JP5386156B2 - Fiber support device for fiber sensor - Google Patents
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Description
本発明は、光ファイバー式液面センサ等のファイバセンサを、そのファイバ部分を用いて支持させる装置、即ちファイバセンサ用ファイバ支持装置に関するものである。 The present invention relates to a device for supporting a fiber sensor such as an optical fiber type liquid level sensor using the fiber portion thereof, that is, a fiber support device for a fiber sensor.
この種の従来技術としては、特許文献1や特許文献2において開示されるものが知られている。特許文献1のものは、光ファイバのフェルールの製造方法に関するものである。即ち、中心部にファイバ挿通孔2有するフェルール筒体3を、ファイバ挿通孔2が長さ方向に分断される分断体3A,3Bを先ず分割成形し、この分断体3A,3Bを突き合わせることで形成するものである。
分断体3A,3Bは成形型のキャビティー壁面にファイバ挿通孔2の一部となる凹条部2A,2Bを形成することとなる凸条部4を形成した成形型5により一体成形し、その各分断体3A,3Bに突き合わせて各凹条部2A,2Bが付き合うことでファイバ挿通孔2が形成されるフェルール筒体3をインサート成形により外嵌被着することで止着固定することができる。
As this type of prior art, those disclosed in
The split bodies 3A and 3B are integrally molded by a
また、特許文献2のものは、光ファイバに2個のフェルールを所要距離を隔てて外嵌め配置し、前記2個のフェルール間の隙間を覆うように筒体の継手を、両フェルールの対向端部に外嵌めし、2個のフェルールの間の光ファイバを加熱しながら圧縮して圧縮屈曲部を形成してなる光固定減衰器である。小形のコンポーネントにも組込み可能で、光ファイバを加熱しながら圧縮して圧縮屈曲部を形成することができる。
Further, in
特許文献1による手段では、一対の分断体3A,3Bを筒状の樹脂外層部10内に挿入することにより、分断体3A,3Bが互いに離れ移動しないように規制されてそれら両者3A,3B間にて光ファイバ線6が挟持固定される構造である。しかしながらこの固定手段では、構造的に光ファイバ線6の挟持力が決まってしまうので、うまく設計しないと挟持力が強過ぎたり弱過ぎたりし易いとともに、挟持力の調節ができないものであって、現物での挟持力調節や経時による増し締め(挟持力の補償)ができない不利がある。
In the means according to
次に、特許文献2による手段では、光ファイバ50をフェルール1の小孔7に挿入するものではあるが、結局は接着剤10によって接着固定させるものである。従って、一旦固定したらメンテナンスその他のために分解することができないものであり、経時等による光ファイバの交換もできないものであって、整備性や実用性の点で難点がある。このように、いずれの特許文献のものでも、組付け易さ、分解や再組付け性、固定力の調節性の各点においては改善の余地が残されているものであった。
本発明の目的は、上記実情に鑑みて、ファイバの固定力調節や分解及び再組付けが可能であり、しかも簡単に組付けできて組付け性にも優れるものとなるように、改善されたファイバセンサ用ファイバ支持装置を提供する点にある。 In view of the above circumstances, the object of the present invention has been improved so that the fixing force of the fiber can be adjusted, disassembled, and reassembled, and can be easily assembled with excellent assemblability. The object is to provide a fiber support device for a fiber sensor.
