JPS6214606A - 光ファイバ融着接続方法 - Google Patents

光ファイバ融着接続方法

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JPS6214606A
JPS6214606A JP15355085A JP15355085A JPS6214606A JP S6214606 A JPS6214606 A JP S6214606A JP 15355085 A JP15355085 A JP 15355085A JP 15355085 A JP15355085 A JP 15355085A JP S6214606 A JPS6214606 A JP S6214606A
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optical fiber
axial force
discharging
fiber
stop
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JP15355085A
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Shinji Nakamura
信二 中村
Kunitoshi Nishimura
国俊 西村
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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    • GPHYSICS
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    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/255Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding
    • G02B6/2551Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding using thermal methods, e.g. fusion welding by arc discharge, laser beam, plasma torch

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  • Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は放電加熱を用いて、光ファイバを低損失、光強
度に接続する光ファイバ融着接続装置に関するものであ
る。
(従来□の技術) 従来、光ファイバ心線を放電加熱により@着接続する装
置においては、例えば]ア径50μmのGT形ファイバ
用融着装置の場合、第1図に示すように端末成形した光
ファイバ心線1の接続ファイバ素I!1a(外径125
μm)相互を固定■溝付台2のV溝でガイドして所定の
間隔で衝合し、一対の放i!電極3の放電開始と同時に
片方又は両方の光ファイバ心線1を所定の距離だけ相手
側に押込み、放電停止と同時又は直前で押込みを停止す
る方法を採用している。
(発明が解決しようとする問題点) 前述の如く融着時の光ファイバ心線1の押込みは、光フ
ァイバ心線1の外径(0,9mm)をクランプしている
移動台4をモータ5と該モータ5の駆動軸に連結した送
りネジ6より成る移動機構により矢印aの方向に移動し
ており、■溝上を被覆除去したファイバ素miaが素線
用クランパ−りと共にすべりながら移動Jるため、この
段階で光ケーブル表面に傷が付与され接続部の強度劣化
の原因となっている。
さらに、従来の方法で融着接続した場合、押込み完了後
ファイバの位置は固定されるため、第2図に示すように
放電停止直後、融着部が溶融状態から雰囲気温度にまで
冷却されることによる熱応力で約0.5〜0.6kg/
mm” 、約6〜7Qの引張応力が印加される。この引
張力は、クランプを解放するまで残留するため、この間
に被覆除去やV溝上をすべる時に付与された表面の傷が
成長して強度を著しく劣化させる原因となる。
このように、従来の融着接続装置では、融着時、ファイ
バ素線に接触傷が付与されたり、放電摸の熱応力により
大きな引張応力が印加されるため光ファイバ心線の接続
強度を低下させるという問題があった。
(発明の目的) 本発明の目的は、従来の装置で問題であったファイバ素
線の接触傷、放電停止後発生する残留張力を除去し、光
強度な接続部が得られる光ファイバ融着接続装置を提供
することにある。
(問題点を解決するための手段) 本発明は上記目的を達成するため、接続すべき一対の光
ファイバ心線をそれぞれ把持する一対の把持部と、少な
くとも一方の把持部を光ファイバ心線の軸方向に微動さ
せるモータ等のアクチュエータを含む微動機構部と、前
