JPH0112740Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ＜考案の分野＞ この考案はリミツトスイツチなどとして適用さ
れる無接点開閉装置に関するものである。

＜従来技術とその問題点＞ 従来、この種の開閉装置として、投光用光フア
イバの一端面と、受光用光フアイバの一端面との
間の光路をしや光板により開閉することにより、
無接点式に開閉動作させるものが知られている。
（特開昭50−113775号、実開昭55−109238号およ
び実開昭56−76236号参照） ところが、上記構成によれば、しや光板の進退
動作が緩慢であるから、これに弾発手段でスナツ
プ性をもたせてスイツチング特性を向上させると
ともに、ケースを２重構造にして、一方の空間に
しや光板の駆動機構を、他方の空間にしや光板で
開閉される光学系を収納したものが知られてい
る。（特開昭53−140588号参照） しかし、光学系を収納した空間にはしや光板の
駆動機構の主要部が収納されているため、その組
み立て作業がきわせて面倒であるとともに、しや
光板にスナツプ性をもたせるための弾発手段が光
学系と同じ空間に収納されているから、上記弾発
手段から発生する塵埃、オイル、摩耗粉などが光
学系に侵入して、検出性能が劣化する欠点があ
る。

＜考案の目的＞ この考案は上記欠点を改善するためになされた
もので、組立作業性が良く、検出性能の優れた無
接点開閉装置を提供することを目的とする。

＜考案の構成と効果＞ この考案は、まず、アクチユエータが装着され
たセンサ部のケースと断面逆Ｕ字状の筒形内ケー
スとで第１の内空間を形成するとともに、上記内
ケースの開口部にベースを密に固定して密閉され
た第２の内空間を形成し、この第２の内空間を形
成するハウジングを上記センサ部のケースに着脱
可能に装着する構成とし、第１の内空間にはしや
光板の駆動機構を、第２の内空間にはしや光板と
このしや光板で光路が開閉される光学系における
光路変換手段を、それぞれ分離して収納し、第１
の内空間と第２の内空間にまたがつて軸体を軸移
動可能に密に嵌挿し、上記軸体にしや光板を固定
したことを特徴とする。

上記構成から明らかなように、しや光板の駆動
機構と、光路変換手段とが密閉された別空間に収
納されて、各空間が分離可能な２重構造に形成さ
れている。

そのため、駆動部から発生する塵埃、オイル、
摩耗粉などが光路変換部に侵入するおそれがな
く、検出性能の向上を図ることができる。

また、上記センサ部のケース内が２重構造に形
成されているから、駆動部と光路変換部とを個別
に組み立てることができ、その組立作業性が向上
する。

＜実施例の説明＞ 以下、この考案の一実施例を図面にしたがつて
説明する。

第１図はこの考案に係る無接点開閉装置を遠隔
操作制御システムの用に供する場合を例にして示
す概略構成図である。

同図において、１はアクチユエータ２を有する
センサ部であり、たとえばリミツトスイツチとし
て構成されている。３は上記センサ部１からの出
力信号をスイツチ信号に処理する回路などを有す
る信号処理部であり、上記センサ部１に対して投
光用および受光用光フアイバ４，５を介して接続
されており、これらで開閉装置Ａ，Al〜Anを構
成している。６は複数の開閉装置Al〜Anを制御
する場合に用意される制御装置、たとえばプログ
ラマブルコントローラであり、各開閉装置Al〜
Anからのスイツチ信号を受けて演算・制御など
の処理を行うとともに、その処理結果にもとづく
命令信号を各開閉装置Al〜An側に送出させるも
のである。７はデータ等のバスである。

つぎに、上記開閉装置Ａにおけるセンサ部１の
構成を第２図〜第４図で説明する。

同図において、１１はセンサ部１のケースであ
り、このケース１１の上壁１２の外面には、前記
アクチユエータ２の基端部の軸１３を回動可能に
枢支するとともに、カム機構（図示せず）を内蔵
したヘツド部１４がねじ体１５で固定されてい
る。１６は上記ヘツド部１４に対応して上記ケー
ス１１の上壁１２の外面に形成された溝であり、
Ｏリング１７が嵌着されている。１８はアクチユ
エータ２の先端に取り付けられたローラ、１９は
上記ケース１１に形成された取付孔である。

上記ヘツド部１４に対応して上記ケース１１の
上壁１２には内空間２０に通じる貫通孔２１が形
成されており、この貫通孔２１には、上記カム機
構に駆動されるプランジヤ２２が上下動可能に嵌
挿されており、さらにこのプランジヤ２２にはば
ね２３により基端側へのばね力が付勢されてい
る。上記プランジヤ２２の側端には軸体２４を保
持したホルダ部材２５が一体的に設けられてお
り、軸体２４の先端には、後述する光路変換手段
の一部を構成し、金属板等で形成されたしや光板
２６が固定されている。２７はばねである。

