WO2019171813A1 - 多光軸光電センサ - Google Patents

Abstract

組み立て作業に要する労力が低減された多光軸光電センサを実現する。多光軸光電センサ（１００）は、外殻ケース（１０）と、透光板（１５）と、押圧部材（２０）と、を含む筐体（１）により、投光器（１１０）および受光器（１２０）の外形が形成され、外殻ケースの側板の内面に支持部（１１ｂ）が形成され、側板の端部に延伸部（１１ｃ）が形成され、押圧部材は、延伸部に取り付けられることで透光板を支持部へ押圧する。

Description

多光軸光電センサ

　本発明は、前面に開口を有する外殻ケースと、前記開口を塞ぐ透光板と、前記透光板を前記外殻ケースに対して押圧する押圧部材と、を含む筐体により、投光器および受光器の外形がそれぞれ形成される多光軸光電センサに関する。

　特許文献１には、本体ケースと、透光板と、透光板を本体ケースに押圧固定するための第１押圧部材とを備える光電センサが開示されている。当該光電センサにおいて、本体ケースには、光を通過させるための第１通過口と、上記第１通過口を挟んで形成された１対の第１取付面と、上記１対の第１取付面に対して上記本体ケースの外方に突出した１対の第１突出部と、各第１取付面と対応する上記第１突出部との間に形成された１対の係止用開口とが形成されている。透光板は、第１通過口を塞ぐように、第１取付面上に取り付けられる。押圧部材は、１対の係止用開口にそれぞれ取り付けられ、透光板における第１取付面とは反対側の面を押圧する。

日本国特許公報「特許第４６２８４０２号公報（２０１１年２月９日公開）」

　しかしながら、特許文献１に開示されている光電センサにおいては、押圧部材を取り付ける場合に、透光板を一時的に過剰な力で押圧する必要がある。このため、光電センサの組み立て作業に余分な労力を要するという問題がある。

　本発明の一態様は、組み立て作業に要する労力が低減された多光軸光電センサを実現することを目的とする。

　上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る多光軸光電センサは、前面に開口を有する外殻ケースと、前記開口を塞ぐ透光板と、前記透光板を前記外殻ケースに対して押圧する押圧部材と、を含む筐体により、投光器および受光器の外形がそれぞれ形成される多光軸光電センサであって、前記外殻ケースの一対の側板の、それぞれの内面には、前記透光板の両側縁を支持する支持部が形成され、前記側板のそれぞれの、前記開口を形成する端部には、他方の前記側板の前記端部の方向へ延伸する延伸部が形成され、前記押圧部材は、前記透光板の厚さ方向において互いに対向する第１突出部および第２突出部を有し、前記第１突出部および前記第２突出部の間に前記延伸部を挟み込む状態で前記延伸部に取り付けられることで前記透光板を前記支持部へ押圧する。

　本発明の一態様によれば、組み立て作業に要する労力が低減された多光軸光電センサを実現できる。

実施形態１に係る筐体の構成を示す展開図である。 実施形態１に係る多光軸光電センサの概要を示す図である。 実施形態１に係る筐体の概略を示す図である。 実施形態１に係る筐体の構造を示す部分断面図である。 第１の変形例に係る筐体の構造を示す部分断面図である。 第２の変形例に係る筐体の構造を示す部分断面図である。 第３の変形例に係る筐体の構造を示す部分断面図である。

　〔実施形態１〕
　以下、本発明の一側面に係る実施の形態（以下、「本実施形態」とも表記する）を、図面に基づいて説明する。ただし、以下で説明する本実施形態は、あらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。つまり、本発明の実施にあたって、実施形態に応じた具体的構成が適宜採用されてもよい。

　§１　適用例
　まず、図２および図３を用いて、本発明が適用される場面の一例について説明する。図２は、本実施形態に係る多光軸光電センサ１００の概要を示す図である。図２に示すように、多光軸光電センサ１００は、所定の検出領域を介して対向配置される投光器１１０と受光器１２０とを備える。図２に例示するように、投光器１１０と受光器１２０との間には複数の光軸が設定され、多光軸光電センサ１００は、これらの光軸の入光、遮光状態により物体を検出する。

