JP3309200B2 - レーザ加工用光ファイバコネクタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はレーザ加工用光ファ
イバコネクタに関し、特にレーザ加工に使用する光ファ
イバコネクタに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の光ファイバコネクタにお
いては、図３に示すように、コア１ａとクラッド１ｂと
からなる光ファイバ１をフェルール１１で把持してお
り、光ファイバ１は第１樹脂層１ｃと第２樹脂層１ｅと
によって被覆されている。

【０００３】フェルール１１は光ファイバ１の第１樹脂
層１ｃの外径よりも僅かに大きい径の第１の内径部１１
ａと、クラッド１ｂの外径よりも僅かに大きい径の第２
の内径部１１ｂと、クラッド１ｂの外径よりも充分に大
きい径の第３の内径部１１ｃと、第２の内径部１１ｂの
中心軸を中心とする外径部１１ｄとから構成されてい
る。

【０００４】また、フェルール１１はツマミ９内の前部
ハウジング７によって支持されており、レセプタクル１
０の雄ネジ部１０ｂをツマミ９の雌ネジ部９ａに螺合す
ることで、フェルール１１の外径部１１ｄがレセプタク
ル１０の嵌合孔１０ａに嵌合するようになっている。
尚、８はコネクタの後部ハウジングである。

【０００５】上記の光ファイバコネクタの組立ては光フ
ァイバ１の第１樹脂層１ｃを除去してクラッド１ｂを露
出させてからフェルール１１に挿入し、光ファイバ１と
フェルール１１との間の接着に光学用接着剤を使用する
か、あるいは光ファイバ１の第１樹脂層１ｃ上のフェル
ール１１を外部から押圧して第１の内径部１１ａを第１
樹脂層１ｃの径よりも小さくするように変形するかして
光ファイバ１とフェルール１１とを固着している。

【０００６】光ファイバ１とフェルール１１とを固着し
た後、光ファイバ１の端面とフェルール１１の端面とが
ほぼ同一面上になるように、光ファイバ１の端面に対し
て光学研磨を行っている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の光ファ
イバコネクタでは、レセプタクルへの接続がフェルール
の外径を基準として行われるため、レセプタクルに繰返
し接続した時の接続損失を一定にするにはフェルールの
外径の中心と光ファイバコアの中心とを一致させる必要
がある。

【０００８】また、長期に亘って使用した時の接続損失
を一定にするためには、フェルールに対する光ファイバ
コアの位置が変動しないことが必要になる。しかしなが
ら、従来の光ファイバコネクタではフェルールの外径及
び第２の内径各々の中心軸を一致させ、第２の内径に光
ファイバを挿入する構造となっている。

【０００９】フェルールの外径の中心軸と光ファイバコ
アの中心軸とを一致させるためには、光ファイバのクラ
ッドの径に合わせた第２の内径を有するフェルールを使
用しなければならない。そのため、光ファイバの外径公
差によって予め異なる第２の内径をもつ複数種類のフェ
ルールを用意しておき、それらを選別して使用しなけれ
ばならないので、部品点数及び選別の工数が増え、光フ
ァイバコネクタが高価なものになってしまう。

【００１０】さらに、光ファイバのクラッドの径とフェ
ルールの第２の内径とを完全に一致させることは困難で
あり、クラッドの径より僅かに大きい第２の内径のフェ
ルールを使用しているので、クラッドの径と第２の内径
との間に隙間が生じ、その隙間分だけ光ファイバの中心
がずれてフェルールの外径の中心と光ファイバコアの中
心とが同一軸にならない。

【００１１】さらにまた、レーザ加工機用光ファイバは
高出力の光を伝送するため、それに使用する光ファイバ
コネクタが高温となる。同時に、光ファイバコネクタは
被加工物に対して高速に移動するため、光ファイバコネ
クタに引張りや圧縮、及び振動等の外部力が加わる。

