JPS6358306A - 光フアイバ融着接続装置のフアイバクランプ部 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は光ファイバ融着接続装置において、光ファイバ
をクランプするためのクランプ部に関するものである。

（従来の技術） 光ファイバの融着接続は、第６図（ａ）に示す１本の光
ファイバ１０２を被覆した構造の単心線１０１の融着接
続と、第６図（ｂ）に示す複数本の光ファイバ１０２を
一括して被覆した構造のテープ心、ｖ１１０３の融着接
続に分けられる。現在、光ファイバの融着接続装置はこ
の単心線とテープ心線とに共用できる装置が開発されて
いる（特願昭６０−８６５３４号）。

ここでその装置による接続方法を簡単に説明する。

単心線１０１の接続は、第７図（ａ）に示すように被覆
を除去し、切断された光ファイバ１０２を把持部材１０
４に収納し、ガイド部材１０５を介して、基台１０６に
固定された第７図（ｂ）に示す複数本のガイド溝１０７
を有するガイド部材１０８の中央のガイド溝に載置し、
第７図（ａ）に示すように、把持部材１０４を装置に固
定しつつ光ファイバ１０２をクランプ１０９によって把
持する。その後、気体放電を起こさせながら移動台１１
０を図中で左右方向に移動させて、光ファイバ１０１の
端部同志を接触させて溶融接続する。

一方、テープ心線１０３の接続は、第８図（ａ）に示す
ようにテープ心線の被覆部を把持する１対の把持部材１
１１にテープ心線１０３を装着した後、はとんど不揃い
なく切断された複数の光ファイバ１０２の被覆除去部を
、第８図（ｂ）に示すガイド部材１０８の複数本のガイ
ド溝１０７にそれぞれの光ファイバを載置し、第８図（
ａ）に示すように、把持部材１１１を融着装置に固定し
つつ、光ファイバ１０２を単心線の接続で使用したクラ
ンプと同一のクランプ１０９によって把持し、その後、
単心線の場合と同様に、気体放電によって溶融接続する
。

このように単心線の接続、チューブ心線の接続をこの種
の装置で行う場合、光ファイバをガイド溝１０７に把持
する力は、両者とも同一荷重となっている。

表１は、従来の単心線専用の装置（Ａ）、従来のテープ
心線専用の装Ｗ（Ｂ）について、光ファイバをガイド溝
に把持する加圧力ｐと加圧力ｐを加えた状態でファイバ
が摺動を始める引抜力ｒを示している。

表　　　１ この表は接続する心線の種類によって適正な加圧力が異
なることを示している。従って、単心線およびテープ心
線の接続を同一の装置で行う場合には、クランプ部の加
圧力に起因する以下の問題が生じる。

例えば加圧力を６０　（ｇ）として、単心線の接続を行
うとする。直径１２５（μｍ）の石英系光ファイバで、
被覆除去端から５　（ｍｍ）の位置に加圧力６０　（ｇ
）のクランプをした場合、座屈荷重は約３５　（ｇ）で
あるから、ファイバが摺動を始める荷重とほぼ同等とな
り、ファイバは接続時に破断してしまう危険性が非常に
大きくなる。

逆に加圧力を１５（、）として、テープ心線の接続を行
う場合には、加圧力が５本のファイバに均等に働くと仮
定して、１本のファイバの加圧力は約３（ｇ）となる。

１本のファイバの適正な加圧力は、はぼ１５（ｇ）であ
るから加圧不足となり、ファイバがガイド溝から浮いて
しまい、接続時に大きな軸ずれが発生する原因となって
いる。

