(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルを収納したコアと、
前記コアを収納する筒状のコアキャップ部及び該コアキャップ部と連結された部品実装部を一体に成形した立体基板と、
前記コイルを共振要素とする発振回路と、
前記発振回路の発振状態の変化を検出する信号処理部と、を有し、
前記発振回路と信号処理部とは、前記立体基板の部品実装部に実装されたものであり、
前記立体基板は、めっき可能樹脂とめっき不可能樹脂とを含んで形成され、該めっき可能樹脂を部品実装部に回路パターンとして露出させ、更に前記コアキャップ部内面にめっき可能樹脂を露出させ、めっきすることにより形成された回路パターンとシールドパターンを有し、該シールドパターンがコアキャップ部を貫通するスルーホールを介して部品実装部の接地端に接続されていることを特徴とする近接センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は立体的に構成される基板を用いた近接センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来高周波発振型の近接センサは図７に示すようにコイルスプール１に巻かれたコイル２を環状の溝を有するフェライト等のコア３内に収納する。そしてコア３を含むコイル部と発振回路や信号処理部が実装されたプリント基板４とを接続して近接センサを構成している。ここでコア３はコイルをシールドするために、コアの表面に金属蒸着を施したものを用いている。このため金属蒸着膜とプリント基板４の接地パターンとを接続する必要がある。この接続は通常直接にはできないので、図示のようにＬ字形の金属体から成る中継シート５を用い、その両端をはんだ付けすることによりコア３の金属蒸着膜及びプリント基板４の接地パターンに接続する。そしてコイル２の両端をプリント基板４に接続する。プリント基板４上には発振回路及びその発振状態の変化に基づいて物体の接近を検出するための信号処理部を実装している。これらのコイル部とプリント基板４とをコイルケース６内に収納する。コイルケース６は樹脂製の円筒部材であって、前面が平板で閉じられている。そして図８に断面図を示すようにベース金具７内にコイルケース６を圧入し、空隙部に充填樹脂８を封入して近接センサを構成している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるにこのような近接センサでは、コア３を含むコイル部とプリント基板４とが分離しているため、コイル部をプリント基板とを接続するために正確な位置決めが必要となる。この位置決めが正確でなければプリント基板４がコイルケース６に入らなくなったり、又プリント基板上に表示灯９が実装されている場合にその位置ずれが起こり、表示ができなくなることがあるという欠点があった。従って正確な位置合わせをして接続するために専用の治具が必要となっていた。又中継シート５を用いて金属蒸着膜とプリント基板４とを接続するため組立作業性が悪く、又蒸着されたコアは金属剥離の可能性もあるため、組立ての途中で蒸着膜が剥がれる恐れがあるという欠点があった。又コイル２のピンとプリント基板４とをはんだ付けにより電気的に接続しているが、この接続はコイルケース６内に樹脂を充填するまでの仮固定も兼ねている。このため組立途中で樹脂を充填するまでの間にプリント基板に力が加わることがあり、コイル線が断線する恐れがあるという欠点があった。
【０００４】
本発明はこのような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、コアキャップと基板とを一体化した立体基板を用いることによってこのような近接センサの問題点を解決することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項１の発明は、コイルを収納したコアと、コアを収納する筒状のコアキャップ部及び該コアキャップ部と連結された部品実装部を一体に成形した立体基板と、コイルを共振要素とする発振回路と、発振回路の発振状態の変化を検出する信号処理部と、を有し、発振回路と信号処理部とは、立体基板の部品実装部に実装されたものであり、立体基板は、めっき可能樹脂とめっき不可能樹脂とを含んで形成され、該めっき可能樹脂を部品実装部に回路パターンとして露出させ、更にコアキャップ部内面にめっき可能樹脂を露出させ、めっきすることにより形成された回路パターンとシールドパターンを有し、該シールドパターンがコアキャップ部を貫通するスルーホールを介して部品実装部の接地端に接続されていることを特徴とするものである。
