(57)【要約】【課題】小さな押圧力でチューブ付き光ファイバに曲げを形成でき、曲げ損失の低減と光ファイバや保護チューブへの損傷の低減を可能とする光ファイバ側方入出力装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係る光ファイバ側方入出力装置は、チューブ付き光ファイバを曲げの頂点だけを押圧し、当該頂点付近の保護チューブだけを押しつぶして光ファイバ心線と保護チューブとの間の空隙を排除することとした。本光ファイバ側方入出力装置は、１点だけ押圧することで光ファイバ心線に曲げを形成している。このため、凹曲面全体にわたって保護チューブを押しつぶす必要が無く小さな押圧力で曲げを形成できる。そして、光ファイバ心線への側圧も１箇所のみであり損失が小さく現用通信への影響が小さい。さらに、保護チューブの変形も１箇所のみであり、保護チューブの損傷が小さく、光ファイバ心線への影響も小さい。【選択図】図４
2018084465.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空隙を挟んで保護チューブが心線を覆う構造のチューブ付き光ファイバに対して長手方向に湾曲する凹部、及び曲げが与えられた前記チューブ付き光ファイバの前記心線に対して光を入出力するプローブ光ファイバを保持する保持部を有する第１治具と、
前記チューブ付き光ファイバに形成される前記曲げの頂点となる部分のみに接触する凸部を有する第２治具と、
前記第１治具の凹部と前記第２治具の凸部が近づく方向に押圧力を印加し、前記チューブ付き光ファイバに前記曲げを形成する押圧部と、
を備える光ファイバ側方入出力装置。
【請求項２】
前記第２治具は、前記凸部の先端形状が円筒の側面の一部であり、前記円筒の母線が前記押圧力が印可される方向と前記チューブ付き光ファイバの長手方向とに垂直であり、
前記円筒の側面の半径ｒは
ｒ≦Ｒ−ｄ−２ｔ
を満たすことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ側方入出力装置。
ただし、ｄは前記チューブ付き光ファイバの前記心線の直径、ｔは前記チューブの厚み、Ｒは前記第１治具の前記凹部の曲率半径である。
【請求項３】
前記第２治具は、前記凸部の先端に、前記チューブ付き光ファイバを所定位置に導くガイド溝を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の光ファイバ側方入出力装置。
【請求項４】
前記第２治具のガイド溝の断面形状は、Ｖ形状、Ｕ形状、または台形形状であることを特徴とする請求項３に記載の光ファイバ側方入出力装置。
【請求項５】
前記押圧部は、
前記押圧力を発生させる押圧力発生部と、
前記押圧力を印加したときに前記チューブ付き光ファイバからの反発力を検知するセンサー部と、
前記押圧力発生部に前記押圧力を所定の割合で増大させ、前記センサー部が検知した前記反発力の増加率が直前より大きくなる変動時に、前記押圧力発生部に前記押圧力の増大を止めさせ、前記変動時の前記押圧力に維持させる制御を行う押圧力制御部と、
を有することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の光ファイバ側方入出力装置。
【請求項６】
空隙を挟んでチューブが心線を覆う構造のチューブ付き光ファイバを第１治具の凹部の長手方向に沿うように配置するファイバ配置工程と、
前記第１治具の凹部に配置された前記チューブ付き光ファイバの中央点を第2治具の凸部で前記第１治具の凹部側へ押圧して前記チューブ付き光ファイバに曲げを形成する曲げ形成工程と、
曲げが形成された前記チューブ付き光ファイバの前記心線に対してプローブ光ファイバで光を入出力する光入出力工程と、
を行う光ファイバ側方入出力方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、曲げた光ファイバの側方から光を入出力する光ファイバ側方入出力装置及び光ファイバ側方入出力方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
保護チューブで覆われた光ファイバ（チューブ付き光ファイバ）に対して、光ファイバを曲げ、曲げ部からプローブを用いて光を入出力する光ファイバ側方入出力装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００３】
