JP3909375B2

JP3909375B2 - 光電スイッチの検出方法

Info

Publication number: JP3909375B2
Application number: JP21175196A
Authority: JP
Inventors: 一博槇納
Original assignee: Keyence Corp
Current assignee: Keyence Corp
Priority date: 1996-08-09
Filing date: 1996-08-09
Publication date: 2007-04-25
Anticipated expiration: 2016-08-09
Also published as: JPH1054913A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバを光伝送媒体として使用する光電スイッチの検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９は、光電スイッチのアンプユニットを示す斜視図であり、図10は光ファイバの取り付け部を示す側断面図である。アンプユニット１は、偏平な略直方体殻状のケース２内に光学素子，増幅回路，電源回路等の部品を収容しており、光ファイバ４が、ケース２の長手方向に垂直な縦長の面（正面）から前記長手方向へ略直線状に引き出されている。光ファイバ４は、正面側へ突出するように設けられたレバー32を操作することにより脱着自在である。
【０００３】
ケース２内には略矩形のプリント基板５が収容されており、プリント基板５の一角には直方体状の素子ケース６が固着されている。素子ケース６は、ケース２の長手方向にその光路を有するように発光素子11及び受光素子12を保持しており、発光素子11及び受光素子12の前記光路上に挿通穴９，９を有する。ケース２の正面において、発光素子11及び受光素子12の光路に対応する位置には孔21，21が設けられている。素子ケース６とケース２の側壁との間には固定具３が介挿されており、固定具３には挿通穴９，９及び孔21，21と連通する１対の挿通孔31, 31が設けられている。また固定具３にはレバー32が設けられており、レバー32の操作により挿通孔31, 31の締め付けが行えるようになしてある。
【０００４】
ケース２の外側から孔21，21を介して発光素子11及び受光素子12へ向けてアタッチメント７が挿着されている。アタッチメント７は、略直方体状の露出部73と露出部73に垂直に設けられた円筒形の１対の案内部71，71とを有しており、挿着状態においては、案内部71，71の基部側が挿通孔31, 31内に位置し、先端部側は挿通穴９，９内に位置するようになっている。このとき露出部73は、ケース２の外側に露出している。露出部73は案内部71，71に連通した孔74，74を有する。
【０００５】
このように構成されたアンプユニット１に対して、ケース２の外から孔74，74へ光ファイバ４，４を挿入すると、光ファイバ４，４は案内部71，71にて発光素子11及び受光素子12へと案内される。そしてレバー32を操作して固定具３の挿通孔31, 31を締め付けると、光ファイバ４，４が、ケース２内においてその長手方向に固定される。
また、その一端を発光素子11に対向させた光ファイバ４の他端側（投光部）と、その一端を受光素子12に対向させた光ファイバ４の他端側（受光部）とを被検体の両側から対向させて、又は被検体に対して所定角度をなすように固定する。このような状態で、投光部からの光が被検体によって遮光されるか、減衰されるか、反射されるかを、受光部を介して受光素子12にて検出することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来のアンプユニット１においては、光ファイバ４が孔74から案内部71の方向（ケース２の長手方向）へ略直線状に引き出されており、アンプユニット１の設置表面と平行であるので、アンプユニット１を含む光センサ装置の設置のためにそれ自体の平面面積より大きなスペースを前記長手方向に確保する必要がある。また光ファイバ４を引き出すためのこのスペースを確保する必要があるため、設置位置が制限されることがある。
