特開 2024-168061 ツールチェンジャー及び光学式測定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024168061

(43)【公開日】2024-12-05

(54)【発明の名称】ツールチェンジャー及び光学式測定装置

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/24 20060101AFI20241128BHJP

   G02B 6/38 20060101ALI20241128BHJP

【ＦＩ】

G01B11/24 B

G02B6/38

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023084454

(22)【出願日】2023-05-23

(71)【出願人】

【識別番号】000240477

【氏名又は名称】Ｏｒｂｒａｙ株式会社

(72)【発明者】

【氏名】溝江 健一

(72)【発明者】

【氏名】山崎 大志

【テーマコード（参考）】

2F065

2H036

【Ｆターム（参考）】

2F065AA27

2F065BB08

2F065FF41

2F065LL02

2F065PP22

2F065PP25

2F065UU03

2H036QA03

2H036QA14

2H036QA43

2H036QA44

(57)【要約】

【課題】作業者の負担を抑えて光学測定ツールを交換することができるツールチェンジャーと、そのようなツールチェンジャーを備えた光学式測定装置と、を提供する。
【解決手段】ツールチェンジャー１ａが、複数種類の光学測定ツール１１１と一対一に対応するように複数設けられたツールユニット１１と、複数のツールユニット１１から変更可能に選択される一のツールユニット１１を測定対象まで運ぶ運搬機構１ｂに取り付けられてツールユニット１１を着脱可能に保持するマスターユニット１２と、を備える。ツールユニット１１にはツール側光コネクタが設けられ、マスターユニット１２には、当該マスターユニット１２がツールユニット１１を保持することで、当該ツールユニット１１のツール側光コネクタと着脱可能に接続するマスター側光コネクタが設けられている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光学測定ツールが固定され、所定の制御装置と前記光学測定ツールとの間における通信をツール側で中継するユニットであって、複数種類の前記光学測定ツールと一対一に対応するように複数設けられたツールユニットと、
複数の前記ツールユニットから変更可能に選択される一の前記ツールユニットを着脱可能に保持するとともに、前記通信を前記制御装置側で中継するマスターユニットと、を備え、
前記ツールユニットには、前記光学測定ツールから延びる前記通信のための光ファイバーの端部に接続されたツール側光コネクタが設けられ、
前記マスターユニットには、前記制御装置から延びる前記通信のための光ファイバーの端部に接続されるとともに、前記マスターユニットが前記ツールユニットを保持することで、当該ツールユニットの前記ツール側光コネクタと着脱可能に接続するマスター側光コネクタが設けられていることを特徴とするツールチェンジャー。

【請求項2】

前記ツール側光コネクタ及び前記マスター側光コネクタそれぞれが、光ファイバーの端部を保持する棒状のフェルールを備え、
前記ツール側光コネクタ及び前記マスター側光コネクタのうちの一方のコネクタが、前記フェルールの先端部を内側に収める筒状のスリーブを備え、
前記ツール側光コネクタと前記マスター側光コネクタとの接続時には、前記一方のコネクタにおける前記スリーブが他方のコネクタにおける前記フェルールの先端部を内側に受入れるとともに、前記一方のコネクタにおける前記フェルールの先端部に接触させることを特徴とする請求項１に記載のツールチェンジャー。

【請求項3】

前記ツール側光コネクタ及び前記マスター側光コネクタそれぞれが、前記フェルールを相手方コネクタに向かって付勢するバネを備えていることを特徴とする請求項２に記載のツールチェンジャー。

【請求項4】

前記ツールユニットを測定対象まで運ぶ運搬機構を備え、前記マスターユニットは、前記運搬機構に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のツールチェンジャー。

【請求項5】

前記マスターユニットは、前記ツールユニットに連結するマスター側連結部と前記運搬機構との間に介在し、前記ツール側光コネクタに対する前記マスター側光コネクタの接続方向との直交面の面内方向について移動可能となるように前記マスター側連結部を前記運搬機構に連結するフローティング連結機構を備えていることを特徴とする請求項４に記載のツールチェンジャー。

【請求項6】

請求項１～５のうち何れか一項に記載のツールチェンジャーと、
前記制御装置と、を備え、
前記制御装置が、複数の前記ツールユニットから前記測定対象に対応する一の前記ツールユニットに固定された前記光学測定ツールによって、前記測定対象に対する光学測定を行わせることを特徴とする光学式測定装置。

