JP2013251246A - 光学センサ - Google Patents

Abstract

【課題】高度な防水性及び防塵性と小型化の両立が可能な、金属筐体を有する光学センサを提供する。
【解決手段】金属筐体2は、ステンレスなど成型品である主筐体3と、この主筐体3と合体される板条のサブ筐体4とで構成され、サブ筐体4もステンレスなどの金属から作られている。主筐体3は、その前面に光通過窓5を有し、この光通過窓5に臨んで光学部材6を位置決めした主筐体3を金型のキャビティに入れ、次いで主筐体3の開口3aにホットメルト充填機のノズル7を嵌合させ、そしてノズル7のゲート口9を通じてホットメルトが主筐体3中に充填される。次いで、主筐体3の開口3aにサブ筐体4が溶接される。ホットメルトの充填は基板8の後面8aに向けて行われる。
【選択図】図31

Description

本発明は、防水性及び防塵性に優れた光学センサに関する。

防水性及び防塵性を有する光電スイッチや光学式変位センサ等の光学センサは、その小型化及び高機能化の進展に伴い、樹脂で外側輪郭を形作ることで防水及び防塵機能を実現してきた。

その一例を特許文献１に開示の光学センサを参照して説明すると、特許文献１には、光学センサの成形方法として従来から２つの方式が通常採用されていると記載されている。第１の方法は、第１、第２の２つに分割した筐体ハーフのうち第１の筐体ハーフ内に基板、投光素子、受光素子など固設した後に、この第１の筐体ハーフに対して第２の筐体を嵌合させ、この嵌合部分を接着する方法である。他方、第２の方法は、光学センサの外形の金型キャビティを用意し、この金型キャビティに光学センサの構成部品を位置決めした後に樹脂を注入する方法である。

特許文献１に開示の発明は、上記第２の方法に準拠して光学センサの外側輪郭を樹脂で形作る、その手法として、開口を備え且つ前面側にレンズを一体成形した筐体の中に、投光素子及び/又は受光素子と回路基板とを組み付け、その後、これら内蔵部品を包囲するための耐熱性の折曲体で包囲し、次いで、金型キャビティに設置して、このキャビティに樹脂を充填することにより、筐体と一体化した外側輪郭を形成する光学センサの製造方法を提案している。

光学センサは急速に進化して小型化及び高機能化してきているが、防水性及び防塵性の確保が容易であるという理由で、防水性及び防塵性を有する光学センサの外側輪郭を樹脂で作るのが定番となっており、このことを前提として防水性及び防塵性を有する光学センサが進化してきた。

特開昭６２−６１２２３号公報

光学センサの設置環境、例えば化学品を扱う環境では、合成樹脂筐体よりも金属筐体の方が適している場合があり、合成樹脂筐体では対応できない設置環境も存在する。

第１の方法は筐体を金属筐体で構成することも可能である。しかしながら、第１、第２の筐体ハーフを互いに嵌合した後に接着する際に十分な接着面を確保しないと防水性及び防塵性を確保することができない。このことは外型輪郭を金属筐体で構成した光学センサを小型化する上で大きな障害となる。換言すると、金属筐体を有する光学センサを小型化する上で防水性及び防塵性を確保するためには、第１、第２の筐体ハーフを接合するのとは違った別の高度な防水性及び防塵性の確保と小型化の両立が可能な光学センサが求められる。

本発明の技術的課題は、高度な防水性及び防塵性と小型化の両立が可能な、金属筐体を有する光学センサを提供することにある。

上記の技術的課題は、本発明によれば、
検出光を投光するための投光素子及び検出光を受光するための受光素子の少なくともいずれか一方を有する光学素子を実装された回路基板と、
前記検出光を透過する光透過部を有し、前記光学素子を覆う一又は複数の部材からなる光学部材と、
前記光透過部が装着される光透過窓を備えた金属筐体と、
前記金属筐体内に充填されたホットメルトと、
該ホットメルトが前記金属筐体の中に充填されるときに、該金属筐体の中に充填されるホットメルトを受け止めて、該金属筐体の中に充填されるホットメルトが、直接、前記光学部材に当たるのを阻止する邪魔面が形成されていることを特徴とする光学センサを提供することにより達成される。

好ましい実施形態では、前記光透過部が前記光透過窓に侵入する凸部を備えており、金属筐体の中に充填するホットメルトは回路基板の後面に当たるようにゲート部が位置決めされる。このゲート部の位置は、好ましくは、光透過窓の中心部分と対抗する位置に設定される。ゲート部は、金属筐体に形成したゲート口で構成されてもよいし、ホットメルト充填機のノズルで構成されてもよい。

本発明の実施形態では、前記光学部材が、前記光透過部から前記回路基板に向けて延びるスカート部を備えたレンズカバーと、該レンズカバーの中に位置し、前記検出光が通過するスリットが形成された立体的なブロック形状のスリット部材とを有し、前記スカート部材とその内側に位置する前記スリット部材とが当接することにより、前記スカート部材が前記スリット部材によって支持されている。すなわち、金属筐体の中に充填されるホットメルトによって前記スカート部が変形するのを前記スリット部材によって阻止することができる。

本発明の他の目的及び本発明の作用効果は後に説明する本発明の好ましい実施形態の詳しい説明から明らかになろう。

第１実施例のスリム型光学センサの斜視図である。 第２実施例のフラット型光学センサの正面図である。 実施例に関連した透過型光学センサを説明するための図である。 実施例に関連した反射型光学センサを説明するための図である。 実施例に関連した透過型光学センサのブロック図である。 実施例に関連した透過型光学センサのタイミングチャートである。 実施例に関連した反射型光学センサのブロック図である。 実施例に関連した反射型光学センサのタイミングチャートである。 第１実施例のスリム型光学センサの分解斜視図である。 第１実施例のスリム型光学センサに関し、その反射型光学センサの内蔵部品である光学部材と基板の配置を説明するための分解斜視図である。 第１実施例のスリム型光学センサに関し、その透過型且つ投光側の光学センサの内蔵部品である光学部材と基板の配置を説明するための分解斜視図である。 第１実施例のスリム型光学センサに関し、その透過型且つ受光側の光学センサの内蔵部品である光学部材と基板の配置を説明するための分解斜視図である。 第１実施例のスリム型光学センサに関し、金属筐体に組み込む前の、内蔵部品の組立体の斜視図である。 第１実施例のスリム化型光学センサの正面図である。 第１実施例のスリム型光学センサを斜め後方から見た斜視図である。 第１実施例のスリム型光学センサの縦断面図であり、図１４のＸ１６−Ｘ１６線に沿って切断した図である。 第１実施例のスリム型光学センサの上部を抽出して、これを断面した図であり、図１４のＸ１７−Ｘ１７線に沿って切断した図である。 第１実施例のスリム型光学センサの横断面図であり、図１４のＸ１８−Ｘ１８線に沿って断面した図である。 第１実施例のスリム型光学センサの下部を断面した図であり、図１４のＸ１９−Ｘ１９線に沿って切断した図である。 第２実施例のフラット型光学センサの分解斜視図である。 第２実施例のフラット型光学センサの金属筐体を斜め後方から見た斜視図である。 第２実施例のフラット型光学センサに関し、その透過型且つ投光側の光学センサの内蔵部品である光学部材と基板の配置を説明するための分解斜視図である。 第２実施例のフラット型光学センサに関し、その透過型且つ受光側の光学センサの内蔵部品である光学部材と基板の配置を説明するための分解斜視図である。 第２実施例のフラット型光学センサに関し、反射型の光学センサの内蔵部品である光学部材と基板の配置を説明するための分解斜視図である。 第２実施例のフラット型光学センサにおいて反射型光学センサの受光素子を説明するための図である。 第２実施例のフラット型光学センサの内蔵部品をサブアッセンブリした組立体の斜視図である。 第２実施例のフラット型光学センサに関し、金属筐体の後方に開放した開口を通じて内蔵部品の組立体を組み付けた状態を示す斜視図である。 第２実施例のフラット型光学センサの縦断面図であり、図２のＸ２８−Ｘ２８線に沿って切断した図である。 第２実施例のフラット型光学センサの横断面図であり、図２のＸ２９−Ｘ２９線に沿って切断した断面図である。 図２のＸ３０−Ｘ３０線に沿って切断した断面図である。 本発明の実施例の基本構想の一例を説明するための図である。 本発明の実施例の基本構想の他の例を説明するための図である。 本発明の実施例の基本構想の別の例を説明するための図である。 本発明の実施例の基本構想の更に別の例を説明するための図である。

