JP3321582B2 - 光ファイバの切断装置 - 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、光ファイバの切断装
置に関し、特にコネクタ組立の前処理として行う切断を
自動的に行うことができるようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバの切断には、従来は専用の装
置を使用していた。刃によって光ファイバに傷をつけ、
その部分に応力を加えて破断する、というのが一般的の
手法である。破断面は、普通、高精度の直角面になって
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来、融着接続の場合
もコネクタ接続の場合も、同じ手法で光ファイバを切断
していた。しかし、コネクタ接続だけを目的とする切断
の場合、従来の切断方式は、次の問題を有する。 （１）高精度の直角破断面は、融着接続の場合必要であ
るが、コネクタ接続の場合は不要である。その理由は、
フェルールへの挿入後、光ファイバの先端を研磨あるい
は切除してしまうからである。 （２）破断面が直角であると、フェルールの微細孔に挿
入するとき、入口の部分に引っかかる可能性があり、か
えって作業上の障害になる。 （３）切断用の刃は、使用により切れ味が悪化する。そ
のため、頻度の高い交換・調整が要になる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の光ファイバの切
断装置は、固定クランプと、移動クランプと、加熱部
と、スクリーニング部を備え、移動クランプが固定クラ
ンプに対して直線的に進退可能とされ、加熱部が移動ク
ランプの進退方向に直交する方向に直線的に進退可能と
され、スクリーニング部が移動クランプの進退方向に直
交する方向に直線的に進退可能とされ、かつ加熱部に対
向する位置に置かれ、移動クランプが固定クランプから
後退し、加熱部およびスクリーニング部が後退した際
に、処理スペースが生じるように、これら四者が配置さ
れており、固定クランプは、光ファイバの一方を把持す
るとともにその被覆を切るものであり、移動クランプ
は、同じ光ファイバの他方を把持して処理スペースから
後退し、前進するものであり、加熱部は、処理スペース
において、該光ファイバを加熱するものであり、スクリ
ーニング部は、処理スペースにおいて、溶断後の光ファ
イバを２本のアームを用いて撓ませてスクリーニングを
行うものであり、移動クランプが光ファイバを把持して
処理スペースから後退したのちに、加熱部が処理スペー
スに前進し、光ファイバを加熱、溶融し、移動クランプ
がさらに後退して光ファイバを溶断し、ついで移動クラ
ンプが前進し、溶断された光ファイバ先端部を加熱部が
再加熱して球状化し、ついで加熱部が処理スペースから
後退したのち、スクリーニング部が処理スペースに前進
するように動作するものである。すなわち、この切断装
置では、図１に示すように、 （１）光ファイバ１２４を局部的に加熱溶融する工程
（ａ）と、 （２）この溶融した部分において前記光ファイバを引き
切る工程（ｂ）と、 （３）引き切った前記光ファイバの先端を加熱により球
状にする工程（ｃ）で光ファイバを切断し、ついで切断
した光ファイバをスクリーニングする。

【０００５】加熱部の加熱手段には、電気抵抗加熱、レ
ーザ加熱、ガス加熱、アーク放電などが用いられるが、
なかでもアーク放電が好ましい。

【０００６】

【０００７】

【０００８】

【０００９】

【００１０】

【作 用】

（１）光ファイバ１２４を局部的に加熱溶融しておき、
その溶融部分に逆向きの張力をかけることにより、光フ
ァイバを引き切ることができる。すなわち、切断刃によ
らないで光ファイバを切断することになる。引き切られ
た光ファイバの先端は、図１（ｂ）のように、次第に細
長くかつ糸を引いたようになる。この状態でコネクタの
フェルールに挿入することはできない。先端の細い部分
を加熱して溶融してやると、表面張力によって球状にな
る（図１（ｃ））。

【００１１】なお、光ファイバ先端の加熱球状化は、引
き切った後の加熱継続、あるいは引き切る工程の余熱な
どで起きる現象であり、本発明における”引き切る工
程”、”球状にする工程”とは、必ずしも時系列的に区
切られた工程を意味せず、各工程の実質的重複もあり得
るものである。

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【実施例】

［全体の構成］多心光ファイバテープについて、被覆の
除去・除去後の清掃（クリーニング）・切断・スクリー
ニングを、自動的に行い、かつ加熱をアーク放電によっ
て行う場合について説明する。

【００１７】装置は次の要素により構成される（図
２）。 （１）固定クランプ１０、（２）処理スペース３０、
（３）移動クランプ３２、（４）加熱部６８、（５）ス
クリーニング部１０４。 これらについて、以下、順に説明する。なお、図３のよ
うに、はじめ光ファイバテープ１２０に固定治具１２６
を取り付けておく（このことは従来と同じ）。なお、１
２２は被覆、１２４は光ファイバを示す。

