JP4097113B2 - Fiber optic connectors and composite structures - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複合材料構造の内部に埋め込まれた光ファイバを、複合材料構造の外部の光ファイバと接続するための光ファイバコネクタに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
航空機体などの構造の内部に光ファイバセンサを埋め込んで、構造の歪みや温度を検知し、構造の健全性を監視しようとするヘルスモニタリング技術が近年盛んに研究されている。また、ヘルスモニタリング技術を適用するための構造材料として多く用いられているのは複合材料で、中でも炭素繊維やアラミド繊維を強化材とする繊維強化複合材料の積層板が多く用いられている。そこで、このヘルスモニタリング技術のような場合、複合材料構造の内部に埋め込まれた光ファイバをどのようにして複合材料構造の外部に引き出し、測定機器に接続するかということが重要な技術的課題となっており、いくつかの接続方法が提案されている。
【0003】
その一例としては、例えば、USP5299273号公報に記載されたものがある。図12はこの公報に記載された従来の光ファイバコネクタを示すものであり、図13は、この従来の光ファイバコネクタを、専用治具を使って位置合わせして複合材料構造に固定する状態を示した図面である。この図12および図13において、110は光ファイバを埋め込んだ複合材料構造、112はこの複合材料構造110に埋め込まれた光ファイバ、122は光ファイバコネクタである。
【0004】
このような光ファイバコネクタの接続は、次のよう方法で行われる。光ファイバ112を埋め込んだ複合材料構造110の端部を切断した後、光ファイバ112の接続端部の端面を光学研摩した上で、専用治具128を用いて光ファイバ112と光ファイバコネクタ122との位置合わせをして、図12のように固定し、複合材料構造110に光ファイバコネクタ122を装着する。このようにすれば、複合材料構造110に埋め込まれた光ファイバ112は、光ファイバコネクタ122を介して複合材料構造110の外部の光ファイバと接続することが可能となる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、複合材料構造110に埋め込まれた光ファイバ112を複合材料構造110の外部の光ファイバに接続するための従来の光ファイバコネクタ122では、複合材料構造110の端部に露出した光ファイバ112の接続端部の端面126を光学的に研摩することを要するとともに、光ファイバ112と光ファイバコネクタ122との位置合わせを正確に行うための専用治具128を必要とした。したがって、このような光ファイバの接続方法は極めて精密な作業であり、多大の労力を要し、実際の複合材料構造物を製造しようとする場合、現実的な方法とは言い難いものであった。
【0006】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、複合材料構造の内部に埋め込まれた光ファイバを、この複合材料構造の外部の光ファイバに容易に接続する光ファイバコネクタを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この発明の光ファイバコネクタは、複合材料構造に埋め込まれた光ファイバの接続端部と、この複合材料構造の外部の光ファイバの接続端部とを接続する光ファイバコネクタであって、前記複合材料構造に埋め込まれた光ファイバの接続端部と、前記複合材料構造の外部の光ファイバの接続端部とを突き合わせ状態に載置するための断面V型溝を備えた接続基板と、この接続基板の前記断面V型溝上に前記両接続端部を押し付けて、この両接続端部を突き合わせ状態に保持するように、前記接続基板と前記両接続端部とを固定する固定機構と、前記複合材料構造に埋め込まれた光ファイバを前記接続基板へガイドするとともに、前記接続基板を強度的に補強して保持するガイド部品とを有し、前記固定機構は、その前記複合材料構造に埋め込まれた側の光ファイバを固定した部分が前記複合材料構造に対して埋め込み可能とされていることを特徴とするものである。
【0009】
また、この場合、このガイド部品と前記接続基板とを一体構造としてもよい。
【0010】
また、前記ガイド部品および前記接続基板は、前記光ファイバの両接続端部の突き合わせ部に接着剤を注入するための穴を有するものとすることが好ましい。
【0011】
