(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子、および前記発光素子と対向して配置される受光素子とを備え、前記受光素子の受光量に基づいて検出対象の位置検出を行う光センサにおいて、
検出対象に取り付けられ、形状がほぼ固定された固定部材と、
検出対象の動きに伴って前記発光素子と前記受光素子との間に移動可能に設けられ、光を遮断する部材であって、可撓性を有する材料で形成され、前記固定部材に取り付けられることによってその形状がほぼ維持される遮断部材と
を具備することを特徴とする光センサ。
【請求項２】
前記遮断部材は、フィルム状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光センサ。
【請求項３】
前記固定部材は、金属から形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光素子と受光素子とを有する光センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、機械的な移動体の位置検出には、フォトインタラプタが用いられている。このようなフォトインタラプタは、大別すると光反射形と光透過形との２種類がある。ここで、図１は反射形フォトインタラプタの一例を示す。同図に示すように、反射形フォトインタラプタは、発光素子１および受光素子２を有しており、検出対象に伴って移動する反射板３が所定の位置にある（図ではフォトインタラプタの上方）時に、発光素子１の発した光が反射板３によって反射されて受光素子２に受光される。これにより、検出対象が所定の位置にあることが検出されるようになっている。
【０００３】
図２に示すように、光透過形フォトインタラプタは、発光素子１と受光素子２が適当な間隔を隔てて対向配置されている。そして、検出対象に伴って移動する光遮断板４が発光素子１と受光素子２の間にあるときには、発光素子１の発する光が光遮断板４によって遮られ受光素子２に受光されなくなる。これにより、検出対象が所定の位置にあることが検出される。
【０００４】
ところで、パイプオルガンでは、ストップノブの動作をフォトインタラプタで検出する装置が開発されいている。このようなフォトインタラプタを備えるパイプオルガンでは、フォトインタラプタでストップノブの動作を検出し、送風される風函を選択するようになっている。
【０００５】
ここで、図３はストップノブの構造を示す図である。同図に示すように、ストップノブ３０は、ガイド３１に案内された状態で、図中矢印で示す方向に移動可能になされている。このように移動するストップノブ３０の端部に動力伝達レバー３３が取り付けられており、ストップノブ３０の移動に伴って動力伝達レバー３３が回動するようになっている。この動力伝達レバー３３の回動によって駆動対象である動力伝達パイプ３２に駆動力が伝達されるようになっている。このため、ストップノブ３０は、図中二点鎖線で示すように矢印方向以外にも移動することになり、ガイド３１はストップノブ３０よりもやや大きい幅Ｄでストップノブ３０を案内する、いわゆる遊びと呼ばれる部分が設けられており、これによりストップノブ３０は滑らかに移動することができるようになっている。
【０００６】
上述したようなストップノブ３０の位置検出を行う場合、図４に示すように、フォトインタラプタ４０を配置している。同図に示すように、フォトインタラプタ４０は、ストップノブ３０に取り付けられたシャッター板４１と、発光素子および受光素子を有する検出部４２とを備えている。シャッター板４１は、ストップノブ３０の移動に伴って移動するようになっており、ストップノブ３０が所定位置にあるときに、シャッター板４１が検出部４２の発光素子と受光素子との間に配置されるようになっている。これにより、ストップノブ３０が所定位置にあることが検出できるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述したように動作中のストップノブ３０は、図中矢印で示す方向だけではなく、図の左右方向にも移動することになる。このため、ストップノブ３０およびシャッター板４１が検出部４２と逆側の方向（図の右側）に移動したときには、検出部４２の発光素子と受光素子との間にシャッター板４１が位置しなくなり、位置検出ができなくなることがある。一方、ストップノブ３０が検出部４２側（図の左側）に移動したときには、シャッター板４１が検出部４２に衝突してしまい、フォトインタラプタ４０が故障してしまうことがある。このような検出部４２とシャッター板４１の衝突を防止するために、検出部４２とシャッター板４１との間隔を大きくとった場合には、上述したようにストップノブ３０が図の右側に移動したときには、ストップノブ３０の位置検出ができなくなる可能性が高くなる。従って、シャッター板４１は検出部４２に近い位置に配置することが好ましいが、上述したように検出部４２とシャッター板４１とが衝突するといった問題がある。
【０００８】
本発明は、上記の事情を考慮してなされたものであり、故障の発生を低減することができ、かつ位置検出をより正確に行うことが可能な光センサを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明にかかる光センサは、発光素子、および前記発光素子と対向して配置される受光素子とを備え、前記受光素子の受光量に基づいて検出対象の位置検出を行う光センサにおいて、
