JP6211105B2 - 光電式分離型感知器 - Google Patents
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Description
送光器と受光器を長距離離して設置するため、設置状態において、送光器と受光器の光軸を調整して一致させるための調整が必要である。
そのため、一般的な光電式分離型感知器において、光学台は本体に対して垂直方向および水平方向に回動可能に設けられており、また、これらの回動量を調整することで光軸を調整する光軸調整手段を有している。
このようなものとして、例えば特許文献1に開示される光電式分離型感知器がある。特許文献1の光電式分離型感知器の光学台は光学台支持枠によって垂直方向に回動可能に設置されており、光学台支持枠は本体に対して水平方向に回動可能に設置されている。こうすることで、光学台が垂直方向および水平方向に回動可能になっている(特許文献1の段落[0069]参照)。
また、特許文献1の光電式分離型感知器は、光軸調整手段としての調整ネジと、光学台および光学台支持枠のそれぞれを一定方向に回動するように付勢する調整バネとを有している。
この点、特許文献1においては、光電式分離型感知器の光学台支持枠を上下に設けた回動軸で回動可能に支持すると共に、該上下の軸部に光学台支持枠をその中心方向に押圧する支持バネを設置することでがたつきの発生を防止している(特許文献1の段落[0069]参照)。
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、構造が簡単で、光学台支持枠ががたつくことを防止する光電式分離型感知器を得ることを目的とする。
光電式分離型感知器1は、図2に示すように、発光素子21(図3参照)が収容された光学台23を有する送光器3と、受光素子22が収容された光学台23を有する受光器5とを監視空間内に対向配置してなる。なお、送光器3と受光器5では、発光素子21と受光素子22およびその関連回路を除き、ほとんど同一の構成であるので、以下の説明では、送光器3を例に挙げて説明する。
上記各構成について図1〜図10に基づいて以下に詳細に説明する。
本体13は、図7に示す通り、矩形状の幅広の板を略L字状に屈曲したようなL字部材7と、L字部材7の水平面部7bの下面側に設けられて基板9等(図5参照)を収容する扁平した箱状の器台11とを有している。
L字部材7の垂直部である立面部7aの上両角部には、設置時において本体13をベース15に係止するための係止孔31が設けられている。係止孔31は、本体係止用ビス33の頭部が通り抜けられる大きさの矩形部31aと、矩形部31aの上側に設けられて矩形部31aよりも幅狭の幅狭部31bからなる。
立面部7aの下部には、水平方向かつ前方に突出する棒状からなり、本体13側に固定されている固定軸37が設けられ、該固定軸37には所定長さの弦巻バネからなる水平角調整用バネ35に挿通されている。
本発明の実施の形態に係る固定軸37は、水平面部7bから立面部7aの高さの5分の1程度の高さにあり、かつ、立面部7aの中心を通る垂線より、正面から見て右側に位置している。なお、固定軸37の位置はこの位置に限ることはなく、L字部材7の上に載置される光学台支持枠19におけるネジ85より上部を、水平角調整用バネ35が押圧できる位置であれば良い。
L字部材7の水平面部7bの中央には、光学台支持枠19の後述する回動孔81に挿入されて該光学台支持枠19を水平方向に回動可能に支持するための支持軸39が設けられている。支持軸39の中心にはネジ孔39aが設けられている。支持軸39には光学台支持枠19の回動を円滑にするための平ワッシャ41が挿入されている。
L字部材7の水平面部7bの正面側右側角部には、後述する水平角調整用雄ネジ89の頭部近傍を支持する支持部材としての支持部43が設けられている。支持部43の中央には円形の挿通孔43aを有している。
なお、本発明の実施の形態では、光学台23のレンズ91を正面として、位置や方向(例えば、右側、奥側、等)を示すことにする。
