JP2020008668A - 光コネクタ及び伝送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光コネクタ及び伝送装置において、光ファイバの発熱を抑制して信頼性の向上を図る。【解決手段】ハウジング２１と、ハウジング２１内に配置される光ファイバ１１を支持する支持部材２２と、ハウジング２１内で支持部材２２に対して光ファイバ１１の軸方向の両側に設けられる冷却水貯留部２３と、冷却水貯留部２３に冷却水を給排する冷却水給排部２４，２５，２６と、ハウジング２１における光ファイバ１１の軸方向の一端部側で光ファイバ１１の外側に設けられて冷却水貯留部２３からハウジング２１の外部に開口する連結孔（外部連結部）３３ａとを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、レーザ光を光ファイバによりレーザ加工装置に伝送するときに、光ファイバとレーザ加工装置との接続するための光コネクタ、この光コネクタを備えて構成される伝送装置に関するものである。

光ファイバを有する伝送装置によりレーザ光源のレーザ光をレーザ加工装置に伝送するとき、レーザ光源と光ファイバの一端部を光コネクタにより接続すると共に、光ファイバの他端部とレーザ加工装置を光コネクタにより接続する。このような伝送装置としては、例えば、下記特許文献に記載されたものがある。

特開２００９−０５８５４７号公報 特表２０１６−５３３５４３号公報

ところで、放射線の高い高放射線領域にて、上述したレーザ加工装置を用いて各種の加工作業を行う場合、非放射線領域にいる作業者が遠隔でレーザ加工装置を操作して作業を行うこととなる。この場合、非放射線領域にあるレーザ光源から伝送装置を用いて高放射線領域にあるレーザ加工装置にレーザ光を伝送する。光ファイバは、一般的に、ガラス製のコアの外側にガラス製のクラッドが設けられ、このコアとクラッドからなる素線が樹脂製の被覆部により被覆されて構成されている。そのため、光ファイバは、高放射線領域に配置されることから光ファイバ自体が放射線を受けて発熱し、被覆部の耐熱温度を超えてしまうおそれがある。

本発明は、上述した課題を解決するものであり、光ファイバの発熱を抑制して信頼性の向上を図る光コネクタ及び伝送装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明の光コネクタは、ハウジングと、前記ハウジング内に配置される光ファイバを支持する支持部材と、前記ハウジング内で前記支持部材に対して前記光ファイバの軸方向の両側に設けられる冷却媒体貯留部と、前記冷却媒体貯留部に冷却媒体を給排する冷却媒体供給部及び冷却媒体排出部と、前記ハウジングにおける前記光ファイバの軸方向の一端部側で前記光ファイバの外側に設けられて前記冷却媒体貯留部から前記ハウジングの外部に開口する外部連結部と、を備えることを特徴とするものである。

従って、光ファイバは、ハウジング内で支持部材に支持され、このハウジング内における光ファイバの外側に冷却媒体貯留部が設けられ、冷却媒体貯留部に対して冷却媒体供給部と冷却媒体排出部が設けられると共に冷却媒体連結部が設けられる。そのため、冷却媒体が冷却媒体供給部からハウジング内の冷却媒体貯留部に供給されることで、ハウジング内に配置される光ファイバが冷却媒体に接触して冷却され、光ファイバを冷却した冷却媒体が冷却媒体排出部からハウジングの外部に排出される。また、冷却媒体貯留部の冷却媒体が外部連結部に流動することから、ハウジング外に配置される光ファイバも冷却媒体により冷却が可能となる。その結果、光ファイバの発熱を抑制することができ、信頼性の向上を図ることができる。

本発明の光コネクタでは、前記冷却媒体供給部から前記冷却媒体貯留部に供給された冷却媒体を前記光ファイバの配置方向に沿って流動させる案内部材が設けられることを特徴としている。

従って、冷却媒体供給部から冷却媒体貯留部に供給された冷却媒体は、案内部材により光ファイバの配置方向に沿って流動することとなり、冷却媒体を冷却媒体貯留部内で滞留することなく流動させることで、光ファイバの冷却性能を向上することができる。

本発明の光コネクタでは、前記案内部材は、前記冷却媒体貯留部に配置され、一端部が前記支持部材に支持されることを特徴としている。

従って、案内部材を冷却媒体貯留部に配置し、一端部を支持部材に支持することから、案内部材を冷却媒体貯留部に効果的に配置し、冷却媒体を冷却媒体貯留部内で対流することなく広範囲にわたって流動させることができる。

本発明の光コネクタでは、前記冷却媒体供給部と前記冷却媒体排出部は、前記ハウジングの外周部に径方向に対向して配置され、前記案内部材は、前記冷却媒体供給部及び前記冷却媒体排出部に径方向に対向して配置されることを特徴としている。

従って、案内部材を冷却媒体供給部及び冷却媒体排出部に径方向に対向して配置することから、冷却媒体供給部から冷却媒体貯留部に供給された冷却媒体が案内部材に衝突して光ファイバの配置方向に沿って流動することとなり、冷却媒体を冷却媒体貯留部内で広範囲にわたって流動させることができる。

本発明の光コネクタでは、前記案内部材は、筒形状をなし、軸方向の一端部に前記冷却媒体貯留部に連通する第１連通部が設けられ、軸方向の他端部に前記冷却媒体供給部と前記冷却媒体排出部の少なくともいずれか一方に連通する第２連通部が設けられることを特徴としている。

従って、案内部材を筒形状とすることから、冷却媒体供給部から冷却媒体貯留部に供給された冷却媒体は、案内部材の内部を流れて光ファイバを冷却することとなり、光ファイバの冷却性能を向上することができる。

