JP2010225429A - 光電センサ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、二次成形によらず筐体の端面においてアクセサリ部材の取付けを可能にした光電センサを提供する。
【解決手段】本発明の光電センサは、ケース３とカバー４との周縁部の界面をレーザ溶着させて筐体２を構成し、筐体２の周縁部の端面にアクセサリ部材１０を支持する支持部８を形成するものとした。これにより、光電センサでは、成し得なかった、二次成形によらない、筐体２の端面におけるアクセサリ部材１０の取付けが実現できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、アクセサリ部材を組み付けて用いられる光電センサに関する。

投光器、受光器などで代表される光電センサには、合成樹脂製の薄板形の筐体内に、発光素子が実装された回路基板（光学的電子機器）を収容したり、同じく受光素子が実装された回路基板（光学的電子機器）を収容したりして構成されるものがある。
前述の光電センサでは、筐体の強度や水密性を確保するために、機器を収める薄皿状のケースと、同ケースをカバーするカバーとの周縁部を重ね合わせ、周縁部の全体を接合する構造が用いられる。この接合には、ケース、カバーがいずれも薄形なので、多くは、特許文献１に開示されているような、二次成形による接合、例えばケースとカバーの合わせ面をなす各端面の全周に渡り凹部を形成しておき、射出成形により同凹部内に接合用の合成樹脂材を射出して、ケースとカバーとを接合して、強度、水密性を確保することが行なわれている。

ところで、前述のような光電センサにおいて、他のアンプを内蔵した大形の光電装置と同様、使用環境に応じた適切な性能を確保するため、相互干渉抑制、絞り調整、感度調整、光量調整などを行なう目的で、調整部（スリット、フィルタ、レンズなど）が形成された種々のアクセサリ部材を、筐体に組み付けることがある。
アンプを内蔵した大形の光電装置は、アクセサリ部材を支持する箇所の確保が容易なので、筐体の側部に支持させてアクセサリ部材を組み付けることができるが、二次成形で接合した薄形の光電センサの場合、図９に示されるようにケースａの端面とカバーｂの端面は、二次成形で射出された合成樹脂材ｃの部分が多くを占める。このため、アクセサリ部材を支持する部分を筐体の端面に形成すること自体が困難である。例えば重ね合わせたケースａの端面とカバーｂの端面との和の寸法Ｘが３．５ｍｍの製品の場合、両者を接合する合成樹脂材ｃの厚み寸法Ｙは、１．５ｍｍ程度が必要で、残るケースａ、カバーｂの端面幅は僅か１ｍｍ前後となり、ケースａやカバーｂの狭い端面部分では、大形の光電装置のように、アクセサリ部材を支持するのに十分な支持強度を有する部分を確保することは難しい。しかも、二次成形を用いて、細かな形状を成形することは、さらに難しく、薄形の光電センサでは、筐体の端面でアクセサリ部材を固定するようにした構造は見当たらない。

そこで、予めケースに形成され、光電センサ本体を設置箇所にねじ止め固定するための取付孔と、アクセサリ部材に別途設けた孔との双方を単一のねじが挿通するようにし、更に当該ねじによって光電センサ本体とアクセサリ部材とを設置箇所に一体にねじ止め固定する共締め構造を用いて、アクセサリ部材を筐体に組み付ける構造を採用することが考えられる（特許文献１参照）。

特開２００７− ３３１０３号公報

ところが、共締め構造を備えたアクセサリ部材の取付けは、ねじ締めの作業が必要であるため多くの作業工数を要する。また、アクセサリ部材は筐体に対するずれや光電センサの設置部のばらつきが複合的に加わるので、光電センサおよびアクセサリ部材の取付けの際に行なわれる調整作業（光電センサの光軸を合わせる調整作業など）が困難であるという問題があった。

そこで、本発明の目的は、二次成形によらず筐体の端面においてアクセサリ部材の取付けを可能にした光電センサを提供することにある。

請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために、筐体は、ケースとカバーとの周縁部の界面をレーザ溶着させて構成し、筐体の周縁部の端面にアクセサリ部材を支持する支持部を形成するものとした。
これにより、光電センサの筐体の端面にアクセサリ部材を取付けることを実現した。
すなわち、レーザ溶着は、レーザ光の照射によりケースとカバーの周縁部を溶着させて、両者を接合するものである。そのため、筐体の端面は、二次成形のような筐体の端面を別な部材が大きく占める構造にはならず、ケースの周縁部をなす端面とカバーの周縁部をなす端面とは、そのまま筐体の端面の全体をなす。すると、筐体の端面にはアクセサリ部材の支持を妨げる制約がなくなる。これにより、筐体の端面では、困難とされていたアクセサリ部材を支持する支持部の形成ができる。これで、筐体の端面でアクセサリ部材の取付けが可能になり、アクセサリ部材は、種々問題をもたらしていた共締め構造を用いず、光電センサに取付けられる。

