JP4121452B2 - 光ファイバ切断装置 - Google Patents
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Description
この発明は、コアがガラスの光ファイバを応力破断の原理によって切断する光ファイバ切断装置に関する。
光ファイバの素線を応力破断の原理によって切断する装置として、素線をクランプした保持具をばねで付勢して素線に張力を付与し、前記保持具の移動に連動して動く刃で素線に初期傷を付けて素線を破断させる装置が提案されている（例えば、特許文献１）。
しかしながら、光ファイバに張力を付与する機構と初期傷を付ける機構を連動させた切断装置は、光ファイバに適切な張力が付与されていない状態で刃が光ファイバに当たって切断端面にハックルと呼ばれる傷が入ったり、割れが生じたりして不良端面となる製品が発生することが多い。
また、連動機構は多数の部品を組み合わせて構成され、その中に光ファイバの張力に影響を及ぼす部品が多く含まれていることから各部品に高い寸法精度、組み立て精度が要求され、組み立て後の微調整も欠かせない。しかし、部品数が多いために微調整箇所を特定すること自体が難しく、調整が不十分な製品（不良品）が発生する。これが原因で生産性が高まらず、コストも高くなってしまう。
一方、光ファイバに張力を付与する機構と初期傷を付ける刃の動作を分離した切断装置も提案されているが（例えば、特許文献２）、これは、張力付与のための操作と傷入れのための操作を別々に行う必要があり、操作回数が２回になるため作業性が悪い。
トリガーを操作してスプリングを引き延ばし、そのスプリングの力で張力付与機構を作動させ、トリガーの操作終点で刃を作動させるものもあるが（例えば、特許文献３）、これも、光ファイバに適切な張力が付与されていない状態で刃が光ファイバに当たることがあり得る。張力が不足すると初期傷を付けただけでは応力破断が起こらず、刃先がさらに強い力で素線に押し付けられ、刃先の欠けの原因になる。
また、切断後も刃が動作し続ける構造になっているので、素線の切断端面を刃で傷つける虞もある。
このほか、部品の寸法バラツキにより刃の位置が製品毎にバラツキ、素線の切断端面のフェルール端面からの突出し量を一定範囲に抑えるのが難しくなったり、張力の付与範囲がトリガーのストロークよって規制されると言う問題もある。
特開２００２−７９４９７号公報（段落００２７、図１、図３）
特開平１１−１６０５４７号公報（段落００４５、００４７、図８、図９）
ＵＳＰ ５，１０８，０２１号公報
この発明の課題は、生産性の向上やコスト低減等を実現するために、光ファイバに付与する張力が構成部品の精度に左右されないようにし、また、操作の簡単化のために、張力の付与と切断の動作が操作機構の１回の操作で連続してなされ、さらに、切断不良や刃の傷みを防止するために、光ファイバの切断動作が適切な張力が付与されたときにのみ実行されるようにすることである。
上記の課題を解決するため、この発明においては、被切断光ファイバに張力を付与する張力付与機構と、張力を付与した光ファイバに刃具で初期傷を付ける傷入れ機構と、前記張力付与機構を作動させ、かつ、光ファイバに一定の張力が与えられたときにのみ前記張力付与機構に続いて前記傷入れ機構を作動させる操作機構とを有し、操作機構の１回の操作で前記張力付与機構と傷入れ機構の作動が順番に起こるようにした光ファイバ切断装置を提供する。
この光ファイバ切断装置は、下記（１）の構造を有する。また、（２）以下に列挙する構造にするとより好ましいものになる。
（１）機枠に設けた第１の円弧長孔に案内される第１の軸を一端に、機枠に設けた第２の円弧長孔に案内される第２の軸を第１の軸よりも他端側にそれぞれ有するトリガーと、前記第１の軸と機枠との間に設けてトリガーに第１の復帰力を加える第１弾性体と、前記第２の軸と機枠との間に設けてトリガーに第１の復帰力よりも小さな第２の復帰力を加える第２弾性体と、傷入れ機構の動きを拘束する拘束手段とで前記操作機構を構成し、
前記トリガーが、前記第１の軸を支点にして第２の軸が前記第２の円弧長孔による移動規制を受ける位置まで回転した後、前記第２の軸を支点にして回転し、前記第１の軸を支点にしたトリガー回転によって張力付与機構の作動規制が解除され、光ファイバに一定の張力が付与された状態での前記第２の軸を支点にしたトリガー回転によって前記拘束手段による傷入れ機構の作動規制が解除される構造。
