(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状ケースと、
前記筒状ケースの一端に収納されコイルを保持すると共に、その裏面に接地パターンが形成され、軸方向に沿って１つの溝と一対の貫通孔が形成されたコアと、
前記コイルに接続され物体の近接を検知する電子回路部が実装され、前記コアの溝に嵌合する突起がその前面に形成されたプリント基板と、
シールドパターンが形成された平面部と該シールドパターンと接続され前記コアに接続される電極と前記プリント基板に接続される電極、及び該電極の近傍に形成され前記プリント基板の突起を貫通させる開口を含む突出部とを有し、前記プリント基板の少なくとも一部を包み込むシールドフィルムと、を具備し、
前記コアの貫通孔から前記コイルの両端のリードを突出させ、該リードを前記プリント基板の電子回路部に接続したことを特徴とする近接センサ。
【請求項２】
前記シールドフィルムのシールドパターンは、平面部のほぼ全面に形成された互いに平行な線状のシールドパターンと、夫々の線状パターンを連結する連結パターンとを有し、該連結パターンの連結位置を相隣る二線間で異なるように構成したことを特徴とする請求項１記載の近接センサ。
【請求項３】
前記シールドフィルムは、シールドパターンの中央部が貫通された開口を一対有し、
前記シールドフィルムのシールドパターンは、平面部の前記開口を除くほぼ全面に形成された互いに平行な線状のシールドパターンと、夫々の線状パターンを連結する連結パターンとを有し、該連結パターンの連結位置を相隣る二線間で異なるように構成したことを特徴とする請求項１記載の近接センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は近接センサに関し、特にケース内のプリント基板をシールドするシールドフィルムに特徴を有する近接センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１６は従来の高周波発振型近接センサの一例を示す断面図である。従来の近接センサ１０１はコア１０２に環状の溝が設けられ、この溝内にコイルスプール１０３によって保持されたコイル１０４が埋設される。そしてこのコア１０２が図示のように樹脂製のコイルケース１０５の前面に保持され、これらが金属ケース１０６に収納される。１０７はコイル１０４を含む発振回路とその発振の振幅の低下を検出する信号処理部を含む電子回路部であって、プリント基板１０８上に実装されている。そしてプリント基板１０８の外周面にはシールドフィルム１０９が巻付けられる。コア１０２の外周面には導体材料が蒸着されシールドされており、例えば図１７に示すようにプリント基板１０８の接地面と直接はんだ付けにより接続していた。又図１８，図１９に他の近接センサの断面図及び組立構成図を示すように、薄い中継部材１１０を介してプリント基板１０８のアースパターンとコア１０２の接続パターンとを接続することによって構成したものもある。図２０は従来のシールドフィルム１０９のシールドパターンを示す図である。シールドパターンは本図に示すように平行な多数の線状パターンと、これを連結する中央部の連結パターンとから構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるにこのような従来の近接センサにおいては図１７に示すように、フェライトコア１０２の裏面と回路基板とを直接はんだ付けした場合には、組立作業時や使用時の環境変化等のストレスによりフェライトコアに付着させた導体材料が剥がれ易くなるという欠点があった。又図１９に示すように中継部品１１０を介してプリント基板１０８とフェライトコア１０２の裏面とを接続した場合には、中継部品１００が増加するため組立作業性が悪く、はんだ付け箇所が増加するという欠点がある。又部品点数が増えるだけでなく、中継部品が小型であるため、取扱い難いという欠点もあった。
【０００４】
