JP4511912B2

JP4511912B2 - センサシステム

Info

Publication number: JP4511912B2
Application number: JP2004351828A
Authority: JP
Inventors: 雅博藤田; 健郎三村
Original assignee: サンクス株式会社
Priority date: 2004-12-03
Filing date: 2004-12-03
Publication date: 2010-07-28
Anticipated expiration: 2024-12-03
Also published as: JP2006164640A

Description

本発明は、センサシステムに関する。

ＦＡ等の技術分野に使用される例えばファイバタイプの光電センサ、超音波センサ、近接センサ等のヘッド分離型センサでは、センサ本体をＤＩＮレールに多数台を横並び状態に装着してセンサシステムを構築することがある。

この種のセンサシステムにおける電力の供給構造として、特許文献１記載の発明が公知である。これは、各センサ本体に接続される親コネクタおよび子コネクタを利用して電源電力を中継しようとするものである。具体的には、親コネクタには信号線に加えて電源線を導入しておき、その電源線に電気的に連ねて給電端子を設けてセンサ本体内の電源供給回路に連なる受電端子に接続されるようにすると共に、その電源線に電気的に連ねて隣接する子コネクタとの間で電気的な導通を確保するための内部導体を配置してある。子コネクタには隣のコネクタに向けて突出する中継端子が設けられると共に、その中継端子はセンサ本体の上記受電端子に接続可能とされると共に、その子コネクタに親コネクタが隣接している場合には、その親コネクタの上記内部導体に接続され、子コネクタが隣接している場合には、その子コネクタの中継端子に接続されるようになっている。したがって、多数台のセンサ本体を横並びに隣接配置し、端部のものに親コネクタを嵌合し、それ以外のものに子コネクタを嵌合すると、各子コネクタの中継端子が相互接続されると共に、端部の子コネクタは親コネクタの内部導体に接続され、結局、親コネクタに導入されている一対の電源線から親コネクタ及び全ての子コネクタに電源電力の供給が可能になる。
特許第３２６６１９８号

この種のセンサシステムは、先にも述べたように一般にＤＩＮレール等の保持部材に装着して多数台が隣接配置されるようになっている。このため、従来のセンサシステムでは、保持部材にセンサ本体の装着作業と電源線が接続されているコネクタの装着作業との双方を行わねばならず、システム構築の作業が面倒であるという問題があった（課題１）。
また、従来のセンサシステムでは、コネクタに設けた端子相互の機械的な接触を介して電力を伝達して行くから、例えば端子の汚れや曲がり等に起因した接触不良や、センサ本体相互の設置位置のばらつき等に起因する接触不良によって、電源電力の中継が途中で中断してしまうことがあり、電力中継において不安定性を内包するものであった（課題２）。
本発明は上記の各課題に鑑みてなされたもので、センサ本体を保持部材に装着することで複数台を隣接配置するものにおいて、そのシステム構築の作業を簡易にすることを第１の目的とする。
そして、本発明は、複数のセンサ本体を隣接して配置して使用する際に、各センサ本体への電力供給を安定して行うことができるセンサシステムを提供することを第２の目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、保持部材に装着することで互いに隣接して配置される複数のセンサ本体を含んだセンサシステムであって、前記センサ本体には、外部電源から内部のセンサ回路に電力を供給するための受電用端子が前記保持部材への装着方向に向けて突出するように設けられ、前記保持部材には、前記センサ本体の配列方向に沿って延びると共に全長に亘って連続する形状であり、かつ、複数の前記センサ本体の前記保持部材への装着に伴って各々の前記受電用端子が嵌合して電気的な接続状態となる電源端子を有する電源コネクタが設けられているところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記電源コネクタは、コネクタハウジングに前記電源端子を埋め込むように一体化して構成されると共に、前記センサ本体の配置ピッチと同等のピッチで前記電源コネクタを分断するための分断補助溝が間欠的に形成されているところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載のものにおいて、前記電源コネクタは、前記保持部材の端部に装着されるエンドユニットと一体に設けられ、そのエンドユニットに前記外部電源からの電源線が引き込まれて前記電源端子に接続されているところに特徴を有する。

請求項４の発明は、互いに隣接して配置される複数のセンサ本体と、それらのセンサ本体のコネクタ嵌合部に対して着脱自在に嵌合可能なコネクタとを含んだセンサシステムであって、前記センサ本体の前記コネクタ嵌合部には、外部電源から内部のセンサ回路に電力を供給するための電力供給回路に電気的に連なる受電用端子が設けられ、前記コネクタは、前記外部電源からの電源線が接続された親コネクタと、電源線が接続されていない子コネクタとからなり、前記親コネクタには、前記電源線に接続されてその親コネクタが接続されたセンサ本体の受電用端子に接続可能な電源端子と、前記電源線から電力の供給を受けて交番磁界を生成する送電用誘導コイルとが設けられ、前記子コネクタには、前記親コネクタの前記送電用誘導コイルが生成する交番磁界によって起電力を発生する受電用誘導コイルと、その子コネクタが接続されているセンサ本体の前記受電用端子に接続可能であって前記受電用誘導コイルに発生した起電力に基づく電流をその受電用端子を通じて前記電力供給回路に供給する給電端子と、前記受電用誘導コイルから電力の供給を受けて交番磁界を生成する中継送電用誘導コイルとが設けられているところに特徴を有する。

