WO2020100723A1 - センサ - Google Patents

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WO2020100723A1
WO2020100723A1 PCT/JP2019/043734 JP2019043734W WO2020100723A1 WO 2020100723 A1 WO2020100723 A1 WO 2020100723A1 JP 2019043734 W JP2019043734 W JP 2019043734W WO 2020100723 A1 WO2020100723 A1 WO 2020100723A1
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WO
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shield
housing
coil
sensor
spacer
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PCT/JP2019/043734
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English (en)
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祐輔 中山
岡本　卓也
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オムロン株式会社
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    • G—PHYSICS
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    • H—ELECTRICITY
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    • H03K17/945—Proximity switches
    • H03K2017/9455—Proximity switches constructional details

Definitions

  • the present invention relates to a sensor.
  • a proximity sensor has been known as an example of a sensor that detects the presence or absence of an object in the detection area.
  • the proximity sensor includes a housing and electronic components such as a coil and a circuit that are provided inside the housing to generate a magnetic field.
  • the proximity sensor measures the change in the impedance of the coil due to the induced current generated in the object approaching the coil via the circuit, and detects the presence or absence of the detection target.
  • Such coils and circuits are easily affected by electromagnetic waves from the outside of the housing. When an external electromagnetic wave enters the inside of the housing, noise is superimposed on the electric signal flowing through the coil and the circuit, and an abnormality such as a malfunction of the proximity sensor occurs. As a result, the proximity sensor may not be able to correctly detect the presence or absence of an object.
  • the proximity sensor is required to improve the detection performance of the sensor by suppressing the intrusion of noise from the outside of the housing.
  • Patent Document 1 a case body, a coil assembly including a core and a detection coil, a printed circuit board provided with a processing circuit electrically connected to the detection coil, and the intrusion of noise from the outside are prevented.
  • a proximity sensor including a plate-shaped shield portion arranged on the front surface of the core so as to cover the front surface of the coil assembly is disclosed.
  • the shield portion that covers the front surface of the coil assembly is adopted, and noise from the outside of the housing is electromagnetically shielded by the shield, so that We are trying to control the intrusion into the interior.
  • the coil assembly may be arranged as close to the front end (detection side) of the case body as possible in order to enhance the detection sensitivity.
  • the coil assembly is arranged so as to be in direct contact with the shield part on the front end side of the case end with respect to the coil assembly.
  • the eddy current generated in this shield portion due to noise from the outside of the housing may affect the coil.
  • noise due to this eddy current may be superimposed on the electric signal flowing through the coil, which may cause the proximity sensor to perform an abnormal operation such as a malfunction, thereby making it impossible to correctly detect the presence or absence of an object.
  • an object of the present invention is to provide a sensor with improved detection performance.
  • a sensor includes a housing that houses an electronic component in an internal space, a coil that includes a coil and a core that holds the coil, and a coil portion that is disposed on an end side of the internal space, and a coil portion. And a substrate provided with a circuit electrically connected to the coil, which is disposed on the inner side of the inner space, and at least a part of which is disposed on the end side of the inner space with respect to the coil portion and outside the housing.
  • a shield that suppresses the intrusion of noise from the device, and a separating portion that is located between the shield and the coil portion and that separates the mutually facing surfaces of the shield and the coil portion.
  • mutually facing surfaces of the shield and the coil portion are insulated from each other. This makes it difficult for noise due to the shield eddy current generated in the shield to be applied to the coil portion, and it is possible to reduce the noise due to the shield eddy current overlapping with the electric signal flowing through the coil portion. That is, the noise resistance of the sensor is enhanced. As a result, the detection performance of the sensor can be improved.
  • the separated portion may be an air layer.
  • the spacer may be an insulating spacer.
  • the spacer and the shield may be separated.
  • the spacer is provided on the surface of the coil portion facing the end portion side, and may be formed integrally with the coil portion.
  • the noise resistance of the sensor can be enhanced and the stability can be improved by reducing the number of parts when assembling.
  • the housing is electrically conductive, and has a housing end provided at an end thereof so that at least a part thereof faces the shield, and is located between the housing end and the shield.
  • a housing-side separating portion that separates the mutually facing surfaces of the housing end portion and the shield may be further provided.
  • the shield eddy current generated in the shield is also reduced, the influence on the coil portion is reduced, and a sensor having higher noise resistance can be obtained.
  • the case-side separating portion may be an air layer or an insulating spacer.
  • the housing is electrically conductive, and may further include an insulating case that is disposed between the housing and the shield and that separates the contact between the housing and the shield.
  • the shield eddy current generated in the shield is reduced without reducing the detection sensitivity of the sensor, the influence on the coil portion can be reduced, and a sensor having higher noise resistance can be obtained.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in the assembled state of the sensor shown in FIG. 1. It is a schematic diagram for demonstrating a partial structure of the sensor which concerns on 2nd Embodiment. It is a schematic diagram for demonstrating a partial structure of the sensor which concerns on 3rd Embodiment.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of the sensor 1 according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in the assembled state of the sensor 1 shown in FIG.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of the sensor 1 according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in the assembled state of the sensor 1 shown in FIG.
  • the sensor 1 is a proximity sensor that can detect that a detection target approaches in a non-contact manner, and includes the housing 10, the clamp 20, the O-ring 25, the substrate 30, the cable strand 34, the cable 35, The ring component 36, the detector 40, the shield 45, and the spacer 51 are provided.
  • the housing 10 is formed in a bottomed tubular shape, and has an opening 11 at one end and a housing end 12 provided at the other end so as to close the opening on the other end side. Electronic components such as the substrate 30 are inserted through the opening 11 and housed in the internal space of the housing 10.
  • the housing 10 is made of a conductive material such as metal.
  • the sensor 1 has a cylindrical outer shape, but may have a prismatic shape in which the outer circumferences of the housing 10 and the clamp 20 are polygonal.
  • the end of the clamp 20 is connected to the opening 11 of the housing 10, and protects electronic components such as the substrate 30 housed in the housing 10.
