JPH04131955U - 光結合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光結合装置の遮光板や発光部または受光部を
接着剤を用いずにケースに固定する。 【構成】 絞り窓５を有する遮光板６をホルダー１０に
固定し、ホルダー１０の凹部６２に発光部１または受光
部２を嵌合し、フツク６１にてホルダー１０をケース３
内に固定する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、通過路上を通過する被検出物体の有無を無接点で検出することので きる光結合装置（フオトインタラプタ）の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来の被検出物体の通過路を挟んで発光素子と受光素子を対向配置してなる透 過型光結合装置（フオトインタラプタ）の構造を図３０，３１に示す。図３０は 平面図、図３１は分解斜視図である。

【０００３】 図３０，３１において、１は発光素子（発光ダイオード）を透光性樹脂にてモ ールドして成る発光部、２は受光素子（フオトトランジスタ）を透光性樹脂にて モールドして成る受光部で、これら発光部１および受光部２を通過路Ｘを挟んで 対向するよう遮光性材料からなるケース３に組み込み固定している。

【０００４】 また、ケース３の対向面（通光部）３ａ，３ｂには、投光窓４ａおよび採光窓 ４ｂが形成されており、採光窓４ｂのある対向面３ｂに、光結合装置の検出位置 精度（分解能）を高めるため、エツチングもしくはパンチング加工により形成さ れた絞り窓５をもつ遮光板６が接着剤７により貼り付け固定されている。

【０００５】 よつて、図３０，３１の構造の光結合装置においては、発光部１より発せられ た光がケース３の投光窓４ａを通過し、被検出物体Ｙに照射される。そして、被 検出物体Ｙの状態により信号となつた光が、遮光板６の絞り窓５およびケース３ の採光窓４ｂを介して受光部２へ入射し、電気信号として変換されることになる 。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、上記従来構造の光結合装置においては、図３０，３１に示した絞り窓 を持つ遮光板がケースに接着剤にて貼り付けられているだけであり、衝撃等の外 力によりケースからの剥離が生じやすく、また、接着剤量の管理等、作業が困難 であり、各々の製品において接着強度取り付け状態の差が生じやすい。さらに、 作業時間がかかることにより製品コストが高くなる。

【０００７】 本考案は、上記に鑑み、高分解能で位置精度の高い絞り窓を作業性が良く、安 価に構成できる光結合装置の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

（１）本考案請求項１による課題解決手段は、図１ないし図５の如く、通過路Ｘ 上を通過する被検出物体の有無を無接点で検出するもので、発光素子を有する発 光部１と、受光素子を有する受光部２と、該発光部１および受光部２が通過路Ｘ を挟んで対向配置されて収納されるケース３とを備え、前記ケース３の対向面３ ａ，３ｂに投光窓４ａおよび採光窓４ｂが形成された光結合装置において、前記 発光部１と投光窓４ａ、および受光部２と採光窓４ｂとの少なくとも一方の間隙 に、発光部１または受光部２を保持するためのホルダー１０が配置され、該ホル ダー１０に絞り窓５を有する遮光板６が固定され、前記ケース３に、ホルダー１ ０との当たりによりホルダー１０を位置決めする位置決め手段２０が設けられた ものである。

【０００９】 （２）請求項２による課題解決手段は、図６〜１２の如く、請求項１記載の遮光 板６は、インサート成形あるいは熱圧着等により、その一端６ａが請求項１記載 のホルダー１０内に固定され、他端６ｂが自由状態とされたものである。

【００１０】 （３）請求項３による課題解決手段は、請求項１記載のホルダー１０は、機種に 応じてその色調が変更されたものである。

【００１１】 （４）請求項４による課題解決手段は、図１７〜２７の如く、ホルダー１０に、 ケース３と係合してケース３からの抜けを防止する係合手段６１が設けられ、ホ ルダー１０の発光部１または受光部２と接触する接触面に、発光部１または受光 部２に嵌合してそのホルダー１０からの抜けを防止する凹部６２が設けられたも のである。

