JP5663702B1 - 光ファイバ接続部補強加熱装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2013年3月25日に、日本に出願された特願2013−063014号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
(1)光ファイバケーブルから光ファイバ心線を取り出す。
(2)取り出された光ファイバ心線を覆う樹脂被覆(先端部)を光ファイバ被覆除去工具によって除去する。
(3)先端部の被覆が除去された光ファイバ心線のガラス(裸光ファイバ)表面に残る樹脂被覆屑をアルコールで湿らせた布や紙で除去する。
(4)清掃された光ファイバ心線を光ファイバ切断機によって切断する。
(5)切断された光ファイバ心線を光ファイバ融着接続機によって融着接続する。
(6)融着接続された光ファイバ心線に熱収縮性の補強スリーブを被せ、融着接続機の加熱器によって加熱補強する。
(7)加熱補強された光ファイバ心線を接続部収納ケースの収納トレイに収納する。
まず、一つ目の方法として、左右のクランプ部が開いた状態で光ファイバをセットし、可動とされた左側のクランプ部のみを閉じ、次いで、光ファイバを右方向に引っ張ることで、圧縮コイルばねを縮めた状態で右側のクランプ部を閉じる。この際、可動の左側クランプ部が可動範囲の右端に突き当たった位置において、圧縮コイルばねの収縮量は、光ファイバに最適な引張力を発生させるよう設計され、光ファイバには、圧縮コイルばねの最適張力が常に印加されるようになる。
また、二つ目の方法として、左右のクランプ部が開いた状態で可動側のクランプ部の左側面を指で右方向に押し付け、この左側クランプ部が右方向へ突き当たった位置において、圧縮コイルばねの収縮量は、光ファイバに最適な引張力を発生させるよう設計されている。その後、指で押し付けた状態で光ファイバをクランプ部にセットし、可動の左側クランプ部と固定の右側クランプ部を閉じる。そして、可動の左側クランプ部から指を離せば、光ファイバには、圧縮コイルばねの最適な引張力が常に印加されるようになる。
図30のグラフに示すように、ヒータによるスリーブの押圧力が高いほど、ヒータとスリーブとの接触面積が増加しスリーブの収縮時間は短くなる。図30は、一般的な単心用60mmスリーブを2枚のヒータで挟み、両側2枚のヒータの温度を230℃として加熱した場合のグラフであり、一方のヒータは固定とし、他方のヒータは可動とした場合である。このグラフからは、押圧力が500gfを超えると、押圧の効果は減少し、スリーブの収縮時間はあまり短縮しないことがわかる。なお、上記の押圧力略500gfという変化点は、スリーブの構造によって変化するものであり、押圧力が略500gfを超えると収縮時間の変化が小さくなるのは、あくまで一般的な単心用60mmスリーブの場合である。
図32(a)は、スリーブ312を、2つのヒータ321、322間にセットした直後であって加熱開始前の状態である。図中において、スリーブ312内にある光ファイバ311は、一点鎖線で示される中心線Sの上に位置している。また、この光ファイバ311の位置は、ヒータ321、322の手前と奥側に配置される、図示略のクランプ部によって把持固定されている。
この際、光ファイバ311の位置が、一点鎖線で示される中心線Sの上に位置していれば、光ファイバ311に過大な張力が付加されることはない。
そして、このままスリーブ312が収縮してゆき、完全に収縮した後、加熱補強が終了するが、この際、上記のように、光ファイバ311の位置が中心線Sからずれることがなければ、光ファイバ311に過大な張力がかかることはない。
上述のようなスリーブ312を両側から押圧する方法では、ヒータ321、322によって押圧する前に、引張力を付加した光ファイバ311によってスリーブ312が懸吊された状態としておく必要がある。しかしながら、図33(a)、(b)に示すように、光ファイバ311に引張力を付加しない状態でクランプ部326、327による把持(クランプ)を行った場合には、クランプ直後に光ファイバ311に弛みが生じ、スリーブ312が下方の位置にずれてしまう。このような場合、図33(a)、(b)に示すように、スリーブ312がヒータ321、322の適切な位置で押圧されず、収縮未完了の状態で作業が終了となるおそれがある。
この場合、スリーブ312が下方の位置にずれてしまう場合を考慮し、ヒータ321、322を上下方向に長く構成するという対策も考えられるが、ヒータ321、322が大型化することで熱容量が増加し、昇温スピードが遅くなるという問題がある。
上記構成において、前記ヒータによる前記スリーブへの押圧力は、前記光ファイバの融着接続部の破断確認試験の張力を上回る押圧力である構成も採用可能である。
上記構成において、前記ヒータは、前記スリーブを挟んで対向する押圧面が略垂直方向に配置され、前記スリーブ中に挿通された抗張力体の重量を利用して常に前記抗張力体を略下方向に配置することで、前記スリーブの向きを一定化させる構成も採用可能である。
上記構成において、前記ヒータは、前記スリーブの加熱が終了した後、直ちに前記スリーブから離間させて該スリーブへの熱伝導を遮断し、前記スリーブの周囲に外気を導入して該スリーブを急冷する構成も採用可能である。
上記構成において、前記第1のカム機構および前記第3のカム機構で用いられる2以上のカム機構の少なくとも一部のカム機構において、前記カムシャフトを挟んで前記各作動部材の反対側に補助可動部材を配置し、前記各作動部材と前記補助可動部材を弾性部材または磁力部材で連結し、前記作動部材に代わって前記補助可動部材を前記各カム機構によって従動して変位させることで、前記各カム機構の回転駆動トルクをプラス駆動からマイナス駆動へ反転させることにより、前記2以上のカム機構において、前記プラス駆動と前記マイナス駆動を組み合わせて減殺する構成も採用可能である。
上記構成において、前記左右一対のクランプ部、および、前記ヒータは、それぞれ、一方の側が可動とされるとともに、他方の側が固定とされている構成も採用可能である。
上記構成において、前記クランプ部の少なくとも一方を、前記光ファイバに対して弾性部材あるいは磁力部材によって引張力を付加するように付勢する第1の付勢部材と、前記第1のカム機構および前記第3のカム機構と同一の前記カムシャフト上に配置されるか、あるいは、前記カムシャフトに平行な他のカムシャフト上に配置された、前記モータ制御によって回転駆動される第2のカム機構と、前記第2のカム機構の変位が、前記クランプ部の前記第1の付勢部材の引張力による前記光ファイバの引張力を制御する機構と、を備え、同一の前記モータが、前記第1〜第3のカム機構によって、前記クランプ部、前記引張力機構、および、前記ヒータを前記各付勢部材の力で制御する構成も採用可能である。
上記構成において、さらに、前記左右一対のクランプ部の少なくとも一方の前進可動範囲または後退可動範囲を制限するための前進ストッパ、あるいは、後退ストッパからなる位置制限部材と、前記第1〜第3のカム機構と同一のカムシャフト上に配置されるか、あるいは、前記カムシャフトに平行な他のカムシャフト上に配置された、前記モータ制御によって回転駆動される第5のカム機構と、該第5のカム機構の変位が前記位置制限部材の移動を制御する機構と、を備え、同一の前記モータが、前記第1〜第3および第5のカム機構によって、前記クランプ部、前記引張力機構、前記ヒータ、および、前記位置制限部材を制御する構成も採用可能である。
上記構成において、さらに、前記左右一対のクランプ部の少なくとも一方の前進可動範囲または後退可動範囲を制限するための前記第1の付勢部材、あるいは、該第1の付勢部材と反対方向の引張力を付加する前記第3の付勢部材と、前記第1〜第3のカム機構と同一の前記カムシャフト上に配置されるか、あるいは、前記カムシャフトに平行な他のカムシャフト上に配置された、前記モータ制御によって回転駆動される第6のカム機構と、該第6のカム機構の変位が、前記第1の付勢部材、あるいは、前記第3の付勢部材の付勢力を強めるように制御する機構、あるいは、弱めるように制御する機構と、を備え、同一の前記モータが、前記第1〜第3および前記第6のカム機構により、前記クランプ部、前記引張機構、前記ヒータ、前記第1または前記第3の付勢部材を制御する構成も採用可能である。
上記構成において、当該光ファイバ接続部補強加熱装置を開閉する蓋部と、弾性部材あるいは磁力部材によって前記蓋部を閉める力を付加する第6の付勢部材と、前記第1〜第3のカム機構と同一の前記カムシャフト上に配置されるか、あるいは、前記カムシャフトに平行な他のカムシャフト上に配置された第4のカム機構と、前記第4のカム機構の変位が、前記蓋部の前記第6の付勢部材の付勢力による開閉するよう制御する機構と、を備え、同一の前記モータが、前記第1〜第4および第6のカム機構により、前記クランプ部、前記引張機構、前記ヒータ、および、前記蓋部に前記各付勢部材を制御する構成も採用可能である。