  • the front portion of the clamp 20 is inserted into the housing 10 through the opening 11.
  • a large area of the board 30 is housed in the housing 10, but a rear area of the board 30 is housed in the clamp 20.
  • the clamp 20 accommodates a part of the cable strand 34, the ring component 36, and the cable 35.
  • the clamp 20 includes a tubular first part 21 and a second part 22. Specifically, the front end of the first component 21 is fitted inside the second component 22.
  • the clamp 20 has a recess 24 between the first part 21 and the second part 22, and an O-ring 25 is attached to the recess 24. As shown in FIG. 2, the O-ring 25 is located inside the housing 10 in a state where the sensor 1 is assembled, and seals a gap between the inner wall of the housing 10 and the outer wall of the clamp 20.
  • the clamp 20 (the first component 21 and the second component 22) can be formed of resin, metal, or the like, but is formed of a transparent material that transmits visible light, and the indicator lamp 32 positioned inside the sensor 1 is It is preferably visible from the outside.
  • the board 30 is a board on which a control circuit (not shown) that controls the detection unit 40 and a current supply circuit (not shown) that supplies a current to the detection unit 40 are mounted, and a part of the housing 10 is housed.
  • the detection unit 40 is attached to the front end of the substrate 30.
  • the detection unit 40 detects the presence or absence of a detection target in a non-contact manner.
  • the detection unit 40 is a coil unit that includes a core 41 that houses the coil 42 and a coil 42 that is wound in an annular shape.
  • a land 31 is provided on the rear end of the substrate 30, and is electrically connected to the cable strand 34.
  • an exciting current is supplied to the coil 42 from the current supply circuit mounted on the substrate 30.
  • the coil 42 generates a magnetic field based on the supplied exciting current.
  • a detection target such as a metal approaches the coil 42 in this state
  • an eddy current is generated inside the detection target according to the law of electromagnetic induction. Since this eddy current generates a magnetic field, the magnetic flux penetrating the coil 42, and consequently the impedance of the coil 42, changes.
  • the control circuit connected to the detection unit 40 measures the change in the impedance of the coil 42 and detects the presence or absence of the detection target.
  • the board 30 is equipped with an indicator light 32 for displaying the operating state of the sensor 1.
  • the indicator light 32 may be, for example, an LED or the like. In the present embodiment, the indicator light 32 lights up when the sensor 1 is powered on or when the sensor 1 detects a detection target.
  • the cable 35 is formed by applying a protective coating to a plurality of cable strands 34.
  • the cable strand 34 is electrically connected to the land 31 of the substrate 30.
  • the cable strand 34 may supply the electric power from the external power supply to the circuit mounted on the substrate 30. Further, the cable strand 34 may transmit the output signal from the control circuit mounted on the substrate 30 to an external device such as an amplifier.
  • the ring component 36 is provided on the outer periphery of the cable 35 to prevent the cable 35 from being damaged.
  • the ring component 36 is formed by injection molding or the like at a position that covers the end of the protective coating on the cable 35. Further, the ring component 36 is in close contact with the sealing resin with which the inside of the housing 10 is filled, and fixes the cable 35 to the clamp 20.
  • a sealing ring 38 is provided in a region between the cable 35 and the first component 21 and behind the ring component 36 so as to surround the cable 35.
  • the sealing ring 38 seals the gap between the inner wall of the clamp 20 and the outer periphery of the cable 35.
  • the sealing ring 38 prevents liquid or dust from entering from the outside of the sensor 1.
  • the sealing ring 38 prevents the sealing resin with which the inside of the sensor 1 is filled from leaking to the outside.
  • the shield unit 45 removes noise (hereinafter, referred to as “external noise”) that enters the housing 10 from the outside to the inside.
  • the shield part 45 is provided so as to surround a part of the detection part 40 and the substrate 30, and suppresses external noise from reaching the detection part 40 and the substrate 30.
  • the shield part 45 may be formed of, for example, a metal film, or may be formed of a laminated structure of a copper foil layer and a polyimide resin layer.
  • the order of lamination is a polyimide resin layer, a copper foil layer, and a polyimide resin layer.
  • the shield part 45 has electronic components such as the housing 10 on the front side and the detection part 40 on the rear side via the polyimide resin layers formed on both sides (front side and rear side) of the copper foil layer. It is configured insulatively.
  • the shield part 45 has a first shield 451 that mainly suppresses external noise from reaching the detection part 40 and a second shield that mainly suppresses external noise from reaching the substrate 30. 452.
  • the first shield 451 is an example of the shield.
  • the first shield 451 and the second shield 452 are separate bodies, and for example, both have a configuration in which copper foil and polyimide resin are laminated.
  • the first shield 451 is provided on the rear side of the housing end portion 12 and around both end faces and side faces of the detection unit 40.
  • the second shield 452 is provided around the substrate 30 in the longitudinal direction with a gap from the substrate 30. The details of the positional relationship between the first shield 451 and the detection unit 40 will be described together with the spacer 51 described later.
  • the spacer 51 is an example of a separating unit, and separates the first shield 451 and the detecting unit 40.
  • the spacer 51 is, for example, a disk-shaped member and has an outer diameter smaller than the inner diameter of the housing 10.
  • the spacer 51 is made of an insulating material.
  • the spacer 51 is arranged between the first shield 451 and the detector 40.
  • the first shield 451, the spacer 51, and the detection unit 40 are arranged in the inner space of the housing 10 from the front to the rear in the order of the first shield 451, the spacer 51, and the detection unit 40 toward the housing end portion 12. It is located in. Further, in the first embodiment, as shown in FIG. 2, the spacer 51 is arranged so as to be sandwiched between the first shield 451 and the detection unit 40. That is, the spacer 51 is located between the first shield 451 and the detection unit 40, and separates the mutually facing surfaces of the core 41 of the first shield 451 and the detection unit 40 from each other.
