JP2012226252A - 光ファイバ切断用工具および光ファイバ切断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】構造が簡略であり、低コスト化が可能となる光ファイバ切断用工具の提供。
【解決手段】光ファイバ５を位置決めして保持するベース部１と、ベース部１から延出するたわみ変形可能な一対のアーム部２と、アーム部２にそれぞれ設けられた把持部３とを備えた光ファイバ切断用工具１０。把持部３、３を、互いに離隔している通常状態から、アーム部２をたわみ変形させて互いに接近させることにより、把持部３、３によって光ファイバ５を挟み込んで把持し、光ファイバ５を把持したまま把持部３、３の姿勢を変化させることでその把持位置を変位させて、光ファイバ５にベース部１から離れる方向の引張力を加えることによって光ファイバ５の切断を促す。
【選択図】図６

Description

本発明は、石英系光ファイバなどの光ファイバの切断加工に用いられる光ファイバ切断用工具および光ファイバ切断方法に関する。

石英ガラス等からなる光ファイバを切断するには、側面に傷を形成した光ファイバに曲げ力や引張力を加えて傷を成長させて光ファイバを切断する装置が用いられる（例えば特許文献１参照）。
しかしながら、光ファイバ切断用の装置は、光ファイバを精密に位置決めして保持する機構、光ファイバに力を加える機構などが必要となって構造が複雑となり、大型で高価となるという問題があった。

特開２００３−２０２４２５号公報

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、構造が簡略であり、低コスト化が可能となる光ファイバ切断用工具および光ファイバ切断方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明では以下の構成を提供する。
本発明は、光ファイバを位置決めして保持するベース部と、前記ベース部から延出するたわみ変形可能な一対のアーム部と、前記一対のアーム部にそれぞれ設けられて、前記ベース部による保持位置とは長さ方向に異なる位置の前記光ファイバを挟み込んで把持する一対の把持部とを備え、前記一対の把持部を、前記アーム部をたわみ変形させて互いに接近させることにより、前記一対の把持部によって前記光ファイバを挟み込んで把持し、前記光ファイバを把持したまま前記把持部の姿勢を変化させることでその把持位置を変位させて、前記光ファイバに前記ベース部から離れる方向の引張力を加えて前記光ファイバの切断を促す光ファイバ切断用工具を提供する。
本発明の光ファイバ切断用工具は、前記光ファイバを把持した状態の前記一対の把持部は、それぞれ、前記把持位置よりも前記アーム部基端側の部位が前記光ファイバから離隔しており、前記把持位置を支点として前記アーム部基端側部位を前記光ファイバに接近させるように前記一対の把持部の姿勢をそれぞれ変化させることで、前記把持位置を変位させることができる。
本発明の光ファイバ切断用工具は、前記一対の把持部における互いに向かい合う内面を前記光ファイバを把持する把持面とした構成とすることができる。
前記ベース部は、前記光ファイバを載置可能な載置台部を備えていることが好ましい。
前記一対のアーム部には、前記切断を促す傷を前記光ファイバ側面に形成する刃具についての光ファイバ長さ方向の位置を定める刃具位置決め部がそれぞれ形成されていることが好ましい。

本発明は、光ファイバを位置決めして保持するベース部と、前記ベース部から延出するたわみ変形可能な一対のアーム部と、前記一対のアーム部にそれぞれ設けられて、前記ベース部による保持位置とは長さ方向に異なる位置の前記光ファイバを挟み込んで把持する一対の把持部とを備える光ファイバ切断用工具を用い、前記一対の把持部を、前記アーム部をたわみ変形させて互いに接近させることにより、前記一対の把持部によって前記光ファイバを挟み込んで把持し、前記光ファイバを把持したまま前記把持部の姿勢を変化させることでその把持位置を変位させて、前記光ファイバに前記ベース部から離れる方向の引張力を加えて前記光ファイバの切断を促す光ファイバ切断方法を提供する。

本発明によれば、光ファイバ切断用工具の構造が簡略であるため、小型化および低コスト化を図ることができる。また、把持部の姿勢を変化させるという容易な操作で光ファイバの切断が可能となる。