上記構成において、前記クランプ部、前記引張力機構、前記ヒータ、前記蓋部の内の少なくとも何れかが、前記光ファイバおよび前記スリーブと平行な回転支点を中心に回動運動するレバー状部材からなるか、あるいはレバー状部材に設けられている構成も採用可能である。
上記構成において、前記ヒータを付勢する前記第2の付勢部材、前記左右一対のクランプ部における前記光ファイバを把持する付勢部材、および、前記蓋部の付勢部材にコイルばねを用い、前記回転支点と前記コイルばねとを同軸で配置する構成も採用可能である。
上記構成において、前記カムシャフトが、装置下部に配置される前記回転支点と、装置上部に配置される前記左右一対のクランプ部、前記ヒータおよび前記蓋部との間に配置されてなる構成も採用可能である。
さらに、本発明は、上記構成の光ファイバ接続部補強加熱装置において、前記第2の付勢部材による前記スリーブへの押圧力は、前記第1の付勢部材による前記光ファイバへの引張力よりも大きく設定され、前記第1の付勢部材によって前記光ファイバに引張力を加えた状態において、前記引張力を付加する前記一方のクランプ部が、前記光ファイバの長さ方向において前記ヒータから離間する方向の後退可動範囲が確保されているとともに、前記ヒータ側に移動できる前進可動範囲が確保されていることにより、前記第2の付勢部材によって前記ヒータで前記スリーブを押圧することで付加される前記光ファイバへの引張力を減殺する方向へ前記クランプ部が移動するよう構成されていることを特徴とする光ファイバ接続部補強加熱装置を提供する。
該第1のカム機構の変位が、前記クランプ部の前記第5の付勢部材の押圧力による前記光ファイバの把持を制御する機構と、前記光ファイバまたはスリーブを挟んで対向配置された少なくとも2以上のヒータと、前記スリーブを挟んで対向配置された前記ヒータの少なくとも1以上に、前記スリーブを挟んで弾性部材あるいは磁力部材によって押圧力を付加する第2の付勢部材と、前記第1のカム機構が設けられるカムシャフト上に配置されるか、あるいは、前記カムシャフトに平行な他のカムシャフト上に配置された、前記モータの制御によって回転駆動される第3のカム機構と、該第3のカム機構の変位が、前記ヒータの前記第2の付勢部材の押圧力による前記スリーブの押圧を制御する機構と、を備え、同一の前記モータが、前記第1と第3のカム機構によって、前記クランプ部と前記ヒータの前記各付勢部材の力を制御する光ファイバ接続部補強加熱装置を提供する。
上記構成において、前記第1のカム機構および前記第3のカム機構で用いられる2以上のカム機構の少なくとも一部のカム機構において、前記カムシャフトを挟んで前記各作動部材の反対側に補助可動部材を配置し、前記各作動部材と前記補助可動部材を弾性部材または磁力部材で連結し、前記各作動部材に代わって前記補助可動部材を前記各カム機構によって従動して変位させることで、前記各カム機構の回転駆動トルクをプラス駆動からマイナス駆動へ反転させることにより、前記2以上のカム機構において、前記プラス駆動と前記マイナス駆動を組み合わせて減殺する構成も採用可能である。
上記構成において、前記左右一対のクランプ部、および、前記ヒータは、それぞれ、一方の側が可動とされるとともに、他方の側が固定とされている構成も採用可能である。
上記構成において、前記クランプ部の少なくとも一方を、前記光ファイバに対して弾性部材あるいは磁力部材によって引張力を付加するように付勢する第1の付勢部材と、前記左右一対のクランプ部の少なくとも一方の前進可動範囲または後退可動範囲を制限するための前進ストッパ、あるいは、後退ストッパからなる位置制限部材と、前記第1および第3のカム機構と同一のカムシャフト上に配置されるか、あるいは、前記カムシャフトに平行な他のカムシャフト上に配置された、前記モータ制御によって回転駆動される第2のカム機構と、前記第2のカム機構の変位が、前記クランプ部の前記第1の付勢部材の引張力による前記光ファイバの引張を制御する機構と、該第2のカム機構の変位が、前記位置制限部材の移動を制御する機構と、を備え、同一の前記モータが、前記第1〜第3のカム機構によって、前記クランプ部、および前記ヒータを制御する構成も採用可能である。
上記構成において、前記クランプ部の少なくとも一方を、前記光ファイバに対して弾性部材あるいは磁力部材によって引張力を付加するように付勢する第1の付勢部材と、該第1の付勢部材と反対方向の引張力を付加するように付勢する第3の付勢部材と、前記第1および第3のカム機構と同一の前記カムシャフト上に配置されるか、あるいは、前記カムシャフトに平行な他のカムシャフト上に配置された、前記モータ制御によって回転駆動される第6のカム機構と、該第6のカム機構の変位が、前記第1の付勢部材、あるいは、前記第3の付勢部材の付勢力を制御する機構と、を備え、前記第1および第3の付勢部材のそれぞれは、前記クランプ部の少なくとも一方を、前記光ファイバに対して弾性部材あるいは磁力部材によって引張力を付加するように付勢し、同一の前記モータが、前記第1、第3、および第6のカム機構により、前記クランプ部、前記ヒータ、および前記付勢力制御機構を制御する構成も採用可能である。
上記構成において、前記クランプ部、前記ヒータ、前記蓋部の内の少なくとも何れかが、前記光ファイバおよび前記スリーブと平行な回転支点を中心に回動運動するレバー状部材からなるか、あるいはレバー状部材に設けられている構成も採用可能である。
上記構成において、前記ヒータを付勢する前記第2の付勢部材、前記左右一対のクランプ部における前記光ファイバを把持する付勢部材、および、前記蓋部の付勢部材にコイルばねを用い、前記回転支点と前記コイルばねとを同軸で配置する構成も採用可能である。
上記構成において、前記カムシャフトが、装置下部に配置される前記回転支点と、装置上部に配置される前記左右一対のクランプ部、前記ヒータおよび前記蓋部との間に配置されてなる構成も採用可能である。
上記構成において、前記第2の付勢部材による前記スリーブへの押圧力は、前記第1の付勢部材による前記光ファイバへの引張力よりも大きく設定され、前記第1の付勢部材によって前記光ファイバに引張力を加えた状態において、前記引張力を付加する前記一方のクランプ部が、前記光ファイバの長さ方向において前記ヒータから離間する方向の後退可動範囲が確保されているとともに、前記ヒータ側に移動できる前進可動範囲が確保されていることにより、前記第2の付勢部材によって前記ヒータで前記スリーブを押圧することで付加される前記光ファイバへの引張力を減殺する方向へ前記クランプ部が移動するよう構成されている構成も採用可能である。
図1に、本発明に係る光ファイバ接続部補強加熱装置1を備える融着接続機の一例を示す。
図1に示す融着接続機Aは、光ファイバの融着接続を行う融着接続部110と、融着接続後の光ファイバに被覆させた補強用のスリーブを加熱収縮させるための光ファイバ接続部補強加熱装置(補強加熱装置)1(図2も参照)とを備える。また、この融着接続機Aは、上記の補強加熱装置1および融着接続部110に加え、作業者向けに種々の情報等を表示する表示器120、条件設定等に用いる操作部130などを備える。さらに、図示例の融着接続機Aは、略立方体状の本体部101に、補強加熱装置1や融着接続部110に加え、これらを総合的に駆動するための手段や制御部等の内蔵装置(図示せず)が配されている。また、本体部101の下部に複数(図示例では4箇所)の脚部102(一部、図示略)を有する。表示器120には、液晶、有機EL、電光式等、各種の表示方式を採用可能である。
図5(a)、(b)に示すように、本発明に係る補強加熱装置1において加熱収縮され、光ファイバの接続部を補強するスリーブ12は、光ファイバ11の心線同士を融着接続した接続部11Aの位置において、抗張力体13A、13Bと光ファイバ11(接続部11A)を被覆するように設けられる。このようなスリーブ12は、一般に、光ファイバ補強部材、熱収縮チューブ、熱収縮スリーブ、補強スリーブなど、様々な名称で呼ばれているが、いずれも共通の機能を有したものである。なお、図5(a)、(b)においては、便宜上、いずれのスリーブにも同じ符号を付与している。
また、図5(b)に示すように、スリーブ12を、多心の光ファイバ(多心テープ)の接続部に用いる場合には、熱収縮チューブからなる外側チューブ12aの中に、光ファイバ11の接続部11Aを被覆した状態の楕円筒形のホットメルトチューブからなる内側チューブ12bと、ガラスなどの半円柱状硬心からなる抗張力体13Bとが配置された状態とされる。
