(57)【要約】【課題】  表示素子の故障や誤表示の発生を抑制し、光学ベースの光軸にずれが生じるの抑制しつつ、小型化可能な光電センサを提供する。【解決手段】  光学ベース５０と、表示面を有する表示素子６１と、操作子４６に対する押下操作を検出する電気接点４３が形成されたスイッチ基板モジュール４０と、センサ筐体３０により構成される。センサ筐体３０は、表示素子６１及び操作子４６が配置された上面板３１と、上面板３１から下方に延びる側壁３２〜３４と、上面板３１に対向する下面板３５とにより形成され、表示素子６１は、上面板３１により下面側から支持され、スイッチ基板モジュール４０は、支持側壁３２から張り出した基板支持壁３２ａにより支持され、電気接点４３が、上面板３１の操作子貫通孔３１ｂに挿通された操作子４６と対向する。光学ベース５０は、側壁３２〜３４又は下面板３５に固定され、基板支持壁３２ａの下面から下方に離間して配置される。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出光を生成する発光素子を保持する光学ベースと、
表示面を有する表示素子と、
操作子に対する押下操作を検出する電気接点が形成された操作基板と、
センサ筐体とを備え、
上記センサ筐体は、上記表示素子及び上記操作子が配置された上面板と、上記上面板から下方に延びる側壁と、上記上面板に対向する下面板とにより形成される内部空間を有し、
上記表示素子は、上記上面板により下面側から支持され、
上記操作基板は、上記側壁から上記上面板と略平行に張り出した基板支持壁により支持され、上記電気接点が、上記上面板の操作子貫通孔に挿通された上記操作子と対向し、
上記光学ベースは、上記側壁又は上記下面板に固定され、上記基板支持壁の下面から下方に離間して配置されることを特徴とする光電センサ。
【請求項２】
上記操作基板の一部は、上記表示素子の下方に配置されることを特徴とする請求項１に記載の光電センサ。
【請求項３】
上記操作子貫通孔と対向する操作子当接部をより肉厚の周縁部で取り囲んだ形状の弾性材料からなる封止部材と、
上記封止部材の周縁部を突出させた状態で、上記封止部材を保持する枠体からなる封止部材ホルダーとを備え、
上記上面板及び上記基板支持壁間に、上記封止部材ホルダーを上面側に重ね合わせた上記操作基板を圧入することにより、上記操作子貫通孔が上記封止部材によって塞がれることを特徴とする請求項１又は２に記載の光電センサ。
【請求項４】
上記操作基板には、下面から突出する断面形状からなり、操作基板をセンサ筐体に組み付ける際の挿入方向に延びるリブが設けられていることを特徴とする請求項３に記載の光電センサ。
【請求項５】
上記センサ筐体は、上記上面板、上記下面板、上記検出光を出射させる投光窓が設けられた第１側壁、第１側壁に対向する第２側壁、及び、上記基板支持壁が設けられた支持側壁によって構成されるケース本体と、上記支持側壁に対向する側壁を構成し、上記ケース本体の開口を塞ぐ本体カバーとからなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光電センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電センサに係り、さらに詳しくは、センサ筐体の上面板に、表示面を有する表示素子と電気接点を押下するための操作子とが配置された光電センサの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
反射型の光電センサは、検出光をワークに向けて出射する投光部と、ワークからの反射光を受光する受光部と、受光結果に基づいて、ワークの有無を示す判定信号を生成する制御部により構成される。また、検出光を生成する発光素子、検出光を集光する投光レンズなどの光学部材は、光学べースと呼ばれる土台部材によって保持される。通常、光電センサには、受光量、判定閾値などを表示するための表示素子と、判定閾値などを入力するための押下型の操作キーが設けられている。また、表示素子には、７セグメント表示器が用いられ、操作キーを構成する操作子や表示面を有する表示素子は、光学ベースなどを収容するセンサ筐体の上面板に配置される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した様な従来の光電センサでは、表示素子と操作子に対する押下操作を検出する電気接点とが共通の配線基板に配設される。このため、操作子を押下する際に、配線基板に生じた振動や配線基板に付加された応力、配線基板の歪みが表示素子に伝わり易く、表示素子の故障や誤表示が生じる場合があるという問題があった。また、操作子用の電気接点が配設された配線基板は、光学ベースに固定した状態でセンサ筐体内に収容される。この様な光電センサでは、押下操作時の振動や応力の影響によって光学ベースの光軸にずれが生じてしまうという問題があった。
【０００４】
