(57)【要約】【課題】近接センサにおいて、単一の発光素子を用いて、全方向からの視認性を高輝度で確保する。【解決手段】近接センサ（１）は、制御部（２０）が形成され、該基板の法線方向がコイル部（１３）の軸方向に垂直である基板（１４）と、基板上で軸方向に光を発する発光素子（１５）と、発光された光を軸方向以外の方向に拡散させる光拡散部（１６ａ）と、拡散した光を側面の表示部（２１）に導く導光部（１６ｂ）とを備えている。【選択図】図１
2018142416.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出コイルを備えた近接センサであって、
筐体内に設けられ、信号処理を行う回路が形成された基板であって、当該基板の法線方向が前記検出コイルの軸方向に垂直な方向となっている基板と、
前記基板上に設けられ、前記検出コイルの軸方向に光を発する発光素子と、
前記発光素子から発光された光を、前記軸方向以外の方向に拡散させる光拡散部と、
前記光拡散部により拡散した光を、前記筐体の側面に設けられた表示部に導く導光部と、
を備えていることを特徴とする近接センサ。
【請求項２】
前記導光部は、前記軸から径方向に光を導く部分導光部を複数備えていることを特徴とする請求項１に記載の近接センサ。
【請求項３】
前記部分導光部は、４つ設けられているとともに、前記軸を中心に９０度間隔で配置されていることを特徴とする請求項２に記載の近接センサ。
【請求項４】
隣り合う前記部分導光部同士の間の領域に、前記基板上の前記回路と前記検出コイルとを接続する配線が配置されることを特徴とする請求項２または３に記載の近接センサ。
【請求項５】
前記光拡散部は、不透明な樹脂からなる、
ことを特徴とする請求項１に記載の近接センサ。
【請求項６】
前記発光素子は、互いに発色光が異なる第１発光素子および第２発光素子とからなり、
前記第１発光素子は、前記基板の一方の面に設けられるとともに、前記第２発光素子が、前記基板の他方の面に設けられ、
前記光拡散部は、前記第１発光素子から発光された光を前記軸方向以外の方向に拡散させる第１光拡散部と、前記第２発光素子から発光された光を前記軸方向以外の方向に拡散させる第２光拡散部とからなり、
前記導光部は、前記第１光拡散部により拡散した光を前記表示部に導く第１導光部と、前記第２光拡散部により拡散した光を前記表示部に導く第２導光部とからなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の近接センサ。
【請求項７】
前記第１導光部と、前記第２導光部との間に遮光拡散部材が設けられていることを特徴とする請求項６に記載の近接センサ。
【請求項８】
前記第１発光素子は、配線を固定する固定部材に向けて発光し、
前記第２発光素子は、前記検出コイルに向けて発光する、
ことを特徴とする請求項６に記載の近接センサ。
【請求項９】
前記基板に設けられた穴であって、前記第２光拡散部によって拡散された光が通過する穴をさらに備えていることを特徴とする請求項６に記載の近接センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近接センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、近接センサにおいて、基板の片面にＬＥＤを実装することによって、１８０°程度の視認性を確保していた。全方向からの視認性を確保するためには、基板の両面にＬＥＤを実装する必要があった。また、基板上に実装されたＬＥＤと、表示部との間に距離があり、かつ、不透明なエポキシ樹脂が充填されていたので、表示部を高輝度で視認させることが困難であった。
【０００３】
例えば、特許文献１には、近接センサにおいて、発光素子から発せられた光を、一方の端部である表示窓側へ反射させる反射面を備えた構成が開示されている。特許文献１の構成では、全方向からの視認性は確保できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−０３５５８３号公報（２００７年０２月０８日公開）
【特許文献２】特開２００１−１６５３２３号公報（２０１１年０８月２５日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、単一の発光素子を用いて、全方向からの視認性を確保しようとする技術が提案されている。例えば、特許文献２には、近接センサにおいて、筒状導光部が、発光素子が発した光を透過させて直接外部へ出射する第１発光面と、発光素子が発した光を反射させて筒状導光部の内部において周方向に導光する反射面と、反射面で反射されて筒状導光部を伝搬した光を外部へ出射する第２発光面とを含む構成が開示されている。
