JP6140456B2 - 同軸型光ファイバヘッド、光ファイバセンサ、同軸型光ファイバヘッドの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、光ファイバ素線の同軸配列精度を向上させる技術に関する。

光ファイバセンサは、光ファイバ素線からなる光ファイバヘッドを利用して、検出光を検出エリアに向けて照射し、その反射光を受光することにより、検出エリア内における物体の有無を検出するものである。この種の光ファイバセンサに利用される光ファイバヘッドには、下記特許文献１や下記特許文献２のように、投光用の光ファイバ素線を中心とした同心円上に、受光用の光ファイバ素線を複数本配置した同軸タイプの光ファイバヘッドがある。

特開平７−２３４３１９号公報 特開２００２−８２２２８号公報

光ファイバセンサの検出精度を高めるには、図２３に示すように、投光用の光ファイバ素線Ｆ１を中心とした同心円上に受光用の光ファイバ素線Ｆ３を等間隔で配置し、光ファイバ素線Ｆ１、Ｆ３の同軸配列精度を高くすることが好ましい。しかしながら、従来は、光ファイバ素線Ｆ１、Ｆ３を取り付けるための金具Ｍ側の孔径Ｄ１と、光ファイバ素線Ｆ１、Ｆ３のファイバ径（素線の直径）の相関で、光ファイバ素線Ｆ１、Ｆ３の同軸配列精度を出す構造であった。一方、金具Ｍ側の孔径Ｄ１や光ファイバ素線Ｆ１、Ｆ３のファイバ径には、加工ばらつき（いわゆる公差）があることから、孔径Ｄ１側が公差最大で、ファイバ径が公差最小となった場合には、図２４に示すように、投光用の光ファイバ素線Ｆ１や受光用の光ファイバ素線Ｆ３の位置に片寄りが起きて、同軸配列精度が低下するという問題があった。
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、光ファイバ素線の同軸配列精度を向上させることを目的とする。

本明細書により開示される同軸型光ファイバヘッドは、前方に開口する軸孔を有する筒状部を備える先端金具と、前記筒状部の前記軸孔に取り付けられる筒型のインナ部品と、前記インナ部品に内挿された状態で前記先端金具に対して取り付けられる同軸型光ファイバ素線であって、投光用又は受光用の光ファイバ素線のうちいずれか一方側の光ファイバ素線を中心として、他方側の光ファイバ素線を同心円上に複数本配列した同軸型光ファイバ素線と、前記インナ部品内に形成され、前記インナ部品に内挿された前記同軸型光ファイバ素線を変位不能な状態に固着する固着層とを備え、前記インナ部品の内周壁には、前記他方側の光ファイバ素線を位置規制する位置規制部が周方向に等間隔で形成され、かつ前記位置規制部は、前記インナ部品の軸方向に沿った直線形状である。

この構成では、インナ部品に設けた位置規制部が、光ファイバ素線の位置を規制するので、光ファイバ素線の片寄り（偏心）が起き難くなる。そのため、光ファイバ素線の同軸配列精度を向上させることが可能となる。しかも、各光ファイバ素線は固着層により同軸配列された状態で固定されているので、使用時に、光ファイバ素線の位置関係が変化して同軸配列が崩れることがない。また、位置規制部は、インナ部品の軸方向に沿った直線形状をしているので、インナ部品に挿入された他方側の光ファイバ素線が位置規制部に倣って直線形状となる。そのため、他方側の光ファイバ素線がインナ部品の内部で曲がり難くなることから、同軸配置精度が高くなる。また、位置規制部を直線形状にしておけば、インナ部品に対する挿入時に、位置規制部が光ファイバ素線を軸方向前側に案内するガイドとしても機能することから、光ファイバ素線をインナ部品に挿入し易くなるというメリットがある。

上記同軸型ファイバヘッドの実施態様として次の構成が好ましい。
位置規制部を断面円形状とする。このようにすれば、先端金具（インナ部品）に光ファイバ素線を挿入する際に、光ファイバ素線が位置規制部に接触しても、光ファイバ素線に対して傷が付き難く、また変形等も起き難い。

筒状部の軸孔の孔壁に当接することにより、インナ部品の中心が筒状部の中心に一致するように筒状部に対してインナ部品を位置決めする突条を、インナ部品の外周面に対して設ける構成とする。このようにすれば、インナ部品及び光ファイバ素線を、先端金具に対して位置決め（中心が一致するように位置決め）出来る。そのため、光ファイバセンサの検出精度を高めることが可能となる。

