(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
底面に傾斜面を有すると共に、該底面を挟んで該底面上に凹部を形成するように上方に延びる一対の側壁を有し、不透明な樹脂により一体に成形される収納体と、該収納体の一対の側壁に前記凹部を挟んで相互に対向して光の授受をし得るように前記収納体と一体的に設けられる発光部及び受光部の組と、前記凹部を覆う蓋体と、前記収納体の凹部内に前記傾斜面に沿って移動可能に収納される球体とを有し、前記蓋体は、一端部が前記発光部または受光部が設けられる前記一対の側壁の少なくとも一方と連続して前記収納体と一体的に成形されていると共に、該一端部が折り曲げられて、他端部が前記収納体に係着されていることを特徴とする傾き検知センサ。
【請求項２】
前記発光部および受光部がそれぞれ透明樹脂により封止された成形体であることを特徴とする請求項１に記載の傾き検知センサ。
【請求項３】
前記蓋体の他端部には側面視台形状の爪部が形成されており、該爪部が前記収納体に形成されている溝部内に嵌め合せて係着されていることを特徴とする請求項１または２に記載の傾き検知センサ。
【請求項４】
前記蓋体の他端部には貫通穴が形成されており、該貫通穴が前記収納体に形成されている爪部に嵌め合せて係着されていることを特徴とする請求項１または２に記載の傾き検知センサ。
【請求項５】
前記蓋体が、平面視略十字形状に形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の傾き検知センサ。
【請求項６】
前記蓋体の一端部側で、前記収納体との付け根部分に切り込み部が設けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の傾き検知センサ。
【請求項７】
光を発生する発光部と、該発光部からの光を受光する受光部と、底面が傾斜面とされ、凹部を挟んで前記発光部と受光部とが設けられるように不透明樹脂により形成される収納体と、前記凹部を覆う蓋体と、前記凹部内に収納され、前記底面上を移動し得る球体とを備え、前記蓋体が２体からなり、該２体のそれぞれの一端部が前記収納体の相対向する両側に該収納体と連続して形成されており、前記蓋体の２体が互いに向かい合う方向に折り曲げられていることを特徴とする傾き検知センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、物体の傾斜を検知するための傾き検知センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、傾き検知センサとして、光を発生する発光素子と、発光素子から放射された光を受光可能に設けた受光素子とからなり、これらの両素子間に遮光性の物体により上記放射された光が遮断されているか否かを検出することにより物体の有無等を検出するフォトインタラプタが広く知られている。従来、フォトインタラプタを利用した傾き検出用光センサとして、図９に示すように、発光素子２１ａとこれから放射された光を受光可能に発光素子２１ａに対向状に設けられた受光素子２１ｂとからなるフォトインタラプタ２１と、内部にフォトインタラプタ２１を収納可能なように上部２２ａが開放された樹脂成形体からなる下部ケース２２と、下部ケース２２の上部２２ａに装着された上部ケース２３と、上部ケース２３から下部ケース２２内に下方に向けて延設された軸受け２３ａに軸支された支軸２３ｂを中心に発光及び受光素子２１ａ、２１ｂ間で揺動可能に設けられた扇状の遮光板２４とからなる構造が知られている。
【０００３】
