光纤传感器用光纤单元的制作方法

光纤传感器用光纤单元的制作方法
【专利摘要】本发明的目的在于提供一种能够提高在应用夹具时的自由度的光纤传感器用光纤单元。光纤传感器用光纤单元具有光纤电缆、轴部及头部。轴部具有设有外螺纹的外周面和用于插入光纤电缆的贯通孔。头部与轴部相连，形成为多角柱形状。头部具有多个侧面。多个侧面包括彼此相邻的第一侧面和第二侧面。头部具有与贯通孔连通的空间。空间在开口部形成有开口。开口部至少设在多个侧面中的第一侧面和第二侧面。开口部包括设在第一侧面的第一开口部和设在第二侧面的第二开口部。第一开口部和第二开口部相连。
【专利说明】光纤传感器用光纤单元

【技术领域】
[0001]本发明涉及光纤传感器用光纤单元。

【背景技术】
[0002]在专利文献I中公开了光纤单元10。图49是专利文献I的光纤单元10的立体图，图50是光纤单元10的分解立体图。
[0003]如图50所示，专利文献I的光纤单元10具有头构件11、盖构件12及螺母13。头构件11具有圆筒状的筒部14及光纤保持部17。在筒部14中设有用于插入光纤电缆15的贯通孔18。在光纤保持部17上设有与贯通孔18连续的槽部22。光纤保持部17以包围该槽部22的方式形成为六角柱形状。在光纤保持部17的外周的一个面上设有开口 23。光纤电缆15插入到筒部14的贯通孔18及光纤保持部17的槽部22中，并以规定曲率弯曲之后，从开口 23伸出。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2005-156455号说明书
[0007]在专利文献I的光纤单元10中，光纤电缆15从仅在六角柱形状的一个面上形成的开口 23伸出。因此，如图51A、51B所示，限定了将扳手等夹具30应用于光纤保持部17的方法。图51A、51B是示出了夹具30的使用方法的说明图。
[0008]若光纤电缆15与夹具30接触，则存在光纤电缆15受损的可能性。因此，优选地，夹具30以避开光纤电缆15的方式夹持六角柱形状的光纤保持部17。即，优选地，用光纤保持部17夹持没有伸出光纤电缆15的相对的两个表面。这样的方法只有图51A及图51B所示的二种方法。因此，在应用夹具时的自由度低，在安装光纤单元10时的操作性差。


【发明内容】

[0009]因此，本发明的目的在于，提供一种能够提高在应用夹具时的自由度的光纤传感器用光纤单元。
[0010]第一个技术方案的光纤传感器用光纤单元具有光纤电缆、轴部和头部。轴部具有设有外螺纹的外周面和用于插入光纤电缆的贯通孔。头部与轴部相连，形成为多角柱形状。头部具有多个侧面。多个侧面包括彼此相邻的第一侧面和第二侧面。头部具有与贯通孔连通的空间。空间在开口部形成有开口。开口部至少设在多个侧面中的第一侧面和第二侧面。开口部包括设在第一侧面的第一开口部和设在第二侧面的第二开口部。第一开口部和第二开口部相连。此外，头部的侧面可以采用因设置了开口部而仅剩下边缘的形状。
[0011 ] 在上述光纤传感器用光纤单元中，将光纤电缆插入到轴部的贯通孔中。光纤电缆经由与贯通孔连通的头部的空间从开口部伸出。开口部以至少跨过头部的第一侧面和第二侧面的方式形成。因此，光纤电缆能够在第一侧面和第二侧面之间移动。
[0012]作为将夹具应用到头部上的方法，首先存在利用夹具夹持除了第一侧面及第二侧面以外的侧面的方法。在该情况下，光纤电缆从跨过第一侧面及第二侧面的开口部伸出，因此，不会妨碍夹具的应用。但是，根据光纤电缆的伸出方向不同，有时光纤电缆也会妨碍夹具的应用。在这样的情况下，也能够通过在第一侧面及第二侧面的范围内移动光纤电缆，使光纤电缆移动至不妨碍夹具的应用的位置。
[0013]另外，作为将夹具应用到头部上的方法，存在利用夹具夹持第一侧面和与第一侧面相对的侧面的方法。在该情况下，通过移动光纤电缆来使其从第二侧面伸出，由此，能够移动至不妨碍夹具的应用的位置。同样地，作为将夹具应用到头部上的方法，存在利用夹具夹持第二侧面和与第二侧面相对的侧面的方法。在该情况下，通过移动光纤电缆来使其从第一侧面伸出，由此，能够移动至不妨碍夹具的应用的位置。
[0014]如上所述，光纤电缆能够在跨过第一侧面及第二侧面的开口部内移动，因此，能够提高在将夹具应用到光纤传感器用光纤单元时的自由度。
[0015]优选地，开口部的宽度大于第一侧面或第二侧面的宽度。根据该结构，能够增大光纤电缆的能动范围。
[0016]优选地，第一开口部的宽度大于等于光纤电缆的宽度。根据该结构，在使光纤电缆移动至第一开口部一侧的情况下，将光纤电缆容置到第一开口部内。于是，在第二开口部一侧看不到光纤电缆。因此，即使对设有第二开口部的第二侧面应用夹具，夹具和光纤电缆也难以接触。
[0017]优选地，第二开口部的宽度大于等于光纤电缆的宽度。根据该结构，在将光纤电缆移动至第二开口部一侧的情况下，光纤电缆容置在第二开口部内。于是，在第一开口部一侧看不到光纤电缆。因此，即使对设有第一开口部的第一侧面应用夹具，夹具和光纤电缆也难以接触。
[0018]优选地，以使光纤电缆在空间内能够移动的方式配置该光纤电缆。根据该结构，能够易于移动光纤电缆。
[0019]优选地，光纤电缆固定在贯通孔内，或固定在贯通孔的延长线上。在该情况下，不固定光纤电缆的除了贯通孔内的部分和位于贯通孔的延长线上的部分之外的部分，由此，能够使光纤电缆在空间内容易移动。
[0020]优选地，光纤传感器用光纤单元还具有盖构件。盖构件安装在头部上，覆盖在贯通孔的中心轴线方向上的空间。盖构件具有与第一侧面处于同一个面的第一侧部和与第二侧面处于同一个面的第二侧部。
