JP2009158149A - 近接センサ用の検出部及び近接センサ - Google Patents

Abstract

【課題】検知感度の向上を図りながらも低コスト化が図れ、且つ、センサ特性の温度依存性が小さい近接センサ用の検出部及びそれぞれ用いた近接センサを提供する。
【解決手段】近接用センサの検出部１は、一対の検知コイル２０を有した検知部と、検知部の検知コイル２０と共にＬＣ共振回路を構成するコンデンサを有し、ＬＣ共振回路を発振させる発振回路部３１が設けられた回路ブロック３とを備えると共に、検知部の検知コイル２０を直列接続する第１の接続端子２２及び第１の導体パターン３２と、検知コイル２０を発振回路部３１に接続する第２の接続端子２３及び第２の導体パターン３３とからなる電気接続部を備える。検知コイル２０は、ニッケル−クロム合金、ニッケル−クロム−鉄合金、銅−ニッケル合金、及び銅−マンガン合金のうちのいずれかにより形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、高周波発振型の近接センサ用の検出部及びそれを用いた近接センサに関する。

従来から、非接触で金属体（導電体）や磁性体等からなる被検知体を検知する近接センサとして、高周波発振型の近接センサが提案されている。高周波発振型の近接センサは、検知コイルとコンデンサとの並列回路よりなるＬＣ共振回路部を有している。この近接センサでは、ＬＣ共振回路部を構成する検知コイルに被検知体が接近した際に、電磁誘導作用によって渦電流損が生じて検知コイルのコンダクタンス（インピーダンス）が変化するという現象を利用して被検知体の検知を行っている。つまり検知コイルのコンダクタンスが変化すると、ＬＣ共振回路部の発振条件も変化するため、ＬＣ共振回路部を発振させている状態から、ＬＣ共振回路部の発振が停止又は発振振幅が所定値以上減衰した際に、被検知体が存在していると判定する。この種の近接センサでは、被検知体の検知感度を向上させるために、複数のコイルを利用することが特許文献１に提案されている。この特許文献１には、直列接続された複数（一対）のコイルを検出通路を挟んで互いに対向する形に配置することによって、コイルのインダクタンスの変化を大きくすることが記載されている。
特開昭60-235524号公報

上記特許文献１に記載されているように直列接続された複数のコイルを用いる場合、同じ巻線（導線）の一部にコイルとなる部分を複数形成していた。このため、検知感度を向上させるために導線として比較的高価な材料を用いると、製造コストが増加するという問題が生じていた。このような問題は、並列接続された複数のコイルを用いる場合においても同様に生じていた。また従来の近接センサでは、検知コイルが銅等の抵抗温度係数が大きい材料により形成されていたために、検知コイルのコンダクタンスが周囲温度によって大きく変化し、センサ特性が周囲温度に応じて変動する。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、検知感度の向上を図りながらも低コスト化が図れ、且つ、センサ特性の温度依存性が小さい近接センサ用の検出部及びそれを用いた近接センサを提供することにある。

本発明に係る近接センサ用の検出部は、所定の移動経路を移動する被検知体の移動方向に交差する方向に中心軸を沿わせると共に前記移動経路を挟み込む形に配置された一対の検知コイルを少なくとも１組有した１乃至複数の検知部と、検知部の検知コイルと共にＬＣ共振回路を構成するコンデンサを有し、ＬＣ共振回路を発振させる発振回路部が設けられた回路ブロックとを備える近接センサ用の検出部であって、導電性材料により形成され、検知部の検知コイルを直列又は並列接続すると共に検知回路を発振回路部に接続する電気接続部を備え、検知コイルが、ニッケル−クロム合金、ニッケル−クロム−鉄合金、銅−ニッケル合金、及び銅−マンガン合金のうちのいずれかにより形成されていることを特徴とする。本発明に係る近接センサは、本発明に係る近接センサ用の検出部と、検出部のＬＣ共振回路の発振回路から被検知体の検知を行う信号処理部とを備えることを特徴とする。

本発明に係る近接センサ用の検出部及び近接センサによれば、検知コイル間、及び検知コイルと発振回路部との間は、電気接続部によって接続されているので、検知感度に影響を与える部分（すなわち検知コイル）のみを高価な材料とすることができ、また電気接続部を安価な材料とすることができるから、検知感度の向上を図りながらも低コスト化が図れる。また検知コイルが、ニッケル−クロム合金、ニッケル−クロム−鉄合金、銅−ニッケル合金、及び銅−マンガン合金のうちのいずれかにより形成されているので、検知コイルのコンダクタンスが周囲温度によって大きく変化することがなく、センサ特性の温度依存性を小さくできる。

