JP2008058657A - 光ファイバ切断工具および切断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡便な方法により、光ファイバを破損することなく光ファイバの接続を行う際の光ファイバの切断技術を提供すること。
【解決手段】光ファイバの長手方向に対して垂直方向に該光ファイバの側面に傷を付ける切断刃６と、切断刃６により光ファイバの側面に傷が付けられる箇所の光ファイバの長手方向両側に設けられた２つの光ファイバ心線保持部４と、切断刃６により光ファイバの側面に傷が付けられる箇所の背面側に設けられた光ファイバ心線押さえ部９とを具備し、光ファイバ心線押さえ部９は、光ファイバの方向へ移動可能で、かつ光ファイバの方向へ重りやバネで加重されることが可能な構造を有し、この構成により被覆を除去せずに光ファイバ心線１を切断することを可能にした。光ファイバ心線押さえ部９の光ファイバ心線１の被覆の側面に直接接触する部分を弾性材料で構成するとよい。
【選択図】図２

Description

本発明は、光ファイバ相互を突き合わせて機械的に接続する場合に行われる光ファイバの切断技術に係り、特に光ファイバ心線の被覆を除去しない状態で光ファイバ心線を切断することが可能な光ファイバ切断工具および切断方法に関する。

光ファイバの接続には、従来、光コネクタ，ファイバ融着接続，あるいはメカニカルスプライス（mechanical splice）等が用いられている。特に、メカニカルスプライスは光コネクタ組立などと比較して簡便な操作で光接続が可能となるため、光配線工事などにおいても広く使用されている。

メカニカルスプライスに関しては、例えば特開平９−６１６５５号公報（特許文献１）、特開２００１−３２４６３８号公報（特許文献２）などに記載されているものが知られている。メカニカルスプライスは、光ファイバ心線の被覆除去、光ファイバの清掃、光ファイバのクリーブ（cleave；切断）、光ファイバのＶ溝部品への挿入などにより行われる。

特開平９−６１６５５号公報 特開２００１−３２４６３８号公報

しかしながら、メカニカルスプライス等による光ファイバ接続に際しては、光ファイバ心線の被覆が除去された状態にして光ファイバを取り扱う必要があったため、作業中に光ファイバを折ってしまうなどの破損の問題があった。光ファイバは、一般的に直径１２５μｍあるいは８０μｍの極細径のガラスであり、作業中などに容易に破損してしまう危険が大きい。

また、光ファイバ心線の被覆を除去した状態にして光ファイバを取り扱う場合、光ファイバ心線の被覆除去や光ファイバの清掃など、作業工数が多くなってしまうといった問題もあった。

本発明の目的は、簡便な方法により、光ファイバを破損することなく光ファイバの接続を行う際の光ファイバの切断技術を提供することである。

本発明は、上記目的を達成するためになされたものである。
以下、本発明の概要を述べる。
ａ）光ファイバを切断するための工具において、光ファイバ長手方向に対して垂直方向に光ファイバの側面に傷を付けるための切断刃を有すること、切断刃により該光ファイバ側面に傷が付けられる箇所の、光ファイバの長手方向に対して両側（手前側および向う側）に、被覆を有する光ファイバ心線を保持するための光ファイバ心線保持部を有すること、切断刃により該光ファイバ側面に傷が付けられる箇所の長手方向同位置の背面側の光ファイバ心線の被覆の側面に直接接触して光ファイバ心線を押さえるための光ファイバ心線押さえ部を有すること、光ファイバ心線押さえ部が光ファイバの直径方向へ移動可能な構造を有すること、光ファイバ心線押さえ部が光ファイバの方向へ荷重印加されることが可能な構造を有することを特徴としている（請求項１参照）。

従来、メカニカルスプライスなどの光ファイバの対向整列では、先ず図１４に示す如き光ファイバ心線１の被覆３を専用の被覆除去工具（不図示）を用いて除去し、光ファイバ２の部分をエタノールなどを染み込ませたワイパにより清掃した後、図１５に一例を示す如き構成のクリーバ（cleaver；光ファイバ切断工具）により、光ファイバのへき開を行っていた。

