JP6318517B2 - 光ファイバセンサ用光ファイバユニット - Google Patents

Description

本発明は、光ファイバセンサ用光ファイバユニットに関する。

特許文献１には、光ファイバユニット１０が開示されている。図２５は特許文献１に係る光ファイバユニット１０の斜視図であり、図２６は光ファイバユニット１０の分解斜視図である。

図２６に示すように、特許文献１の光ファイバユニット１０は、ヘッド部材１１、カバー部材１２、ナット１３を備える。ヘッド部材１１は、円筒状の筒部１４及び光ファイバ保持部１７を有する。筒部１４には、光ファイバケーブル１５が挿入される貫通孔１８が設けられている。光ファイバ保持部１７には、貫通孔１８に連続する溝部２２が設けられている。光ファイバ保持部１７は、この溝部２２を取り囲むように六角柱形状を有している。光ファイバ保持部１７の外周の一面には開口２３が設けられている。光ファイバケーブル１５は、筒部１４の貫通孔１８及び光ファイバ保持部１７の溝部２２に挿入され、所定の曲率で屈曲されて、開口２３から延出している。

特開２００５−１５６４５５号明細書

特許文献１の光ファイバユニット１０では、光ファイバケーブル１５は、六角柱形状の一面に形成された開口２３から延出している。そして、その延出方向は、スパナ等の治具３０が適用される側面とは平行ではない。そのため、スパナ等の治具３０を光ファイバ保持部１７に適用する際に、治具３０が光ファイバケーブル２５に接触して、光ファイバケーブル２５が損傷する可能性がある。治具３０が光ファイバケーブル２５に接触することを回避するためには、治具３０を光ファイバ保持部１７に完全に適合させることができない。図２７は治具３０を光ファイバ保持部１７に適用した場合の模式図である。図２７に示す状態から、治具３０を奥まで光ファイバ保持部１７に差し込んだ場合、光ファイバケーブル１５と治具３０とが接触し、光ファイバケーブル１５が損傷する可能性がある。また、図２７に示すように、光ファイバケーブル１５と治具３０との接触を回避した場合には、治具３０を光ファイバ保持部１７に完全に適合させることができない。よって、光ファイバ保持部１７を治具により強固に挟み込むことができない。

そこで、本発明の目的は、光ファイバケーブルの損傷を回避しつつ、治具により光ファイバユニットを強固に挟み込むことが可能な光ファイバセンサ用光ファイバユニットを提供することである。

本発明の一態様に係る光ファイバセンサ用光ファイバユニットは、光ファイバケーブルと、軸部と、ヘッド部と、を備える。軸部は、雄ネジが設けられた外周面と、光ファイバケーブルが挿入される貫通孔とを有する。ヘッド部は、軸部に接続されている六角柱状である。ヘッド部は、第１の側面と、第２の側面と、第３の側面と、第４の側面と、を有する。第１の側面は、第２の側面と第３の側面との間において、第２の側面及び第３の側面に隣接している。第２の側面は、第１の側面と第４の側面との間において、第１の側面及び第４の側面に隣接している。光ファイバケーブルは、ヘッド部の内部を通り、第１の側面と第２の側面との少なくとも一方から、第３の側面及び第４の側面と略平行な方向に出ている。

上記の構成によれば、光ファイバケーブルの延出方向は第３の側面及び第４の側面と略平行である。よって、スパナ等の治具を第３の側面及び第４の側面に沿って奥まで嵌め込んだ場合であっても、治具の先端部と光ファイバケーブルとが接触し難い。よって、治具の嵌め込みの際に、光ファイバケーブルが損傷するのを抑制できる。また、治具の奥までヘッド部を嵌め込むことができるので、治具により光ファイバセンサ用光ファイバユニットを強固に挟み込むことができる。

好ましくは、光ファイバケーブルは、第１の側面と第２の側面との間の角部を通るように、第１の側面と第２の側面とから出ている。この構成によれば、光ファイバケーブルは軸部の貫通孔を通って、ヘッド部の第１の側面と第２の側面との角部から延出している。軸部の貫通孔から、第１の側面と第２の側面をとの角部に至る方向は、概ね第３の側面及び第４の側面と略平行である。よって、ヘッド部の第１の側面と第２の側面との角部を通る光ファイバケーブルは、第３の側面及び第４の側面と略平行に延出する。よって、治具を第３の側面及び第４の側面に沿って奥まで嵌め込んだ場合であっても、治具の先端部と光ファイバケーブルとが接触により光ファイバケーブルが損傷するのを抑制できる。また、治具の奥までヘッド部を嵌め込むことができるので、光ファイバセンサ用光ファイバユニットを強固に挟み込むことができる。

好ましくは、ヘッド部は、貫通孔に連通しており光ファイバケーブルが通される空間を有する。空間は、角部を通る開口部において開口している。なお、ヘッド部の側面は、開口部が設けられることで縁だけが残っている形状であってもよい。この構成によれば、光ファイバケーブルは軸部の貫通孔を通って屈曲されて空間に至り、開口部から延出する。開口部は、ヘッド部の第１の側面と第２の側面との間の角部を通っている。空間はこの開口部において開口している。よって、光ファイバケーブルは、ヘッド部の第１の側面と第２の側面との間の角部の近傍又は角部を通って開口部から延出する。そのため、光ファイバケーブルの延出方向は第３の側面及び第４の側面と略平行となる。これにより、前述の通り、光ファイバケーブルの損傷を防ぎつつ、治具によるヘッド部の強固な挟み込みが可能となる。

好ましくは、光ファイバケーブルは、単一のケーブルからなる。この構成によれば、透過型光ファイバセンサにおいても、前述と同様に光ファイバケーブルの損傷を防ぎつつ、治具によるヘッド部の強固な挟み込みが可能となる。

