该筒状导光部中被引导的发光元件的出射光的光路。此外，在图12中，为了易于理解，仅图示发光元件的出射光中的一部分，但是实际上从发光元件放射状地出射光。

如图12所示，保持架壳12具有大致圆筒状的形状，在其内部的空间中压入固定保持架40H。保持架40H的筒状导光部43具有大致圆筒状的形状，并且具有外周面43a和内周面43b。筒状导光部43的外周面43a的大部分与保持架壳12的内周面接触。在筒状导光部43的内周面43b的规定位置设置有用于支撑电路板30的一对支撑槽48，在该一对支撑槽48支撑电路板30的两侧端，由此，电路板30被保持架40H支撑。在电路板30的表面30a中的被保持架40H的筒状导光部43包围的部分上安装发光元件32。另外，筒状导光部43的内部的空间被透光性的树脂封固层70填充，由此，发光元件32被树脂封固层70封固。

此外，对于保持架40H与保持架壳12之间的组装，除了上述的压入固定以外，还能够利用成形机进行一体成形。即，在利用成形机在保持架壳12上一体形成保持架40H的情况下，将保持架壳12固定在成形模具上，然后将其放置在成形机上，对保持架40H进行注塑成形，由此，在保持架壳12上一体地形成保持架40H。

另外，优选树脂封固层70为薄膜。这是为了使从发光元件32发出的光在筒状导光部43内传播，在以厚膜构成树脂封固层70时，导致光的反射次数增加或光向树脂封固层70再入射，光的传播损失增大，结果向外部出射的光的量减少。因此，通过使树脂封固层70为薄膜并且充分地确保筒状导光部43的厚度，能够稳定地传播光，从而能够良好地确保向外部出射的光的量。在此，作为薄膜即树脂封固层70的膜厚，优选不对发光元件32的性能产生影响并且使发光元件32具有适当的耐环境性(例如，耐油性、耐水性或耐湿性等)的程度的厚度，具体地说，优选为5μm以上20μm以下。

在筒状导光部43的内周面43b中的位于发光元件32的出射面32a的上方的部分上，通过设置平面部而形成折射面43b1。另外，在筒状导光部43的外周面43a中的位于发光元件32的上方的部分上，通过形成剖面呈V字状的槽部而设置相互交叉的一对平面部，由此，形成一对反射面43a1。而且，在筒状导光部43的外周面43a中的对电路板30的安装有发光元件32的表面30a进行覆盖的部分中的、与设置有上述一对反射面43a1的部分不同的位置上，通过形成与上述的槽部不同的剖面呈V字状的槽部，而设置相互交叉的一对平面部，通过该一对平面部中的一个平面部形成反射面43a3。通过在外周面43a的夹着发光元件32的位置上形成一对上述的槽部，而设置2个该反射面43a3。这些折射面43b1、一对反射面43a1以及一对反射面43a3是使从发光元件32的出射面32a出射的一部分光在筒状导光部43的内部向周向折射以及反射的面，这些折射面43b1、一对反射面43a1以及一对反射面43a3都设置在筒状导光部43中的对电路板30的安装有发光元件32的表面30a进行覆盖的部分上。此外，在保持架壳12的内周面中的与上述的一对反射面43a1所位于的部分对应的部分上，以与该剖面呈V字状的槽部嵌合的方式设置有剖面呈V字状的突出部12a。

另一方面，上述的反射面43a3与夹着该反射面43a3的位置的筒状导光部43的外周面43a作为第一发光面发挥功能。该第一发光面是从发光元件32出射的一部分光透过该筒状导光部43而使该光向外部照射的面，根据反射面43a3的个数而设置有2个第一发光面。在此，夹着反射面43a3的位置的筒状导光部43的外周面43a中的上述反射面43a1侧的部分是与该反射面43a3成对的另一个平面部。而且，在保持架壳12中的与包括该反射面43a3的第一发光面所位于的部分对应的部分上，根据该第一发光面的个数而设置有2个上述窗部13。由此，透过第一发光面的光通过2个窗部13向外部照射。

另外，在筒状导光部43的外周面43a中的位于从发光元件32观察被电路板30遮挡的部分的规定位置上，通过形成剖面呈V字状的槽部，设置相互交叉的一对平面部，通过该一对平面部中的一个平面部形成第二发光面43a2。通过在电路板30的下方并且电路板30的两侧端的附近分别形成上述的槽部，而设置2个该第二发光面43a2，各个第二发光面43a2朝向与上述的第一发光面不同的方向。2个第二发光面43a2是从发光元件32出射的一部分光被该筒状导光部43引导而透过该筒状导光部43由此使该光向外部照射的面。而且，在保持架壳12中的与该第二发光面43a2对应的部分上，对应于该第二发光面43a2的个数而设置2个上述窗部13。由此，透过第二发光面的光经由这2个窗部13向外部照射。

