JPH0623141U - ファイバー式光電スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ファイバー式の光電スイッチに於いて、球レ
ンズ及び発光素子を収納した収納室からモニター用の投
射光を効率よく外部に導くことを目的とする。 【構成】 発光素子及びそれを集光する球レンズを封入
した収納室と、投光用光ファイバーの一端を収納室外か
らその集光位置に案内する嵌着孔とを有する結合金具を
用いたファイバー式光電スイッチの投光部において、上
記収納室側壁の、発光素子の投光面を覗く位置に3設け
たモニター用光ファイバー挿通用の貫通孔と、一端が上
記貫通孔を貫通し、他端が、発光素子の発光量モニター
用のモニター用受光素子に光学的、かつ、機械的に接続
されたモニター用光ファイバーとを具備させ、上記貫通
孔に挿通したモニター用光ファイバーの先端を、発光素
子の投光面外周部の直前に位置させたものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、発光素子の発光量のモニター機能を有するファイバー式光電スイッ チに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

物品の有無等を光電スイッチによって検出する場合に於いて、光電スイッチの 投受光器を検出位置から離して設置したい場合には、光ファイバーを介して投受 光動作を行うファイバー式光電スイッチを使用する。

【０００３】 このファイバー式光電スイッチは、増幅器を内蔵した本体部分に、発光素子及 び受光素子を収納した結合金具を固設し、この結合金具によって、光ファイバー の一端を発光素子及び受光素子に光学的、かつ、機械的に連結する構造を有して いる。

【０００４】 ところで、このファイバー式光電スイッチに於いて、その信頼性を向上させる ためには、発光素子が劣化していないか、その発光量をモニターする必要がある 。

【０００５】 しかしながら、従来の発光素子と光ファイバーの結合構造では、発光素子より の投射光の漏洩事故がないように、また、投射光を効率よく投光用光ファイバー に伝達させるために、発光素子、その集光レンズ、及び投光用光ファイバー端を 結合金具内の小さな収納室内に密封した状態で近接配置させている。

【０００６】 このため、発光素子の発光のモニターは、構造的に困難である。

【０００７】 本出願人は、先に投射光の一部をモニター用の受光素子を用いてモニターする ファイバー式光電スイッチ（実公昭６３−２８８３８号）を出願している。

【０００８】 このファイバー式光電スイッチは、図４に示す如く、発光素子(1)及びそれを 集光する球レンズ(2)を封入した収納室(3)と、投光用光ファイバー(A)の一端を 収納室(3)外からその集光位置に案内する嵌着孔(4)とを有する結合金具(5)を用 いたファイバー式光電スイッチ(B)の投光部に於いて、

【０００９】 収納室側壁(3a)の球レンズ(2)を覗く位置に貫通孔(6)を穿設し、この貫通孔(6 )に発光素子(1)の発光量をモニターする受光素子(7)を配置したものである。

【００１０】 そして、発光素子(1)が発光すれば、発光素子(1)からの投射光は、球レンズ(2 )によって集光されて効率よく投光用光ファイバー(A)に伝達される。

【００１１】 また、発光素子(1)からの投射光の一部は、球レンズ(2)の外表面における一定 割合の僅かな反射、及び球レンズ(2)内からの一定割合の僅かな漏れによってモ ニター用受光素子(7)に入射するため、発光素子(1)の投光量に比例した大きさの モニター信号をモニター用受光素子(7)から得ることができる。

【００１２】

【考案が解決しようとする課題】

上記した如く、モニター用受光素子(7)を発光素子(1)及び球レンズ(2)の近傍 に配置すれば、発光素子(1)の発光をモニターできる。

【００１３】 しかし、モニター用受光素子(7)を用いたとしても、発光素子(1)及び球レンズ (2)は焦点距離の関係から近接配置されているため、これらと同程度の大きさの 受光面を持つモニター用受光素子(7)の配置は依然として困難である。

【００１４】 すなわち、発光素子(1)から球レンズ(2)に投射される光を遮らず、また、これ らに当って傷つけないようにするという配慮が必要であり、上記従来のモニター 用受光素子(7)は、球レンズ(2)から側方に放射される僅かな反射光、及び漏洩光 を、離隔した位置で受光するという配置構造となり、モニターに充分な受光量が 得られなかった。

【００１５】 そして、この従来装置は、このモニター光の受光量の不充分さを改善するため 、図４に示すように、発光素子(1)と球レンズ(2)の光軸をずらし、モニター用受 光素子(7)と球レンズ(2)の間の光路を広くする工夫をしている。

【００１６】 しかし、この配置構造でも充分な量のモニター光が得られるわけではなく、ま た、このように光軸がずれた状態では、発光素子(1)から球レンズ(2)への光の伝 達効率が低下するという問題が生じる。