好ましくは、光ファイバケーブルは、第１のケーブルと第２のケーブルとからなる。この構成によれば、反射型光ファイバセンサにおいても、前述と同様に光ファイバケーブルの損傷を防ぎつつ、治具によるヘッド部の強固な挟み込みが可能となる。

本発明によれば、光ファイバケーブルを損傷することなく、治具により光ファイバユニットを強固に挟み込むことが可能な光ファイバセンサ用光ファイバユニットを提供することができる。

第１実施形態に係る光ファイバユニットの外観斜視図である。 第１実施形態に係る光ファイバユニットの分解斜視図である。 第１実施形態に係る光ファイバユニットの拡大底面図である。 図３におけるＡ−Ａ断面図である。 第１実施形態に係る保持部材の平面図である。 光ファイバケーブルと治具との位置関係を示す模式図である。 光ファイバケーブルの延出形態の他の例を示す模式図である。 光ファイバケーブルの延出形態の変形例を示す模式図である。 第１実施形態に係る光ファイバユニットの敷設手順について説明するための説明図である。 第１実施形態の変形例に係る光ファイバユニットの外観斜視図である。 第２実施形態に係る光ファイバユニットの外観斜視図である。 第２実施形態に係る光ファイバユニットの分解斜視図である。 第２実施形態に係る光ファイバユニットの拡大底面図である。 図１２におけるＢ−Ｂ断面図である。 カバー部材を取り外した状態での第２実施形態に係る光ファイバユニットの平面図である。 光ファイバケーブルと治具との位置関係を示す模式図である。 第２実施形態に係る光ファイバユニットの敷設手順について説明するための説明図である。 光ファイバケーブルの延出形態の第１変形例を示す模式図である。 光ファイバケーブルの延出形態の第２変形例を示す模式図である。 第２実施形態の第１変形例に係る同軸反射型の光ファイバユニットの外観斜視図である。 第２実施形態の第１変形例に係る同軸反射型の光ファイバユニットの分解斜視図である。 第２実施形態の第２変形例に係る拡散反射型の光ファイバユニットの外観斜視図である。 第２実施形態の第２変形例に係る拡散反射型の光ファイバユニットの分解斜視図である。 開口部の位置の変形例を示す斜視図である。 従来技術に係る光ファイバユニットの斜視図である。 従来技術に係る光ファイバユニットの分解斜視図である。 従来技術に係る光ファイバユニットへの治具の使用方法を示す説明図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

本発明に適用可能な光ファイバセンサとしては種々挙げられるが、まず透過型の光ファイバセンサに用いる光ファイバユニット５０について説明する。

＜第１実施形態＞
（１）光ファイバユニット５０の全体構成
図１は、第１実施形態に係る透過型の光ファイバセンサに用いる光ファイバユニット５０の外観斜視図である。図２は、光ファイバユニット５０の分解斜視図である。図３は、光ファイバユニット５０の拡大底面図である。図４は、図３におけるＡ−Ａ断面図である。

光ファイバユニット５０は、カバー部材５１と、取付部材５２と、レンズ部材５５と、ワッシャ６０と、ナット６１と、光ファイバケーブル５７と、を備える。なお、以下の説明において、図１〜図２等に示すように、カバー部材５１がある側を上、ナット６１がある側を下とする。また、上下方向に直交する方向を平面方向とする。

取付部材５２とナット６１とは金属製である。例えば、取付部材５２とナット６１とは、ある程度の強度を保つため、亜鉛ダイカストにより形成されており、クロムめっきを施されている。取付部材５２は、光ファイバケーブル５７を後述する製造ライン等に取り付けるための部材である。取付部材５２は、軸部５４とヘッド部５３とを有する。

（２）光ファイバユニット５０の各部の構成
（２−１）軸部５４
軸部５４は、内部に上下方向に貫通する貫通孔６５を有している。貫通孔６５は後述するように光ファイバケーブル５７及びレンズ部材５５を挿入するための孔である。光ファイバケーブル５７は図２に示すようにある程度の曲率を有して屈曲されて貫通孔６５に挿入される。

軸部５４の外周面の一部には雄ネジ５４ａが設けられている。なお、図２に示すように軸部５４の外周面の一部には平坦面が形成されており、平坦面には雄ネジ５４ａは設けられていない。ただし、軸部５４の外形はこれに限定されず、軸部５４全体が円筒形状であり全周面に雄ネジ５４ａが設けられていてもよい。

（２−２）ヘッド部５３
ヘッド部５３は、軸部５４の上方に設けられている。ヘッド部５３は、軸部５４と一体である。ただし、ヘッド部５３は、軸部５４と別体であってもよい。ヘッド部５３は、軸部５４の外径よりも大きく、概ね六角柱形状の外形を有している。本実施形態に置いて、ヘッド部５３は、正六角柱状の形状を有している。ヘッド部５３は、底面部６２と外壁部６４とを有する。底面部６２は、軸部５４と接する部分である。底面部６２は概ね六角形状の板状部材である。外壁部６４は、底面部６２から上方に突出している。底面部６２と外壁部６４とにより囲まれる空間により空間６８が形成されている。空間６８は、軸部５４の貫通孔６５の径方向外方に向かって延びている。

また、空間６８は、軸部５４の貫通孔６５と連通している。この軸部５４の貫通孔６５と空間６８との連通部位には、貫通孔６５の端部がテーパ状に切削されることで、テーパ部６２ａが形成されている。つまり、底面部６２は、軸部５４の貫通孔６５と連通するテーパ部６２ａを有している。空間６８と貫通孔６５との連通部位においてテーパ部６２ａが設けられることで、光ファイバケーブル５７を軸部５４の上方から貫通孔６５に挿入し易い。また、光ファイバケーブル５７の曲率に沿わせて貫通孔６５に光ファイバケーブル５７を固定でき、テーパ部６２ａを有さない場合に比べて、光ファイバケーブル５７の平面方向での柔軟性も向上する。さらに、空間６８は貫通孔６５から離れるほど広がるように、貫通孔６５よりも大きく形成されている。よって、空間６８から後述の開口部６９を介して延出する光ファイバケーブル５７は広範囲に移動可能である。

