ファイバーセンサ及びその製造方法
【課題】先端に検出部が形成された保護チューブの先端部の内部に投光用光ファイバーと受光用光ファイバーの先端部を収容固定するファイバーホルダを確実に固定するようにしたファイバーセンサを提供する。
【解決手段】フッ素系樹脂部材からなり投・受光用光ファイバー７，８を収容する保護チューブ１と、保護チューブの耐熱温度よりも高い耐熱温度を有し各光ファイバーの一側端部を収容して固定し外周面の少なくとも一部に保護チューブの内径よりも大きい外径の圧入部が形成され保護チューブの一側開口端部１ａに圧入されるファイバーホルダ１２と、フッ素系樹脂部材からなり保護チューブの一側開口端部に液密状態に接合され投光用光ファイバーからの光を受光用光ファイバーに導く検出部材６とを備えた構成としたものである。
【解決手段】フッ素系樹脂部材からなり投・受光用光ファイバー７，８を収容する保護チューブ１と、保護チューブの耐熱温度よりも高い耐熱温度を有し各光ファイバーの一側端部を収容して固定し外周面の少なくとも一部に保護チューブの内径よりも大きい外径の圧入部が形成され保護チューブの一側開口端部１ａに圧入されるファイバーホルダ１２と、フッ素系樹脂部材からなり保護チューブの一側開口端部に液密状態に接合され投光用光ファイバーからの光を受光用光ファイバーに導く検出部材６とを備えた構成としたものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投光用光ファイバーと受光用光ファイバーを使用して液面レベルを光電的に検出するファイバーセンサ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば薬液タンク内の薬液の液面レベルを光電的に検出する液面検出センサ（ファイバーセンサ）として、平行配置した投光用光ファイバーと受光用光ファイバーを、先端部が円錐形状に封鎖・整形されたフッ素樹脂部材からなる保護チューブで被覆し、投光用光ファイバー及び受光用光ファイバーの先端を樹脂ケースに収容保持し、この樹脂ケースを保護チューブの先端部内部に貫通させた状態で熱カシメして固定し、保護チューブの先端部の内面に光学的に連結させた構造のものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この液面検出センサは、円錐形状をなす先端部が円錐形状のプリズム部(以下「円錐プリズム部材」という)をなしており、当該円錐プリズム部材が空気中にあるときには投光用光ファイバーから出射された光が円錐プリズム部材内で反射されて受光用光ファイバーへ入射する。一方、円錐プリズム部材が液中にあるときには投光用光ファイバーから出射された光の大部分が円錐プリズム部材を透過して液中に出射されるために受光用光ファイバーの受光量が大幅に低下する。従って、受光用光ファイバーからの光の量の変化を電気的に検知することにより、検出プローブが空気中に存在するか或いは液中に沈んでいるかを判別して液面のレベルを検出することができる。
【０００４】
上記液面検出センサの製造方法として、例えば従来図６（ａ）〜（ｅ）及び図７（ａ）〜（ｄ））に示すような方法が採用されている。なお、図６及び図７は、重力の作用方向で見て右側が下方を示し、左側が上方を示している。
【０００５】
先ず、図６（ａ）に示すように耐薬品性に優れた例えばフッ素系樹脂部材からなる保護チューブ１の上端開口部から金属棒２を挿入する。次に、保護チューブ１の先端部１ａに検出部材を形成する。図６（ｂ）に示すように検出部材を形成する金型４は、水平に設置されており、上面４ａに例えば円錐形状の凹部４ｂが形成され、開口部４ｃに保護チューブ１の先端部１ａが僅かに挿入可能とされている。
【０００６】
金型４の凹部４ｂ内に耐薬品性に優れた透明なフッ素系樹脂部材５を投入し、図６（ｃ）に示すように金型４を加熱して溶融した円錐形状をなしプリズムの機能を有する検出部材（以下「円錐プリズム部材」という）６を形成し、図６（ｄ）に示すように保護チューブ１の先端部１ａを金型４の開口部４ｃに挿入して溶融した円錐プリズム部材６に押し付け、保護チューブ１の先端部１ａを円錐プリズム部材６の平面部６ａに溶融接合する。そして、所定時間経過した後金型４から取り外し、保護チューブ１から金属棒２を引き抜く。このようにして、図６（ｅ）に示すような先端部１ａに検出部材６が液密に接合された保護チューブ１を形成する。
【０００７】
次に、図７（ａ）に示すように投光用光ファイバー７と受光用光ファイバー８の各先端部を収容固定したファイバーホルダ９を保護チューブ１の上端開口部側から挿入し、図７（ｂ）に示すようにその先端面９ａを円錐プリズム部材６の平面部６ａに当接させる。この状態において投光用光ファイバー７、受光用光ファイバー８の各先端面が円錐プリズム部材６の平面部６ａに当接している。
【０００８】
次いで、図７（ｃ）に示すように円錐プリズム部材６の先端側からフッ素系樹脂部材で形成された抜け止めリング１０を挿入してファイバーホルダ９の後端部を通り抜けた直後の近傍位置で止め、図７（ｄ）に示すように抜け止めリング１０を加熱して熱収縮させ、保護チューブ１を縮径させて熱カシメし、ファイバーホルダ９を保護チューブ１内の当該位置に固定する。このようにして液面検出センサ（ファイバーセンサ）１１が形成されている。
【特許文献１】特開２００２−１３１１１５号公報（３頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記液面検出センサ（ファイバーセンサ）を製造する場合、保護チューブ１の先端部１ａに円錐プリズム部材６を溶融接続する際に保護チューブ１内に金属棒２を着脱する工程と、保護チューブ１内に投光用光ファイバー７と受光用光ファイバー８の先端部を収容固定したファイバーホルダ９を挿入する工程の２つの工程があり、作業に時間が掛かるという問題がある。
【００１０】
また、液面検出センサを使用する装置によっては保護チューブ１を挿入する穴径をできるだけ小さくして保護チューブ１と挿入穴との間の隙間をできる限り少なくして装着することが求められる場合がある。このような仕様においては、図７（ｄ）に示すように抜け止めリング１０を使用した場合少なくとも抜け止めリング１０の外径分だけ穴径を大きくしなければならず、液面検出センサの取付が困難になることがある。
【００１１】
更に、フッ素系樹脂部材からなる抜け止めリング１０により熱カシメして保護チューブ１を縮径させてファイバーホルダ９を保護チューブ１内に固定するため、経年変化等により熱カシメが緩んでくると、ファイバーホルダ９が保護チューブ１内でガタ付いたり、場合によってはファイバーホルダ９が保護チューブ１から抜け出したりするおそれがある。
【００１２】
そして、ファイバーホルダ９が保護チューブ１内でガタ付いた場合には投光用光ファイバー７、受光用光ファイバー８の先端面と円錐プリズム部材６の平面部６ａとの光結合が変化して検出誤差や検出不良等の性能劣化の要因となる。また、ファイバーホルダ９が保護チューブ１から抜け出した場合には検出不能となる。