以下に、添付の図面に基づいて実施例を詳細に説明する前に、実施例の概要を図３１〜図３４を参照して説明する。

実施例の概要（図３１〜図３４）：
図３１を参照して、本発明に従う光学センサ１（図３１(III)参照）は、例えばステンレスなどの金属筐体２を有し、この金属筐体２は、金属成型品で構成された主筐体３と、この主筐体３と合体されるサブ筐体４とで構成されている。サブ筐体４も主筐体３と同様にステンレスなどの金属から作られている。図示のサブ筐体４は平面形状の金属プレートで構成されているが、サブ筐体４が立体形状を有していてもよい。サブ筐体４は主筐体３に対して典型的には溶接という固定手段によって主筐体３と一体化される。

金属成型品である主筐体３は、その前面に光通過窓５を有し、この光通過窓５に臨んで配置される光学部材６の周囲は主筐体３の中に充填されるホットメルトで包囲され、この充填されたホットメルトで光学部材６が主筐体３の所定位置に位置決めされる。ここに、ホットメルトとは、熱可塑性の合成樹脂、ゴムからなり常温で固体の接着剤の総称であり、光電スイッチ等の耐環境性能を考慮するとポリアミド系ホットメルトあるいはポリエステル系ホットメルトが好適である。ポリエステル系のホットメルトは耐油性、耐水性の観点で言えばポリアミド系ホットメルトよりも優れた特性を有することから、耐油性、耐水性を高める上でポリエステル系のホットメルトを選択するのがよい。

図３１は、主筐体３にホットメルトを充填し、次いで、サブ筐体４を後付する一連の工程を説明するための図である。図中、（イ）は主筐体３の正面図であり、（ロ）は主筐体３の断面を示す図であり、（ハ）は主筐体３を後方から見た図である。

図３１の（I）は、光学部材６を位置決めした主筐体３を金型のキャビティに入れ、主筐体３の開口３ａにホットメルト充填機のノズル７を嵌合させ、そしてノズル７のゲート口９を通じてホットメルトを主筐体３の中に充填する工程を示す。図３１の（II）は、充填したホットメルトが固化した主筐体３をホットメルト充填機から取り出して、この主筐体３の開口３ａに組み付けるサブ筐体４を準備する工程を示す。図３１の(III)は、主筐体３の開口にサブ筐体４を組み付けて、矩形平板状のサブ筐体４の例えば四隅を溶接することで主筐体３に固定する工程を示す。図３１の(II)、(III)に示すＨＭはホットメルトを示す。

図３１の（I）を参照して、ゲート口９を通じてホットメルトが主筐体３の中に充填されるときにゲート部と光学部材６との間に電子回路基板８が位置し、この電子回路基板８の後面８ａには、ゲート口９から充填されるホットメルトが直接的に光学部材６に当るのを回避する邪魔面の役割が与えられている。ゲート口９の配置位置の設定に関し、ゲート入口９の指向方向が光学部材６の重心Ｇを通る直線と一致するようにゲート口９が位置決めされるのが好ましい。

図面から分かるように、光学部材６が前方に向けて突出した凸部６ａを備えているときには、主筐体３の光通過窓５の形状の少なくとも一部を、光学部材６の凸部６ａのこれに対応する部分の外形と相補的な形状に設定するのが好ましい。例えば光通過窓５を正面から見たときに矩形の形状であれば、その互いに対抗する一対の辺を光学部材６の凸部６ａのこれに対応する一対の辺と一致するように設定して、この互いに対向する一対の辺同士が嵌合するようにするのがよい。光学部材６の凸部６ａの少なくとも一部が、光通過窓５のこれに対応する部分と嵌合する構成を採用したときには、ゲート入口９の配置位置を光通過窓５の投影領域Ａｒ(図３１(I))に臨む位置、好ましくは光通過窓５の中心部分と対抗する位置に設定すればよい。これによれば、電子回路基板８の後面８ａは、ゲート入口９から流入するホットメルトを受ける受圧面として機能し、ホットメルトの充填によって光学部材６の凸部６ａを光通過窓５の所定の位置に押し込むことができる。

また、好ましくは電子回路基板８には投光素子及び/又は受光素子が実装される。投光素子又は受光素子の少なくともいずれか一方を実装している場合には、電子回路基板８と光学部材６との相対的な位置決めが行われた状態で主筐体３に組み込まれ、そして、ゲート口９を通じて電子回路基板８の後面８ａに向けて、この後面８ａと直交する方向にホットメルトの充填が行われる。電子回路基板８に光学部材６を位置固定した場合には、電子回路基板８に結線されるケーブル(図示せず)を含む内蔵物の重心を通る直線と一致するようにゲート口９を位置決めするのが更に好ましい。勿論、光学部材６が前方に向けて突出した凸部６ａを有している場合には、そして、この凸部６ａの外形輪郭の少なくも一部が、光通過窓５のこれに対応する部分と嵌合する構成を採用した場合には、ゲート入口９からホットメルトが主筐体３の中に充填されるゲート部の位置、つまりゲート入口９が主筐体３の中を臨む位置を、光通過窓５の投影領域Ａｒ(図３１(I))に臨む位置、好ましくは光通過窓５の中心部分と対抗する位置に設定すればよい。

図３１の(III)の参照符号ＨＭは、前述したように、電子回路基板８及び光学部材６の周囲を満たすホットメルトを示す。この図３１の(III)を参照して、電子回路基板８は、主筐体３及びサブ筐体４からなる筐体２の内壁から離間した状態であり、この電子回路基板８はホットメルトＨＭによって位置固定される。更に、光学部材６はその周囲のホットメルトＨＭ及び電子回路基板８によって位置固定される。

光学部材６は一般的に合成樹脂で作られているため熱変形により光学特性が変化し易い。ホットメルト充填時にホットメルトが直接的に光学部材６に当たって光学部材６が変形するのを防止するために、ゲート口９を通じて充填される溶融状態のホットメルトＨＭを電子回路基板８の後面８ａに当てるようになっている。

図３２は変形例としてゲート口９を筐体２に形成した一例を示す図であり、図３２の（イ）は筐体２の正面図であり、（ロ）は断面図である。筐体２は一体構造の後壁２ａを有し、この後壁２ａにゲート口９が形成されている。このゲート口９は、その配置位置が光学部材６の重心Ｇを通る直線と一致するように位置決めされるのが好ましく、また、ゲート口９は光通過窓５の投影領域Ａｒ(図３１(I))に臨む位置であってもよく、また、光通過窓５の中心部分と対抗する位置であってよい。図３２の(ロ)の参照符号１１は電子回路基板８に実装された表示灯であり、また、参照符号１２は光透過性合成樹脂の成型品からなる表示灯カバー部材を示し、表示灯カバー部材１２には導光路１２ａが一体成形されている。

この図３２に図示の実施形態では、前述した図３１に図示の実施形態と同様に、電子回路基板８の後面８ａが邪魔面の役割を担っており、後壁２ａのゲート口９を通じて筐体２の中に充填されるホットメルトＨＭが、電子回路基板８の後面８ａに対して、その鉛直方向に当たることで、ホットメルト充填時のホットメルトが直接的に光学部材６に当たるのを回避することができる。そして、これによりホットメルト充填時における光学部材６の熱変形を防止することができる。

この図３２に図示の実施形態では、筐体２の中に光学部材６や電子回路基板８を組み込むために、筐体２を分割構造にし、ホットメルトＨＭを充填する前又は後で分割筐体同士を溶接などにより一体化すればよい。

図３３は他の実施形態を示す。この図３３の実施形態は、筐体２の上端壁２ｂにゲート口９が形成されている。このゲート口９は、筐体２の後壁２ａと基板８と間の隙間に向けて且つ基板８の後面８ａと平行となるように指向されている。この実施形態では、基板８の後面８ａに沿ってホットメルトの充填が行われるため、基板８の後面８ａが仕切り板の機能を発揮して、ホットメルト充填時のホットメルトが直接的に光学部材６に当たるのを回避することができる。

