JP2005096004A - 光ファイバカッタおよびこれを用いた光ファイバの切断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光ファイバ切断面の精度が良く、切り離し長の短い光ファイバ切断を実現する方法を提供する。
【解決手段】先端部の被覆を除去した光ファイバの芯線部８を切断する光ファイバカッタであって、上記光ファイバの芯線部８を固定するための円周状の曲面２ａを有する曲げ付与部２と、該曲げ付与部２の曲面に沿って芯線部８を保持するための保持部３および４と、上記芯線部８を切断する刃５を有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、光通信システムに用いられる光ファイバの先端加工に適用され、光ファイバを精度よく切断し、特に光ファイバの切り離し長の短い切断が可能な光ファイバカッタに関する。

近年、情報の高度化やマルチメディア化に伴う公衆通信網やＬＡＮ等における情報伝送容量の肥大化が深刻な問題となっている。これを解決する手段として、光伝送技術を応用した各種光通信システムが注目されており、ネットワークの光化は急速に広まっている。

この光通信システムに用いられる光ファイバは、石英ガラスからなる芯線部をＵＶアクリル樹脂等からなる被覆部で覆ってなり、光ファイバを切断するには、先端部の被覆を除去した芯線部に創傷し、曲げ応力を付与して切断する光ファイバカッタが多用されている。

図５（ａ）及び図５（ｂ）は、この光ファイバカッタを示す概略図であり、切断方法はまず光ファイバの先端部の被覆７を機械的あるいは化学的に除去し、芯線部８を露出させる。次に、芯線部８の先端側と根元側をそれぞれ先端クランプ１３と根元クランプ１４で保持する。なお、先端クランプ１３と根元クランプ１４の間隔は１２ｍｍ程度とし、ショアＤ硬度は５０〜６０程度の１対のゴム片からなり、光ファイバを上下方向から保持し、芯線部８との接触面は、幅が約４ｍｍ程度である。

そして、先端クランプ１３と根元クランプ１４の中央下部には芯線部８の軸方向に対して垂直な方向に移動可能な刃５が設けられており、刃５が芯線部８側に移動することで芯線部８と接触し、芯線部８の下方の一部に創傷する。一方、先端クランプ１３と根元クランプ１４の中央上部には芯線部８に曲げを付与するための曲げ付与部２が設けられており、芯線部８に創傷する後に、この曲げ付与部２を矢印の方向、即ち傷と反対側から曲げを付与することによって傷を劈開し、光ファイバを切断するものである。

しかしながら、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す光ファイバカッタでは、切り離し長が短い切断が行えないという問題があった。ここで言う切り離し長とは光ファイバの先端部において切断して得られた芯線部８の長さである。図５（ａ）および図５（ｂ）に示す光ファイバカッタでは先端クランプ１３及び根元クランプ１４における芯線部８の保持幅がそれぞれ約４ｍｍ、創傷後に曲げ付与部２を押し込み、曲げを付与するために、先端クランプ１３と根元クランプ１４との間隔は約１２ｍｍ確保する必要がある。なぜなら、先端クランプ１３と根元クランプ１４の間に刃５と曲げ付与部２を配置する必要があることと、曲げ付与部２が芯線部８に曲げを付与した際に芯線部８のたわみが必要であるからである。結果として切り離し長は１０ｍｍ以上を見込まなくてはならず、被覆部の除去した長さが限られた光ファイバや極力切り離し長の短い切断を行いたい時に使用が困難であった。

この課題を解決するため、図５（ｃ）に示すように、光ファイバの切断に要する光ファイバ芯線部８の短尺化の試みもなされてきている。

この方法として、根元クランプ１４との芯線部８との接触面の幅を従来の４ｍｍから２〜３ｍｍ程度に短縮し、根元クランプ１４の幅を短縮しても芯線部８の保持力を従来法と同等に保つために、また根元クランプ１４の過度な変形を抑制し、精度良く切断できるように、根元クランプ１４を刃５の移動方向から見た断面形状は上底２〜３ｍｍ、下底は約４ｍｍの台形となっており、この台形形状により芯線部の保持幅を短尺化できる。従って従来法より被覆端部を前進でき、より根元に近い部位を切断する構造となっている。また、根元クランプ１４に適した材質としてはショアＤ硬度７０〜８５程度の硬質ゴムを採用している。この方法によって図５（ａ）に比べて被覆部７がより前進した分、芯線部８の長さを１〜２ｍｍ短縮することができて、しかも高精度な切断ができるというものである。

