JPH0664954B2 - Optical fiber composite insulator and method for manufacturing the same - Google Patents

Optical fiber composite insulator and method for manufacturing the same

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JPH0664954B2
JPH0664954B2 JP63238790A JP23879088A JPH0664954B2 JP H0664954 B2 JPH0664954 B2 JP H0664954B2 JP 63238790 A JP63238790 A JP 63238790A JP 23879088 A JP23879088 A JP 23879088A JP H0664954 B2 JPH0664954 B2 JP H0664954B2
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optical fiber
insulator
glass tube
sealing
glass
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捷二 清家
敏之 美馬
幸一 森
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NGK Insulators Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、送電線網及び変電所における故障点検出シス
テムを形成する場合に主として用いられる光ファイバ複
合碍子及びその製造方法に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an optical fiber composite insulator mainly used when forming a fault point detection system in a transmission line network and a substation, and a manufacturing method thereof.

(従来の技術) 従来から電力系統における故障点の自動検出のため、課
電側の光センサからの信号を接地側の検出器まで伝送す
る機能を有する光ファイバ複合碍子が使用されている。
(Prior Art) Conventionally, in order to automatically detect a failure point in a power system, an optical fiber composite insulator having a function of transmitting a signal from an optical sensor on a power application side to a detector on a ground side has been used.

これらの光ファイバ複合碍子は種々のものが知られてお
り、例えば特開昭60-158,402号公報においては、碍子の
軸部の軸心に貫通孔を有し、この貫通孔に光ファイバが
挿通され、その貫通孔の全体または部分にシリコーンゴ
ムやエポキシ樹脂等の有機絶縁物を充填することにより
光ファイバを封着し、碍子の表面漏洩縁距離を減少させ
ることを防止する技術および碍子の磁器全体を加熱して
おき貫通孔中に溶融したガラスを貫通孔の全体または部
分に流し込み、光ファイバを封着する技術が知られてい
る。
Various types of these optical fiber composite insulators are known. For example, in JP-A-60-158,402, a through hole is formed in the shaft center of the insulator, and an optical fiber is inserted into the through hole. A technique for sealing the optical fiber by filling the entire or part of the through hole with an organic insulator such as silicone rubber or epoxy resin, and preventing the surface leakage edge distance of the insulator from being reduced, and porcelain of the insulator. A technique is known in which the entire body is heated and molten glass is poured into the entire or part of the through hole to seal the optical fiber.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上述した有機物による封着においては、
封着剤である有機物と磁器とでは熱膨張係数が大きく異
なるため、加熱時に貫通孔から封着材が飛び出したり、
磁器を内部からおし割ったりする問題があった。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in the above-described organic substance sealing,
Since the thermal expansion coefficient of the organic substance that is the sealing agent and that of the porcelain are greatly different, the sealing material may jump out from the through hole during heating,
There was a problem of cracking the porcelain from inside.

また、上述した無機物による封着においては、被覆をは
がした光ファイバまたは被覆があっても加熱により被覆
がはがれた光ファイバが碍子の内孔内を挿通することと
なるため、封着用ガラスを溶融させるために加熱すると
光ファイバが碍子内部で断線しやすい問題もあった。す
なわち、シリコーンゴム等の被覆を施された光ファイバ
からジャケットストリッパー等で被覆をはく離すると、
表面にわずかな傷がつき強度が大幅に低下し、このよう
に強度が低下した光ファイバを無機ガラス封着に使用す
ると、封着後に光ファイバが断線する問題もあった。
Further, in the sealing by the above-mentioned inorganic material, even if there is a coated optical fiber or coating, the optical fiber whose coating is peeled by heating will be inserted through the inner hole of the insulator, so that the glass for sealing is used. There is also a problem that the optical fiber easily breaks inside the insulator when heated for melting. That is, if the coating is peeled off from an optical fiber coated with silicone rubber or the like with a jacket stripper,
There is also a problem that the optical fiber is broken after the sealing when the optical fiber having such a reduced strength is used for sealing the inorganic glass.

本発明の目的は上述した課題を解消して、製造方法が簡
単でしかも信頼性の高い光ファイバ複合碍子およびその
製造方法を提供しようとするものである。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide an optical fiber composite insulator having a simple manufacturing method and high reliability, and a manufacturing method thereof.

