JP4088553B2 - 光ファイバの中間素線露出方法およびその装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ファイバの中間部の被覆を移動させて素線を露出する光ファイバの中間素線露出方法と、光ファイバの中間素線露出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、光ファイバの中間部の被覆を除去して素線（裸ファイバ）を露出させることが必要な場合がある。
【０００３】
例えば、光ファイバを金属気密シール（ハーメチックシール）する場合は、光ファイバの中間部の被覆を除去して素線（裸ファイバ）を露出させ、この素線露出部の表面にスパッタリングまたは無電解メッキで金属被覆を施し、この金属被覆部を金属筐体に貫通させてハンダ固定することが行われている。
【０００４】
また、例えば、耐環境性や接着剤からのアウトガスの抑制など高信頼性が要求される光部品や光モジュールの場合は、有機接着剤に代えて、ハンダやＹＡＧ溶接による封止や固定が行われている。この場合も、光ファイバの中間部の被覆を除去して素線（裸ファイバ）を露出させ、この素線露出部の表面を清浄にしたのち、スパッタリングや無電解メッキでメタライズ（金属被覆）し、このメタライズ部でハンダ固定するか、または一旦金属パイプに挿入してハンダ固定したのち、この金属パイプと他の金属部品とをＹＡＧ溶接する。
【０００５】
このように光ファイバの中間部の被覆を除去する方法として、従来は、（１）光ファイバ中間部の被覆層に刃物を入れて光軸方向に切り取る方法（例えば、特許文献１参照）、（２）光ファイバ中間部の除去する被覆層の両端に周方向の切れ込みを入れ、切削刃で光軸方向の被覆を一部除去したのち、残っている被覆を溶剤で溶かして除去する方法（例えば、特許文献２参照）、（３）光ファイバ中間部の除去する所定長さ部分を熱濃硫酸に浸漬して被覆層を溶解する方法（例えば、特許文献３参照）、などがある。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−３１８３１２号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開２００２−９０５５１号公報
【０００８】
【特許文献３】
特開２００１−３１８２３６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の方法において、（１）と（２）は、刃物を使って被覆を除去するものであるため、その刃物で光ファイバ素線（裸ファイバ）に傷をつけて強度を劣化させることが懸念され、また、専用の高精度の被覆除去装置を必要とするという問題がある。また、（３）は、刃物を使って被覆を除去しないため光ファイバ素線（裸ファイバ）の強度を劣化させる虞がなく、また、溶解時間が短いという点で優れているが、危険な熱濃硫酸を使用するものであるため、設備や安全教育など充分な安全対策が必要になるという問題がある。
【００１０】
この発明の課題は、上記従来のもののもつ問題点を排除して、光ファイバの中間部の被覆を光軸方向に沿って一方に移動・収縮させて素線を露出したのち、この移動・収縮した被覆が後工程で加熱されても伸長しないように工夫することで、安全かつ迅速に光ファイバ中間部の素線を露出することのできる光ファイバの中間素線露出方法およびその装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記課題を解決するものであり、請求項１に係る発明は、光ファイバの中間部の被覆を移動させて素線を露出する方法であって、光ファイバの中間部の被覆を所定長さ加熱して軟化被覆部を形成する工程と、前記軟化被覆部の一端に素線に接触しない深さの切れ目を入れる工程と、前記軟化被覆部が前記切れ目から他端に向けて収縮して収縮被覆部を形成するように、光ファイバと当該軟化被覆部とを相対的に移動させる工程と、前記収縮被覆部を加熱し光ファイバの断面方向に圧縮することで当該収縮被覆部の長さを固定化する工程とを含む光ファイバの中間素線露出方法である。
【００１２】
請求項２に係る発明は、光ファイバの中間部の被覆を移動させて素線を露出する装置であって、機台に固着された固定手段と、機台に前記固定手段との間隔を拡げる方向に移動可能に装着された移動手段とを備え、前記固定手段または前記移動手段のいずれか一方の手段に、移動手段の移動方向に沿って光ファイバを保持する保持部材を設け、他方の手段に、光ファイバの被覆を所定長さ加熱する加熱部材と、この加熱部材によって加熱される被覆の前記一方の手段寄りの端部において当該被覆に素線に接触しない深さの切れ目を入れて、移動手段の移動中この深さ位置を維持する切り込み部材とを設け、さらに、前記移動手段の移動により前記一方の手段とは反対寄りに収縮した部分の被覆を前記加熱部材との間に挟んで押圧することで、光ファイバの断面方向に圧縮する押圧部材を備えた光ファイバの中間素線露出装置である。
【００１３】
請求項３に係る発明は、請求項２記載の発明において、前記保持部材は前記移動手段に着脱可能に設置され、前記加熱部材および前記切り込み部材は前記固定手段に設置される光ファイバの中間素線露出装置である。
【００１５】
請求項４に係る発明は、請求項２記載の発明において、前記移動手段の移動量を調整しながら移動させる操作部材と、前記移動手段の移動距離を表示する移動距離表示部材とを備えた光ファイバの中間素線露出装置である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、この発明による光ファイバの中間素線露出装置の一実施の形態を示す蓋を開けた状態の平面図、図２は蓋を閉めた状態の正面図、図３は移動手段を移動させた状態の正面図であり、この光ファイバの中間素線露出装置１０は、光ファイバの中間部の被覆を移動させて素線を露出するものである。そのため、この光ファイバの中間素線露出装置１０は、機台１１に固着された固定手段２０と、機台１１に固定手段２０との間隔を拡げる方向に移動可能に装着された移動手段３０とを備え、移動手段３０には、移動手段３０の移動方向に沿って光ファイバ１を保持する保持部材（ファイバホルダ）４０が着脱可能に装着されるものである。