〔第１の実施形態〕
本発明の第１の実施形態となる近接センサは、例えば車両等の自動変速機の油圧制御装置に用いられるリニアソレノイドバルブが正常に動作しているか否かを検出するために利用される。油圧制御装置は、例えば図2(a),(b)に示すように、駆動用オイル（図示せず）の流路２１０が設けられた装置本体２００を有し、装置本体２００の流路２１０内に移動体１００が備えられている。この移動体１００には、移動体１００と共に移動させられる被検知体１１０が設けられている。この被検知体１１０は、移動体１００の半径よりも大きい半径を有する円盤状のもの（つまり上記面内における断面積が移動体１００の断面積と異なる形に形成されたもの）であって、その中心軸が移動体１００の中心軸と一致する形に形成されている。なお移動体１００及び被検知体１１０の両方とも、中心軸に直交する面内における断面形状が真円形状に形成されている。

近接センサは、図1-3に示すように、移動体１００の移動に伴って所定の移動経路を移動する被検知体１１０の移動方向に交差（図示例では直交）する方向に中心軸を沿わせると共に移動経路を挟み込む形に配置された一対の検知コイル２０を有した検知部と、検知部の一対の検知コイル２０と共にＬＣ共振回路を構成するコンデンサ（図示せず）ＬＣ共振回路を発振させる発振回路部３１が設けられた回路ブロック３と、これらを収納するハウジング４とを備えた近接センサ用の検出部１を備えると共に、近接センサ用の検出部１のＬＣ共振回路の発振状態から被検知体１１０の検知を行う信号処理部７を備えている。

検知部は、一対のコイルブロック２により構成されている。コイルブロック２は、検知コイル２０と、検知コイル２０が巻回されたコイルボビン２１と、一対のコイルブロック２間における検知コイル２０同士の接続に用いられる第１の接続端子２２と、検知コイル２０と発振回路部３１との接続に用いられる第２の接続端子２３とを備えている。コイルボビン２１は、絶縁性を有する樹脂材料等により形成され、円柱状の巻胴部（図示せず）と、巻胴部の軸方向両端側それぞれに設けられた矩形板状の鍔部２１ａ，２１ｂとを一体に備えている。

検知コイル２０は、導線（巻線）よりなるものであって、コイルボビン２１の巻胴部に所定ピッチ及び所定回数巻回されている。検知コイル２０を銅により形成した場合、銅の抵抗温度係数及び体積抵抗率は以下の表１に示す通りであるので、検知コイル２０のコンダクタンスは図4(a)に示すように周囲温度の変化に応じて大きく変化する。なお図4中のＧ温度変化率は、25℃における検知コイル２０のコンダクタンス（G）に対する検知コイル２０のコンダクタンスの変化の割合を示す。従って検知コイル２０を銅により形成した場合、近接センサのセンサ特性が周囲温度に応じて変動することが考えられる。そこで本実施形態では、検知コイル２０を銅−ニッケル合金又は銅−マンガン合金により形成した。検知コイル２０を銅−ニッケル合金又は銅−マンガン合金により形成した場合には、銅−ニッケル合金及び銅−マンガン合金の抵抗温度係数及び体積抵抗率は以下の表１に示す通りであるので、検知コイル２０のコンダクタンスは図4(b),(c)に示すように周囲温度の変化に応じてほとんど変化しない。従って、検知コイル２０を銅−ニッケル合金及び銅−マンガン合金により形成することにより、近接センサのセンサ特性の温度依存性を抑えることができる。なおニッケル−クロム合金（抵抗温度係数１１０：，体積抵抗率：１．０８）及びニッケル−クロム−鉄合金（抵抗温度係数１５０：，体積抵抗率：１．１２）も同等の抵抗温度係数及び体積抵抗率を示すので、検知コイル２０として用いることができる。

接続端子２２，２３は、導電性材料（金属材料）により長尺板状に形成されると共に所定箇所で曲成されており、いずれもコイルボビン２１の鍔部２１ｂにインサートされている。第１の接続端子２２の一端部は検知コイル２０の一端部に接続され、第２の接続端子２３の一端部は検知コイル２０の他端部に接続されている。各接続部２２，２３の他端部それぞれは鍔部２１ｂより側方に突出している。

回路ブロック３は、矩形状のプリント基板３０と、プリント基板３０上に実装された発振回路部３１とで構成されている。発振回路部３１は、一対の検知コイル２０と共にＬＣ共振回路を構成するコンデンサを含む複数の電子部品により構成されている。本実施形態における近接センサ用の検出部１では、直列接続された一対の検知コイル２０に対してコンデンサを並列接続することで、ＬＣ共振回路を構成している。上述したような発振回路部３１は、例えばＬＣ共振回路に一定のバイアスを供給するバイアス回路（図示せず）や、ＬＣ共振回路の発振電圧に応じた電流をＬＣ共振回路に帰還させて発振を維持する電流帰還回路（図示せず）等を備えている。

