(57)【要約】      （修正有）【課題】光ファイバの先端が外気に触れることなしに、取付作業を行うことが可能な光ファイバ連結装置を提供する。【解決手段】光ファイバ連結装置１は、光ファイバ９と、入口部および出口部を有していて入口部に光ファイバが連結される第一連結部材１０と、第一連結部材の出口部に連結される開口部２９ａを有していて光ファイバからの光が第一連結部材を通って伝達される第二連結部材２０と、第一連結部材において光ファイバの先端を保護する第一光透過性保護部３１とを含む。【選択図】図１Ａ
2020034591.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバと、
入口部および出口部を有していて前記入口部に前記光ファイバが連結される第一連結部材と、
該第一連結部材の前記出口部に連結される開口部を有していて前記光ファイバからの光が前記第一連結部材を通って伝達される第二連結部材と、
前記第一連結部材において前記光ファイバの先端を保護する第一光透過性保護部とを具備する、光ファイバ連結装置。
【請求項２】
さらに、前記第二連結部材の前記開口部を保護する第二光透過性保護部を具備する、請求項１に記載の光ファイバ連結装置。
【請求項３】
前記第一連結部材の前記出口部と前記第二連結部材とを固定する固定部材を具備する、請求項１または２に記載の光ファイバ連結装置。
【請求項４】
前記第一連結部材と前記第二連結部材との間に配置されたシール部材を具備する、請求項１から３のいずれか一項に記載の光ファイバ連結装置。
【請求項５】
前記第一連結部材と前記第二連結部材との間の連結状態を検出する連結状態検出部を具備する、請求項１から４のいずれか一項に記載の光ファイバ連結装置。
【請求項６】
前記連結状態検出部は、前記光ファイバと前記第一連結部材との間の連結状態をさらに検出する、請求項５に記載の光ファイバ連結装置。
【請求項７】
前記第一連結部材と前記第二連結部材との間の連結状態を通知する通知部を具備する、請求項５または６に記載の光ファイバ連結装置。
【請求項８】
前記第一光透過性保護部と前記第二光透過性保護部との間の空間の汚染度合を検出する汚染度合検出部を具備する、請求項２に記載の光ファイバ連結装置。
【請求項９】
前記第一連結部材の前記出口部および前記第二連結部材の前記開口部のうちの少なくとも一方に設けられた開閉可能な蓋部を具備する、請求項１から８のいずれか一項に記載の光ファイバ連結装置。
【請求項１０】
光ファイバと、
入口部および出口部を有していて前記入口部に前記光ファイバが連結される連結部材と、
前記第一連結部材において前記光ファイバの先端を保護する光透過性保護部とを具備する、光ファイバ連結体。
【請求項１１】
前記第一連結部材の前記出口部に設けられた開閉可能な蓋部を具備する、請求項１０に記載の光ファイバ連結体。
【請求項１２】
光ファイバと、
入口部および出口部を有していて前記入口部に前記光ファイバが連結される連結部材と、
前記第一連結部材の前記出口部に設けられた開閉可能な蓋部とを具備する、光ファイバ連結体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバに連結する光ファイバ連結装置および光ファイバ連結体に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバは、例えばガルバノスキャナのヘッド、レーザ加工ヘッド等にレーザ光を伝達するのに使用されている。そして、ガルバノスキャナのヘッド等を交換する際には、光ファイバをヘッドから取外して、別のヘッドに取付けるようにしている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１２０１８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、ガルバノスキャナのヘッド、レーザ加工ヘッド等（以下、単に「ヘッド」と呼ぶ場合がある）は、異物、例えば粉塵、ミスト等の多い環境下で使用されることがある。このため、光ファイバを取外すと、光ファイバのレーザ出射面（先端面）に異物が付着するという問題があった。レーザ出射面は、レーザ光の出力密度が極めて高く（〜10kW/mm2）、微小な異物によるレーザ光が吸収され、それにより、光ファイバが破損される事態になりうる。レーザ出射面に異物が付着するのを避けるために、ヘッドに光ファイバを取付けるときには、クリーンルーム用手袋の着用や、クリーンブースの利用等が必要であった。
【０００５】