このほかに、クランプ部はアームの回転運動を利用して
、クランプヘッドをガイド溝に押し付けるため、クラン
プヘッドはアームの先端に一点支持で取り付けられてい
る。従ってクランプヘッドの傾きが発生し、このため複
数本の光ファイバをガイド溝に把持する際に、各ファイ
バの加圧力が不均一となる。すなわちほとんど不揃いな
く切断された複数本の光ファイバであっても、ファイバ
の移動時には、加圧力が大きなファイバは、加圧力が小
さなファイバに比べ遅れて移動するので、実際には２０
（μｍ）以上の不揃いが生じ、良好な接続ができない原
因ともなっている。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、従来の融着接続装置に比べ構造が複雑になる
ことなく、しかも単心線とテープ心線それぞれに対し適
正な加圧力を与え、ガイド溝の上面に対し垂直な方向か
ら容易に加圧することのできるクランプ部を提供するこ
とにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、単心線、テープ心線それぞれに対応した適正
な把持力を同一クランプで与え、クランプヘッドがガイ
ド溝に対し垂直に加圧できるようにする。

ガイド溝の上方に位置するクランプヘッドと、前記クラ
ンプヘッドを前記ガイド溝に対し垂直方向に動作させる
動力源とから構成し、光ファイバをガイド溝に把持する
力の方向は前記ガイド溝の上面に対し垂直で、把持力は
可変とする。

実施皿上 第１図は本発明の第１の実施例を説明するためのクラン
プ部の断面図であって、１は電磁石、２は電磁石のコイ
ル、３は鉄などに代表される強磁性体、４はばね、５は
クランプヘッド、６はクランプヘッドの支持アーム、７
はクランプヘッドに固定され、かつクランプヘッドの支
持アーム６を垂直に貫通するように設けた支持棒、１９
は支持アーム６をガイド溝１０７の面に対して水平に保
持するストッパー、１０２は光ファイバを示している。

なおりランプへ・ノド５は片側の光ファイバを把持する
ため、融着装置には一つのクランプヘッド５が設けられ
ている。

この実施例をテープ心線の場合について簡単に説明する
。

第１図は、光ファイバ端部付近の被覆除去部をガイド溝
１０７に載置し、その後、装置に固定された回転軸８を
中心にしてクランプヘッドの支持アーム６が回転運動に
よって、上方より下降した状態を示している。この時ク
ランプヘッド５の下面は、ガイド溝１０７の上面と平行
な位置で静止しており、またばね４によってガイド溝１
０７の上面より距離Ｘだけ離れている。ここで距離Ｘは
、電磁石と強磁性体３との間隔ｄ以下（ｄ≧Ｘ）に設定
する。

またアームの重さを電磁石による吸引力より大きく設定
しており、コイル２に通電することにより、電磁石１は
強磁性体３を吸引し、クランプヘッド５はガイド溝１０
７上の光ファイバ１０２を加圧して、光ファイバ１０２
はガイド溝１０７に把持される。

この時、コイルに流れる電流■と把持力Ｆとの関係を示
すため第２図の電磁石と強磁性体を使ったモデルで説明
する。

第２図において、９は切替スイッチ、１０．１１はそれ
ぞれ電気抵抗Ｒ８Ｒｚ（Ｒ＋　＞Ｒｚ）　、１２は電源
である。強磁性体３が把持力Ｆで吸引される時の電磁石
のコイル２に流れる電流Ｉは、次に示す［１）式のよう
になる（参照文献二基礎電磁気学演習、佐藤瑞穂著ｐ、
　１７１、培風館）。

１−　（１／Ｎ）・μ・βアπ・（ｉｔ、７μ、Ｓ＋＋
　ｌ　ｚ／μ山＋２ｄ／Ｓ＋）　　・・・（１）なお（
１）式の変数は次の通りである。

Ｉ：電磁石のコイル２に流れる電流（Ａ）　、Ｎ　：電
磁石のコイル２の巻数（凹）、Ｆ：クランプヘッドでフ
ァイバを把持する荷重（ｋｇ）　、Ｓ、：電磁石のソレ
ノイド断面積（ｍ２）、Ｓ２：強磁性体３の断面積（ｍ
２）、１．：電磁石の長さくｍ）　、ｌｚ：強磁性体の
長さくｍ）ｄ：空隙の長さくｍ）、μ、：強磁性体の比
透磁率、μ。：真空中の透磁率、 （１）式より明らかなように電流■を変化させることに
より把持力Ｆを変えることができる。

