JP3959911B2 - 近接スイッチ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検出物体の接近による発生磁界の磁束の変化を検出して被検出物体の接近を検知する検出ヘッドを覆うことで、この検出ヘッドをシールドする金属製ケースを用いた近接スイッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高周波近接スイッチには非シールドタイプとシールドタイプとがある。非シールドタイプは、その検出ヘッドの周部が金属製ケースで覆われていない近接スイッチであり、この近接スイッチにあっては、その検出ヘッドの発生磁界の磁束が広がりやすく、長距離検出が可能である。
【０００３】
また、シールドタイプは、図１６及び図１７に示すように、その検出ヘッド２１の周部が金属製ケース２２で覆われている近接スイッチであり、予め、周囲金属の影響を受けた状態になっている。そのために、金属製ケース２２以外の周囲金属の影響を受け難く、金属中に埋め込むことも可能である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の非シールドタイプの近接スイッチにあっては、周囲金属の影響を受けて、取り付ける対象が金属の場合に検出性能が減少することがあるため、取付場所に制限があるという問題点があった。
【０００５】
これは、近接スイッチの検出ヘッドの発生磁界が周囲金属に達すると、そこで渦電流損が起こり、発生磁界の磁束の数と広がりが抑制されることで起こる。
【０００６】
また、上記した従来のシールドタイプの近接スイッチにあっては、検出ヘッドの周部を覆う金属製ケース２２が周囲金属の影響と同じ原理で作用して、検出ヘッド２１の発生磁界の磁束の数と広がりを抑制していたし、また、発生磁界の磁束が、金属製ケース２２の内面で渦電流を起こすことに消費されることで、検出対象である被検出物体を検知するために使用する磁束の広がりが大きく減少していた。また、金属製ケース２２の内面に流れる渦電流が２次回路となり、ここでの損失が検出性能を低下させていた。
【０００７】
このために、検出距離が、非シールドタイプの近接スイッチの１／２〜１／３程度になるという問題点があった。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に着目して成されたものであって、その目的とするところは、シールドタイプでありながら非シールドタイプに近い検出距離の長距離化が可能になる近接スイッチを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係る近接スイッチは、被検出物体の接近による発生磁界の磁束の変化を検出して被検出物体の接近を検知する検出ヘッドを有し、検出ヘッドの周部を強磁性体もしくは高透磁率の材料を除く金属材料からなる金属製ケースで覆ったシールドタイプの近接スイッチであって、検出ヘッドの発生磁界の磁束を誘導して被検出物体検出方向に開放するために強磁性体もしくは高透磁率の材料からなる磁束誘導体を備えており、磁束誘導体が、金属製ケース本体の内周面部と検出ヘッドの周面部との間に介装される円筒部と、金属製ケース本体の先端面部を覆うフランジ部とからなる金属部品から構成したものである。
【００１０】
かかる構成により、検出ヘッドの発生磁界は、周囲金属である金属製ケースに達すると、そこで渦電流損が起こり、検出ヘッドの発生磁界の磁束の数と広がりとが抑制されるが、磁束誘導体があるために、この磁束誘導体が検出ヘッドの発生磁界の磁束を誘導して被検出物体検出方向に大きく開放するために、より多くの磁束が検知に使用できて、検出ヘッドの検出感度が向上し、シールドタイプでありながら非シールドタイプに近い検出距離の長距離化が可能になる。
【００１１】
しかも、磁束が磁束誘導体を通るために、金属製ケース側に行く磁束数が減少し、この金属製ケースで起こる渦電流損が減少することにより、この渦電流が原因の検出性能低下を防ぐことができる。
【００１７】
かかる構成により、検出ヘッドの発生磁界は、周囲金属である金属製ケースに達すると、そこで渦電流損が起こり、検出ヘッドの発生磁界の磁束の数と広がりとが抑制されるが、強磁性体もしくは高透磁率の材料からなる金属部品があるために、この金属部品が検出ヘッドの発生磁界の磁束を誘導して被検出物体検出方向に大きく開放するために、より多くの磁束が検知に使用できて、検出ヘッドの検出感度が向上し、シールドタイプでありながら非シールドタイプに近い検出距離の長距離化が可能になる。
【００１８】
しかも、磁束が金属部品を通るために、金属製ケース側に行く磁束数が減少し、この金属製ケースで起こる渦電流損が減少することにより、この渦電流が原因の検出性能低下を防ぐことができる。
【００１９】
また、上記の目的を達成するために、本発明に係る近接スイッチは、被検出物体の接近による発生磁界の磁束の変化を検出して被検出物体の接近を検知する検出ヘッドを有し、検出ヘッドの周部を強磁性体もしくは高透磁率の材料を除く金属材料からなる金属製ケースで覆ったシールドタイプの近接スイッチであって、検出ヘッドの発生磁界の磁束を誘導して被検出物体検出方向に開放するために強磁性体もしくは高透磁率の材料からなる磁束誘導体を備えており、磁束誘導体が、金属製ケース本体の内周面部に装着されて金属製ケース本体に組み付けられた検出ヘッドの周面部に当接した金属部品であり、金属部品が、金属製ケース本体の内周面部と検出ヘッドの周面部との間に介装される円筒部と、金属製ケース本体の先端面部を覆うフランジ部とから構成したものである。
【００２０】
かかる構成により、検出ヘッドの発生磁界は、周囲金属である金属製ケースに達すると、そこで渦電流損が起こり、検出ヘッドの発生磁界の磁束の数と広がりとが抑制されるが、強磁性体もしくは高透磁率の材料からなる金属部品があるために、この金属部品が検出ヘッドの発生磁界の磁束を誘導して被検出物体検出方向に大きく開放するために、より多くの磁束が検知に使用できて、検出ヘッドの検出感度が向上し、シールドタイプでありながら非シールドタイプに近い検出距離の長距離化が可能になる。
【００２１】
また、上記の目的を達成するために、本発明に係る近接スイッチは、被検出物体の接近による発生磁界の磁束の変化を検出して被検出物体の接近を検知する検出ヘッドを有し、検出ヘッドの周部を強磁性体もしくは高透磁率の材料を除く金属材料からなる金属製ケースで覆ったシールドタイプの近接スイッチであって、検出ヘッドの発生磁界の磁束を誘導して被検出物体検出方向に開放するために強磁性体もしくは高透磁率の材料からなる磁束誘導体を備えており、磁束誘導体が、金属製ケースの内周面部から金属製ケースの先端面部にかけて形成された金属膜層であることを特徴とするものである。
【００２２】
また、上記の目的を達成するために、本発明に係る近接スイッチは、被検出物体の接近による発生磁界の磁束の変化を検出して被検出物体の接近を検知する検出ヘッドを有し、検出ヘッドの周部を強磁性体もしくは高透磁率の材料を除く金属材料からなる金属製ケースで覆ったシールドタイプの近接スイッチであって、検出ヘッドの発生磁界の磁束を誘導して被検出物体検出方向に開放するために強磁性体もしくは高透磁率の材料からなる磁束誘導体を備えており、磁束誘導体が、金属製ケースの内周面部から金属製ケースの先端面部にかけて形成され且つ金属製ケースの外周面部に、その先側部分を除いて形成された金属膜層であることを特徴とする。
【００２３】
かかる構成により、検出ヘッドの発生磁界は、周囲金属である金属製ケースに達すると、そこで渦電流損が起こり、検出ヘッドの発生磁界の磁束の数と広がりとが抑制されるが、強磁性体もしくは高透磁率の材料からなる金属膜層があるために、この金属膜層が検出ヘッドの発生磁界の磁束を誘導して被検出物体検出方向に大きく開放するために、より多くの磁束が検知に使用できて、検出ヘッドの検出感度が向上し、シールドタイプでありながら非シールドタイプに近い検出距離の長距離化が可能になる。