本発明の光コネクタでは、前記第２連通部は、前記冷却媒体供給部及び前記冷却媒体排出部に連通することを特徴としている。

従って、第２連通部が冷却媒体供給部と冷却媒体排出部の両方に連通することから、ハウジング内で冷却媒体を効率良く流動させることができる。

本発明の光コネクタでは、前記案内部材は、板形状をなし、他端部と前記ハウジングとの間に隙間が設けられることを特徴としている。

従って、案内部材を板形状とすることから、構造を簡素化することができる一方で、冷却媒体を冷却媒体貯留部内で広範囲にわたって流動させることができる。

本発明の光コネクタでは、前記ハウジングは、内部に配置される前記光ファイバに沿った長尺形状をなし、前記冷却媒体貯留部は、前記支持部材に対して前記光ファイバの軸方向における一方側に設けられる第１冷却媒体貯留部と、前記支持部材に対して前記光ファイバの軸方向における他方側に設けられる第２冷却媒体貯留部とを有することを特徴としている。

従って、支持部材の一方側に第１冷却媒体貯留部を設け、他方側に第２冷却媒体貯留部を設けることから、支持部材により光ファイバを適正に支持することができると共に、光ファイバを広範囲にわたって冷却することができる。

本発明の光コネクタでは、前記第１冷却媒体貯留部と前記第２冷却媒体貯留部は、それぞれ前記冷却媒体供給部及び前記冷却媒体排出部が設けられることを特徴としている。

従って、第１冷却媒体貯留部と第２冷却媒体貯留部にそれぞれ冷却媒体供給部と冷却媒体排出部を設けることから、冷却媒体を第１冷却媒体貯留部と第２冷却媒体貯留部に対して個別に流動させることとなり、光ファイバを効率良く冷却することができる。

本発明の光コネクタでは、前記第１冷却媒体貯留部と前記第２冷却媒体貯留部のいずれか一方は、前記ハウジングに接続される冷却媒体配管に連通されることを特徴としている。

従って、第１冷却媒体貯留部または第２冷却媒体貯留部を冷却媒体配管に連通することから、冷却媒体により冷却媒体配管内の光ファイバも冷却することができる。

本発明の光コネクタでは、前記支持部材は、前記第１冷却媒体貯留部と前記第２冷却媒体貯留部を連通する連通路が設けられることを特徴としている。

従って、第１冷却媒体貯留部や第２冷却媒体貯留部の冷却水が支持部材に設けられた連通路に流れることから、光ファイバにおける支持部材により支持された部分も冷却媒体により冷却することができる。

本発明の光コネクタでは、前記ハウジングの先端部に前記ハウジング内に突出する接合部を有するプローブが固定され、前記光ファイバは、端部が前記接合部に接合されることを特徴としている。

従って、光ファイバの端部とプローブを接合部により適切に接合することができる。

本発明の光コネクタでは、前記冷却媒体貯留部は、前記支持部材に支持される前記光ファイバの被覆された部分と被覆されていない部分の境界を冷却可能であることを特徴としている。

従って、冷却媒体貯留部は、発熱しやすい光ファイバの被覆された部分と被覆されていない部分の境界を効率良く冷却することができる。

また、本発明の光コネクタは、筒形状をなして内部に軸方向に沿って光ファイバが配置されるハウジングと、前記ハウジング内の長手方向の中間部で前記ハウジングの内面に固定されて前記光ファイバを支持する支持部材と、前記ハウジングの内部から外部に開口する入口部及び出口部と、前記ハウジングにおける前記光ファイバの軸方向の一端部側で前記光ファイバの外側に設けられて前記ハウジングの内部から外部に開口する外部連結部とと、を備えることを特徴とするものである。

従って、光ファイバの発熱を抑制することができ、信頼性の向上を図ることができる。

本発明の光コネクタでは、前記支持部材は、前記ハウジングの内面に固定される第１スリーブと、前記光ファイバの外面を支持する第３スリーブと、前記第１スリーブの内面と前記第３スリーブの外面とを連結する第２スリーブとを有することを特徴としている。

従って、ハウジングに対する支持部材の組付性を向上することができる。

また、本発明の伝送装置は、光ファイバと、前記光ファイバの外側に冷却媒体流動部を介して設けられる冷却媒体配管と、前記光ファイバの先端部を支持して基端部に前記冷却媒体配管の先端部が接続されると共に先端部に加工装置が接続可能な請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の光コネクタと、前記光コネクタの前記冷却媒体貯留部に冷却媒体を循環させる冷却媒体循環装置と、を備えることを特徴とするものである。

従って、冷却媒体循環装置により光コネクタの冷却媒体貯留部に冷却媒体を循環させると、冷却媒体により光コネクタ内の光ファイバを冷却し、冷却媒体貯留部の冷却媒体が冷却媒体配管に流動して光ファイバを冷却する。また、冷却媒体貯留部の冷却媒体が冷却媒体連結部に流動することから、ハウジング内に配置される光ファイバも冷却媒体により冷却が可能となる。その結果、加工装置が高線量領域で作業を行う場合であっても、光ファイバを効率良く冷却し、光ファイバの発熱を抑制して信頼性の向上を図ることができる。

