JP3981693B2

JP3981693B2 - 多光軸光電センサ

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Publication number: JP3981693B2
Application number: JP2006077162A
Authority: JP
Inventors: 富一坂口
Original assignee: Keyence Corp
Current assignee: Keyence Corp
Priority date: 2006-03-20
Filing date: 2006-03-20
Publication date: 2007-09-26
Anticipated expiration: 2021-06-29
Also published as: JP2006245006A

Description

この発明は、多光軸光電センサに関する。

従来から広い検出エリアで物体の有無を検出するのに、投光器と受光器とを１ユニットとした多光軸光電センサが用いられている。多光軸光電センサの典型的な使用例を説明すると、工作機械、パンチ機、プレス機、鋳造機、自動制御機など作業エリアの境界に多光軸光電センサで防護フェンス、つまり光カーテンを作り、オペレータの指先など身体の一部が作業エリアに侵入すると、これを多光軸光電センサで検知して、オペレータを保護するために、直ちに機械の動作を停止する及び／又は警報を発するのに用いられる。

単一ユニットの多光軸光電センサの数多くの光軸で作ることのできる光カーテンに比べて作業エリアの境界が大きい場合には、要求される広がりを備えた光カーテンを作るために複数のユニットのを互いに連結して用いられる。

Andersonらの特許文献１は、複数のユニット間を可撓性ケーブルで連結することを教示しており、具体的には、隣接する投光器間及び隣接する受光器間を連結する可撓性ケーブルを各投光器及び各受光器の端で接続するようになっている。

この可撓性ケーブルを用いた連結方法によれば、隣接するユニット間の角度を自在に設定することができるため、例えば矩形の輪郭を有する作業エリアの角や、円弧状の輪郭を有する湾曲部分に沿った光カーテンを作るのに好適である。

しかし、この特許文献１では、コネクタを用いて各投光器及び各受光器の端に可撓性ケーブルを連結するものであるため、隣接するコネクタ同士の干渉のために同一平面上に配置した隣接する投光器間及び隣接する受光器間に離間距離が発生し、このため、投光器に内蔵した複数の投稿素子間のピッチ及び受光器に内蔵した複数の受光素子間のピッチ、つまり隣接する光軸間の距離を、隣接する投光器間及び受光器間で維持するのが、事実上、困難である。このことから、隣接する投光器間で投光素子のピッチが拡大し及び隣接する受光器間で受光素子のピッチが拡大したときには、光カーテンに検知不能な領域が発生してしまう。

このような問題を解消するため、特許文献２は、隣接する投光器の端部分及び隣接する受光器の端部分を受け入れる成型カプラーを用意し、この成型カプラーを用いて、隣接する投光器及び隣接する受光器を連結することを教示する。この成型カプラーは、所定の屈曲角度を具備するようにプラスチック成形されている。

ここで提案されている成型カプラーによれば、同一平面上に配置した隣接する投光器間及び隣接する受光器間の離間距離を小さく且つ一定にできるため、投光器に内蔵した複数の投稿素子間のピッチ及び受光器に内蔵した複数の受光素子間のピッチ、つまり光カーテンを構成する光軸の間隔が、隣接する投光器間及び受光器間で維持することができるという利点がある。
ＵＳＰ第5,198,661号ＷＯ00/54077号国際公開公報(PCT/US00/06357号)

しかしながら、特許文献２に開示の成型カプラーを用いた場合、この成型カプラーが備える角度によって、隣接する投光器間及び隣接する受光器間の角度が規定されることになるため、前述した特許文献１のように可撓性ケーブルを採用した利点である、隣接する投光器間及び隣接する受光器間の設定角度の自由度が損なわれてしまうという問題を有する。

そこで、本発明の目的は、複数の多光軸光電センサを互いに連結して幅広い光カーテンを作るときに、隣接する投光器間及び隣接する受光器間の離間距離を小さくすることができ、これにより光カーテンを構成する光軸間の離間距離を、隣接する多光軸光電センサ間で略一定に保つのが容易な多光軸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、複数の多光軸光電センサを互いに連結して幅広い光カーテンを作るときに、隣接する投光器間及び隣接する受光器間の屈曲角度を自在に設定するのが容易な多光軸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、
共に細長い外形形状を備え、その長手方向に複数の光軸が所定のピッチで等間隔に配置された多光軸の投光器及び受光器を含む多光軸光電センサであって、
前記光軸を構成する光学素子を収容する外側ケースと、
該外側ケースに装着されるレンズカバーとを有し、
前記外側ケースが、長手方向に同一の断面形状を備え両端が開放した金属製のケース本体と、該ケース本体の各端に連結される一端と閉塞した他端とを備えた端末部材とで構成され、
前記ケース本体及び前記端末部材には前記所定のピッチで等間隔に前記光軸が配置されると共に、前記端末部材に含まれる前記光軸のうち最も外端部に位置する光軸と前記端末部材の前記他端の端面との間の間隔が、隣接する光軸間の前記ピッチの半分以下の距離に設定され、
前記端末部材には、外部コネクタを装着したときに該外部コネクタのケーブル側端と前記端末部材の長手方向端縁との離間距離が、前記端末部材に含まれる最外端の光軸と該端末部材の端との間の離間距離よりも大きくなる位置に前記外部コネクタを差し込む連結口が設けられていることを特徴とする多光軸光電センサ。