【０００８】
【作用】
このような特徴を有する本願の請求項１の発明によれば、コアを収納する筒状のコアキャップ部と部品実装部とを立体基板によって一体に構成している。立体基板は任意の形状にでき、その一部に金属めっきを形成することができるため、部品実装部に回路パターンを形成して部品を実装するようにしている。こうすればコアとプリント基板とを中継シートを用いて接続する必要がなく、製造が容易になる。又コアキャップ部の円筒部内面にめっき可能樹脂を露出させ、めっきすることによってシールドパターンを形成し、これと部品実装部の回路パターンとをスルーホールを介して接続するようにしている。こうすればコア全体がシールドできることとなる。
【０００９】
【実施例】
図１は本発明の一実施例による近接センサの組立構成図である。本図において前述した従来例と同一部分は同一符号を付している。さて本実施例ではコイルスプール１にコイル２を巻付けフェライト等のコア１０内に挿入する。コア１０は図示のように円筒形の部材であって、その前面には中央にコイルスプール１を挿入するための環状溝が切欠かれており、その両端にコイルのピンを貫通させるために軸方向に沿った溝１０ａ，１０ｂを有している。そしてこのコア１０を包み込むように立体基板１１を設ける。この立体基板１１は平板状で電子部品を実装する部品実装部１１ａとコア１０の外形にほぼ等しい内径を有する筒状のコアキャップ部１１ｂを一体に成形したものである。立体基板１１はめっき不可能な樹脂１２とめっき可能な樹脂１３とを二色成形して構成された樹脂から成り立っている。めっき不可能な樹脂は一般樹脂１２、例えばＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）を用い、金属めっきが可能な樹脂１３として例えば触媒入りＰＥＳ（ポリエーテルスルフォン）を用いる。
【００１０】
図２（ａ）はこの立体基板のうち部品実装部側の部分断面図である。立体基板１１はいずれか一方の樹脂、例えばめっき可能な樹脂１３をベースにしてめっきの不要な部分にのみめっきのできない一般樹脂１２を二次成形して構成するものとする。そしてコアキャップ部１１ｂは円筒部内面及び円筒部の底内面にめっき可能な樹脂１３を露出させる。又部品実装部１１ａは近接センサを構成する発振回路や信号処理部を実装するための回路パターンを形成し、これらを連結する部分にスルーホールのための貫通孔１１ｃを形成しておく。そして立体基板１１全体をめっきすることによってめっき可能な樹脂１３を露出した部分に図２（ｂ）に示すようにめっきが形成される。即ちコアキャップ部１１ｂの凹部内側の全面にシールドパターン及びスルーホールが形成され、同時に部品実装部１１ａには回路パターンが構成される。この回路パターンのうちのアースパターンとスルーホールとをあらかじめパターンとして接続しておくことにより、回路の接続パターンがコアキャップ部１１ｂの内面と接続されることとなる。そしてこのコアキャップ部１１ｂには図示のようにコイル端子を立体基板に接続するための一対の貫通孔１１ｄ，１１ｅが設けられ、この部分と部品実装部１１ａとの間にパターンを形成し、これによってコイルの端子を部品実装部の発振回路と接続するように構成している。そして部品実装部１１ａには図２（ｂ）に示すように発振回路と発振状態の変化によって物体を検出するための信号処理部の電子部品を実装しておく。
【００１１】
図３はこの近接センサの電気的構成を示すブロック図である。本図に示すようにコイル２と共にコンデンサＣによって共振回路が構成され、これに発振回路２１が接続されている。発振回路２１の発振出力は積分回路２２に入力され、その出力が積分され比較回路２３によって所定の閾値と比較される。そして所定の閾値より発振レベルが低くなれば、比較信号が信号処理回路２４に入力される。信号処理回路２４は閾値以下の信号が所定時間連続するときに出力回路２５を介して物体検知信号を出力すると共に、表示回路２６と発光ダイオード２７より物体の通過を表示するものである。定電圧回路２８は各ブロックに定電圧を供給する回路である。ここで積分回路２２〜表示回路２６の各ブロックは信号処理部を構成している。
【００１２】
