JP2013503368A - ブレードレス光ファイバ切断工具 - Google Patents

Abstract

光ファイバを切断するための光ファイバ切断工具が提供される。光ファイバ切断工具は、略平面状の本体と、該本体に対して可動である略平面状フラップ部とを備える。光ファイバ切断工具はまた、本体の上に配置されて、光ファイバの第１のベアガラス部分を受容しかつ保持するための第１のクランプ部と、フラップ部の上に配置されて、光ファイバの第２のベアガラス部分を受容しかつ保持するための第２のクランプ部とを備える。往復運動装置は、本体上の第１のクランプ部と第２のクランプ部との間に軸方向に配置されて、光ファイバの軸に対して横方向に移動するように構成される。往復運動装置は、切断中に光ファイバと接触して、その外表面に傷を形成するように構成された可撓性研磨材を更に備える。
【選択図】図５Ａ

Description

本発明は、光ファイバ、特に、現場で成端される光ファイバを切断する装置を目的とする。

光通信ネットワークの分野では、光ファイバ同士の接続が必要なことが多い。従来の接続には、融着接続、機械的接続、及びプラグ脱着型接続が挙げられる。多くの場合、現場環境で接続を行うことが必要である。このような現場での接続を行う場合、光ファイバの調整方法の一環として光ファイバを切断又は切断しなければならないことがある。

現在の携帯型光ファイバ切断工具は、２つの主な特徴を典型的に有する高価で精密な機構である。第１に、従来の切断工具は、引っ張り、曲げ、ねじれ、又はそれらの組み合わせにより、制御されたひずみを光ファイバに与える機構を有する。第２に、従来の切断工具は、ファイバの表面に傷を形成するために、カーバイド又はその他の硬質材料から典型的に作製された剛性ブレードを有する。これらのブレードによって大幅にコストが上昇することがあり、多くの場合に定期的なメンテナンスを必要とすることがある。また、剛性ブレードを有する場合、ブレードが非常に大きな力を光ファイバに及ぼす可能性があるため、ファイバに損傷を与えない配慮がなされなければならない。いくつかの従来のファイバ切断工具は、米国特許第６，６３４，０７９号、同第６，６２８，８７９号、及び同第４，７９０，４６５号に記載されている。別の従来の切断工具が、ＰＣＴ国際公開特許ＷＯ ２００９／０５１９１８に記載されている。レーザー切断工具も既知であり、主に工場又はその他の制御された環境で利用されている。

本発明の例示的態様によると、光ファイバを切断するための光ファイバ切断工具が提供される。光ファイバ切断工具は、略平面状の本体と、本体に対して可動である略平面状フラップ部とを備える。光ファイバ切断工具はまた、本体の上に配置されて、光ファイバの第１のベアガラス部分を受容しかつ支持する第１のクランプ部と、フラップ部の上に配置されて、光ファイバの第２のベアガラス部分を受容しかつ支持する第２のクランプ部と、を備える。往復運動装置（shuttle device）は、本体上の第１のクランプと第２のクランプとの間に軸方向に配置され、かつ、光ファイバの軸に対して横方向に移動するように構成される。往復運動装置は、切断中に光ファイバと接触して、その外表面に傷を形成するように構成された可撓性研磨材を更に備える。更に、第１及び第２のクランプ部の少なくとも一方は、光ファイバに加えられるねじれ力が実質的にない状態で光ファイバの第２のベアガラス部分を保持するように構成される。

本発明の上記の概要は、本発明の図示された各実施形態又はすべての実施を説明しようとするものではない。以下に続く図面及び発明を実施するための形態は、これらの実施形態をより具体的に例示する。

本発明を添付図面を参照して更に詳しく説明する。
本発明の態様による光ファイバ切断工具の等角図。 本発明の態様によるファイバ切断工具の別の等角図。 本発明の態様によるファイバ切断工具の底面図。 本発明の態様による例示的往復運動装置の等角図。 本発明の態様による例示的往復運動装置の別の等角図。 本発明の態様による光ファイバを切断する前の例示的ファイバ切断工具の側面図。 本発明の態様による光ファイバを切断した後の例示的ファイバ切断工具の側面図。 本発明の代替の態様による別のファイバ切断工具の等角図。 本発明の代替の態様による別のファイバ切断工具の等角図。 図５Ａのファイバ切断工具の例示的往復運動装置の断面図。 本発明は種々の修正及び代替の形態に容易に応じるが、その細部は一例として図面に示しており、また詳しく説明することにする。しかしながら、その意図するところは、記述した特定の実施形態に本発明を限定することではないことを理解すべきである。逆に、添付の請求の範囲に記載した発明の範囲内に収まるあらゆる変更、均等物、及び代替物を含むことを意図する。

以下の発明を実施するための形態においては、本明細書の一部を構成する添付の図面を参照し、本発明を実施することができる特定の実施形態を例として示す。この点に関して、「上」、「下」、「前」、「後」、「前端」、「前方」、「後端」といった方向用語は、説明する図の向きを基準にして用いられる。本発明の実施形態の構成要素は多くの異なる向きに配置することができるので、方向に関する用語は、説明を目的として使われるものであって、決して限定するものではない。他の実施形態を利用することもでき、また構造的又は論理的な変更を、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができることを理解すべきである。したがって、以下の詳細な説明は、限定的な意味で解釈されるべきではなく、本発明の範囲は、添付の「特許請求の範囲」によって定義される。

本発明は、現場での操作に適した簡単かつ安価な方法で光ファイバを切断するためのブレードレス装置を目的とする。本明細書に記載の切断工具の実施形態は、現場で成端可能なコネクタ又は融着接続装置に利用することができる。特に、本明細書の切断工具の実施形態は、クランピング及び切断過程中のファイバのねじれ又はトルクを低減するために、ねじれ防止クランピングシステムを利用する。制御されていなねじれたファイバは、一貫していない切断結果の原因となり得る。

