JPH01246724A - 光ファイバ複合碍子およびその製造方法 - Google Patents
光ファイバ複合碍子およびその製造方法Info
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
(産業上の利用分野)
本発明は、送電線網及び変電所における故障点検出シス
テムを形成する場合に主として用いられる光ファイバ複
合碍子及びその製造方法に関するものである。 (従来の技術) 従来から電力系統における故障点の自動検出のため、課
電側の光センサからの信号を接地側の検出器まで伝送す
る機能を有する光ファイバ複合碍子が使用されている。 これらの光ファイバ複合碍子は種々のものが知られてお
り、例えば特開昭60−158402号公報においては
、碍子の軸部の軸心に貫通孔を有し、この貫通孔に光フ
ァイバが挿通され、その貫通孔の全体または部分にシリ
コーンゴムやエポキシ樹脂等の有機絶縁物を充填するこ
とにより光ファイバを封着し、碍子の表面漏洩絶縁距離
を減少させることを防止する技術および碍子の磁器全体
を加熱しておき貫通孔中に溶融したガラスを貫通孔の全
体または部分に流し込み、光ファイバを封着する技術が
知られている。 (発明が解決しようとする課題) しかしながら、上述した有機物による封着においては、
封着材である有機物と磁器とでは熱膨張係数が大きく異
なるため、加熱時に貫通孔から封着材が飛び出したり、
磁器を内部からおし割ったりする問題点があった。 また、上述した無機物による封着においては、長尺の磁
器全体を加熱するためには大きな設備が必要となり設備
費が増大し、消費電力も多くなりコストがかかりすぎる
問題点があった。さらに、ガラス溶融のために全体を加
熱すると、ファイバの被覆がはがれてしまい、ファイバ
が折れやすくなり、磁器端部からファイバを出す構造と
することが困難となる問題点もあった。 本発明の目的は上述した課題を解消して、製造方法が簡
単でしかも信頼性の高い光ファイバ複合碍子およびその
製造方法を提供しようとするものである。 (課題を解決するための手段) 本発明の光ファイバ複合碍子の第1発明は、碍子の中央
部分を貫通する内孔中に光ファイバを挿通し、該内孔内
に光ファイバが挿通しかっ内孔に接するスペーサを設置
して内孔内に封着用ガラスを充填し、さらに封着用ガラ
スより突出している光ファイバの突出部を樹脂又はゴム
状弾性体で被覆したことを特徴とするものである。 本発明光ファイバ複合碍子の第2発明は、碍子の中央部
分を貫通する内孔の端部に内孔中にガラス流れ止め用ス
ペーサを設置し、該スペーサ及び内孔を挿通して設けら
れた光ファイバのスペーサより外方に延びる部位がセラ
ミック筒体よりなる封着部で被嵌され、碍子内孔とセラ
ミック筒体よりなる封着部との間に封着用ガラスを充填
してなることを特徴とするものである。 本発明光ファイバ複合碍子の第3発明は、碍子の中央部
分を貫通する内孔の端部に、光ファイバを挿通して封着
用ガラスで封着したセラミック筒体よりなる封着部を位
置させ、該セラミンク筒体よりなる封着部の外周に碍子
の内孔径より大きな寸法の環状の封止部を持った金属又
は導電性セラミックよりなる導電体を嵌合し、碍子端部
および光ファイバが挿通されたセラミック筒体よりなる
封着部と導電体との間を封着用ガラスで密封したことを
特徴とするものである。 本発明光ファイバ複合碍子の第4発明は、碍子の中央部
分を貫通する内孔の端部に、光ファイバが挿通されかつ
光ファイバがガラスで封止された金属または導電性セラ
ミックスよりなる導電体を嵌合し、碍子の内孔と導電体
との間を封着用ガラスで封着することを特徴とするもの
である。 また、本発明の光ファイバ複合碍子の製造方法の第1発
明は、碍子の中央部分を貫通する内孔中に、予じめセラ
ミック筒体に光ファイバを挿通し封着用ガラスで密封し
た封着部または光ファイバを挿通し、封着部または光フ
ァイバと碍子の内孔との間に加熱溶融された流動性のあ
る封着用ガラスを注入して碍子の内孔と光ファイバ又は
前記封着部との間をガラスで密封することを特徴とする
ものである。 さらに、本発明の光ファイバ複合碍子の製造方法の第2
発明は、碍子の中央部分を貫通する内孔中に光ファイバ
を挿通して、内孔部の端部を封着する光ファイバ複合碍
子の製造法であって、セラミック筒体あるいは金属また
は導電性セラミックスよりなる筒体の内孔に光ファイバ
を挿通し、光ファイバとこれら筒体の内孔の間を封着用
ガラスで密封し、さらにこれらの筒体を碍子の内孔に設
置し、前記筒体の外周部あるいは内孔の筒体に接する部
分に封着用ガラスを塗布し、加熱することにより封着用
ガラスを溶融して、筒体と碍子の内孔の冊を封着用ガラ
スで封着することを特徴とするものである。 さらに、本発明の光ファイバ複合碍子の製造法の第3の
発明は、碍子の中央部分を貫通する内孔中に光ファイバ
を挿通して、内孔部の端部を封着する光ファイバ複合碍
子の製造法であって、セラミック筒体あるいは金属また
は導電性セラミックスよりなる筒体の内孔に光ファイバ
を挿通し、光ファイバとこれら筒体の内孔の間を封着用
ガラスで密封し、さらに、これらの筒体と磁器の端面ま
たは内孔に密着する形状の金属または導電性セラミック
スよりなる導電体の部材および磁器内孔中に前記ファイ
バを挿通した筒体を挿入し導電体の部材またはその導電
体の部材と接する碍子部あるいは前記ファイバを挿通し
た筒体に、封着用ガラスを塗布し、加熱することにより
封着用ガラスを溶融して碍子内孔部の端部を封着するこ
とを特徴とするものある。 (作 用) 上述した第1発明から第4発明の構成においては、碍子
の磁器と熱膨張係数が近い無機ガラスを封着材として用
いることにより、従来の有機封着における課題を解決で
きるとともに、碍子の貫通孔の両端部のみで封着を行な
っているため、磁器全体を加熱する必要はなく、従来の
無機物封着時の課題を解決できる。 また、無機ガラスによる封着部の外側に突出する光ファ
イバの周囲にシリコーンゴム、プラスチック等よりなる
端部保護部材を設けると、加熱によりはがれたファイバ
の被覆を補填し、ファイバの折れをさらに好適に防止す
ることができる。 さらに、封着部に導電体を使用した場合は、封着ガラス
の密封を部分的な導電体の高周波誘導加熱により達成で
きるため好ましい。 封着材料としてのガラス質結合材としてはpbo−82
03系ガラスを使用するとともに、そのガラス質結合材
の(碍子磁器の熱膨張係数/封着材料の熱膨張係数)の
値Aが1<As2.5の範囲内であると、クラック等の
発生もなく封着材料として最適である。 溶融ガラスの流れ止め用スペーサとしては、コバール、
アルミニウム、ステンレス、銀、ニッケルのいずれかよ
りなる金属板または仮焼素地のような多孔質磁器または
無機質繊維を使用した板状体を使用すると、封着材の無
機ガラスともそれほど熱膨張係数が違わないため好まし
い。 (実施例) 第1図(a)〜(d)はそれぞれ本発明の光ファイバ複
合碍子の一例の構造を示す断面図である。いずれの実施
例も、碍子1の中央部分に内孔2を有し、この内孔2に
光ファイバ3を挿通する構造の光ファイバ複合碍子を示
している。 第1図(a)に示した実施例では、碍子1の端部の拡孔
部la内にガラス流れ止め用のスペーサ4と封着用ガラ
ス5とからなる封着部を設けるとともに、この封着部の
外方の突出部に光ファイバを保護するための樹脂又はゴ
ム状弾性体からなる端部保護部材6を設けて端部を封着
している。第1図(b)に示した実施例では、内孔2内
に挿入可能な外径を有するセラミック筒体あるいは導電
セラミック製又は金属製の筒体7内にスペーサ4と封着
用ガラス5を設けその両端部を耐熱樹脂等により被冠し
た後、この筒体7を内孔2と封着することにより拡孔部
を設けずに端部を封着している。 第1図(c)に示した実施例では、第1図(b)に示し
た実施例と同様、スペーサ4と封着用ガラス5を内部に
設けた筒体7を内孔2内に封着するとともに、筒体7よ
りなる封着部の外周に内孔2の径より大きな封止部を持
った金属又は導電性セラミックスよりなる導電体8とも
封着して端部を封着している。 また、第1図(d)に示した実施例では、第1図(b)
に示した実施例と同様に、碍子の内孔2中にスペーサ4
を設け、さらに円錐の頂部を内側に折り返した形状の金
属又は導電性セラミックス7の折り返し内孔内に封着用
ガラス5を充填して光ファイバ3を密封するとともに、
金属又は導電性セラミックス7と碍子の内孔2とを封着
用ガラスで封着し、さらにこの封着部の外方に光ファイ
バ3を保護するための樹脂又はゴム状弾性体からなる端
部保護部材6を設けて端部を封着したものである。 第2図(a) 、 (b)はそれぞれ本発明の光ファイ
バ複合碍子の他の例の端部構造を示す図である。第2図
(a)に示す端部構造は第1図(a)に示す構造の変形
例で、筒体7とその両端部の耐熱樹脂等よりなる端部保
護部材6および筒体7の内孔に充填された封着用ガラス
5とにより光ファイバ3を保護して封着部を形成した後
、この封着部を内孔2内に拡孔部を用いずスペーサ4と
別の封着用ガラス5とにより設けている。第2図(b)
に示す端部構造は第1図(d)に示す構造の変形例で、
光ファイバ3が挿通されたセラミック筒体あるいは金属
又は導電性セラミックよりなる筒体7の内孔部にスペー
サ4を嵌合し、その外方部を封着ガラス5で封着した予
備封着部材41を碍子の内孔2の端部に嵌合し、さらに
金属又は導電性セラミックよりなりドーナツ状でかつ断
面V字状よりなる導電体8を予備封着部材41に挿通す
るとともに、碍子端部の拡孔部1aに当接し、導電体8
と筒体7との間および導電体8と拡孔部1aとの間を封
着用ガラス5で密封し両端部を樹脂あるいはゴム状弾性
体よりなる端部保護部材6により保護している。 以下、上述した構造の本発明の光ファイバ複合碍子の製
造方法について説明する。第3図(a)〜(c)は第1
図(a)に示す本発明の光ファイバ複合碍子の各製造工
程を示す図である。本実施例において、第3図(a)は
予備加熱工程(冷却工程)を、第3図(b)はガラス封
着工程を、第3図(c)は端部保護材注入工程をそれぞ
れ示している。 まず、第3図(a)に示す予備加熱工程においては、碍
子1および光ファイバ3を碍子固定治具11−1.11
−2および光ファイバ固定治具12−1 。 12−2により固定する。これらの治具は、その上下お
よび左右方向σ間隔を碍子1および光ファイバ3の位置
に応じて調整可能に構成されている。 このとき、碍子1の上端部および下端部には光ファイバ
固定治具12−1 、12−2による固定に先立って、
第1図に示すようにガラス流れ止め用のスペーサ4およ
び内孔2内で光ファイバ3を固定するためのスペーサ1
3等を予じめ設けてお(必要がある。次に、光ファイバ
固定治具12−1 、12−2を下方向にずらし、熱風
を吹き付ける等の手段により、下端部の所定位置の光フ
ァイバ3の被覆をはがすとともに、同じく光ファイバ固
定治具12−2.12−2を上方向にずらし、上端部の
所定位置の光ファイバ3の被覆をはがす。これにより、
光ファイバ3の被覆をはがした部分がガラス封着部分と
なるようにしている。最後に予備加熱ヒータ14−1
、14−2を碍子lの両端部に装着し、例えば200°
CX30分の条件で加熱する。 第3図(b)に示すガラス封着工程においては、予備加
熱の終了した碍子1に対し、誘導加熱ガラス溶融炉21
、熱風吹き付は管22、冷却管23を設置する。次に、
熱風吹き付は管22より例えば550°C±20°Cの
熱風を5分間吹き付けて端部を加熱した後、誘導加熱ガ
