JP3844068B2 - 検知コイル周辺部材の位置決め精度を高めた近接センサ - Google Patents
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- H01F27/325—Coil bobbins
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は高周波発振型の近接センサに関し、特にコイルスプールおよびコアの位置決め構造に特徴を有するものである。また、近接センサのコイルスプールおよびコアの組み立て方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高周波発振型の近接スイッチにおいては、検出距離に代表される検出特性の製品間のばらつきを規定値以下に小さくすることが必要である。検出特性のばらつきを小さくするために、製品の組み立て中に可変抵抗器等を用いて回路の調整が行われることが多いが、コイルスプール、コア、コイルケースのような検出コイル周辺の部材の位置のばらつきが小さければ回路の調整範囲を小さく、あるいは回路の調整を不要にすることができる。
【０００３】
ところで、コアはフェライトの粉体を成形した後に焼成して作られるが、焼成の際に１０〜２０％も収縮するのでその寸法精度を高めることが難しい。したがって、コアとコイルスプールや、コアとコイルケースの単なる嵌め合い構造で位置決めするのでは、余裕のある隙間嵌めとせざるをえないため、検出コイル周辺の部材の高精度な位置決めを達成することができない。また、検出コイル周辺の部材について、単に高精度の位置決めができるというだけでなく、組立作業性も良好であることが望ましい。近接スイッチの検出コイル周辺の部材の位置決めや組立作業性に関連する文献には以下のものがある。
【０００４】
実開昭６４−２１９３９号に記載の近接スイッチでは、ボビン（コイルスプール）とコアとの機械的結合を確実にするとともに作業性の良好な、かつボビンの変形の少ない取り付け装置を提供することを目的として、ボビンの筒部に弾性橋部を形成するとともに、この橋部の中間部にコアの芯部と弾性的に接触する突出部を形成している。しかし、図示された実施例では橋部の突出部とコアの芯部との接触が２点接触であるから、ボビンとコアとが同心となることを確保できず、さらにコアの軸に対してボビンの軸が傾くおそれがあった。また、軸方向の高精度な位置決めについての配慮がなされていなかった。
【０００５】
実開平３−９９３０５号には近接スイッチの組み立て方法として、平板上にコイルボビンの鍔面を置き、フェライト磁心（コア）を覆いかぶせることにより、コイルボビンの鍔面とフェライト磁心の端面とを同一面にする方法が記載されている。しかし、この方法では、コイルボビンとフェライト磁心との同心性を確保することができず、また体積を持たせた接着剤を硬化させることによる組み立てであるため生産性のよい方法とはいえなかった。
【０００６】
実開平１−１５２４３１号に記載の近接スイッチでは、コイルスプールの検出端側鍔部にはその径方向に延長されてなる延長部が形成され、コアの側脚部（周壁部）の端面には先の延長部の厚みに等しい段部が形成されることにより、コイルスプールの検出端側端面とコアの側脚部端面とを面一に位置決めしている。しかしこの構成では、コイルスプールとコアとの同心性およびコアとコイルケースとの同心性を確保することができなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上のいずれの従来技術においても、コア、コイルスプールおよびコイルケース相互の同心性の確保および軸方向の位置決めを同時に十分高精度に行うことができなかった。
【０００８】
本発明は、少なくともコアおよびコイルスプール相互の位置のばらつき、さらに好ましくはこれにコイルケースも含めた部材相互の位置のばらつきが小さいことによって、製品間の検出特性のばらつきが小さく、かつ組立作業性に優れた高周波発振型の近接センサ、およびそれに用いる検出端モジュール、ならびにそれに用いるコイルスプールおよびコアの組み立て方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による近接センサは、検知コイルと、検知コイルを共振回路要素とする発振回路を含む検知回路と、コイルスプールと、磁性体からなるコアと、コイルスプールおよびコアを収納し、検出側端部に底面部を有する筒状のコイルケースと、コイルケースと嵌め合わされ、検知回路を収納する本体ケースとを備える。コイルスプールは、検知コイルの導線が巻かれる中空筒状の巻き胴部と、巻き胴部の検出側端部に設けられた検出側鍔部と、巻き胴部の検知回路側端部に設けられた回路側鍔部とを備える。コアは、コイルスプールの巻き胴部に挿入される軸部と、コイルスプールおよび検知回路の間に位置する板状の基部とを備える。コイルスプールの巻き胴部は、その周上の半周を超える範囲に分布した３以上の箇所から中心に向かって突出し、コアの軸部とそれぞれ弾性的に接触してコイルスプールとコアの軸部とを同軸に位置決めするための突出部を備えるものである。
【００１０】
この発明によれば、コイルスプールの突出部とコアの軸部との弾性接触により、コイルスプールとコアとが同軸に位置決めされる。コイルスプール、コアおよび本体ケース（または本体ケースと嵌め合わされるコイルケース）相互がすべてばらつきなく位置決めされることが好ましいが、コイルスプールとコアとの同軸性は、これらと本体ケースとの位置関係よりも近接センサの検出特性に対する影響が大きいので、この同軸性が達成されるだけで製品間の検出特性のばらつきを相当小さな範囲に収めることができる。しかも弾性接触によりコイルスプールとコアとを組み合わせるだけで自ずと同軸性が達成され、かつ、その位置決め状態が最終的に樹脂で固めるまでの間も維持されるので、位置決め状態維持のための接着剤の塗布や硬化待ちの工程も不要であるので、組立作業性がよい。
【００１１】
ここでいう近接センサには、物体検出の有無に対応する２値信号を出力する近接スイッチのほか、物体検出の強さに対応するアナログ信号やこれを符号化したデジタル信号、あるいはこれに何らかの信号処理を施した結果の信号を出力するものを含む。物体検出の強さは、物体までの距離、物体の大きさ、物体の材質が変化すると変化する。
【００１２】
この近接センサにおいて、コイルスプールの突出部は、軸方向に沿って分散した位置においてコアの軸部に力を加える形状であることが好ましい。
【００１３】
ここで、軸方向に沿って分散した位置においてコアの軸部に力を加えるとは、コアの軸部に力を加える位置が、外力が加わったときにもコイルスプールに対するコアの軸部の傾きを抑止できるような位置に分散していればよく、力を加える位置の数が軸方向に沿って２以上の場合のほか、突出部の軸方向に沿ったある長さの部位の全体がコアの軸部に力を加える場合を含む。力を加える位置が突出部によって段違いになっていてもよい。いずれかの突出部が力を加えている場所は１箇所であるが、３以上の突出部の全体としてみれば軸方向に沿った異なる２以上の位置において軸部に力を加えているようにしてもよい。
【００１４】