以下、本発明の第1の実施形態の光ファイバ接続部補強加熱装置について、主に図5〜図17の模式図を用いて詳しく説明する。なお、図5〜図17の模式図において示されていない構成については、本発明に係る第2の実施形態で説明する図4の破断図などを用いて説明する。また、本実施形態では、詳細を後述する第2の実施形態の補強加熱装置と共通の構成については、適宜、図4などを参照しながら説明し、また、各実施形態において構成の配置位置などが異なっている場合であっても、機能が同じものについては同一の符号を付して説明することがある。
また、以下の説明で参照する各図面は、補強加熱装置を模式的に説明するものであることから、図中における左右方向あるいは上下方向の位置関係が、それぞれの図面間で異なる場合がある。
また、補強加熱装置1は、第2の付勢部材42によるスリーブ12への押圧力が、第1の付勢部材41による光ファイバへ11の引張力よりも大きく設定され、第1の付勢部材41によって光ファイバ11に引張力を加えた状態において、引張力を付加する一方のクランプ部2Aが、光ファイバ11の長さ方向においてヒータ3から離間する方向の後退可動範囲Kが確保されているとともに、ヒータ3側に移動できる前進可動範囲Zが確保されている。
そして、補強加熱装置1においては、第2の付勢部材42によってヒータ3でスリーブ12を押圧することで付加される光ファイバ11への引張力を減殺する方向へクランプ部2Aが移動するように構成されている。
また、上記各構成は、筐体5に取り付けられるか、あるいは筐体5の内部に収容されている。
なお、スリーブ12は、光ファイバ11の被覆除去部分および被覆部を覆っていてもよいし、被覆除去部分のみを覆っていてもよい。
また、図6などに示すように、クランプ部2は、左右一対で配置された一方のクランプ部2Aのうちの一方が開閉可動に構成されており、他方のクランプ部2Bについても同様に構成されている。
また、クランプ部2は、一方のクランプ部2Aが、光ファイバ11の長さ方向でスライド移動可能とされ、図6などに示す例では、永久磁石からなる第1の付勢部材41により、光ファイバ11に引張力を付加できる構成とされている。
(図29参照)。
ヒータ3は、光ファイバ11またはスリーブ12を挟んで対向するように、2つのヒータ3A、3Bとして配置され、一方のヒータ3Aが開閉可動とされるとともに、他方のヒータ3Bが固定とされることで、スリーブ12を挟み込んで押圧できる構成とされている。また、開閉可動とされた一方のヒータ3Aは、図4中に示すようなダブルトーションばねからなる第2の付勢部材42により、スリーブ12を挟んで押圧する方向に付勢する構成とされている。また、図6などに示す例のように、2つのヒータ3A、3Bは、それぞれ、ヒータ取付台31A、31Bの表面に取り付けられている。
また、ヒータ3でスリーブ12を押圧した際の、光ファイバ11の中心線Sからの移動量を低減することができる。これは、他方のヒータ3Bが固定であり、両側のヒータを開閉可動とした場合に較べて、弾性部材の付勢力を均衡させる必要が無く、特に、スリーブ12を固定側である他方のヒータ3Bに寄せてセットすれば、光ファイバ11の移動量を最小限に抑制することが可能になるためである。
この際、スリーブ12の熱収縮が始まると、光ファイバ11およびスリーブ12の位置は徐々に固定側のヒータ3B側へ移動する。そして、スリーブ12が完全に熱収縮すると、光ファイバ11の位置は中心線Sよりも他方のヒータ3B側にずれることは回避できない。しかしながら、この場合の光ファイバ11の移動量は、概ね、スリーブ12の直径が熱収縮で減少した分の、約半分程度である。
本発明において、カム機構は、単に「カム」または「カム部材」ということもできる。
なお、図4に示す例においては、一方のヒータ3Aを付勢する第2の付勢部材42としてダブルトーションばねを用いており、また、図29に示す例においては、左右一対のクランプ部2A、2Bの開閉可動側を付勢する第5の付勢部材45としてねじりコイルばねを用いている。
上述したように、本実施形態で説明する補強加熱装置1は、一方のヒータ3Aを付勢する第2の付勢部材42の付勢力が、この第2の付勢部材42およびヒータ3Aによってスリーブ12を押圧した時に、第1の付勢部材41によって引張された光ファイバ11の中心軸線S(図12等参照)から、該光ファイバ11を変位させるような、大きな押圧力に設定されている。また、第1の付勢部材41によって光ファイバ11に引張力を加えた状態において、引張力を付加する一方のクランプ部2Aが、光ファイバ11の長さ方向においてヒータ3から離間する方向の後退可動範囲Kが確保されているとともに、ヒータ3側に移動できる前進可動範囲Zが確保されている。そして、第2の付勢部材42によってヒータ3でスリーブ12を押圧することで付加される光ファイバ11への引張力を減殺する方向へクランプ部2Aが移動するように構成されている。
図6〜図11は、補強加熱装置1を上方から見た状態を示す模式図である。なお、図6〜図11においては、説明を分かりやすくするために、図4に示す破断図に対して、一部の構成を省略して記載しており、以下の説明においても同様とする。
さらに、小型のファン等を備えた構成を採用することで、外部から冷気を効率的に導入することで、冷却時間のさらなる短縮も可能である。
また、一方のクランプ部2Aの前進可動範囲Zを確保することにより、光ファイバ11がヒータ3から大きな押圧を受けたとしても、一方のクランプ部2Aが前進方向に移動するので、過大な引張力を付加することなく、光ファイバ11を保護することが可能となる。
例えば、2つのヒータ3A、3Bとしては、セラミックヒータからなる複数のヒータ回路が埋め込まれたものでもよいし、あるいは、フィルムヒータでもよく、さらに、それらのヒータ回路が貼り付けられた金属の熱伝導板を用いた構成であっても良い。
また、2つのヒータ3A、3Bの両方に複数のヒータ回路が設けられた構成であってもよいし、あるいは、片側のみに設けられた構成であってもよい。
また、本実施形態では、一方のヒータ3Aのみが駆動される構成とされているが、2つのヒータ3A、3Bの両方が駆動される構成であってもよい。
また、ヒータ駆動方法としても特に限定されず、例えば、スライド式の駆動部としてもよいし、図4などに示す例のような、ヒータ部分から遠い位置に支点を配置した回動スライド方式であってもよい。
また、一方のヒータ3Aを付勢する第2の付勢部材42としては、磁石(磁力部材)による反発力などを用いたものであってもよいし、図4などに示す例のようなねじりコイルばねなどを用いたものであってもよい。また、第2の付勢部材42として電磁石を用いた場合には、その電磁コイルに印加する電流が駆動源となり、この印加電流に従って電磁石による付勢力を制御して、一方のヒータ3Aを付勢する構成を採用しても良い。
また、スライド可動クランプ部のスライド機構としても特に限定されず、例えば、図6などに示すような高価なベアリングを用いたスライド式駆動部としてもよいし、図4などに示す例のような、クランプ部から遠い位置に支点を配置した回動スライド方式であってもよい。
またさらに、スライド可動クランプ部に、光ファイバ11に引張力を付加するための力を付勢する第1の付勢部材41としても特に限定されず、図6等に示すような磁石(磁力部材)を用いたものであってもよいし、圧縮コイルばねなどの弾性部材を用いたものであってもよい。
また、左右一対のクランプ部2A、2Bの開閉可動側に光ファイバ11を把持する力を付勢する第5の付勢部材45(図29参照)としても特に限定されず、磁石(磁力部材)による反発力などを用いたものであってもよいし、図4などに示す例のようなねじりコイルばねなどを用いたものであってもよい。
また、上述のようなカム機構の代わりに、例えば、ねじ機構(マイクロメータ含む)による前後駆動機構や、電磁石のON/OFFによる磁力駆動機構、レバーとソレノイドによる駆動機構などを用いることも可能である。
次に、本実施形態の一変形例について説明する。
本実施形態においては、図12および図13に示す例のように、光ファイバ11の弛みによるスリーブ12の鉛直下方への下降を防止するため、2つのヒータのうちの少なくとも一方の形状を、図示例のような断面L字形に構成することも可能である。図示例では、2つのヒータ93A、93Bのうち、固定側のヒータ93BがL字形とされており、図12は径の大きなスリーブ12を配置した場合、図13は径の小さなスリーブ12を配置した場合を示している。このような構成とした場合、ヒータが大型化するために熱容量が増加し、昇温速度が遅くなる、あるいは、図13に例示するように、径の小さなスリーブ12を配置した場合には、スリーブ12の位置が下がり、ヒータ中央で加熱できないというデメリットもある。しかしながら、図12および図13に例示するヒータ構造を採用することで、図4および図6〜図11で説明したような補強加熱装置の構成において、第1のカム機構71を省略することも可能となり、構造の簡略化が実現できる。
