JP7007449B2 - 光電スイッチ - Google Patents

Description

本発明は、光電スイッチおよびセンサユニットに関する。

工場において生産される製品（ワーク）はベルトコンベイヤーなどの搬送装置によって搬送され、光電スイッチによって所定の場所に到着したことを検知される。光電スイッチは、一般に、ワークなどに向けて光を投光し、ワークからの反射光を受光し、受光量を示す数値とこの数値と比較される閾値を７セグメントディスプレイに表示する（特許文献１）。光電スイッチは、受光量と閾値とに基づきワークを検知すると、検知したことを示すＯＮ信号を出力する。

特開２００３－１４１９６１号公報

このように光電スイッチは、ワークを検知しているか否かを示す検知信号を出力する比較的に単純なセンサである。そのため、長年にわたり７セグメントディスプレイが表示器として採用されてきた。数値を表示する表示器を備えていない光電スイッチもいまだに現存する。しかし、近年になり、光電スイッチの高度化に伴い、７セグメントディスプレイでは十分な情報をユーザに提供できなくなってきている。そこで、本願の発明者は、ＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）などのドットマトリクス表示器を採用することを検討した。ドットマトリクスディスプレイは多数の配線（ゲート線、信号線、電源線および接地線）を有しており、これらの交点に配置された半導体スイッチをＯＮ／ＯＦＦさせることで情報を表示する。多数の配線はＦＰＣケーブルを介してコントローラに接続される。ここで問題となるのが、光電スイッチの筐体形状である。工場においては、多数の光電スイッチが連結してＤＩＮ（ドイツ規格協会）レールに取り付けられるため、光電スイッチの形状は長細い、略直方体形状である。そのため、表示器が取り付けられる光電スイッチの上面も長細い。これは、表示器の短手方向の長さを制限する。上述したように、ドットマトリクス表示器は多数の配線を有しているため、これらとＦＰＣ（フレキシブルプリント回路基板）ケーブルの接続位置を工夫しなければ、十分な表示面積を確保することが難しい。

そこで、本発明は、光電スイッチにおける表示器に関して十分な表示面積を確保可能な信号ケーブルの接続構造を提供することを目的とする。

本発明は、たとえば、
受光素子により検出対象から検出した受光量と、閾値との比較結果を出力する光電スイッチにおいて、
基板を収容する略直方体形状の筐体と、
前記基板と接続する信号ケーブルと、
前記筐体の上面に載置され、前記受光量と前記閾値とを表示可能な表示領域と前記信号ケーブルに接続する接続部とを有するドットマトリクスディスプレイと、
前記筐体に形成された嵌合部と、
前記表示領域を露出させる窓部を有し、前記嵌合部を介して前記筐体に嵌合することで、前記ドットマトリクスディスプレイを前記筐体の上面との間に収容するカバー部材とを備え、
前記筐体は、前記ドットマトリクスディスプレイを支持する背骨部材と、前記筐体の長手方向における当該背骨部材の一端側に形成された前記信号ケーブルを通過させる開口部とを有することを特徴とする光電スイッチを提供する。

本発明によれば、光電スイッチにおける表示器に関して十分な表示面積を確保可能な信号ケーブルの接続構造が提供される。

光電スイッチを示す斜視図 連結された複数の光電スイッチを示す斜視図 光電スイッチを示す爆発図 光電スイッチを示す斜視図 カバー部材、表示器およびシールド部材の位置関係を示す斜視図 上ケースなどを説明する図 表示器と信号ケーブルとの関係を説明する図 スリットの位置を説明する図 スリットの位置を説明する図 一体化された信号ケーブルとシールド部材とを示す図 表示器と信号ケーブルとの関係を説明する図 光電スイッチの断面図 光電スイッチの断面の拡大図

以下に本発明の一実施形態を示す。以下で説明される個別の実施形態は、本発明の上位概念、中位概念および下位概念など種々の概念を理解するために役立つであろう。また、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。

図１は光電スイッチを示す斜視図である。光電スイッチ１は略長方形の筐体を有している。ここでｚ軸は長手方向に対応している。ｘ軸は短手方向に対応している。ｙ軸は高さ方向に対応している。筐体は概ね六つの外面を有している。六つの外面は上面、底面、前面、背面、左側面および右側面を含む。図１においては上面、前面、右側面が見えている。筐体は下ケース２と上ケース３とを有している。下ケース２と上ケース３とを嵌合することで、制御基板などが収容される内部空間が形成される。上ケース３の一部は上面を形成している。上面には表示器５、モードボタン７、アクティブレシーバボタン８、調整ボタン９、スライドスイッチ１０、セットボタン１１、表示灯２４、クランプモジュール１４などが設けられている。表示器５は、ＯＬＥＤなどのドットマトリクス表示器であり、閾値や受光量などを表示する。表示器５は上ケース３の外面とカバー部材４とによって挟持されて固定されている。表示器５は、上面の中心よりも、前面側にオフセットされて設けられている。調整ボタン９は、閾値を上下させたり、メニューを操作したりするためのボタンである。メニューとは、表示器５に表示され、光電スイッチ１の動作を設定するための各種の設定項目を有するメニューである。モードボタン７は、投光量などに関連した動作モードを切り替えるためのボタンである。アクティブレシーバボタン８は、光電スイッチ１から外部へ受光ファイバを通じて光を投光するための特殊なボタンである。光電スイッチ１はアクティブレシーバボタン８の押し下げを検知すると、受光ファイバを投光ファイバとして兼用し、外部から入射してくる光を受光しつつ、外部に向かって光を投光する。この光は、ワークを検出するための光ではなく、ユーザの光軸調整をアシストするための光である。なお、アシスト光を出力する発光素子は、たとえば、受光素子の中央に配置されてもよい。この場合、受光素子の受光面は発光素子の発光面よりも大きい。スライドスイッチ１０は、複数ある設定パラメータのセットを選択するためのスイッチである。セットボタン１１は、閾値の自動設定を開始するためのボタンである。光電スイッチ１はセットボタン１１が押されたことを検知すると、受光量に応じて閾値を決定する。表示灯２４は、たとえば、ワークを検知すると点灯または消灯する。クランプモジュール１４は、投光ファイバと受光ファイバをクランプして保持するモジュールである。筐体の前面には投光ファイバが挿入される筒状の穴１２と受光ファイバが挿入される筒状の穴１３が設けられている。筐体の背面には出力ケーブルが取り付けられる。ケーブルブッシュ１５は出力ケーブルを保持するためのブッシュである。

