JP2005314999A - 開閉装置用光学センサ部品 - Google Patents

Abstract

【課題】 部品点数を増やすことなく、基本的な設置方法を適用し得る環境と実設置環境との相違により要求される光特性の変更機能に対応する。
【解決手段】 本発明の開閉装置用光学センサ部品は、開閉体の所定状態を検出する光学センサにおける投光器又は受光器が該当し、取付面に取り付けられるセンサ枠部材と、このセンサ枠部材に結合されるセンサ部品本体とでなる。そして、センサ枠部材が、センサ部品本体が出射し、又は、受光する光の特性を変更する光特性変更機能部分を有することを特徴とする。ここで、光特性変更機能部分は、光軸を偏向したり、光束を集束又は発散したり、光を偏光光に限定したり、光の波長範囲を限定したり、光の方向性を制限するフード部分であったり、センサ枠部材の取付面における理想面からの傾斜を補償したりする。
【選択図】 図２

Description

本発明は開閉装置用光学センサ部品に関し、例えば、シャッター、ドア、窓、オーバーヘッドドア、門扉、ゲート（駐車場などのゲート）、ロールスクリーン（例えば遮光膜）、ブラインド、オーニング装置などの開閉装置に対して適用し得る。

シャッター等の開閉装置においては、投光器及び受光器でなる光学センサが種々の目的で利用される。例えば、シャッターの降下通路上に障害物があるか否かの障害物検知センサとして光学センサが利用されたり、シャッターの上昇速度や下降速度を変更させる位置の通過を検出するようなリミットスイッチとして光学センサが利用されたり、ある位置の物体の通過を検出してシャッターの上昇又は下降を起動する検知手段として光学センサ部品が利用されたり、シャッターを巻き取る円筒状の巻取軸の回転時の歪みを円筒内部を光を進行させて検出するように光学センサが利用されたりする。

障害物検知センサとして光学センサを利用している開閉装置については、特許文献１や特許文献２に記載されている。

光学センサを構成する投光器や受光器（以下では、適宜、投光器や受光器を光学センサ部品と呼ぶ）は、シャッターの案内レールの一面などに取り付けられるものであり、光学センサ部品を取付面に直接取り付けようとして外力を加えた場合に、光学センサ部品を損傷させたりなどする恐れがある。そのため、従来の光学センサ部品は、図１４に示すように、取付面に取り付けられる内周に雌ネジが切られている透孔２ａを有するセンサ枠部材２を有し、周囲の先端部に雄ネジが切られているセンサ部品本体（センサヘッド）１をセンサ枠部材２に螺合により取り付ける構造になっていた。

なお、図１４（Ａ１）や（Ｂ１）は、センサ部品本体１とセンサ枠部材２とが分離された状態を示しており、図１４（Ａ２）や（Ｂ２）は、センサ部品本体１とセンサ枠部材２とが結合された状態を示している。また、従来のセンサ枠部材２としては、図１４（Ａ１）及び（Ａ２）に示すような円環状のものや、図１４（Ｂ１）及び（Ｂ２）に示すような矩形板状のものがあった。矩形板状のセンサ枠部材２の上下の孔は、ビスが通すビス孔である。
特開平１１−１７３０４４号公報 実開平５−６４３９８号公報

ところで、シャッターの設置環境は様々であり、シャッターの設置環境によっては、光学センサ部品も、図１４に示すような基本的な設置方法で対応できない場合がある。

例えば、投光器及び受光器を地面から同じ高さに設置できず、そのため、投光器及び受光器の光軸を地面に平行ではなく傾斜させて設置したい場合もある。この場合には、例えば、光軸を傾斜させるためにスペーサを、センサ部品本体１及びセンサ枠部材２間に介在させて対応する。

また例えば、投光器及び受光器間の距離（シャッター幅にほぼ等しい）がかなり長く、そのため、投光器の前面に光束の発散を抑えるレンズを設置したい場合もある。この場合には、例えば、集光レンズを、センサ部品本体１及びセンサ枠部材２間、又は、センサ枠部材２の前方に設ける。

