JPH0945199A - 貫通型近接センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コイルを磁気シールドするためのシールド板
を接着樹脂を用いることなく近接センサに組み込む。 【解決手段】 シールドリング４５，４６はコイル１６
を巻いたコイルスプール１５の上下に配置され、コイル
スプール１５と上下のケース１，２との間に挟み込まれ
て保持されている。シールドリング４５，１６に設けた
切り欠き凹部５０はケース１，２に設けた突起１０，１
４と嵌合することによって回り止めされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は貫通型近接センサに
関し、特に貫通部を通過する金属体を検出する貫通型の
近接センサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】金属体の存在を非接触で磁気的に検出す
るセンサとして、一般的に高周波発振型近接センサが用
いられる。このような近接センサのうち、円筒形コイル
中をパチンコ球等の金属体が通過する毎に電気信号を出
すようにした貫通型の近接センサが知られている。

【０００３】図１３は、このような近接センサの回路構
成を示すブロック図であって、コイル１６の両端には発
振回路１０１が接続される。発振回路１０１は、このコ
イル１６と内部の容量によってＬＣ発振回路を構成する
ものであって、一定の周波数で発振し、その出力は検波
回路１０２に伝えられる。コイル１６に金属体が接近し
た場合には、コイル１６のコンダクタンスが増加し、発
振回路１０１の発振条件が変化して振幅が低下し、また
は発振レベルが所定のしきい値以下となる。この振幅も
しくは発振レベルの低下により近接センサは金属体の接
近ないし通過を検知し、出力回路１０３を介して物体検
知信号を出力する。検波回路１０２と出力回路１０３
は、発振状態の変化に基づいて金属体の近接を検出する
信号処理部を構成している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような貫通型近接
センサは、コイルから発生する磁束による検出であるた
め、近接センサの周囲に金属体や同様に磁束を発生する
ものがあると、近接センサの動作が影響を受ける。

【０００５】このためコイルの周囲をフェライトのよう
な高透磁率材料や金属等からなるシールド材で覆って磁
気シールドした従来例がある（実公平５５−１９４０２
号）。高透磁率材料や金属等からなるシールド材でコイ
ルの周囲を覆っているので、周囲にコイルの磁束が広が
らず、周囲の金属体等を誤検知する恐れをなくすことが
できる。

【０００６】しかしながら、この従来例では、コイルの
周辺に配設するシールド材を接着樹脂により固定してい
る。接着樹脂で固定しないと、シールド材同志の間に隙
間が生じたり、あるいはコイルスプールが円形に近い形
状をしているためシールド材が回ってしまい、シールド
材のシールド特性が不安定になるからである。しかし
て、シールド材の固定に接着剤を用いていると、接着剤
の硬化時間がかかり、製造効率が低下するという問題が
あった。また、フェライトのようなシールド材は割れ易
く、扱いにくいという欠点があった。

【０００７】本発明は叙上の従来例の欠点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、接着樹脂を
用いることなくシールド材をコイルに対して固定できる
ようにすることにある。

【０００８】

【発明の開示】請求項１に記載の貫通型近接センサは、
コイルを巻回したコイルスプールの両面にそれぞれ金属
製シールド板を被せてシールド板によりコイルスプール
を覆い、コイルスプールとケースとの間に前記シールド
板を挟み込んで保持し、前記シールド板に係合部を設
け、前記係合部と係合することによって前記シールド板
を回り止めするための被係合部をケースに設けたことを
特徴としている。

【０００９】また、請求項２に記載の貫通型近接センサ
は、コイルを巻回したコイルスプールの両面にそれぞれ
金属製シールド板を被せてシールド板によりコイルスプ
ールを覆い、コイルスプールとケースとの間に前記シー
ルド板を挟み込んで保持し、前記シールド板に係合部を
設け、前記係合部と係合することによって前記シールド
板を回り止めするための被係合部をコイルスプールもし
くはコイルスプールに固定された部材に設けたことを特
徴としている。

