JPH08241660A - 貫通形近接センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 貫通形の近接センサにおいて組立作業を容易
にすると共に、微小な金属体の通過位置による検出のば
らつきをなくすること。 【構成】 めっき可能樹脂２１とめっき不可能樹脂２２
とから成る立体基板から成る筒状体をコイル部２０とし
て用いる。めっき可能樹脂を金属体が通過する筒状体の
外周又は内周にコイルパターンとして形成する。この筒
状体をめっきすることによりコイルを形成する。このコ
イルとプリント基板２４に実装された発振回路及び信号
処理部とを接続して、近接センサを構成する。こうすれ
ば組立てが容易となり、物体の通過位置にかかわらず確
実な検出が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は金属体の通過を検出する
貫通形の近接センサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来パチンコ球やビス等の金属体の通過
を検出する貫通形の近接センサとして種々のものが用い
られている。図９はこのような従来の貫通形近接センサ
の一例を示す斜視図である。本図において近接センサは
下ケース１と上ケース２から筐体が構成され、その中央
部に八角形の貫通孔３が形成されている。図１１は第１
の従来例を示す組立構成図である。本図において自己融
着線等のリッツ線を数十端巻付けて検出コイル部４を構
成し、その両端をプリント基板５に接続する。プリント
基板５にはこの検出コイルを含む発振回路と発振振幅の
低下によって物体を検知する信号処理部とが実装されて
いる。このプリント基板５を一部を切欠いて示す下ケー
ス１内に収納し、上部より上ケース２を被せて固定する
ことにより、図９に示す貫通形近接センサが構成され
る。下ケース１には検出コイル部をその中心に含むよう
に八角柱形の筒状部１ａを有しており、上ケース２には
この筒状部に対応する位置に八角形の開口２ａが形成さ
れ、貫通孔３を構成している。又その周囲には下ケース
１の凹部１ｂ，１ｃと係合する複数の脚部２ｂ，２ｃが
設けられる。この近接センサは検出物体が貫通孔３のど
の位置を通過する場合も検出感度ばらつきが少なく、安
定した検出ができる。又磁性体コアを用いていないので
耐磁回路が不要となり、実装面積が小さく部品を安価に
することができる。

【０００３】図１２は第２の従来例による貫通形近接セ
ンサの構成を示す組立構成図である。この近接センサは
プリント基板５上に検出コイル部６を実装したものであ
る。検出コイル部６はボビンに巻付けられ、その周囲に
コア７を嵌め込んでプリント基板５上に取付けられてい
る。その他の構成は前述した第１の従来例と同様であ
る。この場合にはコアを用いているため磁束が絞られ、
周囲への磁束の漏れを防ぐことができ、周囲金属の影響
や相互干渉を少なくすることができる。又ボビンにリッ
ツ線を巻付けコアを嵌める構造としているため、組立て
が容易であり、ボビンからピンを引き出すことによりコ
イル線と基板との位置決め接続が容易に行える。

【０００４】図１３は第３の従来例を示す組立構成図で
ある。本図ではプリント基板８に環状部８ａを設け、こ
の環状部にプリントコイル９を構成し、これを検出コイ
ルとして用いたものである。この場合にはプリントコイ
ル９とプリント基板８とが同時に製造できるため、製造
工程が簡単となる。又貫通孔のどの位置を金属体が通過
しても確実に検出できるだけでなく、耐磁回路が不要に
なるという効果がある。

【０００５】図１４は従来の近接センサの電気的構成を
示すブロック図である。本図に示すように検出コイル部
４（６，９）のコイルと共にコンデンサＣによって共振
回路がコンデンサされ、これに発振回路１１が接続され
ている。発振回路１１の発振出力は積分回路１２に入力
され、その出力が積分され比較回路１３によって所定の
閾値と比較される。そして所定の閾値より発振レベルが
低くなれば、比較信号が信号処理回路１４に入力され
る。信号処理回路１４は閾値以下の信号が所定時間連続
するときに出力回路１５を介して物体検知信号を出力す
ると共に、表示回路１６より物体の通過を表示するもの
である。定電圧回路１７は各ブロックに定電圧を供給す
る回路である。ここで積分回路１２〜表示回路１６の各
ブロックは信号処理部を構成している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な第１の従来例では、磁性体コアを用いないため図１０
に示すように磁束が広がることとなる。そのため周囲金
属の影響を受け易く、又複数の近接センサを接近して取
付ける場合には相互干渉が起き易く、取付けに制約があ
るという欠点があった。又コイルの両端をプリント基板
上に接続する必要があるためコイルの両端をはんだ付け
し、断線防止のためにシリコン樹脂等を塗布する必要が
あり、組立作業性が悪いという欠点があった。