すなわち、本発明によれば、隣接する多光軸光電センサの端同士を互いに突き合わせた状態で連結したとしても、各多光軸光電センサの外端に位置値する光軸と、各多光軸光電センサの外側ケースの端部を構成する端末部材の端面との間の間隔が、隣接する光軸間の前記ピッチの半分以下の距離に設定されていることから、隣接する多光軸光電センサ間での光軸間のピッチ間隔を均一に保つのが容易になる。

本発明の上記の目的及び他の目的や利点は以下の本発明の好ましい実施例の説明から明らかになろう。

図１は、多光軸光電センサユニットの投光器１の端部を示す。なお、多光軸光電センサユニットの受光器は図示を省略したが、この投光器１と実質的に同一の外観を備えていると理解されたい。

投光器１は、押し出し成型品からなるAl製のケース本体２を有する。ケース本体２は、両端を開放した細長い断面略矩形の中空構造を有し、在来のものに比べてその占有断面積は小さい。ケース本体２の一側面３には、互いに等間隔に離間し且つ一列に並んで配置された複数の透孔４が設けられ、これら透孔４のうち、一つおきの第１の透孔４ａは投光用であり、他の一つおきの第２の透孔４ｂは、ケース本体２内部のモジュールなどを締結又は固定するためのビスなどを操作するための工具挿入孔である。すなわち、一つおきの第１の透孔４ａに臨んで投光素子（図示せず）が配置され、この投光素子の光軸はケース本体２の一側面３と実質的に直交する。

ケース本体２の両端には、夫々、プラスチック成型品である端末部材５が取付けられるようになっており、この一対の端末部材５とケース本体２とで投光器１の外形輪郭が形成される。

端末部材５は、図２からも理解できるように段付き形状を有する。すなわち、端末部材５は、ケース本体２と実質的に同じ外形形状つまりケース本体２と同じ幅方向断面形状から、その互い対向する一対の面の一部を平行に切り欠いた形状の先端部分６を備えている。より詳しく端末部材５を説明すると、端末部材５は、ケース本体２に隣接して位置し且つケース本体２と実質的に同じ外形形状を有する基端部分７と、この基端部分７から軸線方向外方に延びる先端部分６とを有し、この先端部分６と基端部分７との間の段部８によって、互いに対向した面に夫々切欠き部分９が形成され、この２つの切欠き部分９は、端末部材５の端まで延びている。

すなわち、端末部材５の先端部分６は、ケース本体２の透孔４が設けられた面３（図１）に沿って実質的に延びる第１の側面１０と、この第１の側面１０と対向する第２の側面（作図上の理由から図面に現れていない）と、これら第１、第２の側面と実質的に直交する第３、第４の側面１１、１２とを有し、この第３、第４の側面１１、１２は、夫々、切欠き部分９を形成している（図２）。

つまり、端末部材５の互いに対向する第３、第４の側面１１、１２つまり光軸と干渉することなく光軸と実質的に平行な２つの側面は、これらに対応する段部８によって上述した２つの切欠き部分９を構成しており、この切欠き部分９を構成する第３、第４の側面１１、１２は、光軸と干渉することなく基端部分７の対応する側面よりも低位に位置して互いに平行に延びる実質的に平らな面で構成されている。

この第３、第４の側面１１、１２には、その幅方向の中央に断面矩形のガイド溝２０が形成され、このガイド溝２０は、第３、第４の側面１１、１２の長手方向に延びて外部に開放している。
他方、光軸と直交する第１の側面１０及び第２の側面は、端末部材５の基端部分７及びケース本体２の対応する側面に沿って実質的に延びており、これらの側面と実質的に面一である。端部部材５の第１の側面１０には、ケース本体２の透孔４の配列方向に一致して延びる細長い透明のレンズカバー１５が取り付けられるようになっており、このレンズカバー１５には、その長手方向に沿って等間隔に離間した工具挿入孔１６が設けられている。

ケース本体２に対して端末部材５は、図３にも示す取付部材２５を介して取付けられる。取付部材２５は、特に限定するものではないが、第１プレート２６と、この第１プレート２６の側縁から略直角に屈曲して延びる第２プレート２７とを備えた断面Ｌ字状の形状を有する（図３）。

取付部材２５の第１プレート２６に対向して細長い素子ホルダ固定用プレート３０が配置され、この素子ホルダ固定用プレート３０は、第１プレート２６と実質的に同じ長さ寸法を有し且つ第１プレート２６に対して平行に延びている。素子ホルダ固定用プレート３０には、互いに等間隔に且つ長手方向に沿って一列に配置された複数の透孔３１が形成され、この複数の透孔３１は、互いに、先に説明したケース本体の透孔４と同じピッチで離間している。

図２、３などに示す参照符号３２は、投光素子を内蔵した素子ホルダであり、素子ホルダ３２は、その基端が、第１プレート２６の円筒状受け部２６ａに嵌入され、素子ホルダ３２の自由端は、素子ホルダ固定用プレート３０の透孔３１によって支持される。