【００１７】
固定手段２０は、機台１１に固着された本体２１と、本体２１に蝶番２５を介して開閉可能に取り付けられた蓋体２６とで構成される。本体２１には、光ファイバ１を載せる例えばシリコンゴム製のファイバ支持部材２２が設けられる一方、蓋体２６には、ファイバ支持部材２２に対向して光ファイバ１の被覆３を所定長さ加熱する加熱部材２７が設けられる。また、本体２１および蓋体２６には、移動手段３０寄りの端部（すなわち前端）に互いに対向して配置された下ブレード２３および上ブレード２８がそれぞれ設けられ、この下ブレード２３および上ブレード２８は、光ファイバ１の被覆３に素線２に接触しない深さの切れ目を入れて、移動手段３０の移動中この深さ位置を維持する切り込み部材を構成している。そして、本体２１と蓋体２６とは、蓋体２６を閉めた状態でフック２４によって一体に留められるようになっている。
【００１８】
移動手段３０は、固定手段２０から平行に延びた案内ロッド１２ａ，１２ｂに沿って移動可能に装着された本体３１と、本体３１に蝶番３５を介して開閉可能に取り付けられた蓋体３６とで構成される。本体３１には、保持部材（ファイバホルダ）４０を収容する収容部３２が形成される一方、蓋体３６には、収容部３２に収容された保持部材（ファイバホルダ）４０を押さえて固定する例えばゴム製のホルダ固定部材３７が設けられる。そして、本体３１と蓋体３６とは、蓋体３６を閉めた状態で本体３１に取り付けたマグネット３４によって一体に固定されるようになっている。
【００１９】
また、移動手段３０の本体３１には、操作部材（スライドネジ）３８の後端が回転可能に取り付けられ、操作部材（スライドネジ）３８の中間部には機台１１に設けたネジと螺合するネジが形成されていて、この操作部材（スライドネジ）３８を回転操作することで、移動手段３０の移動量を調整しながら移動させることができるようになっている。さらに、本体３１にはスケール３９が取り付けられ、移動手段３０の移動に応じてこのスケール３９が固定手段２０の前端側縁位置から移動していくことで、移動手段３０の移動距離を表示できるようになっている。
【００２０】
保持部材（ファイバホルダ）４０は、図４に示すように、本体４１と、本体４１に蝶番４５を介して開閉可能に取り付けられた蓋体４６とで構成される。本体４１には、中央に両端間を延びて光ファイバ１を収容する収容部４２が形成される一方、蓋体４６には、収容部４２に収容された光ファイバ１を押さえて固定する例えばゴム製のファイバ固定部材４７が設けられる。そして、本体４１と蓋体４６とは、蓋体４６を閉めた状態で本体４１に取り付けたマグネット４４によって一体に固定されるようになっている。
【００２１】
さらに、この光ファイバの中間素線露出装置１０は、移動手段３０の移動により移動手段３０とは反対寄りに収縮した部分の被覆（収縮被覆部）３ｂを光ファイバ１の断面方向に圧縮する例えばテフロン（登録商標）製の押圧部材５０を備え、この押圧部材５０は、図５（ｄ）に示すように、収縮した部分の被覆（収縮被覆部）３ｂを加熱部材２７との間に挟んで押圧するものである。
【００２２】
次に、上記の実施の形態の作用について説明する。
まず、保持部材（ファイバホルダ）４０の収容部４２に光ファイバ１を収容し蓋体４６を閉めてマグネット４４で固定する。つぎに、移動手段３０の収容部３２にこの保持部材（ファイバホルダ）４０を収容するとともに、光ファイバ１の素線２を露出させる部分の被覆３を固定手段２０のファイバ支持部材２２に載せる。そして、蓋体３６を閉めて保持部材（ファイバホルダ）４０を移動手段３０にマグネット３４で固定するとともに、蓋体２６を閉めてあらかじめ加熱してある加熱部材２７を露出させる部分の被覆３に密着させてフック２４で留める。これにより、下ブレード２３と上ブレード２８とが、露出させる部分の被覆３の前端位置で、光ファイバ１の被覆３に素線２に接触しない深さの切れ目を入れる。この状態で加熱部材２７を８０〜８５℃に加熱して数秒間放置すると、露出させる部分の被覆３が軟化して軟化被覆部３ａ（図５ａ参照）となる。
【００２３】
つぎに、操作部材（スライドネジ）３８を回転操作して、移動手段３０をその移動量を調整しながら移動させる。このとき、スケール３９と固定手段２０の前端側縁位置との関係から表示される移動手段３０の移動距離を見ることで、露出させる部分の被覆３の長さだけ正確に移動させることができる。このようにして移動手段３０が移動されるとき、移動手段３０に固定された保持部材（ファイバホルダ）４０にさらに固定された光ファイバ１は、移動手段３０とともに移動される。この光ファイバ１の移動中、固定手段２０の下ブレード２３と上ブレード２８とが、光ファイバ１の被覆３に素線２に接触しない深さの切れ目を入れた深さ位置に維持されるため、軟化被覆部３ａの素線（裸ファイバ）２は下ブレード２３と上ブレード２８との間隙から固定手段２０前方に露出していく一方、この露出していく素線（裸ファイバ）２の長さに相当する被覆（軟化被覆部）３ａは、凹凸状の皺となって収縮しながら固定手段２０側に残されて収縮被覆部３ｂ（図５ｂ参照）となる。
【００２４】
このようにして所定長さ露出した光ファイバ１の素線（裸ファイバ）２は、洗浄された後、スパッタリングや無電解メッキなどでメタライズされるが、そのメタライズ工程で７０〜８０℃に加熱されるとき、収縮被覆部３ｂの先端部が伸長してしまう。すなわち、図５ｃに示すように、当初Ｌだけ露出した素線（裸ファイバ）２は、メタライズ工程の加熱により収縮被覆部３ｂの先端部がΔＬだけ伸長することで、実質的なメタライズ長はＬ１（Ｌ１＝Ｌ−ΔＬ）となり、メタライズ部分の長さにばらつきが生じてしまう。そこで、このような収縮被覆部３ｂの先端部の伸長を抑えるため、上記のようにして所定長の素線（裸ファイバ）２を露出させたのち、固定手段２０および移動手段３０の蓋体２６，３６を開け収縮被覆部３ｂを加熱部材２７に載せて数秒間加熱し、その上から押圧部材５０で収縮被覆部３ｂを加熱部材２７との間に挟んで押圧することで、収縮被覆部３ｂの高さが被覆３の高さとほぼ同等程度まで変形するように圧縮する（図５ｄ参照）。