請求項５の発明は、互いに隣接して配置される複数のセンサ本体と、このセンサ本体の側方に配置されるエンドユニットと、前記各センサ本体のコネクタ嵌合部に対して着脱自在に嵌合可能なコネクタとを含んだセンサシステムであって、前記センサ本体の前記コネクタ嵌合部には、外部電源から内部のセンサ回路に電力を供給するための電力供給回路に電気的に連なる受電用端子が設けられ、前記エンドユニットのうち前記コネクタに対向する部分には前記外部電源から電力の供給を受けて交番磁界を生成する送電用誘導コイルが設けられ、前記コネクタには、前記エンドユニットの送電用誘導コイルが生成する交番磁界によって起電力を発生する受電用誘導コイルと、そのコネクタが接続されているセンサ本体の前記受電用端子に接続可能であって前記受電用誘導コイルに発生した起電力に基づく電流をその受電用端子を通じて前記センサ本体の電力供給回路に供給する給電用端子と、前記受電用誘導コイルから電力の供給を受けて交番磁界を生成する中継送電用誘導コイルとが設けられ、ているところに特徴を有する。

＜請求項１の発明＞
センサシステムを構築するには、各センサ本体を保持部材に装着する。このとき、保持部材には電源コネクタが装備されており、かつ、センサ本体には受電用端子が保持部材の装着方向に向けて突出するように設けられているから、各センサ本体の装着に伴い受電用端子が電源コネクタの電源端子に自然と嵌合して電気的な接続状態となる。このため、各センサ本体を保持部材に装着するという本来的に必要な作業を行うことで、自ずと電源供給のための接続がなされ、それ専用の作業を行う必要がなく、システム構築作業の簡素化を図ることができる。これにより課題１が解決可能となる。

＜請求項２の発明＞
この種の電源コネクタを設けた構成では、センサ本体を保持部材に装着する台数に応じて電源コネクタの必要な長さ寸法が相違するという事情があるが、この発明によれば、必要な長さに応じて分断補助溝によって電源コネクタを切断することができて必要最小限の長さの電源コネクタとすることができる。

＜請求項３の発明＞
保持部材の端部に設けられるエンドユニットに電源コネクタが一体化されているから、エンドユニットと電源コネクタとを部品として一体に取り扱うことができ、部品の管理等の面で有利になる。

＜請求項４の発明＞
各センサ本体並びにコネクタを隣接して配置すると、送電用誘導コイルが隣のセンサ本体の受電用誘導コイルに近接配置される。すると、親コネクタの電源端子はセンサ本体の受電用端子に接続されるから、その受電用端子を介してセンサ回路に電源電力が供給される。また、電源線からの電力供給を受けて送電用誘導コイルによって交番磁界が生成されるから、非接触であっても、隣のコネクタの受電用誘導コイルには起電力が発生する。その起電力に基づきそのコネクタが接続されているセンサ本体のセンサ回路には、コネクタの給電端子およびセンサ本体の受電用端子を介して電源電力が供給され、これと同時にそのコネクタの中継送電用誘導コイルに交番磁界が生成される。この結果、さらにその隣のセンサ本体に接続されているコネクタに設けられた受電用誘導コイルに起電力が発生し、上述と同様にしてセンサ本体及び中継送電用誘導コイルに電力が供給され、結局、非接触で電源電力が順次次段のセンサ本体に次々と供給される。
この発明では、コネクタの端子の機械的な接触に基づく電力の中継ではなく、交番磁界を介した非接触の電力中継が行われるから、端子の汚れや損傷が問題になることがなく、また、多少の位置ずれがあっても不具合が生じないから、電力の安定供給が可能になる。これにより課題２が解決可能となる。

＜請求項５の発明＞
コネクタを共用化することができるから、部品の管理等の面で有利となる。

＜実施形態１＞
次に、本発明の実施形態１（請求項１〜３に相当）を図１ないし図５によって説明する。本実施形態はセンサシステム２０をファイバセンサに適用したものであり、以下の説明において、センサ本体７０の前後方向についてはファイバＦが接続される側（図１における左奥側）を前側とし、信号線Ｃ３が接続される側（図１における右手前側）を後側とする。また、左右方向とはレールＳの全長方向を示すものとする。

本実施形態のセンサシステム２０は図１、図２に示すように、断面略コ字状をなすレール（本発明の保持部材に相当する）Ｓと、同レールＳの長手方向に沿って隣接配置される複数個のセンサ本体７０と、電源線Ｃ１、Ｃ２を通じて外部電源に接続される電源コネクタ３０と、隣接配置されたセンサ本体７０の全体を左右両側から挟みこんで保持する一対の挟持ブロック５１、５５からなるエンドユニット５０とを主体として構成されている。

電源コネクタ３０を構成するハウジング３１は合成樹脂製であって、レールＳの長さ方向に沿って延びる横長なブロック状をなす。そして、このハウジング３１とレールＳとの間にはロック機構（図示せず）が設けられており、所要のロック動作を行うと同ハウジング３１がレールＳの前側の起立壁に前面を突き当てた状態で保持されるようになっている。

ハウジング３１には、同ハウジング３１の長手方向に沿って延びる高圧用電源端子３３Ａ並び低圧用電源端子３３Ｂ（図２参照）が前後に並んだ状態で内部に埋め込まれるようにして一体的に形成されている。両電源端子３３Ａ、３３Ｂは導電性の金属板材よりなるとともに、センサ本体７０の配置ピッチと同ピッチで形成されるジョイント部３４の下端同士を連結してなる。そのため、電源端子３３Ａ、３３Ｂは電源コネクタ３０の長手方向に延びる導電路を形成し、この導電路を通じて、各ジョイント部３４から対応する各センサ本体７０に向けて後述する電源線Ｃ１、Ｃ２を通じて供給される電源電圧を分配することが出来るようになっている。尚、両電源端子３３Ａ、３３Ｂは同一形状であるため、図２においてはその一方側のみを示してある。

そして、ハウジング３１の上面であって、内部に埋め込まれた電源端子３３Ａ、３３Ｂと対応する位置には、各電源端子３３Ａ、３３Ｂに連通する端子挿通孔３５Ａ、３５Ｂが電源端子３３Ａ、３３Ｂと同様に前後２段形成されている。この端子挿通孔３５Ａ、３５Ｂはハウジング３１の全長に亘って形成されるとともに、そこには後述する各センサ本体７０にそれぞれ設けられる高圧側受電用端子７６Ａ、低圧側受電用端子７６Ｂが図示上方から挿通可能とされている。

