(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に張力を加えた状態にある光ファイバを切断刃で切断する光ファイバ切断装置であって、
一端が固定されると共に他端が自由端とされる弾性変位可能な１枚のみの支持板を鉛直に固定し、前記切断刃を保持する切断刃保持部材を前記１枚のみの支持板の自由端に取り付け、前記切断刃保持部材を前記光ファイバに接近する方向へ前進駆動手段で押すことにより、前記１枚のみの支持板が湾曲して自由端に取り付けられた該切断刃保持部材が頭を振るようにお辞儀をして前記切断刃を、前記光ファイバの長手方向に対して垂直に該光ファイバに対して押し当てつつ光ファイバの外面にならって擦るように当該光ファイバを切断する構成とした
ことを特徴とする光ファイバ切断装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光ファイバ切断装置であって、
前記光ファイバ切断時に該光ファイバから前記切断刃が受ける反力を軽減する反力軽減手段を、前記前進駆動手段と前記切断刃保持部材間に設けた
ことを特徴とする光ファイバ切断装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の光ファイバ切断装置であって、
前記光ファイバを挟んで前記切断刃と反対側に、該切断刃による切断時に該光ファイバの撓みを防止する光ファイバ受け部材を設けた
ことを特徴とする光ファイバ切断装置。
【請求項４】
請求項３に記載の光ファイバ切断装置であって、
前記光ファイバ受け部材を、前記切断刃と対向する位置を頂点とする円弧形状とし、該切断刃が光ファイバに接触する前に、該光ファイバ受け部材を光ファイバに接近する方向に前進させて該光ファイバを撓ませて引っ張り応力を付与する
ことを特徴とする光ファイバ切断装置。
【請求項５】
光ファイバを引っ張って長手方向に張力を加えた後、前記光ファイバに切断刃を押し当てて該光ファイバを切断する光ファイバ切断方法であって、
一端を固定して鉛直に起立させた弾性変位可能な１枚のみの支持板の自由端に前記切断刃を保持させた切断刃保持部材を取り付け、その切断刃保持部材を前記光ファイバに接近する方向へ押すことにより、前記１枚のみの支持板を湾曲させて自由端に取り付けられた切断刃保持部材が頭を振るようにお辞儀をさせることにより、前記切断刃を、前記光ファイバの長手方向に対して垂直に該光ファイバに対して押し当てつつ光ファイバの外面にならって擦るように当該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、光ファイバを切断刃で切断する光ファイバ切断装置及び光ファイバ切断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば光ファイバを利用した家庭用の高速データ通信サービス（ＦＴＴＨ）が進められている。光ファイバの接続損失（光のロス）の低減や歩留まりの向上を図るためには、光ファイバの切断面を光軸（ファイバ長手方向）に対して垂直に切断し且つ切断面に傷が付くことを極力防止しなければならない。
【０００３】
光ファイバを切断する切断装置としては、例えば特許文献１や特許文献２等が提案されている。特許文献１では、振動素子で振動させた切断刃を土台に載せ、その土台を光ファイバに向けて水平に移動させることで、前記切断刃を光ファイバに接近・接触させて切断するようにしている。特許文献２では、支持軸を中心に回転するレバー部材に切断刃を取り付け、この切断刃を、レバー部材を可動させて円弧を描くように移動させるようにして前記光ファイバに加傷することで切断するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−１５３５０５号公報
【特許文献２】特開２００５−３２１６５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、切断刃を振動させるために装置構成が複雑となるばかりか、振動素子自体が高価であり、装置コストが掛かりすぎる。また、特許文献１に記載の装置では、切断刃が光ファイバに対して水平に進むため、接触した際に付けた傷を深くして行く方向となる。そのため、切断刃の接触後直ぐに光ファイバが切断されない場合、傷が深く入り切断面が光軸に対して斜めになったり切断面に傷が付いてしまう可能性がある。
【０００６】
