JP4267287B2 - 光電スイッチ - Google Patents
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Description
【発明が属する技術分野】
本発明は、組立容易で検出精度が低下しない光電スイッチに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の光電スイッチ内の基板取付け方法としては、図19に示すように、投光素子a3が取り付けられた基板a1を樹脂端部a2において熱カシメなど取り付ける方法が考えられる。
【0003】
また、筐体内に直接、投光素子を取り付けるものもある(特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開平8−241657号公報(第2図)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、熱かしめなどの場合、製造誤差により、基板a1に搭載されている投光素子a3と光電スイッチの筐体に取り付けられているレンズa4との間の距離に僅かなバラツキが生じ、光電スイッチの検出精度が低下し、投光素子a3を筐体に取り付けると組立工数が増えという問題点がある。
【0006】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたものであり、組立容易で検出精度が低下しない光電スイッチを得ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の課題解決手段において、前面にレンズが設けられた筐体と、前記レンズを介して外部との光のやりとりを行う光学素子が表面に配置され、当該光学素子が前記レンズに対向するように前記筐体内に配置される基板と、前記筐体の前面側と前記基板の表面との間に設けられ、前記前面から所定の位置に設置された基板当接部と、前記筐体の背面側と前記基板の裏面との間に設けられ、これらの間を押し広げる方向に付勢力が作用することによって、前記基板を基板当接部に押しつけて固定する付勢手段と、を備え、前記筐体は、前記背面側及び側面側の開口部を有するケースと、前記開口部を覆うカバーと、を含んで構成され、前記付勢手段は前記カバーに設けられたバネであり、前記カバーの前記側面側の前記開口部を覆う部分には、操作部が搭載され、
前記操作部に回動可能に保持されたつまみと、前記基板に設けられた感度調整用のボリュームであって、前記ケースの開口部へ前記カバーを被せた後、前記カバーに前記操作部を搭載することによって、前記つまみが係合する感度調整用のボリュームと、を備える。
請求項2に記載の課題解決手段は、前記基板の前記ボリュームの反対側に設けられた発光部と、一端である端部が前記基板の前記発光部に対面し、他端が動作を示す表示灯として前記操作部の表面に露出する導光体と、を備える。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の実施の形態における光電スイッチを示す斜視図である。図2は光電スイッチを図1の方向D1から眺めた側面図である。図3は光電スイッチを図1の方向D2から眺めた前面図である。これらの図に示すように、実施の形態の光電スイッチは、光の投受光(やりとり)を行うための投受光部(レンズカバー9に位置する)が前面側に設けられ、ケーブル2が背面と側面との角に接続され、操作部6が別の側面に設けられている。動作については、周知のように、投受光部から光が照射され、外部のリフレクタ(図示せず)で反射される。反射された光は投受光部で受光する。受光した光のレベルと所定の閾値との比較に基づき、光電スイッチとリフレクタ間の物体の有無を検出する。また、閾値をドライバなどの治具で調整つまみ6baを回動して調整することにより、検出感度を調整できる。また、表示灯6haは動作していれば点灯し、表示灯6gaは安定して動作していれば点灯する。
【0009】
次に、実施の形態の光電スイッチの製造工程を説明する。まず、図5を参照して、必要な電子部品(ボリューム1a、受光素子1b、投光素子1cなど)の全てが予め搭載された1枚の略長方形の基板1がある。基板1の一端側には周りをシールドされたボリューム1aが搭載され、基板1の前面側(図では下側)には受光素子1b及び投光素子1cなどが搭載されている。この基板1の他端側にケーブル2を半田付して取り付ける。次に、基板1の他端にカバー3を取り付ける。基板1の他端側の両辺にはそれぞれ切欠1dが設けられており、カバー3の係止部3aが係合することによって、カバー3が基板1の他端に位置決めされて係止される。カバー3のうち、基板1の背面側(図では上側)の上端には半円形の開口部3bが設けられており、開口部3bにケーブル2が載置される。以上、ケーブル2及びカバー3が基板1に取り付けられた構造を電気系ユニット100とする(図6)。
【0010】
