JP3928548B2 - 光ファイバ洗浄装置及び洗浄方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ端部の被覆除去部分を洗浄液に浸して超音波振動により洗浄する光ファイバ洗浄装置及び洗浄方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバ同士を融着接続する場合、光ファイバ端部の被覆を除去してガラスの裸ファイバを露出させ、被覆端から所定の長さになるようにカットし、次いで光ファイバの双方のカット端面を突き合せて加熱融着する。光ファイバの被覆を除去した後、通常、裸ファイバ表面の被覆除去の際の残り屑、作業時に付着する塵埃や微粒子を除去するために裸ファイバ表面を清掃あるいは洗浄する。この清掃が不充分であると、融着接続時の位置決めが正しく行なえなかったり、融着接続部に塵埃等が混入するというようなことがある。この結果、接続部の接続損失が増加あるいは接続強度が低下するというようなことになる。
【０００３】
光ファイバ端部の被覆除去部分を、他の固体に触れずに洗浄する方法として、光ファイバ端部の被覆除去部分を洗浄液に浸して超音波振動により洗浄する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。図５は、前記特許文献１に開示されている光ファイバ洗浄装置の概略を説明する図である。図中、１は洗浄槽、２は支持基板、３はベースリング、４はホルダリング、５は中央要素、６は貫通孔、７は突起、８は光ガイド、９は調整リング、１０はロックナット、１１は洗浄液、１２はファイバホルダ、１２ａはホルダベース、１２ｂは押さえ蓋、１３は光ファイバ（リボンファイバ）、１３ａは裸ファイバ、１３ｂはファイバ被覆を示す。
【０００４】
洗浄槽１は、円筒形の容器で形成され、上端のフランジ部１ａをベースリング３とホルダリング４で挟んで洗浄装置の支持基板２に取付けられる。ホルダリング４内には中央要素５を摺動可能に配し、中央要素５の上端には調整リング９を回転可能に取付ける。調整リング９は、ホルダリング４に螺合されていて、回動することにより中央要素５を上下方向に摺動させる。また、ホルダリング４にはロックナット１０が螺合されていて、このロックナット１０を調整リング９の下端に当接させることにより、調整リング９の回転移動をロックする。
【０００５】
中央要素５の中央には、上方側が広げられた貫通孔６が設けられ、この貫通孔６の下方には突起７が設けられている。また、中央要素５には、ガラス又はプラスチックの光ガイド８が取付けられている。洗浄槽１内に洗浄液１１が入れられた状態で調整リング９が回動され、中央要素５の上下方向の位置調整が行なわれる。光ガイド８の下端８ａが洗浄液１１に接触したとき、光ガイド８の上面が暗くなるので、この位置で調整リング９の回動を停止する。次いで、ロックナット１０を調整リング９の下端に当接するまで回動し調整位置をロックする。
【０００６】
洗浄しようとする光ファイバ１３の端部は、ファイバホルダ１２により保持される。ファイバホルダ１２は、ホルダベース１２ａに１対の押さえ蓋１２ｂが開閉可能に設けた形状のもので、光ファイバ１３は、押さえ蓋１２ｂを閉じることにより固定される。光ファイバ１３の先端は、ファイバ被覆１３ｂを除去して所定長さの裸ファイバ１３ａが露出された形でファイバホルダ１２に保持され、この状態で中央要素５の貫通孔６に挿入される。
【０００７】
ファイバホルダ１２の下端は、貫通孔６の下方に設けられた突起７に当たって挿入が停止され、ファイバ被覆１３ｂの端部から露出する裸ファイバ１３ａを所定位置まで洗浄液１１に浸すことができる。洗浄槽１には、超音波振動を付与する圧電振動手段（図示せず）が設けられていて、洗浄液１１に振動を与え所定時間洗浄される。洗浄後、ファイバ被覆１３ｂの端部から所定長さの裸ファイバ１３ａが露出するようにカットされ、次いで融着接続される。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−１８０６３６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような洗浄装置を用い、洗浄液１１の液面を静止状態に保つことにより、ファイバ被覆１３ｂには洗浄液１１が接触しないようにして洗浄することはできる。しかし、例えば、海底光ケーブルの敷設、保守等で、洋上の船内で接続作業を行なうような場合、船の揺れによって洗浄装置自体が揺れを受ける。この場合、洗浄液１１の液面レベルが上下に変動し、また、液面に波が発生しやすく、ファイバ被覆１３ｂの端部分も洗浄液１１で濡らされる。