【０００７】又第２の従来例では、貫通孔の一端にコイ
ルが配置されるためビス等の微小な金属体の通過を検出
する場合に、通過位置の影響が大きく、検出性能がばら
つくという欠点があった。又磁性体コアを用いているた
め磁気飽和の影響を避けるためにコイルにチップコイル
を接続する耐磁回路が必要となる。従ってコアと耐磁回
路を要するため価格が上昇するという欠点があった。更
にコイル線の断線を防ぐためシリコンの塗布を行ってお
り、これも工数を増加させるという欠点となっていた。

【０００８】第３の従来例では製造は容易となるが、通
過孔の周りにパターンコイルを配置するため、コイルの
ターン数が少なくなり、コイルのインダクタンスＬの値
が小さくコイルのＱも小さくなる。そのため発振周波数
が例えば数ＭHz〜数十ＭHzと高くなり、浮遊容量等の影
響を受け易く設計が難しくなるという欠点があった。又
コアを用いないため第１の従来例と同様に磁束が広が
り、周囲金属の影響を受け易く相互干渉も生じ易いとい
う欠点があった。

【０００９】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、検出コイルを立体的に形成され
た成形部品を用いて構成することによって、このような
問題点を解決することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、貫通孔を通過する金属物体を検出する貫通形近接セ
ンサであって、少なくとも貫通孔を形成する筒状体をめ
っき可能樹脂とめっき不可能樹脂とを含んで形成し、該
めっき可能樹脂を筒状体の周囲にコイルパターンとして
露出させ、その表面をめっきすることにより形成された
コイル部と、コイルを含む発振回路と、発振回路の発振
状態の変化を検出する信号処理部と、を具備することを
特徴とするものである。

【００１１】本願の請求項２の発明は、貫通孔を通過す
る金属物体を検出する貫通形近接センサであって、貫通
孔を形成する筒状体及びケースはめっき可能樹脂とめっ
き不可能樹脂とを含んで形成されたものであり、筒状体
はその周囲にめっき可能樹脂をコイルパターンとして露
出させ、その表面をめっきすることにより形成されたコ
イル部を有し、ケースはその内面にめっき可能樹脂によ
り回路パターンを形成しめっきすることによって形成さ
れた回路パターンを有するものであり、コイルを含む発
振回路と、発振回路の発振状態の変化を検出する信号処
理部とをケース内面のパターン上に実装して成ることを
特徴とするものである。

【００１２】本願の請求項３の発明は、ケースの内壁面
にめっき可能樹脂を露出させ、めっきを施すことによっ
てシールドしたことを特徴とするものである。

【００１３】本願の請求項４の発明では、筒状体はその
内周側にコイルパターンを形成したものであり、該筒状
体の外周部を被うめっきを施したことを特徴とするもの
である。

【００１４】

【作用】このような特徴を有する本発明によれば、貫通
孔を形成する筒状体をめっき可能樹脂とめっき不可能樹
脂とによって形成し、めっき可能樹脂をコイルパターン
として露出させ、その表面をめっきすることによってコ
イル部を形成している。こうすれば筒状体の外周部にコ
イルが形成されることとなり、このコイルを含む発振回
路を設け、発振状態に変化に基づいて貫通孔を通過する
物体を検出するようにしている。又請求項２の発明で
は、このような筒状体に加えてケース内面にめっき可能
樹脂を露出させて回路パターンを形成し、発振回路と信
号処理部とを実装している。こうすればコイルの接続や
部品の実装が容易となり、組立作業性が向上することと
なる。又請求項３の発明では、ケースの内壁にシールド
めっきを施すことにより、磁束が外部に漏れることがな
くなる。又請求項４の発明では、筒状体の内周にコイル
パターンを形成し、外周にはめっきを施すことにより磁
束の漏れを防止することができる。