ヘッド部５３は複数の側面を有する。本実施形態においてヘッド部５３は六角柱形状であるため、ヘッド部５３は６つの側面を有する。図５は、取付部材５２の平面図である。具体的には、図５に示すように、ヘッド部５３は、第１の側面６４ａと、第２の側面６４ｂと、第３の側面６４ｄと、第４の側面６４ｃと、第５の側面６４ｅと、第６の側面６４ｆとを有する。第２の側面６４ｂは、第１の側面６４ａの一側方において第１の側面６４ａと隣接している。第３の側面６４ｄは、第１の側面６４ａの他側方において、第１の側面６４ａと隣接している。第４の側面６４ｃは、第２の側面６４ｂと隣接している。すなわち、すなわち、第１の側面６４ａは、第２の側面６４ｂと第３の側面６４ｄとの間において、第２の側面６４ｂ及び第３の側面６４ｄに隣接している。また、第２の側面６４ｂは、第１の側面６４ａと第４の側面６４ｃとの間において、第１の側面６４ａ及び第４の側面６４ｃに隣接している。第４の側面６４ｃは、第３の側面６４ｄと平行である。第５の側面６４ｅは、第４の側面６４ｃと隣接している。第５の側面６４ｅは、第１の側面６４ａと平行である。第６の側面６４ｆは、第５の側面６４ｅと隣接している。第６の側面６４ｆは、第２の側面６４ｂと平行である。

外壁部６４には、開口部６９が形成されている。開口部６９は、第１の側面６４ａに設けられる第１開口部６９ａと、第２の側面６４ｂに設けられる第２開口部６９ｂとを含む。第１開口部６９ａと第２開口部６９ｂとは、つながっている。

図５に示すように、開口部６９の幅Ｄ３は、第１の側面６４ａの幅Ｄａよりも大きい。開口部６９の幅Ｄ３は、第２の側面６４ｂの幅Ｄｂよりも大きい。また、第１開口部６９ａの幅Ｄ１は、光ファイバケーブル５７の直径以上である。第２開口部６９ａの幅Ｄ２は、光ファイバケーブル５７の直径以上である。第１開口部６９ａの幅Ｄ１と第２開口部６９ａの幅Ｄ２とは等しい。ただし、第１開口部６９ａの幅Ｄ１と第２開口部６９ａの幅Ｄ２とが異なってもよい。

外壁部６４により囲まれる空間６８は、テーパ部６２ａを介して軸部５４の貫通孔６５と連通している。外壁部６４の内壁には、径方向内方に向かって突出した載置壁６７が設けられている。載置壁６７の上面は、外壁部６４の上面よりも下方に位置する。詳細には、載置壁６７の上面は、外壁部６４の上部からカバー部材５１の厚み分だけ下方に位置する。載置壁６７は、カバー部材５１が載置される部分である。

（２−３）カバー部材５１
図１に示すように、カバー部材５１は、ヘッド部５３の上部に取り付けられている。カバー部材５１は、軸部５４の貫通孔６５の中心軸線方向において、ヘッド部５３の空間６８を覆う蓋の役目を果たす。詳細には、カバー部材５１は、空間６８を上方から覆う。また、光ファイバケーブル５７は、軸部５４の貫通孔６５から空間６８の開口部６９に向かって屈曲されるが、このように屈曲された場合であってもカバー部材５１により光ファイバケーブル５７を空間６８内に適切に収納することができる。

図２に示すように、カバー部材５１は、平板状部５１ａ及びガイド部５１ｂを有する。平板状部５１ａは板状の部材である。平板状部５１ａの外形は、円弧状部分５１ａ−１、接続部分５１ａ−２及び第１側部５１ｃ及び第２側部５１ｄからなる。第１側部５１ｃ及び第２側部５１ｄは、ヘッド部５３の開口部６９に対応する部分であり、隣接する２つの直線辺からなる。この第１側部５１ｃ及び第２側部５１ｄは、ヘッド部５３の底面部６２の六角形の辺に対応するように形成されている。つまり、カバー部材５１を載置壁６７に載置した場合に、第１側部５１ｃ及び第２側部５１ｄが底面部６２の六角形の辺に対応する。より具体的には、上面視において、第１側部５１ｃが第１の側面６４ａと面一となり、第２側部５１ｄが第２の側面６４ｂと面一となる。よって、上面視において、第１側部５１ｃ及び第２側部５１ｄは、六角形状の底面部６２の辺のうち開口部６９に対応する２辺に概ね平行となる。

円弧状部分５１ａ−１は、外部壁６４の上面の開口に対応する大きさに形成される。接続部分５１ａ−２は、円弧状部分５１ａ−１と第１側部５１ｃ及び第２側部５１ｄとを接続する。

ガイド部５１ｂは、平板状部５１ａに対して直交する方向に下部に突出しており、ヘッド部５３の載置壁６７に嵌合する形状を有している。載置壁６７にはガイド溝６７ａが形成されており、カバー部材５１をヘッド部５３に取り付ける際には、ガイド部５１ｂに設けられた突起（図示せず）がガイド溝６７ａによって案内される。カバー部材５１がヘッド部５３に取り付けられた状態で、第１側部５１ｃ及び第２側部５１ｄがそれぞれ第１の側面６４ａ及び第２の側面６４ｂと面一となる。

（２−４）レンズ部材５５
レンズ部材５５は、円筒状のレンズである。レンズ部材５５は、軸部５４の貫通孔６５に挿入され、光ファイバケーブル５７の先端に固定される。レンズ部材５５は、光ファイバケーブル５７からの光を収束させることができる。レンズ部材５５は必須ではなく、光ファイバケーブル５７の光ファイバを延在させることで代替可能である。