【００１０】
光ファイバ端部の洗浄液には、アセトンを用いる場合が多く、ファイバ被覆１３ｂがアセトン等で濡れると膨潤しやすい。特に、光ファイバを高強度融着接続するような場合には、ファイバ被覆１３ｂの端部分をクランプして位置決め等を行なうことから、ファイバ被覆１３ｂが膨潤したりすると、精度の高い位置決めができなくなり、また、洗浄液は可燃性を有するため融着時の熱でファイバ被覆１３ｂが燃えやすいという問題がある。したがって、ファイバ被覆１３ｂには、洗浄液１１が付着しないようにして洗浄する必要がある。
【００１１】
しかしながら、図５に示す光ファイバ洗浄装置は、急な液面レベルの変動に対しての調整が難しく、揺れのある船上等で使用するのに適していない。また、洗浄液１１は、消耗や蒸発で変化するが、液面レベルを常時監視し、液面レベルが一定になるように洗浄液１１を補充するか又は調整リング９を回動して中央要素５の位置を調整する必要があり、作業性がよくない。なお、液面レベルをセンサで検出し自動調整する方法は考えられるが、装置が複雑で大型化するためコストの高いものとなる。
【００１２】
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、洗浄液の液面レベルが変動しても、光ファイバの保持位置の調整を必要とせず、揺れのある船上等で使用する場合にも、ファイバ被覆が洗浄液で濡らされない簡単な構成の光ファイバ洗浄装置と洗浄方法の提供を課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明による光ファイバ洗浄装置は、単心又は多心の光ファイバ端部の被覆除去部分を、洗浄液中に浸して超音波振動により洗浄する光ファイバ洗浄装置であって、洗浄槽内の洗浄液に浮かべるフロートを備え、フロートに光ファイバの被覆除去部分を洗浄液中に浸漬させて保持する保持部を設けたものである。
【００１４】
また、本発明による光ファイバ洗浄方法は、単心又は多心の光ファイバ端部の被覆除去部分を、洗浄液中に浸して超音波振動により洗浄する光ファイバ洗浄方法であって、洗浄槽内の洗浄液にフロートを浮かべ、フロートに光ファイバ端部を保持させて光ファイバ端部の被覆除去部分を洗浄液中に浸漬するようにしたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の洗浄対象とする光ファイバは、融着接続する単心又は多心の光ファイバである。単心の光ファイバは、ガラスの裸ファイバの外面をファイバ被覆（１層又は２層）で被覆したもので、光ファイバ心線又は光ファイバ素線と称されている形態のものである。また、多心の光ファイバは、複数本の光ファイバ心線又は素線を、共通被覆で一体化した光ファイバテープ心線又はリボンファイバと称されているものである。
【００１６】
図１は本発明の概略を説明する図で、図１（Ａ）は洗浄装置の断面図、図１（Ｂ）及び図１（Ｃ）はファイバ保持の例を説明する図である。図中、２０は光ファイバ、２０ａは裸ファイバ、２０ｂはファイバ被覆、２１はファイバホルダ、２１ａはホルダベース、２１ｂは押さえ蓋、２１ｃはヒンジ、２１ｄは弾性部材、２１ｅは突き出し片、２２は洗浄槽、２３は洗浄液、２３ａは液面、２４は超音波発生器、２５はフロート、２６は保持部、２６ａは収納凹部、２７は開口部、２８は周壁を示す。
【００１７】
光ファイバの融着接続に先立って、接続対象の光ファイバ２０は、先端部のファイバ被覆２０ｂを除去して所定長さの裸ファイバ２０ａが露出され、ファイバ被覆２０ｂの端部分をファイバホルダ２１等で把持する。ファイバホルダ２１は、例えば、図１（Ｂ）に示すように、ホルダベース２１ａに押さえ蓋２１ｂをヒンジ２１ｃにより開閉可能に設けて構成される。押さえ蓋２１ｂの内面には、ゴム等の弾性部材２１ｄが配され、光ファイバ２０に過度の圧力を加えることなく把持できるようにし、また、開閉面に吸着磁石（図示されず）を埋め込んで、把持状態を保持するようにされる。ファイバホルダ２１は、特に外形的な形状に制限はなく、図１（Ｃ）に示すように、円形状又は楕円形状であってもよい。
【００１８】