すなわち、第１プレート２６の円筒状受け部２６ａは、ケース本体２の透孔４のうち、第１の透孔４ａと同一のピッチで配置されている。これに対して、素子ホルダ固定用プレート３０の透孔３１は、ケース本体２の第１の透孔４ａと一致する第３の透孔３１ａと、工具挿入孔４ｂと一致する第４の透孔３１ｂとを含む。

第１プレート２６及び素子ホルダ固定用プレート３０は、その一方側の部分（図３の左側部分）がケース本体２の中に位置決めされ、他方側の部分（図３の右側部分）が端末部材５の中に位置決めされる。

取付部材２５には、第１プレート２６の素子ホルダ固定用プレート３０と対面する側の板面にアンプ３５が取り付けられる。このアンプ３５の取付位置は、特に限定されるものではないが、第１プレート２６のケース本体２側であるのがよい。すなわち、アンプ３５は、第１プレート２６と素子ホルダ固定用プレート３０との間で挟まれた空間であって、隣接する素子ホルダ３２と３２との間に配置されるのがよく、これにより、デッドスペースを利用した部品の収容が可能となり、投光器１の小型化つまりスリム化が可能となる。

第２プレート２７の上には、ケース本体２側に投光制御基板３６が取付けられ、また、端末部材５側に投光器側コネクタ３７が取付けられ、この投光器側コネクタ３７は、端末部材５の基端部分７によって覆われる。投光器側コネクタ３７は、対応するケーブル側コネクタ３９との連結面が端末部材５の端縁に向いている。すなわち、投光器側コネクタ３７の連結面は、端末部材５の長手方向外方に向いており、この投光器側コネクタ３７の背面に隣接して制御基板３６が配置されている。

以上の構成を備えた投光器１は、ケース本体２及びその両端に位置する端末部材５を含めた一つの側面に臨んで配置された投光素子（図示せず）つまり素子ホルダ３２は、隣接する投光素子が同一のピッチで離間されている。そして、投光器１の両端に位置する素子ホルダ３２（投光素子）と、投光器１の末端との間の離間距離ｄ１（図１参照）は、隣接する投光素子の離間距離ｄ２よりも相当に小さく、ｄ１は、（１／２）ｄ２と等しいか、又は（１／２）ｄ２よりも若干小さい。

また、投光器１は、その端部分つまり端末部材５の基端部分７に投光器側コネクタ３７が設けられ、この投光器側コネクタ３７の連結口つまり連結面は、端末部材５の切欠き部分９に臨んで投光器１の長手方向外方に向いている。

したがって、複数の投光器１を連結して使用するときには、可撓性ケーブル３８の端に設けられたケーブル側コネクタ３９を、投光器１の長手方向外方から端末部材５の第３の側面１１に沿って摺動させながら投光器側コネクタ３７に結合させればよい（図２、図３、図５参照）。このとき、ケーブル側コネクタ３９は、段部８に近接して端末部材５の切欠き部分９に受け入れられた状態になる（図１、図２参照）。

ケーブル側コネクタ３９を投光器側コネクタ３７に連結するとき、端末部材５の第３の側面１１のガイド溝２０を利用してケーブル側コネクタ３９を誘導するようにするのが好ましく、これを実現するには、端末部材５の第３の側面１１と対面する、ケーブル側コネクタ３９の底面にガイド溝２０と相補的な形状の突起４０（図４）を設けるのがよい。

ケーブル側コネクタ３９は、これを投光器側コネクタ３７に接続したときに、図１などから理解できるように、端末部材５の外方に大きく突出しない大きさを備えているのがよい。換言すれば、端末部材５の切欠き部分９の深さ（段部８の高さ）とケーブル側コネクタ３９の高さとが同じであるのがよい。つまり、投光器１にケーブル側コネクタ３９を接続したときに、このケーブル側コネクタ３９は、実質的に投光器１の外形形状の一部となり、ケース本体１又は端末部材５の基端部分７の外形輪郭をそのまま延長する存在となることができるようなケーブル側コネクタ３９の外形形状であるのが好ましい。

図５は、２つの多光軸光電センサユニットを連結して光カーテンを作る例を示す。図５の参照符号４５は、受光器を示す。受光器４５は、先に説明したように、投光器１と実質的に同じ外形を有し、また、可撓性ケーブル３８を用いて隣接する受光器４５同士を連結するための機構及び構造は、投光器１と同じである。図５では、２つの投光器１、１が可撓性ケーブル３８を用いて互いに連結された状態を示し、また、２つの受光器４５、４５が可撓性ケーブル３８を用いて互いに連結される直前の状態を示す。

受光器４５についても同じであるが、投光器１を例に説明すれば、ケーブル側コネクタ３９が端末部材５の切欠き部分９に収容された状態では、このケーブル側コネクタ３９のケーブル側端３９ａが端末部材５の端縁から大きく離間して（図２に示す距離Ｄ）、端末部材５の端縁から長手方向内方に位置している。これにより、隣接する投光器１の端面同士を当接させた状態で配置することができ、互いにケーブル３８を介して連結された複数の投光器１の全長に亘って実質的に同一のピッチ（ｄ１）で投光素子を配置させることができる。すなわち、実質的に同一のピッチの複数の光軸からなる幅広い光カーテンを作ることができる。