【００１８】（１）固定クランプ（図４，図５） ・その構造：図４は図２における固定クランプ１０を左
側から見た側面図、図５は蓋を開いた状態の説明図であ
る。１２は本体で、１８はヒータである。軸１４によっ
て、本体１２に蓋１６を開閉自在に取り付ける。また、
本体１２と蓋１６の相対する位置にそれぞれ刃２０を設
ける（図５）。

【００１９】上記軸１４によりセクタギア２２を回転自
在に支持する。セクタギア２２との間に（圧縮）スプリ
ング２３を装着する。スプリング２３により両者の間が
開こうとするのを、引っかかり２４で押え、両者の間に
若干の隙間２６が存在し、図示しないモータに無理がか
からないようになっている。蓋１６を閉じるとき、セク
タギア２２と蓋１６の動きを連動させるために引っかか
り２４が存在し、蓋１６を本体１２に押し付ける力（刃
２０を光ファイバテープに食い込ます力）は、スプリン
グ２３の圧縮力による。２７はセクタギア２２と噛み合
うギアである。

【００２０】・その動作：図４の矢印方向にセクタギア
２２が回転すると、引っかかり２４を介して蓋１６が開
く（図５）。セクタギア２２が上記と反対方向に回転す
ると、スプリング２３の力を介して蓋１６が閉じる。

【００２１】（２）処理スペース３０（図２） 固定クランプ１０のｘ方向の隣に処理スペース３０を設
ける。この場所で、後記のように、被覆の除去・光フア
イバの清掃・カット・スクリーニングなどが行われる。

【００２２】（３）移動クランプ３２（図６，図７） ・その構造：図６は図２の移動クランプ３２を右から見
た側面図、図７は平面図である。この移動クランプ３２
は、図２のように、上記固定クランプ１０に対して処理
スペース３０を間に挟んだ反対側に設ける。固定クラン
プ１０の場合とほぼ同じ構造であって、本体３４に対し
て蓋３６を開閉自在に取り付ける。３７は軸、３８はセ
クタギア、４０はスプリングである。ただしこの場合
は、本体３４からアーム４２を突出し、その先にギア４
４（セクタギア３８とかみ合う）と減速機付モータ４６
を取り付け、それらが本体３４や蓋３６と一緒に移動で
きるようにする。

【００２３】また、それら本体３４や蓋３６などをｘ方
向に移動できるようにするために、次のようにする。す
なわち、ｘ方向のガイド４８を設けておき、その上に可
動台５０が移動できるようにする。可動台５０上に本体
３４を固定する。本体３４の後部側面に（移動クランプ
３２についての前後は矢印参照）、雌ネジ５２をスプリ
ング５４で浮かし、本体３４との間に若干の隙間５６が
できる状態で取り付ける。雌ネジ５２に送りネジ５８を
対偶させる。６０は送りネジ５８の軸受けで、上記の可
動台５０とは別の固定台６２上に設けられている。６４
は減速機付モータ、６６は送りネジ５８に回転を伝える
ギア列である。

【００２４】・その動作：蓋３６の開閉は上記固定クラ
ンプ１０の場合と同じである。減速機付モータ６４を回
転すると、送りネジ５８が回転し、可動台５０が、雌ネ
ジ５２に押されて、本体３４などとともに移動する。可
動台５０が前進する（図７で右に進む）ときは、先端が
固定クランプ１０に接触した後も減速機付モータ６４は
回転を続ける。すると雌ネジ５２がスプリング５４を圧
縮しながら前進し、その間に図示していないリミットス
イッチが働いて減速機付モータ６４が停止する。したが
って、本体３４が前進して固定クランプ１０に突き当た
って停止する動作が円滑に行われ、減速機付モータ６４
に無理がかからない。また、本体３４と固定クランプ１
０は常に密着するため、端末処理の固定治具からの突出
被覆長、ファイバ長は常に一定になる。

【００２５】なお、移動クランプ３２は固定クランプ１
０と相対的に離隔すれば良いのだから、固定クランプ１
０側が装置本体に固定されずに移動する機構の構成も可
能である。

【００２６】（４）加熱部６８（図８，図９） ・その構造：図８は図２の加熱部６８を右側から見た側
面図、図９は平面図である。この加熱部６８は処理スペ
ース３０のｙ方向の隣に設けられる。７０はｙ方向に設
けたガイドで、その上を可動台７２が移動する。７４は
可動台７２に固定したラック、７６はそれに噛み合うピ
ニオン、７８はそれを回転させる減速機付モータで、可
動台７２とは別の図示していない台に取り付けられてい
る。

【００２７】可動台７２上に、支柱８０をｚ方向に直立
させ、それにガイド８２を介して可動枠８４をｘ方向に
移動できるように取り付ける。８６は可動枠８４に固定
したラック、８８はそれに噛み合うピニオン、９０はそ
れを回転させる減速機付モータ（支柱８０に固定）であ
る。

