(57)【要約】【課題】取付対象物に取り付けるための構成を簡素化でき、かつ取り付け作業の容易化を図りうる構成を提供する。【解決手段】ファイバヘッド３０は、フランジ状に張り出すつば部２１と、外周にねじ溝２２ａが形成されたねじ部２２とからなる口金２０を備えており、口金２０の内部には、光ファイバ１０を挿通すべく挿通孔２４が形成されている。一方、口金２０の一端面には、ねじ部２２を締め付けるための締め付け工具が係合する係合溝２５が形成されている。さらに、口金２０において光ファイバ１０からの光を係合溝２５が形成された一端面側から外部に導出するように光導出孔２７が形成されている。【選択図】図１
2007101590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出部へ向けて光を投光又は前記検出部からの光を受光する光ファイバと、
前記光ファイバの先端に一体的に取り付けられる口金と、を備えてなるファイバヘッドであって、
前記口金は、
前記検出部側に向けられたつば部と、前記つば部と一体的に形成されると共に前記つば部から前記検出部とは反対側に向けて突出して設けられ、外周の少なくとも一部にねじ溝が形成されたねじ部と、
を有し、
その内部において、前記光ファイバを挿通すべく形成された挿通孔と、
前記挿通孔と連通するように形成され、前記光ファイバからの光を前記検出部側から外部に導出する光導出孔と、
を備えたことを特徴とするファイバヘッド。
【請求項２】
前記口金は、前記検出部側の面において、前記ねじ部を締め付けるための締め付け工具が係合可能となる係合溝が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のファイバヘッド。
【請求項３】
前記光導出孔の中心が、前記係合溝の中心と略一致するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載のファイバヘッド。
【請求項４】
前記光ファイバの先端が、前記係合溝の底部よりも、奥まった位置に配されるようになっていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のファイバヘッド。
【請求項５】
前記係合溝は、十字状に形成されていることを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれかに記載のファイバヘッド。
【請求項６】
前記つば部の外周面は、前記ねじ部側に近づくにつれて径が小さくなるテーパ状に構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のファイバヘッド。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかのファイバヘッドによって構成され、一方の先端部より外部へ光を投光する投光用ファイバヘッドと、
請求項１ないし請求項６のいずれかのファイバヘッドによって構成され、一方の先端部からの光を受光する受光用ファイバヘッドと、を備えたファイバヘッドユニットと、
前記投光用ファイバヘッドの他方の先端部と対向して配置される投光素子と、
前記受光用ファイバヘッドの他方の先端部と対向して配置される受光素子と、
前記受光素子の受光量に基づいて検出を行う検出手段と、
を備えたことを特徴とするファイバセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファイバヘッド及びファイバセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光ファイバセンサに係るファイバヘッドとして、特許文献１のような技術が提供されている。このファイバヘッドは、光ファイバ先端部において、光ファイバを保持するホルダと、そのホルダの外周に配される固定具とが設けられ、固定具に２つのナットが螺合するようになっている。固定具は、取付部材に挿通されるようになっており、２つのナットの挟持によりファイバヘッド全体が固定されるようになっている。
【特許文献１】実開平６−４７０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１のような従来技術では、２つのナットの挟持によりファイバヘッドを取付対象物に取り付けるようにしていたため、取り付けに要する部品点数が多くなりやすく、部品管理の困難性及びコスト高騰の点で問題であった。また、取付対象物の検出側の面において着脱可能なナットが配されていたため、万が一ナットが外れてしまった場合には、このナットが検出エリアに進入しやすく、検出エリアや検出対象物に悪影響を及ぼす虞があった。
【０００４】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、取付対象物に取り付けるための構成を簡素化でき、かつ、検出エリアや検出対象物に影響を及ぼしにくい構成を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、
