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公開番号2025125863
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-28
出願番号2024022090
出願日2024-02-16
発明の名称近接センサ
出願人株式会社キーエンス
代理人弁理士法人森本国際特許事務所
主分類H01H 36/00 20060101AFI20250821BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】埋込金属の影響を抑えることで、検知距離を十分に伸ばすことができる近接センサを提供する。
【解決手段】近接センサ100は、コイル20、送信回路70、フェライトコア30、受信回路60、制御回路76及び電気シールド80を備える。コイル20は、第1コイル21と、第1コイル21の径方向外側に配置された第2コイル22とを有する。送信回路70は、コイル20にパルス状の励磁電流を周期的に流す。フェライトコア30は、コイル20から発生した磁界を導く。受信回路60は、検知対象物Dにより磁界が変化することで、第1コイル21及び第2コイル22の少なくとも一方に生ずる電圧又は電流を検出する。制御回路76は、検出された電圧又は電流の変化に基づいて検知対象物Dを検知する。電気シールド80は、第2コイル22の径方向外側に配置された有底筒状で、周部84及び検知面部87に軸周りの方向88を横切る切込み81が形成されたプレス成形品である。
【選択図】図14
特許請求の範囲【請求項１】
励磁電流により磁界を発生させるコイルと、
前記コイルにパルス状の励磁電流を周期的に流す送信回路と、
前記コイルから発生した前記磁界を導くフェライトコアと
を備え、
前記コイルは、
第１コイルと、
前記第１コイルに対して同心円状に配置された第２コイルと
を有し、
検知対象物により前記磁界が変化することで、前記第１コイル及び前記第２コイルの少なくともいずれか一方に生ずる電圧又は電流を検出する受信回路と、
前記受信回路で検出された前記電圧又は前記電流の変化に基づいて、前記検知対象物を検知する制御回路と、
前記第２コイルの径方向における外側に配置された有底筒状の電気シールドと
をさらに備え、
前記電気シールドは、
前記第２コイルをその径方向における外側から覆う周部と、
前記検知対象物を検知する側に位置する検知面部と
を有し、
前記電気シールドは、その軸周りの方向を横切る切込みが前記検知面部及び前記周部に形成され、
前記電気シールドは、板金構成で、打ち抜かれた金属薄板のプレス成形品である、近接センサ。
続きを表示（約 930 文字）【請求項２】
前記受信回路は、前記検知対象物により前記磁界が変化することで、前記第１コイル及び前記第２コイルのそれぞれに生ずる電圧又は電流を検出し、
前記制御回路は、前記受信回路で検出された、前記第１コイル及び前記第２コイルのそれぞれに生じた前記電圧又は前記電流の変化に基づいて、前記検知対象物を検知する、請求項１に記載の近接センサ。
【請求項３】
前記第２コイルは、前記第１コイルの径方向における外側に配置され、
前記第１コイルは、前記送信回路からパルス状の前記励磁電流が周期的に流されることで、前記磁界を発生させる、請求項１又は請求項２に記載の近接センサ。
【請求項４】
前記送信回路、前記受信回路及び前記制御回路が設けられる基板をさらに備える、請求項１又は請求項２に記載の近接センサ。
【請求項５】
前記受信回路は、
前記第１コイルに生ずる電圧又は電流を検出する第１受信回路と、
前記第２コイルに生ずる電圧又は電流を検出する第２受信回路と
を有する、請求項２に記載の近接センサ。
【請求項６】
前記制御回路は、前記第１受信回路で検出された前記電圧又は前記電流と、前記第２受信回路で検出された前記電圧又は前記電流との差分により、前記検知対象物を検知する、請求項５に記載の近接センサ。
【請求項７】
前記第２コイルは、その径方向に直交する方向で前記第１コイルよりも短い、請求項１又は請求項２に記載の近接センサ。
【請求項８】
前記第２コイルは、前記第１コイルよりも、前記検知対象物を検知する側に位置する、請求項１又は請求項２に記載の近接センサ。
【請求項９】
前記フェライトコアを保持するコアホルダをさらに備え、
前記コアホルダは、前記第２コイルを位置決めする、請求項１又は請求項２に記載の近接センサ。
【請求項１０】
前記第２コイルの径方向における外側に配置された磁気シールドをさらに備える、請求項１又は請求項２に記載の近接センサ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
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。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、近接センサが開示されている。特許文献１に記載の近接センサは、コイル特性変化の影響等を低減する。特許文献１の図３に示されるように、特許文献１の近接センサは、符号７～符号９のナット及び座金に埋め込まれて使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１８－１５２３２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近接センサは、検知する対象物（以下、検知対象物）及びその周辺部材と接触すれば、故障するおそれがある。このため、近接センサは、検知対象物等との接触を回避するために、検知する距離（以下、検知距離）を伸ばすことが求められている。
