JP4125422B2 - 多光軸光電スイッチ - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の発光素子を備えた投光部と、前記発光素子と同数の受光素子を備えた受光部とからなる多光軸光電スイッチに関する。
【0002】
【従来の技術】
一定の範囲を検知する光電スイッチとして、図10に示すような光軸の増減が可能な多光軸光電スイッチが知られている。図10は6つの光軸を有する多光軸光電スイッチの例の斜視図であり、投光部51と、受光部52とが対向して設けられている。投光部51には図示しない6個の発光素子が配置されており、受光部52には6個の受光素子53a〜53fが配置されている。これらの各発光素子と各受光素子53a〜53fとは各々光軸同士が一致するような構造をなしている。受光部52は、基本ユニット54と、この基本ユニット54および相互間に接続可能な増設ユニット55と、この増設ユニット55および基本ユニット54に接続可能なエンドユニット56とから構成されている。
【0003】
図11は、図10の多光軸光電スイッチの受光部52の組立図である。基本ユニット54は、略中央部に段差が形成され、太部54aとこの太部54aと一体形成された細部54bとから構成されている。細部54bには係合突起部54cと案内溝54dが形成されている。増設ユニット55は、略中央部に段差が形成され、中空状の継手部55aとこの継手部55aと一体形成された受光素子取付部55cとから構成されている。中空状の継手部55aの側面には基本ユニット54の係合突起部54cが係合される係合孔55bが設けられている。また、受光素子取付部55cには、係合突起部55dと案内溝55eが形成されている。エンドユニット56の側面には増設ユニット55の係合突起部55dが係合される係合孔56aが形成されている。
【0004】
これらのユニットで多光軸光電スイッチを組み立てる際は、基本ユニット54の細部54bを増設ユニット55の継手部55aに差し込んで、増設ユニット55の図示しない凸部を案内溝54d内を摺動させて両者を連結する。この際にいずれか一方に設けた雌型コネクタと他方に設けた雄型コネクタとを嵌合する。また、増設ユニット55の素子取付部55cをエンドユニット56に差し込んで、エンドユニット56の図示しない凸部を案内溝55e内を摺動させて両者を連結する。この際にいずれか一方に設けた雌型コネクタと他方に設けた雄型コネクタとを嵌合する。これにより基本ユニット54、増設ユニット55、エンドユニット56が機械的電気的に連結接続される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
図10に示した多光軸光電スイッチの基本ユニット54、増設ユニット55、エンドユニット56は、例えば合成樹脂材を成型加工した部材により構成されている。このために、剛性が不足して外部の振動や衝撃に対する機械的な耐久力が十分ではないという問題があった。特に、ユニットの連結数が増大して多光軸光電スイッチの全長が長くなると、中間部ではユニット連結保持の機械的な強度が不足するという問題があった。
【0006】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、剛性を高めると共にユニット連結保持の機械的強度を向上させた多光軸光電スイッチの提供を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明においては多光軸光電スイッチを、予め定めた個数の発光素子を有するユニットを配列してなる投光部と、予め定めた個数の受光素子を有するユニットを配列して前記投光部の発光素子数と同数の受光素子を備えた受光部とからなる多光軸光電スイッチにおいて、少なくとも発光素子または受光素子の光路側表面を透光性の樹脂材料で形成すると共に一端に雄型コネクタを他端に雌型コネクタを設けた第1のケースと、該第1のケースを全域に亘り嵌着して保持する固定枠と、固定枠の一部を突出させ残部を収納する第2のケースによりユニットを形成し、隣接する一方のユニットの突出した固定枠を隣接する他方のユニットの第2のケースに挿入して、各ユニットを機械的電気的に連結接続した構成としている。
【0008】
本発明の上記特徴によれば、少なくとも発光素子または受光素子の光路側表面を透光性の樹脂材料で形成した第1のケースを全域に亘り固定枠で嵌着して保持し、この固定枠をさらに第2のケースにより一部を収納してユニットを構成し、当該ユニットを機械的電気的に連結接続している。このため、ユニットを機械的電気的に連結接続する際には、第1のケースを保持して二重の構造体とされている固定枠が、隣接するユニットのそれぞれの第2のケース間に貫通して配置されることになり、ユニットを連結して構成される多光軸光電スイッチの剛性を高め外部からの振動や衝撃に対する耐久力が増大する。また、ユニットの連結数を増加させて全長が長くなった場合でもユニット連結保持の機械的な強度を向上させることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図1ないし図9を参照して説明する。なお、本発明においては投光部と受光部の構成は、発光素子または受光素子のいずれかが配置される以外は同一の構成であるので、一方の構成のみを説明する。図2は増設ユニットの構成部材であるインナーケースと固定枠を示す分解斜視図である。図2において、12は透光性の合成樹脂材からなる封止体により必要数の発光素子または受光素子を封止している第1のケースとしてのインナーケース、12aはインナーケース12の一方端部に設けられている雄型コネクタで、インナーケース12の他方の端部には雌型コネクタが設けられている。