  • the mutually facing surfaces of the first shield 451 and the detection unit 40 are insulated from each other, so that the first shield is caused by external noise. It is possible to reduce the influence of the eddy current generated on the surface of the detector 451 facing the detector 40 on the coil 42 of the detector 40.
  • housing eddy current an eddy current
  • shield eddy current an eddy current (hereinafter, referred to as “shield eddy current”) is generated in the first shield 451.
  • the first shield 451 and the detection unit 40 are in direct contact with each other, noise due to the shield eddy current generated in the first shield 451 is applied to the detection unit 40 and the coil 42 of the detection unit 40 is applied. Overlaps the flowing electrical signal. Due to this, the sensor 1 may erroneously detect.
  • the spacer 51 when the spacer 51 is adopted, the mutually facing surfaces of the first shield 451 and the detection unit 40 are insulated from each other, and noise due to the shield eddy current generated in the first shield 451 is applied to the detection unit 40. It becomes difficult to be done. That is, by suppressing the direct contact between the first shield 451 and the detection unit 40, it is possible to reduce the noise due to the shield eddy current overlapping with the electric signal flowing through the coil 42 of the detection unit 40. In this way, erroneous detection of the sensor 1 is suppressed, and the sensor 1 can correctly detect the presence or absence of an object.
  • the noise resistance of the sensor 1 is enhanced by adopting the spacer 51 according to the first embodiment. As a result, the detection performance of the sensor 1 can be improved.
  • the spacer 51 has been described as a configuration provided separately from the first shield 451 or the detection unit 40, but the spacer 51 is provided in the detection unit 40 (rear) of the first shield 451. It may be formed integrally with the first shield 451 or the detection unit 40 by being joined to the facing surface or the surface of the core 41 of the detection unit 40 facing the housing end 12 side (front side). In addition, when the spacer 51 is joined to the first shield 451, the spacer 51 is joined to the polyimide resin layer on the side (rear side) of the first shield 451 facing the detection unit 40.
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a partial configuration of the sensor 1 further including the housing side spacer 52 according to the second embodiment.
  • the second embodiment focuses on reducing the influence of the noise due to the shield eddy current generated by the first shield 451 on the detection unit 40, and at the same time, reduces the noise due to the housing eddy current generated at the housing end portion 12.
  • the housing-side spacer 52 is provided between the housing end portion 12 and the shield portion 451 in order to reduce the influence of the above on the first shield 451. Further, in the second embodiment, description of matters common to the first embodiment will be omitted, and only different points, that is, the configuration and the effect of the housing side spacer 52 will be described. In particular, it does not mention the same operation and effect with the same configuration.
  • the case-side spacer 52 is an example of a case-side separating portion, and separates the case end 12 and the first shield 451.
  • the housing-side spacer 52 is, for example, a disk-shaped member, and has an outer diameter smaller than the inner diameter of the housing 10.
  • the housing-side spacer 52 is made of an insulating material and may have the same structure as the spacer 51. As shown in FIG. 3, the housing side spacer 52 is arranged on the rear side of the housing end 12 so as to be sandwiched between the housing end 12 and the first shield 451. That is, the housing-side spacer 52 is located between the housing end 12 and the first shield 451 and separates the mutually facing surfaces of the housing end 12 and the first shield 451.
  • the housing-side spacer 52 As described above, by adopting the housing-side spacer 52 according to the second embodiment, the mutually facing surfaces of the housing end portion 12 and the first shield 451 are insulated from each other. It is possible to reduce the influence of the housing eddy current generated on the surface of the end portion 12 facing the first shield 451 on the first shield 451.
  • the shield eddy current generated in the first shield 451 becomes smaller.
  • the influence of the shield eddy current generated in the first shield 451 on the coil 42 of the detection unit 40 can be reduced.
  • the sensor 1 having higher noise resistance can be obtained as compared with the case where only the spacer 51 is adopted.
  • the noise resistance of the sensor 1 is further enhanced as compared with the case where only the spacer 51 is adopted.
  • the detection performance of the sensor 1 can be improved as compared with the case where only the spacer 51 is adopted.
  • the case-side spacer 52 has been described as a structure provided separately from the case end 12 or the first shield 451.
  • the case-side spacer 52 is different from the case end 12 in the case. It may be formed integrally with the housing end 12 or the first shield 451 by being joined to the surface facing the first shield 451 (rear) or the surface facing the housing end 12 side (front) of the first shield 451. Good. Further, when being joined to the first shield 451, the housing side spacer 52 is joined to the polyimide resin layer on the side (front side) of the first shield 451 facing the housing end portion 12.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a partial configuration of the sensor 1 having the case 53 according to the third embodiment.
  • the third embodiment focuses on reducing the effect of noise due to the shield eddy current generated by the first shield 451 on the detection unit 40, and is generated at the end of the housing. Attention is also paid to reducing (suppressing) the influence of noise due to the housing eddy current on the first shield 451.
  • the difference between the third embodiment and the second embodiment is that in the third embodiment, a case 53 is adopted instead of the housing end 12 and the housing side spacer 52 according to the second embodiment.
  • description of matters common to the first and second embodiments will be omitted, and only different points, that is, the configuration and the operation effect of the housing 10 and the case 53 will be described. In particular, it does not mention the same operation and effect with the same configuration.
  • the housing 10 according to the third embodiment does not have the housing end 12 on the end side where the detection unit 40 according to the second embodiment is provided. That is, the housing 10 has a tubular shape having the opening 13 on the end side where the detection unit 40 is provided.
  • the case 53 is formed in a bottomed cylindrical shape, and has an opening 531 at one end and a case end 532 provided at the other end so as to close the opening on the other end side.
  • the case 53 is made of an insulating material such as resin.
  • the case 53 is fixed to the case 10 so that the case end 532 faces the front side and the opening 531 faces the rear side and is inserted from the opening 13 of the case 10 to close the opening 13. ing.
  • the case end portion 532 constitutes an insulating end portion of the housing 10.
  • the first shield 451 and the detection unit 40 are arranged in the inner space of the case 53 in the order of the first shield 451 and the detection unit 40 from the front to the rear. That is, as shown in FIG. 4, the first shield 451 is arranged so as to be sandwiched between the case end portion 532 and the spacer 51.