又これらの従来例はいずれもシールドフィルムを適切に位置決めすることが難しく、作業性が悪いという欠点があった。又製造後にも仕上がりのばらつきが生じ易くなるという欠点があった。更に図２０のようなシールドパターンでは連結パターンの位置が同一であるため、シールドフィルムはその位置だけで柔軟ではなく、プリント基板に巻付け難いという欠点もあった。
【０００５】
本願の請求項１，２，３の発明はこのような従来の問題点に着目してなされたものであって、フェライトコアの裏面にシールドフィルムを容易に接続でき、容易に製造ができるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項１の発明は、筒状ケースと、前記筒状ケースの一端に収納されコイルを保持すると共に、その裏面に接地パターンが形成され、軸方向に沿って１つの溝と一対の貫通孔が形成されたコアと、前記コイルに接続され物体の近接を検知する電子回路部が実装され、前記コアの溝に嵌合する突起がその前面に形成されたプリント基板と、シールドパターンが形成された平面部と該シールドパターンと接続され前記コアに接続される電極と前記プリント基板に接続される電極、及び該電極の近傍に形成され前記プリント基板の突起を貫通させる開口を含む突出部とを有し、前記プリント基板の少なくとも一部を包み込むシールドフィルムと、を具備し、前記コアの貫通孔から前記コイルの両端のリードを突出させ、該リードを前記プリント基板の電子回路部に接続したことを特徴とするものである。
【０００７】
こうすればシールドフィルムの開口にプリント基板の突起を貫通させてコアの溝に挿入することによってシールドフィルムが保持され位置決めされることとなる。その状態でシールドフィルムの電極を夫々コアとプリント基板に接続することにより、シールドフィルムのパターンがアースパターンに接続される。そしてシールドフィルムをプリント基板の一部に巻付けケース内に収納することよって、近接センサが構成されることとなる。
【０００８】
本願の請求項２の発明は、請求項１記載の近接センサにおいて、前記シールドフィルムのシールドパターンは、平面部のほぼ全面に形成された互いに平行な線状のシールドパターンと、夫々の線状パターンを連結する連結パターンとを有し、該連結パターンの連結位置を相隣る二線間で異なるように構成したことを特徴とするものである。
【０００９】
本願の請求項３の発明は、請求項１記載の近接センサにおいて、前記シールドフィルムは、シールドパターンの中央部が貫通された開口を一対有し、前記シールドフィルムのシールドパターンは、平面部の前記開口を除くほぼ全面に形成された互いに平行な線状のシールドパターンと、夫々の線状パターンを連結する連結パターンとを有し、該連結パターンの連結位置を相隣る二線間で異なるように構成したことを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の実施例による近接センサの組立構成図であり、図２はその縦断面図である。これらの図に示すように、本実施例による近接センサ１はコア２に環状の溝が形成され、その内部にコイルスプール３に巻回されたコイル４がコア２の環状溝内に収納されている。このコア２の裏面には図示のように細長いプリント基板５が接続され、そのプリント基板５の発振回路部を被うシールドフィルム６が設けられている。そしてこのコア２はコイルケース７に収納される。コイルケース７は樹脂製の有底円筒状部材である。コイルケース７の内側の外周部には、後述するように図示の突起が形成されている。コイルケース７はベース金具８に収納される。ベース金具８は外周にねじ溝が形成された金属製の筒状ケースであって、その背面にはクランプ部９が取付けられる。クランプ部９は樹脂製の部材であって、コード１０を保持するものである。
【００１１】
