WO2024143157A1 - 切断装置 - Google Patents

Abstract

切断ユニット（９）の上方には刃部材（１９）が配置される。刃部材（１９）は、略円盤状の部材であり、円周部が刃先となる。刃部材（１９）は、位置決め部材（１５ａ、１５ｂ）の内部に収容される。位置決め部材（１５ａ、１５ｂ）を対向させて接合すると、位置決め部材（１５ａ、１５ｂ）の上部にはスリット（２３）が形成される。スリット（２３）の対向する縁部の一方において内面側に突出する一対の突起（３５）が形成される。突起（３５）は、刃部材（１９）の中心軸を挟んで２か所に形成される。刃部材（１９）の一方の面は、位置決め部材（１５ａ）の内面と面接触するとともに、弾性部材（３１）によって刃部材（１９）がスリット（２３）の方向に押圧されることで、刃部材（１９）の他方の面におけるテーパ部が、突起（３５）と点接触して位置決めされる。

Description

切断装置

　本発明は、光ファイバを切断する切断装置に関するものである。

　従来、光ファイバを融着接続する際には、まず、光ファイバ心線の被覆を除去した後、所定の寸法に光ファイバが切断される。光ファイバを切断するための切断装置としては、光ファイバ心線の被覆を除去してガラスファイバ部を露出させ、当該ガラスファイバ部分に円盤状の刃部材を接触させて表面に傷をつけ、切断するものがある。

　しかし、このような光ファイバの切断装置においては、光ファイバ心線への傷の深さを精度よくコントロールする必要がある。例えば、光ファイバ心線と刃部材との位置関係が正確でないと、傷が不完全な場合や、刃部材が過剰に光ファイバ心線にあたり、光ファイバ心線を損傷させるなど、不具合の要因となる。このため、例えば、光ファイバ心線に対して、刃部材の位置を１０μｍ以内の精度で合わせる必要がある。

　一般的に、切断装置で使用される刃部材は、円盤形のものが使用される。円盤形の刃部材は、回転させることで、刃先の摩耗等により劣化した部位を新規な部位に変更して使用することができる。

　通常、このような円形の刃部材は、その中心部で固定される。このため、中心部における穴とシャフトとの隙間によって、取付け時に、刃部材の高さに誤差が生じ、刃の高さが変動する恐れがある。また、刃部材自体が完全な円形ではない場合や、中心の穴の位置ずれなどによっても、刃先の高さが変わってしまうため、精度よく刃先の高さを設定することが困難であった。

　これに対し、刃部材を中心位置で位置決めするのではなく、刃先に近い部位で位置決めする方法が提案されている（特許文献１）。

特開２０１８－１６３１９５号公報

　特許文献１によれば、刃部材のテーパ部に面接触または点接触による位置決め機構を設けることで、刃部材の中心穴の位置ずれや偏心等の影響を受けにくく、刃先の高さを設定することができる。

　しかし、特許文献１のように、刃部材のテーパ部に位置決め部材を面接触させようとすると、位置決め部材の精度や固定精度によって、完全に面接触とならずに、ずれが生じて傾いて接触する場合があり、これによって刃先の高さが変わることがある。

　また、位置決め部材を点接触によって高さ方向の位置決めをしようとしても、両側の位置決め部の高さが合わない場合がある。また、点接触とすることで、刃部材の軸がぶれてしまい、刃部材を光ファイバに対して垂直に当てられなくなる恐れがある。さらに、点接触による位置決めでは、高さ方向に垂直な方向（刃部材の移動方向）に対する位置決めを精度よく行うことが困難であり、刃部材の位置がずれてしまうおそれがある。

　このように刃部材の位置が変化すると、光ファイバへの傷の深さが変化して、光ファイバを精度よく切断することが困難となり、光ファイバの切断品質が悪くなる。

　本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、刃部材の位置をより精度よく設定することが可能であり、一定の条件で光ファイバを切断することが可能な切断装置を提供することを目的とする。