[0021]根据该结构，头部的空间被盖构件覆盖。光纤电缆从轴部的贯通孔朝向空间的开口部弯曲，即使在这样弯曲的情况下，也能够利用盖构件将光纤电缆适当地容纳到空间内。
[0022]另外，由于第一侧部与第一侧面处于同一个面，因而即使因设置了第一开口部而使第一侧面不存在能够被夹具夹持的部分，也能够利用夹具夹持与第一侧面相对的面和该第一侧部。同样地，由于第二侧部与第二侧面处于同一个面，因而即使因设置了第二开口部而使第二侧面不存在能够被夹具夹持的部分，也能够利用夹具夹持与第二侧面相对的面和该第二侧部。
[0023]优选地，距离所述贯通孔越远，则所述空间的宽度越大。根据该结构，能够进一步扩大光纤电缆的能动范围。
[0024]根据本发明，能够提供一种能够提高在应用夹具时的自由度的光纤传感器用光纤单元。

【专利附图】

【附图说明】
[0025]图1是第一实施方式的光纤单元的外观立体图。
[0026]图2是第一实施方式的光纤单元的分解立体图。
[0027]图3是第一实施方式的光纤单元的放大仰视图。
[0028]图4是图3的A-A剖视图。
[0029]图5是第一实施方式的安装构件的俯视图。
[0030]图6是第一实施方式的光纤单元的主视图。
[0031]图7是第一实施方式的光纤单元的后视图。
[0032]图8是第一实施方式的光纤单元的左侧视图。
[0033]图9是第一实施方式的光纤单元的右侧视图。
[0034]图10是第一实施方式的光纤单元的俯视图。
[0035]图11是第一实施方式的光纤单元的仰视图。
[0036]图12是用于说明第一实施方式的光纤单元的敷设顺序的说明图。
[0037]图13是示出了第一实施方式的光纤单元的光纤电缆的能动范围的说明图。
[0038]图14A、14B、14C是示出了将夹具应用于第一实施方式的光纤单元的自由度的说明图。
[0039]图15是第一实施方式的变形例的光纤单元的外观立体图。
[0040]图16是示出了第一实施方式的变形例的光纤单元的光纤电缆的能动范围的说明图。
[0041]图17是第二实施方式的光纤单元的外观立体图。
[0042]图18是第二实施方式的光纤单元的分解立体图。
[0043]图19是第二实施方式的光纤单元的放大仰视图。
[0044]图20是图18的B-B剖视图。
[0045]图21是在拆除了盖构件的状态下的第二实施方式的光纤单元的俯视图。
[0046]图22是第二实施方式的光纤单元的主视图。
[0047]图23是第二实施方式的光纤单元的后视图。
[0048]图24是第二实施方式的光纤单元的左侧视图。
[0049]图25是第二实施方式的光纤单元的右侧视图。
[0050]图26是第二实施方式的光纤单元的俯视图。
[0051]图27是第二实施方式的光纤单元的仰视图。
[0052]图28是用于说明第二实施方式的光纤单元的敷设顺序的说明图。
[0053]图29是第二实施方式的第一变形例的同轴反射式光纤单元的外观立体图。
[0054]图30是第二实施方式的第一变形例的同轴反射式光纤单元的分解立体图。
[0055]图31是第二实施方式的第一变形例的光纤单元的主视图。
[0056]图32是第二实施方式的第一变形例的光纤单元的后视图。
[0057]图33是第二实施方式的第一变形例的光纤单元的左侧视图。
[0058]图34是第二实施方式的第一变形例的光纤单元的右侧视图。
[0059]图35是第二实施方式的第一变形例的光纤单元的俯视图。
[0060]图36是第二实施方式的第一变形例的光纤单元的仰视图。
[0061]图37是第二实施方式的第二变形例的扩散反射式光纤单元的外观立体图。
[0062]图38是第二实施方式的第二变形例的扩散反射式光纤单元的分解立体图。
[0063]图39是第二实施方式的第二变形例的光纤单元的主视图。
[0064]图40是第二实施方式的第二变形例的光纤单元的后视图。
[0065]图41是第二实施方式的第二变形例的光纤单元的左侧视图。
[0066]图42是第二实施方式的第二变形例的光纤单元的右侧视图。
[0067]图43是第二实施方式的第二变形例的光纤单元的俯视图。
[0068]图44是第二实施方式的第二变形例的光纤单元的仰视图。
[0069]图45是示出了光纤电缆的固定结构的第一变形例的立体图。
[0070]图46是示出了光纤电缆的固定结构的第一变形例的立体图。
[0071]图47是示出了光纤电缆的固定结构的第二变形例的立体图。
[0072]图48是示出了光纤电缆的固定结构的第二变形例的立体图。
[0073]图49是现有技术的光纤单元的立体图。
[0074]图50是现有技术的光纤单元的分解立体图。
[0075]图51A、51B是示出了将夹具用于现有技术的光纤单元的使用方法的说明图。
[0076]其中，附图标记的说明如下:
[0077]57光纤电缆，
[0078]54 轴部，
[0079]53 头部，
[0080]68 空间，
[0081]69 开口部。

【具体实施方式】
[0082]下面，参照附图，说明本发明的实施方式。此外，下面的实施方式是本发明的具体例，并不限定本发明的技术范围。
[0083]能够举出各种各样的能够应用本发明的光纤传感器，但首先，说明用于透射式光纤传感器的光纤单兀50。
[0084]<第一实施方式>
[0085]( I)光纤单元50的整体结构
[0086]图1是第一实施方式的用于透射式光纤传感器的光纤单元50的外观立体图。图2是光纤单元50的分解立体图。图3是光纤单元50的放大仰视图。图4是图3的A-A剖视图。
