センサシステム及びセンサ取付装置
【課題】簡易な構成で通信距離の長短にかかわらず光通信による終端ユニットから制御ユニットへの送信を安定して行うことができるセンサシステムを提供する。
【解決手段】センサシステム１１は、複数の直列に接続される検出ユニット１２と、それらの検出ユニット１２に両側から挟むように直列にそれぞれ接続された制御ユニット１３とエンドユニット１４とを備えている。検出ユニット１２には、光信号を透過させる本体部とこの本体部の外周を覆い且つ本体部よりも光の屈曲率が小さい又は光の反射率が大きい外層部とを有する光通信ユニット３４が検出ユニット１２を貫通するように設けられている。光通信ユニット３４は、エンドユニット１４から送信された光信号を本体部と外層部との境界面で全反射させながら安定して制御ユニット１３に伝送する。
【解決手段】センサシステム１１は、複数の直列に接続される検出ユニット１２と、それらの検出ユニット１２に両側から挟むように直列にそれぞれ接続された制御ユニット１３とエンドユニット１４とを備えている。検出ユニット１２には、光信号を透過させる本体部とこの本体部の外周を覆い且つ本体部よりも光の屈曲率が小さい又は光の反射率が大きい外層部とを有する光通信ユニット３４が検出ユニット１２を貫通するように設けられている。光通信ユニット３４は、エンドユニット１４から送信された光信号を本体部と外層部との境界面で全反射させながら安定して制御ユニット１３に伝送する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサシステム及びセンサ取付装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば搬送装置等の各種設備において検出対象物を検出するためのセンサシステムとして、例えば光電センサ等の検出センサ（検出ユニット）が直列に複数個接続されたセンサシステムが知られている。このセンサシステムには、複数の検出センサを直列方向の両側から挟むように、光信号によるデータを送信する投光素子が設けられた制御ユニットと、光信号を受信する受光素子が設けられたエンドユニット（終端ユニット）とが配設されている。また、各検出センサには、通信上流側となる側面に受光素子が設けられているとともに、通信下流側となる側面には投光素子が設けられている。そして、制御ユニットから送信された伝送信号は、例えば各検出センサの検出結果等が反映されながら、通信上流側となる制御ユニット側から通信下流側となるエンドユニット側へと転送されるようになっている。
【０００３】
また、エンドユニットと制御ユニットとの間は信号線で接続されている。そして、エンドユニットにおいて受信された伝送信号は、各検出センサの検出結果等の情報を含んだ状態で、この信号線を介して制御ユニットへフィードバック（送信）されるようになっている。
【０００４】
このように、従来のセンサシステムでは、エンドユニットからのフィードバックに信号線を用いているため、ユーザーがセンサシステムを組み立てる際に、全体を組み立てた状態でフィードバック用の信号線を接続する必要があり作業工数が増加するという問題があった。また、フィードバック用の信号線が外部に出ているため、意図しない接触などにより信号線が引っ掛けられて断線したりするという問題もあった。そこで、特許文献１に記載されているように、信号線を用いずにエンドユニットから制御ユニットへのフィードバックを行うセンサシステムが提案されている。
【０００５】
すなわち、この特許文献１のセンサシステムでは、受光素子が設けられているエンドユニットに投光素子が更に設けられているとともに、投光素子が設けられている制御ユニットに受光素子が更に設けられている。また、各検出センサには、その検出センサの両側面を貫くように透孔が形成されている。そして、センサシステムの組み立てに伴い各検出センサの透孔が連なってエンドユニットから制御ユニットまで至る空洞が形成され、その空洞を通過してエンドユニットに設けられた投光素子から制御ユニットの受光素子へと光信号をフィードバック（送信）するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２２３６９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、センサシステムにおける制御ユニットとエンドユニットの間に配設される検出センサの数はユーザーの検出センサの使用状況により変化する。そのため、検出センサの数が多数となって、エンドユニットの投光素子から制御ユニットの受光素子までの通信距離が長くなると、各検出センサの透孔が連なることによって形成された空洞を通過する光信号は光量の低下などが起こり、フィードバックが不安定になる。したがって、センサシステムのエンドユニットから制御ユニットまでの通信距離がどのような場合であっても光通信による安定したフィードバックを可能にするためには、センサシステムの光学設計が非常に精密で複雑になるという課題があった。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、簡易な構成で通信距離の長短にかかわらず光通信による終端ユニットから制御ユニットへの送信を安定して行うことができるセンサシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、被検出物を検出するための検出条件に基づいて被検出物を検出する複数の直列に接続される検出ユニットと、該検出ユニットに対して直列に接続されるとともに前記検出ユニットへ出力信号を送信可能な制御ユニットと、前記検出ユニットを挟んで前記制御ユニットと対向する位置において前記検出ユニットに対して直列に接続されるとともに該検出ユニットを介した前記制御ユニットからの前記出力信号を受信可能な終端ユニットと、を備えたセンサシステムであって、前記終端ユニットに設けられるとともに前記検出ユニットの配列方向に沿って光信号を送信可能な投光部と、前記制御ユニットに設けられるとともに前記光信号を受信可能な受光部と、前記終端ユニットと前記制御ユニットとの間に前記検出ユニットの配列方向に沿って該検出ユニットを貫通するように設けられるとともに前記投光部からの光信号を前記受光部へ伝送する光通信ユニットと、を備え、該光通信ユニットは、前記検出ユニットの配列方向において該検出ユニット毎に前記投光部からの前記光信号を透過させる本体部と、該本体部の外周を覆い且つ前記本体部よりも光の屈折率が小さいか又は光の反射率が高い外層部とを有するように分割された複数の光通信部を含んでいる。
【００１０】
この構成によれば、終端ユニットの投光部から送信された光信号のほとんどを、検出ユニット毎に分割された光通信部の本体部と外層部の境界面において反射を繰り返させながら制御ユニットの受光部へと安定して伝送することができる。また、検出ユニット毎に分割された光通信部により、検出ユニットの数に応じた通信距離の長短にかかわらず安定して光信号を伝達することができる光通信ユニットを簡易に構成することができる。したがって、簡易な構成で通信距離の長短にかかわらず光通信による終端ユニットから制御ユニットへの送信を安定して行うことができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項２に記載のセンサシステムにおいて、前記光通信部は、前記検出ユニットの配列方向において一方側となる部位が他方側へ窪んだ凹状部に形成されるとともに、他方側となる部位が他方側へ突出した凸状部に形成され、且つ、前記凹状部及び前記凸状部が、前記配列方向において隣接する他の検出ユニットが有する前記光通信部の対向する前記凸状部及び前記凹状部と凹凸嵌合する。
【００１２】
この構成によれば、複数の検出ユニットを直列に配置したときに光通信部同士を容易に接続することができる。したがって、終端ユニットから制御ユニットへ光信号を伝送する光通信ユニットを簡易に構成することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項２又は３に記載のセンサシステムにおいて、前記光通信部は、前記検出ユニットに一体形成されているとともに、前記光通信部における前記本体部は、前記検出ユニットの外殻を構成する筐体と同じ材質で形成されている。
【００１４】