さらに、操作子が表示素子と共にセンサ筐体の上面板に配置される光電センサでは、操作子用の電気接点と表示素子とを同一の配線基板上に配設する必要があることから、センサ筐体の幅が大きくなってしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、表示素子の故障や誤表示の発生を抑制するとともに、光学ベースの光軸にずれが生じるのを抑制しつつ、小型化可能な光電センサを提供することを目的とする。
【０００６】
特に、操作子に対する押下操作時の振動や応力が表示素子及び光学ベースに伝わるのを抑制することができる光電センサを提供することを目的とする。また、センサ筐体の幅が増大するのを抑制することができる光電センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の本発明による光電センサは、検出光を生成する発光素子を保持する光学ベースと、表示面を有する表示素子と、操作子に対する押下操作を検出する電気接点が形成された操作基板と、センサ筐体とを備え、上記センサ筐体が、上記表示素子及び上記操作子が配置された上面板と、上記上面板から下方に延びる側壁と、上記上面板に対向する下面板とにより形成される内部空間を有し、上記表示素子が、上記上面板により下面側から支持され、上記操作基板が、上記側壁から上記上面板と略平行に張り出した基板支持壁により支持され、上記電気接点が、上記上面板の操作子貫通孔に挿通された上記操作子と対向し、上記光学ベースが、上記側壁又は上記下面板に固定され、上記基板支持壁の下面から下方に離間して配置されるように構成される。
【０００８】
この光電センサでは、表示素子がセンサ筐体の上面板によって支持されるのに対し、操作基板が上面板から下方に延びる側壁に設けられた基板支持壁によって支持される。つまり、操作子を押下する際に、操作基板に生じた振動や操作基板に付加された応力は、側壁に伝わることになる。このため、押下操作時の振動や応力の影響によって表示素子の故障や誤表示が生じるのを抑制することができる。
【０００９】
また、光学ベースが側壁又は下面板に固定されるのに対し、操作基板が側壁から張り出した基板支持壁によって支持されるので、押下操作時の振動や応力は、操作基板から側壁に伝わることになる。このため、押下操作時の振動や応力の影響によって光学ベースの光軸にずれが生じるのを抑制することができる。特に、光学ベースは、基板支持壁の下面から下方に離間して配置されるので、押下操作時の振動や応力によって基板支持壁が下方に撓み、或いは、基板支持壁に歪みが生じたとしても、基板支持壁が光学ベースに接触するのを防止することができる。
【００１０】
第２の本発明による光電センサは、上記構成に加え、上記操作基板の一部が、上記表示素子の下方に配置されるように構成される。この様な構成によれば、操作基板及び表示素子が互いに重畳して配置されるので、操作子が表示素子と共に上面板に配置された光電センサであっても、センサ筐体の幅が増大するのを抑制することができる。
【００１１】
第３の本発明による光電センサは、上記構成に加え、上記操作子貫通孔と対向する操作子当接部をより肉厚の周縁部で取り囲んだ形状の弾性材料からなる封止部材と、上記封止部材の周縁部を突出させた状態で、上記封止部材を保持する枠体からなる封止部材ホルダーとを備え、上記上面板及び上記基板支持壁間に、上記封止部材ホルダーを上面側に重ね合わせた上記操作基板を圧入することにより、上記操作子貫通孔が上記封止部材によって塞がれるように構成される。
【００１２】
この様な構成によれば、封止部材ホルダー及び操作基板を上面板及び基板支持壁間に圧入することにより、封止部材の周縁部が弾性変形し、周縁部と上面板又は操作基板との密着性が増すので、上面板の操作子貫通孔を封止部材によって確実に封止することができる。
【００１３】
第４の本発明による光電センサは、上記構成に加え、上記操作基板には、下面から突出する断面形状からなり、操作基板をセンサ筐体に組み付ける際の挿入方向に延びるリブが設けられているように構成される。
【００１４】
この様な構成によれば、封止部材ホルダー及び操作基板を上面板及び基板支持壁間に圧入する際に、リブが潰れることにより、挿入し易くなるので、封止部材ホルダー及び操作基板をセンサ筐体に組み付ける際の作業性を向上させることができる。
【００１５】
第５の本発明による光電センサは、上記構成に加え、上記センサ筐体が、上記上面板、上記下面板、上記検出光を出射させる投光窓が設けられた第１側壁、第１側壁に対向する第２側壁、及び、上記基板支持壁が設けられた支持側壁によって構成されるケース本体と、上記支持側壁に対向する側壁を構成し、上記ケース本体の開口を塞ぐ本体カバーとからなるように構成される。
【００１６】
