JP2005352495A - 光ファイバ束端の製造装置及び方法、同装置及び方法を用いて製造される改良光ファイバ束 - Google Patents

Abstract

【課題】 改良された光ファイバ束端を迅速に製造できる製造方法を提供する。
【解決手段】 ａ）ガラス繊維から成る光ファイバ束の端部へスリーブを定置する工程と、ｂ）前記光ファイバ束の端部を該端部へ定置されたスリーブとともに該スリーブに対してプレスすることなく２以上の加熱されたプレスジョーを備えるプレス器具中へ挿入し及び定位する工程と、ｃ）工程ｂ）における挿入及び定位後、プレスジョーを用いて前記スリーブに対して半径方向だけに圧力を加える工程を含んだ制御方法に構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は光ファイバ束端の制作あるいは製造方法に関する。該方法においては、スリーブを光ファイバ端部へ定置あるいは取り付けて形状化器具中で少なくとも前記端部へ圧力を加えながらスリーブがプレスされる。本発明はさらに、光ファイバ束端部を保持するためのホールダ、及び内部においてスリーブを光ファイバ束端部に対してプレスするための形状化あるいはプレス器具を備える、スリーブを有する光ファイバ束端の製作あるいは製造装置に関する。

光ファイバ束と称される複数の個々光ファイバから成るたわみ光ガイド（たわみ導波路）が光伝送にしばしば利用される。前記個々の光ファイバは、通常例えば照明用光源へ固定されたスリーブ中において端を共通にして互いに締め付けられる。

接着剤と光ファイバに対してプレスされるスリーブを用いるか、あるいは共通のスリーブ中で個々の光ファイバを一緒に融解することにより、個々の光ファイバを互いに接着させる方法が公知である。

ＪＰ３１４４６０１には光ファイバ束端の提供が可能な方法に関する記載がある。この方法によれば、光ファイバ束端は加熱され、次いで狭量または締付用開口部中へ挿入される。光ファイバ束の直径は上記方式によって減じられると同時に圧縮される。

ＤＥ２６３０７３０には上記方法と同様な手順で始める方法が記載されている。この方法では、光ファイバ束端は同様に金属製スリーブ中へ挿入される。次いで光ファイバ束はスリーブと一緒にプレス部材中に設けられた狭量または締付用開口部中へ押し込まれる。光ファイバ束端は、加熱と同時にスリーブが取り付けられた光ファイバ束端を軸方向へ移動させることによりスリーブによって形状化される。

ＤＥ１９８５５９５８Ａ１では、光ファイバ束の末端部へ金属製スリーブを取り付けた後締付装置中に保持する方法が提供されている。この方法では、次第に減少あるいは狭くなった内径をもつ形状化器具がスリーブ上を軸方向へ移動し、光ファイバ端へ熱が与えられて該光ファイバ端は六辺形に束ねられた配列に変換される。前記形状化器具の内壁とスリーブとの間には隙間があり、この隙間において光ファイバ束前端の輪状部分を用いた光ファイバへの熱伝達が起こる。前記変換処理は光ファイバ束と前記金属製スリーブとの間にガラスの封入物が生じないように行われる。

この処理には、光ファイバ束がスリーブ中へ挿入される際に該光ファイバ束へ軸方向の作用力を働かせなければならない欠点があるり、この作用力によって前記光ファイバ束の少なくとも外側光ファイバへ損傷が生ずる可能性がある。さらに、スリーブは適当に安定でなければなないため、スチール等の材料を選択するか、あるいは壁厚を厚くすることが要求される。

ＤＥ３２４７５００Ａ１及びＤＥ３７４４３６７Ｃ１に記載された方法では、スリーブ中に取り付けられたガラスファイバ束周囲へ環状の注入手段を用いて溶融ガラスが注入される。このような方法を実施する装置は比較的高価である。

ＧＢ１５９５１６３によれば、熱可塑性末端スリーブが、２部分構成の音響電極を用いた超音波溶接によって光ファイバ束の熱可塑性保護ジャケット及び前記光ファイバ束へ接着される。

ＵＳ３９１４０１にはファイバ結合剤に関する記載がある。この結合剤中へ挿入されるスリーブには、温度約７５℃でファイバ端において収縮する可収縮金属が含まれている。

ＵＳ５２２２１８０には、ポリマーファイバから成るファイバ束用の終端部材の製造方法が記載されている。このファイバは常温で延伸され、スリーブ中へ挿入され、次いで加熱される。加熱処理中にファイバを元の形状へ回復させスリーブ断面を満たすことが試みられている。