さらにこの台形クランプ形状を先端クランプ１３に採用すると芯線部８の切り離し長も同様に１〜２ｍｍ短尺化が期待できる。
特開２００１−１３３６３３号公報

しかしながら、図５（ｃ）に示すような根元クランプ１４や先端クランプ１３を用いた場合でも、光ファイバの芯線部８の切り離し長の短尺化は１〜２ｍｍが限度である。

これは、芯線部８の創傷後に曲げ付与部２を押し込み、芯線部８に曲げを付与するために、先端クランプ１３と根元クランプ１４の間隔を十分にとる必要があるためである。

また、先端クランプ１３、根元クランプ１４を台形形状することによって芯線部の保持幅を短尺化しても、曲げ付与部２を光ファイバに押し込み芯線部８に曲げを付与する際に、先端クランプ３から芯線部８が抜け出す恐れも生じやすく、切断ができないという問題があった。

上記問題に鑑み、本発明は、先端部の被覆を除去した光ファイバの芯線部を切断する光ファイバカッタであって、上記光ファイバの芯線部を固定するための円周状の曲面を有する曲げ付与部と、該曲げ付与部の曲面に沿って芯線部を保持するための保持部と、上記芯線部を切断する刃を有することを特徴とする。

また、本発明の光ファイバカッタは、上記曲げ付与部の曲面が、曲率半径７〜１２ｍｍであることを特徴とする。

さらに、本発明の光ファイバカッタは、上記刃が、曲げ付与部の曲面の接線に対して垂直に移動することを特徴とする。

またさらに、本発明の光ファイバカッタは、上記保持部が、芯線部の先端部と、根元部を保持するように設けられたことを特徴とする。

また、本発明の光ファイバカッタを用いた光ファイバの切断方法は、上記保持部によって光ファイバの芯線部を曲げ付与部に沿って保持して曲げ応力を付与し、上記刃を移動させ光ファイバの芯線部に創傷して切断することを特徴とする。

本発明の光ファイバカッタによれば、先端部の被覆を除去した光ファイバの芯線部を切断する光ファイバカッタであって、上記光ファイバの芯線部を固定するための円周状の曲面を有する曲げ付与部と、該曲げ付与部に芯線部を保持するための保持部と、上記芯線部を切断する刃を有することから、光ファイバ芯線部の長さに左右されることなく、特に真線部の長さを短くしても高精度な切断が可能となる。

また、本発明の光ファイバカッタによれば、上記曲げ付与部の曲面が、曲率半径７〜１２ｍｍであることから、過度な曲げ応力により芯線部を破断させることもなく、適度な曲げ応力を付与することができる。

さらに、本発明の光ファイバカッタによれば、上記刃が、曲げ付与部の曲面の接線に対して垂直に移動することから、常に光ファイバの軸方向に垂直な創傷が可能となり、芯線部のねじれもないため、切断面が光ファイバの軸方向に垂直な平面とすることができる。

またさらに、本発明の光ファイバカッタによれば、上記保持部が、芯線部の先端部と、根元部を保持するように設けられたことから、芯線部の短い光ファイバの切断を行う際にも光ファイバが保持部から抜け出ることはなく、高精度な切断ができる。

また、本発明の光ファイバカッタを用いた光ファイバの切断方法は、上記保持部によって光ファイバの芯線部を曲げ付与部に沿って保持して曲げ応力を付与し、上記刃を移動させ光ファイバの芯線部に創傷して切断することから、切断に要する時間を短縮でき、作業性も向上する。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１（ａ）は、本発明の光ファイバカッタの一実施形態を示す斜視図であり、図１（ｂ）は同図（ａ）の光ファイバカッタの断面図である。

本発明の光ファイバカッタは、先端部の被覆を除去した光ファイバの芯線部８を切断する光ファイバカッタであって、上記光ファイバの芯線部８を固定するための円周状の曲面２ａを有する曲げ付与部２と、曲げ付与部２の曲面に沿って芯線部８を保持するための先端保持部３、根元保持部４と、上記芯線部８を切断する刃５を有するものである。

ここで、上記光ファイバカッタの構造について詳しく説明する。

上記曲げ付与部２は、芯線部８を当接する円周状の曲面２ａ、光ファイバの被覆部７と芯線部８の境界近傍を保持する根元保持部４を固定する水平面２ｂを有しており、芯線部８に傷を付けないようにジュラコン等の樹脂からなることが望ましい。

また、曲げ付与部２の曲率半径は７〜１２ｍｍであることが好ましく、曲率半径が７ｍｍ未満となると、芯線部８に過度な応力が印可されるため、切断部以外の部位にて破断する恐れがある。また、曲率半径１２ｍｍ以上であると曲げ応力が小さく、創傷後の芯線部の破断面が粗くなる恐れが生じる。