【0010】
12b、12cはインナーケース12の側面に設けられている突起部である。なお、図示されていないがインナーケース12の他方の側面にも突起部12d、12eが設けられている。また、インナーケース12の表面から段部12f、12gが形成されており、両側面と段部12f、12gの間は空間部が形成されている。
【0011】
13は金属板により断面略コ字状に形成される固定枠で、両側面に係合孔13b〜13eを形成している。固定枠13の係合孔13b〜13eにインナーケース12の前記突起部12b〜12eをそれぞれ係合してインナーケース12の光路側表面のみを露出させ、両側面と底面を金属板で覆いインナーケース12を固定枠13で全域に亘り嵌着して保持する。すなわち、インナーケース12を保持する際に固定枠13は二重の構造体となり機械的な強度が大きくなる。固定枠13の底板の一方端部には作用を後述するロックアーム係合孔13aが長手方向に形成されている。13f、13gは両側面のエッジ部である。
【0012】
図3は増設ユニットの他の構成部材の第2のケースとしてのアウターケースを示す斜視図である。アウターケース14は金属材料を用いて成型加工により溝状に形成されており、内側の両側面には対称の位置に案内溝14a、14bが設けられている。また、アウターケースの内側の一方の側面には案内突起部14c、14dが設けられており、他方の内側の側面には、案内突起部14c、14dと対称の位置に案内突起部14e、14fが設けられている。14gはアウターケースの底板の一方端部の長手方向に突出して形成されたスペーサであり、合成樹脂材が用いられ2個所の突出部が設けられている。スペーサ14gは、ユニット連結時には案内部材として作用し、ユニット連結後にはその弾性力によりユニットのガタつきを防止する。
【0013】
図4は、図3の矢視A方向からみた正面図である。スペーサ14gが設けられている側とは反対側のアウターケースの底面端部には、板厚方向に隣接する他のユニットのスペーサが挿入されるスペーサ挿入孔14hが2個所に形成されており、連結案内用のスペーサの2個所の突出部を挿入して他のユニットと連結する。また、アウターケース14の両側面から連接された傾斜部14i、14jの先端には、インナーケース12の表面に形成された段部12f、12gと同じ長さにエッジ14k、14lが形成されている。
【0014】
図5は増設ユニットを組立てた状態を示す斜視図である。インナーケース12を保持している固定枠13のエッジ部13f、13gを、アウターケース14の案内溝14a、14bの上面に接触させ、また固定枠13の両側面をアウターケース14の案内突起部14c〜14fに接触させながらスライドして、固定枠13をアウターケース14の内側に所定位置まで挿入する。固定枠13は、アウターケース14の底面からねじを挿入する等により固定される。
【0015】
この際に、インナーケース12の両側面に形成された段部12f、12gと、アウターケース14のエッジ14i、14jが当接し、インナーケース12の表面と、アウターケース14の傾斜部14i、14jとにより段差なくなだらかな連続面で増設ユニットの表面が形成される。このようにして、発光素子または受光素子の光路側表面を露出させてインナーケース12を全域に亘り嵌着保持した固定枠13が、アウターケース14から一部突出し、残部がアウターケース14内に収納固定される。
【0016】
各ユニットを連結する際には中継金具を使用する。図6は、アウターケース14内に取り付ける中継金具を示す分解斜視図であり、図7は中継金具の底面図である。中継金具15は中央に開口部15aが形成されており、その下部にはロックアーム17が板バネ19により弾性を付与されて取り付けられている。16はゴム等の弾性材で形成されているパッキンで中央には開口部16aが形成されており、中継金具15に嵌めこまれている。
【0017】
アウターケース14の底面に形成したねじ孔14m、14n、中継金具15の底面に形成されたねじ孔18a、18bを通してねじ18をねじ込み、中継金具15をアウターケース14内に固定する。アウターケース14内に固定された中継金具の位置にはインナーケース12の雌型コネクタが配置される。他のユニットのインナーケースが増設ユニットのアウターケース14に挿入されると、他のユニットのインナーケースの端部に形成されている雄型コネクタは中継金具15の開口部15aとパッキン16の開口部16aを通過して、当該増設ユニットの雌型コネクタと電気的に接続される。パッキン16は他のユニットと連結される際の機械的衝撃を緩和する。また、パッキン16は両コネクタの接続部に対する防塵、防水手段として作用する。