　図３は、筐体１の概略を示す図である。筐体１は、投光器１１０および受光器１２０の筐体として用いられる。筐体１は、本体ケース１１と、キャップ部材１２および１３と、透光板１５と、押圧部材２０（図１参照）と、を備える。図３においては、押圧部材２０は省略されている。

　筐体１においては、図３に示すように、本体ケース１１、キャップ部材１２および１３により、外殻ケース１０が構成される。具体的には、外殻ケース１０は、断面が矩形である筒状の本体ケース１１の、長さ方向の両端に、キャップ部材１２および１３が嵌入された構成を有する。

　外殻ケース１０には、１つの面において開口１４が形成されている。開口１４は、透光板１５により塞がれている。透光板１５は、押圧部材２０により筐体１に対して押圧されている。以下の説明においては、開口１４が形成されている筐体１の面を「前面」と称する。また、筐体１の内部から前面へ向かう方向を「前方」または「前側」と称する。

　開口１４は、図３に示すように、本体ケース１１、キャップ部材１２および１３の全てにわたって形成されていてよい。ただし、開口１４は、本体ケース１１のみに形成されていてもよい。すなわち、開口１４は、少なくとも本体ケース１１に形成されていればよい。

　上記の多光軸光電センサ１００について、以下のように表現することができる。すなわち、多光軸光電センサ１００は、前面に開口１４を有する外殻ケース１０と、開口１４を塞ぐ透光板１５と、透光板１５を筐体１に対して押圧する押圧部材２０と、を含む筐体１により、投光器１１０および受光器１２０の外形がそれぞれ形成されるものである。

　§２　構成例
　以下、筐体１の構成例を、図１および図４を参照して説明する。なお、図１および図４においては、筐体１の幅方向をｘ方向、長さ方向をｙ方向、前後方向をｚ方向としている。特に、筐体１の前方を＋ｚ方向としている。

　図１は、本実施形態に係る筐体１の構成を示す展開図である。上述したとおり、筐体１は、本体ケース１１の、長さ方向の両端に、キャップ部材１２および１３が嵌入された構成を有する。

　筐体１の内部に、光学素子１６が収容されている。光学素子１６は、筐体１が投光器１１０に用いられる場合には発光素子であり、受光器１２０に用いられる場合には受光素子である。キャップ部材１２または１３の少なくともいずれかに、光学素子１６に電力を供給し、または光学素子１６から信号を取り出すためのコネクタ（不図示）が設けられている。

　また、筐体１は、粘着テープ１７（粘着材）をさらに備える。透光板１５は、粘着テープ１７の前側から、開口１４を塞ぐように配される。透光板１５の前側に、押圧部材２０が取り付けられる。粘着テープ１７および押圧部材２０の具体的な位置などについては後述する。

　本体ケース１１の長さは、多光軸光電センサ１００が適用される態様によって異なる。多光軸光電センサ１００は、十分な長さを有する粘着テープ１７を本体ケース１１の長さに応じて切断して用いることで、任意の長さの本体ケース１１に対応することができる。

　図４は、筐体１の構造を示す部分断面図である。具体的には、図４は、筐体１の長さ方向に垂直であり、かつ本体ケース１１を含む面における筐体１の断面図である。図４に示すように、本体ケース１１は、幅方向における両側に一対の側板１１ａを備える。側板１１ａのそれぞれの内面には、透光板１５の両側縁を支持する支持部１１ｂが形成されている。また、キャップ部材１２および１３にも、支持部１１ｂと連続する支持部（不図示）が形成されている。本実施形態では、支持部１１ｂの前側の面に、粘着テープ１７が配されている。粘着テープ１７は、透光板１５を支持部１１ｂに接着する。

　側板１１ａのそれぞれの、開口１４を形成する端部には、他方の側板１１ａの端部の方向へ延伸する延伸部１１ｃが形成されている。押圧部材２０は、延伸部１１ｃに取り付けられる。