インナ部品の先端に、筒状部に形成された軸孔の孔縁に当接することにより、インナ部品の中心が筒状部の中心に一致するように筒状部に対してインナ部品を位置決めする位置決め面を有する頭部を設ける構成とする。このようにすれば、インナ部品及び光ファイバ素線を、先端金具に対して位置決め（中心が一致するように位置決め）出来る。そのため、光ファイバセンサの検出精度を高めることが可能となる。

本明細書により開示される同軸型光ファイバヘッドの製造方法は、投光用又は受光用の光ファイバ素線のうちいずれか一方側の光ファイバ素線を中心として、他方側の光ファイバ素線を同心円上に複数本配列した同軸型光ファイバ素線の先端部に、先端金具に取り付けた同軸型光ファイバヘッドの製造方法であって、前記他方側の光ファイバ素線を位置規制する機能を果たすと共に、軸方向に沿って直線的に延びる形状の位置規制部を、周方向に等間隔で形成した筒型のインナ部品を前記先端金具の前記筒状部に対して取り付けるステップと、前記他方側の光ファイバ素線が前記位置規制部間に収まるように位置を合わせつつ、先端部が前記インナ部品の筒状部を貫通するように投光用及び受光用の光ファイバ素線を前記先端金具に組み付けるステップと、前記筒状部を貫通した投光用及び受光用の前記光ファイバ素線の先端部に対して接着剤を塗布するステップと、先端部に接着剤を塗布した前記光ファイバ素線を前記インナ部品側に引き戻すステップと、引き戻し後に前記筒状部の前端面から突出する部分を除去して前記光ファイバ素線の先端を前記筒状部の前端面と面一にするステップとを備える。

インナ部品に対する接着剤の充填作業は、例えば、光ファイバ素線をインナ部品に挿入する前に行うことが考えられる。しかし、接着剤を予め充填しておくと、インナ部品に光ファイバ素線を挿入する際の挿入抵抗がどうしても大きくなり、組み付け作業性が悪い。この点、本明細書により開示する同軸型光ファイバヘッドの製造方法では、先端金具（インナ部品）に対して光ファイバ素線をまず貫通挿入し、その後、先端部に接着剤を塗布した光ファイバ素線をインナ部品の内方に引き戻すことにより、接着剤をインナ部品に充填する。このようにすれば、光ファイバ素線をインナ部品に挿入する際の挿入抵抗が小さくなることから、組み付け性に優れ、製造効率が高い。しかも、位置規制部は、インナ部品の軸方向に沿った直線形状をしているので、先端金具（インナ部品）に光ファイバ素線を挿入又は引き戻す際にガイドとして作用する。そのため、一層、組み付け性がよく、製造効率が高い。

本発明によれば、光ファイバ素線の同軸配列精度を向上させることが出来る。また、光ファイバヘッドの組み付け作業性を向上させることが出来る。

実施形態に適用された光ファイバセンサのブロック図 同軸型光ファイバヘッドの斜視図 先端金具の垂直断面図 図３中のＡ−Ａ線断面図 先端金具を後方から見た斜視図（蓋部材の未装着状態を示す） インナ部品を後方から見た斜視図 インナ部品を前方から見た斜視図 図４の拡大図 インナ部品の垂直断面図 インナ部品の正面図 インナ部品の右側面図 インナ部品の左側面図 インナ部品の底面図 インナ部品の背面図 インナ部品の平面図 プラグの構造を示す斜視図 同軸型光ファイバヘッドの製造工程を示す図（第１ステップを示す） 同軸型光ファイバヘッドの製造工程を示す図（第２ステップを示す） 同軸型光ファイバヘッドの製造工程を示す図（第３ステップを示す） 同軸型光ファイバヘッドの製造工程を示す図（第４ステップを示す） 同軸型光ファイバヘッドの製造工程を示す図（第５ステップを示す） 同軸型光ファイバヘッドの製造工程を示す図（第６ステップを示す） 同軸型光ファイバヘッドの断面図（素線の片寄りがない状態を示す） 同軸型光ファイバヘッドの断面図（素線に片寄りが生じた状態を示す）