【０００６】
しかしながら、特許文献２の近接センサにおいては、第２発光面のサイズが限られており、全方向からの視認性を高輝度で確保するのは難しいと考えられる。
【０００７】
本発明の一態様は、近接センサにおいて、単一の発光素子を用いて、全方向からの視認性を高輝度で確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る近接センサは、検出コイルを備えた近接センサであって、筐体内に設けられ、信号処理を行う回路が形成された基板であって、当該基板の法線方向が前記検出コイルの軸方向に垂直な方向となっている基板と、前記基板上に設けられ、前記検出コイルの軸方向に光を発する発光素子と、前記発光素子から発光された光を、前記軸方向以外の方向に拡散させる光拡散部と、前記光拡散部により拡散した光を、前記筐体の側面に設けられた表示部に導く導光部と、を備えている。
【０００９】
近接センサは、前記の構成のように、基板の法線方向が前記検出コイルの軸方向に垂直な方向となるように配置されている構成のものが多い。このような構成において、単純に基板上に発光素子を設けた構成の場合、発光素子が設けられている面に垂直な方向には光を照射することが可能であるが、発光素子が設けられている面の裏側方向には光を照射することができない。
【００１０】
これに対して、前記の構成によれば、発光素子が検出コイルの軸方向に光を発するとともに、光拡散部によって軸方向以外の方向に光を拡散させ、導光部によって筐体の側面に設けられた表示部に光を導くことができる。よって、単一の発光素子を用いて、より広い方向からの視認性を高輝度で確保することができる。
【００１１】
本発明の一態様に係る近接センサにおいて、前記導光部は、前記軸から径方向に光を導く部分導光部を複数備えている。
【００１２】
前記の構成によれば、複数方向に導光できるので、複数の方向から視認することができる。
【００１３】
本発明の一態様に係る近接センサにおいて、前記部分導光部は、４つ設けられているとともに、前記軸を中心に９０度間隔で配置されている。
【００１４】
前記の構成によれば、等間隔で４方向に導光されるので、あらゆる方向から視認することができる。
【００１５】
本発明の一態様に係る近接センサにおいて、隣り合う前記部分導光部同士の間の領域に、前記基板上の前記回路と前記検出コイルとを接続する配線が配置される。
【００１６】
前記の構成によれば、配線を避けながら、導光することができる。
【００１７】
本発明の一態様に係る近接センサにおいて、前記光拡散部は、不透明な樹脂からなる。
【００１８】
前記の構成によれば、光拡散部は、不透明な樹脂からなるので、効果的に光を拡散させることができる。
【００１９】
本発明の一態様に係る近接センサにおいて、前記発光素子は、互いに発色光が異なる第１発光素子および第２発光素子とからなり、前記第１発光素子は、前記基板の一方の面に設けられるとともに、前記第２発光素子が、前記基板の他方の面に設けられ、前記光拡散部は、前記第１発光素子から発光された光を前記軸方向以外の方向に拡散させる第１光拡散部と、前記第２発光素子から発光された光を前記軸方向以外の方向に拡散させる第２光拡散部とからなり、前記導光部は、前記第１光拡散部により拡散した光を前記表示部に導く第１導光部と、前記第２光拡散部により拡散した光を前記表示部に導く第２導光部とからなる。
【００２０】
前記の構成によれば、第１発光素子および第２発光素子からの光を、それぞれ異なる光拡散部が拡散し、それぞれ異なる導光部が表示部に導くので、互いに異なる発色光を明確に視認することができる。
【００２１】
本発明の一態様に係る近接センサにおいて、前記第１導光部と、前記第２導光部との間に遮光拡散部材が設けられている。
【００２２】
前記の構成によれば、２つの導光部の間に遮光拡散部材が設けられているので、互いに異なる発色光が混ざり合うことなく、表示部に導かれるので、互いに異なる発色光をさらに明確に視認することができる。
【００２３】
本発明の一態様に係る近接センサにおいて、前記第１発光素子は、配線を固定する固定部材に向けて発光し、前記第２発光素子は、前記検出コイルに向けて発光する。
【００２４】
前記の構成によれば、２個の発光素子は、検出コイルの軸方向に、かつ、互いに逆方向に発光するので、発光された光それぞれが異なる経路で表示部に導かれるのに資する。
【００２５】
本発明の一態様に係る近接センサは、前記基板に設けられた穴であって、前記第２光拡散部によって拡散された光が通過する穴をさらに備えている。