【００１０】さらに、請求項３に記載の貫通型近接セン
サは、コイルを巻回したコイルスプールの両面にそれぞ
れ金属製シールド板を被せてシールド板によりコイルス
プールを覆い、コイルスプールとケースとの間に前記シ
ールド板を挟み込んで保持し、前記シールド板に係合部
を設け、前記係合部と係合することによって前記シール
ド板を回り止めするための被係合部を配線基板に設けた
ことを特徴としている。

【００１１】請求項１〜３に記載の貫通型近接センサに
あっては、シールド板によりコイルの周囲を覆っている
ので、コイルの周囲へ磁束が漏れにくく、周囲の金属体
を誤って検出するのを防止することができる。しかも、
シールド板はコイルスプールとケースの間に挟み込んで
保持されているので、接着樹脂を用いることなくシール
ド板を固定することができる。また、請求項１の近接セ
ンサではシールド板の係合部をケースの被係合部に係合
させてシールド板を回り止めし、請求項２の近接センサ
ではシールド板の係合部をコイルスプール等の被係合部
に係合させてシールド板を回り止めし、請求項３の近接
センサではシールド板の係合部を配線基板の被係合部に
係合させてシールド板を回り止めしているので、いずれ
も接着樹脂を用いることなくシールド部材を回り止めす
ることができ、シールド板のシールド効果を安定させる
ことができる。

【００１２】したがって、請求項１〜３に記載の近接セ
ンサにあっては、接着樹脂を用いることなくシールド板
を固定することができるので、製造工程においては接着
樹脂の硬化時間が掛からず、製品完成の時間を短くでき
て近接センサの製造効率が向上する。また、シールド板
は金属製であってフェライトのような高価な高透磁率材
料を用いていないので、製品コストを安価にすることが
できる。

【００１３】また、請求項４に記載の実施態様において
は、請求項１，２又は３記載の貫通型近接センサにおい
て、前記ケースの内面に設けた突起を前記シールド板に
当接させたことを特徴としている。

【００１４】請求項４記載の実施態様にあっては、ケー
スの内面に設けた突起をシールド板に当接させることに
より、突起でシールド板を押さえることができる。従っ
て、ケース等の寸法バラツキによるシールド板のガタツ
キを突起により防止することができ、確実にケースとコ
イルスプールとの間に挟み込増せることができる。

【００１５】また、請求項５に記載の実施態様は、請求
項１，２又は３記載の貫通型近接センサにおいて、前記
コイルスプールの両面に被せた前記シールド板を電気的
に接触させたことを特徴としている。

【００１６】請求項５記載の実施態様にあっては、シー
ルド板同志を電気的に接触させているので、一方のシー
ルド板をアースすることにより他方のシールド板もアー
スすることができ、構造を簡単にすることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態によるパチン
コ球等の貫通を検出する貫通型近接センサＡを図面に従
って説明する。図１は近接センサＡの分解斜視図、図２
は図１の上下反転した状態の分解斜視図、図３は一部破
断した分解側面図である。これらの図に示されるよう
に、近接センサＡは、上ケース１及び下ケース２からな
る平たい直方体状の筐体内にコイル部分と回路部分とを
納めて構成される。

【００１８】この筐体を構成する上下のケース１，２に
は、互いに対向するようにして略円形の貫通孔３，４が
形成されている。上ケース１のコーナ部及び両側面に
は、係合爪５を有する弾性片６，７がそれぞれ垂下され
ており、下ケース２には各係合爪５と対向して突起８が
突設されており、下ケース２の上に上ケース１を被せて
係合爪５を突起８に係合させることにより上下のケース
１，２を一体化して筐体が構成される。