  • case 53 As described above, by adopting the case 53 according to the third embodiment, generation of a case eddy current at the end portion (case end 532) of the case 10 due to external noise is suppressed, and the case The influence of the eddy current on the first shield 451 can be suppressed.
  • the case end portion 532 has an insulating configuration, external noise makes it difficult for the case end portion 532 to generate a case eddy current. That is, the generation of the housing eddy current at the case end portion 532 is suppressed. Then, generation of noise due to the case eddy current is suppressed, noise due to the case eddy current is not applied to the first shield 451, and generation of shield eddy current in the first shield 451 is suppressed. . That is, the influence of the shield eddy current generated in the first shield 451 on the coil 42 of the detection unit 40 can be suppressed. As a result, erroneous detection of the sensor 1 is suppressed, and the sensor 1 can correctly detect the presence or absence of an object.
  • the noise resistance of the sensor 1 is further enhanced as compared with the case where only the spacer 51 is adopted.
  • the detection performance of the sensor 1 can be improved as compared with the case where only the spacer 51 is adopted.
  • the case end portion 532 of the case 53 substitutes for the end portion of the housing 10 and the housing-side spacer 52 according to the second embodiment
  • the detection unit 40 is provided in the front of the housing 10 more than in the second embodiment. It can be arranged on the side close to the end of the side. Therefore, in the third embodiment, the detection performance of the sensor 1 is improved without lowering the detection sensitivity of the sensor 1.
  • the case 10 has been described as a structure in which both ends are opened, but the case 10 according to the third embodiment is similar to the case 10 according to the first and second embodiments. It may have a bottomed structure. That is, the housing 10 according to the third embodiment may be configured to have the housing end portion 12. In this case, the case end portion 532 is arranged on the rear side of the housing end portion 12. [Modification]
  • the spacer 51 is described as a separating portion that separates the mutually facing surfaces of the first shield 451 and the detecting portion 40, but the separating portion is not limited to an insulating member such as a spacer.
  • an air layer, a layer made of another gas, or another configuration in which the mutually facing surfaces of the first shield 451 and the detection unit 40 can be insulated from each other may be used.
  • the same modification can be adopted for the housing side spacer 52.
  • the spacer 51 and the housing side spacer 52 are described as the configuration, but only the housing side spacer 52 may be employed.
  • the case 53 and the spacer 51 are adopted as the configuration, but only the case 53 may be adopted.
  • the number of the spacers 51 may be two or more. Further, when two or more spacers 51 are used, these spacers 51 may be a combination of an air layer and spacers. Further, the same modification can be adopted for the housing side spacer 52.