[0087]光纤单元50具有盖构件51、安装构件52、透镜构件55、垫圈60、螺母61及光纤电缆57。此外，在下面的说明中，如图1至图2等所示，将盖构件51所处的一侧设为上侧，将螺母61所处的一侧设为下侧。另外，将与上下方向垂直的方向设为平面方向。
[0088]安装构件52和螺母61是由金属制造的。例如，为了保持某种程度的强度，利用压铸锌来形成安装构件52和螺母61，并对它们镀铬。安装构件52是用于将光纤电缆57安装到后述的生产线等上的构件。安装构件52具有轴部54和头部53。
[0089]图5是安装构件52的俯视图。图6是光纤单元50的主视图。图7是光纤单元50的后视图。图8是光纤单元50的左侧视图。图9是光纤单元50的右侧视图。图10是光纤单元50的俯视图。图11是光纤单元50的仰视图。
[0090](2)光纤单元50的各部分结构
[0091](2-1)轴部 54
[0092]轴部54具有沿上下方向贯通该轴部54的内部的贯通孔65。贯通孔65是如后述那样用于插入光纤电缆57及透镜构件55的孔。如图2示出那样将光纤电缆57以某种程度的曲率弯曲之后插入到贯通孔65中。
[0093]在轴部54的外周面的一部分设有外螺纹54a。此外，如图2所示，在轴部54的外周面的一部分形成有平坦面，在平坦面上没有设置外螺纹54a。但轴部54的外形并不限定于此，也可以采用如下的外形，即:轴部54整体呈圆筒形状且在整个周面上设有外螺纹54a的外形。
[0094](2-2)头部 53
[0095]头部53设在轴部54的上方。头部53与轴部54形成为一体。但是头部53也可以与轴部54分体形成。头部53的外径大于轴部54的外径，该头部53具有大致呈六角柱形状的外形。在本实施方式中，头部53具有正六角柱状的形状。头部53具有底面部62和外壁部64。底面部62是与轴部54接触的部分。底面部62是大致呈六角形状的板状构件。外壁部64从底面部62朝向上方突出。由底面部62和外壁部64包围的空间形成为空间68。空间68朝向轴部54的贯通孔65的径向外方延伸。
[0096]另外，空间68与轴部54的贯通孔65连通。在该轴部54的贯通孔65和空间68之间的连通部位，将贯通孔65的端部切削成锥状，由此，在该连通部位形成了锥部62a。即，底面部62具有与轴部54的贯通孔65连通的锥部62a。通过在空间68和贯通孔65之间的连通部位设置锥部62a，易于将光纤电缆57从轴部54的上方插入到贯通孔65中。另外，能够与光纤电缆57的曲率顺应地将光纤电缆57固定到贯通孔65中，从而与没有锥部62a的情况相比，还能够提高光纤电缆57在平面方向上的柔软性。进而，以使空间68越远离贯通孔65则越宽的方式，将该空间68形成为大于贯通孔65。因此，从空间68经由后述的开口部69伸出的光纤电缆57能够在宽范围内移动。
[0097]头部53具有多个侧面。在本实施方式中，头部53是六角柱形状，因而头部53具有六个侧面。具体来说，如图5所示，头部53具有第一侧面64a、第二侧面64b、第三侧面64c、第四侧面64d、第五侧面64e及第六侧面64f。第二侧面64b与第一侧面64a相邻。第三侧面64c与第二侧面64b相邻。第四侧面64d与第一侧面64a相邻。第四侧面64d与第三侧面64c平行。第五侧面64e与第三侧面64c相邻。第五侧面64e与第一侧面64a平行。第六侧面64f与第五侧面64e相邻。第六侧面64f与第二侧面64b平行。
[0098]在外壁部64形成有开口部69。开口部69包括设在第一侧面64a的第一开口部69a和设在第二侧面64b的第二开口部69b。第一开口部69a与第二开口部69b相连。
[0099]如图5所示，开口部69的宽度D3大于第一侧面64a的宽度Da。开口部69的宽度D3大于第二侧面64b的宽度Db。另外，第一开口部69a的宽度Dl大于等于光纤电缆57的直径。第二开口部69a的宽度D2大于等于光纤电缆57的直径。第一开口部69a的宽度Dl和第二开口部69a的宽度D2相等。但是，第一开口部69a的宽度Dl和第二开口部69a的宽度D2也可以不同。
[0100]此外，在从贯通孔65的中心轴方向观察时，开口部的宽度意味着在与包含开口部的侧面平行的方向上的长度。例如，在从贯通孔65的中心轴方向观察时，第一开口部69a的宽度Dl意味着在与第一侧面64a平行的方向上的长度。在从贯通孔65的中心轴方向观察时，第二开口部69a的宽度D2意味着在与第二侧面64b平行的方向上的长度。但是，在以跨过多个侧面的方式设置开口部的情况下，开口部的宽度意味着连接了各侧面上的开口部的侧端部的距离。例如，开口部69的宽度D3是连接了第一侧面64a上的第一开口部69a的侧端部和第二侧面64b上的第二开口部69b的侧端部的距离。但是，开口部的宽度只要是表示各开口部上的光纤电缆57的能动范围的距离即可，可以根据与上述不同的定义来决定开口部的宽度。
[0101]由外壁部64包围的空间68经由锥部62a与轴部54的贯通孔65连通。在外壁部64的内壁上设有朝向径向内方突出的载置壁67。载置壁67的上表面位于比外壁部64的上表面靠下的位置。详细来说，载置壁67的上表面位于仅低于外壁部64的上部(上表面)规定距离的位置，该规定距离是指与盖构件51的厚度相当的距离。载置壁67是用于载置盖构件51的部分。
[0102](2-3)盖构件 51
[0103]如图1所示，盖构件51安装在头部53的上部。盖构件51发挥在轴部54的贯通孔65的中心轴线方向上覆盖头部53的空间68的盖的作用。详细来说，盖构件51从上方覆盖空间68。另外，光纤电缆57从轴部54的贯通孔65朝向空间68的开口部69弯曲，但即使在这样弯曲的情况下也能够利用盖构件51将光纤电缆57适当地容纳在空间68内。
