JP3682638B2

JP3682638B2 - 近接スイッチ

Info

Publication number: JP3682638B2
Application number: JP11732398A
Authority: JP
Inventors: 茂洋佐々木; 慎一郎鈴木; 昌彦阿部
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 1998-04-27
Filing date: 1998-04-27
Publication date: 2005-08-10
Anticipated expiration: 2018-04-27
Also published as: JPH11312446A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、検出コイル部とプリント基板とを電気的に接続してケース内に収納してなる近接スイッチに関する。
【０００２】
【関連する背景技術】
例えば、特開平９−９２１０５号公報で紹介されている従来の高周波発振型近接スイッチ１０は、図５に示すように、ケース１１と、ケース１１内に収納された検出コイル部１２及びプリント基板１３と、このプリント基板１３に電気的に接続されたケーブル１４と、このケーブル１４を保持するケーブルホルダ１５と、プリント基板１３の端部に備わった表示素子１６等から構成されている。
【０００３】
ケース１１は、両端部に開口を有する略円筒形の筒体であり、ケース１１の先端側開口部には、カバー１７が嵌着され、カバー１７の近傍には検出コイル部１２が収納されている。
【０００４】
プリント基板１３は、検出コイル部１２に電気的に接続され、種々の電子部品が実装され、ケース１１の長手方向に収納されている。尚、電子部品の実装面積をなるべく大きくとるために、プリント基板１３はケースの直径位置（軸線位置）に収納されている。
【０００５】
プリント基板１３の底面にはケーブル１４の先端が半田接合されると共に、ケース１１の基端側開口部（図５中、右側開口部）にはケーブル１４を保持するためのケーブルホルダ１５が嵌着されている。尚、ケース１１の内部にはプリント基板１３を保護するために樹脂剤が充填されている。
【０００６】
プリント基板１３の基端側端部であって基板幅方向略中央部には表示素子１６が取り付けられている。この表示素子１６は、近接スイッチ１０の動作状態を表示するためのもので、ＬＥＤ等の発光素子からなり、被検出物体が検出コイル部１２に接近したとき、例えば、緑色に発光するようになっている。
【０００７】
ケーブルホルダ１５は、ケース１１の基端開口部にホルダ１５の一端が嵌着されると共に、ホルダ１５の他端にはケーブル１４をクランプ保持するためのケーブルクランプ部１５ｂが形成されている。
【０００８】
ケーブルホルダ１５の、表示素子１６が近接する部分には、光を透過する導光部１５ａが形成されており、ＬＥＤ光は、この導光部１５ａを透過してスイッチ外部に照射され、ＬＥＤの点灯をスイッチ外部から確認できるようになっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
表示素子１６の発光をスイッチ外部から見やすくするためには、ケーブルホルダ１５の導光部１５ａを表示素子１６の近傍に配置させることが必要である。しかし、従来の近接スイッチ１０は、上述のように、ケース１１の直径位置にプリント基板１３が収納され、基板１３の基端側端部の基板幅方向略中央部に表示素子１６が実装されているので、表示素子１６の近傍に導光部１５ａを配置させるためには、ケーブル１４の軸心を基板１３の表示素子実装面と反対側に偏心させて、ケーブルホルダ１５の周壁が表示素子１６の近傍に位置するようにしなければならず、そのためにはケーブルホルダ１５の外径を小さくしなければならない。
【００１０】