次に、図6を参照して、電気系ユニット100をケース4内に挿入する。ケース4には開口部4bが開けられている。開口部4bは背面側の開口部4c及び側面側の開口部4d,4eからなり、背面及び両側面に亙るコの字形である。ケース4には、この両側それぞれの内壁から突設され、ケース4の背面側から前面側への方向へ複数のガイド4aが隔壁4i(内部構造図4参照)まで延設されている。一方、基板1の両辺には複数の切欠1eが切り欠いて形成されおり、ガイド4aの各々に切欠1eの各々が挿入され、基板1はガイド4aに沿ってケース4の内部に案内されて隔壁4iに載置される。以上、電気系ユニット100をケース4に取り付けられた構造を図Cに示す。カバー3はコの字形の開口部4bのうち、一方の開口部4dを覆う。
【0011】
また、ケース4の前面には、図11のように、開口部4fが空けられており、レンズ7、受光用の偏光板8a,投光用の偏光板8b、レンズカバー9の順に予め取り付けられる。レンズ7の正面を図12に示し、側面を図13に示す。レンズ7は略長方形の基台7a上に、受光用のレンズ本体7bと投光用のレンズ本体7cとが方向Yに並べて基台7aと一体に形成されている。レンズ本体7b及びレンズ本体7cの各々は、可能な限り広くして光をより多く集めるため、基台7aの方向Xに隙間無く形成されている。基台7aの方向Yの両端にはそれぞれフランジ7d,7fが設けられ、レンズ本体7bとレンズ本体7cとの間には隙領域7eが設けられている。フランジ7d、隙領域7e及びフランジ7fは、図4のテーパ形状の受光空間4g及び投光空間4hを区画する隔壁4i上に位置する。
【0012】
次に、図7を参照して、ケース4の背面側から開口部4bへ略L字形のカバー5を被せる。略L字形のカバー5は、開口部4bを覆うカバー本体5aと、この一端から直角に取り付けられた搭載台5bとを含む。搭載台5bには、中央側に開口部5cが設けられており、後述する操作部6が搭載される。搭載台5bはカバー本体5aと一体成形されている。カバー本体5aの両側には複数の溝5gが設けられている。カバー本体5aには中央側において、ケース4の内部の基板1への方向へ突設された樹脂バネ5dが形成されている。樹脂バネ5dはカバー本体5aと一体成形されたハの字形である。ケース4の背面側から溝5gの各々にガイド4aの各々を挿入して開口部4bにカバー5を被せることで、カバー本体5aは開口部4cを覆い、搭載台5bは開口部4eに位置する。カバー5を開口部4bへ被せた状態を図8に示し、図8の方向D3から眺めた側面を図9に示す。
【0013】
また、開口部4bにカバー5を被せることで、樹脂バネ5dは基板1を隔壁4iに押しつけて固定する。また、カバー5の搭載台5bとは反対側の他端には、半円形の開口部5eが設けられており、カバー5を開口部4bに被せることで、カバー3の開口部3bとカバー5の開口部5eとで円形の開口が形成され、これらカバー3及びカバー5がケーブル2を挟持する。また、開口部3b及び搭載台5bの各々の半円形の内壁にはそれぞれ、この内壁から突出する凸部3c及び凸部5fが設けられており、ケーブル2がカバー3及びカバー5に挟持された状態で、弾性樹脂のケーブル2の表面に凸部3c及び凸部5fがくい込み、より確実に挟持できる。
【0014】
次に、図8や図9を参照して、操作部6をケース4の開口部4eにはめ込む。カバー5をケース4へ被せたことで、開口部4eにおいて搭載台5bが操作部6の搭載台として形成される。搭載台5bに空けられた開口部5cからはボリューム1aの操作軸1aaの端面が露出している。操作軸1aaの端面には十字形の凹部1abが設けられている。一方、操作部6には、回動自在につまみ6bが取り付けられており、つまみ6bの一方の端部には十字形の凸部6bbが設けられている。操作部6を搭載台5bに搭載することにより、つまみ6bの凸部6bbがボリューム1aの凹部1abに係合する。これによって、操作部本体6aの他方の調整つまみ6baを回動させると、これに連動して操作軸1aaも回動する
【0015】
また、操作部6をケース4の開口部4eにはめ込むときの基板1と操作部6との関係を図14から図16に示す。図14は開口部4eに操作部6を被せる前において、基板1及び操作部6を斜め下方側から眺めた場合を示し、図15は開口部4eに操作部6を被せた後の、基板1及び操作部6を横から眺めた場合を示し、図16は基板1及び操作部6を上方から眺めた場合を示している。これらの図において、基板1のボリューム1aの反対側の表面には、LEDチップなどで構成された発光部1f及び発光部1gが並んで配置されている。操作部6をケース4の開口部4eにはめ込むことで、基板1の裏面側では、つまみ6bの凸部6bbがボリューム1aの凹部1abに係合するとともに、基板1の表面側では導光体6g及び導光体6hの各々の端部の上端面が基板1の発光部1f及び発光部1gの各々に対面する。
【0016】
操作部6について、図17を用いてさらに詳しく説明する。操作部6は操作部本体6aとつまみ6bとリング状の防水用のパッキン6cとの分離した部品からなる。パッキン6cは操作部本体6aの裏面に設けられた凹部6dに収納される。凹部6dの底面には貫通孔6eが設けられ、貫通孔6eにはパッキン6cを介してつまみ6bの調整つまみ6baが挿入される。調整つまみ6baの先端は操作部本体6aの表面側に露出する。また、操作部本体6aの裏面側において、凹部6dの両脇にはコの字形の保持部6fが設けられており、調整つまみ6baを貫通孔6eへ挿入すると、つまみ6bは保持部6fによって操作部本体6aに回動自在に保持される。また、導光体6g及び導光体6hが並んで操作部本体6aに一体形成されており、導光体6g及び導光体6hの各々の一端側は基板1の発光部1f及び発光部1gへ対面し、導光体6g及び導光体6hの各々の他端は、表示灯6ga及び表示灯6haとして操作部本体6aの表面に露出している。