次いで、図15に示すように、カムシャフト7の回転が開始されると、左右一対のクランプ部2A、2Bの開閉可動側のクランプ部が閉じ、第1のカム機構71と左右一対のクランプ部2A、2Bとが非接触の状態となり、これらクランプ部2A、2Bは、数百gf程度の押圧で光ファイバ11を把持する。この際、詳細な図示を省略するが、スリーブ12はL字形に構成された固定側のヒータ93Bによって支えられ、ヒータ表面において概ね加熱に適正な位置に保持されている。一方、この状態においては、光ファイバ11には弛みが残っている。
上記動作により、光ファイバ11の弛みが除去され、光ファイバ11が引っ張られる形で一方のクランプ部2Aが前進方向へスライド移動する。すると、一方のクランプ部2Aには、図中に示すような前進可動範囲Zに加えて後退可動範囲Kが確保される。これにより、一方のクランプ部2Aは、光ファイバ11の長さ方向において前後に移動可能な状態となるので、光ファイバ11に弛みが無い状態で、引張力を一定に制御することが可能となる。
この後の手順については、上記の図6〜図11を用いた説明の場合同様であり、ヒータ93A、93Bの加熱によってスリーブ12の収縮動作が行われる。
なお、本変形例においては、左右一対のクランプ部2A、2Bのうちの開閉可動側のクランプと、開閉可動側であるヒータ93Aの駆動、解放手順や、加熱後の冷却手順などについては、上記同様であり、省略する。
以下、本実施形態のその他の変形例について説明する。なお、以下の説明においては、上記した図4〜図17を参照して説明するものとする。
これにより、スリーブ12を十分な力で押圧できる。
なお、略垂直とは水平面に対して略垂直であることをいう。前記略垂直方向に配置された前記押圧面は、例えば水平面に対して90°±10°の角度で交差する面であってよい。前記押圧面は、例えば水平面に対して90°±30°の角度で交差する面とすることもできる。
図14(a)、(b)に示すヒータ取付台31Bは、クランプ部2A(固定側)の後面に対面する後壁部31Bbを有する。後壁部31Bbは、ヒータ取付台31Bの他の部分に対して前後方向に移動可能である。後退ストッパ51は後壁部31Bbの前面に設けられている。
図14(a)に示すように、まず、一方のクランプ部2Aは、光ファイバ11を把持する前に、第1の付勢部材41によってヒータ3から離間して後退ストッパ51に当接し、前進方向にのみ可動範囲を確保する。
左右一対のクランプ部2A、2Bで光ファイバ11を把持し、光ファイバ11へは引張力が付加されていない状態において、光ファイバ11を把持した直後、あるいは、ヒータ3のスリーブ12に対する押圧駆動開始時又は押圧駆動開始前後に、後退ストッパ51を退避させる。後退ストッパ51を退避させるには、後壁部31Bbを後退方向(クランプ部2Aから離間する方向)に移動させればよい。
これにより、光ファイバ11に前記引張力を付加した状態で、一方のクランプ部2Aの前進可動範囲に加えて後退可動範囲を確保した後、ヒータ3でスリーブ12を押圧することができる。
なお、後退ストッパを退避可能とする構造は図示例に限らない。例えば、後退ストッパ51をヒータ取付台31Bの他の部分から取り外し可能な構造を採用してもよい。この場合には、後退ストッパ51を取り外すことによって前記退避が可能となる。
図14(a)、(c)に示すヒータ取付台31Bは、クランプ部2A(固定側)の前面に対面する取付台部31Baに、前壁部31Bcを有する。前壁部31Bcは、ヒータ取付台31Bの他の部分に対して前後方向に移動可能である。前進ストッパ52は前壁部31Bcの後面に設けられている。
まず、一方のクランプ部2Aは、光ファイバ11を把持する前に、第1の付勢部材41によってヒータ3から離間して後退ストッパに当接した状態から、前進ストッパに当接するまで前進移動させて保持された状態において、左右一対のクランプ部2A、2Bで光ファイバ11を把持し、光ファイバ11へは引張力が付加されていない状態において、光ファイバ11を把持した直後、あるいは、ヒータ3のスリーブ12に対する押圧駆動開始時又は押圧駆動開始前後に、一方のクランプ部2Aを前進ストッパに対する当接状態から開放し、さらに前進ストッパを退避させる。
図示例において、前進ストッパ52を退避させるには、前壁部31Bcを前進方向(クランプ部2Aから離間する方向)に移動させればよい。
これにより、光ファイバ11に前記引張力を付加した状態で、一方のクランプ部2Aの後退可動範囲に加えて前進可動範囲を確保した後、ヒータ3でスリーブ12を押圧する構成とすることができる。
なお、前進ストッパとしては、上記同様の第2のカム機構72を用いることができ、また、後退ストッパとしては、図14〜図17に示すような、筐体5に形成された後退ストッパ51を用いた構成とすることが可能である。符号52は前進ストッパである。
前進ストッパとしてカム機構を用いる場合には、カム機構を回転駆動させることにより前記前進ストッパを退避させることができる。また、前進ストッパ52は、ヒータ取付台31Bの他の部分から取り外し可能な構造とすることもできる。この場合には、前進ストッパ52を取り外すことによって、前記退避が可能である。
まず、一方のクランプ部2Aが、光ファイバ11を把持する前に、第1の付勢部材41によってヒータ3から離間する後退方向の付勢力が付加された状態において、一方のクランプ部2Aを前進方向に移動させるための弾性部材または磁力部材からなる第3の付勢部材(図示略)か、あるいは、一方のクランプ部2Aを前進方向に移動させる第3の付勢部材によって、一方のクランプ部2Aの可動範囲における端部から離れた位置で停止した状態において、左右一対のクランプ部2A、2Bで光ファイバ11を把持し、光ファイバ11へは引張力が付加されていない状態において、光ファイバ11を把持した直後、あるいは、ヒータ3のスリーブ12に対する押圧駆動開始時又は押圧駆動開始前後に、第3の付勢部材による前記一方のクランプ部の前進方向の付勢力を弱めるか、あるいは、前記第1の付勢部材による後退方向の付勢力を強めるか、あるいは、前記第3の付勢部材を退避させる。これにより、左右一対のクランプ部2A、2Bが光ファイバ11に対して引張力を付加した状態で、一方のクランプ部2Aの後退可動範囲Kに加えて前進可動範囲Zを確保した後、ヒータ3でスリーブ12を押圧する構成とすることもできる。
また、各付勢部材に弾性部材を用いた場合には、例えば、弾性部材であるばねの一端側を移動する方法が挙げられる。例えば、ばねの一端を固定端とし、他端を前記クランプ部に当接させて、圧縮されたばねの弾性力によりクランプ部を付勢する場合に、前記ばねの一端を他端に近づく方向に移動させて前記ばねを圧縮すれば、前記付勢力を強めることができる。また、前記ばねの一端を他端から離れる方向に移動させて圧縮を緩和すれば、付勢力を弱めることができる。
詳細な図示を省略するが、まず、左右一対のクランプ2A、2B部の何れもが、光ファイバ11の長さ方向において前後に可動とされており、一方のクランプ部2Aが、光ファイバ11を把持する前に、第1の付勢部材41によってヒータ3から離間して後退ストッパ(図14などの符号51を参照)に当接し、前進方向にのみ可動範囲を確保した状態において、かつ、他方のクランプ部2Bが、光ファイバ11を把持する前に、ヒータ3側へ前進して停止させた状態において、左右一対のクランプ部2A、2Bで光ファイバ11を把持し、光ファイバ11へは引張力が付加されていない状態とする。その後、他方のクランプ部2Bがヒータ3側から離間する後退方向に移動を開始し、光ファイバ11を介した引張力によって一方のクランプ部2Aが前進方向に移動し、一方のクランプ部2Aの可動範囲における端部から離れた位置で他方のクランプ部2Bの移動が停止されることにより、光ファイバ11に引張力を付加した状態で、一方のクランプ部2Aの後退可動範囲Kに加えて前進可動範囲Zを確保した後、ヒータ3でスリーブ12を押圧する構成とすることができる。
まず、一方のクランプ部2Aが、光ファイバ11を把持する前に、第1の付勢部材41によってヒータ3から離間して後退ストッパ(図14などの符号51を参照)に当接し、前進方向にのみ可動範囲を確保した状態において、左右一対のクランプ2A、2B部で光ファイバ11を把持し、光ファイバ11へは引張力が付加されていない状態において、第1の付勢部材41による光ファイバ11への引張力よりも大きな第2の付勢部材42による押圧力によって、ヒータ3がスリーブ12の押圧を開始する。そして、押圧開始後のスリーブ12の移動あるいはスリーブ12の形状変形によって、光ファイバ11が押圧方向に移動されることにより、一方のクランプ2Aが光ファイバ11の移動による引張力によって前進方向に引き寄せられ、一方のクランプ部2Aは可動範囲における端部から離れた位置で停止するよう構成されることで、光ファイバ11に第1の付勢部材41による引張力が付加された状態で、一方のクランプ部2Aの後退可動範囲Kに加えて前進可動範囲Zを確保した後に、ヒータ3でスリーブ12を加熱する構成とすることもできる。
