(57)【要約】【課題】  取付ナットの形状や材質の工夫により、ローコスト化や検出距離の確保（長距離化）を実現しつつ、センサ検出面を取付ナットに対して、面一（あるいは凹ませて）に設置可能とすること。【解決手段】  前端側取付用ナット（３）の金具ベース先端側の面に開かれた開口（３５）の内周縁には第１の面取り加工部（３１）が、金具ベース後端側の面に開かれた開口（３６）の内周縁には第２の面取り加工部（３２）がそれぞれ形成されており、第１の面取り加工部は、金具ベース前端から発せられる漏れ磁束の経路を空所とすることを目的として形成された特大サイズの面取り加工部とされ、第２の面取り加工部は、機械加工上必要とされるバリ取りを目的として形成された通常サイズの面取り加工部とされている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前端部には検知コイルが内蔵されかつ外周部には雄ネジが形成された円柱状金具ベースと、この円柱状金具ベースの雄ネジと螺合する雌ネジが形成されたネジ孔を有する一組の取付用ナットとを有し、
一組の取付用ナットは、円柱状金具ベースの前端側に配置される前端側取付用ナットと円柱状金具ベースの後端側に配置される後端側取付用ナットとを含み、
前端側取付用ナットの金具ベース先端側の面に開かれた開口の内周縁には第１の面取り加工部が、金具ベース後端側の面に開かれた開口の内周縁には第２の面取り加工部がそれぞれ形成されており、
第１の面取り加工部は、金具ベース前端から発せられる漏れ磁束の経路を空所とすることを目的として形成された特大サイズの面取り加工部とされている、ことを特徴とするシールドタイプの誘導型ネジ付き円柱近接センサ。
【請求項２】
第２の面取り加工部は、機械加工上必要とされるバリ取りを目的として形成された通常サイズの面取り加工部とされている、ことを特徴とする請求項１に記載のシールドタイプの誘導型ネジ付き円柱近接センサ。
【請求項３】
近接センサのサイズ規格がＭ１２以上であり、かつ有効ネジ部を２山以上有することを前提とした上で、特大サイズの面取り加工部が、深さ２ｍｍ以上かつ幅２ｍｍ以上の凹部とされている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のシールドタイプの誘導型ネジ付き円柱近接センサ。
【請求項４】
近接センサのサイズ規格がＭ８以下であり、かつ有効ネジ部を２山以上有することを前提とした上で、特大サイズの面取り加工部が、深さ１ｍｍ以上かつ幅１ｍｍ以上の凹部とされている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のシールドタイプの誘導型ネジ付き円柱近接センサ。
【請求項５】
金具ベースの材質が真鍮であり、かつ前端側取付用ナットの材質も真鍮である、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のシールドタイプの誘導型ネジ付き円柱近接センサ。
【請求項６】
金具ベースの材質がＳＵＳ３０３やＳＵＳ３０４等の非磁性ステンレスであり、かつ前端側取付用ナットの材質もＳＵＳ３０３やＳＵＳ３０４等の非磁性ステンレスである、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のシールドタイプの誘導型ネジ付き円柱近接センサ。
【請求項７】
２倍距離品以上の長距離品として構成されている、ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のシールドタイプの誘導型ネジ付き円柱近接センサ。
【請求項８】
前端には検知コイルが内蔵されかつ外周には雄ネジが形成された円柱状金具ベースと、この円柱状金具ベースの雄ネジと螺合する雌ネジが形成されたネジ孔を有する一組の取付用ナットとを有し、
一組の取付用ナットは、円柱状金具ベースの前端側に配置される前端側取付用ナットと円柱状金具ベースの後端側に配置される後端側取付用ナットとを含む、シールドタイプの誘導型ネジ付き円柱近接センサに使用される前端側取付用ナットであって、
金具ベース先端側の面に開かれた開口の内周縁には第１の面取り加工部が、金具ベース後端側の面に開かれた開口の内周縁には第２の面取り加工部がそれぞれ形成されており、
第１の面取り加工部は、金具ベース前端から発せられる漏れ磁束の経路を空所とすることを目的として形成された特大サイズの面取り加工部とされている、ことを特徴とするシールドタイプの誘導型ネジ付き円柱近接センサに使用される前端側ナット。
【請求項９】
第２の面取り加工部は、機械加工上必要とされるバリ取りを目的として形成された通常サイズの面取り加工部とされている、ことを特徴とする請求項８に記載のシールドタイプの誘導型ネジ付き円柱近接センサに使用される前端側ナット。
【請求項１０】
近接センサのサイズ規格がＭ１２以上であり、かつ有効ネジ部を２山以上有することを前提とした上で、特大サイズの面取り加工部が、深さ２ｍｍ以上かつ幅２ｍｍ以上の凹部とされている、ことを特徴とする請求項８又は９に記載のシールドタイプの誘導型ネジ付き円柱近接センサに使用される前端側ナット。