（２）一端で傷入れ機構の刃具を作動始点に引き留め、初期位置から揺動してその引き留めを解除する第１リンクと、トリガーの第１の軸と前記第１リンクの他端とを連結する第２リンクと、前記第１の軸を支点にしたトリガー回転によって移動規制が解除される張力付与機構のスライダと前記第１リンクの他端とを連結する第３リンクとで前記拘束手段を構成し、さらに、トリガーによって初期位置に引き留められ、その引き留めが前記第１の軸を支点にしたトリガー回転によって解除されるスライダと、このスライダに支持されてスライダの移動開始時に光ファイバの素線をクランプするクランプ手段と、前記スライダを前記第２の復帰力よりも小さな力で引き動かして光ファイバに張力を加える第３弾性体とで張力付与機構を構成し、前記第２の軸を支点にしたトリガー回転によって第２リンクによる第１リンクの揺動規制が解除され、さらに、前記スライダが光ファイバによる引き留め力を受けずに引き動かされたときに第３リンクを介して第１リンクが初期位置に拘束される構造。
（３）前記第３弾性体の力を増減して光ファイバに付与する張力を変化させる張力調整手段を張力付与機構に付加した構造。
（４）機枠に案内されて光ファイバ長手直角方向にスライドするカッタガイドと、このカッタガイドを駆動する第４弾性体と、カッタガイドの一面に突出したガイドピンに光ファイバ長手方向に可動に支えられる刃具と、カッタガイドと刃具との間に介在して機枠に設けた前面板に刃具を押し当てる第５弾性体とで傷入れ機構を構成し、光ファイバ心線の端末部に装着したフェルールをフェルールストッパで位置決めしてフェルール端から突出した光ファイバ素線を切断する構造。
（１）機枠に設けた第１の円弧長孔に案内される第１の軸を一端に、機枠に設けた第２の円弧長孔に案内される第２の軸を第１の軸よりも他端側にそれぞれ有するトリガーと、前記第１の軸と機枠との間に設けてトリガーに第１の復帰力を加える第１弾性体と、前記第２の軸と機枠との間に設けてトリガーに第１の復帰力よりも小さな第２の復帰力を加える第２弾性体と、傷入れ機構の動きを拘束する拘束手段とで前記操作機構を構成し、
前記トリガーが、前記第１の軸を支点にして第２の軸が前記第２の円弧長孔による移動規制を受ける位置まで回転した後、前記第２の軸を支点にして回転し、前記第１の軸を支点にしたトリガー回転によって張力付与機構の作動規制が解除され、光ファイバに一定の張力が付与された状態での前記第２の軸を支点にしたトリガー回転によって前記拘束手段による傷入れ機構の作動規制が解除される構造。
（２）一端で傷入れ機構の刃具を作動始点に引き留め、初期位置から揺動してその引き留めを解除する第１リンクと、トリガーの第１の軸と前記第１リンクの他端とを連結する第２リンクと、前記第１の軸を支点にしたトリガー回転によって移動規制が解除される張力付与機構のスライダと前記第１リンクの他端とを連結する第３リンクとで前記拘束手段を構成し、さらに、トリガーによって初期位置に引き留められ、その引き留めが前記第１の軸を支点にしたトリガー回転によって解除されるスライダと、このスライダに支持されてスライダの移動開始時に光ファイバの素線をクランプするクランプ手段と、前記スライダを前記第２の復帰力よりも小さな力で引き動かして光ファイバに張力を加える第３弾性体とで張力付与機構を構成し、前記第２の軸を支点にしたトリガー回転によって第２リンクによる第１リンクの揺動規制が解除され、さらに、前記スライダが光ファイバによる引き留め力を受けずに引き動かされたときに第３リンクを介して第１リンクが初期位置に拘束される構造。
（３）前記第３弾性体の力を増減して光ファイバに付与する張力を変化させる張力調整手段を張力付与機構に付加した構造。
（４）機枠に案内されて光ファイバ長手直角方向にスライドするカッタガイドと、このカッタガイドを駆動する第４弾性体と、カッタガイドの一面に突出したガイドピンに光ファイバ長手方向に可動に支えられる刃具と、カッタガイドと刃具との間に介在して機枠に設けた前面板に刃具を押し当てる第５弾性体とで傷入れ機構を構成し、光ファイバ心線の端末部に装着したフェルールをフェルールストッパで位置決めしてフェルール端から突出した光ファイバ素線を切断する構造。
この発明の切断装置は、張力付与機構と傷入れ機構の動作を独立させたので、部品の精度による光ファイバの張力変動を無くすことができ、製造、組み立てを容易化して生産性を向上させることができる。
また、操作機構の１回の操作で張力付与機構と傷入れ機構が順番に動作して切断が完了するので、光ファイバ切断の作業性も向上する。
