JP2009009883A - 検出センサ - Google Patents

Abstract

【課題】取付部が大型化してしまうことを回避することができる検出センサを提供する。
【解決手段】近接センサ１は、取り付け面に対して固定するための取り付け孔２ａを有する取付部２ｂと、センサ用回路３を含む回路部１１と、センサ用回路３と電気的に接続されたケーブル５を外部に導出する導出部６ｂとを備える。取付部２ｂは、回路部１１より取り付け孔２ａの貫通方向に厚みが薄く形成され、導出部６ｂは、取り付け孔２ａより回路部１１側であって、回路部１１と取付部２ｂとの段差を繋ぐ傾斜面６ｃに形成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、被検出物の有無を検出するための検出センサに関するものである。

従来から検出センサの１つである近接センサとしては、センサ用回路を樹脂材（ケース）にて封止した回路部と、前記樹脂材の内部で前記センサ用回路と電気的に接続されたケーブルを前記樹脂材の外部に導出する導出部とを備えたものがある。そして、このような近接センサとしては、別体の取り付け金具とネジにて取り付け面に対して固定するものがある。しかし、このような近接センサでは、取り付け金具が必要になってしまう。

それに対して、他の近接センサとしては、取り付け面に対して固定するための取り付け孔を有する取付部を備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。この近接センサは、前記回路部と前記取付部と前記導出部とがこの順で一列に配置され、取り付け孔を貫通しながら取り付け面に対して螺合されるネジによって固定されるため、前記取り付け金具が不要となる。
実用新案登録第２５４３７６８号公報

しかしながら、上記した近接センサでは、センサ用回路と電気的に接続されたケーブル（リード線）が前記取付部における前記取り付け孔を迂回しながら前記導出部まで設けられるため、取付部が大型化してしまうという問題がある。詳しくは、取付部は、取り付け孔の直交方向の幅であって、前記回路部と前記取付部と前記導出部とが一列に並ぶ方向の直交方向の幅が、少なくとも取り付け孔の直径と前述した迂回するケーブルとを含む（足し算した）幅より大きくなってしまう。このことは、例えば、前記回路部の前記幅が６ｍｍである小型の近接センサに上記した構成を適用すると、前記取付部だけ前記幅が６ｍｍを超えてしまい、複数の近接センサを前記幅方向に並設することが不可能となったり、美観が低下するといった原因となる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、取付部が大型化してしまうことを回避することができる検出センサを提供することにある。

請求項１に記載の発明では、取り付け面に対して固定するための取り付け孔を有する取付部と、センサ用回路を含む回路部と、前記センサ用回路と電気的に接続されたケーブルを外部に導出する導出部とを備えた検出センサであって、前記導出部は、前記取り付け孔より前記回路部側に配置されたことをその要旨とする。

同構成によれば、センサ用回路と電気的に接続されたケーブルを外部に導出する導出部が取り付け孔より回路部側に配置されるため、従来技術のように取付部が大型化する（少なくとも取り付け孔の直径と迂回するケーブルとを含む幅より大きくなってしまう）ことを回避することができる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の検出センサにおいて、前記取付部は、前記回路部より前記取り付け孔の貫通方向に厚みが薄く形成され、前記導出部は、前記回路部と前記取付部との段差を繋ぐ繋ぎ面に形成されたことをその要旨とする。

同構成によれば、取付部は、回路部より取り付け孔の貫通方向に厚みが薄く形成され、導出部は、回路部と取付部との段差を繋ぐ繋ぎ面に形成されるため、導出部から外部に導出されたケーブルが回路部（取付部より高い位置となる回路部の平面と同一平面）から突出する量を低減することができる。

請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の検出センサにおいて、前記ケーブルは、前記回路部と前記取付部とが並ぶ配列方向の前記取付部側に向かうほど該取付部から前記取り付け孔の貫通方向において離間する方向に傾斜して前記導出部から導出されたことをその要旨とする。