【請求項7】

前記運搬機構を備え、
前記制御装置が、複数の前記ツールユニットから前記測定対象に対応する一の前記ツールユニットを前記マスターユニットに保持させて前記運搬機構に当該ツールユニットを前記測定対象まで運ばせるとともに、当該測定対象に対する光学測定を前記光学測定ツールに行わせることを特徴とする請求項６に記載の光学式測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光学式測定装置に用いるツールチェンジャーと、そのようなツールチェンジャーを備えた光学式測定装置と、に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、例えば自動車用エンジンのシリンダにおける筒状の穴等を測定対象として穴径の測定等といった光学測定を行う光学式測定装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この光学式測定装置では、光学測定が、測定対象における穴径等といった種類に対応した光学測定ツールを用いて行われる。そして、測定対象が別種のものに変更される場合には、光学測定ツールが、変更後の測定対象の種類に対応したものと交換されて光学測定が行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６２３２５５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、上記の光学測定装置では、光学測定ツールの交換が作業者の手作業によって行われる。このような手作業によるツール交換は、工数が掛かる上に、交換作業にある程度の習熟度を必要とすることから作業者にとって負担となりがちである。

【0005】

従って、本発明は、上記のような事情に着目し、作業者の負担を抑えて光学測定ツールを交換することができるツールチェンジャーと、そのようなツールチェンジャーを備えた光学式測定装置と、を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、ツールチェンジャーは、光学測定ツールが固定され、所定の制御装置と前記光学測定ツールとの間における通信をツール側で中継するユニットであって、複数種類の前記光学測定ツールと一対一に対応するように複数設けられたツールユニットと、複数の前記ツールユニットから変更可能に選択される一の前記ツールユニットを着脱可能に保持するとともに、前記通信を前記制御装置側で中継するマスターユニットと、を備え、前記ツールユニットには、前記光学測定ツールから延びる前記通信のための光ファイバーの端部に接続されたツール側光コネクタが設けられ、前記マスターユニットには、前記制御装置から延びる前記通信のための光ファイバーの端部に接続されるとともに、前記マスターユニットが前記ツールユニットを保持することで、当該ツールユニットの前記ツール側光コネクタと着脱可能に接続するマスター側光コネクタが設けられていることを特徴とする。

【0007】

上記のツールチェンジャーによれば、マスターユニットに保持されるツールユニットを手動又は自動で脱着することで光学測定ツールを交換することができる。このとき、ツールユニットにツール側光コネクタが設けられ、マスターユニットには、ツールユニットの保持によりツール側光コネクタに接続するマスター側光コネクタが設けられている。この構成によれば、光ファイバーのコネクタ接続を作業者が完全な手作業で行いつつ光学測定ツールを交換することに比べて工数が少なくて済み、また、作業に要求される習熟度も低減される。このように、上記のツールチェンジャーによれば、作業者の負担を抑えて光学測定ツールを交換することができる。

【0008】

ここで、前記ツール側光コネクタ及び前記マスター側光コネクタそれぞれが、光ファイバーの端部を保持する棒状のフェルールを備え、前記ツール側光コネクタ及び前記マスター側光コネクタのうちの一方のコネクタが、前記フェルールの先端部を内側に収める筒状のスリーブを備え、前記ツール側光コネクタと前記マスター側光コネクタとの接続時には、前記一方のコネクタにおける前記スリーブが他方のコネクタにおける前記フェルールの先端部を内側に受入れるとともに、前記一方のコネクタにおける前記フェルールの先端部に接触させることが好適である。

【0009】

この構成によれば、ツール側光コネクタとマスター側光コネクタとの接続が、スリーブの内部におけるフェルールの先端部どうしの接触によって行われる。即ち、フェルールの先端部どうしがスリーブによって案内されて接触するので、光ファイバーのコネクタ接続を高精度に位置決めされた状態で行うことができる。

【0010】

また、前記ツール側光コネクタ及び前記マスター側光コネクタそれぞれが、前記フェルールを相手方コネクタに向かって付勢するバネを備えていることが好適である。

【0011】

この構成によれば、フェルールの先端部どうしの接触が、バネ付勢によって密着度の高い状態で行われるので、低損失及び低反射で光ファイバーのコネクタ接続を行うことができる。

