(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の投光素子と、各投光素子と対をなす複数の受光素子とを、対をなす各ケース体の内部に、光軸が平行となるようにそれぞれ配置して、投光器と受光器とが形成されてなる多光軸光電センサにおいて、
前記投光器および受光器は、光軸方向の側面部分と両方の端面とが開放されているケース体と、ケース体の開放された側面部分を密封状態で塞ぐ透光性を有する塞ぎ板と、ケース体の開放された端面を密封状態で塞ぐキャップとを備え、
前記塞ぎ板は、全長がケース体より長く形成され、両端部がケース体の両端面より突出した状態で、ケース体の開放された側面部分に固定されるとともに、前記キャップは、ケース体の開放された端面に当接する第１のシール部と塞ぎ板の突出した端部の下面に当接する第２のシール部とを有するパッキンを介してケース体の開放された端面に固定されて成る多光軸光電センサ。
【請求項２】
前記ケース体の開放された側面部分には、塞ぎ板の両側縁を支持するための支持壁部がケース体の全長にわたって一体形成されており、各支持壁部と塞ぎ板の両側縁との間に、表裏両面が糊着面のテープ部材をそれぞれ介在させて、両支持壁部上に塞ぎ板を密封状態で固定するとともに、各テープ部材の両端部をケース体の両端面上へ屈曲して突出させている請求項１に記載の多光軸光電センサ。
【請求項３】
前記パッキンは、弾性体より成るパッキン本体と、金属製の補強板と、表裏両面が糊着面のテープ部材とを一体に貼り合わせて構成されている請求項１に記載の多光軸光電センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、プレス機械や産業用ロボットのような各種の機械が設置された工場などにおいて、前記機械からの作業者の安全を確保するための安全設備などに用いられる多光軸光電センサに関し、特にこの発明は、複数の投光素子と、各投光素子と対をなす複数の受光素子とを、対をなす各ケース体の内部に、光軸が平行となるようにそれぞれ配置して、投光器と受光器とが形成されてなる多光軸光電センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の多光軸光電センサは、図５に示すように、長手形状のケース体８０の内部に複数の投光素子７３が配置された投光器７１と、同様の長手形状のケース体８０の内部に複数の受光素子７４が配置された受光器７２とで構成されている。投光器７１の各投光素子７３と、各投光素子７３と対をなす受光器７２の各受光素子７４とは、各ケース体８０の内部に、光軸７５の向きを揃えてそれぞれ保持されている。
【０００３】
投光器７１と受光器７２とを対向させて設置したとき、投光器７１と受光器７２との間には、危険区域の境界となる２次元の物体検知領域Ｓが形成される。なお、「危険区域」とは、例えば産業用ロボットではロボットアームの作業領域を、プレス機械では型の往復動領域を、それぞれ意味している。前記物体検知領域Ｓに作業者の身体の一部が入ると、いずれかの投光素子７３からの光が遮断される結果、前記投光素子７３と対をなす受光素子７４がオン状態からオフ状態へ移行する。これにより、危険区域内に人が侵入したとして、警報が発せられたり、機械の作動が即座に停止したりする。
【０００４】
この種の多光軸光電センサにおける投光器７１と受光器７２とは、全体の構成がほぼ同じであり、図６に示すように、光軸方向の一側面（同図では上向きの側面部分）と両方の端面とが開放されている長手形状のケース体８０と、ケース体８０の開放された側面（以下、「開放側面」という。）を密封状態で塞ぐ透光性を有する塞ぎ板８１と、ケース体８０の開放された端面（以下、「開放端面」という。）を密封状態で塞ぐキャップ８２とを備えている。
【０００５】
ケース体８０の開放側面には、塞ぎ板８１の両側縁を支持するための支持壁部８０ａ，８０ｂが全長にわたって一体形成されている。前記塞ぎ板８１は、両側縁の下面が各支持壁部８０ａ，８０ｂの上面に、表裏両面が糊着面の帯状のテープ部材８３ａ，８３ｂにより固定される。前記キャップ８２は、ケース体８０の開放端面に矩形かつリング状のパッキン８４を介して固定される。ケース体８０の開放端面にはネジ孔８５が２箇所、形成されており、キャップ８２に形成された２個のネジ挿入孔８６へそれぞれネジ８７を挿入して各ネジ孔８５へネジ込むことによりキャップ８２がケース体８０の開放端面に固定される。
【０００６】
