JP3288112B2 - 光ファイバのクランプ機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、光ファイバの融着接
続装置における光ファイバのクランプ機構に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】クランプ機構の最も基本的な構成を、図
３に示す。１２はＶブロック、１４はＶ溝、１６は光フ
ァイバ、１８は楔型のクランプピース、２０と２２はア
ームである。たとえば図示していないバネによりクラン
プピース１８にｚ方向下向きの圧力を加え（ｘｙｚの方
向は矢印参照）、その下端部１９で、光ファイバ１６を
Ｖ溝１４の底に押さえつける。

【０００３】この機構が完全に設計どおり正確に作られ
たとすると、同図（ｂ）（ｃ）のように、クランプピー
ス１８は正しく光ファイバ１６を押さえる。しかし、こ
のようにするには、非常に高い精度が必要になり、製造
に時間がかかるし、コスト的にも不利になる。一方、製
造の精度が落ちると、各部品の結合に狂いができて、は
なはだしい場合には、同図（ｄ）（ｅ）のようにクラン
プピース１８が正しく光ファイバ１６を押さえられなく
なることがある。

【０００４】以上の不都合を無くすため、クランプピー
スに遊びを持たせることが考えられている。その一例を
図４に示す。アーム２０の先端に、円筒形の軸２４をｚ
方向に移動でき、しかも抜け落ちないように入れ、バネ
２６で下向きに付勢する。軸２４の下端に、クランプピ
ース１８をピン２８により取り付ける。そして、アーム
２０〜軸２４、軸２４〜ピン２８、ピン２８〜クランプ
ピース１８の各間に、若干の隙間（遊び）を持たせる。
このようにすると、クランプ機構の製造の精度が良くな
くて、アーム２２を倒したとき、クランプピース１８が
正しい位置から少しずれたとしても、自動的に正しい位
置に誘導される。すなわち、当初のセッティングではク
ランプピースとＶ溝のセンターが合致していなくとも、
クランプピースの先端は、Ｖ溝の側壁にガイドされなが
ら、Ｖ溝底部を目指して下降しつつ光ファイバの頂点に
当接するようになる。

【０００５】クランプピースに遊びを持たせる別の例を
図５に示す（実公平３−３９７６４号公報参照）。軸２
４の下端に半球状のボール３０を取り付ける。このボー
ル３０の受け口としてクランプピース１８には、これよ
りも大径の半球形の凹部あるいは曲率の異なる凹面１８
０を形成しておき、それを断面がコ字形であり上面中央
にクランプピース１８の軸２４の下側が緩挿される孔部
が形成されたハンガ３２（ボール３０に引っかかって落
下しない）を介して軸２４に取り付ける。このようにす
ると、ボール３０は、凹部１８０の面内ですべての方向
に対して摺動自在（但し他の部材によって動く範囲の規
制は受ける）となり、上記図４の場合と同様に、クラン
プピース１８の動きに余裕ができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】Ｖ溝１４内の光ファイ
バ１６をクランプピース１８の先端が正しく垂直方向に
押さえ、しかもクランプピース１８の先端の頂線が光フ
ァイバに沿うようにするためには、図６（ａ）のよう
に、バネ２６の圧力Ｆが下向きに作用するとともに、ク
ランプピース１８とＶ溝１４との間にわずかでも隙間１
５が形成されなければならない。またこの状態では隙間
１５が規定値（光ファイバ径）を保っている。 一方、
Ｖ溝加工精度、クランプ機構の組立精度などを補完する
ためにクランプピース１８の動きに遊びを設けているた
め、通常（ａ）のようにならず、クランプピース１８が
Ｖ溝１４の内面１４０に寄り掛かる形になっている
（ｂ）。ところが、そのときの各部品の状態により、一
定した形にならず、不安定であり、たとえば隙間１５が
大きいときなど（ｃ）のように光ファイバを持ち上げて
しまうこともある。これは、クランプピース１８を含め
た装置全体のセッティング状態、あるいはクランプピー
ス１８やＶ溝１４の工作精度、さらには光ファイバの曲
がり状態によって様々である。

