(57)【要約】【課題】レンズの装着時に簡便かつ正確な位置決めをし、かつ防塵性を高めることが可能な限定反射型センサを提供する。【解決手段】発光部（３２）からの出射光を出射光用レンズ（２２）を介して物体検知領域に向けて照射し、該物体検知領域に存在する物体からの反射光を反射光用レンズ（２３）を介して受光部（３３）にて受光する限定反射型センサ（１００）であって、側面に形成された係止部（１３）と、該物体検知領域に向けた第１開口部（１５）とを備え、発光部（３２）および受光部（３３）を収容する筐体部（１０）と、出射光用レンズ（２２）および反射光用レンズ（２３）と一体に形成された光入出射部（２１）と、光入出射部（２１）の端部が側面に沿って延長された側面被覆部（２４）を備えたレンズ部（２０）を有し、レンズ部（２０）は、第１開口部（１５）を光入出射部（２１）で塞ぐとともに、側面被覆部（２４）が係止部（１３）によって係止された限定反射型センサ（１００）。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光部からの出射光を出射光用レンズを介して物体検知領域に向けて照射し、該物体検知領域に存在する物体からの反射光を反射光用レンズを介して受光部にて受光する限定反射型センサであって、
側面に形成された係止部と、該物体検知領域に向けた第１開口部とを備え、前記発光部および前記受光部を収容する筐体部と、
前記出射光用レンズおよび前記反射光用レンズと一体に形成された光入出射部と、前記光入出射部の端部が前記側面に沿って延長された側面被覆部を備えたレンズ部を有し、
前記レンズ部は、前記第１開口部を前記光入出射部で塞ぐとともに、前記側面被覆部が前記係止部によって係止されたことを特徴とする限定反射型センサ。
【請求項２】
請求項１に記載の限定反射型センサであって、
前記係止部は弾性片の先端に係止爪が形成されたスナップフィット構造であり、前記側面被覆部に形成された係止開口部に前記係止爪が嵌合するものであることを特徴とする限定反射型センサ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の限定反射型センサであって、
前記側面には、前記側面被覆部を案内するガイド溝が形成されていることを特徴とする限定反射型センサ。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一つに記載の限定反射型センサであって、
前記係止部は、前記側面被覆部の延長方向で半分よりも前記光入出射部に近い位置で前記側面被覆部を係止することを特徴とする限定反射型センサ。
【請求項５】
請求項１から４の何れか一つに記載の限定反射型センサであって、
前記第１開口部の内側には、前記筐体部の長手方向に沿って形成され封止溝を備え、
前記レンズ部には、前記第１開口部側に形成された前記封止溝に対応する形状の封止突起を備え、
前記封止溝と前記封止突起が当接していることを特徴とする限定反射型センサ。
【請求項６】
請求項１から５の何れか一つに記載の限定反射型センサであって、
前記筐体部は、前記第１開口部と反対側に第２開口部を備え、
前記発光部と前記受光部を搭載して前記筐体部内に収容された搭載基板と、
前記筐体部に係止されて前記第２開口部を塞ぐカバー部をさらに有することを特徴とする限定反射型センサ。
【請求項７】
請求項６に記載の限定反射型センサであって、
前記搭載基板には、外部との電気的接続をするコネクタ部が搭載されており、
前記筐体部の他の側面に形成された第３開口部から前記コネクタ部が露出することを特徴とする限定反射型センサ。
【請求項８】
請求項６に記載の限定反射型センサであって、
前記搭載基板には、外部との電気的接続をするコネクタ部が搭載されており、
前記カバー部の底面に形成された第４開口部から前記コネクタ部が露出することを特徴とする限定反射型センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサに関し、特に発光部からの出射光を出射光用レンズを介して物体検知領域に向けて照射し、該物体検知領域に存在する物体からの反射光を反射光用レンズを介して受光部にて受光する限定反射型センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、物体が所定の位置に存在するか否かを検出するためのセンサとして、物体の検知領域を限定して発光部から出射光を照射し、検知領域で物体により反射された反射光を受光部で受光する限定反射型センサが提案されている（例えば、特許文献１等を参照）。
【０００３】
このような限定反射型センサでは、発光部から出射光用レンズを介して検知領域に対して出射光を照射し、受光用レンズを介して検知領域で物体により反射された反射光を受光部で受光する。受光部に反射光が入射すると、受光部により光が電気信号に変換されるため、受光部に生じる電圧変化を検出することで検知領域に物体が存在することを検知できる。したがって検知領域は、発光部から光が照射されるとともに受光部に光が到達できる範囲に限定される。このような検知領域の設定範囲は、出射光用レンズと受光用レンズの光学的設計により変更することが可能である。
【０００４】
