JP2006235362A - 光ファイバ曲げ受光ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】光ファイバの被覆外径の大きさに応じて曲げ受光ヘッドを選定、交換することなく、一つの曲げ受光ヘッドによって異なる被覆外径の光ファイバの活線判別、心線対照検査を適切に行えるようにすること。
【解決手段】曲げ変形付与溝５０を、９０度以上の中心角をもって湾曲した中央湾曲部５１と、中央湾曲部５１の両側部位に各々あって中央湾曲部５１の半径ベクトルとは逆半径ベクトルで９０度以下の中心角の円弧による両側円弧部５２、５３と、中央湾曲部５１の端部と両側円弧部５２、５３の端部とを互いに接線接続する直線部５４、５５とを含む形状に設定する。
【選択図】図５

Description

この発明は、光ファイバ心線対照器や活線判定器等で用いられる光ファイバ曲げ受光ヘッドに関し、特に、光ファイバ心線を、非破壊で、活線判別、心線対照を行う光ファイバ心線対照器で用いられる光ファイバ曲げ受光ヘッドに関するものである。

光ファイバ通信網の敷設・保守・撤去等を行う場合、曲げ受光ヘッド（クランプ部）によって光ファイバに曲げ変形を与え、その曲げ変形部位から外部に僅かに漏れてくる通信光や特定の信号光を光検出器（受光素子）によって検出することにより、非破壊で、通信光の有無を判別する活線判別や、特定の光ファイバであるか否かを判定する心線対照検査をすることが行われている（例えば、特許文献１）。

この活線判別や心線対照検査では、一般的に、光ファイバの被覆外径が大きいと、被覆厚が大きくなり、漏洩光が小さくなるため、強く曲げる必要がある。これとは逆に、被覆外径が小さいものでは、被覆厚が小さくなり、光が漏洩しやすいので、挿入損失を小さくするために、比較的緩く曲げる必要がある。

このことに対して、従来は、光ファイバの種類に応じ、それぞれの被覆外径毎に最適化された曲げ形状の曲げ受光ヘッド（クランプ部）を準備し、検査する光ファイバに応じて曲げ受光ヘッドを交換することにより、対応していた。

曲げ受光ヘッドの交換による対応は、それぞれの光ファイバ外径に応じた曲げ受光ヘッドを必要とするため、携行、利便性やコスト面で不利である。また、使用者が曲げ受光ヘッドの選択を誤った場合、誤判定の危険性が生じる。

また、先端部分が互いに異なる曲率の曲面に形成された二つの櫛歯状部材が互いに進退可能に設けられ、その二つの櫛歯状部材の進退位置によって何れか一方の櫛歯状部材の曲面を用いて光ファイバに曲げ変形を与えるよう構成された活線検出器がある（例えば、特許文献２）。

この活線検出器は、構造が複雑になり、二つの櫛歯状部材を使い分けしなくてはならず、使用者がその選択を誤った場合、誤判定の危険性が生じる。
特開２００２−２５７６７６号公報 特開平１０−２５３８３４号公報

この発明が解決しようとする課題は、光ファイバの被覆外径の大きさに応じて曲げ受光ヘッドを選定、交換することなく、一つの曲げ受光ヘッドによって異なる被覆外径の光ファイバの活線判別、心線対照検査を適切に行えるようにすることである。

この発明による光ファイバ曲げ受光ヘッドは、光ファイバに曲げ変形を与え、曲げ変形を与えた光ファイバより外部に漏洩する光を光検出器で検出する光ファイバ曲げ受光ヘッドにおいて、谷形面を有する谷形受光ヘッド部材と、前記谷形面と対向する山形面を有する山形受光ヘッド部材とを有し、前記谷形面と前記山形面とによって曲げ変形対象の光ファイバをクランプする一定溝幅の曲げ変形付与溝を画定し、曲げ変形付与溝は、９０度以上の中心角をもって湾曲した中央湾曲部と、前記中央湾曲部の両側部位に各々あって前記中央湾曲部の半径ベクトルとは逆半径ベクトルで９０度以下の中心角の円弧による両側円弧部と、中央湾曲部の端部と前記両側円弧部の端部とを互いに接線接続する直線部とを含む。

この発明による光ファイバ曲げ受光ヘッドは、好ましくは、前記曲げ変形付与溝の溝幅が、検査対象の光ファイバのうちの最大被覆外径のものに適合する大きさに設定されている
この発明による光ファイバ曲げ受光ヘッドは、好ましくは、前記曲げ変形付与溝の両端に弾性材製のブロック状の光遮蔽部材を取り付けられている。

この発明による光ファイバ曲げ受光ヘッドは、好ましくは、前記曲げ変形付与溝の両側に、当該曲げ変形付与溝の延在方向に沿って弾性材製の帯状の光遮蔽の光遮蔽部材を取り付けられている。