請求項1に係る発明は、ファイバセンサ用ファイバ支持装置において、先端部のセンサ部7と、前記センサ部7から引き出される一又は複数のファイバ線6と、前記センサ部7及び前記ファイバ線6のセンサ側端部を覆う保護チューブ9とを有して成るファイバセンサFの前記保護チューブ9を挿通可能な挿通孔1a、外周の雄ネジ部10、及び前記挿通孔1aの開口部である先拡がり内周面12を備える支持本体1と、
前記ファイバ線6を内嵌可能な一又は複数の支持孔15、前記先拡がり内周面12に嵌り込み可能な先窄まり外周面16、前記支持孔15の軸心X方向で前記先窄まり外周面16とは反対の端部に形成される小径筒部17、及び前記先窄まり外周面16の内奥部と前記小径筒部17との境目において前記軸心Xに交差する面として形成される環状側周面18を備えて可撓性を有する材料から成るフェルール2と、
前記雄ネジ部10に螺合可能な雌ネジ部19、前記環状側周面18に当接可能な環状押圧周面20、及び前記小径筒部17を挿通可能なガイド内周面21を備えるユニオンナット3とを有し、
前記先窄まり外周面16が前記先拡がり内周面12に嵌め込まれるとともに、前記環状押圧周面20が前記環状側周面18に当接し、かつ、前記雄ネジ部10が前記雌ネジ部19に螺合された状態における前記ユニオンナット3の締め込みによる前記フェルール2の軸心方向押圧により、前記支持孔15に通されている前記一又は複数のファイバ線6を把持可能に構成され、
前記ガイド内周面21が、前記ユニオンナット3の前記軸心P方向での端に近付くに連れて径が大きくなる先拡がり内周面に形成されていることを特徴とするものである。
According to the first aspect of the present invention, in the fiber support device for a fiber sensor, the tip of the
One or a plurality of
A union comprising a
The tapered outer
The guide inner
請求項2に係る発明は、請求項1に記載のファイバセンサ用ファイバ支持装置において、前記小径筒部17の前記軸心X方向の長さdが、前記ガイド内周面21の前記軸心P方向の長さD以下に設定されていることを特徴とするものである。
According to a second aspect of the present invention, in the fiber support device for a fiber sensor according to the first aspect, the length d in the axial center X direction of the small diameter
請求項3に係る発明は、請求項1又は2に記載のファイバセンサ用ファイバ支持装置において、前記フェルール2がフッ素樹脂製であることを特徴とするものである。
The invention according to
請求項1の発明によれば、詳しくは実施形態の項にて説明するが、ユニオンナットの螺進でフェルールが軸心方向で支持本体に押圧されることにより、先拡がり内周面に食い込もうとする先窄まり外周面が押されてフェルールが径方向に収縮変形され、それによって支持孔も収縮してファイバ線を径内向きに押圧して強固に把持できるようになる。
つまり、ユニオンナットの締込み操作でファイバ線を把持固定してファイバセンサの支持が可能になるとともに、ユニオンナットの緩め操作でファイバ線の把持固定を解除して取外すことが可能になる。また、ユニオンナットの締込み量如何により、フェルールの縮径量を調節してファイバの固定力の変更設定も可能になる。
その結果、ファイバの固定力調節や分解及び再組付けが可能であり、しかも簡単に組付けできて組付け性にも優れるものとなるように、改善されたファイバセンサ用ファイバ支持装置を提供することができる。また、小径筒部の存在により、フェルールから出た箇所でのファイバ線の急激な折れ曲りが防止され、ファイバ線の超寿命化が期待できる利点もある。
According to the first aspect of the present invention, as will be described in detail in the section of the embodiment, when the ferrule is pressed against the support body in the axial direction by the screwing of the union nut, it bites into the forwardly expanding inner peripheral surface. The tapered outer surface is pushed and the ferrule is contracted and deformed in the radial direction, whereby the support hole is also contracted and the fiber wire can be pressed radially inward to be firmly gripped.
That is, the fiber wire can be held and fixed by the union nut tightening operation, and the fiber sensor can be supported, and the fiber wire can be released and released by the union nut loosening operation. Further, the fiber fixing force can be changed and set by adjusting the amount of diameter reduction of the ferrule according to the tightening amount of the union nut.
As a result, it is possible to provide an improved fiber support device for a fiber sensor so that the fixing force of the fiber can be adjusted, disassembled, and reassembled, and can be easily assembled with excellent assemblability. be able to. In addition, the presence of the small-diameter cylindrical portion has an advantage that the fiber wire can be prevented from being bent suddenly at the portion coming out of the ferrule, and the life of the fiber wire can be expected to be extended.
