JPH0943445A - 光ファイバ支持体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の光ファイバ支持体１２では、その光フ
ァイバ台６のＶ溝１に表面起伏ができていたため、光フ
ァイバ４を安定した状態で支持することができなかっ
た。 【解決手段】 本発明の光ファイバ支持体１２は、二段
テーパー状のＶ溝１を有する光ファイバ台６と、下側に
Ｖ字状突出部分８が設けられていて、このＶ字状突出部
分８を光ファイバ４が載置されたＶ溝１に嵌めて前記光
ファイバ４を挟みこむ光ファイバ押さえ具２とを有する
ものであって、Ｖ溝１の溝底を形成している一段目のテ
ーパー１３ａのテーパー角度がａで、かつその表面粗さ
が２μｍ以下であり、前記一段目のテーパーの上に形成
されている二段目のテーパー１３ｂのテーパー角度がｂ
で、かつその表面粗さが１０μｍ以下であり、Ｖ字状突
出部分８では、Ｖ字角度がｃであり、かつ前記テーパー
角度ａとｂとＶ字角度ｃとがｃ＜ａ＜ｂを満たす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ融着接
続装置等において、光ファイバを支持するための光ファ
イバ支持体に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は光ファイバ４と他の光ファイバ４
´とを融着接続するための光ファイバ融着接続装置の一
例を示したものである。図５に示すように、光ファイバ
融着接続装置は、光ファイバ４、４´を位置決めし、か
つ支持する光ファイバ支持体１２、１２´と、対向して
設けられた一対の放電電極３ａ、３ｂのような光ファイ
バ４、４´を加熱溶融する手段とを有している。光ファ
イバ支持体１２、１２´は、光ファイバ４、４´を載置
するためのＶ溝１、１´を形成した光ファイバ台６、６
´と、この光ファイバ台６、６´と共に光ファイバ４、
４´を挟み込むための光ファイバ押さえ具２、２´とか
らなる。ここで通常、光ファイバ押さえ具２、２´は、
例えば図５に示すように光ファイバ台６、６´等に軸支
されている（図５では、光ファイバ押さえ具２は開いた
状態、光ファイバ押さえ具２´は閉じた状態で図示され
ている）。

【０００３】この光ファイバ融着接続装置を用いて光フ
ァイバ４、４´を融着接続する一例を以下に示す。まず
２本の光ファイバ４、４´をそれぞれ、その接続端面同
士が向かい合わせになるようにＶ溝１、１´内の溝底に
載置し、これら光ファイバ４、４´を軽く押さえつける
ように光ファイバ押さえ具２、２´をＶ溝１、１´に嵌
め合わせ、この状態で、光ファイバ押さえ具２、２´を
光ファイバ台６、６´に仮固定する。

【０００４】次に、光ファイバ４、４´をＶ溝１、１´
内でＶ溝１、１´長手方向に移動させて光ファイバ４、
４´の接続端面同士を突き合わせ、突き合わせ面５を形
成する。ここで突き合わせ面５が丁度、放電電極３ａ、
３ｂの間にくるように、光ファイバ４、４´もしくは放
電電極３ａ、３ｂを位置調整しておく。

【０００５】さらに光ファイバ４、４´の融着接続後の
光伝送損失の増加ができるだけ少なくなるように、光フ
ァイバ４、４´同士のコアの位置を調整した後、放電電
極３ａ、３ｂの間で放電させる。こうして光ファイバ
４、４´の突き合わせ面５を局所加熱し、光ファイバ
４、４´同士を融着接続する。

【０００６】このような光ファイバ融着接続装置等に用
いられる光ファイバ支持体１２は、例えば図６に示され
るようなもので、光ファイバ台６には一段のテーパー１
３からなるＶ溝１が、Ｖ溝加工装置を用いた切削加工に
より形成されていて、光ファイバ押さえ具２には光ファ
イバ４を挟み込むためのＶ字状突出部分８が形成されて
いる。ただし、Ｖ溝１の深さとＶ字状突出部分８の高さ
とが共に３〜４ｍｍ以上であれば、該Ｖ溝１とＶ字状突
出部分８とを嵌め合わせるのに好適である。