　具体的には、筐体１において、押圧部材２０は、第１突出部２１と第２突出部２２とを有する。第１突出部２１および第２突出部２２は、透光板１５の厚さ方向において互いに対向する。また、第１突出部２１および第２突出部２２は、本体ケース１１の長さの略全体にわたって形成されている。第１突出部２１は、押圧部材２０が延伸部１１ｃに取り付けられた状態において、第２突出部２２よりも前方に位置する。押圧部材２０は、第１突出部２１と第２突出部２２との間に延伸部１１ｃを挟み込む状態で延伸部１１ｃに取り付けられることで、透光板１５を支持部１１ｂへ押圧する。特に、本実施形態では、押圧部材２０は、延伸部１１ｃに対して、筐体１の前面に平行な方向に移動させて取り付けられる。このため、押圧部材２０の取り付け時に、取り付けられた押圧部材２０による押圧力以上の力で透光板１５を押圧する必要がない。したがって、筐体１を備える多光軸光電センサ１００の組み立て作業に要する労力が低減される。

　押圧部材２０により透光板１５が押圧されることで、透光板１５と支持部１１ｂとの間の隙間が小さくなる。したがって、油などの液体の、筐体１の内部への浸入が抑制される。特に、本実施形態の筐体１においては、透光板１５と支持部１１ｂとの間が粘着テープ１７によりシールされることで、粘着テープ１７を備えない筐体と比較して、液体の浸入がさらに抑制される。

　また、本実施形態では、１対の延伸部１１ｃの先端同士の間隔は、透光板１５の幅よりも大きい。このため、筐体１の組み立て時に、透光板１５を外殻ケース１０の前方から支持部１１ｂに配することができる。

　延伸部１１ｃの、第１突出部２１と対向する面には、第１突起部１１ｄが形成されている。一方、第１突出部２１の、延伸部１１ｃと対向する面には、第１突起部１１ｄが嵌合する凹部２１ａが形成されている。凹部２１ａは、押圧部材２０が延伸部１１ｃに適切に取り付けられた場合における、第１突起部１１ｄの位置に対応するように設けられる。

　このため、押圧部材２０が延伸部１１ｃに適切に取り付けられていない場合においては、第１突出部２１が延伸部１１ｃから浮き上がった状態となる。したがって、押圧部材２０が延伸部１１ｃに適切に取り付けられていない場合に、そのことを目視で容易に判別することができる。

　なお、本実施形態に係る筐体１において、第１突起部１１ｄが第１突出部２１に形成され、凹部２１ａが延伸部１１ｃに形成されていてもよい。さらに、第１突起部１１ｄおよび凹部２１ａが、（ｉ）延伸部１１ｃの、第２突出部２２と対向する面、および、（ｉｉ）第２突出部２２の、延伸部１１ｃと対向する面、のそれぞれに形成されていてもよい。すなわち、本実施形態に係る筐体１においては、（ｉ）延伸部１１ｃの、第１突出部２１または第２突出部２２と対向する面、または、（ｉｉ）延伸部１１ｃに対向する第１突出部２１または第２突出部２２と対向する面、のいずれか一方の面が第１突起部１１ｄを有し、前記一方の面とは逆側の他方の面が、第１突起部１１ｄが嵌合する凹部２１ａを有していればよい。このような筐体１によれば、押圧部材２０が延伸部１１ｃに取り付けられる位置を適切に決定することができる。

　また、側板１１ａは、延伸部１１ｃよりも透光板１５から離隔した側に、第１突出部２１（押圧部材の端部）と係合する係合部１１ｅが設けられている。具体的には、図４に示すように、係合部１１ｅは、延伸部１１ｃから前方へ向かうにつれ、本体ケース１１の幅方向における中心へ向かう方向に傾斜している。また、第１突出部２１の先端も、押圧部材２０が延伸部１１ｃに取り付けられている状態において、前方へ向かうにつれ、本体ケース１１の幅方向における中心へ向かう方向に傾斜している。したがって、押圧部材２０が延伸部１１ｃに適切に取り付けられた後に、第１突出部２１と第２突出部２２との間隔が開くように押圧部材２０が変形しても、第１突出部２１が延伸部１１ｃから浮き上がる虞が低減される。

