JP2004127856A

JP2004127856A - 光電スイッチ

Info

Publication number: JP2004127856A
Application number: JP2002294320A
Authority: JP
Inventors: Shigeto Ogino; 荻野　重人; Kenichi Yasukawa; 安川　謙一; Mitsutoshi Nomura; 野村　光俊; Hirokazu Mukai; 向井　弘和
Original assignee: Idec Izumi Corp
Current assignee: Idec Izumi Corp
Priority date: 2002-10-07
Filing date: 2002-10-07
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2022-10-07
Also published as: JP4267287B2

Abstract

【課題】組立容易で検出精度が低下しない光電スイッチを得ることを目的とする。
【解決手段】本発明は、前面にレンズ７が設けられたケース４と、レンズ７を介して外部との光のやりとりを行う受光素子１ｂや投光素子１ｃが表面に配置され、受光素子１ｂや投光素子１ｃがレンズ７に対向するようにケース４内に配置される基板１と、ケース４の前面側と基板１の表面との間に設けられ、前面から所定の位置に設置された基板当接部（隔壁４ｉ）と、ケース４の背面側（カバー５）と基板１の裏面との間に設けられ、これらの間を押し広げる方向に付勢力が作用する樹脂バネ５ｄとを備える。
【選択図】　　　　図４