(課題を解決するための手段) 本発明の光ファイバ複合碍子は、碍子の中央部分を貫通
する内孔中に、ガラス管の内孔に溶着した光ファイバを
設置し、碍子の内孔とガラス管の側壁の間を封着用ガラ
スで封着した構造を有するとともに、各部材の熱膨張係
数が、磁器の熱膨張係数をα、ガラス管の熱膨張係数
をα、封着用ガラスの熱膨張係数がαとしたとき、 0.4≦α/α≦1.0 0.5≦α/α≦1.0 で、かつ 0.5≦α/α≦1.5 の関係を有することを特徴とするものである。
(Means for Solving the Problem) The optical fiber composite insulator of the present invention is configured such that an optical fiber fused to an inner hole of a glass tube is installed in an inner hole penetrating a central portion of the insulator, and the inner hole and the glass of the insulator are installed. It has a structure in which the side walls of the tube are sealed with a sealing glass, and the thermal expansion coefficient of each member is such that the thermal expansion coefficient of the porcelain is α p , the thermal expansion coefficient of the glass tube is α t , and the thermal expansion coefficient of the sealing glass is When the expansion coefficient is α q , 0.4 ≦ α t / α p ≦ 1.0 0.5 ≦ α q / α p ≦ 1.0 and 0.5 ≦ α q / α t ≦ 1.5. is there.

また、本発明の光ファイバ複合碍子の製造方法は、両端
部を耐熱性樹脂で被覆した光ファイバをガラス管内孔に
設置し、ガラス管を所定の温度まで加熱し加圧すること
により光ファイバをガラス管内に封着し、当該光ファイ
バを碍子を中央部分を貫通する内孔中に設置し、碍子の
内孔とガラス管の側壁の間に封着用ガラスを充填した後
加熱して、碍子の内孔とガラス管の側壁の間を封着する
ことを特徴とするものである。
Further, the manufacturing method of the optical fiber composite insulator of the present invention, the optical fiber whose both ends are coated with a heat-resistant resin is installed in the glass tube inner hole, the glass tube is heated to a predetermined temperature to press the optical fiber to the glass. The optical fiber is sealed inside the tube, the insulator is installed in the inner hole that penetrates the central part, and the sealing glass is filled between the inner hole of the insulator and the side wall of the glass tube. It is characterized by sealing between the hole and the side wall of the glass tube.

(作用) 上述した構成において、本発明の光ファイバ複合碍子
は、碍子の磁器と熱膨張係数が近い無機ガラスを封着材
として用いることにより、従来の有機封着における課題
を解決できるとともに、光ファイバを碍子内孔中へ無機
ガラスにより封着を行うときに、光ファイバをパイレッ
クスガラス等の低熱膨張性ガラス管で被覆する構成とし
ているため、光ファイバの断線もなく信頼性の高い光フ
ァイバ複合碍子を得ることができる。
(Operation) In the configuration described above, the optical fiber composite insulator of the present invention can solve the problems in the conventional organic sealing by using an inorganic glass having a thermal expansion coefficient close to that of the porcelain of the insulator as a sealing material. Since the optical fiber is covered with a low thermal expansion glass tube such as Pyrex glass when sealing the fiber in the insulator inner hole with inorganic glass, there is no disconnection of the optical fiber You can get an insulator.

また、磁器の熱膨張係数をα,ガラス管の熱膨張係数
をα、封着用ガラスの熱膨張係数をαとしたとき、
0.4≦α/α≦1.0,0.5≦α/α≦1.0で、かつ
0.5≦α/α≦1.5の関係を満たすように各部材を構
成すると、後述する実施例からも明らかなように、信頼
性のより良好な光ファイバ複合碍子を得ることができ
る。
When the thermal expansion coefficient of the porcelain is α p , the thermal expansion coefficient of the glass tube is α t , and the thermal expansion coefficient of the sealing glass is α q ,
In 0.4 ≦ α t / α p ≦ 1.0,0.5 ≦ α q / α p ≦ 1.0, and
If each member is configured so as to satisfy the relationship of 0.5 ≦ α q / α t ≦ 1.5, it is possible to obtain an optical fiber composite insulator having higher reliability, as will be apparent from Examples described later.

さらに、本発明の製造方法においては、光ファイバに対
し低熱膨張性ガラス管を封着した後、このガラス管と碍
子内孔との間を封着ガラスで封着しているため、加熱時
にも光ファイバは劣化せず、光ファイバの断線を未然に
防ぐことができる。
Furthermore, in the manufacturing method of the present invention, after sealing the low thermal expansion glass tube to the optical fiber, since the glass tube and the insulator inner hole are sealed with the sealing glass, even during heating. The optical fiber does not deteriorate, and the disconnection of the optical fiber can be prevented.

また、本発明の製造方法で使用する光ファイバとして、
光ファイバ製造時に保護被覆を形成させず、光ファイバ
と直接接着せず、光ファイバの損傷を防止するために有
機シートにより保護した光ファイバを使用すると、従来
光ファイバの被覆をはがす際に生じた光ファイバの劣化
を、被覆はがし工程をなくすことにより皆無にすること
ができるため好ましい。
Further, as an optical fiber used in the manufacturing method of the present invention,
When using optical fiber protected by an organic sheet to prevent damage to the optical fiber without forming a protective coating during optical fiber manufacturing and directly adhering to the optical fiber, it occurred when peeling the coating of the conventional optical fiber. The deterioration of the optical fiber can be eliminated by eliminating the stripping process, which is preferable.