【００１２】光ファイバとフェルールとの固定に光学用
接着剤を使用した場合、高出力の光伝送によって発生す
る熱で光学用接着剤の接着強度が劣化し、上記の如き外
部力によってフェルールの外径に対する光ファイバの位
置が変動する。その場合、光学用接着剤は低粘性である
ため、接着剤塗布時に光学用接着剤がフェルールの第３
の内径の部分に流れ出すことがある。

【００１３】これに対して、光ファイバとフェルールと
の固定を圧着で行う場合、圧着力が弱いと光ファイバの
位置ズレが発生し、圧着力が強すぎると光ファイバが損
傷するので、その圧着の管理は難しい。

【００１４】上記のような光ファイバとフェルールとを
取扱う場合、光ファイバ端面がフェルールの第３の内径
の部分と同一面あるいは僅かに出ているため、その作業
中に光ファイバに接触して損傷させることがある。

【００１５】上述したような問題点を解決するために、
光ファイバをスリーブを介してフェルールに耐熱性接着
剤にて接着固定するとともに、光ファイバコアの中心を
基準にフェルールの外径を仕上げ、フェルール端面にキ
ャップを取付ける技術が提案されている。この技術につ
いては、本願出願人から出願された特願平６−２１７７
５９号の出願明細書に詳述されている。

【００１６】しかしながら、この技術においては、光フ
ァイバとスリーブとを固着する際にそれらのうちの一方
または両方に耐熱性接着剤を塗布してから光ファイバを
スリーブ内に挿入しなければならず、光ファイバとスリ
ーブとの固着作業が不効率となるとともに、耐熱性接着
剤が必要部分以外にも付着する恐れがある。

【００１７】そこで、本発明の目的は上記の問題点を解
消し、光ファイバとスリーブとの固着作業の効率化を図
ることができ、耐熱性接着剤の必要部分以外への付着を
防止することができるとともに、光ファイバとスリーブ
との間及びスリーブとフェルールとの間をより強固に固
着することができるレーザ加工用光ファイバコネクタを
提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明によるレーザ加工
用光ファイバコネクタは、コアと前記コアを被覆するク
ラッドとからなる光ファイバを被覆する第１の樹脂層と
前記第１の樹脂層を被覆する第２の樹脂層とからなる光
ファイバコードに接続されかつ前記光ファイバを把持す
るフェルールを含むレーザ加工用光ファイバコネクタで
あって、前記クラッド及び前記第１の樹脂層を被覆する
スリーブ部材と、前記スリーブ部材を前記フェルールの
内周に固着する耐熱性接着剤と、前記スリーブ部材の外
周に設けられかつ前記耐熱性接着剤を蓄積するねじ溝
と、前記スリーブ部材に設けられかつ前記クラッド及び
前記第１の樹脂層と前記スリーブ部材の内周との間に前
記耐熱性接着剤を充填するための貫通穴と、前記フェル
ール先端部に取付けられかつ前記光ファイバ先端を保護
するキャップ部材とを備えている。

【００１９】本発明による他のレーザ加工用光ファイバ
コネクタは、コアと前記コアを被覆するクラッドとから
なる光ファイバと前記光ファイバを被覆する第１の樹脂
層と前記第１の樹脂層外周に同心状に配置されたテンシ
ョンメンバを埋設する第２の樹脂層とからなる光ファイ
バコードと、前記クラッドを被覆する第１の被覆部と前
記第１の樹脂層を被覆する第２の被覆部とからなるスリ
ーブ部材と、前記スリーブ部材の外径と略同一径の内径
を持ちかつ前記スリーブ部材を把持する第１の内径部と
前記クラッドの外径と略同一径の内径を持ちかつ前記ク
ラッドを把持する第２の内径部と前記クラッドの外径よ
りも充分に大きい内径を持ちかつ被加工物からの反射光
を逃すための領域を形成する第３の内径部とからなるフ
ェルールと、前記クラッド及び前記第１の樹脂層を前記
スリーブ部材に固着しかつ前記スリーブ部材を前記フェ
ルールの第１の内径部に固着する耐熱性接着剤と、前記
スリーブ部材の外周に設けられかつ前記耐熱性接着剤を
蓄積するねじ溝と、前記スリーブ部材に設けられかつ前
記クラッド及び前記第１の樹脂層と前記スリーブ部材の
内周との間に前記耐熱性接着剤を充填するための貫通穴
と、前記フェルールの第３の内径部に螺着されかつ前記
光ファイバ先端を保護するキャップ部材とを備えてい
る。

