CN1297999C - 接近传感器及其生产方法、接近传感器中用的检测端模块 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种接近传感器(717),从多种准备的检测端模块(707)、输出电路模块(709)和外部外壳(711)中分别任意选择的每种进行组合而构成。检测端模块(707)是把通过用于使认定外部外壳的存在的特定周边区域中的导体检测灵敏度降低的遮蔽导体(700)而自己完善检测特性的检测线圈装配体(705、701、702)与把检测线圈装配体的线圈作为谐振电路要素的检测电路装配体(703)一体化,在出厂之前,完成特性调整。因此,即使与不同材料的外部外壳组合,也不需要每次进行特性调整。由此,对于多样的商品规格,能够容易地实现商品的设计·生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种通过磁场非接触地检测金属体等的接近的感应型接近传感器,特别是涉及能够在抑制制造成本的同时实现丰富的品种的接近传感器以及在接近传感器中所使用的模块。
背景技术
作为接近传感器的基本构成要素,可以列举出:包含线圈和铁芯的检测线圈装配体、振荡电路部、输出电路部以及容纳它们的外壳等。为了灵活适应用户要求的广泛的产品规格,作为制造厂家,对于这些基本构成要素,必须尽可能使构成部件集成化,努力降低成本。
针对接近传感器,在推进由构成部件的集成化所产生的成本降低的基础上,在磁路的观点以及电路的观点上,存在接近传感器特有的各种问题。
从磁路的观点出发时,对于由构成部件的集成化所产生的成本降低,由于检测线圈装配体的特性和构造等,存在下列问题。
感应型的接近传感器具有感应金属的接近的检测线圈装配体。该检测线圈装配体包含线圈和铁氧体铁芯。金属的接近检测利用该检测线圈装配体的特性变化来进行。在接近传感器的本体外壳(外部外壳)中,根据使用环境的多样性,准备黄铜、不锈钢、树脂等材料变化。接近传感器的检测性能随检测线圈装配体的外径而变化。因此,在检测线圈装配体中准备外径不同的各种变化,以圆柱型的M8(外径约为8mm)、M12(外径约为12mm)、M30(外径约为30mm)为代表。
感应型的接近传感器中的检测线圈装配体的检测特性大大受到本体外壳(外部外壳)的材料和形状尺寸、本体外壳的电镀厚度偏差、检测线圈装配体与本体外壳的装配位置偏差等的影响。其结果,产生下面这样的问题。
(1)为了提供本体外壳的材料和形状、尺寸不同的产品,必须进行检测线圈装配体和振荡电路的单独设计、次次设计,设计工时数和成本增大,部件集成困难,由此引起部件成本的增大。生产线单独设计,而需要多个生产线和工序。
(2)为了稳定检测距离的偏差,检测线圈装配体与本体外壳的装配位置的高精度化、本体外壳的尺寸精度等的高品质化、检测距离的调整方法的处理等是必要的,引起部件成本、生产工时数·成本的增大。
下面列举出检测线圈装配体的几个具体例子来详细地分析感应型的接近传感器中的上述问题。
检测线圈装配体的现有例子1
在图23中表示了使用金属制本体外壳的密闭型(能够实现向安装的金属的埋入的形式)的检测线圈装配体的构造。
在该图中,101是使用黄铜和不锈钢等金属的圆筒形本体外壳(外部外壳),101a是形成在本体外壳的外周面上的阳螺纹部,102是铁氧体铁芯,103是构成检测线圈的线圈,104是用于容纳铁芯102和线圈103的有底圆筒形的绝缘性内部外壳。
在这样构成的检测线圈装配体中,根据位于线圈103、铁芯102的外周的本体外壳101的材料,检测线圈装配体的检测特性大大变动。本体外壳101自身也被推定为处于线圈103形成的磁场内。
表示检测线圈装配体的现有例子1的检测特性的曲线图被表示在图24中。该曲线图根据M8密闭性的检测线圈装配体的测定数据来描绘。横轴取检测距离(mm),纵轴取检测线圈的电导g(μs)。随着金属体的接近,检测线圈的电导增加。接近传感器的工作原理是:利用检测线圈的电导g的变化来产生检测信号。如从该曲线图所看到的那样,当本体外壳101的材料为树脂(非金属)、黄铜、不锈钢而不同时,与其关联,电导特性(换句话说,检测特性)也大大变动。因此,必须变更与本体外壳101的材料相对应的检测电路的电路常数(振荡电路的常数、与振荡振幅相对应的阈值等),难于谋求部件的集成化。
在图25中,表示了使用金属制本体外壳的非密闭性(不适合于向安装金属的埋入使用,检测距离比密闭性长)的检测线圈装配体的构造。
在该图中,107是黄铜和不锈钢等金属制的圆筒形本体外壳(外部外壳),107a是形成在本体外壳的外周面上的阳螺纹部,102是铁氧体铁芯,103是构成检测线圈的线圈,108是用于容纳线圈103和铁芯102的树脂制的有底圆筒形的线圈外壳。如从该图所看到的那样,树脂制的线圈外壳108为比金属制的本体外壳107更向前方突出的构造。
在这样构造的检测线圈装配体中,根据位于线圈103和铁芯102的背面方向上的本体外壳107的材料不同,检测线圈装配体的检测特性大大不同。
表示检测线圈装配体的现有例子2的检测特性的曲线图被表示在图26中。该曲线图根据M8非密闭性的检测线圈装配体的测定数据来描绘。横轴取检测距离(mm),纵轴取检测线圈的电导g(μs)。随着金属体的接近,检测线圈的电导g增加。接近传感器的工作原理是:利用检测线圈的电导g的变化来产生检测信号。如从该曲线图所看到的那样,当本体外壳107的材料为树脂(非金属)、黄铜、不锈钢而不同时,与其关联,电导特性(换句话说,检测特性)也大大变动。因此,必须变更与本体外壳107的材料相对应的检测电路的电路常数(振荡电路的常数、与振荡振幅相对应的阈值等),难于谋求部件的集成化。
下面,在从电路的观点出发的情况下,与由构成部件的集成化所产生的成本降低相关,由于检测线圈装配体的特性和构造,以及振荡电路、输出电路的构成等,而存在下列问题:
如上述那样,在感应型的接近传感器中,包含线圈的振荡电路随着金属体的接近,其振荡状态变化,因此,通过检测其振荡状态的变化,进行金属体的检测。感应型的接近传感器,随着检测线圈装配体的线圈外径的不同,检测性能变化,因此,准备外径不同的变化。因此,在每种使用的线圈外径中或者每种进行调整的检测距离中,要决定振荡电路常数。
另一方面,设想这样的生产现场的传感器应用例子:检测金属工件的有无,用该检测信号来控制各种致动器,在此情况下,与接近传感器相连接的电源线和信号线的构成根据各种情况分别使用直流3线式、直流2线式、交流2线式等。而且,输出形态也分别使用NPN型/PNP型、电压输出型/电流输出型、检测时驱动型/非检测时驱动型等。因此,在接近传感器的商品化中,准备与各个电源形态、输出形态相对应的电路变化。由于接近传感器的小型化要求,至今是把上述这样的振荡电路、电源·输出电路等集成化在一个芯片的IC中。
由于这样的背景,在进行接近传感器的设计时,当新推出任一种功能部位时(例如,检测距离的长距离化、电路的低消耗电流化、电源的低电压驱动化等),必须把构成接近传感器的全部电路重新制作在一个芯片IC中。而且,为了与多样的商品变化相适应,IC周边的部件常数和线圈常数等需要重新进行设计。其结果,存在下列各种问题。
(1)新的商品的开发成本增大。
(2)不能立即提供接近传感器的用户的使用条件下的商品。
(3)商品变化增大,由于多种少量生产所引起的生产成本、管理成本、部件成本等,生产成本增大。
(4)部件处于生产中止时的替代设计·供给作业增大。
(5)当共同的品质课题产生时,不能及时对应于所有的商品。
下面列举振荡以至输出电路的几个具体例子,来详细地说明感应型的接近传感器中的上述问题。
接近传感器电路的现有例子1
在图27中,表示了直流3线式接近传感器的电路构成。在该图中,200是金属体(例如,金属制工件),201是定制IC,202是振荡电路,203是积分电路,204是辨别电路,205是逻辑电路,206是输出控制电路,207是恒压电路,208是电源复位电路,209是短路保护电路,210是显示电路,211是检测线圈,212是形成谐振电路的电容器,213是调节电路,214是形成积分电路的电容器,215是输出晶体管,216是发光组件,217是第一电源端子,218是第二电源端子,219是信号输出端子。
在图28中,表示了直流2线式接近传感器的电路构成。在该图中,220是金属体(例如,金属制工件),221是定制IC,222是振荡电路,223是积分电路,224是辨别电路,225是逻辑电路,226是输出控制电路,227是恒压电路,228是电源复位电路,229是短路保护电路,230是显示电路,231是检测线圈,232是形成谐振电路的电容器,233是调节电路,234是形成积分电路的电容器,235是输出晶体管,236、237是发光组件,238是第一电源端子,239是第二电源端子。
上述现有例子1、2除了电源方式不同,几乎所有的电路要素是共同的,因此,下面代表两者来对图28所示的现有例子2,说明其电路要素的构成和动作。
检测线圈231是把铜的单线或者绞合的李兹线绕制适当的卷数。谐振电容器232与检测线圈231并联连接,构成LC并联谐振电路,连接在振荡电路222上。定制IC 221是接近传感器的主电路内置在一个芯片中的IC(集成电路)。在该定制IC 221中装入振荡电路222、积分电路223、辨别电路224、逻辑电路225、输出控制电路226、恒压电路227、电源复位电路228、短路保护电路229以及显示电路230。调节电路233是把多个电阻进行组合的电路,通过替换或者激光调整来变更其一部分电阻值,由此,变更振荡电路222的增益,能够调节接近传感器的检测灵敏度。积分用电容器234与积分电路223相组合,构成CR积分电路。输出晶体管235根据从定制IC 221输出的控制信号(CONT),驱动大电流。236是工作显示灯,显示接近传感器的输出动作状态。237是设定显示灯,显示出这样的设定位置:即使随着使用环境的不同,检测距离变动,也能确实地进行检测。238、239是电源供给端子,通过软线、连接器等被导出接近传感器的外部。另外,在该例子中,因为是2线式接近传感器,所以第一电源端子238也兼作输出端子。
在图29中表示了图28所示的现有例子2的振荡、积分、辨别电路的具体电路构成的一例。而且,在图30中表示了图29所示的电路的工作时序图。
如这些图所示的那样,振荡电路222的振荡电压(参照图30(b))因为积分电路223而变得平滑。这样得到的平滑输出(图30(c))与辨别电路224的基准电压C和D相比,进行两值化,由此,生成作为两值化信号的检测信号E和F(参照图30(d),(e))。
该检测信号E、F经过逻辑电路225发送给输出控制电路226,控制输出晶体管235,接通·断开接近传感器的输出238(参照图30(f)),同时,接通·断开工作显示灯236、设定显示灯237(参照图30(g),(h))。
振荡电路222具有根据金属物体的接近距离,振荡振幅大致线性地变化的特性。当金属物体230没有接近时,振荡振幅A(参照图30(b))足够大,两值化的检测信号E、F断开(参照图30(d),(e))。当金属物体230接近时,随着接近距离,振荡振幅A、积分输出B逐渐降低。当积分输出B成为基准电压C以下时,检测信号E接通。当积分输出B成为基准电压D以下时,检测信号F接通。这些检测信号E、F由图28所示的逻辑电路225进行逻辑运算,发送给输出控制电路226。以后,通过输出控制电路226的作用,驱动输出晶体管235。
恒压电路227从电源端子238,239供给电源,生成恒定电压输出,驱动各个内部电路,同时,当输出接通时,在电源端子上残留为了驱动电路的最小限度的电压。电源复位电路228在从外部供给电源到恒定电压输出成为稳定为止的期间内,禁止输出。短路保护电路229、输出端子238直接连接在电源上,检测在输出晶体管235中流过的过电流,起动电源复位电路228,禁止输出。
当以上述电路构成为前提时,针对成本降低的问题更容易理解。如上述那样,由于接近传感器的检测距离大大依赖于检测线圈231的外径,必须准备多个外径不同的接近传感器品种。而且,电源、输出的规格与接近传感器的用户要求相配合,必须准备直流/交流、3线式(图27)/2线式(图28)、NPN/PNP、常开/常闭、软线输出/连接器输出等多个品种。而且,对应于使用接近传感器的环境,必须准备金属外壳/树脂外壳、黄铜/不锈钢、短体/长体等多个品种。
因此,由于每次设计、生产把这样多的规格进行组合的产品,在制造厂中提供膨胀的品种产品是惯例。在这样的状况下,由多个的用户,对于各种商品要求使检测距离长距离化或者降低产品的成本或者改善品质,在最早的制造厂中,解决这些所有的要求是困难的。
例如,对于检测距离的长距离化的要求,为此的振荡电路的设计需要分别针对电源规格不同的定制IC 201、221。而且,对于每种不同外径规格的线圈,也必须设计决定振荡电路常数的谐振电容器232的电容值、调节电路233的电阻值、用于决定积分时间常数的积分电容器234的电容值等。其结果,新增加了多种定制IC,外带IC的部件也增加了几十种。而且,接近传感器的检测特性因本体外壳的材料而受到较大影响。例如,在外径为M18的密闭型中,即使是额定检测距离为7mm的相同规格,在金属外壳和树脂外壳中,在检测特性上产生不同,因此,为了调整为相同的检测距离,必须使振荡常数不同。由此,难于在维持产品规格的多样化的同时,通过部件的集成化来谋求制造成本的降低。
上述磁路的以及电路的现有构成的问题给接近传感器中的制造工序带来了种种缺陷。
图31是表示使用金属制的本体外壳的密闭型(能够实现向安装的金属的埋入使用)的接近传感器中的现有的制造工序的工序图。
在该图中,在最初的工序(A)中,通过一体装配线圈301、铁氧体铁芯302、部件安装基板303,来制作检测端装配体304。在接着的工序(B)中,在检测端装配体304中,进行线圈301与部件安装基板303的锡焊。在接着的工序(C)中,对于锡焊完成的检测端装配体304,进行工作确认试验(距离检查等)以及外观检查。在接着的工序(D)中,在线圈外壳305内填充环氧树脂。在接着的工序(E)中,在填充了环氧树脂的线圈外壳305内容纳已经完成的检测端装配体304,进行定位。在接着的工序(F)中,例如,通过在常温下放置一小时左右,使树脂固化,完成带线圈外壳的检测端装配体307。在接着的工序(G)中,通过在前面的工序中完成的带线圈外壳的检测端装配体307的动作试验,来进行距离调整。该距离调整是在把带线圈外壳的检测端装配体307设置在假外壳307a中的状态下,进行动作试验,根据试验结果,通过芯片电阻的替换等来进行调整。在接着的工序(H)中,把软线308锡焊到带线圈外壳检测端装配体307上,完成带软线的检测端装配体309。在接着的工序(I)中,通过一体地装配带软线的检测端装配体309、圆筒状的金属制本体外壳310、软线夹311,来得到接近传感器半成品312。在接着的工序(J)中,在接近传感器半成品312中注入树脂并且使其固化,来得到接近传感器成品313。在接着的工序(K)中,进行耐电压检查和特性检查,得到试验后的最终产品314。
