(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前駆体を加熱加圧成形することによって、光伝達媒体が埋設される構造体を形成する方法であって、
光伝達媒体の一端部を、略Ｃ字状に形成される挟持スリーブによって挟持し、
前記挟持スリーブを筒状に形成される嵌合管に挿入し、
嵌合管の一端部を前駆体の一側面から突出させるとともに、光伝達媒体の一端部を前駆体の一側面から退避させて、光伝達媒体および嵌合管の一部を前駆体に埋設し、加熱加圧して中間成形体を形成した後、
光伝達媒体および挟持スリーブの各一端部と間隔をあけた切断位置で、中間成形体を切断加工して構造体を形成することを特徴とする光伝達媒体が埋設される構造体の製造方法。
【請求項２】
嵌合管を前駆体に埋設するにあたって、他端部を塞いだ状態の嵌合管を、前駆体に埋設することを特徴とする請求項１記載の光伝達媒体が埋設される構造体の製造方法。
【請求項３】
嵌合管を前駆体に埋設するにあたって、両端部を塞いだ状態の嵌合管を、前駆体に埋設することを特徴とする請求項１記載の光伝達媒体が埋設される構造体の製造方法。
【請求項４】
光伝達媒体が埋め込まれる埋設位置までシート状熱硬化性樹脂を積層して積層シート群を構成し、
前記積層シート群の厚み方向一方側の面で、挟持スリーブを挿入した嵌合管の一端部を前記積層シート群の一側面から突出させるとともに、光伝達媒体の他端部を前記積層シート群の一側面から退避させて配置し、
配置した嵌合管および光伝達媒体を覆うようにシート状熱硬化性樹脂をさらに積層して、光伝達媒体および嵌合管の一部が埋設される前駆体を形成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の光伝達媒体が埋設される構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信またはセンサなどに用いられる光伝達媒体が埋設される構造体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
構造体には、光伝達媒体である光ファイバが埋設され、光信号を伝達することができるように構成される。また構造体に光ファイバを埋設することによって、光の強度および波長の変化などの光ファイバ内を伝達する光信号の変化を検出することによって、構造体の内部損傷またはひずみなどを検知することができる。
【０００３】
構造体は、プリプレグ（Pre-impregnated materialsの略称，prepreg）シートを板厚方向に重ねて硬化成形される。プリプレグシートは、マトリックスである樹脂をあらかじめ強化繊維基材に含浸させた成形用中間基材である。
【０００４】
構造体は、プリプレグシートを複数枚積層して前駆体を形成し、この前駆体をバギングおよび減圧脱気した後、圧力釜であるオートクレーブによって加熱加圧して成形加工されて、中間成形体が形成され、中間成形体が部分的に切除され、残余の部分が構造体として形成される。このように構造体を形成する過程において、構造体には、光ファイバが埋め込まれる。
【０００５】
構造体に埋設される光ファイバは、構造体の端面から外方に引き出される。引き出された光ファイバは、構造体形成後に光源および光測定器などの光学関連装置と接続される。光ファイバを構造体から外方に引き出す従来の技術として、埋め込まれる光ファイバを構造体の端部から直接引き出す方法がある。
【０００６】
図１３は、加熱加圧される前のバギングされた前駆体２１が、減圧脱気される状態を示す断面図である。光ファイバを構造体から直接引き出す構造の製造方法について図１３を参照して説明する。前駆体２１は、ナイロンフィルムから成るバッグフィルム２３によって覆われ、前駆体２１が収納される収納空間２６内が真空バッグシール材２４によって気密に封止される。収納空間２６内は、図示しない真空ポンプによって真空引きされて、真空引きホース２７から脱気される。
【０００７】
前駆体２１が収納される空間２６が脱気されるにつれて、アルミ板またはＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics）シートから成る加圧シート２８が前駆体２１の表面を押圧し、このような状態で前駆体２１は、オートクレーブに入れられ、収納空間２６が加熱加圧されて、前駆体２１が冶具２９、加圧シート２８およびダム２５によって成形される。
【０００８】
前駆体２１の側面から直接光ファイバ２２を外部まで引き出した場合、真空引き時に前駆体２１の側面付近で、光ファイバ２２が折損するおそれがある。また光ファイバ２２の前駆体２１から引き出される長さが短い場合、加熱加圧時に前駆体２１から樹脂が流れ出し、樹脂が光ファイバ２２の一端部を浸すおそれがある。
【０００９】
このような問題を解決するために、前駆体２１から光ファイバが引き出される部分を管で覆う技術が従来考えられている。この従来の技術について図１４および図１５を参照して示す。
【００１０】
図１４は、他の従来の技術の光ファイバ３の引き出し構造を示す斜視図である。構造体１には、一側面２から外方に突出する突出部４ａを有するテフロン（Ｒ）製の円管４が設けられる。構造体１に埋設される光ファイバ３は、この円管４内を挿通し、構造体１から外方に延びる。これによって光ファイバ３は、真空引き時に引き出し部分で損傷することが防止される。また円管４に換えて埋め込み式のコネクタが埋め込まれる場合もある。
【００１１】
図１５は、さらに他の従来の技術の光ファイバ６の引き出し構造を示す斜視図である。構造体５には、板厚方向一方の面８から外方に突出する突出部７ａを有する円管７が設けられる。構造体５に埋め込まれる光ファイバ６は、この円管７を挿通し、構造体５から外方に延びる。これによって図１４に示す従来の技術と同様に光ファイバ６は、真空引き時に光ファイバ６の引き出し部で損傷することが防止される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
前駆体が加熱加圧された後の状態の中間成形体に対して、不要な周縁部を切除するトリム加工が行われる。トリム加工が行なわれた中間成形体は、構造体として形成され、構造体は所定の寸法に形成される。図１４に示す他の従来の技術の光ファイバ３の引き出し構造では、構造体１の一側面２から突出する円管４の突出部４ａによって、構造体形成前の状態である中間成形体にトリム加工を行うことができず、構造体を所定の寸法に形成することが困難であるという問題がある。
【００１３】
また円管４の換わりに、埋め込み式のコネクタが埋め込まれる場合には、埋め込み式のコネクタの体積が円管４に比べて大きいので、構造体の埋め込み式のコネクタが埋め込まれる部分の構造体の厚みが小さくなるという問題がある。これによって構造体１に著しい強度低下を招き、また強度低下を解消するためには、構造体のコネクタ埋設部分において、パッドアップすなわち過剰な厚みを必要とするという問題がある。
【００１４】
また図１５に示すさらに他の従来の技術の光ファイバ６の引き出し構造では、構造体５の板厚方向に突出する突出部７ａが形成されている。このような構造では、前駆体を減圧脱気する状態において、板厚方向一方側の面８に突出部７ａが突出しているので、図１３に示す加圧シート２８によって押圧される面である前駆体の板厚方向一方側の面をフラット面になるように押圧することが困難となるという問題がある。
【００１５】
また中間成形体の側面から光ファイバ３を直接引き出した状態で、トリム加工を行って光ファイバ３を切断する場合には、トリム加工によって光ファイバ３の端面が損傷する。したがってトリム加工後に光ファイバ３の端面に研磨加工を行う必要がある。このように中間成形体がトリム加工された後に、光ファイバ３の端面を研磨する工程を必要とするので、製造工程が複雑になるとともに、他の光ファイバと容易に接続することができないという問題がある。