又、ケーブルホルダ１５とプリント基板１３の基端側端部との干渉を避けるため、ケーブルホルダ１５のケーブルクランプ部１５ｂは、ケース１１の基端側開口部から外方に向かうように形成させなければならない。
【００１１】
ケーブルホルダ１５の外径が小さくならざるを得ず、その為、ホルダ１５自体が強度的に弱くなり、破損し易くなる。特に、近接スイッチ１０を自動機等に取り付ける場合、取付けスペースが制限されるためにケーブル１４自体を無理に曲げることがあり、このような場合に上述の近接スイッチ１０のようにケーブルホルダ部１５の外径が小さいと、ホルダ部１５に応力集中が生じ、ホルダ部１５を破損してしまうことがある。又、近接スイッチ１０がアクチュエータに取り付けられている場合のように、ケーブル１４自体が常に揺動するような環境ではケーブルホルダ１５の耐久性が十分でない。
【００１２】
このような事態を回避するために、ケーブルホルダ１５のクランプ部１５ｂをケース外方に十分延在させて、ケーブル１４が極端に曲がらないようにしてホルダ１５の破損を防止することも可能であるが、このような対策を講じると近接スイッチ１０自体の全長が長くなり、自動機等の限られたスペースにスイッチ１０を取り付ける際に支障をきたす。
【００１３】
一方、上述のような問題を解決するために、例えば、特開平８−３０６２８５号公報で紹介されているような図６に示す近接スイッチ２０の構造も採ることも可能である。この近接スイッチ２０は、表示素子としてディスクリートＬＥＤ（足長のＬＥＤ）２６を用いている。そして、この表示素子２６を、ケース２１に形成された表示窓２１ａの近傍に位置するようにプリント基板２３上に実装している。これによって、ケーブルホルダ２５の外径を大きく且つ全長を短くし、同時に表示素子が点灯しているか否かの識別をし易くしている。
【００１４】
しかし、ディスクリートＬＥＤ２６をプリント基板２３上に実装するには、表面実装機を利用できずに手作業で行うことが多く、余分な組付け工数を必要とする。又、基板２３の半田接合部に半田付け不良が生じる可能性もある。プリント基板２３の周囲は通常、樹脂剤をポッティング（充填）しているため、半田付け不良が生じても修正することができず、製品の歩留まりに悪影響を及ぼす。
【００１５】
本発明の目的は、スイッチ全長をなるべく短くしつつ、ケーブルが曲げられてもケーブルホルダやケーブルとプリント基板との半田接合部が破損せず、且つスイッチの動作状態を外部から容易に確認できる近接スイッチを提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成すべく、本発明に係る近接スイッチは、筒状のケースと、ケースの先端側に収納された検出コイル部と、検出コイル部と電気的に接続され、側部がケースの内周面に近接してケースの長手方向に沿って収納された検出信号処理用のプリント基板と、プリント基板に装着されて前記検出コイル部による検出動作状態を表示する表示素子とプリント基板に電気的に接続され、ケースの基端側から外部に導出されるケーブルと、ケースの基端側開口部に嵌着され、ケーブルを保持するケーブルホルダとを具備した近接スイッチであって、
特に前記プリント基板の基端部に、その幅方向一側に前記ケースの基端開口部から外方に突出して前記表示素子の装着部を形成した突出部を設けると共に、前記ケースの基端開口部から内方に向かう凹部を形成して前記ケーブルの先端部が配置される切欠き部を設け、
また前記ケーブルホルダを、前記ケースの基端開口部の外方に突出した前記プリント基板の突出部およびこの突出部に装着された表示素子を覆って前記ケースの基端開口部に嵌着されるケース嵌着部を備えると共に、このケース嵌着部に一体に連接されて前記ケースの基端開口部の外方から前記切欠き部の中へと延在して前記ケーブルを保持するケーブルクランプ部を備えた構造としたことを特徴としている。
【００１７】
表示素子がプリント基板の幅方向略中央部に装着されず、基板の幅方向の一側に装着されているので、ディスクリートＬＥＤをプリント基板に実装したりすることなく、表示素子の点灯をスイッチ外部から容易に確認することができる。