在上述制造工序中,在工序(G)中的检测距离调整时,在***到与实际安装的金属制本体外壳相同材料、形状的假外壳307a中的状态下,进行检测距离调整。因此,由于双方的材料的偏差、电镀厚度的偏差、与金属外壳相对的外壳和线圈的位置偏差,在检测距离调整时进行调整的检测距离与在施加了实际安装的金属外壳的状态下测定的检测距离之间产生了差异,由此,成为不合格品,成品率变差,必须进行调整。而且,对于金属外壳的材料不同,必须准备各种不同的假外壳,假外壳的数量增加,重新布置较多发生,则浪费变多。
而且,由于IC以包含振荡电路和输出电路的形式而构成,即使振荡电路自身相同,在输出电路不同的情况下,重新布置(由于供给的电源不同)发生,效率变差。
而且,在检测距离调整工序中,在安装了假外壳307a的状态下,在包含振荡电路的电路所安装的基板的调整电阻部分的布线上接触设有可变电阻的端子,来读取调整电阻值,但是,由于机器的差别以及端子与机器的连接间的电阻值的不同,在读取的电阻值与实际必须带的电阻值之间产生差值,为了克服该差值,而决定校正值,但是,由于部件的偏差和IC的偏差、装配的偏差(线圈与铁芯的位置偏差、铁芯与外壳的位置偏差等),进行校正的值是变化的,因此,在部件的每一批量、产品的每一批量中,每次都必须进行变更。效率变差。而且,在上述变更的基础上,加上输出形态的不同,重新布置频繁地发生,生产效率下降。
而且,在集成电路调整工序中,导入调整电阻值读取设备,但是,在设备之间会产生偏差,当装配了与本来装配的机种不同的机种时,产生不能进行调整的缺陷。
而且,在检测距离调整工序中,调整电阻值读取设备受到由其它机器产生的噪声的影响,在包含该噪声的形态下,决定校正值,因此,当设备移动时和设备部件更换时,每次必须变更校正值,效率变差。
本发明着眼于现有的接近传感器中的上述问题,本发明的目的是,在这种接近传感器中,能够对多种多样的商品规格,进行容易的商品的设计·生产。
发明的公开
本发明的在接近传感器中所使用的检测端模块,使包含线圈和铁芯的检测线圈装配体、包含把检测线圈装配体的线圈作为谐振电路要素的振荡电路的检测电路装配体一体化,在上述检测线圈装配体中,装入用于使将外部外壳安装于检测线圈装配体时外部外壳存在的区域中的导体检测灵敏度降低的遮蔽导体,并且,述检测电路装配体设计成:把与振荡电路的振荡状态相对应的一定形态的信号作为接近传感器的物体检测信号,向外部输出,由此,通过构成的适当利用从检测电路装配体所输出的物体检测信号的输出级电路,能够任意调整制造接近传感器产品。
在此,在「接近传感器」中,具有以下形态:判别检测对象物的接近,把判别结果作为两值信号进行输出(接近开关);对于检测对象物的接近,以除此之外的方式进行输出,例如,把距检测对象物的距离作为模拟信号和编码信号进行输出。
根据这样的构成,与外部外壳的有无、形状的不同、材料的不同等无关,距离与检测输出的关系几乎不变,因此,不需要象以前那样,配合外部外壳来单独进行机械以及电气的设计,对于各种各样规格的接近传感器,使用共同的部件,由此,能够推进部件的集成化,维持丰富的品种,同时,能够谋求制造成本的降低。
在本发明的检测端模块的优选实施例中,遮蔽导体处于容纳线圈和铁芯的线圈外壳内,成为卷绕线圈和铁芯的导电性的圆筒体或者圆环体。
在本发明的检测端模块的另一个优选实施例中,遮蔽导体处于容纳线圈和铁芯的线圈外壳内,成为将线圈和铁芯的背面分隔开的导电性闭塞板。
这样,当遮蔽导体设在线圈外壳内的情况下,能够通过线圈外壳的壁来防止或者抑制向内部浸水,结果,能够得到在遮蔽导体的防锈性上优良的效果。因此,特别适合于食品业界等经常在与水相关的环境中使用。
在本发明的检测端模块的另一个优选实施例中,遮蔽导体处于容纳线圈和铁芯的绝缘性线圈外壳之外,成为卷绕线圈和铁芯的导电性的圆筒体或者圆环体。
在此所谓的「处于线圈外壳之外」是指:遮蔽导体未在线圈外壳的内侧(内壁表面)被露出的状态,因此,遮蔽导体被埋入线圈外壳的壁内的情况包含在所谓的「处于线圈外壳之外」中。
当把遮蔽导体设置在线圈外壳内时,例如,在通过从外部施加冲击等,在线圈外壳403中产生部分龟裂而使遮蔽导体露出的情况下,就会存在这样的缺陷:任何静电放电经过遮蔽导体而对传感器内部电路产生不良影响。但是,根据这样的形态,假定即使处于线圈外壳上产生部分龟裂的情况下,在遮蔽导体与传感器内部电路之间的大部分上残留着作为绝缘体的线圈外壳。因此,能够防止传感器内部电路与遮蔽导体之间的放电。因此,特别适合于例如金属加工业界、运输业界等,对线圈外壳施加任何机械应力的危险性高的环境中使用。
在本发明的检测端模块的一个优选实施例中,在检测电路装配体中,在作为检测端模块而一体化之后,装入能够调整振荡电路的振荡状态的调整电路。
在本发明的检测端模块的一个优选实施例中,在检测电路装配体中,包含当振荡状态到达规定值时进行切换的辨别电路,该辨别电路的输出作为物体检测信号被输出到外部。
在本发明的检测端模块的一个优选实施例中,在检测电路装配体中,装入输出与振荡状态相对应的模拟信号的电路,该电路的输出作为物体检测信号被输出到外部。
在本发明的检测端模块的一个优选实施例中,在检测电路装配体中,装入能够使从外部所供给的电源电压被稳定的恒压电路。
在本发明的检测端模块的一个优选实施例中,在由绝缘性材料构成的有底圆筒形容器内,容纳线圈、铁芯和检测电路装配体,用树脂进行一体化。
从另一角度看的本发明的检测端模块,其特征是,把包含线圈和铁芯并且通过遮蔽导体而使检测特性自己完善的检测线圈装配体和把检测线圈装配体的线圈作为谐振电路要素的检测电路装配体成为一体化,并且在出厂之前,完成特性调整。
根据这样的形态,随着特性被预先保证的检测端模块的外销,能够实现检测精度良好的产品开发。即,一次性地调整特性,在本体外壳和安装部件的形状和材料等中,特性不会变动,因此,即使购买者进行改动而不进行特性调整,仍能够原样地符合本公司的规格,而能够进行接近传感器的制造。
而且,本发明的接近传感器,其特征是,电气连接检测端模块和输出电路模块,该检测端模块是把包含线圈和铁芯的检测线圈装配体、包含把上述线圈作为谐振电路要素的振荡电路而把与该振荡电路的振荡状态相对应的物体检测信号输出到外部的检测电路装配体、用于降低由外部外壳所产生的检测特性的影响的遮蔽导体进行一体化,上述输出电路模块是装入了根据物体检测信号而驱动输出组件的输出电路。
在本发明的接近传感器的优选实施例中,进一步包括:用于支撑输出电路模块的输出电路模块支撑部件;筒状的外部外壳,在其一端安装检测端模块,在另一端安装输出电路模块支撑部件,由此,间隔着空间而保持检测端模块和输出电路模块;连接部件,介于检测端模块与输出电路模块之间,电连接两个模块。
在本发明的接近传感器中,由于检测端模块与输出电路模块是不同的部件,当把这两个模块通过外部外壳而进行一体化时,必须考虑输出电路模块怎样支撑在外部外壳上。因此,在上述优选实施例中,把输出电路模块通过输出电路模块支撑部件来支撑在外部外壳上。而且,输出电路模块也可以为这样的构成:预先在电路基板上安装用于向输出电路模块支撑部件上进行安装的部件。
根据这样的形态,能够得到以下效果:
(1)通过变更以至调整连接部件,不管外部外壳的长度,检测端模块、输出电路模块以及输出电路模块支撑部件可以使用相同种类的。
(2)当使用适当长度的柔性连接部件(给检测端模块与输出电路模块的间隔提供自由度的导线***等的连接部件)时,不管外部外壳的长度,连接部件也可以使用相同种类的。
(3)输出电路一般容易受到通过软线而从外部侵入的电噪声的影响,而且,容易发生由输出的开闭所引起的发热,但是,根据这样的形态,由于把检测端模块中包含的检测电路装配体与输出电路模块中包含的输出电路隔开配置,所以能够抑制电噪声和热对检测电路装配体的影响。
(4)由于输出电路模块配置在外部外壳的一端,当在输出电路模块上设置表示接近传感器的工作状态的指示灯(LED等)的情况下,能够容易地从外部外壳的一端识别指示灯。
而且,本发明的接近传感器的生产方法,其特征是,包括下列步骤:从把包含线圈和铁芯的检测线圈装配体、包含把上述线圈作为谐振电路要素的振荡电路而把与该振荡电路的振荡状态相对应的物体检测信号输出到外部的检测电路装配体、以及用于降低由外部外壳所产生的检测特性的影响的遮蔽导体进行一体化而成的多种检测端模块中,选择一种检测端模块;从根据物体检测信号来驱动输出组件的输出电路所装入的多种输出电路模块中,选择一种输出电路模块;电连接两个模块。
根据这样的接近传感器的生产方法,能够根据检测端模块和输出电路模块的组合,来调整制造各种各样的接近传感器产品,因此,能够满足丰富的品种,降低制造成本,达到商品调整制造的迅速化。
从另一个角度看的本发明的接近传感器的生产方法,其特征是,包括下列步骤:从把包含线圈和铁芯的检测线圈装配体、包含把上述线圈作为谐振电路要素的振荡电路而把与该振荡电路的振荡状态相对应的物体检测信号输出到外部的检测电路装配体、以及用于降低由外部外壳所产生的检测特性的影响的遮蔽导体进行一体化而成的多种检测端模块中,选择一种检测端模块;从能够与上述检测端模块进行组合的多种外部外壳中,选择一种外部外壳;把外部外壳安装在检测端模块上。
根据这样的接近传感器的生产方法,能够根据检测端模块和外部外壳的组合,来调整制造各种各样的接近传感器产品,因此,能够满足丰富的品种,降低制造成本,达到商品调整制造的迅速化。而且,由于检测端模块几乎不会受到由所选择的外部外壳所产生的检测特性的影响,因此,不需要为了适合于外部外壳所进行的灵敏度调整,由此,能够降低制造成本,达到商品调整制造的迅速化。
而且,从另一个角度看的本发明的接近传感器的生产方法,其特征是,包括下列步骤:从把包含线圈和铁芯的检测线圈装配体、包含把上述线圈作为谐振电路要素的振荡电路而把与该振荡电路的振荡状态相对应的物体检测信号输出到外部的检测电路装配体、以及用于降低由外部外壳所产生的检测特性的影响的遮蔽导体进行一体化而成的多种检测端模块中,选择一种检测端模块;从根据物体检测信号来驱动输出组件的输出电路所装入的多种输出电路模块中,选择一种输出电路模块;从能够与上述检测端模块进行组合的多种外部外壳中,选择一种外部外壳;电连接检测端模块和输出电路模块,同时,把外部外壳安装在检测端模块上。
根据这样的接近传感器的生产方法,能够根据检测端模块、输出电路模块和外部外壳的组合,来调整制造各种各样的接近传感器产品,因此,能够满足丰富的品种,降低制造成本,达到商品调整制造的迅速化。而且,由于检测端模块几乎不会受到由所选择的外部外壳所产生的检测特性的影响,因此,不需要为了适合于外部外壳所进行的灵敏度调整,由此,能够降低制造成本,达到商品调整制造的迅速化。
从另一个角度看的本发明的接近传感器的生产方法,其特征是,包括下列步骤:准备把包含线圈和铁芯的检测线圈装配体、包含把上述线圈作为谐振电路要素的振荡电路而把与该振荡电路的振荡状态相对应的物体检测信号输出到外部的检测电路装配体、以及用于降低由外部外壳所产生的检测特性的影响的遮蔽导体进行一体化而成的检测端模块;准备能够与上述检测端模块进行组合的多种外部外壳;从所准备的多种中选择一种外部外壳;把所选择的外部外壳安装在检测端模块上。
在此,所谓「准备检测端模块」,在该接近传感器的生产方法中,不问检测端模块的制造过程。即,该形态可以是这样的生产方法:使用从其它公司所购买的作为成品的检测端模块,在本公司中安装检测端模块和外部外壳。通过该方法,不需要为了适合于所选择的外部外壳而进行检测端模块的灵敏度调整,由此,能够降低制造成本,达到商品出货的迅速化。
本发明的接近传感器的生产方法中优选实施例,其特征是,包括:
第一步骤,准备以下部件:把包含线圈和铁芯的检测线圈装配体、包含把上述线圈作为谐振电路要素的振荡电路而把与该振荡电路的振荡状态相对应的物体检测信号输出到外部的检测电路装配体、以及用于降低由外部外壳所产生的检测特性的影响的遮蔽导体进行一体化而成的检测端模块;根据物体检测信号来驱动输出组件的输出电路所装入的输出电路模块;具有用于穿过输出电路模块的通孔并且支撑输出电路模块的输出电路模块支撑部件;在其前端安装检测端模块,在后端安装输出电路模块支撑部件,由此,隔出空间来保持检测端模块和输出电路模块的筒状的外部外壳;用于介于检测端模块与输出电路模块之间来电连接两个模块的柔性连接部件;
第二步骤,把检测端模块和输出电路模块通过连接部件进行电连接;
第三步骤,在外部外壳的前端侧,把检测端模块和输出电路模块所连接的上述检测端模块安装在外部外壳上;
第四步骤,把从外部外壳的后端侧突出一部分或者全部的输出电路模块穿过输出电路模块支撑部件的通孔;
第五步骤,在外部外壳的后端侧,把输出电路模块所穿过的输出电路模块支撑部件安装在外部外壳上;
第六步骤,把输出电路模块安装在输出电路模块支撑部件上。
在现有的一般接近传感器中,检测电路装配体和输出电路装配体构成在一个基板上,该基板固定在线圈外壳等上,因此,接近传感器的生产过程中的基板的处理是容易的,与此相对,把本发明所涉及的接近传感器的输出电路模块通过柔性连接部件(连接间隔可变的导线***等连接部件)而与检测端模块进行连接的情况下,可以想到:在生产过程中,会对连接部件和连接部件与输出电路模块的连接部分施加使之破损的力,在此情况下,必须充分考虑应当以怎样的顺序来装配接近传感器。在此所示的实施例是根据这样的见解而创立的,据此,不施加过度的力,能够适当地装配用柔性连接部件连接检测端模块和输出电路模块的接近传感器。
而且,为了加深理解,对于该实施例的接近传感器的生产方法,用实施例来更具体地说明第三步骤以后。在结束第三步骤的阶段中,输出电路模块仅通过柔性连接部件与其它部件相连接,因此,成为不稳定的支撑状态。在第四步骤中,输出电路模块支撑部件尚未安装到外部外壳上,因此,能够容易地从其通孔中穿过输出电路模块。