また、この発明の光ファイバコネクタは、複合材料構造に埋め込まれた光ファイバの接続端部と、この複合材料構造の外部の光ファイバの接続端部とを接続する光ファイバコネクタであって、前記複合材料構造に埋め込まれた光ファイバの接続端部と、前記複合材料構造の外部の光ファイバの接続端部とを突き合わせ状態に載置するための断面V型溝を備えた接続基板と、この接続基板の前記断面V型溝上に前記両接続端部を押し付けて、この両接続端部を突き合わせ状態に保持するように、前記接続基板と前記両接続端部とを固定する固定機構とを有し、前記固定機構は、その前記複合材料構造に埋め込まれた側の光ファイバを固定した部分が前記複合材料構造に対して埋め込み可能とされ、前記光ファイバの配置軸方向にスライド式固定金具をスライドさせるスライド式機構により前記複合材料構造外部の光ファイバを前記接続基板のV型溝に着脱可能に押し付けるものであることを特徴とする。
【0012】
また、本発明の複合材料構造は、上述のいずれか一つの光ファイバコネクタを用いて光ファイバを埋め込んだことを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】
実施の形態1
まず実施の形態1について図1〜図3に基づき説明する。ここに、図1はこの実施の形態1に係る光ファイバコネクタの分解斜視図であり、図2は複合材料構造に埋め込んだ状態での実施の形態1に係る光ファイバコネクタの断面図であり、図3は図2におけるA矢視図である。
【0014】
図1〜図3において、1は複合材料構造、2は複合材料構造1の内部に埋め込まれた光ファイバ、3は複合材料構造1外部の光ファイバで、これら双方の光ファイバ2、3の外径は同じであり、通常40μm〜250μmのものが用いられる。4は光ファイバ2と光ファイバ3の端面を突き合わせて接続するための平板状の接続基板で、例えば、セラミックスやガラスのような精密加工が可能な材料からなり、断面形状がV字形のV型溝を表面に有している。
【0015】
5は光ファイバ2と光ファイバ3とを接続基板4に押し付けて固定するための固定金具であって、中央部は平板上をなすが、その両側においては断面門型に折り曲げられた構造を有する。そして、この両側片の先端側半分が、後述するように光ファイバ2、3を接続基板4に固定する際に折り曲げられる折り曲げ片部5a、5bをなしている。また、これら折り曲げ片部5a、5bは、中央部において分離されているので、それぞれ個別に折り曲げすることができる。
【0016】
6は固定金具5と光ファイバ2、3との間に配置される緩衝材で、例えば、シリコンゴムのように熱的、化学的に安定で、かつ、光ファイバ2、3を傷つけることなく、しかも十分な力で固定するのために適度な柔らかさをもった板状の材料が用いられている。そして、本実施の形態1における光ファイバコネクタにおいては、前述の固定金具および緩衝材6が光ファイバ2、3を接続基板4に固定する固定機構を構成している。
【0017】
光ファイバ2を複合材料構造1に埋め込むに当たっては、次のような手順により行われる。まず、接続基板4のV型溝に光ファイバ2を沿わせ、緩衝材6を載せた後、固定金具5を被せ、固定金具5の折り曲げ片部5aを折り曲げることにより緩衝材6に弾性的押圧力を付与し、光ファイバ2を接続基板4に押し付けた状態で、接続基板4、光ファイバ2、緩衝材6を相互に固定する(図3参照)。この状態で、光ファイバ2の接続端部は、固定金具5の折り曲げ片部5bの位置にきており、この光ファイバコネクタの光ファイバ2側の部分を図2のように複合材料構造1に埋め込み、光ファイバ3を固定する側の部分を複合材料構造1の外部に突き出した状態としておく。そして、この後、複合材料構造1外部の光ファイバ3を接続するときに、光ファイバ3の接続端部を接続基板4と緩衝材6との間に差し込み、接続基板4の表面のV型溝内で光ファイバ2と光ファイバ3の両接続端部の端面同士を突き合わせ、さらに、折り曲げ片部5bを折り曲げて(図3参照)、緩衝材6を介して光ファイバ3を接続基板4に押し付けて、光ファイバ2と光ファイバ3との付き合わせ状態を保持するように固定する。
【0018】
上記のような光ファイバコネクタによれば、光ファイバ2と光ファイバ3の接続端部は、端面同士を突き合わせて接合した状態で、緩衝材6を介して接続基板4のV型溝内に押し付けられることにより、両接続端部の端面同士が精度良く突き合わせられるので、光ファイバ同士の軸合わせを行わなくても正確な接続を実現することができる。また、光ファイバ2および光ファイバ3の接続端部を、あらかじめファイバクリーバなどの専用器具で切断しておけば、光学研摩のような作業を行う必要がないので、多数の光ファイバ2を埋め込んだような場合でも、効率的に光ファイバ2、3の接続を実施することができる。また、光ファイバ2、3は緩衝材6を介して接続基板4に押しつけられるので、光ファイバ2、3を傷つけることがなく、また、固定金具5の製作精度もそれほど厳しいものとする必要もない。
【0019】
実施の形態2.