この構成によれば、光通信部の本体部と検出ユニットの筐体とが同じ材質なので検出ユニットの製造に伴い光通信部を容易に形成することができるとともに、検出ユニットを直列に配列することに伴い、各検出ユニットに一体形成された各光通信部を直列に接続して光通信ユニットを形成することができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項２〜４のうち何れか一項に記載のセンサシステムにおいて、前記光通信部の前記外層部は、前記本体部の外周に形成された空気を有する空洞部である。
【００１６】
この構成によれば、光通信部の外層部を容易に形成することができるため、光通信部を容易に構成することができる。
請求項５に記載の発明は、請求項４又は５に記載のセンサシステムにおいて、前記検出ユニットは、前記被検出物の検出を行う検出センサ部と、該検出センサ部を取り付けた状態にて直列方向に配列される取付部とを備え、前記光通信部は前記取付部に一体形成されているとともに、前記光通信部における前記本体部は前記取付部を構成する部材と同じ材質により形成されている。
【００１７】
この構成によれば、取付部を直列に配列することにより、各取付部に一体形成された各光通信部を接続して光通信ユニットを形成することができる。また、検出ユニットにおいて交換やメンテナンスなどにより検出センサ部を取り外す場合に、光通信ユニットを形成した状態のまま、検出センサ部だけを取り外すことができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、被検出物を検出するための検出条件に基づいて被検出物を検出する複数の直列に接続される検出ユニットにおける前記被検出物の検出を行う検出センサを取り付けた状態にて前記検出ユニットの配列方向へ直列に接続される基部を備え、該基部には、光信号を透過させる本体部と、該本体部の外周を覆い且つ前記本体部よりも光の屈折率が小さいか又は光の反射率が高い外層部とを有する光通信部が設けられ、該基部が前記配列方向に直列に接続されることにより、前記検出ユニットの配列方向に沿って光信号を伝送する光通信ユニットが形成される。
【００１９】
この構成によれば、センサ取付装置を直列に接続することにより、光信号のほとんどを、検出ユニット毎に分割された光通信部の本体部と外層部の境界面において反射を繰り返させながら安定して伝送するとともに、検出ユニットの数に応じた通信距離の長短にかかわらず安定して光信号を伝達することができる光通信ユニットを簡易に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態におけるセンサシステムの一部分解斜視図。
【図２】センサシステムの電気的構成を示すブロック図。
【図３】（ａ）（ｂ）は取付台を示す斜視図。
【図４】直列に接続された光通信部の概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明をセンサシステムにおいて具体化した実施形態を図１〜図４について説明する。なお、以下の説明において、「前後方向」、「上下方向」及び「左右方向」をいう場合は、特に説明がない限り、各図中に矢印で示す「前後方向」、「上下方向」及び「左右方向」をいうものとする。また、この場合における「左右方向」は複数の検出ユニットの配列方向に相当すると共に、「上下方向」は鉛直方向に相当し、「前後方向」は各検出ユニットの配列方向及び鉛直方向に対して各々直交する方向に相当する。
【００２２】
図１は、本実施形態のセンサシステム１１の一部分解斜視図である。図１に示すように、本実施形態のセンサシステム１１は、直列に接続される同一構造の複数（本実施形態では３つ）の検出ユニット１２を備えている。検出ユニット１２は、例えば光電センサであって、先端を検出領域に向けた状態で互いに隣接配置された投光用及び受光用の光ファイバＦ（図２参照）を有しているとともに、両光ファイバＦを介して検出対象物（被検出物）の有無を検出する。
【００２３】
また、検出ユニット１２は、それらの検出ユニット１２を両側から挟むように配置された制御ユニット１３と終端ユニットとしてのエンドユニット１４とを備えている。そして、センサシステム１１は、制御ユニット１３から送信された伝送信号を、この制御ユニット１３に隣接する検出ユニット１２からエンドユニット１４へと順次伝送したのち、エンドユニット１４から制御ユニット１３へとフィードバック（伝送）するようになっている。
【００２４】
まず、センサシステム１１における各ユニットの外部構成について説明する。
図１に示すように、制御ユニット１３は、外殻をなす略長方形状に形成されたカバー２１を備えている。カバー２１の検出ユニット１２側の左側面部２１ａには、投光用と受光用の一対の光通信用の通信窓（図示略）が形成されている。そして、制御ユニット１３は、投光用の通信窓を介して光信号にて各検出ユニット１２に同期信号などの制御信号を出力する。
【００２５】
また、カバー２１の上面部２１ｂには、例えばパーソナルコンピューター等の上位機器との通信を行うケーブル（図示略）を接続するための接続部２２と、検出ユニット１２の設定操作を行うための複数の操作ボタン２３とが設けられている。制御ユニット１３は、上位機器と通信ケーブル（図示略）を通して双方向通信が可能である。そして、制御ユニット１３は、上位機器から入力した設定データや制御信号を各検出ユニット１２が対応可能な通信形式のデータに変換したり、各検出ユニット１２の出力信号を上位機器に対応する通信形式に変換したりする変換処理を行う。
【００２６】
検出ユニット１２は、被検出物の検出を行う検出センサ部としての検出センサ２４と、この検出センサ２４を取り付ける取付部（センサ取付装置）としての取付台２５とを備えている。検出ユニット１２は、検出センサ２４が取付台２５に取り付けられた状態で隣接する他のユニット（制御ユニット１３、エンドユニット１４、及び他の検出ユニット１２のうち何れか）と直列接続されるように配列されている。
【００２７】
検出センサ２４は、外殻をなす略長方形状に形成されたセンサカバー２６を備えている。センサカバー２６の前面部２６ａには、光ファイバＦ（図２参照）を装着するための一対の挿入孔２７が設けられている。また、センサカバー２６における制御ユニット１３側及びエンドユニット１４側の左右両側面部（図１においてはエンドユニット１４側の左側面部２６ｂのみ図示）には、受光用又は投光用の光通信用の通信窓（図１においてはエンドユニット１４側の通信窓２８のみ図示）がそれぞれ形成されている。
【００２８】
すなわち、検出センサ２４を他のユニットと直列に接続した状態で制御ユニット１３側となるセンサカバー２６の右側面部（図示略）には受光用の通信窓（図示略）が形成されているとともに、エンドユニット１４側となる左側面部２６ｂには投光用の通信窓２８が形成されている。それらの通信窓は、隣接する検出センサ２４間において、受光用の通信窓と投光用の通信窓２８とが対向するように配置されている。このため、隣接配置された検出センサ２４間では、制御ユニット１３側の検出センサ２４からエンドユニット１４側の検出センサ２４への光信号による通信が可能となっている。また、制御ユニット１３に隣接する検出センサ２４における受光用の通信窓は、制御ユニット１３における投光用の通信窓と対向するように配置されている。このため、制御ユニット１３は、隣接配置された検出センサ２４への光信号による通信が可能になっている。また、センサカバー２６の底面部２６ｃには、取付台２５に対する取付用凹部２９が形成されている。
【００２９】
取付台２５は、光透過性材料であって且つ空気よりも光の屈折率が大きいか又は光の反射率が低い樹脂材料（例えば、ポリカーボネイトやアクリルなど）により形成されているとともに、検出ユニット１２の配列方向と交差する方向（図１において前後方向）に延びる基部３１を有している。基部３１の上面には、検出センサ２４が取り付けられるようになっている。また、基部３１の一端側（図１において後端側）には検出センサ２４に給電などを行うコネクタ３２が設けられている一方、他端側（図１において前端側）には光信号を伝送する光通信部３３が形成されている。取付台２５のコネクタ３２及び光通信部３３は、隣接する取付台２５のコネクタ３２及び光通信部３３とそれぞれ接続可能になっている。そして、検出ユニット１２を直列に配列した場合には、隣接する取付台２５の光通信部３３同士が接続されて光通信ユニット３４を構成するようになっている。換言すると、光通信ユニット３４は、検出ユニット１２（より具体的には、その取付台２５の基部３１）を各検出ユニット１２の配列方向へ貫通するように設けられている。また、制御ユニット１３に隣接する取付台２５の光通信部３３は、制御ユニット１３における投光用の通信窓と対向するようになっている。