請求項1の発明によれば、詳しくは実施形態の項にて説明するが、ガイド内周面が先拡がり内周面とされていて小径筒部が揺動移動可能となるような構成により、ファイバ線や小径筒部に無理な力が作用し難い好ましい状態で、フェルールから出た箇所でのファイバ線の急激な折れ曲りが防止され、ファイバ線のより一層の超寿命化効果が期待できる利点がある。
According to the invention of
請求項2の発明によれば、小径筒部はガイド内周面の軸心方向幅よりも小さくユニオンナットの外端より突出しない構成であるから、他物との衝突等による小径筒部の破損おそれが無いようにしながら前述の案内ガイド作用、即ちファイバ線の超寿命化が発揮可能となる効果がある。
According to the invention of
請求項3の発明によれば、フェルールをフッ素樹脂製として、耐薬品性や耐高温性に優れた特性を発揮しながら、ファイバ線をしっかりと把持固定できる効果が得られる。 According to the third aspect of the present invention, the effect of being able to firmly hold and fix the fiber wire is obtained while the ferrule is made of a fluororesin and exhibits excellent chemical resistance and high temperature resistance.
以下に、本発明によるファイバセンサ用ファイバ支持装置の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図1,図2はそれぞれ装着具の側面図、断面図、図3はフェルールの断面図と背面図、図4は装着具にファイバセンサが固定支持されている状態を示す断面図、図6,図7はそれぞれ実施例2による装着具の断面図、使用状態での断面図である。 Embodiments of a fiber support device for a fiber sensor according to the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 and 2 are a side view and a cross-sectional view of the mounting tool, respectively, FIG. 3 is a cross-sectional view and a rear view of the ferrule, and FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which the fiber sensor is fixedly supported on the mounting tool. FIG. 7 is a sectional view of the wearing tool according to the second embodiment and a sectional view in use.
〔実施例1〕
実施例1によるファイバセンサ用ファイバ支持装置(以下、単に「ファイバ支持装置」と略称する)Aは、ファイバセンサを支持する装着具Sにおいて構成されているものである。即ち、図1,図2に示すように、装着具Sは、支持本体1と、第1フェルール(フェルールの一例)2と、第1ユニオンナット3と、第2フェルール4と、第2ユニオンナット5とを有して成るストレート型(ストレートユニオン)のものに構成されている。
[Example 1]
A fiber support device for a fiber sensor (hereinafter simply referred to as “fiber support device”) A according to the first embodiment is configured in a mounting tool S that supports a fiber sensor. That is, as shown in FIGS. 1 and 2, the mounting tool S includes a
装着具Sによって支持固定されるファイバセンサFは、図4,図5に示すように、先端の接触子7と、先端部のセンサ部8と、センサ部8から引き出される一対(一又は複数の一例)、即ち2本のファイバ線6,6と、センサ部8及びファイバ線6,6のセンサ側端部を覆う保護チューブ9とを有して構成されている。保護チューブ9は、例えばPFA等のフッ素樹脂製であり、ファイバ線6はフッ素樹脂の被覆がされている場合もある。
As shown in FIGS. 4 and 5, the fiber sensor F supported and fixed by the mounting tool S includes a
支持本体1と、第1フェルール2と、第1ユニオンナット3とによって、ファイバセンサF(図5参照)の一対のファイバ線6,6を挟持固定するファイバ支持装置Aが構成されている。そして、支持本体1と、第2フェルール4と、第2ユニオンナット5とによって、ファイバセンサF(図5参照)のカバーチューブを挟持固定するチューブ支持装置Bが構成されている。
つまり、ファイバセンサFは、図4に示すように、チューブ支持装置Bによってセンサ部8近くの保護チューブ9が把持固定され、ファイバ支持装置Aによって保護チューブ9近くにおいて一対のファイバ線6,6が把持固定されることにより、装着具Sに固定支持させることができる。
The
That is, in the fiber sensor F, as shown in FIG. 4, the