  • the case 10 has been described as having conductivity, but the case 10 may be made of an insulating material such as resin.

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Abstract

電子部品を内部空間に収容する筐体１０と、コイル４２及びコイル４２を収容するコア４１を有し、内部空間の端部側に配置されている検出部４０と、検出部４０よりも内部空間の内部側に配置され、コイル４２に電気的に接続される回路が設けられている基板３０と、少なくとも一部が検出部４０よりも内部空間の端部側に配置され、筐体１０の外部からのノイズの侵入を抑制する第１シールド４５１と、第１シールド４５１及び検出部４０の間に位置し、第１シールド４５１及び検出部４０の相互に向き合う面を離間するスペーサ５１と、を備える。

Description

センサ
　本発明は、センサに関する。
　従来から、検出領域内における物体の有無を検出するセンサの一例として、近接センサが知られている。近接センサは、筐体と、筐体の内部に設けられている磁界を発生させるコイル及び回路等の電子部品とを備える。また、近接センサは、回路を介して、コイルに接近した物体に発生する誘導電流によるコイルのインピーダンスの変化を測定し、検出対象の有無を検出する。このようなコイルや回路は、筐体の外部からの電磁波の影響を受け易い。外部の電磁波が筐体の内部に侵入すると、コイルや回路に流れる電気信号にノイズが重なり、近接センサの誤動作等の異常が生じてしまう。この結果、近接センサは、物体の有無を正しく検出できなくなる場合がある。このような問題に対して、近接センサでは、筐体の外部からのノイズの侵入を抑制することで、センサの検出性能を向上することが求められている。
　例えば、特許文献１には、ケース体と、コア及び検出コイルを含むコイル組立体と、検出コイルに電気的に接続される処理回路が設けられたプリント基板と、外部からのノイズの侵入を防止するためにコイル組立体の前面を覆うようにコアの前面に配置された板状のシールド部とを備える、近接センサが開示されている。このように、特許文献１に記載の近接センサでは、コイル組立体の前面を覆うシールド部を採用して、筐体の外部からのノイズをシールドにおいて電磁遮蔽することで、このノイズにおける筐体の内部への侵入の抑制を図っている。
特開２００９－４８９０２号公報
　ところで、特許文献１のような近接センサでは、検出感度を高めるために、コイル組立体をなるべくケース体の前端（検出側）に近い位置に配置することがある。こうして、特許文献１のようなシールド部を採用する場合において、コイル組立体が、コイル組立体よりもケース端の前端側にあるシールド部と直接接触するように配置されることになる。しかしながら、筐体の外部からのノイズによりこのシールド部で生成された渦電流が、コイルに影響を与えることがある。この結果、コイルに流れる電気信号にこの渦電流によるノイズが重なることで、近接センサが誤動作等の異常動作を行い、物体の有無を正しく検出できなくなる場合がある。
　そこで、本発明は、検出性能が向上されたセンサを提供することを目的とする。
　本発明の一態様に係るセンサは、電子部品を内部空間に収容する筐体と、コイル及びコイルを保持するコアを有し、内部空間の端部側に配置されているコイル部と、コイル部よりも内部空間の内部側に配置され、コイルに電気的に接続される回路が設けられている基板と、少なくとも一部がコイル部よりも内部空間の端部側に配置され、筐体の外部からのノイズの侵入を抑制するシールドと、シールド及びコイル部の間に位置し、シールド及びコイル部の相互に向き合う面を離間する離間部と、を備える。
　この態様によれば、シールド及びコイル部の相互に向き合う面が絶縁的に離間される。これによって、シールドに生成されたシールド渦電流によるノイズがコイル部に印加され難くなり、シールド渦電流によるノイズがコイル部に流れる電気信号に重なることを低減することができる。すなわち、センサのノイズ耐性が強化される。この結果、センサの検出性能の向上を実現することができる。
　上記態様において、離間部は、空気層であってもよい。
　この態様によれば、組み立てる際に部品数を減少することとともに、センサのノイズ耐性を強化し、センサの検出性能を向上することができる。
　上記態様において、離間部は、絶縁性のスペーサであってもよい。
　この態様によれば、簡易な構成を用いて、センサのノイズ耐性を強化し、センサの検出性能を向上することができる。
　上記態様において、スペーサとシールドとを別体にしてもよい。
　上記態様において、スペーサは、コイル部の端部側に向かう面に設けられており、コイル部と一体に構成されてもよい。
　この態様によれば、組み立てる際に部品数を減少することで、センサのノイズ耐性を強化するとともに、安定性を向上することができる。
　上記態様において、筐体は、導電性のものであり、端部に少なくとも一部がシールドと向き合うように設けられている筐体端部を有し、筐体端部及び前記シールドの間に位置し、筐体端部及びシールドの相互に向き合う面を離間する筐体側離間部をさらに備えてもよい。
　この態様によれば、シールドにおいて生成されたシールド渦電流も小さくなり、コイル部に与える影響が低減され、より高いノイズ耐性を有するセンサを得られる。
　上記態様において、筐体側離間部は、空気層又は絶縁性のスペーサであってもよい。
　この態様によれば、センサのノイズ耐性を強化し、センサの検出性能を向上することができる。
　上記態様において、筐体は、導電性のものであり、筐体及びシールドの間に配置され、筐体及びシールドの接触を離間する絶縁性のケースをさらに備えてもよい。
　この態様によれば、センサの検出感度を低下させることなく、シールドにおいて生成されたシールド渦電流も小さくなり、コイル部に与える影響も低減でき、より高いノイズ耐性を有するセンサを得られる。
　本発明によれば、検出性能が向上されたセンサを提供することができる。
第１実施形態に係るセンサを示す分解斜視図である。 図１に示すセンサを組み立てた状態におけるＩＩ－ＩＩ線の断面図である。 第２実施形態に係るセンサの一部構成を説明するための模式図である。 第３実施形態に係るセンサの一部構成を説明するための模式図である。
　添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一又は同様の構成を有する。
　［第１実施形態］
　図１及び図２を参照して、第１実施形態に係るセンサ１の内部構造について説明する。図１は、第１実施形態に係るセンサ１の分解斜視図である。図２は、図１に示すセンサ１を組み立てた状態におけるＩＩ－ＩＩ線の断面図である。
　図１及び図２を参照して、センサ１の内部構造について説明する。図１は、第１実施形態に係るセンサ１の分解斜視図である。図２は、図１に示すセンサ１を組み立てた状態におけるＩＩ－ＩＩ線の断面図である。