【００３０】
エンドユニット１４は、外殻をなす略長方形状に形成されたカバー３５を備えている。カバー３５の検出ユニット１２側の右側面部（図示略）には、受光用と投光用の一対の光通信用の通信窓（図示略）が形成されている。そして、エンドユニット１４における受光用の通信窓は、隣接する検出センサ２４における投光用の通信窓２８と対向するように配置されている。このため、エンドユニット１４は、受光用の通信窓を介して隣接配置された検出センサ２４からの光信号による通信が可能になっている。また、エンドユニット１４における投光用の通信窓は、隣接する取付台２５の光通信部３３と対向するように配置されている。このため、エンドユニット１４は、投光用の通信窓及び光通信ユニット３４を介して制御ユニット１３への光信号による通信が可能になっている。
【００３１】
次に、センサシステム１１の電気的構成について説明する。
図２は、センサシステム１１の電気的構成を示したブロック図である。図２に示すように、制御ユニット１３は、操作設定部４１、ＣＰＵ４２、投光回路４３及び投光素子４４を備えている。操作設定部４１及び投光回路４３は、ＣＰＵ４２と電気的に接続されている。また、操作設定部４１は、カバー２１に設けられた複数の操作ボタン２３と電気的に接続されているとともに、操作ボタン２３の操作による操作信号をＣＰＵ４２に出力するようになっている。ＣＰＵ４２は操作設定部４１からの操作信号や上位機器からの信号を入力するとともに、これら入力した信号に基づき設定データを作成した後、これを投光回路４３に出力する。投光回路４３は、入力した設定データに基づき投光素子４４に駆動電流を供給して設定データを光信号として送信する。また、制御ユニット１３は、受光回路４５と受光素子４６を備えている。受光回路４５はＣＰＵ４２と電気的に接続されている。受光素子４６は、入射した光信号を受光回路４５を介してＣＰＵ４２に入力する。
【００３２】
検出ユニット１２における検出センサ２４は、ＣＰＵ５１、受光回路５２、受光素子５３、投光回路５４及び投光素子５５を備えている。受光回路５２及び投光回路５４はＣＰＵ５１と電気的に接続されている。受光素子５３は入射した受光信号を受光回路５２に出力するとともに、受光回路５２は入力した受光信号に基づきデジタル信号を生成してＣＰＵ５１に出力する。ＣＰＵ５１は受光回路５２からのデジタル信号に基づき自身宛のアドレスであればそれを取得して設定データとしてメモリ（図示略）に記憶する。また、ＣＰＵ５１はデジタル信号を投光回路５４へ出力し、投光回路５４はデジタル信号に基づき投光素子５５に駆動電流を供給して設定データを光信号として送信する。こうして設定データは制御ユニット１３から光通信で各検出ユニット１２の各検出センサを順次通って伝送される。
【００３３】
また、検出ユニット１２における検出センサ２４は、投光部５６及び受光部５７を備えている。投光部５６及び受光部５７はＣＰＵ５１と電気的に接続されている。ＣＰＵ５１は、投光部５６及び受光部５７を駆動させて投光部５６に対向する投光用の光ファイバＦの先端から光を出射させるとともに、受光用の光ファイバＦと対向する受光部５７からの受光信号を入力する。そして、ＣＰＵ５１は、その受光信号の値がメモリに記憶された所定の閾値を越えると、検出対象物を検出したと判定する。
【００３４】
エンドユニット１４は、受光素子６１、受光回路６２、中継アンプ６３、投光回路６４及び投光素子６５を備えている。受光素子６１は入射した受光信号を受光回路６２に出力するとともに、受光回路６２は入力した受光信号に基づき生成したデジタル信号を中継アンプ６３に出力する。中継アンプ６３は入力したデジタル信号を増幅させた後、増幅したデジタル信号を投光回路６４に出力する。投光回路６４は、入力したデジタル信号に基づき投光素子６５に駆動電流を供給してデジタル信号を光信号として送信する。
【００３５】
次に、検出ユニット１２における取付台２５の光通信部３３について詳述する。
図３は取付台２５の概略斜視図であり、図３（ａ）は取付台２５をエンドユニット１４側である左側から見た概略斜視図、図３（ｂ）は取付台２５を制御ユニット１３側である右側から見た概略斜視図である。また、図４は、直列に接続された複数（本実施形態では３つ）の光通信部３３からなる光通信ユニット３４の部分を、鉛直方向における寸法の略中央において水平に切断した場合の概略断面図であり、取付台２５における光通信部３３以外の基部３１の部分は図示を省略している。
【００３６】
図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、光通信部３３は、取付台２５に一体形成されている。したがって、光通信部３３は、取付台２５と同一の光透過性材料であって且つ空気よりも光の屈折率が大きいか又は光の反射率が低い樹脂材料（例えば、ポリカーボネイトやアクリルなど）により形成されることになる。
【００３７】
図３（ａ）及び図４に示すように、光通信部３３のエンドユニット１４側となる左側面部３３ａには、取付台２５の配列方向においてエンドユニット１４側となる左側に突出した円形状の凸状部としての凸部７１が形成されている。凸部７１におけるエンドユニット側となる端面（図４では左端面）は平面状になっている。また、図３（ｂ）及び図４に示すように、光通信部３３の制御ユニット１３側となる右側面部３３ｂにおいて凸部７１と対応する位置には、取付台２５の配列方向において左側に向かって凹んだ円形状で且つ凸部７１と同径の凹状部としての凹部７２が形成されている。
【００３８】
図４に示すように、凹部７２の底面には、凹部７２よりも小径の円環状の溝部７３が形成されている。そして、この円環状の溝部７３によって、溝部７３の底面から開口に向かって突出する円柱状の本体部７４が形成されている。すなわち、光通信部３３内には、エンドユニット１４の投光素子６５から出力された光信号の光軸Ｌ（図２参照）方向に向かって突出する本体部７４が形成される。そして、その本体部７４の外周側には、本体部７４の外周を覆うように空気を含む空洞部としての溝部７３が形成されることになる。この点で、溝部７３は、本体部７４の外周を覆い且つ本体部７４よりも光の屈折率が小さい又は光の反射率が高い外層部として機能する。また、本体部７４における凹部７２側の端面（図４では右端面）は平面状に形成されている。
【００３９】
また、光通信部３３の凸部７１及び凹部７２は、取付台２５の配列方向において隣接する他の光通信部３３における対向する凹部７２及び凸部７１と、それぞれ凹凸嵌合可能になっている。このとき、光通信部３３における凹部７２内の本体部７４の平面状端面（右端面）は、隣接する光通信部３３における凸部７１の平面状端面（左端面）と隙間なく面接触状態で当接するようになっている。そして、光通信部３３の凸部７１と隣接する光通信部３３の凹部７２を凹凸嵌合させることにより、隣接する光通信部３３同士を接続して一続きの光通信ユニット３４が形成されるようになっている。換言すると、光通信ユニット３４は、検出ユニット１２の配列方向において検出ユニット１２毎に本体部７４と溝部（外層部）７３とを有するように分割された複数の光通信部３３を含んでいる。
【００４０】
次に、上記構成のセンサシステム１１における作用を説明する。
さて、センサシステム１１において、上位機器や操作ボタン２３から設定データや設定信号が制御ユニット１３に入力されると、それらの設定データや設定信号は、制御ユニット１３から光信号によって隣接する検出ユニット１２に送信される。検出ユニット１２は、自身に割り当てられたアドレスが指定されると、そのアドレスデータに例えば検出値データなどを付加した光信号を隣接する次の（通信下流側の）検出ユニット１２へと伝送する。すると、その光信号は直列に配置された複数の検出ユニット１２間を通信上流側から通信下流側へと順次伝送される。各検出ユニット１２から付加されたデータを含む光信号は、通信最下流側に配置された隣接する検出ユニット１２からエンドユニット１４へと伝送された後、エンドユニット１４から一括して隣接する検出ユニット１２における光通信部３３に向かって送信される。
【００４１】
