WO2020184099A1

WO2020184099A1 - 調整機構

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Publication number: WO2020184099A1
Application number: PCT/JP2020/006426
Authority: WO
Inventors: 潤平中村; 中島　浩貴; 友也川上; 智宏辻
Original assignee: オムロン株式会社
Priority date: 2019-03-13
Filing date: 2020-02-19
Publication date: 2020-09-17
Also published as: JP2020149842A; JP7006639B2

Abstract

容易に光電センサの位置及び向きの調整を行うことができる調整機構を提供する。光電センサ１の光軸調整を行うための調整機構２であって、支柱部３０と、支柱部３０に取り付けられ、支柱部３０の軸Ｙ方向に沿って移動可能であり、支柱部３０の軸Ｙ周りの第１方向Ｂに回転可能である取付部３４と、取付部３４の軸Ｙ方向に沿う移動及び第１方向Ｂの回転を行わせないようにする第１ストッパと、取付部３４に取り付けられ、支柱部３０の軸Ｙ方向と交差する軸Ｘ周りの第２方向Ｃに回転可能である接続部４０と、接続部４０の第２方向Ｃの回転を行わせないようにする第２ストッパと、を備え、取付部３４は、接続部４０を介して光電センサ１と接続される調整機構２。と、を備える。

Description

調整機構

　本発明は、調整機構に関する。

　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）。

　光電センサを用いた検出では、検出光とワークとの位置合わせを行うことが重要となる。例えば、光電センサの上下方向の位置、及び、光電センサの向き（上下方向、左右方向）の３要素を調整可能な調整機構に光電センサを取り付け、検出光とワークとの位置合わせを行うことがあった。

特開２０１１－０７７０５０号公報

　しかしながら、従来の調整機構は、上記３要素を一つの固定手段で固定していたため、１要素（例えば、光電センサの上下方向の位置）のみを変化させたい場合に固定手段を緩めると３要素全てが変化してしまい、調整作業が煩雑であった。

　そこで、本発明は、容易に光電センサの位置及び向きの調整を行うことができる調整機構を提供することを目的とする。

　本発明の一態様に係る調整機構は、光電センサの光軸調整を行うための調整機構であって、支柱部と、支柱部に取り付けられ、支柱部の軸方向に沿って移動可能であり、支柱部の軸周りの第１方向に回転可能である取付部と、取付部の軸方向に沿う移動及び第１方向の回転を行わせないようにする第１ストッパと、取付部に取り付けられ、支柱部の軸方向と交差する軸周りの第２方向に回転可能である接続部と、接続部の第２方向の回転を行わせないようにする第２ストッパと、を備え、取付部は、接続部を介して光電センサと接続される。

　この態様によれば、調整機構は、光電センサの位置又は向きを固定するストッパを少なくとも二つ備える。当該二つのストッパは、それぞれ異なる光電センサの位置又は向きを固定する。すなわち、一方のストッパを緩めた場合であっても、他方のストッパが固定する位置又は向きについては固定されたままであり、ユーザは容易に光電センサの位置及び向きの調整を行うことができる。

　上記態様において、第１ストッパは、第１挟持部を備え、第１挟持部により支柱部を挟持することにより、支柱部に対して取付部を固定してもよい。

　上記態様において、第２ストッパは、第２挟持部を備え、第２挟持部により取付部を挟持することにより、取付部に対して接続部を固定してもよい。

　上記態様において、光電センサは、接続部に対してねじ止めされてもよい。

　この態様によれば、光電センサが接続部に強固に固定され、光電センサが調整機構から脱落することを防止できる。

　上記態様において、光電センサは、レーザ光を出射してもよい。

　この態様によれば、光電センサにより長距離に位置するワークへの光軸調整を容易に行うことができる。

　本発明によれば、容易に光電センサの位置及び向きの調整を行うことができる調整機構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。本実施形態に係る調整機構の外観を示す斜視図である。本実施形態に係る取付部を示す図である。本実施形態に係る接続部を示す図である。光電センサが調整機構に取り付けられる様子を示す図である。光電センサが取り付けられた調整機構を示す図である。

