JP2006155902A - 光電センサ - Google Patents

Abstract

【課題】 筐体のフランジを幅広にすることなくカバープレートの接合不良を防止する。
【解決手段】 端部ケース３の前面フランジ２０は、外部コネクタを受け入れる凹所８が形成された部位及び端に位置する前面フランジ２０ａは他の部位の前面フランジ２０ｂよりも幅狭である。端部カバープレート６は粘着プレート２３を介して前面フランジ２０の接合される。粘着プレート２３は、芯材を構成する透明の硬質プラスチック（典型的にはポリカーボネート）の薄いプレート２４の両面に、投光素子又は受光素子に対応する部分に開口を備えた両面粘着フィルム２５を貼着し、これを所定の形状に型抜きすることにより作られている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、光電センサに関し、より詳しくは、光学素子を内蔵した筐体の前面を防塵及び防水のためにカバープレートで覆った光電センサに関する。

光電センサの一種として多光軸光電センサが知られている。多光軸光電センサは投光器と受光器の対で構成され、危険エリアにライトカーテンを作り、ライトカーテンを構成する光軸が遮光されると、遮光信号を発生して危険エリア内に設置したプレス機などの動作を停止させるのに用いられる。

特許文献１〜３は、押し出し材で構成した本体ケースと、この本体ケースの両端に連結される端部ケースとで筐体を構成し、端部ケースの中にも光学素子を配置した多光軸光電センサを提案している。このような多光軸光電センサは、投光面又は受光面をカバープレートで構成し、これにより多光軸光電センサの防塵及び防水が図られる。また、特許文献１〜３は、端部ケースの側面に外部コネクタを受け入れるための凹所を形成し、外部コネクタを装着したときには外部コネクタが凹所を埋めて、端部ケースと外部コネクタとを外見上一体化させることを提案している。
特開２００３−１６８９１号公報 特開２００３−３７２８４号公報 特開２００４−１７９０３１号公報

カバープレートを筐体に気密及び液密に取り付ける一つの方法として、筐体にフランジを設け、このフランジに可撓性の両面粘着テープを介してカバープレートを接合させるのが、作業性の観点から好ましい。

しかし、特許文献１〜３のように、端部ケースの一部に凹所を形成した場合、カバープレートを接合させるためのフランジの幅を幅狭に設計せざるを得ず、このために、両面粘着テープをフランジに沿って接合させるのが難しくなり、これにより、カバープレートの一部が接合不良になってカバープレートのシール性が阻害される可能性が大きくなるという問題を含んでいる。

特に、この問題は、特許文献１に開示の多光軸光電センサのように、必要最小限の容積を備えた筐体を使って多光軸光電センサをスリムに設計する場合には設計上の大きな問題となる。

そこで、本発明の目的は、防塵及び防水のためのカバープレートをフランジに接合させる形式の光電センサを前提として、筐体を大型化してフランジの幅を幅広にすることなくカバープレートの接合不良が発生するのを抑えることのできる光電センサを提供することにある。

本発明の更なる目的は、カバープレートを光電センサに接合させるのに要求される作業を軽減することのできる光電センサを提供することにある。

本発明の更なる目的は、外部コネクタを受け入れる凹所を有する筐体を備え、凹所が外部コネクタを受け入れたときに、凹所が外部コネクタにより埋められて筐体と外部コネクタとが外観上一体化する多光軸光電センサにおいて、凹所の近傍のフランジ部分でカバープレートの接合不良によりシール性が阻害されるのを防止することのできる光電センサを提供することにある。

かかる技術的課題は、本発明によれば、筐体内に収容した光学素子の前面が防塵及び防水用のカバープレートで覆われ、前記筐体の端縁壁で囲まれたフランジに前記カバープレートが粘着された光電センサであって、
前記端縁壁の輪郭に沿った外形形状を有し、比較的硬質のプレート状芯材の両面に粘着剤を備えた粘着プレートを介して前記カバープレートが前記フランジに接合され、
前記粘着プレートには、前記光学素子に関連した光を通過させるための光通過部が形成されていることを特徴とする光電センサを提供することにより達成される。