【００２４】
しかも、磁束が金属膜層を通るために、金属製ケース側に行く磁束数が減少し、この金属製ケースで起こる渦電流損が減少することにより、この渦電流が原因の検出性能低下を防ぐことができる。
【００２６】
かかる構成により、検出ヘッドの発生磁界は、周囲金属である金属製ケースに達すると、そこで渦電流損が起こり、検出ヘッドの発生磁界の磁束の数と広がりとが抑制されるが、強磁性体もしくは高透磁率の材料からなる金属膜層があるために、この金属膜層が検出ヘッドの発生磁界の磁束を誘導して被検出物体検出方向に大きく開放するために、より多くの磁束が検知に使用できて、検出ヘッドの検出感度が向上し、シールドタイプでありながら非シールドタイプに近い検出距離の長距離化が可能になる。
【００２７】
しかも、磁束が金属膜層を通るために、金属製ケース側に行く磁束数が減少し、この金属製ケースで起こる渦電流損が減少することにより、この渦電流が原因の検出性能低下を防ぐことができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２９】
（実施の形態１）
図１は本発明に係る近接スイッチ（実施の形態１）の斜視図、図２は同近接スイッチ（実施の形態１）の一部省略した縦断面図、図３は同近接スイッチ（実施の形態１）の一部省略した正面図、図４は同近接スイッチ（実施の形態１）の一部省略した側面図、図５は金属製ケースの縦断面図である。
【００３０】
金属製ケース２は、強磁性体もしくは高透磁率の材料を除く金属材料からなるもので、被検出物体の接近による発生磁界の磁束の変化を検出して被検出物体の接近を検知する検出ヘッド８を覆うことで、この検出ヘッド８を磁気シールドするケース本体（金属製ケース本体）２Ａを有しており、このケース本体２Ａには、検出ヘッド８の発生磁界の磁束を誘導して被検出物体検出方向イに開放する磁束誘導手段としての磁束誘導体である金属部品１３が組み付けてある。
【００３１】
そして、金属製ケース２のケース本体２Ａの内周面部２ａには金属部品収容部２Ｂが形成してあり、この金属部品収容部２Ｂは検出ヘッド８の周面部８ａが対向するものである。
【００３２】
また、金属部品１３は、コバルトＣｏやニッケルＮｉなどの強磁性材料又は高透磁率の材料で製作されていて、図６に示すように、この金属部品１３は、円筒部１３Ａと、この円筒部１３Ａの前縁部に外方に略直角に屈曲されたフランジ部１３Ｂとを有している。
【００３３】
そして、図５に示すように、金属部品１３は、その円筒部１３Ａを金属部品収容部２Ｂに挿入し、フランジ部１３Ｂを金属製ケース２の先端面部２ｂに当接して、この金属製ケース２に装着してある。
【００３４】
検出ヘッド８の発生磁界は、周囲金属であるケース本体２Ａに達すると、そこで渦電流損が起こり、検出ヘッド８の発生磁界の磁束の数と広がりとが抑制されるが、金属部品１３があるために、この金属部品１３が検出ヘッド８の発生磁界の磁束を被検出物体検出方向イに誘導して開放することができる。しかも、磁束が金属部品１３を通るために、ケース本体２Ａ側に行く磁束数が減少し、このケース本体２Ａで起こる渦電流損が減少することにより、この渦電流が原因の検出性能低下を防ぐことができる。
【００３５】
本発明に係る近接スイッチ１は、上記した金属製ケース２を使用するものである。そして、この金属製ケース２の前端側にはコイルケース３が、金属製ケース２の後端側には樹脂製ケース４がそれぞれ取り付けてある。そして、金属製ケース２と樹脂製ケース４とで本体ケース５を構成している。そして、コイルケース３内にはフェライトコア６と検出コイル７とが収容してあり、これらで検出ヘッド８が構成してある。
【００３６】
また、フェライトコア６はコア本体６Ａを備えており、このコア本体６Ａには、検出コイル７を収納するリング状の溝からなるコイル収納部１２が形成してあり、コイル収納部１２の中心部にはコア部６Ｂが設けてある。そして、フェライトコア６は検出コイル７の発生磁束を被検出物体検出方向イに向かって誘導するものである。
【００３７】
また、金属製ケース２内には電子回路基板９が収容してあり、この電子回路基板９には検出コイル７に接続され且つ被検出物体に応じて発振状態が変化する発振回路（図示せず）と、この発振回路の発振状態の変化を検出する検出回路（図示せず）とが実装してあり、検出コイル７が発振周波数を決める一要素となるように回路構成されている。
【００３８】
また、電子回路基板９にはケーブル１０が接続してあり、このケーブル１０は樹脂製ケース４側から外部に導出してある。また、本体ケース５内には充填樹脂１１が充填してある。
【００３９】
そして、金属製ケース２に検出ヘッド８を組み込んだ状態では、金属部品１３は、金属製ケース２の内周面部２ａと検出ヘッド８の周面部８ａとの間に介在されており、金属部品１３のフランジ部１３Ｂは近接スイッチ１の前面に露出している。
【００４０】
このように、近接スイッチ１に金属部品１３を装着することにより、図７に示すように、この金属部品１３が検出ヘッド８の発生磁界の磁束ロを誘導して、この磁束ロを大きく開放するようになる。
【００４１】
磁束コントロールによる検出距離への効果を確認するために、図８の（１）、（２）、（３）に示す３種類の近接スイッチのモデルに対して距離特性を測定した。
【００４２】
第１の近接スイッチのモデルａは、金属部品１３がなく、検出ヘッド８の周面部８ａの外側を直接に金属製ケース２で覆った構成である。また、第２の近接スイッチのモデルｂは、強磁性体であるコバルト薄膜シートから成り且つフランジ部１３Ｂの無い円筒部１３Ａのみの金属部品１３−１を、金属製ケース２の内周面部２ａと検出ヘッド８の周面部８ａとの間に挿入した構成である。また、第３の近接スイッチのモデルｃは上記した本発明の近接スイッチの実施の形態１に該当するものであり、強磁性体であるコバルト薄膜シートから成り且つフランジ部１３Ｂの付きの円筒部１３Ａで構成された金属部品１３を、金属製ケース２と検出ヘッド８の周面部８ａとの間に挿入した構成である。なお、第１、第２、第３の近接スイッチａ、ｂ、ｃにはフェライトコア６及び検出コイル７は同一のものが使用してある。
【００４３】
そして、第１、第２、第３の近接スイッチのモデルａ、ｂ、ｃについての距離特性（距離１０％変化時のＧ値変化率）は、［表１］のようになり、その距離特性グラフは図９のようになる。
【００４４】
【表１】
【００４５】
距離特性グラフを見ると、第１、第２の近接スイッチのモデルａ、ｂではほとんど差がないが、第１、第３の近接スイッチのモデルａ、ｃでは特性が異なり、７ｍｍ→７．７ｍｍで１．７％、１２ｍｍ→１３．２ｍｍで０．５％の差があり、第３の近接スイッチ（本発明の近接スイッチ）のモデルｃでは著しく検出距離が伸びていることが分かる。
【００４６】
図１０の（１）に示すように第１の近接スイッチのモデルａにおいては、検出ヘッド８の発生磁界の磁束ロが金属製ケース２の先端部で制限されるために、被検出物体Ｇを検出するための検出距離はＬである。また、図１０の（２）に示すように第２の近接スイッチのモデルｂにおいては、検出ヘッド８の発生磁界の磁束ロが金属製ケース２の先端部で制限されるが、円筒部１３Ａのみの金属部品１３−１で磁束ロが誘導されるために、この誘導分、検出距離はＬ＋Ｌ１になり、第１の近接スイッチのモデルａに比較して伸びている。
【００４７】