この様な構成によれば、ケース本体の開口、内部空間を介して支持側壁にアクセスできるので、支持側壁から張り出した基板支持壁に操作基板を組み付ける際の作業性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、表示素子の故障や誤表示の発生を抑制するとともに、光学ベースの光軸にずれが生じるの抑制しつつ、小型化可能な光電センサを提供することができる。特に、本発明による光電センサでは、操作子に対する押下操作時の振動や応力が表示素子及び光学ベースに伝わるのを抑制することができる。また、操作子が表示素子と共に上面板に配置された光電センサであっても、センサ筐体の幅が増大するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態による光電センサ１の一構成例を示した外観図であり、反射型の光電センサ１が示されている。
【図２】図１のケース本体３０ａの上面を示した図であり、封止部材ホルダー４５及びスイッチ基板モジュール４０が組み付けられたケース本体３０ａが示されている。
【図３】図２のケース本体３０ａの構成例を示した断面図であり、Ａ１−Ａ１切断線によりケース本体３０ａを切断した場合の切断面が示されている。
【図４】図２のケース本体３０ａの構成例を示した断面図であり、Ａ２−Ａ２切断線によりケース本体３０ａを切断した場合の切断面が示されている。
【図５】図２のケース本体３０ａの構成例を示した断面図であり、Ｂ１−Ｂ１切断線によりケース本体３０ａを切断した場合の切断面が示されている。
【図６】図２のケース本体３０ａの構成例を示した断面図であり、Ｂ２−Ｂ２切断線によりケース本体３０ａを切断した場合の切断面が示されている。
【図７】図１の光電センサ１を分解して示した斜視図である。
【図８】図７のスイッチ基板モジュール４０の構成例を示した斜視図であり、基板ホルダー４２の下面に設けられた複数のリブ４２ａが示されている。
【図９】図７の封止部材４４の構成例を示した斜視図である。
【図１０】図７の光電センサ１の製造工程の一例を示した斜視図であり、封止部材ホルダー４５及びスイッチ基板モジュール４０を組み付ける工程が示されている。
【図１１】図７の光電センサ１の製造工程の一例を示した斜視図であり、表示モジュール６０をケース本体３０ａに組み付ける工程が示されている。
【図１２】図７の光電センサ１の製造工程の一例を示した斜視図であり、光学ベース５０をケース本体３０ａに組み付ける工程が示されている。
【図１３】図１の光電センサ１の構成例を示した図であり、ケース本体３０ａの投受光面が示されている。
【図１４】図１３の光電センサ１の構成例を示した断面図であり、ケース本体３０ａをＣ−Ｃ切断線により切断した場合の切断面が示されている。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
＜光電センサ１＞
図１は、本発明の実施の形態による光電センサ１の一構成例を示した外観図であり、反射型の光電センサ１が示されている。本明細書中では、セットキー３、セレクトキー４，５及び画面表示部６が配置された筐体面を上面と呼び、上面に垂直な方向をｘ方向とし、上面に対向する平面内において、検出光Ｌ１の投光軸に平行な方向をｚ方向、投光軸に垂直な方向をｙ方向とそれぞれ呼んでいる。
【００２０】
この光電センサ１は、検出光Ｌ１を検出対象物に照射して検出対象物からの反射光Ｌ２を受光し、検出対象物の有無を示す判定信号を生成する検出スイッチである。例えば、光電センサ１は、反射光Ｌ１の受光タイミングに基づいて、検出対象物までの距離を求め、距離を判定閾値と比較して判定信号を生成する測距方式の光電センサである。また、検出光Ｌ１には、可視光線が用いられる。
【００２１】
光電センサ１は、検出光Ｌ１を検出対象物に向けて出射する投光部１０と、検出対象物からの反射光Ｌ２を受光する受光部２０と、表示灯２、セットキー３、セレクトキー４，５及び画面表示部６と、センサ筐体３０とを備えて構成されている。
【００２２】
センサ筐体３０は、検出光Ｌ１を生成する発光素子、検出光Ｌ１を集光する投光レンズなどを収容するケース本体３０ａと、ケース本体３０ａの側面開口を塞ぐための本体カバー３０ｂとからなる。投光部１０及び受光部２０は、ケース本体３０ａの投受光面に配置され、表示灯２、セットキー３、セレクトキー４，５及び画面表示部６は、ケース本体３０ａの上面に配置されている。
【００２３】
表示灯２は、検出対象物の有無、受光状態等を発光色、点灯状態によって示す表示装置である。この表示灯２は、ケース本体３０ａの上面における投受光面側の端部に配置されている。セットキー３、セレクトキー４及び５は、判定閾値などの各種入力、画面切替のための操作キーであり、押下型の接点式スイッチからなる。画面表示部６は、距離の測定値、判定閾値等を画面表示するための表示装置からなり、ｚ方向、すなわち、投光軸方向に長い矩形形状の表示画面を有している。
【００２４】
