JP7190402B2

JP7190402B2 - 光コネクタ及び伝送装置

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Publication number: JP7190402B2
Application number: JP2019135241A
Authority: JP
Inventors: 剛久奥田; 崇赤羽; 賢一河西
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2019-07-23
Filing date: 2019-07-23
Publication date: 2022-12-15
Anticipated expiration: 2039-07-23
Also published as: JP2021018371A

Description

本開示は、光コネクタ及び伝送装置に関する。

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

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。このような光ファイバは、外気温等の影響や光ファイバ自体の発熱により加熱されることを防ぐため、効率よく冷却することが求められる。

本開示では、光ファイバを効率よく冷却することが可能な光コネクタ及び伝送装置を提供することを目的とする。

本開示の第１態様に係る光コネクタは、光ファイバを収容するハウジングと、前記ハウジング内で前記光ファイバの外周を囲んだ状態で固定する固定部材と、前記ハウジング内において前記固定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流通部と、前記固定部材に設けられ、２つの前記流通部を連通する連通部と、２つの前記流通部のうち一方の前記流通部に冷却媒体を供給し他方の前記流通部から前記冷却媒体を排出する供給部及び排出部と、前記連通部とは別個に設けられ、前記ハウジングの外部を経由して一方の前記流通部と他方の前記流通部との間を接続するバイパス流路とを備える。

本開示の第２態様に係る伝送装置は、光ファイバと、前記光ファイバの基端部及び先端部をそれぞれ支持し、内部にそれぞれ流通部を有する光コネクタと、前記光ファイバのうち２つの前記光コネクタから露出した部分を囲い、２つの前記光コネクタの前記流通部同士を接続する配管と、前記配管とは別個に２つの前記光コネクタの前記流通部同士を接続し、２つの前記光コネクタの前記流通部と前記配管とを含む流路を介して前記冷却媒体を循環させる循環装置と、を備え、２つの前記光コネクタのうち少なくとも前記光ファイバの前記先端部を支持する前記光コネクタは、上記の光コネクタが用いられる。

本開示によれば、光ファイバを効率よく冷却することが可能な光コネクタ及び伝送装置を提供することができる。

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、図２のIII－III断面図である。図４は、図２のIV－IV断面図である。図５は、図２のＶ－Ｖ断面図である。

以下、添付図面を参照して、本開示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１００は、光ファイバ１１と、配管１２と、２つの光コネクタ１０（入射側光コネクタ１３、出射側光コネクタ１４）と、循環装置１５とを備えている。

光ファイバ１１は、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１１ａ（図３等参照）と、この素線１１ａを被覆する樹脂製の被覆部１１ｂ（図３等参照）とから構成されている。

光コネクタ１０は、光ファイバ１１の両端に接続される。以下、光ファイバ１１の基端部１１ｒ側に接続される光コネクタ１０を入射側光コネクタ１３とし、光ファイバ１１の先端部１１ｔ側に接続される光コネクタ１０を出射側光コネクタ１４とする。なお、光ファイバ１１の基端部１１ｒは、光ファイバ１１に光が入射する部分である。また、光ファイバ１１の先端部１１ｔは、光ファイバ１１から光が出射する部分である。

入射側光コネクタ１３は、基端部１３ｒに図示しない光源（例えば、レーザ発振器）が接続される。入射側光コネクタ１３は、先端部１３ｔから内部に光ファイバ１１の基端部１１ｒが挿入される。入射側光コネクタ１３は、先端部１３ｔにおいて光ファイバ１１の基端部１１ｒを支持する。入射側光コネクタ１３は、内部に後述する流通部２３を有する。

出射側光コネクタ１４は、基端部１４ｒから内部に光ファイバ１１の先端部１１ｔが挿入される。出射側光コネクタ１４は、基端部１４ｒにおいて光ファイバ１１の先端部１１ｔを支持する。出射側光コネクタ１４は、先端部１４ｔ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。出射側光コネクタ１４は、内部に後述する流通部２３を有する。