従来の図１５に一例を示す如き構成の光ファイバ切断工具による光ファイバ２のへき開は、被覆３を除去した光ファイバ心線１を切断位置の両側で光ファイバ心線保持部４および光ファイバ保持部５により固定し、切断刃６により光ファイバ２の側面にキズを付け、上方から光ファイバ２に治具（不図示）などを押し当てる、といった手順で行われていた。

その後、へき開した２本の光ファイバ２を図１６に例を示すようなＶ溝基板７上に整列させ（図１６では、一方の光ファイバ２のみを示している）、お互いに突き当てた状態で図１７に示すようにＶ溝型押さえ板８により上側から光ファイバ２を押さえ、光ファイバ２同士の接続を実現していた。

しかし、光ファイバ２は、一般的に直径１２５μｍの極細径のガラスであり、作業中などに容易に破損してしまう危険性が大きい。光ファイバ心線１の被覆３を除去せずにクリーブ（切断）を行うことができれば、光ファイバ２の破損などを防ぐことができるが、図１５に一例を示すような従来の光ファイバ切断工具で光ファイバ心線１を切断しようとした場合、切断刃６が光ファイバ心線１を通過する際に、図１８に一例を示すように光ファイバ心線１が上方へ移動してしまうため、被覆３の表面にキズが付くだけで光ファイバ２自体にはキズが付かず、切断刃６が光ファイバ心線１を通過した後に、上方から光ファイバ心線１に治具などを押し当てたとしても、光ファイバ２をへき開することができない。

これに対し、本発明に係る光ファイバ切断工具では、図１に構成の一例を示すように、切断刃６に対向する位置に光ファイバ心線押さえ部９を有しており、切断刃６が光ファイバ心線１を横切る際に、図２に例を示すように光ファイバ心線１の被覆３が切断刃６に押し付けられることになるので、切断刃６が被覆３を貫通し、光ファイバ２自体の側面にもキズを付けることが可能となり、光ファイバ２の切断を行うことができるようになる。

また、本発明では、前述の光ファイバ切断工具において、光ファイバ心線押さえ部９の光ファイバ心線１の被覆３の側面に直接接触する部分が弾性材料１４（図１０参照）により構成されていることを特徴としている（請求項２参照）。これにより、切断刃６が光ファイバ心線１に突き当たる際に、弾性材料１４が衝撃を吸収する役目を果たし、光ファイバ２が破損する確率を小さくすることができる。

さらに、本発明では、前述の光ファイバ切断工具において、光ファイバ心線押さえ部９に重り１０を乗せること（図３、１１、１３、請求項３参照）、またはバネ１５を用いることにより（図１２、請求項４参照）、光ファイバ心線押さえ部９の光ファイバ２の方向への加重を行うことを特徴としている。重り１０の重さやバネ１５の強さを変えることにより、光ファイバ心線押さえ部９の光ファイバ２の方向への加重の条件を制御可能であるため、様々なケースに対応することが可能となる。

また、本発明では、前述の光ファイバ切断工具において、光ファイバ心線押さえ部９が光ファイバ心線１の被覆３の側面に直接接触する状態よりも、加重により光ファイバ心線押さえ部９が光ファイバ２方向への移動することを規制する構造を有することを特徴としている（請求項５参照）。これにより、図３に一例を示すような、光ファイバ心線１を押さえるための光ファイバ心線押さえ部９が、光ファイバ心線１の被覆３の側面に直接接触して光ファイバ心線１を湾曲させてしまうような問題が発生しなくなる。

また、前述の光ファイバ切断工具を用いることにより、光ファイバ心線１の被覆３を除去しない状態で、該光ファイバ心線１を切断する光ファイバ切断方法が可能になる（請求項６〜１０参照）。

本発明によれば、上記の如き光ファイバ切断工具を採用することにより、光ファイバ心線の被覆を除去せずにクリーブ（切断）することが可能となる。これにより、被覆を除去した状態で光ファイバを取り扱う必要がなくなるため、作業工程数の削減や、作業中に光ファイバを破損してしまう確率を大幅に軽減することが可能となる。

以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。

（実施例１）
図１５に一例を示すような従来の市販の光ファイバ切断工具と、図１に一例を示すようなファイバ心線押さえ部９を有する本発明の光ファイバ切断工具を比較する。