ここで、光通信部３３の本体部７４は光透過性材料であって且つ空気よりも光の屈折率の大きいか又は光の反射率が低い樹脂材料により形成されている。換言すると、溝部（すなわち、空気層）７３は、本体部７４よりも光の屈折率が小さくか又は光の反射率が高くなるように形成されていることになる。そのため、エンドユニット１４側から隣接する本体部７４に制御ユニット１３側へまっすぐ入射した光信号は、その本体部７４を通過して隣接する光通信部３３の本体部７４へと伝送される。また、本体部７４への入射時に広がった光信号のほとんどは、本体部７４とこの本体部７４の外周を覆う溝部（すなわち、空気層）７３との境界面において反射を繰り返しながら隣接する光通信部３３の本体部７４へと伝送される。すなわち、エンドユニット１４から出力された光信号は、各検出ユニット１２の光通信部３３が接続されて一続きとなった光通信ユニット３４内を伝送によって損失することなく安定して制御ユニット１３に向かって伝送される。そして、光通信ユニット３４を伝送された光信号は、制御ユニット１３に入力される。
【００４２】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）エンドユニット１４の投光素子６５から送信された光信号のほとんどを、光通信ユニット３４の本体部７４と溝部７３の境界面において反射を繰り返させながら制御ユニット１３の受光素子４６へと安定して伝送することができる。また、検出ユニット１２毎に分割された光通信部３３により、検出ユニット１２の数に応じた通信距離の長短にかかわらず安定して光信号を伝送可能な光通信ユニット３４を簡易に構成することができる。したがって、簡易な構成で通信距離の長短にかかわらず光通信によるエンドユニット１４から制御ユニット１３への送信を安定して行うことができる。
【００４３】
（２）複数の検出ユニット１２を直列に配置したときに光通信部３３同士を容易に接続することができる。したがって、エンドユニット１４から制御ユニット１３へ光信号を伝送する光通信ユニット３４を簡易に構成することができる。
【００４４】
（３）光通信部３３の本体部７４と検出ユニット１２における取付台２５とが同じ材質なので検出ユニット１２における取付台２５の製造に伴い光通信部３３を容易に形成することができる。また、検出ユニット１２を直列に配列することに伴い、各検出ユニット１２に一体形成された各光通信部３３を直列に接続して光通信ユニット３４を形成することができる。
【００４５】
（４）光通信部３３の凹部７２の底面に円環状の溝を形成することにより、外層部となる溝部７３を容易に形成することができるため、光通信部を容易に構成することができる。
【００４６】
（５）取付台２５を直列に配列することにより、各取付台２５に一体形成された各光通信部３３を接続して光通信ユニット３４を形成することができる。また、検出ユニット１２において交換やメンテナンスなどにより検出センサ２４を取り外す場合に、光通信ユニット３４を形成した状態のまま、検出センサ２４だけを取り外すことができる。
【００４７】
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・光通信部３３は、樹脂材料により形成されているものに限らず、例えば石英など樹脂でない材料により形成されていてもよい。
【００４８】
（６）取付台２５を直列に接続することによって、光信号のほとんどを、検出ユニット１２毎に分割された光通信部３３の本体部７４と溝部７３の境界面において反射を繰り返させながら安定して伝送するとともに、検出ユニット１２の数に応じた通信距離の長短にかかわらず安定して光信号を伝達することができる光通信ユニット３４を簡易に構成することができる。
【００４９】
・光通信部３３は、検出ユニット１２における取付台２５に一体形成されたものに限らず、取付台２５と別体に形成されているとともに、取付台２５及び検出センサ２４に着脱可能であってもよい。また、光通信部３３は、検出センサ２４のセンサカバー２６と一体形成されたものであってもよい。さらに検出ユニット１２は、検出センサ２４と取付台２５が一体形成されたものであってもよい。ただし、そのような場合には、検出センサ２４のセンサカバー２６及び検出ユニット１２の外殻をなす筐体が光通信部３３と同じ光透過性材料であって且つ空気よりも光の屈折率が大きいか又は光の反射率が低い材料により形成されていることが望ましい。換言すると、外層部となる溝部（すなわち、空気層）７３は、検出センサ２４のセンサカバー２６及び検出ユニット１２の外殻をなす筐体よりも光の屈折率が小さくか又は光の反射率が高くなるように形成されていることになる。
【００５０】
・光通信部３３における本体部７４の外周を覆う外層部は空気を有する溝部７３に限らず、例えば樹脂材料や石英ガラスなどによって形成されていてもよい。ただし、その場合には、外層部を形成する材料は本体部を形成する材料よりも光の屈折率が小さいか又は光の反射率が高いものであることが望ましい。
【００５１】
・光通信部３３における凹部７２及び凸部７１は、円形状のものに限らず、例えば多角形状など異なる形状であってもよい。また、また、光通信部３３は凹部７２及び凸部７１を備えていなくてもよい。ただし、その場合には、光通信部３３の本体部７４と隣接する光通信部３３とを隙間なく当接させた状態で接続させる接続部材を備えていることが望ましい。
【符号の説明】
【００５２】
１１…センサシステム、１２…検出ユニット、１３…制御ユニット、１４…終端ユニットとしてのエンドユニット、２４…検出センサ部としての検出センサ、２５…取付部（センサ取付装置）としての取付台、３３…光通信部、３４…光通信ユニット、７１…凸部、７２…凹部、７３…溝部、７４…本体部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサシステム及びセンサ取付装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば搬送装置等の各種設備において検出対象物を検出するためのセンサシステムとして、例えば光電センサ等の検出センサ（検出ユニット）が直列に複数個接続されたセンサシステムが知られている。このセンサシステムには、複数の検出センサを直列方向の両側から挟むように、光信号によるデータを送信する投光素子が設けられた制御ユニットと、光信号を受信する受光素子が設けられたエンドユニット（終端ユニット）とが配設されている。また、各検出センサには、通信上流側となる側面に受光素子が設けられているとともに、通信下流側となる側面には投光素子が設けられている。そして、制御ユニットから送信された伝送信号は、例えば各検出センサの検出結果等が反映されながら、通信上流側となる制御ユニット側から通信下流側となるエンドユニット側へと転送されるようになっている。
【０００３】
また、エンドユニットと制御ユニットとの間は信号線で接続されている。そして、エンドユニットにおいて受信された伝送信号は、各検出センサの検出結果等の情報を含んだ状態で、この信号線を介して制御ユニットへフィードバック（送信）されるようになっている。
【０００４】
このように、従来のセンサシステムでは、エンドユニットからのフィードバックに信号線を用いているため、ユーザーがセンサシステムを組み立てる際に、全体を組み立てた状態でフィードバック用の信号線を接続する必要があり作業工数が増加するという問題があった。また、フィードバック用の信号線が外部に出ているため、意図しない接触などにより信号線が引っ掛けられて断線したりするという問題もあった。そこで、特許文献１に記載されているように、信号線を用いずにエンドユニットから制御ユニットへのフィードバックを行うセンサシステムが提案されている。
【０００５】
