光纤断裂检测机构的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种光纤断裂检测机构，该光纤断裂检测机构具有：挠性基板（4、14），其从作为导光机构的传输用光纤（3、12）的外周部离开规定距离而覆盖整周，并且具备挠性，具备由于从传输用光纤（3、12）的断裂部泄漏的激光而断线的检测用电路（5、16）；以及管（10），其覆盖挠性基板（4、14）的整周，并且能在内部遮蔽从传输用光纤（3、12）的断裂部泄漏的激光。根据本实用新型，能够在极短时间可靠地检测光纤的断裂，能够可靠地遮断激光向外部的泄漏，能够维持光纤的挠性，安全性极高，具有通用性，且便宜。
【专利说明】光纤断裂检测机构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及光纤断裂检测机构，尤其涉及适于检测对激光进行导光的传输用光纤是否断裂的光纤断裂检测机构。
【背景技术】
[0002]近年来，提出了以激光二极管为激励用激光的光源的激光加工装置(例如参照专利文献1，图1)。
[0003]在该激光加工装置中，当按照激光的行进方向概略地进行说明时，形成为，首先，在激光振荡部，利用激光二极管对激励用激光进行激励，接着，通过振荡光纤将激励用激光作为规定波长的光纤激光取出，接着，利用光纤等导光机构导向加工头，接着，利用加工头向加工对象物照射光纤激光而实施激光加工。
[0004]另外，设置多个激光振荡部，并且将从各激光振荡部导出的多个光纤集中到一根光纤中并输出大能量的光纤激光。
[0005]当作为这种导光机构的光纤万一断裂时，具有较大能量的光纤激光从断裂部位向外部泄漏，有可能损坏设置在光纤周围的各种设备。
[0006]为了检测这种光纤的断裂而使光纤激光的振荡停止，提出了各种检测装置(例如，参照专利文献2、专利文献3等)。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献1:日本特开2010-010274号公报
[0009]专利文献2:日本特开平09-066384号公报
[0010]专利文献3:日本特开2003-014579号公报
[0011]但是，如上述专利文献2的一个例子所示，在与光纤平行地配设电线，检测该电线被从光纤泄漏的激光烧断的情况结构中，有时泄漏的激光未照射在电线上，检测精度恶化，在无法检测时，有可能损坏周围的设备。
[0012]另外，如上述专利文献2的另一例子那样，在光纤上同轴状地配设导电性的保护管，检测该保护管被从光纤泄漏的激光烧断的情况的结构中，由于在激光的泄漏未遍及光纤的整周时，导电管不会断裂，因此检测精度恶化。并且，例如当光纤是长条时，难以在长条的保护管内不损伤地插通长条的光纤，并且，保护管妨碍光纤的挠性，无法进行使光纤弯曲的配设。
[0013]另外，如上述专利文献3所示，在光纤的外周面直接形成导电线，检测该导电线被从光纤泄漏的激光烧断的情况的结构中，例如需要与光纤的制造同时地组装导电线，光纤价格高，并且，无法与已经设置的光纤对应，因此需要更换光纤整体，价格还是高。
[0014]另外，在上述专利文献2及3中，在光纤断裂的场合，在直到激光的振荡停止期间，较大能量的激光继续泄漏到外部，系统的安全性差。
[0015]另外，上述问题点不仅为使光纤弯曲地配置的部分，在直线状地配置的部分也同
样产生。实用新型内容
[0016]本实用新型是鉴于这些问题而完成的，其目的在于提供光纤断裂检测机构，该光纤断裂检测机构能够在极短时间可靠地检测光纤的断裂，能够可靠地遮断激光向外部的泄漏，能够维持光纤的挠性，安全性极高，具有通用性，且便宜。