【0018】
他のユニットを連結する際に、中継金具15のロックアーム17が隣接する他のユニットの固定枠の底板に形成されているロックアーム係合孔の先端に押圧されて浮き上がり、板バネ19により弾性を付与されつつ前記固定枠の底板を乗り越えるようにしてロックアーム係合孔と強固に係合される。また、アウターケース14の底板の一方の端部に形成されている連結案内用のスペーサは、他のユニットのアウターケースの底板先端に形成されているスペーサ挿入孔に挿入される。このようにして、増設ユニットと他のユニットとは電気的、機械的に連結接続される。
【0019】
図1は、本発明の多光軸光電スイッチの組立図である。図1において、1は基本ユニット、11は増設ユニット、21はエンドユニットである。基本ユニット1は、透光性の合成樹脂材からなる封止体により必要数の発光素子または受光素子を封止しているインナーケース2、インナーケース2を保持する固定枠3、固定枠3が挿入されるアウターケース4、エンドカバー5、取付部6、リード線7で構成されている。
【0020】
インナーケース2の一方端部には雄型コネクタ2aが設けられており、他方端部は取付部6を通してリード線7に接続されている。また、インナーケース2の両側面には突起部が設けられており、突起部を固定枠3の両側面に形成される係合孔3b・・・に係合してインナーケース2を固定枠3に固定する。
【0021】
アウターケース4の断面形状は、増設ユニット11のアウターケース14の断面形状と同一の形状で溝状に形成されている。すなわち、アウターケース4の内側の両側面には、対称の位置に案内溝4a、4bが形成されている。また、アウターケースの内側の一方の側面には案内突起部4c、4dが形成されており、他方の内側の側面には、対称の位置に案内突起部4e、4fが形成されている(一方側面の案内溝4b、案内突起部4e、4fは図示しない)。さらにアウターケース4の開放側端部の底面先端にはスペーサ挿入孔が設けられており、隣接する増設ユニットの連結案内用スペーサの突出部が挿入される。
【0022】
アウターケース4の他方の端部はエンドカバー5の端面と密着しており、固定枠3は、アウターケース4およびエンドカバー5の底面からねじ等により固定される。エンドカバー5の表面には傾斜部5a、5bが形成されており、インナーケース2の表面とエンドカバー5の表面とは段差なくなだらかな連続面が形成される。
【0023】
エンドユニット21は、エンドブロック22、中継金具用カバー23、取付部25が設けられている。エンドブロック22には雌型コネクタ取付基板が配置されており、中継金具内で雌型コネクタと増設ユニット11の雄型コネクタとを電気的に接続し、取付部25に取付け部材を固定する。中継金具用カバー23はインナーケース2、12と同様の透光性の合成樹脂材で形成され、中継金具用カバー23の表面とアウターケース24の傾斜部とは段差なくなだらかな連続面が形成される。
【0024】
アウターケース24の開放端の底面には長手方向にスペーサが突出して設けられている。増設ユニットの固定枠13をエンドユニット21のアウターケース24に挿入し、エンドユニット21の中継金具に設けられているロックアームを増設ユニットの固定枠13の底板に設けている係合孔13aに係合する。また、アウターケース24の底板に設けたスペーサを増設ユニット11のアウターケース14の底板に設けたスペーサ挿入孔に挿入して、増設ユニット11とエンドユニット21とを機械的電気的に連結接続する。
【0025】
図8は、図1のようにして機械的電気的に連結接続された多光軸光電スイッチの斜視図である。本発明においては、アウターケースの底面内側に配置される中継金具に設けたロックアームと固定枠の底板に長手方向に形成されているロックアーム係合孔、およびアウターケースの底板に長手方向に設けたスペーサとアウターケースの底板に板厚方向に設けたスペーサ挿入孔により隣接するユニット同士の連結がなされる。
【0026】
図1、図8に示した多光軸光電スイッチは、インナーケース(第1のケース)を断面略コ字状の固定枠で全域に亘り嵌着保持し、この固定枠を基本ユニットまたは増設ユニットから一部を突出させ、残部をそのアウターケース(第2のケース)内に収納する構成として、各ユニットのアウターケースを連結することにより光軸数を変更している。このため、ユニットを連結する際には、インナーケースを全域に亘り嵌着保持して二重の構造体とされている固定枠が、隣接するユニットのそれぞれのアウターケース間に貫通して配置されることになり、ユニットを連結して構成される多光軸光電スイッチの剛性を高め、外部からの振動や衝撃に対する機械的な耐久力が向上する。また、ユニットの連結数が増大し全長が長くなった場合でもユニット連結保持の機械的な強度を向上させている。
【0027】
また、ユニット同士を連結する係合部材のロックアームとこのロックアームを係合孔に係合固定する板バネ等の連結機構、および係合孔はすべてアウターケースの内側に設けられているので、アウターケースの外側表面には連結機構は突出しておらず、多光軸光電スイッチの外表面は滑らかに形成される。このため、物体が係合部材に接触することによる各ユニットの機械的電気的な連結接続の離脱を防止できる。また、係合部材と係合する係合孔もユニットの表面には形成されていないので、防塵効果及び防水効果に優れている。