（２−５）ナット６１及びワッシャ６０
ナット６１は、軸部５４の雄ネジと螺合する雌ネジが形成されている部材である。軸部５４の雄ネジとナット６１の雌ネジとを螺合させることで光ファイバユニット５０を固定することができる。ワッシャ６０は、ナット６１とヘッド部５３との間に配置される。ワッシャ６０は、省略されてもよい。

（３）光ファイバケーブル５７の延出形態
次に、光ファイバケーブル５７の延出形態について図６を用いて説明する。光ファイバケーブル５７は、第１の側面６４ａと第２の側面６４ｂとの間の角部を通るように延出している。角部から延出した光ファイバケーブル５７は、第３の側面６４ｄ及び第４の側面６４ｃに対して平行に延出している。

図６に示すように、治具８０の奥までヘッド部５３を嵌め込んだ場合であっても、治具８０の先端部８０ａ、８０ｂと光ファイバケーブル５７とが接触しない。よって、治具８０の嵌め込みの際に、光ファイバケーブル５７が損傷するのを抑制できる。また、光ファイバケーブル５７を折り曲げることなく、治具８０の奥までヘッド部５３を嵌め込むことができ、治具８０により光ファイバユニット５０を強固に挟み込むことができる。

なお、ヘッド部５３の開口部６９は、第１の側面６４ａに設けられる第１開口部６９ａと、第２の側面６４ｂに設けられる第２開口部６９ｂとを含む。よって、開口部６９は、第１の側面６４ａと第２の側面６４ｂとの角部を含んで開口している。そして、空間６８は、この開口部６９において開口している。つまり、空間６８は、第１の側面６４ａと第２の側面６４ｂとの角部を含んで開口している。このように、空間６８が開口部６９において開口することによって、光ファイバケーブル５７を第３の側面６４ｄ及び第４の側面６４ｃに対して平行に延出することができる。

なお、光ファイバケーブル５７の延出方向が第３の側面６４ｄ及び第４の側面６４ｃに対して平行であるとは、完全な平行に限らず、僅かにずれてもよい。例えば、図７に示すように光ファイバケーブル５７が延出する場合も含んでもよいものとする。図７では、ヘッド部５３の中心を通り、第３の側面６４ｄ及び第４の側面６４ｃに平行な中心軸５９に対して、光ファイバケーブル５７の中心軸５８が約±1０°の範囲にある。

（４）光ファイバユニット５０の組立及び敷設
（４−１）光ファイバユニット５０の組立
図２を用いて光ファイバケーブル５７の組立方法について以下に説明する。
光ファイバケーブル５７は、ポリエステル等の被覆材により被覆されている。この光ファイバケーブル５７の先端のうち、光ファイバユニット５０に挿入する側の先端の被覆材が除去される。

そして、光ファイバケーブル５７を所定の曲率で屈曲させる。次に、光ファイバケーブル５７及び／又は貫通孔６５に、接着剤が塗布又は充填され、光ファイバケーブル５７が軸部５４の貫通孔６５に固定される。このとき、光ファイバケーブル５７は、前述のように第３の側面６４ｄ及び第４の側面６４ｃに対して平行に延出される。

また、カバー部材５１が、ヘッド部５３に取り付けられる。これにより、カバー部材５１は、ヘッド部５３の上部を覆う。また、カバー部材５１の第１側部５１ｃ及び第２側部５１ｄは、底面部６２の六角形の辺に対応する部分に位置づけられる。すなわち、第１側部５１ｃが第１の側面６４ａと面一となり、第２側部５１ｄが第２の側面６４ｂと面一となる。これにより、スパナ等の治具８０により、第１側部５１ｃと、ヘッド部５３の第５の側面６４ｅとを容易にかつ強固に挟み込んで、敷設作業等を行うことができる。同様に、第２側部５１ｄと、ヘッド部５３の第６の側面６４ｆとを容易にかつ強固に挟み込むこともできる。これにより、第１の側面６４ａ及び第２の側面６４ｂにそれぞれ第１開口部６９ａ及び第２開口部６９ｂが設けられている場合であっても、治具８０により第１の側面６４ａ又は第２の側面６４ｂを挟み込むことが可能である。

なお、図１において点線で囲んだα部分に示すように、カバー部材５１の接続部分５１ａ−２を、外壁部６４にＬ字状にかみ合わせることで、カバー部材５１の第１側部５１ｃ又は第２側部５１ｄに治具８０が適用された時の強度を高めることができる。

レンズ部材５５は、軸部５４の貫通孔６５に下方から挿入され、光ファイバケーブル５７の先端と接触した状態で固定される。これにより光ファイバユニット５０の組立が完了する。

上記組立の手順は一例であり、各手順は上述に限定されるものではない。例えば、光ファイバケーブル５７が貫通孔６５に固定される前に、レンズ部材５５が貫通孔６５に挿入されてもよい。また、光ファイバケーブル５７が貫通孔６５に固定された後に、光ファイバケーブル５７を屈曲させてもよい。

また、レンズ部材５５を備えていないヘッド部５３の場合には、レンズ部材５５を貫通孔６５に挿入する手順は省略される。レンズ部材５５を備えていないヘッド部５３の場合には、被覆材を除去した部分よりも下部において、光ファイバケーブル５７内部の光ファイバが露出される。その光ファイバが貫通孔６３内を貫通するように延出される。

（４−２）光ファイバユニット５０の敷設
次に、上記のように組立てられた光ファイバユニット５０の敷設について説明する。図８は、光ファイバユニット５０の敷設手順について説明するための説明図である。

図９に示すように、光ファイバユニット５０は、例えば、コンベアＶによってワークＷが搬送される製造ラインＬに敷設される。ここでは、製造ラインＬは側壁Ｈ１及び側壁Ｈ２を有する。

