(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の端面に挿通孔が形成され、他方の端面が開放され、所定の軸線に沿ってストレートに延出する外筒と、
一方の端面と他方の端面が解放され、該一方の端面の側の端部に密閉用キャップまたはノズルが選択的に取り付けられる兼用取付部が設けられ、該兼用取付部に前記挿通孔へ挿通されるノズルが取付けられ、内部に軸線方向に沿って摺動自在に設けられた低架橋密度ゲルを封止するピストンヘッドが設けられ、前記外筒に収納されるシリンジと、
前記外筒に取付けられ、前記シリンジの他方の端面を介して前記ピストンヘッドに当接してこれを押し込めることにより、前記シリンジ内の前記低架橋密度ゲルを前記ノズルを介して吐出させるための吐出手段と、
を具備し、
前記シリンジは、前記低架橋密度ゲルの製造の際には前記密閉用キャップを前記兼用取付部に取り付け、前記低架橋密度ゲルの製造後には前記密閉用キャップに代わって前記ノズルを兼用取付部に取り付けることで、前記低架橋密度ゲルが製造されたままの状態で内部に収納されていることを特徴とするディスペンサ。
【請求項２】
前記ピストンヘッドは、前記シリンジ内で低架橋密度ゲルが製造される際においては、シール用パッキングとして内部を密閉していることを特徴とする請求項１に記載のディスペンサ。
【請求項３】
前記吐出手段は、前記低架橋密度ゲルを定量吐出させるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のディスペンサ。
【請求項４】
前記吐出手段は、
前記外筒に対して軸方向に沿って移動自在に取付けられ、先端部が前記ピストンヘッドに当接可能になされたピストンロッドと、
前記ピストンロッドと前記外筒との間に介設され、前記ピストンロッドの回転に伴い、該ピストンロッドを軸方向に沿って移動させる第１の係合手段と、
前記外筒に回転自在に取付けられ、前記ピストンロッドを覆う回転筒と、
前記回転筒と前記ピストンロッドとの間に介設され、前記回転筒の回転に伴い該ピストンロッドを一体的に回させると共に、前記回転筒の回転の軸方向に沿う移動を許容するように係合する第２の係合手段と、
前記回転筒を所定角度毎に回転するように係止する回転係止手段と、
を備えることを特徴とする請求項３に記載のディスペンサ。
【請求項５】
前記回転筒は、透明に形成され、内部が透視可能であることを特徴とする請求項４に記載のディスペンサ。
【請求項６】
前記回転筒の外周面には、前記シリンジ内の低架橋密度ゲルの残量を示す目盛りが付されていることを特徴とする請求項５に記載のディスペンサ。
【請求項７】
前記外筒には、中心軸に沿って貫通する状態で形成された中心孔を有する取付けブロックが一体的に取付けられ、
前記ピストンロッドは、前記中心孔に摺動自在に挿通され、
前記第１の係合手段は、前記ピストンロッドの外周面に形成されたリード溝と、前記中心孔の内周面に形成されたリード溝とを、互いに螺合する状態で備え、
両リード溝の螺合を介して、前記ピストンロッドは中心軸回り回転することにより、軸方向に沿って移動することを特徴とする請求項４に記載のディスペンサ。
【請求項８】
前記第２の係合手段は、前記ピストンロッドに取付けられ、軸方向に沿って延出する少なくとも１本の突条と、前記回転筒の内周面に形成され、軸方向に沿って延出する少なくとも１本のスプライン溝とを、互いに嵌合する状態で備えることを特徴とする請求項４に記載のディスペンサ。
【請求項９】
前記回転筒は、前記取付けブロックの外周を覆うように取付けられ、
前記回転係止手段は、前記取付けブロックの外周面に、周方向に沿って等間隔に配列された複数の凹みと、前記回転筒に取付けられ、前記複数の凹みの一つに選択的に弾性的に係合する係止リングとを備えることを特徴とする請求項７に記載のディスペンサ。
【発明の詳細な説明】
技術分野
この発明は、光ファイバを接続する際に用いられる低架橋密度ゲルを吐出するためのディスペンサ、及び、光ファイバの端面同士を接続するための光ファイバコネクタに関する。
背景技術
従来より、光ファイバの端面同士の接続には、光ファイバコネクタや固定型接続装置や光合分波器等が一般的に用いられている。
ここで、この光ファイバコネクタにおける光ファイバの端面同士の接続としては、主として機械的な突き当て方式が採用されている。この機械的な突き当て方式では、両方の光ファイバの素線（コア）にフェルールを夫々嵌着し、コネクタ本体の両側面に互いに一直線状に整合する状態で連通するように形成された嵌合孔に、フェルールを夫々両側から差し込み、フェルールに夫々嵌着された両素線の端面を互いに突き当てた状態で固定する事により、端面同士を接続している。
また、光ファイバコネクタにおいては、このような機械式の突き当て方式の他に、例えば特開昭５６−１１０９１２号公報に示されるように、接続部に光中継用伝導体としてレンズを用いるものや、特開昭５６−８１８０７号公報に示されるように、マッチングオイルを用いるものが提案されている。
一方、固定型接続装置や光合分波器における光ファイバの接続には、光中継用伝導体として、マッチングオイルやマッチンググリスやエポキシ樹脂等が用いられている。
このような光ファイバの接続においては、両端面の接続部における光の散乱を極力排除することが基本的に要求されている。
しかしながら、光ファイバの端面同士を機械的に突き当てる方式では、その機械的な構造上、端面間には、必然的に空気層が介在することになる。ここで、この空気層と光ファイバ素線とは屈折率が異なるので、この屈折率の差により光の散乱が発生し、結果として光の損失を招くことになる。
このような空気層をなくし、光の損失を防ぐことを目的として、両端面間に光中継用伝導体を介在させることが提案され、実用に供されている。