【０００７】ここで、上記のようなＶ溝１を形成するた
めのＶ溝加工装置には、表面粗さ１０μｍ以下の精度で
あれば３〜４ｍｍ程度の深さまで掘り下げることが可能
で、加工費が安く済むが、表面粗さ２μｍ以下の精度で
は１ｍｍ程度の深さしか掘り下げられないもの（通常の
Ｖ溝加工装置）と、表面粗さ２μｍ以下の精度であって
も３〜４ｍｍ程度の深さまで掘り下げることが可能であ
るが、加工費が高くなってしまうもの（特殊なＶ溝加工
装置）とがある。

【０００８】そこで従来は上記Ｖ溝１を形成するのに、
加工費の低減のため、通常のＶ溝加工装置を用い、全表
面の表面粗さ１０μｍ以下の精度で３〜４ｍｍ程度の深
さまで、光ファイバ台６上面を堀り下げていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしこの場合、以下
のような問題点が生じていた。すなわち図５中の補助線
７上におけるＶ溝１の側壁の表面起伏の状態を示した図
７と、補助線７上の点Ａ、Ｂ、Ｃを通る各破線の部分で
のＶ溝１の断面形状を示した図８（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）から分かる通り、Ｖ溝１の側壁は一様に平坦なも
のではなく、Ｖ溝１の長手方向中心付近（図５に示され
たＢの付近）で内側にせり出していた。これはＶ溝加工
装置の溝加工治具とＶ溝１の側壁との接触面積が大き
く、前記溝加工治具と前記Ｖ溝１の側壁との間に大きな
摩擦が生じるため、Ｖ溝１長手方向に真っ直ぐな軌道で
Ｖ溝加工を行えない（反りが生じる）からである。した
がって、光ファイバ４は、Ｖ溝１の長手方向の中心付近
のみで支持されてしまい、Ｖ溝１の端面付近（図５に示
されたＡやＣの付近）では、その固定状態が不安定であ
った。

【００１０】そのため、図５に示すように光ファイバ
４、４´のコア同士の位置合わせを行っても上手くいか
ず、無理にコア同士の位置合わせを行ったとしても、ま
たすぐにコアの位置ずれが生じてしまい、そのまま光フ
ァイバ４、４´の突き合わせ面５を放電加熱して融着接
続した場合には、このコアの位置ずれが光ファイバ４、
４´の光伝送損失の増加の原因になっていた。

【００１１】これに対し、特殊なＶ溝加工装置を用い
て、Ｖ溝１、１´の全表面を表面粗さ２μｍ以下の精度
で３〜４ｍｍの深さで形成すると、図９、図１０
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、Ｖ溝１、１´で
は長手方向に対する表面粗さの変化がなくなり、上記問
題点を解決できるのであるが、この場合にはＶ溝１、１
´の加工費が非常に高くなってしまうという欠点があっ
た。

【００１２】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、その目的は、光ファイバを安定した状態で支
持できるＶ溝が形成された光ファイバ台と光ファイバ押
さえ具とを有し、かつこのＶ溝を形成するために特殊な
Ｖ溝加工装置を必要としない光ファイバ支持体を提供す
ることにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の光ファイバ支持
体は、二段テーパー状のＶ溝を有する光ファイバ台と、
下側にＶ字状突出部分が設けられていて、このＶ字状突
出部分を光ファイバが載置された前記Ｖ溝に嵌めて前記
光ファイバを挟みこむ光ファイバ押さえ具とを有する光
ファイバ支持体であって、前記Ｖ溝の溝底を形成してい
る一段目のテーパーのテーパー角度がａで、かつその表
面粗さが２μｍ以下であり、前記一段目のテーパーの上
に形成されている二段目のテーパーのテーパー角度がｂ
で、かつその表面粗さが１０μｍ以下であり、前記光フ
ァイバ押さえ具の下側の前記Ｖ字状突出部分では、Ｖ字
角度がｃであり、かつ前記テーパー角度ａとｂとＶ字角
度ｃとがｃ＜ａ＜ｂを満たすことを特徴とする。

