JPH02151384A - 比較的小部品の溶接方法 - Google Patents

比較的小部品の溶接方法

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JPH02151384A
JPH02151384A JP1268285A JP26828589A JPH02151384A JP H02151384 A JPH02151384 A JP H02151384A JP 1268285 A JP1268285 A JP 1268285A JP 26828589 A JP26828589 A JP 26828589A JP H02151384 A JPH02151384 A JP H02151384A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、比較的小さな部品を溶接する方法に係り、特
に外部スリーブを光ファイバーフェルールに溶接する方
法に関する。
〔従来の技術および解決しようとする課題〕光波の形で
情報を伝えるレーザや光学要素、光ファイバーの最近の
進歩に伴い、−ａ化された光波通信システムが提案され
ている。電話通信に代ってこのような一般的光波通信を
実現するためには大きな体積の光学要素を小形にすると
共に高精度に保つ必要がある。このようなシステムの１
つの基本的な要素としては、例えば、１９７９年８月２
１日にイ寸与され、ベル・テレホン・ラボラトリーズ・
インコーホレーテッド（Ｂｅｌｌ　Ｔｅ１ｅｐｈｏｎｅ
Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ＋　Ｉｎｃ、）に嬢渡された
デ４’ドメニコ（旧Ｄｏｓ＋ｅｎｉｃｏ）らの米国特許
第４．１６５．４９６号に示されるように、光ファイバ
ーに情報を伝えると共にこの光ファイバーから情報を除
去する光カップラが考えられる。このような光カップラ
のアセンブリには２本の当接する光ファイバーの適切な
整合および位置決めが要求される。
光カップラに対する小径の光ファイバーの位置決めは、
フェルールに光ファイバーを装着することにより通常は
なされる。フェルールはスリーブ内に滑り嵌めされ、ス
リーブは適切な位置まで軸方向に移動され、次にフェル
ールが外部スリーブに接着される。その後、スリーブは
光カップラに固定され、回転され、これにより光ファイ
バーはカップラに対して適切に角度整合される。
光ファイバーは通常はエポキシ樹脂によりフェルール内
に接着される。しかしながら、必要な軸方向調節の後に
フェルールを外部スリーブに結合することは容易ではな
い。レーザ溶接はこのような結合を得るための最も実際
的な方法であるが、この方法により外部スリーブをその
厚さ全体にわたって溶融させることは実際的でなく問題
がある。
このような溶接には望ましくない大きなレーザパワーを
必要とし、従って付随して発生する熱のため構成要素が
変形する傾向がある。このため、スリーブとフェルール
との界面をレーザにより結合させる方法が示されている
が、これには、レーザのビーム位置を正確に定める必要
があるため、良好な結果が得にくいという問題があった
。従って、大量生産に適した方法で比較的小さなスリー
ブを光ファイバーのフェルールに溶接する必要がある。
〔課題を解決するための手段および作用〕本発明によれ
ば、外部のスリーブを内部のファイバーフェルールに溶
接するレーザ溶接は、先ず、スリーブの外径に薄くなさ
れた領域を加工することにより非常に容易になされる。
フェルールがスリーブに挿入された後、この薄くなされ
た領域により、スリーブへのフェルールのレーザ溶接に
対して要求されるように、レーザはフェルールの一部を
スリーブを通して融解、溶融させることができる。後に
詳細に説明するように、上記の薄くなされた領域は、回
転カッタを使用して外部スリーブに、軸方向に延在する
が外部スリーブの全体を通しては延在しないスロットを
切削することにより形成されると好適である。従って、
スロット内の軸方向の一連のレーザ溶接により、フェル
ールと外部スリーブの間に確実な融解が実現される。
好適な実施例においては、薄くなされた領域は外部スリ
ーブの対向する側面に形成され、またレーザ溶接は、熱
的な応力の非対称性によりもたらされる変形を回避する
ようにスリーブの両側面で同時に行われる。
上記目的、その他の目的、特徴、および利点は添付図面
を参照してなされる以下の詳細な説明から更に明らかに
される。
〔実施例〕
第１図を参照すると、円筒状フェルール１２内に装着さ
れた光ファイバー１１が示しである。このフェルール１
２は、ファイバーを他の要素に装着させるために使用さ
れ、通常はエポキシ接着剤によりファイバーに接着固定
される。光カップラにファイバーを装着するときは、通
常は金属性スリーブ１４内にフェルール１２を摺動自在
に装着する必要がある。このスリーブ１４は次にカップ
ラ（囲路）に装着される。
このようなカップラー内への装着には、ファイバーが軸
方向および角度方向即ち回転方向に適切に位置決め、ま
たは整合されることが通常要求される。これは、先ずス