【0012】

また、前記ツールユニットを測定対象まで運ぶ運搬機構を備え、前記マスターユニットは、前記運搬機構に取り付けられていることが好適である。

【0013】

この構成によれば、ツールユニットを測定対象まで容易に移動することができるので、作業者の負担を更に抑えることができる。

【0014】

また、前記マスターユニットは、前記ツールユニットに連結するマスター側連結部と前記運搬機構との間に介在し、前記ツール側光コネクタに対する前記マスター側光コネクタの接続方向との直交面の面内方向について移動可能となるように前記マスター側連結部を前記運搬機構に連結するフローティング連結機構を備えていることが好適である。

【0015】

この構成によれば、フローティング連結機構を介し、マスター側光コネクタが、ツール側光コネクタに対して、コネクタ接続方向との直交面の面内方向について移動可能となる。これにより、マスター側光コネクタをツール側光コネクタに対して上記の面内方向について精密に位置合わせしながら接続させることができるので、光ファイバーのコネクタ接続における位置決め精度を向上させることができる。

【0016】

また、上記課題を解決するために、光学式測定装置は、上述のツールチェンジャーと、前記制御装置と、を備え、前記制御装置が、複数の前記ツールユニットから前記測定対象に対応する一の前記ツールユニットに固定された前記光学測定ツールによって、前記測定対象に対する光学測定を行わせることを特徴とする。

【0017】

上記の光学式測定装置によれば、上述のツールチェンジャーを備えていることから作業者の負担を抑えて光学測定ツールを交換することができる。そして、測定対象に対応するツールユニットのマスターユニットによる保持や、光学測定ツールによる光学測定が、制御装置による制御の下で行われるので、作業者の負担を更に抑えることができる。

【0018】

また、光学式測定装置は、前記運搬機構を備え、前記制御装置が、複数の前記ツールユニットから前記測定対象に対応する一の前記ツールユニットを前記マスターユニットに保持させて前記運搬機構に当該ツールユニットを前記測定対象まで運ばせるとともに、当該測定対象に対する光学測定を前記光学測定ツールに行わせることが好適である。

【0019】

この構成によれば、運搬機構による測定対象までの運搬も、制御装置による制御の下で行われるので、作業者の負担を更に抑えることができる。

【発明の効果】

【0020】

上記のツールチェンジャー及び光学式測定装置によれば、作業者の負担を抑えて光学測定ツールを交換することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】一実施形態にかかる光学式測定装置を示す図である。

【図2】図１に示されているツールチェンジャーが備えるツールユニットを示す三面図である。

【図3】図１に示されているツールチェンジャーが備えるマスターユニットを示す三面図である。

【図4】図２及び図３に示されているツール側光コネクタ及びマスター側光コネクタの各断面図を拡大して示した図である。

【図5】図４に示されているツール側光コネクタ及びマスター側光コネクタの分解断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、ツールチェンジャー及び光学式測定装置の一実施形態について説明する。

【0023】

図１は、一実施形態にかかる光学式測定装置を示す図である。

【0024】

この図１に示されている光学式測定装置１は、各種製品Ｗ１における筒状の穴等を測定対象Ｗ１１として穴径の測定等といった光学測定を行う装置であり、ツールチェンジャー１ａと、運搬機構１ｂと、制御装置１ｃと、を備えている。

【0025】

ツールチェンジャー１ａは、想定される測定対象Ｗ１１の種類が互いに異なる複数種類の光学測定ツール１１１の中から測定対象Ｗ１１に対応する一の光学測定ツール１１１を選択して光学測定に供する装置である。本実施形態では、光学測定ツール１１１が棒状のツールとなっている。そして、測定可能な穴径が互いに異なるように、互いに太さが異なる複数種類（図１の図示例では３種類）の光学測定ツール１１１が用意されている。このような光学測定ツール１１１を交換可能なツールチェンジャー１ａは、ツールユニット１１と、マスターユニット１２と、を備えている。このツールチェンジャー１ａについては、後で別図も参照しながら詳細に説明する。

【0026】

運搬機構１ｂは、光学測定ツール１１１の交換時におけるマスターユニット１２の運搬や、光学測定を行う際のツールチェンジャー１ａを介した光学測定ツール１１１の運搬を行う機構である。本実施形態では、運搬機構１ｂは、先端にマスターユニット１２が固定された多関節ロボットアームとなっている。