本発明の光コネクタ及び伝送装置によれば、光ファイバの発熱を抑制して信頼性の向上を図ることができる。

図１は、本実施形態の伝送装置を表す概略構成図である。 図２は、本実施形態の光コネクタを表す断面図である。 図３は、光コネクタの断面を表す図２のIII−III断面図である。 図４は、光コネクタの断面を表す図２のIV−IV断面図である。 図５は、本実施形態の光コネクタの第１変形例を表す断面図である。 図６は、第１変形例の光コネクタの断面を表す図５のVI−VI断面図である。 図７は、本実施形態の光コネクタの第２変形例を表す断面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る光コネクタ及び伝送装置の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。

図１は、本実施形態の伝送装置を表す概略構成図である。

本実施形態において、図１に示すように、伝送装置１０は、光ファイバ１１と、冷却水配管（冷却媒体配管）１２と、入射側光コネクタ１３と、出射側光コネクタ１４と、冷却水循環装置（冷却媒体循環装置）１５とを備えている。

光ファイバ１１は、図示しないが、ガラス製のコアの外側にガラス製のクラッドが設けられる素線と、この素線を被覆する樹脂製の被覆部とから構成されている。入射側光コネクタ１３は、先端部から内部に挿入された光ファイバ１１の基端部を支持すると共に、基端部に図示しない光源（例えば、レーザ発振器）が接続される。出射側光コネクタ１４は、基端部から内部に挿入された光ファイバ１１の先端部を支持すると共に、先端部に図示しない加工装置（例えば、レーザ切断装置）が接続される。

入射側光コネクタ１３の先端部と出射側光コネクタ１４の基端部とは、可撓性を有する連結配管１６により連結されている。連結配管１６は、内部に冷却水配管１２が配置され、冷却水配管１２は、基端部が入射側光コネクタ１３の後述する冷却水貯留部（冷却媒体貯留部）２３に接続され、先端部が出射側光コネクタ１４の後述する冷却水貯留部（冷却媒体貯留部）２３に接続され、内部に冷却水流動部（冷却媒体流動部）４４が形成され、冷却水流動部４４に光ファイバ１１が配置される。

冷却水循環装置１５は、入射側光コネクタ１３及び出射側光コネクタ１４のそれぞれの冷却水貯留部２３に冷却水（冷却媒体）を循環させるものである。冷却水循環装置１５は、第１冷却水供給経路Ｌ１が出射側光コネクタ１４の第１冷却水給排部（冷却媒体供給部、入口部）２４に接続され、第１冷却水排出経路Ｌ２が第２冷却水給排部（冷却媒体排出部、出口部）２５に接続される。また、冷却水循環装置１５は、第２冷却水供給経路Ｌ３が出射側光コネクタ１４の第３冷却水給排部（冷却媒体供給部、入口部）２６に接続され、第２冷却水排出経路Ｌ４が入射側光コネクタ１３の第３冷却水給排部排（冷却媒体排出部、出口部）２６に接続される。なお、必要に応じて、冷却水循環装置１５は、第３冷却水供給経路Ｌ５を入射側光コネクタ１３の第１冷却水給排部（冷却媒体供給部、入口部）２４に接続し、第３冷却水排出経路Ｌ６を第２冷却水給排部（冷却媒体排出部、出口部）２５に接続してもよい。

また、第１冷却水排出経路Ｌ２に冷却水の温度を計測する第１温度センサ１７が設けられ、第２冷却水排出経路Ｌ４に冷却水の温度を計測する第２温度センサ１８が設けられている。制御装置１９は、冷却水循環装置１５を制御するものであり、第１温度センサ１７と第２温度センサ１８の計測結果に基づいて入射側光コネクタ１３や出射側光コネクタ１４に供給する冷却水の温度や量などを調整する。

なお、入射側光コネクタ１３と出射側光コネクタ１４は、同様の構成をなすものである。但し、本発明の光コネクタを入射側光コネクタ１３として使用する場合と、本発明の光コネクタを出射側光コネクタ１４として使用する場合とでは、光ファイバ１１と冷却水配管１２と連結配管１６の接続部分が逆になる。また、第３冷却水給排部２６が冷却水供給部または冷却水排出部となる。

以下、入射側光コネクタ１３と出射側光コネクタ１４について説明するが、入射側光コネクタ１３と出射側光コネクタ１４は、同様の構成をなすことから、出射側光コネクタ１４について詳細に説明する。

図２は、本実施形態の光コネクタを表す断面図、図３は、光コネクタの断面を表す図２のIII−III断面図、図４は、光コネクタの断面を表す図２のIV−IV断面図である。

図２から図４に示すように、出射側光コネクタ１４は、ハウジング２１と、支持部材２２と、冷却水貯留部（冷却媒体貯留部）２３と、冷却水給排部（冷却媒体供給部、冷却媒体排出部）２４，２５，２６とを備える。

ハウジング２１は、長尺の円筒形状をなし、長手方向の中間部に位置する本体部３１と、長手方向の基端部側に位置する第１連結部３２と、長手方向の先端部側に位置する第２連結部３３とから構成されている。本体部３１は、最大の内径が確保されている。第１連結部３２は、本体部３１の内径より小さい内径が確保され、先細形状をなしている。第２連結部３３は、第１連結部３２の内径より小さい内径が確保され、先細形状をなし、外部連結部としての連結孔３３ａが形成されている。なお、ハウジング２１は、本体部３１と第１連結部３２と第２連結部３３とを３分割として構成してもよく、また、４部材以上に分割してもよい。