特許文献２に記載の技術では、レバー部材が支持軸を中心に回転してそのレバー部材に取り付けられた切断刃が円弧を描いて光ファイバに接触するが、光ファイバの外径寸法の大小の違いで、当該光ファイバに加傷される傷の深さに違いが出る。つまり、支持軸の中心からレバー部材の先端に取り付けられた切断刃までの距離を半径として円弧を描くように当該切断刃が回転するため、光ファイバの外径が大きいもの程、傷が深く入ることになる。
【０００７】
そこで、本発明は、切断面を光軸に対して垂直に切断することができると共に光ファイバの外径寸法の大小に拘わらず傷を深くさせ過ぎずに切断を可能とする光ファイバ切断装置及び光ファイバ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】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、長手方向に張力を加えた状態にある光ファイバを切断刃で切断する光ファイバ切断装置であって、一端が固定されると共に他端が自由端とされる弾性変位可能な１枚のみの支持板を鉛直に固定し、前記切断刃を保持する切断刃保持部材を前記１枚のみの支持板の自由端に取り付け、前記切断刃保持部材を前記光ファイバに接近する方向へ前進駆動手段で押すことにより、前記１枚のみの支持板が湾曲して自由端に取り付けられた該切断刃保持部材が頭を振るようにお辞儀をして前記切断刃を、前記光ファイバの長手方向に対して垂直に該光ファイバに対して押し当てつつ光ファイバの外面にならって擦るように当該光ファイバを切断する構成としたことを特徴としている。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光ファイバ切断装置であって、前記光ファイバ切断時に該光ファイバから前記切断刃が受ける反力を軽減する反力軽減手段を、前記前進駆動手段と前記切断刃保持部材間に設けたことを特徴としている。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の光ファイバ切断装置であって、前記光ファイバを挟んで前記切断刃と反対側に、該切断刃による切断時に該光ファイバの撓みを防止する光ファイバ受け部材を設けたことを特徴としている。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の光ファイバ切断装置であって、前記光ファイバ受け部材を、前記切断刃と対向する位置を頂点とする円弧形状とし、該切断刃が光ファイバに接触する前に、該光ファイバ受け部材を光ファイバに接近する方向に前進させて該光ファイバを撓ませて引っ張り応力を付与することを特徴としている。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、光ファイバを引っ張って長手方向に張力を加えた後、前記光ファイバに切断刃を押し当てて該光ファイバを切断する光ファイバ切断方法であって、一端を固定して鉛直に起立させた弾性変位可能な１枚のみの支持板の自由端に前記切断刃を保持させた切断刃保持部材を取り付け、その切断刃保持部材を前記光ファイバに接近する方向へ押すことにより、前記１枚のみの支持板を湾曲させて自由端に取り付けられた切断刃保持部材が頭を振るようにお辞儀をさせることにより、前記切断刃を、前記光ファイバの長手方向に対して垂直に該光ファイバに押し当てつつ光ファイバの外面にならって擦るように当該光ファイバを切断することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の光ファイバ切断装置によれば、一端を固定し他端を自由端とした弾性変位可能な支持板が湾曲し、自由端に取り付けられた切断刃保持部材が頭を振るようにお辞儀をして切断刃を、光ファイバの長手方向に対して垂直に該光ファイバに対して擦るように押し当て該光ファイバを切断するため、円弧状の軌跡を描く切断刃が光ファイバの外周にならうよう擦って傷を付けることで当該光ファイバを切断する。その結果、光ファイバには深く傷が入ることなく当該光ファイバを切断することができる。
【００１４】
また、本発明の光ファイバ切断装置では、鉛直向きに片持ち梁状態とされた支持板の自由端に取り付けた切断刃保持部材を前進駆動手段で押すと、弾性変位可能な支持板が押された部位を作用点とし任意の位置から湾曲して切断刃保持部材をお辞儀させることから、支持板が固定される一端を中心として支持板の長さを半径とする円弧を描くように切断刃が移動しないため、光ファイバの外径寸法の大小に拘わらず傷が深く入るのを防止することができる。したがって、本発明によれば、切断面を光軸に対して垂直に切断することができ、また切断面に傷を付けるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は本実施形態の光ファイバ切断装置を概略して示す平面図である。