[0104]如图2所示，盖构件51具有平板状部51a及引导部51b。平板状部51a是板状的构件。平板状部51a的外形由圆弧状部分51a_l、连接部分51a_2、第一侧部51c及第二侧部51d构成。第一侧部51c及第二侧部51d是与头部53的开口部69相对应的部分，由相邻的两个直线边构成。该第一侧部51c及第二侧部51d形成为与头部53的底面部62的六角形的边相对应。即，在将盖构件51载置到载置壁67上的情况下，第一侧部51c及第二侧部51d与底面部62的六角形的边相对应。更具体来说，从俯视来看，第一侧部51c与第一侧面64a处于同一个面，第二侧部51d与第二侧面64b处于同一个面。因此，从俯视来看，第一侧部51c及第二侧部5Id与六角形状的底面部62的边中的与开口部69对应的两个边大致平行。
[0105]圆弧状部分51a_l形成为与外部壁64的上表面的开口对应的大小。连接部分5la-2连接圆弧状部分51a-l和第一侧部51c及第二侧部51d。
[0106]引导部51b沿与平板状部51a垂直的方向朝向下部突出，该引导部51b具有与头部53的载置壁67嵌合的形状。在载置壁67上形成有引导槽67a，在将盖构件51安装到头部53上时，利用引导槽67a引导设在引导部51b上的突起(未图示)。在盖构件51安装于头部53的状态下，第一侧部51c及第二侧部51d分别与第一侧面64a及第二侧面64b处于同一个面。
[0107](2-4)透镜构件 55
[0108]透镜构件55是圆筒状的透镜。将透镜构件55插入到轴部54的贯通孔65中，并固定于光纤电缆57的前端。透镜构件55能够使来自光纤电缆57的光会聚。不是必须设置透镜构件55，也能够通过延长光纤电缆57的光纤来代替该透镜构件55。
[0109](2-5)螺母61及垫圈60
[0110]螺母61是形成有与轴部54的外螺纹螺合的内螺纹的构件。通过使轴部54的外螺纹和螺母61的内螺纹螺合，能够固定光纤单元50。垫圈60配置在螺母61和头部53之间。还可以省略垫圈60。
[0111](3)光纤单元50的组装及敷设
[0112](3-1)光纤单元50的组装
[0113]下面，利用图2，说明光纤电缆57的组装方法。
[0114]光纤电缆57由聚酯等包覆材料包覆。去掉该光纤电缆57的前端中的插入到光纤单元50中的一侧的前端的包覆材料。
[0115]然后，使光纤电缆57以规定曲率弯曲。接着，向光纤电缆57及/或贯通孔65涂布或填充粘接剂，来将光纤电缆57固定到轴部54的贯通孔65中。光纤电缆57只要在开口部69的范围内伸出即可，不特别限定伸出的位置。但是，优选地，以使光纤电缆57经由包括头部53的六角形状的角部的位置伸出的方式固定光纤电缆57。
[0116]另外，将盖构件51安装到头部53上。由此，盖构件51覆盖头部53的上部。另外，将盖构件51的第一侧部51c及第二侧部51d定位到与底面部62的六角形的边相对应的部分。即，第一侧部51c与第一侧面64a处于同一个面，第二侧部51d与第二侧面64b处于同一个面。由此，能够通过利用扳手等夹具80容易且牢固地夹持第一侧部51c和头部53的第五侧面64e来进行敷设工作等。同样地，还能够容易且牢固地夹持第二侧部51d和头部53的第六侧面64f。由此，即使在第一侧面64a及第二侧面64b上分别设有第一开口部69a及第二开口部69b的情况下，也能够利用夹具80夹持第一侧面64a或第二侧面64b。
[0117]此外，如在图1中用虚线圈出的α部分所示，通过使盖构件51的连接部分51a_2与外壁部64呈L字状相咬，能够提高在将夹具80应用于盖构件51的第一侧部51c或第二侧部51d时的强度。
[0118]将透镜构件55从下方插入到轴部54的贯通孔65中，在使该透镜构件55与光纤电缆57的前端接触的状态下将该透镜构件55固定到该贯通孔65中。由此光纤单元50的组装结束。
[0119]上述组装的顺序是一个例子，各顺序并不限定于上述方式。例如，可以在将光纤电缆57固定到贯通孔65中之前，将透镜构件55插入到贯通孔65中。另外，也可以在将光纤电缆57固定到贯通孔65中之后，弯曲光纤电缆57。
[0120]另外，在采用不具备透镜构件55的头部53的情况下，省略将透镜构件55插入到贯通孔65中的顺序。在采用不具备透镜构件55的头部53的情况下，在去掉了包覆材料的部分以下的部分露出光纤电缆57内部的光纤。使该光纤以贯通贯通孔63内的方式伸出。
[0121](3-2)光纤单元50的敷设
[0122]接着，针对如何敷设如上述那样组装的光纤单元50进行说明。图12是用于说明光纤单元50的敷设顺序的说明图。
[0123]如图12所示，例如将光纤单元50敷设到利用输送带V搬运工件W的生产线L上。在此，生产线L具有侧壁Hl及侧壁H2。
[0124]敷设一对投光用光纤单元50和受光用光纤单元50。因此，首先，在投光用光纤单元50及受光用光纤单元50的敷设位置，在侧壁Hl及侧壁H2上形成开口。向该开口中分别插入投光用光纤单元50及受光用光纤单元50的轴部54。然后，通过将螺母61螺合到轴部54的外螺纹54a上，将投光用光纤单元50及受光用光纤单元50分别固定到侧壁Hl及侧壁H2上。此时，沿着侧壁Hl及侧壁H2敷设光纤电缆57。另外，由于在光纤单元50上设有第一开口部69a及第二开口部69b，所以光纤电缆57能够在宽范围内移动。另外，由于光纤电缆57能够在宽范围内移动，所以能够提高在将夹具80应用于头部53时的自由度。即，能够使夹具80从多个方向靠近头部53来夹持头部53。