[0017]本实用新型的光纤断裂检测机构的第一方式的特征在于，具有:从作为导光机构的传输用光纤的外周部离开规定距离而覆盖整周并且具备挠性，并具备由于从上述传输用光纤的断裂部泄漏的激光而断线的检测用电路的挠性基板；以及覆盖上述挠性基板的整周并且能在内部遮蔽从上述传输用光纤的断裂部泄漏的激光的管。
[0018]由此，根据本实用新型的光纤断裂检测机构，能够在极短时间可靠地检测光纤的断裂，能够可靠地遮蔽激光向外部的泄漏，安全性极高，具有通用性，价格便宜。
[0019]另外，本实用新型的光纤断裂检测机构的第2方案根据上述第I方案，其特征在于，上述管由单独的具备挠性的挠性管及直管状管或通过组合多个具备挠性的挠性管及直管状管而形成。
[0020]由此，根据本实用新型的光纤断裂检测机构，能够根据光纤的配置结构，作为上述管，由单独的具备挠性的挠性管及直管状管或通过组合多个具备挠性的挠性管及直管状管而设置，能够在极短时间可靠地检测断裂，能够可靠地遮蔽激光向外部的泄漏，能够维持光纤的挠性，安全性极高，具有通用性，价格便宜。
[0021]另外，本实用新型的光纤断裂检测机构的第3方案根据上述第I或第2方案，其特征在于，上述检测用电路由金属图案形成，该金属图案配置成，在规定宽度的长条带状的上述挠性基板的宽度方向的两端部将比泄漏的上述激光的直径细的金属线路折回的曲折状。
[0022]由此，根据本实用新型的光纤断裂检测机构，能够可靠地利用从传输用光纤泄漏的激光熔断检测用电路，能够在极短时间可靠地检测光纤的断裂。
[0023]另外，本实用新型的光纤断裂检测机构的第4方案根据上述第3方案，其特征在于，上述金属图案由一条或多条上述金属线路形成。
[0024]由此，根据本实用新型的光纤断裂检测机构，在使用一条金属线路的情况下，能够减小线路的配置间距而提高利用激光的熔断的可靠性，在使用多条金属线路的情况下，通过将任一个作为检测的备份使用，能提高利用激光的熔断的可靠性。
[0025]另外，本实用新型的光纤断裂检测机构的第5方案根据上述第3或第4方案，其特征在于，上述挠性基板配置成在宽度方向上被弄圆，并且使宽度方向端部的上述金属图案重叠，并卷绕在上述传输用光纤的外周部。
[0026]由此，根据本实用新型的光纤断裂检测机构，能够将挠性基板简单地插入挠性管内，并且能够利用检测用电路完全覆盖传输用光纤的外周，从而提高利用激光的熔断的可靠性。
[0027]另外，本实用新型的光纤断裂检测机构的第6方案根据上述第5方案，其特征在于，配置单个上述挠性基板，或在上述传输用光纤的圆周方向上配置多个上述挠性基板。
[0028]由此，根据本实用新型的光纤断裂检测机构，能够根据检测激光的泄漏的对象(传输用光纤)的大小，配置单个或多个挠性基板，从而能够可靠地检测激光的泄漏。
[0029]另外，本实用新型的光纤断裂检测机构的第7方案根据上述第6方案，其特征在于，上述传输用光纤由通过捆扎多条较细的传输用光纤并熔敷的光纤束构成，上述光纤束由多个配置在其外周的圆周方向的上述挠性基板覆盖，上述管由在长度方向上相互局部重叠地配置的多个直管状管构成。
[0030]由此，根据本实用新型的光纤断裂检测机构，即使相对于较粗的光纤束，也能够在极短时间可靠地检测其断裂，能够可靠地遮蔽激光向外部的泄漏，能够维持光纤束的挠性，安全性极高，具有通用性，价格便宜。
[0031]另外，本实用新型的光纤断裂检测机构的第8方案根据上述第3至第7方案，其特征在于，上述挠性基板被上述金属图案施加从被弄圆的状态扩开的力，从而附着在上述挠性管的内周面。