ケーブル側コネクタ３９のケーブル側端３９ａと端末部材５の端縁との間の離間距離Ｄは、例えば隣接する投光器１と１との間の屈曲角度が少なくとも９０度のときに、ケーブル側コネクタ３９同士の干渉が発生しないような距離であるのがよく、より好ましくは隣接する投光器１と１との間の屈曲角度が９０度よりも可成り小さい角度のときでもケーブル側コネクタ３９同士の干渉が発生しないような距離であるのがよい。

投光器１の端末部材５の端面５ａは、端末部材５の長手方向軸線に沿って、レンズカバー１５が取付られた第１の側面１０と平行に断面したときに、外方に向けて凸となる円弧面又は湾曲面であるのがよい。投光器１が円弧面からなる端面５ａを備えることにより、同一平面に配置した隣接する投光器１の交差角度を任意に設定したとしても、この交差角度に関わりなく、複数の投光器１の全長に亘って実質的に同一のピッチ（図１のｄ２）で投光素子を配置させることができる。

換言すれば、端末部材５の端面５ａを円弧面又は湾曲面で構成してあり且つこの円弧面又は湾曲面の一方の端縁をケーブル側コネクタ３９を受け入れる切欠き部分９ａに連続させ、他方の端縁を他の切欠き部分９ｂに連続させるようにして対称形状にしてあるため、隣接する投光器１、１をどちら側に屈曲した状態で配置したとしても、隣接する投光器１、１間での投光素子のピッチ間隔を均一に保持することができる。

このことは、隣接する投光素子のピッチを比較的小さく設定した場合に効果的であり、したがって、実施例の投光器１にあっては、スリムな形状を有しながら小さなピッチで投光素子を配置することができる。また、このスリム化は、隣接する素子ホルダ３２、３２間にアンプ３５を配置すると共に、制御基板３６をコネクタ３７の背面に隣接して配置する、というようにデッドスペースを利用して投光器１の内蔵部品を配置したことによって実現される。したがって、例えば、投光素子のピッチが比較的大きい場合には、他方の切欠き部分９ｂを省いて端末部材５の外形形状を設計することができる。

先に説明した取付部材２５の変形例を図６に示す。図６に示す変形例の取付部材５０は、先に説明した第１プレート２６及び第２プレート２７の他に、第１プレート２６の他の側縁から直角に延びて第２プレート２７と対向して位置する第３プレート５１を備えている。この図６に示す取付部材５０にあっては、第３プレート５１に投光用制御基板及び／又はアンプを取り付けることで、素子ホルダ３２の配置空間に存在するデッドスペースを利用ことができ、第２プレート２７には、投光器側コネクタ３７だけを取付けるようにすればよい。

また、図６に示す取付部材５０に関して、この取付部材５０の第２プレート２７の全てを除去してもよく、又は、第２プレート２７の端末部材５側を除去してもよい。第２プレート２７の全てを除去したときには、投光制御基板２０を第３プレート５１に取り付けるようにすればよい。

図７は、第２プレート２７の一部つまり端末部材４側を除去した取付部材５５を示す。このような取付部材５５を用いたときには、図７に示すように、第３プレート５１に投光器側コネクタ３７を取り付け、この投光器側コネクタ３７の連結面を、端末部材５の側方に向けるようにしてもよい。

この図７に示すような投光器側コネクタ３７の配置を採用したときには、端末部材５の第３の側面１１に開口（図示せず）を設け、この開口を通じて、ケーブル側コネクタ３９は、端末部材５の側方つまり第３の側面１１の鉛直方向（図７の矢印で示す方向）からアクセスできる。

図８は、ケーブル側コネクタ３９のアクセス方向の変形例である。これまで、ケーブル側コネクタ３９を端末部材５の第３の側面１１の板面に沿って移動させて投光器側コネクタ３７にアクセスさせる第１の具体例（図５）と、ケーブル側コネクタ３９を端末部材５の第３の側面１１に対して鉛直方向に移動させて投光器側コネクタ３７にアクセスさせる第２の具体例（図７）とを説明した。

この図８に示す例は、端末部材５の第３の側面１１と共通の平面に沿って且つその長手方向に対して直角な方向（図８の矢印方向）に移動させて投光器側コネクタ３７にアクセスする例を示すものである。すなわち、この図８に示す例では、投光器側コネクタ３７が、素子ホルダ３２を保持するための第１プレート２６に設けられ、この投光器側コネクタ３７の連結面は、第１プレート２６の板面に対して鉛直方向に向けられている。比較的高い剛性を備えた第１プレート２６に投光器側コネクタ３７を設けたため、この支持剛性を高めるのが容易である。勿論、このような投光器側コネクタ３７の取り付けを行うときには、端末部材５の第１の側面１０に、ケーブル側コネクタ３９が進入可能な開口を設ければよい。

また、図８のアクセス方法を採用するときには、この場合、切欠き部分９ａと対向する側に配置された第３プレート５１に投光用制御基板及び／又はアンプを取り付けることで、素子ホルダ３２の配置空間に存在するデッドスペースを利用ことができる。したがって、先に説明した取付部材２５又は取付部材５０及びその変形例から第１プレート２６の一部つまり端末部材５側の部分を除去するか、又はこの第１プレート２６の全てを除去するようにしてもよい。