この種のセンサは、遮光板２４が重力の作用で支軸２３ｂに対して常時下方に位置するので、傾斜を検出すべき図示しない被検出体上に搭載または固定して使用する場合、センサが水平な状態または傾斜が一定以内である非傾斜状態にあるときは発光素子２１ａから受光素子２１ｂに向けて放射された光は遮光板２４にその光路が遮断されるので受光素子２１ｂには光は受光されないが、被検出体がいずれか一方側に一定の角度を越えて傾斜した場合には、遮光板２４はその傾斜に応じて下部ケース２２に固定されたフォトインタラプタ２１に対して相対位置がずらされるので発光素子２１ａから放射された光は遮光板２４に遮断されずに受光素子２１ｂ側で受光され、この受光により受光素子２１ｂのリード端子２１ｂのリード端子間に電流が生起されて傾斜が検出されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のようなフォトインタラプタを利用したセンサは、半導体技術や光素子に関する技術の進展とともに需要も増大し、製造における部品点数の一層の減少や工程の単純化が強く求められている。しかし、上述したような従来のセンサでは、上部ケース２３に遮光板２４を設けるための軸受け２３ａを設けなければならないと共に、これに軸支された支軸２３ｂに傾斜検出用の特定な形状に形成した遮光板２４を一体的に形成し、または別体に形成後組立により設けなければならないので、機構的に複雑化し部品点数を一定以下に減少させることが困難であり、製造工程の簡素化も一定の程度を越えて行うことは困難である。従って、本発明は、簡易な構造でありながら被検出体の傾斜を確実に検出することが可能な傾き検知センサを得ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本発明は、底面に傾斜面を有すると共に、該底面を挟んで該底面上に凹部を形成するように上方に延びる一対の側壁を有し、不透明な樹脂により一体に成形される収納体と、該収納体の一対の側壁に前記凹部を挟んで相互に対向して光の授受をし得るように前記収納体と一体的に設けられる発光部及び受光部の組と、前記凹部を覆う蓋体と、前記収納体の凹部内に前記傾斜面に沿って移動可能に収納される球体とを有し、前記蓋体は、一端部が前記発光部または受光部が設けられる前記一対の側壁の少なくとも一方と連続して前記収納体と一体的に成形されていると共に、該一端部が折り曲げられて、他端部が前記収納体に係着されていることを特徴とする傾き検知センサを提供するものである。
【０００６】
前記発光部および受光部がそれぞれ透明樹脂により封止された成形体であることが好ましい。
【０００７】
本発明の傾き検知センサは、前記蓋体の他端部には側面視台形状の爪部が形成されており、該爪部が前記収納体に形成されている溝部内に嵌め合せて係着されているものとし得る。また、本発明の傾き検知センサは、前記蓋体の他端部には貫通穴が形成されており、該貫通穴が前記収納体に形成されている爪部に嵌め合せて係着されているものとし得る。
【０００８】
さらに、本発明の検知センサは、前記蓋体が、平面視略十字形状に形成されているものとし得るし、また、前記蓋体の一端部側で、前記収納体との付け根部分に切り込み部が設けられているものとし得る。
【０００９】
さらに、本発明の傾き検知センサは、光を発生する発光部と、該発光部からの光を受光する受光部と、底面が傾斜面とされ、凹部を挟んで前記発光部と受光部とが設けられるように不透明樹脂により形成される収納体と、前記凹部を覆う蓋体と、前記凹部内に収納され、前記底面上を移動し得る球体とを備え、前記蓋体が２体からなり、該２体のそれぞれの一端部が前記収納体の相対向する両側に該収納体と連続して形成されており、前記蓋体の２体が互いに向かい合う方向に折り曲げられたものとし得る。
【００１０】
本発明において、凹部とは、傾斜状の底面およびこの底面につながる壁面を有する凹み部分を意味する。また、本発明において、係着とは、蓋体の少なくとも一部が収納体に対して接触することにより関係させ、蓋体と収納体との相対的な位置関係が略一定に保たれている状態を意味する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による傾き検知センサについて実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。本実施例の検知センサは、図１（ａ）にその斜視図（完成前の状態）を示すような、略立方体形状であり且つ凹部１を有する収納体２およびこの収納体２の凹部１を覆う蓋体３を有する不透明樹脂部４を成形し、この凹部１により形成された空間内に（図中の矢印方向へ）ステンレス等の硬球からなる球体６を収納した後に、蓋体３により凹部１を覆うといった方法により得られ、図１（ｂ）に示すような形態のものである。この蓋体３は、略十字形状の薄板であり、その一端が収納体２に連続的に且つ一体的に形成されており、その一端（収納体２との付け根部）で折り曲げた状態となっている。