また、図１０の（３）に示すように第３の近接スイッチのモデルｃにおいては、検出ヘッド８の発生磁界の磁束ロが金属製ケース２の先端部で制限されることなく、金属部品１３の円筒部１３Ａからフランジ部１３Ｂにかけて磁束ロが誘導され、このフランジ部１３Ｂが金属製ケース２の先端側で開いていることにより、このフランジ部１３Ｂに沿って磁束ロが開放される。このために、検出距離はＬ＋Ｌ２になり、第１、第２の近接スイッチのモデルａ、ｂに比較して大きく伸びている。
【００４８】
なお、検出コイル７に高周波電流を流しておき、この検出コイル７に金属などの被検出物体Ｇが接近すると、被検出物体Ｇに磁気誘導による渦電流が流れて交流磁界が発生し、この交流磁界が検出コイル７に作用して、この検出コイル７のインピーダンスが変化し、この検出コイル７のインピーダンス変化で発振周波数が変わったり、停止したりするものであり、この発振回路の発振状態によって検出物体Ｇの接近を検知する。
【００４９】
上記のように、本発明の実施の形態１にあっては、検出ヘッド８の発生磁界は、周囲金属である金属製ケース２に達すると、そこで渦電流損が起こり、検出ヘッド８の発生磁界の磁束の数と広がりとが抑制されるが、強磁性体もしくは高透磁率の材料からなり且つフランジ部１３Ｂ付きの金属部品１３があるために、この金属部品１３が検出ヘッド８の発生磁界の磁束を誘導して被検出物体検出方向イに大きく開放するために、より多くの磁束が検知に使用できて、検出ヘッド８の検出感度が向上し、シールドタイプでありながら非シールドタイプに近い検出距離の長距離化が可能になる。
【００５０】
しかも、磁束が金属部品１３を通るために、金属製ケース２側に行く磁束数が減少し、この金属製ケース２で起こる渦電流損が減少することにより、この渦電流が原因の検出性能低下を防ぐことができる。
【００５１】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２を図１１乃至図１３に示す。
【００５２】
本発明の実施の形態２は、その磁束誘導手段が上記した本発明の実施の形態１と異なり、他の構成は同じであるために、同じ部分については同じ符号を付して説明を省略する。
【００５３】
本発明の実施の形態２における金属製ケース２は、被検出物体の接近による発生磁界の磁束の変化を検出して被検出物体の接近を検知する検出ヘッド８を覆うことで、この検出ヘッド８を磁気シールドする金属製のケース本体（金属製ケース本体）２Ａを有しており、このケース本体２Ａには、検出ヘッド８の発生磁界の磁束を誘導して被検出物体検出方向イに開放する磁束誘導手段としての磁束誘導体である金属膜層１４が形成してある。
【００５４】
すなわち、磁束誘導手段は、金属製ケース２のケース本体２Ａの内周面部（検出ヘッド８の周面部８ａに対向する内周面部）２ａからケース本体２Ａの先端面部２ｂにかけて磁束誘導体である金属膜層１４を形成して構成してある。この金属膜層１４は、コバルトＣｏやニッケルＮｉなどの強磁性材料又は高透磁率である材料を部分メッキもしくは部分蒸着することにより形成されている。
【００５５】
そして、金属膜層１４は金属製ケース２のケース本体２Ａの内周面部２ａに形成された円筒部１４Ａと、ケース本体２Ａの先端面部２ｂに形成された端面部１４Ｂとを有している。
【００５６】
この金属膜層１４は、上記した本発明の実施の形態１の場合における金属部品１３と同様に機能するものであり、検出ヘッド８の発生磁界の磁束ロが金属製ケース２の先端部で制限されることなく、金属膜層１４の円筒部１４Ａから端面部１４Ｂにかけて磁束ロが誘導され、この端面部１４Ｂが金属製ケース２の先端側で開いていることにより、この端面部１４Ｂに沿って磁束ロが大きく開放される。
【００５７】
上記のように、金属製ケース２にあっては、金属膜層１４があるために、この金属膜層１４が検出ヘッド８の発生磁界の磁束を被検出物体検出方向イに誘導して開放することができる。しかも、磁束が金属膜層１４を通るために、ケース本体２Ａ側に行く磁束数が減少し、このケース本体２Ａで起こる渦電流損が減少することにより、この渦電流が原因の検出性能低下を防ぐことができる。
【００５８】
本発明に係る近接スイッチ１は、上記した金属製ケース２を使用するものである。すなわち、ケース本体２Ａの内周面部２ａからケース本体２Ａの先端面部２ｂにかけて磁性体もしくは高透磁率の材料からなる金属膜層１４が形成された金属製ケース２を検出ヘッド８の外周方に配置したものである。このために、検出ヘッド８の発生磁界は、周囲金属である金属製ケース２に達すると、そこで渦電流損が起こり、検出ヘッド８の発生磁界の磁束の数と広がりとが抑制されるが、金属膜層１４があるために、この金属膜層１４が検出ヘッド８の発生磁界の磁束を誘導して被検出物体検出方向イに大きく開放するために、より多くの磁束が検知に使用できて、検出ヘッド８の検出感度が向上し、シールドタイプでありながら非シールドタイプに近い検出距離の長距離化が可能になる。
【００５９】
（実施の形態３）
本発明に係る近接スイッチの実施の形態３を図１４に示す。この本発明に係る近接スイッチの実施の形態３は、その磁束誘導手段が上記した本発明に係る近接スイッチの実施の形態１及び実施の形態２と異なり、他の構成は同じであるために、同じ部分については同じ符号を付して説明を省略する。
【００６０】
本発明に係る近接スイッチの実施の形態３にあっては、金属製ケース２の内周面部２ａの全域から金属製ケース２の先端面部２ｂにかけて金属膜層１５を形成し、しかも、金属製ケース２の外周面部２ｃに、その先側部分２ｄを除いて金属膜層１６が形成してある。この場合、金属膜層１６は、金属膜層１５と同様にコバルトＣｏやニッケルＮｉなどの強磁性材料又は高透磁率である材料を部分メッキもしくは部分蒸着することで形成されている。
【００６１】
金属膜層１５、１６は、上記した本発明に係る近接スイッチの実施の形態１の場合における金属部品１３と同様に機能するものであり、検出ヘッド８の発生磁界の磁束ロが金属製ケース２の先端部で制限されることなく、金属膜層１５、１６により磁束ロが誘導され、この端面部１５Ｂが金属製ケース２の先端側で開いていることにより、この端面部１５Ｂに沿って磁束ロが広がり、検出距離が大きく伸びるようになる。
【００６２】
上記のように、本発明に係る近接スイッチの実施の形態３にあっては、金属膜層１５、１６が検出ヘッド８の発生磁界の磁束ロを誘導して被検出物体検出方向イに大きく開放するために、より多くの磁束ロが検知に使用できて、検出ヘッド８の検出感度が向上し、シールドタイプでありながら非シールドタイプに近い検出距離の長距離化が可能になる。
【００６３】
しかも、磁束ロが金属膜層１５、１６を通るために、金属製ケース２側に行く磁束数が減少し、この金属製ケース２で起こる渦電流損が減少することにより、この渦電流が原因の検出性能低下を防ぐことができる。
【００６４】
（実施の形態４）
本発明に係る近接スイッチの実施の形態４を図１５に示す。この本発明に係る近接スイッチの実施の形態４は、その磁束誘導手段が上記した本発明に係る近接スイッチの実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３と異なり、他の構成は同じであるために、同じ部分については同じ符号を付して説明を省略する。
【００６５】
本発明に係る近接スイッチ１にあっては、その金属製ケース２の先端面部２ｂが後方に傾斜する傾斜面に形成してあり、また、検出ヘッド８のコイルケース３には、その外周面部３ａの先端側に、金属製ケース２の傾斜した先端面部２ｂに合致する斜面部１７ａを有する肉厚部１７が形成されていて、コイルケース３の前面部３Ａが肉厚部１７の前面部１７ｂの分だけ広くなされている。
【００６６】
そして、コイルケース３の外周面部３ａから肉厚部１７の斜面部１７ａにかけて磁束誘導体である金属膜層１８が形成してあり、この金属膜層１８の端面１８Ｂは金属製ケース２の先端側で開いている。金属膜層１８は、コバルトＣｏやニッケルＮｉなどの強磁性材料又は高透磁率である材料を部分メッキもしくは部分蒸着して形成されている。