以上、投光器１を主体にして、投光器１の端部の構造つまり切欠き部分９にケーブル側コネクタ３９を納めるための構造やこのケーブル側コネクタ３９のアクセス方向に関して説明したが、このことは、受光器４５に対して同様に適用することができる。また、端末部材５の先端部分６に関し、先の説明では、第３の側面１１及び第４の側面１１とで、一つの端末部材５の互いに対向する２つの部分に切欠き部分９を形成した例を図面に基づいて説明したが、ケーブル側コネクタ３９を納めるために切欠き部分９を一つだけ端末部材５に形成するようにしてもよい。

図１〜図８を用いて説明したケーブル接続方式による光電センサユニットの適用例を図９以降の図面を参照して説明する。

図９は、投光器１及び受光器４５からなる単一ユニットで光カーテンを作る最も基本的な構成の説明図である。なお、図９などの図面では、投光器１及び受光器４５の端部構造（切欠き部分９）及びコネクタ３７、３９については、線図の錯綜を避けるために省略してある。

投光器１及び受光器４５は、共に、ケース本体２に、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）セグメントを上下に並置した光軸調整表示部６０が設けられ、ＬＥＤセグメントは例えば赤色又は緑色に発光する２色発光ダイオードが採用される。また、ケース本体２には、例えば通常時には緑色に発光し、他方、通常時以外の、予定されていない光軸が遮光又は受光したような場合又はシステムそのものがフェールしたような場合には赤色に発光するＬＥＤからなる出力表示灯つまりオン／オフ表示灯６１が設けられている。

複数の発光ダイオードセグメントからなる光軸調整表示部６０の表示形式としては、特に限定するものではないが、例えば、ユニットをなす投光器１の光軸６２が受光器４５に全て入光しているときには、全てのＬＥＤセグメントが緑色に発色する。一部の光軸６２が遮光されたときには、遮光された光軸６２の割合、換言すれば入光した光軸の割合に応じた数のセグメントが下から赤色に発光し、遮光された光軸６２に応じた数のセグメントが上から消灯する。すなわち、入光率が大きくなるに従って又は光軸調整の度合いに応じて赤色のバーが上方に延びるバー形式の表示を行う。

図２を参照して、投光器１は、Ｎ個の発光ダイオードなどからなる投光素子１０１を駆動するＮ個の投光回路１０２と、これらの投光回路１０２を時分割でスキャンする投光素子切替回路１０３と、投光器１を全体制御する投光器制御回路１０４とを備え、投光器制御回路１０４から光軸調整表示部６０及び出力表示灯６１に制御信号が出力される。

また、投光器制御回路１０４には、クロック発生回路１０５からのクロック信号が入力され、Ｎ個の投光素子１０１を順次発光させる投光タイミングを生成する。すなわち、Ｎ個の投光素子１０１は、例えば、図１を参照して説明すれば、最下端の投光素子１０１から最上端に位置する投光素子１０１に向けて順次、所定のタイミングで発光する。

投光器１は、更に、受光器４５との双方向の信号の送受信を制御する第１投光器通信制御回路１０６と、直列に接続した投光器（図９では図示せず）との間の通信を制御する第２投光器通信制御回路１０７と、並列的に接続した別ユニットの受光器（図９では図示せず）との間でタイミング信号を受信するタイミング受信回路１０８とを備えている。

他方、受光器４５は、Ｎ個の発光ダイオードなどからなる受光素子２０１を駆動するＮ個の受光回路２０２２と、これらの受光回路２０２２を時分割でスキャンする受光素子切替回路２０３と、増幅回路２０４と、受光器４５を全体制御する受光器制御回路２０５とを備え、受光器制御回路２０５から光軸調整表示部６０及び出力表示灯６１に制御信号が出力される。

また、受光器制御回路２０５には、クロック発生回路２０６からの信号が入力され、Ｎ個の受光素子２０１を順次受光可能にし、選択された受光素子２０１以外は受光不能にする。すなわち、Ｎ個の受光素子２０１は、例えば、図９を参照して説明すれば、最下端の受光素子２０１から最上端に位置する受光素子２０１に向けて順次、所定のタイミングで受光可能な状態が生成される。

受光器４５は、更に、投光器１との双方向の信号の送受信を制御する第１受光器通信制御回路２０７と、直列に接続した受光器（図９では図示せず）との間の通信を制御する第２受光器通信制御回路２０８と、並列的に接続した別ユニットの投光器（図９では図示せず）にタイミング信号を送信するタイミング送信回路２０９とを備えている。受光制御回路２０５で生成された遮光信号は、出力回路２１０を介して、例えば、投光器１と受光器４５とで形成される光カーテンで囲まれたプレス装置の制御ユニットや警報灯などの外部機器（図示せず）に送出される。

投光器１と受光器４５とからなる多光軸光電センサのユニットを利用して、複数のユニット同士を連結する例を図１１に示す。図１１の左下に位置するユニットを中心にして説明すると、この左下のユニットに対して、特に個数は制限されるものではないが、２つのユニットが直列に増設されて、第１の直列ユニット群が形成されている。また、図１１の左下のユニットに対して右下のユニットが並列に増設され、この右下のユニットに対して、特に個数は制限されるものではないが、一つのユニットが直列に増設されている。

図１１に例示のシステムおいて、左側に位置する第１の直列群のユニットには「Ｌ」を付し、並列に増設した右側に位置する第２の直列群のユニットには「Ｒ」を付してあり、各群に属するユニットには、下から上に向けて順に番号を付記してこれらを識別してある。