検出対象に取り付けられ、形状がほぼ固定された固定部材と、
検出対象の動きに伴って前記発光素子と前記受光素子との間に移動可能に設けられ、光を遮断する部材であって、可撓性を有する材料で形成され、前記固定部材に取り付けられることによってその形状がほぼ維持される遮断部材とを具備することを特徴としている。
【００１０】
この構成では、通常、検出対象が所定の検出位置に移動した際には、固定部材によってその形状が維持された遮断部材によって発光素子の発する光が遮られ、位置検出を行うことができる。この場合、遮断部材は可撓性を有しているが、固定部材によってその形状が維持されている、つまり形状が安定しているので発光素子の光を遮断する遮断部材として機能する。一方、検出対象が移動した時に、移動方向がずれて遮断部材と発光素子および受光素子等が衝突した場合にも、遮断部材は可撓性を有しているため、遮断部材が撓むことにより衝撃を吸収し、固定部材が衝突した場合と比較して発光素子や受光素子等の損傷が低減される。このように遮断部材が発光素子等と衝突しても、これらの損傷が低減されるので、遮断部材と発光素子および受光素子とを近い位置に配置することができる。従って、検出対象が所定位置に配置されたにも関わらず、遮断部材が発光素子と受光素子との間からずれた位置に配置され、位置検出ができないといったことが低減される。
【００１１】
また、上記構成の光センサにおいて、前記遮断部材をフィルム状に形成するようにしてもよい。また、上記構成の光センサにおいて、前記固定部材を金属で形成するようにしてもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
まず、図５は本発明の一実施形態に係るフォトインタラプタ５０によって位置検出がなされるパイプオルガンにおけるストップノブ検出機構の構造を示す図である。同図に示すように、ストップノブ５１は、対向配置される案内部材５６によって案内され、図中矢印Ｘで示す方向に移動可能になされており、使用者が図の下端部に取り付けられた図示せぬつまみ部を引き出したり、押し下げたりすることにより操作されるようになっている。
【００１３】
ストップノブ５１の他端（図の上端）部には、動力伝達レバー５２が回動自在に取り付けられており、動力伝達レバー５２はストップノブ５１の移動に伴って図中矢印Ｙで示す方向に回動させられるようになっている。動力伝達レバー５２には、ストップノブ５１の駆動対象である動力伝達パイプ５３が取り付けられており、動力伝達パイプ５３は動力伝達レバー５２の回動に伴って回転させられるようになっている。
【００１４】
このようにストップノブ５１の動きによって動力伝達レバー５２を回動させる構造となっているため、ストップノブ５１は図中矢印Ｘ方向以外にも図の左右方向にも移動することになる。このため、ストップノブ５１を案内するために、対向配置される各案内部材５６の間隔は、ストップノブ５１よりも大きく形成されている、つまり遊びと呼ばれる部分が設けられており、これによりストップノブ５１を滑らかに移動させることができるようになっている。
【００１５】
ストップノブ５１の図の中央付近には、フォトインタラプタ５０が配置されている。ここで、図６はフォトインタラプタ５０付近を示す拡大平面図であり、図７はフォトインタラプタ５０付近を示す斜視図である。図６および図７に示すように、フォトインタラプタ５０は、適当な間隔を隔てて対向配置される発光素子６０および受光素子６１を有する検出部６２と、ストップノブ５１に取り付けられるシャッタ部材６３とを備えた構成となっている。
【００１６】
シャッタ部材６３は、ストップノブ５１に取り付けられる固定部材７０と、固定部材７０に取り付けられる遮断部材７１とを有している。固定部材７０は、アルミニウムやステンレス鋼等の形状がほとんど変化しない金属部材からなるものであり、図８に示すように長方形状の金属部材をＬ字状に切り欠いた形状になされている。固定部材７０における切り欠かれた端部７０ａ，７０ｂには、長方形状の遮断部材７１が貼り付けられることにより、シャッタ部材６３が構成されている。なお、遮断部材７１を固定部材７０の端部７０ａ，７０ｂの両者に貼り付けるのではなく、いずれか一方にのみ貼り付けるようにしてもよい。このようにすることにより、遮断部材７１が検出部６２に衝突した場合に、検出部６２が破壊されるおそれがさらに低減される。
【００１７】
遮断部材７１は、固定部材７０よりもしなやかな材料、つまり可撓性を有するフィルム状のシートから形成されており、検出部６２と衝突した場合には撓んで衝撃を吸収するようになっている。また、遮断部材７１は、検出部６２等と衝突することにより撓んだ場合にも、衝突状態が解除された時には、元の形状に復元する程度の弾性を有している。このような遮断部材７１としては、例えばアキレス株式会社製クロポリシートＥ−２００（登録商標）の厚さ０．３ｍｍ〜０．６ｍｍのものを用いればよい。また、遮断部材７１は可撓性を有しているが、上述したように固定部材７０の端部７０ａ，７０ｂに貼り付けられることによって、図示のように形状が平面状に維持されるようになっている。これにより、ストップノブ５１が所定位置に配置された時には、発光素子６０の光を遮る遮断部材として機能する。
【００１８】