例示的光ファイバ切断装置１００及びその構成要素が図１Ａ〜図１Ｃに示されている。装置１００は携帯型ブレードレスファイバ切断装置であり、この装置は、ブレードでなく、粒子で被覆されたフィラメントなどの研磨材を使用して従来の光ファイバ１０５を切断できるように、好適な張力を提供する。ファイバ切断工具１００は、略平面状で可動のフラップ部１２０に連結された略平面状の本体１１０を備える。本体１１０及びフラップ部１２０は、完全に平面である必要はない。本体１１０及び可動フラップ部１２０は、旋回可能に連結される又は摺動自在に連結されるなど、互いに対して移動可能に連結され得る。図１Ｃの例示的態様では、例えば、フラップ部１２０の本体１１０に対する移動をシャフト１０４が提供することができる。好ましい態様では、平面本体１１０及びフラップ部１２０並びにそれらの構成要素は、プラスチックなどの高分子材料から形成又は成形され得るが、金属及びその他の好適に硬質な材料も使用することが可能である。

装置１００は、切断の前に光ファイバ１０５を一時的に定位置に保持するための第１のクランプ部１３０と第２のクランプ部１４０とを備える。図１Ａは、開放位置にあるクランプ部１３０及び１４０を示し、図１Ｂは、閉鎖位置にあるクランプ部１３０及び１４０を示している。往復運動装置１５０は、第１のクランプ部１３０と第２のクランプ部１４０との間に配置される。往復運動装置は研磨材を収容し、かつ、本体１１０の上をファイバ軸に対してほぼ垂直に横方向に摺動するように構成される。

図１Ａに示されるように、第１のクランプ部１３０は従来のプレート型クランプとして構成され、ファイバ軸に対してほぼ平行に整列されたシャフト１３１を中心に回転可能である可動（上部）クランププレート１３２を有している。プレート１３２は、本体１１０の上に取り付けられた又は形成された底部クランププレート１３４上にクランプする。ラッチ１３８は、本体１１０の上にシャフト１３１と向かい合って配置されることができ、切断過程中にクランプ部１３０を閉鎖位置に保持するのに使用され得る。

クランプ部１３０は、ファイバ１０５の剥離（ベア）部分１０８をクランプするように構成される。剥離部分１０８は、ファイバ１０５のコアとクラッディングとを備えるベアガラス部分を含む。このようにして、クランプ部１３０は、Ｖ字形の溝１３５を含んで底部クランププレート１３４の上に配置される、底部クランププレートインサート１３３を備える。Ｖ字形の溝１３５は、ファイバがクランプ部１３０の中に設置されると、ファイバ１０５のベア部分１０８を受容するように構成される。底部クランププレートインサート１３３は、第１のクランプ部１３０が閉位置にあるときに上部クランププレートインサート１３６が溝１３５に収容されたベアファイバ部分１０８と接触しかつこれを押圧するように、上部クランププレートインサート１３６と相互に作用する。好ましい態様では、クランププレートインサート１３３及び１３６は、堅い材料ではあるが、ファイバ１０５のベアガラス部分１０８よりも構造的に弱い、アルミニウムなどの延性材料から形成される。以下により詳細に記載されるように、この好ましい構成は、一貫した切断角度の結果をもたらすのを支援することができる。代替の態様では、クランププレートインサート１３３及び１３６は、プラスチック、ゴム、及びスチールなどの材料から形成され得る。

実験において、本研究員らは、装置１００のものと同様の構造を有する切断装置のクランピングプレートインサートの組成と、切断角度との間の関係を観察した。４種類の異なるクランププレートインサート材料（アルミニウム、ステンレススチール、ステンレススチールとゴムの組み合わせ、及びプラスチック）を使用した実験において、本研究員らは、（それぞれ１５クリーブの試料サイズに関し）アルミニウムのクランププレートインサートが他の材料よりも一貫したほぼ垂直な切断角度（０度切断＋／−３．５度）をもたらすことを観察した。ステンレススチールのクランププレートインサートも、かなり一貫した結果をもたらすが、切断角度は０ではない。

図１Ａに示されるように、装置１００は、フラップ部１２０の上に配置される第２のクランプ部１４０を備える。第２のクランプ部１４０はプレート型クランプとして構成され、可動（上部）クランププレート１４２を有している。クランププレート１４２は、シャフト１４１を中心に回転するように構成される。クランププレート１３２の回転とは異なり、クランププレート１４２は、ファイバ軸に対してほぼ垂直に整列されたシャフト１４１を中心に回転する。プレート１４２は、本体１１０の上に取り付けられた又は形成された底部クランププレート１４４にクランプする。このラッチの向きは、切断の前のクランピング過程の間にファイバにかかるねじり応力を低減するのを助ける。更に、好ましい態様では、クランププレート１４２及びシャフト１４１がゼロクリアランスとなる状態の構成を提供することにより、ねじり応力を低減することも可能である。ラッチセット１４８ａ及び１４８ｂは、本体１１０の上のクランプ部１４０のどちらかの側に配置され得、切断過程中にクランプ部１４０を閉鎖位置に保持するために使用され得る。