しかしながら、光中継用伝導体としてレンズを用いる方式では、構造が複雑化し、装置が大型化せざるを得ないと共に、光ファイバの着脱時の信頼性に問題があり、産業上の利用性が低いものである。
また、光中継用伝導体としてマッチングオイルを用いる従来の方式では、温度の上昇・下降によるオイルの流失、酸化等の問題点を抱えており、また寿命が短い問題点もある。特に、マッチングオイルとしてシリコーンオイルを用いる場合には、そのクリープ流動特性により流出を防ぐことは困難である。このように、マッチングオイルを用いる場合には、頻繁にオイルを交換せざるを得ず、やはり、産業上の利用性が低いものである。
一方、このようなオイルの流出や酸化等の欠点を補うために、光中継用伝導体としてグリースを用いる方式が提案されているが、確かに、グリースは高粘性を持ち、流出の事態は避けられるものの、温度による特性変化、増粘剤と組成物との屈折率との差は避けられず、マッチングオイルを使用する場合と比較して、光透過率が低下する問題点がある。また、両端面の接合部のズレにより生ずる気泡を修復（除去）することが出来ない致命的な問題点があり、同様に、産業上の利用性が低いものである。
更に、光中継用伝導体としてエポキシ樹脂を用いる従来の方式では、加熱による硬化或いは常温硬化により固化し、性能は長期間に渡り保持されることになるが、酸化による着色現象を避けることが出来ない問題点がある。また、作業性の観点では、施工時に硬化剤の混合、気泡の除去、昇温硬化等が必要とされると共に、両端面の接合に不具合が出た場合には、この光ファイバを廃棄して、全工程を最初からやり直さなければならず、歩留まりが悪いという問題点もあり、やはり、産業上の利用性が低いものである。
一方、光中継用伝導体に、光ファイバのコアと同様の屈折率を有したゲル状物質を封入することが本願発明者により発明されたが、このゲル状物質を非常に僅かな量毎に定量吐出させるディスペンサがなく、折角、ゲル状物質を発明できたにも拘わらず、これを光中継用伝導体に具体的に定量吐出させる事が出来ずに、改善が要望されている。
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、この発明の主たる目的は、光ファイバのコアの端面同士を接合する為に用いられる低架橋密度ゲルを吐出することの出来るディスペンサを提供することである。
また、この発明の他の目的は、簡単な構成で、光の散乱を効果的に抑制した状態で光ファイバのコアの端面同士を接合させることの出来る光ファイバコネクタを提供することである。
また、この発明の別の目的は、長期間に渡り、使用性能を維持して、光の散乱を抑制することの出来る光ファイバコネクタを提供することである。
発明の開示
このように、上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明に係わるディスペンサは、一方の端面に挿通孔が形成され、他方の端面が開放され、所定の軸線に沿ってストレートに延出する外筒と、一端に前記挿通孔に挿通されるノズルが取付けられ、内部で、低架橋密度ゲルが製造されたまま収納されているシリンジと、このシリンジ内に軸線方向に沿って摺動自在に設けられ、前記低架橋密度ゲルを封止するピストンヘッドと、前記外筒に取付けられ、前記シリンジの開放された他方の端面を介して前記ピストンヘッドに当接してこれを押し込めることにより、このシリンジ内の低架橋密度ゲルを前記ノズルを介して吐出させるための吐出手段とを具備することを特徴としている。
また、この発明に係わるディスペンサにおいて、前記シリンジは、内部で低架橋密度ゲルが製造される際には、前記ノズルに代わり、内部を密閉するキャップが取付けられていることを特徴としている。
また、この発明に係わるディスペンサにおいて、前記ピストンヘッドは、前記シリンジ内で低架橋密度ゲルが製造される際においては、シール用パッキングとして内部を密閉していることを特徴としている。
また、この発明に係わるディスペンサにおいて、前記吐出手段は、前記低架橋密度ゲルを定量吐出させるように構成されていることを特徴としている。
また、この発明に係わるディスペンサにおいて、前記吐出手段は、前記外筒に対して軸方向に沿って移動自在に取付けられ、先端部が前記ピストンヘッドに当接可能になされたピストンロッドと、このピストンロッドと前記外筒との間に介設され、前記ピストンロッドの回転に伴い、該ピストンロッドを軸方向に沿って移動させる第１の係合手段と、前記外筒に回転自在に取付けられ、前記ピストンロッドを覆う回転筒と、この回転筒と前記ピストンロッドとの間に介設され、前記回転筒の回転に伴い該ピストンロッドを一体的に回させるが、これの軸方向に沿う移動を許容するように係合する第２の係合手段と、前記回転筒を所定角度毎に回転するように係止する回転係止手段とを備えることを特徴としている。
また、この発明に係わるディスペンサにおいて、前記回転筒は、透明に形成され、内部が透視可能であることを特徴としている。
また、この発明に係わるディスペンサにおいて、前記回転筒の外周面には、前記シリンジ内の低架橋密度ゲルの残量を示す目盛りが付されていることを特徴としている。
また、この発明に係わるディスペンサにおいて、前記外筒には、中心軸に沿って貫通する状態で形成された中心孔を有する取付けブロックが一体的に取付けられ、前記ピストンロッドは、前記中心孔に摺動自在に挿通され、前記第１の係合手段は、前記ピストンロッドの外周面に形成されたリード溝と、前記中心孔の内周面に形成されたリード溝とを、互いに螺合する状態で備え、両リード溝の螺合を介して、前記ピストンロッドは中心軸回り回転することにより、軸方向に沿って移動することを特徴としている。
また、この発明に係わるディスペンサにおいて、前記第２の係合手段は、前記ピストンロッドに取付けられ、軸方向に沿って延出する少なくとも１本の突条と、前記回転筒の内周面に形成され、軸方向に沿って延出する少なくとも１本のスプライン溝とを、互いに嵌合する状態で備えることを特徴としている。