この近接センサにおいて、コアは、検知コイルの外周を覆う周壁部をさらに備え、コイルスプールの検出側鍔部とコイルケースの筒状部分の内面とが嵌め合わされているようにすることができる。
【００１５】
コアに周壁部を備えた近接センサはシールドタイプとよばれるものである。この嵌め合いによりコイルスプールとコイルケースとの、中心軸と垂直方向の位置決めが達成される。「嵌め合わされている」というのは、位置決めができる程度に隙間が小さいか、または隙間がない状態で嵌め合わされていることを意味する。すでにコイルケースとコアとの同軸性は達成されているので、コアとコイルケースおよび本体ケースとの、軸と垂直方向にばらつきのない位置決めも達成される。
【００１６】
コイルスプールの検出側鍔部は、コイルケースとの嵌め合いにより位置決めができるのであれば、その一部が嵌め合いに寄与することで足りる。コイルケースの筒状部分が円筒状である場合は、検出側鍔部は円形であってもよいし、円形でなくてもよい。検出側鍔部が円形でない場合は、検出側鍔部の外接円と一致する部分がコイルケースの円筒状部分と嵌め合わされる。この場合、検出側鍔部の嵌め合いに寄与する部分は半周を超える範囲にわたる３以上の位置に分布している。
【００１７】
このような嵌め合いに寄与する部分の例は、コイルスプールの検出側鍔部の外周部から突出して設けられた腕部である。この場合、コアの周壁部は、腕部の厚みに相当する深さの凹部を有し、凹部に腕部が通されているようにすることができる。
【００１８】
この凹部は、コイルスプールに対するコアの軸方向の位置決め基準として、またはそれぞれの検出側端面を互いに同一面にしたコイルスプールとコアとの位置決めが大きくずれることを防止するストッパーとして作用することができる。
【００１９】
この発明による近接センサに用いられる検出端モジュールは、検知コイルと、検知コイルを共振回路要素とする発振回路を含む検知回路組立体と、検知コイルの導線が巻かれる中空筒状の巻き胴部、巻き胴部の検出側端部に設けられた検出側鍔部および巻き胴部の検知回路側端部に設けられた回路側鍔部を備えたコイルスプールと、巻き胴部に挿入される軸部ならびにコイルスプールおよび検知回路の間に位置する板状の基部を備えた磁性体からなるコアと、コイルスプールおよびコアを収納し、検出側端部に底面部を有する筒状のコイルケースとを一体化してなるものである。コイルスプールの巻き胴部は、その周上の半周を超える範囲に分布した３以上の箇所から中心に向かって突出し、コアの軸部とそれぞれ弾性的に接触してコイルスプールとコアの軸部とを同軸に位置決めするための突出部を備える。検知回路組立体は、発振回路の発振状態に応じた一定形態の信号を近接センサの物体検知信号として外部へと出力するように仕組まれている。
【００２０】
このような検出端モジュールによれば、コイルスプールとコアとの同軸性が高いから、それだけ回路における検出特性の調整の必要性が少なくなるので、これを用いると近接センサの回路構成を簡素化したり生産性を高めたりすることが可能となる。このような検出端モジュールは、近接センサを生産するための部品として、それ自体独立して流通させるのにも好適である。
【００２１】
この発明による近接センサに使用されるコイルスプールおよびコアは、基準面を有する台座と、台座を貫通して往復運動ができるパイロットピンとを用いて、次のような工程により組み立てることができる。第１の工程では、コイルスプールの検出側鍔部が台座の基準面に向かうようにして、コイルスプールの巻き胴部に台座から突出したパイロットピンを挿入する。第２の工程では、コイルスプールの検出側鍔部を台座の基準面に当てながらパイロットピンをコイルスプールから引き抜きつつ、パイロットピンと入れ替えにコアの軸部をコイルスプールに挿入する。第３の工程では、コアの検出側端面を台座の基準面に当てることによりコイルスプールとコアとの相対位置を決める。
【００２２】
この方法によれば、コイルスプールの端面とコアの端面とを容易に同一面にして組み立てることができる。また、パイロットピンを用いているので、コアの軸部が欠けたり削れたりすることなく容易にコイルスプールに挿入することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態である円柱状近接センサ１００の断面を示す。検知コイル１は、その導線が検知回路組立体２の基板に実装された検知回路に接続されている。検知回路は、検知コイル１を共振回路要素とする発振回路を含んでいる。検知コイル１は、コイルスプール３に巻かれている。検知コイル１およびコイルスプール３は、検出側（図の左側）を除きコア４に囲まれている。すなわちこの近接センサ１００は、検知コイル１の周側面をもコア４が覆うシールドタイプである。検知コイル１、コイルスプール３およびコア４は、樹脂の成型品である有底円筒状のコイルケース５に収納されて、これらの検出側がコイルケース５の底面部５１に覆われている。またコイルケース５の底面部５１側の外周には、断面Ｌ字状の金属製のリング５２が設けられている。コイルケース５は、金属製で外周部にねじが形成された本体ケース６に圧入されており、リング５２が本体ケース６の検出側端面に突き当てられている。
【００２４】
この近接センサ１００では、検知回路組立体２はそこに実装された発振回路の発振状態に応じた一定形態の信号を物体検知信号として出力するものであり、その物体検知信号を受けて適当な形態の出力信号に変換し近接センサの外部に出力する出力回路組立体７が検知回路組立体２とは別の実装基板を用いて設けられている。検知回路組立体２と出力回路組立体７との間はフレキシブル基板８により電気的に接続されている。出力回路組立体７は、本体ケース６に圧入されるコードクランプ９に挟まれて支持されている。出力回路組立体７の一部はコードクランプ９から外方に突出し、そこにコード１０の導線がはんだ付けされている。このはんだ付け部は、それを埋め込むように樹脂成型で形成されるプロテクタ１１により保護されている。本体ケース６内部の空洞部分には樹脂が充填されている。
【００２５】
コイルケース５と、その中に収納される検知コイル１、コイルスプール３およびコア４と、検知回路組立体２とは、検知回路組立体２にフレキシブル基板８が接続される前に、コイルケース５の内部が一次注型樹脂で固められることにより一体化されて検出端モジュールをなしている。ところで、検知コイル１に高周波発振電流が流れると周囲に交流磁界が発生し、これによってコイルケース５のリング５２に渦電流が発生する。この渦電流による磁界がリング５２の外側における検知コイル１による磁界を打ち消すので、もはや本体ケース６には渦電流がほとんど生じない。そのため、本体ケース６を装着する前後で検出特性がほとんど変化しない。したがって、この検出端モジュールは、本体ケース６に未装着の状態で最終的な検出特性の調整を行うことが可能である。このような特徴のために、この検出端モジュールは独立した中間製品として流通させることにも適している。
【００２６】
検出端モジュールができた後の組み立て手順を簡単に説明する。検知回路組立体２にフレキシブル基板８を介して出力回路組立体７を接続し、コイルケース５を本体ケース６に圧入し、コードクランプ９を本体ケース６に圧入するとともに出力回路組立体７をコードクランプに通して熱カシメにより固定する。ここまでの組み立てができた段階で、コードクランプ９に設けられた孔から本体ケース内の空洞部分に樹脂を充填して硬化させる。その後、コード１０のはんだ付けとプロテクタ１１の成型を行って、近接センサ１００が完成する。