同構成によれば、ケーブルは、回路部と取付部とが並ぶ配列方向の取付部側に向かうほど該取付部から前記取り付け孔の貫通方向において離間する方向に傾斜して導出部から導出されるため、導出部と取り付け孔を極力近くに設けて配列方向の長さを極力抑えながら、外部に導出されたケーブルと取り付け孔に取り付けられる取付用ネジの頭部との干渉を防止することができる。

請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の検出センサにおいて、前記繋ぎ面は、前記配列方向の前記取付部側に向かうほど該取付部に近づく方向に傾斜した傾斜面であることをその要旨とする。

同構成によれば、繋ぎ面は、前記配列方向の取付部側に向かうほど該取付部に近づく方向に傾斜した傾斜面であるため、取付用ネジの頭部が配置される側の空間を開放的に広く確保しながら、外部に導出されるまでの傾斜したケーブルを良好に（バランス良く）支持することができる。

請求項５に記載の発明では、請求項２に記載の検出センサにおいて、前記繋ぎ面は、前記段差を垂直に繋ぐ垂直面であり、前記ケーブルは、前記垂直面に対して垂直に導出されたことをその要旨とする。

同構成によれば、繋ぎ面は、前記段差を垂直に繋ぐ垂直面であり、ケーブルは、垂直面に対して垂直に導出されるため、導出部から外部に導出されたケーブルが回路部（取付部より高い位置となる回路部の平面と同一平面）から突出することを防止することができる。

請求項６に記載の発明では、請求項３又は４に記載の検出センサにおいて、前記回路部は、前記センサ用回路が実装される回路基板を有し、前記回路基板における前記取付部側端部は、前記導出部の中心より前記段差の低い側に配置されたことをその要旨とする。

同構成によれば、センサ用回路が実装される回路基板における取付部側端部は、導出部の中心より前記段差の低い側、即ち、導出部における傾斜したケーブルの軸線（軸中心線を延長した直線）が向かう側に配置されるため、ケーブルを大きく屈曲させることなく該ケーブルと回路基板を電気的に接続させることができる。尚、逆に、回路基板における取付部側端部を、導出部の中心より前記段差の高い側であって、前記ケーブルの軸線（軸中心線を延長した直線）が離間していく側に配置すると、ケーブルを大きく（前記段差の高い側に）屈曲させて該ケーブルと回路基板を電気的に接続させるといったことになる。よって、ケーブルを屈曲させるためのスペースを小さくでき、ひいてはその部分の小型化を図ることができる。

請求項７に記載の発明では、請求項２乃至６のいずれか１項に記載の検出センサにおいて、前記取付部は、金属プレートにて構成されたことをその要旨とする。
同構成によれば、取付部は、金属プレートにて構成されるため、樹脂材にて構成した場合に比べて、回路部より厚みが薄い構成でありながらも剛性を高くすることができ、その変形を低減することができる。又、取付用ネジにて取り付け面に対して強固に固定（強く締結）することができる。

本発明によれば、取付部が大型化してしまうことを回避することができる検出センサを提供することができる。

以下、本発明を具体化した一実施の形態を図１〜図３に従って説明する。
近接センサ１は、金属プレート２（図３参照）と、センサ用回路３が実装された回路基板４と、センサ用回路３と電気的に接続されたケーブル５と、前記金属プレート２の一部、前記回路基板４及び前記ケーブル５の一部を内部に封止するように（インサートして）設けられる樹脂ケース６とを備える。

金属プレート２は、図示しない取り付け面に対して固定するための取り付け孔２ａを有し該取り付け孔２ａの貫通方向から見て略４角形に形成され外部に露出する（前記樹脂ケース６に封止されない）取付部２ｂと、該取付部２ｂの一辺から延びて下面（図２（ｂ）中、下面）以外が樹脂ケース６に封止されるインサート部２ｃ（図３参照）とからなる。この金属プレート２における取付部２ｂは、その取り付け孔２ａを貫通して図示しない取り付け面に螺合される取付用ネジ７にて取り付け面に対して固定されることになる。

センサ用回路３は、被検出物が近接したことを検出するための公知の回路であって、具体的には、検出コイル８や発振回路や検出回路を含むものであって、それらを構成する各素子等が回路基板４に実装されている。

