(57)【要約】【課題】アンプと接続された側のファイバと、ワークに近接して配設するファイバとを分割構成することにより、ワークの有無の検出を容易とするとともに、設置コストを低減させることができる光ファイバセンサを提供する。【解決手段】アンプ１側の発光素子により発せられた光をファイバを介してワークＷへ照射し、そのワークＷからの反射光を当該ファイバを介してアンプ１側の受光素子で検出することにより、ワークＷの有無を検知可能な光ファイバセンサにおいて、ファイバは、アンプ１と接続された第１ファイバ部２と、該第１ファイバ部２とは分離して成り、先端が検知すべきワークＷの配設位置に向けられた第２ファイバ部３とから成り、第１ファイバ部２の先端と第２ファイバ部３の基端とが当接又は近接して光の経路を成すとともに、当該第１ファイバ部２と第２ファイバ部３とが離間可能とされたものである。【選択図】  図１
2004286458.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源に接続されたアンプから延設されたファイバを具備し、前記アンプ側の発光素子により発せられた光を前記ファイバを介してワークへ照射し、そのワークからの反射光を当該ファイバを介して前記アンプ側の受光素子で検出することにより、ワークの有無を検知可能な光ファイバセンサにおいて、
前記ファイバは、
前記アンプと接続された第１ファイバ部と、
該第１ファイバ部とは分離して成り、先端が検知すべきワークの配設位置に向けられた第２ファイバ部と、
から成り、前記第１ファイバ部の先端と前記第２ファイバ部の基端とが当接又は近接して光の経路を成すとともに、当該第１ファイバ部と第２ファイバ部とが離間可能とされたことを特徴とする光ファイバセンサ。
【請求項２】
少なくとも前記第１ファイバ部の先端面及び第２ファイバ部の基端面には、光を収束させるためのレンズが配設されたことを特徴とする請求項１記載の光ファイバセンサ。
【請求項３】
前記第１ファイバ部の先端及び前記第２ファイバ部の基端には、それぞれ弾性部材が取り付けられるとともに、これら弾性部材には、互いに当接した状態にて当該第１ファイバ部の先端面から第２ファイバ部の基端面まで通じる連通孔が形成されたことを特徴とする請求項１記載の光ファイバセンサ。
【請求項４】
前記受光素子の反射光の検出感度が少なくとも２段階に調整可能とされ、前記弾性部材が当接したことを検出し得る検出感度、及びワークの有無を検出し得る検出感度を有することを特徴とする請求項３記載の光ファイバセンサ。
【請求項５】
前記アンプからの光がレーザー光から成り、前記第１ファイバ部の先端面と第２ファイバ部の基端面とを所定寸法離間した状態にて対向させることにより、当該レーザー光の送受が可能とされたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の光ファイバセンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アンプで増幅された光をファイバを介してワークへ照射し、そのワークからの反射光を当該ファイバを介してアンプ側の受光素子で検出することにより、ワークの有無を検知可能な光ファイバセンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、所謂反射型の光ファイバセンサは、図８に示すように、電源１０２と接続されたアンプ１０３と、該アンプ１０３から延設されたファイバ１０１とから主に構成されており、アンプ１０３内には発光素子及び受光素子が配設されている。そして、発光素子で生じた光をアンプ１０３にて増幅した後、ファイバ１０１を通過させ、当該ファイバ１０１の先端部１０１ａからワークＷに向かって光を照射し得るよう構成されている。
【０００３】
ワークＷに照射された光は反射して、その一部が再びファイバ１０１の先端部１０１ａから入射し、当該ファイバ１０１を介してアンプ１０３内の受光素子に至るようになっている。かかる受光素子によって反射光が検出されれば、ファイバ１０１の先端部１０１ａ近傍にワークＷが存在することが検知でき、反対に受光素子が反射光を検出しなければ、ワークＷが存在しないことが認識できるようになっている。尚、かかる先行技術は、文献公知発明に係るものでないため、記載すべき先行技術文献情報はない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の光ファイバセンサにおいては、ワークからの反射光を確実に受ける必要性から、光ファイバの先端部と検知されるべきワークの位置との間を極めて近接させておかなければならず、それにより以下の如き問題があった。即ち、アンプ及びファイバが一体構成とされているため、例えば製造ラインを流れるパレット上に載置されたワークの有無を検出しようとした場合、動作する各パレット上にアンプ及びファイバを載置する必要があり、アンプに対する電源供給が困難となってしまうという不具合があった。