【００２７】
図２はコイルスプール３の斜視図、図３はその切断斜視図である。コイルスプール３は、検知コイル１の導線が巻かれる円筒状の巻き胴部３１と、巻き胴部３１の検出側端部に設けられた検出側鍔部３２と、巻き胴部３１の検知回路側端部に設けられた回路側鍔部３３とを備えている。回路側鍔部３３には回路固定ピン３４が設けられており、検知回路組立体の基板が回路固定ピン３４にはんだ付けにより固定される。コイルスプール３の全体は、金属の回路固定ピン３４がインサート成型されるほかは、樹脂で一体成型される。
【００２８】
巻き胴部３１には、検知コイル１の導線を整列して巻き始めるための溝が刻まれている。また、巻き胴部３１の周上の等間隔の３箇所からは、それぞれコイルスプール３の中心軸に向かって突出した突出部３５が設けられている。各突出部３５は、コイルスプール３の軸方向中央付近より検出側の部分３５ａでは内側に湾曲して突き出した曲面壁状であり、その検出側の端は拘束されない自由端３５ｂとされて突出部３５（特にその検出側部分３５ａ）が弾性変形しやすくなっている。各突出部３５は、コイルスプール３の軸方向中央付近より回路側の部分３５ｃではコイルスプール３の中心軸に対して傾斜した斜面を形成して、突出部３５の検出側部分３５ａと円筒状をなすその他の巻き胴部３１の内面とを接続している。
【００２９】
検出側鍔部３３の外周部からは等間隔の４つの方向に腕部３６が突出して設けられている。各腕部３６の先端に外接する円の中心はコイルスプール３の中心軸（巻き胴部３１の中心軸、すなわち検知コイル１の中心軸）上にある。
【００３０】
図４はコア４の斜視図である。コア４は、コイルスプール３の巻き胴部３１に挿入される軸部４１と、コイルスプール３と検知回路組立体２との間に位置する板状の基部４２と、検知コイル１の外周を覆う２つの周壁部４３とを備えており、材質はフェライトである。軸部４１の端面と周壁部４３の端面とは同一面とされている。周壁部４３の検出側端部には、コイルスプール３の腕部３６を通すための凹部４４が設けられている。
【００３１】
図５はコイルスプール３とコア４とを組み合わせた状態を示す。これらを組み合わせる前に、コイルスプール３には導線が巻かれて検知コイル１が形成されている。コア４の軸部４１がコイルスプール３に挿入され、コア４の２つの周壁部４３の間の２箇所の間隙とそれに対応する基部４２のくぼみ部分からコイルスプール３の回路固定ピン３４が出ている。
【００３２】
ところで、コイルスプール３の３つの突出部３５に内接する円は、コイルスプール３の中心軸と同心であって、その直径は、コイルスプール３の軸方向中央付近よりも検出側の部分３５ａにおいて、コア４の軸部４１の直径よりやや小さくされており、一方コイルスプール３の軸方向中央付近から回路側の部分３５ｃ（斜面部分）では、回路側に向かって、３つの突出部３５に内接する円の直径はコア４の軸部４１の直径より大きな直径にいたるまで次第に大きくなっている。したがってコア４の軸部４１はコイルスプール３の突出部３５を外側に弾性変形させて圧入状態となっており、突出部３５は等間隔の３方向から軸部４１に均等に力を加えるので、コイルスプール３とコア４とは同軸に位置決めされる。しかも突出部３５は、コイルスプール３の軸方向中央付近から検出側の部分３５ａ全体で軸部４１に力を加えるので、コイルスプール３の軸とコア４の軸とが互いに傾くことがない。
【００３３】
コイルスプール３の検出側端面とコア４の周壁部４３の検出側端面とは同一面となるように組み立てられている。また、周壁部４３の凹部４４の深さは、コイルスプール３の腕部３６の厚みと同じか、それよりわずかに大きくなるようにされているので、コイルスプール３とコア４とを組み合わせた後、これらを樹脂で固める前に外部から不用意な力が加わったとしても、コイルスプール３がコア４に対して回路側に入り込んでしまうことがない。
【００３４】
なお、検出側鍔部３２の検出側端面と周壁部４３の検出側端面とを同一面にするように軸方向の位置決めをするのでなく、腕部３６と凹部４４とを接触させることによって軸方向の位置決めをするようにすることも可能である。
【００３５】
図６は、コイルスプール３およびコア４をコイルケース５に収納した状態を、コイルケース５の底面部５１を除去して示したものである。コイルスプール３の４つの腕部３６の先端がコイルケース５の円筒部内面と嵌め合わされている。コイルスプール３の検出側端面およびコア４の検出側端面はコイルケース５の底面部５１の内面に突き当てられている。
【００３６】
以上説明した構成により、本体ケース６、コイルケース５、コイルスプール３、コア４の各部材が互いに高精度に位置決めされる。すなわち、本体ケース６に対してコイルケース５は、圧入によって同軸とされ、本体ケース６の検出側端面とコイルケース５のリング５２との突き当てにより軸方向に位置決めされる。コイルケース５に対してコイルスプール３は、コイルケース５の内面と腕部３６との嵌め合いによって同軸とされ、コイルスプール３の検出側端面と底面部５１との突き当てにより軸方向に位置決めされる。コイルスプール３に対してコア４は、３つの突出部３５が軸部４１に３方向から弾性変形しつつ接触することにより同軸とされ、両部材の検出側端面が同一面となるように組み立てられることにより軸方向に位置決めされている。
【００３７】
図７を参照して、コイルスプール３とコア４との組み立て方法を具体的に説明する。この組み立てには、上面を基準平面７２とする台座７１と、台座７１に設けられた孔を貫通し台座７１の基準面７２に対して垂直方向（上下方向）に往復運動するパイロットピン７３が用いられる。パイロットピン７３の直径はコア４の軸部４１の直径よりもわずかに大きくなっている。図７（１）に示すように、まずコイルスプール３の検出側鍔部３２が台座７１の基準面７２に向かうようにして、コイルスプール３の巻き胴部３１に台座７１から突出したパイロットピン７３を挿入する。
【００３８】
次に図７（２）に示すように、コア４を真空チャック７４で保持してコイルスプール３の上方に配置する。そしてパイロットピン７３を引き下げてコイルスプール３から引き抜きつつ、パイロットピン７３と入れ替えにコア４の軸部４１をコイルスプール３に挿入する。このようにすれば、コア４の軸部４１の直径よりも大きな直径のパイロットピン７３がすでにコイルスプール３の３つの突出部３５を押し広げているので、軸部４１が突出部３５をさらに押し広げる必要がない。したがって挿入の際に軸部４１が欠けたり軸部４１の表面が削られて粉が発生したりすることがない。またコイルスプール３の突出部３５の斜面部分は軸部４１の挿入を案内する。
【００３９】
