JPS59222801A - 光フアイバ送給モジユ−ル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は導体送給モジュールの分野に・関し、’Ｆ？に
光フアイバ送給モジュールの構造および製造方法に関す
る。

導体送給モジュールは耐久性と性能上の要件を非常に要
求される核動力設備に用いられる仕切りを貫通する装置
に特別の用途がある。

例えば、仕切壁を通して単一モジュールにおいて若干の
電導体を密封状で送るための電気的ｎ逆構造体が知られ
ている。そのような構造体は本出願の譲受人に譲渡され
た米国特許第３．６０１．５２６号および同第３．６８
０，２０８号に示されている。

電導体の使用は用途によっては不利である。その理由は
導体を電流が流れることによって磁気効果が生じること
、または周囲の磁気フラックスの変化する環境による電
流の誘起があるからである。

このような不利益は電気信号を伝達する金属導体の代り
に光学的信号を伝える光フアイバ要素を用いることによ
って避けられる。しかしそれをモジュールに含める際に
光フアイバ要素のもろさが特殊な問題を惹起する。

従って、本発明の主要な目的は極めて厳しい環境、例エ
バ２１０　ｏｋｇ／ＣＩｒＬ２（３０，０００ｐｓｉ　
）以上の圧力に対抗するという環境、または−４００Ｆ
〜６２５°Ｆ以上の温度範囲、または２２５メがラッＰ
の高い放射レベル、または圧力を負荷された環境下で積
極的な耐湿気防壁を備えること、または高振動レベルに
抵抗すること、または高い衝撃および加速１ノベルによ
って影響されないこと、または極度の湿気条件下で長寿
命を有すること、または塩水環境によって影響されない
という環境で利用し得る光フアイバ送給モジュールを提
供することである。

本発明の光フアイバ送給モジュールは光信号の伝達が可
能であり、適当な制御回路中の要素として採用すること
ができ、そして仕切りを貫通することを要する器具に作
動的に関連する。モジュールは長さおよび横方向の寸法
に関し特定の用途に適合する寸法にすることができ、標
？≠的な光フアイバコネクタと共に用いることができ、
そして従来の取付および密封金物と共に用いることがで
きる。

核動力設備における用途のほか、本発明による光フアイ
バ送給モジュールは爆発性環境、高圧および真空環境、
水面下の装置、軍事的および宇宙用の装置、高い放射レ
ベルにさらされる腐食性環境、および火炎シール環境で
の実用的な用途を有する。

本発明は金属スリーブと、金属スリーブに対し離れた関
係で前記スリーブを貫通ずる光フアイバ要素と、そのよ
うな光フアイバ要素を包囲し且つ前記スリーブと前記要
素の間で圧縮される熱町塑性材料の縦列に並んだ中央に
孔のあるかみ合［状シール材本体を含む光フアイバ送給
モジュールを提供する。

本発明はまた、もろい光フアイバ要素がぜん断によって
破損したり圧潰によって破壊しないように保護するすえ
込み作業によってそのようなモジュールを製造する方法
を企図している。

上記目的および他の利益は添付図面に示された本発明の
好適な実施例の次の詳細な説明から明らかＫされよう。

第２図に関しては、１０は本発明の光フアイバ送給モジ
ュールを全体的に示し、そのモジュールは金属スリーブ
１１、金属スリーブに離れた関係でそれを貫通する光フ
アイバ要素１２、および縦列の中央に孔があって互にか
み合う環状のシール材本体１３を含み、その本体は要素
１２を包囲し且つ要素１２とスリーブの間で圧縮される
。好ましくは異なった端末の本体１４がスリーブ１１の
右端に在り且つさらに異なった端末の本体１５が第６図
に示すようにモジュールの端末の形においてこのスリー
ブの左端に在る。