投光用の光ファイバユニット５０と受光用の光ファイバユニット５０とが対となるように敷設される。よって、まず、投光用及び受光用の光ファイバユニット５０の敷設位置において、側壁Ｈ１及び側壁Ｈ２に開口が形成される。その開口にそれぞれ投光用及び受光用の光ファイバユニット５０の軸部５４が挿入される。そして、ナット６１を軸部５４の雄ネジ５４ａに螺合させる。このとき、光ファイバケーブル５７は、第３の側面６４ｄ及び第４の側面６４ｃに平行に、第１開口部６９ａ及び第２開口部６９ｂの角部を通るように引き出されている。よって、螺合の際に、治具８０の奥までヘッド部５３を差し込んで第３の側面６４ｄ及び第４の側面６４ｃを挟み込んでも、治具８０と光ファイバケーブル５７とが接触しない。そのため、上述の通り、光ファイバケーブル５７の損傷を抑制しつつ、治具８０により光ファイバユニット５０を強固に挟み込むことができる。

以上により、図９に示すように、投光用及び受光用の光ファイバユニット５０がそれぞれ側壁Ｈ１及び側壁Ｈ２に固定される。このとき、光ファイバケーブル５７は、側壁Ｈ１及び側壁Ｈ２に沿うように敷設される。

光ファイバユニット５０から引き出された光ファイバケーブル５７は、光センサユニット９０に接続される。光センサユニット９０は、発光素子を内蔵した投光部９２、受光素子を内蔵した受光部９３、制御回路９１及び表示部９４を備える。制御回路９１は、光センサユニット９０の制御を統括する各種回路を含む。表示部９４は、ワークＷの検知状態の表示及び設定表示を行う。

側壁Ｈ１に固定された投光用の光ファイバユニット５０は、投光部９２に接続される。一方、側壁Ｈ２に固定された受光用の光ファイバユニット５０は、受光部９３に接続される。

以上のように光ファイバユニット５０が敷設されることで、光ファイバユニット５０及び光センサユニット９０からなる光ファイバセンサＳ１が形成される。光ファイバセンサＳ１は、コンベアＶの移動に応じたワークＷの搬送状態を検知する。

（５）変形例
図９は、光ファイバケーブル５７の延出形態の変形例を示す模式図である。図９に示すように、光ファイバケーブル５７は、第１の側面６４ａから、第３の側面６４ｄ及び第４の側面６４ｃに平行な方向に延出している。なお、図９では、第１の側面６４ａから光ファイバケーブル５７が延出しているが、第２の側面６４ｂから第３の側面６４ｄ及び第４の側面６４ｃに平行な方向に延出していてもよい。

開口部６９の形状は、上記の第１実施形態の開口部６９の形状に限らない。例えば、図１０は、変形例に係る光ファイバユニット１５０の外観斜視図である。光ファイバユニット１５０の開口部６９の幅は、第１の側面６４ａの幅或いは第２の側面６４ｂの幅よりも小さい。例えば、光ファイバユニット１５０の開口部６９の幅は、光ファイバケーブル５７の直径と概ね等しい。光ファイバユニット１５０の他の構成については、上記第１実施形態に係る光ファイバユニット５０と同様であるため、説明を省略する。

＜第２実施形態＞
次に、反射型の光ファイバセンサに用いる光ファイバユニット２５０について説明する。

（１）光ファイバユニット２５０の全体構成
図１１は、第２実施形態に係る反射型の光ファイバセンサに用いる光ファイバユニットの光ファイバユニット２５０の外観斜視図である。図１２は、光ファイバユニット２５０の分解斜視図である。図１３は、光ファイバユニット２５０の拡大底面図である。図１４は、図１３におけるＢ−Ｂ断面図である。図１５は、カバー部材５１を取り外した状態での光ファイバユニット２５０の平面図である。

以下に第２実施形態に係る反射型の光ファイバユニット２５０について説明する。第２実施形態に係る反射型の光ファイバユニット２５０は、第１実施形態に係る透過型の光ファイバユニット５０と比較して、２本の光ファイバケーブル５７ａ、５７ｂ及び２つのレンズ部材５５ａ、５５ｂを有する点が異なる。そして、２本の光ファイバケーブル５７ａ、５７ｂ及び２つのレンズ部材５５ａ、５５ｂを光ファイバユニット２５０に挿入可能なように、カバー部材５１、ヘッド部５３、軸部５４、ワッシャ６０、及びナット６１の大きさが第１実施形態の光ファイバユニット５０よりも大きく形成されている。その他の構成については概ね同様であるので、第１実施形態に係る透過型の光ファイバユニット５０と同様の構成については説明を簡単にするか、あるいは省略する。

第２実施形態に係る反射型の光ファイバユニット２５０は、２本の光ファイバケーブル５７ａ、５７ｂを有する。２本の光ファイバケーブル５７ａ、５７ｂのうち１本は投光用の光ファイバケーブルであり、もう１本は受光用の光ファイバケーブルである。各光ファイバケーブル５７ａ、５７ｂは、第１実施形態に係る光ファイバケーブル５７と同様である。

光ファイバユニット２５０は、カバー部材５１と、ヘッド部５３と、軸部５４と、レンズ部材５５と、ナット６１とを備える。２本の光ファイバケーブル５７ａ、５７ｂに対応して、２つのレンズ部材５５ａ、５５ｂが設けられている。レンズ部材５５ａ、５５ｂは、２本の光ファイバケーブル５７ａ、５７ｂそれぞれに対応して固定される。

（２）光ファイバユニット２５０の各部の構成
（２−１）軸部５４
軸部５４は、内部に上下方向に貫通する貫通孔６５を有している。貫通孔６５は、２本の光ファイバケーブル５７ａ、５７ｂが挿入可能な大きさとなっている。図１３及び図１５に示すように、貫通孔６５は、第１貫通孔６５ａと第２貫通孔６５ｂとを有する。第１貫通孔６５ａには、光ファイバケーブル５７ａが挿入される。第２貫通孔６５ｂには、光ファイバケーブル５７ｂが挿入される。第２実施形態では、２本の光ファイバケーブル５７ａ、５７ｂは平面方向に隣接して束ねられており、貫通孔６５の近傍で光ファイバケーブル５７ａと光ファイバケーブル５７ｂとに別れている。なお、第１貫通孔６５ａと第２貫通孔６５ｂとは互いに分離していてもよく、或いは連通していてもよい。