在第五步骤中,把从通孔中原样穿过输出电路模块的输出电路模块支撑部件安装在外部外壳上,因此,没有对连接部件施加过度的力的担心。而且,不同时采用这样的存在若干过度力的方法:在把通过连接部件来连接输出电路模块的检测端模块安装到外部外壳上之前,当安装输出电路模块支撑部件时,从外部外壳的前端侧***输出电路模块,在相对侧(后端侧)穿过输出电路模块支撑部件的通孔,在此情况下,会产生对连接部件施加过度的力的担心。而且,第六步骤可以与第五步骤同时进行或者比第五步骤先进行。
在优选的实施例中,在检测端模块向外部外壳的安装、输出电路模块支撑部件向外部外壳的安装、以及输出电路模块向输出电路模块支撑部件的安装完成之后,进一步包括:第七步骤,向外部外壳的内部注入填充树脂;第八步骤,在填充树脂固化之后,把电软线焊接到突出到外部的输出电路模块的部分上。
根据这样的形态,在填充树脂被固定以使输出电路模块和连接部件在外部外壳中不活动之后,电软线被焊接到输出电路模块上,因此,就没有因通过连接电软线所施加的力而使柔软的连接部件和连接部件与基板的连接部被损坏的担心。
而且,本发明的接近传感器的产品化***,包括:包含线圈和铁芯并且通过遮蔽导体自己完善检测特性的检测线圈装配体、把检测线圈装配体的线圈作为谐振电路要素的检测电路装配体、具有用于驱动负荷的功率组件的输出电路装配体、根据振荡电路的振荡状态来控制输出级电路的动作的控制电路装配体,使检测线圈装配体和检测电路装配体一体化来构成检测端模块,输出电路装配体按输出形式和电源电压等产品规格的不同而分别构成输出电路模块,而且,控制电路装配体一起装入检测端模块侧或输出级模块侧,或者,适当地进行分割来装入检测端模块侧或输出级模块侧,由此,通过把一个检测端模块与从与该检测端模块相对应的一组输出电路模块中选择的一个输出电路模块进行组合,能够得到调整制造的定购产品。
根据这样的接近传感器的产品化***,能够满足丰富的品种,并且能够降低制造成本并实现迅速的商品调整制造。
而且,当用更具体的实施例来考察本发明时,用线圈和由容纳线圈的铁氧体铁芯、黄铜·铜·铝等构成的圆筒形遮蔽导体来构成的检测线圈装配体的检测特性难于受到本体外壳的材料·形状尺寸以及本体外壳的电镀厚度偏差或者传感器部与本体外壳的装配位置的偏差等的影响(影响变小)。因此,即使本体外壳(材料·形状)不同,也能用相同的检测端模块来实现相同性能的接近传感器。其结果,能够得到以下各种效果:(1)设计工时数·成本被降低;(2)即使是任意的本体外壳材料,也能得到高性能的检测性能;(3)能够实现部件集成,使部件成本降低;(4)能够用相同生产线、工序来进行生产;(5)能够减小检测距离的偏差;(6)能够谋求传感器部与本体外壳的装配位置的简化,谋求检测距离的调整方法的简化。
而且,通过设置圆筒状遮蔽导体,能够得到作为接近传感器的性能改善的效果,例如,与现有构造相比,能够降低周围金属的影响(由安装部的金属的影响所产生的检测特性变化),或者,降低相互干涉(接近传感器相互间的干涉,引起误动作等)的距离。
而且,当把圆筒状遮蔽导体接地到稳定的电位上时,能够得到对外部干扰噪声的屏蔽效果,因此,不需要现有技术中实施的解决噪声的措施(屏蔽板和向铁氧体铁芯的蒸镀膜),能够降低部件成本、生产工时数。
下面表示作为与上述接近传感器的销售相关的商业方法的机种选定支持方法。本发明的接近传感器的机种选定支持方法,包括:把包含线圈和铁芯的检测线圈装配体、包含把上述线圈作为谐振电路要素的振荡电路而把与该振荡电路的振荡状态相对应的物体检测信号输出到外部的检测电路装配体、以及用于降低由外部外壳所产生的检测特性的影响的遮蔽导体进行一体化而成的检测端模块;根据物体检测信号来驱动输出组件的输出电路所装入的输出电路模块;容纳检测端模块和输出电路模块的外部外壳,其特征是,包括以下步骤:在服务器的存储装置中准备识别能够通过从多种检测端模块中选择的一个检测端模块、从多种输出电路模块中选择的一个输出电路模块以及从多种外部外壳中选择的一个外部外壳的组合而构成的接近传感器的机种的信息和该机种的规格所登录的数据库;通过与上述服务器进行通信的终端装置,使顾客输入接近传感器的机种指定所需要的规格条件的一部分或者全部;通过上述终端装置向顾客提示识别满足顾客输入的规格条件的接近传感器的机种的信息。
在现有的一般的接近传感器中,检测电路和输出电路构成在一个电路基板上,而且,在该电路基板上使检测线圈一体化,而构成一个复合部件。因此,即使在检测线圈、检测电路和输出电路的任一个的规格不同的情况下,作为复合部件全体来看,成为不同的规格,因此,复合部件必须单独设计。这成为不能增加可定购的接近传感器的机种数量的主要因素。
与此相对,在本发明的接近传感器的机种选定支持方法中,能够分别组合单独准备的检测端模块、输出电路模块以及外部外壳,来调整制造接近传感器,因此,能够使可定购接近传感器的机种数远远多于检测端模块的种类数、输出电路模块的种类数以及外部外壳的种类数。
而且,即使定购的机种是需求少的机种和过去没有定购历史的机种,即在该机种中所使用的检测端模块、输出电路模块以及外部外壳的组合是稀少的情况下,由于是各个模块和外壳构成其它机种时能够使用的情况,即使库存了这些模块和外壳,对于维持成本、生产成本以及由客户定货到发货的时间等,没有特别的影响,即使是这样的稀有机种,也能没有勉强地提供。而且,即使在接近传感器的定购数量本身极少的情况下(例如一个),也能没有问题地解决(提供)。
而且,本发明的机种选定支持方法的实施中所使用的检测端模块构成为几乎不受由外部外壳所产生的检测特性的影响,因此,不需要配合所组合的外部外壳的材料来单独调整检测端模块。因此,能够把检测端模块作为完成的中间产品来库存,迅速装配根据来自顾客的定购规格的接近传感器。
而且,在本发明的机种选定支持方法中,登录在数据库中的规格是检测端模块、输出电路模块以及外部外壳的技术上可组合的全部或者其中的一部分。即,对于技术上不能进行的组合或者虽然技术上能够组合但由于接近传感器提供者的情况而不需要的组合,可以不登录。
作为接近传感器的机种确定所需要的规格条件的输入形态,可以列举出:按预先准备的多个规格项目来输入其具体规格内容的形态(来自选择分支的选择、任意的语句输入等)、使用于大致地放入规格内容的间接信息(接近传感器的用途等信息)被输入的形态等。
在「规格条件」中可以加入与连接方式相关的规格条件。具体地,作为一个例子,根据是引线型还是连接器型,规格条件被列举,在引线型的情况下,进一步根据软线的材料和长度,规格条件被列举;在连接器型的情况下,进一步根据连接器种类,规格条件被列举。
在本发明的机种选定支持方法中,可以在任一个步骤之后或者任一个步骤中或者规格条件被输入的步骤之前,进一步设置进行接近传感器的购买方法的向导的步骤。
在此情况下,在进行购买方法的向导的步骤中,能够提供针对可以购买该接近传感器的商店的信息。而且,在通过顾客侧的终端装置,提示了识别满足顾客希望的规格条件的机种的信息之后,接受该提示的机种的购买申请。而且,可以进行由电子邮件、电话、传真或者邮递所进行的购买申请方法的向导。
在本发明的机种选定支持方法的优选实施例中,在提示识别机种的信息的步骤中,进一步具有这样的步骤:当满足顾客输入的规格条件的接近传感器的机种存在多个时,通过顾客侧的终端装置提示这些机种的一览表,通过该终端装置从该机种的一览表中,由顾客选择一个或者多个机种。
根据这样的形态,顾客仅输入对于自己的用途重要的规格条件,然后,就能通过从所提示的机种的一览表中选择所希望的产品的程序来指定机种,因此,与为了指定一个机种而必须输入必要的所有规格条件的情况相比,与输入操作相关的手动操作被省去,而能够容易进行机种选择。
其中,最好,当在由上述一览表所提示的机种中,通过预见性生产而存在有库存的机种时,提示其一览表,以便于顾客能够在该一览表中识别这样的机种。
「以便于顾客能够识别」是这样的情况:例如,在一览表中显示表示备有库存的机种的特定的文字·图形·符号·色彩等。根据这样的形态,顾客可以知道:一览表中所提示的机种是备有库存的机种(能够尽早获得的机种)还是定货后生产的机种(延迟几日后获得的机种),能够据此来进行机种的选择。
而且,最好,使上述规格条件被输入的步骤作为能够仅输入在机种指定中必要的规格条件中的一部分的规格条件的步骤,上述一览表包含识别满足顾客输入的规格条件的多个接近传感器的机种的信息,并且在针对各机种的上述能够输入的一部分的规格条件中包含非对应的规格条件的内容。
在此,作为「在能够输入的一部分的规格条件中的非对应的规格条件」,从机种选择的观点出发,最好分配通常不被重视的规格条件。例如,在动作形态的常开和常闭几乎与其它的规格内容无关的情况下,如果两者被准备,选择哪一个的决定可以最后进行,因此,在此情况下,在规格条件被输入的步骤中,常开或常闭的输入一般不能进行。由此,顾客在规格条件被输入的步骤中,能够把注意力集中在仅输入与用途紧密相关的规格上。
而且,在本发明的机种选定支持方法中,最好,进一步包括以下步骤:对于作为满足顾客输入的规格条件的产品而提示的接近传感器的机种,通过上述终端装置接受来自顾客的信息提示要求;根据来自顾客的要求,通过上述终端装置,向顾客提示表示针对该接近传感器的机种的特性的数据和/或表示外形的画面的信息。
根据这样的形态,顾客能够立即确认针对一览表所提示的机种的详细信息,因此,能够更确定和顺利地进行机种选定。
而且,上述的机种数据库最好通过本发明的机种数据库制作方法来制成。本发明的机种数据库制作方法,是对于接近传感器的多种来登录各机种规格的接近传感器的机种数据库的制作方法,该接近传感器包括:把包含线圈和铁芯的检测线圈装配体、包含把上述线圈作为谐振电路要素的振荡电路而把与该振荡电路的振荡状态相对应的物体检测信号输出到外部的检测电路装配体、以及用于降低由外部外壳所产生的检测特性的影响的导体遮蔽进行一体化而成的检测端模块;根据物体检测信号来驱动输出组件的输出电路所装入的输出电路模块;容纳检测端模块和输出电路模块的外部外壳,其特征是,包括以下步骤:在计算机的存储装置中准备:针对多种检测端模块的各个检测端模块的规格数据、针对多种外部外壳的各个外部外壳的规格数据以及针对多种输出电路模块的各个输出电路模块的规格数据;在计算机的存储装置中准备:用于指定检测端模块和外部外壳的组合中成为不合适的组合的组合禁止信息;除了由禁止信息所指定的组合之外,通过计算机来组合各个检测端模块的规格数据、各个外部外壳的规格数据以及各个输出电路模块的规格数据,针对通过从多种检测端模块中选择的一个检测端模块、从多种外部外壳中选择的一个外部外壳以及从多种输出电路模块中选择的一个输出电路模块的组合来构成的接近传感器的各机种,来制作该规格被登录的机种数据库。
根据本发明的接近传感器的机种数据库的制作方法,能够迅速并且正确地制作针对膨胀的接近传感器的机种的数据库。在现有的接近传感器中,如果外径、检测距离、输出形态等基本的规格的任一个不同,就必须单独进行设计,因此,不能根据可以在多个机种中共同使用的部件的组合来自动制作机种数据库。但是,根据把设有组合自由度高的检测端模块、输出电路模块以及外部外壳的本发明所涉及的接近传感器作为对象的上述接近传感器的机种数据库制作方法,能够通过计算机程序的执行来制作接近传感器的机种数据库。
而且,在该接近传感器的机种数据库的制作方法中,进一步准备与连接方式相关的规格数据,通过计算机程序的执行来制作包含其的机种数据库。
附图的简单说明
图1是检测线圈装配体的第一实施例的构造示意图;
图2是表示检测线圈装配体的第一实施例(密闭型/圆筒形遮蔽导体)的检测特性的曲线图;
图3是检测线圈装配体的第二实施例的构造示意图;
图4是表示检测线圈装配体的第二实施例(密闭型/带凸缘形状遮蔽导体)的检测特性的曲线图;
图5是检测线圈装配体的第三实施例的构造示意图;
图6是检测线圈装配体的第四实施例的构造示意图;
图7是表示检测线圈装配体的第四实施例(非密闭型/圆筒形遮蔽导体)的检测特性的曲线图;
图8是检测线圈装配体的第五实施例的构造示意图;
图9是表示检测线圈装配体的第五实施例(非密闭型/带凸缘形状遮蔽导体)的检测特性的曲线图;
图10是检测线圈装配体的第六实施例的构造示意图;
图11是检测线圈装配体的第七实施例的构造示意图;
图12是表示检测电路装配体的第一实施例的电路图;
图13是表示检测电路装配体的第二实施例的电路图;
图14是表示检测电路装配体的第三实施例的图;
图15是表示检测电路装配体的第四实施例的电路图;
图16是表示把检测电路装配体(第一实施例)和输出电路装配体(第一实施例)进行组合而构成的接近传感器电路的全体构成的电路图(之一);
图17是表示把检测电路装配体(第一实施例)和输出电路装配体(第二实施例)进行组合而构成的接近传感器电路的全体构成的电路图(之二);
图18是表示把检测电路装配体(第二实施例)和输出电路装配体(第三实施例)进行组合而构成的接近传感器电路的全体构成的电路图(之三);
图19是表示把检测电路装配体(第三实施例)和输出电路装配体(第四实施例)进行组合而构成的接近传感器电路的全体构成的电路图(之四);
图20是表示把检测电路装配体(第四实施例)和输出电路装配体(第二实施例)进行组合而构成的接近传感器电路的全体构成的电路图(之五);
图21是表示把两台检测电路装配体(第一实施例)和输出电路装配体(第三实施例)进行组合而构成的接近传感器电路的全体构成的电路图(之六);
图22是表示使用本发明所涉及的检测端模块的接近传感器的制造工序的工序图;
图23是检测线圈装配体的现有例子1的构造示意图;
图24是表示检测线圈装配体的现有例子1(密闭型/无圆筒形部件)的情况下的检测特性的曲线图;
图25是检测线圈装配体的现有例子2的构造示意图;
图26是表示检测线圈装配体的现有例子2(非密闭型/无圆筒形部件)的情况下的检测特性的曲线图;
图27是表示相当于现有例子1的直流3线式接近传感器的电路构成的方框图;
图28是表示相当于现有例子的直流2线式接近传感器的电路构成的方框图;
图29是表示现有例子中的振荡·积分·辨别电路的具体构成的电路图;
图30是现有例子中的动作时序图;
图31是表示现有的制造工序的工序图;
图32是表示检测线圈装配体的第一实施例的变形例的图;
图33是表示检测线圈装配体的第二实施例的变形例的图;
图34是表示检测线圈装配体的第三实施例的变形例的图;
图35是表示检测线圈装配体的第四实施例的变形例的图;
图36是表示检测线圈装配体的第五实施例的变形例的图;