第１図に関し、スリーブ１１ｂ（すえ込み前の）は好ま
しくはステンレス鋼の細畏い管状の金属ハウジングであ
る。それはその全開にわたって断面が円形であって、一
端から他端まで均一な直径または内側の横寸法の円筒状
の孔１６を有する。このスリーブはまた、孔１６に同心
の外周１８を有し且つ少なくも一端の近くに、好ましく
は各端部の近くに在る外周の溝１９を除いて一端から他
端まで均一である。この溝１９はスリーブ１ｉｂ内に配
置された二つの隣接したシール材本体１３ｂ（すえ込み
前の）の周囲の部分に重なりまたはまたがる軸線方向の
長さを有するのが好ましい。この溝はまた第６図に最も
よく見られるようにスリーブの肉厚の約半分の深さを有
する。

中間のシール材本体１３は互に同じである。第５図に示
すように、各本体１３１）は横方向の端部２２と２３で
終る円筒状の周囲２１を有する拡大部２０、円筒状の側
壁２５と平らな横方向の底壁２６を備えた端部２２にお
ける軸線方向のくぼみ２４、および端部２３がら外方に
突出し且つ平らな横方向の端壁３０で終る円筒状の周囲
２９を備えた軸線方向に延びる縮小部２８を含むものと
して示されている。中央の円筒状の小径の孔３１は縮小
したネック部２８を完全に且つ本体１３ｂの拡大部２０
を部分的に貫通し、表面３ｏと２６における向き合った
端部で終っている。拡大部２０゜縮小ネック部２８およ
びくぼみ２４は孔３１と同様に本体の中心の長手方向の
軸線２７に沿って共軸に配置されたそれぞれ円筒状の表
面２１．２６および２３を有する。

第１図に関しては、右端の本体１４ｂ（すえ込み前）は
縮小したネック部がなく外端部２３ｅが完全に本体１４
ｂを横切る点を除いて中間の本体１３ｂに類似する、左
端の本体１５ｂ（すえ込み前）もまた゛、外側の端部に
くぼみがなく、その端面２２ｅが完全に本体１５１）を
横切る点を除いて中間の本体１３ｂに類似する。

シール材本体１３１）、１４１）、１５ｂはインペリア
ル・ケミカル・インダストリー社（工ｍｐｅｒｉａｌＣ
ｈｅｍｉｃａｌ　　工ｎｄｕｓｔｒｉｅｅ　　Ｌｉｍ１
ｔｅｄ　）　Ｋより［Ｐｏ１ｙｅｔｈｅｒｓｕｌｐｈｏ
ｎｅ　Ｊの商標で市販されているぎりエチレンスルフォ
ンのような適当な熱可塑性材料、またはアモコ社（Ａｍ
ｏｃｏ　　Ｃｏｍｐａｎｙ　）により「ＴＯｒｌＯｎ　
Ｊの商標で市販されているポリアミドーイミＰ１　また
はユニオン・カーバイド社（ＵｎｉｏｎＣａｒｂｉｄｅ
　　Ｃ！ｏｒｐ、）により「Ｕｄｅｌｌの商標で市販さ
れているポリスルフォンのような熱可塑性材料で作られ
る。

光フアイバ要素１２はポリエチル−エーテル−ケトン、
またはエチレン−テトラ−フルオロエチレン共重合体、
またはポリアミド、またはポリビニルクロライｒのよう
な適当な圧縮性の被覆およびジャケット材の−または複
数の層で被覆されたガラス、石英またはプラスチックの
内側の単一または多くのコアを有する市販品である。こ
のような要素は望ましい金属スリーブ１１の長さおよび
スリーブの各端部における要素の所望の露出長さに依存
して長さに関し選択される、 本発明を具現する光フアイバ送給モジュールを作る場合
、複数の中間のシール材本体１３ｂおよび端部の本体１
４ｂと１５ｂに光フアイバ要素１２が通され、この要素
をそれらの本体の一致した中央の孔に通して部分的な組
立体を備える。突出するネック部２８はくぼろ２４に挿
入され、第３図に示すように、隣接した本体の対向した
表面２６と３０は隣接した一対の中間の本体１３ｂとな
るように衝合する。