【請求項１１】
近接センサのサイズ規格がＭ８以下であり、かつ有効ネジ部を２山以上有することを前提とした上で、特大サイズの面取り加工部が、深さ１ｍｍ以上かつ幅１ｍｍ以上の凹部とされている、ことを特徴とする請求項８又は９に記載のシールドタイプの誘導型ネジ付き円柱近接センサに使用される前端側ナット。
【請求項１２】
金具ベースの材質が真鍮であり、かつ前端側取付用ナットの材質も真鍮である、ことを特徴とする請求項８〜１１のいずれかに記載のシールドタイプの誘導型ネジ付き円柱近接センサに使用される前端側ナット。
【請求項１３】
金具ベースの材質がＳＵＳ３０３やＳＵＳ３０４等の非磁性ステンレスであり、かつ前端側取付用ナットの材質もＳＵＳ３０３やＳＵＳ３０４等の非磁性ステンレスである、ことを特徴とする請求項８〜１１のいずれかに記載のシールドタイプの誘導型ネジ付き円柱近接センサに使用される前端側ナット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、誘導型ネジ付き円柱近接センサに係り、例えば、シールドタイプの長距離検出用として好適な誘導型ネジ付き円柱近接センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
取付作業に伴うケースの破損を防止することや、センサの性能低下を抑制することを目的として、ケースをステンレスにて形成すると共に、取付部材（ナット）を鉄にて形成するようにした高周波発振形の近接センサが従来より知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、センサコイルの磁束漏洩を阻止し、センサ部を取り付ける周囲金属体の影響による検出距離の変動を低減した高周波発振形近接スイッチも従来より知られている（特許文献２参照）
【特許文献１】特許第３０２３３１１号公報
【特許文献２】特許第２６０３６２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の発明にあっては、取付部材（ナット）は鉄、金具ベースはステンレスに制限されるため、低コスト化が可能な一般的な円柱近接スイッチを構成する材質では十分に効果を発揮することができないと言う問題点がある。すなわち、一般的には、ナットは非磁性体（真鍮又はステンレス）、金具ベースは非磁性体（真鍮又はステンレス）とすることが多いが、特許文献１に記載の発明では、これらの材質では十分に効果を発揮することが出来ない。加えて、金具ベースをステンレスにすると、真鍮の場合に比べて、コストアップ又は検出距離の低下と言った問題点が新たに発生する。
【０００５】
また、特許文献２に記載の発明にあっては、補助コイルが必要となるため、構造や回路が複雑となり、コストアップが招来されること、補助コイルを搭載するスペースを確保するために、検出コイルを小さくする必要が生じ、検出コイルの検出感度が低下し、検出コイルを長距離化することができなくなること、と言った問題点が発生する。
【０００６】
また、検出距離の長距離化、すなわち検出感度の低感度化に伴い、周囲金属体の検出距離への影響が大きくなり、無視し得ない課題となっている。従来、周囲金属体の影響を低減するために、近接スイッチ検出面を取付部材（ナット）に対して、数ｍｍ突出して取り付けねばならないと言った制約をユーザに課すことが通例であり、ユーザ側における利便性を害すると言った問題点も指摘されていた。また、検出面をナットから突出しての設置となることで、検出ワークのブレ等が原因で、検出面にワークが衝突してセンサが故障すると言った問題点もあった。
【０００７】
すなわち、周囲金属体の影響による検出距離の変動を抑制するために、近接スイッチ本体自身の設計工夫（特許文献１，２）を施す場合には、コストアップや検出距離の長距離化が困難となると言ったトレードオフが生ずる。他方、なんの対策も施さない場合には、ユーザの利便性低下（設置条件上の制約）やセンサ検出面へのワーク衝突による故障発生と言った問題点があった。
【０００８】
この発明は、上述の問題点に着目してなされたものであり、その目的とするところは、取付ナットの形状や材質の工夫により、ローコスト化や検出距離の確保（長距離化）を実現しつつ、センサ検出面を取付ナットに対して、面一（あるいは凹ませて）に設置可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明のシールドタイプの誘導型ネジ付き円柱近接センサは、前端部には検知コイルが内蔵されかつ外周部には雄ネジが形成された円柱状金具ベースと、この円柱状金具ベースの雄ネジと螺合する雌ネジが形成されたネジ孔を有する一組の取付用ナットとを有する。一組の取付用ナットは、円柱状金具ベースの前端側に配置される前端側取付用ナットと円柱状金具ベースの後端側に配置される後端側取付用ナットとを含む。前端側取付用ナットの金具ベース先端側の面に開かれた開口の内周縁には第１の面取り加工部が、金具ベース後端側の面に開かれた開口の内周縁には第２の面取り加工部がそれぞれ形成されている。第１の面取り加工部は、金具ベース前端から発せられる漏れ磁束の経路を空所とすることを目的として形成された特大サイズの面取り加工部とされている。
