JP6200407B2 - 融着機 - Google Patents

Description

本発明は、光ファイバの保持位置の位置決めが容易な融着機に関するものである。

光ファイバ同士の接続には、融着機が用いられる。融着機は、一対のホルダに保持された光ファイバ同士を突き合わせて、電極間に配置し、アークによって光ファイバ同士の先端を融着して、光ファイバ同士を接続するものである。

光ファイバの接続時には、光ファイバの先端を正確な位置に配置する必要がある。このため、融着作業時には、光ファイバの先端部は、クランプによって保持される。

このような融着機としては、例えば、クランプが蓋に設けられた融着機が用いられている（たとえば特許文献１）。

特開２００４−１８４５４３号公報

光ファイバの先端を保持するクランプは、回転軸を有するヒンジ部を中心に回動する。しかし、ヒンジ部のがたつきが大きいと、クランプのクランプ位置がずれる。このため、光ファイバの保持位置がずれる恐れがある。光ファイバの保持位置がずれると、光ファイバのはねや、保持部材からの脱落の恐れがある。

このため、従来の融着機では、クランプを動作させるヒンジ部として、きわめて精度が高く、剛性のあるものが使用されてきた。しかし、このような特殊なヒンジ部は、高価であるとともに、大型化の要因ともなる。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、従来使用されている通常のヒンジ部を用いても、精度よく光ファイバを保持することが可能な融着機を提供することを目的とする。

前述した目的を達するために本発明は、光ファイバ同士を接続する融着機であって、光ファイバおよび電極棒が配置される保持部材と、前記保持部材の上面に配置された光ファイバを押圧して保持するクランプを有するクランプユニットと、前記クランプで光ファイバを保持する位置を規制する位置決め機構と、を具備し、前記保持部材には、前記電極棒が位置決めされて保持され、前記位置決め機構は、突起部と受け部とを有し、前記クランプユニットと前記保持部材には、それぞれ前記突起部又は前記受け部のいずれか一方が形成され、前記クランプユニットを閉じた際に、前記突起部と前記受け部とが嵌合して前記クランプユニットと前記保持部材の前記位置決め機構の一部が接触し、前記クランプの前記光ファイバの軸方向と、前記保持部材の光ファイバ設置面に垂直な方向の位置決めが可能であり、前記突起部および前記受け部は、光ファイバの保持位置とは異なる位置に形成されることを特徴とする融着機である。

前記位置決め機構は、前記保持部材の前記光ファイバ設置面と平行な水平面をさらに有し、前記クランプユニットと前記保持部材には、それぞれ前記水平面が形成され、前記水平面同士が接触することも望ましい。

前記クランプユニットは、一対の前記クランプを具備し、前記クランプユニットを閉じた際に、接続対象の一対の光ファイバを、前記位置決め機構で位置決めされた位置で、一対の前記クランプによって同時に保持可能であってもよい。

前記突起部の先端近傍、または前記受け部の縁部近傍の少なくとも一方がテーパ形状であり、前記突起部と前記受け部との嵌合時に、ガイドとして機能してもよい。

前記クランプユニットは回転軸を中心に回動し、前記突起部または前記受け部は、前記クランプユニットの先端側に形成され、前記クランプは、前記突起部または前記受け部よりも、前記クランプユニットの基部側に配置されることが望ましい。

前記クランプユニットには、光ファイバの撮像時に用いられる照明が配置されてもよい。

前記保持部材には、光ファイバの位置決め用のＶ溝が形成されることが望ましい。

前記光ファイバおよび前記電極棒がそれぞれ保持される溝を有するベース部材を具備し、前記ベース部材は、前記保持部材に対して着脱可能であり、前記保持部材には、前記ベース部材の光ファイバ設置面に対して平行な方向に、前記ベース部材を押圧可能な押圧部材と、前記ベース部材が押し当てられて前記ベース部材の前記保持部材上の位置を確定する位置基準部が設けられてもよい。