【００１２】

【作用】

上記請求項１による課題解決手段において、ケース３に絞り窓５を有する遮光 板６を具備したホルダー１０を挿入する。このとき、ケース３に位置決め手段２ ０を設けており、ホルダー１０は、ケース３との当たりにより位置決めがなされ る。しかる後、発光部１または受光部２を挿入する。そうすると、発光部１また は受光部２は、ホルダー１０に突き当てられた形でケース３と接着されるため、 ホルダー１０は、ケース３と受光部２を介して固定されることになる。

【００１３】 このように、発光部１または受光部２と採光窓４ｂとの間隙に、絞り窓５を有 する遮光板６を具備したホルダー１０を配置し、ケース３に、ホルダー１０との 当たりによりホルダー１０を位置決めする位置決め手段２０を設けているので、 従来のように、高分解能で位置精度の高い絞り窓を持つ遮光板を接着剤によりケ ースに貼付する必要がなくなり、作業時間の短縮および製品ごとの遮光板の取り 付け状態の均一性が図れる。

【００１４】 請求項２において、絞り窓５を有する絞り窓５は、インサート成形あるいは熱 圧着により、ホルダー１０内に一端６ａを固定しているため、衝撃等、外力によ る遮光板の剥離の問題もなくなる。さらに、遮光板６の他端６ｂは、ケース３と ホルダー１０間の隙間Ｚに自由端として収納しているため、周囲温度の変動によ り生じる樹脂と金属の膨張、収縮等の熱的変動量の逃げとなり、変動量の差によ り生じる応力がかからず遮光板の反りが発生しにくい。

【００１５】 請求項３では、ホルダー１０の色調を変更させることで、製品の仕様の識別が 容易となる。

【００１６】 請求項４では、ホルダー１０の凹部６２に発光部１または受光部２を嵌合し、 フツク６１にてホルダー１０をケース３内に固定する。そうすると、接着剤を用 いずに発光部１または受光部２をケース３内に固定できる。

【００１７】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。なお、図３０，３１に示し た従来技術と同一機能部品については同一符号を付している。

【００１８】 〔第一実施例〕 図１ないし図５は本考案第一実施例に係る光結合装置を示しており、図１は本 考案第一実施例に係る光結合装置の平面図、図２は同じくその底面図、図３は図 １のＡ−Ａ断面図、図４は図１のＢ−Ｂ断面図、図５は図１のＣ−Ｃ断面図であ る。

【００１９】 また、図６は同じくホルダーの斜視図、図７は同じくホルダーを背面から視た 斜視図、図８は同じくホルダーを背面から視た図、図９は図８のＤ−Ｄ断面図、 図１０は同じくホルダーを正面から視た図、図１１は同じくホルダーの平面図、 図１２は同じく底面図である。

【００２０】 図１３は同じく絞り窓を有する遮光板を示す正面図、図１４は同じく曲げ加工 を施した遮光板を示す正面図、図１５は同じくその側面図、図１６は同じくその 底面図である。

【００２１】 図示の如く、本実施例の光結合装置（フオトインタラプタ）は、請求項１，２ に対応するもので、通過路Ｘ上を通過する被検出物体の有無を無接点で検出する もので、発光素子を有する発光部１と、受光素子を有する受光部２と、該発光部 １および受光部２が通過路Ｘを挟んで対向配置されて収納されるケース３とを備 え、前記ケース３の対向面３ａ，３ｂに投光窓４ａおよび採光窓４ｂが形成され ている。

【００２２】 そして、前記受光部２と採光窓４ｂとの間隙に、受光部２を保持するための絞 り窓５を有する金属製の遮光板６を具備したホルダー１０が配置され、前記ケー ス３に、ホルダー１０との当たりによりホルダー１０を位置決めする位置決め手 段２０が設けられている。

【００２３】 前記発光部１および受光部２は、図３の如く、個別のリードフレーム３１，３ ２に搭載された発光素子および受光素子を透光性樹脂にてモールドして成る。

【００２４】 前記ケース３は、遮光性材料にて、発光部１が収納される発光側収納室３３と 、受光部２が収納される受光側収納室３４と、該収納室３３，３４間に介設され 収納室３３，３４と共に通過路Ｘを形成する連結部３５とから成る下面開放コ字 形に形成されている。なお、受光側収納室３４の上面には、図４の如く、採光窓 ４ｂと連通する開口３４ａが設けられている。