【０００５】
また、上記の如く動作するパレット上のワーク検出に限らず、動作する複数のワークを光ファイバセンサにて検知しようとした場合、それぞれのワークと共にアンプ及びファイバを動作させなければならず、そのワークの個数だけアンプとファイバのセットを用意する必要があり、設置コストが悪いという問題もあった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、アンプと接続された側のファイバと、ワークに近接して配設するファイバとを分割構成することにより、ワークの有無の検出を容易とするとともに、設置コストを低減させることができる光ファイバセンサを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、電源に接続されたアンプから延設されたファイバを具備し、前記アンプ側の発光素子により発せられた光を前記ファイバを介してワークへ照射し、そのワークからの反射光を当該ファイバを介して前記アンプ側の受光素子で検出することにより、ワークの有無を検知可能な光ファイバセンサにおいて、前記ファイバは、前記アンプと接続された第１ファイバ部と、該第１ファイバ部とは分離して成り、先端が検知すべきワークの配設位置に向けられた第２ファイバ部とから成り、前記第１ファイバ部の先端と前記第２ファイバ部の基端とが当接又は近接して光の経路を成すとともに、当該第１ファイバ部と第２ファイバ部とが離間可能とされたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の光ファイバセンサにおいて、少なくとも前記第１ファイバ部の先端面及び第２ファイバ部の基端面には、光を収束させるためのレンズが配設されたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の光ファイバセンサにおいて、前記第１ファイバ部の先端及び前記第２ファイバ部の基端には、それぞれ弾性部材が取り付けられるとともに、これら弾性部材には、互いに当接した状態にて当該第１ファイバ部の先端面から第２ファイバ部の基端面まで通じる連通孔が形成されたことを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の光ファイバセンサにおいて、前記受光素子の反射光の検出感度が少なくとも２段階に調整可能とされ、前記弾性部材が当接したことを検出し得る検出感度、及びワークの有無を検出し得る検出感度を有することを特徴とする。
【００１１】
請求項５記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の光ファイバセンサにおいて、前記アンプからの光がレーザー光から成り、前記第１ファイバ部の先端面と第２ファイバ部の基端面とを所定寸法離間した状態にて対向させることにより、当該レーザー光の送受が可能とされたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
第１の実施形態に係る光ファイバセンサは、動作する複数のパレットのそれぞれにワークが載置され、各ワークの有無を検知するためのもので、図１に示すように、固定部Ｋに載置されたアンプ１及び該アンプ１に接続された第１ファイバ部２と、同図の矢印方向へ動作するパレットＰ１〜Ｐ４のそれぞれに載置された第２ファイバ部３ａ〜３ｄとから主に構成されている。これら第１ファイバ部２と第２ファイバ部３ａ〜３ｄとで光の経路としてのファイバを構成している。
【００１３】
アンプ１は、コード５を介して電源４と接続されており、内部に発光素子と受光素子（いずれも不図示）が配設されている。そして、発光素子で生じた光を増幅させつつ第１ファイバ部２内へ送ると、その送られた光は、図２に示すように、鏡面加工等された第１ファイバ部２の内周面２ａで所定角度を持って反射しつつ略円筒状に形成された先端部６に達する。
【００１４】