[0032]由此，根据本实用新型的光纤断裂检测机构，能够在传输用光纤与挠性基板之间确保规定的间隔而设置。
[0033]本实用新型的效果如下。
[0034]本实用新型的光纤断裂检测机构能够在极短时间可靠地检测光纤的断裂，能够可靠地遮蔽激光向外部的泄漏，能够维持光纤的挠性，安全性极高，具有通用性，价格便宜。
【专利附图】
【附图说明】
[0035]图1是表示本实用新型的光纤断裂检测机构的一个实施方式的局部剖面侧视图。
[0036]图2是沿图1的2-2线的剖视图。
[0037]图3是挠性基板的俯视图。
[0038]图4是沿图3的4-4线的放大剖视图。
[0039]图5是表示本实用新型的光纤断裂检测机构的另一实施方式的局部剖面侧视图。
[0040]图6是沿图5的6-6线的剖视图。
[0041]图7是表示挠性基板的另一配置例子的与图6相同的图。
[0042]图中:
[0043]1、Ia—光纤断裂检测机构，3—传输用光纤，4、14一挠性基板，5、16—检测用电路，8—金属图案，20 (11,15) 一管。
【具体实施方式】
[0044]下面，根据图1至图7说明本实用新型的光纤断裂检测机构。
[0045]图1至图4表示本实用新型的光纤断裂检测机构的一个实施方式。
[0046]如图1所示，本实施方式的光纤断裂检测机构I适用于检测将一端连接在成为光源的激光输出装置2的输出部2a上的一条传输用光纤3的断裂。
[0047]该光纤断裂检测机构I具备:挠性基板4，其从作为导光机构的传输用光纤3的外周部隔开规定距离地覆盖整周，并且具备挠性，具备由于从传输用光纤3的断裂部(例如覆盖中心的芯部的包覆部的龟裂部分)泄漏的激光而断线的检测用电路5;以及管20，其覆盖该挠性基板4的整周，并且能在内部遮蔽从传输用光纤3的断裂部泄漏的激光。作为本实施方式的管20，使用具备挠性的挠性管11。
[0048]若进一步说明，则一方的挠性基板4如图3的平面形状所示，形成为具备规定宽度W的长条的带状(在本实施方式中，与传输用光纤3的全长大致相等)。另外，挠性基板4如图4的剖面形状所示，在表背侧的树脂薄膜层6a、6b间形成检测用电路5。作为这些树脂薄膜层6a、6b的原材料，可以根据使用目的而从聚酰亚胺系树脂、苯酚系树脂、聚酯系树脂等中选择。该检测用电路5在一方的树脂薄膜层6a的表面形成铜等金属薄膜，之后通过实施蚀刻处理等，作为金属图案8形成平行的两条较细的金属线路7a、7b，在其上层叠另一方的树脂薄膜层6b而形成。两条较细的金属线路7a、7b的线宽形成为比从传输用光纤3泄漏的激光的直径(例如400 μ m)细的线宽(例如150 μ m),形成为能可靠地被激光烧坏。并且，由平行的两条较细的金属线路7a、7b构成的检测用电路5形成为在挠性基板4的宽度方向的两端部折回的曲折状(与挠性基板4的长度方向直行的方向)。作为金属图案8的金属线路7a、7b，可以设置一条或多条(在本实施方式中是两条)。在使用一条金属线路的场合，能够减小线路的配置间距而提高利用激光的熔断的可靠性，在使用多条金属线路的场合，通过将任一条作为检测的备份使用，能够提高利用激光的熔断的可靠性。挠性基板4如图2所示，沿宽度方向卷成圆形，并且使宽度方向端部的金属图案8重复地卷绕在传输用光纤3的外周部而配置，宽度W设定为能够使金属图案8的宽度方向端部重合的大小。在挠性基板4的长度方向的两端部分别固定有连接器9a、9b，在各连接器9a、9b的六个销状的连接端子10a、10b的两个上分别焊接各金属线路7a、7b的两端部。各连接器9a、9b将挠性基板4的长度方向的中央横切线作为对称轴而线对称地配置。另外，在挠性基板4的长度比传输用光纤3短的场合，可以在长度方向上配置多个挠性基板4。
