(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ心線と、
前記光ファイバ心線の端部に設けられた光コネクタと、
前記光コネクタ内における前記光ファイバ心線の外側に設けられた光検出素子と、
前記光コネクタ内に前記光ファイバ心線を覆うように設けられている共に前記光ファイバ心線と前記光検出素子との間に介設された光拡散部材と、
を備えた光コネクタ構造であって、
前記光ファイバ心線は、光ファイバと前記光ファイバを被覆するジャケットとを有し、
前記光コネクタ内に位置する前記光ファイバ心線の端部は、前記ジャケットで被覆されずに前記光ファイバが露出した先端側のファイバ露出部分と、前記ファイバ露出部分の後方側の前記ジャケットで被覆されたジャケット被覆部分とを含み、
前記光検出素子は、前記ジャケット被覆部分の外側に設けられており、且つ前記光拡散部材は、前記ジャケット被覆部分を覆うように設けられていると共に前記ジャケット被覆部分と前記光検出素子との間に介設されている光コネクタ構造。
【請求項２】
請求項１に記載された光コネクタ構造において、
前記光コネクタ内には、前記ファイバ露出部分が延びるように設けられたファイバ収容空間が形成されており、
前記光コネクタ内の前記ファイバ収容空間内に設けられた前記ファイバ露出部分の外周面にはモードストリッパが設けられている光コネクタ構造。
【請求項３】
請求項２に記載された光コネクタ構造において、
前記光拡散部材は、前記ファイバ収容空間から後方に連通する光の伝搬が可能な空間を遮断するように設けられている光コネクタ構造。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載された光コネクタ構造において、
前記光検出素子の感知面が前記光拡散部材に接触している光コネクタ構造。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載された光コネクタ構造において、
前記光拡散部材は、前記光ファイバ心線を外嵌めするように設けられた筒状部材で構成されている光コネクタ構造。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載された光コネクタ構造において、
前記光検出素子は、その感知面が前記光ファイバ心線側を向くように設けられている光コネクタ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ心線の端部に光コネクタが設けられた光コネクタ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ加工機等におけるレーザ光伝送用の光ファイバケーブルとして、光ファイバ心線の入射端部及び出射端部のそれぞれに光コネクタが設けられたものが使用されている。このような光ファイバケーブルでは、入射端部側において、軸ずれ等のために光ファイバのコアに入射されなかったレーザ光の漏れ光に起因して、また、出射端部側において、レーザ光照射対象からの反射光に起因して、光ファイバ心線のジャケットが焼け焦げるといった損傷が生じる虞がある。そこで、かかる損傷を防止する手段として、特許文献１には、光コネクタ内にレーザ光や反射光を検知するための光センサが設けられ、その光センサがインターロック回路に接続された光コネクタ構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１５−５０５９６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光コネクタ内に光センサを設けた場合、漏れ光や反射光に起因した損傷を適切に防止するためには、それらの検出感度が高く且つ安定であることが望まれる。
【０００５】
本発明の課題は、光コネクタ内における光の検出感度が高く且つ安定である光コネクタ構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、光ファイバ心線と、前記光ファイバ心線の端部に設けられた光コネクタと、前記光コネクタ内における前記光ファイバ心線の外側に設けられた光検出素子と、前記光コネクタ内に前記光ファイバ心線を覆うように設けられている共に前記光ファイバ心線と前記光検出素子との間に介設された光拡散部材とを備えた光コネクタ構造であって、前記光ファイバ心線は、光ファイバと前記光ファイバを被覆するジャケットとを有し、前記光コネクタ内に位置する前記光ファイバ心線の端部は、前記ジャケットで被覆されずに前記光ファイバが露出した先端側のファイバ露出部分と、前記ファイバ露出部分の後方側の前記ジャケットで被覆されたジャケット被覆部分とを含み、前記光検出素子は、前記ジャケット被覆部分の外側に設けられており、且つ前記光拡散部材は、前記ジャケット被覆部分を覆うように設けられていると共に前記ジャケット被覆部分と前記光検出素子との間に介設されている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、光コネクタ内に光ファイバ心線を覆うように設けられた光拡散部材が光ファイバ心線と光検出素子との間に介設されているので、光コネクタ内の光が光拡散部材に入射すると、それが拡散して光検出素子に効率的に導光されるため、光コネクタ内における高く且つ安定な光の検出感度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る光コネクタ構造の縦断面図である。