【００１３】
なお、前記特許文献１の図２にも保護チューブの樹脂ケースの後端部近傍を熱カシメして保護チューブを収縮させ、当該樹脂ケースを保護チューブ内に固定する方法が記載されているが、この場合も上述と同様の不具合を発生するおそれがある。熱カシメにより保護チューブ内にファイバーホルダを固定する方法については従来から種々提案されているが、何れの場合においても上述したように熱カシメ部の緩みを生じるおそれがある。
【００１４】
本発明の目的は、先端に検出部が形成された保護チューブの先端部の内部に投光用光ファイバーと受光用光ファイバーの先端部を収容固定するファイバーホルダを確実に固定するようにしたファイバーセンサ及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した課題を解決するために、本発明に係るファイバーセンサは、
フッ素系樹脂部材からなり内部に投光用光ファイバーと受光用光ファイバーを挿通させて収容する保護チューブと、
前記保護チューブの耐熱温度よりも高い耐熱温度を有する耐熱部材からなり、前記各光ファイバーの一側端部を収容して固定し、かつ外周面の少なくとも一部に前記保護チューブの内径よりも大きい外径の圧入部が形成され、前記保護チューブの一側開口端部に圧入されるファイバーホルダと、
フッ素系樹脂部材からなり前記保護チューブの一側開口端部に液密状態に接合され、前記投光用光ファイバーから投光された光を前記受光用光ファイバーに導く光路を形成する検出部材とを備えたことを特徴としている。
【００１６】
投光用光ファイバーと受光用光ファイバーの各一側端部をファイバーホルダに収容固定し、投光用光ファイバーと受光用光ファイバーの各他側端部を保護チューブの一側開口端部から挿入し、ファイバーホルダを保護チューブの一側開口端部の内に圧入する。これにより、投光用光ファイバーと受光用光ファイバーが保護チューブ内に挿通され、かつファイバーホルダが保護チューブの一側開口端部の内部に収容固定される。
【００１７】
そして、保護チューブの一側開口端部に投光用光ファイバーから投光された光を受光用光ファイバーに導く光路を形成するための検出部材を液密状態に接合する。これにより、保護チューブの一側開口端部の内部に検出部材と密着させた状態でファイバーホルダを確実に固定することができる。保護チューブの一側開口端部内にファイバーホルダを圧入することにより、経年変化等により保護チューブ内でファイバーホルダがガタ付いたり、保護チューブから抜け出すことを防止することができる。
【００１８】
この場合、フッ素樹脂系の保護チューブの一側開口端部と検出部材とは溶融接合により液密に接合され、ファイバーホルダの耐熱温度が保護チューブの耐熱温度よりも高いことで、保護チューブと検出部材とを溶融接合する際にファイバーホルダが溶融することが防止される。
【００１９】
また、本発明の請求項２に記載のファイバーセンサの製造方法は、
フッ素系樹脂部材からなり内部に投光用光ファイバーと受光用光ファイバーを挿通させて収容する保護チューブの耐熱温度よりも高い耐熱温度を有し、外周面の少なくとも一部に前記保護チューブの内径よりも大きい外径の圧入部が形成された耐熱部材からなるファイバーホルダに前記各光ファイバーの各一側端部を収容させて固定し、
前記保護チューブの一側開口端部から前記各光ファイバーの他側端部を挿入し、かつ前記ファイバーホルダを前記保護チューブの前記一側開口端部に圧入し、
その後フッ素系樹脂部材からなり前記保護チューブの一側開口端部に前記投光用光ファイバーから投光された光を前記受光用光ファイバーに導く光路を形成する検出部材を液密状態に接合することを特徴としている。
【００２０】
投光用光ファイバーと受光用光ファイバーの各一側端部をファイバーホルダに収容固定し、投光用光ファイバーと受光用光ファイバーの各他側端部を保護チューブの一側開口端から挿入し、ファイバーホルダを保護チューブの一側開口端部内に圧入する。このようにして、投光用光ファイバーと受光用光ファイバーを保護チューブ内に挿通し、かつファイバーホルダを保護チューブの一側開口端部内に収容固定する。次いで、保護チューブの一側開口端部に投光用光ファイバーから投光された光を受光用光ファイバーに導く光路を形成するための検出部材を液密状態に接合する。このようにして、保護チューブの一側開口端部内に検出部材と密着させた状態でファイバーホルダを確実に固定する。これにより、ファイバーホルダが保護チューブ内でガタ付いたり、保護チューブから抜け出すことを確実に防止することができる。
【００２１】
フッ素樹脂系の保護チューブの一側開口端と検出部材とは溶融接合により液密に接合され、ファイバーホルダの耐熱温度が保護チューブの耐熱温度よりも高いことで、保護チューブと検出部材とを溶融接合する際にファイバーホルダが溶融することを防止することができる。
【００２２】
また、保護チューブの一側開口端部と検出部材とを接合する際、少なくとも保護チューブの接合すべき一側端部及びその近傍を溶融している検出部材に垂直に押し付ければ良く、保護チューブの残余の部分が垂れ下がったり曲がったりしても問題はない。従って、製造工程における作業性の向上及び高さ方向の空間部を高くする必要が無くなりスペースの有効利用を図ることが可能となる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によると、保護チューブ内部に投光用光ファイバーと受光用光ファイバーの一側端部を固定するファイバーホルダを確実に固定することができ、経年変化等に起因する保護チューブ内でのファイバーホルダのガタ付や保護チューブからの抜け出しを防止することができ、ファイバーセンサの性能劣化や検出不能等の不具合を防止することができると共に信頼性の向上が図られる。
【００２４】
また、ファイバーホルダを保護チューブの開口端の内部に圧入するだけで良く、構造が簡単であると共に組み付けが容易であり、製造コストの低減が図られる。
【００２５】
また、ファイバーホルダの耐熱温度が保護チューブの耐熱温度よりも高いことで、保護チューブの一側開口端部と検出部材とを溶融接合する際にファイバーホルダが溶融することが防止される。
【００２６】
また、保護チューブの一側開口端部と検出部とを溶融接合する際に少なくとも保護チューブの接合すべき一側開口端部及びその近傍を溶融している検出部材に垂直に押し付ければ良く、保護チューブの残余の部分が垂れ下がったり曲がったりしても問題ないので作業性の向上が図られると共に、製造工程における高さ方向の空間部を高くする必要が無くなりスペースの有効利用を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の一実施形態に係るファイバーセンサ及びその製造方法について図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係るファイバーセンサの製造方法を示す。なお、図６及び図７に示した部材と同一部材には同一の符号を付してある。なお、図１では、重力の作用方向で見て右側が下方を示し、左側が上方を示している。