【００６７】
そして、検出ヘッド８を金属製ケース２に挿入した状態では、金属膜層１８が、金属製ケース２の内周面部２ａから金属製ケース２の先端面部２ｂにかけて沿わせてあり、金属膜層１８の端面部１８Ｂは被検出物体検出方向イに開いている。そして、この金属膜層１８が近接スイッチ１の磁束誘導手段を構成している。
【００６８】
そして、金属膜層１８は、上記した本発明の実施の形態１の場合における金属部品１３と同様の機能を有するものであり、検出ヘッド８の発生磁界の磁束ロが金属製ケース２の先端部で制限されることなく、金属膜層１８が検出ヘッド８の発生磁界の磁束ロを誘導して被検出物体検出方向イに大きく開放するために、より多くの磁束ロが検知に使用できて、検出ヘッド８の検出感度が向上し、シールドタイプでありながら非シールドタイプに近い検出距離の長距離化が可能になる。
【００６９】
しかも、磁束ロが金属膜層１８を通るために、金属製ケース２側に行く磁束数が減少し、この金属製ケース２で起こる渦電流損が減少することにより、この渦電流が原因の検出性能低下を防ぐことができる。
【００７０】
なお、本発明に係る近接スイッチの実施の形態１における金属部品１３を備えた金属製ケース２、本発明に係る近接スイッチの実施の形態２における金属膜層１４を有する金属製ケース２、本発明に係る近接スイッチの実施の形態３における金属膜層１５、１６を有する金属製ケース２は、近接スイッチ以外に使用することができるものである。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る近接スイッチにあっては、検出ヘッドの発生磁界は、周囲金属である金属製ケースに達すると、そこで渦電流損が起こり、検出ヘッドの発生磁界の磁束の数と広がりとが抑制されるが、磁束誘導体があるために、この磁束誘導体が検出ヘッドの発生磁界の磁束を誘導して被検出物体検出方向に大きく開放するために、より多くの磁束が検知に使用できて、検出ヘッドの検出感度が向上し、シールドタイプでありながら非シールドタイプに近い検出距離の長距離化が可能になる。
【００７２】
しかも、磁束が磁束誘導体を通るために、金属製ケース側に行く磁束数が減少し、この金属製ケースで起こる渦電流損が減少することにより、この渦電流が原因の検出性能低下を防ぐことができる。
【００７３】
また、磁束誘導体が、強磁性体もしくは高透磁率の材料からなるものであり、また、金属製ケース本体の内周面部と検出ヘッドの周面部との間に介装され且つ強磁性体もしくは高透磁率の材料からなる金属部品であり、金属製ケースの内周面部から金属製ケースの先端面部にかけて形成され且つ強磁性体もしくは高透磁率の材料からなる金属膜層であり、金属製ケースの内周面部から金属製ケースの先端面部にかけて形成され且つ金属製ケースの外周面部に、その先側部分を除いて形成され且つ強磁性体もしくは高透磁率の材料からなる金属膜層である場合、金属部品及び金属膜層が検出ヘッドの発生磁界の磁束を被検出物体検出方向に誘導して開放するために、より多くの磁束が検知に使用できて、検出ヘッドの検出感度が向上し、シールドタイプでありながら非シールドタイプに近い検出距離の長距離化が可能になる。
【００７４】
また、本発明に係る近接スイッチによれば、磁束誘導体が、検出ヘッドの外周面部に形成され且つ磁性体もしくは高透磁率の材料からなる金属膜層であることにより、この金属膜層が検出ヘッドの発生磁界の磁束を誘導して被検出物体検出方向に大きく開放するために、より多くの磁束が検知に使用できて、検出ヘッドの検出感度が向上し、シールドタイプでありながら非シールドタイプに近い検出距離の長距離化が可能になる。しかも、磁束が金属膜層を通るために、金属製ケース側に行く磁束数が減少し、この金属製ケースで起こる渦電流損が減少することにより、この渦電流が原因の検出性能低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る近接スイッチ（実施の形態１）の斜視図である。
【図２】同近接スイッチ（実施の形態１）の一部省略した縦断面図である。
【図３】同近接スイッチ（実施の形態１）の一部省略した正面図である。
【図４】同近接スイッチ（実施の形態１）の一部破断した側面図である。
【図５】金属製ケースの縦断面図である。
【図６】金属部品の側面図である。
【図７】本発明に係る近接スイッチ（実施の形態１）における発生磁界の説明図である。
【図８】（１）、（２）、（３）は第１、第２、第３の近接スイッチのモデルの説明図である。
【図９】第１、第２、第３の近接スイッチのモデルの距離特性グラフである。
【図１０】（１）、（２）、（３）は第１、第２、第３の近接スイッチのモデルにおける発生磁界の説明図である。
【図１１】本発明に係る近接スイッチ（実施の形態２）の一部省略した正面図である。
【図１２】同近接スイッチ（実施の形態２）の一部破断した側面図である。
【図１３】金属製ケースの縦断面図である。
【図１４】本発明に係る近接スイッチ（実施の形態３）の構成説明図である。
【図１５】本発明に係る近接スイッチ（実施の形態４）の構成説明図である。
【図１６】従来の近接スイッチの一部省略した正面図である。
【図１７】同近接スイッチの一部破断した側面図である。
【符号の説明】
１ 近接スイッチ
２ 金属製ケース
２ａ 内周面部
２ｂ 先端面部
２Ａ 金属製ケース本体
２Ｂ 金属部品収容部
３ コイルケース
４ 樹脂ケース
６ フェライトコア
６Ａ コア本体
６Ｂ コア部
７ 検出コイル
８ 検出ヘッド
８ａ 周面部
９ 電子回路基板
１０ ケーブル
１１ 充填樹脂
１２ コイル収納部
１３ 金属部品（磁束誘導手段）（磁束誘導体）
１３Ａ 円筒部（磁束誘導手段）（磁束誘導体）
１３Ｂ フランジ部（磁束誘導手段）（磁束誘導体）
１４ 金属膜層（磁束誘導手段）（磁束誘導体）
１４Ａ 円筒部（磁束誘導手段）（磁束誘導体）
１４Ｂ 端面部（磁束誘導手段）（磁束誘導体）
１５ 金属膜層（磁束誘導手段）（磁束誘導体）
１５Ｂ 端面部（磁束誘導手段）（磁束誘導体）
１６ 金属膜層（磁束誘導手段）（磁束誘導体）
１７ 肉厚部
１７ａ 斜面部
１７ｂ 前面部
１８ 金属膜層（磁束誘導手段）（磁束誘導体）
１８Ｂ 端面部（磁束誘導手段）（磁束誘導体）
Ｇ 被検出物体
イ 被検出物体検出方向
ロ 磁束
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検出物体の接近による発生磁界の磁束の変化を検出して被検出物体の接近を検知する検出ヘッドを覆うことで、この検出ヘッドをシールドする金属製ケースを用いた近接スイッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高周波近接スイッチには非シールドタイプとシールドタイプとがある。非シールドタイプは、その検出ヘッドの周部が金属製ケースで覆われていない近接スイッチであり、この近接スイッチにあっては、その検出ヘッドの発生磁界の磁束が広がりやすく、長距離検出が可能である。
【０００３】
また、シールドタイプは、図１６及び図１７に示すように、その検出ヘッド２１の周部が金属製ケース２２で覆われている近接スイッチであり、予め、周囲金属の影響を受けた状態になっている。そのために、金属製ケース２２以外の周囲金属の影響を受け難く、金属中に埋め込むことも可能である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の非シールドタイプの近接スイッチにあっては、周囲金属の影響を受けて、取り付ける対象が金属の場合に検出性能が減少することがあるため、取付場所に制限があるという問題点があった。
【０００５】
