JP6667310B2 - 補強スリーブの加熱装置および融着接続機 - Google Patents

補強スリーブの加熱装置および融着接続機 Download PDF

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Description

本発明は、補強スリーブの加熱装置およびこれを用いた融着接続機に関するものである。
従来、光ファイバの融着接続作業を行う際に、光ファイバの融着接続を行った後、融着接続部に補強スリーブを被着して保護する作業を行う場合がある。この補強スリーブは、通常、熱収縮チューブ内に、金属やガラス繊維等からなる抗張力体と、ホットメルト樹脂からなるインナチューブとを配置したものである。融着接続の際には、予め一方の光ファイバをインナチューブに挿通して補強スリーブを一方の光ファイバに装着しておく。補強スリーブは、光ファイバ相互を融着接続した後、融着接続部へ移動される。そして、補強スリーブを、融着接続機に設けた加熱装置で所定時間だけ加熱することにより、インナチューブを融着接続部に溶着させるとともに熱収縮チューブを収縮させ、抗張力体を融着接続部に固定する。これにより、融着接続部が保護される。その後、補強スリーブは、加熱装置に設けられた送風ファンにより冷風が当てられ、冷却される。
ここで、融着接続作業時間の短縮のために、補強スリーブの加熱時間や冷却時間を短縮することが求められている。特許文献1には、補強スリーブの加熱時間および冷却時間を短縮するために、加熱時には、ヒータに接続された熱伝導体により補強スリーブを押圧しながら加熱収縮させ、加熱終了後には熱伝導体を補強スリーブから離間させることにより、加熱時間および冷却時間を短縮する技術が開示されている。
特開2004−42317号公報
上述したように、融着接続作業時間の短縮のために、補強スリーブの加熱時間や冷却時間を短縮することが求められている。特許文献1では、補強スリーブを押圧しながら加熱収縮することにより、加熱時間を短縮できるとされている。
ここで、補強スリーブは、融着接続する光ファイバの種類等によってその外径が異なるものが用いられる。補強スリーブの外径が異なると、必要な加熱時間が異なる場合がある。したがって、その外径の相違にかかわらず補強スリーブの加熱時間を短縮することができることが好ましい。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、補強スリーブの外径にかかわらず加熱時間を短縮することができる補強スリーブの加熱装置およびこれを用いた融着接続機を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る補強スリーブの加熱装置は、光ファイバの融着接続部を補強する補強スリーブの加熱装置であって、熱収縮チューブを有する補強スリーブを収容し、かつ内部にヒータが設けられた収容部を有する本体部と、前記本体部に開閉自在に設けられ、閉状態において前記収容部を覆う蓋部と、前記蓋部が閉状態のときに、前記収容部に収容された補強スリーブを前記ヒータに対して押圧する押圧機構と、を備え、前記押圧機構は、前記補強スリーブに対する押圧力を変更可能に構成されていることを特徴とする。
本発明の一態様に係る補強スリーブの加熱装置は、前記押圧機構は、前記補強スリーブに接触して押圧力を伝える押圧部材と、前記蓋部が閉状態のときに前記押圧部材を前記ヒータに向かって付勢する付勢部材と、前記付勢部材を支持する支持部材と、前記支持部材の前記ヒータからの距離を変更する距離調整機構と、を備えることを特徴とする。
本発明の一態様に係る補強スリーブの加熱装置は、前記距離調整機構は、前記蓋部に設けられたガイド部と、前記ガイド部に沿って移動可能に該ガイド部に取り付けられた距離調整部材とを備え、前記距離調整部材は、前記支持部材と係合する係合部を有し、前記係合部には前記ガイド部からの距離が異なる部分を有するように形成された段差が設けられていることを特徴とする。
本発明の一態様に係る融着接続機は、対向配置された2つの光ファイバ相互の先端部同士を融着接続する融着接続機であって、前記光ファイバの融着接続部を補強する、本発明の一態様に係る補強スリーブの加熱装置を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、補強スリーブの外径にかかわらず補強スリーブの加熱時間を短縮することができるという効果を奏する。