この光電センサ１では、セットキー３、セレクトキー４，５が画面表示部６の近傍に配置されている。セットキー３は、表示画面の短辺と表示灯２との間に配置され、セレクトキー４及び５は、表示画面の長辺に沿って配置されている。
【００２５】
図２は、図１のケース本体３０ａの上面を示した図であり、封止部材ホルダー４５、スイッチ基板モジュール４０及び光学ベース５０が組み付けられたケース本体３０ａが示されている。また、図３〜図６は、図２のケース本体３０ａの構成例を示した断面図である。ただし、図５及び図６では、光学ベース５０を省略して描画されている。
【００２６】
図３には、Ａ１−Ａ１切断線によりケース本体３０ａを切断した場合の切断面が示され、図４には、Ａ２−Ａ２切断線によりケース本体３０ａを切断した場合の切断面が示されている。図５には、Ｂ１−Ｂ１切断線によりケース本体３０ａを切断した場合の切断面が示されている。
【００２７】
Ａ１−Ａ１切断線は、セレクトキー４の中心軸を通るｙ方向の直線であり、Ａ１−Ａ１切断線による切断面は、ｘｙ平面に平行な平面、すなわち、検出光Ｌ１の投光軸に垂直な平面である。Ａ２−Ａ２切断線は、セレクトキー５を通るｙ方向の直線である。また、Ｂ１−Ｂ１切断線は、セレクトキー４，５の中心軸を通るｚ方向の直線であり、Ｂ１−Ｂ１切断線による切断面は、ｚｘ平面に平行な平面である。
【００２８】
セットキー３、セレクトキー４及び５は、いずれも操作子４６と、操作子４６に対する押下操作を検出する電気接点４３とにより構成される。操作子４６は、上下方向に移動可能に保持され、指により押し下げられれば、電気接点４３に押圧力を付加する。この操作子４６は、上下方向に延びる押し子部と、指を接触させるキートップ部とからなる。
【００２９】
ケース本体３０ａは、表示モジュール６０及び操作子４６が配置された上面板３１と、上面板３１から下方に延びる支持側壁３２、第１側壁３３及び第２側壁３４と、上面板３１に対向する下面板３５とにより構成される。支持側壁３２は、ｙ方向に垂直な側壁であり、後述する光学ベース５０を取り付けるための光学ベース取付部３２ｂが設けられている。第１側壁３３は、検出光Ｌ１の投光軸に垂直な側壁であり、検出光Ｌ１を出射させるための投光窓などが設けられている。第２側壁３４は、第１側壁３３に対向する側壁である。ケース本体３０ａには、封止部材ホルダー４５、スイッチ基板モジュール４０及び光学ベース５０が収容されている。
【００３０】
＜スイッチ基板モジュール４０＞
スイッチ基板モジュール４０は、電気接点４３が形成された操作基板であり、表示モジュール６０の表示面を取り囲む平面形状からなる。このスイッチ基板モジュール４０では、表示面の長辺に沿って延びる長辺領域に、セレクトキー４，５を構成する２つの電気接点４３が形成され、表示面の短辺に沿って延びる短辺領域に、セットキー３を構成する１つの電気接点４３が形成されている。例えば、スイッチ基板モジュール４０は、各電気接点４３が上面に配設されたフレキシブル基板４１と、フレキシブル基板４１を保持する基板ホルダー４２とからなる。
【００３１】
基板ホルダー４２は、フレキシブル基板４１の下面及び端面を覆う断面形状からなり、フレキシブル基板４１の上面と封止部材ホルダー４５の下面との間に空隙を確保する保持部材である。
【００３２】
＜封止部材ホルダー４５＞
封止部材ホルダー４５は、上面板３１に形成された操作子貫通孔３１ｂを封止するための封止部材４４を保持する枠体からなり、スイッチ基板モジュール４０と同様に、表示モジュール６０の表示面を取り囲む平面形状を有している。封止部材４４は、弾性材料からなるシール用パッキンであり、操作子貫通孔３１ｂと対向する操作子当接部をより肉厚の周縁部で取り囲んだ形状からなる。封止部材ホルダー４５は、封止部材４４の周縁部を上面から突出させた状態で、封止部材４４を保持している。
【００３３】
＜表示モジュール６０＞
表示モジュール６０は、画面表示部６を構成する表示装置であり、表示画面を有する表示素子６１と、表示素子６１を保持する表示素子ホルダー６２とからなる。例えば、表示素子６１は、発光層が有機化合物からなるＯＬＥＤ（Organic Light-Emitting Diode：有機発光ダイオード）からなり、薄い平板形状を有する。表示素子ホルダー６２は、ノイズに対する耐性を向上させるための保護部材からなり、表示素子６１の下面及び端面を覆う断面形状を有する。
【００３４】
上面板３１には、表示素子６１の表示画面を露出させる画面用開口３１ａと、操作子４６を挿通させる操作子貫通孔３１ｂと、表示モジュール６０の周縁部を下面側から支持するための表示モジュール支持部３１ｃとが形成されている。表示モジュール支持部３１ｃは、表示素子６１の長辺を横切ってｙ方向に張り出した平板形状の断面を有し、上面が表示素子ホルダー６２の下面に当接している。画面用開口３１ａは、画面カバー６３により封止されている。
【００３５】
