JP5832884B2 - 光電スイッチ - Google Patents

Description

本発明は金属筐体を備えた光電スイッチに関する。

光電スイッチは光の投受光によって物体の有無を検出する機能を有し、広い分野で活用されている。特許文献１〜４に見られるように光電スイッチは小型化及び高機能化しており、その内蔵部品を精度良く搭載するのに複雑な形状を形作るのに好都合な樹脂成型品が採用され、この樹脂成型品によって外形が作られている。

樹脂成型品にとって過酷な使用環境で光電スイッチを使用する場合、専用の金属カバーで光電スイッチを包囲する対策が施されている。特許文献５には耐薬品性、耐油性、堅牢性などの要望に応えることのできる光電スイッチが提案されている。この光電スイッチは金属筐体を有し、この金属筐体に内蔵部品が収容されている。具体的には、特許文献５は、周囲壁と一方の側壁とを金属射出成形型で一体成形した金属（ステンレス）製の筐体を作り、この一側を開放した開口から内蔵部品を筐体の中に充填した後に、他方の側壁を構成する蓋プレートを筐体の開口周縁部に接着した光電スイッチを開示している。

金属射出成形法により筐体を製造することによって金属製の筐体の壁を比較的薄く作ることができ、これにより金属製の筐体を備えた光電スイッチの小型化つまり合成樹脂製の光電スイッチに相当する小型の金属製光電スイッチを提供することができる。

特開２００１−１９４１４０号公報 特開２００１−２０２８５９号公報 特開２００１−２１１０６２号公報 特開２００１−２１０２０２号公報 特開２００７−７３４１７号公報

合成樹脂製の光電スイッチは、比較的大きな表示窓を有し、この表示窓で受光量や距離の表示が行われている。この表示手段を金属製の筐体を備えた光電スイッチに適用した場合、金属製光電スイッチの大型化を招くことになる。

本発明の目的は、受光量や距離を表示可能な比較的大きな表示手段を設けて金属製光電スイッチの利便性を高めると共にこれに伴う大型化を極力抑えることのできる光電スイッチを提供することにある。

上記の技術的課題は、本発明によれば、
周囲壁を備えたボックス状の金属製の筐体と、該筐体の一側の開口を閉塞するプレート部材とを有し、前記筐体の中に内蔵部品群を収容した光電スイッチであって、
前記筐体の周囲壁には、前記光電スイッチの前面を構成する周囲壁に投受光窓が形成され、他方、前記光電スイッチの背面を構成する周囲壁に受光量又は距離を数値表示する表示窓が形成され、
前記受光量又は距離を数値表示する表示手段の一部を構成する表示部材の外方の面が前記表示窓の中に位置し、
該表示窓に位置する前記表示部材を含む前記内蔵部品群の幅寸法が、前記筐体の一側の開口の幅寸法よりも大きいことを特徴とする光電スイッチを提供することにより達成される。

本発明によれば、投受光窓と対抗する背面に受光量又は距離を数値表示する表示窓を設けることでユーザの利便性を提供できる。と共に、受光量又は距離を数値表示する表示手段の一部を構成する表示部材の外方の面を表示窓の中に位置させることで、これを筐体内に収容した場合に比べて筐体の前後方向長さ、つまり投受光窓が設けられた前面と、表示窓が設けられた背面との間の寸法を抑える小型化が可能となる。

本発明の更なる作用効果、他の目的及びその作用効果は、以下の本発明の好ましい実施形態の詳しい説明から明らかになろう。

第１実施例の光電スイッチを斜め前方から見た斜視図である。 第１実施例の光電スイッチを斜め後方から見た斜視図である。 第１実施例の光電スイッチの側面図である。 第１実施例の光電スイッチを斜め後方から見た分解斜視図である。 第１実施例の光電スイッチを斜め前方から見た分解斜視図である。 第１実施例の光電スイッチの内蔵部品群を斜め後方から見た分解斜視図である。 第１実施例の光電スイッチの内蔵部品群を斜め前方から見た分解斜視図である。 図３のVIII−VIII線に沿って切断した光電スイッチの横断面図である。 第１実施例の光電スイッチの縦断面図である。 図９の矢印X１０で指し示す部分の拡大断面図である。 図９の矢印X１１で指し示す部分の拡大断面図である。 図９に対応する縦断面図であって、制御基板、光学系モジュール、操作ボタン及びこれに関連した部材、ケーブル及びこれに関連した部材を省いて描いた図である。 第１実施例の光電スイッチの平面図であって、出力表示灯の光拡散部品及び出力表示灯カバーを省いて描いた図である。 図１３に対応する光電スイッチの平面図であって、出力表示灯の出力表示灯カバーを省いて描いた図である。 第１実施例の光電スイッチのブロック図である。 第１実施例の光電スイッチの動作を説明するための図である。 第１実施例の光電スイッチの操作を説明するための図であって、光電スイッチの背面図である。 第１実施例の光電スイッチの２点チューニングの操作を説明するための図である。 第１実施例の光電スイッチのデータムチューニングの操作を説明するための図である。 第１実施例の光電スイッチの最大感度チューニングの操作を説明するための図である。 第１実施例の光電スイッチのフルオートチューニングの操作を説明するための図である。 第１実施例の光電スイッチの７セグメント表示窓の表示を距離表示からしきい値表示に切り替える操作を説明するための図である。 第１実施例の光電スイッチの出力切り替え操作及びこれに伴う７セグメント表示窓の表示の変化を説明するための図である。 第１実施例の光電スイッチの運用モードにおける表示の変遷を説明するための図である。 図２４に続く運用モードにおける表示の変遷を説明するための図である。 ピークホールド、ボトムホールドの切り替え設定を説明するための図である。 第１実施例の光電スイッチのシフト機能を説明するための図である。 第１実施例の光電スイッチのクランプ機能を説明するための図である。 第２実施例の光電スイッチを斜め前方から見た斜視図である。 第２実施例の光電スイッチを斜め後方から見た斜視図である。 第２実施例の光電スイッチの側面図である。 第２実施例の光電スイッチを斜め前方且つ斜め上から見た斜視図であり、筐体から蓋プレートを取り外して図示した図である。 第２実施例の光電スイッチを正面から見た図である。 第２実施例の光電スイッチを斜め前方から見た分解斜視図である。 第２実施例の光電スイッチの平面図である。 第２実施例の光電スイッチの横断面図である。 図３６のX３７で指し示す部分の拡大部分断面図である。 第２実施例の光電スイッチを斜め前方且つ斜め下方から見た斜視図であり、筐体から蓋プレートを取り外して図示した図である。 第２実施例の光電スイッチの縦断面図である。 第２実施例の光電スイッチの頂部の横断面図である。 第２実施例の光電スイッチのブロック図である。

以下に、添付の図面に基づいて本発明の好ましい実施例を説明する。

第１実施例（図１〜図１２）：
第１実施例の光電スイッチは縦４３mm、横２８mm、奥行き１４mmの外形寸法を有し、金属射出成形法により製造されたステンレス筐体を備えている。この第１実施例の光電スイッチには、受光素子としてCMOSセンサが採用され、物体の検出原理は距離であり、物体の検出はON／OFF信号で出力される。また、第１実施例の光電スイッチは比較的大型の出力表示灯を有し、また、選択的な切り替えによって距離又はしきい値を表示する７セグメント表示器を備えている。また、ユーザが操作する複数のボタンを有し、このボタンを操作することで運用モード、ティーチングモード、及び、動作設定モードとを切り替え可能であり、７セグメント表示器の表示を見ながらしきい値や感度をボタン操作で調整することができる。なお、ティーチングモード、及び、動作設定モード中に検出動作を実行しながら、設定値の変更を行う、いわゆる、ＲＵＮ中書き換え（運用中での書き換え）を可能としても良い。

図１〜図３は第１実施例の光電スイッチ１００の外観を示す図である。図１は投受光窓を備えた光電スイッチ１００を斜め前方から見た図であり、図２は７セグメント表示窓を備えた背面を斜め後方から見た図であり、図３は光電スイッチ１００の側面図である。

