JP6955671B2

JP6955671B2 - エアパージユニット

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Publication number: JP6955671B2
Application number: JP2017193323A
Authority: JP
Inventors: 中島　浩貴; 浩貴中島
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2017-10-03
Filing date: 2017-10-03
Publication date: 2021-10-27
Anticipated expiration: 2037-10-03
Also published as: US10739582B2; JP2019063750A; US20190101749A1; EP3466555B1; EP3466555A1; CN109590282B; CN109590282A

Description

本発明は、エアパージユニットに関する。

従来、検出領域内における物体の有無を検出するために、光センサの一種である光電センサが使用されている。光電センサは、例えば、検出領域内に光を出射する投光器と、出射された光を受け取る受光器を備え、投光器と受光器との間に物体が存在すると、光が遮られて受光器が受け取る光の量が減少するように構成されている。光電センサは、この減少量を分析することで物体の有無を検出する。なお、光電センサには、投光器と受光器が一体の筐体に収容されており、物体に光を反射させ反射光を分析することで物体の有無等を検出するものも存在する。

光電センサは、機械加工を行う環境下に設置されることがある。このような環境下においては、光が通過する光電センサのレンズ面に粉塵や加工油等の汚れが付着し、レンズ面を通過する光の量が減少することがある。すると、適切に物体の検出が行えなくなるおそれがある。そこで、レンズ面にエアを吹き付けるエアパージユニットを光電センサに取り付け、レンズ面への汚れの付着を防止する手法が採られている。特許文献１には、気体供給孔から気体をレンズ面周辺に噴射し、レンズ面への汚れの付着を防止する手法が開示されている。また、一般的に、エアパージユニットにはエア注入器が接続され、エア供給源から供給されたエアは、このエア注入器を介してエアパージユニットの内部に注入される。

特開２０１２−００２７５０号公報

しかしながら、通常、エア注入器が接続される位置が固定されているため、エアパージユニットの設置場所ひいては光センサの設置場所が大きく制限されるおそれがある。

そこで、本発明は、設置場所の自由度が高められたエアパージユニットを提供することを目的とする。

本発明の一態様に係るエアパージユニットは、光センサのレンズ面にエアを吹き付けるエアパージユニットであって、互いに対向する第１の面及び第２の面と、第１の面と第２の面に交差する方向に沿って位置する第３の面と、第１の面、第２の面及び第３の面にそれぞれ設けられ、エアパージユニット内部にエアを注入するエア注入器が選択的に接続される第１接続部、第２接続部及び第３接続部と、エアパージユニット内部に注入されたエアを光センサのレンズ面に吹き付けるエア吹出部と、を備える。

この態様によれば、エアパージユニットには、エア注入器を接続する接続部が複数設けられている。そのため、エアパージユニットを設置する場所に応じてエア注入器の接続位置を選択することができ、エアパージユニットの設置場所の自由度を高めることができる。

上記態様において、エア注入器をさらに備えてもよい。

この態様によれば、エア注入器によってエア供給源とエアパージユニットが接続され、エア供給源からのエアをエア注入器を介してエアパージユニット内部へ供給することができる。

上記態様において、第１接続部、第２接続部及び第３接続部のうち、エア注入器が接続されていない接続部に着脱可能に装着される栓をさらに備えてもよい。

この態様によれば、エア注入器が接続されていない接続部に栓を装着することにより、エア注入器が接続されていない接続部からエアが漏れ出ることを防ぐことができる。また、栓は着脱可能に装着されるため、エア注入器の接続位置に応じて栓の装着位置を変更することができる。

上記態様において、第１接続部、第２接続部及び第３接続部の各々は、ねじ穴を有し、エア注入器は、ねじ穴と螺合するねじ部を有し、栓は、ねじ穴と螺合するねじ部を有してもよい。

この態様によれば、エアパージユニットの接続部が有するねじ穴とエア注入器が有するねじ部及びエアパージユニットの接続部が有するねじ穴と栓が有するねじ部がそれぞれ螺合し、エア注入器と栓をエアパージユニットに強固に接続することができる。