スイッチ基板モジュール４０の長辺領域は、支持側壁３２から上面板３１と略平行に張り出した基板支持壁３２ａによって支持されている。この基板支持壁３２ａは、表示素子６１の長辺を横切ってｙ方向に張り出した平板形状の断面を有し、上面が基板ホルダー４２の下面に当接している。電気接点４３は、上面板３１の操作子貫通孔３１ｂに挿通された操作子４６と対向し、封止部材４４を介して押下される。
【００３６】
この光電センサ１では、表示モジュール６０が上面板３１によって支持されるのに対し、スイッチ基板モジュール４０は、上面板３１から下方に延びる支持側壁３２に設けられた基板支持壁３２ａによって支持される。つまり、セレクトキー４又は５を押下する際に、スイッチ基板モジュール４０に生じた振動やスイッチ基板モジュール４０に付加された応力は、支持側壁３２に伝わることになる。このため、押下操作時の振動や応力の影響によって表示素子６１の故障や誤表示が生じるのを抑制することができる。
【００３７】
スイッチ基板モジュール４０の一部は、表示素子６１の下方に配置されている。つまり、スイッチ基板モジュール４０は、その端部が表示素子６１の下面側に回り込んでいる。スイッチ基板モジュール４０の一部を表示素子６１の下面側に回り込ませることにより、光電センサ１のｙ方向の幅が増大するのを抑制することができる。特に、センサ筐体３０の狭い面であっても、画面表示部６及びセレクトキー４，５を配置することができる。
【００３８】
封止部材ホルダー４５は、スイッチ基板モジュール４０の上面側に配置されている。また、封止部材ホルダー４５及びスイッチ基板モジュール４０は、重ね合わせた状態で上面板３１及び基板支持壁３２ａ間に圧入されている。この様な構成により、封止部材ホルダー４５及びスイッチ基板モジュール４０を上面板３１及び基板支持壁３２ａ間に圧入することにより、封止部材４４の周縁部が弾性変形し、周縁部と上面板３１との密着性が増すので、上面板３１の操作子貫通孔３１ｂを封止部材４４によって確実に封止することができる。
【００３９】
光学ベース５０は、検出光Ｌ１を生成する発光素子や投光レンズなどの光学部材を保持するための土台部材である。この光学ベース５０は、光学ベース５０を介してねじ７を光学ベース取付部３２ｂに螺合させることにより、支持側壁３２に固定される。
【００４０】
図６には、Ｂ２−Ｂ２切断線によりケース本体３０ａを切断した場合の切断面が示されている。Ｂ２−Ｂ２切断線は、セットキー３の中心軸を通るｚ方向の直線であり、Ｂ２−Ｂ２切断線による切断面は、ｚｘ平面に平行な平面である。
【００４１】
スイッチ基板モジュール４０の短辺領域は、第１側壁３３から上面板３１と略平行に張り出した基板支持壁３３ａにより支持され、セットキー３を構成する電気接点３３が上面板３１の操作子貫通孔３１ｂに挿通された操作子４６と対向している。セットキー３を押下する際に押圧力が付加されるスイッチ基板モジュール４０の短辺領域は、第１側壁３３に設けられた基板支持壁３３ａによって支持されるので、押下操作時の振動や応力がスイッチ基板モジュール４０から表示素子６１に伝わるのを抑制することができる。
【００４２】
図７は、図１の光電センサ１を分解して示した斜視図である。この光電センサ１は、発光素子１１、投光レンズ１２、投光レンズカバー１３、受光レンズカバー２１、受光レンズ２２、受光素子２３、ケース本体３０ａ、本体カバー３０ｂ、スイッチ基板モジュール４０、封止部材ホルダー４５、操作子４６ａ〜４６ｃ、光学ベース５０、投光基板５１、受光基板５２、メイン基板５３、電源基板５４、表示モジュール６０及び画面カバー６３により構成される。
【００４３】
センサ筐体３０は、ケース本体３０ａ及び本体カバー３０ｂからなり、スイッチ基板モジュール４０、封止部材ホルダー４５及び光学ベース５０を収容する内部空間を有している。ケース本体３０ａは、上面板３１と、上面板３１に対向する下面板３５と、検出光Ｌ１を出射させる投光窓などが設けられた第１側壁３３と、第１側壁３３に対向する第２側壁３４と、基板支持壁３２ａが設けられた支持側壁３２とにより構成されている。本体カバー３０ｂは、支持側壁３２に対向する側壁を構成し、ケース本体３０ａの側面開口を塞ぐ平板状部材からなる。
【００４４】
表示モジュール６０は、表示素子６１及び表示素子ホルダー６２からなる。表示素子６１は、本体カバー３０ｂ側の端部からフレキシブル基板が延び、このフレキシブル基板の先端にメイン基板５３と接続するためのコネクタ部が設けられている。例えば、表示素子ホルダー６２は、機械的強度に優れた樹脂からなる。
【００４５】
スイッチ基板モジュール４０は、フレキシブル基板４１及び基板ホルダー４２からなり、表示素子６１の表示画面を取り囲む平面形状を有する。例えば、基板ホルダー４２は、樹脂からなる。
【００４６】
フレキシブル基板４１の一端には、メイン基板５３と接続するためのコネクタ部が設けられている。また、フレキシブル基板４１の上面には、３つの電気接点４３が配設されている。この電気接点４３は、操作子４６ａ〜４６ｃによる押圧力によって導通する面実装タイプの接点からなる。