　第１実施形態に係るセンサ１は、非接触で検出対象が近づいたことを検出可能な近接センサであり、筐体１０、クランプ２０、Ｏリング２５、基板３０、ケーブル素線３４、ケーブル３５、リング部品３６、検出部４０、シールド部４５及びスペーサ５１を備える。筐体１０は、有底の筒形状に形成されており、一端に開口部１１を有し、他端に他端側の開口を閉じるように設けられている筐体端部１２を有する。基板３０等の電子部品が、開口部１１から差し込まれて筐体１０の内部空間に収容される。この筐体１０は、金属等の導電性を有する材料で形成されている。ここで、センサ１は、その外形が円柱形状となっているが、筐体１０やクランプ２０の外周が多角形である角柱形状であってもよい。
　クランプ２０は、その端部が筐体１０の開口部１１に接続され、筐体１０に収容された基板３０等の電子部品を保護する。図１の矢印で示すように、センサ１の軸方向に沿って、クランプ２０から筐体１０に向かう方向を前方とし、筐体１０からクランプ２０に向かう方向を後方とすると、図２に示すように、クランプ２０の前方部分が開口部１１から筐体１０内部に挿入される。基板３０はその多くの領域が筐体１０内に収容されているが、基板３０における後方の領域はクランプ２０内に収容されている。また、クランプ２０には、ケーブル素線３４、リング部品３６及びケーブル３５の一部が収容されている。
　クランプ２０は、筒形状の第１部品２１及び第２部品２２を備えている。具体的には、第１部品２１の前方側端部が第２部品２２の内部に嵌め込まれている。クランプ２０は、第１部品２１と第２部品２２との間に凹部２４を有しており、前記凹部２４にはＯリング２５が取り付けられる。図２に示すように、Ｏリング２５は、センサ１が組み立てられた状態で筐体１０の内部に位置し、筐体１０の内壁とクランプ２０の外壁との隙間を封止する。
　クランプ２０（第１部品２１、第２部品２２）は、樹脂や金属等で形成することができるが、可視光を透過する透明な材料により形成し、センサ１の内部に位置する表示灯３２を外部から視認可能とすることが好ましい。
　基板３０は、検出部４０を制御する制御回路（不図示）及び検出部４０に電流を供給する電流供給回路（不図示）を搭載する基板であり、筐体１０に一部が収容される。基板３０の前方側の端部には、図２に示すように検出部４０が取り付けられている。検出部４０は、検出対象の有無を非接触で検出する。検出部４０は、コイル４２が収容されるコア４１と、環状に巻かれたコイル４２とを備えるコイル部である。一方、基板３０の後方側の端部には、ランド３１が設けられており、ケーブル素線３４と電気的に接続される。ここで、センサ１による検出対象の検出方法を説明する。まず、基板３０に搭載された電流供給回路からコイル４２に励磁電流が供給される。コイル４２は、供給された励磁電流に基づいて磁場を発生させる。この状態でコイル４２に金属等の検出対象が接近すると、電磁誘導の法則により検出対象内部に渦電流が発生する。この渦電流は磁場を発生させるため、コイル４２を貫く磁束、ひいてはコイル４２のインピーダンスが変化する。検出部４０に接続された制御回路は、コイル４２のインピーダンスの変化を測定し、検出対象の有無を検出する。
　基板３０には、センサ１の動作状態を表示する表示灯３２が搭載されている。表示灯３２は、例えば、ＬＥＤ等であってよい。本実施形態において、表示灯３２は、センサ１の電源がオンになっている場合や、センサ１が検出対象を検出した場合に点灯する。
　ケーブル３５は、複数のケーブル素線３４に保護被覆を施したものである。ケーブル素線３４は、基板３０のランド３１と電気的に接続される。ケーブル素線３４は、外部電源からの電力を基板３０に搭載された回路へ供給してもよい。また、ケーブル素線３４は、基板３０に搭載された制御回路からの出力信号をアンプ等の外部機器へ伝達してもよい。
　リング部品３６は、ケーブル３５の外周に設けられ、ケーブル３５の破損を防止する。詳しくは、リング部品３６は、ケーブル３５における保護被覆の端部を覆う位置に射出成形等により形成される。また、リング部品３６は、筐体１０の内部に充填される封止樹脂と密着し、ケーブル３５をクランプ２０に固定する。
　ケーブル３５と第１部品２１との間であって、且つ、リング部品３６より後方の領域には、ケーブル３５を取り囲むように封止リング３８が設けられている。封止リング３８は、クランプ２０の内壁とケーブル３５の外周との隙間を封止する。封止リング３８は、センサ１の外部から液体や粉塵が浸入することを防止する。また、封止リング３８は、センサ１の内部に充填される封止樹脂が外部へ漏れ出ることを防止する。
　シールド部４５は、筐体１０の外部から内部へ侵入するノイズ（以下、「外部ノイズ」という。）を除去する。シールド部４５は、検出部４０及び基板３０の一部を囲むように設けられており、検出部４０及び基板３０への外部ノイズが到達することを抑制する。また、シールド部４５は、例えば、金属膜で形成されてもよいし、銅箔層とポリイミド樹脂層との積層構成で形成されてもよい。なお、シールド部４５は積層構成の場合において、この積層の順は、ポリイミド樹脂層、銅箔層及びポリイミド樹脂層となる。こうして、シールド部４５は、銅箔層の両側（前方側及び後方側）に形成されているポリイミド樹脂層を介して、前方側にある筐体１０及び後方側にある検出部４０等の電子部品と絶縁的に構成されている。
　また、図２に示す例では、シールド部４５は、外部ノイズが検出部４０に到着することを主として抑制する第１シールド４５１と、外部ノイズが基板３０に到着することを主として抑制する第２シールド４５２とを有する。なお、第１シールド４５１は、シールドの一例である。第１シールド４５１及び第２シールド４５２は、別体であり、例えば、両者とも銅箔とポリイミド樹脂とを積層させた構成を有している。また、第１シールド４５１は、筐体端部１２の後方側にて、検出部４０の両端面及び側面の周囲に設けられている。第２シールド４５２は、基板３０の長手方向の周囲にて、基板３０との間に隙間を隔てて設けられている。なお、第１シールド４５１と検出部４０との配置関係の詳細について、後述するスペーサ５１と合わせて説明する。
　スペーサ５１は、離間部の一例であり、第１シールド４５１及び検出部４０を離間する。スペーサ５１は、例えば、円盤状部材であり、外径が筐体１０の内径よりも小さく形成されている。また、スペーサ５１は、絶縁性の材料によって構成されている。このスペーサ５１は、第１シールド４５１及び検出部４０の間に配置されている。
　続いて、第１シールド４５１、スペーサ５１及び検出部４０の配置関係について詳細に説明する。第１シールド４５１、スペーサ５１及び検出部４０は、筐体１０の内部空間にて、前方から後方に向かって、第１シールド４５１、スペーサ５１及び検出部４０の順で筐体端部１２の方に配置されている。また、第１実施形態では、図２に示すように、スペーサ５１は、第１シールド４５１及び検出部４０に挟まれるように配置されている。すなわち、スペーサ５１は、第１シールド４５１及び検出部４０の間に位置し、第１シールド４５１及び検出部４０のコア４１の相互に向き合う面を離間している。