発振回路部３１は、図2(a)に示すように、移動体１００のみが検知コイル２０の検知範囲内に位置している状態においてＬＣ共振回路が発振し、移動体１００が移動して被検知体１１０が検知コイル２０の検知範囲内に位置するようになると、ＬＣ共振回路の発振が停止するように負性コンダクタンスの値が設定されている。つまり本実施形態における近接センサ用の検出部１によれば、ＬＣ共振回路の発振状態によって、被検知体１１０の存否検知が行えるようになっている。このような発振回路部３１は従来周知のもであるから詳細な説明は省略する。なお図1、図2、及び図4-6では、発振回路部３１を簡略化して図示している。

プリント基板３０の長手方向両端側それぞれには、第１の接続端子２２との接続用の第１のスルーホール３０ａと、第２の接続端子２３との接続用の第２のスルーホール３０ｂとが厚み方向に貫設されている。プリント基板３０において発振回路部３１が実装された面には、スルーホール３０ａを挿通した第１の接続端子２２の他端部同士を電気的に接続する第１の導体パターン３２が形成されると共に、第２のスルーホール３０ｂを挿通した第２の接続端子２３の他端部ぞれぞれと発振回路部３１とを電気的に接続する第２の導体パターン３３が形成されている。回路ブロック３にはさらに、検知コイル２０及び発振回路部３１により構成されるＬＣ共振回路の発振振幅を検出するための出力端子（図示せず）等が設けられている。

ハウジング４は、図2(a)に示すように、一面（図2(a)における左面）が開口した箱状のボディ５と、ボディ５の一面開口を閉塞する形でボディ５に被着されるカバー６とで構成されている。ボディ５及びカバー６はいずれも絶縁性を有する樹脂材料からなる。なお図1及び図4-6ではカバー６を省略している。ボディ５は、図1及び図2に示すように、被検知体１１０の移動方向に交差（図示例では直交）する方向において移動経路を挟み込む形に配置され、コイルブロック２が収納される一対の直方体状の腕部５０と、一対の腕部５０の基端側同士を一体に連結すると共に回路ブロック３が収納される直方体状の本体部５１とを有したコ字形に形成されている。腕部５０と本体部５１とはそれぞれの内部が連通する形で一体に連結されている。本実施形態における近接センサ用の検出部１は、図2(a),(b)に示すように、被検知体１１０が一対の腕部５０間の空間を移動する形に配置される。カバー６は、ボディ５の一面開口を閉塞するものであるから、ボディ５と同サイズのコ字形の板状に形成されている。

一対の腕部５０における移動経路側となる側面には、コイルボビン２１の鍔部２１ａと凹凸嵌合する窓孔５０ａが互いに対向する形に形成されている。従って本実施形態における近接センサ用の検出部１では、コイルボビン２１の鍔部２１ａがボディ５の腕部５０の側面の一部を構成している。さらに各腕部５０における先端側の内側面には、コイルボビン２１の鍔部２１ａ，２１ｂ間の隙間と凹凸嵌合する位置決めリブ５０ｂが一体に突設されている。また本体部５１には回路ブロック３の出力端子を外部に臨ませる孔部（図示せず）等が設けられている。このようなハウジング４は、少なくとも腕部５０が流路２１０内に位置する形で装置本体２００に取り付けられるものであるから、流路２１０を流れる駆動用オイルがハウジング４内に浸入しないように防水処理されている。

次に、本実施形態における近接センサ用の検出部１の組立方法について説明する。コイルブロック２は、接続端子２２，２３それぞれの他端部を本体部５１内に位置させた形で腕部５０に収納され、このときコイルボビン２１の鍔部２１ａが窓孔５０ａに凹凸嵌合し、鍔部２１ａ，２１ｂの隙間に位置決めリブ５０ｂが凹凸嵌合することによって、腕部５０に位置決め固定される。このようにして腕部５０に収納されたコイルブロック２においては、検知コイル２０の中心軸方向が、一対の腕部５０の対向方向、すなわち移動経路に直交する方向に沿っており、一対の腕部５０それぞれの収納された一対のコイルブロック２の検知コイル２０の中心軸同士が一致している。従って、これら一対のコイルブロック２によって、所定の移動経路を移動する被検知体１１０の移動方向に交差する方向に中心軸を沿わせるとと共に移動経路を挟み込む形に配置された一対の検知コイル２０を有した検知部が構成される。

