CN113056804A - 传感器 - Google Patents

Abstract

本发明包括：框体10，在内部空间收容电子零件；检测部40，具有线圈42及收容线圈42的芯41，且配置于内部空间的端部侧；基板30，配置于比检测部40更靠内部空间的内部侧处，且设置有与线圈42电连接的电路；第一屏蔽件451，至少一部分配置于比检测部40更靠内部空间的端部侧处，且抑制噪声从框体10的外部侵入；以及间隔件51，位于第一屏蔽件451与检测部40之间，且将第一屏蔽件451与检测部40的彼此对向的面分离。

Description

传感器

技术领域

本发明涉及一种传感器。

背景技术

以往，作为对检测区域内有无物体进行检测的传感器的一例，已知有接近传感器。接近传感器包括框体、以及设置于框体的内部并产生磁场的线圈及电路等电子零件。另外，接近传感器经由电路对由在接近线圈的物体产生的感应电流引起的线圈的阻抗的变化进行测定，检测有无检测对象。此种线圈或电路容易受到来自框体外部的电磁波的影响。当外部的电磁波侵入至框体的内部时，噪声会叠加于在线圈或电路中流动的电信号，从而产生接近传感器的误动作等异常。其结果，接近传感器有时无法正确检测有无物体。针对此种问题，在接近传感器中，要求通过抑制来自框体的外部的噪声侵入来提高传感器的检测性能。

例如，在专利文献1中，公开了一种接近传感器，其包括：壳体体、包含芯及检测线圈的线圈装配体、设置有与检测线圈电连接的处理电路的印刷基板、以及为了防止噪声从外部侵入而以覆盖线圈装配体的前表面的方式配置于芯的前表面的板状的屏蔽部。如此，在专利文献1所记载的接近传感器中，采用覆盖线圈装配体的前表面的屏蔽部，在屏蔽件中对来自框体外部的噪声进行电磁屏蔽，由此抑制所述噪声向框体的内部的侵入。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2009-48902号公报

发明内容

发明所要解决的问题

此外，在专利文献1那样的接近传感器中，为了提高检测灵敏度，有时会将线圈装配体配置于尽可能靠近壳体体的前端(检测侧)的位置。如此，在采用专利文献1那样的屏蔽部的情况下，线圈装配体被配置成与位于比线圈装配体更靠壳体端的前端侧的屏蔽部直接接触。然而，因来自框体外部的噪声而在所述屏蔽部生成的涡流有时会对线圈造成影响。其结果，由所述涡流产生的噪声叠加于在线圈中流动的电信号，由此接近传感器进行误动作等异常动作，从而有时无法正确检测有无物体。

因此，本发明的目的在于提供一种检测性能得到提高的传感器。

解决问题的技术手段

本发明的一实施例的传感器包括：框体，在内部空间收容电子零件；线圈部，具有线圈及保持线圈的芯，且配置于内部空间的端部侧；基板，配置于比线圈部更靠内部空间的内部侧处，且设置有与线圈电连接的电路；屏蔽件，至少一部分配置于比线圈部更靠内部空间的端部侧处，且抑制噪声从框体的外部侵入；以及分离部，位于屏蔽件与线圈部之间，且将屏蔽件与线圈部的彼此对向的面分离。

根据所述形态，屏蔽件及线圈部的彼此对向的面被绝缘地分离。由此，由在屏蔽件生成的屏蔽涡流引起的噪声难以施加至线圈部，可降低由屏蔽涡流引起的噪声叠加于在线圈部流动的电信号的情况。即，传感器的抗噪性得到强化。其结果，可实现传感器的检测性能的提高。

在所述形态中，分离部也可为空气层。

根据所述形态，可在装配时减少零件个数，并且强化传感器的抗噪性，提高传感器的检测性能。

在所述形态中，分离部也可为绝缘性的间隔件。

根据所述形态，可使用简单的结构来强化传感器的抗噪性，提高传感器的检测性能。

在所述形态中，也可将间隔件与屏蔽件设为分开。

在所述形态中，间隔物可设置于线圈部的朝向端部侧的面上，且与线圈部一体地构成。

根据所述形态，通过在装配时减少零件个数，可强化传感器的抗噪性，并且提高稳定性。

在所述形态中，框体也可为导电性，且在端部具有以至少一部分与屏蔽件对向的方式设置的框体端部，传感器还包括框体侧分离部，所述框体侧分离部位于框体端部与所述屏蔽件之间，且将框体端部与屏蔽件的彼此对向的面分离。