　このように、第１実施形態に係る絶縁性のスペーサ５１を採用することで、第１シールド４５１及び検出部４０の相互に向き合う面が絶縁的に離間されているため、外部ノイズにより第１シールド４５１の検出部４０に向き合う面で生成された渦電流が検出部４０のコイル４２に与える影響を低減することができる。
　具体的には、外部ノイズが筐体端部１２に印加されると、筐体端部１２において渦電流（以下、「筐体渦電流」という。）が生成される。そして、この筐体渦電流によるノイズが第１シールド４５１に印加され、第１シールド４５１において渦電流（以下、「シールド渦電流」という。）が生成される。ここで、仮に第１シールド４５１と検出部４０とが直接接触しているとすると、第１シールド４５１に生成されたシールド渦電流によるノイズが検出部４０に印加され、検出部４０のコイル４２に流れる電気信号に重なる。これを起因として、センサ１が誤検知するおそれがある。これに対して、スペーサ５１を採用すると、第１シールド４５１及び検出部４０の相互に向き合う面が絶縁的に離間され、第１シールド４５１に生成されたシールド渦電流によるノイズが検出部４０に印加され難くなる。すなわち、第１シールド４５１と検出部４０との直接接触を抑制することよって、シールド渦電流によるノイズが検出部４０のコイル４２に流れる電気信号に重なることを低減することができる。こうして、センサ１の誤検知が抑制され、センサ１は物体の有無を正しく検出することが可能となる。
　つまり、第１実施形態に係るスペーサ５１を採用することで、センサ１のノイズ耐性が強化される。この結果、センサ１の検出性能の向上を実現することができる。
　なお、第１実施形態では、スペーサ５１を、第１シールド４５１又は検出部４０と別体に設けられている構成として説明したが、スペーサ５１は、第１シールド４５１の検出部４０（後方）に向かう面又は検出部４０のコア４１の筐体端部１２側（前方）に向かう面に接合して、第１シールド４５１又は検出部４０と一体に形成されてもよい。また、第１シールド４５１に接合される場合において、スペーサ５１は、第１シールド４５１の検出部４０に向かう側（後方側）にあるポリイミド樹脂層に接合される。
　［第２実施形態］
　続いて、図３を参照しつつ、第２実施形態に係るセンサ１の構成について説明する。ここで、図３は、第２実施形態に係る筐体側スペーサ５２をさらに有するセンサ１の一部構成を説明するための模式図である。
　第２実施形態は、第１シールド４５１で生成されたシールド渦電流によるノイズが検出部４０に与える影響を軽減することに着目するとともに、筐体端部１２で生成された筐体渦電流によるノイズが第１シールド４５１に与える影響を軽減することにも着目して、スペーサ５１に加えて、筐体端部１２とシールド部４５１との間に筐体側スペーサ５２を採用した実施形態である。また、第２実施形態では、第１実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点、すなわち筐体側スペーサ５２の構成及び作用効果のみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については言及しない。
　第２実施形態に係る筐体側スペーサ５２は、筐体側離間部の一例であり、筐体端部１２及び第１シールド４５１を離間する。筐体側スペーサ５２は、例えば、円盤状部材であり、外径が筐体１０の内径よりも小さく形成されている。また、筐体側スペーサ５２は、絶縁性の材料によって構成されており、スペーサ５１と同じ構成を有するものであってもよい。この筐体側スペーサ５２は、図３に示すように、筐体端部１２及び第１シールド４５１に挟まれるようにこの筐体端部１２の後方側に配置されている。すなわち、筐体側スペーサ５２は、筐体端部１２及び第１シールド４５１の間に位置し、筐体端部１２及び第１シールド４５１の相互に向き合う面を離間している。
　このように、第２実施形態に係る筐体側スペーサ５２を採用することで、筐体端部１２及び第１シールド４５１の相互に向き合う面が絶縁的に離間されているため、外部ノイズにより筐体端部１２の第１シールド４５１に向き合う面で生成された筐体渦電流が第１シールド４５１に与える影響を低減することができる。
　具体的には、外部ノイズが筐体端部１２に印加されると、筐体端部１２において筐体渦電流が生成される。そして、この筐体渦電流によるノイズが第１シールド４５１に印加され、第１シールド４５１においてシールド渦電流が生成される。このシールド渦電流によるノイズが検出部４０に影響を与える。これに対して、筐体側スペーサ５２を採用すると、筐体端部１２及び第１シールド４５１の相互に向き合う面を絶縁的に離間され、筐体端部１２に生成された筐体渦電流によるノイズが第１シールド４５１に印加され難くなる。すなわち、筐体端部１２と第１シールド４５１との直接接触を抑制することよって、筐体渦電流によるノイズが第１シールド４５１に印加されることを軽減することができる。このように、第１シールド４５１が受ける筐体渦電流によるノイズの影響が減少されることに伴い、第１シールド４５１において生成されたシールド渦電流が小さくなる。こうして、第１シールド４５１において生成されたシールド渦電流が検出部４０のコイル４２に与える影響も低減できる。この結果、スペーサ５１のみを採用する場合に比べて、より高いノイズ耐性を有するセンサ１を得られる。
　つまり、第２実施形態に係る筐体側スペーサ５２を採用することで、スペーサ５１のみを採用する場合に比べて、センサ１のノイズ耐性がさらに強化される。この結果、スペーサ５１のみを採用する場合よりもセンサ１の検出性能を向上することができる。
　なお、第２実施形態では、筐体側スペーサ５２を、筐体端部１２又は第１シールド４５１と別体に設けられている構成として説明したが、筐体側スペーサ５２は、筐体端部１２の第１シールド４５１（後方）に向かう面又は第１シールド４５１の筐体端部１２側（前方）に向かう面に接合して、筐体端部１２又は第１シールド４５１と一体に形成されてもよい。また、第１シールド４５１に接合される場合において、筐体側スペーサ５２は、第１シールド４５１の筐体端部１２に向かう側（前方側）にあるポリイミド樹脂層に接合される。
　［第３実施形態］
　続いて、図４を参照しつつ、第３実施形態に係るセンサ１の構成について説明する。ここで、図４は、第３実施形態に係るケース５３を有するセンサ１の一部構成を説明するための模式図である。
　第３実施形態は、第２実施形態と同様に、第１シールド４５１で生成されたシールド渦電流によるノイズが検出部４０に与える影響を軽減することに着目するとともに、筐体端部で生成された筐体渦電流によるノイズが第１シールド４５１に与える影響を軽減（抑制）することにも着目している。第３実施形態と第２実施形態との相違は、第３実施形態では、第２実施形態に係る筐体端部１２及び筐体側スペーサ５２の代わりにケース５３を採用した。また、第３実施形態では、第１実施形態及び第２実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点、すなわち筐体１０及びケース５３の構成及び作用効果のみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については言及しない。