器台11の背面の中央部には、図5に示す通り、背面側から正面側に向かって傾斜してなり、配線111をガイドするガイド面11bが形成されている。ガイド面11bは、後述する仮設置部45同士の間に位置し、本体13の水平面部7bの背面から、内方に向かって傾斜するテーパ面からなっている。言い換えると、ガイド面11bは、本体13の背面下方に位置し、奥側(ベース側)から手前側(正面)に向かって傾斜するテーパ面からなっている。すなわち、ガイド面11bによって、本体13とベース15間の空間が下方に向かって拡がるようになっており、ガイド面11bがベース15の開口部から本体13へ向かって設けられる配線111を下方にガイドする。
また、器台11の背面側の下部の両端部には、器台11の背面側の縦壁が下方に延出してなる、本体13をベース15に仮設置するための仮設置部45が設けられている。仮設置部45の両端には仮設置部45が折れ曲がることを防止する補強板45aが設けられている(図4参照)。仮設置部45にはダルマ孔45bが設けられている(図3参照)。
ベース15は、建造物等の壁側の図示しないスイッチボックス等に固定することによって、本体13を壁側に設置するものである。
ベース15は、図8に示すように、矩形状の有底枠体形状からなり、下辺部には、前方に張出す張り出し部51が形成されている。張り出し部51には、カバー17を開けたときにカバー17を引っ掛けておくためのフック51aが設けられている。フック51aは張り出し部51の両端に設けられており、正面側から見て手前側から奥側(ベース側)へ上向きに折り返すように形成され、奥側上部が開口している。これによって、後述するカバー17の引掛け軸63をフック51aに上方から入れることができるようになっている。
ベース15の中央部には、大きく開口した配線窓53が設けられており、壁側からの配線111を引き出せるようになっている。配線窓53の外周部にはスイッチボックス等へ設置するための複数のダルマ孔55が設けられている。
ベース15の上角部には本体係止用ビス33が取り付けられるビス孔57が設けられている。本体係止用ビス33は、完全にはねじ込まれておらず、本体係止用ビス33の頭部とベース15のビス孔57を有する面との間に、本体13の立面部7aの板厚程度の隙間ができるようにしている。
カバー17は、図2および図12に示すように、深底の有底枠体からなり、下部の面には、矩形状に切り欠いてなる切欠き部61を有しており、ベース15の張り出し部51が挿入可能となっている。カバー17の切欠き部61の両側の内壁面には、開口部側の角に内方に突出してなり、ベース15のフック51aに引っ掛けるための引掛け軸63を有している。言い方を変えると、引掛け軸63は、正面側から見て、両側面の内壁下端の奥側(ベース側)に設けられている。
光学台支持枠19は、図9(a)に示すように、略U字状からなる。
光学台支持枠19の縦方向に伸びる両立辺部19aの上端部には光学台23を回動可能に支持するための軸孔71が設けられている。
正面から見て右側の立辺部19aの先端には、図9(a)(b)に示すように、光学台支持枠19の内方に延出して圧縮弦巻バネからなる垂直角調整用バネ73を下方から支えるためのバネ支え部75を形成している。
バネ支え部75の中央には、所定の長さの雄ネジからなる垂直角調整用雄ネジ77と螺合する垂直角調整用雌ネジ75aが形成されている。
右側の立辺部19aの下部には、光学台支持枠19の内方に延出してなり、圧縮弦巻バネからなる水平角調整用バネ35の反力を受けるための水平方向反力受け部79が形成されている。水平方向反力受け部79は、本体13のL字部材7の立面部7aの裏側(ベース側)から挿通される固定軸37の先端が挿入される横長孔79aを有している。
底辺部19bと本体13の水平面部7bとの間には、図4に示す通り、支持軸39の本体13側に設置された平ワッシャ41によって隙間Sが設けられており、摩擦面積が少なく回動がスムーズになるようになっている。
光学台支持枠19の底辺部19bの正面側の右部には、図9(a)、(b)に示すように、正面側に向かって所定の長さだけ延出してかつ該延出部の右側が起立してなる起立部87を有している。起立部87は、図9(b)に示すように、平面視で正面側が内方に向くように起立している。
起立部87には横長の孔からなり、所定の長さの雄ネジからなる水平角調整用雄ネジ89が挿通される横長挿通孔87aが設けられている。