特許文献１に示した従来技術の限定反射型センサでは、出射光用レンズと受光用レンズのそれぞれを非球面レンズとシリンドリカルレンズの組み合わせで構成している。これにより、シリンドリカルレンズで近距離を検知し、非球面レンズで遠距離を検知することで、近距離の検知範囲を維持したまま遠距離の検知範囲を拡大することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−８１８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来の限定反射型センサは、出射光用レンズおよび受光用レンズを筐体内に収容して、それぞれ発光部および受光部との焦点位置合わせを正確に行う必要がある。そのため、レンズの端部や中央部に突起や孔を一体形成し、筐体内部で対応した係止部に嵌め込んで位置決めを行っている。また、異なる焦点位置のレンズを組み付けることで、限定反射型センサの検知範囲をレンズに対応したものに変更することができる。
【０００７】
しかし、筐体内にレンズを収容する際には、レンズを保持した状態で筐体内に挿入し、係止部に位置合わせをする必要があるため、組立工程が煩雑になるという問題があった。また、レンズに位置決め用の突起や孔を一体形成する必要があるため、レンズの形状が複雑化して加工の難易度が高くなってしまう。さらに、レンズを筐体内に位置決めした後に、筐体上部を蓋体で覆って内部に埃や塵が侵入しないようにする必要があり、蓋体を装着した状態では検知範囲に対応したレンズを組み付けているか、正確に位置合わせされているか等を確認することが困難であった。
【０００８】
本発明はかかる問題点を解決すべく創案されたもので、その目的は、レンズの装着時に簡便かつ正確な位置決めをし、かつ防塵性を高めることが可能な限定反射型センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため本発明の限定反射型センサは、発光部からの出射光を出射光用レンズを介して物体検知領域に向けて照射し、該物体検知領域に存在する物体からの反射光を反射光用レンズを介して受光部にて受光する限定反射型センサであって、側面に形成された係止部と、該物体検知領域に向けた第１開口部とを備え、前記発光部および前記受光部を収容する筐体部と、前記出射光用レンズおよび前記反射光用レンズと一体に形成された光入出射部と、前記光入出射部の端部が前記側面に沿って延長された側面被覆部を備えたレンズ部を有し、前記レンズ部は、前記第１開口部を前記光入出射部で塞ぐとともに、前記側面被覆部が前記係止部によって係止されたことを特徴とする。
【００１０】
これにより、光入出射部から延長された側面被覆部が、筐体の側面に形成された係止部によって係止され、レンズの装着時に簡便かつ正確な位置決めをし、かつ防塵性を高めることが可能となる。
【００１１】
また、本発明の一実施態様では、前記係止部は弾性片の先端に係止爪が形成されたスナップフィット構造であり、前記側面被覆部に形成された係止開口部に前記係止爪が嵌合するものである。
【００１２】
また、本発明の一実施態様では、前記側面には、前記側面被覆部を案内するガイド溝が形成されている。
【００１３】
また、本発明の一実施態様では、前記係止部は、前記側面被覆部の延長方向で半分よりも前記光入出射部に近い位置で前記側面被覆部を係止する。
【００１４】
また、本発明の一実施態様では、前記第１開口部の内側には、前記筐体部の長手方向に沿って形成され封止溝を備え、前記レンズ部には、前記第１開口部側に形成された前記封止溝に対応する形状の封止突起を備え、前記封止溝と前記封止突起が当接している。
【００１５】
また、本発明の一実施態様では、前記筐体部は、前記第１開口部と反対側に第２開口部を備え、前記発光部と前記受光部を搭載して前記筐体部内に収容された搭載基板と、前記筐体部に係止されて前記第２開口部を塞ぐカバー部とをさらに有する。
【００１６】
また、本発明の一実施態様では、前記搭載基板には、外部との電気的接続をするコネクタ部が搭載されており、前記筐体部の他の側面に形成された第３開口部から前記コネクタ部が露出する。
【００１７】
また、本発明の一実施態様では、前記カバー部の底面に形成された第４開口部から前記コネクタ部が露出する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、レンズの装着時に正確な位置決めをし、かつ防塵性を高めることが可能な限定反射型センサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態１に係る限定反射型センサ１００の構成を示す模式斜視図である。
【図２】限定反射型センサ１００の構成を模式的に示す分解斜視図である。
【図３】筐体部１０と基板部３０の組み付けを説明するための模式斜視図である。
【図４】筐体部１０とカバー部４０の組み付けを説明するための模式斜視図である。
【図５】筐体部１０とレンズ部２０の組み付けを説明するための模式斜視図である。
【図６】限定反射型センサ１００の断面図であり、図６（ａ）は図１中のＡ−Ａ位置での模式断面図であり、図６（ｂ）は図１中のＢ−Ｂ位置での模式断面図である。
【図７】実施形態２にかかる搭載基板３１の固定構造を模式的に示す図であり、図７（ａ）は圧入ピン１９ａとかしめピン１９ｂを用いた例を示し、図７（ｂ）は搭載基板３１の裏面に接着剤１９ｃを塗布した例を示している。