　前述した目的を達成するために本発明は、光ファイバを切断する切断装置であって、ベース部と、円盤状の刃部材と、前記ベース部に設けられ、前記刃部材の位置を規制する位置決め部材と、前記ベース部に対して高さが変化可能に配置され、前記刃部材を支持する支持部と、前記支持部を、前記ベース部に対して前記位置決め部材の位置決め部へ押圧する第１弾性部材と、を具備し、前記位置決め部材はスリットを有し、前記位置決め部として、前記スリットの対向する縁部の一方において内面側に突出する突起が形成され、前記突起は、上方から見て前記刃部材の軸を挟んで２か所に形成され、前記位置決め部材の内部に前記刃部材が収容され、前記刃部材の一方の面が、前記位置決め部材の内面と面接触し、前記第１弾性部材によって前記刃部材が前記スリットの方向に押圧されて、前記刃部材の他方の面におけるテーパ部が、それぞれの前記突起と点接触して位置決めされ、前記刃部材の先端が、前記スリットの表面側に突出することを特徴とする切断装置である。

　一対の前記突起は、前記刃部材の軸を通る上下方向の中心線に対して対称な位置に配置されることが望ましい。

　前記刃部材の軸方向から見た際に、前記突起の先端は円弧状に形成され、前記突起の円弧部が前記刃部材のテーパ部と点接触することが望ましい。

　前記刃部材を、前記刃部材の軸方向であって、前記支持部の方向に押圧する第２弾性部材を具備し、前記第２弾性部材によって、前記刃部材の一方の面が、前記位置決め部材の内面に押圧されることが望ましい。

　本発明によれば、弾性部材によって、刃部材の一方の面を、位置決め部材の内面と面接触することで、刃部材の軸の向きを確実に規制することができる。すなわち、光ファイバに対する刃部材の刃部の向きを一定に維持できる。また、刃部材の他方の面におけるテーパ部が、位置決め部材の二つの突起とそれぞれ点接触することで、精度よく刃部材の位置を決めることができる。

　また、突起が、刃部材の軸を通る中心線に対して対称な位置に配置されることで、高い精度で刃部材の位置決めを行うことができる。

　また、第２弾性部材によって、刃部材を位置決め部材の内面に押圧することで、刃部材を確実に位置決め部材の内面に面接触させることができる。

　本発明によれば、刃部材の位置をより精度よく設定することが可能であり、一定の条件で光ファイバを切断することが可能な切断装置を提供することができる。

切断装置１を示す斜視図。 切断ユニット９の上方斜視図。 切断ユニット９の下方斜視図。 切断ユニット９の背面側の斜視図。 切断ユニット９の平面図。 刃部材１９の位置決め機構を示す概略図。 刃部材１９と位置決め部材１５ａ、１５ｂの分解斜視図。 図５ＡのＥ部拡大図。 刃部材１９と位置決め部材１５ａ、１５ｂとを組み立てた際の、位置決め部材１５ｂの透視図。 図６ＡのＦ部拡大図。 刃部材１９と突起３５の位置関係を示す斜視図。 刃部材１９と突起３５の位置関係を示す平面図。

　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、切断装置１を示す斜視図である。切断装置１は、主に、本体部３、蓋部５、切断ユニット９等を有する。切断装置１は、光ファイバを所定の位置で切断するための装置である。

　本体部３の上面には、ホルダ載置部７が形成される。ホルダ載置部７には、光ファイバが保持されたホルダが載置される。ホルダの端部からは、光ファイバの被覆を除去して露出させたガラスファイバ部分が突出する。ホルダをホルダ載置部７へ配置すると、光ファイバが切断ユニット９の移動範囲をまたぐように配置される。