＜実施形態＞
本発明の一実施形態を図１ないし図２２によって説明する。

１．光ファイバセンサ１０の構造
図１は、光ファイバセンサ１０の構成を示すブロック図である。光ファイバセンサ１０は、センサ本体部２０と、センサ本体部２０に対してプラグ８０を介して取り付けられる同軸型光ファイバヘッド３０とを備える。尚、プラグ８０が本発明の「コネクタ部」の一例である。

センサ本体部２０は、概ね箱型をしたケーシング２０Ａを備える。ケーシング２０Ａの内部には、投光部２１、投光回路２２、受光部２３、受光回路２４、制御回路２７が設けられている。投光部２１は例えば、ＬＥＤやレーザダイオード等の投光素子から構成され、投光用の光ファイバ素線４１を通じて所定の検出領域に光を照射する機能を果たす。投光回路２２は、制御回路２７からの指令に応答して、投光部２１を駆動する駆動回路である。

受光部２３は例えば、フォトトランジスタなどの受光素子から構成され、検出領域からの反射光を受光用の光ファイバ素線４３を通じて受光する機能を果たす。受光回路２４は、受光部２３の受光量の応じたレベルの受光信号を出力する機能を果たす。制御回路２７は、受光回路２４から出力される受光信号のレベルを所定の閾値と比較することで、検出領域における物体の位置や有無を判定する機能を果たす。

図２は、同軸型光ファイバヘッド３０の斜視図である。同軸型光ファイバヘッド３０は、同軸型光ファイバ素線４０と、同軸型光ファイバ素線４０の外側に外挿される保護チューブ５０と、同軸型光ファイバ素線４０の先端に取り付けられた先端金具６０と、インナ部品７０と、同軸型光ファイバ素線４０の末端に取り付けられたプラグ８０とを備える。尚、図２に示す符号９０は、製品の型式番号等を記載するための型式チューブである。

図３は先端金具６０の垂直断面、図４は図３のＡ−Ａ線断面図である。同軸型光ファイバ素線４０は投光用の光ファイバ素線４１と、複数本（この例では、９本）の受光用の光ファイバ素線４３とを含む。受光用の光ファイバ素線４３の線径は、投光用の光ファイバ素線４１の線径よりも小さく、この例では、受光用の光ファィバ素線４３の線径は、投光用の光ファイバ素線４１の線径の約１／２の大きさとなっている。図４、図８に示すように、受光用の光ファイバ素線４３は、投光用の光ファイバ素線４１に対する同心円（光ファイバ素線４１の中心点を中心とする円）Ｌ上に等間隔で配列されている。本明細書では、光ファイバ素線４１を中心とする同心円Ｌ上に光ファイバ素線４３を等間隔で配列することを、同軸配列と呼ぶ。

先端金具６０は、同軸型光ファイバ素線４０を所定の取付箇所に取り付けるための金具（金属製の金具）であり、概ねブロック型をなす金具本体６１の前側（図３では左側）に筒状部６５を形成している。金具本体６１の内部には、同軸型光ファイバ素線４０を収容する収容部６３が設けられている。収容部６３は、金具本体６１を下方に貫通しており、保護チューブ５０を被覆した同軸型光ファイバ素線４０を下方に引き出せる構成となっている。また、金具本体６１の後面は、蓋部材６７が設けられている。蓋部材６７が未装着な状態では、図５に示すように、金具本体６１の収容部６３の後面側が開いた状態になることから、後面側から同軸型光ファイバ素線４０の先端を、筒状部６５に挿入できる構成となっている。

図２、図３に示すように、筒状部６５は金具本体６１の前面側の中央やや上部寄りの位置に設けられており、水平に真っ直ぐ延びる形状をしている。筒状部６５は、同軸型光ファイバ素線４０を挿入して固定する軸孔６６を有している。軸孔６６の後端側は金具本体６１の収容部６３に連通し、前端側は前方に開口している。