【図８】実施形態２に係る限定反射型センサ２００の構成を示す模式斜視図である。
【図９】限定反射型センサ２００の構成を模式的に示す分解斜視図である。
【図１０】筐体部５０と基板部７０の組み付けを説明するための模式斜視図である。
【図１１】筐体部５０とカバー部８０の組み付けを説明するための模式斜視図である。
【図１２】筐体部５０とレンズ部６０の組み付けを説明するための模式斜視図である。
【図１３】限定反射型センサ２００の断面図であり、図１３（ａ）は図８中のＡ−Ａ位置での模式断面図であり、図１３（ｂ）は図８中のＢ−Ｂ位置での模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
＜実施形態１＞
以下、本発明の実施形態１について、図面を参照して説明する。図１は、実施形態１に係る限定反射型センサ１００の構成を示す模式斜視図である。図２は、限定反射型センサ１００の構成を模式的に示す分解斜視図である。図１，２に示すように、限定反射型センサ１００は、筐体部１０と、レンズ部２０と、基板部３０と、カバー部４０とを備えている。
【００２１】
筐体部１０は、限定反射型センサ１００の外形を構成して各部を保持する筐体であり、図１では略直方体の箱状の例を示している。筐体部１０は、紫外光よりも長波長な光を透過しない材料で構成されており、例えば黒色に着色された樹脂を用いることができる。また、筐体部１０には筐体本体１１と、取付部１２と、係止部１３と、仕切板１４と、開口部１５とを備えている。筐体部１０の形状は図１に示した直方体状のものに限定されない。
【００２２】
筐体本体１１は、側面の底面近傍に係止開口部１１ａと、底面に底面開口部１１ｂと、長手方向の側面に側面開口部１１ｃとがそれぞれ開口部として形成されている。また、短辺側の側面には、取付部１２と係止部１３が形成され、上面は開口部１５が形成され、開口部１５内には仕切板１４が設けられている。
【００２３】
係止開口部１１ａは、筐体本体１１の側面に形成された開口部であり、後述する係止爪４１ａと対応した位置に形成されている。図１，２では、係止開口部１１ａを筐体部１０の長手方向に設けた例を示しているが、短辺方向の底面に設けるとしてもよい。底面開口部１１ｂは、筐体本体１１の下面に形成された開口部であり、本発明における第２開口部に相当している。側面開口部１１ｃは、筐体本体１１の側面に形成された開口部であり、本発明における第３開口部に相当している。側面開口部１１ｃは、後述するコネクタ部３４と開口被覆部４２に対応した位置および形状に形成されている。
【００２４】
取付部１２は、筐体部１０の短辺側面に筐体本体１１と一体に形成された部分であり、限定反射型センサ１００を他の部材に位置決めして固定するための部分である。図１，２では、取付部１２を略立方体形状の突起とし、上下方向および奥行き方向に貫通した孔である取付孔１２ａを形成した例を示している。取付孔１２ａは、螺子やボルト等の固定部材を挿入する孔であり、必要に応じて内部に螺子溝を形成するとしてもよい。取付部１２の形状は、図１，２に示したものに限定されず、例えば、側面から略水平方向に突出して形成された平板状のものを用いるとしてもよい。
【００２５】
係止部１３は、筐体本体１１の短辺側の側面に形成されて、レンズ部２０を係止するための部分である。係止部１３の具体的な構造は限定されないが、例えば図１，２で示したように側面の一部を弾性片として切り出し、その先端に係止爪１３ａを形成したスナップフィット構造を用いることができる。また、係止部１３には、筐体本体１１の短辺側面に、後述する側面被覆部２４と同程度の幅と長さのガイド溝１３ｂが形成されている。
【００２６】
仕切板１４は、開口部１５の略中央に立設された略平板状の部分であり、発光側と受光側を区分するとともに、その上端部は後述するレンズ部２０の光入出射部２１下面に当接している。仕切板１４で受光側と発光側で区分されているため、発光部３２から受光部３３に光が直接到達することを防止できる。
【００２７】
開口部１５は、筐体本体１１の上面に形成された開口部であり、本発明における第１開口部に相当している。また、開口部１５にはレンズ当接部１５ａと、封止溝１５ｂとが形成されている。レンズ当接部１５ａは、筐体本体１１の長手方向側面の上端を形成する部分である。封止溝１５ｂは、レンズ当接部１５ａの内側に形成された段差または溝であり、仕切板１４の上端よりも低い位置にまで形成されている。また、封止溝１５ｂの形状は、後述するレンズ部２０の封止突起２５と対応する幅および長さ、深さで形成されている。図２では、封止溝１５ｂは係止部１３の弾性片よりも外側にまで延長されているが、側面被覆部２４の誤挿入を防ぐために弾性片の内側まで延長する形状でもよい。
【００２８】
レンズ部２０は、樹脂等の透光性材料で構成され、発光部３２から出射された光を透過して所定の配光分布で外部に取り出すとともに、外部から入射した光を透過して受光部３３に入射させる光学部材である。図１，２に示すように、レンズ部２０は、光入出射部２１と、出射光用レンズ２２と、反射光用レンズ２３と、側面被覆部２４と、封止突起２５を備えている。
【００２９】