次に、実施の形態2を図4および図5に基づき説明する。ここに、図4はこの実施の形態2に係る光ファイバコネクタの分解斜視図であり、図5は複合材料構造に埋め込んだ状態での実施の形態2に係る光ファイバコネクタの断面図である。また、図4および図5において、実施の形態1と同一の要素には同一の符号を付し、その説明を簡略化する。
【0020】
この実施の形態2は、複合材料構造1の内部における光ファイバ2の配置方向と異なる方向に、例えば直角方向に導出して、複合材料構造1外部の光ファイバ3と接続する場合を例にしたものであるが、このような場合に光ファイバコネクタの強度を向上させるために強度部材として後述するガイド部品17を用いたものである。
【0021】
これら図4および図5において、17は、光ファイバ2を複合材料構造1の外部に導き、接続基板14を補強して保持するガイド部品で、表面に光ファイバ2を沿わせて接続基板14へガイドするための溝を有する。なお、この溝は、光ファイバ2を安定的に固定できるものであれば、その断面形状を特に問う必要はない。また、ガイド部品17の材料は、金属やプラスチックなど複合材料構造1を成形する際に加えられる熱や溶剤に耐えるものであれば何でもよい。なお、この実施の形態2に係るガイド部品17は、光ファイバ2を直角に曲げて複合材料構造1の外部に導いているが、この角度は一例を示すものであって、鋭角あるいは鈍角のどのような角度の場合にも、この実施の形態2の思想は適用できる。
【0022】
また、14は、実施の形態1と同様の平板状の接続基板であるが、ガイド部品17における複合材料構造1から突出する平板状の部分に取り付けられるため、実施の形態1に比し短くてもよい。また、15は、実施の形態1における固定金具5と同様のものであって、この固定金具5を中央部の平板状部分で大きな曲率半径のもとに直角方向に折り曲げたものである。また、16は実施の形態1における緩衝材6と同様の材料により略L字状に成型された緩衝材である。
【0023】
そして、光ファイバ2を複合材料構造1に埋め込むに当たっては、次のような手順により行われる。まず、接続基板14を、ガイド部品17の上に接着するなどして図5のように固着しておく。次いで、ガイド部品17の溝に光ファイバ2を沿わせて光ファイバ2の接続端部を実施の形態1の場合と同様に接続基板14の表面のV型溝上に導く。また、その後、実施の形態1の場合と同様に、緩衝材16を載せ、固定金具15を被せ、緩衝材16、光ファイバ2、接続基板14およびガイド部品17を包み込むように固定金具15の折り曲げ片部15aを折り曲げる。このようにすることにより、緩衝材16に弾性的押圧力が付与され、光ファイバ2が接続基板14に押し付けられて固定される。このとき、光ファイバ2の接続端部は、接続基板14のV型溝に入り、固定金具15の折り曲げ片部15bの位置にきている。そして、この状態で、光ファイバコネクタの光ファイバ3側の部分を複合材料構造1から垂直方向に突出するようにして、光ファイバコネクタの光ファイバ2側の部分を複合材料構造1に埋め込む(図5参照)。そして、この後複合材料構造1外部の光ファイバ3をこの光ファイバコネクタに接続するときは、複合材料構造1外部の光ファイバ3の接続端部を接続基板14と緩衝材16との間に差し込み、接続基板14のV型溝内で光ファイバ2と光ファイバ3の接続端部の端面同士を突き合わせた状態にし、固定金具15の折り曲げ片部15bを折り曲げ、緩衝材16に弾性的押圧力を付与し、光ファイバ3を接続基板14に押し付けて、光ファイバ3を光ファイバ2に対し突き合わせ状態で固定する。
【0024】
実施の形態2は、以上のように構成されているので、実施の形態1と同様の効果を奏すると同時に、光ファイバを複合材料構造1表面から自由な角度で取り出すことができるので、埋め込まれた光ファイバを切断することなく、複合材料構造1の接続端部を自由に切断して形を整えることが可能となる。
【0025】
実施の形態3.
次に、実施の形態3を図6および図7に基づき説明する。ここに、図6はこの実施の形態3に係る光ファイバコネクタの分解斜視図であり、図7は複合材料構造に埋め込んだ状態での実施の形態3に係る光ファイバコネクタの断面図である。また、図6および図7において、実施の形態2と同一の要素には同一の符号を付し、その説明を簡略化する。
【0026】
この実施の形態3は、前記実施の形態2におけるガイド部品17と接続基板14とを、図6、7に記載しているように接続基板一体型ガイド部品27としたものであり、その形状は、実施の形態2において、接続基板14をガイド部品17に固着したときの形状と略同一である。
【0027】
なお、接続基板一体型ガイド部品27は、精密加工が可能でかつ適度な強度を有するという観点から、セラミックを用いて作製するのが適当である。
【0028】
実施の形態3は以上のように構成されているので、実施の形態2と同様の効果を奏すると同時に、ガイド部品と接続基板が一体化しているため構造が簡素化され、接続基板一体型ガイド部品27が薄くなって、より薄い複合材料構造に容易に埋め込めるようになる。
【0029】
実施の形態4.
