JPH1054913A - 光ファイバ，光電スイッチのアンプ，光電スイッチ及びその取付構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐屈曲性に優れた複芯の光ファイバ，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アンプ，光電
スイッチ及びその取付構造を提供すること。 【解決手段】 アンプユニット１は、ＤＩＮレール52に
脱着自在に取り付けられており、正面の縦長矩形の面に
光ファイバ14の挿入口を有する。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
本のコアと、フッ素系のプラスチックからなりコア間を
充填するクラッドと、これら全体を厚み約0.6mmで被覆
するポリエチレンからなる被覆材とを有する。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。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、例えば上方へ引き回して使用することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ，該光
ファイバを光伝送媒体として使用する光電スイッチのア
ンプ，光電スイッチ及びその取付構造に関する。

【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7
1，71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アン
プ，光電スイッチ及びその取付構造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】請求項１記載の光ファイ
バは、複数のコアをクラッドが取り囲み、さらに被覆層
で被覆されている光ファイバにおいて、前記コアはアク
リル系の樹脂からなり、前記クラッドはフッ素系の樹脂
からなり、５０本以上のコアを有しており、自己径に略
等しい半径で曲げた場合の曲げ部における受光レベルの
減衰率が１０％以下であることを特徴とする。

【００１０】これにより光電スイッチのアンプからの引
き回し方向が自由になり、引き回しのために確保すべき
スペースをほとんど無くすことができ、また光電スイッ
チのアンプのレイアウトの自由度も向上する。

【００１１】請求項２記載の光電スイッチのアンプは、
ケースに収容された発光素子及び受光素子に請求項１記
載の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の挿入口が前記ケースに形成され
た光電スイッチのアンプであって、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。

【００１２】請求項３記載の光電スイッチのアンプは、
直方体殻状のケースに収容された発光素子及び受光素子
に請求項１記載の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の挿入口が前記ケー
スに形成された光電スイッチのアンプであって、前記挿
入口は前記ケースの長手方向に平行な面に形成されてお
り、前記発光素子及び受光素子と前記挿入口との間の光
路が前記面に略垂直となるように、前記発光素子及び受
光素子が配置されていることを特徴とする。

【００１３】これらにより、光ファイバの脱着操作が非
常に困難であった、例えば光ファイバを下面から下方へ
引き回す光電スイッチのアンプに適用した場合は、挿入
口を側面に設けることが可能であるので、挿入口が見え
易くなり、作業性が大幅に向上する。またこれによって
余分なスペースを確保する必要はほとんど無い。

【００１４】請求項４記載の光電スイッチのアンプは、
請求項２又は３において、その一端が前記挿入口に挿入
された光ファイバを、該挿入口の近傍で屈曲させて固定
するための固定具を備えることを特徴とする。

【００１５】これにより光ファイバが弛んだり、また不
要な力が加わることにより抜けたりすることを防止する
ことができる。

【００１６】請求項５記載の光電スイッチは、請求項１
記載の光ファイバが請求項２記載の光電スイッチのアン
プに挿着されていることを特徴とする。

【００１７】挿入口に挿着された光ファイバを、挿入口
近傍で屈曲させて使用することが可能である。

【００１８】請求項６記載の光電スイッチの取付構造
は、請求項１記載の光ファイバが請求項２記載の光電ス
イッチのアンプに挿着されており、前記光ファイバは前
記挿入口が形成された前記ケースの面に略平行に引き回
されていることを特徴とする。

【００１９】この場合、挿入口近傍にスペースがない場
所に取り付けることができる。

【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ＤＩ
Ｎ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2
1，21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ファイバ
は、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
り付けられるべき光電スイッチのアンプに適している。
また本発明に係る光電スイッチのアンプは、光ファイバ
の引き回し方向に平行な面に光ファイバの挿入孔が設け
られていることにより、引き回し方向に略垂直な方向か
らの光ファイバの脱着が容易となる。従ってこの光ファ
イバをこの光電スイッチのアンプに挿着することによ
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 (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のコアをクラッドが取り囲み、さら
   に被覆層で被覆されている光ファイバにおいて、前記コ
   アはアクリル系の樹脂からなり、前記クラッドはフッ素
   系の樹脂からなり、５０本以上のコアを有しており、自
   己径に略等しい半径で曲げた場合の曲げ部における受光
   レベルの減衰率が１０％以下であることを特徴とする光
   ファイバ。
2. 【請求項２】 ケースに収容された発光素子及び受光素
   子に請求項１記載の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の挿入口が前記
   ケースに形成された光電スイッチのアンプであって、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
   ッチのアンプ。
3. 【請求項３】 直方体殻状のケースに収容された発光素
   子及び受光素子に請求項１記載の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の挿
   入口が前記ケースに形成された光電スイッチのアンプで
   あって、前記挿入口は前記ケースの長手方向に平行な面
   に形成されており、前記発光素子及び受光素子と前記挿
   入口との間の光路が前記面に略垂直となるように、前記
   発光素子及び受光素子が配置されていることを特徴とす
   る光電スイッチのアンプ。
4. 【請求項４】 その一端が前記挿入口に挿入された光フ
   ァイバを、該挿入口の近傍で屈曲させて固定するための
   固定具を備えることを特徴とする請求項２又は３記載の
   光電スイッチのアンプ。
5. 【請求項５】 請求項１記載の光ファイバが請求項２記
   載の光電スイッチのアンプに挿着されていることを特徴
   とする光電スイッチ。
6. 【請求項６】 請求項１記載の光ファイバが請求項２記
   載の光電スイッチのアンプに挿着されており、前記光フ
   ァイバは前記挿入口が形成された前記ケースの面に略平
   行に引き回されていることを特徴とする光電スイッチの
   取付構造。