JP2005292499A

JP2005292499A - 光ファイバの製造方法及びその製造装置

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Publication number: JP2005292499A
Application number: JP2004108060A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Hamazaki; 浩史濱崎; Hideto Furuyama; 英人古山
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2005-10-20

Abstract

【課題】低コストで光ファイバの余長を極力短くすることが可能で、小型化が可能な光
ファイバの製造方法および製造装置を提供する。
【解決手段】ストリッパ１の刃２により光ファイバ２１の被覆２２を一部除去後、スト
リッパ１の刃支持部１−１、１−２が大きく開いて光ファイバ２１に沿って退避し、その
後第二のクランプにより被覆２３を保持した状態で光ファイバを加傷し、破断する。
【選択図】図２

Description

本発明は、光通信技術や光伝送技術などに用いられる光ファイバの製造方法および製造
装置に関する。

近年、光通信技術及び光伝送技術が幹線系のみならずＦＴＴＨ（Fiber To The Home）に
代表されるように、アクセス系にも用いられるようになってきた。さらには、ギガビット
イーサネット（登録商標、以下同様）や１０Ｇイーサネットなどにおいては、装置間を光
ファイバでつないで、高速大容量な光伝送を用いることが広く行われるようになってきて
いる。この技術の流れの先に位置するものとして、現在、研究開発レベルでは、ボードに
搭載した複数のＬＳＩ間に光配線を適用することが試みられている。その場合、光伝送路
としては電気実装ボード内に光導波路を埋め込んだ光電気実装基板の実現を前提としてい
るものが多いが、光電気実装基板の実現には光結合系の安定化等にまだブレークスルーが
必要な課題を抱えており、すぐさま実用レベルに供することは困難である。そこで、過渡
的あるいは簡易的に用いられる光伝送路として光ファイバや導波路フィルム等が考えられ
ている。しかし、現段階で導波路フィルムの伝送損失は、光ファイバと比較すると３桁か
ら４桁も大きく、比較的長い距離をつなぐ場合には、光ファイバを用いることが有効であ
る。

光ファイバは、光通信等で用いられているような石英系のファイバと、自動車内制御系
に用いられている様なＰＯＦ（プラスチック光ファイバ）があるが、ＬＳＩ信号を伝送す
るような用途の場合、なるべく１チャンネルあたりの信号伝送帯域を高める必要があり、
例えば１０ＧＨｚといった高い周波数の信号を伝送する必要がある。この場合、コア径の
大きなＰＯＦでは、分散により帯域と長さの積が制限される。細径のＰＯＦも市販されて
はいるものの、いまだ使用量が少なくコストが高いため一般的ではない。したがって、ガ
ラス系のファイバを用いるのが好ましい。また、ボード上でＬＳＩ間を光ファイバで接続
するような用途を考えた場合、ＬＳＩ間をつなぐ長さの調節を行う必要がある。このよう
な場合、ＬＳＩに接続された光ファイバの端面に光コネクタを設けておく方法が考えられ
るが、この方法では光ファイバの端面加工（特に研磨工程）に非常にコストがかかるため
現実的でない。

以上の課題を解決するため、研磨レスで応力破断による端面出しを行い、半永久的に接
続する方法が有力になる。一般的に、メカニカルスプライスと呼ばれる。このような場合
、光ファイバの端面を出した後、端面同士を機械的につき合わせて、光を接続するが、そ
のためには、被覆を除去した後に応力破断により端面出しを行う。最近では、自動的に被
覆除去と端面だしを行う機器が考案されている（特許文献１参照）。この方法では、光フ
ァイバの被覆を除去した後、被覆のない光ファイバを上下のクランプにより固定して、加
傷刃をスライドさせて光ファイバに切り欠きをつくり、枕部を押しつけることで塑性破壊
させて端面だしを行っている。この場合、光ファイバに傷を入れる際に光ファイバの位置
が上下クランプにより固定されるため、刃圧や傷入れの深さ等を精密に制御できるため、
破断面の角度を安定に直角に近く制御可能であり、良好な光学面出しが可能である。

また、別の方法として、光ファイバの被覆を除去せずに傷を入れ、破断後に被覆を除去
する方法も考案されている（非特許文献１参照）。この場合、被覆をあとで除去するため
ファイバの端部に近いところで切断が可能であり、後から所望の長さの被覆を除去でき利
用効率が高いという特徴がある。
特許第３４２４５２７号公報「高強度接続用自動光ファイバーカッターの開発」（昭和６１年度電子通信学会総合全国大会９−１８２頁）