光学台23は、図10に示すように、概形が扁平円筒状からなる。
光学台23の前面には発光素子21の光を遠方に届けるため(受光器5の場合は、受光素子22に光を集めるため)のレンズ91が装着されている。内部には、発光素子21(受光器5の場合は、受光素子22)が収容されている(図2および図3参照)。背面には図3や図6に示すように、基板93が取り付けられている。
光学台23の右上部の背面側には、外方かつ水平方向に突出する小片からなり、垂直方向反力受け部103が設けられている。垂直方向反力受け部103には垂直角調整用雄ネジ77の挿通孔103aが設けられている。垂直方向反力受け部103と覗き孔101aは同一部材で形成されている。
水平角調整手段25は、水平角調整用バネ35と頭部が操作部である水平角調整用雄ネジ89と横長の板片からなる水平角規制部材105とによって、本体13の支持部43と光学台支持枠19の起立部87との距離を調整することで光学台23の水平角度を調整する。
以下に、上記の水平角調整用バネ35と水平角規制部材105と、これらの構成について詳細に説明する。
水平角調整用バネ35は、上述したとおり所定の長さの圧縮弦巻バネからなり、内部に本体13の固定軸37が挿通可能な直径となっている。また、水平角調整用バネ35の直径は、水平方向反力受け部79の横長孔79aの垂直方向の径よりも大きく形成され、横長孔79aに挿通しないようになっている。水平角調整用バネ35は、図1、図5および図6に示す通り、本体13の固定軸37が挿通されて、本体13の立面部7aと光学台支持枠19の水平方向反力受け部79とによって挟まれて圧縮されている。こうすることによって光学台支持枠19を正面方向に押し出すような反発力を発生させている。光学台支持枠19は支持軸39によって水平方向に回動するようになっているため、前記反発力は、光学台支持枠19(光学台23)を平面視で時計回りに回動させるように作用している。
また、光軸調整時等に手が光学台23に当たり、後方に傾いたとしても、水平角調整用バネ35によって光学台支持枠19が前傾方向に押されて、光学台23は元の位置に戻ることができる。つまり、水平角調整用バネ35は、光学台支持枠19を常時所定の姿勢に保持している。従って、光学台支持枠19が前後のがたつきを防止するための専用の機構を設ける必要がなく、上述したように、本体13と光学台支持枠19の間には平ワッシャ41を取り付けて隙間Sを設けても、がたつくことがなく、かつ回動を良くすることができる。
水平角規制部材105は、図6に示すように、横長の板片からなる。水平角規制部材105の中央には、横長挿通孔87aに挿入されて横長挿通孔87aの左右に移動可能な凸部105aが設けられている。凸部105aの中央には、水平角調整用雄ネジ89と螺合する水平角調整用雌ネジ105bが設けられている。
水平角調整用雄ネジ89は、図1に示すように、本体13の右方から本体13の支持部43に設けられた挿通孔43aと、光学台支持枠19の起立部87に設けられた横長挿通孔87aに挿通されており、水平角規制部材105は水平角調整用雄ネジ89の先端側に取り付けられている。上述したとおり、光学台支持枠19は水平角調整用バネ35によって水平方向反力受け部79が右側から左側(時計回り)に回動するようになっているため、光学台支持枠19の起立部87は、常に水平角規制部材105に押さえつけられている。なお、起立部87は手前から奥に向かうに従って、右側面側に向かうように傾いて形成されている。
図11(a)は、図11(b)の状態を基準として、水平角調整用雄ネジ89を緩める方向に回転させた状態を示している。このとき、水平角規制部材105と本体13の支持部43の距離は広がるため、水平角調整用バネ35が光学台支持部19の一部である水平方向反力受け部79を前方に押す力によって、光学台支持枠19は平面視で時計回り(図11(a)中の矢印を参照)に回動する。
このように光学台支持枠19が回動するとき、横長挿通孔87aの中を水平角規制部材105の凸部105a(水平角調整用雄ネジ89)が移動することで、光学台支持枠19の回動を円滑にしている。