そこで光ファイバ４の挿入口である孔74をケース２の上面に設けて、光ファイバ４を上下方向（底面に垂直な方向）に引き出し、光ファイバ４を曲げて従来と同様の長手方向へ引き回すことが考えられる。しかしながら光ファイバ４は耐屈曲性が劣るために、図11に示すように光ファイバ４の曲率半径を大きくしなければならず、上下方向に充分なスペースを確保する必要があり現実性が乏しい。
【０００７】
また図12に示す如く、その長手方向が鉛直方向となるように壁面に取り付けられることが多い光電スイッチ41では、光ファイバ４の挿入口（孔74）が下面側にあるため、目線より下側にある場合はこの挿入口が見え難く挿入が非常に不便であった。光電スイッチ41についても、壁面に平行な面に挿入口を設けて、壁面に垂直に光ファイバ４を挿入する構成とすると、このような不便は生じなくなる。しかしながら光ファイバ４の耐屈曲性が劣るために、従来と同様の下側へ引き回すためには、光ファイバ４の曲率半径を大きくしなければならず、壁面からの厚みｔ方向に充分なスペースを確保することが困難である場合が多いことを考慮すると適当とはいえない。
【０００８】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、耐屈曲性に優れた複芯の光ファイバ、並びにこれを接続することにより、設置スペースが縮小され、レイアウトの自由度が向上し得る光電スイッチの検出方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本件発明に係る光電スイッチの検出方法は、アクリル系の樹脂からなる２１７本以上のコアと、フッ素系の樹脂からなり複数の前記コア間を取り囲むクラッドと、前記コア及びクラッドを被覆する被覆層とを有する断面円形の光ファイバと、直方体殻状の下面にＤＩＮレールに対応した凹部を有するケースと、該ケースに収容された発光素子及び受光素子に前記光ファイバの端面を対向させるべく、該光ファイバの一端を挿入するために前記ケースに形成された挿入口とを有する光電スイッチのアンプと、を備える光電スイッチを用いる検出方法であって、前記光ファイバを被検体の両側から対向させて又は被検体に対して所定角度をなすように固定し、前記光ファイバを自己径に略等しい半径で曲げて使用するステップと、前記光電スイッチの投光部からの光を、前記光ファイバを介して受光素子にて受光するステップと、前記受光する光に基づいて被検体を検出するステップとを有する。
【００１０】
また、本件発明に係る光電スイッチの検出方法は、前記光電スイッチのアンプが、前記光ファイバの挿入方向がその引き回し方向と異なるように、前記引き回し方向に略平行である前記ケースの面に前記挿入口が設けられている。
【００１１】
さらに、本件発明に係る光電スイッチの検出方法は、前記光電スイッチのアンプの前記挿入口が、前記ケースの長手方向に平行な面に形成されており、前記光ファイバの挿入方向が、前記長手方向に平行な面に略垂直である。
【００１２】
さらにまた、本件発明に係る光電スイッチの検出方法は、前記光ファイバが、前記光電スイッチのアンプの前記挿入口が設けられた面に略平行に引き回される。
【００１３】
さらにまた、本件発明に係る光電スイッチの検出方法は、前記光ファイバが自己径に略等しい半径で略直角に折り曲げられて固定される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
図１は、本発明に係る光電スイッチ（アンプユニット）を示す側面図であり、図２はその背面側からの斜視図である。アンプユニット１は、偏平な直方体状をなしており、その長手方向をＤＩＮレール52の幅方向にして立てた状態でＤＩＮレール52に脱着自在に取り付けられている。正面の縦長矩形の面に光ファイバ14の挿入口を有し、電源線及び信号出力線を含む電源コード53が背面の縦長矩形の面に接続されている。
【００２１】
アンプユニット１の下面にはＤＩＮレール52に対応した凹部が設けられており、図３(a) に示す如く、ＤＩＮレール52に対して斜めに、凹部の一側（背面側）を係合させた後、他側（正面側）を係合させることにより、取り付けることができる。また図３(b) に示す如く、アンプユニット１を正面側へ押し、正面側をＤＩＮレール52から浮かせることにより、取り外すことができる。
