JPH0963439A - 近接センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シールド板と回路基板のアース部を簡単かつ
確実に接続できる構造とし、信頼性を維持しつつ生産性
の向上を図る。 【解決手段】 電子部品を実装した両面配線基板２３と
シールド板５を重ねるようにしてケース１内に納める。
シールド板５から延出された延出端子片２７と両面配線
基板２３のアース用パッド３６とを重ね、この部分をケ
ース１の側壁７ａとカバー２の側壁２ａの間に挟み込む
ことによってシールド板５を確実にアースする。両面配
線基板２３に実装したＩＣ２４ａとケース１の内面との
間にシールド板５を挟み込んでシールド板５を固定す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は近接センサに関す
る。特に、鋼球通過部を通過する鋼球等の金属体を検出
する近接センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】鋼球の通過を非接触で磁気的に検出する
センサとして、高周波発振型近接センサが用いられてい
る。しかし、検出対象物によっては、静電気を帯びてい
るものがあるので、検出対象物から近接センサに静電気
が入り込むと、近接センサの回路が静電気により破損す
る恐れがある。

【０００３】例えば、パチンコ遊戯機にあっては、パチ
ンコ球は静電気を帯び易く、パチンコ球から近接センサ
内に静電気が入り込む恐れがある。また、近接センサを
固定する役物は従来メッキされておらず、静電気の侵入
経路はパチンコ球から直接近接センサに落ちるものであ
った。ところが、近年メッキされた役物が多く出回って
いるので、静電気を帯びたパチンコ球から直接近接セン
サに落ちるほか、メッキ役物を経由して近接センサの筐
体を構成するケースとカバーの隙間から内部に侵入し、
内部回路を破壊する恐れがある。

【０００４】このような静電気による回路破壊を防止す
るため、従来の近接センサにあっては、回路基板を覆う
ようにして内部にシールド板を配設している。また、高
周波近接センサは、外部からの電磁波の影響を受けて感
度が不安定になったり、誤動作したりすることがあるの
で、そのための対策としても電磁シールドが必要不可欠
であった。

【０００５】図１７は従来の近接センサにおけるシール
ド構造を示す一部破断した断面図である。従来にあって
は、図１７に示されているように、回路基板５１は片面
配線基板５２のパターン面に電子部品５３を実装されて
おり、回路基板５１と重ねるようにしてシールド板５４
が配設されていた。ところが、シールド板５４は静電気
からの保護のためには、鋼球の侵入側に配置する必要が
あるのに対し、電子部品５３は鋼球の侵入側と反対側の
面に設けられていたので、シールド板５４は片面配線基
板５２のパターン面と反対側に位置していた。このた
め、シールド板５４を回路基板５１へアースするには、
片面配線基板５２に透孔５５を開口し、シールド板５４
に設けられている延出端子片５６を透孔５５に通し、片
面配線基板５２のパターン面のアース用パッド（０Ｖパ
ターン）５７に重ねるようにして延出端子片５６の先端
部を曲げ加工し、ついで、ケース５８にカバー５９を取
り付けることにより、カバー５９の側壁６０で延出端子
片５６の先端部をアース用パッド５７に圧接させ、シー
ルド板５４をアースしていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】

【０００７】しかしながら、従来の近接センサにあって
は、上記のように片面配線基板に透孔をあけてシールド
板の延出端子片を透孔に通し、延出端子片を曲げ加工し
てアース用パッドと重ね、カバーと回路基板の間に延出
端子片を挟み込まなければならなかった。このため、組
立工数が多くなって組み立てが面倒となり、生産性が低
下していた。

【０００８】また、基板に透孔をあけるので、電子部品
実装禁止領域が発生し、その位置には電子部品を実装し
たり、配線パターンを形成したりすることができず、設
計上の制約となっていた。