第６図に見られるように、くぼみ２４の軸線方向の深さ
はそのくぼみに受けられた隣接の本体のネック部２８の
軸線方向の長さより幾分大きく、それにより対向するく
ぼみの底面２６とネックの端面３０との間のクリアラン
スｃ１を形成している。

孔３１は光フアイバ要素１２の外径より若干大きな内径
を有し、それによってクリアランスｃ２を与えている。

くぼみ２４はネック部２８の外径より若干大きな内径を
有し、一致する対向面２５と２８の間にクリアランスＣ
３を与えている。

金属スリーブ１１ｂは拡大部２０の外径より若干大きい
内径を有し、それにより本体の周囲の而２１とそれに対
向するスリーブの孔の表面１６の間にクリアランスＣ４
を与えている。

典型的には、各クリアランスＣＩ＋−＋　０２＋　ＣＮ
ｒ　Ｃ４は例えば０．０００１１７〜０．０００１９朋
（０，００３〜０．００５インチ）の範囲のように１０
００分の数インチである。これらのクリアランスは各本
体１３ｂ〜１５′ｂが光フアイバ要素１２に容易にはめ
込まれ、対状の隣接の本体１３ｂ〜１５ｂをがみ合せ、
且つそのように形成された組立体が金属スリーブ１１に
挿入されるのを可能にする。要素１２における一連の本
体１３ｂ〜１５に＋はスリーブ１１ｂにおいて構成され
、右端の本体１４１）の一部および左端の本体１５ｂの
一部はそれぞれ第１図に示すように、スリーブの対応の
端部から部分的に突出している。

そのように形成されたゆるい組立体は第２図の３２およ
び３３で典型的に示されたすえ込みダイスを有する従来
のすえ込み機においてすえ込まれる。周知のように、す
え込まれる物、ここでは特に金属スリーブ１１ｂのゆる
い組立体、圧縮性の熱可塑性材料の縦列のかみ合ったシ
ール材本体１３ｂ、１４ｂおよび１５ｂ、および光フア
イバ要素１２がすえ込みダイス３２と３３によって形成
された開口を通して軸線方向に供給される。適当な駆動
装置（図示せず）がこれらのダイスを互に近接するよう
に移動させ且つそのプロセスでゆるい組立体は半径方向
に圧縮されて第１図に示されたものより小径になる。第
２図に明しては、そこに示された組立体の半分より若干
多くのものがすえ込まれ、すえ込みダイス３２と３３に
よって包囲された組立体の左（（Ｉ＋の部分がすえ込ま
れていない。第６１ヅ１には端から端まで完全にすえ込
まれたモジュール１０が示されている。

第２図から明らかなように、すえ込み作業の結果、環状
の溝１９が形成された金嘆スリーブ１１の壁部分はこの
スリーブの隣接の壁部分に関し１９ａで示すよ５に、外
方に片寄る。第４図に示すように、この片寄った壁部分
１９ａは壁部分１９ａの両端においてスリーブの隣接し
た外円１８ａに相接する外面３４を有する。換言すれ１
（、この外面は溝１９ａが備えられたスリーブの部分に
わたりそのような溝が備えられないスリーブの部分に比
較してほぼ回し直径になっている。すえ込み後、溝１９
ａのあるスリーブ１１の外部は環状の傾斜したＶ形の溝
、典型的には３５、溝１９の端壁がある両端の一つ、に
よってのみ検出され得る。