配管１２は、光ファイバ１１のうち２つの光コネクタ１０から露出した部分を囲うように設けられる。配管１２は、基端部１２ｒが入射側光コネクタ１３に接続され、先端部１２ｔが出射側光コネクタ１４に接続される。配管１２は、内部に流動部４４が形成される。冷却媒体流動部４４には、光ファイバ１１が配置される。配管１２は、入射側光コネクタ１３と出射側光コネクタ１４との間で冷却媒体を流通させる。本実施形態において、冷却媒体としては、例えば冷却水が用いられるが、これに限定されず、他の媒体であってもよい。

循環装置１５は、配管１２とは別個に入射側光コネクタ１３及び出射側光コネクタ１４の流通部２３同士を接続し、入射側光コネクタ１３及び出射側光コネクタ１４の流通部２３と配管１２とを含む流路を介して冷却媒体を循環させる。循環装置１５は、供給経路Ｌ１及び排出経路Ｌ２に接続される。循環装置１５は、排出経路Ｌ２から排出された冷却媒体を供給経路Ｌ１に供給する。供給経路Ｌ１は、出射側光コネクタ１４の第１給排部２４に接続される。排出経路Ｌ２は、出射側光コネクタ１４の第１給排部２４に接続される。

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。以下の説明では、入射側光コネクタ１３と出射側光コネクタ１４との対応する構成については、同一の符号を付して説明する。なお、光コネクタ１０を入射側光コネクタ１３として使用する場合と、光コネクタ１０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と配管１２と連結配管１６の接続部分が逆になる。以下、光コネクタ１０の説明については、出射側光コネクタ１４を例に挙げて説明する。

図２は、本実施形態の光コネクタを表す断面図、図３は、図２のIII－III断面図、図４は、図２のIV－IV断面図である。また、図５は、図２のＶ－Ｖ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、固定部材２２と、流通部２３と、第１給排部２４と、第２給排部２５と、バイパス流路２６とを備える。

ハウジング２１は、光ファイバ１１を収容する。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、長手方向の先端部１４ｔ側に位置する第１連結部３２と、長手方向の基端部１４ｒ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を固定する固定部材２２が配置されている。固定部材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の内面に形成される保持部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。保持部３６は、光ファイバ１１の外周を保持する。保持部３６は、光ファイバ１１の軸方向に延びる形状である。

図５に示すように、保持部３６は、Ｖ－Ｖ断面視において光ファイバ１１の円周方向に複数箇所、例えば４箇所配置される。なお、保持部３６は、３箇所以下であってもよいし、５箇所以上であってもよい。複数の保持部３６は、例えば円周方向に等ピッチで配置される。保持部３６は、断面視において径方向の内側の面３６ａが光ファイバ１１の被覆部１１ｂの外周面に当接する。複数の保持部３６によって被覆部１１ｂの外周面が周方向に保持されることで、光ファイバ１１が固定される。

また、図５に示すように、保持部３６がＶ－Ｖ断面視において光ファイバ１１の周方向に間隔を空けて配置される。このため、保持部３６が設けられない箇所において、第２スリーブ３５の内面と、光ファイバ１１の外周面との間には、連通部４３が形成される。本実施形態において、連通部４３は、Ｖ－Ｖ断面視において例えば光ファイバ１１の周方向に複数、例えば４箇所設けられる。連通部４３は、例えばスリット状であり、ハウジング２１のうち後述する光ファイバ１１の先端側の第１流通部４１と基端側の第２流通部４２との間を連通する。つまり、連通部４３を介して、光ファイバ１１の先端側の第１流通部４１から基端側の第２流通部４２に冷却媒体が流通するようになっている。連通部４３は、固定部材２２のうち光ファイバ１１に面する位置に配置される。この構成により、連通部４３を流れる冷却媒体が光ファイバ１１に接触するため、光ファイバ１１を直接的に冷却可能となる。