図1は、実施形態に係る加熱装置を備えた融着接続機の模式的な斜視図である。 図2は、図1に示す加熱装置の平面図である。 図3は、蓋部を開状態とした加熱装置を示す斜視図である。 図4は、蓋部を取り外した状態の加熱装置を示す斜視図である。 図5は、距離調整部材の模式的な斜視図である。 図6は、距離調整部材を細径補強スリーブ用位置に移動させた状態を示す斜視図である。 図7は、図6の状態における図2のX−X線断面図である。 図8は、距離調整部材を太径補強スリーブ用位置に移動させた状態を示す斜視図である。 図9は、図8の状態における図2のX−X線断面図である。
以下に、図面を参照して本発明に係る補強スリーブの加熱装置および融着接続機の実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、各図面において、同一または対応する要素には適宜同一の符号を付している。
(実施形態)
図1は、実施形態に係る加熱装置を備えた融着接続機の模式的な斜視図である。融着接続機1は、表示操作部2、放電加工部3、風防カバー4および加熱装置5を備えている。
表示操作部2は、表示部2aおよび入力部2bを備えている。表示部2aは、たとえば、光ファイバの接続損失の設定値、エラーに関する警告などを表示する液晶パネルを備えている。入力部2bは、融着接続機1の電源のオン/オフ操作、加熱装置のオン/オフ操作を入力する各種操作キーなどを備えている。
放電加工部3は、接続する2つの光ファイバの先端部を互いに対向配置し、アーク放電を利用して2つの光ファイバ相互の先端部同士を融着接続する部分である。放電加工部3は風防カバー4により覆われており、融着接続時には風防カバー4を閉じて融着接続を行う。
融着接続機1は、たとえばマイクロコンピュータなどの、演算部と記憶部とを有する制御部を有する。制御部は、表示操作部2、放電加工部3および加熱装置5に電気的に接続されており、これらに対して入力信号の受付や制御信号の出力を行う。
加熱装置5は、2つの光ファイバの融着接続部に補強スリーブを被着する加熱処理を行う部分である。加熱装置5は、本体部51と、蓋部52と、後述する2つの光ファイバ固定機構53および押圧機構54と、不図示の送風ファンと、を備えている。加熱装置5は本体部51において融着接続機1に取り付けられている。
上述したように、融着接続を行う際は、補強スリーブを、予め融着接続する一方の光ファイバをインナチューブに挿通して光ファイバに装着しておく。補強スリーブは、光ファイバ相互を融着接続した後、融着接続部へ移動される。そして、融着接続された光ファイバは加熱装置5へと運ばれる。
図2は、加熱装置5の平面図である。図3は、蓋部52を開状態とした加熱装置5を示す斜視図である。なお、図3には、光ファイバの融着接続部を補強する補強スリーブSも図示されている。補強スリーブSは、熱収縮チューブS1内に、金属やガラス繊維等からなる抗張力体S2と、ホットメルト樹脂からなるインナチューブS3とを配置した構成を有する。なお、図3では説明のために熱収縮チューブS1とインナチューブS3とを透明に表している。インナチューブS3内には、融着接続機1により先端部同士が融着接続部Cで融着接続された2つの光ファイバ心線F1、F2が挿通されている。このとき、インナチューブS3内には、光ファイバ心線F1、F2の先端側において被覆が除去されてガラス光ファイバが露出した部分である被覆除去部F1a、F2aが収容された状態となっている。
本体部51は、補強スリーブSを収容する収容部51aを備えている。収容部51aの内部には断面U字状のヒータ51b(図7参照)が設けられている。ヒータ51bは融着接続機1の制御部に電気的に接続されており、入力部2bにおいて作業者がオン操作を行うことによって、制御部により発熱するように制御される。本体部51は、補強スリーブSを収容部51aに収容したときに光ファイバ心線F1、F2がそれぞれ収容される4つの溝51cを備えている。また、本体部51には2つの磁石51dが埋設されている。この磁石51dは後述するように、閉状態とした蓋部52を本体部51に固定するために用いられる。