ラス溶融炉21中で例えば500″Cで溶融した所定組
成の封着用ガラス5を碍子1の端部の封着部内孔に注入
する。所定量まで封着用ガラス5を注入終了して一端部
への封着作業を実施した後、碍子lを反転して下部につ
いても同様な方法でガラスを注入して封着工程を終了す
る。なお、冷却管23は光ファイバ固定治具12−1
、12−2の加熱を防止するために使用される。 ガラス封着工程終了後の碍子1は、第3図(a)に示し
た予備加熱工程と同様予備加熱ヒータ14−1.14−
2で加熱しながら例えば50°C/hrの冷却速度で封
着用ガラス5を冷却する。冷却は封着用ガラス5の表面
温度が80°C±10℃になるまで冷却して終了する。 次に、冷却後の両端部の封着を終了した碍子1を第3図
(c)に示す端部保護材注入工程に移す。 例えば、シリコーンゴム等の端部保護部材の注入工程で
は、端部にシリコーンゴム等の注入治具31を設置し、
吸引口32を真空吸引し、あるレベルに達したらシリコ
ーンゴムを注入口33から治具31内に注入する。治具
31内の空間全体にシリコーンゴムの注入が終了したと
き、注入作業は終了する。 次に、予備加熱ヒータ14−1で例えば80°Cで2時
間加熱し硬化させる。同様のシリコーンゴム注入工程を
他端部に対しても実施して第1図に示すように端部保護
部材6を形成する。 第4図(a) 、 (b)は第1図(b)および第1図
(c)に示す本発明の光ファイバ複合碍子の各製造工程
を示す図である。本実施例において、第4図(a)は予
備封着部材形成工程を、第4図(b)はガラス封着工程
をそれぞれ示している。まず、第4図(a)に示す予備
封着部材形成工程では、光ファイバ3の端部に対応する
位置に、内孔2内に挿入可能な外径を有するセラミック
筒体あるいは導電セラミック製又は金属製の筒体7内に
、例えば上述した第3図に示した製造工程における封着
工程と同様な方法でスペーサ4と封着用ガラス5とを設
け、予備封着部材31を形成する。 次に、第4図(b)に示すように、碍子1の内孔2内に
上述した予備封着部材41を有する光ファイバ3を挿入
し、端部に予備封着部材41を位置させる。このとき、
第1図(b)に示す例では予備封着部材41の筒体7の
外周面と内孔2の内周面との間に、第1図(c)に示す
例では筒体7の外周面の一部と碍子1の端面と導電セラ
ミックスまたは金属製の導電体8との間に、好ましくは
ペースト状の封着用ガラス5を介在させる必要がある。 その後、第4図(b)に示すように誘導加熱装置42を
端部に対応する位置に配置し、高周波誘導加熱を実施す
る。このとき、円筒7が導電製セラミックス又は金属よ
りなるときは円筒7が高周波誘導加熱され、予備封着部
材41の円筒7の外周面と内孔2の内周面との間に配置
したガラス質結合材5が熔融し、第1図(c)に示す例
では導電体8を誘導加熱してガラス質結合材5を溶融し
封着作業を完了することができる。この場合も、その後
に上述した第3図(c)に示したものと同様の工程でシ
リコーンゴム等の端部保護部材を設ける。 以下、実際の例について説明する。 1隻拠 第1表に示す熱膨張係数を有する2種類の碍子本体1、
第2表に示す性質を有する封着用ガラス5、第3表に示
す性質を有する筒体7を使用するとともに、必要に応じ
て第5図に示す端部拡孔部la形状におけるテーパ角θ
を第4表に示すように変化させ、第5表に示す端部拡孔
部lの保持部材を使用し、第6表に示す導電体を使用し
て、上述した方法に従って第1図(a)〜(d)に示す
形状の本発明の光ファイバ複合碍子を作製した。 第−工−表 第一1−表 得られた第1図(a)〜(d)に示す形状を有する光フ
ァイバ複合碍子に対して、第7表に示す各種試験のうち
各実施例において必要なものを同表に示す試験条件に従
って実施した。 第−1−表 第1図(a)に示す形状の光ファイバ複合碍子に対する
試験結果を第8表に、第1図(b)、 (d)に示す形
状の光ファイバ複合碍子に対する試験結果を第9表に、
第1図(c)に示す形状の光ファイバ複合碍子に対する
試験結果を第10表にそれぞれ示す。 なお、以上の各表においては、Oは良好、×は不良なも
のをそれぞれ示し、−は試験を実施しなかったものを示
している。 第−l−表 第一且一人 亀−ULl 第1図(a)に示す形状に対する試験結果である第8表
から、碍子本体の熱膨脹係数より封着用ガラスの熱膨脹
係数が大きい実施例No、 11〜13以外は、端部の
テーパ角θを変化させたり端部保護部材の材質を変化さ
せて各種条件を変化させても良好な試験結果が得られる
ことがわかった。 また、第1図(b)、 (d)に示す形状に対する試験
結果である第9表から、封着用ガラスと筒体の材質との
間の熱膨脹差が大きく異なる実施例No、 1および7
以外は、各種条件を変化させても良好な試験結果が得ら
れることがわかった。 さらに、第1図(c)に示す形状に対する試験結果であ
る第10表からも、碍子本体と封着用ガラスとの間の熱
膨脹差、さらには封着用ガラス、筒体の材質、導電体と
の間の熱膨脹差が異なる実施例Nα5,7.26〜31
以外は、各種条件を変化させても良好な試験結果が得ら
れることがわかった。 さらにまた、第1図(a)〜(d)に示す各形状の光フ
ァイバ複合碍子に対して、上述した実施例における試験
以外の第7表に示した試験を行なった結果を第11表に
示す。 第11表の結果からも、本発明の第1図(a)〜(d)
に示すものはすべての試験項目において良好な結果が得
られることがわかった。 なお、比較のため端部および内孔の全体を有機封着材に
より封着した第6図に示す形状の従来の光ファイバ複合
碍子を製作し、上述した実施例と同様の試験を実施した
。結果を第12表に示す。 (発明の効果) 以上詳細に説明したところから明らかなように、本発明
の光ファイバ複合碍子およびその製造方法によれば、碍
子の磁器と熱膨張係数が近い無機ガラスを封着材として
用いることにより、碍子の割れ等の問題を解決できると
ともに、碍子の貫通孔の両端部のみで封着を行なってい
るため、碍子全体を加熱せずに封着を実施でき、コスト
面でも有利に光ファイバ複合碍子を得ることができる。
テムを形成する場合に主として用いられる光ファイバ複
合碍子及びその製造方法に関するものである。 (従来の技術) 従来から電力系統における故障点の自動検出のため、課
電側の光センサからの信号を接地側の検出器まで伝送す
る機能を有する光ファイバ複合碍子が使用されている。 これらの光ファイバ複合碍子は種々のものが知られてお
り、例えば特開昭60−158402号公報においては
、碍子の軸部の軸心に貫通孔を有し、この貫通孔に光フ
ァイバが挿通され、その貫通孔の全体または部分にシリ
コーンゴムやエポキシ樹脂等の有機絶縁物を充填するこ
とにより光ファイバを封着し、碍子の表面漏洩絶縁距離
を減少させることを防止する技術および碍子の磁器全体
を加熱しておき貫通孔中に溶融したガラスを貫通孔の全
体または部分に流し込み、光ファイバを封着する技術が
知られている。 (発明が解決しようとする課題) しかしながら、上述した有機物による封着においては、
封着材である有機物と磁器とでは熱膨張係数が大きく異
なるため、加熱時に貫通孔から封着材が飛び出したり、
磁器を内部からおし割ったりする問題点があった。 また、上述した無機物による封着においては、長尺の磁
器全体を加熱するためには大きな設備が必要となり設備
費が増大し、消費電力も多くなりコストがかかりすぎる
問題点があった。さらに、ガラス溶融のために全体を加
熱すると、ファイバの被覆がはがれてしまい、ファイバ
が折れやすくなり、磁器端部からファイバを出す構造と
することが困難となる問題点もあった。 本発明の目的は上述した課題を解消して、製造方法が簡
単でしかも信頼性の高い光ファイバ複合碍子およびその
製造方法を提供しようとするものである。 (課題を解決するための手段) 本発明の光ファイバ複合碍子の第1発明は、碍子の中央
部分を貫通する内孔中に光ファイバを挿通し、該内孔内
に光ファイバが挿通しかっ内孔に接するスペーサを設置
して内孔内に封着用ガラスを充填し、さらに封着用ガラ
スより突出している光ファイバの突出部を樹脂又はゴム
状弾性体で被覆したことを特徴とするものである。 本発明光ファイバ複合碍子の第2発明は、碍子の中央部
分を貫通する内孔の端部に内孔中にガラス流れ止め用ス
ペーサを設置し、該スペーサ及び内孔を挿通して設けら
れた光ファイバのスペーサより外方に延びる部位がセラ
ミック筒体よりなる封着部で被嵌され、碍子内孔とセラ
ミック筒体よりなる封着部との間に封着用ガラスを充填
してなることを特徴とするものである。 本発明光ファイバ複合碍子の第3発明は、碍子の中央部
分を貫通する内孔の端部に、光ファイバを挿通して封着
用ガラスで封着したセラミック筒体よりなる封着部を位
置させ、該セラミンク筒体よりなる封着部の外周に碍子
の内孔径より大きな寸法の環状の封止部を持った金属又
は導電性セラミックよりなる導電体を嵌合し、碍子端部
および光ファイバが挿通されたセラミック筒体よりなる
封着部と導電体との間を封着用ガラスで密封したことを
特徴とするものである。 本発明光ファイバ複合碍子の第4発明は、碍子の中央部
分を貫通する内孔の端部に、光ファイバが挿通されかつ
光ファイバがガラスで封止された金属または導電性セラ
ミックスよりなる導電体を嵌合し、碍子の内孔と導電体
との間を封着用ガラスで封着することを特徴とするもの
である。 また、本発明の光ファイバ複合碍子の製造方法の第1発
明は、碍子の中央部分を貫通する内孔中に、予じめセラ
ミック筒体に光ファイバを挿通し封着用ガラスで密封し
た封着部または光ファイバを挿通し、封着部または光フ
ァイバと碍子の内孔との間に加熱溶融された流動性のあ
る封着用ガラスを注入して碍子の内孔と光ファイバ又は
前記封着部との間をガラスで密封することを特徴とする
ものである。 さらに、本発明の光ファイバ複合碍子の製造方法の第2
発明は、碍子の中央部分を貫通する内孔中に光ファイバ
を挿通して、内孔部の端部を封着する光ファイバ複合碍
子の製造法であって、セラミック筒体あるいは金属また
は導電性セラミックスよりなる筒体の内孔に光ファイバ
を挿通し、光ファイバとこれら筒体の内孔の間を封着用
ガラスで密封し、さらにこれらの筒体を碍子の内孔に設
置し、前記筒体の外周部あるいは内孔の筒体に接する部
分に封着用ガラスを塗布し、加熱することにより封着用
ガラスを溶融して、筒体と碍子の内孔の冊を封着用ガラ
スで封着することを特徴とするものである。 さらに、本発明の光ファイバ複合碍子の製造法の第3の
発明は、碍子の中央部分を貫通する内孔中に光ファイバ
を挿通して、内孔部の端部を封着する光ファイバ複合碍
子の製造法であって、セラミック筒体あるいは金属また
は導電性セラミックスよりなる筒体の内孔に光ファイバ
を挿通し、光ファイバとこれら筒体の内孔の間を封着用
ガラスで密封し、さらに、これらの筒体と磁器の端面ま
たは内孔に密着する形状の金属または導電性セラミック
スよりなる導電体の部材および磁器内孔中に前記ファイ
バを挿通した筒体を挿入し導電体の部材またはその導電
体の部材と接する碍子部あるいは前記ファイバを挿通し
た筒体に、封着用ガラスを塗布し、加熱することにより
封着用ガラスを溶融して碍子内孔部の端部を封着するこ
とを特徴とするものある。 (作 用) 上述した第1発明から第4発明の構成においては、碍子
の磁器と熱膨張係数が近い無機ガラスを封着材として用
いることにより、従来の有機封着における課題を解決で
きるとともに、碍子の貫通孔の両端部のみで封着を行な