【０００９】本発明は叙上の従来例の欠点に鑑みてなさ
れたものであって、その目的とするところは、近接セン
サの信頼性を維持しつつ生産性を向上させることにあ
る。

【００１０】

【発明の開示】請求項１に記載の近接センサは、シール
ド板と回路基板を重ねるようにして、コイル素子と回路
基板とシールド板をケース及びカバー間の空間に収納
し、コイル素子と金属体との磁気的相互作用により、金
属体通過部を通過する金属体を検出する近接センサにお
いて、回路基板の端子領域をケースの側壁とカバーの側
壁の間から外部へ突出させ、シールド板から延出された
延出端子片を、ケースもしくはカバーのうちいずれかシ
ールド板が位置する側の側壁と回路基板との間の間隙へ
導き、ケースの側壁とカバーの側壁で回路基板及び延出
端子片を挟み込むことによって延出端子片を回路基板の
アース部分に押圧させたことを特徴としている。

【００１１】請求項１の近接センサにあっては、シール
ド板の側で延出端子片と回路基板のアース部分とを接続
しているので、センサ組み立ての際には、回路基板に延
出端子片を通すための透孔をあけたり、当該透孔に延出
端子片を通して曲げ加工したりする手間が省け、近接セ
ンサの生産効率を向上させることができる。しかも、シ
ールド板の延出端子片と回路基板とは、カバーとケース
の側壁間に挟み込稀ているので、延出端子片と回路基板
のアース部分との当接度合いもよく、確実に磁気シール
ド効果をもたらすことができる。また、回路基板にシー
ルド板の延出端子片を通すための透孔をあける必要がな
く、回路基板設計上の制約を少なくすることができる。

【００１２】請求項２に記載の近接センサは、配線基板
に電子部品を実装した回路基板とシールド板を重ねるよ
うにして、コイル素子と回路基板とシールド板をケース
及びカバー間の空間に収納し、コイル素子と金属体との
磁気的相互作用により、金属体通過部を通過する金属体
を検出する近接センサにおいて、回路基板の端子領域を
ケースの側壁とカバーの側壁の間から外部へ突出させ、
シールド板から延出された延出端子片を回路基板のアー
ス部分に接続し、ケースもしくはカバーのうちいずれか
シールド板が位置する側の内面と配線基板との距離が配
線基板のシールド板と対向する側の面に実装された最も
高さの高い電子部品の高さとほぼ等しい寸法となるよう
にして、当該電子部品とケースもしくはカバーの内面の
間にシールド板を挟持したことを特徴としている。

【００１３】請求項２の近接センサにあっては、配線基
板に実装された電子部品とケースもしくはカバーでシー
ルド板を挟み込んで位置決めできるので、センサ組み立
て時におけるシールド板の位置ずれがなく、組み立て後
においてもシールド板のガタツキなどがなく、近接セン
サの信頼性を高めることができる。例えば、金属体の衝
突によりケースに振動が加わっても、シールド板のがた
つきがなく、延出端子片がアース部分から外れることが
なく、確実にシールド効果をもたらすことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】

（第１の実施形態の構造）本発明の一実施形態によるパ
チンコ球等の鋼球の貫通を検出する近接センサ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は組
み立て状態の平面図である。これらの図に示されるよう
に、近接センサＡは、ケース１及びカバー２からなる平
たい筐体内にコイル素子３と回路基板４とシールド板５
を納めて構成される。

【００１５】この筐体を構成するケース１には、鋼球を
通過させるための略Ｕ字状をした鋼球通過溝６が形成さ
れており、鋼球通過溝６の溝開放方向を下方に向けたと
きの一方の側面位置に収納部７が形成されている。収納
部７の内面には回路基板４を水平に支持するための基板
支持部８が設けられ、収納部７の側壁７ａには回路基板
４の端子領域９を突出させるための切欠部１０が設けら
れ、切欠部１０にはボス１１が立設されている。

【００１６】収納部７の外面２箇所には凹部１２が形成
され、鋼球通過溝６を形成するために収納部７から延出
された略Ｌ字型の溝枠部１３の基部には貫通孔１４が形
成されている。カバー２には、凹部１２及び貫通孔１４
と対向する位置から、一対の爪１６を備えた弾性を有す
る係合片１５がそれぞれ垂下されており、ケース１の凹
部１２及び貫通孔１４内には各爪１６と対応して突起１
７が設けられている。しかして、ケース１の上にカバー
２を被せて各係合片１５をケース１の凹部１２及び貫通
孔１４に差込み、爪１６を突起１７に係合させることに
よりケース１にカバー２を一体化して筐体が構成され
る。