蓋部52は、後述するアーム部52b(図4参照)が、本体部51の幅方向両側に設けられた軸支部51eに回転自在に軸支されることにより、本体部51に開閉自在に設けられている。蓋部52には2つの突起部52aが設けられている。これにより、たとえば突起部52aを指で持ち上げて蓋部52を開状態とし易くなっている。
補強スリーブSを加熱する際には、作業者は、加熱装置5の蓋部52を開状態とし、補強スリーブSを収容部51aに収容するとともに、光ファイバ心線F1、F2を溝51cに収容する。そして、蓋部52を閉状態とする。閉状態において蓋部52は収容部51aを覆う。つづいて、融着接続機1の入力部2bによりオン操作を行って、ヒータ51bを所定時間だけ発熱させる。これにより、補強スリーブSは加熱されて収縮し、融着接続部Cに被着される。その後、補強スリーブSは送風ファンで冷却される。その後、作業者は、蓋部52を開状態として、補強スリーブSが融着接続部Cに被着された光ファイバ心線F1、F2を取り出す。
2つの光ファイバ固定機構53は、それぞれ、各軸支部51eにより本体部51に回転自在に軸支された回転部材53aと、一端が回転部材53aに設けられたバネ部材53bと、バネ部材53bの他端に取り付けられた押さえ板材53cとを備えている。また、紙面左側に図示された光ファイバ固定機構53は、さらに、光ファイバ持ち上げ部材53dを備えている。
回転部材53aは、蓋部52の開閉に連動して回転するように構成されている。そして、蓋部52が閉状態とされた状態では、押さえ板材53cが、溝51cに収容された光ファイバ心線F1、F2を押圧し、固定する。なお、バネ部材53bは、押さえ板材53cを介して光ファイバ心線F1、F2に適度な押圧力を掛けるために設けられている。また、押さえ板材53cは、光ファイバ心線F1、F2に過度な押圧力が掛からないように弾性材料で構成することが好ましい。なお、回転部材53aは、蓋部52が開状態とされたときにはこれに連動して図3に示す位置に戻る。
光ファイバ持ち上げ部材53dは、光ファイバ心線F1を紙面左側の溝51cに収容するときに、図3に示す位置から回転部材53aとともに回転して光ファイバ心線F1の下方に押し下げられる。一方、蓋部52を開状態とすると、光ファイバ持ち上げ部材53dが図3に示す位置に戻ることにより、光ファイバ心線F1は溝51cの上まで持ち上げられる。これにより、光ファイバ心線F1およびF2を取り出し易くなる。
つぎに、加熱装置5の押圧機構54について説明する。押圧機構54は、蓋部52が閉状態のときに、本体部51の収容部51aに収容された補強スリーブSをヒータ51bに対して押圧する機構である。
押圧機構54は、押圧部材54aと、2つの付勢部材54bと、支持部材54cと、ガイド部54dと、距離調整部材54eとを備えている。ガイド部54dと距離調整部材54eとは、距離調整機構54fを構成している。
押圧部材54aは、断面U字形状のヒータ51bの内側に進入可能な幅、かつ好ましくは補強スリーブSよりも長い長さを有している。押圧部材54aはシリコンゴムなどの熱伝導性が低い材料で構成されている。これにより、ヒータ51bが補強スリーブSに与えた熱が押圧部材54aを介して放熱されることを抑制できる。
支持部材54cは、板状の部材であり、後述するアーム部54cb(図6参照)が本体部51の軸支部51eに軸支されることにより、本体部51に回転自在に設けられている。支持部材54cは、後述するように距離調整部材54eと係合する係合部54caを有している。
2つの付勢部材54bは、本実施形態ではコイルバネであり、支持部材54cにより支持されるとともに、押圧部材54aに接続されている。
図4は、蓋部52を取り外した状態の加熱装置5を示す斜視図であり、蓋部52が閉状態とされた状態を示している。図4(a)は距離調整部材54eが取り外された状態を示しており、図4(b)は距離調整部材54eが取り付けられた状態を示している。また、図5は、距離調整部材54eの模式的な斜視図である。図5(a)、(b)は、距離調整部材54eを互いに異なる方向から見たものである。