ハウジング２１は、内部に光ファイバ１１を支持する支持部材２２が配置されている。支持部材２２は、ハウジング２１の内面に支持される第１スリーブ３４と、第１スリーブ３４の内面に支持される第２スリーブ３５と、第２スリーブ３５の内面に支持される第３スリーブ３６とから構成されている。ハウジング２１と第１スリーブ３４との間に円筒形状をなす隙間部３７が形成されている。第１スリーブ３４は、円筒形状をなし、大径部３４ａと小径部３４ｂとを有し、大径部３４ａの外面がハウジング２１の本体部３１の内面に嵌合して固定され、小径部３４ｂがハウジング２１の第１連結部３２の内面に嵌合して固定される。第２スリーブ３５は、円筒形状をなし、大径部３５ａと小径部３５ｂとを有し、大径部３５ａの外面が第１スリーブ３４の大径部３４ａの内面に嵌合して固定される。第３スリーブ３６は、円筒形状をなし、第２スリーブ３５の大径部３５ａの内面に嵌合して固定される。

ハウジング２１は、第１連結部３２の内面に第４スリーブ３８が固定されている。第４スリーブ３８は、円筒形状をなし、内面に円柱形状をなすプローブ３９が固定されている。プローブ３９は、一端部が第１スリーブ３４の小径部３４ｂの端部と接触している。また、プローブ３９は、一端部に第２スリーブ３５側に突出する円錐形状をなす接合部３９ａが設けられ、第２スリーブ３５の小径部３５ｂとの間に隙間が確保されている。また、ハウジング２１は、第２連結部３３の連結孔３３ａの内面に連結配管１６の先端部が嵌合して連結されている。光ファイバ１１は、先端部が連結配管１６からハウジング２１の内部に挿入されている、光ファイバ１１は、素線１１ａと被覆部１１ｂとから構成され、被覆部１１ｂが第２スリーブ３５の小径部３５ｂの中間位置まで延出され、素線１１ａがプローブ３９まで延出されている。光ファイバ１１は、被覆部１１ｂが第３スリーブ３６内に挿入されて固定支持され、素線１１ａの先端部がプローブ３９の接合部３９ａに接触して融着接合されている。

冷却水貯留部２３は、ハウジング２１内で支持部材２２に支持される光ファイバ１１の外側に設けられている。冷却水貯留部２３は、支持部材２２に対して光ファイバ１１の軸方向における一方側に設けられる第１冷却水貯留部（第１冷却媒体貯留部）４１と、支持部材２２に対して光ファイバ１１の軸方向における他方側に設けられる第２冷却水貯留部（第２冷却媒体貯留部）４２とを有する。

第１冷却水貯留部４１は、第１スリーブ３４と第２スリーブ３５の大径部３５ａと第３スリーブ３６とプローブ３９とにより区画された密閉空間である。第２冷却水貯留部４２は、ハウジング２１の本体部３１及び第２連結部３３と第１スリーブ３４と第２スリーブ３５と第３スリーブ３６とにより区画された密閉空間である。なお、第１冷却水貯留部４１と第２冷却水貯留部４２は、その間に光ファイバ１１を固定支持する第３スリーブ３６が設けられている。この場合、第３スリーブ３６が光ファイバ１１の外面を周方向に所定間隔を空けて支持するように、第３スリーブ３６に第１冷却水貯留部４１と第２冷却水貯留部４２が連通する連通路としての複数のスリットを設けることで、冷却水により光ファイバ１１の固定支持部を冷却するようにしてもよい。連結配管１６は、内部に冷却水配管１２が配置され、冷却水配管１２は、内部に光ファイバ１１が配置されている。連結配管１６と冷却水配管１２との間に作動隙間部４３が確保され、冷却水配管１２と光ファイバ１１との間に冷却水流動部４４が確保されている。第２冷却水貯留部４２は、ハウジング２１に接続される冷却水配管１２の冷却水流動部４４に連通される。

冷却水給排部２４，２５，２６は、ハウジング２１に設けられて冷却水貯留部２３に冷却水（冷却媒体）を給排するものであり、冷却媒体供給部または冷却媒体排出部として機能する。出射側光コネクタ１４は、第１冷却水給排部２４が冷却媒体供給部として機能し、第２冷却水給排部２５が冷却媒体排出部として機能し、第３冷却水給排部２６が冷却媒体供給部として機能する。第１冷却水給排部２４と第２冷却水給排部２５は、ハウジング２１の外周部に径方向に対向して配置されている。第１冷却水給排部２４と第２冷却水給排部２５は、外部からハウジング２１の本体部３１と第１スリーブ３４の大径部３４ａを貫通し、第１冷却水貯留部４１に連通している。第３冷却水給排部２６は、外部からハウジング２１の本体部３１を貫通し、第２冷却水貯留部４２に連通している。

なお、図１に示すように、入射側光コネクタ１３は、第１冷却水給排部２４が冷却媒体供給部として機能し、第２冷却水給排部２５が冷却媒体排出部として機能し、第３冷却水給排部２６が冷却媒体排出部として機能する。

図２から図４に戻り、出射側光コネクタ１４は、第１冷却水給排部２４から第１冷却水貯留部４１に供給された冷却水を光ファイバ１１の軸方向に沿って流動させる案内部材５１を有する。案内部材５１は、第２スリーブ３５の小径部３５ｂにより形成されている。即ち、第２スリーブ３５は、大径部３５ａが第１スリーブ３４に固定され、小径部３５ｂがプローブ３９側に延出されている。案内部材５１としての小径部３５ｂは、第１冷却水貯留部４１に位置し、一端部が大径部３５ａに支持された片持ち支持となっている。案内部材５１としての小径部３５ｂは、外面と第１スリーブ３４の内面との間に隙間が確保されると共に、他端部とプローブ３９との間に隙間が確保されている。