上記態様において、エアパージユニットは、光センサに着脱可能に設置されてもよい。

この態様によれば、光センサに取り付けたエアパージユニットを取り外し他の光センサへ付け替えることができる。また、汚れ等が光センサのレンズ面に付着するような、エアパージユニットが必要な環境下において光センサが使用される場合には、光センサにエアパージユニットを取り付けることができ、エアパージユニットが不要な環境下において光センサが使用される場合には、エアパージユニットを取り外すことができる。

上記態様において、第１接続部と第２接続部は、第１の面及び第２の面と垂直に交差する第１直線上に位置しており、第３接続部は、第１接続部と第２接続部とを結ぶ第１直線上の線分を二等分する第２直線上に位置してもよい。

この態様によれば、エアパージユニットを、互いに向かい合って設置される光センサのいずれに取り付けた場合であっても、エア注入器をエアパージユニットの上側面、下側面及び後側面のいずれかに選択的に取り付けることができる。

本発明によれば、設置場所の自由度が高められたエアパージユニットを提供することができる。

本発明の第１実施形態に係るエアパージユニットが光電センサに取り付けられた状態を示す斜視図である。本発明の第１実施形態に係るエアパージユニットを示す図である。本発明の第１実施形態に係るエアパージユニットの接続部に関して、（ａ）は接続部にエア注入器を接続する前の状態を示す図であり、（ｂ）は接続後の状態を示す図である。本発明の第１実施形態に係るエアパージユニットの接続部に関して、（ａ）は接続部に栓を接続する前の状態を示す図であり、（ｂ）は接続後の状態を示す図である。本発明の第２実施形態に係るエアパージユニットが光電センサに取り付けられた状態を示す斜視図である。

添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一又は同様の構成を有する。

［第１実施形態］
図１は、本開示の第１実施形態に係るエアパージユニット１０ａが光電センサに取り付けられた状態を示す斜視図である。光電センサは、光を用いて検出領域内の物体の有無や物体の表面状態等を検出する。光電センサを用いた検出方法は複数存在する。例えば、光電センサを２つ用意し、一方の光電センサは光を出射する投光器２０ａとして使用し、他方の光電センサは光を受け取る受光器２０ｂとして使用する。投光器２０ａと受光器２０ｂの間に物体が存在すると受光器２０ｂが受け取る光の量は減少するため、この減少量を分析し物体の有無等を検出する。当該検出方法で使用する光電センサを透過形という。

また、他の検出方法として、投光器及び受光器が一体となった光電センサを使用して検出を行う方法も存在する。光電センサから光を反射板や検出物体等に向かって出射し、反射した光を同一の光電センサが受け取り、分析することで物体の有無等を検出する。投光器及び受光器の両方の働きをする光電センサを反射形という。本実施形態においては、透過形の光電センサを例に説明するが、本発明が適用される光電センサは透過形に限られず、反射形であってもよい。

なお、本明細書では、エアパージユニット１０ａが光電センサに取り付けられた場合を例に説明するが、エアパージユニット１０ａが取り付けられる光センサは必ずしも光電センサに限られない。エアパージユニット１０ａは、レンズ面に汚れが付着することで検出結果に影響を受ける各種の光センサに取り付けることができる。例えば、光センサは、変位センサ、画像センサ又はバーコードリーダであってよい。

図１を参照して、光電センサ及びエアパージユニット１０ａの構成について説明する。本実施形態において、光電センサは２つ用意され、一方は投光器２０ａ、他方は受光器２０ｂとして用いられる。投光器２０ａと受光器２０ｂはそれぞれが有するレンズ面２１が対向するように配置され、投光器２０ａが出射した光は受光器２０ｂによって受け取られる。

説明の便宜上、投光器２０ａについては、投光器２０ａを床面に配置した際に、出射した光が進む方向を前方として、前後、上下、左右方向を規定している。また、受光器２０ｂについては、受光器２０ｂを床面に配置した際に、光が入射してくる方向を前方として前後、上下、左右方向を規定している。