又、回路基板４は、図２（ａ）及び図３に示すように、略長方形に形成され、その長手方向の一端部（取付部２ｂ側の端部）が前記取り付け孔２ａの貫通方向から見て前記インサート部２ｃと重なるように配置されている。そして、前記検出コイル８は、回路基板４の長手方向の他端部（取付部２ｂの反対側の端部）において自身の軸線が回路基板４の平面と垂直になるように実装されている。又、回路基板４の長手方向の一端部（取付部２ｂ側の端部）上にはケーブル５の基端から延びる一対の導線５ａと電気的に接続される接続パッド４ａが一対設けられている。

そして、樹脂ケース６は、図１及び図２に示すように、前記インサート部２ｃ、検出コイル８等が実装された回路基板４及びケーブル５の一部を内部に封止するように（インサートして）略直方体形状に成形されている。尚、本実施の形態では、実際には樹脂ケース６を一次成形と二次成形の２回で成形している。詳しくは、一次成形では前記金属プレート２と前記回路基板４とを連結するように不透明な樹脂にて成形を行い、次に接続パッド４ａに導線５ａを半田付けし、次に、二次成形では、上記した部材（部分）を覆うように透明な樹脂にて成形を行っている。又、本実施の形態の前記回路基板４には、動作状態を点灯状態によって表示可能な表示灯（図示略）も実装されており、その表示灯は二次成形でのみ、つまり透明な樹脂でのみ覆われ、外部から表示灯の点灯状態が視認可能とされている。又、本実施の形態の樹脂ケース６は、取り付け孔２ａの貫通方向から見たときの短手方向（図２（ａ）中、上下方向）の幅が６ｍｍに設定され、前記取付部２ｂにおいても幅が６ｍｍに設定されている。又、図２（ｂ）に示すように、本実施の形態の樹脂ケース６の下面（前記金属プレート２の下面と面一となる面）には、図示しない取り付け面に形成されることになる嵌合穴に嵌合可能な嵌合突起６ａが形成されている。即ち、近接センサ１は、取り付け面の嵌合穴に嵌合突起６ａが嵌合されることと取付部２ｂが取付用ネジ７にて締結されることで位置決めがなされて（回動不能とされて）取り付け面に対して固定されることになる。

そして、本実施の形態では、センサ用回路３を有する回路基板４とその回路基板４を封止した部分の樹脂ケース６にて回路部１１が構成されている。
又、樹脂ケース６において、前記取り付け孔２ａの貫通方向から見て（図２（ａ）参照）前記取り付け孔２ａより前記回路部１１側には、ケーブル５を外部に導出する導出部６ｂが設けられている。本実施の形態の導出部６ｂは、回路部１１と、回路部１１より取り付け孔２ａの貫通方向に厚みが薄く形成された取付部２ｂとの（上面の）段差を繋ぐ繋ぎ面に形成されている。詳しくは、前記繋ぎ面は、回路部１１と取付部２ｂとが並ぶ配列方向（図２（ｂ）の左右方向）の取付部２ｂ側（図２（ｂ）の右側）に向かうほど該取付部２ｂに近づく方向に傾斜した傾斜面６ｃであって、その傾斜面６ｃにケーブル５を外部に導出する導出部６ｂが設けられている。

又、ケーブル５は、前記一対の導線５ａを除いて屈曲可能な略円柱形状に形成され、前記配列方向（図２（ｂ）の左右方向）の前記取付部２ｂ側（図２（ｂ）の右側）に向かうほど該取付部２ｂから前記取り付け孔２ａの貫通方向において離間する方向（図２（ｂ）の上方向）に傾斜して導出部６ｂから導出されている。詳しくは、本実施の形態のケーブル５は、傾斜面６ｃに対して垂直に導出されている。又、このように略円柱形状のケーブル５が傾斜面６ｃから垂直に導出される構成により、前記導出部６ｂは円形とされている。

又、導出部６ｂの中心Ｘは、図２（ｂ）に示すように、回路基板４の取付部２ｂ側端部より前記段差（回路部１１の上面と取付部２ｂの上面）の高い側（即ち回路部１１の上面側であって、図２（ｂ）中、上側）に配置されている。言い換えると、回路基板４の取付部２ｂ側端部は、導出部６ｂの中心Ｘより前記段差の低い側（即ち取付部２ｂの上面側であって、図２（ｂ）中、下側）に配置されている。