っているため、磁器全体を加熱する必要はなく、従来の
無機物封着時の課題を解決できる。 また、無機ガラスによる封着部の外側に突出する光ファ
イバの周囲にシリコーンゴム、プラスチック等よりなる
端部保護部材を設けると、加熱によりはがれたファイバ
の被覆を補填し、ファイバの折れをさらに好適に防止す
ることができる。 さらに、封着部に導電体を使用した場合は、封着ガラス
の密封を部分的な導電体の高周波誘導加熱により達成で
きるため好ましい。 封着材料としてのガラス質結合材としてはpbo−82
03系ガラスを使用するとともに、そのガラス質結合材
の(碍子磁器の熱膨張係数/封着材料の熱膨張係数)の
値Aが1<As2.5の範囲内であると、クラック等の
発生もなく封着材料として最適である。 溶融ガラスの流れ止め用スペーサとしては、コバール、
アルミニウム、ステンレス、銀、ニッケルのいずれかよ
りなる金属板または仮焼素地のような多孔質磁器または
無機質繊維を使用した板状体を使用すると、封着材の無
機ガラスともそれほど熱膨張係数が違わないため好まし
い。 (実施例) 第1図(a)〜(d)はそれぞれ本発明の光ファイバ複
合碍子の一例の構造を示す断面図である。いずれの実施
例も、碍子1の中央部分に内孔2を有し、この内孔2に
光ファイバ3を挿通する構造の光ファイバ複合碍子を示
している。 第1図(a)に示した実施例では、碍子1の端部の拡孔
部la内にガラス流れ止め用のスペーサ4と封着用ガラ
ス5とからなる封着部を設けるとともに、この封着部の
外方の突出部に光ファイバを保護するための樹脂又はゴ
ム状弾性体からなる端部保護部材6を設けて端部を封着
している。第1図(b)に示した実施例では、内孔2内
に挿入可能な外径を有するセラミック筒体あるいは導電
セラミック製又は金属製の筒体7内にスペーサ4と封着
用ガラス5を設けその両端部を耐熱樹脂等により被冠し
た後、この筒体7を内孔2と封着することにより拡孔部
を設けずに端部を封着している。 第1図(c)に示した実施例では、第1図(b)に示し
た実施例と同様、スペーサ4と封着用ガラス5を内部に
設けた筒体7を内孔2内に封着するとともに、筒体7よ
りなる封着部の外周に内孔2の径より大きな封止部を持
った金属又は導電性セラミックスよりなる導電体8とも
封着して端部を封着している。 また、第1図(d)に示した実施例では、第1図(b)
に示した実施例と同様に、碍子の内孔2中にスペーサ4
を設け、さらに円錐の頂部を内側に折り返した形状の金
属又は導電性セラミックス7の折り返し内孔内に封着用
ガラス5を充填して光ファイバ3を密封するとともに、
金属又は導電性セラミックス7と碍子の内孔2とを封着
用ガラスで封着し、さらにこの封着部の外方に光ファイ
バ3を保護するための樹脂又はゴム状弾性体からなる端
部保護部材6を設けて端部を封着したものである。 第2図(a) 、 (b)はそれぞれ本発明の光ファイ
バ複合碍子の他の例の端部構造を示す図である。第2図
(a)に示す端部構造は第1図(a)に示す構造の変形
例で、筒体7とその両端部の耐熱樹脂等よりなる端部保
護部材6および筒体7の内孔に充填された封着用ガラス
5とにより光ファイバ3を保護して封着部を形成した後
、この封着部を内孔2内に拡孔部を用いずスペーサ4と
別の封着用ガラス5とにより設けている。第2図(b)
に示す端部構造は第1図(d)に示す構造の変形例で、
光ファイバ3が挿通されたセラミック筒体あるいは金属
又は導電性セラミックよりなる筒体7の内孔部にスペー
サ4を嵌合し、その外方部を封着ガラス5で封着した予
備封着部材41を碍子の内孔2の端部に嵌合し、さらに
金属又は導電性セラミックよりなりドーナツ状でかつ断
面V字状よりなる導電体8を予備封着部材41に挿通す
るとともに、碍子端部の拡孔部1aに当接し、導電体8
と筒体7との間および導電体8と拡孔部1aとの間を封
着用ガラス5で密封し両端部を樹脂あるいはゴム状弾性
体よりなる端部保護部材6により保護している。 以下、上述した構造の本発明の光ファイバ複合碍子の製
造方法について説明する。第3図(a)〜(c)は第1
図(a)に示す本発明の光ファイバ複合碍子の各製造工
程を示す図である。本実施例において、第3図(a)は
予備加熱工程(冷却工程)を、第3図(b)はガラス封
着工程を、第3図(c)は端部保護材注入工程をそれぞ
れ示している。 まず、第3図(a)に示す予備加熱工程においては、碍
子1および光ファイバ3を碍子固定治具11−1.11
−2および光ファイバ固定治具12−1 。 12−2により固定する。これらの治具は、その上下お
よび左右方向σ間隔を碍子1および光ファイバ3の位置
に応じて調整可能に構成されている。 このとき、碍子1の上端部および下端部には光ファイバ
固定治具12−1 、12−2による固定に先立って、
第1図に示すようにガラス流れ止め用のスペーサ4およ
び内孔2内で光ファイバ3を固定するためのスペーサ1
3等を予じめ設けてお(必要がある。次に、光ファイバ
固定治具12−1 、12−2を下方向にずらし、熱風
を吹き付ける等の手段により、下端部の所定位置の光フ
ァイバ3の被覆をはがすとともに、同じく光ファイバ固
定治具12−2.12−2を上方向にずらし、上端部の
所定位置の光ファイバ3の被覆をはがす。これにより、
光ファイバ3の被覆をはがした部分がガラス封着部分と
なるようにしている。最後に予備加熱ヒータ14−1
、14−2を碍子lの両端部に装着し、例えば200°
CX30分の条件で加熱する。 第3図(b)に示すガラス封着工程においては、予備加
熱の終了した碍子1に対し、誘導加熱ガラス溶融炉21
、熱風吹き付は管22、冷却管23を設置する。次に、
熱風吹き付は管22より例えば550°C±20°Cの
熱風を5分間吹き付けて端部を加熱した後、誘導加熱ガ
ラス溶融炉21中で例えば500″Cで溶融した所定組
成の封着用ガラス5を碍子1の端部の封着部内孔に注入
する。所定量まで封着用ガラス5を注入終了して一端部
への封着作業を実施した後、碍子lを反転して下部につ
いても同様な方法でガラスを注入して封着工程を終了す
る。なお、冷却管23は光ファイバ固定治具12−1
、12−2の加熱を防止するために使用される。 ガラス封着工程終了後の碍子1は、第3図(a)に示し
た予備加熱工程と同様予備加熱ヒータ14−1.14−
2で加熱しながら例えば50°C/hrの冷却速度で封
着用ガラス5を冷却する。冷却は封着用ガラス5の表面
温度が80°C±10℃になるまで冷却して終了する。 次に、冷却後の両端部の封着を終了した碍子1を第3図
(c)に示す端部保護材注入工程に移す。 例えば、シリコーンゴム等の端部保護部材の注入工程で
は、端部にシリコーンゴム等の注入治具31を設置し、
吸引口32を真空吸引し、あるレベルに達したらシリコ
ーンゴムを注入口33から治具31内に注入する。治具
31内の空間全体にシリコーンゴムの注入が終了したと
き、注入作業は終了する。 次に、予備加熱ヒータ14−1で例えば80°Cで2時
間加熱し硬化させる。同様のシリコーンゴム注入工程を
他端部に対しても実施して第1図に示すように端部保護
部材6を形成する。 第4図(a) 、 (b)は第1図(b)および第1図
(c)に示す本発明の光ファイバ複合碍子の各製造工程
を示す図である。本実施例において、第4図(a)は予
備封着部材形成工程を、第4図(b)はガラス封着工程
をそれぞれ示している。まず、第4図(a)に示す予備
封着部材形成工程では、光ファイバ3の端部に対応する
位置に、内孔2内に挿入可能な外径を有するセラミック
筒体あるいは導電セラミック製又は金属製の筒体7内に
、例えば上述した第3図に示した製造工程における封着
工程と同様な方法でスペーサ4と封着用ガラス5とを設
け、予備封着部材31を形成する。 次に、第4図(b)に示すように、碍子1の内孔2内に
上述した予備封着部材41を有する光ファイバ3を挿入
し、端部に予備封着部材41を位置させる。このとき、
第1図(b)に示す例では予備封着部材41の筒体7の
外周面と内孔2の内周面との間に、第1図(c)に示す
例では筒体7の外周面の一部と碍子1の端面と導電セラ
ミックスまたは金属製の導電体8との間に、好ましくは
ペースト状の封着用ガラス5を介在させる必要がある。 その後、第4図(b)に示すように誘導加熱装置42を
端部に対応する位置に配置し、高周波誘導加熱を実施す
る。このとき、円筒7が導電製セラミックス又は金属よ
りなるときは円筒7が高周波誘導加熱され、予備封着部
材41の円筒7の外周面と内孔2の内周面との間に配置
したガラス質結合材5が熔融し、第1図(c)に示す例
では導電体8を誘導加熱してガラス質結合材5を溶融し
封着作業を完了することができる。この場合も、その後
に上述した第3図(c)に示したものと同様の工程でシ
リコーンゴム等の端部保護部材を設ける。 以下、実際の例について説明する。 1隻拠 第1表に示す熱膨張係数を有する2種類の碍子本体1、
第2表に示す性質を有する封着用ガラス5、第3表に示
す性質を有する筒体7を使用するとともに、必要に応じ
て第5図に示す端部拡孔部la形状におけるテーパ角θ
を第4表に示すように変化させ、第5表に示す端部拡孔
部lの保持部材を使用し、第6表に示す導電体を使用し
て、上述した方法に従って第1図(a)〜(d)に示す
形状の本発明の光ファイバ複合碍子を作製した。 第−工−表 第一1−表 得られた第1図(a)〜(d)に示す形状を有する光フ
ァイバ複合碍子に対して、第7表に示す各種試験のうち
各実施例において必要なものを同表に示す試験条件に従
って実施した。 第−1−表 第1図(a)に示す形状の光ファイバ複合碍子に対する
試験結果を第8表に、第1図(b)、 (d)に示す形
状の光ファイバ複合碍子に対する試験結果を第9表に、
第1図(c)に示す形状の光ファイバ複合碍子に対する
試験結果を第10表にそれぞれ示す。 なお、以上の各表においては、Oは良好、×は不良なも
のをそれぞれ示し、−は試験を実施しなかったものを示
している。 第−l−表 第一且一人 亀−ULl 第1図(a)に示す形状に対する試験結果である第8表
から、碍子本体の熱膨脹係数より封着用ガラスの熱膨脹
係数が大きい実施例No、 11〜13以外は、端部の
テーパ角θを変化させたり端部保護部材の材質を変化さ
せて各種条件を変化させても良好な試験結果が得られる
ことがわかった。 また、第1図(b)、 (d)に示す形状に対する試験
結果である第9表から、封着用ガラスと筒体の材質との
間の熱膨脹差が大きく異なる実施例No、 1および7
以外は、各種条件を変化させても良好な試験結果が得ら
れることがわかった。 さらに、第1図(c)に示す形状に対する試験結果であ
る第10表からも、碍子本体と封着用ガラスとの間の熱
膨脹差、さらには封着用ガラス、筒体の材質、導電体と
の間の熱膨脹差が異なる実施例Nα5,7.26〜31
以外は、各種条件を変化させても良好な試験結果が得ら
れることがわかった。 さらにまた、第1図(a)〜(d)に示す各形状の光フ
ァイバ複合碍子に対して、上述した実施例における試験
以外の第7表に示した試験を行なった結果を第11表に
示す。 第11表の結果からも、本発明の第1図(a)〜(d)
に示すものはすべての試験項目において良好な結果が得
られることがわかった。 なお、比較のため端部および内孔の全体を有機封着材に
より封着した第6図に示す形状の従来の光ファイバ複合
碍子を製作し、上述した実施例と同様の試験を実施した
。結果を第12表に示す。 (発明の効果) 以上詳細に説明したところから明らかなように、本発明
の光ファイバ複合碍子およびその製造方法によれば、碍