【００２８】
図１（ａ）に示すように投光用光ファイバー７と受光用光ファイバー８の各先端部がファイバーホルダ１２に収容されて固定されている。このファイバーホルダ１２は、その外径が保護チューブ１の内径よりも僅かに大径に形成されており、保護チューブ１の先端部１ａ内に圧入可能とされている。即ち、ファイバーホルダ１２は、その外径を保護チューブ１の内径よりも大きくすることで外周部に圧入部が形成された場合と同一の作用効果を有する形状とされている。
【００２９】
ファイバーホルダ１２は、図２に示すように後端面１２ｂに軸方向に沿って所定の深さ、例えば全長の略２／３程度の深さに投光用光ファイバー７と受光用光ファイバー８を並べて挿入可能な側方から見て長円形の穴１２ｃが形成されており、先端面１２ａに軸方向に沿って２つの穴１２ｄ，１２ｅが長円形の穴１２ｃの長軸方向に沿って間隔を存して形成され、かつ穴１２ｃに僅かな段差を有して連通されている。このファイバーホルダ１２は、耐熱温度がフッ素系樹脂部材からなる保護チューブ１の耐熱温度よりも高い樹脂部材、例えばポリイミド系樹脂部材により形成されている。
【００３０】
そして、ファイバーホルダ１２の先端面１２ａ側の穴１２ｄ，１２ｅにそれぞれ円筒形状のレンズ（セルフフォーカスレンズ）１３，１４が嵌挿されて固定されている。これらのレンズ１３，１４は、先端面１３ａ，１４ａがファイバーホルダ１２の先端面１２ａと面一とされており、後端面１３ｂ，１４ｂが穴１２ｃとの段差部（連通部）に位置している。
【００３１】
また、ファイバーホルダ１２の後端面１２ｂ側の長円形の穴１２ｃに投光用光ファイバー７と受光用光ファイバー８の先端部（一端部）が並べて挿入され、コア７Ａ，８Ａの先端面７ａ，８ａがそれぞれ対応するレンズ１３，１４の後端面１３ｂ，１４ｂに当接している。そして、投光用光ファイバー７、受光用光ファイバー８の被覆７Ｂ，８Ｂが夫々ファイバーホルダ１２の穴１２ｃの内面に接着剤で接着されて逸脱不能に固定されている。
【００３２】
これらの投光用光ファイバー７，８は、図１（ａ）に示すように各後端部（他端部）が保護チューブ１の先端部（一端側）１ａの開口端から挿入されて当該保護チューブ１の後端部（他端側）から延出されると共に、ファイバーホルダ１２が保護チューブ１の先端部１ａ内に圧入される。ファイバーホルダ１２は、図１（ｂ）に示すようにその先端面１２ａが保護チューブ１の先端部１ａと面一になるまで圧入される。このように、保護チューブ１内に投光用光ファイバー７，８を挿通し、ファイバーホルダ１２を保護チューブ１の先端部１ａに圧入することで、作業性が良くかつ狭い場所でも容易に作業を行うことが可能である。
【００３３】
次に、保護チューブ１の先端部１ａに検出部材を形成する。図１（ｃ）に示すように検出部材を形成する金型４は、水平に設置されており、上面４ａの所定位置に円錐形状の凹部４ｂが形成されている。凹部４ｂの開口部４ｃ’は、ファイバーホルダ１２が圧入されて外径が僅かに拡径した保護チューブ１の先端部１ａが所定の長さ（数ミリメートル程度）にかつ僅かな隙間を存して入出可能に嵌挿される穴径とされている。
【００３４】
そして、金型４の凹部４ｂ内に耐薬品性に優れかつ透明なフッ素系樹脂部材５を投入して金型４を加熱して溶融し、図１（ｄ）に示すように円錐形状をなしプリズムの機能を有する検出部材（以下「円錐プリズム部材」という）６を形成する。
【００３５】
次いで、図１（ｅ）に示すように保護チューブ１の先端部１ａを金型４の開口部４ｃ’内に垂直に挿入して溶融した円錐プリズム部材６に押し付け、保護チューブ１の先端部１ａを円錐プリズム部材６の平面部（後面）６ａの周縁部に溶融接合する。
【００３６】
前述したようにフッ素系樹脂部材で形成された保護チューブ１の先端部１ａと円錐プリズム部材６は通常の接着材では接着することができないため、円錐プリズム部材６を形成するフッ素系樹脂部材５を金型４の円錐形状の凹部４ｂに投入して溶融させた状態にして保護チューブ１の先端部１ａを押し付けて液密に溶融接合する。従って、金型４を水平に設置し、上方から垂直に保護チューブ１の先端部１ａを押し付けることが必要である。
【００３７】
このとき、少なくとも保護チューブ１の先端部１ａとファイバーホルダ１２が圧入されている先端部近傍を金型４の上面４ａに対して垂直に保持して金型４の凹部４ｂの開口部４ｃ’に挿入すれば良く、保護チューブ１を全長に亘り垂直に保持する必要はない。従って、保護チューブ１や当該保護チューブ１内に挿通されている投光用光ファイバー７，８の残余の部分が垂れ下がったり或いは曲がったりしても問題はない。これにより、製造工程における作業性の向上及び高さ方向の空間部を高くする必要が無くなりスペースの有効利用を図ることが可能となる。
【００３８】
また、ファイバーホルダ１２の耐熱温度が保護チューブ１の耐熱温度よりも高いことで、保護チューブ１の先端部１ａと円錐プリズム部材６の平面部６ａの周縁部とを溶融接合する際にファイバーホルダ１２が溶融することを防止することができる。
【００３９】
図３に示すように金型４の凹部４ｂ及び開口部４ｃ’内には円錐プリズム部材６が溶融されており、保護チューブ１の先端部１ａ及びファイバーホルダ１２の先端面１２ａを開口部４ｃ’に挿入して円錐プリズム部材６の平面部６ａに押し付けることにより、円錐プリズム部材６の平面部６ａがファイバーホルダ９の先端面９ａ及び各レンズ１３，１４の先端面１３ａ，１４ａに良好に密着する。また、溶融した円錐プリズム部材６の残余の分が保護チューブ１の外周面と型４の開口部４ｃ’との間の僅かな隙間から矢印で示すようにオーバーフローして、当該保護チューブ１の外周面に付着するが後に除去される。
【００４０】
従って、ファイバーホルダ１２にレンズ１３，１４を組み付ける際にこれらレンズ１３，１４の先端面１３ａ，１４ａがファイバーホルダ１２の先端面１２ａから僅かに凹んでいるような場合、或いは保護チューブ１の先端部１ａにファイバーホルダ１２を圧入して組み付ける際に当該ファイバーホルダ１２の先端面１２ａが保護チューブ１の先端部１ａと面一にならずに僅かに凹んでいるような場合でも、円錐プリズム部材６の平面部６ａにファイバーホルダ１２の先端面１２ａ、レンズ１３，１４の先端面１３ａ，１４ａを密着させることができる。これにより、円錐プリズム部材６とレンズ１３，１４を良好に光結合することができる。
【００４１】
次に、図１（ｅ）に示すように金型４を冷却して円錐プリズム部材６及び当該円錐プリズム部材６と保護チューブ１との溶融接続部を冷却した後、図１（ｆ）に示すように金型４から保護チューブ１と円錐プリズム部材６を引き抜く。そして、保護チューブ１の外周面に付着した前記円錐プリズム部材６の残余の樹脂部材が削り取られる。
【００４２】