筒状部６５に形成された軸孔６６のうち、前端寄りの部位にはインナ部品７０が収容されている。図６、図７はインナ部品７０の斜視図、図１０から図１５はインナ部品７０の６面図である。インナ部品７０は、合成樹脂製であり、前後方向に貫通する貫通孔７３を軸方向に沿って形成した筒型をなす。図６に示すようにインナ部品７０の外周壁には、突条７１が軸方向に沿って３条形成されている。この突条７１は、筒状部６５の中心にインナ部品７０の中心（より詳しくは、筒状部６５に形成された軸孔６６の中心に対してインナ部品７０に形成された貫通孔７３の中心）が一致するように、筒状部６５に対してインナ部品７０を位置決めする機能を果たしている。すなわち、インナ部品７０に形成された３本の突条７１が、筒状部６５に形成された軸孔６６の孔壁に３点当たりすることで、筒状部６５に形成された軸孔６６の中心に対して、インナ部品７０に形成された貫通孔７３の中心が一致する状態にセンタリングされる構成となっている。尚、突条７１は周方向に等間隔で形成されており、概ね三角形状をなす（図６参照）。

また、インナ部品７０の先端には、大径の頭部７２が設けられている。大径の頭部７２は、後方に向かって、径が細くなる円錐形状をしている。この頭部７２は、突条７１と同様に、筒状部６５の中心にインナ部品７０の中心を一致させる機能を果たしている。

すなわち、頭部７２の円錐面７２Ａが、軸孔６６の孔縁に当接することにより、インナ部品７０を筒状部６５の中心に向かってセンタリングするため、筒状部６５の中心にインナ部品７０の中心を一致させるように位置決め出来る。尚、軸孔６６の孔縁も円錐面にしておくと、筒状部６５に対してインナ部品７０を高精度にセンタリングすることが可能となり、好ましい。尚、円錐面７２Ａが、本発明の「位置決め面」の一例である。

そして、筒状部６５に差し込まれた同軸型光ファイバ素線４０の先端部は、インナ部品７０の貫通孔７３を貫通し、素線先端を筒状部６５の前端面６５Ａから前方に臨ませた状態で、後記する固着層７７により固定される構成となっている。

また図７や図８に示すように、インナ部品７０に形成された貫通孔７３の孔壁には、孔中心である内方に向かって突出する位置規制部７５が形成されている。位置規制部７５は、投光用の光ファイバ素線４１を中心とする同心円Ｌ上に配置される受光用の光ファイバ素線４３に対応して周方向に等間隔で形成されている。

この位置規制部７５は、図８に示すように、同心円Ｌ上に配置された各光ファイバ素線４３の間に位置して、各光ファイバ素線４３を周方向に位置決めする機能を果たす。このようにすることで、位置規制部７５が設けられていない場合に比べて、受光用の光ファイバ素線４３の片寄りを防止することが可能となるため、同軸型光ファイバ素線４０の同軸配列精度を高めることが可能となっている。尚、同軸配列精度が高いとは、筒状部６５の中心に対して、光ファイバ素線４１の中心が一致し、かつ光ファイバ素線４１を中心とする同心円Ｌ上に受光用の各光ファイバ素線４３が等間隔で配置されている状態を指す。

また、位置規制部７５は断面円形状（概ね半円形状）をなす。断面を円形状にしておくことで、光ファイバ素線４１、４３をインナ部品７０に対して挿入する際に、光ファイバ素線４１、４３が位置規制部７５に接触しても、光ファイバ素線４１、４３に対して傷が付き難く、また変形等も起き難い。

また、図８に示すように、インナ部品７０の貫通孔７３内には樹脂系（一例としてエポキシ樹脂等）の硬化性接着剤Ｕが充填されている。硬化性接着剤Ｕは、位置がずれないように各光ファイバ素線４１、４３を固着する固着層７７を形成する。仮に、固着層７７が設けられていない場合は、インナ部品７０の内部で各光ファイバ素線４１、４３が動いて同軸配列精度を低下させることが起こり得るが、本実施形態のように固着層７７を設けることで、各光ファイバ素線４１、４３の位置が固定されることから、同軸配列精度を高めることが可能となっている。

また、各光ファイバ素線４１、４３は、固着層７７により、他の光ファイバ素線４１、４３やインナ部品７０から離間した状態に保持される。もし仮に、各光ファイバ素線４１、４３が、インナ部品７０や他の光ファイバ素線４１、４３に接触していると、何らかの拍子で外力が加わった時に、光ファイバ素線４１、４３が、インナ部品７０や他の光ファイバ素線４１、４３と強く干渉して傷ついたり、変形を起こす恐れがある。

この点、本実施形態のように、各光ファイバ素線４１、４３を、固着層７７により、他の光ファイバ素線４１、４３やインナ部品７０から離間した状態に保持するようにしておけば、各光ファイバ素線４１、４３を保護することが可能となり、何らかの拍子で外力が加わったとしても、各光ファイバ素線４１、４３が変形を起こしたり、傷つくことを未然に防止することが可能となる。