本発明の光ファイバ切断用工具一例を示す斜視図である。 図１の光ファイバ切断用工具の平面図である。 図１の光ファイバ切断用工具の側面図である。 図１の光ファイバ切断用工具の後面図である。 光ファイバ固定部材を保持部に装着した状態の光ファイバ切断用工具を示す平面図である。 把持部を互いに接近する方向に変位させた状態の光ファイバ切断用工具を示す平面図である。 前図の把持部を拡大した図である。 把持部を互いに接近する方向に変位させた状態の光ファイバ切断用工具のアーム部を示す平面図である。 （ａ）刃具を用いて光ファイバに傷を形成する操作を説明する側面図である。（ｂ）（ａ）を拡大した図であり、刃具を示す図である。 刃具を用いて光ファイバに傷を形成する操作を説明する図であり、載置台部および刃具を前面側から見た図である。 把持部の姿勢を変化させた状態の光ファイバ切断用工具を示す平面図である。 把持部の姿勢を変化させた状態の光ファイバ切断用工具のアーム部を示す平面図である。

以下、好適な実施の形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。
図１は、本発明の一実施形態である光ファイバ切断用工具１０を示す斜視図である。図２は、光ファイバ切断用工具１０の平面図である。図３は光ファイバ切断用工具１０の側面図である。図４は光ファイバ切断用工具１０の後面図である。図５は光ファイバ固定部材５０をベース部１に装着した状態の光ファイバ切断用工具１０を示す平面図である。

光ファイバ切断用工具１０は、光ファイバ５を位置決めして保持するベース部１と、ベース部１から延出する一対のアーム部２と、光ファイバ５を挟み込んで把持する一対の把持部３とを備えている。
以下の説明において、ベース部１からアーム部２の延出方向（図２における左方）を前方といい、その反対方向（図２における右方）を後方ということがある。「工具幅方向」とはアーム部２、２が互いに離隔する方向（図２における上下方向）である。また、以下の説明における「上」および「下」とは、基本的に図３における上および下をいう。

図１、図２および図５に示すように、ベース部１は、平面視略矩形のブロック状とされた本体部１Ａと、本体部１Ａから前方に延出する載置台部４を有する。
本体部１Ａの幅方向の中央には光ファイバ固定部材５０を保持する保持部１１が形成されている。保持部１１は、光ファイバ固定部材５０の一部または全部を収容可能な凹所であり、本体部１Ａの前後方向にわたって形成されている。

本体部１Ａには、保持部１１の前方への移動を規制する前壁部１２が形成されている。この前壁部１２は、光ファイバ固定部材５０前面に当接してその前進を阻止することができる。前壁部１２には、保持された光ファイバ固定部材５０から前方に延出する光ファイバ５が通過する通過凹部１２ａが形成されている。

図示例では、光ファイバ固定部材５０として、光ファイバケーブル６端末をその幅方向両側から把持して光ファイバケーブル６端末に固定される外被把持形のものを用いている。
光ファイバケーブル６端末からは、光ファイバケーブル６の外被６ａを除去して露出させた（口出しした）光ファイバ５が延出している。光ファイバ５は、光ファイバ固定部材５０から前方に延出し、通過凹部１２ａを通ってさらに前方に延出している。

光ファイバ固定部材５０が保持部１１に収容されることによって、光ファイバ５は光ファイバ切断用工具１０に対して位置決めされる。
光ファイバ５は、例えば単心の光ファイバ心線、光ファイバ素線などの被覆付き光ファイバであり、先端部分は被覆が除去されて裸光ファイバ５ａとなっている。裸光ファイバ５ａは、例えば石英系光ファイバである。
なお、保持部１１に収容される光ファイバ固定部材は、光ファイバを固定できる構造のものであれば、外被把持形のものに限定されない。光ファイバ固定部材は、例えば被覆付き光ファイバを固定するファイバホルダ等であってもよい。

図１および図２に示すように、一対のアーム部２は、ベース部１の本体部１Ａの前面１ａから前方に延出して形成されている。これらアーム部２、２は、通過凹部１２ａを挟んで工具幅方向の両側にそれぞれ形成されている。
一対のアーム部２は、例えば工具幅方向に向かい合う互いに平行な薄板状に形成することができる。図示例のアーム部２は、図４に示すように、長辺が上下方向に沿う略長方形の断面を有し、その高さ寸法は本体部１Ａの高さ寸法とほぼ同じである。