【００１４】本発明の光ファイバ支持体では、光ファイ
バ台のＶ溝の断面形状が二段テーパー状である。

【００１５】ここでこのＶ溝の溝底を形成する一段目の
テーパーのテーパー角度ａと二段目のテーパーのテーパ
ー角度ｂと、光ファイバ押さえ具のＶ字状突出部分のＶ
字角度ｃとはｃ＜ａ＜ｂを満たす。またＶ溝の表面粗さ
の精度は、一段目のテーパーでは２μｍ以下であり、二
段目のテーパーでは１０μｍ以下である。したがって、
一段目のテーパーの部分では、その長手方向の中心付近
で側壁が内側にせり出していない。

【００１６】このようなＶ溝内の一段目のテーパーの部
分に光ファイバを載置すれば、この光ファイバが前記一
段目のテーパーの両側壁に接して安定した状態で支持さ
れる。したがって、例えば光ファイバ融着接続装置に本
発明の光ファイバ支持体を組み込んで使用した場合に
は、光ファイバのコア同士の位置合わせを精度良く行う
ことができる。

【００１７】しかも光ファイバ台に、このような二段テ
ーパー状のＶ溝を形成するには、例えば、まず光ファイ
バを載置する光ファイバ台上面部に、表面粗さ１０μｍ
以下、テーパー角度ｂでＶ溝加工を施し、次に前記テー
パー角度ｂの溝底に表面粗さ２μｍ以下、テーパー角度
ａのＶ溝加工を施すことによって、このＶ溝の溝底をさ
らに深く堀り下げる、という方法が採用可能である。

【００１８】したがって、この場合、Ｖ溝の全表面を一
段テーパーで、かつ表面粗さ２μｍ以下で加工する従来
の場合とは異なって、まずテーパー角度ｂで一次加工を
施した後、テーパー角度ａの二次加工を行うので、光フ
ァイバ載置位置におけるＶ溝加工装置の溝加工治具とＶ
溝の側壁との接触面積が大幅に少なくなるので、前記溝
加工治具の反り等がなくなり、通常のＶ溝加工装置でも
容易に所望精度のＶ溝加工が可能になる。このように本
発明によれば特殊なＶ溝加工装置でなく通常のＶ溝加工
装置を用いればよく、加工費が安く済む。

【００１９】ここで本発明におけるＶ溝の一段目、二段
目それぞれのテーパーの深さはとくに限定されない。た
だし一段目のテーパーは、その両方の側壁で、できるだ
け側壁全長にわたって、載置した光ファイバと接する必
要があり、作業性や加工費低減等の観点から１ｍｍ程度
の深さで設けるのが好ましい。また本発明におけるテー
パー角度ａ、ｂ、Ｖ字角度ｃは、上記限定以外にはとく
に限定されず、鋭角でもよいし鈍角であってもよい。

【００２０】さらに本発明における光ファイバ台や光フ
ァイバ押さえ具の形状は、上記限定以外にはとくに規定
されない。またこれらに用いられる材質は、たとえばス
テンレス鋼やジルコニア等、剛性に優れた金属やセラミ
ックスが好ましいが、とくに限定されず、複数の材質の
ものを組み合わせたものであってもよい。

【００２１】本発明の光ファイバ支持体は、光ファイバ
融着接続装置に利用するものに限定されず、例えば光フ
ァイバ端面研磨装置等の光ファイバ支持体として用いる
こともできる。また本発明の光ファイバ支持体において
は、光ファイバ台と光ファイバ押さえ具とが図４に示す
ように一体に接続されたものであってもよいし、全くの
別体であってもよい。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従って詳細に説明する。本発明の実施の形態の一例と
なる光ファイバ支持体１２を図１に示す。図１に示すよ
うに、光ファイバ支持体１２は、光ファイバ４を載置す
るためのＶ溝１を形成した光ファイバ台６と、これらＶ
溝１に嵌め合わせ光ファイバ４を載置するためのＶ字状
突出部分８を有する光ファイバ押さえ具２とからなる。
ここで光ファイバ台６と光ファイバ押さえ具２の材質
は、例えばジルコニアである。