検出部へ向けて光を投光又は前記検出部からの光を受光する光ファイバと、
前記光ファイバの先端に一体的に取り付けられる口金と、を備えてなるファイバヘッドであって、
前記口金は、
前記検出部側に向けられたつば部と、前記つば部と一体的に形成されると共に前記つば部から前記検出部とは反対側に向けて突出して設けられ、外周の少なくとも一部にねじ溝が形成されたねじ部と、
を有し、
その内部において、前記光ファイバを挿通すべく形成された挿通孔と、
前記挿通孔と連通するように形成され、前記光ファイバからの光を前記検出部側から外部に導出する光導出孔と、
を備えたことを特徴とする。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１記載のファイバヘッドにおいて、
前記口金は、前記検出部側の面において、前記ねじ部を締め付けるための締め付け工具が係合可能となる係合溝が形成されていることを特徴とする。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項２に記載のファイバヘッドにおいて、
前記光導出孔の中心が、前記係合溝の中心と略一致するように構成されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項２又は請求項３に記載のファイバヘッドにおいて、
前記光ファイバの先端が、前記係合溝の底部よりも、奥まった位置に配されるようになっていることを特徴とする。
【０００９】
請求項５の発明は、請求項２ないし請求項４のいずれかに記載のファイバヘッドにおいて、
前記係合溝は、十字状に形成されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項６の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のファイバヘッドにおいて、
前記つば部の外周面は、前記ねじ部側に近づくにつれて径が小さくなるテーパ状に構成されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項７の発明は、ファイバセンサであって、
請求項１ないし請求項６のいずれかのファイバヘッドによって構成され、一方の先端部より外部へ光を投光する投光用ファイバヘッドと、
請求項１ないし請求項６のいずれかのファイバヘッドによって構成され、一方の先端部からの光を受光する受光用ファイバヘッドと、を備えたファイバヘッドユニットと、
前記投光用ファイバヘッドの他方の先端部と対向して配置される投光素子と、
前記受光用ファイバヘッドの他方の先端部と対向して配置される受光素子と、
前記受光素子の受光量に基づいて検出を行う検出手段と、
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
＜請求項１、７の発明＞
請求項１、７の発明によれば、当該ファイバヘッドを取り付ける取付対象物の検出側の面に、ナットなどの部品を設ける必要がないため、取り付けに要する構成を簡素化できる。また、取付対象物における検出側の面に、ナットなどの部品を設ける必要がないため、このようなナットが外れて検出エリアに影響を及ぼすといった問題を効果的に解消できることとなる。
【００１３】
＜請求項２の発明＞
従来技術では、ファイバヘッドを取付対象物に取り付けるための部品点数が多くなりやすく、部品管理の困難性及びコスト高騰の点で問題であった。また、取り付けに際し２つのナットを締め付ける必要があったため、取付作業が行いにくいという問題もあった。これに対し、請求項２の発明によれば、締め付け工具が係合可能な係合溝を備えた口金に、光ファイバからの光を導出する光挿通孔が形成されているため、当該ファイバヘッドを取付対象物に取り付けるための構成を簡素化でき、コスト低減を効果的に図ることができる。また、ファイバヘッドを取り付けるための部品数を少なく押さえることができるため、取り付け作業の容易化をも図ることができる。
【００１４】
＜請求項３の発明＞
請求項３の発明によれば、光導出孔の中心が、係合溝の中心と略一致するように構成されているため、光軸調整の高精度化、容易化を図ることができる。
【００１５】
＜請求項４の発明＞
請求項４の発明によれば、光ファイバの先端が、係合溝の底部よりも、奥まった位置に配されるようになっているため、締め付け用の工具を係合溝に係合させた際に、工具が光ファイバの先端に接触しにくくなる。従って、光ファイバの劣化を効果的に抑制でき、ひいては、精度高い検出に寄与することとなる。
【００１６】
＜請求項５の発明＞
請求項５の発明によれば、光ファイバから出射される光を外部に導出する範囲を大きく確保しやすい構成となる。従って、ファイバヘッドからの導出光量を大きくしやすく、安定した検出を行いやすくなる。
【００１７】
＜請求項６の発明＞