子の磁器と熱膨張係数が近い無機ガラスを封着材として
用いることにより、碍子の割れ等の問題を解決できると
ともに、碍子の貫通孔の両端部のみで封着を行なってい
るため、碍子全体を加熱せずに封着を実施でき、コスト
面でも有利に光ファイバ複合碍子を得ることができる。
第1図(a)〜(d)はそれぞれ本発明の光ファイバ複
合碍子の異なる例の構造を示す断面図、第2図(a)
、 (b)はそれぞれ本発明の光ファイバ複合碍子の異
なる例の端部構造を示す図、第3図(a)〜(c)は第
1図(a)に示す本発明の光ファイバ複合碍子の各製造
工程を示す図、第4図(a) 、 (b)は第1図(b
)および第1図(c)に示す本発明の光ファイバ複合碍
子の各製造工程を示す図、 第5図は端部形状に、おける拡孔部のテーパθを説明す
る図、 第6図は従来の光ファイバ複合碍子の一例を示す図であ
る。 ■・・・碍子 1a・・・拡孔部2・・・
内孔 3・・・光ファイバ4・・・スペー
サ 5・・・封着用ガラス6・・・端部保護部
材 7・・・筒体8・・・導電体 11−1 、11−2・・・碍子固定治具12−1 、
12−2・・・光ファイバ固定治具13・・・スペーサ 14−1 、14−2・・・予備加熱ヒータ21・・・
誘導加熱ガラス溶融炉 22・・・熱風吹き付は管 23・・・冷却管31・
・・注入治具 32・・・吸引口33・・・注
入口 41・・・予備封着部材42・・・高
周波誘導加熱装置 特許出願人 日本碍子株式会社 雇 第2図 <a) (b) 41?mrr省irN 第4 (a) (b’) 手続補正書 平成元年 4月 4日 特許庁長官 吉 1) 文 毅 殿1、事件
の表示 昭和63年特許願第 ’72029号 2、発明の名称 3、補正をする者 事件との関係 特 許 出 願 人 4、代理人 (訂正)明 細 書 1、発明の名称 光ファイバ複合碍子およびその製造
方法 2、特許請求の範囲 1、碍子の中央部分を貫通する内孔中に光ファイバを挿
通し、該内孔内に光ファイバが挿通しかつ藍内孔に接す
るスペーサを設置して碍子の端部内孔内に封着用ガラス
を充填し、さらに封着用ガラスより突出している光ファ
イバの突出部を樹脂又はゴム状弾性体で被覆したことを
特徴とする光ファイバ複合碍子。 2、 碍子の中央部分を貫通する内孔の端部員スペーサ
を設置し、該スペーサ及び内孔を挿通して設けられた光
ファイバのスペーサより外方に延びる部位がセラミック
筒体よりなる封着部で被嵌され、碍子内孔とセラミック
筒体よりなる封着部との間に封着用ガラスを充填してな
ることを特徴とする光ファイバ複合碍子。 3、前記封着部が、セラミック筒状体内に光ファイバを
挿通し封着用ガラスで密封して両端部を樹脂またはゴム
状弾性体で被覆したものである請求項2記載の光ファイ
バ複合碍子。 4、碍子の中央部分を貫通する内孔の端部に、光ファイ
バを挿通して封着用ガラスで封着したセラミック筒体よ
りなる封着部を位置させ、玖封着部の外周に碍子の内孔
径より大きな寸法の環状の封止部を持った金属又は導電
性セラミックよりなる導電体を嵌合し、碍子端部および
光ファイバが挿通されたセラミック筒体よりなる封着部
と導電体との間を封着用ガラスで密封したことを特徴と
する光ファイバ複合碍子。 5、碍子の中央部分を貫通する内孔の端部に、光ファイ
バが挿通されかつ光ファイバがガラスで封止された金属
又は導電性セラミックスよりなる導電体を嵌合し、碍子
の内孔と導電体との間を封着用ガラスで密封したことを
特徴とする光ファイバ複合碍子。 6、 碍子の中央部分を貫通する内孔中に予じめセラミ
ック筒体に光ファイバを挿通し封着用ガラスで封着した
封着部または光ファイバを挿通し、封着部または光ファ
イバと碍子の内孔との間に加熱溶融された流動性のある
封着用ガラスを注入して碍子の内孔と光ファイバ又は前
記封着部との間をガラスで密封することを特徴とする光
ファイバ複合碍子の製造方法。 7、碍子の中央部分を貫通する内孔中に光ファイバを挿
通して、内孔部の端部を封着する光ファイバ複合碍子の
製造法であって、セラミック筒体あるいは金属または導
電性セラミックスよりなる筒体の内孔に光ファイバを挿
通し、光ファイバとこれら筒体の内孔の間を封着し、さ
らに、これらの筒体を碍子の内孔−虫に設置し、前記筒
体の外周部あるいは内孔の筒体に接する部分に封着用ガ
ラスを塗布し、加熱することにより封着用ガラスを溶融
して、筒体と碍子の内孔部の間を封着用ガラスで封着す
ることを特徴とする光ファイバ複合碍子の製造方法。 8、 碍子の中央部分を貫通する内孔中に光ファイバを
挿通して、内孔部の端部を封着する光ファイバ複合碍子
の製造法であって、セラミック筒体あるいは金属または
導電性セラミックスよりなる筒体の内孔に光ファイバを
挿通し、光ファイバとこれら筒体の内孔の間を封着用ガ
ラスで密封し、さらに、これらの筒体と磁器の端面また
は内孔に密着する形状の金属または導電性セラミックス
よりなる導電体の部材および磁器内孔中に前記ファイバ
を挿通し導電体の部材またはその導電体の部材と接する
碍子部あるいは前記ファイバを挿通した筒体に、封着用
ガラスを塗布し、加熱することにより封着ガラスを溶融
して碍子内孔部の端部を封着することを特徴とする光フ
ァイバ複合碍子の製造方法。 9、 前記ガラス物質の溶融を、接触する金属又は導電
性セラミックを高周波誘導加熱により加熱することによ
り行う請求項7または8記載の光ファイバ複合碍子の製
造方法。 3、発明の詳細な説明 (産業上の利用分野) 本発明は、送電線網及び変電所等における故障点検出シ
ステムを形成する場合に主として用いられる光ファイバ
複合碍子及びその製造方法に関するものである。 (従来の技術) 従来から電力系統における故障点の自動゛検出のため、
課電側の光センサからの信号を接地側の検出器まで伝送
する機能を有する光ファイバ複合碍子が使用されている
。 これらの光ファイバ複合碍子は種々のものが知られてお
り、例えば特開昭60−158402号公報においては
、碍子の軸部の軸心に貫通孔を有し、この貫通孔中に1
本あるいは2本の光ファイバが挿通され、その貫通孔の
全体または部分にシリコーンゴムやエポキシ樹脂等の有
機絶縁物を充填することにより光ファイバを封着し、碍
子の表面漏洩絶縁距離を減少させることを防止する技術
および碍子の磁器全体を加熱しておき貫通孔中に溶融し
たガラスを貫通孔の全体または部分に流し込み、光ファ
イバを封着する技術が知られている。 (発明が解決しようとする課題) しかしながら、上述した有機物による封着においては、
封着材である有機物と磁器とでは熱膨張係数が大きく異
なるため、加熱時に貫通孔から封着材が飛び出したり、
磁器を内部からおし割ったりする問題点があった。 また、上述した無機物による封着においては、長尺の磁
器碍子全体を加熱するためには大きな設備が必要となり
設備費が増大し、消費電力も多くなりコストがかかりす
ぎる問題点があった。さらに、ガラス溶融のために碍子
および光ファイバ全体を加熱すると、光ファイバの被覆
がはがれてしまい、光ファイバが折れやすくなり、磁器
碍子端部から光ファイバを出す構造とすることが困難と
なる問題点もあった。 本発明の目的は上述した課題を解消して、製造方法が簡
単でしかも信頼性の高い光ファイバ複合碍子およびその
製造方法を提供しようとするものである。 (課題を解決するための手段) 本発明の光ファイバ複合碍子の第1発明は、碍子の中央
部分を貫通する内孔中に光ファイバを挿通し、該内孔内
に光ファイバが挿通しかつ前記内孔に接するスペーサを
設置して内孔内に封着用ガラスを充填し、さらに封着用
ガラスより突出している光ファイバの突出部を樹脂又は
ゴム状弾性体で被覆したことを特徴とするものである。 本発明光ファイバ複合碍子の第2発明は、碍子の中央部
分を貫通する内孔の端部に、ガラス流れ止め用スペーサ
を設置し、該スペーサ及び内孔を挿通して設けられた光
ファイバのスペーサより外方に延びる部位がセラミック
筒体よりなる封着部で被嵌され、碍子内孔とセラミック
筒体よりなる封着部との間に封着用ガラスを充填してな
ることを特徴とするものである。 本発明光ファイバ複合碍子の第3発明は、碍子の中央部
分を貫通する内孔の端部に、光ファイバを挿通して封着
用ガラスで封着したセラミック筒体よりなる封着部を位
置させ、該封着部の外周に碍子の内孔径より大きな寸法
の環状の封止部を持った金属又は導電性セラミックより
なる導電体を嵌合し、碍子端部および光ファイバが挿通
されたセラミック筒体よりなる封着部と導電体との間を
封着用ガラスで密封したことを特徴とするものである。 本発明光ファイバ複合碍子の第4発明は、碍子の中央部
分を貫通する内孔の端部に、光ファイバが挿通されかつ
光ファイバがガラスで封止された金属または導電性セラ
ミックスよりなる導電体を嵌合し、碍子の内孔と導電体
との間を封着用ガラスで封着することを特徴とするもの
である。 また、本発明の光ファイバ複合碍子の製造方法の第1発
明は、碍子の中央部分を貫通する内孔中に、予じめセラ
ミック筒体に光ファイバを挿通し封着用ガラスで密封し
た封着部または光ファイバを挿通し、封着部または光フ
ァイバと碍子の内孔との間に加熱溶融された流動性のあ
る封着用ガラスを注入して碍子の内孔と光ファイバ又は
前記封着部との間をガラスで密封することを特徴とする
ものである。 さらに、本発明の光ファイバ複合碍子の製造方法の第2
発明は、碍子の中央部分を貫通する内孔中に光ファイバ
を挿通して、内孔部の端部を封着する光ファイバ複合碍
子の製造法であって、セラミック筒体あるいは金属また
は導電性セラミックスよりなる筒体の内孔に光ファイバ
を挿通し、光ファイバとこれら筒体の内孔の間を封着用
ガラスで密封し、さらにこれらの筒体を碍子の内孔中に
設置し、前記筒体の外周部あるいは内孔の筒体に接する
部分に封着用ガラスを塗布し、加熱することにより封着
用ガラスを溶融して、筒体と碍子の内孔との間を封着用
ガラスで封着することを特徴とするものである。 さらに、本発明の光ファイバ複合碍子の製造法の第3の
発明は、碍子の中央部分を貫通する内孔中に光ファイバ
を挿通して、内孔部の端部を封着する光ファイバ複合碍
子の製造法であって、セラミンク筒体あるいは金属また
は導電性セラミックスよりなる筒体の内孔に光ファイバ
を挿通し、光ファイバとこれら筒体の内孔の間を封着用
ガラスで密封し、さらに、これらの筒体と磁器の端面ま
たは内孔に回着する形状の金属または導電性セラミック
スよりなる導電体の部材および磁器内孔中に前記ファイ
バを挿通した筒体を挿入し導電体の部材またはその導電
体の部材と接する碍子部あるいは前記ファイバを挿通し
た筒体に、封着用ガラスを塗布し、加熱することにより
封着用ガラスを溶融して碍子内孔部の端部を封着するこ
とを特徴とするものある。 (作 用) 上述した第1発明から第4発明の構成においては、碍子
の磁器と熱膨張係数が近い無機ガラスを封着材として用
いることにより、従来の有機封着における課題を解決で
きるとともに、碍子の貫通孔の両端部のみで封着を行な
っているため、磁器全体を加熱する必要はなく、従来の
無機物封着時の課題を解決できる。 また、無機ガラスによる封着部の外側に突出する1本あ
るいは2本あるいはそれ以上の光ファイバの周囲にシリ
コーンゴム、プラスチック等よりなる端部保護部材を設
けると、加熱によりはがれた光ファイバの被覆を補填し
、光ファイバの折れをさらに好適に防止することができ
る。 さらに、封着部に導電体を使用した場合は、封着ガラス
の密封を部分的な導電体の高周波誘導加熱により達成で
きるため好ましい。 封着材料としてのガラス質結合材としてはpbo−82