案内部材５１の小径部３５ｂは、第１冷却水給排部２４と第２冷却水給排部２５に対して径方向に対向して配置されている。案内部材５１の小径部３５ｂは、円筒形状をなし、軸方向の一端部に第１冷却水貯留部４１に連通する第１開口部（第１連通部）５２が設けられ、軸方向の他端部に第２冷却水給排部２５に連通する第２開口部（第２連通部）５３が設けられている。

なお、案内部材５１の小径部３５ｂは、上述した形状に限定されるものではない。図５は、本実施形態の光コネクタの第１変形例を表す断面図、図６は、第１変形例の光コネクタの断面を表す図５のVI−VI断面図である。

本実施形態の光コネクタの第１変形例において、図５及び図６に示すように、出射側光コネクタ１４は、第１冷却水給排部２４から第１冷却水貯留部４１に供給された冷却水を光ファイバ１１の軸方向に沿って流動させる案内部材６１を有する。案内部材９１は、第２スリーブ３５の小径部３５ｂからの延出部３５ｃにより形成されている。即ち、第２スリーブ３５は、大径部３５ａが第１スリーブ３４に固定され、大径部３５ａに小径部３５ｂが設けられ、小径部３５ｂにプローブ３９側に延出する延出部３５ｃが設けられている。案内部材６１としての延出部３５ｃは、弧状に湾曲した板形状をなし、第１冷却水貯留部４１に位置し、一端部が小径部３５ｂに支持された片持ち支持となっている。案内部材６１としての延出部３５ｃは、外面と第１スリーブ３４の内面との間に隙間が確保されると共に、他端部とプローブ３９との間に隙間が確保されている。なお、案内部材６１は、弧状に湾曲せずに平らな板形状であってもよい。

また、ハウジング２１は、上述した形状に限定されるものではない。図７は、本実施形態の光コネクタの第２変形例を表す断面図である。

本実施形態の光コネクタの第２変形例において、図７に示すように、出射側光コネクタ１４は、ハウジング２１と、支持部材２２と、冷却水貯留部２３と、冷却水給排部２４，２５とを備える。ハウジング２１は、長尺の円筒中空形状をなし、内部に光ファイバ１１を支持する支持部材２２が配置されている。支持部材２２は、ハウジング２１の内部に挿入された光ファイバ１１の被覆部１１ｂを支持し、素線１１ａがプローブ３９まで延出されている。冷却水貯留部２３は、ハウジング２１内で支持部材２２に支持される光ファイバ１１の外側に設けられている。冷却水給排部２４，２５、ハウジング２１に設けられて冷却水貯留部２３に冷却水（冷却媒体）を給排するものである。出射側光コネクタ１４は、第１冷却水給排部２４から冷却水貯留部２３に供給された冷却水を光ファイバ１１の軸方向に沿って分配して流動させる案内部材６１を有する。

そして、冷却水貯留部２３は、支持部材２２に支持される光ファイバ１１の被覆された部分である被覆部１１ｂと被覆されていない部分である素線１１ａの境界部Ｐ１を冷却可能である。即ち、冷却水貯留部２３は、直接冷却部７１を有する。光ファイバ１１は、被覆部１１ｂの領域ｍと、被覆されていない素線１１ａの領域ｎが存在し、支持部材２２は、領域ｍにおいて、光ファイバ１１の被覆部１１ｂを支持して固定する。出射側光コネクタ１４は、光ファイバ１１の熱損を防止するため、光ファイバ１１の被覆ありの部分（領域ｍ）及び被覆なしの部分（領域ｎ）を含めて直接冷却可能とする冷却水貯留部２３が設けられている。光ファイバ１１は、特に、被覆ありの領域ｍと被覆なしの領域ｎの境界である境界部Ｐ１で発熱して損傷しやすい。そのため、冷却水貯留部２３は、境界部Ｐ１を特に冷却可能である。境界部Ｐ１は、支持部材２２により支持された位置より極力（例えば、１０ｍｍ以上）離して冷却水貯留部２３に配置される。また、冷却水が光ファイバ１１に直接当たると折損する可能性があることから、第１冷却水給排部２４に対向して流速低減構造Ｐ２として案内部材６１を設けている。

ここで、冷却水がハウジング２１内に供給される冷却水給排部２４において、冷却水は、速い流れのままで光ファイバ１１に対して垂直方向に衝突すると、光ファイバ１１に大きな応力が作用して折損する可能性がある。そのたため、冷却水給排部２４からハウジング２１内に供給された冷却水は、案内部材６１に衝突してから光ファイバ１１の軸方向に流れる。そして、冷却水は、案内部材６１の端部で一旦折り返した後、冷却水貯留部２３により冷却水の通路断面積が拡大して流速が低下れた上で、冷却水を光ファイバ１１に接触させて冷却する。また、ハウジング２１内に供給された冷却水は、案内部材６１により光ファイバ１１の軸方向に流れ、案内部材６１の端部で一旦折り返すことから、光ファイバ１１を直性冷却すると共に、プローブ３９を介して連結されるレーザ発振器のコネクタ部（図示略）を冷却することで、焼損を防止することができる。

以下、本実施形態の伝送装置１０における作用について説明する。

図１及び図２に示すように、レーザ光源が非放射線領域にあり、レーザ加工装置が高放射線領域にあるとき、非放射線領域にあるレーザ光源と、高放射線領域にあるレーザ加工装置を伝送装置１０により接続する。すると、レーザ光源のレーザ光が伝送装置１０の光ファイバ１１によりレーザ加工装置に伝送され、レーザ加工装置を遠隔操作することで、レーザ切断作業などを実施することができる。