また、このハウジング３１の左右両側にはセンサ本体７０の全長方向に沿って延びる合成樹脂製の挟持ブロック５１、５５がそれぞれ配置されるが、ハウジング３１はこのうちの一方側（図２おける左手前側）の挟持ブロック５１に対して一体的に成形される。

そして、この挟持ブロック５１の後面５１Ａには外部電源に連なる電源線Ｃ１、Ｃ２が接続されている。これら各電源線Ｃ１、Ｃ２は挟持ブロック５１内を経由して、その先端が電源コネクタ３０のハウジング３１内に差し込まれており、電源線Ｃ１、Ｃ２のうち高圧Ｖ[Ｖ]が送電される電源線Ｃ１がハウジング３１内の高圧用電源端子３３Ａに接続され、低圧０[Ｖ]が送電される電源線Ｃ２が低圧用電源端子３３Ｂにそれぞれ接続されている。

一方、挟持ブロック５１の相手側となる挟持ブロック５５の下部は中央部分が凹凸状に切り欠かれている。この部分は挟持ブロック５５を組み付ける際に電源コネクタ３０並びにレールＳとの干渉を回避するための逃がし部５６であり、位置合わせした状態から挟持ブロック５５を他方側の挟持ブロック５１に近づけてゆくと、逃がし部５６内に電源コネクタ３０並びにレールＳが若干のクリアランスをもって挿通させるようになっている。

次に、センサ本体７０について説明する。
センサ本体７０は幅方向（並び方向）に薄幅の略直方体状をなすとともに、前面７１には一対の光ファイバＦが各基端部をセンサ本体７０内に収容される投光及び受光の両素子７８Ａ,７８Ｂにそれぞれ突き合わせた状態で差し込まれており、これにより投光素子７８Ａからの光が一方の光ファイバＦ内を伝わって検出対象物等に照射され、その反射光が他方の光ファイバＦを通って受光素子７８Ｂにて受光されるようになっている。そして、このセンサ本体７０は各段で共通使用されている。

ここで、センサ本体７０の電気的構成について図３を参照して簡単に説明すると、センサ本体７０の内部には図示しない回路基板が収容されており、この回路基板にはタイミング発生回路８１、同タイミング発生回路８１で生成された所定のタイミングで投光素子７８Ａを駆動させる駆動回路８２、受光素子７８Ｂの出力信号を増幅させる増幅回路８３、増幅された信号を所定の閾値と比較するコンパレータ８４、受光素子７８Ｂによる検出結果を出力する出力回路８５並びに、これら各回路に電力を分配する電力供給回路８６が設けられている。

そして、センサ本体７０の後面（光ファイバＦの導出面と反対側）７２の下部には、信号線Ｃ３が接続されている。この信号線Ｃ３はセンサ本体７０の出力回路８５に接続され、同出力回路８５、信号線Ｃ３を通じて検出信号が外部に送信されるようになっている。

センサ本体７０の底面における中央部には、同センサ本体７０の並び方向に関する全幅に亘って、レール嵌合部７５が凹設されている。レール嵌合部７５の前後の壁面からは互いに対向する向きに一対の係止爪７５Ａ,７５Ｂが設けられており、これがレールＳの上縁部において外向きに設けられた鍔部Ｓ１に係合可能とされている。

そして、このレール嵌合部７５における前側寄りの位置であって、電源コネクタ３０の端子挿通孔３５Ａ、３５Ｂと対向する位置には前後に並ぶ一対の受電用端子７６Ａ、７６Ｂが下向き（レールＳに対するセンサ本体７０の装着方向に沿う向き）に突設されている。これら受電用端子７６Ａ、７６Ｂは端子挿通孔３５Ａ、３５Ｂに対して進入可能な板状をなすとともに、図２における前面７１寄りの端子が高圧側受電用端子７６Ａとされ、後面７２寄りの端子は低圧側受電用端子７６Ｂとされている。そして、これら各受電用端子７６Ａ、７６Ｂはそれぞれ先に説明した電力供給回路８６に対して接続されている。

以上のことから、センサ本体７０をレールＳの全長方向と交差する向きにセットし、その状態からレールＳに対して図示上方から下向きに押し込んでゆくと、センサ本体７０の高圧側受電用端子７６Ａが端子挿通孔３５Ａ内に進入し、低圧側受電用端子７６Ｂが端子挿通孔３５Ｂ内にそれぞれ進入するとともに、係止爪７５Ａ,７５ＢがレールＳに設けられる鍔部Ｓ１に対して弾性的に係止される。

この係止状態においては、端子挿通孔３５Ａに進入した高圧側受電用端子７６Ａが電源コネクタ３０の高圧用電源端子３３Ａに当接することで両端子が電気的に接続され、端子挿通孔３５Ｂに進入した低圧側受電用端子７６Ｂが電源コネクタ３０の低圧用電源端子３３Ｂに当接することで両端子が電気的に接続される。そのため、各センサ本体７０の電力供給回路８６に電源線Ｃ１、Ｃ２、電源端子３３Ａ、３３Ｂ、受電用端子７６Ａ、７６Ｂの経路で電源電圧が供給される。

さて、センサ本体７０を併設させる台数は使用状況によって増減される。一方、製造時においては、センサ本体７０の台数が当初の見込みより増加した場合にも、対応が可能なように電源コネクタ３０の全長は長めに設定される。しかし、この場合に、実際に装着されるセンサ本体７０の台数が見込より少ないと、電源コネクタ３０のうちセンサ本体７０が装着されない部分がセンサ本体７０、ひいてはエンドユニット５０の側方に突出してしまう。