図１５の光ファイバ切断工具を用いて光ファイバ心線の切断を試みた。光ファイバ心線保持部４に光ファイバ心線１を固定し、切断刃６をスライドさせたところ、切断刃６が光ファイバ心線１を横切る際に、光ファイバ心線１が上方に浮き上がって力が逃げてしまうため、被覆３の表面にも目視で確認できるようなキズは認められなかった。

図１５に一例を示すような従来の光ファイバ切断工具では、切断刃６の高さを調整できる構造となっているので、切断刃６の高さを高くして光ファイバ心線１の切断を試みたが、先の場合と同様に被覆の表面にも目視で確認できるようなキズは認められなかった。切断刃６をスライドさせ光ファイバ心線１を通過した後に、上方から治具（不図示）を押し当てたが、光ファイバ表面にキズが付いていないため、当然のことながら、光ファイバの切断はできなかった。

これに対し、図１に一構成例を示すようなファイバ心線押さえ部９を有する本発明の光ファイバ切断工具を用いた場合には、切断刃６が光ファイバ心線１を通過する際に光ファイバ心線１は上方に浮き上がろうとするが、光ファイバ心線押さえ部９により光ファイバ心線が下方へ加重されるため、切断刃６が光ファイバ心線１の被覆を貫通し、光ファイバ側面にキズを付けることが可能となる。

実際の作業は、図４〜７に例を示す光ファイバ切断工具を用いて行った。
図４は光ファイバ心線押さえ部を有する光ファイバ切断工具の構造の一例を示した図、図５は図４に示した光ファイバ切断工具を右方向から見た場合の構造を示した図、図６は図４に示した光ファイバ切断工具を左方向から見た場合の構造を示した図、図７は図４に示した光ファイバ切断工具を上方向から見た場合の構造を示した図である。

図４〜７に例を示した光ファイバ切断工具は、Ｖ溝構造の光ファイバ心線保持部４ａと、支点を中心にして開閉可能な蓋状の光ファイバ心線保持部４ｂ、光ファイバ心線押さえ部９および可動式の切断刃６を具備している。蓋状の光ファイバ心線保持部４ｂには切欠が設けてあり（図７参照）、光ファイバ心線押さえ部９の可動性を確保している。

また、切断刃６は光ファイバ心線１と垂直方向にスライド移動可能な構造を有している。まず、Ｖ溝に光ファイバ心線１を整列させ、蓋状の光ファイバ心線保持部４ｂにより光ファイバ心線１を固定する。その後に、光ファイバ心線押さえ部９を光ファイバ心線１の被覆に直接押し当てる。この状態で、切断刃６をスライドさせる（図５の矢印参照）。

この場合、光ファイバ心線押さえ部９により、光ファイバ心線１には常に側方からの応力が加わっているため、切断刃６が光ファイバ心線１を通過して光ファイバ側面にキズが付いた時点で光ファイバが切断されるので、上方から治具を押し当てる必要はない。このように、図４〜７に一例を示すようなファイバ心線押さえ部９を有する本発明の光ファイバ切断工具を用いることにより、被覆を除去せずに光ファイバの切断が可能となる。

（実施例２）
前述したように、図４〜７に一例を示すようなファイバ心線押さえ部９を有する本発明の光ファイバ切断工具を用いることにより、被覆を除去せずに光ファイバの切断が可能となる。しかしながら、切断刃６をスライドさせる際に、スライドさせるスピードが速すぎると光ファイバ２に過度な力が加わるため、へき開されず破断してしまう場合がある。

光ファイバ側面にキズを付けた後に光ファイバを加重してへき開した場合には、図８に一例を示すように、平滑で光ファイバと垂直なへき開面が形成される。ニッパなどで光ファイバ２を切断した場合には、ニッパの刃で光ファイバを挟み込んで光ファイバを押し潰すように切断することになるため、平滑な光ファイバ端面を得ることができず、例えば図９に一例を示すような光ファイバ端面に多数の凹凸が形成された破断面となってしまう。

図４〜７に一例を示すような本発明の光ファイバ切断工具を用いた場合、切断刃６をスライドさせるスピードが速すぎると、ニッパで光ファイバを切断するのと同様に、光ファイバを押し潰すように切断することになってしまうため、図８に一例を示すような平滑で光ファイバと垂直な平滑なへき開面を得ることができず、図９に一例を示すような光ファイバ端面に多数の凹凸が形成された破断面となってしまう。