このようにして、保護チューブ１内に投光用光ファイバー７、受光用光ファイバー８が挿通され、先端部１ａ内に投光用光ファイバー７と受光用光ファイバー８の先端部を収容固定したファイバーホルダ１２が圧入収容され、保護チューブ１の先端部１ａに円錐プリズム部材６が液密に溶融接続されたファイバーセンサ１５が形成される。
【００４３】
ファイバーホルダ１２は、保護チューブ１の先端部１ａに圧入され、かつ先端面１２ａが円錐プリズム部材６の平面部６ａに密着して固定されているために保護チューブ１の経年変化等に起因にして当該保護チューブ１内でガタ付いたり保護チューブ１から抜け出すことが確実に防止される。
【００４４】
続いて、上述の工程で製造されたファイバーセンサ１５の作用について説明する。
【００４５】
図４は、上述したファイバーセンサ１５を軸線方向に沿って切断した断面図である。なお、図４においてレンズ１３，１４及び円錐プリズム部材６は、光路を分かりやすくするためにハッチングを省いて描いてある。ファイバーセンサ１５の先端の円錐プリズム部材６が空気中にあるときには投光用光ファイバー７から出射された光がレンズ１３により収束されて円錐プリズム部材６に入射され、その光路が当該円錐プリズム部材６内で１点鎖線で示すように反射されてレンズ１４に入射され、当該レンズ１４により収束されて受光用光ファイバー８に入射する。
【００４６】
一方、円錐プリズム部材６が液中にあるときには投光用光ファイバー７からレンズ１３を通して出射された光の大部分が実線で示すように円錐プリズム部材６を透過して液中に出射されるために受光用光ファイバー８の受光量が大幅に低下する。従って、受光用光ファイバー８からの光の量の変化を電気的に検知することにより、ファイバーセンサ１５の先端部即ち円錐プリズム部材６が空気中に存在するか或いは液中に沈んでいるかを判別して液面のレベルを検出することができる。
【００４７】
続いて、本発明に係るファイバーセンサを構成するファイバーホルダの変形例について説明する。この変形例にかかるファイバーホルダ１２’は、図５に示すように、その外径が保護チューブ１の内径と略同径とされて嵌挿可能とされており、外周面の所定位置に周方向沿って圧入部としての係止爪１２ｇ’が全周に亘り形成されている。係止爪１２ｇ’は、ファイバーホルダ１２’の先端面１２ａ’側から後端面１２ｂ’側に向かって略テーパ状をなして拡径されて立ち上がり、後端面が外周面に対して略垂直に立ち下がる鋸歯状をなし、かつ外径が保護チューブ１の内径よりも僅かに大径とされている。そして、図１（ａ），（ｂ）の場合と同様にして保護チューブ１の先端部１ａ内にファイバーホルダ１２’を圧入し、図１（ｃ）〜図１（ｆ）に示す製造方法と同様にしてファイバーセンサを製造する。
【００４８】
係止爪１２ｇ’は、ファイバーホルダ１２’の先端面１２ａ’側から後端面１２ｂ’側に向かってテーパ状をなして拡径されて立ち上がり、かつ後端面が外周面に対して垂直に立ち下がる略鋸歯状をなし、かつ外径が保護チューブ１の内径よりも僅かに大径に形成されていることで、当該保護チューブ１の先端部１ａ内に圧入された後係止爪１２ｇ’により係止されて当該先端部１ａから保護チューブ１内に奥深く入り込むことが防止される。
【００４９】
なお、係止爪１２ｇ’は、外周面に周方向に沿って全周に亘り形成する必要はなく、少なくとも一部例えば間隔を存して複数形成するようにしても良い。即ち、ファイバーホルダは、図１に示したようにその外径を保護チューブ１の内径よりも僅かに大径としても良く、或いは図５に示したように外周面の少なくとも一部に保護チューブ１の内径よりも大きい外径をなす圧入部（係止爪）を形成し、保護チューブ１の先端部１ａ内に圧入するように形成すれば良い。
【００５０】
なお、上記実施形態においては検出部材の形状を円錐形状としたがこれに限るものではなく、他の形状例えば平板状とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係るファイバーセンサの製造方法の説明図である。
【図２】図１に示したファイバーセンサのファイバーホルダと投光用光ファイバー及び受光用光ファイバーの断面図である。
【図３】図１（ｅ）に示した製造工程におけるファイバーホルダと円錐プリズム部材との溶融接続の拡大断面図である。
【図４】図１に示した製造方法により製造した本発明に係るファイバーセンサの作用を説明する断面図である。
【図５】図１（ａ）及び図２に示したファイバーホルダの変形例を示す断面図である。
【図６】従来の液面検出センサ（ファイバーセンサ）に使用する保護チューブの先端部に円錐プリズム部材を溶融接合する製造方法の説明図である。
【図７】図６に示した製造方法で製造した先端部に円錐プリズム部材を有する保護チューブ内に投光用光ファイバーと受光用光ファイバーの一端部を収容固定したファイバーホルダ及び投光用光ファイバーと受光用光ファイバーを収容固定して液面検出センサを製造する方法の説明図である。
【符号の説明】
【００５２】
１ 保護チューブ
１ａ 先端部
２ 金属棒
２ａ 先端面
４ 金型
４ａ 上面
４ｂ 円錐形状の凹部
４ｃ，４ｃ’ 凹部４ｂの開口部
５ フッ素系樹脂部材
６ 円錐プリズム部材（検出部材）
６ａ 平面部
７ 投光用光ファイバー
７Ａ コア
７Ｂ 被覆
７ａ コア７Ａの先端面
８ 受光用光ファイバー
８Ａ コア
８Ｂ 被覆
８ａ コア８Ａの先端面
９ ファイバーホルダ
９ａ 先端面
１０ 抜け止めリング
１１ 液面検出センサ（ファイバーセンサ）
１２，１２’ ファイバーホルダ
１２ａ，１２ａ’ 先端面
１２ｂ，１２ｂ’ 後端面
１２ｃ 長円形の穴
１２ｄ，１２ｅ 穴
１２ｇ’ 係止爪
１３，１４ レンズ（セルフフォーカスレンズ）
１３ａ，１４ａ 先端面
１３ｂ，１４ｂ 後端面
１５ ファイバーセンサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投光用光ファイバーと受光用光ファイバーを使用して液面レベルを光電的に検出するファイバーセンサ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば薬液タンク内の薬液の液面レベルを光電的に検出する液面検出センサ（ファイバーセンサ）として、平行配置した投光用光ファイバーと受光用光ファイバーを、先端部が円錐形状に封鎖・整形されたフッ素樹脂部材からなる保護チューブで被覆し、投光用光ファイバー及び受光用光ファイバーの先端を樹脂ケースに収容保持し、この樹脂ケースを保護チューブの先端部内部に貫通させた状態で熱カシメして固定し、保護チューブの先端部の内面に光学的に連結させた構造のものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この液面検出センサは、円錐形状をなす先端部が円錐形状のプリズム部(以下「円錐プリズム部材」という)をなしており、当該円錐プリズム部材が空気中にあるときには投光用光ファイバーから出射された光が円錐プリズム部材内で反射されて受光用光ファイバーへ入射する。一方、円錐プリズム部材が液中にあるときには投光用光ファイバーから出射された光の大部分が円錐プリズム部材を透過して液中に出射されるために受光用光ファイバーの受光量が大幅に低下する。従って、受光用光ファイバーからの光の量の変化を電気的に検知することにより、検出プローブが空気中に存在するか或いは液中に沈んでいるかを判別して液面のレベルを検出することができる。