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、組立容易で検出精度が低下しない光電スイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光電スイッチ内の基板取付け方法としては、図１９に示すように、投光素子ａ３が取り付けられた基板ａ１を樹脂端部ａ２において熱カシメなど取り付ける方法が考えられる。
【０００３】
また、筐体内に直接、投光素子を取り付けるものもある（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−２４１６５７号公報（第２図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、熱かしめなどの場合、製造誤差により、基板ａ１に搭載されている投光素子ａ３と光電スイッチの筐体に取り付けられているレンズａ４との間の距離に僅かなバラツキが生じ、光電スイッチの検出精度が低下し、投光素子ａ３を筐体に取り付けると組立工数が増えという問題点がある。
【０００６】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたものであり、組立容易で検出精度が低下しない光電スイッチを得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の課題解決手段において、前面にレンズが設けられた筐体と、前記レンズを介して外部との光のやりとりを行う光学素子が表面に配置され、当該光学素子が前記レンズに対向するように前記筐体内に配置される基板と、前記筐体の前面側と前記基板の表面との間に設けられ、前記前面から所定の位置に設置された基板当接部と、前記筐体の背面側と前記基板の裏面との間に設けられ、これらの間を押し広げる方向に付勢力が作用する付勢手段とを備える。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態における光電スイッチを示す斜視図である。図２は光電スイッチを図１の方向Ｄ１から眺めた側面図である。図３は光電スイッチを図１の方向Ｄ２から眺めた前面図である。これらの図に示すように、実施の形態の光電スイッチは、光の投受光（やりとり）を行うための投受光部（レンズカバー９に位置する）が前面側に設けられ、ケーブル２が背面と側面との角に接続され、操作部６が別の側面に設けられている。動作については、周知のように、投受光部から光が照射され、外部のリフレクタ（図示せず）で反射される。反射された光は投受光部で受光する。受光した光のレベルと所定の閾値との比較に基づき、光電スイッチとリフレクタ間の物体の有無を検出する。また、閾値をドライバなどの治具で調整つまみ６ｂａを回動して調整することにより、検出感度を調整できる。また、表示灯６ｈａは動作していれば点灯し、表示灯６ｇａは安定して動作していれば点灯する。
【０００９】
次に、実施の形態の光電スイッチの製造工程を説明する。まず、図５を参照して、必要な電子部品（ボリューム１ａ、受光素子１ｂ、投光素子１ｃなど）の全てが予め搭載された１枚の略長方形の基板１がある。基板１の一端側には周りをシールドされたボリューム１ａが搭載され、基板１の前面側（図では下側）には受光素子１ｂ及び投光素子１ｃなどが搭載されている。この基板１の他端側にケーブル２を半田付して取り付ける。次に、基板１の他端にカバー３を取り付ける。基板１の他端側の両辺にはそれぞれ切欠１ｄが設けられており、カバー３の係止部３ａが係合することによって、カバー３が基板１の他端に位置決めされて係止される。カバー３のうち、基板１の背面側（図では上側）の上端には半円形の開口部３ｂが設けられており、開口部３ｂにケーブル２が載置される。以上、ケーブル２及びカバー３が基板１に取り付けられた構造を電気系ユニット１００とする（図６）。
【００１０】
次に、図６を参照して、電気系ユニット１００をケース４内に挿入する。ケース４には開口部４ｂが開けられている。開口部４ｂは背面側の開口部４ｃ及び側面側の開口部４ｄ，４ｅからなり、背面及び両側面に亙るコの字形である。ケース４には、この両側それぞれの内壁から突設され、ケース４の背面側から前面側への方向へ複数のガイド４ａが隔壁４ｉ（内部構造図４参照）まで延設されている。一方、基板１の両辺には複数の切欠１ｅが切り欠いて形成されおり、ガイド４ａの各々に切欠１ｅの各々が挿入され、基板１はガイド４ａに沿ってケース４の内部に案内されて隔壁４ｉに載置される。以上、電気系ユニット１００をケース４に取り付けられた構造を図Ｃに示す。カバー３はコの字形の開口部４ｂのうち、一方の開口部４ｄを覆う。
【００１１】
また、ケース４の前面には、図１１のように、開口部４ｆが空けられており、レンズ７、受光用の偏光板８ａ，投光用の偏光板８ｂ、レンズカバー９の順に予め取り付けられる。レンズ７の正面を図１２に示し、側面を図１３に示す。レンズ７は略長方形の基台７ａ上に、受光用のレンズ本体７ｂと投光用のレンズ本体７ｃとが方向Ｙに並べて基台７ａと一体に形成されている。レンズ本体７ｂ及びレンズ本体７ｃの各々は、可能な限り広くして光をより多く集めるため、基台７ａの方向Ｘに隙間無く形成されている。基台７ａの方向Ｙの両端にはそれぞれフランジ７ｄ，７ｆが設けられ、レンズ本体７ｂとレンズ本体７ｃとの間には隙領域７ｅが設けられている。フランジ７ｄ、隙領域７ｅ及びフランジ７ｆは、図４のテーパ形状の受光空間４ｇ及び投光空間４ｈを区画する隔壁４ｉ上に位置する。
【００１２】
次に、図７を参照して、ケース４の背面側から開口部４ｂへ略Ｌ字形のカバー５を被せる。略Ｌ字形のカバー５は、開口部４ｂを覆うカバー本体５ａと、この一端から直角に取り付けられた搭載台５ｂとを含む。搭載台５ｂには、中央側に開口部５ｃが設けられており、後述する操作部６が搭載される。搭載台５ｂはカバー本体５ａと一体成形されている。カバー本体５ａの両側には複数の溝５ｇが設けられている。カバー本体５ａには中央側において、ケース４の内部の基板１への方向へ突設された樹脂バネ５ｄが形成されている。樹脂バネ５ｄはカバー本体５ａと一体成形されたハの字形である。ケース４の背面側から溝５ｇの各々にガイド４ａの各々を挿入して開口部４ｂにカバー５を被せることで、カバー本体５ａは開口部４ｃを覆い、搭載台５ｂは開口部４ｅに位置する。カバー５を開口部４ｂへ被せた状態を図８に示し、図８の方向Ｄ３から眺めた側面を図９に示す。
【００１３】
また、開口部４ｂにカバー５を被せることで、樹脂バネ５ｄは基板１を隔壁４ｉに押しつけて固定する。また、カバー５の搭載台５ｂとは反対側の他端には、半円形の開口部５ｅが設けられており、カバー５を開口部４ｂに被せることで、カバー３の開口部３ｂとカバー５の開口部５ｅとで円形の開口が形成され、これらカバー３及びカバー５がケーブル２を挟持する。また、開口部３ｂ及び搭載台５ｂの各々の半円形の内壁にはそれぞれ、この内壁から突出する凸部３ｃ及び凸部５ｆが設けられており、ケーブル２がカバー３及びカバー５に挟持された状態で、弾性樹脂のケーブル２の表面に凸部３ｃ及び凸部５ｆがくい込み、より確実に挟持できる。