アーム部２は、通常状態ではたわみは生じないが、後述のように把持部３に力が加えられると、互いに接近および離間する方向のたわみ変形が生じる程度の剛性を有する（図６、図８等を参照）。

図３に示すように、一対のアーム部２の長さ方向の中間位置の上縁２ａには、光ファイバ５を切断するための刃具７の位置を定める刃具位置決め部２１がそれぞれ形成されている。
刃具位置決め部２１はアーム部２の上縁２ａに形成された凹部であり、アーム部２の延在方向に垂直な方向（図２の上下方向）に沿う溝状とされている。刃具位置決め部２１の上部は深さ方向に徐々に間隔が小さくなる導入部２１ａとされている。
刃具位置決め部２１には、刃具７の先端部が挿入可能である。刃具位置決め部２１は、刃具７の光ファイバ５の長さ方向（図３の左右方向）の位置を定めるものであって、光ファイバ５（裸光ファイバ５ａ）の側面に形成される傷の位置を精度よく定めることができる。
なお、刃具位置決め部２１は、アーム部２のいずれか一方にのみ形成してもよい。

図１および図２に示すように、把持部３は、向かい合う内面（把持面３１）で光ファイバ５を挟み込んで把持するものであり、一対のアーム部２の先端に、アーム部２より内方に突出して形成されている。図示例の把持部３は概略直方体のブロック状とされ、その高さ寸法はベース部１（本体部１Ａ）およびアーム部２の高さ寸法とほぼ同じである。
把持面３１は平坦であることが好ましい。図示例の把持面３１の平面視形状は略矩形状とされている。
把持部３の外面（押圧面３２）は、手指等により押圧力を加える操作がしやすいように凹状とするのが好ましい。図示例の押圧面３２は断面円弧形の凹状に形成されている。

図１〜図５は、把持部３に外力が加えられていない通常状態を示し、この状態ではアーム部２はたわみ変形しておらず、前後方向に沿う真っ直ぐな形態となっている。また、把持部３の把持面３１は互いにほぼ平行であり、全面にわたってほぼ一定の間隔で互いに離隔している。

載置台部４は、光ファイバ５（裸光ファイバ５ａ）を切断するにあたって光ファイバ５が載置される台部であって、ベース部１の本体部１Ａの前端面１aにおける通過凹部１２ａの下の領域から前方に延出して形成されている。
載置台部４の上面（載置面４ａ）は平坦に形成され、載置面４ａは、把持位置３４（後述）と本体部１Ａとの間の少なくとも一部の光ファイバ５を載置可能である。
載置面４ａの高さ位置は、光ファイバ５が大きな曲げを生じることなく載置されるように定められる。図示例では、載置面４ａは通過凹部１２ａの底面と面一となっている。

次に、光ファイバ切断用工具１０の使用方法について説明する。
図５に示すように、光ファイバケーブル６端末に取り付けた光ファイバ固定部材５０を保持部１１に収納すると、光ファイバ５は、通過凹部１２ａを通って載置台部４の載置面４ａ上を前方に延出し、把持部３の把持面３１間の隙間３３を通過してさらに前方に延出している。
刃具位置決め部２１に相当する位置の光ファイバ５は被覆が除去されて裸光ファイバ５ａとなっている。

図５では、光ファイバ切断用工具１０は、把持部３に外力が加えられていない通常状態にあるため、把持面３１、３１は互いに離隔している。この状態では、把持面３１は光ファイバ５に接していない。

図６および図７に示すように、押圧面３２を内方に押圧すると、把持部３、３は互いに接近し、把持面３１で光ファイバ５（裸光ファイバ５ａ）を挟み込んで把持する。このときの把持位置３４は、把持面３１の前端部（先端側の端部）またはその近傍であることが好ましい。
このときの把持面３１で把持された光ファイバ５の位置は、光ファイバ固定部材５０で保持された位置とは光ファイバ５の長さ方向に離れた位置である。
図６および図７に示す状態、すなわち把持位置３４のみで光ファイバ５を挟み込んだ状態を第１把持状態という。