【００２５】
この圧縮による収縮被覆部３ｂの伸長抑止効果を確認するため、光ファイバテープおよび単心光ファイバについて、図５ｂに示すようなサンプルを複数作ってそれを圧縮しないグループと圧縮したグループとに分けた後、８０℃で２時間加熱して伸長量ΔＬを調べた。その結果、光ファイバテープおよび単心光ファイバいずれについても、圧縮しないグループの伸長量ΔＬは数ｍｍのオーダで観察されたが、圧縮したグループの伸長量ΔＬは０〜０．３ｍｍ程度であり、実用上問題のないレベルまで圧縮による伸長抑止効果の得られることが確認された。この伸長抑止効果の原因については、つぎのように考えられる。すなわち、光ファイバの被覆層は、一般に、マイクロベンドを考慮したヤング率の低い樹脂（プライマリコート）と、光ファイバの保護を目的としたヤング率の高い樹脂（バッファコート）とから構成される。素線（裸ファイバ）を露出することによってプライマリコート用樹脂と素線（ガラスファイバ）表面の接着（シランカップリング）が順次破壊され、被覆層は収縮しながら素線露出側と反対側に溜まる。圧縮しない場合は、シランカップリングが破壊されていること、収縮部分に収縮歪みが存在することで、加熱したときに樹脂が膨張して容易に伸長する。これに対し、圧縮した場合は、収縮部分の凹凸状の皺が圧縮方向で平坦化されて収縮歪みが半減する（横方向は存在する）のと、加熱圧縮によりカップリング反応が再形成されることで、伸長が発生しないものと考えられる。
【００２６】
以上のように、この光ファイバの中間素線露出装置１０は、従来のように刃物を使って被覆を除去するものではないため、その刃物で光ファイバ素線（裸ファイバ）に傷をつけて強度を劣化させる心配がなく、また、専用の高精度の被覆除去装置も必要としない。また、従来のように危険な熱濃硫酸を使用するものでもないため、設備や安全教育など充分な安全対策が必要になることもない。したがって、刃物によるファイバ劣化の心配やそのための特別な装置を使用せずに、また、熱濃硫酸のような危険な薬品を用いずに、安全、迅速に作業ができる。さらに、設備費、歩留まり、作業時間を含めてコスト低減を図ることができる。
【００２７】
＜第１実施例＞
クラッド径が１２５μｍでウレタンアクリレートを外径４００μｍに被覆したシングルモードファイバを長さ１ｍに切断したサンプルを６本用意し、このファイバの中間部分を０．４φ単心用ファイバホルダにセットしたのち、光ファイバの中間素線露出装置１０を用いて５．４〜９．４ｍｍの長さにわたって被覆層を収縮させて素線（裸ファイバ）を露出し、その露出長を測定した。
【００２８】
一方、前記のシングルモードファイバを長さ１ｍに切断したサンプルを６本用意し、同様にして３．８〜８．１ｍｍの長さにわたって被覆層を収縮させて裸ファイバを露出したのち、収縮被覆部をヒータで加熱して、直径６ｍｍで先端を平面に研磨したテフロン（登録商標）製の棒材を用いて圧縮し、素線（裸ファイバ）の露出長を測定した。
【００２９】
上記の圧縮しないサンプル６本と圧縮したサンプル６本とをまとめてオーブンに入れ、８０℃で２時間加熱した。その後、オーブンから取り出して室温まで冷却したのち、素線（裸ファイバ）の長さを再度測定した。圧縮の有無と加熱による収縮被覆部の伸長量とを比較することで圧縮効果を調べた。その結果を図６に示す。
【００３０】
図６から明らかなように、圧縮しないサンプルの場合は、裸ファイバの長さが長くなるにつれて加熱後の収縮被覆部の伸長も長くなる傾向にあり、その割合は２０〜３５％程度であった。
【００３１】
一方、圧縮したサンプルの場合は、加熱後の伸長は０．５ｍｍ以下と微量であり、また裸ファイバの長さにも依存しないことから、圧縮効果を確認した。
【００３２】
つぎに、圧縮したサンプルについて裸ファイバ部を有機溶剤で清浄にしたのち、ニッケル−金の順でスパッタリングしメタライズを施し、その表面を顕微鏡で観察した。その結果、表面にボイドや変色などの異常は認められなかった。また、メタライズ前後の裸ファイバ−メタライズ長を測定したが、収縮被覆部の伸長も同様に認められなかった。
【００３３】
＜第２実施例＞
幅２．１ｍｍ、高さ０．３７ｍｍの８心テープファイバを長さ１ｍに切断したサンプルを１４本用意し、このテープファイバの中間部分を８心テープファイバ用ファイバホルダにセットしたのち、光ファイバの中間素線露出装置１０を用いて２．８〜１０．２ｍｍの長さにわたって被覆層を一括収縮させて素線（裸ファイバ）を露出し、その露出長を測定した。
【００３４】
一方、前記のテープファイバを長さ１ｍに切断したサンプルを１３本用意し、同様にして４．０〜９．８ｍｍの長さにわたって被覆層を一括収縮させて裸ファイバを露出したのち、収縮被覆部をヒータで加熱して、直径６ｍｍで先端を平面に研磨したテフロン（登録商標）製の棒材を用いて圧縮し、素線（裸ファイバ）の露出長を測定した。
【００３５】
上記の圧縮しないサンプル群と圧縮したサンプル群とをまとめてオーブンに入れ、８０℃で２時間加熱した。その後、オーブンから取り出して室温まで冷却したのち、素線（裸ファイバ）の長さを再度測定した。圧縮の有無と加熱による収縮被覆部の伸長量とを比較することで圧縮効果を調べた。その結果を図７に示す。
【００３６】
図７から明らかなように、圧縮しないサンプルの場合は、裸ファイバの長さが長くなるにつれて加熱後の収縮被覆部の伸長も長くなる傾向にあり、その割合は３０〜４０％程度であった。単心ファイバに比べてファイバの本数が多い（被覆量が多い）分だけ伸長量は大きい傾向にある。
【００３７】