本体部５１には、回路ブロック３が、回路ブロック３の第１のスルーホール３０ａそれぞれに一対のコイルブロック２の第１の接続端子２２の他端部それぞれが挿通され、半田付け等によって第１の接続端子２２の他端部と第１の導体パターン３２とが電気的に接続されると共に、回路ブロック３の第２のスルーホール３０ｂそれぞれに一対のコイルブロック２の第２の接続端子２３の他端部それぞれが挿通され、半田付け等によって第２の接続端子２３の他端部と第２の導体パターン３３とが電気的に接続された状態で収納される。このようにしてコイルブロック２及び回路ブロック３が収納されたボディ５には、ボディ５の一面開口を閉塞する形でカバー６が被着され、これによって本実施形態における近接センサ用の検出部１が得られる。

本実施形態における近接センサ用の検出部１では、一対の検知コイル２０それぞれの一端部同士は、第１の接続端子２２及び第１の導体パターン３２によって電気的に接続され、一対の検知コイル２０それぞれの他端部は、第２の接続端子２３及び第２の導体パターン３３によって発振回路部３１に電気的に接続されている。つまり接続端子２２，２３は及び導体パターン２２，２３によって、検知部の検知コイル２０を直列接続すると共に、検知コイル２０を発振回路部３１に接続する電気接続部が構成されている。

信号処理部７は、検知コイル２０と発振回路部３１のコンデンサとにより構成されるＬＣ共振回路の発振振幅を検出するモニタ回路部７０と、モニタ回路部７０で検出した発振振幅に基づいて被検知体１１０の存否検知を行う判別回路部７１とを備えている。モニタ回路部７０は、ＬＣ共振回路の両端電圧（ＬＣ共振回路を構成する発振回路部３１のコンデンサの両端電圧）を監視することでＬＣ共振回路の発振振幅を検出する検波回路からなる。このようなモニタ回路部７０としては、例えば、発振振幅を示す値として、発振電圧のピーク値を検出する回路や、発振電圧の積分地を検出する回路、発振電圧の実効値を検出する回路等を採用することができる。モニタ回路部７０は従来周知のものを採用できるから詳細な説明は省略する。

判別回路部７１は、例えばコンパレータ等からなり、モニタ回路部７０で検出した発振振幅に基づいて、ＬＣ共振回路の発振状態を識別し、発振が停止していなければ、被検知体が検知コイル２０の検知範囲内に存在しないことを示す存在検知信号を出力し、発振が停止していれば、被検知体が検知コイル２０の検知範囲内に存在することを示す存在検知信号を生成し、外部へ出力する。

以上述べた近接センサ用の検出部１によれば、検知コイル間、及び検知コイルと発振回路部との間は、電気接続部によって接続されているので、検知感度に影響を与える部分（すなわち検知コイル）のみを高価な材料（例えば耐熱絶縁被膜金属線材）とすることができ、また電気接続部を安価な材料（例えば一般の金属端子材）とすることができるから、検知感度の向上を図りながら低コスト化が図れる。しかも電気接続部は、接続端子２２，２３、及びプリント基板３０に形成された導体パターン３２，３３とで構成されているので、電気接続部の少なくとも一部は回路ブロック３のプリント基板３０上に形成された導体パターンからなるから、部品点数の削減が図れ、また形状誤差が少ないから電気接続部の性能が安定する。また検知コイル２０が、ニッケル−クロム合金、ニッケル−クロム−鉄合金、銅−ニッケル合金、及び銅−マンガン合金のうちのいずれかにより形成されているので、検知コイル２０のコンダクタンスが周囲温度によって大きく変化することがなく、センサ特性の温度依存性を小さくできる。

本実施形態における近接センサ用の検出部１では、一対の検知コイル２０が、所定の移動経路を移動する被検知体の移動方向に交差する方向に中心軸を沿わせた形で配置されているので、近接センサ用の検出部１を取り付ける際に、検知コイル２０に被検知体１１０を貫装する必要がないから、移動体１００を装置（例えば油圧制御装置）に対する所定位置に配置する際に予め近接センサ用の検出部１に移動体１００を貫装する作業が必要なく、装置の組立順序に融通が利くようになって、取付作業が容易に行え、しかも完成した装置に近接センサ用の検出部１を後付することも可能となる。

その上、一対の検知コイル２０は、移動経路を挟み込む形に配置されているので、被検知体１１０が一方の検知コイル２０に近付いた際には、近付いた分だけ他方の検知コイル２０から遠ざかり、一対の検知コイル２０の全体としてはコンダクタンスがほとんど変化しないから（一対の検知コイル２０それぞれのコンダクタンスが相補的に変化するから）、上記対向方向における被検知体１１０の一対の検知コイル２０に対する相対位置の変化による影響を低減でき、検知精度の向上が図れる。従って、このような近接センサ用の検出部１を備える近接センサにおいても、同様の効果を奏することができる。

