JP3834539B2

JP3834539B2 - 光ファイバの封止構造

Info

Publication number: JP3834539B2
Application number: JP2002264152A
Authority: JP
Inventors: 孝之阿久津
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2002-09-10
Filing date: 2002-09-10
Publication date: 2006-10-18
Anticipated expiration: 2022-09-10
Also published as: JP2004101907A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバを異種媒質間に引き通すための光ファイバ封止構造、特に耐圧性能を必要とする封止構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、水中で使用される音響センサにおける光ファイバ封止構造の例を示したものである。音響センサなる収納容器は仕切り部により仕切られた複数の気密室により構成されており、図４に示すようにセンサ部２１と連結部２２とが対となって複数配列されている。センサ部２１の外周部２３は可撓性をもった材質より形成されており、連結部２２の外周部２４は金属等の剛体からなる。そしてセンサ部２１と連結部２２は仕切り部２５により気密が保たれた状態で分割されており、センサ部２１の内部にのみ音響油２６が充填されている。またセンサ部２１には、複数の光ファイバセンサ２７が配置されており、光ファイバセンサ２７からの光信号を出力する光ファイバ２８は、複数の光ファイバセンサからの光信号を一括伝搬する光ファイバ３０に、光カプラ２９を介して接続されている。３１は光ファイバ封止部であり仕切り部２５に取付けられている。光ファイバ３０は、光ファイバ封止部３１を介することにより仕切り部２５を貫通し、センサ部２１と連結部２２を連続して引き通されている。
【０００３】
図４に示した音響センサは水中で使用されるため、センサ部２１と連結部２２には水深分の圧力が加わることとなる。センサ部２１の外周部２３は可撓性をもった材質より形成されているため、圧力は外周部２３だけでなく内部にも伝わり、センサ部２１においては音響油２６を介して、その圧力は仕切り部２５にも加わる。一方、連結部２２においては、外周部２４が剛体からなるため、仕切り部２５には圧力は伝わらないこととなる。したがって、仕切り部２５には一方の側からのみ圧力が加わるため、光ファイバ封止部３１には耐圧性能が必要となる。
【０００４】
図５は、図４で用いられている光ファイバ封止部３１の断面構造を示したものである（全くの同一ではないが類似の構造が、例えば特許文献1に記載されている。）。ここでは仕切り部２５の右部に音響油２６が充填されている。４１は光ファイバ封止部材であり、異なる径の円柱体を組み合わせた形状となっており、円状の開口部４２と貫通孔４３が設けられている。ここで開口部４２は心線の光ファイバを固定するのに適した径となっており、貫通孔４３は素線の光ファイバを固定するのに適した径となっている。また、仕切り部３２へ固定するため、図示せぬ取付け手段が備えられている。そして仕切り部２５と光ファイバ封止部材４１との間で気密を保つために、必要に応じて接触部にＯリングを設けたり、接触部が溶接されたりしている。
【０００５】
４４は既に説明されている光ファイバ３０の心線部、４５は素線部である。光ファイバは図５に示すように、心線部４４が第１の貫通孔４２のところに、また素線部４５が第２の貫通孔４３のところに位置するように配置され、開口部４２はエポキシ系接着剤４６によって、貫通孔４３は半田４７によって、それぞれ封止される。そして素線部４５は、必要に応じて他の光ファイバと融着される。
【０００６】
以上の構造により、音響センサを水中で使用した場合に、センサ部２１の可撓性を持った外周部２３に水深分の圧力が加わり、音響油２６を介して仕切り部２５の一方の側から圧力が加わった場合においても、光ファイバ封止部３１によって、充填されている音響油が漏れることなく光ファイバを引き通すことが可能となっていた。
【０００７】
【特許文献１】
特開平７−３５９５３号公報（第７−１０頁、第１図、第３図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の構造では以下に示すような課題があった。一つは、貫通孔４３の部分に位置する光ファイバは被覆を除去された素線であり、素線部に半田封止を行うため、光ファイバのガラス表面に傷が付きやすいという問題がある。ガラス表面に傷が付くと、その傷が原因で光ファイバが破断したり、伝送損失が大きくなったりすることがある。また、半田を貫通孔４３に充填する際、半田の熱によって光ファイバの心線部４４の被覆が溶け出す可能性があるというのも課題の一つである。被覆が一旦溶け出した後に、光ファイバが曲がった状態で硬化すると、局所的な曲げにより光ファイバの伝送損失が大きくなったり、光ファイバのガラス部分が露出して光ファイバの強度が低下したりする。
【０００９】
その他の課題としては、半田充填時に半田が貫通孔４３全体に行き渡る前に硬化し、内部に残留気泡が発生すると、充填液体から圧力が加わった時に気泡部分が潰れることによる半田のずれが発生し、異種媒質間の気密が保てなくなったり、光ファイバが破断したりするといったことが挙げられる。この課題はエポキシ系接着剤に対して硬化が早い半田のみに発生するものである。また、本封止構造は光ファイバ１本につき１構造が必要となるため、光ファイバの本数が多いと高コストになると共に大きなスペースが必要となる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、仕切り部により仕切られた収納容器の中に配置される光ファイバを前記仕切り部に封止するための封止構造において、前記光ファイバを収納する容器であり、内部を光ファイバが貫通し、かつ光ファイバを接着固定するための接着剤が充填された光ファイバ封止部材を、固定手段により前記仕切り部に固定してなる光ファイバの封止構造を提供するものである。