投光器２０ａは、検出領域に向かって光を出射する。出射された光は、検出領域を通過し、受光器２０ｂに入射する。投光器２０ａは、レンズ面２１と第２取付部２２を備える。また、投光器２０ａは、図示は省略するが、ケーブルを介してアンプ及び電源と接続される。なお、アンプ及び電源のうち少なくともいずれか一方は、投光器２０ａに内蔵されていてもよい。

レンズ面２１は、投光器２０ａから出射される光が通過する面である。レンズ面２１は、ガラスや樹脂等の光を透過させる任意の素材からなる。

第２取付部２２は、エアパージユニット１０ａが取り付けられる部分であり、凹部を有する。また、エアパージユニット１０ａは、凸部を有する第１取付部１４を備えている。第１取付部１４が有する凸部と第２取付部２２が有する凹部とがはめ合さることにより、エアパージユニット１０ａは、投光器２０ａに取り付けられる。なお、第１取付部１４と第２取付部２２との接続方法は、エアパージユニット１０ａと投光器２０ａとが着脱可能であればいかなる方法であってもよい。第２取付部２２は、投光器２０ａの左側面及び右側面に設けられている。そのため、エアパージユニット１０ａは、投光器２０ａの左側面及び右側面のいずれにも取り付けることができる。

受光器２０ｂは、投光器２０ａから出射された光を受け取る。受光器２０ｂは受け取った光を分析し、検出領域内の物体の有無等を検出する。受光器２０ｂは、ケーブル２３を介して電源と接続される。なお、電源は受光器２０ｂに内蔵されていてもよい。また、受光器２０ｂはケーブル２３を介して、検出結果を他の機器に送信してもよい。

受光器２０ｂは、レンズ面２１と第２取付部２２を備える。受光器２０ｂが有するレンズ面２１は、受光器２０ｂが光を受け取る際に、光が入射する面である。レンズ面２１は、ガラスや樹脂等の光を透過する任意の素材からなる。

受光器２０ｂが有する第２取付部２２は、エアパージユニット１０ａが取り付けられる部分であり、投光器２０ａの第２取付部２２と同様の構成である。

投光器２０ａの左側面と受光器２０ｂの右側面には、投光器２０ａと受光器２０ｂのレンズ面２１にエアを吹き付けるエアパージユニット１０ａがそれぞれ取り付けられている。

エアパージユニット１０ａは、投光器２０ａ又は受光器２０ｂのレンズ面２１にエアを吹き付ける。なお、投光器２０ａに取り付けられているエアパージユニット１０ａと受光器２０ｂに取り付けられているエアパージユニット１０ａは、同様の構成である。エアパージユニット１０ａの詳細な構成については図２を用いて後述する。

なお、投光器２０ａの左側面に取り付けられたエアパージユニット１０ａと同様の構成のエアパージユニット１０ａを受光器２０ｂの右側面に取り付けるには、エアパージユニット１０ａを上下反転させて取り付ける必要がある。そのため、受光器２０ｂのエアパージユニット１０ａにおいては、第１の面１６が下方側に、第２の面１７が上方側に位置している。

図２は、第１実施形態に係るエアパージユニット１０ａを示す図である。図２は、図１に示す投光器２０ａに取り付けられたエアパージユニット１０ａを表したものである。エアパージユニット１０ａは、第１接続部１１ａ、第２接続部１１ｂ、第３接続部１１ｃ、エア吹出部１２、第１取付部１４、第１の面１６、第２の面１７、第３の面１８を備える。

第１の面１６、第２の面１７及び第３の面１８は、エアパージユニット１０ａの側面である。投光器２０ａを床面に配置した際に、床面から最も遠くに位置するエアパージユニット１０ａの面を第１の面１６とし、第１の面１６に対向する面を第２の面１７とする。また、第１の面１６と第２の面１７に交差する方向に沿って位置するエアパージユニット１０ａの面を第３の面１８とする。エアパージユニット１０ａは、第３の面１８を複数有する。

第１接続部１１ａ、第２接続部１１ｂ及び第３接続部１１ｃは、エアパージユニット１０ａ内部にエアを注入するエア注入器１３が接続される部分である。第１接続部１１ａ、第２接続部１１ｂ、第３接続部１１ｃは、第１の面１６、第２の面１７、第３の面１８にそれぞれ設けられている。ここで、第３接続部１１ｃは、複数ある第３の面１８のうち、少なくともいずれか一つの面に設けられていればよい。なお、本明細書では、第１接続部１１ａ、第２接続部１１ｂ、第３接続部１１ｃを総称して、単に「接続部１１」と記載する。

