JP2002075149A

JP2002075149A - 多光軸光電センサ

Info

Publication number: JP2002075149A
Application number: JP2000267939A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Miyake; 靖三宅; Kazuhito Kawashima; 川島　　一仁; Takao Nakasaki; 隆夫中崎; Hiroshi Yamamoto; 拓山本
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2000-09-05
Filing date: 2000-09-05
Publication date: 2002-03-15
Anticipated expiration: 2020-09-05
Also published as: JP3951573B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ケース体および塞ぎ板の寸法管理を厳格に行
わなくても、また、ケース体と塞ぎ板との熱膨張係数が
相違しても、耐水性が阻害されることのない多光軸光電
センサを提供する。【解決手段】多光軸光電センサの投光器および受光器
は、光軸方向の一側面と両端面とが開放されたケース体
１と、ケース体１の開放側面および開放端面を密封状態
で塞ぐ塞ぎ板２およびキャップ４とを備える。塞ぎ板２
は、全長がケース体１より長く、両端部がケース体１の
両端面より突出した状態で、ケース体１の開放側面に固
定される。キャップ４は、ケース体１の開放端面に当接
する第１のシール部３Ａと塞ぎ板２の突出端部の下面に
当接する第２のシール部３Ｂとを有するパッキン３を介
してケース体１の開放端面に固定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、プレス機械や産業用
ロボットのような各種の機械が設置された工場などにお
いて、前記機械からの作業者の安全を確保するための安
全設備などに用いられる多光軸光電センサに関し、特に
この発明は、複数の投光素子と、各投光素子と対をなす
複数の受光素子とを、対をなす各ケース体の内部に、光
軸が平行となるようにそれぞれ配置して、投光器と受光
器とが形成されてなる多光軸光電センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の多光軸光電センサは、図５に示す
ように、長手形状のケース体８０の内部に複数の投光素
子７３が配置された投光器７１と、同様の長手形状のケ
ース体８０の内部に複数の受光素子７４が配置された受
光器７２とで構成されている。投光器７１の各投光素子
７３と、各投光素子７３と対をなす受光器７２の各受光
素子７４とは、各ケース体８０の内部に、光軸７５の向
きを揃えてそれぞれ保持されている。

【０００３】投光器７１と受光器７２とを対向させて設
置したとき、投光器７１と受光器７２との間には、危険
区域の境界となる２次元の物体検知領域Ｓが形成され
る。なお、「危険区域」とは、例えば産業用ロボットで
はロボットアームの作業領域を、プレス機械では型の往
復動領域を、それぞれ意味している。前記物体検知領域
Ｓに作業者の身体の一部が入ると、いずれかの投光素子
７３からの光が遮断される結果、前記投光素子７３と対
をなす受光素子７４がオン状態からオフ状態へ移行す
る。これにより、危険区域内に人が侵入したとして、警
報が発せられたり、機械の作動が即座に停止したりす
る。

【０００４】この種の多光軸光電センサにおける投光器
７１と受光器７２とは、全体の構成がほぼ同じであり、
図６に示すように、光軸方向の一側面（同図では上向き
の側面部分）と両方の端面とが開放されている長手形状
のケース体８０と、ケース体８０の開放された側面（以
下、「開放側面」という。）を密封状態で塞ぐ透光性を
有する塞ぎ板８１と、ケース体８０の開放された端面
（以下、「開放端面」という。）を密封状態で塞ぐキャ
ップ８２とを備えている。

【０００５】ケース体８０の開放側面には、塞ぎ板８１
の両側縁を支持するための支持壁部８０ａ，８０ｂが全
長にわたって一体形成されている。前記塞ぎ板８１は、
両側縁の下面が各支持壁部８０ａ，８０ｂの上面に、表
裏両面が糊着面の帯状のテープ部材８３ａ，８３ｂによ
り固定される。前記キャップ８２は、ケース体８０の開
放端面に矩形かつリング状のパッキン８４を介して固定
される。ケース体８０の開放端面にはネジ孔８５が２箇
所、形成されており、キャップ８２に形成された２個の
ネジ挿入孔８６へそれぞれネジ８７を挿入して各ネジ孔
８５へネジ込むことによりキャップ８２がケース体８０
の開放端面に固定される。