　通常状態では、切断ユニット９の操作部２９は、本体部３から突出した状態である。この状態から操作部２９を本体部３に対して押し込むことで、切断ユニット９が本体部３内へ移動する。この際、切断ユニット９は、本体部３から押し出される方向に弾性部材によって押圧されているため、この弾性部材の押圧力に対抗して切断ユニット９が本体部３へ押し込まれる。完全に切断ユニット９が押し込まれると、切断ユニット９の刃先が光ファイバよりも奥側に移動する。この状態で切断ユニット９が図示しない係止部によって保持される。

　この状態で蓋部５を閉じると、切断ユニット９を保持していた係止部が外れて、切断ユニット９は、前述した弾性部材によって本体部３から押し出される。すなわち、切断ユニット９が移動する。すなわち、切断ユニット９は、図中Ａ方向に対して往復動作可能である。切断ユニット９が移動する際、刃先が光ファイバと接触して光ファイバに傷をつけ、傷部分に曲げ応力等を加えることで、光ファイバを切断することができる。

　このように、通常時において切断ユニット９（操作部２９）を本体部３から突出させておき、使用時に本体部３へ押し込むようにすることで、例えば本体部３を机上などにおいて作業を行う際にも、切断ユニット９の押し込み作業が容易である。

　次に、切断ユニット９について説明する。図２Ａは、切断ユニット９の上方斜視図、図２Ｂは切断ユニット９の下方斜視図、図３Ａは切断ユニット９の背面側の斜視図、図３Ｂは切断ユニット９の平面図である。切断ユニット９は、ベース部１７、支持部２５（図３Ａ、図３Ｂ）、刃部材１９、位置決め部材１５ａ、１５ｂ等から構成される。

　ベース部１７の側面には、レール２７が固定される。レール２７は切断装置１の本体部３に固定された、図示を省略するスライドブロックに対してスライド移動可能である。すなわち、本体部３に対して、図１のＡ方向へ切断ユニット９が移動可能である。

　切断ユニット９の上方には刃部材１９が配置される。刃部材１９は、略円盤状の部材であり、円周部が刃先となる。刃部材１９は、位置決め部材１５ａ、１５ｂの内部に収容される。位置決め部材１５ａ、１５ｂは、刃部材１９の位置を規制するための部材であり、ベース部１７に対して固定される。位置決め部材１５ａ、１５ｂを対向させて接合すると、位置決め部材１５ａ、１５ｂの上部にはスリット２３が形成される。刃部材１９の先端は、スリット２３から位置決め部材１５ａ、１５ｂの表面側（上方）に突出する。

　スリット２３の内縁部の一部が刃部材１９と接触する。このため、位置決め部材１５ａ、１５ｂが、刃部材１９の位置を規制するための位置決め部となる。なお、位置決め部材１５ａ、１５ｂにおける刃部材１９の位置決め方法については詳細を後述する。

　操作部２９の底面側には凹部が形成される。このようにすることで、使用者は、操作部２９の凹部に指を入れて切断ユニット９を操作することができる。

　例えば、前述したように、通常時には操作部２９が本体部３から突出するようにすることで、本体部３を机上において作業を行う際の作業性が良好である。その一方で、本体部３を手にもって作業を行う際には、操作部２９の端部が本体部３から離れているため、手が小さい使用者にとっては作業性が悪い。しかし、操作部２９の背面に指を挿入可能な凹部を設けることで、本体部３を持って作業する場合にも作業性が良好である。

　切断ユニット９の底面側には、歯車１３ｂの一部が突出する。歯車１３ｂは、刃部材１９を回転させるための操作部である。図４は、図３ＢのＭ－Ｍ線断面概略図である。刃部材１９には、歯車１３ａが固定される。歯車１３ｂは、刃部材１９に固定された歯車１３ａと噛みあう。このため、歯車１３ｂを回転させることで、歯車１３ａとともに刃部材１９を回転させることができる。

　このように、歯車１３ｂによって、スリット２３から突出する刃部材１９の周方向位置を変更することができる。このため、刃部材１９の、光ファイバと接触する周方向位置を変えることが可能である。なお、刃部材１９の回転方法は特に限定されない。また、使用時には、図示を省略したストッパによって、歯車１３ｂの回転が規制され、刃部材１９は所定の周方向の位置で固定される。

