JPH0677423B2 - 近接センサ - 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のセンサ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センサ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つ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センサの検知端、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。

この近接センサは機械的作動部が一切ないこと、及び光
の投授を行う場合と違つてホコリ等に強いこと等の利点
を有しているので悪環境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。

この様に近接センサ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センサから小型化
された近接センサに至るまで必要とされる。又、その要
求に応じて検知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
回路部とを一体的に組込んだセンサ一体型の近接センサ
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
近接センサとが存在する。前者のセンサ一体型の近接セ
ンサにあつてはユニツト化がなされているため機器への
組込みが容易である反面、大型化すると言う問題があ
り、又、後者のセンサ分離型の近接センサにあつてはセ
ンサ部と検出回路部とが分離され、その間を同軸ケーブ
ル等で接続される必要上、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離型の近接センサ
が主流となつて来ている。

この種のセンサ分離型の近接センサは第３図の示すよう
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と
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、又、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、該弁別回路７では基
準電圧は発振回路４から加えられる電圧を比較し、その
加えられた発振回路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、センサ部１の構造としては、両端が開口された金属
製の本体ケースと、リング状に巻回された検知コイル
と、該検知コイルを巻回するコイルスプールと、該検知
コイルのリード線に接続されたケーブル等より構成さ
れ、より詳しくは第４図に示されるように検知コイルＬ
が絶縁性の合成樹脂等で形成されたコイルボビン19に巻
回されており、これが断面Ｅ字型のポツト型のフエライ
トコア８の溝部8Aに内蔵される。検知コイルＬを巻回し
たコイルボビン19を溝部8A内に収納してなるフエライト
コア８は、コイルボビン19に巻回された検知コイルＬの
リード線13,14をコイルボビン19の後側へ延出させると
共に、該コイルボビン19の前面側を有底円筒状の合成樹
脂製ケース20内に収納され、更にこの合成樹脂製ケース
20は円筒状金属本体ケース９の先端開口部に収納固定さ
れてなるものである。

しかしながら、この様にセンサ部１にＥ字型のポツト型
のフエライトコア８を使用し、該コア８内にコイルボビ
ン19を収納してなるセンサ部１にあつては、一般にフエ
ライトコア８が外力に対して弱く、又、かけ易いと言う
性質を持つている為に小型化されたＥ字型のポツト型の
フエライトコアの製作は小型化に限度があり、コイルも
直接巻けず、一度コイルボビン19に巻回した後、コイル
ボビン19と共にフエライトコア８の溝部8A内に収納する
ものであるから大型化するばかりでなくコスト的にも高
くなると言う問題点を有している。

〈発明の目的〉 本発明は係る従来の近接センサの問題点に鑑みてなされ
たものであつて、小型化が可能で、且つ、安価な近接セ
ンサ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、本発明に係る近接センサは、巻
回された検知用コイルを本体ケース内に配設すると共
に、該本体ケース外に出され前記検知コイルと接続され
るケーブルの一端を該ケース内に配設し、前記本体ケー
ス内に、前記検知用コイルの周部に位置するコア部と、
該コア部に連結すると共に前記ケーブルの芯線を保持す
るケーブルホルダとを設けて構成しており、検知用コイ
ルの周部に位置するコア部とケーブルの芯線を保持する
ケーブルホルダとが、連結され一体となっていることか
ら、近接センサの小型化を図ることができ、また、ケー
ブルの芯線は、ケーブルホルダに保持されているので、
本体ケースとケーブルとの接続作業が容易になる等の効
果を奏するものである。

〈発明の実施例〉 以下、本発明に係る近接センサの一実施例を第１図，第
２図を用いて詳細に説明する。尚、本実施例における近
接センサの回路構成は第３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３図
のセンサ部１に対応する部分に付いてのみ例示する。