图37是表示检测线圈装配体的第六实施例的变形例的图;
图38是表示通过本发明的接近传感器的生产方法所制作的密闭型的接近传感器的分解透视图;
图39a、图39b、图39c是表示通过本发明的接近传感器的生产方法所制作的密闭型的检测端模块的详细构成的图;
图40是密闭型的本体外壳所安装的密闭型的接近传感器的断面图;
图41是长型的本体外壳所安装的密闭型的接近传感器的断面图;
图42a、图42b、图42c是表示通过本发明的接近传感器的生产方法所制作的非密闭型的检测端模块的详细构成的图;
图43是密闭型的本体外壳所安装的非密闭型的接近传感器的断面图;
图44是长型的本体外壳所安装的非密闭型的接近传感器的断面图;
图45是表示用于实现本发明的机种选定支持方法的机种选定支持***的全体构成的图;
图46是用表的形式表示在机种选定支持***中所准备的检测端模块的规格一览表的图;
图47是用表的形式表示距离范围倍率与检测距离的对应关系的图;
图48是用表的形式表示在机种选定支持***中所准备的本体外壳的规格一览表的图;
图49是用表的形式表示在机种选定支持***中所准备的输出电路模块的规格一览表的图;
图50是用表的形式表示在机种选定支持***中所准备的连接方式的规格一览表的图;
图51是用表的形式表示在机种规格数据库中所存储的每个传感器机种的数据的内容的图;
图52是用表的形式表示用于制作机种规格数据库的检测端模块规格数据、本体外壳规格数据、输出电路模块规格数据的内容的图;
图53是用流程图来表示构成机种选定支持***的服务器的动作内容的概要的图;
图54是表示在顾客侧计算机上所显示机种选定画面的一例的图;
图55是用表的形式表示在机种选定画面上所显示的每个规格项目中所准备的规格内容的一览表的图;
图56是在顾客侧计算机上所显示的检索结果画面的一例的图;
图57是表示在顾客侧计算机上所显示的机种个别信息画面的一例的图;
图58a、图58b是用于说明现有的接近传感器的检测电路装配体的构成和在曲线图中所使用的术语的图;
图59是使用现有的接近传感器而得到的检测特性曲线图;
图60是使用本发明所涉及的接近传感器而得到的检测特性曲线图。
实施本发明的最佳形式
下面参照附图来详细说明本发明的优选实施例。
本发明的接近传感器的主要特征是,使用具有新的构成的检测端模块来制造。该检测端模块是把包含线圈和铁芯的检测线圈装配体,和包含把检测线圈装配体的线圈作为谐振电路要素的振荡电路的检测电路装配体一体化。
在该检测线圈装配体中,装入用于使认定存在作为金属制外部外壳(本体外壳)的特定周边区域中的导体检测灵敏度降低的遮蔽导体。而且,检测电路装配体设计成:把与振荡电路的振荡状态相对应的一定形态的信号作为接近传感器的物体检测信号,向外部输出。
因此,适当地利用从检测电路装配体所输出的物体检测信号,来构成输出级电路,由此,能够从接近传感器输出所希望形式的信号。
如后面详细说明的那样,作为遮蔽导体的材料,可以使用黄铜、铜、铝等良导体。而且,其形状可以是卷绕检测线圈装配体而成为圆筒状以及圆环状。
在图1中,作为本发明的检测端模块的构成部分的检测线圈装配体404的一个实施例(第一实施例)与本体外壳(外部外壳)405一起被示出。该检测线圈装配体404是密闭型的,在有底圆筒状的线圈外壳403中容纳线圈401和铁氧体铁芯402。在该例中,线圈外壳403就材料来说是使用了树脂的绝缘物。在检测线圈装配体404的外周上压入圆筒状的本体外壳405。作为本体外壳405的材料可以使用黄铜、不锈钢等金属或者树脂等。作为线圈外壳403的材料使用树脂等绝缘物。
在卷绕了线圈401和铁氧体铁芯402的线圈外壳403的内周面上配置遮蔽导体406,该遮蔽导体406用于使认定金属制的本体外壳405存在的特定周边区域中的导体检测灵敏度降低。该第一实施例所示的遮蔽导体406具有圆筒形状,作为其材料使用黄铜、铜、铝等良导体。该圆筒状遮蔽导体406具有与铁氧体铁芯402大致相同的全长,被配置为压入到线圈外壳403的顶端侧(图的左侧)的端部的状态。而且,本体外壳405的顶端侧(图的左侧)的端面成为比圆筒状遮蔽导体406的顶端侧的端面稍稍后退的位置。
在该例中,圆筒状遮蔽导体406成为在线圈外壳403的内周面上设置台阶而嵌入的构造,但是,该台阶也可以没有。圆筒状遮蔽导体406的配置方法可以是***线圈外壳403的方法,也可以是把圆筒状遮蔽导体406压入成型在线圈外壳403中的方法。或者,可以是这样的方法:取代线圈外壳403,用绝缘物进行成型,以使线圈401、铁氧体铁芯402、圆筒状遮蔽导体406以及搭载在后述的检测端模块上的基板一体化。而且,如果把圆筒状遮蔽导体406接地到稳定的电位(接地)上,能够得到对外部干扰噪声的屏蔽效果。
图2为表示第一实施例的检测线圈装配体的检测特性的曲线图。该曲线图根据M8密闭型的检测线圈装配体的测定数据来描绘。横轴是检测距离(mm),纵轴是检测线圈的电导g(μs)。而且,对于曲线图的细节(内容、术语的意思等),在「实施本发明的最佳形式」节的末尾进行了描述,因此,可以参照它们。
如该图所示的那样,当本体外壳405的材料为树脂(非金属)、黄铜、不锈钢而不同时,与其关联,检测线圈装配体404的电导特性(换句话说,检测特性)也变动。不过,如与图24所示的现有例子1的检测特性相比而看到的那样,本实施例的检测线圈装配体的检测特性的变动幅度与没有圆筒状遮蔽导体406的现有例子1的检测线圈装配体(参照图23)的变动幅度相比,变得特别小。这被推定为:通过设置圆筒状遮蔽导体406,本体外壳405存在的有限的区域中的导体检测灵敏度降低了。
因此,由于与检测线圈装配体404的检测特性相对应的本体外壳405的材料·形状尺寸、电镀厚度偏差或者检测线圈装配体404与本体外壳405的装配位置偏差等的影响变小,即使本体外壳405的材料·形状等不同,也能用相同的检测端模块(详细内容在后面描述)来实现检测特性的差较小的接近传感器。
其结果,能够得到这样的各种效果:(1)设计工时数·成本能够降低;(2)能够实现部件集成,能够降低部件成本;(3)能够用相同生产线、工序来进行生产接近传感器的不同机种;(4)能够减小检测距离的偏差;(5)能够简化传感器部与本体外壳的装配位置配合;(6)能够谋求检测距离的调整方法的简化。
而且,通过具备圆筒状遮蔽导体406,能够得到作为接近传感器的性能的改善效果,例如,能够得到这样的效果:与现有构造相比,能够降低周围金属的影响(由安装部的金属的影响所产生的检测特性的变化),或者,能够降低引起相互干涉(接近传感器相互干涉而引起误动作等)的距离。
而且,当把圆筒状遮蔽导体406接地在稳定电位上时,得到了对外部干扰噪声的屏蔽效果,因此,不需要现有技术中的解决噪声措施(屏蔽板和向铁氧体铁芯的蒸镀膜),能够谋求部件成本、生产工时数的降低。
图32表示上述检测线圈装配体的第一实施例的变形例。在上述第一实施例中,成为把圆筒状遮蔽导体406配置在线圈外壳403的内侧(内周面)上的构造,但是,遮蔽体也可以按该图所示的那样作为圆筒状遮蔽导体4060而设置在线圈外壳403的外侧。
该变形例所示的圆筒状遮蔽导体4060具有比前面的圆筒状遮蔽导体406稍大的内径,被嵌入到形成在线圈外壳403的外周面上的台阶部403a中。全长以及与线圈外壳403的端面相对的顶端部的位置(大致前方)与上述圆筒状遮蔽导体406的大致相同。
另一方面,本体外壳405被压入外嵌在检测线圈装配体404的外周上,以使圆筒状遮蔽导体4060的外周面的大部分被包覆,并且,外周面顶端部分稍微露出。而且,对于该形态中的检测线圈装配体404的检测特性,与前面图2所示的大致相同,在此,省略其说明。
在把遮蔽导体设置在线圈外壳403的内周上的情况下,例如,通过从外部施加冲击等,而在线圈外壳403上产生部分龟裂,遮蔽导体露出,在此情况下,存在这样的缺陷:任何静电放电经过遮蔽导体而波及传感器内部电路。但是,如果这样把圆筒状遮蔽导体4060配置在线圈外壳外,即使在假定上述那样在线圈外壳403上产生部分龟裂的情况下,由于在遮蔽导体和检测电路装配体之间的大部分上残存了作为绝缘体的线圈外壳403,因此,能够防止传感器内部电路与遮蔽导体之间的放电。
而且,圆筒状遮蔽导体4060也可以设置成埋入线圈外壳403内,以使其外周面被完全包覆。在此情况下,在上述防止静电的基础上,还能够给圆筒状遮蔽导体4060赋予高的防锈性。
而且,在该例中,使圆筒状遮蔽导体4060成为在线圈外壳403的外周上设置台阶部403a并嵌入的构造,但是,也可以没有该台阶部。而且,圆筒状遮蔽导体4060也可以粘接固定在线圈外壳403上,或者,与线圈外壳403一体形成。而且,可以取代线圈外壳403,用绝缘物进行成型(例如树脂铸造),以使线圈401、铁氧体铁芯402、圆筒状遮蔽导体4060以及搭载后述的检测端模块上的基板一体化。
而且,对于圆筒状遮蔽导体4060,如果接地在稳定电位(接地)上,能够得到对外部干扰噪声的屏蔽效果。
在图3中检测线圈装配体404的另一个实施例(第二实施例)与本体外壳405一起被示出。在此,在与图1所示的的第一实施例大致相同的位置上赋予相同的标号,而省略其说明。而且,对于线圈外壳403的形状等,根据第一实施例和第二实施例的各自的遮蔽导体(406,407)的构成差异,有略微的不同,但是,对于这些点,本领域技术人员不需要特别进行说明。
第二实施例与第一实施例不同处在于遮蔽导体407的构成。该遮蔽导体407构成为在圆筒状本体部407a的顶端部外周上具有圆环状凸缘407b的带凸缘的圆筒状。其材料与前面的圆筒状遮蔽导体406相同。
而且,该带凸缘的遮蔽导体407也可以由不同的两个独立部件(凸缘形状部分和圆筒形部分)构成。而且,该带凸缘的遮蔽导体407成为在线圈外壳403的内周面上设置台阶而嵌入的构造,但是,该台阶也可以没有。在此情况下,仅圆环状凸缘407b扣合在台阶上。而且,带凸缘的遮蔽导体407与第一实施例所示的圆筒状遮蔽导体406的相同,能够进行压入成型、一体成型等。而且,对于遮蔽功能,同样可以进行接地来赋予。
在图4中表示了第二实施例的检测线圈装配体的检测特性的曲线图。如该图所示的那样,在第二实施例中,当本体外壳405的材料为树脂(非金属)、黄铜、不锈钢而不同时,与其关联,电导特性(检测特性)变动,但是其检测特性的变动幅度与没有遮蔽导体的现有例子1的检测线圈装配体(参照图23、图24)的变动幅度相比,变得特别小。并且在该第二实施例中,通过在带凸缘的遮蔽导体407的顶端部外周上形成圆环状凸缘407b,与图2所示的第一实施例的检测线圈装配体404的检测特性相比,进一步降低了变动幅度。
图33表示了上述检测线圈装配体的第二实施例的变形例。如该图所示的那样,在第二实施例中,可以把带凸缘的遮蔽导体设置在线圈外壳403的外侧。
该变形例所示的带凸缘的遮蔽导体4070被嵌入到形成在线圈外壳403的外周面上的台阶部403a中。而且,带凸缘的遮蔽导体4070的全长以及与线圈外壳403的端面相对的顶端部的位置(大致前方)与上述带凸缘的遮蔽导体407的大致相同。
另一方面,本体外壳405包覆了带凸缘的遮蔽导体4070的外周面,同时,被压入外嵌在检测线圈装配体404的外周上,使凸缘407b的外周面露出。
而且,对于该变形例的检测线圈装配体404的检测特性,与图4所示的大致相同,而且,通过在线圈外壳外周上设置遮蔽导体而得到的效果或者其应用例,可以考虑到与前面第一实施例的变形例的说明相同,因此,在此避免其重复说明。
在图5中检测线圈装配体404的另一个实施例(第三实施例)与本体外壳405一起被示出。而且,同样,在与前面所示的第一实施例或者第二实施例相同的位置上赋予相同的标号,而省略其说明。
第三实施例与第一实施例或者第二实施例的不同点在于遮蔽导体408的构成。第三实施例所示的遮蔽导体408构成为圆环状的遮蔽导体408。
而且,该圆环状遮蔽导体408为在线圈外壳403的内周面顶端部设置台阶而嵌入的构造,但是,与第一、第二实施例相同,可以没有该台阶。而且,圆环状遮蔽导体408与第一、第二实施例所示的遮蔽导体406、407相同,能够进行压入成型以及一体成型等。而且,对于遮蔽功能,可以同样进行接地来赋予。
特性曲线的图示被省略了,但是,在该第三实施例中,由本体外壳405的材料不同所引起的其检测特性的变动幅度,与没有遮蔽导体的现有例子1的检测线圈装配体的变动幅度相比,变得特别小。这被推定为:通过设置圆环状遮蔽导体408,本体外壳405存在的区域中的导体检测灵敏度降低了。
图34表示了上述检测线圈装配体的第三实施例的变形例。如该图所示的那样,在该第三实施例中,可以把圆环状遮蔽导体设置在线圈外壳403的外侧。
该变形例所示的圆环状遮蔽导体4080被嵌入到形成在线圈外壳403的外周面顶端部上的台阶部(嵌合部403a)中。另一方面,本体外壳405不覆盖圆环状遮蔽导体4080的外周面,而被压入外嵌在检测线圈装配体404的外周上。
而且,对于该形态的检测线圈装配体404的检测特性,与上述第三实施例大致相同,而且,对于通过在线圈外壳外周设置遮蔽导体而得到的效果或者其应用例,可以考虑到与前面第一实施例的变形例的说明相同。
在图6中检测线圈装配体404的另一个实施例(第四实施例)与本体外壳405一起被示出。该检测线圈装配体404是非密闭型的,如与上述第一至第三实施例相比所看到的那样,本体外壳405被压入外嵌在该线圈外壳403的后端部上,使线圈外壳403外周面的大部分被露出。而且,在该例中使用的铁氧体铁芯402的断面为T字形,由于在线圈401的外侧不存在铁氧体铁芯402,遮蔽效果差,但检测距离(检测性能)与第一至第三实施例相比提高了。而且,对于线圈401、铁氧体铁芯402、线圈外壳403、本体外壳405的材料,与第一至第三实施例相同。
在第四实施例中,使用圆筒形的遮蔽导体409。该圆筒形遮蔽导体409配置在线圈外壳403的内周面上,使得处于线圈401和铁氧体铁芯402的后方,并且,其顶端侧位于本体外壳405的顶端侧的前方。而且,对于圆筒形遮蔽导体409的材料,与第一至第三实施例相同。
该圆筒形遮蔽导体409成为在线圈外壳403的内周面上设置台阶而嵌入的构造,但是,该台阶也可以没有。而且,圆筒形遮蔽导体409与第一至第三实施例所示的遮蔽导体(406、407、408)相同,可以进行压入成型以及一体成型等。而且,对于屏蔽功能,同样可以接地来赋予。