請求項６の発明によれば、つば部の外周面が、ねじ部側に近づくにつれて径が小さくなるテーパ状に構成されているため、つば部を取付対象物の内部の奥まった位置に設置しやすくなる。従って、取付対象物からのつば部の突出を効果的に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態１に係るファイバヘッドを概念的に例示する側断面図である。図２は、ファイバヘッドを、正面（係合溝が形成された一端面側）から見た正面図である。図３は、ファイバヘッドを取付対象部材に取り付けた状態を示す断面図である。
【００１９】
本実施形態に係るファイバヘッド３０は、例えば、光電センサの投光部として構成されるものである。このファイバヘッド３０は、光ファイバ１０を取付対象物（取付対象部材４０：図３参照）に取り付ける機能を有しており、図示しないコントローラから延ばされた光ファイバ１０の先端部が固定される口金２０を備えている。
【００２０】
光ファイバ１０は、図１にて概略的に示すように、屈折率が高いコアと呼ばれる中心部分の周りを、コアよりも屈折率が低いクラッドで覆ってワイヤ状の素線１１が構成されており、この素線１１の外面を、非透光性樹脂製の外皮１２で覆った構成をなしている。この光ファイバ１０は、検出部（当該ファイバヘッド３０による検出対象物又は検出対象領域）へ向けて光を投光又は検出部からの光を受光するものであり、上述のように投光部としてファイバヘッド３０を構成する場合には、光ファイバ１０から光が投光されることとなる。
【００２１】
口金２０は、その全体がねじ状に構成されており、検出部側に向けられると共にフランジ状に張り出すつば部２１と、つば部２１に対し検出部とは反対側に突出すると共に、外周の少なくとも一部にねじ溝２２ａが形成されたねじ部２２と、を有している。そして、この口金２０の内部には、光ファイバ１０を挿通すべく挿通孔２４が形成されている。
【００２２】
また、図１、図２に示すように、口金２０の一端面（検出部側の面）には、ねじ部２２を締め付けるための締め付け工具が係合可能となるように形成された係合溝２５が形成されている。さらに、挿通孔２４と連通するように光導出孔２７が形成されている。この光導出孔２７は、光ファイバ１０からの光を係合溝２５が形成された一端面側から外部に導出する構成をなしている。
【００２３】
また、図３に示すように、ねじ部２２は、取付対象部材４０に形成されたねじ溝４１と直接螺合する構成をなしており、口金２０はねじ部２２のみによって取付対象部材４０に固定されるようになっている。
【００２４】
図２に示すように、係合溝２５は、十字状に形成されており、締め付け工具に相当するプラスドライバーが係合可能となっている。そして、係合溝２５と光導出孔２７とが連通しており、光導出孔２７からの光は係合溝２５を介して外部に導出されるようになっている。また、光導出孔２７は、正面視した場合に、その全体が視認可能とされている。
【００２５】
光導出孔２７は、円筒状に構成されており、その中心が、係合溝２５の中心と略一致するように構成されている。光ファイバ１０からの光は、光導出孔２７の中心に沿って出射されるようになっている。本実施形態では、ねじ部２２のねじの中心線に沿って光導出孔２７が形成されており、ねじの中心線と光導出孔２７の中心線が一致している。図２では、その一致する中心線を符合Ｐにて示している。
【００２６】
光ファイバ１０の先端１０ａは、係合溝２５の底部２５ａよりも、後方側（係合溝２５とは反対側）の奥まった位置に配されるようになっているため、締め付け用の工具を係合溝２５に係合させた際に、工具が光ファイバ１０の先端１０ａに接触しにくくなっている。
【００２７】
また、つば部２１の外周面２１ａは、ねじ部２２側に近づくにつれて径が小さくなるテーパ状に構成されている。本実施形態では、取付対象部材４０におけるファイバヘッド３０の取り付け位置が板状に構成されており、ファイバヘッド３０はその取付対象部材４０を厚さ方向に貫通する構成をなしている。そして、取付対象部材４０におけるつば部２１側の面には、つば部２１の外周面２１ａに対応するテーパ状の内面４２が形成されている。ねじ部２２とねじ溝４１の螺合によりつば部２１の外周面２１ａが取付対象部材４０の内面４２に押し付けられ、強固に固定されるようになっている。
【００２８】
以上のように、本実施形態の構成によれば、口金２０の一端面に、ねじ部２２を締め付けるための締め付け工具が係合可能となる係合溝２５が形成され、挿通孔２４と連通するように光導出孔２７が形成されている。そして、この光導出孔２７は、光ファイバ１０からの光を係合溝２５が形成された一端面側から外部に導出する構成をなしている。従って、ファイバヘッド３０を取付対象部材４０に取り付けるための構成の簡素化され、効果的にコスト低減できる構成となっている。また、ファイバヘッド３０を取付対象部材４０に取り付けるための部品数を少なく押さえることができるため、取り付け作業の容易化をも図ることができる。
【００２９】
