JP2001155599A - 光ファイバー型光電センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ファイバー型光電センサにおける光ファイ
バー保持機構を改良することにより、光ファイバーの保
持強度をほぼ均一にして、センサ精度を高める。 【解決手段】 センサケース３０内部に収容固定される
一体型ベース４０のホルダ部４０ａに光ファイバー３，
４を保持する光ファイバー保持機構において、ファイバ
ー挿通孔４３ａ，４３ｂに挿通される光ファイバー３，
４を一括してクランプするファイバークランプ７１に肉
抜き用切欠き７１５、あるいは肉抜き用開口７１６等を
形成し、クランプ方向にバネ性を付与することにより、
光ファイバー３，４の保持強度をほぼ均等にして、光フ
ァイバー３，４の位置精度を高める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光ファイバー型
光電センサに係り、特に、センサ基板、投・受光素子、
光ファイバー等の保持構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、工場のＦＡ等では、物体の有無
や位置を検出するために、光電センサ、近接センサ、超
音波センサ等の種々のセンサが使用されるが、測定距離
や検知精度の面で光電センサ、特に光ファイバー型光電
センサが広く使用されている。

【０００３】上記光ファイバー型光電センサは、図７に
示すように、制御盤に取り付けられるＤＩＮレール１に
対して測定対象の異なる複数の光電スイッチ２ａ，２
ｂ，２ｃ，２ｄ…２ｎが多数密接させて整列配置されて
おり、各光電スイッチ２には、この前端面に光ファイバ
ー３，４が接続され、後端面には信号線や電力線を内蔵
したケーブル５が接続されている。

【０００４】そして、各光電スイッチ２ａ，２ｂ，２
ｃ，２ｄ…２ｎにおいて、光ファイバー３，４先端のセ
ンサヘッド部３ａ，４ａで物体の有無や位置を検出すれ
ば、ケーブル５を通じて制御機器にその検出信号が送ら
れる。

【０００５】この光ファイバー型光電センサ２は、図
８，図９に示すように、ＤＩＮレール１に取り付けられ
るレール装着溝６ａを備え、かつ上面に開口６ｂを設け
た絶縁樹脂からなるセンサケース６と、このセンサケー
ス６内に収容されるセンサ基板７、並びにセンサ基板７
に実装される投・受光素子８，９と、センサ基板７及び
投・受光素子８，９を保持する機能を備え、センサケー
ス６の上面開口６ｂを介して内部に収容固定されるベー
ス１０と、投・受光素子８，９に光ファイバー３，４を
対峙させるように、センサケース６に取り付ける光ファ
イバーホルダ１１とから構成されている。

【０００６】更に、センサ基板７を取り付けたベース１
０に対して、表示ユニット１２や押しボタン１３、スラ
イドスイッチ１４がベース１０及びセンサ基板７の上縁
に沿って取り付けられており、それらを覆うように開閉
式カバー１５がセンサケース６のヒンジ部に開閉自在に
取り付けられている。

【０００７】また、光ファイバーホルダ１１は、内部の
クランプ機構により、光ファイバー３，４がクランプ保
持されている。上記光ファイバーホルダ１１は、光ファ
イバー３，４を内部に挿通させるための挿通孔１１ａ，
１１ｂが設けられているとともに、各挿通孔１１ａ，１
１ｂ内に光ファイバー３，４を挿通した状態で強固に保
持できるように、ホルダ１１内部には、光ファイバー保
持機構として、ファイバークランプ１６と、このファイ
バークランプ１６を押し下げ操作するクランプレバー１
７とが設けられている。

【０００８】ファイバークランプ１６並びにクランプレ
バー１７との関係は、ファイバークランプ１６は、上面
の左右側にフック１６ａが一対設けられており、クラン
プレバー１７の支持軸１７ａがホルダ１１に軸受され、
クランプレバー１７は、矢印方向に回動自在に支持さ
れ、このクランプレバー１７にファイバークランプ１６
のフック１６ａが係止され、クランプレバー１７の操作
により、下方向に押し下げられる。