図３４は更に別の実施形態を示す。図３４に図示の実施形態は、筐体２の下端壁２ｃにゲート口９が形成されている。また、筐体２は、下端壁２ｃのゲート口９の近傍に、ゲート口９に臨んで位置する邪魔壁１３を有している。この実施形態では、邪魔板１３は、光通過窓５を備えた前壁２ｄから後壁２ａに向けて延びて基板８の近傍位置で終端し、下端壁２ｃと並行に延びている。この図３４に図示の実施形態では、光学部材６及び基板８は、その厚さ方向に延びる邪魔壁１３によって、ゲート口９から充填されるホットメルトが光学部材６及び基板８に直接的に当ることが阻止される。邪魔壁１３は、ゲート口９から流入するホットメルトを受け止める受圧部材として機能する。換言すると、筐体下端壁２ｃのゲート口９から充填されたホットメルトは邪魔壁１３のゲート口９と対面する邪魔面１３ａに衝突することにより、この邪魔壁１３によってホットメルトが受け止められ、光学部材６に対して、ホットメルト充填時のホットメルトが直接的に当たるのを防止することができる。

後に本発明に従う２つ具体例を図面に従って説明するが、この２つの具体例のうち第１の実施例のスリム型光学センサ１００が図１に図示されている。また、第２の実施例のフラット型光学センサ２００が図２に図示されている。これらスリム型の光学センサ１００及びフラット型の光学センサ２００は共に透過型と反射型の２種類がある。透過型光学センサの構成を図３に示す。この図３は例示的にスリム型光学センサ１００で透過型の構成を図示してある。図３を参照して、透過型の光学センサ１００は投光ユニット３００と、これとは別体の受光ユニット４００とで構成される。同様に、フラット型光学センサ２００にあっても図示を省略したが投光ユニットと、これとは別体の受光ユニットとで構成される。

図４は反射型光学センサを示す。この図４は例示的にスリム型光学センサ１００で反射型の構成を図示してある。図４を参照して、反射型の光学センサ５００は投光素子と受光素子とを内蔵しており、単一の光学センサ５００によって投光及び受光が可能である。同様に、フラット型光学センサ２００にあっても図示を省略したが単一の光学センサによって検出光の投光及び受光が可能である。

図５は透過型光学センサにおける投光ユニット（例えば図３の参照符号３００）と受光ユニット（例えば図３の参照符号４００）のブロック図であり、図６は投光ユニット３００及び受光ユニット４００の相互に関連した動作を説明するためのタイミングチャートを示す。

図５を参照して、透過型の投光ユニット３００は外部からの直流電源の供給を受けて動作する。投光ユニット３００はＬＥＤ等の投光素子３０２とＬＥＤ駆動回路３０４とを有し、投光制御回路３０６からの投光信号に基づいて投光素子３０２はパルス発光する。図中、参照符号３０８は投光レンズを示す。

図５を引き続き参照して、透過型の受光ユニット４００は外部からの直流電源の供給を受けて動作する。受光ユニット４００は、フォトダイオード（ＰＤ）などの受光素子４０２と増幅回路４０４を有する。投光ユニット３００が発したパルス光を受光素子４０２が受けると、受光素子４０２は光電変換して受光量に応じた受光信号を出力し、これを増幅回路４０４で増幅した信号が制御回路４０６に入力される。制御回路４０６では、受光信号と所定のしきい値とを比較して、受光信号の大小により外部にON信号又はOFF信号を出力する。この実施例では、遮光時ONタイプの検出出力と、入光時ONタイプの検出出力の２系統の検出出力とを備えている。すなわち、遮光時ONタイプの検出出力では、受光信号がしきい値よりも小さい場合にON信号が出力され、受光信号がしきい値よりも大きい場合にOFF信号が出力される。他方、入光時ONタイプの検出出力では、受光信号がしきい値よりも大きい場合にON信号が出力され、受光信号がしきい値よりも小さい場合にOFF信号が出力される。

受光ユニット４００は出力表示灯４０８と安定表示灯４１０を更に有する。出力表示灯４０８は、遮光時ONタイプの検出出力に対応した点灯表示をする。つまり、受光信号がしきい値よりも小さい場合に点灯し、大きい場合に消灯するように設定されている。図中、参照符号Ｗは検出対象物を示し、参照符号４１２は受光レンズを示す。

安定表示灯４１０は、受光信号がしきい値に対してマージンのある状態かどうかを表示する機能が与えられている。受光信号がしきい値よりも所定量以上大きいか又は所定量以上小さい場合に点灯し、しきい値を挟んで所定量以内の大小であれば消灯するように設定されている。

なお、受光ユニット４００の機能に関する変形例として、検出出力を一種類に限定し、ユーザの設定により遮光時ONと入光時ONとを切り替えることができるようにしてもよい。また、この場合、出力表示灯４０８は、検出出力の設定変更に連動して遮光時点灯と入光時点灯とが切り替わるようにするのが好ましい。なお、受光ユニット４００の感度を実質的に調整可能にするために、マニュアル操作が可能なトリマなどの手段を受光ユニット４００に設けて、トリマを操作することで、しきい値の調整及び／又は増幅回路４０４の増幅率を調整できるようにするのが好ましい。

図７は、スリム型光学センサ１００（図１）における反射型５００のブロック図であり、図８は、その動作を説明するためのタイミングチャートを示す。なお、フラット型の光学センサ２００（図２）においても、その反射型の内部構造のブロック図及びその動作のタイミングチャートは図７、図８と実質的に同じであると理解されたい。

反射型の光学センサ５００は、外部から供給される直流電源によって駆動される。図７を参照して、反射型光学センサ５００は、LED等の投光素子５０２とフォトダイオード（ＰＤ）などの受光素子５０４とを有している。投光素子５０２は制御回路５０６からの信号に基づくＬＥＤ駆動回路５０８からの信号に基づいてパルス発光する。検出対象Ｗから反射されたパルス光を受光素子５０４が受けると、光電素子５０４は光電変換して受光量に応じた受光信号を出力し、増幅回路５１０で増幅した受光信号が制御回路５０６に入力される。制御回路５０６では、受光信号と所定のしきい値とを比較して、その大小によりON信号又はOFF信号を出力する。変形例として、受光素子５０４として分割フォトダイオード（分割PD）、PSD、CMOSリニアセンサ等から任意の検出素子を採用し、パルス光の受光位置に応じた距離と所定のしきい値とを対比して、その大小によりON信号又はOFF信号を出力するようにしてもよい。

なお、第１実施例のスリム型光学センサ１００（図１）及び第２実施例のフラット型光学センサ２００（図２）における反射型では、所定のしきい値と検出距離とを対比して、その大小に応じてON信号又はOFF信号を出力する距離固定タイプの光学センサが採用されており、所定のしきい値よりも検出距離が小さい場合にON信号を出力し、検出距離がしきい値よりも大きい場合にOFF信号を出力するNear側ONタイプの検出出力と、所定のしきい値よりも検出距離が大きい場合にON信号を出力し、小さい場合にOFF信号を出力するFar側ONタイプの検出出力との２種類の検出出力を備えている。

再び図７を参照して、反射型光学センサ５００は出力表示灯５１２と安定表示灯５１４とを備えている。出力表示灯５１２は、Near側ONタイプの検出出力に対応した点灯表示をするように設定されている。つまり、出力表示灯５１２は検出距離が所定のしきい値よりも小さい場合に点灯し、検出距離がしきい値よりも大きい場合に消灯する。

安定表示灯５１４は、受光信号が、所定のしきい値に対してマージンのある状態かどうかを表示するものであり、検出距離がしきい値よりも所定量以上大きいか又は所定量以上小さい場合に点灯し、しきい値を挟んで所定量内の受光量であれば消灯するように設定されている。

なお、反射型光学センサ５００の検出出力を１種類に限定し、Near側ONとFar側ONとを設定により切り替え可能に構成してもよい。この場合、出力表示灯５１２は検出出力の設定に応じて自動的にNear側点灯とFar側点灯とが切り替わるようにするのが好ましい。