【００１０】
上記の円柱近接センサにあっては、第２の面取り加工部は、機械加工上必要とされるバリ取りを目的として形成された通常サイズの面取り加工部とされている、ものであってもよい。
【００１１】
上記の円柱近接センサにあっては、近接センサのサイズ規格がＭ１２以上であり、かつ有効ネジ部を２山以上有することを前提とした上で、特大サイズの面取り加工部が、深さ２ｍｍ以上かつ幅２ｍｍ以上の凹部とされている、ものであってもよい。
【００１２】
上記の円柱近接センサにあっては、近接センサのサイズ規格がＭ８以下であり、かつ有効ネジ部を２山以上有することを前提とした上で、特大サイズの面取り加工部が、深さ１ｍｍ以上かつ幅１ｍｍ以上の凹部とされている、ものであってもよい。
【００１３】
上記の円柱近接センサにあっては、金具ベースの材質が真鍮であり、かつ前端側取付用ナットの材質も真鍮である、ようにしてもよい。
【００１４】
上記の円柱近接センサにあっては、金具ベースの材質がＳＵＳ３０３やＳＵＳ３０４等の非磁性ステンレスであり、かつ前端側取付用ナットの材質もＳＵＳ３０３やＳＵＳ３０４等の非磁性ステンレスであってもよい。
【００１５】
上記の円柱近接センサにあっては、２倍距離品以上の長距離品として構成されている、ものであってもよい。ここで、２倍距離とは、ＩＥＣ規格に規定された定格検出距離の２倍を指すものである。
【００１６】
別の一面から見た本発明は、シールドタイプの誘導型ネジ付き円柱近接センサに適用されるナットそのものとしても捕らえることができる。
【００１７】
このナットは、前端には検知コイルが内蔵されかつ外周には雄ネジが形成された円柱状金具ベースと、この円柱状金具ベースの雄ネジと螺合する雌ネジが形成されたネジ孔を有する一組の取付用ナットとを有し、一組の取付用ナットは、円柱状金具ベースの前端側に配置される前端側取付用ナットと円柱状金具ベースの後端側に配置される後端側取付用ナットとを含む、シールドタイプの誘導型ネジ付き円柱近接センサに使用される。
【００１８】
このナットには、金具ベース先端側の面に開かれた開口の内周縁には第１の面取り加工部が、金具ベース後端側の面に開かれた開口の内周縁には第２の面取り加工部がそれぞれ形成されており、第１の面取り加工部は、金具ベース前端から発せられる漏れ磁束の経路を空所とすることを目的として形成された特大サイズの面取り加工部とされている。
【００１９】
上記のナットにあっては、第２の面取り加工部は、機械加工上必要とされるバリ取りを目的として形成された通常サイズの面取り加工部とされていてもよい。
【００２０】
上記のナットは、近接センサのサイズ規格がＭ１２以上であり、かつ有効ネジ部を２山以上有することを前提とした上で、特大サイズの面取り加工部が、深さ２ｍｍ以上かつ幅２ｍｍ以上の凹部とされていてもよい。
【００２１】
上記のナットは、近接センサのサイズ規格がＭ８以下であり、かつ有効ネジ部を２山以上有することを前提とした上で、特大サイズの面取り加工部が、深さ１ｍｍ以上かつ幅１ｍｍ以上の凹部とされていてもよい。
【００２２】
上記のナットは、前記金具ベースの材質が真鍮であり、かつ前端側取付用ナットの材質も真鍮であってもよい。
【００２３】
上記のナットは、金具ベースの材質がＳＵＳ３０３やＳＵＳ３０４等の非磁性ステンレスであり、かつ前端側取付用ナットの材質もＳＵＳ３０３やＳＵＳ３０４等の非磁性ステンレスであってもよい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、低コスト化並びに検出距離の長距離化を実現しつつ、センサ検出面を取付ナットに対して面一あるいは凹ませて設置することが可能となり、ユーザに対して設置に際する制約を緩和することができ、又センサ検出面にワークが衝突することによるセンサ故障を回避することができる、と言った効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に、本発明に係るシールドタイプの誘導型ネジ付き円柱近接センサ好適な実施の一形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２６】
本発明近接センサの基本構造を示す側面図が図１に示されている。同図に示されるように、本発明のシールドタイプの誘導型ネジ付き円柱近接センサは、前端部２１には検知コイル（図示せず）が内蔵されかつ外周部には雄ネジ２３が形成された円柱状金具ベース２と、この円柱状金具ベース２の雄ネジ２３と螺合する雌ネジが形成されたネジ孔３３を有する一組の取付用ナット３，４とを有する。一組の取付用ナット３，４は、円柱状金具ベース２の前端側に配置される前端側取付用ナット３と円柱状金具ベースの後端側に配置される後端側取付用ナット４とを含む。
【００２７】
