JP7003946B2 - エアパージユニット - Google Patents

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Description

本発明は、エアパージユニットに関する。
従来から、光を用いてワークの有無等を検出する光電センサが存在する。光電センサは、例えば、検出光をワークに向かって出射した後、ワークを透過又はワークから反射した光を分析することにより各種検出を行う(例えば、特許文献1)。
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、ワークの検出が適切に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。例えば、図8に示すように、レンズ面11aに沿った長孔状のエア吹出口60が設けられたエアパージユニット2を光電センサ1に取り付け、レンズ面11aの汚れを除去することがある。
特開2011-077050号公報
しかしながら、落ちにくい汚れがレンズ面に付着した際には、エア吹出口から流速の大きいエアを吹き出す必要がある。この場合、多量のエアをエアパージユニットに供給する必要があり、エアを供給するための電力の増加等の問題が生じていた。
そこで、本発明は、少ないエア供給量で光電センサのレンズ面の汚れを除去できる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、筐体と、筐体の内部にエアを供給するためのエア供給口と、筐体の側壁に配列され、エアを光電センサのレンズ面に吹き付けるための複数のエア吹出口と、を備える。
この態様によれば、エアパージユニットの側壁には、複数のエア吹出口が配列して設けられる。そのため、各エア吹出口の大きさを小さくしつつ、複数のエア吹出口によりレンズ面の広範囲にエアを吹き付けることができる。エア吹出口の大きさが小さくなることにより、一つの大きなエア吹出口が設けられる従来のエアパージユニットと比較して、エアパージユニットの各エア吹出口から吹き出されるエアの流速は大きくなる。すなわち、本発明に係るエアパージユニットは、少ないエア供給量で光電センサのレンズ面の汚れを除去することができる。
上記態様において、複数のエア吹出口は、直線状に並んで設けられていてもよい。
上記態様において、複数のエア吹出口は、レンズ面の延在方向に沿って設けられていてもよい。
この態様によれば、エアパージユニットのエア吹出口から吹き出されたエアがレンズ面に当たり易くなり、レンズ面に付着した汚れが効率良く除去される。
上記態様において、複数のエア吹出口は、円形状の孔であってもよい。
上記態様において、複数のエア吹出口の内面と筐体の側壁表面とを繋ぐ角部は、面取りされていてもよい。
この態様によれば、エア吹出口から広がるようにエアが吹き出される。すなわち、エア吹出口から吹き出されたエアがレンズ面の広い範囲に当たるため、レンズ面の広範囲にわたって付着した汚れを除去することができる。
本発明によれば、少ないエア供給量で光電センサのレンズ面の汚れを除去できるエアパージユニットを提供することができる。
本実施形態に係る光電センサの外観を示す斜視図である。 本実施形態に係るエアパージユニットの外観を示す斜視図である。 本実施形態に係るエアパージユニットの外観を示す斜視図である。 エア供給器がエア供給口に取り付けられる様子を示す図であり、(a)は取り付け前、(b)は取り付け後の状態を示す図である。 エアパージユニットが光電センサに取り付けられる様子を示す図である。 エアパージユニットが取り付けられた光電センサを示す図である。 エア吹出口の形状を示すエアパージユニットの断面図である。 従来のエアパージユニットが取り付けられた光電センサを示す図である。
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。
図1は、本実施形態に係る光電センサ1の外観を示す斜視図である。まず、図1を用いてエアパージユニットが取り付けられる光電センサ1について説明する。光電センサ1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1を用いた検出方法は複数存在する。例えば、光電センサを二つ用意し、一方の光電センサ1は光を出射する投光器、他方の光電センサ1は光を受光する受光器として使用し、受光器が受光した光を分析することによって検出を行う方法が存在する。投光器と受光器との間に物体が存在すると受光器が受け取る光の量は減少するため、光電センサ1は、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1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1から光を反射板や物体に向かって出射し、反射した光を同一の光電センサ1が受光する方法である。光電センサ1は、受光した光を分析することで物体の有無や表面状態等を検出する。このような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。本明細書においては、反射形の光電センサ1を例に説明するが、本発明が適用される光電センサ1は、透過形の光電センサであってもよい。