前記光ファイバの中心軸に平行な、一方向についてのみ前記光ファイバが調芯されてもよい。

前記突起部と前記受け部とが嵌合した際に、前記受け部の内面の周方向の少なくとも一部が、前記突起部と非接触であってもよい。

本発明によれば、光ファイバを保持するクランプが、クランプユニットに設けられており、クランプによって光ファイバを保持する際に、電極棒（光ファイバ）に対するクランプ位置が、クランプユニットに形成された位置決め機構で位置決めされる。このため、光ファイバのクランプ位置を確実に位置決めすることができる。したがって、光ファイバを常に一定の条件で保持することができ、光ファイバのずれや脱落を防止することができる。この際、クランプユニットの動作部に、高精度のヒンジ等を使用する必要がない。

また、位置決め機構である突起部と受け部とが、光ファイバの保持位置とは異なる位置に形成される。このため、位置決め機構を、高価なセラミックス製の保持部材に形成する必要がない。

また、クランプユニットに、一対のクランプを形成すれば、クランプユニットを閉じることで、一対の光ファイバを同時に位置決めすることができる。したがって、光ファイバのクランプ作業が容易である。

また、受け部と突起部の先端にテーパ部を形成すれば、互いを嵌合するためのガイドとして機能し、嵌合によって突起部と受け部のずれが修正されて確実に位置決めを行うことができる。

また、クランプユニットが回動し、位置決め機構がクランプよりも外周側に配置されることで、位置決めの精度を高めることができる。

また、クランプユニットに、光ファイバ撮像用の照明を配置することで、光ファイバを保持した状態で、光ファイバに光を照射し、光ファイバの位置等を撮像することができる。

また、保持部材にＶ溝を設けることで、光ファイバの位置決めを確実に行うことができる。

また、受け部と突起部とを嵌合させた際に、受け部と突起部との間の一部が非接触となるようにすることで、突起部と受け部との嵌合が容易であるとともに、位置決めの再現性が高い。

本発明によれば、従来使用されている通常のヒンジ部を用いても、精度よく光ファイバを保持することが可能な融着機を提供することができる。

融着機１を示す斜視図。 図２（ａ）は、融着機１の平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図。 ベース部３が保持された保持部材５を示す斜視図。 ベース部３が保持された保持部材５を示す平面図。 ベース部３を示す斜視図。 図６（ａ）は保持部材５を示す平面図、図６（ｂ）は保持部材５にベース部３を配置した状態を示す平面図。 ベース部３の位置決め状態を示す図。 図８（ａ）は、蓋部３１の正面図、図８（ｂ）は、蓋部３１の底面図。 クランプユニット３０のクランプ２９および位置決め機構の拡大図であって、図９（ａ）はクランプ前の状態を示す図、図９（ｂ）はクランプ後の状態を示す図。 クランプユニット３０のクランプ２９および位置決め機構の拡大図であって、クランプ後の状態を示す図。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図１は、融着機１を示す斜視図である。融着機１は、光ファイバを保持するホルダが載置されるホルダ載置部１１と、光ファイバの先端および電極が配置されるベース部３と、ベース部３が保持される保持部材５と、電極棒７を保持する電極棒保持部材９と、蓋部３１等を具備する。

なお、以下の説明では、ベース部３（ベース部材）と保持部材５とが別体である例を示すが、ベース部３と保持部材５とを一体で形成してもよい。また、本発明では、ベース部３を含めて、保持部材５と称する場合がある。

融着機１は、一対の光ファイバを融着によって接続するものである。図示を省略した一対のホルダによって光ファイバを保持し、ホルダをホルダ載置部１１に載置する。光ファイバの先端を突き合わせた状態で、一対の電極棒７の間にアークを発生させ、光ファイバの先端部を溶融して接合する。