【００２０】

【発明の実施の形態】まず、本発明の作用について以下
に述べる。

【００２１】光ファイバをスリーブを介してフェルール
に耐熱性接着剤にて接着固定する際に、スリーブに設け
た貫通穴から光ファイバとスリーブとの間に耐熱性接着
剤を充填するとともに、スリーブの外周に設けたねじ溝
に耐熱性接着剤を蓄積してスリーブとフェルールとを接
着固定する。

【００２２】これによって、光ファイバをスリーブに挿
入してから耐熱性接着剤を充填することができるので、
耐熱性接着剤を必要部分以外に付着させることなく、光
ファイバとスリーブとの固着作業の効率化を図ることが
できる。また、スリーブの外周に設けたねじ溝に耐熱性
接着剤を蓄積することで、スリーブとフェルールとの間
に均一に耐熱性接着剤が塗布された状態となるので、ス
リーブとフェルールとの間をより強固に固着することが
できる。

【００２３】したがって、フェルールに対する光ファイ
バの位置変動がなく、安定した特性が得られるととも
に、耐熱性が高くなるので、レーザ加工用光ファイバコ
ネクタを長時間使用することが可能となる。

【００２４】また、光ファイバコアの中心を基準にフェ
ルールの外径を仕上げることで、光ファイバコアとフェ
ルールの外径の中心とを一致させることができ、光ファ
イバコネクタの取付け取外しを繰返し行っても安定した
特性が得られる。

【００２５】さらに、フェルールの第２の内径と光ファ
イバの外径との隙間が多少大きくても耐熱性接着剤でそ
の隙間が充填されるので、フェルールとしては１種類用
意するだけでよく、複数種類のフェルールを用意する必
要がなくなるので、光ファイバコネクタが安価に製造可
能となる。

【００２６】さらにまた、フェルールの端面にキャップ
を取付けることで、光ファイバの取扱い時に光ファイバ
に作業者の手や周囲のものが接触することがなくなるの
で、作業時において光ファイバが損傷するのを防ぐこと
ができる。

【００２７】次に、本発明の一実施例について図面を参
照して説明する。図１は本発明の一実施例の断面図であ
る。図において、光ファイバ１はコア１ａと、コア１ａ
を被覆するクラッド１ｂとからなる。この光ファイバ１
と、光ファイバ１を被覆する第１樹脂層１ｃと、第１樹
脂層１ｃの外周に同心状に導入されたテンションメンバ
１ｄと、テンションメンバ１ｄを埋設する第２樹脂層１
ｅとによって光ファイバコードが形成されている。

【００２８】スリーブ２内部には光ファイバ１の外径よ
りも径が大きい内径部２ａと、第１樹脂層１ｃの外径よ
りも径が大きい内径部２ｂとが設けられている。また、
スリーブ２の外周には全長に亘ってネジ溝２ｃと、内径
部２ａ，２ｂに夫々耐熱性接着剤３を充填するための貫
通穴２ｄ，２ｅとが形成されている。

【００２９】フェルール４にはスリーブ２の外径よりも
径が大きい内径部４ａと、光ファイバ１の外径よりも径
が大きい内径部４ｂとが設けられており、内径部４ｂの
径はスリーブ２の外径よりも小さい径となっている。ま
た、フェルール４には光ファイバ１の外径よりも径が充
分大きい下穴径の雌ネジ４ｃが設けられている。