【００１８】
又、表示素子の基板上の位置に合わせてケーブルホルダの形状を形成する必要がないので、ケーブルホルダの外径を十分にとることができる。従って、ケーブルホルダ部に十分な強度を持たせることができ、ケーブルの無理な曲げに対しても近接スイッチが破損することはない。
【００１９】
好ましくは前記表示素子は、表示光をケーブルホルダのケース装着部を透過してスイッチ外部に照射するように設けられる（請求項２）。また前記ケーブルホルダについては、前記表示素子の表示光を透過するに十分な透明度を有する材質のもので形成すれば良い（請求項３）。
【００２２】
ケーブルの端部から十分離れた位置でケーブルを保持することができるので、ケーブルクランプ部の全長が短くてもケーブルクランプ部の強度やケーブルと基板との半田接合部の強度を保つことができ、その結果、スイッチの全長を短くすることができる。そして、ケーブルホルダの外径をたとえ小さくしても、ケーブルホルダはケーブルの曲げに対して十分な強度をもつことができる。
【００２３】
又、ケーブルクランプ部をケースの基端側開口よりケース内方（プリント基板側）に延在させることもでき、ケーブルの曲げに対するケーブルホルダの強度をより向上させることもできる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係る近接スイッチの一実施形態について説明する。
【００２８】
本発明の近接スイッチ３０は、基本的には図１に示すように、ケース３１と、ケース３１の先端側に収納された検出コイル部３２と、検出コイル部３２と電気的に接続され、表示素子３６が基端側端部の所定位置に実装された検出信号処理用のプリント基板３３と、プリント基板３３に電気的に接続されたケーブル３４と、ケース３１基端側開口部に嵌着されたケーブルホルダ３５等とから構成されている。
【００２９】
ケース３１は、両端部に開口を有する略円筒形の筒体であり、ケース３１の先端側開口部には、電気絶縁性の前面カバー３７が嵌着され、前面カバー３７の内部には電磁コイル３２ｂが断面略Ｅ字形のコア３２ａに装着された状態で収納されている。そして、これらは、検出コイル部３２を構成している。
プリント基板３３は、検出コイル部３２に電気的に接続されており、発振回路や信号処理回路を構成する電子部品が実装され、ケース３１の長手方向に収納されている。尚、電子部品の実装面積をなるべく大きくとるために、プリント基板３３はケース３１の直径位置に収納され、基板３３の両側部がケース３１の内周面に近接するようになっている。
【００３０】
又、プリント基板３３の基端側端部（図中、右側の端部）は、ケース３１の基端側開口部から外方に突出している。プリント基板３３の基端側端部にはケーブル３４の端部が電気的に接続され、ケース３１の基端側開口部にはケーブル３４を保持するためのケーブルホルダ３５が嵌着されている。尚、ケース３１の内部にはプリント基板３３を保護するために図示しない樹脂剤が充填（ポッティング）されている。
【００３１】
プリント基板３３の基端側端部であって基板幅方向一側（図中、上方位置側）にはチップ型のＬＥＤ（表示素子）３６が実装されている。このＬＥＤ３６は、近接スイッチ３０の動作状態を表示するためのもので、被検出物体が検出コイル部３２に接近したとき、緑色に発光して被検出物の接近を知らせるようになっている。
【００３２】
ケーブルホルダ３５はケーブル３４をしっかりと保持するためのもので、ホルダ３５の一端部に形成されたケース嵌着部３５ｃと、ケース嵌着部３５ｃに隣接して形成されたＬＥＤ動作表示部３５ａと、ホルダ３５の他端部に形成されたケーブルクランプ部３５ｂ等から構成されている。
【００３３】
ケース嵌着部３５ｃは、その外径がケース基端部の内径とほぼ一致し、ケース基端部の開口に嵌着されるようになっている。
【００３４】