検知コイル２０の内側には、磁性材料からなる棒状のコア（例えばフェライトコア等）を配置するようにしてもよい（コアの外形形状は丸棒状であっても、角棒状であってもよく、特に限定されない）。このようにすれば、検知コイル２０の巻数が同じである場合には、空芯の検知コイル２０よりも磁束を大きくできるので、検知コイル２０のコンダクタンスの変化量を大きくでき、検出精度の向上が図れる。

本実施形態における検知部は、一対の検知部コイル２０を１組有するものであるが、一対の検知コイル２０を複数組有するものであってもよい。本実施形態では、一対の検知コイル２０は直列接続されているが、一対の検知コイル２０は並列接続されるものであってもよい。つまり電気接続部は、検知部の検知コイル２０を直列又は並列接続（要は検知コイル２０同士を接続）すると共に、検知コイル２０を発振回路部３１に接続するものであればよい。

本実施形態における近接センサでは、常時はＬＣ共振回路が発振し、被検知体１１０が検知コイル２０の検知範囲内に存在する時に発振が停止するようになっているが、常時はＬＣ共振回路の発振が停止しており、被検知体１１０が検知コイル２０の検知範囲内に存在する時に発振が開始されるようにしてもよい。被検知体１１０は、移動体１００の外周面に突設された円盤状のものであったが、例えば移動体１００の外周面を凹設することにより、移動体１００の一部を移動体１００の外径よりも小さい外径に形成してなるものであってもよい。要は、移動体１００の移動方向に直交する面内における断面積が移動体１００と異なるものであれば、検知コイル２０のコンダクタンスを変化させることができるため、被検知体１１０として利用できる。

〔第２の実施形態〕
本実施形態の近接センサは、図4に示すように、近接センサ用の検出部１の構成、特にコイルブロック２及びハウジング４の構成が第１の実施形態と異なっており、その他の構成については第１の実施形態と同様であるから説明を省略する。

本実施形態におけるコイルブロック２は、例えば可撓性を有するフレキシブル基板からなる支持基板２４を備え、本実施形態における検知コイル２０は支持基板２４に形成された導体パターンからなる。本実施形態におけるコイルブロック２は、第１の実施形態とは異なり、接続端子２２，２３を備えず、接続端子２２，２３はボディ５の本体部５１にインサートされている。本実施形態における第１の接続端子２２は、導電性材料（金属材料）により形成され、コイルブロック２との接続に用いられるコイル用端子部２２ａと、回路ブロック３の接続に用いられる回路用端子部２２ｂと、コイル用端子部２２ａ及び回路用端子部２２ｂの基端部同士を連結する連結部２２ｃと、連結部２２ｃにおける両端子部２２ａ，２２ｂ側は反対側に突出した支持部２２ｄを一体に備えている。

本実施形態における第２の接続端子２３は、本実施形態における第１の接続端子２２と同様に、コイル用端子部２３ａと、回路用端子部２３ｂと、連結部２３ｂと、支持部２２ｄとを一体に備えている。そして第１の接続端子２２は、コイル用端子部２２ａ及び回路用端子部２２ｂが本体部５１内に突出するように、支持部２２ｄの一部が本体部５１の底壁部にインサートされ、第２の接続端子２３は、コイル用端子部２３ａ及び回路用端子部２３ｂが本体部５１内に突出するように、支持部２３ｄの一部が本体部５１の底壁部にインサートされている。

支持基板２４は、検出コイル２０が形成されたコイル形成部２４ａと、第１の接続端子２２のコイル用端子部２２ａ用の第１のスルーホール２４ｄ及び第２の接続端子２３のコイル用端子部２３ａ用の第２のスルーホール２４ｅが貫設された接続部２４ｂと、コイル形成部２４ａと接続部２４ｂとを一体に連結する連結部２４ｃとを一体に備えている。そして検知コイル２０の一端部は、第１のスルーホール２３ｄを挿通した第１の接続端子２２のコイル用端子部２２ａに接続可能な形に延設され、検知コイル２０の他端部は、第２のスルーホール２４ｅを挿通した第２の接続端子２３の回路用端子部２３ａに接続可能な形に延設されている。

本実施形態におけるハウジング４は、主としてボディ５の構成が第１の実施形態と異なっている。本実施形態におけるボディ５は、腕部５０に窓孔５０ａ及び位置決めリブ５０ｂを備える代わりに、支持基板２４のコイル形成部２４ａを腕部５０における移動通路側の内側面との間で挟持するリブ５０ｃが、腕部５０における移動通路側の内側面との対向面（腕部５０における移動通路側の内側面と対向する内側面）に一体に突設されている。

