(57)【要約】【課題】光ファイバ切断面の切断角度を一定値以下とする共に刃寿命を延ばすことのできる光ファイバ切断装置を提供する。【解決手段】光ファイバ１を２つのクランプ６、７でクランプして両クランプ６、７間に設けた切断刃５で該光ファイバ１に傷を付けて切断する光ファイバ切断装置。この光ファイバ切断装置で使用する切断刃５は、刃先角度θが７５度以上１０５度以下であり、且つ、単結晶ダイヤモンドで形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバの２箇所をクランプして両クランプ間に設けた切断刃で該光ファイバに傷を付けて切断する光ファイバ切断装置であって、
前記切断刃は、刃先角度が７５度以上１０５度以下であり、且つ、単結晶ダイヤモンドからなる
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、
前記光ファイバを挟んで前記切断刃と対向する位置に光ファイバ押付部材を設け、前記光ファイバ押付部材で前記切断刃に該光ファイバを押し付けて接触させることにより切断する機構部を有した
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に記載の光ファイバ切断装置であって、
前記切断刃を弾性部材で駆動自在に支持し、前記切断刃を前記光ファイバに接近させて接触させることにより切断する機構部を有した
ことを特徴とする光ファイバ切断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、両端をクランプした光ファイバを切断刃で傷を付けて切断する光ファイバ切断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバ同士を融着して接続するためには、切断刃で光ファイバに傷を付けて切断する光ファイバ切断装置が使用される（例えば、特許文献１、２等参照）。切断刃には、光ファイバの接続損失（光のロス）の低減を図るために切断角度を一定値以下にすること及び耐久性（刃寿命）が求められる。
【０００３】
図９には、従来の切断刃で光ファイバに傷を付ける様子を示している。光ファイバ１０１に傷を付けて切断する切断刃１０２の刃先角度 θは、これまで０度よりも大きく６０度以下とされて来た。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１７３１８３号公報
【特許文献２】特開２０００−５６１４０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、これまでの切断刃１０２は、その刃先角度θがかなり小さいため、光ファイバ１０１に刃先を接触させた際に刃先端部に欠けや摩耗が発生し易い。そのため、切断回数が増えるに連れて光ファイバ切断面の切断角度を所望とする一定値以下に保つことが出来なくなる。また、切断刃１０１の刃先摩耗が速くなり、交換サイクルが短くなってコストアップになる。
【０００６】
そこで、本発明は、光ファイバ切断面の切断角度を一定値以下とする共に刃寿命を延ばすことのできる光ファイバ切断装置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】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、光ファイバの２箇所をクランプして両クランプ間に設けた切断刃で該光ファイバに傷を付けて切断する光ファイバ切断装置であって、前記切断刃は、刃先角度 が７５度以上１０５度以下であり、且つ、単結晶ダイヤモンドからなることを特徴としている。
【０００８】
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、前記光ファイバを挟んで前記切断刃と対向する位置に光ファイバ押付部材を設け、前記光ファイバ押付部材で前記切断刃に該光ファイバを押し付けて接触させることにより切断する機構部を有したことを特徴としている。
【０００９】