また、この発明に係わるディスペンサにおいて、前記回転筒は、前記取付けブロックの外周を覆うように取付けられ、前記回転係止手段は、前記取付けブロックの外周面に、周方向に沿って等間隔に配列された複数の凹みと、前記回転筒に取付けられ、前記複数の凹みの一つに選択的に弾性的に係合する係止リングとを備えることを特徴としている。
また、この発明に係わる光ファイバコネクタは、中心軸線に沿って貫通した状態で中心透孔が形成されたアダプタであって、該透孔に両側から、素線が所定長さ突出された光ファイバを嵌着した嵌着具が、該素線を互いに整合した状態で夫々嵌入されるアダプタと、この中心透孔内に配設された光中継用伝導体であって、該透孔内に嵌着されるスリーブと、このスリーブ内に封入された低架橋密度ゲルとを備えた光中継用伝導体とを具備し、この低架橋密度ゲル中に、前記素線が両側から挿入され、夫々の端面が互いに対向することを特徴としている。
また、この発明に係わる光ファイバコネクタは、前記アダプタに嵌入された嵌着具を、該アダプタに対して固定するための固定ナットを更に具備することを特徴としている。
また、この発明に係わる光ファイバコネクタにおいて、前記スリーブは、内部に封入される低架橋密度ゲルに対して安定した合成樹脂製であることを特徴としている。
また、この発明に係わる光ファイバコネクタにおいて、前記低架橋密度ゲルは、所定の屈折率に調整された軟質シリコーンゲル材料を、架橋密度の低い結合領域で付加反応させることにより生成されたことを特徴としている。
また、この発明に係わる光ファイバコネクタにおいて、前記所定の屈折率は、接続しようとする光ファイバの素線の屈折率と実質的に同一に設定されている事を特徴としている。
また、この発明に係わる光ファイバコネクタにおいて、前記軟質シリコーンゲル材料は、末端にビニル基を持つポリオルガノシロキサンと、原子結合水素を持つポリオルガノシロキサンとを備えることを特徴としている。
また、この発明に係わる光ファイバコネクタにおいて、前記付加反応は、加熱により行われることを特徴としている。
また、この発明に係わる光ファイバコネクタにおいて、前記低架橋密度ゲルは、クリーンルーム内で製造されたことを特徴としている。
発明の概要
光ファイバの端面同士の接続に用いられる物質として、第１に要求されることは、弾性体等のように変形し易いもので、且つ、厚みが極端に薄くできるものでなければなず、また、通常の粘性体や液体のように流動してはならず、また、組成中には、光の進路を阻害するもの、例えば、屈折率の異なるフィラー、ゴミ、気泡等が含まれていてはならないことである。
また、第２に要求されることは、この物質が、温度、湿度、圧力、振動等の外的環境の変動に耐えるものでなければならない。
更に、第３に要求されることは、この物質内に、粉塵、蒸気、水等の侵入を許容しないことである。
また、第４に要求されることは、この物質を用いての接続作業が、簡単に、且つ、短時間の内に実行されなければならないことである。具体的には、エポキシ樹脂を介しての接続作業において要求される真空脱泡や硬化のための昇温等を行わないで済むことが要求される。
本願発明者は、上述した要求事項を満足する物質を開発する中で、各種弾性体、粘性体の構造を検討し、この検討の中で、溶媒に不溶の三次元網目構造を持つ高分子及びその膨潤体であるゲル構造体に着目し、合成ゲル材の中から、透明な軟質シリコーンゲル材料を基材として選定し、この基材を低架橋密度でゲル化させ、流動性を残したままで、ゲル弾性体の特徴である形状保持性を持たせた低架橋密度ゲルを形成させることのできる配合技術を確立するに至った。
そして、鋭意努力を重ね、上述した要求事項を全て満足する低架橋密度ゲルを形成する配合技術を完成して、これが光ファイバの端面間の接続に用いられる物質として最適であることを見いだしたものである。即ち、このように形成した低架橋密度ゲルを、光ファイバの端面同士の接続部位に単に介在させることにより、一方の光ファイバから他方の光ファイバに中継される際の接続部位における光の散乱は、効果的に抑制され、中継効率が極めて向上することになった。
この発明においては、この低架橋密度ゲルは、以下のようにして製造される。
所定の屈折率を有する透明な軟質シリコーンゲル材料を主剤として用い、架橋密度の低い結合領域での付加反応により、粘着性を有し、且つ、最小限の流動が可能な低架橋密度ゲルを得ることができる。このように架橋密度の低い結合領域での付加反応の結果、活性水素の全量が反応に寄与することになるため、遊離水素の存在がなくなる利点がある。
ここで、上述した付加反応においては、主剤の組成体である所の、末端にビニル基を持つポリオルガノシロキサンと、原子結合水素を持つポリオルガノシロキサンとは、白金触媒により架橋が行われることになる。
尚、架橋密度の範囲は、原子結合水素を持つポリオルガノシロキサンの配合量によって規定され、その最終的架橋密度をほぼ正確に制御することが出来た。また、低架橋密度ゲルの架橋結合領域は、原子結合水素含有のポリオルガノシロキサンの理論的当量の３０％から１０％までの範囲である。
上述した架橋結合領域を越えて製造された場合には、ゲルは、原子結合水素を持つポリオルガノシロキサンの比率が高くなるほどに弾性体に近似した性状を呈し、この結果、流動性を失い、破断点を持つ特性を有することになり、好ましくない。一方、架橋結合領域を下回って製造された場合には、ゲルは、架橋しない主剤の自由度が増大することとなり、この結果、流動体としての挙動が顕著となり、シリコーン特有のクリープ流動が発生することとなり、好ましくない。
