(57)【要約】【課題】検出精度の高い位置検出装置を提供する。【解決手段】基板１４にはレバー２０が支軸１９を介して傾動可能に支持されている。レバー２０の一端側には接触子２１が結合されている。レバー２０の他端側には遮断板２４が形成されている。基板１４の上面には光電センサ２６及び光行路制限体２７が止着されている。光行路制限体２７には絞り孔２８１が形成されている。絞り孔２８１は、投光部２６１と受光部２６２とを結ぶ光軸２６３上に設定されている。支軸１９の軸線１９１から絞り孔２８１，２９１までの距離は、支軸１９の軸線１９１から接触子２１までの距離よりも大きくしてある。遮断板２４，２５は、光軸２６３を遮る位置から光軸２６３を遮らない位置へ移動可能である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出対象に接触する接触子と、
受動体と、
前記接触子の変位を拡大して前記受動体に伝える変位拡大手段と、
投光部から光を投射して受光部で受光する光電センサと、
前記投光部から投射された光の行路を絞り形成する光行路絞り手段とを備え、
前記受動体の移動範囲は、前記投光部から投射された光が前記光行路絞り手段によって絞り形成された光行路を経由して受光されるのを許容する第１の移動範囲と、前記投光部から投射された光が前記光行路を経由して受光されるのを許容しない第２の移動範囲とが設定されている位置検出装置。
【請求項２】
前記光行路絞り手段は、前記投光部と前記受光部とを結ぶ光軸上に配置して固定された絞り孔である請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記変位拡大手段は、支軸と、前記支軸によって傾動可能に支持されたレバーとから構成されており、前記接触子は、前記レバーの一端側に結合されており、前記受動体は、前記レバーの他端側に結合されている請求項１及び請求項２のいずれか１項に記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記接触子は、前記レバーの傾動方向における高さ位置を調整可能に前記レバーに結合されている請求項３に記載の位置検出装置。
【請求項５】
前記接触子の高さ方向に対応する前記レバーの傾動限界を調整可能に規制する規制手段が設けられている請求項４に記載の位置検出装置。
【請求項６】
前記支軸は、水平方向に配設されており、前記接触子は、前記レバーから上方に延びており、前記支軸を中心とした前記レバーの自由状態における傾動姿勢は、前記接触子が最上位位置にある傾動姿勢となっている請求項５に記載の位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、物品が所定位置にあるか否かを検出したり、コンベア等によって移送されている物品が所定位置に到達したか否かを検出する位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンベアや台車によって移送される物品が所定の位置に載置されているか否かを検出する装置は、一般的によく使われている（例えば、特許文献１を参照）。又、自動倉庫の収納部に格納されている物品を移載装置によって取り出す場合にも、物品が収納部内の所定の高さ位置に正しく載置されていない場合には、移載装置が物品を傷つける等の不具合が生じるおそれがあるため、物品が収納部内の所定の高さ位置に正しく載置されているか否かを検出する装置が使われる。
【０００３】
これらの検出装置としてはリミットスイッチや非接触式の磁気センサが用いられる場合が多い。
【特許文献１】特開平７−２１５４４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、リミットスイッチでは、リミットスイッチにおける接触子の変位に伴うＯＮ−ＯＦＦの切り換えのバラツキが大きいため、高い位置検出精度が得られない。磁気センサでは、磁束が安定しないため、高い位置検出精度が得られない。
【０００５】
本発明は、検出精度の高い位置検出装置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】
【０００６】