クランプ部１４０は、ファイバ１０５の剥離（ベア）部分１０８をクランプするようにも構成される。このようにして、クランプ部１４０は、底部クランププレート１４４上に配置されたＶ字形の溝１４５を有する底部クランププレートインサート１４３を備える。Ｖ字形の溝１４５は、ファイバがクランプ部１４０中に設置されると、ファイバ１０５のベア部分１０８を受容するように構成される。底部クランププレートインサート１４３は、第２のクランプ部１４０が閉位置にあるときに上部クランププレートインサート１４６が溝１４５に収容されたベアファイバ部分１０８と接触しかつこれを押圧するように、上部クランププレートインサート１４６と相互に作用する。好ましい態様では、クランププレートインサート１４３及び１４６は、ファイバ１０５のベアガラス部分１０８よりも構造的に弱い、アルミニウムなどの延性材料から形成される。代替の態様では、クランププレートインサート１４３及び１４６は、プラスチック、ゴム、及びスチールなどの材料から形成され得る。

第１のクランプ部１３０と第２のクランプ部１４０の組み合わせは、特に、切断中に光ファイバのベア部分をクランプするために延性のインサートを使用する場合、クランピング及び切断過程中のファイバのねじれ又はトルクを低減することができるねじれ防止クランピングシステムを提供する。

装置１００は、本体の一方の端部で本体１１０にヒンジにより連結された、レバー１１４などの可動部材を更に備えることができる。図１Ａに示されるように、レバー１１４は切断前位置に位置付けられ、かつフラップ部１２０と係合してこれを本体１１０と平面配向の状態に維持する。図１Ｂに示されるように、レバー１１４は、レバー１１４の開放前にフラップ部１２０を支持する支持構造体１１５に連結される。例えば、レバー１１４を図１Ａに示される矢印１１６の方向に回転することによりレバー１１４が開放されると（例えば、図３Ａ〜図３Ｂ参照）、レバー／支持体は本体部分１２０と係合離脱する。フラップ部１２０の動き（例えば、切断と同時に図３Ｂの矢印１１７の方向に下向きに）は、実質的に内部のばね張力によって達成され得、例えば、ばね、例えば、コイルばね１０９（図１Ｃ参照）などの弾性要素は、本体部分１１０及びフラップ部１２０に連結されて、フラップ部１２０を本体部分１１０に対して下向きに引っ張ることができる。代替の態様では、異なる種類のばねを使用することができる。ばねの張力を使用して、約１８０グラム〜約２８０グラムの張力を生成することができる。フラップ部１２０（及びその上に形成される又は配置される任意の構成要素）の重量は、張力に寄与し得ることに留意されたい。

更なる代替の態様では、装置１００は、クランププレート１４２の一部と係合するラチェットなどのインターロック形状部（interlock feature）を備えて、フラップ部１２０及びヒンジ１１４がそれらの切断前位置に置かれていないときにクランププレート１４２／クランプ部１４０が閉じるのを防止することができる。この構成により、切断されるべきファイバが不適切に挿入されるのを防ぐのを支援することができる。

前述のように、装置１００は、本体１１０に形成された軌道（track）１１３（図１Ｂ参照）の中に配置された往復運動装置１５０を更に備える。軌道１１３は、往復運動装置１５０が本体上をファイバ１０５の軸に対してほぼ垂直に横方向に移動するように形成される。更なる態様では、切断過程中又はその後に往復運動装置１５０が軌道１１３から不注意に外れないのを確実にするために、フランジ１５４と相互に作用する停止形状部１６１（図１Ａ参照）が装置１００の上に設けられる。

往復運動装置１５０は、切断中にファイバ１０５の表面に傷を付けるために使用される研磨材を収容しかつ保持する本体１５２を備える。例示的態様では、傷は、剥離されたファイバの表面を横切る研磨材の単純な横方向への動き（例えば、矢印１０３の方向）によって付けられてもよい。傷は、ファイバが制御された方法でひずみを受ける間に付けられてもよく、あるいはファイバがひずみを受ける前に付けられてもよい。

好ましい態様では、研磨材は、可撓性研磨材、例えば、その外表面又は一部に研磨材が（まばらに又は高密度にのいずれかで）被覆されたフィラメント（例えば、金属ワイヤ）などを含む。研磨材は、ダイヤモンド粉末若しくは粒子、グラファイト／カーバイド粉末若しくは粒子、又はガラスより堅い同様の材料などの、従来の研磨鉱物であってもよい。例えば、代表的な別の態様では、可撓性研磨材は、ダイヤモンド粒子で被覆された鋼ワイヤを含むことができる。１つの例では、鋼ワイヤの直径は約１４０μｍであり、ダイヤモンド粒子のサイズは約２０μｍであり得る。他の態様では、他のサイズのワイヤを使用することができる。

別の態様では、可撓性研磨材は、約５μｍ以上の粒度を有する、１枚の従来のサンドペーパーシートシート又は研磨フィルムを含むことができる。好ましい態様では、装置１００は、垂直の切断をもたらす。

別の代替の態様では、研磨材は、サンドペーパーのシート若しくはリボン、ラッピングフィルムのシート若しくはリボン、又はストリング形状の研磨材を含むことができる。

図２Ａ及び図２Ｂを参照すると、好ましい態様では、研磨材は、研磨材で被覆されたフィラメント１５１（本明細書では簡潔に研磨ワイヤ（abrasive coated wire）１５１と呼ばれる）を含む。別の態様では、研磨ワイヤ１５１は、往復運動装置の外表面上に取り付けられた調整機構１５８に連結される。図２Ｂに示されるように、調整機構は、単純な回転ノブとして形作られ得る。あるいは、研磨ワイヤは、機械的装置又は接着剤などの締結具（図示せず）によって、往復運動装置の内部に取り付けられ得る。この構成により、一端が支持され、他端が自由であり、したがって切断中にワイヤが光ファイバと接触すると自由に屈曲することができるワイヤ１５１が提供される。更に、調整機構により、被覆されたワイヤの特定領域が反復使用後に摩耗した時点で、ユーザーが研磨ワイヤの接触領域を変更することが可能となる。一態様において、ラッチ１５７（図２Ｂ参照）は、調整機構１５８と軽く係合して調整機構１５８を定位置に保持し、不注意な回転を防止することができる。ラッチ１５７はまた、角変位の量、例えば、４５°又は９０°変位を制御するように構成され得る。更に、研磨ワイヤ１５１を特定の角度で適用することにより、切断品質にひどい悪影響を及ぼす可能性がある光ファイバにかかる不必要なねじり力又は剪断力を低減することができるような初期接触角に、研磨ワイヤを設定することができる。例えば、本研究員らは、研磨ワイヤが約８°〜約１４°の角度でファイバの表面と接触する場合に、かなり一貫した切断角度の結果となるのを観察した。