尚、低架橋密度ゲルの屈折率は、主剤となる透明シリコーンオリゴマの屈折率を予め調整しておくことにより、各種光ファイバのコアの屈折率に実質的に等しい値に調整することが出来る。これにより、接続しようとする光ファイバのコアと低架橋密度ゲルとの間の屈折率の差異による、光の反射及び散乱により生じる光の損失を極小に抑えることが出来ることになる。
上述したように、光ファイバのコア同士の接続においては、接続部位に空気層があると、光の損失を招き好ましくない。また、コアの端面間の距離は極力短いことが好ましい。この発明の低架橋密度ゲルは、圧接により容易に流動変形し、コアの端面間にある空気層を確実に排除することが出来るので、空気層の存在による光の損失を極小に抑えることが出来ることになる。
このような低架橋密度ゲルの物性及び外的環境の変動による影響は、以下のようにまとめられる。
（１）温度    使用温度範囲は−４０℃から１２０℃までと広範囲である；
（２）湿度    組成対への吸湿率は、０％である；
（３）水      組成対への吸水率は、０．１％以下である；
（４）粉塵    表面への粉塵の付着はあるが、組織体への浸透はない；
（５）圧力    加圧された部位が、自由に変形する；
（６）振動    ザイラタンシーを起こさない；
（７）酸化    酸化しない。殆どの化学薬品に対して安定している；
（８）流失    流失しない；
（９）性能    ほぼ半永久的に、性能が保持される。
このように、低架橋密度ゲルは、自身の持つ熱分解温度を超える以外の外的環境に影響されることはなく、光中継用伝導体としての最適な条件を備えており、充分な有用性を有するものである。
ここで、低架橋密度ゲルの使用先が光ファイバのコアの直径が１０〜５０μｍであるような極端に狭い領域であるため、その表面に微細な粉塵等の付着があってはならない。また、この製造工程において、粉塵などの異物の混入が許容される環境をも許容されない。この為、低架橋密度ゲルが光中継用伝導体として用いられるためには、この低架橋密度ゲルを製造するために用いる容器は、製造用と同時に実際に使用される状態を考慮した容器（シリンジ）であることが望ましい。換言すれば、一度、容器に充填された調合材料は、反応工程から実使用に至る間は、密閉状態に保持されることが肝要である。
上述した容器（シリンジ）に要求される条件を考慮すると、この容器は、少なくとも内周面がストレートに成され、両端が開放された筒体を備え、これの一方の開放端部は、材料注入口または低架橋密度ゲルの吐出口となるため、製造時の密閉用キャップまたは使用時のノズルが選択的に取り付けられる兼用取付部を有し、容器内には、低架橋密度ゲルの原材料が充填された際に受け部となるシール用パッキングが、軸方向に沿って移動自在に収納されている。
ここで、容器及びシール用パッキングの材質は、シリコーンの付加反応を阻害しない材料であれば、何でも良い。
このような低架橋密度ゲルを光ファイバの端面間に封入するためには、この低架橋密度ゲルを定量吐出するためのディスペンサが必要となる。このディスペンサでは、吐出するための低架橋密度ゲルを収納しておくための容器（シリンジ）が必須となるが、この容器（シリンジ）に、別途製造した低架橋密度ゲルを移し替えることは、気泡の発生の観点から好ましくない。そこで、本願発明者は、低架橋密度ゲルを製造する際の反応容器としての機能と、製造された低架橋密度ゲルを吐出のために収容しておく収納容器としての機能とを果たす容器（シリンジ）を新たに開発し、これをディスペンサに備えることにより、上述した条件を満足した状態で、低架橋密度ゲルを定量塗布させることが出来た。
また、上述した低架橋密度ゲルを光ファイバコネクタに封入することにより、光ファイバ同士を簡単に接続することが出来、且つ、接続時の光の散乱を極小に抑制することが出来た。
【図面の簡単な説明】
図１は、低架橋密度ゲルを製造する際に、反応容器として機能する状態におけるシリンジの構成を示す縦断面図であり、
図２は、製造された低架橋密度ゲルを収納しておく際に、収納容器として機能する状態におけるシリンジの構成を示す縦断面図であり、
図３は、シリンジ内に調合剤を注入する際の中途状態を示す縦断面図であり、
図４は、低架橋密度ゲルを定量吐出するための、この発明に係わるディスペンサの一実施例の構成を示す縦断面図であり、
図５は、ディスペンサの構成を、図４に示す状態からピストンロッドを送ってシリンジ内の低架橋密度ゲルを全て吐出し終えた状態で示す縦断面図であり、
図６は、回転筒を取り出して示す斜視図であり、
図７は、低架橋密度ゲルが封入された光中継用伝導体を備えた、この発明に係わる光ファイバコネクタの一実施例の構成を示す縦断面図である。
発明を実施するための最良の形態
以下に、この発明に係わる低架橋密度ゲル吐出用のディスペンサ及びこの低架橋密度ゲルが封入された光ファイバコネクタの一実施例の構成を説明するが、その前に、低架橋密度ゲル及びこれの製造方法の手順を、添付図面を参照して以下に詳細に説明する。
｛製造方法の説明｝
先ず、低架橋密度ゲルの製造方法の一実施例の態様を説明する。
光ファイバの接続に用いられる光中継用伝導体に用いられる低架橋密度ゲルは、基材とする透明な軟質シリコーンゲル材料、具体的には、屈折率を１．４３〜１．５０の範囲内にあるように調整された透明なシリコーンオリゴマと、この主剤に架橋剤として添加される原子結合水素含有ポリオルガノシロキサンとを、架橋剤の添加割合を３０％当量とする架橋密度の低い結合領域で、白金触媒を用いて架橋反応させて、調合剤を作成する。
このように作成した調合剤を、図１に示すシリンジ１０内に充填し、恒温槽内で、最高温度１００℃、反応時間として最短で１時間、最長で６時間の範囲で付加反応させ、低密度の三次元架橋物でありながら、粘着性を有し、最小限の流動が可能な低架橋密度ゲルを、シリンジ１０内で得る。
このような製造方法は、クリーンルーム内において実施され、原材料の保管、調合、シリンジ１０内への充填、反応工程は、全て、クリーンルーム内で行うことが好ましい。