【００４７】
例えば、電気接点４３は、基板面上に形成された電極パッドからなる第１接点と、電極パッドを覆うドーム状の電極板からなる第２接点とにより構成される。操作子４６ａ〜４６ｃから付加される押圧力によってドーム状の電極板が弾性変形して電極パッドと接触することにより、第１接点及び第２接点が導通する。封止部材４４及び封止部材ホルダー４５は、いずれも樹脂材料からなる。
【００４８】
＜光学ベース５０＞
光学ベース５０は、強度を確保するための形状を有する構造体からなり、発光素子１１、投光レンズ１２、受光レンズ２２、受光素子２３、投光基板５１、受光基板５２、メイン基板５３及び電源基板５４が取り付けられる。光学ベース５０は、高強度の樹脂材料からなる。
【００４９】
発光素子１１は、検出光Ｌ１を生成する光源装置である。例えば、発光素子１１には、赤色レーザー光を生成するＬＤ（レーザーダイオード）が用いられる。投光レンズ１２は、発光素子１１の光軸上に配置された１又は２以上の光学レンズからなり、発光素子１１からの検出光Ｌ１を集光する。
【００５０】
受光レンズ２２は、検出対象物からの反射光Ｌ２を集光し、受光素子２３上に結像する１又は２以上の光学レンズからなる。受光素子２３は、反射光Ｌ２に応じた受光信号を生成する光電変換素子であり、受光レンズ２２の光軸上に配置されている。例えば、受光素子２３は、ＰＤ（フォトダイオード）からなり、受光強度に応じて電流値が変化する受光信号を生成する。
【００５１】
投光レンズカバー１３は、投光レンズ１２を保護するための光学部材であり、透明材料、例えば、アクリル樹脂材料からなる。受光レンズカバー２１は、受光レンズ２２を保護するための光学部材であり、透明材料、例えば、投光レンズカバー１３と同様のアクリル樹脂材料からなる。
【００５２】
投光基板５１は、発光素子１１が一方の主面に配設された配線基板である。受光基板５２は、受光素子２３が一方の主面に配設された配線基板である。メイン基板５３は、投受光制御などの主要な制御を行う制御回路が配設された回路基板である。電源基板５４は、投受光用の電源回路、表示用の電源回路が配設された回路基板である。
【００５３】
投光レンズ１２及び受光レンズ２２は、光学ベース５０のｚ方向における一方の端部に取り付けられ、投光基板５１及び受光基板５２は、光学ベース５０のｚ方向における他方の端部に取り付けられている。メイン基板５３は、光学ベース５０の本体カバー３０ｂ側の端部に取り付けられ、電源基板５４は、光学ベースの５０の下面側の端部に取り付けられている。投光基板５１、受光基板５２、メイン基板５３及び電源基板５４は、いずれも光学ベース５０にねじ止めされている。
【００５４】
＜ケース本体３０ａ＞
ケース本体３０ａは、直方体形状の部材であり、高強度、高剛性の金属材料、例えば、亜鉛合金からなる。上面板３１には、表示素子６１の表示画面を露出させる画面用開口３１ａと、操作子４６ａ〜４６ｃをそれぞれ挿通させる３つの操作子貫通孔３１ｂと、表示モジュール６０を支持するための表示モジュール支持部３１ｃとが設けられている。画面カバー６３は、透明材料、例えば、アクリル樹脂材料からなり、画面用開口３１ａを塞ぐように、上面板３１に取り付けられる。
【００５５】
第１側壁３３は、投受光面を形成し、検出光Ｌ１を出射させる投光窓と、反射光Ｌ２を入射させる受光窓が設けられている。投光窓及び受光窓は、投光レンズカバー１３及び受光レンズカバー２１によってそれぞれ封止される。第２側壁３４には、配線ケーブルを引き出すためのケーブル孔等が設けられている。
【００５６】
本体カバー３０ｂは、ケース本体３０ａにねじ止めされる。なお、ねじ止めに代えて、接着剤を用いて本体カバー３０ｂをケース本体３０ａに固定するような構成であっても良い。或いは、ねじ止めに加えて接着剤を用いて本体カバー３０ｂをケース本体３０ａに固定するような構成であっても良い。
【００５７】
支持側壁３２には、スイッチ基板モジュール４０を支持するための基板支持壁３２ａ、光学ベース５０を取り付けるための光学ベース取付部３２ｂが設けられている。つまり、光学ベース５０は、光学ベース取付部３２ｂにねじ止めすることによって支持側壁３２に固定される。
【００５８】
この様に光学ベース５０は支持側壁３２に固定されるのに対し、スイッチ基板モジュール４０は、支持側壁３２から張り出した基板支持壁３２ａと、第１側壁３３から張り出した基板支持壁３３ａとによって支持される。つまり、操作子４６ａ〜４６ｃを押下する際にスイッチ基板モジュール４０に生じた振動やスイッチ基板モジュール４０に付加された応力は、支持側壁３２に伝わることになる。このため、押下操作時の振動や応力の影響によって光学ベース５０の光軸にずれが生じるのを抑制することができる。
【００５９】