請求項２に記載の発明は、さらにケース、カバーの端面に影響を与えずに、ケースとカバーとがレーザ溶着されるよう、筐体は、ケースおよびカバーのうちの一方をレーザ光が透過する部材で形成し、他方をレーザ光が吸収される部材で形成し、レーザ光を透過する部材からのレーザ光の照射により、重ね合わせたケースおよびカバーの周縁部の界面を溶着させるものとした。

請求項３に記載の発明は、さらに簡単な構造でアクセサリ部材が筐体の端面に支持されるよう、支持部は、係合突部と同係合突部と係合可能な係合凹部とのいずれから構成され、アクセサリ部材は、係合突部および係合凹部のうちの一方が設けられ、筐体の周縁部の端面には、係合突部および係合凹部のうちの他方が形成されるものとした。
請求項４に記載の発明は、さらに簡単な構造でアクセサリ部材が筐体に保持されるよう、アクセサリ部材は、筐体の両側の端面に向かって延びる一対の支持アーム部を有し、支持アーム部に係合突部および係合凹部のうちの一方を設け、筐体の両側の端面には係合突部および係合凹部のうちの他方を形成し、支持アーム部が筐体の両側の端面に係合されると、アクセサリ部材が前記筐体に保持されるものとした。

請求項１の発明によれば二次成形によらずアクセサリ部材を支持するための支持部を形成できるので、従来の光電センサ、特に図９を用いて前述したようなケースａの端面とカバーｂの端面との和の寸法Ｘが３．５ｍｍ程度である薄形の光電センサでは困難であった薄形の筐体の端面におけるアクセサリ部材の取付けが実現できる。
それ故、アクセサリ部材は、共締めのような面倒な作業を必要とせず、簡単に光電センサに組付けることができる。しかも、アクセサリ部材は、共締めの制約がなくなるから、簡素な形状になり、コスト的の低減を図れる。そのうえ、アクセサリ部材は、光電センサ自体に取付けるので、光軸合わせなどアクセサリ部材の調整作業が容易になる利点がある。

請求項２に記載の発明によれば、ケース、カバーの端面に影響を与えずに、ケースとカバーとをレーザ溶着させることができるから、筐体の端面を有効に活用したアクセサリ部材の取付けが可能となる。
請求項３の発明によれば、さらに係合といった簡単な構造で、筐体の端面にアクセサリ部材を支持させることができる。

請求項４の発明によれば、さらに一対の支持アーム部を筐体の端面両側に係合させるといった簡単な構造で、筐体にアクセサリ部材を保持させることができる。

本発明の第１の実施形態に係る光電センサ、同センサに取り付くアクセサリ部材を示す分解斜視図。 同光電センサの筐体が組み上がる工程を説明する分解斜視図。 同光電センサの筐体のケースとカバーとがレーザ溶着されるときを説明する断面図。 アクセサリ部材が組み付けられた光電センサの外観を示す斜視図。 本発明の第２の実施形態の要部を示す分解斜視図。 本発明の第３の実施形態の要部を示す分解斜視図。 本発明の第４の実施形態の要部を示す分解斜視図。 本発明の第５の実施形態の要部を示す分解斜視図。 従来の光電センサにおけるケースとカバーとの接合を説明するための斜視図。

以下、本発明を図１ないし図４に示す第１の実施形態にもとづいて説明する。
図１は、本発明が適用される薄形の光電センサ、例えば薄形の投光器１と、それに組み付くアクセサリ部材、例えば絞りを与えるスリット品１０との外観を示している。
同投光器１の構造を説明すると、２は同投光器１の本体を構成する合成樹脂製の薄形の筐体である。筐体２は、例えば、前面側が開口した薄皿状のケース３と、このケース３の前面側を覆う薄板状のカバー４とを重ね合わせて構成される。この筐体２内に、検出用の光学的電子機器であるところの発光素子５（例えば発光ダイオードなど）や同素子５を制御する回路などを搭載した回路基板６が収められる。なお、回路基板６からは信号の授受などを行なうケーブル７が延びている。

