(57)【要約】【課題】装置構成が簡略で低コストであり、移動量が小さくても安定的な動作が可能な光ファイバ切断装置の提供。【解決手段】光ファイバ２を切断する切断刃３と、軸回り方向の回転により軸方向に変位するスピンドル１２を有するマイクロメータ６と、マイクロメータ６に与える振動の１サイクルの前進量−後退量が１０μｍ以下の範囲で、かつ振動数が２０Ｈｚ以下の範囲で、スピンドル１２を軸回り方向の回転により軸方向に変位させて切断刃３を光ファイバ２に向けて前進させる回転駆動手段８と、を備えた光ファイバ切断装置１。【選択図】図１
2010134033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバを切断する切断刃と、
軸回り方向の回転により軸方向に変位するスピンドルを有するマイクロメータと、
前記マイクロメータに与える振動の１サイクルの前進量−後退量が１０μｍ以下の範囲で、かつ振動数が２０Ｈｚ以下の範囲で、前記スピンドルを軸回り方向の回転により軸方向に変位させることにより前記切断刃を前記光ファイバに向けて前進させる回転駆動手段と、を備えていることを特徴とする光ファイバ切断装置。
【請求項２】
光ファイバを切断する切断刃と、軸回り方向の回転により軸方向に変位するスピンドルを有するマイクロメータと、前記スピンドルを軸方向に変位させることにより前記切断刃を前記光ファイバに向けて前進させる回転駆動手段と、を有する光ファイバ切断装置によって光ファイバを切断する方法であって、
前記回転駆動手段によって、前記マイクロメータに与える振動の１サイクルの前進量−後退量が１０μｍ以下の範囲で、かつ振動数が２０Ｈｚ以下の範囲で、前記スピンドルを軸回り方向の回転により軸方向に変位させて前記切断刃を前記光ファイバに向けて前進させて前記光ファイバを切断することを特徴とする光ファイバ切断方法。
【請求項３】
光ファイバを切断する切断刃と、前記切断刃を前記光ファイバに向けて前進させる駆動手段と、を有する光ファイバ切断装置によって光ファイバを切断する方法であって、
前記駆動手段は、軸方向に変位可能な移動子を有するリニアステッピングアクチュエータであり、
前記駆動手段によって、前記切断刃に与える振動の１サイクルの前進量−後退量が１０μｍ以下の範囲で、かつ振動数が２０Ｈｚ以下の範囲で、前記移動子を軸方向に変位させることにより前記切断刃を前記光ファイバに向けて前進させて前記光ファイバを切断することを特徴とする光ファイバ切断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバの切断装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバを接続する際には、接続するべき光ファイバの端面は軸方向に垂直であることが好ましいため、このような端面が得られる切断装置が求められている。
図４は、従来の光ファイバ切断装置の一例を示すもので、この切断装置３１は、光ファイバ３２を切断する切断刃３３と、切断刃３３を保持する刃組成体３４を支持する支持体３５と、切断刃３３に振動を与える圧電トランスジューサ３６と、支持体３５を前進させる前進手段３７とを備えている（特許文献１参照）。
この切断装置３１では、切断刃３３が圧電トランスジューサ３６により振動しつつ光ファイバ３２を切断できる。
【０００３】
図５は、従来の光ファイバ切断装置の他の例を示すもので、この切断装置４１は、光ファイバ４２を切断する刃４３と、刃駆動手段４４とを備えている。刃駆動手段４４は、刃４３が固定された刃物台４５と、スプラインシャフト４６と、刃４３を往復動させるステッピングモータ４７と、直動ベアリング４８とを有する。刃物台４５は直動ベアリング４８を介して基台（図示略）に設けられている（特許文献２参照）。
この切断装置４１では、刃４３が刃物台４５とともに進退方向に振動しつつ前進し、光ファイバ４２を切断できる。
【０００４】
【特許文献１】米国特許第４７９０４６５号公報
【特許文献２】特開２００３−２６２７３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、切断装置３１では、装置構成が複雑であり、しかも振動を発生させる圧電トランスジューサ３６が高価であるため高コストであるという問題がある。
切断装置４１では、刃物台４５は直動ベアリング４８により往復動するため、移動量が小さいときに動作が不安定になりやすいという問題がある。