【図２】実施形態に係る光コネクタ構造の要部の縦断面図である。
【図３】光ファイバ心線の斜視図である。
【図４Ａ】スリーブチャックの正面図である。
【図４Ｂ】スリーブチャックの側面図である。
【図５】光コネクタ構造の変形例におけるＰＤと光拡散部材との位置関係を示す図である。
【図６】光コネクタ構造の別の変形例におけるＰＤと光拡散部材との位置関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１０】
図１及び２は、実施形態に係る光コネクタ構造Ｃを示す。実施形態に係る光コネクタ構造Ｃは、例えば、レーザ加工機等におけるレーザ光伝送用の光ファイバケーブルの入射端部及び／又は出射端部に構成されるものである。
【００１１】
実施形態に係る光コネクタ構造Ｃは、光ファイバ心線１０とその端部に設けられた光コネクタ２０とを備えている。
【００１２】
図３は光ファイバ心線１０を示す。
【００１３】
光ファイバ心線１０は、光ファイバ１１とそれを被覆するジャケット１２とを有する。光ファイバ心線１０の外径は例えば１．３ｍｍである。
【００１４】
光ファイバ１１は、相対的に高屈折率なコア１１ａとそれを被覆する相対的に低屈折率のクラッド１１ｂとを有する。光ファイバ１１は、例えば、コア１１ａが純粋石英で形成されており、クラッド１１ｂが屈折率を低下させるドーパントがドープされた石英で形成されている。光ファイバ１１の外径は例えば５００μｍである。コアの直径は例えば１００μｍである。コア１１ａの開口数は例えば０．２０である。なお、光ファイバ１１は、クラッド１１ｂの外側を更に被覆するサポート層を有していてもよい。
【００１５】
ジャケット１２は、紫外線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂等で形成された単一層で構成されていてもよく、また、例えばシリコーン樹脂の内側バッファ層とそれを被覆するナイロン樹脂の外側被覆層との二層で構成されていてもよい。
【００１６】
光コネクタ２０が設けられて光コネクタ２０内に位置する光ファイバ心線１０の端部は、先端側のファイバ露出部分１０ａと、そのファイバ露出部分１０ａの後方側のジャケット１２で被覆されたジャケット被覆部分１０ｂとを含んでいる。
【００１７】
ファイバ露出部分１０ａは、ジャケット１２で被覆されずに光ファイバ１１が突出するように露出しており、その露出した光ファイバ１１の外周面にモードストリッパ１３が設けられている。ここで、モードストリッパ１３とは、光ファイバ１１のクラッド１１ｂを伝搬する光を光ファイバ１１外に放出するための粗面を意味する。モードストリッパ１３は、例えば光ファイバ１１の外周面にエッチング処理を施すことによって形成することができる。
【００１８】
光コネクタ２０は、コネクタ本体２１と、各々、コネクタ本体２１内に設けられたスリーブチャック２３、チャックナット２４、及びＰＤマウンタ２５とを有する。
【００１９】
コネクタ本体２１は、内部の先端側に長さ方向に延びるように形成された内径の小さいファイバ収容空間２１ａが設けられていると共に、その後方に連続して形成された内径の大きい部材収容部２１ｂが設けられた筒状部材で構成されている。なお、コネクタ本体２１のファイバ収容空間２１ａの外側には、ファイバ収容空間２１ａを囲うように形成された冷却水流路（不図示）が設けられている。また、コネクタ本体２１におけるファイバ収容空間２１ａを形成する内壁は、光を散乱させる粗面に形成されていてもよい。
【００２０】
図４Ａ及びＢはスリーブチャック２３を示す。
【００２１】
スリーブチャック２３は、先端側に細径の心線保持部２３ａが設けられた筒状部材で構成されており、心線保持部２３ａを含む先端側の部分に長さ方向に延びるように形成されたスリワリ２３ｂが設けられている。チャックナット２４は、中央に長さ方向に延びるように形成された心線挿通孔２４ａが設けられた筒状部材で構成されており、外周面には雄ねじが設けられている。ＰＤマウンタ２５は、中央に長さ方向に延びるように形成された心線挿通孔２４ａが設けられた筒状部材で構成されており、側面の後方側には内部まで貫通するように形成されたＰＤ収容部２５ｂが設けられ、そのＰＤ収容部２５ｂに光検出素子としてのＰＤ２６（フォトダイオード）が収容されている。ＰＤ２６はＰＤ収容部２５ｂに接着剤により接着固定されていてもよい。なお、ＰＤ２６から延びる電線は、光コネクタ２０内部又は外部に設けられた制御部（不図示）に接続されている。