それゆえ、光ファイバの先端が外気に触れることなしに、取付作業を行うことが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の１番目の態様によれば、光ファイバと、入口部および出口部を有していて前記入口部に前記光ファイバが連結される第一連結部材と、該第一連結部材の前記出口部に連結される開口部を有していて前記光ファイバからの光が前記第一連結部材を通って伝達される第二連結部材と、前記第一連結部材において前記光ファイバの先端を保護する第一光透過性保護部とを具備する、光ファイバ連結装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
１番目の態様においては、光ファイバの先端が外気に触れることなしに、取付作業を行うことができる。このため、光ファイバの先端面に異物が付着するのを避けられる。また、クリーンルーム手袋やクリーンブース等を用意する必要が無くなり、作業性を高められる。
【０００８】
本発明の目的、特徴及び利点は、添付図面に関連した以下の実施形態の説明により一層明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】第一の実施形態に基づく光ファイバ連結装置の長手方向断面図である。
【図１Ｂ】第一の実施形態に基づく光ファイバ連結装置の長手方向断面図である。
【図２Ａ】第二の実施形態に基づく光ファイバ連結装置の長手方向断面図である。
【図２Ｂ】第二の実施形態に基づく光ファイバ連結装置の長手方向断面図である。
【図３Ａ】第三の実施形態に基づく光ファイバ連結装置の第一連結部材の長手方向断面図である。
【図３Ｂ】第三の実施形態に基づく光ファイバ連結装置の長手方向断面図である。
【図４】第四の実施形態に基づく光ファイバ連結装置の部分断面図である。
【図５】第五の実施形態に基づく光ファイバ連結装置の長手方向断面図である。
【図６Ａ】蓋部の第一の端面図である。
【図６Ｂ】蓋部の第二の端面図である。
【図６Ｃ】蓋部の第三の端面図である。
【図７】第六の実施形態に基づく光ファイバ連結体の長手方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。全図面に渡り、対応する構成要素には共通の参照符号を付す。
図１Ａおよび図１Ｂは第一の実施形態に基づく光ファイバ連結装置の長手方向断面図である。これら図面に示される光ファイバ連結装置１は、第一連結部材１０と第二連結部材２０とから主に構成される。
【００１１】
第一連結部材１０は、入口部１１および出口部１２を有する中空構造のアダプタである。光ファイバ９の先端には、光ファイバ９を周方向に被覆する被覆部材８が取付けられている。被覆部材８は第一連結部材１０の入口部１１に例えばスナップ留めなどにより連結される。光ファイバ９の先端は被覆部材８内部で終端している。なお、光ファイバ９の先端が第一連結部材１０の入口部１１に直接的に連結されていてもよい。
【００１２】
第一連結部材１０の出口部１２側は延長部１４として突出している。延長部１４の外周面にはシール部材１４ａが取付けられている。さらに、延長部１４よりも基端側にフランジ１３が設けられている。フランジ１３には、後述する固定部材１５が配置されている。
【００１３】
図１Ａおよび図１Ｂに示されるように、第一連結部材１０の入口部１１と出口部１２との間の通路には、光ファイバの先端を保護する第一光透過性保護部３１が配置されている。第一光透過性保護部３１は、例えばガラス製であり、光透過性を有する他の材料から形成されていてもよい。第一光透過性保護部３１は前述した通路に対応した形状であり、第一光透過性保護部３１の外周面にはシール部材３１ａが取付けられている。従って、第一光透過性保護部３１と光ファイバ９の先端との間は密閉される。なお、第一光透過性保護部３１がシール部材３１ａを介して被覆部材８に取付けられていてもよい。
【００１４】
また、第二連結部材２０は第一連結部材１０が連結される被連結部材であり、例えばガルバノスキャナのヘッド、レーザ加工ヘッドなどである。なお、第二連結部材２０が他の部材、部品などであってもよい。第二連結部材２０の一面には開口部２９ａを備えた凹部２９が形成されている。凹部２９は延長部１４に対応した形状を有する。また、図面には示さないものの、光ファイバ９からの光を受容する受容部が凹部２９の左方に配置されているものとする。
【００１５】
被覆部材８を介して光ファイバ９が取付けられた第一連結部材１０を第二連結部材２０に連結するときには、図１Ｂに示されるように、第一連結部材１０の延長部１４を第二連結部材２０の凹部２９の開口部２９ａに挿入する。そして、第一連結部材１０のフランジ１３を第二連結部材２０の一面に押当てる。次いで、固定部材１５、例えばネジ等を用いて第一連結部材１０を第二連結部材２０の一面に固定する。これにより、第一連結部材１０および第二連結部材２０を簡易且つ確実に互いに連結させられる。なお、第一連結部材１０の延長部１４および第二連結部材２０の凹部２９のうちの少なくとも一方が排除された場合であっても、固定部材１５を用いて第一連結部材１０を第二連結部材２０に同様に固定できるのが分かるであろう。