そこで、本実施形態においてはハウジング３１に分断補助溝３７を設けて、センサ本体７０の設置台数に応じてその全長を変えられるように、言い換えると、不必要な部分を切り離すことが出来るようにしている。図２に示すように、分断補助溝３７はハウジング３１の上・下の両面においてセンサ本体７０の前後方向（長さ方向）に沿って真っ直ぐに、ハウジング３１の全幅にわたって延びるＶ字溝よりなる。

この分断補助溝３７を構成する上下の両溝３７Ａ、３７Ｂは対向して位置するとともに、センサ本体７０の並び方向に関してセンサ本体７０の配置ピッチと同ピッチでしかも、各溝３７Ａ、３７Ｂがセンサ本体７０の左右の側面７３、７４とほぼ対応する位置に設けられている。
以上のことから、たとえば、図４に示すように、同図における左半分が使用され、右半分が使用されない場合であれば、中央の分断補助溝３７によっ電源コネクタ３０を必要部分３１Ａと、不必要な部分３１Ｂとに切り離すことが出来る。

次に、本実施形態の効果について説明する。
センサシステム２０を組み付けるには、まず、レールＳに対して電源コネクタ３０を予めセットしておく。そして、一段目のセンサ本体７０を図２に示すように電源コネクタ３０と直交する向きとし、更に高圧側受電用端子７６Ａと端子挿通孔３５Ａ、並びに低圧側受電用端子７６Ｂと端子挿通孔３５Ｂとがそれぞれ向かい合うように位置合わせする。その後、センサ本体７０を下向きに押しでゆくと、センサ本体７０の高圧側受電用端子７６Ａが端子挿通孔３５Ａ内に進入し、低圧側受電用端子７６Ｂが端子挿通孔３５Ｂ内にそれぞれ進入するとともに、係止爪７５Ａ,７５ＢがレールＳに設けられる鍔部Ｓ１に対して弾性的に係止される。これにより、一段目のセンサ本体７０の組み付けが完了する。

続いて、二段目、三段目のセンサ本体７０を一段目のセンサ本体７０と同じ要領でレールＳに対して、係止させてゆく。そして、最終段のセンサ本体７０の取り付けが完了したら、今度は図２における右奥側から挟持ブロック５５を電源コネクタ３０に近づけてゆき、挟持ブロック５５の逃がし部５６内に電源コネクタ３０並びにレールＳの右端部を挿通させる。一旦、逃がし部５６にレールＳが挿通されれば、あとは、挟持ブロック５５を相手側の挟持ブロック５１側に押し込んでやれば、挟持ブロック５５はレールＳに案内されて、最終段のセンサ本体７０に向かって移動する。

そして、挟持ブロック５５が最終段のセンサ本体７０の右側面に突き当たったら、その状態から所要のロック動作を行うことで、レールＳに挟持ブロック５５が固定される。かくして、併設される複数個のセンサ本体７０がエンドユニット５０によって挟み込まれた状態に保持される。

そして、この取り付け状態においては電源線Ｃ１、Ｃ２、電源端子３３Ａ、３３Ｂ、受電用端子７６Ａ、７６Ｂの経路で各センサ本体７０の電力供給回路８６に対して電力が供給されるから、これによりセンサ本体７０内部の各回路に対しても電力の供給がなされる。

このように、本実施形態によれば、レールＳには電源コネクタ３０が端子挿通孔３５Ａ、３５Ｂを上に向けた状態で固定されており、かつ、センサ本体７０には受電用端子７６Ａ、７６Ｂが下向き（レールＳに対するセンサＳの装着方向に向けて）に突出するように設けられている。そのため、各センサ本体７０の装着に伴い受電用端子７６Ａ、７６Ｂが電源コネクタ３０の電源端子３３Ａ、３３Ｂに自然と嵌合して電気的な接続状態となる。

このため、各センサ本体７０をレールＳに装着するという本来的に必要な作業を行うことで、自ずと電源供給のための接続がなされ、それ専用の作業を行う必要がなく、システム構築作業の簡素化を図ることができる。また、レールＳの端部に設けられるエンドユニット５０を構成する挟持ブロック５１にハウジング３１が一体化されているから、エンドユニット５０と電源コネクタ３０とを部品として一体に取り扱うことができ、部品の管理等の面で有利になる。

また、例えば、センサ本体７０の設置台数が少なく、そのままの状態で電源コネクタ３０を使用すると、電源コネクタ３０がエンドユニット５０の側方に飛び出してしまう場合には、必要な部分と不必要な部分の境に位置する切断補助溝３７を中心として電源コネクタ３０を折り曲げてやれば、分断補助溝３７が誘いになって、電源コネクタ３０を２つに切り離すことが出来る。
これにより、電源コネクタ３０を必要最小限の長さとすることが出来るから、係る場合であっても、電源コネクタ３０の端部がエンドユニット５０から外方に極端に突出することがない（図５参照）。このような構成であれば、センサシステム２０の配置スペースが限られた使用状況下であっても、周囲の構造躯体等との干渉なくセンサシステム２０を配置することが可能となる。

＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２（請求項４に相当）を図６ないし図９によって説明する。
本実施形態はセンサシステム１００をファイバセンサに適用したものであり、以下の説明において、ファイバＦが接続される側（図６における左奥側）を前方、コネクタが嵌合される側（図６における右手前側）を後方とする。

本実施形態のセンサシステム１００は、図６に示すように、断面略コ字状をなすレールＬと、同レールＬの長手方向に沿って隣接配置される複数（例えば、３個）のセンサ本体１１０と、各センサ本体１１０に対して脱着可能に装着されるコネクタ１３０（１３０Ａ〜１３０Ｃ）とを主体として構成される。