　§３　変形例
　図５は、第１の変形例に係る筐体１Ａの構造を示す部分断面図である。筐体１Ａは、押圧部材２０の代わりに押圧部材２０Ａを備える点で、筐体１と相違する。押圧部材２０Ａは、第１突出部２１の、延伸部１１ｃと対向する面に、第２突起部２１ｂを有する点で押圧部材２０と相違する。

　押圧部材２０Ａにおいては、第１突出部２１は、第２突起部２１ｂにおいてのみ延伸部１１ｃと当接する。このため、押圧部材２０Ａを延伸部１１ｃに取り付ける過程において第１突出部２１と延伸部１１ｃとの間で発生する摩擦力は、押圧部材２０を延伸部１１ｃに取り付ける過程における上記摩擦力と比較して小さくなる。換言すれば、押圧部材２０Ａを延伸部１１ｃに取り付けるために要する力は、押圧部材２０を延伸部１１ｃに取り付けるために要する力よりも小さい。したがって、筐体１Ａを備える多光軸光電センサは、筐体１を備える多光軸光電センサ１００と比較して、さらに容易に組み立て可能である。

　また、第２突起部２１ｂは、第１突起部１１ｄが形成されている延伸部２２ｃの面と対向する面に形成されている。さらに、第２突起部２１ｂは、押圧部材２０Ａが延伸部１１ｃに取り付けられた状態で、幅方向において第１突起部１１ｄよりも外側に位置するように形成される。このため、押圧部材２０Ａが延伸部１１ｃから外れる方向に移動する場合には、第２突起部２１ｂが第１突起部１１ｄに引っ掛かるため、押圧部材２０Ａの延伸部１１ｃからの意図しない脱落が抑制される。

　なお、本変形例においては、第１突出部２１または第２突出部２２の、第１突起部１１ｄを有する延伸部１１ｃの面と対向する面が第２突起部２１ｂを有していればよい。すなわち、第２突出部２２と対向する延伸部１１ｃの面が第１突起部１１ｄを有する場合には、第１突起部１１ｄを有する延伸部１１ｃの面と対向する第２突出部２２の面が第２突起部２１ｂを有する。

　図６は、第２の変形例に係る筐体１Ｂの構造を示す部分断面図である。筐体１Ｂは、押圧部材２０と透光板１５との間に、弾性部材１８を備える点で筐体１と相違する。弾性部材１８は、図６に示すように、矩形の断面を有する。具体的には、弾性部材１８は、例えば平ゴムである。

　筐体１Ｂにおいて、押圧部材２０は、弾性部材１８を介して透光板１５を押圧する。したがって、筐体１Ｂにおいては、弾性部材１８の弾性によって、より強く透光板１５が押圧される。したがって、粘着テープ１７が、より強く押圧されることとなるため、光学素子１６（図１参照）が油などの液体に晒される虞が低減される。また、弾性部材１８によって押圧部材２０と透光板１５との間がシールされるため、粘着テープ１７が液体に晒される虞も低減される。

　図７は、第３の変形例に係る筐体１Ｃの構造を示す部分断面図である。図７に示すように、筐体１Ｃは、（ｉ）弾性部材１８の代わりに弾性部材１８Ｃを備える点、および（ｉｉ）押圧部材２０の代わりに押圧部材２０Ｃを備える点で、筐体１Ｂと相違する。弾性部材１８Ｃは、断面が矩形ではなく円形である点で、弾性部材１８と相違する。押圧部材２０Ｃは、弾性部材１８Ｃが嵌入される溝部２３が形成されている点で、押圧部材２０と相違する。