さらに、曲げ付与部２は、ベース１上を刃５の方向に向かって、即ち図１（ｂ）に示す矢印Ａの方向に移動する機構を有しており、芯線部８を設置する前は後退位置にあり、曲げ付与部２と先端保持部３の間には空間が生じている。そして芯線部８を保持する際は曲げ付与部２を矢印Ａの方向に前進移動させて先端保持部３に当接すると同時に芯線部８を曲げ付与部２と先端保持部に挟み込むものである。曲げ付与部２は前進位置においてロック固定されることによって芯線部８を保持するものである。

またさらに、曲げ付与部２には、図２に示すように芯線部８の段面を傾きなく切断するために、ガイド溝９が設けられていることが好ましく、ガイド溝９内に隙間のないよう芯線部８を沿わせることによって曲げ応力を付与することで、芯線部８に一様に曲げ応力が印可され、また芯線部８にねじれ応力が印可され、切断面が光ファイバの軸に対して角度が生じ水平切断ができなくなることを有効に防止することができる。

この曲げ付与部２に光ファイバの芯線部８を保持する保持部は、芯線部８の先端を保持する先端保持部３、被覆部７と芯線部８との境界を保持する根元保持部４からなること好ましく、先端、根元２つの保持部により芯線部８を曲げ付与部２に隙間なく当接させて保持することができ、芯線部８を短く切断する際にも光ファイバが先端保持部３から抜け出ることはなく、高精度な切断ができる。

上記先端保持部３を用いて芯線部８を曲げ付与部２に押しつける構造としては、図３（ａ）、（ｂ）に示すようにバネ１１の反力を利用した方法をとることが好ましい。先端保持部３における光ファイバ曲げ付与部２と接触する面と反対側の面はバネ１１を介してベース１と接続されており、曲げ付与部２の前進に伴い曲げ付与部２と先端保持部３が当接し、このとき発生するバネ１１の反力により芯線部８を曲げ付与部２上に保持する。

なお、上記先端保持部３の材質は、ショアＤ硬度５０〜６０程度の軟質ゴムが望ましく、曲げ付与部２の円周状の曲面２ａに接触する際、先端保持部３の幅は従来法による光ファイバカッタのように４ｍｍもの長さは必要なく、２〜３ｍｍ程度で十分である。

また、根元保持部４は、材質がショアＤ硬度５０〜６０程度の軟質ゴム製の板１２が貼り付けられた強磁性体の金属板等からなり、蝶番による開閉機構を有するものが好ましい。また曲げ付与部２の水平面２ｂにはマグネット１５が埋め込まれており、根元保持部４を閉じるとマグネット１５の磁力により曲げ付与部２の水平面２ｂに保持される仕組みとなっている。

さらに、曲げ付与部２には、図４に示すように曲げ付与部２の円周状曲面２ａにおいて傷を付与する部分の近傍に刃５の移動方向に平行な逃げ溝１０を設けることが好ましく、この逃げ溝１０により芯線部８に傷を付与する際、刃５と芯線部８との接触量の調整が不十分であっても、必要以上に芯線部８に力を印可しないため、安定して精度良く切断ができるとともに、刃５の寿命ものばすことができる。

なお、逃げ溝１０と円周状曲面２ａの境界部は、芯線部８を傷付けないよう、曲面状とすることが好ましい。

また、上記先端保持部３、根元保持部４によって保持された光ファイバの芯線部８に創傷する刃５は、曲げ付与部２の円弧の接線に垂直になるように配置されることが好ましく、刃５の移動方向と芯線部８が直交し、切断面も光ファイバと垂直にすることができる。

また、上記刃５は、ダイヤモンドからなる円盤形状であることが好ましい。これは、芯線部８より硬度の高い材質であることが必要であるのと、繰り返し使用により刃５が摩耗した際に摩耗部位を回転させ、新たな刃先を使用することが可能であるからである。刃５の位置は、芯線部８に適度に接触するようにあらかじめ調整してあり、刃５を芯線部８と直交する方向に移動させると芯線部８に創傷することができる。

さらに、上記刃５と先端保持部３の間の距離は２．５ｍｍ程度まで接近して配置することが可能であるので、結果として芯線部８の先端から約５ｍｍの位置で切断可能となる。

また、切断後に切断して得た芯線部８が曲げ付与部２から勢いよく離れ、万が一切断部分以外で芯線部８の破断が生じていた場合には、芯線部８の断片が飛散する恐れがあるので、図１（ｂ）に示すように飛散防止フード６を設けることが望ましい。

ここで、上述の光ファイバカッタを用いて光ファイバの芯線部８を切断する方法について図３に基づいて説明する。

まず、図３（ａ）に示すように、切断作業開始前は曲げ付与部２は後退位置にて待機しており、先端保持部３との間に芯線部８を差し込むための隙間が生じている。この隙間に芯線部８を送り込み、曲げ付与部２に芯線部８を接触させる。