【０００９】そして、図１０に示すように、ファイバー
クランプ１６には、光ファイバー３，４をクランプする
２箇所のクランプ部１６ｂ，１６ｃが形成されている。
すなわち、下縁に円弧状のクランプ部１６ｂと中央より
やや上側に設けた長円形状の孔１６ｄの上縁部にクラン
プ部１６ｃが設けられている。

【００１０】そして、クランプレバー１７を操作するこ
とにより、ファイバークランプ１６を押し下げ、ホルダ
１１の挿通孔１１ａ，１１ｂ内に挿通されている光ファ
イバー３，４を各クランプ部１６ｂ，１６ｃにより一括
して所定のクランプ力で保持するようにしている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の光
ファイバー型光電センサ２は、センサケース６内に収容
されるベース１０に取り付けられている投・受光素子
８，９に対峙して、光ファイバー３，４をファイバーホ
ルダ１１を介して取り付けているが、光ファイバーホル
ダ１１における光ファイバー３，４の保持構造は、光フ
ァイバー３，４をホルダ１１の各挿通孔１１ａ，１１ｂ
内に挿通させる作業性を考慮して、挿通孔１１ａ，１１
ｂの径は光ファイバー３，４の径より余裕をもたせた大
径に設定されている。

【００１２】そして、光ファイバーホルダ１１に内装さ
れるファイバークランプ１６のクランプ部１６ｂ，１６
ｃにより、各光ファイバー３，４をクランプして、光フ
ァイバー３，４の位置精度を良好に維持しているが、フ
ァイバークランプ１６のクランプ部１６ｂ，１６ｃでの
クランプ力にばらつきが生じやすく、そうした場合、光
ファイバー３，４の位置精度を適正に保つことができ
ず、センサ精度を低下させるという欠点が指摘されてい
る。すなわち、検出対象物や検出距離などの検出条件が
一定であっても受光素子９の受光量が変動してしまう。

【００１３】この発明は、このような問題点を解決する
ためになされたもので、光ファイバー型光電センサにお
ける２本の光ファイバーの保持強度のばらつきをなく
し、２本の光ファイバーの位置精度を高め、良好なセン
サ精度が得られる光ファイバー型光電センサを提供する
ことを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、絶縁樹脂からなるセンサケースと、この
センサケース内に収容されるセンサ基板並びにセンサ基
板に実装される投・受光素子と、該投・受光素子にそれ
ぞれその端末が対峙するように設けられる２本の光ファ
イバー並びにそのホルダとを備えた光ファイバー型光電
センサであって、上記ホルダには、クランプレバーの操
作により上下動し、２本の光ファイバーを一括して保持
するファイバークランプが内挿され、該ファイバークラ
ンプは、クランプ方向に沿ってバネ性が付与されている
ことにより、２本の光ファイバーをクランプするクラン
プ力が略均等に規制されることを特徴とする。

【００１５】ここで、センサケース内に収容されるセン
サ基板は、電源回路、遅延回路、タイミング制御回路、
駆動回路等の各種回路や、投光素子、受光素子の各端子
ピンが実装されており、これらセンサ基板と投・受光素
子を支持するベースがセンサケース内の所定位置に収容
固定される。

【００１６】また、投・受光素子に対応する投・受光側
の２本の光ファイバーは、ホルダにより保持される。ホ
ルダは、センサケース内に収容固定されるベースに一体
に設けても良く、また、センサケースに取り付けられる
別体のファイバーホルダを別途設けるようにしても良
い。

【００１７】いずれの場合においても、光ファイバーを
保持するホルダには、２本の光ファイバーの各挿通孔に
臨むように２箇所のクランプ部を有するファイバークラ
ンプが上下動可能に内挿されており、このファイバーク
ランプにクランプ方向に沿うバネ性が付与されている。
バネ性は、２本の光ファイバーをクランプする部分のそ
れぞれに働くように付与されていてもよいが、少なくと
も１本の光ファイバーをクランプする部分に働くように
付与されていればよい。