さらに、被切断光ファイバに適切な張力が付与されて初めて傷入れ機構が作動するので、刃の傷つきや切断端面の傷つきなども無くすことができる。
なお、上記（３）の張力調整手段を付加したものは、光ファイバに付与する張力をトリガーストロークに左右されずに自由に設定することができ、同一切断装置で素線径の異なる多種類の光ファイバに対応することができる。
また、上記（４）の構造を有する切断装置は、刃具が機枠に設けた前面板に押し付けられるので、フェルール端面からの素線の突出し量を一定範囲内に制御するのが容易になって装置の生産性がさらに向上し、切断精度も安定する。
以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１乃至図３に示すように、例示の光ファイバ切断装置は、機枠１０と、この機枠１０に組付けた操作機構２０、張力付与機構３０、及び傷入れ機構４０とから成る。
機枠１０には、前面板１１、この前面板１１の内面に接したフェルールストッパ１２、第１〜第３の円弧長孔１３〜１５、ガイド板１６、及びストッパ１７を設けてある。
操作機構２０は、一端側に第１の軸２２を、この第１の軸２２よりも他端側に第２の軸２３を各々有する略くの字状に形成されたトリガー２１と、第１の軸２２と機枠１０との間に設ける第１弾性体２４と、第２の軸２３と機枠１０間に設ける第１弾性体２４よりも力の弱い第２弾性体２５と、傷入れ機構４０を拘束する拘束手段２６とから成る。
また、張力付与機構３０は、トリガー２１によって引き留められるスライダ３１と、このスライダ３１に設けた光ファイバ素線のクランプ手段３２と、トリガー操作時にスライダ３１を第２弾性体２５よりも弱い力でガイド板１６から離反する方向（図１の右方）に引き動かす第３弾性体３３と、第３弾性体３３による引っ張り力を調整して光ファイバに加える張力を変化させる張力調整手段３４とから成る。
さらに、傷入れ機構４０は、機枠のガイド板１６に案内されるカッタガイド４１と、このカッタガイド４１に取り付けてカッタガイド４１の一面に突出させた複数本のガイドピン４２と、このガイドピン４２で被切断光ファイバの長手方向に可動に支持する刃具４３と、カッタガイド４１を引き動かして刃具４３を光ファイバの素線に切り込ませる第４弾性体４４（図３参照）と、カッタガイド４１と刃具４３との間に縮設されて刃具４３を前面板１１に押し当てる第５弾性体（図のそれは圧縮コイルばね）４５とから成る。刃具４３は、図２、図３に示す傾斜した刃先４３ａで素線に初期傷を付けるものが素線に対する切込み量を制御し易い。
トリガー２１に設けた第１の軸２２は、機枠１０に設けた第１の円弧長孔１３に案内され、一方、第２の軸２３は機枠１０に設けた第２の円弧長孔１４に案内されて長孔内で長孔の長手方向に移動することができる。
傷入れ機構を拘束する拘束手段２６は、機枠１０で揺動可能に支えて一端をカッタガイド４１に係止させた略Ｌ字状の第１リンク２６ａと、第１の軸２２と第１リンク２６ａの他端側との間を連結する第２リンク２６ｂと、第１リンク２６ａの他端側と前記スライダ３１との間を連結する第３リンク２６ｃを有しており、被切断光ファイバの素線に所望の張力が付与されていない場合には刃具４３を作動始点に引き留め、また、素線の切断によって付与されていた張力が開放されたときには刃具４３を作動始点に引き戻す働きをする。
第２リンク２６ｂと第３リンク２６ｃは、連結ピン２６ｄを介して第１リンク２６ａに連結しており、第２リンク２６ｂと第３リンク２６ｃにそれぞれ設けて連結ピン２６ｄを通すピン孔はリンク長手方向の長孔にしている。連結ピン２６ｄは、機枠１０に設けた第３の円弧長孔１５で移動案内を行うようにしている。
張力調整手段３４は、調整ボルト３４ａに螺合させた調整ナット３４ｂを機枠１０に設けたストッパ１７で引き留め、その調整ナット３４ｂを操作して調整ボルト３４ａに接続した第３弾性体３３の力を変化させるものを設けている。
また、クランプ手段３２は、カム３２ａをばね３２ｂの力で揺動させてスライダ３１の素線支持面３２ｃとの間に素線を挟み込むものを設けている。
なお、第１〜第４の弾性体２４、２５、３３、４４は、例示の引っ張りコイルばねが伸縮量を大きくとれて好ましいが、この引っ張りコイルばねに限定されるものではない。
このように構成した光ファイバ切断装置の使用方法を以下に記す。
光ファイバ心線の端末部にフェルールを装着し、そのフェルールの先端から前方に伸び出させた光ファイバの素線をこの発明の切断装置を用いて切断する。
