JP2591239Y2 - 光結合装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、物体通過路上を移動
する物体の有無を無接触で検出する光結合装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の、物体の通過路を移動する披検
物体の有無を検出するため、物体通過路を間に挟んで、
発光素子と受光素子とを対向配置した構成の光結合装置
について、本願出願人は１９９０年１０月５日付で、実
願平２−１０５４４９号において図３（ａ）から図３
（ｅ）に示す構成の考案を出願した。ただし、この図３
（ａ）は実願平２−１０５４４９号の光結合装置の正面
図、図３（ｂ）は背面図、図３（ｃ）は図３（ａ）のＡ
−Ａ断面図、図３（ｄ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ断面図、
図３（ｅ）は図３（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。

【０００３】すなわち、実願平２−１０５４４９号に示
す光結合装置は、発光素子（例えば発光ダイオード）を
透光性樹脂でモールドしてなる発光部１と、受光素子
（例えばフォトトランジスタ）を透光性樹脂でモールド
してなる受光部２とを、それぞれ物体通過路Ｘを挟んで
対向配置して遮光性材料で作ったケース３内に接着剤７
により収納固定するとともに、ケース内収納の発光部１
および受光部２から物体通過路Ｘと対向するケース面３
ａ、３ｂに向けて開口した投光部４ａおよび採光部４ｂ
を設ける。さらに、被検物体の検出精度（分解能）を高
めるため、スリット５を備えた遮光板６をホルダ１０に
固定する。遮光板６をホルダ１０に固定するには、図３
のように、折曲片をプレス加工等により折り曲げＬ字形
とした遮光板６を用いて、インサート成形により、折曲
片を埋設してホルダ１０内に固定する。このホルダ１０
に固定した遮光板６が、この投光部４ａおよび採光部４
ｂの物体通過路Ｘ側対向面３ａ、３ｂのうち少くとも一
つの側に（図３では、採光部４ｂの対向面３ｂ側に）面
するように、ホルダ１０をケース３内に固定する。この
構成の光結合装置によると、発光部１から投射された光
は投光部４ａを通り、物体通過路Ｘを横切る。したがっ
て、この時、物体通過路Ｘを移動する披検物体が有る
か、無いかに応じて受光部２に達する光の存、否が決ま
る。それ故、受光部２に入射する光が有るか、無いかに
応じて披検物体の有、無が確認できる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】ところが、上述した実
願平２−１０５４４９号の光結合装置は、ホルダ１０
が、ケース３内の奥に受光部２を固定するとともに、遮
光板６を物体通過路Ｘと対向する面に保持するので、投
光部４ａ、採光部４ｂに該当するホルダ１０の厚さの分
だけ、受光部２と遮光板６上のスリット５との間の距離
が遠ざかり、スリット５を通過した信号光が、受光部２
に到達するまでに劣化する。これは、特に高精度化する
ため、スリット幅を狭くし、複数のスリット持つ受光系
を設けた場合には、スリット通過光が受光部２と採光部
４ｂの間の空間で互いに干渉し、信号／雑音比が低下し
てしまうという難点がある。また、装置を小型化すると
いう点でも投光部や採光部の厚さの分だけ不利になると
いう具合の悪い点がある。

【０００５】そこで、この考案は、このような従来構成
の光結合装置の難点を除去し、物体通過路Ｘを間に挟ん
で対向配置された発光部および受光部をケース中に配置
収納し、物体通過路を移動する披検物体を無接触で、し
かも、高い分解能で検出できる光結合装置を提供しよう
とするものである。また、物体通過路を移動する検出物
体を検出するスリットを備えた遮光板を、ケースに作業
性よく、しかも高い保持力で取り付けることのできる光
結合装置を提供しようとするものである。さらに、この
考案は、ケース内に配置収納発光部および受光部から、
それぞれ物体通過路との対向面３ａ、３ｂ側に形成した
投光部および採光部との間の距離を縮小し、スリットを
通る信号光の干渉による影響を減少し、受光部で検出す
る信号／雑音比の高い光結合装置を提供しようとするも
のである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、発光素子を有する発光部
と、受光素子を有する受光部と、該発光部と受光部が物
体通過路を間に挟んで対向配置されるように収納される
ケースと、前記発光部又は受光部とのうち少なくとも一
方の物体通過路側に配置されるスリットを備えた遮光板
とから構成される光結合装置において、前記遮光板を前
記物体通過路に直面させて前記発光部又は受光部に密着
させて一体化して前記遮光板と前記発光部又は受光部と
を保持すると共に、前記ケースに収容固定するホルダー
を設けたことを特徴とする。