また、図９に示すように、位置規制部７５は、インナ部品７０の軸方向（前後方向）に沿った直線形状をなし、貫通孔７３の前端寄りの位置から中央部までの範囲に形成されている。位置規制部７５を直線形状にしておくことで、インナ部品７０に挿入された光ファイバ素線４３が位置規制部７５に倣って直線形状となる。そのため、光ファイバ素線４３がインナ部品７０の内部で曲がり難くなることから、同軸配置精度が高くなる。また、位置規制部７５を直線形状にしておけば、貫通孔７３に対する挿入時に、位置規制部７５が光ファイバ素線４３を軸方向前側に案内するガイドとしても機能することから、光ファイバ素線４３をインナ部品７０に挿入し易くなるというメリットがある。

図１、図２に戻って説明を続けると、プラグ８０は、同軸型光ファイバ素線４０の終端部に取り付けられている。プラグ８０の下端部には、左右一対の差込部８１、８３が設けられている。各差込部８１、８３には、それぞれ投光用の光ファイバ素線４１と、受光用の光ファイバ素線４３が挿通される構成となっている（図１６参照）。センサ本体部２０の前面壁には、プラグ８０を固定する受け部（図略）が形成されていて、プラグ８０を受け部に差し込んでロックできる構成となっている。

そして、プラグ８０をセンサ本体部２０に差し込んだ状態では、図１に示すように、差込部８１に差し込まれた投光用の光ファイバ素線４１が投光部２１の正面に位置し、差込部８３に差し込まれた受光用の光ファイバ素線４３が受光部２３の正面に位置する。そのため、投光部２１から光を出射すると、その光を、投光用の光ファイバ素線４１を通じて所定の検出領域に照射出来る。また、検出領域に照射された光の反射光を、受光用の光ファイバ素線４３を通じて受光部２３に導入して受光させることが出来る。

本実施形態では、図２に示すように、先端金具６０に設けられた筒状部６５の外周面に螺子が切られていることから、同軸型光ファイバヘッド３０を所定の取付箇所（この例では、パネル１００）に固定する場合には、パネル１００に形成された取付孔１１０に筒状部６５を挿入した後、ボルト締めすることにより、パネル１００に対して先端金具６０を固定することが出来る。

先端金具６０の固定後、投光部２１を駆動して投光用の光ファイバ素線４１を通じて検出領域に光を照射すると、検出領域内に物体が存在していれば、物体表面で光が反射する。そして、物体表面で反射した反射光の一部は、受光用の光ファイバ素線４３を通じて受光部２３に入光し、受光回路２４の出力する受光信号のレベルが所定の閾値を上回る状態となる。

一方、検出領域内に物体が存在していない場合、光の反射がなく、受光部２３にて受光される光はほとんどないため、受光回路２４の出力する受光信号のレベルが所定の閾値を下回る状態となる。そのため、制御回路２７にて、受光信号のレベルを所定の閾値と比較することで、検出領域における物体の位置や有無を判定することが出来る。

２．同軸型光ファイバヘッド３０の製造方法
同軸型光ファイバヘッド３０は、下記の７つのステップにより製造される。まず、１番目のステップでは、先端金具６０の筒状部６５に対して、インナ部品７０を取り付ける作業が行われる。インナ部品７０は、外周面に接着剤Ｃを塗布した後、先端金具６０の筒状部６５に形成された軸孔６６に対して前側（図１７の左側）より挿入される。

筒状部６５内にインナ部品７０を挿入してゆくと、インナ部品７０の全体が概ね差し込まれた時点で、先端に形成された大径の頭部７２が筒状部６５の前端面６５Ａに突き当たってそれ以上挿入できない状態になり、インナ部品７０の取り付けは完了する。取り付けが完了した状態では、インナ部品７０は図１７に示すように、先端の頭部７２を除くほぼ全体が筒状部６５内に収まり、前端面６５Ａから頭部７２の先端が前側に少し突出した状態となる。

尚、筒状部６５に収容されたインナ部品７０は、頭部７２に形成された円錐面７２Ａの作用、及び外周壁に形成された突条７１の作用により、貫通孔７３の中心が筒状部６５に形成された軸孔６６の中心に一致するように位置決めされる。そして、更に、外周面に塗布した接着剤Ｃにより、位置決めされた状態を保ちつつ、軸孔６６の孔壁に固着される。

