JPH0331924Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は溶接、半田付け等のためのレーザ光等
高エネルギビーム用コネクタに関するものであ
る。

〔従来技術〕 一般にこの種高エネルギレーザ光の伝送に用い
られる光フアイバの入，出射端には夫々プラグが
装着され、入射側端にあつてはレーザ装置に付設
されるレンズを、また出射側端にあつては被加工
物と対向するレンズを夫々内蔵したレセプタクル
と接続されるよう構成される。ところでこの従来
のプラグは第５図に示す如く構成されている。第
５図は従来の入射側端プラグを示す模式的断面
図、第６図は第５図の−線による模式的正面
図であり、図中１は単芯の光フアイバ１ａを有す
るコード、２はプラグ、３はレンズ３ａを内蔵し
たレセプタクルを示している。コード１はポリ塩
化ビニル製の外被１ｂ、ケブラ１ｃ、ナイロン製
のジヤケツト１ｄを切除して夫々所要長のケブラ
１ｃ，ジヤケツト１ｄ，光フアイバ１ａを剥き出
してあり、剥き出した光フアイバ１ａの軸長方向
の中間部から同じく剥きだしたジヤケツト１ｄの
基端部近傍にわたつてプラグ本体２１を外嵌して
ある。プラグ本体２１はステンレス鋼製であつて
円筒状に形成され、軸長方向の中間部外周には鍔
部２１ａを備えており、剥き出した光フアイバ１
ａとジヤケツト１ｄとにわたつて外嵌され、光フ
アイバ１ａ周面との間に充填したエポキシ樹脂２
１ｂにて光フアイバ１ａ、ジヤケツト１ｄに同心
一体的に固定されている。このプラグ本体２１の
基端部外周には剥き出したケブラ１ｃを被せ、外
被１ｂからプラグ本体２１の基端部にわたつて外
嵌したステンレス鋼製のスカート部材２２にてケ
ブラ１ｃをプラグ本体２１周面との間で挟み込ん
だ状態で接着剤によりプラグ本体２１に一体に固
定してある。２３は袋ナツトであり、プラグ本体
２１の先端側をレセプタクル３に挿入した状態で
レセプタクル３の外周に螺合緊締することによ
り、プラグ本体２１をレセプタクル３に一体的に
嵌挿保持すようになつている。

ところでこのような従来の光コネクタになつて
は第６図に示す如く、プラグ２の先端面に光フア
イバ１ａとプラグ本体２１とを同心一体的に固定
するエポキシ樹脂２１ｂが露出しているため、レ
ーザ装置とレンズ３ａ、光フアイバ１ａの芯合せ
態様が不十分な場合、レーザ光が光フアイバ１ａ
の入射端面からずれてエポキシ樹脂に投射されエ
ポキシ樹脂が燃焼し、プラグの脱落、破損を招く
おそれがある。

この対策としてプラグ本体２１をホルダ部及び
中子部材に分割構成すると共に、光フアイバの先
端部を支持する中子部材のレーザ光入射端面近傍
から可燃性の有機物を排除し、レーザ光の入射に
際しての位置ずれがあつてもプラグの破損を防止
し得るようにした高エネルギ用光コネクタにつ
き、既に本願出願人が出願してある（実願昭59−
20146、（実開昭60−133417号））。

第７図は本出願人の上記既出願に係る高エネル
ギビーム用コネクタの部分破砕側面図、第８図は
第７図の−線による模式的正面図であり、図
中３１はスカート部材、３２はホルダ、３３は中
子部材、３４は袋ナツトを示している。中子部材
は銅等を素材にして円筒状に形成され、軸長方向
中間部の内径は光フアイバ１ａの直径と略等しく
して支持部３３ａとし、その両端部寄りの部分は
これよりも若干内径を大きく形成され、基端部内
周面に設けた螺条３３ｂを介してホルダ３２の先
端に螺合連絡されている。光フアイバ１ａはスカ
ート部材３１、ホルダ３２及び中子部材３３内の
支持部３３ａで保持され、その先端面は中子部材
３３の前端面と面一に位置させてある。これによ
つて光フアイバ１ａの端面から軸長方向の所要長
にわたつて光フアイバ１ａの周囲には空隙３３ｃ
が形成され、レーザ光が光フアイバ１ａの端面か
ら外れて入射せしめられても周囲に燃焼物がない
ため燃焼等の不都合が防止できるようになつてい
る。