反射型の光学センサ５００は前述したように、しきい値を固定としているが、ユーザが操作可能なトリマなどの調整手段によってしきい値を調整できるようにしても良い。これにより、反射型光学センサ５００の感度を実質的に調整することができる。なお、図７中、参照符号５１６は投光レンズを示し、参照符号５１８は受光レンズを示す。

第１実施例（図１、図９〜図１９）：
図１は第１実施例のスリム型光学センサ１００の斜視図であり、図９は、その分解斜視図である。図９を参照して、スリム型光学センサ１００は、ステンレスの成型品である金属筐体１０２と、この中に組み込まれる内蔵部品１０４と、内蔵部品１０４に結線されたケーブル１０６とを含み、ケーブル１０６を通じてスリム型光学センサ１００に電源が供給されると共にスリム型光学センサ１００の検出信号が出力される。

引き続き図９を参照して、スリム型光学センサ１００の筐体１０２は概略直方体の外形輪郭を有し、その大きさは縦約２５mm、横約７mm、厚み約１２mmである。筐体１０２はステンレスなどの防錆性に優れた金属の成型品であり、その上端面が大きく開放された上端開口１０２aを有している。

金属筐体１０２の前壁１０２ｂには、前記上端開口１０２ａに連なる前方窓１０８が形成されている。また、筐体１０２の下端壁には、下方に向けて突出した円筒状のスリーブ１１０が形成され、このスリーブ１１０に嵌挿される可撓性グロメット（ケーブルブッシュ）１１２にケーブル１０６を貫通させることで、ケーブル１０６は光学センサ１００の内外に延びている。ケーブル１０６を通じて光学センサ１００に直流電源が供給され、また、このケーブル１０６を通じて光学センサ１００の検出信号が出力される。

内蔵部品１０４には合成樹脂製の導光部品１１４が含まれており、この導光部材１１４は、筐体１０２の上端開口１０２ａに位置決めされ、そして、筐体１０２の上端開口１０２ａは光透過性樹脂製の表示灯カバー１１６で閉塞される。内蔵部品１０４には電子回路基板１１９が含まれ、この電子回路基板１１９には、図５、図７を参照して説明した各種の回路の他に、投光素子３０２（５０２）、受光素子４０２（５０４）、出力表示灯４０８（５１２）、安定表示灯４１０（５１４）が所定位置に実装される。

スリム型光学センサ１００は、前述したように、筐体１０２を共通にした反射型と透過型との２種類が用意されている。図１０は、反射型の光学センサ１００に組み込まれる光学部材１１８と電子回路基板１１９を示す。図１１は、透過型且つ投光側の光学センサ１００に組み込まれる光学部材１１８と電子回路基板１１９を示し、図１２は、透過型且つ受光側の光学センサ１００に組み込まれる光学部材１１８と電子回路基板１１９を示す。説明の都合上、各型式の光学センサ１００に関する光学部材及び電子回路基板を識別するために、図１０の反射型に組み込まれる光学部材１１８及び電子回路基板１１９に符号Ｒｅを付記し、図１１の透過型且つ投光側の光学センサ１００に組み込まれる光学部材１１８及び電子回路基板１１９に符号Ｐｅｒ（ＦＬ）を付記し、図１２の透過型且つ受光側の光学センサ１００に組み込まれる光学部材１１８及び電子回路基板１１９に符号Ｐｅｒ（ＲＥ）を付記して図示してある。

反射型を図示した図１０を参照して、光学部材１１８Ｒｅは、前方に向けて突出した凸部を構成するレンズカバー１２０と、スリット部材１２２と、を含む。レンズカバー１２０と前記スリット部材１２２は、共に樹脂成型品である。光学部材１１８Ｒｅの一部を構成する投光素子（ＬＥＤ）５０２（図７）と受光素子（分割フォトダイオード）５０４（図７）は電子回路基板１１９Ｒｅに実装されている。図中、参照符号５１２は前述した出力表示灯であり、参照符号５１４は前述した安定表示灯である。出力表示灯５１２は赤色発光ＬＥＤで構成され、他方、安定表示灯５１４は緑色発光ＬＥＤで構成され、これらも電子回路基板１１９Ｒｅに実装されている。

スリット部材１２２には、投光素子５０２に対応した投光用の光通過通路１２２ａと、受光素子５０４に対応した受光用の光通過通路１２２ｂとが互いに独立して形成された平面視略長方形の立体形状を有しており、この立体形状のスリット部材１２２は周囲壁面１２２ｃを有している。スリット部材１２２は不透明のブロック状の樹脂成形品であり、少なくとも光通過通路１２２ａ、１２２ｂを規定する通路壁面の色として、光を吸収する色を採用するのがよい（典型的には黒色）。勿論、スリット部材１２２を構成する樹脂を黒色又は暗色にすることで光通過通路１２２ａ、１２２ｂの通路壁面を黒色又は暗色にしてもよいし、光通過通路１２２ａ、１２２ｂを規定する通路壁面を黒色又は暗色塗料で着色してもよい。投光用の光通過通路１２２ａを規定する、検出光が不透過な通路壁面を好ましくは黒色又は暗色の壁面にすることで迷光の発生を抑制できる。他方、受光用の光通過通路１２２ｂを規定する通路壁面を黒色又は暗色にすることで、検出対象物Ｗから戻って来る光の迷光を吸収することができる。

立体ブロック形状のスリット部材１２２の周囲壁面には、スリット部材１２２の厚さ方向に延びる縦溝１２４と、同様に厚さ方向に延びる縦突条１２６が形成されている。これに対応してレンズカバー１２０のスカート部１３２の内壁面に縦突条と縦溝とが形成されており、この縦溝１２４と縦突条１２６との組み合わせによるガイド且つ位置決め手段によって、後に詳しく説明するレンズカバー１２０とスリット部材１２２とが正規の相対関係で組み付けられるのを確かなものにしている。

図１４はスリム型光学センサ１００の正面図であり、図１６は図１４のＸ１６−Ｘ１６線に沿った断面図であり、図１７は図１４のＸ１７−Ｘ１７線に沿った断面図であり、図１８は図１４のＸ１８−Ｘ１８線に沿った断面図である。これら図１６〜図１８の断面図をも参照して、レンズカバー１２０は、平面視略長方形のカバー部１３０と、このカバー部１３０の周囲から後方つまり基板１１９Ｒｅ側に向けて延びるスカート部１３２とを有し、スカート部１３２は周囲方向に連続している。これらカバー部１３０とスカート部１３２を含むレンズカバー１２０は合成樹脂製の一体成形品である。ここに、合成樹脂としては、透明性と耐環境性能を考慮すると、ポリカーボネート(PC)、ポリサルフォン(PSF)、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリアリレート(PAR)、ポリエーテルイミド(PEI)、ＰＭＭＡ(アクリル樹脂)、環状オレフィン、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）等の熱可塑性樹脂が好適である。なお、合成樹脂は、合成樹脂の荷重たわみ温度と充填されるホットメルトの軟化点とを考慮して選択されることが好ましい。例えば、軟化点が１２０℃〜１６０℃程度のホットメルトを選択するときには、荷重たわみ温度が１７０℃以上（曲げ応力1.81ＭPa）の合成樹脂材料を選択するのがよい。また、耐油性、耐薬品性の観点を含めて合成樹脂材料を選択するのが好ましく、この観点に立脚するときにはポリサルフォンなどが好適である。

スカート部１３２はその外周面が凹凸形状を有している。図１０を参照して具体的に説明すると、スカート部１３２の外周面にはその周囲方向に延びる溝１３２ａと隣接する溝１３２ａと１３２ａとの間に位置する突条１３２ｂとで凹凸形状が形成されている。変形例として、スカート部１３２の外周面にドット状の突起又は凹部を形成してもよいし、周囲溝１３２ａを間欠的に設けてもよいし、周囲溝１３２ａを千鳥状に設けてもよい。図１０の例では、溝１３２ａはスカート部１３２の全周に亘って連続して延びてはいないが、この溝１３２ａはスカート部１３２の全周に亘って連続して延びていてもよい。このように、光学部材１１８の外周面を構成する前記スカート部１３２の周面に凹凸を形成することにより、後に説明するホットメルトとの境界の面積を拡大することができる。

