JP4820273B2 - 近接センサ用回路基板及び近接センサ - Google Patents

Description

本発明は、被検出物の接近やその有無を非接触で検出する近接センサ及びその近接センサに用いられる近接センサ用回路基板に関するものである。

従来、この種の近接センサは、外部機器と繋がるケーブルが基端部に挿通されたハウジング内に回路基板と該回路基板に接続配置された検出コイルを備え、ハウジング表面における検出コイルと対応した位置に検出面が設けられている。このような近接センサでは、検出面がハウジングの側面に設けられた所謂フラットタイプと、検出面が先端面に設けられた所謂ヘッドタイプとがあり、使用目的に応じた使い分けがなされている（例えば特許文献１参照）。これら２つのタイプでは、検出面の設置位置の相違に伴い検出コイルの配置位置がそれぞれ異なっている。フラットタイプの近接センサでは、検出コイルはその軸線が回路基板に対して垂直となるように該回路基板上に設けられており、ヘッドタイプの近接センサでは、検出コイルはその軸線が回路基板に対して平行となるように該回路基板の先端面に設けられている。
特開平１−２３２６３１号公報

ところで、上記のようなフラットタイプの近接センサでは、回路基板上に検出コイルが配置されるので、近接センサの基端から先端にかけての外形寸法は回路基板の大きさに依存する。一方、ヘッドタイプの近接センサでは、検出コイルが回路基板の先端面に配置されるので、上記外形寸法は回路基板と検出コイルを合わせた寸法に依存する。このため、フラットタイプの近接センサで用いる回路基板をヘッドタイプにそのまま流用すると、近接センサの外形がフラットタイプに比べてヘッドタイプの方が長くなってしまう。

そこで従来では、ヘッドタイプの近接センサに合わせた小型の回路基板を用いることでヘッドタイプの近接センサをフラットタイプと同等の大きさとして大型化を改善しているが、これにはフラットタイプとは別の回路基板を作る必要がある。つまり、フラットタイプ用の回路基板とヘッドタイプ用の回路基板というように２種類の回路基板を作成する必要があり、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、フラットタイプとヘッドタイプとで共通化しつつも近接センサとして構成した場合に両タイプで同体格とすることが可能な近接センサ用回路基板及びその回路基板を用いた近接センサを提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、巻線が巻回されてなる検出コイルと接続されるコイル接続部を有し、前記コイル接続部と接続された前記検出コイルの出力に基づき被検出物の検出を行う検出回路が設けられる近接センサ用回路基板であって、前記基板上に形成され前記検出コイルの軸線が該基板に対して垂直となるように前記検出コイルを配置するための第１コイル配置部と、前記第１コイル配置部の少なくとも一部を含むとともに前記基板を横断する切断線を境に分離切断可能に形成されたカット部とを備え、前記カット部が切断されたときに、前記基板が短くなる方向における該基板の両端のうちのいずれか一方側に第２コイル配置部が形成されてなり、前記検出回路は、前記基板における前記カット部以外の部位に設けられるとともに、前記コイル接続部は、前記第１及び第２コイル配置部のいずれに配置された前記検出コイルと接続可能に設けられたことをその要旨とする。

この発明では、基板を横断する切断線を境に分離切断可能に形成されたカット部が形成されるとともに、カット部が切断されたときに、該基板の両端面のうちのいずれか一方側に第２コイル配置部が形成される。このカット部にはヘッドタイプの近接センサにおいて無駄なスペースとなる第１コイル配置部の少なくとも一部が含まれている。また、検出回路は、基板におけるカット部以外の部位に設けられるとともに、コイル接続部は第１及び第２コイル配置部のいずれに配置された検出コイルと接続可能に設けられる。このため、フラットタイプの近接センサにおいては、カット部を分離切断しないで回路基板をそのまま用い、ヘッドタイプの近接センサにおいては、カット部を分離切断するとともに検出コイルを第２コイル配置部に配置して用いることが可能となる。つまり、ヘッドタイプの近接センサにおいては、カット部の切断により回路基板の基板平行方向の寸法が短くなるため、フラットタイプの近接センサと同等に短くすることができる。従って、フラットタイプとヘッドタイプとで回路基板を共通化しつつも、近接センサとして構成した場合に両タイプで同体格とすることが可能となる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の近接センサ用回路基板において、前記第２コイル配置部は、前記基板における前記カット部が切断された端面側に設けられることをその要旨とする。