【００３０】光ファイバ１をスリーブ２に対して光ファ
イバ１と第１樹脂層１ｃとの境界部が内径部２ａと内径
部２ｂとの境界部に突当たるまで挿入し、貫通穴２ｄ，
２ｅから光ファイバ１及び第１樹脂層１ｃと内径部２
ａ，２ｂとの間に耐熱性接着剤３を充填する。

【００３１】この状態で、スリーブ２を前後方向に移動
させたり、スリーブ２を回転させたりすることで、光フ
ァイバ１と内径部２ａとの間及び第１樹脂層１ｃと内径
部２ｂとの間に耐熱性接着剤３を浸透させ、スリーブ２
に光ファイバ１及び第１樹脂層１ｃを接着固定する。

【００３２】その際、耐熱性接着剤３が光ファイバ１と
内径部２ａとの間及び第１樹脂層１ｃと内径部２ｂとの
間に充分浸透しなければ、貫通穴２ｄ，２ｅから耐熱性
接着剤３を補充する。ここで、耐熱性接着剤３としては
アルミナ・シリカを主成分とした接着剤（耐熱温度が１
０００℃程度の接着剤）を使用している。

【００３３】スリーブ２に光ファイバ１及び第１樹脂層
１ｃを接着固定した後に、スリーブ２の外周に設けたネ
ジ溝２ｃに耐熱性接着剤３を充填して蓄積し、その後に
フェルール４に挿入する。その場合、スリーブ２はその
端面がフェルール４の内径部４ａと内径部４ｂとの境界
部に突当たるまで挿入される。

【００３４】スリーブ２をフェルール４に挿入する場
合、スリーブ２の端面に突当たった時に光ファイバ１の
端面がフェルール４の端面から飛出すように、光ファイ
バコードから第１樹脂層１ｃを剥き取る長さが充分にと
られている。

【００３５】上記の如く、スリーブ２を介して光ファイ
バ１をフェルール４に取付けることで、耐熱性接着剤３
がフェルール４の内径部４ｂから流れ出すことなく、光
ファイバ１をフェルール４により強固に固定することが
できる。

【００３６】光ファイバ１の端面の研磨はフェルール４
の雌ネジ４ｃに螺合する雄ネジと、光ファイバ１の外径
よりも径が僅かに大きい内径とを有し、かつフェルール
４の端面よりも僅かに出張る程度の長さの治具（図示せ
ず）をフェルール４に螺合して行う。この治具は光ファ
イバ１の研磨の後に取外される。

【００３７】光ファイバ１の研磨の後に、光ファイバ１
の反対側から白色光を導光してコア１ａを顕微鏡（図示
せず）またはテレビモニタ（図示せず）で観察し、コア
１ａの中心軸を基準にしてフェルール４の外径を所望の
寸法に仕上げる。これによって、フェルール４の外径の
中心とコア１ａの中心とを一致させることができる。

【００３８】キャップ５にはフェルール４の雌ネジ４ｃ
に螺合する雄ネジ５ａと、光ファイバ１の外径よりも径
が充分に大きい内径部５ｂとが設けられており、キャッ
プ５の長さはフェルール４に螺合した時に光ファイバ１
の端面より充分に出張る程度の長さに設定されている。

【００３９】このキャップ５をフェルール４の端面に取
付けることで、光ファイバ１の端面がその取扱い時に損
傷するのを防止することができる。尚、キャップ５の内
径部５ｂは光ファイバ１から出射されたレーザ光が被加
工物（図示せず）で反射した反射光を逃すためのもので
ある。