平面視略長方形のレンズカバー１２０は赤色透明の樹脂の成形品であり、レンズカバー１２０の前面を構成するカバー部１３０の表面は平らであり、その対向面つまり後面には、投光素子５０２及び受光素子５０４に夫々対応した位置に投光用と受光用の２つの凸レンズ面が形成され、この凸レンズ面で、投光素子５０２からの検出光を外部に導き、また、外部からの検出光を受光素子５０４に導く光透過部の主要部分が構成されている（図１６）。また、レンズカバー１２０の両側部及び下端部には、連続して延びる水平フランジ１３４が形成され、この水平フランジ１３４は、レンズカバー１２０の前面の近傍つまりスカート部１３２の基端部に形成されている。

図１８から最も良く分かるように、レンズカバー１２０の中にブロック形状のスリット部材１２２が嵌挿される。平面視略長方形の立体形状を有するスリット部材１２２の少なくとも両側面は、レンズカバー１２０のスカート部１３２の内面と当接した状態になる。すなわち、レンズカバー１２０のスカート部１３２の内面と、ブロック形状のスリット部材１２２の外面とは、少なくとも一部が相補的な形状を有し、これにより、レンズカバー１２０のスカート部１３２は、この中に嵌挿された立体ブロック形状のスリット部材１２２によって支持されている。換言すると、スリット部材１２２は、その外周側に位置するスカート部１３２を支持する機能を有している。なお、スリット部材１２２が、レンズカバー１２０のスカート部１３２の内面と当接した状態で、その外周に位置するスカート部１３２を支持する機能を有する例を示したが、例えば、荷重たわみ温度の高い合成樹脂を選択する、或いは、スカート部１３２が厚肉で十分な強度がある場合などは、必ずしもスリット部材１２２をスカート部１３２の内面と当接させる必要は無い。

図１１の透過型且つ投光側の光学センサ１００に組み込まれる光学部材１１８Ｐｅｒ（ＦＬ）、電子回路基板１１９Ｐｅｒ（ＦＬ）及び図１２の透過型且つ受光側の光学センサ１００に組み込まれる光学部材１１８Ｐｅｒ（ＲＥ）、電子回路基板１１９Ｐｅｒ（ＲＥ）の基本的な構成及び構造は、図１０を参照した上記の反射型の光学部材１１８Ｒｅ、電子回路基板１１９Ｒｅと実質的に同じであるので、図１０の説明で使用した参照符号を図１１、図１２に使用することにより詳しい説明を省略する。なお、図１１の透過型且つ投光側の電子回路基板１１９Ｐｅｒ（ＦＬ）には運転表示灯１４０が実装され、この運転表示灯１４０は緑色発光ＬＥＤで構成されている。

ステンレスの成型品である筐体１０２に光学部材１１８を組み込む前に、レンズカバー１２０とスリット部材１２２のサブアッセンブリ及びレンズカバー１２０を電子回路基板１１９に固定する作業が行われる。この固定は、スリット部材１２２を組み込んだ後のレンズカバー１２０を電子回路基板１１９に接着する作業を含んでいる。具体的には、例えば一液性のエポキシ等の接着剤を使ってレンズカバー１２０のスカート部１３２の自由端が電子回路基板１１９の所定位置に固定される。スカート部１３２を電子回路基板１１９の所定位置に位置決めするために、例えば凹凸をスカート部１３２の自由端面と電子回路基板１１９の表面に形成するのが好ましい。

また、接着剤を使ってスカート部１３２の自由端と電子回路基板１１９との界面をシールし、レンズカバー１２０と回路基板１１９とによって投光素子及び/又は受光素子を包囲することで、金属筐体１０２の中に充填されるホットメルトＨＭが投光素子及び/又は受光素子の光学経路に侵入してしまうのを防止するようにしてもよい。この際、回路基板１１９に貫通孔などの孔が形成されている等、ホットメルトが侵入してしまう虞のある経路が存在する場合には、その該当箇所をテープや接着剤などにより予め目止めを施すのがよい。

変形例として、投光及び/又は受光の検出光が通過する光通路を備えた立体ブロック形状のスリット部材１２２を電子回路基板１１９の所定位置に固定し、このスリット部材１２２に対してレンズカバー１２０を位置決めするようにしてもよい。

レンズカバー１２０を電子回路基板１１９に位置固定することにより、レンズカバー１２０に嵌挿されたスリット部材１２２も電子回路基板１１９に対して位置決めされた状態になる。そして、基板１１９に実装された投光素子３０２（５０２）、受光素子４０２（５０４）などの主要な部品はレンズカバー１２０、スリット部材１２２によって密閉された状態となる。すなわち、投光素子３０２（５０２）、受光素子４０２（５０４）はレンズカバー１２０、スリット部材１２２，電子回路基板１１９によって覆われ、このレンズカバー１２０、スリット部材１２２，電子回路基板１１９の周囲はホットメルトＨＭで包囲されている。

なお、スリット部材１２２を導電性樹脂材料で成形し、あるいは、スリット部材１２２の外表面に導電性塗料をコーティングすることで、スリット部材１２２に電磁的なシールド機能を付与するのが好ましい。この場合には、スリット部材１２２を導電性接着剤を使って基板１１９に接着することで基板１１９のGNDに導通させるのが好ましい。

図１０を参照して、電子回路基板１１９Ｒｅには、その下端部の前面及び後面に、夫々、横並びに２つのランド１４２が配置され、合計４つのランド１４２はケーブル１０６の４本の配線１４４（図１６、図１９）を半田付けするのに用いられる（図１０には、後面のランドは現れていない）。なお、図１１の透過型且つ投光側の電子回路基板１１９Ｐｅｒ（ＦＬ）のランド１４２は２つであり、回路基板１１９Ｐｅｒ（ＦＬ）の表面に横並びに配置されている。他方、図１２の透過型且つ受光側の電子回路基板１１９Ｐｅｒ（ＲＥ）は合計４つのランド１４２を有し、表面に２つ、後面に２つ配置されている（図１２には、後面のランドは現れていない）。

図１５は、スリム型光学センサ１００を斜め後方から見た斜視図であり、図１６はスリム型光学センサ１００の縦断面図であり、図１８はスリム型光学センサ１００の横断面図である。筐体１０２の後壁１０２ｄにはゲート口１５０が一体成形され、そして、後壁１０２ｄの後面にはゲート口１５０を囲んで周方向に延びる円周隆起１５８が一体成形されている。ゲート口１５０の周囲に隆起１５８を設けることにより、後に説明するホットメルト充填機のノズルが当接する面圧を高めることができ、これによりゲート口１５０の周囲にバリが発生するのを抑制することができる。筐体後壁１０２ｄのゲート口１５０は、その軸線が、光学部材１１８の重心Ｇを通る直線Ｌと一致するように位置決めされるのが好ましく(図１６、図１８)、最も好ましくは、ケーブル１６０を結線した回路基板１１９とレンズカバー１２０、スリット部材１２２の重心を通る直線と一致するようにゲート口１５０を位置決めするのがよい。ゲート口１５０は次に説明するホットメルト充填口を構成するものである。

図１３は、回路基板１１９に光学部材１１８を固定し、また、回路基板１１９にケーブル１０６を結線した組立体１５２を示す。この組立体１５２は筐体１０２の上端開口１０２ａから筐体１０２の中に挿入される。筐体１０２には、前述したレンズカバー１２０の両側部の水平フランジ１３４(図１３)を受け入れる水平溝つまりスライド溝が筐体１０２の両側壁の内面に形成されている（図１８）。また、水平フランジ１３４の下端部つまり横方向に延びる部分を受け入れる凹所１５６が筐体前方窓（光通過窓）１０８の下端縁近傍に形成されている(図１６)。

組立体１５２は、筐体１０２の上端開口１０２ａから挿入すると、レンズカバー１２０の水平フランジ１３４の両側に位置する部分が筐体１０２の両側壁のスライド溝に受け入れられて、このスライド溝によって組立体１５２が筐体１０２の中に案内され、また、水平フランジ１３４の下端部が凹所１５６（図１６）に受け止められることにより組立体１５２が実質的に筐体１０２に位置決めされた状態になる。