光入出射部２１は、レンズ部２０の上部を形成する略平板状の部分であり、その下面側に出射光用レンズ２２と反射光用レンズ２３が一体に形成されている。光入出射部２１の上面は略平坦面であり、物体検知領域に対向して配される。したがって、限定反射型センサ１００においては、光入出射部２１を介して物体検知領域への発光と物体検知領域からの受光が行われる。レンズ部２０が光入出射部２１を有していることにより、限定反射型センサ１００の外部にレンズ部２０が突出せず、省スペース化や汚れの付着を抑制することができる。また、光入出射部２１の外周近傍は、筐体本体１１のレンズ当接部１５ａの外径と同程度に形成されており、レンズ当接部１５ａと当接してレンズ部２０を筐体部１０に位置決めおよび固定する。
【００３０】
出射光用レンズ２２は、発光部３２から出射した光を物体検知領域に対して照射するためのレンズである。反射光用レンズ２３は、物体検知領域で検知対象物によって反射された光を受光部３３に入射させるためのレンズである。出射光用レンズ２２と反射光用レンズ２３とは、分離溝２６で互いに分離した位置に形成されているが、光入出射部２１と一体にレンズ部２０が成形されている。出射光用レンズ２２と反射光用レンズ２３をレンズ部２０として一体に成形することで、筐体部１０にレンズ部２０を位置決めするだけで、出射光用レンズ２２と反射光用レンズ２３のそれぞれが発光部３２と受光部３３に対して位置決めでき、組立工程を簡略化するとともに位置決め精度も向上させることができる。
【００３１】
側面被覆部２４は、光入出射部２１の両端部が図中下方に延長された平板状の部分であり、光入出射部２１と一体に成形されている。側面被覆部２４の形状は、ガイド溝１３ｂと同程度の幅と長さで形成されている。また、側面被覆部２４には、係止部１３に対応した位置に係止開口部２４ａが形成されており、レンズ部２０を筐体部１０に取り付けた際には、ガイド溝１３ｂ内に側面被覆部２４が嵌合するとともに、係止部１３が係止開口部２４ａに嵌合して、位置決めおよび固定が行われる。
【００３２】
封止突起２５は、光入出射部２１の長辺近傍で裏面側に設けられた直線上の突起であり、封止溝１５ｂと対応した位置及び形状で形成されている。図２に示すように封止突起２５の長手方向端部は、側面被覆部２４の内面よりも外側に位置し、外面よりも内側に位置している。
【００３３】
分離溝２６は、出射光用レンズ２２と反射光用レンズ２３の間を分離し、光入出射部２１の裏面にまで到達する溝であり、仕切板１４が挿入されることでレンズ部２０を位置決め及び保持する。出射光用レンズ２２と反射光用レンズ２３のうち、分離溝２６で露出した面はテーパー形状とされており、仕切板１４の挿入と位置決めが容易とされている。
【００３４】
基板部３０は、搭載基板３１の一方の面に発光部３２、受光部３３及びコネクタ部３４を搭載した部材である。搭載基板３１は、図示しない配線層が形成された基板であり、発光部３２、受光部３３及びコネクタ部３４を配線層上に搭載している。搭載基板３１を構成する材料は限定されず、プリント基板や金属基板、樹脂と金属の複合基板等の公知のものを用いることができる。また、搭載基板３１には所定位置に貫通孔である位置決孔３１ａが形成されている。
【００３５】
発光部３２は、限定反射型センサ１００の外部からコネクタ部３４や配線層を介して電力および信号が伝達され、所定の波長で発光する部材である。発光部３２の具体的構成は限定されないが、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）などが挙げられる。発光部３２が発光する光の波長は、受光部３３の吸収帯域に含まれていればよく、例えば赤外光が用いられる。また、発光部３２はレンズ等の光学部材を備えていてもよく、ＬＥＤチップからの発光を所望の配光特性で照射する。
【００３６】
受光部３３は、所定波長の光を吸収して電気信号に変換し、コネクタ部３４や配線層を介して限定反射型センサ１００の外部に検出信号を送出する部材である。受光部３３の具体的構成は限定されないが、例えばフォトトランジスタを用いることができる。受光部３３は、発光部３２が照射する光の波長を吸収帯域に含んでいる。また、受光部３３はレンズ等の光学部材を備えていてもよく、入射した光を効率よくフォトトランジスタに集光して検出する。
【００３７】
コネクタ部３４は、限定反射型センサ１００の外部からハーネス等を接続して、外部からの出力や信号が伝達される部材である。コネクタ部３４の端子は搭載基板３１上の配線層に電気的に接続されている。図１，２に示した例では、コネクタ部３４は搭載基板３１の搭載面に平行方向に向けて搭載されており、側面開口部１１ｃから筐体部１０の外部に露出されている。
【００３８】
カバー部４０は、筐体部１０の底面開口部１１ｂを塞ぐとともに、基板部３０を保持する部材である。カバー部４０は、底面外周の４辺に沿って立設されたカバー壁４１を有し、カバー壁４１の外周は底面開口部１１ｂの内周と略同一とされている。また、カバー壁４１の側面には係止爪４１ａが突出して形成されており、カバー壁４１の上端には基板支持部４１ｂ，４１ｃが上方に突出して形成されている。また、側面開口部１１ｃに対応した位置には、開口被覆部４２が基板支持部４１ｂ，４１ｃよりも高い位置まで形成されている。
【００３９】