根据所述形态，在屏蔽件生成的屏蔽涡流也变小，对线圈部造成的影响降低，从而获得具有更高的抗噪性的传感器。

在所述形态中，框体侧分离部也可为空气层或绝缘性的间隔件。

根据所述形态，可强化传感器的抗噪性，提高传感器的检测性能。

在所述形态中，框体也可为导电性，且传感器还包括绝缘性的壳体，所述绝缘性的壳体配置于框体与屏蔽件之间，且将框体与屏蔽件的接触分离。

根据所述形态，在不使传感器的检测灵敏度下降的情况下，在屏蔽件生成的屏蔽涡流也变小，也可降低对线圈部造成的影响，从而获得具有更高的抗噪性的传感器。

发明的效果

根据本发明，可提供一种检测性能得到提高的传感器。

附图说明

[图1]图1是表示第一实施方式的传感器的分解立体图。

[图2]图2是装配了图1所示的传感器的状态下的II-II线的剖视图。

[图3]图3是用于说明第二实施方式的传感器的一部分结构的示意图。

[图4]图4是用于说明第三实施方式的传感器的一部分结构的示意图。

具体实施方式

参照附图对本发明的实施方式进行说明。再者，在各图中标注相同符号的部分具有相同或同样的结构。

[第一实施方式]

参照图1及图2对第一实施方式的传感器1的内部结构进行说明。图1是第一实施方式的传感器1的分解立体图。图2是装配了图1所示的传感器1的状态下的II-II线的剖视图。

参照图1及图2对传感器1的内部结构进行说明。图1是第一实施方式的传感器1的分解立体图。图2是装配了图1所示的传感器1的状态下的II-II线的剖视图。

第一实施方式的传感器1为能以非接触方式检测到检测对象靠近的接近传感器，且包括框体10、夹具20、O型环25、基板30、电缆裸线34、电缆35、环零件36、检测部40、屏蔽部45及间隔件51。框体10形成为有底的筒形状，且在一端具有开口部11，在另一端具有以将另一端侧的开口闭合的方式设置的框体端部12。从开口部11插入基板30等电子零件并收容于框体10的内部空间。所述框体10由金属等具有导电性的材料形成。此处，传感器1的外形成为圆柱形状，但也可为框体10或夹具20的外周为多边形的棱柱形状。

对于夹具20而言，其端部连接于框体10的开口部11，保护收容于框体10的基板30等电子零件。若如图1的箭头所示，将沿着传感器1的轴向而从夹具20朝向框体10的方向设为前方，将从框体10朝向夹具20的方向设为后方，则如图2所示，夹具20的前方部分从开口部11插入至框体10内部。基板30的大部分区域收容于框体10内，但基板30的后方的区域收容于夹具20内。另外，在夹具20收容有电缆裸线34、环零件36及电缆35的一部分。

夹具20包括筒形状的第一零件21及第二零件22。具体而言，第一零件21的前方侧端部嵌入至第二零件22的内部。夹具20在第一零件21与第二零件22之间具有凹部24，在所述凹部24安装着O型环25。如图2所示，O型环25在装配了传感器1的状态下位于框体10的内部，将框体10的内壁与夹具20的外壁的间隙密封。