第１直列群の最も下のユニットＬ１は、この第１直列群の増設ユニットＬ２、Ｌ３に対して親機として動作する。他方、増設第２直列群の最も下のユニットＲ１は、この第２直列群の増設ユニットＲ２に対して親機として動作する。

先ず、第１直列群の配線について説明すると、第１群の親ユニットＬ１の投光器１と受光器４５とは、可撓性ケーブル３８からなるユニット間通信線ＣＬ１によって接続されている。

第１群の親ユニットＬ１と、その上に図示した第１番目の子ユニットである第２ユニットＬ２とは、投光器１同士及び受光器４５同士が、可撓性ケーブル３８からなる直列増設用通信線ＣＬ２によって接続されている。

第２ユニットＬ２と、その上に図示した第２番目の子ユニットである第３ユニットＬ３とは、投光器１同士及び受光器４５同士が、可撓性ケーブル３８からなる直列増設用通信線ＣＬ２によって接続されている。

次に、図１１の右側の増設第２直列群について説明すると、第１ユニット（この第２直列群の親ユニット）Ｒ１の投光器１と受光器４５とは、第１群の親ユニットＬ１と同様に、可撓性ケーブル３８からなるユニット間通信線ＣＬ１によって接続されている。

第２群の親ユニットＲ１と、その上に図示した子ユニットである第２ユニットＲ２とは、投光器１同士及び受光器４５同士が、可撓性ケーブル３８からなる直列増設用通信線ＣＬ２によって接続されている。

最後に、第１直列群と、この第１直列群に対して並列的に増設した第２直列群との接続について説明すると、各直列群の親ユニットＬ１、Ｒ１同士が次のようにして接続されている。すなわち、第１群の親ユニットＬ１の受光器４５と、第２群の親ユニットＲ１の投光器１とが、可撓性ケーブル３８からなる並列接続用通信線ＣＬ３によって接続されている。

これら複数のユニットの接続関係は、図１２から最も良く理解することができる。すなわち、第１直列群において、親ユニットＬ１と第２ユニットＬ２とは、親ユニットＬ１の第２投光器通信制御回路１０７と、第２ユニットＬ２の第１投光器通信制御回路１０６とが直列増設用通信線ＣＬ２によって接続され、また、親ユニットＬ１の第２受光器通信制御回路２０８と、第２ユニットＬ２の第１受光器通信制御回路２０７とが直列増設用通信線ＣＬ２によって接続されている。

同様に、第２ユニットＬ２と第３ユニットＬ３とは、第２ユニットＬ２の第２投光器通信制御回路１０７と、第３ユニットＬ３の第１投光器通信制御回路１０６とが直列増設用通信線ＣＬ２によって接続され、また、第２ユニットＬ２の第２受光器通信制御回路２０８と、第３ユニットＬ３の第１受光器通信制御回路２０７とが直列増設用通信線ＣＬ２によって接続されている。

第２直列群においても同様であり、親ユニットＲ１と増設ユニットＲ２は、親ユニットＲ１の第２投光器通信制御回路１０７と、第２ユニットＲ２の第１投光器通信制御回路１０６とが直列増設用通信線ＣＬ２によって接続され、また、第１ユニットＲ１の第２受光器通信制御回路２０８と、第２ユニットＲ２の第１受光器通信制御回路２０７とが直列増設用通信線ＣＬ２によって接続されている。

第１直列ユニット群と増設第２直列ユニット群とは、次のようにして接続されている。すなわち、第１群の親ユニットＬ１の受光器４５のタイミング送信回路２０９と、第２群の親ユニットＲ１の投光器１のタイミング送信回路１０８とが並列増設用通信線ＣＬ３によって接続されている。

上記のようにして互いに接続された複数のユニットは、各群毎に親ユニットＬ１、増設親ユニットＲ１の出力回路２１０に接続された出力線２１１によって外部機器に向けて信号が出力される（図１２）。
第１群の親ユニットＬ１において、先ず、投光器制御回路１０４で同期タイミングが生成され、この同期タイミングはユニット間通信線ＣＬ１を介して、受光器通信制御回路２０７を通じて受光器制御回路２０５に送られ、この第１群の親ユニットＬ１の投光器１及び受光器４５のＮ個の投光回路１０２及び受光回路２０２が順に動作する。また、受光器制御回路２０５で受光状態及び出力（遮光）状態を光軸調整表示部６０及び出力表示灯６１によって表示すると共に、この表示データは投光器制御回路１０４に入力され、投光器１においても、対応する受光器４５と同一の表示を行う。

複数のユニットにおける投受光に関し、第１群の親ユニットＬ１から先ず第１直列群のユニットに投光及び受光のタイミング信号が各子ユニットＬ２、Ｌ３に供給される。すなわち、第１直列ユニット群の全ての投光素子１０１における投光完了信号が、親ユニットＬ１の投光器１の第１通信制御回路１０６から、親ユニットＬ１の受光器４５の第１通信制御回路２０７を介して受光器制御回路２０５に入力される。一方、第１直列ユニット群の全受光素子２０１における受光完了信号が、受光器制御回路２０５に入力される。このことにより、親ユニットＬ１の受光器制御回路２０５において、投光器１の第１通信制御回路１０６からの投光完了信号と、全受光素子２０１における受光完了信号とにより正常な投受光動作を確認したら、タイミング信号発生命令信号をタイミング送信回路２０９に送信する。このタイミング送信回路２０９は、この命令信号を受け、並列増設用通信線ＣＬ３を介して、第２直列ユニット群の増設親ユニットＲ１の投光器１のタイミング受信回路に向けてタイミング信号を送信する。これにより、第１直列群のユニットの投光が完了すると、第２直列群に属するユニットの投光が開始される。