しかしながら、基本の設置方法で必要な部品以外の部品を設けると、見栄えが悪くなったり、一部の部品が突出した状態で設置されて何らかの物体と接触して損傷を受ける恐れがあったり、また、部品点数が多くなって経時変化により光学特性が劣化し易くなるなどの課題が生じる。

そのため、部品点数を増やすことなく、基本的な設置方法を適用し得る環境と実際の設置環境との相違により要求される光特性の変更機能に対応できる開閉装置用光学センサ部品が望まれている。

かかる課題を解決するため、本発明は、開閉体に関係する所定状態を検出するための光学センサにおける投光器又は受光器が該当するものであって、取付面に取り付けられるセンサ枠部材と、このセンサ枠部材に結合されるセンサ部品本体とでなる開閉装置用光学センサ部品において、上記センサ枠部材が、上記センサ部品本体が出射する、又は、上記センサ部品本体が受光する光の特性を変更する光特性変更機能部分を有することを特徴とする。

ここで、センサ枠部材の光特性変更機能部分は、光軸を偏向したり、光束を集束又は発散したり、出射光又は受光光を偏光光に限定したり、出射光又は受光光の波長範囲を限定したり、出射光又は受光光の方向性を制限するフード部分であったり、センサ枠部材の取付面における、理想面からの傾斜を補償したりする。

本発明の開閉装置用光学センサ部品によれば、センサ枠部材が、光特性を変更する光特性変更機能部分を有するので、基本的な設置方法を適用し得る環境と実際の設置環境との相違により要求される光学特性の変更機能に、部品点数を増やすことなく、対応することができる。

（Ａ）第１の実施形態
以下、本発明による開閉装置用光学センサ部品をシャッター装置に適用した第１の実施形態を図面を参照しながら詳述する。

図１は、第１の実施形態に係るシャッター装置の概略横断面図である。図１において、シャッター装置１０は、シャッター１１と、左右一対のガイドレール部１２Ｌ、１２Ｒとを有する。ガイドレール部１２Ｌ、１２Ｒは、シャッター１１の幅方向の一方の端部を収容して案内する、スリットを有する断面矩形筒体状の第１の支柱部１３Ｌ、１３Ｒと、第１の支柱部１３Ｌ、１３Ｒに連結された断面矩形筒体状の第２の支柱部１４Ｌ、１４Ｒとを有する。

第２の支柱部１４Ｌ、１４Ｒの地面から３０〜４０ｃｍ程度の高さの部分には、投光器又は受光器でなる光学センサ部品１５Ｌ、１５Ｒが設けられている。例えば、光学センサ部品１５Ｌが投光器であり、光学センサ部品１５Ｒが受光器である。

図２は、第１の実施形態の光学センサ部品１５（１５Ｌ、１５Ｒ）の構造を示す概略斜視図であり、図３は、そのセンサ枠部材２０の縦断面図である。

第１の実施形態の光学センサ部品１５は、従来と同様なセンサ部品本体１と、この実施形態の特徴を構成するセンサ枠部材２０とでなる。センサ枠部材２０は、一面開放の概ね円筒形状をしており、底板部分２１が従来のセンサ枠部材２（図１４参照）と同様な雌ネジを有する円環状をしており、開放側に平板状の光学素子２２が取り付けられている。

平板状の光学素子２２は、所望する光学特性の変更処理を担っている。光学素子２２は、例えば、光束を発散又は集束させるためなどのレンズであっても良く、透過する光線の波長帯域を制限するフィルタであっても良く、投光する光線の偏光方向や受光する光線の偏光方向を限定するフィルタであっても良く、透過する光線の光軸を偏向させる光学素子（回折格子やプリズム）であっても良い。

例えば、上方のシャッター収容部（図示せず）内に位置する制御盤からは、第２の支柱部１４Ｌ、１４Ｒ内を通すように、センサ部品本体１のケーブルが引き回されており、第２の支柱部１４Ｌ、１４Ｒにおける光学センサ部品１５（１５Ｌ、１５Ｒ）の取付孔からセンサ部品本体１を外部に引き出してセンサ枠部材２０に対して螺合によって取り付け、その後、センサ部品本体１とセンサ枠部材２０とが一体となった光学センサ部品１５を、その取付孔に取り付ける。