図７に示すように、この第１把持状態では、把持部３、３の把持面３１、３１は、把持位置３４、３４のみで光ファイバ５に接しており、把持位置３４、３４よりも後方（アーム部２の基端側）の部位３５、３５（基端側部位）は、それぞれ光ファイバ５から離隔している。
把持面３１は、前後方向（図７の左右方向）に対して傾斜しており、後方にいくほど光ファイバ５からの離隔距離が大きくなっている。

図８に示すように、アーム部２は、把持部３の内方移動に伴って弾性変形して内方に湾曲している。図示例のアーム部２は、先端に向かうほど（図８の左方）、前後方向（図８の左右方向）に対する傾斜角度が増しつつ湾曲している。

次いで、図９および図１０に示すように、上記第１把持状態を維持したまま、刃部７ａを有する刃具７を用いて光ファイバ５に傷を形成する。
刃具７としては、光ファイバ５（裸光ファイバ５ａ）の側面に傷を形成できるものであれば特に限定されないが、例えば図９（ｂ）に示すものが使用できる。
ここに示す刃具７は、先端に向かうほど厚さを減じる断面鋭角状の先端部７ｂを有する刃具本体７ｃと、その外面に設けられた研磨シート７ｄとを有する。刃部７ａは先端部７ｂに相当する部分であり、先端部７ｂによって研磨シート７ｄを押し当てることによって光ファイバ５（裸光ファイバ５ａ）の側面に傷を形成できる。研磨シート７ｄとしては、ダイヤモンド砥粒を用いたものが好ましい。
光ファイバ切断用工具１０と刃具７は、光ファイバ切断装置を構成する。

図１０に示すように、刃具７の刃部７ａを刃具位置決め部２１に挿入し、載置台部４の載置面４ａ上において裸光ファイバ５ａの側面に刃具７の刃部７ａを押し当て、光ファイバ５と交差する方向（例えば図１０の矢印方向）に刃具７を移動させることによって、裸光ファイバ５ａの側面に傷を形成する。この傷は、後述する引張力を光ファイバ５に加えたときに光ファイバ５切断の起点となる。
光ファイバ５（裸光ファイバ５ａ）は載置面４ａ上に載置されているため、刃具７を押し当てることによって光ファイバ５には十分な力が加えられ、傷が容易に形成される。

次いで、図１１および図１２に示すように、光ファイバ５に引張力を加えて光ファイバ５を切断する工程について説明する。
図１１に示すように、把持部３、３をさらに内方に押圧すると、把持位置３４、３４を支点とする把持部３、３の回動によって、把持部３、３の姿勢は、把持位置３４、３４よりも後方の部位３５、３５（基端側部位）がそれぞれ光ファイバ５に近づく方向に変化する。
この姿勢変化の過程では、前後方向（図１１の左右方向）に対して傾斜していた把持面３１の傾斜が小さくなる。図示例の把持部３は、把持面３１の基端側部位３５が光ファイバ５に接するまで変位している。この状態を第２把持状態という。
この把持部３の姿勢変化の過程では、把持部３が互いに接近する方向に押圧され続けるため、把持位置３４によって光ファイバ５が挟み込まれて把持された状態が確実に維持される。

この把持部３の姿勢の変化に伴って、把持位置３４はわずかに前方（図１１の左方向）に変位するため、把持位置３４で挟み込まれた光ファイバ５には、前方（ベース部１（本体部１Ａ）から離れる方向）の引張力が加えられる。
この引張力によって、刃具７によって形成された傷５ｂ（図１２参照）が成長し、光ファイバ５（裸光ファイバ５ａ）は切断される。

一般に、傷をつけた光ファイバに対して必要以上に引張力を与えると、光ファイバの切断面が荒れることが知られている。このため、光ファイバ５に加えられる引張力を、例えば１００〜３００ｇｆ（０．９８〜２．９４Ｎ）といった適度な値にするのが望ましい。なお、この引張力は、０．１〜０．３％の引張歪みに相当する。
光ファイバ固定部材５０（光ファイバ５の保持位置）前端から把持位置３４までの長さ範囲の光ファイバ５に対し、上記引張歪みが加わるように把持位置３４の変位量を決めることが好ましい。