【００１８】例えば、２箇所のクランプ部間に側面から
中央に向けて肉抜き用切欠きを形成するか、あるいは２
箇所のクランプ部間に肉抜き用開口を設けることによ
り、バネ性を付与することができる。

【００１９】そして、本発明によれば、２本の光ファイ
バーをクランプするファイバークランプにバネ性が付与
されているため、ファイバーホルダのファイバー挿通孔
に２本の光ファイバーを挿通した後、クランプレバーを
操作して、ファイバークランプのクランプ部により２本
の光ファイバーをクランプする際、基準クランプ力より
強く締め付けても、ファイバークランプのバネ性により
過度にクランプ力が作用することがなく、２本の光ファ
イバーの保持力をほぼ均一に調整でき、光ファイバーの
位置精度を高めることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る光ファイバー
型光電センサの実施形態について、添付図面を参照しな
がら詳細に説明する。

【００２１】図１は本発明に係る光ファイバー型光電セ
ンサの一実施形態を示す側面図、図２は同センサの分解
斜視図、図３は同センサの構成を示す断面図、図４は同
センサにおける投・受光素子と光ファイバーとの関係を
示す一部破断要部斜視図、図５は同センサにおけるファ
イバー保持機構に使用するファイバークランプの一実施
形態を示す（ａ）左側面図、（ｂ）正面図、図６は同セ
ンサにおけるファイバー保持機構に使用するファイバー
クランプの別実施形態を示す正面図である。

【００２２】図１乃至図３において、本発明に係る光フ
ァイバー型光電センサ２０は、偏平で略直方形状のセン
サケース３０と、このセンサケース３０内に収容固定さ
れる一体型ベース４０と、一体型ベース４０に支持され
るセンサ基板５０並びに投光素子６０、受光素子６１
と、光ファイバー３，４を一体型ベース４０に保持させ
るためのファイバー保持機構７０、及び電力線，信号線
を内蔵するケーブル５をセンサ基板５０側に接続するた
めのコネクタ８０とから大略構成されている。尚、図２
では、センサケース３０の上面を蓋する開閉式カバー９
０は図示されておらず、図３ではセンサ基板５０が図示
されていない。

【００２３】更に詳しくは、センサケース３０は、絶縁
樹脂の射出成形体から構成され、図７に示すように、Ｄ
ＩＮレール１にファイバー型光電センサ２０を多数密接
させて整列配置させる必要があるため、このセンサケー
ス３０の底面には、レール装着溝３１にレール装着具３
１ａが取り付けられている。また、センサケース３０上
面には、一体型ベース４０を収容固定するための開口３
２が形成され、センサケース３０の前端面３０ａには、
光ファイバー３，４を挿通させるための挿通孔３３，３
４が形成され、また、センサケース３０の後端面３０ｂ
には、コネクタ８０を収容するための凹部３５が設けら
れている。

【００２４】上記センサケース３０の両側面には、隣接
する光電センサ間で光通信を行なうための光通信用窓３
６が設けられており、かつセンサケース３０の内壁面に
は、上下に延びる支持凸条３７が設置され、上面開口３
２の後端側には、図２では図示しない開閉カバー体９０
を開閉自在に支持する軸受孔３８が設けられている。

【００２５】次に、センサケース３０内部に収容固定さ
れる一体型ベース４０は、これも絶縁樹脂の射出成形体
から構成され、この一体型ベース４０は、センサ基板５
０並びにＬＥＤ（発光ダイオード）等の投光素子６０、
ＰＤ（フォトダイオード）等の受光素子６１が取付固定
されている。上記センサ基板５０には、電源回路、遅延
回路、タイミング制御回路、駆動回路等の各種回路、並
びに投光素子６０、受光素子６１の各端子ピンが実装さ
れている。