筐体の右側面にはコネクタ１６ａと、連結部１７ａ、１７ｂが設けられている。図２（Ａ）は、複数の光電スイッチ１がそれぞれコネクタ１６ａと、連結部１７ａ、１７ｂによって相互に連結され、ＤＩＮレール１８に固定されていることを示している。ＤＩＮはドイツ規格協会の略称である。投光ファイバ２２の入射端が穴１２に挿入され、受光ファイバ２３の出射端が穴１３に挿入されている。図２（Ａ）においては、筐体の上面を覆う開閉可能な上カバー１９も示されている。なお、図２（Ｂ）が示すように、上カバー１９が透光性を有している場合、上カバー１９の上面には穴が設けられていなくてもよい。これは、透光性を有している上カバー１９であれば、上カバー１９が閉じた状態であってもユーザは表示器５の表示内容を確認できるからである。上カバー１９が透光性を有していない場合、図２（Ａ）が示すように、上カバー１９の上面には穴ないしは窓が設けられてもよい。上カバー１９はダストカバーとして機能する。図２（Ａ）、（Ｂ）が示すように複数の光電スイッチ１はそれぞれ横に連結可能であるため、連設型センサとも呼ばれる。

図３は光電スイッチ１の爆発図である。上カバー１９の後端側には装飾部材２０が設けられてもよい。上カバー１９の後端側には回動ピン１９ａが設けられている。回動ピン１９ａは、上ケース３の後端側に設けられた保持穴１９ｂに嵌合する。これにより、上カバー１９は回動可能に上ケース３に連結される。上カバー１９が閉じられている状態でもユーザが表示器５に表示されている情報を確認できるようにするために、上カバー１９は透明部材により形成されていてもよい。上ケース３の中央付近には、表示器５を支持するための背骨部材３６が設けられている。背骨部材３６の左右には四つのフリンジ４７が設けられている。四つのフリンジ４７は上ケース３から上方に突出した突出部であり、表示器５を短手方向（ｘ方向）において位置決めしている。なお、四つのフリンジ４７はカバー部材４の凹部と嵌合する。また、背骨部材３６の左右には二つの爪部４８が設けられている。爪部４８はカバー部材の中央脚の内側に設けられた凹部と嵌合し、カバー部材４を上ケース３に固定する。凹部は溝であってもよいし、貫通孔であってもよい。背骨部材３６を中心とする表示器搭載部の後端側には開口部２５が設けられている。開口部２５は信号ケーブルを上ケース３の外面から内面側に通過させるための貫通孔や切欠きである。信号ケーブルは、表示器５に電力を供給する電源線と制御信号を供給する制御線とを含む。信号ケーブルは制御基板３０に接続される。ここで制御基板３０は一枚の基板であってもよい。ｘ軸方向において二枚の基板を設けると、光電スイッチ１のｘ軸方向の長さが長くなってしまう。そこで、本実施例では、ｘ軸方向においては一枚の制御基板３０だけが設けられている。制御基板３０にはＣＰＵ（中央演算処理装置）などのコントローラ６が搭載されている。コントローラ６は閾値や受光量を表示器５に表示させる。制御基板３０には、調整ボタン９、モードボタン７、アクティブレシーバボタン８、スライドスイッチ１０およびセットボタン１１に対応するスイッチが実装されている。これらのボタンはＰＯＭ（ポリアセタール）などの樹脂により形成されていてもよい。なお、上カバー１９やカバー部材４、筐体は基本的にポリカーボネートにより形成されていてもよい。また、表示灯２４の光拡散部材に光を供給するＬＥＤ（発光ダイオード）も制御基板３０に実装されている。制御基板３０には、隣接した別の光電スイッチ１と通信したり、電力を受給したりするためのコネクタ１６ａが設けられている。制御基板３０の前面側には素子ホルダ２６が設けられ、発光素子３２と受光素子３３とが取り付けられる。素子ホルダ２６には、穴１２から挿入された投光ファイバ２２用の穴と、穴１３から挿入された受光ファイバ２３用の穴とを有している。素子ホルダ２６の前面側にクランプモジュール１４が配置され、投光ファイバ２２と受光ファイバ２３を保持する。下ケース２の底面には、ＤＩＮレール１８に固定するための固定具２８と、金属カバー２９とが取り付けられる。金属カバー２９は放熱と電磁シールドの役割を果たしてもよい。