これは、近接スイッチの検出ヘッドの発生磁界が周囲金属に達すると、そこで渦電流損が起こり、発生磁界の磁束の数と広がりが抑制されることで起こる。
【０００６】
また、上記した従来のシールドタイプの近接スイッチにあっては、検出ヘッドの周部を覆う金属製ケース２２が周囲金属の影響と同じ原理で作用して、検出ヘッド２１の発生磁界の磁束の数と広がりを抑制していたし、また、発生磁界の磁束が、金属製ケース２２の内面で渦電流を起こすことに消費されることで、検出対象である被検出物体を検知するために使用する磁束の広がりが大きく減少していた。また、金属製ケース２２の内面に流れる渦電流が２次回路となり、ここでの損失が検出性能を低下させていた。
【０００７】
このために、検出距離が、非シールドタイプの近接スイッチの１／２〜１／３程度になるという問題点があった。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に着目して成されたものであって、その目的とするところは、シールドタイプでありながら非シールドタイプに近い検出距離の長距離化が可能になる近接スイッチを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係る近接スイッチは、被検出物体の接近による発生磁界の磁束の変化を検出して被検出物体の接近を検知する検出ヘッドを有し、検出ヘッドの周部を強磁性体もしくは高透磁率の材料を除く金属材料からなる金属製ケースで覆ったシールドタイプの近接スイッチであって、検出ヘッドの発生磁界の磁束を誘導して被検出物体検出方向に開放するために強磁性体もしくは高透磁率の材料からなる磁束誘導体を備えており、磁束誘導体が、金属製ケース本体の内周面部と検出ヘッドの周面部との間に介装される円筒部と、金属製ケース本体の先端面部を覆うフランジ部とからなる金属部品から構成したものである。
【００１０】
かかる構成により、検出ヘッドの発生磁界は、周囲金属である金属製ケースに達すると、そこで渦電流損が起こり、検出ヘッドの発生磁界の磁束の数と広がりとが抑制されるが、磁束誘導体があるために、この磁束誘導体が検出ヘッドの発生磁界の磁束を誘導して被検出物体検出方向に大きく開放するために、より多くの磁束が検知に使用できて、検出ヘッドの検出感度が向上し、シールドタイプでありながら非シールドタイプに近い検出距離の長距離化が可能になる。
【００１１】
しかも、磁束が磁束誘導体を通るために、金属製ケース側に行く磁束数が減少し、この金属製ケースで起こる渦電流損が減少することにより、この渦電流が原因の検出性能低下を防ぐことができる。
【００１７】
かかる構成により、検出ヘッドの発生磁界は、周囲金属である金属製ケースに達すると、そこで渦電流損が起こり、検出ヘッドの発生磁界の磁束の数と広がりとが抑制されるが、強磁性体もしくは高透磁率の材料からなる金属部品があるために、この金属部品が検出ヘッドの発生磁界の磁束を誘導して被検出物体検出方向に大きく開放するために、より多くの磁束が検知に使用できて、検出ヘッドの検出感度が向上し、シールドタイプでありながら非シールドタイプに近い検出距離の長距離化が可能になる。
【００１８】
しかも、磁束が金属部品を通るために、金属製ケース側に行く磁束数が減少し、この金属製ケースで起こる渦電流損が減少することにより、この渦電流が原因の検出性能低下を防ぐことができる。
【００１９】
また、上記の目的を達成するために、本発明に係る近接スイッチは、被検出物体の接近による発生磁界の磁束の変化を検出して被検出物体の接近を検知する検出ヘッドを有し、検出ヘッドの周部を強磁性体もしくは高透磁率の材料を除く金属材料からなる金属製ケースで覆ったシールドタイプの近接スイッチであって、検出ヘッドの発生磁界の磁束を誘導して被検出物体検出方向に開放するために強磁性体もしくは高透磁率の材料からなる磁束誘導体を備えており、磁束誘導体が、金属製ケース本体の内周面部に装着されて金属製ケース本体に組み付けられた検出ヘッドの周面部に当接した金属部品であり、金属部品が、金属製ケース本体の内周面部と検出ヘッドの周面部との間に介装される円筒部と、金属製ケース本体の先端面部を覆うフランジ部とから構成したものである。
【００２０】
かかる構成により、検出ヘッドの発生磁界は、周囲金属である金属製ケースに達すると、そこで渦電流損が起こり、検出ヘッドの発生磁界の磁束の数と広がりとが抑制されるが、強磁性体もしくは高透磁率の材料からなる金属部品があるために、この金属部品が検出ヘッドの発生磁界の磁束を誘導して被検出物体検出方向に大きく開放するために、より多くの磁束が検知に使用できて、検出ヘッドの検出感度が向上し、シールドタイプでありながら非シールドタイプに近い検出距離の長距離化が可能になる。
【００２１】
また、上記の目的を達成するために、本発明に係る近接スイッチは、被検出物体の接近による発生磁界の磁束の変化を検出して被検出物体の接近を検知する検出ヘッドを有し、検出ヘッドの周部を強磁性体もしくは高透磁率の材料を除く金属材料からなる金属製ケースで覆ったシールドタイプの近接スイッチであって、検出ヘッドの発生磁界の磁束を誘導して被検出物体検出方向に開放するために強磁性体もしくは高透磁率の材料からなる磁束誘導体を備えており、磁束誘導体が、金属製ケースの内周面部から金属製ケースの先端面部にかけて形成された金属膜層であることを特徴とするものである。
【００２２】
また、上記の目的を達成するために、本発明に係る近接スイッチは、被検出物体の接近による発生磁界の磁束の変化を検出して被検出物体の接近を検知する検出ヘッドを有し、検出ヘッドの周部を強磁性体もしくは高透磁率の材料を除く金属材料からなる金属製ケースで覆ったシールドタイプの近接スイッチであって、検出ヘッドの発生磁界の磁束を誘導して被検出物体検出方向に開放するために強磁性体もしくは高透磁率の材料からなる磁束誘導体を備えており、磁束誘導体が、金属製ケースの内周面部から金属製ケースの先端面部にかけて形成され且つ金属製ケースの外周面部に、その先側部分を除いて形成された金属膜層であることを特徴とする。
【００２３】
かかる構成により、検出ヘッドの発生磁界は、周囲金属である金属製ケースに達すると、そこで渦電流損が起こり、検出ヘッドの発生磁界の磁束の数と広がりとが抑制されるが、強磁性体もしくは高透磁率の材料からなる金属膜層があるために、この金属膜層が検出ヘッドの発生磁界の磁束を誘導して被検出物体検出方向に大きく開放するために、より多くの磁束が検知に使用できて、検出ヘッドの検出感度が向上し、シールドタイプでありながら非シールドタイプに近い検出距離の長距離化が可能になる。
【００２４】
しかも、磁束が金属膜層を通るために、金属製ケース側に行く磁束数が減少し、この金属製ケースで起こる渦電流損が減少することにより、この渦電流が原因の検出性能低下を防ぐことができる。
【００２６】
かかる構成により、検出ヘッドの発生磁界は、周囲金属である金属製ケースに達すると、そこで渦電流損が起こり、検出ヘッドの発生磁界の磁束の数と広がりとが抑制されるが、強磁性体もしくは高透磁率の材料からなる金属膜層があるために、この金属膜層が検出ヘッドの発生磁界の磁束を誘導して被検出物体検出方向に大きく開放するために、より多くの磁束が検知に使用できて、検出ヘッドの検出感度が向上し、シールドタイプでありながら非シールドタイプに近い検出距離の長距離化が可能になる。
【００２７】
しかも、磁束が金属膜層を通るために、金属製ケース側に行く磁束数が減少し、この金属製ケースで起こる渦電流損が減少することにより、この渦電流が原因の検出性能低下を防ぐことができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２９】
（実施の形態１）