【００１６】
また図１３に示すように、前駆体を減圧脱気する状態において、光ファイバ２２の一端部が樹脂に浸されることを防止するために、図１４および図１５に示す円管４，７を用いて、光ファイバ２２の一端部をバッグフィルム２３の外方まで引き出した場合、図１３に示す真空バッグシール材２４と光ファイバ２２を保護する円管４，７との間に隙間が形成され、脱気不良が生じ、前駆体の成形不良を引き起こす原因となる。
【００１７】
また上述のように、光ファイバを構造体の外部に取り出す場合、光計測機器などとの接続に必要な長さを確保するため、光ファイバ２２の長さが長くなる。光ファイバ２２が長くなると、その取り扱いが難くなり、光ファイバ２２のない場合に比べて、構造体製造作業の作業性が低下する。
【００１８】
したがって本発明の目的は、構造体の加工を容易に行うことができるとともに、構造体に埋設される光伝達媒体が損傷せずに、外部光伝達媒体との連結を可能とする光伝達媒体が埋設される構造体の製造方法を提供することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前駆体を加熱加圧成形することによって、光伝達媒体が埋設される構造体を形成する方法であって、
光伝達媒体の一端部を、略Ｃ字状に形成される挟持スリーブによって挟持し、
前記挟持スリーブを筒状に形成される嵌合管に挿入し、
嵌合管の一端部を前駆体の一側面から突出させるとともに、光伝達媒体の一端部を前駆体の一側面から退避させて、光伝達媒体および嵌合管の一部を前駆体に埋設し、加熱加圧して中間成形体を形成した後、
光伝達媒体および挟持スリーブの各一端部と間隔をあけた切断位置で、中間成形体を切断加工して構造体を形成することを特徴とする光伝達媒体が埋設される構造体の製造方法である。
【００２０】
本発明に従えば、挟持スリーブによって光伝達媒体を挟持する作業と、挟持スリーブを嵌合管に挿入する作業とを、光伝達媒体を前駆体に埋設する前に行うので、前駆体の加工とは独立して、前記挟持作業および前記挿入作業を行うことができる。これによって挟持および挿入作業時において、前駆体が影響することなく、挟持スリーブによって光伝達媒体を挟持する作業と、挟持スリーブを嵌合管に挿入する作業とを簡単に行うことができる。
【００２１】
また光伝達媒体の一端部を前駆体の一側面から退避させ、光伝達媒体、挟持スリーブおよび嵌合管の一部を前駆体に埋設し、加熱加圧して中間成形体として成形した後、中間成形体が加工されて構造体が形成される。光伝達媒体の一端部から間隔をあけた切断位置で中間成形体が切断されて構造体が形成されても、光伝達媒体の一端部は、中間成形体の一側面から突出しておらず、中間成形体の一側面を切削加工したときにあっても、加工工具および加工片と光伝達媒体とが接触することがない。すなわち中間成形体をその切断位置で切除しても、光伝達媒体の一端部が損傷することを防止することができる。これによって光伝達媒体が損傷することを防いで、中間成形体にトリム加工を行うことができ、所定の寸法を有する構造体を得ることができる。
【００２２】
また嵌合管は一端部が前駆体の一側部から突出して埋設されるので、中間成形体のトリム加工時に、中間成形体の一側部とともに中間成形体から部分的に突出している嵌合管の一部分が切除される。たとえば中間成形体のトリム加工後の残余の部分である構造体の一側面と、嵌合管の一端面とを容易に面一にすることができる。この場合、嵌合管を前駆体に配置するときに、嵌合管の端部を前駆体の一側面と面一になるように正確な位置決めを行う必要がない。
【００２３】
また光伝達媒体の埋設後に加熱加圧成形を行うことによって、加熱加圧時に溶融した溶融体が、嵌合管と前駆体との隙間を埋める。これによって中間成形体を形成した後の構造体は、光伝達媒体を一体的に固定して埋設することができる。また光伝達媒体の一端部は、嵌合管で覆われ保護されている。したがって前駆体を加熱加圧する時に、前駆体に大きい圧力が与えられても光伝達媒体の一端部が損傷することを防止することができる。
【００２４】
構造体の側面部分が部分的に切断されて形成された構造体は、嵌合管および光伝達媒体が一側面から突出せず、容易に取り扱うことができる。たとえば埋設される光伝達媒体の一端部に達する直前まで、その構造体の一側面部分を切除することが可能である。これによって光伝達媒体を切断することなく、構造体を所望の寸法にすることができる。
【００２５】
またたとえば、加熱加圧成形を行って構造体を形成する場合において、図１５の円管７に示すような構造体の厚み方向一方側の面８に突出部７ａが形成されない。したがって構造体の形成前の状態である前駆体を減圧脱気する場合において、突出部が形成されないので前駆体の表面をフラット面となるように押圧することができる。また突出部は、真空バッグシール材の外まで延びて形成されず、前駆体をバッグフィルムによって確実に覆うことができる。これによって前駆体が収納される収納空間からバッグフィルム外方の空間と連通する隙間が形成されることを防止し、減圧脱気時の脱気不良を防止することができる。
【００２６】
また構造体の一部が加工されても、光伝達媒体が加工工具と接触することが防がれるので、光伝達媒体は埋設された状態を保つことができる。これによって光伝達媒体は、構造体加工時に損傷することなく、一端面に形成される研磨状態を保つことができる。
【００２７】
これによって構造体に埋設された光伝達媒体と構造体の外部から嵌合管に挿入される他の光伝達媒体とを連結する時に、埋設された光伝達媒体の一端部を改めて研磨加工する必要がなく、前記他の光伝達媒体と埋設される光伝達媒体との端部同士をたとえば物理的に当接させて、光を伝達可能に接続することができる。
【００２８】
また構造体に埋め込まれる光伝達媒体と外方に配置される他の光伝達媒体とを、構造体製造後に光を伝達可能に接続することによって、製造中に構造体から外方に光伝達媒体が引き出されることがなく、構造体の製造および運搬の邪魔になることがない。また光伝達媒体の一端部は、嵌合管内に配置された状態で構造体に埋設されるので、光伝達媒体の一端部における変形を防止することができる。これによって構造体加工時に光伝達媒体の一端部が損傷することを防止することができる。
また嵌合管内に挿入される光伝達媒体の一端部は、外部から嵌合管に挿入される他の光伝達媒体との連結個所となり、光伝達媒体同士は嵌合管内で連結される。これによって各光伝達媒体の連結個所では、嵌合管の軸線方向以外、すなわち光伝達媒体の着脱方向以外の移動が規制される。これによって各光伝達媒体の一端部を突き合せて、互いの光伝達媒体の中心軸線をほぼ一致させて連結させることができる。また光伝達媒体の連結ミスを防止し、信頼性を向上させることができる。
【００２９】
また本発明は、嵌合管を前駆体に埋設するにあたって、他端部を塞いだ状態の嵌合管を、前駆体に埋設することを特徴とする。
【００３０】
本発明に従えば、嵌合管の他端部を塞ぐことによって、前駆体を加熱加圧成形時に溶融した樹脂が、嵌合管内に浸入することを防いで、光伝達媒体の一端部の汚染を防止することができる。
これによって構造体に埋設された光伝達媒体と構造体の外部から嵌合管に挿入される外部光伝達媒体とを連結する時に、埋設された光伝達媒体の一端部を改めて研磨加工する必要がなく、前記外部光伝達媒体と埋設される光伝達媒体との端部同士を物理的に当接させて、光を伝達可能に接続することができる。
【００３１】
また本発明は、嵌合管を前駆体に埋設するにあたって、両端部を塞いだ状態の嵌合管を、前駆体に埋設することを特徴とする。
【００３２】
本発明に従えば、嵌合管の両端部を塞ぐことによって、前駆体を加熱加圧成形時に、溶融した樹脂が嵌合管の端部から嵌合管内に侵入することをより確実に防止することができ、光伝達媒体の一端部の汚染をさらに少なくすることができる。
【００３３】