ＬＥＤ動作表示部３５ａは、ケーブルホルダ３５がケース基端開口部から突出した位置であって、プリント基板３３のＬＥＤ３６が配置されている近傍の位置に形成されている。このＬＥＤ動作表示部３５ａは、ＬＥＤ光を透過するのに十分な透明度を有する材質で形成されている。
【００３５】
ケーブルホルダ３５の反対側端部には、ケーブル３４を保持するためのクランプ部３５ｂが形成されている。そして、ケース嵌着部３５ｃとケーブルクランプ部３５ｂとの間には、補強用の肉厚部３５ｄが形成されている。
【００３６】
上述のように、ＬＥＤ３６が、プリント基板３３の基端側端部であって基板幅方向一側に実装されているので、ケーブルホルダ３５のＬＥＤ動作表示部３５ａをこれに対応する位置、即ち、ケーブルホルダ３５のケース基端開口部から突出した位置に形成することができる。
【００３７】
従って、図５に示すような従来型の近接スイッチ１０のように、ケーブルホルダ１５のＬＥＤ動作表示部１５ａを基板基端側端部の幅方向略中央部に実装されたＬＥＤ１６の近傍に形成する必要がなくなる。
【００３８】
つまり、図１に示すように、ケーブルホルダ３５のクランプ部３５ｂをケース軸線に対して偏心して形成する必要がなくなり、クランプ部３５ｂの外径、即ち、クランプ部３５ｂの肉厚を十分に確保することができ、ケーブル３４が無理に曲げられたり、振られたりしてもケーブル端部はケーブルホルダ３５にしっかりと保持され、ケーブルホルダ３５が破損したり、ケーブル３４とプリント基板３３との半田接合部が剥離したりすることがない。
【００３９】
又、チップ型ＬＥＤ３６をそのまま利用できるので、ディスクリートＬＥＤをプリント基板３３に実装したりする必要がなく、電子部品取付け工数の増加を防ぐことができ、又、ディスクリートＬＥＤに多く見られる半田部の剥離を防止することができる。
【００４１】
又、ＬＥＤ３６をプリント基板面に実装するのではなく、基板３３の長手方向の側部の所定位置に切欠きを形成し、この切欠きにＬＥＤ３６を嵌装するようにしても良い。これにより、ＬＥＤ３６の発光部をケース３１の周壁又はケーブルホルダ３５の内周壁により接近させることができ、スイッチ３０の外部からＬＥＤ３６の発光をより認識し易くする。
【００４２】
更に又、ＬＥＤ３６はチップ型でなくても良いが、チップ型ＬＥＤを利用することで、表面実装機による実装が可能になり、組み付け工数の低減につながる。
【００４３】
次に、本発明に係る近接スイッチの具体的な実施形態について説明する。この近接スイッチは、図２に示すように、ケース４１と、ケース４１の先端側に収納された検出コイル部４２と、検出コイル部４２と電気的に接続され、表示素子４６が基端側端部の所定位置に実装された検出信号処理用のプリント基板４３と、プリント基板４３に電気的に接続されたケーブル４４と、ケース基端側開口部に嵌着されたケーブルホルダ４５等とから構成されている。
【００４４】
図１及び図２から明らかなように、ケース４１とケース３１、検出コイル４２と検出コイル３２、表示素子４６と表示素子３６は夫々同じ形状・構造を有している。
【００４５】
一方、プリント基板４３の基端側端部には、上述の実施形態と異なり、切欠き４３ａが形成され、基端部の一部のみが、ケース４１の基端開口部から外方に突出している。そして、その突出部４３ｂに動作表示用のチップ型ＬＥＤ４６が実装されている。
【００４６】
ケーブルホルダ４５は、上述の実施形態と同様に、ケース嵌着部４５ｃと、ＬＥＤ動作表示部４５ａと、ケーブルクランプ部４５ｂ等から構成され、ホルダ部４５の、プリント基板４３のＬＥＤ４６が配置されている近傍の位置には、ＬＥＤ動作表示部４５ａが形成されている。しかし、ケーブルクランプ部４５ｂは、上述の実施形態と異なり、基板側に向かって基板４３の切欠き部４３ａに合うように形成されている。その結果、ケーブルクランプ部４５ｂは、ケース４１の基端開口部の外方のみならず内方にも形成されるとともに、ケーブル端部から十分離れた位置でもケーブル４４を保持できるようになっている。
【００４７】
