(57)【要約】 【課題】  胴部に対するコイル線の巻き始め部分においてもコイル線を整列巻きさせることが可能な近接センサ用検出コイル等を提供することを目的とする。【解決手段】  ボビン４０は胴部４１の両軸端部４１Ａ、４１Ｂに径方向外向きに突出するフランジ部４４，４５を備えてなる。両フランジ部４４、４５のうち、下側に位置するフランジ部４５には、断面半円状の切り欠き部４６Ｂ、４７Ｂがそれぞれ形成されている。そして、胴部４１の外周面にはコイル線５５を嵌合させるコイル溝４２が設けられているが、このコイル溝４２の下端はフランジ部４５から所定距離れた位置までしか形成されていない。換言すれば、胴部４１における下側の軸端部４１Ｂには、その全周に亘って平らな平坦部４８が設けられ、この平坦部４８に続いてコイル溝４２が形成されている。このように、コイル溝４２の溝位置をコイル線５５の屈曲部分（Ｄ部）の膨らみを見込んで形成してあるから、コイル線５５の巻き始め部分においてもコイル線５５を整列巻きさせることが可能となる。【選択図】  図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁力の変化に基づいて検出を行なう近接センサに使用される検出コイルであって、
コイル線が巻回される胴部と、
前記胴部の両軸端部に設けられるフランジ部と、
前記フランジ部のうちいずれか一方に設けられるコイル線挿通用の切り欠き部と、からなるコイルスプールに、前記切り欠き部を挿通させつつ屈曲させて先端部を前記フランジ部の外側に引き出した状態から当該コイル線を繰り返し巻きつけてなるものにおいて、
前記胴部に対するコイル線の巻回開始位置が前記切り欠き部が設けられた側の軸端部から所定距離離れて開始されるように前記コイル線を位置規制する位置規制部を備えたことを特徴とする近接センサ用検出コイル。
【請求項２】
前記胴部の外周面に前記コイル線が嵌合されるコイル溝が形成されるとともに、このコイル溝が前記胴部における前記切り欠き部が設けられた側の軸端部から所定距離離れた位置から開始されて前記位置規制部を構成していることを特徴とする請求項１に記載の近接センサ用検出コイル。
【請求項３】
前記コイル線は、複数のコイル素線をより合わせたより線を外被により被覆してなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の近接センサ用検出コイル。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の近接センサ用検出コイルと、
前記近接センサ用検出コイルを収容する磁性体からなるコアとを有し、
前記近接センサ用検出コイルから発生する磁力の変化に基づいて検出を行う近接センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近接センサ用検出コイル、並びにそれを使用した近接センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、検出コイルから発生する磁力の変化に基づいて検出を行う近接センサが広く知られている。検出コイルは、円筒状のコイルボビンにコイル線を繰り返し巻きつけてなるが、コイル線を整列巻きするべく、コイルボビンの胴部にコイル線が嵌合される溝部を形成したものがある（特許文献１）。
尚、コイル線を整列巻きするのは、近接センサの検出精度を高めるためである。すなわち、ボビンに対してコイル線の巻き斑があると、検出コイルに生ずる磁界が不均一となる。これにより、部分的に磁界の弱い部分が出来てしまい、場合によっては、検出補償範囲内であっても、検出を行なうことが出来ないといった事態が生じ得る。そのため、コイル線をボビンに整列巻きすることは、近接センサの測定精度を補償する上で、極めて重要な問題といえる。
【特許文献１】特開２００１−２６７１５１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
胴部に溝が形成されていれば、コイル線が溝に沿って巻かれるから、溝が形成されていない場合に比べて、コイル線を整列させることが可能となる。
ところで、ボビンに対するコイル線の巻き付けは、予め、コイル線の始端部分を固定しておき、その状態から例えば、治具等によりボビンを回動させることで行なわれるが、通常では、コイル線の始端が固定される端子はフランジ部４の外側に設けられているため、図１３に示すように、ボビン１に対するコイル線の巻き付けは、先端部を屈曲させた状態で開始される。