【００１７】ここで、貫通孔１４内では、図４（ａ）に
示すように突起１７と内壁面との間に係合片１５の厚み
とほぼ等しい隙間しか設けていないが、貫通孔１４の係
合片挿入側の縁（突起１７と対向する側の面でもよく、
突起１７が設けられている側の面でもよい）に傾斜面１
８を設けているので、係合片１５は傾斜面１８にガイド
されて貫通孔１４にスムーズに挿入され、図４（ｂ）に
示すように係合片１５の爪１６が突起１７と係合する。

【００１８】この筐体では、鋼球がカバー２に衝突して
カバー２にクラックが発生するのを防止するため、図３
に示すように、溝枠部１３はカバー２により覆わず、収
納部７だけをカバー２で覆うようにしているので、係合
片１５の一つは鋼球通過溝６の内周側面でケース１と係
合させる必要がある。この場合、他の係合片１５と同様
に、鋼球通過溝６の内周側面に凹部を設けるようにする
と、凹部を設けた分だけケース１の幅が長くなる。しか
し、後述のように、この横型の近接センサＡでは、でき
るだけ幅寸法を短くしたい。また、係合片１５が鋼球通
過溝６内に露出するので、鋼球との衝突によって破損す
る恐れがある。

【００１９】これに対し、本発明の近接センサＡのよう
に溝枠部１３の基部に設けた貫通孔１４に係合片１５を
差し込むようにすれば、回路基板４等の位置していない
空きスペースを利用することができるので、近接センサ
Ａの幅を大きくすることなく、係合片１５を係合させる
ためのスペースを得ることができる。さらに、貫通孔１
４の縁に傾斜面１８を設けることによって小さな開口面
積の貫通孔１４にスムーズに係合片１５を挿入できるよ
うにしているので、貫通孔１４の開口面積を最小にする
ことができ、より一層近接センサＡの幅寸法の短小化に
寄与できる。

【００２０】図５（ａ）（ｂ）は収納部７内に納められ
るコイル素子３を示す平面図及び側面図である。図７
（ａ）（ｂ）はコイルスプール１９の構造を示し、この
ようなコイルスプール１９にコイル巻線２０を巻回し、
コイル巻線２０の端をコイルスプール１９から突設され
た固定ピン２１に巻き付けてハンダ付けしてある。この
コイル巻線２０を巻回したコイルスプール１９を図６
（ａ）（ｂ）に示すような、縦断面Ｅ型のフェライト製
ヨーク２２内に納めてコイル素子３が形成されている。

【００２１】回路基板４は両面配線基板２３の両面にＩ
Ｃ２４ａや抵抗２４ｂ、コンデンサ２４ｃ等の電子部品
を実装したものであって、端子領域９には一対の接続パ
ッド部２５，２５が設けられている。また、両面配線基
板２３には、ケース１のボス１１を挿通させるための通
孔２６が開口されている。コイル素子３は、固定ピン２
１を両面配線基板２３にハンダつけすることによって回
路基板４と電気的、機械的に接続されている。

【００２２】シールド板５は、静電気から回路基板４を
保護するものであって、銅箔板等によってほぼ回路基板
４を覆う大きさに形成されている。シールド板５には、
回路基板４と接続するための延出端子片２７が設けられ
ている。