すなわち、この特許文献１のセンサシステムでは、受光素子が設けられているエンドユニットに投光素子が更に設けられているとともに、投光素子が設けられている制御ユニットに受光素子が更に設けられている。また、各検出センサには、その検出センサの両側面を貫くように透孔が形成されている。そして、センサシステムの組み立てに伴い各検出センサの透孔が連なってエンドユニットから制御ユニットまで至る空洞が形成され、その空洞を通過してエンドユニットに設けられた投光素子から制御ユニットの受光素子へと光信号をフィードバック（送信）するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２２３６９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、センサシステムにおける制御ユニットとエンドユニットの間に配設される検出センサの数はユーザーの検出センサの使用状況により変化する。そのため、検出センサの数が多数となって、エンドユニットの投光素子から制御ユニットの受光素子までの通信距離が長くなると、各検出センサの透孔が連なることによって形成された空洞を通過する光信号は光量の低下などが起こり、フィードバックが不安定になる。したがって、センサシステムのエンドユニットから制御ユニットまでの通信距離がどのような場合であっても光通信による安定したフィードバックを可能にするためには、センサシステムの光学設計が非常に精密で複雑になるという課題があった。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、簡易な構成で通信距離の長短にかかわらず光通信による終端ユニットから制御ユニットへの送信を安定して行うことができるセンサシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、被検出物を検出するための検出条件に基づいて被検出物を検出する複数の直列に接続される検出ユニットと、該検出ユニットに対して直列に接続されるとともに前記検出ユニットへ出力信号を送信可能な制御ユニットと、前記検出ユニットを挟んで前記制御ユニットと対向する位置において前記検出ユニットに対して直列に接続されるとともに該検出ユニットを介した前記制御ユニットからの前記出力信号を受信可能な終端ユニットと、を備えたセンサシステムであって、前記終端ユニットに設けられるとともに前記検出ユニットの配列方向に沿って光信号を送信可能な投光部と、前記制御ユニットに設けられるとともに前記光信号を受信可能な受光部と、前記終端ユニットと前記制御ユニットとの間に前記検出ユニットの配列方向に沿って該検出ユニットを貫通するように設けられるとともに前記投光部からの光信号を前記受光部へ伝送する光通信ユニットと、を備え、該光通信ユニットは、前記検出ユニットの配列方向において該検出ユニット毎に前記投光部からの前記光信号を透過させる本体部と、該本体部の外周を覆い且つ前記本体部よりも光の屈折率が小さいか又は光の反射率が高い外層部とを有するように分割された複数の光通信部を含んでいる。
【００１０】
この構成によれば、終端ユニットの投光部から送信された光信号のほとんどを、検出ユニット毎に分割された光通信部の本体部と外層部の境界面において反射を繰り返させながら制御ユニットの受光部へと安定して伝送することができる。また、検出ユニット毎に分割された光通信部により、検出ユニットの数に応じた通信距離の長短にかかわらず安定して光信号を伝達することができる光通信ユニットを簡易に構成することができる。したがって、簡易な構成で通信距離の長短にかかわらず光通信による終端ユニットから制御ユニットへの送信を安定して行うことができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項２に記載のセンサシステムにおいて、前記光通信部は、前記検出ユニットの配列方向において一方側となる部位が他方側へ窪んだ凹状部に形成されるとともに、他方側となる部位が他方側へ突出した凸状部に形成され、且つ、前記凹状部及び前記凸状部が、前記配列方向において隣接する他の検出ユニットが有する前記光通信部の対向する前記凸状部及び前記凹状部と凹凸嵌合する。
【００１２】
この構成によれば、複数の検出ユニットを直列に配置したときに光通信部同士を容易に接続することができる。したがって、終端ユニットから制御ユニットへ光信号を伝送する光通信ユニットを簡易に構成することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項２又は３に記載のセンサシステムにおいて、前記光通信部は、前記検出ユニットに一体形成されているとともに、前記光通信部における前記本体部は、前記検出ユニットの外殻を構成する筐体と同じ材質で形成されている。
【００１４】
この構成によれば、光通信部の本体部と検出ユニットの筐体とが同じ材質なので検出ユニットの製造に伴い光通信部を容易に形成することができるとともに、検出ユニットを直列に配列することに伴い、各検出ユニットに一体形成された各光通信部を直列に接続して光通信ユニットを形成することができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項２〜４のうち何れか一項に記載のセンサシステムにおいて、前記光通信部の前記外層部は、前記本体部の外周に形成された空気を有する空洞部である。
【００１６】
この構成によれば、光通信部の外層部を容易に形成することができるため、光通信部を容易に構成することができる。
請求項５に記載の発明は、請求項４又は５に記載のセンサシステムにおいて、前記検出ユニットは、前記被検出物の検出を行う検出センサ部と、該検出センサ部を取り付けた状態にて直列方向に配列される取付部とを備え、前記光通信部は前記取付部に一体形成されているとともに、前記光通信部における前記本体部は前記取付部を構成する部材と同じ材質により形成されている。
【００１７】
この構成によれば、取付部を直列に配列することにより、各取付部に一体形成された各光通信部を接続して光通信ユニットを形成することができる。また、検出ユニットにおいて交換やメンテナンスなどにより検出センサ部を取り外す場合に、光通信ユニットを形成した状態のまま、検出センサ部だけを取り外すことができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、被検出物を検出するための検出条件に基づいて被検出物を検出する複数の直列に接続される検出ユニットにおける前記被検出物の検出を行う検出センサを取り付けた状態にて前記検出ユニットの配列方向へ直列に接続される基部を備え、該基部には、光信号を透過させる本体部と、該本体部の外周を覆い且つ前記本体部よりも光の屈折率が小さいか又は光の反射率が高い外層部とを有する光通信部が設けられ、該基部が前記配列方向に直列に接続されることにより、前記検出ユニットの配列方向に沿って光信号を伝送する光通信ユニットが形成される。
【００１９】
この構成によれば、センサ取付装置を直列に接続することにより、光信号のほとんどを、検出ユニット毎に分割された光通信部の本体部と外層部の境界面において反射を繰り返させながら安定して伝送するとともに、検出ユニットの数に応じた通信距離の長短にかかわらず安定して光信号を伝達することができる光通信ユニットを簡易に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態におけるセンサシステムの一部分解斜視図。
【図２】センサシステムの電気的構成を示すブロック図。
【図３】（ａ）（ｂ）は取付台を示す斜視図。
【図４】直列に接続された光通信部の概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明をセンサシステムにおいて具体化した実施形態を図１〜図４について説明する。なお、以下の説明において、「前後方向」、「上下方向」及び「左右方向」をいう場合は、特に説明がない限り、各図中に矢印で示す「前後方向」、「上下方向」及び「左右方向」をいうものとする。また、この場合における「左右方向」は複数の検出ユニットの配列方向に相当すると共に、「上下方向」は鉛直方向に相当し、「前後方向」は各検出ユニットの配列方向及び鉛直方向に対して各々直交する方向に相当する。
【００２２】
図１は、本実施形態のセンサシステム１１の一部分解斜視図である。図１に示すように、本実施形態のセンサシステム１１は、直列に接続される同一構造の複数（本実施形態では３つ）の検出ユニット１２を備えている。検出ユニット１２は、例えば光電センサであって、先端を検出領域に向けた状態で互いに隣接配置された投光用及び受光用の光ファイバＦ（図２参照）を有しているとともに、両光ファイバＦを介して検出対象物（被検出物）の有無を検出する。
【００２３】
また、検出ユニット１２は、それらの検出ユニット１２を両側から挟むように配置された制御ユニット１３と終端ユニットとしてのエンドユニット１４とを備えている。そして、センサシステム１１は、制御ユニット１３から送信された伝送信号を、この制御ユニット１３に隣接する検出ユニット１２からエンドユニット１４へと順次伝送したのち、エンドユニット１４から制御ユニット１３へとフィードバック（伝送）するようになっている。
【００２４】
まず、センサシステム１１における各ユニットの外部構成について説明する。
図１に示すように、制御ユニット１３は、外殻をなす略長方形状に形成されたカバー２１を備えている。カバー２１の検出ユニット１２側の左側面部２１ａには、投光用と受光用の一対の光通信用の通信窓（図示略）が形成されている。そして、制御ユニット１３は、投光用の通信窓を介して光信号にて各検出ユニット１２に同期信号などの制御信号を出力する。