03系ガラスを使用するとともに、そのガラス質結合材
の(碍子磁器の熱膨張係数/封着ガラス材料の熱膨張係
数)の値Aがl<As2.5の範囲内であると、クラッ
ク等の発生もなく封着材料として最適である。 溶融ガラスの流れ止め用スペーサとしては、コバール、
アルミニウム、ステンレス、銀、ニッケルのいずれかよ
りなる金属板または仮焼素地のような多孔質磁器または
無機質繊維を使用した板状体を使用すると、封着材の無
機ガラスともそれほど熱膨張係数が違わないため好まし
い。 (実施例) 第1図(a)〜(d)はそれぞれ本発明の光ファイバ複
合碍子の一例の構造を示す断面図である。いずれの実施
例も、碍子1の中央部分に内孔2を有し、この内孔2に
2本の光ファイバ3を挿通ずる構造の光ファイバ複合碍
子を示している。 第1図(a)に示した実施例では、碍子lの端部の拡孔
部Ia内にガラス流れ止め用のスペーサ4と封着用ガラ
ス5とからなる封着部を設けるとともに、この封着部の
外方の突出部に光ファイバを保護するための樹脂又はゴ
ム状弾性体からなる端部保護部材6を設けて端部を封着
している。第1図(b)に示した実施例では、内孔2内
に挿入可能な外径を有するセラミック筒体あるいは導電
性セラミック又は金属製の筒体7内にスペーサ4と封着
用ガラス5を設けその両端部を耐熱樹脂等により被冠し
た後、この筒体7を内孔2と封着することにより拡孔部
を設けずに端部を封着している。 第1図(c)に示した実施例では、第1図(b)に示し
た実施例と同様、スペーサ4と封着用ガラス5を内部に
設けたセラミック筒体あるいは導電性セラミック又は金
属製の筒体7を内孔2内に挿入するとともに、筒体7よ
りなる封着部の外周に内孔2の径より大きな封止部を持
った金属又は導電性セラミックスよりなる導電体8とも
封着用ガラス5で封着して端部を封止している。 また、第1図(d)に示した実施例では、第1図(b)
に示した実施例と同様に、碍子の内孔2中にスペーサ4
を設け、さらに円錐の頂部を内側に折り返した形状の金
属又は導電性セラミックス7の折り返し内孔内に封着用
ガラス5を充填して光ファイバ3を密封するとともに、
金属又は導電性セラミックス7と碍子の内孔2とを封着
用ガラスで封着し、さらにこの封着部の外方に光ファイ
バ3を保護するための樹脂又はゴム状弾性体からなる端
部保護部材6を設けて端部を封着したものである。 第2図(a) 、 (b)はそれぞれ本発明の光ファイ
バ複合碍子の他の例の端部構造を示す図である。第2図
(a)に示す端部構造は第1図(a)に示す構造の変形
例で、セラミック筒体あるいは導電性セラミック又は金
属製の筒体7とその両端部の耐熱樹脂等よりなる端部保
護部材6および筒体7の内孔に充填された封着用ガラス
5とにより光ファイバ3を保護して封着部を形成した後
、この封着部を内孔2内に拡孔部を用いず内孔2内に嵌
合するスペーサ4と前記封着物と内孔2とを別の封着用
ガラス5とにより封着している。第2図(b)に示す端
部構造は第1図(d)に示す構造の変形例で、光ファイ
バ3が挿通されたセラミック筒体あるいは金属又は導電
性セラミックよりなる筒体7の内孔部にスペーサ4を嵌
合し、その外方部を封着ガラス5で封着した予備封着部
材41を碍子の内孔2の端部に嵌合し、さらに金属又は
導電性セラミックよりなりドーナツ状でかつ断面V字状
よりなる導電体8を予備封着部材41に挿通するととも
に、碍子端部の拡孔部1aに当接し、導電体8と予備封
着部材41を構成する筒体7との間および導電体8と碍
子端部の拡孔部1aとの間を封着用ガラス5で密封し露
出端部を樹脂あるいはゴム状弾性体よりなる端部保護部
材6により保護している。 以下、上述した構造の本発明の光ファイバ複合碍子の製
造方法について説明する。第3図(a)〜(c)は第1
図(a)に示す本発明の光ファイバ複合碍子の各製造工
程を示す図である。本実施例において、第3図(a)は
予備加熱工程を、第3図(b)はガラス封着工程を、第
3図(c)は端部保護部材注入工程をそれぞれ示してい
る。 まず、第3図(a)に示す予備加熱工程においては、碍
子1および光ファイバ3を碍子固定治具11−1.11
−2および光ファイバ固定治具12−1 。 12−2により固定する。これらの治具は、その上下お
よび左右方向の間隔を碍子1および光ファイバ3の位置
に応じて調整可能に構成されている。 このとき、碍子1の上端部および下端部には光ファイバ
固定治具12−1 、12−2による固定に先立って、
第1図に示すようにガラス流れ止め用のスペーサ4およ
び内孔2内で光ファイバ3を固定するためのスペーサ1
3等を予じめ設けておく必要がある。次に、光ファイバ
固定治具12−1 、12−2を下方向にずらし、熱風
を吹き付ける等の手段により、下端部の所定位置の光フ
ァイバ3の被覆をはがすとともに、同じく光ファイバ固
定治具12−1.12−2を上方向にずらし、上端部の
所定位置の光ファイバ3の被覆をはがす。これにより、
光ファイバ3の被覆をはがした部分がガラス封着部分と
なるようにしている。最後に予備加熱ヒータ14−1
、 L4−2を碍子lの両端部に装着し、例えば200
°C×30分の条件で加熱する。 第3図(b)に示すガラス封着工程においては、予備加
熱の終了した碍子lに対し、誘導加熱ガラス溶融炉21
、熱風吹き付は管22、冷却管23を設置する。次に、
熱風吹き付は管22より例えば550°C±20″Cの
熱風を5分間吹き付けて碍子端部を加熱した後、誘導加
熱ガラス溶融炉21中で例えば500°Cで溶融した所
定組成の封着用ガラス5を碍子1の端部の封着部内孔に
注入する。所定量まで封着用ガラス5を注入固化して一
端部への封着作業を実施した後、碍子1を反転して下部
についても同様な方法でガラスを注入して封着工程を終
了する。 なお、冷却管23は光ファイバ固定治具12−1.12
−2の加熱を防止するために使用される。 ガラス封着工程終了後の碍子1は、第3図(a)に示し
た予備加熱工程と同様予備加熱ヒータ14−1.14−
2で加熱しながら例えば50°C/hrの冷却速度で封
着用ガラス5を冷却する。冷却は封着用ガラス5の表面
温度が80“C±10℃程度になるまで冷却して終了す
る。 次に、冷却後の両端部の封着を終了した碍子lを第3図
(c)に示す端部保護部材注入工程に移す。 例えば、シリコーンゴム等の端部保護部材の注入工程で
は、端部にシリコーンゴム等の注入治具31を設置し、
吸引口32を真空吸引し、シリコーンゴムを注入口33
から治具31内に注入する。治具31内の空間全体にシ
リコーンゴムの注入が終了したとき、注入作業は終了す
る。次に、予備加熱、ヒータ14−1で例えば80℃で
2時間加熱し硬化させる。 同様のシリコーンゴム注入工程を他端部に対しても実施
して第1図に示すように端部保護部材6を形成する。 第4図(a) 、 (b)は第1図(b)および第1図
(c)に示す本発明の光ファイバ複合碍子の各製造工程
を示す図である。本実施例において、第4図(a)は予
備封着部材形成工程を、第4図(b)はガラス封着工程
をそれぞれ示している。まず、第4図(a)に示す予備
封着部材形成工程では、光ファイバ3の端部に対応する
位置に、内孔2内に挿入可能な外径を有するセラミック
筒体あるいは導電性セラミック又は金属製の筒体7内に
、例えば上述した第3図に示した製造工程における封着
工程と同様な方法でスペーサ4と封着用ガラス5とを設
け、予備封着部材41を形成する。 次に、第4図(b)に示すように、碍子1の内孔2内に
上述した予備封着部材41を有する光ファイバ3を挿入
し、碍子端部に予備封着部材4■を位置させる。このと
き、第1図(b)に示す例では予備封着部材41の筒体
7の外周面と碍子1の内孔2の内周面との間に、第1図
(c)に示す例では筒体7の外周面の一部と碍子1の端
面と導電性セラミックスまたは金属製の導電体8との間
に、好ましくはペースト状の封着用ガラス5を介在させ
る必要がある。その後、第4図(b)に示すように誘導
加熱装置42を端部に対応する位置に配置し、高周波誘
導加熱を実施する。このとき、筒体7が導電性セラミッ
クス又は金属よりなるときは筒体7が高周波誘導加熱さ
れ、予備封着部材41の筒体7の外周面と碍子1の内孔
2の内周面との間に配置したガラス質結合材である封着
用ガラス5が溶融し、第1図(c)に示す例では導電体
8を誘導加熱して封着用ガラス5を溶融し封着作業を完
了することができる。この場合も、その後に上述した第
3図(c)に示したものと同様の工程でシリコーンゴム
等の端部保護部材を設ける。 以下、実際の例について説明する。 尖施■ 第1表に示す熱膨張係数を有する2 l!TI類の碍子
本体1、第2表に示す性質を有する封着用ガラス5、第
3表に示す性質を有する筒体7を使用するとともに、必
要に応じて第5図に示す碍子の端部拡孔部1a形状にお
けるテーパ角θを第4表に示すように変化させ、第5表
に示す端部拡孔部1aの保持部材を使用し、第6表に示
す導電体を使用して、上述した方法に従って第1図(a
)〜(d)に示す形状の本発明の光ファイバ複合碍子を
作製した。 第−土一表 U− 得られた第1図(a)〜(d)に示す形状を有する光フ
ァイバ複合碍子に対して、第7表に示す各種試験のうち
各実施例において必要なものを同表Gこ示す試験条件に
従って実施した。 第一1−表 第1図(a)に示す形状の光ファイバ複合碍子に対する
試験結果を第8表に、第1図(b)、 (d)に示す形
状の光ファイバ複合碍子に対する試験結果を第9表に、
第1図(c)に示す形状の光ファイバ複合碍子に対する
試験結果を第10表にそれぞれ示す。 なお、以上の各表においては、○は良好、×は不良なも
のをそれぞれ示し、−は試験を実施しなかったものを示
している。 策−旦一表 第−1−表 丑一■−鷹 第1図(a)に示す形状に対する試験結果である第8表
から、碍子本体の熱膨脹係数より封着用ガラスの熱膨脹
係数が大きい実施例Nα11−13以外は、碍子端部の
テーパ角θを変化させたり端部保護部材の材質を変化さ
せて各種条件を変化させても良好な試験結果が得られる
ことがわかった。 また、第1図(b)、 (d)に示す形状に対する試験
結果である第9表から、封着用ガラスと筒体の材質との
間の熱膨脹差が大きく異なる実施例Nα1および7以外
は、各種条件を変化させても良好な試験結果が得られる
ことがわかった。 さらに、第1図(c)に示す形状に対する試験結果であ
る第10表からも、碍子本体と封着用ガラスとの間の熱
膨脹差、さらには封着用ガラス、筒体の材質、導電体と
の間の熱膨脹差が異なる実施例N[15,7,26〜3
1以外は、各種条件を変化させても良好な試験結果が得
られることがわかった。 さらにまた、第1図(a)〜(d)に示す各形状の光フ
ァイバ複合碍子に対して、上述した実施例における試験
以外の第7表に示した試験を行なった結果を第11表に
示す。 第11表の結果からも、本発明の第1図(a)〜(d)
に示すものはすべての試験項目において良好な結果が得
られることがわかった。 なお、比較のため碍子端部および碍子内孔の全体を有機
封着材により封着した第6図に示す形状の従来の光ファ
イバ複合碍子を製作し、上述した実施例と同様の試験を
実施した。結果を第12表に示す。 (発明の効果) 以上詳細に説明したところから明らかなように、本発明
の光ファイバ複合碍子およびその製造方法によれば、碍
子の磁器と熱膨張係数が近い無機ガラスを封着材として
用いることにより、碍子の割れ等の問題を解決できると
ともに、碍子を貫通する内孔の両端部のみで封着を行な
っているため、碍子全体を加熱せずに封着を実施でき、
