JP2576668Y2 - 多光軸光電スイッチ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は本体ケース内に配置され
る回路基板に複数の光電素子を装着してなる多光軸光電
スイッチに係わり、特に、その光電素子の取付構造を改
良したものに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の光電スイッチは、投光ユニット
と受光ユニットとを隔てて設置した状態で使用され、物
体が両ユニット間に進入すると、ユニット間の複数の光
軸のうちのいずれかが遮られることに基づいてスイッチ
ング動作が行われる。

【０００３】従来の投光ユニットの構造例を説明するた
め、その断面を図５に示す。同図に示すように、本体ケ
ース１内に配設されるプリント基板２に複数の投光素子
３が装着され、半田付けによってその基板２に固定され
ている。本体ケース１の前面部には各投光素子３に対応
してレンズ４が設けられており、このレンズ４を通って
投光素子３から図示しない受光ユニットの受光素子に向
けて光が投射される。このプリント基板２はネジ５によ
って本体ケース１に固定され、これにて位置決めがなさ
れている。なお、上記プリント基板２の裏側には、信号
処理回路を構成するための回路基板６が取り付けられ、
これらの基板２，６を覆う金属製のシールド板（図示せ
ず）も併せて設けられている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】ところで、この種の光
電スイッチにおける光軸の位置決め精度は相当に高いこ
とが要望される。例えば上記構成において、投光素子３
の位置が僅かに０．２mmだけ正規の位置からずれたとす
ると、レンズ４のＦ値が６mmのときには、光軸角度が約
１．９゜だけずれることになるから、投光及び受光の各
ユニットが５ｍ離れていると、受光ユニット側では約１
５cmのずれとして現れる。特に、近年の光電スイッチで
は、小形化のためにレンズ４のＦ値を小さくする傾向に
あるため、そのずれは一層大きくなってしまう。

【０００５】上記した従来の構造では、プリント基板２
を介して各投光素子３を本体ケース１に位置決めする構
成であるから、各投光素子３の位置決め精度はプリント
基板２の加工精度及び本体ケース１に対する固定精度に
依存する。しかるに、この種の回路基板は材質的に高精
度加工が困難であり、また、単にネジ５による固定構造
を採用しているため、従来構造では、投光素子３の位置
決め精度を十分に高めることができないというのが実情
であった。

【０００６】各光電素子の十分な位置決め精度が得られ
ない場合には両ユニットを近付けて配置することとして
検出距離を短くせざるを得ない。かかる問題を回避しよ
うとすれば、組立後に光軸調整を行ったり、高精度の治
具を使用して組立を行ったり、位置精度を測定して許容
範囲内のもののみを選別したりする必要があり、いずれ
も製造工数が著しく増大してコストアップ要因となって
しまう。

【０００７】本考案は上記事情に鑑みてなされたもの
で、従って、その目的は、コストアップを招くことなく
光学素子の位置決め精度を向上させることができる多光
軸光電スイッチを提供するところにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本考案の多光軸光電スイ
ッチは、本体ケース内に配置される回路基板に複数の光
電素子を装着し、その本体ケースに設けた透光部を通し
て光電素子から光を投射又は光電素子に光を入射させる
ようにしたものにあって、本体ケース内に回路基板に対
向して配設されるシールド板に、光電素子の装着部分に
対応して取付孔を形成すると共に、各取付孔の内周縁部
を覆うように筒形をなす絶縁キャップを取り付け、各光
電素子を絶縁キャップに圧入してシールド板に対して固
定状態とすると共に回路基板に電気的に接続し、シール
ド板及び本体ケースの一方及び他方に両者の位置決めを
行う係合部及び被係合部を設けてシールド板を本体ケー
スに固定する構成に特徴を有する。

【０００９】

【作用】光電素子は絶縁キャップを介してシールド板に
取り付けられる。このシールド板は金属製であってプレ
ス加工等の高精度加工が可能であるから、シールド板に
対する光電素子の取付精度も高くなる。そして、このシ
ールド板は、これと本体ケースとに設けた係合部及び被
係合部によって位置決めされて本体ケースに取り付けら
れ、高い位置精度で本体ケースに固定される。なお、シ
ールド板はノイズ防止のためにこの種の光電スイッチに
一般的に装着されるものであるから、特に専用の治具等
を設けるものとは異なり、コストアップ要因にもならな
い。

【００１０】

【考案の効果】以上述べたように、本考案の多光軸光電
スイッチによれば、コストアップを招くことなく光学素
子の位置決め精度を向上させることができるという優れ
た効果を奏する。