図４（Ａ）はカバー部材４が上ケース３に固定された状態の光電スイッチ１の斜視図である。図４（Ｂ）はカバー部材４が上ケース３に固定されていない状態の光電スイッチ１の斜視図である。ここでは、上ケース３に対して各種のボタンや表示器５が固定され、さらに、上ケース３に対して制御基板３０も固定されている。表示器５と制御基板３０と電気的に接続する信号ケーブル５１は開口部２５を通過して筐体内部に進入し、制御基板３０のコネクタに接続される。制御基板３０の左側面にはコネクタ１６ｂが設けられている。光電スイッチ１のコネクタ１６ｂは、雌型のコネクタであり、光電スイッチ１の左隣に位置している別の光電スイッチ１の雄型のコネクタ１６ａと嵌合して電気的に接続する。

なお、図４（Ａ）などからわかるように、アクティブレシーバボタン８の高さは、モードボタン７や調整ボタン９の高さよりも低い。これはアクティブレシーバボタン８の誤操作を防ぐためである。

図５はカバー部材４を詳細に説明するための斜視図である。カバー部材４は二つの前脚４２、二つの中央脚４３、二つの後脚４４を有している。カバー部材４の上面には窓部４０が設けられている。ユーザは窓部４０を通じて表示器５の表示面を見ることができる。窓部４０は四つの枠により囲まれている。左枠４１ａ、右枠４１ｂは、前枠４１ｄや後枠４１ｃと比較して細い。これは、光電スイッチ１の短手方向における表示面積を確保するためである。後枠４１ｃは、他の枠と比べて面積が大きい。これは、後枠４１ｃが表示器５を制御するＩＣなどを保護するためである。後枠４１ｃには文字情報などが印刷されてもよい。また、後枠４１ｃがある程度の面積を有しているため、ユーザが指で調整ボタン９を押したとしても、表示器５の表示情報が指で隠れにくい。つまり、後枠４１は表示器５とボタンとの距離を十分に離すことができる。なお、前枠４１での面積は小さいため、表示灯２４と表示器５とを近接させることができる。これにより、ユーザによって注目される情報伝達機構を一か所に集約することができる。カバー部材４の右側面と左側面とには合計で四つの切欠き４６が設けられている。四つの切欠き４６は、上ケース３に設けられた四つのフリンジ４７に嵌合し、カバー部材４を上ケース３に対して位置決めするとともに、固定する。二つの中央脚４３の内面側にはそれぞれ凹部４５が設けられている。凹部４５は、上ケース３の右側面と左側面とにそれぞれ設けられた爪部４８に嵌合する。表示器５の前面、底面、左側面、右側面を保護するために、シールド部材５０が採用されてもよい。シールド部材５０は、表示器５の前面を保護する前壁５０ｄ、表示器５の底面を保護する底部５０ａ、表示器５の右側面を保護する右壁５０ｂ、表示器５の左側面を保護する左壁５０ｃを有している。表示器５はシールド部材５０に覆われた状態で、背骨部材３６とカバー部材４とによって挟持される。シールド部材５０はＦＰＣ（フレキシブルプリント回路基板）によって形成されていてもよい。

図６（Ａ）は光電スイッチ１の上面を示す平面図である。図６（Ａ）が示すように、表示器５の短手方向にはスイッチやボタンは設けられていない。そのため、表示器５の短手方向における寸法を十分に大きくすることができる。なお、カバー部材４の後枠は文字などを印刷可能な程度の面積を有している。

図６（Ｂ）は上ケース３の左側面を示している。図６（Ｃ）は制御基板３０を取り付けられた上ケース３の左側面を示している。表示器５から延びる信号ケーブル５１の端子５２は、制御基板３０に実装されたコネクタ１６ｃに接続されて固定される。信号ケーブル５１は筐体の外部から内部に進入して制御基板３０に接続されるため、薄くかつ柔軟性を有するＦＰＣケーブルなどにより形成される。

図６（Ｄ）は下ケース２を取り付けられた状態の光電スイッチ１を示している。下ケース２の左側面には、固定穴６３ａ、６３ｂが設けられている。光電スイッチ１の固定穴６３ａ、６３ｂには、左隣に位置する別の光電スイッチ１の連結部１７ａ、１７ｂがそれぞれ挿入される。なお、下ケース２の左側面にはコネクタ１６ｂが露出する穴が設けられているが、図６（Ｄ）においてはフタ６４が穴を保護している。