さらに、光ファイバを溶着したガラス管の両端部に耐熱
樹脂を封入すると、光ファイバをガラス管に熔着した
り、ガラス管に熔着した光ファイバを碍子内孔に封着ガ
ラスを用いて封着した後においても、光ファイバを屈曲
変形することが可能であり、他の光ファイバとの接続が
容易となる等の利点を有する。
Furthermore, if a heat-resistant resin is filled into both ends of the glass tube with the optical fiber welded, the optical fiber is welded to the glass tube, or the optical fiber welded to the glass tube is sealed in the inner hole of the insulator using sealing glass. Even after wearing, the optical fiber can be bent and deformed, and there is an advantage that connection with other optical fibers becomes easy.

さらにまた、封着加熱時に、碍子の外部に露出した部分
の光ファイバを冷却しながら碍子を加熱すると、ガラス
管による耐熱処理が施されておらず高温にさらされる部
分の劣化を防止できるため好ましい。
Furthermore, during sealing heating, it is preferable to heat the insulator while cooling the optical fiber of the portion exposed to the outside of the insulator, because it is possible to prevent deterioration of the portion exposed to high temperature without being subjected to heat treatment by the glass tube. .

(実施例) 第1図(a)〜(f)は本発明における光ファイバ複合碍子を
製造する際に耐熱処理工程を説明するための図である。
第1図(a)は、本発明の光ファイバ複合碍子に使用する
光ファイバを作製する際に好適な一例を示すもので、必
要に応じて実施される工程である。第1図(a)におい
て、通常の光ファイバ作製時に施されるシリコーンゴ
ム,ポリイミド樹脂等の耐熱樹脂による表面被覆を実施
せず、引き抜かれた光ファイバ1を有機物シート2によ
り保護して巻き取ることにより、表面被覆のない光ファ
イバ1の取扱いを容易にしている。
(Example) FIGS. 1 (a) to 1 (f) are views for explaining a heat-resistant treatment step when manufacturing the optical fiber composite insulator according to the present invention.
FIG. 1 (a) shows an example suitable for producing an optical fiber used for the optical fiber composite insulator of the present invention, and is a step performed as necessary. In FIG. 1 (a), the optical fiber 1 that has been pulled out is wound while being protected by the organic sheet 2 without performing surface coating with a heat-resistant resin such as silicone rubber or polyimide resin that is usually applied when manufacturing an optical fiber. This facilitates handling of the optical fiber 1 having no surface coating.

まず、第1図(b)に示すように、第1図(a)に示すように
して得るかまたは被覆をはがして得た光ファイバ1を所
定の長さに切断し、碍子から外部へはみ出る部分の保護
のため両端部をポリイミド,シリコーンゴム等の耐熱樹
脂3−1,3−2で被覆する。このとき、光ファイバ1
に予め耐熱性樹脂をコーティングしておき、ガラス管を
溶着する部分のコーティングを光ファイバ1に傷をつけ
ないように、加熱または薬品の処理によりはぎ取って耐
熱樹脂3−1,3−2を形成することができる。次に、
第1図(c)に示すように、耐熱樹脂3−1,3−2で両
端部を被覆した光ファイバ1を、パイレックスガラス等
の低熱膨張性のガラス管4内に所定本数、本実施例では
2本設置する。次に、第1図(d)に示すように、内部に
光ファイバ1を設置したガラス管4を700〜800℃の温度
に加熱した後、所定形状の金型5−1,5−2により加
圧する。これにより、光ファイバ1をガラス管4内に封
着する。この場合、封着を容易にするために、ガラス管
内面および光ファイバ表面にフラックス成分を塗布する
ことは有効である。また、ガラス管の外部に露出した光
ファイバ(耐熱樹脂を塗布している部分)を冷却しなが
ら加熱することは、耐熱性樹脂に保護するために有効で
ある。最後に、第1図(e)に示すように、必要に応じて
溶着後のガラス管4の両端部に生じる耐熱樹脂とガラス
管あるいは光ファイバとガラス間等の間のすき間に耐熱
樹脂6を封入して、光ファイバ1の耐熱処理を実施して
いる。
First, as shown in FIG. 1 (b), the optical fiber 1 obtained as shown in FIG. 1 (a) or obtained by peeling off the coating is cut into a predetermined length and protruded from the insulator to the outside. Both ends are covered with heat resistant resins 3-1 and 3-2 such as polyimide and silicone rubber to protect the parts. At this time, the optical fiber 1
Heat-resistant resin is coated in advance, and the heat-resistant resin 3-1 and 3-2 are formed by peeling off the coating of the portion where the glass tube is welded by heat or chemical treatment so as not to scratch the optical fiber 1. can do. next,
As shown in FIG. 1 (c), a predetermined number of optical fibers 1 whose both ends are coated with heat-resistant resins 3-1 and 3-2 are placed in a low thermal expansion glass tube 4 such as Pyrex glass in this embodiment. Then install two. Next, as shown in FIG. 1 (d), after heating the glass tube 4 in which the optical fiber 1 is installed to a temperature of 700 to 800 ° C., the mold 5-1 and 5-2 having a predetermined shape are used. Pressurize. As a result, the optical fiber 1 is sealed inside the glass tube 4. In this case, it is effective to apply a flux component to the inner surface of the glass tube and the surface of the optical fiber in order to facilitate the sealing. In addition, heating the optical fiber exposed to the outside of the glass tube (the portion coated with the heat resistant resin) while cooling is effective for protecting the heat resistant resin. Finally, as shown in FIG. 1 (e), if necessary, heat-resistant resin 6 generated in both ends of the glass tube 4 after welding and the heat-resistant resin 6 in the gap between the glass tube or the optical fiber and the glass. The heat treatment of the optical fiber 1 is carried out by enclosing it.