一方、圧縮したサンプルの場合は、加熱後の伸長は０．５ｍｍ以下と微量であり、またファイバの本数や裸ファイバの長さにも依存しないことがわかり、テープ心線についても圧縮効果を確認した。
【００３８】
つぎに、圧縮したテープファイバのサンプルについて裸ファイバ部を有機溶剤で清浄にしたのち、金の無電解メッキを施し、その表面を顕微鏡で観察した。その結果、表面に非メッキ部分やボイド、変色などの異常は認められなかった。また、メタライズ前後の裸ファイバ−メタライズ長を測定したが、収縮被覆部の伸長も同様に認められなかった。
【００３９】
以上の第１実施例および第２実施例の結果から、この発明による光ファイバの中間素線露出方法とその装置は、充分実用に供することができることがわかった。
【００４０】
なお、上記の実施の形態では、移動手段３０の移動量を調整しながら移動させるために操作部材（スライドネジ）３８を設けたが、これに限定するものでなく、例えば、ステッピングモータなどを用いて電動制御することで、移動手段３０の移動量をより高精度に制御することが可能である。これとは反対に、移動量の調整が必要なければ、電動制御はもちろん操作部材（スライドネジ）３８も用いずに、ただ単に一方の手で固定手段２０を押さえながら他方の手で移動手段３０を移動させることも可能である。
【００４１】
また、上記の実施の形態では、移動手段３０を移動させることで所定長の素線（裸ファイバ）２を露出させたのち、固定手段２０の蓋体２６を開け収縮被覆部３ｂを加熱部材２７に載せて数秒間加熱し、押圧部材５０で収縮被覆部３ｂを加熱部材２７との間に挟んで圧縮するように構成したが、これに限定するものでなく、例えば、固定手段２０の本体２１側に加熱部材２７を設け、蓋体２６側にファイバ支持部材２２を設けるとともに押圧部材５０を挿入可能な適宜の穴（開閉可能にすることが可能）を形成しておけば、固定手段２０の蓋体２６を閉めたまま、押圧部材５０で収縮被覆部３ｂを加熱部材２７との間に挟んで圧縮することが可能となる。
【００４２】
また、上記の実施の形態では、固定手段２０に、加熱部材２７および切り込み部材（下ブレード２３と上ブレード２８）を設ける一方、移動手段３０に保持部材（ファイバホルダ）４０を設けたが、これに限定するものでなく、例えば、固定手段２０に保持部材（ファイバホルダ）４０を設ける一方、移動手段３０に、加熱部材２７および切り込み部材（下ブレード２３と上ブレード２８）を設けることも可能である。
【００４３】
また、上記の実施の形態では、光ファイバ１の中間部の被覆３を移動させて素線２を露出する使い方について説明したが、これはメタライズの用途に限定されず、多様な用途に広く適用することが可能であり、さらに、この発明による光ファイバの中間素線露出装置１０は、例えば、光ファイバ１の端部の被覆３を移動させて素線２から抜き取ることも可能である。
【００４４】
【発明の効果】
この発明は以上のように、光ファイバの中間部の被覆を所定長さ加熱して軟化被覆部を形成し、その軟化被覆部の一端に素線に接触しない深さの切れ目を入れ、軟化被覆部がその切れ目から他端に向けて収縮して収縮被覆部を形成するように、光ファイバと軟化被覆部とを相対的に移動させ、それにより形成された収縮被覆部を加熱し光ファイバの断面方向に圧縮することで収縮被覆部の長さを固定化するように構成したので、安全かつ迅速に光ファイバ中間部の素線を露出することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による光ファイバの中間素線露出装置の一実施の形態を示す蓋を開けた状態の平面図である。
【図２】図１の光ファイバの中間素線露出装置の蓋を閉めた状態の正面図である。
【図３】図２の光ファイバの中間素線露出装置の移動手段を移動させた状態の正面図である。
【図４】ファイバホルダの（ａ）蓋を開けた状態の平面図、（ｂ）蓋を閉めた状態の正面図である。
【図５】（ａ）軟化被覆部、（ｂ）収縮被覆部、（ｃ）収縮被覆部の伸長、（ｄ）収縮被覆部の圧縮を示す説明図である。
【図６】圧縮の有無と加熱による収縮被覆部の伸長量との比較の一例を示すグラフである。
【図７】圧縮の有無と加熱による収縮被覆部の伸長量との比較の他の例を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 光ファイバ
２ 素線（裸ファイバ）
３ 被覆
３ａ 被覆（軟化被覆部）
３ｂ 被覆（収縮被覆部）
１０ 光ファイバの中間素線露出装置
１１ 機台
１２ａ，１２ｂ 案内ロッド
２０ 固定手段
２１ 本体
２２ ファイバ支持部材
２３ 下ブレード
２４ フック
２５ 蝶番
２６ 蓋体
２７ 加熱部材
２８ 上ブレード
３０ 移動手段
３１ 本体
３２ 収容部
３４ マグネット
３５ 蝶番
３６ 蓋体
３７ ホルダ固定部材
３８ 操作部材（スライドネジ）
３９ スケール
４０ 保持部材（ファイバホルダ）
４１ 本体
４２ 収容部
４４ マグネット
４５ 蝶番
４６ 蓋体
４７ ファイバ固定部材
５０ 押圧部材
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ファイバの中間部の被覆を移動させて素線を露出する光ファイバの中間素線露出方法と、光ファイバの中間素線露出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、光ファイバの中間部の被覆を除去して素線（裸ファイバ）を露出させることが必要な場合がある。
【０００３】
例えば、光ファイバを金属気密シール（ハーメチックシール）する場合は、光ファイバの中間部の被覆を除去して素線（裸ファイバ）を露出させ、この素線露出部の表面にスパッタリングまたは無電解メッキで金属被覆を施し、この金属被覆部を金属筐体に貫通させてハンダ固定することが行われている。
【０００４】