すなわち、第１群の親ユニットＬ１からの指示によって、先ず、並列的な増設親ユニットＲ１の投受光が開始され、この親ユニットＲ１のＮ個の投光回路１０２及び受光回路２０２が順に動作し、この第１ユニットＲ１の受光が全て完了すると、この情報は第２直列ユニット群の親ユニットＲ１の投光器１並びに受光器４５に設けられた第２投光器通信制御回路１０７と第２受光器通信制御回路２０８に夫々送信される。増設親ユニットＲ１の投光完了信号並びに受光完了信号を各々受けた第２投光器通信制御回路１０７と第２受光器通信制御回路２０８は、この信号を受けて、第２直列ユニット群の子ユニットＲ２の投光器１の第１通信制御回路１０６と受光器４５の第１通信制御回路２０７に夫々タイミング信号を送信する。タイミング信号を子ユニットＲ２の投光器１の第１通信制御回路１０６と受光器４５の第１通信制御回路２０７が受け取ることにより、この子ユニットＲ２のＮ個の投光回路１０２及び受光回路２０２が順に動作する。このようにして第２直列ユニット群の投受光が全て完了すると、再び、第１直列ユニット群の投受光が開始される。

ここに、再び、第１直列ユニット群の投受光を開始させるための方法としては、第２直列ユニット群における全ての投受光の完了を並列的な増設親ユニットＲ１の受光素子制御回路２０５に認識させ、それに基づいて親ユニットＲ１の第１受光器通信制御回路２０７並びに第１通信制御回路１０６を介して、第１直列ユニット群の親ユニットＬ１にタイミング信号を返送してもよく、或いは第１直列ユニット群にタイマを設定し、第１直列ユニット群から第２直列ユニット群へタイミング信号を発信した後、第２直列ユニット群の全ての投受光動作に必要な時間が経過した後、第１直列ユニット群の投受光を開始させてもよい。このように、複数の直列ユニット群が並列的に接続されているようなシステムにおいて、順次、上流側の直列ユニット群の投受光動作が完了した後に、下流側の直列ユニット群の動作を開始させるようにしているので、一つのユニットの投光が他のユニットに影響を及ぼすことを防止することができる。

全てのユニットに含まれる光軸調整表示部６０及び出力表示灯６１が設けられ、その表示は、各ユニットの制御手段つまり受光素子制御回路２０５によって制御される。そして、これらの表示に関する表示データは、直列増設用通信線ＣＬ２を介して各群毎に親ユニットＬ１、Ｒ１に供給される。すなわち、各群の親ユニットＬ１、Ｒ１は、親ユニットＬ１、Ｒ１に含まれる投光器１と受光器４５との間の表示を統一するために通信するだけでなく、直列的に増設した子ユニットとの間においても直列増設通信線ＣＬ２を介して光軸調整表示部６０及び出力表示灯６１の表示を実質的に制御することができるように、予め決められた通信周期内で各ユニットのための時間を割り振りして、順番に他のユニットとのデータの授受を行うようになっている。

例えば、図１１の左上のユニットつまり第１直列群の第３ユニットＬ３の受光器４５における表示データは、順に、第２ユニットＬ２の受光器４５、親ユニットＬ１の受光器４５、親ユニットＬ１の投光器１、第２ユニットＬ２の投光器１、第３ユニットＬ３の投光器１に伝達される。これにより、第３ユニットＬ３の投光器１及び受光器４５の表示の統一が行われる。すなわち、第３ユニットＬ３の光軸調整表示部６０に関して、この第３ユニットＬ３で遮光が発生したときには、この遮光の状態が、第３ユニットＬ３の投光器１及び受光器４５の両者に夫々設けられた光軸調整表示部６０によって表示される。

また、第１群の第３ユニットＬ３の出力表示灯６１に関して、その出力表示に関するデータは、第１直列群の全てのユニットで統一的な表示が行われる。すなわち、この第３ユニットＬ３で遮光が発生したときには、この第３ユニットＬ３だけでなく、親ユニットＬ１と第２ユニットＬ２の全ての投光器１及び受光器４５に設けられた出力表示灯６１は赤色に発光して、オフ出力状態を表示する。

第１直列群及び第２直列群に分けて、各群を単位に統一的に出力表示灯６１を制御することに関し、例えば、エラー状態でユニットが動作を停止しているとき、及び／又はブランキングでのティーチング中やこのティーチングが完了したときに点灯させるようにしてもよく、これらを表示するための別の表示手段を全ての投光器１、受光器４５の少なくともいずれか一方に設けるようにしてもよい。