【００１４】
次に、図８や図９を参照して、操作部６をケース４の開口部４ｅにはめ込む。カバー５をケース４へ被せたことで、開口部４ｅにおいて搭載台５ｂが操作部６の搭載台として形成される。搭載台５ｂに空けられた開口部５ｃからはボリューム１ａの操作軸１ａａの端面が露出している。操作軸１ａａの端面には十字形の凹部１ａｂが設けられている。一方、操作部６には、回動自在につまみ６ｂが取り付けられており、つまみ６ｂの一方の端部には十字形の凸部６ｂｂが設けられている。操作部６を搭載台５ｂに搭載することにより、つまみ６ｂの凸部６ｂｂがボリューム１ａの凹部１ａｂに係合する。これによって、操作部本体６ａの他方の調整つまみ６ｂａを回動させると、これに連動して操作軸１ａａも回動する
【００１５】
また、操作部６をケース４の開口部４ｅにはめ込むときの基板１と操作部６との関係を図１４から図１６に示す。図１４は開口部４ｅに操作部６を被せる前において、基板１及び操作部６を斜め下方側から眺めた場合を示し、図１５は開口部４ｅに操作部６を被せた後の、基板１及び操作部６を横から眺めた場合を示し、図１６は基板１及び操作部６を上方から眺めた場合を示している。これらの図において、基板１のボリューム１ａの反対側の表面には、ＬＥＤチップなどで構成された発光部１ｆ及び発光部１ｇが並んで配置されている。操作部６をケース４の開口部４ｅにはめ込むことで、基板１の裏面側では、つまみ６ｂの凸部６ｂｂがボリューム１ａの凹部１ａｂに係合するとともに、基板１の表面側では導光体６ｇ及び導光体６ｈの各々の端部の上端面が基板１の発光部１ｆ及び発光部１ｇの各々に対面する。
【００１６】
操作部６について、図１７を用いてさらに詳しく説明する。操作部６は操作部本体６ａとつまみ６ｂとリング状の防水用のパッキン６ｃとの分離した部品からなる。パッキン６ｃは操作部本体６ａの裏面に設けられた凹部６ｄに収納される。凹部６ｄの底面には貫通孔６ｅが設けられ、貫通孔６ｅにはパッキン６ｃを介してつまみ６ｂの調整つまみ６ｂａが挿入される。調整つまみ６ｂａの先端は操作部本体６ａの表面側に露出する。また、操作部本体６ａの裏面側において、凹部６ｄの両脇にはコの字形の保持部６ｆが設けられており、調整つまみ６ｂａを貫通孔６ｅへ挿入すると、つまみ６ｂは保持部６ｆによって操作部本体６ａに回動自在に保持される。また、導光体６ｇ及び導光体６ｈが並んで操作部本体６ａに一体形成されており、導光体６ｇ及び導光体６ｈの各々の一端側は基板１の発光部１ｆ及び発光部１ｇへ対面し、導光体６ｇ及び導光体６ｈの各々の他端は、表示灯６ｇａ及び表示灯６ｈａとして操作部本体６ａの表面に露出している。
【００１７】
以上、図５〜図９に示す工程で組み立てられた構造を図１０に示す。この図１０に示す筐体の各辺に樹脂を金型形成して、図１に示す光電スイッチが完成する。
【００１８】
完成した光電スイッチの受光空間４ｇにおける前面側から背面側への断面を図１８に示す。図１８さらに図５に示すように、筐体４、レンズカバー９や操作部６ｉにはそれぞれ溝４ｋ、溝９ａ、溝６ｉが形成されており、これらの溝に樹脂１０が充填されることにより、光電スイッチの防水性が向上する。
【００１９】
以上のように、ケース４（筐体）には前面にレンズ７が設けられている。基板１の表面には、レンズ７を介して外部との光のやりとりを行う受光素子１ｂや投光素子１ｃが配置されている。ケース４の前面側と基板１の表面との間には、ケース４の前面から所定の位置に設置された基板当接部（実施の形態では隔壁４ｉ）が設置されている。この所定の位置とは、例えば受光素子１ｂや投光素子１ｃがレンズ７のほぼ焦点に位置するような位置である。筐体の背面側（カバー５）と基板１の裏面との間には、これらの間を押し広げる方向に付勢力が作用する樹脂バネ５ｄが設けられているので、樹脂バネ５ｄにより、基板１が基板当接部に押しつけられて固定され、熱カシメなどで取り付ける場合と比較して、基板当接部と基板１表面との間の隙間が無くなり、レンズ７からほぼ焦点の位置に受光素子１ｂや投光素子１ｃが精度よく位置するので、組立が容易で光電スイッチの検出精度が低下しない。
【００２０】
なお、本発明は図示するものに限らず、例えば、付勢手段は樹脂バネ以外でもよく、ケース５と別に形成されていてもよい。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、付勢手段により、基板が基板当接部に押しつけられて固定されるので、基板当接部と基板表面との間の隙間が無くなり、レンズから所定の位置に光学素子が精度よく位置するので、組立が容易で光電スイッチの検出精度が低下しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の光電スイッチを示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態の光電スイッチを示す側面図である。
【図３】本発明の実施の形態の光電スイッチを示す前面図である。
【図４】本発明の実施の形態の光電スイッチを示す内部構造図である。
【図５】本発明の実施の形態の光電スイッチを示す組立図である。
【図６】本発明の実施の形態の光電スイッチを示す組立図である。
【図７】本発明の実施の形態の光電スイッチを示す組立図である。
【図８】本発明の実施の形態の光電スイッチを示す組立図である。
【図９】本発明の実施の形態の光電スイッチを示す組立図である。
【図１０】本発明の実施の形態の光電スイッチを示す組立図である。
【図１１】本発明の実施の形態の光電スイッチを示す組立図である。
【図１２】本発明の実施の形態のレンズを示す正面図である。
【図１３】本発明の実施の形態のレンズを示す側面図である。
【図１４】本発明の実施の形態の基板と操作部とを説明するための斜視図である。
【図１５】本発明の実施の形態の基板と操作部とを説明するための図である。
【図１６】本発明の実施の形態の基板と操作部とを説明するための図である。
【図１７】本発明の実施の形態の操作部を示す分解図である。
【図１８】本発明の実施の形態の光電スイッチを示す一部断面図である。
【図１９】従来の光電スイッチを示す断面図である。
【符号の説明】
１　基板、２　ケーブル、３　カバー、４　ケース、５　カバー、６　操作部。

Claims

前面にレンズが設けられた筐体と、
前記レンズを介して外部との光のやりとりを行う光学素子が表面に配置され、当該光学素子が前記レンズに対向するように前記筐体内に配置される基板と、
前記筐体の前面側と前記基板の表面との間に設けられ、前記前面から所定の位置に設置された基板当接部と、
前記筐体の背面側と前記基板の裏面との間に設けられ、これらの間を押し広げる方向に付勢力が作用する付勢手段と、
を備えた光電スイッチ。