この発明では、第２コイル配置部はカット部を切断した端面側に設けられるため、この第２コイル配置部と、カット部に少なくとも一部が含まれるためにカット部付近に設けられる第１コイル配置部とが基板が短くなる方向における該基板の両端面のうちの同じ側に配置されることとなる。このため、基板に形成される回路におけるフラットタイプとヘッドタイプとで共通する部分を増やすことができ、これにより基板に形成される回路を簡素化することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の近接センサ用回路基板において、前記コイル接続部は、前記切断線沿いに設けられたことをその要旨とする。
この発明では、コイル接続部がカット部を切断する際の切断線沿いに設けられるため、基板の切断面側に設定される第２コイル配置部に配置される検出コイルを回路基板と容易に接続することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１つに記載の近接センサ用回路基板において、前記カット部は、前記第２コイル配置部に配置された時の前記検出コイルの基板平行方向の寸法に対応した寸法に設定されたことをその要旨とする。

この発明では、カット部の基板平行方向の寸法が検出コイルの基板平行方向の寸法に対応して設定されるため、ヘッドタイプの近接センサにおいて回路基板と検出コイルとを合わせた寸法をカット部を切断する前の回路基板寸法と同等にすることができる。従って、近接センサとして構成した場合に両タイプを同体格で構成することができる。

請求項５に記載の発明は、巻線が巻回されてなる検出コイルと、前記検出コイルと接続されるとともに該検出コイルからの出力に基づき被検出物の検出を行う検出回路が設けられた請求項１〜４のいずれか１つに記載の回路基板とを備えた近接センサであって、前記検出コイルが前記基板上に形成される前記第１コイル配置部に配置されて構成されたことをその要旨とする。

請求項６に記載の発明は、巻線が巻回されてなる検出コイルと、前記検出コイルと接続されるとともに該検出コイルからの出力に基づき被検出物の検出を行う検出回路が設けられた請求項１〜４のいずれか１つに記載の回路基板とを備えた近接センサであって、前記検出コイルが前記カット部の切断により形成される前記第２コイル配置部に配置されて構成されたことをその要旨とする。

上記請求項５，６の発明では、フラットタイプ及びヘッドタイプの近接センサに用いる回路基板を共通化しつつも、両タイプで同体格とすることが可能な近接センサを提供することができる。

従って、上記記載の発明によれば、フラットタイプとヘッドタイプとで共通化しつつも近接センサとして構成した場合に両タイプで同体格とすることが可能な近接センサ用回路基板及びその回路基板を用いた近接センサを提供することができる。

以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。
図１に本実施の形態におけるフラットタイプの近接センサ１ｆを示し、図３に本実施の形態におけるヘッドタイプの近接センサ１ｈを示す。本実施の形態の近接センサ１ｆ，１ｈは、回路基板１１ｆ，１１ｈに取り付けられた検出コイル１２を発振させ、その発振振幅変化に基づき例えば金属からなる被検出物の接近やその有無を検出するものである。そして、これらフラットタイプの近接センサ１ｆとヘッドタイプの近接センサ１ｈとでは、回路基板１１ｆ，１１ｈに対する検出コイル１２の取り付け位置がそれぞれ異なり、その使用目的に応じて使い分けがなされるものである。

図１及び図２に示すように、フラットタイプの近接センサ１ｆは、直方体状のハウジング２１を有しており、そのハウジング２１の内部には、平面視長方形状の回路基板１１ｆが内部に収容されている。回路基板１１ｆの下面基端には、外部機器に連なる信号ケーブル２２の各信号線が接続された接続端子部２３が形成され、回路基板１１ｆの下面中央には、接続端子部２３と電気的に接続された検出回路２４が設けられている。また、回路基板１１ｆ下面の幅方向両端には、検出回路２４と電気的に接続されたコイル接続部としてのフラットタイプ用接続部２５がそれぞれ形成されている。また、回路基板１１ｆの下面先端には、検出コイル１２と電気的に接続された動作表示灯２６が形成されている。この動作表示灯２６は近接センサ１ｆの動作状態を表示するためのものである。

