JP2016031904A - 光電センサ - Google Patents

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Abstract

【課題】表示灯の点灯を容易に視認可能とした光電センサを提供する。【解決手段】被検出物を検出する投光素子及び受光素子と、投光素子及び受光素子の動作に基づいて被検出物を検出したとき、検出信号を出力する制御回路を搭載した回路基板6と、回路基板の回路素子搭載面に設けられた表示灯25とをケースに収め、ケースの上面には、投光素子及び前記受光素子が予め設定された間隔を隔てて対向するように上方に延設されている光電センサにおいて、ケースの表面に露出するとともに回路素子搭載面を覆い、表示灯25から出力される可視光を透過可能とした基板カバー19と、基板カバーと回路素子搭載面との間に確保される空間24と、基板カバーに設けられ、可視光を散乱させる散乱光生成部23とを備えた。【選択図】図9

Description

本発明は、光電センサに関するものである。
光電センサは、投光部と受光部とが対向して設けられ、投光部から受光部に向かって出力される赤外線等の検出光が被検出物で遮られたとき、被検出物を検出可能となっている。
光電センサの一種類として、投光素子を備えた投光部と、受光素子を備えた受光部と、投光部からの検出光の出力動作の制御及び受光部での受光動作により検出信号を生成し、その検出信号を被検出部の位置制御等を行う制御システムに出力する制御回路を搭載した回路基板を備えたものがある。また、被検出物を検出したとき表示灯を点灯させるようにした光電センサもある。
特許文献1には、アンプ部に表示灯を備え、アンプ部を収容するケースに表示灯窓を備えたホトセンサが開示されている。
特開平11−145505号公報
特許文献1に開示されたホトセンサでは、ケースに設けられた表示灯窓から表示灯の点灯の有無を視認可能であるが、表示灯窓のほぼ正面からに限り、表示灯の点灯を視認可能である。従って、表示灯の点灯の有無を確認し難いという問題点がある。
この発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は表示灯の点灯を容易に視認可能とした光電センサを提供することにある。
上記課題を解決する光電センサは、被検出物を検出する投光素子及び受光素子と、前記投光素子及び受光素子の動作に基づいて前記被検出物を検出したとき、検出信号を出力する制御回路を搭載した回路基板と、前記回路基板の回路素子搭載面に設けられた表示灯とをケースに収め、ケースの上面には、投光素子及び前記受光素子が予め設定された間隔を隔てて対向するように上方に延設された光電センサにおいて、前記ケースの表面に露出するとともに前記回路素子搭載面を覆い、前記表示灯から出力される可視光を透過可能とした基板カバーと、前記基板カバーと前記回路素子搭載面との間に確保される空間を備えたことを特徴とする。
この構成により、表示灯の点灯時に基板カバーの表面全体が明るくなる。
また、上記の光電センサでは、前記基板カバーに前記可視光を散乱させる散乱光生成部を備えることが好ましい。
この構成により、表示灯から出力される可視光が散乱光生成部で散乱するため、表示灯の点灯時に基板カバーの表面全体が明るくなる。
また、上記の光電センサでは、前記投光素子、前記受光素子及び前記回路基板をそれぞれ保持する枠部材と、前記枠部材を覆うとともに、前記基板カバーを一体に成形したカバー部材と、前記枠部材及びカバー部材を覆うように成形される前記ケースとを備え、前記枠部材と、前記カバー部材と、前記ケースを熱可塑性樹脂で成形することが好ましい。
この構成により、ケースと枠部材及びカバー部材との界面が互いに溶融して水密性が向上する。
また、上記の光電センサでは、前記散乱光生成部は、前記基板カバーの前記回路素子搭載面との対向面に設けられた多数の凹凸であることが好ましい。
この構成により、多数の凹凸で散乱光が生成される。
また、上記の光電センサでは、前記凹凸は、前記基板カバーの長手方向に沿って設けられる断面波形の凹凸であることが好ましい。
この構成により、断面波形の凹凸で散乱光が生成される。
また、上記の光電センサでは、前記ケースは、前記基板カバーの上面及び側面を露出させた状態で前記カバー部材を覆うように成形することが好ましい。
この構成により、表示灯の点灯時に、基板カバーの上面及び側面が明るくなる。
本発明の光電センサによれば、表示灯の点灯を容易に視認することができる。
光電センサを示す斜視図である。 光電センサの主要部を示す斜視図である。 カバー部材を示す斜視図である。 カバー部材を示す斜視図である。 カバー部材を主要部に取着した状態を示す斜視図である。 カバー部材を主要部に取着した状態を示す斜視図である。 カバー部材を主要部に取着した状態を示す正面図である。 カバー部材を主要部に取着した状態を示す断面図である。 基板カバーを示す断面図である。
以下、光電センサの一実施形態を図面に従って説明する。図1に示す光電センサは、熱可塑性樹脂で一体成形されたケース1の一側に取付片2が形成され、その取付片2には、取付孔3が上下方向に2つ形成されている。そして、取付孔3に取付ネジ等を挿通して所定の取付位置に固定可能となっている。この実施形態では、ケース1がPBT(ポリブチレンテレフタレート)で成形されて、ネジ止め時に座屈の発生を防止し得る強度が確保されている。
ケース1の上面には、投光部4と受光部5が所定の間隔を隔てて対向するように上方に延設されている。投光部4内には投光素子が内蔵され、受光部5内には受光素子が内蔵され、投光素子から出力される赤外光を投光部4及び受光部5の外枠を介して受光素子で受光可能となっている。
次に、前記ケース1内に収容される光電センサの主要部について説明する。
図2に示す主要部Mは、リードフレーム上で電気的に接続された回路基板6、投光素子7及び受光素子8等に対しそれぞれPBTで樹脂枠を成形し、その樹脂枠を適宜折り曲げて形成されている。
回路基板6上には、ICチップと、抵抗、コンデンサ等の受動素子で構成される制御回路及び発光素子25が搭載されている。そして、回路基板6を取り囲むように、四角枠状のベース部材9が成形されて基板部10が構成されている。
前記基板部10の長手方向の一方には投光素子枠11が垂立され、長手方向の他方には受光素子枠12が垂立されている。投光素子枠11は前記投光素子7を保護する樹脂枠であり、受光素子枠12は前記受光素子8を保護する樹脂枠である。