【００２６】更に、一体型ベース４０は、ホルダ機能を
もつフロント側ブロック部４０ａと、センサケース３０
の上面開口３２を覆う上縁フランジ４０ｂと、フロント
側ブロック部４０ａと上縁フランジ４０ｂ間に連接さ
れ、センサ基板５０を支持する基板取付部４０ｃとを備
えている。上記フロント側ブロック部４０ａの両側面に
は、センサケース３０の支持凸条３７と凹凸嵌合する受
け凹条４１が上下方向に沿って形成されており、また、
フロント側ブロック部４０ａには、図３，図４に明示す
るように、投光素子６０、受光素子６１、また、所望な
らば、ＰＤ等からなるＡＰＣ（オートパワーコントロー
ル）用受光素子６２をそれぞれ収容する素子収容スペー
ス４２ａ，４２ｂ，４２ｃが形成されており、投光素子
６０と受光素子６１に対峙するように、光ファイバー
３，４の各挿通孔４３ａ，４３ｂが開設されている。

【００２７】尚、一体型ベース４０の上縁フランジ４０
ｂには、表示ユニット６３を収容する収容凹部４４が凹
設され、また、押しボタンスイッチ４５並びにセンサ基
板５０の切り替えスイッチ５１を臨ませるガイド孔４６
が細長状に形成されている。

【００２８】次に、光ファイバー３，４の保持機構７０
は、ファイバークランプ７１とクランプレバー７２とか
ら構成されており、一体型ベース４０のフロント側ブロ
ック部４０ａに設けられたスペース内にファイバークラ
ンプ７１を挿入し、クランプレバー７２を図２中矢印方
向に操作することにより、ファイバークランプ７１を下
方に押し下げ、投光側光ファイバー３並びに受光側光フ
ァイバー４を強固にクランプ固定しているが、詳細は後
述する。

【００２９】また、センサ基板５０に電力を供給すると
ともに、外部の制御機器との信号の入出力を行なうため
に、コネクタ８０は、プラグ側コネクタ８１とソケット
側コネクタ８２とから構成されている。プラグ側のコネ
クタ８１は、制御基板５０の端子ランド５２にプラグ側
コネクタ８１の各端子ピン８１ａが半田付け等により実
装され、ソケット側コネクタ８２は、係止部材８２ａの
バネ性により、センサケース３０のリヤ側端面３０ｂの
凹部３５に着脱自在に装着され、プラグ側コネクタ８１
の端子ピン８１ａをソケット孔８２ｂに挿入して、ソケ
ット側コネクタ８２内部の図示しない端子とケーブル５
の電力線及び信号線が接続される。

【００３０】本発明では、一体型ベース４０のフロント
側ブロック部４０ａに投・受光素子６０，６１を取り付
けるとともに、光ファイバー３，４もまた、一体型ベー
ス４０のフロント側ブロック部４０ａに組み付けられ、
図４に示すように、一体型ベース４０のフロント側ブロ
ック部４０ａの素子収容部４２ａ，４２ｂに投光素子６
０、受光素子６１がそれぞれ収容固定され、この投光素
子６０、受光素子６１に対峙するように、光ファイバー
３，４もファイバー保持機構７０を介して一体型ベース
４０のフロント側ブロック部４０ａに固定されている。

【００３１】ところで、本発明に係る光ファイバー型光
電センサ２０の特徴は、投・受光素子６０，６１の光信
号を精度良く光ファイバー３，４に伝達できるように、
光ファイバー３，４の保持機構７０に工夫を加えた点に
ある。

【００３２】すなわち、センサケース３０の挿入孔３
３，３４から内部に挿入される光ファイバー３，４は、
一体型ベース４０のフロント側ブロック部４０ａに設け
られているファイバークランプ７１、とクランプレバー
７２とから構成される光ファイバー保持機構７０によ
り、２本の光ファイバー３，４間で保持力のばらつきが
生じることがなく、良好に保持される。

