JP2004227798A - 多光軸光電センサ - Google Patents
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Abstract
【課題】多光軸光電センサに内蔵される複数の光学素子間のピッチを一定に保持するのが容易な多光軸光電センサを提供する。
【解決手段】メイン素子ホルダ２０２と増設素子ホルダ２１０とを光軸の配列方向と直交する方向に相対移動させることで係合突起２１２が受け穴２１４に嵌入し、また、増設用素子ホルダ２１０のフック２１３がメイン素子ホルダ２０２の端縁と係合することにより、メイン素子ホルダ２０２と増設素子ホルダ２１０とが機械的に連結される。
【選択図】 図１８
【解決手段】メイン素子ホルダ２０２と増設素子ホルダ２１０とを光軸の配列方向と直交する方向に相対移動させることで係合突起２１２が受け穴２１４に嵌入し、また、増設用素子ホルダ２１０のフック２１３がメイン素子ホルダ２０２の端縁と係合することにより、メイン素子ホルダ２０２と増設素子ホルダ２１０とが機械的に連結される。
【選択図】 図１８
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の光学素子を一列に配置した投受光器からなる多光軸光電センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、プレス機の回りにセイフティライトカーテンを形成するのに多光軸光電センサが用いられる。多光軸光電センサは、複数の光学素子を一列に配置した投光器及び受光器からなり、投光器の各投光素子から投光された光ビームが受光器の対応する受光素子によって受け止めることができるように投受光器が互いに対面した状態で配置され、例えば作業者がライトカーテンの一部を遮光すると、多光軸光電センサから遮光信号が出力されて、直ちにプレス機の動作が停止される。
【０００３】
【特許文献２】
特開２０００−２５１５９５号公報
【０００４】
この公報に開示の多光軸光電センサは、光学素子の背面に回路基板を配置し、光学ブロックに形成された第１の穴と、これに対応してケースに形成された第２の穴にビスを挿入することにより、ケースと光学ブロックとの間の相対的な位置決めが行われる。また、ケース内には、光学ブロックとその背面に配置された回路基板との組が２組収容され、この２つの回路基板がフラットケーブルで電気的に接続されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１３５２０８号公報
【０００６】
この公報に開示の多光軸光電センサは、そのケースに収容される基板がベース基板と光電素子用基板とを積層して構成され、光電素子用基板には、光電素子を一列に配列した状態で配置されると共に各光電素子に接続される回路がプリントされている。ベース基板には、光電素子用基板と反対側の面に抵抗、コンデンサ、トランジスタなどが実装される。また、光電素子用基板には、２つの位置決め穴が互いに離間して形成され、この２つの位置決め穴に挿入可能なボスが光学ブロックに形成されて、これらボス及び位置決め穴によって、光学ブロックと光電素子用基板の相対的な位置決めが行われる。また、光学ブロックには、ケースとの位置決めを行うことのできる第１の穴が形成され、これに対応する第２の穴がケースに形成されて、これら第１、第２の穴にビスを挿入することにより、ケースと光学ブロックとの間の相対的な位置決めが行われる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記の公報に開示の発明よれば、光学ブロック及びその背面に配置される光電素子用基板からなるユニットを複数用意することで数多くの光軸を備えた多光軸光電センサを作ることができるが、一方のユニットの端光軸と他方のユニットの端光軸との間のピッチは、ビスの止め方によって左右されることになる。多光軸光電センサは、光軸間の間隔（ピッチ）を一定に保つことが重要であり、特に、検出能力を高めるためにピッチをできる限り小さく設定したときには、光軸間のピッチの一定性は重要になる。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、多光軸光電センサに内蔵される複数の光学素子間のピッチを一定に保持するのが容易な多光軸光電センサを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる技術的課題は、本発明によれば、
複数の導光筒が等間隔に間隔を隔てて一列に配置され、各導光筒に光学素子が嵌合されるメイン素子ホルダと、
複数の導光筒が等間隔に間隔を隔てて一列に配置され、各導光筒に光学素子が嵌合される増設用素子ホルダとを有し、
前記メイン素子ホルダ及び前記増設用素子ホルダが、共に、前記増設用素子ホルダと前記メイン素子ホルダとを直列状態で機械的に係脱可能な係合部を備え、該係合部により前記増設用素子ホルダが前記メイン素子ホルダに係合したときに、前記増設用素子ホルダの複数の導光筒と前記メイン素子ホルダの複数の導光筒とが一列に並んだ状態で位置決めされることを特徴とする多光軸光電センサを提供することにより達成される。
【００１０】
すなわち、本発明にあっては、メイン素子ホルダと増設用素子ホルダとの相対的な位置決めを係合部により担保しつつこれらを機械的に連結することにより、メイン素子ホルダの端光学素子と、増設用素子ホルダの隣接する端光学素子との間のピッチを一定に保つようにようにしてある。このような相対的な位置決めを確保することのできる係合部は、様々な形式が考えられるが、メイン素子ホルダ及び増設用素子ホルダは樹脂成型品であれば、高精度の係合部を作ることは容易であり、メイン素子ホルダと増設用素子ホルダとを係合させた後は、これらに含まれる光学素子は等間隔且つ一列に配列した状態になる。
【００１１】
増設用素子ホルダの一端と他端に上述した係合部を形成することより、複数の増設用素子ホルダを機械的に連結することもでき、この増設用素子ホルダの数を増加させることで光軸の数を増やすことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施の形態にあっては、光学素子に樹脂で任意の形態が付与され、例えば、光学素子の接続端子が背面から後方に延出する形態であれば、メイン素子ホルダ及び増設用素子ホルダの背面に沿って回路基板を配置して、この回路基板に光学素子の接続端子を接続するのがよい。この回路基板も、メイン素子ホルダに隣接した回路基板と、増設用素子ホルダに隣接した増設用回路基板と分離させるのがよい。
【００１３】
光学素子の接続端子が側面から延出する形態であれば、メイン素子ホルダ及び増設用素子ホルダの導光筒に沿って回路基板を配置して、この回路基板に光学素子の接続端子を接続するのがよい。この回路基板も、メイン素子ホルダに隣接した回路基板と、増設用素子ホルダに隣接した増設用回路基板と分離させるのがよい。
【００１４】
光学素子が接続される回路基板とは別に、制御回路などを含む制御基板を用意して、この制御基板をメイン素子ホルダに隣接して配置するのがよい。
【００１５】
このような回路基板、制御基板、増設用回路基板は、メイン素子ホルダや増設用素子ホルダに位置決めした状態で例えばフックなどを用いて機械的に係止させるのがよい。これにより、素子ホルダに回路基板などを組み付けた状態で且つ増設用素子ホルダを連結した状態でケース内に収容することができ、多光軸光電センサの組み立てが容易になる。
【００１６】
【実施例】
図１は、実施例の多光軸光電センサの斜視図であり、この多光軸光電センサ１は投光器と受光器とが同じ形状を有する。したがって、多光軸光電センサ１の説明は投光器及び受光器の双方についての説明であり、特に、投光器又は受光器に関連する技術的事項を説明するときには、その旨を記して技術的事項を投光器又は受光器を説明することにする。
【００１７】