請求項３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、前記切断刃を弾性部材で駆動自在に支持し、前記切断刃を前記光ファイバに接近させて接触させることにより切断する機構部を有したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の光ファイバ切断装置によれば、切断刃の刃先角度が７５度以上であるため、刃先端部が強靱になり、光ファイバに切断刃を接触させた際に、刃先端部に欠けや摩耗が発生し難くなり、刃寿命を延ばすことができる。
また、本発明の光ファイバ切断装置によれば、切断刃の刃先角度が１０５度以下であるため、光ファイバを切断した際の光ファイバ切断面の切断角度を所望とする一定値以下に保つことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は実施形態１の光ファイバ切断装置で光ファイバを切断する工程を説明するための図である。
【図２】図２は光ファイバを切断した様子を示す拡大図である。
【図３】図３は実施形態１の光ファイバ切断装置の全体を示す斜視図である。
【図４】図４は実施形態１の光ファイバ切断装置で光ファイバを切断する工程を示す斜視図であり、光ファイバを下クランプの上に載せた状態を示す。
【図５】図５は実施形態１の光ファイバ切断装置で光ファイバを切断する工程を示す斜視図であり、切断レバーを倒して光ファイバを切断した状態を示す。
【図６】図６は切断刃の刃先角度と刃寿命との関係を示す実験データの図である。
【図７】図７は切断刃の刃先角度と切断角度との関係を示す実験データの図である。
【図８】図８は実施形態２の光ファイバ切断装置で光ファイバを切断する工程を説明するための図である。
【図９】図９は従来の切断刃で光ファイバに傷を付けて切断する様子を示す拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
［実施形態１］
実施形態１の光ファイバ切断装置を説明する前に、先ず、光ファイバを切断する方法について図１を参照して説明する。光ファイバを切断するには、光ファイバ１をホルダ２で固定した後、バネ３で支持された刃台４に取り付けられた切断刃５を挟んでその両側に配置された２つのクランプ６（６Ａ、６Ｂ）、７（７Ａ、７Ｂ）でクランプした後（図１（Ａ）参照）、マクラと称される光ファイバ押付部材８で切断刃５に該光ファイバ１を押し付けて接触させることにより傷を付けて切断する（図１（Ｂ）参照）。なお、フォルダ２で把持する部位は、ベアファイバである光ファイバ１を被覆した外被部分１Ｇである。
【００１３】
図２は、図１（Ｂ）の光ファイバ切断部分の拡大図である。切断刃５は、刃台４に埋め込まれて固定されており、その刃先部分５Ａのみが刃台４の上面４ａから突出している。光ファイバ押付部材８には、切断刃５と対応する位置に該切断刃５との干渉を防止するための逃げ溝１８が形成されている。
【００１４】
次に、光ファイバ切断装置の構成について説明する。光ファイバ切断装置１０は、図３ないし図５に示すように、光ファイバ１を切断する光ファイバ切断機構部１１を有している。
【００１５】
光ファイバ切断機構部１１は、ベース１３と、このベース１３に所定間隔を置いて固定される２つの下クランプ６Ａ、７Ａと、これら下クランプ６Ａ、７Ａ間に設けられた刃台４に取り付けられた切断刃５と、ベース１３に対して回動軸１４を中心として回動自在に取り付けられた切断レバー１５と、この切断レバー１５に設けられ、該切断レバー１５をベース１３に接近する方向に倒すことで前記切断刃５に光ファイバ１を押し付ける光ファイバ押付部材（通称マクラ）８と、切断レバー１５に取り付けられた２つの上クランプ６Ｂ、７Ｂとからなる。
【００１６】
２つの下クランプ６Ａ、７Ａは、光ファイバ１の長手方向に所定間隔を置いて固定されている。一方の下クランプ６Ａは、光ファイバ１を固定したホルダ２を装着させるホルダ装着部１６と近い側に設けられている。他方の下クランプ７Ａは、前記ホルダ装着部１６から離れる側に設けられている。
【００１７】