なお、図５には、変形例に係る第２スリーブの構成を示している。まず、変形例に係る第２スリーブ３５Ａは、保持部３６Ａが２箇所に形成されており、連通部４３Ａが２箇所に形成された構成である。この構成では、連通部４３Ａの断面積を大きく確保することができる。

また、変形例に係る第２スリーブ３５Ｂは、保持部３６Ｂが２箇所に形成され、連通部４３Ａが２箇所に形成された構成であるが、上記の第２スリーブ３５Ａの構成に比べて、保持部３６Ｂの光ファイバ１１を保持する部分の面積が大きくなっている。この場合、光ファイバ１１をより確実に保持することができる。

また、変形例に係る第２スリーブ３５Ｃは、上記の第２スリーブ３５Ｂにおいて、保持部３６Ｃが３箇所に形成され、連通部４３Ｃが３箇所に形成された構成である。この構成では、第２スリーブ３５Ｂに比べて、連通部４３Ｃの断面積を大きく確保することができる。

また、変形例に係る第２スリーブ３５Ｄは、上記の第２スリーブ３５Ｂにおいて、保持部３６Ｄが５箇所に形成され、連通部４３Ｄが５箇所に形成された構成である。この構成では、第２スリーブ３５Ｂに比べて、連通部４３Ｄの断面積を大きく確保することができる。

また、変形例に係る第２スリーブ３５Ｅは、上記の第２スリーブ３５Ｂの構成に対して断面視で円形状の連通部４３Ｅｂを追加した構成となっている。この構成では、第２スリーブ３５Ｂに比べて、連通部４３Ｅａ及び連通部４３Ｅｂの合計の断面積を大きく確保することができる。

また、変形例に係る第２スリーブ３５Ｆは、上記の第２スリーブ３５の構成に対して、保持部３６が設けられる範囲と、連通部４３が設けられる範囲とを置換した構成となっている。つまり、第２スリーブ３５Ｆは、上記の第２スリーブ３５の保持部３６と同様の形状及び寸法を有する連通部４３Ｆを有している。また、第２スリーブ３５Ｆは、上記の第２スリーブ３５の連通部４３と同様の形状及び寸法を有する保持部３６Ｆを有している。このように、保持部３６Ｆ及び連通部４３Ｆの形状、寸法、配置について、多様な設計が可能である。

また、変形例に係る第２スリーブ３５Ｇは、上記の第２スリーブ３５Ｆの構成に対して断面視で円形状の連通部４３Ｇｂを追加した構成となっている。この構成では、第２スリーブ３５Ｆに比べて、連通部４３Ｇａ及び連通部４３Ｇｂの合計の断面積を大きく確保することができる。

図２に戻り、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１１ｔ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が保持部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。

流通部２３は、ハウジング２１内で固定部材２２に支持される光ファイバ１１の外側に設けられている。流通部２３は、固定部材２２に対して光ファイバ１１の軸方向における先端側に設けられる第１流通部４１と、固定部材２２に対して光ファイバ１１の軸方向における基端側に設けられる第２流通部４２とを有する。

第１流通部４１は、第１スリーブ３４と第２スリーブ３５の大径部３５ａと保持部３６とプローブ３９とにより区画された空間である。第２流通部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と保持部３６とにより区画された空間である。なお、第１流通部４１と第２流通部４２の間には、光ファイバ１１を固定支持する保持部３６が設けられる。上述したように、保持部３６の連通部４３を介して、第１流通部４１と第２流通部４２とが連通されている。このため、連通部４３を介して、光ファイバ１１の先端側の第１流通部４１から基端側の第２流通部４２に冷却媒体が流通し、当該冷却媒体により光ファイバ１１の固定支持部が冷却されるようになっている。

配管１２と光ファイバ１１との間に冷却媒体流動部４４が確保されている。第２流通部４２は、ハウジング２１に接続される配管１２の冷却媒体流動部４４に連通される。

第１給排部２４及び第２給排部２５は、ハウジング２１の流通部２３に対して冷却媒体の給排を行う。第１給排部２４は、ハウジング２１の本体部３１のうち光ファイバ１１の軸線方向について側部に配置される側部接続部３１ａを有する。第２給排部２５は、ハウジング２１のうち第２連結部３３側に配置され、配管１２に接続される。