＜表示器に対する信号ケーブルの配置＞
図７（Ａ）は表示器５の右側面を示している。表示器５は、透明部材７０と、ＯＬＥＤ層７１と、透明基材７２とが高さ方向に積層されて形成されている。透明部材７０と透明基材７２の素材はガラスや樹脂などを含む透明基板（第二基板）である。ＯＬＥＤ層７１の長辺から延びる透明電極と、短辺から延びる透明電極は透明部材７０の底面に形成されており、駆動ＩＣ５４に電気的に接続されている。駆動ＩＣ５４は表示器５を駆動する集積回路である。駆動ＩＣ５４は透明部材７０の底面に接着剤７３によって固定されている。駆動ＩＣ５４の端子には制御基板３０から延びる信号ケーブル５１が電気的に接続されている。このように、表示器５の長手方向の端部、つまり、表示器５の短辺側に設けられた端子（接続部７０ａ）に信号ケーブル５１が接続されている。これは、表示器５の短手方向における表示面積を確保しやすくしている。ワークの製造・検査現場では、複数の光電スイッチ１が連結されて利用される。そのため、光電スイッチ１の短手方向の長さは、たとえば、５ｍｍ以上かつ１４ｍｍ以下とされる。もし、表示器５の短手方向に駆動ＩＣ５４や信号ケーブル５１が取り付けられてしまうと、表示器５の表示領域が狭くなってしまう。つまり、表示器５に表示された文字が読み取りにくくなってしまう。そのため、表示器５の短手方向の端部（長辺側）には駆動ＩＣ５４や信号ケーブル５１が取り付けられないことが好ましい。

図７（Ｂ）は信号ケーブル５１の途中に駆動ＩＣ５４が設けられていることを示している。これは、透明部材７０の長手方向の長さを短くすることに役立つであろう。ＯＬＥＤ層７１の長辺から延びる透明電極は、表示器５の短辺側に設けられた端子（接続部７０ａ）として、信号ケーブル５１に接続される。

図７（Ｃ）は透明基材７２に代えて上ケース３の背骨部材３６が基材として採用されていることを示している。これは、表示器５を薄くすることに役立つ。つまり、表示器５の高さを低くすることに役立つ。背骨部材３６には開口部２５が設けられており、信号ケーブル５１は開口部２５を通過して筐体の内部に進入する。駆動ＩＣ５４は、信号ケーブル５１の途中であり、かつ、筐体の内部に位置するように配置されている。なお、ＯＬＥＤ層７１の長辺から延び、透明部材７０に設けられた透明電極は、表示器５の短辺側に設けられた端子（接続部７０ａ）として、信号ケーブル５１に接続される。

このように表示器５は表示層として機能するＯＬＥＤ層７１と、透明部材７０とを有している。透明電極は、ＯＬＥＤ層７１から信号ケーブル５１に向かう信号線として機能している。透明電極は、ＯＬＥＤ層７１と透明部材７０との界面近傍に設けられている。カバー部材４は、ＯＬＥＤ層７１と透明部材７０との界面近傍の側面を覆っている。この界面近傍は破損しやすいため、カバー部材４が界面近傍を保護している。

＜ケーブル通過部の配置＞
図８（Ａ）は上ケース３の概略断面図を示している。図８（Ｂ）ないし図８（Ｅ）は表示器搭載部の斜視図を示している。上ケース３は、セットボタン１１が配置される第一上面３８、第二上面（前壁３７）、第三上面（背骨部材３６）、第四上面（後壁３５）、調整ボタン９などが配置される第六上面３４などを含む。なお、第一上面３８や第六上面３４は上段と呼ばれ、背骨部材３６は下段と呼ばれてもよい。このように上ケース３の上面は段差を有していてもよい。背骨部材３６は載置部と呼ばれてもよい。載置部は、剛性を向上させる観点から中実であってもよい。図８（Ａ）が示すように、筐体の長手方向において沿った断面において第二上面（前壁３７）、第三上面（背骨部材３６）、第四上面（後壁３５）が凹部を形成している。表示器５は、凹部を形成している二つの壁面のうち第二面に近い側の壁面（前壁３７）に押し当てられている。図８（Ａ）や図８（Ｂ）によれば、開口部２５は背骨部材３６の後端側に設けられたスリット状の穴である。これは、開口部２５が背骨部材３６の前端側に設けられてもよいことを示唆している。図８（Ｃ）によれば、開口部２５は後壁３５の下側に設けられている。これは、開口部２５が前壁３７の下側に設けられてもよいことを示唆している。背骨部材３６と後壁３５（前壁３７）との連結部に開口部２５が設けられてもよい。つまり、背骨部材３６と後壁３５（前壁３７）とにまたがってスリットが形成されてもよい。図８（Ｄ）は背骨部材３６の中央に開口部２５が設けられることを示している。ここで、開口部２５の面積は、基本的に、表示器５の底面積よりも小さい。これは、表示器５の底面を背骨部材３６により支持するためである。ただし、表示器５の底面は、背骨部材３６の長手方向に延在する二つの長枠、または、背骨部材３６の短手方向に延在する二つの短枠のどちらかによって支持されれば十分である。図８（Ｅ）は背骨部材３６の右側に切欠き状の開口部２５が設けられることを示している。これは、背骨部材３６の左側に切欠き状の開口部２５が設けられてもよいことを示唆している。信号ケーブル５１がＦＰＣケーブルのように柔軟性が高く、かつ、折り曲げ可能なケーブルであれば、開口部２５の配置の自由度が増すであろう。なお、図８（Ｅ）のケースは、主に、表示器５の長辺側に信号ケーブル５１が接続されるケースであろう。しかし、信号ケーブル５１がＦＰＣケーブルであれば、表示器５の短辺側から延在する信号ケーブル５１を折り曲げることで、図８（Ｅ）に示された切欠き状の開口部２５を通過させることも可能であろう。

