专利名称：多光轴光电传感器的投光装置和受光装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及多光轴光电传感器的投光装置和受光装置，尤其是涉及具有投光元件和受光元件的底板和透镜部件的装配结构。
在过去的多光轴光电传感器中，例如如图7所示的投光装置1，其结构是在主体机壳上具有以一定的间隔排列着上述多个投光元件的底板3、形成有使来自各投光元件2的光通过的多个导光通孔4a的导光块4，形成被排列成使其与各导光通孔4a对应的多个透镜部分5a的透镜部件5。更详细的说，导光块4与主体机壳做成一体，通过将突出地设置在其上的一对突销4a，4b分别插入形成在底板3这一方上的安装孔3a，3a内，使底板3相对于导光块4定位并固定。另一方面，透镜部件5被嵌入形成在导光块4上的凹部4c内。从而，投光装置如图7所示形成作为一个整体被安装的结构。
然而，为了在检测区域中正确稳定地对物体进行检测，在各光轴之间，必须使由投光元件发出的、到达与其成对的正常的受光元件的光的光量一致。也就是说，必须将底板和透镜部件配置得使各投光元件和各投光透镜部分相互之间具有一定的位置关系。
但是，就上述装置而言，底板3和透镜部件5是通过导光块4组装的结构(参照图7)，在组装作业时，在底板3和导光块4之间，在导光块4，以及导光块4和透镜部分5之间各自都会产生错位。因此，由于这些累积的位置差易于使底板3和透镜部分5a产生错位，相对于某个投光元件2透镜部分5a配置在正常的位置的同时，相对于其它的投光元件2透镜5a则处于偏离正常位置的位置，因而产生光轴的偏离。
于是，由各个投光元件发射的、到达成对的受光元件的光的光量出现差异，由于物体的有无引起的受光元件的受光量的变动水平在各光轴间也不同，从而存在检测灵敏度产生波动这类问题。
另外，由于上述光轴的偏离导致由透镜部分5a发射的光在传播方向上产生波动，因此，当将投光单元1及受光单元间的距离设定为超过一定距离时，则全部受光元件都不能接收由投光元件发射的光，从而也限制了检测区域的范围。
另外，这样的光轴偏离在受光单元也同样地易于产生，与投光单元1的光轴偏离一样，仍可成为检测灵敏度波动的重要原因。
为了达到上述目的，本实用新型的第一方案的多光轴光电传感器的投光单元是与具有多个受光元件的受光单元对向配置的多光轴光电传感器的投光单元，具有排列有多个投光元件的底板，内装该底板的主体箱，设置在上述主体箱中的上述投光元件的前方、具有使从各投光元件发射的光通过并照射到上述各受光元件一侧的透镜部分的投光透镜部件，其特征在于在上述投光透镜部件上，有至少一对连接突起与其做成一体的同时，在上述底板上形成与上述一对连接突起分别对应的被连接部，上述投光透镜部件和上述底板用上述连接突起与被连接部连接的同时实现组装定位。
本实用新型的第二方案的多光轴光电传感器的受光单元是与具有多个投光元件的投光单元对向配置的多光轴光电传感器的受光单元，具有排列有多个受光元件的底板，内装该底板的主体箱，设置在上述主体箱中的上述受光元件的前方、具有使从上述各投光元件发射的光通过并由上述各受光元件接收的透镜部分的受光透镜部件，其特征在于在上述受光透镜部件上，有至少一对连接突起与其做成一体的同时，在上述底板上，形成与上述一对连接突起分别对应的被连接部，上述受光透镜部件和上述底板用上述连接突起与被连接部连接的同时实现组装定位。
本实用新型的第三方案的多光轴光电传感器的投光单元的特征是在上述第一方案中，投光透镜部件是将与多个投光元件对应配置的多个透镜部分相连并做成一体。本实用新型的第四方案的多光轴光电传感器的受光单元的特征是在上述第二方案中，受光透镜部件是将与多个受光元件对应配置的多个透镜部分相连并做成一体。