第１接続部１１ａと第２接続部１１ｂは、第１の面１６及び第２の面１７と垂直に交差する第１直線上に位置している。また、第１直線上のうち、第１接続部１１ａと第２接続部１１ｂを結ぶ線分を線分４０とする。第３接続部１１ｃは、当該線分４０を二等分する第２直線４１上に位置している。つまり、第１接続部１１ａから第２直線４１までの距離ａと第２接続部１１ｂから第２直線４１までの距離ｂは等しくなる。エアパージユニット１０ａの各接続部１１は、第３接続部１１ｃが位置する第２直線４１を対称軸として対称に設けられている。

このような構成を採用しているため、エアパージユニット１０ａの上下を反転させてエアパージユニット１０ａを投光器２０ａから受光器２０ｂに付け替えることができる（図１参照）。この際、エア吹出部１２が受光器２０ｂのレンズ面２１側に位置する。エアパージユニット１０ａが投光器２０ａに取り付けられていたときに、エアパージユニット１０ａの下側面に位置していた第２接続部１１ｂは、エアパージユニット１０ａが受光器２０ｂに取り付けられた状態では上側面に位置することとなる。また、エアパージユニット１０ａが投光器２０ａに取り付けられていたときに、エアパージユニット１０ａの上側面に位置していた第１接続部１１ａは、エアパージユニット１０ａが受光器２０ｂに取り付けられた状態では下側面に位置することとなる。さらに、第３接続部１１ｃは、投光器２０ａに取り付けられていたときと同様に、エアパージユニット１０ａの後側面に位置する。すなわち、エアパージユニット１０ａを投光器２０ａ及び受光器２０ｂのいずれに取り付けた場合であっても、エア注入器１３をエアパージユニット１０ａの上側面、下側面及び後側面のいずれかに選択的に取り付けることができる。

エア吹出部１２は、エアパージユニット１０ａ内部のエアを投光器２０ａのレンズ面２１に吹き付ける。第１接続部１１ａ、第２接続部１１ｂ及び第３接続部１１ｃのいずれかに接続されたエア注入器１３から注入されたエアは、エアパージユニット１０ａ内部の流路を通ってエア吹出部１２から噴射される。なお、レンズ面２１へのエアの吹き付けは、常時行われていてもよいし、一定の時間間隔を空けて行ってもよい。

本実施形態に係るエアパージユニット１０ａには、エア注入器１３を接続する接続部１１が複数設けられている。そのため、エアパージユニット１０ａを設置する場所に応じてエア注入器１３の接続位置を選択することができ、エアパージユニット１０ａの設置場所の自由度を高めることができる。すなわち、エア注入器１３がエアパージユニット１０ａの設置の妨げにならないよう、接続部１１のいずれかにエア注入器１３が接続される。

また、本実施形態に係るエアパージユニット１０ａは、光センサに着脱可能に取り付けられるため、光センサに取り付けたエアパージユニット１０ａを取り外し、他の光センサへ付け替えることができる。また、汚れ等が光センサのレンズ面２１に付着するような、エアパージユニット１０ａが必要な環境下において光センサが使用される場合には、光センサにエアパージユニット１０ａを取り付けることができ、エアパージユニット１０ａが不要な環境下において光センサが使用される場合には、エアパージユニット１０ａを取り外すことができる。

さらに、本実施形態に係るエアパージユニット１０ａによれば、エアパージユニット１０ａを、互いに向かい合って設置される光センサのいずれに取り付けた場合であっても、エア注入器１３をエアパージユニット１０ａの上側面、下側面及び後側面のいずれかに選択的に取り付けることができる。

図３は、第１実施形態に係るエアパージユニット１０ａの接続部１１に関する図である。図３（ａ）は接続部１１にエア注入器１３を接続する前の状態を示す図であり、図３（ｂ）は接続後の状態を示す図である。