そして、コネクタには電源線Ｃ１、Ｃ２並びに信号線Ｃ３の双方が接続される親コネクタ１３０Ａ（図６における左端のコネクタ）と、信号線Ｃ３のみが接続される子コネクタ１３０Ｂ、１３０Ｃとが設けられており、親コネクタ１３０Ａは電源線Ｃ１、Ｃ２を通じて外部電源に直接繋がれるのに対し、子コネクタ１３０Ｂは親コネクタ１３０Ａから電源用の電圧が中継され、子コネクタ１３０Ｃは子コネクタ１３０Ｂから電源用の電圧が中継されるようになっている。

次に、センサ本体並びコネクタの構成について説明する。
センサ本体１１０Ａ〜１１０Ｃの構成は全て同じであり、またコネクタ１３０Ａ〜１３０Ｃの構造に関しても、電圧中継部分の構成を除いてその他の構成（コネクタの外形形状、嵌合部分の形状、端子の数等）は親側と子側とで共通であるため、親コネクタ１３０Ａ並びに、親コネクタ１３０Ａが接続されるセンサ本体１１０Ａを例にとって説明し、子側のコネクタ１１０Ｂ、１１０Ｃの構成については説明を省略するものとする。

センサ本体１１０Ａは幅方向（並び方向）に薄幅の略直方体状をなすとともに、底面には、長手方向の両端に一対の底面突部１１５,１１５が設けられている。それら底面突部１１５,１１５からは互いに対向する向きに一対の係止爪１１６Ａ,１１６Ｂが設けられており、これがレールＬの上縁部に設けられた鍔部Ｌ１に係合可能とされている。これら一対の係止爪１１６Ａ,１１６Ｂのうち、後方側の係止爪１１６Ｂは前後方向に移動可能となっており、同係止爪１１６Ｂを後方に移動させることで、係止爪１１６とレールＬとの係止を解くことが出来るようになっている。

図７に示すように、センサ本体１１０Ａの前面には一対の光ファイバＦが各基端部をセンサ本体１１０内に収容される投光及び受光の両素子１１１,１１２にそれぞれ突き合わせた状態で差し込まれており、これにより投光素子１１１からの光が一方の光ファイバＦ内を伝わって検出対象物等に照射され、その反射光が他方の光ファイバＦを通って受光素子１１２にて受光されるようになっている。

一方、センサ本体１１０Ａの後面（光ファイバＦの導出面と反対側）の下部には、後方に開放するコネクタ嵌合部１２０が幅方向の全体に亘って凹設されており、このコネクタ嵌合部１２０の奥壁からは上下３本の端子１２１〜１２３が突出されている。

このうちの上段の端子は高圧側の電圧（Ｖ[Ｖ]）を受電する高圧側受電用端子１２１とされ、中段の端子はセンサ本体１１０内部の出力回路１５５からの信号を外部に送信するための送信用端子１２２とされ、下段の端子は低圧側の電圧（例えば、０[Ｖ]）を受電する低圧側受電用端子１２３とされている。

次に、親コネクタ１３０Ａの構成について説明すると、親コネクタ１３０Ａは電源線Ｃ１、Ｃ２並びに信号線Ｃ３が接続されるコネクタ本体部１３１とセンサ本体１１０Ａのコネクタ嵌合部１２０に嵌合される連結部１３２を前後に連結してなる。

コネクタ本体部１３１内にはキャビティ（図示せず）が上下３段設けられ、その内部には雌端子金具（図示せず）がそれぞれ収容されており、これら各雌端子金具に対して電源線Ｃ１、Ｃ２並びに信号線Ｃ３の端部が接続されている。連結部１３２の嵌合面（前面）であって、センサ本体１１０の各端子１２１〜１２３との対向位置には各キャビティに連なる端子挿通孔（図示せず）がそれぞれ設けられている。尚、この親コネクタ１３０Ａに設けられる雌端子金具が本発明における電源端子に相当し、各子コネクタ１３０Ｂ、１３０Ｃに設けられる雌端子金具が本発明の給電端子に相当する。

また、連結部１３２の上面にはコネクタ嵌合部１２０の上面壁に設けられるロック受け部１２０Ａに対して係止可能なロックアーム１３９が設けられている。そのため、親コネクタ１３０Ａの連結部１３２をコネクタ嵌合部１２０に対して嵌め合わせると、ロックアーム１３９がコネクタ嵌合部１２０のロック受け部１２０Ａに対して係止することで、親コネクタ１３０Ａはセンサ本体１１０Ａに対して抜け止め状態に保持されるようになっている。

そして、この係止状態においては、センサ本体１１０Ａ側の各端子１２１〜１２３は端子挿通孔を通じて親コネクタ１３０Ａ内のキャビティに進入して対応する雌端子金具に接続される。これにより、電源線Ｃ１に接続された雌端子金具と高圧側受電用端子１２１とが電気的に接続され、電源線Ｃ２に接続された雌端子金具と低圧側受電用端子１２３とが電気的に接続され、信号用線Ｃ３に接続された雌端子金具と送信用端子１２２とが電気的に接続される。

また、このときに、ロックアーム１３９の自由端はコネクタ嵌合部１２０より後方に突出した状態にあるため、その状態からロックアーム１３９を下方に押圧操作してやれば、ロックアーム１３９がロック解除方向に弾性変位することでセンサ本体１１０Ａとの係止を解くことが出来る。

次に、センサシステム１００の電気的構成について説明する。
図９に示すように各センサ本体１１０Ａ〜１１０Ｃの内部には、回路基板（図示しない）が収容されており、この回路基板にはタイミング発生回路１５１、同タイミング発生回路１５１で生成された所定のタイミングで投光素子１１１を駆動させる駆動回路１５２、受光素子１１２の出力信号を増幅させる増幅回路１５３、増幅された信号を所定の閾値と比較するコンパレータ１５４、受光素子１１２による検出結果を出力する出力回路１５５並びに、電力供給回路１５６が設けられている。