この際、光ファイバはベース部３上のＶ溝に保持される。また、光ファイバの保持は、蓋部３１に設けられたクランプユニット３０によって行われる。なお、クランプユニット３０は、蓋部３１と一体でなくてもよく、蓋部３１とは別体で構成してもよい。

蓋部３１は回転軸３７を中心に回動可能である。すなわち、クランプユニット３０は、回転軸３７を軸として回動する。クランプユニット３０は、一対のクランプ２９、突起部２７、照明３５を有する。本実施例では、一対のクランプ２９は、一つのクランプユニット３０に設けられる。なお、一対のクランプユニット３０を設けて、それぞれにクランプ２９を配置してもよい。クランプユニット３０を回動して蓋部３１を閉じた際に、クランプ２９の先端は、ベース部３上の光ファイバの位置に対応する部位に位置する。

図２（ａ）は、融着機１の蓋部３１を閉じた状態を示す平面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。クランプ２９は、光ファイバをベース部３に対して押圧して保持する。すなわち、光ファイバをベース部３に配置した後、クランプユニット３０を回動させると、クランプ２９の先端で光ファイバを押圧可能である。なお、クランプ２９は、クランプユニット３０の基部側に内蔵された弾性部材によって、押圧方向に付勢され摺動可能である。したがって、クランプ２９を光ファイバに接触させた際に、クランプ２９によって、一定の力で光ファイバを押圧することができる。

照明３５は、クランプ２９近傍に配置される。照明３５は、光ファイバの先端近傍を照射可能である。照明３５によって光ファイバを照射して図示を省略した撮像装置によって、光ファイバを撮像可能である。このため、使用者は、光ファイバの先端位置を把握することができる。

突起部２７は、保持部材５に形成された受け部１３に対応する部位に設けられる。突起部２７は、受け部１３と嵌合する。すなわち、突起部２７と受け部１３とは、クランプユニット３０と保持部材５との位置決め機構として機能する。

図３は、保持部材５を示す斜視図、図４は保持部材５等の平面図である。また、図５は、ベース部３を示す斜視図である。保持部材５は、融着機１の本体に固定される。また、保持部材５の上面にはベース部３が配置される。

図５に示すように、ベース部３は、略直方体形状であり、一部に切欠き部４が設けられる。切欠き部４は、例えば、直交する２側面の間に４５°の角度で矩形形状の角ができるように切り欠いたものである。

ベース部３は、たとえば一体化された部材であって、光ファイバの位置を決めるＶ溝１５と、電極棒７の位置決めを行うＶ溝２３が互いに直交する向きに形成されている。また、ベース部３の略中央部には、孔１９が形成される。Ｖ溝１５は光ファイバが設置される部位である。Ｖ溝１５は、孔１９を挟んで、互いに対向する位置に、同一直線上に形成される。同様に、電極の位置決めを行うＶ溝２３は、孔１９を挟んで、互いに対向する位置に、同一直線上に形成される。このように、光ファイバおよび電極棒７は、Ｖ溝１５、２３等によって位置決めされる。
ベース部３をこのような構成にすることで、光ファイバの調芯は、光ファイバの中心軸の方向に平行な一方向のみについて行うようにしても良い。たとえば、光ファイバが固定されたホルダを、ホルダ載置部１１に載置し、ホルダ載置部１１を光ファイバの軸方向と平行な一方向にだけ移動させて調芯を行うことができる。

また、ベース部３は、上方から保持部材５に押圧されて固定される。たとえば、電極棒保持部材９によって、電極棒７を介して保持部材５に上方から押圧されてねじ１７によって固定されてもよい。

図６（ａ）は、ベース部３の設置前の保持部材５の平面図である。保持部材５のベース部３の設置部には、カメラ２５が配置される。

ベース部３が設置される収容部は、ベース部３の少なくとも一部を囲むように（少なくとも２方向に）壁部が設けられる。壁部で囲まれた収容部のサイズは、ベース部３のサイズよりやや大きめに設定される。壁部で囲まれたベース部３の設置部の一部には押圧部材６が固定される。押圧部材６は、例えば、内部に弾性部材が設けられたプランジャである。