記各光ファイバ心線のファイバ素線端末を加熱溶融する
放電電極と、前記光ファイバ心線の軸力を検出する軸力
センサー部と、該軸力センサー部の出力信号に基づき、
前記放電電極の放電中は光ファイバ心線に所定の押込量
を付与し、放電停止と同時又は直後にはファイバ素線に
残留張力が生じないように前記アクチュエータを駆動し
て、軸力制御を行なう制御部を備えたことを特徴とする
(作用) 8□、□□−え7.イア1.え。あ   1のを把持し
、素線部に接触傷を付与することなく融着すると共に、
該光ファイバ心線の軸力を検出】る軸力センサー部の出
力信号を該光ファイバ心線に軸力を印加するモータ、圧
電素子等のアクチュエータにフィードバックして、融着
直後に発生する残留張力が生じないように軸力を制御す
るので、従来の固定■溝を用いた場合のように素線部表
面に傷を付与することはない。
また、融着直後に生ずる引張応力は、本発明のように外
被を把持する方法だけでも、素1(′Ei英ガラス部分
)、1次コートおよび緩衝層、外被の3層よりなる光フ
ァイバ心線の場合、上記1次コートおよび緩[rllの
部分が低弾性率の部材(シリコンゴム等)であり素線を
ソフトに支持しているため、素線に張力が加わると容易
に変形したり、素線との間ですべりを生じ、素線張力を
緩和する効果があり、その上、放電停止と同時または直
後に軸力を0とする軸力制御を行なうので完全に除去で
きる。この点、従来の装置では、■溝上に素線を固定す
るために素線を直接クランプしており、融着後の熱収縮
で生ずる張力を緩和する効果はない。
なお、前記軸力制御部を用いて、放電前、光ファイバ心
線に軸方向の予圧力を印加した場合、予圧力は第3図に
示ずように放電直後にほぼOとなり予圧により発生した
ファイバ軸変位量はほぼ全て融着時の押込量となる。こ
のため予め、光ファイバ心線に加える予圧力と軸変位量
との関係を把握しておき、適切な押込量に相当する予圧
力を印加すれば融着時に必要な押込量を与えることがで
きる。
(実施例) 第4図は本発明の一実施例を示す装置全体の概略槙成図
で、図中、従来例を示す第1図と同一構成部分は同一符
号をもって表わず。すなわち、1は接続すべき一対の光
ファイバ心線、1aは1次被覆、緩衝層からなる被覆部
を除去したファイバ素線で、その接続端末は端面を垂直
に切断されている。3はファイバ素線1aの接続端末を
加熱溶融する一対の放電電極、10.11は前記一対の
光ファイバ心線1をそれぞれ把持する把持部、20は前
記一方の把持部(Z軸微動台)10を光ファイバ心線1
の軸方向(矢印a方向、矢印す方向)に微動させる微動
機構部で、支持台21の上面に前記軸方向のみに移動す
るようにガイド機構を介して取付けられた移動台22と
支持台21の立壁21aに軸受を介して固定されその先
端部を前記移動台22の軸方向に螺合されたネジ付回転
シャフト23と、該回転シャフト23に連結したI)C
サーボモータ24とからなり、前記把持部10はその下
部を前記移動台22の上部に前記軸方向のみに移動自在
にガイド機構を介して取付けられ、かつ軸方向の両端に
立設した平行板バネ31,32を介して互いに結合され
ている。また、板バネ31の長手方向の略中間には歪ゲ
ージ33が接着されている。前記歪ゲージ33は光ファ
イバの軸方向の軸力を検出する軸力センサー部を構成す
る。
なお、軸力センサー部は平行板バネ31にマイクロスイ
ッチを関連させて構成するようにしてもよい。
30は他方の把持部11をX、Y、Z方向に微動させる
調心用微動機構部で、次にようにして構成される。すな
わち、把持部11の下部はZ方向(光ファイバ心線の軸
方向)の移動台31上に固定され、移動台31はX方向
(光ファイバ心線と直交する左右方向)の移動台32の
上部に7方向のみ移動できるようにガイド機構を介して
取付けられ、かつ移動台32と一体の軸受32aによっ
て支持されたネジ付回転シャフト31aの先端が螺挿さ
れている。移動台32はX方向のみに移動できるように
Y方向(上下方向)の移動台33の上部にガイド機構を
介して取付けられかつ移動台33と一体の軸受33aに
よって支持されたネジ付き回転シャフト32bの先端が
螺挿されている。
移動台33は支持枠34の内側部にY方向のみ移動でき
るようガイド機構を介して取付けられ、かつ支持枠34
と一体の軸受34aによって支持されたネジ付回転シャ
フト33bの先端が螺挿されている。上記構成において
、回転シャフト31a。
321)、33bを回転させることにより、把持部11
をX、Y、Z方向に微動させて把持した光ファイバ心線
1の軸心と相手方の光ファイバ心線1の軸心との調心を
行うことができる。
第5図は上記装置の制御系のブロック図で、図中40は
軸力設定値と、調心並びに放電終了信号を受けて、軸力
センサー部33の出力信号に基づき軸力制御を司るコン
トローラ(CPU)、41はDCサーボモータ24の駆
動回路、42は放電電極3の放電回路である。
なお、本実施例では、融着時のファイバ押込量を、軸力