しかし、コイル線は直角には曲がらないから、コイル線を挿通させる切り欠き部５の周辺で、コイル線は外側に膨らんでしまう（同図に示すＦ寸法部分）。係る状態で、コイル線を巻きつけてゆくと、外側に膨らんだ部分に２周目のコイル線が被ってしまい、コイル線を整列巻きすることが出来ない、という問題があった。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、胴部に対するコイル線の巻き始め部分においてもコイル線を整列巻きさせることが可能な近接センサ用検出コイル並びに、それを用いた近接センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、磁力の変化に基づいて検出を行なう近接センサに使用される検出コイルであって、コイル線が巻回される胴部と、前記胴部の両軸端部に設けられるフランジ部と、前記フランジ部のうちいずれか一方に設けられるコイル線挿通用の切り欠き部と、からなるコイルスプールに、前記切り欠き部を挿通させつつ屈曲させて先端部を前記フランジ部の外側に引き出した状態から当該コイル線を繰り返し巻きつけてなるものにおいて、前記胴部に対するコイル線の巻回開始位置が前記切り欠き部が設けられた側の軸端部から所定距離離れて開始されるように前記コイル線を位置規制する位置規制部を備えたところに特徴を有する。
【０００５】
請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記胴部の外周面に前記コイル線が嵌合されるコイル溝が形成されるとともに、このコイル溝が前記胴部における前記切り欠き部が設けられた側の軸端部から所定距離離れた位置から開始されて前記位置規制部を構成しているところに特徴を有する。
【０００６】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のものにおいて、前記コイル線は、複数のコイル素線をより合わせたより線を外被により被覆してなるところに特徴を有する。
【０００７】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の近接センサ用検出コイルと、前記近接センサ用検出コイルを収容する磁性体からなるコアとを有し、前記近接センサ用検出コイルから発生する磁力の変化に基づいて検出を行うところに特徴を有する。
【発明の効果】
【０００８】
＜請求項１、請求項３並びに請求項４の発明＞
請求項１の発明によれば、切り欠き部が設けられた側の軸端部から所定距離離れた位置から巻回が開始されるようにコイル線は位置規制部によって位置規制される。このように、屈曲部分の膨らみが予め見込まれているから、巻き始め部分を含むコイル線の全体を胴部に対して整列させた状態で巻くことが出来る。そして、整列巻きされた検出コイルを使用した近接センサであれば、コイルによって作られる磁界が均一になるため、センサの検出精度が高まる（請求項４の発明）。
また、コイル線が、複数のコイル素線をより合わせたより線を外被により被覆してなるものの場合には、単線に比べて曲がり難く屈曲部分の膨らみが特に大きくなる。従って、通常であれば、整列巻きが困難となるが、本発明であれば、係る場合であっても整列巻きが可能となる（請求項３の発明）。
【０００９】
＜請求項２の発明＞
請求項２の発明によれば、コイル溝によって位置規制部が兼用されているから、位置規制部をそれ専用に設ける必要がなく、コイルスプールの形状がシンプルになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の一実施形態を図１ないし図９によって説明する。
１．近接センサの全体構成
図１は、近接センサの側断面図である。同図に示すように、近接センサは全体として長手状に構成され、ケーシング１１の内部に次述する検出部Ｐを有する平板状の回路基板Ｓを収容させている。
【００１１】
２．検出部
検出部Ｐは回路基板Ｓの長手方向の先端（図１で紙面左方向）寄りの位置にあって、樹脂材料などからなるボビン（本発明のコイルスプールに相当）４０にコイル線を巻きつけた検出コイルＬと、コア６０とから構成される。
【００１２】
ボビン４０は、図２のように、円筒状をなす胴部４１の両軸端部４１Ａ、４１Ｂに径方向外向きに突出する円盤状のフランジ部４４，４５を備えてなる。両フランジ部４４、４５のうち、図２における下側に位置するフランジ部４５の下面には、下向きに突出するように一対の座部４６、４７が設けられている。これら両座部４６、４７の中心部分には軸孔４６Ａ、４７Ａが形成されるとともに、外側面には断面半円状の切り欠き部４６Ｂ、４７Ｂがそれぞれ形成されている。両軸孔４６Ａ、４７Ａには端子ピン５１、５２がそれぞれ固定されるようになっている。