ガイド部54dは、蓋部52に取り付けられ、軸支部51eに軸支された、蓋部52の2つのアーム部52bに連結されている。ガイド部54dは金属からなる。ガイド部54dは、加熱装置5の幅方向に延伸する細長板状のレールとなっており、蓋部52側に突出するように凸形状に屈曲した移動規制部54daを有する。距離調整部材54eは、ガイド部54dの移動規制部54daに沿って移動可能に移動規制部54daに取り付けられている。これにより、距離調整部材54eは、加熱装置5の幅方向での移動範囲が移動規制部54daの範囲に規制される。また、ガイド部54dは、蓋部52を閉状態としたときに本体部51の2つの磁石51dの磁力により吸引される。これにより蓋部52は本体部51に固定される。
図5に示すように、距離調整部材54eは、係合溝54eaと、係合部54ebと、操作部54ecと、貫通孔54edと、磁石54eeとを備えている。距離調整部材54eはたとえば樹脂材料からなる。
係合溝54eaは、ガイド部54dと係合し、かつ距離調整部材54eがガイド部54dの移動規制部54daに沿って移動可能な程度に、その幅および深さが形成されている。係合部54ebは、支持部材54cの係合部54ca(図4参照)と係合する。係合部54ebには、距離調整部材54eが移動規制部54daと係合した状態において、移動規制部54daからの距離が異なる平面状の部分54eb1、54eb2を有するように形成された段差が設けられている。具体的には、部分54eb2は部分54eb1よりも移動規制部54daからの距離が大きくなっている。なお、係合溝54eaからの距離についても、部分54eb2は部分54eb1よりも大きくなっている。
操作部54ecは、表面に凹凸が形成された突起状のものであり、係合溝54eaを挟んで係合部54ebとは反対側に設けられている。図3に示すように、操作部54ecは、蓋部52を開状態としたときに収容部51a側に露出するようになっている。貫通孔54edは、係合溝54eaと連通するように設けられている。磁石54eeは貫通孔54edに埋設されている。
つぎに、図6〜図9を参照して、押圧機構54の機能について説明する。上述したように、補強スリーブは、融着接続する光ファイバの種類等によってその外径が異なるが、外径が異なると、必要な加熱時間が異なる場合がある。特に、補強スリーブの外径が大きくなる(太くなる)と、必要な加熱時間が長くなる場合がある。
本実施形態に係る加熱装置5では、押圧機構54が、蓋部52が閉状態のとき、すなわち補強スリーブを加熱するときに、本体部51の収容部51aに収容された補強スリーブをヒータ51bに対して押圧し、さらに押圧機構54は、補強スリーブに対する押圧力を変更可能に構成されている。これにより、加熱装置5では、補強スリーブの外径に合わせて適切な押圧力を補強スリーブに与えることができるので、補強スリーブの外径にかかわらず加熱時間を短縮することができる。
以下、補強スリーブの外径に応じた押圧力の変更方法について説明する。はじめに、補強スリーブの外径が小さい細径補強スリーブを用いる場合について説明する。図6は、距離調整部材54eを細径補強スリーブ用位置に移動させた状態を示す斜視図である。なお、図6は、閉状態における加熱装置5を、その蓋部52を取り外し、図3の矢線Aの方向に見た図である。図7は、図6の状態における図2のX−X線断面図である。なお、図6において、支持部材54cのアーム部54cbを示している。また、図7では、説明を簡単にするために光ファイバ素線は図示を省略し、細径補強スリーブSAのみを示している。
図6、7に示すように、細径補強スリーブSAを使用する場合は、距離調整部材54eを、ガイド部54dの移動規制部54daに沿って、細径補強スリーブ用位置に移動させる。細径補強スリーブ用位置とは、距離調整部材54eの係合部54ebの部分54eb1が支持部材54cの係合部54caに当接することによって、係合部54ebと係合部54caとが係合する位置である。なお、距離調整部材54eの移動は、蓋部52が開状態のときに、作業者が操作部54ecを指で操作することによって容易におこなうことができる。
これにより、図7に示すように、蓋部52を閉状態とすると、付勢部材54bが短縮し、押圧部材54aをヒータ51bに向かって付勢する。これにより、押圧部材54aは細径補強スリーブSAに接触して、付勢部材54bにより生じた押圧力を伝える。その結果、細径補強スリーブSAはヒータ51bに対して押圧される。なお、付勢部材54bは、その付勢力により支持部材54cを距離調整部材54eに押し当てる機能も有する。この状態でヒータ51bを発熱させることにより、細径補強スリーブSAの加熱時間は短縮される。