図７（３）はコア４を真空チャック７４で保持した状態での挿入が完了した状態を示す。パイロットピン７３の先端は基準面７２と同じ高さかそれより下まで下げられており、コア４はまだ台座７１の基準面７２に接触しておらずコア４の検出側端面（下端）と基準面７２との間には隙間がある。これは、コア４が基準面７２に衝突して破損するのを防止するためである。ここで真空チャック７４をコア４から取り外して図７（４）の状態とし、最後に図７（５）に示すようにプッシャー７５でコア４の周壁部４３の端面が基準面７２に当たるまでコア４をコイルスプール３に押し込むことにより、コイルスプール３の端面とコア４の端面とを同一面とする。プッシャー７５がコア４を押す力はプッシャー７５に備えられたばね７６によりコア４が破損しない程度の力に制御されている。このばね７６の強さ（プッシャー７５の押す力）は複数種類が用意されており、対象とするコイルスプール３およびコア４の大きさ等に合わせて最適なものが選択される。以上の工程により、高精度に位置決めされたコイルスプール３およびコア４の組立体が得られる。
【００４０】
次に、非シールドタイプの近接センサの実施形態について説明する。図８は非シールドタイプの近接センサ２００の検知コイル周辺の部材の配置を示す。検知コイル１０１、コイルスプール１０３、コア１０４、コイルケース１０５、リング１５２、本体ケース１０６が示されている。図１に示したシールドタイプの近接センサと異なる、非シールドタイプの近接センサの特徴として、コア１０４が検知コイル１０１の外周を覆っていない（コアの周壁部がない）こと、およびコイルケース１０５の検知コイル１０１やコア１０４を収納する部分が本体ケース１０６から突出していることがあげられる。
【００４１】
図９はコイルスプール１０３の斜視図である。図２のコイルスプール３と同様、巻き胴部１３１、検出側鍔部１３２、回路側鍔部１３３および回路固定ピン１３４からなり、巻き胴部１３１に突出部１３５が設けられている。しかし図２の場合と異なり、コイルスプール１０３には検出側鍔部１３２に腕部がなく、回路側鍔部１３３の外周部の３箇所に凸部１３６が設けられている。凸部１３６の先端に外接する円の直径がコイルスプール１０３の最大径となっており、凸部１３６がコイルケース１０５の円筒部分の内面と嵌め合わされる。検出側鍔部１３２の直径は凸部１３６がなす最大径よりも小さい。
【００４２】
図１０はコア１０４の斜視図である。図４のコア４と同様、軸部１４１と基部１４２とを備えるが、周壁部は設けられていない。
【００４３】
図１１はコイルスプール１０３とコア１０４とを組み合わせた状態を示す。コイルスプール１０３の凸部１３６を除いた回路側鍔部１３３の直径とコア１０４の基部１４２の直径とがほぼ等しくなっている。図５について説明したのと同様、コイルスプール１０３とコア１０４とは同軸に位置決めされ、コイルスプール１０３の軸とコア１０４の軸とが互いに傾くこともない。コイルスプール１０３の検出側端面とコア１０４の軸部１４１の端面とは同一面となるように組み立てられている。
【００４４】
図１２は、コイルスプール１０３およびコア１０４をコイルケース１０５に収納した状態を、コイルケース１０５の底面部１５１を除去して示したものである。この図では見えないが、コイルスプール１０３の３つの凸部１３６がコイルケース１０５の内面と嵌め合わされている。コイルスプール１０３の検出側端面およびコア１０４の検出側端面はコイルケース１０５の底面部１５１の内面に突き当てられている。図示されるように、検出側鍔部１３２の外周とコイルケース１０５の内面との間には隙間があるので、コイルスプール１０３およびコア１０４をコイルケース１０５に挿入することが容易である。また、凸部１３６以外の部分の回路側鍔部１３３の外周とコイルケース１０５の内面との間にも隙間があり、一次注型の樹脂はこの隙間を通って検出端側に流れることができる。
【００４５】
コイルスプール１０３とコア１０４との組み立てにも図６と同様の装置が用いられる。ただし、コア１０４には周壁部がないので周壁部の先端を基準面７２に当てることができないため、図７（３）、（４）、（５）の状態においてパイロットピン７３の端面の高さを基準面７２の高さと同一にしておき、図７（５）のときに軸部１４１の先端をパイロットピンの先端に当てて軸方向の位置決めを行う。
【００４６】
【発明の効果】
この発明によれば、コイルスプールとコアとが同軸になるよう位置決めされ、しかもその組立作業性が良好である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態である近接センサの断面図である。
【図２】 コイルスプールの斜視図である。
【図３】 コイルスプールの断面斜視図である。
【図４】 コアの斜視図である。
【図５】 コイルスプールとコアとを組み合わせた状態の斜視図である。
【図６】 コイルスプールおよびコアをコイルケースに収納した状態をコイルケースの底面部を除去して示す図である。
【図７】 コイルスプールとコアとの組み立て方法を示す図である。
【図８】 本発明の他の実施形態である近接センサの検知コイル周辺の部材の配置を示す図である。
【図９】 コイルスプールの斜視図である。
【図１０】 コアの斜視図である。
【図１１】 コイルスプールとコアとを組み合わせた状態である。
【図１２】 コイルスプールおよびコアをコイルケースに収納した状態をコイルケースの底面部を除去して示す図である。
【符号の説明】
１ 検知コイル
２ 検知回路組立体
３ コイルスプール
４ コア
５ コイルケース
６ 本体ケース
７ 出力回路組立体
８ フレキシブル基板
９ コードクランプ
１０ コード
１１ プロテクタ
３１ 巻き胴部
３２ 検出側鍔部
３３ 回路側鍔部
３４ 回路固定ピン
３５ 突出部
３６ 腕部
４１ 軸部
４２ 基部
４３ 周壁部
４４ 凹部
５１ 底面部
５２ リング
７１ 台座
７２ 基準面
７３ パイロットピン
７４ 真空チャック
７５ プッシャー
７６ ばね
１００ シールドタイプの近接センサ
１０１ 検知コイル
１０２ 検知回路組立体
１０３ コイルスプール
１０４ コア
１０５ コイルケース
１０６ 本体ケース
１３１ 巻き胴部
１３２ 検出側鍔部
１３３ 回路側鍔部
１３４ 回路固定ピン
１３５ 突出部
１３６ 凸部
１４１ 軸部
１４２ 基部
１５１ 底面部
１５２ リング
２００ 非シールドタイプの近接センサ
【発明の属する技術分野】
この発明は高周波発振型の近接センサに関し、特にコイルスプールおよびコアの位置決め構造に特徴を有するものである。また、近接センサのコイルスプールおよびコアの組み立て方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高周波発振型の近接スイッチにおいては、検出距離に代表される検出特性の製品間のばらつきを規定値以下に小さくすることが必要である。検出特性のばらつきを小さくするために、製品の組み立て中に可変抵抗器等を用いて回路の調整が行われることが多いが、コイルスプール、コア、コイルケースのような検出コイル周辺の部材の位置のばらつきが小さければ回路の調整範囲を小さく、あるいは回路の調整を不要にすることができる。
【０００３】
ところで、コアはフェライトの粉体を成形した後に焼成して作られるが、焼成の際に１０〜２０％も収縮するのでその寸法精度を高めることが難しい。したがって、コアとコイルスプールや、コアとコイルケースの単なる嵌め合い構造で位置決めするのでは、余裕のある隙間嵌めとせざるをえないため、検出コイル周辺の部材の高精度な位置決めを達成することができない。また、検出コイル周辺の部材について、単に高精度の位置決めができるというだけでなく、組立作業性も良好であることが望ましい。近接スイッチの検出コイル周辺の部材の位置決めや組立作業性に関連する文献には以下のものがある。