切断刃５は、２つの下クランプ６Ａ、７Ａ間に配置された刃台４に取り付けられている。かかる切断刃５は、図２に示すように、尖った刃先部分５Ａのなす角度である刃先角度 θを７５度以上１０５度以下とした単結晶ダイヤモンドからなる。この刃先角度 θを前記範囲に設定する理由については後述するものとする。
【００１８】
前記切断刃５は、刃台４の上面４ａに形成された切断刃取付溝１７に埋め込むように圧入して固定されると共に刃先部分５Ａのみを該刃台４の上面４ａから突出させている。前記刃先部分５Ａの前記刃台４の上面４ａからの突出高さＨと突出幅Ｗは、例えばそれぞれ０．１ｍｍ程度とされている。この刃台４の上面４ａから突出した先端が尖った刃先部分５Ａで、前記光ファイバ１に傷を付けるようになっている。また、前記切断刃５は、前記刃台４に対して前記切断刃取付溝１７から抜け出さないように確実に固定するために、接着剤にて固定されている。
【００１９】
前記刃台４には、切断後の光ファイバ１の切断端部１ａ、１ｂを受け止める部位である受け部９が形成されている。この受け部９は、前記刃先部分５Ａの尖った先端から両側に傾斜する刃先傾斜面５Ａ１、５Ａ２の裾野部分を覆うように張り出して形成されている。前記刃台４は、該刃台４に形成された受け部９を含めてその全体が光ファイバ１の硬度（外被を剥がしたベアファイバ部分の硬度）よりも低くされている。この刃台４は、切断端部１ａ、１ｂを受け部９で受け止めた時に該切断端部１ａ、１ｂが傷付かないようにするために、光ファイバ１の硬度よりも低いステンレス等の金属やＰＯＭ（ポリアセタール）等の樹脂で形成されている。なお、刃台４は、図３から図５では図示されていないバネ３（図１参照）によって支持されている。
【００２０】
切断レバー１５は、ベース１３の手前から奥側に設けられた回動軸１４を中心として回動自在に取り付けられている。この切断レバー１５は、前記回動軸１４を中心として先端側部をベース１３に対して接近離反する方向に開閉自在とされている。切断レバー１５は、例えば作業者が手の平で押すことにより前記ベース１３に接近させ、接近後に手を離すことで復帰バネ（図示は省略する）で元の開状態に戻る。
【００２１】
光ファイバ押付部材８は、切断レバー１５に設けられている。この光ファイバ押付部材８は、前記切断レバー１５をベース１３に対して接近して倒した時に前記切断刃５と対向する位置に設けられている。
【００２２】
２つの上クランプ６Ｂ、７Ｂは、切断レバー１５に設けられた各アーム（図示は省略する）に取り付けられている。各アームは、切断レバー１５に対して基端部を回動自在に取り付けると共に、該切断レバー１５に設けられたそれぞれのストッパーに接触して前記２つの上クランプ６Ｂ、７Ｂの高さ位置を異なるように支持している。ホルダ装着部１６に近い側の上クランプ６Ｂは、他方の上クランプ７Ｂに先行して光ファイバ１を下クランプ６Ａに押し付けてクランプするようになっている。
【００２３】
また、２つのアームの先端側部と切断レバー１５との間には、弾性部材であるバネがそれぞれ設けられている。各バネは、切断レバー１５を倒して上クランプ６Ｂ、７Ｂで光ファイバ１を下クランプ６Ａ、７Ａに押し付けた時に撓み、その付勢力で光ファイバ１を下クランプ６Ａ、７Ａと上クランプ６Ｂ、７Ｂとで挟持してクランプするようになっている。
【００２４】
以上のように構成された光ファイバ切断装置１０により光ファイバ１を切断するには、図４に示すように、光ファイバ１を固定したホルダ２をベース１３に設けられたホルダ装着部１６にセットした後、該光ファイバ１を下クランプ６Ａ、７Ａの上に載せる。
【００２５】
次に、開状態にある切断レバー１５を前記切断刃５に向かって手の平で押して図５に示すように閉じる。切断レバー１５が閉じることで、ホルダ装着部１６に近い側の一方の上クランプ６Ｂが他方の上クランプ７Ｂに先行して下クランプ６Ａに光ファイバ１を押し付けてクランプすると共に、これに遅れて他方の上クランプ７Ｂが光ファイバ１を下クランプ７Ａに押し付けてクランプする。この時の状態を図１（Ａ）に示す。
【００２６】