【００２８】可動枠８４からｙ方向にアーム９２を突出
させ、それに２本のロッド９４によって枠９６を吊り下
げ、それに２本の電極９８をｙ方向に相対して設ける。
１００は枠９６（すなわち電極９８）を昇降させるため
の減速機付モータ（アーム９２に固定）で、その回転軸
に連結する送りネジ１０２を枠９６とねじ対偶させてい
る。

【００２９】・その動作：減速機付モータ７８によって
ピニオン７６を回転すると、可動台７２が電極９８と共
にｙ方向に移動する。減速機付モータ９０によってピニ
オン８８を回転すると、可動枠８４が電極９８と共にｘ
方向に移動する。減速機付モータ１００によって送りネ
ジ１０２を回転すると、枠９６が電極９８と共にｚ方向
に昇降する。

【００３０】（５）スクリーニング部１０４（図１
０）： ・その構造：このスクリーニング部１０４は、上記加熱
部６８に対して処理スペース３０を間に挟んだ反対側に
設ける。図１０は図２のスクリーニング部１０４を右か
ら見た側面図である。ｙ方向のガイド１０６を設け、そ
の上に可動台１０８を設置する。可動台１０８はｙ方向
に移動自在である。上記可動台１０８の上に、支柱１１
０を直立し、それにリニアベアリング１１２を介して枠
１１４を上下自在に取り付け、それからアーム１１６，
１１８をｙ方向に突出させる。なお、可動台１０８及び
枠１１４の移動機構は、上記加熱部６８のものを流用で
きるので、図示および説明を省略する。

【００３１】［全体の動作］ （１）上記のように（図３）、光ファイバテープ１２０
を固定冶具１２６に固定しておく。 （２）図１１のように、移動クランプ３２を前進させ
て、先端を固定クランプ１０に接触させておく。固定ク
ランプ１０の蓋１６および移動クランプ３２の蓋３６を
開く。そして、移動クランプ３２の本体３４上に固定冶
具１２６を載せ、固定クランプ１０の本体１２上に光フ
ァイバテープ１２０の先端を載せる。ここまでは、人手
で行うが、以下は、自動的に行われる。ただし、シーケ
ンス制御については、公知の技術を利用できるので、説
明を省略した。

【００３２】（３）蓋１６と蓋３６が閉じる。蓋１６を
閉めたとき、光ファイバテープ１２０の被覆１２２に、
刃２０が食い込む（図５参照）。 （４）固定クランプ１０のヒータ１８による一定時間の
加熱の後、移動クランプ３２は後退する（図１２）。す
ると、被覆１２２は固定クランプ１０内に残り、光ファ
イバ１２４が処理スペース３０内において露出する。

【００３３】（５）次いで、加熱部６８が移動して処理
スペース３０内に入り、電極９８が光ファイバ１２４の
両側の上方に位置するようになる（図１３）。それか
ら、電極９８が、光ファイバ１２４を両側から挟む位置
まで下降しながら左一杯へ動く。そして、放電しながら
光ファイバ１２４に沿ってｘ方向に移動する（左一杯の
位置から図の位置に戻る）。これにより光ファイバ１２
４上の樹脂カス等の清掃が行われる。

【００３４】加熱部６８はそのまま処理スペース３０に
残って、次に、光ファイバ１２４を切断する。すなわ
ち、定位置において、微弱放電により光ファイバ１２４
を局部的に溶融する（図１（ａ））。

【００３５】光ファイバ１２４を溶融しておいて、移動
クランプ３２をｘ方向に後退させ（図１（ｂ））、光フ
ァイバ１２４を引き切る。引き切られた光ファイバ１２
４の先端は、同図に拡大して示すように、次第に細くな
りかつ糸を引いた状態になる。

【００３６】そこで、再び移動クランプ３２をｘ方向に
前進させ（図１（ｃ））、追加微弱放電して、先端を球
状にする。このとき、球状部分が光ファイバ径より大き
くならないように、移動クランプ３２の前進量・放電パ
ワ−・電極９８の位置をコントロールする。

【００３７】以上の処理が終ったら、電極９８は上昇
し、加熱部６８はｙ方向に後退し、処理スペース３０の
外に出る。

【００３８】（６）次に、スクリーニング部１０４が前
進して、その先端部が処理スペース３０内に入り、スク
リーニングを行う。すなわち、図１４（ａ）のように、
上記の処理の済んだ光ファイバ１２４をアーム１１６，
１１８で挟む。そして、同図（ｂ）のように、アーム１
１６，１１８を上下に移動させて、光ファイバ１２４を
撓ませる。この操作により、今までの一連の処理動作に
よりダメージを受けている光ファイバ１２４には、折れ
が発生する。このように、光ファイバのダメージを確認
し、良品だけを後工程で使用する。