図1は、エアパージユニットが取り付けられていない状態の光電センサ1を示す。光電センサ1は、筐体10、ウィンドウ20及びケーブル21を備える。
筐体10は、光電センサ1が備える投光素子や受光素子等の各種部品を収容し衝撃や汚れから保護する。筐体10は、例えば、金属又は樹脂等で形成されていてもよい。筐体10は、前面11、背面12、側面13、側面14、頂面15及び底面16を有している。前面11は、投光する光の進行方向側に位置する面であり、光が透過するレンズ面11aを囲う枠を形成する。筐体10内部を挟んで前面11と対向する位置に背面12が位置している。また、前面11が位置する方向を前方、背面12が位置する方向を後方としたとき、筐体10は、左右に側面13及び側面14を有する。側面13及び側面14は筐体10内部を挟んで互いに対向するように位置している。また、筐体10は、上下に頂面15及び底面16を有する。頂面15及び底面16は、側面13、14と同様に、筐体10内部を挟んで互いに対向するように位置している。
前面11は、光を透過するレンズ面11aを囲む面である。レンズ面11aは、光を透過する部材で形成され、光電センサ1が備える投光部(不図示)から出射される光を透過する。また、レンズ面11aは、検出対象から反射され光電センサ1が備える受光部(不図示)へ入射する光を透過する。レンズ面11aは、例えば、透明な樹脂やガラス等で形成されていてもよい。
投光部は、検出領域に光を出射するものであり、投光素子及び投光レンズ等から構成される。投光素子は、光を発する素子であり、例えば、レーザや発光ダイオード等であってもよい。投光レンズは、投光素子から発生した光を平行光に変換する。投光レンズは、その一部が筐体10の外部に露出していてもよく、例えば、図1に示すレンズ面11aは、投光レンズの表面であってもよい。
受光部は、入射してくる光を検出するものであり、受光素子及び受光レンズ等を備える。受光素子は、光を検出する素子であり、例えば、フォトダイオード等であってもよい。受光レンズは、検出領域から入射してくる光を受光素子上で結像させるレンズである。受光レンズは、その一部が筐体10の外部に露出していてもよく、例えば、図1に示すレンズ面11aは、受光レンズの表面であってもよい。
筐体10は、連通孔26を有する。連通孔26は、側面13と側面14とを連通するように筐体10内部にわたって設けられた孔である。本実施形態において、筐体10は二つの連通孔26を有し、それぞれが筐体10の上部及び下部に設けられている。連通孔26は、後述するエアパージユニットを光電センサ1に接続する際に用いられる。具体的には、連通孔26の一端からねじを挿通し、他端から突き出たねじの先端部をエアパージユニットに設けられたねじ穴に螺合させることによりエアパージユニットが光電センサ1にねじ止めされる。
ウィンドウ20は、光電センサ1の上部に設けられた表示灯(不図示)を覆うように位置し、表示灯を衝撃や汚れから保護する。ウィンドウ20は、ユーザが表示灯を外部から視認できるように、透明な樹脂やガラス等で形成されていることが好ましい。表示灯は、光を発することにより光電センサ1の動作状況を出力する。動作状況には、例えば、光電センサ1の電源状況や検出状況等が含まれてもよい。表示灯は、例えば、発光ダイオード等の発光素子で構成されてもよい。表示灯は、例えば、光電センサ1の電源がONになっている場合や光電センサ1がワークを検出した場合に点灯してもよい。
ケーブル21は、電源から供給される電力を光電センサ1へ送電する。また、ケーブル21は、光電センサ1をアンプユニットに接続し、光電センサ1による検出の結果を伝達してもよい。なお、電源及びアンプユニットの少なくともいずれかは、光電センサ1に内蔵されていてもよい。
図2及び図3は、光電センサ1に取り付けられるエアパージユニット2を示す斜視図である。図2は、エアパージユニット2を前面34側から視認した図であり、図3は、エアパージユニット2を背面35側から視認した図である。図2及び図3を用いてエアパージユニット2の構成について説明する。
エアパージユニット2は、光電センサ1の側面13又は側面14に取り付けられ、光電センサ1のレンズ面11aにエアを吹き付ける装置である。エアパージユニット2は、筐体30、筐体30に設けられたエア供給口31及びエア吹出口32を備える。
筐体10は、前面34、背面35、側面36、側面37、頂面38及び底面39を備える。図2に示すように、前面34と背面35とは、筐体10の内部を挟んで対向するように位置する。前面34が位置する方向を前方、背面35が位置する方向を後方とする。また、エアパージユニット2は、左右に側面36及び側面37を有する。側面36と側面37とは、筐体10の内部を挟んで対向するように位置する。さらに、エアパージユニット2は、上下に頂面38及び底面39を有する。頂面38と底面39とは、筐体10の内部を挟んで対向するように位置する。
本実施形態において、筐体30は、後方側の上下部分が内側に窪んだ形状をしているが、筐体30の形状はこれに限られない。例えば、筐体30は、後方側の上下部分が窪んでおらず、全体として略直方体形状であってもよい。