寸法符号の説明図が図２に示されている。同図において、３は先端側取付用ナット、３１は第１の面取加工部、３２は第２の面取り加工部、３３はネジ孔、３４は雌ネジ、３５は開口、３６は開口、Ｃは面取り寸法、Ｄはナットの厚み、Ｗは第１の面取り加工部の幅、ｄは第１の面取り加工部の深さ、Ｌは先端側取付用ナットの対辺間距離である。
【００２８】
図２に示されるように、前端側取付用ナット３の金具ベース先端側の面に開かれた開口３５の内周縁には第１の面取り加工部３１が、金具ベース後端側の面に開かれた開口３６の内周縁には第２の面取り加工部３２がそれぞれ形成されている。
【００２９】
本発明の誘導型ネジ付き円柱近接センサと従来の誘導型ネジ付き円柱近接センサとを比較し、作用の違いを説明した図が図３に示されている。図３（ａ）は本発明の誘導型ネジ付き円柱近接センサ図３（ｂ）は従来の誘導型ネジ付き円柱近接センサを示したものである。図３（ａ）に示されるように、第１の面取り加工部３１は、金具ベース前端から発せられる漏れ磁束Φの経路を空所８とすることを目的として形成された特大サイズの面取り加工部とされている。これに対して、第２の面取り加工部３２は、機械加工上必要とされるバリ取りを目的として形成された通常サイズの面取り加工部とされている。
【００３０】
より具体的には、近接センサのサイズ規格がＭ１２以上であり、かつ有効ネジ部を２山以上有することを前提とした場合、特大サイズの面取り加工部は、深さｄが２ｍｍ以上かつ幅Ｗが２ｍｍ以上の凹部とされている。
【００３１】
また、近接センサのサイズ規格がＭ８以下であり、かつ有効ネジ部を２山以上有することを前提とした場合、特大サイズの面取り加工部は、深さ１ｍｍ以上かつ幅１ｍｍ以上の凹部とされている。
【００３２】
また、好ましい実施の形態においては、金具ベースの材質が真鍮の場合には、前端側取付用ナットの材質も真鍮とされている。また、好ましい実施の形態においては、金具ベースの材質がＳＵＳ３０３やＳＵＳ３０４等の非磁性ステンレスの場合には、前端側取付用ナットの材質もＳＵＳ３０３やＳＵＳ３０４等の非磁性ステンレスとされている。さらに、好ましい実施の形態においては、２倍距離品以上の長距離品として構成されている。ここで、２倍距離とは、ＩＥＣ規格に規定された定格検出距離の２倍を指すものであり、具体的には、Ｍ５シールドタイプで１．５ｍｍ以上、Ｍ８シールドタイプで２ｍｍ以上、Ｍ１２シールドタイプで４ｍｍ以上、Ｍ１８シールドタイプで８ｍｍ、Ｍ３０シールドタイプで１５ｍｍ以上の検出距離を指す。
【００３３】
本発明のシールドタイプの誘導型ネジ付き円柱近接センサは、以上のような構成を有するものであるから、図３（ａ）に示されるように、検知コイル６から発生する漏れ磁束Φは、第１の面取り加工部３１により生ずる空所８を通過することとなる。このため、検知コイル６から発生する漏れ磁束Φはナット３とは鎖交しなくなり、その分だけ損失が軽減されるので、検出感度が向上する。これに対して、図３（ｂ）に示されるように、従来のシールドタイプの誘導型ネジ付き円柱近接センサは、検知コイル６から発生する漏れ磁束Φは、ナット３Ａと鎖交するため、その分だけ損失を生じて、検出感度が低下する。
一対のナットの別の例が図４に示されている。同図において、２は金具ベース、３，３Ａは前端側取付用ナット、４，４Ａは後端側取付用ナット、５は電気コード、６は検知コイル、７は支持板、８は空所、３１は第１の面取り加工である。図４に示されるように、後端側取付用ナット４については、従来通りのナットを使用しても差し支えない。
【００３４】
図５〜図８には、本発明に係るナットのいくつかの設計例が従来品と比較して示されている。すなわち、図５はＭ８ナットの設計例、図６はＭ１２ナットの設計例、図７はＭ１８ナットの設計例、図８はＭ３０ナットの設計例である。
【００３５】
本発明における第１の面取り加工は、深さｄ並びに幅Ｗが許す限りにおいて、様々な形態を採用することができる。その一例として、本発明ナットの変形例（その１）が図９に、本発明ナット（Ｍ３０）の変形例（その２）が図１０にそれぞれ示されている。それらの図から明らかなように、いずれの例にあっても、面取り加工部は底部が平坦な凹部とされていることが理解されるであろう。
【００３６】
本発明ナットと従来ナットとで、ナット突き出し距離に対する検出距離の変化率を比較して示すグラフ（その１）が図１１に示されている。また、図１２は、図１１に示されたグラフの解説図であり、同図（ａ）においてグラフの横軸すなわちナットの突き出し距離の考え方を解説している。ナットの突出し距離は、ナット先端と検出面間との距離を表しており、ナット先端と検出面とが一致している状態では、ナットの突き出し距離はプラスマイナスゼロである。また同図（ｂ）においては、グラフの縦軸すなわち検出距離の変化率の定義を記載している。
【００３７】