上記した構成の多光軸光電センサでは、ケース体８０と塞ぎ板８１との間はテープ部材８３ａ，８３ｂによって、また、ケース体８０とキャップ８２との間はパッキン８４によって、それぞれ密封されるので、ケース体８０の内部への雨水の侵入が防止され、投光器７１や受光器７２の耐水性が確保される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記した構成の多光軸光電センサでは、ケース体８０と塞ぎ板８１とは長さを完全に一致させる必要がある。もし、両者の長さに差異があれば、ケース体８０の端面と塞ぎ板８１の端面との間に段差が生じ、その段差に起因する隙間より水が侵入する。このため、ケース体８０および塞ぎ板８１は高精度な加工が必要となり、寸法管理を厳格に行う結果、多光軸光電センサの製作コストが高価となる。
【０００８】
ところが、ケース体８０および塞ぎ板８１に高精度な加工を施しても、金属製であるケース体８０と合成樹脂製である塞ぎ板８１とは熱膨張係数に差異があるため、周囲温度が変化すると、図７に示すように、ケース体８０の伸縮度合と塞ぎ板８１の伸縮度合とに差が生じ、塞ぎ板８１の端部とキャップ８２との間に隙間ｄが発生する。
【０００９】
上記した寸法誤差や熱膨張係数の差異に起因する問題は、一側面の全体が開放された上記のケース体８０に代えて、図８に示す構造のケース体９０を用いることにより、その解決が可能である。図示例のものは、一側面の全体を開放せずに、投光素子や受光素子の各配置位置に投受光のための窓孔９１を開設したものである。図示例のものによれば、ケース体９０と塞ぎ板８１との間に寸法誤差があっても、また、熱膨張係数の差異によりケース体９０と塞ぎ板８１とが異なる長さに伸縮しても、ケース体９０の端面とキャップ８２との間に隙間が発生しないので、耐水性が阻害されることはない。
【００１０】
ところが、図示例のものは、ケース体９０に多数個の窓孔９１を開設する必要があるため、ケース体９０の製作コストが高価となる。また、窓孔９１が設けられる側面部９０ｃと塞ぎ板８１との間には、幅の広い孔あきのテープ部材９２を介在させる必要があるため、テープ部材９２の加工費や材料費が高くなり、しかもケース体９０が長い場合、テープ部材９２の貼設作業に手数がかかるという問題がある。
【００１１】
この発明は、一側面の全体が開放されたケース体を用いた多光軸光電センサであって、ケース体および塞ぎ板の寸法管理を厳格に行わなくても、また、ケース体と塞ぎ板との熱膨張係数が相違していても、耐水性が阻害されることのない多光軸光電センサを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明の多光軸光電センサは、複数の投光素子と、各投光素子と対をなす複数の受光素子とを、対をなす各ケース体の内部に、光軸が平行となるようにそれぞれ配置して、投光器と受光器とが形成されてなる。
前記の「投光素子」や「受光素子」は、例えば発光ダイオードやフォトダイオードであり、対をなすケース体の一方に各投光素子を同方向へ向けて所定の間隔で配列し、ケース体の他方に各受光素子を同方向へ向けて投光素子と同じ間隔で配列する。
【００１３】
投光器１と受光器２とを光軸合わせを行って対向させると、投光器１と受光器２との間に、２次元の物体検知領域が形成される。この物体検知領域に身体の一部が入ると、いずれかの投光素子からの光が遮断される結果、対応する受光素子がオン状態からオフ状態へ移行する。
【００１４】
前記投光器および受光器は、光軸方向の側面部分（投光器からの光が出ていく面および受光器への光が入っていく面に対応する部分）と両方の端面とが開放されているケース体と、ケース体の開放された側面部分（開放側面）を密封状態で塞ぐ透光性を有する塞ぎ板と、ケース体の開放された端面（開放端面）を密封状態で塞ぐキャップとを備えている。
前記塞ぎ板は、全長がケース体より長く形成され、両端部がケース体の両端面より突出した状態で、ケース体の開放側面に固定される。周囲温度の変化により塞ぎ板やケース体が伸縮しても、塞ぎ板の両端部がケース体の両端面より突出した状態が維持されるように、塞ぎ板の全長をケース体より長く設定する。
【００１５】
塞ぎ板をケース体の開放側面に密封状態で固定するための好ましい一実施態様として、ケース体の開放側面に、塞ぎ板の両側縁を支持するための支持壁部をケース体の全長にわたって一体形成する。そして、各支持壁部と塞ぎ板の両側縁との間に、表裏両面が糊着面のテープ部材をそれぞれ介在させて、両支持壁部上に塞ぎ板を固定する。
テープ部材の両端部は、ケース体の端面上へ屈曲して突出させるのが望ましい。ケース体の開放端面にパッキンを介してキャップを固定したとき、前記パッキンとテープ部材の突出端部との接合により隙間の発生が防止される。
【００１６】
前記キャップは、ケース体の開放端面に当接する第１のシール部と塞ぎ板の突出した端部の下面に当接する第２のシール部とを有するパッキンを介してケース体の開放端面に固定される。