多光軸光電センサ１は、押し出し成型品からなるアルミニウム製の細長いケース本体２を有する。ケース本体２は、両端及び前面を開放した断面略コ字状の形状を有し（図２）、在来のものに比べてその占有断面積は小さく、スリムである。このケース本体２の開放した前面は、長手方向に連続して延びる投光又は受光のための窓３（図２）を構成する。
【００１８】
ケース本体２の両端には、夫々、例えばＺｎ合金などの金属又はプラスチックからなる成型品である端末部材４が取付けられており、この一対の端末部材４とケース本体２とで多光軸光電センサ１の外形輪郭が形成される。端末部材４の前面には、投光又は受光のための窓が形成されている。つまり、多光軸光電センサ１は、ケース本体２だけでなく端末部材４にも光学素子が収容され、これにより多光軸光電センサ１の光軸は、一方の端末部材４の閉鎖端から他方の端末部材４の閉鎖端まで等間隔（２０ｍｍピッチ）に離間して一列に配列されている。
【００１９】
多光軸光電センサ１の前面に粘着剤を介して接着されるフロントカバーは、ケース本体２の前面を覆う第１フロントカバー５と、端末部材４の前面を覆う第２フロントカバー６とで構成されている。第１フロントカバー５と第２フロントカバー６との境界には金属製の横断部材７が取り付けられ、この横断部材７によって第１、第２のフロントカバー５、６の端縁が押圧され、これにより第１、第２のフロントカバー５、６がケース本体２及び端末部材４に圧接される。
【００２０】
このように、多光軸光電センサ１のケースを３つの部品２、４、４に分割し、これに合わせて、フロントカバーを３つの部分５、６、６に分割したことから、これを一つのフロントカバーで構成したものに比べて、フロントカバーの全長を短縮することができ、これによりセンサケース（特に、ケース本体２）とフロントカバーとの間の熱膨張差の影響を小さくすることができる。
【００２１】
端末部材４には、光軸と干渉することなく、前面側の一部を切り欠いた外形形状を有し、この部分的な切欠きによって外部コネクタ８（図２）を配置するための切欠き部９が形成されている。外部コネクタ８は、これを装着したときに、端末部材４の切欠き部９を埋めて端末部材４と一体となり、ケース本体２と共通の断面形状を作る。
【００２２】
端末部材４は、外部コネクタ８を受け入れることのできる差込口１０を有する（図２）。差込口１０は、前面側に向けて開放しており、この差込口１０に望んで内部コネクタが配置されている。光軸に沿って前面側から背面側に向けて外部コネクタ８を移動させて、これを差込口１０の中に挿入することにより、この外部コネクタ８を内部コネクタに結合することができる。外部コネクタ８から延びるケーブル１２は、端末部材４を横断する切欠き部１３を通って多光軸光電センサ１の背面側に延出することができる（図３）。
【００２３】
ケーブル１２は、多光軸光電センサ１に電源を供給するだけでなく、図４に例示するように、ケーブル１２を用いて対の投受光器２０、３０を直列又は並列に接続して広範囲のライトカーテンを作ることができるものであるが、多光軸光電センサ１（投光器２０及び受光器３０）は、共に、可撓性ケーブル１２で互いに連結することから、隣接する多光軸光電センサ１、１間の屈曲角度は任意である。加えて、可撓性ケーブル１２が切欠き部４ａから背面側に延出するため、換言すれば、可撓性ケーブル１２が多光軸光電センサ１の端から長手方向外方に延出するものではないため、隣接する多光軸光電センサ１を接近した状態で配置するときに可撓性ケーブル１２が邪魔することはない。
【００２４】
図示の多光軸光電センサ１に内蔵される光学素子（投光素子又は受光素子）の個数及び離間距離（ピッチ）は任意に設定することができるが、図示の例では、２０ｍｍピッチであり、また、長さ寸法の異なるケース本体２を用意することで、例えば最大６４個の光学素子を具備する６４光軸タイプまで、任意の数の光学素子を単位として、例えば、８光軸、１２光軸、１６光軸、２０光軸、・・・を備えることができる。
【００２５】
投光器２０の基本内部ユニット２００は、図５に示すように、投光素子２０１とメイン素子ホルダ２０２と投光メイン基板２０３とを含む。
【００２６】
投光素子２０１は、図６〜図８に示すように円筒の周面の一部を切り欠いてこれを平らな面で構成した外形形状を有し、光を放出する投光面２０１ａとは反対側の面２０１ｂに２本の接続端子２０４が設けられている。
【００２７】
投光用のメイン素子ホルダ２０２は、互いに等間隔に離間して一列に配置された８本の導光筒２０５を有する樹脂成型品であり、その前面にはレンズプレート（図示せず）が設置される。各導光筒２０５には、その後端面に、投光素子２０１を嵌入する穴２０６が設けられ、また、投光素子２０１の後端面の一部と係合するフック２０７が設けられている。
【００２８】
図５から理解できるように、投光メイン基板２０３は、メイン素子ホルダ２０２と実質的に同じ長さを有する。この投光メイン基板２０３は、導光筒２０５の後端面に対面して配置され、この投光メイン基板２０３には、投光素子２０１の２本の接続端子２０４が貫通することのできる８個の透孔又は切欠き２０８が互いに等間隔に一列に形成されている。
【００２９】
メイン素子ホルダ２０２の各導光筒２０５に装着した投光素子２０１は、その２本の接続端子２０４が透孔又は切欠き２０８を貫通して投光メイン基板２０３の背面に突出し、この接続端子２０４の突出端は、図７に示すように折り曲げられて投光メイン基板２０３の回路に半田付けされる。
【００３０】
受光器３０の基本内部ユニット３００は、図１１に示すように、受光素子３０１とメイン素子ホルダ３０２と受光制御基板３０３と受光アンプ基板３０４とを含む。
【００３１】
受光素子３０１は、図１２、図１３に示すように比較的扁平な直方体の外形を有し、受光面３０１ａとは直交する端面３０１ｂに２本の接続端子３０５が設けられている。
【００３２】
受光用のメイン素子ホルダ３０２は、互いに等間隔に離間して一列に配置された８本の導光筒３０６を有する樹脂成型品であり、その前面に、レンズプレート（図示せず）が配置される。各導光筒３０６には、その後端面に、図１４から理解できるように、受光素子３０１を嵌入する穴３０７が設けられ、また、受光素子３０１の後端面の上端縁及び下端縁と係合する対の爪３０８（図１４、図１５）が設けられている。
【００３３】
図１１から理解できるように、共にメイン素子ホルダ３０２と実質的に同じ長さ寸法を有する受光制御基板３０３と受光アンプ基板３０４とが互いに直交して配置される。すなわち、受光制御基板３０３が導光筒３０６の後端面に対面して配置され、受光アンプ基板３０４が導光筒３０６と平行に配置される。受光アンプ基板３０４には、その後側縁に沿って受光素子３０１の２本の接続端子３０５が貫通することのできる８個の切欠き３０９が互いに等間隔に形成されている。
【００３４】
メイン素子ホルダ３０２の各導光筒３０６の後端面に装着した各受光素子３０１は、その２本の接続端子３０５が切欠き３０９を貫通して受光アンプ基板３０４の下面に突出し、この接続端子３０５の突出端は、図１２、図１４に示すように折り曲げられて受光アンプ基板３０４の回路に半田付けされる。
【００３５】
多光軸光電センサ１は、上述した基本ユニットに増設ユニットを機械的に連結することにより所望の数の光軸を具備することができ、増設ユニットは、増設用素子ホルダと基板とかなる。
【００３６】
図１６、図１７は、投光器２０のための増設用素子ホルダ２１０を示す。図１６は、増設用素子ホルダ２１０の背面図である。この増設用素子ホルダ２１０は、８個の導光筒２１１を有し、この導光筒２１１の構造は、先に説明したメイン素子ホルダ２０２と同一であり、導光筒２１１の後端面には、投光素子２０１を嵌入する穴が設けられ、また、投光素子２０１の後端面の一部と係合するフック２０７が設けられている。
【００３７】
増設用素子ホルダ２１０は、その一端に、導光筒２０５の延び方向（光軸方向）と直交する方向に突出する係合突起２１２とフック２１３とを有し、他端に、導光筒２０５の延び方向（光軸方向）と直交する方向に延びる受け穴２１４を有する（図１７）。
【００３８】