次に、実施の形態4を図8および図9に基づき説明する。ここに、図8はこの実施の形態4に係る光ファイバコネクタの分解斜視図であり、図9は複合材料構造に埋め込んだ状態での実施の形態4に係る光ファイバコネクタの断面図である。また、図8および図9において、実施の形態2と同一の要素には同一の符号を付し、その説明を簡略化する。
【0030】
この実施の形態4は、光ファイバ2と光ファイバ3との突き合わせ面に、接着剤を注入できるように、接続基板14およびガイド部品17に接着剤注入用の接着剤注入孔39を設けたものである。なお、その他の構成は実施の形態2と同一である。
【0031】
この実施の形態4においては、光ファイバ2と光ファイバ3とを接続基板14上に固定した後、接着剤注入孔39から例えば光ファイバ接続用の紫外線硬化型の接着剤を注入し、紫外線を照射して接着剤を硬化させ、光ファイバ2および光ファイバ3の接続端部を確実に突き合わせ接合した状態で固定することができる。
【0032】
実施の形態4は、このように構成されているので、実施の形態2と同様の効果を奏すると同時に、光ファイバ2と光ファイバ3の両接続端部が接着剤により突き合わせ接合した状態で完全に固定される。この結果、より確実で、より低損失の光ファイバ2、3の接続を得ることができる。
【0033】
なお、この実施の形態4では、実施の形態2の光ファイバコネクタにおいて接着剤を注入するための注入孔を設けた実施例を示したが、これと同様に、実施の形態3の光ファイバコネクタにおいて、接続基板一体型ガイド部品27に接着剤注入孔を設けても同様の効果を得ることができる。
【0034】
実施の形態5.
次に、実施の形態5を図10および図11に基づき説明する。ここに、図10はこの実施の形態5に係る光ファイバコネクタの分解斜視図であり、図11は複合材料構造に埋め込んだ状態での実施の形態5に係る光ファイバコネクタの断面図である。また、図10および図11において、実施の形態2と同一の要素には同一の符号を付し、その説明を簡略化する。
【0035】
この実施の形態5は、実施の形態2においてガイド部品17の背面にテーパ面を設けてスライド式の固定金具を取り付けるようにしたものである。
すなわち、図10および図11において、40は、金属、セラミックスまたはプラスチックからなり、光ファイバ3を接続基板4のV型溝内に押し付けて固定するためのスライド式固定金具である。41は、スライド式固定金具40を固定するための固定ピンで、ガイド部品17、接続基板14、緩衝材16、スライド式固定金具40には、この固定ピン41を通すための穴42、43、44、45が明けられている。また、ここでは、ガイド部品17の複合材料構造1の外部に突き出ている部分の背面側大半部分に、この突き出し部分を先細とするテーパ面17aが設けられている。また、スライド式固定金具40には、このテーパ面17aに接合しながらスライドするためのテーパ面40aを有する筒状体として形成されている。従って、前記テーパ面17aには前記スライド式固定金具40のテーパ面40aがスライドしてくるので、このテーパ面17aを避けて固定金具15の折り曲げ片部15bを折り曲げることができるように、固定金具15の光ファイバ3側の寸法は短く設定されている。以上が構成上実施の形態2と異なる部分であって、その他の構成は実施の形態2と同一である。
【0036】
次に、光ファイバを複合材料構造1に埋め込むに当たっては、次のような手順により行われる。まず、接続基板14をガイド部品17の上に、接着するなどして図11のように固定しておく。次いで、ガイド部品17の溝に光ファイバ2を沿わせ、緩衝材16を載せた後、固定金具15を被せ、固定金具15の折り曲げ片部15aおよび15bを折り曲げて、実施の形態2の場合と同様に、緩衝材16を介して光ファイバ2を接続基板14のV型溝上に弾性的に押しつけて、光ファイバ2をこの光ファイバコネクタに固定する。このとき、この実施の形態5においては、実施の形態2〜4に比べると固定金具15の折り曲げ片部15bが短くなっているので、光ファイバ2の接続端部が折り曲げ片部15b部分よりも上の位置にきている。
【0037】
この状態で、図11のように、この光ファイバコネクタの光ファイバ2側部分を複合材料構造1の内部に埋め込む。そして、この後、複合材料構造1外部の光ファイバ3を接続するときには、光ファイバ3の接続端部を接続基板14と緩衝材16との間に差し込み、接続基板14の表面のV型溝内で光ファイバ2と光ファイバ3の両接続端部の端面同士を突き合わせる。そして、固定金具15により暫定的に保持された緩衝材16およびガイド部品17の外側に対し図11のように、スライド式固定金具40のテーパ面40aを複合材料構造1の外部から前記テーパ面17aにスライドさせながら、つまり、光ファイバ3の軸方向にスライドさせながらこのスライド式固定金具をスライド式に被せ、固定ピン41で固定する。このとき、ガイド部品17の端部がテーパ面17aになっているところから、光ファイバ3は緩衝材16を介して弾性的に接続基板4に対して押し付けられて固定される。
【0038】
実施の形態5の光ファイバコネクタは以上のように構成されているので、実施の形態2と同様の効果を奏すると同時に、スライド式固定金具40を抜き差しすることにより、光ファイバ3を自由に着脱することが可能となる。
なお、ここでは、実施の形態2の光ファイバコネクタに対して、スライド式固定金具を用いた例を示したが、実施の形態3の光ファイバコネクタに対してもこの実施の形態5に準じた構成により、スライド式固定金具40を用いて同様の効果を得ることができる。
【0039】
なお、以上の説明から明らかであるが、光ファイバを埋め込んだ複合材料構造1は、上記実施の形態1から5のいずれかの光ファイバコネクタを用いることにより、複合材料構造1に埋め込まれた光ファイバ2と複合材料構造1外部の光ファイバ3とを容易に接続することができる。
【0040】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したような構成になっているため、以下に記載されるような効果を奏する。
この発明の光ファイバコネクタは、複合材料構造に埋め込まれた光ファイバの接続端部と、この複合材料構造の外部の光ファイバの接続端部とを接続する光ファイバコネクタであって、前記複合材料構造に埋め込まれた光ファイバの接続端部と、前記複合材料構造の外部の光ファイバの接続端部とを突き合わせ状態に載置するための断面V型溝を備えた接続基板と、この接続基板の前記断面V型溝上に前記両接続端部を押し付けて、この両接続端部を突き合わせ状態に保持するように、前記接続基板と前記両接続端部とを固定する固定機構と、前記複合材料構造に埋め込まれた光ファイバを前記接続基板へガイドするとともに、前記接続基板を強度的に補強して保持するガイド部品とを有し、前記固定機構は、その前記複合材料構造に埋め込まれた側の光ファイバを固定した部分が前記複合材料構造に対して埋め込み可能とされていることを特徴とするので、光ファイバの接続端部の端面の光学研摩や精密な位置合わせの作業を行うことなく、容易に光ファイバ同士を接続することができ、さらに複合材料構造に埋め込まれた光ファイバの接続端部を切断することなく、複合材料構造の端部を自由に切断して形を整えることも可能となる。
