JP2010027515A

JP2010027515A - 近接センサ

Info

Publication number: JP2010027515A
Application number: JP2008190084A
Authority: JP
Inventors: Masafumi Itonaga; 雅文糸長; Tokuhiro Ida; 徳浩位田
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2008-07-23
Filing date: 2008-07-23
Publication date: 2010-02-04
Anticipated expiration: 2028-07-23
Also published as: JP4702413B2

Abstract

【課題】センサに衝撃が伝わることがなく、検出精度の高い近接センサを提供する。
【解決手段】コイル９が巻回されたコイルボビン２と、前記コイル９に高周波電磁界を発生させて、コイル９に検知対象物が接近することによる高周波電磁界の変化に応じた検知信号を生成する制御回路４と、前記制御回路４の検知信号を出力し、更に制御回路４へ電源を供給するプラグ嵌合部７と、制御回路４及び入出力コネクタ４が取り付けられるボディ１とを備え、コイルボビン２とボディ１とが一体成型される。
【選択図】図１

Description

本発明は、近接センサに関するものである。

従来より金属等の検知対象物の接近を検出するセンサとして、検知対象物がシャフトを押圧することで接点間が反転して電気信号を出力するものがある。
（例えば、特許文献１参照）
特開平６−１６２８７０号公報

上記従来例におけるセンサでは、検知対象物がシャフトを押圧することで接点間が導通して、センサが検知信号を出力する所謂接触式のセンサであり、検知対象物がシャフトを押圧する力が大きいために、センサに大きな衝撃が生じていた。

また、各部品が別体で構成されているため、各部品を組み付けたセンサを設置する際に、検知対象物を検知するシャフトの取り付け精度にばらつきが発生し、それにより検出精度にばらつきが発生するという問題があった。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、センサに衝撃が伝わることなく、検出精度の高い近接センサを提供することにある。

請求項１の発明は、コイルが巻回されたコイルボビンと、前記コイルに高周波電磁界を発生させて、コイルに検知対象物が接近することによる高周波電磁界の変化に応じた検知信号を生成する制御回路と、前記制御回路の検知信号を出力し、更に制御回路へ電源を供給する入出力コネクタと、制御回路及び入出力コネクタが取り付けられるボディとを備え、コイルボビンとボディとが一体成型されることを特徴とする。

この発明によれば、検知対象物の接近を非接触で検知することができ、コイルボビンの組み付け精度も向上することができるので、センサに衝撃が伝わることがなく、検出精度を向上させることができる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記コイルボビンは、筒状のカバーに収納されて、当該カバーとコイルボビンの先端との隙間にはシール材が充填されることを特徴とする。

この発明によれば、コイルをセンサの先端に配置しながらも、少ない部品で容易に先端部分のシール構造を構成することができる。

請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記ボディに取り付けられて前記制御回路を収納する筒状のハウジングを備え、制御回路よりもコイルボビン側に位置するハウジングの開口周縁とボディとで溝部を形成し、前記カバーの一端が当該溝部に挿入されると共に、溝部にシール材が充填されることを特徴とする。

この発明によれば、ボディとハウジングとの隙間を密封することができると共に、カバーをボディに固定することができる。

請求項４の発明は、請求項１乃至３いずれかの発明において、前記コイルボビンは、コアが一体成型されていることを特徴とする。

この発明によれば、コアをコイルボビンに組み付ける手間が省けて組み立てが容易となり、加えて、コアを固定する位置の精度が向上して検出精度を向上させることができる。

以上説明したように、本発明では、センサに衝撃が伝わることがなく、検出精度の高い近接センサを提供することができるという効果がある。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
本実施形態における近接センサについて図１〜８を用いて説明を行う。なお、図２（ａ）における上下左右を基準として、上下左右方向と直交する方向を前後方向とする。

本実施形態における近接センサは、図１に示すように、コイルボビン２が一体に成型されたボディ１と、ボディ１に取り付けられる制御基板３と、制御基板３に電源を供給すると共に検知信号を出力する入出力コネクタ４と、ボディ１に取り付けられて前記制御基板３を収納するハウジング１０と、コイルボビン２を収納する筒状のカバー１５とを備える（図１〜４参照）。

まず、ボディ１は、樹脂等の絶縁性材料から略円柱状に形成されたコイルボビン２と、コイルボビン２の上端から上方に向けて延設された矩形平板状の基板取り付け部５と、基板取り付け部５の上端に形成される円盤状の鍔部６と、鍔部６の上面に形成されるプラグ嵌合部７とから構成される（図５（ａ）〜（ｅ），図６参照）。

