JP2831213B2

JP2831213B2 - 光ファイバーの加熱加工装置

Info

Publication number: JP2831213B2
Application number: JP29698792A
Authority: JP
Inventors: 貝津良輔; 王一民; 佐藤隆
Original assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Priority date: 1992-11-06
Filing date: 1992-11-06
Publication date: 1998-12-02
Anticipated expiration: 2013-12-02
Also published as: JPH06144865A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバー素線に損
傷を与えることなく、コア径のみを拡大することができ
る光ファイバー加熱加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】石英を主材とするシングルモード光ファ
イバーのコア径は、一般的に数μｍで、クラッド外径は
１２５μｍのものが使用されている。そして、このよう
な光ファイバーの直線相互接続には、アーク放電を利用
した溶着接続技術が実用化されている。然し乍ら、近
年、このアーク放電溶着接続部における損失を、更に改
善する方法として、アーク放電溶着接続部に光ファイバ
ーは溶かさずに、コア径のみを拡大する後加熱加工方法
が考案され、この方法を接続部に適用することにより特
性改善が図られている。また、コア径の異なる光ファイ
バーの接続部にこの方法を適用すると著しい異径コア段
差が無くなり、大きいコア径から小さいコア径へ滑らか
に、コア径を変化していくようにすることができるため
に、大きな損失軽減効果が得られている。

【０００３】また、レーザダイオードの出力光に、シン
グルモード光ファイバーを結合する場合、光ファイバー
の末端部コア径を数μｍから１０〜２０μｍに拡大した
ものを使用することにより、光の結合が容易で効率も大
幅に向上することができるという効果もある。これは、
図１（Ａ）、（Ｂ）に図示するような方法である。これ
は、従来、図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、図２に示
す加熱加工装置により加熱加工するものである。

【０００４】即ち、ファイバー心線１の中間で被覆２を
除去し、ファイバー素線３を露出させ、これをクランプ
１２、１０、１１、１３のＶ溝に挿入する。先ず、クラ
ンプ１２と１０で光ファイバーの心線１と素線３をクラ
ンプし、次に、クランプ１３でファイバー心線１をクラ
ンプして、適当な荷重２０を加えると、光ファイバー１
に張力が加えられ、直線状になる。次に、ファイバー素
線３をクランプ１１でクランプする。この後、荷重２０
を撤去しても良い。次に、適度の火炎１６、１７でガス
ノズル１４、１５により、光ファイバー素線３のａ、ｂ
間を往復移動させ、ファイバー素線３を溶かさない適温
で、適正な時間加熱処理することができる。これによ
り、ファイバーのコアのみを図１に示すように、拡大す
るものである。尚、図２において、ａ、ｂはノズル１
４、１５の水平方向移動範囲であり、１８はクランプ１
３のための引張紐であり、１９は滑車ある。

【０００５】然し乍ら、このような方法では、次のよう
な問題が生じる。即ち、被加熱光ファイバーは支持台上
に機械的にクランプされており、加熱用火炎ノズルは可
動形で例えばＸ−Ｙ−Ｚ方向にコンピュータコントロー
ルされるようになっている。このような加熱機構は高級
であるが、複雑且つ高価な装置となるので、経済性、量
産性を重視する産業用には適さない。更に、光ファイバ
ー心線の中間で、ナイロン被覆と１次被覆を一部除去さ
れた光ファイバーを直接に、加熱装置のファイバー支持
台のＶ溝内に挿入してクランプするようになっている。
このため、光ファイバーのハンドリング作業が大変悪
く、作業中に裸ファイバー部分で折損する恐れが多分に
ある。これは、作業効率と歩留まり向上にとって、大変
好ましくない。