図９（Ａ）は背骨部材３６の後端部に設けられた開口部２５を示している。図９（Ａ）が示すように、光電スイッチ１の筐体は細長い。また、背骨部材３６に着目すると、筐体の縁まで表示器搭載部が存在していることが分かる。これは表示器５の表示面積を拡大することに役立っている。また、開口部２５が背骨部材３６の後端側に設けられていることも、表示器５の表示面積を拡大することに役立っている。図９（Ｂ）は開口部２５を通過するために、折り曲げられた信号ケーブル５１を示している。このように、信号ケーブル５１は、上ケース３の外部から内部へ開口部２５を介して延在している。

＜信号ケーブルのシールドの一体化＞
図１０はＦＰＣ６０により構成された信号ケーブル５１を示している。ここでは、表示器５と駆動ＩＣ５４とを含む表示モジュールも信号ケーブル５１とともに図示されている。なお、信号ケーブル５１はシールド部材５０とＦＰＣ６０によって一体化されている。シールド部材５０は、銅などの金属層とベースフィルム層とを有している。折り目５６ｃで直角にＦＰＣ６０を折ることで、右壁５０ｂが形成される。折り目５６ｄで直角にＦＰＣ６０を折ることで、左壁５０ｃが形成される。折り目５６ｅで直角にＦＰＣ６０を折ることで、前壁５０ｄが形成される。なお、ＦＰＣ６０を折りやすくするために、金属層には折り目５６ｃ、５６ｄ、５６ｅに沿って複数の穴５５が設けられていてもよい。金属層は信号ケーブル５１のグランド線に接続されている。これによりシールド部材５０は電気ノイズからＯＬＥＤ（表示器５）を保護することができる。

さらに、ＦＰＣ６０を折り目５６ａに沿って谷折りすることで、シールド部材５０は表示器５の底面を覆う。図９（Ｂ）に示された信号ケーブル５１のうちＵ字に折り曲げられた部分は、ＦＰＣ６０のうち信号配線部５３ａとシールド配線部５３ｂとが重なり合って形成されている。つまり、折り目５６ａに沿ってＦＰＣ６０を谷折りすることで信号配線部５３ａとシールド配線部５３ｂとが重なる。さらに、開口部２５に挿し通されると、信号配線部５３ａとシールド配線部５３ｂとが重なり合った部分がＵ字に折り曲げられる。さらに、折り目５６ｂで直角にＦＰＣ６０を折り曲げることで、端子５２の実装面が制御基板３０と平行となる。

図１１（Ａ）ないし図１１（Ｅ）は表示器５と信号ケーブル５１との位置関係を示している。図１１（Ａ）は信号ケーブル５１を接続された表示器５の平面図である。図１１（Ｂ）は表示器５の左側面を示す図である。表示器５の後端側から延在する信号ケーブル５１は、信号配線部５３ａとシールド配線部５３ｂとが重なり合って形成された重ね合わせ部５３でＵ字に折り曲げられている。さらに、信号ケーブル５１を折り目５６ｂで直角に折り曲げることで、端子５２の実装面が制御基板３０と平行となる。図１１（Ｃ）ないし図１１（Ｅ）は表示器５の斜視図である。端子５２の実装面は制御基板３０と平行となるが、表示器５の底面とは直交している。

端子５２は、たとえば、８つのピンから構成されていてもよい。ＶＣＣピンは電力を駆動ＩＣ５４に供給するピンである。ＶＳＳピンはグランドに接続された（接地電位を提供する）ピンである。ＲＥＳピンは駆動ＩＣ５４を起動したり、再起動したりするためのリセット信号を駆動ＩＣ５４に供給するピンである。ＳＣＬＫピンはシリアル通信用のクロックを供給するピンである。ＳＤＡピンはシリアル通信用のデータを伝送するためのピンである。ＩＲＥＦピンはＯＬＥＤ層７１に流される電流を調整するためのピンである。ＶＣＯＭＨピンは駆動ＩＣ５４の内部電源を安定化させるために外付けコンデンサと駆動ＩＣ５４とを接続するためのピンである。ＶＤＤピンは駆動ＩＣ５４のロジック動作用の電圧を供給するピンである。

なお、シールド部材５０は、信号ケーブル５１とは別部材により構成されたシールドシートであってもよい。

＜シールド＞
図１２（Ａ）は図６（Ｄ）のＡ－Ａ切断線で光電スイッチ１を切断して得られるＡ－Ａ断面図である。図１２（Ｂ）は図６（Ｄ）のＢ－Ｂ切断線で光電スイッチ１を切断して得られるＢ－Ｂ断面図である。図１３は、図１２（Ａ）の一部を拡大して表記した拡大図である。図１２（Ａ）や図１３が示すように、カバー部材４の左右の中央脚４３に設けられた凹部４５に上ケース３の爪部４８が嵌合している。図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）および図１３が示すように、シールド部材５０の右壁５０ｂの高さと、左壁５０ｃの高さとは、それぞれ表示器５のＯＬＥＤ層７１と、透明基材７２とを覆い、かつ、透明部材７０の少なくとも一部を覆うような高さである。透明部材７０と透明基材７２はガラスなどである。ガラスは樹脂と比較して割れやすい。そのため、シールド部材５０は衝撃などから透明部材７０と透明基材７２を保護する。また、ＯＬＥＤ層７１については、さらに、シールド部材５０によって電気的ノイズからも保護される。表示器５の底面はシールド部材５０の底部５０ａによって覆われている。背骨部材３６は、制御基板３０から発生する熱を表示器５に伝達しにくくしている。