そして、投光素子枠11及び受光素子枠12と前記ベース部材9との間のリード部分で折り曲げられて投光素子枠11及び受光素子枠12が垂立する状態では、投光素子7と受光素子8が互いに対向するようになっている。
前記ベース部材9にリードを介して接続される補強部13及び端子部材14は、リード部分でベース部材9の裏面に回り込むように折り曲げられている。そして、図6及び図7に示すように、端子部材の裏面に露出する4つの端子15a〜15dに配線16a〜16dの被覆を剥がされた端部がそれぞれ半田付け等により接合されている。前記配線16a〜16dは、電源配線と信号線であり、端子部材14の直下まで被覆部材17で一括して覆われている。
図3は、前記ケース1の成形に先立って、前記基板部10、投光素子枠11及び受光素子枠12を覆うように取着されるカバー部材18を示す。カバー部材18は、可視光を透過可能とした熱可塑性樹脂と可視光を透過しない熱可塑性樹脂で二色成形され、この実施形態ではPC(ポリカーボネート)で成形されている。
そして、主に前記基板部10の上面を覆う蓋状に形成された基板カバー19が赤色樹脂で成形され、基板カバー19の長手方向両端部に垂立して、主に前記投光素子枠11と受光素子枠12の対向面を覆う枠カバー20,21が黒色樹脂で成形されている。
図4に示すように、前記基板カバー19の裏面には、その外周部に前記ベース部材9の外周部に嵌合可能とした枠状部22が形成されている。また、枠状部22の内側において、基板カバー19の裏面すなわち回路素子搭載面との対向面には、図9に示すように、基板カバー19の長手方向に沿って断面波形の多数の凹凸23が形成されている。
このようなカバー部材18の基板カバー19をベース部材9に嵌合すると、図5に示すように、枠カバー20,21で投光素子枠11と受光素子枠12の対向面が覆われる。
また、図8に示すように、回路基板6の回路素子搭載面と基板カバー19の下面との間には空間24が確保されている。
上記のようにカバー部材18を基板部10、投光素子枠11及び受光素子枠12に取着した状態で金型にセットし、基板カバー19の上面及び側面を露出させた状態でケース1を成形する。すると、図1に示すように、基板カバー19を除いて、基板部10、投光素子枠11、受光素子枠12、枠カバー20,21がケース1で覆われた光電センサが形成される。このとき、前記配線16a〜16dは、被覆部材17で覆われた部分でケース1から露出され、被覆部材17はケース1に対し水密性を有する状態で保持される。
次に、上記のように構成された光電センサの作用を説明する。
この光電センサでは、基板カバー19の上面及び側面を除いて基板部10、投光素子枠11及び受光素子枠12と、配線16a〜16dと、これらを接続するリードがケース1及び基板カバー19で覆われている。
PBTで成形されるケース1と、ベース部材9、基板部10、補強部13、端子部材14と、PCで成形されるカバー部材18は、ともに熱可塑性樹脂であるので、ケース1の成形時にケース1と他の部材との界面が互いに溶融して水密性が向上する。
ケース1の成形時には、基板カバー19と基板部10内の回路基板6との間に空間24が確保される。このため、ケース1の成形時に回路基板6上にPBTが流入することはないので、回路素子に作用する熱ストレスが軽減される。
設置状態では、投光部4と受光部5の間を被検出物が通過するとき、投光素子から受光素子に向かって出力される赤外光が被検出物で遮られる。すると、基板部10に搭載された制御回路では被検出物の通過を検出して、その検出信号を配線16a〜16dで接続される制御システムに出力するとともに、発光素子25を点灯させる。
発光素子25が点灯されると、その可視光は基板カバー19の裏面の凹凸23により散乱して、基板カバー19を通過する。すると、基板カバー19の上面及び側面から散乱光が放射されるため、基板カバー19のほぼ全体が赤色に点灯された状態となる。
上記のような光電センサでは、次に示す効果を得ることができる。
(1)熱可塑性樹脂のPBTで成形されたベース部材9、基板部10、補強部13、端子部材14と、熱可塑性樹脂のPCで成形されたカバー部材18をほぼ覆うように、PBTでケース1が成形されるので、ケース1の成形時にケース1と他の部材との界面が互いに溶融して水密性が向上する。従って、耐水性に優れた光電センサを形成することができる。
(2)基板部10と基板カバー19とにより、回路基板6と基板カバー19との間に空間24が確保された状態でケース1を成形することができる。従って、回路基板上の回路素子の熱ストレスによる故障を軽減して、製造時の歩留まりを向上させることができる。
(3)カバー部材18の基板カバー19を赤色のPCで成形したので、回路基板6上の発光素子25から出力される可視光により、基板カバー19を赤色に点灯させることができる。
(4)発光素子25から出力される可視光は、回路基板6と基板カバー19との間の空間及び基板カバー19の凹凸23により散乱光となって基板カバー19を透過する。従って、基板カバー19の上面及び側面全体が赤色に点灯された状態となるため、光電センサの周囲からの視認性を向上させることができる。
(5)枠カバー20,21を黒色のPCで成形したので、受光素子枠12の受光素子8での可視光の受信をほぼ遮断することができる。従って、受光素子8への可視光の侵入を遮断して、可視光の受信による誤動作を防止することができる。
(6)回路基板6の周囲にベース部材9を成形して基板部10を形成したので、端子部材14を回路基板6の裏側に折り曲げるとき、回路基板6への機械的ストレスの作用を軽減することができる。従って、機械的ストレスによる回路基板6及び回路素子の損傷を防止して、製造時の歩留まりを向上させることができる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態の基板部10と、投光素子枠11及び受光素子枠12を、PBTに代えて、ABS(アクリロニトリルブタジエンスチレン)、PC、PPS(ポリフェニレンスルフィド)で成形してもよい。また、カバー部材18は、PCに代えて、PMMA(ポリメタクリル酸メチル)を使用することもできる。
・基板カバー19は、赤色以外の可視光を透過しやすい色彩のPC樹脂で成形してもよい。
1…ケース、6…回路基板、7…投光素子、8…受光素子、9…枠部材(ベース部材)、11…枠部材(投光素子枠)、12…枠部材(受光素子枠)、14…端子部材、15a〜15d…端子、16a〜16d…配線、17…被覆部材、18…カバー部材、19…基板カバー、23…散乱光生成部(凹凸)、24…空間、25…表示灯(発光素子)。