【0027】

制御装置１ｃは、ツールチェンジャー１ａ及び運搬機構１ｂを制御する装置である。この制御装置１ｃは、まず、ツールチェンジャー１ａ及び運搬機構１ｂを制御して、測定対象Ｗ１に対応する一の光学測定ツール１１１を光学測定に供させる。そして、制御装置１ｃは、光学測定ツール１１１を制御して、測定対象Ｗ１に対する光学測定を行わせる。

【0028】

以上で、本実施形態の光学式測定装置１についての概要説明を終了し、次に、この光学式測定装置１が備えるツールチェンジャー１ａについて説明を行う。

【0029】

図２は、図１に示されているツールチェンジャーが備えるツールユニットを示す三面図であり、図３は、図１に示されているツールチェンジャーが備えるマスターユニットを示す三面図である。ここで、図２では、ツールユニット１１の側面図が、このツールユニット１１に設けられるツール側光コネクタ１１５の断面図が重ねられた状態で示されている。また、図３では、マスターユニット１２の側面図が、このマスターユニット１２に設けられるマスター側光コネクタ１２５の断面図が重ねられた状態で示されている。尚、図３には、マスターユニット１２が、図１とは左右反転した状態で示されている。

【0030】

ツールユニット１１は、光学測定ツール１１１が固定され、制御装置１ｃと光学測定ツール１１１との間における通信をツール側で中継するユニットである。このツールユニット１１は、上述の複数種類の光学測定ツール１１１と一対一に対応するように複数設けられている。各ツールユニット１１は、光学測定ツール１１１と、ツール側連結部１１２と、ツール側コネクタ保持部１１３と、ツール側電気コネクタ１１４と、ツール側光コネクタ１１５と、を備えている。

【0031】

光学測定ツール１１１は、測定対象Ｗ１１の穴径に対応した太さを有する棒状のツールであり、測定対象Ｗ１１の穴に差し入れられて穴径等について光学測定を行う。

【0032】

ツール側連結部１１２は、マスターユニット１２を向いた一面側にマスターユニット１２が連結される円板状のツール側台座１１２ａが設けられている。このツール側台座１１２ａの中央には、マスターユニット１２が連結するための円形窪み状の連結受け部１１２ｂが設けられている。更に、ツール側台座１１２ａでは、長方形板状のツール側連結部１１２の短辺方向について連結受け部１１２ｂを挟む位置に、マスターユニット１２との連結をガイドするための一対の連結ガイド孔１１２ｃが設けられている。そして、ツール側連結部１１２におけるツール側台座１１２ａと反対側に光学測定ツール１１１が固定されている。

【0033】

ツール側コネクタ保持部１１３は、ツール側連結部１１２から、円板状のツール側台座１１２ａの径方向へと延出した部位である。ツール側コネクタ保持部１１３には、２つのツール側電気コネクタ１１４と１つのツール側光コネクタ１１５が取り付けられる。ツール側コネクタ保持部１１３の中央には矩形ブロック状のツール側光コネクタ台座１１３ａが設けられている。このツール側光コネクタ台座１１３ａの中央であって、ツール側連結部１１２の連結受け部１１２ｂ及び一対の連結ガイド孔１１２ｃと横並びとなる位置に、厚み方向に貫通するように１つのツール側光コネクタ１１５が取り付けられる。そして、ツール側コネクタ保持部１１３において、連結受け部１１２ｂ、連結ガイド孔１１２ｃ、及びツール側光コネクタ１１５の配列方向に対する直交方向にツール側光コネクタ台座１１３ａを挟むように２つのツール側電気コネクタ１１４が取り付けられる。また、ツール側光コネクタ台座１１３ａには、上記の配列方向について、ツール側光コネクタ１１５を挟む位置に各コネクタ接続をガイドするための一対の接続ガイド孔１１３ｂが設けられている。

【0034】

ツール側電気コネクタ１１４は、ツールユニット１１がマスターユニット１２に保持されるとマスター側電気コネクタ１２４に接続されるとともに、電気ケーブルを介して光学測定ツール１１１に接続される。ツール側電気コネクタ１１４においてマスターユニット１２を向いた側がマスター側電気コネクタ１２４との接続部となっており、ツール側光コネクタ台座１１３ａとの反対側が光学測定ツール１１１からの電気ケーブルとの接続部となっている。