【図２】図２は図１の光ファイバ切断装置の切断機構部を示し、（Ａ）は光ファイバを切断刃で切断する前段階状態図、（Ｂ）は光ファイバを切断刃で切断する切断開始状態図である。
【図３】図３は図２の切断機構部の別形態を示し、前進駆動手段と切断刃保持部材間に、光ファイバ切断時に光ファイバから切断刃が受ける反力を軽減する反力軽減手段を設けた例であり、（Ａ）は切断刃で光ファイバを切断する前段階状態図、（Ｂ）は切断刃で光ファイバを切断する切断開始状態図である。
【図４】図４は図１の光ファイバ切断装置において、光ファイバを挟んで切断刃と反対側に該切断刃による切断時に光ファイバの撓みを防止する光ファイバ受け部材を設けた例を示し、（Ａ）は切断刃で光ファイバを切断する前段階状態図、（Ｂ）は切断刃で光ファイバを切断する切断開始状態図である。
【図５】図５は図４の光ファイバ受け部材を、切断刃と対向する位置を頂点とする円弧形状とし、切断刃が光ファイバに接触する前に、光ファイバ受け部材を前進させて光ファイバを撓ませて引っ張り応力を付与する例を示す状態図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を適用した具体的な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１７】
［光ファイバ切断装置の構造説明］
図１及び図２に本発明に係る光ファイバ切断装置を示す。光ファイバ切断装置１は、光ファイバ２を把持する第１光ファイバ把持部３及び第２光ファイバ把持部４と、光ファイバ２に傷を付けて切断する切断刃５と、切断刃５を保持する切断刃保持部材である切断刃ホルダ６と、切断刃ホルダ６を自由端に取り付ける支持板７と、切断刃ホルダ６を光ファイバ２に接近する方向へ押す前進駆動手段である前進駆動機構８とを備えている。
【００１８】
第１光ファイバ把持部３と第２光ファイバ把持部４は、所定間隔を置いて光ファイバ２の光軸（ファイバ長手方向）上に配置されている。第１光ファイバ把持部３には、ガラス光ファイバ（裸線）の周囲を被覆してなる被覆層９をクランプするファイバホルダ１０がセットされる。そして、この第１光ファイバ把持部３に設けられたクランパーで前記被覆層９を挟み込むようにして前記光ファイバ２を把持固定する。第２光ファイバ把持部４は、被覆層９が除去された裸線である光ファイバ２を挟み込むようにして当該光ファイバ２を把持固定する。
【００１９】
第２光ファイバ把持部４は、第１光ファイバ把持部３から離れる方向（図１中矢印Ｘで示す方向）に可動して、前記光ファイバ２に対してファイバ長手方向（光軸方向）に張力を加えた状態に保持するように構成されている。光ファイバ２に加える張力は、伝送損失に影響しない程度の力とされる。
【００２０】
切断刃５は、図１に示すように、２つの傾斜面が交わる稜線を刃とする尖った刃先部分５Ａを有し、その刃先部分５Ａの２つの傾斜面のなす角度θを例えば６０度としたダイヤモンドからなる。この切断刃５の尖った刃先部分５Ａを光ファイバ２に対して擦るように押し当てることで当該光ファイバ２を切断する。
【００２１】
切断刃ホルダ６は、前記刃先部分５Ａをホルダ本体から外方へ突出させるようにして前記切断刃５を保持するようになっている。この実施形態では、切断刃ホルダ６は、略矩形状をなすホルダ本体として形成され、一面６ａ側に切断刃５を保持させ、これと反対側の他面６ｂ側に後述する支持板７が取り付けられるようになっている。
【００２２】
支持板７は、一端７ａが固定部１１に固定されると共にその反対側の他端７ｂである自由端に前記切断刃ホルダ６を取り付けている。この支持板７は、その長手方向を水平面に対して垂直に向けた鉛直に固定されることで、いわゆる片持ち梁状態に起立している。かかる支持板７は、弾性変位可能な材料、例えばばね洋白銅などのばね材料から形成されている。そして、この支持板７は、図２（Ｂ）で示すように板厚方向には湾曲して変位するが、それ以外の方向には捻れ難いようになっている。
【００２３】
前進駆動機構８は、切断刃５を保持した切断刃ホルダ６の一面６ａとは反対側の他面６ｂ側に、この切断刃ホルダ６と同一水平面上に配置されている。前進駆動機構８としては、例えばステッピングモータで前進後退駆動されるボールねじ１２を有した構造とされる。ステッピングモータを駆動してボールねじ１２を前進させると、図２（Ａ）の状態から図２（Ｂ）の状態に示すようにそのボールねじ１２の先端部１２Ａが前記切断刃ホルダ６の他面６ｂを押す。これとは逆に、ステッピングモータを逆回転させてボールねじ１２を後退させると、今度は図２（Ｂ）の状態から図２（Ａ）の状態に示すようにそのボールねじ１２の先端部１２Ａが前記切断刃ホルダ６の他面６ｂから離れる。なお、前進駆動機構８は、切断刃５が光ファイバ２を切断すると、その切断をセンサが検知して前記ボールねじ１２を後退させるように駆動制御される。