すなわち、本発明の光電センサによれば、比較的硬質のプレート状芯材を備えた粘着プレートは作業者が手で扱うのに都合がよく、また、この粘着プレートは、筐体の端縁壁の輪郭に沿った外形形状を備えていることから、粘着プレートを手にした作業者は、筐体の端縁壁を手がかりに目で確認しながら粘着プレートを位置決めして上記のフランジに的確に貼着させることができ、この上にカバープレートを接合させることができる。そして、フランジの全領域は、粘着プレートによって適当な厚みの粘着剤を塗布したのと実質的に同じになることから、カバープレートを粘着プレートを介してフランジの全領域に接合させることができる。したがって、カバープレートの接合不良を発生するのを防止することができる。

本発明の好ましい実施の形態では、前記粘着プレートが、前記プレート状芯材の両面に粘着された両面粘着フィルムを含み、該両面粘着フィルムの表面に剥離紙が設けられて、該剥離紙は、前記カバープレートを粘着するときに取り除かれる。このように両面粘着フィルムを芯材プレートに貼着させることにより、これをプレート状芯材の両面に粘着剤を塗布する場合に比べて、作業性が良く及び芯材プレートの表面に均一に粘着剤を設けることができる。

本発明の好ましい実施の形態では、前記筐体が外部コネクタを受け入れるための凹所を有し、前記フランジの該凹所に隣接した部分が他の部分に比べて幅狭である。本発明の光電センサによれば、比較的硬質の且つ筐体の端縁壁の輪郭に沿った外形形状を備えた粘着プレートを使うため、フランジの一部が他の部位に比べて幅狭であったとしても、この幅狭のフランジ部分に対しても粘着剤を的確に配置させることができる。

本発明の好ましい実施の形態では、押し出し材からなる本体ケースと、ダイキャスト品からなる端部ケースとで筐体が構成された多光軸光電センサの端部ケースに本発明が適用されている。ダイキャスト製の端部ケースにはカバープレートを粘着させるためのフランジが形成されているが、上述した粘着プレートを使うことで、フランジを平滑化させるための、ダイキャスト成形の後の後処理を必要としない。

以下に、添付の図面に基づいて本発明の好ましい実施例を説明する。

添付の図面を参照して本発明の好ましい実施例を以下に詳しく説明する。図１は、実施例の多光軸光電センサ１を示す。多光軸光電センサ１は、互いに対をなす投光器と受光器とを含むが、これら投光器と受光器は実質的に同一の外観形状を有していることから、以下の多光軸光電センサ１の説明は、投光器と受光器とを区別することなく説明しているものと理解されたい。また、多光軸光電センサ１は、一端から他端まで等間隔に且つ小さな離間距離（１０〜２０mmピッチ）で投光素子又は受光素子（以下、光学素子という）が組み込まれている。

多光軸光電センサ１は、その中央部分の筐体を構成する本体ケース２と、その両端に配置された端部ケース３とで、真っ直ぐに延びる外形形状が作られており、端部ケース３の中にも光学素子が組み込まれている。本体ケース２は、金属製（典型的にはアルミニウム合金）の押し出し材からなり、様々な長さ寸法を備えた本体ケース２を用意して端部ケース３を共用することで、光軸数の異なる複数種類の多光軸光電センサ１が作られる。端部ケース３は、プラスチック成形品やダイキャスト成形品（典型的には亜鉛合金）からなり、一端が開放し他端が閉鎖した有底筒体の形状を備え、２光軸の光学素子が収容される。

多光軸光電センサ１の投光面又は受光面を構成するフロントカバープレート４は可視光がカットし、光学素子（投光素子）が発する光を選択的に透過させると共に多光軸光電センサ１の防塵及び防水が図られる。フロントカバープレート４は、本体ケース２に実質的に対応したメインカバープレート５と、端部ケース３に実質的に対応した端部カバープレート６とで構成されている。

