JPH086349Y2 - 回帰反射形光電スイッチ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この考案は、投光光学系と受光光学系を並設した２眼
式の回帰反射形光電スイッチに関する。

（ロ）従来の技術 従来、回帰反射形光電スイッチには、投光光学系と受
光光学系を同軸上に配設した同軸形単眼式光電スイッチ
と、投光光学系と受光光学系を略同軸上に並設した２眼
式回帰反射形光電スイッチとが存在する。

第５図は、単眼式回帰反射形光電スイッチを示す説明
図である。

単眼式光電スイッチは、投光素子51と受光素子52とを
直角方向に配設し、直交点にハーフミラー53を配置して
いる。そして、このハーフミラー53の一方側（受光素子
52配置位置と反対側）に、所定距離を開いてそれぞれレ
ンズ54及びコーナーキューブ55aで構成される回帰反射
板55を配設している。

この単眼式光電スイッチでは、投光素子51から出射す
る出射ビームａはハーフミラー53で半分が反射して投光
ビームｂとなり、残る半分はハーフミラー53を透過して
損失分ｃとなる。投光ビームｂはレンズ54でコリメート
され、回帰反射板55で反射される。この反射光は、レン
ズ54により集光され反射ビームｄとなる。反射ビームｄ
は、半分がハーフミラー53を透過し、この透過光ｅが受
光素子52に入射する。残る半分はハーフミラー53で反射
され損失分ｆとなる。

第６図（Ａ）は、２眼式回帰反射形光電スイッチを示
す説明図である。

この２眼式光電スイッチは、投光光学系（投光素子61
と投光レンズ62）及び受光光学系（受光素子63と受光レ
ンズ64）とが、遮光板65を介して並設されている。つま
り、投光レンズ62及び受光レンズ64は、投・受光素子6
1、63の並び方向へ遮光板65を介して接合されている。
この接合は、投光レンズ62と受光レンズ64の中心を結ぶ
仮想直線に対し垂直となるように設定してある。つま
り、第６図（Ｂ）で示すように各レンズ62、64の接合面
を仮想直線に対し垂直に切断し、この切断直線部62a、6
4aを対応させて接合している。また、この複眼レンズ
（投光レンズ62、受光レンズ64）の一方側（投・受光素
子61、63配設位置と反対側）に所定距離を開いてコーナ
ーキューブ66aより成る回帰反射板66が配設されてい
る。

この２眼式光電スイッチでは、投光素子61から出射し
た出射ビームａは、投光レンズ62で略平行光ｂとなり、
回帰反射板66に投光される。回帰反射板66で反射された
反射光ｃは、受光レンズ64で集光され、受光素子63に入
射する。

（ハ）考案が解決しようとする問題点 上記、単眼式光電スイッチでは、投光と受光が同軸上
で行われる。従って、回帰反射板が移動物体に取付けら
れて使用され、回帰反射板が移動する場合であっても、
リレー型制御系の動作において、リレーが極めて高速で
前後に震える、所謂チャタリング現象が生じない利点が
ある反面、投光量がハーフミラーにより４分の１に減衰
し、検出距離を長く設定し得ない不利がある。

一方、２眼式光電スイッチでは、ハーフミラーを使用
しないため、単眼方式のような投光光量損失の不利がな
く検出距離を長く設定し得る反面、投光レンズと受光レ
ンズの接合部を水平状の直線で区切るため、回帰反射板
を移動物体に取付け、物体のカウント等を行う場合、出
力チャタリングが生じミスカウントの原因となる等の不
利がある。

第７図（Ａ）及び第７図（Ｂ）は、２眼（投光レンズ
62及び受光レンズ64）に対する回帰反射板66の移動位置
に起因して、出力チャタリングの生じる場合を説明して
いる。