図１は本発明に係る近接スイッチ（実施の形態１）の斜視図、図２は同近接スイッチ（実施の形態１）の一部省略した縦断面図、図３は同近接スイッチ（実施の形態１）の一部省略した正面図、図４は同近接スイッチ（実施の形態１）の一部省略した側面図、図５は金属製ケースの縦断面図である。
【００３０】
金属製ケース２は、強磁性体もしくは高透磁率の材料を除く金属材料からなるもので、被検出物体の接近による発生磁界の磁束の変化を検出して被検出物体の接近を検知する検出ヘッド８を覆うことで、この検出ヘッド８を磁気シールドするケース本体（金属製ケース本体）２Ａを有しており、このケース本体２Ａには、検出ヘッド８の発生磁界の磁束を誘導して被検出物体検出方向イに開放する磁束誘導手段としての磁束誘導体である金属部品１３が組み付けてある。
【００３１】
そして、金属製ケース２のケース本体２Ａの内周面部２ａには金属部品収容部２Ｂが形成してあり、この金属部品収容部２Ｂは検出ヘッド８の周面部８ａが対向するものである。
【００３２】
また、金属部品１３は、コバルトＣｏやニッケルＮｉなどの強磁性材料又は高透磁率の材料で製作されていて、図６に示すように、この金属部品１３は、円筒部１３Ａと、この円筒部１３Ａの前縁部に外方に略直角に屈曲されたフランジ部１３Ｂとを有している。
【００３３】
そして、図５に示すように、金属部品１３は、その円筒部１３Ａを金属部品収容部２Ｂに挿入し、フランジ部１３Ｂを金属製ケース２の先端面部２ｂに当接して、この金属製ケース２に装着してある。
【００３４】
検出ヘッド８の発生磁界は、周囲金属であるケース本体２Ａに達すると、そこで渦電流損が起こり、検出ヘッド８の発生磁界の磁束の数と広がりとが抑制されるが、金属部品１３があるために、この金属部品１３が検出ヘッド８の発生磁界の磁束を被検出物体検出方向イに誘導して開放することができる。しかも、磁束が金属部品１３を通るために、ケース本体２Ａ側に行く磁束数が減少し、このケース本体２Ａで起こる渦電流損が減少することにより、この渦電流が原因の検出性能低下を防ぐことができる。
【００３５】
本発明に係る近接スイッチ１は、上記した金属製ケース２を使用するものである。そして、この金属製ケース２の前端側にはコイルケース３が、金属製ケース２の後端側には樹脂製ケース４がそれぞれ取り付けてある。そして、金属製ケース２と樹脂製ケース４とで本体ケース５を構成している。そして、コイルケース３内にはフェライトコア６と検出コイル７とが収容してあり、これらで検出ヘッド８が構成してある。
【００３６】
また、フェライトコア６はコア本体６Ａを備えており、このコア本体６Ａには、検出コイル７を収納するリング状の溝からなるコイル収納部１２が形成してあり、コイル収納部１２の中心部にはコア部６Ｂが設けてある。そして、フェライトコア６は検出コイル７の発生磁束を被検出物体検出方向イに向かって誘導するものである。
【００３７】
また、金属製ケース２内には電子回路基板９が収容してあり、この電子回路基板９には検出コイル７に接続され且つ被検出物体に応じて発振状態が変化する発振回路（図示せず）と、この発振回路の発振状態の変化を検出する検出回路（図示せず）とが実装してあり、検出コイル７が発振周波数を決める一要素となるように回路構成されている。
【００３８】
また、電子回路基板９にはケーブル１０が接続してあり、このケーブル１０は樹脂製ケース４側から外部に導出してある。また、本体ケース５内には充填樹脂１１が充填してある。
【００３９】
そして、金属製ケース２に検出ヘッド８を組み込んだ状態では、金属部品１３は、金属製ケース２の内周面部２ａと検出ヘッド８の周面部８ａとの間に介在されており、金属部品１３のフランジ部１３Ｂは近接スイッチ１の前面に露出している。
【００４０】
このように、近接スイッチ１に金属部品１３を装着することにより、図７に示すように、この金属部品１３が検出ヘッド８の発生磁界の磁束ロを誘導して、この磁束ロを大きく開放するようになる。
【００４１】
磁束コントロールによる検出距離への効果を確認するために、図８の（１）、（２）、（３）に示す３種類の近接スイッチのモデルに対して距離特性を測定した。
【００４２】
第１の近接スイッチのモデルａは、金属部品１３がなく、検出ヘッド８の周面部８ａの外側を直接に金属製ケース２で覆った構成である。また、第２の近接スイッチのモデルｂは、強磁性体であるコバルト薄膜シートから成り且つフランジ部１３Ｂの無い円筒部１３Ａのみの金属部品１３−１を、金属製ケース２の内周面部２ａと検出ヘッド８の周面部８ａとの間に挿入した構成である。また、第３の近接スイッチのモデルｃは上記した本発明の近接スイッチの実施の形態１に該当するものであり、強磁性体であるコバルト薄膜シートから成り且つフランジ部１３Ｂの付きの円筒部１３Ａで構成された金属部品１３を、金属製ケース２と検出ヘッド８の周面部８ａとの間に挿入した構成である。なお、第１、第２、第３の近接スイッチａ、ｂ、ｃにはフェライトコア６及び検出コイル７は同一のものが使用してある。
【００４３】
そして、第１、第２、第３の近接スイッチのモデルａ、ｂ、ｃについての距離特性（距離１０％変化時のＧ値変化率）は、［表１］のようになり、その距離特性グラフは図９のようになる。
【００４４】
【表１】
距離特性グラフを見ると、第１、第２の近接スイッチのモデルａ、ｂではほとんど差がないが、第１、第３の近接スイッチのモデルａ、ｃでは特性が異なり、７ｍｍ→７．７ｍｍで１．７％、１２ｍｍ→１３．２ｍｍで０．５％の差があり、第３の近接スイッチ（本発明の近接スイッチ）のモデルｃでは著しく検出距離が伸びていることが分かる。
【００４６】
図１０の（１）に示すように第１の近接スイッチのモデルａにおいては、検出ヘッド８の発生磁界の磁束ロが金属製ケース２の先端部で制限されるために、被検出物体Ｇを検出するための検出距離はＬである。また、図１０の（２）に示すように第２の近接スイッチのモデルｂにおいては、検出ヘッド８の発生磁界の磁束ロが金属製ケース２の先端部で制限されるが、円筒部１３Ａのみの金属部品１３−１で磁束ロが誘導されるために、この誘導分、検出距離はＬ＋Ｌ１になり、第１の近接スイッチのモデルａに比較して伸びている。
【００４７】
また、図１０の（３）に示すように第３の近接スイッチのモデルｃにおいては、検出ヘッド８の発生磁界の磁束ロが金属製ケース２の先端部で制限されることなく、金属部品１３の円筒部１３Ａからフランジ部１３Ｂにかけて磁束ロが誘導され、このフランジ部１３Ｂが金属製ケース２の先端側で開いていることにより、このフランジ部１３Ｂに沿って磁束ロが開放される。このために、検出距離はＬ＋Ｌ２になり、第１、第２の近接スイッチのモデルａ、ｂに比較して大きく伸びている。
【００４８】
なお、検出コイル７に高周波電流を流しておき、この検出コイル７に金属などの被検出物体Ｇが接近すると、被検出物体Ｇに磁気誘導による渦電流が流れて交流磁界が発生し、この交流磁界が検出コイル７に作用して、この検出コイル７のインピーダンスが変化し、この検出コイル７のインピーダンス変化で発振周波数が変わったり、停止したりするものであり、この発振回路の発振状態によって検出物体Ｇの接近を検知する。
【００４９】
上記のように、本発明の実施の形態１にあっては、検出ヘッド８の発生磁界は、周囲金属である金属製ケース２に達すると、そこで渦電流損が起こり、検出ヘッド８の発生磁界の磁束の数と広がりとが抑制されるが、強磁性体もしくは高透磁率の材料からなり且つフランジ部１３Ｂ付きの金属部品１３があるために、この金属部品１３が検出ヘッド８の発生磁界の磁束を誘導して被検出物体検出方向イに大きく開放するために、より多くの磁束が検知に使用できて、検出ヘッド８の検出感度が向上し、シールドタイプでありながら非シールドタイプに近い検出距離の長距離化が可能になる。
【００５０】
