JPH0945198A - 貫通型近接センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 配線基板の表裏の電極パッドをスルーホール
を用いることなく、安価に接続する。コイル巻線の端部
の固定強度を高める。 【解決手段】 配線基板２９にコイル巻線１８を巻くた
めの突出部４０を設け、突出部４０の表裏にそれぞれ電
極パッド４１及び４２を設ける。突出部にコイル巻線１
８の端部を巻回し、コイル巻線１８の端部をディップハ
ンダ付けして両面の電極パッド４１及び４２に固定す
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１２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】このような貫通型近接センサで、配線基板
上に構成された発振回路とコイルを接続する場合には、
コイル巻線の端部を配線基板に形成された電極パッドに
ハンダ付けする必要がある。そのため、従来にあって
は、コイル巻線の端部を配線基板の電極パッドにハン
ダ付けし、ハンダ付け部分の周囲をシリコン樹脂や接着
剤などにより固定して強化処理する方法が用いられた
り、コイル巻線が細い場合にはコイル巻線の端部に中
継端子を用いて配線基板の電極パッドと接続する方法が
用いられたりしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにしてコイルと回路部分（発振回路）とを接続する方
法では、配線基板の表面に電極パッドが設けられてお
り、この電極パッドにコイル巻線の端部を接続するよう
になっていたので、例えば配線基板の裏面に電極パッド
と同電位の回路配線（例えば、シールド用の金属箔な
ど）が形成されている場合には、配線基板にスルーホー
ルを作成して裏面の回路配線と表面の電極パッドとを電
気的に接続するしかなかった。このため配線基板のコス
トが上昇し、ひいては近接センサのコストを上昇させて
いた（スルーホールのある配線基板では、スルーホール
のないものに比較して１.５〜２倍のコストが掛か
る）。

【０００６】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、配線基板の
表裏両面に形成された電極パッド同志を簡単かつ安価に
接続することができる構造を提供することにある。

【０００７】

【発明の開示】請求項１に記載の貫通型近接センサは、
コイル巻線を巻回して構成したコイルと、コイルの電気
的特性の変化により検出対象物を検出する回路部分とを
備えた貫通型近接センサにおいて、回路部分を構成する
配線基板に突出部を設け、当該突出部の表裏両面に電極
部分を設け、当該突出部にコイル巻線を巻き付けてハン
ダ付けすることにより表裏両面の電極部分同志を電気的
に導通させたことを特徴としている。

【０００８】突出部にコイル巻線を巻いてハンダ付けす
ると、突出部の表裏両面に設けられている電極部分がコ
イル巻線もしくはハンダによって導通させられる。

【０００９】従って、配線基板にスルーホール等を作成
することなく表側の電極部分と裏側の電極部分とを接続
することができ、配線基板の表裏の電気的接続を簡単な
構造で、安価に実現することができる。また、コイル巻
線の端部を表裏の電極パッドにハンダ付けすることがで
きるので、コイル巻線を確実かつ強固に固定することが
できる。

【００１０】

【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。

【００１１】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
（コーナ部の突起は図示せず）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。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
置決めするための突起１０が突設されている。下ケース
２内面の貫通孔４の近傍にはピン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、後述する配線基板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、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突起１４が突設されて
いる。

【００１２】上下のケース１，２間には、図５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６〜図８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。

【００１３】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。

【００１４】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入孔
３７，３８が穿孔されている。また、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。
配線基板２９の表面側には、図９に示すように、発振回
路や検波回路等を構成するＩＣや抵抗、コンデンサ等の
部品を実装するための回路パターン（銅箔部分を梨地で
示す）５１が形成されており、一方の突出部４０には発
振回路のアース側の電極パッド４１が設けられ、他方の
突出部４０には信号出力側の電極パッド４３が設けられ
ている。配線基板２９の裏面側には、図１０に示すよう
に、ほぼ全面に静電気シールド用の銅箔３９が貼られて
おり、一方の突出部４０にはシールド用の銅箔３９と導
通した電極パッド４２が設けられ、他方の突出部４０に
はダミー電極４４が設けられている。