また本発明は、光伝達媒体が埋め込まれる埋設位置までシート状熱硬化性樹脂を積層して積層シート群を構成し、
前記積層シート群の厚み方向一方側の面で、挟持スリーブを挿入した嵌合管の一端部を前記積層シート群の一側面から突出させるとともに、光伝達媒体の他端部を前記積層シート群の一側面から退避させて配置し、
配置した嵌合管および光伝達媒体を覆うようにシート状熱硬化性樹脂をさらに積層して、光伝達媒体および嵌合管の一部が埋設される前駆体を形成することを特徴とする。
【００３４】
本発明に従えば、積層したシート状熱硬化性樹脂によって前駆体を形成し、シート状硬化性樹脂の間に光伝達媒体と嵌合管とを挟み込む。これによって加熱加圧成形時に、光伝達媒体および嵌合管と、前駆体との隙間に溶融した樹脂が流れ込み、光伝達媒体および嵌合間を隙間なく構造体に一体的に固定することができる。したがって光伝達媒体を固定するための特別な工程を必要とせず、光伝達媒体を構造体に一体的に固定することができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態の構造体５０に埋設される光伝達媒体５７の連結構造１００を示す断面図である。光伝達媒体５７は、構造体５０に埋設される。光伝達媒体５７は、光ファイバ５１、フェルール５６および保護部材９２を含んで構成される。構造体５０に埋設される光ファイバ５１は、構造体５０に外方から挿入される他の外部光ファイバ５２と光伝達可能に接続されて光信号を外部に伝達する。たとえば光ファイバ５１と外部光ファイバ５２とは、その端面同士が突き合わされて、物理的に接続される。
【００３６】
光伝達媒体５７の連結構造１００は、構造体５０に埋設される嵌合管５４、挟持スリーブ５３および光伝達媒体５７を有する。光伝達媒体５７の一要素である光ファイバ５１は一端部５１ａに、光ファイバ５１を挟持スリーブ５３に保持固定させるためにフェルール５６が設けられる。フェルール５６は、円筒状に形成され、光ファイバ５１の一端部５１ａの外周部を覆う。また保護部材９２が、光ファイバ５１のフェルール５６から露出する露出部５１ｃのうち、フェルール寄りの光ファイバ部分５１ｄを覆う。保護部材９２は、弾発性を有する材料から成る。なお本明細書中に示す弾発性とは、弾力性および復元性を有する機能表現である。保護部材９２は、光ファイバの露出部５１ｃが中心軸線を通り、かつフェルール５６の他端部５６ｂ側端面と底面とが接する円錐状に形成され、前記光ファイバ部分５１ｄを覆う。これによってフェルール他端部寄りの光ファイバ部分５１ｄのフェルール５６に対する変位を抑制することができる。
【００３７】
フェルール５６は、挟持スリーブ５３の他端部５３ｂ側から挟持スリーブ５３の内方に挿入され、フェルール５６の一端部５６ａは、挟持スリーブ５３の長手方向の略中央位置まで挿入される。挟持スリーブ５３は、挟持スリーブ５３内に挿入されるフェルール５６の外周部分を、ほぼ全周にわたって内方に押圧するようにして挟持する。
【００３８】
挟持スリーブ５３は、略Ｃ字状の断面を有し、略筒状に形成される。すなわち挟持スリーブ５３は、半径方向に挿通するスリット状の切り欠きが形成され、切り欠きが長手方向両端に渡って延びる略円筒状に形成される。挟持スリーブ５３は、切り欠きによって半径方向の変形が容易になり、半径方向すなわち軸線Ｌ１と垂直な方向に可撓性および弾発性を有する。
【００３９】
円管状に形成される嵌合管５４に挿入された状態で、挟持スリーブ５３の内径は、フェルール５６の外径と同一または外径より若干小さく形成される。したがって光伝達媒体５７が挟持スリーブ５３に挿入されたときに、挟持スリーブ５３が若干変形し、挟持スリーブ５３は、フェルール５６の外周面と当接し、光伝達媒体５７を挟持する。
【００４０】
フェルール５６を挟持する挟持スリーブ５３は、嵌合管５４の軸線方向他端部５４ｂ側から挿入される。挟持スリーブ５３は、嵌合管５４に対して半径方向に隙間を形成した状態で配置される。また挟持スリーブ５３は、軸線方向に対して嵌合管５４よりも短く形成され、嵌合管５４の両端部５４ｂ、５４ｃから没入した位置に配置される。
【００４１】
フェルール５６の一端部５６ａは、挟持スリーブ５３に挟持され、フェルール５６の他端部５６ｂは、嵌合管５４の他端部５４ｂから嵌合管外方に突出して配置される。嵌合管５４には、その他端部５４ｂ側の開口を塞ぐように接着剤９１が詰められる。接着剤９１は、構造体５０の母材およびフェルール５６および嵌合管５４に対して相性のよいもの、すなわちぬれ性または付着性の良好なものが選ばれる。接着剤９１によって、フェルール５６は、嵌合管５４に固定される。接着剤９１は、嵌合管５４内に配置される挟持スリーブ５３にまで達することなく、嵌合管５４の他端部５４ｂの内周とフェルール５６の外周との間を塞ぐ。
【００４２】
フェルール５６が接着剤９１によって固定された嵌合管５４は、構造体５０の一端部５０ａに埋設される。嵌合管５４の軸線方向一端面５４ａは、構造体５０の一端面５０ｂと面一に形成される。嵌合管５４は、構造体５０の厚み方向に略垂直な方向に延びる。嵌合管５４および挟持スリーブ５３は、たとえば金属またはセラミックスなどからなり、構造体５０の成形前の状態である前駆体に、考えられる加熱温度よりも、強度が大きく低下する温度が高く、成形時に考えられる応力よりも破壊強度が高くかつ熱膨張率の小さい材料が選ばれる。これによって前駆体の成形時の加圧に対して、光ファイバ５１の一端部５１ａを保護することができる。また前駆体の成形時の加熱に対して光ファイバ５１の一端部５１ａが変形することを防止することができる。
【００４３】
またフェルール５６の他端部５６ｂは、部分的に嵌合管５４から露出し、構造体５０内に埋設され、直接構造体５０と接触する。光ファイバ５１の一端部５１ａは、構造体５０の内部に配置され、構造体５０の一端面５０ｂおよび嵌合管５４の軸線方向一端面５４ａから没入して配置される。また構造体外部に位置する他の外部光ファイバ５２が、嵌合管５４の一端面５４ａから挿入される。外部光ファイバ５２は、構造体５０に埋設される光ファイバ５１とほぼ同様の構成を有し、一端部５２ａをフェルール７３が覆う。外部光ファイバ５２の一端部５２ａを覆うフェルール７３は、埋設される光伝達媒体５７のフェルール５６と同一の外径を有する。外部光ファイバ５２を覆うフェルール７３は、挟持スリーブ５３の一端部側５３ａから挟持スリーブ５３の内方に向かって挿入され、外部光ファイバ５２の一端面５２ｂが、埋設される光ファイバ５１の一端面５１ｂと突き合わされる。構造体５０の外方から嵌合管５４内に延びる外部光ファイバ５２の一端部５２ａを覆うフェルール７３は、嵌合管５４に接着剤５５によって固定される。接着剤５５は、嵌合管５４の一端部５４ｃ側の開口を塞ぎ、接着剤５５は、嵌合管５４内に配置される挟持スリーブ５３にまで達することなく、嵌合管５４の一端部５４ｃの内周とフェルール７３の外周との間の空隙を埋める。また他の実施の形態として外部光ファイバ５２の一端部５２ａを覆うフェルール７３は、挟持スリーブ５３によって着脱可能に挟持されてもよい。
【００４４】
外部光ファイバ５２を覆うフェルール７３が、がたつきなく挟持スリーブ５３に挟持されることによって、構造体５０に埋設される光ファイバ５１の光軸と外部光ファイバ５２の光軸とを一致させることができる。この各光ファイバ５１，５２の接続は、各端面同士５１ｂ，５２ｂが当接することによって光伝達可能に接続される。また挟持スリーブ５３によって規定される空間には、整合剤が充填される。
【００４５】
フェルール５６と嵌合管５４とを接着剤９１によって固定することによって、構造体製造過程において、前駆体加熱加圧時に、溶融した樹脂が挟持スリーブ５３およびフェルール５６の一端部５６ａに到達することを防止することができる。これによってフェルール５６と挟持スリーブ５３との間に樹脂が侵入することを防止し、フェルール５６と光ファイバ５１と嵌合管５４との軸線がずれることを防止することができる。これによって挟持スリーブ５３の光軸合せ機能を保つことができ、挟持スリーブ５３内で互いに当接する光ファイバ部分の光伝達機能を失うことを防止することができる。