又、本実施の形態の近接センサ１は、樹脂ケース６における検出コイル８の配置に基づいた位置に検出面６ｄを有する。即ち、樹脂ケース６における取付部２ｂの反対側の端部（図２（ａ）中、左側の端部）であって前記取付用ネジ７の取り付け方向側の面（図２（ａ）中、紙面手前側の面）が、被検出物が近接したことを検出する検出面６ｄとされている。尚、本実施の形態では、樹脂ケース６に十字形状の浅い凹部が凹設されることで検出面６ｄであることが示されている。

次に、上記実施の形態の特徴的な作用効果を以下に記載する。
（１）センサ用回路３と電気的に接続されたケーブル５を外部に導出する導出部６ｂが取り付け孔２ａより回路部１１側に配置されるため、少なくとも取り付け孔の直径と迂回するケーブルとを含む幅より大きくなってしまう従来技術のように取付部２ｂが大型化することを回避することができる。これにより、特に、本実施の形態のように、樹脂ケース６における短手方向（図２（ａ）中、上下方向）の幅が６ｍｍに設定された近接センサ１においても、取付部２ｂにおける幅を容易に６ｍｍに設定することができ、取付部だけ前記幅が６ｍｍを超えてしまうといったことを回避することができる。その結果、取付部だけ幅が広くなってしまったものに比べて、例えば、複数の近接センサ１を前記幅方向に並設することが可能となったり、美観が向上する。尚、勿論、本実施の形態では、近接センサ１の固定に別体の取り付け金具を必要としない。

（２）取付部２ｂは、回路部１１より取り付け孔２ａの貫通方向に厚みが薄く形成され、導出部６ｂは、回路部１１と取付部２ｂとの段差を繋ぐ繋ぎ面（傾斜面６ｃ）に形成されるため、導出部６ｂから外部に導出されたケーブル５が回路部１１（取付部２ｂより高い位置となる回路部１１の上面と同一平面）から突出する量を低減することができる。

尚、本実施の形態では、回路部１１の上面（図２（ａ）中、紙面手前側の面）が検出面６ｄとされるものであるため、検出面６ｄによる検出領域側へのケーブル５の突出を低減することになり、検出領域側のスペースを広く確保することができるようになる。

（３）ケーブル５は、回路部１１と取付部２ｂとが並ぶ配列方向（図２（ｂ）の左右方向）の取付部２ｂ側に向かうほど該取付部２ｂから取り付け孔２ａの貫通方向において離間する方向に傾斜して導出部６ｂから導出される。よって、導出部６ｂと取り付け孔２ａを極力近くに設けて配列方向の長さを極力抑えながら、外部に導出されたケーブル５と取り付け孔２ａに取り付けられる取付用ネジ７の頭部７ａとの干渉を防止することができる。

（４）回路部１１と取付部２ｂとの段差を繋ぎ導出部６ｂが設けられる繋ぎ面は、前記配列方向（図２（ｂ）の左右方向）の取付部２ｂ側に向かうほど該取付部２ｂに近づく方向に傾斜した傾斜面６ｃとされている。よって、取付用ネジ７の頭部７ａが配置される側の空間を開放的に広く確保しながら、外部に導出されるまでの（樹脂ケース６に埋設される）傾斜したケーブル５を良好に（バランス良く）支持することができる。又、単に、繋ぎ面を傾斜していないもの（前記段差を垂直に繋ぐもの）とした場合と異なり、傾斜面６ｃとして該傾斜面６ｃに対してケーブル５を垂直に配置したため、上記（３）の効果を得ながら、無駄なく（回路部１１側の樹脂ケース６への最低限の埋設量で）ケーブル５を良好に支持させることができるといえる。言い換えると、繋ぎ面を傾斜していないもの（前記段差を垂直に繋ぐもの）とした場合、傾斜したケーブル５が樹脂ケース６に不均等に（垂直面との内角側で深く、外角側で浅く）埋設されることになり、良好に支持させるためには、前記不均等に基づく無駄が生じ易いが、これが回避される。