【００１９】下ケース２の貫通孔４の周囲には、下ケー
ス２の内面側へ向けてリング状をした突縁９が突設され
ており、突縁９の一部にはシールドリング４６を位置決
めするためのボス１０が突設されている。この突縁９の
外周面にはテーパが施されており、また図６（ａ）に示
すようにボス１０も断面が頂角６０°の三角錐台状をし
ている。下ケース２内面の貫通孔４の近傍には後述する
配線基板２９に挿通させるためのピン１１が立設されて
いる。さらに、下ケース２のピン１１と対向するあたり
の左右側壁には、配線基板２９の突出部４０を保持する
ための凹部１２が形成されている。また、図５（ｂ）に
おいて×印で示す３箇所（貫通孔４の周囲に１２０°の
間隔で配置されている）には、図７に示すような突起５
３が設けられている。この突起５３は幅０.１４ｍｍ、
高さ０.１２ｍｍ程度の極めて微小なものである。通孔
５４は静電気を飛ばすためのものである。なお、５５は
配線基板２９を支持するための突起状の台である。

【００２０】上ケース１には下ケース２の貫通孔４と対
向して同じく貫通孔３が開口されており、貫通孔３の周
囲にはリング状の突縁１３が突設されており、突縁１３
の一部にはシールドリング４５を位置決めするためのボ
ス１４が突設されている。この突縁１３の外周面にもテ
ーパが施されており、ボス１３も断面が頂角６０°の三
角錐台状をしている。また、上ケース１においても、図
５（ａ）において×印で示す３箇所（貫通孔３の周囲に
１２０°の間隔で配置されている）には、図７に示すよ
うな微小な突起５３が設けられている。５６は静電気を
飛ばすための通孔である。

【００２１】上下のケース１，２間には、図８に示すよ
うなコイル部分と回路部分とが納められている。コイル
部分は、図９〜図１１に示すような形状のコイルスプー
ル１５にコイル１６を巻装をしたものであって、コイル
スプール１５に設けられた基板接続部１７に回路部分が
接続される。コイルスプール１５は、コイル巻線１８を
巻回するための巻胴部１９の内側に金属体（すなわち、
パチンコ球）を通過させるための貫通孔２０を有してお
り、巻胴部１９の後端部に基板接続部１７が突出してい
る。巻胴部１９の上下両端に設けられたフランジ２１，
２２間には、コイル巻線１８のツイスト部２３のみを巻
く部分（以下、補助巻線部という）２４とコイル巻線１
８の単線部２５を巻く部分（以下、主巻線部という）２
６とが形成されていて仕切り部２７により分割されてい
る。また、下側のフランジ２２には、補助巻線部２４に
巻き付けられたツイスト部２３を滑らかに基板接続部１
７の表面へ導くための傾斜ガイド面２８が形成されてい
る。

【００２２】基板接続部１７の下面には、回路部分の配
線基板２９の端部を保持するための保持片３０と、高さ
の低い突部３１が設けられており、基板接続部１７と保
持片３０の間には配線基板２９の厚みと等しい高さの溝
部３２が形成され、突部３１の高さは配線基板２９の厚
みに比較して小さなものとなっている。また、基板接続
部１７の上面にはツイスト部２３を掛け回すための一対
の中継ピン３３が一体成形されている。

【００２３】回路部分は、図１及び図２に示されている
ように、配線基板２９の上にＩＣや抵抗、コンデンサ等
の部品を実装して発振回路や検波回路、出力回路等を構
成したものである。配線基板２９の先端には基板接続部
１７に挿入するための挿入部３５が設けられており、挿
入部３５には小孔３６が開口されている。しかして、こ
の挿入部３５を基板接続部１７と保持片３０の間の溝部
３２に挿入すると、基板接続部１７に設けられた突部３
１が挿入部３５の小孔３６に嵌合して配線基板２９が抜
け止めされると共に基板接続部１７と配線基板２９が互
いに位置決めされる。配線基板２９と基板接続部１７に
は、下ケース２のピン１１と対応する位置にピン挿通孔
３７，３８が穿孔されている。配線基板２９裏面のほぼ
全面には静電気シールド用の銅箔３９が張られている。
挿入部３５の両側には各々側方に突出した突出部４０が
設けられている。一方の突出部４０の表裏には、回路部
分のアース側の電極パッド（図示せず）とシールド用の
銅箔３９と導通した電極パッド４２が形成されており、
他方の突出部４０の表裏には信号側の電極パッド（図示
せず）とダミー電極４４が設けられている。