【００１２】
本実施例では、不透明樹脂部４として撓み性に優れたポリカーボネート樹脂を用いており、上記のように蓋体３が折り曲げられた状態となっても、その折り曲げ部分にわれや亀裂が非常に発生しにくい。また、蓋体３の他端には、側面視（図１（ｂ）中の矢視Ｂ）台形状の爪部３ａが突出するように形成されている。収納体２には、溝部２ａが爪部３ａと嵌め合さる形状に形成されており、この溝部２ａ内に爪部３ａが嵌合された状態となっている。また、上記凹部１は、図２に図１（ｂ）のＡ−Ａ視断面図を示すように、その底面１ａ、１ａが傾斜状となっており、上記球体６がこの凹部１により形成された空間１ｂ内を底面１ａ上に沿って移動可能に収納されている。この底面１ａは、光センサが搭載される基準面（または水平面）に対して一定の角度θ傾斜するように形成されている。
【００１３】
さらに、図３に図１（ｂ）のＣ−Ｃ視断面図を示すように、不透明樹脂部４内には、供給された電気信号に応じて光を発生する発光部７と、この発光部７からの光を受光可能に設けられた受光部８とが存在する。これら発光部７と受光部８とは、凹部１を挟んで対向した状態となっている。この不透明樹脂部４の凹部１の両壁面には、それぞれ窓１ｃが開口状に形成されており、発光部７からの光がこの窓１ｃを介して受光部８に向けて透過可能となっている。この発光部７は、図３からわかるように、Ｆｅ等からなる２本のリード端子９（そのうち１本は省略）と、一方のリード端子９上に銀ペースト（図示せず）を介してボンディングされ且つ他方のリード端子９に金からなるワイヤ（図示せず）により電気的に接続された発光ダイオード１０と、この発光ダイオード１０を覆うエポキシ樹脂からなる透明樹脂部１１とを備えている。受光部８についても、発光部で用いた発光ダイオードの代わりに光が照射されることによりそのリード電極間に電圧が発生されるフォトトランジスタが使用されることを除けば、発光部７と同様に構成されるので、その詳細な説明は省略する。尚、これら発光部７および受光部８の向かい合う面には、それぞれ窓１ｃに入り込む突出部が形成されている。
【００１４】
上述したように構成された検知センサの作用について説明する。傾斜を検知すべき物体（被検出体）上に検知センサを搭載または固定して使用する場合、検知センサの傾斜が底面の基準面に対する角度θより小さな角度である間は、球体６が基準位置に静止し、発光部７から放射された光は基準位置に存在する球体６により遮断されて受光部８には光は伝達されない。他方、検知センサが角度θを越えていずれかの方向に傾斜すると、球体６は、傾斜した方向へ移動し端壁に当接する傾斜位置で静止する。このとき、発光部７と受光部８との間には球体６が存在しないため、発光部７から放射された光は、球体６により遮断されることなく、受光部８により受光され電気信号として検出される。
【００１５】
ここで、本実施例の傾き検知センサでは、蓋体３はその一端が収納体２に連続的に且つ一体的に形成され、その爪部３ａが収納体２の溝部２ａに嵌め込まれ強固に係着されているので、仮に、傾き検知センサが急激に角度θを越えて傾斜して、球体６が端壁に当接するにとどまらず蓋体３の内面に衝突した場合でも、蓋体２を収納体２と個別に設けた構成に比べて、蓋体３が収納体２からはずれにくく、凹部１内から球体６が出てしまう等の不良の発生が著しく低減される。また、本実施例の検知センサでは、蓋体３を、接着剤等を用いずに収納体２に係着させているので、接着剤を用いた場合に生じる問題、すなわち、接着剤が凹部１内の底面に付着したり球体６に付着したりして、球体６の底面上の移動に支障をきたしたり、不透明樹脂部４を形成する樹脂材と反応して塩素ガス等を発生させて発光部および受光部内の素子を酸化させるといった問題が一切生じない。
【００１６】