【０００６】上記した構成の多光軸光電センサでは、ケ
ース体８０と塞ぎ板８１との間はテープ部材８３ａ，８
３ｂによって、また、ケース体８０とキャップ８２との
間はパッキン８４によって、それぞれ密封されるので、
ケース体８０の内部への雨水の侵入が防止され、投光器
７１や受光器７２の耐水性が確保される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記した構成の多光軸
光電センサでは、ケース体８０と塞ぎ板８１とは長さを
完全に一致させる必要がある。もし、両者の長さに差異
があれば、ケース体８０の端面と塞ぎ板８１の端面との
間に段差が生じ、その段差に起因する隙間より水が侵入
する。このため、ケース体８０および塞ぎ板８１は高精
度な加工が必要となり、寸法管理を厳格に行う結果、多
光軸光電センサの製作コストが高価となる。

【０００８】ところが、ケース体８０および塞ぎ板８１
に高精度な加工を施しても、金属製であるケース体８０
と合成樹脂製である塞ぎ板８１とは熱膨張係数に差異が
あるため、周囲温度が変化すると、図７に示すように、
ケース体８０の伸縮度合と塞ぎ板８１の伸縮度合とに差
が生じ、塞ぎ板８１の端部とキャップ８２との間に隙間
ｄが発生する。

【０００９】上記した寸法誤差や熱膨張係数の差異に起
因する問題は、一側面の全体が開放された上記のケース
体８０に代えて、図８に示す構造のケース体９０を用い
ることにより、その解決が可能である。図示例のもの
は、一側面の全体を開放せずに、投光素子や受光素子の
各配置位置に投受光のための窓孔９１を開設したもので
ある。図示例のものによれば、ケース体９０と塞ぎ板８
１との間に寸法誤差があっても、また、熱膨張係数の差
異によりケース体９０と塞ぎ板８１とが異なる長さに伸
縮しても、ケース体９０の端面とキャップ８２との間に
隙間が発生しないので、耐水性が阻害されることはな
い。

【００１０】ところが、図示例のものは、ケース体９０
に多数個の窓孔９１を開設する必要があるため、ケース
体９０の製作コストが高価となる。また、窓孔９１が設
けられる側面部９０ｃと塞ぎ板８１との間には、幅の広
い孔あきのテープ部材９２を介在させる必要があるた
め、テープ部材９２の加工費や材料費が高くなり、しか
もケース体９０が長い場合、テープ部材９２の貼設作業
に手数がかかるという問題がある。

【００１１】この発明は、一側面の全体が開放されたケ
ース体を用いた多光軸光電センサであって、ケース体お
よび塞ぎ板の寸法管理を厳格に行わなくても、また、ケ
ース体と塞ぎ板との熱膨張係数が相違していても、耐水
性が阻害されることのない多光軸光電センサを提供する
ことを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明の多光軸光電セ
ンサは、複数の投光素子と、各投光素子と対をなす複数
の受光素子とを、対をなす各ケース体の内部に、光軸が
平行となるようにそれぞれ配置して、投光器と受光器と
が形成されてなる。前記の「投光素子」や「受光素子」
は、例えば発光ダイオードやフォトダイオードであり、
対をなすケース体の一方に各投光素子を同方向へ向けて
所定の間隔で配列し、ケース体の他方に各受光素子を同
方向へ向けて投光素子と同じ間隔で配列する。

【００１３】投光器１と受光器２とを光軸合わせを行っ
て対向させると、投光器１と受光器２との間に、２次元
の物体検知領域が形成される。この物体検知領域に身体
の一部が入ると、いずれかの投光素子からの光が遮断さ
れる結果、対応する受光素子がオン状態からオフ状態へ
移行する。

【００１４】前記投光器および受光器は、光軸方向の側
面部分（投光器からの光が出ていく面および受光器への
光が入っていく面に対応する部分）と両方の端面とが開
放されているケース体と、ケース体の開放された側面部
分（開放側面）を密封状態で塞ぐ透光性を有する塞ぎ板
と、ケース体の開放された端面（開放端面）を密封状態
で塞ぐキャップとを備えている。前記塞ぎ板は、全長が
ケース体より長く形成され、両端部がケース体の両端面
より突出した状態で、ケース体の開放側面に固定され
る。周囲温度の変化により塞ぎ板やケース体が伸縮して
も、塞ぎ板の両端部がケース体の両端面より突出した状
態が維持されるように、塞ぎ板の全長をケース体より長
く設定する。