【００２４】しかして、配線基板２９を接続されたコイ
ルスプール１５にコイル巻線１８を巻回する工程では、
まずコイル巻線１８の一端のツイスト部２３を配線基板
２９の一方の突出部４０に巻き付ける。ついで、図１又
は図８に示すように、ツイスト部２３を中継ピン３３に
掛け回した後、この巻き始めのツイスト部２３を補助巻
線部２４に略１ターン巻き回し、さらに単線部２５を主
巻線部２６に数１０ターン巻き回してコイル１６を巻胴
部１９に巻装する。こうして単線部２５を主巻線部２６
に巻き終わると、巻き終わりのツイスト部２３を補助巻
線部２４に（あるいは、単線部２５の上から主巻線部２
６に）略１ターン巻き付け、中継ピン３３に掛け回した
後、他方の突出部４０に巻き付ける。この後、両突出部
４０，４０に巻き付けられたツイスト部２３をハンダ槽
に漬けてディップハンダにより突出部４０，４０の電極
パッドにハンダ付けすることにより、コイル１６が回路
部分に電気的に接続される。すなわち、コイル１６の一
端が信号側の電極パッドに接続され、コイル１６の他端
がアース側の電極パッドに接続される。しかも、コイル
１６の他端をアース側の電極パッドにハンダ付けするこ
とにより、同時に裏面銅箔３９の電極パッド４２もアー
ス側の電極パッドに接続される。

【００２５】こうしてコイル巻線１８をコイルスプール
１５に巻回することにより、図８に示すように、コイル
巻線１８のツイスト部（特に、巻き始めのツイスト部）
２３を単線部２５と分離して巻胴部１９に巻回すること
ができ、単線部２５の巻き太りを防止し、単線部２５を
ほぼ整然と安定に巻くことができる。従って、巻き太り
によってコイル巻線１８を巻くスペースが少なくなり、
十分にコイル巻線１８を巻けなくなる恐れがない。ま
た、ツイスト部２３と擦れて単線部２５の絶縁被膜が剥
離し、単線部２５に層間短絡が発生することを防止する
ことができる。さらに、単線部２５を巻胴部１９に安定
に巻くことができるので、コイル特性が向上して検出感
度が安定する。

【００２６】コイル１６を巻かれたコイルスプール１５
は上下から磁気シールド用のシールドリング４５，４６
で挟まれる。シールドリング４５，４６は例えば銅箔板
で形成された金属製のリング状の部材であって、これら
を組み合わせてコイル１６の外周部を覆うことにより、
コイル１６の磁束が外周部に漏れるのを防ぎ、周囲金属
による誤動作を防止するものである。シールドリング４
５，４６は、コイル巻線１８等に触れないよう、前縁部
及び後縁部には細い切り欠き部４７，４８が設けられて
おり、後縁側の切り欠き部４８には突片４９が突設され
ている。さらに、後側の内周部には切り欠き凹部５０が
設けられている。しかして、コイルスプール１５の上下
にシールドリング４５，４６を被せると、下のシールド
リング４６に突設されている突片４９が配線基板２９の
小孔３６内に嵌入して位置決めされ、シールドリング４
６が回り止めされる。同時に、下のシールドリング４６
が銅箔３９に触れてアースされる。また、シールドリン
グ４５，４６がコイルスプール１５等とともに筐体内に
納められると、上のシールドリング４５が下のシールド
リング４６に密着することにより上のシールドリング４
５もアースされる。なお、上のシールドリング４５の突
片４９は、上下のシールドリング４５，４６を同形にし
て部品点数を減少させるためであって、部品の共用化に
より部品コストを低減することができる。