このように、本実施例の傾き検知センサによれば、この傾き検知センサが急激に傾いたりあるいは逆さまになっても、蓋体３が収納体２に対して強固に係着されているので、蓋体３が収納体２からはずれにくく、球体６が収納体２から出てしまうことが少なく、被検出体の傾斜を安定して検出することができる。本実施例では、不透明樹脂部４として、撓み性に優れたポリカーボネート樹脂を使用しており、蓋体３と収納体２との付け根部には曲げ応力の付加によるクラックが発生しにくい。また、上記不透明樹脂部４としては、その他にＡＢＳ樹脂等の撓み性に優れた樹脂を使用できる。
【００１７】
本発明の傾き検知センサにおいて、収納体２と蓋体３との係着は、上記実施例における爪部３ａと溝部２ａとの嵌め合いによるものに限らず、図４（ａ）に示す如く、蓋体３に貫通穴３ｂを穿設し、これに嵌まる爪部２ｂを収納体２に設けるといったものでもよい。尚、本実施例の爪部３ａと溝部２ａ、および上記貫通穴３ｂと爪部２ｂは、収納体２側・蓋体３側のどちらに設けられてもよく、適宜決めればよく、実施例に限定されるものでない。また、収納体２と蓋体３との係着は、図４（ｂ）に示す如く、収納体２の側面に貫通穴２ｃを穿設し、蓋体３の先端部に爪部３ｄを設け、蓋体３を、図中の矢印方向に折り曲げて、その爪部３ｄを収納体２に対して押圧しつつ爪部３ｄが貫通穴２ｃ内に挿入するように係着させる、といった構造にしてもよい。爪部３ｄの厚み寸法は、例えば、蓋体３の厚み寸法０．７ｍｍに対して０．３ｍｍ程度であり、この場合には貫通穴２ｃの高さ寸法は０．５ｍｍ程度であることが好ましい。このとき、爪部３ｄのテーパ角度は、爪部３ｄを貫通穴２ｃ内へ挿入しやすくするために、４５度程度もしくは４５度以下が好ましい。
【００１８】
さらに、貫通穴２ｃの形成位置は、収納体２上面から０．４ｍｍ程度下方に設けられる。加えて、爪部３ｄの幅寸法は、図において蓋体の幅寸法と同様であるが、これに限定されるものでなく、部分的に設けてもよい（蓋体の幅寸法よりも小さくても良い）。尚、蓋体３の収納体２との付け根部分には、切り込み部３ｅが設けられている。この切り込み部３ｅの形成位置は、蓋体３の折り曲げ下端３ｆよりも上側の部分に形成した方が、小さな曲げ応力で良好に蓋体３の折り曲げを行うことができる。具体的には、切り込み部３ｅは蓋体３の折り曲げ下端３ｆよりも０．２ｍｍ程度上側の位置に形成されている。また、切り込み部３ｅの厚み（厚み方向の幅）寸法は０．５ｍｍ程度であり、切り込み部３ｅの深さ寸法は０．４ｍｍ程度である。
【００１９】
また、本発明の傾き検知センサでは、図４（ｃ）に示すように、左右両側にそれぞれ蓋体３を、収納体２と連続して一体的に形成し、これらを収納体２との根元から互いに向き合う方向に倒して凹部を覆うといった構成にすることも可能である。この場合には、蓋体３の先端に例えば爪部と溝部とをそれぞれ形成し、これらを嵌め合うことにより係着させることも可能である。もちろん、収納体２に爪部もしくは溝部を形成して、これらを蓋体３のそれぞれに形成した溝部もしくは爪部と係着させることもできる。また、本実施例の蓋体３は、上記の形状に限定されず、平面視形状が図４（ｄ）に示すような凸形状のものでもよい。
【００２０】
次に、上記構成からなる傾き検知センサは、例えば、次のような方法により製造することができる。この方法は、予め従来からの樹脂封止方法により成形された発光部７および受光部８を一体的に不透明樹脂部４で覆う第１ステップと、不透明樹脂部４の側壁で囲まれた凹部１により形成される空間１ｂ内に球体６を収納する第２ステップと、不透明樹脂部４の蓋体３により凹部１を覆う第３ステップとからなる。
【００２１】
上記第１ステップでは、図５（ａ）に示すような樹脂成形金型が用いられる。この金型は、下金型１２、左右両側の中金型１３、１４および上金型１５からなる。下金型１２は、その上面にそれぞれ３つの窪み部１２ａ、１２ｂおよび１２ｃが連続して形成されている。また、下金型１２は、図示しない基台に固定されている。中金型１３および１４は、下金型１２の上面に沿って互いに向かう方向への移動が可能となっており、中金型１４はその先端に略三角柱状の突起部１４ａが形成されている。上金型１５は、その下面に上記窪み部１２ａ、１２ｃと対応する位置にこれらと略同形状の窪み部（図示せず）が形成されている。不透明樹脂部４は、図５（ｂ）に示すように、これらの金型により画成される空間に溶融状のポリカーボネート樹脂を充填することにより成形される。