また、例えば、耐環境性や接着剤からのアウトガスの抑制など高信頼性が要求される光部品や光モジュールの場合は、有機接着剤に代えて、ハンダやＹＡＧ溶接による封止や固定が行われている。この場合も、光ファイバの中間部の被覆を除去して素線（裸ファイバ）を露出させ、この素線露出部の表面を清浄にしたのち、スパッタリングや無電解メッキでメタライズ（金属被覆）し、このメタライズ部でハンダ固定するか、または一旦金属パイプに挿入してハンダ固定したのち、この金属パイプと他の金属部品とをＹＡＧ溶接する。
【０００５】
このように光ファイバの中間部の被覆を除去する方法として、従来は、（１）光ファイバ中間部の被覆層に刃物を入れて光軸方向に切り取る方法（例えば、特許文献１参照）、（２）光ファイバ中間部の除去する被覆層の両端に周方向の切れ込みを入れ、切削刃で光軸方向の被覆を一部除去したのち、残っている被覆を溶剤で溶かして除去する方法（例えば、特許文献２参照）、（３）光ファイバ中間部の除去する所定長さ部分を熱濃硫酸に浸漬して被覆層を溶解する方法（例えば、特許文献３参照）、などがある。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−３１８３１２号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開２００２−９０５５１号公報
【０００８】
【特許文献３】
特開２００１−３１８２３６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の方法において、（１）と（２）は、刃物を使って被覆を除去するものであるため、その刃物で光ファイバ素線（裸ファイバ）に傷をつけて強度を劣化させることが懸念され、また、専用の高精度の被覆除去装置を必要とするという問題がある。また、（３）は、刃物を使って被覆を除去しないため光ファイバ素線（裸ファイバ）の強度を劣化させる虞がなく、また、溶解時間が短いという点で優れているが、危険な熱濃硫酸を使用するものであるため、設備や安全教育など充分な安全対策が必要になるという問題がある。
【００１０】
この発明の課題は、上記従来のもののもつ問題点を排除して、光ファイバの中間部の被覆を光軸方向に沿って一方に移動・収縮させて素線を露出したのち、この移動・収縮した被覆が後工程で加熱されても伸長しないように工夫することで、安全かつ迅速に光ファイバ中間部の素線を露出することのできる光ファイバの中間素線露出方法およびその装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記課題を解決するものであり、請求項１に係る発明は、光ファイバの中間部の被覆を移動させて素線を露出する方法であって、光ファイバの中間部の被覆を所定長さ加熱して軟化被覆部を形成する工程と、前記軟化被覆部の一端に素線に接触しない深さの切れ目を入れる工程と、前記軟化被覆部が前記切れ目から他端に向けて収縮して収縮被覆部を形成するように、光ファイバと当該軟化被覆部とを相対的に移動させる工程と、前記収縮被覆部を加熱し光ファイバの断面方向に圧縮することで当該収縮被覆部の長さを固定化する工程とを含む光ファイバの中間素線露出方法である。
【００１２】
請求項２に係る発明は、光ファイバの中間部の被覆を移動させて素線を露出する装置であって、機台に固着された固定手段と、機台に前記固定手段との間隔を拡げる方向に移動可能に装着された移動手段とを備え、前記固定手段または前記移動手段のいずれか一方の手段に、移動手段の移動方向に沿って光ファイバを保持する保持部材を設け、他方の手段に、光ファイバの被覆を所定長さ加熱する加熱部材と、この加熱部材によって加熱される被覆の前記一方の手段寄りの端部において当該被覆に素線に接触しない深さの切れ目を入れて、移動手段の移動中この深さ位置を維持する切り込み部材とを設け、さらに、前記移動手段の移動により前記一方の手段とは反対寄りに収縮した部分の被覆を前記加熱部材との間に挟んで押圧することで、光ファイバの断面方向に圧縮する押圧部材を備えた光ファイバの中間素線露出装置である。
【００１３】
請求項３に係る発明は、請求項２記載の発明において、前記保持部材は前記移動手段に着脱可能に設置され、前記加熱部材および前記切り込み部材は前記固定手段に設置される光ファイバの中間素線露出装置である。
【００１５】
請求項４に係る発明は、請求項２記載の発明において、前記移動手段の移動量を調整しながら移動させる操作部材と、前記移動手段の移動距離を表示する移動距離表示部材とを備えた光ファイバの中間素線露出装置である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、この発明による光ファイバの中間素線露出装置の一実施の形態を示す蓋を開けた状態の平面図、図２は蓋を閉めた状態の正面図、図３は移動手段を移動させた状態の正面図であり、この光ファイバの中間素線露出装置１０は、光ファイバの中間部の被覆を移動させて素線を露出するものである。そのため、この光ファイバの中間素線露出装置１０は、機台１１に固着された固定手段２０と、機台１１に固定手段２０との間隔を拡げる方向に移動可能に装着された移動手段３０とを備え、移動手段３０には、移動手段３０の移動方向に沿って光ファイバ１を保持する保持部材（ファイバホルダ）４０が着脱可能に装着されるものである。
【００１７】
固定手段２０は、機台１１に固着された本体２１と、本体２１に蝶番２５を介して開閉可能に取り付けられた蓋体２６とで構成される。本体２１には、光ファイバ１を載せる例えばシリコンゴム製のファイバ支持部材２２が設けられる一方、蓋体２６には、ファイバ支持部材２２に対向して光ファイバ１の被覆３を所定長さ加熱する加熱部材２７が設けられる。また、本体２１および蓋体２６には、移動手段３０寄りの端部（すなわち前端）に互いに対向して配置された下ブレード２３および上ブレード２８がそれぞれ設けられ、この下ブレード２３および上ブレード２８は、光ファイバ１の被覆３に素線２に接触しない深さの切れ目を入れて、移動手段３０の移動中この深さ位置を維持する切り込み部材を構成している。そして、本体２１と蓋体２６とは、蓋体２６を閉めた状態でフック２４によって一体に留められるようになっている。