出射側光コネクタ１４において、第１給排部２４は、第１流通部４１に冷却媒体を供給する供給部として機能する。また、第２給排部２５は、第２流通部４２から冷却媒体を排出する排出部として機能する。なお、入射側光コネクタ１３において、第１給排部２４は、第１流通部４１から冷却媒体を排出する排出部として機能する。また、第２給排部２５は、第２流通部４２に冷却媒体を供給する供給部として機能する。

本実施形態において、循環装置１５は、出射側光コネクタ１４の第１給排部２４と、入射側光コネクタ１３の第２給排部２５とを接続する。また、配管１２は、出射側光コネクタ１４の第２給排部２４と、入射側光コネクタ１３の第１給排部２４とを接続する。このため、入射側光コネクタ１３、循環装置１５、出射側光コネクタ１４、及び配管１２からなる一系統の流路が形成される。このため、光ファイバ１１の全体を確実に冷却することが可能となっている。

バイパス流路２６は、上記の連通部４３とは別個に設けられ、ハウジング２１の外部を経由して第１流通部４１と第２流通部４２との間を接続する。バイパス流路２６は、連通部４３を迂回するように設けられる。バイパス流路２６が設けられることにより、第１流通部４１及び第２流通部４２への冷却媒体の圧力を抑制しつつ、連通部４３に冷却媒体を流通させることができる。バイパス流路２６は、第１流通部４１に接続される第１接続部分２６ａと、第２流通部４２に接続される第２接続部分２６ｂとを有する。第１接続部分２６ａ及び第２接続部分２６ｂは、それぞれ連通部４３の両端部に対応する位置に配置される。このため、バイパス流路２６は、連通部４３を効率的に迂回する構成となっている。また、第１接続部分２６ａは、光ファイバ１１の軸方向について、第１給排部２４に対応する位置に配置される。このため、出射側光コネクタ１４の外形において対応する位置に突出部分が形成されることで、外形上のバランスが確保される。

また、出射側光コネクタ１４は、第１給排部２４から第１流通部４１に供給された冷却媒体を光ファイバ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流通部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給排部２４と第２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流通部４１に連通する第１開口部５２が設けられ、軸方向の他端部に第２給排部２５に連通する第２開口部５３が設けられている。

以下、本実施形態の伝送装置１００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、本実施形態の伝送装置１００は、例えばレーザ光源が非放射線領域に配置され、レーザ加工装置が高放射線領域に配置される状況下で用いられる。つまり、伝送装置１００は、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とを接続する。レーザ光源のレーザ光が伝送装置１００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。このような使用態様では、高放射線領域でレーザ光を伝送することにより、光ファイバ１１の先端部１１ｔ側において素線１１ａが発熱し、被覆部１１ｂの耐熱温度に近づく可能性がある。

これに対して、本実施形態に係る循環装置１５は、供給経路Ｌ１を介して冷却媒体を出射側光コネクタ１４の第１給排部２４に供給する。出射側光コネクタ１４では、第１給排部２４に供給された冷却媒体が第１流通部４１を流通し、一部が連通部４３を介して第２流通部４２に到達する。また、第１流通部４１を流通する冷却媒体の一部は、バイパス流路２６を介して第２流通部４２に到達する。このように、冷却媒体が第１流通部４１、連通部４３、第２流通部４２を流動することで、光ファイバ１１が直接的に冷却される。なお、連通部４３を流れる冷却媒体により、光ファイバ１１が直接冷却されることに加えて、保持部３６についても冷却される。このため、光ファイバ１１のうち保持部３６に支持された部分は、当該保持部３６によって間接的に冷却されることになる。また、本実施形態において第１流通部４１及び第２流通部４２に比べて連通部４３が狭隘である。これに対して、一部の冷却媒体がバイパス流路２６を介して第２流通部４２に到達することで、連通部４３に冷却媒体を流通させつつ、内圧の上昇を抑制できる。