往復運動装置１５０は、往復運動装置の移動の前及び移動中に、切断される光ファイバを明瞭に通過させることができる１つ以上のスロットを備える。図２Ａ及び図２Ｂの態様では、往復運動装置１５０は、垂直なファイバスロット１５５と水平なファイバスロット１５６とを備える。更に、往復運動装置１５０は、往復運動装置１５０が切断過程中に軌道１１３の中を移動するときに往復運動装置１５０に安定性をもたらすように構成されたベース１５３を備えることができる。往復運動装置（shuttle）は、切断過程中にベアファイバ部分１０８（図１Ａ参照）を横切って第１の（切断前）位置（図１Ａ）から第２の位置（図１Ｂ）まで往復運動装置を移動させる指押圧を受容することができる。好ましい態様では、往復運動装置は、高分子材料又は金属から形成又は成形されることができ、可撓性研磨材は研磨金属ワイヤ１５１を含むのが好ましい。別の好ましい態様では、往復運動装置１５０は、何回かの数の切断の後に、例えば、１０、２０、又は５０回ファイバを切断した後に、交換される使い捨て構成要素であり得る。

更に、往復運動装置はバイアスばね１５９に連結されることができ、このバイアスばね１５９は、往復運動装置１５０に対してバイアスを印加して、往復運動装置１５０を切断前の位置又は載荷位置に戻すのを支援する。往復運動装置のバイアスばね１５９は、横方向移動に対する適度な抵抗を提供して、光ファイバの偶発的なスコーリング及びクランププレート１２０の偶発的な解放を低減するのを支援することができる。例えば、図１Ａは、切断の前に光ファイバを受容するのに適している初期位置にある往復運動装置１５０を示している。

ファイバ１０５の切断は、ファイバの剥離部分１０８に傷が付けられてファイバが張力を受けたときに発生する。例示的態様では、剥離されたファイバの表面を横切る、（好ましくは）研磨ワイヤ１５１などの可撓性の被覆研磨材の単純な横方向への動きによって傷を付けることができる。傷は、光ファイバがひずみを受けている間に付けられてもよい。好ましい態様では、装置１００は、完全な垂直の０〜４度以内のほぼ垂直な切断を提供する。そのような垂直性は、現場でのコネクタの成端のための最終的なファイバの研磨／仕上げにとって十分である。

操作に関して、装置１００を使用した切断方法は、以下のように実施することができる。切断されるファイバは、従来の技術を使用して剥離される。剥離は、ファイバの露出したガラス部分を残すことができる。一態様において、露出したガラス部分は、少なくとも約５０ｍｍ、より好ましくは約５０ｍｍ〜約６０ｍｍの長さを有する。ファイバ１０５は、図１Ａに示されるように、本体１１０の上面に配置されたファイバ進入ガイド１１１を介してクランプシステムに挿入され得る。光ファイバは、図１Ａに示されるように、単独で挿入されることができ、また、ファイバは、本体１１０上に形成された傾斜構造体１１２を介してファイバ準備トレイ（fiber preparation tray）（図示せず）の上に取り付けら得る。例示的なファイバ準備トレイは、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許出願第１２／７８９９８４号に記載されている。進入ガイド１１１は、剥離ファイバ部分１０８が引き続き第１のクランプ部１３０、往復運動装置１５０、及び第２のクランプ部１４０に挿入される一方で、ファイバ１０５の緩衝用被覆がそれ以上挿入されるのを妨げるように構成されるのが好ましい。別の態様では、ファイバ進入ガイドは、２種類以上の緩衝用被覆厚さ、例えば、９００μｍに緩衝用被覆されたファイバ及び２５０μｍの緩衝用被覆されたファイバを収容することができる。図１Ａに示されるような一連の１つ以上のファイバガイド（ファイバガイド１３９、１４７ａ、１４７ｂ、及び１４７ｃ）は、挿入過程中のファイバの適切な整列を維持するのを支援するために、クランプ部の前及び／又は後ろに形成され得る。

代替の態様では、装置１００は、第１のクランプ部１３０と往復運動装置１５０との間の軸方向距離、並びに、第２のクランプ部１４０と往復運動装置１５０との間の軸方向距離が変更されるように構成され得る。１つの代替の態様では、ある用途に関し、第１のクランプ部と第２のクランプ部との間の距離は短縮され得る。このようにして、クランピング及び切断に必要な剥離ファイバの長さを低減することが可能である。