【0035】

ツール側光コネクタ１１５は、光学測定ツール１１１から延びる通信のための光ファイバーの端部に接続された光コネクタである。ツール側光コネクタ１１５においてマスターユニット１２を向いた側がマスター側光コネクタ１２５との接続部となっている。そして、ツール側コネクタ保持部１１３におけるマスターユニット１２とは反対側から、ツール側光コネクタ１１５に接続された光ファイバーが光学測定ツール１１１へと延出している。

【0036】

マスターユニット１２は、複数のツールユニット１１から変更可能に選択される一のツールユニット１１を着脱可能に保持するとともに、制御装置１ｃとの通信を制御装置１ｃ側で中継するユニットである。マスターユニット１２は、上記の運搬機構１ｂに取り付けられる。マスターユニット１２は、マスター側連結部１２１と、フローティング連結機構１２２と、マスター側コネクタ保持部１２３と、マスター側電気コネクタ１２４と、マスター側光コネクタ１２５と、を備えている。

【0037】

マスター側連結部１２１は、ツールユニット１１におけるツール側連結部１１２と連結する円柱状のマスター側連結機構１２１ａと、フローティング連結機構１２２が設けられるマスター側連結台座１２１ｂと、を備えている。マスター側連結機構１２１ａの中央部からはツールユニット１１に向かって連結凸部１２１ｃが突出している。この連結凸部１２２ｃがツール側連結部１１２における連結受け部１１２ｂに嵌入して所定のロック機構を介してロックされることでマスター側連結部１２１がツール側連結部１１２に連結する。また、このマスター側連結部１２１には、連結凸部１２１ｃを径方向に挟むように一対の連結ガイドピン１２１ｄが設けられており、ツールユニット１１との連結時には、連結ガイドピン１２１ｄが、ツール側台座１１２ａの連結ガイド孔１１２ｃに嵌入する。

【0038】

フローティング連結機構１２２は、マスター側連結部１２１と運搬機構１ｂとの間に介在して配置される円板状の部位である。このフローティング連結機構１２２は、ツール側光コネクタ１１５に対するマスター側光コネクタ１２５の接続方向Ｄ１１との直交面の面内方向Ｄ１２について移動可能となるようにマスター側連結部１２１を運搬機構１ｂに連結する。このフローティング連結機構１２２は、ツールユニット１１との連結時には、連結凸部１２１ｃ及び各ガイドピンがツールユニット１１における連結受け部１１２ｂ及び各ガイド孔に嵌入した状態で、連結凸部１２１ｃとともにロック機構によってロックされる。

【0039】

マスター側コネクタ保持部１２３は、マスター側連結部１２１から、円柱状のマスター側台座１２１ａの径方向へと延出した部位である。マスター側コネクタ保持部１２３には、２つのマスター側電気コネクタ１２４と１つのマスター側光コネクタ１２５が取り付けられる。マスター側コネクタ保持部１２３の中央には、マスター側連結部１２１の連結凸部１２１ｃ及び一対の連結ガイドピン１２１ｄと横並びとなる位置に、厚み方向に貫通するように１つのマスター側光コネクタ１２５が取り付けられる。そして、マスター側コネクタ保持部１２３において、連結凸部１２１ｃ、連結ガイドピン１２１ｄ、及びマスター側光コネクタ１２５の配列方向に対する直交方向にマスター側コネクタ保持部１２３を挟むように２つのマスター側電気コネクタ１２４が取り付けられる。また、マスター側コネクタ保持部１２３には、上記の配列方向について、マスター側光コネクタ１２５を挟む位置に各コネクタ接続をガイドするための一対の接続ガイドピン１２３ａが設けられている。

【0040】

マスター側電気コネクタ１２４は、ツールユニット１１がマスターユニット１２に保持されるとツール側電気コネクタ１１４に接続されるとともに、電気ケーブルを介して制御装置１ｃに接続される。マスター側電気コネクタ１２４においてツールユニット１１を向いた側がツール側電気コネクタ１１４との接続部となっており、マスター側コネクタ保持部１２３との反対側が制御装置１ｃからの電気ケーブルとの接続部となっている。

【0041】

マスター側光コネクタ１２５は、制御装置１ｃから延びる通信のための光ファイバーの端部に接続された光コネクタである。マスター側光コネクタ１２５においてツールユニット１１を向いた側がツール側光コネクタ１１５との接続部となっている。そして、マスター側コネクタ保持部１２３におけるツールユニット１１とは反対側から、マスター側光コネクタ１２５に接続された光ファイバーが制御装置１ｃへと延出している。