洗浄装置は、円形状又は矩形状の洗浄槽２２に洗浄液２３を入れ、圧電素子等からなる超音波発生器２４で洗浄液２３に超音波振動を生じさせ、洗浄液２３に浸される光ファイバ２０を洗浄するように構成される。洗浄液２３の液面上にはフロート２５を浮かせて配置する。フロート２５は、アルミ等の軽金属又は合成樹脂等で形成され、フロート中央部又は適当な位置にファイバホルダ２１を収納する保持部２６が設けられ、フロート外周に上方に起立する周壁２８が設けられている。
【００１９】
保持部２６には、ファイバホルダ２１を上方から挿入して収納保持する収納凹部２６ａが形成され、洗浄液２３が露出する小面積の開口部２７と連通されている。収納凹部２６ａは、ファイバホルダ２１が挿入しやすいようにテーパ状にしたり、ファイバホルダ２１の外形に適合させた矩形状又は円形状に形成することができる。フロート２５の外周の周壁２８と洗浄槽２２の側壁との隙間は、フロート２５の上下動を妨げない程度の小さな隙間（例えば、１ｍｍ程度）となるように形成するのが望ましい。また、フロート２５自体が軽量で十分な浮力を有する場合は、周壁２８の高さを低くでき又は無くすこともできる。
【００２０】
以上のように構成された洗浄装置で、光ファイバ２０の露出された裸ファイバ２０ａ部分を洗浄する場合、光ファイバ端部にファイバホルダ２１を取付ける。次いで、ファイバホルダ２１を保持部２６の収納凹部２６ａに入れ、フロート２５に載せる。ファイバホルダ２１は、収納凹部２６ａの段部で位置決めされ、ファイバ被覆２０ｂが除去された裸ファイバ２０ａは、フロート２５に設けた開口部２７を通して所定位置まで洗浄液２３に浸され、洗浄される。
【００２１】
図２及び図３は、本発明による洗浄装置の具体的な例を示す図である。図中、３０はアダプタ、３０ａはアダプタベース、３０ｂは支持部、３０ｃはガイド部、３０ｄは吸着磁石、３０ｅ，３０ｆは切欠を示し、その他の符号は、図１で用いたのと同じ符号を用いることにより説明を省略する。
【００２２】
この具体例は、ファイバホルダ２１の保持にアダプタ３０を用いて、フロート２５に保持させる一例を示すものである。また、ファイバホルダ２１として、光ファイバの被覆除去または切断あるいは接続に共通して使用される形状のものを用いることができる。ファイバホルダ２１は、例えば、突き出し片２１ｅを有する縦長のホルダベース２１ａに、２つの押さえ蓋２１ｂをそれぞれヒンジ２１ｃにより開閉可能に設けて形成されている。押さえ蓋２１ｂの内面には、ゴム等の弾性部材２１ｄが配され、光ファイバ２０に過度の圧力を加えることなく把持できるようにされ、また、開閉面に吸着磁石（図示されず）を埋め込んで、把持状態を保持するように構成されている。
【００２３】
光ファイバ２０は、ファイバ被覆２０ｂの部分を２つの押さえ蓋２１ｂにより、ファイバホルダ２１に確実に把持され、突き出し片２１ｅの先端からわずかなファイバ被覆２０ｂを残して、裸ファイバ２０ａが突き出るようにされる。このように構成されたファイバホルダ２１を用いて光ファイバ２０を把持させておくことにより、ファイバ被覆を除去し洗浄した後、光ファイバ２０をファイバホルダ２１から外すことなく露出した裸ファイバ２０ａを所定長さにカットし、そのまま融着接続装置にセットして融着接続を実施することができる。
【００２４】
アダプタ３０は、例えば、外周面が円形になるようにアダプタベース３０ａと支持部３０ｂを一体構造で形成する。アダプタベース３０ａには、ファイバホルダ２１の下半部を収納するガイド部３０ｃが設けられ、支持部３０ｂには吸着磁石３０ｄを埋め込み、また、重量を軽減する切欠３０ｅ，３０ｆが形成されている。ファイバホルダ２１は、ガイド部３０ｃと吸着磁石３０ｄにより、アダプタ３０に位置決めされて着脱可能に保持される。
【００２５】
フロート２５は、例えば、アルミ金属板等から絞り加工により中央部に小径の開口部２７を有する円形カップ状で形成される。開口部２７は、円筒状のパイプを上方に突き出るようにして形成され、この開口部２７の上端には円筒状の保持部２６が一体的に形成される。また、フロート２５の周壁２８は、保持部２６と同心円状に形成される。洗浄槽２２は、図３に示すように、上端部を多少大きくした円形カップ状に形成され、内部に洗浄液２３が入れられる。フロート２５の周壁２８と洗浄槽２２の側壁は、フロート２５が自由に上下動できる程度のわずかな隙間を有している。
【００２６】