在图7中表示了第四实施例的检测线圈装配体的检测特性的曲线图。如该图所示的那样,在第四实施例中,当本体外壳405的材料为树脂(非金属)、黄铜、不锈钢而不同时,与其关联,电导特性(检测特性)变动,其检测特性象与图26所示的现有例子2的检测特性相比所看到的那样,与现有例子2的检测线圈装配体(参照图25)的变动幅度相比,变得特别小。
图35表示了上述检测线圈装配体的第四实施例的变形例。如该图所示的那样,在第四实施例中,可以把圆筒形遮蔽导体4090设置在线圈外壳403的外侧。
该变形例所示的圆筒形遮蔽导体4090被嵌入到形成在线圈外壳403的外周面上的台阶部403a上。而且,圆筒形遮蔽导体4090的与线圈和铁芯相对的位置与上述圆筒形遮蔽导体409的大致相同。另一方面,本体外壳405包覆圆筒形遮蔽导体4090的外周面的一半以上,并且,被压入外嵌在检测线圈装配体404的外周上,其外周面顶端部被露出。
而且,该形态的检测线圈装配体404的检测特性,与图7所示的大致相同,而且,通过在线圈外壳外周上设置遮蔽导体而得到的效果或者其应用例,可以考虑到与前面第一实施例的变形例的说明相同。
在图8中检测线圈装配体404的另一个实施例(第五实施例)与本体外壳405一起被示出。而且该检测线圈装配体与图6所示的第四实施例相同,是非密闭型的,在与该第四实施例大致相同的位置上赋予相同的标号,而省略其说明。
第五实施例与第四实施例的不同点在于遮蔽导体410的构成。该第五实施例所示的遮蔽导体410构成为在圆环状本体部410a的顶端部外周上具有圆环状凸缘410b的带凸缘圆筒形。
而且,该带凸缘的遮蔽导体410也可以由不同的两个独立部件(凸缘形状部分和圆筒形部分)所构成。而且,该带凸缘的遮蔽导体410成为在线圈外壳403的内周面上设置台阶而嵌入的构造,但是,该台阶也可以没有。而且,与第四实施例所示的遮蔽导体409相同,能够进行压入成型、一体成型等。而且,对于遮蔽功能,同样可以进行接地来赋予。
在图9中表示了第五实施例的检测线圈装配体的检测特性的曲线图。如该图所示的那样,在第五实施例中,当本体外壳405的材料为树脂(非金属)、黄铜、不锈钢而不同时,与其关联,电导特性(检测特性)变动,但是其检测特性的变动幅度与没有遮蔽导体的现有例子2的检测线圈装配体(参照图25、图26)的变动幅度相比,变得特别小。不过在该第五实施例中,通过在带凸缘的遮蔽导体410的顶端部外周上形成圆环状凸缘410b,与图7所示的第四实施例的检测特性相比,进一步降低了变动幅度。
图36表示了上述检测线圈装配体的第五实施例的变形例。如该图所示的那样,在第五实施例中,可以把带凸缘的遮蔽导体设置在线圈外壳403的外侧。
该变形例所示的带凸缘的遮蔽导体4100被嵌入到形成在线圈外壳403的外周面上的台阶部403a中。而且,带凸缘的遮蔽导体4100的与线圈和铁芯相对的位置与上述带凸缘的遮蔽导体410大致相同。另一方面,本体外壳405包覆了带凸缘的遮蔽导体4100的外周面,同时,被压入外嵌在检测线圈装配体404的外周上,使凸缘407b的外周面露出。
而且,对于该形态的检测线圈装配体4100的检测特性,与图9所示的大致相同,而且,对于通过在线圈外壳外周上设置遮蔽导体而得到的效果或者其应用例,可以考虑到与前面第一实施例的变形例的说明相同。
在图10中检测线圈装配体404的另一个实施例(第六实施例)与本体外壳405一起被示出。而且,同样,在与前面所示的第四实施例或者第五实施例相同的位置上赋予相同的标号,而省略其说明。
第六实施例与第四实施例或者第五实施例的不同点在于遮蔽导体411的构成。即,第六实施例所示的遮蔽导体411构成为圆环状的遮蔽导体411。
而且,该圆环状遮蔽导体411为在线圈外壳403的内周面设置台阶而嵌入的构造,但是,也可以没有该台阶。而且,圆环状遮蔽导体411与第四、第五实施例所示的遮蔽导体相同,能够进行压入成型以及一体成型等。而且,对于遮蔽功能,可以同样进行接地来赋予。
特性曲线的图示被省略了,但是,在该第六实施例中,由本体外壳405的材料不同所引起的其检测特性的变动幅度,与没有遮蔽导体的现有例子2的检测线圈装配体的变动幅度相比,变得特别小。这被推定为:通过设置圆环状遮蔽导体411,本体外壳405存在的区域中的导体检测灵敏度降低了。
图37表示了上述检测线圈装配体的第六实施例的变形例。如该图所示的那样,在该第六实施例中,可以把圆环状遮蔽导体4110设置在线圈外壳403的外侧。
该变形例所示的圆环状遮蔽导体4110被嵌入到形成在线圈外壳403的外周面上的台阶部(嵌合部403a)上。另一方面,本体外壳405不覆盖圆环状遮蔽导体4110的外周面,而被压入外嵌在检测线圈装配体404的外周上。
而且,该形态的检测线圈装配体的检测特性,与上述第六实施例大致相同,而且,对于通过在线圈外壳外周设置遮蔽导体而得到的效果或者其应用例,可以考虑到与前面第一实施例的变形例的说明相同。
在图11中检测线圈装配体404的另一个实施例(第七实施例)与本体外壳405一起被示出。该检测线圈装配体与第四至第六实施例相同,是非密闭型的,与第四至第六实施例的不同点在于遮蔽导体412。该实施例所示的遮蔽导体412是具有圆盘状的,配置成:堵塞线圈外壳403的后部开口,并且,正好贴在铁氧体铁芯402的背面上。
而且,该圆盘状遮蔽导体412的材料与前面表示的遮蔽导体406~411相同,而且,如果把圆盘状遮蔽导体412接地到稳定的电位(接地)上,能够得到对外部干扰噪声的屏蔽效果。
虽然特性曲线的图示被省略了,但是,在该第七实施例中,由本体外壳405的材料不同所引起的检测特性的变动幅度,与没有遮蔽导体的现有例子2的检测线圈装配体的变动幅度相比,变得特别小。
下面,对于作为本发明的检测端模块的其它的构成部分的检测电路装配体500以及使用检测电路装配体500和输出电路装配体而构成的接近传感器电路的全体,列举几个例子来进行说明。
在图12中表示了构成本发明所涉及的检测端模块的检测电路装配体的一个实施例(第一实施例)的电路构成。在该图中,501是振荡电路,502是积分电路,503是辨别电路,504是检测线圈,505是谐振电容器,506是调整电路,507是积分用电容器,509是输出端子,它们分别执行与图27的现有例子中的对应电路要素相同的动作。这些电路要素被适当地集成化,如后述那样,搭载在未图示的电路基板上,构成检测电路装配体500。
508,510是电源供给端子,用于从外部(输出电路模块)接受驱动检测电路装配体500的恒定电压的供给。509是检测电路装配体500的检测信号输出端子。511是检测电路装配体500的主要电路要素内置在一个芯片中的定制IC(集成电路)。
振荡电路501的振荡电压被积分电路502进行平滑,然后,在辨别电路503中与基准电压进行比较,由此,在检测信号输出端子509上出现被两值化的检测信号。
调整电路506向电源供给端子508、510供给预定的恒定电压(后述的输出电路模块供给的恒定电压值),使检测电路装配体500成为能够工作的状态下,为了成为预定的检测灵敏度,替换多个电阻的一部分,或者,通过激光调整等,来调整振荡电路501的增益。
而且,振荡电路501是根据金属物体的接近而停止/开始振荡的电路,也可以是振荡振幅不变化而振荡频率变化的电路。内置在定制IC 511中的电路块并不被图示例子所限制,可以根据需要取出一部分放置在IC的外部。在检测灵敏度的偏差不大的情况下,调整电路506不装入也可以。可以在调整电路中同时装入使用温度计等的温度校正电路。
作为构成检测电路装配体500的检测线圈装配体,使用前面参照图1至图11而说明的检测线圈装配体404的第一至第七实施例(包含变形例)的任意之一。在这样的检测线圈装配体404中,包含线圈401和铁氧体铁芯402,该线圈401相当于图12的检测线圈504。对于在检测电路装配体500中包含的振荡电路501,检测线圈装配体404中包含的线圈504成为谐振电路要素。
如参照图1至图11说明的那样,在检测线圈装配体404中装入用于使认定存在本体外壳405的特定周边区域中的导体检测灵敏度降低的遮蔽导体。
从检测电路装配体500的输出端子509向外部输出与振荡电路501的振荡状态相对应的一定形态的信号,作为接近传感器的物体检测信号。该检测信号是两值化的信号。
适当地利用从检测电路装配体500的输出端子509所输出的物体检测信号,来构成输出级电路,由此,能够从接近传感器输出所希望形式的信号。对此在后面进行详细说明。
根据以上说明的图12所示的检测电路装配体,(1)由于把接近传感器的检测功能部分从输出电路部分中分离出来,因此,能够把同一检测电路装配体500共享在接近传感器不同的电源规格·输出形态等中。而且,作为与连接的线圈的规格相对应的振荡·调整电路常数,通过根据各自的距离来调整检测距离,能够实现共享性高的检测端模块。
而且,与现有的把接近传感器全体电路集成化的结构相比,仅把小规模的电路进行集成就可以,而且,对于检测规格的不同能够减少不同的IC的需要数量(一种IC的使用数量大幅度增加)。由此,能够大幅度降低IC的调配成本。而且,即使IC的设计变更·品质改善发生,也能在多个接近传感器的机种中共享一个种类的IC,因此,不需要分别单独地对应于多样的商品,仅进行IC和检测端模块的变更就能适应的情况变多。
在图13中表示了构成本发明所涉及的检测端模块的检测电路装配体的另一个实施例(第二实施例)的电路构成。在该图中,501是振荡电路,502是积分电路,513是输出基准阈值不同的两***的两值化信号的辨别电路,504是检测线圈,505是谐振电容器,506是调整电路,507是积分用电容器,514和515是输出端子,516是恒压电路,它们分别执行与图27的现有例子中的对应电路要素相同的动作。这些电路要素被适当地集成化,如后述那样,搭载在未图示的电路基板上,构成检测电路装配体500。
在该第二实施例中,通过在检测电路装配体(第一实施例)500的内部设置恒压电路516,对从外部所供给的外部恒定电压的微小变动,能够得到更稳定的内部恒定电压,因此,能够使检测灵敏度成为更高精度的。
而且,由于从辨别电路513得到基准阈值不同的两***的两值化信号,能够更正确地识别振荡电路的振荡状态,能够更高精度地检测检测对象物体的存在(不仅包括物体的有无,还包括远近等)。
而且,在定制IC 517中内置了振荡电路501、积分电路502、辨别电路513、恒压电路516。对于其它的构成,与图12所示的第一实施例相同,因此,赋予相同标号,而省略其说明。
振荡电路的检测灵敏度对驱动的电压的变动非常敏感,但是,根据第二实施例的检测电路装配体,把恒压电路516设置在检测电路装配体500内,因此,即使向检测电路装配体500进行的电源供给的恒定电压发生变动,也能使检测灵敏度稳定在高精度上(换句话说,输出电路模块的恒定电压可以由粗的精度来构成)。
由此,在检测端模块生产线中,能够使检测灵敏度调整时的驱动电源精度成为粗的(廉价的),能够防止:由于以后连接的输出电路模块的恒定电压输出的偏差,所调整的检测灵敏度偏移。
在图14中表示了构成本发明所涉及的检测端模块的检测电路装配体的另一个实施例(第三实施例)的电路构成。在该图中,501是振荡电路,502是积分电路,504是检测线圈,505是谐振电容器,506是调整电路,507是积分用电容器,518是输出与振荡电路501的振荡状态相对应的模拟信号的输出端子,它们分别执行与图27的现有例子中的对应电路要素相同的动作。这些电路要素被适当地集成化,如后述那样,搭载在未图示的电路基板上,构成检测电路装配体500。
在该第三实施例中,积分电路502的输出从输出端子518原样输出,而没有进行两值化。作为振荡电路501,采用具有随金属物体的接近距离而其振荡振幅大致线性变化的特性的,因此,在输出端子518上所得到的检测信号也呈现相对于与金属物体的距离大致线性的输出电压特性。而且,当构成为使积分电路502的输出原样输出到外部时,能够在检测电路装配体500的外部,以任意阈值为基准来进行辨别处理,相应地增加了阈检测距离等相关的设计自由度。
而且,在定制IC 519中内置了振荡电路501和积分电路502。对于其它的构成,与图12所示的第一实施例相同,因此,赋予相同的标号,而省略其说明。
根据以上说明的图14所示的检测电路装配体(第三实施例)500,由于检测端模块的检测信号输出是模拟输出(大致线性),因此,能够在输出电路模块侧任意进行检测灵敏度的调整(设定)。因此,由于不必变更振荡电路常数就可以,所以对于多样的用户需求,能够容易地实现各种各样的商品提供。而且,能够把来自接近传感器的输出作为模拟输出。
在图15中表示了构成本发明所涉及的检测端模块的检测电路装配体的另一个实施例(第四实施例)的电路构成。在该图中,501是振荡电路,502是积分电路,503是辨别电路,504是检测线圈,509是使辨别电路503的两值化输出作为检测信号而输出的输出端子,505是谐振电容器,506是调整电路,507是积分用电容器,508和510是电源供给端子,520是用于调整辨别电路503的辨别电平的辨别电平可变电路,521是调整用外部电阻的连接端子,522是调整用可变电阻。其中,对于已经说明的部件,分别执行与图27的现有例子中的对应电路要素相同的动作。这些电路要素被适当地集成化,如后述那样,搭载在未图示的电路基板上,构成检测电路装配体500。
在该第四实施例中,在一次调整的检测电路装配体500的外部端子521,510之间连接具有与预先设计的检测灵敏度/电阻值特性相对应的可变范围的可变电阻522,由此,能够微调检测灵敏度。
而且,来自连接端子521的数据输入方法并不仅限于可变电阻的连接,例如,可以在辨别电平可变电路520中装入微型计算机,来输入预定的数据的方法等。
根据以上说明的图15所示的检测电路装配体(第四实施例)500,在检测端模块中来调整检测灵敏度,但是,在根据用户需求来微修正检测灵敏度的情况下,不必专门在输出电路模块侧构成辨别电路来进行检测灵敏度调整,而能够容易地进行商品提供(设计·生产)。
在图16中表示了使用图12所示的检测电路装配体(第一实施例)500和另外制作的输出电路模块(被称为输出电路装配体)(第一实施例)来构成的接近传感器的电路整体。
而且,对于检测电路装配体(第一实施例)500,由于已经参照图12进行了说明,因此,对于构成说明和动作说明,避免进行重复说明。