コイルボビン２は、略円柱状に形成されて、その下面略中央から内部方向へ向けて図示しない円柱状の穴部が形成されており、当該穴部には、フェライト等からなる円柱状のコア８が収納されている。そして、コイルボビン２の下端近傍の外周面には周方向に溝部２ａが形成されており、当該溝部２ａには、コイル９が巻回されている。

基板取り付け部５は、矩形平板上に形成されてコイルボビン２の上面中央よりも後寄りに設けられており、基板取り付け部５の上端には略円盤状に形成された鍔部６が設けられ、鍔部６の上面には、上面が開口して有底筒状に形成されたプラグ嵌合部７が設けられている。

次に、制御基板３は、基板取り付け部５の前面側に配設され、基板取り付け部５の上下方向略中央の左右両端に設けられるスペーサ１１にねじ留め等によって支持固定され、一対のコイル端子１２、及び３本の入出力コネクタ４に接続される（図７（ａ）、（ｂ）参照）。

コイル端子１２は、コイルボビン２の後方上端に設けられてコイル９の端部がラッピングにより各々接続される端子部１２ａと、端子部１２ａの先端から上方へ向けて延設されて基板取り付け部５の下方に前後方向に形成される挿通穴５ｂ内まで延設された延設部１２ｂと、延設部１２ｂの先端から前方へ向けて延設されて制御基板３の下部に形成される図示しないスルーホールを挿通した後に半田により制御基板３と接続される接続部１２ｃとから構成されている。

入出力コネクタ４は、電源供給用端子、検知信号出力端子、共通端子の３つの端子から構成され、プラグ嵌合部７内に略円柱状に形成されるプラグ挿入孔７ａの底面７ｂの略中央から鍔部６を挿通して基板取り付け部５の上部に形成される挿通穴５ａまで形成される端子部４ａと、当該端子部４ａの下端から前方に向かって形成されて制御基板３の上部に形成される図示しないスルーホールを挿通した後に半田により制御基板３と接続される接続部４ｂとから略Ｌ字型に形成されている。また、端子部４ａは、底面７ｂからプラグ挿通孔７ａ内に突出している。

そして、図示しないプラグが、プラグ嵌合部７に挿入されて接続されることで、本近接センサに電源が供給されると共に、検知信号が外部に出力される。

ハウジング１０は、Ｓ４５Ｃ等の金属材料から形成され、六角柱部１０Ａ及び六角柱部１０Ａの下部に形成される円筒部１０Ｂを備え、六角柱部１０Ａと円筒部１０Ｂとの内部に、制御基板３を収納する円柱状の開口１３を形成する。そして、六角柱部１０Ａの上面には、円筒部１０Ｃが形成されており、更に円筒部１０Ｃの開口周縁からは、円周方向に等間隔に、ボディ１の鍔部６の上面に係止する係止爪部１０ａが形成されている。また、円筒部１０Ｃに当接する鍔部６の外周面には、溝部６ａが形成されており、当該溝部６ａにＯリング１４が配設されて、当該Ｏリング１４が、ハウジング１０の上端とボディ１との隙間を埋めている。

カバー１５は、円筒状に形成されており、ハウジング１０の円筒部１０Ｂの下端側の内面側周壁と、ボディ１の外周面との間に形成される隙間１６に、カバー１５の上端を挿入した状態で、隙間１６にシール材１８を充填することで、ボディ１とハウジング１０の下端との間がシーリングされると共に、カバー１５が固定される。そして、コイルボビン２の外周面を覆っているカバー１５の内面側の下端周壁と、コイルボビン２の下端の外周面とで隙間１７が形成されており、隙間１７にシール材１８を充填することで、カバー１５とコイルボビン２とシール材１８とによって、少ない部品で容易にシール構造を構成することができる。以上のようにして、制御基板３を収納するハウジング１０の開口１３は、密閉される。

上記構成を備える本実施形態の近接センサは、入出力コネクタ４が、外部電源に接続されることで、入出力端子４を介して制御基板３に電源が供給される。そして、制御基板３が、当該電源を高周波電力に変換してコイル９へ出力し、コイル９は高周波電磁界を発生する。ここで、コイル９に金属や磁性体等の検知対象物が接近すると、コイル９の磁束が変化してコンダクタンスが変化し、コイル９にかかる電圧または電流が変化する。そして、制御基板３が当該変化を検知して、変化量が閾値を越えた場合に、入出力コネクタ４の検知信号出力端子から検知信号を出力する。このようにして、従来から用いられているセンサのように、検知対象物をセンサのシャフトが押圧することなく、非接触で検知対象物を検知できることから、センサに衝撃が加わることがない。