この状態から切断レバー１５を更に切断刃５側へ押すことで、光ファイバ押付部材８が光ファイバ１を前記切断刃５に押し付けて切断する。この時の状態を図１（Ｂ）に示す。光ファイバ１は、光ファイバ押付部材８に押されて先端が尖った刃先部分５Ａに接触して切り傷が付けられる。そして、この光ファイバ１は、更に光ファイバ押付部材８に押されることで前記切り傷から破断して切断される。切断された光ファイバ１の切断端部１ａ、１ｂは、刃先部分５Ａに接触することなく刃台４に形成された受け部９で受け止められる（図２参照）。
【００２７】
前記切断刃５の刃先角度θを７５度以上１０５度以下とする理由について、以下に実験結果と共に説明する。刃先角度 θを６０度、７５度、９０度、１０５度、１２０度の切断刃５をそれぞれ用意した。そして、各切断刃５を刃台４に取り付け図１に示した光ファイバ切断装置１０で光ファイバ１を切断して刃寿命を調べた。刃寿命は、光ファイバ１を切断することのできる切断回数を指標とした。刃先角度θと刃寿命の関係を図６に示す。
【００２８】
図６の実験結果から判るように、刃先角度θが６０度以下であると、光ファイバ１を切断できる切断回数が２００〜３００程度と極端に少なくなり、刃寿命が短くなる。一方、刃先角度θが７５度以上になると、急激に光ファイバ１を切断できる切断回数（３０００以上）が増え、超硬（刃の材質）の刃の一般的な寿命である１０００回を大きく上回ることが確認された。
【００２９】
切断刃５の刃先角度θが７５度以上になると刃寿命が急激に延びるのは、刃先角度が大きくなることで刃先端部が強靱になり、光ファイバ１を刃に接触させた際に、刃先端部に欠けや摩耗が発生し難くなるからである。したがって、切断刃５の刃先角度θを７５度以上とすることが望ましい。
【００３０】
また、刃先角度θと光ファイバ切断面の切断角度との関係を調べた。刃先角度θと光ファイバ切断面の切断角度との関係を図７に示す。図７中、記号「−」は最小切断角度、記号「×」は最大切断角度、記号「■」は平均切断角度を表している。なお、切断角度とは、光ファイバ１の長手方向に垂直な垂直面を零度した時に、この垂直面に対して光ファイバ切断面のなす角度をいう。切断角度は、零（０）度であることが最も望ましく、大きくなるに連れて光ファイバ１の接続損失（光りのロス）が増大する。そのため、切断角度は出来る限り零度に近いことが好ましい。一般的な光ファイバ切断面の切断角度の許容値は、１度以下である。
【００３１】
切断刃５の刃先角度θが１２０度の場合は、最大切断角度が１度を超えてしまう。刃先角度θが１０５度以下の場合は、何れも最大切断角度が１未満になる。したがって、切断刃５の刃先角度θを１０５度以下とすることが望ましい。
【００３２】
前記切断刃５の刃先角度θは、刃寿命によりその下限値が決められると共に光ファイバ切断面の切断角度によりその上限値が決められる。本実施形態では、これらの理由により、切断刃５の刃先角度θを７５度以上１０５度以下とした。特に、この範囲のうちで切断刃５の刃先角度θは、９０度であることが最も好ましい。光ファイバ１の接続損失をより低減するためには、平均切断角度を０．５度以下とすることが望ましいため、刃寿命を考慮すると、９０度が最適となる。
【００３３】
本実施形態では、前記切断刃５の材質を単結晶ダイヤモンドとした。超硬や焼結ダイヤモンドのような焼結体で刃を作製すると、刃を加工する際に粒の脱落が生じ、刃先端部の幅が不均一になり、刃の当たる場所によっては切断性能にバラツキが生じる。これに対して、単結晶ダイヤモンドは、一つの結晶体であり、焼結体のような粒の脱落は起こり得ないため、刃先端部の幅を均一に作製可能であり、刃の当たる場所による切断性能のバラツキは発生しない。
【００３４】
また、焼結体は、光ファイバ１の切断を繰り返して行くうちに粒の脱落が発生するため、刃先端部の損傷が早く発生する。これに対して、単結晶ダイヤモンドは、粒の脱落が発生しないため、より長く刃を使用することができる。つまり、単結晶ダイヤモンドは、刃寿命を延ばすことができる。また、同じ単結晶体でもルビーやサファイヤは硬度が低いため、早く摩耗するが、単結晶ダイヤモンドは硬度が硬いためにそれらよりも長く刃を使用することができる。