【００１７】

【課題を解決するための手段】

発光素子及びそれを集光する球レンズを封入した収納室と、投光用光ファイバ ーの一端を収納室外からその集光位置に案内する嵌着孔とを有する結合金具を用 いたファイバー式光電スイッチの投光部において、

【００１８】 上記収納室側壁の、発光素子の投光面を覗く位置に設けたモニター用光ファイ バー挿通用の貫通孔と、 一端が上記貫通孔を貫通し、他端が、発光素子の発光量モニター用のモニター 用受光素子に光学的、かつ、機械的に接続されたモニター用光ファイバーとを具 備させ、

【００１９】 上記貫通孔に挿通したモニター用光ファイバーの先端を、発光素子の投光面外 周部の直前に位置させたものである。

【００２０】

【作用】

上記した如く、発光素子および球レンズに比べて、十分に細い光ファイバーを 用いることにより、収納室内の狭小な空間内で、発光素子から球レンズへの光の 伝達率を低下させないで、モニター用光ファイバの先端を、発光素子の発光面に 近接配置できる。また、このような近接配置から、光源である発光素子の光を直 接受光するので、モニター光を充分な光量で取出せる。

【００２１】

【実施例】

図１は、本考案に係るファイバー式光電スイッチ(C)の要部を示す断面図であ る。

【００２２】 同図に於いて、(30)は結合金具であり、この結合金具(30)の中間部には、光電 スイッチ本体への取付け用フランジ(31)が、また前部には、外周にネジが形成さ れた筒状突出部(32)が、更に後部には、筒状の収納室(33)が形成されている。

【００２３】 上記筒状突出部(32)内には、投光用光ファイバー(A)の一端を嵌着させる小径 の嵌着孔(32a)及び投光用光ファイバー(A)の端部金具(A')を嵌着させる大径の嵌 着孔(32b)が段状に形成してある。

【００２４】 そして、碗状の締着金具(34)を端部金具(A')に押え付けるようにして、筒状突 出部(32)にネジ締め固定することにより、投光用光ファイバー(A)の一端を嵌着 孔(32a)に嵌着・固定している。

【００２５】 また、筒状の収納室(33)の奥部には、カラー(35)を介して、球レンズ(36)を投 光用光ファイバー(A)の一端に対向配置させる。

【００２６】 そして、筒状の収納室(33)の内面に発光素子ホルダー(37)を嵌着し、発光素子 ホルダー(37)の一端にて球レンズ(36)を押えて止着している。

【００２７】 発光素子ホルダー(37)には半導体レーザー等の発光素子(38)が貫通固定され、 その投光面を収納室(33)内の球レンズ(36)に対向させている。

【００２８】 尚、この発光素子ホルダー(37)は、セットピン(39)と止めネジ(40)によって筒 状の収納室(33)の所定の位置に固定されている。

【００２９】 また、発光素子(38)のリード(41)は、筒状の収納室(33)の開口端にネジ止め固 定されたプリント基板(42)に接続されている。

【００３０】 このプリント基板(42)には発光素子(38)の駆動回路等が組付けられている。

【００３１】 (43)は、本考案のポイントとなるモニター用の光ファイバーであり、このモニ ター用光ファイバー(43)の両端の内、収納室(33)に固定されるヘッド側の端部(4 3a)及び後述するモニター用プリント基板(48)に接続されるプラグ側の端部(32b) は、図２に示す如く、それぞれ外被が剥ぎ取られ、内部のファイバー部が直接露 出するようにしてある。

【００３２】 そして、ヘッド側の端部(43a)は図１に示す如く、収納室(33)の側壁に設けた 貫通孔(44)を貫通して内部に挿入され、ファイバー部の先端は発光素子(38)の投 光面の外周部直前に達するようにしてある。

【００３３】 尚、この時、モニター用光ファイバー(43)のファイバー部は、発光素子(38)に 比較して充分に小さいため、収納室(33)内にファイバー部を挿入するのに特殊な 設計を行う必要はなく、また、ファイバー部の先端を発光素子(38)の投光面の直 前に配置しても、発光素子(38)から照射される投射光の球レンズ(36)への入射の 妨げになることもない。

【００３４】 (45)は、モニター用光ファイバー(43)のヘッド側の端部(43a)を貫通孔(44)に 固定するための第１の固定具、(46)は、第１の固定具(45)を結合金具(30)に固定 するための第２の固定具であり、この第１の固定具(45)によってモニター用光フ ァイバー(43)のヘッド側の端部(43a)の近傍をクランプし、この状態でヘッド側 の端部(43a)を貫通孔(44)内に挿入すると共に、第１の固定具(45)を結合金具(30 )のフランジ(31)に設けた切欠き部(31a)に嵌合させることにより、ヘッド側の端 部(43a)の収納室(33)内での位置決めを行い、かつ、第２の固定具(46)によって 第１の固定具(45)をフランジ(31)に正確、かつ、確実に固定するようにしてある 。