【００１１】

【実施例】以下本考案を例えば８光軸形の光電スイッチ
に適用した一実施例について図１ないし図４を参照して
説明する。本体ケース１１は長尺な角筒状をなし、別部
品ながらこれと一体化された前面板部１１ａに透光部に
相当する例えば８個のレンズ１２が装着されている。本
体ケース１１の内部には素子装着回路基板１３と、その
裏側（図１において右側）に位置して処理回路基板１４
とが配設され、両回路基板１３，１４間はフレキシブル
プリント基板（図示せず）及びジャンパ部材１６により
電気的に接続されている。上記素子装着回路基板１３に
は８個の各レンズ１２に対応して８個の光電素子たる受
光素子１７が半田付けにより固定され、また処理回路基
板１４には受光素子１７からの信号を受けて電気的な処
理を行うことによりスイッチング動作を行う処理回路が
設けられている。なお、上記処理回路基板１４には処理
回路への電力供給及びスイッチング信号の出力のために
ケーブル１８が接続され、これが本体ケース１１から外
部に導出されている。

【００１２】さて、本体ケース１１内には上記両回路基
板１３，１４を前後から覆うように前シールド板１９及
び後シールド板２０が設けられている。各シールド板１
９，２０は浅底の容器状をなし、後シールド板２０は処
理回路基板１４の後側に位置し、前シールド板１９は素
子装着回路基板１３の前方でこれに対向するように配置
されている。このうち、前シールド板１９は、図２に示
すように周壁部１９ａが素子装着回路基板１３と係合し
てこれに連結されると共に、前記各受光素子１７の装着
部分に対応する位置に８個の円形の取付孔２１が形成さ
れている。

【００１３】これらの取付孔２１には、それぞれポリプ
ロピレン等の僅かに弾性を有する合成樹脂にて製造した
絶縁キャップ２２が装着されている。この絶縁キャップ
２２は図４に示すように筒部２２ａとこれに連接するフ
ランジ部２２ｂとが一体をなすように構成されており、
フランジ部２２ｂは前シールド板１９の裏側に位置す
る。また、筒部２２ａの内径は受光素子１７の外径より
も僅かに小さく設定され、その筒部２２ａに各受光素子
１７が圧入されている。そして、各受光素子１７と素子
装着回路基板１３との間には、受光素子１７のリード線
１７ａを挿通させる透孔２３ａを有するスペーサ板２３
が配置され、各リード線１７ａが素子装着回路基板１３
のランドに半田付けされている。なお、素子装着回路基
板１３に形成されたリード線１７ａの挿通孔は、リード
線１７ａの自由な移動を許容するために、リード線１７
ａよりも少し大きめに形成されている。

【００１４】一方、図３に示すように、本体ケース１１
には係合部としての位置決め突起２４が前シールド板１
９側に向けて一体に突設されると共に、前シールド板１
９の所定位置には被係合部としての位置決め孔２５が形
成され、位置決め突起２４が位置決め孔２５に嵌合され
て両者の位置決めがされている。また、同図に示すよう
に、素子装着回路基板１３にはネジ挿通孔２６が形成さ
れ、これを貫通して本体ケース１１に螺合された取付ネ
ジ２７にて回路基板１３が本体ケース１１に固定されて
いる。なお、上記ネジ挿通孔２６は取付ネジ２７の径寸
法よりも比較的径大に形成されており、素子装着回路基
板１３は前シールド板１９の位置決め孔２５と本体ケー
ス１１の位置決め突起２４との位置決め状態を基準とし
て本体ケース１１に固定されるようになっている。な
お、上記前シールド板１９は金属製であって、前記取付
孔２１及び位置決め孔２５等はプレス加工により形成さ
れている。

【００１５】次に上記構成の組立手順について説明す
る。最初に、前シールド板１９の各取付孔２１に絶縁キ
ャップ２２を取り付け、その筒部２２ａ内に受光素子１
７を圧入する。絶縁キャップ２２は合成樹脂製であって
僅かながらも弾性を有するから、受光素子１７は所定位
置に圧入され、ここで固定状態となる。次に、各受光素
子１７のリード線１７ａを透孔２３ａに貫通させるよう
にしてスペーサ板２３を装着し、更に、素子装着回路基
板１３を取り付ける。このとき同回路基板１３は前シー
ルド板１９に仮保持状態となるが、その位置は各受光素
子１７の位置を基準として定まる。

【００１６】この後、受光素子１７のリード線１７ａを
回路基板１３のランドに半田付けすることにより、回路
基板１３が前シールド板１９に本固定状態となると共
に、受光素子１７が回路基板１３に電気的に接続された
状態となる。そして、更に、処理回路基板１４をジャン
パ部材１６等を介して素子装着回路基板１３に半田付け
することにより、処理回路基板１４が素子装着回路基板
１３に固定状態となる。