上記操作によって、光ファイバ５に引張力が加えられるのは、以下の理由によると推測できる。
図１２に示すように、把持部３の姿勢が変化したことによって、把持部３の後端部３ａは内方に変位する。
これによって、第１把持状態（図８参照）では内方に湾曲していたアーム部２に、この湾曲を是正する方向の力が作用し、アーム部２がより直線状になる。アーム部２がより直線状になることで、アーム部２の先端部が前方に変位し、これに伴って把持部３の把持位置３４が前方に変位し、光ファイバ５に引張力が加えられる。
また、把持部３の姿勢変化により、把持面３１の前後方向に対する傾きが小さくなることによっても、把持位置３４が前方に変位し、光ファイバ５に引張力が加えられている可能性がある。

上記操作によって光ファイバ５に加えられる引張力が十分でない場合には、把持部３を第１把持状態（図７）から第２把持状態（図１１）とする際に、作業者が補助的に光ファイバ５を先端方向に引っ張ってもよい。これによって、光ファイバ５に十分な引張力を作用させることができる。

光ファイバ切断用工具１０は、合成樹脂の一体成形によって形成することができる。一体成形を採用することで低コスト化が可能となる。

光ファイバ切断用工具１０によれば、構造が簡略であるため小型化および低コスト化を図ることができる。
また、把持部３の姿勢を変化させるという容易な操作で光ファイバ５を切断することができる。
光ファイバ５の把持と把持部３の姿勢変化は一連の動作で行われるため、操作が容易である。

１・・・ベース部、２・・・アーム部、３・・・把持部、４・・・載置台部、５・・・光ファイバ、５ａ・・・裸光ファイバ、５ｂ・・・傷、７・・・刃具、１０・・・光ファイバ切断用工具、２１・・・刃具位置決め部、３１・・・把持面、３４・・・把持位置、３５・・・把持位置よりも後方（アーム部の基端側）の部位（基端側部位）、５０・・・光ファイバ固定部材（光ファイバが保持される位置）。

Claims (6)

1. 光ファイバを位置決めして保持するベース部と、
   前記ベース部から延出するたわみ変形可能な一対のアーム部と、
   前記一対のアーム部にそれぞれ設けられて、前記ベース部による保持位置とは長さ方向に異なる位置の前記光ファイバを挟み込んで把持する一対の把持部とを備え、
   前記一対の把持部を、前記アーム部をたわみ変形させて互いに接近させることにより、前記一対の把持部によって前記光ファイバを挟み込んで把持し、
   前記光ファイバを把持したまま前記把持部の姿勢を変化させることでその把持位置を変位させて、前記光ファイバに前記ベース部から離れる方向の引張力を加えて前記光ファイバの切断を促す
   光ファイバ切断用工具。
2. 前記光ファイバを把持した状態の前記一対の把持部は、それぞれ、前記把持位置よりも前記アーム部基端側の部位が前記光ファイバから離隔しており、
   前記把持位置を支点として前記アーム部基端側部位を前記光ファイバに接近させるように前記一対の把持部の姿勢をそれぞれ変化させることで、前記把持位置を変位させる
   請求項１記載の光ファイバ切断用工具。
3. 前記一対の把持部における互いに向かい合う内面を前記光ファイバを把持する把持面とした
   請求項１又は２に記載の光ファイバ切断用工具。
4. 前記ベース部は、前記光ファイバを載置可能な載置台部を備えている
   請求項１〜３のうちいずれか１項記載の光ファイバ切断用工具。
5. 前記一対のアーム部には、前記切断を促す傷を前記光ファイバ側面に形成する刃具についての光ファイバ長さ方向の位置を定める刃具位置決め部がそれぞれ形成されている
   請求項１乃至４のいずれか１項記載の光ファイバ切断用工具。
6. 光ファイバを位置決めして保持するベース部と、前記ベース部から延出するたわみ変形可能な一対のアーム部と、前記一対のアーム部にそれぞれ設けられて、前記ベース部による保持位置とは長さ方向に異なる位置の前記光ファイバを挟み込んで把持する一対の把持部とを備える光ファイバ切断用工具を用い、
   前記一対の把持部を、前記アーム部をたわみ変形させて互いに接近させることにより、前記一対の把持部によって前記光ファイバを挟み込んで把持し、
   前記光ファイバを把持したまま前記把持部の姿勢を変化させることでその把持位置を変位させて、前記光ファイバに前記ベース部から離れる方向の引張力を加えて前記光ファイバの切断を促す
   光ファイバ切断方法。

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