本来、投光素子61より出射し、投光レンズ62により集
光された投光ビームｂは、設置時の光軸調整を容易にす
るため、数度の拡がり角を持つように設定してある。ま
た、回帰反射板66の反射特性も数度の拡がりを持たせて
ある。従って、光電スイッチ（投・受光系）と回帰反射
板66が遠距離に配置される場合には、回帰反射板66を構
成するコーナーキューブ66a〔第８図（Ａ）の斜視図及
び第８図（Ｂ）の平面図で明らかなように、６辺からな
り３つの反射面Ｘ、Ｙ、Ｚはそれぞれ互いに直角に配置
されている〕の各々の反射光の一部が受光素子63に入射
し問題はない。ところが、回帰反射板66が近距離に配置
される場合には、上記の拡がり効果が小さく、受光素子
63に入射してくる光は回帰反射板66中の投光面と受光面
の境界付近に配置されているコーナーキューブ66aから
の極めて僅かな反射光に限られる。つまり、回帰反射板
66が移動物体に取付けられて使用される場合において、
投光面と受光面の境界となる遮光板65と回帰反射板66と
の位置関係により、受光素子63の受光量が異なることと
なる。第７図（Ａ）の場合、つまり投光レンズ62と受光
レンズ64の接合部（遮光板65）に対し、図中で示す「山
頂部」が対応する位置に回帰反射板66が移動位置する場
合は、受光素子63に充分な反射光ｃが入射してくる。し
かし、第７図（Ｂ）の場合、つまり投光レンズ62と受光
レンズ64の接合部（遮光板65）に対し、図中で示す、
「谷底部」が対応する位置に回帰反射板66が移動位置す
る場合は、受光素子63に入射してくるビームは極度に弱
くなる。第７図（Ｃ）は、この状態、つまり、第７図
（Ｂ）の状態を投・受光素子61、63側から見た説明図で
ある。図中、「斜線部」のみが投光側から受光側への光
路となり、受光量が極めて小さくなる。従って、回帰反
射板66が投光素子61、受光素子63の並び方向へ移動する
場合、出力チャタリングが生じ、ミスカウント等の不利
が発生する。

この考案は、以上のような問題点を解消させ、回帰反
射板が移動しても出力チャタリングが生じず、且つ受光
効率の良い回帰反射形光電スイッチを提供することを目
的とする。

（ニ）問題点を解決するための手段及び作用 この目的を達成させるために、この考案の回帰反射形
光電スイッチでは、次のような構成としている。

回帰反射形光電スイッチは、ケース内に、投光素子及
び投光レンズからなる投光部と、受光素子及び受光レン
ズからなる受光部とを収納し、投光部より発せられた略
平行光を回帰反射板を介して受光部まで往復させる２眼
式回帰反射形光電スイッチであって、前記投光レンズと
受光レンズを遮光部を介して接合し、この投光レンズと
受光レンズの接合部に、投光レンズと受光レンズの中心
を結ぶ仮想直線に対し非垂直なチャタリング防止構造を
施し、回帰反射板が、該回帰反射板を構成するコーナー
キューブの整列配置方向が投光部と受光部の並び方向に
対し略垂直な方向にあって、かつ、投光部と受光部に近
接して投光部と受光部の並び方向に対して略平行な方向
に移動したときに、投光部から回帰反射板を介して受光
部に至るまでの光路を常に確保するように構成されてい
る。

このような構成を有する回帰反射形光電スイッチで
は、投光レンズと受光レンズとの接合を、従来のように
投光レンズと受光レンズの中心を結ぶ仮想直線に対し垂
直状に設定するのではなく、投光レンズと受光レンズの
中心を結ぶ仮想直線に対し、例えば非垂直な傾斜状直線
に設定している。従って、コーナーキューブから成る回
帰反射板を移動物体に取付けて使用する場合において、
各コーナーキューブの６辺の中のいずれか２辺が回帰反
射板の外形に平行につくられている角形回帰反射板を、
例えば光電スイッチの外形に平行になるように取付けた
とすると、充分な投・受光領域が確保できる。次に、回
帰反射板が投光素子及び受光素子の並び方向へ移動し、
前記第７図（Ｂ）のような状態になった場合、つまり第
７図（Ｂ）の図中「谷底部」が投光レンズと受光レンズ
の接合部（遮光板）に対応する位置に回帰反射板が移動
した場合であっても、接合部（遮光板）形状が水平状の
直線でなく、傾斜した直線であるため、一部に投光側か
ら受光側への狭い光路部分が生じるだけで、他の接合部
分は充分に広い光路〔第２図（Ｂ）の傾斜部参照〕を確
保することができ、出力チャタリング現象を防止し得
る。

（ホ）実施例 第１図（Ａ）は、この考案に係る回帰反射形光電スイ
ッチの具体的な一実施例を示す断面図であり、第１図
（Ｂ）は正面図である。

回帰反射形光電スイッチは、矩形直方体ケース11の中
空内部に投光光学系２及び受光光学系３を備えた光電ス
イッチ本内１と、光電スイッチ本体１に対し所定距離開
いて光軸上に配置された従来と同様の回帰反射板（図示
せず）とから成る。