このとき、冷却水循環装置１５は、冷却水を第１冷却水供給経路Ｌ１により出射側光コネクタ１４の第１冷却水給排部２４に供給する。すると、出射側光コネクタ１４にて、第１冷却水給排部２４に供給された冷却水が第１冷却水貯留部４１に供給されて内部を流動することで、光ファイバ１１が冷却される。光ファイバ１１が冷却した冷却水は、第２冷却水給排部２５から第１冷却水排出経路Ｌ２により冷却水循環装置１５に戻される。また、冷却水循環装置１５は、冷却水を第２冷却水供給経路Ｌ３により出射側光コネクタ１４の第３冷却水給排部２６に供給する。すると、出射側光コネクタ１４にて、第３冷却水給排部２６に供給された冷却水が第２冷却水貯留部４２に供給されて内部を流動することで、光ファイバ１１が冷却される。光ファイバ１１が冷却した冷却水は、入射側光コネクタ１３の第３冷却水給排部２５から第２冷却水排出経路Ｌ４により冷却水循環装置１５に戻される。

そして、図２に示すように、出射側光コネクタ１４にて、第１冷却水給排部２４から第１冷却水貯留部４１に供給された冷却水は、案内部材５１に衝突してプローブ３９側に流れ、一部が第１開口部５２から案内部材５１内に入り、案内部材５１の内部にある光ファイバ１１に接触して冷却する。そして、案内部材５１の内部で光ファイバ１１を冷却した冷却水は、第１開口部から案内部材５１の外部に出て第２冷却水給排部２５から外部に排出される。また、出射側光コネクタ１４にて、第３冷却水給排部２６から第２冷却水貯留部４２に供給された冷却水は、内部を流動することで光ファイバ１１に接触して冷却する。そして、光ファイバ１１を冷却した冷却水は、第２冷却水貯留部４２から冷却水配管１２の冷却水流動部４４に入る。冷却水流動部４４に入った冷却水は、入射側光コネクタ１３の第２冷却水貯留部４２に流れるときに内部の光ファイバ１１を冷却する。そして、入射側光コネクタ１３の第２冷却水貯留部４２に流れた冷却水は、第３冷却水給排部２６から外部に排出される。なお、光ファイバ１１における第３スリーブ３６に固定支持された部分は、第３スリーブ３６が冷却されることで間接冷却される。

このように本実施形態の光コネクタにあっては、ハウジング２１と、ハウジング２１内に配置される光ファイバ１１を支持する支持部材２２と、ハウジング２１内で支持部材２２に対して光ファイバ１１の軸方向の両側に設けられる冷却水貯留部２３と、冷却水貯留部２３に冷却水を給排する冷却水給排部２４，２５，２６と、ハウジング２１における光ファイバ１１の軸方向の一端部側で光ファイバ１１の外側に設けられて冷却水貯留部２３からハウジング２１の外部に開口する連結孔３３ａとを設けている。

従って、光ファイバ１１は、ハウジング２１内で支持部材２２に支持され、このハウジング２１内における光ファイバ１１の外側に冷却水貯留部２３が設けられ、冷却水貯留部２３に対して冷却水給排部２４，２５，２６が設けられる。そのため、冷却水が冷却水給排部２４，２６からハウジング２１内の冷却水貯留部２３に供給されることで、ハウジング２１内に配置される光ファイバ１１が冷却水に接触して冷却され、光ファイバ１１を冷却した冷却水が冷却水給排部２５，２６からハウジング２１の外部に排出される。また、ハウジング２１の連結孔３３ａに冷却水配管１２が連結されることから、冷却水貯留部２３の冷却水が冷却水配管１２により冷却水流動部４４に流動し、ハウジング２１の外部に配置される光ファイバ１１も冷却水により冷却が可能となる。その結果、光ファイバ１１の発熱を抑制することができ、信頼性の向上を図ることができる。

本実施形態の光コネクタでは、冷却水給排部２４から冷却水貯留部２３に供給された冷却水を光ファイバ１１の軸方向に沿って流動させる案内部材５１，６１を設けている。従って、冷却水給排部２４から冷却水貯留部２３に供給された冷却水は、案内部材５１，６１により光ファイバ１１の軸方向に沿って流動することとなり、冷却水を冷却水貯留部２３内で滞留することなく流動させることで、光ファイバ１１の冷却性能を向上することができる。

本実施形態の光コネクタでは、案内部材５１，６１は、冷却水貯留部２３に配置され、一端部が支持部材２２に支持されている。従って、案内部材５１，６１を冷却水貯留部２３に効果的に配置し、冷却水を冷却水貯留部２３内で対流することなく広範囲にわたって流動させることができる。

本実施形態の光コネクタでは、冷却水給排部２４，２５をハウジング２１の外周部に径方向に対向して配置し、案内部材５１，６１を冷却水給排部２４，２５に径方向に対向して配置している。従って、冷却水給排部２４から冷却水貯留部２３に供給された冷却水が案内部材５１，６１に衝突して光ファイバ１１の軸方向に沿って流動することとなり、冷却水を冷却水貯留部２３内で広範囲にわたって流動させることができる。

本実施形態の光コネクタでは、案内部材５１を筒形状とし、軸方向の一端部に冷却水貯留部２３に連通する第１開口部５２を設け、軸方向の他端部に冷却水給排部２５に連通する第２開口部５３を設けている。従って、冷却水給排部２４から冷却水貯留部２３に供給された冷却水は、案内部材５１の内部を流れて光ファイバ１１を冷却することとなり、光ファイバ１１の冷却性能を向上することができる。