【００４６】
また構造体５０に埋設されるフェルール５６と外部光ファイバ５２を覆うフェルール７３とが、接着剤９１，５５によって嵌合管５４にそれぞれ固定されるので、構造体５０が衝撃を受けても、互いの端部５１ｂ，５２ｂが突き合わされる２つの光ファイバ５１，５２の位置ずれをさらに防止することができ、挟持スリーブ５３の光軸合わせ機能をより確実に保つことができる。また２つの光ファイバ５１，５２が互いに当接した状態で固定されるので、光ファイバ同士が離れることなく、光伝達機能を失うことをより確実に防止することができる。
【００４７】
図２は、光ファイバ５１と挟持スリーブ５３と嵌合管５４とを示す分解斜視図である。光ファイバ５１は、その一端部５１ａに設けられるフェルール５６が、挟持スリーブ５３に挟持され、挟持スリーブ５３は、嵌合管５４に嵌合される。このとき光ファイバ５１の軸線と挟持スリーブ５３の軸線とは、同軸Ｌ１に形成されるとともに挟持スリーブ５３は、隙間を有して嵌合管５４に挿入される。またフェルール５６と嵌合管５４とは接着剤９１によって固定される。
【００４８】
図３は、本発明の実施の形態の連結構造１００の適用例を示す斜視図である。構造体５０に埋設される光ファイバ５１の一端面５１ｂおよび他方の光ファイバである外部光ファイバ５２の一端面５２ｂは、挟持スリーブ５３内で互いに突き合わされて連結され、光伝達可能に接続される。外部光ファイバ５２を覆うフェルール７３は、上述のように安定的な光伝達を行うために、嵌合管５４に接着固定される。また外部光ファイバ５２は、他の外部光ファイバ６１と接続される。
【００４９】
外部光ファイバ５２は、構造体５０の外方に延び、他端部５２ｃに雄コネクタであるプラグ５８が形成される。このプラグ５８の先端にはフェルール６２が突出して形成される。他の外部光ファイバ６１は、一端部に雄コネクタであるプラグ６０が形成される。このプラグ６０の先端にはフェルール６３が突出して形成される。
【００５０】
外部光ファイバ５２と他の外部光ファイバ６１とは、スリーブ６４を有する雌コネクタであるアダプタ５９に結合される。スリーブ６４は、光ファイバ接続のために用いられる管状のフェルール整列部材であり、スリーブ６４の両端から挿入される各フェルール６２，６３の端部を同軸に配置して各外部光ファイバ５２，６１の端部５２ｄ，６１ａを当接させることができる。このようにプラグ同士５８，６０の端部５２ｄ，６１ａをアダプタ５９によって結合することによって、各外部光ファイバ５２，６１を機械的に着脱可能に接続することができる。これによって各外部光ファイバ５２，６１を光伝達可能に接続することができる。
【００５１】
このような各プラグ５８，６０およびアダプタ５９の形状、寸法および精度は、たとえば既存の光コネクタ規格（ＪＩＳ  Ｃ  ５９８３：Ｆ１４形光ファイバコネクタ）が要求される。規格によって規定されていない寸法および材料などは、適用環境によって変更することができ、特に指定されない。
【００５２】
図４は、本発明の光伝達可能に接続される互いの光ファイバ５１，５２と各光ファイバ５１，５２の一端部５１ａ，５２ａを覆うフェルール５６，７３とを示す断面図である。図４において、光は右方に向かって進む。各光ファイバ５１，５２は、光が通過するコア７０ａ，７１ａとクラッド７０ｂ，７１ｂとを有する。コア７０ａ，７１ａおよびクラッド７０ｂ，７１ｂの材料は、たとえば透光性を有する石英または樹脂であり、フェルール５６，７３の材料は、たとえばジルコニアセラミックスである。
【００５３】
互いの光ファイバ５１，５２は端面同士が当接し、光伝達可能な状態となって、光ファイバ５１，５２の一方の面５１ｂから他方の面５２ｂに光が通過する。したがって互いの光ファイバ５１，５２の当接面はそれぞれ出射面５１ｂと入射面５２ｂとなる。出射面５１ｂおよび入射面５２ｂは、各光ファイバ５１，５２の軸線に垂直な面に形成される。また各フェルール５６，７３は、出射端部７６および入射端部７７が略半球状に形成される。これによって出射面５１ｂと入射面５２ｂとを当接させることができ、光ファイバ５１，５２を光伝達可能に接続し、光学的な接続ミスを防止することができる。光ファイバ５１，５２の出射面５１ｂおよび入射面５２ｂは、研磨加工が行われる。
【００５４】
半球状にフェルール５６，７３が形成されているので、空気の介在を防ぎ、互いのファイバ間でのフレネル反射を防止することができる。フレネル反射を防止することによって、反射減衰量の低下を防ぎ、接続損失を低下させることができる。
【００５５】
実際には互いの光ファイバ５１，５２は、ＰＣ（Physical Contact）接続される。すなわち光ファイバ同士は、互いに突き合わされて当接され、さらに各フェルール５６，７３に荷重を付加して押し付けられることによって光ファイバ５１，５２とその周囲のフェルール５６，７３とを弾発的に変形されて接続される。これによって光ファイバ５１，５２に引っ張り力、振動および温度変化などが生じても容易にファイバ間の隙間が形成されることを防止することができる。
【００５６】
以上のように本実施の形態に従えば、光ファイバ５１の一端部５１ａが、構造体５０の一端面５０ａから没入して構造体５０内に配置されるので、構造体５０の一端部が加工されても、光ファイバ５１と加工工具とが、接触することがなく、また構造体５０の運搬中に光ファイバ５１の一端面５１ｂを保護することができる。これによって光ファイバ５１の一端面５１ｂの損傷を防止し、一端面５１ｂに形成される研磨状態を保つことができる。
【００５７】
構造体５０に埋設された光ファイバ５１と外部光ファイバ５２とを接続する時に、埋設された光ファイバ５１の一端面５１ｂを改めて研磨加工する必要がなく、外部光ファイバ５２と光伝達可能に容易に接続することができる。
【００５８】
また構造体５０に埋め込まれる光ファイバ５１と外部光ファイバ５２とを、構造体５０形成後に光伝達可能に接続することによって、構造体形成過程において、外方に光ファイバ５１が引き出されることがなく、構造体５０の製造および運搬の邪魔になることがない。また光ファイバ５１の一端部５１ａおよび挟持スリーブ５３は、非弾発性の嵌合管５４内に配置されるので、光ファイバ５１の一端部５１ａにおける変形を防止して、光ファイバ５１の一端部５１ａが損傷することを防止することができる。また挟持スリーブ５３が嵌合管５４に対して隙間をあけて嵌合するので、挟持スリーブ５３が半径方向に拘束されることを防ぎ、弾発性を保った状態で光ファイバ５１の一端部５１ａを確実に挟持することができる。
【００５９】
また光ファイバ５１の一端部５１ａは、光ファイバ５１，５２同士の連結個所となり、光ファイバ５１，５２同士は嵌合管５４内で接続される。これによって各光ファイバ５１，５２の連結個所では、嵌合管５４の軸線方向以外、すなわち光ファイバ５２の着脱方向以外の移動が規制される。これによって嵌合管５４内で連結される各光ファイバ５１，５２の中心軸線を容易に一致させることができ、埋め込み式のコネクタを用いずに互いの光ファイバ５１，５２を連結させることができる。また各光ファイバ５１，５２の連結ミスを防止し、信頼性を向上させることができる。したがって埋め込み式のコネクタを構造体５０内に埋設する場合に比べて、構造体５０に埋め込まれる部分の体積を小さくすることができ、構造体５０の機械的特性に与える影響を軽減することができる。
【００６０】
また光ファイバ５１は、略Ｃ字筒状に形成される挟持スリーブ５３に挟持された状態で嵌合管５４に嵌合する。挟持スリーブ５３は略Ｃ字状に形成されるので、可撓性および弾発性を有し、光ファイバ５１の一端部５１ａのほぼ全周面にわたって接触する。また挟持スリーブ５３が隙間を有して、嵌合管５４に嵌合されることによって、挟持スリーブ５３が半径方向に容易に変形することができ、フェルール５６を容易に挟持することができる。