そのために請求項１の発明では、検出対象に接触する接触子と、受動体と、前記接触子の変位を拡大して前記受動体に伝える変位拡大手段と、投光部から光を投射して受光部で受光する光電センサと、前記投光部から投射された光の行路を絞り形成する光行路絞り手段とを備えた位置検出装置を構成し、前記受動体の移動範囲は、前記投光部から投射された光が前記光行路絞り手段によって絞り形成された光行路を経由して受光されるのを許容する第１の移動範囲と、前記投光部から投射された光が前記光行路絞り手段によって絞り形成された光行路を経由して受光されるのを許容しない第２の移動範囲とが設定されているようにした。
【０００７】
接触子の変位は、変位拡大手段によって拡大されて受動体に伝えられ、受動体は、接触子よりも大きく変位する。つまり、受動体の移動範囲は、接触子の移動範囲よりも大きくなる。受動体が第１の移動範囲にあるときには、投光部から投射された光が受光部で受光され、受動体が第２の移動範囲にあるときには投光部から投射された光は、受光部で受光されない。受光部での受光の有無の切り換えは、光電センサのＯＮ−ＯＦＦの切り換えとなるため、受動体が第１の移動範囲と第２の移動範囲との一方から他方へ移動したときに光電センサのＯＮ−ＯＦＦが切り換えられる。従って、接触子の僅かな変位（つまり、接触対象の僅かな変位）も検出することができる。
【０００８】
なお、光が受光部で受光されるとは、光電センサがＯＮとなる最低の受光量レベル以上の受光を意味し、光が受光部で受光されないとは、光電センサがＯＮとなる最低の受光量レベルに満たない受光を意味する。
【０００９】
請求項２の発明では、請求項１において、前記投光部と前記受光部とを結ぶ光軸上に配置して固定された絞り孔を前記光行路絞り手段とした。
光軸上に絞り孔を固定した構成は、光行路を絞る上で好適である。
【００１０】
請求項３の発明では、請求項１及び請求項２のいずれか１項において、支軸と、前記支軸によって傾動可能に支持されたレバーとから前記変位拡大手段を構成し、前記レバーの一端側に前記接触子を結合し、前記レバーの他端側に前記受動体を結合した。
【００１１】
レバーは、変位拡大手段として好適である。
請求項４の発明では、請求項３において、前記レバーの傾動方向における高さ位置を調整可能に前記レバーに前記接触子を結合した。
【００１２】
接触子の高さを調整できる構成は、光電センサの誤動作の防止に有効である。
請求項５の発明では、請求項４において、前記接触子の高さ方向に対応する前記レバーの傾動限界を調整可能に規制する規制手段を設けた。
【００１３】
規制手段は、光電センサの誤動作の防止に有効である。
請求項６の発明では、請求項５において、前記支軸を水平方向に配設し、前記レバーから上方に前記接触子を延ばし、前記支軸を中心とした前記レバーの自由状態における傾動姿勢は、前記接触子が最上位位置にある傾動姿勢となっているようにした。
【００１４】
このような構成の位置検出装置は、検出対象の下面に接触子を接触させて検出対象の高さ位置を検出する場合に好適である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、検出精度の高い位置検出装置を提供できるという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。
図１（ａ），（ｂ）に示す位置検出装置１０は、自動倉庫の棚の収納部を構成する受け座１１に止着されたブラケット１２に取り付けられている。
【００１７】
図１（ａ）及び図４に示すように、ブラケット１２に止着される取り付けアーム１３は、ブラケット１２の上面に接合される接合部１３１と、接合部１３１に連なる垂下部１３２と、垂下部１３２に連なる載置部１３３とからなる。接合部１３１は、ネジ３３とナット３４との締め付けによって接合部１３１に接合固定される。載置部１３３の上面には基板１４がネジ１５とナット１６との締め付けによって固定されている。
【００１８】
図２（ａ）に示すように、基板１４には一対の支持板１７，１８が立ち上げ形成されており、支持板１７，１８には支軸１９が水平に架設されている。支軸１９にはレバー２０が傾動可能に支持されている。レバー２０は、背板２０１と、背板２０１の両側から垂下する側板２０２，２０３とを備え、支軸１９は、側板２０２，２０３に挿通されている。
【００１９】
