JP4524574B2 - Lens fixing structure in photoelectric sensor - Google Patents
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Description
この発明は、光切断法乃至三角測距法を用いて物体までの距離を測定し、この測定値から物体の変位を検知する光学式変位センサ等に好適な光電センサにおけるレンズの固定構造に係り、特に、レンズユニットの小型化、並びに軽量化を図ることにより、センサ内部のレイアウトの自由度を高め、かつレンズサイズ変更に際し、簡単かつ廉価に対応できる光電センサにおけるレンズの固定構造に関する。 The present invention relates to a lens fixing structure in a photoelectric sensor suitable for an optical displacement sensor or the like that measures a distance to an object using a light cutting method or a triangulation method and detects the displacement of the object from the measured value. In particular, the present invention relates to a lens fixing structure in a photoelectric sensor that can increase the degree of freedom of layout inside the sensor by reducing the size and weight of the lens unit, and can easily and inexpensively cope with a lens size change.
従来より良く知られているように、この種の光学式変位センサは、被検出対象物体に対して光ビームを照射する一方、その反射光を斜めの角度から取り込んで、PSDやCCD等の受光素子に導き、その受光出力に基づいて、光切断法乃至三角測距法を用いて物体までの距離を測定し、この測定値から物体の変位を検知するものである。 As is well known in the art, this type of optical displacement sensor irradiates a light beam to a detection target object, and captures reflected light from an oblique angle to receive light such as a PSD or a CCD. The light is guided to the element, and the distance to the object is measured using a light cutting method or a triangulation method based on the received light output, and the displacement of the object is detected from the measured value.
従来の変位センサの構成を示す図が図14に、同変位センサにおける光学ユニットの構成を示す図が図15にそれぞれ示されている。 FIG. 14 shows a configuration of a conventional displacement sensor, and FIG. 15 shows a configuration of an optical unit in the displacement sensor.
それらの図において、101はケース、102は窓板、103は光学ユニット、104は回路基板、105は電気コード、106は絶縁プレート、107はカバープレート、108は投光素子、109は投光素子基板、110は投光レンズ、111は投光レンズホルダ、112は受光素子、113は受光素子基板、114は受光レンズ、115は取付用ネジ、116は光学ベース、117は取付孔である。 In these figures, 101 is a case, 102 is a window plate, 103 is an optical unit, 104 is a circuit board, 105 is an electric cord, 106 is an insulating plate, 107 is a cover plate, 108 is a light emitting element, 109 is a light emitting element. A substrate, 110 is a light projecting lens, 111 is a light projecting lens holder, 112 is a light receiving element, 113 is a light receiving element substrate, 114 is a light receiving lens, 115 is a mounting screw, 116 is an optical base, and 117 is a mounting hole.
図14において、センサケース101は、材質としてアルミを用いた成型品であり、その一側面開口にはカバープレート107が取り付けられ、また前面開口には窓板102が取り付けられる。投受光ビームの出射乃至入射は窓板102を透過して行なわれる。
In FIG. 14, a
ケース101内には、光学ユニット103と回路基板104とが収容される。後に図15を参照して説明するように、光学ユニット103は、投光素子108と、投光レンズ110と、受光素子112と、受光レンズ114とを含んでいる。また、回路基板104には、投光系回路、受光系回路、信号処理回路等を構成する主回路部品が搭載されている。尚、117はケース101を任意の支持部材に取り付けるためのネジ止め用取付孔である。
An
図15に示されるように、投光素子108を搭載する投光素子基板109と、投光レンズ110を保持する筒状の投光レンズホルダ111と、受光素子112を搭載する受光素子基板113と、受光レンズ114とは、材質としてアルミを用いた成型品である光学ベース116を介して一体的に結合される。すなわち、投光素子基板109と受光素子基板113とは、光学ベース116の背面側にネジ止めされる。また、投光レンズホルダ111は、光学ベース116の前面側に開口されるトンネル状のネジ穴にねじ込まれて固定される。同様にして、受光レンズ114も、光学ベース116の前面に開口するトンネル状のネジ穴に挿入され、取付用ネジ115で固定される。尚、図中一点鎖線で示される118は投光光軸、119は受光光軸である。
As shown in FIG. 15, a light
そして、上述した光学ユニットにおける投光レンズ110並びに受光レンズ114を光学ベース116に固定する構造としては、図16に示すネジ式タイプと、図17(a),(b)に示すプレス固定式タイプのものが従来から知られている。