図１６を参照して、増設用素子ホルダ２１０Ａ、２１０Ｂを２本用意し、一方の増設用素子ホルダ２１０Ａの一端と他方の増設用素子ホルダ２１０Ｂの他端とを合体させるには、一方の増設用素子ホルダ２１０Ａの係合突起２１２を他方の増設用素子ホルダ２１０Ｂの受け穴２１４の中に嵌入することにより、これら２本の増設用素子ホルダ２１０Ａと２１０Ｂとが機械的に連結される。そして、受け穴２１４の中に係合突起２１２を嵌入したときには、フック２１３が、他方の増設用素子ホルダ２１０Ｂの角部と係合する。
【００３９】
図１６、図１７は投光器２０に関するものであるが、受光器３０についても、実質的に同じ連結構造の増設用素子ホルダが用意され、これら増設用素子ホルダを用いることにより、受光器３０についても８光軸ずつ光軸数を増加することができる。
【００４０】
図１８は投光器２０に関するものであるが、メイン素子ホルダ２０２に一つの増設用素子ホルダ２１０を連結して１６光軸を作る場合を例示するものである。メイン素子ホルダ２０２には、その一端部に受け穴２１４が形成されており、このメイン素子ホルダ２０２の受け穴２１４の中に、増設用素子ホルダ２１０をメイン素子ホルダ２０２に対して相対的に光軸の配列方向と直交する方向に移動させることにより、増設用素子ホルダ２１０の係合突起２１２を挿入して、この係合突起２１２が受け穴２１４の中に嵌入すると、増設用素子ホルダ２１０のフック２１３がメイン素子ホルダ２０２の端縁と係合し、これによりメイン素子ホルダ２０２に対する増設用素子ホルダ２１０の機械的な連結が完了する。受光器３０に関しても同様である。
【００４１】
図１８から最も良く理解できるように、光軸の配列方向と直交する方向に相対移動させることで係脱する係合突起２１２と受け穴２１４の嵌合により、メイン素子ホルダ２０２と増設素子ホルダ２１０とが互いに連結する連結構造は、メイン素子ホルダ２０２と増設素子ホルダ２１０との間の互いに隣接する光軸間のピッチを設計通りに確保するが容易な位置決め手段を構成することができる。また、フック２１３とホルダ端縁との係合は、メイン素子ホルダ２０２の光軸配列軸線と、増設素子ホルダ２１０の光軸配列軸線とを一致させるための位置決め手段を構成することができる。
【００４２】
以上のことは、投光器２０に限らず受光器３０についても同様であり、また、増設素子ホルダ２１０、２１０同士の連結においても同様である。
【００４３】
このように、投光器２０及び受光器３０に内蔵されるメイン素子ホルダと増設用素子ホルダとの固定、また、増設用素子ホルダ同士の固定は、係合突起２１２と受け穴２１４との機械的な嵌合により、また、ホルダの端縁とフック２１３との機械的な係合により、光軸の並び方向に整合した状態で相対的な位置決めを行うことができ、光軸間ピッチを一定に保つことができる。
【００４４】
図１９は、投光器２０に関し、増設用素子ホルダ２１０と共に増設ユニットを構成する投光増設基板２３０を示す。この投光増設基板２３０は、投光メイン基板２０３と同様に、投光素子２０１の２本の接続端子２０４が貫通することのできる８個の透孔又は切欠き２０８が互いに等間隔に一列に形成されており、また、増設素子ホルダ２１０の導光筒２０５の後端面に対面して配置される。すなわち、投光増設基板２３０は、投光メイン基板２０３と直列に配置される。
【００４５】
増設素子ホルダ２１０の各導光筒２０５に装着した投光素子２０１は、その２本の接続端子２０４が透孔又は切欠き２０８を貫通して投光増設基板２３０の背面に突出し、投光メイン基板２０３の場合と同様に、接続端子２０４の突出端折り曲げて投光増設基板２３０の回路に半田付けされる。
【００４６】
投光増設基板２３０の一端には、ライトアングルコネクタ２３２が設けられ、他端には、このライトアングルコネクタ２３２を受け入れる受け穴２３３が形成されている。この受け穴２３３は、投光メイン基板２０３の一端にも形成され、投光メイン基板２０３の受け穴２３３に投光増設基板２３０のライトアングルコネクタ２３２を挿入することにより投光メイン基板２０３に対する投光増設基板２３０の電気的な連結が行われる。また、複数の投光増設基板２３０同士の電気的な連結も同様にして行うことができる。
【００４７】
図２０は、受光器３０に関し、増設用素子ホルダと共に増設ユニットを構成する受光増設基板３３０を示す。この投光増設基板３３０は、受光アンプ基板３０４と同様に、受光素子３０１の２本の接続端子３０５が挿通することのできる８個の切欠き３０９が互いに等間隔に一列に形成されており、また、増設素子ホルダの導光筒と平行に配置される。すなわち、投光増設基板３３０は、受光アンプ基板３０４と直列に配置される。
【００４８】
受光増設素子ホルダの各導光筒に装着した受光素子３０１は、その２本の接続端子３０５が切欠き３０９を貫通して受光増設基板３３０の背面に突出し、受光アンプ基板３０４の場合と同様に、接続端子３０５の突出端折り曲げて受光増設基板３３０の回路に半田付けされる。
【００４９】
受光増設基板３３０の一端には第１基板接続コネクタ３３２が設けられ、他端には、第１基板接続コネクタ３３２と直交する方向に配置された第２基板接続コネクタ３３３が設けられている。この第２基板接続コネクタ３３３は、受光アンプ基板３０４の一端にも設けられており、この受光アンプ基板３０４に対して受光増設基板３３０を電気的に接続するときには、互いに直交する向きに配置された２つの中継コネクタ３３６、３３７を設けた中継基板３３８を用いて、この中継基板３３８の一方の中継コネクタ３３６を受光アンプ基板３０４の第２基板接続コネクタ３３３に機械的に連結し、他方の中継コネクタ３３７を受光増設基板３３０の第１基板接続コネクタ３３２に機械的に連結することにより行われる。また、複数の受光増設基板３３０同士の電気的な連結も同様にして行うことができる。
【００５０】
受光メイン素子ホルダ３０２の導光筒３０６の後端面に対面にして配置される受光制御基板３０３と、導光筒３０６と平行に配置される受光アンプ基板３０４とは、受光アンプ基板３０４の側縁に離間して設けられた２つのライトアングルコネクタ３４０、３４０を受光制御基板３０３の受け穴３４１に挿入することにより行われる。
【００５１】
投光器２０及び受光器３０の各基板２０１、２０３、３０３、３０４、３３０には、図面から理解できるように、側縁に切欠きが設けられ、この切欠きと、素子ホルダのフック１５を用いて各素子ホルダに位置決めした状態で固定される。
【００５２】
図２１は、２つの増設ユニットを組み込んだ投光器２０及び受光器３０の回路構成図である。投光器２０にあっては、その投光メイン基板２０３に、投光器通信制御回路２５０と、例えばクロック発生回路からのクロック信号により投光器２０に内蔵した投光素子２０１を順次投光させるタイミングを生成する投光素子制御回路２５１と、この投光メイン基板２０３に組み込まれた例えば８個の投光素子２０１を駆動するＮ個（８個）の投光回路２５２と、これらの投光回路２５２を時分割でスキャンする光軸切替回路２５３とを含む。
【００５３】
投光器２０の増設基板２３０には、この増設基板２３０に組み込まれた例えば８個の投光素子２０１を駆動するＮ個（８個）の投光回路２５２と、これらの投光回路２５２を時分割でスキャンする光軸切替回路２５３とを含む。
【００５４】
他方、受光器３０にあっては、受光制御基板３０３に、投光器２０及び連結した他の受光器３０との間の通信を行う受光器通信制御回路３５０と、受光器３０に内蔵した受光素子３０１を順次アクティブにする受光素子制御回路３５１と、受光信号を増幅する信号増幅回路３５２と、この増幅した受光信号増幅回路３５２から受光素子制御回路３５１に入力された信号を処理して遮光の有無を判定して外部に出力する出力制御回路３５３とを含む。
【００５５】
受光器３０の受光アンプ基板３０４及び受光増設基板３３０には、この受光アンプ基板３０４に組み込まれた例えば８個の受光素子３０１を駆動し且つ一次の増幅を行うＮ個（８個）の受光回路３５５と、これらの受光回路３５５を時分割でスキャンする受光切替回路３５６とを含む。
【００５６】