しかしながら、本発明では、図１０に一例を示すような、光ファイバ心線押さえ部９の、光ファイバ心線１の被覆の側面に直接接触する部分が弾性材料１４により構成されている光ファイバ切断工具を用いることにより、切断刃６のスライドスピードが速い場合でも、光ファイバ２が破断することなく、平滑で光ファイバと垂直なへき開面を得ることが可能となる。

実際に、光ファイバ心線押さえ部９の光ファイバ心線１の被覆の側面に直接接触する部分が剛体である場合に、光ファイバが破断してしまう切断刃のスライドスピードと同条件で、図１０に一例を示すような光ファイバ心線押さえ部９の光ファイバ心線１の被覆の側面に直接接触する部分が弾性材料により構成されている本発明の光ファイバ切断工具を用いて、光ファイバ２の切断を行った。その結果、図８に一例を示すような平滑で光ファイバと垂直なへき開面を得ることができた。

（実施例３）
光ファイバは非常に精度良く作製されており、製造メーカごとの差異が小さいため、図１５に一例を示すような従来の光ファイバ切断工具により、様々なメーカの様々な光ファイバで、図８に一例を示すような平滑で光ファイバと垂直なへき開面を得ることができる。

しかしながら、光ファイバ心線１の被覆は精度も低く、また材質なども製造メーカごとに異なるため、光ファイバ心線１を被覆を除去せずに切断する場合には、全くの同一条件で、図８に一例を示すような平滑で光ファイバと垂直なへき開面を得ることは難しい。

本発明の光ファイバ切断工具では、図１１に示すように光ファイバ心線押さえ部９に重り１０を乗せたり、あるいは、図１２に示すようにバネ固定部１６に固定されたバネ１５を用いることにより、光ファイバ心線押さえ部９の光ファイバ１の方向への加重を行うことを特徴としているため、重り１０の重さやバネ１５の強さを変えることにより、光ファイバ心線押さえ部９の光ファイバの方向への加重の条件を制御することが可能となり、様々なケースに対応することできる。

次に、図１１、図１２に示すような構成の光ファイバ切断工具により、製造メーカの異なる光ファイバ心線を用いた光ファイバ切断の比較を行う。

まず、加重条件を変えて光ファイバ切断を実施し、その後に異なるメーカの外径φ０．２５ｍｍの光ファイバ心線を用いて同様の作業を実施する。

加重条件を、１０ｇｆ〜５０ｇｆまで５ｇｆ刻みに変化させて光ファイバ心線の切断を行った（ｇｆ；重量グラム、１ｇｆ≒９.８０６６５ｍＮ）。光ファイバの切断部が、図８に一例を示すような平滑で光ファイバと垂直なへき開面である場合をＯＫとし、それ以外をＮＧとする。

光ファイバ切断の結果は以下に示すようになった。
（ａ）加重１０ｇｆ〜２５ｇｆ：ＮＧ
（ｂ）加重３０ｇｆ〜４０ｇｆ：ＯＫ
（ｃ）加重４５ｇｆ〜５０ｇｆ：ＮＧ

加重２５ｇｆ以下では、切断刃が光ファイバ心線の被覆を貫通することができず、光ファイバの側面にキズを付けることができないため、光ファイバの切断ができなかった。また、加重４５ｇｆ以上では、図９に一例を示すような光ファイバ端面に多数の凹凸が形成された破断面となってしまった。

続いて、これとは異なる製造メーカの光ファイバ心線を用いて同様の作業を行った。その結果、
（ａ）加重１０ｇｆ〜３０ｇｆ：ＮＧ
（ｂ）加重３５ｇｆ〜５０ｇｆ：ＯＫ
となった。

本例は、先の結果とは異なり、加重３０ｇｆの場合でも切断刃が光ファイバ心線の被覆を貫通することができず、光ファイバの側面にキズを付けることができないため、光ファイバの切断ができなかった。

