JPH0566696B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜発明の技術分野＞ 本発明はコイルＬとコンデンサＣの周波数変化
を用いて無接点かつ無接触状態で物体の離・接近
を検出する高周波発振型の近接スイツチに関する
ものである。

＜従来技術と問題点＞ 高周波発振型の近接スイツチは検知コイルを含
む発振回路を有し、該検知コイルが発振周波数を
決める一要素となるように回路構成されている。
そして該検知コイルに金属等の物体が接近すると
該コイルのインダクタンス等が変化し、発振周波
数が変つたり発振停止したりするもので、この発
振回路の発振状態によいて物体の接近を検知する
ものである。

従つて該検知コイルは近接スイツチの検知端、
つまり通常は前端に設け、他端すなわち後端から
電源ラインや信号ライン等をなすケーブルを引き
出すと言う構造を採ることが多い。

この近接スイツチは機械的作動部が一切ないこ
と及び光の投授を行なう場合と違つてホコリ等に
強いこと等の利点を有しているので無環境などで
使用されることが多く、例えば自動工作機械、自
動組立機械としてのロボツト、特に該ロボツトの
指先に組込まれて該指先における金属物体の有無
を確かめる為に使用されたりしており、近年その
利用範囲も拡大する傾向にある。

この様に近接スイツチの利用範囲が拡大する
と、その利用される機器に応じて比較的大きな近
接スイツチから小型化された近接スイツチに至る
まで必要とされる。又、その要求に応じて検出コ
イルを有するセンサ部と該センサ部から得られた
情報に基づいて物体の離・接近等を判断する回路
部と一体的に組込んだセンサ一体型の近接スイツ
チから該センサ部と該回路部とを分離したセンサ
分離型の近接スイツチとが存在する。

そこで、前者のセンサ一体型の近接スイツチに
あつてはユニツト化がなされているため組込みが
容易である反面、大型化すると言う問題点があ
り、又、後者のセンサ分離型の近接スイツチにあ
つてはセンサ部と検出回路部とが分離され、その
間を同軸ケーブル等で接続させる必要上、組込み
が多少不便ではあるが、センサ部のみを機器の検
知部に配置し得る為に機器側の検知部の大きさを
小さくできる利点がある。又、今日でのロボツト
化は年々小型部品を扱うようになつて来ており、
それに伴い小型化が可能なセンサ分離型の近接ス
イツチが主流となつて来ている。

この種のセンサ分離型の近接スイツチは第１図
に示すように、コイルＬとコンデンサＣの共振回
路を含むセンサ部１と、発振回路４、アンプ５、
整流回路６、弁別回路７を含む回路部２と、セン
サ部１と回路部２を接続するケーブル３とから構
成されている。そして、センサ部１のコイルＬに
金属物体が到来すると、コイルＬのインダクタン
スが変化し、このインダクタンスの変化により発
振回路４の発振状態が変化し、発振回路４の出力
が、アンプ５で増幅され、更に、整流回路６で整
流されて弁別回路７に加えられるようになつてお
り、弁別回路７は基準電圧と発振回路４より加え
られる電圧を比較し、加えられる発振回路４から
の電圧が基準電圧より大であるか小であるかによ
り、金属物体の検知の有無を出力するようにして
いる。