次にコイルケース７について更に詳細に説明する。コイルケース７は図３（ａ）に側面図、（ｂ）にその縦断面図、図４にＡ−Ａ線断面図、図５にそのＢ−Ｂ線拡大断面図を示すように、円筒形で前面が被われた断面コ字状の部材である。そして金属ケース８内に収納される内側の外周面には図示のように樹脂漏れ防止用の第１の線状突起２１ａ〜２１ｄが設けられる。樹脂漏れ防止用の線状突起２１ａ〜２１ｄは４ヵ所にわたって断続し、コイルケース７の円周上をほぼ被うように形成された線状突起である。そしてその内側には更に線状突起２１ａ〜２１ｄが切欠かれた部分を中心として、これより短い長さの樹脂漏れ防止用の第２の線状突起２２ａ〜２２ｄが設けられる。第１，第２の線状突起２１ａ〜２１ｄ及び２２ａ〜２２ｄの切欠かれた部分は空気流出用溝となる。更に線状突起２１ａ〜２１ｄの切欠かれた中間の位置にはこれと同一の高さを有する断面円弧状の突起２３ａ〜２３ｄが設けられる。更に線状突起２２ａ〜２２ｄの中間位置には、これと同一の高さの断面円弧状の突起２４ａ〜２４ｄが設けられている。これらの円弧状突起２２ａ〜２２ｄ，２４ａ〜２４ｄは金属ケース８にコイルケース７を圧入する際に、コイルケース７が傾かないよう同軸に保持し、空気流出用の溝が不均一とならないようにするためのものである。そしてこのコイルケース７の開口端部は図３（ａ），（ｂ）に示すように、線状突起２２ａ〜２２ｄに対応しない部分のみが図示のように内向きに切欠かれた切欠き部２５ａ〜２５ｄを有している。コイルケース７は金属ケース８に収納される際に金属ケースの先端部の肉厚がわずかに薄くなった境界部にその最も内側が接して停止する。このためこの切欠き部２５ａ〜２５ｄはコイルケース７を金属ケース８内に収納したときに、空気の流出経路を確保するために設けられる。ここで線状突起２１ａ〜２１ｄと線状突起２２ａ〜２２ｄの中間部は樹脂溜まり用の溝２６となっている。線状突起２１ａ〜２１ｄ及び２２ａ〜２２ｄは図５に図３（ａ）のＢ−Ｂ線拡大断面図を示すように、内側部分に傾斜が設けられ、更に線状突起２２ａ〜２２ｄの内側の肉厚を厚くなるように構成している。
【００１２】
又コイルケース７は図４に示すように、線状突起２１ａ〜２１ｄが切欠かれた部分及びその中間部分に４５°の角度毎に、円筒の内側に近接センサの前面から内向きにその円筒軸に平行な８本のリブ２７ａ〜２７ｈが設けられる。これらのリブ２７ａ〜２７ｈはコア２をコイルケース７と同軸に保持するために設けられる。更にコイルケース７の前面内側には図４に示すように十字状の線状突起２８ａ〜２８ｄが設けられている。
【００１３】
次にクランプ部９の詳細な構成について図６〜図９を参照しつつ説明する。クランプ部９は図６（ａ）に正面図、（ｂ）に側面図、図７（ａ）に底面図、（ｂ）に裏面図、図８に縦断面図を示す。このクランプ部９はベース金具８に埋設される部分がベース金具８の内径にほぼ等しい外径を有する円筒状部３１として構成され、その内側には２本の帯状突起３２が設けられる。又その後方にはフランジ部３３が設けられる。そしてフランジ部３３の後方部分は図８に示すように断面が略三角形となるように略半円錐形に形成された導光部３４が設けられ、その後方にはコード１０を弾性的に保持するコード保持部３５が設けられる。コード保持部３５は所定の間隔毎に細長いスリット状の開口３６が形成されたものである。このコード保持部３５の断面は図６（ａ），図７（ｂ）に示すようにコード１０の外形に対応した内径を有している。
【００１４】
さて金属ケース８に挿入される円筒状部３１の内面には図８に断面図を示すように、近接センサのプリント基板５の両端を案内するための案内溝３７及びテーパ部３８が形成される。そしてテーパ部３８の最も内側には基板保持溝３９が設けられる。基板保持溝３９はほぼプリント基板５の厚さに等しい幅を有し、図示のように線状突起４０が形成されている。線状突起４０はプリント基板５を挿入する際に変形することによって、プリント基板５を固定するものである。プリント基板５はこの基板保持溝３９に保持された状態ではその一方の面が導光部３４の内面に対向する状態となる。プリント基板５のこの位置には発光ダイオード等の表示素子４１が実装される。表示素子４１を実装したプリント基板５を案内溝３７を介して基板保持溝３９に装着すると、表示素子４１の上面が導光部３４の内面にほぼ当接することとなる。この間に隙間が生じる場合にも表示素子４１の上面に図８に示すようにあらかじめ透明樹脂４２を盛り上げるようにしておくことによって、表示素子４１の光が透明樹脂４２を介して導光部３４に導かれ、導光部３４より直接又は反射面３４ａで反射して外部に出射されることとなる。