【００２５】 前記投光窓４ａおよび採光窓４ｂは、図１，２の如く、ケース３の対向面３ａ ，３ｂの上部から縦長に形成されており、採光窓３ｂの幅は、採光窓４ｂの幅よ りも大きく設定されている。なお、採光窓４ｂの壁面５０は、内側に突出形成さ れている。

【００２６】 前記ホルダー１０は、図６〜１２に示すような形状を有しており、遮光板６を 支持し、採光部４ｂおよび受光側収納室３４の開口３４ａに嵌合する縦断面Ｌ字 形のホルダー本体４１と、該ホルダー本体４１の両側面に一体的に設けられた張 り出しガイド４２とから構成されている。そして、ホルダー本体４１には、絞り 窓５で絞り込まれた発光部１からの光を受光部２に導く導光孔４１ｂが貫通して 形成されており、裏面には、受光部２を収納するための凹部４１ａが形成されて いる。

【００２７】 前記遮光板６は、図１３〜１６の如く、所定位置にエツチングまたはプレス加 工にて形成された微小幅の絞り窓５が形成されており、その上端に一体的に形成 されたくさび形の折曲片６ａが設けられている。また、遮光板６は、図１４の如 く、折曲片６ａをプレス加工等により折り曲げＬ字形とされ、その後、インサー ト成形により、図６，９の如く、一端（折曲片）６ａを埋設してホルダー１０内 に固定し、他端６ｂを自由状態としている。なお、図１０，１３中、６ｃはホル ダー１０の成形樹脂がまわり込むことにより遮光板６の抜けを防止する孔、６ｄ は遮光板６をホルダー成形用金型にセツトする際に位置決め用ピンが挿入される ピン孔である。

【００２８】 前記位置決め手段２０は、図２，３の如く、ホルダー本体４１の上部を嵌合保 持する前記受光側収納室３４の開口３４ａと、ホルダー１０のガイド４２を支持 するため、このガイド４２に当接する位置まで突出させた採光窓４ｂの壁面５０ とから構成されている。

【００２９】 上記光結合装置は、以下のようにして製造される。

【００３０】 図３の如く、ケース３の発光側収納室３３に発光部１を挿入し、接着剤７にて 固定する。一方、ケース３の受光側収納室３４の壁面５０に対して絞り窓５を有 する遮光板６を具備したホルダー１０のガイド４２を沿わせるかたちでホルダー １０を下方から挿入する。

【００３１】 このとき、ケース３に、図２，４の如く、ホルダー本体４１の上部と、ホルダ ー１０のガイド４２とを支持する位置決め手段２０を設けており、ホルダー１０ は、ケース３との当たりにより位置決めがなされる。

【００３２】 すなわち、ホルダー本体４１の上部がケース３の開口３４ａに嵌合保持される ことにより、ホルダー１０の前後および上下方向の位置決めがなされ、またホル ダー４１のガイド４２がケース３の壁面５０に当接することにより、ホルダー１ ０の左右方向の位置決めがなされる。

【００３３】 しかる後、受光部２をホルダー１０の凹部４１ａに挿入し、接着剤７により固 定する。そうすると、受光部２は、ホルダー１０に突き当てられた形でケース３ と接着されるため、ホルダー１０は、ケース３と受光部２を介して固定されるこ とになる。

【００３４】 このように、受光部２と採光窓４ｂとの間隙に、絞り窓５を有する遮光板６を 具備したホルダー１０を配置し、ケース３に、ホルダー１０との当たりによりホ ルダー１０を位置決めするよう位置決め手段２０を設けているので、従来のよう に、高分解能で位置精度の高い絞り窓を持つ遮光板を接着剤によりケースに貼付 する必要がなくなり、作業時間の短縮および製品ごとの遮光板の取り付け状態の 均一性が図れる。