しかしながら、特許文献１のような光ファイバ接続用端末処理機では、光ファイバの被
覆を除去した後、被覆のない光ファイバを上下のクランプにより固定して、加傷刃をスラ
イドさせて光ファイバに切欠をつくり、枕部を押しつけることで塑性破壊させる方法をと
る。従って、被覆除去後のファイバをクランプする必要があり、除去する被覆の長さ（こ
れを「余長」という）はクランプで挟持するに十分長さが必要であるため、余長が長く無
駄になるという問題があった。

一方、非特許文献１のような、光ファイバの被覆を除去せずに傷を入れ、破断後に被覆
を除去する方法では、被覆ごと加傷する必要があるため、刃圧を高く設定する必要があり
、傷が大きくなりやすく、加傷の大きさにばらつきが生じる。そのため、破断後の光ファ
イバ端面が平滑にならず、端面で乱反射を起こす可能性があるという問題があった。また
、被覆ごと加傷するため初期傷の大きさにばらつきが生じやすいため、加傷の際に、加傷
部分を境に左右に引っ張る予張力を与えておく必要がある。そのためカッターの機構が複
雑になり、大型化しやすくコストが高くなる傾向にあるという問題があった。

上記事情を鑑み、本発明は、低コストで光ファイバの余長を極力短くすることが可能で
、小型化が可能な光ファイバの製造方法および製造装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の光ファイバの製造方法は、第一のクランプにより
保持された光ファイバの破断領域の近傍部分をストリッパで加熱しながら、前記光ファイ
バの前記近傍部分の被覆に刃を食い込ませ、前記ストリッパを前記光ファイバの軸方向に
移動させることで、前記光ファイバの前記近傍部分の被覆を除去する工程と、前記ストリ
ッパの刃支持部を大きく開いた状態で前記ストリッパを退避させる工程と、前記第一のク
ランプ、及び第二のクランプで前記光ファイバの被覆を固定し、加傷刃により前記破断領
域に加傷する工程と、前記破断領域を応力により破断する工程とを有することを特徴とす
る。

また、本発明の光ファイバの製造装置は、光ファイバの被覆除去時、及び前記光ファイ
バ破断時に前記光ファイバを保持する第一のクランプと、加熱機能を有し、前記光ファイ
バの被覆を除去するための刃を有し、かつ前記光ファイバの被覆除去後退避させることが
可能なストリッパと、加傷刃とを有することを特徴とする。

本発明の光ファイバの製造方法及びその製造装置によれば、ストリッパによる光ファイ
バ破断領域の近傍部分の被覆の除去後、ストリッパを光ファイバより脱離させるため、脱
離させずにストリッパを光ファイバの軸方向に移動させる方法と比べ、低コストで光ファ
イバの余長を極力短くすることが可能である。

また、被覆除去後、光ファイバを加傷し、破断するため、信頼性が高く、小型化が可能
な光ファイバの製造方法及び製造装置を提供することが可能となる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施例を説明する。

図１は、本発明の実施例１に係る光ファイバの製造装置の主要部概略図である。図１に
おいて、３−１は上部クランプ、３−２は下部クランプで、これらにより第一のクランプ
３を構成し、光ファイバを被覆ごと固定する。第一のクランプ３は、ゴムや軟質プラスチ
ックなどが用いられ、光ファイバに損傷を与えない軟らかい材料が用いられる。第一のク
ランプ３により光ファイバは、被覆除去や破断の際に横方向に力を加えても、動かない程
度の圧力で保持されている。

ストリッパ１は、刃支持部１−１、１−２が支点を介して結合することで構成されてい
る。刃支持部１−１、１−２にはそれぞれヒータが内蔵され、刃支持部１−１、１−２に
それぞれ装着された刃２を８０〜１２０℃程度に加熱して、光ファイバの被覆を剥離しや
すくしている。刃２は、ステンレスやアルミニウム合金といった金属等の硬度、耐久性の
高い材料からなる。ストリッパ１全体は、移動用ねじ１−３により図１の左右方向にスラ
イドさせることが出来、光ファイバの被覆の一部に光ファイバに達する寸前まで刃２を食
い込ませた後、光ファイバの破断領域とは反対の端部方向（図中右方向）へ移動し、被覆
の一部を剥離するように動作する。この「被覆の一部」というのは、光ファイバを破断す
る部分を含めた光ファイバの軸方向の長さとして約２ｍｍ程度のごく一部分という意であ
り、後出の第二のクランプが保持する光ファイバの領域を含まない意である。剥離動作後
は、刃支持部１−１、１−２が上下方向に大きく開き、図１の右方向に退避することが可
能となる。