また、本実施形態の近接センサは、構造物等に取り付けられる際、ハウジング１０の円筒部１０Ｃの外周に形成されるねじ溝が、構造物に形成されるねじ穴等に螺合されることで、構造物に支持固定される。この時、ゆるみ防止めのために、当該近接センサと構造物との間にはワッシャ２０が配設される。

そして、コイル９が巻回するコイルボビン２は、ボディ１に一体成型されていることから、コイル９とボディ１との相対位置にばらつきが発生し難く、コイル９から検知対象物までの距離のばらつきを小さくすることができるので検出精度の向上を図ることができる。また、検知対象物を検知するコイル９が、センサの先端部分に設けられていることから、コイル９から検知対象物までの距離が短く、より精度よく検知を行うことができる。

以上のことから、本実施形態における近接センサは、検出時に衝撃が伝わることがなく、検出精度のばらつきを抑えると共に、検出精度を向上することができる。

なお、コイルボビン２の内部にコア８が一体成型されていてもよく、その際には、コア８をコイルボビン２に組み付ける手間が省けて組み立てが容易となり、加えて、コア８を固定する位置の精度が向上して検出精度を向上させることができる。

また、本実施形態の近接センサは、例えば自動車のギアのニュートラルポジションの検知に用いられる。例えば、図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、コイル９の近傍を、ギアのポジションに応じて金属からなる検知体１９が回動している際に、検知体１９の検知部１９ａが、コイル９から離れた位置にある時（ギアがニュートラルの位置にない時）には、近接センサは検知信号を出力しないが（図６（ａ）、（ｃ）参照）、検知体１９の検知部１９ａがコイル９に近接した際には、近接センサは検知信号を出力して、当該検出信号を受けたＥＣＵがエンジンをストップさせる。

本実施形態における近接センサの断面図を示す。（ａ）〜（ｃ）は、同上における近接センサの３面図を示し、（ａ）は、正面図、（ｂ）は、上面図、（ｃ）は、底面図を示す。（ａ）、（ｂ）は、同上における近接センサの内部構造図を示し、（ａ）は、後方から見た内部構造、（ｂ）は、断面図を示す。同上における近接センサの斜視図を示す。（ａ）〜（ｅ）は、同上におけるボディの４面図及び断面図を示し、（ａ）は、正面図、（ｂ）は、後面図、（ｃ）は、上面図、（ｄ）は、底面図、（ｅ）は、断面図を示す。同上におけるボディの断面図を示す。（ａ）、（ｂ）は、同上におけるボディへの制御回路の取り付け状態を示し、（ａ）は、取り付け前、（ｂ）は、取り付け後を示す。（ａ）〜（ｃ）は、同上における近接センサに接近する検知体の動きを示し、（ａ）は、接近前（ｂ）は、近接時、（ｃ）は、離脱時を示す。

符号の説明

１ボディ
２コイルボビン
３制御回路
４入出力コネクタ
９コイル
１０ハウジング
１５カバー
１６隙間
１７隙間
１８シール材

Claims

コイルが巻回されたコイルボビンと、
前記コイルに高周波電磁界を発生させて、コイルに検知対象物が接近することによる高周波電磁界の変化に応じた検知信号を生成する制御回路と、
前記制御回路の検知信号を出力し、更に制御回路へ電源を供給する入出力コネクタと、
制御回路及び入出力コネクタが取り付けられるボディとを備え、
コイルボビンとボディとが一体成型されることを特徴とする近接センサ。
前記コイルボビンは、筒状のカバーに収納されて、当該カバーとコイルボビンの先端との隙間にはシール材が充填されることを特徴とする請求項１記載の近接センサ。
前記ボディに取り付けられて前記制御回路を収納する筒状のハウジングを備え、制御回路よりもコイルボビン側に位置するハウジングの開口周縁とボディとで溝部を形成し、前記カバーの一端が当該溝部に挿入されると共に、溝部にシール材が充填されることを特徴とする請求項２記載の近接センサ。
前記コイルボビンは、コアが一体成型されていることを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の近接センサ。