図１，２に示した限定反射型センサ１００では、外部からコネクタ部３４に供給された電力および信号が発光部３２に伝達され、発光部３２が発光する。発光部３２からの光は出射光用レンズ２２に入射し、出射光用レンズ２２の曲面に応じた配光分布で光入出射部２１を介して外部に光が照射される。また、物体を検知するための物体検知領域に物体が存在する場合には、発光部３２から照射された光は限定反射型センサ１００方向に反射され、光入出射部２１を介して反射光用レンズ２３に入射し、受光部３３に入射する。受光部３３では受光した光の強度に応じた電圧が出力され、当該電圧値が物体を検知した信号としてコネクタ部３４を介して外部に伝達される。
【００４０】
次に、限定反射型センサ１００の組み立てについて図３から図５を用いて説明する。図３は、筐体部１０と基板部３０の組み付けを説明するための模式斜視図である。図３に示すように、筐体部１０の内部には、区分壁部１１ｄが形成されている。この区分壁部１１ｄによって、筐体部１０の内部はコネクタ収容部１６と、発光収容部１７と、受光収容部１８が形成されている。区分壁部１１ｄから下方に向かう突起が基板位置決部１９として形成されている。
【００４１】
コネクタ収容部１６は、側面開口部１１ｃから筐体本体１１内部に形成されて、コネクタ部３４を収容する空間である。またコネクタ収容部１６は、発光収容部１７、受光収容部１８とは区分壁部１１ｄで区分けされ、開口部１５側で出射光用レンズ２２と反射光用レンズ２３を収容している空間とも区分壁部１１ｄで区分けされている。
【００４２】
発光収容部１７は、開口部１５と連通して設けられた空間であり、さらに筐体本体１１の底面開口部１１ｂに連通している。発光収容部１７には発光部３２が所定の位置に配置される。受光収容部１８は、開口部１５と連通して設けられた空間であり、さらに筐体本体１１の底面開口部１１ｂに連通している。受光収容部１８には受光部３３が所定の位置に配置される。基板位置決部１９は、搭載基板３１に形成された位置決孔３１ａに対応する位置に形成された突起である。
【００４３】
図３に示したように、基板位置決部１９と位置決孔３１ａを位置合わせし、コネクタ収容部１６とコネクタ部３４を位置合わせし、基板部３０を底面開口部１１ｂに挿入する。これにより、発光収容部１７の所定位置に発光部３２が位置決めされ、受光収容部１８の所定位置に受光部３３が位置決めされる。
【００４４】
本実施形態では、筐体部１０に側面開口部１１ｃを形成しておき、コネクタ部３４をコネクタ収容部１６に収容して側面開口部１１ｃから露出させている。上述したようにコネクタ収容部１６は、発光収容部１７および受光収容部１８とは壁面で区分けされているため、コネクタ部３４が外部に露出しても発光収容部１７および受光収容部１８に外部からの埃や塵の侵入を抑制し、防塵性を高めることができる。また、位置決孔３１ａと基板位置決部１９の位置合わせだけで、簡便に発光部３２と受光部３３を所定位置に正確に位置合わせすることができる。
【００４５】
図４は、筐体部１０とカバー部４０の組み付けを説明するための模式斜視図である。図４に示すように、カバー部４０の底部には略平板状の底面４３が形成されており、底面４３の外縁に沿ってカバー壁４１が設けられている。筐体部１０の底面開口部１１ｂにカバー部４０を挿入すると、カバー壁４１の外周が筐体本体１１の内壁に嵌合し、係止爪４１ａが係止開口部１１ａに嵌合して、カバー部４０は位置決めおよび固定される。このとき、カバー壁４１の上端に形成された基板支持部４１ｂ，４１ｃが搭載基板３１の裏面側を支持し、開口被覆部４２がコネクタ部３４の下面側を支持する。これにより、筐体部１０内部に位置決めされた基板部３０は、カバー部４０によって筐体部１０との間に挟持され、位置決め及び固定される。
【００４６】
開口被覆部４２は、側面開口部１１ｃのうちコネクタ部３４が露出している以外の領域を塞ぐ大きさに形成されており、カバー部４０で底面開口部１１ｂを塞ぐと同時に、側面開口部１１ｃを開口被覆部４２で塞ぐことができる。これにより、カバー部４０で簡便に基板部３０を固定するとともに、外部からの埃や塵の侵入を抑制し、防塵性を高めることができる。
【００４７】
図５は、筐体部１０とレンズ部２０の組み付けを説明するための模式斜視図である。図５に示すように、筐体部１０の係止部１３にレンズ部２０の側面被覆部２４を位置合わせして、レンズ部２０の光入出射部２１で開口部１５を塞ぐ。このとき、同時に分離溝２６に仕切板１４が挿入されて光入出射部２１の裏面に当接し、封止突起２５が封止溝１５ｂに挿入される。また、側面被覆部２４がガイド溝１３ｂに嵌合されるとともに、係止爪１３ａが係止開口部２４ａに嵌合して、レンズ部２０が筐体部１０に位置決めおよび固定される。
【００４８】
図６は、限定反射型センサ１００の断面図であり、図６（ａ）は図１中のＡ−Ａ位置での模式断面図であり、図６（ｂ）は図１中のＢ−Ｂ位置での模式断面図である。本実施形態の限定反射型センサ１００では、筐体部１０に開口部１５にレンズ部２０が装着され、筐体部１０の内部に基板部３０が収容されるとともにコネクタ部３４が側面開口部１１ｃから露出し、筐体部１０の底面開口部１１ｂにカバー部４０が装着されている。
【００４９】
図６（ａ）（ｂ）に示した組付け状態について、簡単に説明する。仕切板１４が分離溝２６に挿入されて、その上端が光入出射部２１の裏面に当接している。レンズ当接部１５ａの上端が、光入出射部２１の裏面に当接している。封止突起２５は、封止溝１５ｂに嵌合している。側面被覆部２４がガイド溝１３ｂに案内されて嵌合している。係止開口部２４ａに係止爪１３ａが嵌合している。