【００２３】図１に示すように光ファイバ台６のＶ溝１
は２段テーパー状であり、溝底を形成する一段目のテー
パー１３ａでは、表面粗さ２μｍ以下で、例えばテーパ
ー角度ａ＝９０°であり、二段目のテーパー１３ｂで
は、表面粗さ１０μｍ以下で、例えばテーパー角度ｂ＝
９２°である。

【００２４】このようなＶ溝１を光ファイバ台６に形成
するには、例えば通常のＶ溝加工装置を用いて、図２
（ａ）に示すように光ファイバ台６の光ファイバ４を載
せる側の平坦な面に、まず第一段階のＶ溝加工でテーパ
ー１３ｂの部分を形成し、次に図２（ｂ）に示すよう
に、第二段階の精密なＶ溝加工でテーパー１３ａの部分
を形成すればよい。

【００２５】また図２（ｃ）に示すように、光ファイバ
押さえ具２のＶ字状突出部分８のＶ字角度は例えばｃ＝
８８°であり、このＶ字状突出部分８の先端部は光ファ
イバ４と接する際、これを傷つけないように、角を落と
して平滑な面（表面粗さ２μｍ以下）が形成されてい
る。

【００２６】ここで光ファイバ押さえ具２のＶ字状突出
部分８の形状、およびそれを形成する手順は、このＶ字
状突出部分８の先端を精度良いＶ字角度ｃで形成するた
めに、以下のようなものであってもよい。すなわち、ま
ず図３（ａ）に示すように、前記Ｖ字状突出部分８全体
を、例えば切削等の粗い加工で、先端のＶ字角度がｃ´
（ただしｃ＞ｃ´）となるように形成し、その上で図３
（ｂ）に示すように、Ｖ字状突出部分８の先端側のみ
を、例えば研磨等の方法で、Ｖ字角度ｃになるように精
密加工してもよい。

【００２７】このような光ファイバ支持体１２と、これ
と同様の構成を有する光ファイバ支持体１２´を用い
て、図４に示すような光ファイバ融着接続装置を組み立
て、この装置を用いて光ファイバ４、４´を融着接続す
る。ただし、図４において光ファイバ台６、６´に形成
されたＶ溝１、１´のテーパー１３ａ、１３ｂの符号の
表示は図面の簡略化のため省略している。

【００２８】図４に示すように光ファイバ融着接続装置
では、装置各部を制御するための回路等が収納されてい
る筐体１０上に、実際に光ファイバ４、４´を融着接続
するための各部品が設置されている。

【００２９】これらの各部品について説明する。まず、
筐体１０のほぼ中央に光ファイバ支持体１２、１２´が
それぞれ設置されている。ここで、光ファイバ支持体１
２、１２´はそれぞれ両矢印Ａ、Ｄ方向に移動可能であ
る。また光ファイバ支持体１２、１２´において、光フ
ァイバ押さえ具２、２´はそれぞれ光ファイバ台６、６
´に開閉自在に軸支されている（図４では、光ファイバ
押さえ具２は開いた状態、光ファイバ押さえ具２´は閉
じた状態で図示されている）。

【００３０】また筐体１０上には、位置調整可能な電極
支持体９ａ、９ｂに支持された一対の放電電極３ａ、３
ｂが各々対向して設けられている。

【００３１】さらに筐体１０上の、光ファイバ４、４´
が延出する側の光ファイバ台６、６´の後方それぞれに
は、その光ファイバ４、４´を把持するためのクランプ
１１、１１´が設けられている。ここでクランプ１１、
１１´はともに前記光ファイバ４、４´の延出方向（両
矢印Ｂ、Ｃの方向）に往復移動可能である。