【0042】

次に、図２及び図３に示されているツール側光コネクタ１１５及びマスター側光コネクタ１２５について説明する。

【0043】

図４は、図２及び図３に示されているツール側光コネクタ及びマスター側光コネクタの各断面図を拡大して示した図であり、図５は、図４に示されているツール側光コネクタ及びマスター側光コネクタの分解断面図である。

【0044】

ツール側光コネクタ１１５は、上述のようにツールユニット１１に設けられる光コネクタであり、光学測定ツール１１１から延びるツール側光ファイバーＦ１１の端部に接続されている。このツール側光コネクタ１１５は、ツール側コネクタボディ１１５ａ、ツール側アダプタ１１５ｂ、ツール側フェルール１１５ｃ、及びツール側バネ１１５ｄを備えている。

【0045】

ツール側コネクタボディ１１５ａは、ツールユニット１１からの突出端部からツール側光ファイバーＦ１１を延出させるように、当該ツール側光ファイバーＦ１１の端部を収容する筒状の部位である。ツール側アダプタ１１５ｂは、ツール側コネクタボディ１１５ａにおけるツール側光ファイバーＦ１１の延出側とは反対側を収容する筒状の部位であり、ツールユニット１１におけるツール側光コネクタ台座１１３ａに固定される。ツール側アダプタ１１５ｂは、筒状部１１５ｂ－１及びフランジ部１１５ｂ－２を有している。筒状部１１５ｂ－１は、ツール側光ファイバーＦ１１の端部を収容するとともに、ツール側光コネクタ台座１１３ａのネジ孔に螺合するネジ山が周面に形成された筒状の部位である。フランジ部１１５ｂ－２は、この筒状部１１５ｂの開口から延出した部位である。ツール側アダプタ１１５ｂの内側には、ツール側フェルール１１５ｃの先端部分が収められる。ツール側フェルール１１５ｃは、ツール側光ファイバーＦ１１の端部を保持する棒状の部位である。ツール側バネ１１５ｄは、ツール側コネクタボディ１１５ａに収められ、ツール側フェルール１１５ｃを相手方コネクタであるマスター側光コネクタ１２５に向かって付勢する圧縮コイルバネである。

【0046】

マスター側光コネクタ１２５は、上述のようにマスターユニット１２に設けられる光コネクタであり、制御装置１ｃから延びるマスター側光ファイバーＦ１２の端部に接続されている。このマスター側光コネクタ１２５は、マスター側コネクタボディ１２５ａ、マスター側アダプタ１２５ｂ、マスター側フェルール１２５ｃ、マスター側バネ１２５ｄ、及びスリーブ１２５ｅを備えている。

【0047】

マスター側コネクタボディ１２５ａは、マスターユニット１２からの突出端部からマスター側光ファイバーＦ１２を延出させるように、当該マスター側光ファイバーＦ１２の端部を収容する筒状の部位である。マスター側アダプタ１２５ｂは、マスター側コネクタボディ１２５ａにおけるマスター側光ファイバーＦ１２の延出側とは反対側を収容する筒状の部位であり、マスターユニット１２におけるマスター側コネクタ保持部１２３に固定される。マスター側アダプタ１２５ｂは、ツール側アダプタ１１５ｂと同様の筒状部１２５ｂ－１及びフランジ部１２５ｂ－２を有している。マスター側アダプタ１２５ｂの内側には、マスター側フェルール１２５ｃの先端部分がスリーブ１２５ｅとともに収められる。マスター側フェルール１２５ｃは、マスター側光ファイバーＦ１２の端部を保持する棒状の部位である。マスター側バネ１２５ｄは、マスター側コネクタボディ１２５ａに収められ、マスター側フェルール１２５ｃを相手方コネクタであるツール側光コネクタ１１５に向かって付勢する圧縮コイルバネである。スリーブ１２５ｅは、マスター側フェルール１２５ｃの先端部を内側に収めた状態でマスター側アダプタ１２５ｂの内側に収められる筒状の部材である。ここで、マスター側フェルール１２５ｃは、その先端がスリーブ１２５ｅの半ばに位置するように収められ、マスター側フェルール１２５ｃが位置していない空洞状の先端部がマスター側アダプタ１２５ｂから外部に突出している。そして、図３に示されているように、マスター側光コネクタ１２５がマスター側コネクタ保持部１２３に取り付けられると、スリーブ１２５ｅにおける空洞状の先端部がツールユニット１１に向かって突出した状態となる。