図１１に示される例は、Ｍ１８シールドタイプ、長距離近接センサ（定格距離１１ｍｍ）であって、金具ベース及びナットの材質はいずれも真鍮の場合の例である。図１１において、従来ナットの場合は、ナットの突き出し距離を−０．５ｍｍ以上、すなわちナットの先端を０．５ｍｍ以上凹ますと、検出ワークの有無に関わらず物体検知出力が常時ＯＮ状態となるため、近接スイッチとしては動作不良状態である（図中の領域Ａ）。このように、従来型のナットの場合は、ナット先端に対し、検出面を凹ました状態での使用が不可能であることがわかる。一方、本実施例のナット使用時は、通常の取付け領域（図中の領域Ｂ、ナット突出し距離がプラス目の領域）において、従来ナットの場合に比して、検出距離の変化は小さくなることがわかる。
【００３８】
また、本発明ナットと従来ナットとで、ナット突き出し距離に対する検出距離の変化率を比較して示すグラフ（その２）が図１３に示されている。同図に示される例は、Ｍ８シールドタイプ、長距離近接センサ（定格距離３ｍｍ）であって、金具ベース及びナットの材質はいずれもステンレスの例である。図１３において、従来ナットの場合は、ナットの突き出し距離を−０．５ｍｍ以上、すなわちナットの先端を０．５ｍｍ以上凹ますと、検出ワークの有無に関わらず物体検知出力が常時ＯＮ状態となるため、近接スイッチとしては動作不良状態である（図中の領域Ａ）。この例においても、従来型のナットの場合は、ナット先端に対し、検出面を凹ました状態での使用が不可能であることがわかる。一方、本実施例のナット使用時は、通常の取付け領域（図中の領域Ｂ）において、従来ナットの場合に比して、図１１の場合と同様に検出距離の変化が小さくなることがわかる。
【００３９】
一方、鉄、真鍮、ステンレスの各ナットで、ナット突き出し距離に対する検出距離の変化率を比較して示すグラフ（その１）が図１４に示されている。図１４に示される例は、Ｍ１８シールドタイプ、長距離近接センサ（定格距離１１ｍｍ）の場合の例であり、金具ベースを真鍮としたときの鉄、真鍮、ステンレスの各ナットで、ナット突き出し距離に対する検出距離の変化率を比較して示したものである。同図より明らかなように、周囲の金属体、すなわちナットの材質が鉄の場合、及びナットの材質がステンレスの場合には、検出距離が大きく変化しており、ナットの材質が真鍮の場合には鉄・ステンレスの場合と比べて検出距離の変化率が小さい。具体的には、ナットの材質が鉄である場合には、ナットの材質が真鍮である場合と比べて検出距離の変化率が大きく、また、ナットの突き出し距離が２ｍｍ以下の領域（図中領域Ａ）で物体検知出力が常時ＯＮ状態となりやすい。ナットの材質がステンレスの場合には、ナットの材質が真鍮である場合と比べて検出距離の変化率が大きく、ナットの突き出し距離が１ｍｍ以下の領域（図中領域Ｂ）で物体検知出力が常時ＯＮ状態となりやすい。したがって、金具ベースの材質が真鍮のときは、検出距離の変化を小さくすること、常時ＯＮ状態になることによる動作不良防止等を考慮し、ナットの材質も真鍮にすることが重要であることが言える。
【００４０】
鉄、真鍮、ステンレスの各ナットで、ナット突き出し距離に対する検出距離の変化率を比較して示すグラフ（その２）が図１５に示されている。図１５に示される例は、Ｍ８シールドタイプ、長距離近接センサ（定格距離３ｍｍ）の場合の例であり、金具ベースがステンレスである点が図１４の場合と異なっている。図１５の例では、ナットの材質が鉄もしくは真鍮の場合には検出距離の変化率が大きく、ナットの材質がステンレスの場合には前者と比べて検出距離の変化率が小さくなっており、特に、図中の領域Ａ及び領域Ｂでは距離の変化が大きいことがわかる。したがって、金具ベースの材質がステンレスのときは、ナットの材質もステンレスにすることが重要であることが言える。
【００４１】
本発明ナットと従来ナットとで、ナット突き出し距離に対する検出距離の変化率を比較して示すグラフ（その３）が図１６に示されている。図１６に示される例は、Ｍ１８シールドタイプ、通常距離近接センサ（定格距離５ｍｍ）において、本発明ナットと従来ナットとで、ナット突き出し距離に対する検出距離の変化率を比較して示したものである。同図より明らかなように、本発明ナットは、従来ナットと比較して検出距離の変化率が小さいものである。このように、本発明ナットによる効果は、図１１〜図１５に示すように長距離近接センサとして構成した場合の方がより顕著になることがわかる。
【００４２】
解析モデル１（ナット位置＝＋１ｍｍ）の説明図が図１７に、解析モデル２（ナット位置＝−１ｍｍ）の説明図が図１８に、それぞれ示されている。図１７において、１７０１はナット１、１７０２はナット２（Ｃ２．５部分）、１７０３は金具ベース、１７０４はフェライトコア、１７０５はコイルである。図１８において、１８０１はナット１、１８０２はナット２、１８０３は金具ベース、１８０４はフェライトコア、１８０５はコイルである。また、解析回路モデルの説明図が図１９に示されている。
【００４３】
図１７〜図１９を前提として、様々な条件でコンピュータによる解析を行った結果に相当する磁束分布が図２０〜図２７に、また電力密度分布が図２８〜図３５に示されている。
【００４４】