次に、芯線部８の先端を曲げ付与部２に接触させたまま待機位置にある曲げ付与部２を矢印Ａの方向に先進させ、先端保持部３と曲げ付与部２で芯線部８を挟み込む。このとき、先端保持部３後方にあるバネ１１は曲げ付与部２による押圧を受けて収縮し、その反力により芯線部８を曲げ付与部２に押し当てる。このとき、曲げ付与部２は前進位置においてロックされている。

次いで、図３（ｂ）に示すように、芯線部８の先端部を保持した光ファイバを曲げ付与部２の円周状曲面２ａ内のガイド溝９に沿わせることによって曲げ応力を印可し、光ファイバの根元部を根元保持部４で挟み込んで保持する。

しかる後、図３（ｃ）に示すように、刃５を光ファイバと垂直方向、すなわち矢印Ｂの方向に移動させ、芯線部８に接触した際に創傷し、その直後に芯線部８が劈開され切断が終了する。終了後は根元保持部４より光ファイバを回収し、曲げ付与部２を後退位置に戻し、切り離された芯線部８を除去することで完了する。

このように、本発明の光ファイバカッタを用いた光ファイバの切断方法によれば従来法の光ファイバ設置、創傷、曲げ付与の３段階の過程を経て行われるのに対し、光ファイバ設置と同時に曲げ付与、創傷の２段階の操作にて切断可能であるので、従来法よりさらに作業性が向上し、所要時間も短縮される。また切断前に光ファイバに既に傷が付いていて強度が劣化していた場合、本発明の曲げ付与課程にて破断するので、劣化ファイバの発見と抜き取りが可能な利点もある。

以下、本発明の実施例について説明する。

まず、光ファイバの先端部分の被覆７を先端から２０ｍｍ除去し芯線部８を露出させた試料を２０本作製した。

次に、本発明の図１に示す光ファイバカッタ、および従来法による図５に示す光ファイバカッタを用いて光ファイバの切断試験をそれぞれ１０本ずつ行った。

評価として切断面を４０倍の双眼顕微鏡による外観検査と切り離し後の光ファイバの芯線部８の長さを測定し、比較を行った。

切断試験結果より、切断面においては双方の光ファイバカッタにおいても良好な水平面となり、本発明による切断方法は従来法と同様の切断面が実現できることが明らかとなった。また、切断後の芯線部の長さは従来法では平均１５ｍｍであったのに対し、本発明による方法は平均１０ｍｍとなり、従来法より光ファイバの切り離し長を５ｍｍも短縮することができた。

（ａ）は、本発明の光ファイバカッタの一実施形態を示す部分斜視図であり、（ｂ）は同図（ａ）の断面図である。 本発明の光ファイバカッタにおける曲げ付与部の他の例を示す斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の光ファイバカッタを用いた光ファイバの切断方法を説明する説明図である。 本発明の光ファイバカッタにおける曲げ付与部のさらに他の例を示す断面図である。 （ａ）は、従来の光ファイバカッタの一例を示す部分斜視図であり、（ｂ）は同図（ａ）の部分断面図、（ｃ）は従来の光ファイバカッタの他の実施形態を示す部分断面図である。

符号の説明

１：ベース
２：曲げ付与部
２ａ：曲げ付与部の円周状曲面
２ｂ：曲げ付与部の水平面
３：先端保持部
４：根元保持部
５：刃
６：光ファイバ飛散防止フード
７：被覆部
８：芯線部
９：ガイド溝
１０：逃げ溝
１１：バネ
１２：ゴム板
１３：先端クランプ
１４：根元クランプ
１５：マグネット

Claims (5)

1. 先端部の被覆を除去した光ファイバの芯線部を切断する光ファイバカッタであって、上記光ファイバの芯線部を固定するための円周状の曲面を有する曲げ付与部と、該曲げ付与部の曲面に沿って芯線部を保持するための保持部と、上記芯線部を切断する刃を有することを特徴とする光ファイバカッタ。
2. 上記曲げ付与部における円周状の曲面が、曲率半径７〜１２ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の光ファイバカッタ。
3. 上記刃が、曲げ付与部における円周状の曲面の接線に対して垂直な方向に移動することを特徴とする請求項１または２記載の光ファイバカッタ。
4. 上記保持部が、芯線部の先端部と根元部をそれぞれ保持するように設けられたことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の光ファイバカッタ。
5. 請求項１乃至４の何れかに記載の光ファイバカッタを用いた光ファイバの切断方法であって、上記保持部によって光ファイバの芯線部を曲げ付与部に沿って保持して曲げ応力を付与し、上記刃を移動させ光ファイバの芯線部に創傷して切断することを特徴とする光ファイバの切断方法。

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