コスト面でも有利に光ファイバ複合碍子を得ることがで
きる。
合碍子の異なる例の構造を示す断面図、第2図(a)
、 (b)はそれぞれ本発明の光ファイバ複合碍子の異
なる例の端部構造を示す図、第3図(a)〜(c)は第
1図(a)に示す本発明の光ファイバ複合碍子の各製造
工程を示す図、第4図(a) 、 (b)は第1図(b
)および第1図(c)に示す本発明の光ファイバ複合碍
子の各製造工程を示す図、 第5図は端部形状に、おける拡孔部のテーパθを説明す
る図、 第6図は従来の光ファイバ複合碍子の一例を示す図であ
る。 ■・・・碍子 1a・・・拡孔部2・・・
内孔 3・・・光ファイバ4・・・スペー
サ 5・・・封着用ガラス6・・・端部保護部
材 7・・・筒体8・・・導電体 11−1 、11−2・・・碍子固定治具12−1 、
12−2・・・光ファイバ固定治具13・・・スペーサ 14−1 、14−2・・・予備加熱ヒータ21・・・
誘導加熱ガラス溶融炉 22・・・熱風吹き付は管 23・・・冷却管31・
・・注入治具 32・・・吸引口33・・・注
入口 41・・・予備封着部材42・・・高
周波誘導加熱装置 特許出願人 日本碍子株式会社 雇 第2図 <a) (b) 41?mrr省irN 第4 (a) (b’) 手続補正書 平成元年 4月 4日 特許庁長官 吉 1) 文 毅 殿1、事件
の表示 昭和63年特許願第 ’72029号 2、発明の名称 3、補正をする者 事件との関係 特 許 出 願 人 4、代理人 (訂正)明 細 書 1、発明の名称 光ファイバ複合碍子およびその製造
方法 2、特許請求の範囲 1、碍子の中央部分を貫通する内孔中に光ファイバを挿
通し、該内孔内に光ファイバが挿通しかつ藍内孔に接す
るスペーサを設置して碍子の端部内孔内に封着用ガラス
を充填し、さらに封着用ガラスより突出している光ファ
イバの突出部を樹脂又はゴム状弾性体で被覆したことを
特徴とする光ファイバ複合碍子。 2、 碍子の中央部分を貫通する内孔の端部員スペーサ
を設置し、該スペーサ及び内孔を挿通して設けられた光
ファイバのスペーサより外方に延びる部位がセラミック
筒体よりなる封着部で被嵌され、碍子内孔とセラミック
筒体よりなる封着部との間に封着用ガラスを充填してな
ることを特徴とする光ファイバ複合碍子。 3、前記封着部が、セラミック筒状体内に光ファイバを
挿通し封着用ガラスで密封して両端部を樹脂またはゴム
状弾性体で被覆したものである請求項2記載の光ファイ
バ複合碍子。 4、碍子の中央部分を貫通する内孔の端部に、光ファイ
バを挿通して封着用ガラスで封着したセラミック筒体よ
りなる封着部を位置させ、玖封着部の外周に碍子の内孔
径より大きな寸法の環状の封止部を持った金属又は導電
性セラミックよりなる導電体を嵌合し、碍子端部および
光ファイバが挿通されたセラミック筒体よりなる封着部
と導電体との間を封着用ガラスで密封したことを特徴と
する光ファイバ複合碍子。 5、碍子の中央部分を貫通する内孔の端部に、光ファイ
バが挿通されかつ光ファイバがガラスで封止された金属
又は導電性セラミックスよりなる導電体を嵌合し、碍子
の内孔と導電体との間を封着用ガラスで密封したことを
特徴とする光ファイバ複合碍子。 6、 碍子の中央部分を貫通する内孔中に予じめセラミ
ック筒体に光ファイバを挿通し封着用ガラスで封着した
封着部または光ファイバを挿通し、封着部または光ファ
イバと碍子の内孔との間に加熱溶融された流動性のある
封着用ガラスを注入して碍子の内孔と光ファイバ又は前
記封着部との間をガラスで密封することを特徴とする光
ファイバ複合碍子の製造方法。 7、碍子の中央部分を貫通する内孔中に光ファイバを挿
通して、内孔部の端部を封着する光ファイバ複合碍子の
製造法であって、セラミック筒体あるいは金属または導
電性セラミックスよりなる筒体の内孔に光ファイバを挿
通し、光ファイバとこれら筒体の内孔の間を封着し、さ
らに、これらの筒体を碍子の内孔−虫に設置し、前記筒
体の外周部あるいは内孔の筒体に接する部分に封着用ガ
ラスを塗布し、加熱することにより封着用ガラスを溶融
して、筒体と碍子の内孔部の間を封着用ガラスで封着す
ることを特徴とする光ファイバ複合碍子の製造方法。 8、 碍子の中央部分を貫通する内孔中に光ファイバを
挿通して、内孔部の端部を封着する光ファイバ複合碍子
の製造法であって、セラミック筒体あるいは金属または
導電性セラミックスよりなる筒体の内孔に光ファイバを
挿通し、光ファイバとこれら筒体の内孔の間を封着用ガ
ラスで密封し、さらに、これらの筒体と磁器の端面また
は内孔に密着する形状の金属または導電性セラミックス
よりなる導電体の部材および磁器内孔中に前記ファイバ
を挿通し導電体の部材またはその導電体の部材と接する
碍子部あるいは前記ファイバを挿通した筒体に、封着用
ガラスを塗布し、加熱することにより封着ガラスを溶融
して碍子内孔部の端部を封着することを特徴とする光フ
ァイバ複合碍子の製造方法。 9、 前記ガラス物質の溶融を、接触する金属又は導電
性セラミックを高周波誘導加熱により加熱することによ
り行う請求項7または8記載の光ファイバ複合碍子の製
造方法。 3、発明の詳細な説明 (産業上の利用分野) 本発明は、送電線網及び変電所等における故障点検出シ
ステムを形成する場合に主として用いられる光ファイバ
複合碍子及びその製造方法に関するものである。 (従来の技術) 従来から電力系統における故障点の自動゛検出のため、
課電側の光センサからの信号を接地側の検出器まで伝送
する機能を有する光ファイバ複合碍子が使用されている
。 これらの光ファイバ複合碍子は種々のものが知られてお
り、例えば特開昭60−158402号公報においては
、碍子の軸部の軸心に貫通孔を有し、この貫通孔中に1
本あるいは2本の光ファイバが挿通され、その貫通孔の
全体または部分にシリコーンゴムやエポキシ樹脂等の有
機絶縁物を充填することにより光ファイバを封着し、碍
子の表面漏洩絶縁距離を減少させることを防止する技術
および碍子の磁器全体を加熱しておき貫通孔中に溶融し
たガラスを貫通孔の全体または部分に流し込み、光ファ
イバを封着する技術が知られている。 (発明が解決しようとする課題) しかしながら、上述した有機物による封着においては、
封着材である有機物と磁器とでは熱膨張係数が大きく異
なるため、加熱時に貫通孔から封着材が飛び出したり、
磁器を内部からおし割ったりする問題点があった。 また、上述した無機物による封着においては、長尺の磁
器碍子全体を加熱するためには大きな設備が必要となり
設備費が増大し、消費電力も多くなりコストがかかりす
ぎる問題点があった。さらに、ガラス溶融のために碍子
および光ファイバ全体を加熱すると、光ファイバの被覆
がはがれてしまい、光ファイバが折れやすくなり、磁器
碍子端部から光ファイバを出す構造とすることが困難と
なる問題点もあった。 本発明の目的は上述した課題を解消して、製造方法が簡
単でしかも信頼性の高い光ファイバ複合碍子およびその
製造方法を提供しようとするものである。 (課題を解決するための手段) 本発明の光ファイバ複合碍子の第1発明は、碍子の中央
部分を貫通する内孔中に光ファイバを挿通し、該内孔内
に光ファイバが挿通しかつ前記内孔に接するスペーサを
設置して内孔内に封着用ガラスを充填し、さらに封着用
ガラスより突出している光ファイバの突出部を樹脂又は
ゴム状弾性体で被覆したことを特徴とするものである。 本発明光ファイバ複合碍子の第2発明は、碍子の中央部
分を貫通する内孔の端部に、ガラス流れ止め用スペーサ
を設置し、該スペーサ及び内孔を挿通して設けられた光
ファイバのスペーサより外方に延びる部位がセラミック
筒体よりなる封着部で被嵌され、碍子内孔とセラミック
筒体よりなる封着部との間に封着用ガラスを充填してな
ることを特徴とするものである。 本発明光ファイバ複合碍子の第3発明は、碍子の中央部
分を貫通する内孔の端部に、光ファイバを挿通して封着
用ガラスで封着したセラミック筒体よりなる封着部を位
置させ、該封着部の外周に碍子の内孔径より大きな寸法
の環状の封止部を持った金属又は導電性セラミックより
なる導電体を嵌合し、碍子端部および光ファイバが挿通
されたセラミック筒体よりなる封着部と導電体との間を
封着用ガラスで密封したことを特徴とするものである。 本発明光ファイバ複合碍子の第4発明は、碍子の中央部
分を貫通する内孔の端部に、光ファイバが挿通されかつ
光ファイバがガラスで封止された金属または導電性セラ
ミックスよりなる導電体を嵌合し、碍子の内孔と導電体
との間を封着用ガラスで封着することを特徴とするもの
である。 また、本発明の光ファイバ複合碍子の製造方法の第1発
明は、碍子の中央部分を貫通する内孔中に、予じめセラ
ミック筒体に光ファイバを挿通し封着用ガラスで密封し
た封着部または光ファイバを挿通し、封着部または光フ
ァイバと碍子の内孔との間に加熱溶融された流動性のあ
る封着用ガラスを注入して碍子の内孔と光ファイバ又は
前記封着部との間をガラスで密封することを特徴とする
ものである。 さらに、本発明の光ファイバ複合碍子の製造方法の第2
発明は、碍子の中央部分を貫通する内孔中に光ファイバ
を挿通して、内孔部の端部を封着する光ファイバ複合碍
子の製造法であって、セラミック筒体あるいは金属また
は導電性セラミックスよりなる筒体の内孔に光ファイバ
を挿通し、光ファイバとこれら筒体の内孔の間を封着用
ガラスで密封し、さらにこれらの筒体を碍子の内孔中に
設置し、前記筒体の外周部あるいは内孔の筒体に接する
部分に封着用ガラスを塗布し、加熱することにより封着
用ガラスを溶融して、筒体と碍子の内孔との間を封着用
ガラスで封着することを特徴とするものである。 さらに、本発明の光ファイバ複合碍子の製造法の第3の
発明は、碍子の中央部分を貫通する内孔中に光ファイバ
を挿通して、内孔部の端部を封着する光ファイバ複合碍
子の製造法であって、セラミンク筒体あるいは金属また
は導電性セラミックスよりなる筒体の内孔に光ファイバ
を挿通し、光ファイバとこれら筒体の内孔の間を封着用
ガラスで密封し、さらに、これらの筒体と磁器の端面ま
たは内孔に回着する形状の金属または導電性セラミック
スよりなる導電体の部材および磁器内孔中に前記ファイ
バを挿通した筒体を挿入し導電体の部材またはその導電
体の部材と接する碍子部あるいは前記ファイバを挿通し
た筒体に、封着用ガラスを塗布し、加熱することにより
封着用ガラスを溶融して碍子内孔部の端部を封着するこ
とを特徴とするものある。 (作 用) 上述した第1発明から第4発明の構成においては、碍子
の磁器と熱膨張係数が近い無機ガラスを封着材として用
いることにより、従来の有機封着における課題を解決で
きるとともに、碍子の貫通孔の両端部のみで封着を行な
っているため、磁器全体を加熱する必要はなく、従来の
無機物封着時の課題を解決できる。 また、無機ガラスによる封着部の外側に突出する1本あ
るいは2本あるいはそれ以上の光ファイバの周囲にシリ
コーンゴム、プラスチック等よりなる端部保護部材を設
けると、加熱によりはがれた光ファイバの被覆を補填し
、光ファイバの折れをさらに好適に防止することができ
る。 さらに、封着部に導電体を使用した場合は、封着ガラス
の密封を部分的な導電体の高周波誘導加熱により達成で
きるため好ましい。 封着材料としてのガラス質結合材としてはpbo−82
03系ガラスを使用するとともに、そのガラス質結合材
の(碍子磁器の熱膨張係数/封着ガラス材料の熱膨張係
数)の値Aがl<As2.5の範囲内であると、クラッ
ク等の発生もなく封着材料として最適である。 溶融ガラスの流れ止め用スペーサとしては、コバール、