以下に、金属ベース材質、ナット１及びナット２の材質、及びナット位置を異ならせた場合のそれぞれの磁束分布並びに電力密度分布についての解析結果１−１乃至１−５、並びに解析結果２−１乃至２−３について図２０〜３５を参照して説明する。なお、解析結果１−１乃至１−５は金具ベース材質として真鍮を採用した例であり、解析結果２−１乃至２−３は金具ベースとしてステンレスを採用した例である。
【００４５】
解析結果１−１（磁束分布）を示すグラフが図２０、解析結果１−１（電力密度分布）を示すグラフが図２８に、それぞれ示されている。解析結果１−１においては、ナット位置は＋１ｍｍとされ、金具ベース材質として真鍮を採用し、ナット１及びナット２は空気（ナットが無い状態）とされている。
【００４６】
解析結果１−２（磁束分布）を示すグラフが図２１、解析結果１−２（電力密度分布）を示すグラフが図２９に、それぞれ示されている。解析結果１−２においては、ナット位置は＋１ｍｍとされ、金具ベース材質として真鍮を採用し、ナット１及びナット２は真鍮とされている。
【００４７】
解析結果１−３（磁束分布）を示すグラフが図２２、解析結果１−３（電力密度分布）を示すグラフが図３０に、それぞれ示されている。解析結果１−３においては、ナット位置は＋１ｍｍとされ、金具ベース材質として真鍮を採用し、ナット１を真鍮、そしてナット２は空気とされている。
【００４８】
解析結果１−４（磁束分布）を示すグラフが図２３、解析結果１−４（電力密度分布）を示すグラフが図３１に、それぞれ示されている。解析結果１−４においては、ナット位置は−１ｍｍとされ、金具ベース材質として真鍮を採用し、ナット１及びナット２は真鍮とされている。
【００４９】
解析結果１−５（磁束分布）を示すグラフが図２４、解析結果１−５（電力密度分布）を示すグラフが図３２に、それぞれ示されている。解析結果１−５においては、ナット位置は−１ｍｍとされ、金具ベース材質として真鍮を採用し、ナット１は真鍮、そしてナット２は空気とされている。
【００５０】
解析結果２−１（磁束分布）を示すグラフが図２５、解析結果２−１（電力密度分布）を示すグラフが図３３に、それぞれ示されている。解析結果２−１においては、ナット位置は＋１ｍｍとされ、金具ベース材質としてステンレスを採用し、ナット１は空気、そしてナット２は真鍮とされている。
【００５１】
解析結果２−２（磁束分布）を示すグラフが図２６、解析結果２−２（電力密度分布）を示すグラフが図３４に、それぞれ示されている。解析結果２−２においては、ナット位置は＋１ｍｍとされ、金具ベース材質としてステンレスを採用し、ナット１及びナット２は真鍮とされている。
【００５２】
解析結果２−３（磁束分布）を示すグラフが図２７、解析結果２−３（電力密度分布）を示すグラフが図３５に、それぞれ示されている。解析結果２−３においては、ナット位置は＋１ｍｍとされ、金具ベース材質としてステンレスを採用し、ナット１及びナット２はステンレスとされている。
【００５３】
尚、図２０〜２７にて示される磁束分布（解析結果１−１乃至１−５、２−１乃至２−３）においては、等磁束線分布（観測位相９０°）、−２Ｅ−１０〜＋２Ｅ−１０［Ｗｂ］であるということは共通している。また、図２８〜３５にて示される電力密度分布（解析結果１−１乃至１−５、２−１乃至２−３）においては、０〜１［Ｗ／ｍ3］であるということは共通している。
【００５４】
図２０〜２４にて示される解析結果１−１乃至１−５の磁束分布を示すグラフ中、領域Ｅより明らかなように、ナットに面取りを施すことで、ナットからの反磁束との干渉を低減できる。これにより、ナットの突き出し距離がプラス目／マイナス目のいずれであるかに関わらず、検出コイルから発生される磁束の分布状態の変形を抑制する効果が共通して得られている。この結果として、磁束分布の変形抑制により、検出コイル自身のインピーダンス特性の変動が抑制され、検出距離の変化が低減できる。
【００５５】
また、図２８にて示される解析結果１−１の電力密度分布を示すグラフの見方であるが、斜線によるハッチングの部分は、ハッチングの部分に比べて電力密度が高くなっていることを示す。この関係は、図２９（解析結果１−２）、図３０（解析結果１−３）、図３１（解析結果１−４）、図３２（解析結果１−５）、図３３（解析結果２−１）、図３４（解析結果２−２）、図３５（解析結果２−３）の場合についても同様である。いずれの図においても、領域Ａは領域Ｂ，領域Ｃよりも電力密度が高くなっていることが明らかである。
【００５６】
図２８、図２９、図３０の解析結果１−１乃至１−３を参照すると、ナット面に面取りを施すことで、図中、長方形状の点線にて囲まれている領域Ａにおいて、金具ベース内の電力密度分布が高くなっていること、すなわち、ナットからの反磁束により金具ベース内の電力損失低減を抑制する効果が得られていることが分かる。これにより、ナット突き出し距離がプラス目の場合、検出距離のマイナス方向への変化を抑制できる。
【００５７】