図６（ｂ）に示すように、ベース部３を保持部材５に配置すると、押圧部材６は、切欠き部４に対応する部位に位置する。この際、押圧部材６は、例えば、切欠き部４の面に略垂直な方向にベース部３を押圧する。

図７は、この際の位置決め状態を示す概略図である。押圧部材６（図示省略）から切欠き部４を押圧すると（図中Ｅ）、ベース部３は、対向する壁部の内面に押し付けられる。前述したように、押圧部材６は、切欠き部４の切欠き面の方向に押圧するため、ベース部３は、ベース部３の長辺および短辺に対して斜めの方向に押圧される。したがって、ベース部３の外面は、保持部材５の２つ（２方向）の内面に押圧されて接触する。なお、互いに接触するベース部３の外面および保持部材５の内面は、例えば平面である。

このように、ベース部３は、一方の内面から押し付けられるとともに（図中Ｆ）、他の内面から押し付けられる（図中Ｇ）。すなわち、押圧部材６からの押圧部を除くと、少なくとも異なる２方向から押圧されることになる。

この場合には、保持部材５の壁部の内面が位置基準部となる。すなわち、ベース部３と位置基準部である保持部材５の内面が面接触し、押圧部材６による押圧によって、少なくとも２か所でベース部３の位置決めがなされる。このように、押圧部材６からの押圧部を含めて少なくとも３か所を基準として配置されるため、水平方向（ベース部３の光ファイバ設置面（Ｖ溝１５等が形成されている面）に平行な方向）に対して、ベース部３が確実に位置決めされる。

ベース部３は、電極棒保持部材９によって、電極棒７を介して保持部材５に上方から押圧されてねじ１７によって固定される。すなわち、電極棒保持部材９は、ねじ１７によって保持部材５に固定され、電極棒保持部材９と保持部材５によってベース部３および電極棒７が挟み込まれて固定される。この状態で、電極棒保持部材９に形成された電極（図示省略）が電極棒７と接触し、電極棒７と導通する。したがって、電極棒７に通電することができる。

このように、ベース部３の高さ方向の位置は、電極棒保持部材９による保持部材５の上面への押圧によって位置決めされる。このため、ベース部３を取り外した後、再度組み込んだ場合でも、確実に正確な位置にベース部３を取り付けることができる。

このように、ベース部３が保持部材５に固定された状態では、ベース部３（保持部材５）に対してＶ溝２３によって電極棒７の先端位置が位置決めされる。

図８（ａ）は、蓋部３１の正面図、図８（ｂ）は蓋部３１の底面図である。前述したように、蓋部３１の底面側には、クランプユニット３０が設けられる。クランプユニット３０には、一対のクランプ２９が配置され、クランプの近傍に照明３５が設けられる。

図８（ｂ）に示すように、蓋部３１の回転軸（図中下側）を基準として、突起部２７は、クランプ２９よりも外側に配置される。すなわち、突起部２７は、クランプ２９よりも、クランプユニット３０の先端側に形成され、クランプ２９は、突起部２７よりも、クランプユニット３０の基部側に配置される。このように、突起部２７は、クランプ２９とは異なる位置に形成される。なお、突起部２７は、回転軸を基準として、クランプ２９よりも内側に配置されてもよい。

図９は、クランプユニット３０を閉じた際の位置決め機構を示す概念図であり、図９（ａ）は、クランプ２９による保持を行う前の状態を示す図、図９（ｂ）はクランプユニット３０を閉じた状態を示す図である。クランプユニット３０を回動する回転軸３７には、多少のがたつきがある。したがって、クランプユニット３０の開閉のたびに、クランプ２９の先端位置が変化する恐れがある。