【０００７】請求項２の発明は、請求項１記載の光結合
装置において、前記遮光板が、インサート成型あるいは
熱圧着により前記ホルダに固定されたことを特徴とす
る。請求項３の発明は、請求項１記載の光結合装置にお
いて、前記ホルダーに位置決め手段を設けたことを特徴
とする。

【０００８】

【作用】したがって、請求項１の光結合装置によれば、
発光素子を有する発光部と、受光素子を有する受光部
と、該発光部と受光部が物体通過路を間に挟んで対向配
置されるように収納されるケースと、前記発光部又は受
光部とのうち少なくとも一方の物体通過路側に配置され
るスリットを備えた遮光板とから構成される光結合装置
において、前記遮光板を前記物体通過路に直面させて前
記発光部又は受光部に密着させて一体化して前記遮光板
と前記発光部又は受光部とを保持すると共に、前記ケー
スに収容固定するホルダーを設けているので、物体通過
路と遮光板と受光部との距離が短く、スリット通過光の
信号／雑音比の低下を抑えて受光することができるとと
もに、装置全体を小型化できる。さらに、このようなホ
ルダを設けて、遮光板が直接ケースに張り付けられず、
遮光板がホルダより保持されそのホルダがケースに固定
されるように構成しているので、衝撃等の外力により遮
光板がケースから剥離することを防止することができ
る。また、請求項２の光結合装置によれば、インサート
成型あるいは熱圧着等により、遮光板をホルダ内に固定
しているので、衝撃等、外力による遮光板の剥離の問題
もなくなり、周囲温度の変動により生じる樹脂と金属の
膨張、収縮等の熱的変動量の逃げとなり、変動量の差に
より生じる応力がかからず遮光板の反りが発生しにく
い。また、請求項３の光結合装置によれば、ホルダに位
置決め手段を設けているので、遮光板と発光部又は受光
部とを保持したホルダをケースに取り付ける際に、容易
に位置決め作業が容易になると共に、スリットを備えた
遮光板の高精度の位置決めが可能となる。また、ホルダ
の色調を機種別に設定するようにすれば、用途に応じた
光結合装置を作ることもできる。

【０００９】

【実施例】以下、図面に基づいてこの考案の実施例にか
かる光結合装置について説明する。図１の（ａ）ないし
（ｅ）は、本実施例の光結合装置全体の概略構成を示
し、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は背面図、図１
（ｃ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図、図１（ｄ）は図１
（ａ）のＢ−Ｂ断面図、図１（ｅ）は図１（ａ）のＣ−
Ｃ断面図である。また、図２（ａ）ないし（ｅ）は図１
に示す光結合装置内のホルダの概略構成を示し、図２
（ａ）は平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＤ−Ｄ断面
図、図２（ｃ）は底面図、図２（ｄ）左側面図、図２
（ｅ）は右側面図である。図示のように本実施例の光結
合装置は、請求項１に対応する構成のもので、物体通過
路Ｘを通過する披検物体の有無を無接触で検出するもの
で、発光部１と、受光部２と、発光部１および受光部２
が物体通過路Ｘを間に挟んで対向配置されて収納される
遮光性材料製のケース３とを備え、ケース３の物体通過
路Ｘと対向する面３ａ、３ｂに投光部４ａおよび採光部
４ｂが形成されている。