【００１５】

【実施例】図１は本発明の一実施例による貫通形近接セ
ンサのコイル部とプリント基板を示す斜視図である。本
実施例では図示のように貫通孔を構成する八角形の筒状
のコイル部２０を立体基板により構成する。この立体基
板はめっき可能な樹脂２１とめっき不可能な樹脂２２と
を２色成形して構成された樹脂である。めっき不可能な
樹脂２２は一般樹脂、例えばＰＰＳ（ポリフェニレンサ
ルファイド）を用い、金属めっきが可能な樹脂２１とし
て例えば触媒入りＰＥＳ（ポリエーテルスルフォン）を
用いる。図２はこのコイル部２０を構成する八角形の筒
状部材の一例を示す部分断面図である。コイル部２０は
いずれか一方の樹脂、例えばめっき可能な樹脂２１をベ
ースにしてめっきの不要な部分にのみめっきのできない
一般樹脂２２を二次成形して構成するものとする。そし
てこのめっき可能な樹脂２１が露出する部分を図１に示
すように筒状体の外周部に１本のラインとして複数回巻
回するようにしてコイル部のパターンを形成する。そし
てそのコイルの下端の端子２３ａは筒状体の下端に伸ば
し、上端の端子２３ｂは上端で裏面（筒状体の内面）側
にスルーホールで出し、裏面でめっき可能な樹脂を露出
させてコイル２０の筒状体内面を通過して再びスルーホ
ールを介して筒状体の外面の下端に露出させて端子２３
ｃとするように構成する。こしてコイル部２０全体をめ
っきすればコイルを形成することができる。そしてプリ
ント基板２４上にはこれらの端子２３ａ，２３ｃに接続
する接続パターンを形成し、図１４に示すようにこのコ
イルを含む発振回路と発振振幅の低下によって物体を近
接する信号処理部の電子部品を実装する。

【００１６】こうすればコイル部の貫通孔全体に検出コ
イルが形成されるため、検出物体の通過位置にかかわら
ず安定した検出が可能となる。又プリントコイルと異な
りターン数を多くすることができるため、インダクタン
スを大きくすることができ、発振周波数を第３の従来例
に比べて高くすることができ、又Ｑも高くなるため検出
感度を向上させることができる。又コイル線やコアを用
いないので組立作業性を向上することができ、小型化も
可能となる。

【００１７】図３は本発明の第２の実施例による貫通形
近接センサのコイル部とプリント基板を示す斜視図であ
る。本実施例においてもコイル部３０はめっき可能樹脂
３１とめっき不可能樹脂３２による立体基板から成る八
角形の筒状部材とし、その外周部にめっき可能樹脂３１
によってコイルパターンを形成する。このコイル部は第
１実施例のようにスルーホールを介して端子を下方に導
くことなく、図示のように逆Ｌ字形のＬ字状部３４を筒
状部材に取付け、この内面にめっき可能樹脂３１を露出
させてパターンを形成する。そして全体をめっきするこ
とによってコイルと一対の端子３３ａ，３３ｂを形成し
たものである。このコイル部３０をプリント基板３５上
に接続して近接センサを構成する。この場合にはパター
ンが筒状のコイル部の内面に露出することがないため、
耐水性を向上させることができる。

【００１８】図４は本発明の第３の実施例による近接セ
ンサのコイル部４０を示す図である。本図においても前
述した実施例と同様に、めっき可能樹脂４１，めっき不
可樹脂４２を用いて立体基板により八角形の筒状部材の
外周部にコイルパターンを形成する。この実施例では筒
状体の一部を図示のように角柱状部４４として形成し、
その内部に貫通孔を形成する。そしてめっきすることに
よりこの貫通孔を介してコイルパターンの上端部を角柱
状部の下部に導くことができる。従って第１，第２実施
例のように筒状部の内面にパターンを通過させたり、Ｌ
字状部３４を設けることなく、コイルの両端を筒状体の
下面に導くことができる。