次に本実施形態における近接センサ用の検出部１の組立方法について説明する。コイルブロック２は、コイル形成部２４ａを腕部５０内に、接続部２４ｂを本体部５１内にそれぞれ位置させた形でボディ５に収納される。このときコイル形成部２４ａは、腕部５０の内側面とリブ５０ｃとの間に挟持される。腕部５０に収納されたコイルブロック２においては、検知コイル２０の中心軸方向が一対の腕部５０の対向方向、すなわち移動経路に直交する方向に沿っており、一対の腕部５０それぞれの収納された一対のコイルブロック２の検知コイル２０の中心軸同士が一致している。従って、これら一対のコイルブロック２によって、所定の移動経路を移動する被検知体１１０の移動方向に交差する方向に中心軸を沿わせると共に移動経路を挟み込む形に配置された一対の検知コイル２０を有した検知部が構成される。

支持基板２４の接続部２４ｂの第１のスルーホール２４ｄには、第１の接続端子２２のコイル用端子部２２ａが挿通され、半田付け等によってコイル用端子部２２ａと検知コイル２０の一端部とが電気的に接続される。また接続部２４ｂの第２のスルーホール２４ｅには、第２の接続端子２３のコイル用端子部２３ａが挿通され、半田付け等によって回路用端子部２３ａと検知コイル２０の他端部とが電気的に接続される。

回路ブロック３は、第１のスルーホール３０ａそれぞれに第１の接続端子２２の回路用端子部２２ｂそれぞれが挿通されると共に、第２のスルーホール３０ｂそれぞれに第２の接続端子２３の回路用端子部２３それそれが挿通された状態で本体部５１に収納され、第１の接続端子２２の回路用端子部２２ｂと第１の導体パターン３２とは半田付け等により電気的に接続され、同様に、第２の接続端子２３の回路用端子部２３ｂと第２の導体パターン３３とは半田付け等により電気的に接続される。このようにしてコイルブロック２及び回路ブロック３が収納されたボディ５には、ボディ５の一面開口を閉塞する形でカバー６が被着され、これによって本実施形態における近接センサ用の検出部１が得られる。

本実施形態における近接センサ用の検出部１では、一対の検知コイル２０それぞれの一端部同士は、第１の接続端子２２及び第１の導体パターン３２によって電気的に接続され、一対の検知コイル２０それぞれの他端部は、第２の接続端子２３及び第２の導体パターン３３によって発振回路部３１に電気的に接続されている。従って本実施形態における近接センサ用の検出部１では、接続端子２２，２３及び導体パターン３２，３３によって、検知部の検知コイル２０を直列接続すると共に、検知コイル２０を発振回路部３１に接続する電気接続部が構成されている。

以上述べた近接センサ用の検出部１によれば、第１の実施形態と同様の効果を奏する上に導体パターンからなる検知コイル２０は、複数の１ターンコイルを同一平面上に位置する形に直列接続してなるもであるので、導線（巻線）からなる検知コイル２０（第１の実施形態の検知コイル２０）のように複数の１ターンコイルを所定方向に沿って並ぶ形に直列接続してなるものに比べれば、複数の１ターンコイルそれぞれと被検知体との距離がいずれも略等しくなるから、被検知体１１０の移動（接近・離間）に伴うコンダクタンス変化等の特性変化が大きくなって、検知感度の向上が図れる。また導線からなる検知コイル２０に比べれば形状誤差が少ないから検知コイル２０の性能が安定し、しかも検知コイル２０の配置位置によって導線が巻き難くなるといった問題が生じることもない。従って、このような近接センサ用の検出部１を備える近接センサにおいても同様の効果を奏することができる。

〔第３の実施形態」
本実施形態の近接センサは、図5及び図6に示すように、近接センサ用の検出部１の構成、特にコイルブロック２及びハウジング４の構成が第２の実施形態と異なっており、その他の構成について第２の実施形態と同様であるから説明を省略する。

本実施形態におけるコイルブロックは、図6に示すように、例えばガラスエポキシ基板等の長方形状の支持基板２４を備え、本実施形態における検知コイル２０は、基板２４に形成された導体パターンからなる（図6では図示の簡略化のため検知コイル２０を構成する導体パターンの一部を省略している）。検知コイル２０の一端部には第１の接続端子２２との接続に用いられる第１のパッド２０ａが形成され、他端部には第１の接続端子２３との接続に用いられる第２のパッド２０ｂが形成されている。検知コイル２０のパッド２０ａ，２０ｂは、支持基板２４の長手方向両端側それぞれに位置している。