この発明による光ファイバ曲げ受光ヘッドは、曲げ変形付与溝が中央湾曲部の端部と両側円弧部の端部とを互いに接線接続する直線部を含んでおり、曲げ変形付与溝の溝幅を、検査対象の光ファイバのうちの最大被覆外径のものに適合する大きさに設定することで、被覆外径が大きい光ファイバの場合には、光ファイバは強く曲げられ、光検出器によって十分な強度の漏洩光を検出できる。

これに対し、被覆外径が小さい光ファイバの場合には、光ファイバの曲げ応力（反発力）によって、中央湾曲部が与える曲げ凸部の頂点と両側円弧部が与える曲げ凹部の両側の点を中心にして光ファイバを曲げることになるので、光ファイバは緩く曲げられることになり、光検出器によって十分な強度の漏洩光を検出した上で、挿入損失を小さくすることができる。

活線判別、心線対照検査において、被覆外径が大きいものと小さいものに適合する曲げ変形付与溝の形状は、中央湾曲部、両側円弧部の各々の曲率半径、中心角（展開角）に加えて、これらを接続する直線部の大きさを同定することにより得られ、この結果、曲げ受光ヘッドを交換することなく、被覆外径に合った曲げ形状（曲げ変形付与状態）で、活線判別、心線対照することが可能になる。

この発明による光ファイバ曲げ受光ヘッドの一つの実施形態を、図１〜図８を参照して説明する。

光ファイバの活線判別、心線対照のための曲げ受光ヘッドは、谷形面１１を有する谷形受光ヘッド部材１０と、谷形面１１と対向する山形面２１を有する山形受光ヘッド部材２０とを有し、谷形面１１と山形面２１とによって曲げ変形対象の光ファイバＦａあるいはＦｂをクランプする一定溝幅ｔの曲げ変形付与溝５０を画定する。

谷形受光ヘッド部材１０は固定配置であるのに対して山形受光ヘッド部材２０は、図１に仮想線と実線で示されているように、谷形受光ヘッド部材１０に対して離接する方向に平行移動可能になっており、仮想線で示されているアンクランプ位置より実線で示されているクランプ位置へ移動することにより、谷形受光ヘッド部材１０とで光ファイバＦａあるいはＦｂをクランプすると同時に、上述の一定溝幅ｔの曲げ変形付与溝５０を画定し、光ファイバＦａあるいはＦｂに曲げ変形を付与する。

光ファイバＦａは検査対象の光ファイバのうちの最大被覆外径のものを示しており、光ファイバＦｂは検査対象の光ファイバのうちの最小被覆外径のものを示している。曲げ変形付与溝５０の溝幅ｔは、最大被覆外径の光ファイバＦａに適合する大きさに設定されている。最大被覆外径をＤｍａｘとすると、溝幅ｔとの関係は、Ｄｍａｘ＝ｔか、溝幅ｔが最大被覆外径Ｄｍａｘより僅かに大きい値である。

ここで、最大被覆外径の光ファイバＦａは被覆外径が２．００ｍｍ、最小被覆外径の光ファイバＦｂは被覆外径が０．２５ｍｍ程度の単心線を想定している。したがって、溝幅ｔは２．００ｍｍ程度に設定される。

谷形受光ヘッド部材１０には、曲げ変形付与溝５０によって曲げ変形を与えた光ファイバＦａあるいはＦｂより外部に漏洩する光を検出する光検出器である受光素子４１、４２が曲げ変形付与溝５０に対して対称配置で設けられている。受光素子４１、４２の受光面は曲げ変形付与溝５０に露呈している。

対称配置の二つの受光素子４１、４２が用いるのは、光ファイバＦａあるいはＦｂを伝播する通信光、信号光の方向が何れの方向であっても、曲げ変形を与えたられた光ファイバＦａあるいはＦｂより外部に漏洩する光を均等に検出し、活線判別、心線対照における通信光、信号光に双方向を持たせるためである。

また、受光素子４１、４２の検出強度を比較することで、伝送方向の同定を行うことができる。伝送方向の同定を必要としない場合には、中央湾曲部５１の対称線上に一つの受光素子だけを配置してもよい。

曲げ変形付与溝５０は、図５に示されているように、点Ｏａを中心とした半径Ｒａにより９０度以上の中心角θａをもって湾曲した中央湾曲部５１と、中央湾曲部５１の左側部位にあって点Ｏｂを中心とした半径Ｒｂにより９０度以下の中心角θｂをもって湾曲した左側円弧部５２と、中央湾曲部５１の右側部位にあって点Ｏｃを中心とした半径Ｒｃにより９０度以下の中心角θｃをもって湾曲した右側円弧部５３と、中央湾曲部５１の左端部と左側円弧部５２の一端部とを互いに接線接続する長さＬａによる直線部５４と、中央湾曲部５１の右端部と右側円弧部５２の一端部とを互いに接線接続する長さＬｂによる直線部５５とにより構成されている。