该输出电路装配体600的第一实施例对应于三线式输出方式。即,在图中,601是逻辑电路,602是输出控制电路,603是输出晶体管,604、605是向输出电路装配体600的电源供给端子,606是接近传感器的输出端子,607是恒压电路,608是短路保护电路,609是电源复位电路,610是显示电路,611是工作显示灯,612、614是提供输出电路装配体600的驱动电源的恒定电压端子,613是用于接受来自检测电路装配体的检测信号输出端子509的信号的检测信号输入端子。615是把输出电路装配体600的主要电路内置在一个芯片中的定制IC(集成电路)。
在该图中,通过检测信号输入端子613而取入输出电路装配体600的检测信号由逻辑电路601进行逻辑处理(工作形态是与常开或常闭相对应的反转或非反转处理),然后,提供给输出控制电路602。这样,通过输出控制电路602的作用,输出晶体管603动作,来驱动连接在输出端子606上的负荷。同时,显示电路610动作,驱动工作显示灯611。
当过电流流过输出晶体管603中时,短路保护电路608动作,起动电源复位电路609,通过输出控制电路602来切断输出晶体管603。
恒压电路607向输出电路装配体600的各个电路和检测电路装配体500提供恒定电压电源。
而且,在图中,把输出级开关组件的输出形式作为NPN开集电极型输出,但是,也可以是PNP开集电极型,或者,电压输出型。
在图17中表示了使用图12所示的检测电路装配体(第一实施例)500和另外制作的输出电路装配体(第二实施例)来构成的接近传感器的电路整体。
而且,对于检测电路装配体(第一实施例)500,由于已经参照图12进行了说明,因此,对于构成说明和动作说明,避免进行重复说明。
该输出电路装配体600的第二实施例对应于直流两线式输出方式。即,在图中,601是逻辑电路,602是输出控制电路,603是输出晶体管,608是短路保护电路,609是电源复位电路,610是显示电路,611是工作显示灯,615、616是向输出电路装配体600的电源供给端子兼输出端子,612、614是提供检测电路装配体500的驱动电源的恒定电压端子,613是用于接受来自检测电路装配体500的检测信号输出端子509的信号的检测信号输入端子。617是恒压电路,618是把输出电路装配体600的主要电路内置在一个芯片中的定制IC(集成电路)。
在该图中,通过检测信号输入端子613而取入输出电路装配体600的检测信号由逻辑电路601进行逻辑处理,然后,提供给输出控制电路602。这样,通过输出控制电路602的作用,输出晶体管603动作,来驱动连接在输出端子615上的负荷。同时,显示电路610动作,驱动工作显示灯611。
恒压电路617向输出电路装配体600的各个电路和检测电路装配体500提供恒定电压电源。而且,在图中,把输出级开关组件的输出形式作为直流两线式,但是,也可以是交流两线式。
在图18中表示了使用图13所示的检测电路装配体(第二实施例)500和另外制作的输出电路装配体(第三实施例)来构成的接近传感器的电路整体。
而且,对于检测电路装配体(第二实施例)500,由于已经参照图13进行了说明,因此,对于构成说明和动作说明,避免进行重复说明。
该输出电路装配体600的第三实施例对应于直流两线式输出方式。即,在图中,602是输出控制电路,603是输出晶体管,608是短路保护电路,609是电源复位电路,610是显示电路,612、614是提供检测电路装配体500的驱动电源的恒定电压端子,615、616是向输出电路装配体600的电源供给端子兼输出端子,617是恒压电路,619是逻辑电路。618a、618b是用于接受来自检测电路装配体500的检测信号输出端子514、515的检测信号的检测信号输入端子。611a输出动作显示灯,显示接近传感器的输出动作状态,611b是设定显示灯,表示:即使检测距离随使用环境而变动,也能确实地进行检测的设定位置。620是把输出电路装配体600的主要电路内置在一个芯片中而构成的定制IC(集成电路)。
在该图中,通过检测信号输入端子618a、618b而取入输出电路装配体600的检测信号由逻辑电路619进行逻辑处理,然后,提供给输出控制电路602。这样,通过输出控制电路602的作用,输出晶体管603动作,来驱动连接在输出端子615上的负荷。同时,输出动作显示灯611a被驱动。而且,通过输出控制电路602的作用,来驱动设定显示灯611b。而且,随着检测对象物体的接近,输出动作显示灯611a、设定显示灯611b的变化与图30相同。恒压电路617向输出电路装配体600的各个电路和检测电路装配体500提供恒定电压电源。
在图19中表示了使用图14所示的检测电路装配体(第三实施例)500和另外制作的输出电路装配体(第四实施例)来构成的接近传感器的电路整体。
而且,对于检测电路装配体(第三实施例)500,由于已经参照图14进行了说明,因此,对于构成说明和动作说明,避免进行重复说明。
该输出电路装配体600的第四实施例对应于直流两线式输出方式。即,在图中,602是输出控制电路,603是输出晶体管,608是短路保护电路,609是电源复位电路,610是显示电路,612、614是提供检测电路装配体500的驱动电源的恒定电压端子,615、616是向输出电路装配体600的电源供给端子兼输出端子,617是恒压电路,619是逻辑电路。622是用于接受来自检测电路装配体500的检测信号输出端子518的模拟检测信号的检测信号输入端子。611a是输出动作显示灯,表示接近传感器的输出动作状态。611b是设定显示灯,表示:即使检测距离随使用环境而变动,也能确实地进行检测的设定位置。620是把输出电路装配体600的主要电路内置在一个芯片中而构成的定制IC(集成电路)。
在该图中,通过检测信号输入端子622而取入输出电路装配体600的模拟检测信号由辨别电路621以预定阈值为基准进行两值化,而且,由逻辑电路619进行逻辑处理,然后,提供给输出控制电路602。这样,通过输出控制电路602的作用,输出晶体管603动作,来驱动连接在输出端子615上的负荷。同时,输出动作显示灯611a被驱动。而且,通过输出控制电路602的作用,来驱动设定显示灯611b。恒压电路617向输出电路装配体600的各个电路和检测电路装配体500提供恒定电压电源。
在图20中表示了使用图15所示的检测电路装配体(第四实施例)500和另外制作的输出电路装配体(第二实施例)来构成的接近传感器的电路整体。
而且,对于检测电路装配体(第四实施例)500,由于已经参照图15进行了说明,因此,对于构成说明和动作说明,避免进行重复说明。
该输出电路装配体600的第二实施例对应于直流两线式输出方式。即,在图中,601是逻辑电路,602是输出控制电路,603是输出晶体管,608是短路保护电路,609是电源复位电路,610是显示电路,611是工作显示灯,615、616是向输出电路装配体600的电源供给端子兼输出端子,612、614是提供检测电路装配体500的驱动电源的恒定电压端子,613是用于接受来自检测电路装配体500的检测信号输出端子509的信号的检测信号输入端子。617是恒压电路,618是把输出电路装配体600的主要电路内置在一个芯片中的定制IC(集成电路)。
在该图中,通过检测信号输入端子613而取入输出电路装配体600的检测信号由逻辑电路601进行逻辑处理,然后,提供给输出控制电路602。此时,辨别电路503的辨别电平可以通过可变电阻522的操作来进行微妙调整。因此,通过使用该调整功能,即使是已经调整完成的检测电路装配体500,通过进一步微调,能够实现最佳的检测距离的设定。当把通过这样的微调而得到的检测信号取入端子613时,通过输出控制电路602的作用,输出晶体管603动作,来驱动连接在输出端子615上的负荷。同时,显示电路610动作,驱动工作显示灯611。恒压电路617向输出电路装配体600的各个电路和检测电路装配体500提供恒定电压电源。
如从上述图16~图20所看到的那样,根据本发明,即使对于电源规格·输出形态不同的商品,因为使用同一检测电路装配体500,能够容易地实现商品开发·部件调整·生产。其结果,能够得到这样的效果:开发成本降低、开发期间缩短、部件种类数量降低、由少数品种的大量部件调整所引起的交货期管理成本·部件成本的降低、使用接近传感器的种类数少的种类数的检测端模块和输出电路模块所产生的生产设备的统一、由替换的降低所产生的生产引入时间缩短·生产成本降低。
在图21中表示了:准备两台图12所示的检测电路装配体(第一实施例)500,同时,准备一台另外制作的输出电路装配体(第三实施例)600来构成的接近传感器的电路全体。
而且,对于检测电路装配体(第一实施例)500,由于已经参照图12进行了说明,因此,对于构成说明和动作说明,避免进行重复说明。
在图中,630是定制IC,631、634是对检测电路装配体500的稳压电源的供给端子,632、633分别是接受来自检测电路装配体500的检测信号的检测信号输入端子,635、636是对输出电路装配体600的直流电源的供给端子兼输出端子,637是进行两***的检测信号的逻辑运算的逻辑电路,638是输出控制电路,639是输出晶体管,640是用于向输出电路装配体600和检测电路装配体500双方提供稳压直流电源的恒压电路,641是短路保护电路,642是电源复位电路,643是显示电路,644是工作显示灯。
如该图所示的那样,在该接近传感器电路中,并联连接两台检测电路装配体(第一实施例)500,把各自的电源供给端子508、510连接在输出电路装配体600的恒定电压端子631、634上,把检测信号输出端子509连接在输出电路装配体600的检测信号输入端子632、633上。这样,提供给输入端子632、633的检测信号由逻辑电路637进行逻辑处理(例如,任意的检测电路装配体检测到物体时输出信号的处理),向输出控制电路638发送检测信号。以后的动作是前面参照图18而说明的那样。
根据上述图21所示的电路构成,对于多点检测的用户需求,在此使用了两个接近传感器,但是,通过把检测功能从输出电路功能中分离出来,把多个检测电路装配体500进行组合,连接在一个输出电路装配体600上,由此,能够削减相当于一个输出块的电路,因此,能够降低生产成本。而且,由于仅把调整检测灵敏度的检测电路装配体进行组合,就必须进行复杂的调整,使在内置多点探头的状态下,把各自的检测灵敏度调整得相一致。
下面,从产品化的观点来具体说明本发明所涉及的接近传感器的特征点。在以前的说明中,本发明的接近传感器被理解为具有:线圈401、铁氧体铁芯402、包含遮蔽导体406~412的特性已完成的检测线圈装配体404、包含以检测线圈装配体404的线圈401作为谐振电路要素的振荡电路的检测电路装配体500、包含用于驱动负荷的功率组件的输出电路装配体600。
在此,所谓「装配体」的术语的意义对应于英语中的组件(assembly),是指把磁部件、电路部件、结构部件等一体地装入的状态。在本发明所适用的产品化***中,这些装配体最好模块化为几个单位,以便于容易处理。
具体地说,检测线圈装配体404和检测电路装配体(检测电路搭载的电路基板)500利用树脂模制技术等而物理地一体化,由此,来提供检测端模块。
与此相对,对于输出电路装配体600,能够把其本身称为输出电路模块。而且,在用于把输出电路装配体固定在外壳内的部件安装在输出电路装配体上的情况下,能够包含该部件而称为输出电路模块。
当考虑灵活地适应各种各样的商品变化时,在检测端模块的搭载电路中至少包含振荡电路部件。而且,在输出电路模块的搭载电路中包含功率组件。
但是,对于在哪个模块中包含其它的电路要素(特别是,积分电路、辨别电路、恒压电路、逻辑电路),不是一概而论。这通过参照前面说明的图12~图21的电路变化而容易理解。而且,可以考虑把电路功能分割成输出电路模块和控制电路模块,而分别成为各自的模块。
即,根据本发明,能够实现以下这样的接近传感器的产品化***。在该产品化***中,准备包含线圈和铁芯的检测线圈装配体、包含以检测线圈装配体的线圈作为谐振电路要素的谐振电路的检测电路装配体、具有用于驱动负荷的功率组件的输出电路模块、根据振荡电路的振荡状态来控制输出级电路的动作的控制电路装配体。
把检测线圈装配体和检测电路装配体一体化,来构成检测端模块。此时,即使在检测端模块的检测线圈装配体中安装哪种外壳本体,最好装入遮蔽导体,以免检测输出较大变动。
输出电路模块按输出形式和电源电压等不同规格来准备。
控制电路装配体一起装入检测端模块侧或者输出电路模块侧,或者,适当地分割为检测端模块侧和输出级模块侧来装入,而且,其本身单独地构成控制电路模块。
由此,通过把一个检测端模块与从与该检测端模块相对应的一组输出电路模块中选出的一个输出电路模块进行组合,来调整制造产品。
在图22中表示了相当于本发明的接近传感器产品化***的一个具体例子的生产工序。在该图中,在最初的工序(A)中,准备线圈701、铁氧体铁芯702、安装在小型的长方形基板上的振荡电路等电路部件而成的检测电路安装基板703,把它们装配成一体,得到装配中间产品704。
在接着的工序(B)中,通过对装配中间产品704的电连接对象位置照射激光束,来锡焊装配中间产品704的对应位置。
在接着的工序(C)中,对于焊接完成的装配中间产品704,进行动作确认试验和外观检查。
在接着的工序(D)中,准备将要容纳装配中间产品704的线圈外壳705,在其中例如填充聚亚胺酯树脂,进行模制一体化准备。而且,在该例中,在线圈外壳705的外部沿着其外周预先安装由黄铜、铜、铝等组成的遮蔽导体(例如,图3所示的带凸缘的遮蔽导体407)。
在接着的工序(E)中,在充满树脂的线圈外壳705内,配置装配中间产品704。
在接着的工序(F)中,例如,通过在常温下放置一小时左右,使树脂固化,得到检测端模块706。
在接着的工序(G)中,利用激光调整技术,进行距离调整,使在规定的距离下确实地进行动作。此时,调整能够在不装本体外壳下进行,不需要考虑如现有的那样由假外壳的安装所引起的各种问题点。这是因为:通过在检测端模块706中装入遮蔽导体,检测特性与本体外壳的有无无关,几乎没有变动。
以上,本体外壳的有无对检测特性几乎没有影响,换句话说,特性完成的检测端模块706完成了。
在接着的工序(H)中,进一步进行特性检查,确保可靠性,得到检查后的检测端模块707。
该检测端模块707可以作为用于在接近传感器中使用的完成的部件而出厂。而且,获得通过其它制造商所制造的检测端模块707,而从下一个工序(I)来开始接近传感器的制造。