本実施形態においても第２の実施形態と同様に、接続端子２２，２３はボディ５の本体部１にインサートされている。本実施形態における第１の接続端子２２は、弾性を有する導電性材料（金属材料）により形成され、コイルブロック２との接続に用いられるコイル用端子部２２ａと、回路ブロック３との接続に用いられる回路用端子部２２ｂと、コイル用端子部２２ａ及び回路用端子部２２ｂの基端部同士を連結する連結部２２ｃとを一体に備えている。本実施形態における第２の接続端子２３は、本実施形態における第１の接続端子２２と同様に、コイル用端子部２３ａと、回路用端子部２３ｂと、連結部２３ｃとを一体に備えている。コイル用端子部２２ａ，２３ａは、パッド２０ａに弾接して検知コイル２０に接触接続される接触子を構成している。

第１の接続端子２２は、コイル用端子部２２ａが腕部５０内に突出すると共に、回路用端子部２２ｂが本体部５１内に突出するように、連結部２２ｃが本体部５１の底壁部にインサートされている。同様に、第２の接続端子２３は、コイル用端子部２３ａが腕部５０内に突出すると共に、回路用端子部２３ｂが本体部５１内に突出するように、連結部２３ｃが本体部５１の底壁部にインサートされている。

本実施形態におけるハウジング４は、主としてボディ５の構成が第２に実施形態と異なっている。本実施形態におけるボディ５は、リブ５０ｃを備える代わりに、腕部５０内と本体部５１内とを仕切る仕切部５０ｄを備えており、これによってコイルブロック２が腕部５０内から本体部５１内に移動してしまことを防止している。

次に本実施形態における近接センサ用の検出部１の組立方法について説明する。コイルブロック２は、腕部５０内に収納される。このとき検知コイル２のパッド２０ａには、第１の接続端子２２のコイル用端子部２２ａが弾設され、パッド２０ｂには第２の接続端子２２のコイル用端子部２３ａが弾設され、これにより検知コイル２０は、腕部５０における移動経路側の内側面に押しつけられ、コイル用端子部２２ａ，２３ａと腕部５０の内側面との間で挟持される。腕部５０に収納されたコイルブロック２においては、検知コイル２０の中心軸方向が、一対の腕部４０の対向方向、すなわち移動経路に直交する方向に沿っており、一対の腕部５０それぞれの収納された一対のコイルブロック２の検知コイル２０の中心軸同士が一致している。従って、これら一対のコイルブロック２によって、所定の移動経路を移動する被検知体１１０の移動方向に交差する方向に中心を沿わせると共に移動経路を挟み込む形に配置された一対の検知コイル２０を有した検知部が構成される。

回路ブロック３は、第１のスルーホール３０ａそれぞれに第１の接続端子２２の回路用端子部２２ｂそれぞれが挿通されると共に、第２のスルーホール３０ｂそれぞれに第２の接続端子２３の回路用端子部２３ｂそれぞれが挿通された状態で本体部５１に収納され、第１の接続端子２２の回路用端子部２２ｂと第１の導体パターン３２とは半田付け等により電気的に接続され、同様に、第２の接続端子２３の回路用端子部２３ｂと第２の導体パターン３３とは半田付け等により電気的に接続される。このようにしてコイルブロック２及び回路ブロック３が収納されたボディ５には、ボディ５の一面開口を閉塞する形でカバー６が被着され、これによって本実施形態における近接センサ用の検出部１が得られる。

本実施形態における近接センサ用の検出部１では、一対の検知コイル２０それぞれの一端部同士は、第１の接続端子２２及び第１の導体パターン３２によって電気的に接続され、一対の検知コイル２０それぞれの他端部は、第１の接続端子２３及び第２の導体パターン３３によって発振回路部３１に電気的に接続されている。従って、本実施形態における近接センサ用の検出部１では、接続端子２２，２３及び導体パターン３２，３３によって、検知部の検知コイル２０を直列接続すると共に、検知コイル２０を発振回路部３１に接続する電気接続部が構成されている。

以上述べた近接センサ用の検出部１によれば、第２の実施形態と同様の効果を奏する上に、電気接続部を構成する接続端子２２，２３は、検知コイル２０に接触接続される接触子となるコイル用端子部２２ａ，２３ａを備え、コイル用端子部２２ａ，２３ａと腕部５０の内側面との間で検知コイル２０を挟持するので、検知コイル２０の取付が容易になり、組立性を向上できる。従って、このような近接センサ用の検出部１を備える本実施形態の近接センサにおいても、同様の効果を奏することができる。

〔第４の実施形態〕
本実施形態の近接センサは、複数の検知部を備えている点で検知部を１つだけ備えている第１の実施形態の近接センサとは異なっている。本実施形態における近接センサ用の検出部１には、複数の検知部が被検知体１１０の移動方向に沿って並ぶ形で設けられている。これに伴って、本実施形態の近接センサ用の検出部１は、複数の検知部それぞれに対応する形で複数の発振回路部３１を備え、これによって複数の検知部の数に応じた数のＬＣ共振回路が構成されている。なおその他の構成については第１の実施形態と同様であるから図示及び説明を省略する。