【００２６】
前記の構成によれば、第２発光素子が基板の他方の面に設けられていた場合であっても、基板に光が通過する穴を備えているので、第２発光素子から発光された光は、基板の他方の面の側だけでなく、基板の一方の面の側にも進むことができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の一態様によれば、近接センサにおいて、単一の発光素子を用いて、全方向からの視認性を高輝度で確保するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態１に係る近接センサの構造を示す図であり、（ａ）は近接センサの構造を示し、（ｂ）は近接センサの部品構成を示す。
【図２】本発明の実施形態１に係る近接センサの構造の詳細を示す図であり、（ａ）は近接センサの側面図であり、（ｂ）は近接センサの断面図であり、（ｃ）は近接センサにおいて光が進む方向を示す。
【図３】本発明の実施形態２に係る近接センサの構造を示す図であり、（ａ）及び（ｂ）は近接センサの斜視図であり、（ｃ）は近接センサの断面図であり、（ｄ）は近接センサにおいて光が進む方向を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
〔実施形態１〕
以下、本発明の実施形態１について、図１、図２に基づいて、詳細に説明する。
【００３０】
図１は、本実施形態に係る近接センサ１の構造を示す図である。図１（ａ）は、近接センサ１の構造を示す図である。図１（ｂ）は、近接センサ１の部品構成を示す図である。近接センサ１は、磁界を利用して金属体の有無または位置を検知する。
【００３１】
図１（ａ）に示すように、近接センサ１は、金属ケース（筐体）１１、筒状導光部（筐体）１２、コイル部（検出コイル）１３、基板１４、発光素子１５、十字状導光路１６、芯線（配線）１７、コード（配線）１８、及び、固定部材１９を備えている。
【００３２】
図１（ｂ）に示すように、近接センサ１は、金属ケース１１、筒状導光部１２、コイル部１３、基板１４、十字状導光路１６、及び、コード１８に分かれている。基板１４には、発光素子１５及び制御部２０が実装されている。
【００３３】
金属ケース１１は、円筒形状の筐体であり、一端がコイル部１３により閉塞されている。金属ケース１１は、基板１４、芯線１７などを内蔵し、隙間には、各構成部品を固定させるために不透明な樹脂が充填されている。不透明な樹脂は、好ましくは白色であり、エポキシ、ウレタン、アクリル、ホットメルト、ゴム、シリコンなどが用いられる。これらの樹脂は、光を拡散することができるので、近接センサ１に充填する部材として採用することができる。
【００３４】
筒状導光部１２は、コード１８を固定するとともに、十字状導光路１６の窓から射出された光を外部に射出させる表示部２１が配置されている。コイル部１３は、金属に接近した場合に共振を発生させる回路である。基板１４は、金属ケース１１内に設けられ、制御部２０（信号処理を行う回路）が形成された基板であって、当該基板の法線方向がコイル部１３の軸方向に垂直な方向となっている。
【００３５】
図１（ｂ）に示すように、基板１４は、発光素子１５及び制御部２０を含む電子部品を実装し、コード１８に電気的に接続される。発光素子１５は、基板１４上に、発光部分を真横（基板１４の面に平行）に向けて設けられ、制御部２０からの指示に応じて、コイル部１３の軸方向に光を発する。発光素子１５には、ＬＥＤなどが用いられる。発光素子１５は、十字状導光路１６に内包されている。
【００３６】
十字状導光路１６は、４個の形状が十字に組み合わされており、全体が不透明な樹脂等に覆われている。十字状導光路１６は、発光素子１５を内包しており、発光素子１５から発せられた光を内部で拡散、反射させて表示窓に光を導光させる。十字状導光路１６は、発光素子１５から発光された光を、コイル部１３の軸方向以外の方向に拡散させる光拡散部１６ａと、光拡散部１６ａにより拡散した光を、筒状導光部１２の側面に設けられた表示部２１に導く導光部１６ｂと、備えている。
【００３７】
導光部１６ｂは、コイル部１３の軸から径方向に光を導く部分導光部を複数備えている。図１（ｂ）に示すように、部分導光部は、４つ設けられているとともに、コイル部１３の軸を中心に９０度間隔で配置されている。
【００３８】
芯線１７は、コード１８の芯線であり、十字状導光路１６でない樹脂の部分を通って金属ケース１１の他端から金属ケース１１の内部に挿入されている。コード１８は、基板１４と半田により接合したケーブルを含んでおり、電気信号の伝達及び電源供給を行う。固定部材１９は、リングコードとも呼ばれ、芯線１７を含むコード１８を固定する。固定部材１９は、樹脂等である。