当業者であれば理解できるであろうが、複数の受光素子３０１が組み込まれる受光アンプ基板３０４には、受光素子３０１に直接的に関連する回路が組み込まれており、他方、受光制御基板３０３には、受光器３０の全体制御及び比較的大きな占有面積を占める出力回路並びに外部との通信に関連した回路が組み込まれている。このように、機能的に分類した合理的な基板構成を採用していることから、受光制御基板３０３と受光アンプ基板３０４を電気的に接続するためのコネクタを最小限にすることができる。換言すれば、これらを一つの基板に、上述した全ての回路を組み込むとしたら、この単一の基板は大きなものとならざるを得ず、これに伴い、受光器３０の外形も大きなものにならざるを得ない。
【００５７】
多光軸光電センサ１の両端に配置される端末部材４の外部コネクタ８を受け入れる差込口１０（図１）に臨む位置に、それぞれ第１、第２のコネクタ５０、５１が配置される（図２２）。例えば、投光器２０であれば、投光メイン基板２０３の両端部に第１、第２のコネクタ５０、５１が配置され、受光器３０であれば、受光制御基板３０３の両端部に第１、第２のコネクタ５０、５１が配置される。この第１、第２のコネクタ５０、５１は、例えば受光器２０であれば、メイン素子ホルダ２０２の両端部分に位置するボックス状の部分２１５（図１８）に固定される。
【００５８】
多光軸光電センサ１が、増設ユニットを内蔵しているときには、延長ハーネス５３を用いて第２のコネクタ５１の配置位置を実質的に多光軸光電センサ１の端に移動される。すなわち、延長ハーネス５３の一端には第２コネクタ５１に連結するための中継コネクタ５４が設けられ、延長ハーネス５３の他端には代替コネクタ５１ａが設けられている。延長ハーネス５３は電気的にシールドされるのが好ましい。この代替コネクタ５１ａは支持基盤５５を、最も端部に位置する増設素子ホルダの端部に位置するボックス状部分２１５（図１８）に固定される。
【００５９】
多光軸光電センサ１には、外部ケーブル１２を用いて電源が供給され、また、この外部ケーブル１２を通じて、投光器２０同士や受光器３０同士或いは投光器２０と受光器３０との間で同期信号が入力又は出力され、また、光軸状態信号が入力又は出力される。この同期信号や光軸状態信号は、投光器２０であれば投光メイン基板２０３で処理され、受光器３０であれば、受光制御基板３０３で処理される。したがって、延長ハーネス５３を用いて増設基板をバイパスすることは効率的である。換言すれば、延長ハーネス５３を用いることなく増設基板を使って代替コネクタ５１ａまで信号を送った場合には、コネクタのピン数が増加し、また、この信号線を電気的にシールドすることが必要となり、その分、基板の面積が必要となる。
【００６０】
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、多光軸光電センサ１に含まれるメイン素子ホルダ及び増設用素子ホルダの中央に位置する光学素子のピッチに比べて、最外端とこれに隣接した光学素子との間のピッチを等しくするか、それよりも小さく設定してもよい。
【００６１】
また、メイン素子ホルダと増設用素子ホルダとの連結及び／又は増設用素子ホルダ同士の連結方法として、図２３に示すように、メイン又は増設用の素子ホルダの一端に係合凹所６０を設け、他の端にフィンガー６１を設けて、ホルダ同士を光軸の並び方向（光軸配列方向）に移動させることにより、係合凹所６０にフィンガー６１の爪６１ａが係合することによりホルダ同士を機械的に連結するようにしてもよい。
【００６２】
このように、光軸配列方向に相対移動させることにより２つのホルダ同士を機械的に連結する構造を採用したとしても、隣接するホルダの端面同士を突き合わせることにより隣接するホルダの光軸間のピッチを設計通りに確保することのできる位置決め手段を構成することができ、また、フィンガー６１の側面でホルダの側面を挟持する等により、隣接するホルダの光軸配列軸線を一致させることのできる位置決め手段を構成することができる。
【００６３】
また、上記の実施例では、８光軸を単位に基本ユニットと増設ユニットを構成したが、これを４光軸を単位に構成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の多光軸光電センサの外観を説明するための斜視図である。
【図２】実施例の多光軸光電センサの押し出し成形品であるケース本体の形状を示す端面図である。
【図３】実施例の多光軸光電センサの端部に設けられた内部コネクタに外部コネクタを結合した状態を説明するための部分図である。
【図４】実施例の多光軸光電センサを直列及び並列に接続可能であることを例示するための図である。
【図５】投光器の基本内部ユニットを説明するための分解斜視図である。
【図６】樹脂により外形形状を成形した投光素子の正面図である。
【図７】図６の矢印ＶＩＩ方向から見た投光素子の側面図である。
【図８】図６の矢印ＶＩＩＩ方向から見た投光素子の側面図である。
【図９】投光器素子ホルダの各導光筒の後端に形成された穴に投光素子を嵌入してフック止めした状態を説明するための断面図である。
【図１０】投光器素子ホルダの各導光筒の後端に形成されたフックにより係止された投光素子を説明するための背面図である。
【図１１】受光器の基本内部ユニットを説明するための分解斜視図である。
【図１２】樹脂により外形形状を成形した受光素子の側面図である。
【図１３】受光素子の正面図である。
【図１４】受光器素子ホルダの各導光筒の後端に形成された穴に受光素子を嵌入して爪により係止した状態を説明するための断面図である。
【図１５】受光器素子ホルダの各導光筒の後端に形成された爪により係止された受光素子を説明するための背面図である。
【図１６】投光器の増設用素子ホルダの背面図である。
【図１７】投光器の増設用素子ホルダの側面図である。
【図１８】投光器のメイン素子ホルダ及びその背面に配置された投光メイン基板からなる基本ユニットに、増設用素子ホルダ及びその背面に配置された投光増設基板からなる増設ユニットを連結する過程を示す図である。
【図１９】投光器の投光メイン基板と投光増設基板との電気的な接続を説明するための図である。
【図２０】受光器の受光制御基板と受光アンプ基板と受光増設基板との電気的な接続を説明するための図である。
【図２１】例示として２つの増設ユニットを内蔵した多光軸光電センサの回路図である。
【図２２】延長ハーネスを用いて、増設ユニットをバイパスして外部とのコネクタを配置する構成を説明するための図である。
【図２３】ホルダの連結構造の変形例を説明するための図である。
【符号の説明】
１ 多光軸光電センサ
３ ケース本体
４ 端末部材
１０ 端末部材に形成されたコネクタ挿入用の差込口
２０ 投光器
２００ 投光器の基本内部ユニット
２０１ 投光素子
２０２ 投光器メイン素子ホルダ
２０３ 投光メイン基板
２０４ 投光素子の接続端子
２０８ 投光メイン基板に形成された投光素子の接続端子を挿入するための透孔又は切欠き
２１０ 増設用素子ホルダ
２１２ 係合突起（係合部）
２１３ フック（係合部）
２１４ 係合突起を受け入れる受け穴
２３０ 投光増設基板
３０ 受光器
３００ 受光器の基本内部ユニット
３０１ 受光素子
３０２ 受光器メイン素子ホルダ
３０３ 受光制御基板
３０４ 受光アンプ基板
３０５ 受光素子の接続端子
３０９ 受光アンプ基板に形成された受光素子の接続端子を挿入するための切欠き
３３０ 受光増設基板
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の光学素子を一列に配置した投受光器からなる多光軸光電センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、プレス機の回りにセイフティライトカーテンを形成するのに多光軸光電センサが用いられる。多光軸光電センサは、複数の光学素子を一列に配置した投光器及び受光器からなり、投光器の各投光素子から投光された光ビームが受光器の対応する受光素子によって受け止めることができるように投受光器が互いに対面した状態で配置され、例えば作業者がライトカーテンの一部を遮光すると、多光軸光電センサから遮光信号が出力されて、直ちにプレス機の動作が停止される。