ケース体の開放端面とパッキンの第１のシール部との間でケース体とキャップとの間が密封され、塞ぎ板の突出した端部の下面とパッキンの第２のシール部との間で塞ぎ板とキャップとの間が密封される。
【００１７】
前記パッキンの好ましい一実施態様として、弾性体より成るパッキン本体と、金属製の補強板と、表裏両面が糊着面のテープ部材とを一体に貼り合わせて構成されたものを用いるとよい。キャップの押圧力がパッキン本体に作用したとき、金属製の補強板が存在するので、パッキン本体が変形してケース体の開放端面より内部へ入り込むようなことがなく、ケース体とキャップとの間の密封状態が保持される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の一実施例である多光軸光電センサにおける投光器および受光器の構成を示すもので、ケース体１、塞ぎ板２、パッキン３、キャップ４、および固定金具５を備えている。
【００１９】
前記ケース体１は、投光器では複数の投光素子を、受光器では複数の受光素子を、それぞれ内部に収納配置するためのもので、アルミニウムのような金属材の引抜加工により中空かつ長手形状に形成されている。ケース体１の断面形状はほぼ矩形状であり、光軸方向の一側面（投光器からの光が出ていく面および受光器への光が入っていく面）と両方の端面とが開放されている。
図中、１０はケース本体１の内部に配備されたプリント基板であり、このプリント基板１０の上面に複数の投光素子または受光素子がそれぞれの光軸が平行となるようにハンダ付けされる。
【００２０】
前記ケース体１の開放側面には、図２に示すように、塞ぎ板２の両側縁を支持するための一対の支持壁部１１ａ，１１ｂが設けてある。各支持壁部１１ａ，１１ｂは、ケース体１の対向する側壁１ａ，１ｂの内面に全長にわたって一体形成されている。
各側壁１ａ，１ｂの外面には、開放端面から近い位置に、一対の係合突起１２，１２が一体形成されている（側壁１ｂ側の係合突起１２は図示されていない。）。これら係合突起１２，１２には後述する固定金具５が取外し可能に止め固定される。
【００２１】
前記塞ぎ板２は、ケース体１の開放側面を密封状態で塞ぐためのものであり、アクリル板のような透明または半透明の合成樹脂板で形成して透光性を持たせている。この塞ぎ板２は、ケース体１の開放側面に適合する幅を有し、その長さは、両端部がケース体１の開放端面より突出するように、ケース体１より長く形成されている。この塞ぎ板２の全長は、たとえ周囲温度が変化して塞ぎ板２やケース体１が伸縮しても、塞ぎ板２の両端部がケース体１の両端面より突出した状態が維持されるように、塞ぎ板２の全長をケース体１より長く設定しておく。
【００２２】
前記塞ぎ板２は、両端部がケース体１の両方の開放端面より突出した状態で、ケース体１の開放側面に固定されるもので、ケース体１の各支持壁部１１ａ，１１ｂと塞ぎ板２の両側縁との間に、表裏両面が糊着面の帯状のテープ部材２０ａ，２０ｂをそれぞれ介在させることにより、両支持壁部１１ａ，１１ｂ上に塞ぎ板２を密封状態で固定する。
【００２３】
各テープ部材２０ａ，２０ｂは、ケース体１より長く形成され、各テープ部材２０ａ，２０ｂの両端部をケース体１の開放端面上へ屈曲して突出させる。各テープ部材２０ａ，２０ｂの突出部分Ｄにはケース体１の開放端面にパッキン３を介してキャップ４を固定するとき、前記パッキン３と各テープ部材２０ａ，２０ｂの突出端部Ｄとが接合して隙間の発生が防止される。
【００２４】
前記キャップ４は、ケース体１の開放端面を密封状態で塞ぐためのものであり、パッキン３を介してケース体１の開放端面に押付状態で固定される。このキャップ４は、たとえば合成樹脂成形体であり、ケース体１の開放端面に適合する矩形状を有する。キャップ４の外面には、中央にボス部４１、ボス部４１の両側に台部４２，４２が一体形成され、各台部４２の上面にネジ孔４３が開設されている。各ネジ孔４３は、投光器および受光器を設置するための金具（図示せず。）をねじ止めするためのものである。
【００２５】
前記パッキン３は、図３および図４に示すように、ケース体１の開放端面に当接する第１のシール部３Ａと、塞ぎ板２の突出した端部の下面に当接する第２のシール部３Ｂとを有する。第１のシール部３Ａは、ケース体１の開放端面に適合する矩形かつリング状をなすもので、ケース体１の開放端面とキャップ４との間を密封状態に保持する。第２のシール部３Ｂは、第１のシール部３Ａの上端に屈曲形成されており、塞ぎ板２の突出した端部とキャップ４との間を密封状態に保持する。
【００２６】