実施貫主 第３図（ａ）および第３図（ｂ）　、　（ｃ）は、本発
明の第２の実施例の斜視図および断面図であって、実施
例１に示した第１図と同一構成要素には同一符号をε己
している。

第３図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）において、５′
は両側のガイド溝１０７に対向する被覆除去端の光ファ
イバ１０２を一括して把持する構造のクランプヘッドで
ある。

第３図（ｂ）は、第３図（ａ）のクランプヘッド５′の
ａ−ａ’における垂直断面図である。また第３図（Ｃ）
は第３図（ａ）のクランプヘッド５′のｂ−ｂ′におけ
る水平断面図である。この図には図示しない強磁性体３
が、電磁石１と対向する位置で、クランプヘッド５′の
上側内面に固定されている。

大施拠主 第４図は本発明の第３の実施例を説明するためのクラン
プ部の側面図であり、第１の実施例と同じ構造のものに
は同一符号を記している。この図はクランプヘッド５に
よって、複数本の光ファイバ１０２が、複数本のガイド
溝１０７に把持された状態を示している。１４はピエゾ
素子を積層した圧電素子、１５は圧電素子の片端を固定
するとともに、側面にギア１６を設けた可動支持棒、１
７はピニオンギア１８を取り付け、モータ等の駆動力に
よって回転する回転軸であって、基台１０６との位置関
係が変化しないよう軸受が固定されている。以下、この
動作をｆ’！単に説明する。初期状態はクランプヘッド
５とガイド部材１０Ｂが一定間隔をおいて静止しており
、端面処理された光ファイバ１０２をガイド部材１０８
の複数本のガイド溝１０７に配列して終了する。次にモ
ータ等の駆動力によって回転軸１７が第４図で反時計方
向に回転し、ピニオンギア１８とギア１６によって、可
動支持棒１５が下降する。下降の終了は、クランプへラ
ド５が光ファイバ１０２に接触した時点とする。なおこ
の時点では図示しないストッパーにより、可動支持棒１
５は上方へは動かない状態となっている。続いて、圧電
素子に正方向の直流電圧を印加すると、圧電素子の伸長
によってクランプヘッド５がさらに下降し、ファイバ１
０２は複数本のガイド？ｌ＄１０７に一定圧力で把持さ
れる。

ここで圧電素子に印加する圧電と把持力の関係を第５図
で簡単に説明する。

テープ心線の最適把持力Ｆ１・６０ｇ、単心線の最適把
持力Ｆ２・１５ｇを得る直流電圧は、それぞれｖｚｍ　
、Ｖｌ（Ｖ）であり、変位圧電磁気の種類によって規定
される。また圧電素子にはヒステリシス現象が伴うので
、把持力を０（ｇ）にする場合には、適切なフィードバ
ック制御が必要である。