【０００４】
上記液面検出センサの製造方法として、例えば従来図６（ａ）〜（ｅ）及び図７（ａ）〜（ｄ））に示すような方法が採用されている。なお、図６及び図７は、重力の作用方向で見て右側が下方を示し、左側が上方を示している。
【０００５】
先ず、図６（ａ）に示すように耐薬品性に優れた例えばフッ素系樹脂部材からなる保護チューブ１の上端開口部から金属棒２を挿入する。次に、保護チューブ１の先端部１ａに検出部材を形成する。図６（ｂ）に示すように検出部材を形成する金型４は、水平に設置されており、上面４ａに例えば円錐形状の凹部４ｂが形成され、開口部４ｃに保護チューブ１の先端部１ａが僅かに挿入可能とされている。
【０００６】
金型４の凹部４ｂ内に耐薬品性に優れた透明なフッ素系樹脂部材５を投入し、図６（ｃ）に示すように金型４を加熱して溶融した円錐形状をなしプリズムの機能を有する検出部材（以下「円錐プリズム部材」という）６を形成し、図６（ｄ）に示すように保護チューブ１の先端部１ａを金型４の開口部４ｃに挿入して溶融した円錐プリズム部材６に押し付け、保護チューブ１の先端部１ａを円錐プリズム部材６の平面部６ａに溶融接合する。そして、所定時間経過した後金型４から取り外し、保護チューブ１から金属棒２を引き抜く。このようにして、図６（ｅ）に示すような先端部１ａに検出部材６が液密に接合された保護チューブ１を形成する。
【０００７】
次に、図７（ａ）に示すように投光用光ファイバー７と受光用光ファイバー８の各先端部を収容固定したファイバーホルダ９を保護チューブ１の上端開口部側から挿入し、図７（ｂ）に示すようにその先端面９ａを円錐プリズム部材６の平面部６ａに当接させる。この状態において投光用光ファイバー７、受光用光ファイバー８の各先端面が円錐プリズム部材６の平面部６ａに当接している。
【０００８】
次いで、図７（ｃ）に示すように円錐プリズム部材６の先端側からフッ素系樹脂部材で形成された抜け止めリング１０を挿入してファイバーホルダ９の後端部を通り抜けた直後の近傍位置で止め、図７（ｄ）に示すように抜け止めリング１０を加熱して熱収縮させ、保護チューブ１を縮径させて熱カシメし、ファイバーホルダ９を保護チューブ１内の当該位置に固定する。このようにして液面検出センサ（ファイバーセンサ）１１が形成されている。
【特許文献１】特開２００２−１３１１１５号公報（３頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記液面検出センサ（ファイバーセンサ）を製造する場合、保護チューブ１の先端部１ａに円錐プリズム部材６を溶融接続する際に保護チューブ１内に金属棒２を着脱する工程と、保護チューブ１内に投光用光ファイバー７と受光用光ファイバー８の先端部を収容固定したファイバーホルダ９を挿入する工程の２つの工程があり、作業に時間が掛かるという問題がある。
【００１０】
また、液面検出センサを使用する装置によっては保護チューブ１を挿入する穴径をできるだけ小さくして保護チューブ１と挿入穴との間の隙間をできる限り少なくして装着することが求められる場合がある。このような仕様においては、図７（ｄ）に示すように抜け止めリング１０を使用した場合少なくとも抜け止めリング１０の外径分だけ穴径を大きくしなければならず、液面検出センサの取付が困難になることがある。
【００１１】
更に、フッ素系樹脂部材からなる抜け止めリング１０により熱カシメして保護チューブ１を縮径させてファイバーホルダ９を保護チューブ１内に固定するため、経年変化等により熱カシメが緩んでくると、ファイバーホルダ９が保護チューブ１内でガタ付いたり、場合によってはファイバーホルダ９が保護チューブ１から抜け出したりするおそれがある。
【００１２】
そして、ファイバーホルダ９が保護チューブ１内でガタ付いた場合には投光用光ファイバー７、受光用光ファイバー８の先端面と円錐プリズム部材６の平面部６ａとの光結合が変化して検出誤差や検出不良等の性能劣化の要因となる。また、ファイバーホルダ９が保護チューブ１から抜け出した場合には検出不能となる。
【００１３】
なお、前記特許文献１の図２にも保護チューブの樹脂ケースの後端部近傍を熱カシメして保護チューブを収縮させ、当該樹脂ケースを保護チューブ内に固定する方法が記載されているが、この場合も上述と同様の不具合を発生するおそれがある。熱カシメにより保護チューブ内にファイバーホルダを固定する方法については従来から種々提案されているが、何れの場合においても上述したように熱カシメ部の緩みを生じるおそれがある。
【００１４】
本発明の目的は、先端に検出部が形成された保護チューブの先端部の内部に投光用光ファイバーと受光用光ファイバーの先端部を収容固定するファイバーホルダを確実に固定するようにしたファイバーセンサ及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した課題を解決するために、本発明に係るファイバーセンサは、
フッ素系樹脂部材からなり内部に投光用光ファイバーと受光用光ファイバーを挿通させて収容する保護チューブと、
前記保護チューブの耐熱温度よりも高い耐熱温度を有する耐熱部材からなり、前記各光ファイバーの一側端部を収容して固定し、かつ外周面の少なくとも一部に前記保護チューブの内径よりも大きい外径の圧入部が形成され、前記保護チューブの一側開口端部に圧入されるファイバーホルダと、
フッ素系樹脂部材からなり前記保護チューブの一側開口端部に液密状態に接合され、前記投光用光ファイバーから投光された光を前記受光用光ファイバーに導く光路を形成する検出部材とを備えたことを特徴としている。
【００１６】
投光用光ファイバーと受光用光ファイバーの各一側端部をファイバーホルダに収容固定し、投光用光ファイバーと受光用光ファイバーの各他側端部を保護チューブの一側開口端部から挿入し、ファイバーホルダを保護チューブの一側開口端部の内に圧入する。これにより、投光用光ファイバーと受光用光ファイバーが保護チューブ内に挿通され、かつファイバーホルダが保護チューブの一側開口端部の内部に収容固定される。
【００１７】
そして、保護チューブの一側開口端部に投光用光ファイバーから投光された光を受光用光ファイバーに導く光路を形成するための検出部材を液密状態に接合する。これにより、保護チューブの一側開口端部の内部に検出部材と密着させた状態でファイバーホルダを確実に固定することができる。保護チューブの一側開口端部内にファイバーホルダを圧入することにより、経年変化等により保護チューブ内でファイバーホルダがガタ付いたり、保護チューブから抜け出すことを防止することができる。
【００１８】