筐体２のうちカバー４は、例えば透明な樹脂部材から形成される。ケース３は例えば着色樹脂部材から形成され、透明なカバー４を通じて、発光素子５から前面に向かって投光が行なわれたり、投光の確認表示が行なわれたりする。
この筐体２には、同筐体２の端面に、直接、アクセサリ部材であるところのスリット品１０が取付けられる工夫が施されていて、投光器１端面でのスリット品１０の取付けを実現させている。

同工夫の点を説明すると、ケース３とカバー４との合わせ面をなす周縁部は、組み上がった筐体２の端面が支障を受けないよう、レーザ溶着で接合してある。
具体的には、透明なカバー４は、レーザ光を透過する透明部材で形成され、ケース３は、レーザ光を吸収し熱に換える色材（例えばカーボンフィラー等）を含有する部材で形成されている。そのため、その特徴を活用して、ケース３とカバー４とは、カバー４をレーザ光を透過する透過部材とし、ケース３をレーザ光が吸収し熱に換える吸収部材として用いて、図２および図３に示されるようにレーザ光Ｌの照射により、重ね合わせたケース２の周縁部とカバー３の周縁部との合わせ面（境界面）の全周を溶着させてある。

ここでは、図２および図３に示されるようにケース３とカバー４との合わせ面に沿って、レーザ出射部１１からレーザ光Ｌをカバー４側から重ね合わせたケース２に向かって環状に照射することにより、ケース３の合わせ面の表面（境界表面）がレーザ光Ｌの吸収により溶融し、同熱の伝播によりカバー４の合わせ面の表面（境界表面）が溶け、互いに溶融しあうことで、合わせ面間を溶着する。

レーザ溶着は、図３中のα部で示されるようにケース３とカバー４との境界面間に溶融した溶着部分が形成されるだけで、ケース３の周縁をなす壁部３ａの端面やカバー４の周縁部をなす壁部４ａの端面は、変形せずにそのまま筐体２の端面をなす。このため、レーザ溶着だと、筐体２の端面に、二次成形樹脂材が端面を大きく占めるといった（図９）、アクセサリ部材であるスリット品１０の支持を妨げるような支障を与えずに接合が行なえる。つまり、筐体２は、端面における制約が無い構造物となる。

これで、筐体２の両側の端面には、困難とされていたスリット品１０を取付ける支持部の形成が可能となる。そのため、図１に示されるように筐体２の両側の端面には、スリット品１０を取付ける支持部として、例えば係合構造をなす突起部８（本願の係合突部に相当）および同突起部８と係合可能な開口部１５（本願の係合凹部に相当）の一方を形成し、スリット品１０には、被支持部として、突起部８および開口部１５の他方を設けて、スリット品１０を筐体２の端面で支持する構造にしている。

具体的には例えばカバー４の両側の端面には、突起部８が左右両側に対をなして形成してある。スリット品１０は、図１に示されるように例えば絞り用のスリット孔１２を有する壁状の本体部１３の両側部に、筐体２の両側の端面に向かって延びる一対の壁状の支持アーム部１４を形成し、同支持アーム部１４の先端側にそれぞれ開口部１５を形成して、突起部８と係合可能にしている。なお、突起部８には、開口部１５と係合しやすいよう、外側面にガイド用の斜面８ａを有する突起が用いてある。

これにより、支持アーム部１４の開口部１５がカバー両側の突起部８に係合すると、図４に示されるようにスリット品１０は、筐体２の両側端面で保持（固定）され、筐体２の前面に取り付く。なお、スリット孔１２は、発光素子５からの光を筐体２の外部に出射する部分であるカバー４の出射光部に合わせて位置決めされ、当該光の投光範囲を絞るものである。

このようにレーザ溶着で接合した筐体２を採用すると、二次成形によらず、薄形の光電センサ、ここでは薄形の投光器１では成し得なかった、筐体２の端面にスリット品１０（アクセサリ部材）を取付ける構造が実現できる。これで、スリット品１０は、種々問題をもたらすケース３の取付孔９を使用した共締め構造を用いず、薄形の光電センサ、ここでは薄形の投光器１に、簡単に組み付けることができる。

したがって、スリット品１０は、面倒な作業を必要とせず、簡単に薄形の光電センサに組付けることができる。しかも、スリット品１０は、簡素な形状ですみ、コスト的に安価ですむ。そのうえ、スリット品１０は筐体２に取付けられるので、光軸合わせ等の調整作業はスリット品１０を取り付けた後のセンサ本体に対する作業を行えば足り、調整作業が容易となる。