[0125]将从光纤单元50引出的光纤电缆57连接到光传感器单元90上。光传感器单元90具有内置有发光元件的投光部92、内置有受光元件的受光部93、控制电路91及显示部94。控制电路91包括整体控制光传感器单元90的各种电路。显示部94显示及设定显示工件W的检测状态。
[0126]将固定到侧壁Hl上的投光用光纤单元50连接到投光部92上。另一方面，将固定到侧壁H2上的受光用光纤单元50连接到受光部93上。
[0127]通过如上述那样敷设光纤单元50，来形成由光纤单元50及光传感器单元90构成的光纤传感器Si。光纤传感器SI检测基于输送带V的移动的工件W的搬运状态。
[0128](4)光纤电缆57的能动范围
[0129]头部53具有跨过相邻的第一侧面64a及第二侧面64b而形成的开口部69。光纤电缆57从该开口部69伸出。从俯视来看的开口部69的宽度D3大于第一侧面64a的宽度Da及第二侧面64b的宽度Db。因此，与仅从头部53的一个侧面引出光纤电缆57的情况相t匕，能够使光纤电缆57在平面方向上的更宽的范围内移动。
[0130]另外，如上所述，针对光纤电缆57的插入到轴部54的贯通孔65中的部分，去掉了光纤电缆57的前端的包覆材料。然后，通过向光纤电缆57或贯通孔65涂布或填充粘接剂，来将光纤电缆57固定到轴部54的贯通孔65中。因此，与利用粘接剂将光纤电缆57固定到从贯通孔65到头部53的整体上的情况相比，光纤电缆57更容易在平面方向上移动。
[0131]图13是示出了本实施方式的光纤单元50的光纤电缆57的能动范围的说明图。
[0132]在本实施方式中，在头部53的第一侧面64a及第二侧面64b上形成有开口部69。另外，仅将光纤电缆57的前端固定在轴部54的贯通孔65中。因此，能够如图13示出那样根据开口部69的大小使光纤电缆57在平面方向上的宽范围内移动。
[0133]此时，从俯视来看的第一开口部69a的宽度Dl大于等于光纤电缆57的直径。因此，如图13中用实线示出那样，在将光纤电缆57移动到第一开口部69a —侧的情况下，光纤电缆57容置在第一开口部69a内，而在第二开口部69b —侧看不到光纤电缆57。因此，即使对设有第二开口部69b的第二侧面64b应用夹具80，也能够抑制因夹具80和光纤电缆57之间的接触而导致光纤电缆57受损的情况。同样地，从俯视来看的第二开口部69b的宽度D2大于等于光纤电缆57的直径。因此，如图13中用双点划线示出那样，在将光纤电缆57移动到第二开口部69b —侧的情况下，光纤电缆57容置在第二开口部69b内，而在第一开口部69a —侧看不到光纤电缆57。因此，即使对设有第一开口部69a的第二侧面64a应用夹具80，也能够抑制因夹具80和光纤电缆57之间的接触而导致光纤电缆57受损的情况。
[0134]根据如上所述的结构，提高了应用后述的夹具80时的自由度。另外，能够柔软地改变光纤电缆57的引出方向，所以还提高了在敷设光纤电缆57时等的自由度。
[0135](5)夹具80的应用
[0136]图14A、14B、14C是示出了本实施方式的应用夹具80的自由度的说明图。在图14A、14B、14C中，作为例子，举出了以使光纤电缆57经由六角形状的光纤单元50的角部伸出的方式固定光纤电缆57的情况。
[0137]在利用了本实施方式的光纤单兀50的情况下,如上述那样光纤电缆57能够基于开口部69在宽范围内移动。
[0138]首先，如图14A所示，能够对外部壁64的除了头部53的第一开口部69a及第二开口部69b以外的两侧应用夹具80。即，能够对第三侧面64c和第四侧面64d应用夹具80。在该情况下，因光纤电缆57不妨碍夹具80的应用而无需弯曲光纤电缆57。
[0139]在图14B的情况下，对形成有第二开口部69b的第二侧面64b和与该第二侧面64b相对的第六侧面64f，应用夹具80。在图14B的情况下，光纤电缆57向不应用夹具80 —侧的第一开口部69a —侧弯曲。由此，能够使光纤电缆57不与夹具80接触。
[0140]同样地，在图14C的情况下，对形成有第一开口部69a的第一侧面64a和与该第一侧面64a相对的第五侧面64e应用夹具80。在图14C的情况下，光纤电缆57向不应用夹具80 一侧的第二开口部69b —侧弯曲。由此，能够使光纤电缆57不与夹具80接触。
[0141]如上所述，根据本实施方式，能够以图14A?图14C所示的三种方法将夹具80应用于头部53。因此，根据上述的光纤单元50，能够提高在应用夹具80时的自由度。
[0142](6)变形例
[0143]在上述第一实施方式中，说明了具有第一开口部69a及第二开口部69b这两个开口部的光纤单元50。但开口部的数目并不限定于两个，也可以具有三个以上。图15是具有三个开口部的光纤单元150的外观立体图。省略说明与上述第一实施方式同样的结构。
[0144]从六角形状的底面部62的各边中相邻的三个边起立设头部53的外壁部64。换言之，在六角形状的底面部62的各边中相邻的三个边上形成有外壁部64。因此，如图15所示，在相邻的三个边上未形成有外壁部64，而形成有开口部69。更具体地，开口部69包括设在第一侧面64a的第一开口部69a、设在第二侧面64b的第二开口部69b及设在第三侧面64c的第三开口部69c，其中，第一侧面64a、第二侧面64b及第三侧面64c彼此相邻。