リーブ１４内でファイバーフェルールを軸方向に適切な
位置まで摺動させ、次にスリーブ１４とフェルール１２
とを固定的に接着することにより最良に実施できる。そ
の後、スリーブ、フェルール、およびファイバーを一体
る回転させ、適切な回転整合がなされる。軸方向の整合
の後、スリーブをフェルールに接着する最良の方法はレ
ーザ溶接であることが見出されている。この点に関して
、ここで引用により取り込むことにするが、１９８８年
３月２２日に付与されたアメリカン・テレホン・アンド
・テレグラフ・カムバニーに譲渡されたクルーインクシ
ャンク（Ｃｒｕｉｃｈｓｈａｎｋ）らの米国特許第４．
７３３．０４７号に示されるように、適切な整合状態に
維持されなければならない小部品のレーザ溶接は、製品
の両側で同時に溶接が可能なように、レーザビームを分
割し、これを２本の光ファイバーに振り分けることによ
り最良に実施される。第１図において、レーザ溶接１５
．１６は共通のパルスレーザから得られた２本のレーザ
ビームにより同時になされる。
第１図に示したアセンブリーを形成する場合に生じる主
要な問題点は、スリーブ１４とフェルール１２とを共に
確、実に融解させるように溶接部１５．１６を形成する
ことが難しい点にある。即ち、し＝ザビームが少しでも
整合状態にないと、スリーブまたはフェルールの溶融が
不適切になる。
スリーブ１４の全厚みを通して溶融させることは、この
ために必要な熱とパワーにより各要素の整合状態が乱さ
れるため実際的ではない。
これらの問題点は、第２図に示した本発明の一実施例に
より、環状スリーブ１４の対向側面に薄くなされた領域
１８．１９を形成することにより解決される。これによ
り、フェルールをスリーブに接着するために要求される
ように、スリーブを通しフェルール１２　の融解部分ま
でしっかりと延在するレーザ溶接部２１．２２をスリー
ブ１４の対向する側面に形成することが可能になる。
第１図に示したように、溶接部の一方２１はスリーブの
対向側面で溶接部２２と同時に形成される。
これは、上記のクルーイックシャンクらの特許に示され
たように、対称的で要素の変形が少ない熱的応力を発生
する同時型溶接部を形成するレーザビーム伝達システム
を使用して行われると好適である。その場合、レーザビ
ームは単一のレーザから取り出され、光ファイバー２３
を介して溶接サイトに送られる。このように外部スリー
ブを薄クシ、同時に溶接することにより、構成要素に対
して有害な熱的応力を加えることのない程十分低パ’７
−のレーザビームにより信鯨性の高い溶接部２１．２２
を形成できることが見出されている。また、レーザビー
ムは、ファイバーの光伝搬特性に有害な、ファイバー１
１の損傷あるいはエポキシ接着剤の蒸発をもたらさない
、ここで第３図を参照すると、第２図の上面図、即ち薄
くなされた部分１８内の３つのレーザ溶接部２１が示し
である。
第２図の要素の全ての寸法は十分小さく、例えば、光フ
ァイバー１１は直径が０．０４インチ（０，１０２ｃ＋
ａ）　、フェルール１２の外径は０．１２０インチ（０
，３０５０）、スリーブ１４の外径は０、１７０インチ
（０，４３２ｃ＋ａ）　、スリーブ１４の軸方向の長さ
は０．２８６インチ（０，７２６ｃ１１）である。溶接
部２１．２２のの中心間距離は０．０２５インチ（０，
０６４ｃ＋ａ）である。このようにして、公知のパルス
レーザ手法により連続して直線状に溶接部を容易に形成
することができる。一方、第１図に示したように、円形
の境界面に沿って溶接部を連続的に形成することは技術
的にははるかに困難である。使用レーザは通常は、ネオ
ジウム：イツトリウム・アルミニウム・ガーネット（Ｎ
ｄ　：ＹＡＧ）パルスレーザで、その出力公称値は５０
ワツトで各々の溶接サイトにパルス当り５ジユールのエ
ネルギーを与え、各々のパルスの時間幅は５ミリ秒であ
る。このような条件の下で、単一レーザパルスは試料に
適切に浸透し、図示のような溶接部を形成する。よく知
られるように、光ファイバー２３により伝送されるレー
ザパルスは、そうでない場合よりわずかに深い浸透度を
与える傾向がある。
薄くなされた部分１８．１９は、通常の半径が０．４３
インチ（１，０９２ａｍ）のウッドラフ（Ｗｏｏｄｒｕ
ｆｆ）カッタとして知られている回転カッタにより形成
される。切断時即ち切削時に、回転カッタの平面はスリ
ーブ１４の中心軸線に平行し、第３図に示したように、
スロットの形状の薄くなされた領域を形成する。これに
より、スリーブ１４の壁厚は、通常０．０２５インチ（
０，０６４ｃｍ）から０．０１０インチ（０，０２５１
）と０．０１４インチ（０，０３６ｃｍ）との間の値に
低減される。このような薄い領域の形成は、これにより
スリーブ１４が個別に対向側面で切断される原材料で形
成可能になるため非常に好都合である。このような切断
即ち切削作業は、既に説明したように、外部スリーブ１
４を光カップラ内に装着し、続いて回転整合させる動作
に干渉しないことが見出されている。
第２図および第３図に示したように、本発明は特に、大
量生産に適用できる利点がある。即ち、薄くなされた部
分１８．１９は自動的に加工され、対向側面の連続する