本発明は簡便な方式によって光ファイバ束端を迅速に製造できる光ファイバ束端の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、形状化あるいはプレス器具を備える、前記光ファイバ束端の製造方法を実施するための装置を提供することをさらに目的とする。

また、本発明は、従来技術による類似の光ファイバ束よりも明らかに強力な光ファイバ束上への着座をもつ該光ファイバ束端部にスリーブを有するガラス製光ファイバの改良光ファイバ束を提供することをさらに目的とする。

本発明に係る光ファイバ束端の製作あるいは製造方法は、
ａ）ガラスから成る複数の光ファイバを含む光ファイバ束の端部へスリーブを定置あるいは取り付ける工程と、
光ファイバ束端部を前記端部へ定置されたスリーブとともに、前記スリーブに対してプレスすることなく、２以上の加熱されたプレスジョーを備えるプレス器具内へ挿入あるいは定位させる工程と、
工程ｂ）における挿入及び定位後に、前記プレスジョーを用いて前記スリーブに対して半径方向だけに圧力を作用させる工程を含んで構成される。

前記プレス処理はプレスされるスリーブの外面全体に対して同時に行われる。従来技術の場合における前記プレス装置の軸方向への挿入及び軸方向へ進むプレス処理とは対照的に、本発明に従ったプレス処理ではかなりの時間が節約される。本発明に従えば、前記プレス処理に要する時間は分範囲から秒範囲まで減少される。

本発明のさらに他の利点は、光ファイバ束の外側光ファイバが軸負荷を殆ど受けないため、これら外側光ファイバに対する損傷を回避できることである。処理中の軸方向の作用力によるスリーブの曲がりはもはや生じないので、従来技術において要求されたスリーブ材料の安定性はもはや必要とされない。従って、延性材料を用いて壁厚の薄いスリーブを製造することが可能である。

また、従来技術方法において通常機械加工あるいはミリングされたスリーブとは対照的に、本発明方法においては、真鍮等の妥当な価格の材料から成る深絞り成形スリーブの使用が可能である。

ミリングされた部品よりも明らかに外径が減じられた深絞り成形スリーブを製造できるため、外径が数ｍｍ範囲内の光ファイバ束へも末端スリーブを設けることが可能である。

軸方向の負荷が無くなったことにより薄壁化されたスリーブが使用でき、またその結果光ファイバ束の寸法のより小型化が可能となったため、かかる光ファイバ束に新用途分野が開けている。本発明に係る光ファイバ束端は標準的寸法の電流プラグ接続へ一体化することが可能である。そのため、この光ファイバ束端を自動車用途に用いられるＭＯＳＴ規格に適合したプラグとして使用することが可能である。また、スリーブを軸方向に固定する必要がないため、スリーブへ、より簡略化した形状、例えば環状カラーのない形状を用いることが可能である。

好ましくは、光ファイバ束端部の光ファイバはスリーブ中に挿入されている間は同時にプレスされない。光ファイバは当然固定状態で保持されているが、プレス嵌め状態にはない。スリーブが光ファイバへ取り付けられている時には、光ファイバに対する軸方向負荷から回避される。

光ファイバがガラスから製造され、金属製スリーブが使用される場合、光ファイバ束端の製造中スリーブは好ましくは５００℃〜７００℃、とりわけ５５０℃〜６５０℃の範囲内まで加熱される。

プレス回数は、形状化されるスリーブの外面全体に亘って加熱が同時に起こるため明らかに少なくなる。

本発明方法によって製造される光ファイバ束は、光ファイバ束の外側光ファイバが少なくとも部分的にスリーブ材料中に埋め込まれることを特徴とする。

スリーブには好ましくは延性材料が含まれる。スリーブ材料は前記挿入処理中に変形する可能性があるため、外側の光ファイバをスリーブ材料中へプレスして該光ファイバをスリーブ材料と相互接続することができる。これにより、光ファイバとスリーブ間に明らかにより安定な接続が得られ、このことは該接続の引き離しに、より大きな力を要することが分かる。

本発明方法において前記埋め込みを可能とするため、スリーブ材料は光ファイバ以上により軟質でかつより可塑性でなければならない。スリーブには、好ましくは金属、特に真鍮、あるいはガラスが含まれる。

スリーブの壁厚は好ましくは０．３〜０．４ｍｍの範囲内である。かかる壁厚は、外径が０．５ｍｍ以上の範囲内において小さい場合特に必要である。スリーブの外径は好ましくは０．５〜２５ｍｍの範囲内であり、広範囲に亘る直径をもつ光ファイバ束に対応している。