｛低架橋密度ゲルの説明｝
以上のようにして製造される低架橋密度ゲルは、以下の物性を有している。
（ｉ）組成            シリコーン混合物
（ii）屈折率          １．４６（１．４３〜１．５０の範囲内で調整可能）
（iii）使用温度範囲   −４０℃〜１２０℃の範囲で安定
（iv）吸湿・吸水性    ２５℃以上１００℃までは０．１％以内
（v）粉塵              表面に付着するが、組織体への移動は認められない
（vi）耐圧・耐震性     加圧により変形するが、チクソトロピーはない
（vii）粘度            １００，０００Ｃ／Ｐ以上
（viii）酸化性         酸化しない
（ix）耐薬品性         殆どの溶剤に対して溶解しない
（x）流動性            流動性を持たないが、外力により自由に変形する
（xi）性能保持期間     常温保存で２０年以上
このような物性を有する低架橋密度ゲルは、光中継用伝導体に用いられる状態において、以下に示す効果を奏するものである。
先ず、光透過性においては、この低架橋密度ゲルを光ファイバの接続部位に、光中継用伝導体として用いることにより、光の接続損失を減少させ、透過率を向上させることが出来た。実施例においては、機械式の突き当て方式の場合と比較して、接続損失を約十分の一に減少させることが出来、また、透過率を３０％近く向上させることが出来た。
詳細には、低架橋密度ゲルの光透過性を検証する実験例での比較実験結果は、次の通りである。
0004069261.tif 000002
性状においては、低架橋密度ゲルは、弾性体と液体の中間体をなす凝結体で、極めて密度の低い架橋構造でありながら、粘着性を持ち、圧力により自由に変形を生じ、加圧体に密着し、圧力を解放されると原形状に復帰する。加熱によって軟化・流動化することはない。また、化学的には、触手として遊離水素を持たないため、光ファイバのコアやクラッドの組成体と結合することなく、光の進路を阻害する要素は極めて少ない。
この結果、光ファイバの接続部に光中継用伝導体として封入された低架橋密度ゲルは、接合圧で光ファイバのコアの端面の凸凹を埋め、光の反射や散乱を微少なものとし、且つ、流出することもなく、長期間に亘り安定している。
このような効果を確認する実験例では、低架橋密度ゲルを少量だけ一対のガラス板に挟み込み、１２０℃の恒温槽に垂直に立て、１０００時間保存した。この後、両ガラス板の変位状態を測定したが、位置ずれの発生や流動化は認められなかった。
次に、低架橋密度ゲルをほぼ５mgだけ、ＦＣ型光ファイバコネクタに封入して、光ファイバの着脱動作を５０回に亘り繰り返し実施し、各回毎に、光透過率を測定したところ、２０回までは原透過率を維持し、２０回を越えてからは、軽微なばらつきが認められたが、実用性を阻害する範囲ではなかった。
尚、このＦＣ型光ファイバコネクタへ低架橋密度ゲルを封入するためのディスペンサの構成及び封入状態は、後に図面を用いて詳細に説明する。
更に、上述したＦＣ型光ファイバコネクタのアウタソケットを取り外し、光ファイバがフェルールとスリーブのみからなる構成体により連結された状態で、これを水中に投下し、低架橋密度ゲルを水中に暴露したままで光透過率を測定したところ、この数値は時間の経過に拘わらず変動することなく安定したものであった。
また、低架橋密度ゲルが暴露した部位に煮沸した湯を注いだところ、約１０％の光透過率の低下が観測されたが、室温に戻るにつれて、光透過率は徐々に原数値に復帰した。尚、同様な湯を注ぐ動作を光ファイバケーブルに行ったところ、光透過率は、上述したと同様な変化を呈した。
このように、低架橋密度ゲルを持って光ファイバの接続部位に封入される光中継用伝導体は、温度、湿度、圧力、振動、及び粉塵、水、蒸気等に充分耐え得るものであり、従来の光コネクタ及び固定型接続装置並びに光合分波器などの構造簡易化に貢献することが出きるものであり、産業上の利用性は極めて高いものである。
｛シリンジ１０の説明｝
ここで、上述したシリンジ１０は、以下の２つの用途をもって用いられるものである。即ち、
（Ａ）第１の用途としては、図１に示すように、調合剤の充填、これの反応工程までの反応容器として用いられることである。
（Ｂ）第２の用途としては、このシリンジ１０の吐出側端部に図２に示すようにノズル２０を取り付け、製造した低架橋密度ゲルを接続部位に定量供給（塗布）するためのディスペンサへ組み込まれる収納容器として用いられることである。
このような２つの用途を持って用いられるシリンジ１０の一実施例の構成を、図１乃至図３を参照して、詳細に説明する。
先ず、第１の目的を持って用いられる場合の構成を、図１を参照して説明する。このシリンジ１０は、筒状のシリンジ本体１２を備え、このシリンジ本体１２は、ストレートな内周面を有して両端が開口された状態に形成されている。このシリンジ本体１２は、この実施例においては、均一な薄肉厚を有しており、従って、ストレートな外周面を有している。特に、シリンジ１０の図中右側の端面は、全面的に開放されている。
このシリンジ本体１２の図中左方の開口は、上述した調合剤１４が注入される注入用開口及び低架橋密度ゲルが吐出される吐出用開口として共通に規定され、この注入・吐出開口が規定される端部の外周面には、雄ネジ１２Ａが螺刻されている。また、この注入・吐出開口の外周には、キャップ１６が着脱自在に取り付けられている。このため、このキャップ１６の内周面には、雄ネジ１２Ａに螺合可能な雌ネジ１６Ａが螺刻されている。ここで、雄ネジ１２Ａ及び雌ネジ１６Ａが互いに螺合した状態で、シリンジ本体１２とキャップ１６との間は液密状態が保持されている。
一方、このシリンジ本体１２内には、上述した調合剤１４を内部に充填する際の受け部となるシール用パッキング１８が、軸方向に沿って移動自在に収納されている。