垂直角調整手段27は、垂直角調整用バネ73と頭部が操作部である垂直角調整用雄ネジ77とによって、光学台支持枠19のバネ支え部75と光学台23の垂直方向反力受け部103の距離を調整することで、光学台23の垂直方向の角度を調整する。
以下に、上記の垂直角調整用バネ73、垂直角調整用雄ネジ77と、これらの構成について詳細に説明する。
垂直角調整用雄ネジ77は、垂直角調整用雄ネジ77の頭部が覗き孔101aの近く(覗き孔101aの背面側)に配置されており、垂直方向反力受け部103の上方から垂直方向反力受け部103の挿通孔103aおよび垂直角調整用バネ73に挿通されて、バネ支え部75に設けられた垂直角調整用雌ネジ75aに螺入されている。
また、垂直角調整用バネ73は垂直方向反力受け部103とバネ支え部75とによって挟まれて圧縮されており、光学台23を押し上げる方向の(垂直方向反力受け部103とバネ支え部75との距離を長くする方向の)反発力を発生させている。そのため、垂直角調整用雄ネジ77を緩めれば、バネの反発力によって、光学台23を側面視で俯かせる方向(前傾させる方向)、つまり光軸が下向きになるように回動する。
<設置方法>
送光器3の設置に際して、作業者は高所にある設置位置まで機器を持ち運ぶ必要があり、持ち運びの際、図12に示すように、本体13の仮設置部45のダルマ孔45bと本体係止用ビス33とを係止させて、本体13をベース15の上部に保持させる(図12中の右の円で囲んだ部分を拡大したものを矢印の先に示す)。つまり、本体係止用ビス33は、設置状態においては本体13の係止孔31に挿通されて使用されるが、設置するまで(光軸調整開始まで)は本体13下部のダルマ孔45bに挿通されて使用される。また、カバー17は、カバー17の引掛け軸63をベース15のフック51aに引っ掛けておく(図12中の左の円で囲んだ部分を拡大したもの矢印の先に示す)。こうすることによって、送光器3を片手で持つことができ、持ち運びを非常に容易に行うことができる。また、ベース15に本体13及びカバー17を係止するため、ベース15を壁に取り付けるまで送光器3が一体的になっており、片手に施工用具を所持していても送光器3をもう片方の手で持つことができるので、送光器3の設置が容易となる。さらに、これらと共に、次の作業を円滑に行うことができる。
次いで、図13に示すように、壁側からの配線111を配線窓53から引き出して器台11のコネクタ部11aと結線させる。このとき、本体13がベース15の配線窓53を塞いでいないため、壁側からの配線111を容易に引き出すことができる。さらに、本体13がベース15の上方に位置しているため、作業者は下方から見上げるだけでコネクタ部11aの位置を確認しやすく、結線作業を容易にすることができる。
次いで、本体係止用ビス33の頭部を本体13の係止孔31の矩形部31aに通した後に、本体13を下方に下げて幅狭部31bに本体係止用ビス33を通すようにすることで本体13がベース15に設置される(図14参照)。
このように、本体係止用ビス33は、本体13をベース15の上部に一時的に保持する役割と、本体13をベース15に固定する役割とを兼用している。
光軸調整は、上記の設置作業の次に行う。光軸調整は、あらかた光軸Lを調整(粗調整)した後、所定の出力が得られているかを確認しながら微調整を行う。以下、粗調整と微調整について詳細に説明する。
≪粗調整≫
粗調整は、視準孔99a、覗き孔101aおよび反射鏡100を用いて対向器の位置を確認しながら、水平角調整用雄ネジ89および垂直角調整用雄ネジ77を回して、光学台23の水平角および垂直角を調整する。
上述したとおり、覗き孔101aから反射鏡100を見ると視準孔99aが見えるようになっており、覗き孔101aから視準孔99aを見たときに、視準孔99aの中に対向器が見えるよう光学台23の角度を調整する。
まず、覗き孔101aを覗きながら水平角調整用雄ネジ89および垂直角調整用雄ネジ77を回して、対向器が反射鏡100および視準孔99aを介して視野に入るようにする(図15(a)参照)。
次いで、さらに調整して、図15(b)に示すように、視準孔99aの中央に対向器が位置するようにする。上述したとおり、視準孔99aの位置は光軸Lの水平方向と一致しているため、こうすることによって、光軸Lの水平角をほぼ一致させることができる。そのため、次の作業である微調整においては主に垂直角を調整すればよく作業が軽減される。
