JP5297264B2 - 光ファイバ切断装置及び光ファイバの切断方法 - Google Patents

Description

本発明は、光ファイバを切断する為の光ファイバ切断装置及び光ファイバの切断方法に関する。

光ファイバ切断装置及び光ファイバの切断方法の一例として、上下のクランプ間に光ファイバを把持させ、スライダを移動させることで刃部材の外周縁を光ファイバに接触させる。そして、光ファイバの被覆部に切り込んでいき、被覆部が切り込まれてから、刃部材を光ファイバのガラスファイバに接触させて傷を付けて破断させる光ファイバ切断装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−２８４８３９号公報

ところが、上記特許文献１に開示された光ファイバ切断装置は、構造が複雑であるため、コスト低減が難しかった。

そこで、本発明の目的は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で、確実な切断を行うことができる光ファイバ切断装置及び光ファイバの切断方法を提供することにある。

上記課題を解決することのできる本発明に係る光ファイバ切断装置は、光ファイバの切断予定箇所に刃先を押し付けて初期傷を付与する刃部材と、該刃部材によって付与された初期傷の反対側から前記光ファイバを押圧して該光ファイバを破断させる枕部材と、を備える光ファイバの切断装置であって、
前記刃部材の刃先側面に接触して前記光ファイバへの刃押込み量を制御する溝部と、 前記光ファイバに接触して反力を発生させるための弾性部材と、前記枕部材に装着されるガイド部と、を有する位置決め部材を備えていることを特徴としている。

上記記載の光ファイバ切断装置によれば、刃部材の刃先側面に接触する溝部の中央で光ファイバに接触する弾性部材により光ファイバの反力が増加し、刃部材の押込みに伴う弾性部材の変形荷重を光ファイバに加えて光ファイバに初期傷を付与する。これにより、従来と同様の丸刃を用いても複雑な構造にならず簡易な構成とすることができる。

本発明に係る光ファイバ切断装置は、前記位置決め部材が前記枕部材を前記ガイド部に落とし込むことで位置決め固定されることが好ましい。

上記記載の光ファイバ切断装置によれば、刃部材のスライド方向に対する垂直方向の位置である、刃部材の中心位置と溝部の中心位置とを位置決めすることができるため、高精度な切断を行うことができる。

本発明に係る光ファイバ切断装置は、前記溝部が第１角度部と第２角度部とからなるＶ溝状に形成されていることが好ましい。

上記記載の光ファイバ切断装置によれば、溝部がＶ溝状の第１角度部を刃部材に接触させ、第２角度部を逃げのために用いる。これにより、刃部材がスライド移動する際の抵抗を低減することができる。加えて、刃部材に接触する第１角度部を基準位置にすることにより、位置決め精度の向上を図ることができる。

本発明に係る光ファイバ切断装置は、前記弾性部材がそのＪＩＳ Ｋ６２５３のＡ型に基づく硬度を３０度〜９０度に設定していることが好ましい。

上記記載の光ファイバ切断装置によれば、光ファイバへの荷重は弾性部材の弾性反発力に委ねられる。そのため、適正な荷重で光ファイバを押圧しないと、ガラスファイバの良好な切断面を得ることができない。荷重が大き過ぎると初期傷が大きくなり、ガラスファイバの欠けを生じたり、切断角度が大きくなったりして不良品を発生することになる。逆に、荷重が小さ過ぎると初期傷が小さくなって切断不良を生じたり、切断できたとしてもガラスファイバの端面の砕けやハックル等の端面不良が発生する。
これらを考慮して、弾性部材のＪＩＳ Ｋ６２５３Ａ型に基づく硬度を３０度〜９０度に設定することによりガラスファイバの良好な切断面を得ることができる。

本発明に係る光ファイバ切断装置は、前記ガイド部が粘着材を備えていることが好ましい。

上記記載の光ファイバ切断装置によれば、ガイド部の粘着材に枕部材を固定することができるため、位置決めされた枕部材を位置ずれすることなく保持することができる。

本発明に係る光ファイバ切断装置は、前記溝部がＶ溝状の頂点位置と前記弾性部材の表面までの距離を０．０５〜０．１８ｍｍに設定していることが好ましい。

上記記載の光ファイバ切断装置によれば、Ｖ溝状の溝部の頂点位置と弾性部材の表面までの距離を０．０５〜０．１８ｍｍに設定することにより、光ファイバへの荷重を一定に保つことができる。