【００４０】テンションメンバ１ｄと第２樹脂層１ｅと
はチューブ６によってフェルール４に接着固定されてい
る。また、フェルール４はツマミ９内の前部ハウジング
７によって支持されており、レセプタクル１０の雄ネジ
部１０ｂをツマミ９の雌ネジ部９ａに螺合することで、
フェルール４の外径がレセプタクル１０の嵌合孔１０ａ
に嵌合するようになっている。尚、８はコネクタの後部
ハウジングである。

【００４１】図２（ａ）は図１のスリーブ２の平面図で
あり、図２（ｂ）は図１のスリーブ２の断面図である。
これらの図において、スリーブ２の外周には全長に亘っ
て雄ネジ（本実施例ではＭ２×０．４）を切ることによ
ってネジ溝２ｃが形成されており、内径部２ａと内径部
２ｂとの境界部及び内径部２ｂの端部には、スリーブ２
の中心軸に直交する方向に溝（本実施例では幅２ｍｍ）
を設けることで、内径部２ａ，２ｂに貫通する貫通穴２
ｄ，２ｅを形成している。

【００４２】光ファイバ１をスリーブ２に対して光ファ
イバ１と第１樹脂層１ｃとの境界部が内径部２ａと内径
部２ｂとの境界部に突当たるまで挿入し、貫通穴２ｄ，
２ｅから光ファイバ１及び第１樹脂層１ｃと内径部２
ａ，２ｂとの間に耐熱性接着剤３を充填する。

【００４３】この状態で、スリーブ２を前後方向に移動
させたり、スリーブ２を回転させたりすることで、光フ
ァイバ１と内径部２ａとの間及び第１樹脂層１ｃと内径
部２ｂとの間に耐熱性接着剤３が浸透するので、スリー
ブ２に光ファイバ１及び第１樹脂層１ｃが強固に接着固
定される。その際、耐熱性接着剤３が光ファイバ１と内
径部２ａとの間及び第１樹脂層１ｃと内径部２ｂとの間
に充分浸透しなければ、貫通穴２ｄ，２ｅから耐熱性接
着剤３を補充する。

【００４４】光ファイバ１及び第１樹脂層１ｃをスリー
ブ２に接着固定した後に、スリーブ２の外周に設けたネ
ジ溝２ｃに耐熱性接着剤３を充填して蓄積し、その後に
フェルール４に挿入する。この場合、スリーブ２をその
端面がフェルール４の内径部４ａと内径部４ｂとの境界
部に突当たるまで挿入するが、その際にスリーブ２を前
後方向に移動させたり、スリーブ２を回転させたりする
ことで、スリーブ２とフェルール４との間に耐熱性接着
剤３が均一に浸透することになるので、スリーブ２がフ
ェルール４により強固に接着固定される。

【００４５】このように、光ファイバ１をスリーブ２を
介してフェルール４に耐熱性接着剤３にて接着固定する
際に、スリーブ２に設けた貫通穴２ｄ，２ｅから光ファ
イバ１とスリーブ２との間に耐熱性接着剤３を充填する
とともに、スリーブ２の外周に設けたネジ溝２ｃに耐熱
性接着剤３を蓄積してスリーブ２とフェルール４とを接
着固定することによって、光ファイバ１をスリーブ２に
挿入してから耐熱性接着剤３を充填することができるの
で、耐熱性接着剤３を必要部分以外に付着させることな
く、光ファイバ１とスリーブ２との固着作業の効率化を
図ることができる。

【００４６】また、スリーブ２の外周に設けたネジ溝２
ｃに耐熱性接着剤３を蓄積することで、スリーブ２とフ
ェルール４との間に均一に耐熱性接着剤３が塗布された
状態となるので、スリーブ２とフェルール４との間をよ
り強固に固着することができる。したがって、フェルー
ル４に対する光ファイバ１の位置変動がなく、安定した
特性が得られるとともに、耐熱性が高くなるので、レー
ザ加工用光ファイバコネクタを長時間使用することが可
能となる。