光電スイッチ本体１は、ケース体11の内部に素子ホル
ダ12を設け、この素子ホルダ12に投光光学系２と受光光
学系３が配置されている。つまり、素子ホルダ12の中間
遮光板13を介して一方の空間部に投光素子12と投光レン
ズ22、他方の空間部に受光素子31と受光レンズ32とを区
画状態で配置固定し、投光素子21より出射した光が受光
素子31に直接入射しないように設定してある。

第１図（Ｂ）は、光電スイッチ本体１の正面図であ
り、投光レンズ22と受光レンズ32がケース11より臨出し
ている状態を示している。投光レンズ22と受光レンズ32
は、遮光板13を介して接合されている。この接合は、投
光レンズ22と受光レンズ32の中心を結ぶ仮想直線に対し
非垂直に設定し出力チャタリング防止構造としている。
つまり、投光レンズ22と受光レンズ32の接合部を、凹凸
状に折れる直線（鋸歯形状）に設定してある。各レンズ
22、32の接合面を、それぞれ対応した凹凸状に折れ曲が
る直線に切断し、この接合用切断線22a、32aを同様な形
状に形成した遮光板13を介して接合している。

このような構成を有する回帰反射形光電スイッチで
は、投・受光レンズ22、32と回帰反射板（コーナーキュ
ーブ41）４との関係は、第４図で示すようになる。従っ
て、移動物体（図示せず）に取付けられた回帰反射板４
が、投光素子21、受光素子31の並び方向へ移動〔前記第
７図（Ｂ）に示す位置に移動〕した場合であっても、投
光レンズ22と受光レンズ32の接合部（遮光板13）が、第
４図で示すように水平状の直線でなく、鋸歯状であるか
ら、一部に光路の狭い部分が生じるのみで、他の部分は
充分に広い光路が確保でき、出力チャタリングの発生を
防止し得る。

第２図（Ａ）は、投光レンズ22と受光レンズ32の接合
状態の他の実施例を示す正面図である。

先の実施例では、投光レンズ22と受光レンズ32の接合
部を、凹凸状に折れ曲がる直線状に設定した例を示した
が、この実施例の接合部は、投光レンズ22の中心23と受
光レンズ32の中心33を結ぶ仮想直線Ａに対し、垂直とな
らないような傾斜直線22a、32aとしている。従って、各
レンズ22、32の接合部はそれぞれ対応した平行状の傾斜
直線（接合用切断線）に切断され、同様な傾斜直線に形
成した遮光板13を介して接合されている。

このような接合状態に設定した場合、投・受光レンズ
22、32と回帰反射板４の関係は、第２図（Ｂ）のように
なり、前述の実施例と同様に、回帰反射板４が投光素子
21、受光素子31の並び方向へ移動した場合であっても、
投光光量は第２図（Ｂ）の斜線で示すように充分確保さ
れ、出力チャタリングは生じない。

第３図（Ａ）、第３図（Ｂ）、第３図（Ｃ）、第３図
（Ｄ）、第３図（Ｅ）及び第３図（Ｆ）は、それぞれ投
光レンズ22と受光レンズ32の接合部の他の実施例を示す
説明図である。

先の実施例〔第１図（Ｂ）及び第２図（Ａ）〕では、
投光レンズ22と受光レンズ32の接合部を、折れ線（鋸歯
形状）或いは傾斜直線に設定した例を示したが、この発
明はこれに限らず、例えば第３図（Ａ）に示すように各
レンズ22,32の接合部（接合用切断線）を波型曲線22a、
32aに設定しても良く、また第３図（Ｂ）のように受光
レンズ32を真円形状とし投光レンズ22を真円の一部円弧
に対応した窪み弯曲状に設定しても良い。更に、第３図
（Ｃ）に示すように、各レンズ22、32の接合部を弯曲部
と直線部とから成る接合形状に設定しても良い。また、
第３図（Ｄ）で示すように投光レンズ22と受光レンズ32
を一枚の上下同径「ひょうたん型」に形成し、中央くび
れ部に傾斜する直線状の分割線を形成した接合部として
も良い。或いは、第３図（Ｅ）で示すように各レンズ2
2、32の形状を円形ではなく矩形に設定し、接合部（接
合用切断線）を傾斜直線に設定しても良く、この他、第
３図（Ｆ）のように矩形レンズに鋸歯形状の接合部（接
合用切断線）を形成しても良い。上記いずれの接合形状
であっても、前記第４図及び第２図（Ｂ）と同様に投光
側から受光側への充分な光路を確保し得、出力チャタリ
ングの発生を防止し得る。