第１の実施形態の光学センサ部品によれば、センサ部品本体を取り付けるセンサ枠部材に光学特性の変更機能をも持たせるようにしたので、光学特性を変更する場合であっても、センサ部品本体やセンサ枠部材から独立した光学特性の変更用の部材を不要にすることができる。その結果、独立した部材のために生じていた不都合の全て又は一部を回避することができる。

また、実際の設置環境が従来の光学センサ部品が特性的に予定している基本的な設置環境であれば、従来の光学センサ部品を適用すれば良く、実際の設置環境の基本的な設置環境からの相違に応じて、第１の実施形態のセンサ枠部材の種類を選択し、その設置環境での光学センサ部品での検知能力を最大限に発揮させるようにすることができる。

例えば、シャッター幅に応じて定まる投光用光学センサ部品及び受光用光学センサ部品間の距離が、所定距離（例えば５ｍ）以下の設置環境であれば、図１４に示した従来のセンサ枠部材２を適用し、所定距離より長い設置環境であれば、光学素子２２として、光束を絞って授受させるもの（例えば凸レンズ）を適用したセンサ枠部材２０を適用する。また例えば、受光用光学センサ部品に対し、投光用光学センサ部品以外からの外乱光が常時入射されるような設置環境であれば、図１４に示した従来のセンサ枠部材２を適用するのではなく、光学素子２２として偏光フィルタを有するセンサ枠部材２０を適用する。

なお、投光用光学センサ部品１５Ｌ又は受光用光学センサ部品１５Ｒの一方だけに第１の実施形態のセンサ枠部材２０を適用するようにしても良い。

また、投光用光学センサ部品１５Ｌ及び受光用光学センサ部品１５Ｒの双方に第１の実施形態のセンサ枠部材２０を適用する場合であっても、投光用光学センサ部品１５Ｌの光学素子２２の機能と、受光用光学センサ部品１５Ｒの光学素子２２の機能とが必ずしも対応していなくても良い。例えば、前者が波長範囲を制限するフィルタであり、後者が、光束を集束させる凸レンズであっても良い。

（Ｂ）第２の実施形態
図４は、第２の実施形態の光学センサ部品３０のセンサ枠部材３１の説明図であり、図４（Ａ）が正面図、図４（Ｂ）が図４（Ａ）におけるIVＢ−IVＢ線断面図である。

第２の実施形態の光学センサ部品３０は、図４に示すセンサ枠部材３１と、従来と同様なセンサ部品本体１とでなり、その用途は、例えば、第１の実施形態と同様に、シャッター閉鎖時での障害物検知などである。

第２の実施形態のセンサ枠部材３１は概ね円盤状をしており、その表面（正面）にはスリット孔３１ａが設けられ、裏面には雌ネジ（孔）３１ｂが設けられ、スリット孔３１ａと雌ネジ（孔）３１ｂとは連通している。雌ネジ（孔）３１ｂは、センサ部品本体１の雄ネジと螺合するものである。なお、スリット孔３１ａに、波長フィルタや偏光フィルタなどの光学要素を取り付けたものであっても良い。

センサ部品本体１がセンサ枠部材３１に取り付けられた投光用の光学センサ部品３０の場合には、センサ部品本体１から出射された光束がスリット孔３１ａで絞り込まれて投光される。一方、センサ部品本体１がセンサ枠部材３１に取り付けられた受光用の光学センサ部品３０の場合には、センサ部品本体１へ向かう種々の方向からの光線を、スリット孔３１ａが限定してセンサ部品本体１に入射させる。

第２の実施形態の光学センサ部品３０も、光学センサ部品の種類のラインアップに加えたならば、設置環境に応じて、より適切なセンサ枠部材の選定を可能とすることができ、第１の実施形態の項で説明した効果をより高めることができる。