【００４７】また、光ファイバ１のコア１ａの中心を基
準にフェルール４の外径を仕上げることで、光ファイバ
１のコア１ａとフェルール４の外径の中心とを一致させ
ることができ、光ファイバコネクタの取付け取外しを繰
返し行っても安定した特性が得られる。

【００４８】さらに、フェルール４の第２の内径と光フ
ァイバ１の外径との隙間が多少大きくても耐熱性接着剤
３でその隙間が充填されるので、フェルール４としては
１種類用意するだけでよく、複数種類のフェルールを用
意する必要がなくなるので、光ファイバコネクタが安価
に製造可能となる。

【００４９】さらにまた、フェルール４の端面にキャッ
プ５を取付けることで、光ファイバ１の取扱い時に光フ
ァイバ１に作業者の手や周囲のものが接触することがな
くなるので、作業時において光ファイバ１が損傷するの
を防ぐことができる。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、コ
アとこのコアを被覆するクラッドとからなる光ファイバ
と、光ファイバを被覆する第１の樹脂層とを被覆するス
リーブ部材に設けた貫通穴を介して光ファイバとスリー
ブ部材との間に耐熱性接着剤を充填し、スリーブ部材外
周に設けたねじ溝に蓄積した耐熱性接着剤でスリーブ部
材をフェルール内周に接着固定するとともに、光ファイ
バ先端を保護するキャップ部材をフェルール先端部に取
付けることによって、光ファイバとスリーブとの固着作
業の効率化を図ることができ、耐熱性接着剤の必要部分
以外への付着を防止することができるとともに、光ファ
イバとスリーブとの間及びスリーブとフェルールとの間
をより強固に固着することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の断面図である。

【図２】（ａ）は図１のスリーブの平面図、（ｂ）は図
１のスリーブの断面図である。

【図３】従来例の断面図である。

【符号の説明】

１ 光ファイバ １ａ コア １ｂ クラッド １ｃ 第１樹脂層 １ｄ テンションメンバ １ｅ 第２樹脂層 ２ スリーブ ２ａ，２ｂ，４ａ，４ｂ，５ｂ 内径部 ２ｃ ネジ溝 ２ｄ，２ｅ 貫通穴 ３ 耐熱性接着剤 ４ フェルール ４ｃ 雌ネジ ５ キャップ ５ａ 雄ネジ ６ チューブ ７ 前部ハウジング ８ 後部ハウジング ９ ツマミ ９ａ 雌ネジ部 １０ レセプタクル １０ａ 嵌合部 １０ｂ 雄ネジ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−226404（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−234713（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−196207（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−59907（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−71705（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−36406（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−54609（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−33306（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭64−6610（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 6/36 B23K 26/00 H01S 3/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コアと前記コアを被覆するクラッドとか
   らなる光ファイバを被覆する第１の樹脂層と前記第１の
   樹脂層を被覆する第２の樹脂層とからなる光ファイバコ
   ードに接続されかつ前記光ファイバを把持するフェルー
   ルを含むレーザ加工用光ファイバコネクタであって、前
   記クラッド及び前記第１の樹脂層を被覆するスリーブ部
   材と、前記スリーブ部材を前記フェルールの内周に固着
   する耐熱性接着剤と、前記スリーブ部材の外周に設けら
   れかつ前記耐熱性接着剤を蓄積するねじ溝と、前記スリ
   ーブ部材に設けられかつ前記クラッド及び前記第１の樹
   脂層と前記スリーブ部材の内周との間に前記耐熱性接着
   剤を充填するための貫通穴と、前記フェルール先端部に
   取付けられかつ前記光ファイバ先端を保護するキャップ
   部材とを有することを特徴とするレーザ加工用光ファイ
   バコネクタ。
2. 【請求項２】 前記フェルールは、前記光ファイバ端面
   の研磨後に前記コアの中心軸を中心としてその外径を切
   削するようにしたことを特徴とする請求項１記載のレー
   ザ加工用光ファイバコネクタ。