[0145]另外，盖构件51具有第一侧部51c、第二侧部51d及第三侧部51e。在盖构件51安装于头部53的状态下，第一侧部51c与第一侧面64a处于同一个面，第二侧部51d与第二侧面64b处于同一个面，第三侧部51e与第三侧面64c处于同一个面。
[0146]图16是示出了光纤单元150的光纤电缆57的能动范围的说明图。在头部53的相邻的第一侧面64a、第二侧面64b及第三侧面64c上形成有开口部69。另外，仅将光纤电缆57的前端固定在轴部54的贯通孔65中。因此，能够如图16示出那样基于开口部69的大小使光纤电缆57在平面方向上的宽范围内移动。
[0147]<第二实施方式>
[0148]接着，说明用于反射式光纤传感器的光纤单元250。
[0149](I)光纤单元250的整体结构
[0150]图17是在第二实施方式的用于反射式光纤传感器的光纤单元的光纤单元250的外观立体图。图18是光纤单元250的分解立体图。图19是光纤单元250的放大仰视图。图20是图19的B-B剖视图。图21是在拆除了盖构件51的状态下的光纤单元250的俯视图。
[0151]图22是光纤单元250的主视图。图23是光纤单元250的后视图。图24是光纤单元250的左侧视图。图25是光纤单元250的右侧视图。图26是光纤单元250的俯视图。图27是光纤单元250的仰视图。
[0152]下面，说明第二实施方式的反射式光纤单元250。第二实施方式的反射式光纤单元250与第一实施方式的透射式光纤单兀50相比,不同点在于该光纤单兀250具有两个光纤电缆57a、57b及两个透镜构件55a、55b。并且，为了能够将两个光纤电缆57a、57b及两个透镜构件55a、55b插入到光纤单元250中，盖构件51、头部53、轴部54、垫圈60及螺母61的大小形成为大于第一实施方式的光纤单元50中的各部分。由于其它的结构大致相同，所以简单说明或省略说明与第一实施方式的透射式光纤单元50相同的结构。
[0153]第二实施方式的反射式光纤单兀250具有两个光纤电缆57a、57b。两个光纤电缆57a、57b中的一个是投光用光纤电缆，另一个是受光用光纤电缆。各光纤电缆57a、57b与第一实施方式的光纤电缆57相同。
[0154]光纤单元250具有盖构件51、头部53、轴部54、透镜构件55及螺母61。与两个光纤电缆57a、57b相对应地设有两个透镜构件55a、55b。透镜构件55a、55b分别对应地固定于两个光纤电缆57a、57b。
[0155](2)光纤单元250的各部分结构
[0156](2-1)轴部 54
[0157]轴部54具有沿上下方向贯通该轴部54的内部的贯通孔65。贯通孔65形成为能够插入两个光纤电缆57a、57b的大小。如图19及图21所示，贯通孔65具有第一贯通孔65a和第二贯通孔65b。在第一贯通孔65a中插入光纤电缆57a。在第二贯通孔65b中插入光纤电缆57b。在第二实施方式中，两个光纤电缆57a、57b以在平面方向上相邻的方式绑定在一起，在贯通孔65的附近分成光纤电缆57a和光纤电缆57b。此外，第一贯通孔65a和第二贯通孔65b可以相互分离，或者也可以相互连通。
[0158](2-2)头部 53
[0159]头部53设在轴部54的上部，具有底面部62和外壁部64。由底面部62和外壁部64包围的空间形成为空间68。第二实施方式的空间68的圆形部分的直径形成为能够插入两个光纤电缆57a、57b。另外，空间68与轴部54的贯通孔65连通。在该轴部54的贯通孔65和空间68之间的连通部位，可以将贯通孔65的端部切削成锥状，由此，在该连通部位形成锥部62a。
[0160]如图17及图18所示，在六角形状的底面部62的各边中，在相邻的两个边上没有形成外壁部64，而形成有开口部69。更具体地，开口部69包括设在第一侧面64a的第一开口部69a及设在第二侧面64b的第二开口部69b，该第一开口部69a和第二开口部69b彼此相邻。
[0161]在外壁部64的内壁设有朝向径向内方突出的载置壁67。载置壁67的上表面位于仅低于外壁部64的上部(上表面)规定距离的位置，该规定距离是指与盖构件51的厚度相当的距离。在外壁部64在周向上的整体上设置有图18的载置壁67。
[0162](2-3)盖构件 51
[0163]盖构件51安装在头部53的上部。盖构件51具有平板状部51a及引导部51b。平板状部51a的外形由圆弧状部分51a-l、连接部分51a_2、第一侧部51c及第二侧部51d构成。第一侧部51c及第二侧部51d是与头部53的开口部69相对应的部分，由相邻的两个直线边构成。在将盖构件51载置到载置壁67上的情况下，从俯视来看，第一侧部51c与第一侧面64a处于同一个面，第二侧部51d与第二侧面64b处于同一个面。沿头部53的载置壁67嵌入引导部51b。
[0164](2-4)透镜构件 55a、55b
[0165]与两个光纤电缆57a、57b分别相对应地设有透镜构件55a、55b。透镜构件55a固定于光纤电缆57a的前端，透镜构件55b固定于光纤电缆57b的前端。
[0166](2-5)螺母61及垫圈60
[0167]螺母61通过与轴部54的外螺纹螺合来固定光纤单元250。垫圈60配置在螺母61和头部53之间。还可以省略垫圈60。
[0168](3)光纤单元250的组装及敷设
[0169](3-1)光纤单元250的组装
[0170]下面，利用图18，说明光纤电缆57a、57b的组装方法。由于与示出了第一实施方式的组装方法的图2大致相同，因而下面，简单地进行说明。
[0171]分别去掉光纤电缆57a、57b的前端中的插入到光纤单兀250内一侧的前端的包覆材料。