【００３３】上記ファイバークランプ７１とクランプレ
バー７２との構成について説明すると、ファイバークラ
ンプ７１の上面左右２箇所に設けたフック７１１がクラ
ンプレバー７２の支持軸７２１に係止されてファイバー
クランプ７１が支持され、ファイバークランプ７１を支
持するクランプレバー７２は、この支持軸７２１の両端
が外方に突出しており、支持軸７２１の突出部を一体型
ベース４０の軸受部４７に収容することにより、クラン
プレバー７２は略９０°回動可能に取り付けられてい
る。

【００３４】従って、図２中矢印方向にクランプレバー
７２を回動操作した際、支持軸７２１を交差するように
設けた湾曲状のカム面７２２がファイバークランプ７１
の上面を押し下げることにより、ファイバークランプ７
１が所定寸法押し下げられて光ファイバー３，４がクラ
ンプ状態となる。

【００３５】このファイバークランプ７１は、図５に示
すように、段付きプレート体からなり、上面にフック７
１１が形成される他に、下縁に円弧状爪部７１２が形成
され、この円弧状爪部７１２が投光側光ファイバー３が
挿入される挿通孔４３ａ内に臨み、投光側光ファイバー
３をクランプするクランプ部となる。

【００３６】また、ファイバークランプ７１の段部をま
たぐように形成された長円状孔７１３の上縁部分に円弧
状爪部７１４が形成され、この爪部７１４が受光側光フ
ァイバー４を挿通させる挿通孔４３ｂに臨み、受光側光
ファイバー４のクランプ部となる。

【００３７】従って、クランプレバー７２を図２中矢印
方向に押し下げることにより、クランプレバー７２のカ
ム面７２２がファイバークランプ７１の上面を押し下
げ、円弧状爪部７１２が投光側光ファイバー３をクラン
プするとともに、長円状孔７１３の上縁部分に設けた爪
部７１４が受光側光ファイバー４をクランプする。

【００３８】そして、本発明においては、この段付きプ
レート体からなるファイバークランプ７１の上下クラン
プ部７１２，７１４間の側面に肉抜き用切欠き７１５を
設けることにより、クランプ方向に沿ってファイバーク
ランプ７１にバネ性を付与したことが特徴である。

【００３９】図４は、一体型ベース４０のフロント側ブ
ロック部４０ａに設けた光ファイバー挿通孔４３ａ，４
３ｂに光ファイバー３，４を挿入して、ファイバー保持
機構のクランプレバー７２を押し下げることにより、フ
ァイバークランプ７１を下方向に押し下げて、光ファイ
バー３，４をクランプした状態を示している。ファイバ
ークランプ７１は、側面に肉抜き用切欠き７１５が形成
されており、この肉抜き用切欠き７１５により、クラン
プ方向に撓むことで、２本の光ファイバー３，４の保持
力をほぼ同一に調整することができる。

【００４０】従って、従来のように、光ファイバー３，
４の保持力にばらつきが生じることにより、光ファイバ
ー３，４の位置精度に狂いが生じ、センサ精度が低下す
るという不具合を有効に解決することができる。

【００４１】更に、図６に示すように、上下のクランプ
部７１２，７１４間の中央に肉抜き用開口７１６を形成
することにより、クランプ方向にバネ性を付与しても良
い。この実施形態においても、光ファイバー３，４の保
持力をほぼ同等に調整できるため、光ファイバー３，４
の位置精度を高めることにより、センサ精度をアップさ
せることができる。

【００４２】以上説明した光ファイバー型光電センサ２
０は、ファイバー保持機構７０を、センサケース３０内
に収容される一体型ベース４０のホルダ部分（フロント
側ブロック部４０ａ）に設ける構成であるが、投・受光
素子と光ファイバーとを別個のホルダで支持する構成の
センサに適用することもできる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明に係る光ファ
イバー型光電センサは、２本の光ファイバーをクランプ
するファイバークランプにクランプ方向に沿ってバネ性
を付与することにより、投光側光ファイバーと受光側光
ファイバーの保持強度のばらつきをなくし、光ファイバ
ーの位置精度を高め、センサの信頼性を高めることがで
きるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光ファイバー型光電センサの一実
施形態を示す側面図である。