【０００７】この状態では、光ファイバ１６をクランプ
ピース１８が正しく押さたことにならない。そのため、
光ファイバ１６をｙ方向に前進させたとき、クランプピ
ース１８がふらついて安定しない場合がある。また、図
７は光ファイバ１６を前進させたときのクランプピース
１８のクランプハウジング２４０内での動きを模式的に
説明するための図であり、本図のように、光ファイバ１
６との摩擦により、クランプピース１８は回転して先端
は持ち上げられようとする傾向がある。特に図８（ａ）
（ｂ）のように、クランプ機構の遊びによる挿入方向の
ずれや光ファイバの曲がり等により、光ファイバ１６の
セット位置がｘ方向にずれていると、光ファイバ１６を
前進させたとき、（ｃ）（ｄ）のように、光ファイバ１
６の先端が浮き上がったり、正位置から外れたりするこ
とが起こり易い。なお、クランプピース１８の押圧力を
大きくすることは光ファイバ１６のスムーズな進行を妨
げる。光ファイバ１６先端位置が狂うと、接続損失が多
くなり、接続不良の原因になる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】クランプピースの下端部
の一部で光ファイバをクランプ（接触押圧）するため
に、図１のように、クランプピース１８の楔型先端の下
端部１９の、一部分（クランプ部分１９０）だけを残し
て、その他の部分を切り欠いて非クランプ部分１９２と
する。クランプ部分は前部でもよいし、その他の部分、
たとえば中間部や後部でもよいが、好ましくは前部に設
ける。

【０００９】

【作 用】図１は、Ｖブロック１２を水平に置き、その
Ｖ溝１４内に光ファイバ１６を納め、クランプピース１
８を水平に保ったままＶ溝１４内に入れ（実際には紙面
右上方よりＶ溝に沿わすように挿入する）、クランプ部
分１９０を光ファイバ１６に接触させた瞬間の状態を示
している。理想的なセッティングがなされると、同図
（ｃ）（ｄ）に示されるように、クランプピース１８と
Ｖ溝１４の内面との間には、クランプ部分１９０におい
ても、また非クランプ部分１９２においても、クランプ
ピース１８は光ファイバ径の分だけ浮き上がり隙間１５
がある。 （１）図２（ａ）に誇張して示したように、クランプピ
ース１８にバネによる力Ｆが加わると、力Ｆの印加点は
中央部であり、クランプ部分１９０の直上でないから、
クランプピース１８の後部（右側部分）は隙間１５が無
くなる分だけ、僅かではあるが沈む。そして、クランプ
ピース１８の両側面の一部分が、Ａ（Ｖ溝１４の最後部
の内面の上端）に当接し、非クランプ部分はそれ以上沈
まなくなる。このようにクランプピース１８は、両側面
でＶ溝１４に当接するので（図２（ｂ））、この部分を
支点としてＶ溝に支えられた格好になり、Ｖ溝１４内に
あって、ふらつくことがない。

【００１０】（２）クランプピース１８は、クランプ部
分１９０だけで光ファイバ１６と接触する。この接触面
積は小さいので、クランプピース１８〜光ファイバ１６
間の摩擦力は小さく、光ファイバ１６を前進させると
き、クランプピース１８が光ファイバ１６と共に動く量
は僅かになる。光ファイバは紙面右上からＶ溝に沿わす
ように挿入され、クランプピース１８下部のクランプ領
域に到達するまでにはＶ溝底部の正規位置（Ｖ溝頂点）
にセッティングされている必要があるから、クランプ部
分を前部とすれば、後部の場合と比してＶ溝の長さや光
ファイバの口出し量を短くすることができる。つまり、
後部に設けた場合には、クランプ部分では光ファイバが
Ｖ溝底部に正しくセッティングされている必要があり、
光ファイバは紙面右上方向からＶ溝底部に沿わすように
挿入されるのであるから、挿入角度、挿入位置に見合っ
た分だけＶ溝長さ（Ｖブロック長さ）を多目に設ける必
要がある。また、クランプ箇所と接続点との距離が短け
れば、光ファイバ固有の曲がりを抑えることができるこ
とは当然である。