制御部を用いて付与する方法について説明する。
本発明の装置の動作を次に説明する。被覆を除去されて
所定の長さに切断されたファイバ素線1aは外被部を把
持する把持部10.11にセットされ、端面相互が所定
の間隔で衝合され、調心用微動機構部30の操作により
調心される。調心方法は公知の光パワーモニタ法、ある
いは、TDカメラで素線又はコア部分を観察した画像処
理法、あるいはこれ以外の方法等いずれでもよく、ここ
では特に規定しない。この後、放電電極3により予加熱
され、ファイバ端面に付着するゴミあるいは切断時に生
じた微小なパリ等を除去し、モータ24により、移動台
22が矢印aの方向に移動される。移動と共にファイバ
素線1aの端面は相手方のファイバ素線1aの端面に接
近、接触し、軸力センサー部33の平行バネ31が矢印
すの方向にたわみ、その歪は軸力センサー部33により
検出される。ファイバ素線1aの接触圧力が所定の押込
ff1(軸)j設定値)に相当する圧力(歪)に達する
と、軸力センサー部33で検出した信号をモータ24の
駆動回路41にフィードバックして、モータ24の回転
を停止する。このようにして所定の圧力で端面相互を接
触させた後、所定の時間放電を続は融着する。また、放
電停止と同時あるいは直後に歪ゲージ33の信号をモー
タ24にフィードバックし軸圧力をOとする軸力制御を
行なう。これにより、融着後の引張力を除去できる。
本発明の装置で光ファイバ心線を融着した場合のファイ
バ軸力の時間変化、接続損失をそれぞれ第3図及び第7
図に示す。第3図は前記残留張力を除去する軸力制御は
していないが、残留張力は約2〜3qと従来の装置の約
1/2に低減される。
これは外被保持のため素線と外被(ナイロン)との間に
介在する1次被覆(変性シリコン)、緩衝層(シリコン
ゴム)での変形、ずべりによる応力緩和の効果であり、
さらに、前記の残留張力をOとする積極的な制御を適用
すれば完全に除去できる。第7図は本装置を用いてGr
形光ファイバ直径125μm、コア径50μmを融着接
続した結果を示したもので平均接続損失は約0.11d
Bと、従来の装置を用いた場合(0,1dB)と同等の
接続ができることが分かる。以上の結果から、本発明の
装置は外被を保持したまま融着することにより、素線に
接触傷を与えることなく、融着後の残留張力も緩和、除
去でき、光強度接続できる効果がある。さらに、融着前
に°所定の予圧を印加する方法で融着時に必要な押込量
も与えられ、固定■溝を用いた従来の装置と同等の接続
損失を得ることができる。
(発明の効果〉 以上、説明したように本発明によれば、光ファイバ心線
の外被を把持しかつ光ファイバ心線の軸力制御を行うた
め、素線部分に強度劣化の原因となる接触傷を与えるこ
とがなく、融着直後、素線に生ずる残留張力をなくすこ
とができる。このため、本装置によれば光ファイバの光
強度な接続ができるほか、融着時の押込量の付与と融着
後の残留張力の除去を1つの機構で実現でき、装置の構
成が筒単になる等の利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は固定V満を用いた従来のEJ&着接続装置の概
念図、第2図は従来の装置で融着接続した場合のファイ
バ軸力の時間変化を示すグラフ、第3図は外被を把持し
、予圧をかけて融着した場合のファイバ軸力の時間変化
を示すグラフ、第4図は本発明装置の実施例を示ず概略
構成図、第5図は本発明装置の制御フローチャート、第
6図は制御系のブロック図、第7図は本発明の装置を用
いて接続した場合の接続損失のヒストグラフである。 
      )1・・・光ファイバ心線、1a・・・フ
ァイバ素線、10.11・・・把持部、20・・・軸方
向微動機構部、30・・・調心用機@機構部、31・・
・軸力センサー部(歪ゲージ)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 接続すべき一対の光ファイバ心線をそれぞれ把持する一
    対の把持部と、少なくとも一方の把持部を光ファイバ心
    線の軸方向に微動させるモータ等のアクチュエータを含
    む微動機構部と、前記各光ファイバ心線のファイバ素線
    端末を加熱溶融する放電電極と、前記光ファイバ心線の
    軸力を検出する軸力センサー部と、該軸力センサー部の
    出力信号に基づき、前記放電電極の放電中は光ファイバ
    心線に所定の押込量を付与し、放電停止と同時又は直後
    にはファイバ素線に残留張力が生じないように前記アク
    チュエータを駆動して、軸力制御を行なう制御部を備え
    たことを特徴とする光ファイバ融着接続装置。
JP60153550A 1985-07-12 1985-07-12 光ファイバ融着接続方法 Expired - Fee Related JPH0685010B2 (ja)

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