[0172]然后，使光纤电缆57a、57b以规定曲率弯曲。接着，向光纤电缆57a、57b及/或贯通孔65涂布或填充粘接剂，来将光纤电缆57a、57b固定到轴部54的贯通孔65中。
[0173]光纤电缆57a、57b只要在开口部69的开口范围内伸出即可，不特别限定伸出的位置。但是，优选地，以使两个光纤电缆57a、57b经由包括头部53的六角形状的角部的位置伸出的方式固定这两个光纤电缆57a、57b。例如，如图17所示，两个光纤电缆57a、57b以使这两个光纤电缆57a、57b相互接触的部分与头部53的六角形状的角部对应的方式伸出。
[0174]另外，沿头部53的载置壁67插入盖构件51的引导部51b。由此，将盖构件51安装到头部53。
[0175]接着，在轴部54的贯通孔65中插入透镜构件55a、55b，并且在使光纤电缆57a、57b各自的前端与透镜构件55a、55b接触的状态下固定透镜构件55a、55b。由此光纤单元250的组装结束。
[0176](3-2)光纤单元250的敷设
[0177]接着，针对如何敷设如上述那样组装的光纤单元250进行说明。图28是用于说明光纤单元250的敷设顺序的说明图。
[0178]如图28所示，例如将光纤单元250敷设到利用输送带V搬运工件W的生产线L上。在此，生产线L具有侧壁Hl及侧壁H2。
[0179]在敷设光纤单元250的规定位置形成有开口。将光纤单元250的轴部54插入到该开口中。然后，通过将螺母61螺合到轴部54的外螺纹54a上，来将反射式光纤单元250固定到侧壁Hl上。光纤单元250设有第一开口部69a及第二开口部69b，因而两个光纤电缆57a、57b能够在宽范围内移动。另外，由于光纤电缆57a、57b的能够移动的范围宽，因而提高了在应用夹具80时的自由度。
[0180]将从光纤单元250引出的光纤电缆57a、57b连接到光传感器单元90上。例如将投光用光纤电缆57a连接到投光部92。另一方面，将受光用光纤电缆57b连接到受光部93。
[0181]通过如上述那样敷设光纤单元250，来形成由光纤单元250及光传感器单元90构成的光纤传感器S2。光纤传感器S2检测基于输送带V的移动的工件W的搬运状态。
[0182](4)本实施方式的光纤单元250的特征
[0183]第二实施方式的光纤单元250的头部53与第一实施方式同样地，具有跨过彼此相邻的第一侧面64a及第二侧面64b的开口部69。光纤电缆57a、57b从该开口部69伸出。开口部69的宽度D3大于这两个被绑定的光纤电缆57a、57b的宽度。因此，光纤电缆57a、57b能够基于开口部69的大小而在平面方向上的宽范围内移动。
[0184]另外，如上所述，光纤电缆57a、57b固定在轴部54的贯通孔65中。因此，与将光纤电缆57a、57b固定到从贯通孔65到头部53的整体上的情况相比，光纤电缆57a、57b更容易在平面方向上移动。
[0185]光纤电缆57a、57b的能动范围与在第一实施方式中说明的图13相同，因而省略说明。另外，应用夹具80的自由度也与在第一实施方式中说明的图14相同，因而省略说明。
[0186](4)变形例
[0187]除此之外，作为能够应用本发明的光纤传感器，例如，例举有同轴反射式光纤传感器及扩散反射式光纤传感器。下面，简单说明在这些光纤传感器中应用的光纤单元350、450。
[0188](4-1)同轴反射式光纤单元350
[0189]首先，说明第一变形例的同轴反射式光纤单元350。
[0190]在下面说明第二实施方式的第一变形例的同轴反射式光纤单元350与第二实施方式的反射式光纤单元250的不同点。省略对相同的结构进行说明。
[0191]图29是同轴反射式光纤单元350的外观立体图。图30是光纤单元350的分解立体图。图31是光纤单元350的主视图。图32是光纤单元350的后视图。图33是光纤单元350的左侧视图。图34是光纤单元350的右侧视图。图35是光纤单元350的俯视图。图36是光纤单元350的仰视图。
[0192]去掉同轴反射式光纤单兀350的光纤电缆57a、57b的前端部的包覆材料,露出光纤70。另外，在光纤70中，投光用光纤和受光用光纤形成为一体。例如，将投光用光纤配置在中心，并以包围投光用光纤的方式配置受光用光纤。
[0193]向轴部54的贯通孔65中插入去掉了包覆材料的光纤70。因此，与第二实施方式的光纤单元250的轴部54相比，本变形例的轴部54的直径形成为更小。但是，就贯通孔65中的插入由包覆材料包覆的光纤电缆57a、57b的前端的部分而言，这一部分的大小形成为与光纤电缆57a、57b相对应的大小。此外，以使光纤70贯通贯通孔65的方式插入光纤70,因此，光纤单元350不具有第二实施方式的反射式光纤单元250的透镜构件55。
[0194]这样的光纤单元350与第二实施方式的光纤单元250同样地，包括设在第一侧面64a的第一开口部69a和设在第二侧面64b的第二开口部69b。因此，在同轴反射式光纤单兀350中，也与第二实施方式的光纤单兀250同样地,能够使光纤电缆57a、57b基于开口部69的大小在平面方向上的宽范围内移动。并且，也提高了在应用夹具80时的自由度。
[0195](4-2 )扩散反射式光纤单元450
[0196]接着，说明第二变形例的扩散反射式光纤单元450。
[0197]在下面说明第二实施方式的第二变形例的扩散反射式光纤单元450与第二实施方式的反射式光纤单元250的不同点。省略对相同的结构进行说明。