図34に示す補強加熱装置は、クランプ部2Aが後退方向へ移動するのを規制するカム機構(第2のカム機構72)がない点と、クランプ部2Aの開閉可動側2Abに突出部150が形成されている点と、ヒータ取付台31Bに制御壁部151が設けられている点とで、図6〜図11に示す補強加熱装置と異なる。
嵌入凸部153の外面の上面153aは、後方(図中の左側)に行くほど下降する傾斜面である。
制御壁部151は、初期状態(図34参照)においては、前面151aが嵌入凸部153に当接し、クランプ部2Aの後退を規制している。
前側付勢機構41Aは、クランプ部2Aの固定側2Aaの前端面、およびヒータ取付台31Bの取付台部31Baにそれぞれ設けられた付勢部材41a、41bを有する。
付勢部材41a、41bは、永久磁石や電磁石などの磁力部材であって、互いに同じ磁極をもつ。図示例では、付勢部材41a、41bはいずれもN極である。
後側付勢機構41Bは、クランプ部2Aの固定側2Aaの後端面およびヒータ取付台31Bの後壁部31Bbに、それぞれ設けられた付勢部材41c、41dを有する。
付勢部材41c、41dは、互いに異なる磁極をもつ磁力部材である。図示例では、付勢部材41cはN極であり、付勢部材41dはS極である。
付勢部材41a、41b間の斥力と付勢部材41c、41d間の引力により、クランプ部2Aには後方への力が加えられ、光ファイバ11には引張力が付与される。
この例の補強加熱装置は、モータ6が、第1のカム機構71により、クランプ部2Aを第5の付勢部材45の力で制御し、クランプ部2Aの動作により、前記引張機構が制御される。
図36に示すように、開閉可動側2Abの移動に伴い、突出部150が下降し、嵌入凸部153が受け凹部155に進入可能な位置に至ることによって、クランプ部2Aは、前進可動範囲Zだけでなく後退可動範囲Kが確保されて前後に移動可能な状態になり、付勢機構41による引張力が光ファイバ11に付加される。
図38に示すように、スリーブ12の収縮とともに、スリーブ12と光ファイバ11はヒータ3Bに向けて移動するが、クランプ部2Aが前進方向(図中の右方向)へスライド移動するため、光ファイバ11に付加される引張力が過大になることはない。
開閉可動側2Abの移動に伴って突出部150が上昇し、嵌入凸部153は制御壁部151によって後退が規制された位置に戻る。
この際、嵌入凸部153は、上面153aが受け凹部155の上面155aの傾斜に沿って上昇するため、スムーズに受け凹部155から外れる。
図40に示す補強加熱装置は、第2のカム機構72がない点と、付勢機構141(第1の付勢部材)が設けられている点と、ヒータ取付台31Aに、ヒータ取付台31Bに近づく方向に突出する突出部160が形成されている点で、図6〜図11に示す補強加熱装置と異なる。
前側付勢機構141Aは、クランプ部2Aの固定側2Aaの前端面、およびヒータ取付台31Bの取付台部31Baにそれぞれ設けられた付勢部材141a、141bを有する。
付勢部材141a、141bは、永久磁石や電磁石などの磁力部材であって、互いに同じ磁極をもつ。図示例では、付勢部材141a、141bはN極である。
後側付勢機構141Bは、クランプ部2Aの固定側2Aaの後端面およびヒータ取付台31Bの後壁部31Bbに、それぞれ設けられた付勢部材141c、141dを有する。
付勢部材141c、141dは、互いに同じ磁極をもつ磁力部材である。図示例では、付勢部材141c、141dはN極である。
図40に示す初期状態では、クランプ部2Aは、前進可動範囲Zおよび後退可動範囲Kが確保されて前後に移動可能な状態であるが、付勢部材141a、141b間の斥力と付勢部材141c、141d間の斥力により、クランプ部2Aはその位置に留まる。
突出部160の先端部には付勢部材161が設けられている。付勢部材161は、付勢部材141aと互いに同じ磁極をもつ磁力部材である。図示例では、付勢部材161は、付勢部材141aと同じくN極である。
この例の補強加熱装置は、モータ6が、第3のカム機構73により、ヒータ3Aを第2の付勢部材42の力で制御し、ヒータ3Aの動作により、前記引張機構が制御される。
この図に示す状態では、ヒータ取付台31Aはヒータ取付台31Bから離れているため、突出部160の付勢部材161はクランプ部2Aの付勢部材141aから離れた位置にある。この状態では、光ファイバ11に加えられる引張力は小さい。
付勢部材161は付勢部材141aと同じ磁極をもつため、付勢部材141aには後方(図中の左側)への斥力が作用する。これによって、光ファイバ11に付与される引張力が増大する。
図43に示すように、ヒータ3A、3Bによってスリーブ12が挟まれ、スリーブ12が加熱収縮する。
スリーブ12の収縮とともに、スリーブ12と光ファイバ11はヒータ3Bに向けて移動するが、クランプ部2Aが前進方向(図中の右方向)へスライド移動するため、光ファイバ11に付加される引張力が過大になることはない。
以上説明したような本発明の第1の実施形態の光ファイバ接続部補強加熱装置1によれば、スリーブ12を2つのヒータ3A、3Bで挟んで加熱収縮させる際に、光ファイバ11に付加される過剰な張力を解放することで光ファイバ11の破断や長期信頼性の低下が生じるのを防止し、また、装置が大型化することを防止できる。これにより、信頼性が高く、短時間でスリーブ12を加熱収縮させることができるとともに、操作性に優れた光ファイバ接続部補強加熱装置1が実現できる。
以下、本発明の第2の実施形態について、各図面で示した一例を挙げて説明する。なお、本実施形態においては、一部、上記の第1実施形態と同じ図面を参照しながら説明するとともに、既出である共通の構成、例えば、左右一対のクランプ部2A、2B、2つのヒータ3A、3Bなどについては同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
また、以下の説明においては、第2の実施形態の補強加熱装置に関して、主に、上述した第1の実施形態の場合と異なる点を中心に説明するものとする。
本実施形態の補強加熱装置1は、モータ6によって回転駆動されるカムシャフト7に、各々詳細を後述する各カム機構が設けられ、これら各カム機構に従動して変位する各作動部材により、左右一対のクランプ部2A、2Bの開閉可動側の開閉動作、一方のヒータ3Aの開閉動作、一方のクランプ部2Aの光ファイバ11の長さ方向(引張力を調整する方向)でのスライド移動、蓋部10の開閉動作の各動作が、各付勢部材によって行われるように駆動する点で、上記第1の実施形態とは異なる。
図4に示すように、1本のカムシャフト7には4種類7箇所のカム機構が搭載されており、図中左側から以下のように配置されている。なお、図示例においては、後述する補助移動レバーを有しておらず、駆動トルクの反転機構は備えられていない構成とされている。
(1)第4のカム機構74(蓋部10の開閉)(2)第1のカム機構71(一方のクランプ部2Aの開閉)(3)第2のカム機構72(一方のクランプ部2Aの引張力の付加用の後退ストッパ)(4)第3のカム機構73(一方のヒータ3Aの開閉)(5)第3のカム機構73(一方のヒータ3Aの開閉)(6)第1のカム機構71(他方のクランプ部2Bの開閉)(7)第4のカム機構74(蓋部10の開閉)
本実施形態においては、2つのヒータ3A、3Bに関し、第1の実施形態と同様、片側のみを開閉可動としてモータ6で駆動する構成とすればよい。これら2つのヒータ3A、3Bのうち、いずれか一方を可動として駆動し、他方を固定として構成すれば、ヒータの可動機構や、ヒータを押圧する弾性部材あるいは磁力部材を、いずれか一方のヒータ側にのみ設けることで済むため、装置の小型化が可能となる。
なお、図4は破断図であるため、図6などに示す他方のヒータ3B(固定側)は示されておらず、開閉可動側である一方のヒータ3Aのみを示しているが、2つのヒータ3A、3Bの位置関係は、図4中における奥側と手前側で、適宜選択して採用すればよい。
図29および図30は、図4に示す補強加熱装置1の一方のクランプ部2Aと、その周辺機構を詳細に示す部分破断図である。
図29に示すように、一方のクランプ部2Aは、開閉可動側が第1の作動部材81に取り付けられ、また、開閉固定側がクランプ取付台として機能する第2の作動部材82に取り付けられている。