基板支持壁３２ａ及び３３ａは、操作子４６ａ〜４６ｃの押下方向と交差する方向に延びているのに対し、支持側壁３２及び第１側壁３３は、押下方向と平行に延びている。このため、操作子４６ａ〜４６ｃによる押圧力に対し、支持側壁３２及び第１側壁３３は、基板支持壁３２ａ及び３３ａに比べ、変形し難い。この様な支持側壁３２を介して、光学ベース５０及びスイッチ基板モジュール４０をケース本体３０ａに取り付けることにより、押下操作時の振動や応力の影響によって光学ベース５０の光軸にずれが生じるのを防止している。
【００６０】
また、光学ベース５０は、基板支持壁３２ａ,３３ａの下面から下方に離間して配置される。この様な構成により、押下操作時の振動や応力によって基板支持壁３２ａ，３３ａが下方に撓み、或いは、基板支持壁３２ａ，３３ａに歪みが生じたとしても、基板支持壁３２ａ，３３ａが光学ベース５０に接触するのを防止することができる。
【００６１】
＜基板ホルダー４２＞
図８は、図７のスイッチ基板モジュール４０の構成例を示した斜視図であり、基板ホルダー４２の下面に設けられた複数のリブ４２ａが示されている。図中の（ａ）には、基板ホルダー４２の下面全体が示され、（ｂ）には、基板ホルダー４２の下面の一部が拡大して示されている。
【００６２】
リブ４２ａは、上面板３１の下面に封止部材４４を押し付けるための封止用部材であり、基板ホルダー４２の下面から突出する断面形状、例えば、三角形の断面形状からなる。また、リブ４２ａは、スイッチ基板モジュール４０をケース本体３０ａに組み付ける際の挿入方向に延びている。この例では、６つのリブ４２ａが形成されている。各リブ４２ａは、基板支持壁３２ａに対向する位置に形成されている。
【００６３】
＜封止部材４４＞
図９は、図７の封止部材４４の構成例を示した斜視図であり、図中の（ａ）には、取付前の封止部材４４が示され、（ｂ）には、封止部材ホルダー４５に取り付けた後の封止部材４４が示されている。この封止部材４４は、底付きの操作子当接部４４ｂと、操作子当接部４４ｂよりも肉厚の周縁部４４ａとにより構成され、操作子当接部４４ｂを周縁部４４ａで取り囲んだ形状の弾性材料からなる。封止部材４４は、操作子当接部４４ｂが上面板３１の操作子貫通孔３１ｂと対向し、操作子４６の先端が当接するように配置される。
【００６４】
封止部材ホルダー４５及びスイッチ基板モジュール４０を重ね合わせた状態でケース本体３０ａの上面板３１及び基板支持壁３２ａ間に挿入することにより、封止部材４４の周縁部４４ａが上面板３１の下面に押し付けられ、当該周縁部４４ａが圧縮される。なお、封止部材ホルダー４５をケース本体３０ａの上面板３１及び基板支持壁３２ａ間に予め挿入しておき、その状態でスイッチ基板モジュール４０を圧入するようにしても良い。いずれの場合においても、基板ホルダー４２のリブ４２ａが潰れることにより、周縁部４４ａに対する圧縮力が調整されるので、スイッチ基板モジュール４０を厚くする場合に比べ、封止部材ホルダー４５及びスイッチ基板モジュール４０を挿入し易くすることができる。
【００６５】
操作子４６は、押下されれば、その先端が封止部材４４の操作子当接部４４ｂに当接し、操作子当接部４４ｂを介してフレキシブル基板４１上の電気接点４３を押圧する。このため、上面板３１の操作子貫通孔３１ｂは、確実に封止され、内部空間への防水性を確保することができる。
【００６６】
特に、封止部材ホルダー４５及びスイッチ基板モジュール４０は、重ね合わせた状態で上面板３１及び基板支持壁３２ａ間に保持されている。このため、封止部材４４の周縁部４４ａが上面板３１に押し付けられて弾性変形するので、周縁部４４ａと上面板３１との密着性が増し、操作子貫通孔３１ｂを確実に封止することができる。
【００６７】
図１０〜図１２は、図７の光電センサ１の製造工程の一例を示した斜視図である。図１０の（ａ）〜（ｅ）には、ケース本体３０ａに対し、封止部材ホルダー４５及びスイッチ基板モジュール４０をこの順に組み付ける工程が示されている。また、図１１の（ａ）及び（ｂ）には、封止部材ホルダー４５及びスイッチ基板モジュール４０が取り付けられたケース本体３０ａに対し、表示モジュール６０を組み付ける工程が示されている。また、図１２の（ａ）及び（ｂ）には、表示モジュール６０が取り付けられたケース本体３０ａに対し、光学ベース５０を組み付ける工程が示されている。
【００６８】
封止部材ホルダー４５をケース本体３０ａの上面板３１と基板支持壁３２ａ，３３ａとの間に挿入した後、スイッチ基板モジュール４０を封止部材ホルダー４５と基板支持壁３２ａ，３３ａとの間に圧入する。このとき、基板ホルダー４２のリブ４２ａによって封止部材ホルダー４５が上面板３１に押し付けられ、封止部材４４の周縁部４４ａが圧縮される。
【００６９】