また、光導出孔２７の中心が、係合溝２５の中心（即ちねじの中心）と略一致するように構成されているため、光軸調整の高精度化、容易化を図ることができる。
【００３０】
また、光ファイバ１０の先端が、係合溝２５の底部２５ａよりも、奥まった位置に配されるようになっているため、締め付け用の工具を係合溝２５に係合させた際に、工具が光ファイバ１０の先端に接触しにくくなる。従って、光ファイバ１０の劣化を効果的に抑制でき、ひいては、精度高い検出に寄与することとなる。
【００３１】
また、係合溝２５が、十字状に形成されているため、光ファイバ１０から出射される光を外部に導出する範囲を大きく確保しやすくなっている。従って、ファイバヘッド３０からの導出光量を大きくしやすく、安定した検出を行いやすくなる。
【００３２】
また、つば部２１の外周面２１ａが、ねじ部２２側に近づくにつれて径が小さくなるテーパ状に構成されているため、つば部２１を取付対象部材４０の内部の奥まった位置に設置しやすくなる。従って、取付対象部材４０からのつば部２１の突出を効果的に抑えることができる。
【００３３】
また、ねじ部２２は、取付対象部材４０に形成されたねじ溝４１と直接螺合する構成をなしている。従って、極めて少ない部品点数でファイバヘッド３０を取付対象部材４０に固定できるようになり、かつ、その取付作業も極めて簡単に行えるようになっている。
【００３４】
＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図４及び図５を参照して説明する。
図４は、実施形態２に係るファイバヘッドを概念的に例示する正面図である。また、図５は、図４のファイバヘッドの側断面図である。本実施形態では、光導出孔２７の形成位置が実施形態１と異なっており、それ以外の点は実施形態１と同様であるので、それ以外の点については、同一の符号を付し詳細な説明は省略する。
【００３５】
本実施形態に係るファイバヘッド３０では、図４、図５に示すように、光導出孔２７が係合溝２５から外れた位置に形成されており、係合溝２５を介さずに光ファイバ１０からの光を外部に導出するように構成されている。図５に示すように、光ファイバ１０は、その中心がねじ部２２のねじの中心線Ｑと一致するように配されており、先端からねじの中心に沿った方向に光を出射する構成をなしている。ファイバヘッド３０の内部には、２枚の反射部材５０、５１が配されており、光ファイバ１０から出射された光が反射部材５０、５１によって反射され光導出孔２７から外部に導出されるようになっている。
【００３６】
本実施形態でも、口金２０は、その全体がねじ状に構成されており、フランジ状に張り出すつば部２１と、つば部２１から突出すると共に、外周の少なくとも一部にねじ溝２２ａが形成されたねじ部２２と、を有している。そして、この口金２０の内部には、光ファイバ１０を挿通すべく挿通孔２４が形成されている。
【００３７】
また、口金２０の一端面には、ねじ部２２を締め付けるための締め付け工具が係合可能となるように形成された係合溝２５が形成されており、光導出孔２７は、光ファイバ１０からの光を係合溝２５が形成された一端面側から外部に導出する構成をなしている。
【００３８】
また、ねじ部２２は、取付対象部材４０に形成されたねじ溝４１と直接螺合する構成をなしており、口金２０はねじ部２２のみによって取付対象部材４０に固定されるようになっている。
【００３９】
また、係合溝２５は、十字状に形成されており、締め付け工具に相当するプラスドライバーが係合可能となっている。そして、係合溝２５と光導出孔２７とは連通しておらず、光導出孔２７からの光は係合溝２５とは別位置から外部に導出されるようになっている。
【００４０】
光ファイバ１０からの光は、２枚の反射部材５０，５１を介した反射により、ねじ部２２のねじの中心線Ｑと平行に外部に導出されるようになっている。なお、その光の光軸を符号Ｌにて示している。
【００４１】
また、本実施形態でもつば部２１の外周面２１ａは、ねじ部２２側に近づくにつれて径が小さくなるテーパ状に構成されている。本実施形態では、取付対象部材４０におけるファイバヘッド３０の取り付け位置が板状に構成されており、ファイバヘッド３０はその取付対象部材４０を厚さ方向に貫通する構成をなしている。そして、取付対象部材４０におけるつば部２１側の面には、つば部２１の外周面２１ａに対応するテーパ状の内面４２が形成されている。ねじ部２２とねじ溝４１の螺合によりつば部２１の外周面２１ａが取付対象部材４０の内面４２に押し付けられ、強固に固定されるようになっている。
【００４２】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００４３】
（１）上記実施形態では、光ファイバ１０には外皮１２が備えられていたが、外皮を備えない光ファイバを用いてもよい。
【００４４】
（２）上記実施形態では、光ファイバ１０は外皮１２の内側に１つの芯線（素線１１）を備えた単芯構造であったが、複数の芯線を備えた複芯構造のものであってもよい。