図１〜図３を参照して、光電スイッチ１００は、ステンレス製の筐体２と、その一側に接着されたステンレス製の平板状蓋プレート４（図３）で外形輪郭が構成されている。筐体２は金属射出成型法により製造される。蓋プレート４は、平板を切り抜くことにより製造される。筐体２は、側面視矩形の４つの角部のうち一つの角部を斜めに切り欠いた形状を有し、この斜めに切り欠いた角部が位置する側に７セグメント表示窓６が設けられ（図２）、これに対抗する反対側に投受光窓８が設けられている（図１）。以下、投受光窓８が設けられた側を前面と呼び、７セグメント表示窓６が設けられた側を背面と呼ぶこととする。

光電スイッチ１００は、図１〜図３に図示のように、前面部分の上端部及び下端部に、夫々、スイッチ設置孔ＳＨが設けられ、このスイッチ設置孔ＳＨに挿通したボルト（図示せず）を使って光電スイッチ１００が所望の位置に設置される。

斜めに切り欠いた形状を有する角部１０にはケーブル１２が位置し（図２、図３）、このケーブル１２を通じて光電スイッチ１００への電源供給及び光電スイッチ１００から外部機器に向けて検出信号つまりON／OFF信号が出力される。このケーブル１２が位置する斜めに切り欠いた角部１０と対角線上で対抗する角部１４に出力表示灯１６（図１、図３）が配設されている。ケーブル１２が延出する角部１０が位置する側を「下面」と呼び、出力表示灯１６が位置する角部１４の側を「上面」と呼ぶと、ケーブル１２は、光電スイッチ１００の斜めに傾斜した背面下角部に配設されている。前述した出力表示灯１６は光電スイッチ１００の前面上角部に配設され、この出力表示灯１６は、図１、図２から分かるように、上面の前端部から前面の上端に亘って延びる形状を有し、また、筐体２の前面及び上面から突出した形状を有している。

光電スイッチ１００は、また、その背面において、７セグメント表示窓６を挟んで上下にUPボタン１８とDOWNボタン２０を有し、ユーザは７セグメント表示窓６の表示を見ながらUPボタン１８又はDOWNボタン２０を押し下げることでしきい値調整を行うことができる。光電スイッチ１００は、また、その上面にSETボタン２２を有し、このSETボタン２２の押し下げ操作つまりプッシュ操作によりしきい値のチューニングを行うことができ（チューニングモード）、SETボタン２２のプッシュ操作の長短の組み合わせで、異なるチューニングを行うことができる。

図４、図５は光電スイッチ１００の分解図であり、図４は背面側から見た斜視図であり、図５は前面側から見た斜視図である。図４から最もよく分かるように、筐体２は、周囲壁２６を有し、また、一方側の側壁を備えて他方側を開放したボックス形状を有し、周囲壁２６に上述した７セグメント表示窓６と投光窓８が形成され、また、UPボタン１８、DOWNボタン２０、SETボタン２２が設置される合計３つの貫通孔２４が形成されている。ボックス状の筐体２６の側部開口を参照符号３０で示してある。

図４、図５を参照して、符号３２は、筐体の中に充填される一塊の内蔵部品群を示す。この内蔵部品群３２については後に詳しく説明するが、内蔵部品群３２は、２本のネジS１を使って筐体２の一部を構成する側壁２８（図５）に締結される。

筐体２には、その外側から、投受光に関連した部材である光透過性樹脂成型品のレンズカバー３４、７セグメント表示部品３６、光拡散シート３８、光透過性樹脂成型品の７セグメント表示カバー４０、出力表示灯１６の一部を構成する光拡散部品４２、外方に向けて突出した形状を有する樹脂成型品の出力表示灯カバー４４が取り付けられる。具体的には、７セグメント表示部品３６は、リフレクタとも呼ばれ、実質的に各セグメントの形状を定義するもので、各セグメントの形状に対応した開孔が形成された板状の絶縁材料からなる部材で、開孔の内壁は、白、あるいは、金属光沢等の高反射率物質で構成されている。後述する距離表示兼制御基板５２の７セグメント表示ＬＥＤ群７０（図６）から発せられた光は、７セグメント表示部品３６の各セグメントの形状に対応した開孔の内壁で反射し、各セグメントをムラなく表示できる。樹脂成型品のレンズカバー３４は筐体２の投受光窓８の周縁部を構成する段部に接着され、この接着によりレンズカバー３４は投受光窓８を密閉する。また、光透過性樹脂成型品の７セグメント表示カバー４０は筐体２の７セグメント表示窓６の周縁部を構成する段部に接着され、この接着により７セグメント表示カバー４０は７セグメント表示窓６を密閉する。投受光窓８及び７セグメント表示窓６に関連した沿面距離に関して、投受光窓８及び７セグメント表示窓６の周縁部に段部を形成することで、筐体２の外表面に対してレンズカバー３４及び７セグメント表示カバー４０を面一の状態にできるだけでなく、投受光窓８及び７セグメント表示窓６の周縁部に段部によって沿面距離を確保することが容易になる。

図６、図７は、内蔵部品群３２の分解図であり、図６は７セグメント表示側から見た斜視図であり、図７は投受光側から見た斜視図である。図６、図７を参照して、符号５０は投受光基板を示し、符号５２は距離表示兼制御基板を示す。投受光基板５０は、フレキシブル基板の一部をボードで補強した立体構造を有し、その頂面に色の異なる２つの出力表示用ＬＥＤ５４、５６が横並びつまり光電スイッチ１００の幅方向に並んで位置決めされ、また、これに隣接してSETボタン２２に関連した電子部品スイッチ５８が位置決めされている。

図６、図７を引き続き参照して、符号６０は光学系モジュールを示す。光学系モジュール６０は、受光素子６２（図６）、この受光素子６２に対応して位置する受光レンズ６４（図７）、レーザダイオード（投光素子）６６（図６）を含み、これらの要素を樹脂成形フレームに組み付けることにより光学系モジュール６０が作られている。受光素子６２は、これを樹脂成形フレームに接着することにより固定されている。レーザダイオード６６はその端子６６ａが投受光基板５０に半田付けされる。

図６を参照して、立体形状の投受光基板５０にはコネクタ６８が固設され、このコネクタ６８に距離表示兼制御基板５２をコネクタ嵌合することにより距離表示兼制御基板５２が投受光基板５０に位置決めされる。図７の符号６９は距離表示兼制御基板５２のコネクタを示す。距離表示兼制御基板５２は７セグメント表示ＬＥＤ群７０（図６）と、この７セグメント表示ＬＥＤ群７０を挟んでその上下に電子部品スイッチ７２、７４が配置されている。上方の電子部品スイッチ７２はUPボタン１８（図２）に対応したスイッチであり、下方の電子部品スイッチ７４はDOWNボタン２０（図２）に対応したスイッチである。

図６、図７に見られる符号７６は絶縁シートを示し、符号７８は放熱ゴムを示す。この放熱ゴム７８は、レーザダイオード６６が発生する熱を金属製筐体２に伝達するのに用いられる。

距離表示兼制御基板５２には、７セグメント表示ＬＥＤ群７０の部分に遮光部材である遮光用ゴム８０が添設され、この遮光用ゴム８０には位置決め貫通孔８０ａが形成されている。遮光用ゴム８０は距離表示用樹脂成形フレーム８２によって位置固定される。この樹脂成形フレーム８２は一体成形された位置決めピン８２ａ（図７）を有し、この位置決めピン８２ａが遮光用ゴム８０の位置決め貫通孔８０ａを通って距離表示兼制御基板５２の凹所５２ａ（図６）に嵌入されることで、遮光用ゴム８０と７セグメント表示ＬＥＤ群７０との相対的な位置決めが行われる。樹脂成形フレーム８２は、また、距離表示兼制御基板５２と相補的な外形輪郭を有し、樹脂成形フレーム８２の周縁には、距離表示兼制御基板５２の周縁部と係合する係止爪８２ｂが複数形成され、この係止爪８２ｂを距離表示兼制御基板５２の周縁部にスナップ嵌めすることにより、距離表示兼制御基板５２に対して樹脂成形フレーム８２を位置決めすることができる。

樹脂成形フレーム８２は、図６から最も良く分かるように、上下に離置した横方向に延びる２本の細長い位置決め突起８２ｄを有し、この位置決め突起８２ｄを受け入れる溝（図示せず）が筐体２の内面に形成され、樹脂成形フレーム８２は、この位置決め突起８２ｄによって筐体２に対して位置決めされる。