アルミニウム、ステンレス、銀、ニッケルのいずれかよ
りなる金属板または仮焼素地のような多孔質磁器または
無機質繊維を使用した板状体を使用すると、封着材の無
機ガラスともそれほど熱膨張係数が違わないため好まし
い。 (実施例) 第1図(a)〜(d)はそれぞれ本発明の光ファイバ複
合碍子の一例の構造を示す断面図である。いずれの実施
例も、碍子1の中央部分に内孔2を有し、この内孔2に
2本の光ファイバ3を挿通ずる構造の光ファイバ複合碍
子を示している。 第1図(a)に示した実施例では、碍子lの端部の拡孔
部Ia内にガラス流れ止め用のスペーサ4と封着用ガラ
ス5とからなる封着部を設けるとともに、この封着部の
外方の突出部に光ファイバを保護するための樹脂又はゴ
ム状弾性体からなる端部保護部材6を設けて端部を封着
している。第1図(b)に示した実施例では、内孔2内
に挿入可能な外径を有するセラミック筒体あるいは導電
性セラミック又は金属製の筒体7内にスペーサ4と封着
用ガラス5を設けその両端部を耐熱樹脂等により被冠し
た後、この筒体7を内孔2と封着することにより拡孔部
を設けずに端部を封着している。 第1図(c)に示した実施例では、第1図(b)に示し
た実施例と同様、スペーサ4と封着用ガラス5を内部に
設けたセラミック筒体あるいは導電性セラミック又は金
属製の筒体7を内孔2内に挿入するとともに、筒体7よ
りなる封着部の外周に内孔2の径より大きな封止部を持
った金属又は導電性セラミックスよりなる導電体8とも
封着用ガラス5で封着して端部を封止している。 また、第1図(d)に示した実施例では、第1図(b)
に示した実施例と同様に、碍子の内孔2中にスペーサ4
を設け、さらに円錐の頂部を内側に折り返した形状の金
属又は導電性セラミックス7の折り返し内孔内に封着用
ガラス5を充填して光ファイバ3を密封するとともに、
金属又は導電性セラミックス7と碍子の内孔2とを封着
用ガラスで封着し、さらにこの封着部の外方に光ファイ
バ3を保護するための樹脂又はゴム状弾性体からなる端
部保護部材6を設けて端部を封着したものである。 第2図(a) 、 (b)はそれぞれ本発明の光ファイ
バ複合碍子の他の例の端部構造を示す図である。第2図
(a)に示す端部構造は第1図(a)に示す構造の変形
例で、セラミック筒体あるいは導電性セラミック又は金
属製の筒体7とその両端部の耐熱樹脂等よりなる端部保
護部材6および筒体7の内孔に充填された封着用ガラス
5とにより光ファイバ3を保護して封着部を形成した後
、この封着部を内孔2内に拡孔部を用いず内孔2内に嵌
合するスペーサ4と前記封着物と内孔2とを別の封着用
ガラス5とにより封着している。第2図(b)に示す端
部構造は第1図(d)に示す構造の変形例で、光ファイ
バ3が挿通されたセラミック筒体あるいは金属又は導電
性セラミックよりなる筒体7の内孔部にスペーサ4を嵌
合し、その外方部を封着ガラス5で封着した予備封着部
材41を碍子の内孔2の端部に嵌合し、さらに金属又は
導電性セラミックよりなりドーナツ状でかつ断面V字状
よりなる導電体8を予備封着部材41に挿通するととも
に、碍子端部の拡孔部1aに当接し、導電体8と予備封
着部材41を構成する筒体7との間および導電体8と碍
子端部の拡孔部1aとの間を封着用ガラス5で密封し露
出端部を樹脂あるいはゴム状弾性体よりなる端部保護部
材6により保護している。 以下、上述した構造の本発明の光ファイバ複合碍子の製
造方法について説明する。第3図(a)〜(c)は第1
図(a)に示す本発明の光ファイバ複合碍子の各製造工
程を示す図である。本実施例において、第3図(a)は
予備加熱工程を、第3図(b)はガラス封着工程を、第
3図(c)は端部保護部材注入工程をそれぞれ示してい
る。 まず、第3図(a)に示す予備加熱工程においては、碍
子1および光ファイバ3を碍子固定治具11−1.11
−2および光ファイバ固定治具12−1 。 12−2により固定する。これらの治具は、その上下お
よび左右方向の間隔を碍子1および光ファイバ3の位置
に応じて調整可能に構成されている。 このとき、碍子1の上端部および下端部には光ファイバ
固定治具12−1 、12−2による固定に先立って、
第1図に示すようにガラス流れ止め用のスペーサ4およ
び内孔2内で光ファイバ3を固定するためのスペーサ1
3等を予じめ設けておく必要がある。次に、光ファイバ
固定治具12−1 、12−2を下方向にずらし、熱風
を吹き付ける等の手段により、下端部の所定位置の光フ
ァイバ3の被覆をはがすとともに、同じく光ファイバ固
定治具12−1.12−2を上方向にずらし、上端部の
所定位置の光ファイバ3の被覆をはがす。これにより、
光ファイバ3の被覆をはがした部分がガラス封着部分と
なるようにしている。最後に予備加熱ヒータ14−1
、 L4−2を碍子lの両端部に装着し、例えば200
°C×30分の条件で加熱する。 第3図(b)に示すガラス封着工程においては、予備加
熱の終了した碍子lに対し、誘導加熱ガラス溶融炉21
、熱風吹き付は管22、冷却管23を設置する。次に、
熱風吹き付は管22より例えば550°C±20″Cの
熱風を5分間吹き付けて碍子端部を加熱した後、誘導加
熱ガラス溶融炉21中で例えば500°Cで溶融した所
定組成の封着用ガラス5を碍子1の端部の封着部内孔に
注入する。所定量まで封着用ガラス5を注入固化して一
端部への封着作業を実施した後、碍子1を反転して下部
についても同様な方法でガラスを注入して封着工程を終
了する。 なお、冷却管23は光ファイバ固定治具12−1.12
−2の加熱を防止するために使用される。 ガラス封着工程終了後の碍子1は、第3図(a)に示し
た予備加熱工程と同様予備加熱ヒータ14−1.14−
2で加熱しながら例えば50°C/hrの冷却速度で封
着用ガラス5を冷却する。冷却は封着用ガラス5の表面
温度が80“C±10℃程度になるまで冷却して終了す
る。 次に、冷却後の両端部の封着を終了した碍子lを第3図
(c)に示す端部保護部材注入工程に移す。 例えば、シリコーンゴム等の端部保護部材の注入工程で
は、端部にシリコーンゴム等の注入治具31を設置し、
吸引口32を真空吸引し、シリコーンゴムを注入口33
から治具31内に注入する。治具31内の空間全体にシ
リコーンゴムの注入が終了したとき、注入作業は終了す
る。次に、予備加熱、ヒータ14−1で例えば80℃で
2時間加熱し硬化させる。 同様のシリコーンゴム注入工程を他端部に対しても実施
して第1図に示すように端部保護部材6を形成する。 第4図(a) 、 (b)は第1図(b)および第1図
(c)に示す本発明の光ファイバ複合碍子の各製造工程
を示す図である。本実施例において、第4図(a)は予
備封着部材形成工程を、第4図(b)はガラス封着工程
をそれぞれ示している。まず、第4図(a)に示す予備
封着部材形成工程では、光ファイバ3の端部に対応する
位置に、内孔2内に挿入可能な外径を有するセラミック
筒体あるいは導電性セラミック又は金属製の筒体7内に
、例えば上述した第3図に示した製造工程における封着
工程と同様な方法でスペーサ4と封着用ガラス5とを設
け、予備封着部材41を形成する。 次に、第4図(b)に示すように、碍子1の内孔2内に
上述した予備封着部材41を有する光ファイバ3を挿入
し、碍子端部に予備封着部材4■を位置させる。このと
き、第1図(b)に示す例では予備封着部材41の筒体
7の外周面と碍子1の内孔2の内周面との間に、第1図
(c)に示す例では筒体7の外周面の一部と碍子1の端
面と導電性セラミックスまたは金属製の導電体8との間
に、好ましくはペースト状の封着用ガラス5を介在させ
る必要がある。その後、第4図(b)に示すように誘導
加熱装置42を端部に対応する位置に配置し、高周波誘
導加熱を実施する。このとき、筒体7が導電性セラミッ
クス又は金属よりなるときは筒体7が高周波誘導加熱さ
れ、予備封着部材41の筒体7の外周面と碍子1の内孔
2の内周面との間に配置したガラス質結合材である封着
用ガラス5が溶融し、第1図(c)に示す例では導電体
8を誘導加熱して封着用ガラス5を溶融し封着作業を完
了することができる。この場合も、その後に上述した第
3図(c)に示したものと同様の工程でシリコーンゴム
等の端部保護部材を設ける。 以下、実際の例について説明する。 尖施■ 第1表に示す熱膨張係数を有する2 l!TI類の碍子
本体1、第2表に示す性質を有する封着用ガラス5、第
3表に示す性質を有する筒体7を使用するとともに、必
要に応じて第5図に示す碍子の端部拡孔部1a形状にお
けるテーパ角θを第4表に示すように変化させ、第5表
に示す端部拡孔部1aの保持部材を使用し、第6表に示
す導電体を使用して、上述した方法に従って第1図(a
)〜(d)に示す形状の本発明の光ファイバ複合碍子を
作製した。 第−土一表 U− 得られた第1図(a)〜(d)に示す形状を有する光フ
ァイバ複合碍子に対して、第7表に示す各種試験のうち
各実施例において必要なものを同表Gこ示す試験条件に
従って実施した。 第一1−表 第1図(a)に示す形状の光ファイバ複合碍子に対する
試験結果を第8表に、第1図(b)、 (d)に示す形
状の光ファイバ複合碍子に対する試験結果を第9表に、
第1図(c)に示す形状の光ファイバ複合碍子に対する
試験結果を第10表にそれぞれ示す。 なお、以上の各表においては、○は良好、×は不良なも
のをそれぞれ示し、−は試験を実施しなかったものを示
している。 策−旦一表 第−1−表 丑一■−鷹 第1図(a)に示す形状に対する試験結果である第8表
から、碍子本体の熱膨脹係数より封着用ガラスの熱膨脹
係数が大きい実施例Nα11−13以外は、碍子端部の
テーパ角θを変化させたり端部保護部材の材質を変化さ
せて各種条件を変化させても良好な試験結果が得られる
ことがわかった。 また、第1図(b)、 (d)に示す形状に対する試験
結果である第9表から、封着用ガラスと筒体の材質との
間の熱膨脹差が大きく異なる実施例Nα1および7以外
は、各種条件を変化させても良好な試験結果が得られる
ことがわかった。 さらに、第1図(c)に示す形状に対する試験結果であ
る第10表からも、碍子本体と封着用ガラスとの間の熱
膨脹差、さらには封着用ガラス、筒体の材質、導電体と
の間の熱膨脹差が異なる実施例N[15,7,26〜3
1以外は、各種条件を変化させても良好な試験結果が得
られることがわかった。 さらにまた、第1図(a)〜(d)に示す各形状の光フ
ァイバ複合碍子に対して、上述した実施例における試験
以外の第7表に示した試験を行なった結果を第11表に
示す。 第11表の結果からも、本発明の第1図(a)〜(d)
に示すものはすべての試験項目において良好な結果が得
られることがわかった。 なお、比較のため碍子端部および碍子内孔の全体を有機
封着材により封着した第6図に示す形状の従来の光ファ
イバ複合碍子を製作し、上述した実施例と同様の試験を
実施した。結果を第12表に示す。 (発明の効果) 以上詳細に説明したところから明らかなように、本発明
の光ファイバ複合碍子およびその製造方法によれば、碍
子の磁器と熱膨張係数が近い無機ガラスを封着材として
用いることにより、碍子の割れ等の問題を解決できると
ともに、碍子を貫通する内孔の両端部のみで封着を行な
っているため、碍子全体を加熱せずに封着を実施でき、
コスト面でも有利に光ファイバ複合碍子を得ることがで
きる。
第1図(a)〜(d)はそれぞれ本発明の光ファイバ複
合碍子の異なる例の構造を示す断面図、第2図(a)
、 (b)はそれぞれ本発明の光ファイバ複合碍子の異