先端部６は、図３に示すように、固定部Ｋにボルト等にて固定されたブラケットＢ１によって所定高さ及び位置に固定されており、パレットＰ１が当該固定部Ｋと隣接した位置で静止した際、その先端面６ａが基端部７の基端面７ａと所定寸法離間しつつ対向し得るようになっている。尚、基端部７も、先端部６と同様、パレットＰ１にボルト等にて固定されたブラケットＢ２によって所定高さ及び位置に固定されている。
【００１５】
更に、先端部６の先端面６ａには、同図に示すように、光を収束させるためのレンズ８が配設されており、第１ファイバ部２を通って当該先端部６に達した光が収束されつつ、これと対向する第２ファイバ部３ａの基端部７へ向かって照射されるよう構成されている。また、基板部７の基端面７ａには、先端部６と同様のレンズ９が配設されており、第１ファイバ部２から照射された光を受け得るようになっている。尚、ワークＷからの反射光は、基端部７のレンズ９にて収束されつつ先端部６のレンズ８に照射されることとなる。
【００１６】
このように、第１ファイバ部２の先端面６ａ及び第２ファイバ部３ａの基端面７ａに光を収束させるためのレンズ８、９がそれぞれ配設されているので、拡散する光を用いた場合であっても、当該第１ファイバ部２と第２ファイバ部３ａとの間の光の送受を確実に行わせることができ、これらの離間寸法ｔ（図１参照）も大きくすることができる。
【００１７】
第２ファイバ部３ａは、第１ファイバ部２とは分離して成り、その一端に形成された基端部７がブラケットＢ２にて固定されるとともに、他端に形成されたワーク側先端部１０が検知すべきワークＷの配設位置に向けられつつブラケットＢ３にて固定されている。当該ワーク側先端部１０には、基端部７に配設されたものと同様のレンズ（不図示）が配設されており、ワークＷへの光の照射を確実に行うとともに、その反射光を当該レンズにて確実に受け得るよう構成されている。
【００１８】
ワークＷからの反射光は、再びワーク側先端部１０に入射した後、第２ファイバ部３ａを通過して基端部７に至ることとなり、そこから第１ファイバ部２の先端部６に照射される。その照射された光を第１ファイバ部２の先端部６が受光すると、当該第１ファイバ部２を介してアンプ１内の受光素子に至り、該受光素子がワークＷからの反射光を検出することにより、ワークＷを検知することができる。反対に、第２ファイバ部のワーク側先端部１０から照射された光の反射がなく、受光素子による反射光の受光がない場合は、ワークＷがないことを検知できる。
【００１９】
その後、図１における矢印で示すように、パレットＰ１が同図中上方へ移動するとともに、パレットＰ４が左方向へ移動してパレットＰ１のあった位置で静止する。かかるパレットＰ４においても、パレットＰ１と同様、基端部７及びワーク側先端部１０がブラケットＢ８及びＢ９で固定された第２ファイバ部３ｄが配設されており、パレットＰ４の静止状態において、当該基端部７が第１ファイバ部２の先端部６とが近接するようになっている。
【００２０】
そして、アンプ１側から光を発することにより、既述の如き第１ファイバ部２と第２ファイバ部３ｄとの間で光の送受が行われ、ワークＷの有無の検知が行われる。即ち、パレットＰ１〜Ｐ４が動作して、第１ファイバ部２の先端部６に対し、各パレットに配設された第２ファイバ部３ａ〜３ｄの基端部７が順に近接又は離間することができ、近接時において光の経路を成すよう構成されているのである。
【００２１】
上記構成の光ファイバセンサによれば、アンプ１と接続された側の第１ファイバ部２を所定箇所に固定させつつ、ワークＷに近接して配設する第２ファイバ部３ａ〜３ｄを第１ファイバ部２とは分割構成としたので、動作する複数のパレットのそれぞれにアンプ１を載置する必要がなく、当該アンプ１に対する電源供給を容易とすることができるとともに、配設すべきアンプが一つで済むため、光ファイバセンサの設置コストを低減させることができる。
【００２２】
次に、本発明に係る第２の実施形態について説明する。
本実施形態における光ファイバセンサは、第１の実施形態と同様、アンプ１と接続された第１ファイバ部２と、該第１ファイバ部２とは分離して成り、先端が検知すべきワークＷの配設位置に向けられた第２ファイバ部３ａ〜３ｄとから成るとともに、図４及び図５に示すように、第１ファイバ部２の先端部６を保持した第１弾性部材Ｍ１、及び第２ファイバ部３の基端部７を保持した第２弾性部材Ｍ２を有している。尚、第１弾性部材Ｍ１及び第２弾性部材Ｍ２以外の構成要素は、第１実施形態と同様とされている。
【００２３】