【００１７】そこで、ユニット化された両基板１３，１
４を本体ケース１１内に挿入し、前シールド板１９の位
置決め孔２５に本体ケース１１の位置決め突起２４を挿
入させて両者の位置決めを行い、その状態で取付ネジ２
７を本体ケース１１に螺合することにより、全体が本体
ケース１１に固定されたことになる。

【００１８】この固定状態では、前シールド板１９を基
準にして各受光素子１７の本体ケース１１に対する位置
が定まる。すなわち、前シールド板１９の各取付孔２１
に絶縁キャップ２２を介して各受光素子１７が位置決め
固定され、更に、この前シールド板１９がその位置決め
孔２５と位置決め突起２４との係合によって本体ケース
１１に位置決め固定される。従って、この構成では、各
受光素子１７の本体ケース１１に対する位置決め精度
は、前シールド板１９の加工精度に依存することにな
る。

【００１９】ところが、この前シールド板１９は、金属
製であって高精度のプレス加工が容易であるから、取付
孔２１及び位置決め孔２５を極めて高い精度によって形
成することができる。この結果、各受光素子１７を本体
ケース１１に高い位置決め精度にて固定できることにな
る。また、前シールド板１９に形成した取付孔２１には
絶縁キャップ２２が装着されているから、受光素子１７
と前シールド板１９との間の絶縁を確実にしてノイズ発
生を防止することができる上、絶縁キャップ２２の弾性
を利用して受光素子１７をがたつきなく前シールド板１
９に取り付けることができ、位置決め精度の向上に一層
効果的である。

【００２０】ちなみに、本体ケースに対する受光素子の
最大位置ずれが従来は約０．２mmであったところ、上記
実施例の構成によれば、約０．０５mmまで減らすことが
できるようになった。この結果、レンズの焦点距離Ｆ＝
６mm，ユニット間距離５ｍの条件で、従来は光軸のずれ
が約１５ｃｍであったところを、これを約４ｃｍに抑え
ることができるようになり、特別な光軸調整や良品の選
別を行わなくとも良い許容範囲内に収めることができ
る。

【００２１】また、このように優れた効果を得ることが
できながら、この実施例では、従来より一般的に装着さ
れていたシールド板１９を利用して受光素子１７の位置
決めを行うようにしているから、コストアップ要因がな
く低コストで実施することができる。

【００２２】なお、本考案は上記し且つ図面に示す実施
例に限定されるものではなく、例えば次のような変形も
可能である。

【００２３】（イ）上記実施例では前シールド板１９と
本体ケース１１との位置決めを行うに当たり、前シール
ド板１９に位置決め孔２５を形成すると共に、本体ケー
ス１１に位置決め突起２４を突設した。しかし、これと
は逆に、前シールド板１９に切り起こし片を形成し、本
体ケースにこの切り起こし片に係合して両者の位置決め
を行う凹部を形成する構成であっても良い。

【００２４】（ロ）上記実施例では、受光ユニットにお
ける受光素子の位置決め構造に適用した例を示したが、
これに限らず、投光ユニットにおける投光素子の位置決
め構造に適用しても良い。

【００２５】その他、本考案は、８光軸形に限らず、こ
れ以外の光軸数の多光軸光電スイッチに広く適用できる
等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施するこ
とができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す断面図

【図２】図１のII―II線に沿う断面図

【図３】図１の III―III 線に沿う断面図

【図４】絶縁キャップの斜視図

【図５】従来の多光軸光電スイッチを示す断面図

【符号の説明】

１１…本体ケース １２…レンズ（透光部） １３…素子装着回路基板（回路基板） １７…受光素子（光電素子） １９…前シールド板（シールド板） ２１…取付孔 ２２…絶縁キャップ ２４…位置決め突起（係合部） ２５…位置決め孔（被係合部） ２７…取付ネジ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01H 35/00 G01V 8/20 H03K 17/78

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体ケース内に配置される回路基板に複
   数の光電素子を装着し、その本体ケースに設けた透光部
   を通して前記光電素子から光を投射又は光電素子に光を
   入射させるようにしたものにおいて、 前記本体ケース内に前記回路基板に対向して配設された
   シールド板と、 このシールド板に前記光電素子の装着部分に対応して設
   けられた複数の取付孔と、 前記シールド板に前記各取付孔の内周縁部を覆うように
   取り付けられた筒形をなす絶縁キャップと、 前記シールド板及び前記本体ケースの一方及び他方に形
   成されて両者の位置決めを行う係合部及び被係合部とを
   備え、 前記各光電素子は前記絶縁キャップに圧入されて固定状
   態にされると共に、前記回路基板に電気的に接続されて
   いることを特徴とする多光軸光電スイッチ。