　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を用いて調整機構に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、一方の光電センサは光を出射する投光器、他方の光電センサ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が受光する方法である。光電センサは、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、調整機構に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、後述する調整機構に光電センサ１を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調整機構に設けられたねじ穴に螺合させることにより光電センサ１が調整機構にねじ止めされる。

　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、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。

　次に図２から図４を用いて、光電センサ１の位置及び向きの調整（光軸調整）をするための調整機構２について説明する。図２は、調整機構２の外観を示す斜視図である。図３は、調整機構２が備える取付部３４を示す図である。また、図４は、調整機構２が備える接続部４０を示す図である。図２に示すように、調整機構２は、支柱部３０、取付部３４及び接続部４０を備える。

　支柱部３０は、円柱形状に形成された部品であり、取付部３４の挿通孔３５に挿通される。本実施形態においては、支柱部３０の周囲に取り付けられた取付部３４が支柱部３０の軸Ｙを中心に回転する。取付部３４の回転移動をなめらかにするために支柱部３０は表面に角がない円柱形状が好ましいが、これに限られず、例えば四角柱形状や三角柱形状であってもよい。支柱部３０は、例えば、金属や樹脂等で形成されていてもよい。また、支柱部３０の下端部３１には、ねじ切りが施されている。そのため、調整機構２の土台に設けられたねじ穴に下端部３１を螺合することにより取り付け、調整機構２を固定することができる。

　取付部３４は、支柱部３０に取り付けられる部品である。取付部３４は、軸Ｙ方向に貫通する切り欠き３６を有する。図３に示すように、切り欠き３６は、取付部３４の一端側の端面３４ａから他端側に向かって設けられており、途中に支柱部３０が挿通される挿通孔３５を有する。図２に示すように、挿通孔３５には支柱部３０が挿通され、取付部３４は、支柱部３０の軸Ｙ方向（矢印Ａで示す方向）に沿って上下に移動する。また、取付部３４は、軸Ｙを中心として軸Ｙ周りの第１方向（矢印Ｂで示す方向）に回転する。

　取付部３４は、第１ストッパを有する。第１ストッパとは、取付部３４の軸Ｙ方向に沿う移動及び第１方向の回転を行わせないようにする固定手段である。本実施形態において、第１ストッパは、第１挟持部３７及びねじ３８を含む。第１挟持部３７は、取付部３４のうち切り欠き３６により分断された部分であり、第１部分３７ａ及び第２部分３７ｂを有する。第１部分３７ａと第２部分３７ｂとは、互いに対向し支柱部３０を挟持する。図３に示すように、第１挟持部３７は、ねじ３８が取り付けられるねじ穴３８ａを有する。ねじ穴３８ａは、第１部分３７ａと第２部分３７ｂとにわたって設けられており、ねじ３８は、第１部分３７ａから第２部分３７ｂに向かう方向（図３に示す矢印の方向）に沿ってねじ穴３８ａに挿入される。ねじ穴３８ａに挿入されたねじ３８を締め付けることにより、第１部分３７ａと第２部分３７ｂとが近接する方向に移動し、挿通孔３５に挿通された支柱部３０が挟持される。ユーザは、ねじ３８を緩めた状態で取付部３４の位置及び向きを調整した後に、ねじ３８を締めることで支柱部３０に対する取付部３４の固定を行うことができる。

　接続部４０は、取付部３４に取り付けられる部品である。図２に示すように、接続部４０は、端面３４ａとは反対側に位置するように設けられている。具体的には、図３に示すように、取付部３４は、外周に沿って連続して設けられた凹部３９を有しており、接続部４０は、当該凹部３９を取り囲むように設けられる。また、図２に示すように、接続部４０は、支柱部３０の軸Ｙと交差する軸Ｘを中心として、軸Ｘ周りの第２方向（矢印Ｃで示す方向）に回転する。