なお、垂直角調整用雄ネジ77や水平角調整用雄ネジ89の配置は、上記のものに限られず、垂直角調整用雄ネジ77の頭部や水平角調整用雄ネジ89の頭部が配置光学台23の正面および背面側以外の面、つまり外周面にあれば良い。
微調整は、図示しない電圧計等を用いて受光出力レベルを確認しながら、所定の出力が得られるように光学台23の水平角および垂直角を調整する。
このとき、従来のように操作部が前面にある場合は、操作中は手が光軸Lを遮ってしまうので、正確な出力レベルを確認しながらの調整ができなかった。そのため、操作部を操作し、その後、出力レベルの確認を行うといった手順を繰り返すことで調整行っていた。
その点、本実施の形態の送光器3は、上記のとおり操作部としての水平角調整用雄ネジ89の頭部を右側に、また垂直角調整用雄ネジ77の頭部を上側にそれぞれ配置しているので、送光器3または受光器5の右側に作業者が位置して、光学台23の右側又は/及び上側から操作することにより、操作部の操作中に光軸Lを遮ることがない。従って、操作部を調整しながら出力レベルを確認することができ、作業性が非常に良い。
最後に、ベース15の下方に回動自在に軸支してあるカバー17を本体13の正面から被せて固定して、光軸調整は終了する。
そこで、図19および図20に示すように、光学台支持枠19の起立部87に対向するように起立してなる姿勢保持部88を有してもよい。姿勢保持部88は、起立部87に対して光学台支持枠19の中心寄りに設けられており、姿勢保持部88と水平角調整用雄ネジ89の頭部との距離は、起立部87と水平角調整用雄ネジ89の頭部との距離より長くなっている。つまり、姿勢保持部88は水平角調整用雄ネジ89の端部側に位置している。姿勢保持部88には中央に挿通孔88aが設けられており、水平角調整用雄ネジ89が挿通される。ここで、姿勢保持部88の挿通孔88aは横長の孔からなり、挿通孔88aの水平方向の径の長さは、起立部87の横長挿通孔87aの水平方向の径の長さよりも短く形成されている。こうすることで、図21に示すように、挿通孔88aを形成する壁面に水平角調整用雄ネジ89が当接して、水平角調整用雄ネジ89の向き(姿勢)をほぼ一定に保持することができる。水平角調整用雄ネジ89の向きがほぼ一定であれば、水平角調整用雄ネジ89を回すためにドライバーの向きを変えなくともよく、操作性が良い。
また、このように平ワッシャ112を配置すると、水平角規制部材105の凸部105aに水平角調整用バネ35の付勢力が付加されることになる。こうすることによって、水平角規制部材105の長手方向端部に付勢力が付加される場合(図18の場合)と比較して、付勢力が付加される位置が軸心寄りになるため、水平角調整用雄ネジ89に作用する曲げモーメントを小さくすることができる。従って、水平角調整用雄ネジ89と水平角規制部材105の水平角調整用雌ネジの螺合に偏った力が作用せず、ネジ送り時に動きが固くならずに常に円滑にすることができる。
Claims (3)
- 発光素子が収容された光学台を有する送光器と、受光素子が収容された光学台を有する受光器とを監視空間内に配置してなる光電式分離型感知器において、
水平面部と立面部からなる本体部と、
前記送光器及び/又は前記受光器の前記光学台を保持すると共に前記水平面部上に軸部を中心にして回動可能に設置された光学台支持枠とを備え、
前記本体部に設けられる固定軸にバネが挿通され、
前記光学台支持枠は、その底面部と前記水平面部との間に隙間が設けられ、前記バネにより前傾するように押圧されることを特徴とする光電式分離型感知器。 - 前記軸部は、前記光学台支持枠の底辺部を回転可能に支持しており、
前記バネは、前記軸部より上方に設けられることを特徴とする請求項1記載の光電式分離型感知器。 - 前記光学台支持枠は、前記器台上に設置された平ワッシャに載置され、該平ワッシャにより前記隙間が形成されることを特徴とする請求項1又は2記載の光電式分離型感知器。
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