JP7240974B2 - 光コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、光コネクタに関する。

特許文献１に、レーザビーム伝送用光ファイバケーブルにおけるレーザビームの射出端部に設けられた光コネクタが記載されている。特許文献１に記載された光コネクタは、光ファイバの先端に接合された円柱状の石英ブロックと、石英ブロックの外周面を覆い、先端が石英ブロックの先端位置から突出する筒状の保護チューブを備えている。

特開２０１４－０６３１２７号公報

光コネクタと光コネクタが着脱されるレセプタクルとの組は、例えばレーザ加工機に供給するレーザビームを出力するレーザ発振器に用いられる。
光コネクタは、射出するレーザビームのエネルギを分散させるために石英ブロックを備えている。
石英ブロックは帯電して塵埃が付着しやすい。そのため、レーザ発振器のような光コネクタを用いた装置のメンテナンス作業で光コネクタを外した際には、石英ブロックの先端面に付着した塵埃を除去するクリーニング作業を行うのが一般的である。

従来の保護チューブを備えた光コネクタにおいて、保護チューブは、光コネクタの本体部に、人手によって着脱可能な嵌め合い構造で取り付けられている。すなわち、石英ブロックのクリーニング作業の際に、作業者は、石英ブロックの先端面を露出させるために保護チューブを光コネクタから取り外す必要がある。

そのため、石英ブロックの端面のクリーニング作業は、保護チューブの着脱作業により作業効率が低下する。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、石英ブロックのクリーニング作業において、作業効率がほとんど低下しない光コネクタを提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明は次の構成を有する。
１） 光ファイバの端部に取り付けられ、外装となる筒状の外筒部と前記外筒部の内部に収容され前記光ファイバの光ファイバ心線が通された基部とを有する柱状の本体部と、
前記本体部の第１の端部に支持され前記光ファイバ心線が接続された円柱状の石英ブロックと、
前記石英ブロックの外周面を覆い、前記外筒部と前記基部との間に挟まれて軸心ずれがないように前記基部の軸線の方向に移動可能に支持されたカバーと、
を備え、
前記カバーは、先端部が前記石英ブロックの先端面よりも突出した第1位置と、前記先端部が前記石英ブロックの前記先端面よりも前記本体部の側に位置する第２位置との間を移動可能とされた光コネクタである。

本発明によれば、光コネクタを用いた装置のメンテナンス作業において、作業効率がほとんど低下しない、という効果が得られる。

図１は、本発明の実施の形態に係る光コネクタの実施例である光コネクタ１の外観斜視図である。 図２は、光コネクタ１の先端部分である図１のＡ部の縦断面図である。 図３は、光コネクタ１が備えるケース５１の先端部分に備えられたカバー５２の軸方向の位置を示す図であり、図３（ａ）～図３（ｃ）は、それぞれカバー５２の第１～第３の位置を示す。 図４は、光コネクタ１をレセプタクル７１に装着する際の不具合態様例を示す図である。

本発明の実施の形態に係る光コネクタを、その実施例である光コネクタ１により説明する。

（実施例）
図１は、光コネクタ１の外観斜視図である。図２は、光コネクタ１をレセプタクル７１に装着した状態での先端部である図１のＡ部を示す部分断面図である。
光コネクタ１は、光ファイバ８１の両端部に取り付けられており、光コネクタ１と光ファイバ８１とで光ファイバケーブル９１が構成されている。

図１に示されるように、光コネクタ１は、柱状の本体部２と、本体部２の端部４に対し着脱自在に取り付けられたケース５１とを備える。本体部２の先端にはカバー５２が取り付けられている。
図２に示されるように、本体部２は、外装となる筒状の外筒部５１ａと、外筒部５１ａの内部に収容された基部５１ｂとを有する。
基部５１ｂは、光ファイバ心線８２を軸線ＣＬ１上に通して保持しており、光ファイバ心線８２の先端部は、不図示の支持構造によって基部５１ｂに支持された円柱状の石英ブロック８３の端面に接続されている。すなわち、本体部２の第１の端部に石英ブロックが支持されている。

本体部２には、光ファイバ心線８２を冷却するための循環冷媒が流入する冷媒流入管２１ａと流出する冷媒流出管２１ｂとが取り付けられている。
図１に示されるように、本体部２の外筒部５１ａには、本体部２の軸線ＣＬ１方向に離隔した複数の絶縁リング３ａと、絶縁リング３ａに挟まれた電気接点となる複数のコンタクトリング３ｂとが接点部３として設けられている。
コンタクトリング３ｂは、光ファイバ８１の両端部に取り付けられた光コネクタ１それぞれに設けられており、一対の光コネクタ１において対応するコンタクトリング３ｂ同士が電気的に接続されている。
これにより、例えば、光ファイバケーブル９１を、一対の光コネクタ１の一方をレーザ発振器に接続し他方をレーザ加工機に接続して使用する場合に、レーザ発振器及びレーザ加工機に接続された制御装置によって両端部間の導通確認をとることができる。