挿入する間、クランププレート１３２及び１４２は、図１Ａに示されているような開放位置に置かれ得る。更に、往復運動装置１５０は、光ファイバ１０５の剥離部分１０８を垂直なファイバスロット１５５に挿入することができるように切断前位置に置かれる（図１Ａ参照）。ベアファイバ部分１０８は、（クランプ部１３０、１４０の）Ｖ字形の溝１３５及び１４５の中に設置された後、第１及び第２のクランプ部１３０及び１４０の両方にわたる適切な位置に固定され得る。プレート１３２を回転させてプレート１３４に押し付け、かつラッチ１３８で第１のクランプ部を閉じることによって、第１のクランプ部１３０を閉鎖位置に置くことができる。同様に、プレート１４２を回転させてプレート１４４に押し付けけ、かつラッチセット１４８ａ及び１４８ｂを用いて第２のクランプ部を閉じることによって、第２のクランプ部１４０を閉鎖位置に置くことができる。この態様では、第２のクランププレート１４２の向きにより、残りのベアファイバ１０８がファイバガイド１４７ｃを介してクランププレート１４２の下を通過することになる。いくつかの態様では、第２のクランプ部１４０を締める前に第１のクランプ部１３０を締めることができ、他の態様では、第１のクランプ部１３０を締める前に第２のクランプ部１４０を締めることができる。

続いて、研磨ワイヤ１５１がベアファイバ１０８の外表面と接触してその表面に傷を付けるように、往復運動装置１５０を、本体を横切って横方向に移動させることができる。図３Ａに示されるように、次に、支持体１１５がフラップ部１２０から係合離脱するように、レバー１１４を矢印１１６の方向に解放することができる。クランプされたファイバが張力を受けると、該張力は、後続の現場での研磨及び／又はスプライシング若しくはコネクタ化に適している傷部位に、ファイバ破断を形成する。この破断は図３Ｂに示されており、フラップ部１２０は、矢印１１７の方向に下向きに動かされている。

代替の態様では、研磨ワイヤ１５１をベアファイバ１０８の表面を横切って移動させてファイバの表面に傷を付けるに先立ち、レバー１１４を解放する（ファイバを張力下に置く）ことができる。

ファイバが切断されると、後続の現場での研磨及び／又はスプライシング若しくはコネクタ化のために、ファイバをクランプから解放してもよい。ファイバの破片は、好適な安全措置を用いて廃棄され得る。代替の態様では、装置１００は、本体１１０の上に形成された又は本体１１０に取り付けられた小さな破片廃棄容器を備えることもできる。

このように、単純で小型で安価な切断工具を使用して、約０°（±３．５°）の切断角度を有する切断された光ファイバを形成することができる。

上述された実施形態に加えて、更なる代替の態様では、装置は、切断されるファイバに追加の制御されたねじり応力を提供するためのねじれひずみ機構を更に備えることができ、これにより、ユーザーは、垂直ではない角度の切断を形成することができる。このようにして、制御された角度の切断を行うことができる。

図４に示されるような更なる代替案では、切断装置２００が提供される。切断装置２００は、ブレードではなく、粒子で被覆されたフィラメントなどの研磨材を使用して、光ファイバ１０５の切断を可能にする好適な張力を提供する、ブレードレスの携帯型ファイバ切断装置である。ファイバ切断工具２００は、略平面状で可動のフラップ部２２０に連結される略平面状の本体２１０を備える。本体２１０及び可動フラップ部２２０は、上述の装置１００と同様の方法で、旋回可能に連結される又は摺動自在に連結されるなど、互いに対して移動可能に連結され得る。レバー２１４は、レバー２１４の開放前にフラップ部２２０を支持する支持構造体２１５に連結される。

装置２００は、切断の前に光ファイバ１０５を定位置に一時的に保持するための、第１のクランプ部２３０と第２のクランプ部２４０とを更に備える。こうしたクランプ部２３０、２４０は、クランプ部２３０及び２４０がそれぞれ、機械的スプライス装置、好ましくは、３Ｍ（商標）ＦＩＢＲＬＯＫ（商標）ＩＩ機械的光ファイバースプライス装置（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓａｉｎｔ Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）から入手可能）を備えているという点で、装置１００で使用されたクランプ部と異なって構成される。かかる装置の操作は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第５，１５９，６５３号に記載されている。３Ｍ（商標）ＦＩＢＲＬＯＫ（商標）ＩＩ機械的光ファイバースプライス装置は、２つのファイバを一体にスプライスするために使用されるが、本用途では、この装置を使用して、ねじれひずみを低減する様式でファイバ１０５のベアガラス部分を把握することができる。図４に示されるように、クランプ部２３０は、その側面が本体２１０の上面に固定され得、クランプ部２４０は、その側面がフラップ部２２０の上面に固定され得る。

クランプ部２３０及び２４０のそれぞれは、延性材料で形成された、Ｖ字形の溝を備える、ファイバ把握要素を備えている。３Ｍ（商標）ＦＩＢＲＬＯＫ（商標）ＩＩ機械的光ファイバースプライス装置の一部である作動キャップ（actuating cap）を使用して、ファイバ把握要素を閉鎖して、ファイバ１０５のベアガラス部分を締め付けることができる。プレート２３９及び２４９は、第１及び第２のクランプ部２３０、２４０の作動キャップを（例えば、単純な押し運動によって）容易に作動させるために、現場の技術者により使用され得る。往復運動装置２５０は、上述の往復運動装置１５０と同様の様式で構成され得る。複数回の切断の間に、ファイバの挿入を妨害する可能性がある残屑をファイバクランプ部から可能な限り取り除くように注意を払わなければならない。切断過程の後にクランプ部２３０、２４０から切断されたファイバ及び破片を解放するために、解放ツール（release tool）を使用することができる。

更なる代替の態様では、クランプ部２３０及び２４０は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第７，１４０，７８７号に記載されているもののような、３Ｍ（商標）ＦＩＢＲＬＯＫ（商標）４×４機械的光ファイバースプライス装置などの異なる構造体を備えることができる。