[0198]图37是扩散反射式光纤单元450的外观立体图，图38是光纤单元450的分解立体图。图39是光纤单元450的主视图。图40是光纤单元450的后视图。图41是光纤单元450的左侧视图。图42是光纤单元450的右侧视图。图43是光纤单元450的俯视图。图44是光纤单元450的仰视图。
[0199]去掉扩散反射式光纤单兀450的光纤电缆57a、57b的前端部的包覆材料,露出了光纤73a、73b。光纤73a从光纤电缆57a伸出，光纤73b从光纤电缆57b伸出。
[0200]向轴部54的贯通孔65中插入去掉了包覆材料的光纤73a、73b。另外，轴部54具有大径的第一轴部54-1及小径的第二轴部54-2。此外，在光纤单元450中以贯通贯通孔65的方式插入光纤73a、73b，因而不具有第二实施方式的反射式光纤单元250的透镜构件55。
[0201]这样的光纤单元450与第二实施方式的光纤单元250同样地，包括设在第一侧面64a的第一开口部69a和设在第二侧面64b的第二开口部69b。因此，在扩散反射式光纤单兀450中，也与第二实施方式的光纤单兀250同样地,能够使光纤电缆57a、57b基于开口部69的大小在平面方向上的宽范围内移动。并且，也提高了应用夹具80时的自由度。
[0202]<其它的变形例>
[0203]在上述实施方式中，能够适当应用下述的各变形例。
[0204](a)在上述实施方式中，头部53具有六角柱形状的外形。但是，头部53的外形并不限定于此，例如也可以具有四角柱形状或八角柱形状等多角形的外形。
[0205](b)另外，在第一实施方式的变形例中，至少在头部53的相邻的第一侧面64a、第二侧面64b及第三侧面64c形成有开口部69。S卩，开口部69包括设在第一侧面64a的第一开口部69a、设在第二侧面64b的第二开口部69b及设在第三侧面的第三开口部69c，其中，第一侧面64a、第二侧面64b及第三侧面彼此相邻。还能够将这种在三个以上的相邻的侧面设置开口部的结构应用到第二实施方式中。
[0206](C)另外，在上述第一实施方式及第二实施方式中，设有盖构件51。但是，也可以采用不设置盖构件51的光纤单元。但是，为了将弯曲的光纤电缆57容纳到头部53的空间68内，优选设置盖构件51。
[0207](d)在上述的实施方式中，光纤电缆固定于轴部。光纤电缆也可以固定在头部等的轴部以外的部分。在该情况下，优选地，将光纤电缆固定到贯通孔延长线上。另外，也可以不利用粘接剂来固定光纤电缆。
[0208]例如，图45及图46是示出了光纤电缆57的固定结构的第一变形例的立体图。如图45及图46所示，头部53具有底面部62和头主体71。头主体71与底面部62分体形成，该头主体71具有外壁部64、上表面部72和突起74。突起74从上表面部72向下方突出。在将头主体71安装到底面部62的状态下，突起74位于贯通孔65的上方。即，突起74位于贯通孔65的延长线上。通过将头主体71安装到底面部62，使突起74按压光纤电缆57。由此，固定光纤电缆57。
[0209]另外，图47及图48是示出了光纤电缆57的固定结构的第二变形例的立体图。如图47及图48所示，头部53具有底面部62和头主体71。头主体71与底面部62分体形成，该头主体71具有外壁部64和上表面部72。底面部62具有突起75。突起75从底面部62向上方突出，与贯通孔65相邻。通过使突起75朝向光纤电缆57倾倒，来使该突起75按压光纤电缆57。由此，固定光纤电缆57。
[0210]产业上的可利用性
[0211]根据本发明，能够提高在将夹具应用到光纤单元上时的自由度，因此，能够将本发明应用到具备光纤单元的各种光纤传感器中。
【权利要求】
1.一种光纤传感器用光纤单元，其特征在于， 该光纤传感器用光纤单元具有: 光纤电缆， 轴部，其具有设有外螺纹的外周面和用于插入所述光纤电缆的贯通孔， 多角柱形状的头部，其与所述轴部相连，具有包含彼此相邻的第一侧面和第二侧面在内的多个侧面； 所述头部具有与所述贯通孔连通的空间； 所述空间在至少设在所述多个侧面中的所述第一侧面和所述第二侧面的开口部形成有开口 ； 所述开口部包括设在所述第一侧面的第一开口部和设在所述第二侧面的第二开口部; 所述第一开口部和所述第二开口部相连。
2.如权利要求1所述的光纤传感器用光纤单元，其特征在于， 所述开口部的宽度大于所述第一侧面或所述第二侧面的宽度。
3.如权利要求1或2所述的光纤传感器用光纤单元，其特征在于， 所述第一开口部的宽度大于等于所述光纤电缆的宽度。
4.如权利要求1或2所述的光纤传感器用光纤单元，其特征在于， 所述第二开口部的宽度大于等于所述光纤电缆的宽度。
5.如权利要求1至4中任一项所述的光纤传感器用光纤单元，其特征在于， 以所述光纤电缆在所述空间内能够移动的方式配置所述光纤电缆。
6.如权利要求5所述的光纤传感器用光纤单兀,其特征在于， 所述光纤电缆固定在所述贯通孔内，或固定在所述贯通孔的延长线上。
7.如权利要求1至6中任一项所述的光纤传感器用光纤单元，其特征在于， 还具有盖构件，该盖构件安装在所述头部上，在所述贯通孔的中心轴线方向上覆盖所述空间； 所述盖构件具有与所述第一侧面处于同一个面的第一侧部和与所述第二侧面处于同一个面的第二侧部。
8.如权利要求1至7中任一项所述的光纤传感器用光纤单元，其特征在于， 距离所述贯通孔越远，则所述空间的宽度越大。
【文档编号】G02B6/36GK104459897SQ201410106603
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年3月20日 优先权日:2013年9月24日
【发明者】高仓毅, 流乡哲男 申请人:欧姆龙株式会社