【００２２】
この空間の画成は、まず、発光部７を、透明樹脂部１０が窪み部１２ａ内に納まり且つリード端子９が窪み部１２ｃ内に納まるように、下金型１２の上面に載置し、次いで、中金型１３および１４を、互いに近づく方向に移動させ、そして、受光部８を、両中金型１３および１４上に跨るように、且つ、発光部７と対向するように載置した後に、上金型１５を下金型１２に向けて下動させることにより画成される。そして、この空間内において、収納体２が窪み部１２ａ、１５ａ間で形成され、蓋体３が窪み部１２ｂで形成される。上記窪み部１２ａおよび１２ｂは、連続して形成されているので、これら収納体２および蓋体３は一体的に連続した状態で形成されることになる。尚、中金型１２および１３、上金型１４の移動は、図示しない空圧シリンダの伸縮動等により行われる。
【００２３】
次に、第２ステップでは、図６に示すように、球体６を収納したパーツフィーダ（図示せず）から移動台１６上に整列した状態で繰り出される球体６を、移動台１６の取出し穴（図示せず）口に設けられたシャッタ板１７の（図示しない空圧シリンダの伸縮動に伴う）左右移動により、１個ずつ分離して（図中の矢印方向に沿って）不透明樹脂部４の凹部１内に収納するといった方法を用いる。本発明の傾き検知センサでは、蓋体３が収納体２と一体的に形成されているので、仮に、移動台１６から落下した球体６が凹部１内に入らずに収納体２側方に転がり落ちようとした場合、球体６が蓋体３に衝突して凹部１内へと誘導されることもあり、球体６の凹部１内への収納ミスに伴う諸々の製造不良が低減されることになる。
【００２４】
そして、第３ステップでは、図７に示すように、蓋体３を、円板状の押圧ローラ１８で（図示しない空圧シリンダの伸縮動に伴い）図中の矢印方向に移動しつつ押圧することにより、その収納体２との付け根部から折り曲げるようにして倒し、図７中では図示しないがその爪部３ａを収納体２の溝部２ａ内に嵌め込んで、収納体２に係着させるといった方法を用いている。
【００２５】
また、本発明の傾き検知センサを、例えば、リード端子の先端を連結した帯状のリードフレームを用いて製造することも可能であり、この場合にはこのリードフレーム上に発光部を成形し、同じく別のリードフレーム上に受光部を成形した後に、図８に示すように、これらリードフレーム１９を用いて、これら発光部および受光部を一体的に覆う不透明樹脂部４を複数固略同時に成形することも可能である。この場合、上記のような蓋体３を収納体２に係着させるステップでは、棒状の押圧ローラを用いて略同時にそれぞれの蓋体３を押圧することも可能である。また球体６を収納体２の凹部１内に収納するステップでは、移動台１６を、収納体２の間隔ピッチに併せた位置にそれぞれ用意し、略同時に凹部１内へ球体６を収納させるといった非常に生産効率のよい方法で製造することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の傾き検知センサを示す斜視図である。
【図２】図１の傾き検知センサのＡ−Ａ視断面図である。
【図３】図１の傾き検知センサのＣ−Ｃ視断面面である。
【図４】本発明の傾き検知センサの変形例を説明するための説明図である。
【図５】図１の検知センサの製造方法を説明するための図であって、不透明樹脂部を成形するステップに用いる金型を説明する説明図である。
【図６】図１の検知センサの製造方法を説明するための図であって、球体を収納体の凹部に収納するステップを説明する説明図である。
【図７】図１の検知センサの製造方法を説明するための図であって、蓋体を収納体に係着するステップを説明する説明図である。
【図８】検知センサの製造方法の変形例を説明するための説明図である。
【図９】従来の検知センサを示す断面図である。
【符号の説明】
１ 凹部
２ 収納部
３ 蓋体
４ 不透明樹脂部
６ 球体
７ 発光部
８ 受光部
９ リード端子
１２ 下金型
１３、１４ 中金型
１５ 上金型
１６ 移動台
１８ 押圧ローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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