本实用新型的第五方案的多光轴光电传感器的投光单元的特征是在上述第一或第三方案中，具有设置在相互对应的各投光元件和各透镜部分的各个之间，且具有其配置使其包围由投光元件发射并到达透镜部分的光的光路的贯通孔的导光部件。本实用新型的第六方案的多光轴光电传感器的受光单元的特征是在上述第二或第六方案中，具有设置在相互对应的各受光元件和各透镜部分的各个之间，且具有其配置使其包围进入透镜部分到达受光元件的光的光路的贯通孔的导光部件。
本实用新型的第七方案的多光轴光电传感器的投光单元的特征是在上述第三或第五方案中，可将投光单元多台连接构成，其连接突起设置在投光透镜部件中，与靠近同别的单元的连接部分的末端透镜部分相比位于内侧的部分。
本实用新型的第八方案的多光轴光电传感器的受光单元的特征是在上述第四或第六方案中，可将受光单元多台连接构成，连接突起设置在受光透镜部件中，与靠近同别的单元的连接部分的末端透镜部分相比位于内侧的部分。
本实用新型具有如下效果采用本实用新型第一方案及第二方案的结构，是将形成在透镜部件上的连接突起连接到形成在排列着元件(投光元件、受光元件)的底板上的被连接部的同时，将底板和透镜部件(投光透镜部件、受光透镜部件)组装在一起的结构。即，底板和透镜部件可通过连接突起和被连接部实现直接定位。因此，与底板和透镜部件通过导光块(主体箱)进行间接定位的现有技术相比，可抑制位置偏差，可避免因光轴的折曲(光轴偏离)等所引起的各光轴间的检测灵敏度的波动及可进行物体的正常检测的投光单元及受光单元的相隔距离(检测区域)的狭窄化。
采用本实用新型第三及第四方案的结构，由于将与各元件对应的多个透镜部分(投光透镜部分，受光透镜部分)与一个透光部件(投光透镜部件，受光透镜部件)做成一体，在该透镜部件上至少设置一对连接突起，若将其与底板的被连接部连接，则可将全部透镜部分相对于各投光元件一起定位。因此，例如与具有一个透镜部分的多个透镜部件的每个都设置连接突起并对基板进行定位的结构相比，组装作业变得容易的同时，还可实现零部件数的减少及简化零部件结构。
采用本实用新型第五方案的结构，在相互对应的各投光元件及各透镜部分的各个之间设置形成在导光部件上的贯通孔，使其围绕从投光元件发射的、到达透镜部分的光的光路。另外，采用本实用新型第六方案的结构，在相互对应的各受光元件及各透镜部分的各个之间同样设置形成在导光部件上的贯通孔，使其围绕入射到透镜部分到达受光元件的光的光路。
因此，通过调整各贯通孔的直径，在投光单元中，其结构可使从各投光元件发射的光仅由与其对应的透镜部分发射；而在受光单元中，其结构可使入射到各透镜部分的光仅由与其对应的受光元件受光。因此，作为多光轴光电传感器整体而言，例如其结构可排除由非成对的其它投光元件发射的光等所谓干涉光的影响，而仅在相互成对的，正常的投光元件及受光元件之间进行发射接收光的动作。在多光轴光电传感器中，例如，为了检测位于范围较宽的检测区域中的微小物体，往往将各光轴间的配置间隔极小的单元多台连接使用。
在这种情况下，若将上述连接突起做成例如，与在透镜部件中与其它单元连接部分靠近的末端透镜部分相比设置在其外侧部分，则在该连接部分中，在两单元的末端透镜部分间存在各自的连接突起。总之，可产生以下问题在各单元的连接部分的光轴的配置间隔至少容纳二个连接突起部分，而其它部分的光轴间的配置间隔不致于狭小。
因此，采用本实用新型的第七及第八方案的结构，由于将连接突起部做成设置在与透镜部件中与其它单元的连接部分靠近的末端透镜部分相比位于内侧的部分，则可避免连接突起连续存在于各光轴之间，而且可与其它部分的光轴间同样地，实现光轴间距的狭小化。
图2是
图1的投光单元组装后的剖视图。
图3是图2的XX剖面的投光单元的剖视图。
图4是图3中从上方见到的插销的俯视图(A)和从下方见到的插座的仰视图(B)。
图5是将两台投光单元连接后的剖视图。
图6是投光单元的变型例的剖视图。
图7是现有技术的多光轴光电传感器的投光单元的分解剖视图。
图8是图7中的投光单元组装后的剖视图。
投光单元10作为整体做成长尺寸的方箱形，例如，在由遮光性部件构成的主体箱11的一个侧面上形成凹进的凹处11a，其截面为矩形；在该凹处11a内嵌入同样作为整体为矩形板状的投光部件12。