【００２７】なお、シールドリング４５，４６には切り
欠き部４７，４８が設けられているので、近接センサＡ
の組立工程においてシールドリング４５，４６を供給す
る場合には、切り欠き部４７，４８でレール状部材の上
にシールドリング４５，４６を跨がせて滑らせるように
して供給することができる。

【００２８】さて、近接センサＡの組立に当たっては、
下ケース２の突縁９の周囲に下のシールドリング４６を
置く。シールドリング４６は突縁９によって位置決めさ
れると共に突縁９のテーパによって突縁９の外周寸法と
シールドリング４６の内周寸法との製造バラツキが吸収
される。また、シールドリング４６を下ケース２内に配
置すると、シールドリング４６の切り欠き凹部５０が下
ケース２のボス１０に嵌合して回り止めされる。この場
合、ボス１０にはテーパが施されているので、ボス１０
と切り欠き凹部５０との間に寸法バラツキがあっても、
図６（ａ）（ｂ）に示すように当該寸法バラツキを吸収
してシールドリング４６を回り止めすることができる。
ついで、配線基板２９及び基板接続部１７の各ピン挿入
孔３７，３８に下ケース２のピン１１を挿入させるよう
にしてコイル部分と回路部分を下ケース２内に納める。
このとき、ピン１１の直径はピン挿入孔３７，３８より
も若干大きくなっており、ピン１１はピン挿入孔３７，
３８に圧入される。同時に、配線基板２９の突出部４０
が下ケース２の凹部１２に収容されて位置決め保持され
る。また、下のシールドリング４６の突片４９が配線基
板２９の小孔３６に挿入され、これによっても下のシー
ルドリング４６が回り止めされ、また突片４９の近傍の
部分が銅箔３９に接触してシールドリング４６がアース
される。

【００２９】ついで、コイルスプール１５上に上のシー
ルドリング４５を被せると、コイル１６及びコイルスプ
ール１５の外周部が上下のシールドリング４５，４６に
覆われる。この後、この上から上ケース１を被せると、
突縁１３が上のシールドリング４５の内周に嵌まって上
のシールドリング４５が位置決めされると共に上のシー
ルドリング４５の切り欠き凹部５０が上ケース１のボス
１４に嵌合してシールドリング４５が回り止めされる。
この場合も突縁１３とボス１４のテーパによって寸法バ
ラツキが吸収される。上ケース１を下ケース２に押し付
けると、上ケース１の弾性片６，７に設けられた係合爪
５が下ケース２の突起８に係合し、上下のケース１，２
が一体化されて筐体が構成され、図４に示すように、コ
イル部分と回路部分が筐体内に収納される。こうして接
着樹脂を用いることなく組立られた近接センサＡにあっ
ては、上下のシールドリング４５，４６はそれぞれコイ
ルスプール１５と上下のケース１，２との間に挟み込ま
れて保持される。しかも、上下のケース１，２を閉じた
とき、上下のケースに設けられた突起５３が押し潰され
てシールドリング４５，４６に完全に密着するので、バ
ラツキによらずシールドリング４５，４６が完全に固定
される。また、上ケース１、コイルスプール１５及び下
ケース２の各貫通孔３，２０，４が連続して金属体の通
過する貫通部が構成される。

【００３０】図４に示すコイル１６とシールドリング４
５，４６との距離Ｌは近接センサＡの検出感度に影響す
るが、この近接センサＡではコイル１６の巻き太りによ
ってこの距離Ｌが小さくなるのを防ぐことができるの
で、近接センサＡの検出感度を安定させることができ
る。