【００１３】
係るボビン４０に対して、コイル線５５を繰り返し巻きつけることで検出コイルＬが形成される。具体的には、図４に示すように、切り欠き部４６Ｂに沿って水平に始端５５Ａを引き出して、同始端５５Ａを端子ピン５１に固定した状態にセットしておき、その状態から巻きつけ治具Ｒを回動させる。これにより、コイル線格納部７１からコイル線５５が順次引き出されることで、胴部４１にコイル線５５が繰り返し巻かれることとなる。尚、コイル線５５の他端は、他方側の切り欠き部４７Ｂを通して胴部４１側から端子ピン５２側に引き出されて、端子ピン５２に接続される。
【００１４】
図５に示すように、コア６０は円柱状をなすコイル受け部６１と、このコイル受け部６１を取り囲む外壁部６２と、両部６１、６２を連結する底面壁６４とからなる。コイル受け部６１は、ボビン４０の内周に嵌合可能な大きさに形成されるとともに、外壁部６２はボビン４０のフランジ部４４、４５よりやや大きく形成される。また、底面壁６４における端子ピン５１の対向位置には、それぞれ逃がし孔６６、６７が設けられている。
そのため、ボビン４０の内周にコイル受け部６１を宛がいつつ、ボビン４０をコア６０内に嵌合させると、逃がし孔６６、６７に挿通されて端子ピン５１は底面壁６４から下向きに突出されるとともに、検出コイルＬ全体（端子ピン５１、５２を除く部分）がコア６０内に収容されるようになっている。
【００１５】
また、検出部Ｐの接続相手となる回路基板Ｓには、端子ピン５１、５２の対向位置にスルーホールが設けられており、端子ピン５１、５２を回路基板Ｓに半田付けすることで、検出コイルＬが回路基板Ｓの導電路に対して電気的に接続されるようになっている。
【００１６】
３.近接センサの電気的構成
図６に示すように、回路基板Ｓには発振回路１０、検波回路２０、比較回路３０などが実装されている。発振回路１０は検出コイルＬと共にＬＣ並列共振回路１１を構成するものである。検波回路２０は発振回路１０から出力される交流電圧を整流するためのものであり、比較回路３０は所定の基準電圧レベルと検波回路２０から出力された電圧レベルとを比較するものである。
【００１７】
近接センサの検出原理について、簡単に説明すると、ＬＣ並列共振回路１１に対して図示しない電源回路から直流電圧が印加されると、ＬＣ並列共振回路の検出コイルＬとコンデンサＣとの間に電気振動が生じる。
【００１８】
被検出体（金属体）Ｗと検出コイルＬとが離れている場合には、検出コイルＬに生ずる磁束が被検出体Ｗにほとんど鎖交しない。そのため、被検出体Ｗには誘導電流（渦電流）が流れず、同被検出体Ｗでのエネルギー損失がないため、検出コイルＬとコンデンサＣによる電気振動は一定の振幅レベルを保った状態で持続する。
これに対して、検出コイルＬが被検出体Ｗに接近すると、検出コイルＬに渦電流が流れる。これは検出センサ１側から被検出体Ｗ側にエネルギーが引き出されたということであるから、検出センサ１側にエネルギーの損失が生じて、発振振幅のレベルが低下する。このように、発振振幅のレベルを検出することで、被検出体の有無について検出することが出来る。
【００１９】
さて、係る近接センサでは測定精度の向上が要請されるが、それには、各素子の回路定数の安定が必要不可欠である。特に、このものは、ＬＣ並列共振回路１１による電気振動を利用して検出動作を行なうから、検出コイルＬのインダクタンス並びに、コンデンサのキャパシタンスの値を誤差なくする必要がある。
【００２０】
検出コイルＬは、先にも述べたように、コイル線５５をボビン４０の胴部４１に繰り返し巻いて形成するが、巻き方に斑があるとコイルが作る磁界に歪が生ずるから、巻き数が同じであってもインダクタンスの値が異なったものになってしまう。そこで、胴部４１にコイル線５５を整列巻きするべく、図７に示すように胴部４１の外周面にコイル線５５を嵌合させるコイル溝４２が設けられている。
【００２１】
このコイル溝４２は径方向内側（図７に示す中心線Ｌｃ側）に切れ込むようなＶ字型をなすととももに、その溝間のピッチ（図７に示すＡ寸法）は、図８、図９に示すように、コイル線５５を胴部４１に巻きつけた際に、隣合うコイル線５５の外周同士が密着するような幅寸法に設定されている。
【００２２】
また、図７に示すように、コイル溝４２の上端はフランジ部４４に達する位置、すなわち胴部４１における上端側の軸端部４１Ａまで達しているのに対して、下端はフランジ部４５から所定距離れた位置までしか形成されていない。換言すれば、胴部４１における下側の軸端部４１Ｂには、その全周に亘って平らな平坦部４８が設けられ、この平坦部４８に続いてコイル溝４２が形成されている。