【００５０】
コネクタ部３４は、コネクタ収容部１６に収容されて側面開口部１１ｃから露出している。基板位置決部１９は、位置決孔３１ａに挿入されている。発光部３２は、発光収容部１７に収容されている。受光部３３は、受光収容部１８に収容されている。搭載基板３１の上面は、区分壁部１１ｄに当接している。
【００５１】
係止爪４１ａは、係止開口部１１ａに嵌合している。基板支持部４１ｂ，４１ｃの上端は、搭載基板３１の裏面に当接している。開口被覆部４２の上端は、コネクタ部３４の下面に当接している。
【００５２】
したがってレンズ部２０は、係止爪１３ａと係止開口部２４ａで上方向の動きが規制され、仕切板１４の上端およびレンズ当接部１５ａと光入出射部２１の裏面とで下方向への動きが規制されるため、上下方向への移動が規制されて位置決めされる。また、レンズ部２０は、ガイド溝１３ｂと側面被覆部２４の嵌合と、封止溝１５ｂと封止突起２５の当接で、図中奥行方向への移動が規制されて位置決めされる。さらに、レンズ部２０は、仕切板１４の分離溝２６への挿入と、２つの側面被覆部２４による筐体部１０の挟持によって、図中横方向への移動が規制されて位置決めされる。
【００５３】
これらの位置決めは、各々の移動規制により個別に効果を得られるが、複数を組み合わせることでさらに効果を高めることができる。したがって、レンズ部２０を筐体部１０に装着するだけで、レンズ部２０は筐体部１０に対して３次元方向への移動が規制される。よって、光入出射部２１と一体に成形された出射光用レンズ２２と反射光用レンズ２３が、筐体部１０の内部に収容された発光部３２と受光部３３に対して簡便かつ正確に位置決めされる。
【００５４】
また、筐体本体１１の側面に係止爪１３ａを設けることで、レンズ部２０を装着する際に弾性変形するのは筐体部１０の係止部１３であり、レンズ部２０は弾性変形しない。これにより、レンズ部２０の変形による焦点ズレや破損のリスクを低減するとともに、簡便にレンズ部２０を装着することができる。
【００５５】
図１〜５に示した例では、係止開口部２４ａは、側面被覆部２４の半分より上側である光入出射部２１に近い位置に形成されている。これにより、係止爪１３ａが形成された弾性片を長くして、レンズ部２０の装着の際に弾性変形しやすくするとともに、側面被覆部２４で弾性片全体を被覆して隙間をなくすことができ、簡便なレンズ部２０の装着と防塵性の向上を図ることができる。
【００５６】
また、搭載基板３１は上面が区分壁部１１ｄに当接して上方向への移動が規制され、裏面には基板支持部４１ｂ，４１ｃが当接して下方向への移動が規制されるため、上下方向への移動が規制されて位置決めされる。また、搭載基板３１の位置決孔３１ａに基板位置決部１９が挿入されて、水平方向への移動が記載されて位置決めされる。
【００５７】
これらの位置決めは、各々の移動規制により個別に効果を得られるが、複数を組み合わせることでさらに効果を高めることができる。したがって、基板部３０を筐体部１０に挿入し、カバー部４０を装着するだけで、基板部３０は筐体部１０に対して３次元方向への移動が規制される。よって、搭載基板３１上に搭載された発光部３２と受光部３３が、それぞれ発光収容部１７内と受光収容部１８内で簡便かつ正確に位置決めされる。また、開口被覆部４２がコネクタ部３４の下面近傍まで延長されているため、側面開口部１１ｃはコネクタ部３４と開口被覆部４２で塞がれ、内部への埃や塵の侵入を抑制して防塵性を高めることができる。
【００５８】
上述したように、本実施形態の限定反射型センサ１００では、筐体部１０にレンズ部２０を装着する際に正確な位置決めをし、かつ防塵性を高めることが可能となる。これにより、異なる焦点位置のレンズ部２０を組み付けることで、限定反射型センサ１００の検知範囲をレンズ部２０に対応したものに変更することも容易となる。
【００５９】
また、側面被覆部２４は、光入出射部２１から延長して一体に形成されており、レンズ部２０の最外部を構成している。したがって限定反射型センサ１００の外部から、側面被覆部２４がガイド溝１３ｂに嵌合しているかと、係止爪１３ａが係止開口部２４ａに嵌合しているかを容易に確認できる。これにより、レンズ部２０の装着後に、出射光用レンズ２２と反射光用レンズ２３が正確に位置決めされたかを容易に確認することができる。
【００６０】
＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２について、図面を参照して説明する。実施形態１と重複する内容は説明を省略する。図７は、実施形態２にかかる搭載基板３１の固定構造を模式的に示す図であり、図７（ａ）は圧入ピン１９ａとかしめピン１９ｂを用いた例を示し、図７（ｂ）は搭載基板３１の裏面に接着剤１９ｃを塗布した例を示している。
【００６１】
図７（ａ）に示した例では、搭載基板３１に複数の位置決孔３１ａを形成しておき、区分壁部１１ｄに形成した圧入ピン１９ａと、かしめピン１９ｂを位置決孔３１ａに挿入している。圧入ピン１９ａは、僅かに先細り形状のピンであり、先端は位置決孔３１ａより直径が小さく、根本では位置決孔３１ａよりも直径が大きくされている。位置決孔３１ａに圧入ピン１９ａを位置決めして挿入する際に、搭載基板３１を強く押し込むと、樹脂で形成された圧入ピン１９ａが僅かに変形して圧入される。これにより、圧入ピン１９ａと位置決孔３１ａの圧入で位置決めと固定が同時に行われる。