　溝部２３の深さは、弾性部材１８Ｃの断面の半径よりも深く、かつ直径よりも浅い。また、溝部２３の断面は、弾性部材１８Ｃの断面に沿った形状を有する。すなわち、（ｉ）押圧部材２０Ｃの表面における溝部２３の幅は、弾性部材１８Ｃの直径よりも小さく、かつ、（ｉｉ）溝部２３は、押圧部材２０Ｃの内部において、幅が弾性部材１８Ｃの直径と略等しくなる箇所を有する。したがって、溝部２３に嵌入された弾性部材１８Ｃは、重力などによっては溝部２３から脱落しにくい。なお、弾性部材１８Ｃは弾性を有するため、圧力により変形させることで、変形していない状態の弾性部材１８Ｃの直径よりも狭い幅を有する溝部２３に弾性部材１８Ｃを嵌入することができる。

　筐体１Ｃにおいて、押圧部材２０Ｃは、弾性部材１８Ｃを介して透光板１５を押圧する。筐体１Ｃは、筐体１Ｂが奏する効果に加えて、以下の効果を奏する。すなわち、筐体１Ｃの組み立て時に、溝部２３に予め弾性部材１８Ｃを嵌入しておくことで、押圧部材２０Ｃを延伸部１１ｃに取り付けるときに弾性部材１８Ｃの位置を考慮する必要がなくなる。したがって、筐体１Ｃを備える多光軸光電センサは、筐体１Ｂを備える多光軸光電センサと比較して容易に組み立て可能である。

　本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

　（まとめ）
　以上のように、本発明の一態様に係る多光軸光電センサは、前面に開口を有する外殻ケースと、前記開口を塞ぐ透光板と、前記透光板を前記外殻ケースに対して押圧する押圧部材と、を含む筐体により、投光器および受光器の外形がそれぞれ形成される多光軸光電センサであって、前記外殻ケースの一対の側板の、それぞれの内面には、前記透光板の両側縁を支持する支持部が形成され、前記側板のそれぞれの、前記開口を形成する端部には、他方の前記側板の前記端部の方向へ延伸する延伸部が形成され、前記押圧部材は、前記透光板の厚さ方向において互いに対向する第１突出部および第２突出部を有し、前記第１突出部および前記第２突出部の間に前記延伸部を挟み込む状態で前記延伸部に取り付けられることで前記透光板を前記支持部へ押圧する。

　前記の構成によれば、外殻ケースの側板の内面に形成された、他方の前記側板の前記端部の方向へ延伸する支持部に、透光板が支持される。また、外殻ケースの端部に、形成された延伸部を第１突出部および第２突出部の間に挟み込む状態で、押圧部材が取り付けられる。

　押圧部材は、延伸部に取り付けられた状態において、外殻ケースの内面に形成された支持部に支持された透光板を適切な圧力で押圧するように形成されている。このため、押圧部材を取り付ける場合に透光板を過剰な圧力で押圧する必要がない。したがって、多光軸光電センサの組み立て作業に要する労力が低減される。

　また、本発明の一態様に係る多光軸光電センサにおいて、（ｉ）前記延伸部の、前記第１突出部または前記第２突出部と対向する面、または、（ｉｉ）前記延伸部に対向する前記押圧部材の前記第１突出部または前記第２突出部と対向する面、のいずれか一方が第１突起部を有し、前記（ｉ）または前記（ｉｉ）の面の、前記一方とは逆側の他方の面は、前記第１突起部が嵌合する凹部を有する。

　前記の構成によれば、押圧部材が延伸部に取り付けられた状態において、第１突起部が凹部に嵌合する。したがって、押圧部材が延伸部に取り付けられる位置を適切に決定することができる。

　また、本発明の一態様に係る多光軸光電センサにおいて、前記延伸部の、前記第１突出部または前記第２突出部と対向する面は、第１突起部を有し、前記延伸部の、前記第１突起部を有する面と対向する、前記押圧部材の前記第１突出部または前記第２突出部の面は、第２突起部を有する。

　前記の構成によれば、延伸部に押圧部材を取り付ける過程において、延伸部と押圧部材とが接触する領域の面積が小さくなるため、両者の間の摩擦力が小さくなる。したがって、延伸部に押圧部材を取り付けるために必要な力が小さくなり、多光軸光電センサの組み立て作業に要する労力がさらに低減される。