【００１５】
さてこのクランプ部９には図７（ａ）に裏面図を示すようにフランジ部３３の側方の径を拡大しており、その裏面方向に内向きに開口４３が設けられる。開口４３は図６（ｂ）に示すように周囲に縁４４が形成されている。この開口４３は外部から後述する充填樹脂を注入するための開口である。
【００１６】
図９（ａ）はコイルケース７に収納されるコア２及びコイルスプール３に巻かれたコイル４を示す組立図であり、（ｂ）はその逆方向から見た図である。これらの図に示すようにコア２は環状の溝が形成され、その裏面には貫通孔２ａ，２ｂが設けられている。この貫通孔２ａ，２ｂを介してコイルスプールの端部よりコイルの両端のリード４ａ，４ｂを貫通させて、プリント基板５の発振回路に接続するように構成されている。又コア２の裏面中央部には直線状の溝２ｃが設けられている。
【００１７】
図１０はコア２とプリント基板５及びプリント基板５に巻付けられるシールドフィルム６の組立て状態を示す斜視図である。これらの図に示すようにプリント基板５の先端部はコア２の直線状溝２ｃの幅に対応した突起部５ａが形成されている。又シールドフィルム６は薄いフレキシブル基板から成り立っており、その展開図を図１１に示す。シールドフィルム６の一面にはかんざし状のパターン６１が形成されている。そしてその一端には突出部６２が設けられ、パターン６１の電極６３ａ，６３ｂが形成される。又この突出部６２のほぼ中央部分には図示のようにコア２直線状溝２ｃに対応する長方形状の開口６４が設けられている。又シールドフィルム６には図中のハッチングで示す部分に接着面６５が設けられている。
【００１８】
このシールドパターン６１は図示のように多数の平行な線状パターン６１ａとこれを連結する連結パターン６１ｂから構成されている。そして連結パターンの連結位置は隣接する二線間で異なる位置となるように、例えば図１１の例では交互にシールドパターンの端部とそれよりわずかに内側に入った位置となるように構成されている。図１２はこのシールドフィルム６Ａの他の例を示す図である。このシールドフィルム６Ａのパターン６６も同様にして多数の平行な線状パターンと連結パターンから成り、連結パターンは突起部側とこれと対称な位置の双方に形成したものである。この場合も隣接する二線間で互いに連結パターンの位置を異なるようにしている。
【００１９】
次に本実施例による近接センサの製造工程について説明する。あらかじめコア２の環状溝内にコイルスプール３に巻回されたコイル４を収納する。そしてこのコイル４の両端のリード４ａ，４ｂをプリント基板５に接続してプリント基板５にシールドフィルム６を巻付ける。このとき図１０に示すようにプリント基板５の突起部５ａにシールドフィルム６の開口６４を貫通させてコア２の直線状溝２ｃに嵌合する。こうすればシールドフィルム６の一端がプリント基板５とコア２との間に位置決めされ、保持されることとなる。次にシールドフィルム６の突出部６２の電極６３ａをコア２の裏面の蒸着部に、電極６３ｂをプリント基板５のアースパターンにはんだ付けにより接続する。そしてシールドフィルム６の接着面６５をプリント基板を巻いた状態で他方の端部に接着して断面が楕円状のフィルムでプリント基板の先端部を被うように構成する。次いでこの状態でコイルケース７内にコア２を収納し、あらかじめコイル特性を安定化するためにエポキシ系のコイル部封止樹脂５１で一次充填する。次いでコード１０をベース金具８及びクランプ部９を貫通させ、プリント基板５の所定部分にコード１０の端子を接続する。次いでベース金具８内にコイルケース７を収納する。そしてプリント基板５の表示素子４１の上面に前述したように透明樹脂４２を被せて、プリント基板５を案内溝３７及び保持溝３９に挿入するようにクランプ部９をベース金具８の内壁に収納して近接センサを構成する。こうすれば表示素子４１は透明樹脂４２を介してクランプ部９の導光部３４に当接することとなる。