各ユニット毎に独立して表示する光軸調整表示部６０にあっては、ユニットが故障したときに、このことを、故障したユニットの光軸調整表示部６０を用いて表示するようにしてもよい。また、１光軸だけ遮光されたときに、遮光されたユニットの光軸調整表示部６０で１光軸遮光を表示するようにしてもよい。また、投光素子１０１や受光素子２０１に付設されるレンズに例えばごみが付着して光量が不足したような場合に、この光量が不足しているユニットの光軸調整表示部６０だけを用いて表示するようにしてもよい。

実施例の多光軸光電センサの投光器の端部を示す部分斜視図である。図１の投光器の端部からケース本体を取り外して示す図である。図１の投光器の端部からケース本体及び端末部材を共に取り外して示す図である。図１の投光器の端部から端末部材を取り外して示す図である。第１実施例の多光軸光電センサを可撓性ケーブルを用いて連結することを説明するための図である。図１の投光器に内蔵される取付部材を抽出して示す斜視図である。ケーブル側コネクタのアクセス方向の変形例を説明するための図４に対応した図である。ケーブル側コネクタのアクセス方向の他の変形例を説明するための図４に対応した図である。本発明を適用した多光軸光電センサの単一ユニットからなる光カーテンを作る場合の具体的な接続に関連した説明図である。図９に示すユニットを構成する投光器及び受光器の内部ブロック図である。本発明を適用した多光軸光電センサを用いて、複数の互いに独立した幅広い光カーテンを作る場合の接続方法を説明するための図である。図１１に対応したブロック図である。

符号の説明

１投光器
２ケース本体
５端末部材
５ａ端末部材の湾曲した端面
６端末部材の先端部分
７端末部材の基端部分
８端末部材の段部
９端末部分の切欠き部分
２０ガイド溝
２５取付部材
３０素子ホルダ固定用プレート
３７投光器側コネクタ
３８可撓性ケーブル
３９ケーブル側コネクタ

Claims

共に細長い外形形状を備え、その長手方向に複数の光軸が所定のピッチで等間隔に配置された多光軸の投光器及び受光器を含む多光軸光電センサであって、
前記光軸を構成する光学素子を収容する外側ケースと、
該外側ケースに装着されるレンズカバーとを有し、
前記外側ケースが、長手方向に同一の断面形状を備え両端が開放した金属製のケース本体と、該ケース本体の各端に連結される一端と閉塞した他端とを備えた端末部材とで構成され、
前記ケース本体及び前記端末部材には前記所定のピッチで等間隔に前記光軸が配置されると共に、前記端末部材に含まれる前記光軸のうち最も外端部に位置する光軸と前記端末部材の前記他端の端面との間の間隔が、隣接する光軸間の前記ピッチの半分以下の距離に設定され、
前記端末部材には、外部コネクタを装着したときに該外部コネクタのケーブル側端と前記端末部材の長手方向端縁との離間距離が、前記端末部材に含まれる最外端の光軸と該端末部材の端との間の離間距離よりも大きくなる位置に前記外部コネクタを差し込む連結口が設けられていることを特徴とする多光軸光電センサ。
前記端末部材に、少なくとも２つの光軸が配設されている、請求項１に記載の多光軸光電センサ。
前記外部コネクタが前記連結口に挿入されたときに、該外部コネクタから前記端部ケースの長手方向端部に向けてケーブルが延出し、該外部コネクタのケーブル側端と前記端末部材の長手方向端縁との間の離間距離が、前記端末部材に含まれる前記光軸のうち最も外端部に位置する光軸と前記端末部材の前記他端の端面との間の距離Ｄよりも大きく、隣接する多光軸光電センサの端面同士を当接させた状態で該隣接する多光軸光電センサの間の屈曲角度が９０度よりも小さいときでも前記外部コネクタ同士が干渉しない距離に設定されている、請求項１叉は２に記載の多光軸光電センサ。
共に細長い外形形状を備え、その長手方向に複数の光軸が所定のピッチで等間隔に配置された多光軸の投光器及び受光器を含む多光軸光電センサにおいて、
前記投光器及び前記受光器の外側ケースが、長手方向に同一の断面形状を備え両端が開放した金属製のケース本体と、該ケース本体の各端に連結される端末部材とで構成され、
前記ケース本体及び前記端末部材には前記所定のピッチで等間隔に前記光軸が配置されると共に、前記端末部材に含まれる前記光軸のうち最も外端部に位置する光軸と前記端末部材の端面との間の間隔が、隣接する光軸間の前記ピッチの半分以下の距離に設定され、
前記端末部材が、前記ケース本体と実質的に同じ外形形状を有する基端部分と、該基端部分から光軸配列方向外方に向けて延びる先端部分と、該先端部分と前記基端部分との間の段部とを含む段付き形状を有し、
該先端部分は、外部コネクタを使って隣接する多光軸光電センサと連結するときに該外部コネクタが摺動可能な平らな面を備えていることを特徴とする多光軸光電センサ。
前記端末部材の前記段部に、前記外部コネクタを受け入れる連結口が形成されている請求項４に記載の多光軸光電センサ。
前記外部コネクタが、前記段部の高さ寸法と実質的に同じ高さ寸法を備え、該外部コネクタを前記端末部材の連結口に差し込んで該外部コネクタを前記多光軸光電センサに接続したときに、該外部コネクタが前記端末部材からの外方に突出しない形態となる、請求項５に記載の多光軸光電センサ。