図１は、チューブ付き光ファイバ１０１の断面を説明する図である。チューブ付き光ファイバ１０１は、コア、クラッド及び被覆からなる心線３１の周りを保護チューブ３２が覆っており、心線３１と保護チューブ３２との間には空隙が存在している。
【０００４】
このようなチューブ付き光ファイバを曲げた場合、保護チューブと光ファイバ心線の剛性が異なるため、図２のように均一に曲がらず光ファイバ心線とチューブの間に空隙に偏りが生じる。そして、空隙の存在により、光ファイバ心線のコアからの漏洩光は光ファイバ心線の被覆と空隙との境界面で反射し、光ファイバ心線の外部へ漏洩される光の強度が著しく低下する。
【０００５】
そこで特許文献１では、チューブ付き光ファイバを曲げたときに空隙がなくなるように保護チューブをつぶす機構を有した側方入出力装置を提案している。図３は、特許文献１で開示される光ファイバ側方入出力装置を説明する図である。特許文献１の側方入出力装置は、凸曲面を有する冶具と凹曲面を有する冶具でチューブ付き光ファイバを挟み、凸曲面でチューブ付き光ファイバを押圧して凹曲面に掘られたガイド溝に押し込み、保護チューブを凹曲面全体にわたって押しつぶす構成である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−１２１４６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図３のように、特許文献１の手法は保護チューブを凹曲面全体にわたって押しつぶすため、次のような課題がある。
（１）光ファイバ心線への側圧が曲げ部全体にわたっており損失が大きい。つまり、現用通信への影響が大きい。
（２）凹曲面全体にわたって保護チューブを変形させるため保護チューブの損傷が大きく、光ファイバ心線への影響もある。つまり、光ファイバ破断の可能性がある。
（３）凹曲面全体にわたって保護チューブを押しつぶすために非常に大きな押圧力が必要であり、装置の安定性や耐久性が低下する。
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明は、小さな押圧力でチューブ付き光ファイバに曲げを形成でき、曲げ損失の低減と光ファイバや保護チューブへの損傷の低減を可能とする光ファイバ側方入出力装置及び光ファイバ側方入出力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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る光ファイバ側方入出力装置及び光ファイバ側方入出力方法は、チューブ付き光ファイバを曲げの頂点だけを押圧し、当該頂点付近の保護チューブだけを押しつぶして光ファイバ心線と保護チューブとの間の空隙を排除することとした。
【００１０】
具体的には、本発明に係る光ファイバ側方入出力装置は、
空隙を挟んで保護チューブが心線を覆う構造のチューブ付き光ファイバに対して長手方向に湾曲する凹部、及び曲げが与えられた前記チューブ付き光ファイバの前記心線に対して光を入出力するプローブ光ファイバを保持する保持部を有する第１治具と、
前記チューブ付き光ファイバに形成される前記曲げの頂点となる部分のみに接触する凸部を有する第２治具と、
前記第１治具の凹部と前記第２治具の凸部が近づく方向に押圧力を印加し、前記チューブ付き光ファイバに前記曲げを形成する押圧部と、
を備える。
【００１１】
また、本発明に係る光ファイバ側方入出力方法は、
空隙を挟んでチューブが心線を覆う構造のチューブ付き光ファイバを第１治具の凹部の長手方向に沿うように配置するファイバ配置工程と、
前記第１治具の凹部に配置された前記チューブ付き光ファイバの中央点を第2治具の凸部で前記第１治具の凹部側へ押圧して前記チューブ付き光ファイバに曲げを形成する曲げ形成工程と、
曲げが形成された前記チューブ付き光ファイバの前記心線に対してプローブ光ファイバで光を入出力する光入出力工程と、
を行う。
【００１２】
本光ファイバ側方入出力装置は、１点だけ押圧することで光ファイバ心線に曲げを形成している。このため、凹曲面全体にわたって保護チューブを押しつぶす必要が無く小さな押圧力で曲げを形成できる。そして、光ファイバ心線への側圧も１箇所のみであり損失が小さく現用通信への影響が小さい。さらに、保護チューブの変形も１箇所のみであり、保護チューブの損傷が小さく、光ファイバ心線への影響も小さい。
【００１３】