【００２５】
また、カバー２１の上面部２１ｂには、例えばパーソナルコンピューター等の上位機器との通信を行うケーブル（図示略）を接続するための接続部２２と、検出ユニット１２の設定操作を行うための複数の操作ボタン２３とが設けられている。制御ユニット１３は、上位機器と通信ケーブル（図示略）を通して双方向通信が可能である。そして、制御ユニット１３は、上位機器から入力した設定データや制御信号を各検出ユニット１２が対応可能な通信形式のデータに変換したり、各検出ユニット１２の出力信号を上位機器に対応する通信形式に変換したりする変換処理を行う。
【００２６】
検出ユニット１２は、被検出物の検出を行う検出センサ部としての検出センサ２４と、この検出センサ２４を取り付ける取付部（センサ取付装置）としての取付台２５とを備えている。検出ユニット１２は、検出センサ２４が取付台２５に取り付けられた状態で隣接する他のユニット（制御ユニット１３、エンドユニット１４、及び他の検出ユニット１２のうち何れか）と直列接続されるように配列されている。
【００２７】
検出センサ２４は、外殻をなす略長方形状に形成されたセンサカバー２６を備えている。センサカバー２６の前面部２６ａには、光ファイバＦ（図２参照）を装着するための一対の挿入孔２７が設けられている。また、センサカバー２６における制御ユニット１３側及びエンドユニット１４側の左右両側面部（図１においてはエンドユニット１４側の左側面部２６ｂのみ図示）には、受光用又は投光用の光通信用の通信窓（図１においてはエンドユニット１４側の通信窓２８のみ図示）がそれぞれ形成されている。
【００２８】
すなわち、検出センサ２４を他のユニットと直列に接続した状態で制御ユニット１３側となるセンサカバー２６の右側面部（図示略）には受光用の通信窓（図示略）が形成されているとともに、エンドユニット１４側となる左側面部２６ｂには投光用の通信窓２８が形成されている。それらの通信窓は、隣接する検出センサ２４間において、受光用の通信窓と投光用の通信窓２８とが対向するように配置されている。このため、隣接配置された検出センサ２４間では、制御ユニット１３側の検出センサ２４からエンドユニット１４側の検出センサ２４への光信号による通信が可能となっている。また、制御ユニット１３に隣接する検出センサ２４における受光用の通信窓は、制御ユニット１３における投光用の通信窓と対向するように配置されている。このため、制御ユニット１３は、隣接配置された検出センサ２４への光信号による通信が可能になっている。また、センサカバー２６の底面部２６ｃには、取付台２５に対する取付用凹部２９が形成されている。
【００２９】
取付台２５は、光透過性材料であって且つ空気よりも光の屈折率が大きいか又は光の反射率が低い樹脂材料（例えば、ポリカーボネイトやアクリルなど）により形成されているとともに、検出ユニット１２の配列方向と交差する方向（図１において前後方向）に延びる基部３１を有している。基部３１の上面には、検出センサ２４が取り付けられるようになっている。また、基部３１の一端側（図１において後端側）には検出センサ２４に給電などを行うコネクタ３２が設けられている一方、他端側（図１において前端側）には光信号を伝送する光通信部３３が形成されている。取付台２５のコネクタ３２及び光通信部３３は、隣接する取付台２５のコネクタ３２及び光通信部３３とそれぞれ接続可能になっている。そして、検出ユニット１２を直列に配列した場合には、隣接する取付台２５の光通信部３３同士が接続されて光通信ユニット３４を構成するようになっている。換言すると、光通信ユニット３４は、検出ユニット１２（より具体的には、その取付台２５の基部３１）を各検出ユニット１２の配列方向へ貫通するように設けられている。また、制御ユニット１３に隣接する取付台２５の光通信部３３は、制御ユニット１３における投光用の通信窓と対向するようになっている。
【００３０】
エンドユニット１４は、外殻をなす略長方形状に形成されたカバー３５を備えている。カバー３５の検出ユニット１２側の右側面部（図示略）には、受光用と投光用の一対の光通信用の通信窓（図示略）が形成されている。そして、エンドユニット１４における受光用の通信窓は、隣接する検出センサ２４における投光用の通信窓２８と対向するように配置されている。このため、エンドユニット１４は、受光用の通信窓を介して隣接配置された検出センサ２４からの光信号による通信が可能になっている。また、エンドユニット１４における投光用の通信窓は、隣接する取付台２５の光通信部３３と対向するように配置されている。このため、エンドユニット１４は、投光用の通信窓及び光通信ユニット３４を介して制御ユニット１３への光信号による通信が可能になっている。
【００３１】
次に、センサシステム１１の電気的構成について説明する。
図２は、センサシステム１１の電気的構成を示したブロック図である。図２に示すように、制御ユニット１３は、操作設定部４１、ＣＰＵ４２、投光回路４３及び投光素子４４を備えている。操作設定部４１及び投光回路４３は、ＣＰＵ４２と電気的に接続されている。また、操作設定部４１は、カバー２１に設けられた複数の操作ボタン２３と電気的に接続されているとともに、操作ボタン２３の操作による操作信号をＣＰＵ４２に出力するようになっている。ＣＰＵ４２は操作設定部４１からの操作信号や上位機器からの信号を入力するとともに、これら入力した信号に基づき設定データを作成した後、これを投光回路４３に出力する。投光回路４３は、入力した設定データに基づき投光素子４４に駆動電流を供給して設定データを光信号として送信する。また、制御ユニット１３は、受光回路４５と受光素子４６を備えている。受光回路４５はＣＰＵ４２と電気的に接続されている。受光素子４６は、入射した光信号を受光回路４５を介してＣＰＵ４２に入力する。
【００３２】
検出ユニット１２における検出センサ２４は、ＣＰＵ５１、受光回路５２、受光素子５３、投光回路５４及び投光素子５５を備えている。受光回路５２及び投光回路５４はＣＰＵ５１と電気的に接続されている。受光素子５３は入射した受光信号を受光回路５２に出力するとともに、受光回路５２は入力した受光信号に基づきデジタル信号を生成してＣＰＵ５１に出力する。ＣＰＵ５１は受光回路５２からのデジタル信号に基づき自身宛のアドレスであればそれを取得して設定データとしてメモリ（図示略）に記憶する。また、ＣＰＵ５１はデジタル信号を投光回路５４へ出力し、投光回路５４はデジタル信号に基づき投光素子５５に駆動電流を供給して設定データを光信号として送信する。こうして設定データは制御ユニット１３から光通信で各検出ユニット１２の各検出センサを順次通って伝送される。
【００３３】
また、検出ユニット１２における検出センサ２４は、投光部５６及び受光部５７を備えている。投光部５６及び受光部５７はＣＰＵ５１と電気的に接続されている。ＣＰＵ５１は、投光部５６及び受光部５７を駆動させて投光部５６に対向する投光用の光ファイバＦの先端から光を出射させるとともに、受光用の光ファイバＦと対向する受光部５７からの受光信号を入力する。そして、ＣＰＵ５１は、その受光信号の値がメモリに記憶された所定の閾値を越えると、検出対象物を検出したと判定する。
【００３４】
エンドユニット１４は、受光素子６１、受光回路６２、中継アンプ６３、投光回路６４及び投光素子６５を備えている。受光素子６１は入射した受光信号を受光回路６２に出力するとともに、受光回路６２は入力した受光信号に基づき生成したデジタル信号を中継アンプ６３に出力する。中継アンプ６３は入力したデジタル信号を増幅させた後、増幅したデジタル信号を投光回路６４に出力する。投光回路６４は、入力したデジタル信号に基づき投光素子６５に駆動電流を供給してデジタル信号を光信号として送信する。
【００３５】
次に、検出ユニット１２における取付台２５の光通信部３３について詳述する。
図３は取付台２５の概略斜視図であり、図３（ａ）は取付台２５をエンドユニット１４側である左側から見た概略斜視図、図３（ｂ）は取付台２５を制御ユニット１３側である右側から見た概略斜視図である。また、図４は、直列に接続された複数（本実施形態では３つ）の光通信部３３からなる光通信ユニット３４の部分を、鉛直方向における寸法の略中央において水平に切断した場合の概略断面図であり、取付台２５における光通信部３３以外の基部３１の部分は図示を省略している。
【００３６】