この場合、フッ素樹脂系の保護チューブの一側開口端部と検出部材とは溶融接合により液密に接合され、ファイバーホルダの耐熱温度が保護チューブの耐熱温度よりも高いことで、保護チューブと検出部材とを溶融接合する際にファイバーホルダが溶融することが防止される。
【００１９】
また、本発明の請求項２に記載のファイバーセンサの製造方法は、
フッ素系樹脂部材からなり内部に投光用光ファイバーと受光用光ファイバーを挿通させて収容する保護チューブの耐熱温度よりも高い耐熱温度を有し、外周面の少なくとも一部に前記保護チューブの内径よりも大きい外径の圧入部が形成された耐熱部材からなるファイバーホルダに前記各光ファイバーの各一側端部を収容させて固定し、
前記保護チューブの一側開口端部から前記各光ファイバーの他側端部を挿入し、かつ前記ファイバーホルダを前記保護チューブの前記一側開口端部に圧入し、
その後フッ素系樹脂部材からなり前記保護チューブの一側開口端部に前記投光用光ファイバーから投光された光を前記受光用光ファイバーに導く光路を形成する検出部材を液密状態に接合することを特徴としている。
【００２０】
投光用光ファイバーと受光用光ファイバーの各一側端部をファイバーホルダに収容固定し、投光用光ファイバーと受光用光ファイバーの各他側端部を保護チューブの一側開口端から挿入し、ファイバーホルダを保護チューブの一側開口端部内に圧入する。このようにして、投光用光ファイバーと受光用光ファイバーを保護チューブ内に挿通し、かつファイバーホルダを保護チューブの一側開口端部内に収容固定する。次いで、保護チューブの一側開口端部に投光用光ファイバーから投光された光を受光用光ファイバーに導く光路を形成するための検出部材を液密状態に接合する。このようにして、保護チューブの一側開口端部内に検出部材と密着させた状態でファイバーホルダを確実に固定する。これにより、ファイバーホルダが保護チューブ内でガタ付いたり、保護チューブから抜け出すことを確実に防止することができる。
【００２１】
フッ素樹脂系の保護チューブの一側開口端と検出部材とは溶融接合により液密に接合され、ファイバーホルダの耐熱温度が保護チューブの耐熱温度よりも高いことで、保護チューブと検出部材とを溶融接合する際にファイバーホルダが溶融することを防止することができる。
【００２２】
また、保護チューブの一側開口端部と検出部材とを接合する際、少なくとも保護チューブの接合すべき一側端部及びその近傍を溶融している検出部材に垂直に押し付ければ良く、保護チューブの残余の部分が垂れ下がったり曲がったりしても問題はない。従って、製造工程における作業性の向上及び高さ方向の空間部を高くする必要が無くなりスペースの有効利用を図ることが可能となる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によると、保護チューブ内部に投光用光ファイバーと受光用光ファイバーの一側端部を固定するファイバーホルダを確実に固定することができ、経年変化等に起因する保護チューブ内でのファイバーホルダのガタ付や保護チューブからの抜け出しを防止することができ、ファイバーセンサの性能劣化や検出不能等の不具合を防止することができると共に信頼性の向上が図られる。
【００２４】
また、ファイバーホルダを保護チューブの開口端の内部に圧入するだけで良く、構造が簡単であると共に組み付けが容易であり、製造コストの低減が図られる。
【００２５】
また、ファイバーホルダの耐熱温度が保護チューブの耐熱温度よりも高いことで、保護チューブの一側開口端部と検出部材とを溶融接合する際にファイバーホルダが溶融することが防止される。
【００２６】
また、保護チューブの一側開口端部と検出部とを溶融接合する際に少なくとも保護チューブの接合すべき一側開口端部及びその近傍を溶融している検出部材に垂直に押し付ければ良く、保護チューブの残余の部分が垂れ下がったり曲がったりしても問題ないので作業性の向上が図られると共に、製造工程における高さ方向の空間部を高くする必要が無くなりスペースの有効利用を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の一実施形態に係るファイバーセンサ及びその製造方法について図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係るファイバーセンサの製造方法を示す。なお、図６及び図７に示した部材と同一部材には同一の符号を付してある。なお、図１では、重力の作用方向で見て右側が下方を示し、左側が上方を示している。
【００２８】
図１（ａ）に示すように投光用光ファイバー７と受光用光ファイバー８の各先端部がファイバーホルダ１２に収容されて固定されている。このファイバーホルダ１２は、その外径が保護チューブ１の内径よりも僅かに大径に形成されており、保護チューブ１の先端部１ａ内に圧入可能とされている。即ち、ファイバーホルダ１２は、その外径を保護チューブ１の内径よりも大きくすることで外周部に圧入部が形成された場合と同一の作用効果を有する形状とされている。
【００２９】
ファイバーホルダ１２は、図２に示すように後端面１２ｂに軸方向に沿って所定の深さ、例えば全長の略２／３程度の深さに投光用光ファイバー７と受光用光ファイバー８を並べて挿入可能な側方から見て長円形の穴１２ｃが形成されており、先端面１２ａに軸方向に沿って２つの穴１２ｄ，１２ｅが長円形の穴１２ｃの長軸方向に沿って間隔を存して形成され、かつ穴１２ｃに僅かな段差を有して連通されている。このファイバーホルダ１２は、耐熱温度がフッ素系樹脂部材からなる保護チューブ１の耐熱温度よりも高い樹脂部材、例えばポリイミド系樹脂部材により形成されている。
【００３０】
そして、ファイバーホルダ１２の先端面１２ａ側の穴１２ｄ，１２ｅにそれぞれ円筒形状のレンズ（セルフフォーカスレンズ）１３，１４が嵌挿されて固定されている。これらのレンズ１３，１４は、先端面１３ａ，１４ａがファイバーホルダ１２の先端面１２ａと面一とされており、後端面１３ｂ，１４ｂが穴１２ｃとの段差部（連通部）に位置している。
【００３１】
また、ファイバーホルダ１２の後端面１２ｂ側の長円形の穴１２ｃに投光用光ファイバー７と受光用光ファイバー８の先端部（一端部）が並べて挿入され、コア７Ａ，８Ａの先端面７ａ，８ａがそれぞれ対応するレンズ１３，１４の後端面１３ｂ，１４ｂに当接している。そして、投光用光ファイバー７、受光用光ファイバー８の被覆７Ｂ，８Ｂが夫々ファイバーホルダ１２の穴１２ｃの内面に接着剤で接着されて逸脱不能に固定されている。
【００３２】
これらの投光用光ファイバー７，８は、図１（ａ）に示すように各後端部（他端部）が保護チューブ１の先端部（一端側）１ａの開口端から挿入されて当該保護チューブ１の後端部（他端側）から延出されると共に、ファイバーホルダ１２が保護チューブ１の先端部１ａ内に圧入される。ファイバーホルダ１２は、図１（ｂ）に示すようにその先端面１２ａが保護チューブ１の先端部１ａと面一になるまで圧入される。このように、保護チューブ１内に投光用光ファイバー７，８を挿通し、ファイバーホルダ１２を保護チューブ１の先端部１ａに圧入することで、作業性が良くかつ狭い場所でも容易に作業を行うことが可能である。