　刃部材１９の一方の側には、支持部２５が固定される。支持部２５の下方にはピン３３が接続される。また、ピン３３の外周には、第１の弾性部材である弾性部材３１が配置される。支持部２５は、ベース部１７に対して高さが変化可能に配置され、刃部材１９を支持する部位である。支持部２５は、弾性部材３１によって、ベース部１７に対して上方に押圧される。位置決め部材１５ａ、１５ｂはベース部１７に対して固定されているため、支持部２５に固定された刃部材１９は、位置決め部材１５ａ、１５ｂの上方（スリット２３の方向であって、位置決め部の方向）へ押圧される（図中矢印Ｂ）。

　なお、刃部材１９の先端位置を調整するためには、位置決め部材１５ａ、１５ｂのベース部１７に対する高さを調整できるようにしてもよい。例えば、位置決め部材１５ａの長孔に設けられたネジにより位置決め部材１５ａを押し下げ、別途設けられたねじ穴に設けられたイモネジによって位置決め部材１５ａを押し上げるようにすることで、ベース部１７に対する位置決め部材１５ａ、１５ｂの高さを微調整することもできる。したがって、ベース部１７に対して、刃部材１９の先端位置を微調整することができる。なお、ベース部１７に対する位置決め部材１５ａ、１５ｂの高さ調整は必須ではなく、また、他の方法で位置決め部材１５ａ、１５ｂの高さを調整してもよい。

　この際、位置決め部材１５ｂの内面側には、刃部材１９の位置決め部としての突起３５が形成され、刃部材１９が突起３５と接触することで、刃部材１９の位置決めがなされる。なお、位置決め部材１５ｂの突起３５による位置決めについては詳細を後述する。

　また、刃部材１９は、歯車１３ａと支持部２５とで挟み込まれるように配置され、固定ネジ１１によって固定される。また、位置決め部材１５ａの一部は、支持部２５と刃部材１９との間の隙間に挟まれる。この際、固定ネジ１１の頭部と歯車１３ａとの間の隙間には、第２の弾性部材である弾性部材２１が配置される。

　刃部材１９は、弾性部材２１によって、刃部材１９の軸方向（図中左右方向）であって、支持部２５の方向に押圧されるため、弾性部材２１によって、刃部材１９の一方の面（図中左側の面であって、テーパ部を除く軸方向に略垂直な面）が、位置決め部材１５ａの内面に押圧される（図中矢印Ｃ）。このため、刃部材１９の一方の面を、ベース部１７に固定されている位置決め部材１５ａの内面に面接触させることができる。

　このように、刃部材１９の一方の面を位置決め部材１５ａの内面に面接触させることで、刃部材１９の軸方向位置（図中左右方向の位置）を確実に位置決めすることができる。また、刃部材１９と位置決め部材１５ａとが面接触して押圧されるため、刃部材１９の軸ずれ（刃部材１９の平面部が、刃部材１９の移動方向（紙面に垂直な方向）や高さ方向に対して斜めに向くこと）を抑制することができ、刃部材１９の軸方向を、刃部材１９の移動方向及び高さ方向のいずれに対しても垂直に維持することができる。

　次に、位置決め部材１５ｂによる刃部材１９の位置決め方法についてより詳細に説明する。図５Ａは、位置決め部材１５ａ、１５ｂと、刃部材１９との分解斜視図である。前述したように、位置決め部材１５ａの内面と刃部材１９の一方の平面部分とが面接触する。一方、位置決め部材１５ｂの上方であって、位置決め部材１５ａとの対向面側には一対の突起３５が形成される。

　図５Ｂは、図５ＡのＥ部拡大図である。突起３５は、位置決め部材１５ｂの上方の内面側に突出する。このため、位置決め部材１５ａ、１５ｂを連結して固定すると、突起３５がスリット２３の両端部近傍に位置することとなる。