【００３５】 また、モニター用光ファイバー(43)のプラグ側の端部(43b)には、ファイバー コネクタ(47)のプラグ(47a)が取付けてあり、このプラグ(47a)をモニター用プリ ント基板(48)上に配置したファイバーコネクタ(47)のレセプタ(47b)側に接続す ることにより、モニター用光ファイバー(43)と、モニター用プリント基板(48)上 に配置したモニター用受光素子（図示せず）とを光学的、かつ、機械的に接続す るようにしてある。

【００３６】 また、モニター用プリント基板(48)上には、モニター用受光素子からの出力信 号を元に、発光素子(38)の出力の低下を検出するための検出回路が形成してあり 、更に、このモニター用プリント基板(48)は、光電スイッチ内の任意の位置にブ ラケットを介して位置決め固定されている。

【００３７】 上記構成に於いて、発光素子(38)が発光すれば、発光素子(38)からの投射光は 、モニター用光ファイバー(43)によって妨げられず、発光素子(38)と同一の光軸 上に配置された球レンズ(36)によって集光されて効率よく投光用光ファイバー(A )に伝達される。

【００３８】 また、端部が、発光素子(38)の投光面の外周部直前に配置された、モニター用 光ファイバー(43)には、発光素子(38)から放射される投射光の内、球レンズ(36) には向かわない周辺部からの光が入射するため、モニター用光ファイバー(43)と 接続されたモニター用受光素子にも発光素子(38)からの投射光が入射し、発光素 子(38)の投光量に比例した大きさのモニター信号を得ることができる。

【００３９】 この時、モニター用光ファイバー(43)には、発光素子(38)から照射された投射 光の一部が直接入射するため、モニター用受光素子には発光素子(38)の光量を監 視するのに充分な光を受光することが可能となる。

【００４０】 尚、モニター用光ファイバー(43)は非常に細いので、先端の一部が発光素子(3 8)の発光面上に達しても、発光素子(38)から球レンズ(36)への投光は実用上問題 ない。

【００４１】

【考案の効果】

以上説明したように、球レンズ及び発光素子を収納した収納室の内部から外部 に、モニター用の投射光を導くための手段として、球レンズ及び発光素子と比較 して充分に小さい光ファイバーを使用すれば、収納室内にモニター用光ファイバ ーを挿入するのに特殊な設計を行う必要はなく、収納室内から無理なくモニター 用の投射光を取出すことが可能となる。

【００４２】 また、モニター用光ファイバーの先端を発光素子の投光面の直前に配置し、発 光素子からの投射光を直接モニター用光ファイバーに導いているため、モニター 信号を得るのに充分な投射光を受光素子に導くことが可能になる。

【００４３】 更に、モニター用光ファイバーは、発光素子に比べて充分に小さいため、発光 素子の投光面直前にモニター用光ファイバーを配置しても、発光素子から照射さ れる投射光の球レンズへの入射の妨げになることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るファイバー式光電スイッチのヘッ
ド部を示す断面図。

【図２】モニター用光ファイバーを示す図。

【図３】モニター用光ファイバーとモニター用プリント
基板との関係を示す図。

【図４】従来のファイバー式光電スイッチのヘッド部を
示す断面図。

【符号の説明】

Ａ 投光用光ファイバー Ｃ ファイバー式光電スイッチ ３０ 結合金具 ３２ａ 嵌着孔 ３２ｂ 嵌着孔 ３３ 収納室 ３６ 球レンズ ３８ 発光素子 ４３ モニター用光ファイバー ４３ａ モニター用光ファイバーのヘッド側の端部 ４３ｂ モニター用光ファイバーのプラグ側の端部 ４４ 貫通孔

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光素子及びそれを集光する球レンズを
   封入した収納室と、投光用光ファイバーの一端を収納室
   外からその集光位置に案内する嵌着孔とを有する結合金
   具を用いたファイバー式光電スイッチの投光部におい
   て、 上記収納室側壁の、発光素子の投光面を覗く位置に設け
   た、モニター用光ファイバー挿通用の貫通孔と、 一端が上記貫通孔を貫通し、他端が、発光素子の発光量
   モニター用のモニター用受光素子に光学的、かつ、機械
   的に接続されたモニター用光ファイバーとを備え、 上記貫通孔に挿通したモニター用光ファイバーの先端
   が、発光素子の投光面外周部の直前に位置するようにし
   たことを特徴とするファイバー式光電スイッチ。