以上のように構成された洗浄装置で、光ファイバ２０の裸ファイバ２０ａを洗浄する場合、光ファイバ端部にファイバホルダ２１を取付ける。このとき、ファイバ被覆２０ｂの端部は、突き出し片２１ｅの先端を基準にして、これに一致させるか又はわずかに突き出るようにして位置合わせを行なうとよい。次いで、ファイバホルダ２１をアダプタ３０に保持させ、アダプタ３０をフロート２５の保持部２６の収納凹部２６ａに入れる。アダプタ３０の外周面が円形に形成されている場合、保持部２６に入れる際に、方向性を必要としないので作業性を向上させることができる。
【００２７】
ファイバホルダ２１は、アダプタ３０を介して保持部２６の収納凹部２６ａの段部で位置決めされ、ファイバ被覆２０ｂが除去された裸ファイバ２０ａは、フロート２５に設けた開口部２７を通して洗浄液２３に浸され、洗浄される。
【００２８】
上述した図１及び図２，図３のいずれの例においても、洗浄液２３の液面は、実質的にフロート２５の下面の接触によって覆われ、外気に露出しているのは開口部２７並びにフロート２５の外周部と洗浄槽２２との間に生じるわずかな隙間部分である。また、洗浄液２３の液面レベル２３ａは、フロート２５及びファイバホルダ２１とアダプタ３０の質量による浮力で決まり、ファイバホルダ２１と液面レベル２３ａの相対距離は一定となる。すなわち、光ファイバ２０のファイバ被覆２０ｂの端部と洗浄液２３の液面レベル２３ａとの相対距離が一定となる。
【００２９】
したがって、洗浄液２３の量が増減し液面レベル２３ａが変動しても、フロート２５も同時に追従して、ファイバホルダ２１と液面レベル２３ａの相対距離は変化しないので、図５で行なっていたような液面レベルの監視や、液面レベルの変化に伴うファイバホルダの位置調整は一切不要となる。このため、予め光ファイバ２０のファイバ被覆２０ｂが洗浄液２３に触れないように、相対位置関係を設定しておけば、その後の作業においては、洗浄液２３の増減に関わらず調整を行なうことなく所定範囲の裸ファイバ部分のみを洗浄することができる。
【００３０】
また、上述した洗浄装置を船上のような揺れのある場所で使用する場合、洗浄装置自体も揺れを受け、洗浄液２３に浮いて配置されるフロート２５も揺れを受ける。しかし、洗浄のために露出される液面は、保持部２６に連通して設けられた開口部２７の開口面積部分であり、この開口面積は光ファイバ２０が挿入される程度でよく、大きくする必要はない。
【００３１】
したがって、開口部２７の小面積部分では、実質的に波の発生はなく、あるとしても無視し得る程度に抑えられる。また、揺れによる洗浄液面の上下変動は生じるが、上述したようにフロート２５も洗浄液面の上下変動に追従して一緒に変動するため、光ファイバ２０のファイバ被覆２０ｂと洗浄液面２３ａとの相対距離は変わらず一定に維持することができる。なお、開口部２７をフロート２５の中央部に設けることにより、急激な揺れによる液面の変動も小さくすることができる。さらに、フロート２５の周壁２８と洗浄槽２０の隙間小さくし、また、周壁２８の高さを大きくすることにより、フロート２５の揺れ自体を抑えることができる。
【００３２】
このため、予め光ファイバ２０のファイバ被覆２０ｂが洗浄液２３に触れないように、相対位置関係を設定しておけば、洗浄装置に急激な揺れが加えられたとしても、ファイバ被覆２０ｂに洗浄液２３が付着するのを防止することができる。
【００３３】
上述した洗浄装置は、露出する洗浄液面の面積を縮小することにより、液面が波立つのを抑えているので、洗浄槽２２の容積も小形のものを用いることになる。しかし、洗浄槽の容積が小さいと、洗浄液の蒸発により洗浄液面の低下が早く、液面レベルの管理は不要といっても、洗浄液の汚濁で洗浄能力も低下するので交換頻度が多くなり、効率的な作業ができなくなる恐れがある。
【００３４】
図４は、上述のような場合に対応できる容量の大きな洗浄槽の例を示す図である。図４（Ａ）は洗浄槽の概略を示す図、図４（Ｂ）はフロートを配置した時の状態を示す図で、図中、２３は洗浄液、２５はフロート、２５’はダミーフロート、３１は洗浄槽、３２は仕切板、３３は区画室、３４は開渠部を示す。
【００３５】
洗浄槽３１は図のように、例えば、比較的大型の矩形容器で形成し、この矩形容器内を仕切板３２により複数の区画室３３に分ける。仕切板３２の下端は洗浄槽３１の底壁３１ａから浮かせて開渠部３４を設け、洗浄液２３が隣合う区画室３３間を自由に移動できるようにする。洗浄槽３１を複数の区画室３３に分けることにより、洗浄液２３の露出面積を縮小することができ、船上での使用に際して、波の発生を抑制して洗浄液の収納容量を大きくすることが可能である。
【００３６】