【００３３】
次に、保護チューブ１の先端部１ａに検出部材を形成する。図１（ｃ）に示すように検出部材を形成する金型４は、水平に設置されており、上面４ａの所定位置に円錐形状の凹部４ｂが形成されている。凹部４ｂの開口部４ｃ’は、ファイバーホルダ１２が圧入されて外径が僅かに拡径した保護チューブ１の先端部１ａが所定の長さ（数ミリメートル程度）にかつ僅かな隙間を存して入出可能に嵌挿される穴径とされている。
【００３４】
そして、金型４の凹部４ｂ内に耐薬品性に優れかつ透明なフッ素系樹脂部材５を投入して金型４を加熱して溶融し、図１（ｄ）に示すように円錐形状をなしプリズムの機能を有する検出部材（以下「円錐プリズム部材」という）６を形成する。
【００３５】
次いで、図１（ｅ）に示すように保護チューブ１の先端部１ａを金型４の開口部４ｃ’内に垂直に挿入して溶融した円錐プリズム部材６に押し付け、保護チューブ１の先端部１ａを円錐プリズム部材６の平面部（後面）６ａの周縁部に溶融接合する。
【００３６】
前述したようにフッ素系樹脂部材で形成された保護チューブ１の先端部１ａと円錐プリズム部材６は通常の接着材では接着することができないため、円錐プリズム部材６を形成するフッ素系樹脂部材５を金型４の円錐形状の凹部４ｂに投入して溶融させた状態にして保護チューブ１の先端部１ａを押し付けて液密に溶融接合する。従って、金型４を水平に設置し、上方から垂直に保護チューブ１の先端部１ａを押し付けることが必要である。
【００３７】
このとき、少なくとも保護チューブ１の先端部１ａとファイバーホルダ１２が圧入されている先端部近傍を金型４の上面４ａに対して垂直に保持して金型４の凹部４ｂの開口部４ｃ’に挿入すれば良く、保護チューブ１を全長に亘り垂直に保持する必要はない。従って、保護チューブ１や当該保護チューブ１内に挿通されている投光用光ファイバー７，８の残余の部分が垂れ下がったり或いは曲がったりしても問題はない。これにより、製造工程における作業性の向上及び高さ方向の空間部を高くする必要が無くなりスペースの有効利用を図ることが可能となる。
【００３８】
また、ファイバーホルダ１２の耐熱温度が保護チューブ１の耐熱温度よりも高いことで、保護チューブ１の先端部１ａと円錐プリズム部材６の平面部６ａの周縁部とを溶融接合する際にファイバーホルダ１２が溶融することを防止することができる。
【００３９】
図３に示すように金型４の凹部４ｂ及び開口部４ｃ’内には円錐プリズム部材６が溶融されており、保護チューブ１の先端部１ａ及びファイバーホルダ１２の先端面１２ａを開口部４ｃ’に挿入して円錐プリズム部材６の平面部６ａに押し付けることにより、円錐プリズム部材６の平面部６ａがファイバーホルダ９の先端面９ａ及び各レンズ１３，１４の先端面１３ａ，１４ａに良好に密着する。また、溶融した円錐プリズム部材６の残余の分が保護チューブ１の外周面と型４の開口部４ｃ’との間の僅かな隙間から矢印で示すようにオーバーフローして、当該保護チューブ１の外周面に付着するが後に除去される。
【００４０】
従って、ファイバーホルダ１２にレンズ１３，１４を組み付ける際にこれらレンズ１３，１４の先端面１３ａ，１４ａがファイバーホルダ１２の先端面１２ａから僅かに凹んでいるような場合、或いは保護チューブ１の先端部１ａにファイバーホルダ１２を圧入して組み付ける際に当該ファイバーホルダ１２の先端面１２ａが保護チューブ１の先端部１ａと面一にならずに僅かに凹んでいるような場合でも、円錐プリズム部材６の平面部６ａにファイバーホルダ１２の先端面１２ａ、レンズ１３，１４の先端面１３ａ，１４ａを密着させることができる。これにより、円錐プリズム部材６とレンズ１３，１４を良好に光結合することができる。
【００４１】
次に、図１（ｅ）に示すように金型４を冷却して円錐プリズム部材６及び当該円錐プリズム部材６と保護チューブ１との溶融接続部を冷却した後、図１（ｆ）に示すように金型４から保護チューブ１と円錐プリズム部材６を引き抜く。そして、保護チューブ１の外周面に付着した前記円錐プリズム部材６の残余の樹脂部材が削り取られる。
【００４２】
このようにして、保護チューブ１内に投光用光ファイバー７、受光用光ファイバー８が挿通され、先端部１ａ内に投光用光ファイバー７と受光用光ファイバー８の先端部を収容固定したファイバーホルダ１２が圧入収容され、保護チューブ１の先端部１ａに円錐プリズム部材６が液密に溶融接続されたファイバーセンサ１５が形成される。
【００４３】
ファイバーホルダ１２は、保護チューブ１の先端部１ａに圧入され、かつ先端面１２ａが円錐プリズム部材６の平面部６ａに密着して固定されているために保護チューブ１の経年変化等に起因にして当該保護チューブ１内でガタ付いたり保護チューブ１から抜け出すことが確実に防止される。
【００４４】
続いて、上述の工程で製造されたファイバーセンサ１５の作用について説明する。
【００４５】
図４は、上述したファイバーセンサ１５を軸線方向に沿って切断した断面図である。なお、図４においてレンズ１３，１４及び円錐プリズム部材６は、光路を分かりやすくするためにハッチングを省いて描いてある。ファイバーセンサ１５の先端の円錐プリズム部材６が空気中にあるときには投光用光ファイバー７から出射された光がレンズ１３により収束されて円錐プリズム部材６に入射され、その光路が当該円錐プリズム部材６内で１点鎖線で示すように反射されてレンズ１４に入射され、当該レンズ１４により収束されて受光用光ファイバー８に入射する。
【００４６】
一方、円錐プリズム部材６が液中にあるときには投光用光ファイバー７からレンズ１３を通して出射された光の大部分が実線で示すように円錐プリズム部材６を透過して液中に出射されるために受光用光ファイバー８の受光量が大幅に低下する。従って、受光用光ファイバー８からの光の量の変化を電気的に検知することにより、ファイバーセンサ１５の先端部即ち円錐プリズム部材６が空気中に存在するか或いは液中に沈んでいるかを判別して液面のレベルを検出することができる。
【００４７】
続いて、本発明に係るファイバーセンサを構成するファイバーホルダの変形例について説明する。この変形例にかかるファイバーホルダ１２’は、図５に示すように、その外径が保護チューブ１の内径と略同径とされて嵌挿可能とされており、外周面の所定位置に周方向沿って圧入部としての係止爪１２ｇ’が全周に亘り形成されている。係止爪１２ｇ’は、ファイバーホルダ１２’の先端面１２ａ’側から後端面１２ｂ’側に向かって略テーパ状をなして拡径されて立ち上がり、後端面が外周面に対して略垂直に立ち下がる鋸歯状をなし、かつ外径が保護チューブ１の内径よりも僅かに大径とされている。そして、図１（ａ），（ｂ）の場合と同様にして保護チューブ１の先端部１ａ内にファイバーホルダ１２’を圧入し、図１（ｃ）〜図１（ｆ）に示す製造方法と同様にしてファイバーセンサを製造する。