第二のクランプ４は、上部クランプ４−１、下部クランプ４−２からなる。そして、ス
トリッパ１が動作している最中は、上部クランプ４−１、下部クランプ４−２がそれぞれ
上下に大きく開き、退避状態となっている。ストリッパ１がその後、一定の間隔（光ファ
イバを被覆がついたまま破断することを防ぐのに十分な大きさであることが必要）、例え
ば、光ファイバの軸方向の長さとして約２ｍｍ程度まで剥離したところで刃２が図１の右
方向に退避する機構を有しており、ストリッパ１の退避後、クランプ４−１，４−２によ
り、ストリッパ１で一部剥離した被覆ごと光ファイバを固定する。

加傷刃６はＷＣ系超硬合金、あるいは焼結ダイアモンド等からなり、レール６−３によ
り紙面垂直方向に移動可能な加傷刃ホルダー６−２に固定されている。加傷刃６が加傷刃
ホルダー６−２の移動に伴い紙面垂直方向に移動する際、光ファイバに微小な傷をつける
。この傷により、光ファイバが硬質ゴムや軟質プラスチックからなる枕部５−１に押し付
けられて張力を加えられた際、光ファイバを塑性破壊により破断することができる。
５−２は、枕部を逃がすためのスプリング、５−３は枕部の操作ボタンであり、ボタンを
押すことで下方に光ファイバを押し付けて塑性破壊させる。塑性破壊により光ファイバを
破断させるためには、第一のクランプ３と第二のクランプ４との間隔が一定長必要である
。

本実施例の光ファイバの製造装置では、被覆部をクランプする構造であるため、光ファ
イバの被覆を剥離して光ファイバを露出させた部分の幅は、加傷刃６により傷を入れられ
る程度の大きさで済む。そのため、塑性破壊による光ファイバの破断後の光ファイバの被
覆が除去された露出部分の長さを極力短くすることが出来、スプライス等によりファイバ
接続部を小型化することができる。また、複数の光ファイバを二次被覆で覆った形状のテ
ープ芯線などの破断を行った場合、除去される側の被覆を残したまま切断するため、各フ
ァイバがばらばらにならないため、取り扱い性が向上し、かつ破断後の集塵清掃等が簡易
化できる。

図２は、本発明の実施例１に係る光ファイバの製造装置の主要部断面図である。図１と
同一構成には同一符号を付している。図２において、３−１は上部クランプ、３−２は下
部クランプで、これらにより第一のクランプ３を構成し、光ファイバを被覆ごと固定する
。第一のクランプ３は、ゴムや軟質プラスチックなどが用いられ、光ファイバに損傷を与
えない軟らかい材料が用いられる。第一のクランプ３により光ファイバは、被覆除去や破
断の際に横方向に力を加えても、動かない程度の圧力で保持されている。

刃支持部１−１、１−２にはそれぞれヒータが内蔵され、刃支持部１−１、１−２にそ
れぞれ装着された刃２を８０〜１２０℃程度に加熱して、光ファイバの被覆を剥離しやす
くしている。刃２は、ステンレスやアルミニウム合金といった金属等の硬度、耐久性の高
い材料からなる。ストリッパ１は、刃２を被覆２２の一部に光ファイバ２１に達する寸前
まで食い込ませた後、光ファイバ２１の端部方向（図２の右方向）へ移動し、被覆の一部
を剥離する。この「被覆の一部」というのは、光ファイバを破断する部分を含めた光ファ
イバの軸方向の長さとして約２ｍｍ程度のごく一部分という意であり、後出の第二のクラ
ンプが保持する光ファイバの領域を含まない意である。１０は、ストリッパ１が被覆２２
を剥離することで光ファイバ２１が露出した部分である。ストリッパ１は剥離動作後、刃
支持部１−１、１−２が上下方向に大きく開き、図２の右方向に退避することが可能であ
る。

加傷刃６はＷＣ系超硬合金、あるいは焼結ダイアモンド等からなり、レール（図示せず
）により紙面垂直方向に移動可能な加傷刃ホルダー（図示せず）に固定されている。加傷
刃６が加傷刃ホルダーの移動に伴い紙面垂直方向に移動する際、光ファイバに微小な傷を
つける。この傷により、光ファイバが硬質ゴムや軟質プラスチックからなる枕部５−１に
押し付けられて張力を加えられた際、光ファイバを塑性破壊により破断することができる
。塑性破壊により光ファイバを破断させるためには、第一のクランプ３と第二のクランプ
４との間隔としてある程度の長さが必要である。

本実施例の光ファイバの製造装置では、図１における説明と同様、被覆２２をクランプ
する構造であるため、光ファイバの露出部分１０が、加傷刃６により傷を入れられる程度
の寸法で済む。そのため、光ファイバの破断後において被覆２２が除去された部分の長さ
を極力短くすることが出来、スプライス等によりファイバ接続部を小型化することができ
る。また、テープ芯線などの破断を行う場合、二次被覆を極力除去しない状態で切断する
ため、テープ芯線中の各ファイバがばらばらにならずにまとまった状態で取り扱いが可能
である。また破断後の集塵清掃等が簡易化できる。

