JP5053318B2 - 熱収縮性補強スリーブの加熱装置及び融着接続機 - Google Patents

Description

本発明は、光ファイバ用の熱収縮性補強スリーブの加熱装置及び光ファイバの融着接続機に関する。

光ファイバ同士を接続する方法として、接続する光ファイバの端部において被覆を除去しクラッドをむき出しにした後、光ファイバ同士の端面を対向させ、芯の位置を調整してからアーク放電で融着する方法がある。この場合、接続した光ファイバの接続部分及び被覆除去された部分の曲げ強度を補強するため、熱収縮性補強スリーブが用いられる。

外被の外部から作用する力によりテープ心線の破損を防止するために、テープ心線と外被との間に抗張力繊維をテープ心線の長さ方向に沿って沿えることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−１７１１３２号公報

ところで、光ファイバの接続部分を覆う熱収縮性補強スリーブはファイバの被覆除去された部分が適切に被覆されるように最適な位置に配置する必要があり、通常は作業者が目視で位置調節を行う。しかし、熱収縮性補強スリーブの長さが短いと、この位置合わせが難しい。また、ヒーターから熱収縮性補強スリーブが浮いた状態となると、ヒーターの熱が熱収縮性補強スリーブに伝導しにくくなり、溶融、収縮するまでの時間が長くなったり、適切に収縮されないという問題があった。

本発明の課題は、光ファイバの接続部分及び被覆除去された部分を覆う熱収縮性補強スリーブをヒーターの適切な位置に確実に固定することである。

以上の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、非磁性体からなるヒーターと、磁石とを含む、磁性体を内包する熱収縮性補強スリーブの加熱装置であって、前記熱収縮性補強スリーブが前記ヒーターに対して磁力によって密着するように磁石が配置されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の熱収縮性補強スリーブの加熱装置であって、前記ヒーターの外形が面状あるいは断面U字形であることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の熱収縮性補強スリーブの加熱装置であって、前記磁石が、前記ヒーターの前記熱収縮性補強スリーブの設置される面の反対の面側に配置されることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱収縮性補強スリーブの加熱装置であって、前記磁石は電磁石であり、前記面状ヒーターによる加熱を行う前に通電が開始され、加熱終了後に通電が停止されることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱収縮性補強スリーブの加熱装置を含む融着接続機であることを特徴とする。

本発明によれば、光ファイバを覆う熱収縮性補強スリーブをヒーターの適切な位置に確実に固定することができる。

本発明に係る加熱装置１０の斜視図である。 加熱装置１０のクランプ部２１、２２及び蓋２５Ａを開いた状態を示す平面図である。 ヒーター２６Ａの上部に固定された熱収縮性補強スリーブ１３を示す斜視図である。 図３のIV−IV矢視断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は本発明に係るヒーターの変形例の断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は本発明に係るヒーターの変形例の断面図である。 （ａ）、（ｂ）は本発明に係るヒーターの変形例の断面図である。 本発明に係る蓋２５Ｂの斜視図である。 本発明に係る加熱装置１０を含む融着接続機の斜視図である。

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１は本発明に係る加熱装置１０の斜視図である。この加熱装置１０は、融着接続された２本の光ファイバ１１、１１の接続部を補強するために、接続部が挿通された熱収縮性補強スリーブを加熱するものであり、加熱部２０と、クランプ部２１、２２と、さらに加熱部２０の温度制御と加熱時間の制御を司る温度制御部２３とを備えている。

クランプ部２１、２２は、加熱装置１０の本体に対して回動自在に接続されており、融着接続された２本の光ファイバ１１、１１のそれぞれをクランプする。
加熱部２０は、加熱装置１０の本体に設けられたヒーター装着台２９と、ヒーター装着台２９に対しヒンジで回動自在に接続された蓋２５Ａとからなる。
ここでクランプ部２１、２２と蓋２５Ａは別体としてあるが、蓋２５Ａの両端にクランプ部を設けても良い。また、加熱装置１０は屋外で利用されることが多いので、加熱部分の雰囲気を一定に保つように、図示しない密閉機構を蓋２５Ａに付加したり、加熱装置１０自体を覆うようにフードを設けるなどしても良い。

図２は加熱装置１０のクランプ部２１、２２及び蓋２５Ａを開いた状態を示す平面図である。図２に示すように、加熱装置１０の本体には、クランプ部２１、２２を確実に固定するための磁石２７、２７が設けられている。なお、クランプ部２１、２２は全体が磁性体からなるものであってもよいし、磁石２７、２７との対向部のみに磁石または磁性体を設けてもよい。また、逆にクランプ部２１，２２に磁石を設け、加熱装置１０の対向する位置に磁石または磁性体を設けても良い。さらに、光ファイバと直接接触する部分にはすべりを防止するために、耐熱性の樹脂部材を設けたり、その表面にさらに凹凸を設けてもよい。