具体的には、第１弾性部材Ｍ１及び第２弾性部材Ｍ２のそれぞれには、表裏面を貫通する孔ａ及びｂが形成されており、各孔ａ、ｂ内に先端部６及び基端部７が挿通して固定されている。このうち第１弾性部材Ｍ１には、シリンダＳのロッドＳａ先端が固定されており、該ロッドＳａの伸縮動作により当該第１弾性部材Ｍ１がレールＬ上を摺動するようになっている。
【００２４】
そして、シリンダＳが作動してロッドＳａが伸びることにより、第１弾性部材Ｍ１がパレットＰ１上に固定された第２弾性部材Ｍ２側へ摺動し、図６に示すように、互いに対向する面が当接して孔ａとｂとが連通して連通孔が形成される。かかる連通孔により、光の経路が形成されることとなり、先端部６と基端部７との間の光の送受が可能となる。
【００２５】
かかる当接状態において、アンプ１側の発光素子から光を発すれば、第１ファイバ部２、連通孔、及び第２ファイバ部３ａ（他のパレットの場合、第２ファイバ部３ｂ〜３ｄとなる）を介してワークＷに光が照射される一方、ワークＷからの反射光が第２ファイバ部３ａ（同）、連通孔、及び第１ファイバ部２を介してアンプ１側の受光素子に至る。これにより、ワークＷを検知することができる。
【００２６】
本実施形態によれば、第１ファイバ部２の先端と第２ファイバ部３の基端とが第１弾性部材Ｍ１及び第２弾性部材Ｍ２を介して当接し、孔ａ及びｂで構成される連通孔が光の経路を成すので、拡散する光を使用した場合であっても、両者間での光の漏れが抑制され、確実にワークを検知することができる。加えて、第２ファイバ部３が第１ファイバ部２から離間した後、他のパレット上の第２ファイバ部３が第１ファイバ部先端と当接することにより、そのパレット上におけるワークＷの検知を可能とすることができるので、第１実施形態と同様、アンプ１に対する電源供給を容易とすることができるとともに、配設すべきアンプが一つで済むため、光ファイバセンサの設置コストを低減させることができる。
【００２７】
更に、本実施形態におけるアンプ１に内蔵された受光素子は、反射光の検出感度が２段階に調整可能とされており、第２弾性部材Ｍ２に第１弾性部材Ｍ１が当接したことを検出し得る検出感度、及びワークＷの有無を検出し得る検出感度を有している。これにより、第１弾性部材Ｍ１と第２弾性部材Ｍ２とが当接し、連通孔が形成されたことを認識した後、ワークＷからの反射光の検出を行うことができるので、より正確にワーク検知を行うことができる。
【００２８】
次に、本発明に係る第３の実施形態について説明する。
本実施形態における光ファイバセンサは、上述の実施形態と同様、アンプ１と接続された第１ファイバ部２と、該第１ファイバ部２とは分離して成り、先端が検知すべきワークＷの配設位置に向けられた第２ファイバ部３とから成るとともに、アンプ側にはレーザー光生成手段が設けられ、そのレーザー光を増幅しつつ第１ファイバ部２へ送り得るよう構成されている。
【００２９】
即ち、アンプ１側からは指向性の高いレーザー光が発せられるので、第１ファイバ部２の先端部６と第２ファイバ部３の基端部７との離間寸法を大きくすることができるとともに、アクリル板等の透明部材を離間部に介在させても、レーザー光が透過して当該第１ファイバ部２と第２ファイバ部３との間の光の送受を可能とすることができる。
【００３０】
従って、図７に示すように、防曝施設１１内のワークＷの有無を検知する際、当該防曝施設１１の一部に透明部材１２を設置しつつ第２ファイバ部３をパレットＤ１上のワークＷの近傍に配設するとともに、その基端部７を透明部材１２に向けておくようにする。これにより、防曝施設１１の外側に配設された第１ファイバ部２の先端部６を基端部７に向けてレーザー光を照射して、ワークＷの有無を検知することができる。
【００３１】
即ち、アンプ１側から発せられたレーザー光は、第１ファイバ部２を介してその先端部６から透明部材１２を通過しつつ第２ファイバ部３の基端部へ照射される。透明部材１２を通過したレーザー光は基端部７に至り、第２ファイバ部３を介してワーク側先端部１０からワークＷに向けて照射される一方、その反射光を当該ワーク側先端部１０の一部が受光する。
【００３２】
受光された反射光は、第２ファイバ部３を介して基端部７から先端部６へ透明部材１２を通過しつつ照射され、第１ファイバ部２を介してアンプ１内の受光素子に至る。これにより、防曝施設の外からワークＷの検知を行うことができるとともに、アンプ１の操作及び電源供給を容易とすることができる。尚、本実施形態においては、防曝施設内のワーク検知を図っているが、レーザー光を利用するものであれば、例えば第１の実施形態又は第２の実施形態の如く、動作するパレット上のワーク検知を行うものに適用することができる。