上記ケース１１の下壁部はベース２８として別
体に構成されるとともに、上記ケース１１に内嵌
された断面逆Ｕ字形の内ケース２９とともに光路
変換手段収納用ハウジング３０を構成している。
上記ベース２８と内ケース２９とはリベツト３０
ａ等で接合されており、また両者２８，２９間に
介在されたＯリング３１によつて上記ハウジング
３０の内空間３２は液密に保たれている。３３は
上記ハウジング３０側に固定されてケース１１の
両側面に沿つて立上る弾性片であり、この弾性片
３３には上記ケース１１の側面に形成された係合
突起３４に係脱可能に係合する係合孔３５が形成
されており、これによつて上記ハウジング３０は
ケース１１に対して着脱できるようになつてい
る。

上記ベース２８の下面には、１対の透孔３６，
３７が形成されており、これら各透孔３６，３７
に対応してそれぞれ光フアイバコネクタ３８，３
９がねじ４０等で取り付けられている。前記投光
および受光用光フアイバ４，５の各一端部４ａ，
５ａは被覆層が剥離され、また各一端面４ｂ，５
ｂは鏡面研摩されている。４１，４２は上記光フ
アイバコネクタ３８，３９の各キヤツプ４３，４
４に保持されたスリーブであり、上記各光フアイ
バ４，５の一端部４ａ，５ａ側は上記スリーブ４
１，４２を貫通した状態で位置決めされるととも
に、キヤツプ４３，４４の締着によりコネクタ３
８，３９の各固定部４５，４６に接続固定されて
いる。

上記ベース２８の内面には、上記各透孔３６，
３７にまたがつて透光性の良いアクリル樹脂など
からなる略山形のプリズム４７が固定されてい
る。このプリズム４７の頂部には前記しや光板２
６の進退可能な溝４８が形成されており、該しや
光板２６などとともに、投光用光フアイバ４から
の光の受光用光フアイバ５への光路変換手段４９
を構成している。５０，５１は上記各コネクタ３
８，３９の固定部４５，４６にそれぞれ設けられ
たセルフオツクレンズであり、これらは平行光に
修正するためのものであり、これにより光の損失
の抑制化に大きく寄与できる。５２，５３は上記
各レンズ５０，５１の位置決め保持部材である。

つぎに、前記信号処理部３の具体的構成を説明
する。

第５図において、５４は電源、５５は発光ダイ
オードなどからなる光源で、前記投光用光フアイ
バ４に入光させるものである。５６は前記受光用
光フアイバ４からの光を受光する受光素子であ
り、フオトダイオードなどからなる。５７は受光
素子５６からの出力を増幅する増幅回路、５８は
上記増幅回路５７からの出力をスイツチング信号
として取り出すための波形整形回路である。

上記光源５５および受光素子５６は、第６図に
示すコントローラボツクス５９内に収納された回
路設定基板６０に取り付けられており、上記ボツ
クス５９の一側壁に形成された透孔６１，６２に
それぞれ嵌合されている。６３，６４は上記光源
５５および受光素子５６に対応して上記ボツクス
５９にねじ体６５，６５等で固定された光フアイ
バ用コネクタであり、投光用光フアイバ４の他端
部４ｃは一端部４ａ側の場合と同様の加工が施さ
れて一方のコネクタ６３におけるキヤツプ６６の
締付により固定部６７に接続固定されている。ま
た受光用の光フアイバ５の他端部５ｃ側も同様の
加工が施されており、他方のコネクタ６４におけ
るキヤツプ６８の締付により固定部６９に接続固
定されている。７０，７１はスリーブ、７２，７
３はセルフオツクレンズ、７４，７５はセルフオ
ツクレンズ７２，７３の保持部材である。

１００は弾発手段で、この弾発手段１００は、
たとえば第９図で示すような可動ばねから構成さ
れている。すなわち、上記可動ばねは、枠状の外
ばねフレーム１０１と、この外ばねフレーム１０
１の対向辺部に斜め上方へ切り起こされた切り起
し片１０２，１０３と、上記フレーム１０１に形
成された取付片１０４，１０５とを有する。上記
切り起し片１０２，１０３の各先端をホルダ部材
２５に形成した係止溝１０６，１０７にそれぞれ
突張り状態で係止させ、この状態で取付片１０
４，１０５に形成された孔１０８，１０９にケー
ス１１の内壁の突起１１０，１１１を嵌合し、こ
れを融着やかしめ等で固定したものである。

アクチユエータ２の回動によるプランジヤ２２
の下方変位にともなつて上記両切り起し片１０
２，１０３が圧縮変形し、上記フレーム１０１の
水平レベル位置における死点を越えると、それに
よるスナツプ性がしや光板２６に付与される。

これにより、上記光出力の立下り波形は、第８
図曲線ｂで示すように急峻なものとなり、公知の
ものと同様に高速応答が可能となる。さらに、上
記可動ばね１００を設けていることによつて、振
動や衝撃によつて不用意に誤作動するおそれもな
くなる。