夹具20(第一零件21、第二零件22)可由树脂或金属等形成，优选由透过可见光的透明材料形成，以能够从外部看到位于传感器1的内部的显示灯32。

基板30为搭载控制检测部40的控制电路(未图示)及向检测部40供给电流的电流供给电路(未图示)的基板，一部分收容于框体10。在基板30的前方侧的端部，如图2所示那样安装着检测部40。检测部40以非接触方式检测有无检测对象。检测部40为包括收容线圈42的芯41、及卷成环状的线圈42的线圈部。另一方面，在基板30的后方侧的端部，设置有焊盘(land)31，与电缆裸线34电连接。此处，对利用传感器1的检测对象的检测方法进行说明。首先，从搭载于基板30的电流供给电路向线圈42供给励磁电流。线圈42基于所供给的励磁电流而产生磁场。若金属等检测对象在此状态下接近线圈42，则由于电磁感应定律而在检测对象内部产生涡流。所述涡流产生磁场，因而贯穿线圈42的磁通、或线圈42的阻抗变化。连接于检测部40的控制电路测定线圈42的阻抗的变化，检测有无检测对象。

在基板30，搭载着显示传感器1的动作状态的显示灯32。显示灯32例如可为发光二极管(Light Emitting Diode，LED)等。在本实施方式中，显示灯32在传感器1的电源接通的情况、或传感器1检测到检测对象的情况下亮灯。

电缆35是对多个电缆裸线34实施保护被覆而成。电缆裸线34与基板30的焊盘31电连接。电缆裸线34也可向搭载于基板30的电路供给来自外部电源的电力。另外，电缆裸线34也可向放大器等外部设备传递来自搭载于基板30的控制电路的输出信号。

环零件36设置于电缆35的外周，防止电缆35破损。详细而言，环零件36通过射出成形等而形成于电缆35的、覆盖保护被覆的端部的位置。另外，环零件36与填充于框体10的内部的密封树脂密接，将电缆35固定于夹具20。

在电缆35与第一零件21之间且比环零件36更靠后方的区域，以包围电缆35的方式设置有密封环38。密封环38将夹具20的内壁与电缆35的外周的间隙密封。密封环38防止液体或粉尘从传感器1的外部侵入。另外，密封环38防止填充于传感器1的内部的密封树脂向外部漏出。

屏蔽部45去除从框体10的外部侵入至内部的噪声(以下，称为“外部噪声”)。屏蔽部45以包围检测部40及基板30的一部分的方式设置，且抑制外部噪声到达检测部40及基板30。另外，屏蔽部45例如可由金属膜形成，也可由铜箔层与聚酰亚胺树脂层的层叠结构形成。再者，屏蔽部45在层叠结构的情况下，所述层叠的顺序为聚酰亚胺树脂层、铜箔层及聚酰亚胺树脂层。如此，屏蔽部45经由形成于铜箔层的两侧(前方侧及后方侧)的聚酰亚胺树脂层，与位于前方侧的框体10及位于后方侧的检测部40等电子零件绝缘地构成。

另外，在图2所示的例子中，屏蔽部45具有主要抑制外部噪声抵达检测部40的第一屏蔽件451、以及主要抑制外部噪声抵达基板30的第二屏蔽件452。再者，第一屏蔽件451为屏蔽件的一例。第一屏蔽件451及第二屏蔽件452分开，例如两者均具有层叠铜箔与聚酰亚胺树脂而成的结构。另外，第一屏蔽件451在框体端部12的后方侧设置于检测部40的两端面及侧面的周围。第二屏蔽件452在基板30的长边方向的周围，在与基板30之间隔开间隙地设置。再者，关于第一屏蔽件451与检测部40的配置关系的详细情况，配合后述的间隔件51进行说明。

间隔件51为分离部的一例，且将第一屏蔽件451与检测部40分离。间隔件51例如为圆盘状构件，且形成为外径小于框体10的内径。另外，间隔件51由绝缘性的材料构成。所述间隔件51配置于第一屏蔽件451与检测部40之间。

继而，对第一屏蔽件451、间隔件51及检测部40的配置关系进行详细说明。第一屏蔽件451、间隔件51及检测部40在框体10的内部空间中从前方朝向后方，按照第一屏蔽件451、间隔件51及检测部40的顺序配置于框体端部12的一侧。另外，在第一实施方式中，如图2所示，间隔件51以被第一屏蔽件451及检测部40夹持的方式配置。即，间隔件51位于第一屏蔽件451与检测部40之间，且将第一屏蔽件451与检测部40的芯41的彼此对向的面分离。