　第３実施形態に係る筐体１０は、第２実施形態に係る検出部４０が設けられている端部側に筐体端部１２を有していない。すなわち、筐体１０は、検出部４０が設けられている端部側に開口部１３を有する筒形状となっている。
　ケース５３は、有底の円筒形状に形成されており、一端に開口部５３１を有し、他端に他端側の開口を閉じるように設けられているケース端部５３２を有する。このケース５３は、樹脂等の絶縁性を有する材料で構成されている。また、ケース５３は、ケース端部５３２が前方側に向け、開口部５３１が後方に向けて筐体１０の開口部１３から差し込まれて、この開口部１３を閉じるように筐体１０に固定されている。このように、ケース端部５３２は、筐体１０の絶縁的な端部部分を構成している。
　また、ケース５３を採用した場合において、第１シールド４５１及び検出部４０は、前方から後方に向かって、第１シールド４５１及び検出部４０の順でケース５３の内部空間に配置されている。すなわち、図４に示すように、第１シールド４５１がケース端部５３２及びスペーサ５１に挟まれるように配置されている。
　このように、第３実施形態に係るケース５３を採用することで、外部ノイズにより筐体１０の端部部分（ケース端部５３２）において筐体渦電流が生成されることが抑制され、筐体渦電流が第１シールド４５１に与える影響を抑制することができる。
　具体的には、ケース端部５３２が絶縁性の構成であるため、外部ノイズがケース端部５３２において筐体渦電流が生成され難くなる。すなわち、ケース端部５３２での筐体渦電流の生成が抑制される。そして、筐体渦電流によるノイズの発生が抑制され、筐体渦電流によるノイズが第１シールド４５１に印加されることがなくなり、第１シールド４５１においてシールド渦電流が生成されることが抑制される。すなわち、第１シールド４５１において生成されるシールド渦電流が検出部４０のコイル４２に与える影響が抑制されることができる。この結果、センサ１の誤検知が抑制され、センサ１は物体の有無を正しく検出することが可能となる。
　つまり、第３実施形態に係るケース５３を採用することで、スペーサ５１のみを採用する場合に比べて、センサ１のノイズ耐性がさらに強化される。この結果、スペーサ５１のみを採用する場合よりもセンサ１の検出性能を向上することができる。また、ケース５３のケース端部５３２は筐体１０の端部部分及び第２実施形態に係る筐体側スペーサ５２の代わりになるため、検出部４０は、第２実施形態よりも筐体１０の前方側の端部に近い側に配置することができる。このため、第３実施形態では、センサ１の検出感度を低下させることなく、センサ１の検出性能の向上を実現する。
　なお、第３実施形態では、筐体１０を両端開口している構成として説明したが、第３実施形態に係る筐体１０は、第１実施形態及び第２実施形態に係る筐体１０と同様に有底の構成としてもよい。すなわち、第３実施形態に係る筐体１０は、筐体端部１２を有する構成であってもよい。この場合において、ケース端部５３２は、筐体端部１２の後方側に配置される。
　［変形例］
　本発明は、上記実施形態に限定されることなく種々に変形して適用することが可能である。
　上記実施形態では、スペーサ５１を第１シールド４５１及び検出部４０の相互に向き合う面を離間する離間部として説明したが、この離間部はスペーサ等の絶縁性の部材に限定されるものではなく、例えば、空気層、その他の気体による層、又は、第１シールド４５１及び検出部４０の相互に向き合う面を絶縁的に離間できる他の構成であってもよい。また、筐体側スペーサ５２についても同様の変形例を採用することができる。
　また、上記第２実施形態では、スペーサ５１と筐体側スペーサ５２とを採用した構成として説明したが、筐体側スペーサ５２のみを採用してもよい。同様に、上記第３実施形態では、ケース５３とスペーサ５１と採用した構成として説明したが、ケース５３のみを採用してもよい。
　また、上記実施形態では、第１シールド４５１及び検出部４０の間に一つのスペーサ５１を採用した構成として説明したが、このスペーサ５１の数が２つ以上であってもよい。また、２つ以上のスペーサ５１を採用する場合において、これらのスペーサ５１は空気層とスペーサとの組み合わせ構成であってもよい。また、筐体側スペーサ５２についても同様の変形例を採用することができる。
　また、上記実施形態では、筐体１０を、導電性を有するものとして説明したが、筐体１０は樹脂等の絶縁性の材料により構成してもよい。
　以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。実施形態が備える各要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、異なる実施形態で示した構成同士を部分的に置換し又は組み合わせることが可能である。
　１…センサ、１０…筐体、１１…開口部、１２…筐体端部、２０…クランプ、３０…基板、４０…検出部、４１…コア、４２…コイル、４５…シールド、４５１…第１シールド、４５２…第２シールド、５１…スペーサ、５２…筐体側スペーサ、５３…ケース、５３２…ケース端部
 

Claims (8)

  1. 　電子部品を内部空間に収容する筐体と、
    　コイル及び前記コイルを保持するコアを有し、前記内部空間の端部側に配置されているコイル部と、
    　前記コイル部よりも前記内部空間の内部側に配置され、前記コイルに電気的に接続される回路が設けられている基板と、
    　少なくとも一部が前記コイル部よりも前記内部空間の前記端部側に配置され、前記筐体の外部からのノイズの侵入を抑制するシールドと、
    　前記シールド及び前記コイル部の間に位置し、前記シールド及び前記コイル部の相互に向き合う面を離間する離間部と、
    を備える、センサ。
  2. 　前記離間部は、空気層である、請求項１に記載のセンサ。
  3. 　前記離間部は、絶縁性のスペーサである、請求項１に記載のセンサ。
  4. 　前記スペーサと前記シールドとは別体である、請求項３に記載のセンサ。
  5. 　前記スペーサは、前記コイル部の前記端部側に向かう面に設けられており、前記コイル部と一体に構成されている、請求項４に記載のセンサ。
  6. 　前記筐体は、導電性のものであり、前記端部に少なくとも一部が前記シールドと向き合うように設けられている筐体端部を有し、
    　前記筐体端部及び前記シールドの間に位置し、前記筐体端部及び前記シールドの相互に向き合う面を離間する筐体側離間部をさらに備える、請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載のセンサ。
  7. 　前記筐体側離間部は、空気層又は絶縁性のスペーサである、請求項６に記載のセンサ。
  8. 　前記筐体は、導電性のものであり、
    　前記筐体及び前記シールドの間に配置され、前記筐体及び前記シールドの接触を離間する絶縁性のケースをさらに備える、請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載のセンサ。
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