【０００６】このように、従来の光ファイバー加熱加工
装置では、加熱処理作業が複雑で面倒であるばかりでな
く、効率が上がらないものであった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、上
記のような問題点を解決し、加熱手段は、火炎ノズルは
あらかじめ選定した位置へ機械的に固定する構造なの
で、従来の半自動制御機構に比べて極めて簡単で、堅牢
且つ安価な加熱加工装置を提供することを目的とする。
更に、本発明は、光ファイバーを保持するための光ファ
イバー収納体は、本体に対して着脱自在なカセット構造
としたものであるので、光ファイバーのハンドリングは
容易で安全で確実であり、並列作業もできるので、作業
効率も格段に向上できる加熱加工装置を提供することを
目的とする。また、本発明、加熱加工装置では、共通の
カセット駆動機、共通のガス供給手段にできるので、量
産性のある加熱加工装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の技術的
な課題の解決のために、光ファイバー素線をガス火炎で
適切に加熱することにより、光ファイバーには損傷を与
えずに、光ファイバーコア径を拡大するための光ファイ
バー加熱加工装置において：該光ファイバー素線のコア
を拡大するために使用する加熱処理手段は、前記加熱加
工装置本体に対して着脱可能で、直線往復運動を行なう
ことができ、直線状に該光ファイバー素線を固定収納す
る光ファイバー収納カセットと；該本体に、機械的に固
定されたガス火炎ノズル部と；前記の光ファイバー収納
カセットを往復運動せしめるカセット駆動機が設けら
れ；該光ファイバー収納カセットには、該光ファイバー
の着脱を容易にするクランプと前記カセット駆動機への
連結機構及び、前記本体及び前記ガス火炎ノズル部に適
切に一致するように、該光ファイバー素線を固定する構
造を有することを特徴とする前記光ファイバー加熱加工
装置を提供する。

【０００９】

【作用】従来の技術の項で説明したように、図１に示す
ような状態に光ファイバーを加熱加工する場合に、図２
に示す加熱加工装置を用いて行なう従来の加熱方法の欠
点を以下の対策により解決した。即ち、第１の対策は、
火炎ノズルを従来の半自動運転機構に対して機械的な半
固定構造、例えば、各々の火炎ノズルと光ファイバーま
での隔離距離のみを調製することができるようにして、
大幅な簡易化と経済化を図ったものである。第２の対策
は、被加熱光ファイバーをカセットに収納し加熱加工装
置本体に対しては着脱自在な構造としたものである。ま
た、加熱用火炎ノズルに対しては、所定の光ファイバー
素線部分が加熱されるように、カセットはファイバーの
軸方向に往復運動ができる駆動機構を装置本体に設け
た。

【００１０】即ち、加熱手段、換言すると、光ファイバ
ー素線のコアを拡大するために使用する加熱処理手段
は、加熱加工装置本体に対して着脱可能で、直線往復運
動を行なうことができ、直線状に光ファイバー素線を固
定収納する光ファイバー収納カセットを用いて、それに
対して、本体に機械的に固定され、光ファイバー素線に
対して一定の距離離れて位置するガス火炎ノズル部を設
け、その光ファイバー収納カセットをカセット駆動機に
より往復運動を与えたものである。このような機構によ
り、光ファイバー収納カセットには、光ファイバーの着
脱を容易にするクランプとカセット駆動機への連結機構
及び本体及びガス火炎ノズル部に適切に一致するよう
に、光ファイバー素線を固定し、実質的に平行移動し
て、均一に加熱できるものである。

【００１１】即ち、火炎ノズルはあらかじめ選定した位
置へ機械的に固定した構造なので、従来の半自動制御機
構に比べて極めて簡単で、堅牢且つ安価な加熱加工装置
となる。更に、本発明では、光ファイバーを保持するた
めの光ファイバー収納体は、本体に対して着脱自在なカ
セット構造としたものであるので、光ファイバーのハン
ドリングは容易で安全で確実であり、並列作業もできる
ので、作業効率も格段に向上できた。また更に、本発明
の加熱加工装置では、共通のカセット駆動機、共通のガ
ス供給手段にできるので、量産性のある加熱加工装置に
できるものである。従って、このような構造の光ファイ
バー加熱加工装置により加熱の均一性と高い歩留まりを
期待することができる。