予めサブアッセンブルされる一塊の内蔵部品群３２の天頂部は、出力表示灯１６の一部を構成する２つのＬＥＤ５４、５６及びSETボタン２２に対応する電子部品スイッチ５８の上に配置された第３の樹脂成形フレーム（出力表示用樹脂成形フレーム）９０で構成されている。この出力表示用樹脂成形フレーム９０は、ＬＥＤ用の窓９０ａ、SETボタン２２用の開口９０ｂの他に、下方に向けて延びる２本の位置決めピン９０ｃを有する。この２本の位置決めピン９０ｃは投受光基板５０の天頂部に向けて延びている。投受光基板５０の天頂部には電子部品スイッチ５８を挟んで２つの位置決め孔５０ａが形成されている。出力表示用樹脂成形フレーム９０はその２本の位置決めピン９０ｃを位置決め孔５０ａに挿入し、そして位置決めピン９０ｃの先端部を熱カシメすることにより投受光基板５０に対する位置決めが行われる。出力表示樹脂成形フレーム９０は、また、上方に向けて突出した２つの位置決め突起９０ｄを有し（図６）、この位置決め突起９０ｄに対応してこれを受け入れる相補的な形状を備えた凹所が金属製筐体２の内壁に形成され、これにより出力表示樹脂成形フレーム９０は筐体２に対して位置決めされる。

図６、図７を更に参照して、内蔵部品群３２の天頂部を構成する上記の出力表示用樹脂成形フレーム９０には、７セグメント距離表示側に筐体２の幅方向に延びる第１のバネ片９２が一体成形されている。この第１のバネ片９２は、後に詳しく説明するように、筐体２の前後方向に働き、一塊の内蔵部品群３２を光電スイッチ１００の前面側に付勢すると共に、距離表示兼制御基板５２を光電スイッチ１００の背面側に付勢する機能を有している。

図８を参照して、光電スイッチ１００の組み立て工程において、金属製筐体２に対する内蔵部品群３２の充填は、金属製筐体２の側部開口３０を通じて行われる。すなわち、内蔵部品群３２は予めサブアッセンブリされた組立体として側部開口３０を通じて筐体２の中に収容される。内蔵部品群３２の幅を図８にＢWで示してある。他方、側部開口３０の幅をＯwで図示してある。図８から分かるように、内蔵部品群３２の幅ＢWは側部開口３０の幅Ｏwよりも小さい（Ｂw＜Ｏw）。内蔵部品群３２を筐体２の中に収容した後に、７セグメント距離表示に関する追加の部品として７セグメント表示部品３６が外部から７セグメント表示窓６に挿入され、そして、その後で、光拡散シート３８が配置され、次いで樹脂成型品である７セグメント表示カバー４０が７セグメント表示窓６の開口周縁部を構成する段部に接着される。この接着の際には、７セグメント表示部品３６に形成された各セグメントに対応した開孔と、遮光用ゴム８０に形成された各セグメントに対応した開孔とは一致しており、７セグメント表示部品３６は、距離表示兼制御基板５２に遮光用ゴム８０を圧縮した状態で取り付けられ、その反発力により保持される。７セグメント表示部品３６はその外形輪郭が筐体の７セグメント表示窓６と相補的な形状を有するのが好ましく、これにより７セグメント表示部材３６の全て又はその一部を筐体の７セグメント表示窓６の部分に位置させることで、この７セグメント表示窓６によって７セグメント表示部品３６を位置決めするようにしてもよい。

実施例の光電スイッチ１００にあっては、図４に図示するように、７セグメント表示部３６は複数の位置決めピン３６ａを有し、他方、この７セグメント表示部３６と対面して位置する距離表示用樹脂成形フレーム８２には、各位置決めピン３６ａを受け入れる位置決め孔８２ｃが複数形成されており、この位置決めピン３６ａと位置決め孔８２ｃとによって、７セグメント表示部３６が距離表示用樹脂成形フレーム８２を介して筐体２に位置決めされている。

外側から配設される７セグメント表示部品３６は図８にＬaで示す幅寸法を有しており、この７セグメント表示部品３６を内蔵部品群３２にサブアッセンブリしたときには、内蔵部品群３２の幅ＢWと７セグメント表示部品３６の幅Ｌaとを合算した値は、金属製筐体２の側部開口３０の幅ＯWの値を超えた値となり、この側部開口３０を通じて筐体２の中に組み入れることができなくなる。換言すれば、内蔵部品群３２に７セグメント表示部品３６をサブアッセンブリした状態で筐体２の中に充填する設計を行ったときには、これを側部開口３０を通じて筐体２の中に充填するためには筐体２の幅寸法を第１実施例よりも大きく設定することが必要となり、その分、光電スイッチ１００の幅寸法が拡大して光電スイッチ１００が大型化してしまう。

第１実施例のように、内蔵部品群３２から７セグメント表示部品３６を切り離すことで、金属製筐体２の幅寸法を比較的小さな値に設定することができ、また、７セグメントなどの表示部を備えた光電スイッチ１００の小型化を実現することができる。他の観点で実施例の光電スイッチ１００を見ると、第１実施例の光電スイッチ１００は、比較的大きな受光レンズ６４を備えた光学系を採用してあるが、これに対抗した位置に７セグメントなどの比較的大型の距離表示部を配置したときには、筐体２の幅を大きく設定せざるを得なくなる。つまり光電スイッチ１００の大型化を回避するのに比較的小さな光学系を採用せざるを得ないという問題が発生する。これに対して第１実施例の光電スイッチ１００は、内蔵部品群３２から７セグメント表示部品３６を切り離して、距離表示部材の構成要素である７セグメント表示部品３６を筐体２の外側から組み付けることで、光学系と距離表示部とを幅方向に対抗した位置に配置し且つ金属製筐体２を備えた光電スイッチ１００の小型化を達成できる。

また、７セグメント表示カバー４０及びレンズカバー３４を筐体２に直接的に接着する手法を採用することにより、他の防水機能を確保するための部材、例えばパッキン部材を設置するための幅が必要なくなり、その分、小型化できる。

図９〜図１１は、光電スイッチ１００の縦断面を示す図であり、図９は光電スイッチ１００の縦断面図、図１０は図９のＸ１０で示す部分断面図、図１１は図９のＸ１１で示す部分断面図である。図９〜図１１を参照すると直ぐに分かるように、筐体２の周囲壁２６において、３つのボタンつまりUPボタン１８、DOWNボタン２０、SETボタン２２の周囲は、これらボタン１８、２０、２２の安定的な押し下げストローク及び復帰ストロークの安定性を確保するために他の部位よりも比較的肉厚に設計されている。そして、UP、DOWNボタン１８、２０で挟まれた位置に７セグメント表示窓６を配置することで、この７セグメント表示窓６の部位も比較的肉厚である。周囲壁２６の比較的大きな肉厚を利用することで、初めて上記の７セグメント表示部品３６を７セグメント表示窓６の中に安定的に収容することができる。つまり、内蔵部品群３２から７セグメント表示部品３６を切り離して、距離表示部材の構成要素である７セグメント表示部品３６を筐体２の外側から組み付ける手法は、７セグメント表示窓６の部位が比較的大きな肉厚を有していることによって採用できる手法であると言うことができる。

UPボタン１８、DOWNボタン２０、SETボタン２２の取り付け構造は共通しており、ボタン１８、２０、２２の一部に円周溝１８ａ、２０ａ、２２ａが形成され、この円周溝１８ａ、２０ａ、２２ａに、貫通孔２４の壁面に擦接するシールリング９６を配設することでUPボタン１８、DOWNボタン２０、SETボタン２２を組み付ける貫通孔２４の防水性が確保されている。

光電スイッチ１００から延出するケーブル１２に関し、光電スイッチ１００の内部でのケーブル１２の固定は、樹脂成型品であるケーブル固定フレーム９８（図４、図５）によって行われる。ケーブル固定フレーム９８は第２のネジＳ２によって筐体２の一体成形側壁２８に固定される。ケーブル固定フレーム９８は、図４から最もよく分かるように、筐体２の幅方向に延びる第２のバネ片１０２を有し、この第２のバネ片１０２の付勢力は筐体２の前後方向に働く。すなわち、ケーブル固定フレーム９８の第２のバネ片１０２は距離表示兼制御基板５２の前面つまり筐体２の深部側の面に当接し、この第２のバネ片１０２によって距離表示兼制御基板５２の下端部が光電スイッチ１００の背面に向けて付勢される。