回路基板１１ｆの上面におけるフラットタイプ用接続部２５に対応した位置には、平面視で各フラットタイプ用接続部２５を含む第１コイル配置部２７が形成されるとともに、その第１コイル配置部２７には前記検出コイル１２が配置されている。検出コイル１２は、該検出コイル１２と接続されるとともに回路基板１１ｆを貫通する２つの端子１２ａ（図１では１つのみ図示）を介して各フラットタイプ用接続部２５とそれぞれ接続されている。尚、検出コイル１２の端子１２ａは、半田付け等によりフラットタイプ用接続部２５と接続されている。

このようなフラットタイプの近接センサ１ｆでは、ハウジング２１表面における検出コイル１２と対応した位置に検出面２８が設けられ、この検出面２８にてハウジング２１上方からの被検出物の接近やその有無を検出する。

次に、ヘッドタイプの近接センサ１ｈの説明をする。尚、説明の便宜のため、前記フラットタイプの近接センサ１ｆと同様の構成については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

図３及び図４に示すように、ヘッドタイプの近接センサ１ｈは、直方体状のハウジング３１を有しており、そのハウジング３１の内部には、平面視長方形状の回路基板１１ｈが内部に収容されている。回路基板１１ｈの下面には、接続端子部２３及び検出回路２４が設けられている。回路基板１１ｈ下面における検出回路２４よりも先端側には、該検出回路２４と接続された動作表示灯３２が設けられている。回路基板１１ｈ下面の幅方向両端には、検出回路２４と電気的に接続されたコイル接続部としてのヘッドタイプ用接続部３３がそれぞれ形成されている。また、各ヘッドタイプ用接続部３３は回路基板１１ｈの先端に沿って設けられている。尚、ヘッドタイプ用接続部３３は、前記フラットタイプ用接続部２５と直列に接続されるとともに、フラットタイプ用接続部２５とヘッドタイプ用接続部３３とが互いに近傍に配置されている。回路基板１１ｈの先端面側に設けられた第２コイル配置部３４には、検出コイル１２がその軸線が回路基板１１ｈの板面と平行になるように配置されるとともに、検出コイル１２に接続された各端子１２ａ（図１では図示略）はそれぞれ各ヘッドタイプ用接続部３３と半田付け等により接続されている。

このようなヘッドタイプの近接センサ１ｈでは、ハウジング２１表面における検出コイル１２と対応した先端面に検出面３５が設けられ、この検出面３５と対向する被検出物の接近やその有無を検出する。

上記の近接センサ１ｆ，１ｈに用いた回路基板１１ｆ，１１ｈは、図５に示す共通回路基板４１から形成される。共通回路基板４１は、基板の幅方向に横断する切断線４２を境に基端側の共通回路部４３と先端側のカット部４４とからなる。共通回路部４３には、上記した接続端子部２３、検出回路２４、フラットタイプ用接続部２５、ヘッドタイプ用接続部３３及びヘッドタイプ用の動作表示灯３２が形成されている。尚、各ヘッドタイプ用接続部３３は切断線４２沿いに形成されるとともに、フラットタイプ用接続部２５とヘッドタイプ用接続部３３とでコイル接続部を構成している。カット部４４には、フラットタイプ用の前記動作表示灯２６が形成される。カット部４４はこれら構成の裏面側に形成された前記第１コイル配置部２７の一部を含んでいる。

この共通回路基板４１からフラットタイプの近接センサ１ｆの回路基板１１ｆを形成する際には、カット部４４を分離切断しないでそのまま用いるとともに、前記検出コイル１２は第１コイル配置部に配置される。そして、共通回路基板４１は、カット部４４が形成された側がハウジング２１の先端側にくるように該ハウジング２１に収容されて、フラットタイプの近接センサ１ｆが構成されている。