図２に示されるように、外筒部５１ａは、直径が一定のストレート部５１ａ１と、ストレート部５１ａ１の先端側に接続され、縦断面で直線状に直径が小さくなる傾斜部５１ａ２とを有する。
図１及び図２に示されるように、外筒部５１ａの外周面には、傾斜部５１ａ２からストレート部５１ａ１に跨って軸線ＣＬ１方向に直線状に延び、その端部から周方向に屈曲した略Ｌ字状の本体ガイド溝５３が形成されている。本体ガイド溝５３は、周方向に例えば１２０°ピッチで離隔して複数形成されている。

カバー５２は、本体部２の先端部分において、軸線ＣＬ１方向に所定のストロークで移動可能に支持されている。
図２に示されるように、基部５１ｂの先端側には、他の部位より小径のカバー進入部５１ｂ１が形成されている。これにより、外筒部５１ａと基部５１ｂとの間に径方向の隙間ＳＰａが形成されている。隙間ＳＰａには、カバー５２の端部が軸線ＣＬ１方向に所定のストロークを移動可能なように進入している。換言するならば、隙間ＳＰａは、カバー５２の端部が軸線ＣＬ１方向に所定のストロークを移動可能となるように形成されている。
カバー５２は、隙間ＳＰａにおけるカバー５２の可動範囲において、外筒部５１ａと基部５１ｂとの間にほぼ隙間なく挟まれて軸心ずれがないように支持されている。

カバー５２のケース５１側の端部と、カバー進入部５１ｂ１の底壁５１ｂ２との間には、付勢部材としてコイルばね５６が配置されている。また、コイルばね５６と底壁５１ｂ２との間には、コイルばね５６から加わる圧力、すなわちコイルばね５６の弾性反発力を計測するセンサ５７が配置されている。センサ５７と制御装置ＣＴ（図２参照）とは電気的に接続されており、制御装置ＣＴはセンサ５７で計測した圧力の値を電気信号として取得できる。

カバー５２は、図２に示された基準となる第１位置において、石英ブロック８３の周面を完全に覆い、軸線ＣＬ１の方向における先端部５２ａの位置は石英ブロック８３の先端面８３ａから突出した位置にある。

図２は、光コネクタ１をレセプタクル７１に取り付けた状態が示されている。
レセプタクル７１は、光コネクタ１を受け入れるコネクタ受け孔７２を有する。
コネクタ受け孔７２は、開口側から大径部７２ａ，傾斜部７２ｂ，及び小径部７２ｃを有する。
大径部７２ａは、光コネクタ１のストレート部５１ａ１の外径よりもわずかに大きい内径で形成されている。大径部７２ａには、内周面からコネクタ受け孔７２の内部に対し出没するよう径方向に移動可能なガイドピン７３が設けられている。ガイドピン７３は、固定ピン７４によって軸線ＣＬ１に向け突出する方向に付勢されている。
傾斜部７２ｂは、光コネクタ１の傾斜部５１ａ２と密着するように傾斜した内周面を有する。小径部７２ｃは、光コネクタ１の外周面から離隔する内径を有する。

このレセプタクル７１の構成により、作業者が光コネクタ１をコネクタ受け孔７２に挿入してある程度進入させると、ガイドピン７３が光コネクタ１のケース５１の本体ガイド溝５３に係合し回動を規制してさらなる進入をガイドする。
作業者が、光コネクタ１をコネクタ受け孔７２に所定の距離だけ進入させて突き当たった後に回動すると、ガイドピン７３が本体ガイド溝５３の周方向に屈曲した部分への回動が許容されて進入し、光コネクタ１の抜き方向の移動が規制される。すなわち、光コネクタ１がレセプタクル７１にロックされる。

この光コネクタ１のレセプタクル７１への装着操作において、光コネクタ１をコネクタ受け孔７２に所定の距離だけ進入させると、光コネクタ１の傾斜部５１ａ２とレセプタクル７１の傾斜部７２ｂとが密着した位置で位置決めされ突き当てとなる。そして、その位置で、光コネクタ１を回動させることでガイドピン７３を本体ガイド溝５３の周方向に屈曲した部分に進入させてロック可能なようになっている。