【００１１】
ここで、前記光ファイバ封止部材は円筒形状をしており、その両端部には前記光ファイバが貫通可能な蓋を備えていることが好ましい。そして、前記光ファイバ封止部材は複数の光ファイバを収納すること可能である。また、前記仕切り部により仕切られた前記収納容器の各気密室において、隣接する気密部の一方にのみ充填材が充填されている場合や、充填材が充填された前記気密室の外周部は弾性変形可能な部材で形成されている場合でも、本発明により上記課題を解決することができる。
【００１２】
更に、前記固定手段は固定材及び固定ナットを備え、前記固定材は片端のみ円錐状で、前記光ファイバ封止部材が挿入可能な内径有した円筒形状をしており、かつ弾性変形可能な部材から形成され、前記固定ナットは前記光ファイバ封止部材を挿入可能な内径を有し、かつ外周にはネジ部を有し、前記仕切り部は前記光ファイバ封止部材のみが挿入可能な貫通穴と、該貫通孔に連続し前記固定材を挿入可能な第１の溝と、前記第１の溝に連続し前記固定ナットを取付け可能な第２の溝とを有する構造とすることが好ましい。この時、前記第２の溝は充填材が充填された気密室側に位置することが好ましい。
【発明の実施の形態】
【００１３】
図２は本発明に係る光ファイバ封止部の構造例を示したものである。１１は円筒形状をした光ファイバ封止部材であり、充填接着剤を注入するための注入口１２を備えている。１３は光ファイバを引き通すための貫通孔を備えた蓋部であり、光ファイバ封止部材１１の端部に挿入可能な形状となっている。１４は光ファイバの心線であり、図２では本数が１本となっているが、これに限定されるものではなく、蓋部１３に複数の光ファイバ貫通孔を設け、複数の光ファイバを引き通しても構わない。１５は充填接着剤であり、例えばエポキシ系接着剤が使用される。なお、充填接着剤１５は内部に気泡が残留した状態での硬化を防ぐため、あらかじめ真空装置内で気泡が取り除かれたものを用いることとしている。
【００１４】
図１は光ファイバ封止部を収納容器の仕切り部に固定したときの構造を示したものである。１は図２で既に説明済みの光ファイバ封止部である。２は収納容器の仕切り部であり、雌ネジが設けられた第１の開口部３と、端部が楔状となった第２の開口部４と、貫通孔５とを有している。ここで貫通孔５は、光ファイバ封止部１の挿入がスムーズに実施でき、かつ可能な限り小さい径となっている。６は光ファイバ封止部の固定部材であり、本実施例では第１の開口部３に取付け可能なよう外周部に雄ネジが設けられたナット（以下固定ナット６と略記する）を用いている。７は光ファイバ封止部の固定材であり、例えばゴム等の可撓性を持った弾性部材で形成されており、片方の端部には第２の開口部の傾斜面と一致するように、円錐状の傾斜面が設けられている。
【００１５】
次に、本封止構造によってどのように気密が保たれるかを説明する。光ファイバ封止部１は図１に示されているようにほぼ中央部が貫通孔５の部分に位置するように配置され、光ファイバ封止部１の外側には固定材７が配置される。この時、固定材７の寸法は、気密性を高めるために、挿入可能な範囲で外径は第２の開口部４の内径よりも大きく、また内径は光ファイバ封止部１の外径よりも小さくされている。固定材７は第２の開口部に挿入されると、固定ナット６によって貫通孔５の方向に圧縮される。第２の開口部４と固定材７にはそれぞれ傾斜面が設けられているため、固定材７は第２の開口部４の傾斜面に沿うように貫通孔５の方向かつ開口部４の中心に向かって変形し、光ファイバ封止部１を締め付けるようになる。その結果、光ファイバ封止部１と仕切り部２の隙間は固定材７によって密封され、気密が保たれる。
【００１６】
次に、図３を用いて光ファイバ封止部の片側にのみ液体が充填された場合かつ、その収納容器が水中に設置された場合について説明する。光ファイバ封止部１は図１に示したように、仕切り部２に固定ナット６及び固定材７で固定されている。また、８は従来技術と同様にセンサ部、連結部とからなる収納容器である。９は可撓性を持った材質により形成されている外周部、１０は金属等の剛体からなる外周部、２６は充填液体である。
【００１７】
この収納容器８を水中に設置すると、外周部９、１０には水圧が加わる。ここで外周部９は可撓性を有しているので、水圧によって変形すると共に、この水圧は内部の充填材にも伝わることとなる。充填液体２６は圧縮性を持たないので、仕切り部２には外周部９と同等の圧力が付加される。一方、外周部１０は剛体からなるため、内部に圧力は伝わらない。従って、光ファイバ封止部１においては、充填液体２６側からのみ圧力が加わることとなる。
【００１８】
固定材７は既に説明してあるように、固定ナット６によって光ファイバ封止部１を締め付けるよう圧縮されている。そして、充填液体２６を介して固定材７に圧力が加わると、更に光ファイバ封止部１を締め付けるように変形する。このように、圧力が高くなるほど固定材７が光ファイバ封止部１を締め付けようとする力は強くなり、高圧力の場合においても気密を保つことが可能となる。
【００１９】
【発明の効果】
以上の説明のように、本発明の光ファイバ封止構造によれば、従来の光ファイバ封止構造に比べ、次のような効果が得られる。
光ファイバの素線部が露出したり、心線部の被覆に熱が加えられたりすることがないため、ガラス部の傷による光ファイバの破断、伝送損失の増大や、局所曲げによる伝送損失の増大といったことを防ぐことができる。また、１構造で複数のファイバの封止が可能なため、製造コストを削減することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】光ファイバ封止部の構成図
【図２】光ファイバ封止部材の構造図
【図３】光ファイバ封止構造の適用図
【図４】従来の光ファイバ封止構造の使用例
【図５】従来の光ファイバ封止部の構成図
【符号の説明】
１光ファイバ封止部
２仕切り部
６固定ナット
７固定材
８収納容器
９外周部
１０外周部
１１光ファイバ封止部材
１３蓋部
１４光ファイバ心線
１５接着剤