一方、共通回路基板４１からヘッドタイプの近接センサ１ｈの回路基板１１ｈを形成する際には、共通回路基板４１を切断線４２に沿って切断し、カット部４４を分離して共通回路部４３のみを用いる。本実施形態では、カット部４４の切断により共通回路基板４１が短くなる方向（図５における左右方向）における共通回路部４３の両端面のうち切断面４５側に第２コイル配置部３４が形成されている。また、共通回路部４３における切断面４５側に形成される基板平行方向のスペースが第２コイル配置部３４となり、カット部４４の基板平行方向の寸法Ｌ１は、第２コイル配置部に配置された時の前記検出コイル１２の基板平行方向の寸法Ｌ２に対応した寸法に設定されている。そして、共通回路部４３は、カット部４４の分離切断により形成される切断面４５がハウジング３１の先端側にくるように該ハウジング３１に収容されてヘッドタイプの近接センサ１ｈが構成されている。

次に、本実施の形態の特徴的な作用効果を記載する。
（１）共通回路基板４１を横断する切断線４２を境に分離切断可能に形成されたカット部４４が形成されるとともに、カット部４４の切断により形成される切断面４５側には第２コイル配置部３４が形成される。このカット部４４にはヘッドタイプの近接センサ１ｈにおいて無駄なスペースとなる第１コイル配置部２７の少なくとも一部が含まれている。また、共通回路部４３には、検出回路２４が設けられるとともに、フラットタイプ用接続部２５及びヘッドタイプ用接続部３３は第１及び第２コイル配置部２７，３４のいずれに配置される検出コイル１２と接続可能に設けられる。このため、フラットタイプの近接センサ１ｆにおいては、カット部４４を分離切断しないで共通回路基板４１をそのまま用い、ヘッドタイプの近接センサ１ｈにおいては、カット部４４を分離切断して共通回路部４３のみを用いることが可能となる。つまり、ヘッドタイプの近接センサ１ｈにおいては、カット部４４の切断により共通回路基板４１の基板平行方向寸法が短くなるため、フラットタイプの近接センサ１ｆと同等に短くすることができる。従って、フラットタイプ及びヘッドタイプの近接センサ１ｆ，１ｈに用いる回路基板１１ｆ，１１ｈを共通化しつつも、近接センサ１ｆ，１ｈとして構成した場合に両タイプで同体格とすることが可能となる。

（２）第２コイル配置部３４は切断面４５側に設けられるため、この第２コイル配置部３４と、カット部４４に一部が含まれるためにカット部４４付近に設けられる第１コイル配置部２７とが、共通回路基板４１が短くなる方向（図５における左右方向）における両端面側のうち同じ側に配置されることとなる。このため、共通回路部４３に形成される回路におけるフラットタイプとヘッドタイプとで共通する部分を増やすことができ、これにより共通回路基板４１に形成される回路を簡素化することができる。

（３）コイル接続部としてのヘッドタイプ用接続部３３が切断線沿いに設けられるため、ヘッドタイプの近接センサ１ｈにおいて検出コイル１２を回路基板１１ｈと容易に接続することができる。

（４）コイル接続部を構成するフラットタイプ用接続部２５とヘッドタイプ用接続部３３とが別々に設けられるため、両タイプでコイル接続部を共通にした場合に比べて検出コイル１２の配置接続する位置の制限が緩和される。

（５）カット部４４の基板平行方向の寸法Ｌ１が、検出コイル１２の基板平行方向の寸法Ｌ２に対応して設定されるため、ヘッドタイプの近接センサ１ｈにおいて回路基板１１ｈと検出コイル１２とを合わせた寸法を、カット部を切断する前の共通回路基板４１の寸法と同等にすることができる。従って、近接センサ１ｆ，１ｈとして構成した場合に両タイプでより確実に同体格とすることができる。

尚、本発明の実施の形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施の形態に加えて、図６（ａ）（ｂ）に示すように、共通回路部４３における第２コイル配置部３４が設けられる端面に検出コイル１２と係合可能な係合部５１を形成して、該係合部５１にて第２コイル配置部３４に検出コイル１２を配置するときの位置決めを行ってもよい。また、共通回路基板４１のカット部４４に係合部５１の形状をかたどった貫通孔５２を形成すれば、係合部５１を容易に形成することができる。