【００１５】塞ぎ板をケース体の開放側面に密封状態で
固定するための好ましい一実施態様として、ケース体の
開放側面に、塞ぎ板の両側縁を支持するための支持壁部
をケース体の全長にわたって一体形成する。そして、各
支持壁部と塞ぎ板の両側縁との間に、表裏両面が糊着面
のテープ部材をそれぞれ介在させて、両支持壁部上に塞
ぎ板を固定する。テープ部材の両端部は、ケース体の端
面上へ屈曲して突出させるのが望ましい。ケース体の開
放端面にパッキンを介してキャップを固定したとき、前
記パッキンとテープ部材の突出端部との接合により隙間
の発生が防止される。

【００１６】前記キャップは、ケース体の開放端面に当
接する第１のシール部と塞ぎ板の突出した端部の下面に
当接する第２のシール部とを有するパッキンを介してケ
ース体の開放端面に固定される。ケース体の開放端面と
パッキンの第１のシール部との間でケース体とキャップ
との間が密封され、塞ぎ板の突出した端部の下面とパッ
キンの第２のシール部との間で塞ぎ板とキャップとの間
が密封される。

【００１７】前記パッキンの好ましい一実施態様とし
て、弾性体より成るパッキン本体と、金属製の補強板
と、表裏両面が糊着面のテープ部材とを一体に貼り合わ
せて構成されたものを用いるとよい。キャップの押圧力
がパッキン本体に作用したとき、金属製の補強板が存在
するので、パッキン本体が変形してケース体の開放端面
より内部へ入り込むようなことがなく、ケース体とキャ
ップとの間の密封状態が保持される。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は、この発明の一実施例であ
る多光軸光電センサにおける投光器および受光器の構成
を示すもので、ケース体１、塞ぎ板２、パッキン３、キ
ャップ４、および固定金具５を備えている。

【００１９】前記ケース体１は、投光器では複数の投光
素子を、受光器では複数の受光素子を、それぞれ内部に
収納配置するためのもので、アルミニウムのような金属
材の引抜加工により中空かつ長手形状に形成されてい
る。ケース体１の断面形状はほぼ矩形状であり、光軸方
向の一側面（投光器からの光が出ていく面および受光器
への光が入っていく面）と両方の端面とが開放されてい
る。図中、１０はケース本体１の内部に配備されたプリ
ント基板であり、このプリント基板１０の上面に複数の
投光素子または受光素子がそれぞれの光軸が平行となる
ようにハンダ付けされる。

【００２０】前記ケース体１の開放側面には、図２に示
すように、塞ぎ板２の両側縁を支持するための一対の支
持壁部１１ａ，１１ｂが設けてある。各支持壁部１１
ａ，１１ｂは、ケース体１の対向する側壁１ａ，１ｂの
内面に全長にわたって一体形成されている。各側壁１
ａ，１ｂの外面には、開放端面から近い位置に、一対の
係合突起１２，１２が一体形成されている（側壁１ｂ側
の係合突起１２は図示されていない。）。これら係合突
起１２，１２には後述する固定金具５が取外し可能に止
め固定される。

【００２１】前記塞ぎ板２は、ケース体１の開放側面を
密封状態で塞ぐためのものであり、アクリル板のような
透明または半透明の合成樹脂板で形成して透光性を持た
せている。この塞ぎ板２は、ケース体１の開放側面に適
合する幅を有し、その長さは、両端部がケース体１の開
放端面より突出するように、ケース体１より長く形成さ
れている。この塞ぎ板２の全長は、たとえ周囲温度が変
化して塞ぎ板２やケース体１が伸縮しても、塞ぎ板２の
両端部がケース体１の両端面より突出した状態が維持さ
れるように、塞ぎ板２の全長をケース体１より長く設定
しておく。

【００２２】前記塞ぎ板２は、両端部がケース体１の両
方の開放端面より突出した状態で、ケース体１の開放側
面に固定されるもので、ケース体１の各支持壁部１１
ａ，１１ｂと塞ぎ板２の両側縁との間に、表裏両面が糊
着面の帯状のテープ部材２０ａ，２０ｂをそれぞれ介在
させることにより、両支持壁部１１ａ，１１ｂ上に塞ぎ
板２を密封状態で固定する。