【００２０】
こうして構成された近接センサを金型内に収納して真空状態とする。こうすれば近接センサ内部はコイルケース７の線状突起２２ａ〜２２ｄ及び２１ａ〜２１ｄの隙間の空気流出用溝を介して空気が外部に吸引され、近接センサ内部の圧力も低下する。この状態でクランプ部９の開口４３より高温の充填樹脂を低圧、例えば５〜２０気圧にて注入する。こうすれば充填樹脂がプリント基板５に当たり、次いでケース内に充填され、又ケースの全体にいきわたることとなる。このとき金型の温度を適切な値に選択することにより、短時間で近接センサが構成できることとなる。このとき空気は線状突起２１ａ〜２１ｄ，２２ａ〜２２ｄ間を図３の矢印Ｃ方向に流れることとなるが、低圧で注入した樹脂は線状突起２１ａ〜２１ｄに当たり、図５に示すように樹脂溜まり用の溝２６に溜まるため、充填材はコイルケース７の外部に漏れ出すことがなく、金属ケース８内に留めることができる。そしてシールドフィルム６を図１１のようにしておくことによってコアの近傍に連結パターンが近接することがなく、渦電流損を少なくすることができる。
【００２１】
図１３は第２実施例による近接センサ７０の組立構成図、図１４（ａ）はこの近接センサに用いられるシールドフィルム７１の一例を示す展開図である。このシールドフィルム７１は略長方形のフレキシブル基板から成っており、その一面にはかんざし状のパターン７２が形成されている。そしてその一端には突出部７３が設けられ、パターン７２の端部７４ａ，７４ｂが形成されている。このシールドフィルム７１の導電パターンの中央部分には、２つの開口７５ａ，７５ｂが設けられる。又長方形の基板の右端には両面接着面７６が設けられている。このようなシールドフィルム７１を図１４（ｂ）に示すようにプリント基板５を包み込むように湾曲させ、その一端を両面接着面７６の領域で包み込んで接着する。そして一対の開口７５ａ，７５ｂがプリント基板５の両端に対応する位置となるようにこのシールドフィルムを巻付けておくものとする。こうすればプリント基板５上の電子回路部への影響を少なくすることができる。尚図１３においてクランプ部８１には樹脂を充填するための開口８２が設けられている。
【００２２】
図１５はこうして構成された第２実施例による近接センサにおいて樹脂を充填する際の状態を示す図である。本図に示すように近接センサを真空に保った状態で樹脂を開口８２より注入すると、クランプ部６１の近傍より樹脂が順次充填されていき、図１５（ｂ），（ｃ）に示すように樹脂がコイル部封止樹脂５１の充填部に達する。このときシールドフィルム７１には貫通孔７５ａ，７５ｂが設けられているため、シールドフィルム７１とプリント基板５で挟まれた部分に空気が残ることがなく、空隙部に樹脂が充填されることとなる。こうすれば近接センサの耐環境性が向上することとなる。又第１実施例と同様に樹脂の充填作業を極めて容易に、又短時間で確実に行うことができる。
【００２３】
尚前述した第２実施例ではシールドフィルムの開口を２ヵ所形成しているが、少なくとも１つの開口を設ければ同様の効果が得られる。
【００２４】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本願の請求項１，２の発明によれば、近接センサの回路基板をシールドするシールドフィルムに接続用のパターンを形成し、このパターンを介してコアの裏面とプリント基板とを接続して位置決めを行っている。このためはんだ付け時の位置決めが容易となり、はんだ付け時やシールドフィルム巻付け時の作業性を向上させることができる。また中継部品等を用いずに接続でき、コアには柔軟なシールドフィルムが接続されるので、蒸着部分の剥がれをなくすることができるという効果が得られる。更にシールドフィルムの連結パターンの位置を線状パターンの位置毎に変化させるようにしているため、シールドフィルムが柔軟となる。そのためシールドフィルムをプリント基板に容易に巻付けることができ、組立てを容易に行うことができるという効果が得られる。