エア供給口31は、筐体30の内部にエアを供給するためのエア供給器50(図4を用いて後述する。)が接続される部分である。エア供給口31は、図3に示すように、頂面38及び背面35に設けられている。また、図示はされていないが、エア供給口31は、底面39にも設けられている。このように、筐体30の複数の位置にエア供給口31が設けられていることで、エアパージユニット2が配置される場所に応じて、適切な位置にエア供給器50を取り付けることができる。例えば、上下方向の幅が小さいスペースにエアパージユニット2を設置する場合に頂面38のエア供給口31にエア供給器50を取り付けられない場合であっても、背面35のエア供給口31にエア供給器50を取り付けることができる。
エア供給口31に接続されるエア供給器50は、エア供給源から受け取ったエアを筐体30内部へ供給する部品である。ここで、図4を用いて、エア供給器50について説明する。図4(a)は、エア供給器50がエア供給口31に取り付けられる前の状態を示す図であり、図4(b)は、エア供給器50が、エア供給口31に取り付けられた後の状態を示す図である。図4(a)に示すように、エア供給器50は、筒状に形成されている。エア供給器50は、一端(図4(a)における上端部)がエア供給源に接続され、他端(図4(a)における下端部)がエアパージユニット2のエア供給口31に接続される。エア供給器50は、エア供給口31に着脱可能に接続される。
図4(a)に示すように、エア供給器50は、下端部にねじ切りが施されたねじ部51を有する。一方、エアパージユニット2のエア供給口31は、その内面にねじ切りが施されている。そのため、エア供給器50は、ねじ部51がエア供給口31の内面と螺合することにより、エア供給口31と接続される。なお、エア供給器50とエア供給口31との接続は必ずしもねじ止めにより行われなくともよく、エア供給器50がエア供給口31に対して着脱可能な任意の方法を採用することができる。
図2及び図3に戻り説明を続ける。筐体30に設けられた三つのエア供給口31のうち、エア供給器50が取り付けられていないエア供給口31には、栓が取り付けられる。三つのエア供給口31はいずれも、筐体30の内部に形成されたエアの流路を介してエア吹出口32と繋がっており、三つのエア供給口31同士も当該流路を介して繋がっている。そのため、いずれかのエア供給口31からエアを供給した場合、他のエア供給口31から供給したエアが漏れ出てしまう。そこで、エア供給器50が接続されないエア供給口31に栓を装着することで、エアが漏れ出すことを防止する。例えば、図5に示すエアパージユニット2は、背面35に設けられたエア供給口31にエア供給器50が接続され、頂面38及び底面39に設けられたエア供給口31に栓54が装着されている。
エア吹出口32は、筐体30の側壁に複数配列して設けられている。エア供給口31から供給されたエアは、筐体30内部の流路を通ってエア吹出口32から吹き出される。なお、エア吹出口32からのエアの吹き出しは、常時行われていてもよいし、一定の時間間隔を空けて行われてもよい。また、本実施形態において、エア吹出口32は円形状の孔であるが、形状はこれに限られず、三角形や四角形等の多角形状の孔であってもよい。
筐体30の側壁には、ねじ穴40が設けられている。ねじ穴40は、内面にねじ切りが施されており、エアパージユニット2を光電センサ1に取り付けるためのねじが挿入される。
図5を用いて、エアパージユニット2を光電センサ1に取り付ける方法を説明する。図5は、エアパージユニット2を光電センサ1に取り付ける前の図である。図5には、光電センサ1を挟むように、ねじ60とエアパージユニット2が示されている。まず、ねじ60が光電センサ1の連通孔26に挿通される。ねじ60は、光電センサ1の連通孔26の長さよりも長く形成されている。そのため、ねじ60が連通孔26に挿通された状態で、ねじ60の先端部は、連通孔26の一端から突き出る。ねじ60を連通孔26に挿通した後、連通孔26から突き出たねじ60の先端部がエアパージユニット2のねじ穴40に螺合される。
上述したように、エアパージユニット2は光電センサ1にねじ止めされる。そのため、エアパージユニット2が光電センサ1に強固に取り付けられ、エアパージユニット2が光電センサ1から脱落することを防止できる。なお、エアパージユニット2の取付方法はねじ止めに限らず、例えば、凹部や凸部からなる係止部を光電センサ1及びエアパージユニット2に設け、当該係止部を介してエアパージユニット2の取り付けが行われてもよい。また、エアパージユニット2を光電センサ1に接着することにより取り付けてもよい。また、エアパージユニット2が取り付けられていない光電センサ1の側面13には、光電センサ1の位置及び向きを調整するための調整機構が取り付けられてもよい。