（２−２）ヘッド部５３
ヘッド部５３は、軸部５４の上部に設けられており、底面部６２と外壁部６４とを有する。底面部６２と外壁部６４とにより囲まれる空間により空間６８が形成されている。第２実施形態の空間６８の円形部分の径は、２本の光ファイバケーブル５７ａ、５７ｂが挿入可能である。また、空間６８は、軸部５４の貫通孔６５と連通している。この軸部５４の貫通孔６５と空間６８との連通部位において、貫通孔６５の端部がテーパ状に切削されてテーパ部６２ａが形成されていてもよい。

図１１及び図１２に示すように、六角形状の底面部６２の各辺において、隣接する２辺において外壁部６４が形成されておらず、開口部６９が形成されている。より具体的には、開口部６９は互いに隣接する、第１の側面６４ａに設けられる第１開口部６９ａと、第２の側面６４ｂに設けられる第２開口部６９ｂとを含む。

外壁部６４の内壁には、径方向内方に向かって突出した載置壁６７が設けられている。載置壁６７の上面は、外壁部６４の上部からカバー部材５１の厚み分だけ下に位置する。図１２の載置壁６７は、外壁部６４の周方向の全体に亘って設けられている。

（２−３）カバー部材５１
カバー部材５１は、ヘッド部５３の上部に取り付けられる。カバー部材５１は、平板状部５１ａ及びガイド部５１ｂを有する。平板状部５１ａの外形は、円弧状部分５１ａ−１、接続部分５１ａ−２及び第１側部５１ｃ及び第２側部５１ｄからなる。第１側部５１ｃ及び第２側部５１ｄは、ヘッド部５３の開口部６９に対応する部分であり、隣接する２つの直線辺からなる。カバー部材５１を載置壁６７に載置した場合に、上面視において、第１側部５１ｃが第１の側面６４ａと面一となり、第２側部５１ｄが第２の側面６４ｂと面一となる。ガイド部５１ｂは、ヘッド部５３の載置壁６７に沿って嵌め込まれる。

（２−４）レンズ部材５５ａ、５５ｂ
２本の光ファイバケーブル５７ａ、５７ｂそれぞれに対応して、レンズ部材５５ａ、５５ｂが設けられている。レンズ部材５５ａは光ファイバケーブル５７ａの先端に、レンズ部材５５ｂは光ファイバケーブル５７ｂの先端に固定される。

（２−５）ナット６１及びワッシャ６０
ナット６１は軸部５４の雄ネジと螺合して光ファイバユニット２５０を固定する。ワッシャ６０は、ナット６１とヘッド部５３との間に配置される。ワッシャ６０は、省略されてもよい。

（３）光ファイバケーブル５７の延出形態
次に、光ファイバケーブル５７ａ、５７ｂの延出形態について図１６を用いて説明する。図１６は、光ファイバケーブルと治具との位置関係を示す模式図である。

光ファイバケーブル５７ａ、５７ｂは、図１６に示すように第１の側面６４ａと第２の側面６４ｂとの間の角部を通るように延出している。角部から延出した光ファイバケーブル５７ａ、５７ｂは、第３の側面６４ｄ及び第４の側面６４ｃに対しても平行に延出している。

光ファイバケーブル５７ａ、５７ｂを第３の側面６４ｄ及び第４の側面６４ｃに対して平行に延出することで、第１実施形態と同様に、光ファイバケーブル５７ａ、５７ｂとスパナ等の治具８０との接触を抑制できる。よって、第１実施形態と同様に、光ファイバケーブル５７ａ、５７ｂの損傷を抑制しつつ、治具８０により光ファイバユニット５０を強固に挟み込むことができる。

なお、第１実施形態と同様に、光ファイバケーブル５７ａ、５７ｂの延出方向が第３の側面６４ｄ及び第４の側面６４ｃに対して平行であるとは、完全な平行に限らず、僅かにずれてもよい。例えば、ヘッド部５３の中心を通り、第３の側面６４ｄ及び第４の側面６４ｃに平行な中心軸５９に対して、光ファイバケーブル５７ａ、５７ｂの中心軸５８が約±１０°の範囲にあればよい。

（４）光ファイバユニット２５０の組立及び敷設
（４−１）光ファイバユニット２５０の組立
図１２を用いて光ファイバケーブル５７の組立方法について以下に説明する。第１実施形態の組立方法を示した図２と概ね同様であるので、以下に簡単に説明する。

光ファイバケーブル５７ａ、５７ｂの先端のうち、光ファイバユニット２５０に挿入する側の先端において被覆材が除去される。

そして、光ファイバケーブル５７ａ、５７ｂを所定の曲率で屈曲させる。次に、光ファイバケーブル５７ａ、５７ｂ及び／又は貫通孔６５に接着剤が塗布又は充填され、光ファイバケーブル５７ａ、５７ｂが軸部５４の貫通孔６５に固定される。このとき、光ファイバケーブル５７ａ、５７ｂは、前述のように第３の側面６４ｄ及び第４の側面６４ｃに対して平行に延出させる。また、カバー部材５１のガイド部５１ｂが、ヘッド部５３の載置壁６７に沿って差し込まれる。これにより、カバー部材５１がヘッド部５３に取り付けられる。

次に、軸部５４の貫通孔６５にレンズ部材５５ａ、５５ｂが挿入され、光ファイバケーブル５７ａ、５７ｂのそれぞれの先端とレンズ部材５５ａ、５５ｂとが接触した状態で固定される。これにより光ファイバユニット２５０の組立が完了する。