このような構成のシリンジ１０においては、調合剤１４の注入に際しては、図３に示すように、キャップ１６は取り外され、シール用パッキング１８を図中左方に偏倚した状態で収納させておく。この状態で、調合剤１４を注入・吐出口から徐々にシリンダ本体１２内に注入する。この注入動作に伴い、シール用パンキング１８は、調合剤１４に押されて徐々に図中右方に移動させられることになる。この調合剤１４が所定量だけ注入された時点で、キャップ１６を取り付け、図１に再び示す様に、内部に調合剤１４が充填されたシリンジ１０が完成する。
このように内部に調合剤１４が充填されたシリンジ１０は、その後、そのままの形で図示しない恒温槽内に入れられ、ここで所定の加熱条件で加熱される。この加熱により、シリンジ１０内の調合剤１４は付加反応をおこし、低架橋密度ゲル２２となる。
一方、このように製造された低架橋密度ゲル２２を光ファイバの接合部位に封入する場合には、クリーンルーム内で、キャップ１６を取り外し、替わりに、ノズル２０を取り付け、図２に示す構成とする。
ここで、このようなシリンジ１０内に、別途の反応容器内で付加反応させた低架橋密度ゲル２２を、例えば注射器状のもので吸い上げて、注入することにより収納することも考えられる。しかしながら、一旦、シリンジ１０外で製造した低架橋密度ゲル２２を、シリンジ１０内に注入しようとすると、注入時に気泡が低架橋密度ゲル２２内に混入する事態が発生する虞があり、また、このような空気の泡の混入を未然に防いだ状態で低架橋密度ゲル２２をシリンジ１０内に注入することは、極めて困難である。
仮に、低架橋密度ゲル２２内に注入に際して気泡が混入した場合には、この気泡を除去する手だてはなく、不良品として廃棄せざるを得ないことになる。一方、調合剤１４の状態では、性状は液状であり、内部に気泡が混入された場合には、このシリンジ１０を立てておけば、気泡は自然と浮かび上がることとなり、調合剤１４から問題なく気泡は除去されることになる。
このような観点から、シリンジ１０に反応容器としての機能と、収納容器としての機能を共に果たさせることに、重大な意味がある。換言すれば、後述するディスペンサ３０に装着する収納容器としてのシリンジ１０内で、調合剤１４を付加反応させて低架橋密度ゲル２２を製造することにより、特有な効果が奏せられることになる。
｛ディスペンサ３０の説明｝
次に、シリンジ１０内に収納された低架橋密度ゲル２２を定量吐出させるための、この発明に係わるディスペンサ３０の一実施例の構成を、図４及び図５を参照して詳細に説明する。
このディスペンサ３０は、図４に示すように、内部に上述したシリンジ１０が収容される中空円筒状の外筒３２を備えている。この外筒３２は、図中左端が閉塞され、右端が全面的に開放されて形成されている。この外筒３２の左方の端面の中心部には、上述したシリンジ１０に取付けられたノズル２０が挿通される挿通孔３４が厚さ方向に貫通した状態で形成されている。また、この外筒３２の内周面の図中左方には、外筒３２内に収容されたシリンジ１０の左方の端面が当接して、シリンジ１０の外筒３２内の位置を規定するための段部３６が形成されている。
また、外筒３２の図中右方の端部の内周面には、雌ネジ３２Ａが螺刻されている。一方、この外筒３２の図中右方の端部内には、後述するピストンロッド３８が軸方向に沿って進退自在に支持された取付けブロック４０が取付けられている。この取付けブロック４０の外周面は、図中左方部分と右方部分とに分割されており、左方部分が右方部分よりも径大に形成されている。この左方部分の外周面には、上述した雌ネジ３２Ａに螺合する雄ネジ４０Ａが螺刻されており、雌ネジ３２Ａと雄ネジ４０Ａとが互いに螺合することにより、取付けブロック４０は外筒３２に固定的に取付けられることになる。
この取付けブロック４０の中心部には、軸方向に沿って延出した状態で、中心孔４０Ｂが形成されており、この中心孔４０Ｂの内周面には、リード溝４０Ｃが螺刻されている。一方、この中心孔４０Ｂには、ピストンロッド３８が軸方向に沿って移動自在に挿通されており、これの外周面には、リード溝４０Ｃと相補的に嵌合するリード溝３８Ａが螺刻されている。
このように、ピストンロッド３８は、互いに螺合するリード溝３８Ａ、４０Ｃを介して取付けブロック４０に支持されているので、この取付けブロック４０が固定された状態において、ピストンロッド３８は軸線回りに回転されることにより、軸方向に沿って移動することになる。即ち、両リード溝３８Ａ、４０Ｃにより、ピストンロッド３８の回転に伴い、このピストンロッド３８を軸方向に沿って移動させる第１の係合手段を構成している。
このピストンロッド３８の図中左方の端部は、外筒３２内に取付けられたシリンジ１０内のシール用パッキング１８に右方から当接しており、これの図中左方への移動に伴い、シール用パッキング１８を図中左方に押しやり、シリンジ１０内に収納された低架橋密度ゲル２２を押圧して、これをノズル２０の先端に形成された吐出口から吐出させることが出来ることになる。即ち、このように収納容器として機能するシリンジ１０をディスペンサ３０内に取付けることにより、シール用パッキング１８は、ピストンヘッドとして機能することになる。
このピストンロッド３８の図中右端には、外周面に複数の軸方向に沿って延出するスプライン溝４２Ａが形成されたすり割りナット４２が、取付けボルト４４を介して固定的に取付けられている。一方、このピストンロッド３８を図中右方から覆う状態で、回転筒４６が取付けられている。この回転筒４６の内周面には、スプライン溝４２Ａに夫々係合する突条４６Ａが形成され、スプライン溝４２Ａ及び突条４６Ａにより、回転筒４６の回転に伴いピストンロッド３８を一体的に回させるが、これの軸方向に沿う移動を許容するように係合する第２の係合手段を構成している。