本実施形態の光コネクタでは、第２開口部５３を冷却水給排部２４，２５に連通している。従って、ハウジング２１内で冷却水を効率良く流動させることができる。

本実施形態の光コネクタでは、案内部材６１を板形状とし、他端部とハウジング２１との間に隙間を設けている。従って、構造を簡素化することができる一方で、冷却水を冷却水貯留部２３内で広範囲にわたって流動させることができる。

本実施形態の光コネクタでは、ハウジング２１を内部に配置される光ファイバ１１に沿った長尺形状とし、冷却水貯留部２３として、支持部材２２に対して光ファイバ１１の軸方向における一方側に設けられる第１冷却水貯留部４１と、支持部材２２に対して光ファイバ１１の軸方向における他方側に設けられる第２冷却水貯留部４２とを設けている。従って、支持部材２２により光ファイバ１１を適正に支持することができると共に、光ファイバ１１を広範囲にわたって冷却することができる。

本実施形態の光コネクタでは、第１冷却水貯留部４１と第２冷却水貯留部４２の両方に冷却水給排部２４，２５，２６を設けている。従って、冷却水を第１冷却水貯留部４１と第２冷却水貯留部４２に対して個別に流動させることとなり、光ファイバ１１を効率良く冷却することができる。

本実施形態の光コネクタでは、第２冷却水貯留部４２をハウジング２１に接続される冷却水配管１２に連通している。従って、冷却水により冷却水配管１２内の光ファイバ１１も冷却することができる。

本実施形態の光コネクタでは、支持部材２２に、第１冷却水貯留部４１と第２冷却水貯留部４２を連通する連通路としてのスリットを設けている。従って、第１冷却水貯留部４１や第２冷却水貯留部４２の冷却水が支持部材２２に設けられたスリットに流れることから、光ファイバ１１における支持部材２２により支持された部分も冷却水により冷却することができる。

本実施形態の光コネクタでは、ハウジング２１の先端部にハウジング２１内に突出する接合部３９ａを有するプローブ３９が固定され、光ファイバ１１は、端部が接合部３９ａに接合されている。従って、光ファイバ１１の端部とプローブ３９を接合部３９ａにより適切に接合することができる。

本実施形態の光コネクタでは、冷却水貯留部２３は、支持部材２２に支持される光ファイバ１１の被覆されていない素線１１ａと被覆された被覆部１１ｂとの境界部Ｐ１を冷却可能としている。従って、発熱しやすい素線１１ａと被覆部１１ｂとの境界部Ｐ１を効率良く冷却することができる。

本実施形態の光コネクタでは、支持部材２２は、ハウジング２１の内面に固定される第１スリーブ３４と、光ファイバ１１の外面を支持する第３スリーブ３６と、第１スリーブ３４の内面と第３スリーブ３６の外面とを連結する第２スリーブ３５とを有している。の従って、ハウジング２１に対する支持部材２２の組付性を向上することができる。

また、本実施形態の伝送装置にあっては、光ファイバ１１と、光ファイバ１１の外側に冷却水流動部４４を介して設けられる冷却水配管１２と、光ファイバ１１の先端部を支持して基端部に冷却水配管１２の先端部が接続されると共に先端部に加工装置が接続可能な出射側光コネクタ１４と、出射側光コネクタ１４の冷却水貯留部２３に冷却水を循環させる冷却水循環装置１５とを設けている。

従って、冷却水循環装置１５により出射側光コネクタ１４の冷却水貯留部２３に冷却水を循環させると、冷却水により出射側光コネクタ１４内の光ファイバ１１を冷却し、冷却水貯留部２３の冷却水が冷却水配管１２に流動して光ファイバ１１を冷却する。また、冷却水貯留部２３の冷却水が冷却水流動部４４に流動することから、冷却水配管１２内に配置される光ファイバ１１も冷却水により冷却が可能となる。その結果、加工装置が高線量領域で作業を行う場合であっても、光ファイバ１１を効率良く冷却し、光ファイバ１１の発熱を抑制して信頼性の向上を図ることができる。

なお、上述した実施形態では、冷却水貯留部２３として、支持部材２２の両側に第１冷却水貯留部４１と第２冷却水貯留部４２を設け、第１冷却水貯留部４１と第２冷却水貯留部４２の両方に冷却水給排部２４，２５，２６を設けたが、この構成に限定されるものではない。例えば、支持部材２２に第１冷却水貯留部４１と第２冷却水貯留部４２を連通する連通孔を設け、第１冷却水貯留部４１と第２冷却水貯留部４２の一方に冷却媒体供給部と冷却媒体排出部を設けてもよい。また、光ファイバ１１におけるプローブ３９により支持された部分に対しても冷却水貯留部を設けてもよい。