【００１２】次に、本発明を具体的に実施例により説明
するが、本発明はそれらによって限定されるものではな
い。

【００１３】

【実施例１】図１は、本発明の光ファイバー加熱加工装
置により、シングルモード光ファイバーコア拡大する状
態を示す説明図である。図１（Ａ）は、同種類のシング
ルモード光ファイバーの直線接続の例を示し、図１
（Ｂ）は、異径コアの接続の例を示す。そして、１、
１’はシングルモード光ファイバー心線で、２、２’は
ナイロンの２次被覆で、３、３’は光ファイバー素線
で、４、４’はクラッドで、５、５’はファイバーコア
で、６が溶着接続部、７、７’はファイバーコア拡大部
である。そして、８は大きい径のコア、９は小さい径の
コアの拡大された部分である。図示のように、光ファイ
バー接続部における光軸段差や折れ曲がりが、ファイバ
ーコアの拡大により、より一層、軽減されるために、損
失が改善されるものである。

【００１４】図３は、本発明の光ファイバーの加熱加工
装置を示す。図３（Ａ）は平面図であり、図３（Ｂ）は
正面図である。図３において、２１は光ファイバー収納
カセットであり、２２、２３はベアリング装置でカセッ
ト２１を長さ方向に円滑に移動させる役目をする。そし
て、２４は直線往復運動駆動機であり、カセット２１を
往復運動せしめることができる。それにより、被加熱光
ファイバー素線３が火炎ノズル１４、１５の間を移動で
き、均一に加熱されることが可能になる。そして、２５
は火炎ノズル１４の固定金具で、２６は火炎ノズル１５
の固定金具であり、火炎を生じるノズル１４、１５を各
々適切な位置に固定せしめ、往復運動する光ファイバー
素線３を適切にに均一に加熱することができる。更に、
２７はベースで、３は光ファイバー素線である。なお、
１６、１７はガス火炎である。

【００１５】即ち、カセット２１はベアリング装置２
２、２３で支持され、駆動装置２４により、往復運動さ
れる。その往復運動によりカセット２１に固定された光
ファイバー素線３は、火炎ノズル１４、１５による火炎
１６、１７の間を往復運動されるために、均一に加熱さ
れる。そのために、簡単な操作により所望の加工が可能
となる。即ち、本発明の光ファイバー加熱加工装置の特
徴は、加熱手段として、以上のような構成の均一加熱手
段（光ファイバー収納カセット）を使用することであ
る。

【００１６】図４は、図３の光ファイバー収納カセット
の具体例である。２１−２、２１−４は、光ファイバー
素線クランプであり、２１−１、２１−３は光ファイバ
ー心線クランプであり、２８は光ファイバー心線余長で
あり、１は光ファイバー心線で、３は光ファイバー素線
で、この中心部分（ａ−ｂ）が加熱される。なお、カセ
ットの断面は角形でなくても良い。ただ、カセットは往
復運動が円滑に行なえる形状のものが好適である。

【００１７】図３、図４に示す光ファイバー加熱加工装
置を用いて行なう光ファイバーコアの拡大は、次のよう
な手順で行なう。ここでは、無接続光ファイバー素線の
コア径の拡大の場合について述べる。先ず、光ファイバー心線１の中間の被覆を除去して、
光ファイバー素線３を露出させる。次に、光ファイバー素線３をカセット２１に挿入し固
定する。光ファイバー素線３をクランプ２１−２、２１
−４により、そして、その外側の光ファイバー心線１を
更にクランプ２１−１、２１−３で固定する。それによ
り、光ファイバー素線３の一部をガスノズル１４、１５
のところに一致するように装着する。次に、図４のように光ファイバーを固定したカセット
２１を図３に示すように、装置本体に取り付け、そし
て、駆動機２４とカセット２１を連結する。次に、駆動機２４でカセット２１全体を往復運動させ
る。ガスノズル１４、１５に点火し、光ファイバー素線３
の（ａ−ｂ）部分を均一に加熱する。適度の火炎と加熱
時間により、光ファイバーコアが拡大される。火炎１６、１７を止め、駆動機２４を停止する。カセ
ット２１を本体２７から取り出す。カセット２１より光ファイバー心線１を取り出し、加
熱部分の中央にて切断し、端末部のコアが拡大された光
ファイバーを光部品組立用に供する。１回の作業で左右
２本のコア拡大光ファイバー（図１（Ａ）参照）が得ら
れる。