図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、光通信部３３は、取付台２５に一体形成されている。したがって、光通信部３３は、取付台２５と同一の光透過性材料であって且つ空気よりも光の屈折率が大きいか又は光の反射率が低い樹脂材料（例えば、ポリカーボネイトやアクリルなど）により形成されることになる。
【００３７】
図３（ａ）及び図４に示すように、光通信部３３のエンドユニット１４側となる左側面部３３ａには、取付台２５の配列方向においてエンドユニット１４側となる左側に突出した円形状の凸状部としての凸部７１が形成されている。凸部７１におけるエンドユニット側となる端面（図４では左端面）は平面状になっている。また、図３（ｂ）及び図４に示すように、光通信部３３の制御ユニット１３側となる右側面部３３ｂにおいて凸部７１と対応する位置には、取付台２５の配列方向において左側に向かって凹んだ円形状で且つ凸部７１と同径の凹状部としての凹部７２が形成されている。
【００３８】
図４に示すように、凹部７２の底面には、凹部７２よりも小径の円環状の溝部７３が形成されている。そして、この円環状の溝部７３によって、溝部７３の底面から開口に向かって突出する円柱状の本体部７４が形成されている。すなわち、光通信部３３内には、エンドユニット１４の投光素子６５から出力された光信号の光軸Ｌ（図２参照）方向に向かって突出する本体部７４が形成される。そして、その本体部７４の外周側には、本体部７４の外周を覆うように空気を含む空洞部としての溝部７３が形成されることになる。この点で、溝部７３は、本体部７４の外周を覆い且つ本体部７４よりも光の屈折率が小さい又は光の反射率が高い外層部として機能する。また、本体部７４における凹部７２側の端面（図４では右端面）は平面状に形成されている。
【００３９】
また、光通信部３３の凸部７１及び凹部７２は、取付台２５の配列方向において隣接する他の光通信部３３における対向する凹部７２及び凸部７１と、それぞれ凹凸嵌合可能になっている。このとき、光通信部３３における凹部７２内の本体部７４の平面状端面（右端面）は、隣接する光通信部３３における凸部７１の平面状端面（左端面）と隙間なく面接触状態で当接するようになっている。そして、光通信部３３の凸部７１と隣接する光通信部３３の凹部７２を凹凸嵌合させることにより、隣接する光通信部３３同士を接続して一続きの光通信ユニット３４が形成されるようになっている。換言すると、光通信ユニット３４は、検出ユニット１２の配列方向において検出ユニット１２毎に本体部７４と溝部（外層部）７３とを有するように分割された複数の光通信部３３を含んでいる。
【００４０】
次に、上記構成のセンサシステム１１における作用を説明する。
さて、センサシステム１１において、上位機器や操作ボタン２３から設定データや設定信号が制御ユニット１３に入力されると、それらの設定データや設定信号は、制御ユニット１３から光信号によって隣接する検出ユニット１２に送信される。検出ユニット１２は、自身に割り当てられたアドレスが指定されると、そのアドレスデータに例えば検出値データなどを付加した光信号を隣接する次の（通信下流側の）検出ユニット１２へと伝送する。すると、その光信号は直列に配置された複数の検出ユニット１２間を通信上流側から通信下流側へと順次伝送される。各検出ユニット１２から付加されたデータを含む光信号は、通信最下流側に配置された隣接する検出ユニット１２からエンドユニット１４へと伝送された後、エンドユニット１４から一括して隣接する検出ユニット１２における光通信部３３に向かって送信される。
【００４１】
ここで、光通信部３３の本体部７４は光透過性材料であって且つ空気よりも光の屈折率の大きいか又は光の反射率が低い樹脂材料により形成されている。換言すると、溝部（すなわち、空気層）７３は、本体部７４よりも光の屈折率が小さくか又は光の反射率が高くなるように形成されていることになる。そのため、エンドユニット１４側から隣接する本体部７４に制御ユニット１３側へまっすぐ入射した光信号は、その本体部７４を通過して隣接する光通信部３３の本体部７４へと伝送される。また、本体部７４への入射時に広がった光信号のほとんどは、本体部７４とこの本体部７４の外周を覆う溝部（すなわち、空気層）７３との境界面において反射を繰り返しながら隣接する光通信部３３の本体部７４へと伝送される。すなわち、エンドユニット１４から出力された光信号は、各検出ユニット１２の光通信部３３が接続されて一続きとなった光通信ユニット３４内を伝送によって損失することなく安定して制御ユニット１３に向かって伝送される。そして、光通信ユニット３４を伝送された光信号は、制御ユニット１３に入力される。
【００４２】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）エンドユニット１４の投光素子６５から送信された光信号のほとんどを、光通信ユニット３４の本体部７４と溝部７３の境界面において反射を繰り返させながら制御ユニット１３の受光素子４６へと安定して伝送することができる。また、検出ユニット１２毎に分割された光通信部３３により、検出ユニット１２の数に応じた通信距離の長短にかかわらず安定して光信号を伝送可能な光通信ユニット３４を簡易に構成することができる。したがって、簡易な構成で通信距離の長短にかかわらず光通信によるエンドユニット１４から制御ユニット１３への送信を安定して行うことができる。
【００４３】
（２）複数の検出ユニット１２を直列に配置したときに光通信部３３同士を容易に接続することができる。したがって、エンドユニット１４から制御ユニット１３へ光信号を伝送する光通信ユニット３４を簡易に構成することができる。
【００４４】
（３）光通信部３３の本体部７４と検出ユニット１２における取付台２５とが同じ材質なので検出ユニット１２における取付台２５の製造に伴い光通信部３３を容易に形成することができる。また、検出ユニット１２を直列に配列することに伴い、各検出ユニット１２に一体形成された各光通信部３３を直列に接続して光通信ユニット３４を形成することができる。
【００４５】
（４）光通信部３３の凹部７２の底面に円環状の溝を形成することにより、外層部となる溝部７３を容易に形成することができるため、光通信部を容易に構成することができる。
【００４６】
（５）取付台２５を直列に配列することにより、各取付台２５に一体形成された各光通信部３３を接続して光通信ユニット３４を形成することができる。また、検出ユニット１２において交換やメンテナンスなどにより検出センサ２４を取り外す場合に、光通信ユニット３４を形成した状態のまま、検出センサ２４だけを取り外すことができる。
【００４７】
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・光通信部３３は、樹脂材料により形成されているものに限らず、例えば石英など樹脂でない材料により形成されていてもよい。
【００４８】
（６）取付台２５を直列に接続することによって、光信号のほとんどを、検出ユニット１２毎に分割された光通信部３３の本体部７４と溝部７３の境界面において反射を繰り返させながら安定して伝送するとともに、検出ユニット１２の数に応じた通信距離の長短にかかわらず安定して光信号を伝達することができる光通信ユニット３４を簡易に構成することができる。
【００４９】
・光通信部３３は、検出ユニット１２における取付台２５に一体形成されたものに限らず、取付台２５と別体に形成されているとともに、取付台２５及び検出センサ２４に着脱可能であってもよい。また、光通信部３３は、検出センサ２４のセンサカバー２６と一体形成されたものであってもよい。さらに検出ユニット１２は、検出センサ２４と取付台２５が一体形成されたものであってもよい。ただし、そのような場合には、検出センサ２４のセンサカバー２６及び検出ユニット１２の外殻をなす筐体が光通信部３３と同じ光透過性材料であって且つ空気よりも光の屈折率が大きいか又は光の反射率が低い材料により形成されていることが望ましい。換言すると、外層部となる溝部（すなわち、空気層）７３は、検出センサ２４のセンサカバー２６及び検出ユニット１２の外殻をなす筐体よりも光の屈折率が小さくか又は光の反射率が高くなるように形成されていることになる。
【００５０】
・光通信部３３における本体部７４の外周を覆う外層部は空気を有する溝部７３に限らず、例えば樹脂材料や石英ガラスなどによって形成されていてもよい。ただし、その場合には、外層部を形成する材料は本体部を形成する材料よりも光の屈折率が小さいか又は光の反射率が高いものであることが望ましい。
【００５１】