また、上述した実施形態では、ハウジング２１に連結配管１６を介して冷却水配管１２を連結したが、ハウジング２１に冷却水配管１２を直接連結してもよい。

また、上述した実施形態では、冷却媒体として冷却水を適用したが、冷却媒体は冷却水に限定されるものではなく、例えば、空気でもよい。

また、上述した実施形態では、入射側光コネクタ１３と出射側光コネクタ１４を同じ構成のものとしたが、異なる構成のものであってもよい。

１０ 伝送装置
１１ 光ファイバ
１１ａ 素線
１１ｂ 被覆部
１２ 冷却水配管（冷却媒体配管）
１３ 入射側光コネクタ
１４ 出射側光コネクタ
１５ 冷却水循環装置（冷却媒体循環装置）
１６ 連結配管
１７ 第１温度センサ
１８ 第２温度センサ
１９ 制御装置
２１ ハウジング
２２ 支持部材
２３ 冷却水貯留部（冷却媒体貯留部）
２４ 第１冷却水給排部（冷却媒体供給部、冷却媒体排出部、入口部、出口部）
２５ 第２冷却水給排部（冷却媒体供給部、冷却媒体排出部、入口部、出口部）
２６ 第３冷却水給排部（冷却媒体供給部、冷却媒体排出部、入口部、出口部）
３１ 本体部
３２ 第１連結部
３３ 第２連結部
３３ａ 連結孔（外部連結部）
３４ 第１スリーブ
３５ 第２スリーブ
３５ｂ 小径部
３５ｃ 延出部
３６ 第３スリーブ
３７ 隙間部
３８ 第４スリーブ
３９ プローブ
３９ａ 接合部
４１ 第１冷却水貯留部（第１冷却媒体貯留部）
４２ 第２冷却水貯留部（第２冷却媒体貯留部）
４３ 作動隙間部
４４ 冷却水流動部（冷却媒体流動部）
５１，６１ 案内部材
５２ 第１開口部（第１連通部）
５３ 第２開口部（第２連通部）
７１ 直接冷却部
Ｐ１ 境界部
Ｐ２ 流速低減構造

Claims (16)

1. ハウジングと、
   前記ハウジング内に配置される光ファイバを支持する支持部材と、
   前記ハウジング内で前記支持部材に対して前記光ファイバの軸方向の両側に設けられる冷却媒体貯留部と、
   前記冷却媒体貯留部に冷却媒体を給排する冷却媒体供給部及び冷却媒体排出部と、
   前記ハウジングにおける前記光ファイバの軸方向の一端部側で前記光ファイバの外側に設けられて前記冷却媒体貯留部から前記ハウジングの外部に開口する外部連結部と、
   を備えることを特徴とする光コネクタ。
2. 前記冷却媒体供給部から前記冷却媒体貯留部に供給された冷却媒体を前記光ファイバの軸方向に沿って流動させる案内部材が設けられることを特徴とする請求項１に記載の光コネクタ。
3. 前記案内部材は、前記冷却媒体貯留部に配置され、一端部が前記支持部材に支持されることを特徴とする請求項２に記載の光コネクタ。
4. 前記冷却媒体供給部と前記冷却媒体排出部は、前記ハウジングの外周部に径方向に対向して配置され、前記案内部材は、前記冷却媒体供給部及び前記冷却媒体排出部に径方向に対向して配置されることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の光コネクタ。
5. 前記案内部材は、筒形状をなし、軸方向の一端部に前記冷却媒体貯留部に連通する第１連通部が設けられ、軸方向の他端部に前記冷却媒体供給部と前記冷却媒体排出部の少なくともいずれか一方に連通する第２連通部が設けられることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の光コネクタ。
6. 前記第２連通部は、前記冷却媒体供給部及び前記冷却媒体排出部に連通することを特徴とする請求項５に記載の光コネクタ。
7. 前記案内部材は、板形状をなし、他端部と前記ハウジングとの間に隙間が設けられることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の光コネクタ。
8. 前記ハウジングは、内部に配置される前記光ファイバに沿った長尺形状をなし、前記冷却媒体貯留部は、前記支持部材に対して前記光ファイバの軸方向における一方側に設けられる第１冷却媒体貯留部と、前記支持部材に対して前記光ファイバの軸方向における他方側に設けられる第２冷却媒体貯留部とを有することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の光コネクタ。
9. 前記第１冷却媒体貯留部と前記第２冷却媒体貯留部は、それぞれ前記冷却媒体供給部及び前記冷却媒体排出部が設けられることを特徴とする請求項８に記載の光コネクタ。
10. 前記第１冷却媒体貯留部と前記第２冷却媒体貯留部のいずれか一方は、前記ハウジングに接続される冷却媒体配管に連通されることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の光コネクタ。
11. 前記支持部材は、前記第１冷却媒体貯留部と前記第２冷却媒体貯留部を連通する連通路が設けられることを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれか一項に記載の光コネクタ。
12. 前記ハウジングの先端部に前記ハウジング内に突出する接合部を有するプローブが固定され、前記光ファイバは、端部が前記接合部に接合されることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の光コネクタ。
13. 前記冷却媒体貯留部は、前記支持部材に支持される前記光ファイバの被覆された部分と被覆されていない部分の境界を冷却可能であることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の光コネクタ。
14. 筒形状をなして内部に軸方向に沿って光ファイバが配置されるハウジングと、
    前記ハウジング内の長手方向の中間部で前記ハウジングの内面に固定されて前記光ファイバを支持する支持部材と、
    前記ハウジングの内部から外部に開口する入口部及び出口部と、
    前記ハウジングにおける前記光ファイバの軸方向の一端部側で前記光ファイバの外側に設けられて前記ハウジングの内部から外部に開口する外部連結部と、
    を備えることを特徴とする光コネクタ。
15. 前記支持部材は、前記ハウジングの内面に固定される第１スリーブと、前記光ファイバの外面を支持する第３スリーブと、前記第１スリーブの内面と前記第３スリーブの外面とを連結する第２スリーブとを有することを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の光コネクタ。
16. 光ファイバと、
    前記光ファイバの外側に冷却媒体流動部を介して設けられる冷却媒体配管と、
    前記光ファイバの先端部を支持して基端部に前記冷却媒体配管の先端部が接続されると共に先端部に加工装置が接続可能な請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の光コネクタと、
    前記光コネクタの前記冷却媒体貯留部に冷却媒体を循環させる冷却媒体循環装置と、
    を備えることを特徴とする伝送装置。
    

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