[0049]如图1所示，另一方的挠性管11例如以使不锈钢板制的薄带材料为规定的直径的方式使宽度方向端部重复并卷绕为螺旋状而形成。不锈钢板的板厚例如在输出是200W左右且直径是400 μ m的泄漏的激光直接照射的场合，可以设定为100msec左右未熔断的厚度。另外，作为该挠性管11的原材料，除了不锈钢之外，可以使用起到相同功能的原材料(例如铝、铜等)。
[0050]接着，说明本实施方式的作用。
[0051]在进行组装的情况下，首先，将挠性基板4如图2的剖视图所示那样以弄圆的状态插入挠性管11内。配置在挠性管11内的挠性基板4由于形成金属图案8的各两条较细的金属线路7a、7b在挠性基板4的宽度方向上较长地形成，因此利用由各金属线路7a、7b的刚性产生的弹力，金属图案8施加从被弄圆的状态扩开的力，从而附着在挠性管11的内周面(在图2中，为了方便理解，在使挠性基板4与挠性管11离开的状态下图示)。另外，即使利用形成挠性基板4的树脂薄膜层6a、6b的弹性，也施加同样的扩开的力。利用该弹力，挠性基板4从传输用光纤3的外周以规定距离的间隔离开。
[0052]这样，将传输用光纤3从一端到另一端插入附着在挠性管11的内周面的挠性基板4的内侧。插入结束后，将两连接器9a、9b的连接端子10a、10b的连接各金属线路7a、7b的端子电连接在未图示的传感器部上。
[0053]在检测操作部中，可以通过两连接器9a、9b，总是电性地检测两条较细的金属线路7a、7b是否处于可通电状态。
[0054]在这种检测状态下，当万一在传输用光纤3上产生断裂且激光泄漏到外部时，比激光的直径(例如400μπι)细的线宽(例如150μm)的两条较细的金属线路7a、7b由于输出(例如200W)的激光的能量,在极短时间(例如500 μ sec?1msec)熔断,通过遮断向金属线路7a、7b的通电状态，电性地检测熔断，停止向激光输出装置2的通电，从而完全停止激光的输出。从伴随传输用光纤3的断裂的产生激光的泄漏时到利用激光输出装置2的激光的输出停止时所需的时间最长为数10msec，为极短时间。由此，从传输用光纤3泄漏，并贯通挠性基板4的激光在短时间内输出停止，因此挠性管11不会被激光熔断，完全防止激光泄漏到外部，从而确保激光系统整体的安全性。
[0055]另外，由于在挠性基板4与传输用光纤3之间设置规定的距离，因此能够维持传输用光纤3及挠性基板4以及挠性管11的挠性，能够挠性好地一起围上光纤断裂检测机构I及传输用光纤3，处理性优异，另外，在组装时能够不损伤结构各部且容易地组装。另外，SP使相对于已有的光纤，能够通过向被弄圆的挠性基板4内插入该光纤而设定，因此能够简单地适用，具有通用性，价格便宜。
[0056]图5至图7表示本实用新型的光纤断裂检测机构的另一实施方式。
[0057]如图5所示，本实施方式的光纤断裂检测机构Ia适用于检测通过捆扎多条传输用光纤3并熔敷而成的光纤束12的断裂。
[0058]如图5所示，光纤束12通过捆扎多条传输用光纤3并使各自的包覆部熔敷而形成较粗的光纤部13，通过设在较粗的光纤部13的前端部(图5的左端部)的末端金属件13a部分而逐级连接。
[0059]在本实施方式中，较细的各传输用光纤3部分由图1至图4所示的光纤断裂检测机构I分别覆盖，它们的合流部分及其前端较粗的光纤部13由较粗的光纤用光纤断裂检测机构Ia覆盖。