【００２３】各テープ部材２０ａ，２０ｂは、ケース体
１より長く形成され、各テープ部材２０ａ，２０ｂの両
端部をケース体１の開放端面上へ屈曲して突出させる。
各テープ部材２０ａ，２０ｂの突出部分Ｄにはケース体
１の開放端面にパッキン３を介してキャップ４を固定す
るとき、前記パッキン３と各テープ部材２０ａ，２０ｂ
の突出端部Ｄとが接合して隙間の発生が防止される。

【００２４】前記キャップ４は、ケース体１の開放端面
を密封状態で塞ぐためのものであり、パッキン３を介し
てケース体１の開放端面に押付状態で固定される。この
キャップ４は、たとえば合成樹脂成形体であり、ケース
体１の開放端面に適合する矩形状を有する。キャップ４
の外面には、中央にボス部４１、ボス部４１の両側に台
部４２，４２が一体形成され、各台部４２の上面にネジ
孔４３が開設されている。各ネジ孔４３は、投光器およ
び受光器を設置するための金具（図示せず。）をねじ止
めするためのものである。

【００２５】前記パッキン３は、図３および図４に示す
ように、ケース体１の開放端面に当接する第１のシール
部３Ａと、塞ぎ板２の突出した端部の下面に当接する第
２のシール部３Ｂとを有する。第１のシール部３Ａは、
ケース体１の開放端面に適合する矩形かつリング状をな
すもので、ケース体１の開放端面とキャップ４との間を
密封状態に保持する。第２のシール部３Ｂは、第１のシ
ール部３Ａの上端に屈曲形成されており、塞ぎ板２の突
出した端部とキャップ４との間を密封状態に保持する。

【００２６】この実施例のパッキン３は、ゴムなどの弾
性体より成るパッキン本体３０と、ステンレスのような
金属製の補強板３１と、表裏両面が糊着面のテープ部材
３２とで構成されている。前記パッキン本体３０は、前
記した第１のシール部３Ａを構成するリング状部３０Ａ
と第２のシール部３Ｂを構成する屈曲部３０Ｂとを備え
たもので、リング状部３０Ａの表面に、リング状部３０
Ａに対応する形状の補強板３１を貼設し、補強板３１の
表面とパッキン本体３０の屈曲部３０Ｂの表面とにパッ
キン本体３０に対応する形状のテープ部材３２を貼設し
ている。前記補強板３１は、キャップ４の押圧力がパッ
キン本体３に作用したときのパッキン本体３０の変形を
防止するためのもので、これにより、ケース体１とキャ
ップ４との間の密封状態を保持する。

【００２７】前記固定金具５は、ケース体１の開放端面
へパッキン３を中間に介在させてキャップ４を固定する
ためのものであり、１枚の金属板に折曲加工を施すこと
により、押当部５０の両端に脚部５１ａ，５１ｂを形成
している。押当部５０はキャップ４に対応する形状であ
り、中心部にはキャップ４のボス部４１と台部４２，４
２とを臨ませる開口部５２が形成されている。各脚部５
１ａ，５１ｂには、矩形状の係合孔５３ａ，５３ｂが形
成されており、キャップ４上に固定金具５を被せるよう
に嵌め込んだとき、各係合孔５３ａ，５３ｂにケース体
１の外面に形成した２個の係合突起１２が係合する。

【００２８】上記した構成の投光器や受光器によれば、
塞ぎ板２の全長をケース体１より長く形成して、両端部
がケース体１の開放端面より突出した状態で、塞ぎ板２
をケース体１の開放側面に固定するので、周囲温度の変
化で塞ぎ板２やケース体１が伸縮しても、塞ぎ板２の端
部と端板４との間に隙間が発生するということがない。

【００２９】ケース体１の開放側面に設けられた支持壁
部１１ａ，１１ｂと塞ぎ板２の両側縁との間に、表裏両
面が糊着面のテープ部材２０ａ，２０ｂを介在させて、
両支持壁部１１ａ，１１ｂ上に塞ぎ板２を固定するの
で、ケース体１と塞ぎ板２との間の耐水構造が確保され
る。また、テープ部材２０ａ，２０ｂの両端部はケース
体１の開放端面上へ突出させてパッキン３と接合させる
ので、ケース体１の開放端面とパッキン３との間に隙間
が発生するのを防止し得る。