【００１８】
移動手段３０は、固定手段２０から平行に延びた案内ロッド１２ａ，１２ｂに沿って移動可能に装着された本体３１と、本体３１に蝶番３５を介して開閉可能に取り付けられた蓋体３６とで構成される。本体３１には、保持部材（ファイバホルダ）４０を収容する収容部３２が形成される一方、蓋体３６には、収容部３２に収容された保持部材（ファイバホルダ）４０を押さえて固定する例えばゴム製のホルダ固定部材３７が設けられる。そして、本体３１と蓋体３６とは、蓋体３６を閉めた状態で本体３１に取り付けたマグネット３４によって一体に固定されるようになっている。
【００１９】
また、移動手段３０の本体３１には、操作部材（スライドネジ）３８の後端が回転可能に取り付けられ、操作部材（スライドネジ）３８の中間部には機台１１に設けたネジと螺合するネジが形成されていて、この操作部材（スライドネジ）３８を回転操作することで、移動手段３０の移動量を調整しながら移動させることができるようになっている。さらに、本体３１にはスケール３９が取り付けられ、移動手段３０の移動に応じてこのスケール３９が固定手段２０の前端側縁位置から移動していくことで、移動手段３０の移動距離を表示できるようになっている。
【００２０】
保持部材（ファイバホルダ）４０は、図４に示すように、本体４１と、本体４１に蝶番４５を介して開閉可能に取り付けられた蓋体４６とで構成される。本体４１には、中央に両端間を延びて光ファイバ１を収容する収容部４２が形成される一方、蓋体４６には、収容部４２に収容された光ファイバ１を押さえて固定する例えばゴム製のファイバ固定部材４７が設けられる。そして、本体４１と蓋体４６とは、蓋体４６を閉めた状態で本体４１に取り付けたマグネット４４によって一体に固定されるようになっている。
【００２１】
さらに、この光ファイバの中間素線露出装置１０は、移動手段３０の移動により移動手段３０とは反対寄りに収縮した部分の被覆（収縮被覆部）３ｂを光ファイバ１の断面方向に圧縮する例えばテフロン（登録商標）製の押圧部材５０を備え、この押圧部材５０は、図５（ｄ）に示すように、収縮した部分の被覆（収縮被覆部）３ｂを加熱部材２７との間に挟んで押圧するものである。
【００２２】
次に、上記の実施の形態の作用について説明する。
まず、保持部材（ファイバホルダ）４０の収容部４２に光ファイバ１を収容し蓋体４６を閉めてマグネット４４で固定する。つぎに、移動手段３０の収容部３２にこの保持部材（ファイバホルダ）４０を収容するとともに、光ファイバ１の素線２を露出させる部分の被覆３を固定手段２０のファイバ支持部材２２に載せる。そして、蓋体３６を閉めて保持部材（ファイバホルダ）４０を移動手段３０にマグネット３４で固定するとともに、蓋体２６を閉めてあらかじめ加熱してある加熱部材２７を露出させる部分の被覆３に密着させてフック２４で留める。これにより、下ブレード２３と上ブレード２８とが、露出させる部分の被覆３の前端位置で、光ファイバ１の被覆３に素線２に接触しない深さの切れ目を入れる。この状態で加熱部材２７を８０〜８５℃に加熱して数秒間放置すると、露出させる部分の被覆３が軟化して軟化被覆部３ａ（図５ａ参照）となる。
【００２３】
つぎに、操作部材（スライドネジ）３８を回転操作して、移動手段３０をその移動量を調整しながら移動させる。このとき、スケール３９と固定手段２０の前端側縁位置との関係から表示される移動手段３０の移動距離を見ることで、露出させる部分の被覆３の長さだけ正確に移動させることができる。このようにして移動手段３０が移動されるとき、移動手段３０に固定された保持部材（ファイバホルダ）４０にさらに固定された光ファイバ１は、移動手段３０とともに移動される。この光ファイバ１の移動中、固定手段２０の下ブレード２３と上ブレード２８とが、光ファイバ１の被覆３に素線２に接触しない深さの切れ目を入れた深さ位置に維持されるため、軟化被覆部３ａの素線（裸ファイバ）２は下ブレード２３と上ブレード２８との間隙から固定手段２０前方に露出していく一方、この露出していく素線（裸ファイバ）２の長さに相当する被覆（軟化被覆部）３ａは、凹凸状の皺となって収縮しながら固定手段２０側に残されて収縮被覆部３ｂ（図５ｂ参照）となる。
【００２４】
このようにして所定長さ露出した光ファイバ１の素線（裸ファイバ）２は、洗浄された後、スパッタリングや無電解メッキなどでメタライズされるが、そのメタライズ工程で７０〜８０℃に加熱されるとき、収縮被覆部３ｂの先端部が伸長してしまう。すなわち、図５ｃに示すように、当初Ｌだけ露出した素線（裸ファイバ）２は、メタライズ工程の加熱により収縮被覆部３ｂの先端部がΔＬだけ伸長することで、実質的なメタライズ長はＬ１（Ｌ１＝Ｌ−ΔＬ）となり、メタライズ部分の長さにばらつきが生じてしまう。そこで、このような収縮被覆部３ｂの先端部の伸長を抑えるため、上記のようにして所定長の素線（裸ファイバ）２を露出させたのち、固定手段２０および移動手段３０の蓋体２６，３６を開け収縮被覆部３ｂを加熱部材２７に載せて数秒間加熱し、その上から押圧部材５０で収縮被覆部３ｂを加熱部材２７との間に挟んで押圧することで、収縮被覆部３ｂの高さが被覆３の高さとほぼ同等程度まで変形するように圧縮する（図５ｄ参照）。
【００２５】