・光通信部３３における凹部７２及び凸部７１は、円形状のものに限らず、例えば多角形状など異なる形状であってもよい。また、また、光通信部３３は凹部７２及び凸部７１を備えていなくてもよい。ただし、その場合には、光通信部３３の本体部７４と隣接する光通信部３３とを隙間なく当接させた状態で接続させる接続部材を備えていることが望ましい。
【符号の説明】
【００５２】
１１…センサシステム、１２…検出ユニット、１３…制御ユニット、１４…終端ユニットとしてのエンドユニット、２４…検出センサ部としての検出センサ、２５…取付部（センサ取付装置）としての取付台、３３…光通信部、３４…光通信ユニット、７１…凸部、７２…凹部、７３…溝部、７４…本体部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検出物を検出するための検出条件に基づいて被検出物を検出する複数の直列に接続される検出ユニットと、該検出ユニットに対して直列に接続されるとともに前記検出ユニットへ出力信号を送信可能な制御ユニットと、前記検出ユニットを挟んで前記制御ユニットと対向する位置において前記検出ユニットに対して直列に接続されるとともに該検出ユニットを介した前記制御ユニットからの前記出力信号を受信可能な終端ユニットと、を備えたセンサシステムであって、
前記終端ユニットに設けられるとともに前記検出ユニットの配列方向に沿って光信号を送信可能な投光部と、
前記制御ユニットに設けられるとともに前記光信号を受信可能な受光部と、
前記終端ユニットと前記制御ユニットとの間に前記検出ユニットの配列方向に沿って該検出ユニットを貫通するように設けられるとともに前記投光部からの光信号を前記受光部へ伝送する光通信ユニットと、を備え、
該光通信ユニットは、前記検出ユニットの配列方向において該検出ユニット毎に前記投光部からの前記光信号を透過させる本体部と、該本体部の外周を覆い且つ前記本体部よりも光の屈折率が小さいか又は光の反射率が高い外層部とを有するように分割された複数の光通信部を含んでいる
ことを特徴とするセンサシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のセンサシステムにおいて、
前記光通信部は、前記検出ユニットの配列方向において一方側となる部位が他方側へ窪んだ凹状部に形成されるとともに、他方側となる部位が他方側へ突出した凸状部に形成され、且つ、前記凹状部及び前記凸状部が、前記配列方向において隣接する他の検出ユニットが有する前記光通信部の対向する前記凸状部及び前記凹状部と凹凸嵌合する
ことを特徴とするセンサシステム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のセンサシステムにおいて、
前記光通信部は、前記検出ユニットに一体形成されているとともに、前記光通信部における前記本体部は、前記検出ユニットの外殻を構成する筐体と同じ材質で形成されている
ことを特徴とするセンサシステム。
【請求項４】
請求項１〜３のうち何れか一項に記載のセンサシステムにおいて、
前記光通信部の前記外層部は、前記本体部の外周に形成された空気を有する空洞部である
ことを特徴とするセンサシステム。
【請求項５】
請求項３又は４に記載のセンサシステムにおいて、
前記検出ユニットは、前記被検出物の検出を行う検出センサ部と、該検出センサ部を取り付けた状態にて直列方向に配列される取付部とを備え、前記光通信部は前記取付部に一体形成されているとともに、前記光通信部における前記本体部は前記取付部を構成する部材と同じ材質により形成されている
ことを特徴とするセンサシステム。
【請求項６】
被検出物を検出するための検出条件に基づいて被検出物を検出する複数の直列に接続される検出ユニットにおける前記被検出物の検出を行う検出センサを取り付けた状態にて前記検出ユニットの配列方向へ直列に接続される基部を備え、
該基部には、光信号を透過させる本体部と、該本体部の外周を覆い且つ前記本体部よりも光の屈折率が小さいか又は光の反射率が高い外層部とを有する光通信部が設けられ、
該基部が前記配列方向に直列に接続されることにより、前記検出ユニットの配列方向に沿って光信号を伝送する光通信ユニットが形成される
ことを特徴とするセンサ取付装置。
【請求項１】
被検出物を検出するための検出条件に基づいて被検出物を検出する複数の直列に接続される検出ユニットと、該検出ユニットに対して直列に接続されるとともに前記検出ユニットへ出力信号を送信可能な制御ユニットと、前記検出ユニットを挟んで前記制御ユニットと対向する位置において前記検出ユニットに対して直列に接続されるとともに該検出ユニットを介した前記制御ユニットからの前記出力信号を受信可能な終端ユニットと、を備えたセンサシステムであって、
前記終端ユニットに設けられるとともに前記検出ユニットの配列方向に沿って光信号を送信可能な投光部と、
前記制御ユニットに設けられるとともに前記光信号を受信可能な受光部と、
前記終端ユニットと前記制御ユニットとの間に前記検出ユニットの配列方向に沿って該検出ユニットを貫通するように設けられるとともに前記投光部からの光信号を前記受光部へ伝送する光通信ユニットと、を備え、
該光通信ユニットは、前記検出ユニットの配列方向において該検出ユニット毎に前記投光部からの前記光信号を透過させる本体部と、該本体部の外周を覆い且つ前記本体部よりも光の屈折率が小さいか又は光の反射率が高い外層部とを有するように分割された複数の光通信部を含んでいる
ことを特徴とするセンサシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のセンサシステムにおいて、
前記光通信部は、前記検出ユニットの配列方向において一方側となる部位が他方側へ窪んだ凹状部に形成されるとともに、他方側となる部位が他方側へ突出した凸状部に形成され、且つ、前記凹状部及び前記凸状部が、前記配列方向において隣接する他の検出ユニットが有する前記光通信部の対向する前記凸状部及び前記凹状部と凹凸嵌合する
ことを特徴とするセンサシステム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のセンサシステムにおいて、
前記光通信部は、前記検出ユニットに一体形成されているとともに、前記光通信部における前記本体部は、前記検出ユニットの外殻を構成する筐体と同じ材質で形成されている
ことを特徴とするセンサシステム。
【請求項４】
請求項１〜３のうち何れか一項に記載のセンサシステムにおいて、
前記光通信部の前記外層部は、前記本体部の外周に形成された空気を有する空洞部である
ことを特徴とするセンサシステム。
【請求項５】
請求項３又は４に記載のセンサシステムにおいて、
前記検出ユニットは、前記被検出物の検出を行う検出センサ部と、該検出センサ部を取り付けた状態にて直列方向に配列される取付部とを備え、前記光通信部は前記取付部に一体形成されているとともに、前記光通信部における前記本体部は前記取付部を構成する部材と同じ材質により形成されている
ことを特徴とするセンサシステム。
【請求項６】
被検出物を検出するための検出条件に基づいて被検出物を検出する複数の直列に接続される検出ユニットにおける前記被検出物の検出を行う検出センサを取り付けた状態にて前記検出ユニットの配列方向へ直列に接続される基部を備え、
該基部には、光信号を透過させる本体部と、該本体部の外周を覆い且つ前記本体部よりも光の屈折率が小さいか又は光の反射率が高い外層部とを有する光通信部が設けられ、
該基部が前記配列方向に直列に接続されることにより、前記検出ユニットの配列方向に沿って光信号を伝送する光通信ユニットが形成される
ことを特徴とするセンサ取付装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−７９０５０（Ｐ２０１２−７９０５０Ａ）
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２３０５３（Ｐ２０１０−２２３０５３）
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（０００１０６２２１）パナソニック電工ＳＵＮＸ株式会社 (578)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（０００１０６２２１）パナソニック電工ＳＵＮＸ株式会社 (578)
【Ｆターム（参考）】
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