And as a structure which fixes the
すなわち、ネジ式のものは、レンズ120を外周をホルダ121で保持し、ネジ122によりホルダ121内のレンズ120を締め付けることで、レンズ120を支持している。尚、ホルダ121は、光学ベース123に図示しないビス等により固定されているか、あるいは、ホルダ121と光学ベース123が一体型でも良い。
That is, in the screw type, the
更に、プレス固定式のものは、図17(a)に示すように、レンズ120の転がり防止のために、ホルダ121にV溝124を形成し、V溝124でレンズ120を保持した状態でその上側からバネ125で押圧することで、ホルダ121にレンズ120を保持する構造である。図中符号126はバネ125を固定するネジを示す。
Furthermore, as shown in FIG. 17A, the press-fixed type has a
また、図17(b)に示すように、上面を開口したケース状のホルダ121内にレンズ120を収容し、バネ125の両端をホルダ121に対してネジ126止めすることで、バネ125から矢印方向の押圧力を加え、レンズ120をホルダ121に固定する構造のものも知られている。尚、ネジ式タイプ及びレンズホルダ121にV溝124を形成したプレス固定式タイプの構造が特許文献1に記載されている。
このように、従来のレンズの固定構造によれば、例えば、図16に示すネジ式固定構造のものは、レンズ120の外周をホルダ121で覆うため、ホルダ121が大型化するため、レンズユニットの大型化、重量化に伴ない、センサユニット自体が大型化、重量化するという傾向にある。更に、ネジ122によりネジ止めするため、レンズ120の外側にネジ切り加工が必要であり、加工コストの高騰化を招くとともに、レンズサイズを変更するには、新たなホルダ121が必要となり、サイズ変更に伴なう設計、加工が困難であるという欠点が指摘されている。同時に、レンズユニットが大型化するため、レイアウト変更の自由度が狭く、検出レンジの異なる複数の機種に対応させるためには、新たな部品を多く用意する必要があり、金型コストの高騰化等、コストアップを招来するという問題点があった。
As described above, according to the conventional lens fixing structure, for example, the screw type fixing structure shown in FIG. 16 covers the outer periphery of the
同様に、図17(a),(b)に示すプレス固定式構造のものにおいても、ホルダ121が大型化する傾向は免れず、センサユニットの大型化、重量化の要因になるとともに、レイアウト変更の自由度が狭く、更に、レンズサイズ変更に伴ない、ホルダ121も新たに製作する必要があることから、コストアップを招来する要因となっている。
Similarly, in the press-fixed structure shown in FIGS. 17 (a) and 17 (b), the tendency of the
この発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、光電センサにおけるレンズの固定構造において、レンズユニットの小型化、軽量化を図るとともに、距離レンジの変更等に伴なうレイアウト変更やレンズサイズの変更に際して簡単かつ廉価に対応できる光電センサにおけるレンズの固定構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and in a lens fixing structure in a photoelectric sensor, the lens unit is reduced in size and weight, and a layout change or a lens accompanying a change in a distance range or the like is achieved. It is an object of the present invention to provide a lens fixing structure in a photoelectric sensor that can easily and inexpensively cope with a change in size.
上記目的を達成するために、本発明は、センサケース内に、光学ユニットと回路基板とが収容され、上記光学ユニットは、投光素子と、投光レンズと、受光素子と、受光レンズとを含み、それらを光学ベース上に搭載してなる光電センサにおいて、前記投光レンズ、受光レンズのうち、少なくとも一方側のレンズを固定する固定部材は、光学ベース上にネジ止め固定され、アングル状のレンズ支持面を備えるL字型のレンズホルダと、レンズホルダに掛け渡し固着され、レンズの外周面を包持状に支持するクランプ金具とから構成され、上記レンズホルダにおけるアングル状のレンズ支持面の幅寸法、及び高さ寸法がレンズ径よりも短寸に設定されている。 In order to achieve the above object, according to the present invention, an optical unit and a circuit board are accommodated in a sensor case. The optical unit includes a light projecting element, a light projecting lens, a light receiving element, and a light receiving lens. And a fixing member for fixing at least one of the light projecting lens and the light receiving lens is fixed to the optical base with a screw, and has an angular shape. An L-shaped lens holder having a lens support surface, and a clamp fitting that is fixed to the lens holder and supports the outer peripheral surface of the lens in a gripping manner. The width dimension and the height dimension are set to be shorter than the lens diameter.
ここで、レンズの固定構造を適用するレンズとしては、光学ユニットにおける受光レンズ、あるいは投光レンズと受光レンズの双方に適用することができる。 Here, the lens to which the lens fixing structure is applied can be applied to the light receiving lens in the optical unit, or to both the light projecting lens and the light receiving lens.