【００３３】
以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばベルトコンベア等から成る製造ラインを流れる各ワークの近傍に第２ファイバ部３をそれぞれ配設しておき、当該製造ラインの近傍であって所定位置に第１ファイバ部２を固定しておくことにより、順次流れるワークの有無の検知するようにしてもよい。また、アンプから発せられる光は、第１ファイバ部２及び第２ファイバ部３を通過し、受光素子で検出し得るものであれば如何なるものであってもよい。
【００３４】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、アンプと接続された側の第１ファイバ部と、ワークに近接して配設する第２ファイバ部とを分割構成することにより、ワークの有無の検出を容易とするとともに、光ファイバセンサの設置コストを低減させることができる。
【００３５】
請求項２の発明によれば、第１ファイバ部の先端面及び第２ファイバ部の基端面に光を収束させるためのレンズが配設されているので、当該第１ファイバ部先端面と第２ファイバ部の基端面との間の光の送受を確実に行わせることができ、これらの離間寸法も大きくすることができる。
【００３６】
請求項３の発明によれば、第１ファイバ部の先端に配設された弾性部材と第２ファイバ部の基端に配設された弾性部材とを当接させることにより、連通孔を通じて光の送受が可能となるため、拡散する光を使用した場合であっても、両者間での光の漏れが抑制され、確実にワークを検知することができる。
【００３７】
請求項４の発明によれば、弾性部材が当接したことを検出し得る検出感度と、ワークの有無を検出し得る検出感度との両者を有するため、弾性部材が当接したことを検知した後にワークの検知を行うことができ、これら検知を混同して誤検知してしまうのを確実に回避することができる。
【００３８】
請求項５の発明によれば、指向性が良好なレーザー光を用いてワークの検知を行うので、第１ファイバ部の先端と第２ファイバ部の基端との離間寸法を大きくすることができる。また、第１ファイバ部の先端と第２ファイバ部の基端との離間部に透明部材を介在させても光の送受を行い得るので、例えば防曝されたワークの検出を行う際、防曝施設の一部に透明部材を設置しつつ第２ファイバ部をワークの近傍に配設するようにすれば、アンプ側に接続された第１ファイバ部を防曝施設の外側に配設することができ、当該アンプ操作及び電源供給を容易とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光ファイバセンサを示す上面図
【図２】本発明の第１の実施形態に係る光ファイバセンサにおいてファイバ内を通過する光の進行状態を示す模式図
【図３】本発明の第１の実施形態に係る光ファイバセンサにおける第１ファイバ部の先端部及び第２ファイバ部の基端部を示す拡大側面図
【図４】本発明の第２の実施形態に係る光ファイバセンサが有する第１弾性部材及び第２弾性部材を示す斜視図
【図５】本発明の第２の実施形態に係る光ファイバセンサにおける第１ファイバ部の先端部（第１弾性部材）及び第２ファイバ部の基端部（第２弾性部材）を示す模式図（両弾性部材が離間した状態）
【図６】本発明の第２の実施形態に係る光ファイバセンサにおける第１ファイバ部の先端部（第１弾性部材）及び第２ファイバ部の基端部（第２弾性部材）を示す模式図（両弾性部材が当接した状態）
【図７】本発明の第３の実施形態に係る光ファイバセンサを示す模式図（レーザー光によるワークの検知）
【図８】従来の光ファイバセンサを示す模式図
【符号の説明】
１…アンプ
２…第１ファイバ部
３、３ａ〜３ｄ…第２ファイバ部
４…電源
５…コード
６…先端部
６ａ…先端面
７…基端部
７ａ…基端面
８、９…レンズ
１０…ワーク先端部
１１…防爆施設
１２…透明部材
Ｗ…ワーク
Ｐ１〜Ｐ４…パレット
【図１】
2004286458.tif 000003
【図２】
2004286458.tif 000004
【図３】
2004286458.tif 000005
【図４】
2004286458.tif 000006
【図５】
2004286458.tif 000007
【図６】
2004286458.tif 000008
【図７】
2004286458.tif 000009
【図８】
2004286458.tif 000010