【００６１】
通常、光ファイバ５１は細く形成されるので、挟持スリーブ５３の光ファイバ５１を挟持するための変形量は非常に微小である。したがって挟持スリーブ５３を介して嵌合管５４に光ファイバ５１を挿入してもわずかしか変形せず、これによって光ファイバ５１の中心軸線を、挟持スリーブ５３の中心軸線とほぼ同軸に配置させることができる。また構造体５０に埋設される光ファイバ５１の中心軸線と、構造体５０外部から挟持スリーブ５３内に挿入される他の外部光ファイバ５２との中心軸線を一致させることができる。これによって光ファイバ５１，５２同士の連結ミスを防止し、さらに信頼性を向上させることができる。
【００６２】
また各光ファイバ５１，５２を覆うフェルール５６，７３は、嵌合管５４に接着剤９１，５５などによって接着固定されるので、より一体的に構造体５０に固定することができる。これによって構造体５０に大きい振動および衝撃が加わった場合でも、各光ファイバ５１，５２の接続が解除されることを防止し、また確実に光信号を伝達することができる。
【００６３】
また嵌合管５４は、スリットが形成されず、構造体製造過程において、嵌合管５４の両端部の開口が塞がれることによって、前駆体加熱加圧時に嵌合管５４の半径方向および軸線方向から溶融した樹脂が嵌合管５４内部に侵入することを防止することができる。これによって挟持スリーブ５３と挟持スリーブ５３が挟持するフェルール５６との中心軸線がずれることを防止することができる。溶融した樹脂が、挟持スリーブ５３に付着することがないので、挟持スリーブ５３の変形を妨げることなく、挟持スリーブ５３の可撓性を保つことができる。また嵌合管５４内に収納されるフェルール５６，７３および光ファイバ５１，５２部分に樹脂が付着することがなく、フェルール５６，７３および光ファイバ５１，５２を保護することができる。
【００６４】
また保護部材９２が、光ファイバ５１の露出部５１ｃの、フェルール他端部寄りの部分５１ｄを覆い、フェルール他端部寄りの光ファイバ部分５１ｄのフェルール５６に対する変位を抑制することができる。これによって光ファイバ５１が小さい曲率半径で湾曲することを防止することができる。したがって光ファイバ５１が屈曲することを防止することができ、光ファイバ５１およびフェルール５６に無理な力が生じた場合においても、光ファイバ５１が折れ曲がることを防止し、光ファイバ５６が破損することを防止することができる。
【００６５】
また各端面同士５１ｂ，５２ｂの周囲の嵌合管５４によって規定される空間には、整合剤が充填される。これによって光ファイバ５１，５２の接続損失の低下を軽減することができる。また図３に示す連結構造１００に示すように、埋設される光ファイバ５１の一端部５１ａと接続され、他端部５２ｃにプラグ５８が形成される外部光ファイバ５２を用いることによって、光学系回路素子との結合を容易に行うことができる。
【００６６】
またプラグ５８，６０およびアダプタ５９を日本工業規格（ＪＩＳ）に規定される寸法および精度に準ずることによって、市販されている汎用の光ファイバ部品を使用することができ、所定の精度を得て安価に連結構造を形成することができる。
【００６７】
またフェルール５６の先端を半球状に凸に形成することによってＰＣ接続を行うことができる。すなわち空気の介在を防ぎ、互いのファイバ間でのフレネル反射を防止することができる。フレネル反射を防止することによって、反射減衰量の低下を防ぎ、接続損失を低下させることができる。
【００６８】
このように光ファイバ５１を構造体５０に埋設することによって、その光ファイバ内を伝搬する光の特性に基づいてセンサとして利用することができる。たとえば構造体５０の損傷を検出するセンサ、構造体５０に働く衝撃を検出するセンサまたは歪および温度センサとして用いることができ、これらの各量を測定することが可能になる。
【００６９】
図５および図６は、本発明の実施の一形態の光伝達媒体５７の埋設される構造体５０の製造および光伝達媒体の接続工程を示す断面図である。図５は、前駆体１５０に光伝達媒体５７、挟持スリーブ５３および嵌合管５４が埋設されるまでの工程を示し、図５（１）〜図５（３）の順に工程が進む。また図６は、光伝達媒体５７、挟持スリーブ５３および嵌合管５４が埋設されたあとの前駆体１５０が構造体５０として形成される工程を示し、図６（１）〜図６（３）の順に工程が進む。また図７は、本発明の本実施の一形態の光伝達媒体５７が埋設される構造体５０の製造および光伝達媒体５７の接続工程を示すフローチャートである。
【００７０】
まずステップｓ０で、光伝達媒体５７、挟持スリーブ５３および嵌合管５４などの各構成部品の準備が行われる。光伝達媒体５７、挟持スリーブ５３および嵌合管５４は、少なくともフェルール５６および挟持スリーブ５３、挟持スリーブ５３と嵌合管５４とが嵌め合うことができ、さらに光ファイバ同士の中心軸線を一致させることができる寸法精度であればよい。たとえば挟持スリーブ５３の内周径は、嵌合管５４に嵌合しない状態、すなわち半径方向に拘束されない状態で、１．２４９ｍｍ以下の精度を有する。
【００７１】
たとえば光伝達媒体５７の準備として、フェルール５６が設けられる光ファイバ５１の一端面５１ｂを研磨し、フェルール５６の一端部５６ａ側の先端を半球状に形成する。またフェルール５６の他端部５６ｂ寄りの光ファイバ５１の露出部５１ｄの全周を弾発性を有する材料である保護部材９２によって覆う。このように各構成部材の準備が完了するとステップｓ１に進み、光伝達媒体５７の埋設および接続工程が開始される。
【００７２】
ステップｓ１では、図５（１）に示すように、フェルール５６の他端部５６ｂを挟持スリーブ５３から露出させた状態で、フェルール５６の一端部５６ａを挟持スリーブ５３に挟持させ、光ファイバ５１の一端面５１ｂを挟持スリーブ５３のほぼ中央位置に配置する。
【００７３】
次に図５（２）に示すように、挟持スリーブ５３が挟持した状態の光伝達媒体５７を嵌合管５４に挿入し、挟持スリーブ５３を嵌合管５４のほぼ中央位置に配置する。挟持スリーブ５３は、嵌合管５４よりも短く形成され、嵌合管５４の両端から没入した位置に配置される。フェルール５６の他端部５６ｂは、嵌合管５４の他端部５４ｂから離反する方向に突出する。次にフェルール５６を、耐熱性の接着剤９１によって、嵌合管５４の他端部５４ｂに固定する。具体的には嵌合管５４の他端部５４ｂの内周面とフェルール５６の外周面との間に、隙間なく接着剤９１を埋め込む。これによってフェルール５６は、嵌合管５４に対してがたがない状態で一体的に固定される。このとき光ファイバ５１と嵌合管５４とは、ほぼ同軸上に配置される。
【００７４】
このように光伝達媒体５７、挟持スリーブ５３および嵌合管５４が一体的に固定されると、ステップｓ２に進み、光伝達媒体５７の埋設および接続工程が開始される。
【００７５】
ステップｓ２では、図５（３）に示すように、ステップｓ１で一体的に固定された光伝達媒体５７、挟持スリーブ５３および嵌合管５４を前駆体１５０に埋設する。このとき光ファイバ５１の一端面５１ｂおよび挟持スリーブ５３の一端面を、前駆体１５０の一端面１５０ｂから前駆体１５０の内方に配置し、嵌合管５４の一端部５４ｄを、前駆体１５０の一端面１５０ｂから突出させる。次に嵌合管５４の一端部５４ｄに形成される開口を塞ぎ、図１３に示す製造方法と同様に真空バギングが行われ、ステップｓ３に進む。
【００７６】