【００６２】
かしめピン１９ｂは、位置決孔３１ａよりも直径が小さい形状のピンである。位置決孔３１ａにかしめピン１９ｂを位置決めして挿入した後に、かしめピン１９ｂの頭部を押しつぶして変形させる。これにより、かしめピン１９ｂと位置決孔３１ａのかしめで位置決めと固定が同時に行われる。
【００６３】
図７（ｂ）に示した例では、搭載基板３１を底面開口部１１ｂに挿入した後に、搭載基板３１の裏面側全体に接着剤１９ｃを塗布している。接着剤１９ｃは、搭載基板３１と筐体本体１１の内面との隙間を埋めて密封するとともに、搭載基板３１を筐体本体１１内部に固定する。
【００６４】
また、搭載基板３１の固定構造としては、例えば筐体本体１１に係止爪を形成しておき、搭載基板３１に係止爪を係合させるとしてもよい。さらに、上述したカバー部４０での挟持や、圧入ピン１９ａ、かしめピン１９ｂ、接着剤１９ｃの塗布、係止爪による係止を適宜組み合わせて用いてもよい。
【００６５】
＜実施形態３＞
次に、本発明の実施形態３について、図面を参照して説明する。実施形態１と重複する内容は説明を省略する。図８は、実施形態２に係る限定反射型センサ２００の構成を示す模式斜視図である。図９は、限定反射型センサ２００の構成を模式的に示す分解斜視図である。図８，９に示すように、限定反射型センサ２００は、筐体部５０と、レンズ部６０と、基板部７０と、カバー部８０とを備えている。
【００６６】
筐体部５０は、筐体本体５１と、取付部５２と、係止部５３と、仕切板５４と、開口部５５とを備えている。筐体本体５１は、側面の底面近傍に係止開口部５１ａと、底面に底面開口部５１ｂと、長手方向の側面に側面開口部５１ｃとがそれぞれ開口部として形成されている。係止部５３は、側面の一部を弾性片として切り出し、その先端に係止爪５３ａを形成したスナップフィット構造を用いる。また、係止部５３には、筐体本体５１の短辺側面に側面被覆部６４と同程度の幅と長さのガイド溝５３ｂが形成されている。開口部５５にはレンズ当接部５５ａと、封止溝５５ｂとが形成されている。
【００６７】
レンズ部６０は、光入出射部６１と、出射光用レンズ６２と、反射光用レンズ６３と、側面被覆部６４と、封止突起６５を備えている。出射光用レンズ６２と反射光用レンズ６３とは、分離溝６６で互いに分離した位置に形成されているが、光入出射部６１と一体にレンズ部６０が成形されている。側面被覆部６４には、係止部５３に対応した位置に係止開口部６４ａが形成されている。
【００６８】
基板部７０は、搭載基板７１の一方の面に発光部７２と受光部７３を搭載し、他方の面にコネクタ部７４を搭載した部材である。搭載基板７１には、所定位置に貫通孔である位置決孔７１ａが形成されている。
【００６９】
カバー部８０は、カバー壁８１と、係止爪８１ａと、カバー壁上端８２ａと、基板当接部８２ｂと、底面８３と、コネクタ開口部８４を有している。カバー壁上端８２ａは、カバー壁８１のうち低く形成された領域の上端である。基板当接部８２ｂは、カバー壁８１のうち高く形成された領域の上端であり、コネクタ部７４の外周を囲むように形成されている。コネクタ開口部８４は、底面８３のうちコネクタ部７４に対応した位置に形成された開口であり、基板当接部８２ｂの内側に形成されて、本発明における第４開口部に相当している。図８，９に示した例では、コネクタ部７４は搭載基板７１の裏面から下方に向けて搭載されており、コネクタ開口部８４から筐体部５０の外部に露出されている。
【００７０】
次に、限定反射型センサ２００の組み立てについて図１０から図１２を用いて説明する。図１０は、筐体部５０と基板部７０の組み付けを説明するための模式斜視図である。図１０に示すように、筐体部５０の内部には、仕切板５４が形成されている。この仕切板５４によって、筐体部５０の内部には発光収容部５７と、受光収容部５８が形成されている。仕切板５４には、下方に向かう突起が基板位置決部５９として形成されている。基板位置決部５９は、搭載基板７１に形成された位置決孔７１ａに対応する位置に形成された突起である。
【００７１】
図１０に示したように、基板位置決部５９と位置決孔７１ａを位置合わせし、基板部７０を底面開口部５１ｂに挿入する。これにより、発光収容部５７の所定位置に発光部７２が位置決めされ、受光収容部５８の所定位置に受光部７３が位置決めされる。
【００７２】
図１１は、筐体部５０とカバー部８０の組み付けを説明するための模式斜視図である。図１１に示すように、カバー部８０の底部には略平板状の底面８３が形成されており、底面８３の外縁に沿ってカバー壁８１が設けられている。筐体部５０の底面開口部５１ｂにカバー部８０を挿入すると、カバー壁８１の外周が筐体本体５１の内壁に嵌合し、係止爪８１ａが係止開口部５１ａに嵌合して、カバー部４０は位置決めおよび固定される。このとき、基板当接部８２ｂが搭載基板７１の裏面側に当接する。これにより、筐体部５０内部に位置決めされた基板部７０は、カバー部８０によって筐体部５０との間に挟持され、位置決め及び固定される。
【００７３】