【００３０】ケース体１の開放端面にパッキン３を介し
てキャップ４を固定したとき、ケース体１の開放端面と
パッキン３の第１のシール部３Ａとの間でケース体１と
キャップ４との間の密封状態が保持される。また、塞ぎ
板２の突出した端部の下面とパッキン３の第２のシール
部３Ｂとの間で塞ぎ板２とキャップ４との間の密封状態
が保持される。キャップ４の押圧力がパッキン本体４０
に作用したとき、金属製の補強板４１が存在するので、
パッキン本体４０が変形することがなく、ケース体１と
キャップ４との間の密封状態が保持される。

【００３１】

【発明の効果】この発明によれば、ケース体および塞ぎ
板の寸法管理を厳格に行わなくても、また、ケース体と
塞ぎ板との熱膨張係数が相違しても、隙間の発生により
耐水性が阻害されるようなことがなく、ケース体とし
て、一側面の全体が開放された安価なケース体を用いる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例である多光軸光電センサの
投光器および受光器の構成を示す分解斜視図である。

【図２】塞ぎ板が固定されたケース体の開放端面を示す
斜視図である。

【図３】パッキンの外観を示す斜視図である。

【図４】パッキンを分解して示した投光器および受光器
の分解斜視図である。

【図５】多光軸光電センサの構成を示す斜視図である。

【図６】従来の多光軸光電センサにおける投光器および
受光器の構成を示す分解斜視図である。

【図７】塞ぎ板とキャップとの間に隙間が発生した状態
を示す従来例の斜視図である。

【図８】他の従来例の投光器および受光器の構成を示す
分解斜視図である。

【符号の説明】

１ケース体２塞ぎ板３パッキン３Ａ第１のシール部３Ｂ第２のシール部４キャップ１１ａ，１１ｂ支持壁部２０ａ，２０ｂテープ部材３０パッキン本体３１補強板３２テープ部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中崎隆夫京都市下京区塩小路通堀川東入南不動堂町 801番地オムロン株式会社内 (72)発明者山本拓京都市下京区塩小路通堀川東入南不動堂町 801番地オムロン株式会社内Ｆターム(参考） 2G065 AB28 BA09 BA36 BB46 CA30 DA15 5G055 AB01 AC02 AD01 AD04 AD10 AE03 AG18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の投光素子と、各投光素子と対をな
す複数の受光素子とを、対をなす各ケース体の内部に、
光軸が平行となるようにそれぞれ配置して、投光器と受
光器とが形成されてなる多光軸光電センサにおいて、前記投光器および受光器は、光軸方向の側面部分と両方
の端面とが開放されているケース体と、ケース体の開放
された側面部分を密封状態で塞ぐ透光性を有する塞ぎ板
と、ケース体の開放された端面を密封状態で塞ぐキャッ
プとを備え、前記塞ぎ板は、全長がケース体より長く形成され、両端
部がケース体の両端面より突出した状態で、ケース体の
開放された側面部分に固定されるとともに、前記キャッ
プは、ケース体の開放された端面に当接する第１のシー
ル部と塞ぎ板の突出した端部の下面に当接する第２のシ
ール部とを有するパッキンを介してケース体の開放され
た端面に固定されて成る多光軸光電センサ。
【請求項２】前記ケース体の開放された側面部分に
は、塞ぎ板の両側縁を支持するための支持壁部がケース
体の全長にわたって一体形成されており、各支持壁部と
塞ぎ板の両側縁との間に、表裏両面が糊着面のテープ部
材をそれぞれ介在させて、両支持壁部上に塞ぎ板を密封
状態で固定するとともに、各テープ部材の両端部をケー
ス体の両端面上へ屈曲して突出させている請求項１に記
載の多光軸光電センサ。
【請求項３】前記パッキンは、弾性体より成るパッキ
ン本体と、金属製の補強板と、表裏両面が糊着面のテー
プ部材とを一体に貼り合わせて構成されている請求項１
に記載の多光軸光電センサ。