【0042】
また、この発明の第2の発明によれば、ガイド部品と接続基板とが一体構造となっているので、光ファイバコネクタの構造が簡単になり、薄型となる。したがって、光ファイバをより薄い複合材料構造に埋め込むことが可能となる。
【0043】
この発明の第3の発明によれば、前記ガイド部品および前記接続基板は、前記光ファイバの両接続端部の突き合わせ部に接着剤を注入するための穴を有するので、光ファイバの突き合わせ部分に接着剤を注入することにより、突き合わせ面の接合が確実に行われ、より確実でより低損失の光ファイバの接続を得ることができる。
【0044】
また、この発明の第4の発明は、複合材料構造に埋め込まれた光ファイバの接続端部と、この複合材料構造の外部の光ファイバの接続端部とを接続する光ファイバコネクタであって、前記複合材料構造に埋め込まれた光ファイバの接続端部と、前記複合材料構造の外部の光ファイバの接続端部とを突き合わせ状態に載置するための断面V型溝を備えた接続基板と、この接続基板の前記断面V型溝上に前記両接続端部を押し付けて、この両接続端部を突き合わせ状態に保持するように、前記接続基板と前記両接続端部とを固定する固定機構とを有し、前記固定機構はその前記複合材料構造に埋め込まれた側の光ファイバを固定した部分が前記複合材料構造に対して埋め込み可能とされ、前記光ファイバの配置軸方向にスライド式固定金具をスライドさせるスライド式機構により前記複合材料構造外部の光ファイバを前記接続基板のV型溝に着脱可能に押し付けるものとしているので、スライド式固定金具を着脱することにより光ファイバの着脱を自由に行うことができる。
【0045】
また、この発明の第5の発明に係る複合材料構造によれば、上記第1〜第4の発明のいずれかの光ファイバコネクタを用いて光ファイバが埋め込まれているので、複合材料構造に埋め込まれた光ファイバと複合材料構造の外部の光ファイバとを容易に接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施の形態1に係る光ファイバコネクタの分解斜視図である。
【図2】 複合材料構造に埋め込んだ状態での実施の形態1に係る光ファイバコネクタの断面図である。
【図3】 図2におけるA矢視図である。
【図4】 実施の形態2に係る光ファイバコネクタの分解斜視図である。
【図5】 複合材料構造に埋め込んだ状態での実施の形態2に係る光ファイバコネクタの断面図である。
【図6】 実施の形態3に係る光ファイバコネクタの分解斜視図である。
【図7】 複合材料構造に埋め込んだ状態での実施の形態3に係る光ファイバコネクタの断面図である。
【図8】 実施の形態4に係る光ファイバコネクタの分解斜視図である。
【図9】 複合材料構造に埋め込んだ状態での実施の形態4に係る光ファイバコネクタの断面図である。
【図10】 実施の形態5に係る光ファイバコネクタの分解斜視図である。
【図11】 複合材料構造に埋め込んだ状態での実施の形態5に係る光ファイバコネクタの断面図である。
【図12】 従来の光ファイバコネクタの一例を示す説明図である。
【図13】 図12の光ファイバコネクタを、専用治具を使って位置合わせして複合材料構造に固定する状態を示した図面である。
【符号の説明】
1 複合材料構造、2 光ファイバ、3 光ファイバ、4、14 接続基板、5、15 光ファイバ固定金具、5a、15a 光ファイバ固定用折り曲げ片部、5b、15b 光ファイバ固定用折り曲げ片部、6、16 緩衝材、7、17ガイド部品、17a テーパ面、27 接続基板一体型ガイド部品、39 接着剤注入孔、40 スライド式固定金具、41 固定ピン。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical fiber connector for connecting an optical fiber embedded in a composite material structure to an optical fiber outside the composite material structure.
[0002]
[Prior art]
In recent years, research has been actively conducted on a health monitoring technique in which an optical fiber sensor is embedded in a structure such as an aircraft body to detect the distortion and temperature of the structure and monitor the soundness of the structure. In addition, composite materials are often used as structural materials for applying health monitoring technology, and laminate sheets of fiber reinforced composite materials using carbon fibers or aramid fibers as reinforcing materials are often used. Therefore, in the case of this health monitoring technology, an important technical issue is how to draw out the optical fiber embedded in the composite material structure to the outside of the composite material structure and connect it to the measuring device. Several connection methods have been proposed.
[0003]
One example thereof is described in US Pat. No. 5,299,273. FIG. 12 shows a conventional optical fiber connector described in this publication, and FIG. 13 shows a state in which the conventional optical fiber connector is aligned and fixed to a composite material structure using a dedicated jig. FIG. 12 and 13,
[0004]
Such an optical fiber connector is connected by the following method. After cutting the end portion of the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in a conventional