レバー２０の背板２０１の一端側にはボルト形状の接触子２１が止着されている。接触子２１のネジ部２１１には一対のナット２２，２３がレバー２０の上下に分かれて螺合されている。レバー２０の背板２０１を挟み込むように一対のナット２２，２３を締め付けることにより、接触子２１がレバー２０に止着される。ボルト形状の接触子２１の頭部２１２は、球面形状となっている。レバー２０の背板２０１の上面から接触子２１の頂点に至る距離、つまりレバー２０から上方に延びる接触子２１の高さは、接触子２１のネジ部２１１に対するナット２２，２３の螺合位置を変更することによって変えられる。接触子２１及びナット２２，２３は、レバー２０の傾動方向における接触子２１の高さ位置を調整する調整手段を構成する。
【００２０】
図２（ｂ）及び図４に示すように、レバー２０の他端側において、側板２０２，２０３には遮断板２４，２５が垂下形成されている。遮断板２４，２５の下縁２４１，２５１の高さ位置は、同一となるようにしてある。
【００２１】
図２（ｂ）に示すように、基板１４の上面には光電センサ２６及び光行路制限体２７が止着されている。光電センサ２６は、投光部２６１と受光部２６２とを備え、投光部２６１は、受光部２６２に向けて光を投射する。光行路制限体２７は、投光部２６１と受光部２６２との間に設けられている。光行路制限体２７は、一対の立板２８，２９を有し、立板２８，２９には絞り孔２８１，２９１が貫き形成されている。絞り孔２８１，２９１は、投光部２６１と受光部２６２とを結ぶ光軸２６３上に設定されている。つまり、絞り孔２８１，２９１は、光軸２６３上に配置して固定されている。絞り孔２８１，２９１は、光軸２６３に沿った光行路Ｃ〔図２（ｃ）に図示〕を絞り形成する光行路絞り手段である。
【００２２】
図３（ａ）に示すように、支軸１９の軸線１９１から絞り孔２８１，２９１までの距離Ｌ２は、支軸１９の軸線１９１から接触子２１の頭部２１２までの距離Ｌ１よりも大きくしてある。
【００２３】
基板１４にはボルト３０が止着されている。ボルト３０には一対のナット３１，３２が基板１４の上下に分かれて螺合されている。ボルト３０は、基板１４を挟み込むように一対のナット３１，３２を締め付けることにより、基板１４に固定されている。ボルト３０の先端は、レバー２０の背板２０１の直下に設定されている。ボルト３０及びナット３１，３２は、接触子２１の高さ方向に対応するレバー２０の傾動限界（つまり、遮断板２４，２５の下縁２４１，２５１の最下動位置）を規制する規制手段を構成する。
【００２４】
図５は、位置検出装置１０の分解斜視図である。
図３（ａ）は、レバー２０が自由状態にある場合を示す。レバー２０が自由状態にあるとは、支軸１９に対するレバー２０と接触子２１とナット２２，２３との重量配分のみによって、レバー２０が取り得る支軸１９の周りにおける傾動姿勢のことである。この状態では、レバー２０の背板２０１がボルト３０の先端に当接しており、接触子２１の頭部２１２の上端は、受け座１１の高さ位置よりも上にある。つまり、接触子２１を押し上げる方向へレバー２０が支軸１９の周りに付勢されるように、支軸１９に対するレバー２０と接触子２１とナット２２，２３との重量配分が設定されている。そして、遮断板２４，２５の下縁２４１，２５１が光軸２６３よりも下側にあって遮断板２４，２５が光軸２６３を遮っており、光電センサ２６は、ＯＦＦ状態にある。
【００２５】
図３（ｂ）は、検出対象としての物品Ｗが受け座１１上に正しく載置された状態を示す。この状態では、物品Ｗの下面に接触する接触子２１が押し下げられ、接触子２１の押し下げ変位がレバー２０を介して拡大されて遮断板２４，２５に伝えられる。そして、遮断板２４，２５の下縁２４１，２５１は、光軸２６３よりも上側にある。つまり、遮断板２４，２５は、光軸２６３を遮らない位置にあり、光電センサ２６は、ＯＮ状態にある。支軸１９及びレバー２０は、接触子２１の変位を拡大して受動体（遮断板２４，２５）に伝える変位拡大手段を構成する。遮断板２４，２５は、レバー２０の他端側に結合された受動体である。
【００２６】
図３（ａ）に鎖線で示す物品Ｗは、受け座１１上に正しく載置されていない状態にある。この状態では、遮断板２４，２５の下縁２４１，２５１が光軸２６３よりも下側にあって遮断板２４，２５が光軸２６３を遮っており、光電センサ２６は、ＯＦＦ状態にある。
【００２７】
第１の実施形態では以下の効果が得られる。