続く、２番目のステップでは、１本の投光用の光ファイバ素線４１と、９本の受光用の光ファイバ素線４３を、先端金具６０に対して組み付ける作業が行われる。具体的には、各光ファイバ素線４１、４３は、先端金具６０に後方から挿入され、金具本体６１の収容部６３、筒状部６５、筒状部６５の先端側に収容されたインナ部品７０を順に貫通し、素線先端が筒状部６５の先端面から前方に所定長さ（図１８に示す寸法Ｈ）だけ、突出するように差し込まれる。

また、光ファイバ素線４１、４３を挿入する際には、投光用の光ファイバ素線４１がインナ部品７０の貫通孔７３の中心に位置し、残る９本の受光用の光ファイバ素線４３が位置規制部７５の間に収まるように、光ファイバ素線４３の位置が、組み付け作業者により調整される。そのようにすることで、投光用の光ファイバ素線４１を中心とする同心円Ｌ上に受光用の光ファイバ素線４３を等間隔で配列することが出来る。

尚、光ファイバ素線４１、４３の挿入方法は、最初に投光用の光ファイバ素線４１をインナ部品７０の貫通孔７３に挿入した後、位置規制部７５の間に収まるように位置を調整しながら、受光用の各光ファイバ素線４３を貫通孔７３に事後挿入する方法や、投光用の光ファイバ素線４１の外側に９本の光ファイバ素線４３を予め等間隔に配置し、光ファイバ素線４３が位置規制部７５の間に収まるように位置を調整しながら、投光用と受光用の光ファイバ素線４１、４３をインナ部品７０の貫通孔７３に一括挿入する方法を用いることが出来る。

また、インナ部品７０の後端にはすり鉢型のテーパ部７６が形成されており、光ファイバ素線４１、４３をインナ部品７０に挿入する際に、光ファイバ素線４１、４３を貫通孔７３の中心側に案内する構成となっている。

続く、３番目のステップでは、図１９に示すように、筒状部６５の前端面６５Ａから前方に突出した、光ファイバ素線４１、４３の先端部に対して硬化性接着剤Ｕを塗布する作業が行われる。硬化性接着剤Ｕを塗布する作業は、注射器等を使用して、各光ファイバ素線４１、４３の外周を包むように行われる。

そして、４番目のステップでは、図２０に示すように、光ファイバ素線４１、４３を後方に引いて、素線の先端部（硬化性接着剤Ｕを塗布した部分）を、インナ部品７０の貫通孔７３内に引き戻す作業が行われる。光ファイバ素線４１、４３の先端部を引き戻すと、先端部と共に塗布された硬化性接着剤Ｕが貫通孔７３の内部に引き込まれることから、貫通孔７３の内部に硬化性接着剤Ｕを充填することが出来る。

そのため、充填された硬化性接着剤Ｕが硬化すると、受光側の光ファイバ素線４３は、図８に示すように、光ファイバ素線４１を中心とする同心円Ｌ上に等間隔に配列された状態に位置が固定される。また、貫通孔７３の内部に充填された硬化性接着剤Ｕは、引き戻しの際に、インナ部品７０と各光ファイバ素線４１、４３の間の隙間や各光ファイバ素線４１、４３間の隙間に入り込むことから、各光ファイバ素線４１、４３を、他の光ファイバ素線４１、４３やインナ部品７０から離間させた状態に保つことが出来る。

尚、光ファイバ素線４１、４３の引き戻し量は、引き戻し後、光ファイバ素線４１、４３の先端が、筒状部６５の前端面６５Ａから少しだけ前方に飛び出した状態になるように、前端面６５Ａからの突出長より、幾らか少なくすることが好ましい。このようにすることで、光ファイバ素線４１、４３のうち、前端面６５Ａから飛び出した部分を最終的に除去することで、光ファイバ素線４１、４３の先端位置を筒状部６５の前端面６５Ａに合わせることが出来る。