在此，在本实施方式的非接触式传感器1B中，从发光元件32出射的一部分光被上述的折射面43b1、一对反射面43a1以及一对反射面43a3折射以及反射，由此，在筒状导光部43的内部向周向导光，进而被筒状导光部43的外周面43a反射而分别向一对第二发光面43a2聚光。因此，从发光元件32出射的大部分的光高效地向一对第二发光面43a2的每一个面聚光，由此该第二发光面43a2能够充分地发光。

如上所述，通过本实施方式的非接触式传感器1B，即使仅在电路板30的表面30a安装1个发光元件32，也能够通过在保持架40H的筒状导光部43的外周面43a以及内周面43b上设置平面部并且在保持架壳12的与该筒状导光部43对应的部分上设置窗部13这样的简单的结构，向四周充分地照射从该1个发光元件32出射的光。这样的平面部能够易于在保持架40H的注塑成形时形成，另外，这样的窗部13也能够易于在保持架壳12的成形时形成，因此不会增加制造成本。因此，通过采用上述的结构，能够形成从外部高可见性地确认发光元件32的显示状况的低成本的非接触式传感器。

此外，在本实施方式的非接触式传感器1B中，保持架壳12的内周面上设置有突出部12a，该突出部12a与为在保持架40H的筒状导光部43的外周面43a上设置一对反射面43a1而形成的剖面呈V字状的槽部嵌合，通过这样的结构，在将保持架40H压入固定在保持架壳12上时，这些槽部以及突出部12a发挥定位的功能。因此，通过该槽部和突出部12a进行定位，能够非常容易地在周向上将第一发光面以及第二发光面43a2与窗部13定位。

另外，通过采用如本实施方式的非接触式传感器1B的结构，即使在电路板30与外周面43a之间的距离小的情况下(即，筒状导光部43的面对发光元件32的部分的壁厚薄的情况下)，通过调整反射面43a1与反射面43a3之间的角度，能够调整从第一发光面以及第二发光面出射的光的量，从而能够使非接触式传感器进一步小型。

图13是表示本实施方式的变形例的非接触式传感器的筒状导光部的形状的剖视示意图。接着，参照该图13说明本实施方式的变形例的非接触式传感器的保持架壳的形状、筒状导光部的形状以及在该筒状导光部中被引导的发光元件的出射光的光路。此外，在图13中，为了易于理解，仅图示了发光元件的出射光中的一部分，但是，实际上从发光元件放射状地出射光。

如图13所示，在本变形例的非接触式传感器中，保持架壳12的形状以及保持架40I的筒状导光部43的形状分别与上述的本实施方式的非接触式传感器1B的形状不同。具体地说，在保持架壳12的内周面上不设置如上述的突出部12a这一点以及设置在筒状导光部43上的反射面的一部分的结构不同，其他部分具有相同的形状。以下，尤其详细说明反射面的结构的不同。

在上述的本实施方式的非接触式传感器1B中，通过将剖面呈V字状的槽部设置在筒状导光部43的外周面43a上来形成一对反射面43a1。但是，在本变形例的非接触式传感器中，通过在筒状导光部43中的位于发光元件32的上方的部分设置中空部43c来形成一对反射面43c1。更详细地说，在筒状导光部43的规定中空部43c的面中的位于发光元件32侧的面上形成剖面呈V字状的槽部，由此，设置相互交叉的一对平面部，从而形成一对反射面43c1。这一对反射面43c1是使从发光元件32的出射面32a出射的一部分光在筒状导光部43的内部向周向反射的面，并且这一对反射面43c1设置在筒状导光部43中的对电路板30的安装有发光元件32的表面30a进行覆盖的部分上。

即使在这样构成的情况下，从发光元件32出射的一部分光被上述的折射面43b1、一对反射面43c1以及一对反射面43a3折射以及反射，由此在筒状导光部43的内部向周向导光，进而，被筒状导光部43的外周面43a反射，由此分别向一对第二发光面43a2聚光。因此，从发光元件32出射的大部分的光高效地向一对第二发光面43a2的每一个面聚光，由此该第二发光面43a2能够充分地发光。因此，即使采用如本变形例的结构，也能够得到与采用上述的本实施方式的非接触式传感器1B时的效果相同的效果。

在以上说明的本发明的第一和第二实施方式及其变形例中，以作为固定构件的保持架的一部分构成筒状导光部的情况为例进行了说明，但是也可以不必这样构成，可以通过与固定构件不同的构件构成筒状导光部。