　また、本発明の一態様に係る多光軸光電センサにおいて、前記外殻ケースの前記側板は、前記延伸部よりも前記透光板から離隔した側に、前記押圧部材の端部と係合する係合部を備える。

　前記の構成によれば、透光板から離隔下側の、押圧部材の突出部の端部が、係合部と係合する。したがって押圧部材を延伸部に取り付けた後に、押圧部材の変形に起因して当該押圧部材が延伸部から浮き上がる虞が低減される。

　また、本発明の一態様に係る多光軸光電センサにおいて、前記押圧部材は、弾性部材を介して前記透光板を押圧する。

　前記の構成によれば、弾性部材の弾性によって、より強く透光板が押圧される。

　また、本発明の一態様に係る多光軸光電センサは、前記透光板を前記支持部に接着する粘着材をさらに備える。

　前記の構成によれば、粘着材が押圧部材の押圧力によって押圧されることで、筐体の内部がシールされる。したがって、筐体内部への油などの侵入が抑制される。

　また、本発明の一態様に係る多光軸光電センサにおいて、前記押圧部材は、前記延伸部に対して、前記前面に平行な方向に移動させて取り付けられる。

　前記の構成によれば、押圧部材の取り付け時に、前面に垂直な力を加える必要がない。したがって、多光軸光電センサの組み立て作業に要する労力が低減される。

　１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ　筐体
　１０　外殻ケース
　１１ｂ　支持部
　１１ｃ　延伸部
　１１ｄ　第１突起部
　１４　開口
　１５　透光板
　１７　粘着テープ（粘着材）
　１８、１８Ｃ　弾性部材
　２０　押圧部材
　２１　第１突出部
　２１ａ　凹部
　２２　第２突出部
　１００　多光軸光電センサ
　１１０　投光器
　１２０　受光器

Claims (7)

1. 　前面に開口を有する外殻ケースと、前記開口を塞ぐ透光板と、前記透光板を前記外殻ケースに対して押圧する押圧部材と、を含む筐体により、投光器および受光器の外形がそれぞれ形成される多光軸光電センサであって、
   　前記外殻ケースの一対の側板の、それぞれの内面には、前記透光板の両側縁を支持する支持部が形成され、
   　前記側板のそれぞれの、前記開口を形成する端部には、他方の前記側板の前記端部の方向へ延伸する延伸部が形成され、
   　前記押圧部材は、前記透光板の厚さ方向において互いに対向する第１突出部および第２突出部を有し、前記第１突出部および前記第２突出部の間に前記延伸部を挟み込む状態で前記延伸部に取り付けられることで前記透光板を前記支持部へ押圧することを特徴とする多光軸光電センサ。
2. 　（ｉ）前記延伸部の、前記第１突出部または前記第２突出部と対向する面、または、（ｉｉ）前記延伸部に対向する前記第１突出部または前記第２突出部と対向する面が第１突起部を有し、
   　前記第１突起部を有する面とは逆側の面は、前記第１突起部が嵌合する凹部を有することを特徴とする請求項１に記載の多光軸光電センサ。
3. 　前記延伸部の、前記第１突出部または前記第２突出部と対向する面が第１突起部を有し、
   　前記第１突出部または前記第２突出部の、前記第１突起部を有する前記延伸部の面と対向する面が、第２突起部を有することを特徴とする請求項１に記載の多光軸光電センサ。
4. 　前記外殻ケースの前記側板は、前記延伸部よりも前記透光板から離隔した側に、前記押圧部材の端部と係合する係合部を備えることを特徴とする請求項２または３に記載の多光軸光電センサ。
5. 　前記押圧部材は、弾性部材を介して前記透光板を押圧することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の多光軸光電センサ。
6. 　前記透光板を前記支持部に接着する粘着材をさらに備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の多光軸光電センサ。
7. 　前記押圧部材は、前記延伸部に対して、前記前面に平行な方向に移動させて取り付けられることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の多光軸光電センサ。

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