[0006]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an optical fiber for easily connecting an optical fiber embedded in a composite material structure to an optical fiber outside the composite material structure. An object is to provide a connector.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
An optical fiber connector according to the present invention is an optical fiber connector for connecting a connection end portion of an optical fiber embedded in a composite material structure and a connection end portion of an optical fiber outside the composite material structure. A connection substrate having a cross-sectional V-shaped groove for placing the connection end of the optical fiber embedded in the structure and the connection end of the optical fiber outside the composite material structure in abutting state, and the connection substrate A fixing mechanism for fixing the connection substrate and the two connection end portions so as to press the both connection end portions onto the V-shaped groove of the cross section and hold the both connection end portions in abutting state. A guide component for guiding the optical fiber embedded in the composite material structure to the connection board and reinforcing and holding the connection board in strength. Have The fixing mechanism is Embedded in the composite material structure Side Fix optical fiber did portion But Embeddable in the composite structure Has been It is characterized by this.
[0009]
In this case, the guide component and the connection board may be integrated.
[0010]
Moreover, it is preferable that the said guide component and the said connection board shall have a hole for inject | pouring an adhesive agent into the butt | matching part of the both connection end parts of the said optical fiber.
[0011]
Also, An optical fiber connector according to the present invention is an optical fiber connector for connecting a connection end portion of an optical fiber embedded in a composite material structure and a connection end portion of an optical fiber outside the composite material structure. A connection substrate having a cross-sectional V-shaped groove for placing the connection end of the optical fiber embedded in the structure and the connection end of the optical fiber outside the composite material structure in abutting state, and the connection substrate A fixing mechanism for fixing the connection substrate and the two connection end portions so as to press the both connection end portions onto the V-shaped groove of the cross section and hold the both connection end portions in abutting state; The fixing mechanism is The portion where the optical fiber on the side embedded in the composite material structure is fixed can be embedded in the composite material structure, The optical fiber outside the composite material structure is detachably pressed against the V-shaped groove of the connection substrate by a sliding mechanism that slides a sliding fixing bracket in the axial direction of the optical fiber. It is characterized by .