ところが上述した如き構成の光コネクタになつ
ては、光フアイバ１ａの端面から外れたレーザ光
は光フアイバ１ａと中子部材３３との間の空隙３
３ｃ内を経て光フアイバ１ａ周面、或いは支持部
３３ａの前端面３３ｄに入射することとなるが、
光フアイバ１ａ周面に入射した場合、光フアイバ
１ａ周面に若干の溶損が生じるが、破断に到るこ
とは少ないものの、支持部３３ａの前端面３３ｄ
に入射すると中子部材３３の素材たるCuが溶融
飛散せしめられてこれが光フアイバ１ａ周面に衝
突し、光フアイバ１ａ周面に亀裂を生じさせるこ
とがままあり、光フアイバ１ａが折損し易くなる
という問題があつた。そこで中子部材３３の光フ
アイバ支持部３３ａのレーザ光入射側端面をセラ
ミツクチツプで覆い金属の飛散を防止したものも
本出願人により出願されている（実願昭59−
106830号（実開昭61−22009号））。

ところがこのコネクタでも入射エネルギが大き
い場合にはセラミツクがベーパーライズする等の
問題があつた。

〔目的〕

本考案はかかる事情に鑑みなされたものであつ
て、その目的とするところは中子部材における光
フアイバ支持部にサフアイヤ等、高屈折率を有
し、また透明、又は半透明の耐熱物を用いること
として中子部材の溶融飛散による不都合がなく光
フアイバの折損を防止して品質、並びに信頼性の
大幅な向上を図れるようにした高エネルギビーム
用光コネクタを提供するにある。

〔構成〕

本考案に係る高エネルギビーム用光コネクタ
は、高エネルギビームを入射させるべき光フアイ
バの端部に設けるコネクタにおいて、光フアイバ
の端部に外嵌され、光フアイバ端面からその軸長
方向の所要長にわたつて光フアイバ周面との間に
空隙を隔てるべく光フアイバの直径よりも内径を
大きくした大径部と、内径を光フアイバの直径に
略等しくした光フアイバ支持部とを有し、少なく
とも該光フアイバ支持部を、光フアイバのクラツ
ドよりも高屈折率の透明又は半透明の耐熱物にて
形成してなることを特徴とする。

〔実施例〕

以下本考案をその実施例を示す図面に基づいて
具体的に説明する。第１図は本考案に係る高エネ
ルギビーム用コネクタ（以下本案品という）の断
面図であり、第２図は第１図の中子部材４３の拡
大図である。図中１は単芯の光フアイバ１ａを備
えたコード、２はプラグ、５はレセプタクルを示
している。コード１はポリ塩化ビニル製の外被１
ｂ、ケブラ１ｃ、ナイロン製のジヤケツト１ｄを
夫々切除して所要長さのジヤケツト１ｄ、ケブラ
１ｃ、光フアイバ１ａを剥き出してある。剥き出
した部分の光フアイバ１ａの軸長方向の中間部か
ら同じく剥き出した部分のジヤケツト１ｄの基端
部にわたしてホルダ４１が外嵌固定され、またこ
のホルダ４１の基端部からコード１における外被
１ｂの先端部外周にわたしてスカート部材４２
が、また剥き出した部分の光フアイバ１ａの先端
部からホルダ４１の先端部にわたして中子部材４
３が夫々固定され、更にホルダ４１、スカート部
材４２、中子部材４３にわたして袋ナツト部材４
４が軸長方向に移動可能に外嵌せしめられてい
る。

ホルダ４１は真ちゆう製であつて、内径がジヤ
ケツト１ｄの直径より僅かに大きい円筒状に形成
され、基端部はその外径を縮小して段差部４１ａ
を備え、また先端部寄りの外周には鍔部４１ｂを
備え、更にこの鍔部４１ｂよりも先端部の外周に
は螺条４１ｃが形成されており、剥き出されたジ
ヤケツト１ｄの基端近傍から剥き出された光フア
イバ１ａの中間部にわたつて外嵌され、基端部の
縮径した部分の外周には剥き出したケブラ１ｃが
被せられている。

ホルダ４１の内周面と光フアイバ１ａの周面と
の間には金属製のスリーブ４１ｄがその基端部を
ジヤケツト１ｄの先端面に衝き当て、先端面はホ
ルダ４１の先端から若干突き出した態様で介装さ
せてあり、このスリーブ４１ｄとホルダ４１の内
周面との間、並びにスリーブ４１ｄと光フアイバ
１ａ周面との間にはエポキシ系の接着剤４１ｅ，
４１ｆが充填され、この接着剤４１ｅ，４１ｆ及
びスリーブ４１ｄを介してホルダ４１が光フアイ
バ１ａに同心一体的に接着固定されている。