（３）上記実施形態では、口金のねじ部を取付対象部材に形成されたねじ溝に直接螺合させる構成を例示したが、図６のように、口金のねじ部をナット等の螺合対象部材６０と螺合させ、当該螺合対象部材６０とつば部２１とで取付対象部材４０を挟持するようにファイバヘッド３０を取付対象部材４０に取り付けるようにしてもよい。図６の例は、ねじ部を螺合対象部材に取り付けるようにした点が実施形態１と異なりそれ以外の点は実施形態１と同様なので、それ以外の点については同一の符号を付し詳細な説明は省略する。
なお、この例でも、実施形態１と同様に、フランジ状に張り出すつば部２１と、つば部２１から突出すると共に、外周の少なくとも一部にねじ溝２２ａが形成されたねじ部２２とを有する口金２０が設けられ、口金２０の内部において光ファイバ１０を通す挿通孔２４が形成され、口金２０の一端面において実施形態１と同様の係合溝２５が形成されている。そして、口金２０において挿通孔２７と連通し、光ファイバ１０からの光を一端面側から外部に導出する光導出孔２７が形成されている。
（４）上記実施形態では、一端面側に係合溝が形成された例を示したが、このような係合溝を設けないようにしてもよい。その一例としては、図７のような構成が挙げられる。
図７の構成でも、図６と同様に、口金２０のねじ部２２をナット等の螺合対象部材６０と螺合させ、当該螺合対象部材６０とつば部２１とで取付対象部材４０を挟持している。なお、係合溝を省略した点以外は図６と同様なので、それ以外の点については図６と同一の符号を付し詳細な説明は省略する。
この例でも、実施形態１等と同様に、フランジ状に張り出すつば部２１と、つば部２１から突出すると共に、外周の少なくとも一部にねじ溝２２ａが形成されたねじ部２２とを有する口金２０が設けられ、口金２０の内部において光ファイバ１０を通す挿通孔２４が形成されている。そして、口金２０において挿通孔２７と連通し、光ファイバ１０からの光を一端面側から外部に導出する光導出孔２７が形成されている。なお、図７の例では、図２等と同様に、正面視した外形が円形となるようにつば部２１を構成してもよく、正面視した外形が多角形等の非円形形状となるように構成してもよい。この場合、つば部と嵌合するように内面４２を形成すれば、螺合対象部材６０をねじ部２２に取り付ける際に、つば部が取付対象部材４０に対して相対的に回動しないようになり、螺合対象部材６０を取り付けやすくなる。
（５）なお、上記ファイバヘッド３０を２つ用いファイバセンサを構成することもできる。即ち、２つのファイバヘッド３０の１つを、上記実施形態と同様に、一方の先端部より外部へ光を投光する投光用ファイバヘッドとして構成し、もう１つを、一方の先端部からの光を受光する受光用ファイバヘッドとして構成し、これら投光用ファイバヘッドと受光用ファイバヘッドとを、ファイバヘッドユニットとして一体的にユニット化してもよい。この場合、例えば、投光用ファイバヘッドからの光を受光用ファイバヘッドによって受光するように、例えば反射型或いは透過型のファイバヘッドユニットとして構成できる。そして、投光用ファイバヘッドとされたファイバヘッド３０の他方の先端部（光ファイバ１０における投光側とは反対側の先端部）と対向するように投光素子を設け、受光用ファイバヘッドとされたファイバヘッド３０の、他方の先端部（光ファイバ１０における受光側とは反対側の先端部）と対向するように受光素子を設け、これらによって投受光動作を行うようにすることができる。この場合、受光素子の受光量に基づいて検出を行う検出手段としてＣＰＵを設けるようにすれば、検出を好適に行うことができるようになる。また、この場合、投光素子と受光素子は、投光回路、受光回路をそれぞれ介してＣＰＵと接続するようにすれば、好適に検出を行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施形態１に係るファイバヘッドを概念的に例示する側断面図
【図２】図１のファイバヘッドの正面図
【図３】ファイバヘッドを取付対象部材に取り付けた状態を示す断面図
【図４】実施形態２に係るファイバヘッドを概念的に例示する正面図
【図５】図４のファイバヘッドの側断面図
【図６】他の実施形態に係るファイバヘッドを概念的に例示する側断面図
【図７】図６の変形例を示す図
【符号の説明】
【００４６】
１０…光ファイバ
１０ａ…光ファイバの先端
２０…口金
２１…つば部
２１ａ…つば部の外周面
２２…ねじ部
２２ａ…ねじ溝
２４…挿通孔
２５…係合溝
２５ａ…係合溝の底部
２７…光導出孔
３０…ファイバヘッド
４０…取付対象物
【図１】
2007101590.tif 000003
【図２】
2007101590.tif 000004
【図３】
2007101590.tif 000005
【図４】
2007101590.tif 000006
【図５】
2007101590.tif 000007
【図６】
2007101590.tif 000008
【図７】
2007101590.tif 000009