【0017】
以上、図5〜図9に示す工程で組み立てられた構造を図10に示す。この図10に示す筐体の各辺に樹脂を金型形成して、図1に示す光電スイッチが完成する。
【0018】
完成した光電スイッチの受光空間4gにおける前面側から背面側への断面を図18に示す。図18さらに図5に示すように、筐体4、レンズカバー9や操作部6iにはそれぞれ溝4k、溝9a、溝6iが形成されており、これらの溝に樹脂10が充填されることにより、光電スイッチの防水性が向上する。
【0019】
以上のように、ケース4(筐体)には前面にレンズ7が設けられている。基板1の表面には、レンズ7を介して外部との光のやりとりを行う受光素子1bや投光素子1cが配置されている。ケース4の前面側と基板1の表面との間には、ケース4の前面から所定の位置に設置された基板当接部(実施の形態では隔壁4i)が設置されている。この所定の位置とは、例えば受光素子1bや投光素子1cがレンズ7のほぼ焦点に位置するような位置である。筐体の背面側(カバー5)と基板1の裏面との間には、これらの間を押し広げる方向に付勢力が作用する樹脂バネ5dが設けられているので、樹脂バネ5dにより、基板1が基板当接部に押しつけられて固定され、熱カシメなどで取り付ける場合と比較して、基板当接部と基板1表面との間の隙間が無くなり、レンズ7からほぼ焦点の位置に受光素子1bや投光素子1cが精度よく位置するので、組立が容易で光電スイッチの検出精度が低下しない。
【0020】
なお、本発明は図示するものに限らず、例えば、付勢手段は樹脂バネ以外でもよく、ケース5と別に形成されていてもよい。
【0021】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、付勢手段により、基板が基板当接部に押しつけられて固定されるので、基板当接部と基板表面との間の隙間が無くなり、レンズから所定の位置に光学素子が精度よく位置するので、組立が容易で光電スイッチの検出精度が低下しない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態の光電スイッチを示す斜視図である。
【図2】 本発明の実施の形態の光電スイッチを示す側面図である。
【図3】 本発明の実施の形態の光電スイッチを示す前面図である。
【図4】 本発明の実施の形態の光電スイッチを示す内部構造図である。
【図5】 本発明の実施の形態の光電スイッチを示す組立図である。
【図6】 本発明の実施の形態の光電スイッチを示す組立図である。
【図7】 本発明の実施の形態の光電スイッチを示す組立図である。
【図8】 本発明の実施の形態の光電スイッチを示す組立図である。
【図9】 本発明の実施の形態の光電スイッチを示す組立図である。
【図10】 本発明の実施の形態の光電スイッチを示す組立図である。
【図11】 本発明の実施の形態の光電スイッチを示す組立図である。
【図12】 本発明の実施の形態のレンズを示す正面図である。
【図13】 本発明の実施の形態のレンズを示す側面図である。
【図14】 本発明の実施の形態の基板と操作部とを説明するための斜視図である。
【図15】 本発明の実施の形態の基板と操作部とを説明するための図である。
【図16】 本発明の実施の形態の基板と操作部とを説明するための図である。
【図17】 本発明の実施の形態の操作部を示す分解図である。
【図18】 本発明の実施の形態の光電スイッチを示す一部断面図である。
【図19】 従来の光電スイッチを示す断面図である。
【符号の説明】
1 基板、2 ケーブル、3 カバー、4 ケース、5 カバー、6 操作部。
Claims (2)
- 前面にレンズが設けられた筐体と、
前記レンズを介して外部との光のやりとりを行う光学素子が表面に配置され、当該光学素子が前記レンズに対向するように前記筐体内に配置される基板と、
前記筐体の前面側と前記基板の表面との間に設けられ、前記前面から所定の位置に設置された基板当接部と、
前記筐体の背面側と前記基板の裏面との間に設けられ、これらの間を押し広げる方向に付勢力が作用することによって、前記基板を基板当接部に押しつけて固定する付勢手段と、
を備え、
前記筐体は、
前記背面側及び側面側の開口部を有するケースと、
前記開口部を覆うカバーと、
を含んで構成され、
前記付勢手段は前記カバーに設けられたバネであり、
前記カバーの前記側面側の前記開口部を覆う部分には、操作部が搭載され、
前記操作部に回動可能に保持されたつまみと、
前記基板に設けられた感度調整用のボリュームであって、前記ケースの開口部へ前記カバーを被せた後、前記カバーに前記操作部を搭載することによって、前記つまみが係合する感度調整用のボリュームと、
を備えた光電スイッチ。 - 前記基板の前記ボリュームの反対側に設けられた発光部と、
一端である端部が前記基板の前記発光部に対面し、他端が動作を示す表示灯として前記操作部の表面に露出する導光体と、
を備えた請求項1に記載の光電スイッチ。
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