また、図３１及び図３２にて示される解析結果１−４及び１−５の電力密度分布を示すグラフを参照すると、ナットに面取りを施すことで、長方形状の点線にて囲まれている領域Ａにおいてナット内の電力密度分布が高くなっていること、すなわち、ナット内の電力損失の増加を抑制する効果が得られていることが分かる。これにより、ナット突き出し距離がマイナス目の場合、検出距離のプラス方向への変化を抑制できる。
【００５８】
更に、図３３〜３５にて示される解析結果２−１乃至解析結果２−３の電力密度分布を示すグラフでは、金具ベースとしてステンレスを採用すると、金具ベースが真鍮の場合（図２８〜図３２）と比べて、斜線によるハッチングの部分の面積が広いことがわかる。すなわち、この結果より、金具ベースの材質がステンレスの場合には、周辺金具（ナット）として非磁性体のものが配備されると、金具ベースとして真鍮を採用した場合に比して、金具ベース内の過電流ロスがかなり低減されることが分かる。
【００５９】
ここまで、図２０〜図３５のグラフを用いて、金具ベースの材質が異なることによって周囲金属の材質の影響に差異が生じることを説明したが、これらの内容は、定性的には以下（１）〜（３）の様に説明することができる。
【００６０】
（１）検出コイルから発生した磁束が金属体に鎖交する際に、金属体内に磁束が浸透し渦電流が流れる深さ（表皮深さδ）は、
δ＝√（２／ωσμ）
で表される。ここで、ωは各周波数、σは導電率、μは透磁率を示す。なお、ここで「表皮深さ」とは、ある材質に入射した電磁界が１／ｅに減衰する距離のことである。
【００６１】
図２０〜図３５の例では、金具ベースは非磁性体からなり、また、金具ベースの肉厚は通常数ミリ程度と薄い為、磁束の表皮深さを考慮すると十分な磁束の遮蔽効果があるとは言えない状態である。すなわち、磁束は金具ベースの外周に配置される周辺金属体（ナットなど）の影響を受けやすい状態にあるといえる。また、上記の関係式より金具ベースの導電率が小さいほど表皮深さが深くなることから、真鍮よりも導電率の小さいステンレスの方がその周辺金属の影響をより受けやすくなる。
【００６２】
（２）検出コイルから発生した磁束が金属ナットに鎖交することにより渦電流が流れ、その渦電流による磁束が金具ベースに鎖交することにより、金属ナットの渦電流磁束と、金具ベースの渦電流磁束との干渉（電磁誘導現象）が発生する。検出コイルの作る磁束が金具ベースに鎖交して生じる渦電流磁束と、検出コイルの作る磁束がナットに鎖交して生じる渦電流磁束とはほぼ同位相であるので、ナットの作る渦電流磁束は、金具ベースの作る渦電流磁束を低減する方向に作用する。つまり、ナットなどの周辺金属体が配備されると、この作用により金具ベース内部に生じる渦電流損（電力損失）が低減され、結果として検出距離は低下することになる。また、先にも述べたように、周辺金属体が近接し金具ベースの渦電流損が低減することによる検出距離の低下は、金具ベースの表皮深さδが深いほうがより影響を受けやすくなる。このため、金具ベース材質として真鍮を採用したときよりも、導電率の小さいステンレスを採用したときの方が、その検出距離低下は大きくなるといえる。
【００６３】
（３）また、導体は損失抵抗を有しているため、導体に渦電流が流れるとその損失抵抗による電力損失（渦電流損）が発生する。発振振幅（損失）検出タイプの近接センサは、検出ワークの近接に伴う検出コイルのコンダクタンス（損失成分）の増加を検出しているものである。検出コイルに真鍮ナットを近接させたときよりも、検出コイルにステンレスナットを近接させたときの方が、距離変化がプラス側に推移する。これは、抵抗率（導電率の逆数）がステンレス＞真鍮であることから、ナットの材質としてステンレスを採用したときの方がナットに発生する渦電流損が大きいためである。
さらに、金具ベースの材質（真鍮、ステンレス）とナットの材質（真鍮、ステンレス）との関係は、以下のように説明することができる
【００６４】
金具ベースが真鍮のときは、金具ベースがステンレスの場合に比して表皮深さが薄いため、上記（２）で述べた周辺金属体の近接による検出距離低下は小さい。このため、金具ベースが真鍮の場合に周辺金属体（ナット）の材質としてステンレスを採用すると、コイルにステンレスナットが近接した際に上記（３）で述べた作用によるプラス側への距離変動の影響が大きくなり、検出ワークの有無に関わらず物体検知出力が常時ＯＮ状態（検知状態）に陥りやすい状態となる。従って、金具ベースが真鍮のときは、ナットも真鍮にすることが、周囲金属体の近接による検出距離変動抑制の有効な組合せであると言える。
【００６５】
一方、金具ベースがステンレスのときは、金具ベースが真鍮である場合に比して金具ベースの表皮深さδが深いため、上記（２）で述べた周辺金属体の近接による距離低下は大きいことになる。よって、金具ベースがステンレスのときは、周辺金属体（ナット）にステンレス材を適用し、上記（３）で述べた作用によるプラス側への距離変動を加味させることで、上記（２）の作用による距離低下を抑制するが好ましい。これにより、金具ベースがステンレスのときは、ナットもステンレスにすることが、周囲金属体の近接による検出距離変動抑制の有効な組合せであるといえる。
【００６６】