その後、５番目のステップでは、図２１に示すように、光ファイバ素線４１、４３に対して保護チューブ５０、プラグ８０、型式チューブ９０を組み付ける作業が行われる。そして、６番目のステップでは、図２２に示すように、光ファイバ素線４１、４３のうち、金具本体６１の後方に引き出された部分を、保護チューブと共に下方に折り曲げて金具本体６１の収容部６３に収容する作業が行われる。その後、裏面に接着剤を塗布した蓋部材６７を、金具本体６１に対して取り付ける。これにより、金具本体６１の後面が蓋部材６７により閉止された状態となる。

そして、３番目のステップで塗布した硬化性樹脂材Ｕが硬化した後、７番目のステップが行われる。７番目のステップでは、グラインダーやサンダー等の工具を使用して、筒状部６５の先端部分を研磨する作業が行われる。研磨作業により、筒状部６５の前端面６５Ａから飛び出した部分（図２２に示すＢ部であって、インナ部品７０の先端や光ファイバ素線４１、４３の先端）は除去され、図３に示すように、インナ部品７０の先端、光ファイバ素線４１、４３の先端は、筒状部６５の前端面６５Ａと面一に加工される。以上により、同軸型光ファイバヘッド３０を製造することが出来る。

３．効果説明
同軸型光ファイバヘッド３０では、インナ部品７０に設けた位置規制部７５が、光ファイバ素線４３の位置を規制するので、光ファイバ素線４１、４３の片寄り（偏心）が起き難くなる。そのため、光ファイバ素線４１、４３の同軸配列精度を向上させることが可能となる。しかも、各光ファイバ素線４１、４３は固着層７７により同軸配列された状態で固定されているので、使用時に、光ファイバ素線４１、４３の位置関係が変化して同軸配列が崩れることがない。また、位置規制部７５は、インナ部品７０の軸方向に沿った直線形状をしているので、インナ部品７０に挿入された光ファイバ素線４３が位置規制部７５に倣って直線形状となる。そのため、光ファイバ素線４３がインナ部品７０の内部で曲がり難くなることから、同軸配置精度が高くなる。また、位置規制部７５を直線形状にしておけば、貫通孔７３に対する挿入時に、位置規制部７５が光ファイバ素線４３を軸方向前側に案内するガイドとしても機能することから、光ファイバ素線４３をインナ部品７０に挿入し易くなるというメリットがある。

また、硬化性接着剤Ｕの充填作業は、例えば、光ファイバ素線４１、４３をインナ部品７０の貫通孔７３に挿入する前に行うことが考えられる。しかし、硬化性接着剤Ｕを先に塗布しておくと、貫通孔７３に光ファイバ素線４１、４３を挿入する際の挿入抵抗がどうしても大きくなり、組み付け作業性が悪い。この点、本実施形態に開示する同軸型光ファイバヘッド３０の製造方法では、インナ部品７０に対して光ファイバ素線４１、４３をまず貫通挿入し、その後、先端部に硬化性接着剤Ｕを塗布した光ファイバ素線４１、４３をインナ部品７０の内方に引き戻すことにより、硬化性接着剤Ｕをインナ部品７０の貫通孔７３内に充填する。このようにすれば、光ファイバ素線４１、４３をインナ部品７０に挿入する際の挿入抵抗が小さくなることから、組み付け性に優れ、製造効率が高い。

また、本実施形態では、筒状部６５の前端面６５Ａから少しだけ先端が飛び出した状態になるように光ファイバ素線４１、４３を引き戻し、飛び出した先端を最終的に除去することによって、光ファイバ素線４１、４３の先端を筒状部６５の前端面６５Ａと面一に加工する。このようにすることで、素線先端位置のばらつきを小さくすることが可能となる結果、検出対象となる物体から素線先端までの距離を保つことが可能となり、光ファイバセンサ１０の検出精度を高めることが出来る。

＜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る。
（１）本実施形態では、同軸型光ファイバ素線４０の構成例として、投光用の光ファイバ素線４１を中心とする同心円Ｌ上に、受光用の光ファイバ素線４３を等間隔で配列した例を示した。光ファイバ素線４１、４３の配置は、実施形態に開示した配置に限定されるものではなく、例えば、投光用と受光用の配列を反転させて、受光用の光ファイバ素線４３を中心側に配置し、光ファイバ素線４３を中心とする同心円上に投光用の光ファイバ素線４１を等間隔で配列するようにしてもよい。