つぎに、補強スリーブの外径が大きい太径補強スリーブを用いる場合について説明する。図8は、距離調整部材54eを太径補強スリーブ用位置に移動させた状態を示す斜視図である。なお、図8は、閉状態における加熱装置5を、その蓋部52を取り外し、図3の矢線Aの方向に見た図である。図9は、図8の状態における図2のX−X線断面図である。なお、図9では、説明を簡単にするために光ファイバ素線は図示を省略し、太径補強スリーブSBのみを示している。
図8、9に示すように、太径補強スリーブSBを使用する場合は、距離調整部材54eを、ガイド部54dの移動規制部54daに沿って、太径補強スリーブ用位置に移動させる。太径補強スリーブ用位置とは、距離調整部材54eの係合部54ebの部分54eb2が支持部材54cの係合部54caに当接することによって、係合部54ebと係合部54caとが係合する位置である。
これにより、図9に示すように、蓋部52を閉状態とすると、付勢部材54bが短縮し、押圧部材54aをヒータ51bに向かって付勢する。これにより、押圧部材54aは細径補強スリーブSAに接触して、付勢部材54bにより生じた押圧力を伝える。その結果、太径補強スリーブSBはヒータ51bに対して押圧される。なお、付勢部材54bは、その付勢力により支持部材54cを距離調整部材54eに押し当てる機能も有する。
ここで、上述したように、部分54eb2は部分54eb1よりも移動規制部54daからの距離が大きいので、付勢部材54bの付勢力により、図9に示すようにヒータ51bから支持部材54cまでの距離は図7の場合よりも大きくなる。しかしながら、太径補強スリーブSBは細径補強スリーブSAよりも外径が大きいため、付勢部材54bの短縮量は図7の場合と同じになる。その結果、押圧部材54aが太径補強スリーブSBに伝える押圧力、および太径補強スリーブSBがヒータ51bに対して押圧される際の押圧力は、図7の場合と同じになる。この状態でヒータ51bを発熱させることにより、細径補強スリーブSAの場合と同様に、太径補強スリーブSBの加熱時間は短縮される。
なお、補強スリーブSAやSBがヒータ51bに対して押圧される際の押圧力は、付勢部材54bの短縮量に比例する。図6、7と図8、9の場合とで、付勢部材54bの短縮量を同じにするためには、使用する補強スリーブSA、SBの外径の違いに応じて、付勢部材54bの長さ、部分54eb1、54eb2の位置などを設定しておくことが好ましい。
また、補強スリーブSAやSBがヒータ51bに対して押圧される際の押圧力が500g(約4.9N)以上となるように、付勢部材54bの長さ、部分54eb1、54eb2の位置、閉状態における支持部材54cの位置などを設定しておくことが好ましい。押圧力が約4.9N以上であれば、押圧力にかかわらず補強スリーブSAやSBの加熱時間の短縮は同程度となる。したがって、補強スリーブの外径を変更した場合に、押圧力が約4.9N以上となるようにすれば、その押圧力が必ずしも同じでなくてもよい。
ただし、押圧力が大きすぎると光ファイバが破断する等の問題が生じる可能性があるため、押圧力は50N以下であることがより好ましい。
以上説明したように、本実施形態に係る加熱装置5によれば、補強スリーブの外径にかかわらず補強スリーブの加熱時間を短縮することができる。
なお、上記実施形態に係る加熱装置5において、蓋部52を閉状態としたときに、距離調整部材54eの一部は本体部51の凹部51f(図3参照)に収容される。この凹部51fの直下の位置にホール素子などの磁気センサ55を設けるようにしてもよい。距離調整部材54eには磁石54eeが埋設されているので、磁気センサにより磁石54eeが発生する磁束を検出することにより、距離調整部材54eがどの位置に在るかを検出できる。