従って、本発明は、小さな押圧力でチューブ付き光ファイバに曲げを形成でき、曲げ損失の低減と光ファイバや保護チューブへの損傷の低減を可能とする光ファイバ側方入出力装置及び光ファイバ側方入出力方法を提供することができる。
【００１４】
本発明に係る光ファイバ側方入出力装置の前記第２治具は、前記凸部の先端形状が円筒の側面の一部であり、前記円筒の母線が前記押圧力が印可される方向と前記チューブ付き光ファイバの長手方向とに垂直であり、
前記円筒の側面の半径ｒは
ｒ≦Ｒ−ｄ−２ｔ
を満たすことが好ましい。ただし、ｄは前記チューブ付き光ファイバの前記心線の直径、ｔは前記チューブの厚み、Ｒは前記第１治具の前記凹部の曲率半径である。
【００１５】
本発明に係る光ファイバ側方入出力装置の前記第２治具は、前記凸部の先端に、前記チューブ付き光ファイバを所定位置に導くガイド溝を有することが好ましい。このとき、前記第２治具のガイド溝の断面形状は、Ｖ形状、Ｕ形状、または台形形状であることが好ましい。保護チューブを安定して押しつぶすことができる。
【００１６】
本発明に係る光ファイバ側方入出力装置の前記押圧部は、
前記押圧力を発生させる押圧力発生部と、
前記押圧力を印加したときに前記チューブ付き光ファイバからの反発力を検知するセンサー部と、
前記押圧力発生部に前記押圧力を所定の割合で増大させ、前記センサー部が検知した前記反発力の増加率が直前より大きくなる変動時に、前記押圧力発生部に前記押圧力の増大を止めさせ、前記変動時の前記押圧力に維持させる制御を行う押圧力制御部と、
を有することが好ましい。
【００１７】
反発力をモニタすることで保護チューブの状態（チューブをつぶしていない状態、チューブをつぶしている状態、チューブと光ファイバ心線が接している状態）を把握することができ、押圧力不足あるいは押圧力過剰を回避することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、小さな押圧力でチューブ付き光ファイバに曲げを形成でき、曲げ損失の低減と光ファイバや保護チューブへの損傷の低減を可能とする光ファイバ側方入出力装置及び光ファイバ側方入出力方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】チューブ付き光ファイバの断面を説明する図である。
【図２】チューブ付き光ファイバの課題を説明する図である。
【図３】従来の光ファイバ側方入出力装置を説明する図である。
【図４】本発明に係る光ファイバ側方入出力装置を説明する図である。
【図５】本発明に係る光ファイバ側方入出力装置の第2治具を説明する図である。
【図６】本発明に係る光ファイバ側方入出力装置の動作を説明する図である。
【図７】本発明に係る光ファイバ側方入出力装置のガイド溝を説明する図である。
【図８】本発明に係る光ファイバ側方入出力装置の動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００２１】
（実施形態１）
図４は、本実施形態の光ファイバ側方入出力装置３０１の概要を説明する図である。光ファイバ側方入出力装置３０１は、
空隙を挟んで保護チューブ３２が心線３１を覆う構造のチューブ付き光ファイバ１０１に対して長手方向に湾曲する凹部２１、及び曲げが与えられたチューブ付き光ファイバ１０１の心線３１に対して光を入出力するプローブ光ファイバ５０を保持する保持部５１を有する第１治具１１と、
チューブ付き光ファイバ１０１に形成される前記曲げの頂点となる部分のみに接触する凸部２２を有する第２治具１２と、
第１治具１１の凹部２１と第２治具１２の凸部２２が近づく方向に押圧力を印加し、チューブ付き光ファイバ１０１に前記曲げを形成する押圧部（不図示）と、
を備える。
【００２２】
図５は、第２治具１２を説明する図である。図５（Ａ）は上面図、図５（Ｂ）は側面図、図５（Ｃ）は斜視図である。第２治具１２は、凸部２２の先端形状が円筒の側面の一部であり、前記円筒の母線が前記押圧力が印可される方向（Ｚ方向）と前記チューブ付き光ファイバの長手方向（Ｘ方向）とに垂直（Ｙ方向）である。
ここで、凸部２２の前記円筒の側面の半径ｒは、ｒ≦Ｒ−ｄ−２ｔを満たす。ただし、ｄは心線３１の直径、ｔは保護チューブ３２の厚み、Ｒは第１治具１１の凹部２１の曲率半径である。
【００２３】