レンズカバー１２０の水平フランジ１３４よりも前方に突出した部分は前記凸部を構成し、この凸部は筐体前方窓（光通過窓）１０８の左右の側縁及び下端縁と相補的な形状を有し、そして、筐体前方窓（光通過窓）１０８に嵌合する。レンズカバー１２０が筐体前方窓１０８に嵌合することにより、筐体１０２の前面と、レンズカバー１２０の前面(凸部の前面)とが面一の状態になる。この嵌合は緩い嵌合であってもよいし密な嵌合であってもよい。

次の工程では、筐体１０２の上端開口１０２に、導光部品１１４、表示灯カバー１１６が装着される。導光部品１１４は光透過性合成樹脂の成形品であり、回路基板１１９に実装した出力表示灯４０８、安定表示灯４１０、運転表示灯１４０の光を誘導する機能を有している。

表示灯カバー１１６を装着した筐体１０２は金型のキャビティに載置され、ホットメルト充填機で、筐体１０２のゲート口１５０から筐体１０２の中にホットメルトが充填されることになるが、充填時、ホットメルトは回路基板１１９によって受け止められる。すなわち、回路基板１１９は邪魔板の役割を奏し、回路基板１１９の後面がゲート口１５０から流入するホットメルトを受け止める受圧面として機能する。このことから、充填時、ホットメルトによって回路基板１１９は前方に付勢され、この結果、レンズカバー１２０も前方に押し付けられて、レンズカバー１２０は筐体前方窓（光通過窓）１０８の正規の位置に位置決めされた状態となる。また、ホットメルト充填時に、回路基板１１９は、筐体１０２の中に入り込んでくるホットメルトに対して邪魔部材としての役割を奏するため、充填時のホットメルトが直接的に光学部材１１８に当たることはない。また、光学部材１１８の一部を構成するレンズカバー１２０は、この中に嵌挿されたスリット部材１２２によって支持されているため、レンズカバー１２０の熱変形を抑制することができる。図１６〜図１９の参照符号ＨＭは、金属筐体１０２の中に充填したホットメルトを示す。

ホットメルトＨＭは耐油性、耐水性、耐薬性を確保するのに用いられていることから、このホットメルトＨＭで回路基板１１９と筐体１０２との間の隙間を埋めることで電子回路を保護することができる。回路基板１１９は筐体１０２から離間しているため、この回路基板１１９の全体をホットメルトＨＭで覆うことで電子部品への油等の異物侵入を防止することができる。

レンズカバー１２０は回路基板１１９まで延びるスカート部１３２を備え、このスカート部１３２の後端面が予め回路基板１１９に接着され、この接着した部分もホットメルトＨＭで包囲されることから、ホットメルトを筐体１０２の中に充填することに伴って光学部材１１８の内部にホットメルトが侵入してしまうのをレンズカバー１２０のスカート部１３２によって防止することができる。

また、レンズカバー１２０のスカート部１３２の外面に凹凸１３２ａ、１３２ｂを設けたことにより、ホットメルトＨＭとの接触面積を増やすことができると共に、固化したホットメルトＨＭとの機械的な係合によってレンズカバー１２０を確実に位置固定することができる。

金属製の筐体１０２の後壁１０２ｄに形成されているゲート口１５０の軸線を、最も好ましくはケーブル１０６が結線された基板１１９と、これに接着されたレンズカバー１２０と、レンズカバー１２０の中に嵌挿されたスリット部材１２２の重心を通る直線Ｌと一致するように位置決めした場合や、筐体１０２の前述した筐体前方窓（光通過窓）１０８の中心部分と対抗する位置に位置決めした場合には、ホットメルト充填時に筐体１０２の中に流入するホットメルトでケーブル付の基板１１９及びレンズカバー１２０を前方に安定的に押し付けることができ、これら内蔵部品１０４の位置決め状態を維持した安定した充填が可能になる。

金属筐体１０２の中に充填したホットメルトＨＭによってレンズカバー１２０及び回路基板１１９並びにレンズカバー１２０と回路基板１１９との接着部分が包囲されて、このホットメルトＨＭによってレンズカバー１２０と回路基板１１９が金属筐体１０２と一体化されると共にホットメルトＨＭによって包囲された状態となる。また、表示灯カバー１１６もホットメルトＨＭによって金属筐体１０２に接着された状態なる。スリム型光学センサ１００の設置環境の下で、仮に金属筐体１０２内に液状の異物が侵入したとしても、そのことによって直ちには誤動作を生じる虞は殆ど無い。すなわち、回路基板１１９の周囲は基本的にホットメルトＨＭで包囲されている。液状異物が侵入する可能性のある界面は、外界に接している金属筐体１０２とレンズカバー１２０との境界部や、それに続くレンズカバー１２０とその回りのホットメルトとの境界部に過ぎない。

なお、図面に見られる参照符号１６０は光学センサ１００を検出環境の所定位置に設置するための設置孔を示し、光学センサ１００は、この設置孔１６０に挿入したボルトを使って位置固定される。上記例では、レンズカバー１２０が、投光素子からの検出光、或いは、受光素子への検出光を透過し、そしてレンズ面を主体とする光透過部を含むカバー部１３０とスカート部１３２とが一体的に成形され、スリット部材１２２がレンズカバー１２０とは別パーツである例を示したが、本発明はこれに限られず、例えば、レンズが別体で構成されるものや、光透過部を含むカバー部１３０とスカート部１３２が別体で構成されるものにも適用可能である。また、投光素子あるいは受光素子の形状やレンズ形状により必ずしもスリット部材１２２を必要としない光学系を採用してもよい。この場合、スカート部１３２を厚肉にする、荷重たわみ温度の高い合成樹脂を選択する、或いは、スリット機能を有しないスカート部補強部材をスカート部１３２の内面と当接させるなどしてスカート部１３２に十分な強度を持たせることができる。

第２実施例（図２、図２０〜図３０）
図２は第２実施例のフラット型光学センサ２００の正面図であり、図２０はフラット型光学センサ２００の分解斜視図である。図２０を参照して、フラット型光学センサ２００は、筐体２０２と、この中に組み込まれる内蔵部品２０４と、内蔵部品２０４に結線されたケーブル２０６とを含み、ケーブル２０６を通じてフラット型光学センサ２００に電源が供給されると共にフラット型光学センサ２００の検出信号が出力される。

図２１はステンレスの成型品である筐体２０２をその内側から見た斜視図である。フラット型光学センサ２００の筐体２０２は、周囲壁２０２ａを備えた平面視概略矩形のトレーの形状を有し、その大きさは縦約２７mm、横約１４mm、厚み約５mmである。筐体２０２はステンレスなどの防錆性に優れた金属の成形品であり、その中間部分に光通過窓２０８を有し、また、上端部に表示灯カバー２１０を装着するためのカバー装着開口２１２が形成されている。

ステンレスの成型品である筐体２０２の下端部には、前記第１実施例と同じ設置孔１６０が左右に離間して一対形成され、この左右の設置孔１６０で挟まれたネック溝２１４にケーブル２０６が設置され、このケーブル２０６は筐体周囲壁２０２ａの下端部に形成された切欠き２１６を通じて内外に延出している。このケーブル２０６が通過するネック溝２１４は幅狭であり、ネック溝２１４の幅は、ケーブル２０６に含まれる複数本の配線２０６ａの各配線の幅Ｗ１（図３０）よりも大きいがケーブル２０６の幅Ｗ２（図２０）よりも小さい。

フラット型光学センサ２００の内蔵部品２０４は、前述したスリム型光学センサ１００（図１）と同様に、筐体２０２を共通にした反射型と透過型との２種類が用意されている。この内蔵部品２０４に含まれる光学部材に関しては、スリム型光学センサ１００の光学部材１１８と実質的に同じであることから、フラット型光学センサ２００に含まれる光学部材に関連した部材にはスリム型光学センサ１００の光学部材１１８と同じ参照符号を付してその説明を省略する。