【００１０】そして、受光部２と採光部４ｂの間隙に、
受光部２を保持するためスリット５を備えた例えば金属
製の遮光板６を具備したホルダ１０が配置され、前記ケ
ース３に、ホルダ１０との当接によりホルダ１０を位置
決めする位置決め手段２０が設けられている。前記発光
部１および受光部２は図１（ｃ）に示すように個別のリ
ードフレーム３１、３２に搭載された発光素子（図示せ
ず）および受光素子（図示せず）を透光性樹脂でモール
ドしてなる。前記ケース３は、既述の通り、遮光性材料
にて、発光部１が収納される発光側収納室３３と、受光
部２が収納される受光側収納室３４と、収納室３３、３
４間に介設され収納室３３、３４と共に、物体通過路Ｘ
を形成する連結部３５とから成る下面開放コ字状に形成
されている。なお、受光側収納室３４の上面には、図１
（ｄ）に示すように採光部４ｂと連通する開口３４ａが
設けられている。

【００１１】前記投光部４ａおよび採光部４ｂは、図１
の（ａ）および（ｂ）に示すように、ケース３の対向面
３ａ、３ｂの上部から縦長に形成されており、対向面３
ｂの幅は採光部４ｂの幅より大きく設定されている。前
記ホルダ１０は、図２（ａ）（ｅ）に示すような形状を
有しており、遮光板６を支持し、採光部４ｂおよび受光
側収納室３４の開口３４ａに嵌合する縦断面Ｌ字形のホ
ルダ本体４１と、このホルダ本体４１の両側面に一体的
に設けられた張り出しガイド４２とから構成されている
（図１（ａ）、（ｂ）参照のこと。）。

【００１２】前記遮光板６は、図１（ｅ）および図２
（ｃ）に示すごとく、所定位置にエッチングまたはプレ
ス加工にて形成された微小幅の絞り窓５が形成されてお
り、その上端に一体的に形成されたくさび形の折曲片６
ａが設けられている。また、遮光板６は、図２（ｃ）の
如く、折曲片６ａをプレス加工等により折り曲げＬ字形
とされる。そして、この遮光板６と受光部２をインサー
ト成形によりホルダ１０ を形成する。 詳しく述べると、
ホルダ成形金型内に、遮蔽板６を位置決め用穴６ｄによ
り位置決め配置して、その上に受光部２を配置する。受
光部２は、受光素子のモールド・タイバーカット時に使
用する位置決め穴（通常素子は単品分割するまで継手に
より多連状態にあり、この継手上に位置決め穴が具備さ
れている）により、ホルダ成形金型との相対的な位置決
めを行う。成形時に、受光部２の受光面と折曲片の曲が
った方の遮蔽板６の面とを密着させ、樹脂の回り込みを
防ぐため、受光部２の背面より、押し当てピン等にて固
定する。押し当てピンの部分は、樹脂が回り込まないの
で、穴１０ａが成形終了後のホルダ１０に形成される。

【００１３】前記位置決め手段２０は、図１（ｄ）、図
２（ｃ）の如く、ホルダ本体４１の上部を嵌合保持する
前記受光側収納室３４の開口３４ａと、ホルダ１０のガ
イド４２を支持するため、このガイド４２に当接する位
置まで突出させたケース３の壁面５０とから構成されて
いる。上記光結合装置は、以下のようにして製造され
る。図１（ｃ）の如く、ケース３の発光側収納室３３に
発光部１を挿入し、接着剤７にて固定する。一方、ケー
ス３の受光部側収納室３４の壁面５０（図１（ｂ）参
照）に対してスリット５を有する遮光板６を具備したホ
ルダ１０のガイド４２を沿わせるかたちでホルダ１０を
下方から挿入する。このとき、ケース３に図１（ｂ）の
如く、ホルダ本体の上部と、ホルダ１０のガイド４２と
を支持する位置決め手段２０を設けており、ホルダ１０
は、ケース３との当たりにより位置決めがなされる。