そして、センサ本体１１０Ａに対して親コネクタ１３０Ａが接続されると、電源線Ｃ１、Ｃ２がそれぞれセンサ本体１１０Ａの高圧側受電用端子１２１、低圧側受電用端子１２３に電気的に接続されるため、電源線Ｃ１、Ｃ２を通じて外部電源から電力供給回路１５６Ａに電力が供給される。これにより、電力供給回路１５６Ａから各回路１５２〜１５５に対して電力が分配されることで、投光素子１１１並びに受光素子１１２による投受光がなされ、出力回路１５５から検出結果に応じた出力信号が送信用端子１２２及び受信用端子を介して外部に送られる。

一方、先に述べたように子コネクタ１３０Ｂは電源線Ｃ１、Ｃ２を備えていないため、親コネクタ１３０Ａ側から電源用の電圧が中継されるようになっている。以下、その中継方法について説明する。

図９に示すように、親コネクタ１３０Ａ内における電源線Ｃ１、Ｃ２と電源供給回路１５６Ａとを接続する導電路は途中で分岐されており、同分岐路１７１Ａに所定周期でスイッチング動作を行うスイッチング回路１６３Ａを介して一次側コイル（本発明の送電用誘導コイルに相当する）１６１Ａが接続されている。この一次側コイル１６１Ａは親コネクタ１３０Ａの内部のうち、子コネクタ１３０Ｂと対向する側に配置されている。

一方、子コネクタ１３０Ｂの内部であって親コネクタ１３０Ａと対向する側に二次側コイル（本発明の受電用誘導コイルに相当する）１６５Ｂが配置されるとともに、これとは反対側の子コネクタ１３０Ｃと対向する側に一次側コイル（本発明の中継送電用誘導コイル）１６１Ｂが配置されている。この親コネクタ１３０Ａ側に設けられる二次側コイル１６５Ｂと子コネクタ１３０Ｃ側に設けられる一次側コイル１６１Ｂとは閉ループを形成するとともに、二次側コイル１６５Ｂ側には整流回路１６７Ｂが設けられている。一方、一次側コイル１６１Ｂ側にはスイッチング回路１６３Ｂが設けられるとともに、整流回路１６７Ｂとスイッチング回路１６３Ｂとの間には分岐路１７１Ｂが設けられており、これが電力供給回路１５６Ｂに接続されている。

そして、両コネクタ１３０Ａ、１３０Ｂを横並びの状態にセットすると、親コネクタ１３０Ａの一次側コイル１６１Ａと、子コネクタ１３０Ｂの二次側コイル１６５Ｂとが向かい合った状態となってトランスを形成するようになっている。

これにより、外部電源からの直流電圧はスイッチング回路１６３Ａによって所定周波数のパルス電圧に変えられた後、一次側コイル１６１Ａに印加されるため、同一次側コイル１６１Ａには交番磁界が発生する。すると、一次側コイル１６１Ａによって発生した交番磁界が子コネクタ１３０Ｂの二次側コイル１６５Ｂに鎖交することで二次側コイル１６５Ｂには誘導起電力が生ずる。そして、この誘導起電力がセンサ本体１１０Ｂに対して電力を供給するための電圧源となる。

二次側コイル１６５Ｂに生ずる誘導起電力は、一次側コイル１６１Ａに入力されるパルス電圧と同様に電圧の大きさが周期的に変動するものであるが、整流回路１６７Ｂを通じてこれが直流電圧に変換される。そして、分岐路１７１Ｂを経てセンサ本体１１０Ｂの電力供給回路１５６Ｂに電力が供給される。

また、これと同時に閉ループ内、すなわち子コネクタ１３０Ｂの一次側コイル１６１Ｂには電流が流れるから、同一次側コイル１６１Ｂには交番磁界が生ずる。この交番磁界が次に述べる子コネクタ１３０Ｃの二次側コイル１６５Ｃに鎖交することで、同二次側コイル１６５Ｃに誘導起電力（センサ本体１１０Ｃに対して電力を供給するための電圧源）が生ずることとなる。

子コネクタ１３０Ｃは子コネクタ１３０Ｂと同様に、子コネクタ１３０Ｂと対向する側（図９における上側）に二次側コイル１６５Ｃ並びに整流回路１６７Ｃが設けられ、これとは反対側に一次側コイル１６１Ｃ並びにスイッチング回路１６３Ｃがそれぞれ設けられている。そして、二次側コイル１６５Ｃと一次側コイル１６１Ｃとの間には、電力供給回路１５６Ｃに連なる分岐路１７１Ｃが設けられている。

子コネクタ１３０Ｂと子コネクタ１３０Ｃを横並びの状態に配置すると子コネクタ１３０Ｂの一次側コイル１６１Ｂと、子コネクタ１３０Ｃの二次側コイル１６５Ｃとが対向して位置することでトランスを構成する。以上のことから、親コネクタ１３０Ａから子コネクタ１３０Ｂに対して電源用の電圧が中継されるのと同じ要領、すなわち一次側コイル１６１Ｂに生ずる交番磁界が二次側コイル１６５Ｃに鎖交することで、同二次側コイル１６５Ｃに誘導起電力が生ずる。そして、この誘導起電力が電圧源となって、センサ本体１１０Ｃの電力供給回路に電力が供給される。
尚、子コネクタ１３０Ｂ、１３０Ｃの分岐回路１７１Ｂ、１７１Ｃは子コネクタ１３０Ｂ、１３０Ｃ内に設けられる雌端子金具並びに、センサ本体１１０Ｂ、１１０Ｃに設けられる高圧側受電用端子１２１、低圧側受電用端子１２３によって構成されている。