投光用光学センサ部品も受光用光学センサ部品もスリット孔３１ａを有する場合において、両スリット孔３１ａの長手方向を一致させても良く、長手方向間に角度を持たせても良い。後者の場合、角度の調整により、検知能力を調整することができる。なお、第１の実施形態で言及した偏光フィルタを、投光用光学センサ部品及び受光用光学センサ部品の光学素子２２と適用した場合も同様である。（Ｃ）第３の実施形態
図５は、第３の実施形態の光学センサ部品４０の概略構造を示す斜視図である。第３の実施形態の光学センサ部品４０は、図５に示すように、センサ枠部材４１と、従来と同様なセンサ部品本体１とでなり、その用途は、例えば、第１の実施形態と同様に、シャッター閉鎖時での障害物検知などである。

第３の実施形態のセンサ枠部材４１は、フード機能を発揮する円筒部分４１ａと、円筒部分４１ａの先頭側に設けられた円環状のフランジ部４１ｂとを有し、円筒部分４１ａの後尾側の内周面には、センサ部品本体１の雄ネジと螺合する雌ネジが切られている。すなわち、第３の実施形態のセンサ枠部材４１は、フード付きのセンサ枠部材である。

第３の実施形態の光学センサ部品４０も、光学センサ部品の種類のラインアップに加えたならば、設置環境に応じて、より適切なセンサ枠部材の選定を可能とすることができ、第１の実施形態の項で説明した効果をより高めることができる。

図６及び図７はそれぞれ、第３の実施形態と同様なフード付きのセンサ枠部材を示している。図６に示すセンサ枠部材４２は、たらい状の形状を有し、その底部にセンサ部品本体１の雄ネジと螺合する雌ネジが切られている。図７に示すセンサ枠部材４３は、図１４（Ｂ１）及び（Ｂ２）に示す従来のセンサ枠部材２と同様な矩形の平板部分４３ａと、その上辺から法線方向に立設されている上部フード部分４３ｂと、平板部分４３ａの左右の側辺の上半部分から法線方向に立設されている側部フード部分４３ｃ、４３ｄとからなっている。

（Ｄ）第４の実施形態
図８は、第４の実施形態の光学センサ部品５０の概略構造を示す斜視図である。第４の実施形態の光学センサ部品５０は、図８に示すように、センサ枠部材５１と、従来と同様なセンサ部品本体１とでなり、その用途は、例えば、第１の実施形態と同様に、シャッター閉鎖時での障害物検知などである。

第４の実施形態のセンサ枠部材５１は、センサ部品本体１の雄ネジと螺合する雌ネジ（孔）５１ａが切られている天井板５１ｂと、この天井板５１ｂの下方に設けられて光路を９０度だけ折曲する反射ミラー５１ｃと、反射ミラー５１ｃから反射された光線（投光用の場合）又は反射ミラー５１ｃへ入射される光線（受光用の場合）を通過させる光学的な開口部５１ｄと、ビス孔５１ｅを有して当該センサ枠部材５１の取り付け面への取り付けに機能する基準板５１ｆとを有している。

この第４の実施形態のセンサ枠部材５１を適用すれば、センサ部品本体１の先頭を下側にしてセンサ枠部材５１に取り付けることができ、光学センサ部品５０として必要な奥行きを小さくすることができる。第２の支柱部１４Ｌ、１４Ｒ（図１参照）の内部奥行きが小さい場合には、この第４の実施形態のセンサ枠部材５１が好適である。その他は、既述の実施形態の効果と同様である。

なお、雌ネジ（孔）５１ａから反射ミラー５１ｃを介して開口部５１ｄを結ぶような光路部分にプリズムを適用するようにしても良い。

（Ｅ）第５の実施形態
第５の実施形態の光学センサ部品は、取付面（取付躯体側の平面）が傾斜しており、上述した各実施形態のセンサ枠部材を適用した場合には、センサ部品本体（１）の光軸が所望する方向を向かないような状況に適用し得るものである。

図９は、第５の実施形態の光学センサ部品６０の概略構造を示す斜視図である。第５の実施形態の光学センサ部品６０は、図９に示すように、センサ枠部材６１と、従来と同様なセンサ部品本体１とでなり、その用途は、例えば、第１の実施形態と同様に、シャッター閉鎖時での障害物検知などである。