さらに、特許文献１に記載の近接センサ（金具ベースがステンレス、ナットが鉄）と比較した場合であるが、磁性体（鉄）は非磁性体（真鍮、ステンレス）に比して透磁率が高いため、ナットに磁性体（鉄）を採用すると上記（３）で述べた作用による渦電流損はかなり大きくなる。この作用により、金具ベースの材質がステンレスの場合であってもプラス側への距離変動は大きくなり、近接センサの動作不良状態（検出ワークの有無に関わらず常時ＯＮとなる状態）に陥りやすくなる。これらのことからも、金具ベースがステンレスのときには、鉄ナットよりもステンレスナットを用いた方が、検出距離変動抑制のためには有効であることがいえる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明近接センサの基本構造を示す側面図である。
【図２】寸法符号の説明図である。
【図３】本発明と従来例とで比較して示す作用説明図である。
【図４】一対のナットの別の例を示す図である。
【図５】Ｍ８ナットの設計図である。
【図６】Ｍ１２ナットの設計図である。
【図７】Ｍ１８ナットの設計例である。
【図８】Ｍ３０ナットの設計例である。
【図９】本発明ナットの変形例（その１）である。
【図１０】本発明ナット（Ｍ３０）の変形例（その２）である。
【図１１】本発明ナットと従来ナットとで、ナット突き出し距離に対する検出距離の変化率を比較して示すグラフ（その１）である。
【図１２】図１１のグラフの解説のための図である。
【図１３】本発明ナットと従来ナットとで、ナット突き出し距離に対する検出距離の変化率を比較して示すグラフ（その２）である。
【図１４】鉄、真鍮、ステンレスの各ナットで、ナット突き出し距離に対する検出距離の変化率を比較して示すグラフ（その１）である。
【図１５】鉄、真鍮、ステンレスの各ナットで、ナット突き出し距離に対する検出距離の変化率を比較して示すグラフ（その２）である。
【図１６】本発明ナットと従来ナットとで、ナット突き出し距離に対する検出距離の変化率を比較して示すグラフ（その３）である。
【図１７】解析モデル１（ナット位置＝＋１ｍｍ）の説明図である。
【図１８】解析モデル２（ナット位置＝−１ｍｍ）の説明図である。
【図１９】解析回路モデルの説明図である。
【図２０】解析結果１−１（磁束分布）を示すグラフである。
【図２１】解析結果１−２（磁束分布）を示すグラフである。
【図２２】解析結果１−３（磁束分布）を示すグラフである。
【図２３】解析結果１−４（磁束分布）を示すグラフである。
【図２４】解析結果１−５（磁束分布）を示すグラフである。
【図２５】解析結果２−１（磁束分布）を示すグラフである。
【図２６】解析結果２−２（磁束分布）を示すグラフである。
【図２７】解析結果２−３（磁束分布）を示すグラフである。
【図２８】解析結果１−１（電力密度分布）を示すグラフである。
【図２９】解析結果１−２（電力密度分布）を示すグラフである。
【図３０】解析結果１−３（電力密度分布）を示すグラフである。
【図３１】解析結果１−４（電力密度分布）を示すグラフである。
【図３２】解析結果１−５（電力密度分布）を示すグラフである。
【図３３】解析結果２−１（電力密度分布）を示すグラフである。
【図３４】解析結果２−２（電力密度分布）を示すグラフである。
【図３５】解析結果２−３（電力密度分布）を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６８】
１    近接センサ
２    金具ベース
３    前端側取付用ネット
４    後端側取付用ネット
５    電気コード
８    空所
２１    前端部
２２    後端部
２３    雄ネジ
３１    第１の面取り加工部
３２    第２の面取り加工部
３３    ネジ孔
３５    開口
３６    開口
１７０１  ナット１
１７０２  ナット２（Ｃ２．５部分）
１７０３  金具ベース
１７０４  フェライトコア
１７０５  コイル
１８０１  ナット１
１８０２  ナット２
１８０３  金具ベース
１８０４  フェライトコア
１８０５コイル
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
2006156360.tif 000032
【図３１】
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【図３２】
2006156360.tif 000034
【図３３】
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【図３４】
2006156360.tif 000036
【図３５】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年10月28日(2005.10.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２８】
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