支持本体1は、図1,2,4に示すように、ファイバセンサFの保護チューブ9を挿通可能な挿通孔1a、外周の第1雄ネジ部10、第2雄ネジ部11、軸心P方向の中間に位置する四角部14、挿通孔1aの開口部である第1先拡がり内周面12及び第2先拡がり内周面13とを備えて成るフッ素樹脂製の部品である。第1及び第2先拡がり内周面12,13は、共に軸心Pを中心とする円錐における円錐面の一部であり、軸心Pに対して傾斜するテーパ周面である。
As shown in FIGS. 1, 2, and 4, the
第1フェルール2は、図2〜4に示すように、ファイバ線6を内嵌可能な一対(一又は複数の一例)、即ち2個の支持孔15,15、第1先拡がり内周面12に嵌り込み可能な先窄まり外周面16、支持孔15,15の軸心X方向で先窄まり外周面16とは反対の端部に形成される小径筒部17、及び先窄まり外周面16の内奥部と小径筒部17との境目において軸心Xに直交(「交差」の一例)する面として形成される環状側周面18を備えてフッ素樹脂(可撓性を有する材料の一例)から形成されている。支持孔15の軸心Xは、組付状態(図4の状態)では支持本体1の軸心Pと平行である。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
第1ユニオンナット3は、図1,2,4に示すように、支持本体1の第1雄ネジ部10に螺合可能な雌ネジ部19、第1フェルール2の環状側周面18に当接可能な環状押圧周面20、及び第1フェルール2の小径筒部17を挿通可能なガイド内周面21を備えるナット状の部品に形成されている。
ガイド内周面21は、内端の径が小径筒部17の外径にほぼ等しく、かつ、外端の径がそれよりも大径となる先拡がり内周面(テーパ内周面)に形成されている。また、ガイド内周面21の軸心P方向の長さDが、小径筒部17の軸心P方向の長さdよりも若干長くなるように設定されている。
As shown in FIGS. 1, 2, and 4, the
The guide inner
第2フェルール4は、図2,4に示すように、保護チューブ9を内嵌可能な単一の第2支持孔22と、第2先拡がり内周面13に嵌り込み可能な第2先窄まり外周面23、軸心P方向で第2先窄まり外周面23、とは反対の端部に形成される第2小径筒部24、及び第2先窄まり外周面23の内奥部と第2小径筒部24との境目において軸心Pに直交する面として形成される第2環状側周面25を備えて可撓性を有する材料(フッ素樹脂、ゴム等)から形成されている。
As shown in FIGS. 2 and 4, the
第2ユニオンナット5は、図1,2,4に示すように、支持本体1の第2雄ネジ部11に螺合可能な第2雌ネジ部26、第2フェルール4の第2環状側周面25に当接可能な第2環状押圧周面27、及び第2フェルール4の小径筒部24を挿通可能な第2ガイド内周面28を備えるナット状の部品に形成されている。
そして、第2ガイド内周面28の軸心P方向の長さWが、第2小径筒部24の軸心P方向の長さwよりも若干長くなるように設定されている。第2ガイド内周面28は、内端の径が第2小径筒部24の外径にほぼ等しく、かつ、外端の径がそれよりも大径となる先拡がり内周面(テーパ内周面)に形成されている。
As shown in FIGS. 1, 2, and 4, the
The length W of the second guide inner
ファイバ支持装置Aは、図2,図4に示すように、先窄まり外周面16が先拡がり内周面12に嵌め込まれるとともに、環状押圧周面20が環状側周面18に当接し、かつ、雄ネジ部10が雌ネジ部19に螺合された状態におけるユニオンナット3の締め込みによる第1フェルール2の軸心P方向押圧により、支持孔15,15に通されている計2個のファイバ線6,6を把持可能に構成されている。
As shown in FIGS. 2 and 4, the fiber support device A has a tapered outer
つまり、各ファイバ線6は支持孔15に隙間無く又は極僅かな隙間を持って挿通されているので、ユニオンナット3の螺進で第1フェルール2が軸心P方向で支持本体1に押圧されることにより、先拡がり内周面12に食い込もうとする先窄まり外周面16が押されて第1フェルール2が径方向に収縮変形され、それによって各支持孔15,15も収縮してファイバ線6を径内向きに押圧して強固に把持するようになるのである。
例えば、第1フェルール2をフッ素ゴム等のゴム系材料(弾性材料)とすれば、ユニオンナット3の締め込みによる第1フェルール2の縮径変形が促進され、前述の把持作用をより一層促進させることが可能である。
That is, since each
For example, if the
チューブ支持装置Bは、図2,図4に示すように、第2先窄まり外周面23が第2先拡がり内周面13に嵌め込まれるとともに、第2環状押圧周面27が第2環状側周面25に当接し、かつ、第2雄ネジ部11が第2雌ネジ部26に螺合された状態における第2ユニオンナット5の締め込みによる第2フェルール4の軸心P方向押圧により、第2支持孔22に通されている保護チューブ9を把持可能に構成されている。
As shown in FIGS. 2 and 4, the tube support device B includes a second tapered outer
ファイバ線6を案内ガイド可能な小径筒部17を囲繞するガイド内周面21が、その外端に行くほど大径となるテーパー内周面に形成されているから、小径筒部17がユニオンナット3の周エッヂ部3eを基点として恰も揺動移動するような動きが可能になっている。
従って、外力等によってファイバ線に作用する折曲り力を緩和可能な小径筒部17の移動可能構成により、ファイバ線6や小径筒部17に無理な力が作用し難い好ましい状態で、第1フェルール2から出た箇所でのファイバ線6の急激な折れ曲り防止機能による超寿命化の効果を得ることができている。