【００４８】
係止爪１２ｇ’は、ファイバーホルダ１２’の先端面１２ａ’側から後端面１２ｂ’側に向かってテーパ状をなして拡径されて立ち上がり、かつ後端面が外周面に対して垂直に立ち下がる略鋸歯状をなし、かつ外径が保護チューブ１の内径よりも僅かに大径に形成されていることで、当該保護チューブ１の先端部１ａ内に圧入された後係止爪１２ｇ’により係止されて当該先端部１ａから保護チューブ１内に奥深く入り込むことが防止される。
【００４９】
なお、係止爪１２ｇ’は、外周面に周方向に沿って全周に亘り形成する必要はなく、少なくとも一部例えば間隔を存して複数形成するようにしても良い。即ち、ファイバーホルダは、図１に示したようにその外径を保護チューブ１の内径よりも僅かに大径としても良く、或いは図５に示したように外周面の少なくとも一部に保護チューブ１の内径よりも大きい外径をなす圧入部（係止爪）を形成し、保護チューブ１の先端部１ａ内に圧入するように形成すれば良い。
【００５０】
なお、上記実施形態においては検出部材の形状を円錐形状としたがこれに限るものではなく、他の形状例えば平板状とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係るファイバーセンサの製造方法の説明図である。
【図２】図１に示したファイバーセンサのファイバーホルダと投光用光ファイバー及び受光用光ファイバーの断面図である。
【図３】図１（ｅ）に示した製造工程におけるファイバーホルダと円錐プリズム部材との溶融接続の拡大断面図である。
【図４】図１に示した製造方法により製造した本発明に係るファイバーセンサの作用を説明する断面図である。
【図５】図１（ａ）及び図２に示したファイバーホルダの変形例を示す断面図である。
【図６】従来の液面検出センサ（ファイバーセンサ）に使用する保護チューブの先端部に円錐プリズム部材を溶融接合する製造方法の説明図である。
【図７】図６に示した製造方法で製造した先端部に円錐プリズム部材を有する保護チューブ内に投光用光ファイバーと受光用光ファイバーの一端部を収容固定したファイバーホルダ及び投光用光ファイバーと受光用光ファイバーを収容固定して液面検出センサを製造する方法の説明図である。
【符号の説明】
【００５２】
１ 保護チューブ
１ａ 先端部
２ 金属棒
２ａ 先端面
４ 金型
４ａ 上面
４ｂ 円錐形状の凹部
４ｃ，４ｃ’ 凹部４ｂの開口部
５ フッ素系樹脂部材
６ 円錐プリズム部材（検出部材）
６ａ 平面部
７ 投光用光ファイバー
７Ａ コア
７Ｂ 被覆
７ａ コア７Ａの先端面
８ 受光用光ファイバー
８Ａ コア
８Ｂ 被覆
８ａ コア８Ａの先端面
９ ファイバーホルダ
９ａ 先端面
１０ 抜け止めリング
１１ 液面検出センサ（ファイバーセンサ）
１２，１２’ ファイバーホルダ
１２ａ，１２ａ’ 先端面
１２ｂ，１２ｂ’ 後端面
１２ｃ 長円形の穴
１２ｄ，１２ｅ 穴
１２ｇ’ 係止爪
１３，１４ レンズ（セルフフォーカスレンズ）
１３ａ，１４ａ 先端面
１３ｂ，１４ｂ 後端面
１５ ファイバーセンサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フッ素系樹脂部材からなり内部に投光用光ファイバーと受光用光ファイバーを挿通させて収容する保護チューブと、
前記保護チューブの耐熱温度よりも高い耐熱温度を有する耐熱部材からなり、前記各光ファイバーの一側端部を収容して固定し、かつ外周面の少なくとも一部に前記保護チューブの内径よりも大きい外径の圧入部が形成され、前記保護チューブの一側開口端部に圧入されるファイバーホルダと、
フッ素系樹脂部材からなり前記保護チューブの一側開口端部に液密状態に接合され、前記投光用光ファイバーから投光された光を前記受光用光ファイバーに導く光路を形成する検出部材とを備えたことを特徴とするファイバーセンサ。
【請求項２】
フッ素系樹脂部材からなり内部に投光用光ファイバーと受光用光ファイバーを挿通させて収容する保護チューブの耐熱温度よりも高い耐熱温度を有し、外周面の少なくとも一部に前記保護チューブの内径よりも大きい外径の圧入部が形成された耐熱部材からなるファイバーホルダに前記各光ファイバーの各一側端部を収容させて固定し、
前記保護チューブの一側開口端部から前記各光ファイバーの他側端部を挿入し、かつ前記ファイバーホルダを前記保護チューブの前記一側開口端部に圧入し、
その後フッ素系樹脂部材からなり前記保護チューブの一側開口端部に前記投光用光ファイバーから投光された光を前記受光用光ファイバーに導く光路を形成する検出部材を液密状態に接合することを特徴とするファイバーセンサの製造方法。
【請求項１】
フッ素系樹脂部材からなり内部に投光用光ファイバーと受光用光ファイバーを挿通させて収容する保護チューブと、
前記保護チューブの耐熱温度よりも高い耐熱温度を有する耐熱部材からなり、前記各光ファイバーの一側端部を収容して固定し、かつ外周面の少なくとも一部に前記保護チューブの内径よりも大きい外径の圧入部が形成され、前記保護チューブの一側開口端部に圧入されるファイバーホルダと、
フッ素系樹脂部材からなり前記保護チューブの一側開口端部に液密状態に接合され、前記投光用光ファイバーから投光された光を前記受光用光ファイバーに導く光路を形成する検出部材とを備えたことを特徴とするファイバーセンサ。
【請求項２】
フッ素系樹脂部材からなり内部に投光用光ファイバーと受光用光ファイバーを挿通させて収容する保護チューブの耐熱温度よりも高い耐熱温度を有し、外周面の少なくとも一部に前記保護チューブの内径よりも大きい外径の圧入部が形成された耐熱部材からなるファイバーホルダに前記各光ファイバーの各一側端部を収容させて固定し、
前記保護チューブの一側開口端部から前記各光ファイバーの他側端部を挿入し、かつ前記ファイバーホルダを前記保護チューブの前記一側開口端部に圧入し、
その後フッ素系樹脂部材からなり前記保護チューブの一側開口端部に前記投光用光ファイバーから投光された光を前記受光用光ファイバーに導く光路を形成する検出部材を液密状態に接合することを特徴とするファイバーセンサの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−１５１６７１（Ｐ２００８−１５１６７１Ａ）
【公開日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３４０６０１（Ｐ２００６−３４０６０１）
【出願日】平成１８年１２月１８日（２００６．１２．１８）
【出願人】（０００００６６６６）株式会社山武 (1,808)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月１８日（２００６．１２．１８）
【出願人】（０００００６６６６）株式会社山武 (1,808)
【Ｆターム（参考）】
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