在工序(I)中,准备以上所得到的检查后的检测端模块707、检测电路与输出电路的连接部件708、另外制造的输出电路安装基板(输出电路模块)709,使用焊锡或者导电性粘接,把它们进行热压接,而一体化,得到带全体电路的装配中间产品710。
在接着的工序(J)中,准备带全体电路的装配中间产品710、圆筒状本体外壳(金属或者树脂)711、用于保持输出电路安装基板(输出电路模块)709并把显示灯(LED)的光导出外部的输出电路模块支撑部件(软线夹)712,把它们一体化压入,得到带外壳的装配中间产品713。
在接着的工序(K)中,通过在以上所得到的带外壳的装配中间产品713中进行树脂注入,并进行固化,来进行外壳与部件的一体化。
在接着的工序(L)中,在通过树脂注入而一体化的带外壳的装配中间产品713上焊接软线714,完成带软线的装配中间产品715。
在接着的工序(M)中,通过在软线714的引出端部包覆软线保持部(保护装置),进行保护装置成型处理,成为确实地进行软线714的保护的结构。
在最后的工序(N)中,进行耐压和特性检查,完成接近传感器的产品717。
参照图38~图44来说明通过上述工序(A)~(N)而制成的接近传感器的一个具体例子。
图38是表示通过上述工序(A)~(N)而制成的密闭型的接近传感器的分解透视图。而且,该图所示的标号与图22所示的相对应。
该接近传感器具有:构成上述工序(A)~(C)中的装配中间产品704的线圈(线轴)701、铁氧体铁芯702、检测电路装配体703;在工序(D)~(H)中装到该装配中间产品704上而构成检测端模块707(706)的遮蔽导体700所安装的线圈外壳705;在工序(I)中与检测电路装配体703电连接的输出电路模块709;桥接检测电路装配体703和输出电路模块709来电连接的连接部件708;在工序(J)~(K)中与线圈外壳705一体化的圆筒状本体外壳711、保持输出电路模块709并与本体外壳711一体化的软线夹(输出电路模块支撑部件)712;在工序(L)中焊接在该软线夹712上的软线714;在工序(M)中作为与软线714相对应的保护装置而安装的软线保持部716。
在图39中表示了图38所示的检测端模块707的详细构成。图39a表示检测端模块707的透视图,图39b表示检测端模块707的中央断面图,图39c表示图39b所示的部分“A”的放大图。
而且,在图39b中省略了线圈绕组的图示。而且,对于检测电路装配体703用阴影线表示了基板断面,对于基板上的部件,仅简要地表示了其断面形状。对于后述的图40至图44,是同样的。
如图39所示的那样,在该例中,在有底圆筒状的线圈外壳705的外周面顶端部设置遮蔽导体700。在该遮蔽导体700上适用前面图33(第二实施例的变形例)中表示的类型(带凸缘的圆筒状)的。如图39b所示的那样,在该例中,遮蔽导体700的凸缘部顶端700a向外侧突出。这样,把遮蔽导体配置在线圈外壳705的外周面上,由此,避免了遮蔽导体与传感器内部电路之间的放电。
而且,如图39a所示的那样,在该例中,确认了:十字形的检测电路装配体703在起立状态下配置在线圈外壳705的中央内部。
图38所示的接近传感器717的断面图表示在图40、图41中。
而且,在该图中,对于输出电路模块709用阴影线表示了基板断面,对于基板上的部件(包含LED 709a)简要地表示了其断面形状。而且,对于软线夹(输出电路模块支撑部件)712,用局部断面图来简要地表示其形状。对于后述的图43、图44是相同的。
在该例中,作为本体外壳711,准备全长短的短型711A(参照图40)、全长长的长型711B(参照图41)的两种类型的。图40表示使用短型711A的接近传感器717A,图41表示使用长型711B的接近传感器717B。
如从图40、图41的比较所看到的那样,在该例中,通过使用共同的柔软连接部件(连接长度可变的导线***等连接部件)708,不需要变更其它的部件构成,就能安装长型、短型的任一种本体外壳。而且,对于安装哪种类型的本体外壳,考虑接近传感器的使用环境来适当地决定。
更详细地说,连接部件708是:把聚酰亚胺作为基材,在其上电气连接检测端模块707和输出电路基板模块709所需要的条数的平行布线形成的连接长度可变的导线***(柔性基板)。而且,作为连接部件708可以使用单独的引线和坚硬的玻璃环氧树脂基板等。
在该例中,连接部件708的中央成型为山形。当安装短型的本体外壳711A时,如图40所示的那样,装配后的连接部件708维持成型的原状。另一方面,当安装长型的本体外壳711B时,连接部件708的成型部分成为平滑延伸的状态。而且,在该例中,当用于短型的本体外壳711A时,考虑连接部件708不会与本体外壳711A的内表面相接触。
这样,连接部件708的全长和成型形状被预先规定为:能够适用于短型的本体外壳711A和长型的本体外壳711B两者。因此,不管本体外壳711的长度,能够使用一种连接部件,因此,连接部件的库存管理和成本降低变得容易。
而且,连接部件对于短型711A和长型711B也可以分别单独准备最适当的长度。例如,推定这样的情况:从带状的柔性基板的卷适当地切出适合于传感器装配中使用的本体外壳的长度的连接部件,来使用。
而且,当对软线夹712说明时,该软线夹712由透明的树脂进行成型,在该例中,构成为:把从设在输出电路模块709的电路基板上的LED 709a发出的光传导到外部。即,在软线夹712上设置长方形的孔(通孔),电路基板的一部分(焊接电软线714的部分)从中露出。而且,该电路基板通过热敛缝而固定在软线夹712上。
下面,在图42~图44中表示了通过图22所示的工序(A)~(N)而制作的非密闭型的接近传感器。
图42是表示非密闭型的接近传感器的检测端模块707的详细结构的图。而且,装配部件(700~716)的构成与图38所示的密闭型的相同。
图42a是非密闭型的检测端模块707的透视图,图42b是检测端模块707的中央断面图,图42c是图42b所示的部分“B”的放大图。
该例中使用的铁氧体铁芯702的断面为T字形,因为在线圈卷轴701的外侧不存在铁氧体铁芯702,因此,遮蔽效果不好,与密闭型的结构相比,提高的检测距离(检测性能)。而且,在该例中,在线圈外壳705的外周面后端部设置前面在图36(第五实施例的变形例)中所示类型(带凸缘圆筒状)遮蔽导体700。
在图43、图44中表示了该非密闭型的接近传感器的装配断面图。图43表示了使用短型711A作为本体外壳的情况,图44表示了使用长型711B作为本体外壳的情况。而且,如从这些图所看到的那样,在该非密闭型的接近传感器中,线圈外壳705的顶端面与密闭型的相比,从本体外壳711更向前方突出。
在非密闭型的接近传感器中,通过使用共同的柔性的连接部件708,不必变更其它的部件构成,就能安装长型或短型的任何本体外壳。而且,对于连接部件708,与密闭型中使用的相同,因此,省略其详细说明。
下面对与作为上述接近传感器的销售相关的商业方法的本发明所涉及的机种选定支持方法进行说明。
图45是表示作为实现机种选定支持方法的一个实施例的机种选定支持***的全体构成的图。当简要说明时,该机种选定支持***的目的是:为了从预先准备的多种检测端模块、输出电路模块以及本体外壳中分别一种种选择,通过它们的组合来提供满足顾客要求的规格的接近传感器机种,通过因特网来支持顾客所进行的传感器机种的选定。
如该图所示的那样,该机种选定支持***包括:顾客侧计算机终端机1602、向顾客侧计算机终端机1602提供用于机种选定支持的后述的各种网页的支持服务器1601、连接顾客侧计算机终端机1602和支持服务器1601的通信网络(因特网)1600。
支持服务器1601具有机种规格数据库1601a。该数据库1601a中存储了构成与机种选定支持相关的各种网页的内容所需要的各种规格数据。
顾客侧计算机终端机1602是市售的个人计算机,通过顾客的操作,执行浏览器,在显示器上显示从服务器所提供的网页。
图46是以表的形式表示在本实施例的机种选定支持***中所准备的检测端模块的规格一览表的图。在该例中,该图中准备了具有与“○”标记相对应的规格的检测端模块(全部42种)。
在该图中,“M8”、“M12”、“M18”、“M30”表示外径种类,“距离范围×1”、“距离范围×1.5”、“距离范围×2”表示检测距离种类。各个检测距离种类进一步根据密闭·非密闭·标准频率·不同频率的种类而分成4类。
例如,左上角的“○”标记表示:线圈外径为M8,距离范围为1倍,具有遮蔽,标准频率这样的规格的检测端模块。
而且,“M8”表示是适合于M8规格的本体外壳的大小。对于M12、M18、M30是相同的。
“密闭”表示能够与密闭规格(具有密闭)的本体外壳进行组合。“非密闭”表示能够与非密闭规格(没有密闭)的本体外壳进行组合。
“标准频率”、“不同频率”与检测电路的振荡频率相关。通常使用与标准频率相对应的振荡频率的规格的接近传感器,但是,在避免与其它接近传感器的相互干扰的情况下,使用与不同频率相对应的振荡频率的规格的接近传感器。
图47是以表的形式表示距离范围倍率(×1,×1.5,×2)与检测距离(mm单位)的对应关系。
“距离范围倍率”是检测距离的简便表达。如图47所示的那样,对于外径与密闭/非密闭的组合,规定了表达为距离范围1倍、1.5倍、2倍的三种检测距离。
图48是以表的形式表示在本实施例的机种选定支持***中所准备的本体外壳的规格一览表的图。在该例中,该图中准备了具有与“○”标记相对应的规格的本体外壳(全部22种)。
在该图中,“M8”、“M12”、“M18”、“M30”表示外径种类,“短本体”、“长本体”分别表示对本体外壳的长度的规格种类。各个规格种类进一步根据不锈钢·黄铜、密闭·非密闭的种类而分别分成4类。
“M8”表示在本体外壳的外表面上形成M8的公制螺纹。对于M12、M18、M30是相同的。
“不锈钢”、“黄铜”表示本体外壳的材料种类。
“密闭”表示是覆盖了线圈外壳的侧面部分的形状的密闭用本体外壳。“非密闭”表示是使检测线圈的侧面部分露出的形状的非密闭用本体外壳。
图49是以表的形式表示在本实施例的机种选定支持***中所准备的输出电路模块的规格一览表的图。该图中,准备了具有与“○”标记相对应的规格的输出电路模块。其中,纵向排列“○”标记是相同种类的输出电路模块。即,输出电路模块对于任意的外径(M8~M30)都使用相同的。因此,用表的列数来表示输出电路模块的种类的数量,如该图所示的那样,共准备了15种。
在图中,“PNP开式集电极输出”、“NPN开式集电极输出”、“直流2线”、“NPN电压输出”、“PNP电压输出”分别表示输出形式的规格种类。而且,直流2线之外的规格是直流3线的输出形式。
而且,根据上述输出形式的规格种类根据NO(常开)·NC(常闭)、DC10-30V·DC10-55V或者无自诊断·有自诊断的种类而分成4种。
在此,“NO(常开)”、“NC(常闭)”表示工作形态,“DC10-30V”、“DC10-55V”表示使用电压范围的规格。而且,“有自诊断”、“无自诊断”表示诊断是否发生了在自身(接近传感器)上预定的种类的故障并把其结果报告外部的功能的有无。
在本实施例中,从多个准备的连接方式中选择一个连接方式来构成接近传感器。在图50中以表的形式表示在本实施例的机种选定支持***中所准备的连接方式的规格一览表的图。
该图中准备了具有与“○”标记相对应的规格的连接方式(全部22种)。连接方式对于每种外径(M8~M30),能够指定预置导线2m、预置导线5m、特殊电缆2m、连接器中继M12、M12连接器4pin、连接器中继M8、M8连接器4pin中的任一个规格。
其中,“预置导线2m”、“预置导线5m”分别表示设有2m、5m长度的软线的软线引出方式。“特殊电缆2m”表示设有2m长度的特殊电缆的软线引出方式。“连接器中继M12”、“M12连接器4pin”、“连接器中继M8”、“M8连接器4pin”表示连接器连接方式,分别表示所使用的连接器的种类。
在图51中以表的形式表示在机种规格数据库1601a中所存储的每个传感器种类的数据的内容。
在该图中,“传感器1”、“传感器2”、“传感器3”表示通过上述每个部件的规格的组合而能够提供的接近传感器的传感器机种的标号。而且,在该图中,仅表示到“传感器3”,但是,实际上,传感器机种数有1万以上。在该数据库中,对于所有的每一个传感器机种登录了其规格内容(在该图中,在“项目”栏中所示的检测方式、形状等)。而且,在“项目”栏中,除了规格之外,还同时登录了形式(机种的名称、在图51中表示为“目录形式”)、标准价格、标准库存机种或者定货生产机种等的区别等。
在图52中以表的形式表示了用于制作图51所示的数据库(机种规格数据库)的检测端模块规格数据、本体外壳规格数据、输出电路模块规格数据的内容。
如该图a所示的那样,在该例中,准备了每种检测端模块的规格数据。对于本体外壳、输出电路模块也同样准备了(参照该图b、该图c)。而且,虽然省略了图示,但是,对于连接方式同样准备了规格数据。下面,统称这些规格数据为模块规格数据。这些模块规格数据存储在接近传感器提供者侧的任意计算机(不限于图1的服务器)的存储装置中。
图51所示的机种规格数据库对应于检测端模块、本体外壳、输出电路模块、连接方式的可能组合,使用计算机来组合模块规格数据来制成。下面对本发明的机种规格数据库的制作方法进行说明。
按机种规格数据库的“项目”,模块规格数据的组合方法不同。对于机种规格数据库的多个的项目,原样复制检测端模块、本体外壳、输出电路模块以及连接方式的任一个规格数据的项目内容。
对于机种规格数据库的一部分的项目,存在运算多个规格数据的数值来求出接近传感器的规格的值的情况。例如,通过足以符合检测端模块的消耗电流和输出电路模块的消耗电流来求出接近传感器的消耗电流。在此情况下,从哪个模块规格数据的项目来复制机种规格数据库的哪个项目,通过怎样的运算来求出机种规格数据库的哪个项目,可以预先规定规则。
在机种规格数据库的项目中,不是根据规格数据而是另外输入其内容。前面描述的标准价格和标准库存机种或者定货生产机种的区别是其例子。对于形式,根据接近传感器的规格,决定命名规则,从规格数据来自动制成。
检测端模块、本体外壳、输出电路模块、连接方式的特定的组合是否可能,参照在提供者侧的计算机的存储装置中所存储的禁止信息来判断。
禁止信息的一个与检测端模块和本体外壳的组合相关。在此情况下的禁止信息具有例如以下条件,对应于其任一个的组合成为「禁止」。
·「外径(尺寸)不同」
·「密闭型或非密闭型不同」