另外，在上述的本发明的第一和第二实施方式及其变形例中，以通过在筒状导光部的外周面及/或内周面设置剖面呈V字状的槽部等方式形成平面部，通过该平面部形成反射面以及折射面的情况为例进行说明，但是这些反射面以及折射面也可以不必为平面状，而形成为呈曲面状。

另外，在上述的本发明的第一和第二实施方式及其变形例中，以反射面、折射面以及发光面在筒状导光部的注塑成形时同时形成的情况为例进行说明，但是这些反射面、折射面以及发光面也可以不必在筒状导光部的注塑成形时同时形成，而在注塑形成成为筒状导光部的圆筒状的构件后通过切削加工等来形成。

另外，在上述的本发明的第一和第二实施方式及其变形例中，以大多通过树脂封固层完全封固筒状导光部的内部的空间的情况为例进行说明，但是也可以不必这样构成，而构成为部分或全部地残留有空间。

虽然详细说明了本发明，但是这仅是示例，不成为限定，应该理解，发明的精神和范围仅由权利要求书限定。

Claims (14)

1.一种非接触式传感器，利用磁场来检测金属体的有无或位置，其特征在于，具有：

长筒状的遮光性的外壳，其在轴向具有前端部以及后端部，

检测线圈，其位于所述外壳的内部并且位于所述外壳的前端部，

平板状的电路板，其设置有与所述检测线圈电连接的处理电路，并以沿着所述外壳的轴向延伸的方式配置在所述检测线圈的后方，

发光元件，其安装在所述电路板的一个主表面上，根据动作状态进行发光，

透光性的筒状导光部，其沿着所述外壳的周向包围所述电路板的安装有所述发光元件的部分，对来自所述发光元件的出射光进行导光使其朝向外部照射；

所述筒状导光部包括：第一出射区域，其使所述发光元件所发出的光透过并直接向外部出射；反射面，其使所述发光元件所发出的光反射并在该筒状导光部的内部向周向导光；第二出射区域，其使被所述反射面反射并在该筒状导光部中传播的光向外部出射。

2.根据权利要求1所述的非接触式传感器，其特征在于，

所述第一出射区域设置在所述筒状导光部的外周面中的对所述电路板的安装有所述发光元件的所述主表面进行覆盖的部分上，

所述第二出射区域设置在所述筒状导光部的外周面中的从所述发光元件观察被所述电路板遮挡的部分上。

3.根据权利要求1所述的非接触式传感器，其特征在于，所述反射面是在所述筒状导光部的外周面设置平面部而形成的。

4.根据权利要求1所述的非接触式传感器，其特征在于，所述反射面是在所述筒状导光部的外周面设置剖面呈V字状的槽部而形成的。

5.根据权利要求1所述的非接触式传感器，其特征在于，所述反射面是在所述筒状导光部的内部设置中空部而形成的。

6.根据权利要求1所述的非接触式传感器，其特征在于，

所述筒状导光部还包括折射面，所述折射面使所述发光元件所发出的光折射而在该筒状导光部的内部向周向导光。

7.根据权利要求6所述的非接触式传感器，其特征在于，所述折射面是在所述筒状导光部的内周面设置平面部而形成的。

8.根据权利要求6所述的非接触式传感器，其特征在于，所述折射面是在所述筒状导光部的内周面设置剖面呈V字状的槽部而形成的。

9.根据权利要求1所述的非接触式传感器，其特征在于，

所述第一出射区域以及所述第二出射区域是在所述筒状导光部的外周面设置平面部而形成的。

10.根据权利要求1所述的非接触式传感器，其特征在于，

所述第一出射区域以及所述第二出射区域是在所述筒状导光部的外周面设置剖面呈V字状的槽部而形成的。

11.根据权利要求1所述的非接触式传感器，其特征在于，所述筒状导光部位于所述外壳的后端部的后方并露出。

12.根据权利要求1所述的非接触式传感器，其特征在于，

所述筒状导光部被所述外壳覆盖，

在所述外壳中的与设置在所述筒状导光部上的所述第一出射区域以及所述第二出射区域对应的位置上，设置有用于使所述第一出射区域以及所述第二出射区域露出的窗部。

13.根据权利要求1所述的非接触式传感器，其特征在于，还具有透光性的树脂封固层，所述透光性的树脂封固层填充所述筒状导光部的内部的空间，

所述树脂封固层封固所述发光元件。

14.根据权利要求1所述的非接触式传感器，其特征在于，具有固定构件，所述固定构件支撑所述电路板，并且通过至少将该固定构件的一部分组装在所述外壳的后端部来将所述电路板固定在所述外壳上，

所述筒状导光部由所述固定构件的一部分构成。

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