図１２（Ｂ）が示すように、カバー部材４の左右の前脚４２の先端部は、下ケース２と上ケース３とによって挟持されている。これにより、カバー部材４が筐体にしっかりと固定される。

＜まとめ＞
図１などを用いて説明したように光電スイッチ１は略直方体形状の筐体を有している。つまり、筐体は細長い。表示器５は筐体の外面であって第一面に取り付けられる表示部の一例である。従来は表示器が光電スイッチの筐体内部に収容されていたため、筐体の外面から表示器までに距離があり、表示情報が見にくかった。本実施例では、表示器５は筐体の外面に取り付けられているため、光電スイッチ１の外縁から表示器５までの距離が短くなり、表示器５の表示情報が見やすくなる。発光素子３２と穴１２などは第一面の隣に位置する第二面の近くに設けられる投光部の一例である。受光素子３３と穴１３は第一面の隣に位置する第二面の近くに設けられる受光部の一例である。調整ボタン９などは第一面または表示部上に設けられ、ユーザ操作を受け付ける受付部の一例である。コントローラ６は受付部を通じて調整された閾値と、受光部により受光された光の量を示す信号値とを表示部に表示させる表示制御部の一例である。制御基板３０は筐体の内部に収容され、表示制御部が実装また接続される制御基板（第一基板）の一例である。信号ケーブル５１は制御基板３０と表示器５とを接続する信号ケーブルの一例である。図６（Ａ）～図６（Ｃ）が示すように、表示器５は、信号ケーブル５１と接続される接続部を有している。表示器５の接続部は、筐体の長手方向において、表示領域と信号ケーブル５１との間に配置されている。なお、図７（Ａ）～図７（Ｃ）や図１０などが示すように表示器５は、二つの短辺と二つの長辺とを有し、二つの短辺のうち一方の短辺の側に信号ケーブル５１が接続されていてもよい。これにより、光電スイッチ１における表示器５に関して十分な表示面積を確保可能な信号ケーブル５１の接続構造が提供される。

表示部は、ドットマトリクスディスプレイと、当該ドットマトリクスディスプレイを駆動する駆動回路とを有していてもよい。表示器５はドットマトリクスディスプレイの一例である。駆動ＩＣ５４は駆動回路の一例である。図７（Ａ）などが示すように、駆動ＩＣ５４は、表示器５の長手方向の端部に設けられ、信号ケーブル５１が接続されている。つまり、駆動ＩＣ５４は、筐体の長手方向において表示器５と接続部との間に設けられていてもよい。なお、表示器５と駆動ＩＣ５４とは同一の部材上に配置されていてもよい。図７（Ａ）によれば、表示器５のＯＬＥＤ層７１と駆動ＩＣ５４とが透明部材７０上に配置されている。

図１１（Ｂ）や図１１（Ｃ）が示すように、信号ケーブル５１は、表示器５と駆動ＩＣ５４とを接続する第一部分と、駆動ＩＣ５４と制御基板３０とを接続する第二部分とを有していてもよい。図１０が示すように、信号ケーブル５１はＦＰＣケーブルであってもよい。これにより筐体の外部に配置された表示器５と筐体の内部に配置された制御基板３０とを接続しやすくなる。

筐体は上ケース３と下ケース２とを有していてもよい。この場合、第一面は上ケース３の上面である。

本発明によれば、開口部２５が筐体の外面、とりわけ、上面に設けられている。開口部２５は、信号ケーブル５１を筐体の内部から外部へと配置することを可能とし、かつ、表示器５を筐体の外面に取り付けることを可能とする。つまり、信号ケーブル５１は開口部２５を介して制御基板３０に接続されている。表示器５が筐体の外面に設けられているため、表示器５が奥まって配置された印象をユーザに対して与えにくい。よって、ユーザにとって表示器５が見やすくなる。信号ケーブル５１が接続される表示器５の短辺の側は、表示器５の二つの短辺のうち、第二面（表示器５の前面）から遠いほうの短辺の側であってもよい。この場合に開口部２５は背骨部材３６の後端側などに設けられてもよい。信号ケーブル５１が接続される表示器５の短辺の側は、表示器５の二つの短辺のうち、第二面（前面）から近いほうの短辺の側であってもよい。この場合に開口部２５は背骨部材３６の前端側などに設けられてもよい。なお、上ケース３の背骨部材３６は、制御基板３０によって支持されている。これは、筐体の剛性向上に役立っている。さらに、背骨部材３６の厚みを、上ケース３の他の部分の厚みよりも厚くすることで、上ケース３自体の構成が向上している。とりわけ、背骨部材３６の剛性を高くすることで、表示器５を保護しやすくなる。

図８（Ａ）ないし図８（Ｅ）などを用いて説明したように上ケース３の第一面（上面）は開口部２５を有している。開口部２５は、信号ケーブル５１を筐体の外部から内部に通すための穴状または切欠き状の通過部として機能する。図８（Ｂ）などが示すように、開口部２５は、第一面の短手方向（ｘ軸方向）に沿って設けられたスリットであってもよい。図８（Ｅ）などが示すように、開口部２５は、第一面の長手方向（ｚ軸方向）に沿って設けられたスリットであってもよい。図７（Ｃ）が示すように、駆動ＩＣ５４は筐体の内部に収容されていてもよい。これは表示器５の搭載部の寸法を削減する。図１などが示すように、表示器５の長手方向と第一面の長手方向とは平行である。