【００１６】
前述したように第一光透過性保護部３１には、シール部材３１ａが配置されている。それゆえ、本実施形態においては、光ファイバ９の先端が外気に触れることなしに、取付作業を行うことができる。このため、光ファイバ９の先端面に異物が付着するのを避けられる。また、クリーンルーム手袋やクリーンブース等を用意する必要が無くなり、作業性を高めることも可能である。
【００１７】
図２Ａおよび図２Ｂは第二の実施形態に基づく光ファイバ連結装置の長手方向断面図である。第二の実施形態においては、第一光透過性保護部３１と同様な第二光透過性保護部３２がシール部材３２ａを介して第二連結部材２０の凹部２９の内周面に配置されている。この場合には、前述した効果に加えて、第二連結部材２０の内部に外気が進入するのを防止することができる。なお、凹部２９が形成されておらず、第二光透過性保護部３２が第二連結部材２０の壁部に形成された開口部（図示しない）に配置されていても同様な効果が得られる。
【００１８】
図３Ａは第三の実施形態に基づく光ファイバ連結装置の第一連結部材の長手方向断面図であり、図３Ｂは第三の実施形態に基づく光ファイバ連結装置の長手方向断面図である。これら図面において、被覆部材８の外周面には接点、例えば二つのバネ接点４１が軸方向に並置されている。バネ接点４１のそれぞれからは信号線４５がそれぞれ延びていて、例えば制御装置（図示しない）またはレーザ発振器（図示しない）に接続されている。
【００１９】
さらに、第一連結部材１０の内周面には、接点、例えば二つのバネ接点４２がバネ接点４１に対応した位置に設けられている。バネ接点４１のそれぞれからは信号線４６がそれぞれ延びていて、フランジ１３の遠位面で終端している。
【００２０】
図３Ｂに示されるように光ファイバ９に連結された被覆部材８を第一連結部材１０の入口部１１に所定距離だけ進入させると、被覆部材８は第一連結部材１０内で例えばスナップ留めにより係合される。これと同時に、バネ接点４１およびバネ接点４２のうちの少なくとも一方が内部に押込まれて互いに接触する。これにより、二つの信号線４５がバネ接点４１、４２を通じて通電するようになる。従って、通電時には被覆部材８と第一連結部材１０とが正確に連結されていると判断できる。それゆえ、バネ接点４１、４２、信号線４５は、光ファイバ９を備えた被覆部材８と第一連結部材１０との間の連結状態を検出する連結状態検出部としての役目を果たしうる。
【００２１】
さらに、図３Ｂに示されるように固定部材１５により第一連結部材１０を第二連結部材２０に固定する。第二連結部材２０の表面は金属製であるので、信号線４５、４６がバネ接点４１、４２および第二連結部材２０の表面を通じて通電するようになる。従って、通電時には被覆部材８と第一連結部材１０とが正確に連結されていると共に、第一連結部材１０と第二連結部材２０とが正確に連結されていると判断できる。それゆえ、バネ接点４１、４２、信号線４５、４６は、第一連結部材１０と第二連結部材２０との間の連結状態および光ファイバ９と第一連結部材１０との間の連結状態を検出する連結状態検出部としての役目を果たしうる。
【００２２】
さらに、図３Ｂに示されるように、信号線４６と通電する第二連結部材２０の表面には検知基板４７が接続されていてもよい。そして、第一連結部材１０と第二連結部材２０との間の連結状態を通知する通知部４８、例えば発光素子を第二連結部材２０に設けるようにしてもよい。従って、第一連結部材１０と第二連結部材２０とが正確に連結されると、通知部４８、例えば発光素子が発光するようになる。これにより、使用者は、第一連結部材１０と第二連結部材２０との間の連結状態を容易に確認できる。通知部４８、例えば発光素子が発光しない場合には、第一連結部材１０と第二連結部材２０とが完全に連結されていないことになる。この場合には、使用者は第一連結部材と第二連結部材とを再度連結し直すようにすればよい。
【００２３】
図４は第四の実施形態に基づく光ファイバ連結装置の部分断面図である。図４においては、第一連結部材１０の延長部１４が第二連結部材２０の凹部２９に挿入された状態で固定されている。第四の実施形態においては、汚染度合検出部５１が凹部２９の内周面に配置されている。汚染度合検出部５１は第一光透過性保護部３１と第二光透過性保護部３２とで囲まれた空間に位置している。汚染度合検出部５１は、第一光透過性保護部３１および第二光透過性保護部３２の表面に付着した異物ならびに当該空間の異物、例えば粉塵、ミスト等による汚染度合いを検出する例えばフォトダイオードである。あるいは、異物によって光の散乱が増して温度が上昇するので、汚染度合検出部５１はサーミスタ、熱電対であってもよい。