【００２３】（組立）しかして、上記近接センサＡは、
次のようにして組み立てられる。まず、ケース１の収納
部７内にシールド板５を納める。このときシールド板５
の延出端子片２７はケース１の切欠部１０の上面に重ね
られる。延出端子片２７の先端はケース１の外側面から
多少突出していても差し支えない。ついで、図８に示す
ように、通孔２６にボス１１を挿通させて端子領域９を
ケース１から突出させるようにして、収納部７内にコイ
ル素子３と一体化された回路基板４を納める。納めた回
路基板４は基板支持部８と切欠部１０によって水平に支
持され、ケース１内面とボス１１によって位置決めされ
る。このときコイル素子３は、その軸心方向が鋼球通過
溝６の溝開放方向と直交するように配置される。シール
ド板５の延出端子片２７に対しては、回路基板４のアー
ス側の接続パッド部２５もしくはアース側の配線パター
ンもしくは延出端子片２７と接触させるために特に設け
られたアース用パッド（図１３参照）等が対向するよう
に予め設計されている。この後、凹部１２及び貫通孔１
４に係合片１５を差込むようにして係合片１５の爪１６
を突起１７に係合させ、ケース１にカバー２を取り付け
る。

【００２４】ケース１内に回路基板４が支持された状態
においては、両面配線基板２３の下面（シールド板５側
の面）とケース１の内面との距離は、両面配線基板２３
の下面に実装されている電子部品のうち最も高さの高い
もの、例えばＩＣ２４ａの高さと等しいか、それよりも
シールド板５の厚み程度大きくなっている。

【００２５】従って、カバー２を取り付けると、回路基
板４がケース１とカバー２の間に挟み込まれ、回路基板
４上のＩＣ２４ａがシールド板５に押し付けられ、図９
に示すように、シールド板５がＩＣ２４ａとケース１の
間に挟み込まれてガタツキのないように固定される。そ
のため、ＩＣ２４ａの上面とコイル素子３の上面とは高
さを揃えられている。また、図１０（ａ）（ｂ）に示す
ように、回路基板４とシールド板５の延出端子片２７が
収納部７の側壁７ａとカバー２の側壁２ａとの間に挟み
込まれる結果、延出端子片２７が回路基板４のアース部
分と圧接され、シールド板５が０Ｖ電位にアースされ
る。よって、近接センサの組み立てが非常に簡単にな
る。

【００２６】また、回路基板４はケース１の側壁７ａと
カバー２の側壁２ａの間に挟まれているので、回路基板
４の位置がケース１の収納部７の中央付近となり、両面
配線基板２３を用いた回路基板４にとって都合のよい配
置となる。

【００２７】（使用状態）上記のようにして構成された
近接センサＡは、図１１（ａ）に示すように、鋼球通過
溝６の溝開放部分を鋼球誘導樋２８に対向させるように
配置される。したがって、使用状態においては、近接セ
ンサＡは幅方向に長い横型となっている。また、近接セ
ンサＡは、シールド板５の位置しているケース１側から
回路基板４の位置しているカバー２側へ向けて鋼球２９
が通過するように取り付けられる。

【００２８】この近接センサＡにあっては、鋼球通過溝
６は鋼球誘導樋２８と対向する下面で開放されているの
で、取付ガタ等によっても鋼球誘導樋２８との間に段差
を発生することがなく、鋼球２９をスムーズに通過させ
ることができる。

【００２９】近接センサＡにあっては、回路基板４上に
発振回路、検波回路、出力回路等からなる信号処理部
（図示せず）が構成されている。しかして、コイル素子
３の両端に接続された発振回路は、コイル素子３と内部
の容量によってＬＣ発振回路を構成し、一定の周波数で
発振しており、その出力は検波回路に伝えられている。
コイル素子３に鋼球２９が接近した場合には、コイル素
子３のコンダクタンスが増加し、発振回路の発振条件が
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Ａは鋼球２９の接近ないし通過を検知
し、出力回路を介して物体検知信号を出力する。

【００３０】このようにして鋼球２９を検出することの
できる検知領域３０は、図１１（ａ）に斜め破線で示す
ように鋼球通過溝６の幅方向で狭く、奥行方向に長く延
びており、この検知領域３０を鋼球２９が通過すると検
知される。このようにコイル素子３を横姿勢で配置し、
検知領域３０を上下方向に長くしているので、近接セン
サＡの取付ガタ等によって、図１１（ｂ）のように近接
センサＡと鋼球誘導樋２８とのギャップｇが大きくなっ
ても検出漏れが発生しにくい。したがって、鋼球検出の
分解能を低下させることなく、鋼球検出の信頼性を高め
ることができ、取付ガタに対する許容値を広くできる。