この圧縮による収縮被覆部３ｂの伸長抑止効果を確認するため、光ファイバテープおよび単心光ファイバについて、図５ｂに示すようなサンプルを複数作ってそれを圧縮しないグループと圧縮したグループとに分けた後、８０℃で２時間加熱して伸長量ΔＬを調べた。その結果、光ファイバテープおよび単心光ファイバいずれについても、圧縮しないグループの伸長量ΔＬは数ｍｍのオーダで観察されたが、圧縮したグループの伸長量ΔＬは０〜０．３ｍｍ程度であり、実用上問題のないレベルまで圧縮による伸長抑止効果の得られることが確認された。この伸長抑止効果の原因については、つぎのように考えられる。すなわち、光ファイバの被覆層は、一般に、マイクロベンドを考慮したヤング率の低い樹脂（プライマリコート）と、光ファイバの保護を目的としたヤング率の高い樹脂（バッファコート）とから構成される。素線（裸ファイバ）を露出することによってプライマリコート用樹脂と素線（ガラスファイバ）表面の接着（シランカップリング）が順次破壊され、被覆層は収縮しながら素線露出側と反対側に溜まる。圧縮しない場合は、シランカップリングが破壊されていること、収縮部分に収縮歪みが存在することで、加熱したときに樹脂が膨張して容易に伸長する。これに対し、圧縮した場合は、収縮部分の凹凸状の皺が圧縮方向で平坦化されて収縮歪みが半減する（横方向は存在する）のと、加熱圧縮によりカップリング反応が再形成されることで、伸長が発生しないものと考えられる。
【００２６】
以上のように、この光ファイバの中間素線露出装置１０は、従来のように刃物を使って被覆を除去するものではないため、その刃物で光ファイバ素線（裸ファイバ）に傷をつけて強度を劣化させる心配がなく、また、専用の高精度の被覆除去装置も必要としない。また、従来のように危険な熱濃硫酸を使用するものでもないため、設備や安全教育など充分な安全対策が必要になることもない。したがって、刃物によるファイバ劣化の心配やそのための特別な装置を使用せずに、また、熱濃硫酸のような危険な薬品を用いずに、安全、迅速に作業ができる。さらに、設備費、歩留まり、作業時間を含めてコスト低減を図ることができる。
【００２７】
＜第１実施例＞
クラッド径が１２５μｍでウレタンアクリレートを外径４００μｍに被覆したシングルモードファイバを長さ１ｍに切断したサンプルを６本用意し、このファイバの中間部分を０．４φ単心用ファイバホルダにセットしたのち、光ファイバの中間素線露出装置１０を用いて５．４〜９．４ｍｍの長さにわたって被覆層を収縮させて素線（裸ファイバ）を露出し、その露出長を測定した。
【００２８】
一方、前記のシングルモードファイバを長さ１ｍに切断したサンプルを６本用意し、同様にして３．８〜８．１ｍｍの長さにわたって被覆層を収縮させて裸ファイバを露出したのち、収縮被覆部をヒータで加熱して、直径６ｍｍで先端を平面に研磨したテフロン（登録商標）製の棒材を用いて圧縮し、素線（裸ファイバ）の露出長を測定した。
【００２９】
上記の圧縮しないサンプル６本と圧縮したサンプル６本とをまとめてオーブンに入れ、８０℃で２時間加熱した。その後、オーブンから取り出して室温まで冷却したのち、素線（裸ファイバ）の長さを再度測定した。圧縮の有無と加熱による収縮被覆部の伸長量とを比較することで圧縮効果を調べた。その結果を図６に示す。
【００３０】
図６から明らかなように、圧縮しないサンプルの場合は、裸ファイバの長さが長くなるにつれて加熱後の収縮被覆部の伸長も長くなる傾向にあり、その割合は２０〜３５％程度であった。
【００３１】
一方、圧縮したサンプルの場合は、加熱後の伸長は０．５ｍｍ以下と微量であり、また裸ファイバの長さにも依存しないことから、圧縮効果を確認した。
【００３２】
つぎに、圧縮したサンプルについて裸ファイバ部を有機溶剤で清浄にしたのち、ニッケル−金の順でスパッタリングしメタライズを施し、その表面を顕微鏡で観察した。その結果、表面にボイドや変色などの異常は認められなかった。また、メタライズ前後の裸ファイバ−メタライズ長を測定したが、収縮被覆部の伸長も同様に認められなかった。
【００３３】
＜第２実施例＞
幅２．１ｍｍ、高さ０．３７ｍｍの８心テープファイバを長さ１ｍに切断したサンプルを１４本用意し、このテープファイバの中間部分を８心テープファイバ用ファイバホルダにセットしたのち、光ファイバの中間素線露出装置１０を用いて２．８〜１０．２ｍｍの長さにわたって被覆層を一括収縮させて素線（裸ファイバ）を露出し、その露出長を測定した。
【００３４】
一方、前記のテープファイバを長さ１ｍに切断したサンプルを１３本用意し、同様にして４．０〜９．８ｍｍの長さにわたって被覆層を一括収縮させて裸ファイバを露出したのち、収縮被覆部をヒータで加熱して、直径６ｍｍで先端を平面に研磨したテフロン（登録商標）製の棒材を用いて圧縮し、素線（裸ファイバ）の露出長を測定した。
【００３５】
上記の圧縮しないサンプル群と圧縮したサンプル群とをまとめてオーブンに入れ、８０℃で２時間加熱した。その後、オーブンから取り出して室温まで冷却したのち、素線（裸ファイバ）の長さを再度測定した。圧縮の有無と加熱による収縮被覆部の伸長量とを比較することで圧縮効果を調べた。その結果を図７に示す。
【００３６】
図７から明らかなように、圧縮しないサンプルの場合は、裸ファイバの長さが長くなるにつれて加熱後の収縮被覆部の伸長も長くなる傾向にあり、その割合は３０〜４０％程度であった。単心ファイバに比べてファイバの本数が多い（被覆量が多い）分だけ伸長量は大きい傾向にある。
【００３７】
一方、圧縮したサンプルの場合は、加熱後の伸長は０．５ｍｍ以下と微量であり、またファイバの本数や裸ファイバの長さにも依存しないことがわかり、テープ心線についても圧縮効果を確認した。
【００３８】
つぎに、圧縮したテープファイバのサンプルについて裸ファイバ部を有機溶剤で清浄にしたのち、金の無電解メッキを施し、その表面を顕微鏡で観察した。その結果、表面に非メッキ部分やボイド、変色などの異常は認められなかった。また、メタライズ前後の裸ファイバ−メタライズ長を測定したが、収縮被覆部の伸長も同様に認められなかった。
【００３９】
以上の第１実施例および第２実施例の結果から、この発明による光ファイバの中間素線露出方法とその装置は、充分実用に供することができることがわかった。
【００４０】
なお、上記の実施の形態では、移動手段３０の移動量を調整しながら移動させるために操作部材（スライドネジ）３８を設けたが、これに限定するものでなく、例えば、ステッピングモータなどを用いて電動制御することで、移動手段３０の移動量をより高精度に制御することが可能である。これとは反対に、移動量の調整が必要なければ、電動制御はもちろん操作部材（スライドネジ）３８も用いずに、ただ単に一方の手で固定手段２０を押さえながら他方の手で移動手段３０を移動させることも可能である。