最も単純な実施態様においては、前記スリーブは円筒形であり、管状体部分は１個のみ含まれる。
好ましくは、スリーブの一断面のみプレスされる。

プレス処理に先立って、スリーブに直径のより大きなスリーブ部分と直径のより小さなスリーブ部分があると有利である。何故なら、この直径のより大きな部分は光ファイバ束端の挿入に補助的役割を果たすからである。

スリーブを用いて光ファイバ束端を製作する装置には、スリーブ全面を可能な限り完全に被覆することを保証するため、該スリーブを取り巻いて半径方向へ移動可能な２以上のプレスジョーをもつ形状化器具が備えられている。好ましくは、前記形状化器具には６個のプレスジョーが備えられる。

前記用語「半径方向」は、ここでは前記スリーブの長手方向に対して垂直な方向を意味する。

好ましくはカウンターリングが設けられ、該カウンターリングに対してプレスジョーがかみ合い、好ましくはかみ合わったプレスジョー外面が該カウンターリング内面を圧迫し、また前記カウンターリング及びプレスジョーは互いに対して軸方向へ移動可能である。

前記「軸方向」は、ここでは前記形状化器具の長手方向と同じくスリーブの長手方向を意味する。プレスジョーは、該プレスジョーに連関してカウンターリングが動いている間、半径方向内方へ移動可能である。

前記カウンターリングへ、前記プレスジョーの前端上あるいは外面上をスライドする円錐形の内面を設けることも可能である。

好ましくは、各プレスジョーにはその自由端へ向かって狭くなるかあるいは先細になる部分が設けられる。

合わされたすべてのプレスジョーの外面を角錐台あるいは円錐台形状とすることができる。これによって、カウンターリング内面がその上をスライドできるスライド面がプレスジョー上へ形成される。

前記スライドを容易化し及び／または前記部分の磨耗を減ずるため、カウンターリング内面及び／またはプレスジョー外面へ特にチタンあるいは窒化アルミニウムを含む耐熱性スライドコーティングを施すことも可能である。

好ましくは、プレスジョーは半径方向へ弾性的に付勢される。プレスジョーが、半径方向あるいは放射状に外側へ作用する弾性力に反して半径方向内方へ移動できれば有利である。プレスジョーはプレス処理後、それらを外側へ動かすように作用する弾性力によって、それらプレスジョーの空位置まで戻される。

好ましくは、前記形状化器具には縦スリットまたはスロットが設けられた端部をもつ管状体が含まれる。プレスジョーには前記縦スリットまたはスロットによって分離された管部分片が含まれる。この管部分片は前記管状体中に弾性を有して取り付けられる。

前記形状化器具には少なくとも１個の加熱装置が備えられる。この加熱装置としては、誘導ヒーター、加熱ストリップ及び／または加熱カートリッジを用いることができる。金属製スリーブのプレス処理には高温が必要とされるため、前記形状化器具は耐熱性材料から成ることを要する。

本発明装置の好ましい一実施態様においては、各プレスジョーにはそれ自体用の加熱カートリッジが備えられる。

本発明装置には光ファイバ束端部を保持するためのホールダが含まれる。

前記ホールダは、好ましくは軸方向へ移動可能である。この移動性は、カウンターリング及び／またはプレスジョー外面における磨耗が、これら部品の軸方向の移動が増加したと考えられる限りにおいて進行している場合に特に有利である。また、スリーブ寸法と光ファイバ束端寸法との公差は、カウンターリングとプレス器具間をより大きくずらすことによって補償可能である。光ファイバ束のホールダの軸方向へ移動可能なかつ必要ならばばね押しされる位置決めによって軸方向への作用力が増加するため、光ファイバ束に対する損傷を効果的に防止することができる。

次に本発明の目的、特徴及び利点について、以下に記載の好ましい実施態様を用いて添付図面を参照しながらより詳細に説明する

図１に光ファイバ束端の製造装置を示す。図１の左側には保護外装２を備える光ファイバ束１が示されている。この光ファイバ束１には前記保護外装２のない端部３がある。この端部３と前記保護外装２の端部上へスリーブ１０が押しつけられる。前記スリーブ１０には直径の大きな部分１２と直径の小さな部分１３がある。本発明にとっては重要でないが、省略可能なカラー１１が前記直径の大きな部分１２の後端に形成されている。スリーブ１０は直径の大きな部分に近接してホールダ４０によって保持され、このホールダは軸方向、すなわち長手方向へスライド可能であり、またばね押しされている（図示せず）。