エア注入器１３は、エア供給源から供給されたエアをエアパージユニット１０ａ内部へ注入する。エア注入器１３は、一端にねじ部３１を有する。また、エアパージユニット１０ａの接続部１１は、ねじ穴１５を有する。エア注入器１３と接続部１１は、ねじ部３１とねじ穴１５が螺合することにより接続される。

なお、エア注入器１３と接続部１１の接続は必ずしもねじ止めにより行われなくともよく、エア注入器１３と接続部１１が着脱可能な任意の方法を採用することができる。

図４は、第１実施形態に係るエアパージユニット１０ａの接続部１１に関する図である。図４（ａ）は接続部１１に栓３０を接続する前の状態を示す図であり、図４（ｂ）は接続後の状態を示す図である。

栓３０は、エア注入器１３が接続されていない接続部１１に装着され、エア注入器１３が接続されていない接続部１１からエアが漏れ出すことを防止する。第１接続部１１ａ、第２接続部１１ｂ及び第３接続部１１ｃはいずれも、エアパージユニット１０ａ内部に形成されたエアの流路を介してエア吹出部１２と繋がっており、第１接続部１１ａ、第２接続部１１ｂ及び第３接続部１１ｃ同士も当該流路を介して繋がっている。そのため、いずれかの接続部１１からエアを注入した場合、他の接続部１１から注入したエアが漏れ出てしまう。そこで、エア注入器１３が接続されていない接続部１１に栓３０を装着することで、エアが漏れ出すことを防止できる。

栓３０は、一端にねじ部３１を有する。また、エアパージユニット１０ａの接続部１１は、ねじ穴１５を有する。栓３０と接続部１１は、ねじ部３１とねじ穴１５が螺合することにより接続される。

なお、栓３０と接続部１１の接続は必ずしもねじ止めにより行われなくともよく、栓３０と接続部１１が着脱可能な任意の方法を採用することができる。

本実施形態に係るエアパージユニット１０ａによれば、エア注入器１３によってエア供給源とエアパージユニット１０ａが接続され、エア供給源からのエアをエア注入器１３を介してエアパージユニット１０ａ内部へ供給することができる。

また、本実施形態に係るエアパージユニット１０ａによれば、エア注入器１３が接続されていない接続部１１に栓３０を装着することにより、エア注入器１３が接続されていない接続部１１からエアが漏れ出ることを防ぐことができる。また、栓３０は着脱可能に装着されるため、エア注入器１３の接続位置に応じて栓３０の装着位置を変更することができる。

さらに、本実施形態に係るエアパージユニット１０ａによれば、エアパージユニット１０ａの接続部１１が有するねじ穴１５とエア注入器１３が有するねじ部３１及びエアパージユニット１０ａの接続部１１が有するねじ穴１５と栓３０が有するねじ部３１がそれぞれ螺合し、エア注入器１３と栓３０がエアパージユニット１０ａとより強固に接続される。

［第２実施形態］
図５は、本発明の第２実施形態に係るエアパージユニット１０ｂ及び光電センサを示す図である。第１実施形態に係るエアパージユニット１０ａと本実施形態に係るエアパージユニット１０ｂは、光電センサへの取付位置、エア注入器１３の接続位置及び本体形状が相違する。その他の構成については、第１実施形態に係るエアパージユニット１０ａと同様の構成を備える。

第１実施形態のエアパージユニット１０ａは、投光器２０ａの左側面及び受光器２０ｂの右側面に取り付けられていたが（図１参照）、本実施形態では、図５に示すように、エアパージユニット１０ｂは、投光器２０ａの右側面及び受光器２０ｂの左側面に取り付けられている。図１及び図５に示すように、エアパージユニット１０ａ、１０ｂは、光電センサ（投光器２０ａ、受光器２０ｂ）の右側面及び左側面の双方に取り付けることができる。