端部ケース３は外部コネクタ７を受け入れる凹所８（図２、図３）を備え、この外部コネクタ用凹所８は、端部ケース３の側面に形成され、投光面又は受光面つまり端部カバープレート６側に向けて開放している。図１に示す参照符号９は外部コネクタ７に接続された専用ケーブルを示す。外部コネクタ７を投光面又は受光面側から背面に向けて差し込むことにより、端部ケース３に内蔵された内部コネクタに接続することが可能であり、この外部コネクタ７は左右一対のネジ１０によって端部ケース３に固定される。多光軸光電センサ１は、外部コネクタ７及び専用ケーブル９を通じて制御機器（図示せず）や他の多光軸光電センサ１と直列又は並列に接続が可能である。端部ケース３は、凹所８に外部コネクタ７を装着したときに、外部コネクタ７によって凹所８が埋められて、端部ケース３と外部コネクタ６とが外観上一体化し、端部ケース３の外観は凹所８の無い外形形状になる。

図１に示す参照符号１１は、金属製の帯状部材であり、この金属製帯状部材１１は、第１、第２のカバープレート５、６の境界部分に配設される。

図２は、組立途中の多光軸光電センサ１を示し、素子ホルダ、光学素子、レンズ、制御基板などを含む内蔵ユニットの図示が省略されている。内蔵ユニットは、本体ケース２の一端から挿入され、この本体ケース２から突出する部分が端部ケース３によって覆われる。本体ケース２と端部ケース３との間にはシール部材１２が介装され、本体ケース２と端部ケース３とはボルト１３によって締結される。

本体ケース２は、長手方向に延びるスリット１５を有し、このスリット１５は、投光又は受光のための窓を構成する。このスリット１５は、これを挟んで位置する左右のフランジ１６、１６によって規定され、左右のフランジ１６、１６は幅が４〜５mmであり、メインカバープレート４の接合面を構成する。すなわち、本体ケースの各側壁２ａには、その前面側の縁部に沿って長手方向に延びる内方フランジ１６を有し、この内方フランジ１６によって上記のスリット１５が形成されると共に内方フランジ１６に、可撓性の両面粘着テープ１７を介してメインカバープレート４が接合される。

上述したように、本体ケース２と端部ケース３との間にはシール部材１２が介装される。シール部材１２は、端部ケース３の開放端の形状と実質的に同じリング状の形状を有し、端部ケース３の開放端をシール部材１２を介して本体ケース２の端に突き合わせることにより互いに連結され、本体ケース２の両端に端部ケース３を連結したときには、本体ケース２と端部ケース３との間に段差の無い両端が閉じた筐体となる。

図２、図３を参照して、端部ケース３は、その一端から他端まで長手方向に延びる前面フランジ２０を有し、前面フランジ２０には、光が通過可能な細長い矩形の開口つまり投光又は受光用の窓２１が形成されている。すなわち、窓２１は、その全周が前面フランジ２０によって包囲されている。この窓２１は、端部ケース３の長手方向に向けて真っ直ぐに延びており、この窓２１を通じて端部ケース３に収容された２光軸の光学素子の光が通過することができる。

端部ケース３の前面フランジ２０は、その外周に位置する端縁壁２２によって規定され、この端縁壁２２の輪郭形状と実質的に同じ形状に形作られた端部カバープレート６の接合面を構成する。図２、図３から良く理解できるように、外部コネクタを受け入れる凹所８が形成された部位及び端に位置する前面フランジ２０ａの幅は約1.5mmであり、他の部位の前面フランジ２０ｂ(４〜５mm)よりも幅狭であり、また、本体ケース２の内方フランジ１６の幅(４〜５mm)よりも幅狭である。

図３を参照して、端部カバープレート６は粘着プレート２３を介して前面フランジ２０の接合される。粘着プレート２３は、芯材を構成する比較的硬質のプラスチック（典型的にはポリカーボネート）の薄いプレート２４の両面に貼着した可撓性の両面粘着フィルム２５とを含み、粘着フィルム２５の表面には剥離紙２６が設けられている。プラスチックの薄いプラスチックプレート２４は光透過性であり、好ましくは、透明である。この実施例では、プラスチック製芯材プレート２４の厚みは0.1〜0.2mmであり、剥離紙２６を除いた両面粘着フィルム２５の厚みは0.25mmである。変形例として、両面粘着フィルム２５を芯材プレート２４の両面に貼着させる代わりに、芯材プレート２４の上に粘着剤を塗布し、その上に剥離紙２６を設けるようにしてもよい。