・上記実施の形態では、検出コイル１２と接続されるコイル接続部は、フラットタイプ用接続部２５とヘッドタイプ用接続部３３とから構成されたが、コイル接続部を１つのみ形成して両タイプで共用してもよい。

・上記実施の形態では、ヘッドタイプの近接センサ１ｈにおいて、共通回路部４３におけるカット部４４の切断により形成された切断面４５側に第２コイル配置部３４が形成されたが、切断面４５とは反対側の端面側に第２コイル配置部３４を形成してもよい。この場合、共通回路部４３を切断面４５がハウジング３１の先端側にくるように該ハウジング３１に収容する。

・上記実施の形態では、フラットタイプ用接続部２５を共通回路部４３に設けたが、カット部４４に設けてもよい。
・上記実施の形態では、特に言及しなかったが、共通回路基板４１の切断を容易にするために切断線４２に沿ってミシン目の孔やＶ字状の溝等を形成してもよい。

本実施の形態におけるフラットタイプの近接センサを示す概略図である。 フラットタイプの回路基板を示す平面図である。 本実施の形態におけるヘッドタイプの近接センサを示す概略図である。 ヘッドタイプの回路基板を示す平面図である。 共通回路基板を示す平面図である。 （ａ）は、別例における共通回路基板を示す平面図であり、（ｂ）は、別例におけるヘッドタイプの近接センサの回路基板である。

符号の説明

Ｌ１…カット部の基板平行方向の寸法、Ｌ２…検出コイルの基板平行方向の寸法、１ｆ，１ｈ…近接センサ、１１ｆ，１１ｈ…回路基板、１２…検出コイル、２４…検出回路、２５…コイル接続部としてのフラットタイプ用接続部、２７…第１コイル配置部、３３…コイル接続部としてのヘッドタイプ用接続部、３４…第２コイル配置部、４１…共通回路基板、４２…切断線、４３…共通回路部、４４…カット部、４５…切断面。

Claims (6)

1. 巻線が巻回されてなる検出コイルと接続されるコイル接続部を有し、前記コイル接続部と接続された前記検出コイルの出力に基づき被検出物の検出を行う検出回路が設けられる近接センサ用回路基板であって、
   前記基板上に形成され前記検出コイルの軸線が該基板に対して垂直となるように前記検出コイルを配置するための第１コイル配置部と、
   前記第１コイル配置部の少なくとも一部を含むとともに前記基板を横断する切断線を境に分離切断可能に形成されたカット部とを備え、
   前記カット部が切断されたときに、前記基板が短くなる方向における該基板の両端のうちのいずれか一方側に第２コイル配置部が形成されてなり、
   前記検出回路は、前記基板における前記カット部以外の部位に設けられるとともに、
   前記コイル接続部は、前記第１及び第２コイル配置部のいずれに配置された前記検出コイルと接続可能に設けられたことを特徴とする近接センサ用回路基板。
2. 請求項１に記載の近接センサ用回路基板において、
   前記第２コイル配置部は、前記基板における前記カット部が切断された端面側に設けられることを特徴とする近接センサ用回路基板。
3. 請求項２に記載の近接センサ用回路基板において、
   前記コイル接続部は、前記切断線沿いに設けられたことを特徴とする近接センサ用回路基板。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の近接センサ用回路基板において、
   前記カット部は、前記第２コイル配置部に配置された時の前記検出コイルの基板平行方向の寸法に対応した寸法に設定されたことを特徴とする近接センサ用回路基板。
5. 巻線が巻回されてなる検出コイルと、
   前記検出コイルと接続されるとともに該検出コイルからの出力に基づき被検出物の検出を行う検出回路が設けられた請求項１〜４のいずれか１つに記載の回路基板と
   を備えた近接センサであって、
   前記検出コイルが前記基板上に形成される前記第１コイル配置部に配置されて構成されたことを特徴とする近接センサ。
6. 巻線が巻回されてなる検出コイルと、
   前記検出コイルと接続されるとともに該検出コイルからの出力に基づき被検出物の検出を行う検出回路が設けられた請求項１〜４のいずれか１つに記載の回路基板と
   を備えた近接センサであって、
   前記検出コイルが前記カット部の切断により形成される前記第２コイル配置部に配置されて構成されたことを特徴とする近接センサ。

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