この実施形態に係る近接スイッチ４０は、以上のように構成されているので、ＬＥＤ動作表示部４６をケーブルホルダ４５のケース嵌着部４５ｃ近傍に位置させることができ、ＬＥＤ動作表示部４５ａ近傍のケーブルホルダ４５の外径を十分に確保することができる。又、ケーブルクランプ部４５ｂの一端がプリント基板４３の切欠き部４３ａに合うように延在すると共に、ケーブル端部から十分離れた位置でもケーブル４４を保持できるので、近接スイッチ４０全体の全長を長くすることなく、ケーブルクランプ部４５ｂの長さを十分に確保することができる。従って、上述の実施形態のようにケーブルホルダ４５の一部に補強用の肉厚部を形成しなくてもケーブル４４の曲げに対して十分な強度を保つことができる。
【００４８】
尚、ケーブルクランプ部４５ｂは必ずしも基板切欠き部４３ａに向かってケース内方に延在して形成される必要はないが、このように延在させることでより一層、ケーブルをしっかりと保持することが可能となる。
【００４９】
又、上述の実施形態と異なり、図３に示すように、動作表示用のＬＥＤ４６ａ，４６ｂをプリント基板４３の片面だけでなく両面に夫々実装しても良い。
【００５０】
ＬＥＤ４６ａ，４６ｂに同じ発光色のＬＥＤを使用し、プリント基板の両面に夫々装着した場合、ＬＥＤの発光量が増大するので、ＬＥＤが点灯しているか否かをケース外部からより容易に判断することができる。
【００５１】
更に又、異なる発光色のＬＥＤ４６ａ，４６ｂをプリント基板４３の両面に夫々実装し、これらのＬＥＤ４６ａ，４６ｂがコイル検出部４２の異なる検出ゾーンで発光するようにすれば、近接スイッチ４０の検出状態を段階的に確認することができる。例えば、発光色が緑色のＬＥＤと赤色のＬＥＤとを夫々実装し、被検出物を不安定状態で検出したときは、赤色のＬＥＤが発光し、安定状態で検出したときは、緑色のＬＥＤが発光するようにすれば、検出状態を段階的にチェックすることが可能となる。
【００５２】
又、図４に示すように、プリント基板５３の基端部に略Ｕ字型の切欠き５３ａを形成しても良い。切欠き５３ａをこのように形成することで、上述の最初の実施形態と同様にケーブルホルダ５５のケーブルクランプ部５５ｂの肉厚を十分にとることができる。又、ケーブル５４の端部から一定距離だけ隔てた位置をケーブルクランプ部５５ｂによって保持することができ、ケーブル５４を無理に曲げたり揺すったりしても応力がケーブル５４と基板５３との半田接合部に生じ難い。従って、ケーブルクランプ部５５ｂをケース５１の開口部内方に向かうようにケーブルホルダ５５に形成させなくても、十分な強度を維持することができると共に、ケーブルクランプ部５５ｂの長さが短くても十分な距離を維持でき、スイッチ全長を短くすることが可能である。
【００５３】
尚、ケースは、上述の実施形態のように円筒形状に限定されるものではなく、四角筒形であっても良い。この場合、ケーブルホルダ及び検出コイルも四角形状となることは言うまでもない。
【００５４】
又、プリント基板がケース内部で確実に保護されれば、ケース内部に必ずしも樹脂剤を充填する必要もない。
【００５５】
更に又、プリント基板は、表示素子の配設された一側がケースの内周面に近接していれば良く、基板の他側は必ずしもケース内周面に近接している必要はない。
【００５６】
【発明の効果】
本発明に係る近接スイッチは、上述したように、特に前記プリント基板の基端部に、その幅方向一側に前記ケースの基端開口部から外方に突出して前記表示素子の装着部を形成した突出部を設けると共に、前記ケースの基端開口部から内方に向かう凹部を形成して前記ケーブルの先端部が配置される切欠き部を設け、
また前記ケーブルホルダを、前記ケースの基端開口部の外方に突出した前記プリント基板の突出部およびこの突出部に装着された表示素子を覆って前記ケースの基端開口部に嵌着されるケース嵌着部を備えると共に、このケース嵌着部に一体に連接されて前記ケースの基端開口部の外方から前記切欠き部の中へと延在して前記ケーブルを保持するケーブルクランプ部を備えた構造としている。