次に．本実施形態の効果について説明する。
センサシステム１００を組み付けるには、例えば、先に、各センサ本体１１０Ａ〜１１０ＣをレールＬに組み付けた後、各センサ本体１１０Ａ〜１１０Ｃに対してコネクタ１３０Ａ〜１３０Ｃの組み付けを行う。すなわち、左端のセンサ本体１１０Ａに親コネクタ１３０Ａを装着し、センサ本体１１０Ｂに対して子コネクタ１３０Ｂを装着し、センサ本体１１０Ｃに対して子コネクタ１３０Ｃを装着する。

このようにして、コネクタを含むセンサ本体１１０Ａ〜１１０Ｃが横並びに状態にセットされると、親ネクタ１３０Ａの一次側コイル１６１Ａと子コネクタ１３０Ｂの２次側コイル１６５Ｂとが対向してトランスを構成し、子コネクタ１３０Ｂの一次側コイル１６１Ｂと子コネクタ１３０Ｃの二次側コイル１６５Ｃとが対向してトランスを構成する。

外部電源に電源線Ｃ１、Ｃ２が接続されると、センサ本体１１０Ａにあっては、親コネクタ１３０Ａに設けられる各雌端子金具がそれぞれ高圧側受電用端子１２１、低圧側受電用端子１２３に電気的に接続されるからセンサ本体１１０Ａの電力供給回路１５６Ａに電源線Ｃ１、Ｃ２、親コネクタ１３０Ａの経路を経て電力が供給される。

そして、センサ本体１１０Ａの電力供給回路１５６Ａに電力が供給されるのと同時に、分岐路１７１Ａ、スイッチング回路１６３Ａを経て親コネクタ１３０Ａの一次側コイル１６１Ａには所定周波数のパルス電圧が印加されるため、同一次側コイル１６１Ａに交番磁界が生成されるから、非接触であっても、子コネクタ１３０Ｂの二次側コイル１６５Ｂには誘導起電力が発生する。そして、発生した誘導起電力は整流回路１６７Ｂによって直流電圧に変換され、これに基づいて、分岐路１７１Ｂを通じて電力供給回路１５６Ｂに電力が供給される。

一方、子コネクタ１３０Ｂ内の一次側コイル１６１Ｂと二次側コイル１６５Ｂは閉じたループを形成しているから、センサ本体１１０Ｂの電圧供給回路１５６Ｂに電力の供給がなされるのと同時に、子コネクタ１３０Ｂの一次側コイル１６１Ｂに電流が流れて、これにより同一次側コイル１６１Ｂには交番磁界が生ずる。この結果、さらに、コネクタ１３０Ｃの二次側コイル１６５Ｃに起電力が発生するから、上述と同様にして分岐路１７１Ｃを通じてセンサ本体１１０Ｃの電力供給回路１５６Ｃに電力が供給される。

このように、隣接するコネクタが非接触であっても、電源用の電圧が上流側から下流側（図９における上側から下側）へと次々に供給される。この発明では、隣接するコネクタの端子同士を機械的に接触させることで電源用の電圧を中継させるのではなく、交番磁界を介した非接触形式で電圧中継が行われるから、端子の汚れや損傷が問題になることがなく、また、多少の位置ずれがあっても不具合が生じないから、電力の安定供給が可能になる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の実施形態３（請求項５に相当）について図１０を参照して説明する。実施形態２では、親コネクタ１３０Ａに電源線Ｃ１，Ｃ２が接続されており電源線Ｃ１、Ｃ２、親コネクタ１３０Ａの経路でセンサ本体１１０Ａに電力が供給される構成としたが、実施形態３のセンサシステム２００はセンサ本体１１０が隣接されたセンサ群を側方から挟み込んで保持可能な一対の挟持ブロック２００Ａ、２００Ｂからなるエンドユニットを設け、このうちの一方側の挟持ブロック２００Ａに対して電源線Ｃ１、Ｃ２を接続することで、コネクタ（実施形態緒２の親コネクタに相当するもの）１３０Ａ１に対して電源線Ｃ１、Ｃ２を接続することなく、挟持ブロック２００Ａ側から電源用の電圧を中継させることとしている。

両挟持ブロック２００Ａ、２００Ｂは、コネクタ１３０を含むセンサ本体１１０の外形とほぼ同じ外形とされるとともに、同図における上側に位置する挟持ブロック２００Ａに電源線Ｃ１，Ｃ２が引き込まれており、更に、これら電線線Ｃ１、Ｃ２にはスイッチング回路２１３Ａを介して一次側コイル（本発明の送電用誘導コイルに相当）２１１Ａが接続されている。

一方、コネクタ１３０Ａ１は実施形態２における子コネクタ１３０Ｂの構成と同じ構成とされ、同図における上側（挟持ブロック２００Ａと対向する側）には二次側コイル（本発明の受電用誘導コイルに相当）１６５Ａ並びに整流回路１６７Ａが設けられ、これとは反対側に一次側コイル（本発明の中継送電用誘導コイルに相当する）１６１Ａ並びにスイッチング回路１６３Ａが設けられている。

そのため、センサ群の端部にエンドユニット（挟持ブロック２００Ａ、２００Ｂ）を取り付けると、センサ群がエンドユニットによって挟まれた状態に保持されるとともに、挟持ブロック２００Ａの一次側コイル２１１Ａとコネクタ１３０Ａ１の二次側コイル１６５Ａが対向して位置してトランスを構成する。そのため、実施形態２で説明した親コネクタ１３０Ａから子コネクタ１３０Ｂへの電圧の中継と同じ要領で、挟持ブロック２００Ａ側からコネクタ１３０Ａ１に対して電源用の電圧が中継される。尚、他のコネクタに対する電圧の中継方法は実施形態２と同様であるため説明を省略する。