第２流通部４２に到達した冷却媒体は、第２給排部２５から配管１２に流れ込み、配管１２の冷却媒体流動部４４に沿って流通し、入射側光コネクタ１３の第２給排部２５に供給される。入射側光コネクタ１３では、第２給排部２５に供給された冷却媒体が第２流通部４２を流通し、一部が連通部４３を介して第１流通部４１に到達する。また、第２流通部４２を流通する冷却媒体の一部は、バイパス流路２６を介して第１流通部４１に到達する。このように、入射側光コネクタ１３においても同様に、冷却媒体が第２流通部４２、連通部４３、第１流通部４１を流動することで、光ファイバ１１が冷却される。また、一部の冷却媒体がバイパス流路２６を介して第２流通部４２に到達することで、連通部４３に冷却媒体を流通させつつ、内圧の上昇を抑制できる。

第１流通部４１に到達した冷却媒体は、第１給排部２４から排出経路Ｌ２に流れ込み、循環装置１５に供給される。循環装置１５は、排出経路Ｌ２から供給された冷却媒体に対して温度調整等を行った後、当該冷却媒体を再び供給経路Ｌ１に循環させる。このように、一系統の流路に冷却媒体を流通させることで、光ファイバ１１の全体が確実に冷却され、素線１１ａの温度上昇が抑制される。

以上のように、本実施形態に係る光コネクタ１０は、光ファイバ１１を収容するハウジング２１と、ハウジング２１内で光ファイバ１１を固定する固定部材２２と、ハウジング２１内において固定部材２２に対して光ファイバ１１の軸方向の両側に設けられる流通部２３と、固定部材２２に設けられ、２つの流通部２３を連通する連通部４３と、２つの流通部２３のうち一方の流通部２３に冷却媒体を供給し他方の流通部２３から冷却媒体を排出する第１給排部２４及び第２給排部２５と、連通部４３とは別個に設けられ、ハウジング２１の外部を経由して一方の流通部２３と他方の流通部２３との間を接続するバイパス流路２６とを備える。

従って、連通部４３を流れる冷却媒体により、光ファイバ１１のうち固定部材２２で固定される部分が直接的に冷却されることになる。このため、光ファイバ１１を効率的に冷却することができる。また、連通部４３とは別個に設けられるバイパス流路２６を介して第１流通部４１から第２流通部４２に冷却媒体を迂回させることができるため、連通部４３が狭隘であっても、流通部２３内の圧力の上昇を抑制しつつ、連通部４３に冷却媒体を流通させることができる。これにより、ハウジング２１内に冷却媒体を円滑に流すことができるため、光ファイバ１１の発熱を抑制して信頼性の向上を図る入射側光コネクタ１３及び出射側光コネクタ１４が提供される。

本実施形態に係る光コネクタ１０において、バイパス流路２６は、２つの流通部２３に接続される第１接続部分２６ａ及び第２接続部分２６ｂが、それぞれ光ファイバ１１の軸方向について連通部４３の両端部に対応する位置に配置される。したがって、バイパス流路２６は、連通部４３を短い距離で効率的に迂回することができる。

本実施形態に係る光コネクタ１０において、第１給排部２４は、ハウジング２１のうち光ファイバ１１の軸方向に対して側部に接続される側部接続部３１ａを有し、バイパス流路２６は、第１第１流通部４１に接続される接続部分２６ａが、光ファイバ１１の軸方向について側部接続部３１ａに対応する位置に配置される。したがって、出射側光コネクタ１４の外形において対応する位置に突出部分が形成されることで、外形上のバランスが確保される。

本実施形態に係る光コネクタ１０において、連通部４３は、固定部材２２のうち光ファイバ１１に面する部分に配置される。したがって、連通部４３を流れる冷却媒体が光ファイバ１１に接触するため、光ファイバ１１を直接的に冷却することができる。