Claims

仕切り部により複数の気密室に仕切られた収納容器の中に配置される光ファイバを前記仕切り部に封止するための光ファイバの封止構造において、
前記光ファイバを収納する容器であり、内部を光ファイバが貫通し、かつ前記光ファイバを接着固定するための接着剤が充填された光ファイバ封止部材を備え、
前記気密室において、隣接する気密室の一方にのみ充填材が充填されるとともに、該一方の気密室の外周部は弾性変形可能な部材で形成され、
前記光ファイバ封止部材を挿入するための貫通孔を設けた円筒状の弾性変形可能な部材であって先端を円錐状に形成した固定材と、前記光ファイバ封止部材を挿入するための貫通孔が設けられ、前記固定材の後端に一端を接すると共に外周にネジ部を設けた固定ナットとを備えるとともに、前記固定材の後端が充填材が充填された気密室側に位置するよう前記仕切り部に設けた嵌合部に該固定材及び該固定ナットを嵌合させて前記光ファイバ封止部材を前記仕切り部に固定する固定手段を備えることを特徴とする光ファイバの封止構造。
前記光ファイバ封止部材に複数の光ファイバを収納した請求項１記載の光ファイバの封止構造。
前記収納用器は、水中に設置されることを特徴とする請求項１乃至２記載の光ファイバの封止構造。