なお、第1図(d)に示す加熱・加圧による光ファイバの
封着のかわりに、第1図(f)に示すように、ガラス管4
を局部的にバーナ7−1,7−2で加熱して軟化した状
態で、ローラ8−1,8−2で引張しながら加圧して、
光ファイバ1をガラス管4に封入することもできる。
Instead of sealing the optical fiber by heating and pressurizing as shown in FIG. 1 (d), as shown in FIG. 1 (f), the glass tube 4
Is locally heated by the burners 7-1 and 7-2 and softened, and is pressed while being pulled by the rollers 8-1 and 8-2,
The optical fiber 1 can be enclosed in the glass tube 4.

耐熱処理の終了した光ファイバ1は、第2図に示すよう
に碍子11の中央部分を貫通する内孔12中に設置し、内孔
12とガラス管4の側壁との間に封着用ガラス粉末または
泥漿を充填するとともに、下端部の内孔12中に仮焼磁器
等よりなる無機ガラス流れ止め13を設ける。封着用ガラ
スは、充填効率を良くするために、ガラス管と碍子の内
孔に収まる形状に成形後仮焼したものが特によい。ま
た、封着用ガラスが溶融し、脱気にともない体積が減少
する分の封着ガラスを補充する際、流動性を良くするた
めにビーズ状(直径300〜2000μm)に成形した封着ガ
ラスを使用することは均質に封着するために有効であ
る。その後、第2図に示すように、ヒータ14,熱風吹込
口15aおよび排出口15bからなる加熱装置16中に碍子11を
設置し、熱風吹込口15aから熱風を吹き込み排出口15bか
ら排気するとともに、ヒータ13を使用して碍子11の周囲
から加熱して低融点の封着用ガラスを溶融する。その
際、溶融したガラスが下部へ移動し上部内孔中にガラス
が存在しなくなるような場合は、加熱中に碍子11の上部
より溶融した無機ガラスをつぎ足す必要がある。なお、
封着加熱時には、碍子11の外部に露出した部分の光ファ
イバを、無機繊維と水冷用金属パイプとからなる冷却部
17−1,17−2により保護して、冷却しながら加熱する
と、光ファイバの折れを防止できるため好ましい。最後
に、必要に応じてガラス管4の周囲を碍子11の両端でシ
リコーンゴム等で保護し、第3図に示すような光ファイ
バ複合碍子を得ることができる。
The optical fiber 1 that has been heat-treated is installed in an inner hole 12 that penetrates the central portion of the insulator 11 as shown in FIG.
Glass powder or sludge for sealing is filled between 12 and the side wall of the glass tube 4, and an inorganic glass flow stopper 13 made of calcined porcelain or the like is provided in the inner hole 12 at the lower end. In order to improve the filling efficiency, it is particularly preferable that the glass for sealing is calcined after being formed into a shape that fits into the inner holes of the glass tube and the insulator. Also, when refilling the amount of sealing glass that melts and the volume decreases with degassing, use sealing glass molded in the shape of beads (diameter 300 to 2000 μm) to improve fluidity. Doing is effective for uniform sealing. After that, as shown in FIG. 2, the insulator 11 is installed in the heating device 16 composed of the heater 14, the hot air blowing port 15a and the discharge port 15b, and hot air is blown from the hot air blowing port 15a and exhausted from the exhaust port 15b. A heater (13) is used to heat the periphery of the insulator (11) to melt the sealing glass having a low melting point. At that time, when the molten glass moves to the lower part and the glass does not exist in the upper inner hole, it is necessary to add the molten inorganic glass from the upper part of the insulator 11 during heating. In addition,
At the time of sealing and heating, a portion of the optical fiber exposed to the outside of the insulator 11 is cooled by an inorganic fiber and a water cooling metal pipe.
Protecting with 17-1 and 17-2 and heating while cooling is preferable because it is possible to prevent breakage of the optical fiber. Finally, if necessary, the periphery of the glass tube 4 may be protected at both ends of the insulator 11 with silicone rubber or the like to obtain an optical fiber composite insulator as shown in FIG.

以下、実際の例について説明する。Hereinafter, an actual example will be described.