第１弾性体２４の力を第２弾性体２５の力よりも大、また、第２弾性体２５の力を第３弾性体３３の力よりも大に設定してあるので、初期状態では図４に示すように、トリガー２１は、第１の軸２２が第１の円弧長孔１３の図中右端に、第２の軸２３が第２の円弧長孔１４の図中ほぼ左端に各々移動規制を受けるところまで復帰しており、また、スライダ３１はトリガー２１によって初期位置に押し戻され、そのために、カム３２ａがガイド板１６に押し付けられてクランプ手段３２がアンクランプ状態になっており、さらに、傷入れ機構４０のカッタガイド４１は、第１リンク２６ａによって作動始点に引き留められている。
切断作業の下準備として、前面板１１とフエルールストッパ１２とガイド板１６にそれぞれ設けた横向き開口のスリットを利用して側方からカム３２ａと素線支持面３２ｃ間の隙間に素線Ａを入れた後に図４に示すように前面板１１に設けられたフェルール挿入口１１ａにフェルールＦを先端がフェルールストッパ１２に突き当たるまで挿入する。その後、トリガー２１を操作して図４の矢印方向に回転させる。第１、第２弾性体２４、２５の力関係を上述した設定にしているので、トリガー２１は、先ず第１の軸２２を支点にして回転し、第２の軸２３が第２の円弧長孔１４による移動規制を受けた後に今度は第２の軸２３を支点にして回転する。
第１の軸２２を支点にしたトリガー回転により、スライダ３１の移動規制が解除され、スライダ３１が第３弾性体３３の力で図５に示すように図中右方に引き動かされる。これにより、カム３２ａがガイド板１６から離れてばね３２ｂの力でクランプ方向に揺動し、素線Ａがこのカム３２ａと素線支持面３２ｃとの間に挟み込まれ、この瞬間に素線Ａに張力が付与される。その張力は第３弾性体３３の力によって定まり、トリガー２１がこの後さらにストロークしても変化することはなく、一定に保たれる。
また、トリガー２１が図６に示すように第２の軸２３を支点にして回転し始めると、第２リンク２６ｂによる連結ピン２６ｄの引き留めが解除されて第１リンク２６ａが揺動し、この第１リンク２６ａに引き留められていたカッタガイド４１が図３に示した第４弾性体４４の力で引き動かされて刃具４３の刃先が素線Ａの外周に当たる。そのために、素線Ａの表面に初期傷が付いて素線Ａが応力破断を起こし、鏡面の切断端面が得られる。
また、刃具４３が第５弾性体４５の力で前面板１１の端面に押し当てられるので、フェルールストッパ１２によって位置決めされたフェルールＦの端面から切断点までの寸法が一定してフェルール端面からの素線の突出し量を一定範囲内に制御するのが容易になり、装置の生産性向上、切断精度の安定化につながる。
なお、刃具４３の刃先が素線に切り込まれるときには図６に示すようにスライダ３１が張力の加わった光ファイバに引き留められてトリガー２１から離れているが、素線Ａが切断されて光ファイバの張力が開放されると光ファイバによる引き留めがなされなくなるため、スライダ３１は第３弾性体３３の力で図７に示すようにトリガー２１に受け止められるところまで移動し、第３リンク２６ｃを介して第１リンク２６ａが作動始点に引き戻される。この動作が切断後に即座に起こるため、素線の切断端面が刃具４３の更なる移動によって傷つけられる事態が発生しない。
この後にトリガー２１がさらに回転した場合、図８に示すようにスライダ３１による第１リンク２６ａの作動始点への引き戻し状態が維持されてトリガー操作は無効となり、刃具４３は動かない。
スライダ３１は、クランプ不良等で光ファイバに適切な張力が加わらない場合にも大きく動き、このときには、第３リンク２６ｃを介して第１リンク２６ａが作動始点に引き留められて傷入れ機構４０の作動が阻止される。従って、刃具４３が過剰に切り込まれることによる刃欠けやトリガーの空打ちによる刃欠けなども起こらない。
また、例示の切断装置は、光ファイバに付与する張力を変化させる張力調整手段３４を備えており、同一切断機で素線径の異なる様々なガラスコア光ファイバを切断することができる。
１０ 機枠
１１ 前面板
１１ａ フェルール挿入口
１２ フェルールストッパ
１３ 第１の円弧長孔
１４ 第２の円弧長孔
１５ 第３の円弧長孔
１６ ガイド板
１７ ストッパ
２０ 操作機構
２１ トリガー
２２ 第１の軸
２３ 第２の軸
２４ 第１弾性体
２５ 第２弾性体
２６ 拘束手段
２６ａ 第１リンク
２６ｂ 第２リンク
２６ｃ 第３リンク
２６ｄ 連結ピン