第５の実施形態のセンサ枠部材６１は、円環状の形状をしており、その一方の面６１ａを傾斜させているものである。言い換えると、センサ枠部材６１は、その肉厚が徐々に変化しているものである。すなわち、第５の実施形態のセンサ枠部材６１の傾斜面側を、傾斜している取付面に取り付けることにより、センサ枠部材６１の透孔６１ｂの軸が所望する方向に向き、その結果、センサ部品本体１の光軸が所望する方向を向くようになされている。

なお、センサ枠部材６１の透孔６１ｂにおける雌ネジ部分は、例えば、図９（Ｂ）の拡大断面図に示すように、非取付面側に寄せて設けられている。

第５の実施形態によれば、取付面が傾斜しているような設置環境に対しても、容易に対応できるという効果を奏することができる。すなわち、センサ枠部材が対応し得る設置環境として、取付面の傾斜環境を含めることができる。

図１０及び図１１はそれぞれ、第５の実施形態の変形実施形態を示している。図１０に示すセンサ枠部材６２は、円環状板部材に突起６２ａを設けることにより、取付面の傾斜を補償しようとしたものである。図１１に示すセンサ枠部材６３は、矩形状板部材の一辺に折返し部分６３ａを設けることにより、取付面の傾斜を補償しようとしたものである。

（Ｆ）第６の実施形態
図１２は、第６の実施形態の光学センサ部品７０の概略構造を示す斜視図である。第６の実施形態の光学センサ部品７０も、図１２に示すように、センサ枠部材７１と、従来と同様なセンサ部品本体１とでなり、その用途は、例えば、第１の実施形態と同様に、シャッター閉鎖時での障害物検知などである。また、第６の実施形態の光学センサ部品７０は、第５の実施形態と同様に、取付面の傾斜を補償し得るものである。

第６の実施形態のセンサ枠部材７１は、ほぼ矩形の平板部分７１ａと、その中央部の透孔から連続している円筒部分７１ｂとを備えている。円筒部分７１ｂの軸は、平板部分７１ａの法線方向に対して傾いている。例えば、円筒部分７１ｂの先端側の内周面には、センサ部品本体１の雄ネジと螺合する雌ネジが切られている。

この第６の実施形態によっても、上述した第５の実施形態と同様な、取付面の傾斜補償を行うことができるという効果を奏する。

（Ｇ）第７の実施形態
図１３（Ａ）は、第７の実施形態の光学センサ部品８０の概略構造を示す斜視図である。第７の実施形態の光学センサ部品８０は、図１３（Ａ）に示すように、センサ枠部材８１と、センサ部品本体８２とでなり、その用途は、例えば、第１の実施形態と同様に、シャッター閉鎖時での障害物検知などである。また、第７の実施形態の光学センサ部品８０も、第５、第６の実施形態と同様に、取付面の傾斜を補償し得るものである。

第７の実施形態のセンサ枠部材８１は、矩形平板状をしており、中央の透孔８１ａや、その上下のビス孔８１ｂ、８１ｃの向きが、図１３（Ｂ）に強調して示すように平板部分の法線方向から傾斜しているものである。この第７の実施形態のセンサ枠部材８１の場合、透孔８１ａの内周面には雌ネジは切られていない。

第７の実施形態のセンサ部品本体８２は、その筐体を構成している円筒部材８２ａの先頭側（センサ枠部材８１との係合側）の縁部が、円筒部材８２ａの軸に対して直角な平面で切られたのではなく、直角から傾斜している平面で切られた形状をしているものである。

第７の実施形態のセンサ枠部材８１とセンサ部品本体８２とを係合した状態で、センサ枠部材８１が取り付けられた取付面の傾斜を補償している。すなわち、この第７の実施形態によっても、上述した第５の実施形態と同様な、取付面の傾斜補償を行うことができるという効果を奏する。

（Ｈ）他の実施形態
上記各実施形態において、円環状のセンサ枠部材に対して適用した技術のうち、矩形形状のセンサ枠部材について適用し得るものは適用するようにしても良く、逆に、矩形形状のセンサ枠部材に対して適用した技術のうち、円環状のセンサ枠部材について適用し得るものは適用するようにしても良い。