　図６Ａは、位置決め部材１５ａ、１５ｂの内部に刃部材１９を収容した状態を示す図であり、位置決め部材１５ｂの透視図（位置決め部材１５ｂを点線で示した図）である。図６Ａに示すように、スリット２３の対向する縁部の一方（位置決め部材１５ｂの内面の縁部）には、刃部材１９の位置決め部として、内面側に突出する一対の突起３５が形成される。突起３５は、刃部材１９の上下方向の中心線（軸）を挟んで２か所に形成される。

　また、前述したように、刃部材１９は略円盤状であって、中心部分の平面部の外縁側には、外周側に行くにつれて厚みが徐々に薄くなるテーパ部が形成される。このため、刃部材１９を上方に押圧すると（図中矢印Ｂ方向）、刃部材１９のテーパ部が突起３５と接触する（図中Ｄ部）。

　より詳細には、刃部材１９の一部は、スリット２３の裏側から挿入され、刃部材１９の刃先の両側に形成されたテーパ部に対して、一方のテーパ部が、スリット２３の内縁部のそれぞれの突起３５と接触する。この際、刃部材１９の先端が、スリット２３の表面側に突出する。

　図６Ｂは、図６ＡのＦ部拡大図である。また、図７Ａは、突起３５と刃部材１９との接触部を示す上方斜視図であり、図７Ｂは、刃部材１９を上方から見た平面図である。

　図６Ｂに示すように、刃部材１９の軸方向から見た際に、突起３５の先端（刃部材１９との接触部）は円弧状に形成される。また、刃部材１９のテーパ部も外周部に沿って円形に形成されるため、突起３５の円弧部は、刃部材１９のテーパ部と点接触する。すなわち、刃部材１９は、弾性部材３１によって上方（スリット２３方向）へ押圧され、刃部材１９のテーパ部と突起３５との接触によって、それ以上の上方への移動が規制される。この結果、刃部材１９の高さ方向の位置決めを行うことができる。

　この際、図６Ａに示すように、一対の突起３５は、刃部材１９の高さ方向に延びる中心線（軸を通る鉛直方向の中心線であって図中Ｇ）に対して対称な位置に配置される。すなわち、刃部材１９は、高さ方向に対して、上方から見て２点で位置決めがなされる。このように、中心線（軸）から所定の距離離れた位置の２点で位置決めを行うことで、刃部材１９の移動方向（図の左右方向）に対しても位置決めを行うことができる。

　このように、刃部材１９の一方の面は、位置決め部材１５ａの内面と面接触するとともに、弾性部材３１によって刃部材１９がスリット２３の方向に押圧されることで、刃部材１９の他方の面におけるテーパ部が、突起３５と点接触して、刃部材１９が位置決めされる。このように、位置決め部材１５ａ、１５ｂの連結時の位置ずれが多少生じても、刃部材１９の高さ方向及び移動方向の位置決めは位置決め部材１５ｂのみで行われ、刃部材１９の軸ずれ（傾き）の抑制を位置決め部材１５ａで行うため、精度よく刃部材１９の位置を決めることができる。

　以上説明したように、本実施の形態によれば、刃部材１９の高さを規制する位置決め部材１５ｂへ刃部材１９を押圧する弾性部材３１を設けることにより、刃部材１９の回転軸が偏心している場合でも、スリット２３の表面側に突出する刃部材１９の先端の高さを一定とすることができる。すなわち、光ファイバと刃部材１９の刃部との位置関係を一定に維持できる。

　また、弾性部材２１によって、刃部材１９は位置決め部材１５ａの内面と面接触する。このため、刃部材１９の軸の向きを確実に規制することができる。すなわち、光ファイバに対する刃部材１９の刃部の向きを一定に維持できる。

　このように、常に一定の条件で、刃部材１９によって光ファイバに傷をつけることができる。この結果、傷の深さのばらつきによって生じる、光ファイバの切断面の形状バラツキや切断不良などが生じることを抑制することができる。したがって、光ファイバの切断品質を高めることができる。