図１２は、光電スイッチ１００の内蔵部品群３２の図示を省略した図である。図１２を参照して、光電スイッチ１００の上端部には第３樹脂成形フレーム（出力表示用樹脂成形フレーム）９０が位置し、下端部にはケーブル固定フレーム９８が位置している。出力表示用樹脂成形フレーム９０は、第１のネジＳ１及び筐体２の内面と凹凸嵌合１０４することにより筐体２に対して位置決めされている。他方、ケーブル固定フレーム９８は、前述したように第２のネジＳ２によって筐体２に対して位置決めされている。

上方に位置する出力表示用樹脂成形フレーム９０およびケーブル固定フレーム９８は、夫々、バネ片９２、１０２を有している。出力表示用樹脂成形フレーム９０のバネ片９２を上方バネ片と呼び、ケーブル固定フレーム９８のバネ片１０２を下方バネ片と呼ぶと、この上方バネ片９２と下方バネ片１０２は、夫々、距離表示兼制御基板５２の前面側の端部つまり光学系の側の上端部と下端部とに当接し、これにより距離表示兼制御基板５２を筐体２の周囲壁２６の背面側の内面に向けて付勢している。筐体２に内蔵部品群３２を充填すると、上方バネ片９２と下方バネ片１０２よる距離表示兼制御基板５２からの反力によって内蔵部品群３２は前面側に変位し、そして、第１のネジＳ１で内蔵部品群３２を筐体２に固定することで内蔵部品群３２は所定位置に位置決めされる。そして、平板状の蓋プレート４を筐体２に接着することで内蔵部品群３２は密封された状態となる。図５に示す符号１０６は放熱シートを示す。光電スイッチ１００の放熱性を高める必要があるときには、図５に図示のように放熱シート１０６を蓋プレート４の内面に貼り付けるのがよい。

図１０、図１２を参照して、光電スイッチ１００の出力表示灯１６について説明すると、出力表示用の光源であるＬＥＤ５４、５６は筐体２の内部に配置され、このＬＥＤ５４、５６の光は、樹脂成型品の光拡散部品４２を介して外部に放出される。この光拡散部品４２は、図４、図１３から良く分かるように筐体２の前面上角部に形成された凹所１０８に配置されている。図１３は、光電スイッチ１００の平面図であり、光拡散部品４２及び出力表示灯カバー４４を取り外して示す図である。図１４は、光電スイッチ１００の平面図であり、出力表示灯カバー４４を取り外して示す図である。図１４からも良く分かるように、光拡散部品４２は前面の近傍まで延びる比較的大きな形状を有し、この光拡散部品４２の全体が光ることになる。そして、この光拡散部品４２よりも大きい出力表示灯カバー４４は、筐体２の上面から前面上端部まで延びており且つ外方に向けて突出した形状を有することから、出力表示用ＬＥＤ５４、５６が発した光は光拡散部品４２よって実質的に面光源となり、この光拡散部品４２で作られる面光源は筐体２の金属表面での反射も含めて広く拡散された状態で出力表示灯カバー４４の全領域から万遍なく外部に放出されることになる。したがって、光電スイッチ１００の出力状態は、前方、上方、側方、後方から視認することができる。また、この樹脂成型品からなる光拡散部品４２は、出力表示用ＬＥＤ５４、５６の基板と金属製筐体２との間の絶縁を兼ねることができる。

冒頭に説明したように、光電スイッチ１００は、その前面部分の上端部及び下端部にスイッチ設置孔ＳＨが形成されており、図１２から最もよく分かるように筐体２のスイッチ設置孔ＳＨの周囲は肉厚に形成されて光電スイッチ１００の設置剛性（取付ガタの阻止）を確保するように設計されている。

出力表示用ＬＥＤ５４、５６は前述したように光電スイッチ１００の前面上角部に設置されているが、上記のスイッチ設置孔ＳＨが存在している関係で、上方のスイッチ設置孔ＳＨの背面側に変位して出力表示用ＬＥＤ５４、５６が設置される。このように出力表示用ＬＥＤ５４、５６を背面側に変位して設置せざるを得ない問題に対して、第１実施例の光電スイッチ１００では、前述した光拡散部品４２を用意し、この光拡散部品４２を前後方向に拡大した形状に設計することで、出力表示用ＬＥＤ５４、５６の発した光を上方スイッチ設置孔ＳＨの上方域まで送り出すと共に極力均一な面光源にすることができ、更に、この面光源としての光拡散部品４２よりも前方に且つ光電スイッチ１００の前面まで拡大した出力表示灯カバー４４によって広範囲からの視認性を確保するように設計されている。

出力表示の光源として２つのＬＥＤ５４、５６が横並びに配置されている。この２つのＬＥＤ５４、５６によって、光電スイッチのON/OFF出力信号に連動した表示がなされる。この２つのＬＥＤに夫々異なる表示内容を割り当てて、例えば、異なるしきい値に対応した２つON/OFF出力信号に連動した表示としてもよいし、あるいは、それぞれのＬＥＤの発光色を異ならせるようにしてもよい。例えば、ＬＥＤ５４に光電スイッチのON/OFF出力表示を割り当てて、その発光色を赤色とし、ＬＥＤ５６に光電スイッチが検出対象物を安定的に検出できているかを示す安定動作表示を割り当て、その発光色を緑色としてもよい。ＬＥＤ５４、５６に異なる表示内容を割り当てる場合、ＬＥＤ５４、５６の夫々に対応した光拡散部材を備え、かつ、光拡散部材間には遮光部材が介在され、ＬＥＤ５４、５６の色混じり、あるいは、色漏れが防止される。一方、第１実施例の光電スイッチ１００は、検出値等を表示するために背面に具備する大型の７セグメント表示窓６により検出値等の安定動作表示に相当する表示が可能であるため、ＬＥＤ５４、５６が共に光電スイッチのON/OFF出力信号に連動した表示となるよう割り当てられている。この場合、ＬＥＤ５４、５６を一体の光源として扱うことができ、遮光部材が不要であることから、遮光部材の介在箇所も光拡散部材とすることができ、出力表示の表示領域を幅方向に大型化できる。

図１５は第１実施例の光電スイッチ１００のブロック図である。光電スイッチ１００は、レーザ光を用いて検出した検出対象物（ワーク）Ｗまでの距離の遠近に応じた検出信号を出力し、前述したように、その検出出力はＯＮ／ＯＦＦである。より詳しくは、レーザ駆動回路に従ったレーザからの光を検出領域に向け投射し、検出領域の検出対象物Ｗからの反射光を１次元CMOSセンサ（受光素子６２）で受光する。受光信号は、１次元CMOSセンサ上での光量分布を示す受光波形として制御回路に送られ、受光波形に基づいて１次元CMOSセンサ上での反射光の受光位置を特定し、該受光位置から距離を算出する。算出した距離と所定のしきい値とを比較しては検出信号を出力する。しきい値は調整可能であり、SETボタン２２を押し下げてティーチングモードに切り替えた後に、図１６に示すようにティーチングモードで動作させることで検出した実際の検出値（距離）に基づいてしきい値を自動設定することができ、また、図１７に示すように、７セグメント表示窓６の数値表示を見ながら、UPボタン１８、DOWNボタン２０を操作することでしきい値を微調整することができる。出力表示灯１６は、光電スイッチ１００の検出出力（ＯＮ／ＯＦＦ出力）に連動してＯＮ又はＯＦＦの点灯表示をする。

ティーチングモードは、（１）２点チューニング（図１８）、（２）データムチューニング（図１９）、（３）最大感度チューニング（図２０）、（４）フルオートチューニング（図２１）を含んでいる。

２点チューニング（図１８）：
このチューニング法は、最も標準的なしきい値設定方法である。具体的に説明すると、検出対象がある状態の検出値（距離）と検出対象がない状態での検出値（距離）を、それぞれSETボタン２２（ティーチングボタン）のユーザによる操作タイミングに従い取り込み、検出対象がある状態の検出値（距離）と検出対象がない状態での検出値（距離）との間の値をしきい値（設定値）として設定する方法である。典型的には、検出対象がある状態の検出値（距離）と検出対象がない状態での検出値（距離）との丁度中間の値がしきい値（設定値）として設定される。

第１実施例の光電スイッチ１００では、SETボタン（ティーチングスイッチボタン）２２の短押し（例えば、１秒以下）と長押し（例えば３秒以上）の組み合わせにより、異なるティーチング方法が実行されるよう構成されている。２点チューニングを実行する場合には、検出対象がある状態でSETボタン２２を短押しし、検出対象がない状態での検出値（距離）でSETボタン２２を短押しすることで、それぞれSETボタン２２の操作タイミングに従い検出値（距離）が取り込まれるようになっている。