【０００３】
【特許文献２】
特開２０００−２５１５９５号公報
【０００４】
この公報に開示の多光軸光電センサは、光学素子の背面に回路基板を配置し、光学ブロックに形成された第１の穴と、これに対応してケースに形成された第２の穴にビスを挿入することにより、ケースと光学ブロックとの間の相対的な位置決めが行われる。また、ケース内には、光学ブロックとその背面に配置された回路基板との組が２組収容され、この２つの回路基板がフラットケーブルで電気的に接続されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１３５２０８号公報
【０００６】
この公報に開示の多光軸光電センサは、そのケースに収容される基板がベース基板と光電素子用基板とを積層して構成され、光電素子用基板には、光電素子を一列に配列した状態で配置されると共に各光電素子に接続される回路がプリントされている。ベース基板には、光電素子用基板と反対側の面に抵抗、コンデンサ、トランジスタなどが実装される。また、光電素子用基板には、２つの位置決め穴が互いに離間して形成され、この２つの位置決め穴に挿入可能なボスが光学ブロックに形成されて、これらボス及び位置決め穴によって、光学ブロックと光電素子用基板の相対的な位置決めが行われる。また、光学ブロックには、ケースとの位置決めを行うことのできる第１の穴が形成され、これに対応する第２の穴がケースに形成されて、これら第１、第２の穴にビスを挿入することにより、ケースと光学ブロックとの間の相対的な位置決めが行われる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記の公報に開示の発明よれば、光学ブロック及びその背面に配置される光電素子用基板からなるユニットを複数用意することで数多くの光軸を備えた多光軸光電センサを作ることができるが、一方のユニットの端光軸と他方のユニットの端光軸との間のピッチは、ビスの止め方によって左右されることになる。多光軸光電センサは、光軸間の間隔（ピッチ）を一定に保つことが重要であり、特に、検出能力を高めるためにピッチをできる限り小さく設定したときには、光軸間のピッチの一定性は重要になる。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、多光軸光電センサに内蔵される複数の光学素子間のピッチを一定に保持するのが容易な多光軸光電センサを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる技術的課題は、本発明によれば、
複数の導光筒が等間隔に間隔を隔てて一列に配置され、各導光筒に光学素子が嵌合されるメイン素子ホルダと、
複数の導光筒が等間隔に間隔を隔てて一列に配置され、各導光筒に光学素子が嵌合される増設用素子ホルダとを有し、
前記メイン素子ホルダ及び前記増設用素子ホルダが、共に、前記増設用素子ホルダと前記メイン素子ホルダとを直列状態で機械的に係脱可能な係合部を備え、該係合部により前記増設用素子ホルダが前記メイン素子ホルダに係合したときに、前記増設用素子ホルダの複数の導光筒と前記メイン素子ホルダの複数の導光筒とが一列に並んだ状態で位置決めされることを特徴とする多光軸光電センサを提供することにより達成される。
【００１０】
すなわち、本発明にあっては、メイン素子ホルダと増設用素子ホルダとの相対的な位置決めを係合部により担保しつつこれらを機械的に連結することにより、メイン素子ホルダの端光学素子と、増設用素子ホルダの隣接する端光学素子との間のピッチを一定に保つようにようにしてある。このような相対的な位置決めを確保することのできる係合部は、様々な形式が考えられるが、メイン素子ホルダ及び増設用素子ホルダは樹脂成型品であれば、高精度の係合部を作ることは容易であり、メイン素子ホルダと増設用素子ホルダとを係合させた後は、これらに含まれる光学素子は等間隔且つ一列に配列した状態になる。
【００１１】
増設用素子ホルダの一端と他端に上述した係合部を形成することより、複数の増設用素子ホルダを機械的に連結することもでき、この増設用素子ホルダの数を増加させることで光軸の数を増やすことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施の形態にあっては、光学素子に樹脂で任意の形態が付与され、例えば、光学素子の接続端子が背面から後方に延出する形態であれば、メイン素子ホルダ及び増設用素子ホルダの背面に沿って回路基板を配置して、この回路基板に光学素子の接続端子を接続するのがよい。この回路基板も、メイン素子ホルダに隣接した回路基板と、増設用素子ホルダに隣接した増設用回路基板と分離させるのがよい。
【００１３】
光学素子の接続端子が側面から延出する形態であれば、メイン素子ホルダ及び増設用素子ホルダの導光筒に沿って回路基板を配置して、この回路基板に光学素子の接続端子を接続するのがよい。この回路基板も、メイン素子ホルダに隣接した回路基板と、増設用素子ホルダに隣接した増設用回路基板と分離させるのがよい。
【００１４】
光学素子が接続される回路基板とは別に、制御回路などを含む制御基板を用意して、この制御基板をメイン素子ホルダに隣接して配置するのがよい。
【００１５】
このような回路基板、制御基板、増設用回路基板は、メイン素子ホルダや増設用素子ホルダに位置決めした状態で例えばフックなどを用いて機械的に係止させるのがよい。これにより、素子ホルダに回路基板などを組み付けた状態で且つ増設用素子ホルダを連結した状態でケース内に収容することができ、多光軸光電センサの組み立てが容易になる。
【００１６】
【実施例】
図１は、実施例の多光軸光電センサの斜視図であり、この多光軸光電センサ１は投光器と受光器とが同じ形状を有する。したがって、多光軸光電センサ１の説明は投光器及び受光器の双方についての説明であり、特に、投光器又は受光器に関連する技術的事項を説明するときには、その旨を記して技術的事項を投光器又は受光器を説明することにする。
【００１７】
多光軸光電センサ１は、押し出し成型品からなるアルミニウム製の細長いケース本体２を有する。ケース本体２は、両端及び前面を開放した断面略コ字状の形状を有し（図２）、在来のものに比べてその占有断面積は小さく、スリムである。このケース本体２の開放した前面は、長手方向に連続して延びる投光又は受光のための窓３（図２）を構成する。
【００１８】
ケース本体２の両端には、夫々、例えばＺｎ合金などの金属又はプラスチックからなる成型品である端末部材４が取付けられており、この一対の端末部材４とケース本体２とで多光軸光電センサ１の外形輪郭が形成される。端末部材４の前面には、投光又は受光のための窓が形成されている。つまり、多光軸光電センサ１は、ケース本体２だけでなく端末部材４にも光学素子が収容され、これにより多光軸光電センサ１の光軸は、一方の端末部材４の閉鎖端から他方の端末部材４の閉鎖端まで等間隔（２０ｍｍピッチ）に離間して一列に配列されている。
【００１９】
多光軸光電センサ１の前面に粘着剤を介して接着されるフロントカバーは、ケース本体２の前面を覆う第１フロントカバー５と、端末部材４の前面を覆う第２フロントカバー６とで構成されている。第１フロントカバー５と第２フロントカバー６との境界には金属製の横断部材７が取り付けられ、この横断部材７によって第１、第２のフロントカバー５、６の端縁が押圧され、これにより第１、第２のフロントカバー５、６がケース本体２及び端末部材４に圧接される。
【００２０】
このように、多光軸光電センサ１のケースを３つの部品２、４、４に分割し、これに合わせて、フロントカバーを３つの部分５、６、６に分割したことから、これを一つのフロントカバーで構成したものに比べて、フロントカバーの全長を短縮することができ、これによりセンサケース（特に、ケース本体２）とフロントカバーとの間の熱膨張差の影響を小さくすることができる。
【００２１】
端末部材４には、光軸と干渉することなく、前面側の一部を切り欠いた外形形状を有し、この部分的な切欠きによって外部コネクタ８（図２）を配置するための切欠き部９が形成されている。外部コネクタ８は、これを装着したときに、端末部材４の切欠き部９を埋めて端末部材４と一体となり、ケース本体２と共通の断面形状を作る。