【００２４】
本実施形態では、前進駆動機構８の一例としてステッピングモータでボールねじ１２を前進後退させたが、ボールねじ１２の代わりに棒状部材を偏心カム機構等の駆動手段を使用して前進後退させるようにしてもよい。もちろん、偏心カム機構でなくても棒状部材を切断刃ホルダ６に対して接近離反するように前進後退させ得る機構であれば特にその構造には限定されない。
【００２５】
前記前進駆動機構８で切断刃ホルダ６を押す推進力としては、例えば１００ｇ重程度の力で押す。もちろん、この時の推進力は、支持板７の弾性係数や切断刃ホルダ６の重さ及び切断刃５の重さ等により決められる。前記推進力１００ｇ重は、あくまで一例であり、この数値に限定されるものではない。
【００２６】
また、前記前進駆動機構８は、図示を省略する制御装置により、ボールねじ１２を切断刃ホルダ６に対して接近させる前進量と前進速度が任意の値となし得るように制御可能とされている。このようにすることで、前進量、前進速度、推進力を常に同一に保つことができ、毎回同一状態で光ファイバ２を切断することが可能となる。
【００２７】
「光ファイバ切断方法の説明」
次に、上述のように構成された光ファイバ切断装置を使用した光ファイバ２の切断方法について説明する。先ず、図１に示すように、被覆層９をファイバホルダ１０に挟んでクランプした後、このファイバホルダ１０を第１光ファイバ把持部３にセットする。次に、被覆層９が取り除かれた裸線状態とされた光ファイバ２を第２光ファイバ把持部４で把持させる。光ファイバ２は、第２光ファイバ把持部４に把持されると、この第２光ファイバ把持部４が第１光ファイバ把持部３から離れる方向（図１中矢印Ｘ方向）に可動する。その結果、光ファイバ２は、そのファイバ長手方向（光軸方向）に引っ張られて一定の張力が加えられた状態とされる。
【００２８】
次に、前進駆動機構８を駆動してボールねじ１２を前進させる。すると、ボールねじ１２は、図２（Ａ）の初期状態から切断刃ホルダ６に向かって接近するように前進し、その先端部１２Ａで切断刃ホルダ６の他面６ｂを水平面と平行に押す。すると、切断刃ホルダ６は、図２（Ｂ）に示すように前記ボールねじ１２の先端部１２Ａで押された部位を作用点として頭を振るようにお辞儀をする。このとき、支持板７は、一端７ａを固定部１１に固定させ他端７ｂを自由端とする片持ち梁状態で鉛直に起立した状態にあるため、前記切断刃ホルダ６を保持させた先端側部が湾曲する。
【００２９】
切断刃５は、前記支持板７が湾曲することで円弧状の軌跡を描いて、光ファイバ２の長手方向に対して垂直に該光ファイバ２の外周にならい擦るようにして押し当てられる。この時に、光ファイバ２は、切断刃５の尖った刃先部分５Ａで傷が付けられ、その傷が進行することで光軸に対して垂直な切断面を持って切断される。
【００３０】
光ファイバ２が切断されると、センサがその切断を検知し、前進駆動機構８を駆動してボールねじ１２を後退させ、該ボールねじ１２が切断刃ホルダ６と非接触とされる図２（Ａ）の初期位置に移動させる。この初期位置では、弾性材料からなる支持板７が元の状態に弾性復帰して鉛直に起立する状態に戻る。その後、第１光ファイバ把持部３及び第２光ファイバ把持部４によるクランプを解除して、ファイバホルダ１０を第１光ファイバ把持部３から取り外す。そして最後に、ファイバホルダ１０から光ファイバ２を取り外して切断作業を終了する。
【００３１】
「本実施形態の効果」
本実施形態の光ファイバ切断装置によれば、切断刃ホルダ６が頭を振るようにお辞儀をして切断刃５を光ファイバ２に対してその外周にならい擦るように押し当てて当該光ファイバ２を切断するため、円弧状の軌跡を描く切断刃５により光ファイバ２には深く傷が入ることなく当該光ファイバ２を切断することができる。
【００３２】
また、本実施形態の光ファイバ切断装置によれば、鉛直向きに片持ち梁状態とされた支持板７の自由端に取り付けた切断刃ホルダ６を前進駆動機構８で押すと、弾性変位可能な支持板７が押された部位を作用点として一端７ａではない任意の位置から湾曲して切断刃ホルダ６をお辞儀させることから、光ファイバ２の外径寸法の大小に拘わらず傷が深く入るのを防止することができる。支持板７の一端７ａから当該支持板７が湾曲すると、支持板７が固定される一端７ａを中心として支持板７の長さを半径とする円弧を描くように切断刃５が移動するため、直径の大きな光ファイバ２に対しては深く切断刃５が入り込むことになる。切断刃５が光ファイバ２に深く切り込むと、切断面を光軸に対して垂直に切断することができなくなり、またその切断面に傷が付き易くなる。切断面が斜めであると、他の光ファイバとの融着時に融着不良が生じ、伝送損失が生じてしまう。このように、本実施形態の光ファイバ切断装置では、振動素子を使用して切断刃を振動させる必要もないため、構造的にもコスト的にも従来装置よりも優れたものとなる。