更なる代替案では、図５Ａに示されるように、切断装置３００が提供される。ファイバ切断工具３００は、略平面状で可動のフラップ部３２０に連結される略平面状の本体３１０を備えている。本体３１０及びフラップ部３２０は、完全に平面である必要はなく、それらの間にいくらかの小さな分離又は隙間を有して構成されてもよい。本体３１０及び可動フラップ部３２０は、上述のように、旋回可能に連結される又は摺動自在に連結されるなど、互いに対して移動可能に連結され得る。好ましい態様では、平面本体３１０及びフラップ部３２０、並びにそれらの構成要素は、プラスチックなどの高分子材料から形成又は成形され得るが、金属及びその他の好適な硬質材料も使用することができる。

装置３００は、切断の前に光ファイバ３０５を一時的に定位置に保持するための第１のクランプ部３３０と第２のクランプ部３４０とを備含む。図５Ａは、開放位置にあるクランプ部３３０及び３４０を示している。往復運動装置３５０は、第１のクランプ部３３０と第２のクランプ部３４０との間に配置される。往復運動装置は研磨材を収容し、かつ、本体３１０の上をファイバ軸に対してほぼ垂直に横方向に摺動するように構成される。本体は、ユーザーが装置３００を指でより良好に把握するのを支援するために、スカラップ形のくぼみ３１４などの１つ以上のくぼみを含んでもよい。更に、本体３１０は、装置３００をテーブルトップ又は他の作業面に固定するのを可能にする１つ以上の貫通孔３１９を備えてもよい。

図５Ａに示されるように、第１のクランプ部３３０は、ファイバ軸に対してほぼ平行に整列されたシャフト３３１を中心に回転可能である可動（又は上部）クランププレート３３２を有する従来のプレート型クランプとして構成される。プレート３３２は、本体３１０の上に取り付けられた又は形成された底部クランププレート３３４にクランプする。ラッチ３３８は、本体３１０の上のシャフト３３１と向かい合って配置され得、切断過程中にクランプ部３３０を閉鎖位置に保持するために使用され得る。

クランプ部３３０は、ファイバ３０５剥離（ベア）部分をクランプするように構成される。このようにして、クランプ部３３０は、Ｖ字形の溝３３５を有しかつ底部クランププレート３３４の上に配置される、底部クランププレートインサート３３３を備える。Ｖ字形の溝３３５は、ファイバがクランプ部１３０中に設置されると、ファイバ３０５のベア部分を受容するように構成される。この例示的態様では、クランププレートインサート３３３はＬ字型であり得、クランププレートインサート３３３の一部を、底部クランププレート３３４の中に形成されたポケット（図示せず）に挿入することにより、クランププレートインサート３３３の一部を底部クランププレート３３４の中に固定することができる。このようにして、Ｖ字形の溝３３５を有するクランププレートインサート３３３の他の部分は、ファイバ３０５のベア部分がＶ溝の中に受容され得るように、底部クランププレート３３４の上面上に配置される。

底部クランププレートインサート３３３は、第１のクランプ部３３０が閉位置にあるときに上部クランププレートインサート３３６が溝３３５に収容されたベアファイバ部分と接触しかつこれを押圧するように、上部クランププレートインサート３３６と相互に作用する。上述の実施形態と同様に、クランププレートインサート３３３及び３３６は、堅い材料ではあるが、ファイバ３０５のベアガラス部分よりも構造的に弱い、アルミニウムなどの延性材料から形成され得る。代替の態様では、クランププレートインサート１３３及び１３６は、プラスチック、ゴム、及びスチールなどの材料から形成され得る。

図５Ａに示されるように、装置３００は、フラップ部３２０の上に配置される第２のクランプ部３４０を含む。第２のクランプ部３４０は、可動（又は上部）クランププレート３４２を有するプレート型クランプとして構成される。クランププレート３４２は、ファイバ軸に対してほぼ垂直に整列されたシャフト３４１を中心に回転するように構成される。プレート３４２は、本体３１０の上に取り付けられた又は形成された底部クランププレート３４４にクランプする。このラッチの向きは、切断の前のクランピング過程の間にファイバにかかる、ねじり応力を低減するのを助ける。更に、好ましい態様では、クランププレート３４２及びシャフト３４１がゼロクリアランスの状態の構成を提供することにより、ねじり応力を低減することも可能である。ラッチセット３４８ａ及び３４８ｂは、本体３１０の上のクランプ部３４０のどちらかの側に配置され得、切断過程中にクランプ部３４０を閉鎖位置に保持するために使用され得る。

クランプ部３４０は、ファイバ３０５の剥離（ベア）部分をクランプするようにも構成される。このようにして、クランプ部３４０は、底部クランププレート３４４の上に配置されるＶ字形の溝３４５を有する底部クランププレートインサート３４３を含む。Ｖ字形の溝３４５は、ファイバがクランプ部３４０中に設置されると、ファイバ３０５のベア部分を受容するように構成される。上述のクランプ部３３０と同様に、クランププレートインサート３４３はＬ字型であり得、クランププレートインサート３４３の一部を、底部クランププレート３４４の中に形成されたポケット（図示せず）に挿入することにより、クランププレートインサート３４３の一部を底部クランププレート３４４の中に固定することができる。

底部クランププレートインサート３４３は、第２のクランプ部３４０が閉位置にあるときに上部クランププレートインサート３４６が、溝３４５に収容されたベアファイバ部分と接触しかつこれを押圧するように、上部クランププレートインサート３４６と相互に作用する。好ましい態様では、クランププレートインサート３４３及び３４６は、ファイバ３０５のベアガラス部分よりも構造的に弱い、アルミニウムなどの延性材料から形成され得る。代替の態様では、クランププレートインサート３４３及び３４６は、プラスチック、ゴム、及びスチールなどの材料から形成され得る。