【００１８】図５は、本発明の光ファイバー加熱加工装
置の他の、即ち多量生産用の具体例の平面図を示す。こ
こでは、Ｎ個の光ファイバー１を一度に加熱加工するこ
とができる。各々、２１はＮ個の光ファイバーカセット
であり、２２はＮ個のベアリング装置で、２３はＮ個の
ベアリング装置で、１４、１５は各々Ｎ個の火炎ノズル
であり、２９は共通直線運動駆動機で、Ｎ個のカセット
２１を一度に直線並行運動を行なわせしめるものであ
る。３０は共通ガス供給装置であり、Ｎ個の各々の１
４、１５の火炎ノズルにガスを供給するものである。図
５に示すような光ファイバー加熱加工装置を用いると、
Ｎ個の光ファイバーを１箇所の簡単な直線往復駆動機２
９とガス共通供給装置３０で光ファイバーのコアを一度
に拡大処理することができるので経済的である。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光ファイ
バーの加熱加工装置により、次のような顕著な技術的効
果が得られた。第１に、本発明の加熱処理手段では、火
炎ノズルはあらかじめ選定した位置へ機械的に固定する
構造なので、従来の半自動制御機構に比べて極めて簡単
で、堅牢且つ安価な加熱加工装置を提供する。第２に、
光ファイバーを保持するための光ファイバー収納体は、
本体に対して着脱自在なカセット構造としたものである
ので、光ファイバーのハンドリングは容易で安全で確実
であり、並列作業もできるので、作業効率も格段に向上
できる加熱加工装置を提供できた。第３に、本発明の加
熱加工装置では、共通のカセット駆動機、共通のガス供
給手段にできるので、量産性のある加熱加工装置を提供
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】光ファイバー素線の接続部の後加熱により、光
ファイバーコア拡大する状態を示す説明概念図である。

【図２】従来の光ファイバー加熱加工装置の実施例を示
す説明概念図である。

【図３】本発明の光ファイバー加熱加工装置の一具体例
を示す。

【図４】本発明の光ファイバー加熱加工装置で利用する
光ファイバー収納カセットの具体例である。

【図５】本発明の光ファイバー加熱加工装置を量産形に
した具体例を示す。

【符号の説明】

１光ファイバー心線３光ファイバー素線１４、１５ガスノズル１６、１７ガス火炎２１カセット２１−１、２１−３心線クランプ２１−２、２１−４素線クランプ２２、２３ベアリング２４カセット駆動機（直線
往復運動）２５、２６火炎ノズル固定金具２９共通直線運動駆動機３０共通ガス供給装置ａ、ｂガスノズルが移動する
範囲

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平４−260007（ＪＰ，Ａ) 特開平４−118607（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C03B 37/10 G02B 6/24

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光ファイバー素線をガス火炎で適切に加
熱することにより、光ファイバーには損傷を与えずに、
光ファイバーコア径を拡大するための光ファイバー加熱
加工装置において、該光ファイバー素線のコアを拡大するために使用する加
熱処理手段は、前記加熱加工装置本体に対して着脱可能
で、直線往復運動を行なうことができ、直線状に該光フ
ァイバー素線を固定収納する光ファイバー収納カセット
と；該本体に、機械的に固定されたガス火炎ノズル部
と；前記の光ファイバー収納カセットを往復運動せしめ
るカセット駆動機が設けられ、該光ファイバー収納カセットには、該光ファイバーの着
脱を容易にするクランプと前記カセット駆動機への連結
機構及び、前記本体及び前記ガス火炎ノズル部に適切に
一致するように、該光ファイバー素線を固定する構造を
有することを特徴とする前記光ファイバー加熱加工装
置。