上記のように構成された洗浄槽３１は、図４（Ｂ）に一例として示すように、区画室３３に前述したフロート２５を配置する。作業量によって複数の区画室３３にフロート２５を浮かべ、複数本の光ファイバの洗浄を同時に行なうことができる。使用しない区画室３３には、ダミーフロート２５’等を入れておくことにより、洗浄液２３が蒸発や揺れによる遺漏により減少するのを抑制することができる。なお、ダミーフロート２５’に代えて、単なる蓋状のものを用いてもよい。また、各区画室は、仕切壁を円筒状に形成して、円筒状の区画室を形成してもよく、洗浄槽３１自体を円形の容器で形成してもよい。
【００３７】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、洗浄液面にフロートを浮かせて光ファイバを保持させるだけの簡単な構成で、洗浄液面の変動に対して光ファイバの保持位置調整を行なう必要がなく、また、洗浄装置自体に揺れが生じても、ファイバ被覆を洗浄液で濡らすことなく洗浄することができ、作業者のスキルを必要とせずに作業性を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の概略を説明する図である。
【図２】本発明の光ファイバ保持の具体例を説明する図である。
【図３】本発明の具体例の洗浄形態を説明する図である。
【図４】本発明に用いる洗浄槽の他の例を説明する図である。
【図５】従来の洗浄装置の例を説明する図である。
【符号の説明】
２０…光ファイバ、２０ａ…裸ファイバ、２０ｂ…ファイバ被覆、２１…ファイバホルダ、２１ａ…ホルダベース、２１ｂ…押さえ蓋、２１ｃ…ヒンジ、２１ｄ…弾性部材、２１ｅ…突き出し片、２２…洗浄槽、２３…洗浄液、２３ａ…液面、２４…超音波発生器、２５…フロート、２５’…ダミーフロート、２６…保持部、２６ａ…収納凹部、２７…開口部、２８…周壁、３０…アダプタ、３０ａ…アダプタベース、３０ｂ…支持部、３０ｃ…ガイド部、３０ｄ…吸着磁石、３０ｅ，３０ｆ…切欠、３１…洗浄槽、３１ａ…底壁、３２…仕切板、３３…区画室、３４…開渠部。

Claims (10)

1. 単心又は多心の光ファイバ端部の被覆除去部分を、洗浄液中に浸して超音波振動により洗浄する光ファイバ洗浄装置であって、洗浄槽内の洗浄液に浮かべるフロートを備え、前記フロートに前記光ファイバ端部の被覆除去部分を前記洗浄液中に浸漬させて保持する保持部を設けたことを特徴とする光ファイバ洗浄装置。
2. 前記フロートの中心部に洗浄液を露出させる筒状の開口部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ洗浄装置。
3. 前記フロートの外周は、前記洗浄槽の内壁との間にわずかな隙間が生じる形状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光ファイバ洗浄装置。
4. 前記保持部は、光ファイバを長手方向に把持するファイバホルダを着脱可能に保持するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ洗浄装置。
5. 前記保持部は、光ファイバを長手方向に把持するファイバホルダを固定するアダプタを着脱可能に保持するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ洗浄装置。
6. 前記光ファイバを長手方向に把持するファイバホルダは、光ファイバの被覆除去または切断あるいは接続に共通して使用される形状のものであることを特徴とする請求項４又は５に記載の光ファイバ洗浄装置。
7. 前記アダプタの外形が円形であることを特徴とする請求項５に記載の光ファイバ洗浄装置。
8. 前記洗浄槽は、仕切壁で複数の区画室に分けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光ファイバ洗浄装置。
9. 単心又は多心の光ファイバ端部の被覆除去部分を、洗浄液中に浸して超音波振動により洗浄する光ファイバ洗浄方法であって、洗浄槽内の洗浄液にフロートを浮かべ、前記フロートに前記光ファイバ端部を保持させて前記光ファイバ端部の被覆除去部分を前記洗浄液中に浸漬することを特徴とする光ファイバ洗浄方法。
10. 前記フロートの中心部に設けた洗浄液を露出させる筒状の開口部で、前記被覆除去部分を前記洗浄液中に浸漬することを特徴とする請求項９に記載の光ファイバ洗浄方法。

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