【００２２】
実施形態に係る光コネクタ構造Ｃでは、光ファイバ心線１０の端部に、それが挿通されるようにコネクタ本体２１が設けられており、それによって光ファイバ心線１０の端部の先端側のファイバ露出部分１０ａは、光コネクタ２０内に形成されたファイバ収容空間２１ａ内を長さ方向に延びるように設けられている。また、ファイバ露出部分１０ａの先端は、コネクタ本体２１の先端に保持された円柱形状の石英ブロック２２に融着接続されている。
【００２３】
コネクタ本体２１内の部材収容部２１ｂには、先端側から順に、スリーブチャック２３、チャックナット２４、及びＰＤマウンタ２５が、それぞれ光ファイバ心線１０の端部が挿通されて設けられている。
【００２４】
スリーブチャック２３は、心線保持部２３ａの先端が光ファイバ心線１０におけるジャケット被覆部分１０ｂの先端に一致するように位置付けられ、心線保持部２３ａがコネクタ本体２１のファイバ収容空間２１ａに内嵌めされるように設けられている。また、コネクタ本体２１内の部材収容部２１ｂには、後方に突出するように形成された円筒状の後方突出部２１ｃが設けられており、チャックナット２４は、その後方突出部２１ｃの内周面に設けられた雌ねじに螺合して締め込まれ、スリーブチャック２３の後端に当接して先端側に押し込むように設けられている。このため、スリーブチャック２３の心線保持部２３ａに設けられたスリワリ２３ｂが締まり、それによってコネクタ本体２１は光ファイバ心線１０の端部に固定されている。
【００２５】
ＰＤマウンタ２５は、部材収容部２１ｂの後方突出部２１ｃを覆うと共に  内部の先端側に形成された段差部がチャックナット２４の後端に当接するように設けられている。これによってＰＤマウンタ２５のＰＤ収容部２５ｂに収容されたＰＤ２６は、光コネクタ２０内において、光ファイバ心線１０の端部におけるジャケット被覆部分１０ｂの外側に配置され、且つその感知面２６ａが光ファイバ心線１０側におけるその軸直方向を向くように設けられている。また、光コネクタ２０内のＰＤマウンタ２５の内部には、光ファイバ心線１０の端部におけるジャケット被覆部分１０ｂを覆うように光拡散部材２７が設けられており、光拡散部材２７は、ジャケット被覆部分１０ｂとＰＤ２６との間に介設されている。
【００２６】
光拡散部材２７は、ジャケット被覆部分１０ｂを外嵌めすると共にＰＤマウンタ２５に内嵌めされるように設けられた筒状部材で構成されている。従って、光拡散部材２７の内周面がジャケット被覆部分１０ｂの外周面に接触している。また、ＰＤ２６は、その感知面２６ａが光拡散部材２７の外周面２７ａに接触するように設けられている。なお、ＰＤ２６は光拡散部材２７に接着剤により接着固定されていてもよい。
【００２７】
光拡散部材２７は、入射した光を拡散させる不透明なものであることが好ましい。光拡散部材２７としては、例えば、耐熱性の高い樹脂成形品、すり加工が施されたガラスやサファイア等が挙げられるが、入射した光を拡散させるものであれば特に限定されるものではない。光拡散部材２７は、これらのうち樹脂成形品が好ましく、フッ素樹脂で形成されたものがより好ましい。かかるフッ素樹脂としては、例えば、テトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体樹脂（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン／エチレン共重合体樹脂（ＥＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン／パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂（ＰＦＡ）等が挙げられる。
【００２８】
実施形態に係る光コネクタ構造Ｃでは、光拡散部材２７が設けられていなければ、ファイバ収容空間２１ａから後方に、スリーブチャック２３のスリワリ２３ｂ、スリーブチャック２３の内部、チャックナット２４の心線挿通孔２４ａにおける光ファイバ心線１０との隙間、ＰＤマウンタ２５の内部、ＰＤマウンタ２５の心線挿通孔２４ａにおける光ファイバ心線１０との隙間を含む、光の伝搬が可能な空間が連通した構成を有するところ、光拡散部材２７は、そのファイバ収容空間２１ａから後方に連通する光の伝搬が可能な空間を遮断するように設けられている。
【００２９】