これ第２の係合手段を備えることにより、回転筒４６を軸線回りに回転させることにより、ピストンロッド３８はこれと一体的に回転し、この結果、軸方向に沿って移動することになる。
また、この回転筒４６の図中左方部分は、上述した取付けブロック４０の図中右側の径小部の外周面の半径方向外方に対面する位置まで（即ち、径小部の外周面を覆うように）延出している。そして、この回転筒４６を所定角度毎の回転位置で係止させるために、取付けブロック４０の径小部の外周面には、周方向に沿って、所定角度置きに回転位置規定用の凹み４８が多数形成されている。
一方、回転筒４６には、この凹み４８に選択的に係合する先端部を備えた係止リング５０が取付けられている。この係止リング５０はばね部材から形成されており、これの先端部は、弾性的に凹み４８に係合するように設定されている。これら凹み４８と係止リング５０とは、回転筒を所定角度毎に回転するように係止する回転係止手段を構成している。尚、この係止リング５０は、回転筒４６の回転角度量を規定すると共に、回転筒４６が取付ブロック４０から軸方向に抜け落ちないように係止する所謂スナップリングとしての機能をも果たすように設定されている。
従って、係止リング５０の先端部が、ある凹み４８に係合している状態は、弾性的に保持されており、これにより、回転筒４６の回転位置も、弾性的に係止されることになる。一方、この係止状態から、回転筒４６を強制的に回転させると、係止リング５０の先端は弾性的に変形して、今まで係合していた凹み４８から抜け出て、所定角度だけ回転移動した状態で、隣接する凹み４８に再び係合することになる。このように回転筒４６が所定角度だけ回転してその位置を弾性的に保持されることにより、シリンジ１０内の低架橋密度ゲル２２は、回転筒４６の回転に応じた量だけ、ノズル２０の先端から吐出されることになる。
ここで、これら凹み４８を周方向に沿って等間隔で配列しているので、回転筒４６をワンノッチ分だけ回転させることにより、常に一定の量の低架橋密度ゲル２２が吐出されることになり、ディスペンサ３０による低架橋密度ゲル２２の定量吐出が可能となる。
尚、上述したピストンロッド３８と回転筒４６と第１及び第２の係合手段と回転係止手段とにより、シリンジ１０の図中右側の開放端面を介してピストンヘッド１８に当接してこれを図中左方に押し込めることにより、このシリンジ１０内の低架橋密度ゲル２２をノズル２０を介して吐出させるための吐出手段を構成している。
そして、回転筒４６を回転し続け、図５に示すように、ピストンヘッド１８がシリンジ１０内の左端まで移動することにより、シリンジ１０内の低架橋密度ゲル２２は吐出され尽くされたこととなる。
尚、この実施例においては、回転筒４６は透明材料から形成されており、内部のピストンロッド３８の進退位置（即ち、軸方向位置）を目視により確認することが出来るように成されている。この結果、作業者は、ピストンロッド３８の進退位置を目視で確認することにより、シリンジ１０内の低架橋密度ゲル２２の概略的な残り量を認識することが出来ることになる。
ここで、ピストンロッド３８に固定されたすり割ナット４２の所定位置に目印を付け、図６に示すように、回転筒４６に目盛りＭをふることにより、低架橋密度ゲル２２の残り量を正確に把握することが出来ることになる。
次に、以上のように構成されるディスペンサ３０の組立手順について、以下に説明する。
先ず、外筒３２内に、上述した製造方法を介して内部に低架橋密度ゲル２２が充填され、先端部にノズル２０が付け替えられたシリンジ１０を挿入し、このノズル２０を挿通孔３４から外方に突出させる。この後、ピストンロッド３８が予め取り付けられた取付ブロック４０を、これの雄ネジ４０Ａと外筒３２の雌ネジ３２Ａとを互いに螺合して、外筒３２に固定的に取り付ける。この際、ピストンロッド３８の先端が、シリンジ１０内のピストンヘッド１８に誤って当接して、内部に充填されている低架橋密度ゲル２２がノズル２０から漏れ出ることがないように、ピストンロッド３８は、取付ブロック４０に最も入り込んだ位置に引き込まれている。
この後、ボルト４４を介してすり割りナット４２を、ピストンロッド３８の後端に固定的に取り付け、更に、回転筒４６を図中右方から填め込み、これの先端部が取り付けブロック４０の外周に位置するように挿入する。そして、係止リング５０を回転筒４６の先端外周面に取り付け、この係止リング５０の先端部が凹み４８の一つに係合するようにする。このようにして、回転筒４６は、取付ブロック４０からの抜け落ちが防止されると共に、現在の回転位置に弾性的に保持されることになる。
｛光ファイバコネクタの説明｝
以上のように構成されたディスペンサ３０を用いて、光中継用伝導体として低架橋密度ゲル２２が封入された、この発明に係わる光ファイバコネクタの一実施例の構成を、ＦＣ型光ファイバコネクタ（以下、単にコネクタと呼ぶ。）６０に適用した場合を、図７を参照して説明する。
ここで、光ファイバコネクタは、日本工業規格（ＪＩＳ）にその構造を規定されており、ＦＣ型では、２本の光ファイバ６２Ａ、６２Ｂの心線６４Ａ、６４Ｂにフェルールを嵌着させることが規定されているが、この実施例では、フェルールを用いることなく、心線６４Ａ、６４Ｂをその剥き出し状態のままで光中継用伝導体６６中に挿入している。尚、心線は、コアの外周にクラッド層がコーティングされた素線の外周をバッファ層や被覆層で覆った構造として規定されている。
即ち、このコネクタ６０は、二つ割り円筒形アダプタ６８を備え、このアダプタ６８は、両端が開放された中空筒状に形成されている。このアダプタ６８の中央透孔内には、丁度軸方向に関して中央に位置した状態で、光中継用伝導体６６が嵌入されている。
また、この光中継用伝導体６６は、この実施例においては、プラスチック製のスリーブ７０と、このスリーブ７０内に上述したディスペンサ３０を用いて封入された低架橋密度ゲル２２とから構成されている。