しかも、磁束が金属部品１３を通るために、金属製ケース２側に行く磁束数が減少し、この金属製ケース２で起こる渦電流損が減少することにより、この渦電流が原因の検出性能低下を防ぐことができる。
【００５１】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２を図１１乃至図１３に示す。
【００５２】
本発明の実施の形態２は、その磁束誘導手段が上記した本発明の実施の形態１と異なり、他の構成は同じであるために、同じ部分については同じ符号を付して説明を省略する。
【００５３】
本発明の実施の形態２における金属製ケース２は、被検出物体の接近による発生磁界の磁束の変化を検出して被検出物体の接近を検知する検出ヘッド８を覆うことで、この検出ヘッド８を磁気シールドする金属製のケース本体（金属製ケース本体）２Ａを有しており、このケース本体２Ａには、検出ヘッド８の発生磁界の磁束を誘導して被検出物体検出方向イに開放する磁束誘導手段としての磁束誘導体である金属膜層１４が形成してある。
【００５４】
すなわち、磁束誘導手段は、金属製ケース２のケース本体２Ａの内周面部（検出ヘッド８の周面部８ａに対向する内周面部）２ａからケース本体２Ａの先端面部２ｂにかけて磁束誘導体である金属膜層１４を形成して構成してある。この金属膜層１４は、コバルトＣｏやニッケルＮｉなどの強磁性材料又は高透磁率である材料を部分メッキもしくは部分蒸着することにより形成されている。
【００５５】
そして、金属膜層１４は金属製ケース２のケース本体２Ａの内周面部２ａに形成された円筒部１４Ａと、ケース本体２Ａの先端面部２ｂに形成された端面部１４Ｂとを有している。
【００５６】
この金属膜層１４は、上記した本発明の実施の形態１の場合における金属部品１３と同様に機能するものであり、検出ヘッド８の発生磁界の磁束ロが金属製ケース２の先端部で制限されることなく、金属膜層１４の円筒部１４Ａから端面部１４Ｂにかけて磁束ロが誘導され、この端面部１４Ｂが金属製ケース２の先端側で開いていることにより、この端面部１４Ｂに沿って磁束ロが大きく開放される。
【００５７】
上記のように、金属製ケース２にあっては、金属膜層１４があるために、この金属膜層１４が検出ヘッド８の発生磁界の磁束を被検出物体検出方向イに誘導して開放することができる。しかも、磁束が金属膜層１４を通るために、ケース本体２Ａ側に行く磁束数が減少し、このケース本体２Ａで起こる渦電流損が減少することにより、この渦電流が原因の検出性能低下を防ぐことができる。
【００５８】
本発明に係る近接スイッチ１は、上記した金属製ケース２を使用するものである。すなわち、ケース本体２Ａの内周面部２ａからケース本体２Ａの先端面部２ｂにかけて磁性体もしくは高透磁率の材料からなる金属膜層１４が形成された金属製ケース２を検出ヘッド８の外周方に配置したものである。このために、検出ヘッド８の発生磁界は、周囲金属である金属製ケース２に達すると、そこで渦電流損が起こり、検出ヘッド８の発生磁界の磁束の数と広がりとが抑制されるが、金属膜層１４があるために、この金属膜層１４が検出ヘッド８の発生磁界の磁束を誘導して被検出物体検出方向イに大きく開放するために、より多くの磁束が検知に使用できて、検出ヘッド８の検出感度が向上し、シールドタイプでありながら非シールドタイプに近い検出距離の長距離化が可能になる。
【００５９】
（実施の形態３）
本発明に係る近接スイッチの実施の形態３を図１４に示す。この本発明に係る近接スイッチの実施の形態３は、その磁束誘導手段が上記した本発明に係る近接スイッチの実施の形態１及び実施の形態２と異なり、他の構成は同じであるために、同じ部分については同じ符号を付して説明を省略する。
【００６０】
本発明に係る近接スイッチの実施の形態３にあっては、金属製ケース２の内周面部２ａの全域から金属製ケース２の先端面部２ｂにかけて金属膜層１５を形成し、しかも、金属製ケース２の外周面部２ｃに、その先側部分２ｄを除いて金属膜層１６が形成してある。この場合、金属膜層１６は、金属膜層１５と同様にコバルトＣｏやニッケルＮｉなどの強磁性材料又は高透磁率である材料を部分メッキもしくは部分蒸着することで形成されている。
【００６１】
金属膜層１５、１６は、上記した本発明に係る近接スイッチの実施の形態１の場合における金属部品１３と同様に機能するものであり、検出ヘッド８の発生磁界の磁束ロが金属製ケース２の先端部で制限されることなく、金属膜層１５、１６により磁束ロが誘導され、この端面部１５Ｂが金属製ケース２の先端側で開いていることにより、この端面部１５Ｂに沿って磁束ロが広がり、検出距離が大きく伸びるようになる。
【００６２】
上記のように、本発明に係る近接スイッチの実施の形態３にあっては、金属膜層１５、１６が検出ヘッド８の発生磁界の磁束ロを誘導して被検出物体検出方向イに大きく開放するために、より多くの磁束ロが検知に使用できて、検出ヘッド８の検出感度が向上し、シールドタイプでありながら非シールドタイプに近い検出距離の長距離化が可能になる。
【００６３】
しかも、磁束ロが金属膜層１５、１６を通るために、金属製ケース２側に行く磁束数が減少し、この金属製ケース２で起こる渦電流損が減少することにより、この渦電流が原因の検出性能低下を防ぐことができる。
【００６４】
（実施の形態４）
本発明に係る近接スイッチの実施の形態４を図１５に示す。この本発明に係る近接スイッチの実施の形態４は、その磁束誘導手段が上記した本発明に係る近接スイッチの実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３と異なり、他の構成は同じであるために、同じ部分については同じ符号を付して説明を省略する。
【００６５】
本発明に係る近接スイッチ１にあっては、その金属製ケース２の先端面部２ｂが後方に傾斜する傾斜面に形成してあり、また、検出ヘッド８のコイルケース３には、その外周面部３ａの先端側に、金属製ケース２の傾斜した先端面部２ｂに合致する斜面部１７ａを有する肉厚部１７が形成されていて、コイルケース３の前面部３Ａが肉厚部１７の前面部１７ｂの分だけ広くなされている。
【００６６】
そして、コイルケース３の外周面部３ａから肉厚部１７の斜面部１７ａにかけて磁束誘導体である金属膜層１８が形成してあり、この金属膜層１８の端面１８Ｂは金属製ケース２の先端側で開いている。金属膜層１８は、コバルトＣｏやニッケルＮｉなどの強磁性材料又は高透磁率である材料を部分メッキもしくは部分蒸着して形成されている。
【００６７】
そして、検出ヘッド８を金属製ケース２に挿入した状態では、金属膜層１８が、金属製ケース２の内周面部２ａから金属製ケース２の先端面部２ｂにかけて沿わせてあり、金属膜層１８の端面部１８Ｂは被検出物体検出方向イに開いている。そして、この金属膜層１８が近接スイッチ１の磁束誘導手段を構成している。
【００６８】
そして、金属膜層１８は、上記した本発明の実施の形態１の場合における金属部品１３と同様の機能を有するものであり、検出ヘッド８の発生磁界の磁束ロが金属製ケース２の先端部で制限されることなく、金属膜層１８が検出ヘッド８の発生磁界の磁束ロを誘導して被検出物体検出方向イに大きく開放するために、より多くの磁束ロが検知に使用できて、検出ヘッド８の検出感度が向上し、シールドタイプでありながら非シールドタイプに近い検出距離の長距離化が可能になる。
【００６９】
しかも、磁束ロが金属膜層１８を通るために、金属製ケース２側に行く磁束数が減少し、この金属製ケース２で起こる渦電流損が減少することにより、この渦電流が原因の検出性能低下を防ぐことができる。
【００７０】