特にレーザ光Ｌを、レーザ光Ｌが透過する部材、ここではカバー４を透過させて、レーザ光Ｌを吸収する部材、ここではケース３に照射して、重ね合わせたケース３とカバー４の周縁部の界面を溶着させると、ケース３とカバー４とは、ケース３、カバー４の端面に影響（変形など）を与えずにレーザ溶着されるので、筐体２の端面を有効に活用したスリット品１０の取り付けが行なえる。

しかも、スリット品１０の支持には、突起部８（係合突部）と開口部１５（係合凹部）とを用いた係合構造を採用したので、簡単な構造で筐体２の端面に取付けることができる。そのうえ、一対の支持アーム部１４を用いて筐体２の端面両側に係合させる構造を用いると、簡単な構造で、光電センサ（投光器１）にスリット品１０を保持（固定）させることができる。

なお、突起部８は、カバー４の両側でなく、ケース３の両側に形成してもよく、またカバー４とケース３の双方に形成しても構わない。特にケース３の両側に支持用突起部８を形成すると、係合に伴いケース３とカバー４とは密接する方向に押し付けられるから、筐体２の剛性や水密性が高められる利点がある。
第１の実施形態は、アクセサリ部材としてスリット品を用いた例を挙げたが、これに限らず、例えば、図５に示す第２の実施形態のような感度調整用のレンズ部１８ａを有するアクセサリ部品１８でも、図６に示す第３の実施形態のような偏向フィルタ（相互干渉の抑制），光量フィルタ（光量の調整）などといった光学的フィルタ１９ａを有するアクセサリ部品１９でもよく、アクセサリ部材には限定されるものではない。

また第１の実施形態は、アクセサリ部材を取付ける構造として、斜面８ａをもつ突起部８、開口部１５を係合させる構造を用いたが、これに限らず、例えば、図７に示す第４の実施形態のような筐体２の端面に軸形の突起部２０（係合突部に相当）を形成し、アクセサリ部材側（ここではスリット品１０）に、切欠きでなる進入路２１ａをもつ開口部２１（係合凹部に相当）を形成して、アクセサリ部材を筐体２の端面に係合させて取り付けてもよく、係合構造や形状には限定されるものではない。

むろん、図８に示す第５の実施形態のように、第１〜第４の実施形態とは反対に係合突起部（ここでは爪部２２）をアクセサリ部材側（ここではスリット品１０）に形成し、係合凹部（ここでは凹部２３）を筐体２の端面に形成しても構わない。
但し、第２〜第５の実施形態において、第１の実施形態と同じ部分には同一符号を付してその説明を省略した。

本発明は上述したいずれの実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々可変して実施しても構わない。例えば上述した実施形態では、本発明を光電センサとしての投光器に適用した例を挙げたが、受光器に適用しても、投光部と受光部との双方を有する投・受光器に適用しても良いことは言うまでもない。

２ 筐体
３ ケース
４ カバー
５，６ 発光素子、回路基板（光学的電子機器）
８，１５ 突起部、開口部（係合突部、係合凹部：支持部）
１０ スリット品（アクセサリ部材）

Claims (4)

1. ケースとカバーとの周縁部を接合して構成される筐体と、前記筐体内に収められた光学的電子機器とを有し、前記筐体の外面部にアクセサリ部材を組み付けられる光電センサであって、
   前記筐体は、前記ケースと前記カバーとの周縁部の界面をレーザ溶着させて接合して構成され、
   前記筐体の周縁部の端面には、前記アクセサリ部材を支持する支持部が形成される
   ことを特徴とする光電センサ。
2. 前記筐体は、前記ケースおよび前記カバーのうちの一方がレーザ光を透過する部材で形成され、他方がレーザ光を吸収する部材で形成され、前記レーザ光を透過する部材からのレーザ光の照射により、前記ケースおよびカバーの周縁部の界面を溶着させて構成されるものであることを特徴する請求項１に記載の光電センサ。
3. 前記支持部は、係合突部と同係合突部と係合可能な係合凹部とのいずれから構成され、
   前記アクセサリ部材は、前記係合突部および係合凹部のうちの一方が設けられ、
   前記筐体の周縁部の端面には、前記係合突部および係合凹部のうちの他方が形成されるものである
   ことを特徴とする請求項１に記載の光電センサ。
4. 前記アクセサリ部材は、前記筐体の両側の端面に向かって延びる一対の支持アーム部を有し、前記支持アーム部に前記係合突部および係合凹部のうちの一方が設けられ、
   前記筐体の両側の端面には前記係合突部および係合凹部のうちの他方が形成され、
   前記支持アーム部が前記筐体の両側の端面に係合されると、前記アクセサリ部材が前記筐体に保持されるようにしてある
   ことを特徴とする請求項３に記載の光電センサ。

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