【００３９】
制御部２０は、基板１４に実装されたＣＰＵを含む回路であり、コイル部１３から伝達された信号を処理し、発光素子１５及びコード１８に電気的信号を送る機能を有する。表示部２１は、筒状導光部１２の径方向外側に配置される。表示部２１は、十字状導光路１６の窓から射出された光を受け入れ、拡散光として、金属ケース１１の径方向外側に向かって放出する。
【００４０】
図２は、本実施形態に係る近接センサ１の構造の詳細を示す図である。図２（ａ）は、近接センサ１の側面図である。図２（ｂ）は、近接センサ１の断面図である。図２（ｃ）は、近接センサ１において光が進む方向を示す図であり、図２（ｂ）に示す矢印の方向に近接センサ１を見た図である。
【００４１】
図２（ａ）に示すように、近接センサ１の内部には、不透明な樹脂が充填されている。
【００４２】
図２（ｂ）に示すように、隣り合う部分導光部同士の間の領域に、基板１４上の制御部２０とコイル部１３とを接続する芯線１７が配置される。すなわち、４本の芯線１７を避けるように、４個の部分導光部を有する十字状導光路１６が形成されている。十字状導光路１６の内部には、基板１４の一端が配置され、当該基板１４の上面に発光素子１５が実装されている。筒状導光部１２には、十字状導光路１６に対応するように、４個の表示部２１が９０度ごとに配置されている。
【００４３】
なお、導光路は、芯線１７の本数に応じた個数の形状を有するものとする。例えば、芯線が２個である場合には、導光路は柱形状そのものとなる。また、芯線が３個である場合には、導光路は三つ又の柱形状となる。
【００４４】
図２（ｃ）に示すように、光拡散部１６ａには、不透明な樹脂３０が充填されている。金属ケース１１の内部にも、不透明な樹脂３０が充填されている。
【００４５】
発光素子１５は、コイル部１３の軸方向Ｄ１に、かつ、固定部材１９に向けて光を発する。次に、十字状導光路１６の光拡散部１６ａは、発光素子１５から発せられた光を、コイル部１３の軸方向Ｄ１以外の方向（例えば、方向Ｄ２）に拡散させる。そして、十字状導光路１６の導光部１６ｂは、光拡散部１６ａにより拡散した光を、径方向Ｄ３に反射させて、表示部２１に導く。表示部２１は、導光部１６ｂにより導かれた光により点灯する。
【００４６】
前記の構成によれば、近接センサ１において、発光素子１５がコイル部１３の軸方向に光を発するとともに、光拡散部１６ａによって軸方向以外の方向に光を拡散させ、導光部１６ｂによって筒状導光部１２の側面に設けられた表示部２１に光を導くことができる。よって、単一の発光素子１５を用いて、より広い方向からの視認性を高輝度で確保することができる。次に、複数方向に導光できるので、複数の方向から視認することができる。特に、４つの部分導光部により、等間隔で４方向に導光されるので、あらゆる方向から視認することができる。
【００４７】
そして、導光路を確保し、発光素子１５の光路を塞がない位置に芯線１７を配置することができる構造部品を追加した。すなわち、隣り合う部分導光部同士の間の領域に芯線１７が配置されるので、芯線１７を避けながら、導光することができる。これにより、４芯対応が可能になる。また、光拡散部１６ａは、不透明な樹脂からなるので、効果的に光を拡散させることができる。
【００４８】
以上によれば、ユーザの作業性を向上させることができ、ユーザは、近接センサを設置した場合に、容易に制御出力の動作を確認することができる。
【００４９】
その他の効果を、以下に示す。
（１）通常クランプに設けるガイドの役割を追加構造部品に設けることにより、コード１８の固定部材１９の大径化を図ることができ、ＵＬ取得などを容易にすることができる。
（２）通常は３６０度表示させる手段として基板１４の両面に発光素子１５を実装させるため、消費電流が増加するが、本実施形態によれば、消費電流の増加防止の効果がある。
（３）基板１４の両面に発光素子１５を実装すると、部品点数の増加、工数の増加が課題となるが、これを防止する効果がある。
（４）十字状導光路１６が芯線１７のガイド機能を有することにより、発光素子１５と半田ランドの位置関係を明確にすることができ、芯線１７が発光素子１５を覆うなどの不具合を防ぐ効果がある。
【００５０】
〔実施形態２〕
本発明の実施形態２について、図３に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００５１】