従って、本実施形態における近接センサ用の検出部１によれば、第１の実施形態と同様の効果を奏する上に、複数の検知部を被検知体１１０の移動領域近傍に被検知体１１０の移動方向に並ぶ形に配置しているので、いずれの検知部の検知コイル２０のコンダクタンスが変化したか否かによって被検知体１１０の位置検知が行えるから、本実施形態の近接センサ用の検出部１を用いることで近接センサをポジションセンサとして利用することが可能になる。

例えば、このような近接センサ用の検出部１を用いて近接センサを構成するにあたっては、第１の実施形態の信号処理部７の代わりに、近接センサ用の検出部１の複数のＬＣ共振回路それぞれの発振状態から複数の検知部の検知コイル２０それぞれの検知範囲内に被検知体が存在しているか否かを判別し、その判別結果の組み合わせにより被検知体１１０の位置検知を行う信号処理部７を用いればよい。

本実施形態における信号処理部７は、近接センサ用の検出部１の複数の発振回路部３１それぞれに対応する複数のモニタ回路部７０と、複数のモニタ回路部７０それぞれに対応する複数の判別回路部７１と、判別回路部７１の判別結果の組み合わせにより被検知体１１０の位置検知を行う総合判別部（図示せず）とで構成される。モニタ回路部７０と判別回路部７１については上述したものと同様であるから説明を省略する。

総合判別部は、複数の検知部のいずれにおいて被検知体１１０の存否が検知されたかによって、被検知体１１０の位置を示す位置検知信号を生成，出力する。例えば、近接センサ用の検出部１が２つの検知部を備えている場合、一方の被検知部の検知コイル２０検知範囲内にのみ被検知体１１０が存在すれば、一方の検知部に対応する判別回路部７１から被検知体１１０が存在していることを示す存在検知信号が出力されるが、他方の検知部に対応する判別回路部７１からは被検知体１１０が存在していないことを示す存在検知信号が出力されるため、総合判別部は、被検知体１１０が一方の検知部の検知コイル２０の検知範囲内にのみ存在していると判断して、被検知体１１０の位置を示す位置検知信号を出力する。従って、本実施形態の近接センサによれば、検知感度の向上を図りながらも低コスト化が図れる上に、被検知体１１０の位置検知が行える。なお本実施形態の近接センサ用の検出部１の構成（複数の検知部を備える構成）は第２，第３の実施形態にも適用できる。

以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、この実施の形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。

本発明の第１の実施形態となる近接センサ用の検出部の一部を省略した分解斜視図である。 図１に示す近接センサ用の検出部の使用例を示す図である。 図１に示す近接センサ用の検出部を用いた近接センサの回路ブロック図である。 銅，銅−ニッケル合金，及び銅−マンガン合金についてコンダクタンスの温度依存性を評価した実験結果を示す図である。 本発明の第２の実施形態となる近接センサ用の検出部の一部を省略した斜視図である。 本発明の第３の実施形態となる近接センサ用の検出部の一部を省略した斜視図である。 図６に示す近接センサ用の検出部の一部を省略した分解斜視図である。

符号の説明

１：検出部
３：回路ブロック
４：ハウジング
７：信号処理部
２０：検知コイル
２２：第１の接続端子（電気接続部）
２２ａ：コイル用端子部（接触子）
２３：第２の接続端子（電気接続部）
２３ａ：コイル用端子部（接触子）
２４：支持基板
３０：プリント基板
３１：発振回路部
３２：第１の導体パターン（電気接続部）
３３：第２の導体パターン（電気接続部）
５０：腕部
５１：本体部
１１０：被検知体

Claims (2)

1. 所定の移動経路を移動する被検知体の移動方向に交差する方向に中心軸を沿わせると共に前記移動経路を挟み込む形に配置された一対の検知コイルを少なくとも１組有した１乃至複数の検知部と、前記検知部の検知コイルと共にＬＣ共振回路を構成するコンデンサを有し、当該ＬＣ共振回路を発振させる発振回路部が設けられた回路ブロックとを備える近接センサ用の検出部であって、導電性材料により形成され、検知部の検知コイルを直列又は並列接続すると共に検知回路を発振回路部に接続する電気接続部を備え、検知コイルが、ニッケル−クロム合金、ニッケル−クロム−鉄合金、銅−ニッケル合金、及び銅−マンガン合金のうちのいずれかにより形成されていることを特徴とする近接用センサの検出部。
2. 請求項１に記載の近接用センサの検出部と、当該検出部のＬＣ共振回路の発振回路から被検知体の検知を行う信号処理部とを備えることを特徴とする近接センサ。

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