【００２２】
図４は光ファイバ14を示す模式的断面図である。光ファイバ14は、例えばアクリル系のプラスチックからなる線径66μm の 217本のコア14a と、フッ素系のプラスチックからなりコア14a 間を充填するクラッド14b と、これら（直径約１mm) を厚み約 0.6mmで被覆するポリエチレンからなる被覆材14c とを有する。光ファイバ14の直径は 2.2mmであり、開口数は 0.5である。
【００２３】
この光ファイバ14は自己径と略等しい半径で曲げることが可能であり、曲げ部における受光レベルの低下率は10％以下である。この光ファイバ14と比較例の光ファイバとにおける曲率半径に対する受光レベルを、曲げない場合を 100％として図５に示す。比較例１の光ファイバは、線径 250μm 、コアの本数16本、直径 2.2mm（コア部の直径1.2mm)、開口数 0.5である。比較例２の光ファイバは、直径 2.2mm（コア部の直径１mm) 、開口数 0.5の単芯である。
【００２４】
従って光ファイバ14は、挿入口から出た部分において小さい曲率半径で、例えば上方，下方，又はＤＩＮレール52の長手方向等、あらゆる方向へ曲げて使用することができる。図１は上方へ、即ち挿入口が設けられた面に略平行に光ファイバ14が引き回された状態を示す。これによりＤＩＮレール52の幅方向に余分なスペースを確保する必要が無い。また使用途中に屈曲状態が変化しても検出感度がほとんど変化しないので、誤検出，誤動作等の不都合を生じることがほとんど無い。
【００２５】
図６は、複数のアンプユニット１に接続した光ファイバ14を、バー54に纏めて括り付けた状態を示す斜視図である。このように光ファイバ14を括り付けておくことにより、光ファイバ14へ外力が加わって、光ファイバ14がアンプユニット１から抜けることを防止することができる。
【００２６】
図７は、本発明に係る他の光電スイッチ（アンプユニット）を示す側面図であり、図８はその内部を示す模式的回路ブロック図である。このアンプユニット51の外形は図１に示すものと略同様であるが、光ファイバ14の挿入孔（挿入口）21，21がケース２の上面に設けられている。そしてこの光ファイバ14を、挿入孔21，21が設けられている平面に略沿うように固定する固定具55を備える。固定具55は図中矢符で示す方向に開閉が可能である。
【００２７】
ケース２内には略矩形の基板５が収容されており、基板５の上部において挿入孔21，21に対応する位置には素子ケース６が固着されている。素子ケース６には、その光が図における上向きに挿入孔21，21を通るように発光素子11，受光素子12が保持されており、発光素子11，受光素子12の光路が通る位置には円柱状の挿通穴９が形成されている。
【００２８】
発光素子11にはこれを発光させるための信号を生成してこれを駆動する駆動回路13が接続されており、受光素子12には受光された信号を増幅する増幅回路15が接続されている。駆動回路13及び増幅回路15にはこれらを同期させるための同期回路16が接続されている。また増幅回路15には増幅された信号の演算を行うための演算回路17が接続されており、演算回路17には電源コード53を介して出力信号を出力するための出力回路18が接続されている。さらに駆動回路13，増幅回路15，同期回路16，演算回路17及び出力回路18は、電源コード53から所定の電圧が供給される電源回路19と接続されている。
【００２９】
挿入孔21，21から下向きに光ファイバ14，14を挿入し、光ファイバ14，14の端面が発光素子11，受光素子12の極近傍で対向するまで押し込んだ後、固定具55を閉めると、光ファイバ14，14は挿入孔21，21の極近傍で略直角に折り曲げられて固定される。
【００３０】
これによりアンプユニット51がＤＩＮレール52に取り付けられた状態での上方からの光ファイバ14の脱着が容易となる。しかも図７，８における上下方向に余分なスペースを確保する必要が無い。