　ここで、図４を用いて接続部４０の構成について説明する。図４（ａ）は、組み立て前の接続部４０を示した図であり、図４（ｂ）は、組み立て後の接続部４０を示した図である。説明のために、支柱部３０及び取付部３４の図示は省略している。接続部４０は、第１部品４１、第２部品４２及びねじ４７を備える。

　第１部品４１及び第２部品４２は、図３に示す取付部３４の凹部３９を挟持する。具体的には、第１部品４１及び第２部品４２は、凹部３９の外周形状に合わせ円弧上に形成された内面４１ａ、４２ａをそれぞれ有する。第１部品４１及び第２部品４２は、内面４１ａ、４２ａが凹部３９の表面と当接するように取付部３４に取り付けられる。また、図４（ａ）に示すように、第１部品４１と第２部品４２は、ねじ４７が取り付けられるねじ穴４７ａを有する。ねじ４７は、第２部品４２側から第１部品４１に向かう方向（図４（ａ）に示す矢印の方向）に向かってねじ穴４７ａに取り付けられる。図４（ｂ）は、ねじ４７が取り付けられた状態の図であり、第１部品４１と第２部品４２とがねじ４７を介して接続されている。ねじ穴４７ａに挿入されたねじ４７を締め付けることにより、第１部品４１と第２部品４２とが近接する方向に移動し、内面４１ａ、４２ａとの間に位置する取付部３４が挟持される。ユーザは、ねじ４７を緩めた状態で接続部４０の向きを調整した後に、ねじ４７を締めることで取付部３４に対する接続部４０の固定を行うことができる。すなわち、第２挟持部（第１部品４１及び第２部品４２）とねじ４７とは、取付部３４に接続部４０を固定するための第２ストッパとして機能する。

　接続部４０は、二つのねじ穴４８を有する。ねじ穴４８は、第１部品４１を貫通するように設けられている。ねじ穴４８には、光電センサ１を調整機構２に取り付けるためのねじが挿入される。

　次に、図５を用いて、調整機構２に対する光電センサ１の取付態様を説明する。図５は、光電センサ１を調整機構２に取り付ける様子を示す図である。図５には、光電センサ１を挟むように、ねじ５０と調整機構２が示されている。まず、ねじ５０が光電センサ１の連通孔２６に挿通される。ねじ５０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５０が連通孔２６に挿通された状態で、ねじ５０の先端部は、連通孔２６の一端から突き出る。ねじ５０を連通孔２６に挿通した後、連通孔２６から突き出たねじ５０の先端部が調整機構２のねじ穴４８に螺合する。

　上述したように、光電センサ１は調整機構２にねじ止めされる。そのため、光電センサ１が調整機構２に強固に取り付けられ、光電センサ１が調整機構２から脱落することを防止できる。なお、光電センサ１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及び調整機構２に設け、当該係止部を介して光電センサ１の取り付けが行われてもよい。また、光電センサ１を調整機構２に接着することにより取り付けてもよい。

　図６は、光電センサ１が取り付けられた調整機構２を示す図である。図６を用いて、光電センサ１の位置及び向きの調整方法を説明する。

　まず、ユーザは、取付部３４を動かし、光電センサの位置及び向きを調整する。具体的には、ユーザは、取付部３４のねじ３８を緩め、第１挟持部（第１部分３７ａ、第２部分３７ｂ）の支柱部３０に対する挟持力を小さくする。この状態で、取付部３４を支柱部３０の軸Ｙ方向（矢印Ａで示す方向）に沿って移動させることで、光電センサ１の上下方向の位置を調整することができる。また、ユーザは、取付部３４を軸Ｙ周りの第２方向（矢印Ｂで示す方向）に回転させることで、光電センサ１の左右方向の向きを調整することができる。調整が完了した時点でねじ３８を締めることにより、ユーザは、光電センサ１の上下方向の位置及び左右方向の向きを固定することができる。