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、装置構成が簡略で低コストであり、移動量が小さくても安定的な動作が可能な光ファイバ切断装置および切断方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１にかかる発明は、光ファイバを切断する切断刃と、軸回り方向の回転により軸方向に変位するスピンドルを有するマイクロメータと、前記マイクロメータに与える振動の１サイクルの前進量−後退量が１０μｍ以下の範囲で、かつ振動数が２０Ｈｚ以下の範囲で、前記スピンドルを軸回り方向の回転により軸方向に変位させることにより前記切断刃を前記光ファイバに向けて前進させる回転駆動手段と、を備えた光ファイバ切断装置である。
本発明の請求項２にかかる発明は、光ファイバを切断する切断刃と、軸回り方向の回転により軸方向に変位するスピンドルを有するマイクロメータと、前記スピンドルを軸方向に変位させて前記切断刃を前記光ファイバに向けて前進させる回転駆動手段と、を有する光ファイバ切断装置によって光ファイバを切断する方法であって、前記回転駆動手段によって、前記マイクロメータに与える振動の１サイクルの前進量−後退量が１０μｍ以下の範囲で、かつ振動数が２０Ｈｚ以下の範囲で、前記スピンドルを軸回り方向の回転により軸方向に変位させることにより前記切断刃を前記光ファイバに向けて前進させて前記光ファイバを切断する光ファイバ切断方法である。
本発明の請求項３にかかる発明は、光ファイバを切断する切断刃と、前記切断刃を前記光ファイバに向けて前進させる駆動手段と、を有する光ファイバ切断装置によって光ファイバを切断する方法であって、前記駆動手段は、軸方向に変位可能な移動子を有するリニアステッピングアクチュエータであり、前記駆動手段によって、前記切断刃に与える振動の１サイクルの前進量−後退量が１０μｍ以下の範囲で、かつ振動数が２０Ｈｚ以下の範囲で、前記移動子を軸方向に変位させることにより前記切断刃を前記光ファイバに向けて前進させて前記光ファイバを切断する光ファイバ切断方法である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、回転駆動手段によって、マイクロメータを介して切断刃を移動させるとともに、切断刃に振動を与えることができる。この際、振動の１サイクルの前進量−後退量と振動数を所定範囲とすることによって、光ファイバへの切断刃の過剰な進入を抑え、光ファイバの傷つきを小さくし、端面角を小さくできる。
また、マイクロメータを使用するため、移動量が小さくても安定的な動作が可能となる。
また、回転駆動手段によって切断刃を振動させつつ前進させることができるため、振動機構と前進機構の両方を有する場合に比べ、装置構成が簡略で低コスト化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、本発明の光ファイバ切断装置の第１の実施形態である切断装置１を示す正面図である。
切断装置１は、光ファイバ２を切断する切断刃３と、切断刃３を保持する刃台４と、刃台４を支持する支持体５と、切断刃３を光ファイバ２に向けて移動させるマイクロメータ６と、マイクロメータ６にギヤ７を介して接続された回転駆動手段８と、基台１０とを備えている。
なお、以下の説明において、前進方向とは切断刃３が光ファイバ２に近づく方向、すなわち図１における左方をいい、後退方向とは切断刃３が光ファイバ２から離れる方向、すなわち図１における右方をいう。
【０００９】
刃台４は、筒状に形成され、一端部に切断刃３を光ファイバ２に垂直に向けた状態で保持することができるように構成されている。
支持体５は、金属、樹脂等からなる板状とし、切断刃３が光ファイバ２に対し接近および離間する方向に弾性変形可能とするのが好ましい。
支持体５は、基端部５ａが基台１０に固定され、先端部５ｂが刃台４の一端部および他端部を支持している。
基台１０は、本体部１５と、本体部１５から立設された支持柱部１６、１７とを有する。
【００１０】
マイクロメータ６は、メータ本体１１と、メータ本体１１に挿入されたスピンドル１２と、スピンドル１２の軸方向変位に伴って変位する押圧部１３とを有する。
メータ本体１１は、内周面に雌ねじが形成されたナット部材（図示略）を備えている。
スピンドル１２は、メータ本体１１のナット部材に螺合する雄ねじが外周面に形成され、前記ナット部材に螺子嵌合し、回転に伴って軸方向に変位するように構成されている。スピンドル１２は、刃台４の軸方向に沿って設けられている。
押圧部１３は、メータ本体１１の刃台４側に設けられ、スピンドル１２の軸方向変位に伴って同方向に変位する。
マイクロメータ６は、基台１０の支持柱部１６に支持されている。
【００１１】
回転駆動手段８としては、回転軸１４を回転駆動させるモータが使用できる。