【００２３】
コイル溝４２の下端側の溝位置を上記のように設定してあるのは、切り欠き部４６Ｂから胴部４１へとコイル線５５の引き込むための屈曲部分（図８に示すＤ部）の膨らみを見込んだものである。すなわち、コイル線５５は直角には曲がらないから屈曲部分は、同図の上方にやや膨らんでしまうが、平坦部４８の高さ寸法Ｂはコイル線５５の屈曲部分の膨らみの高さ（例えば、図１３に示すＦ寸法）とほぼ同じ高さに設定されていている。
尚、本実施形態のものは、平坦部４８の高さ寸法Ｂをコイル線５５の太さ（直径Ｒ）の約１/２に設定してある。
【００２４】
そのため、コイル線５５をコイル溝４２に沿わせると、丁度、コイル線５５の屈曲部分（巻き始めの部分）が無理なくコイル溝４２に嵌るようになっている。そのため、巻き始めの部分を含むコイル線５５全体を胴部４１に対して整列させた状態で巻き付けることが出来る。
【００２５】
また、本実施形態のものは、平坦部４８を胴部４１の全周に亘って設けているが、これは、コイル線５５の始端５５Ａを端子ピン５１、５２のいずれの側に固定した状態から巻きつけを行なっても、コイル線５５が胴部４１に整列巻きされるように配慮したものである。
【００２６】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００２７】
（１）本実施形態では、コイル溝４２を胴部４１の軸端部４１Ｂから所定距離離すことで、コイル線５５の屈曲部分を見込んだが、屈曲部分を見込んだ位置からコイル線５５の巻き始めが開始されるようにコイル線５５を位置規制するものが設けられていればよく、例えば、図１０に示すように、フランジ部４５の上面に突部８０を設けて、コイル線５５を浮かせるようにしてもよい。
【００２８】
（２）本実施形態では、コイル線５５は単線であったが、これに限られるものではなく、図１１に示すように、複数のコイル素線７５をより合わせたより線を外被７６により被覆した線であってもよい。このように、コイル素線７５をより合わせたものは、単線に比べて曲がり難く屈曲部分の膨らみが特に大きくなる。従って、通常であれば、整列巻きが困難となるが、本発明であれば、係る場合であっても整列巻きが可能となる。
【００２９】
（３）本実施形態では、平坦部４８を胴部４１の全周に亘って設けているが、必ずしも全周に設ける必要はない。すなわち、コイル線５５のうちボビン４０に対する巻き始めの部分が軸端から浮いた状態になればよいから、平坦部４８は少なくとも、コイル線５５の巻き始め部分に形成されていればよく、例えば、ボビン４０に対してコイル線５５を斜めに巻く場合には、図１２に示すように、平坦部８１をテーパ形状にしてもよい。尚、同図においては、右側下端のハッチングによって示す部分がボビン４０にするコイル線５５の巻き始めの位置になっている。
【００３０】
（４）本実施形態では、近接センサの一例として、いわゆる角筒型のものを例示したが、これに限られるものではなく、いわゆる円筒型のものに適用してもよい。尚、角筒型とは、角筒状をなすケーシング内に、回路基板と検出コイルがＬ字状をなして収容されるものである（図１参照）。一方、円筒型とは、円筒状のケーシング内に、回路基板と検出コイルがケーシングの軸方向に並べて配されたものである（図示せず）。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態に係る近接センサの側断面図
【図２】ボビンの斜視図
【図３】ボビンの下面図
【図４】ボビンにコイル線を巻きつける様子を示す図
【図５】コアの斜視図
【図６】近接センサの電気的構成を示すブロック図
【図７】ボビンの正面図
【図８】ボビンにコイル線を巻き始めた状態を示す図
【図９】検出コイルの断面図
【図１０】他の実施例を示す図（ボビンの正面図）
【図１１】コイル線の構造を示す図
【図１２】平坦部が斜めに形成されている状態を示す図
【図１３】従来例を示す図
【符号の説明】
【００３２】
１０…近接センサ
４０…ボビン（コイルスプール）
４１…胴部
４２…コイル溝
４４，４５…フランジ部
４６Ａ、４７Ａ…切り欠き部
５５…コイル線
Ｌ…検出コイル
【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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