ヒーター装着台２９にはヒーター２６Ａが設けられており、蓋２５Ａには観察窓２８が設けられている。ここではヒーター２６Ａには、図４に示すように、少なくともスリーブ１３との接触部分に熱源３１としてのニクロム線等の配線をセラミック材料等の被覆材料３２で覆ったものが用いられているが、熱源３１としては他に、アルミや非磁性のステンレス等、非磁性体の配線を用いることができる。また、熱源３１の被覆材料３２としてポリイミド樹脂、セラミックス等を用いてもよい。本実施例においては、熱源３１を内包するヒーター２６Ａを用いているが、熱源と被覆１６が直接接触し、被覆１６が劣化することが避けられればよく、熱源と被覆１６の間に耐熱性樹脂シートを挿入するような構成のヒーターでもよい。あるいは、ヒーター２６Ａとして、セラミックヒーターや、フィルムヒーターを用いてもよい。ヒーター２６Ａには、加熱装置１０の本体内に収容された電池、ＤＣ電源あるいはＡＣ電源から電力が供給される。

図２において、融着接続された２本の光ファイバ１１、１１が挿通された熱収縮性補強スリーブ１３がヒーター２６Ａの上部に載置されている。両端の光ファイバ１１、１１をクランプ部２１、２２で挟持し、蓋２５Ａを閉じた状態で、ヒーター２６Ａが加熱される。

温度制御部２３には、温度制御パネル２４が設けられている。温度制御パネル２４には、加熱温度や加熱時間などの加熱条件を設定するための操作部や、設定された加熱条件を確認するための表示部等が設けられている。操作部のスイッチをオンにすれば、予め設定されている加熱条件に沿ってヒーター２６Ａが加熱される。温度制御パネル２４や操作部は融着接続機４０の表示部４２や操作部４３とそれぞれ兼用することができる。

ここで、本発明に係る熱収縮性補強スリーブ１３及び加熱部２０についてさらに詳細に説明する。図３はヒーター２６Ａの上部に固定された熱収縮性補強スリーブ１３を示す斜視図であり、図４は図３のIV−IV矢視断面図である。熱収縮性補強スリーブ１３は、ホットメルト樹脂チューブ１４と、補強部材１５と、これらを収容する外被１６とからなる。ホットメルト樹脂のチューブ１４を利用することが均一な固着のためには最適であるが、用途に応じては、ホットメルト樹脂チューブ１４の代わりに、内部に光ファイバを挿通させないホットメルト樹脂の棒などを用いたり、あるいは被覆１６と補強部材１５だけを用いることもできる。

ホットメルト樹脂チューブ１４の内部には、融着接続された光ファイバ１１、１１が挿通されている。ホットメルト樹脂チューブ１４は熱可塑性樹脂からなり、ヒーター２６Ａにより加熱されると溶融、収縮し、熱収縮性補強スリーブ１３の冷却後、光ファイバ１１、１１の融着接続部１２、補強部材１５及び外被１６と一体化する。

補強部材１５は磁性体からなる棒状の部材であり、例えば磁性のあるステンレス等（４００系ステンレス）を用いることができる。補強部材１５はホットメルト樹脂チューブ１４と軸方向を同一にして熱収縮性補強スリーブ１３内に収容されている。補強部材１５は熱収縮性補強スリーブ１３の冷却後、融着接続部１２を補強する。
外被１６はホットメルト樹脂チューブ１４が溶融する温度でも溶融しない樹脂材からなる。

ヒーター装着台２９には、ヒーター２６Ａの中央部の下部に、補強部材１５を吸着する磁石３０が配置されている。磁石３０は棒状であり、その軸方向はクランプ部２１、２２により固定される光ファイバ１１、１１の軸方向と同方向である。

なお、磁石３０は永久磁石であってもよいし、電磁石であってもよい。磁石３０を電磁石とした場合には、電流を停止することで、ヒーター２６Ａの上部から熱収縮性補強スリーブ１３を容易に取り除くことができる。

あるいは、クランプ部２１、２２により固定される光ファイバ１１、１１の軸方向に沿って、複数の磁石を配列してもよい。
また、複数の電磁石を組み合わせて用いてもよい。この場合は、用いる熱収縮性補強スリーブ１３の長さに応じて通電する電磁石を調整することで、短い熱収縮性補強スリーブ１３であっても、確実に熱収縮性補強スリーブ１３をヒーター２６Ａの所望の位置に配置することができる。ここで、熱収縮性補強スリーブ１３の長さに応じてヒーターの加熱部分の位置を調節できるようにすれば後で述べる加熱処理をさらに効率的に行うことができる。以下の説明では、磁石３０が電磁石であるとして説明する。