図２において模式的に示されるように、光コネクタ１のカバー５２は、径方向内向きに突出したガイドピン５５を有し、ケース５１の基部５１ｂの外周面には、ガイドピン５５が係合して移動できる凹部として形成されたカバーガイド溝５４を有する。
カバーガイド溝５４は、概ね軸線ＣＬ１方向に延びる階段状に形成されている。具体的には、基部５１ｂの先端側において軸線ＣＬ１方向に延びる直状の第１溝部５４ａと、第１溝部５４ａの一端から周方向に延びるよう形成された第２溝部５４ｂと、第２溝部５４ｂの一端から軸線ＣＬ１に沿う直状の第３溝部５４ｃ、とがカバーガイド溝５４として形成されている。

カバー５２は、既述のように、本体部２に対し軸線ＣＬ１方向に所定のストロークで移動可能とされている。以下、所定のストロークの一方端の位置を第１の位置、第１の位置とは反対方向の他方端の位置を第３位置と称する。
カバー５２は、自然状態において、図３（ａ）に示されるように、先端部５２ａが石英ブロック８３の先端面８３ａから最も突出した第１の位置にある。
また、カバー５２は、図３（ｂ）に示されるように、作業者などによって、第１位置からコイルばね５６の弾性反発力に抗して矢印ＤＲ３のように押し込まれると、第１溝部５４ａの先端側にガイドピン５５が係合していることから回動が規制されて直動する。カバー５２は、さらに押し込まれると距離ｄ１だけ移動して、先端部５２ａが第１溝部５４ａの端部に突き当たった第３位置に達する。

図３（ｃ）に示されるように、第３位置で、作業者が矢印ＤＲ４のようにカバー５２を所定角度回動させると、先端部５２ａは、ガイドピン５５が第２溝部５４ｂを進んで端部に突き当たり、更にその位置から作業者がカバー５２を矢印ＤＲ５のようにさらに押し込むと、ガイドピン５５は第３溝部５４ｃを進み、第１位置から距離ｄ２だけ押しまれた端部に位置する第２位置まで押し込むことができる。
カバー５２が第２位置にあるときに、カバー５２の先端部５２ａの軸線ＣＬ１方向の位置は、石英ブロック８３の先端面８３ａより引っ込んだ位置にあり、先端面８３ａは完全に露出する。
このように、第３位置は、カバー５２の第１の位置と第２の位置との間の直動移動を、カバー５２を軸線ＣＬ１まわりの回動移動で許容する位置として設けられている。

光コネクタ１を用いた装置のメンテナンス作業に伴い、石英ブロック８３の先端面８３ａをクリーニングする場合、作業者は、カバー５２を、着脱することなく単に第２位置に押し込み、コイルばね５６の付勢力に抗して維持するだけで露出した先端面８３ａをクリーニングできる。クリーニングが終了したら、カバー５２を第１位置に戻せばよい。

光コネクタ１をレセプタクル７１に装着するときに、レセプタクル７１のコネクタ受け孔７２に、同心の姿勢で進入させて装着すれば、カバー５２の有無によらず不具合は生じない。
一方、図４に示されるように、コネクタ受け孔７２に対し光コネクタを傾いた姿勢で装着しようとした場合、光コネクタがカバー５２を有していないと、コネクタ受け孔７２の内部で突出しているガイドピン７３が石英ブロック８３に接触し、石英ブロック８３に傷がつくなどの不具合が生じる虞がある。

これに対し、実施例の光コネクタ１は、石英ブロック８３が、先端面８３ａよりも突出するカバー５２によって覆われている。
そのため、コネクタ受け孔７２に対し光コネクタ１を傾いた姿勢で装着しようとした場合、ガイドピン７３は、カバー５２に当接しカバー５２を第１位置から第３位置に移動させる。
第３位置は、押し込まれたカバー５２が突き当てとなる位置であるため、センサ５７で検出する圧力が急激に増加し、カバー５２が押し込まれていることを外部の制御装置ＣＴが把握することができる。

制御装置ＣＴは、センサ５７からの検出信号に基づき、圧力が予め設定された閾値を超えた場合に、アラームを出力するようにしてもよい。
これにより、光コネクタ１の挿入において不具合が生じていることが把握される。また、カバー５２は、第１位置から押し込まれて第３位置に移動しても、カバー５２の先端部５２ａは石英ブロック８３の先端面８３ａよりも突出した位置にあるので、石英ブロック８３にガイドピン７３などが接触して傷がつく不具合は生じない。

上述のように、光コネクタ１は、カバー５２を第１位置から第３位置を経て第２位置に移動させるだけで石英ブロック８３の先端面８３ａのクリーニングが可能となる。そのため、メンテナンス作業の効率はほとんど低下せず高効率で維持される。
また、光コネクタ１は、カバー５２が心ぶれすることなく軸線ＣＬ１方向に移動するので、カバー５２と石英ブロック８３とは接触しない。これにより、石英ブロック８３を傷つけることなく石英ブロック８３の先端面８３ａを露出してクリーニング可能となる。
また、光コネクタ１は、カバー５２がケース５１によって取り外し不能に支持されているので、カバー５２を紛失する虞はない。