図２２は、透過型且つ投光側のフラット型光学センサ２００に組み込まれる光学部材と電子回路基板を示す。図２３は、透過型且つ受光側のフラット型光学センサ２００に組み込まれる光学部材と電子回路基板を示し、図２４は、反射型のフラット型光学センサ２００に組み込まれる光学部材と電子回路基板を示す。フラット型光学センサ２００の光学部材１１８は、スリム型光学センサ１００と同様にレンズカバー１２０とスリット部材１２２を含む。説明の都合上、各型式のフラット型光学センサ２００に関する光学部材１１８及び電子回路基板２１９を識別するために、図２２の透過型且つ投光側のフラット型光学センサ２００に組み込まれる光学部材１１８及び電子回路基板２１９に符号Ｐｅｒ（ＦＬ）を付記して図示してある。図２３の透過型且つ受光側のフラット型光学センサ２００に組み込まれる光学部材１１８及び電子回路基板２１９に符号Ｐｅｒ（ＲＥ）を付記して図示してある。図２４の反射型に組み込まれる光学部材１１８及び電子回路基板２１９に符号Ｒｅを付記して図示してある。

なお、フラット型光学センサ２００の電子回路基板２１９の下端部には、その前面に前述した複数のランド１４２が設けられ、後面にはランド１４２が設けられていない。すなわち、電子回路基板２１９の前面にだけランド１４２を設けることで、ランド１４２を後面に設けることに比べて実質的な厚さ寸法を小さくすることができる。

図２２に図示の透過型投光側のスイッチ２００は、出力線が存在しないためケーブル２０６に含まれる配線２０６ａは電源線の２本だけで構成されている。したがって、これが半田付けされるランド１４２は２つである。図２３に図示の透過型受光側のスイッチ２００は、受光素子４０２だけでなく制御回路が電子回路基板２１９Ｐｅｒ（ＲＥ）に組み込まれており、また、出力表示灯４０８、安定表示灯４１０も実装されているため、ケーブル２０６は２本の電源線と２本の出力線２本の合計４本の配線２０６ａで構成される。

図２４に図示の反射型の回路基板２１９Ｒｅには、投光素子５０２、受光素子５０４、制御回路が実装されており、レンズカバー１２０Ｒｅ及びスリット部材１２２Ｒｅは投光素子５０２、受光素子５０４に対応した構成となっている。反射型に採用する受光素子５０４は、透過型で採用可能な１つのフォトダイオード(PD)で構成されてもよいが、この実施例では図２５に示すように３個の分割フォトダイオード(PD)で受光素子５０４が構成されている。図２５において、一番上のフォトダイオード(PD)側と真ん中のフォトダイオード(PD)は、その出力を合算して使用される。したがって、この実施例の受光素子５０４は実質的に２分割フォトダイオード(PD)の構成となっている。

引き続き図２５を参照して、近距離（Near）での反射光は図中最も上（投光素子５０２から遠い側）のフォトダイオード(PD)で受光される。他方、遠距離（Far）での反射光は図中の最も下（投光素子５０２に近い側）のフォトダイオード(PD)で受光される。近距離側に対応するために２つのフォトダイオード(PD)を採用することの利点は次のとおりである。

検出対象物Ｗが近づく方向又は遠ざかる方向に移動したときに、受光素子５０２の面上での反射光の移動量は、近距離側の方が遠距離側よりも大きい。例えば、近接した検出対象物Ｗからの反射光が、受光素子５０２よりも上方に変位して近距離側及び遠距離側の双方のフォトダイオード(PD)で反射光を受光できなかった場合には、検出対象物Ｗが存在しないのか、それとも検出対象物Ｗが極めて遠方のために近距離側・遠距離側双方のフォトダイオード(PD)が反射光を受光できなかったのかの区別がつかなくなってしまう。その結果、検出対象物Ｗが基準距離よりも近距離側に存在しているにも関わらず「近距離側には検出対象物Ｗが存在しない」との誤った判定をしてしまうことになる。この現象を、実施例のように近距離側に対応するために２つのフォトダイオード(PD)を採用することで防止することができる。

実施例では、近距離（Near）側のフォトダイオード(PD)が２つの正方形のフォトダイオード(PD)で構成されているが、１つの長方形のフォトダイオード(PD)で構成しても良い。要するに、近距離（Near）側の受光素子５０２は、基準距離よりも近距離側からの反射光を受光できる形状で且つこの反射光を受光できる位置に配置されていれば良い。

筐体２０２に光学部材１１８を組み込む前に、前述した第１実施例と同様に、レンズカバー１２０とスリット部材１２２のサブアッセンブリ及びレンズカバー１２０を電子回路基板２１９に位置固定する作業が行われる。この固定は、第１実施例と同様に接着剤を用いて行われる。すなわち、スリット部材１２２を組み込んだレンズカバー１２０を電子回路基板２１９に接着する作業を含んでいる。具体的には、例えば一液性のエポキシ等の接着剤を使ってレンズカバー１２０のスカート部１３２の自由端が電子回路基板２１９の所定位置に固定される。

レンズカバー１２０を電子回路基板２１９に接着することで、スリット部材１２２も基板２１９に対して位置決めされ、また、回路基板２１９に実装されている投光素子３０２（５０２）、受光素子４０２（５０４）及び主要な電子部品を含む電子回路がレンズカバー１２０及びスリット部材１２２によって密閉された状態になる。

変形例として、スリット部材１２２を電子回路基板２１９の所定位置に固定し、このスリット部材１２２に対してレンズカバー１２０を位置決めするようにしてもよい。

図２６は、回路基板２１９に光学部材１１８を固定し、また、電子回路基板２１９にケーブル２０６を結線した組立体２２２を示す。この組立体２２２は、後方に向けて開放したトレー状の筐体２０２に対して、筐体２０２の後方から組み付けられる（図２０）。

レンズカバー１２０の水平フランジ１３４よりも前方に突出した部分は凸部を構成しているのは前述した通りであるが、この凸部の輪郭に一致するように筐体２０２の光通過窓２０８の輪郭が設定されている。組立体２２２を筐体２０２に組み付ける際に、レンズカバー１２０を筐体前方窓１０８に嵌合することにより、筐体２０２の前面と、レンズカバー１２０の前面(凸部の前面)とが面一の状態になる。この嵌合は緩い嵌合であってもよいし密な嵌合であってもよい。レンズカバー１２０の水平フランジ１３４によってレンズカバー１２０は金属筐体２０２に位置決めされる。また、筐体２０２のカバー装着開口２１２に表示灯カバー２１０が装着される。

上記の仮組み付け状態で金型のキャビティに載置され、金型に形成したゲート口を通じてホットメルト充填機により金属筐体２０２の中にホットメルトが充填される。図２８に図示した矢印から理解できるように、筐体２０２にホットメルトを充填する方法は、図３１を参照して説明した方法に従って行われる。すなわち、後方に向けて開放した筐体２０２の後方から、電子回路基板２１９の後面、より詳しくは金属筐体２０２の光通過窓２０８の中心部分と対抗する部分に向けてホットメルトの充填が行われ、この充填が終わると、筐体２０２の後方開口はステンレスプレートからなるサブ筐体２２４の四隅を溶接することにより筐体２０２が密閉される。

金属筐体２０２の中にホットメルトを充填することにより、レンズカバー１２０及び回路基板２１９並びにレンズカバー１２０と回路基板２１９との接着部分が金属筐体２０２とホットメルトＨＭによって一体化された状態となり、また、表示灯カバー２１０が金属筐体２０２に接着された状態となる。

図３１を参照して説明したように、充填時のホットメルトは回路基板２１９によって受け止められる。すなわち、回路基板２１９は邪魔板の役割を奏し、回路基板２１９の後面に直交する方向に流入するホットメルトを受け止める受圧面として回路基板２１９の後面が機能する。このことから、充填時、ホットメルトによって回路基板２１９は前方に付勢され、この結果、レンズカバー１２０も前方に押し付けられて、レンズカバー１２０は筐体光通過窓２０８の正規の位置に押し付けられた状態となる。また、ホットメルト充填時に、回路基板２１９は、筐体２０２の中に入り込んでくるホットメルトに対して邪魔部材としての役割を奏するため、充填時のホットメルトが直接的に光学部材１１８に当たることはない。また、光学部材１１８の一部を構成するレンズカバー１２０は、第１実施例と同様に、レンズカバー１２０の中に嵌挿されたスリット部材１２２によって支持されているため、レンズカバー１２０の熱変形を抑制することができる。