図９（ａ）に示すように、クランプユニット３０を閉じていくと（図中矢印Ｂ）、クランプ２９がベース部３上の光ファイバと接触するよりも早く、突起部２７の先端が受け部１３に挿入される。ここで、突起部２７は、先端が細くなるようなテーパ形状である。また、受け部１３は、開口部が広がるようなテーパ形状である。したがって、突起部２７と受け部１３の位置が多少ずれていても、テーパ部が、突起部２７と受け部１３とのガイド機構として機能する。なお、テーパ形状は、突起部２７と受け部１３との少なくとも一方に形成されればよい。

図９（ｂ）に示すように、さらにクランプユニット３０を閉じていくと、突起部２７と受け部１３とが嵌合する。したがって、突起部２７は受け部１３の位置に誘導されて規制される。すなわち、保持部材５に対してクランプユニット３０の水平方向（ベース部３の光ファイバ設置面と平行な方向）の位置が位置決めされる。したがって、電極棒７に対して、光ファイバの長手方向のクランプ位置（図中Ｄ）が常に一定になる。

なお、クランプ２９は、先端が光ファイバに接触すると、クランプユニット３０の内部に押し込まれる（図中Ｃ）。すなわち、クランプ２９は、クランプユニット３０の基部側に内蔵された弾性部材によって、光ファイバに押し付けられる。したがって、クランプ２９の高さ方向の位置については、多少の許容範囲を有し、常に一定の力で光ファイバを押圧して保持することができる。

なお、突起部２７と受け部１３は、完全に嵌合させた際に、互いの対向面が全面にわたって接触する必要はない。例えば、図１０に示すように、受け部１３の内面と、突起部２７の外面の互いに対向する少なくとも一部に、クリアランス３９を形成するようにしてもよい。

突起部２７と受け部１３とを完全に嵌合させると、嵌合する際の挿入抵抗が大きくなる。一方、突起部２７と受け部１３とが接触しないようにすると、位置決めの精度が悪くなる。そこで、少なくも一部に非接触部を形成し、突起部２７と受け部１３との位置決めを、一方の面のみで行うようにすることで、挿入性が向上するとともに、位置決め精度も高い。

なお、位置決めの精度が十分に確保できれば、必ずしも受け部１３と突起部２７とは接触しなくてもよい。また、受け部１３と突起部２７の形状は互いに対応するような形状の例を示したが、異なる形状であってもよい。例えば、突起部形状を矩形（テーパ部なし）とすれば、突起部２７と受け部１３とは線接触となる。

以上、本実施の形態によれば、クランプユニット３０に位置決め機構を形成したため、クランプユニット３０のヒンジ部に多少のがたつきが生じても、保持部材５に対してクランプユニット３０を正確に位置決めすることができる。したがって、特殊な高精度のヒンジ部等を用いる必要がない。

また、接続対象の光ファイバを保持する一対のクランプ２９が、一つのクランプユニット３０に一体で設けられるため、クランプユニット３０を閉じれば、同時に一対の光ファイバのそれぞれを確実に保持することができる。また、クランプユニット３０は、蓋部３１に一体に形成されるため、蓋部３１を閉じると同時に光ファイバを保持することができる。このため、作業性が優れる。

また、受け部１３は、ベース部３とは別に、ベース部３から離れた位置に形成される。したがって、位置決め機構を、高価なセラミックス製のベース部３に形成する必要がない。

また、受け部１３と突起部２７の先端にテーパ部を形成することで、互いを嵌合するためのガイドとして機能させることができる。したがって、嵌合時に、突起部２７と受け部１３のずれが修正されて確実に位置決めを行うことができる。

また、クランプユニット３０の回転軸３７を中心として、クランプ２９よりも外周側に突起部２７を配置することで、位置決めの精度を高めることができる。

また、クランプユニット３０のクランプ２９の近傍に照明３５を配置することで、光ファイバを保持した状態で、光ファイバに光を照射し、光ファイバの位置等を撮像することができる。