【０００４】
実開昭６４−２１９３９号に記載の近接スイッチでは、ボビン（コイルスプール）とコアとの機械的結合を確実にするとともに作業性の良好な、かつボビンの変形の少ない取り付け装置を提供することを目的として、ボビンの筒部に弾性橋部を形成するとともに、この橋部の中間部にコアの芯部と弾性的に接触する突出部を形成している。しかし、図示された実施例では橋部の突出部とコアの芯部との接触が２点接触であるから、ボビンとコアとが同心となることを確保できず、さらにコアの軸に対してボビンの軸が傾くおそれがあった。また、軸方向の高精度な位置決めについての配慮がなされていなかった。
【０００５】
実開平３−９９３０５号には近接スイッチの組み立て方法として、平板上にコイルボビンの鍔面を置き、フェライト磁心（コア）を覆いかぶせることにより、コイルボビンの鍔面とフェライト磁心の端面とを同一面にする方法が記載されている。しかし、この方法では、コイルボビンとフェライト磁心との同心性を確保することができず、また体積を持たせた接着剤を硬化させることによる組み立てであるため生産性のよい方法とはいえなかった。
【０００６】
実開平１−１５２４３１号に記載の近接スイッチでは、コイルスプールの検出端側鍔部にはその径方向に延長されてなる延長部が形成され、コアの側脚部（周壁部）の端面には先の延長部の厚みに等しい段部が形成されることにより、コイルスプールの検出端側端面とコアの側脚部端面とを面一に位置決めしている。しかしこの構成では、コイルスプールとコアとの同心性およびコアとコイルケースとの同心性を確保することができなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上のいずれの従来技術においても、コア、コイルスプールおよびコイルケース相互の同心性の確保および軸方向の位置決めを同時に十分高精度に行うことができなかった。
【０００８】
本発明は、少なくともコアおよびコイルスプール相互の位置のばらつき、さらに好ましくはこれにコイルケースも含めた部材相互の位置のばらつきが小さいことによって、製品間の検出特性のばらつきが小さく、かつ組立作業性に優れた高周波発振型の近接センサ、およびそれに用いる検出端モジュール、ならびにそれに用いるコイルスプールおよびコアの組み立て方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による近接センサは、検知コイルと、検知コイルを共振回路要素とする発振回路を含む検知回路と、コイルスプールと、磁性体からなるコアと、コイルスプールおよびコアを収納し、検出側端部に底面部を有する筒状のコイルケースと、コイルケースと嵌め合わされ、検知回路を収納する本体ケースとを備える。コイルスプールは、検知コイルの導線が巻かれる中空筒状の巻き胴部と、巻き胴部の検出側端部に設けられた検出側鍔部と、巻き胴部の検知回路側端部に設けられた回路側鍔部とを備える。コアは、コイルスプールの巻き胴部に挿入される軸部と、コイルスプールおよび検知回路の間に位置する板状の基部とを備える。コイルスプールの巻き胴部は、その周上の半周を超える範囲に分布した３以上の箇所から中心に向かって突出し、コアの軸部とそれぞれ弾性的に接触してコイルスプールとコアの軸部とを同軸に位置決めするための突出部を備えるものである。
【００１０】
この発明によれば、コイルスプールの突出部とコアの軸部との弾性接触により、コイルスプールとコアとが同軸に位置決めされる。コイルスプール、コアおよび本体ケース（または本体ケースと嵌め合わされるコイルケース）相互がすべてばらつきなく位置決めされることが好ましいが、コイルスプールとコアとの同軸性は、これらと本体ケースとの位置関係よりも近接センサの検出特性に対する影響が大きいので、この同軸性が達成されるだけで製品間の検出特性のばらつきを相当小さな範囲に収めることができる。しかも弾性接触によりコイルスプールとコアとを組み合わせるだけで自ずと同軸性が達成され、かつ、その位置決め状態が最終的に樹脂で固めるまでの間も維持されるので、位置決め状態維持のための接着剤の塗布や硬化待ちの工程も不要であるので、組立作業性がよい。
【００１１】
ここでいう近接センサには、物体検出の有無に対応する２値信号を出力する近接スイッチのほか、物体検出の強さに対応するアナログ信号やこれを符号化したデジタル信号、あるいはこれに何らかの信号処理を施した結果の信号を出力するものを含む。物体検出の強さは、物体までの距離、物体の大きさ、物体の材質が変化すると変化する。
【００１２】
この近接センサにおいて、コイルスプールの突出部は、軸方向に沿って分散した位置においてコアの軸部に力を加える形状であることが好ましい。
【００１３】
ここで、軸方向に沿って分散した位置においてコアの軸部に力を加えるとは、コアの軸部に力を加える位置が、外力が加わったときにもコイルスプールに対するコアの軸部の傾きを抑止できるような位置に分散していればよく、力を加える位置の数が軸方向に沿って２以上の場合のほか、突出部の軸方向に沿ったある長さの部位の全体がコアの軸部に力を加える場合を含む。力を加える位置が突出部によって段違いになっていてもよい。いずれかの突出部が力を加えている場所は１箇所であるが、３以上の突出部の全体としてみれば軸方向に沿った異なる２以上の位置において軸部に力を加えているようにしてもよい。
【００１４】
この近接センサにおいて、コアは、検知コイルの外周を覆う周壁部をさらに備え、コイルスプールの検出側鍔部とコイルケースの筒状部分の内面とが嵌め合わされているようにすることができる。
【００１５】
コアに周壁部を備えた近接センサはシールドタイプとよばれるものである。この嵌め合いによりコイルスプールとコイルケースとの、中心軸と垂直方向の位置決めが達成される。「嵌め合わされている」というのは、位置決めができる程度に隙間が小さいか、または隙間がない状態で嵌め合わされていることを意味する。すでにコイルケースとコアとの同軸性は達成されているので、コアとコイルケースおよび本体ケースとの、軸と垂直方向にばらつきのない位置決めも達成される。
【００１６】
コイルスプールの検出側鍔部は、コイルケースとの嵌め合いにより位置決めができるのであれば、その一部が嵌め合いに寄与することで足りる。コイルケースの筒状部分が円筒状である場合は、検出側鍔部は円形であってもよいし、円形でなくてもよい。検出側鍔部が円形でない場合は、検出側鍔部の外接円と一致する部分がコイルケースの円筒状部分と嵌め合わされる。この場合、検出側鍔部の嵌め合いに寄与する部分は半周を超える範囲にわたる３以上の位置に分布している。
【００１７】
このような嵌め合いに寄与する部分の例は、コイルスプールの検出側鍔部の外周部から突出して設けられた腕部である。この場合、コアの周壁部は、腕部の厚みに相当する深さの凹部を有し、凹部に腕部が通されているようにすることができる。
【００１８】
この凹部は、コイルスプールに対するコアの軸方向の位置決め基準として、またはそれぞれの検出側端面を互いに同一面にしたコイルスプールとコアとの位置決めが大きくずれることを防止するストッパーとして作用することができる。
【００１９】