そして、レンズを固定する固定部材としては、レンズを支持するL字型のレンズホルダと、レンズホルダに掛け渡し固着され、レンズの外周面を包み込みレンズホルダ側にレンズを押圧するクランプ金具の2部材からなる。ここで「アングル状のレンズ支持面」とは、L字型のホルダにおけるコーナー部を挟む内面部分を指し、相互に直交し、レンズの下縁、側縁と当接する面のことを言う。 The fixing member for fixing the lens is an L-shaped lens holder for supporting the lens, and two clamp metal fittings which are fixedly stretched over the lens holder and wrap around the outer peripheral surface of the lens and press the lens toward the lens holder. Consists of. Here, the “angle-shaped lens support surface” refers to an inner surface portion that sandwiches a corner portion of an L-shaped holder, and refers to a surface that is orthogonal to each other and contacts the lower and side edges of the lens.
このような構成によれば、レンズホルダの幅寸法並びに高さ寸法がレンズ径より短寸に設定されているため、レンズと固定部材とからなるレンズユニットの小型化、軽量化を達成できるとともに、レンズユニットのスペースを節約できるため、レイアウト変更を容易に行なえる。 According to such a configuration, since the width dimension and the height dimension of the lens holder are set shorter than the lens diameter, it is possible to reduce the size and weight of the lens unit including the lens and the fixing member, Since the space for the lens unit can be saved, the layout can be easily changed.
更に、本発明の好ましい実施の形態においては、検出レンジの異なる複数の機種に対応するために、光学ベースには複数のネジ孔が開設され、レンズホルダのネジ止め位置を選択することにより、レイアウト変更を可能にした。 Furthermore, in a preferred embodiment of the present invention, in order to support a plurality of models having different detection ranges, a plurality of screw holes are formed in the optical base, and a layout is obtained by selecting a screwing position of the lens holder. Made changes possible.
このような構成によれば、1種類の光学ベースにより、距離レンジの異なる複数の機種にも対応できることから、各機種毎に成形金型を用意することが不要となりコストダウンを招来できる。 According to such a configuration, a single optical base can be used for a plurality of models having different distance ranges, so that it is not necessary to prepare a molding die for each model, and the cost can be reduced.
本発明の好ましい実施の形態においては、レンズホルダを光学ベースに固定するネジの頭部は、レンズホルダに支持されるレンズにより隠され、外部に露出しない。 In a preferred embodiment of the present invention, the head of the screw that fixes the lens holder to the optical base is hidden by the lens supported by the lens holder and is not exposed to the outside.
このような構成によれば、レンズホルダのベース取付用のネジの頭部をレンズにより被覆することができ、ネジの頭部が外部に露出しないため、レンズユニットの構造の簡素化を図ることができ、ビスの頭部が外部に露出しないことから、隣接部品との干渉等を考慮することなくレイアウト変更を自由に行なえる。 According to such a configuration, since the head of the screw for mounting the base of the lens holder can be covered with the lens, and the head of the screw is not exposed to the outside, the structure of the lens unit can be simplified. In addition, since the screw head is not exposed to the outside, the layout can be freely changed without considering interference with adjacent parts.
本発明の好ましい実施の形態においては、クランプ金具の一方端をレンズホルダの裏面側に巻き込み、この巻込み部を含めてレンズホルダの着座プレート部を光学ベースにネジ止め固定した後、レンズホルダとレンズホルダに組み付けたクランプ金具との間に形成されるスペース内にレンズを収容した後、クランプ金具の他方端をレンズホルダにおける側壁プレート部の上面に締付け固定していき、レンズの外周をクランプ金具で包持状に支持しながら、レンズホルダのアングル状のレンズ支持面にレンズを押圧することにより、レンズを固定する。 In a preferred embodiment of the present invention, one end of the clamp fitting is wound around the back side of the lens holder, and the seating plate portion of the lens holder including this winding portion is fixed to the optical base with screws, and then the lens holder and After the lens is accommodated in a space formed between the clamp fitting assembled to the lens holder, the other end of the clamp fitting is fastened and fixed to the upper surface of the side wall plate portion of the lens holder, and the outer periphery of the lens is clamped. The lens is fixed by pressing the lens against the angle-shaped lens support surface of the lens holder while supporting the lens in a holding manner.