【００３５】 また、絞り窓５が形成された遮光板６は、インサート成形により、その一端６ ａをホルダー１０内に埋設して固定しているが、他端６ｂはケース３とホルダー １０の嵌合によりできる隙間Ｚに自動的に支持される形となり、衝撃等、外力に よる遮光板の剥離の問題はなくなる。

【００３６】 この隙間Ｚ（図３参照）に支持される遮光板６の他端６ｂは、隙間Ｚ内では接 着も圧入もされておらず、自由状態であり、周囲温度の変化によつて樹脂と金属 の膨張、収縮等熱的変動量の差により生じる応力がかからないので、遮光板の反 りが発生しにくい。

【００３７】 さらに、遮光板６をホルダー成形用金型内にセツトしてインサート成形を行う ことによりホルダー１０が形成されるが、この際、金型内に、遮光板６に設けら れた位置決め用ピン孔６ｄに対するピンを具備することにより、ホルダー１０と 遮光板６に形成された絞り窓５の取り付け精度を向上させ、均一化を図ることが 可能となる。

【００３８】 したがつて、高分能の絞り窓を精度よく安価に光結合装置に組み込むことが可 能となり、かつ絞り窓を有する遮光板の取り付け強度の高い光結合装置が提供で きる。

【００３９】 〔第二実施例〕 第一実施例の光結合装置においては、分解能（スリツト幅）を変更する際、ホ ルダー１０に具備される遮光板６の絞り窓５の幅を変更すれば良いという利点が あるがゆえに、完成品形状は分解能が変わつても類似したものとなる。例えば、 スリツト幅が少し違う（分解能の異なる）製品が発生した場合、完成品及びホル ダーは酷似しており、識別は困難となる。このことは、光結合装置の生産工程に おいて、異機種部品の混入という問題につながる可能性もある。

【００４０】 そこで、本実施例は、請求項３に対応しており、第一実施例の光結合装置の利 点を生かしつつ、識別の容易な光結合装置及びその部品を提供可能とするため、 絞り窓５を有する遮光板６が具備されたホルダー１０の成形材料の色調を、黒色 以外にも変更させる（例えば、赤色、青色等の材料を使用する）ものであり、そ の他の構成は第一実施例と同様である。

【００４１】 このように、ホルダー１０の材料の色調を変更することにより、光結合装置を 組み立てた際には、ケース３の正面にホルダー１０の先端部が現れ、色調の違い が容易に確認できる。

【００４２】 このため、完成品及びホルダー１０の識別を容易にすることが可能となる。ま た、ホルダー１０の色調を機種別に設定すれば、完成品の機種名の印字等を省く こともできる。

【００４３】 なお、色調を変更させる為に、ホルダー１０の材料に遮光性材料が使えなくて も、絞り窓５をもつ遮光板６により発光素子、受光素子の遮光作業が得られるの で、多様な色調を使える構造上の利便さもある。

【００４４】 〔第三実施例〕 図１７は本考案第三実施例に係る光結合装置の平面図、図１８は同じくその底 面図、図１９は図１７のＥ−Ｅ断面図、図２０は図１７のＦ−Ｆ断面図、図２１ は同じくホルダーの斜視図、図２２は同じくホルダーを背面から視た斜視図、図 ２３は同じくホルダーを背面から視た図、図２４は図２３のＧ−Ｇ断面図、図２ ５は同じくホルダーを正面から視た図、図２６は同じくホルダーの平面図、図２ ７は同じくホルダーの底面図である。

【００４５】 前述の第一、第二実施例の光結合装置においては、構成部材の最終的な固定に は、接着剤が必要となり、生産工程上、接着剤の塗布量の管理作業や注入作業を 必要とする。本実施例はこれらの作業の省略を目的としたものであつて、図示の 如く、ホルダー１０に、ケース３と係合してケース３からの背面方向Ｍへの抜け を防止する係合手段６１が設けられ、ホルダー１０の発光部１または受光部２と 接触する接触面に、発光部１または受光部２に嵌合してそのホルダー１０からの リードフレーム３２の引き出し方向Ｍへの抜けを防止する凹部６２が設けられた ものである。

【００４６】 前記係合手段６１は、図１７〜２１の如く、ホルダー１０の光対向面（底面） 側に突出形成されたフツクと、ケース３の連結部３５の通路側面に形成された弾 性変形可能な当接部３５ａとからなる。