図５などが示すように、筐体の外面に設けられた表示器５を保持する保持部材としてカバー部材４が採用されている。これにより、筐体の外面に表示器５を配置することが可能となり、ユーザにとって表示器５に表示された情報が見やすくなる。このようにカバー部材４を筐体の外側に配置することで、表示器５の表示領域を大きくすることができる。ただし、表示器５を筐体の外面に設けると、表示器５は外部からの衝撃を受けやすくなる。そこで、カバー部材４は表示器５を保護する役割を有している。さらに、図５や図１０などが示すように、シールド部材５０は表示器５の側面の少なくとも一部に設けられたシールド部材の一例である。図１３などが示すように、カバー部材４は、表示器５の側面との間でシールド部材５０を挟み込み、少なくとも表示器５の側面の少なくとも一部をカバーするカバー部材の一例である。このようにシールド部材５０も表示器５を衝撃から保護する役割を有している。

図５が示すように、カバー部材４は、表示器５の表示領域を露出させる窓部４０を有していてもよい。カバー部材４は、表示器５の非表示領域を覆うように構成されていてもよい。非表示領域は、表示器５の上面のうち情報を表示しない部分である。

カバー部材４における窓部４０の周囲に位置する四つの枠のうち窓部４０の長手方向の端部に位置する一つの枠（例：右枠４１ｂ、左枠４１ａ）の太さは、窓部４０の短手方向の両端に位置する二つの枠（例：前枠４１ｄ、後枠４１ｃ）の太さよりも太い。これは、表示器５の短手方向における表示面積を確保しやすくしている。カバー部材４は、第一面から突出した突出部と係合するように構成されていてもよい。たとえば、カバー部材４の切欠き４６に対して、上ケース３の上面から突出した突出部（フリンジ４７）が係合してもよい。

シールド部材５０は信号ケーブル５１のグランド線と電気的に接続していてもよい。これによりシールド部材５０は電気ノイズが表示器５に与える影響を軽減する。

図１３が示すように上ケース３の第一面の短辺の長さは、表示器５の短辺の長さと、カバー部材４の短手方向の両端に位置する側面（中央脚４３）の厚みと、シールド部材５０（右壁５０ｂ、左壁５０ｃ）の厚みとの和にほぼ等しい。これにより、表示器５をシールド部材５０で保護しつつ、表示器５の短手方向の長さを、光電スイッチ１の上面の短手方向の長さに近づけることが可能となる。つまり、表示器５に表示可能な文字のサイズを大きくしやすくなる。

図１０に示したように、信号ケーブル５１とシールド部材５０とは一体化されたＦＰＣケーブルであってもよい。これにより部品点数を削減することが可能となる。また、シールド部材５０へのグランド線を信号ケーブル５１と一体化しやすくなる。

図１０や図１１（Ｂ）などが示すように、ＦＰＣケーブルは少なくとも一か所で折り曲げられていてもよい。さらに、シールド部材５０の一部と信号ケーブル５１の一部とが折り重なっていてもよい。

シールド部材５０は、表示器５の底面を覆う第一領域（底部５０ａ）と、表示器５の第一側面を保護する第二領域（右壁５０ｂ）と、表示器５の第二側面を保護する第三領域（左壁５０ｃ）と、表示器５の第三側面を保護する第四領域（前壁５０ｄ）とを有していてもよい。図１０が示すように、第二領域、第三領域および第四領域は前記第一領域とつながっていてもよい。

上カバー１９は、受付部と、カバー部材４によりカバーされた表示器５とを覆う開閉式のフタの一例である。これにより、調整ボタン９や表示器５に工場で発生した油滴などが付着しにくくなる。また、調整ボタン９や表示器５の破損も生じにくくなろう。カバー部材４は表示器５の一部を覆うカバーであり、筐体の第一面の外側に設けられている。図６（Ｂ）や図９（Ｂ）が示すように、筐体の高さ方向においてカバー部材４の上面の高さと第一面のうち受付部が設けられている面の高さとは略同一であってもよい。

図１などが示すように、開口部２５は、カバー部材４または表示器５によって覆われていてもよい。これにより、異物が開口部２５を通じて筐体の内部に侵入しにくくなる。

窓部４０の長手方向の端部に位置する一つの枠（例：後枠４１ｃ）の表面には文字が記載されていてもよい。たとえば、透過型のファイバを用いた場合、ワークが検出されたときに表示灯２４が点灯するＤ－ＯＮ（ダークオン）や、ワークが検出されたときに表示灯２４が消灯するＬ－ＯＮ（ライトオン）といった動作モードが存在する。この場合に、後枠４１ｃに印刷された「Ｌ－ＯＮ」と「Ｄ－ＯＮ」とのどちらかを指し示すようなマーク（例：矢印マークなど）を表示器５が表示してもよい。表示器５の後端と後枠４１ｃとは隣接しているため、後枠４１ｃに表示された情報と連携した表示情報を表示器５が表示してもよい。

図７（Ａ）が示すように、表示器５は、透明部材（透明部材７０）と、透明部材の下面側に設けられたＯＬＥＤ（ＯＬＥＤ層７１）と、ＯＬＥＤの下面側に設けられた基材（透明基材７２、背骨部材３６）とを有していてもよい。カバー部材４は少なくともＯＬＥＤ層７１を保護するように設けられている。これにより、ＯＬＥＤ層７１の破損や電気ノイズの影響が軽減される。