如此，通过采用第一实施方式的绝缘性的间隔件51，第一屏蔽件451及检测部40的彼此对向的面被绝缘地分离，因此可降低因外部噪声而在第一屏蔽件451的与检测部40对向的面上生成的涡流对检测部40的线圈42造成的影响。

具体而言，当向框体端部12施加外部噪声时，在框体端部12生成涡流(以下，称为“框体涡流”)。然后，向第一屏蔽件451施加由所述框体涡流引起的噪声，在第一屏蔽件451生成涡流(以下，称为“屏蔽涡流”)。此处，假设设为第一屏蔽件451与检测部40直接接触，则向检测部40施加由在第一屏蔽件451生成的屏蔽涡流引起的噪声，并叠加于在检测部40的线圈42中流动的电信号。因此，传感器1有可能进行误探测。相对于此，若采用间隔件51，则第一屏蔽件451与检测部40的彼此对向的面被绝缘地分离，从而难以向检测部40施加由在第一屏蔽件451生成的屏蔽件涡流引起的噪声。即，通过抑制第一屏蔽件451与检测部40的直接接触，可降低由屏蔽涡流引起的噪声叠加于在检测部40的线圈42中流动的电信号的情况。如此，传感器1的误探测得到抑制，传感器1能够正确检测有无物体。

即，通过采用第一实施方式的间隔件51，传感器1的抗噪性得到强化。其结果，可实现传感器1的检测性能的提高。

再者，在第一实施方式中，设为将间隔件51与第一屏蔽件451或检测部40分开地设置的结构进行了说明，但间隔件51也可与第一屏蔽件451的朝向检测部40(后方)的面或检测部40的芯41的朝向框体端部12侧(前方)的面接合，而与第一屏蔽件451或检测部40一体地形成。另外，在与第一屏蔽件451接合的情况下，间隔件51与位于第一屏蔽件451的朝向检测部40的一侧(后方侧)的聚酰亚胺树脂层接合。

[第二实施方式]

继而，参照图3对第二实施方式的传感器1的结构进行说明。此处，图3是用于说明还包括第二实施方式的框体侧间隔件52的传感器1的一部分结构的示意图。

第二实施方式为以下实施方式：着眼于减轻由在第一屏蔽件451生成的屏蔽涡流引起的噪声对检测部40造成的影响，并且还着眼于减轻由在框体端部12生成的框体涡流引起的噪声对第一屏蔽件451造成的影响，除了间隔件51之外，还在框体端部12与屏蔽部451之间采用了框体侧间隔件52。另外，在第二实施方式中，省略了对与第一实施方式共同的事项的记载，仅对不同点、即框体侧间隔件52的结构及作用效果进行说明。尤其不提及由同样的结构带来的同样的作用效果。

第二实施方式的框体侧间隔件52为框体侧分离部的一例，且将框体端部12与第一屏蔽件451分离。框体侧间隔件52例如为圆盘状构件，且形成为外径小于框体10的内径。另外，框体侧间隔件52由绝缘性的材料构成，也可具有与间隔件51相同的结构。如图3所示，所述框体侧间隔件52以被框体端部12及第一屏蔽件451夹持的方式配置于所述框体端部12的后方侧。即，框体侧间隔件52位于框体端部12与第一屏蔽件451之间，且将框体端部12与第一屏蔽件451的彼此对向的面分离。

如此，通过采用第二实施方式的框体侧间隔件52，框体端部12及第一屏蔽件451的彼此对向的面被绝缘地分离，因此可降低因外部噪声而在框体端部12的与第一屏蔽件451对向的面上生成的框体涡流对第一屏蔽件451造成的影响。