ここでは圧電素子を可動支持棒に固定し、可動支持棒を
モータ等で昇降させる機構について説明したが、このほ
かに実施例１に示したアーム等に圧電素子を固定する方
法等も可能である。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の光ファイバ融着接続装置
のファイバクランプ部は、クランプ部材による把持力を
電磁石の吸引力より得るようにしたので、電流または電
圧を制御することにより、任意の把持力が得られる。従
って同一のクランプ部材でも、単心線とテープ心線にそ
れぞれ適した把持力がスイッチ操作ででき、装置の構造
も簡単になる。また垂直に把持するので、ファイバを均
等に把持することができ、端面の不揃いも小さくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を説明するためのクラン
プ部の断面図、 第２図は本発明の原理を示す電磁石と強磁性体を使った
モデルの斜視図、 第３図（ａ）は第２の実施例の斜視図、第３図（ｂ）は
第３図（ａ）のａ−ａ’における垂直断面図、 第３図（ｃ）は第３図（ａ）のｂ−ｂ　’における水平
断面図、 第４図は本発明の第３の実施例を説明するためのクラン
プ部の側面図、 第５図は圧電素子の加圧力と電圧の関係を示す図、 第６図（ａ）　、　（ｂ）は単心線およびテープ心線の
断面図、 第７図（ａ）は従来の融着接続装置による単心線接続時
の正面図、 第７図（ｂ）は第７図（ａ）のｃ−ｃ’における断面図
、 第８図（ａ）は従来の融着接続装置によるテープ心線接
続時の正面図、 第８図（ｂ）は第８図（ａ）のｄ−ｄ　’における断面
図である。 １・・・電磁石　　　　　　２・・・コイル３・・・強
磁性体　　　　　４・・・ばね５．５′・・・クランプ
ヘッド ６・・・クランプヘッドの支持アーム ７・・・支持棒　　　　　　８・・・支持アーム回転軸
９・・・電流切替スイッチ　１０．１１・・・電気抵抗
１２・・・電源　　　　　　　１４・・・圧電素子１５
・・・可動支持棒　　　　１６・・・ギア１７・・・回
転軸　　　　　　１８・・・ピニオンギア１９・・・ス
トッパー １０２・・・光ファイバ　　　１０６・・・基台１０７
・・・ガイド溝　　　　１０８・・・ガイド部材第１図 １Ｏθ−−−７Ｉオド青Ｐ不１ 第２図 第３図 （ａ；　　　　　　（ｂ） （Ｃ） ４　　　　　　　＋ 第４図 １Ｏ２ 第５図 電圧（Ｖ） 第６図 （ａ） （ｂ） 第７図 （ａ） Ｃｂ） 第８図 （ａ） （ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、端部同志を互いに接続する光ファイバ心線の被覆部
   を把持する１対の把持部材と、被覆が除去された光ファ
   イバ端部をガイドするガイド溝と、このガイド溝の上方
   より下降して前記被覆が除去された光ファイバ端部をガ
   イド溝に把持するクランプ部と、光ファイバをその軸方
   向に移動させる移動機構と、前記光ファイバの端部同志
   を融着接続させる加熱源とを有する光ファイバの融着接
   続装置において、前記ガイド溝の上方に位置するクラン
   プヘッドと、このクランプヘッドを前記ガイド溝に対し
   垂直方向に動作させる動力源とから構成され、光ファイ
   バをガイド溝に把持する力の方向が前記ガイド溝の上面
   に対し垂直で、把持力が可変であることを特徴とする光
   ファイバ融着接続装置のファイバクランプ部。 ２、前記ガイド溝の上方より下降するアームと、このア
   ームに直交して摺動可能に貫通した支持棒と、この支持
   棒と連動するクランプヘッドと、前記アームに固定され
   た電磁石と、この電磁石のコイルに流す電流を切り替え
   るスイッチと、前記電磁石と対向するよう前記クランプ
   ヘッドに固定された強磁性体とから構成され、前記電磁
   石と強磁性体間の吸引力によって光ファイバをガイド溝
   に把持することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載する光ファイバ融着接続装置のファイバクランプ部。 ３、前記ガイド溝の上方より下降するアームと、このア
   ームに固定した圧電素子とこの圧電素子の片端に固定し
   たクランプヘッドと、前記圧電素子に印加する電圧を切
   り替えるスイッチとから構成され、前記圧電素子の圧電
   効果を利用して光ファイバをガイド溝に把持することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載する光ファイバ
   融着接続装置のファイバクランプ部。 ４、前記電磁石の吸引力と相反して作用するばねをアー
   ムとクランプヘッドの間に挿入したことを特徴とする特
   許請求の範囲第２項に記載する光ファイバ融着接続装置
   のファイバクランプ部。