上記課題を解決することのできる本発明に係る光ファイバの切断方法は、光ファイバの切断予定箇所に刃部材の刃先を押し付けて初期傷を付与し、該初期傷の反対側から枕部材によって前記光ファイバを押圧して前記光ファイバを破断させる光ファイバの切断方法であって、
前記枕部材が位置決め部材のガイド部に位置決めされ、前記位置決め部材の弾性部材により前記光ファイバに接触して反力を発生させ、前記位置決め部材の溝部に前記刃部材の刃先側面を接触した状態で該光ファイバへの刃押込み量を制御して前記光ファイバを切断することを特徴としている。

上記記載の光ファイバの切断方法によれば、刃部材の刃先側面に接触する溝部の中央で光ファイバに接触する弾性部材により光ファイバの反力が増加し、刃部材の押込みに伴う弾性部材の変形荷重を光ファイバに加えて光ファイバに初期傷を付与する。これにより、従来と同様の丸刃を用いても複雑な構造にならず簡易な構成とすることができる。

本発明に係る光ファイバの切断方法は、前記光ファイバが被覆付き光ファイバであることが好ましい。

上記記載の光ファイバの切断方法によれば、従来の光ファイバ用切断装置では切断することが難しい被覆付き光ファイバを被覆の付いた状態のまま確実に切断することができる。

本発明に係る光ファイバの切断方法は、前記位置決め部材が前記枕部材を前記ガイド部に落とし込むことで位置決め固定されることが好ましい。

上記記載の光ファイバの切断方法によれば、刃部材のスライド方向に対する垂直方向の位置である、刃部材の中心位置と溝部の中心位置とを位置決めすることができるため、高精度な切断を行うことができる。

本発明の光ファイバ切断装置及び光ファイバの切断方法によれば、簡易な構成で、確実な切断を行うことができる。

本発明の一実施形態に係る光ファイバの切断装置に適用する位置決め部材の外観斜視図である。 図１の斜め下方から視た外観斜視図である。 図１の位置決め部材の溝部の拡大図である。 図１の位置決め部材の弾性部材の正面図である。 図４の弾性部材の変形例の正面図である。 図１の位置決め部材を適用した光ファイバの切断方法を説明する光ファイバ用切断装置の正面図である。 図６の光ファイバ用切断装置による位置決め工程の手順を説明する正面図である。 図６の光ファイバ用切断装置による光ファイバの切断方法を説明する第１工程の側面図である。 図６の光ファイバ用切断装置による光ファイバの切断方法を説明する第２工程の側面図である。 図６の光ファイバ用切断装置による光ファイバの切断方法を説明する第３工程の側面図である。 図６の光ファイバ用切断装置による光ファイバの切断方法を説明する第４工程の側面図である。 図６の光ファイバ用切断装置による光ファイバの切断方法を説明する第５工程の側面図である。

以下、図を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。

図１〜図１２は本発明に係る光ファイバ切断装置及び光ファイバの切断方法の一実施形態を示す。本実施形態に係る位置決め部材は、被覆付き光ファイバを切断するスクラッチベント式の光ファイバ用切断装置に装着される。

図１に示すように、位置決め部材１０は、本体１１と、丸刃２の刃先側面に接触する溝１２と、被覆付き光ファイバ６に接触して反力を発生させる弾性部材１３と、弾性部材１３に貼り付けられた粘着材１４と、枕部材３を装着させるガイド部１５と、を備えている。また、被覆付き光ファイバ６を保持する逃がし溝１８を備えており、被覆付き光ファイバ６は本体１１とは接触せずに弾性部材１３とのみ接触している。

位置決め部材１０の本体１１は、その上面にコ字形状に形成された枕部材挿入部１６を有し、枕部材挿入部１６の内側にガイド部１５を形成している。
ガイド部１５は、枕部材３と同等の幅寸法及び長さ寸法に形成されている。但し、丸刃２の中心と溝１２の中心とを調心するために、特に幅寸法に若干のクリアランスを持たせてある。