Since the guide inner
Therefore, the first ferrule is in a preferable state in which an unreasonable force hardly acts on the
ファイバ支持装置Aによる各ファイバ線6,6の把持作用と、チューブ支持装置Bによる保護チューブ9の把持作用との2箇所の把持により、図4に示すように、ファイバセンサFが装着具Sによってしっかりと支持されるとともに、保護チューブ9の中にゴミや異物が侵入するおそれも解消される利点がある。小径筒部17は、第1ユニオンナット3による軸心P方向の押圧力を受けず、それによって径方向にも非収縮となり、その中に通されるファイバ線6の把持力も殆ど生じない。
故に、支持孔15の内周面とファイバ線6との軸心X方向での相対摺動移動が可能であり、第1フェルール2から出たファイバ線6が外力等によって急激に折れ曲ることを小径筒部17で規制する作用が、ファイバ線6の長さ方向の伸縮変形を伴わず円滑で有効に発揮される利点もある。
As shown in FIG. 4, the fiber sensor F is attached by the mounting tool S as shown in FIG. 4 by the gripping action of the
Therefore, relative sliding movement in the axial center X direction between the inner peripheral surface of the
また、第1フェルール2には、大径で軸心P方向に幅を有する大径筒部29が先窄まり外周面16と小径筒部17との間に形成されており、その大径筒部29はユニオンナット3の螺進によって軸心P方向の押圧力は受けるが、先窄まり外周面16のように径方向の力が直接は発生しない。
従って、大径筒部29の部位における支持孔15の縮径によるファイバ線6の把持作用は、先窄まり外周面16の部位における把持作用より弱く、かつ、小径筒部17の部位における把持作用よりは強くなるから、第1フェルール2によるファイバ線6,6の把持作用がその外端から内奥に行くほど強くなることとなり、ファイバ線の急激な折れ曲りを抑制する案内ガイド作用と強固な支持作用との両立が図られている。
加えて、小径筒部17はガイド内周面21の軸心P方向幅よりも小さくユニオンナット3の外端より突出しない構成であり、他物との衝突等による小径筒部17の破損おそれが無いようにしながら前述の案内ガイド作用を発揮できる効果もある。
The
Accordingly, the gripping action of the
In addition, the small-diameter
〔実施例2〕
ファイバ支持装置Aは、図6,図7に示すように、バルブ、ポンプ、配管といった流体機器(流体デバイス)に支持させるための取付本体31(支持本体1の一例)を備える装着具Sにおいて構成されているものでも良い。即ち、実施例2による装着具Sは、テーパ雄ネジ部30を一端に有する取付本体31、第1フェルール2と、第1ユニオンナット3とを有して成る管用ネジ型(管用ネジタイプ)のものに構成されている。
[Example 2]
As shown in FIGS. 6 and 7, the fiber support device A is configured in a mounting tool S including an attachment body 31 (an example of the support body 1) for supporting a fluid device (fluid device) such as a valve, a pump, and a pipe. It may be what is being done. That is, the mounting tool S according to the second embodiment is a tube screw type (tube screw type) having a mounting
取付本体31は、図2等に示す実施例1の場合の支持本体1の第2雄ネジ部11が大径テーパーネジ化されたテーパ雄ネジ部30を持つ以外は、実施例1の場合の支持本体1とほぼ同等な部品であり、取付本体31の第1雄ネジ部10から端の部分及びファイバ支持装置Aは実施例1による場合と全く同一であり、同一の箇所や機能を示す箇所には実施例1のものと同様の符号を付してその説明が為されたものとする。
The mounting
この実施例2による装着具Sにおいては、ファイバセンサFはそのファイバ線6,6が第1フェルール2で把持固定されることで支持される構成であり、保護チューブ9は取付本体31の挿通孔31a(挿通孔1aの一例)で軸心P方向に長くガイドされるに止まっていおる。
In the mounting tool S according to the second embodiment, the fiber sensor F is supported by the
1 支持本体
1a 挿通孔
2 フェルール
3 ユニオンナット
6 一又は複数のファイバ線
7 センサ部
9 保護チューブ
10 雄ネジ部
12 先拡がり内周面
15 支持孔
16 先窄まり外周面
17 小径筒部
18 環状側周面
19 雌ネジ部
20 環状押圧周面
21 ガイド内周面
D ガイド内周面の軸心方向の長さ
F ファイバセンサ
P 支持本体の軸心
X フェルールの軸心
d 小径筒部の軸心方向の長さ