具体而言，当向框体端部12施加外部噪声时，在框体端部12生成框体涡流。然后，向第一屏蔽件451施加由所述框体涡流引起的噪声，在第一屏蔽件451生成屏蔽涡流。由所述屏蔽涡流引起的噪声会对检测部40造成影响。相对于此，若采用框体侧间隔件52，则将框体端部12与第一屏蔽件451的彼此对向的面绝缘地分离，从而难以向第一屏蔽件451施加由在框体端部12生成的框体涡流引起的噪声。即，通过抑制框体端部12与第一屏蔽件451的直接接触，可减轻向第一屏蔽件451施加由框体涡流引起的噪声的情况。如此，随着第一屏蔽件451受到的由框体涡流引起的噪声的影响减少，在第一屏蔽件451生成的屏蔽涡流变小。如此，也可降低在第一屏蔽件451生成的屏蔽涡流对检测部40的线圈42造成的影响。其结果，与仅采用间隔件51的情况相比，获得具有更高的抗噪性的传感器1。

即，通过采用第二实施方式的框体侧间隔件52，与仅采用间隔件51的情况相比，传感器1的抗噪性进一步得到强化。其结果，与仅采用间隔件51的情况相比，可提高传感器1的检测性能。

再者，在第二实施方式中，设为将框体侧间隔件52与框体端部12或第一屏蔽件451分开地设置的结构进行了说明，但框体侧间隔件52也可与框体端部12的朝向第一屏蔽件451(后方)的面或第一屏蔽件451的朝向框体端部12侧(后方)的面接合，而与框体端部12或第一屏蔽件451一体地形成。另外，在与第一屏蔽件451接合的情况下，框体侧间隔件52与位于第一屏蔽件451的朝向框体端部12的一侧(前方侧)的聚酰亚胺树脂层接合。

[第三实施方式]

继而，参照图4对第三实施方式的传感器1的结构进行说明。此处，图4是用于说明第三实施方式的具有壳体53的传感器1的一部分结构的示意图。

与第二实施方式同样地，第三实施方式着眼于减轻由在第一屏蔽件451生成的屏蔽涡流引起的噪声对检测部40造成的影响，并且还着眼于减轻(抑制)由在框体端部生成的框体涡流引起的噪声对第一屏蔽件451造成的影响。第三实施方式与第二实施方式的不同之处在于：在第三实施方式中，采用了壳体53来代替第二实施方式的框体端部12及框体侧间隔件52。另外，在第三实施方式中，省略了对与第一实施方式及第二实施方式共同的事项的记载，仅对不同点、即框体10及壳体53的结构及作用效果进行说明。尤其不提及由同样的结构带来的同样的作用效果。

第三实施方式的框体10在设置有第二实施方式的检测部40的端部侧不具有框体端部12。即，框体10为在设置有检测部40的端部侧具有开口部13的筒形状。

壳体53形成为有底的圆筒形状，且在一端具有开口部531，在另一端具有以将另一端侧的开口闭合的方式设置的壳体端部532。所述壳体53由树脂等具有绝缘性的材料构成。另外，壳体53以壳体端部532朝向前方侧、开口部531朝向后方从框体10的开口部13插入而将所述开口部13闭合的方式固定于框体10。如此，壳体端部532构成框体10的绝缘的端部部分。

另外，在采用了壳体53的情况下，第一屏蔽件451及检测部40从前方朝向后方，按照第一屏蔽件451及检测部40的顺序配置于壳体53的内部空间。即，如图4所示，以第一屏蔽件451被壳体端部532及间隔件51夹持的方式配置。

如此，通过采用第三实施方式的壳体53，可抑制因外部噪声而在框体10的端部部分(壳体端部532)生成框体涡流，抑制框体涡流对第一屏蔽件451造成的影响。

具体而言，由于壳体端部532为绝缘性的结构，因此外部噪声在壳体端部532难以生成框体涡流。即，壳体端部532处的框体涡流的生成得到抑制。而且，由框体涡流引起的噪声的产生得到抑制，不会向第一屏蔽件451施加由框体涡流引起的噪声，从而在第一屏蔽件451生成屏蔽涡流得到抑制。即，可抑制在第一屏蔽件451生成的屏蔽涡流对检测部40的线圈42造成的影响。其结果，传感器1的错误探测得到抑制，传感器1能够正确检测有无物体。