【００３９】なお、上記説明の自動機では、引切り工程
からスクリーニング工程までを行う装置について説明し
たが、必要な機構を付与することにより、この工程以降
のコネクタフェルールへの挿入をも自動化することがで
きる。

【００４０】

【発明の効果】

（１）切断した光ファイバの先端が次第に細くなりかつ
最先端が球状であるので、後工程のコネクタフェルール
への挿入作業が容易になる。 （２）従来高価なユニットであった光ファイバカッタを
無くすことにより、コストダウンが図られる。 （３）光ファイバカッタは消耗品であるため、作業者が
その都度、交換調整する必要があるが、加熱による引き
切りでは、その頻度が少なくなる。 （４）スクリーニング機構を付加することにより、不良
光ファイバの使用が避けられる。 （５）光ファイバの被覆除去・除去後の清掃・切断・ス
クリーニング、更にはコネクタフェルールの挿入まで、
自動化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法の実施例を工程順に示す説明図。

【図２】本発明の装置の全体の配列を示す説明図。

【図３】光ファイバテープ１２０に固定治具１２６を固
定した状態の説明図。

【図４】固定クランプ１０の側面図。

【図５】固定クランプ１０の蓋１６を開いた状態の説明
図。

【図６】移動クランプ３２の側面図。

【図７】移動クランプ３２の平面図。

【図８】加熱部６８の側面図。

【図９】加熱部６８の平面図。

【図１０】スクリーニング部１０４の側面図。

【図１１】固定クランプ１０と移動側３２に光ファイバ
テープ１２０をセットした状態の説明図。

【図１２】被覆を除去した状態の説明図。

【図１３】電極９８を所定位置にセットした状態の説明
図。

【図１４】光ファイバのスクリーニングの説明図。

【符号の説明】

１０ 固定クランプ １２ 本体 １４ 軸 １６ 蓋 １８ ヒータ ２０ 刃 ２２ セクタギア ２３ スプリング ２４ 引っかかり ２６ 隙間 ２７ ギア ２８ 減速機付モータ ３０ 処理スペース ３２ 移動クランプ ３４ 本体 ３６ 蓋 ３７ 軸 ３８ セクタギア ４０ スプリング ４２ アーム ４４ ギア ４６ 減速機付モータ ４８ ガイド ５０ 可動台 ５１ ドッグ ５２ 雌ネジ ５４ スプリング ５６ 隙間 ５８ 送りネジ ６０ 軸受け ６２ 固定台 ６４ 減速機付モータ ６６ ギア列 ６８ 加熱部 ７０ ガイド ７２ 可動台 ７４ ラック ７６ ピニオン ７８ 減速機付モータ ８０ 支柱 ８２ ガイド ８４ 可動枠 ８６ ラック ８８ ピニオン ９０ 減速機付モータ ９２ アーム ９４ ロッド ９６ 枠 ９８ 電極 １００ 減速機付モータ １０２ 送りネジ １０４ スクリーニング部 １０６ ガイド １０８ 可動台 １１０ 支柱 １１２ リニアベアリング １１４ 枠 １１６，１１８ アーム １２０ 光ファイバテープ １２２ 被覆 １２４ 光ファイバ １２６ 固定治具

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−189601（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−33743（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−264858（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−291204（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 6/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固定クランプと、移動クランプと、加熱部
   と、スクリーニング部を備え、 移動クランプが固定クランプに対して直線的に進退可能
   とされ、加熱部が移動クランプの進退方向に直交する方
   向に直線的に進退可能とされ、スクリーニング部が移動
   クランプの進退方向に直交する方向に直線的に進退可能
   とされ、かつ加熱部に対向する位置に置かれ、 移動クランプが固定クランプから後退し、加熱部および
   スクリーニング部が後退した際に、処理スペースが生じ
   るように、これら四者が配置されており、 固定クランプは、光ファイバの一方を把持するとともに
   その被覆を切るものであり、 移動クランプは、同じ光ファイバの他方を把持して処理
   スペースから後退し、前進するものであり、 加熱部は、処理スペースにおいて、該光ファイバを加熱
   するものであり、 スクリーニング部は、処理スペースにおいて、溶断後の
   光ファイバを２本のアームを用いて撓ませてスクリーニ
   ングを行うものであり、 移動クランプが光ファイバを把持して処理スペースから
   後退したのちに、加熱部が処理スペースに前進し、光フ
   ァイバを加熱、溶融し、移動クランプがさらに後退して
   光ファイバを溶断し、ついで移動クランプが前進し、溶
   断された光ファイバ先端部を加熱部が再加熱して球状化
   し、ついで加熱部が処理スペースから後退したのち、ス
   クリーニング部が処理スペースに前進するように動作す
   ることを特徴とする光ファイバの切断装置。