ステップｓ２での詳細を説明すると、前駆体１５０は、シート状の熱硬化性樹脂であるプリプレグシートが積層される。前駆体１５０がオートクレーブによって加熱加圧成形されることによって中間成形体２５０が形成される。前駆体１５０に光伝達媒体５７が埋設される手順として以下に説明する。まず光伝達媒体５７が埋め込まれる埋設層位置までプリプレグシートを積層する。次に挟持スリーブ５３、光伝達媒体５７および嵌合管５４をエタノールによって洗浄する。埋設層位置まで複数のプリプレグシートが積層されることによって、複数のプリプレグシートは、積層プリプレグシート群を構成する。洗浄された挟持スリーブ５３、光伝達媒体５７および嵌合管５４は、前記積層プリプレグシート群のプリプレグシート厚み方向一方側の面に配置される。たとえば挟持スリーブ５３、光伝達媒体５７、挟持スリーブ５３および嵌合管５４は、積層プリプレグシート群のうちの最上層に積層されるプリプレグシートの上面に配置される。
【００７７】
また嵌合管５４は、前記プリプレグシートの上面に沿い、その一端部５４ｄが、前記プリプレグシートの縁辺から外方に向かって部分的に突出して配置される。この嵌合管５４のプリプレグシートから突出した部分を、図１３に示すダム２５に固定し、嵌合管５４の一端部５４ｄに形成される開口を隙間なく塞ぐ。
【００７８】
このように配置された嵌合管５４および光伝達媒体５７上に残りのプリプレグシートを積層する。このような手順が行われることによって光伝達媒体５７が埋設される前駆体１５０が形成される。要すれば前駆体１５０に嵌合管５４および光伝達媒体５７を設置するための窪みが設けられる。また前記窪み周辺には、必要に応じて補強部材が埋設される。
【００７９】
プリプレグシートが積層される前駆体１５０が加熱加圧成形されて形成される中間成形体２５０には、その側面を整えるために周縁部を削除するトリム加工が行われる。このために光ファイバ５１の一端部５１ａは、前駆体１５０の一側部よりも他側部側に没入して配置され、さらに中間成形体２５０のトリム加工によって削除されるであろうトリム加工位置Ｃよりも前駆体１５０の他側部側に没入して配置される。また嵌合管５４の一端部５４ｄは、トリム加工位置Ｃよりも前駆体１５０の一側部側に突出して配置される。
【００８０】
このように一つのプリプレグシート上に光伝達媒体５７、挟持スリーブ５３および嵌合管５４を配置した後、さらに他のプリプレグシートを光伝達媒体５７、挟持スリーブ５３および嵌合管５４の上方に積層することによって、前駆体１５０に光伝達媒体５７、挟持スリーブ５３および嵌合管５４を容易に埋設することができる。
【００８１】
ステップｓ３では前駆体１５０が加熱加圧され中間成形体２５０として形成される。図６（１）に示すように、オートクレーブによって前駆体１５０が加熱加圧されることによって、成形加工が行われる。成形加工が完了すると、光ファイバ５１が埋設される中間成形体２５０が形成され、ステップｓ４に進む。
【００８２】
ステップｓ４では、図６（２）に示すように、中間成形体２５０のトリム加工を行う。このとき中間成形体２５０から突出している嵌合管５４の一端部５４ｄもトリム加工によって切断する。具体的には、中間成形体２５０の一側部をダイヤモンドカッタなどによって切除する。光ファイバ５１の一端部５１ｂおよび挟持スリーブの一端部５３ａまで切除することを防止してトリム加工を行った後、次に嵌合管５４の端面にトリム加工によって形成されるばりを除去する。次に空気を嵌合管５４内に送風し、嵌合管内部に付着するごみおよび水分などの付着物を取り除く。このような工程が完了すると光伝達媒体５７の連結構造１００の製造が完了し、中間成形体２５０の残余の部分が構造体５０として形成され、ステップｓ５に進む。
【００８３】
加熱加圧成形後に、中間成形体２５０をトリム加工位置Ｃまでトリム加工を行うことによって、構造体５０の一側面を整え、所定の寸法に形成するとともに、構造体５０の一側面と加工後の嵌合管５４の一端面とを容易に面一に形成することができる。
【００８４】
ステップｓ５では、図６（３）に示すように、フェルール７３および外部光ファイバ５２を有する他の光伝達媒体を準備し、外部光ファイバ５２およびフェルール７３をエタノールによって洗浄する。次に外部光ファイバ５２を挟持スリーブ５３の一端部５３ａから挿入させ、構造体５０に埋設される光ファイバ５１の一端面５１ｂと、外部光ファイバ５２の一端面５２ｂとを突き合せて連結し、光伝達可能に接続する。また外部光ファイバ５２のフェルール７３を、嵌合管５４に接着剤５５によって固定する。さらに外部光ファイバ５２の他端部にプラグ５８を設けることによって、他の外部光ファイバおよび光測定機器に接続することを容易に行うことができる。このように外部光ファイバ５２との接続が完了すると、ステップｓ６に進み、光ファイバ５１の接続工程が終了する。
【００８５】
本実施の形態の光ファイバが埋設される構造体の製造方法に従えば、構造体５０に光ファイバを埋設する前に、光ファイバ５１と嵌合管５４とを嵌合することによって、構造体製造時とは、別に嵌合作業を行うことができる。したがって光ファイバ５１と嵌合管５４との嵌合を簡単に行うことができる。またプリプレグシート積層時に光ファイバ５１と嵌合管５４とを配置することによって、構造体５０に埋設するための埋設孔を設ける必要がない。
【００８６】
また加熱加圧成形前の前駆体１５０に光ファイバ５１および嵌合管５４を埋設することによって、加熱加圧成形時に、光ファイバ５１および嵌合管５４の外周面と前駆体１５０との間を溶融した樹脂が流れ込み、光ファイバ５１および嵌合管５４を隙間なく構造体５０に一体的に固定することができる。したがって光ファイバ５１を固定するための特別な固定工程を必要とせずに、構造体５０に一体的に固定することができる。また溶融した樹脂と相性のよい材料によって嵌合管５４を形成することによって、構造体５０の嵌合管５４が埋設される部分の損傷発生の起点となることを防止することができる。また本発明の他の形態として、光伝達媒体５７を埋設するときに、嵌合管５４が埋設されるであろうスペースを、予め前駆体１５０の一部に設けてもよい。
【００８７】
光ファイバ５１の一端部５１ｂがトリム加工位置Ｃよりも前駆体１５０の他側部側に没入して配置し、嵌合管５４の一端部５４ｄをトリム加工位置Ｃよりも前駆体１５０の一側部側に突出して配置することによって、光ファイバ５１を破損させることなく、中間成形体２５０の一側部からトリム加工位置Ｃまで削除することができる。光ファイバ５１を破損することなく、中間成形体２５０成形後にトリム加工を行い、構造体５０の側面を整えることができる。またトリム加工時に冷却水が光ファイバ５１の一端面に付着するおそれを軽減することができる。
【００８８】
また嵌合管５４の中間成形体２５０から突出する突出部分は、トリム加工によって切断される。したがって中間成形体２５０のトリム加工後に形成される構造体５０の側面と、嵌合管５４の他端面とを容易に面一にすることができる。したがって嵌合管５４を前駆体１５０に配置するときに、嵌合管５４の他端面が前駆体１５０の側面と面一になるように正確な位置決めを行う必要がない。
【００８９】
また嵌合管５４は、一端部５４ｄに設けられる開口が塞がれた状態で覆われているので、前駆体１５０加熱加圧成形時に、溶融した樹脂が光ファイバ５１の一端面５１ｂを浸す恐れを防止することができる。さらに嵌合管５４によって嵌合された状態で前駆体１５０に埋設されるので、光ファイバ５１の一端部５１ａにおける変形を防止することができる。
【００９０】
また光ファイバ５１を埋設しても、加圧シート２８によって、前駆体１５０の押圧されるべき面から外方に突出する突出部が形成されないので、加熱加圧成形時においても、前駆体１５０の表面を加圧シート２８によってフラットに押圧することができるとともに、脱気不良を防止することができる。これによって良好な構造体５０を形成することができる。
【００９１】