投光透镜部件12，如图1所示，是投光用的4个透镜部分13沿上述投光单元10的长度方向以一定的间隔(在本实施例中为例如d)相间排列，同时形成一体的透光部件(与权利要求1的结构相当)。在主体箱11的内部布置有电路底板14，在该电路底板上，通过钎焊固定着4个与上述透镜部件12的各透镜部分13相对应的投光元件15。另外，各投光元件15利用如硅树脂或环氧树脂15a封住。做成这样的结构，是为了防止由于投光元件用焊线与电路底板14进行电连接，而该焊线细而弱，易于折断。
另外，在本实施例中，设置了与权利要求5所称的“导光部件”相当的结构。具体的是，在主体箱11中，在投光面一侧的壁上(下面，称为“投光壁”)，具有通孔16a的多个导光筒部16与遮光性部件做成一体，其设置使其分别包围由各投光元件15发射的光到达与其对应的各透镜部分13的光的光路的周围，这些导光筒部16以前端尖细的外形面向电路底板14上的各投光元件15一侧突出设置。另外，各导光筒部16的通孔16a，其直径做成与投光透镜部件12的各透镜部分13相对应的大小，并将贯通上述投光壁所形成的开口部作为底端，向电路底板14的各投光元件15一方延伸而形成直径较小的研钵状。
接着，说明在本实施例中，用于电路底板14和投光透镜部件12之间进行定位的结构。
在投光部件12上，与连接突起相应的一对定位销17，17分别在位于两端的透镜部分(以下，称为“末端透镜部分13a，13a”)和位于其内侧与其紧邻的透镜部分13之间与部件12做成一体。另一方面，在电路底板14上，穿通形成分别与该一对定位销17、17相对应的一对定位孔18、18。而且，关于它们的组装，如图2所示，将两个定位销17、17通过与其对应的、突出设置在主体箱11的投光壁上的一对多角形筒部(也可是圆筒部等其它形状)19、19的各通孔19a、19a，同时将投光部件12嵌入主体箱11的凹处11a内。与此同时，通过在将各定位销17、17的前端侧插入上述定位孔18、18内的同时，将电路底板14安装到主体箱11内，如图2所示，投光单元10则以电路底板14和投光部件12的定位已完成的状态实现了组装。另外，例如，在投光单元10的两端可分别安装用于可将数台连接使用的插销20及插座21，由这些引出的各引线部20a、21a将未图示的电路底板的一定电路进行电连接(参照图2及图4)。因此，通过插接件20，21及电路，根据依次传送的驱动信号，例如，则可使各投光元件15以一定的定时依次完成投光动作。
再有，如图2所示，上述各多角形筒部19、19两者都作成同一高度，当将定位销17、17嵌入上述定位孔18、18内时，其结构使得多角形筒部19、19的前端部与电路底板14接触。从而，在组装作业时，通过将电路底板14推进到由于同多角形筒部19、19的前端部接触而不能再在深度方向上移动的位置，则可保证电路底板相对于投光透镜部件12处于基本平行的状态。因此，可防止电路底板14和投光透镜部件12组装时的位置偏差。另外，在本实施例中，在主体箱内与上述投光壁相邻接的两侧壁的内壁面(可以是两侧壁中任何一方的内壁面)的一定位置，形成处于与多角形筒部19、19接触的位置时也与电路底板14的周边部接触的台阶面11a。用此结构能更可靠地防止电路底板14和投光透镜部件12组装时的位置偏差。
另外，在上述定位销17、17中的前端的外周面上，将其外径大小作得比电路底板14的定位孔18、18的内径稍大一点的、沿圆周方向间断形成的第一直径增大部17a。借此，可抑制电路底板14和投光透镜部件12之间的晃动，能更可靠地进行定位并固定。
再有，在定位销17、17中底端的外周面上，将其外径向底端连续增大而做成锥形，仍然沿圆周方向形成间断的第二直径增大部分17b。而且，定位销17、17的最底端的外径设计成与上述多角形筒部19、19的贯通孔19a、19a的内径基本相同。通过将定位销17、17的底端部分一直推进到该贯通孔19a、19a内，可将投光透镜部件12和电路底板14相对主体箱11实现无晃动的定位并固定。