実施形態に係る光コネクタ構造Ｃにおいて、入射端部側の場合、軸ずれ等のために光ファイバ１１のコア１１ａに入射されなかったレーザ光の漏れ光が生じることがあり、また、出射端部側の場合、レーザ光照射対象からの反射光が生じることがある。このとき、それらの漏れ光や反射光の一部は、石英ブロック２２を経由して光ファイバ１１のクラッド１１ｂに入射し、モードストリッパ１３から光ファイバ１１外のファイバ収容空間２１ａに放出され、その後、空間やジャケット１２を経由して後方に伝搬し、光拡散部材２７を経由してＰＤ２６に入射する。漏れ光や反射光の別の一部は、石英ブロック２２を経由して光コネクタ２０内のファイバ収容空間２１ａに直接的に入射し、その後、空間やジャケット１２を経由して後方に伝搬し、光拡散部材２７を経由してＰＤ２６に入射する。漏れ光や反射光の更に別の一部は、石英ブロック２２を経由して光ファイバ１１のクラッド１１ｂに入射して伝搬し、ジャケット１２及び光拡散部材２７を経由してＰＤ２６に入射する。そして、実施形態に係る光コネクタ構造Ｃでは、ＰＤ２６によりこれらの漏れ光や反射光の強度をモニタし、それが所定の閾値を超えたときに、レーザ光源の出力を遮断する等の制御を行うように構成されている。
【００３０】
以上の構成の実施形態に係る光コネクタ構造Ｃによれば、光コネクタ２０内に光ファイバ心線１０におけるジャケット被覆部分１０ｂを覆うように設けられた光拡散部材２７がジャケット被覆部分１０ｂとＰＤ２６との間に介設されているので、光コネクタ２０内に、入射端部側におけるレーザ光の漏れ光、或いは、出射端部側におけるレーザ光照射対象からの反射光に起因する光が光拡散部材２７に入射すると、それが拡散してＰＤ２６に効率的に導光される。
【００３１】
また、光拡散部材２７が、ジャケット被覆部分１０ｂを外嵌めすると共にＰＤマウンタ２５に内嵌めされるように設けられており、その内周面がジャケット被覆部分１０ｂの外周面に接触し、しかも、ＰＤ２６の感知面２６ａが光拡散部材２７の外周面２７ａに接触しているので、光が空間を経由しないため、界面反射による光の散逸を抑制することができる。
【００３２】
更に、光コネクタ２０内のファイバ収容空間２１ａ内の光は、主としてそこから後方に連通した空間を伝搬するが、光拡散部材２７がファイバ収容空間２１ａから後方に連通する光の伝搬が可能な空間を遮断するように設けられているので、そのような空間を伝搬する光を光拡散部材２７に効率的に入射させることができる
これらのことから、ＰＤ２６により光コネクタ２０内における極めて高く且つ安定な光の検出感度を得ることができる。その結果、漏れ光や反射光に起因して、光コネクタ２０内において、光ファイバ心線１０のジャケット１２が焼け焦げるといった損傷を適切に防止することができる。
【００３３】
なお、上記実施形態では、ＰＤ２６の感知面２６ａが光拡散部材２７の外周面２７ａに接触した構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、ＰＤ２６の感知面２６ａが光拡散部材２７の外周面２７ａから離間していてもよい。この場合、図５に示すように、ＰＤ２６の感知面２６ａと光拡散部材２７の外周面２７ａとの間の空間が樹脂等の封止材２８で封止されていることが好ましい。
【００３４】
また、上記実施形態では、光拡散部材２７を筒状部材で構成したが、光ファイバ心線１０を覆うように設けられる部材であれば特にこれに限定されるものではなく、例えばジャケット被覆部分１０ｂの外周に巻き付けた樹脂テープ等で構成してもよい。
【００３５】
また、上記実施形態では、光コネクタ２０内における収容性の観点から、ＰＤ２６が、その感知面２６ａが光ファイバ心線１０側を向いて光拡散部材２７の外周面２７ａに接触するように設けられた構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、図６に示すように、ＰＤ２６が、その感知面２６ａが光ファイバ心線１０の軸方向を向いて光拡散部材２７の後方側の端面２７ｂに接触するように設けられた構成であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、光ファイバ心線の端部に光コネクタが設けられた光コネクタ構造の技術分野において有用である。
【符号の説明】
【００３７】
Ｃ  光コネクタ構造
１０  光ファイバ心線
１０ａ  ファイバ露出部分
１０ｂ  ジャケット被覆部分
１１  光ファイバ
１１ａ  コア
１１ｂ  クラッド
１２  ジャケット
１３  モードストリッパ
２０  光コネクタ
２１  コネクタ本体
２１ａ  ファイバ収容空間
２１ｂ  部材収容部
２１ｃ  後方突出部
２２  石英ブロック
２３  スリーブチャック
２３ａ  心線保持部
２３ｂ  スリワリ
２４  チャックナット
２４ａ  心線挿通孔
２５  ＰＤマウンタ
２５ａ  心線挿通孔
２５ｂ  ＰＤ収容部
２６  ＰＤ（光検出素子）
２６ａ  感知面
２７  光拡散部材
２７ａ  外周面
２７ｂ  端面
２８  封止材
【図１】
0006545603.tif 000002
【図２】
0006545603.tif 000003
【図３】
0006545603.tif 000004
【図４Ａ】
0006545603.tif 000005
【図４Ｂ】
0006545603.tif 000006
【図５】
0006545603.tif 000007
【図６】
0006545603.tif 000008