図１２は、筐体部５０とレンズ部６０の組み付けを説明するための模式斜視図である。図１２に示すように、筐体部５０の係止部５３にレンズ部６０の側面被覆部６４を位置合わせして、レンズ部６０の光入出射部６１で開口部５５を塞ぐ。このとき、同時に分離溝６６に仕切板５４が挿入されて光入出射部６１の裏面に当接し、封止突起６５が封止溝５５ｂに挿入される。また、側面被覆部６４がガイド溝５３ｂに嵌合されるとともに、係止爪１３ａが係止開口部２４ａに嵌合して、レンズ部６０が筐体部５０に位置決めおよび固定される。
【００７４】
図１３は、限定反射型センサ２００の断面図であり、図１３（ａ）は図１中のＡ−Ａ位置での模式断面図であり、図１３（ｂ）は図８中のＢ−Ｂ位置での模式断面図である。本実施形態の限定反射型センサ２００では、筐体部５０に開口部５５にレンズ部６０が装着され、筐体部５０の内部に基板部７０が収容され、筐体部５０の底面開口部５１ｂにカバー部４０が装着されている。コネクタ部７４は、コネクタ開口部８４から下方に露出している。
【００７５】
本実施形態の限定反射型センサ２００では、コネクタ部７４を搭載基板７１の裏面側に搭載し、カバー部８０に設けたコネクタ開口部８４から図中下方に露出させている点が実施形態１と異なっている。また、コネクタ部７４を発光部７２と受光部７３の間に配置していないため、搭載基板７１の面積を小さくしている。それに伴い、発光収容部５７と受光収容部５８の間にコネクタ部７４を収容する空間を設ける必要が無くなり、筐体部５０も小型化している。筐体本体５１を小型化したことにより、取付部５２は筐体本体５１の下方にカバー部８０よりも突出して設けられている。
【００７６】
図１３（ａ）（ｂ）に示したように、レンズ部６０を筐体部５０に装着するだけで、レンズ部６０は筐体部５０に対して３次元方向への移動が規制される。よって、光入出射部６１と一体に成形された出射光用レンズ６２と反射光用レンズ６３が、筐体部５０の内部に収容された発光部７２と受光部７３に対して簡便かつ正確に位置決めされる。
【００７７】
また、搭載基板７１は上面が仕切板５４に当接して上方向への移動が規制され、裏面には基板当接部８２ｂが当接して下方向への移動が規制されるため、上下方向への移動が規制されて位置決めされる。これにより、基板部７０を筐体部５０に挿入し、カバー部８０を装着するだけで、基板部７０は筐体部５０に対しての移動が規制される。よって、搭載基板７１上に搭載された発光部７２と受光部７３が、それぞれ発光収容部５７内と受光収容部５８内で簡便かつ正確に位置決めされる。
【００７８】
本実施形態の限定反射型センサ２００では、基板当接部８２ｂがコネクタ部７４の周囲を囲んで搭載基板７１の裏面側に当接している。これにより、基板当接部８２ｂでコネクタ部７４の周囲が塞がれ、内部への埃や塵の侵入を抑制して防塵性を高めることができる。
【００７９】
上述したように、本実施形態の限定反射型センサ２００でも、筐体部５０にレンズ部６０を装着する際に正確な位置決めをし、かつ防塵性を高めることが可能となる。
【００８０】
なお、今回開示した実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。従って、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
【符号の説明】
【００８１】
１０，５０…筐体部
２０，６０…レンズ部
３０，７０…基板部
４０，８０…カバー部
１００，２００…限定反射型センサ
１１，５１…筐体本体
１１ａ，５１ａ…係止開口部
１１ｂ，５１ｂ…底面開口部
１１ｃ，５１ｃ…側面開口部
１１ｄ…区分壁部
１２，５２…取付部
１２ａ…取付孔
１３，５３…係止部
１３ａ，５３ａ…係止爪
１３ｂ，５３ｂ…ガイド溝
１４，５４…仕切板
１５，５５…開口部
１５ａ，５５ａ…レンズ当接部
１５ｂ，５５ｂ…封止溝
１６…コネクタ収容部
１７，５７…発光収容部
１８，５８…受光収容部
１９，５９…基板位置決部
１９ａ…圧入ピン
１９ｂ…かしめピン
１９ｃ…接着剤
２１，６１…光入出射部
２２，６２…出射光用レンズ
２３，６３…反射光用レンズ
２４，６４…側面被覆部
２４ａ，６４ａ…係止開口部
２５，６５…封止突起
２６，６６…分離溝
３１，７１…搭載基板
３１ａ，７１ａ…位置決孔
３２，７２…発光部
３３，７３…受光部
３４，７４…コネクタ部
４１，８１…カバー壁
４１ａ，８１ａ…係止爪
４１ｂ…基板支持部
４２…開口被覆部
４３，８３…底面
８２ａ…カバー壁上端
８２ｂ…基板当接部
８４…コネクタ開口部
【図１】
2019158588.tif 000003
【図２】
2019158588.tif 000004
【図３】
2019158588.tif 000005
【図４】
2019158588.tif 000006
【図５】
2019158588.tif 000007
【図６】
2019158588.tif 000008
【図７】
2019158588.tif 000009
【図８】
2019158588.tif 000010
【図９】
2019158588.tif 000011
【図１０】
2019158588.tif 000012
【図１１】
2019158588.tif 000013
【図１２】
2019158588.tif 000014
【図１３】
2019158588.tif 000015