本発明の実施例は、上述した構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変形例としてもよい。

カバー５２は、第３位置でロックされるものであってもよい。これにより、クリーニング作業中にカバー５２を押し込むように付勢する必要がなく、クリーニング作業がより容易になる。
センサ５７は、圧力の程度を検出するものに限定されず、カバー５２の軸線ＣＬ１方向の位置を検出するものなどであってもよい。また、センサ５７がコイルばね５６に接触するものでなくてもよく、カバー５２の位置などを非接触で検出するものであってもよい。

１ 光コネクタ
２ 本体部
２１ａ 冷媒流入管
２１ｂ 冷媒流出管
３ 接点部
３ａ 絶縁リング
３ｂ コンタクトリング
４ 端部
５１ ケース
５１ａ 外筒部
５１ａ１ ストレート部
５１ａ２ 傾斜部
５１ｂ 基部
５１ｂ１ カバー進入部
５１ｂ２ 底壁
５２ カバー
５２ａ 先端部
５３ 本体ガイド溝
５４ カバーガイド溝
５４ａ 第１溝部
５４ｂ 第２溝部
５４ｃ 第３溝部
５５ ガイドピン
５６ コイルばね
５７ センサ
７１ レセプタクル
７２ コネクタ受け孔
７２ａ 大径部
７２ｂ 傾斜部
７２ｃ 小径部
７３ ガイドピン
７４ 固定ピン
８１ 光ファイバ
８２ 光ファイバ心線
８３ 石英ブロック
８３ａ 先端面
９１ 光ファイバケーブル
ＣＬ１ 軸線
ＣＴ 制御装置
ｄ１，ｄ２ 距離
ＳＰａ 隙間

Claims (6)

1. 光ファイバの端部に取り付けられ、外装となる筒状の外筒部と前記外筒部の内部に収容され前記光ファイバの光ファイバ心線が通された基部とを有する柱状の本体部と、
   前記本体部の第１の端部に支持され前記光ファイバ心線が接続された円柱状の石英ブロックと、
   前記石英ブロックの外周面を覆い、前記外筒部と前記基部との間に挟まれて軸心ずれがないように前記基部の軸線の方向に移動可能に支持されたカバーと、
   を備え、
   前記カバーは、先端部が前記石英ブロックの先端面よりも突出した第1位置と、前記先端部が前記石英ブロックの前記先端面よりも前記本体部の側に位置する第２位置との間を移動可能とされた光コネクタ。
2. 前記カバーを前記第１位置に向けて付勢する付勢部材を備えていることを特徴とする請求項１記載の光コネクタ。
3. 光ファイバの端部に取り付けられ、前記光ファイバの光ファイバ心線が通された柱状の本体部と、
   前記本体部の第１の端部に支持され前記光ファイバ心線が接続された円柱状の石英ブロックと、
   前記石英ブロックの外周面を覆い前記本体部に対しその軸線の方向に移動可能に支持されたカバーと、
   を備え、
   前記カバーは、先端部が前記石英ブロックの先端面よりも突出した第1位置と、前記先端部が前記石英ブロックの前記先端面よりも前記本体部の側に位置する第２位置との間を移動可能とされて、
   前記カバーを前記第１位置に向けて付勢する付勢部材と、
   前記カバーの前記軸線の方向の位置又は前記付勢部材の弾性反発力を計測するセンサと、
   をさらに備えていることを特徴とする光コネクタ。
4. 光ファイバの端部に取り付けられ、前記光ファイバの光ファイバ心線が通された柱状の本体部と、
   前記本体部の第１の端部に支持され前記光ファイバ心線が接続された円柱状の石英ブロックと、
   前記石英ブロックの外周面を覆い前記本体部に対しその軸線の方向に移動可能に支持されたカバーと、
   を備え、
   前記カバーは、先端部が前記石英ブロックの先端面よりも突出した第1位置と、前記先端部が前記石英ブロックの前記先端面よりも前記本体部の側に位置する第２位置との間を移動可能とされ、
   前記第１位置と前記第２位置との間に、前記カバーを前記軸線のまわりの回動で前記第１位置と前記第２位置との間の移動を許容する第３位置が設けられていることを特徴とする光コネクタ。
5. 前記カバーの前記軸線の方向の位置を計測するセンサを備えていることを特徴とする請求項４記載の光コネクタ。
6. 前記カバーを前記第１位置に向けて付勢する付勢部材を備えていることを特徴とする請求項４又は請求項５記載の光コネクタ。

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