【０００５】
検知距離を伸ばすために、近接センサは、微弱な受信波形の変化も検出する必要がある。しかしながら、特許文献１に記載の近接センサは、埋め込まれたナット及び座金等（以下、埋込金属）の影響により、微弱な受信波形の変化を検出できないので、検知距離を十分に伸ばせなかった。
【０００６】
本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、埋込金属の影響を抑えることで、検知距離を十分に伸ばすことができる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】
【０００７】
本発明の一局面によれば、近接センサは、コイルと、送信回路と、フェライトコアとを備える。コイルは、励磁電流により磁界を発生させる。送信回路は、コイルにパルス状の励磁電流を周期的に流す。フェライトコアは、コイルから発生した磁界を導く。コイルは、第１コイルと、第２コイルとを有する。第２コイルは、第１コイルに対して同心円状に配置される。近接センサは、受信回路と、制御回路と、電気シールドとをさらに備える。受信回路は、検知対象物により磁界が変化することで、第１コイル及び第２コイルの少なくともいずれか一方に生ずる電圧又は電流を検出する。制御回路は、受信回路で検出された電圧又は電流の変化に基づいて、検知対象物を検知する。電気シールドは、第２コイルの径方向における外側に配置された有底筒状である。電気シールドは、周部と、検知面部とを有する。周部は、第２コイルを径方向における外側から覆う。検知面部は、検知対象物を検知する側に位置する。電気シールドは、その軸周りの方向を横切る切込みが検知面部及び周部に形成される。電気シールドは、板金構成で、打ち抜かれた金属薄板のプレス成形品である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の近接センサによれば、埋込金属の影響を抑えることで、検知距離を十分に伸ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、近接センサの外形図である。
図２は、使用される状態での近接センサの外形図である。
近接センサを構成するコイルから基板までの分解斜視図である。
近接センサのケースに収納される部品の分解斜視図である。
近接センサの中央縦断面図である。
近接センサの主要な回路構成を説明するブロック図である。
近接センサの主要な回路構成を詳細に説明するブロック図である。
埋込金属が無く、且つ、検知対象物が検知の範囲内に無い場合の受信波形のイメージを示すグラフである。
埋込金属が無く、且つ、検知対象物が検知の範囲内に有る場合の受信波形のイメージを示すグラフである。
埋込金属が有り、且つ、検知対象物が検知の範囲内に無い場合の受信波形のイメージを示すグラフである。
埋込金属が有り、且つ、検知対象物が検知の範囲内に有る場合の受信波形のイメージを示すグラフである。
埋込金属が無く、且つ、検知対象物が検知の範囲内に無い場合のゼロ調整された受信波形のイメージを示すグラフである。
埋込金属が無く、且つ、検知対象物が検知の範囲内に有る場合のゼロ調整された受信波形のイメージを示すグラフである。
埋込金属が有り、且つ、検知対象物が検知の範囲内に無い場合のゼロ調整された受信波形のイメージを示すグラフである。
埋込金属が有り、且つ、検知対象物が検知の範囲内に有る場合のゼロ調整された受信波形のイメージを示すグラフである。
第１コイル及び第２コイルの大きさ及び配置を説明する図である。
埋込金属の影響を若干抑えた状態の中央縦断面図である。
埋込金属の影響を一層抑えた状態の中央縦断面図である。
図４で示される磁気シールドを詳細に説明する分解斜視図である。
電気シールドの展開図である
図１５とは検知面部側切込みの形状が異なる電気シールドの展開図である。
第１コイル及びフェライトコアの中央縦断面図である。
電磁界シミュレーションの結果を示すグラフである。
フェライトコアの軸体が細い場合の磁束線図である。
フェライトコアの軸体が細くない場合の磁束線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一又は相当部分については、同一の参照符号を付することで、説明を繰り返さない。また、以下の説明において、「上」、「下」、「左」及び「右」等の位置又は方向を意味する用語が用いられることもある。これらの用語は、実施形態の理解を容易にするために便宜上用いられるものであり、特に明確な言及がない限り、実際に実施される際の方向とは関係しないものである。
（【００１１】以降は省略されています）

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