（２）本実施形態では、位置規制部７５を、インナ部品７０の前半分に形成した例を示したが、インナ部品の全長に亘って形成するようにしてもよい。また、実施形態では、位置規制部７５の断面円形状にしたが、光ファイバ素線４３の位置ずれを防止できるものであればよく、例えば、断面台形状等にしてもよい。

１０...光ファイバセンサ
２０...センサ本体部
３０...同軸型光ファイバヘッド
４０...同軸型光ファイバ素線
４１...投光用の光ファイバ素線
４３...受光用の光ファイバ素線
６０...先端金具
６５...筒状部
７０...インナ部品
７１...突条
７２...頭部
７５...位置規制部
７７...固着層
８０...プラグ（本発明の「コネクタ部」の一例）
Ｕ...硬化性接着剤

Claims (5)

1. 同軸型光ファイバヘッドであって、
   前方に開口する軸孔を有する筒状部を備える先端金具と、
   前記筒状部の前記軸孔に取り付けられる筒型のインナ部品と、
   前記インナ部品に内挿された状態で前記先端金具に対して取り付けられる同軸型光ファイバ素線であって、投光用又は受光用の光ファイバ素線のうちいずれか一方側の光ファイバ素線を中心として、他方側の光ファイバ素線を同心円上に複数本配列した同軸型光ファイバ素線と、
   前記インナ部品内に形成され、前記インナ部品に内挿された前記同軸型光ファイバ素線を変位不能な状態に固着する固着層とを備え、
   前記インナ部品の内周壁には、前記他方側の光ファイバ素線を位置規制する位置規制部が周方向に等間隔で形成され、かつ前記位置規制部は、前記インナ部品の軸方向に沿った直線形状であると共に、
   前記インナ部品の外周面には、前記筒状部に形成された軸孔の孔壁に当接することにより、前記インナ部品の中心が前記筒状部の中心に一致するように前記筒状部に対して前記インナ部品を位置決めする突条が設けられ、更に、前記インナ部品の前記外周面には、前記軸孔に対して前記インナ部品を固着する接着剤が塗布されている、同軸型光ファイバヘッド。
2. 前記位置規制部は、断面円形状をなす請求項１に記載の同軸型光ファイバヘッド。
3. 前記インナ部品の先端には、前記筒状部に形成された前記軸孔の孔縁に当接することにより、前記インナ部品の中心が前記筒状部の中心に一致するように前記筒状部に対して前記インナ部品を位置決めする位置決め面を有する頭部が設けられている請求項１又は請求項２に記載の同軸型光ファイバヘッド。
4. センサ本体部と、
   前記センサ本体部に対して、前記同軸型光ファイバ素線の末端に固定されたコネクタ部を介して取り付けられる請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の同軸型光ファイバヘッドと、を有する光ファイバセンサ。
5. 投光用又は受光用の光ファイバ素線のうちいずれか一方側の光ファイバ素線を中心として、他方側の光ファイバ素線を同心円上に複数本配列した同軸型光ファイバ素線の先端部に、先端金具に取り付けた同軸型光ファイバヘッドの製造方法であって、
   前記他方側の光ファイバ素線を位置規制する機能を果たすと共に、軸方向に沿って直線的に延びる形状の位置規制部を内周壁に対して周方向に等間隔で形成すると共に、外周面に前記先端金具の筒状部に形成された軸孔に当接することにより、前記インナ部品の中心が前記筒状部の中心に一致するように前記筒状部に対して前記インナ部品を位置決めする突条を有する筒型のインナ部品を、前記先端金具の前記筒状部に形成された軸孔に対して取り付けるステップと、
   前記他方側の光ファイバ素線が前記位置規制部間に収まるように位置を合わせつつ、先端部が前記インナ部品の筒状部を貫通するように投光用及び受光用の光ファイバ素線を前記先端金具に組み付けるステップと、
   前記筒状部を貫通した投光用及び受光用の前記光ファイバ素線の先端部に対して接着剤を塗布するステップと、
   先端部に接着剤を塗布した前記光ファイバ素線を前記インナ部品側に引き戻すステップと、
   引き戻し後に前記筒状部の前端面から突出する部分を除去して前記光ファイバ素線の先端を前記筒状部の前端面と面一にするステップとを備え、
   前記インナ部品を前記筒状部に形成された前記軸孔に対して取り付けるステップでは、外周面に接着剤を塗布した後に、前記筒状部の前記軸孔に前記インナ部品を挿入する、同軸型光ファイバヘッドの製造方法。

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