なお、回路基板２１９から延びるケーブル２０６の端部では、剥き出しになった配線２０６ａが横並びの状態で回路基板２１９に半田付けされるが、図２０、図２４から分かるように、複数の配線２０６ａの端部は９０度ひねられて上下に一列に重なり合った状態に形作られ、この縦一列の状態で筐体２０２のネック溝２１４に装着される。この状態を図３０に図示してある。なお、図３０は図２のＸ３０−Ｘ３０線に沿った断面図である。図３０に示すドットＨＭはホットメルトであり、ネック溝２１４に流入したホットメルトによって配線２０６ａが固定される。

図２８はフラット型光学センサ２００の縦断面図であり、図２のＸ２８−Ｘ２８線に沿って切断した図である。また、図２９はフラット型光学センサ２００の横断面図であり、図２のＸ２９−Ｘ２９線に沿って断面した図である。図２８、図２９に示すドットＨＭはホットメルトである。

前述した第１実施例でも説明したが、ホットメルトＨＭで回路基板２１９と筐体２０２との間の隙間を埋めることで電子回路を保護することができる。回路基板２１９は筐体２０２から離間しているため、この回路基板２１９の全体をホットメルトＨＭで覆うことで電子部品への油等の異物侵入を防止することができる。

また、レンズカバー１２０のスカート部１３２の端面を予め電子回路基板２１９に接着してあることから、ホットメルトを筐体２０２の中に充填することに伴って光学部材１１８の内部にホットメルトが侵入してしまうのをレンズカバー１２０のスカート部１３２によって防止することができる。

また、レンズカバー１２０のスカート部１３２の外面に凹凸１３２ａ、１３２ｂを設けたことにより、ホットメルトＨＭとの接触面積を増やすことができると共に、固化したホットメルトＨＭとの機械的な係合によってレンズカバー１２０を確実に位置固定することができる。

金属筐体２０２の中に充填したホットメルトＨＭによって、フラット型光学センサ２００の設置環境の下で、仮に金属筐体２０２内に液状の異物が侵入したとしても、回路基板２１９の周囲がホットメルトＨＭで包囲されているため誤動作を生じる虞は殆ど無い。

この第２実施例においても、第１実施例と同様に、スリット部材１２２が、レンズカバー１２０のスカート部１３２の内面と当接した状態で、その外周に位置するスカート部１３２を支持する機能を有する例を示したが、例えば、スカート部１３２が厚肉で十分な強度がある場合などは、必ずしもスリット部材１２２をスカート部１３２の内面と当接させる必要は無い。

また、上記例では、レンズカバー１２０が投光素子からの検出光、或いは、受光素子への検出光を透過しレンズ面が形成された透過部とスカート部１３２とが一体的に成型され、スリット部材１２２がレンズカバー１２０とは別パーツである例を示したが、本発明はこれに限られず、例えば、レンズが別体で構成されるものや、透過部とスカート部１３２が別体で構成されるものにも適用可能である。

さらに、投光素子５０２あるいは受光素子５０４の形状やレンズ形状により必ずしもスリット部材１２２を必要としない光学系を採用してもよい。この場合、スカート部１３２を厚肉にする、或いは、スリット機能を有しないスカート部補強部材をスカート部１３２の内面と当接させるなどしてスカート部１３２に十分な強度を持たせることができる。

第１、第２実施例において、受光素子として分割フォトダイオード(PD)を用いた距離式反射型光電スイッチや、受光素子として単一フォトダイオード(PD)を用いた透過型光電スイッチの例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、受光素子５０４にフォトダイオード(PD)を用いた光量式反射型光電スイッチや、受光素子にCCD、CMOS等の撮像素子も設けた反射型光学変位センサ、エリア状の光を投受するや透過型エリア光学センサなど光電スイッチをはじめとする種々の光学センサに適用可能である。

また、第１、第２実施例において、光学部材、ケーブル並びにホットメルトによって回路基板を包囲することで耐油性、耐水性などの耐環境性能を確保していることから、金属筐体は必ずしも気密又は水密である必要は無く、金属筐体それ自身は、外部からの水や油などの侵入をある程度許容する構造を有していてもよい。

１ 光学センサ
２ 筐体
２ａ 筐体の後壁
２ｂ 筐体の上端壁
２ｃ 筐体の下端壁
２ｄ 筐体の前壁
３ 主筐体（金属）
３ａ 主筐体の開口
４ サブ筐体（金属）
５ 光通過窓
６ 光学部材
６ａ 光学部材の凸部
８ 電子回路基板
８ａ 基板の後面
９ ゲート口（ゲート部）
ＨＭ ホットメルト
１００ スリム型光学センサ
１０２ 筐体
１０２ｂ 筐体の前壁
１０２ｄ 筐体の後壁
１１８ 光学部材
１１９ 電子回路基板
１２０ レンズカバー
１２２ スリット部材
１２２ａ 投光用光通過通路
１２２ｂ 受光用光通過通路
１２２ｃ 周囲壁面
１２４ 縦溝
１２６ 縦突条
１３０ レンズカバーのカバー部（レンズを主体とする光透過部を含む）
１３２ レンズカバーのスカート部
１３２ａ 周囲溝
１３２ｂ 突条
１３４ 水平フランジ
１５０ ホットメルトを充填するためのゲート口
１５２ 組立体（回路基板に光学部材を固定し、回路基板にケーブル１０６を結線：図１３）した組立体
２００ フラット型光学センサ
３００ 透過型の投光ユニット
３０２ 投光素子（ＬＥＤ）
４００ 透過型の受光ユニット
４０２ 受光素子
５００ 反射型光学センサ
５０２ 投光素子
５０４ 受光素子
５０６ 制御回路

Claims (9)

1. 検出光を投光するための投光素子及び検出光を受光するための受光素子の少なくともいずれか一方を有する光学素子を実装された回路基板と、
   前記検出光を透過する光透過部を有し、前記光学素子を覆う一又は複数の部材からなる光学部材と、
   前記光透過部が装着される光透過窓を備えた金属筐体と、
   前記金属筐体内に充填されたホットメルトと、
   該ホットメルトが前記金属筐体の中に充填されるときに、該金属筐体の中に充填されるホットメルトを受け止めて、該金属筐体の中に充填されるホットメルトが、直接、前記光学部材に当たるのを阻止する邪魔面が形成されていることを特徴とする光学センサ。
2. 前記邪魔面が前記回路基板の後面で構成され、
   前記金属筐体の中に充填されるホットメルトが、前記回路基板を挟んで前記光透過窓と対抗する位置から前記金属筐体の中に入って前記回路基板の後面に当たる、請求項１に記載の光学センサ。
3. 前記金属筐体の中に充填されるホットメルトが前記回路基板の後面に当たる部位が、前記光透過窓の中心部と対抗する部位である、請求項２に記載の光学センサ。
4. 前記金属筐体に、前記ホットメルトを該金属筐体の中に充填するゲート口が形成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学センサ。
5. 前記金属筐体が、
   前記ホットメルトが充填される主筐体と、
   該主筐体の中に前記ホットメルト充填した後に前記主筐体に組み付けられて、該主筐体に固定されるサブ筐体とで構成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学センサ。
6. 前記光学部材が、前記光透過部から前記回路基板に向けて延びるスカート部を備えたレンズカバーを有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学センサ。
7. 前記光学部材が、
   前記光透過部から前記回路基板に向けて延びるスカート部を備えたレンズカバーと、
   該レンズカバーの中に位置し、前記検出光が通過するスリットが形成された立体的なブロック形状のスリット部材とを有し、
   前記スカート部材とその内側に位置する前記スリット部材とが当接することにより、前記スカート部材が前記スリット部材によって支持されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学センサ。
8. 前記スカート部の外周面が凹凸形状を有し、該凹凸形状が前記ホットメルトで覆われている、請求項６又は請求項７に記載の光学センサ。
9. 前記光学部材が前記回路基板に接着され、該接着部分の外周が前記ホットメルトで覆われている、請求項１〜８のいずれか一項に記載の光学センサ。

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