【００２４】
第一光透過性保護部３１と第二光透過性保護部３２とで囲まれた空間に前述した異物が存在すると、光透過性保護部３１、３２が汚染、破損される可能性がある。本実施形態においては、汚染度合検出部５１により検出された汚染度合いが所定の閾値を超えると、検知基板５２を通じて通知部５３に通知される。通知部５３は、発光素子あるいはディスプレイであってもよい。これにより、第一光透過性保護部３１と第二光透過性保護部３２の表面の汚染度合いや、第一光透過性保護部３１と第二光透過性保護部３２とで囲まれた空間の汚染度合いを容易に確認できると共に、使用者に汚染度合いを通知することができる。
【００２５】
さらに、図５は第五の実施形態に基づく光ファイバ連結装置の長手方向断面図である。図５においては、第一連結部材１０の出口部１２側に開閉可能な蓋部６０が設けられている。蓋部６０は、開閉可能な絞り６８と、絞り６８を支持する支持体６６と、支持体６６および第一連結部材１０を接続する弾性体６１、例えばバネとを主に含んでいる。
【００２６】
支持体６６および第一連結部材１０の間において弾性体６１の周囲にはベローズ６２が配置されている。従って、支持体６６、第一連結部材１０およびベローズ６２で囲まれる空間は密閉される。蓋部６０の絞り６８は、第一連結部材１０が取外されているときには閉鎖しているので、第一光透過性保護部３１の外面は蓋部６０によって保護される。第一連結部材１０を第二連結部材２０に連結するときに、支持体６６が第二連結部材２０の一面に当接すると、弾性体６１が押圧されて収縮する。弾性体６１が受けた押圧力は変換機構部６５により絞り６８を開放する力に変換される。
【００２７】
蓋部の端面図である図６Ａ〜図６Ｃに示されるように、弾性体６１が押圧されると絞り６８は徐々に開放される。そして、弾性体６１が所定量だけ押圧されると、図６Ｃに示されるように絞り６８は完全に開放するようになる。この状態において使用者は支持体６６に取付けられた固定部材１５を用いて前述したように第一連結部材１０を第二連結部材２０に固定する。
【００２８】
従って、本実施形態においては、第一光透過性保護部３１が外気に触れることなしに、第一連結部材１０の取付作業および取外し作業を行うことができる。言い換えれば、第一連結部材１０の取付作業および取外し作業の際に、第一光透過性保護部３１の外面が汚染されるのを防止できる。なお、第一連結部材１０を第二連結部材２０に押付ける動作によって開放する他の構成の蓋部であっても、本開示の範囲に含まれる。また、第二連結部材２０の第二光透過性保護部３２に対しても同様な蓋部６０を設けるようにしてもよい。
【００２９】
ところで、図３Ａを再び参照すると、光ファイバ９が連結された第一連結部材１０が示されている。このような光ファイバ９が連結された第一連結部材１０を光ファイバ連結体５として使用、流通、販売などすることができる。この場合、第一連結部材１０を単に連結部材１０と称しても良い。さらに、光ファイバ連結装置１に関する前述した実施形態の幾つかを、光ファイバ連結体５に対して同様に適用できることは明らかであろう。
【００３０】
さらに、図７は第六の実施形態に基づく光ファイバ連結体の長手方向断面図である。図７に示される光ファイバ連結体５は図５に示されるのと概ね同様の構成である。ただし、図７に示される光ファイバ連結体５は第一光透過性保護部３１を備えていない。この場合には、蓋部６０が閉鎖しているときに、蓋部６０が第一光透過性保護部３１として機能する。当然のことながら、蓋部６０は光透過性を有していないが、蓋部６０は光ファイバ９の先端が外気に触れるのを防止している。従って、この場合にも前述したのと同様な効果が得られるのは明らかであろう。
【００３１】
本開示の態様
１番目の態様によれば、光ファイバ（９）と、入口部（１１）および出口部（１２）を有していて前記入口部に前記光ファイバが連結される第一連結部材（１０）と、該第一連結部材の前記出口部に連結される開口部（２９ａ）を有していて前記光ファイバからの光が前記第一連結部材を通って伝達される第二連結部材（２０）と、前記第一連結部材において前記光ファイバの先端を保護する第一光透過性保護部（３１）とを具備する、光ファイバ連結装置（１）が提供される。
２番目の態様によれば、１番目の態様において、さらに、前記第二連結部材の前記開口部を保護する第二光透過性保護部（３２）を具備する。
３番目の態様によれば、１番目または２番目の態様において、前記第一連結部材の前記出口部と前記第二連結部材とを固定する固定部材（１５）を具備する。
４番目の態様によれば、１番目から３番目のいずれかの態様において、前記第一連結部材と前記第二連結部材との間に配置されたシール部材（１４ａ）を具備する。
５番目の態様によれば、１番目から４番目のいずれかの態様において、前記第一連結部材と前記第二連結部材との間の連結状態を検出する連結状態検出部を具備する。