【００２５】
又請求項３の発明によれば、シールドパターンの中央部が貫通された開口を一対設けているので、シールドフィルムがプリント基板を取り囲むよう筒状に巻けけられたとき、外部から樹脂を充填しやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例による近接センサの組立構成図である。
【図２】本実施例による近接センサの縦断面図である。
【図３】（ａ）は本実施例による近接センサのコイルケースの側面図、（ｂ）はその縦断面図である。
【図４】本実施例によるコイルケースのＡ−Ａ線断面図である。
【図５】本実施例によるコイルケースのＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】（ａ）は本実施例によるクランプ部の正面図、（ｂ）はその側面図である。
【図７】（ａ）は本実施例によるクランプ部の底面図、（ｂ）はその裏面図である。
【図８】本実施例によるクランプ部の縦断面図である。
【図９】（ａ），（ｂ）はコイルケースに収納されるコア及びコイルの組立図である。
【図１０】本実施例によるコアとシールドフィルム及びプリント基板の接続状態を示す斜視図である。
【図１１】本実施例のシールドパターンの一例を示す正面図である。
【図１２】本実施例によるシールドパターンの他の例を示す正面図である。
【図１３】本発明の第２実施例による近接センサの組立構成図である。
【図１４】（ａ）はシールドフィルムの展開図、（ｂ）はシールドフィルムを巻付けた近接センサの断面図である。
【図１５】第３実施例による近接センサにおいて樹脂を充填する状態を示す図である。
【図１６】従来の近接センサの一例を示す断面図である。
【図１７】従来のコアとプリント基板及びシールドフィルムの組立状態を示す斜視図である。
【図１８】従来の近接センサの他の例を示す断面図である。
【図１９】従来の近接センサのコアとプリント基板，シールドフィルム及び中継フィルムの組立状態を示す斜視図である。
【図２０】従来のシールドフィルムのパターンの一例を示す正面図である。
【符号の説明】
１，７０  近接センサ
２  コア
３  コイルスプール
４  コイル
５  プリント基板
５ａ  突起部
６，６Ａ，７１  シールドフィルム
７  コイルケース
８  ベース金具
９，８１  クランプ部材
１０  コード
２１ａ〜２１ｄ  第１の線状突起
２２ａ〜２２ｄ  第２の線状突起
２３ａ〜２３ｄ，２４ａ〜２４ｄ  突起
２５ａ〜２５ｄ  切欠き部
２６  樹脂漏れ防止溝
３１  円筒状部
３２  帯状突起
３３  フランジ部
３４  導光部
３４ａ  反射面
３５  コード保持部
３６  開口
３７  案内溝
３８  テーパ部
３９  基板保持溝
４０  線状突起
４１  表示素子
４３，８２  開口
６１，６６  シールドパターン
６１ａ  線状パターン
６１ｂ  連結パターン
６２  突出部
６３ａ，６３ｂ  電極
６４  開口
６５  接着面
【図１】
0003570035.tif 000002
【図２】
0003570035.tif 000003
【図３】
0003570035.tif 000004
【図４】
0003570035.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
0003570035.tif 000013
【図１３】
0003570035.tif 000014
【図１４】
0003570035.tif 000015
【図１５】
0003570035.tif 000016
【図１６】
0003570035.tif 000017
【図１７】
0003570035.tif 000018
【図１８】
0003570035.tif 000019
【図１９】
0003570035.tif 000020
【図２０】
0003570035.tif 000021