枕部材挿入部１６には、その底部に弾性部材１３を組み付けている。弾性部材１３は、光ファイバ６に荷重を加える機能を有するために予め定められた厚さを有し、その弾性変形量に対して荷重の変動が小さいことが好ましい。
弾性部材１３の材質としては、基準のシリコンゴム５０°、軟質のシリコンゴム（２０°〜４０°）。また、シリコンゲルについて変形量と変形時の反発荷重を測定した結果、押込み許容範囲を広げる目的から、柔らかい材質のものを適用している。弾性部材は、そのＪＩＳ Ｋ６２５３のＡ型に基づく硬度を３０度〜９０度に設定している。

弾性部材１３は、その上面に粘着材１４を貼り付けている。粘着材１４は、ガイド部１５に挿入される枕部材３を固定する機能を有している。粘着材１４は、両面テープであって、シリコンゴム、枕表面のＮＢＲゴムの両方に粘着性を有する。
また、枕部材挿入部１６の側部には、弾性材料よりなる側部支持部材１７が固定されている。側部支持部材１７は枕部材３の挿入時の安定化を図る。

図２に示すように、位置決め部材１０の本体１１は、その下面に被覆付き光ファイバ６の軸方向に直交する溝１２を形成している。溝１２はＶ字形状に形成されており、丸刃２の刃先側面に接触し、その中央部で弾性部材１３を被覆付き光ファイバ６に接触させる。溝１２は、直交する逃がし溝１８と連通している。

図３に示すように、溝１２はＶ溝形状に形成されており、第１角度部１９と第２角度部２０とを形成している。第１角度部１９は丸刃２に接触する。第２角度部２０は逃げのために用いる。また、溝１２は、頂点位置と弾性部材１３の表面までの距離を０．０５〜０．１８ｍｍに設定している。そのため、丸刃２が第１角度部１９に接触する前に、丸刃２は被覆付き光ファイバ６の被覆部５を切り裂き、丸刃２が第１角度部１９に接触する際に、丸刃２は被覆付き光ファイバ６のガラスファイバ４に到達する。

図４に示すように、弾性部材１３は、その中央部に軟質のゴム部材２１を配置し、その外側に標準の枕ゴム２２を配置している。

弾性部材１３は、丸刃２により被覆付き光ファイバ６に初期傷を付与した後に、その初期傷の反対側から押し付けて被覆付き光ファイバ６を破断させる。このため、押付け時の被覆付き光ファイバ６の曲率Ｒは、ある一定の範囲であることが望ましい。
しかし、軟質のゴム部材のみを用いて被覆付き光ファイバ６を押し付けた場合、軟質のゴム部材の変形により、被覆付き光ファイバ６の曲率半径が小さくなり、カット端面が不良になる可能性がある。そのため、加傷時には軟質のゴム部材２１の反力を利用し、曲げ時には標準の枕ゴム２２を用いる。これにより、正規の曲率Ｒで曲げ切断を行うことができる。

図５に示すように、弾性部材１３の変形例では、被覆付き光ファイバ６側に硬質のゴム部材２３を配置し、枕部材３側に軟質のゴム部材２４を配置して積層させている。

被覆付き光ファイバ６の被覆部５を裂く荷重は、ガラスファイバ４の表面へ適切な初期傷を加える荷重よりも大きい場合があり得る。そのため、被覆部５を切り裂くときに、硬質のゴム部材２３の衝撃力で被覆を裂き、その後のガラスファイバ４ヘの加傷には軟質のゴム部材２４を用いる。

図６に示すように、光ファイバ用切断装置１は、図６中の手前側から後方に向けて丸刃２をスライド移動自在に備えており、丸刃２の側部にガイド７を有する。枕部材３は加圧機構８に接続されている。位置決め部材１０は枕部材３が落とし込まれた後に切断器蓋９を閉じることにより、切断時の微細な切断片を外部に飛散させないようする。

次に、図７（Ａ）〜（Ｃ）を参照して光ファイバ用切断装置１による位置決め工程の手順を、図８〜図１２を参照して光ファイバ用切断装置１による光ファイバの切断方法を、説明する。

[位置決め工程]
図７（Ａ）に示すように、位置決め工程では、溝１２の第１角度部１９を合わせながら、丸刃２上に位置決め部材１０を配置する。

図７（Ｂ）に示すように、位置決め部材１０のガイド部１５に枕部材３を挿入する。このとき、ガイド部１５は、枕部材３と同等の幅寸法および長さ寸法に設定されているため、枕部材３はガイド部１５に位置決めされる。