【００３１】また、上下方向での取付ガタに対する許容
値が大きくなるので、図１１（ａ）に矢印で示すよう
に、近接センサＡを上下方向に移動させて着脱すること
ができる。このような方向から近接センサＡを着脱する
ようにすると、着脱時に鋼球２９の通過を妨げることが
なくなる。また、回路基板４の端子領域９が着脱方向に
対して横に張り出していないので、近接センサＡの着脱
もスムーズに行うことができる。

【００３２】しかし、近接センサＡを横型にすると、近
接センサＡの幅が鋼球誘導樋２８の幅に比較して大きく
なるので、近接センサＡの幅をできるだけ短くする必要
がある。例えば、パチンコ遊戯機では装置の厚みにより
近接センサＡの幅が制限される。このため、この近接セ
ンサＡでは、回路基板４の端子領域９を上面側へ突出さ
せることにより、近接センサＡの幅を短くしている。ま
た、前記のようにカバー２の係合片１５をケース１の貫
通孔１４に係合させることにより、さらに貫通孔１４の
開口面積を最小にすることにより、近接センサＡの幅を
できるだけ短くしている。また、回路基板４に両面配線
基板２３を用いることによって電子部品の実装密度を高
め、回路基板４を小さくすることによって、近接センサ
Ａの幅を短くしている。

【００３３】また、鋼球２９等に発生した静電気が近接
センサＡに侵入すると、静電気によって回路基板４が破
損する恐れがあるが、この近接センサＡにあっては、鋼
球２９等に発生した静電気はケース１の小孔３１から内
部へ侵入するとシールド板５にとらえられ、延出端子片
２７を通じて回路基板４へアースされる。したがって、
回路基板４が静電気から保護される。

【００３４】また、回路基板４が突出しているケース１
の側壁１ａとカバー２の側壁２ａの隙間には、延出端子
片２７が位置しているので、この隙間から侵入する静電
気も延出端子片２７でとらえてアースに落とすことがで
きる。

【００３５】（第２の実施形態）図１２は本発明の別な
実施形態によるパチンコ球等の鋼球の貫通を検出する近
接センサＢの分解斜視図、図１３は図１２の上下反転し
た状態の分解斜視図、図１４は組み立て状態の一部破断
した平面図、図１５は組み立て状態の断面図である。ま
た、図１６は内部に内蔵されているコイル素子３と回路
基板４を示す拡大斜視図である。

【００３６】この近接センサＢと先の近接センサＡとの
違いは、主として、近接センサＡでは金属体通過部が鋼
球通過溝６となっていたのに対し、この近接センサＢで
は、環状の鋼球貫通孔３２，３４となっている点であ
る。すなわち、ケース１では、環状枠部３３内に鋼球貫
通孔３２が形成されており、カバー２には環状枠部３５
内に鋼球貫通孔３４が形成されており、ケース１内にシ
ールド板５とコイル素子３及び回路基板４を納入してケ
ース１にカバー２を取り付けると、両鋼球貫通孔３２，
３４によって鋼球の通過部が形成される。この近接セン
サＢは、鋼球誘導樋２８を転がってくる鋼球を検出する
よりも、ケース１側からカバー２側へ向けて鋼球貫通孔
３２，３４内を通過して落下する鋼球を検出する場合な
どに用いられる。

【００３７】これ以外の違いとしては、カバー２の係合
片１５を係合させるために貫通孔を用いず、いずれも凹
部１２となっており、凹部１２に係合片１５を差込み易
くするために凹部１２の縁にテーパ３７を施している点
である。

【００３８】上記以外については、近接センサＡと同様
な構成となっているので、対応する部分には、近接セン
サＡと同一の符号を付与することにより、詳細な説明は
省略する。特に、回路基板４の端子領域９をケース１
の側壁７ａとカバー２の側壁２ａの間から外へ突出さ
せ、シールド板５の延出端子片２７を両面配線基板２３
のアース用パッド３６と重ねて両面配線基板２３と延出
端子片２７をケース１の側壁７ａとカバー２の側壁２ａ
の間に挟み込み、延出端子片２７と回路基板４のアース
用パッド３６を圧接させている点、電子部品、例えば
ＩＣ２４ａとケース１の内面の間にシールド板５を挟み
込むことにより、シールド板５をガタツキなく固定して
いる点、などは近接センサＡと共通している。