【００５７】
表示素子がプリント基板の幅方向略中央部に装着されず、基板の幅方向の一側に装着されているので、ディスクリートＬＥＤをプリント基板に実装したりすることなく、表示素子の点灯をスイッチ外部から容易に確認することができる。
【００５８】
又、表示素子の基板上の位置に合わせてケーブルホルダの形状を形成する必要がないので、ケーブルホルダの外径を十分にとることができる。従って、ケーブルホルダ部に十分な強度を持たせることができ、ケーブルの無理な曲げに対しても近接スイッチを破損せずに長時間使用することが可能になる。
【００６２】
またプリント基板の基端部に切欠き部を形成し、、ケーブルが当該切欠き部に挿入する構造としている。従ってケーブルの端部から十分離れた位置でケーブルを保持することができるので、ケーブルクランプ部の全長が短くてもケーブルクランプ部の強度やケーブルと基板との半田接合部の強度を保つことができ、その結果、スイッチの全長を短くすることができる。そして、ケーブルホルダの外径をたとえ小さくしても、ケーブルホルダはケーブルの曲げに対して十分な強度をもつことができる。
【００６３】
又、ケーブルクランプ部をケースの基端側開口よりケース内方（プリント基板側）に延在させることもでき、ケーブルの曲げに対するケーブルホルダの強度をより向上させることができる。従って、スイッチの取付けスペースの狭い場所にもスイッチを取り付けることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る近接スイッチの長手方向の断面図である。
【図２】本発明の別の実施形態に係る近接スイッチの長手方向の断面図である。
【図３】本発明の更に別の実施形態に係る近接スイッチの、図２におけるIII-III断面図である。
【図４】本発明の更に別の実施形態に係る近接スイッチの長手方向の断面図である。
【図５】従来の近接スイッチの一例を示す長手方向の断面図である。
【図６】従来の近接スイッチの別の例を示す長手方向の断面図である。
【符号の説明】
３０近接スイッチ
３１ケース
３２検出コイル部
３３プリント基板
３４ケーブル
３５ケーブルホルダ
３５ａＬＥＤ動作表示部
３５ｂクランプ部
３６ＬＥＤ
４０近接スイッチ
４１ケース
４２検出コイル部
４３プリント基板
４３ａ切欠き
４４ケーブル
４５ケーブルホルダ
４５ａＬＥＤ動作表示部
４５ｂクランプ部
４６ａ，ｂＬＥＤ

Claims

筒状のケースと、
このケースの先端側に収納された検出コイル部と、
この検出コイル部に電気的に接続され、側部が上記ケースの内周面に近接して該ケースの長手方向に沿って収納された検出信号処理用のプリント基板と、
このプリント基板に装着されて前記検出コイル部による検出動作状態を表示する表示素子と、
前記プリント基板に電気的に接続されて前記ケースの基端側から外部に導出されるケーブルと、
前記ケースの基端側開口部に嵌着されて上記ケーブルを保持するケーブルホルダと
を具備した近接スイッチであって、
前記プリント基板の基端部は、その幅方向一側に前記ケースの基端開口部から外方に突出して前記表示素子の装着部を形成した突出部を備えると共に、前記ケースの基端開口部から内方に向かう凹部を形成して前記ケーブルの先端部が配置される切欠き部を備え、
前記ケーブルホルダは、前記ケースの基端開口部の外方に突出した前記プリント基板の突出部およびこの突出部に装着された表示素子を覆って前記ケースの基端開口部に嵌着されるケース嵌着部を備えると共に、このケース嵌着部に一体に連接されて前記ケースの基端開口部の外方から前記切欠き部の中へと延在して前記ケーブルを保持するケーブルクランプ部を備える
ことを特徴とする近接スイッチ。
前記表示素子は、その表示光を前記ケーブルホルダのケース嵌着部を透過してスイッチ外部に照射するものである請求項１に記載の近接スイッチ。
前記ケーブルホルダは、前記表示素子の表示光を透過するに十分な透明度を有する材質のものからなる請求項１に記載の近接スイッチ。