この構成の下、使用者の操作によりストップノブ５１が引き出されると、図９に示すように、遮断部材７１はストップノブ５１の移動に伴って移動し、検出部６２の発光素子６０と受光素子６１との間に配置されるようになっている。ここで、遮断部材７１は、光を遮断する部材、例えば黒色等の着色がなされている部材であり、発光素子６０と受光素子６１との間に遮断部材７１が配置されると、発光素子６０の発した光が遮断部材７１によって遮られ、受光素子６１に受光されなくなる。これによって、遮断部材７１が発光素子６０と受光素子６１との間に配置されたこと、つまりストップノブ５１が所定の位置にあることが検出されるようになっている。
【００１９】
ところで、ストップノブ５１は、回動動作をする動力伝達レバー５２と連結されており、また案内部材５６には遊びの部分が設けられているので、ストップノブ５１は、図５中矢印Ｘで示す方向（図の上下方向）以外にも左右方向にも移動することになる。このため、図１０に示すように、ストップノブ５１が図の左側に大きく移動した場合、シャッタ部材６３の遮断部材７１と検出部６２とが衝突することもあり得る。本実施形態では、遮断部材７１がしなやかな可撓性を有する部材であるため、遮断部材７１と検出部６２とが衝突した場合にも、図示のように遮断部材７１が撓んで衝突時の衝撃を吸収することができる。従って、発光素子６０および受光素子６１等を有する検出部６２の損傷を低減することができる。なお、上述のように遮断部材７１と検出部６２が衝突した後には、遮断部材７１は元の形状に戻り、その後は通常の遮断部材として機能する。ここで、固定部材７０は、ストップノブ５１が案内部材５６によって規制された範囲内で最も検出部６２に近い位置に移動した場合にも、検出部６２と接触しないような形状に形成されている。これによりストップノブ５１をまっすぐに引き下げた状態では検出部６２と固定部材７０とが衝突せず、またストップノブ５１が検出部６２側にずれて移動した場合にも、固定部材７０が検出部６２と衝突することがなくなる。従って、固定部材７０と検出部６２との衝突に起因する光センサの損傷を防止することができる。
【００２０】
また、上述したように遮断部材７１と検出部６２とが衝突した場合にも、検出部６２の損傷等が低減されるため、遮断部材７１をより検出部６２側（図９中右側）に配置することができる。このように遮断部材７１をより検出部６２側に配置することにより、ストップノブ５１が検出部６２と離れるように移動した場合にも、検出部６２の発光素子６０と受光素子６１との間に遮断部材７１が配置されなくなることを低減することができる。従って、より正確にストップノブ５１の位置検出を行うことができる。
【００２１】
なお、上述した実施形態では、シャッタ部材６３は、Ｌ字状の固定部材７０に遮断部材７１を貼り付けた構成となっていたが、固定部材７０および遮断部材７１の形状はこれに限定されるものではなく、通常時、つまり検出部６２と衝突しない時の遮断部材７１の形状を維持できるものであればよい。
【００２２】
また、上述した実施形態では、本発明に係るフォトインタラプタ５０をストップノブ５１の位置検出に用いた場合について説明したが、これに限らず、他の検出対象の位置検出を行うようにしてもよい。上述した実施形態と同様に検出対象が一方向以外にも移動することがあり、検出対象に取り付けられたシャッタ部材と検出部とが衝突する可能性が大きい場合には、本発明に係る光センサは好適である。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、遮断部材と発光素子および受光素子等が衝突した場合にも、遮断部材が撓むことにより衝撃が吸収され、発光素子や受光素子等の損傷を低減することができる。また、遮断部材が発光素子等と衝突しても損傷することが低減されるので、遮断部材と発光素子および受光素子とを近い位置に配置することができ、より正確な位置検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来の一般的な光反射形フォトインタラプタを示す斜視図である。
【図２】  従来の一般的な光透過形フォトインタラプタを示す斜視図である。
【図３】  パイプオルガンのストップノブの構造を示す平面図である。
【図４】  前記パイプオルガンのストップノブに従来のフォトインタラプタを取り付けた場合を示す平面図である。
【図５】  本発明の一実施形態に係るフォトインタラプタによって、位置検出がなされるパイプオルガンのストップノブの構造を示す平面図である。
【図６】  図５に示すフォトインタラプタ付近を示す拡大平面図である。
【図７】  図５に示すフォトインタラプタ付近を示す斜視図である。
【図８】  実施形態に係るフォトインタラプタの構成要素であるシャッター部材の構成を説明するための図である。
【図９】  図５に示すストップノブを引き出した状態を示す平面図である。
【図１０】  図５に示すストップノブを引き出した時に、前記フォトインタラプタのシャッタ部材と検出部とが衝突した状態を示す図である。
【符号の説明】
５０……フォトインタラプタ、５１……ストップノブ、５２……動力伝達レバー、５３……動力伝達パイプ、５６……案内部材、６０……発光素子、６１……受光素子、６２……検出部、６３……シャッタ部材、７０……固定部材、７１……遮断部材
【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】
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