【００１５】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５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の各電
極パッド４１，４２，４３及びダミー電極４４にハンダ
付けする。こうして、例えば図１１（ａ）に示すように
両突出部４０，４０にコイル巻線１８のツイスト部２３
を巻いて、図１１（ｂ）に示すようにツイスト部２３を
突出部４０，４０にディップハンダすると、一方のツイ
スト部２３が電極パッド４１及び４２にハンダ付けされ
て固定される。しかも、表裏の電極パッド４１及び４２
同志もハンダ５２によって導通させられ、表裏の電極パ
ッド４１及び４２をスルーホール等によって接続する必
要が無くなる。さらに、ツイスト部２３も表裏の電極パ
ッド４１及び４２にハンダ付けされて固定強度が向上す
る。また、他方のツイスト部２３も電極パッド４３とダ
ミー電極４４にハンダ付けされるので、ツイスト部２３
の固定強度が向上する。この結果、コイル１６が回路部
分に確実に接続されると同時に配線基板２９の表裏も同
時に接続される。また、パチンコ球を検出するための近
接センサＡでは、絶えずパチンコ球の衝撃にさらされて
いる環境下にあるが、この近接センサＡではコイル巻線
１８の固定が突出部４０の両面で行なわれているために
強固なものとなり、コイル断線対策として効果的であっ
た。

【００１６】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５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。

【００１７】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内に嵌入してシールドリング４６が回り止めさ
れると共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に接触す
ることにより上のシールドリング４５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
せるためであるから、これは省略しても差し支えない。
あるいは、上のシールドリング４５の突片４９も基板接
続部１７にあけた小孔３６等に嵌合するようにしてもよ
い。

【００１８】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
置くと、シールドリング４６の切り欠き凹部５０が下ケ
ース２の突起１０に嵌合して回り止めされる。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を圧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内に納めると、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、下のシールドリング４６の突片４
９が配線基板２９の小孔３６に挿入される。コイルスプ
ール１５の上に上のシールドリング４５を被せた後、こ
の上から上ケース１を被せると、上のシールドリング４
５の切り欠き凹部５０が上ケース１の突起１４に嵌合し
てシールドリング４５が回り止めされる。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。こうして組立られた近接センサＡにあっては、
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。

【００１９】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。また、このシールドリング４５，４６は、静電気シ
ールドも兼ねており、電気的に絶縁される必要がある
が、コイル巻線１８がほぼ整然と巻かれているので、巻
き太りによりシールドリング４５，４６とコイル巻線１
８とが接触する恐れがなく、静電気的な問題も解決する
ことができる。

【００２０】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】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６】同上のコイルスプールの平面図である。

【図７】同上のコイルスプールの下面図である。

【図８】同上のコイルスプールの側面図である。

【図９】配線基板の表面図である。

【図１０】配線基板の裏面図である。

【図１１】（ａ）（ｂ）は配線基板の突出部に巻き回さ
れたコイル巻線を示す側面図及び平面図である。

【図１２】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】

１５ コイルスプール １６ コイル １８ コイル巻線 ２３ コイル巻線のツイスト部 ２９ 配線基板 ３９ シールド用の銅箔 ４０ 突出部 ４１ 電極パッド ４２ 電極パッド ４３ 電極パッド ４４ ダミー電極 ５１ 電極パターン ５２ ハンダ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コイル巻線を巻回して構成したコイル
   と、コイルの電気的特性の変化により検出対象物を検出
   する回路部分とを備えた貫通型近接センサにおいて、 回路部分を構成する配線基板に突出部を設け、当該突出
   部の表裏両面に電極部分を設け、当該突出部にコイル巻
   線を巻き付けてハンダ付けすることにより表裏両面の電
   極部分同志を電気的に導通させたことを特徴とする貫通
   型近接センサ。