構造体５０の製造後に他の光ファイバ５２を外部から光伝達可能に接続することによって、構造体５０の製造中には、構造体５０から突出する光ファイバ５１がなく、光ファイバ５１が、構造体５０の製造および運搬の邪魔になることを防止することができる。また図５および図６に示す製造方法では、プリプレグシート上に、光ファイバ５１、挟持スリーブ５３および嵌合管５４を配置したが、さらに光ファイバ５１が配置されるときに、嵌合管５４と接するプリプレグシートに、嵌合管５４が嵌り込む配置空間、たとえば嵌合凹所が形成されてもよい。前記嵌合凹所に嵌合管５４が嵌り込むことによって、嵌合管５４の配置スペースを予め設けることができ、嵌合管５４に接するプリプレグシートと嵌合管５４との隙間を少なくすることができる。これによって前駆体１５０の加熱加圧成形時の成形不良をより防止することができる。
【００９２】
図８は、本発明の実施の一形態の光伝達媒体５７の連結構造１００と、本発明の比較例の連結構造５００との光強度計測のための構成の概略を示すブロック図であり、図８（１）に本発明の実施の一形態の光伝達媒体５７の連結構造１００を示し、図８（２）に比較例の光伝達媒体の連結構造５００を示す。本発明の連結構造として、供試体である構造体を貫通するように、光ファイバ５１を埋設し、構造体の一端部に、本発明の連結構造１００を設ける。次に外部光ファイバ５２の一端部５２ａを、外部から挟持スリーブ５３に挿入し、埋設される光ファイバ５１の一端部５１ｂと連結する。また本発明の比較例５００として、構造体を貫通するように、光ファイバを埋設し、構造体の一端部から円管を突出させる。次に埋設される光ファイバの一端部を、円管内を通過させて構造体外部に引き出し、脱着式の簡易コネクタを介して他の外部光ファイバの一端部と連結する。本発明および比較例の構成に用いられる外部光ファイバの他端部は光源に接続され、本発明および比較例の構成に用いられる埋設される光ファイバの他端部には、光検知器等が接続される。
【００９３】
また表１は、図８に示す光強度計測のための構成から、本発明による連結構造１００と、比較例による連結構造５００との連結構造部分での光損失を示す表である。
【００９４】
【表１】
0003720790.tif 000002
【００９５】
表１から明らかなように、比較例による連結構造部分での光損失は、１０ｄＢとなり、本発明の連結構造部分での光損失は、３．５ｄＢとなる。本発明によれば、挟持スリーブ５３に各光ファイバを覆うフェルールを挟持させることによって、互いの光ファイバの光軸合わせを確実に行うことができる。このように本発明の連結構造によって、光伝達媒体を接続することによって光損失を低減し、光損失低減効果を得ることができる。
【００９６】
図９は、本発明の他の実施の形態を示す光伝達媒体の連結構造２００を示す斜視図であり、図１０は、図９に示す連結構造２００を分解して示す断面図である。本実施の形態の他の連結構造２００は、図１〜図４に示す連結構造１００と類似しており、同様の構成については、説明を省略し同一の符号を付す。
【００９７】
連結構造２００は、フェルール２０１および光ファイバが設けられるアダプタ２０３と、アダプタ２０３に光伝達可能に接続可能なプラグ２０４を一端部に形成する他の光ファイバとを有する。アダプタ２０３に設けられるフェルール２０１は図１に示す挟持スリーブ５３に挟持される。これによってアダプタ２０３の光ファイバの一端部２０１ａと埋設される光伝達媒体５７の光ファイバ５１の一端部とが突き合わされ、光伝達可能に接続される。
【００９８】
アダプタ２０３は、フェルール２０１を支持するアダプタ本体２０２を有する。アダプタ本体２０２には、プラグ２０４が嵌合する嵌合凹所２０９が形成される。これによってアダプタ２０３とプラグ２０４とは、機械的に着脱可能に接続することができる。具体的には、プラグ２０４は嵌合凹所２０９に挿入され、嵌合凹所２０９内でプラグ２０４に設けられるフェルール２０５がアダプタ２０２のフェルール２０１の他端部と当接する。このようなアダプタ２０３は、構造体５０の側面５０ｂに、トリム加工後に取り付けられる
このような連結構造２００は、本発明の実施の一形態の連結構造１００と同様の効果を得ることができる。たとえば他の実施の形態の連結構造２００は、アダプタ２０３のフェルール２０１が嵌合管５４内の狭持スリーブ５３に狭持され、アダプタ２０３のフェルール２０１が構造体内に挿入される。したがってアダプタ全体が構造体に埋め込まれることがなく、コネクタ全体が埋め込まれる埋め込み式のコネクタに比べて構造体に埋め込まれる体積が少なく、連結構造による構造体の機械的特性に与える影響を軽減することができる。またアダプタ２０３が構造体５０に取り付けられることによって、脱着可能に光ファイバを接続することができ、より容易に光信号を外部に伝達することができる。
【００９９】
図１１は、本発明のさらに他の実施の形態を示す光伝達媒体の連結構造３００の一部を示す断面図である。図１１に示す本発明の光伝達媒体の連結構造３００は、保護部材９２以外の構成については、図１に示す実施の形態と同様の構成であり、説明を省略し、同様の参照符号を付す。
【０１００】
光伝達媒体は、光ファイバ５１、フェルール５６およびカバー管９４を有する。カバー管９４は、円筒状に形成され、図１に示す本発明の保護部材９２と同様の効果を得ることができる。カバー管９４は、フェルール５６の他端部５６ｂに嵌合するとともにフェルール５６の他端部５６ｂから突出する。すなわちカバー管９４は、光ファイバ５１の露出部５１ｃのフェルール寄り部分５１ｄを光ファイバ周方向に隙間を空けて囲む。したがって光ファイバ５１が湾曲した場合に、カバー管９４と光ファイバ５１の外周部とが当接し、光ファイバ５１は、さらに湾曲することが阻止される。したがって光ファイバ５１が屈曲することを防止することができる。これによって光ファイバ５１およびフェルール５６に無理な力が生じた場合においても、光ファイバ５１が折れ曲がることを防止し、光ファイバ５１が破損することを防止することができる。これによって前駆体１５０に光伝達媒体を埋設するときに、光ファイバ５１の損傷を防止することができる。また非弾発性のカバー管５４を用いることによって、ロボットまたは作業者が、カバー管９４を把持することによって、光伝達媒体５７を破損せずに、ハンドリングを容易に行うことができる。
【０１０１】
図１２（１）は本発明のさらに他の実施の形態を示す光伝達媒体の連結構造４００の一部を示す断面図であり、図１２（２）は、図１２（１）の一部を拡大して示す断面図である。図１２に示す光伝達媒体の連結構造４００は、光伝達可能に接続される互いの光ファイバ８０，８１と光ファイバ８０，８１を覆うフェルール８２，８３との構成を示し、他の構成については図１に示す本発明の実施の一形態と同様であり、説明を省略する。図１２において、光は右方に向かって進む。各光ファイバ８０，８１は、光が通過するコア８０ａ，８１ａとクラッド８０ｂ，８１ｂとを有する。コア８０ａ，８１ａおよびクラッド８０ｂ，８１ｂの材料は、たとえば透光性を有する石英または樹脂であり、フェルール８２，８３の材料は、たとえばジルコニアセラミックスである。
【０１０２】
互いの光ファイバ８０，８１は端面同士が当接し、光伝達可能な状態となって、光ファイバ８０，８１の一方の面８４から他方の面８５に光が通過する。したがって互いの光ファイバ８０，８１の当接面はそれぞれ出射面８４と入射面８５となる。
【０１０３】
各フェルール８２，８３は、その端部８６，８７が光ファイバ８０，８１の軸線に対して斜めに切断される斜面を有し、かつ端部８６，８７が略凸半球面状に形成される。また互いの光ファイバ８０，８１は、その軸線に対して斜めに切断され、その端面同士が当接される。このような構成によって、空気の介在を防止し、反射減衰量の低下を防ぎ、接続損失を低下させることができる。
【０１０４】
図１２（２）に示すように図４とは他の形状で接続される互いの光ファイバ８０，８１は出射側である一方の光ファイバ８０の出射面８４から反射する反射光８９が、光ファイバ８０の光軸に対して斜めに戻る。したがって光ファイバ８０の伝搬可能範囲９０を超える。これによって光が光ファイバ内を伝搬できず、実質的に反射光が戻らないようにしている。これによって反射減衰量をさらに大きくすることができる。
【０１０５】