【００４７】 前記フツク６１は、ホルダー１０をケース３の背面から挿入する際の容易さを 考慮し、挿入方向側の面のみが傾斜して三角形状に形成されている。

【００４８】 前記連結部３５のフツク６１が当接する当接部３５ａは、ホルダー１０の挿入 時にフツク６１の挿入方向への進行を阻害しないよう、連結部３５の周囲より薄 くされ、かつスリツト３５ｂが切欠かれており、これにより、該当接部３５ａは 、フツク６１の進行方向に対して弾性変形可能とされている。また、遮光板６は 、図２１，２５の如く、フツク６１に対応する位置に切欠部６ａが形成されてい る。

【００４９】 前記凹部６２は、図２３〜２４の如く、受光部２の受光面が埋没するよう、該 受光部２の受光面と同形状に形成されている。

【００５０】 上記構成において、まず、受光部２をホルダー１０の凹部６２に嵌合する。そ うすると、受光部２と遮光板６との位置関係が固定される。

【００５１】 次に、受光部２を嵌合したホルダー１０をケース３の背面から受光側収納室３ ４に挿入する。そして、ホルダー１０のフツク６１の傾斜面が連結部３５の当接 部３５ａに当接し、当接部３５ａをフツク６１の押圧力によりフツク６１の進行 方向に強制的に倒す。倒された当接部３５ａは、フツク６１の通過後、弾性復元 して元の状態に戻る。そして、この当接部３５ａにより、フツク６１のケース３ の背面方向への抜けを防止する。

【００５２】 このように、ケース３に対してホルダー１０を係合する係合手段６１と、ホル ダー１０に対して受光部を嵌合する凹部６２とを設けているので、受光部２を固 定するための接着剤を省略しても、ケース３、ホルダー１０および受光部２を互 いに固定でき、接着材料の削除、接着作業の簡易化により安価なフオトインタラ プタが提供できる。

【００５３】 なお、本考案は、上記実施例に限定されるものではなく、本考案の範囲内で上 記実施例に多くの修正および変更を加え得ることは勿論である。

【００５４】 例えば、本考案のホルダーを発光側に配置してもよい。

【００５５】 また、上記実施例では、絞り窓５が１つの基本的な光結合装置について説明し たが、図２８の様に、複数の絞り窓を持つ光結合装置にも応用できる。また、図 ２９の様に、絞り窓を有する遮光板をフレーム状に形成し、曲げ加工後、ホルダ ーにインサート成形を行い、継手部６ｅをカツトすれば、さらに作業性の向上が 図れる。

【００５６】 さらに、インサート成形で遮光板をホルダーに固定したが、遮光板を熱圧着に より固定しても同様な効果が得られる。

【００５７】 さらにまた、第三実施例において、係合手段６１をホルダー１０の光対向面に 突出形成していたが、ホルダー１０の側面に設けてもよいし、形状についても、 断面円弧状や凹状に形成してもよい。

【００５８】

【考案の効果】

以上の説明から明らかな通り、 （１）本考案請求項１によると、受光部と採光窓との間隙に、絞り窓を有する遮 光板を具備したホルダーを配置し、ケースに、ホルダーとの当たりによりホルダ ーを位置決めする位置決め手段を設けているので、従来のように、高分解能で位 置精度の高い絞り窓を持つ遮光板を接着剤によりケースに貼付する必要がなくな り、作業時間の短縮および製品ごとの遮光板の取り付け状態の均一性が図れる。

【００５９】 （２）請求項２によると、インサート成形あるいは熱圧着等により、遮光板の一 端をホルダー内に固定し、他端を自由状態としているので、衝撃等、外力による 遮光板の剥離の問題もなくなり、周囲温度の変動により生じる樹脂と金属の膨張 、収縮等の熱的変動量の逃げとなり、変動量の差により生じる応力がかからず遮 光板の反りが発生しにくい。

【００６０】 以上（１）（２）から、高分能の絞り窓を精度よく安価に光結合装置に組み込 むことが可能となり、かつ絞り窓を有する遮光板の取り付け強度の高い光結合装 置が提供できる。