まず、以下の各実施例で使用する光ファイバ,ガラス
管、封着ガラス,磁器の仕様について、第1表に記載す
る。
First, Table 1 shows the specifications of the optical fiber, glass tube, sealing glass, and porcelain used in each of the following examples.

実施例1 光ファイバに対する断熱前処理の有効性を確認するた
め、碍子形状:外径60mmφ,内孔径15mmφ,長さ200m
m,封着焼成スケジュール:480℃,1時間保持の条件
で、第2表に示す光ファイバ,ガラス管,封着ガラス,
磁器を使用して第2表に示す本発明範囲内および範囲外
の碍子テストピースを作製し、封着後に外観および封着
後の光伝送損失を調べた。外観は、封着焼成後に染色塗
料を含浸させ、発色状態によりクラックの有無を観察
し、また磁器を切断し封着ガラスの充填状態を観察し
た。○印を記入したものはクラック発生が認められず、
封着ガラスに大きな気泡もなく良好が外観状態を示して
いるものを表わす。光伝送損失は、封着焼成前後で光透
過量を測定し、その損失量が3dB以下であれば問題がな
い。
Example 1 In order to confirm the effectiveness of thermal insulation pretreatment for optical fibers, insulator shape: outer diameter 60 mmφ, inner hole diameter 15 mmφ, length 200 m
m, sealing firing schedule: optical fiber, glass tube, sealing glass, shown in Table 2, under the condition of 480 ° C and 1 hour holding
Using a porcelain, insulator test pieces within and outside the scope of the present invention shown in Table 2 were produced, and the appearance after sealing and the optical transmission loss after sealing were examined. As for the appearance, the dyeing paint was impregnated after firing for sealing, and the presence or absence of cracks was observed depending on the coloring state, and the porcelain was cut to observe the filled state of the sealing glass. Those marked with ○ are not recognized as cracks,
This shows that the sealing glass had good appearance without large bubbles. Regarding the optical transmission loss, there is no problem if the amount of light transmission is measured before and after sealing and baking, and the amount of loss is 3 dB or less.

結果を第2表に示す。The results are shown in Table 2.

第2表の結果から、本発明のA-1〜A-3は封着後の外観が
良好で封着後の光伝送損失もすべて3db以下と問題がな
かったのに対し、比較例のA-4,A-5は封着後の外観からA
-4で封着が不十分で、またA-4,A-5とも碍子製造時に光
ファイバが断線していた。この結果から、本発明のガラ
ス管による被覆処理の有効性が確認できた。
From the results shown in Table 2, A-1 to A-3 of the present invention had a good appearance after sealing and the optical transmission loss after sealing was 3 dB or less, which was no problem. -4 and A-5 are A from the appearance after sealing.
-4 was not sufficiently sealed, and the optical fibers of A-4 and A-5 were broken at the time of insulator production. From this result, the effectiveness of the coating treatment with the glass tube of the present invention was confirmed.

実施例2 実施例1でガラス管による被覆処理の有効性が確認でき
たことをふまえて、各部材の熱膨張係数の最適な組み合
わせを見出すため、以下のような実験を実施した。
Example 2 Based on the fact that the effectiveness of the coating treatment with the glass tube was confirmed in Example 1, the following experiment was conducted in order to find the optimum combination of the thermal expansion coefficients of the respective members.

まず、第6表に示す光ファイバを400mmに切断し、切断
した光ファイバのガラス管で溶着しない両端部100mmに
耐熱樹脂であるポリイミドを被覆した。この光ファイバ
を第3表に示す組成で内径0.8mmφ,外径2.0mmφ,長さ
220mmのガラス管の内孔に挿通した。その後、ガラス管
を加熱してガラス管が変形できる状態になったとき、金
型により加圧して光ファイバをガラス管内孔に封着し
た。
First, the optical fiber shown in Table 6 was cut into 400 mm, and 100 mm of both ends of the cut optical fiber which were not welded by the glass tube were covered with polyimide which was a heat resistant resin. This optical fiber has the composition shown in Table 3 and has an inner diameter of 0.8 mmφ, an outer diameter of 2.0 mmφ, and a length.
It was inserted into the inner hole of a 220 mm glass tube. After that, when the glass tube was heated so that the glass tube could be deformed, pressure was applied by a mold to seal the optical fiber in the glass tube inner hole.