回転軸１４は、ギヤ７を介してスピンドル１２に連結され、スピンドル１２を軸回りに回転駆動できる。ギヤ７は、求められる切断刃３の前進速度に応じたギヤ比を有するものを使用できる。なお、回転駆動手段８の回転数によってはギヤ７が不要となる場合もある。
回転駆動手段８は、基台１０の支持柱部１７に支持されている。
【００１２】
次に、切断装置１を用いて光ファイバ２を切断する方法を説明する。
回転駆動手段８を始動し、その動力を回転軸１４からギヤ７を経てスピンドル１２に伝達し、スピンドル１２を軸回りに回転させる。
【００１３】
スピンドル１２はメータ本体１１内においてナット部材（図示略）に螺子嵌合し、軸回りに回転することで軸方向（この場合は図１における左方向）に変位する。
スピンドル１２の変位に伴い、押圧部１３が刃台４を押圧し、左方に移動させる。
これによって、刃台４に保持された切断刃３は光ファイバ２に向かって前進する。この際、図１に仮想線で示すように、支持体５は左方に弾性的に曲げ変形する。
切断刃３をさらに前進させると、切断刃３は光ファイバ２に切り込みを入れ、この部分で光ファイバ２を切断する。
【００１４】
回転駆動手段８を駆動すると、その駆動により生じた振動がマイクロメータ６、刃台４を経て切断刃３に伝達される。
切断刃３を前進させる際（特に切断刃３が光ファイバ２に切り込まれる際）には、前記振動の１サイクルにおけるマイクロメータ６の前進量−後退量が１０μｍ以下となるように回転駆動手段８の回転数等の条件を調整する。
前進量−後退量をこの範囲とすることで、切断刃３は微小量ずつ前進するため、切断刃３は光ファイバ２に微小量ずつ進入することになる。
このため、光ファイバ２に大きな傷が形成されにくく、光ファイバ２の端面が平滑となり、端面角も良好となる。
マイクロメータ６の前進量−後退量は、例えば１μｍ以上、好ましくは２μｍ以上とすることができる。
【００１５】
切断刃３を前進させる際（特に切断刃３が光ファイバ２に切り込まれる際）の振動数は、２０Ｈｚ以下とする。振動数をこの範囲とすることで、切断刃３により光ファイバ２に大きな力が加えられることはなく、光ファイバ２の端面が平滑となり、端面角も良好となる。
振動数は、例えば１Ｈｚ以上、好ましくは２Ｈｚ以上とすることができる。
【００１６】
図２は、振動の１サイクルにおけるマイクロメータ６の前進量−後退量（前進量Ｌ１と後退量Ｌ２の差）が約１μｍとなるように切断装置１の運転を行ったときのマイクロメータ６の前進量の経時変化を示すグラフである。縦軸は前進量を示す。横軸は一定時間ごとに行った前進量測定の回数であり、時間経過を示す。この図より、前進量−後退量をほぼ一定として運転できることがわかる。
【００１７】
切断装置１では、回転駆動手段８によって、マイクロメータ６のスピンドル１２を変位させ切断刃３を移動させるとともに、切断刃３に振動を与えることができる。この際、振動の１サイクルの前進量−後退量と振動数を所定範囲とすることによって、光ファイバ２への切断刃３の過剰な進入を抑え、光ファイバ２の傷つきを小さくし、端面角を小さくできる。
また、マイクロメータ６を使用するため、移動量が小さくても安定的な動作が可能となる。
また、回転駆動手段８によって切断刃３を振動させつつ前進させることができるため、振動機構と前進機構の両方を有する場合に比べ、装置構成が簡略で低コスト化が可能となる。
【００１８】
図３は、本発明の光ファイバ切断装置の第２の実施形態である切断装置２１を示す正面図である。なお、以下の説明において、既出の構成については同じ符号を付して説明を省略する。
切断装置２１は、光ファイバ２を切断する切断刃３と、切断刃３を保持する刃台４と、刃台４を支持する支持体５と、切断刃３を光ファイバ２に向けて移動させる駆動手段２２と、基台１０とを備えている。
駆動手段２２は、リニアステッピングアクチュエータ（直動式ステッピングモータ）であり、多相巻線を備えた固定子（図示略）と、棒状の移動子２３とを備え、固定子の多相巻線を順次励磁して、移動子２３を移動させることができる。移動子２３は、電気的パルスに応答して一定距離ずつ断続的に軸方向に変位するようになっている。
駆動手段２２は、基台１０の支持柱部１６に支持されている。
【００１９】
次に、切断装置２１を用いて光ファイバ２を切断する方法を説明する。
駆動手段２２を始動すると、移動子２３は断続的に軸方向（この場合は図３における左方向）に変位する。これによって、刃台４および切断刃３は左方に移動し、切断刃３は光ファイバ２を切断する。
切断刃３を前進させる際（特に切断刃３が光ファイバ２に切り込まれる際）には、前記断続的変位（振動）の１サイクルにおける切断刃３の前進量−後退量が１０μｍ以下となるように駆動手段２２の運転条件を調整する。