【００６１】 （３）請求項３では、ホルダーの色調を変更させることで、製品の仕様の識別が 容易となる。

【００６２】 （４）請求項４では、受光部または発光部を固定するための接着剤を省略でき、 接着材料の削除および接着作業を省略を図り得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本考案第一実施例に係る光結合装置の平
面図である。

【図２】図２は同じくその底面図である。

【図３】図３は図１のＡ−Ａ断面図である。

【図４】図４は図１のＢ−Ｂ断面図である。

【図５】図５は図１のＣ−Ｃ断面図である。

【図６】図６は同じくホルダーの斜視図である。

【図７】図７は同じくホルダーを背面から視た斜視図で
ある。

【図８】図８は同じくホルダーを背面から視た図であ
る。

【図９】図９は図８のＤ−Ｄ断面図である。

【図１０】図１０は同じくホルダーを正面から視た図で
ある。

【図１１】図１１は同じくホルダーの平面図である。

【図１２】図１２は同じく底面図である。

【図１３】図１３は同じく絞り窓を有する遮光板を示す
正面図である。

【図１４】図１４は同じく曲げ加工を施した遮光板を示
す正面図である。

【図１５】図１５は同じくその側面図である。

【図１６】図１６は同じくその底面図である。

【図１７】図１７は本考案第三実施例に係る光結合装置
の平面図である。

【図１８】図１８は同じくその底面図である。

【図１９】図１９は図１７のＥ−Ｅ断面図である。

【図２０】図２０は図１７のＦ−Ｆ断面図である。

【図２１】図２１は同じくホルダーの斜視図である。

【図２２】図２２は同じくホルダーを背面から視た斜視
図である。

【図２３】図２３は同じくホルダーを背面から視た図で
ある。

【図２４】図２４は図２３のＧ−Ｇ断面図である。

【図２５】図２５は同じくホルダーを正面から視た図で
ある。

【図２６】図２６は同じくホルダーの平面図である。

【図２７】図２７は同じくホルダーの底面図である。

【図２８】図２８は他の実施例に係る複数の絞り窓を有
する遮光板の正面図である。

【図２９】図２９は同じく絞り窓を有する遮光板をフレ
ーム状に形成した例を示す正面図である。

【図３０】図３０は従来の光結合装置の平面図である。

【図３１】図３１は同じくその分解斜視図である。

【符号の説明】

１ 発光部 ２ 受光部 ３ ケース ３ａ，３ｂ 対向面 ４ａ 投光窓 ４ｂ 採光窓 ５ 絞り窓 ６ 遮光板 ６ａ 一端 ６ｂ 他端 １０ ホルダー ２０ 位置決め手段 ６１ 係合手段 ６２ 段部 Ｘ 通過路

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 通過路上を通過する被検出物体の有無を
   無接点で検出するもので、発光素子を有する発光部と、
   受光素子を有する受光部と、該発光部および受光部が通
   過路を挟んで対向配置されて収納されるケースとを備
   え、前記ケースの対向面に投光窓および採光窓が形成さ
   れた光結合装置において、前記発光部と投光窓、および
   受光部と採光窓との少なくとも一方の間隙に、発光部ま
   たは受光部を保持するためのホルダーが配置され、該ホ
   ルダーに絞り窓を有する遮光板が固定され、前記ケース
   に、ホルダーとの当たりによりホルダーを位置決めする
   位置決め手段が設けられたことを特徴とする光結合装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の遮光板は、インサート成
   形あるいは熱圧着等により、その一端が請求項１記載の
   ホルダー内に固定され、他端が自由状態とされたことを
   特徴とする光結合装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載のホルダーは、機種に応じ
   てその色調が変更されたことを特徴とする光結合装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の光結合装置において、ホ
   ルダーに、ケースと係合してケースからの抜けを防止す
   る係合手段が設けられ、ホルダーの発光部または受光部
   と接触する接触面に、発光部または受光部に嵌合してそ
   のホルダーからの抜けを防止する凹部が設けられたこと
   を特徴とする光結合装置。