表示モジュール６０は、上面板３１の表示モジュール支持部３１ｃ上に嵌め込まれる。光学ベース５０は、投光レンズ１２、受光レンズ２２などの光学部材と、投光基板５１、受光基板５２、メイン基板５３及び電源基板５４とを取り付けた後、ケース本体３０ａに取り付けられる。光学ベース５０は、ケース本体３０ａの支持側壁３２にねじ止めされる。この様な構成により、ケース本体３０ａの側面開口、内部空間を介して支持側壁３２にアクセスできるので、支持側壁３２から張り出した基板支持壁３２ａにスイッチ基板モジュール４０を組み付け、或いは、光学ベース５０を支持側壁３２にねじ止めする際の作業性を向上させることができる。
【００７０】
図１３は、図１の光電センサ１の構成例を示した図であり、ケース本体３０ａの投受光面が示されている。また、図１４は、図１３の光電センサ１の構成例を示した断面図であり、ケース本体３０ａをＣ−Ｃ切断線により切断した場合の切断面が示されている。ケース本体３０ａの上面には、表示灯用の開口を覆うように、表示灯カバー２ａが取り付けられている。
【００７１】
ケース本体３０ａの投受光面は、ケース本体３０ａの前面に形成された投光用開口を覆う投光レンズカバー１３と、ケース本体３０ａの前面に形成された受光用開口を覆う受光レンズカバー２１により構成される。投光レンズカバー１３からなる投光エリアは、周囲の大部分が受光エリアに隣接している。
【００７２】
投光レンズカバー１３及び受光レンズカバー２１は、投光用開口及び受光用開口をそれぞれ封止している。ケース本体３０ａには、検出光Ｌ１の光路が形成される投光空間と、反射光Ｌ２の光路が形成される受光空間とに内部空間を分離する隔壁３０ｃが形成され、隔壁３０ｃの一端３０ｄは、外部空間に露出している。
【００７３】
一端３０ｄは、投光レンズカバー１３及び受光レンズカバー２１よりも突出している。この様な一端３０ｄを隔壁３０ｃに設けることにより、投光レンズカバー１３の表面や、投光レンズカバー１３に付着した異物によって反射した検出光Ｌ１の一部が受光空間に入射し、外乱光となるのを防止することができる。
【００７４】
本実施の形態によれば、操作子４６を押下する際に、スイッチ基板モジュール４０に生じた振動やスイッチ基板モジュール４０に付加された応力は、支持側壁３２に伝わることになる。このため、押下操作時の振動や応力の影響によって表示素子６１の故障や誤表示が生じるのを抑制することができる。
【００７５】
また、光学ベース５０が支持側壁３２に固定されるのに対し、スイッチ基板モジュール４０が支持側壁３２から張り出した基板支持壁３２ａによって支持されるので、押下操作時の振動や応力は、スイッチ基板モジュール４０から支持側壁３２に伝わることになる。このため、押下操作時の振動や応力の影響によって光学ベース５０の光軸にずれが生じるのを抑制することができる。特に、光学ベース５０は、基板支持壁３２ａの下面から下方に離間して配置されるので、押下操作時の振動や応力によって基板支持壁３２ａが下方に撓み、或いは、基板支持壁３２ａに歪みが生じたとしても、基板支持壁３２ａが光学ベース５０に接触するのを防止することができる。
【００７６】
なお、本実施の形態では、光学ベース５０がケース本体３０ａの支持側壁３２に固定される場合の例について説明したが、本発明は、光学ベース５０の取付形態をこれに限定するものではない。例えば、光学ベース５０を第２側壁３４又は下面板３５に固定するような構成であっても良い。
【００７７】
また、本実施の形態では、センサ筐体の上面板３１に表示素子６１及び操作子４６が配置された光電センサ１について説明したが、本発明は、光電センサ１を設置する際の向きを限定するものではない。
【符号の説明】
【００７８】
１  光電センサ
１０  投光部
１１  発光素子
１２  投光レンズ
２０  受光部
２２  受光レンズ
２３  受光素子
３０  センサ筐体
３０ａ  ケース本体
３０ｂ  本体カバー
３１  上面板
３１ａ  画面用開口
３１ｂ  操作子貫通孔
３１ｃ  表示モジュール支持部
３２  支持側壁
３２ａ  基板支持壁
３２ｂ  光学ベース取付部
３３  第１側壁
３４  第２側壁
３５  下面板
４０  スイッチ基板モジュール
４１  フレキシブル基板
４２  基板ホルダー
４３  電気接点
４４  封止部材
４５  封止部材ホルダー
４６，４６ａ〜４６ｃ  操作子
５０  光学ベース
５１  投光基板
５２  受光基板
５３  メイン基板
５４  電源基板
６０  表示モジュール
６１  表示素子
６２  表示素子ホルダー
３  セットキー
４，５  セレクトキー
６  画面表示部
Ｌ１  検出光
Ｌ２  反射光
【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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【図１０】
2015079691.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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