次に、熱収縮性補強スリーブ１３を用いて光ファイバ１１、１１同士の融着接続部１２を補強する方法について説明する。
まず、外皮１６の中にホットメルト樹脂チューブ１４及び補強部材１５を挿入し、熱収縮性補強スリーブ１３を構成する。続いて、ホットメルト樹脂チューブ１４に融着接続した光ファイバ１１、１１を挿通し、融着接続部１２をホットメルト樹脂チューブ１４内に、好ましくは熱収縮性補強スリーブ１３の長手方向の中央部に配置する。

次に、図２に示すように、加熱部２０の蓋２５Ａとクランプ部２１、２２とを開き、熱収縮性補強スリーブ１３をヒーター２６Ａ上に載置するとともに、熱収縮性補強スリーブ１３の両側から外方に延びる光ファイバ１１、１１をクランプ部２１、２２の下部で加熱装置１０のクランプ部２１、２２の対向する部分の上に配置する。次に、磁石３０への通電を開始する。このとき、磁石３０により補強部材１５が吸着されるため、図３、図４に示すように、熱収縮性補強スリーブ１３がヒーター２６Ａの加熱処理に適した所望の位置に固定される。

次に、クランプ部２１、２２を倒して、光ファイバ１１、１１を固定する。その後、蓋２５Ａを閉じ、観察窓２８を通して再度、ヒーター２６Ａと光ファイバ１１、１１、熱収縮性補強スリーブ１３及び融着接続部１２の位置関係を確認する。問題なければ温度制御パネル２４で加熱温度、加熱時間、加熱場所等の加熱条件を確認し、操作部のスイッチをオンにする。これにより、予め設定されている加熱条件に沿ってヒーター２６Ａが加熱される（加熱処理）。加熱温度は、選択されたホットメルト樹脂チューブ１４が溶融し、選択された被覆１６収縮するが溶融あるいは変質しない温度が適宜選択される。加熱時間は、観察窓からユーザーが収縮状態を観察し、最適な状態になったときに停止してもよいが、経験的に求められた最適時間を適宜装置にセットする、あるいは加熱装置１０がさらにメモリを持ち、いくつかのプリセットされた加熱時間から適当な一つを選択することによって設定される。加熱時には、磁石３０により補強部材１５が磁石３０に引き寄せられ熱収縮性補強スリーブ１３がヒーター２６Ａに密着しているため、ヒーター２６Ａの熱が確実に熱収縮性補強スリーブ１３に伝導する。

加熱処理後、磁石３０への通電を停止し、蓋２５Ａとクランプ部２１、２２とを開き、融着接続部１２が熱収縮性補強スリーブ１３により補強された光ファイバ１１、１１を取り外す。

上述した実施例では融着接続を行った後に、光ファイバ１１、１１の接続部を熱収縮性補強スリーブ１３に挿通したが、接続前に予め一方の光ファイバ１１をホットメルト樹脂チューブ１４及び／または熱収縮性補強スリーブ１３に挿通させ、ホットメルト樹脂チューブ１４及び／または熱収縮性補強スリーブ１３を接続後に融着接続部１２にスライドするようにしても良い。また、上述の実施形態では面状のヒーターを例に挙げて説明してきたが続く段落で説明するように断面がU字形状や凹形状のヒーターを用いても良い。さらに、クランプ部材２１または２２に電磁石３０のスイッチ機能を持たせ、クランプ時にスイッチがＯＮになるように構成することによって電磁石のスイッチを省略することもできる。

次に、ヒーターの構造の変形例をいくつか示す。図４においては、面状のヒーター２６Ａの下部に磁石３０を配置していたが、図５（ａ）に示すように、被覆材料３２を断面凹状とし、スリーブ１３の周囲に熱源３１を埋め込んだヒーター２６Ｂを用いてもよい。また、図５（ｂ）に示すように、熱源３１が側壁のみにあるヒーター２６Ｃを用いてもよいし、図５（ｃ）に示すように、熱源３１が底壁のみにあるヒーター２６Ｄを用いてもよい。

あるいは、図６（ａ）に示すように、面状の被覆材料３２の内部であってスリーブ１３の接触部近傍に磁石３０を埋め込み、その周囲に熱源３１を埋め込んだヒーター２６Ｅでもよい。また、図６（ｂ）に示すように、被覆材料３２を断面凹状とし、スリーブ１３の下部に磁石３０を埋め込むとともに、その周囲に熱源３１を埋め込んだヒーター２６Ｆとでもよい。また、図６（ｃ）に示すように、被覆材料３２のスリーブ１３と接触する部分の近傍に磁石３０を埋め込むとともに、熱源３１が側壁のみにあるヒーター２６Ｇを用いてもよい。あるいは、図６（ｄ）に示すように、被覆材料３２のスリーブ１３と接触する部分の近傍に磁石３０を埋め込むとともに、その周囲の底壁のみに熱源３１を埋め込んだヒーター２６Ｈを用いてもよい。