この発明による近接センサに用いられる検出端モジュールは、検知コイルと、検知コイルを共振回路要素とする発振回路を含む検知回路組立体と、検知コイルの導線が巻かれる中空筒状の巻き胴部、巻き胴部の検出側端部に設けられた検出側鍔部および巻き胴部の検知回路側端部に設けられた回路側鍔部を備えたコイルスプールと、巻き胴部に挿入される軸部ならびにコイルスプールおよび検知回路の間に位置する板状の基部を備えた磁性体からなるコアと、コイルスプールおよびコアを収納し、検出側端部に底面部を有する筒状のコイルケースとを一体化してなるものである。コイルスプールの巻き胴部は、その周上の半周を超える範囲に分布した３以上の箇所から中心に向かって突出し、コアの軸部とそれぞれ弾性的に接触してコイルスプールとコアの軸部とを同軸に位置決めするための突出部を備える。検知回路組立体は、発振回路の発振状態に応じた一定形態の信号を近接センサの物体検知信号として外部へと出力するように仕組まれている。
【００２０】
このような検出端モジュールによれば、コイルスプールとコアとの同軸性が高いから、それだけ回路における検出特性の調整の必要性が少なくなるので、これを用いると近接センサの回路構成を簡素化したり生産性を高めたりすることが可能となる。このような検出端モジュールは、近接センサを生産するための部品として、それ自体独立して流通させるのにも好適である。
【００２１】
この発明による近接センサに使用されるコイルスプールおよびコアは、基準面を有する台座と、台座を貫通して往復運動ができるパイロットピンとを用いて、次のような工程により組み立てることができる。第１の工程では、コイルスプールの検出側鍔部が台座の基準面に向かうようにして、コイルスプールの巻き胴部に台座から突出したパイロットピンを挿入する。第２の工程では、コイルスプールの検出側鍔部を台座の基準面に当てながらパイロットピンをコイルスプールから引き抜きつつ、パイロットピンと入れ替えにコアの軸部をコイルスプールに挿入する。第３の工程では、コアの検出側端面を台座の基準面に当てることによりコイルスプールとコアとの相対位置を決める。
【００２２】
この方法によれば、コイルスプールの端面とコアの端面とを容易に同一面にして組み立てることができる。また、パイロットピンを用いているので、コアの軸部が欠けたり削れたりすることなく容易にコイルスプールに挿入することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態である円柱状近接センサ１００の断面を示す。検知コイル１は、その導線が検知回路組立体２の基板に実装された検知回路に接続されている。検知回路は、検知コイル１を共振回路要素とする発振回路を含んでいる。検知コイル１は、コイルスプール３に巻かれている。検知コイル１およびコイルスプール３は、検出側（図の左側）を除きコア４に囲まれている。すなわちこの近接センサ１００は、検知コイル１の周側面をもコア４が覆うシールドタイプである。検知コイル１、コイルスプール３およびコア４は、樹脂の成型品である有底円筒状のコイルケース５に収納されて、これらの検出側がコイルケース５の底面部５１に覆われている。またコイルケース５の底面部５１側の外周には、断面Ｌ字状の金属製のリング５２が設けられている。コイルケース５は、金属製で外周部にねじが形成された本体ケース６に圧入されており、リング５２が本体ケース６の検出側端面に突き当てられている。
【００２４】
この近接センサ１００では、検知回路組立体２はそこに実装された発振回路の発振状態に応じた一定形態の信号を物体検知信号として出力するものであり、その物体検知信号を受けて適当な形態の出力信号に変換し近接センサの外部に出力する出力回路組立体７が検知回路組立体２とは別の実装基板を用いて設けられている。検知回路組立体２と出力回路組立体７との間はフレキシブル基板８により電気的に接続されている。出力回路組立体７は、本体ケース６に圧入されるコードクランプ９に挟まれて支持されている。出力回路組立体７の一部はコードクランプ９から外方に突出し、そこにコード１０の導線がはんだ付けされている。このはんだ付け部は、それを埋め込むように樹脂成型で形成されるプロテクタ１１により保護されている。本体ケース６内部の空洞部分には樹脂が充填されている。
【００２５】
コイルケース５と、その中に収納される検知コイル１、コイルスプール３およびコア４と、検知回路組立体２とは、検知回路組立体２にフレキシブル基板８が接続される前に、コイルケース５の内部が一次注型樹脂で固められることにより一体化されて検出端モジュールをなしている。ところで、検知コイル１に高周波発振電流が流れると周囲に交流磁界が発生し、これによってコイルケース５のリング５２に渦電流が発生する。この渦電流による磁界がリング５２の外側における検知コイル１による磁界を打ち消すので、もはや本体ケース６には渦電流がほとんど生じない。そのため、本体ケース６を装着する前後で検出特性がほとんど変化しない。したがって、この検出端モジュールは、本体ケース６に未装着の状態で最終的な検出特性の調整を行うことが可能である。このような特徴のために、この検出端モジュールは独立した中間製品として流通させることにも適している。
【００２６】
検出端モジュールができた後の組み立て手順を簡単に説明する。検知回路組立体２にフレキシブル基板８を介して出力回路組立体７を接続し、コイルケース５を本体ケース６に圧入し、コードクランプ９を本体ケース６に圧入するとともに出力回路組立体７をコードクランプに通して熱カシメにより固定する。ここまでの組み立てができた段階で、コードクランプ９に設けられた孔から本体ケース内の空洞部分に樹脂を充填して硬化させる。その後、コード１０のはんだ付けとプロテクタ１１の成型を行って、近接センサ１００が完成する。
【００２７】
図２はコイルスプール３の斜視図、図３はその切断斜視図である。コイルスプール３は、検知コイル１の導線が巻かれる円筒状の巻き胴部３１と、巻き胴部３１の検出側端部に設けられた検出側鍔部３２と、巻き胴部３１の検知回路側端部に設けられた回路側鍔部３３とを備えている。回路側鍔部３３には回路固定ピン３４が設けられており、検知回路組立体の基板が回路固定ピン３４にはんだ付けにより固定される。コイルスプール３の全体は、金属の回路固定ピン３４がインサート成型されるほかは、樹脂で一体成型される。
【００２８】
巻き胴部３１には、検知コイル１の導線を整列して巻き始めるための溝が刻まれている。また、巻き胴部３１の周上の等間隔の３箇所からは、それぞれコイルスプール３の中心軸に向かって突出した突出部３５が設けられている。各突出部３５は、コイルスプール３の軸方向中央付近より検出側の部分３５ａでは内側に湾曲して突き出した曲面壁状であり、その検出側の端は拘束されない自由端３５ｂとされて突出部３５（特にその検出側部分３５ａ）が弾性変形しやすくなっている。各突出部３５は、コイルスプール３の軸方向中央付近より回路側の部分３５ｃではコイルスプール３の中心軸に対して傾斜した斜面を形成して、突出部３５の検出側部分３５ａと円筒状をなすその他の巻き胴部３１の内面とを接続している。
【００２９】
検出側鍔部３３の外周部からは等間隔の４つの方向に腕部３６が突出して設けられている。各腕部３６の先端に外接する円の中心はコイルスプール３の中心軸（巻き胴部３１の中心軸、すなわち検知コイル１の中心軸）上にある。