さて本実施例ではコイルスプール１にコイル２を巻回し、これをコア１０内に挿入した後コア１０自体を立体基板１１のコアキャップ部１１ｂ内に挿入する。コアキャップ部１１ａの内周は前述したように全面にシールドパターンが形成されているため、コア１０自体の表面に金属蒸着膜を設けることなくコアのシールドが行えることとなる。更に立体基板１１にはコアキャップ部１１ｂの間にはあらかじめコイルの端子ピンを回路パターンと接続するための貫通孔１１ｄ，１１ｅが形成されているため、コイルの端子をはんだ付けするだけで発振回路のパターンと接続されることとなる。さてこの立体基板１１にコア１０を挿入した後、コイルケース１４に立体基板１１を挿入する。コイルケース１４は樹脂製の円筒部材であって、その前面は閉じられている。従ってコイルケース１４内に立体基板を挿入した後、図４，図５に断面図を示すようにコイルケース１４をベース金具１５内に挿入する。ベース金具１５は必要に応じて外周にねじが切られた金属製の円筒部材である。そして空隙部にシリコーン等の充填樹脂１６を充填し、ベース金具１５の背面にはコードプロテクタ１７を取付ける。そしてコードプロテクタ１７の側面には表示灯用の窓が設けられ、立体基板１１の部品実装部１１ａ上に実装された表示灯である発光ダイオード２７の表示を確認できるように構成する。
【００１３】
こうすれば立体基板は部品実装部とコアを保持するコアキャップ部が一体に形成されているため、フェライトコアに蒸着を施したり中継シートを介してプリント基板に接続する必要がなく、組立作業性を大幅に向上させることができる。
【００１４】
図５においてコイルケース１４はベース金具１５内に圧入するだけであるため、ベース金具とコイルケースとの隙間から矢印Ａ，Ｂに示すように水が浸入する可能性がある。しかし水が浸入したとしてもケース内にはシリコン樹脂１６が充填されているため、図５の矢印Ｃ付近までは水が浸入する可能性があるが、立体基板１１の部品実装部１１ａには達することがなく、耐水性が向上することとなる。
【００１５】
尚本実施例では立体基板の部品実装部１１ａを平板状としたが、平板状とする必要性はなく、立体的にも構成できることはいうまでもない。そのため表示灯である発光ダイオードを取付ける部分を例えば円筒状に形成し、その周囲に複数個の発光ダイオードを取付けるようにしてもよい。そして図６に示すようにコードプロテクタ１７の側壁の中央部を環状に半透明部材で形成すれば、近接センサのコードプロテクタ１７が環状に発光ダイオードで点灯することとなって、点灯状態が外部から一見して明瞭に認識できることとなる。
【００１６】
更に本実施例は基板実装部を平板状に形成しているが、コアキャップ部の裏面をそのまま部品実装面として用い、この面に直接部品を実装するようにしてもよい。こうすれば平たい円板状の近接センサを構成することができる。
【００１７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本願の請求項１の発明によれば、立体基板を用いて部品実装部とコアキャップ部とを構成しているため、コイルを挿入したコアをコアキャップ部内に収納するだけで自然にコアを立体基板に位置決めすることができる。このため従来例のようにコアとプリント基板とを正確に垂直に治具等を用いて接続する必要がなくなり、発光ダイオードの位置ずれ等の問題点もなくなる。又部品実装部の接地パターンをスルーホールを介してコアキャップ部内面のパターンに接続できるため、コアの表面に蒸着を施したり、中継シートを介しての接続が不要となり、組立作業性を大幅に向上することができ、又価格を低価格とすることができる。更にコアの外周部までは水が達しないので、耐水性を向上させることができるという効果も得られる。又立体基板を介してコイルピンと基板とを接続しているため、組立途中の断線不良を大幅に低減することができるという効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による近接センサの組立構成図である。
【図２】（ａ）は立体基板の部分断面図、（ｂ）はその斜視図である。
【図３】本実施例による近接センサの電気的構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施例による近接センサの縦断面図である。
【図５】本実施例によるコイル部の拡大断面図である。
【図６】本発明の第２の実施例による近接センサの外観を示す斜視図である。
【図７】従来の近接センサの組立構成図である。
【図８】従来の近接センサの縦断面図である。
【符号の説明】
１  コイルスプール
２  コイル
３，１０  コア
１１  立体基板
１１ａ  部品実装部
１１ｂ  コアキャップ部
１１ｃ  スルーホール
１１ｄ，１１ｅ  貫通孔
１２  めっき不可能樹脂
１３  めっき可能樹脂
１４  コイルケース
１５  ベース金具
１６  充填樹脂
１７  コードプロテクタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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