中央湾曲部５１の半径ベクトル（Ｏａ→Ｒａ）と、左側円弧部５２の半径ベクトル（Ｏｂ→Ｒｂ）、右側円弧部５３の半径ベクトル（Ｏｃ→Ｒｃ）とは互いに逆ベクトルであり、左側円弧部５２の半径Ｒｂ、中心角θｂと、右側円弧部５３の半径Ｒｃ、中心角θｃは、Ｒｂ＝Ｒｃ、θｂ＝θｃに設定されている。また、直線部５４の長さＬａと直線部５５の長さＬｂは、Ｌａ＝Ｌｂに設定されている。

曲げ変形付与溝５０は、光ファイバの活線判別、心線対照検査における光ファイバに対する曲げ変形付与において、被覆外径が大きいものと小さいもの（Ｆａ〜Ｆｂ）の両方に適合する形状に同定されている。この同定は、中央湾曲部５１、左右両側の円弧部５２、５２の各々の曲率半径（半径Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ）、中心角（展開角）θａ、θｂ、θｃに加えて、これらを接続する直線部５４、５５の大きさＬａ、Ｌｂの調整により得られる。

この実施形態では、左側円弧部５２の他端部に接続する長さＬｃによる入口端直線部５６と、右側円弧部５３の他端部に接続する長さＬｄによる出口端直線部５７とが設けられている。

曲げ変形付与溝５０の左右両端には、黒色〜灰色の光遮蔽性を有するスポンジ、発泡ゴム等の弾性材製のブロック状の光遮蔽部材６１、６２、６３、６４が取り付けられている。光遮蔽部材６１は、谷形受光ヘッド部材１０の谷形面１１による入口端直線部５６に、光遮蔽部材６２は、谷形受光ヘッド部材１０の出口端直線部５７に各々配置され、光遮蔽部材６３は、山形受光ヘッド部材２０の山形面２１による入口端直線部５６に、光遮蔽部材６４は、山形受光ヘッド部材２０の出口端直線部５７に各々配置されている。

これにより、図６、図７に示されているように、クランプ状態時に、光遮蔽部材６１と６３とで、入口端直線部５６において光ファイバＦａあるいはＦｂを挟み込み、光遮蔽部材６２と６４とで、出口端直線部５７において光ファイバＦａあるいはＦｂを挟み込み、受光素子４１、４２への外乱光の入射を防止する。

谷形受光ヘッド部材１０の谷形面１１による曲げ変形付与溝５０の溝両側には曲げ変形付与溝５０の延在方向に沿って凸条部１２、１３が形成されている。山形受光ヘッド部材２０の山形面１１による曲げ変形付与溝５０の溝両側には曲げ変形付与溝５０の延在方向に沿って凹溝２２、２３が形成されている。凸条部１２、１３と凹溝２２、２３は、クランプ状態時に、互いに嵌合する（図８（ｂ）参照）。

凹溝２２、２３には、黒色〜灰色の光遮蔽性を有するスポンジ、発泡ゴム等の弾性材製の帯状の光遮蔽の光遮蔽部材６５、６６が取り付けられている。

光遮蔽部材６５、６６は、クランプ状態時に、凹溝２２、２３に嵌合する凸条部１２、１３によって圧縮され、曲げ変形付与溝５０内部の遮光を行い、光遮蔽部材６１、６２、６３、６４と共働としてクランプ状態での曲げ変形付与溝５０を暗箱状態にし、受光素子４１、４２への外乱光の入射を防止する。

上述の構成により、検査対象の光ファイバ被覆外径が大きい光ファイバ、つまり、最大被覆外径の光ファイバＦａの場合には、光ファイバＦａの被覆外径と曲げ変形付与溝５０の溝幅ｔとがほぼ等しいことから、図１に示されているように、クランプ状態で、光ファイバＦａは、概ね全体を曲げ変形付与溝５０の形状に倣って曲げられる。この結果、光ファイバＦａは比較的強く曲げられ、受光素子４１、４２によって十分な強度の漏洩光を検出できる。これにより、光ファイバＦａの活線判別、心線対照検査を適切におこなうことができる。

これに対し、検査対象の光ファイバ被覆外径が小さい光ファイバ（最大被覆外径の光ファイバＦｂ以外）、たとえば、つまり、最小被覆外径の光ファイバＦｂの場合には、図２に示されているように、光ファイバＦｂの被覆外径より曲げ変形付与溝５０の溝幅ｔが大きいので、クランプ状態で、光ファイバＦｂは、自身の曲げ応力（反発力）によって、入口端直線部５６、出口端直線部５７の両端点ｄ、ｅに光ファイバＦｂが当たり、中央湾曲部５１が与える曲げ凸部の頂点ａと、左右両側の円弧部５２、５３が与える曲げ凹部の両側の点ｂ、ｃを中心にして曲げることになる。