【００３１】また、このシールドリング４５，４６は、
金属体のみで構成されているので、金属体の電気的特性
を利用して静電気などの侵入を防止するシールドも兼ね
ている。すなわち、ケース１，２に静電気が発生する
と、シールドリング４５，４６と対向する位置に開口さ
れた通孔５６，５４を通じて静電気がシールドリング４
５，４６に飛び、静電気はシールドリング４５，４６か
らアースされる。従って、静電気がコイル１６に侵入す
るのを防止できる。

【００３２】図１２は本発明の別な実施形態による近接
センサＢを示す断面図である。この近接センサＢにあっ
ては、シールドリング４５，４６の切り欠き凹部５０を
コイルスプール１５に設けた突起５７と係合させること
により、しシールドリング４５，４６を回り止めしたも
のである。

【００３３】なお、上記説明で用いた上下方向は近接ス
イッチの使用状態における上下方向とは関係なく便宜的
なものであって、実際の使用状態においては、シールド
用の銅箔が上面側となるように上下反転した状態で用い
てもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による貫通型近接センサの
分解斜視図である。

【図２】同上の近接センサの上下反転した状態における
分解斜視図である。

【図３】同上の近接センサの一部破断した側面図であ
る。

【図４】同上の近接センサの組み立て状態を示す断面図
である。

【図５】（ａ）は上ケースの内面側を示す平面図、
（ｂ）は下ケースの内面側を示す平面図である。

【図６】（ａ）（ｂ）は下ケースのボスとシールドリン
グとの位置決め状態を示す拡大断面図及び拡大平面図で
ある。

【図７】シールドリングを押さえるための突起を示す拡
大図である。

【図８】一体に組み立てられたコイル部分と回路部分を
示す側面図である。

【図９】同上のコイルスプールの平面図である。

【図１０】同上のコイルスプールの下面図である。

【図１１】同上のコイルスプールの側面図である。

【図１２】本発明の別な実施形態の近接センサを示す断
面図である。

【図１３】貫通型近接センサの原理を説明するためのブ
ロック図である。

【符号の説明】

１ 上ケース ２ 下ケース １０ 下ケースのボス １４ 上ケースのボス １５ コイルスプール １６ コイル ２９ 配線基板 ３６ 小孔 ４５，４６ シールドリング ４９ シールドリングの突片 ５０ シールドリングの切り欠き凹部 ５３ シールドリングに当接させるための上下ケースの
突起

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コイルを巻回したコイルスプールの両面
   にそれぞれ金属製シールド板を被せてシールド板により
   コイルスプールを覆い、コイルスプールとケースとの間
   に前記シールド板を挟み込んで保持し、前記シールド板
   に係合部を設け、前記係合部と係合することによって前
   記シールド板を回り止めするための被係合部をケースに
   設けたことを特徴とする貫通型近接センサ。
2. 【請求項２】 コイルを巻回したコイルスプールの両面
   にそれぞれ金属製シールド板を被せてシールド板により
   コイルスプールを覆い、コイルスプールとケースとの間
   に前記シールド板を挟み込んで保持し、前記シールド板
   に係合部を設け、前記係合部と係合することによって前
   記シールド板を回り止めするための被係合部をコイルス
   プールもしくはコイルスプールに固定された部材に設け
   たことを特徴とする貫通型近接センサ。
3. 【請求項３】 コイルを巻回したコイルスプールの両面
   にそれぞれ金属製シールド板を被せてシールド板により
   コイルスプールを覆い、コイルスプールとケースとの間
   に前記シールド板を挟み込んで保持し、前記シールド板
   に係合部を設け、前記係合部と係合することによって前
   記シールド板を回り止めするための被係合部を配線基板
   に設けたことを特徴とする貫通型近接センサ。
4. 【請求項４】 前記ケースの内面に設けた突起を前記シ
   ールド板に当接させた、請求項１，２又は３に記載の貫
   通型近接センサ。
5. 【請求項５】 前記コイルスプールの両面に被せた前記
   シールド板を電気的に接触させた、請求項１，２又は３
   に記載の貫通型近接センサ。