【0048】

ツールユニット１１とマスターユニット１２とが連結すると、次のようにツール側光コネクタ１１５とマスター側光コネクタ１２５とが接続する。即ち、ユニット連結時には、マスター側光コネクタ１２５から突出するスリーブ１２５ｅの先端部がツール側光コネクタ１１５におけるツール側アダプタ１１５ｂの内面とツール側フェルール１１５ｃの外面との間に進入する。スリーブ１２５ｅは、このような進入によって空洞状の先端部の内側にツール側フェルール１１５ｃの先端部を内側に受入れる。ここで、ツール側フェルール１１５ｃ及びマスター側フェルール１２５ｃは、両方とも相手方コネクタに向かってバネ付勢されている。コネクタ接続時には、ツール側フェルール１１５ｃ及びマスター側フェルール１２５ｃがスリーブ１２５ｅによって案内されつつ、互いにバネ付勢によって押し合いながら先端部どうしが密着して接触する。これにより、各フェルールの内部の光ファイバーの先端面どうしが接触することで、ツール側光コネクタ１１５とマスター側光コネクタ１２５とが接続する。

【0049】

以上に説明した実施形態のツールチェンジャー１ａ及び光学式測定装置１によれば、以下の効果を奏することができる。即ち、本実施形態によれば、マスターユニット１２に保持されるツールユニット１１を交換することで光学測定ツール１１１を交換することができる。このとき、ツールユニット１１にツール側光コネクタ１１５が設けられ、マスターユニット１２には、ツールユニット１１の保持によりツール側光コネクタ１１５に接続するマスター側光コネクタ１２５が設けられている。この構成によれば、光ファイバーのコネクタ接続を作業者が手作業で行いつつ光学測定ツール１１１を交換することに比べて工数が少なくて済み、また、作業に要求される習熟度も低減される。このように、本実施形態によれば、作業者の負担を抑えて光学測定ツール１１１を交換することができる。

【0050】

ここで、本実施形態では、ツール側光コネクタ１１５がツール側フェルール１１５ｃを備え、マスター側光コネクタ１２５がマスター側フェルール１２５ｃを備えている。また、マスター側光コネクタ１２５がスリーブ１２５ｅを備え、コネクタ接続時には、このスリーブ１２５ｅがツール側フェルール１１５ｃの先端部を内側に受入れるとともに、マスター側フェルール１２５ｃの先端部に接触させる。この構成によれば、ツール側光コネクタ１１５とマスター側光コネクタ１２５との接続が、スリーブ１２５ｅの内部におけるフェルールの先端部どうしの接触によって行われる。即ち、フェルールの先端部どうしがスリーブ１２５ｅによって案内されて接触するので、光ファイバーのコネクタ接続を高精度に位置決めされた状態で行うことができる。

【0051】

また、本実施形態では、ツール側光コネクタ１１５が、ツール側フェルール１１５ｃをマスター側光コネクタ１２５に向かって付勢するツール側バネ１１５ｄを備えている。そして、マスター側光コネクタ１２５が、マスター側フェルール１２５ｃをツール側光コネクタ１１５に向かって付勢するマスター側バネ１２５ｄを備えている。この構成によれば、フェルールの先端部どうしの接触が、バネ付勢によって密着度の高い状態で行われるので、低損失及び低反射で光ファイバーのコネクタ接続を行うことができる。

【0052】

また、本実施形態では、マスターユニット１２がフローティング連結機構１２２を備えている。フローティング連結機構１２２は、ツール側光コネクタ１１５に対するマスター側光コネクタ１２５の接続方向Ｄ１１との直交面の面内方向Ｄ１２について移動可能となるようにマスター側連結部１２１を運搬機構１ｂに連結する。この構成によれば、フローティング連結機構１２２を介し、マスター側光コネクタ１２５が、ツール側光コネクタ１１５に対して上記の面内方向Ｄ１２について移動可能となる。これにより、マスター側光コネクタ１２５をツール側光コネクタ１１５に対して上記の面内方向Ｄ１２について精密に位置合わせしながら接続させることができるので、光ファイバーのコネクタ接続における位置決め精度を向上させることができる。

【0053】

また、本実施形態の光学式測定装置１によれば、測定対象Ｗ１に対応するツールユニット１１のマスターユニット１２による保持や、運搬機構１ｃによる運搬や、光学測定ツール１１１による光学測定が、制御装置１ｃによる制御の下で行われる。これにより、作業者の負担を更に抑えることができる。