【００１４】すなわち、ホルダ本体４１の上部がケース
３の開口３４ａに嵌合保持されることにより、ホルダ１
０の前後および上下方向の位置決めがなされ、またホル
ダ１０のガイド４２がケース３の壁面５０に当接するこ
とにより、ホルダ１０の左右方向の位置決めがなされ
る。こうして、受光部２と採光部４ｂと間隙に、スリッ
ト５を有する遮光板６が配置され、遮光板６が直接、物
体通過路Ｘに面することになる。 ホルダ１０に受光部２
と遮光板６が密着してインサート成形されているので、
スリットから受光部までの距離が短く、スリット通過光
の信号／雑音比の低下を抑えて受光することができると
ともに、従来のように、高分解能で位置精度の高いスリ
ットを持つ遮光板を接着剤によりホルダ１０に貼付する
必要がなくなり、作業時間の短縮および製品ごとの遮光
板の取り付け状態の均一性が図れる。

【００１５】また、スリット５が形成された遮光板６
は、インサート成形により受光部２に密接し、且つ一端
６ａをホルダ１０内に埋設して固定されているので、衝
撃等、外力による遮光板の剥離の問題はなくなる。さら
に、遮光板６をホルダ成形用金型内にセットしてインサ
ート成形を行うことによりホルダ１０が形成され、ホル
ダ１０と遮光板６に形成されたスリット５の取り付け精
度を向上させ、均一化を図ることが可能である。したが
って、高分能の絞り窓を精度よく安価に光結合装置に組
み込むことが可能となり、かつ絞り窓を有する遮光板の
取り付け強度の高い光結合装置が提供できる。

【００１６】上述した実施例の光結合装置においては、
分解能（スリット幅）を変更する際、ホルダ１０に具備
される遮光板６のスリット５の幅を変更すれば良いとい
う利点があるがゆえに、完成品形状は分解能が変っても
類似したものとなる。例えば、スリット幅が少し違う
（分解能の異なる）製品が発生した場合、完成品及びホ
ルダは酷似しており、識別は困難となる。このことは、
光結合装置の生産工程において、異機種部品の混入とい
う問題につながる可能性もある。そこで、上述した実施
例の光結合装置の利点を生かしつつ、識別の容易な光結
合装置及びその部品を提供可能とするため、スリット５
を有する遮光板６が具備されたホルダ１０の成形材料の
色調を、黒色以外にも変更させる（例えば、赤色、青色
等の材料を使用する）ものであり、その構成は前記実施
例と同様である。

【００１７】このように、ホルダ１０の材料の色調を変
更することにより、光結合装置を組み立てた際には、ケ
ース３の正面にホルダ１０の先端部が現れ、色調の違い
が容易に確認できる。このため、完成品及びホルダ１０
の識別を容易にすることが可能となる。また、ホルダ１
０の色調を機種別に設定すれば、完成品の機種名の印字
等を省くこともできる。

【００１８】なお、色調を変更させる為に、ホルダ１０
の材料に遮光性材料が使えなくても、スリット５をもつ
遮光板６により発光素子、受光素子の遮光作業が得られ
るので、多様な色調を使える構造上の利便さもある。な
お、本考案は、上記実施例に限定されるものではなく、
上述した実施例に多くの修正および変更を加え得ること
は勿論である。例えば、本考案のホルダを発光側に配置
してもよい。

【００１９】また、上記実施例では、スリット５が１つ
の基本的な光結合装置について説明したが、複数のスリ
ットを持つ光結合装置にも応用できる。また、遮光板の
一端部をホルダにインサート成形するとともに、曲げ加
工して、同時にホルダ内にインサート成形された受光部
に密接させてホルダに固定することもできる。さらに、
スリットを有する遮光板をフレーム状に形成し、曲げ加
工後、ホルダにインサート成形を行い、継手部をカット
すれば、さらに作業性の向上が図れる。さらに、インサ
ート成形で遮光板をホルダに固定したが、遮光板を熱圧
着により固定しても同様な効果が得られる。