【００３５】
実施形態１の光ファイバ切断装置１０によれば、切断刃５の刃先角度θが７５度以上であるため、刃先端部が強靱になり、光ファイバ１に切断刃５を接触させた際に、刃先端部に欠けや摩耗が発生し難くなり、刃寿命を延ばすことができる。また、実施形態１の光ファイバ切断装置１０によれば、切断刃５の刃先角度θが１０５度以下であるため、光ファイバ１を切断した際の光ファイバ切断面の切断角度を所望とする一定値（１度）以下に保つことが出来る。したがって、実施形態１によれば、光ファイバの接続損失（光のロス）に影響する光ファイバ切断面の切断角度を一定値以下を満足させた上で、切断刃５の刃寿命を延ばすことができる。
【００３６】
また、実施形態１の光ファイバ切断装置によれば、光ファイバ押付部材８で切断刃５に光ファイバ１を押し付けて接触させることにより切断する機構部を有しているので、光ファイバ押付部材８を切断刃５に向かって押し下げるだけで誰にでも簡単に光ファイバ１を切断することができる。
【００３７】
「実施形態２」
実施形態２では、刃先角度θを７５度以上１０５度以下とし且つ単結晶ダイヤモンドからなる切断刃５を用いることは実施形態１と同じであるが、光ファイバ押付部材８を使用せずに、切断刃５を光ファイバ１に接近させて接触させることにより切断する機構部とする。
【００３８】
具体的には、図８に示すように、切断刃５を取り付けた刃台４の下面に弾性部材であるバネ３を取り付けて、該切断刃５を駆動自在（上下動自在）に支持する。光ファイバ１を切断する前の状態では、図８（Ａ）に示すように、切断刃５を光ファイバ１から離れた下方位置に待避させておく。例えば、図示を省略するロック手段で圧縮されたバネ３により切断刃５が光ファイバ１に向かって上昇しないように押さえておく。光ファイバ１を切断する時には、前記ロック手段を解除して弾性復帰するバネ３の弾性力で切断刃５を光ファイバ１に接近するよう上昇させる。
【００３９】
前記切断刃５を挟んで両側に設けた２つクランプ６、７は、光ファイバ１を長手方向に引っ張ってテンションを加えるようになっている。このため、切断刃５は、図８（Ｂ）に示すように、バネ３の弾性力で光ファイバ１に接近するよう上昇せしめられてピーンと張った状態とされた光ファイバ１に接触する。その結果、光ファイバ１には傷が付き、その傷から亀裂が生じて光ファイバ１は切断される。
【００４０】
実施形態２では、実施形態１と同様、刃先角度θを７５度以上１０５度以下とし且つ単結晶ダイヤモンドからなる切断刃５を使用しているので、光ファイバの接続損失に影響する光ファイバ切断面の切断角度を一定値以下を満足させた上で、切断刃５の刃寿命を延ばすことができる。
【００４１】
また、実施形態２では、弾性部材であるバネ３で駆動自在に支持した切断刃５を上昇させて光ファイバ１に接触させることにより切断する機構部を有しているので、切断刃５の上昇だけで光ファイバ１を切断することができ、装置構成を簡略化することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、光ファイバを切断刃で傷を付けて切断するための装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１…光ファイバ
２…ホルダ
３…バネ（弾性部材）
４…刃台
５…切断刃
５Ａ…刃先部分
６Ａ…一方の下クランプ（クランプ）
６Ｂ…一方の上クランプ（クランプ）
７Ａ…他方の下クランプ（クランプ）
７Ｂ…他方の上クランプ（クランプ）
８…光ファイバ押付部材（マクラ）
１０…光ファイバ切断装置
１１…光ファイバ切断機構部
１３…ベース
１５…切断レバー
θ…切断刃の刃先角度
【図１】
2011145478.tif 000003
【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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【図９】
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