（４−２）光ファイバユニット２５０の敷設
次に、上記のように組立てられた光ファイバユニット２５０の敷設について説明する。図１７は、光ファイバユニット２５０の敷設手順について説明するための説明図である。

光ファイバユニット２５０は、例えば、図１７に示すように、コンベアＶによってワークＷが搬送される製造ラインＬに敷設される。ここでは、製造ラインＬは側壁Ｈ１及び側壁Ｈ２を有する。

光ファイバユニット２５０を敷設する所定の位置に開口が形成される。この開口に光ファイバユニット２５０の軸部５４が挿入される。そして、ナット６１を軸部５４の雄ネジ５４ａに螺合させる。このとき、光ファイバケーブル５７ａ、５７ｂは、第３の側面６４ｄ及び第４の側面６４ｃに平行に、第１開口部６９ａ及び第２開口部６９ｂの角部を通って延在する。よって、螺合の際に、治具８０の奥までヘッド部５３を差し込んで第３の側面６４ｄ及び第４の側面６４ｃを挟み込んでも、治具８０と光ファイバケーブル５７とが接触しない。よって、上述の通り、光ファイバケーブル５７ａ、５７ｂの損傷を抑制しつつ、治具８０により光ファイバユニット５０を強固に挟み込むことができる。

以上により、図１７に示すように、反射型の光ファイバユニット２５０が側壁Ｈ１に固定される。光ファイバユニット２５０から引き出された光ファイバケーブル５７ａ、５７ｂは、光センサユニット９０に接続される。例えば投光用の光ファイバケーブル５７ａは、投光部９２に接続される。一方、受光用の光ファイバケーブル５７ｂは、受光部９３に接続される。

以上のように光ファイバユニット２５０が敷設されることで、光ファイバユニット２５０及び光センサユニット９０からなる光ファイバセンサＳ２が形成される。光ファイバセンサＳ２は、コンベアＶの移動に応じたワークＷの搬送状態を検知する。

（５）変形例
光ファイバケーブル５７の延出形態は、上述した形態と異なってもよい。例えば、図１８は、光ファイバケーブル５７ａ、５７ｂの延出形態の第１変形例を示す模式図である。光ファイバケーブル５７ａ、５７ｂは、図１８に示すように、第１の側面６４ａから、第３の側面６４ｄ及び第４の側面６４ｃに平行な方向に延出している。なお、図１８では、第１の側面６４ａから光ファイバケーブル５７ａ、５７ｂが延出しているが、第２の側面６４ｂから第３の側面６４ｄ及び第４の側面６４ｃに平行な方向に延出していてもよい。

また、図１９に示すように、光ファイバケーブル５７ａは第１の側面６４ａから、第３の側面６４ｄ及び第４の側面６４ｃに平行な方向に延出している。また、光ファイバケーブル５７ｂは第２の側面６４ｂから、第３の側面６４ｄ及び第４の側面６４ｃに平行な方向に延出している。光ファイバケーブル５７ａと光ファイバケーブル５７ｂとは分離しており、光ファイバケーブル５７ａと光ファイバケーブル５７ｂとのいずれも第１の側面６４ａと第２の側面６４ｂとの間の角部を通っていない。

以上の第１変形例或いは第２変形例のように、光ファイバケーブル５７ａ、５７ｂを第３の側面６４ｄ及び第４の側面６４ｃに対して平行に延出することで、第２実施形態と同様に、光ファイバケーブル５７ａ、５７ｂとスパナ等の治具８０との接触を抑制できる。よって、第２実施形態と同様に、光ファイバケーブル５７ａ、５７ｂの損傷を抑制しつつ、治具８０により光ファイバユニット５０を強固に挟み込むことができる。

なお、本発明を適用可能な光ファイバセンサとして、その他、例えば同軸反射型の光ファイバセンサ及び拡散反射型の光ファイバセンサが挙げられる。これらの光ファイバセンサに適用される光ファイバユニット３５０、４５０について以下に簡単に説明する。

（５−１）同軸反射型の光ファイバユニット３５０
まず第１変形例に係る同軸反射型の光ファイバユニット３５０について説明する。

第２実施形態の第１変形例に係る同軸反射型の光ファイバユニット３５０は、第２実施形態に係る反射型の光ファイバユニット２５０とは次の点において異なる。同様の構成については説明を省略する。

図２０は同軸反射型の光ファイバユニット３５０の外観斜視図である。図２１は、光ファイバユニット３５０の分解斜視図である。

同軸反射型の光ファイバユニット３５０の光ファイバケーブル５７ａ、５７ｂは、先端部において被覆材が除去されており、光ファイバ７０が露出している。また、光ファイバ７０では、投光用の光ファイバと受光用の光ファイバとが一体化されている。例えば、投光用の光ファイバを中心に配置し、受光用の光ファイバが投光用の光ファイバを取り囲むように配置されている。

軸部５４の貫通孔６５には、被覆材が除去された光ファイバ７０が挿入される。よって、第２実施形態の光ファイバユニット２５０の軸部５４に比べて、その径が小さく形成されている。ただし、貫通孔６５のうち、被覆材に覆われた光ファイバケーブル５７ａ、５７ｂの先端が挿入される部分においては、光ファイバケーブル５７ａ、５７ｂに応じた大きさとなっている。なお、光ファイバユニット３５０は、貫通孔６５を貫通するように光ファイバ７０が挿入されるため、第２実施形態に係る反射型の光ファイバユニット２５０のレンズ部材５５は有していない。

このような光ファイバユニット３５０は、第２実施形態の光ファイバユニット２５０と同様に、第１の側面６４ａに設けられる第１開口部６９ａと、第２の側面６４ｂに設けられる第２開口部６９ｂとを含む。光ファイバケーブル５７ａ、５７ｂは、第３の側面６４ｄ及び第４の側面６４ｃに平行に、第１開口部６９ａ及び第２開口部６９ｂの角部を通って延在する。よって、螺合の際に、治具８０の奥までヘッド部５３を差し込んで第３の側面６４ｄ及び第４の側面６４ｃを挟み込んでも、治具８０と光ファイバケーブル５７ａ、５７ｂとが接触しない。そのため、光ファイバケーブル５７ａ、５７ｂの損傷を抑制しつつ、治具８０により光ファイバユニット３５０を強固に挟み込むことができる。