このような構成によれば、締付け用のネジを緩めれば、クランプ金具からの拘束が解除でき、レンズの微調整が簡単に行なえ、レンズユニットのレイアウト変更に際しては、クランプ金具の拘束を解除した後、レンズを取り外し、開口を通してベース固定用のネジを外せば、レンズホルダ、並びにクランプ金具を簡単に光学ベースから取り外すことができる。 According to such a configuration, if the screw for tightening is loosened, the restraint from the clamp fitting can be released, the lens can be easily finely adjusted, and the restraint of the clamp fitting is released when the lens unit layout is changed. Thereafter, the lens holder and the clamp fitting can be easily removed from the optical base by removing the lens and removing the screw for fixing the base through the opening.
本発明の好ましい実施の形態においては、レンズホルダの着座プレート部を段部状に形成しておき、レンズ径の小さなレンズに対しては着座部の上段面でレンズを支持し、レンズ径の大きなレンズに対しては段部を切削し、下段面でレンズを支持することにより、レンズホルダを共用化した。 In a preferred embodiment of the present invention, the seating plate portion of the lens holder is formed in a step shape, and the lens is supported on the upper surface of the seating portion for a lens having a small lens diameter, and the lens diameter is large. For the lens, the lens holder was shared by cutting the step and supporting the lens on the lower surface.
このような構成によれば、レンズサイズの変更に伴ない、新たなレンズホルダを用意する必要がなく、レンズ径の小さなレンズに対してはレンズホルダにおける着座プレート部の上段面をレンズ支持面として使用し、レンズ径の大きなレンズに対しては段部を切削加工し、レンズホルダにおける着座プレート部の下段面をレンズ支持面としたレンズホルダを適用することで、レンズホルダの共用化が図れ、レンズサイズの変更に際し、簡単かつ廉価に対応できる。 According to such a configuration, it is not necessary to prepare a new lens holder as the lens size is changed. For a lens having a small lens diameter, the upper surface of the seating plate portion of the lens holder is used as a lens support surface. The lens holder can be shared by using a lens holder that uses a lens support surface with the lower step surface of the seating plate portion in the lens holder, and cuts the step portion for a lens having a large lens diameter. When changing the lens size, it can be easily and inexpensively handled.
本発明の好ましい実施の形態においては、クランプ金具の湾曲部にレンズの光軸と直交する方向に沿って開口が開設されている。 In a preferred embodiment of the present invention, an opening is formed in the curved portion of the clamp fitting along a direction perpendicular to the optical axis of the lens.
このような構成によれば、光学ベースにレンズホルダをネジ止めする際、レンズホルダと締付け金具とを仮止めした状態でネジ止めするが、この開口からドライバ等の工具を通すことで簡単にネジ止め作業が行なえ、ネジ止め作業に際し、形状が複雑な専用工具を必要とすることがない。 According to such a configuration, when the lens holder is screwed to the optical base, the lens holder and the fastening bracket are temporarily fastened, but the screw can be easily screwed by passing a tool such as a screwdriver through this opening. The fastening work can be performed, and a special tool with a complicated shape is not required for the screwing work.
更に、レンズを組み付ける際、レンズホルダとクランプ金具とで形成されるスペース内にレンズを収容し、レンズの光軸方向に沿って位置調整を行なう際、この開口を通してレンズの中心位置を目視確認できるため、レンズの位置決め作業がやり易い。 Furthermore, when the lens is assembled, the lens is accommodated in a space formed by the lens holder and the clamp fitting, and when the position is adjusted along the optical axis direction of the lens, the center position of the lens can be visually confirmed through this opening. Therefore, the lens positioning operation is easy.
好ましい実施の形態においては、レンズホルダの着座プレート部の底面には、クランプ金具の一方端に形成した巻込みフランジを収容する薄肉の肉抜き部が設けられている。 In a preferred embodiment, a thinned portion for receiving a winding flange formed at one end of the clamp fitting is provided on the bottom surface of the seating plate portion of the lens holder.
このような構成によれば、レンズホルダと、これと仮止めしたクランプ金具との間にレンズを収容し、レンズを所定位置に位置決めした後、クランプ金具をレンズホルダに対して締付け固定する際、クランプ金具の一方端に形成した巻込みフランジがレンズホルダ底部に設けた肉抜き部内に収容されているため、クランプ金具をレンズホルダに対して締め付けても、レンズホルダの取付姿勢が傾くことがなく、精度の良いレンズユニットの取り付けが可能となる。 According to such a configuration, when the lens is housed between the lens holder and the temporarily clamped clamp fitting, the lens is positioned at a predetermined position, and then the clamp fitting is fastened and fixed to the lens holder. Since the winding flange formed at one end of the clamp fitting is housed in the lightening part provided at the bottom of the lens holder, the mounting posture of the lens holder does not tilt even if the clamp fitting is tightened against the lens holder It is possible to attach a lens unit with high accuracy.