また、第１実施形態のエアパージユニット１０ａでは、エア注入器１３がエアパージユニット１０ａの後側面に設けられた第３接続部１１ｃに接続されていたが（図１参照）、本実施形態においては、投光器２０ａに取り付けられているエアパージユニット１０ｂの下側面に設けられた第２接続部１１ｂ及び受光器２０ｂに取り付けられているエアパージユニット１０ｂの下側面に設けられた第１接続部１１ａに、エア注入器１３が接続されている。図１及び図５に示すように、エア注入器１３は、第１接続部１１ａ、第２接続部１１ｂ及び第３接続部１１ｃのいずれかに選択的に接続することができる。

第１実施形態に係るエアパージユニット１０ａの本体形状は、第３の面１８が、第１の面１６及び第２の面１７とつながっている態様で形成されていたが、本実施形態に係るエアパージユニット１０ｂは、後方側の上下角部が窪んだ形状となっており、第３の面１８が第１の面１６及び第２の面１７とつながっていない。第３の面１８は、必ずしも第１の面１６及び第２の面１７とつながっていなくともよく、第１の面１６及び第２の面１７に交差する方向に沿って設けられていればよい。また、エアパージユニット１０ｂの本体形状を、図５に示すように後方側の上下角部が窪んだ形状とすることにより、エアパージユニット１０ｂの省スペース化を図ることができる。

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。実施形態が備える各要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、異なる実施形態で示した構成同士を部分的に置換し又は組み合わせることが可能である。

（附記）
光センサのレンズ面２１にエアを吹き付けるエアパージユニット１０ａであって、
互いに対向する第１の面１６及び第２の面１７と、
第１の面１６と第２の面１７に交差する方向に沿って位置する第３の面１８と、
第１の面１６、第２の面１７及び第３の面１８にそれぞれ設けられ、エアパージユニット１０ａ内部にエアを注入するエア注入器１３が選択的に接続される第１接続部１１ａ、第２接続部１１ｂ及び第３接続部１１ｃと、
エアパージユニット１０ａ内部に注入されたエアを光センサのレンズ面２１に吹き付けるエア吹出部１２と、
を備える、エアパージユニット。

１０ａ…エアパージユニット、１０ｂ…エアパージユニット、１１…接続部、１１ａ…第１接続部、１１ｂ…第２接続部、１１ｃ…第３接続部、１２…エア吹出部、１３…エア注入器、１４…第１取付部、１５…ねじ穴、１６…第１の面、１７…第２の面、１８…第３の面、２０ａ…投光器、２０ｂ…受光器、２１…レンズ面、２２…第２取付部、２３…ケーブル、３０…栓、３１…ねじ部、４０…線分、４１…第２直線

Claims

光センサのレンズ面にエアを吹き付けるエアパージユニットであって、
筐体を構成する複数の面に設けられた、前記エアパージユニット内部にエアを注入するエア注入器が選択的に接続される接続部と、
前記エアパージユニット内部に注入されたエアを前記光センサのレンズ面に吹き付けるエア吹出部と、
を備え、
前記複数の面は、互いに対向する第１の面及び第２の面と、前記第１の面と前記第２の面に交差する方向に沿って位置する第３の面とを含み、
前記接続部は、前記第１の面、前記第２の面及び前記第３の面にそれぞれに設けられる第１接続部、第２接続部及び第３接続部を含み、
前記第１接続部と前記第２接続部は、前記第１の面及び前記第２の面と垂直に交差する第１直線上に位置しており、前記第３接続部は、前記第１接続部と前記第２接続部とを結ぶ前記第１直線上の線分を二等分する第２直線上に位置しており、
前記第３の面は、前記第１の面および前記第２の面とはつながっておらず、前記第１の面と前記第３の面、および前記第２の面と前記第３の面の間に窪み形状を有する、エアパージユニット。
前記エア注入器をさらに備える、請求項１に記載のエアパージユニット。
前記光センサに着脱可能に取り付けられる、請求項１又は２に記載のエアパージユニット。
前記エア注入器が接続されていない接続部に着脱可能に装着される栓をさらに備える、請求項１から３のいずれか一項に記載のエアパージユニット。
前記接続部の各々は、ねじ穴を有し、
前記エア注入器は、前記ねじ穴と螺合するねじ部を有し、
前記栓は、前記ねじ穴と螺合するねじ部を有する、請求項４に記載のエアパージユニット。