前記直径の小さな部分１３のプレスされる前部２５が、図２に示すようにプレスジョー２２ａ〜２２ｆをもつ管状体２１を備えた形状化器具２０中へ挿入される。

図２に示すように、前記管状体２１にはその周辺に亘って配置された全部で６個の縦スロットまたはスリット２３が備えられ、それによって６個の管部分片またはプレスジョー２２ａ〜２２ｆが形成され、それらの自由端には先細部分２２ａ’〜２２ｆ’が設けられている。プレスジョー２２ａ〜２２ｆは前記管状体２１に対して弾力性をもたされ、半径方向へ可動である。前記先細部分２２ａ’〜２２ｆ’の部分において合わされたプレスジョー２２ａ〜２２ｆは円錐台あるいは円錐形状の外形を呈し、図１に示すように前記円錐形外面２４はカウンターリング２６と協働する。

カウンターリング２６には同様に円錐形の内面があり、この内面は形状化器具２０全体に亘るカウンターリング２６の軸方向の移動中、プレスジョー２２ａ〜２２ｆの外面２４上をスライドする。カウンターリング２６とプレスジョー２２ａ〜２２ｆとの接触面へ潤滑性コーティングを施すことも可能である。

カウンターリング２６には円筒形内面２８をもつ円筒形部分があり、この内面によって形状化器具２０の軸方向の移動が補助される。形状化器具２０全体に亘るカウンターリング２６の軸方向の移動によってプレスジョーは半径方向（矢印参照）へ動かされ、それによってスリーブ１０が光ファイバ束３に対してプレスされる。

図１に示した実施態様では、本発明装置にはカウンターリング２６の外側を圧迫する加熱マントル３０が備えられている。

図３には別の実施態様による形状化器具２０の正面図が示されている。この実施態様では、各プレスジョー２２ａ〜２２ｆにはそれ自体用の加熱カートリッジ３１が備えられている。

図４にはスリーブ１０を伴った光ファイバ束１前端の詳細透視図が示されている。スリーブ１０内面の形状化は、外側光ファイバ４’がスリーブ１０材料中へプレスされて該スリーブ１０材料中へ部分的に埋め込まれるように光ファイバ束４に対してスリーブ１０をプレスすることによって起こる。外側光ファイバ４’とスリーブ材料間の安定な接続が確立されることによって、これらを引き離すための力は大きく増大する。このプレス処理において光ファイバ４，４’の変形が起こるが、光ファイバの融解は生じない。しかしながら、すべての場合において光ファイバはスリーブ中で互いに接着し合う。

上記において本発明は光ファイバ束端の製造方法及び装置、及び同方法及び装置を用いて製造される改良された光ファイバ束として具現化されて説明及び記載されているが、本発明の精神からいかなる形においても逸脱することなく本発明へ種々の変更及び変形を加えることが可能であることから、本発明を上述した詳細へ限定する趣旨ではない。

本発明要旨は、さらなる分析を必要とせず、上記説明によって十分開示されているから、第三者は、最新の知識を適用することにより、先行技術の見地に立って本発明の全般的あるいは特定の態様の必須な特徴を明らかに構成している特徴を漏らすことなく本発明を種々用途へ容易に適合させることが可能である。

本発明に従った光ファイバ束端の製造装置の断面図である。 形状化またはプレス器具の透視図である。 本発明に従った製造装置中に用いられる形状化またはプレス器具の別の実施態様における前端部の詳細透視図である。 スリーブをプレスされて有する光ファイバ束前面の部分カッタウェイ正面図である。

符号の説明

１：光ファイバ束
２：保護外装
３：端部
４：光ファイバ
４’：外側光ファイバ
５：長手方向軸
１０：スリーブ
１１：カラー
１２：直径の大きな部分
１３：直径の小さな部分
２０：形状化器具
２１：管状体
２２ａ〜２２ｆ：プレスジョー
２２ａ’〜２２ｆ’：先細部分
２３：縦スロットまたはスリット
２４：円錐形外面
２５：前面またはプレス部分
２６：カウンターリング
２７：円錐形内面
２８：円筒形内面
３０：加熱ジャケット
３１：加熱カートリッジ
４０：ホールダ

Claims (21)