第１のクランプ部３３０と第２のクランプ部３４０の組み合わせは、特に、切断中に光ファイバのベア部分をクランプするために延性のインサートを使用する場合、クランピング及び切断過程中のファイバのねじれ又はトルクを低減することができるねじれ防止クランピングシステムを提供する。

装置３００は、本体の一方の端部で本体３１０にヒンジにより連結された、レバー３１４などの可動部材を更に含むことができる。図５Ａに示されるように、レバー３１４は切断前位置に位置付けられ、かつフラップ部３２０と係合してこれを本体３１０と平面配向の状態に維持する。レバー３１４は、レバー３１４の開放前にフラップ部３２０を支持する支持構造体に連結される。レバー３１４を回転することによりレバー３１４が開放されると、レバー／支持体は本体部分３２０と係合離脱する。隆起部又は他の構造体をレバー３１４の表面上に形成して、レバー３１４がフラップ部３２０から偶発的に又は不注意に係合離脱するのを防止してもよい。フラップ部３２０の動きは、実質的に内部のばね張力によって達成されることができ、例として、ばね、例えば、上述されたようなコイルばねなどの弾性要素は、本体部分３１０及びフラップ部３２０に連結されて、フラップ部３２０を本体部分３１０に対して下向きに引っ張ることができる。ばね張力を用いて、上述の張力を形成することができる。

更なる代替の態様では、装置３００は、クランププレート３４２の一部と係合するラチェットなどのインターロック形状部を備えて、フラップ部３２０及びヒンジ３１４がそれらの切断前位置に置かれていないときにクランププレート３４２／クランプ部３４０が閉じるのを防止することができる。この構成により、切断されるファイバが不適切に挿入されるのを防ぐのを支援することができる。

前述のように、装置３００は、本体３１０に形成された軌道１１３（図５Ａには示されていないが前掲の軌道１１３と同様のもの）の中に配置された往復運動装置３５０を更に含む。この軌道は、往復運動装置３５０が本体上をファイバ３０５の軸に対してほぼ垂直に横方向に移動するように形成される。停止形状部が装置３００上に設けられて、切断過程中又はその後に往復運動装置が軌道から不注意に外れないのを確実にするために、往復運動装置３５０と相互に作用し得る。

往復運動装置１５０は、切断中にファイバ３０５の表面に傷を付けるために使用される研磨材を収容しかつ保持する本体３５２を備える。例示的態様では、傷は、剥離されたファイバの表面を横切る研磨材の単純な横方向への動き（例えば、矢印３０３の方向、図５Ｂ参照）によって付けられてもよい。傷は、ファイバが制御された方法でひずみを受ける間に付けられてもよく、あるいはファイバがひずみを受ける前に付けられてもよい。

好ましい態様では、研磨材は、上述されたもののような可撓性研磨材、特に、その外表面又は一部に研磨材が被覆されたフィラメント（例えば、金属ワイヤ）などを含む。

図５Ｂに示されるように、研磨材は、研磨材で被覆されたフィラメント３５１（本明細書では研磨ワイヤ３５１と呼ばれる）を含む。別の態様では、研磨ワイヤ３５１は、往復運動装置の外表面上に取り付けられた調整機構３５８に連結される。調整機構は、単純な回転ノブとして形作られ得る。あるいは、研磨ワイヤは、機械的装置又は接着剤などの締結具（図示せず）によって、往復運動装置の内部に取り付けられ得る。この構成により、一端に支持され、他端が自由であり、したがって切断中にワイヤが光ファイバと接触すると自由に屈曲することができるワイヤ３５１が提供される。更に、調整機構により、被覆されたワイヤの特定領域が反復使用後に摩耗した時点で、ユーザーが研磨ワイヤの接触領域を変更することが可能となる。更に、研磨ワイヤ３５１を特定の角度で適用することにより、切断品質にひどい悪影響を及ぼす可能性がある光ファイバにかかる不必要なねじり力又は剪断力を低減することができるような初期接触角に、研磨ワイヤを設定することができる。例えば、本研究員らは、研磨ワイヤが約８°〜約１４°の角度でファイバの表面と接触する場合に、かなり一貫した切断角度の結果を観察した。

往復運動装置３５０は、往復運動装置の移動の前及び移動中に、切断される光ファイバを明瞭に通過させることができる１つ以上のスロットを備える。図５Ｂの態様では、往復運動装置３５０は、垂直なファイバスロット３５５と水平なファイバスロット３５６とを含む。更に、往復運動装置３５０は、往復運動装置３５０が切断過程中に軌道１１３内を移動するときに往復運動装置５０に安定性をもたらすように構成されたベースを含むことができる。往復運動装置は、切断過程中に往復運動装置を、ベアファイバ部分を横切って第１の（切断前）位置から第２の位置まで移動させる指押圧を受容することができる。別の好ましい態様では、往復運動装置３５０は、何回かの数の切断の後、例えば、１０、２０、又は５０回ファイバを切断した後に交換される使い捨て構成要素であり得る。

更に、図５Ａ及び図５Ｂの実施形態では、往復運動装置３５０の動きは、磁石アセンブリを介して支援され得る。この態様では、磁石アセンブリは、往復運動装置の上又は中に配置される１つ以上の磁石（図５Ｂに示されるように、磁石３６１ａ及び３６１ｂは装置３５０の中に配置される）と、ベース３１０の中に配置される１つ以上の対応する磁石（図５Ｂに示されるように、磁石３６２ａ及び３６２ｂはベース３１０の中に配置される）とを備える。切断前位置などの第１の位置では、磁石３６１ａは磁石３６２ａに連結され得る。往復運動装置３５０の本体３５２の押圧を加えると、往復運動装置３５０は位置決めされたファイバを横断して摺動することができ、その場合、磁石３６１ｂ及び磁石３６２ｂが近接又は接触により連結されるまで、磁石３６１ｂは磁石３６２ｂに引き付けられることになる。往復運動装置は、摺動力を反対方向に導入することにより、切断前の位置又は載荷位置に戻ることができる。