（１−１）接触子２１の変位は、支軸１９を中心としたレバー２０の傾動によって拡大されて遮断板２４，２５に伝えられ、遮断板２４，２５は、接触子２１よりも大きく変位する。つまり、遮断板２４，２５の移動範囲Ｈ〔図６（ａ），（ｂ）に図示〕は、接触子２１の移動範囲ｈ〔図６（ａ）に図示〕よりも大きくなる（Ｈ＝ｈ×Ｌ２／Ｌ１）。遮断板２４，２５の下縁２４１，２５１が光軸２６３よりも上側にあるときの遮断板２４，２５の第１の移動範囲Ｈ１〔図６（ｂ）に図示〕では、投光部２６１から投射された光が受光部２６２で受光される。遮断板２４，２５の下縁２４１，２５１が光軸２６３よりも下側にあるときの遮断板２４，２５の第２の移動範囲Ｈ２〔図６（ｂ）に図示〕では、投光部２６１から投射された光は、受光部２６２で受光されない。遮断板２４，２５の第１の移動範囲Ｈ１と第２の移動範囲Ｈ２とは、隣り合わせにある。受光部２６２での受光の有無の切り換えは、光電センサ２６のＯＮ−ＯＦＦの切り換えとなるため、遮断板２４，２５が第１の移動範囲Ｈ１と第２の移動範囲Ｈ２との一方から他方へ移動したときに光電センサ２６のＯＮ−ＯＦＦが切り換えられる。
【００２８】
遮断板２４，２５の変位は、接触子２１の変位をＬ２／Ｌ１倍に拡大した大きさであるため、接触子２１の僅かな変位（つまり、物品Ｗの上下方向の僅かな変位）も検出することができる。つまり、位置検出装置１０は、接触子２１が僅かに変位したときに、遮断板２４，２５が光軸２６３を遮らない第１の移動範囲Ｈ１と光軸２６３を遮る第２の移動範囲Ｈ２との一方から他方へ移行するように構成されている。つまり、位置検出装置１０は、高い位置検出精度を有し、受け座１１に載置される物品Ｗのような接触対象の位置が位置検出装置１０を用いて高い精度で検出される。
【００２９】
（１−２）絞り孔２８１，２９１は、基板１４に固定された光行路制限体２７に形成されており、光電センサ２６の投光部２６１から受光部２６２に至る光軸２６３は、絞り孔２８１，２９１を通過するように設定されている。つまり、光軸２６３は、基板１４に対して固定されており、絞り孔２８１，２９１は、光軸２６３に対して固定されている。基板１４に対して固定された光軸２６３上に絞り孔２８１，２９１を配置して固定した構成は、光行路Ｃを絞り形成する上で好適である。
【００３０】
（１−３）支軸１９を中心にして傾動するレバー２０は、変位拡大手段として好適である。
（１−４）物品Ｗが接触子２１に当接した際の衝撃によってレバー２０が支軸１９の周りで反転傾動を繰り返し、遮断板２４，２５が第１の移動範囲Ｈ１と第２の移動範囲Ｈ２との間を行き来するとする。そうすると、光電センサ２６は、ＯＮ−ＯＦＦの切り換えを繰り返すことになるが、このような光電センサ２６の誤動作は、好ましくない。
【００３１】
接触子２１の高さは、接触子２１のネジ部２１１に対するナット２２，２３の螺合位置を変更することによって変えられる。接触子２１の高さを調整できる構成は、物品Ｗが接触子２１に接触してから光電センサ２６がＯＮ−ＯＦＦの切り換えを行なうまでに接触子２１が変位する量を調整することを可能にする。物品Ｗの下面が接触子２１の頭部２１２に当接した状態から接触子２１が僅かに下方へ変位したときに、光電センサ２６がＯＦＦ状態からＯＮ状態へ切り換えられるようにしてあるとする。そうすると、接触子２１が下方へ変位した後に上方へ反転して上動したとしても、この上動は、遮断板２４，２５が第１の移動範囲Ｈ１にある場合に限られ、光電センサ２６がＯＮ状態からＯＦＦ状態へ切り換えられることはない。従って、レバー２０の傾動方向における接触子２１の高さ位置を調整する調整手段は、光電センサ２６の誤動作の回避に寄与する。
【００３２】
（１−５）レバー２０の背板２０１の下面がボルト３０の先端に当接した状態は、遮断板２４，２５の下縁２４１，２５１がこれ以上に下動しない状態である。レバー２０の背板２０１の下面がボルト３０の先端に当接した状態から遮断板２４，２５の下縁２４１，２５１が僅かに上方へ変位したときに、光電センサ２６がＯＦＦ状態からＯＮ状態へ切り換えられるようにしてあるとする。この場合には、物品Ｗが接触子２１に当接して接触子２１が僅かに下方へ変位すると、光電センサ２６がＯＦＦ状態からＯＮ状態へ切り換えられる。そのため、接触子２１が下方へ変位した後に上方へ反転して上動したとしても、この上動は、遮断板２４，２５が第１の移動範囲Ｈ１にある場合に限られ、光電センサ２６がＯＮ状態からＯＦＦ状態へ切り換えられることはない。従って、接触子２１の高さ方向に対応するレバー２０の傾動限界（つまり、遮断板２４，２５の下縁２４１，２５１の最下動位置）を調整可能に規制する規制手段は、光電センサ２６の誤動作の回避に寄与する。