【００１１】（３）クランプピース１８に加わるバネ力
Ｆは、図示されるように、長手方向のほぼ中央部に印加
されるから、上記のＶ溝１４のＡに接触するクランプピ
ース１８の両側面の部分を支点とする回転力となって、
クランプ部分１９０に安定して付加される。同圧力の下
では、面あるいは線接触よりも点接触の方が安定してい
ることは周知の事実であり、このような状態となってい
るので、接合方向へ光ファイバ１６を前進させたとき、
たとえば曲がった光ファイバの弾性力に負けてクランプ
ピース１８が動いたり先端が浮き上がることがなくな
る。いずれにしても、クランプ部分は前方に設けること
が好ましく、クランプ部分からの突き出し量が少なけれ
ば、光ファイバの曲がり量を抑えることができて接続損
失を少なくすることができることは自明である。但し要
求される性能によっては他の場所たとえば中央部や後部
でも勿論可能である。

【００１２】

【実施例】図１（ａ）は本発明が適用されたクランプ機
構を示す。紙面右上方から挿入される光ファイバ１６
は、スプリング１５で押さえられたＶ溝方向へ傾斜する
ゴム製の被覆クランプ１７を経由してＶブロック１２上
のＶ溝１４内に導かれる。クランプピース１８が取り付
けられるクランプアーム２０は固定台１９にピン２１を
支点として上下方向へ可倒式となっている。今まで説明
してきたように、クランプピース１８はボール結合方式
によってアーム側と結合されているので、アームム先端
側で揺動自在であり、ボールの支持軸はスプリングによ
り下方向へ押圧付勢されつつクランプハウジング２４０
内で多少の機械的遊びを持つように緩やかに嵌め込まれ
ている。上記機械的遊びは、組立て時の機械的誤差によ
って必然的に発生するものであるが、積極的に形成する
ことも当然のことながら可能である。

【００１３】クランプピース１８の下端部１９の角度α
は、本実施例においてはＶ溝１４の内面のなす角度に等
しくしてあり、かつｙ方向の全長を通じて変わらない。
つまりＶ溝とクランプピース１８の下側とはほぼ相補形
状をなす。クランプピース１８の下端部１９の、たとえ
ば前端部だけを残して、その他の部分を切り欠いて非ク
ランプ部分１９２とする。残した部分がクランプ部分１
９０になる。ここで切り欠くとは、光ファイバを実質的
にクランプしない部分となるようにクランプピースの先
端部を形成するという意味である。クランプピースの後
部側は、図示されるようにＶ溝よりも幾分か外へはみ出
すように配置してもよいし、あるいは内側に入れてクラ
ンプピースの長手方向がすべてＶ溝に収容されるように
してもよい。なおクランプ部分１９０の最下端は従来の
場合同様に平にして、その部分で光ファイバ１６に押圧
接触するようにしてもよいが、断面は図２（ｃ）（ｄ）
（ｅ）のように、鋭角、平面、丸味を付ける、あるいは
鋸歯状に数分割する等、必要に応じて様々に変形させる
ことができる。また、突起状のクランプでなく、図２
（ｆ）のように下端部の一部あるいは前部をテーパ状に
形成し、この一部をクランプ部としてもよい。

【００１４】光ファイバ突合せ方向からみた断面も同様
であり、必要に応じた種々の変形例が存在する。一例と
して、クランプ部分１９０の部分の断面を図１（ｃ）
に、また非クランプ部分１９２の部分の断面を（ｄ）に
示した。非クランプ部分１９２においては、クランプピ
ース１８は光ファイバ１６に接触していない。なお、ク
ランプピース１８にバネ圧が加わってクランプピース１
８の後部が少し沈んだときでも、非クランプ部分１９２
と光ファイバ１６との間に隙間が残るように切り欠く。