Claims (6)

  1. 被検出物を検出する投光素子及び受光素子と、
    前記投光素子及び受光素子の動作に基づいて前記被検出物を検出したとき、検出信号を出力する制御回路を搭載した回路基板と、
    前記回路基板の回路素子搭載面に設けられた表示灯と
    をケースに収めた光電センサであって、
    前記ケースの上面には、前記投光素子及び前記受光素子が予め設定された間隔を隔てて対向するように上方に延設されている光電センサにおいて、
    前記ケースの表面に露出するとともに前記回路素子搭載面を覆い、前記表示灯から出力される可視光を透過可能とした基板カバーと、
    前記基板カバーと前記回路素子搭載面との間に確保される空間と
    を備えたことを特徴とする光電センサ。
  2. 請求項1記載の光電センサにおいて、
    前記基板カバーには、前記可視光を散乱させる散乱光生成部を備えたことを特徴とする光電センサ。
  3. 請求項1又は2に記載の光電センサにおいて、
    前記投光素子、前記受光素子及び前記回路基板をそれぞれ保持する枠部材と、
    前記枠部材を覆うとともに、前記基板カバーを一体に成形したカバー部材と、
    前記枠部材及びカバー部材を覆うように成形される前記ケースと
    を備え、
    前記枠部材と、前記カバー部材と、前記ケースを熱可塑性樹脂で成形したことを特徴とする光電センサ。
  4. 請求項2に記載の光電センサにおいて、
    前記散乱光生成部は、前記基板カバーの前記回路素子搭載面との対向面に設けられた多数の凹凸であることを特徴とする光電センサ。
  5. 請求項4に記載の光電センサにおいて、
    前記凹凸は、前記基板カバーの長手方向に沿って設けられる断面波形の凹凸であることを特徴とする光電センサ。
  6. 請求項3に記載の光電センサにおいて、
    前記ケースは、前記基板カバーの上面及び側面を露出させた状態で前記カバー部材を覆うように成形したことを特徴とする光電センサ。
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