（５−２）拡散反射型の光ファイバユニット４５０
次に、第２変形例に係る拡散反射型の光ファイバユニット４５０について説明する。

第２実施形態の第２変形例に係る拡散反射型の光ファイバユニット４５０は、第２実施形態に係る反射型の光ファイバユニット２５０とは次の点において異なる。同様の構成については説明を省略する。

図２２は拡散反射型の光ファイバユニット４５０の外観斜視図であり、図２３は光ファイバユニット４５０の分解斜視図である。

拡散反射型の光ファイバユニット４５０の光ファイバケーブル５７ａ、５７ｂは、先端部において被覆材が除去されており、光ファイバ７３ａ、７３ｂが露出している。光ファイバ７３ａは光ファイバケーブル５７ａから延在しており、光ファイバ７３ｂは光ファイバケーブル５７ｂから延在している。

軸部５４の貫通孔６５には、被覆材が除去された光ファイバ７３ａ、７３ｂが挿入される。また、軸部５４は大径の第１軸部５４―１及び小径の第２軸部５４―２を有する。なお、光ファイバユニット４５０は、貫通孔６５を貫通するように光ファイバ７３ａ、７３ｂが挿入されるため、第２実施形態に係る反射型の光ファイバユニット２５０のレンズ部材５５は有していない。

このような光ファイバユニット４５０は、第２実施形態の光ファイバユニット２５０と同様に、第１の側面６４ａに設けられる第１開口部６９ａと、第２の側面６４ｂに設けられる第２開口部６９ｂとを含む。光ファイバケーブル５７ａ、５７ｂは、第３の側面６４ｄ及び第４の側面６４ｃに平行に、第１開口部６９ａ及び第２開口部６９ｂの角部を通って延在する。よって、螺合の際に、治具８０の奥までヘッド部５３を差し込んで第３の側面６４ｄ及び第４の側面６４ｃを挟み込んでも、治具８０と光ファイバケーブル５７ａ、５７ｂとが接触しない。そのため、光ファイバケーブル５７ａ、５７ｂの損傷を抑制しつつ、治具８０により光ファイバユニット３５０を強固に挟み込むことができる。実施形態 ＜その他の変形例＞
上記実施形態には、下記の各変形例を適宜適用可能である。

（ａ）上記実施形態では、図１等に示すように、開口部６９は、第１開口部６９ａ及び第２開口部６９ｂの２つの開口によって形成されている。しかし、開口部６９は、１つの第１開口部６９ａ又は第２開口部６９ｂのいずれかによって形成されていてもよい。すなわち、開口部６９は、１つの側面のみに設けられてもよい。ただし、光ファイバケーブル５７は、第１開口部６９ａ又は第２開口部６９ｂのいずれかから第３の側面６４ｄ及び第４の側面６４ｃに平行に延出している。例えば、図２４は、開口部６９の位置の変形例を示す斜視図である。図２４に示すように、開口部６９は、第２の側面６４ｂのみに設けられている。光ファイバケーブル５７は開口部６９から第３の側面６４ｄ及び第４の側面６４ｃに平行に延出している。

（ｂ）開口部６９が設けられる側面の数は１つに限らない。１つの側面のみに開口部６９が形成されてもよい。或いは、３つ以上の側面に亘って開口部６９が形成されてもよい。

（ｃ）上記第１及び第２実施形態では、カバー部材５１を設けている。しかし、カバー部材５１が無い光ファイバユニットであってもよい。ただし、屈曲させた光ファイバケーブル５７をヘッド部５３の空間６８に収納するためには、カバー部材５１が設けられているのが好ましい。

本発明によれば、光ファイバケーブルの損傷を回避しつつ、治具により光ファイバユニットを強固に挟み込むことが可能な光ファイバセンサ用光ファイバユニットを提供することができる。

５７ 光ファイバケーブル
５４ 軸部
５３ ヘッド部
６４ａ 第１の側面
６４ｂ 第２の側面
６４ｄ 第３の側面
６４ｃ 第４の側面

Claims (4)

1. 光ファイバケーブルと、
   雄ネジが設けられた外周面と、前記光ファイバケーブルが挿入される貫通孔とを有する軸部と、
   前記軸部に接続されている六角柱状のヘッド部と、
   を備え、
   前記ヘッド部は、第１の側面と、第２の側面と、第３の側面と、第４の側面と、を有し、
   前記第１の側面は、前記第２の側面と前記第３の側面との間において、前記第２の側面及び前記第３の側面に隣接し、
   前記第２の側面は、前記第１の側面と前記第４の側面との間において、前記第１の側面及び前記第４の側面に隣接し、
   前記光ファイバケーブルは、前記ヘッド部の内部を通り、前記第１の側面と前記第２の側面との少なくとも一方から、前記第３の側面及び前記第４の側面と略平行な方向に出ているとともに、前記第１の側面と前記第２の側面との間の角部を通るように、前記第１の側面と前記第２の側面とから出ている、
   光ファイバセンサ用光ファイバユニット。
2. 前記ヘッド部は、前記貫通孔に連通しており前記光ファイバケーブルが通される空間を有し、
   前記空間は、前記角部を通る開口部において開口している、
   請求項１に記載の光ファイバセンサ用光ファイバユニット。
3. 前記光ファイバケーブルは、単一のケーブルからなる、
   請求項１または２に記載の光ファイバセンサ用光ファイバユニット。
4. 前記光ファイバケーブルは、第１のケーブルと第２のケーブルとからなる、
   請求項１または２に記載の光ファイバセンサ用光ファイバユニット。

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