【００３３】
本実施形態の光ファイバ切断方法によれば、片持ち梁状態とした支持板７の自由端に取り付けた切断刃ホルダ６を光ファイバ２に接近する方向へ押すことにより、支持板７を湾曲させて前記切断刃ホルダ６が頭を振るようにお辞儀させると、前記光ファイバ２に対して円弧の軌跡を描くように切断刃５が該光ファイバ２の外周にならい擦るように押し当てられるため、前記光ファイバ２を光軸に対して垂直な切断面を持って切断することができる。
【００３４】
「その他の実施形態」
以上、本発明を適用した具体的な実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に制限されることなく種々の変更が可能である。例えば、図３に示すように、光ファイバ切断時に該光ファイバ２から前記切断刃５が受ける反力を軽減する反力軽減手段１３を、前記前進駆動機構８と切断刃ホルダ６間に設けた。反力軽減手段１３としては、例えば一端を切断刃ホルダ６の他面６ｂに固定し他端をボールねじ１２の先端部に取り付けたばね受け板１４に固定した圧縮ばね１３が使用される。
【００３５】
前記圧縮ばね１３は、図３（Ａ）の初期状態では支持板７が鉛直に起立した状態を保持し、当該支持板７が撓まないようにしている。圧縮ばね１３を設けると、図３（Ｂ）に示すように、切断刃５が光ファイバ２を切断した時に該光ファイバ２から受ける反力Ｆを、当該圧縮ばね１３で吸収して該切断刃５に対する衝撃力を和らげる。その結果、前記光ファイバ２からの反力Ｆで切断刃５の刃先部分５Ａが欠けるのを防止することができる。また、前進駆動機構８で切断刃ホルダ６を押す推進力が前記圧縮ばね１３の反力（前記推進力と反対方向に押し戻す力）によって、前記切断刃５が光ファイバ２を切断する時の力が小さくなり、それにより傷が大きく付いてしまうのを防止することができる。
【００３６】
図４は図１の光ファイバ切断装置において、光ファイバ２を挟んで切断刃５と反対側に該切断刃５による切断時に前記光ファイバ２の撓みを防止する光ファイバ受け部材１５を設けた例である。図４は、図１の切断部を平面から見た図である。光ファイバ受け部材１５は、光ファイバ２に対して点接触する円弧形状をなす円柱体として形成されている。図４（Ａ）の切断する前段階状態から図４（Ｂ）の切断開始状態になると、切断刃５が光ファイバ２に接触後さらに切断刃５を押しても、該切断刃５の刃先部分５Ａの延長上にある前記光ファイバ受け部材１５が壁となって光ファイバ２が撓むのが防止される。
【００３７】
このように、光ファイバ切断時に切断刃５で押されて光ファイバ２が撓まないため、切断刃５と接触している光ファイバ２に圧縮応力が発生しなくなる。その結果、切断刃５によって付けられた傷が成長することを妨げることなく、常に小さい傷で光ファイバ２を切断することが可能となる。
【００３８】
図５は図４の光ファイバ受け部材１５を、切断刃５と対向する位置を頂点とする円弧形状とし、切断刃５が光ファイバ２に接触する前に、光ファイバ受け部材１５を光ファイバ２に接近する方向に前進させて当該光ファイバ２を撓ませて引っ張り応力Ｆ’を付与する例である。このように、切断刃５が光ファイバ２に接触する前に、当該光ファイバ２に引っ張り応力Ｆ’が作用することで、光ファイバ２に僅かに入った傷から切断が進行し切断し易くなる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、切断刃で光ファイバに傷を付けて当該光ファイバを切断するための光ファイバ切断装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１…光ファイバ切断装置
２…光ファイバ
３…第１光ファイバ把持部
４…第２光ファイバ把持部
５…切断刃
５Ａ…刃先部分
６…切断ホルダ（切断刃保持部材）
７…支持板
７ａ…支持板の一端
７ｂ…支持板の他端
８…前進駆動機構（前進駆動手段）
９…被覆層
１２…ボールねじ（前進駆動機構）
１３…反力軽減手段
１５…光ファイバ受け部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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