【００１９】図５は第４実施例による近接センサの組立
構成図である。本実施例ではコイル部自体は第１実施例
と同様に構成するが、下ケース２５の全体を前述した立
体基板とする。そしてコイル部２０を図１と同様に形成
すると共に、下ケース２５のベースとなる平面上にプリ
ント基板２４と同一のパターン２６を形成し、その上面
に直接電子部品を実装したものである。この場合には上
ケース２７に八角形の筒状のカバー２７ａを設け、下ケ
ースのコイル部２０の内面の一部に露出するパターンを
被うようにする必要がある。この場合には電子部品を実
装するプリント基板がケースと共用されるため、プリン
ト基板が不要となり、又コイル部と電子部品のはんだ付
けも不要となるため組立が極めて容易となり、組立作業
性を大幅に向上させることができる。

【００２０】図６は第５実施例による近接センサの組立
構成図である。本実施例ではコイル部４０自体は第３実
施例と同様に構成するが、下ケース４５全体を立体基板
とし、そのベースとなる平面上にプリント基板と同一の
パターン４６を形成したものである。この場合も下ケー
スの平面上に直接電子部品を実装することができるた
め、組立てが容易となる。又上ケース４７には第４実施
例に示すような八角柱状の筒状部を必要とせず、筒状部
の形状に対応した開口４７ａのみを設けておけば足り
る。この場合には検出コイルのパターンが筒状の検出コ
イル部の外周部にのみ形成されているため、樹脂を充填
すれば耐水性に優れた近接センサとすることができる。

【００２１】図７は本発明の第６実施例による近接セン
サの組立構成図である。本実施例は第４実施例と同様に
筒状のコイル部２０と下ケース２５とを立体基板で構成
したものであり、そのベースの上面にパターンを形成し
て電子部品を実装している。上ケース２７についても第
４実施例と同様とする。これに加えて本実施例では、下
ケース２５の側壁全周に図示のようにめっき２８を施
し、ＧＮＤパターンと接続している。このめっきはめっ
き可能樹脂２１を内部の側面に露出させてめっきをする
ことにより、コイルパターン及び電子部品の接続パター
ンと同時に構成することができる。こうすればめっきに
よりシールド効果が得られ、又磁束の漏れを抑えること
ができるため、周囲金属の影響や相互干渉の影響を小さ
くすることができる。又下ケース２５の内壁だけでな
く、上ケース２７の上面内壁にもめっきを施し、組立て
時にＧＮＤパターンと接触するようにしてもよい。この
場合には更にシールド効果を高め、又磁束の漏れを抑え
ることができる。

【００２２】図８は本発明の第７実施例による近接セン
サの構成を示す組立構成図である。本実施例は前述した
他の実施例と同様に下ケースと貫通孔を構成する筒状部
分を立体基板で構成したものである。更に本実施例では
図示のように貫通孔の筒状部５０の内周部にコイル５１
のコイルパターンを形成する。そして筒状部５０の外周
部の側壁にはほぼ前面に金属めっき５２を施す。図８
（ｂ）はこの筒状部５０をコイルの両端子の外周から見
た部分斜視図である。本図に示すようにコイルパターン
の両端はケース内から見てケースの内面（筒状体の外
面）側にスルーホールを介して露出させ、その両端を筒
状部５０の側壁を介して下ケース５３のベース面に接続
するようにしている。下ケース５３の上面については前
述した第４〜第６実施例と同様に電子回路パターンを形
成しておく。一方上ケース２７については図５に示すも
のと同一とする。こうすればシールド効果が得られ、同
時に磁束の漏れを抑えることができるため、多数の近接
センサを接近させて配置した場合にも相互干渉を未然に
防止することができる。

【００２３】尚本実施例はめっきの不可能な一般樹脂と
してＰＰＳ、めっき可能樹脂として触媒入りＰＥＳを用
いているが、液晶ポリマ等をめっき可能な樹脂及びめっ
き不可能樹脂として用いることも可能である。