[0012]
Moreover, the composite material structure of the present invention is characterized in that an optical fiber is embedded using any one of the optical fiber connectors described above.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1
First, the first embodiment will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 1 is an exploded perspective view of the optical fiber connector according to the first embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the optical fiber connector according to the first embodiment in a state of being embedded in a composite material structure. 3 is a view taken in the direction of arrow A in FIG.
[0014]
1 to 3, reference numeral 1 denotes a composite material structure, 2 denotes an optical fiber embedded in the
[0015]
[0016]
6 is a cushioning material disposed between the
[0017]
In embedding the
[0018]
According to the optical fiber connector as described above, the connection end portion of the
[0019]
Next, the second embodiment will be described with reference to FIGS. 4 is an exploded perspective view of the optical fiber connector according to the second embodiment, and FIG. 5 is a cross-sectional view of the optical fiber connector according to the second embodiment in a state of being embedded in a composite material structure. 4 and 5, the same elements as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified.
[0020]
In the second embodiment, the case where the
[0021]
4 and 5,
[0022]
[0023]
Then, when the
[0024]
Since the second embodiment is configured as described above, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and at the same time, the optical fiber can be taken out from the surface of the composite material structure 1 at a free angle. Without cutting the optical fiber, the connecting end portion of the composite material structure 1 can be freely cut to adjust the shape.
[0025]
Next,
[0026]
In the third embodiment, the
[0027]
Note that the connection board integrated
[0028]
Since the third embodiment is configured as described above, the same effect as that of the second embodiment can be obtained. At the same time, the structure is simplified because the guide component and the connection board are integrated, and the connection board integrated guide is provided. The
[0029]
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is an exploded perspective view of the optical fiber connector according to the fourth embodiment, and FIG. 9 is a cross-sectional view of the optical fiber connector according to the fourth embodiment in a state of being embedded in a composite material structure. 8 and 9, the same reference numerals are given to the same elements as those in the second embodiment, and the description thereof is simplified.
[0030]
In the fourth embodiment, an
[0031]
In the fourth embodiment, after the
[0032]
Since the fourth embodiment is configured as described above, the same effect as that of the second embodiment can be obtained, and at the same time, both the connection end portions of the
[0033]
In the fourth embodiment, the example in which the injection hole for injecting the adhesive is provided in the optical fiber connector of the second embodiment is shown. Similarly, the optical fiber connector of the third embodiment is provided. In this case, the same effect can be obtained even if an adhesive injection hole is provided in the connection board integrated
[0034]
Next, a fifth embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 10 is an exploded perspective view of the optical fiber connector according to the fifth embodiment, and FIG. 11 is a cross-sectional view of the optical fiber connector according to the fifth embodiment in a state of being embedded in a composite material structure. 10 and 11, the same elements as those in the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified.
[0035]
In the fifth embodiment, a taper surface is provided on the back surface of the
That is, in FIGS. 10 and 11,
[0036]
Next, when the optical fiber is embedded in the composite material structure 1, the following procedure is performed. First, the
[0037]
In this state, the
[0038]
Since the optical fiber connector according to the fifth embodiment is configured as described above, the
In addition, although the example which used the slide-type fixing metal fitting was shown with respect to the optical fiber connector of
[0039]
As is clear from the above description, the composite material structure 1 in which the optical fiber is embedded is the light embedded in the composite material structure 1 by using any one of the optical fiber connectors of the first to fifth embodiments. The
[0040]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
An optical fiber connector according to the present invention is an optical fiber connector for connecting a connection end portion of an optical fiber embedded in a composite material structure and a connection end portion of an optical fiber outside the composite material structure. A connection substrate having a cross-sectional V-shaped groove for placing the connection end of the optical fiber embedded in the structure and the connection end of the optical fiber outside the composite material structure in abutting state, and the connection substrate A fixing mechanism for fixing the connection substrate and the two connection end portions so as to press the both connection end portions onto the V-shaped groove of the cross section and hold the both connection end portions in abutting state. A guide component for guiding the optical fiber embedded in the composite material structure to the connection board and reinforcing and holding the connection board in strength. Have The fixing mechanism is Embedded in the composite material structure Side Fix optical fiber did portion But Embeddable in the composite structure Has been Therefore, the optical fibers can be easily connected to each other without performing optical polishing or precise alignment work on the end faces of the connection ends of the optical fibers. Furthermore, it is possible to trim the end of the composite material structure freely without cutting the connection end of the optical fiber embedded in the composite material structure. The
[0042]
In addition, the
[0043]
No. 1 of this
[0044]
In addition, the
[0045]
In addition, the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view of an optical fiber connector according to a first embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the optical fiber connector according to Embodiment 1 in a state embedded in a composite material structure.