好ましい実施の形態においては、レンズホルダは、軽量素材を使用した成形品が使用されている。 In a preferred embodiment, the lens holder is a molded product using a lightweight material.
ここで、軽量素材としては、アルミ等の軽金属材料、あるいはエンジニアリングプラスチック材料等の使用が可能であり、アルミ等を使用する際は、ダイキャスト工法が適用でき、エンジニアリングプラスチック材料を使用する際は、射出成形工法が適用できる。 Here, as a lightweight material, it is possible to use a light metal material such as aluminum, or an engineering plastic material, etc., when using aluminum or the like, a die-cast method can be applied, and when using an engineering plastic material, An injection molding method can be applied.
このような構成によれば、レンズホルダの小型化に伴なう軽量化に加えて、素材自体の軽量化により、センサユニットの更なる軽量化に貢献できる。 According to such a configuration, in addition to the weight reduction accompanying the downsizing of the lens holder, the weight of the material itself can contribute to further weight reduction of the sensor unit.
以上説明した通り、本発明に係る光電センサにおけるレンズの固定構造によれば、レンズを固定する固定部材として、小型で軽量なL字型のレンズホルダと、レンズの外周の一部を包持状に支持するクランプ金具とから構成したため、レンズユニットの小型化、軽量化を図ることで、光電センサのコンパクト化、軽量化を促進できるとともに、レンズユニットの小型化に伴ない、レイアウト変更の自由度が増大し、かつレンズサイズの変更についても簡単かつ廉価に実施できるという効果を有する。 As described above, according to the lens fixing structure of the photoelectric sensor according to the present invention, a small and lightweight L-shaped lens holder as a fixing member for fixing the lens, and a part of the outer periphery of the lens are encapsulated. Since the lens unit is made of a clamp bracket that supports the lens unit, it is possible to reduce the size and weight of the lens unit, thereby facilitating the downsizing and weight reduction of the photoelectric sensor, and the freedom to change the layout as the lens unit becomes smaller. And the lens size can be changed easily and inexpensively.
以下にこの発明の好適な実施の一形態である光学式変位センサにおける受光レンズの固定構造について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, a fixing structure of a light receiving lens in an optical displacement sensor which is a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1乃至図10は本発明の第1実施例を示す。図1には光電センサの一種である光学式変位センサの外観図が示され、図2には光学式変位センサのセンサケースの内部構成が示されている。 1 to 10 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 shows an external view of an optical displacement sensor which is a kind of photoelectric sensor, and FIG. 2 shows an internal configuration of a sensor case of the optical displacement sensor.
すなわち、光学式変位センサ1におけるセンサケース2内部には、光学ユニット3、回路基板4が収容され、この第1実施例においては、光学ベース5に光学ユニット3並びに回路基板4を組み付けた状態で光学ベース5がセンサケース2にネジ止め固定される。図2中、2aは投光ビーム、反射ビーム等が透過するフィルタを示し、2bはフィルタ2aをセンサケース2に接着するための接着シートを示す。また、センサケース2のフィルタ2aの反対面には、窓2cがこれも接着シート2dを介してセンサケース2に接着されている。尚、符号2eは絶縁シートを示し、符号2fはシールゴムを示す。
In other words, the
図2に示す光学ユニット3から絶縁シート2gやハーネス2h等を取り外した状態を図3に示し、更に、回路基板4を取り外した状態を図4に示す。尚、回路基板4には、投光系回路、受光系回路、信号処理回路等を構成する主回路部品が搭載されている。
FIG. 3 shows a state where the insulating sheet 2g, the