　また、刃部材１９の回転軸の加工精度が多少悪くてもよいため、刃部材１９の製造が容易となり、刃部材１９の加工コストを抑制することができる。

　例えば、前述したように、歯車１３ｂを回転させることで、刃部材１９を容易に回転することができる。このため、光ファイバと接触する刃部材１９の周方向位置を変えることができる。この際、刃部材１９の回転中心から刃先までの長さが周方向で完全に一定であれば、刃部材１９を回転させても、刃先の位置は変わらない。一方、刃部材１９の回転軸がわずかに偏心していると、刃部材１９を回転させることで、刃部材１９の回転中心から刃先までの距離が変化する。

　これに対し、本発明では、刃部材１９の先端部近傍はスリット２３の内縁部の一対の突起３５とそれぞれ点接触して位置決めされる。したがって、刃部材１９の軸が偏心していたとしても、スリット２３から突出する刃部材１９の刃先の長さを略一定とすることができる。

　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、特許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。

　例えば、刃部材１９を位置決め部材１５ａ、１５ｂに対して所定の方向に押圧可能であれば、弾性部材２１、３１の配置や支持部２５の構造などは図示した例には限られない。

　また、刃部材１９の軸に配置された弾性部材２１によって刃部材１９を位置決め部材１５ａの内面に押圧して面接触させたが、例えば、弾性部材２１を用いずに、他の固定部材等によって刃部材１９を締めこんで、刃部材１９と位置決め部材１５ａの内面とを面接触させてもよい。

　また、一対の突起３５は、刃部材１９の中心線に対して対称に配置したが、刃部材１９の位置決めが可能であれば、必ずしも対称な位置でなくてもよい。

１………切断装置
３………本体部
５………蓋部
７………ホルダ載置部
９………切断ユニット
１１………固定ネジ
１３ａ、１３ｂ………歯車
１５ａ、１５ｂ………位置決め部材
１７………ベース部
１９………刃部材
２１………弾性部材
２３………スリット
２５………支持部
２７………レール
２９………操作部
３１………弾性部材
３３………ピン
３５………突起

Claims (4)

1. 　光ファイバを切断する切断装置であって、
   　ベース部と、
   　円盤状の刃部材と、
   　前記ベース部に設けられ、前記刃部材の位置を規制する位置決め部材と、
   　前記ベース部に対して高さが変化可能に配置され、前記刃部材を支持する支持部と、
   　前記支持部を、前記ベース部に対して前記位置決め部材の位置決め部へ押圧する第１弾性部材と、
   　を具備し、
   　前記位置決め部材はスリットを有し、前記位置決め部として、前記スリットの対向する縁部の一方において内面側に突出する突起が形成され、前記突起は、上方から見て前記刃部材の軸を挟んで２か所に形成され、
   　前記位置決め部材の内部に前記刃部材が収容され、前記刃部材の一方の面が、前記位置決め部材の内面と面接触し、前記第１弾性部材によって前記刃部材が前記スリットの方向に押圧されて、前記刃部材の他方の面におけるテーパ部が、それぞれの前記突起と点接触して位置決めされ、前記刃部材の先端が、前記スリットの表面側に突出することを特徴とする切断装置。
2. 　一対の前記突起は、前記刃部材の軸を通る上下方向の中心線に対して対称な位置に配置されることを特徴とする請求項１記載の切断装置。
3. 　前記刃部材の軸方向から見た際に、前記突起の先端は円弧状に形成され、前記突起の円弧部が前記刃部材のテーパ部と点接触することを特徴とする請求項１記載の切断装置。
4. 　前記刃部材を、前記刃部材の軸方向であって、前記支持部の方向に押圧する第２弾性部材を具備し、前記第２弾性部材によって、前記刃部材の一方の面が、前記位置決め部材の内面に押圧されることを特徴とする請求項１記載の切断装置。

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