【００４１】
また、上記の実施の形態では、移動手段３０を移動させることで所定長の素線（裸ファイバ）２を露出させたのち、固定手段２０の蓋体２６を開け収縮被覆部３ｂを加熱部材２７に載せて数秒間加熱し、押圧部材５０で収縮被覆部３ｂを加熱部材２７との間に挟んで圧縮するように構成したが、これに限定するものでなく、例えば、固定手段２０の本体２１側に加熱部材２７を設け、蓋体２６側にファイバ支持部材２２を設けるとともに押圧部材５０を挿入可能な適宜の穴（開閉可能にすることが可能）を形成しておけば、固定手段２０の蓋体２６を閉めたまま、押圧部材５０で収縮被覆部３ｂを加熱部材２７との間に挟んで圧縮することが可能となる。
【００４２】
また、上記の実施の形態では、固定手段２０に、加熱部材２７および切り込み部材（下ブレード２３と上ブレード２８）を設ける一方、移動手段３０に保持部材（ファイバホルダ）４０を設けたが、これに限定するものでなく、例えば、固定手段２０に保持部材（ファイバホルダ）４０を設ける一方、移動手段３０に、加熱部材２７および切り込み部材（下ブレード２３と上ブレード２８）を設けることも可能である。
【００４３】
また、上記の実施の形態では、光ファイバ１の中間部の被覆３を移動させて素線２を露出する使い方について説明したが、これはメタライズの用途に限定されず、多様な用途に広く適用することが可能であり、さらに、この発明による光ファイバの中間素線露出装置１０は、例えば、光ファイバ１の端部の被覆３を移動させて素線２から抜き取ることも可能である。
【００４４】
【発明の効果】
この発明は以上のように、光ファイバの中間部の被覆を所定長さ加熱して軟化被覆部を形成し、その軟化被覆部の一端に素線に接触しない深さの切れ目を入れ、軟化被覆部がその切れ目から他端に向けて収縮して収縮被覆部を形成するように、光ファイバと軟化被覆部とを相対的に移動させ、それにより形成された収縮被覆部を加熱し光ファイバの断面方向に圧縮することで収縮被覆部の長さを固定化するように構成したので、安全かつ迅速に光ファイバ中間部の素線を露出することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による光ファイバの中間素線露出装置の一実施の形態を示す蓋を開けた状態の平面図である。
【図２】図１の光ファイバの中間素線露出装置の蓋を閉めた状態の正面図である。
【図３】図２の光ファイバの中間素線露出装置の移動手段を移動させた状態の正面図である。
【図４】ファイバホルダの（ａ）蓋を開けた状態の平面図、（ｂ）蓋を閉めた状態の正面図である。
【図５】（ａ）軟化被覆部、（ｂ）収縮被覆部、（ｃ）収縮被覆部の伸長、（ｄ）収縮被覆部の圧縮を示す説明図である。
【図６】圧縮の有無と加熱による収縮被覆部の伸長量との比較の一例を示すグラフである。
【図７】圧縮の有無と加熱による収縮被覆部の伸長量との比較の他の例を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 光ファイバ
２ 素線（裸ファイバ）
３ 被覆
３ａ 被覆（軟化被覆部）
３ｂ 被覆（収縮被覆部）
１０ 光ファイバの中間素線露出装置
１１ 機台
１２ａ，１２ｂ 案内ロッド
２０ 固定手段
２１ 本体
２２ ファイバ支持部材
２３ 下ブレード
２４ フック
２５ 蝶番
２６ 蓋体
２７ 加熱部材
２８ 上ブレード
３０ 移動手段
３１ 本体
３２ 収容部
３４ マグネット
３５ 蝶番
３６ 蓋体
３７ ホルダ固定部材
３８ 操作部材（スライドネジ）
３９ スケール
４０ 保持部材（ファイバホルダ）
４１ 本体
４２ 収容部
４４ マグネット
４５ 蝶番
４６ 蓋体
４７ ファイバ固定部材
５０ 押圧部材
Claims (4)
- 光ファイバの中間部の被覆を移動させて素線を露出する方法であって、
光ファイバの中間部の被覆を所定長さ加熱して軟化被覆部を形成する工程と、
前記軟化被覆部の一端に素線に接触しない深さの切れ目を入れる工程と、
前記軟化被覆部が前記切れ目から他端に向けて収縮して収縮被覆部を形成するように、光ファイバと当該軟化被覆部とを相対的に移動させる工程と、
前記収縮被覆部を加熱し光ファイバの断面方向に圧縮することで当該収縮被覆部の長さを固定化する工程と、
を含むことを特徴とする光ファイバの中間素線露出方法。 - 光ファイバの中間部の被覆を移動させて素線を露出する装置であって、
機台に固着された固定手段と、
機台に前記固定手段との間隔を拡げる方向に移動可能に装着された移動手段とを備え、
前記固定手段または前記移動手段のいずれか一方の手段に、移動手段の移動方向に沿って光ファイバを保持する保持部材を設け、
他方の手段に、光ファイバの被覆を所定長さ加熱する加熱部材と、この加熱部材によって加熱される被覆の前記一方の手段寄りの端部において当該被覆に素線に接触しない深さの切れ目を入れて、移動手段の移動中この深さ位置を維持する切り込み部材とを設け、
さらに、前記移動手段の移動により前記一方の手段とは反対寄りに収縮した部分の被覆を前記加熱部材との間に挟んで押圧することで、光ファイバの断面方向に圧縮する押圧部材を備えた、
ことを特徴とする光ファイバの中間素線露出装置。 - 前記保持部材は前記移動手段に着脱可能に設置され、前記加熱部材および前記切り込み部材は前記固定手段に設置されることを特徴とする請求項２記載の光ファイバの中間素線露出装置。
- 前記移動手段の移動量を調整しながら移動させる操作部材と、前記移動手段の移動距離を表示する移動距離表示部材とを備えたことを特徴とする請求項２記載の光ファイバの中間素線露出装置。
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