　また、ユーザは、接続部４０を動かし、光電センサ１の上下方向の向きを調整する。具体的には、ユーザは、接続部４０のねじ４７（図６においては不図示）を緩め、第２挟持部（第１部品４１、第２部品４２）の取付部３４に対する挟持力を小さくする。この状態で、接続部４０を軸Ｘ周りの第３方向（矢印Ｃで示す方向）に回転させることで、光電センサ１の上下方向の向きを調整することができる。調整が完了した時点でねじ４７を締めることにより、ユーザは、光電センサ１の上下方向の向きを固定することができる。

　本実施形態に係る調整機構２は、光電センサ１の上下方向の位置及び左右方向の向きを固定する第１ストッパと、光電センサ１の上下方向の向きを固定する第２ストッパの二つを備える。当該二つのストッパは、それぞれ異なる光電センサの位置又は向きを固定する。すなわち、一方のストッパを緩めた場合であっても、他方のストッパが固定する位置又は向きについては固定されたままであり、ユーザは容易に光電センサ１の位置及び向きの調整を行うことができる。

　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］
　光電センサ（１）の光軸調整を行うための調整機構（２）であって、
　支柱部（３０）と、
　前記支柱部（３０）に取り付けられ、前記支柱部（３０）の軸方向に沿って移動可能であり、前記支柱部（３０）の軸周りの第１方向に回転可能である取付部（３４）と、
　前記取付部（３４）の前記軸方向に沿う移動及び前記第１方向の回転を行わせないようにする第１ストッパと、
　前記取付部（３４）に取り付けられ、前記支柱部（３０）の軸方向と交差する軸周りの第２方向に回転可能である接続部（４０）と、
　前記接続部（４０）の前記第２方向の回転を行わせないようにする第２ストッパと、を備え、
　前記取付部（３４）は、前記接続部（４０）を介して前記光電センサ（１）と接続される調整機構（２）。

　１…光電センサ、２…調整機構、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…支柱部、３１…下端部、３４…取付部、３４ａ…端面、３５…挿通孔、３７…第１挟持部、３７ａ…第１部分、３７ｂ…第２部分、３８ａ…ねじ穴、３９…凹部、４０…接続部、４１…第１部品、４１ａ…内面、４２…第２部品、４２ａ…内面、４７ａ…ねじ穴、４８…ねじ穴

Claims

　光電センサの光軸調整を行うための調整機構であって、
　支柱部と、
　前記支柱部に取り付けられ、前記支柱部の軸方向に沿って移動可能であり、前記支柱部の軸周りの第１方向に回転可能である取付部と、
　前記取付部の前記軸方向に沿う移動及び前記第１方向の回転を行わせないようにする第１ストッパと、
　前記取付部に取り付けられ、前記支柱部の軸方向と交差する軸周りの第２方向に回転可能である接続部と、
　前記接続部の前記第２方向の回転を行わせないようにする第２ストッパと、を備え、
　前記取付部は、前記接続部を介して前記光電センサと接続される調整機構。
　前記第１ストッパは、第１挟持部を備え、前記第１挟持部により前記支柱部を挟持することにより、前記支柱部に対して前記取付部を固定する、
　請求項１に記載の調整機構。
　前記第２ストッパは、第２挟持部を備え、前記第２挟持部により前記取付部を挟持することにより、前記取付部に対して前記接続部を固定する、
　請求項１又は２に記載の調整機構。
　前記光電センサは、前記接続部に対してねじ止めされている、
　請求項１から３のいずれか一項に記載の調整機構。
　前記光電センサは、レーザ光を出射する、
　請求項１から４のいずれか一項に記載の調整機構。