【００３３】
（１−６）物品Ｗの下面が接触子２１の頭部２１２に当接した状態から接触子２１が僅かに下方へ変位したときに、光電センサ２６がＯＦＦ状態からＯＮ状態へ切り換えられるようにしたとする。又、レバー２０の背板２０１の下面がボルト３０の先端に当接した状態から遮断板２４，２５の下縁２４１，２５１が僅かに上方へ変位したときに、光電センサ２６がＯＦＦ状態からＯＮ状態へ切り換えられるようにしたとする。そうすると、静止している接触子２１が僅かに下方へ変位するだけで光電センサ２６がＯＦＦ状態からＯＮ状態へ切り換えられる。つまり、光電センサ２６のＯＮ−ＯＦＦ切り換えを行うための接触子２１の変位量は、調整手段による接触子２１の高さ調整と、規制手段による遮断板２４，２５の下縁２４１，２５１の最下動位置調整とによって、可及的に小さくできる。これは、位置検出装置１０の検出精度の向上に寄与する。
【００３４】
又、位置検出装置１０の各構成部品の組み付け誤差がある場合にも、光電センサ２６のＯＮ−ＯＦＦ切り換えを行うための接触子２１の変位範囲を適正に設定することができる。つまり、物品Ｗの下面が受け座１１の座面１１１から所定距離外と所定距離内との間で移行した場合に光電センサ２６がＯＮ−ＯＦＦの切り換えを行うように、前記所定距離を高い精度で設定することができる。つまり、レバー２０が自由状態にあるときにおける受け座１１の座面１１１から上方への接触子２１の頭部２１２の突出量（前記所定距離の値）が高い精度で設定可能である。
【００３５】
（１−７）レバー２０が自由状態にあるときには、レバー２０の傾動姿勢は、接触子２１が最上位位置にある姿勢となる。このような傾動姿勢は、支軸１９に対して設定されたレバー２０、接触子２１及びナット２２，２３の重量配分によってもたらされている。このような構成の位置検出装置１０は、物品Ｗの下面に接触子２１を接触させて物品Ｗの高さ位置を検出する場合に好適である。
【００３６】
本発明では以下のような実施形態も可能である。
（１）図７に示すように、遮断板２４，２５側に絞り孔２４２，２５２を設けて光行路Ｃを絞り形成するようにしてもよい。
【００３７】
（２）図７の実施形態において、レバー２０に光電センサ２６を取り付け、光電センサ２６の光軸２６３が絞り孔２４２，２５２を常に通過するように構成してもよい。
（３）第１の実施形態における絞り孔２８１，２９１のいずれか一方を省略してもよい。
【００３８】
（４）光行路絞り手段として細いパイプを用いてもよい。
（５）接触子２１の代わりにローラを用いた位置検出装置を構成してもよい。このような位置検出装置は、コンベア上を移送される物品が所定位置にきたか否かを検出するのに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】第１の実施形態を示し，（ａ）は、位置検出装置の背面図。（ｂ）は、位置検出装置の側面図。
【図２】（ａ）は、図１（ｂ）のＡ−Ａ線断面図。（ｂ）は、図１（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図。（ｃ）は、部分拡大断面図。
【図３】（ａ）は、図１（ａ）のＣ−Ｃ線断面図。（ｂ）は、物品を受け座上に載置した状態を示す側断面図。
【図４】位置検出装置の斜視図。
【図５】位置検出装置の分解斜視図。
【図６】（ａ），（ｂ）は、受動体（遮断板２４，２５）の移動範囲を説明するための模式図。
【図７】別の実施形態を示す要部拡大斜視図。
【符号の説明】
【００４０】
１０…位置検出装置。Ｗ…検出対象としての物品。１９…変位拡大手段を構成する支軸。２０…変位拡大手段を構成するレバー。２１…調整手段を構成する接触子。２２，２３…調整手段を構成するナット。２４，２５…受動体としての遮断板。２４２，２５２，２８１，２９１…光行路絞り手段としての絞り孔。２６…光電センサ。２６１…投光部。２６２…受光部。２６３…光軸。３０…規制手段を構成するボルト。３１，３２…規制手段を構成するナット。Ｃ…光行路。Ｈ１…第１の移動範囲。Ｈ２…第２の移動範囲。
【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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