そして、検出対象がある状態の検出値（距離）と検出対象がない状態での検出値（距離）との差が安定して検出できる程度に十分な差があると制御回路が判断した場合には、検出対象がある状態の検出値（距離）と検出対象がない状態での検出値（距離）との中間の値がしきい値（設定値）として設定されるとともに、７セグメント表示窓６（表示部）には、このティーチングで設定されたしきい値が表示され、一定時間経過後（例えば、３秒経過後）、７セグメント表示窓６（表示部）には再び検出値（距離）が表示される。しきい値設定後は、設定後のしきい値に応じた検出動作がなされる。

検出対象がある状態の検出値（距離）と検出対象がない状態での検出値（距離）との差が安定して検出できる程度に十分な差がないと制御回路が判断した場合は、しきい値は設定せず、ティーチング操作前の値がそのまま維持されるとともに、７セグメント表示窓６（表示部）にはしきい値が設定できなかった旨の表示、例えば“−−−−”などのブランク表示がなされ、一定時間経過後（例えば、３秒経過後）、７セグメント表示窓６（表示部）には再び検出値（距離）が表示される。

なお、２点チューニング実行後の検出値（距離）は、２点チューニング実行時に取り込んだ検出値（距離）のうち、光電スイッチ１００から遠い側の値が「０（ゼロ）」となるように値がシフトされ、７セグメント表示窓６にはシフトされた検出値（距離）が表示される。また、光電スイッチ１００から近くなるにつれ検出値（距離）が大きくなるように検出値（距離）が表示される。このように表示することで、検出対象領域に背景物のみしかない場合には、検出値（距離）は「０（ゼロ）」として７セグメント表示窓６に表示されることになり、一方、検出対象領域に検出対象物が存在する場合には、検出対象物の高さ（厚み）に応じた値が検出値（距離）として表示部に表示されることになり、直感的で分かりやすい表示となる。この場合、７セグメント表示窓６にしきい値を表示する際も、検出値（距離）と同じ尺度で表示され、検出値（距離）と直接的に対比できる値となっている。

データムチューニング（図１９、図２０）：
このチューニング法は、検出対象物Ｗの表面形状が複雑であったり、表面が金属等の拡散反射の少ない物質であったり、検出対象物Ｗが半透明体であって光学的に検出位置が安定しにくい物質の場合などで、かつ、背景物の位置が光電スイッチの検出方向（測定距離方向）に沿って安定している場合に適している。

例えば、鏡面体の検出対象物Ｗがコンベアで搬送されてくる際に、検出対象物の有無を判別する場合、鏡面体は拡散反射成分が極端に少ないため、鏡面体の表面の角度によっては検出光の反射光が光電スイッチにほとんど戻らなくなる。このような場合に、光電スイッチは、検出対象物が遠方にありすぎて反射光が戻ってこないのか、鏡面体の表面傾斜状態により反射光が戻ってこないのかが判別できず、２点チューニングで設定したしきい値では誤検出するおそれがある。

データムチューニングは、検出対象領域に背景物のみしかない状態と、それ以外の状態とを判別し、検出対象物Ｗの有無を判別するための設定で、上記の例では、鏡面体の表面傾斜状態により反射光が戻ってこない場合も、何らかの物体が存在するために反射光が戻ってこないと判断し、つまり、検出対象物Ｗが存在すると判断し、物体ありを示す検出信号を出力（ＯＮ出力）する。

この光電スイッチ１００では、SETボタン２２の短押し（例えば、１秒以下）と長押し（例えば３秒以上）の組み合わせにより、通常のデータムチューニング（図１９）と高感度のデータムチューニング（図２０）とが選択的に実行される。

データムチューニングは、検出対象領域に背景物のみしかない状態で、SETボタン２２を短押しし、次いで、検出対象領域に背景物のみしかない状態のまま、SETボタン２２を長押しする。SETボタン２２が長押しされたと制御回路が判断すると、表示部に“Ｓｅｔ”と表示し、ユーザに長押しを感知したことを報知する。このようにして検出対象領域に背景物のみしかない状態の検出値（距離）が取り込まれるようになっている。そして、データムチューニングにより取り込まれた検出値（距離）から背景物を安定的に検出できたと制御回路が判断した場合には、検出対象領域に背景物のみしかない状態の検出値（距離）に所定の値を加えたものと、減じたものとの２つをしきい値として設定するとともに、７セグメント表示窓６（表示部）には“０（ゼロ）”を表示し、さらに、データムチューニングを示すインジケータを点灯する。一定時間経過後（例えば、３秒経過後）、７セグメント表示窓６（表示部）には再び検出値（距離）が表示され、データムチューニングを示すインジケータが点灯し続ける。しきい値設定後は、設定後のしきい値に応じた検出動作がなされる。

データムチューニングにより取り込まれた検出値（距離）から背景物を安定的に検出できなかったと制御回路が判断した場合には、表示部にはしきい値が設定できなかった旨の表示、例えば“−−−−”などの表示がなされ、一定時間経過後（例えば、３秒経過後）、表示部７セグメント表示窓６（表示部）には再び検出値（距離）が表示される。

なお、データムチューニング実行後の検出値（距離）は、検出対象領域に背景物のみしかない状態の値が０となるように値がシフトされ、７セグメント表示窓６（表示部）にはシフトされた検出値（距離）が表示される。また、光電スイッチ１００から近くなるにつれ検出値（距離）が大きくなるように検出値（距離）が表示される。このように表示することで、検出対象領域に背景物のみしかない場合には、検出値（距離）は「０（ゼロ）」として７セグメント表示窓６（表示部）に表示されることになり、一方、検出対象領域に検出対象物が存在する場合には、検出対象物の高さ（厚み）に応じた値が検出値（距離）として７セグメント表示窓６（表示部）に表示されることになり、直感的で分かり易い表示となる。この場合、７セグメント表示窓６（表示部）にしきい値を表示する際も、検出値（距離）と同じ尺度で表示され、検出値（距離）と直接的に対比できる値となっている。

フルオートチューニング（図２１）：
フルオートチューニングは、検出対象物Ｗが搬送され、搬送状態のまましきい値設定（ティーチング）する場合に用いられるチューニング方法である。フルオートチューニング中に取り込んだ検出値（距離）の分布から、検出値（距離）の分布を２群に分けることができるしきい値を設定するもので、簡易的には、検出値（距離）の分布の最大値と最小値の中間値をしきい値として設定するものである。

このフルオートチューニングにおいて、フルオートチューニング中に取り込んだ検出値（距離）の分布から、検出値（距離）の分布を２群に分けることができない、簡易的には、検出値（距離）の分布の最大値と最小値との差が安定して検出できる程度に十分な差がないと制御回路が判断した場合には、フルオートチューニングに替えて最大感度設定チューニングが実行される。フルオートチューニングは、チューニング中に検出対象物と背景とに対応した検出値（距離）が交互に得られ、検出値（距離）の分布を２群に分けることができることを想定しており、一方、最大感度設定チューニングは、ティーチング中に背景に対応した検出値（距離）のみが得られることを想定している。そして、最大感度設定チューニングが実行された場合、背景を検出せず、かつ、検出対象物を最も検出しやすい値をしきい値として設定し、その設定されたしきい値が７セグメント表示窓６（表示部）に表示される。

なお、フルオートチューニング中に取り込んだ検出値（距離）の分布から、検出値（距離）の分布を２群に分けることができないと制御回路が判断した場合には新たなしきい値を設定しないで、ティーチング操作前のしきい値をそのまま維持し、そして再び検出値（距離）が表示されるようにしてもよい。

光電スイッチ１００では、上述したように、SETボタン（ティーチングスイッチボタン）２２の短押し（例えば、１秒以下）と長押し（例えば３秒以上）の組み合わせにより、異なるティーチング方法が実行されるよう構成されているため、フルオートチューニングを実行する場合には、検出対象が搬送されている状態でSETボタン（ティーチングスイッチボタン）２２を長押しすると、検出値（距離）が取り込まれるようになっている。