【図２】図１に示す光ファイバー型光電センサの構成を
示す分解斜視図である。

【図３】図１に示す光ファイバー型光電センサの内部構
成を示す断面図である。

【図４】図１に示す光ファイバー型光電センサにおける
投・受光素子と光ファイバーとの関係を示す一部破断要
部斜視図である。

【図５】図１に示す光ファイバー型光電センサに使用す
るファイバークランプを示す（ａ）左側面図、（ｂ）正
面図である。

【図６】図１に示す光ファイバー型光電センサに使用す
るファイバークランプを示す正面図である。

【図７】光電センサを多数並列装着したセンサシステム
を示す説明図である。

【図８】従来の光ファイバー型光電センサの構成を示す
分解斜視図である。

【図９】従来の光ファイバー型光電センサの内部構成を
示す断面図である。

【図１０】従来の光ファイバー型光電センサにに使用す
るファイバークランプを示す正面図である。

【符号の説明】

１ ＤＩＮレール ２ 光ファイバー型光電センサ ３，４ 光ファイバー ２０ 光ファイバー型光電センサ ３０ センサケース ３１ レール装着溝 ３２ 上面開口 ３３，３４ 光ファイバー挿通孔 ３７ 支持凸条 ４０ 一体型ベース ４０ａ フロント側ブロック部 ４０ｂ 上縁フランジ部 ４０ｃ 基板取付部 ４１ 受け用凹条 ４２ａ，４２ｂ，４２ｃ 素子収容凹部 ４３ａ，４３ｂ 光ファイバー挿通孔 ４５ 押しボタンスイッチ ４７ 軸受部 ５０ センサ基板 ５１ スライドスイッチ ５２ 端子孔 ７０ ファイバー保持機構 ７１ ファイバークランプ ７１１ フック ７１２ 円弧状爪部（クランプ部） ７１３ 長円状孔 ７１４ 爪部（クランプ部） ７１５ 肉抜き用切欠き ７１６ 肉抜き用開口 ７２ クランプレバー ７２１ 支持軸 ７２２ カム面 ８０ コネクタ ８１ プラグ側コネクタ ８２ ソケット側コネクタ ９０ 開閉式カバー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 倉田 豊 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内 Ｆターム(参考） 5G055 AA02 AA11 AB03 AC01 AD01 AD04 AD12 AE01 AE06 AE07 AE25 AE28 AE34 AG11 AG21

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁樹脂からなるセンサケースと、この
   センサケース内に収容されるセンサ基板並びにセンサ基
   板に実装される投・受光素子と、該投・受光素子にそれ
   ぞれその端末が対峙するように設けられる２本の光ファ
   イバー並びにそのホルダとを備えた光ファイバー型光電
   センサであって、上記ホルダには、クランプレバーの操
   作により上下動し、２本の光ファイバーを一括して保持
   するファイバークランプが内挿され、該ファイバークラ
   ンプは、クランプ方向に沿ってバネ性が付与されている
   ことにより、２本の光ファイバーをクランプするクラン
   プ力が略均等に規制されることを特徴とする光ファイバ
   ー型光電センサ。
2. 【請求項２】 ２本の光ファイバーを保持するホルダ
   は、センサケース内に収容され、センサ基板並びに投・
   受光素子を支持する一体型ベースに設けられていること
   を特徴とする請求項１に記載の光ファイバー型光電セン
   サ。
3. 【請求項３】 ファイバークランプは、上下のクランプ
   部間の側面に肉抜き用切欠きが設けられていることによ
   り、クランプ方向に沿ってバネ性が付与されていること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の光ファイバー型光
   電センサ。
4. 【請求項４】 ファイバークランプは、上下のクランプ
   部間に肉抜き用開口が設けられていることにより、クラ
   ンプ方向に沿ってバネ性が付与されていることを特徴と
   する請求項１又は２に記載の光ファイバー型光電セン
   サ。