図４のように、第１治具１１と第２治具１２でチューブ付き光ファイバ１０１に曲げを形成する際に、形成する曲げの頂点付近の保護チューブ３２だけを押しつぶすように押圧する。図６は、形成する曲げの頂点付近のチューブ付き光ファイバ１０１の様子を説明する断面図である。図６（Ａ）は保護チューブ３２を押しつぶす前の状態、図６（Ｂ）は保護チューブ３２を押しつぶした後の状態を説明している。図６（Ｂ）のように、曲げの頂点付近の心線３１と保護チューブ３２との間の空隙をなくすだけでも空隙による漏洩光の光強度の低下を防止できる。
【００２４】
一方、押圧力による心線３１にかかる側圧が曲げの頂点付近のみになるため、側圧による損失を低減でき、現用通信への影響を低減できる。また、側圧が曲げの頂点付近のみになるため、保護チューブ３２と心線３１への損傷を曲げの頂点付近のみとすることができる。
【００２５】
（実施形態２）
本実施形態の光ファイバ側方入出力装置は、実施形態１の光ファイバ側方入出力装置３０１に対して、第２治具１２の凸部２２にガイド溝２３を有している点が異なる。ガイド溝２３は、凸部２２の先端にあり、チューブ付き光ファイバ１０１を所定位置に導くことができる。ガイド溝２３は、図５の凸部２２の表面の一部をチューブ付き光ファイバ１０１の長手方向に削ることで形成できる。
【００２６】
図７は、具体的なガイド溝２３の形状を説明する図である。ガイド溝２３の断面形状は、Ｖ形状（図７（Ａ））、Ｕ形状（図７（Ｂ））、または台形形状（図７（Ｃ））である。光ファイバ側方入出力装置がガイド溝２３を有することでチューブ付き光ファイバ１０１に曲げを形成した時に位置が安定し、プローブ光ファイバ５０は漏洩光を再現良く受光することができる。
【００２７】
（実施形態３）
本実施形態の光ファイバ側方入出力装置は、実施形態１の光ファイバ側方入出力装置３０１に対して、押圧部が押圧力発生部、センサー部及び押圧力制御部を有する点が相違する。具体的には、前記押圧部は、
前記押圧力を発生させる押圧力発生部と、
前記押圧力を印加したときにチューブ付き光ファイバ１０１からの反発力を検知するセンサー部と、
前記押圧力発生部に前記押圧力を所定の割合で増大させ、前記センサー部が検知した前記反発力の増加率が直前より大きくなる変動時に、前記押圧力発生部に前記押圧力の増大を止めさせ、前記変動時の前記押圧力に維持させる制御を行う押圧力制御部と、
を有する。
【００２８】
図６（Ｂ）のように、チューブ付き光ファイバ１０１を押しつぶしていくとチューブ付き光ファイバ１０１から反発力が発生する。センサー部は、この反発力を検知する。図８は、第１治具１１と第２治具１２とを近接させていくときに発生する反発力の推移を説明する図である。時刻ｔ１までは、チューブ付き光ファイバ１０１が押しつぶされておらず反発力が発生していない状態である。時刻ｔ１は、第２治具１２がチューブ付き光ファイバ１０１の外側に接触し、保護チューブ３２をつぶし始める時刻である。時刻ｔ１からｔ２は、保護チューブ３２をつぶしている期間である。時刻ｔ２は保護チューブ３２がつぶされて心線３１と接触する時刻である。心線３１は保護チューブ３２に対して固いので時刻ｔ２以降の反発力の増加率は時刻ｔ２前より急激に大きくなる。
【００２９】
押圧力制御部は、センサー部が反発力の増加率が大幅に増加したことを検知したとき、押圧力発生部に対して押圧力の上昇(または第２治具１２の移動)を止めさせ、その押圧力を保持させる。このように、本実施形態の光ファイバ側方入出力装置は、押圧力を制御することができ、心線３１への過大な側圧を防止することができる。
【００３０】
（本発明の効果）
本発明に係る光ファイバ側方入出力装置は次のような効果を得ることができる。
（１）保護チューブの曲げの頂点だけを押しつぶし、光ファイバ心線と保護チューブ間の空隙をなくし、空隙による漏洩光の光強度の低下を防止できる。
（２）光ファイバ心線にかかる側圧は曲げの頂点付近だけになるため、側圧による損失を低減でき、現用通信への影響を低減できる。
（３）保護チューブと光ファイバ心線への損傷を小さくすることができる。
【符号の説明】
【００３１】
１１：第1治具
１２：第2治具
２１：凹部
２２：凸部
２３：ガイド溝
３１：心線
３２：保護チューブ
５０：プローブ光ファイバ
５１：保持部
１０１：チューブ付き光ファイバ
３０１：光ファイバ側方入出力装置
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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