また、第1の作動部材81は、回動支点81aを中心として一方のクランプ部2Aの開閉動作を行う。第1の作動部材81は、第1のカム機構71によって駆動されるとともに、ねじりコイルばねからなる第5の付勢部材45によって付勢されることで、一方のクランプ部2Aの開閉動作を行う。
また、一方のクランプ部2Aには、光ファイバ11を直接把持するための把持用ゴム2bが設けられており、図29においては図示を省略しているが、他方のクランプ部2Bにおいても同様とされている。
また、第1の作動部材81には、左右一対のクランプ部2A、2Bによって光ファイバ11を把持する際に、左右一対のクランプ部2A、2Bの後退方向への移動を規制する後退ストッパ51が設けられている。この後退ストッパ51は、左右一対のクランプ部2A、2Bの開閉動作によって光ファイバ11を把持する際には、カムシャフト7に設けられた第2のカム機構72と当接することで、左右一対のクランプ部2A、2Bの後退方向への移動を規制する。そして、光ファイバ11を把持した後、第2のカム機構72と後退ストッパ51との当接状態が解かれ、左右一対のクランプ部2A、2Bを、後退方向へ移動可能に解放することで、光ファイバ11に対して第1の付勢部材41による引張力を付加できる構成とされている。
本実施形態では、図18に例示するように、第3の作動部材83が、開閉可動である一方のヒータ3Aが設置されるヒータ取付台として機能し、回転支点83aを中心に回転作動する構成とすることができる。第1の実施形態において、図6などを用いて説明したヒータ取付台はスライド可動方式であるが、ヒータ3がスリーブ12を押圧する一つ目の作用点、ヒータ3A(ヒータ取付台)が駆動体(第3のカム機構)を押す二つ目の作用点、第2の付勢部材42がヒータ3A(ヒータ取付台)を押す力点の各々のバランスが状況によって変化する。このため、スライド可動方式では、ヒータ取付台が傾いた方向(捩り)に力が働きやすく、ヒータ可動機構には、捩りに強いスライドガイド機構、あるいは、リニアベアリングのような部材を設けなければ、ヒータ取付台の動きがスムーズにならず、このような機構、部材を用いた場合には、補強加熱装置を大型化させるという問題があった。
本実施形態においては、一方のヒータ3Aが設置される第3の作動部材83を、回転支点83aを中心に回動作動するレバー状部材から構成することにより、装置全体を小型化することが可能となる。
本実施形態の第3の作動部材83は、弾性部材あるいは磁力部材からなる第2の付勢部材42によって押圧されるが、第3の作動部材83の位置によって押圧力の変動が少ない状態を得るためには、上述のような、可動ストロークと比較して全長の長い圧縮コイルばねが必要となる。しかしながら、全長の長い圧縮コイルばねを用いた場合、装置全体が大型化するという問題がある。
これに対し、上述のように、コイルばねからなる第2の付勢部材42を回転支点83aに設置し、この回転支点83aを中心とした回動作動を利用することで、広い可動範囲において、一定の押圧力を得ることが可能になり、補強加熱装置の小型化が可能となる。
(1)従来、作業者が手動で行っていたクランプ部の開閉動作が自動になることで、補強加熱装置を用いたスリーブ12の加熱収縮作業の高速化が可能になる。
(2)クランプ部を作業者の指などで操作する必要がなくなるため、クランプ部を人の指で開閉するのに適した形状に設計する必要が無い。従来は、例えば、光ファイバの長さ方向で左右に配された各クランプ部には、指を引っ掛かり易くするための図示略の突起が設けられるとともに、その近傍には指が入るスペースが設けられることから、クランプが大型化するとともに複雑な形状となっていた。本実施形態の如く、左右一対のクランプ部2A、2Bの把持開閉動作を自動化することにより、各クランプ部の小型化が可能となる。
(3)補強加熱装置を用いて作業を行うためには、光ファイバをセットしてからクランプ部を閉め、光ファイバにテンションを掛けて前進可動範囲と後退可動範囲を確保し、ヒータを押圧して熱収縮させるという順序で作業を行う必要がある。しかしながら、習熟度が低い作業者では、操作ミスが発生する可能性がある。本実施形態のように、一方のヒータ3Aの押圧動作、および、左右一対のクランプ部2A、2Bの把持開閉動作を自動化することで、操作ミスの防止が可能となる。
クランプ部が閉じて光ファイバを把持すると、次に、一方のヒータが閉じる。図19のグラフ中において、一方のヒータを駆動する第2のカム機構の回転が90〜180°の区間が、その動作を表している。
その後、第2の180°の位置で第2のカム機構が停止し、スリーブに対して2つのヒータによる加熱が開始される。スリーブの収縮が完了すると、加熱が停止する。
また、補強加熱装置においては、駆動機構への負担軽減を考慮し、ゆっくりとした動作で開くことになるが、この動作が遅すぎると、補強加熱装置からスリーブ(光ファイバ)を取り出すことができない時間が長くなってしまうという問題がある。
図20に示すように、図19において問題となっていた180〜360°の範囲の部分では、一方のヒータ3A(第3のカム機構73)と、左右一対のクランプ部2A、2Bの開閉可動側の合計駆動力が打ち消し合い、少なくとも理論的にはトルクが不要となっている(実際には、各部材間の摩擦などにより、駆動トルクはゼロにはならない)。
(1)ヒータ取付台である第3の作動部材83と補助移動レバー83Cとの間には、圧縮コイルばね83Dが圧縮された状態ではめ込まれている。この圧縮コイルばね83Dは、第3の作動部材83と補助移動レバー83Cとを引き離そうとする力を発揮するが、接触部83bの部分がストッパの役割を果たし、接触によって設定距離以上は引き離されないように構成されている。
(2)すなわち、第3の作動部材83と補助移動レバー83Cは連動して動くように構成されている。
(3)なお、図示例においては、圧縮コイルばね83Dと補助圧縮コイルばね83Eの2つのばねがあるが、補助圧縮コイルばね83Eのばね力は、圧縮コイルばね83Dと比較して十分に弱く、補助移動レバー83Cを第3のカム機構73に押し付けるためだけの役割を有する。
(4)第3のカム機構73によって補助移動レバー83Cが駆動されると、ヒータ取付台である第3の作動部材83も連動して駆動される。
(5)一方、2つのヒータ3A、3Bがスリーブ12に接触した後は、第3の作動部材83はそれ以上移動できない。その結果、第3の作動部材83が圧縮コイルばね83Dを縮める作用を発現し、この際のばねの力が、スリーブ12への押圧力を発生させる。
以上の動作により、一方のヒータ3Aを閉じる動作を行う際は、押圧するための駆動トルクが必要になり、一方のヒータ3Aを開く際は、駆動トルクが不要になる(解放される)ことから、左右一対のクランプ部2A、2Bとは反対の駆動トルクを発生させることが可能となる。
本実施形態においては、左右一対のクランプ部2A、2Bの開閉可動側を、回転支点を中心に回動運動するレバー状部材から構成することにより、装置全体を小型化することが可能となる。
図4や図29に示すような、左右一対のクランプ部2A、2Bの開閉可動側が取り付けられる第1の作動部材(クランプ取付台)81は、弾性部材あるいは磁力部材からなる第5の付勢部材45によって押圧されるが、クランプ取付台である第1の作動部材81の位置によって押圧力の変動が少ない状態を得るためには、上述のような、可動ストロークと比較して全長の長い圧縮コイルばねが必要となる。しかしながら、全長の長い圧縮コイルばねを用いた場合、装置全体が大型化するという問題がある。
これに対し、上述のように、コイルばねからなる第5の付勢部材45を回転支点81aに設置し、この回転支点81aを中心とした回動作動を利用することで、広い可動範囲において、一定の押圧力を得ることが可能になり、補強加熱装置の小型化が可能となる。
さらに、本実施形態では、第1〜第3のカム機構71、72、73が同一の駆動源であるモータ6によって駆動されることにより、一方のクランプ部2Aを、光ファイバ11に対して引張力を付加するように動作させる構成とすることが可能である。
(1)1本のカムシャフトで全ての可動体を駆動できるため、各駆動ユニット内に配置する駆動用部材、あるいは各ユニットの駆動用部材を連結する連結用部材が不要となる。これにより、補強加熱装置の小型化が可能となる。
(2)それぞれのカム機構の位相をずらずことで、クランプ部開閉の順序を、わずか一部材で制御することが可能となる。これにより、補強加熱装置の小型化が可能となる。
(1)前進ストッパあるいは後退ストッパの退避を作業者の指で操作する必要がなくなるため、人の指で開閉するのに適した形状に設計する必要が無い。すなわち、退避機構を装置の表面に出す必要がなく内部に収納できるため、補強加熱装置の小型化が可能となる。