図１３が示すように、カバー部材４の厚みは筐体（上ケース３や下ケース２）の厚みよりも薄い。これにより、表示器５の短手方向の長さをできる限り長くすることが可能となる。また、表示器５の表示面積を大きくすることが可能となり、表示される文字の大きさを大きくすることが可能となる。

上記の実施形態ではセンサユニットの一例として光電スイッチ１が採用された。しかし、センサユニットは圧力センサなど他の物理量を検知するセンサユニットであってもよい。受光素子３３は検知部の一例であるが、検出対象から検出した物理量（例：受光量や圧力）を検知し、物理量に応じて検出信号を出力する検知素子であってもよい。表示器５は検知部により検知された物理量を表示する表示部の一例である。表示灯２４や外部への出力ケーブルなどは検知部により検知された物理量と閾値との比較結果を出力する出力部の一例である。調整ボタン９は閾値の調整操作を受け付ける受付部や操作部の一例である。また、調整ボタン９は閾値を調整する閾値調整部の一例である。コントローラ６は受付部を通じて調整された閾値と、検出部により検出された物理量を示す信号値とを表示部の表示領域に表示させる表示制御部の一例である。表示器５の接続部は、調整ボタン９と、表示器５の表示領域（ＯＬＥＤ層）との間に配置されている。

図３が示すように、下ケース２は、面が開放された断面凹状の下ケースである。上ケース３は、下ケース２の上面をふたするように構成された上ケースである。上ケース３と下ケース２とによって光電スイッチ１の筐体が形成されている。制御基板３０は第一基板の一例であり、第一面および第二面の隣に位置する第三面を向くように下ケース２に収容される。ここで、第一面は上ケース３の上面である。第三面は、たとえば、連結部１７ａ、１７ｂである。より厳密には、第三面は下ケース２を形成する内面の一つである。

Claims (10)

1. 受光素子により検出対象から検出した受光量と、閾値との比較結果を出力する光電スイッチにおいて、
   基板を収容する略直方体形状の筐体と、
   前記基板と接続する信号ケーブルと、
   前記筐体の上面に載置され、前記受光量と前記閾値とを表示可能な表示領域と前記信号ケーブルに接続する接続部とを有するドットマトリクスディスプレイと、
   前記筐体に形成された嵌合部と、
   前記表示領域を露出させる窓部を有し、前記嵌合部を介して前記筐体に嵌合することで、前記ドットマトリクスディスプレイを前記筐体の上面との間に収容するカバー部材とを備え、
   前記筐体は、前記ドットマトリクスディスプレイを支持する背骨部材と、前記筐体の長手方向における当該背骨部材の一端側に形成された前記信号ケーブルを通過させる開口部とを有することを特徴とする光電スイッチ。
2. 受光素子により検出対象から検出した受光量と、閾値との比較結果を出力する光電スイッチにおいて、
   基板を収容する略直方体形状の筐体と、
   前記基板と接続する信号ケーブルと、
   前記筐体の上面に載置され、前記受光量と前記閾値とを表示可能な表示領域と前記信号ケーブルに接続する接続部とを有するドットマトリクスディスプレイと、
   前記筐体に形成された嵌合部と、
   前記表示領域を露出させる窓部を有し、前記嵌合部を介して前記筐体に嵌合することで、前記ドットマトリクスディスプレイを前記筐体の上面との間に収容するカバー部材と、
   前記筐体に回動可能に連結され、前記カバー部材と前記筐体の上面との間に収容された前記ドットマトリクスディスプレイの上面を覆う上カバーを備えることを特徴とする光電スイッチ。
3. 前記嵌合部は前記筐体の短手方向の前記筐体上の面に形成された爪部を有し、前記カバー部材には凹部が形成され、前記爪部と前記凹部が嵌合することを特徴とする請求項１または２に記載の光電スイッチ。
4. 前記嵌合部は前記筐体の背骨部材に形成されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の光電スイッチ。
5. 前記筐体の背骨部材には、さらに、前記ドットマトリクスディスプレイを前記筐体の短手方向に位置決めするためのフリンジが形成されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の光電スイッチ。
6. 前記筐体の上面には、さらに、前記閾値を調整する操作を受け付ける受付部が設けられ、前記ドットマトリクスディスプレイは前記受付部を通じて調整された閾値を表示することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の光電スイッチ。
7. 前記ドットマトリクスディスプレイの前記接続部は、前記表示領域と前記受付部との間に配置されることを特徴とする請求項６に記載の光電スイッチ。
8. 前記ドットマトリクスディスプレイは、前記表示領域に対応する位置に表示層が積層された透明部材を有し、
   前記接続部は、前記透明部材において非表示領域に対応する位置に設けられ、前記カバー部材は前記非表示領域を覆うことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載の光電スイッチ。
9. 前記筐体に回動可能に連結され、前記カバー部材と前記筐体の上面との間に収容された前記ドットマトリクスディスプレイの上面を覆う上カバーをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の光電スイッチ。
10. 前記ドットマトリクスディスプレイを電気ノイズから保護するシールド部材を有し、前記カバー部材は前記シールド部材により保護された前記ドットマトリクスディスプレイを前記筐体の上面との間で挟持することを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一項に記載の光電スイッチ。

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