【００３０】
図４はコア４の斜視図である。コア４は、コイルスプール３の巻き胴部３１に挿入される軸部４１と、コイルスプール３と検知回路組立体２との間に位置する板状の基部４２と、検知コイル１の外周を覆う２つの周壁部４３とを備えており、材質はフェライトである。軸部４１の端面と周壁部４３の端面とは同一面とされている。周壁部４３の検出側端部には、コイルスプール３の腕部３６を通すための凹部４４が設けられている。
【００３１】
図５はコイルスプール３とコア４とを組み合わせた状態を示す。これらを組み合わせる前に、コイルスプール３には導線が巻かれて検知コイル１が形成されている。コア４の軸部４１がコイルスプール３に挿入され、コア４の２つの周壁部４３の間の２箇所の間隙とそれに対応する基部４２のくぼみ部分からコイルスプール３の回路固定ピン３４が出ている。
【００３２】
ところで、コイルスプール３の３つの突出部３５に内接する円は、コイルスプール３の中心軸と同心であって、その直径は、コイルスプール３の軸方向中央付近よりも検出側の部分３５ａにおいて、コア４の軸部４１の直径よりやや小さくされており、一方コイルスプール３の軸方向中央付近から回路側の部分３５ｃ（斜面部分）では、回路側に向かって、３つの突出部３５に内接する円の直径はコア４の軸部４１の直径より大きな直径にいたるまで次第に大きくなっている。したがってコア４の軸部４１はコイルスプール３の突出部３５を外側に弾性変形させて圧入状態となっており、突出部３５は等間隔の３方向から軸部４１に均等に力を加えるので、コイルスプール３とコア４とは同軸に位置決めされる。しかも突出部３５は、コイルスプール３の軸方向中央付近から検出側の部分３５ａ全体で軸部４１に力を加えるので、コイルスプール３の軸とコア４の軸とが互いに傾くことがない。
【００３３】
コイルスプール３の検出側端面とコア４の周壁部４３の検出側端面とは同一面となるように組み立てられている。また、周壁部４３の凹部４４の深さは、コイルスプール３の腕部３６の厚みと同じか、それよりわずかに大きくなるようにされているので、コイルスプール３とコア４とを組み合わせた後、これらを樹脂で固める前に外部から不用意な力が加わったとしても、コイルスプール３がコア４に対して回路側に入り込んでしまうことがない。
【００３４】
なお、検出側鍔部３２の検出側端面と周壁部４３の検出側端面とを同一面にするように軸方向の位置決めをするのでなく、腕部３６と凹部４４とを接触させることによって軸方向の位置決めをするようにすることも可能である。
【００３５】
図６は、コイルスプール３およびコア４をコイルケース５に収納した状態を、コイルケース５の底面部５１を除去して示したものである。コイルスプール３の４つの腕部３６の先端がコイルケース５の円筒部内面と嵌め合わされている。コイルスプール３の検出側端面およびコア４の検出側端面はコイルケース５の底面部５１の内面に突き当てられている。
【００３６】
以上説明した構成により、本体ケース６、コイルケース５、コイルスプール３、コア４の各部材が互いに高精度に位置決めされる。すなわち、本体ケース６に対してコイルケース５は、圧入によって同軸とされ、本体ケース６の検出側端面とコイルケース５のリング５２との突き当てにより軸方向に位置決めされる。コイルケース５に対してコイルスプール３は、コイルケース５の内面と腕部３６との嵌め合いによって同軸とされ、コイルスプール３の検出側端面と底面部５１との突き当てにより軸方向に位置決めされる。コイルスプール３に対してコア４は、３つの突出部３５が軸部４１に３方向から弾性変形しつつ接触することにより同軸とされ、両部材の検出側端面が同一面となるように組み立てられることにより軸方向に位置決めされている。
【００３７】
図７を参照して、コイルスプール３とコア４との組み立て方法を具体的に説明する。この組み立てには、上面を基準平面７２とする台座７１と、台座７１に設けられた孔を貫通し台座７１の基準面７２に対して垂直方向（上下方向）に往復運動するパイロットピン７３が用いられる。パイロットピン７３の直径はコア４の軸部４１の直径よりもわずかに大きくなっている。図７（１）に示すように、まずコイルスプール３の検出側鍔部３２が台座７１の基準面７２に向かうようにして、コイルスプール３の巻き胴部３１に台座７１から突出したパイロットピン７３を挿入する。
【００３８】
次に図７（２）に示すように、コア４を真空チャック７４で保持してコイルスプール３の上方に配置する。そしてパイロットピン７３を引き下げてコイルスプール３から引き抜きつつ、パイロットピン７３と入れ替えにコア４の軸部４１をコイルスプール３に挿入する。このようにすれば、コア４の軸部４１の直径よりも大きな直径のパイロットピン７３がすでにコイルスプール３の３つの突出部３５を押し広げているので、軸部４１が突出部３５をさらに押し広げる必要がない。したがって挿入の際に軸部４１が欠けたり軸部４１の表面が削られて粉が発生したりすることがない。またコイルスプール３の突出部３５の斜面部分は軸部４１の挿入を案内する。
【００３９】
図７（３）はコア４を真空チャック７４で保持した状態での挿入が完了した状態を示す。パイロットピン７３の先端は基準面７２と同じ高さかそれより下まで下げられており、コア４はまだ台座７１の基準面７２に接触しておらずコア４の検出側端面（下端）と基準面７２との間には隙間がある。これは、コア４が基準面７２に衝突して破損するのを防止するためである。ここで真空チャック７４をコア４から取り外して図７（４）の状態とし、最後に図７（５）に示すようにプッシャー７５でコア４の周壁部４３の端面が基準面７２に当たるまでコア４をコイルスプール３に押し込むことにより、コイルスプール３の端面とコア４の端面とを同一面とする。プッシャー７５がコア４を押す力はプッシャー７５に備えられたばね７６によりコア４が破損しない程度の力に制御されている。このばね７６の強さ（プッシャー７５の押す力）は複数種類が用意されており、対象とするコイルスプール３およびコア４の大きさ等に合わせて最適なものが選択される。以上の工程により、高精度に位置決めされたコイルスプール３およびコア４の組立体が得られる。
【００４０】
次に、非シールドタイプの近接センサの実施形態について説明する。図８は非シールドタイプの近接センサ２００の検知コイル周辺の部材の配置を示す。検知コイル１０１、コイルスプール１０３、コア１０４、コイルケース１０５、リング１５２、本体ケース１０６が示されている。図１に示したシールドタイプの近接センサと異なる、非シールドタイプの近接センサの特徴として、コア１０４が検知コイル１０１の外周を覆っていない（コアの周壁部がない）こと、およびコイルケース１０５の検知コイル１０１やコア１０４を収納する部分が本体ケース１０６から突出していることがあげられる。
【００４１】
図９はコイルスプール１０３の斜視図である。図２のコイルスプール３と同様、巻き胴部１３１、検出側鍔部１３２、回路側鍔部１３３および回路固定ピン１３４からなり、巻き胴部１３１に突出部１３５が設けられている。しかし図２の場合と異なり、コイルスプール１０３には検出側鍔部１３２に腕部がなく、回路側鍔部１３３の外周部の３箇所に凸部１３６が設けられている。凸部１３６の先端に外接する円の直径がコイルスプール１０３の最大径となっており、凸部１３６がコイルケース１０５の円筒部分の内面と嵌め合わされる。検出側鍔部１３２の直径は凸部１３６がなす最大径よりも小さい。