【００３２】このような光ファイバ融着接続装置を用い
て光ファイバ４、４´を融着接続するためには、まず光
ファイバ心線の被覆を剥いで得た２本の光ファイバ４、
４´の接続端面をそれぞれ研磨して平滑な端面にした
後、これら接続端面同士が向かい合わせになるように光
ファイバ４、４´それぞれをＶ溝１、１´内の一段目の
テーパー１３ａの部分（すなわち溝底）に載置する。

【００３３】次にこれら光ファイバ４、４´の先端側を
軽く押えつけるように光ファイバ押さえ具２、２´をＶ
溝１、１´に嵌め合わせて仮固定し、かつ光ファイバ
４、４´の後端側のＶ溝１、１´から延出した部分をク
ランプ１１、１１´で把持する。

【００３４】さらに、光ファイバ台６、６´に近づける
方向にクランプ１１、１１´をそれぞれ移動させる。こ
れにより、光ファイバ４、４´をＶ溝１、１´の溝底に
沿ってＶ溝１、１´長手方向に滑らせて移動させ、光フ
ァイバ４、４´の接続端面同士を突き合わせる。こうし
て、光ファイバ４、４´の突き合わせ面５を形成する。
このとき、光ファイバ４、４´の突き合わせ面５が丁
度、放電電極３ａ、３ｂの間にくるように、光ファイバ
４、４´あるいは電極支持体９ａ、９ｂを位置調整して
おく。

【００３５】ここで、光ファイバ４、４´が載置されて
いるＶ溝１、１´の一段目のテーパー１３ａの表面粗さ
は２μｍ以下と非常に小さいので、上記の光ファイバ
４、４´の突き合わせ作業を精度よく、容易に行うこと
ができる。

【００３６】さらに光ファイバ４、４´の融着接続後の
光伝送損失の増加ができるだけ少なくなるように、光フ
ァイバ支持体１２、１２´をそれぞれ両矢印Ａ、Ｄ方向
に移動させて光ファイバ４、４´のコア同士の位置の微
調整、すなわち調芯を行う。

【００３７】こうして光ファイバ４、４´同士を突き合
わせた状態のまま、放電電極３ａ、３ｂの間で放電させ
ることにより、光ファイバ４、４´の突き合わせ面５に
局所加熱を施し、光ファイバ４、４´同士を融着接続す
る。以上のように、本実施例の光ファイバ融着接続装置
を用いた場合、光ファイバ４、４´のコア同士の位置が
合ったまま、これら光ファイバ４、４´を融着接続でき
るので、光伝送損失の増加が防止される。

【００３８】ここで本実施の形態の一例におけるクラン
プ１１、１１´はこの光ファイバ融着接続装置に必ずし
も必要でない。

【００３９】また本実施の形態の一例の光ファイバ融着
接続装置に光ファイバ支持体１２、１２´や電極支持体
９ａ、９ｂを覆う風防を設け、装置内部を風防もしくは
筐体１０に設けられた小型カメラとモニターもしくは低
倍率の顕微鏡を用いて目視しながら上記の光ファイバ
４、４´の融着接続作業を進めれば、さらに作業性、安
全性が向上するので好ましい。

【００４０】さらに本実施の形態の一例で光ファイバ
４、４´を融着接続させるための手段は放電電極３ａ、
３ｂを用いた放電融着法であったが、これに限定され
ず、例えば火炎噴射法やレーザ光照射法等の手段であっ
てもよい。

【００４１】また本実施の形態の一例となる光ファイバ
融着接続装置は、光ファイバ４、４´同士を調芯するも
のを示したが、本発明の光ファイバ支持体１２、１２´
を用いたことにより、例えば他の部品を精密設計し、こ
れらを精密配置で組み立れば、光ファイバ４、４´同士
の調芯不要の光ファイバ融着接続装置を製造することも
できる。