（ヘ）考案の効果 この考案では、以上のように、投光レンズと受光レン
ズの接合部に、投光レンズと受光レンズの中心を結ぶ仮
想直線に対し非垂直なチャタリング防止構造を施し、回
帰反射板が、該回帰反射板を構成するコーナーキューブ
の整列配置方向が投光部と受光部の並び方向に対し略垂
直な方向にあって、かつ、投光部と受光部に近接して投
光部と受光部の並び方向に対して略平行な方向に移動し
たときに、投光部から回帰反射板を介して受光部に至る
までの光路を常に確保するようにしたから、２眼式の利
点である光量損失がなく、長距離検出が可能となる。ま
た、遮光板を介して接合する投光レンズと受光レンズの
接合部をレンズ中心に対し非垂直に設定したから、移動
物体に取付ける回帰反射板が、投・受光素子の並び方向
へ移動した場合であっても、充分な光路が確保でき、出
力チャタリングの防止を実現し得る等、考案目的を達成
した優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は、この考案の実施例回帰反射形光電スイ
ッチを示す断面図、第１図（Ｂ）は、同実施例回帰反射
形光電スイッチの正面図、第２図（Ａ）は、投光レンズ
と受光レンズの接合部の他の実施例を示す正面図、第２
図（Ｂ）は、第２図（Ａ）における投・受光レンズと回
帰反射板との関係を示す説明図、第３図（Ａ）、第３図
（Ｂ）、第３図（Ｃ）、第３図（Ｄ）、第３図（Ｅ）及
び第３図（Ｆ）は、いずれも投光レンズと受光レンズの
接合部の他の実施例を示す説明図、第４図は、第１図
（Ｂ）における投・受光レンズと回帰反射板との関係を
示す説明図、第５図は単眼式回帰反射形光電スイッチを
示す説明図、第６図（Ａ）は、従来の２眼式回帰反射形
光電スイッチを示す説明図、第６図（Ｂ）は、第６図
（Ａ）における投・受光レンズの接合状態を示す説明
図、第７図（Ａ）は、従来の２眼式回帰反射形光電スイ
ッチにより充分な光路を確保し得る場合を示す説明図、
第７図（Ｂ）は、従来の２眼式回帰反射形光電スイッチ
により充分な投光量が得られない場合を示す説明図、第
７図（Ｃ）は、第７図（Ｂ）におけるチャタリング現象
の生じる状態を示す説明図、第８図（Ａ）は回帰反射板
を構成するコーナーキューブを示す斜視図、第８図
（Ｂ）はコーナーキューブを示す平面図である。 13:遮光板、21:投光素子、22:投光レンズ、31:受光素
子、32:受光レンズ、22a・32a:接合用切断線、

フロントページの続き (72)考案者 福本 秀裕 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 立 石電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭49−101872（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ケース内に、投光素子及び投光レンズから
   なる投光部と、受光素子及び受光レンズからなる受光部
   とを収納し、投光部より発せられた略平行光を回帰反射
   板を介して受光部まで往復させる２眼式回帰反射形光電
   スイッチであって、 前記投光レンズと受光レンズを遮光部を介して接合し、
   この投光レンズと受光レンズの接合部に、投光レンズと
   受光レンズの中心を結ぶ仮想直線に対し非垂直なチャタ
   リング防止構造を施し、 回帰反射板が、該回帰反射板を構成するコーナーキュー
   ブの整列配置方向が投光部と受光部の並び方向に対し略
   垂直な方向にあって、かつ、投光部と受光部に近接して
   投光部と受光部の並び方向に対して略平行な方向に移動
   したときに、投光部から回帰反射板を介して受光部に至
   るまでの光路を常に確保するようにしたことを特徴とす
   る回帰反射形光電スイッチ。
2. 【請求項２】前記チャタリング防止構造は、投光レンズ
   及び受光レンズの接合部を、投光レンズと受光レンズの
   中心を結ぶ仮想直線に対し、非垂直な傾斜直線に設定し
   たものである実用新案登録請求の範囲第１項記載の回帰
   反射形光電スイッチ。
3. 【請求項３】前記チャタリング防止構造は、投光レンズ
   及び受光レンズの接合部を、凹凸状の折れ線形状とした
   ものである実用新案登録請求の範囲第１項記載の回帰反
   射形光電スイッチ。
4. 【請求項４】前記チャタリング防止構造は、投光レンズ
   及び受光レンズの接合部を、湾曲部と直線部との組合わ
   せ形状としたものである実用新案登録請求の範囲第１項
   記載の回帰反射形光電スイッチ。