このようにしてガラス管内に封着した光ファイバを、第
3表に示す組成で外径60mmφ,内孔径15mmφ,長さ200m
mの碍子の中央部分を貫通する内孔中に挿通し、ガラス
管と磁器内孔の側壁との間に第3表に示す封着ガラス粉
末を充填して加熱することにより封着した。封着焼成ス
ケジュールは、封着ガラスがA組成の場合480℃,1時
間保持、B組成の場合450℃,1時間保持、C組成の場
合460℃,1時間保持で実施した。碍子が冷却した後
に、封着ガラスで溶着されていなく、碍子の内孔から外
部へ露出したガラス管および光ファイバの加熱により焼
損した部分を樹脂またはゴム状弾性体で被覆して、試験
NO.B-1〜B-39の光ファイバ複合碍子を得た。得られた光
ファイバ複合碍子に対して、実施例1と同様に封着後の
外観を調べるとともに、封着後の光伝送損失を調べた。
さらに、各温度差における冷熱試験を、加熱して所定温
度になったグリコール溶液槽と20℃の水槽を利用し、各
槽中に1時間ずつ保持し、その操作を3回繰返すことに
より実施した。結果を第3表に示す。
The optical fiber sealed in the glass tube in this way has the composition shown in Table 3 and has an outer diameter of 60 mmφ, an inner hole diameter of 15 mmφ, and a length of 200 m.
It was inserted into an inner hole penetrating the central portion of the insulator of m, filled with the sealing glass powder shown in Table 3 between the glass tube and the side wall of the porcelain inner hole, and sealed by heating. The sealing and firing schedule was 480 ° C. for 1 hour when the sealing glass had the A composition, 450 ° C. for 1 hour when the B composition was used, and 460 ° C. for 1 hour when the C composition was used. After the insulator was cooled, the glass tube and the optical fiber exposed to the outside from the inner hole of the insulator, which were not welded by the sealing glass, were covered with resin or a rubber-like elastic body for the test, and the test was performed.
No. B-1 to B-39 optical fiber composite insulators were obtained. With respect to the obtained optical fiber composite insulator, the appearance after sealing was examined in the same manner as in Example 1, and the optical transmission loss after sealing was examined.
Further, a cooling / heating test at each temperature difference was carried out by using a glycol solution tank heated to a predetermined temperature and a water tank at 20 ° C., holding each tank for 1 hour, and repeating the operation three times. . The results are shown in Table 3.

第3表の結果から、封着後の外観および光伝送損失を満
たすとともに、温度差70℃の冷熱試験を満たす本発明の
光ファイバ複合碍子の中でも、磁器の熱膨張係数を
α,ガラス管の熱膨張係数をα,封着用ガラスの熱
膨張係数をαとしたとき、 0.4≦α/α≦1.0 0.5≦α/α≦1.0 で、かつ 0.5≦α/α≦1.0 の関係を満たす光ファイバ複合碍子は、さらに良好な冷
熱試験結果が得られていることがわかる。
From the results shown in Table 3, among the optical fiber composite insulators of the present invention satisfying the appearance after sealing and light transmission loss, and satisfying the cooling / heating test with a temperature difference of 70 ° C., the coefficient of thermal expansion of the porcelain is α p , the glass tube. Where α t is the thermal expansion coefficient of α and α q is the thermal expansion coefficient of the sealing glass, 0.4 ≦ α t / α p ≦ 1.0 0.5 ≦ α q / α p ≦ 1.0, and 0.5 ≦ α q / α t It can be seen that the optical fiber composite insulator satisfying the relation of ≦ 1.0 has obtained a better thermal test result.

実施例3 長さ400mmの光ファイバAの両端部の各100mmをポリイミ
ド樹脂で被覆し、外径2mmφ,内径0.8mmφ,長さ210mm
のガラス管Bに挿通し、加熱および加圧して、光ファイ
バをガラス管内に封着した。この光ファイバを磁器Aか
らなる碍子の内径10mmφの内孔の中央に設置し、その外
側部に前記第1表に記載する封着ガラスA粉末を充填し
た。
Example 3 100 mm at each end of an optical fiber A having a length of 400 mm is covered with a polyimide resin, and the outer diameter is 2 mmφ, the inner diameter is 0.8 mmφ, and the length is 210 mm.
The glass fiber was inserted into the glass tube B, and heated and pressed to seal the optical fiber in the glass tube. This optical fiber was placed at the center of the inner hole of an insulator made of porcelain A and having an inner diameter of 10 mmφ, and the outer portion thereof was filled with the sealing glass A powder shown in Table 1 above.

次に、碍子の内孔から外部に露出した上下端部のガラス
管および光ファイバを、第4表に示すように必要に応じ
て無機繊維でおおい、無機繊維を固定するためにその外
部を金属または耐火物で囲い、さらに無機繊維の内部に
金属管を設置した。
Next, the glass tubes and optical fibers at the upper and lower ends exposed to the outside from the inner hole of the insulator are covered with inorganic fibers as needed as shown in Table 4, and the outside is fixed with a metal to fix the inorganic fibers. Alternatively, it was surrounded by a refractory and a metal tube was installed inside the inorganic fiber.

このように配置した碍子を電気炉に挿入し、最高温度48
0℃で1時間保持するスケジュールで加熱して封着し
た。得られた光ファイバ複合碍子に対して引張試験を実
施して、光ファイバ引張強度を測定した。結果を第4表
に示す。
Insert the insulator arranged in this way into the electric furnace, and
Sealing was performed by heating on a schedule of holding at 0 ° C for 1 hour. A tensile test was performed on the obtained optical fiber composite insulator to measure the optical fiber tensile strength. The results are shown in Table 4.