図３は、本実施形態に係る近接センサ１ａの構造を示す図である。図３（ａ）及び図３（ｂ）は、近接センサ１ａの斜視図である。図３（ｃ）は、近接センサ１ａの断面図である。図３（ｄ）は、近接センサ１ａにおいて光が進む方向を示す図である。
【００５２】
図３（ｃ）に示すように、発光素子は、互いに発色光が異なる発光素子（第１発光素子）１５１および発光素子（第２発光素子）１５２とからなる。発光素子１５１は、基板１４の上面（一方の面）に設けられる。発光素子１５２は、基板１４の下面（他方の面）に設けられる。
【００５３】
十字状導光路１６１は、発光素子１５１を内包しており、発光素子１５１から発せられた光を内部で拡散、反射させて表示部２１１に光を導光させる。十字状導光路１６２は、発光素子１５２を内包しており、発光素子１５２から発せられた光を内部で拡散、反射させて表示部２１２に光を導光させる。
【００５４】
図３（ｄ）に示すように、発光素子１５１は、コイル部１３の軸方向に、かつ、固定部材１９に向けて緑色光を発する。十字状導光路１６１の光拡散部（第１光拡散部）１６１ａは、発光素子１５１から発光された光を、コイル部１３の軸方向以外の方向に拡散させる。十字状導光路１６１の導光部（第１導光部）１６１ｂは、光拡散部１６１ａにより拡散した光を表示部２１１に導く。
【００５５】
発光素子１５２は、コイル部１３の軸方向に、かつ、コイル部１３に向けて赤色光を発する。十字状導光路１６２の光拡散部（第２光拡散部）１６２ａは、発光素子１５２から発光された光を、コイル部１３の軸方向以外の方向に拡散させる。
【００５６】
光拡散部１６２ａによって拡散された光の一部は、上方向に進み、基板１４に設けられた穴２３を通過する。十字状導光路１６２の導光部（第２導光部）１６２ｂは、光拡散部１６２ａにより拡散し、穴２３を通過した光を表示部２１２に導く。また、光拡散部１６２ａによって拡散された光の一部は、下方向に進み、表示部２１２に導かれる。
【００５７】
導光部１６１ｂと、導光部１６２ｂとの間には、遮光及び光拡散の効果を有する遮光拡散部材２２が設けられる。
【００５８】
前記の構成によれば、発光素子１５１および発光素子１５２からの光を、それぞれ異なる光拡散部１６１ａ、１６２ａが拡散し、それぞれ異なる導光部１６１ｂ、１６２ｂが表示部２１１、２１２に導くので、互いに異なる発色光を明確に視認することができる。
【００５９】
そして、２つの導光部１６１ｂ、１６２ｂの間に遮光拡散部材２２が設けられているので、互いに異なる発色光が混ざり合うことなく、表示部２１１、２１２に導かれる。そのため、互いに異なる発色光のコントラストが明瞭になるので、さらに明確に視認することができる。
【００６０】
発光素子１５１は、コード１８を固定する固定部材１９に向けて発光し、発光素子１５２は、コイル部１３に向けて発光する。前記の構成によれば、２個の発光素子１５１、１５２は、コイル部１３の軸方向に、かつ、互いに逆方向に発光するので、発光された光それぞれが異なる経路で表示部２１１、２１２に導かれるのに資する。
【００６１】
基板１４に設けられ、光拡散部１６２ａによって拡散された光が通過する穴２３をさらに備えている。前記の構成によれば、発光素子１５２が基板１４の他方の面に設けられていた場合であっても、基板１４に光が通過する穴２３を備えているので、発光素子１５２から発光された光は、基板１４の他方の面の側だけでなく、基板１４の一方の面の側にも進むことができる。
【００６２】
前記の実施形態１、２はケーブル引出タイプの構造であるが、本発明の実施形態はコネクタタイプの構造も対象として含んでいる。コネクタタイプには、例えば、コネクタピンをケーブルのように半田付けするタイプ、コネクタからハーネスを引き出し、当該ハーネスを基板に半田付けするタイプなどがある。
【００６３】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６４】
１、１ａ  近接センサ
１１  金属ケース（筐体）
１２  筒状導光部（筐体）
１３  コイル部（検出コイル）
１４  基板
１５  発光素子
１５１  発光素子（第１発光素子）
１５２  発光素子（第２発光素子）
１６ａ  光拡散部
１６ｂ  導光部（部分導光部）
１６１ａ  光拡散部（第１光拡散部）
１６１ｂ  導光部（第１導光部）
１６２ａ  光拡散部（第２光拡散部）
１６２ｂ  導光部（第２導光部）
１７  芯線（配線）
１８  コード（配線）
２１、２１１、２１２  表示部
２２  遮光拡散部材
２３  穴
【図１】
2018142416.tif 000003
【図２】
2018142416.tif 000004
【図３】
2018142416.tif 000005