粘着プレート２３は、型抜きにより端部ケース３の周囲壁２２の輪郭形状と実質的に同じ形状に作られており、また、粘着プレート２２の両面粘着フィルム２５には、投光素子又は受光素子に対応する２つの光通過部２３ａに対応する開口２７が型抜きにより形成されている（図４）。変形例として、２つの光透過部２３ａ、２３ａに対応する開口２７、２７を互いに連続させるようにしてもよい。

変形例として、粘着プレート２３を端部ケース２の周囲壁２２の輪郭に沿った形状に型抜きするときに、上記の光通過部２３ａに対応する部分を型抜きにより、芯材プレート２４を貫通した開口を形成するようにしてもよい。

多光軸光電センサ１にメインカバープレート５及び端部カバープレート６を粘着する前の準備工程として、本体ケース２の左右のフランジ１６、１６に両面粘着テープ１７を貼着させ、端部ケース３の前面フランジ２０に粘着プレート２３を貼着させる。そして、メインカバープレート５を接合するときには、本体ケース２の両面粘着テープ１７から剥離紙（図示せず）を取り除いて、メインカバープレート５を押し付けることによりメインカバープレート５が本体ケース２に接合される。

前述した端部カバープレート６の外形輪郭は、端部ケース３の周囲壁２２の輪郭形状と実質的に同じである。この端部カバープレート６を端部ケース３に接合するときには、先ず、粘着プレート２２の下面に位置する剥離紙２６を取り除いた後に、粘着プレート２２を端部ケース３の周囲壁２２に沿わせることで位置決めしながら粘着プレート２２を端部ケース３に押し付けることで貼着させる。次いで、粘着プレート２２の表面側に位置する剥離紙２６を取り除いた後に、端部カバープレート６を端部ケース３の周囲壁２２に沿わせることで位置決めしながら押し付ける。これにより端部カバープレート６が粘着プレート２２を介して端部ケース３に接合される（図５）。

叙上のように、粘着プレート２２は、端部ケース３の周囲壁２２の輪郭形状と実質的に同じ形状に作られ且つ比較的硬質であることから、作業者が指先で粘着プレート２２を扱うのが容易であり、目で確認しながら端部ケース３の周囲壁２２に沿わせることで粘着プレート２２を位置決めして粘着プレート２２を所定位置に貼着させることは容易であり、これにより粘着プレート２２を端部ケース３の比較的幅狭の前面フランジ２０ａの部分にも確実に配置させることができる。そして、粘着プレート２２から剥離紙２６と取り去って端部カバープレート６を端部ケース３の周囲壁２２に沿って装着して、これを押し付けることで端部カバープレート６を粘着プレート２２を介して端部ケース３の接合面つまり前面フランジ２０の全域に接合させることができる。

これにより、端部ケース３が、外部コネクタ７を受け入れるための凹所８を備えることで、接合面を構成する前面フランジ２０の一部２０ａが、幅1.5mmというように幅狭にならざるを得ない場合であっても、端部ケース３の周囲壁２２と実質的に同じ輪郭形状を備えた比較的硬質の粘着プレート２２を用意し、これを使って端部カバープレート６を端部ケース３に接合させるようにしてあるため、端部ケース３の前面フランジ２０つまり接合面の全領域に対して的確に粘着剤を塗布した状態を確実且つ簡単に作ることができ、これにより端部カバープレート６を気密且つ液密に端部ケース３に接合させることができる。換言すれば、最も発生し易い端部ケース３の前面フランジ２０の幅狭の部分２０ａの接合不良を防止することができ、これにより多光軸光電センサ１の防塵及び防水性を確かなものにすることができる。

したがって、本体ケース２及び端部ケース３の内部に高密度で部品を充填し必要最小限の大きさに抑えた多光軸光電センサ１にあっては、十分な両面粘着テープの貼り代を確保できない部位２０ａに関しても確実にカバープレート４を接合させることができ、しかも作業性も良いという利点がある。換言すれば、例えば、端部ケース３の前面フランジ２０において幅狭２０ａの部分を作らないようにするには、端部ケース３の前面に開放した外部コネクタ受け入れ凹所８を形成するのが設計上難しくなり、多光軸光電センサ１の小型化が事実上不可能になる。これに対して、実施例のように比較的硬質のプラスチック材料で作られた或程度の剛性を備えた芯材２４を含む粘着プレート２２を採用することにより、高密度に部品を充填し、しかも外部コネクタ受け入れ凹所８を形成した多光軸光電センサ１であってもカバープレート４の防塵性及び防水性を確保することが可能であり、更に、作業性も優れている、という実際上の大きな効果が有する。特に、端部ケース３のようにダイキャストによって成形された筐体のフランジにカバープレートを接合させる場合に、フランジの表面を後処理により平滑にする手間を省いたとしても、粘着プレート２３を利用することでカバープレートを的確にフランジに接合させることができる。