図6は、エアパージユニット2が取り付けられた光電センサ1を示す斜視図である。図6に示すように、エアパージユニット2の側壁には、複数のエア吹出口32が配列して設けられる。そのため、各エア吹出口32の大きさを小さくしつつ、複数のエア吹出口32によりレンズ面11aの広範囲にエアを吹き付けることができる。エア吹出口32の大きさが小さくなることにより、一つの大きなエア吹出口が設けられる従来のエアパージユニットと比較して、エアパージユニット2の各エア吹出口32から吹き出されるエアの流速は大きくなる。すなわち、本実施形態に係るエアパージユニット2は、少ないエア供給量で光電センサ1のレンズ面11aの汚れを除去することができる。
また、エア吹出口32は、レンズ面11aに近接して設けられている。そのため、エア吹出口32から吹き出されたエアが勢いを保ったままレンズ面11aに到達し、レンズ面11aに付着した汚れを効率良く除去することができる。
また、本実施形態において、複数のエア吹出口32は、レンズ面11aの延在方向に沿って直線状に並んで設けられている。しかしながら、複数のエア吹出口32は、必ずしも直線状に設けられている必要はない。例えば、複数のエア吹出口32は、隣り合うエア吹出口32同士が前後方向にずれて設けられてもよい。
次に、図7を用いてエア吹出口32の形状について説明する。図7は、エアパージユニット2のエア吹出口32を図2に示す上下方向で分断したときの断面図を示している。図7(a)はエア吹出口32の一例を示す図であり、図7(b)はエア吹出口32の他の例を示す図である。なお、図7に示す矢印は、エア吹出口32から吹き出されるエアの流れを示している。
まず、図7(a)に示すエア吹出口32について説明する。図7(a)に示すエア吹出口32の内面44は、筐体30の側壁30aの表面(側面36)と角部45で交わっている。エア吹出口32の内面44と側面36とは、角部45においてほぼ直角に交わっている。そのため、エア吹出口32から吹き出されるエアは、矢印に示すように、広がらずにエアパージユニット2の外部へと吹き出される。
一方、図7(b)に示すエア吹出口32の内面44と側面36とが交わる角部46には、面取りが施されている。本実施形態において、角部46にはC面取り(角面取り)が施されており、エア吹出口32の径が筐体30の内部から外部に向かうにつれ大きくなる。このように、エア吹出口32の内面44と側面36とを繋ぐ角部46が面取りされていることにより、エア吹出口32を通過するエアが広がるように方向付けされる。そのため、エア吹出口32から吹き出されるエアがレンズ面11aの広範囲に吹き付けられ、効率良く汚れを除去することができる。
なお、本実施形態においては、角部46にC面取り(角面取り)が施されているが、面取りの種類はこれに限られず、例えば、R面取り(丸面取り)等が施されていてもよい。
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]
筐体(30)と、
前記筐体(30)の内部にエアを供給するためのエア供給口(31)と、
前記筐体(30)の側壁(30a)に配列され、前記エアを光電センサ(1)のレンズ面(11a)に吹き付けるための複数のエア吹出口(32)と、を備えるエアパージユニット(2)。
1…光電センサ、2…エアパージユニット、10…筐体、11…前面、11a…レンズ面、12…背面、13…側面、14…側面、15…頂面、16…底面、20…ウィンドウ、21…ケーブル、26…連通孔、30…筐体、30a…側壁、31…エア供給口、32…エア吹出口、34…前面、35…背面、36…側面、37…側面、38…頂面、39…底面、40…ねじ穴、44…内面、45…角部、46…角部、50…エア供給器、51…ねじ部、54…栓、60…エア吹出口

Claims (6)

  1. 筐体と、
    前記筐体の内部にエアを供給するためのエア供給口と、
    前記筐体の側壁に配列され、前記エアを光電センサのレンズ面に吹き付けるための複数のエア吹出口と、を備え
    前記レンズ面の一方の端に近位になり、前記一方の端とは反対側の前記レンズ面の他方の端から遠位になるように、前記光電センサに取り付けられる、エアパージユニット。
  2. 筐体と、
    前記筐体の内部にエアを供給するためのエア供給口と、
    前記筐体の側壁に配列され、前記エアを光電センサのレンズ面に吹き付けるための複数のエア吹出口と、を備え
    前記光電センサは前記レンズ面を挟むように位置した一方の側面及び該一方の側面とは反対側の他方の側面を有しており、前記光電センサの前記一方の側面及び前記他方の側面のいずれか一方のみに取り付けられる、エアパージユニット。
  3. 前記複数のエア吹出口は、直線状に並んで設けられている、
    請求項1又は2に記載のエアパージユニット。
  4. 前記複数のエア吹出口は、前記レンズ面の延在方向に沿って設けられている、
    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。
  5. 前記複数のエア吹出口は、円形状の孔である、
    請求項1からのいずれか一項に記載のエアパージユニット。
  6. 前記複数のエア吹出口の内面と前記筐体の側壁表面とを繋ぐ角部は、面取りされている、
    請求項1からのいずれか一項に記載のエアパージユニット。
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