図７（Ｃ）に示すように、丸刃３に対して溝１２が位置決めされている光ファイバ切断装置１０において、そのガイド部１５に枕部材３が位置決めされる。このとき、枕部材３の中心が丸刃２の中心に合っていなくても、位置決め部材１０のガイド部１５の中心と丸刃２の中心とが位置決めされているため、位置決め部材１０を介して枕部材３と丸刃２とが位置決めされたことになる。

[切断工程]
図８に示すように、第１工程では、加圧機構８から所定の押圧力が加えられている枕部材３に接触している弾性部材１３および位置決め部材１０が丸刃２に位置決めされている。そして、回転している丸刃２が位置決め部材１０における溝１２の第１角度部１９に向けて進行してくるとき、位置決め部材１０はガイド７に接触し、弾性部材１３の下面は丸刃の刃先先端位置から下方へ向けて例えば０．０５ｍｍの距離Ｌ１だけ下降されて配置される。

図９に示すように、第２工程では、回転している丸刃２が位置決め部材１０の溝１２の第１角度部１９に接触して位置決め部材１０を押し上げ、弾性部材１３の下面は丸刃の刃先先端位置に対して、予め設定されていた距離Ｌ２（例えば０．２ｍｍ）だけ上昇される。

図１０に示すように、第３工程では、回転している丸刃２が被覆付き光ファイバ６の被覆部５を切り裂き、丸刃２によりガラスファイバ４に初期傷を付与する。このとき、弾性部材１３の下面は、丸刃２の刃先先端位置から距離Ｌ３（例えば０．１５ｍｍ）になるように調整されている。これにより、被覆付き光ファイバ６と丸刃２との位置ばらつきを小さくでき、常に一定の深さで刃を入れることができる。

図１１に示すように、第４工程では、丸刃２は引き続き移動を続け、ガイド７上にあった位置決め部材１０がガイド７から外れ、位置決め部材１０が丸刃２の刃先先端位置から下方へ向けて、例えば１．６５ｍｍの距離Ｌ４だけ下降を始める。

図１２に示すように、第５工程では、位置決め部材１０が下方へ向けて下降されることにより、初期傷を付与された下側とは反対側から被覆付き光ファイバ６に押圧力がかかり、被覆付き光ファイバ６は初期傷の位置で切断される。

このように切断された被覆付き光ファイバ６は、不図示のハウジングに収容されてから、同じく不図示の短尺ファイバが収容されている不図示のフェルールにハウジングが結合されることで短尺ファイバに光学的に接続されて光コネクタを構成する。

以上説明したように、本実施形態の光ファイバ切断装置及び光ファイバの切断方法によれば、丸刃２の刃先側面に接触する溝の中央部で被覆付き光ファイバ６に接触する弾性部材１３により被覆付き光ファイバ６の反力が増加し、丸刃２の押込みに伴う弾性部材１３の変形荷重を被覆付き光ファイバ６に加えて被覆付き光ファイバ６に有する被覆部５を切断すると同時にガラスファイバ４へ加傷することができる。これにより、従来と同様の丸刃２を用いても複雑な構造にならず簡易な構成とすることができる。

また、溝１２は、Ｖ溝形状の第１角度部１９を丸刃２に接触させ、第２角度部２０を逃げのために用いる。これにより、丸刃２がスライド移動する際の抵抗を低減することができる。加えて、丸刃２に接触する第１角度部１９を基準位置にすることにより、位置決め精度の向上を図ることができる。

また、被覆付き光ファイバ６への荷重は、弾性部材１３に有する弾性反発力に委ねられる。そのため、適正な荷重で被覆付き光ファイバ６を押圧しないと、ガラスファイバ４の良好な切断面を得ることができない。荷重が大き過ぎると初期傷が大きくなり、ガラスファイバ４の欠けを生じたり、切断角度が大きくなったりして不良品を発生することになる。逆に、荷重が小さ過ぎると初期傷が小さくなって切断不良を生じたり、切断できたとしてもガラスファイバ４の端面の砕けやハックル等の端面不良が発生する。これらを考慮して、弾性部材１３のＪＩＳ Ｋ６２５３のＡ型に基づく硬度を３０度〜９０度に設定することによりガラスファイバ４の良好な切断面を得ることができる。