スカート部材４２は同じく真ちゆう製であつて
内径が先端部を除いてホルダ４１の基端部外径よ
りも僅かに大きい円筒状に形成されており、外被
１ｂの先端部外周からケブラ１ｃを被せたホルダ
４１の基端部外周にわつて外嵌してある。ケブラ
１ｃを被せたホルダ４１の基端部外周面及びケブ
ラ１ｃの周面、並びにこれに外嵌されるスカート
部材４２の先端部内周面には接着剤が塗着されて
おり、スカート部材４２の先端部はその内周面と
ホルダ４１の基端部外周面との間にケブラ１ｃを
挾み込んだ状態で接着剤により相互に一体的に固
定されるようになつている。

中子部材４３は円筒状に形成され、軸長方向中
間部の内径は光フアイバ１ａの直径と等大又は僅
かに大きくして光フアイバ支持部４３ｆとし、ま
たその両端部寄りの部分は光フアイバ１ａ周面と
の間に間隙４３ｃ，４３ｄを形成すべく内径を中
間部よりも若干大きく形成され、更に基端部内周
面には螺条４３ａを備えており、光フアイバ１ａ
に外嵌した状態で螺条４３ａをこれに接着剤を塗
布してホルダ４１先端の螺条４１ｃに螺合せしめ
ることによつてホルダ４１先端に同心一体的に連
結されている。中子部材４３は第２図に拡大して
示すようにその光フアイバ支持部４３ｆのみをサ
フアイヤ製とし、他の部分は従来同様銅製として
いる。なお４３ｇは光フアイバ支持部４３ｆ嵌合
の際のストツパである。

中子部材４３に用いるサフイヤは光フアイバ１
ａのクラツドの屈折率、例えば1.452よりも高い
1.760〜1.769を有し、融点は2308℃と高い耐熱性
を有する。使用材料はサフアイヤに限らずダイヤ
モンド（屈折率2.417，融点3973℃以上）でもよ
い。また透明でなくともよく、１mmの厚さにて入
射光の５％以上を透過できる半透明のものであつ
てもよい。

光フアイバ１ａは直径150〜1250μｍのもので
あり、前記スリーブ４１ｄの先端部から中子部材
４３内に突き出され、中子部材４３の中間部内側
に設けられている光フアイバ１ａの直径に略等し
い孔４３ｂ内を通して中子部材４３と同心に位置
決めされた状態で先端面、即ち入射端面を中子部
材４３の先端面と面一に位置させてある。中子部
材４３の基端部及び先端部における孔４３ｃ，４
３ｄの周壁と光フアイバ１ａ周壁との間の空隙内
には空気が存在するのみであつて燃焼し易い物
質、例えば有機物は全く存在しない。

なお光フアイバ１ａの先端面を中子部材４３の
先端面と面一に位置させたのは光フアイバ１ａの
先端部を中子部材４３の先端面より突出させると
光フアイバ１ａを折損するおそれがあり、また凹
ませて位置させると光フアイバ１ａ先端面の洗浄
が難しくなることによるものであつて、必ずしも
面一にする必要はない。

袋ナツト部材４４はステンレス鋼又は真ちゆう
製であつて先端部内周面にはレセプタクル５に螺
合緊締するための螺条４４ａを備え、また後端部
寄りの内周面には内径が前記ホルダ４１の鍔部４
１ａの直径よりも小さくなるよう内鍔４４ｂが設
けられており、この内鍔４４ｂと鍔部４１ａとの
間にはコイルスプリング４５が介装され、このコ
イルスプリング４５にてレセプタクル５側から後
退する向きに付勢保持せしめられている。

レセプタクル５は前記第５図に示した従来のも
のと同じであり、内部にレンズ５ａを内蔵し、図
示しないレーザ装置の出光口に面して固定される
ようになつている。

而して上述の如く構成された本案品にあつては
図示しないレーザ装置から発せられたレーザ光が
レンズ５ａにて集光された後、光フアイバ１ａの
先端面に入射せしめられ、光フアイバ１ａ内を伝
播されてゆくが、レーザ光が光フアイバ１ａ内を
伝播されてゆくが、レーザ光が光フアイバ１ａの
端面に入射せしめられる過程で光フアイバ１ａの
端面から外れた位置に入射せしめられても、光フ
アイバ１ａの周りは空間であつて空気が存在する
のみであり、燃焼することがないことは勿論、レ
ーザ光が中子部材４３に入射してもその耐熱性が
高いのでこれが溶融したり、ベーパライズするこ
とがない。

また、光フアイバ支持部４３ｆへ入射されたレ
ーザ光はここを通過する間に減衰されてその背後
側へ透過するので空間４３ｄ側にて光フアイバ１
ａ等を高温に迄加熱することもない。

また、光フアイバ支持部４３ｆへ入射されたレ
ーザ光は、これが光フアイバ１ａのクラツドより
も高屈折率であるので光フアイバへ侵入し難い。

逆に光フアイバ１ａの端部のクラツドに入射さ
れ、又はコアからクラツドへ侵入したレーザ高は
光フアイバ支持部４３ｆへ容易に侵入するので、
光フアイバ１ａのクラツドの昇温が抑制される。