片寄った壁部分１９ａはスリーブ１１の帰路の内壁面１
６準に関し半径方向外方に片寄っている。

換言すれば、内側の環状の壁面３６の溝方向の内側寸法
の直径は環状の内壁面１６ａの直径より大きくなってい
る。壁面１６ａの直径から壁面３６の直径への移行部は
壁部分１９ａの各端部において３８で示すように、徐々
に変化している。すえ込み後に移行部の端部３８および
中間の拡大した壁面３６によって画成されろスリーブ１
１の内側の部分は区画された室または拡大された室を提
供し、その室中にはすえ込み作業の結果として少なくも
二つの隣接し巨つかみ合う本体１３の圧縮された本体の
一部が入り、この室を充填し且つ封止する。このことが
スリーブと圧縮された熱可塑性材料の間の機械的な錠止
を与え、外側の端部２２８または２３ｅが高圧もしくは
高い真空を受けたときに縦列のかみ合ったシール材本体
の爆発を防止している。

すえ込み作業の結果各要素間に存在した全てのクリアラ
ンス０１−０．は除去されることを指摘したい。事実、
元のシール材本体１３１）および端部の本体１４ｂおよ
び１５ｂの内側の部分はスリーブ１１の端部の限界の間
において半径方向に圧縮されて（すえ込み後）１３ａで
示された空間のない一体となった新しいシール拐本体と
なり、その本体は圧縮状櫂であって、この一体化された
本体を包囲するスリーブの内面および光フアイバ要素に
かたく且つ密封状に係合し、同時に隣接した元の個々の
シール材本体の接触面に係合する。さらに詳記すれば、
中央の光フアイバ要素１２は一体化された本体１３ａに
よって握持される。前記のように、表面３６と３８によ
って形成された内側の拡大された室の横方向の充填は一
体化されたシール材本体１３ａを金属スリーブ１１に錠
止する役割を果す。この機械的な錠止が存在するのみで
なく、同時に一体化されたシール材本体１３ａは金属ハ
ウジング１１の内面１６ａ、３８．３６に対し、そして
また光フアイバ要素１２の外面に対しかたく圧縮される
。

最初の半径方向のクリアランス”２＋　０３　＋　０４
に関連し、すえ込み前に比しすえ込み後のモジュール１
０の直径全体の減少量は一体化されたシール材本体１３
ａおよび光フアイバ要素１２のコア上の層の総合された
断面積の著しい減少をもたらすものになっている。

詳記すれば、すえ込み前のこれらの子線性の層および関
連のシール材本体１３ｂの初めの総合断面積は光フアイ
バ要素１２に含まれた被覆物およびジャケットの厚さに
依り、すえ込み後は１０〜３５％減少した。

一体化されたシール材本体１３ａと光フアイバ要素１２
および金属スリーブ１１との間に作られたシールは、こ
のシール材本体とそのまわりの金嘆スリーブの間の境界
に沿っての、またはシール材本体と光フアイバ要素との
間の境界に沿ってのモジュールを通しての軸線方向のも
れを防止する。

この断面積の特殊な減少は２０°±１５°Ｃで７ｋｇ／
ｃｒｒＬ２（１００ｐθｉｇ）の圧力下で乾燥ヘリウム
１秒当りＩ　Ｘ　Ｉ　Ｑ　’　ＣｎＬ３　　以下の核動
力発生ステーションの抑制構造に定められた標章の全が
スもれ率に抵抗し得る有効なシールを生じさせる。

本発明の特徴はもろい光フアイバ要素１２のコアがすえ
込み中に切断したり破壊したりしないことである。この
ことは多数の熱可塑性材料の比較的短い中間シール材本
体１３１）および端部のシール材本体１４ｂと１５ｂを
備え、それらの本体は別々に中央の軸線方向の通し孔３
１を設けるため前以ってドリルで穿孔され得ること、お
よび中央の孔を正確に整合するように隣接した本体の共
軸部分を互にかみ合わすことから由来する。従ってゆる
い組立体がすえ込み中に半径方向の力を受けた際に光フ
アイバ要素がせん断力を受けるような軸線方向に向いて
いない中央の孔をそらせることがない。本体の中央の長
手方向の軸線から横方向にそれないで通し孔を設けるよ
うに、熱町塑拐料の長い本体を通し小径の長い孔を穿孔
することは事実上不可能である。