前進量−後退量をこの範囲とすることで、切断刃３は微小量ずつ前進するため、切断刃３は光ファイバ２に微小量ずつ進入することになる。このため、光ファイバ２に大きな傷が形成されにくく、光ファイバ２の端面が平滑となり、端面角も良好となる。
移動子２３の前進量−後退量は、例えば１μｍ以上、好ましくは２μｍ以上とすることができる。
【００２０】
切断刃３を前進させる際（特に切断刃３が光ファイバ２に切り込まれる際）の振動数は、２０Ｈｚ以下とする。振動数をこの範囲とすることで、切断刃３により光ファイバ２に大きな力が加えられることはなく、光ファイバ２の端面が平滑となり、端面角も良好となる。
振動数は、例えば１Ｈｚ以上、好ましくは２Ｈｚ以上とすることができる。
【００２１】
切断装置２１では、リニアステッピングアクチュエータである駆動手段２２を使用するため、移動子２３の移動量が小さくても安定的な動作が可能となる。
また、移動子２３によって切断刃３を振動させつつ前進させることができるため、装置構成が簡略で低コスト化が可能となる。
【実施例】
【００２２】
（実施例１）
図１に示す切断装置１を用い、切断刃３が光ファイバ２に切り込まれる際の、振動の１サイクルにおける前進量−後退量を５μｍとし、かつ振動数を２０Ｈｚとして光ファイバ２の切断を行い、光ファイバ２の切断面の端面角を測定した結果を表１に示す。試験は２０回行い、その平均値、最大値および最小値を調べた。
【００２３】
（比較例１）
図４に示す切断装置３１を用いて光ファイバ２の切断を行い、光ファイバ２の切断面の端面角を測定した結果を表１に示す。試験は２０回行い、その平均値、最大値および最小値を調べた。
【００２４】
（比較例２）
図５に示す切断装置４１を用いて光ファイバ２の切断を行い、光ファイバ２の切断面の端面角を測定した結果を表１に示す。試験は２０回行い、その平均値、最大値および最小値を調べた。
【００２５】
【表１】
2010134033.tif 000003
【００２６】
表１より、実施例１では比較例１、２より端面角を小さくできたことがわかる。
【００２７】
（実施例２）
前進量−後退量を表２に示す値とすること以外は実施例１と同様にして光ファイバ２の切断を行い、光ファイバ２の切断面の端面角を測定した結果を表２に示す。
【００２８】
【表２】
2010134033.tif 000004
【００２９】
表２より、前進量−後退量を１０μｍ以下とすることで端面角を小さくできたことがわかる。
前進量−後退量が大きい場合には、一度の前進で切断刃３が大きく光ファイバ２に進入するために光ファイバ２に与えられる傷が大きくなり、端面角も大きくなったと考えられる。
前進量−後退量は下限を特に設けるものではないが、制御機構の精度から、１〜２μｍ以上であれば本発明の効果を奏すると考えられる。
【００３０】
（実施例３）
振動数を表３に示す値とすること以外は実施例１と同様にして光ファイバ２の切断を行い、光ファイバ２の切断面の端面角を測定した結果を表３に示す。
【００３１】
【表３】
2010134033.tif 000005
【００３２】
表３より、振動数を２０Ｈｚ以下とすることで端面角を小さくできたことがわかる。
振動数が大きい場合には、振動の安定性が低下したために光ファイバ２に与えられる傷が大きくなり、端面角も大きくなったと考えられる。
振動数は下限を特に設けるものではないが、振動制御の精度から、１〜２Ｈｚ以上であれば本発明の効果を奏すると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の光ファイバ切断装置の第１の実施形態を示す概略構成図である。
【図２】試験結果を示すグラフである。
【図３】本発明の光ファイバ切断装置の第２の実施形態を示す概略構成図である。
【図４】従来の切断装置の一例を示す正面図である。
【図５】従来の切断装置の他の例を示す正面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１、２１・・・切断装置、２・・・光ファイバ、３・・・切断刃、４・・・刃台、５・・・支持体、６・・・マイクロメータ、７・・・ギヤ、８・・・回転駆動手段、１２・・・スピンドル、２２・・・駆動手段、２３・・・移動子。
【図１】
2010134033.tif 000006
【図２】
2010134033.tif 000007
【図３】
2010134033.tif 000008
【図４】
2010134033.tif 000009
【図５】
2010134033.tif 000010