また、粘着プレート２２の芯材プレート２４を例えば透明なプラスチック材料で作るなど、光を通過させることのできる材料で作り、光軸に対応する部分に粘着剤２５を設けないで光通過部２３ａを形成した場合には、このプレート芯材２４によっても端部ケース３がシールされることになり、心材プレート２４は端部カバープレート６と一緒になって、端部ケース３に二重のシール構造を提供することになる。したがって、例えば端部カバープレート６が何らかの原因で粘着プレート２２から離脱又はその一部が剥離したような場合であっても、プレート芯材２４によって端部ケース３のシール性を確保することができる。

以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明は多光軸光電センサの端部ケース３に制限されない。多光軸光電センサの本体ケース２の内方フランジ１６を局部的に幅狭にせざるを得ない場合にも本発明を適用可能であり、同様に、広く一般的に光透過性のカバープレートを備えた光電センサにおいてカバープレートの粘着面を幅狭に設計せざるを得ない場合に効果的に適用することができる。

実施例の多光軸光電センサの斜視図である。 図１の多光軸光電センサの筐体を構成する本体ケースと端部ケースとを分解して示す図である。 図１の多光軸光電センサの端部ケースに接合される端部カバープレート及びこれを接合させるための粘着プレートとを示す分解部分斜視図である。 粘着プレートを型抜きするプレート部材の構造を説明するための断面図である。 端部カバープレートを粘着プレートにより接合させた状態を示す断面図である。

符号の説明

１ 多光軸光電センサ
２ 本体ケース
３ 端部ケース
５ メインカバープレート
６ 端部カバープレート
７ 外部コネクタ
８ 外部コネクタを受け入れる凹所
２２ 端部ケースの周囲壁
２３ 粘着プレート
２３ａ 粘着プレートに形成された光通過部
２４ 芯材プレート
２５ 粘着フィルム
２６ 剥離紙

Claims (6)

1. 筐体内に収容した光学素子の前面が防塵及び防水用のカバープレートで覆われ、前記筐体の端縁壁で囲まれたフランジに前記カバープレートが接合された光電センサであって、
   前記端縁壁の輪郭に沿った外形形状を有し、比較的硬質のプレート状芯材の両面に粘着剤を備えた粘着プレートを介して前記カバープレートが前記フランジに接合され、
   前記粘着プレートには、前記光学素子に関連した光を通過させるための光通過部が形成されていることを特徴とする光電センサ。
2. 前記粘着プレートが、前記プレート状芯材の両面に貼着された両面粘着フィルムを含み、該両面粘着フィルムの表面に剥離紙が設けられて、該剥離紙は、前記カバープレートを装着するときに取り除かれる、請求項１に記載の光電センサ。
3. 前記比較的硬質のプレート状芯材が光を通過させることのできる材料で作られ、
   前記粘着プレートには、前記プレート状芯材の両面の少なくとも前記光通過部を除いた部分に前記粘着剤が設けられている、請求項１又は２に記載の光電センサ。
4. 前記筐体が外部コネクタを受け入れるための凹所を有し、前記フランジの該凹所に隣接した部分が他の部分に比べて幅狭である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光電センサ。
5. 前記光電センサが、複数の光軸を備えた多光軸光電センサであり、
   該多光軸光電センサの筐体が、本体ケースと、該本体ケースの両端に連結される端部ケースとで構成され、
   該端部ケースには、その内部は光軸が配設されると共に、前記外部コネクタを受け入れる凹所が形成され、
   前記端部ケースの前記フランジに、前記粘着プレートを介して、前記カバープレートが接合される、請求項４に記載の光電センサ。
6. 前記端部ケースがダイキャスト品である、請求項５に記載の光電センサ。

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