【0054】

尚、以上に説明した実施形態はツールチェンジャー及び光学測定装置の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、この実施形態に限定されるものではない。即ち、ツールチェンジャー及び光学測定装置は種々変形して実施することができる。

【0055】

例えば、上述した実施形態では、ツールチェンジャー及び光学測定装置の一例として、３種類の光学測定ツール１１１と一対一に対応する３つのツールユニット１１を備えたツールチェンジャー１ａ及び光学式測定装置１が例示されている。しかしながら、ツールチェンジャー及び光学測定装置は、これに限るものではなく、光学測定ツールの種類の数、これに応じたツールユニットの数は、任意に設定し得るものである。

【0056】

また、上述した実施形態では、光学測定ツールの一例として、各種製品Ｗ１における筒状の穴等を測定対象Ｗ１１とし、その中に差し入れられて穴径の測定等といった光学測定を行う棒状の光学測定ツール１１１が例示されている。そして、複数のツールユニットの一例として、互いに太さが異なる複数種類の光学測定ツール１１１と一対一に対応する複数のツールユニット１１が例示されている。しかしながら、光学測定ツール及びツールユニットはこれに限るものではない。光学測定ツールは、光学測定を行うものであれば、具体的な測定対象の形状やツール形状は、これを問うものではない。また、複数のツールユニットにおける光学測定ツールの種類の相違も、太さの相違に限るものではなく、任意の相違態様を採用し得るものである。

【0057】

また、上述した実施形態では、運搬機構の一例として、多関節ロボットアームである運搬機構１ｂが例示されている。しかしながら、運搬機構は、これに限るものではなく、例えば各種クレーン機構等といったロボットアーム以外の機構であってもよい。

【0058】

また、上述した実施形態では、スリーブの一例として、マスター側光コネクタ１２５に備えられ、コネクタ接続時にツール側フェルール１１５ｃの先端部を内側に受入れてマスター側フェルール１２５ｃの先端部に接触させるスリーブ１２５ｅが例示されている。しかしながら、スリーブはこれに限るものではない。スリーブは、ツール側光コネクタ及びマスター側光コネクタのうちの一方のコネクタに備えられ、他方のコネクタのフェルールの先端部を内側に受入れるとともに、上記の一方のコネクタのフェルールの先端部に接触させるものであればよい。即ち、スリーブは、上述の実施形態とは逆に、ツール側光コネクタに備えられ、コネクタ接続時にマスター側のフェルールの先端部を内側に受入れてツール側のフェルールの先端部に接触させるものであってもよい。

【符号の説明】

【0059】

１ 光学式測定装置
１ａ ツールチェンジャー
１ｂ 運搬機構
１ｃ 制御装置
１１ ツールユニット
１２ マスターユニット
１１１ 光学測定ツール
１１２ ツール側連結部
１１２ａ ツール側台座
１１２ｂ 連結受け部
１１２ｃ 連結ガイド孔
１１３ ツール側コネクタ保持部
１１３ａ ツール側光コネクタ台座
１１３ｂ 接続ガイド孔
１１４ ツール側電気コネクタ
１１５ ツール側光コネクタ
１１５ａ ツール側コネクタボディ
１１５ｂ ツール側アダプタ
１１５ｂ－１，１２５ｂ－１ 筒状部
１１５ｂ－２，１２５ｂ－２ フランジ部
１１５ｃ ツール側フェルール
１１５ｄ ツール側バネ
１２１ マスター側連結部
１２１ａ マスター側連結機構
１２１ｂ マスター側連結台座
１２１ｃ 連結凸部
１２１ｄ 連結ガイドピン
１２２ フローティング連結機構
１２３ マスター側コネクタ保持部
１２３ａ 接続ガイドピン
１２４ マスター側電気コネクタ
１２５ マスター側光コネクタ
１２５ａ マスター側コネクタボディ
１２５ｂ マスター側アダプタ
１２５ｃ マスター側フェルール
１２５ｄ マスター側バネ
１２５ｅ スリーブ
Ｄ１１ 接続方向
Ｄ１２ 面内方向
Ｆ１１ ツール側光ファイバー
Ｆ１２ マスター側光ファイバー
Ｗ１ 製品
Ｗ１１ 測定対象

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】