【0028】
図8の例では、基本ユニット1、増設ユニット11、エンドユニット21をそれぞれ1ユニットづつ連結している。しかしながら、必要とする光軸数に応じて基本ユニット1にエンドユニット21を連結しても良く、また、増設ユニットを所定数連結する構成とすることもできる。
【0029】
図9は、エンドユニットに設ける取付け部材の分解斜視図である。図において、25aはエンドユニット21の取付部25の表面に突出して円環状に形成されているリブである。26は第1取付け金具で内面に前記リブ25aを収容する溝26aが形成されている。また、端面にはねじ孔26b、26cが形成されている。26dは所定の大きさに形成された取付け孔である。
【0030】
27は第2取付け金具で内面に前記リブ25aを収容する溝27aが形成されている。また、端面にはねじ孔27b、27cが形成されている。エンドユニット21の取付部25に対して、二つ割の構成とされている第1取付け金具26と第2取付け金具27とを、それぞれ溝26a、27aに取付部25の表面に形成されているリブ25aを収容して位置合わせを行い、ねじ28をねじ孔27b,26bと27c、26cにそれぞれ挿入してねじ止めし、第1の取付け金具26と第2取付け金具27とをエンドユニット21の取付部25に固定する。エンドユニット21を支持部材に固定する際に、リブ25aと溝26a、27aにより重量を支持して仮止めすることができる。
【0031】
多光軸光電スイッチの受光部と投光部とは所定の距離だけ離間して配置され、それぞれエンドユニットに形成されている前記取付け孔26dの位置でねじ止めすることにより、台座や取付け枠等の支持部材に固定される。
【0032】
なお、上記の例ではインナーケース全体を透光性の合成樹脂材で形成しているが、本発明においてはインナーケース(第1のケース)は少なくとも発光素子または受光素子の光路側表面を透光性の樹脂材料で形成すれば足りるものであり、他の部分は透光性の材料で形成される必要はない。
【0033】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、少なくとも発光素子または受光素子の光路側表面を透光性の樹脂材料で形成した第1のケースを全域に亘り固定枠で嵌着して保持し、この固定枠をさらに第2のケースにより一部を収納してユニットを構成し、当該ユニットを機械的電気的に連結接続している。このため、ユニットを機械的電気的に連結接続する際には、第1のケースを保持して二重の構造体とされている固定枠が、隣接するユニットのそれぞれの第2のケース間に貫通して配置されることになり、ユニットを連結して構成される多光軸光電スイッチの剛性を高め外部からの振動や衝撃に対する耐久力が増大する。また、ユニットの連結数を増加させて全長が長くなった場合でもユニット連結保持の機械的な強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の一例を示す多光軸光電スイッチの組立図である。
【図2】図1の増設ユニットの一部を示す分解斜視図である。
【図3】図1の増設ユニットのアウターケースを示す分解斜視図である。
【図4】図3の矢視A方向からみた正面図である。
【図5】増設ユニットの斜視図である
【図6】中継金具の配置を示す分解斜視図である。
【図7】中継金具の底面図である。
【図8】多光軸光電スイッチの斜視図である。
【図9】エンドユニットの取付け部材の分解斜視図である。
【図10】多光軸光電スイッチの従来例の斜視図である。
【図11】多光軸光電スイッチの従来例の組立図である。
【符号の説明】
1 基本ユニット
2、12 インナーケース
2a、12a 雄型コネクタ
3、13 固定枠
4、14、24 アウターケース
5 エンドカバー
6、25 取付部
7 リード線
11 増設ユニット
13a ロックアーム係合孔
14g スペーサ
14h スペーサ係合孔
15 中継金具
16 パッキン
17 ロックアーム
19 板バネ
21 エンドユニット
26 第1取付け金具
27 第2取付け金具
51 投光部
52 受光部
53a〜53f 受光素子

Claims (1)

  1. 予め定めた個数の発光素子を有するユニットを配列してなる投光部と、予め定めた個数の受光素子を有するユニットを配列して前記投光部の発光素子数と同数の受光素子を備えた受光部とからなる多光軸光電スイッチにおいて、少なくとも発光素子または受光素子の光路側表面を透光性の樹脂材料で形成すると共に一端に雄型コネクタを他端に雌型コネクタを設けた第1のケースと、該第1のケースを全域に亘り嵌着して保持する固定枠と、固定枠の一部を突出させ残部を収納する第2のケースによりユニットを形成し、隣接する一方のユニットの突出した固定枠を隣接する他方のユニットの第2のケースに挿入して、各ユニットを機械的電気的に連結接続したことを特徴とする多光軸光電スイッチ。
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