また、ガイド部１５の粘着材１４に枕部材３を固定することができるため、位置決めされた枕部材３を位置ずれすることなく保持することができる。

また、Ｖ溝形状の溝１２の頂点位置と弾性部材１３の表面までの距離を０．０５〜０．１８ｍｍに設定することにより、被覆付き光ファイバ６への荷重を一定に保つことができる。

また、従来と同様の丸刃２を用いた光ファイバ用切断装置１に位置決め部材１０を装着することにより、従来の光ファイバ用切断器では切断することができない被覆付き光ファイバ６を確実に切断することができる。

また、丸刃２のスライド方向に対する垂直方向の位置である丸刃２の中心位置と溝１２の中心位置とを位置決めすることができるため、高精度な切断を行うことができる。
また、位置決め部材１０は、光ファイバ用切断装置１において着脱自在であり、種々の異なるタイプの光ファイバ用切断装置に取り付けて利用することができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が自在である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置場所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

１ 光ファイバ用切断装置
２ 丸刃（刃部材）
３ 枕部材
６ 光ファイバ
１０ 位置決め部材
１２ 溝（溝部）
１３ 弾性部材
１４ 粘着材
１５ ガイド部
１８ 第１角度部
１９ 第２角度部

Claims (9)

1. 光ファイバの切断予定箇所に刃先を押し付けて初期傷を付与する刃部材と、
   該刃部材によって付与された初期傷の反対側から前記光ファイバを押圧するための押圧力が加えられる枕部材と、
   前記枕部材が挿入される位置決め部材と、を備える光ファイバの切断装置であって、
   前記位置決め部材は、
   前記刃部材の刃先側面に接触して前記光ファイバへの刃押込み量を制御する溝部と、
   挿入される前記枕部材を前記溝部に対して位置決めするガイド部と、
   前記溝部に臨むように配置されるとともに前記ガイド部内に挿入された前記枕部材に装着され、前記光ファイバに接触して反力を発生させるための弾性部材と、を有し、
   初期傷が付与された前記光ファイバを前記枕部材に装着された前記弾性部材により押圧して、前記光ファイバを破断させることを特徴とする光ファイバ切断装置。
2. 前記位置決め部材は、前記枕部材を前記ガイド部に落とし込むことで前記枕部材を前記溝部に対して位置決めすることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ切断装置。
3. 前記溝部は、第１角度部と第２角度部とからなるＶ溝状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ切断装置。
4. 前記弾性部材は、そのＪＩＳ Ｋ６２５３のＡ型に基づく硬度を３０度〜９０度に設定していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の光ファイバ切断装置。
5. 前記弾性部材は、前記ガイド部に挿入される前記枕部材を前記弾性部材に対して固定する粘着材を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の光ファイバ切断装置。
6. 前記溝部は、Ｖ溝状の頂点位置と前記弾性部材の表面までの距離を０．０５〜０．１８ｍｍに設定していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載の光ファイバ切断装置。
7. 光ファイバの切断予定箇所に刃部材の刃先を押し付けて初期傷を付与し、該初期傷の反対側から枕部材に装着された弾性部材によって前記光ファイバを押圧して前記光ファイバを破断させる光ファイバの切断方法であって、
   前記刃部材の刃先側面に接触する溝部と、前記枕部材を前記溝部に対して位置決めするガイド部と、前記溝部に臨むように配置されるとともに前記光ファイバに接触して反力を発生させるための弾性部材と、を有する位置決め部材を用意し、
   前記枕部材を前記ガイド部に挿入して前記枕部材に前記弾性部材を装着するとともに前記枕部材を前記溝部に対して位置決めし、
   前記溝部に前記刃部材の刃先側面を接触させて前記光ファイバへの刃押込み量を制御して、前記光ファイバの切断予定箇所に前記刃部材の刃先を押し付けて初期傷を付与し、
   前記初期傷の反対側から前記光ファイバを前記枕部材に装着された前記弾性部材により押圧して、前記光ファイバを切断することを特徴とする光ファイバの切断方法。
8. 前記光ファイバは、被覆付き光ファイバであることを特徴とする請求項７記載の光ファイバの切断方法。
9. 前記位置決め部材は、前記枕部材を前記ガイド部に落とし込むことで前記枕部材を前記溝部に対して位置決めすることを特徴とする請求項７又は８記載の光ファイバの切断方法。

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