３０ 張力付与機構
３１ スライダ
３２ クランプ手段
３３ 第３弾性体
３４ 張力調整手段 ４０ 傷入れ機構
４１ カッタガイド
４２ ガイドピン
４３ 刃具
４４ 第４弾性体
４５ 第５弾性体
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１１ａ フェルール挿入口
１２ フェルールストッパ
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１４ 第２の円弧長孔
１５ 第３の円弧長孔
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２０ 操作機構
２１ トリガー
２２ 第１の軸
２３ 第２の軸
２４ 第１弾性体
２５ 第２弾性体
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２６ｄ 連結ピン
３０ 張力付与機構
３１ スライダ
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３４ 張力調整手段 ４０ 傷入れ機構
４１ カッタガイド
４２ ガイドピン
４３ 刃具
４４ 第４弾性体
４５ 第５弾性体
Claims (4)
- 被切断光ファイバに張力を付与する張力付与機構と、張力を付与した光ファイバに刃具で初期傷を付ける傷入れ機構と、前記張力付与機構を作動させ、かつ、光ファイバに一定の張力が与えられたときにのみ前記張力付与機構に続いて前記傷入れ機構を作動させる操作機構とを有し、
機枠に設けた第１の円弧長孔に案内される第１の軸を一端に、機枠に設けた第２の円弧長孔に案内される第２の軸を第１の軸よりも他端側にそれぞれ有するトリガーと、前記第１の軸と機枠との間に設けてトリガーに第１の復帰力を加える第１弾性体と、前記第２の軸と機枠との間に設けてトリガーに第１の復帰力よりも小さな第２の復帰力を加える第２弾性体と、傷入れ機構の動きを拘束する拘束手段とで前記操作機構を構成し、
前記トリガーが、前記第１の軸を支点にして第２の軸が前記第２の円弧長孔による移動規制を受ける位置まで回転した後、前記第２の軸を支点にして回転し、前記第１の軸を支点にしたトリガー回転によって張力付与機構の作動規制が解除され、光ファイバに一定の張力が付与された状態での前記第２の軸を支点にしたトリガー回転によって前記拘束手段による傷入れ機構の作動規制が解除されて前記操作機構の１回の操作で前記張力付与機構と傷入れ機構の動作が順番に起こるようにした光ファイバ切断装置。 - 一端で傷入れ機構の刃具を作動始点に引き留め、初期位置から揺動してその引き留めを解除する第１リンクと、トリガーの第１の軸と前記第１リンクの他端とを連結する第２リンクと、前記第１の軸を支点にしたトリガー回転によって移動規制が解除される張力付与機構のスライダと前記第１リンクの他端とを連結する第３リンクとで前記拘束手段を構成し、さらに、トリガーによって初期位置に引き留められ、その引き留めが前記第１の軸を支点にしたトリガー回転によって解除されるスライダと、このスライダに支持されてスライダの移動開始時に光ファイバの素線をクランプするクランプ手段と、前記スライダを前記第２の復帰力よりも小さな力で引き動かして光ファイバに張力を加える第３弾性体とで前記張力付与機構を構成し、前記第２の軸を支点にしたトリガー回転によって第２リンクによる第１リンクの揺動規制が解除され、さらに、前記スライダが光ファイバによる引き留め力を受けずに引き動かされたときに第３リンクを介して第１リンクが初期位置に拘束されるようにした請求項１に記載の光ファイバ切断装置。
- 前記第３弾性体の力を増減して光ファイバに付与する張力を変化させる張力調整手段を付加した請求項２に記載の光ファイバ切断装置。
- 機枠に案内されて光ファイバ長手直角方向にスライドするカッタガイドと、このカッタガイドを駆動する第４弾性体と、カッタガイドの一面に突出したガイドピンに光ファイバ
長手方向に可動に支えられる刃具と、カッタガイドと刃具との間に介在して機枠に設けた
前面板に刃具を押し当てる第５弾性体とで前記傷入れ機構を構成し、光ファイバ心線の端末部に装着したフェルールをフェルールストッパで位置決めしてフェルール端から突出した光ファイバ素線を切断するようにした請求項１乃至３のいずれかに記載の光ファイバ切断装置。
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