そして、フルオートチューニング中に取り込んだ検出値（距離）の分布から、検出値（距離）の分布を２群に分けることができる、簡易的には、検出値（距離）の分布の最大値と最小値との差が安定して検出できる程度に十分な差があると制御回路が判断した場合には、検出値（距離）の分布を２群に分ける値が、簡易的には、検出値（距離）の分布の最大値と最小値の中間値がしきい値（設定値）として設定されるとともに、表示部には設定されたしきい値が表示され、一定時間経過後（例えば、３秒経過後）、表示部には再び検出値（距離）が表示される。しきい値設定後は、設定後のしきい値に応じた検出動作がなされる。

フルオートチューニング中に取り込んだ検出値（距離）の分布から、検出値（距離）の分布を２群に分けることができない、簡易的には、検出値（距離）の分布の最大値と最小値との差が安定して検出できる程度に十分な差がないと制御回路が判断した場合には、しきい値は設定せず、ティーチング操作前の値がそのまま維持されるとともに、７セグメント表示窓６（表示部）にはしきい値が設定できなかった旨の表示、例えば“−−−−”などの表示がなされ、一定時間経過後（例えば、３秒経過後）、７セグメント表示窓６（表示部）には再び検出値（距離）が表示される。

なお、フルオートチューニング実行後の検出値（距離）は、フルオートチューニング実行時に取り込んだ検出値（距離）のうち、光電スイッチ１００から遠い側の値が「０（ゼロ）」となるように値がシフトされ、７セグメント表示窓６（表示部）にはシフトされた検出値（距離）が表示される。また、光電スイッチ１００から近くなるにつれ検出値（距離）が大きくなるように検出値（距離）が表示される。このように表示することで、検出対象領域に背景物のみしかない場合には、検出値（距離）は「０（ゼロ）」として７セグメント表示窓６（表示部）に表示されることになり、一方、検出対象領域に検出対象物Ｗが存在する場合には、検出対象物の高さ（厚み）に応じた値が検出値（距離）として７セグメント表示窓６（表示部）に表示されることになり、直感的で分かりやすい表示となる。この場合、７セグメント表示窓６（表示部）にしきい値を表示する際も、検出値（距離）と同じ尺度で表示され、検出値（距離）と直接的に対比できる値となっている。

運用モード（図２２〜図２８）：
電源投入直後や、前述したティーチングモード終了後は、自動的に運用モード（通常の運転モード）に切り替わる。

運用モードでは、７セグメント表示窓６（表示部）には検出値（距離）が数値表示され、そしてUPボタン１８又はDOWNボタン２０を短押しすることで、距離表示からしきい値表示に切り替えることができる（図２２）。図２２を引き続き参照して、しきい値表示に切り替わった後、UPボタン１８を操作すると、しきい値の値を大きくする方向に調整することができる。他方、DOWNボタンを操作するとしきい値の値が小さくなる方向に調整することができる。そして、UPボタン１８、DOWNボタン２０の押し下げを止めると、調整されたしきい値が７セグメント表示窓６（表示部）に表示される。一定時間、例えば、３秒間、UPボタン１８及びDOWNボタン２０を操作していない無操作状態が継続すると、７セグメント表示窓６（表示部）の表示が検出値（距離）の表示に復帰する。

運用モードにおける出力切り替えを図２３を参照して説明すると、通常時（運用モードでの運転時）に、UPボタン１８を長押しすると出力論理を切り替える表示モードに遷移する。出力論理の切り替えを設定するモードに遷移すると、７セグメント表示窓６（表示部）には、光電スイッチ１００よりも近距離側で検出出力がＯＮ出力となることを示す“Ｌ．ＯＮ”、又は、光電スイッチ１００よりも遠距離側で検出出力がＯＮ出力となることを示す“Ｄ．ＯＮ”が表示され、UPボタン１８又はDOWNボタン２０を操作することで、“Ｌ．ＯＮ”と“Ｄ．ＯＮ”が交互に切り替わり、７セグメント表示窓６（表示部）の表示もそれに応じて切り替わる。一定時間、例えば、３秒間、UPボタン１８及びDOWNボタン２０を操作しない無操作状態が継続すると、７セグメント表示窓６（表示部）の表示が検出値（距離）に復帰する。

運用モードでの運転時に、DOWNボタン２０を長押しすると機能設定モードに遷移させることができる（図２４、図２５）。なお、この機能設定モード時に、DOWNボタン２０を長押しすると、再び、通常状態（運転状態）に戻る。また、DOWNボタン２０を短押しすると、設定項目が順方向に遷移し、UPボタン１８及びDOWNボタン２０を共に操作する共押しを行うと設定項目が逆方向に遷移する。図２４、図２５に見られる「応答時間」、「ディレイタイマ」、「タイマ時間」、「ホールド機能」、「シフト機能」、「クランプ機能」、「ディスプレイ」、「エンド」の意味を以下に説明する。

「応答時間」（図２４）：
７セグメント表示窓６（表示部）に「SPd」の文字表示が行われると、この「SPｄ」は「応答時間」を意味しており、UPボタン１８を操作することにより、検出にかかる応答時間を選択できる。具体的には「10ms」が標準であり、「50ms」と「1.5ms」とを選択できる。応答時間として長い時間を設定するほど、反射光量の少ない検出対象物等の難検出物体への安定的な検出の対応能力が向上する。

「ディレイタイマ」（図２４）：
７セグメント表示窓６（表示部）に「dLy」の文字表示が行われると、この「dLy」は「ディレイタイマ」を意味しており、UPボタン１８を操作することによりディレイタイマの種類を選択できる。「Off」はディレイタイマ機能のキャンセルであり、「Ond」はオンディレイタイマであり、「oFd」はオフディレイタイマであり、「Sht」はワンショットタイマである。検出対象物の縁部分等の難検出箇所での誤出力を回避する目的や、光電スイッチの検出出力を受け付ける制御機器の入力回路の特性に合わせる目的で使用される。

「タイマ時間」（図２４）：
７セグメント表示窓６（表示部）に「dt」の文字表示が行われると、この「dt」は「タイマ時間」を意味しており、UPボタン１８を操作することにより、設定されたディレイタイマ機能のタイマ時間を設定できる。ディレイタイマ機能がキャンセルされているときは、この項目はスキップされる。

「ホールド機能」（図２５、図２６）：
７セグメント表示窓６（表示部）に「HLd」の文字表示が行われると、この「HLd」は「ホールド機能」を意味しており、UPボタン１８を操作することにより、表示される検出値（距離）の最大値、または、最小値を保持する機能を設定できる。「Off」はホールド機能のキャンセルを意味し、「P＿H」は最大値の保持を意味し、「b_H」は最小値の保持を意味する。設定後、通常状態（運転状態）でUPボタン１８及びDOWNボタン２０を共に短押しすると、７セグメント表示窓６（表示部）の表示を、選択されたホールド値と、検出値（距離）とを切り替えることができる。なお、選択されたホールド値を表示する際は、選択されたホールド機能の内容とホールド値が自動的に交互に表示される（図２６）。

「シフト機能」（図２５、図２７）：
７セグメント表示窓６（表示部）に「SFt」の文字表示が行われると、この「SFt」は「シフト機能」を意味している。このシフト機能を使うことで、図２７から分かるように、チューニング時の表示をシフトさせることができる。

「クランプ機能」（図２５、図２８）：
７セグメント表示窓６（表示部）に「cLP」の文字表示が行われると、この「cLP」は「クランプ機能」を意味している。クランプ機能を「ON」設定することにより、検出対象物Ｗからの光を受け取れなくなった時に、その直前の表示値と出力状態を保持させることができる。

「ディスプレイ」（図２５）：
７セグメント表示窓６（表示部）に「dSP」の文字表示が行われると、この「dSP」は「ディスプレイ」を意味しており、通常時（運転時）に、７セグメント表示窓６に表示する対象を選択することができる。図２５に図示の「On」は検出値（距離）を数値表示することを意味し、「Off」は表示無しを意味し、「BAr」はバー表示を意味する。「Off」又は「BAr」が選択されていても、UPボタン１８又はDOWNボタン２０を操作すると一定時間、検出値（距離）の数値を表示させることができる。UPボタン１８又はDOWNボタン２０を更に操作すると、しきい値の前述のマニュアル調整が可能となる。