（５）センサ用回路３が実装される回路基板４における取付部２ｂ側端部は、導出部６ｂの中心Ｘより前記段差の低い側（取付部２ｂの上面側であって、図２（ｂ）中、下側）、即ち、導出部６ｂにおける傾斜したケーブル５の軸線（軸中心線を延長した直線）が向かう側に配置されるため、ケーブル５を大きく屈曲させることなく該ケーブル５と回路基板４（接続パッド４ａ）を電気的に接続させることができる。尚、逆に、回路基板４における取付部２ｂ側端部を、導出部６ｂの中心Ｘより前記段差の高い側（図２（ｂ）中、上側）であって、ケーブル５の軸線（軸中心線を延長した直線）が離間していく側に配置すると、ケーブル５を大きく（前記段差の高い側に）屈曲させて該ケーブルと回路基板４（接続パッド４ａ）を電気的に接続させるといったことになる。よって、本実施の形態では、ケーブル５を屈曲させるためのスペースを小さくでき、ひいてはその部分の小型化を図ることができる。

（６）取付部２ｂは、金属プレート２にて構成されるため、樹脂材にて構成した場合に比べて、回路部１１より厚みが薄い構成でありながらも剛性を高くすることができ、その変形を低減することができる。又、取付用ネジ７にて取り付け面に対して強固に固定（強く締結）することができる。

上記実施の形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施の形態では、回路部１１の上面（図２（ａ）中、紙面手前側の面）が検出面６ｄとされるものであるとしたが、これに限定されず、例えば、図４（ａ）（ｂ）に示すように、前記配列方向（図４中、左右方向）における回路部１１側端面に検出面６ｅを有する近接センサ２１としてもよい。

即ち、この例（図４参照）では、検出コイル８は、回路基板４の長手方向における取付部２ｂの反対側の端部に、自身の軸線が回路基板４の長手方向と平行になるように固定されている。尚、この例（図４参照）では、上記実施の形態と略同様の部材（部分）に同様の符号を付している。このようにしても、上記実施の形態の効果と略同様の効果を得ることができる。

・上記実施の形態では、ケーブル５は、回路部１１と取付部２ｂとが並ぶ配列方向（図２（ｂ）の左右方向）に対して傾斜し、回路部１１と取付部２ｂとの段差を繋ぎ導出部６ｂが設けられる繋ぎ面は傾斜面６ｃとされるとしたが、これに限定されず、繋ぎ面にケーブル５が導出される導出部が形成されれば、他の構成に変更してもよい。

例えば、図５に模式的に示すように、変更してもよい。この例（図５参照）では、前記繋ぎ面は、前記段差を垂直に繋ぐ垂直面６ｆであり、ケーブル５は、垂直面６ｆの導出部６ｇから垂直面６ｆに対して垂直に、即ち回路部１１と取付部２ｂとが並ぶ前記配列方向に沿って導出されている。尚、この例（図５参照）では、上記実施の形態と略同様の部材（部分）に同様の符号を付している。このようにすると、導出部６ｇから外部に導出されたケーブル５が回路部１１（取付部２ｂより高い位置となる回路部１１の上面と同一平面）から突出することを防止することができる。又、この例では、検出面６ｄによる検出領域側へのケーブル５の突出を防止することになり、検出領域側のスペースを広く確保することができるようになる。又、勿論、図５に示すケーブル５を、垂直面６ｆに対して傾斜した状態で外部に導出させてもよい。

・上記実施の形態では、取付部２ｂは回路部１１より厚みが薄く形成され、導出部６ｂは前記段差を繋ぐ繋ぎ面（傾斜面６ｃ）に形成されるとしたが、導出部が取り付け孔より回路部側に配置されればよく、例えば、取付部を回路部と同じ厚さ（全体を略４角柱）として導出部をその厚さ方向の端面（上面）に形成してもよい。このようにしても、上記実施の形態の効果（１）と同様の効果を得ることができる。