次に本実施例の光ファイバの製造装置を用いた光ファイバの製造方法について図３乃至
図７を用いて説明する。

まず図３に示すように、光ファイバ２１は、被覆２２ごと第一のクランプ３により固定
された後、ストリッパ１の刃２を被覆２２の一部に食い込ませる。続いて、図４に示すよ
うに、ストリッパ１を光ファイバ端部方向（図４の右方向）へ移動させることにより、被
覆２２の一部が剥離される。１０は、被覆２２が剥離されて光ファイバ２１が露出した部
分であり、被覆２３は光ファイバが一部剥離されることで被覆２２と分離された被覆２２
の一部分である。

次に、図５に示すように露出部分１０が示す一定の間隔まで剥離したところでストリッ
パ１の刃支持部１−１、１−２が上下に大きく開き、ストリッパ１が光ファイバ２１に沿
って図５の右方向に退避する。その後、第二のクランプ４により一部剥離した被覆２３ご
と光ファイバ２１を固定する。このとき、第一のクランプ３と第二のクランプ４の間隔は
、光ファイバ２１を撓ませることにより塑性破壊が行える程度の間隔が必要で、本実施例
の場合およそ１０ｍｍ程度とした。

その後、図６に示すように加傷刃６が光ファイバ２１の露出部１０の表面近くに接触し
、光ファイバ２１に微小傷（本実施例の場合、深さ５〜１０μｍ程度）をつける。
最後に図７に示すように、光ファイバ２１を枕部５により図面下方に押し付け、張力を与
えることにより、光ファイバ２１を塑性破壊により破断する。

本実施例の製造方法の特徴は、ストリッパ１による被覆２２剥離の際に、被覆２２を光
ファイバ２１破断のために必要な分剥離して残しておき、破断の際に光ファイバ２１を被
覆の上から第二のクランプ４により保持した状態で行うことにより、端面だしに必要な余
長を極力短くすることが可能な点にある。露出部１０の長さは、加傷刃６が光ファイバに
接触可能なだけの長さがあればよく、例えば２ｍｍ程度の長さにすることもできる。この
状態で、露出部１０の中央付近に加傷した場合、破断後の光ファイバ露出長は、半分の約
１ｍｍ程度と非常に短くすることができる。したがって、本願の実施例で作成した光ファ
イバ同士で接続を行えば、コネクタを小型化することが可能である。

なお、上述した各実施例は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例
示するものであって、この発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を
実施例に開示されたもののみに特定するものではない。本発明はその要旨を逸脱しない範
囲で、種々変形して実施することができるものである。

本発明の実施例１に係る光ファイバの製造装置の全体構成を示す断面図。図１の主要部断面図。本発明の実施例１に係る光ファイバの製造方法の工程断面図。本発明の実施例１に係る光ファイバの製造方法の工程断面図。本発明の実施例１に係る光ファイバの製造方法の工程断面図。本発明の実施例１に係る光ファイバの製造方法の工程断面図。本発明の実施例１に係る光ファイバの製造方法の工程断面図。

符号の説明

１ … ストリッパ
１−１、１−２ … 刃支持部
２ … 刃
３ … 第一のクランプ
４ … 第二のクランプ
３−１、４−１ … 上部クランプ
３−２、４−２ … 下部クランプ
５−１ … 枕部
５−２ … スプリング
５−３ … 操作ボタン
６ … 加傷刃
６−２ … 加傷刃ホルダー
６−３ … レール
１０ … 露出部分
２１ … 光ファイバ
２２、２３ … 被覆

Claims

第一のクランプにより保持された光ファイバの破断領域の近傍部分をストリッパで加熱
しながら、前記光ファイバの前記近傍部分の被覆に刃を食い込ませ、前記ストリッパを前
記光ファイバの軸方向に移動させることで、前記光ファイバの前記近傍部分の被覆を除去
する工程と、
前記ストリッパの刃支持部を大きく開いた状態で前記ストリッパを退避させる工程と、
前記第一のクランプで前記光ファイバの被覆を保持した状態で第二のクランプにより前
記除去した被覆を固定し、加傷刃により前記破断領域に加傷する工程と、
前記破断領域を応力により破断する工程と
を有することを特徴とする光ファイバの製造方法。
光ファイバの被覆除去時、及び前記光ファイバ破断時に前記光ファイバを保持する第一
のクランプと、
加熱機能を有し、前記光ファイバの被覆を除去するための刃を有し、かつ前記光ファイ
バの被覆除去後退避させることが可能なストリッパと、
前記ストリッパが退避した状態で前記除去した被覆を固定する第二のクランプと、
加傷刃と
を有することを特徴とする光ファイバの製造装置。