1. ａ）ガラス繊維から成る光ファイバ束端部へスリーブを定置する工程と、
   ｂ）前記光ファイバ束端部を該端部へ定置されたスリーブとともに該スリーブに対してプレスすることなく２以上の加熱されたプレスジョーを備えるプレス器具中へ挿入し及び定位させる工程と、
   ｃ）工程ｂ）における挿入及び定位後、プレスジョーを用いて前記スリーブに対して半径方向だけに圧力を加える工程を含んで構成される光ファイバ束端の製造方法。
2. 前記スリーブが前記端部へ定置あるいは取り付けられる際に、前記端部の光ファイバが互いに対してプレスされないことを特徴とする請求項１項記載の方法。
3. 前記スリーブが延性金属から成ることを特徴とする請求項１項記載の方法。
4. 前記延性金属が真鍮であることを特徴とする請求項３項記載の方法。
5. 前記スリーブが５００℃〜７００℃の温度範囲内まで加熱されることを特徴とする請求項１項記載の方法。
6. 前記プレス処理が、光ファイバ束端に空隙部分がなくなるまで持続されることを特徴とする請求項１項記載の方法。
7. ガラスから成る複数の光ファイバ（４．４’）と少なくとも一部が金属製スリーブ（１０）中に埋め込まれた外側光ファイバ（４’）を含む光ファイバ束から成る、少なくとも１つの端部（３）と前記少なくとも１つの端部へ取り付けられた金属性スリーブ（１０）を備える光ファイバ束（１）。
8. 前記金属製スリーブは延性金属からなることを特徴とする請求項７項記載の光ファイバ束。
9. 前記延性金属が真鍮であることを特徴とする請求項８項記載の光ファイバ束。
10. 前記金属製スリーブ（１０）が厚さ０．３〜０．４ｍｍの壁厚をもつことを特徴とする請求項７項記載の光ファイバ束。
11. 光ファイバ束（１）の端部（３）を保持するためのホールダ（４０）と、
    金属製スリーブ（１０）を前記光ファイバ束端部に対してプレスするための形状化器具を備える、金属製スリーブ（１０）を有する光ファイバ束端の製造装置であって、
    前記形状化器具は、前記金属製スリーブ（１０）を実質的に取り巻きあるいは囲い込み、かつ半径方向へ移動可能な２以上の加熱されたプレスジョー（２２ａ〜２２ｆ）を備えることを特徴とする前記製造装置。
12. カウンターリング（２６）内部においてプレスジョー（２２ａ〜２２ｆ）がかみ合う前記カウンターリング（２６）をさらに備え、前記プレスジョーは前記カウンターリングの内面（２７）を圧迫する外面を有し、及び前記カウンターリング（２６）及びプレスジョー（２２ａ〜２２ｆ）は互いに対して軸方向へ移動可能であることを特徴とする請求項１１項記載の装置。
13. 前記プレスジョー（２２ａ〜２２ｆ）のそれぞれに、それらの自由端へ向かう方向へ狭くなる先細部分（２２ａ’〜２２ｆ’）が設けられていることを特徴とする請求項１１項記載の装置。
14. プレスジョー（２２ａ〜２２ｆ）の前記先細部分（２２ａ’〜２２ｆ’）が全体として円錐台あるいは角錐台形状の外面を形成することを特徴とする請求項１３項記載の装置。
15. 前記プレスジョー（２２ａ〜２２ｆ）外面（２４）及び／またはカウンターリング（２６）内面（２７）に潤滑性コーティングが施されることを特徴とする請求項１１項記載の装置。
16. 前記プレスジョー（２２ａ〜２２ｆ）が半径方向へ弾性を有することを特徴とする請求項１１項記載の装置。
17. 前記プレスジョー（２２ａ〜２２ｆ）が半径方向外方へ作用する弾性に反して半径方向内方へ移動可能であることを特徴とする請求項１１項記載の装置。
18. 前記形状化器具（２０）に端部をもつ管状体（２１）が備えられ、前記管状体（２１）の端部に、縦スロット（２３）によって分離されかつプレスジョー（２２ａ〜２２ｆ）として働く管部分片を形成する複数の縦スロット（２３）が備えられることを特徴とする請求項１１項記載の装置。
19. 前記プレスジョー（２２ａ〜２２ｆ）を加熱するための誘導ヒーター、加熱ストリップ、加熱ジャケット、及び／または加熱カートリッジ（３１）をさらに備えることを特徴とする請求項１１項記載の装置。
20. 前記プレスジョー（２２ａ〜２２ｆ）のそれぞれに加熱のための加熱カートリッジが備えられることを特徴とする請求項１１項記載の装置。
21. 前記ホールダ（４０）が軸方向へ移動可能であることを特徴とする請求項１１項記載の装置。
    
    

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