【００２０】

【考案の効果】以上の説明から明らかな通り、 （１） 請求項１の光結合装置によると、発光素子を有
する発光部と、受光素子を有する受光部と、該発光部と
受光部が物体通過路を間に挟んで対向配置されるように
収納されるケースと、前記発光部又は受光部とのうち少
なくとも一方の物体通過路側に配置されるスリットを備
えた遮光板とから構成される光結合装置において、前記
遮光板を前記物体通過路に直面させて前記発光部又は受
光部に密着させて一体化して前記遮光板と前記発光部又
は受光部とを保持すると共に、前記ケースに収容固定す
るホルダーを設けているので、物体通過路と遮光板と受
光部との距離が短く、スリット通過光の信号／雑音比の
低下を抑えて受光することができるとともに、装置全体
を小型化できる。さらに、このようなホルダを設けて、
遮光板が直接ケースに張り付けられず、遮光板がホルダ
より保持されそのホルダがケースに固定されるように構
成しているので、衝撃等の外力により遮光板がケースか
ら剥離することを防止することができる。 （２） また、請求項２によると、インサート成形ある
いは熱圧着等により、遮光板をホルダ内に固定している
ので、衝撃等、外力による遮光板の剥離の問題もなくな
り、周囲温度の変動により生じる樹脂と金属の膨脹、収
縮等の熱的変動量の逃げとなり、変動量の差により生じ
る応力がかからず遮光板の反りが発生しにくい。（３） また、請求項３によると、ホルダに位置決め手
段を設けているので、遮光板と発光部又は受光部とを保
持したホルダをケースに取り付ける際に、容易に位置決
め作業が容易になると共に、スリットを備えた遮光板の
高精度の位置決めが可能となる。したがって、従来のよ
うに、高分解能で位置精度の高いスリットを持つ遮光板
を接着剤によりケースに貼付ける必要がなくなり、作業
時間の短縮および製品ごとの遮光板の取り付け状態の均
一性が図れる。以上（１）（２）（３）から、高分能の
スリットを精度よく安価に光結合装置に組み込むことが
可能となり、かつスリットを有する遮光板の取り付け強
度の高い光結合装置が提供できる。 また、ホルダの色調
を変更するようにすれば、製品の使用の識別が容易とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）および（ｅ）
は、それぞれ本考案の一実施例にかかる光結合装置の正
面図、背面図、（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ａ）のＢ−Ｂ
断面図、（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。

【図２】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）および（ｅ）
は、それぞれ図１（ａ）に示す光結合装置のホルダの平
面図、（ａ）のＤ−Ｄ断面図、底面図、左側面図および
である。

【図３】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）および（ｅ）
は、それぞれ従来の光結合装置の正面図、背面図、
（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ａ）のＢ−Ｂ断面図、（ａ）
のＣ−Ｃ断面図である。

【符号の説明】

１ 発光部 ２ 受光部 ３ ケース ３ａ，３ｂ 対向面（物体通過路Ｘと向い合うケースの
対向面） ４ａ 投光部 ４ｂ 採光部 ５ スリット ６ 遮光板 １０ ホルダ ２０ 位置決め手段 Ｘ 物体通過路

Claims (3)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光素子を有する発光部と、受光素子を
   有する受光部と、該発光部と受光部が物体通過路を間に
   挟んで対向配置されるように収納されるケースと、前記
   発光部又は受光部とのうち少なくとも一方の物体通過路
   側に配置されるスリットを備えた遮光板とから構成され
   る光結合装置において、前記遮光板を 前記物体通過路に直面させて前記発光部又
   は受光部に密着させて一体化して前記遮光板と前記発光
   部又は受光部とを保持すると共に、前記ケースに収容固
   定するホルダーを設けたことを特徴とする光結合装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の光結合装置において、 前記遮光板が、インサート成型あるいは熱圧着により前
   記ホルダに固定されたことを特徴とする光結合装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の光結合装置において、 前記ホルダーに位置決め手段を設けたことを特徴とする
   光結合装置。