距離調整部材54eがどの位置に在るかの検出結果を示す信号を融着接続機1の制御部に出力し、たとえば表示部2aに表示させるようにしてもよい。たとえば、細径補強スリーブSAを用いて融着接続を行おうとしているときに、加熱装置5において距離調整部材54eが太径補強スリーブ用位置に在る場合、加熱時における細径補強スリーブSAへの押圧力が不足するおそれがある。このような場合、磁気センサの検出結果に基づき、表示部2aに警告を表示するかまたは警告音を発生するようにしてもよい。
また、上記実施形態では、蓋部が閉状態のときに押圧部材をヒータに向かって付勢する付勢部材として、コイルバネを用いているが、付勢部材はこれに限定されず、他のバネ部材や、磁石の斥力を利用した付勢部材を用いてもよい。
また、上記実施形態では、距離調整部材は、ガイド部からの距離が異なる2つの部分を有し、押圧力を2段階で調整可能に構成されているが、ガイド部からの距離が異なる3つ以上の部分を設けて、押圧力を3段階以上で調整可能に構成してもよい。
また、上記実施形態では、支持部材のアーム部が本体部の軸支部に軸支されているため、ヒータに対する押圧力を変更する際には支持部材が傾くようになっているが、ヒータに対する押圧力を変更する際に支持部材を平行移動させることが可能なガイド機構を設けてもよい。
また、上記実施形態では、ヒータは断面U字形状であるが、ヒータの形状は特に限定されず、断面V字形状や平面形状でもよい。
また、上記実施形態では、押圧部材はシリコンゴムなどの熱伝導性が低い材料で構成されているが、押圧部材をヒータで構成してもよい。
また、押圧機構は、上記実施形態の構成に限らず、補強スリーブをヒータに対して押圧する押圧力を変更可能に構成されているものであれば特に限定はされない。
また、上記実施形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
1 融着接続機
2 表示操作部
2a 表示部
2b 入力部
3 放電加工部
4 風防カバー
5 加熱装置
51 本体部
51a 収容部
51b ヒータ
51c 溝
51d、54ee 磁石
51e 軸支部
51f 凹部
52 蓋部
52a 突起部
52b、54cb アーム部
53 光ファイバ固定機構
53a 回転部材
53b バネ部材
53c 押さえ板材
53d 光ファイバ持ち上げ部材
54 押圧機構
54a 押圧部材
54b 付勢部材
54c 支持部材
54ca 係合部
54d ガイド部
54da 移動規制部
54e 距離調整部材
54ea 係合溝
54eb 係合部
54eb1、54eb2 部分
54ec 操作部
54ed 貫通孔
54f 距離調整機構
55 磁気センサ
C 融着接続部
F1、F2 光ファイバ心線
F1a、F2a 被覆除去部
S 補強スリーブ
S1 熱収縮チューブ
S2 抗張力体
S3 インナチューブ
SA 細径補強スリーブ
SB 太径補強スリーブ

Claims (2)

  1. 光ファイバの融着接続部を補強する補強スリーブの加熱装置であって、
    熱収縮チューブを有する補強スリーブを収容し、かつ内部にヒータが設けられた収容部を有する本体部と、
    前記本体部に開閉自在に設けられ、閉状態において前記収容部を覆う蓋部と、
    前記蓋部が閉状態のときに、前記収容部に収容された補強スリーブを前記ヒータに対して押圧する押圧機構と、
    を備え、
    前記押圧機構は、
    前記補強スリーブに接触して押圧力を伝える押圧部材と、前記蓋部が閉状態のときに前記押圧部材を前記ヒータに向かって付勢する付勢部材と、前記付勢部材を支持する支持部材と、前記支持部材の前記ヒータからの距離を変更する距離調整機構と、を備え、
    前記距離調整機構は、前記蓋部に設けられたガイド部と、前記ガイド部に沿って移動可能に該ガイド部に取り付けられた距離調整部材とを備え、前記距離調整部材は、前記支持部材と係合する係合部を有し、前記係合部には前記ガイド部からの距離が異なる部分を有するように形成された段差が設けられており、
    前記押圧機構が前記補強スリーブに対する押圧力を変更可能に構成されていることを特徴とする補強スリーブの加熱装置。
  2. 対向配置された2つの光ファイバ相互の先端部同士を融着接続する融着接続機であって、
    前記光ファイバの融着接続部を補強する請求項に記載の補強スリーブの加熱装置を備えたことを特徴とする融着接続機。
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