【００４２】
図１０はコア１０４の斜視図である。図４のコア４と同様、軸部１４１と基部１４２とを備えるが、周壁部は設けられていない。
【００４３】
図１１はコイルスプール１０３とコア１０４とを組み合わせた状態を示す。コイルスプール１０３の凸部１３６を除いた回路側鍔部１３３の直径とコア１０４の基部１４２の直径とがほぼ等しくなっている。図５について説明したのと同様、コイルスプール１０３とコア１０４とは同軸に位置決めされ、コイルスプール１０３の軸とコア１０４の軸とが互いに傾くこともない。コイルスプール１０３の検出側端面とコア１０４の軸部１４１の端面とは同一面となるように組み立てられている。
【００４４】
図１２は、コイルスプール１０３およびコア１０４をコイルケース１０５に収納した状態を、コイルケース１０５の底面部１５１を除去して示したものである。この図では見えないが、コイルスプール１０３の３つの凸部１３６がコイルケース１０５の内面と嵌め合わされている。コイルスプール１０３の検出側端面およびコア１０４の検出側端面はコイルケース１０５の底面部１５１の内面に突き当てられている。図示されるように、検出側鍔部１３２の外周とコイルケース１０５の内面との間には隙間があるので、コイルスプール１０３およびコア１０４をコイルケース１０５に挿入することが容易である。また、凸部１３６以外の部分の回路側鍔部１３３の外周とコイルケース１０５の内面との間にも隙間があり、一次注型の樹脂はこの隙間を通って検出端側に流れることができる。
【００４５】
コイルスプール１０３とコア１０４との組み立てにも図６と同様の装置が用いられる。ただし、コア１０４には周壁部がないので周壁部の先端を基準面７２に当てることができないため、図７（３）、（４）、（５）の状態においてパイロットピン７３の端面の高さを基準面７２の高さと同一にしておき、図７（５）のときに軸部１４１の先端をパイロットピンの先端に当てて軸方向の位置決めを行う。
【００４６】
【発明の効果】
この発明によれば、コイルスプールとコアとが同軸になるよう位置決めされ、しかもその組立作業性が良好である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態である近接センサの断面図である。
【図２】 コイルスプールの斜視図である。
【図３】 コイルスプールの断面斜視図である。
【図４】 コアの斜視図である。
【図５】 コイルスプールとコアとを組み合わせた状態の斜視図である。
【図６】 コイルスプールおよびコアをコイルケースに収納した状態をコイルケースの底面部を除去して示す図である。
【図７】 コイルスプールとコアとの組み立て方法を示す図である。
【図８】 本発明の他の実施形態である近接センサの検知コイル周辺の部材の配置を示す図である。
【図９】 コイルスプールの斜視図である。
【図１０】 コアの斜視図である。
【図１１】 コイルスプールとコアとを組み合わせた状態である。
【図１２】 コイルスプールおよびコアをコイルケースに収納した状態をコイルケースの底面部を除去して示す図である。
【符号の説明】
１ 検知コイル
２ 検知回路組立体
３ コイルスプール
４ コア
５ コイルケース
６ 本体ケース
７ 出力回路組立体
８ フレキシブル基板
９ コードクランプ
１０ コード
１１ プロテクタ
３１ 巻き胴部
３２ 検出側鍔部
３３ 回路側鍔部
３４ 回路固定ピン
３５ 突出部
３６ 腕部
４１ 軸部
４２ 基部
４３ 周壁部
４４ 凹部
５１ 底面部
５２ リング
７１ 台座
７２ 基準面
７３ パイロットピン
７４ 真空チャック
７５ プッシャー
７６ ばね
１００ シールドタイプの近接センサ
１０１ 検知コイル
１０２ 検知回路組立体
１０３ コイルスプール
１０４ コア
１０５ コイルケース
１０６ 本体ケース
１３１ 巻き胴部
１３２ 検出側鍔部
１３３ 回路側鍔部
１３４ 回路固定ピン
１３５ 突出部
１３６ 凸部
１４１ 軸部
１４２ 基部
１５１ 底面部
１５２ リング
２００ 非シールドタイプの近接センサ
Claims (3)
- 検知コイルと、
検知コイルを共振回路要素とする発振回路を含む検知回路と、
検知コイルの導線が巻かれる中空筒状の巻き胴部と、巻き胴部の検出側端部に設けられた検出側鍔部と、巻き胴部の検知回路側端部に設けられた回路側鍔部とを備えたコイルスプールと、
コイルスプールの巻き胴部に挿入される軸部と、コイルスプールおよび検知回路の間に位置する板状の基部とを備えた磁性体からなるコアと、
コイルスプールおよびコアを収納し、検出側端部に底面部を有する筒状のコイルケースと、
コイルケースと嵌め合わされ、検知回路を収納する本体ケースとを備え、
コイルスプールの巻き胴部は、その周上の半周を超える範囲に分布した３以上の箇所から中心に向かって突出し、コアの軸部とそれぞれ弾性的に接触してコイルスプールとコアの軸部とを同軸に位置決めするための突出部を備えており、
また、前記コアは、前記検知コイルの外周を覆う周壁部をさらに備え、前記コイルスプールの検出側鍔部と前記コイルケースの筒状部分の内面とが嵌め合わされており、
さらに、前記コイルスプールの検出側鍔部は、その外周部に前記コイルケースとの嵌め合いに寄与する腕部が複数箇所に亘って突出して設けられ、前記コアの周壁部は、前記腕部の厚みに相当する深さの凹部を有し、前記凹部に前記腕部が通されている、ことを特徴とする近接センサ。 - 前記コイルスプールの突出部は、軸方向に沿って分散した位置において前記コアの軸部に力を加える形状である、ことを特徴とする請求項１に記載の近接センサ。
- 検知コイルと、
検知コイルを共振回路要素とする発振回路を含む検知回路組立体と、
検知コイルの導線が巻かれる中空筒状の巻き胴部と、巻き胴部の検出側端部に設けられた検出側鍔部と、巻き胴部の検知回路側端部に設けられた回路側鍔部とを備えたコイルスプールと、
コイルスプールの巻き胴部に挿入される軸部と、コイルスプールおよび検知回路の間に位置する板状の基部とを備えた磁性体からなるコアと、
コイルスプールおよびコアを収納し、検出側端部に底面部を有する筒状のコイルケースとを一体化してなり、
コイルスプールの巻き胴部は、その周上の半周を超える範囲に分布した３以上の箇所から中心に向かって突出し、コアの軸部とそれぞれ弾性的に接触してコイルスプールとコアの軸部とを同軸に位置決めするための突出部を備えており、
また、前記コアは、前記検知コイルの外周を覆う周壁部をさらに備え、前記コイルスプールの検出側鍔部と前記コイルケースの筒状部分の内面とが嵌め合わされており、
さらに、前記コイルスプールの検出側鍔部は、その外周部に前記コイルケースとの嵌め合いに寄与する腕部が複数箇所に亘って突出して設けられ、前記コアの周壁部は、前記腕部の厚みに相当する深さの凹部を有し、前記凹部に前記腕部が通されており、
前記検知回路組立体は、発振回路の発振状態に応じた一定形態の信号を近接センサの物体検知信号として外部へと出力するように仕組まれている、ことを特徴とする近接センサに使用される検出端モジュール。
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