６番目の態様によれば、５番目の態様において、前記連結状態検出部は、前記光ファイバと前記第一連結部材との間の連結状態をさらに検出する。
７番目の態様によれば、５番目または６番目の態様において、前記第一連結部材と前記第二連結部材との間の連結状態を通知する通知部（５３）を具備する。
８番目の態様によれば、２番目の態様において、前記第一光透過性保護部と前記第二光透過性保護部との間の空間の汚染度合を検出する汚染度合検出部（５１）を具備する。
９番目の態様によれば、１番目から８番目のいずれかの態様において、前記第一連結部材の前記出口部および前記第二連結部材の前記開口部のうちの少なくとも一方に設けられた開閉可能な蓋部（６０）を具備する。
１０番目の態様によれば、光ファイバ（９）と、入口部（１１）および出口部（１２）を有していて前記入口部に前記光ファイバが連結される第一連結部材（１０）と、前記第一連結部材において前記光ファイバの先端を保護する光透過性保護部（３１）とを具備する、光ファイバ連結体（５）が提供される。
１１番目の態様によれば、１０番目の態様において、前記第一連結部材の前記出口部に設けられた開閉可能な蓋部（６０）を具備する。
１２番目の態様によれば、光ファイバ（９）と、入口部（１１）および出口部（１２）を有していて前記入口部に前記光ファイバが連結される第一連結部材（１０）と、前記第一連結部材の前記出口部に設けられた開閉可能な蓋部（６０）とを具備する、光ファイバ連結体（５）が提供される。
【００３２】
態様の効果
１番目、１０番目、１２番目の態様においては、光ファイバの先端が外気に触れることなしに、取付作業を行うことができる。
２番目の態様においては、第二連結部材の内部に外気が進入するのを防止することができる。なお、第二連結部材はガルバノスキャナのヘッド、レーザ加工ヘッド等である。
３番目の態様においては、第一連結部材および第二連結部材を簡易且つ確実に互いに連結させられる。
４番目の態様においては、第一連結部材と第二連結部材との間の空間に外気が進入するのを防止することができる。
５番目の態様においては、光ファイバと第一連結部材とが正確に連結されていることを検出できる。
６番目の態様においては、第一連結部材と第二連結部材とが正確に連結されていることを検出できる。
７番目の態様においては、第一連結部材と第二連結部材との間の連結状態を容易に確認できる。第一連結部材と第二連結部材との間の連結状態が不完全である場合には、使用者は第一連結部材と第二連結部材とを再度連結し直すようにすればよい。
８番目の態様においては、第一光透過性保護部と第二光透過性保護部との間の空間における汚染度合を容易に確認できる。
９番目および１１番目の態様においては、第一光透過性保護部が外気に触れるのを防止できる。
【００３３】
以上、本発明の実施形態を説明したが、後述する請求の範囲の開示範囲から逸脱することなく様々な修正及び変更を為し得ることは、当業者に理解されよう。
【符号の説明】
【００３４】
１      光ファイバ連結装置
５      光ファイバ連結体
８      被覆部材
９      光ファイバ
１０      第一連結部材、連結部材
１１      入口部
１２      出口部
１３      フランジ
１４      延長部
１４ａ      シール部材
１５      固定部材
２０      第二連結部材
２９      凹部
２９ａ      開口部
３１      第一光透過性保護部
３１ａ      シール部材
３２      第二光透過性保護部
３２ａ      シール部材
４１、４２      バネ接点
４５、４６      信号線
４７      検知基板
４８      通知部
５１      汚染度合検出部
５２      検知基板
５３      通知部
６０      蓋部
６１      弾性体
６２      ベローズ
６５      変換機構部
６６      支持体
６８      絞り
【図１Ａ】
2020034591.tif 000003
【図１Ｂ】
2020034591.tif 000004
【図２Ａ】
2020034591.tif 000005
【図２Ｂ】
2020034591.tif 000006
【図３Ａ】
2020034591.tif 000007
【図３Ｂ】
2020034591.tif 000008
【図４】
2020034591.tif 000009
【図５】
2020034591.tif 000010
【図６Ａ】
2020034591.tif 000011
【図６Ｂ】
2020034591.tif 000012
【図６Ｃ】
2020034591.tif 000013
【図７】
2020034591.tif 000014