第4表の結果から、光ファイバを碍子内孔へ加熱して封
着する際、碍子の内孔から外部に露出した上下部のガラ
ス管および光ファイバを、冷却部により冷却すると、高
い光ファイバ引張強度を得ることができ好ましいことが
わかる。
From the results shown in Table 4, when the optical fiber is heated and sealed in the inner hole of the insulator, the upper and lower glass tubes and the optical fiber exposed to the outside from the inner hole of the insulator are cooled by the cooling unit. It can be seen that tensile strength can be obtained, which is preferable.

実施例4 実際の製品として組み立てて評価するため、長さ2000mm
の光ファイバAの両端部の各500mmをポリイミド樹脂で
被覆した。外径5mmφ,内径3.4mmφ,長さ1020mmのガ
ラス管Bを電気炉内850℃で加熱後加圧して、内径が短
径1mmの楕円形状になるよう成形した。このガラス管の
内孔に光ファイバ2本を挿入し、光ファイバの両端部を
無機繊維でおおい、冷却しながら電気炉内で850℃まで
加熱し、10kgの荷重でガラス管を加圧し、光ファイバを
ガラス管内孔に封着した。
Example 4 Length 2000 mm to assemble and evaluate as an actual product
Each of the both ends of the optical fiber A of 500 mm was coated with a polyimide resin. A glass tube B having an outer diameter of 5 mmφ, an inner diameter of 3.4 mmφ and a length of 1020 mm was heated in an electric furnace at 850 ° C. and then pressed to form an elliptical shape having an inner diameter of 1 mm. Insert two optical fibers into the inner hole of this glass tube, cover both ends of the optical fiber with inorganic fiber, heat to 850 ° C in an electric furnace while cooling, pressurize the glass tube with a load of 10 kg, and The fiber was sealed in the glass tube bore.

磁器Aからなる胴径105mmφ,傘径190mmφ,長さ1000m
m,内孔径10mmφの碍子の内孔にガラス管で保護封着し
た光ファイバを挿入し、内孔下部に磁器製の流れ止めを
設置し、ガラス管の碍子の内孔の側面との間に封着用ガ
ラスBの粉末を充填した。さらに、碍子の内孔から外部
へ露出したガラス管および光ファイバを無機繊維でおお
い、耐火物でその外部を固定するとともに無機繊維内に
金属パイプを設置し、冷却できる構造とした。
Body diameter 105mmφ made of porcelain A, umbrella diameter 190mmφ, length 1000m
m, insert the optical fiber protected and sealed with a glass tube into the inner hole of the insulator with a diameter of 10 mmφ, install a flow stop made of porcelain in the lower part of the inner hole, and place it between the inner side of the insulator of the glass tube The powder of glass B for sealing was filled. Further, the glass tube and the optical fiber exposed to the outside from the inner hole of the insulator are covered with inorganic fiber, the outside is fixed with a refractory material, and a metal pipe is installed in the inorganic fiber so that the structure can be cooled.

このように設置した碍子を電気炉内に挿入し、端部を冷
却しながら最高温度480℃で1時間保持するスケジュー
ルで加熱した。次に、冷却後の碍子の内孔から外部に露
出しているガラス管の封着ガラスと接触している部分
を、樹脂の支持物とともにシリコーンゴムで接着して固
定した。
The insulator thus installed was inserted into an electric furnace and heated at a maximum temperature of 480 ° C. for 1 hour while cooling the end portion. Next, the portion of the glass tube exposed to the outside through the inner hole of the cooled insulator and contacting with the sealing glass was bonded and fixed with a silicone rubber together with a resin support.

このようにして作成した光ファイバ複合碍子を第5表に
示す方法で特性の測定を行なった。結果を第6表に示
す。第6表の結果は、いずれも仕様を満足するレベルの
ものであった。
The characteristics of the optical fiber composite insulator thus produced were measured by the method shown in Table 5. The results are shown in Table 6. The results in Table 6 were all at the level that satisfied the specifications.