またＤＩＮレール52が壁面に設置されており、図７，８に示すアンプユニット51がそのＤＩＮレール52に取り付けられている場合、挿入孔21，21が横方向から見えるので、横方向の視線で、この視線方向から光ファイバ14の脱着を行うことができる。
【００３１】
なお挿入孔21，21は、図７に示す如くケース２の上面に設けられているが、発光素子11，受光素子12は、その光が挿入孔21，21を垂直に通らない位置に配置されている構成としてもよい。この場合、光ファイバ14，14を挿通させるための素子ケース内に、挿入孔21，21へ挿入された光ファイバ14，14を発光素子11，受光素子12へ曲線状に誘導する誘導孔を設けておく。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように本発明に係る光電スイッチの検出方法により、光電スイッチが備える光ファイバが、自己径に略等しい半径で曲げても曲げ部においては受光レベルがほとんど減衰しないので、小スペースに取り付けられる。また、設置スペースが縮小され、レイアウトの自由度が向上し得る等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光ファイバが接続された光電スイッチ（アンプユニット）を示す側面図である。
【図２】図１に示すアンプユニットの背面側からの斜視図である。
【図３】ＤＩＮレールに対するアンプユニットの脱着方法を説明するための図である。
【図４】本発明に係る光ファイバを示す模式的断面図である。
【図５】光ファイバと比較例の光ファイバとにおける曲率半径に対する受光レベルを示すグラフである。
【図６】複数のアンプユニットに接続した光ファイバを括り付けた状態を示す斜視図である。
【図７】本発明に係る他の光電スイッチ（アンプユニット）を示す側面図である。
【図８】図７に示すアンプユニットの内部を示す模式的回路ブロック図である。
【図９】従来の光ファイバが接続されたアンプユニットを示す斜視図である。
【図１０】光ファイバの取り付け部を示す側断面図である。
【図１１】従来の光ファイバを上下方向に引き回した状態を示す側面図である。
【図１２】壁面に設置された光電スイッチを示す側面図である。
【符号の説明】
１アンプユニット
２ケース
14 光ファイバ
52 ＤＩＮレール
55 固定具

Claims

アクリル系の樹脂からなる２１７本以上のコアと、フッ素系の樹脂からなり複数の前記コア間を取り囲むクラッドと、前記コア及びクラッドを被覆する被覆層とを有する断面円形の光ファイバと、
直方体殻状の下面にＤＩＮレールに対応した凹部を有するケースと、該ケースに収容された発光素子及び受光素子に前記光ファイバの端面を対向させるべく、該光ファイバの一端を挿入するために前記ケースに形成された挿入口とを有する光電スイッチのアンプと、を備える光電スイッチを用いる検出方法であって、
前記光ファイバを被検体の両側から対向させて又は被検体に対して所定角度をなすように固定し、前記光ファイバを自己径に略等しい半径で曲げて使用するステップと、
前記光電スイッチの投光部からの光を、前記光ファイバを介して受光素子にて受光するステップと、
前記受光する光に基づいて被検体を検出するステップとを有することを特徴とする光電スイッチの検出方法。
請求項１記載の光電スイッチの検出方法であって、前記光電スイッチのアンプが、前記光ファイバの挿入方向がその引き回し方向と異なるように、前記引き回し方向に略平行である前記ケースの面に前記挿入口が設けられていることを特徴とする光電スイッチの検出方法。
請求項１記載の光電スイッチの検出方法であって、前記光電スイッチのアンプの前記挿入口が、前記ケースの長手方向に平行な面に形成されており、
前記光ファイバの挿入方向が、前記長手方向に平行な面に略垂直であることを特徴とする光電スイッチの検出方法。
請求項１記載の光電スイッチの検出方法であって、前記光ファイバが、前記光電スイッチのアンプの前記挿入口が設けられた面に略平行に引き回されることを特徴とする光電スイッチの検出方法。
請求項１乃至４記載の光電スイッチの検出方法であって、前記光ファイバが自己径に略等しい半径で略直角に折り曲げられて固定されることを特徴とする光電スイッチの検出方法。