【００２２】
端末部材４は、外部コネクタ８を受け入れることのできる差込口１０を有する（図２）。差込口１０は、前面側に向けて開放しており、この差込口１０に望んで内部コネクタが配置されている。光軸に沿って前面側から背面側に向けて外部コネクタ８を移動させて、これを差込口１０の中に挿入することにより、この外部コネクタ８を内部コネクタに結合することができる。外部コネクタ８から延びるケーブル１２は、端末部材４を横断する切欠き部１３を通って多光軸光電センサ１の背面側に延出することができる（図３）。
【００２３】
ケーブル１２は、多光軸光電センサ１に電源を供給するだけでなく、図４に例示するように、ケーブル１２を用いて対の投受光器２０、３０を直列又は並列に接続して広範囲のライトカーテンを作ることができるものであるが、多光軸光電センサ１（投光器２０及び受光器３０）は、共に、可撓性ケーブル１２で互いに連結することから、隣接する多光軸光電センサ１、１間の屈曲角度は任意である。加えて、可撓性ケーブル１２が切欠き部４ａから背面側に延出するため、換言すれば、可撓性ケーブル１２が多光軸光電センサ１の端から長手方向外方に延出するものではないため、隣接する多光軸光電センサ１を接近した状態で配置するときに可撓性ケーブル１２が邪魔することはない。
【００２４】
図示の多光軸光電センサ１に内蔵される光学素子（投光素子又は受光素子）の個数及び離間距離（ピッチ）は任意に設定することができるが、図示の例では、２０ｍｍピッチであり、また、長さ寸法の異なるケース本体２を用意することで、例えば最大６４個の光学素子を具備する６４光軸タイプまで、任意の数の光学素子を単位として、例えば、８光軸、１２光軸、１６光軸、２０光軸、・・・を備えることができる。
【００２５】
投光器２０の基本内部ユニット２００は、図５に示すように、投光素子２０１とメイン素子ホルダ２０２と投光メイン基板２０３とを含む。
【００２６】
投光素子２０１は、図６〜図８に示すように円筒の周面の一部を切り欠いてこれを平らな面で構成した外形形状を有し、光を放出する投光面２０１ａとは反対側の面２０１ｂに２本の接続端子２０４が設けられている。
【００２７】
投光用のメイン素子ホルダ２０２は、互いに等間隔に離間して一列に配置された８本の導光筒２０５を有する樹脂成型品であり、その前面にはレンズプレート（図示せず）が設置される。各導光筒２０５には、その後端面に、投光素子２０１を嵌入する穴２０６が設けられ、また、投光素子２０１の後端面の一部と係合するフック２０７が設けられている。
【００２８】
図５から理解できるように、投光メイン基板２０３は、メイン素子ホルダ２０２と実質的に同じ長さを有する。この投光メイン基板２０３は、導光筒２０５の後端面に対面して配置され、この投光メイン基板２０３には、投光素子２０１の２本の接続端子２０４が貫通することのできる８個の透孔又は切欠き２０８が互いに等間隔に一列に形成されている。
【００２９】
メイン素子ホルダ２０２の各導光筒２０５に装着した投光素子２０１は、その２本の接続端子２０４が透孔又は切欠き２０８を貫通して投光メイン基板２０３の背面に突出し、この接続端子２０４の突出端は、図７に示すように折り曲げられて投光メイン基板２０３の回路に半田付けされる。
【００３０】
受光器３０の基本内部ユニット３００は、図１１に示すように、受光素子３０１とメイン素子ホルダ３０２と受光制御基板３０３と受光アンプ基板３０４とを含む。
【００３１】
受光素子３０１は、図１２、図１３に示すように比較的扁平な直方体の外形を有し、受光面３０１ａとは直交する端面３０１ｂに２本の接続端子３０５が設けられている。
【００３２】
受光用のメイン素子ホルダ３０２は、互いに等間隔に離間して一列に配置された８本の導光筒３０６を有する樹脂成型品であり、その前面に、レンズプレート（図示せず）が配置される。各導光筒３０６には、その後端面に、図１４から理解できるように、受光素子３０１を嵌入する穴３０７が設けられ、また、受光素子３０１の後端面の上端縁及び下端縁と係合する対の爪３０８（図１４、図１５）が設けられている。
【００３３】
図１１から理解できるように、共にメイン素子ホルダ３０２と実質的に同じ長さ寸法を有する受光制御基板３０３と受光アンプ基板３０４とが互いに直交して配置される。すなわち、受光制御基板３０３が導光筒３０６の後端面に対面して配置され、受光アンプ基板３０４が導光筒３０６と平行に配置される。受光アンプ基板３０４には、その後側縁に沿って受光素子３０１の２本の接続端子３０５が貫通することのできる８個の切欠き３０９が互いに等間隔に形成されている。
【００３４】
メイン素子ホルダ３０２の各導光筒３０６の後端面に装着した各受光素子３０１は、その２本の接続端子３０５が切欠き３０９を貫通して受光アンプ基板３０４の下面に突出し、この接続端子３０５の突出端は、図１２、図１４に示すように折り曲げられて受光アンプ基板３０４の回路に半田付けされる。
【００３５】
多光軸光電センサ１は、上述した基本ユニットに増設ユニットを機械的に連結することにより所望の数の光軸を具備することができ、増設ユニットは、増設用素子ホルダと基板とかなる。
【００３６】
図１６、図１７は、投光器２０のための増設用素子ホルダ２１０を示す。図１６は、増設用素子ホルダ２１０の背面図である。この増設用素子ホルダ２１０は、８個の導光筒２１１を有し、この導光筒２１１の構造は、先に説明したメイン素子ホルダ２０２と同一であり、導光筒２１１の後端面には、投光素子２０１を嵌入する穴が設けられ、また、投光素子２０１の後端面の一部と係合するフック２０７が設けられている。
【００３７】
増設用素子ホルダ２１０は、その一端に、導光筒２０５の延び方向（光軸方向）と直交する方向に突出する係合突起２１２とフック２１３とを有し、他端に、導光筒２０５の延び方向（光軸方向）と直交する方向に延びる受け穴２１４を有する（図１７）。
【００３８】
図１６を参照して、増設用素子ホルダ２１０Ａ、２１０Ｂを２本用意し、一方の増設用素子ホルダ２１０Ａの一端と他方の増設用素子ホルダ２１０Ｂの他端とを合体させるには、一方の増設用素子ホルダ２１０Ａの係合突起２１２を他方の増設用素子ホルダ２１０Ｂの受け穴２１４の中に嵌入することにより、これら２本の増設用素子ホルダ２１０Ａと２１０Ｂとが機械的に連結される。そして、受け穴２１４の中に係合突起２１２を嵌入したときには、フック２１３が、他方の増設用素子ホルダ２１０Ｂの角部と係合する。
【００３９】
図１６、図１７は投光器２０に関するものであるが、受光器３０についても、実質的に同じ連結構造の増設用素子ホルダが用意され、これら増設用素子ホルダを用いることにより、受光器３０についても８光軸ずつ光軸数を増加することができる。
【００４０】
図１８は投光器２０に関するものであるが、メイン素子ホルダ２０２に一つの増設用素子ホルダ２１０を連結して１６光軸を作る場合を例示するものである。メイン素子ホルダ２０２には、その一端部に受け穴２１４が形成されており、このメイン素子ホルダ２０２の受け穴２１４の中に、増設用素子ホルダ２１０をメイン素子ホルダ２０２に対して相対的に光軸の配列方向と直交する方向に移動させることにより、増設用素子ホルダ２１０の係合突起２１２を挿入して、この係合突起２１２が受け穴２１４の中に嵌入すると、増設用素子ホルダ２１０のフック２１３がメイン素子ホルダ２０２の端縁と係合し、これによりメイン素子ホルダ２０２に対する増設用素子ホルダ２１０の機械的な連結が完了する。受光器３０に関しても同様である。
【００４１】
図１８から最も良く理解できるように、光軸の配列方向と直交する方向に相対移動させることで係脱する係合突起２１２と受け穴２１４の嵌合により、メイン素子ホルダ２０２と増設素子ホルダ２１０とが互いに連結する連結構造は、メイン素子ホルダ２０２と増設素子ホルダ２１０との間の互いに隣接する光軸間のピッチを設計通りに確保するが容易な位置決め手段を構成することができる。また、フック２１３とホルダ端縁との係合は、メイン素子ホルダ２０２の光軸配列軸線と、増設素子ホルダ２１０の光軸配列軸線とを一致させるための位置決め手段を構成することができる。