「エンド」（図２５）：
機能設定モードの終了を明示的に知らせる表示項目であり、７セグメント表示窓６（表示部）には「End」の文字が表示される。

なお、上述した第１実施例では、投光素子としてレーザを用い、受光素子としいて１次元CMOSセンサを用いた例を示したが、変形例として、例えば、投光素子としてＬＥＤを用いてもよいし、受光素子として、２次元素子、ＣＣＤ、ＰＳＤ、多分割ＰＤ等を用いてもよい。また、７セグメント表示窓をＬＥＤを用いて構成した例を示したが、液晶等を用いてもよく、マトリックス表示素子を用いてもよい。

第２実施例（図２９〜図４１）：
第２実施例の光電スイッチは縦３３mm、横２０mm、奥行き１１mmの外形寸法を有し、上述した第１実施例の光電スイッチよりも相対的に小さい。この第２実施例の光電スイッチも第１実施例と同様に、金属射出成形法により製造されたステンレス筐体を備えている。この第２実施例の光電スイッチには、受光素子としてフォトダイオード(PD)が採用され、物体の検出原理は光量であり、物体の検出はON／OFF信号で出力される。また、第２実施例の光電スイッチも第１実施例と同様に比較的大型の出力表示灯を有し、また、受光量を表示する７セグメント表示器を備えている。また、ユーザが操作するトリマーネジを有し、このトリマーネジを操作することで受光量の感度を調整することができる。

図２９〜図３１は第２実施例の光電スイッチ２００の外観を示す図である。図２９は投受光窓を備えた光電スイッチ２００を斜め前方から見た図であり、図３０は７セグメント表示窓を備えた背面を斜め後方から見た図（ケーブルの図示を省略）であり、図３１は光電スイッチ２００の側面図である。なお、図２９は、後に説明する出力表示灯カバー２６６を省いた状態で図示してある。また、図３０は、後に説明する７セグメント表示カバー２６２を省いた状態で図示してある。

図２９〜図３１を参照して、第２実施例の光電スイッチ２００は、上述した第１実施例と同様に、ステンレス製の筐体２０２と、その一側に接着されたステンレス製の平板状蓋プレート２０４（図３０、図３１）で外形輪郭が構成されている。筐体２０２は金属射出成型法により製造される。筐体２０２は、第１実施例と同様に、側面視矩形の４つの角部のうち一つの角部を斜めに切り欠いた形状を有し、この斜めに切り欠いた角部が位置する側に７セグメント表示窓２０６が設けられ（図３０）、これに対抗する反対側に投受光窓２０８が設けられている（図２９）。

光電スイッチ２００は、図２９〜図３１に図示のように、前面部分の上端部及び下端部に、夫々、スイッチ設置孔ＳＨが設けられ、このスイッチ設置孔ＳＨに挿通したボルト（図示せず）を使って光電スイッチ２００が所望の位置に設置される。

斜めに切り欠いた形状を有する角部２１０にはケーブル２１２が位置し（図３１）、このケーブル２１２を通じて光電スイッチ２００への電源供給及び光電スイッチ２００から外部機器に向けて検出信号つまりON／OFF信号が出力される。このケーブル２１２が位置する斜めに切り欠いた角部２１０と対角線上で対抗する角部に出力表示灯２１６（図２９〜図３１）が配設されている。この出力表示灯２１６は、図２９、図３１から良く分かるように、上面の前端部から前面の上端に亘って延びる形状を有し（図３２、図３３）、また、筐体２０２の上面から上方に突出した形状を有している。

図３４は光電スイッチ２００の分解図である。筐体２０２は、周囲壁２２０を有し、また、一方側の側壁を備えて他方側を開放したボックス形状を有し、周囲壁２２０に上述した７セグメント表示窓２０６と投光窓２０８が形成されている。筐体２０２の形状及び７セグメント表示窓２０６、投受光窓２０８の配置は前述した第１実施例と同じである。ボックス状の筐体２０２の側部開口を参照符号２２２で示してある。

引き続き図３４を参照して、筐体２０２に充填される内蔵部品群２２４は、樹脂成型品からなる内蔵モジュール固定フレーム２３０と、７セグメントモジュール２３２と、表示灯兼中継基板２３４と、電源兼制御基板２３６と、素子ホルダ２３８とを含み、素子ホルダ２３８には、フォトダイオード２４０(PD：受光素子)、ＬＥＤ（投光素子）２４２、投光及び受光レンズ２４４が組み込まれている。筐体２０２の中には、また、ケーブル用基板２５０と、このケーブル用基板２５２を保持するためのホルダ２５２とが組み付けられる。図３２に見られる符号２５４は絶縁シートであり、この絶縁シート２５４は、筐体２０２の側部開口２２２の周縁部に接着される蓋プレート２０４と、電源兼制御基板２３６との間に介装される。

筐体２０２には、その外側から、投受光に関連した部材である光透過性樹脂成型品のレンズカバー２６０、光透過性樹脂成型品の７セグメント表示カバー２６２、出力表示灯２１６の光源であるＬＥＤ２９０、２９２（図４０）を光電スイッチ２００の幅方向に離間して配置した色の異なる２つＬＥＤを組み込んだ表示用光源基板２６３及びこれを保持するホルダ２６５、光拡散部品２６４、外方に向けて突出した形状を有する樹脂成型品の出力表示灯カバー２６６が取り付けられる。この出力表示灯カバー２６６は断面L字状の形状を有し、光電スイッチ２００の上面に位置するカバー本体２６６ａの前端からから下方に垂下する前面延長部分２６６ｂを有している。

光拡散部品２６４は、筐体２０２の外側からパッキン２６８を介して筐体２０２に組み付けられ、そして、この表示灯光源部品２６４を包囲する出力表示灯カバー２６６が筐体２０２に接着される。同様に、レンズカバー２６０及び７セグメント表示カバー２６２も筐体２０２に接着される。

図３２などに示す参照符号２７０はトリマーネジを示す。このトリマーネジ２７０を時計回り又は反時計回りに回転させることにより光電スイッチ２００の感度を調整することができる（図３５）。より詳しくは、トリマーネジ２７０は、可変増幅回路の一部を構成する可変抵抗のトリマにアクセスすることで、可変増幅回路の増幅率を可変できるものであり、トリマーネジ２７０は、その可変抵抗のトリマにアクセスする部分を絶縁材料で作り、他を金属により作られた構成であるのが好ましい。

上述した７セグメントモジュール２３２は、図３６を参照して７セグメントＬＥＤ基板２７４とリフレクタ２７６とで構成され、リフレクタ２７６は、筐体２０２に開口された７セグメント表示窓２０６に設置されている。リフレクタ２７６は、実質的に各セグメントの形状を定義するもので、各セグメントの形状に対応した開孔が形成された板状の絶縁材料からなる部材で、開孔の内壁は、白、あるいは、金属光沢等の高反射率物質で構成されている。７セグメントＬＥＤ基板２７４の各セグメントに対応したＬＥＤから発せられた光は、リフレクタ２７６の各セグメントの形状に対応した開孔の内壁で反射し、各セグメントがムラなく表示できる。なお、リフレクタ２７６と７セグメント表示カバー２６２との間に光拡散シートを介在させ、各セグメント内での表示ムラをより無くすように構成することが好ましい。

図３６の矢印Ｘ３７で差し示す部分を拡大したのが図３７である。図３７を参照して、金属製筐体２０２の側部開口２２２には、蓋プレート２０４を接着するための第１段部２８０が形成されている。また金属製筐体２０２の投受光窓２０８の周縁部には、レンズカバー２６０を接着するための第２段部２８２が形成されている。図３６から分かるように、投受光窓２０８の第２段部２８２が筐体２０２の背面近くまで延びており、他方、側部開口２２２の第１段部２８０は、前面から遠ざかる位置まで変位している。すなわち、投受光窓２０８を極力大きくするように設計されている。これにより、比較的小さな筐体２０２でありながら、光電スイッチとしての性能を重視した比較的大きなレンズカバー２６０を採用することができる。

筐体２０２には、側部開口２２２を通じて内蔵部品群２２４が組み込まれる。内蔵部品群２２４を組み入れた後の筐体２０２を示すのが、図３２、図３８である。内蔵部品群２２４を組み入れた後に、図３２を参照して電源兼制御基板２３４の接点とケーブル用基板２５０の接点が半田付けされ、また、電源兼制御基板２３４の接点と７セグメントＬＥＤ基板２７４の接点が半田付けされる。また、図３８を参照して、電源兼制御基板２３４の接点と表示灯兼中継基板２３４の接点が半田付けされる。そして、その後で、蓋プレート２０４が筐体２０２に接着される。