また、加重４５ｇｆ以上の場合でも、図８に一例を示すような平滑で光ファイバと垂直なへき開面を得ることができた。５０ｇｆよりも大きな加重では作業を実施していないが、ある加重以上では図９に一例を示すような光ファイバ端面に多数の凹凸が形成された破断面となってしまうものと思われる。

このように、本発明によれば、様々な光ファイバ心線に対して、被覆を除去せずに切断することが可能となる。また、切断刃の形状或いは状態により光ファイバ切断時の条件が変化することになるが、そのような場合においても加重の調整により図８に一例を示すような平滑で光ファイバと垂直なへき開面を得ることが可能となる。

（実施例４）
本発明における光ファイバ切断工具は、光ファイバ心線保持部が設けられており、光ファイバ心線が固定されるため、光ファイバ心線に多少の加重がかかったとしても、光ファイバ心線が湾曲することはないが、光ファイバ心線への重りの加重が大きくなると、図３に一例を示すように光ファイバ心線が湾曲してしまうという問題が発生する。

また、切断刃が光ファイバ心線を横切る際に、光ファイバ心線が上方に浮き上がるが、光ファイバ心線が湾曲している場合、図１３に一例を示すように切断刃通過時に光ファイバ心線がたわんでしまったり、或いは切断刃の移動方向と同方向へ動いてしまったりといった問題が発生する。

このような場合、切断刃が光ファイバ心線の被覆を切り裂く条件が作業毎に変化してしまうため、光ファイバの切断面の歩留まりが劣化してしまう。実際に、図３に一例を示すように光ファイバ心線が湾曲した状態で光ファイバ切断を行うと、歩留まりが６割程度まで低下してしまった。

これに対して、本発明の光ファイバ心線押さえ部が光ファイバ心線の被覆の側面に直接接触する状態よりも、加重により光ファイバ心線押さえ部が光ファイバ方向への移動することを規制する構造（図６−Ｂの規制手段１７参照）を有することを特徴とした光ファイバ切断工具を用いたところ、歩留まりの低下は認められなかった。なお、本発明は、現在市販されている直径１２５μｍあるいは８０μｍの光ファイバのいずれにも適用可能であり、さらにそれ以外の直径の光ファイバの切断にも適用可能であることはいうまでもない。

光ファイバ心線押さえ部を有する光ファイバ切断工具の一例を示した図である。 光ファイバ心線押さえ部を有する光ファイバ切断工具を用いて光ファイバ心線を切断する様子を示した図である。 光ファイバ心線押さえ部を有する光ファイバ切断工具において光ファイバ心線押さえ部への加重が大きいため光ファイバ心線が湾曲する様子を示した図である。 光ファイバ心線押さえ部を有する光ファイバ切断工具の構造の一例を示した図である。 図４に示した光ファイバ切断工具を右方向から見た場合の構造を示した図である。 図４に示した光ファイバ切断工具を左方向から見た場合の構造を示した図である。 図４に示した光ファイバ切断工具を左方向から見た場合の構造図で、加重により光ファイバ心線押さえ部が光ファイバ方向への過移動するのを規制する構造（規制手段）を示した図である。 図４に示した光ファイバ切断工具を上方向から見た場合の構造を示した図である。 平滑で光ファイバと垂直なへき開面の様子を示した図である。 光ファイバ端面に多数の凹凸が形成された破断面の様子を示した図である。 光ファイバ心線押さえ部の光ファイバ心線の被覆の側面に直接接触する部分が弾性材料により構成されている光ファイバ切断工具の一例を示した図である。 光ファイバ心線押さえ部を重りにより加重する構成の光ファイバ切断工具の一例を示した図である。 光ファイバ心線押さえ部をバネにより加重する構成の光ファイバ切断工具の一例を示した図である。 光ファイバ心線が湾曲している場合に、切断刃通過時に光ファイバ心線がたわんでしまう様子を示した図である。 光ファイバ心線の構造を示した図である。 従来の光ファイバ切断工具の構成の一例を示した図である。 メカニカルスプライスでの光ファイバの整列方法を示した図である。 メカニカルスプライスでの光ファイバの位置決め方法を示した図である。 従来の光ファイバ切断工具を用いて光ファイバ心線を切断する様子を示した図である。