【００４２】

【発明の効果】本発明の光ファイバ支持体では、Ｖ溝内
の一段目のテーパーの部分に光ファイバを載置した際、
この光ファイバが一段目のテーパーの両側壁に接して安
定した状態で支持される。したがって、例えば本発明の
光ファイバ支持体を光ファイバ融着接続装置に組み込ん
で用いれば、光ファイバ同士のコアの位置合わせを精度
良く行うことができ、その光伝送損失の増加が低減され
る。しかも前記Ｖ溝を形成するためには、その全表面を
表面粗さ２μｍ以下で加工する場合とは異なって特殊な
Ｖ溝加工装置でなく通常のＶ溝加工装置を用いればよい
ので、その加工費が安く済む。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の光ファイバ支持体の一例を示す横断
面図。

【図２】 （ａ）、（ｂ）は本発明の光ファイバ支持体
の光ファイバ台にＶ溝を形成する手順の一例を示す横断
面図であり、（ｃ）は本発明の光ファイバ支持体の光フ
ァイバ押さえ具のＶ字状突出部分の一例を拡大した横断
面図。

【図３】 （ａ）、（ｂ）本発明の光ファイバ支持体の
光ファイバ押さえ具のＶ字状突出部分を形成する手順の
一例を示す横断面図。

【図４】 本発明の光ファイバ支持体を用いた光ファイ
バ融着接続装置の一例を示す斜視図。

【図５】 光ファイバ支持体を用いた光ファイバ融着接
続装置の主要な構成の一例を示した斜視図。

【図６】 従来の光ファイバ支持体の一例を示す横断面
図。

【図７】 表面粗さ１０μｍ以下でＶ溝を形成した場合
の、図４の補助線上の各位置におけるＶ溝の一端面（Ａ
側）からの距離と表面粗さの関係図。

【図８】 表面粗さ１０μｍ以下でＶ溝を形成した場合
の、前記Ｖ溝の断面形状を模式的に示す横断面図であっ
て、それぞれ図４に示す（ａ）点Ａ、（ｂ）点Ｂ、
（ｃ）点Ｃを通る破線に沿って切断したもの。

【図９】 表面粗さ２μｍ以下でＶ溝を形成した場合
の、図４の補助線上の各位置におけるＶ溝の一端面（Ａ
側）からの距離と表面粗さの関係図。

【図１０】 表面粗さ２μｍ以下でＶ溝を形成した場合
の、前記Ｖ溝の断面形状を模式的に示す横断面図であっ
て、それぞれ図４に示す（ａ）点Ａ、（ｂ）点Ｂ、
（ｃ）点Ｃを通る破線に沿って切断したもの。

【符号の説明】

１、１´ Ｖ溝 ２、２´ 光ファイバ押さえ具 ３ａ、３ｂ 放電電極 ４、４´ 光ファイバ ５ 突き合わせ面 ６、６´ 光ファイバ台 ７ 補助線 ８、８´ Ｖ字状突出部分 ９ａ、９ｂ 電極支持体 １０ 筐体 １１、１１´ クランプ １２、１２´ 光ファイバ支持体 １３、１３ａ、１３ｂ テーパー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 二段テーパー状のＶ溝を有する光ファイ
   バ台と、 下側にＶ字状突出部分が設けられていて、このＶ字状突
   出部分を光ファイバが載置された前記Ｖ溝に嵌めて前記
   光ファイバを挟みこむ光ファイバ押さえ具とを有する光
   ファイバ支持体であって、 前記Ｖ溝の溝底を形成している一段目のテーパーのテー
   パー角度がａで、かつその表面粗さが２μｍ以下であ
   り、 前記一段目のテーパーの上に形成されている二段目のテ
   ーパーのテーパー角度がｂで、かつその表面粗さが１０
   μｍ以下であり、 前記光ファイバ押さえ具の下側の前記Ｖ字状突出部分で
   は、Ｖ字角度がｃであり、 かつ前記テーパー角度ａとｂとＶ字角度ｃとがｃ＜ａ＜
   ｂを満たすことを特徴とする光ファイバ支持体。