【００２４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本願の請求項
１〜４の発明によれば、立体基板を筒状体とし、その内
周又は外周部にめっき可能樹脂によるコイルパターンを
露出させるようにし、めっきすることによってコイルパ
ターンを形成している。そのためコイルの製造が容易で
端部と発振回路との接続も容易となり、組立て作業性を
大幅に向上させることができる。又検出コイルは筒状体
の全周に巻かれるため、物体の通過位置にかかわらず検
出性能がばらつくことがなくなる。又コアを用いていな
いので耐磁回路も不要になるという効果も得られる。こ
れに加えて本願の請求項３及び４の発明では、ケース内
にめっきを施しているためシールド効果が得られ、又磁
束の漏れを抑えることができる。そのため周囲金属の影
響や相互干渉をなくすることができ、近接センサの取付
けに制約がなくなるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による近接センサのコイル
部及びこれに接続されるプリント基板を示す斜視図であ
る。

【図２】本発明の第１実施例によるコイル部を構成する
立体基板の断面図である。

【図３】本発明の第２実施例による近接センサのコイル
部及びこれに接続されるプリント基板を示す斜視図であ
る。

【図４】本発明の第３実施例による近接センサのコイル
部を示す斜視図である。

【図５】本発明の第４実施例による近接センサの組立構
成図である。

【図６】本発明の第５実施例による近接センサの組立構
成図である。

【図７】本発明の第６実施例による近接センサの組立構
成図である。

【図８】本発明の第７実施例による近接センサの組立構
成図である。

【図９】従来の近接センサの外観を示す斜視図である。

【図１０】従来の近接センサの磁束分布を示す概略図で
ある。

【図１１】第１の従来例による近接センサの組立構成図
である。

【図１２】第２の従来例による近接センサの組立構成図
である。

【図１３】第３の従来例による近接センサの組立構成図
である。

【図１４】近接センサの電気的構成を示すブロック図で
ある。

【符号の説明】

２０，３０，４０ コイル部 ２１，３１，４１ めっき可能樹脂 ２２，３２，４２ めっき不可樹脂 ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，３３ａ，３３ｂ 端子 ２４，３５ プリント基板 ３４ Ｌ字状部 ４４ 角柱状部 ２５，５３ 下ケース ２６，４６ パターン ２７ 上ケース ２７ａ カバー ２８ シールド ５０ 筒状部 ５１ コイル ５２ めっき

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 貫通孔を通過する金属物体を検出する貫
   通形近接センサにおいて、 少なくとも前記貫通孔を形成する筒状体をめっき可能樹
   脂とめっき不可能樹脂とを含んで形成し、該めっき可能
   樹脂を前記筒状体の周囲にコイルパターンとして露出さ
   せ、その表面をめっきすることにより形成されたコイル
   部と、 前記コイルを含む発振回路と、 前記発振回路の発振状態の変化を検出する信号処理部
   と、を具備することを特徴とする貫通形近接センサ。
2. 【請求項２】 貫通孔を通過する金属物体を検出する貫
   通形近接センサにおいて、 前記貫通孔を形成する筒状体及びケースはめっき可能樹
   脂とめっき不可能樹脂とを含んで形成されたものであ
   り、 前記筒状体はその周囲にめっき可能樹脂をコイルパター
   ンとして露出させ、その表面をめっきすることにより形
   成されたコイル部を有し、 前記ケースはその内面にめっき可能樹脂により回路パタ
   ーンを形成しめっきすることによって形成された回路パ
   ターンを有するものであり、 前記コイルを含む発振回路と、 前記発振回路の発振状態の変化を検出する信号処理部と
   を前記ケース内面のパターン上に実装して成ることを特
   徴とする貫通形近接センサ。
3. 【請求項３】 前記ケースの内壁面にめっき可能樹脂を
   露出させ、めっきを施すことによってシールドしたこと
   を特徴とする請求項１又は２記載の貫通形近接センサ。
4. 【請求項４】 前記筒状体はその内周側にコイルパター
   ンを形成したものであり、該筒状体の外周部を被うめっ
   きを施したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１
   項に記載の貫通形近接センサ。