本実施形態に係る光コネクタ１０において、連通部４３は、光ファイバ１１の周方向に複数設けられる。したがって、光ファイバ１１の固定部分を周方向の複数の位置で冷却することができるため、冷却効率を高めることができる。

本実施形態に係る伝送装置１００は、光ファイバ１１と、光ファイバ１１の基端部１１ｒ及び先端部１１ｔをそれぞれ支持し、内部にそれぞれ流通部２３を有する光コネクタと、光ファイバ１１のうち２つの光コネクタから露出した部分を囲い、２つの光コネクタの流通部２３同士を接続する配管１２と、配管１２とは別個に２つの光コネクタの流通部２３同士を接続し、２つの光コネクタの流通部２３と配管１２とを含む流路を介して冷却媒体を循環させる循環装置１５と、を備え、２つの光コネクタのうち少なくとも光ファイバの先端部を支持する出射側光コネクタ１４は、上記の光コネクタ１０が用いられる。この伝送装置１００では、バイパス流路２６が設けられることで、流通部２３内の圧力の上昇を抑制しつつ、連通部４３に冷却媒体を流通させることができる。したがって、配管１２内において光ファイバ１１に十分な冷却能力を有する冷却媒体を必要な流量だけ確保することができる。また、出射側光コネクタ１４を高放射線領域で用いる場合等において、出射側光コネクタ１４に接続される光ファイバ１１の発熱を抑制することができる。

本実施形態に係る伝送装置１００において、２つの光コネクタの両方について、上記の光コネクタ１０が用いられ、循環装置１５は、一方の光コネクタ１０の第１給排部２４と、他方の光コネクタ１０の第２給排部２５とを接続し、配管１２は、一方の光コネクタ１０の第２給排部２５と、他方の光コネクタ１０の第１給排部２４とを接続する。これにより、一方の光コネクタ１０、循環装置１５、他方の光コネクタ１０、及び配管１２からなる一系統の流路が形成される。このため、光ファイバ１１の全体を確実に冷却することが可能となる。

本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。例えば、上述した実施形態では、バイパス流路２６の数を１つとしたが、これに限定されず、バイパス流路２６が複数であってもよい。

また、上記した実施形態では、バイパス流路２６の第１接続部分２６ａ及び第２接続部分２６ｂは、それぞれ連通部４３の両端部に対応する位置に配置され、第１接続部分２６ａについては更に光ファイバ１１の軸方向について第１給排部２４に対応する位置に配置される構成を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば第１接続部分２６ａは、第１流通部４１に接続可能であれば、他の部分であってもよい。また、第２接続部分２６ｂは、第２流通部４２に接続可能であれば、他の部分であってもよい。

また、上述した実施形態では、ハウジング２１に配管１２を連結した構成を例に挙げて説明したが、これに限定されず、例えば連結配管１６を介してハウジング２１に配管１２を連結する構成としてもよい。

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。

また、上記した実施形態において、配管１２の内径を調整することにより、光コネクタ１０の流通部２３内の冷却媒体の圧力を調整するようにしてもよい。ここで、配管１２の内径をｒ、配管１２の長さをＬ、冷却媒体の流速をｖ、冷却媒体の密度をρ、配管１２の管摩擦係数をλとすると、光コネクタ１０の流通部２３内の耐圧Ｐ及び冷却媒体の流量の目標値Ｑが以下の式１及び式２を満たすように各部が設計される。

Ｐ＞λＬρｖ^２／２ｒ・・・（式１）
Ｑ＝πｒ^２ｖ・・・（式２）

上記式１及び式２により、例えば冷却媒体の流量３Ｌ／ｍｉｎを確保する場合、ファイバ伝送距離（配管１２の長さＬ）を１００ｍとし、光コネクタ１０の流通部２３内の耐圧Ｐを１ＭＰａとすると、配管１２の内径はΦ８ｍｍ程度となる。