【００３９】なお、上記各実施形態においては、延出端
子片２７と両面配線基板２３のアース部分（例えば、ア
ース用パッド３６）とは圧接させていたが、ケース１と
カバー２の間に挟み込むことなく、ハンダ付けによって
接続していても差し支えない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による近接センサを示す分
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平面図である。

【図４】（ａ）（ｂ）は貫通孔に係合片を係合させる際
の動作説明図であって、（ｂ）は図３のＸ−Ｘ線断面図
である。

【図５】（ａ）（ｂ）は同上のコイル素子を示す平面図
及び側面図である。

【図６】（ａ）（ｂ）は同上のコイル素子を構成するヨ
ークの正面図及び一部破断した側面図である。

【図７】（ａ）（ｂ）は同上のコイル素子を構成するコ
イルスプールの平面図及び背面図である。

【図８】ケース内にシールド板、コイル素子及び回路基
板を収納した状態を示す平面図である。

【図９】図３のＹ−Ｙ線に沿った概略断面図である。

【図１０】（ａ）は一部破断した図３のＺ矢視図であ
る。（ｂ）は（ａ）の一部破断したＷ−Ｗ線断面図であ
る。

【図１１】（ａ）（ｂ）は本発明の近接センサの使用状
態を説明する図である。

【図１２】本発明の別な実施形態による近接センサを示
す分解斜視図である。

【図１３】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１４】同上の近接センサの一部破断した平面図であ
る。

【図１５】同上の近接センサの概略断面図である。

【図１６】同上のコイル素子及び回路基板を示す斜視図
である。

【図１７】従来例におけるシールド板と回路基板との接
続構造を説明する一部破断した断面図である。

【符号の説明】

１ ケース ２ カバー ２ａ 側壁 ３ コイル素子 ４ 回路基板 ５ シールド板 ６ 鋼球通過溝 ７ａ 側壁 ９ 端子領域 ２３ 両面配線基板 ２４ａ ＩＣ ２５ 接続パッド部 ２７ 延出端子片 ３２，３４ 鋼球通過孔 ３６ アース用パッド

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールド板と回路基板を重ねるようにし
   て、コイル素子と回路基板とシールド板をケース及びカ
   バー間の空間に収納し、コイル素子と金属体との磁気的
   相互作用により、金属体通過部を通過する金属体を検出
   する近接センサにおいて、 回路基板の端子領域をケースの側壁とカバーの側壁の間
   から外部へ突出させ、シールド板から延出された延出端
   子片を、ケースもしくはカバーのうちいずれかシールド
   板が位置する側の側壁と回路基板との間の間隙へ導き、
   ケースの側壁とカバーの側壁で回路基板及び延出端子片
   を挟み込むことによって延出端子片を回路基板のアース
   部分に押圧させたことを特徴とする近接センサ。
2. 【請求項２】 配線基板に電子部品を実装した回路基板
   とシールド板を重ねるようにして、コイル素子と回路基
   板とシールド板をケース及びカバー間の空間に収納し、
   コイル素子と金属体との磁気的相互作用により、金属体
   通過部を通過する金属体を検出する近接センサにおい
   て、 回路基板の端子領域をケースの側壁とカバーの側壁の間
   から外部へ突出させ、シールド板から延出された延出端
   子片を回路基板のアース部分に接続し、ケースもしくは
   カバーのうちいずれかシールド板が位置する側の内面と
   配線基板との距離が配線基板のシールド板と対向する側
   の面に実装された最も高さの高い電子部品の高さとほぼ
   等しい寸法となるようにして、当該電子部品とケースも
   しくはカバーの内面の間にシールド板を挟持したことを
   特徴とする近接センサ。