・上記実施の形態では、回路基板４における取付部２ｂ側端部は、導出部６ｂの中心Ｘより前記段差の低い側（取付部２ｂの上面側であって、図２（ｂ）中、下側）に配置されるとしたが、これに限定されず、前記中心Ｘより前記段差の高い側（図２（ｂ）中、上側）に配置してもよい。又、このように、回路基板４における取付部２ｂ側端部を、導出部６ｂの中心Ｘより前記段差の高い側（図２（ｂ）中、上側）に配置した場合等では、前記ケーブル５の導線５ａを回路基板４の裏面（前記段差の低い側の面）に接続する構成とすることで、ケーブル５（導線５ａ）を大きく屈曲させることを回避することができる。

・上記実施の形態では、取付部２ｂは、金属プレート２にて構成したが、これに限定されず、例えば、前記樹脂ケース６と一体成形するなど、樹脂ケース６と同様の樹脂材にて構成してもよい。

・上記実施の形態では、センサ用回路３（その各素子）は、回路基板４に実装されて樹脂ケース６内に封止されるとしたが、回路部１１がセンサ用回路３を含む構成となればよく、例えば、回路基板４を備えていない構成に変更してもよい。

・上記実施の形態では、樹脂ケース６における短手方向（図２（ａ）中、上下方向）の幅が６ｍｍに設定された近接センサ１に具体化したが、これに限定されず、前記幅が異なる長さに設定された近接センサに具体化してもよい。

・上記実施の形態では、本発明を近接センサに具体化したが、これに限定されず、例えば、光電センサ等の他の検出センサに具体化して実施してもよい。

本実施の形態における近接センサの斜視図。 （ａ）本実施の形態における近接センサの平面図。（ｂ）本実施の形態における近接センサの側面図。 本実施の形態における金属プレート、回路基板及びケーブルの斜視図。 （ａ）別例における近接センサの平面図。（ｂ）別例における近接センサの側面図。 別例における近接センサを模式的に示す斜視図。

符号の説明

２…金属プレート、２ａ…取り付け孔、２ｂ…取付部、３…センサ用回路、４…回路基板、５…ケーブル、６ｂ，６ｇ…導出部、６ｃ…傾斜面（繋ぎ面）、６ｆ…垂直面、１１…回路部、Ｘ…導出部の中心。

Claims (7)

1. 取り付け面に対して固定するための取り付け孔を有する取付部と、
   センサ用回路を含む回路部と、
   前記センサ用回路と電気的に接続されたケーブルを外部に導出する導出部と
   を備えた検出センサであって、
   前記導出部は、前記取り付け孔より前記回路部側に配置されたことを特徴とする検出センサ。
2. 請求項１に記載の検出センサにおいて、
   前記取付部は、前記回路部より前記取り付け孔の貫通方向に厚みが薄く形成され、
   前記導出部は、前記回路部と前記取付部との段差を繋ぐ繋ぎ面に形成されたことを特徴とする検出センサ。
3. 請求項２に記載の検出センサにおいて、
   前記ケーブルは、前記回路部と前記取付部とが並ぶ配列方向の前記取付部側に向かうほど該取付部から前記取り付け孔の貫通方向において離間する方向に傾斜して前記導出部から導出されたことを特徴とする検出センサ。
4. 請求項３に記載の検出センサにおいて、
   前記繋ぎ面は、前記配列方向の前記取付部側に向かうほど該取付部に近づく方向に傾斜した傾斜面であることを特徴とする検出センサ。
5. 請求項２に記載の検出センサにおいて、
   前記繋ぎ面は、前記段差を垂直に繋ぐ垂直面であり、
   前記ケーブルは、前記垂直面に対して垂直に導出されたことを特徴とする検出センサ。
6. 請求項３又は４に記載の検出センサにおいて、
   前記回路部は、前記センサ用回路が実装される回路基板を有し、
   前記回路基板における前記取付部側端部は、前記導出部の中心より前記段差の低い側に配置されたことを特徴とする検出センサ。
7. 請求項２乃至６のいずれか１項に記載の検出センサにおいて、
   前記取付部は、金属プレートにて構成されたことを特徴とする検出センサ。

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