[0060]在此，以较粗的光纤用光纤断裂检测机构Ia为主进行说明。
[0061]在较粗的光纤用光纤断裂检测机构Ia中，利用内侧的挠性基板14与形成外侧的管20的多条直管状管15 (参照15a、15b、15c)从覆盖较细的各传输用光纤3部分的从图1至图4所示的各光纤断裂检测机构I的前端部的合流部分依次覆盖前端粗的光纤部13。
[0062]一方的挠性基板14从光纤束12 (较粗的光纤部13)的外周部离开规定距离地覆盖整周，并且具备挠性，具备由于从光纤束12的断裂部(例如，覆盖熔敷的中心的芯部的包覆部的龟裂部分)泄漏的激光而断线的检测用电路16。另一方的直管状管15覆盖内侧的挠性基板14的整周，并且在长度方向整体上具备挠性，能在内部遮蔽从光纤束12的断裂部泄漏的激光。
[0063]若进一步说明，则一方的挠性基板14通过将用于图3及图4所示的上述实施方式的四张挠性基板4如图6或图7所示，在光纤束12的圆周方向上等分地配置而形成。使各挠性基板4的检测用电路5的轴向端部互相重复，形成利用金属线路7a、7b完全覆盖光纤束12的外周的整周的检测用电路16。使用挠性基板4的张数可以根据光纤束12的直径选择。由此，形成为利用从光纤束12泄漏的激光可靠地烧坏金属线路7a、7b。当然，可以使用增大了挠性基板4的宽度的一张挠性基板14。在该场合，可以观察形成检测用电路16的金属线路的电阻的大小与消耗电力。
[0064]另一方的直管状管15考虑光纤束12是粗径，配置为能够使多个较粗的金属制(例如铝制)的直管15a、15b、15c在长度方向上重复并弯曲而形成。直管15a、15b、15c的板厚可以设定为例如在输出是200W左右且直径400 μ m的泄漏的激光直接照射的场合，IOOmsec程度未熔断的厚度。当然，可以使图1所示的挠性管11形成为粗径。
[0065]接着，说明本实施方式的作用。[0066]首先，将四张挠性基板4如图6的剖视图所示以成为在圆周方向上等分地配置且弄圆的状态插入直管状管15内。配置在直管状管15内的各挠性基板4由于形成金属图案8的各两条较细的金属线路7a、7b在挠性基板4的宽度方向上形成得长，因此利用由各金属线路7a、7b的刚性产生的弹力，金属图案8施加从被弄圆的状态扩开的力，从而附着在直管状管15的内周面(在图6及图7中，为了方便理解，在使挠性基板14与直管状管15离开的状态下图示)。另外，即使利用形成挠性基板4的树脂薄膜层6a、6b的弹性，也施加同样的扩开的力。利用该弹力，形成挠性基板14的各挠性基板4从光纤束12的外周以规定距离的间隔离开。
[0067]这样，在附着在直管状管15的内周面的挠性基板14的内侧将光纤束12从一端插入到另一端。插入完成后，将各挠性基板4的两连接器9a、9b的连接端子10a、10b的连接各金属线路7a、7b的端子电连接在未图示的传感器部上。
[0068]在检测操作中，可以通过两连接器9a、9b，总是电性地检测各挠性基板4的两条较细的金属线路7a、7b是否处于可通电状态。
[0069]在这种检测状态中，当万一在光纤束12上产生断裂且激光泄漏到外部时，比激光的直径(例如400 μ m)细的线宽(例如150 μ m)的两条较细的金属线路7a、7b利用输出(例如200W)的激光的能量,在极短时间(例如500 μ sec?1msec)熔断,通过遮断向金属线路7a、7b的通电状态，电性地检测熔断，停止向各激光输出装置2的通电，从而完全停止激光的输出。从伴随光纤束12的断裂的激光的泄漏产生时到利用激光输出装置2的激光的输出停止时所需的时间是最长为数IOmsec的极短时间。由此，从光纤束12泄漏，并贯通挠性基板4的激光在短时间输出停止，因此直管状管15不会被激光熔断，完全防止激光泄漏到外部，从而确保激光系统整体的安全性。