(2)補強加熱装置を用いて作業を行うためには、光ファイバをセットしてからクランプ部を閉め、光ファイバにテンションを掛けて前進可動範囲と後退可動範囲を確保し、ヒータを押圧して熱収縮させるという順序で作業を行う必要がある。しかしながら、習熟度が低い作業者では、操作ミスが発生する可能性がある。本実施形態のように、前進ストッパあるいは後退ストッパの退避動作を自動化することで、操作ミスの防止が可能となる。
(1)1本のカムシャフトで全ての可動体を駆動できるため、各駆動ユニット内に配置する駆動用部材、あるいは各ユニットの駆動用部材を連結する連結用部材が不要となる。これにより、補強加熱装置の小型化が可能となる。
(2)それぞれのカム機構の位相をずらずことで、クランプ部開閉の順序を、わずか一部材で制御することが可能となる。これにより、補強加熱装置の小型化が可能となる。
この場合、第4のカム機構74を、第4の作動部材84に対して、例えば、ばねやゴム、スポンジなどの弾性部材や、永久磁石、電磁石などの磁力部材を介して変位させることで、蓋部10の開閉動作を行う構成も採用できる。
(1)補強加熱装置を一定時間使用しない場合であっても、蓋部が閉じることで、雨水などが装置内部に浸入することがない。
(2)補強加熱装置を一定時間使用しない場合であっても、蓋部が閉じることで、ごみや粉塵などが装置内部に浸入することがない。
(3)加熱開始とともに蓋部が閉じることで、誤って、内部のヒータに作業者の指が接触して火傷するのを防止できる。
また、上記各機構を1本のカムシャフト7で駆動することにより、各駆動機構内に配置する駆動用部材や、各機構の駆動用部材を連結する連結用部材が不要となるので、装置全体を小型化することが可能となる。
(1)A−A(図24(a)、(b)):一方のヒータ3Aを第3のカム機構73で開閉する際の動作。
(2)B−B(図25(a)、(b)):一方のクランプ部2Aを第1のカム機構71で開閉する際の動作。一方のクランプ部2Aは、光ファイバ11の長さ方向でスライド移動できる構成であるため、図25(a)、(b)中に示す例においては、回転支点81aの位置が高くなっている。
(3)C−C(図26(a)、(b)):他方のクランプ部2Bを第1のカム機構71で開閉する際の動作。
(4)D−D(図27(a)、(b)):蓋部10を第4のカム機構74で開閉する際の動作。
(5)E−E(図28(a)、(b)):一方のヒータ3Aを第3のカム機構73で開閉する際の動作。図28(a)、(b)中においては、第3のカム機構73の手前側に、カムシャフト7の回転位置を検出するための半円板91Aおよびフォトセンサ91Bが配置されている。
以下、本実施形態のその他の変形例について説明する。
そして、第1〜第3のカム機構71〜73と同一のカムシャフト7上に配置されるか、あるいは、カムシャフト7に平行な他のカムシャフト(図示略)上に配置された、モータ6の制御によって回転駆動される第5のカム機構(図示略)と、該第5のカム機構の変位が、上記の前進ストッパあるいは、後退ストッパからなる位置制限部材を移動させるように制御する機構とを備え、同一のモータ6が、第1〜第3のカム機構71〜73および第5のカム機構(図示略)により、クランプ部2A、2B(引張するように作用させる機構も含む)、ヒータ3、および、上記の位置制限部材を作用させる構成としてもよい。
本実施形態においては、同一のモータ6が、第1のカム機構71、第3のカム機構73、および第2のカム機構により、クランプ部2A、2Bとヒータ3の移動を、第5および第2の付勢部材により制御し、さらに、同一のモータが、第2のカム機構によって、引張機構(光ファイバに引張力を付加する機構)の移動を、上記の位置制限部材で制御する構成としてもよい。
この場合、同一のモータ6が、前記第1〜第3のカム機構および前記第6のカム機構により、前記クランプ部、前記引張機構、前記ヒータ、および前記付勢力制御機構を制御することが望ましい。
第6のカム機構76は、円板状に形成され、カムシャフト7に垂直な面に対して傾いて形成されている。第6のカム機構76は、例えば、カムシャフト7に垂直な面に対して0°を越え、90°未満の角度で傾斜している。
可動後壁部131の上面131aには、第6のカム機構76の下部76aが挿入される凹部131bが形成されている。このため、可動後壁部131は、第6のカム機構76の下部76aの前後方向(図中左右方向)の位置に応じた位置に配置される。
例えば、第6のカム機構76の下部76aがクランプ部2Aに近い場合には可動後壁部131もクランプ部2Aに近接し(図45参照)、第6のカム機構76の下部76aがクランプ部2Aから遠い場合には可動後壁部131もクランプ部2Aから大きく離れて位置する(図46参照)。
付勢部材43a、43bは、永久磁石や電磁石などの磁力部材であって、互いに同じ磁極をもつ。図示例では、付勢部材43a、43bはいずれもS極である。
付勢機構43は、付勢部材43a、43b間の斥力によってクランプ部2Aを付勢し、光ファイバ11に加えられる引張力を調整する。
第6のカム機構76は、可動後壁部131に近づくほどクランプ部2Aに近づくように傾斜した姿勢であるため、下部76aはクランプ部2Aに近い位置にある。そのため、可動後壁部131はクランプ部2Aに近接した位置にある。
可動後壁部131がクランプ部2Aに近いため、付勢部材43a、43b間の斥力により、クランプ部2Aには、ヒータ取付台31Bに近づく方向(図中右方)の力が作用する。
クランプ部2Aには、付勢部材41a、41b間の斥力により、ヒータ取付台31Bから離れる方向(図中左方)の力も作用する。
また、第3のカム機構73が変位するのに伴って、ヒータ取付台31Aがヒータ取付台31Bに近づき、ヒータ3A、3Bによってスリーブ12が挟まれ、スリーブ12が加熱収縮する。
これによって、付勢部材43a、43bによる斥力が弱くなる一方、付勢部材41a、41bによる斥力に大きな変化はないため、クランプ部2Aによって光ファイバ11に付与される引張力は増大する。
第2のカム機構は、例えば第1および第3のカム機構71、73と同一のカムシャフト7上に配置されるか、あるいは、カムシャフト7に平行な他のカムシャフト(図示略)上に配置されていてよい。第2のカム機構は、モータ6の制御によって回転駆動される構造とすることができる。
本実施形態においては、同一のモータ6が、第1および第3のカム機構71、73、および第2のカム機構により、クランプ部2A、2B、ヒータ3の移動を、第5および第2の付勢部材により制御し、さらに、同一のモータ6が、第2のカム機構によって、引張機構(光ファイバに引張力を付加する機構)の移動を、第1の付勢部材または第3の付勢部材で制御する構成としてもよい。
また、上記構成において、さらに、前記左右一対のクランプ部の少なくとも一方の前進可動範囲または後退可動範囲を制限する構成も採用可能である。
以上説明したような本発明に係る第2の実施形態の光ファイバ接続部補強加熱装置によれば、左右一対のクランプ部2A、2B、一方のヒータ3A、蓋部10などを、同一の駆動源であるモータ6を使用して、同軸で設けられた各カム機構によって駆動する構成なので、補強加熱装置全体を小型化することが可能となる。
また、上記の第1の実施形態の場合と同様、スリーブ12を2つのヒータ3A、3Bで挟んで加熱収縮させる際に、光ファイバ11に付加される過剰な張力を解放することで光ファイバ11の破断や長期信頼性の低下が生じるのを防止し、また、装置が大型化することを防止できる。
これにより、信頼性が高く、短時間でスリーブ12を加熱収縮させることができるとともに、操作性に優れた光ファイバ接続部補強加熱装置1が実現できる。
例えば、上記実施形態では、第5の付勢部材45は一対のクランプ部2A、2Bの両方に使用されているが、クランプ部2A、2Bの一方(すなわち片側)にのみ第5の付勢部材45を使用してもよい。
また、上記実施形態では、2つのヒータ3(3A、3B)が用いられているが、ヒータの数は3以上でもよい。
Claims (11)
- 融着接続部がスリーブで覆われた光ファイバの、前記スリーブから露出した被覆部の一方および他方を把持する一対のクランプ部と、
前記スリーブを挟んで対向配置された少なくとも2以上のヒータと、
前記一対のクランプ部の少なくとも一方を、前記光ファイバに対して引張力を付加するように付勢する第1の付勢部材と、
前記スリーブを挟んで対向配置された前記ヒータの少なくとも1以上に、駆動源による制御に従って、前記スリーブを挟んで押圧力を付加する第2の付勢部材と、を備え、
前記第2の付勢部材による前記スリーブへの押圧力は、前記第1の付勢部材による前記光ファイバへの引張力よりも大きく設定され、