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記ファイバ線を内嵌可能な一又は複数の支持孔、前記先拡がり内周面に嵌り込み可能な先窄まり外周面、前記支持孔の軸心方向で前記先窄まり外周面とは反対の端部に形成される小径筒部、及び前記先窄まり外周面の内奥部と前記小径筒部との境目において前記軸心に交差する面として形成される環状側周面を備えて可撓性を有する材料から成るフェルールと、
前記雄ネジ部に螺合可能な雌ネジ部、前記環状側周面に当接可能な環状押圧周面、及び前記小径筒部を挿通可能なガイド内周面を備えるユニオンナットとを有し、
前記先窄まり外周面が前記先拡がり内周面に嵌め込まれるとともに、前記環状押圧周面が前記環状側周面に当接し、かつ、前記雄ネジ部が前記雌ネジ部に螺合された状態における前記ユニオンナットの締め込みによる前記フェルールの軸心方向押圧により、前記支持孔に通されている前記一又は複数のファイバ線を把持可能に構成され、
前記ガイド内周面が、前記ユニオンナットの前記軸心方向での端に近付くに連れて径が大きくなる先拡がり内周面に形成されているファイバセンサ用ファイバ支持装置。 The protective tube of the fiber sensor comprising: a sensor part at a tip part; one or a plurality of fiber wires drawn from the sensor part; and a protective tube covering the sensor part and a sensor side end part of the fiber line. A support body including an insertion hole that can be inserted, a male screw portion on the outer periphery, and a flared inner peripheral surface that is an opening of the insertion hole;
One or a plurality of support holes into which the fiber line can be fitted, a tapered outer peripheral surface that can be fitted into the forward inner peripheral surface, and opposite to the tapered outer peripheral surface in the axial direction of the support hole Flexible with a small-diameter cylindrical portion formed at the end, and an annular side peripheral surface formed as a surface intersecting the axis at the boundary between the inner diameter portion of the tapered outer peripheral surface and the small-diameter cylindrical portion A ferrule made of a material having properties;
A female screw part that can be screwed into the male screw part, an annular pressing peripheral surface that can contact the annular side peripheral surface, and a union nut that includes a guide inner peripheral surface that can be inserted through the small-diameter cylindrical part,
The tapered outer peripheral surface is fitted into the forward expanded inner peripheral surface, the annular pressing peripheral surface is in contact with the annular peripheral surface, and the male screw portion is screwed to the female screw portion In the axial direction pressing of the ferrule by tightening the union nut in, it is configured to be able to grip the one or more fiber wires that are passed through the support hole ,
A fiber support device for a fiber sensor, wherein the guide inner peripheral surface is formed on a flared inner peripheral surface whose diameter increases as the union nut approaches an end in the axial direction of the union nut .
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