詳細には、このアダプタ６８の中心透孔は、軸方向に関して中央に位置し、上述した光中継用伝導体６６が緊密に嵌入される第１の透孔部６８Ａと、この第１の透孔部６８の図中右方に隣接し、第１の透孔部８６Ａよりも径小に形成された第２の透孔部８６Ｂと、この第１の透孔部８６Ａの図中左方に隣接し、第１の透孔部８６Ａよりも径大に形成され、後述するクッションリング７２が緊密に嵌入される第３の透孔部８６Ｃと、この第３の透孔部８６Ｃの図中左方に隣接し、アダプタ６８の左側端面に開口すると共に、第２の透孔部８６Ｃよりも径大に形成され、後述する第１の嵌着具７４が着脱自在に嵌入される第４の透孔部８６Ｄと、上述した第２の透孔部８６Ｂの図中右方に隣接し、アダプタ６８の右側端面に開口すると共に、第２の透孔部６８Ｂよりも径大に形成され、後述する第２の嵌着具７６が着脱自在に嵌入される第５の透孔部６８Ｅとから構成されている。
上述した第１及び第２の嵌着具７４、７６は、同一形状に形成されており、共に、端面から心線６４Ａ、６４Ｂが剥き出しの状態で突出した光ファイバ６２Ａ、６２Ｂの外周面を夫々保持するように構成されている。尚、第１及び第２の嵌着具７４、７６は、夫々、第４及び第５の透孔部６８Ｄ、６８Ｅに嵌入された状態で、対応する固定ナット７８、８０により、アダプタ６８への嵌入状態を夫々保持されるように成されている。
以上のように構成されるコネクタ６０の組立手順を以下に説明する。
上述した部品の全てが分解された状態で、先ず、低架橋密度ゲル２２が封入された光中継用伝導体６６を、図中左方からアダプタ６８の中心透孔内に挿入し、第１の透孔部６８Ａに緊密に嵌入する。そして、この光中継用伝導体６６を第２の透孔部６８Ｂとの段部に当接させて、その嵌入位置を規定する。そして、同様に、クッションリング７２を図中左方から中心透孔内に挿入し、第３の透孔部６８Ｃに緊密に嵌入する。そして、このクッションリング７２を光中継用伝導体６６に当接させて、この光中継用伝導体６６の嵌入状態を保持する。
この後、一方の光ファイバ６２Ａが嵌着された第１の嵌着具７４を、図中左方から第４の透孔部６８Ｄ内に嵌入し、第１の固定ナット７８により、その嵌入状態を保持する。このように、第１の嵌着具７４がアダプタ６８に嵌入された状態で、図示するように、これに保持された光ファイバ６２Ａから突出する心線６４Ｂの先端面は、光中継用伝導体６６の低架橋密度ゲル２２内に進入することになる。
引き続き、他方の光ファイバ６２Ｂが嵌着された第２の嵌着具７６を、図中右方から第５の透孔部６８Ｅ内に嵌入し、第２の固定ナット８０により、その嵌入状態を保持する。このように、第２の嵌着具７６がアダプタ６８に嵌入された状態で、図示するように、これに保持された光ファイバ６２Ｂから突出する心線６４Ｂの先端面は、光中継用伝導体６６の低架橋密度ゲル２２内に進入することになる。
ここで、光中継用伝導体６６においては、両心線６４Ａ、６４Ｂの先端面が、低架橋密度ゲル２２内に進入することになるが、両心線６４Ａ、６４Ｂの突出長さは、第１及び第２の嵌着具７４、７６が夫々アダプタ６８に嵌着された状態で、両端面が丁度、対向する状態となるように、設定されている。このように両心線６４Ａ、６４Ｂの突出長さ、即ち、両心線６４Ａ、６４Ｂの切断位置は規定されることになるので、従前の機械的な突き当て方式の場合に、両端面を正確に当接させる必要があることと比較して、その切断位置は、かなりいい加減に設定でき、これにより作業性の向上を図ることが出来ることになる。
即ち、このような光中継用伝導体６６に低架橋密度ゲル２２を封入しているので、両心線６４Ａ、６４Ｂの端面が夫々緊密に対向していなくても、両端面間に低架橋密度ゲル２２が介在することになり、既に説明したように、この低架橋密度ゲル２２の介在により、一方の光ファイバ６２Ａから他方の光ファイバ６２Ｂへ伝送される光の、このコネクタ６０における接合部位での損失は、極小に抑えることが出来る効果が奏せられることになる。
この発明は、上述した実施例の構成及び手順に限定されることなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形可能であることは言うまでもない。
例えば、上述した実施例においては、光中継用伝導体６６は、スリーブ７０と、このスリーブ７０中に封入された低架橋密度ゲル２２とを備えるように説明したが、この発明は、このような構成に限定されることなく、スリーブ７０を用いることなく、低架橋密度ゲル２２そのものから光中継用伝導体を構成するようにしても良い事は、言うまでもない。
また、上述した実施例においては、コネクタ６０に装着される光中継用伝導体６６のスリーブ７０には、ディスペンサ３０を介して低架橋密度ゲル２２を封入するように説明したが、この発明は、このような構成に限定されることなく、他の構成のゲル注入器具を介して封入することが出来ることは、言うまでもない。
産業上の利用性
以上詳述したように、この発明によれば、光ファイバのコアの端面同士を接合する為に用いられる低架橋密度ゲルを吐出することの出来るディスペンサが提供されることになる。また、この発明によれば、簡単な構成で、光の散乱を効果的に抑制した状態で光ファイバのコアの端面同士を接合させることの出来る光ファイバコネクタが提供されることになる。また、この発明によれば、長期間に亘り、使用性能を維持して、光の散乱を安定的に抑制することの出来る光ファイバコネクタが提供されることになる。このようにして、このディスペンサは、光ファイバを接続する際に用いられる低架橋密度ゲルを吐出する際に用いられることに適している。また、この光ファイバコネクタは、光ファイバの端面同士を接続するのに用いるのに適している。
【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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