なお、本発明に係る近接スイッチの実施の形態１における金属部品１３を備えた金属製ケース２、本発明に係る近接スイッチの実施の形態２における金属膜層１４を有する金属製ケース２、本発明に係る近接スイッチの実施の形態３における金属膜層１５、１６を有する金属製ケース２は、近接スイッチ以外に使用することができるものである。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る近接スイッチにあっては、検出ヘッドの発生磁界は、周囲金属である金属製ケースに達すると、そこで渦電流損が起こり、検出ヘッドの発生磁界の磁束の数と広がりとが抑制されるが、磁束誘導体があるために、この磁束誘導体が検出ヘッドの発生磁界の磁束を誘導して被検出物体検出方向に大きく開放するために、より多くの磁束が検知に使用できて、検出ヘッドの検出感度が向上し、シールドタイプでありながら非シールドタイプに近い検出距離の長距離化が可能になる。
【００７２】
しかも、磁束が磁束誘導体を通るために、金属製ケース側に行く磁束数が減少し、この金属製ケースで起こる渦電流損が減少することにより、この渦電流が原因の検出性能低下を防ぐことができる。
【００７３】
また、磁束誘導体が、強磁性体もしくは高透磁率の材料からなるものであり、また、金属製ケース本体の内周面部と検出ヘッドの周面部との間に介装され且つ強磁性体もしくは高透磁率の材料からなる金属部品であり、金属製ケースの内周面部から金属製ケースの先端面部にかけて形成され且つ強磁性体もしくは高透磁率の材料からなる金属膜層であり、金属製ケースの内周面部から金属製ケースの先端面部にかけて形成され且つ金属製ケースの外周面部に、その先側部分を除いて形成され且つ強磁性体もしくは高透磁率の材料からなる金属膜層である場合、金属部品及び金属膜層が検出ヘッドの発生磁界の磁束を被検出物体検出方向に誘導して開放するために、より多くの磁束が検知に使用できて、検出ヘッドの検出感度が向上し、シールドタイプでありながら非シールドタイプに近い検出距離の長距離化が可能になる。
【００７４】
また、本発明に係る近接スイッチによれば、磁束誘導体が、検出ヘッドの外周面部に形成され且つ磁性体もしくは高透磁率の材料からなる金属膜層であることにより、この金属膜層が検出ヘッドの発生磁界の磁束を誘導して被検出物体検出方向に大きく開放するために、より多くの磁束が検知に使用できて、検出ヘッドの検出感度が向上し、シールドタイプでありながら非シールドタイプに近い検出距離の長距離化が可能になる。しかも、磁束が金属膜層を通るために、金属製ケース側に行く磁束数が減少し、この金属製ケースで起こる渦電流損が減少することにより、この渦電流が原因の検出性能低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る近接スイッチ（実施の形態１）の斜視図である。
【図２】同近接スイッチ（実施の形態１）の一部省略した縦断面図である。
【図３】同近接スイッチ（実施の形態１）の一部省略した正面図である。
【図４】同近接スイッチ（実施の形態１）の一部破断した側面図である。
【図５】金属製ケースの縦断面図である。
【図６】金属部品の側面図である。
【図７】本発明に係る近接スイッチ（実施の形態１）における発生磁界の説明図である。
【図８】（１）、（２）、（３）は第１、第２、第３の近接スイッチのモデルの説明図である。
【図９】第１、第２、第３の近接スイッチのモデルの距離特性グラフである。
【図１０】（１）、（２）、（３）は第１、第２、第３の近接スイッチのモデルにおける発生磁界の説明図である。
【図１１】本発明に係る近接スイッチ（実施の形態２）の一部省略した正面図である。
【図１２】同近接スイッチ（実施の形態２）の一部破断した側面図である。
【図１３】金属製ケースの縦断面図である。
【図１４】本発明に係る近接スイッチ（実施の形態３）の構成説明図である。
【図１５】本発明に係る近接スイッチ（実施の形態４）の構成説明図である。
【図１６】従来の近接スイッチの一部省略した正面図である。
【図１７】同近接スイッチの一部破断した側面図である。
【符号の説明】
１ 近接スイッチ
２ 金属製ケース
２ａ 内周面部
２ｂ 先端面部
２Ａ 金属製ケース本体
２Ｂ 金属部品収容部
３ コイルケース
４ 樹脂ケース
６ フェライトコア
６Ａ コア本体
６Ｂ コア部
７ 検出コイル
８ 検出ヘッド
８ａ 周面部
９ 電子回路基板
１０ ケーブル
１１ 充填樹脂
１２ コイル収納部
１３ 金属部品（磁束誘導手段）（磁束誘導体）
１３Ａ 円筒部（磁束誘導手段）（磁束誘導体）
１３Ｂ フランジ部（磁束誘導手段）（磁束誘導体）
１４ 金属膜層（磁束誘導手段）（磁束誘導体）
１４Ａ 円筒部（磁束誘導手段）（磁束誘導体）
１４Ｂ 端面部（磁束誘導手段）（磁束誘導体）
１５ 金属膜層（磁束誘導手段）（磁束誘導体）
１５Ｂ 端面部（磁束誘導手段）（磁束誘導体）
１６ 金属膜層（磁束誘導手段）（磁束誘導体）
１７ 肉厚部
１７ａ 斜面部
１７ｂ 前面部
１８ 金属膜層（磁束誘導手段）（磁束誘導体）
１８Ｂ 端面部（磁束誘導手段）（磁束誘導体）
Ｇ 被検出物体
イ 被検出物体検出方向
ロ 磁束
Claims (4)
- 被検出物体の接近による発生磁界の磁束の変化を検出して前記被検出物体の接近を検知する検出ヘッドを有し、前記検出ヘッドの周部を強磁性体もしくは高透磁率の材料を除く金属材料からなる金属製ケースで覆ったシールドタイプの近接スイッチであって、
前記検出ヘッドの前記発生磁界の磁束を誘導して被検出物体検出方向に開放するために強磁性体もしくは高透磁率の材料からなる磁束誘導体を備えており、
前記磁束誘導体が、前記金属製ケース本体の内周面部と前記検出ヘッドの周面部との間に介装される円筒部と、前記金属製ケース本体の先端面部を覆うフランジ部とからなる金属部品から構成したことを特徴とする近接スイッチ。 - 被検出物体の接近による発生磁界の磁束の変化を検出して前記被検出物体の接近を検知する検出ヘッドを有し、前記検出ヘッドの周部を強磁性体もしくは高透磁率の材料を除く金属材料からなる金属製ケースで覆ったシールドタイプの近接スイッチであって、
前記検出ヘッドの前記発生磁界の磁束を誘導して被検出物体検出方向に開放するために強磁性体もしくは高透磁率の材料からなる磁束誘導体を備えており、
前記磁束誘導体が、前記金属製ケース本体の内周面部に装着されて前記金属製ケース本体に組み付けられた前記検出ヘッドの周面部に当接した金属部品であり、
前記金属部品が、前記金属製ケース本体の内周面部と前記検出ヘッドの周面部との間に介装される円筒部と、前記金属製ケース本体の先端面部を覆うフランジ部とから構成したことを特徴とする近接スイッチ。 - 被検出物体の接近による発生磁界の磁束の変化を検出して前記被検出物体の接近を検知する検出ヘッドを有し、前記検出ヘッドの周部を強磁性体もしくは高透磁率の材料を除く金属材料からなる金属製ケースで覆ったシールドタイプの近接スイッチであって、
前記検出ヘッドの前記発生磁界の磁束を誘導して被検出物体検出方向に開放するために強磁性体もしくは高透磁率の材料からなる磁束誘導体を備えており、
前記磁束誘導体が、前記金属製ケースの内周面部から前記金属製ケースの先端面部にかけて形成された金属膜層であることを特徴とする近接スイッチ。 - 被検出物体の接近による発生磁界の磁束の変化を検出して前記被検出物体の接近を検知する検出ヘッドを有し、前記検出ヘッドの周部を強磁性体もしくは高透磁率の材料を除く金属材料からなる金属製ケースで覆ったシールドタイプの近接スイッチであって、
前記検出ヘッドの前記発生磁界の磁束を誘導して被検出物体検出方向に開放するために強磁性体もしくは高透磁率の材料からなる磁束誘導体を備えており、
前記磁束誘導体が、前記金属製ケースの内周面部から前記金属製ケースの先端面部にかけて形成され且つ前記金属製ケースの外周面部に、その先側部分を除いて形成された金属膜層であることを特徴とする近接スイッチ。
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