第６図に関し説明すると、この図では４０で全体的に示
された構造および製造方法に関し」二記したすえ込まれ
た光フアイバ送給モジュール１０のための暗示される型
の取付けが開示されている。

上記のように、モジュールの目的は壁または仕切りを通
し密封状で光フアイバ軽量導体を送ることである。第６
図ではそのような壁は４１で示されている。そこではパ
ツキン押え本体４４の外部ねじのあるニップル４３を受
ける内部ねじのある孔４２を有するものとして示されて
いる。このノぐツキン押え本体はモジュール１０が貫通
ずる内側の通し孔４５を有するものとして示されている
。この孔４５の外端部は日輪４６を受けるため拡大され
ており、内部ねじのある外端の孔部分にねじ込められる
外部ねじ付きパツキン押えフォロア４８によって支持さ
れる。フォロア４８の内端部は日輪４６１（衝合し、孔
４４の内側のテーパー付き移行面４９に対しその外側の
テーパー面を押す。パツキン押えの本体４４およびフォ
ロア４Ｂの露出した外側の部分はレンチ（図示せず）の
応用を可能にするため非円形になっている。本体中にフ
ォロアをねじ込むように本体に対しフォロアを回わすこ
とにより、日輪に圧力が負荷され且つそれを圧縮してモ
ジュール１０の外面に密封状に係合し且つかたく把持す
る。第６図に示した取付装置は従来のものであり、学に
指示したに過ぎない。モジュール１０を取付ける他の適
当な装置または方法を採用してもよい。

所望により、互に離れ且つ平行に配置された成る数のモ
ジュール１０を金属ハウジングによって包囲された県−
のシール材本体中に埋め込んでもよい。

モジュール１０の金属スリーブ１１が中断されないで連
続した一体のシール材本体１３ａを形成ものとして示し
たが、理解されるようにこの一体化された本体は中断す
ることも可能であり、その場合細長いスリーブは比較的
厚い壁を貫；ｍする必要があり、それにより縦列のかみ
合ったシール材本体１３はすえ込み前にスリーブの各端
部の近くに備えられ且つすえ込み後スリーブを端から端
まで完全には充填しない。

また、連続の一体化されたシール材本体１３ａを収める
モジュール１０の金属スリーブ１１はそのスリーブと圧
縮された熱可塑性シール材との間に機絨的な錠止を形成
するため、一体化されたシール材本体１３ａに接触する
拡大された横方向の内側寸法を備えた各端部の近くに壁
１９ａの一部を有するものとして示されているが、それ
は単に好ましいものであり、且つ成る環境でモジュール
を応用するには革−の錠止で充分であることが見出され
得る。しかし、そのように一体化された本体において少
なくも二つの隣接した別個のシール材本体の周囲に及ぶ
所与のスリーブ内の連続した一体のシール材本体の各長
さの間に少なくも一つの錠止部が在るべきである。

例示されたモジュールおよびその製造方法の他の変態お
よび変形も本発明の精神から離れることなくこの分野の
当業者には想起され、本発明の範囲は特許請求の範囲に
よって定められるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はすえ込み前の本発明による金属スリーブ、シー
ル材本体および光フアイバ要素のゆるい組立体の一部の
縦断面図、Ｎｆ、２図は一端から他端までの大部分をす
え込まれた後の光フアイバ送給モジュールの最終構造を
示す組立体の状態を示した全体的に第１図に類似の断面
図、第６図は第１図の右端近くの一部の拡大図、第４図
は鎮２図の右端近くの一部の拡大図、第５図は第１図に
示された中間のシール材本体の一つの拡大斜視図、第６
図は第１図から第５図までに示された本発明による光フ
アイバ送給モジュールが壁に取付けられるようにした装
置の縦断面図である。 図中、１１　金属スリーブ、１２・光フアイバ要素、１
３　シール材本体、１４．１５　　端部のシール材本体
、１９〜・・環状の溝、２０　拡大部、２４・くぼみ、
２８　縮小部 代理人　浅　村　　　皓