図3,図4において、光学ユニット3について簡単に説明すると、回路基板4を支持する複数のスタッド6が光学ベース5上に立設されており、光学ユニット3としては、投光レンズ7、投光レンズ7を支持する投光レンズホルダ8、投光素子基板9が搭載されている。
3 and 4, the
更に、光学ベース5上には、受光レンズユニット10、反射ミラー11、反射ミラーホルダ12及び受光素子基板13、受光素子基板ホルダ14が設けられている。
Furthermore, a light receiving
図5は受光レンズユニット10の構成を分解して示すもので、受光レンズユニット10は、受光レンズ20と、この受光レンズ20の固定部材とから構成されており、この固定部材はL字型の受光レンズホルダ30と、受光レンズ20の外周面を包持状に支持するクランプ金具40との2部材から構成されている。
FIG. 5 shows an exploded configuration of the light receiving
更に詳しくは、受光レンズホルダ30は、この第1実施例では軽量なアルミダイキャスト品が使用されているが、エンジニアリングプラスチック材料の射出成形品を使用することもできる。
More specifically, the light receiving
そして、このL字型の受光レンズホルダ30は、光学ベース5上に取り付けられる着座プレート部31と、この着座プレート部31から直交する方向に立ち上がる側壁プレート部32とからなり、アングル状のレンズ支持面31a,32aとして機能するとともに、受光レンズ20のレンズ径aに比べ、レンズ支持面31a,32aの幅寸法b、高さ寸法cが短寸に設定されている。すなわち、寸法b,cと受光レンズ20の径寸法aとの関係について、1/2×a<b,c、<aの関係を満たすように、受光レンズホルダ30が小型化されていることが構成上の特徴である。尚、レンズ支持面31a,32aの幅寸法b、高さ寸法cがレンズ径aの1/2より小さい場合には、受光レンズ20の支持が困難である一方、幅寸法b、高さ寸法cがレンズ径aよりも大きい場合には、クランプ金具40による押圧力を有効に作用させることができないため、上述した関係を成立させることが必要である。
The L-shaped light receiving
また、光学ベース5に対してネジ止めするネジ50,51を取り付けるネジ孔33,34が着座プレート部31に開設され、着座プレート部31から立ち上がる側壁プレート部32の上面に締付け用のネジ52を締め付けるネジ孔35が開設されている。更に、受光レンズホルダ30の着座プレート部31の底面には、クランプ金具40の巻込みフランジ42を収容する薄肉の肉抜き部36が形成されている。
Further, screw holes 33 and 34 for attaching
一方、クランプ金具40は、アルミ等の金属材料のプレス成形品であり、受光レンズ20の外周を包み込むような形状、すなわち、湾曲部41を備え、この湾曲部41の一方端には、レンズホルダ30の底部に巻き込まれる巻込みフランジ42が内方に向け折曲形成され、他方端には、締付け用フランジ42が巻込みフランジ42と平行関係を保つように外側に折曲形成されている。尚、巻込みフランジ42には、ネジ50の挿通孔42aが開設され、締付けフランジ43についてもネジ52の挿通孔43aが開設され、かつ湾曲部41には、受光レンズ20の外周面の湾曲形状に沿った作業用の開口44が開設されている。
On the other hand, the clamp fitting 40 is a press-molded product made of a metal material such as aluminum, and has a shape that encloses the outer periphery of the
また、受光レンズユニット10の組み付けにおいては、3本のネジ50,51,52を使用するが、1番目のネジ50は、受光レンズホルダ30における着座プレート部31のネジ孔33に収容され、光学ベース5のネジ孔に締付け固定するためのもので、受光レンズホルダ30を光学ベース5に固定する機能をもつ。次に、2番目のネジ51は、受光レンズホルダ30における着座プレート部31の端末側に形成されたネジ孔34内に収容し、着座プレート部31の裏面にクランプ金具40の巻込みフランジ42をその底部に巻き込んだ状態で受光レンズホルダ30とクランプ金具40の巻込みフランジ42を光学ベース5に共締め固定する機能をもつ。
In the assembly of the light receiving
3番目のネジ52は、クランプ金具40における締付けフランジ43の挿通孔43a内に通され、レンズホルダ30における側壁プレート部32の上面に開設したネジ孔35内に締め付けることで、クランプ金具40をレンズホルダ30に対して締め付けていき、受光レンズ20を包持するクランプ金具40を締め付ける機能をもつ。
The
受光レンズユニット10の組み付けを完了した状態の外観図を図6で示し、図7において、受光レンズユニット10の(a)正面図、(b)側面図、(c)底面図、(d)VII −VII 線断面図を示す。
FIG. 6 shows an external view of the state where the assembly of the light receiving
このように、本実施例における受光レンズユニット10は、受光レンズホルダ30の小型化、軽量化を図ることで、光学ユニット3の軽量化、小型化が実現できる。
Thus, the light receiving
次いで、図8,図9に基づいて、受光レンズ20の固定作業手順について説明する。まず、図8に示すように、受光レンズホルダ30並びにクランプ金具40を仮組み付けした状態でネジ50により受光レンズホルダ30を光学ベース5のネジ孔5aにネジ止めし、ネジ51により、受光レンズホルダ30とクランプ金具40の巻込みフランジ42を光学ベース5のネジ孔5aに共締め固定する。
Next, a procedure for fixing the