そのセンサ部に付いて説明すると、第１図は本発明に係
る近接センサ100の軸方向断面図で、第２図はその分解
斜視図である。

第１図，第２図において、３は芯線3A,3Aを夫々絶縁チ
ユーブ材3Bで被覆し、更に絶縁材3Cで二重に被覆してな
るケーブルである。109は両端が開口された円筒状本体
ケースで、該本体ケース109はその前端開口近接内周部
が中心内周部よりも大径となつている。130は円柱棒状
のフエライトコアで、117は合成樹脂製ケーブルホルダ
である。該ケーブルホルダ117は一端面に前記フエライ
トコア130の一端が嵌合固定される嵌合孔117Dが設けら
れていると共に他端面に一対の突出部117Aが、又、外周
部にリード線導出案内用の切欠部117Bが各々設けられて
いて、更に各突出部117A,117Aには夫々軸方向に沿つて
穿設された嵌合孔117aが設けられている。131はケーブ
ルホルダ117に嵌合されたフエライトコア130上に、該ケ
ーブルホルダ117と当接するようにして該フエライトコ
ア130に嵌合された略環状のフエライトコアで、該コア1
31はスリ割131Aが設けられていて、該スリ割131Aと切欠
部117Bとが同一線上に位置するように配設されている。
132はフエライトコア130の他端に固定される樹脂製のリ
ング状鍔部である。すなわち、フエライトコア130の一
端にフエライトコア131が嵌合固定され、又、他端に鍔
部132が固定され、このフエライトコア130上において、
フエライトコア130と鍔部132は夫々コイル巻回規制部を
構成し、該フエライトコア131と鍔部132との間に位置す
るフエライトコア130上に検知用コイルＬが所定数巻回
される。又、120は本体ケース109の前端大径内周部に嵌
合配置されるフエライト材で形成された筒状コア、115
は本体ケース109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センサ100の組立は次の
様にしてなされる。

先づ、フエライトコア130の一端にケーブルホルダ117と
コイル巻回規制部となるフエライトコア131を固設し、
他端に同じくコイル巻回規制部となる鍔部132が固設さ
れ、フエライトコア130,131及び鍔部132とでなるコイル
スプール140の巻回部に検知コイル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113,114をスリ
割131Aと切欠部117Bを通つて後方へ延出配置した状態と
させ、更に本体ケース109を貫通して延出されたケーブ
ル３の各芯線3A,3Aを嵌合孔117aに嵌入配置決めさせ
る。この様にしてコイルスプール140に芯線3Aを固定し
たケーブル３の該芯線3Aにリード線113,114を巻付けた
後、各芯線3A,3Aと各リード線113,114とが半田固定され
る。次いで、コイルスプール140が筒状コア120内に嵌合
された状態で本体ケース109の前端内周大径部に筒状コ
ア120が組込まれ、しかる後、本体ケース109内に絶縁樹
脂材115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センサ100は第３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
がなされているとき検知コイルＬが励磁され、この検知
コイルＬの磁束は筒状コア120、コア131,130を流れるよ
うに構成されており、該センサ部100の先端に金属物体
が接近すると該検知コイル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し物体
の接近を検出する。

すなわち、本発明にあたつては、検知コイルＬをコイル
スプール108のコイル巻回部108Fに直接巻回することが
できるので小型化が可能で、コストダウンを図ることが
できる。

尚、本実施例において、後方のコイル巻回規制部となる
フエライトコア131のスリ割131Aはコイル巻回に際し
て、検知コイルＬの巻始め時、リード線の一端をスリ割
131A内に配置し、このスリ割131A内にコイル巻線機側の
仮固定部材が進入して巻回作業工程時に保持することに
より巻線がし易すくなる効果がある。又、本実施例にあ
つては芯線3A,3Aを並列的に配置した平行ケーブル３の
場合を示したが、同軸ケーブルを使用しても良いことは
勿論で、センサ一体型の近接センサに適用しても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る近接センサにおけるセンサの断面
図、第２図は第１図に示したセンサの分解斜視図で、第
３図は近接センサの一般的な回路構成を示す回路図、第
４図は従来の近接センサの一部を示す断面図である。 Ｌ…検知コイル、３…ケーブル、100…センサ、140…コ
イルスプール、130…フエライトコア、131…フエライト
コア（コイル巻回規制部）、132…鍔部（コイル巻回規
制部）、109…本体ケース、117…ケーブルホルダ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】巻回された検知用コイルを本体ケース内に
   配設すると共に、該本体ケース外に出され前記検知コイ
   ルと接続されるケーブルの一端を該ケース内に配設し、
   前記本体ケース内に、前記検知用コイルの周部に位置す
   るコア部と、該コア部に連結すると共に前記ケーブルの
   芯線を保持するケーブルホルダとを設けたことを特徴と
   する近接センサ。