符号の説明

１：光ファイバ心線
２：光ファイバ
３：被覆
４，４ａ，４ｂ：光ファイバ心線保持部
５：光ファイバ保持部
６：切断刃
７：Ｖ溝基板
８：Ｖ溝型押さえ板
９：光ファイバ心線押さえ部
１０：重り
１１：へき開面
１２：へき開箇所
１３：破断面
１４：弾性材料
１５：バネ
１６：バネ固定部
１７：規制手段

Claims (10)

1. 被覆を除去せずに光ファイバ心線を切断するための光ファイバ切断工具であって、
   前記光ファイバの長手方向に対して垂直方向に該光ファイバの側面に傷を付けるための切断刃と、
   前記切断刃により前記光ファイバの側面に傷が付けられる箇所の前記光ファイバの長手方向両側に設けられた、被覆を有する光ファイバ心線を保持するための２つの光ファイバ心線保持部と、
   前記切断刃により前記光ファイバの側面に傷が付けられる箇所の前記光ファイバの長手方向同位置の背面側に設けられた、前記光ファイバ心線の被覆の側面に直接接触して前記光ファイバ心線を押さえるための光ファイバ心線押さえ部と
   を具備し、
   前記光ファイバ心線押さえ部は、前記光ファイバの方向へ移動可能で、かつ前記光ファイバの方向へ加重印加されることが可能な構造を有することを特徴とする光ファイバ切断工具。
2. 請求項１に記載の光ファイバ切断工具において、
   前記光ファイバ心線押さえ部の光ファイバ心線の被覆の側面に直接接触する部分が弾性材料により構成されていることを特徴とする光ファイバ切断工具。
3. 請求項１または２に記載の光ファイバ切断工具において、
   前記光ファイバの方向へ加重印加は、前記光ファイバ心線押さえ部に重りを乗せることにより行われることを特徴とする光ファイバ切断工具。
4. 請求項１または２に記載の光ファイバ切断工具において、
   前記光ファイバの方向へ加重印加は、前記光ファイバ心線押さえ部にバネを用いて加重をかけることにより行われることを特徴とする光ファイバ切断工具。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の光ファイバ切断工具において、
   前記加重印加により前記光ファイバ心線押さえ部が光ファイバ心線の被覆の側面に直接接触する状態よりも光ファイバ方向へ移動してしまうのを規制する手段を有することを特徴とする光ファイバ切断工具。
6. ２つの光ファイバ心線保持部により保持されている光ファイバ心線を、被覆を除去せずに前記２つの光ファイバ心線保持部の間で切断刃によって切断する光ファイバ切断方法であって、
   前記２つの光ファイバ心線保持部により、前記切断刃により前記光ファイバの側面に傷が付けられる箇所の前記光ファイバの長手方向両側で前記光ファイバ心線を保持し、
   前記光ファイバの方向へ移動可能で、かつ前記光ファイバの方向へ加重印加されることが可能な光ファイバ心線押さえ部により、前記切断刃により前記光ファイバの側面に傷が付けられる箇所の前記光ファイバの長手方向同位置の背面側から前記光ファイバ心線の被覆の側面に直接接触して前記光ファイバ心線を押さえ、
   前記切断刃により、前記光ファイバの側面に傷を付けることを特徴とする光ファイバ切断方法。
7. 請求項１に記載の光ファイバ切断方法において、
   前記光ファイバ心線押さえ部の光ファイバ心線の被覆の側面に直接接触する部分が弾性材料により構成されていることを特徴とする光ファイバ切断方法。
8. 請求項６または７に記載の光ファイバ切断方法において、
   前記光ファイバの方向へ加重印加は、前記光ファイバ心線押さえ部に重りを乗せることにより行われることを特徴とする光ファイバ切断方法。
9. 請求項６または７に記載の光ファイバ切断方法において、
   前記光ファイバの方向へ加重印加は、前記光ファイバ心線押さえ部にバネを用いて加重をかけることにより行われることを特徴とする光ファイバ切断方法。
10. 請求項６から９のいずれかに記載の光ファイバ切断方法において、
    前記加重印加により前記光ファイバ心線押さえ部が光ファイバ心線の被覆の側面に直接接触する状態よりも光ファイバ方向へ移動してしまうのを規制することを特徴とする光ファイバ切断方法。

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