この時、クランプ金具40の締付けフランジ43内の挿通孔43aに予め挿入してあるネジ52は、未締着状態であり、図8中dで示すクリアランスが設けられているため、受光レンズホルダ30におけるアングル状のレンズ支持面31a,32aと、クランプ金具40の湾曲部41で画成されるスペースS内に受光レンズ20を簡単に差し込むことができ、光軸調整を行なった後、ネジ52を締め付けることで、図9に示すように、クランプ金具40からの押圧力を受光レンズ20に対して加え、受光レンズ20が常時受光レンズホルダ30のアングル状のレンズ支持面31a,32aに押圧されることで、堅固な受光レンズ20の支持が可能となる。
At this time, the
この時、クランプ金具40の巻込みフランジ42は、受光レンズホルダ30における着座プレート部31の底面に収容されるが、クランプ金具40の厚みtに相当する肉抜き部36が設けられているため、ネジ52を締め付けることで、受光レンズホルダ30が傾くことがなく、受光レンズ20の取付姿勢を精度良く維持できる。
At this time, the winding
また、ネジ50,51の作業時には、クランプ金具40の湾曲部41に沿って開設されている開口44を通して、ドライバを簡単にスペースS内に差し入れることができ、ネジ50,51の締付け作業が簡単に行なえる。更に、この開口44は、受光レンズ20を適正位置に位置決めする際、この開口44の中央に受光レンズ20の中心ライン21がくるように目視確認でき、開口44を利用して受光レンズ20の位置決め作業が容易に行なえるという利点もある。
Further, when the
図10は、光学ベース5に受光レンズユニット10を固定した平面図並びに受光レンズユニット10の取付姿図を示すもので、上述した通り、L字型の受光レンズホルダ30とクランプ金具40を使用することで、受光レンズユニット10の小型化、軽量化が図れる。例えば、光学ベース5上の異なる位置に受光レンズユニット10をレイアウト変更する際には、締付け用のネジ52を緩め、受光レンズ20を拘束しているクランプ金具40からの拘束力を解除することで、受光レンズホルダ30から受光レンズ20を簡単に取り外すことができ、クランプ金具40の開口44を通してネジ50,51を緩めることで、光学ベース5から簡単に受光レンズホルダ30を取り外すことができる。次いで、異なる位置のネジ孔5aにネジ50,51を使用して受光レンズホルダ30をネジ止めして、図8に示す作業要領で受光レンズユニット10の位置を簡単に変更することができるため、機種変更に際しても光学ベース5を共用化することができ、特に、受光レンズユニット10を小型化したことで、レイアウトの自由度を高めることができる。
FIG. 10 shows a plan view of the light receiving
図11乃至図13は本発明の第2実施例を示すもので、第1実施例ではレンズ径が大径の受光レンズ20を使用したのに対して、第2実施例では小径の受光レンズ200の固定構造に適用している。
11 to 13 show a second embodiment of the present invention. In the first embodiment, the
すなわち、この第2実施例においても、小型化、軽量化されたL字型の受光レンズホルダ30と、受光レンズ200の外周を包み込んで保持するクランプ金具40を使用することは第1実施例と同様であるが、受光レンズ200の光軸の高さ位置を基準位置に設定するために、受光レンズホルダ30の着座プレート部31には、段部37が形成され、この段部37の上段面37aが小径の受光レンズ200の支持面31として使用されている。
That is, also in the second embodiment, it is possible to use the L-shaped light receiving
その他の構成については、第1実施例と同様である。更に、小径の受光レンズ200を支持する際は、受光レンズホルダ30の段部37の上段面37aを受光レンズ200の支持面とするが、第1実施例で使用する受光レンズホルダ30の場合には、段部37の下段面37bをレンズ支持面とするため、第2実施例で使用する段部37付き受光レンズホルダ30の段部37を切削することで対応することができる。従って、受光レンズホルダ30は、第1実施例の大径の受光レンズ20と第2実施例の小径の受光レンズ200等、レンズサイズの変更に際しても簡単かつ廉価に対応できる。
Other configurations are the same as those in the first embodiment. Furthermore, when supporting the small-diameter
そして、図12には光学ベース5上の光学ユニット3と回路基板4が示され、図13には、回路基板4を取り外した光学ベース5上の光学ユニット3の構成について示されている。同図に示すように、レンズサイズを変更した際にも、本発明に係るレンズの固定構造を適用すれば、光学ベース5上に搭載する投光レンズ7、投光レンズホルダ8、投光素子基板9、あるいは反射ミラー11、反射ミラーホルダ12、受光素子基板13、受光素子基板ホルダ14も同一仕様を適用でき、レンズサイズ変更に対しても同一の受光レンズホルダ30を使用し、各素子のレイアウトを変更するだけで廉価に対応できる。
12 shows the
以上説明した実施例は、光学式変位センサ1における受光レンズユニット10の構造、すなわち、受光レンズ20の固定構造に適用したが、投光レンズの固定構造に適用することもできる。
Although the embodiment described above is applied to the structure of the light receiving
また、上述したレンズの固定構造は、光学式変位センサに限らず、距離設定型の光電センサにおけるレンズの固定構造に応用することもできる。 Further, the lens fixing structure described above is not limited to an optical displacement sensor, but can also be applied to a lens fixing structure in a distance setting type photoelectric sensor.