上述の記載は、本発明の例示に過ぎず発明の範囲内において、構成を変更することができる。たとえば光ファイバが埋設される構造体５０は、金属、樹脂などから成ってもよい。プリプレグシートを積層する前駆体１５０においても、その積層構成については、どのような層構造でもよい。また本実施例では、フェルール５６は、挟持スリーブ５３に挟持されて、嵌合管５４に嵌合されるが、嵌合管５４の内周径をフェルール５６の外周径とほぼ一致させて、嵌合管５４とフェルール５６とを直接嵌合させてもよい。また嵌合管５４は、円管状であるとしたが、半径方向に挿通するスリットが形成されてもよく、スリットが形成される嵌合管５４に直接光伝達媒体の一要素であるフェルール５６が挟持されてもよい。嵌合管５４とフェルール５６はがたなく挟持され、これによって挟持スリーブ５３を用いずに部品点数を減らし、嵌合管５４と光ファイバ５１の軸線を一致させることができる。
【０１０６】
また本実施の形態では、挟持スリーブ５３と嵌合管５４との間に隙間が形成されたが、挟持スリーブ５３と嵌合管５４との間に隙間がなくてもよい。このように隙間を無くすことによって、挟持スリーブ５３と嵌合管５４とのがたを無くすことができる。また光ファイバ５１の端面は、光を伝達可能に配置されていればよく、各光ファイバ５１，５２の軸線が一致する位置に配置されればよい。したがって各光ファイバ５１，５２の端面が当接することが望ましいが、各光ファイバ５１，５２の端面が当接しなくてもよい。
【０１０７】
また本実施の形態では、構造体５０に埋設される光ファイバ５１は、構造体５０の側面から他の光ファイバ５２と接続したが、側面以外の表面、たとえば厚み方向一方側の面から他の光ファイバ５２と接合してもよい。また構造体５０の外方から挿入される他の光ファイバ５２は、構造体５０に接着によって固定されるほかに、ねじ込んで固定してもよい。
【０１０８】
また本実施の形態では、前駆体形成時すなわちプリプレグシート積層時に、嵌合管５４および光伝達媒体５７を配置して、さらにプリプレグシートを配置し、加熱加圧成形することによって、樹脂が溶融し、嵌合管５４および光伝達媒体５７の外周を樹脂が隙間なく覆い、嵌合管５４および光伝達媒体５７が埋設される。またその他の実施の形態として、構造体成形後に嵌合管５４が埋設されるであろう配置空間を、プリプレグシート積層時に、予め形成してもよく、たとえばプリプレグシートに嵌合管５４が嵌め込まれる嵌合凹所が形成されてもよい。
【０１０９】
また構造体５０に埋設される光ファイバ５１の他端部においても、一端部５１ａと同様の構成にしてもよい。構造体５０に埋設される光ファイバ５１の両端部を嵌合管５４に嵌合することによって、光ファイバ５１の両端部に光源および光測定器などを容易に接続することができる。また光ファイバ５１は、一端部５１ａから入射した光が他端部に出射する透過型であっても、一端部から入射した光が他端部で反射して折り返し、一端部５１ａから出射する反射型であってもよい。
【０１１０】
【発明の効果】
請求項１記載の本発明によれば、前駆体への埋設作業にかかわらずに、光伝達媒体を挟持スリーブに嵌合するとともに、その挟持スリーブを嵌合管に挿入することができる。このように挟持スリーブに光伝達媒体を挟持する作業、嵌合管に挟持スリーブを挿入する作業を、埋設作業の前に行うことで、前記各作業を容易に行うことができる。また光伝達媒体の一端部が前駆体の内方に没入されるので、前駆体成形後の中間成形体にトリム加工を行うことができる。これによって構造体の側面を滑らかに形成することができ、構造体の寸法精度を向上させることができる。
【０１１１】
またトリム加工時に生じる光伝達媒体の一端部の損傷を防止することができるので、光伝達媒体の信頼性を向上することができる。またトリム加工後に光伝達媒体の一端部を改めて端面研磨加工を行う必要がない。これによって構造体に埋設される光伝達媒体を、外部光伝達媒体と容易に接続することができる。
【０１１２】
また、光伝達媒体が構造体の加工動作に大きく影響しないので、構造体の製造を容易に行うことができる。これによって特殊な装置および方法を用いることなく、既存の装置および方法によって、光伝達媒体が埋設されない構造体と同様に光伝達媒体が埋設される構造体を製造することができる。
【０１１３】
また構造体に埋設される光伝達媒体の中心軸線と、構造体外部から嵌合管に挿入される外部光伝達媒体との中心軸線を一致させることができるので、連結構造部分の光損失を低下させることができる。さらに光伝達媒体同士の連結ミスを防止し、信頼性を向上させることができる。
【０１１４】
また請求項２および請求項３記載の本発明によれば、前駆体を加熱加圧する時に、前駆体を構成する溶融体が嵌合管内に浸入して光伝達媒体の一端部に達することを防ぐことができるので、構造体に埋設される光伝達媒体の一端面を、構造体製造後に端面研磨する工程を削減することができる。
【０１１５】
また請求項４記載の本発明によれば、積層したシート状熱硬化性樹脂によって前駆体を形成し、シート状硬化性樹脂の間に光伝達媒体と嵌合管とを挟み込む。これによって加熱加圧成形時に、溶融した樹脂が流れ込み、光伝達媒体および嵌合間を隙間なく構造体に一体的に固定することができる。したがって光伝達媒体を固定するための特別な工程を必要とせず、光伝達媒体を構造体に一体的に固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態の構造体５０に埋設される光伝達媒体５７の連結構造１００を示す断面図である。
【図２】光ファイバ５１と挟持スリーブ５３と嵌合管５４とを示す分解斜視図である。
【図３】本発明の一形態の連結構造１００の適用例を示す斜視図である。
【図４】本発明の光伝達可能に接続される互いの光ファイバ５１，５２と光ファイバ５１，５２を覆うフェルール５６，７３とを示す断面図である。
【図５】前駆体１５０に光伝達媒体５７、挟持スリーブ５３および嵌合管５４が埋設されるまでの工程を示す断面図である。
【図６】光伝達媒体５７、挟持スリーブ５３および嵌合管５４が埋設された後の前駆体１５０が構造体５０として形成される工程を示す断面図である。
【図７】本発明の実施の一形態の光伝達媒体５７が埋設される構造体５０の製造および光伝達媒体５７の接続工程を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施の一形態の光伝達媒体の連結構造と、本発明の比較例の連結構造との光強度計測のための構成の概略を示すブロック図である。
【図９】本発明の他の実施の形態を示す光伝達媒体の連結構造２００を示す斜視図である。
【図１０】図９に示す接続構造２００を分解して示す断面図である。
【図１１】本発明のさらに他の実施の形態を示す光伝達媒体の連結構造３００の一部を示す断面図である。
【図１２】本発明のさらに他の実施の形態を示す光伝達媒体の連結構造４００の一部を示す断面図である。
【図１３】バギングされた前駆体２１が、減圧脱気される状態を示す断面図である。
【図１４】他の従来の技術の光ファイバ３の引き出し構造を示す斜視図である。
【図１５】さらに他の従来の技術の光ファイバ６の引き出し構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
５０  構造体
５０ａ  構造体の一端部
５０ｂ  構造体の一端面
５１  光ファイバ
５１ａ  光ファイバの一端部
５１ｂ  光ファイバの一端面
５１ｃ  露出部
５２  外部光ファイバ
５２ａ  外部光ファイバの一端部
５２ｂ  外部光ファイバの一端面
５３  挟持スリーブ
５４  嵌合管
５６  フェルール
５７  光伝達媒体
５５，９１  接着剤
９２  保護部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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