【００４２】
以上のことは、投光器２０に限らず受光器３０についても同様であり、また、増設素子ホルダ２１０、２１０同士の連結においても同様である。
【００４３】
このように、投光器２０及び受光器３０に内蔵されるメイン素子ホルダと増設用素子ホルダとの固定、また、増設用素子ホルダ同士の固定は、係合突起２１２と受け穴２１４との機械的な嵌合により、また、ホルダの端縁とフック２１３との機械的な係合により、光軸の並び方向に整合した状態で相対的な位置決めを行うことができ、光軸間ピッチを一定に保つことができる。
【００４４】
図１９は、投光器２０に関し、増設用素子ホルダ２１０と共に増設ユニットを構成する投光増設基板２３０を示す。この投光増設基板２３０は、投光メイン基板２０３と同様に、投光素子２０１の２本の接続端子２０４が貫通することのできる８個の透孔又は切欠き２０８が互いに等間隔に一列に形成されており、また、増設素子ホルダ２１０の導光筒２０５の後端面に対面して配置される。すなわち、投光増設基板２３０は、投光メイン基板２０３と直列に配置される。
【００４５】
増設素子ホルダ２１０の各導光筒２０５に装着した投光素子２０１は、その２本の接続端子２０４が透孔又は切欠き２０８を貫通して投光増設基板２３０の背面に突出し、投光メイン基板２０３の場合と同様に、接続端子２０４の突出端折り曲げて投光増設基板２３０の回路に半田付けされる。
【００４６】
投光増設基板２３０の一端には、ライトアングルコネクタ２３２が設けられ、他端には、このライトアングルコネクタ２３２を受け入れる受け穴２３３が形成されている。この受け穴２３３は、投光メイン基板２０３の一端にも形成され、投光メイン基板２０３の受け穴２３３に投光増設基板２３０のライトアングルコネクタ２３２を挿入することにより投光メイン基板２０３に対する投光増設基板２３０の電気的な連結が行われる。また、複数の投光増設基板２３０同士の電気的な連結も同様にして行うことができる。
【００４７】
図２０は、受光器３０に関し、増設用素子ホルダと共に増設ユニットを構成する受光増設基板３３０を示す。この投光増設基板３３０は、受光アンプ基板３０４と同様に、受光素子３０１の２本の接続端子３０５が挿通することのできる８個の切欠き３０９が互いに等間隔に一列に形成されており、また、増設素子ホルダの導光筒と平行に配置される。すなわち、投光増設基板３３０は、受光アンプ基板３０４と直列に配置される。
【００４８】
受光増設素子ホルダの各導光筒に装着した受光素子３０１は、その２本の接続端子３０５が切欠き３０９を貫通して受光増設基板３３０の背面に突出し、受光アンプ基板３０４の場合と同様に、接続端子３０５の突出端折り曲げて受光増設基板３３０の回路に半田付けされる。
【００４９】
受光増設基板３３０の一端には第１基板接続コネクタ３３２が設けられ、他端には、第１基板接続コネクタ３３２と直交する方向に配置された第２基板接続コネクタ３３３が設けられている。この第２基板接続コネクタ３３３は、受光アンプ基板３０４の一端にも設けられており、この受光アンプ基板３０４に対して受光増設基板３３０を電気的に接続するときには、互いに直交する向きに配置された２つの中継コネクタ３３６、３３７を設けた中継基板３３８を用いて、この中継基板３３８の一方の中継コネクタ３３６を受光アンプ基板３０４の第２基板接続コネクタ３３３に機械的に連結し、他方の中継コネクタ３３７を受光増設基板３３０の第１基板接続コネクタ３３２に機械的に連結することにより行われる。また、複数の受光増設基板３３０同士の電気的な連結も同様にして行うことができる。
【００５０】
受光メイン素子ホルダ３０２の導光筒３０６の後端面に対面にして配置される受光制御基板３０３と、導光筒３０６と平行に配置される受光アンプ基板３０４とは、受光アンプ基板３０４の側縁に離間して設けられた２つのライトアングルコネクタ３４０、３４０を受光制御基板３０３の受け穴３４１に挿入することにより行われる。
【００５１】
投光器２０及び受光器３０の各基板２０１、２０３、３０３、３０４、３３０には、図面から理解できるように、側縁に切欠きが設けられ、この切欠きと、素子ホルダのフック１５を用いて各素子ホルダに位置決めした状態で固定される。
【００５２】
図２１は、２つの増設ユニットを組み込んだ投光器２０及び受光器３０の回路構成図である。投光器２０にあっては、その投光メイン基板２０３に、投光器通信制御回路２５０と、例えばクロック発生回路からのクロック信号により投光器２０に内蔵した投光素子２０１を順次投光させるタイミングを生成する投光素子制御回路２５１と、この投光メイン基板２０３に組み込まれた例えば８個の投光素子２０１を駆動するＮ個（８個）の投光回路２５２と、これらの投光回路２５２を時分割でスキャンする光軸切替回路２５３とを含む。
【００５３】
投光器２０の増設基板２３０には、この増設基板２３０に組み込まれた例えば８個の投光素子２０１を駆動するＮ個（８個）の投光回路２５２と、これらの投光回路２５２を時分割でスキャンする光軸切替回路２５３とを含む。
【００５４】
他方、受光器３０にあっては、受光制御基板３０３に、投光器２０及び連結した他の受光器３０との間の通信を行う受光器通信制御回路３５０と、受光器３０に内蔵した受光素子３０１を順次アクティブにする受光素子制御回路３５１と、受光信号を増幅する信号増幅回路３５２と、この増幅した受光信号増幅回路３５２から受光素子制御回路３５１に入力された信号を処理して遮光の有無を判定して外部に出力する出力制御回路３５３とを含む。
【００５５】
受光器３０の受光アンプ基板３０４及び受光増設基板３３０には、この受光アンプ基板３０４に組み込まれた例えば８個の受光素子３０１を駆動し且つ一次の増幅を行うＮ個（８個）の受光回路３５５と、これらの受光回路３５５を時分割でスキャンする受光切替回路３５６とを含む。
【００５６】
当業者であれば理解できるであろうが、複数の受光素子３０１が組み込まれる受光アンプ基板３０４には、受光素子３０１に直接的に関連する回路が組み込まれており、他方、受光制御基板３０３には、受光器３０の全体制御及び比較的大きな占有面積を占める出力回路並びに外部との通信に関連した回路が組み込まれている。このように、機能的に分類した合理的な基板構成を採用していることから、受光制御基板３０３と受光アンプ基板３０４を電気的に接続するためのコネクタを最小限にすることができる。換言すれば、これらを一つの基板に、上述した全ての回路を組み込むとしたら、この単一の基板は大きなものとならざるを得ず、これに伴い、受光器３０の外形も大きなものにならざるを得ない。
【００５７】
多光軸光電センサ１の両端に配置される端末部材４の外部コネクタ８を受け入れる差込口１０（図１）に臨む位置に、それぞれ第１、第２のコネクタ５０、５１が配置される（図２２）。例えば、投光器２０であれば、投光メイン基板２０３の両端部に第１、第２のコネクタ５０、５１が配置され、受光器３０であれば、受光制御基板３０３の両端部に第１、第２のコネクタ５０、５１が配置される。この第１、第２のコネクタ５０、５１は、例えば受光器２０であれば、メイン素子ホルダ２０２の両端部分に位置するボックス状の部分２１５（図１８）に固定される。
【００５８】
多光軸光電センサ１が、増設ユニットを内蔵しているときには、延長ハーネス５３を用いて第２のコネクタ５１の配置位置を実質的に多光軸光電センサ１の端に移動される。すなわち、延長ハーネス５３の一端には第２コネクタ５１に連結するための中継コネクタ５４が設けられ、延長ハーネス５３の他端には代替コネクタ５１ａが設けられている。延長ハーネス５３は電気的にシールドされるのが好ましい。この代替コネクタ５１ａは支持基盤５５を、最も端部に位置する増設素子ホルダの端部に位置するボックス状部分２１５（図１８）に固定される。
【００５９】