前記一方のクランプ部を前記第1の付勢部材によって付勢しつつ前記一方のクランプ部の前後方向への移動制限をした状態で前記光ファイバを前記一方のクランプ部で把持した後、前記一方のクランプ部の前記移動制限を解除することで、前記光ファイバに引張力を加えた状態において、前記一方のクランプ部が、前記光ファイバの長さ方向において前記ヒータから離間する方向の後退可動範囲が確保されているとともに、前記ヒータ側に移動できる前進可動範囲が確保され、それにより、前記第2の付勢部材によって前記ヒータで前記スリーブを押圧することで付加される前記光ファイバへの引張力を減殺する方向へ前記一方のクランプ部が移動するように構成されていることを特徴とする光ファイバ接続部補強加熱装置。 - 前記一方のクランプ部は、前記光ファイバを把持する前に、前記第1の付勢部材によって前記ヒータから離間して後退ストッパに当接し、前進方向にのみ可動範囲を確保した状態において、
前記一対のクランプ部で前記光ファイバを把持し、前記光ファイバへは前記引張力が付加されていない状態において、前記光ファイバを把持した直後、あるいは、前記ヒータの前記スリーブに対する押圧駆動開始時又は押圧駆動開始前後に、前記後退ストッパを退避させることにより、前記光ファイバに前記引張力を付加した状態で、前記一方のクランプ部の後退可動範囲に加えて前進可動範囲を確保した後、前記ヒータで前記スリーブを押圧することを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ接続部補強加熱装置。 - 前記一方のクランプ部は、前記光ファイバを把持する前に、前記第1の付勢部材によって前記ヒータから離間して後退ストッパに当接した状態から、前進ストッパに当接するまで前進移動させて保持された状態において、
前記一対のクランプ部で前記光ファイバを把持し、前記光ファイバへは前記引張力が付加されていない状態において、前記光ファイバを把持した直後、あるいは、前記ヒータの前記スリーブに対する押圧駆動開始時又は押圧駆動開始前後に、前記一方のクランプ部を前記前進ストッパに対する当接状態から開放し、さらに前記前進ストッパを退避させることにより、前記光ファイバに前記引張力を付加した状態で、前記一方のクランプ部の後退可動範囲に加えて前進可動範囲を確保した後、前記ヒータで前記スリーブを押圧することを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ接続部補強加熱装置。 - 前記一方のクランプ部は、前記光ファイバを把持する前に、前記第1の付勢部材によって前記ヒータから離間する後退方向の付勢力が付加された状態で、かつ、前記一方のクランプ部を前進方向に移動させるための弾性部材または磁力部材からなる第3の付勢部材によって、前記一方のクランプ部の可動範囲における端部から離れた位置で停止した状態において、
前記一対のクランプ部で前記光ファイバを把持し、前記光ファイバへは前記引張力が付加されていない状態において、前記光ファイバを把持した直後、あるいは、前記ヒータの前記スリーブに対する押圧駆動開始時又は押圧駆動開始前後に、第3の付勢部材による前記一方のクランプ部の前進方向の付勢力を弱めるか、あるいは、前記第1の付勢部材による後退方向の付勢力を強めるか、あるいは、前記第3の付勢部材を退避させることにより、前記一対のクランプ部が前記光ファイバに対して引張力を付加した状態で、前記一方のクランプ部の後退可動範囲に加えて前進可動範囲を確保した後、前記ヒータで前記スリーブを押圧することを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ接続部補強加熱装置。 - 融着接続部がスリーブで覆われた光ファイバの、前記スリーブから露出した被覆部の一方および他方を把持する一対のクランプ部と、
前記スリーブを挟んで対向配置された少なくとも2以上のヒータと、
前記一対のクランプ部の少なくとも一方を、前記光ファイバに対して引張力を付加するように付勢する第1の付勢部材と、
前記スリーブを挟んで対向配置された前記ヒータの少なくとも1以上に、駆動源による制御に従って、前記スリーブを挟んで押圧力を付加する第2の付勢部材と、を備え、
前記第2の付勢部材による前記スリーブへの押圧力は、前記第1の付勢部材による前記光ファイバへの引張力よりも大きく設定され、
前記一対のクランプ部の何れもが、前記光ファイバの長さ方向において前後に可動とされており、
前記一方のクランプ部が、前記光ファイバを把持する前に、前記第1の付勢部材によって前記ヒータから離間した状態で、かつ、前記他方のクランプ部が、前記光ファイバを把持する前に、前記ヒータ側へ前進して停止させた状態において、
前記一対のクランプ部で前記光ファイバを把持した後、前記他方のクランプ部が前記ヒータ側から離間する後退方向に移動を開始し、前記光ファイバを介した引張力によって前記一方のクランプ部が前進方向に移動し、前記一方のクランプ部の可動範囲における端部から離れた位置で前記他方のクランプ部の移動が停止されることにより、
前記光ファイバに引張力を加えた状態において、前記一方のクランプ部が、前記光ファイバの長さ方向において前記ヒータから離間する方向の後退可動範囲が確保されているとともに、前記ヒータ側に移動できる前進可動範囲が確保され、それにより、前記第2の付勢部材によって前記ヒータで前記スリーブを押圧することで付加される前記光ファイバへの引張力を減殺する方向へ前記一方のクランプ部が移動するように構成されていることを特徴とする光ファイバ接続部補強加熱装置。 - 融着接続部がスリーブで覆われた光ファイバの、前記スリーブから露出した被覆部の一方および他方を把持する一対のクランプ部と、
前記スリーブを挟んで対向配置された少なくとも2以上のヒータと、
前記一対のクランプ部の少なくとも一方を、前記光ファイバに対して引張力を付加するように付勢する第1の付勢部材と、
前記スリーブを挟んで対向配置された前記ヒータの少なくとも1以上に、駆動源による制御に従って、前記スリーブを挟んで押圧力を付加する第2の付勢部材と、を備え、
前記第2の付勢部材による前記スリーブへの押圧力は、前記第1の付勢部材による前記光ファイバへの引張力よりも大きく設定され、
前記一方のクランプ部が、前記光ファイバを把持する前に、前記第1の付勢部材によって前記ヒータから離間され、かつ、前記一対のクランプ部で前記光ファイバを把持し、前記光ファイバへは引張力が付加されていない状態において、
前記第2の付勢部材による押圧力によって、前記ヒータが前記スリーブを押圧し、押圧開始後の前記スリーブの移動あるいは前記スリーブの形状変形によって、前記光ファイバが押圧方向に移動されることにより、前記一方のクランプ部が前記光ファイバの移動による引張力によって前進方向に引き寄せられ、前記一方のクランプ部は可動範囲における端部から離れた位置で停止するよう構成されることで、
前記光ファイバに引張力を加えた状態において、前記一方のクランプ部が、前記光ファイバの長さ方向において前記ヒータから離間する方向の後退可動範囲が確保されているとともに、前記ヒータ側に移動できる前進可動範囲が確保され、それにより、前記第2の付勢部材によって前記ヒータで前記スリーブを押圧することで付加される前記光ファイバへの引張力を減殺する方向へ前記一方のクランプ部が移動するように構成されていることを特徴とする光ファイバ接続部補強加熱装置。 - 前記一対のクランプ部の何れもが、前記光ファイバの長さ方向において前後に可動とされていることを特徴とする請求項6に記載の光ファイバ接続部補強加熱装置。
- 前記ヒータは、前記スリーブを挟んで対向配置された一方の側が可動とされ、他方の側が固定とされていることを特徴とする請求項1〜請求項7の何れか一項に記載の光ファイバ接続部補強加熱装置。
- 前記ヒータによる前記スリーブへの押圧力は、前記光ファイバの融着接続部の破断確認試験の張力を上回る押圧力であることを特徴とする請求項1〜請求項8の何れか一項に記載の光ファイバ接続部補強加熱装置。
- 前記スリーブを挟んで対向する前記ヒータの押圧面が略垂直方向に配置され、前記スリーブ中に挿通された抗張力体の重量を利用して常に前記抗張力体を略下方向に配置することで、前記スリーブの向きを一定化させることを特徴とする請求項1〜請求項9の何れか一項に記載の光ファイバ接続部補強加熱装置。
- 前記スリーブの加熱が終了した後、前記ヒータを直ちに前記スリーブから離間させて該スリーブへの熱伝導を遮断し、前記スリーブの周囲に外気を導入して該スリーブを急冷することを特徴とする請求項1〜請求項10の何れか一項に記載の光ファイバ接続部補強加熱装置。
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