なる例の碍子端部構造を示す図、第3図(a)〜(c)
は第1図(a)に示す本発明の光ファイバ複合碍子の各
製造工程を示す図、第4図(a) 、 (b)は第1図
(b)および第1図(c)に示す本発明の光ファイバ複
合碍子の各製造工程を示す図、 第5図は碍子端部形状における拡孔部のテーバθを説明
する図、 第6図は従来の光ファイバ複合碍子の一例を示す図であ
る。 1・・・碍子 1a・・・拡孔部2・・・
内孔 3・・・光ファイバ4・・・スペー
サ 5・・・封着用ガラス6・・・端部保護部
材 7・・・筒体8・・・導電体 11−1.11−2・・・碍子固定治具12−1 、1
2−2・・・光ファイバ固定治具13・・・スペーサ 14−1 、14−2・・・予備加熱ヒータ21・・・
誘導加熱ガラス溶融炉 22・・・熱風吹き付は管 23・・・冷却管31・
・・注入治具 32・・・吸引口33・・・注
入口 41・・・予備封着部材42・・・高
周波誘導加熱装置 第2図 (訂正図) (a) (b) 第4図 (訂正図) (a) (b) (訂正図)
合碍子の異なる例の構造を示す断面図、第2図(a)
、 (b)はそれぞれ本発明の光ファイバ複合碍子の異
なる例の碍子端部構造を示す図、第3図(a)〜(c)
は第1図(a)に示す本発明の光ファイバ複合碍子の各
製造工程を示す図、第4図(a) 、 (b)は第1図
(b)および第1図(c)に示す本発明の光ファイバ複
合碍子の各製造工程を示す図、 第5図は碍子端部形状における拡孔部のテーバθを説明
する図、 第6図は従来の光ファイバ複合碍子の一例を示す図であ
る。 1・・・碍子 1a・・・拡孔部2・・・
内孔 3・・・光ファイバ4・・・スペー
サ 5・・・封着用ガラス6・・・端部保護部
材 7・・・筒体8・・・導電体 11−1.11−2・・・碍子固定治具12−1 、1
2−2・・・光ファイバ固定治具13・・・スペーサ 14−1 、14−2・・・予備加熱ヒータ21・・・
誘導加熱ガラス溶融炉 22・・・熱風吹き付は管 23・・・冷却管31・
・・注入治具 32・・・吸引口33・・・注
入口 41・・・予備封着部材42・・・高
周波誘導加熱装置 第2図 (訂正図) (a) (b) 第4図 (訂正図) (a) (b) (訂正図)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、碍子の中央部分を貫通する内孔中に光ファイバを挿
通し、該内孔内に光ファイバが挿通しかつ内孔に接する
スペーサを設置して碍子の端部内孔内に封着用ガラスを
充填し、さらに封着用ガラスより突出している光ファイ
バの突出部を樹脂又はゴム状弾性体で被覆したことを特
徴とする光ファイバ複合碍子。 2、碍子の中央部分を貫通する内孔の端部に内孔中にス
ペーサを設置し、該スペーサ及び内孔を挿通して設けら
れた光ファイバのスペーサより外方に延びる部位がセラ
ミック筒体よりなる封着部で被嵌され、碍子内孔とセラ
ミック筒体よりなる封着部との間に封着用ガラスを充填
してなることを特徴とする光ファイバ複合碍子。 3、前記封着部が、セラミック筒状体内に光ファイバを
挿通し封着用ガラスで密封して両端部を樹脂またはゴム
状弾性体で被覆したものである請求項2記載の光ファイ
バ複合碍子。 4、碍子の中央部分を貫通する内孔の端部に、光ファイ
バを挿通して封着用ガラスで封着したセラミック筒体よ
りなる封着部を位置させ、該セラミック筒体よりなる封
着部の外周に碍子の内孔径より大きな寸法の環状の封止
部を持った金属又は導電性セラミックよりなる導電体を
嵌合し、碍子端部および光ファイバが挿通されたセラミ
ック筒体よりなる封着部と導電体との間を封着用ガラス
で密封したことを特徴とする光ファイバ複合碍子。 5、碍子の中央部分を貫通する内孔の端部に、光ファイ
バが挿通されかつ光ファイバがガラスで封止された金属
又は導電性セラミックスよりなる導電体を嵌合し、碍子
の内孔と導電体との間を封着用ガラスで密封したことを
特徴とする光ファイバ複合碍子。 6、碍子の中央部分を貫通する内孔中に予じめセラミッ
ク筒体に光ファイバを挿通し封着用ガラスで封着した封
着部または光ファイバを挿通し、封着部または光ファイ
バと碍子の内孔との間に加熱溶融された流動性のある封
着用ガラスを注入して碍子の内孔と光ファイバ又は前記
封着部との間をガラスで密封することを特徴とする光フ
ァイバ複合碍子の製造方法。 7、碍子の中央部分を貫通する内孔中に光ファイバを挿
通して、内孔部の端部を封着する光ファイバ複合碍子の
製造法であって、セラミック筒体あるいは金属または導
電性セラミックスよりなる筒体の内孔に光ファイバを挿
通し、光ファイバとこれら筒体の内孔の間を封着し、さ
らに、これらの筒体を碍子の内孔に設置し、前記筒体の
外周部あるいは内孔の筒体に接する部分に封着用ガラス
を塗布し、加熱することにより封着用ガラスを溶融して
、筒体と碍子の内孔の間を封着用ガラスで封着すること
を特徴とする光ファイバ複合碍子の製造方法。 8、碍子の中央部分を貫通する内孔中に光ファイバを挿
通して、内孔部の端部を封着する光ファイバ複合碍子の
製造法であって、セラミック筒体あるいは金属または導
電性セラミックスよりなる筒体の内孔に光ファイバを挿
通し、光ファイバとこれら筒体の内孔の間を封着用ガラ
スで密封し、さらに、これらの筒体と磁器の端面または
内孔に密着する形状の金属または導電性セラミックスよ
りなる導電体の部材および磁器内孔中に前記ファイバを
挿通し導電体の部材またはその導電体の部材と接する碍
子部あるいは前記ファイバを挿通した筒体に、封着用ガ
ラスを塗布し、加熱することにより封着ガラスを溶融し
て碍子内孔部の端部を封着することを特徴とする光ファ
イバ複合碍子の製造方法。 9、前記ガラス物質の溶融を、接触する金属又は導電性
セラミックを高周波誘導加熱により加熱することにより
行う請求項7または8記載の光ファイバ複合碍子の製造
方法。
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63072029A JPH01246724A (ja) | 1988-03-28 | 1988-03-28 | 光ファイバ複合碍子およびその製造方法 |
| DE68923480T DE68923480T2 (de) | 1988-03-28 | 1989-03-23 | Elektrischer Isolator mit einer durchgehenden optischen Faser und Verfahren zu seiner Herstellung. |
| CA000594733A CA1320857C (en) | 1988-03-28 | 1989-03-23 | Optical fiber composite insulators and method for producing the same |
| EP89302958A EP0339791B1 (en) | 1988-03-28 | 1989-03-23 | An electrical insulator having an optical fiber passing through it and method for producing the same |
| IN234/CAL/89A IN170845B (ja) | 1988-03-28 | 1989-03-27 | |
| KR1019890003939A KR950005856B1 (ko) | 1988-03-28 | 1989-03-28 | 광섬유 복합애자 및 그 제조 방법 |
| US07/329,869 US4921322A (en) | 1988-03-28 | 1989-03-28 | Optical fiber composite insulator |
| CN89101883A CN1024222C (zh) | 1988-03-28 | 1989-03-28 | 光纤复合绝缘子 |
| US07/440,196 US5109466A (en) | 1988-03-28 | 1989-11-22 | Method for producing an optical fiber composite insulator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JPH0461450B2 JPH0461450B2 (ja) | 1992-09-30 |
Family
ID=13477578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63072029A Granted JPH01246724A (ja) | 1988-03-28 | 1988-03-28 | 光ファイバ複合碍子およびその製造方法 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US4921322A (ja) |
| EP (1) | EP0339791B1 (ja) |
| JP (1) | JPH01246724A (ja) |
| KR (1) | KR950005856B1 (ja) |
| CN (1) | CN1024222C (ja) |
| CA (1) | CA1320857C (ja) |
| DE (1) | DE68923480T2 (ja) |
| IN (1) | IN170845B (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993013429A1 (fr) * | 1985-08-07 | 1993-07-08 | Toshisada Fujiki | Detecteur de tension |
| JPH01246724A (ja) * | 1988-03-28 | 1989-10-02 | Ngk Insulators Ltd | 光ファイバ複合碍子およびその製造方法 |
| EP0364289B1 (en) * | 1988-10-14 | 1995-05-24 | Ngk Insulators, Ltd. | Optical fiber built-in composite insulator and method of producing the same |
| DE68923145T2 (de) * | 1988-10-14 | 1996-01-04 | Ngk Insulators Ltd | Verbundisolator mit optischer Faser und Verfahren zu dessen Herstellung. |
| DE68915714T2 (de) * | 1988-12-06 | 1994-11-03 | Ngk Insulators Ltd | Isolator mit optischer Fiber und Verfahren zu seiner Herstellung. |
| JPH0628123B2 (ja) * | 1990-03-27 | 1994-04-13 | 日本碍子株式会社 | 光ファイバ複合碍子及びその製造方法 |
| JPH0664955B2 (ja) * | 1990-03-28 | 1994-08-22 | 日本碍子株式会社 | 光ファイバ複合碍子 |
| JPH0486705A (ja) * | 1990-07-31 | 1992-03-19 | Canon Inc | ライトガイド |
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