(発明の効果) 以上詳細に説明したところから明らかなように、本発明
の光ファイバ複合碍子およびその製造方法によれば、光
ファイバを適切な材質からなるガラス管で保護封着し、
その光ファイバが挿通されたガラス管を磁器内孔中に封
着用ガラスで封着することにより、碍子の内孔全体にわ
たり光ファイバのガラス封着が可能であり、長期信頼性
の優れた光ファイバ複合碍子を高い歩留でかつ容易に得
ることができる。
(Effects of the Invention) As is apparent from the above description in detail, according to the optical fiber composite insulator and the manufacturing method thereof of the present invention, the optical fiber is protected and sealed by the glass tube made of an appropriate material,
By sealing the glass tube in which the optical fiber is inserted into the porcelain inner hole with the sealing glass, the glass of the optical fiber can be sealed over the entire inner hole of the insulator, and the optical fiber has excellent long-term reliability. A composite insulator can be easily obtained with a high yield.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図(a)〜(f)は本発明の光ファイバ複合碍子を製造す
る際の耐熱工程を説明するための図、 第2図は本発明の光ファイバ複合碍子を製造する際の加
熱工程を説明するための図、 第3図は本発明の光ファイバ複合碍子の一例の構成を示
す図である。 1…光ファイバ、2…有機物シート 3-1,3-2…耐熱樹脂、4…ガラス管 5-1,5-2…金型、6…耐熱樹脂 7-1,7-2…バーナ、8-1,8-2…ローラ 11…碍子、12…内孔 13…無機ガラス流れ止め 14…ヒータ、15a…熱風吹込口 15b…排出口、16…加熱装置 17-1,17-2…冷却部。
1 (a) to 1 (f) are views for explaining a heat-resistant step in manufacturing the optical fiber composite insulator of the present invention, and FIG. 2 is a heating step in manufacturing the optical fiber composite insulator of the present invention. And FIG. 3 is a diagram showing a configuration of an example of the optical fiber composite insulator of the present invention. 1 ... Optical fiber, 2 ... Organic sheet 3-1, 3-2 ... Heat resistant resin, 4 ... Glass tube 5-1, 5-2 ... Mold, 6 ... Heat resistant resin 7-1, 7-2 ... Burner, 8 -1,8-2 ... Roller 11 ... Insulator, 12 ... Inner hole 13 ... Inorganic glass flow stop 14 ... Heater, 15a ... Hot air blowing port 15b ... Exhaust port, 16 ... Heating device 17-1,17-2 ... Cooling section .

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】碍子の中央部分を貫通する内孔中に、ガラ
ス管の内孔に溶着した光ファイバを設置し、碍子の内孔
とガラス管の側壁の間を封着用ガラスで封着した構造を
有するとともに、各部材の熱膨張係数が、磁器の熱膨張
係数をα、ガラス管の熱膨張係数をα、封着用ガラ
スの熱膨張係数がαとしたとき、 0.4≦α/α≦1.0 0.5≦α/α≦1.0 で、かつ 0.5≦α/α≦1.5 の関係を有することを特徴とする光ファイバ複合碍子。
1. An optical fiber fused to an inner hole of a glass tube is installed in an inner hole penetrating a central portion of the insulator, and a sealing glass is used to seal between the inner hole of the insulator and a side wall of the glass tube. In addition to having a structure, the thermal expansion coefficient of each member is 0.4 ≤ α t , where α p is the thermal expansion coefficient of the porcelain, α t is the thermal expansion coefficient of the glass tube, and α g is the thermal expansion coefficient of the sealing glass. / Α p ≤1.0 0.5 ≤α g / α p ≤1.0, and 0.5 ≤α g / α t ≤1.5. An optical fiber composite insulator.
【請求項2】両端部を耐熱性樹脂で被覆した光ファイバ
をガラス管内孔に設置し、ガラス管を所定の温度まで加
熱し加圧することにより光ファイバをガラス管内に封着
し、当該光ファイバを挿通したガラス管を碍子の中央部
分を貫通する内孔中に設置し、碍子の内孔とガラス管の
側壁の間に封着用ガラスを充填した後加熱して、碍子の
内孔とガラス管の側壁の間を封着することを特徴とする
光ファイバ複合碍子の製造方法。
2. An optical fiber whose both ends are coated with a heat-resistant resin is installed in an inner hole of a glass tube, and the glass tube is heated to a predetermined temperature and pressed to seal the optical fiber in the glass tube. Place the glass tube through the inner hole of the insulator, and fill the sealing glass between the inner hole of the insulator and the side wall of the glass tube, and then heat it to remove the inner hole of the insulator and the glass tube. A method for manufacturing an optical fiber composite insulator, which comprises sealing between side walls of the optical fiber composite insulator.
【請求項3】前記光ファイバとして、有機シートで保護
しながら引き抜いた光ファイバを使用した請求項2記載
の光ファイバ複合碍子の製造方法。
3. The method for manufacturing an optical fiber composite insulator according to claim 2, wherein an optical fiber pulled out while being protected by an organic sheet is used as the optical fiber.
【請求項4】前記光ファイバを封着したガラス管の両端
部に耐熱樹脂を封入した請求項2記載の光ファイバ複合
碍子の製造方法。
4. The method of manufacturing an optical fiber composite insulator according to claim 2, wherein a heat resistant resin is sealed at both ends of the glass tube sealed with the optical fiber.
【請求項5】封着加熱時に、碍子の外部に露出した部分
の光ファイバを冷却しながら封着部を加熱する請求項2
〜4のいずれか1項に記載の光ファイバ複合碍子の製造
方法。
5. The sealing part is heated while cooling the part of the optical fiber exposed to the outside of the insulator at the time of heating the sealing part.
5. A method for manufacturing an optical fiber composite insulator according to any one of items 4 to 4.
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