なお、以上の説明では、クランプユニット３０に突起部２７を形成し、保持部材５に受け部１３を設けたが、本発明はこれに限られない。例えば、クランプユニット３０側に受け部１３を設け、保持部材５に突起部２７を形成してもよい。また、位置決め機構は、必ずしもベース部３から離れた位置である必要はなく、ベース部３またはベース部３近傍に設けてもよい。また、光ファイバの位置を決めるＶ溝１５は、必ずしもベース部３に形成する必要はなく、他の部材によって位置決めしてもよい。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、実用新案登録請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１………融着機
３………ベース部
４………切欠き部
５………保持部材
６………押圧部材
７………電極棒
９………電極棒保持部材
１１………ホルダ載置部
１３………受け部
１５………Ｖ溝
１７………ねじ
１９………孔
２３………Ｖ溝
２５………カメラ
２７………突起部
２９………クランプ
３０………クランプユニット
３１………蓋部
３５………照明
３７………回転軸
３９………クリアランス

Claims (10)

1. 光ファイバ同士を接続する融着機であって、
   光ファイバおよび電極棒が配置される保持部材と、
   前記保持部材の上面に配置された光ファイバを押圧して保持するクランプを有するクランプユニットと、
   前記クランプで光ファイバを保持する位置を規制する位置決め機構と、
   を具備し、
   前記保持部材には、前記電極棒が位置決めされて保持され、
   前記位置決め機構は、突起部と受け部とを有し、
   前記クランプユニットと前記保持部材には、それぞれ前記突起部又は前記受け部のいずれか一方が形成され、前記クランプユニットを閉じた際に、前記突起部と前記受け部とが嵌合して前記クランプユニットと前記保持部材の前記位置決め機構の一部が接触し、前記クランプの前記光ファイバの軸方向と、前記保持部材の光ファイバ設置面に垂直な方向の位置決めが可能であり、
   前記突起部および前記受け部は、光ファイバの保持位置とは異なる位置に形成されることを特徴とする融着機。
2. 前記位置決め機構は、前記保持部材の前記光ファイバ設置面と平行な水平面をさらに有し、前記クランプユニットと前記保持部材には、それぞれ前記水平面が形成され、前記水平面同士が接触することを特徴とする請求項１記載の融着機。
3. 前記クランプユニットは、一対の前記クランプを具備し、
   前記クランプユニットを閉じた際に、接続対象の一対の光ファイバを、前記位置決め機構で位置決めされた位置で、一対の前記クランプによって同時に保持可能であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の融着機。
4. 前記突起部の先端近傍、または前記受け部の縁部近傍の少なくとも一方がテーパ形状であり、前記突起部と前記受け部との嵌合時に、ガイドとして機能することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の融着機。
5. 前記クランプユニットは回転軸を中心に回動し、
   前記突起部または前記受け部は、前記クランプユニットの先端側に形成され、前記クランプは、前記突起部または前記受け部よりも、前記クランプユニットの基部側に配置されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の融着機。
6. 前記クランプユニットには、光ファイバの撮像時に用いられる照明が配置されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の融着機。
7. 前記保持部材には、光ファイバの位置決め用のＶ溝が形成されることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の融着機。
8. 前記光ファイバおよび前記電極棒がそれぞれ保持される溝を有するベース部材を具備し、
   前記ベース部材は、前記保持部材に対して着脱可能であり、
   前記保持部材には、前記ベース部材の光ファイバ設置面に対して平行な方向に、前記ベース部材を押圧可能な押圧部材と、前記ベース部材が押し当てられて前記ベース部材の前記保持部材上の位置を確定する位置基準部が設けられることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の融着機。
9. 前記光ファイバの中心軸に平行な、一方向についてのみ前記光ファイバが調芯されることを特徴とする請求項８記載の融着機。
10. 前記突起部と前記受け部とが嵌合した際に、前記受け部の内面の周方向の少なくとも一部が、前記突起部と非接触であることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の融着機。

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