これにより、細い光ファイバＦｂは、太い光ファイバＦａに比して緩く曲げられることになり、受光素子４１、４２によって十分な強度の漏洩光を検出した上で、挿入損失を小さくすることができる。これにより、光ファイバＦｂの活線判別、心線対照検査を適切におこなうことができる。

活線判別、心線対照検査において、被覆外径が大きいものと小さいものに適合する曲げ変形付与溝５０の形状は、中央湾曲部５１、左右両側の円弧部５２、５３の各々の曲率半径（半径Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ）、中心角（展開角）θａ、θｂ、θｃに加えて、これらを接続する直線部５４、５５の大きさＬａ、Ｌｂを同定することにより得られており、この結果、曲げ受光ヘッドを交換することなく、被覆外径に合った曲げ形状（曲げ変形付与状態）で、活線判別、心線対照することが可能になる。

細い光ファイバＦｂの活線判別、心線対照検査においては、図２、図７に示されているように、クランプ状態で、曲げ変形付与溝５０に隙間Ａができ、受光素子４１、４２への外乱光の入射が懸念されることになるが、光遮蔽部材６１、６２、６３、６４と共働として光遮蔽部材６５、６６がクランプ状態での曲げ変形付与溝５０を暗箱状態にしているから、受光素子４１、４２への外乱光の入射がない。これにより、細い光ファイバＦｂの活線判別、心線対照検査も外乱光の影響を受ける適切に行われることになる。

この発明による光ファイバ曲げ受光ヘッドの一つの実施形態の太い光ファイバの検査時のクランプ状態を示す平面図である。 この発明による光ファイバ曲げ受光ヘッドの一つの実施形態の細い光ファイバの検査時のクランプ状態を示す平面図である。 この発明による光ファイバ曲げ受光ヘッドの一つの実施形態を谷形受光ヘッド部材側から見た斜視図である。 この発明による光ファイバ曲げ受光ヘッドの一つの実施形態を山形受光ヘッド部材側から見た斜視図である。 一つの実施形態のファイバ曲げ受光ヘッドの曲げ変形付与溝の詳細を示す図である。 一つの実施形態における太い光ファイバ検査時のクランプ、光遮蔽状態を示す平面図である。 一つの実施形態における細い光ファイバ検査時のクランプ、光遮蔽状態を示す平面図である。 （ａ）は一つの実施形態のファイバ曲げ受光ヘッドのアンクランプ状態を示す断面図、（ｂ）は同じくそれのクランプ状態を示す断面図である。

符号の説明

１０ 谷形受光ヘッド部材
１１ 谷形面
１２、１３ 凸条部
２１ 山形面
２２、２３ 凹
２０ 山形受光ヘッド部材
５０ 曲げ変形付与溝
５１ 中央湾曲部
５２ 左側円弧部
５３ 右側円弧部
５４、５５、５６、５７ 直線部
６１、６２、６３、６４ 光遮蔽部材

Claims (4)

1. 光ファイバに曲げ変形を与え、曲げ変形を与えた光ファイバより外部に漏洩する光を光検出器で検出する光ファイバ曲げ受光ヘッドにおいて、
   谷形面を有する谷形受光ヘッド部材と、前記谷形面と対向する山形面を有する山形受光ヘッド部材とを有し、前記谷形面と前記山形面とによって曲げ変形対象の光ファイバをクランプする一定溝幅の曲げ変形付与溝を画定し、
   曲げ変形付与溝は、９０度以上の中心角をもって湾曲した中央湾曲部と、前記中央湾曲部の両側部位に各々あって前記中央湾曲部の半径ベクトルとは逆半径ベクトルで９０度以下の中心角の円弧による両側円弧部と、中央湾曲部の端部と前記両側円弧部の端部とを互いに接線接続する直線部とを含む光ファイバ曲げ受光ヘッド。
2. 前記曲げ変形付与溝の溝幅が、検査対象の光ファイバのうちの最大被覆外径のものに適合する大きさに設定されている請求項１記載の光ファイバ曲げ受光ヘッド。
3. 前記曲げ変形付与溝の両端に弾性材製のブロック状の光遮蔽部材を取り付けられている請求項１または２記載の光ファイバ曲げ受光ヘッド。
4. 前記曲げ変形付与溝の両側に、当該曲げ変形付与溝の延在方向に沿って弾性材製の帯状の光遮蔽の光遮蔽部材を取り付けられている請求項１〜３の何れか１項記載の光ファイバ曲げ受光ヘッド。
   

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