又、そのセンサ部１の構造としては () 第２図に示されるように、両端が開口され
ていると共に外周面にナツト１０，１１が螺合
されるねじ溝９Ａが形成された金属又は樹脂製
の本体ケース９と、円板状のフエライト材から
なり一表面側にリング状の凹溝８Ａが形成さ
れ、その軸方向縦断面が略Ｅ形をなすコイルス
プール８と、該コイルスプール８の凹溝８Ａ内
から裏面に貫通された貫通孔に挿入された案内
スリーブ１２内を通つて裏面側にリード線１
３，１４を導出させた検知コイルＬと、芯線３
Ａの外周が絶縁材３Ｃで覆われると共に該絶縁
材３Ｃの外周面に網目状のシールド線３Ｂを被
覆し、更に該シールド線３Ｂの外周を絶縁材で
被覆しており、前記検知コイルＬのリード線１
３，１４とコンデンサＣの各並列接続端子に
夫々芯線３Ａとシールド線３Ｂとを接続したケ
ーブル３とから構成され、前記本体ケース９の
一端開口を塞ぐ様にして前記検知コイルＬを巻
回したコイルスプール８が該本体ケース９内に
収納されると共に他端開口から前記ケーブル３
を導出するように配設した後、該本体ケース９
内に合成樹脂１５が充填され、更に後端開口部
にゴム等の弾性体よりなるキヤツプ３３が挿入
配置されてなる構造のものとか、 () 第３図に示されるように、両端が開口され
た金属又は樹脂製の本体ケース１０９と、円板
状のフエライト材からなり一表面側にリング状
の凹溝１０８Ａが形成され、その軸方向縦断面
が略Ｅ形をなすコイルスプール１０８と、該コ
イルスプール１０８の凹溝１０８Ａ内から裏面
側にリード線１１３，１１４を導出させた検知
コイルＬと、前記検知コイルＬのリード線１
３，１４並びにコンデンサＣの各並列接続端子
に夫々芯線３Ａとシールド線３Ｂとを接続した
ケーブル３と、前記検知コイルＬを巻回したコ
イルスプール８及びコンデンサＣ、ケーブル３
の端部が夫々収納される合成樹脂製カツプ形前
面ケース１１７とから構成され、該検知コイル
Ｌ、コイルスプール８、コンデンサＣ、ケーブ
ル３を各々組込んだ前面ケース１１７を前記本
体ケース１０９の一端開口を塞ぐ様にして収納
すると共に他端開口から前記ケーブル３を導出
するように配設した後、該本体ケース１０９内
に合成樹脂材１１５が充填されてなる構造のも
のとか () 第４図に示されるように、両端が開口され
た金属製の本体ケース２０９と、リング状に巻
回された検出コイルＬと、該検出コイルＬのリ
ード線２１３，２１４に夫々芯線３Ａとシール
ド線３Ｂとを接続したケーブル３とから構成さ
れ、前記本体ケース２０９の一端開口部近傍内
に位置するようにして検知コイルＬを収納する
と共に他端開口から前記ケーブル３を導出する
ように配設した後、該本体ケース２０９内の合
成樹脂材が充填されてなる構造のものとか、 () 第５図に示されるように、両端が開口され
た金属又は樹脂製の本体ケース３０９と、棒状
のフエライト材から成り外周面に凹溝３０８Ａ
が形成され、その軸方向縦断面が略Ｈ形をなす
コイルスプール３０８と、該コイルスプール３
０８の凹溝３０８Ａ内に巻回された検知コイル
Ｌと、前記本体ケース３０９を貫通して配設さ
れ、該検知コイルＬのリード線３１３，３１４
に夫々芯線３Ａとシールド線３Ｂとを接続した
ケーブル３とから構成され、治具（不図示）内
にコイルスプール３０８、本体ケース３０９、
ケーブル３を挿入した後、該治具内に合成樹脂
材３１５が充填凝固してなる構造のものとか、 等が存在している。

しかしながら第２図乃至第５図に夫々示される
実施例にあつては、いずれもコイルＬのリード線
とケーブル３とが単に半田等で接続された後、コ
イルスプール８，１０８，２０８，３０８とケー
ブル３とを合成樹脂材１５，１１５，２１５，３
１５で凝固させ固定するものである為、コイルス
プール８，１０８，２０８，３０８とケーブル３
間の位置決めが難しく精度の低下を招き、又凝固
前にあつては両リード線１３，１１３，２１３，
３１３；１４，１１４，２１４，３１４が何んら
固定されていない為に接触してしまう場合があ
り、この様な状態で樹脂材の充填凝固がなされた
場合絶縁不良となる。従つて、両リード線間の絶
縁を計る為に両リード線間の間隔を大きく採る必
要からセンサ部が大型化してしまうと言う問題が
ある。

＜発明の目的＞ 本発明は係る従来の近接スイツチの問題点に鑑
みなされたものであつて、近接スイツチの本体ケ
ース内に於いて検知コイルとのケーブルの位置決
めが容易で、且つ、検知コイルから導出される一
対のリード線間及びケーブルから表出された芯線
とシールド線間の各絶縁が容易に計り得る近接ス
イツチの構造を提供することを目的とする。

＜発明の構成と効果＞ 上記目的を達成する為に、本発明に係る近接ス
イツチは検知用コイルを巻回したスプールを筒状
のケース本体内に挿入配置すると共に該ケース体
外の検知回路部と前記コイルとを電気的に接続す
るケーブルの一端を該ケース内に配設してなる近
接スイツチであつて、前記ケーブルの一端と対向
した前記スプールの端面に前記ケーブルの芯線を
嵌入保持する挿入孔を設けてなり、該挿入孔内に
ケーブルの芯線を嵌入させ該スプールに対するケ
ーブルの位置決めをすることによつて、スプール
とケーブルとの間の位置決めが容易となると同時
に、ケーブルの芯線とシールド線間並びに検知コ
イルから導出される一対のリード線間の絶縁を容
易に計り得る効果を得るものである。

＜発明の実施例＞ 以下、本発明に係る近接スイツチの一実施例を
第６図乃至第８図を用いて詳細に説明する。尚、
本実施例における近接スイツチの回路構成は第１
図に示した回路構成と等価であつて、回路構成自
体には何んら変更がないので、第１図のセンサ部
１に対応する部分のみに付いて例示する。そこ
で、そのセンサ部に付いて説明すると、第６図は
本考案に係る近接スイツチのセンサ部４００の軸
方向断面図で、第７図はその分解斜視図である。