このような構成であれば、エンドユニットから電源電圧の供給がなされるので親コネクタが不要となり、コネクタ１３０Ａ１を含む全てのコネクタ１３０Ａ１〜１３０Ｃの構造を同一構造とすることが出来る。また、エンドユニットを設けることでセンサ本体１１０及びコネクタ１３０の連結状態の保持が強固なものとなる。
なお、電源線Ｃ１、Ｃ２の接続並びに一次側コイル２１１Ａ、整流回路２１３Ａは挟持ブロック２００Ｂ側に取り付けてもよいが、この場合には電力の供給方向が下流側から上流に伝達されるから、各コネクタに設けられる一次側コイルと二次側コイルの構成を上下反転させる必要がある。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも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。

（１）実施形態１では、切断補助溝３７をＶ字溝によって形成してが、ハウジング３１の剛性が部分的に弱まる（部分的に薄肉化される）ものであれば、その溝形状について特に制約はなく、例えば、断面が半円形のものや、スリット状のものであってもよい。

（２）実施形態１では、切断補助溝３７をハウジングの上下両面に形成したが、ハウジング３１の剛性が部分的に弱まる（部分的に薄肉化される）ものであれば、形成位置について特に制約はなく、例えば、ハウジング３１の上下、前後の４面に亘って環状に形成してもよい。

本発明の実施形態１に係るセンサシステムの斜視図センサシステムの分解斜視図センサシステムの電気的構成を示すブロック図電源コネクタの正面図センサ本体の設置台数が少ない場合の、センサシステムの斜視図本発明の実施形態２に係るセンサシステムの斜視図センサ本体並ぶにコネクタの斜視図センサ本体にコネクタが装着された状態を示す斜視図センサシステムの電気的構成を示すブロック図本発明の実施形態３に係るセンサシステムの電源電圧の中継構造を示す図

符号の説明

２０…センサシステム
３０…電源コネクタ
３３Ａ、３３Ｂ…電源端子
３７…分断補助溝
５０…エンドユニット
７０…センサ本体
７６Ａ、７６Ｂ…受電用端子
１００…センサシステム
１１０…センサ本体
１３０Ａ…親コネクタ
１３０Ｂ、１３０Ｃ…子コネクタ
１６１Ａ…一次側コイル（送電用誘導コイル）
１６５Ｂ…二次側コイル（受電用誘導コイル）
１６１Ｂ…一次側コイル（中継送電用誘導コイル）

Claims

保持部材に装着することで互いに隣接して配置される複数のセンサ本体を含んだセンサシステムであって、
前記センサ本体には、外部電源から内部のセンサ回路に電力を供給するための受電用端子が前記保持部材への装着方向に向けて突出するように設けられ、
前記保持部材には、前記センサ本体の配列方向に沿って延びると共に全長に亘って連続する形状であり、かつ、複数の前記センサ本体の前記保持部材への装着に伴って各々の前記受電用端子が嵌合して電気的な接続状態となる電源端子を有する電源コネクタが設けられていることを特徴とするセンサシステム。
前記電源コネクタは、コネクタハウジングに前記電源端子を埋め込むように一体化して構成されると共に、前記センサ本体の配置ピッチと同等のピッチで前記電源コネクタを分断するための分断補助溝が間欠的に形成されていることを特徴とする請求項１記載のセンサシステム。
前記電源コネクタは、前記保持部材の端部に装着されるエンドユニットと一体に設けられ、そのエンドユニットに前記外部電源からの電源線が引き込まれて前記電源端子に接続されていることを特徴とする請求項１または２記載のセンサシステム。
互いに隣接して配置される複数のセンサ本体と、それらのセンサ本体のコネクタ嵌合部に対して着脱自在に嵌合可能なコネクタとを含んだセンサシステムであって、
前記センサ本体の前記コネクタ嵌合部には、外部電源から内部のセンサ回路に電力を供給するための電力供給回路に電気的に連なる受電用端子が設けられ、
前記コネクタは、前記外部電源からの電源線が接続された親コネクタと、電源線が接続されていない子コネクタとからなり、
前記親コネクタには、前記電源線に接続されてその親コネクタが接続されたセンサ本体の受電用端子に接続可能な電源端子と、前記電源線から電力の供給を受けて交番磁界を生成する送電用誘導コイルとが設けられ、
前記子コネクタには、前記親コネクタの前記送電用誘導コイルが生成する交番磁界によって起電力を発生する受電用誘導コイルと、その子コネクタが接続されているセンサ本体の前記受電用端子に接続可能であって前記受電用誘導コイルに発生した起電力に基づく電流をその受電用端子を通じて前記電力供給回路に供給する給電端子と、前記受電用誘導コイルから電力の供給を受けて交番磁界を生成する中継送電用誘導コイルとが設けられていることを特徴とするセンサシステム。
互いに隣接して配置される複数のセンサ本体と、このセンサ本体の側方に配置されるエンドユニットと、前記各センサ本体のコネクタ嵌合部に対して着脱自在に嵌合可能なコネクタとを含んだセンサシステムであって、
前記センサ本体の前記コネクタ嵌合部には、外部電源から内部のセンサ回路に電力を供給するための電力供給回路に電気的に連なる受電用端子が設けられ、
前記エンドユニットのうち前記コネクタに対向する部分には前記外部電源から電力の供給を受けて交番磁界を生成する送電用誘導コイルが設けられ、
前記コネクタには、前記エンドユニットの送電用誘導コイルが生成する交番磁界によって起電力を発生する受電用誘導コイルと、そのコネクタが接続されているセンサ本体の前記受電用端子に接続可能であって前記受電用誘導コイルに発生した起電力に基づく電流をその受電用端子を通じて前記センサ本体の電力供給回路に供給する給電用端子と、前記受電用誘導コイルから電力の供給を受けて交番磁界を生成する中継送電用誘導コイルとが設けられていることを特徴とするセンサシステム。