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　ａ）　　金属スリーブと、 ｂ）前記スリーブに対し離れた関係で前記スリーブを貫
   通する光フアイバ要素と、 Ｃ）前記要素を包囲し且つ前記スリーブと前記要素の間
   で圧縮される熱可塑性材料の縦列の中央に孔のあるかみ
   合う環状シール材本体と、 を含む光フアイバ送給モジュール （２、特許請求の範囲第１項に記載のモジュールにおい
   て、両端の間の各前記本体は一端において軸線方向のく
   ぼみを有する拡大部と他端に聴いて軸線方向に延びる縮
   小部を含み、前記中間の本体の一つの縮小部は隣接した
   前記中間の本体の前記くぼみの中に突出している光フア
   イバ送給モジュール。 （３）特許請求の範囲第２項に記載のモジュールにおい
   て１．各前記中間の本体の前記拡大部および前記縮小部
   および前記くぼみは円筒状であって共軸にある光フアイ
   バ送給モジュール。 （４）特許請求の範囲第３項に記載のモジュールにおい
   て、二つのかみ合う中間の本体の一つの前記縮小部は他
   方の本体の前記くぼみを満している光フアイバ送給モジ
   ュール。 （５）特許請求の範囲第２項に記載のモジュールにおい
   て、端部の本体はそれぞれ前記スリーブの対応の端部か
   も外側に部分的に延び、前記端部の本体の一つは隣接し
   た中間の本体の前記くぼみの中に突出する内側の縮小部
   を有し、前記端部の本体の他方は隣接した中間の本体の
   前記縮小部を受けるくぼみをその内側の端に有する光フ
   アイバ送給モジュール。 （６）特許請求の範囲第１項に記載のモジュールにおい
   て、少なくも一端の近くの前記スリーブの長さの一部は
   大きくなった横方向の内側寸法を有し且つ少なくも二つ
   の隣接するシール材本体の周囲に、接触して前記スリー
   ブと圧縮された熱可塑性材料との間の機械的な錠止を行
   なっている光フアイバ送給モジュール。 （力　特許請求の範囲第６項に記載のモジ−１−ルにお
   いて、前記熱可塑性材料はポリエチルスルフォンである
   光フアイバ送給モジュール。 （８）特許請求の範囲第６項に記載のモジュールにおい
   て、前記熱可塑性材料はポリアミド−イミドである光フ
   アイバ送給モジュール。 （９）特許請求の範囲第６項に記載のモジュールにおい
   て、前記熱可塑性材料はポリスルフォンテする光フアイ
   バ送給モジュール。 （１０）　　ａ）　　一端に軸線方向のくぼみを有する
   拡大部と他端において軸線方向に延びる縮小部を含むそ
   れぞれ熱可塑性材料の中央に孔のある同一の環状のシー
   ル材本体を複数個備える段階と、ｂ）コアにおいて少な
   くも一層の圧縮性材料を有する光フアイバ要素に前記本
   体を衝合関係で通して二つの隣接した前記本体の一つの
   前記縮小部が他方の前記くぼみに受けられるようにし、
   それにより部分組立体を備える段階と、 Ｃ）組立体を提供するため少なくも一端に近接して外側
   の環状の溝を有する金属スリーブに前記部分組立体を挿
   入する段階と、 ｄ）前記組立体をすえ込んで前記スリーブとコアの間の
   前記本体および層を圧縮し前言己溝が備えられていない
   前記スリーブと前記コアの間の前配本体と層の集合断面
   積を１０〜６５勇減少する段階を含む光フアイバ送給モ
   ジュールの製造方法。