第６図、第７図に於いて、３は芯線３Ａの外周
が絶縁材３Ｃで覆われると共に該絶縁材３Ｃの外
周面に網目状のシールド線３Ｂを被覆し、更に該
シールド線３Ｂの外周を絶縁材で被覆してなるケ
ーブルで、該ケーブル３は第１図乃至第５図に示
したケーブルと同じ構造のものである。４０９は
両端が開口された金属製の円筒状本体ケースで、
該本体ケース４０９はその両端開口近傍内周部が
中心内周部よりも大径となつている。４０８は絶
縁樹脂材で形成されたコイルスプールである。該
スプール４０８には検知コイルＬが所定数巻回さ
れるコイル巻回部４０８Ｃと、各々略180°変位し
た位置に該コイル巻回部４０８Ｃと連続して設け
られて該巻回部４０８Ｃに巻回された検知コイル
Ｌのリード線４１３，４１４を導出する為の一対
の切欠溝４０８Ｄ，４０８Ｄ及び一対の切欠平面
部４０８Ｆ，４０８Ｆとが夫々設けられていると
共に、更に該スプール４０８の両端面側から相対
向する関係で軸中心に沿つて各々形成された挿入
孔４０８と挿入孔４１９とが設けられている。そ
して、該挿入孔４０８Ａにはフエライト材で形成
された棒状コア４１７が嵌入され、又、挿入孔４
１９にはケーブル３の芯線３Ａが嵌入される。４
２０は本体ケース４０９の一端大径内周部に嵌合
されるフエライト材で形成された筒状コア、４１
５は本体ケース４０９内に充填凝固された絶縁樹
脂材である。

これらの部材で構成された近接スイツチのセン
サ部４００の組立は、先づ、コイルスプール４０
８の挿入孔４０８Ｆに棒状コア４１７を挿入され
た状態で、該コイルスプール４０８の巻回部４０
８Ｃに検知コイルＬを所定数巻回し、その巻回さ
れた検知コイルＬのリード線４１３，４１４を切
欠溝４０８Ｄ，４０８Ｄから後方へ延出配置した
状態にさせ、更に本体ケース４０９を貫通して延
出されたケーブル３の芯線３Ａを挿入孔４１９に
嵌入させる。この様にしてスプール４０８に芯線
３Ａを固定したケーブル３の該芯線３Ａにリード
線４１３を巻付けた後、芯線３Ａに対して該リー
ド線４１３が半田付固定されると共に、ケーブル
３のシールド線３Ｂにリード線４１４を巻付けた
後、シールド線３Ｂに対して該リード線４１４が
半田固定される。次いで、本体ケース４０９の一
端内周大径部に筒状コア４２０が、又、スプール
４０８の本体部４０８Ｂが本体ケース４０９の小
径部内周面に夫々嵌合挿入された状態で該本体ケ
ース４０９内に組込まれ、しかる後、本体ケース
４０９内に絶縁樹脂材４１５が充填凝固されて完
成される。

この様にして組立てられた近接スイツチのセン
サ部４００は第１図に示した制御回路と共用され
るもので、検知コイルＬに通電がなされるとき、
検知コイルＬの磁束が筒状コア４２０を通つて棒
状コア４１７に流れるように構成されており、該
センサ部４００の先端に金属物体が接近すると該
検出コイルＬのインダクタンスが変化し、このイ
ンダクタンスの変化を制御回路で検出するもので
ある。

この様に構成されている近接スイツチのセンサ
部４００は、スプール４０８の挿入部４１９にケ
ーブル３の芯線３Ａを嵌挿しスプール４０８に対
してケーブル３を固定位置決めした後、該スプー
ル４０８の巻回部４０８Ｃに巻回された検出コイ
ルＬのリード線４１３と４１４をケーブル３の芯
線３Ａ及び３Ｂに夫々固定するものであるからリ
ード線４１３と４１４との間が接触しな様に離間
させる作業が容易で、又、離間スペースを小さく
することができるのでより小型化されたセンサ部
４００を作ることが可能になると同時にケーブル
３とスプール４０８とが仮固定状態で本体ケース
４０９内に挿入される為に作業性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は近接スイツチの一般的な回路構成を示
す回路図、第２図は従来の近接スイツチにおける
センサ部の一実施例を示す断面図、第３図は従来
の近接スイツチにおけるセンサ部の他の実施例を
示す断面図、第４図は従来の近接スイツチにおけ
るセンサ部の更に他の実施例を示す断面図、第５
図は従来の近接スイツチにおけるセンサ部の更に
他の実施例を示す断面図である。第６図は本発明
に係る近接スイツチにおけるセンサ部の断面図
で、第７図は第６図に示したセンサ部の分解斜視
図、第８図は第６図、第７図に示したセンサ部に
おけるコイルスプールを示した斜視図である。 Ｌ……検知用コイル、４０８……コイルスプー
ル、４０９……本体ケース、３……ケーブル、３
Ａ……芯線、４１９……挿入孔、４００……セン
サ部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 検知用コイルを巻回したスプールを筒状本体
   ケース内に挿入配置すると共に該本体ケース外の
   検知回路部と前記コイルとを電気的に接続するケ
   ーブルの一端を該ケース内に配設してなる近接ス
   イツチであつて、前記ケーブルの一端と対向した
   前記スプールの端面に前記ケーブルの芯線を嵌入
   保持する挿入孔を設けたことを特徴とする近接ス
   イツチ。