多光軸光電センサ１には、外部ケーブル１２を用いて電源が供給され、また、この外部ケーブル１２を通じて、投光器２０同士や受光器３０同士或いは投光器２０と受光器３０との間で同期信号が入力又は出力され、また、光軸状態信号が入力又は出力される。この同期信号や光軸状態信号は、投光器２０であれば投光メイン基板２０３で処理され、受光器３０であれば、受光制御基板３０３で処理される。したがって、延長ハーネス５３を用いて増設基板をバイパスすることは効率的である。換言すれば、延長ハーネス５３を用いることなく増設基板を使って代替コネクタ５１ａまで信号を送った場合には、コネクタのピン数が増加し、また、この信号線を電気的にシールドすることが必要となり、その分、基板の面積が必要となる。
【００６０】
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、多光軸光電センサ１に含まれるメイン素子ホルダ及び増設用素子ホルダの中央に位置する光学素子のピッチに比べて、最外端とこれに隣接した光学素子との間のピッチを等しくするか、それよりも小さく設定してもよい。
【００６１】
また、メイン素子ホルダと増設用素子ホルダとの連結及び／又は増設用素子ホルダ同士の連結方法として、図２３に示すように、メイン又は増設用の素子ホルダの一端に係合凹所６０を設け、他の端にフィンガー６１を設けて、ホルダ同士を光軸の並び方向（光軸配列方向）に移動させることにより、係合凹所６０にフィンガー６１の爪６１ａが係合することによりホルダ同士を機械的に連結するようにしてもよい。
【００６２】
このように、光軸配列方向に相対移動させることにより２つのホルダ同士を機械的に連結する構造を採用したとしても、隣接するホルダの端面同士を突き合わせることにより隣接するホルダの光軸間のピッチを設計通りに確保することのできる位置決め手段を構成することができ、また、フィンガー６１の側面でホルダの側面を挟持する等により、隣接するホルダの光軸配列軸線を一致させることのできる位置決め手段を構成することができる。
【００６３】
また、上記の実施例では、８光軸を単位に基本ユニットと増設ユニットを構成したが、これを４光軸を単位に構成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の多光軸光電センサの外観を説明するための斜視図である。
【図２】実施例の多光軸光電センサの押し出し成形品であるケース本体の形状を示す端面図である。
【図３】実施例の多光軸光電センサの端部に設けられた内部コネクタに外部コネクタを結合した状態を説明するための部分図である。
【図４】実施例の多光軸光電センサを直列及び並列に接続可能であることを例示するための図である。
【図５】投光器の基本内部ユニットを説明するための分解斜視図である。
【図６】樹脂により外形形状を成形した投光素子の正面図である。
【図７】図６の矢印ＶＩＩ方向から見た投光素子の側面図である。
【図８】図６の矢印ＶＩＩＩ方向から見た投光素子の側面図である。
【図９】投光器素子ホルダの各導光筒の後端に形成された穴に投光素子を嵌入してフック止めした状態を説明するための断面図である。
【図１０】投光器素子ホルダの各導光筒の後端に形成されたフックにより係止された投光素子を説明するための背面図である。
【図１１】受光器の基本内部ユニットを説明するための分解斜視図である。
【図１２】樹脂により外形形状を成形した受光素子の側面図である。
【図１３】受光素子の正面図である。
【図１４】受光器素子ホルダの各導光筒の後端に形成された穴に受光素子を嵌入して爪により係止した状態を説明するための断面図である。
【図１５】受光器素子ホルダの各導光筒の後端に形成された爪により係止された受光素子を説明するための背面図である。
【図１６】投光器の増設用素子ホルダの背面図である。
【図１７】投光器の増設用素子ホルダの側面図である。
【図１８】投光器のメイン素子ホルダ及びその背面に配置された投光メイン基板からなる基本ユニットに、増設用素子ホルダ及びその背面に配置された投光増設基板からなる増設ユニットを連結する過程を示す図である。
【図１９】投光器の投光メイン基板と投光増設基板との電気的な接続を説明するための図である。
【図２０】受光器の受光制御基板と受光アンプ基板と受光増設基板との電気的な接続を説明するための図である。
【図２１】例示として２つの増設ユニットを内蔵した多光軸光電センサの回路図である。
【図２２】延長ハーネスを用いて、増設ユニットをバイパスして外部とのコネクタを配置する構成を説明するための図である。
【図２３】ホルダの連結構造の変形例を説明するための図である。
【符号の説明】
１ 多光軸光電センサ
３ ケース本体
４ 端末部材
１０ 端末部材に形成されたコネクタ挿入用の差込口
２０ 投光器
２００ 投光器の基本内部ユニット
２０１ 投光素子
２０２ 投光器メイン素子ホルダ
２０３ 投光メイン基板
２０４ 投光素子の接続端子
２０８ 投光メイン基板に形成された投光素子の接続端子を挿入するための透孔又は切欠き
２１０ 増設用素子ホルダ
２１２ 係合突起（係合部）
２１３ フック（係合部）
２１４ 係合突起を受け入れる受け穴
２３０ 投光増設基板
３０ 受光器
３００ 受光器の基本内部ユニット
３０１ 受光素子
３０２ 受光器メイン素子ホルダ
３０３ 受光制御基板
３０４ 受光アンプ基板
３０５ 受光素子の接続端子
３０９ 受光アンプ基板に形成された受光素子の接続端子を挿入するための切欠き
３３０ 受光増設基板
Claims (8)
- 複数の導光筒が等間隔に間隔を隔てて一列に配置され、各導光筒に光学素子が嵌合されるメイン素子ホルダと、
複数の導光筒が等間隔に間隔を隔てて一列に配置され、各導光筒に光学素子が嵌合される増設用素子ホルダとを有し、
前記メイン素子ホルダ及び前記増設用素子ホルダが、共に、前記増設用素子ホルダと前記メイン素子ホルダとを直列状態で機械的に係脱可能な係合部を備え、該係合部により前記増設用素子ホルダが前記メイン素子ホルダに係合したときに、前記増設用素子ホルダの複数の導光筒と前記メイン素子ホルダの複数の導光筒とが一列に並んだ状態で位置決めされることを特徴とする多光軸光電センサ。 - 前記係合部が、前記メイン素子ホルダと前記増設用素子ホルダとを相対的に前記導光筒の配列方向と直交する方向に移動させることにより係合される、請求項１に記載の多光軸光電センサ。
- 前記光学素子の接続端子が該光学素子の背面から後方に延出し、
前記メイン素子ホルダの背面に配置されたメイン回路基板と、
前記増設用素子ホルダの背面に配置された増設回路基板を更に有し、
これらメイン回路基板及び増設回路基板には、前記光学素子の接続端子が挿通可能な穴が形成され、該穴を通過した前記接続端子の端部を折り曲げて半田付けすることにより、前記光学素子が前記メイン回路基板及び増設回路基板に接続されている、請求項１又は２に記載の多光軸光電センサ。 - 前記光学素子の接続端子が該光学素子の側面から延出し、
前記メイン素子ホルダの導光筒と平行に配置された第１回路基板と、
前記増設用素子ホルダの導光筒と平行に配置された増設用回路基板を更に有し、
前記第１回路基板及び前記増設用回路基板の後端縁には、前記光学素子の接続端子が挿通可能な切欠きが形成され、該切欠きを通過した前記接続端子の端部を折り曲げて半田付けすることにより、前記光学素子が前記第１回路基板及び前記増設用回路基板に接続されている、請求項１又は２に記載の多光軸光電センサ。 - 多光軸光電センサの制御回路を含む制御基板を更に有し、該制御基板が、前記第１回路基板とは直交した状態で前記メイン素子ホルダの背面に沿って配置されている、請求項４に記載の多光軸光電センサ。
- 前記メイン回路基板と前記増設用回路基板とがコネクタにより電気的に接続される、請求項３に記載の多光軸光電センサ。
- 前記第１回路基板と前記増設用回路基板とがコネクタにより電気的に接続される、請求項４に記載の多光軸光電センサ。
- 前記前記第１回路基板と前記制御基板とがコネクタにより電気的に接続される、請求項５に記載の多光軸光電センサ。
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