这样，在本实施例中的结构是将电路底板14和投光部件12通过定位销17、17和定位孔18、18实现直接定位。因此，与电路底板14和投光透镜部件12通过导光块(主体箱11)间接定位的现有技术相比，可抑制位置偏差，可防止由于光轴的弯曲(光轴偏离)等在各光轴间出现的检测灵敏度的波动和检测区域的减小。
另外，由于投光透镜部件12的结构是将四个透镜部分13连成一体，只要在该投光透镜部件12上设置一对定位销17、17，通过将其嵌入电路底板14的定位孔18、18，就能实现所有透镜部分13相对各投光元件15一起定位。因此，与具有多个透镜部分13的投光透镜部件12的每一个透镜部分13分别设置定位销17、17从而实现相对电路底板14的定位的结构相比，组装作业变得容易的同时，还可实现减少零部件数和简化构成零部件的结构。再有，通过具有通孔16a的导光筒部16，而该通孔16a的配置使其分别包围由各投光元件发射的、到达与其相对应的各透镜部分13的光的光路的周围，从而其结构可使由各投光元件15发射的光仅仅通过与其对应的透镜部分13发射。
另外，在图5中，表示将本实施例的二台投光单元10通过插接件20，21连接的状态。此处，若其结构为将上述一对定位销17、17分别设置在例如末端透镜部分13a，13a的外侧部分，则两定位销位于投光单元10间的各连接部分(插接件20，21的连接处)。也就是说，这些末端透镜部分13a，13a间的配置间隔往往仅在定位销17、17的设置空间部分较宽裕，与其它的透镜部分13，13(或者末端透镜部分13a和透镜部分)之间的配置间隔相比不能太窄。
然而，在本实施例中，如同图所示，这些定位销，如上所述做成设置在末端透镜部分13a，13a和与其相比位于其内侧的紧邻的透镜部分13之间的结构。因此，即使在多台连接使用的情况下，在全部透镜部分13，13之间可以做成相同的设置间隔d的结构，从而可实现整个光轴间距的狭窄化。
以下说明其它实施例。
本实用新型不受上述实施例的限定，例如，如以下说明的实施例也包含在本实用新型的技术范围内，进而，除下述以外在不超出本实用新型的主题的范围内可进行种种变更。
1、在上述实施例中，虽对将导光筒部16设置在主体箱11的结构进行了说明，但不限于此，其结构也可以是不设置导光筒部16而仅在主体箱11上贯通形成开口部，从而使其不遮挡从各投光元件15发射的光至投光光透镜部件12的透镜部分13的光的光路。
2、在上述实施例中，虽以适用于投光单元10的例子说明本实用新型，但即使将该结构用于受光单元(与权利要求2，4，6，8相应)，也可以得到同样的效果。
3、在上述实施例中，虽做成具有作为连接突起的定位销17和作为被连接部的定位孔18的结构，但并不限于这种销及其嵌入孔的结构，只要能通过连接将投光透镜部件12和电路底板14定位的结构均可。例如，也可以是下述结构在电路底板14的周边上形成至少两个切口凹部，通过将设置在投光透镜部件12一方的突起片分别嵌入该凹部内来实现定位。
4、另外，定位销17和定位孔18只要不是一对而是一对以上即可。也可以设置更多，只要是在那种状态下能使电路底板14和投光透镜部件12以稳定的状态实现定位并固定即可。
5、在上述实施例中，虽其结构是通过在主体箱11中设置的多角形筒部19，19等实现投光透镜部件12和电路底板14之间的宽度方向的定位，但不限于此，也可以做成如下结构在将本实用新型的连接突起与上述被连接部的连接状态中，设置限位部，该限位部将电路底板相对于投光透镜部件限制在离开一定距离的位置。
在以上述实施例为基础作具体说明时，如图6所示，形成于定位销17、17的外周面上的第二大直径部分17b(相对于上述的“限位部”)的前端延伸到与所配置的电路底板14接触的位置，而且，在该前端部形成的外径比电路底板14的定位孔18大。因此，电路底板14以其第二大直径部分17b前端的台阶部17c相对投光透镜部件12限位止于相隔一定距离的位置。因此，例如，即使其结构没有如上述实施例那样的导光筒16，也可以实现投光透镜部件12和电路底板14之间宽度方向的定位。