FIG. 3 is a view taken along arrow A in FIG. 2;
4 is an exploded perspective view of an optical fiber connector according to
FIG. 5 is a cross-sectional view of the optical fiber connector according to
6 is an exploded perspective view of an optical fiber connector according to
FIG. 7 is a cross-sectional view of an optical fiber connector according to
8 is an exploded perspective view of an optical fiber connector according to
FIG. 9 is a cross-sectional view of an optical fiber connector according to
10 is an exploded perspective view of an optical fiber connector according to
FIG. 11 is a cross-sectional view of an optical fiber connector according to a fifth embodiment in a state embedded in a composite material structure.
FIG. 12 is an explanatory view showing an example of a conventional optical fiber connector.
13 is a view showing a state in which the optical fiber connector of FIG. 12 is aligned and fixed to a composite material structure using a dedicated jig.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Composite material structure, 2 Optical fiber, 3 Optical fiber, 4, 14 Connection board |
Claims (5)
前記複合材料構造に埋め込まれた光ファイバの接続端部と、前記複合材料構造の外部の光ファイバの接続端部とを突き合わせ状態に載置するための断面V型溝を備えた接続基板と、
この接続基板の前記断面V型溝上に前記両接続端部を押し付けて、この両接続端部を突き合わせ状態に保持するように、前記接続基板と前記両接続端部とを固定する固定機構と、
前記複合材料構造に埋め込まれた光ファイバを前記接続基板へガイドするとともに、前記接続基板を強度的に補強して保持するガイド部品とを有し、
前記固定機構は、その前記複合材料構造に埋め込まれた側の光ファイバを固定した部分が前記複合材料構造に対して埋め込み可能とされていることを特徴とする光ファイバコネクタ。An optical fiber connector for connecting a connection end of an optical fiber embedded in a composite material structure and a connection end of an optical fiber outside the composite material structure,
A connection substrate having a cross-sectional V-shaped groove for placing the connection end of the optical fiber embedded in the composite material structure and the connection end of the optical fiber outside the composite material structure in a butted state;
A fixing mechanism that fixes the connection board and the two connection ends so as to press the connection ends onto the V-shaped groove of the connection board and hold the connection ends in abutting state ;
A guide part for guiding the optical fiber embedded in the composite material structure to the connection substrate and reinforcing and holding the connection substrate in strength ,
The fixing mechanism, the optical fiber connector, characterized in that said composite material structure implanted fixation portion optical fiber on the side that is capable embedded with respect to the composite structure.
前記複合材料構造に埋め込まれた光ファイバの接続端部と、前記複合材料構造の外部の光ファイバの接続端部とを突き合わせ状態に載置するための断面V型溝を備えた接続基板と、
この接続基板の前記断面V型溝上に前記両接続端部を押し付けて、この両接続端部を突き合わせ状態に保持するように、前記接続基板と前記両接続端部とを固定する固定機構とを有し、
前記固定機構は、その前記複合材料構造に埋め込まれた側の光ファイバを固定した部分が前記複合材料構造に対して埋め込み可能とされ、前記光ファイバの配置軸方向にスライド式固定金具をスライドさせるスライド式機構により前記複合材料構造外部の光ファイバを前記接続基板のV型溝に着脱可能に押し付けるものであることを特徴とする光ファイバコネクタ。An optical fiber connector for connecting a connection end of an optical fiber embedded in a composite material structure and a connection end of an optical fiber outside the composite material structure,
A connection substrate having a cross-sectional V-shaped groove for placing the connection end of the optical fiber embedded in the composite material structure and the connection end of the optical fiber outside the composite material structure in a butted state;
A fixing mechanism for fixing the connection board and the two connection ends so as to press the connection ends on the V-shaped groove of the connection board and hold the connection ends in abutting state; Have
The fixing mechanism is configured such that a portion where the optical fiber on the side embedded in the composite material structure is fixed can be embedded in the composite material structure, and a slide-type fixing bracket is slid in the arrangement direction of the optical fiber. An optical fiber connector characterized in that an optical fiber outside the composite material structure is detachably pressed into a V-shaped groove of the connection substrate by a sliding mechanism .
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