１０光コネクタ
１１光ファイバ
１１ａ素線
１１ｂ被覆部
１１ｒ，１２ｒ，１３ｒ，１４ｒ基端部
１１ｔ，１２ｔ，１３ｔ，１４ｔ先端部
１２配管
１３入射側光コネクタ
１４出射側光コネクタ
１５循環装置
１６連結配管
２１ハウジング
２２固定部材
２３流通部
２４第１給排部
２５第２給排部
２６バイパス流路
２６ａ第１接続部分，接続部分
２６ｂ第２接続部分
３１本体部
３１ａ側部接続部
３２第１連結部
３３第２連結部
３３ａ連結孔
３４第１スリーブ
３４ａ，３５ａ大径部
３４ｂ，３５ｂ小径部
３５第２スリーブ
３６保持部
３６ａ面
３７隙間部
３８第４スリーブ
３９プローブ
３９ａ接合部
４１第１流通部
４２第２流通部
４３連通部
４４流動部
５１案内部材
５２第１開口部
５３第２開口部
１００伝送装置
Ｌ１供給経路
Ｌ２排出経路
ｑ流量値
ｒ内径

Claims

光ファイバを収容するハウジングと、
前記ハウジング内で前記光ファイバの外周を囲んだ状態で固定する固定部材と、
前記ハウジング内において前記固定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流通部と、
前記固定部材に設けられ、２つの前記流通部を連通する連通部と、
２つの前記流通部のうち一方の前記流通部に冷却媒体を供給する供給部、及び他方の前記流通部から前記冷却媒体を排出する排出部と、
前記連通部とは別個に設けられ、前記ハウジングの外部を経由して一方の前記流通部と他方の前記流通部との間を接続するバイパス流路と
を備える光コネクタ。
前記供給部及び前記排出部の一方は、前記ハウジングのうち前記光ファイバの軸方向に対して側部に接続される側部接続部を有し、
前記バイパス流路は、前記一方の前記流通部に接続される接続部分が、前記光ファイバの軸方向について前記側部接続部に対応する位置に配置される
請求項１に記載の光コネクタ。
前記連通部は、前記固定部材のうち前記光ファイバに面する部分に配置される
請求項１又は請求項２に記載の光コネクタ。
前記連通部は、前記光ファイバの周方向に複数設けられる
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光コネクタ。
前記バイパス流路は、２つの前記流通部に接続される接続部分が、それぞれ前記光ファイバの軸方向について前記連通部の両端部に対応する位置に配置される
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光コネクタ。
光ファイバと、
前記光ファイバの基端部及び先端部をそれぞれ支持し、内部にそれぞれ流通部を有する光コネクタと、
前記光ファイバのうち２つの前記光コネクタから露出した部分を囲い、２つの前記光コネクタの前記流通部同士を接続する配管と、
前記配管とは別個に２つの前記光コネクタの前記流通部同士を接続し、２つの前記光コネクタの前記流通部と前記配管とを含む流路を介して前記冷却媒体を循環させる循環装置と、
を備え、
２つの前記光コネクタのうち少なくとも前記光ファイバの前記先端部を支持する前記光コネクタについて、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の光コネクタが用いられる
伝送装置。
２つの前記光コネクタの両方について、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の光コネクタが用いられ、
前記循環装置は、一方の前記光コネクタの前記排出部と、他方の前記光コネクタの前記供給部とを接続し、
前記配管は、一方の前記光コネクタの前記供給部と、他方の前記光コネクタの前記排出部とを接続する
請求項６に記載の伝送装置。
前記配管の内径をｒ、前記配管の長さをＬ、前記冷却媒体の流速をｖ、前記冷却媒体の密度をρ、前記配管の管摩擦係数をλとした場合、前記流通部内の圧力Ｐ及び前記冷却媒体の流量の目標値Ｑが、
Ｐ＞λＬρｖ^２／２ｒ・・・（式１）
Ｑ＝πｒ^２ｖ・・・（式２）
を満たすように設計される
請求項６又は請求項７に記載の伝送装置。