ファイバ３０５の切断は、ファイバの剥離部分に傷が付けられてファイバが張力を受けると発生する。例示的態様では、傷は、剥離されたファイバの表面を横切る、（好ましくは）研磨ワイヤ３５１などの可撓性の被覆研磨材の単純な横方向への動きによって付けられることができる。傷は、光ファイバが引っ張られている間に付けられてもよい。好ましい態様では、装置３００は、完全な垂直の０〜４度以内のほぼ垂直な切断を提供する。そのような垂直は、現場でのコネクタの成端のための最終的なファイバの研磨／仕上げにとって十分である。

更に、装置３００は、本体３１０の一部として又はこれと一体に形成された破片廃棄容器３８０を更に備えることができる。容器３８０は、切断中に生じたファイバの破片を、その後適切に廃棄されるまで一時的に貯蔵するように構成され得る。この例示的態様では、破片廃棄容器３８０は、ファイバの破片を収容／貯蔵するためにユーザーによって開閉され得るカバー３８２を有するウェル部分３８４を備える。破片廃棄容器３８０は、ウェル部分３８４から、より恒久的な容器又は廃棄ユニットの中に破片を廃棄する取り外し可能なキャップ３８６を有する出口ポート３８５を更に備えてもよい。

このように、本明細書に記載の切断工具の実施形態は、現場で成端可能なコネクタ及びスプライス並びに融着接続装置に適した、小型で低価格な光ファイバ切断工具として使用され得る。特に、本明細書に記載の切断工具の実施形態は、ねじれ防止クランピングシステムを使用して、クランピング及び切断過程中のファイバのねじれを低減する。

本発明は上記に述べた特定の実施例に限定されるものと考えるべきではなく、添付の特許請求の範囲に適正に記載されるように本発明のすべての態様を網羅するものと理解すべきである。本発明を適用可能な様々な改変、等価のプロセス、及び多くの構造が、本明細書を参照することで本発明が対象とする技術分野における当業者には直ちに明らかとなろう。「特許請求の範囲」は、そうした改変及び工夫を網羅することを目的としたものである。

Claims (12)

1. 光ファイバを切断するための光ファイバ切断工具であって、
   略平面状の本体と、
   前記本体に対して可動である略平面状フラップ部と、
   前記本体の上に配置されて、前記光ファイバの第１のベアガラス部分を受容しかつ支持する第１のクランプ部と、
   前記フラップ部の上に配置されて、前記光ファイバの第２のベアガラス部分を受容しかつ支持する第２のクランプ部と、
   前記本体上の前記第１のクランプ部と前記第２のクランプ部との間に軸方向に配置されて、前記光ファイバの軸に対して横方向に移動するように構成され、切断中に前記光ファイバと接触して、その外表面に傷を形成するように構成された可撓性研磨材を更に備える、往復運動装置と、を含み、
   前記第１及び第２のクランプ部の少なくとも一方が、実質的にねじれ力のない状態で前記光ファイバの第２のベアガラス部分を保持するように構成される、光ファイバ切断工具。
2. 前記第１及び第２のクランプ部の少なくとも一方が、前記光ファイバの前記軸に対してほぼ垂直に整列されたシャフトを中心に回転するように構成された可動クランププレートを備える、請求項１に記載の光ファイバ切断工具。
3. 前記可撓性研磨材が研磨材で被覆されたワイヤである、請求項１又は２に記載の光ファイバ切断工具。
4. 記フラップ部の第１の末端部において前記本体を前記フラップ部に連結する、横方向に配置されたシャフトと、
   前記本体にヒンジにより連結されて、切断の前に前記フラップ部の第２の末端部を支持する支持構造体に連結されるレバーと、
   前記本体及び前記フラップ部に連結されて、前記フラップ部に張力を提供するばねと、を更に備え、
   前記支持構造体が前記フラップ部から係合離脱されるときに、前記フラップ部が、前記本体に対する実質的な平面配向から変位される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光ファイバ切断工具。
5. 前記第１及び第２のクランプ部のそれぞれが、
   その上に配置されて前記光ファイバのベア部分を受容するように構成されたＶ字形の溝を備えるインサート、を有する第１のクランププレートと、
   前記クランプ部が閉鎖位置に置かれたときに前記第１のクランププレートインサートを押圧するインサートを有する第２のクランププレートと、
   を備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光ファイバ切断工具。
6. 前記クランププレートインサートのそれぞれが延性材料から構成される、請求項５に記載の光ファイバ切断工具。
7. 前記延性材料がアルミニウムを含む、請求項６に記載の光ファイバ切断工具。
8. 前記第１及び第２のクランプ部の少なくとも一方が、前記光ファイバの前記軸に対してほぼ垂直に整列されたシャフトを中心に回転するように構成された可動クランププレートを備える、請求項１〜７のいずれか一項に記載の光ファイバ切断工具。
9. 前記往復運動装置が、その上に取り付けられて、前記往復運動装置内の前記可撓性研磨材の位置を調整する調整機構を備える、請求項１〜８のいずれか一項に記載の光ファイバ切断工具。
10. 前記ばねが、約１８０グラム〜約２８０グラムの軸方向のひずみを前記ファイバに与える、請求項４に記載の光ファイバ切断工具。
11. 前記第１及び第２のクランプ部の少なくとも一方が、機械的スプライス装置を備える、請求項１に記載の光ファイバ切断工具。
12. 切断中に生じたファイバの破片を一時的に貯蔵するための破片廃棄容器を更に備える、請求項１に記載の光ファイバ切断工具。

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