【００１５】なお、上記説明では、突合せ側から見たＶ
溝とクランプピースの断面を互いに相補形状となしてい
るが、たとえばクランプピース１８がなす角度は、Ｖ溝
角度より小とすることができる。これら角度が異なれば
Ｖ溝との当接場所は異なってくる。これ以外に、角度を
ｙ方向に変化させる、すなわち非クランプ部分の角度が
Ｖ溝角度より大とし、クランプ部分がＶ溝角度より小と
なるように形成することもできる。本発明で重要なこと
は、光ファイバを押さえるクランプピース下端のクラン
プ部分を小面積とし、しかも安定した押圧力を定方向へ
加え続けるということである。クランプピース１８をこ
のようにしたこと以外は、従来の図５の場合と同じであ
り、図４の構造を含めて従来公知のクランプ機構に本発
明の構成を適用することができる。

【００１６】さて以上の説明は、いわゆるボールジョイ
ント方式のクランプ機構について説明したが、本方式は
積極的に機械的遊びを形成することによって、ファイバ
押え部周辺の機械的精度のバラツキや異なるファイバに
対して安定した押圧を加えることができるようにしたも
のであった。しかし、特にこのような機構のクランプ機
構でなくとも多少の機械的遊びを持った装置に適用でき
ることは言うまでもないことである。また、クランプ部
分と光ファイバの接触部分を少なくするという趣旨から
は、Ｖ溝とクランプピースとの当接（支点）部が無い形
状でも勿論可能であるし、クランプピースの下端部の一
部分だけ設けるという意味は、部分的に設けるというこ
とで、クランプ部分が１箇所という意味ではなく、２箇
所以上のクランプ部分を下端部に設ける場合をも含むも
のとする。。

【００１７】

【発明の効果】クランプピースの下端部が、一部分だ
け、好ましくは前部だけを残してその他の部分を切り欠
いているので、Ｖ溝１４内に入れたクランプピース１８
にバネによる力Ｆが加わると、クランプピース１８の後
部の両側面の一部分が、Ｖ溝１４のＡ（Ｖ溝１４の最後
部の内面の上端）に接触する。そのため、 （１）Ｖ溝１４内にあって、クランプピース１８がふら
つくようなことがない。 （２）クランプピース１８は、クランプ部分１９０の小
さい面積だけで光ファイバ１６と接触し、またクランプ
ピース１８に加わるバネ力Ｆの一部がクランプ部分１９
０を押し下げるように働くため、光ファイバ１６を前進
させるとき、クランプピース１８は、前端が浮き上がる
ことなく、安定して光ファイバ１６を押え続ける。した
がって、光ファイバ１６が安定して前進し、良好な接続
が行われる。 （３）また高い工作精度を必要としないので、製作コス
トを大幅に低下させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の説明図。

【図２】（ａ）（ｂ）は本発明の実施例の作用の説明
図、（ｃ）〜（ｅ）はクランプ部の変形例の説明図。

【図３】従来の光ファイバクランプの基本的構成の説明
図。

【図４】クランプピース１８に遊びを持たせた従来のク
ランプ機構の一例の説明図。

【図５】クランプピース１８に遊びを持たせた従来のク
ランプ機構の別の例の説明図。

【図６】Ｖ溝１４内におけるクランプピース１８の挙動
の説明図。

【図７】光ファイバ１６を前進させるときのクランプピ
ース１８の挙動の説明図。

【図８】光ファイバ１６を前進させるときその先端位置
がずれる場合の説明図。

【符号の説明】

１２ Ｖブロック １４ Ｖ溝 １４０ Ｖ溝の内面 １５ 隙間 １６ 光ファイバ １８ クランプピース １９ クランプピースの下端部 １９０ クランプ部分 １９２ 非クランプ部分 ２０，２２ アーム ２６ バネ ２８ ピン ３０ ボール ３２ ハンガ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光ファイバの融着接続装置に用いられる光
   ファイバのクランプ機構であって、 光ファイバを収めるためにｙ方向のＶ溝を持つＶブロッ
   クと、Ｖ形のｚｘ断面を有し、前記Ｖ溝内に入れたとき
   にその下端部が前記Ｖ溝内に収めた光ファイバに接触す
   るようになっているクランプピースと、当該クランプピ
   ースにｚ方向下向きの力を加える付勢手段を備え、 前記クランプピースの下端部を、一部分を残して切り欠
   き、該一部分で光ファイバをクランプするようにしたこ
   とを特徴とする光ファイバのクランプ機構。