３つの溶接部は、軸方向の位置決め後自動的に生産ライ
ンで形成可能である。
このことは、多くの光カップラが、複雑な光フアイバー
通信システムの生産プログラムと関連して大量生産され
なければならないという点から重要な問題である。
以上水した実施例は本発明の概念の原理を単に説明する
ためのものである。本発明は光ファイバーフェルールを
外部スリーブに固定する必要性から与えられたが、開示
した方法は比較的小さな部品を固定するのにレーザ溶接
が必要とされるいずれの場合にも使用可能である０本発
明の精神と範囲から逸脱せずに他の多くの実施例および
変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
第１図は、外部スリーブをファイバーフェルールにレー
ザ溶接する方法を示す断面図、第２図は、本発明の実施
例によって、外部スリーブをファイバーフェルールにレ
ーザ溶接する方法を示す断面図、 第３図は第２図のアセンブリーの上面図である。 く主要部分の符号の説明〉 １１　　　・・・・・　光ファイバー １２　　・・・・・　円筒状フェルール１４　　・・・
・・　スリーブ １５．１６．２１．２２　・・・ 溶接部 １８．１９　　・・・　薄くされた部分光ファイバー

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、光ファイバーフェルールを金属性スリーブ内に装着
    するステップと、該スリーブ内で前記フェルールの方向
    を変えて該スリーブに対して光ファイバーに所望の方向
    を与えるステップと、レーザビームを使用して該スリー
    ブにフェルールを溶接固着させるステップとで構成され
    た光学装置の組立方法において、 装着ステップ以前に、該スリーブの所定部 分はスリーブの残部よりかなり薄くなされ、前記溶接ス
    テップは該スリーブの薄くなされた部分にレーザビーム
    を照射するステップを含むことを特徴とする光学装置の
    組立方法。 ２、前記スリーブの所定部分をかなり薄くするステップ
    は、回転カッターを使用して金属性スリーブに少なくと
    も１つのスロットを切削形成するステップを含むことを
    特徴とする請求項１に記載の光学装置の組立方法。 ３、装着ステップ前に、該スリーブの２つの直径方向の
    対向部分は該スリーブの残部より薄くなされ、溶接ステ
    ップは前記スリーブの薄くなされた部分にレーザビーム
    を同時に照射するステップを含むことを更に特徴とする
    請求項１に記載の光学装置の組立方法。 ４、前記スリーブの対向する薄くなされた部分の各々に
    おいて、複数の溶接がスリーブにほぼ平行するラインに
    沿ってなされることを更に特徴とする請求項３に記載の
    光学装置の組立方法。 ５、回転カッタを使用してスリーブを切削し、該２つの
    薄くなされた部分の各々を形成し、またこのような切削
    動作時に回転カッタはスリーブの中心軸線に平行する平
    面を有することを更に特徴とする請求項４に記載の光学
    装置の組立方法。 ６、溶接ステップの後、スリーブは光カップラ内で回転
    整合され、光カップラに固着されることを更に特徴とす
    る請求項４に記載の光学装置の組立方法。 ７、第１の比較的小さな要素を第２の比較的小さな要素
    にレーザ溶接する方法において、 第２要素の所定の部分を、これが第２要素 の残部より薄くなるように加工するステップと、この第
    ２要素の薄くされた部分を第１要素の上に重ねるステッ
    プと、レーザビームを用いて、第２要素を通して溶融さ
    せると共に第１要素を部分的に溶融させて第１及び第２
    要素間を融合させるステップと、を特徴とするレーザ溶
    接方法。 ８、前記第１要素は円筒状外面を有し、また前記第２要
    素は該第１要素を滑り嵌め自在に収容する外部スリーブ
    であることを特徴とする請求項７に記載のレーザ溶接方
    法。 ９、該外部スリーブの薄くなされた部分は軸方向に延在
    するスロットを当該外部スリーブに切削形成され、前記
    スロットは外部スリーブの厚さの一部だけを通して延在
    することを更に特徴とする請求項８記載のレーザ溶接方
    法。 １０、スリーブの直径方向に対向する側面にスロットが
    形成され、また前記溶接ステップはスリーブの薄くなさ
    れた両部分にレーザビームを同時に照射するステップか
    らなることを更に特徴とする請求項９に記載のレーザ溶
    接方法。 １１、各々のスロットにおいてスリーブの軸線にほぼ平
    行するラインに沿って複数の溶接がなされることを更に
    特徴とする請求項１０に記載のレーザ溶接方法。
JP1268285A 1988-10-17 1989-10-17 比較的小部品の溶接方法 Expired - Lifetime JPH0773793B2 (ja)

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