1 光学式変位センサ
2 センサケース
3 光学ユニット
4 回路基板
5 光学ベース
6 スタッド
7 投光レンズ
8 投光レンズホルダ
9 投光素子基板
10 受光レンズユニット
11 反射ミラー
12 反射ミラーホルダ
13 受光素子基板
14 受光素子基板ホルダ
20,200 受光レンズ
30 受光レンズホルダ
31 着座プレート部
32 側壁プレート部
31a,32a アングル状のレンズ支持面
33,34,35 ネジ孔
36 肉抜き部
37 段部
37a 上段面
37b 下段面
40 クランプ金具
41 湾曲部
42 巻込みフランジ
43 締付けフランジ
44 開口
50,51,52 ネジ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記投光レンズ、受光レンズのうち、少なくとも一方側のレンズは、L字型のレンズホルダと、薄板状のクランプ金具と、により固定され、
前記レンズホルダは、着座プレート部とこの着座プレート部から直交する方向に立ち上がる側壁プレート部からなり、そのコーナーを挟む内面部をレンズ支持面とし、前記レンズ支持面の幅寸法、及び高さ寸法がレンズ径よりも短寸に設定され、
前記クランプ金具は、レンズホルダの前記着座プレート部端部と前記側壁プレート部端部に掛け渡し固着され、レンズの外周面を包持状に支持する、光電センサにおけるレンズの固定構造。 In the sensor case, a light projecting element, a light projecting lens, a light receiving element, an optical unit and the light receiving lens mounted on the optical base, and the circuit board, the fixation of the contact Keru lens housed photoelectric sensor Structure ,
The lens on at least one side of the light projecting lens and the light receiving lens is fixed by an L-shaped lens holder and a thin clamp metal fitting,
The lens holder includes a seating plate portion and a side wall plate portion that rises in a direction orthogonal to the seating plate portion, and an inner surface portion sandwiching the corner is used as a lens support surface, and the width and height dimensions of the lens support surface are It is set shorter than the lens diameter ,
The clamp fixture is a lens fixing structure in a photoelectric sensor , which is fixedly stretched between the seat plate end portion and the side wall plate end portion of the lens holder, and supports the outer peripheral surface of the lens in a holding manner .
前記クランプ金具は、前記肉抜き部に一方端を巻き込まれた状態で光学ベース上に固定されている、請求項1に記載の光電センサにおけるレンズの固定構造。 The lens holder, the end portion bottom surface of the seating plate portion, further comprising a lightening portion of the thin,
2. The lens fixing structure in the photoelectric sensor according to claim 1, wherein the clamp fitting is fixed on the optical base in a state where one end of the clamp fitting is wound around the lightening portion .
それにより、レンズ系の大きなレンズを支持するために前記段部を切削する場合の切削高さを前記下段面が示している、請求項1又は2に記載の光電センサにおけるレンズの固定構造。 The seating plate portion of the lens holder, a stepped portion is formed further comprising an upper surface and a lower surface,
3. The lens fixing structure in the photoelectric sensor according to claim 1 , wherein the lower step surface indicates a cutting height when the step portion is cut to support a lens having a large lens system .
前記複数のネジ孔の各位置は、光電センサの検出レンジの異なる複数の機種のいずれかで使用される位置に開設されている、請求項1乃至3のいずれかに記載の光電センサにおけるレンズの固定構造。 The said optical base further comprising a plurality of threaded holes,
Each position of the plurality of screw holes are opened in a position to be used in any of a plurality of models having different detection range of the photoelectric sensor, the lens in the photoelectric sensor according to any one of claims 1 to 3 Fixed structure.
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