この実施例のパッキン３は、ゴムなどの弾性体より成るパッキン本体３０と、ステンレスのような金属製の補強板３１と、表裏両面が糊着面のテープ部材３２とで構成されている。前記パッキン本体３０は、前記した第１のシール部３Ａを構成するリング状部３０Ａと第２のシール部３Ｂを構成する屈曲部３０Ｂとを備えたもので、リング状部３０Ａの表面に、リング状部３０Ａに対応する形状の補強板３１を貼設し、補強板３１の表面とパッキン本体３０の屈曲部３０Ｂの表面とにパッキン本体３０に対応する形状のテープ部材３２を貼設している。
前記補強板３１は、キャップ４の押圧力がパッキン本体３に作用したときのパッキン本体３０の変形を防止するためのもので、これにより、ケース体１とキャップ４との間の密封状態を保持する。
【００２７】
前記固定金具５は、ケース体１の開放端面へパッキン３を中間に介在させてキャップ４を固定するためのものであり、１枚の金属板に折曲加工を施すことにより、押当部５０の両端に脚部５１ａ，５１ｂを形成している。押当部５０はキャップ４に対応する形状であり、中心部にはキャップ４のボス部４１と台部４２，４２とを臨ませる開口部５２が形成されている。各脚部５１ａ，５１ｂには、矩形状の係合孔５３ａ，５３ｂが形成されており、キャップ４上に固定金具５を被せるように嵌め込んだとき、各係合孔５３ａ，５３ｂにケース体１の外面に形成した２個の係合突起１２が係合する。
【００２８】
上記した構成の投光器や受光器によれば、塞ぎ板２の全長をケース体１より長く形成して、両端部がケース体１の開放端面より突出した状態で、塞ぎ板２をケース体１の開放側面に固定するので、周囲温度の変化で塞ぎ板２やケース体１が伸縮しても、塞ぎ板２の端部と端板４との間に隙間が発生するということがない。
【００２９】
ケース体１の開放側面に設けられた支持壁部１１ａ，１１ｂと塞ぎ板２の両側縁との間に、表裏両面が糊着面のテープ部材２０ａ，２０ｂを介在させて、両支持壁部１１ａ，１１ｂ上に塞ぎ板２を固定するので、ケース体１と塞ぎ板２との間の耐水構造が確保される。また、テープ部材２０ａ，２０ｂの両端部はケース体１の開放端面上へ突出させてパッキン３と接合させるので、ケース体１の開放端面とパッキン３との間に隙間が発生するのを防止し得る。
【００３０】
ケース体１の開放端面にパッキン３を介してキャップ４を固定したとき、ケース体１の開放端面とパッキン３の第１のシール部３Ａとの間でケース体１とキャップ４との間の密封状態が保持される。また、塞ぎ板２の突出した端部の下面とパッキン３の第２のシール部３Ｂとの間で塞ぎ板２とキャップ４との間の密封状態が保持される。キャップ４の押圧力がパッキン本体４０に作用したとき、金属製の補強板４１が存在するので、パッキン本体４０が変形することがなく、ケース体１とキャップ４との間の密封状態が保持される。
【００３１】
【発明の効果】
この発明によれば、ケース体および塞ぎ板の寸法管理を厳格に行わなくても、また、ケース体と塞ぎ板との熱膨張係数が相違しても、隙間の発生により耐水性が阻害されるようなことがなく、ケース体として、一側面の全体が開放された安価なケース体を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例である多光軸光電センサの投光器および受光器の構成を示す分解斜視図である。
【図２】塞ぎ板が固定されたケース体の開放端面を示す斜視図である。
【図３】パッキンの外観を示す斜視図である。
【図４】パッキンを分解して示した投光器および受光器の分解斜視図である。
【図５】多光軸光電センサの構成を示す斜視図である。
【図６】従来の多光軸光電センサにおける投光器および受光器の構成を示す分解斜視図である。
【図７】塞ぎ板とキャップとの間に隙間が発生した状態を示す従来例の斜視図である。
【図８】他の従来例の投光器および受光器の構成を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１      ケース体
２      塞ぎ板
３      パッキン
３Ａ    第１のシール部
３Ｂ    第２のシール部
４      キャップ
１１ａ，１１ｂ    支持壁部
２０ａ，２０ｂ    テープ部材
３０    パッキン本体
３１    補強板
３２    テープ部材
【図１】
0003951573.tif 000002
【図２】
0003951573.tif 000003
【図３】
0003951573.tif 000004
【図４】
0003951573.tif 000005
【図５】
0003951573.tif 000006
【図６】
0003951573.tif 000007
【図７】
0003951573.tif 000008
【図８】
0003951573.tif 000009