第３，４図は本考案の他の実施例の中子部材の
形状を示している。

第３図に示すものは光フアイバ支持部４３ｆ及
び光フアイバ１ａの端末側の空隙４３ｃに臨む部
分をサフアイヤ製とし、他の部分を銅製としたも
のである。

第３図の例ではこれらのサフアイヤ製の部分を
第２図同様に銅製の部分に無理嵌めの方法で嵌合
してあり、嵌合の位置決めのためにストツパ４３
ｇを設けている。

第４図は第１，２図と同様、光フアイバ支持部
４３ｆのみをサフアイヤ製としたものであるが、
その外周面及び、ホルダ４１側の側面を粗く加工
し散乱面４３ｈにしてある。

これらの他の実施例の独自の効果は以下のとお
りである。

第３図に示すものは図示の如く空隙４３ｃの内
面に向かうようにレーザ光が入射された場合に
も、その内周面に溶融を生じることがない。

更に第４図に示すものは光フアイバ支持部４３
ｆをホルダ４１側へ透過し又は中子部材４３の銅
製の部分へ透過するレーザ光を散乱面４３ｈにて
乱反射し又は拡散するのでそのエネルギ減衰が図
れる。

〔数値例〕

第２図に示す構造を有し、屈折率＝1.769のサ
フアイヤを用いた本案品をコア径／クラツド径：
400μｍ／500μｍのステツプインデツクス形石英
系光フアイバの入射端部に装着し、パルス幅８ｍ
ｓ、出力20JのYAGレーザを5ppsで数万パルス照
射した結果、光フアイバには切断事故が全く生じ
なかつたばかりでなく、14〜15゜の入射軸ずれを
生じても本案品では光フアイバは破壊しなかつ
た。ちなみに第５図に示す従来品では即座に使用
不能となり、第６図に示すものでは20〜30分の角
度をずらしただけで光フアイバは破壊した。

〔効果〕

以上の如く本考案によれば、光フアイバの端部
に外嵌される中子部材内に、光フアイバ端面から
その軸長方向の所要長にわたつて光フアイバ周面
との間に空隙を隔てるべく内径を光フアイバ直径
よりも大きくした部分と、その内奥部になつて、
内径が光フアイバの直径に略等しくした光フアイ
バ支持部とを備え、この光フアイバ支持部を少な
くともサフアイヤ等の高屈折率の透明又は半透明
の耐熱物にて構成したので、有機物の燃焼による
破損等を生じることがないのは勿論、光エネルギ
ビームが正しく光フアイバのコアに入射しなくと
も、その破壊が生じない。従つて光フアイバ端面
に対する高エネルギビームの入射のため調節が容
易となり、小口径光フアイバの使用が可能とな
り、それだけコネクタ自体の小型化も達成し得る
など、本考案は優れた効果を奏するものである。

また高価なサフアイヤ等を必要最小限にのみ使
用しているので経済的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本案品の模式的断面図、第２図はその
一部拡大図、第３，４図は本考案の他の実施例を
示す要部断面図、第５図は従来品の模式的断面
図、第６図は第５図の−線による拡大正面
図、第７図は本出願人による既出願のコネクタを
示す部分破断側面図、第８図は第７図の−線
による拡大断面図である。 １…コード、１ａ…光フアイバ、１ｂ…外被、
２…プラグ、５…レセプタクル、４１…ホルダ、
４１ａ…段差部、４１ｂ…鍔部、４１ｃ…螺条、
４２…スカート部材、４３…中子部材、４３ｆ…
光フアイバ支持部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 高エネルギビームを入射させるべき光フアイ
   バの端部に設けるコネクタにおいて、光フアイ
   バの端部に外嵌され、光フアイバ端面からその
   軸長方向の所要長にわたつて光フアイバ周面と
   の間に空隙を隔てるべく光フアイバの直径より
   も内径を大きくした大径部と、内径を光フアイ
   バの直径に略等しくした光フアイバ支持部とを
   有し、少なくとも該光フアイバ支持部を、光フ
   アイバのクラツドよりも高屈折率の透明又は半
   透明の耐熱物にて形成してなることを特徴とす
   る高エネルギビーム用コネクタ。 ２ 前記光フアイバ支持部の高エネルギビームの
   出射側端面を光を乱反射させるべく粗く加工し
   てある実用新案登録請求の範囲第１項記載の高
   エネルギビーム用コネクタ。 ３ 前記耐熱物がサフアイヤである実用新案登録
   請求の範囲第１項又は第２項記載の高エネルギ
   ビーム用コネクタ。