あるいは、図７（ａ）に示すように、断面Ｖ字形状のヒーター２６Ｉとし、その下部に磁石３０を配置してもよい。断面Ｖ字形状とすることで、スリーブ１３をより安定化することができる。

また、図７（ｂ）に示すように、スリーブ１３を支持する断面略Ｕ字形状の支持材３３を設け、支持材３３の下部に磁石３０を配置するとともに、支持材３３の下部であって磁石３０の近傍に熱源３１を配置したヒーター２６Ｊを用いてもよい。
支持材３３としては、耐熱性のフィルムや、断面略Ｕ字形状に曲げたアルミニウム板等を用いることができる。
このようなヒーター２６Ｊでは、断面略Ｕ字形状の支持材３３とスリーブ１３との接触面積が増えるため、熱源３１の熱が効率よく伝導し、消費電力を低減することができる。

図８は、他の形態の蓋２５Ｂを示す概略図である。蓋２５Ｂの端面には加熱部分の雰囲気の変化を防ぐために密閉構造が設けられている。また、蓋２５Ｂの内部に上からスリーブ１３を押さえつけて固定する押圧機構を設けても良い。

以上示したように、本発明によれば、磁石３０で熱収縮性補強スリーブ１３をヒーター２６Ａの中央に固定するので、位置調節を容易に行うことができる。また、磁石３０で熱収縮性補強スリーブ１３を吸着するので、ヒーター２６Ａと熱収縮性補強スリーブ１３との接触面積が大きくなり、熱が伝導しやすく、溶融、収縮するまでの時間を短縮することができる。

また、磁石３０を電磁石とした場合には、電磁石への通電を停止することで、融着接続部１２が熱収縮性補強スリーブ１３により補強された光ファイバ１１、１１を容易に取り外すことができる。

図９は本発明の他の実施形態に係る融着接続機４０の斜視図である。融着接続機４０は、加熱装置１０と隣接する融着接続装置４１を備える。また、温度制御部２３の代わりに、表示部４２、操作部４３を備える。
融着接続装置４１は、両端を対向させた状態で加熱装置１０に保持された２本の光ファイバ１１、１１を、アーク放電により対向部を融着し接続する装置である。

操作部４３には、加熱温度や加熱時間などの加熱条件の設定を行うキーや、融着接続装置４１による融着接続を開始するためのスイッチ等が設けられている。表示部４２には、操作部４３で設定された加熱条件等が表示される。

このような融着接続機４０によれば、融着接続装置４１により２本の光ファイバ１１、１１を融着接続した後、加熱装置１０によりただちに接続した光ファイバ１１，１１の接続部分及び被覆除去された部分の曲げ強度を熱収縮性補強スリーブで補強することができる。

１０ 加熱装置
１１ 光ファイバ
１２ 融着接続部
１３ 熱収縮性補強スリーブ
１４ ホットメルト樹脂チューブ
１５ 補強部材
１６ 外被
２０ 加熱部
２１、２２ クランプ部
２３ 温度制御部
２４ 温度制御パネル
２５Ａ、２６Ｂ 蓋
２６Ａ〜２６Ｊ ヒーター
２７ 磁石
２９ ヒーター装着台
３０ 磁石
３１ 熱源
３２ 被覆材料
３３ 支持材
４０ 融着接続機
４１ 融着接続装置
４２ 表示部
４３ 操作部

Claims (5)

1. 光ファイバの接続部を補強するための、磁性体を内包する熱収縮性補強スリーブの加熱装置であって、
   前記加熱装置は、ヒーターと、磁石とを含み、
   前記磁性体が磁力によって前記磁石に吸着されることによって、前記熱収縮性補強スリーブが前記ヒーターに密着するように前記磁石が配置されていることを特徴とする熱収縮性補強スリーブの加熱装置。
2. 前記ヒーターの外形が面状あるいは断面Ｕ字形であることを特徴とする請求項１に記載の熱収縮性補強スリーブの加熱装置。
3. 前記磁石が、前記ヒーターの前記熱収縮性補強スリーブの設置される面の反対の面側に配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の加熱装置。
4. 前記磁石は電磁石であり、前記面状ヒーターによる加熱を行う前に通電が開始され、加熱終了後に通電が停止されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱収縮性補強スリーブの加熱装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱収縮性補強スリーブの加熱装置を含む融着接続機。

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