权利要求1.一种多光轴光电传感器的投光单元，是与具有多个受光元件的受光单元对向配置的多光轴光电传感器的投光单元，具有排列有多个投光元件的底板，内装该底板的主体箱，设置在上述主体箱中的上述投光元件的前方、具有使从各投光元件发射的光通过并照射到上述各受光元件一侧的透镜部分的投光透镜部件，其特征在于在上述投光透镜部件上，有至少一对连接突起与其做成一体的同时，在上述底板上形成与上述一对连接突起分别对应的被连接部，上述投光透镜部件和上述底板用上述连接突起与被连接部连接的同时实现组装定位。
2.一种多光轴光电传感器的受光单元，是与具有多个投光元件的投光单元对向配置的多光轴光电传感器的受光单元，具有排列有多个受光元件的底板，内装该底板的主体箱，设置在上述主体箱中的上述受光元件的前方、具有使从上述各投光元件发射的光通过并由上述各受光元件接收的透镜部分的受光透镜部件，其特征在于在上述受光透镜部件上，有至少一对连接突起与其做成一体的同时，在上述底板上，形成与上述一对连接突起分别对应的被连接部，上述受光透镜部件和上述底板用上述连接突起与被连接部连接的同时实现组装定位。
3.根据权利要求1所述的多光轴光电传感器的投光单元，其特征在于上述投光透镜部件是将与上述多个投光元件对应配置的多个透镜部分相连并做成一体。
4.根据权利要求2所述的多光轴光电传感器的受光单元，其特征是上述受光透镜部件是将与上述多个受光元件对应配置的多个透镜部分相连并做成一体。
5.根据权利要求1或3所述的多光轴光电传感器的投光单元，其特征在于具有设置在相互对应的上述各投光元件和上述各透镜部分的各个之间，且具有其配置使其包围由上述投光元件发射并到达上述透镜部分的光的光路的贯通孔的导光部件。
6.根据权利要求2或4所述的多光轴光电传感器的受光单元，其特征在于具有设置在相互对应的上述各受光元件和上述各透镜部分的各个之间，且具有其配置使其包围进入上述透镜部分到达上述受光元件的光的光路的贯通孔的导光部件。
7.根据权利要求3所述的多光轴光电传感器的投光单元，其特征在于可将上述投光单元多台连接构成，上述连接突起设置在上述投光透镜部件中，与靠近同别的单元的连接部分的末端透镜部分相比位于内侧的部分。
8.根据权利要求4所述的多光轴光电传感器的受光单元，其特征在于可将上述受光单元多台连接构成，上述连接突起设置在上述受光透镜部件中，与靠近同别的单元的连接部分的末端透镜部分相比位于内侧的部分。
9.根据权利要求5所述的多光轴光电传感器的投光单元，其特征在于可将上述投光单元多台连接构成，上述连接突起设置在上述投光透镜部件中，与靠近同别的单元的连接部分的末端透镜部分相比位于内侧的部分。
10.根据权利要求6所述的多光轴光电传感器的受光单元，其特征在于可将上述受光单元多台连接构成，上述连接突起设置在上述受光透镜部件中，与靠近同别的单元的连接部分的末端透镜部分相比位于内侧的部分。
专利摘要本实用新型提供一种可抑制投光元件或受光元件和透镜部分的位置偏差、正确地进行稳定的检测动作的多光轴光电传感器的投光单元及受光单元。一对定位销17、17与投光部件12做成一体。在电路底板14上穿通形成与一对定位销17、17相对应的一对定位孔18、18。将两个定位销17、17通过一对多角形筒部19、19的各通孔19a、19a同时将投光透镜部件12嵌入主体箱11的凹处11a内，与此同时，通过将各定位销17、17的前端嵌入定位孔18、18内，同时将电路底板14装入主体箱11内，则可以电路底板14和投光透镜部件12完成定位的状态组装投光单元10。
文档编号H01H35/00GK2600811SQ02282470
公开日2004年1月21日 申请日期2002年10月31日 优先权日2002年4月25日
发明者土田俊司 申请人:仙克斯股份有限公司