図３９を参照して、内蔵部品群２２４に含まれる内蔵モジュール固定フレーム２３０は、７セグメントモジュール２３２を７セグメント表示窓２０６側に付勢し、また、素子ホルダ２３８を含む光学系モジュールを投受光窓２０８側に付勢している。

図４０は、光拡散部品２６４及び表示用光源基板２６３を示す。表示用光源基板２６３には、光電スイッチ２００の幅方向に離間した色の異なる２つの表示用ＬＥＤ２９０、２９２が実装されている。表示用光源基板２６３は、内蔵モジュール固定フレーム２３０によって前面側に向けて付勢され、光拡散部品２６４の前面側の端部が筐体２０２の凹所２９４に進入することにより、その位置決めが行われる。

図３６を参照して、第２実施例の光電スイッチ２００は、７セグメント表示モジュール２３２と光学系モジュールのレンズ２４４との間の距離Ｌ１が筐体２０２の側部開口２２２の幅ＯWよりも大きいにも関わらず、リフレクタ２７６を筐体２０２の７セグメント表示窓２０６の部分に配置し、また、リフレクタ２７６と７セグメントＬＥＤ基板２７４とを、光学系モジュールなどから切り離して筐体２０２の中に組み込み、その後で電源兼制御基板２３４と７セグメントＬＥＤ基板２７４とを半田付けするという工程を採用することで比較的小型の筐体２０２への組み込みが可能である。換言すれば、第２実施例の光源スイッチ２００は、比較的小型の筐体２０２でありながら、比較的大きな光学系モジュールを採用することができる。

７セグメント表示部材の一部を構成するリフレクタ２７６は、その外形輪郭が筐体の７セグメント表示窓２０６と相補的な形状を有するのが好ましく、そして、リフレクタ２７６の全部又は一部が筐体２０２の７セグメント表示窓２０６の部分に位置することで、リフレクタ２７６を７セグメント表示窓２０６によって位置決めするようにしてもよい。

この第２実施例の光電スイッチ２００にあっては、７セグメントＬＥＤ基板２７４とリフレクタ２７６とが７セグメントモジュール２３２として一体化され、この７セグメントモジュール２３２が内部モジュール固定フレームに固定されることで、リフレクタ２７６が位置決めされている（図３４）。

図４１は第２実施例の光電スイッチ２００のブロック図である。光電スイッチ２００は、受光量の大小に応じた検出信号（ON/OFF信号）を出力する。より詳しくは、ＬＥＤ駆動回路に従ったＬＥＤ２４２からの光を検出領域に向け投射し、検出領域の検出対象物Ｗからの反射光をフォトダイオード（PD）２４０で受光する。PD２４０は受光量に応じた受光信号を感度可変増幅回路で増幅し、制御回路が所定のしきい値と比較して検出信号を出力する。しきい値は固定である。トリマーネジ２７０の回転角度を調整することで、感度（受光信号の増幅率等）を調整することができる。すなわち感度はマニュアルで可変であり調整可能となっている。この第２実施例では、感度調整トリマーネジ２７０を調整することで、可変増幅回路の増幅率を感度調整トリマーネジ２７０の回転角に応じた増幅率に調整可能に構成されている。可変増幅回路により増幅された受光信号とメモリに記憶された固定のしきい値（例えば、「１００」）とを比較することにより検出信号を出力する。表示灯２６４は、検出出力（ＯＮ／ＯＦＦ出力）に連動したＯＮ又はＯＦＦの点灯表示を行う。７セグメント表示部２０６は、増幅後の受光信号に応じた受光量を数値表示する。したがって、表示される受光量は、検出対象物の状態が同一であってもトリマーネジ２７０の回転角に応じて可変である。なお、この第２実施例の光電スイッチ２００は、第１実施例のような設定モードや表示切替えは無い。

なお、上述した第２実施例では、投光素子としてＬＥＤを用いた例を示したが、例えば、投光素子としてレーザダイオードを用いてもよい。また、７セグメント表示窓をＬＥＤを用いて構成した例を示したが、液晶等を用いてもよく、マトリックス表示素子を用いてもよい。また、しきい値を固定とし、アナログ回路の感度（増幅率）をトリマーネジ２７０により調整する例を示したが、感度（増幅率）をデジタル的に調整するように構成してもよいし、アナログとデジタルを混在して調整するように構成してもよい。また、トリマーネジ２７０により感度（増幅率）を変更する代わりに、あるいは、それに加え、トリマーネジ２７０によりしきい値を調整するように構成してもよい。

１００ 第１実施例の光電スイッチ
２ 金属製の筐体
４ 平板状蓋プレート
６ ７セグメント表示窓
８ 投受光窓
ＳＨ スイッチ設置孔
１６ 出力表示灯
１８ UPボタン
２０ DOWNボタン
２２ SETボタン
２６ 筐体の周囲壁
２８ 筐体の一方側の側壁
３０ 筐体の側部開口
３２ 内蔵部品群
３６ ７セグメント表示部品
４２ 光拡散部品
４４ 出力表示灯カバー
５０ 投受光基板
５２ 距離表示兼制御基板
６０ 光学系モジュール
２００ 第２実施例の光電スイッチ
２０２ 筐体
２０４ 蓋プレート
２０６ ７セグメント表示窓
２０８ 投受光窓
２１６ 出力表示灯
２２０ 周囲壁
２２２ 筐体の側部開口
２２４ 内蔵部品群
２６３ 表示用光源基板
２６４ 光拡散部品
２７０ トリマーネジ
２７４ ７セグメントＬＥＤ基板
２７６ リフレクタ

Claims (9)

1. 周囲壁を備えたボックス状の金属製の筐体と、該筐体の一側の開口を閉塞するプレート部材とを有し、前記筐体の中に内蔵部品群を収容した光電スイッチであって、
   前記筐体の周囲壁には、前記光電スイッチの前面を構成する周囲壁に投受光窓が形成され、他方、前記光電スイッチの背面を構成する周囲壁に受光量又は距離を数値表示する表示窓が形成され、
   前記受光量又は距離を数値表示する表示手段の一部を構成する表示部材の外方の面が前記表示窓の中に位置し、
   該表示窓に位置する前記表示部材を含む前記内蔵部品群の幅寸法が、前記筐体の一側の開口の幅寸法よりも大きいことを特徴とする光電スイッチ。
2. 前記表示窓を挟んでその上下に第１、第２の操作ボタンを配置するために、前記筐体に前記表示窓を挟んでその上下に前記第１、第２の操作ボタンを夫々受け入れる貫通孔を更に有する、請求項１に記載の光電スイッチ。
3. 前記第１、第２の操作ボタンと、各操作ボタンに対応した電子部品スイッチとの間に介装された絶縁シートを更に有する、請求項２に記載の光電スイッチ。
4. 前記筐体内に位置決めされ且つ前記表示手段の一部を構成する表示部材を前記表示窓の方向に向けて付勢する付勢部材を更に有する、請求項１に記載の光電スイッチ。
5. 前記筐体の上面の前面側端部に、前記光電スイッチの出力状態を示す出力表示灯が設けられ、
   該出力表示灯の一部を構成する出力表示灯カバーが前記筐体の前面まで延びると共に上方に向けて突出した形状を有する、請求項１又は４に記載の光電スイッチ。
6. 前記筐体の上面の前面側端部に凹所が形成され、
   該凹所に、前記出力表示灯の光源からの光を拡散する光拡散部材が設けられ、
   該光拡散部材が前記出力表示灯カバーによって覆われている、請求項５に記載の光電スイッチ。
7. 前記出力表示灯の光源が、前記筐体の幅方向に離間して配置された色の異なる複数のＬＥＤで構成され、
   該複数のＬＥＤを搭載した出力表示ＬＥＤ基板が前記筐体の内部に配設されると共に、該出力表示ＬＥＤ基板が、前記筐体の前面側に付勢されている、請求項５に記載の光電スイッチ。
8. 前記筐体の上面において、前記出力表示灯よりも背面側に第３操作ボタンを配置するために、前記筐体の上面の前記凹所よりも背面側に位置して前記第３の操作ボタンを受け入れる貫通孔を更に有する、請求項６に記載の光電スイッチ。
9. 前記表示窓の中に位置する前記表示部材の外方の面から測定したときに、前記表示部材を含む前記内蔵部品群の幅寸法が、前記筐体の一側の開口の幅寸法よりも大きい、請求項１〜８のいずれか一項に記載の光電スイッチ。

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