JP4634658B2 - 多光軸光電センサ及びこれに含まれる投光器及び受光器 - Google Patents
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Description
【発明が属する技術分野】
この発明は、多光軸光電センサに関し、より詳しくは、複数のユニットを連結して幅広い光カーテンを作るのに好都合の多光軸光電センサ及びこれに含まれる投光器及び受光器に関する。
【0002】
【従来の技術】
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。
【0003】
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。
【0004】
Andersonらの米国特許第5,198,661号は、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。
【0005】
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。
【0006】
しかし、この米国特許第5,198,661号では、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。
【0007】
このような問題を解消するため、WO00/54077号国際公開公報(PCT/US00/06357号)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。
【0008】
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。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、WO00/54077号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、前述した米国特許第5,198,661号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。
【0010】
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及びこれに含まれる投光器及び受光器を提供することにある。
【0011】
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及びこれに含まれる投光器及び受光器を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
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投光素子及び受光素子が所定のピッチで等間隔に配置された投光器と受光器とからなる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端と、これに最も近い投光素子及び受光素子との間の距離が、前記隣接する投光素子のピッチ間隔及び前記隣接する受光素子のピッチ間隔よりも短く設定され、
前記投光器及び前記受光器の端部に、これら投光器及び受光器の端まで延びる切欠き部分が設けられ、
該切欠き部分に、複数の多光軸光電センサ同士を連結する可撓性ケーブルの端に設けられたコネクタが受け入れられて、該ケーブル側コネクタが、前記投光器及び前記受光器に設けられたコネクタと連結可能であることを特徴とする多光軸光電センサを提供することによって達成される。
【0013】
すなわち、本発明によれば、可撓性ケーブルを介して隣接する多光軸光電センサが互いに連結されるため、これら多光軸光電センサ間の屈曲角度は自在に設定することができる。また、比較的大きな容積を占めるケーブル側コネクタが投光器及び受光器の切欠き部分に納められるため、このコネクタが外方に突出してコネクタ間の干渉を発生させる虞を低減することができ、複数の多光軸光電センサで、実質的に等間隔の光軸を備えた光カーテンを作るのが容易になる。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施の形態によれば、前記投光器及び前記受光器側のコネクタが前記切欠き部分に臨んで配置されて、前記ケーブル側コネクタが前記投光器側及び前記受光器側のコネクタに連結するのに、前記ケーブル側コネクタのアクセス方向が、前記投光器及び前記受光器の長手方向に沿って、これら投光器及び受光器の端から内方に向かう方向であり、前記投光器及び前記受光器側のコネクタの背面に隣接して前記投光器及び前記受光器の制御基板が配置される。
【0015】
このような制御基板の配置によって、投光器及び受光器内部のデッドスペースを利用して制御基板を収容することができるため、これにより投光器及び受光器をスリム化するのに好都合である。
【0016】
また、本発明の好ましい実施の形態によれば、前記ケーブル側コネクタが前記投光器及び前記受光器側のコネクタと連結したときに、該ケーブル側コネクタが前記投光器の端及び前記受光器の端から長手方向内方に位置している。これによれば、隣接する多光軸光電センサの屈曲角度を大きく設定したとしても、これにより隣接するケーブル側コネクタ間の相互干渉の問題が発生する虞を低減することができる。
【0017】
本発明の好ましい実施の形態によれば、前記投光器及び前記受光器の端面が、外方に向けて凸となる湾曲面で構成される。したがって、隣接する多光軸光電センサの端同士を接触させた状態で連結したとしても、これらの間の屈曲角度の大小に関わりなく、隣接する光軸間のピッチ間隔を均一に保つのが容易になる。これに加えて、更に、例えば投光器及び受光器の互いに対向する側面に、夫々、切欠き部分を設けることで、投光器及び受光器の端部を実質的に扁平にすることができるため、隣接する投光素子及び隣接する受光素子のピッチ間隔を狭めたとしても、光軸間のピッチ間隔の均一性を確保することができる。
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。
【0018】
【実施例】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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)。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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)。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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)。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【0050】
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。
【0051】
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。
【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
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。
【0055】
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。
【0056】
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。
【0057】
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。
【0058】
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。
【0059】
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。
【0060】
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。
【0061】
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。
【0062】
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。
【0063】
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。
【0064】
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。
【0065】
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。
【0066】
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。
【0067】
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。
【0068】
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。
【0069】
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。
【0070】
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。
【0071】
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。
【0072】
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。
【0073】
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。
【0074】
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)。
【0075】
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。
【0076】
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。
【0077】
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。
【0078】
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。
【0079】
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。
【0080】
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。
【0081】
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。
【0082】
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。
【0083】
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。
【図面の簡単な説明】
【図1】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2】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3】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4】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。
【図5】第1実施例の多光軸光電センサを可撓性カ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6】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。
【図7】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。
【図8】ケーブル側コネクタのアクセス方向の多の変形例を説明するための図4に対応した図である。
【図9】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10】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。
【図11】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12】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 (8)
- 共に細長い外形形状を備え、その長手方向に複数の投光素子及び受光素子が所定のピッチで等間隔に配置された投光器と受光器とからなる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端と、これに最も近い投光素子及び受光素子との間の距離が、前記隣接する投光素子のピッチ間隔及び前記隣接する受光素子のピッチ間隔よりも短く設定され、
前記投光器及び前記受光器の端部に、これら投光器及び受光器の端まで延びる切欠き部分が設けられ、
該切欠き部分に、複数の多光軸光電センサ同士を連結する可撓性ケーブルの端に設けられたコネクタが受け入れられて、該ケーブル側コネクタが、前記投光器及び前記受光器に設けられたコネクタと連結可能であることを特徴とする多光軸光電センサ。 - 前記切欠き部分が、前記投光器及び受光器の光軸と平行に位置する前記投光器及び受光器の側面に、前記光軸と干渉しないように形成されていることを特徴とする請求項1の多光軸光電センサ。
- 前記ケーブル側コネクタが前記投光器及び前記受光器側のコネクタと連結したときに、該ケーブル側コネクタが前記投光器の端及び前記受光器の端から長手方向内方に位置していることを特徴とする請求項1又は2の多光軸光電センサ。
- 前記投光器及び前記受光器側のコネクタが前記切欠き部分に臨んで配置されて、前記ケーブル側コネクタが前記投光器側及び前記受光器側のコネクタに連結するのに、前記ケーブル側コネクタのアクセス方向が、前記投光器及び前記受光器の長手方向に沿って、これら投光器及び受光器の端から内方に向かう方向であり、
前記投光器及び前記受光器側のコネクタの背面に隣接して前記投光器及び前記受光器の制御基板が配置されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項の多光軸光電センサ。 - 前記ケーブル側コネクタが前記投光器側及び前記受光器側のコネクタに連結するのに、前記ケーブル側コネクタのアクセス方向が、前記投光器及び前記受光器の長手方向と直交する方向であり、
前記投光器及び前記受光器の前記切欠き部分に対向する側に、前記投光器及び前記受光器の制御基板が配置されていることを特徴とすることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項の多光軸光電センサ。 - 前記投光器及び前記受光器の端面が、外方に向けて凸となる湾曲面で構成されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項の多光軸光電センサ。
- 請求項1〜6のいずれか一項の多光軸光電センサに含まれる投光器。
- 請求項1〜6のいずれか一項の多光軸光電センサに含まれる受光器。
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