また、上記各実施形態においては、センサ枠部材が担当している光学特性の変更機能が１種類の場合を示したが、１個のセンサ枠部材が複数の光学特性の変更機能を担うようにしても良い。例えば、第１の実施形態に関して言えば、光学素子２２として着色の凸レンズを適用し、波長フィルタの機能と光束変換（集束又は発散）機能とを達成するようにしても良い。

さらに、上記第１〜第６の実施形態においては、センサ枠部材８１とセンサ部品本体８２とが螺合によって結合されるものを示したが、センサ枠部材８１とセンサ部品本体８２との結合方法はこれに限定されず、例えば、嵌合や接着などであっても良い。

本発明を適用し得る開閉装置は、シャッターに限定されず、ドア、窓、オーバーヘッドドア、門扉、ゲート（駐車場などのゲート）、ロールスクリーン（例えば遮光膜）、ブラインド、オーニング装置などであっても良い。

第１の実施形態の開閉装置用光学センサ部品の用途の説明用断面図である。 第１の実施形態の開閉装置用光学センサ部品を示す概略斜視図である。 第１の実施形態のセンサ枠部材を示す断面図である。 第２の実施形態の開閉装置用光学センサ部品を示す説明図である。 第３の実施形態の開閉装置用光学センサ部品を示す概略斜視図である。 第３の実施形態の変形実施形態（１）の開閉装置用光学センサ部品を示す概略斜視図である。 第３の実施形態の変形実施形態（２）の開閉装置用光学センサ部品を示す概略斜視図である。 第４の実施形態の開閉装置用光学センサ部品を示す概略斜視図である。 第５の実施形態の開閉装置用光学センサ部品を示す説明図である。 第５の実施形態の変形実施形態（１）の開閉装置用光学センサ部品を示す概略斜視図である。 第５の実施形態の変形実施形態（２）の開閉装置用光学センサ部品を示す概略斜視図である。 第６の実施形態の開閉装置用光学センサ部品を示す概略斜視図である。 第７の実施形態の開閉装置用光学センサ部品を示す説明図である。 従来の光学センサを構成する投光器や受光器を示す概略斜視図である。

符号の説明

１、８２…センサ部品本体、１１…シャッター、１５、１５Ｌ、１５Ｒ、４０、５０、６０、７０、８０…開閉装置用光学センサ部品、２０、３１、４１〜４３、５１、６１〜６３、７１、８１…センサ枠部材、２２…光学素子、３１ａ…スリット、５１ｃ…反射ミラー。

Claims (7)

1. 開閉体に関係する所定状態を検出するための光学センサにおける投光器又は受光器が該当するものであって、取付面に取り付けられるセンサ枠部材と、このセンサ枠部材に結合されるセンサ部品本体とでなる開閉装置用光学センサ部品において、
   上記センサ枠部材が、上記センサ部品本体が出射する、又は、上記センサ部品本体が受光する光の特性を変更する光特性変更機能部分を有することを特徴とする開閉装置用光学センサ部品。
2. 上記センサ枠部材の上記光特性変更機能部分は、光軸を偏向することを特徴とする請求項１に記載の開閉装置用光学センサ部品。
3. 上記センサ枠部材の上記光特性変更機能部分は、光束を集束又は発散することを特徴とする請求項１に記載の開閉装置用光学センサ部品。
4. 上記センサ枠部材の上記光特性変更機能部分は、出射光又は受光光を偏光光に限定することを特徴とする請求項１に記載の開閉装置用光学センサ部品。
5. 上記センサ枠部材の上記光特性変更機能部分は、出射光又は受光光の波長範囲を限定することを特徴とする請求項１に記載の開閉装置用光学センサ部品。
6. 上記センサ枠部材の上記光特性変更機能部分は、出射光又は受光光の方向性を制限するフード部分であることを特徴とする請求項１に記載の開閉装置用光学センサ部品。
7. 上記センサ枠部材の上記光特性変更機能部分は、上記センサ枠部材の取付面における、理想面からの傾斜を補償することを特徴とする請求項１に記載の開閉装置用光学センサ部品。
   

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