即，通过采用第三实施方式的壳体53，与仅采用间隔件51的情况相比，传感器1的抗噪性进一步得到强化。其结果，与仅采用间隔件51的情况相比，可提高传感器1的检测性能。另外，壳体53的壳体端部532代替框体10的端部部分及第二实施方式的框体侧间隔件52，因此检测部40可配置于比第二实施方式更靠近框体10的前方侧的端部的一侧。因此，在第三实施方式中，在不使传感器1的检测灵敏度下降的情况下，实现传感器1的检测性能的提高。

再者，在第三实施方式中，设为使框体10两端开口的结构进行了说明，但第三实施方式的框体10也可与第一实施方式及第二实施方式的框体10同样地设为有底的结构。即，第三实施方式的框体10可为不具有框体端部12的结构。在此情况下，壳体端部532配置于框体端部12的后方侧。

[变形例]

本发明不限定于所述实施方式，能够进行各种变形而应用。

在所述实施方式中，将间隔件51作为将第一屏蔽件451与检测部40的彼此对向的面分离的分离部进行了说明，但所述分离部并不限定于间隔件等绝缘性的构件，例如，也可为空气层、由其他气体形成的层、或可将第一屏蔽440与检测部40的彼此对向的面绝缘性地分离的其他结构。另外，对于框体侧间隔件52也可采用同样的变形例。

另外，在所述第二实施方式中，设为采用了间隔件51与框体侧间隔件52的结构进行了说明，但也可仅采用框体侧间隔件52。同样地，在所述第三实施方式中，设为采用了壳体53与间隔件51的结构进行了说明，但也可仅采用壳体53。

另外，在所述实施方式中，设为在第一屏蔽件451与检测部40之间采用了一个间隔件51的结构进行了说明，但所述间隔件51的数量也可为两个以上。另外，在采用两个以上的间隔件51的情况下，这些间隔件51也可为空气层与间隔件的组合结构。另外，对于框体侧间隔件52也可采用同样的变形例。

另外，在所述实施方式中，将框体10设为具有导电性进行了说明，但框体10也可由树脂等绝缘性的材料构成。

以上说明的实施方式是为了容易理解本发明，并非用于限定性地解释本发明。实施方式所包括的各元件及其配置、材料、条件、形状及尺寸等并不限定于例示，可适当变更。另外，也可将不同的实施方式所示的结构彼此部分地替换或组合。

符号的说明

1：传感器

10：框体

11：开口部

12：框体端部

20：夹具

30：基板

40：检测部

41：芯

42：线圈

45：屏蔽件

451：第一屏蔽件

452：第二屏蔽件

51：间隔件

52：框体侧间隔件

53：壳体

532：壳体端部

Claims (8)

1.一种传感器，其特征在于，包括：

框体，在内部空间收容电子零件；

线圈部，具有线圈及保持所述线圈的芯，且配置于所述内部空间的端部侧；

基板，配置于比所述线圈部更靠所述内部空间的内部侧处，且设置有与所述线圈电连接的电路；

屏蔽件，至少一部分配置于比所述线圈部更靠所述内部空间的所述端部侧处，且抑制噪声从所述框体的外部侵入；以及

分离部，位于所述屏蔽件与所述线圈部之间，且将所述屏蔽件与所述线圈部的彼此对向的面分离。

2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述分离部为空气层。

3.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述分离部为绝缘性的间隔件。

4.根据权利要求3所述的传感器，其特征在于，所述间隔件与所述屏蔽件分开。

5.根据权利要求4所述的传感器，其特征在于，所述间隔件设置于所述线圈部的朝向所述端部侧的面上，且与所述线圈部一体地构成。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的传感器，其特征在于，所述框体为导电性，且在所述端部具有以至少一部分与所述屏蔽件对向的方式设置的框体端部，

所述传感器还包括框体侧分离部，所述框体侧分离部位于所述框体端部与所述屏蔽件之间，且将所述框体端部与所述屏蔽件的彼此对向的面分离。

7.根据权利要求6所述的传感器，其特征在于，所述框体侧分离部为空气层或绝缘性的间隔件。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的传感器，其特征在于，所述框体为导电性，

所述传感器还包括绝缘性的壳体，所述绝缘性的壳体配置于所述框体与所述屏蔽件之间，且将所述框体与所述屏蔽件的接触分离。

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