对于检测端模块与输出电路模块的组合、本体外壳与连接方式的组合、输出电路模块与连接方式的组合、本体外壳与输出电路模块的组合,根据需要来准备禁止信息。
用于执行以上说明的机种规格数据库制作方法的计算机程序被准备在接近传感器提供者侧的存储装置中,通过执行该程序,制成机种规格数据库1601a。
与机种选定支持相关的服务器1601的动作内容的简要情况表示在图53的流程图中。服务器1601当存在来自顾客的计算机的要求时,首先,向顾客的计算机发送机种选定用Web画面(步骤5301)。
在图54中表示了顾客侧计算机终端机1602所显示的机种选定画面的一例。在机种选定画面中,显示出了多个规格项目(外径·外壳材料、密闭、检测距离等等)。顾客从在每个规格项目中所准备的下拉菜单中选择所希望的规格内容。而且,在该图的右侧,作为下拉菜单的显示例子,上下排列表示了规格项目“外径”、“输出形式”的显示形态。而且,在图55中以表的形式表示了在每个规格项目中所准备的规格内容的一览表。
而且,在图55中,作为规格项目之一的“检测距离”由距离范围来指定。在此情况下,检索处于检测距离规格所指定的范围内的接近传感器。
在该例中,最初在所有的规格项目中显示「未指定」。顾客能够根据自己的用途仅输入认为重要的规格项目。在顾客结束输入之后,点击图54所示的机种选定画面上的「检索」按钮,指示检索执行(图53的流程图中,步骤5302)。由此,服务器1601在机种规格数据库1601a中检索与所输入的规格条件相对应的传感器机种,向对应的顾客侧计算机终端机1602发送检索结果画面(步骤5304)。
在图56中表示了顾客侧计算机终端机1602上所显示的检索结果画面的一例。该例表示与所输入的规格条件相对应的传感器机种为4的情况。在画面的左侧显示出作为传感器机种的识别信息的形式名(E2E-X7D1等)。
在图54所示的机种选定画面中,虽然不能输入动作形态(NO、NC)(在可输入的一部分的规格条件中是非对应的),但是,如图56所示的那样,在规格条件检索结果画面中表示了该动作形态(NO、NC)。而且,在该传感器机种是标准库存的情况下,在项目“标准库存”栏中表示了标记(在该例中为◎),优先地显示在列表的上段。而且,标准库存机种的标记没有的机种就是定货生产机种,显示在标准库存机种的下段。而且,在该例中,显示了各机种的交货期。
在该例中,通过检索结果画面,象「商品的订货请向○○公司垂询」那样,引导订货方法(购买方法)。此时,「○○公司」的部分设定在向该公司的网页的链接上。
在该检索结果画面上,当通过顾客点击「E2E-X7D1」等形式名的显示部分时,服务器1601发送由所选择的形式名指定的机种的个别信息(图53的流程图中,步骤5307)。由此,在顾客侧计算机上显示机种个别信息画面。另一方面,当顾客在检索结果画面上点击「返回」按钮时,在顾客侧计算机终端机1602上再次显示前面的机种选定画面(图54)。
在图57中表示了机种个别信息画面的一例。在该画面上,显示了:由该图中的标号A所表示的规格表、由标号B所表示的检测特性曲线图(把对象物体的材料作为参数,横轴是检测距离的一边的长度,纵轴是距离的曲线图)、由标号C所表示的时序图(把到检测距离的距离作为横轴,表示设定显示灯和工作显示灯的点亮/熄灭、控制输出的ON/OFF的曲线图)、由标号D所表示的表示输出电路方式的电路图、以及由标号E所表示的外形尺寸图。而且,在该画面上,当选择(点击)「返回」按钮时,再次显示图54所示的检索结果画面。
顾客通过这样的机种选定支持***,能够容易地选定自己所希望的接近传感器机种。而且,由于本实施例所示的机种选定支持***利用了因特网,则能够在任何时间由任何人容易地利用。当然,可以利用口令等,能够仅使预先签约的顾客利用,来这样规定利用***。
而且,对于机种选定后的商品购买申请形态,可以适用各种各样的。例如,可以通过该机种选定支持***,利用电子邮件、电话、传真或者邮政等实现购买申请方法的引导。而且,作为另一例,可以在通过顾客侧计算机终端机1602而提示满足规格条件的机种之后,在因特网上接受该提示的机种的购买申请。其它类型是本领域技术人员可以推想到的。
最后,对图2、图4、图7、图9分别表示的接近传感器(检测线圈装配体)的检测特性曲线图的详细(内容)进行说明。在此,为了进一步理解本发明,虽然与前面记载的部分重复,而根据对现有的接近传感器(参照图58a)和本发明所涉及的接近传感器的实测结果而表示了检测特性曲线图,通过两者的比较,通过实施例以实施水平来验证本发明的实用性。
图59表示了使用现有的接近传感器而得到的检测特性曲线图,图60表示了使用本发明所涉及的接近传感器而得到的检测特性曲线图。而且,在现有的接近传感器中,使用在图58a中简要表示的检测线圈装配体1000。而且,在本发明所涉及的接近传感器中,使用前面在图36中表示的检测线圈装配体404。任一种检测线圈装配体都是非密闭型的,两者的不同点是遮蔽导体4100的有无。
在检测特性曲线图中所使用的术语进行这样的定义:
「In」:从接近传感器的检测面到任意的检测对象物体(图58中,标号M1)的距离(曲线图横轴(mm))
「Ion」:在有无检测(两值化)型的接近传感器中,距输出反转时的检测对象物体(该图中,标号M2)的距离(额定检测距离)
「g」:通过把检测线圈装配体的线圈1001(401)按图58b所示的那样连接在谐振电容器1006(505)上所构成的LC谐振电路两端的电导值(曲线图纵轴(g))
「gon」:在有无检测型的接近传感器中,当输出反转时的电导值(阈值)
在检测特性曲线图(图59、图60)中,由「特性a」表示的曲线表示:使用树脂制的本体外壳而进行测定时的电导值(g)的变化,由「特性b」表示的曲线表示:使用黄铜C3604制的本体外壳而进行测定时的电导值(g)的变化,由「特性c」表示的曲线表示:使用不锈钢SUS303制的本体外壳而进行测定时的电导值(g)的变化。
而且,特性a曲线上的点A、特性b曲线上的点B以及特性c曲线上的点C表示直线In=4(mm)与各特性曲线的交点。而且,特性b曲线上的点D和特性c曲线上的点E表示直线g=gon与各特性曲线的交点。
在此,表示了这样的例子:按使用树脂制本体外壳时的额定检测距离Ion为4mm那样来设定阈值gon的情况。
如图59所示的那样,在现有的接近传感器中,当使用黄铜制的本体外壳时,在同样的阈值gon的情况下,检测距离为由特性b曲线上的点D表示的4.8mm。即,与使用树脂制本体外壳的情况相比,检测距离延长了0.8mm(ΔI1)。而且,在现有接近传感器中,使用不锈钢制的本体外壳时,在同样的阈值gon的情况下,特性c曲线与直线‘(g)=gon’不交叉。即,与使用树脂制本体外壳的情况相比,检测距离延长了∞mm(ΔI2)。
这样,在现有的接近传感器中,由于本体外壳的不同所引起的检测距离变动ΔI增大到±20%(0.8mm~∞/4.0mm)以上,在安装黄铜制的本体外壳的情况下,阈值gon增加了Δg1(点A与点B的电导值之差),而且,在安装不锈钢制的本体外壳的情况下,阈值gon增加了Δg2(点C与点A的电导值之差),由此,必须要调整额定检测距离Ion(4mm)。
与此相对,如图60所示的那样,在本发明的接近传感器中,当阈值gon为一定的情况下,在黄铜制的本体外壳情况下,检测距离为3.8mm(点D),在不锈钢制的本体外壳情况下,检测距离为4.2mm(图60点E),与使用树脂制本体外壳的情况下的4mm相比,其差减小到±0.2mm(ΔI1,ΔI2)。即,由本体外壳材料所引起的检测距离变动ΔI到达±5%(现有的1/4)。这就证实了:本发明所涉及的接近传感器的检测特性,在与现有的没有遮蔽导体的接近传感器的比较中,对本体外壳的材料几乎没有影响。
因此,在本发明中,在本体外壳安装后,不需要变更阈值gon并再次调整额定检测距离Ion的烦杂的作业,结果,能够得到下列各种效果:(1)设计工时数·成本能够降低;(2)能够实现部件集成,使部件成本降低;(3)能够用相同生产线、工序来生产不同机种的接近传感器;(4)能够减小检测距离的偏差;(5)能够简化传感器部与本体外壳的装配位置配合,(6)谋求检测距离的调整方法的简化。
产业上的可利用性
如上述那样,本发明适合于:通过磁场来非接触地检测金属体等的接近的感应型的接近传感器,特别是,能够抑制制造成本,同时,实现了能够灵活地满足用户的需求的丰富的品种。
Claims (13)
1、一种在接近传感器中所使用的检测端模块,其特征在于,
使包含线圈和铁芯的检测线圈装配体、包含把检测线圈装配体的线圈作为谐振电路要素的振荡电路的检测电路装配体一体化,
在上述检测线圈装配体中,装入用于使将外部外壳安装于检测线圈装配体时外部外壳存在的区域中的导体检测灵敏度降低的遮蔽导体,并且,
上述检测电路装配体设计成:把与振荡电路的振荡状态相对应的一定形态的信号作为接近传感器的物体检测信号,向外部输出,
由此,通过构成利用从检测电路装配体所输出的物体检测信号的输出级电路,能够调整制造接近传感器产品。
2、根据权利要求1所述的在接近传感器中所使用的检测端模块,其特征在于,遮蔽导体处于容纳线圈和铁芯的线圈外壳内,成为卷绕线圈和铁芯的导电性的圆筒体或者圆环体。
3、根据权利要求1所述的在接近传感器中所使用的检测端模块,其特征在于,遮蔽导体处于容纳线圈和铁芯的线圈外壳内,成为将线圈和铁芯的背面分隔开的导电性闭塞板。
4、根据权利要求1所述的在接近传感器中所使用的检测端模块,其特征在于,遮蔽导体处于容纳线圈和铁芯的线圈外壳之外,成为卷绕线圈和铁芯的导电性的圆筒体或者圆环体。
5、一种接近传感器,其特征在于,
电气连接检测端模块和输出电路模块,
所述检测端模块是把包含线圈和铁芯的检测线圈装配体、包含把所述线圈作为谐振电路要素的振荡电路而把与该振荡电路的振荡状态相对应的物体检测信号输出到外部的检测电路装配体、用于降低由外部外壳所产生的检测特性的影响的遮蔽导体进行一体化,
所述输出电路模块是装入了根据物体检测信号而驱动输出组件的输出电路。
6、根据权利要求5所述的接近传感器,其特征在于,进一步包括:
用于支撑输出电路模块的输出电路模块支撑部件;
筒状的外部外壳,在其一端安装检测端模块,在另一端安装输出电路模块支撑部件,由此,间隔着空间而保持检测端模块和输出电路模块;
连接部件,介于检测端模块与输出电路模块之间,电连接两个模块。
7、一种接近传感器的生产方法,其特征在于,包括下列步骤:
从把包含线圈和铁芯的检测线圈装配体、包含把所述线圈作为谐振电路要素的振荡电路而把与该振荡电路的振荡状态相对应的物体检测信号输出到外部的检测电路装配体、用于降低由外部外壳所产生的检测特性的影响的遮蔽导体进行一体化而成的多种检测端模块中,选择一种检测端模块;
从根据物体检测信号来驱动输出组件的输出电路所装入的多种输出电路模块中,选择一种输出电路模块;
电连接两个模块。
8、一种接近传感器的生产方法,其特征在于,包括下列步骤:
从把包含线圈和铁芯的检测线圈装配体、包含把所述线圈作为谐振电路要素的振荡电路而把与该振荡电路的振荡状态相对应的物体检测信号输出到外部的检测电路装配体、用于降低由外部外壳所产生的检测特性的影响的遮蔽导体进行一体化而成的多种检测端模块中,选择一种检测端模块;
从能够与所述检测端模块进行组合的多种外部外壳中,选择一种外部外壳;
把外部外壳安装在检测端模块上。
9、一种接近传感器的生产方法,其特征在于,包括下列步骤:
从把包含线圈和铁芯的检测线圈装配体、包含把所述线圈作为谐振电路要素的振荡电路而把与该振荡电路的振荡状态相对应的物体检测信号输出到外部的检测电路装配体、用于降低由外部外壳所产生的检测特性的影响的遮蔽导体进行一体化而成的多种检测端模块中,选择一种检测端模块;
从根据物体检测信号来驱动输出组件的输出电路所装入的多种输出电路模块中,选择一种输出电路模块;
从能够与所述检测端模块进行组合的多种外部外壳中,选择一种外部外壳;
电连接检测端模块和输出电路模块,同时,把外部外壳安装在检测端模块上。
10、一种接近传感器的生产方法,其特征在于,包括下列步骤:
准备把包含线圈和铁芯的检测线圈装配体、包含把所述线圈作为谐振电路要素的振荡电路而把与该振荡电路的振荡状态相对应的物体检测信号输出到外部的检测电路装配体、用于降低由外部外壳所产生的检测特性的影响的遮蔽导体进行一体化而成的检测端模块;
准备能够与所述检测端模块进行组合的多种外部外壳;
从所准备的多种外部外壳中选择一种外部外壳;
把所选择的外部外壳安装在检测端模块上,
由此,能够不进行为了适合于所选择的外部外壳的检测端模块的灵敏度的调整,而可以使产品出厂。
11、一种接近传感器的生产方法,其特征在于,包括以下步骤:
准备以下部件:把包含线圈和铁芯的检测线圈装配体、包含把上述线圈作为谐振电路要素的振荡电路而把与该振荡电路的振荡状态相对应的物体检测信号输出到外部的检测电路装配体、用于降低由外部外壳所产生的检测特性的影响的遮蔽导体进行一体化而成的检测端模块;根据物体检测信号来驱动输出组件的输出电路所装入的输出电路模块;具有用于穿过输出电路模块的通孔并且支撑输出电路模块的输出电路模块支撑部件;在其前端安装检测端模块,在后端安装输出电路模块支撑部件,由此,隔出空间来保持检测端模块和输出电路模块的筒状的外部外壳;用于介于检测端模块与输出电路模块之间来电连接两个模块的柔性连接部件;
把检测端模块和输出电路模块通过连接部件进行电连接;
在外部外壳的前端侧,把输出电路模块电连接的检测端模块安装在外部外壳上;
把从外部外壳的后端侧突出一部分或者全部的输出电路模块穿过输出电路模块支撑部件的通孔;
在外部外壳的后端侧,把输出电路模块所穿过的输出电路模块支撑部件安装在外部外壳上;
把输出电路模块安装在输出电路模块支撑部件上。
12、根据权利要求11所述的接近传感器的生产方法,其特征在于,在检测端模块向外部外壳的安装、输出电路模块支撑部件向外部外壳的安装、输出电路模块向输出电路模块支撑部件的安装完成之后,进一步包括下列步骤:
向外部外壳的内部注入填充树脂;
在填充树脂固化之后,把电软线焊接到突出到外部的输出电路模块的部分上。
13、一种在接近传感器中使用的检测端模块,其特征在于,把包含线圈和铁芯并且通过遮蔽导体自己完善检测特性的检测线圈装配体、把检测线圈装配体的线圈作为谐振电路要素的检测电路装配体进行一体化,并且,在出厂之前,完成特性调整。
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