なお、弾発手段は上記のよな可能ばね１００に
限定されることなく、他の構成のものを適宜採用
できるものである。

つぎに、上記構成の動作について説明する。

まず、アクチユエータ２が自由位置の場合から
説明する。投光用光フアイバ４の他端側に入射さ
れた光源５５からの光は該光フアイバ４の一端側
から出射され、セルフオツクレンズ５０を介して
プリズム４７に入光する。上記セルフオツクレン
ズ５０との境界では上記光は光フアイバ４の固有
の開口数に応じた開き角で拡がるが、上記セルフ
オツクレンズ５０がλ／４（λは波長）のもので
あるため、上記プリズム４７との境界ではほぼ平
行光となる。

上記プリズム４７の入射光は第７図に示すよう
に直進した後、θ＝45゜の傾斜面４７ａで直角に
反射されて水平に進み、さらに他方の傾斜面４７
ｂで直角に反射されて受光用光フアイバ５の他端
側に入光する。この受光用光フアイバ５に導かれ
た光は若干の出力の減衰はあるものの所定の効率
で受光素子５６に受光される。つまり、この場合
では光の出力レベルはON状態である。上記受光
素子５６からの出力信号（第８図曲線ａ）は増幅
回路５７で増幅された後、波形整形回路５８で整
形されてスイツチ信号に処理される。

つぎに、アクチユエータ２が操作力を受けて回
動変位すると、カム機構を介してプランジヤ２２
が下方へ変位するため、軸体２４を介してしや光
板２６がプリズム４７の溝４８内に進入する。こ
れにより、投光用光フアイバ４と受光用光フアイ
バ５との間に光路がしや断されるため、光の出力
信号レベルはOFFになる。

上述から明らかなように、プリズム４７としや
光板２６とが、内ケース２９とベース２８からな
る密閉されたハウジング３０に収納されて密閉構
造となるから、アクチユエータ２による駆動部
と、光路変換部４９とが密閉構造の内ケース２９
で分離され、センサ部１のケース１１内が２重構
造に形成されている。

そのため、駆動部から発生する塵埃、オイル、
摩耗粉などが光路変換部１１に侵入するおそれが
なく、検出性能の向上を図ることができる。

また、上記センサ部１のケース１１内が２重構
造に形成されているから、駆動部と光路変換部１
１とを個別に組み立てることができ、その組立作
業性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案に係る無接点開閉装置を遠隔
操作システムに組み込んだ状態を示す概略構成
図、第２図は同装置におけるセンサ部の斜視図、
第３図は同センサ部の正面断面図、第４図は同セ
ンサ部の側面断面図、第５図は同装置の信号処理
部の構成を示すブロツク図、第６図は同信号処理
部におけるコントロールボツクスにおけるフアイ
バ接続部分の断面図、第７図は光路変換部の作用
説明図、第８図は受光素子からの出力信号を示す
波形図、第９図は弾発手段の一例を示す斜視図で
ある。 １…センサ部（装置本体）、２…アクチユエー
タ、３…信号処理部、４，５…光フアイバ、４
ｂ，５ｂ…一端面、４ｄ，５ｄ…他端面、１１…
センサ部のケース、２０…第１の内空間、２４…
軸体、２７…復帰用ばね部材、２８…ベース、２
９…内ケース、３０…ハウジング、３２…第２の
内空間、３６，３７…透孔、３８，３９…光フア
イバコネクタ、２６…しや光板、４７，４７０，
４７１…プリズム、４８…溝、４９…光路変換手
段、５０，５１…セルフオツクレンズ、５５…光
源、５６…受光素子、５７…増幅回路、５８…波
形整形回路、５９…コントロールボツクス、１０
０…弾発手段。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 被操作用アクチユエータを付設したセンサ部の
   ケースと、このケース内に着脱可能に装着されて
   上記ケースとで第１の内空間を形成する断面逆Ｕ
   字状の筒形内ケースと、この内ケースの開口部に
   ベースを密に固定して密閉された第２の内空間を
   形成するハウジングと、上記内ケースの頂部を貫
   通して第１の内空間と第２の内空間にまたがり軸
   移動可能に密に嵌挿されかつ上記アクチユエータ
   により駆動される軸体と、上記第１の内空間内に
   収納されかつ上記軸体にその復帰方向へばね力を
   付勢するばね部材と、上記第１の内空間内に収納
   されかつ上記軸体の進退動作にスナツプ性をもた
   せる弾発手段と、上記軸体に固定されかつ上記第
   ２の内空間内に収納されたしや光板と、上記ベー
   スに所定間隔を存して形成された１対の透孔と、
   この各透孔に一端面を対向させて上記ベースの外
   面に光フアイバコネクタを介し一端部が固定され
   た投光用および受光用光フアイバと、上記第２の
   内空間内に収納されて上記ベースの内面に固定さ
   れかつ上記投光用光フアイバの一端面から出た光
   の光路を受光用光フアイバの一端面に向けて変換
   するとともに上記しや光板により光路が開閉可能
   にしや断される光路変換手段と、上記センサ部の
   ケース外に配設された投光用光フアイバの他端面
   に光を投射する投光素子と、上記センサ部のケー
   ス外に配設された受光用光フアイバの他端面から
   の光を受光する受光素子と、この受光素子からの
   信号に応じたスイツチ信号を取り出す回路からな
   る信号処理部とを備えた無接点開閉装置。