[0070]另外，由于在挠性基板14与光纤束12之间设置规定的距离，因此能够维持光纤束12及挠性基板14以及直管状管15的挠性，能够挠性良好地一起围上光纤断裂检测机构Ia及光纤束12，处理性优异，另外，能够在组装时不损伤结构各部且容易地组装。另外，即使相对于已有的光纤，也通过在弄圆的挠性基板14内插入该光纤而设定，因此能够简单地应用，具有普遍性，价格便宜。
[0071]另外，本实用新型并不限定于上述实施方式，能根据需要改变。
[0072]例如，在将传输用光纤3及光纤束12设置为直线状的情况下，作为管20，可以使用
一个直管状管。
【权利要求】
1.一种光纤断裂检测机构，其特征在于，具有: 从作为导光机构的传输用光纤的外周部离开规定距离而覆盖整周并且具备挠性，并具备由于从上述传输用光纤的断裂部泄漏的激光而断线的检测用电路的挠性基板；以及覆盖上述挠性基板的整周并且能在内部遮蔽从上述传输用光纤的断裂部泄漏的激光的管。
2.根据权利要求1所述的光纤断裂检测机构，其特征在于， 上述管由具备挠性的挠性管形成、或由单独的直管状管形成、或通过组合多个直管状管而形成。
3.根据权利要求1所述的光纤断裂检测机构，其特征在于， 上述检测用电路由金属图案形成，该金属图案配置成，在规定宽度的长条带状的上述挠性基板的宽度方向的两端部将比泄漏的上述激光的直径细的金属线路折回的曲折状。
4.根据权利要求2所述的光纤断裂检测机构，其特征在于， 上述检测用电路由金属图案形成，该金属图案配置成，在规定宽度的长条带状的上述挠性基板的宽度方向的两端部将比泄漏的上述激光的直径细的金属线路折回的曲折状。
5.根据权利要求3所述的光纤断裂检测机构，其特征在于， 上述金属图案由一条或多条上述金属线路形成。
6.根据权利要求3?5任一项所述的光纤断裂检测机构,其特征在于， 上述挠性基板配置成在宽度方向上被弄圆，并且使宽度方向端部的上述金属图案重叠，并卷绕在上述传输用光纤的外周部。
7.根据权利要求6所述的光纤断裂检测机构，其特征在于， 配置单个上述挠性基板，或在上述传输用光纤的圆周方向上配置多个上述挠性基板。
8.根据权利要求7所述的光纤断裂检测机构，其特征在于， 上述传输用光纤由通过捆扎多条较细的传输用光纤并熔敷的光纤束构成，上述光纤束由多个配置在其外周的圆周方向的上述挠性基板覆盖，上述管由在长度方向上相互局部重叠地配置的多个直管状管构成。
9.根据权利要求5、7或8所述的光纤断裂检测机构，其特征在于， 上述挠性基板被上述金属图案施加从被弄圆的状态扩开的力，从而附着在上述挠性管的内周面。
10.根据权利要求3所述的光纤断裂检测机构，其特征在于， 上述挠性基板被上述金属图案施加从被弄圆的状态扩开的力，从而附着在上述挠性管的内周面。
11.根据权利要求6所述的光纤断裂检测机构，其特征在于， 上述挠性基板被上述金属图案施加从被弄圆的状态扩开的力，从而附着在上述挠性管的内周面。
【文档编号】B23K26/00GK203579315SQ201320440782
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年7月23日 优先权日:2012年7月23日
【发明者】鹤见浩延, 阿部康幸, 绪方稔, 神边须勤 申请人:米亚基株式会社